(57)【要約】  本発明は、指向性サウンドプロファイルを生成するように音響変換器アレイを制御する方法であって、方法は、（ｉ）第１の信号に基づいて、主サウンドプロファイルを生成するように変換器アレイを制御するステップであって、極座標において表されるときに、主サウンドプロファイルは、第１の軸に沿って延在する主ローブ、及び主ローブに関連付けられる副ローブを有し、副ローブは第１の軸とはそれぞれ異なる第２の軸に沿って延在する、制御するステップと、（ｉｉ）第１の信号に基づいて、キャンセリングサウンドプロファイルを生成するように変換器アレイを制御するためのキャンセリング信号を生成するステップであって、極座標において表されるときに、キャンセリングサウンドプロファイルは、第２の軸に沿って延在するキャンセリングローブを有し、キャンセリングローブは、副ローブと弱め合うように干渉するように位相を変更される、生成するステップとを含む、指向性サウンドプロファイルを生成するように音響変換器アレイを制御する方法を提供する。【選択図】図９
2012510748.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指向性サウンドプロファイルを生成するように音響変換器アレイを制御する方法であって、該方法は、
（ｉ）第１の信号に基づいて、主サウンドプロファイルを生成するように前記変換器アレイを制御するステップであって、前記主サウンドプロファイルは、極座標において表されるときに、第１の軸に沿って延在する主ローブ、及び該主ローブに関連付けられる副ローブを有し、該副ローブは前記第１の軸とはそれぞれ異なる第２の軸に沿って延在する、制御するステップと、
（ｉｉ）前記第１の信号に基づいて、キャンセリングサウンドプロファイルを生成するように前記変換器アレイを制御するためのキャンセリング信号を生成するステップであって、前記キャンセリングサウンドプロファイルは、極座標において表されるときに、前記第２の軸に沿って延在するキャンセリングローブを有し、該キャンセリングローブは、前記副ローブと弱め合うように干渉するように位相を変更される、生成するステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記第２の軸上の点Ｘにおいて測定可能な前記副ローブの振幅は周波数に依存する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記キャンセリング信号を生成する前記ステップは、前記第２の軸上の前記点Ｘにおいて測定可能な前記副ローブの周波数依存振幅に対応する、前記第２の軸上の前記点Ｘにおいて測定可能な周波数依存振幅を有するキャンセリングローブを有するキャンセリングサウンドプロファイルを生成するよう前記変換器アレイを制御することを可能にするように前記キャンセリング信号を生成するステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記キャンセリング信号を生成する前記ステップは、前記第２の軸上の前記点Ｘにおいて測定可能な前記副ローブの周波数依存振幅に一致する、前記第２の軸上の前記点Ｘにおいて測定可能な周波数依存振幅を有するキャンセリングローブを有するキャンセリングサウンドプロファイルを生成するよう前記変換器アレイを制御することを可能にするように前記キャンセリング信号を生成するステップを含む、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の信号に基づいて前記キャンセリング信号を生成するためのビームキャンセラーを設けるステップをさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記ビームキャンセラーは、前記第２の軸上に位置する点Ｘにおいて測定される前記変換器アレイの周波数応答に一致する周波数応答を有する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
主サウンドプロファイルを生成するようにコントローラーによって制御することができる音響変換器アレイの出力を変更するためのビームキャンセラーであって、前記主サウンドプロファイルは、極座標において表されるときに、第１の軸に沿って延在する主ローブ、及び該主ローブに関連付けられる副ローブを有し、該副ローブは前記第１の軸とはそれぞれ異なる第２の軸に沿って延在し、前記コントローラーは、受信した第１の信号に基づいて、前記変換器アレイを制御するように構成され、
前記ビームキャンセラーは、前記第１の信号から導出され、キャンセリングサウンドプロファイルを生成するように前記変換器アレイを制御するのに適しているキャンセリング信号を前記変換器アレイに与えるように構成され、前記キャンセリングサウンドプロファイルは、極座標において表されるときに、前記第２の軸に沿って延在するが前記副ローブと弱め合うように干渉するように位相を変更されるキャンセリングローブを有する、ビームキャンセラー。
【請求項８】
前記第２の軸上の点Ｘにおいて測定可能な前記副ローブの振幅は周波数に依存する、請求項７に記載のビームキャンセラー。
【請求項９】
前記ビームキャンセラーは、前記第２の軸上の前記点Ｘにおいて測定可能な前記副ローブの周波数依存振幅に対応する、前記第２の軸上の前記点Ｘにおいて測定可能な周波数依存振幅を有するキャンセリングローブを有するキャンセリングサウンドプロファイルを生成するように前記変換器アレイを制御するためのキャンセリング信号を与えるように構成される、請求項８に記載のビームキャンセラー。
【請求項１０】
前記ビームキャンセラーは、前記第２の軸上の前記点Ｘにおいて測定可能な前記副ローブの周波数依存振幅に一致する、前記第２の軸上の前記点Ｘにおいて測定可能な周波数依存振幅を有するキャンセリングローブを有するキャンセリングサウンドプロファイルを生成するように前記変換器アレイを制御するためのキャンセリング信号を与えるように構成される、請求項８又は９に記載のビームキャンセラー。
【請求項１１】
前記ビームキャンセラーは、前記第２の軸上に位置する点Ｘにおいて測定される前記変換器アレイの周波数応答に一致する周波数応答を有する、請求項８〜１０のいずれか一項に記載のビームキャンセラー。
【請求項１２】
前記第２の軸上に位置する点Ｘにおいて測定される前記変換器アレイの前記周波数応答に対応する周波数応答を有するように構成されるフィルターをさらに備える、請求項８〜１１のいずれか一項に記載のビームキャンセラー。
【請求項１３】
前記第２の軸上に位置する点Ｘにおいて測定される前記変換器アレイの前記周波数応答に一致する周波数応答を有するように構成されるフィルターをさらに備える、請求項８〜１２のいずれか一項に記載のビームキャンセラー。
【請求項１４】
１つ又は複数の変換器構成要素からなる音響変換器アレイを制御するためのコントローラーであって、該コントローラーは、
主サウンドプロファイルを生成するように前記音響変換器アレイを制御するための制御手段であって、前記主サウンドプロファイルは、極座標において表されるときに、第１の軸に沿って延在する主ローブ、及び該主ローブに関連付けられる、周波数依存性の副ローブを有し、該副ローブは前記第１の軸とはそれぞれ異なる第２の軸に沿って延在する、制御手段と、
請求項７〜１３のいずれか一項に記載のビームキャンセラーと、
を備える、コントローラー。
【請求項１５】
指向性サウンドプロファイルを生成するための音響装置であって、該音響装置は、
音波を生成することができる１つ又は複数の音響変換器構成要素を有する音響変換器アレイと、
主サウンドプロファイルを生成するように前記音響変換器アレイを制御するためのコントローラーであって、前記主サウンドプロファイルは、極座標において表されるときに、第１の軸に沿って延在する主ローブ、及び該主ローブに関連付けられる、周波数依存性の副ローブを有し、該副ローブは前記第１の軸とはそれぞれ異なる第２の軸に沿って延在する、コントローラーと、
請求項７〜１３のいずれか一項に記載のビームキャンセラーとを備える、指向性サウンドプロファイルを生成するための音響装置。
【請求項１６】
図６〜図９、図１２及び図１５を参照して本明細書において実質的に記述されるような方法。
【請求項１７】
図６〜図９、図１２及び図１５を参照して本明細書において実質的に記述され、かつ図６〜図９、図１２及び図１５に示されるようなビームキャンセラー。
【請求項１８】
図６〜図９、図１２及び図１５を参照して本明細書において実質的に記述され、かつ図６〜図９、図１２及び図１５に示されるような音響装置ビームキャンセラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は音響アンテナの知覚指向性を改善することに関し、より詳細には、限定はしないが、そのようなアンテナの主出力を聴取したいユーザーによって、たとえば、壁からの反射によって知覚されるように、音響アンテナの指向性を改善することに関する。
【０００２】
たとえば、フェーズドアレイスピーカーのような音響アレイの形をとる音響アンテナを用いて、所与の指向性を有する音響変換器を製造できることがよく知られている。
【０００３】
フェーズドアレイスピーカーは、専用信号をそれぞれ供給されるＮ個のドライバーユニットを用いる（線形）アレイと見なすことができる。
【０００４】
たとえば、指向性サウンドプロファイルを生成するためのアレイ処理に対する基本的な手法は、「遅延和ビームフォーミング」として知られている。この手法では、最大出力を有することが望ましい特定の目標方向が選択される。これは、目標方向において個々のスピーカーによって放射される音場間の位相差が補償されるように、各スピーカー信号に個々の遅延を加算することによって達成することができる。
【０００５】
このために必要とされる遅延値は、スピーカーと目標方向又は目標位置との相対的な位置から幾何学的に求めることができる。
【０００６】
図１は、一定の間隔Δｘを有し、目標方向がアレイ法線に対して角度θを有する、ｘ軸に沿った線形アレイの幾何学を示す。
【０００７】
スピーカーｎ（ただし、原点にあるスピーカーの場合にｎ＝０であり、正のｘ方向において増加する）の場合に要求される遅延が、以下の式によって与えられることが図１からわかる。
【０００８】
tn＝nΔx sin(θ)                                      （１）
【０００９】
図２は、Ｎ個のスピーカードライバー１、．．．、ドライバーＮのアレイによって、１つの特定の方法において音響ビームを如何に生成することができるかを詳細に示す。
【００１０】
最初に、入力信号がＮ回複製される。その後、Ｎ個の複製のそれぞれが、個々の遅延である整数遅延１．．．Ｎによって遅延され、上記の式（１）によれば、その値は、対応するスピーカードライバーＮの位置、及びビームがステアリングされることになる方向によって求められる。最後に、Ｎ個の遅延した信号が、それらの対応するスピーカーに供給され、所望の方向において音響ビームが生成される（その利得である利得１、．．．、利得Ｎはオプションであり、徐々に振幅を小さくするのに用いることができる）。
【００１１】
図３は、特定の周波数におけるフェーズドアレイスピーカーの出力の通常の極プロットである。そのプロットは、メインローブ（ビーム）の振幅が大きく、サイドローブの振幅が小さいことを示す。
【００１２】
スピーカーレイのいくつかの用途では、主聴取軸は優先的に、メインローブが延びる軸ではない。たとえば、用途によっては、メインローブは、たとえば、壁又は他の表面からの反射によって聞こえるように意図される場合がある。これは、その音波が、スピーカーレイ以外の音源、たとえば、その後方及び／又は片側にある音源から生じるとユーザーに知覚させるはずである。これは、ユーザーが、たとえば、映画及びテレビゲームを楽しむ場合に都合の良い効果である。
【００１３】
しかしながら、ユーザーは、サイドローブのうちの一方が直に発射される軸上に位置する場合があるか、又はその近くに位置する場合がある。
【００１４】
そのような配置では、ユーザーは反射されたメインローブを知覚することになるだけでなく、スピーカーレイからの望ましくないサイドローブを直に知覚することになるので、生成された音に関するユーザーの知覚は損なわれるであろう。これは、ユーザーによって知覚されるような音質に、かつ／又は音の出所に関するユーザーの知覚に悪影響を及ぼす可能性がある。
【００１５】
変換器アレイにテーパーリング法を適用することによって、サイドローブの振幅を減衰させることができ、それにより、ユーザーによって知覚されるような損失を緩和することができる。非特許文献１を参照されたい。しかしながら、そのような方法は欠点を抱えている。たとえば、多くの場合にメインローブが広がり、それゆえ、或る程度の指向性が失われるので、望ましくない。
【００１６】
代替的な方法は、サイドローブを完全に除去することができると言われており、110th Convention 2001 May 12-15において提出された非特許文献２において記述される。しかしながら、この方法も欠点、すなわち、スピーカーレイ内の各スピーカー構成要素がデジタルフィルターによって信号を供給されるので、データ処理が非常に複雑になり、それゆえ低速で制限的である可能性があるという欠点を抱えている。たとえば、マルチチャネルオーディオシステム（５チャネルが再生されることなる）を再生する目的の１６素子アレイの場合に、これは８０個のフィルターを必要とすることになり、各フィルターは５１２タップＦＩＲフィルターからなる。結果として、デジタル信号処理（ＤＳＰ）に関する全体的な要件が大きい。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１７】
【非特許文献１】Van der Werff著「Array without side lobes」（Convention paper 5322, Audio Engineering Society）
【非特許文献２】Van der Werff著「Electronically Controlled Loudspeaker Arrays without Side Lobes」（Convention paper 5322, Audio Engineering Society）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
したがって、包括的には、本発明は、メインローブに著しく悪影響を及ぼすことなく、かつ著しいＤＳＰ要件を必要とすることなく、ユーザーがサイドローブを知覚する程度を小さくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
それゆえ、本発明は、請求項１に記載されるような、（改善された）指向性サウンドプロファイルを生成するように変換器アレイを制御する方法を提供する。
【００２０】
都合の良いことに、本発明によれば、副ローブの振幅が低減され、それにより、ユーザーが副ローブを知覚する程度を小さくし、したがって、ユーザーが主サウンドプロファイルを知覚するのを、そして、ユーザーが主サウンドプロファイルの発生源の場所を知覚するのを改善する。
【００２１】
異なる振幅及び指向性を有する可能性がある場合でも、キャンセリングサウンドプロファイルが変換器アレイの主サウンドプロファイルと概ね一致するように、キャンセリングサウンドプロファイルはキャンセリングローブ（そして、おそらく複数の関連する副ローブ）を有することができる。実際には、そのアレイは、第１の信号に基づいて、キャンセリングサウンドプロファイルを生成するように制御されることが好ましい。
【００２２】
第１の信号に基づいてキャンセリング信号を生成するためにフィルター手段が設けられることが好ましく、フィルター手段は、主信号に応答して変換器アレイによって生成される主サウンドプロファイルのサイドローブの既知の周波数特性に類似している周波数応答を有し、主信号は、第１の信号に基づいて変換器コントローラーによって生成され、既知の周波数特性は、ユーザーの意図される位置におけるサイドローブの周波数特性に対応するように選ばれる。
【００２３】
フィルター手段は、たとえば、第１の信号に基づいてキャンセリング信号を生成することができる。フィルター手段は、第１の信号に基づいて変換器コントローラーによって生成される主信号に応答して、変換器アレイによって生成される主サウンドプロファイルのサイドローブの既知の周波数特性に一致する周波数特性を有するメインローブを有するキャンセリングサウンドプロファイルを生成するように変換器を制御するためのキャンセリング信号を生成するように構成することができ、既知の周波数特性は、ユーザーの意図される位置におけるサイドローブの周波数特性に対応するように選ばれる。
【００２４】
キャンセリングサウンドプロファイルのキャンセリングローブの位相の変更を達成することによって、主サウンドプロファイルの望ましくない副ローブ、及びキャンセリングサウンドプロファイルのキャンセリングローブを互いに弱め合うように干渉させ、好ましくは互いに概ね相殺させることができる。
【００２５】
それゆえ、キャンセリングビームのキャンセリングローブは、相殺されるべき（望ましくない）副ローブに類似しているか、又はより好ましくは同一の周波数依存特性を示すことが望ましい。当業者は、この効果を生み出すのに適した手段、たとえば、フィルター手段を設けるができる。
【００２６】
本発明によるビームキャンセラーは、主サウンドプロファイルを生成するようにコントローラーによって制御可能な音響変換器アレイの出力を変更するのに適しており、主サウンドプロファイルは、極座標において表されるときに、第１の軸に沿って延在する主ローブと、第１の軸とはそれぞれ異なる第２の軸に沿って延在する、主ローブに関連付けられる副ローブとを有し、コントローラーは、受信した第１の信号に基づいて変換器アレイを制御するように構成され、ビームキャンセラーは、変換器アレイに、第１の信号から導出され、キャンセリングサウンドプロファイルを生成するように変換器アレイを制御するのに適しているキャンセリング信号を与えるように構成され、キャンセリングサウンドプロファイルは、極座標において表されるときに、第２の軸に沿って延在するが、副ローブと弱め合うように干渉するように位相を変更されたキャンセリングローブを有する。
【００２７】
ビームキャンセラーはフィルターとすることができ、そのフィルターはアレイからキャンセリングサウンドプロファイルを生成し、キャンセリングサウンドプロファイルは、主サウンドプロファイルの副ローブの周波数依存特性に類似している周波数依存特性を示すキャンセリングローブを有する。
【００２８】
別の態様では、本発明は、たとえば、請求項１５に記載されるような、サウンドプロファイルを出力することができる装置を提供する。その装置は、たとえば、テレビ画面及び／又は映写幕のようなスクリーンと共に用いるためのサラウンドサウンド装置とすることができる。
【００２９】
いずれの態様においても、音響変換器のアレイは、別個の変換器からなるアレイとして設けることができるが、代替的には、複数の音響変換器のうちの２つ以上を単一のユニット内に設けることもできる。
【００３０】
ここで、一例として、本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来の遅延和（sum and delay）技法を理解する際に有用な図である。
【図２】従来の遅延和技法の実施態様の一例を示す図である。
【図３】たとえば、従来の遅延和技法を用いて動かされる、スピーカーレイの指向性出力を表す通常の極プロットを示す図である。
【図４】本発明を適用することができるフェーズドアレイスピーカーシステムの概略図である。
【図５】極プロット上で所与の周波数において表される、図５のシステムの通常の出力を示す図である。
【図６】本発明による装置の概略図である。
【図７】本発明に従って生成することができる通常のキャンセリング出力を示す図である。
【図８ａ】極プロット上で所与の周波数において、本発明に従って生成されるキャンセリングビーム及び従来のビームの重ね合わせを理解するのを助けるための図である。
【図８ｂ】極プロット上で所与の周波数において、図８（ａ）に示される重ね合わせの結果を表す図である。
【図９】本発明の一実施形態を示す図である。
【図１０Ａ】種々の周波数における従来の指向性音響装置の出力の例を色で与える図である。
【図１０Ｂ】種々の周波数における従来の指向性音響装置の出力の例をグレースケールで与える図である。
【図１１】同じ種々の周波数について極座標において類似した情報を与える図である。
【図１２】図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１１において与えられる情報に基づいて、本発明の一実施形態の所望の周波数依存特性を示す図である。
【図１３Ａ】種々の周波数における従来の指向性音響装置の出力の例を色で与える図である。
【図１３Ｂ】種々の周波数における従来の指向性音響装置の出力の例をグレースケールで与える図である。
【図１４】同じ種々の周波数について極座標において類似した情報を与える図である。
【図１５】図１３Ａ、図１３Ｂ及び図１４において与えられる情報に基づいて、本発明の一実施形態の所望の周波数依存特性を示す図である。
【図１６】ＤＳＰを用いる本発明の実施態様を示す図である。
【００３２】
図４は、本発明を使用することができる簡略化したフェーズドアレイスピーカーシステム１０を示す。システム１０は、指向性音波を生成するようにアレイ１４内に配列される複数のスピーカー構成要素１２を備える。
【００３３】
アレイ１４の出力の指向性は、指向性手段１８によって制御される。指向性手段は、出力音波全体、たとえば、振幅等を制御するためのコントローラー１６内に含まれることが好ましい。
【００３４】
手段１８は、たとえば、主にアレイ法線に対して４５度を成す方向に沿って音波を出力するようにアレイ１４を制御するように構成することができる。指向性手段１８は、出力音波に指向性を与えるために、遅延和技法に従って動作するように構成されてもよい。
【００３５】
たとえば、図５は、そのようなシステム１０によって生成可能な主出力２１の代表的な極プロットを示す。
【００３６】
システム１０は、出力音波のメインビーム（ローブ）２２が、１つ又は複数の表面２０、たとえば、壁からの反射によって、たとえば、アレイ１４に対する法線上に位置する、位置Ｘにいるユーザーに聞こえるように配置される場合がある。メインビームの経路長に起因して、メインビームはユーザーの耳に届く前に減衰する場合がある。さらに、反射面２０、たとえば、壁は、表面２０の厳密な特性に応じて、メインビームを大きく、又は小さく減衰させるであろう。場合によっては、減衰はかなり大きくなることがある。
【００３７】
極プロットの原点は、たとえば、スピーカー構成要素１２のうちのいずれか１つ、たとえば、中央の構成要素１２、又はアレイ１４の一端に配置される構成要素１２と見なすことができる。
【００３８】
これは、たとえば、ユーザーが、後方に配置される音源によって出力音波が生成されたことを知覚するように意図される場合に望ましいことがある（すなわち、ユーザーは位置Ｘに位置するときに極プロットの原点の方を向いていると仮定する）。そのような効果は、たとえば、映画又はテレビゲームのユーザー体験を向上させることができる。
【００３９】
しかしながら、システム１０の特性は、サイドローブ２４及び２６も生成されることである。システム１０が、反射によってユーザーがメインビーム２２を知覚するように構成されるとき、サイドローブ２４が、位置Ｘにいるユーザーに対して直に、又はユーザーの非常に近くに出力される可能性がある。それゆえ、ユーザーは、反射したメインローブ２０をユーザーが知覚するのを妨げるサイドローブ２４を受けるので望ましくない。
【００４０】
メインビームが、メインビーム２２の経路長によって、及び／又は表面２０の特性によって減衰する上記の事例では、位置Ｘにいるユーザーの耳における残留音圧レベル（メインビームに関連付けられる）は、位置Ｘにいるユーザーの耳における音圧と同等である場合がある。
【００４１】
したがって、本発明は、図６に示されるように、システム１００の形で、システム１０を変更したものを提供する。システム１１０は、アレイ１１４を形成する複数のスピーカー構成要素１１２を備える。アレイ１１４は、指向性手段１１８及びキャンセル手段１３０に基づいて制御されることが好ましい。指向性手段１１８及びキャンセル手段１３０は、個々のコントローラー１１６内に、又は共通のコントローラー１１６（図示せず）内に設けられる場合がある。
【００４２】
指向性手段１１８は、概ね上記の指向性手段１１８のように動作する。
【００４３】
アレイ１１４の出力は、キャンセリング音波出力１４０を生成するようにキャンセル手段１３０によってさらに制御され、本実施形態では、その出力は、図７において示される極表示に類似していることが好ましい。極プロット上に表されるキャンセリング音波出力プロファイルは一般的に、メインビーム（ローブ）１４２並びにサイドローブ１４４及び１４６を含むであろう。
【００４４】
図７において、位置Ｘは、図５において示される位置Ｘと同じである。同様に、図７において示される極表示の原点は、図５において示される原点と同じである。
【００４５】
システム１１０は、メイン出力２１に対してキャンセリング音波出力１４０を反転するための反転手段１３２をさらに備える。反転手段１３２は、キャンセル手段１３０に組み込まれる場合がある。反転手段１３２は、キャンセル手段１３０を組み込むコントローラーに組み込まれるが、たとえば、キャンセル手段１３０には組み込まれない場合がある。
【００４６】
図８（ａ）を参照すると、指向性手段１１８及びキャンセル手段１３０がそれぞれ、アレイ１１４にそれぞれの出力を実効的に生成させ、その出力は互いに重ね合わせられて、メインキャンセリングビーム（ローブ）１４２がメイン出力サイドローブ２４に重ね合わせられるようになることを見てとることができる。反転手段１３２を備える結果として、重ね合わせられるローブが、互いに相殺するように作用する。
【００４７】
図８（ｂ）はシステム１００の結果として生成される出力を示しており、サイドローブ２４が実効的に相殺されるのに対して、メインビーム２２はその相殺によって概ね影響を受けない。
【００４８】
したがって、位置Ｘにいるユーザーは、表面２０からの反射によってメインビーム２２を知覚することになり、ユーザーに対して直に入射し、反射したメインビームをユーザーが知覚するのに悪影響を及ぼすローブ又はビームは存在しない。
【００４９】
アレイ１１４の特性に、かつ指向性手段１１８に応じて、システム１０に入力される任意の所与の信号に対して、当業者は、出力されるサイドローブ２４のサイズを求めることができる。
【００５０】
それゆえ、結果としてサイドローブ２４を生じるシステム１０の特性を実効的に模倣し、それにより、サイドローブ２４と概ね一致すると共にサイドローブ２４を概ね相殺するように、サイドローブ２４と概ね同じ特性、たとえば、振幅、周波数応答等を有するメイン（キャンセリング）ビーム１４２を有するキャンセリング出力を、アレイ１１４（アレイ１４と類似している）から生成するキャンセル手段１３０及びインバーター１３２を設けることは、当業者であれば容易であろう。
【００５１】
本発明によるサウンドシステムの一例が図９に示されており、図９は、本発明による装置２１３によって制御することができる、スピーカー構成要素２１２のスピーカーアレイ２１４を備えるシステム２１０を示す。
【００５２】
装置２１３は、サラウンド左チャネル、中央チャネル及びサラウンド右チャネルを受信するように構成される。
【００５３】
サラウンド左チャネルは、アレイ２１４の出力の主方向、たとえば、アレイ２１４の法線に対して（たとえば、左方向に）或る角度を成してメインビーム（ローブ）を有する出力を生成するようにアレイを制御するための指向性手段２１８Ｌに供給される。その角度は４５度とすることができる。その角度は、０度〜９０度の別の角度とすることができるが、０度、９０度は含まないことが好ましい。
【００５４】
サラウンド右チャネルは、アレイ２１４の出力の主方向、たとえば、アレイ２１４の法線に対して（たとえば、右方向に）或る角度を成してメインビーム（ローブ）を有する出力を生成するようにアレイを制御するための指向性手段２１８Ｒに供給される。その角度は４５度とすることができる。その角度は、０度〜９０度の別の角度とすることができるが、０度、９０度は含まないことが好ましい。
【００５５】
中央チャネルは、アレイ２１４の出力の主方向、たとえば、アレイ２１４の法線に概ね沿ってメインビーム（ローブ）を有する出力を生成するようにアレイを制御するための指向性手段２１８Ｃに供給される。指向性手段２１８Ｃは、中央チャネル信号を発射するための０度ビームフォーマーとすることができる。
【００５６】
上記のように、指向性手段２１８Ｒ及び２１８Ｌのそれぞれは（少なくとも）出力音波においてサイドローブを生成することになる。それらのサイドローブの振幅は周波数と共に変化する。
【００５７】
装置２１３は、キャンセリングインバーター２３０Ｌ及び２３０Ｒをさらに備える。キャンセリングインバーター２３０Ｌ、２３０Ｒは、上記のサイドローブの周波数応答を模倣するように機能するフィルターと見なすことができるが、そのフィルター応答はサイドローブそのものの周波数応答に対して逆位相の関係にある。言い換えると、そのフィルター応答はサイドローブに対して反転される。
【００５８】
キャンセリングインバーター２３０Ｌ及び／又はキャンセリングインバーター２３０Ｒによって処理される各信号は、その後、たとえば、当業者の共通の一般知識に従って、スケーリングされ、手段２１５において中央チャネル信号と混合される。
【００５９】
こうして、キャンセリングインバーター２３０Ｌ、２３０Ｒのそれぞれ又はいずれかによって生成される信号（複数可）は、サラウンド左チャネル及びサラウンド右チャネルのそれぞれに関連付けられるサイドローブ（複数可）が相殺されるように機能する。
【００６０】
本発明は、キャンセリングインバーター２３０Ｌ、２３０Ｒ、たとえば、キャンセル手段１３０及び反転手段１３２のうちの１つ又は複数を提供することにあり、本発明による実施形態にスピーカーレイを含む必要はない。それは、当業者が、たとえば、本発明が適用されることになるアレイの周波数応答について知るのに十分である。
【００６１】
実際に、図１６は、それほど複雑でないデジタル信号処理（ＤＳＰ）を用いて本発明を如何に実施することができるかの一例を示す。図１６において、遅延ｔ１〜ｔｎは、たとえば、フィルター３０３によって参照されるメモリ３０１に格納されるフィルター係数に基づいて、ＤＳＰによって実現することができる。フィルター係数は、任意の所与のアレイの特性、及びフィルター３０２の好ましい効果を考慮に入れるように変更することができる。その後、利得手段３０４によって必要な利得が加えられ、個々のチャネル利得、利得（１）〜利得（ｎ）に対応する好ましい利得を与えることができる。図９に示されるように、所与のチャネルを反転するために、インバーター３０６が必要とされる場合がある。
【実施例１】
【００６２】
キャンセル手段（キャンセリングインバーター）の必要とされる周波数依存特性を決定することができる方法の一例では、１０個のスピーカー構成要素１２を有するシステム１０が設けられ、メインビーム２２（ローブ）がアレイ１４の主軸（たとえば、アレイ１４の法線）に対して６０度を成す場合に、空間分布に対する振幅に関する周波数応答を、周波数０．５１９ｋＨｚ、１．０３８ｋＨｚ、２．０７５ｋＨｚ、２．９４０ｋＨｚ、３．９７８ｋＨｚ及び５．０１５ｋＨｚについて図１０Ａ及び図１０Ｂにおいて示されるように表すことができる。位置Ｘは、ユーザーの意図される場所を指示する。
【００６３】
図１１は、種々の選択された周波数における特定の振幅の場合の図１０Ａ及び図１０Ｂにおいて示される情報の１組の極表示を示す。点Ｘは０度軸に沿って存在する。
【００６４】
図１２は、位置Ｘにおける例示的なシステムの周波数応答を示す。したがって、これは、位置Ｘにいるユーザーがアレイによって出力されるサイドローブ（複数可）を知覚しないようにする場合に、本発明による装置又はシステムにおいてキャンセル手段が示すべき好ましい周波数応答である。
【実施例２】
【００６５】
別の実施例では、１０個のスピーカー構成要素１２を有するシステム１０が設けられるが、メインビーム２２（ローブ）は、アレイ１４の主軸（たとえば、アレイ１４の法線）に対して４０度を成す。空間分布に対する振幅に関する周波数応答を、周波数０．５１９ｋＨｚ、１．０３８ｋＨｚ、２．０７５ｋＨｚ、２．９４０ｋＨｚ、３．９７８ｋＨｚ及び５．０１５ｋＨｚについて図１３Ａ及び図１３Ｂにおいて示されるように表すことができる。位置Ｘは、ユーザーの所定の場所を指示する。
【００６６】
図１４は、種々の選択された周波数における特定の振幅について図１０Ａ及び図１０Ｂにおいて示される情報の１組の極表示を示す。点Ｘは０度軸に沿って存在する。
【００６７】
図１５は、位置Ｘにおける例示的なシステムの周波数応答を示す。したがって、これは、位置Ｘにいるユーザーがアレイによって出力されるサイドローブ（複数可）を知覚しないようにする場合に、本発明による装置又はシステムにおいてキャンセル手段が示すべき好ましい周波数特性である。
【図１】
2012510748.tif 000003
【図２】
2012510748.tif 000004
【図３】
2012510748.tif 000005
【図４】
2012510748.tif 000006
【図５】
2012510748.tif 000007
【図６】
2012510748.tif 000008
【図７】
2012510748.tif 000009
【図８（ａ）】
2012510748.tif 000010
【図８（ｂ）】
2012510748.tif 000011
【図９】
2012510748.tif 000012
【図１０Ａ】
2012510748.tif 000013
【図１０Ｂ】
2012510748.tif 000014
【図１１】
2012510748.tif 000015
【図１２】
2012510748.tif 000016
【図１３】
2012510748.tif 000017
【図１３Ｂ】
2012510748.tif 000018
【図１４】
2012510748.tif 000019
【図１５】
2012510748.tif 000020
【図１６】
2012510748.tif 000021
【国際調査報告】
2012510748.tif 000022
2012510748.tif 000023