(57)【要約】本発明は、オーディトリアムの残響効果を提供するために使用されるセルの温度の影響を補正するための手段を含む装置に関する。従って、本発明は、例えば、ラーセン効果の不快な影響を防止する。参照：図４。本発明は、コンサートホールの音響システムにおいて使用可能である。【選択図】図４
2012523730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特にコンサートホールにおいて使用される電気音響装置であって、前記電気音響装置が、少なくとも、音波拾い部材（１）、及び、少なくとも一つのプロセッサ回路（５）によって相互に接続する音波再生部材（９）を含み、前記装置は、前述のプロセッサ回路が温度変化に起因する不安定性の影響を補正するための補正部材（１５、１１）を含むことを特徴とする、電気音響装置。
【請求項２】
前記補正部材が、温度に依存するチューニングを行う、周波数フィルタ（１５）によって形成されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記プロセッサ回路が、一定の遅延を適用するエコーキャンセラフィルタ（１１）を含み、前記装置は、プロセッサ回路（５）が温度の関数としてエコーキャンセラフィルタに作用することを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
少なくとも一つの拾音部材（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４）及び少なくとも一つの音波再生部材（ＨＰ１、ＨＰ２、ＨＰ３、ＨＰ４）からそれぞれが形成される複数の音響セル（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４）を有し、多数の係数を含むフィルタによって形成されたエコーキャンセラ（６０）を含み、前記装置が、周囲温度の関数として多数の係数に作用するために、周囲温度を測定するための温度計部材（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４）具備していることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前述のエコーキャンセラ回路（６０）が、前述の装置に含まれた複数の拾音部材（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４）からのレプリカを受け取り、そのレプリカは、マトリックス処理回路（４０）によって結合されることを特徴とする、請求項４に記載の電気音響装置。
【請求項６】
前述の係数の値が、以下の型の関係による初期調整に基づいて
【数１３】
2012523730.tif 000015
（式中、
γ＝１．４
Ｒ＝２８７（Ｊ／  ｋｇ．Ｋ）
△Ｔ＝Ｔｉ−Ｔｏ＝ケルビン温度）決定され、時間
【数１４】
2012523730.tif 000016
に対する、遅延のばらつき
【数１５】
2012523730.tif 000017
を、提供するように変更されることを特徴とする、請求項４または５に記載の電気音響装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも音波拾得部材、及び、少なくとも一つのプロセッサ回路で相互に接続している音波再生部材を含む電気音響装置であって、特にコンサートホールに使用するための電気音響装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなタイプの装置の主な適用（用途）としては、特に、コンサートホールでのリスニング環境を向上させることにある。しばしば望まれていることは、ホールが小さい寸法の場合でも、交響楽団のコンサートにおいて大いに喜ばれているような、例えば、大規模な空間の感覚を与えるための残響を提供することである。
【０００３】
このような種類の応用形態では、特許出願ＦＲ２４４９３１８において与えられる教示を利用することができる。
【０００４】
その特許文献において説明されている装置は、不安定性の問題に直面する可能性がある。その装置は、一定の遅延の後で、再生するために音のシグナルを拾い、また、拾音部材（マイク）と再生部材（スピーカー）との間に連結があるため、ラーセン効果型の不安定性が生じる可能性がある。従って、それらを取り除く必要がある。
【０００５】
音の速度を変化させるため、不安定性の原因の一つは温度の変動である。初期調整は、温度の変動によって変更されている音のパスにおける変化に、適応しないという危険性がある。温度による変化を考慮するための対策は、上記の特許文献には記載されていない。そのような装置の設定は、温度によって変えられてしまうため、そのような先行技術の装置では、設定を完璧に行うことはできない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、温度変化の悪影響を軽減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
これを行うために、そのような電気音響装置は、温度変化に対する補正を行う補正部材を含むという点で、注目すべきである。
【０００８】
本発明の第１の実施形態において、特にコンサートホールで使用される電気音響装置は、それぞれが、一つ以上の音波拾得部材と、一つ以上の音波再生部材（ＨＰ１、ＨＰ２、ＨＰ３、ＨＰ４）から成る複数の音響セルを具備し、多数の係数を含むフィルタによって形成されるエコーキャンセラ回路（３０）を含む。温度計部材は、周囲温度の関数として多数の係数に作用するために、周囲温度を測定するために提供されるという点で注目すべきである。
【０００９】
本発明の好ましい第２の実施形態において、前述のエコーキャンセラ回路は、前述の装置に含まれる複数の拾音部材から来るレプリカを受信する。これらのレプリカは、マトリックス処理によって結合される。従って、ラウドスピーカーによる音再生は、ホールの音空間の全てを考慮する。このマトリックス処理は、初期調整を複雑にし、そして再度、様々な初期調整のパラメータが劣化させるであろう、温度の変動による音質の低下を回避するために必要である。本発明が推奨する対策は、様々なマイクからの全ての信号がマトリックス処理されている場合でも、温度の問題を解決するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
以下の図面に関する説明は、それらに限定されない例として挙げられ、本発明がどのようにして実施することができるかの理解を、簡単にするためのものである。
【００１１】
図中、
【図１】先行技術の第１型の装置を示す図である。
【図２】本発明の施策が適用されている第２型の装置を示す図である。
【図３】本発明の施策が適用されている第１型のセルを示す図である。
【図４】信号のマトリックスを含む本発明による装置を示す図である。
【図５】本発明の装置の一部を形成するのに適した音響セルを示す図である。  図面において、共通の要素は同じ参照番号を付与する。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
最初に、問題を要約する。このような電気音響機器を安定させるためのパラメータは、セルを取り巻く特定の環境及び、ラウドスピーカーとマイクの間の所定の音響パスに対応している。特に、これらのパラメータは、所定の温度で決定される。これら二つの大きさは
【数１】
2012523730.tif 000003
という関係によって関連付けられているので、残念なことに、温度が変化すると、音の速度は、同じ方向に変化する。温度が変化すると、異なる速度で伝播するために別の瞬間に到着するので、マイクに到達する音の反射は従って同じではない。音波の伝播媒体の性質が変更されているので、音響パスＨｈｐｍも変更される。結果として、装置を安定させるためのパラメータは、もはやそれらが決定された環境に対応していない。
【００１３】
さらに、このようなマイクの実験的な使用−スピーカーのデカップリングの手法は、セルを取り巻く周囲温度の値の関数として、セルの安定度におけるドリフトを明らかにする。
【００１４】
本発明は、セルのそれぞれの安定化の原則のため、温度の関数として安定性を補正する技術に関する。装置の安定性パラメータは、初期温度Ｔ０での調整時に決定される。本発明は、温度Ｔ０において決定されたパラメータを採用し、温度変化の関数として、それらを調整することで構成されている。
【００１５】
次いで、ホールの残響の能動的制御のための電気音響システムが、以下から構成されていることが想起される。
・音場を拾うための、一つ以上のマイク
・マイク（単数または複数）からの信号（単数または複数）に作用する、一つ以上の信号プロセッサの単位、及び
・事前に処理されたオーディオ信号（単数または複数）を再生するための、一つ以上のラウドスピーカー
【００１６】
インラインシステムは、主に直接音源から音場を拾うために、音源近くに配置されているマイク（単数または複数）によって特徴付けられる。ラウドスピーカーは、均一な音の適用範囲を提供するためにホールに配置される。信号の処理は、人工的な残響によって本質的に構成されている。
【００１７】
再生システムは、ホールの残響音場に配置されているマイク（単数または複数）によって特徴付けられる。それぞれのマイクは低値のゲインを介して一つ以上のラウドスピーカーに接続されている。
【００１８】
使用されているハイブリッドシステムは、マイク（単数または複数）で残響音場を拾い、人工的な残響に基づいて信号処理を適用することに基づいている。
【００１９】
残響の能動的制御のための電気音響システムは、複数の「セル」で構成されていてもよく、各「セル」はマイクのアセンブリ、信号処理部に加え、ラウドスピーカーを含む。マイクとラウドスピーカーが非常に接近しているとき、セルが不安定になる危険性がある（ラーセン効果）。発明を適用することができるシステムは、再生型の独立した複数のセルで構成されるシステムである。一つのセルのマイクとラウドスピーカーは、互いに非常に近接していて、約１ｍの離間である。
【００２０】
図１は、従来技術、能動的残響制御のための電気音響システムの第１の例を示す。これは以下のマイク１、プリアンプ３、プロセッサ回路５、増幅器７、及びラウドスピーカー９で構成されている。このセルの安定性を制御するために、ゲイン及びプロセッサ回路５によって実行された選択的なフィルタリング（フィルタＦ１）と共に、その軸の最小感度がラウドスピーカーの指向性の軸の方を向いた指向性マイクが使用される（上述の特許文献において言及されているように）。
【００２１】
図２は、能動的残響制御のための電気音響システムのセルの別の例を示す。ここで、プロセッサ回路５は、エコーキャンセラフィルタ１１を含む。エコーキャンセラ１１は、マイクの低選択性の指向性が大きくセルの音響デカップリングを減少させるときに使用される。
【００２２】
セルの十分なデカップリングを確保するために、エコーキャンセラフィルタ１１は、ラウドスピーカーとマイクの間の音響伝達関数（または音響パス）（Ｈｈｐｍ）を、可能な限り正確に推定する必要がある。ラウドスピーカーからのみ来るエコー（ホールの音場からではない）は、減算器装置１３によって、プリアンプからの信号とフィルタＦ１からの信号との差を取ることによってキャンセルされる。
【００２３】
エコーキャンセラ１１は、音響パスＨｈｐｍ（温度Ｔ０において識別される）に対応しており、それは温度によって変化する。音響パスＨｈｐｍが温度とともにどのように変化するかを知ることによって、その係数を更新することで、キャンセラ１１にその変更を適用することが可能である。キャンセラ１１は、新たな温度での音響パスＨｈｐｍに正確に対応する。セルの最大の安定化は、再度確保される。
【００２４】
本発明によると、キャンセラ１１の係数の更新は、温度の変化によってもたらされる波の伝搬時間遅延の関数として計算される。初期温度Ｔｏが現在の温度Ｔｉに変化すると、温度差によってもたらされる時間遅延の値△Ｔ＝Ｔｉ−Ｔｏは、以下の式によって与えられる：
【数２】
2012523730.tif 000004
式中、
γ＝１．４
Ｒ＝キログラムケルビン当たり２８７ジュール（Ｊ／  ｋｇ．Ｋ）
△Ｔ＝Ｔｉ−Ｔｏ＝ケルビン温度
【００２５】
安定化フィルタの応答に導入する必要がある遅延は、サンプリング周期
【数３】
2012523730.tif 000005
（式中、ｆｓは、サンプリング周波数を表す）のフラクションに示されている。以下に与えられたアルゴリズムは、周波数領域におけるフィルタの応答の遅延を導く。初期安定化フィルタの離散フーリエ変換は、以下のように示され、
【数４】
2012523730.tif 000006
式中、
【数５】
2012523730.tif 000007
である。現在の安定化フィルタの離散フーリエ変換は、遅延期間（複合期間）を乗じて得られ、
【数６】
2012523730.tif 000008
式中、
【数７】
2012523730.tif 000009
は、サンプリング周期のフラクションとして表される遅延を表す。現在のフィルタの係数は、逆フーリエ変換によって得られ、
【数８】
2012523730.tif 000010
ゼロ以外の虚数部は、四捨五入による誤差によるもののため、上記計算された係数の実数部分のみが保持される。
【００２６】
図３は、図１に示すように、温度補正を構造体内に実装し得る方法を示す。音響パスＨｈｐｍの周波数応答は、温度変化に応じて周波数ドリフトに供され（即ち、周波数スペクトルは、温度が上昇すると高い周波数にシフトし）、また、温度が低下すると低い周波数にシフトする。それは、フィルタ１５は、周波数のズレを補正するためにセルのシグナルプロセッサユニットに追加されるためである。ｘ１がフィルタ１５へ入力される信号であり、ｙ１がフィルタ１５から出力される信号である場合、フィルタ１５は、以下の関係性を導き、
【数９】
2012523730.tif 000011
式中、ｆは信号の周波数であり、△ｆは、信号の周波数シフトである。△ｆの大きさは、温度変化により発生する周波数シフトを補正するように温度の関数として計算される。
【００２７】
図４は、本発明が適用され得る別の方法を示す。文献３１は、コンサートホールでの聴衆が座る領域であるオーディトリアムを指定している。オーディトリアム内には、複数の音響セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４などがある。本明細書に記載されている応用形態において、各セルはセルＣ１にマイクＭ１及びラウドスピーカーＨＰ１を具備し、セルＣ２にマイクＭ２及びラウドスピーカーＨＰ２を具備する。セルＣ３及びＣ４は、それぞれ同様に、マイクＭ３、Ｍ４及びラウドスピーカーＨＰ３、ＨＰ４などを具備する。
【００２８】
セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の全ては、お互いに、接続ＬＬ１、ＬＬ２、ＬＬ３、ＬＬ４と相互接続回路４０を介して連結している。
【００２９】
図５は、セルＣ１の構造の模式図である。当然のことながら、他のセルはＣ２、Ｃ３、Ｃ４は、同じ構造を有していてもよい。
【００３０】
ラウドスピーカーＨＰ１は、様々なマイク（様々な接続ＬＬ１、ＬＬ２、ＬＬ３、ＬＬ４を介して移行する、マイクＭ１及び他のマイクＭ２、Ｍ３、Ｍ４）に拾われた音を考慮に入れた音を再生する。マイクＭ１によって拾われた音は、接続ＬＬ１を介して、他のセルＣ２、Ｃ３、Ｃ４へ送信されてもよい。
【００３１】
全てのマイクからの様々な音は、基本的に加算器５０で構成されているマトリックス処理回路によって一緒に加算され、可変−獲得アンプＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３及びＡＰ４によって、それぞれの音は適切な重み付け処理をされる。更に、セルＣ１とセルＣ２、Ｃ３、Ｃ４の間でそれぞれの距離に起因する音響伝搬遅延時間を補正するように、これらの音の各々はマイクＭ２、Ｍ３、Ｍ４にそれぞれ関連する遅延ユニットＴＰ２、ＴＰ３、ＴＰ４によって遅延される。回路ＲＶ２、ＲＶ３、ＲＶ４による残響処理を適用することも可能である。上記の処理後、音がラウドスピーカーＨＰ１に適用される。
【００３２】
セルＣ１は、多数の係数を含むフィルタＦＩＲによって本質的に形成されるエコーキャンセラ回路６０に嵌合される。この回路３０への入力では、ラウドスピーカーＨＰ１の入力に印加される信号のレプリカがある。次に回路６０によって生成されるエコー信号は、減算回路６５によってマイクＭ１で配信信号から減算される。
【００３３】
そのような装置は、周囲温度の関数としての質の劣化に苦しんでいる。
【００３４】
本発明によると、様々なセルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４は、それぞれ、エコーキャンセラ回路６０に作用するために、その周囲温度を測定する、温度計部材Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を具備する。
【００３５】
従って、各セルは、初期調整が行われた時の温度Ｔ０に相対的な温度変化の有害な影響を補正するように、温度Ｔｉの通知を受信する。
【００３６】
温度補正は、時間
【数１０】
2012523730.tif 000012
に対する遅延
【数１１】
2012523730.tif 000013
を提供するように係数に作用し、初期調整が行われた時、上述したように、次の型の関係を使用して作用する。
【数１２】
2012523730.tif 000014
式中、
γ＝１．４
Ｒ＝２８７（Ｊ／  ｋｇ．Ｋ）
△Ｔ＝Ｔｉ−Ｔｏ＝ケルビン温度
このように導入される遅延は、問題となっているセルのラウドスピーカーから同じセルのマイクまでの音響経路に直接作用するのに役立つ。
【図１】
2012523730.tif 000018
【図２】
2012523730.tif 000019
【図３】
2012523730.tif 000020
【図４】
2012523730.tif 000021
【図５】
2012523730.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成24年7月26日(2012.7.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正書】
【提出日】平成24年7月26日(2012.7.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】追加
【補正の内容】
【図１】
2012523730.tif 000023
【図２】
2012523730.tif 000024
【図３】
2012523730.tif 000025
【図４】
2012523730.tif 000026
【図５】
2012523730.tif 000027
【国際調査報告】
2012523730.tif 000028
2012523730.tif 000029
2012523730.tif 000030
2012523730.tif 000031
2012523730.tif 000032
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