"音源から入力された音響信号を複数のスピーカからなるスピーカアレーによって再生するスピーカアレーシステムにより形成される指向性音響ビームの設計方法であって、前記指向性音響ビームの過渡域幅と焦点位置のパラメータを設定するパラメータ設定ステップと、2次元ディジタルフィルタの目標振幅特性と目標位相特性を設定する2次元特性設定ステップと、2次元離散フーリエ級数近似により2次元ディジタルフィルタ係数を導出するフィルタ係数導出ステップとを含んでいることを特徴とする指向性音響ビームの設計方法。前記スピーカアレーシステムが、ステレオビームを形成するものであることを特徴とする請求項1に記載の指向性音響ビームの設計方法。前記スピーカアレーシステムの2次元ディジタルフィルタ係数を導出する前記フィルタ係数導出ステップが、前記スピーカアレーシステムによる音響の再生中になされるものであることを特徴とする請求項1または2に記載の指向性音響ビームの設計方法。請求項1に記載の前記フィルタ係数導出ステップにより導出された2次元ディジタルフィルタ係数を用いて、音響信号を2次元ディジタル処理して得られた情報を記憶する記憶ステップと、前記記憶ステップにおいて記憶された前記情報を用いて指向性音響ビームを再生する再生ステップとを備えていることを特徴とする指向性音響ビームの設計方法。音源に並列接続され、予め設定されたフィルタ係数に応じたディジタル処理を行う複数の2次元ディジタルフィルタと、前記複数の2次元ディジタルフィルタに接続されたスピーカアレーからなり、前記スピーカアレーはn個2≦nのスピーカユニットを有し、前記スピーカアレーから指向性音響ビームを照射するスピーカアレーシステムにおいて、前記複数の2次元ディジタルフィルタはそれぞれn個の出力を有し、それぞれの前記2次元ディジタルフィルタのi番目1≦i≦nの出力は、並列加算されて前記スピーカアレーの対応するi番目のスピーカユニットに出力されていることを特徴とするスピーカアレーシステム。複数の前記2次元ディジタルフィルタのそれぞれのフィルタ係数は、請求項1に記載の前記指向性音響ビームの設計方法により設計されることを特徴とする請求項5に記載のスピーカアレーシステム。複数の2次元ディジタルフィルタを隣接する2個ずつ順次動作させることを特徴とする請求項5または6に記載のスピーカアレーシステム。請求項1に記載の前記フィルタ係数導出ステップにより導出された2次元ディジタルフィルタ係数を用いて、1以上の音響信号を2次元ディジタル処理して得られた情報を予め記録した1以上の記録領域と、前記記録領域に接続されたスピーカアレーからなり、前記スピーカアレーはn個2≦nのスピーカユニットを有し、前記スピーカアレーから指向性音響ビームを照射するスピーカアレーシステムにおいて、前記記録領域はそれぞれn個の出力を有し、それぞれの前記記録領域のi番目1≦i≦nの出力は、前記スピーカアレーの対応するi番目のスピーカユニットに出力されていることを特徴とするスピーカアレーシステム。特許文献1には、低域から中高域まで周波数毎に指向性を制御することができ、しかも、その指向性パターンにある程度の任意性をもたせることができる指向性制御型スピーカシステムを提供することを目的として、有限インパルス応答フィルタのフィルタ特性として非線形最適化手法を用いて求めたフィルタ特性を設定した指向性制御型スピーカシステムが記載されている。また、特許文献2には、2次元方向の指向性のみならず3次元方向の指向性をも電気的信号処理により任意に可変制御しうるスピーカ装置および指向性制御方法を提供することを目的として、複数のスピーカユニットからの音響放射の目標指向性パターンに応じた各ディジタルフィルタのフィルタ係数を非直線最適化手法により演算する過程と、算出された各フィルタ係数をそれぞれ対応するディジタルフィルタに設定する過程と、を含むスピーカ装置の指向性制御方法が記載されている。しかし、上記特許文献1、2に記載された非線形非直線最適化手法を用いた場合、スピーカアレーシステムの指向性を設計するために多大の時間を要する。このため、再生中に新たな指向性音響ビームが必要となった場合に、その新たな指向性を素早く設計することは困難であった。特許文献3には、再生用の制御点をメインローブ方向に設置し、再生音が劣化しないことを設計基準に加えた指向性スピーカシステムを提供することを目的として、複数の抑圧制御点と再生制御点の関係と境界音場制御の原理に基づきディジタルフィルタのフィルタ係数を算出し、フィルタ係数を設定する指向性スピーカシステムが記載されている。しかし、引用文献3に記載された指向性スピーカシステムは、フィルタ係数を算出するために、観測点における出力音を測定するものであるから、観測点の数と同数の多数のマイクロホンが必要となる。このため、再生中に新たな指向性音響ビームが必要となった場合に、その新たな指向性を設計する方法として実際的なものではない。そこで、本発明は、再生中に新たな指向性音響ビームが必要となった場合でも容易に新たな指向性音響ビームを形成することが可能な、フィルタ係数を効率良く設定することができる指向性音響ビームの設計方法およびスピーカアレーシステムを提供することを目的としている。請求項1記載の本発明の指向性音響ビームの設計方法は、音源から入力された音響信号を複数のスピーカからなるスピーカアレーによって再生するスピーカアレーシステムにより形成される指向性音響ビームの設計方法であって、前記指向性音響ビームの過渡域幅と焦点位置のパラメータを設定するパラメータ設定ステップと、2次元ディジタルフィルタの目標振幅特性と目標位相特性を設定する2次元特性設定ステップと、2次元離散フーリエ級数近似により2次元ディジタルフィルタ係数を導出するフィルタ係数導出ステップとを含んでいることを特徴とする。請求項2記載の本発明は、請求項1に記載の指向性音響ビームの設計方法において、前記スピーカアレーシステムが、ステレオビームを形成するものであることを特徴とする。なお、ここでステレオビームとは、互いに関連する2つの音響信号に基づいて、2つの焦点位置に同時に形成される指向性音響ビームをいう。請求項3記載の本発明は、請求項1または請求項2に記載の指向性音響ビームの設計方法において、前記スピーカアレーシステムの2次元ディジタルフィルタ係数を導出する前記フィルタ係数導出ステップが、前記スピーカアレーシステムによる音響の再生中になされるものであることを特徴とする。請求項4記載の本発明は、請求項1に記載の前記フィルタ係数導出ステップにより導出された2次元ディジタルフィルタ係数を用いて、音響信号を2次元ディジタル処理して得られた情報を記憶する記憶ステップと、前記記憶ステップにおいて記憶された前記情報を用いて指向性音響ビームを再生する再生ステップとを備えていることを特徴とする。請求項5記載の本発明のスピーカアレーシステムは、音源に並列接続され、予め設定されたフィルタ係数に応じたディジタル処理を行う複数の2次元ディジタルフィルタと、前記複数の2次元ディジタルフィルタに接続されたスピーカアレーからなり、前記スピーカアレーはn個2≦nのスピーカユニットを有し、前記スピーカアレーから指向性音響ビームを照射するスピーカアレーシステムにおいて、前記複数の2次元ディジタルフィルタはそれぞれn個の出力を有し、それぞれの前記2次元ディジタルフィルタのi番目1≦i≦nの出力は、並列加算されて前記スピーカアレーの対応するi番目のスピーカユニットに出力されていることを特徴とする。請求項6記載の本発明は、請求項5に記載のスピーカアレーシステムにおいて、複数の前記2次元ディジタルフィルタのそれぞれのフィルタ係数は、請求項1に記載の前記指向性音響ビームの設計方法により設計されることを特徴とする。請求項7記載の本発明は、請求項5または6に記載のスピーカアレーシステムにおいて、複数の2次元ディジタルフィルタを隣接する2個ずつ順次動作させることを特徴とする。請求項8記載の本発明のスピーカアレーシステムは、請求項1に記載の前記フィルタ係数導出ステップにより導出された2次元ディジタルフィルタ係数を用いて、1以上の音響信号を2次元ディジタル処理して得られた情報を予め記録した1以上の記録領域と、前記記録領域に接続されたスピーカアレーからなり、前記スピーカアレーはn個2≦nのスピーカユニットを有し、前記スピーカアレーから指向性音響ビームを照射するスピーカアレーシステムにおいて、前記記録領域はそれぞれn個の出力を有し、それぞれの前記記録領域のi番目1≦i≦nの出力は、前記スピーカアレーの対応するi番目のスピーカユニットに出力されていることを特徴とする。本発明の指向性音響ビームの設計方法は、パラメータ設定ステップと、2次元特性設定ステップと、フィルタ係数導出ステップによりフィルタ係数を導出するものである。これにより、フィルタ係数を短時間で導出することができるから、スピーカアレーシステムの指向性を効率良く設計することができる。このように、本発明によれば、スピーカアレーシステムの指向性を素早く設計することができる。したがって、再生中の指向性音響ビームとは異なる別の指向性音響ビームを形成することが必要となった場合であっても、迅速にフィルタ係数を導出して、別の指向性音響ビームを新たに形成することが可能となる。また、本発明のスピーカアレーシステムは、複数の2次元フィルタと、これに接続されたスピーカアレーからなり、複数の2次元フィルタはそれぞれn個2≦nの出力を有し、それぞれの2次元フィルタのi番目1≦i≦nの出力は、並列加算されて前記スピーカアレーの対応するi番目のスピーカユニットに出力されているものである。これにより、スピーカアレーから照射される指向性音響ビームを切り替えて、再生音の焦点を移動させる制御などを容易に実現することができる。実施の形態1本発明の指向性音響ビームの設計方法に用いられる本発明のスピーカアレーシステムの実施形態について、以下、図面を参照しながら説明する。2次元ディジタルフィルタの基本的な回路システム2次元ディジタルフィルタを用いたスピーカアレーシステムの基本的な回路システムは図1に示す通りである。同図に示すように、まず、音源ソース1がフィルタ部LowPassFilter、LPF2を介して、ADC部3でディジタル信号に変換され、この後、2次元ディジタルフィルタ4にて、スピーカアレー8から指向性音響ビームを放出するための演算処理が行われる。ディジタル信号は2次元ディジタルフィルタ4による演算後、DAC部5でアナログ信号に変換されて出力信号となる。その出力信号はフィルタ部6を介して、アンプ部7で所定の電力増幅がなされ、スピーカアレー部8から指向性音響ビームとして放射されるものである。図2は、説明の便宜上、N2個N2は2以上の整数の1次元ディジタルフィルタH1z1~HN2z1からなる2次元ディジタルフィルタ4とそれに対応するスピーカアレー部8のみを、図1に示す回路システムから取り出したものである。図2に示すスピーカアレーシステムにおいては、音響ビームに指向性を付与するスピーカアレーシステム100のスピーカアレー8は、スピーカ101~スピーカ10N2が仕切られることなく、等しい間隔Dでの配置により構成されている。ここで、各1次元ディジタルフィルタH1z1~HN2z1は、図3に示すようになっており、同図はN2個のうちのn2番目の1次元ディジタルフィルタHn2z1を示している。同図において、z1-1は、z1=expjω1Tなる関係がありω1:時間角周波数、T:サンプリング間隔、遅延回路の一要素を表している。従って、n2番目の1次元ディジタルフィルタは次の様に示される。このため、2次元ディジタルフィルタ4は次の様に示される。ここで、z2は、z2=expjω2Dなる関係がありω2:空間角周波数、D:スピーカユニット間隔、図2において、各スピーカと隣接スピーカとの位置関係を表している。2次元ディジタルフィルタ図1および図2に示したスピーカアレー8を構成するスピーカ10は、それぞれ1次元ディジタルフィルタ20に接続されている。そして、外部音源であるソース1からアナログ信号として供給された音声信号が、ADC部3によりディジタルデータに変換されて、1次元ディジタルフィルタ20のそれぞれに供給される。1次元ディジタルフィルタ20は、スピーカアレーシステム100に特徴的な構成要素である遅延要素z1-1と各フィルタ係数hn1、n2図3参照とが予め設定されている。そして、1次元ディジタルフィルタ20のそれぞれが、供給されたディジタルデータに応じたフィルタ処理を行って出力する。出力される1次元ディジタルフィルタ20からのフィルタ処理後の出力は、DAC部5により音声信号へと変換されて、フィルタ部6およびアンプ部7を介してスピーカアレー8のスピーカ10に供給される。以上のように、本実施形態のスピーカアレーシステム100では、スピーカアレー8を構成するスピーカ10に接続されている1次元ディジタルフィルタ20のそれぞれに特徴的なフィルタ係数を予め設定しておくことにより、スピーカアレー8に特徴的な振幅特性を付与することができる。より具体的には、スピーカアレー8と2次元ディジタルフィルタ4とによって構成されたスピーカアレーシステム100に2次元ディジタルフィルタ4の振幅特性と位相特性とを設定することにより、図4に示すように、スピーカアレー8の中心点0から、スピーカアレー8の正面方向スピーカアレー8におけるスピーカ10の配列方向と直交する方向との角度φ0、距離r0の焦点Pに音響ビームの焦点を形成することができる。指向性音響ビームの設計方法本発明の指向性音響ビームの設計方法は、音源から入力された音響信号を複数のスピーカからなるスピーカアレーによって再生するスピーカアレーシステムにより形成される指向性音響ビームの設計に関するものである。図5は本発明の指向性音響ビームの設計方法の実施形態を示すフローチャートである。同図に示すように、本実施形態の指向性音響ビームの設計方法は、指向性音響ビームのパラメータの設定を行うパラメータ設定ステップS10、2次元ディジタルフィルタの目標振幅特性の設定S20および目標位相特性の設定S30を行う2次元特性設定ステップ、2次元離散フーリエ級数近似による2次元ディジタルフィルタ係数の導出を行うフィルタ係数導出ステップS40、2次元ディジタルフィルタ係数の出力S50の各ステップを備えている。そして、指向性音響ビームの設計方法により得られた2次元ディジタルフィルタを用いて得られた各種振幅、位相特性を表示しS60、結果の空間応答インパルス列応答、正弦波応答のシミュレーションによる指向性音響ビーム特性の確認S70を行う。以下、各ステップについて説明する。指向性音響ビームのパラメータの設定S10指向性音響ビームのパラメータの設定は、指向性音響ビームのタイプと目標指向特性を設定するパラメータ設定ステップである。設計対象とする指向性音響ビームは図6のいずれかのタイプである。すなわち、指向性ビームタイプまたは集束ビームタイプのうちのいずれかであり、パラメータ設定ステップにおいて、これらのうち何れを選ぶかが設定される。この設定は、キーボードなどの入力装置等を介して操作者がパラメータを入力することにより行われる。図6は、設計対象となる指向性音響ビームのタイプを示しており、a指向性ビームの模式図であり、bスピーカアレー後方に焦点を有する集束ビームr0<0の模式図である。設計対象として図6bに示した集束ビームを選ぶ場合は、スピーカアレー8の中心点0から焦点Pまでの距離r0も設定する。図7は設計目標とする指向性音響ビームの指向特性を示すグラフである。目標指向特性は図7のように設定する。図7において、φSおよびφS-は指向性音響ビームのビーム端角度を、φCおよびφC-は指向性音響ビームの音圧レベルがφ=φ0の半分となる半値遮断角度を、φPおよびφP-は指向性音響ビームの音圧レベルがφ=φ0と同じレベルである範囲の両端の角度をそれぞれ示している。φSからφS-の角度幅をビーム裾幅、φCからφC-の角度幅をビーム幅、φPからφP-の角度幅をビーム肩幅と呼ぶ。また、φpsおよびφps-はビームの過渡域幅を示し、それぞれφps=φS-φP、φps-=φP--φS-である。なお、φ0=0の場合は、φS=φS、φS-=-φS、φC=φC、φC-=-φC、φP=φP、φP-=-φPとおく。さらに、このステップにおいては、スピーカアレー8を構成するスピーカ10の間隔Dとアレー長L=N2Dを決める図2参照。間隔Dとアレー長Lを設定することは、スピーカアレー8により形成する同一指向特性の周波数帯域f=fL:帯域下端~fH:帯域上端を決めることでもある。なお、fSは状況により十分大きな値に設定することも可能である。図4は、本発明の実施形態に係るスピーカアレーシステム100により、仮想音源点としての焦点Pに音響ビームの焦点を形成する構成を説明する模式図を示している。同図に示すように、スピーカアレー8の中心点0から焦点Pまでの距離r0およびスピーカアレー8の正面方向を示すx軸と直線0Pとが作るビーム中心角度φ0により指向性音響ビームの焦点Pの位置を決める。このようにして焦点Pの位置を決めることにより、ビームエリア図4に斜線を用いて示した領域を決めることができる。なお、同図中にφS、φS-を用いて示しているのはビーム端角度である。ビーム端角度φS、φS-は、前記のビーム中心角度φ0、焦点Sから遠い方の一端のスピーカ10の中心と焦点Sとを結ぶ直線およびスピーカアレー8の中心点0と焦点Pとを結ぶ直線により形成される角度φe、ならびに、焦点Pに近い方の他端のスピーカ10-の中心と焦点Pとを結ぶ直線およびスピーカアレー8の中心点0と焦点Pとを結ぶ直線により形成される角度φe-を用いて、下記の式により表される。焦点距離r0<0とした場合、図6bに示すように、スピーカアレー8の後方への音像移動を可能とするビームを形成することができる。一方、図6aに示すような、焦点を持たない指向性ビームは数4に依らないで、ビーム端角度φS、φS-を任意に設定することができる。なお、集束ビームの形成において、焦点Pのピーク値焦点Pにおける振幅を焦点の幅焦点Pにおける指向性音響ビームの幅で除して得られる焦点先鋭度=焦点Pのピーク値/焦点Pにおける指向性音響ビームの幅は、指向性音響ビームの過渡域幅φps、φps-図7参照で制御することが可能である。焦点先鋭度はビーム過渡域幅φps、φps-を小さく設定することにより大きくすることができる。ただし、ビーム過渡域幅φps、φps-を小さくし過ぎると、指向性音響ビーム域外のレベルを大きくしてしまう。指向性音響ビーム域外のレベルを大きくしないために、目安として、距離|r0|≒アレー長Lの場合にビーム過渡域幅φps、φps-を10°程度に設定するのがよく、|r0|>Lでは10°より小、|r0|<Lでは10°より大に設定すればよい。2次元ディジタルフィルタの目標振幅特性の設定S20図4に示した、等間隔Dで直線状に配置されたスピーカアレー8から角度φで放射される音響波のスペクトルは、2次元周波数平面では、下記の式で表される直線上に分布する。ただし、上記の式中f1は時間周波数を示しており、f2は空間周波数を示している。図7に示したような、ビーム中心がφ=φ0である、台形の指向特性の指向性音響ビームを形成するための2次元ディジタルフィルタ4の目標振幅特性として、図8に示すようなくさび形過渡域の特性を用いる西川清、大野広祥、唐新華、金森丈郎、直野博之、広帯域ビーム形成用2次元FIRファンフィルタの2次元フーリエ級数近似による設計法、電子通信学会論文誌、volJ83A、No12、pp13571367、2000年12月参照。図8は設計目標とする指向性音響ビームの指向特性を示しており、時間周波数f1と空間周波数f2による2次元周波数平面における2次元ディジタルフィルタの目標振幅特性Adf1、f2を示すグラフである。本実施形態の指向性音響ビームの設計方法では、図8に示す目標振幅特性が、図7に示す台形の指向特性となるように振幅特性を設定する。ここで、図7は図8中にA-A’線で示した部分の音圧レベルを示すグラフである。低域f1<fLでの振幅特性の設定方法本実施形態の指向性音響ビームの設計方法は、周波数帯域f1=fL~fHで同一指向特性といえるようにするために、低域f1<fLでの振幅特性を、以下のようにして設定している。まず、図8に示すように、f1=0~fLで振幅を1とするために、f2方向に幅2Wの方形振幅を設定する。次に、f1=0~fL’、fL’≦fLにおける振幅特性を修正するために、図9に示すような振幅低下特性を図8の振幅特性に掛けて修正する。通常は、図9に示す振幅の下限値Alは、0.25fl=10~100Hz相当程度とすれば良い。ただし、場合により、Al>0.25として低域における音量を増すことも可能である。2次元ディジタルフィルタの目標位相特性の設定S302次元ディジタルフィルタ4の位相特性の設定について、以下に説明する。2次元ディジタルフィルタ4は、図4に細い実線で示したスピーカアレー8の中心点0を中心とする音波を示す円の波面を、より小さい同図中に太い実線で示した仮想音源点である焦点Pを中心とする音波を示す円の波面に変形するものである。なお、細い実線で示した円と太い実線で示した円とは、中心点0と焦点Pとを結ぶ直線との交点において接している。具体的には、図4に太い実線で示した焦点Pを中心とする波面形状になるように、下記の式で示される伝搬遅延τφすなわち角度φ方向の伝搬時間差を設定する西川清、志村智、横山哲哉、宮岸美貴子、2次元ディジタルフィルタを用いた音像移動と指向性音響ビーム形成AES東京コンベンション’99予稿集、pp.166-169、1999-07参照。また、2次元ディジタルフィルタ4の位相特性θdf1,f2は、τφより導かれ、下記の式で表される。図10は位相の指向特性を示すグラフである。同図に示すように、指向性音響ビームの位相は各φ方向では直線位相である。位相特性を設定する周波数領域は、実際には、図8に示した振幅>0の範囲となる。2次元離散フーリエ級数近似による2次元ディジタルフィルタ係数の導出S40上述したように、時間周波数f1と空間周波数f2とによって表わされる2次元周波数平面における2次元ディジタルフィルタ4の所望の振幅特性Adf1,f2および位相特性θdf1,f2が設定された。そこで、複素振幅特性Hdf1,f2=Adf1,f2exp{jθdf1,f2}に対して2次元離散フーリエ級数近似を行って2次元インパルス応答係数hdn1,n2を求める。ただし、ここでは、f1とf2とをそれぞれ1/Tと1/Dで規格化した、規格化時間周波数f1^、規格化空間周波数f2^により表す。これによりは、下記の式に書き直される。2次元ディジタルフィルタのインパルス応答係数hdn1,n2の導出は、目標複素振幅特性Hdf1^,f2^を離散化して2次元離散フーリエ逆変換InverseDistanceFourierTransformIDFTを用いて行う。従って、インパルス応答係数hdn1,n2は次の式で表される。上式の2次元離散フーリエ逆変換の様子は図11に模式的に示される。図11a、bはHdk1/M1,k2/M2の振幅特性を示し、それぞれaN2が奇数の場合、bN2が偶数の場合を示す。ただし、N2が偶数の場合、図11の振幅特性はk2=±M2/4に関して奇対称とする。すなわち、|k2|≦M2/4において振幅特性は正であるが、|k2|>M2/4における振幅特性は負である。図11は変換結果のhdn1,n2を示す。この2次元離散フーリエ逆変換を高速フーリエ変換FastFourierTransformFFTで実行するために、M1、M2の値をそれぞれN1、N2の10倍程度以上で2のべき乗累乗の値に選ぶ。上記のhdn1,n2より、2次元ディジタルフィルタの伝達関数の係数hn1,n2は、N2が奇数の場合はhn1,n2=hdn1―1-N1―1/2、n2―1-N2―1/2、n1=1~N1、n2=1~N2により、N2が偶数の場合はhn1、n2=hdn1―1-N1―1/2、2n2―1-N2―1、n1=1~N1、n2=1~N2により決定することができる。2次元ディジタルフィルタの目標振幅特性の設定、目標位相特性の設定および2次元離散フーリエ級数近似による2次元ディジタルフィルタ係数の導出は、S10において設定された各パラメータに基づいて行われる。ここで、2次元離散フーリエ級数近似を用いることにより、2次元ディジタルフィルタ係数を非常に速く導出することが可能となるから、2次元ディジタルフィルタを用いたスピーカアレーシステムの指向性の設計を素早く実現することができる。上述のようにして得られた2次元ディジタルフィルタ係数を用いて、各種振幅、位相特性を表示S60、結果の空間応答インパルス列応答、正弦波応答のシミュレーションによる指向性音響ビーム特性の確認S70を行う。また、この2次元ディジタルフィルタ係数は、図1のスピーカアレーシステムに渡されてS50、所望の指向性音響ビームを形成するための動作をすることになる。本実施形態の指向性音響ビームの設計方法によれば、スピーカアレーシステムにより、互いに関連する2つの音響信号に基づいて、2つの焦点位置に同時に形成される指向性音響ビームであるステレオビームの設計を容易に行うことが可能となる。また、パラメータ設定ステップ、2次元特性設定ステップ及びフィルタ係数導出ステップをスピーカアレーシステムによる音響の再生中に行うこととすれば、指向性音響ビームの設計変更を迅速に行うことが可能となる。実施の形態2本実施の形態では、従来に比べて簡単な構成でスピーカアレーシステムを実現することができ、大幅なコストダウンが可能である指向性音響ビームの設計方法について説明する。図12は、本実施形態の指向性音響ビームの設計方法の実施形態を示すフローチャートである。同図に示すように、本実施形態の指向性音響ビームの設計方法は、記憶ステップS80及び再生ステップS90を備えている。記憶ステップS80は、実施の形態1において説明したフィルタ係数導出ステップS40、図5参照により導出された2次元ディジタルフィルタ係数を用いて、音響信号を2次元ディジタル処理して得られた情報を記憶するものである。2次元ディジタルフィルタ係数を用いて音響信号を2次元ディジタル処理することにより、指向性を有する指向性音響ビームの情報を得ることができる。記憶ステップにおいて情報を記憶するために用いられる記憶手段記録領域としては一般に用いられている手段を用いることができ、特に限定されるものではない。再生ステップS90は、記憶ステップにおいて記憶された情報を用いて指向性音響ビームを再生するものである。例えば、記憶ステップにおいて、ブザー音の音響信号を2次元ディジタル処理した結果得られた情報を記憶しておけば、再生ステップにおいて、指向性を有するブザー音を再生することができる。このように、フィルタ係数導出ステップにより2次元ディジタルフィルタ係数を導出しておけば、記憶ステップ及び再生ステップにより、所望の指向性音響ビームを再生することができる。また、この方法によれば、非常に簡単な構成により、スピーカアレーシステムを実現することができる。図13は、本実施の形態に用いられる記憶手段としてのROMReadOnlyMemoryを用いたスピーカアレーシステムの基本的な回路システムを示すブロック図である。本実施形態の方法によれば、同図に示すように、音源ソース1、フィルタ部2、ADC部3及び2次元ディジタルフィルタ4をROM9で代替することができる図1参照。このため、従来よりも簡単な構成でスピーカアレーシステムを実現できるから、大幅なコストダウンが可能となる。また、ROM9を交換可能な構成とすれば、ROM9を交換することにより再生される音響信号やその指向性を容易に変化させることができる。実施の形態3本発明の指向性音響ビームの設計プログラムおよびスピーカアレーシステムによれば、目的とするビームタイプや指向特性の指向性音響ビームは、設計プログラムにより前もって指向性音響ビームを設計し、スピーカアレーシステム内のデータ領域に記憶しておいた複数の2次元ディジタルフィルタ係数より選定して動作させることができる。新たな指向性音響ビームが必要になった場合でも、動作中に設計プログラムを実行してフィルタ係数を導出し、この係数に切り替えることで対応することも可能である。また、本発明によれば、複数の集束ビームを用いることにより、音像の移動や、高音圧のステレオ再生を行わせることができる。次に、複数の集束ビームを用いて行う音像移動と高音圧ステレオ再生の方法について説明する。なお、実施の形態1において説明した部材には同じ番号を付し、本実施の形態では説明を省略する。図14は、それらK個の集束ビームを形成するための、K個2≦K、Kは2以上の整数の2次元ディジタルフィルタ4フィルタ係数はh1n1、n2、......hKn1、n2を接続したスピーカアレーシステム101の模式図である。同図に示すように、スピーカアレーシステム101は、音源30に並列接続され、予め設定されたフィルタ係数に応じたディジタル処理を行う複数の2次元ディジタルフィルタ4と、複数の2次元ディジタルフィルタ4に接続されたスピーカアレー8からなり、スピーカアレー8はN2個N2は2以上の整数のスピーカ10スピーカユニットを有し、スピーカアレー8から指向性音響ビームを照射するスピーカアレーシステムである。2次元ディジタルフィルタ4は、それぞれN2個の出力40を有し、それぞれの2次元ディジタルフィルタ4のn2番目1≦n2≦N2の出力40n2は、並列加算されて前記スピーカアレー8の対応するn2番目のスピーカ10n2に出力されている。すなわち、2次元ディジタルフィルタ4はそれぞれ、スピーカアレー8の備えているスピーカ10と同数の出力40を備えており、各出力40が加算器50を介してスピーカアレー8を構成するスピーカ10に接続されている。2次元ディジタルフィルタ4のn2番目1≦n2≦N2の出力40n2は、図14に示すように、n2番目の加算器50n2において並列加算され、n2番目のスピーカ10n2に入力される。音像移動すなわちスピーカアレー8から出力される音響の焦点Pの移動は、K個の2次元ディジタルフィルタ4の出力40を次々と切替えて動作させることで実現する。出力40を次々と切替えて動作させることにより音像移動が可能となる。ここで、滑らかな音像移動のためには、隣接するすなわち時間的に連続して使用される2つの2次元ディジタルフィルタ4の出力に対して、図15に示すような時間窓を掛けることが好ましい。これにより、隣接する2次元ディジタルフィルタ4の一方の出力を徐々に小さくするとき、他方の出力はそれと相補う大きさに徐々に大きくして加算した値をスピーカアレー8に出力することができる。このように、複数の2次元ディジタルフィルタ4のうちの隣接する2個ずつを順次動作させることにより、スピーカアレー8により再生される音像移動を滑らかなものにすることができる。図15は、複数の指向性音響ビームを切り替えるための時間窓の形状を示す図であり、aは直線のロールオフ、bはコサインロールオフの形状を示す。同図の縦軸gtは大きさを示しており、横軸tは時間を示している。ここで、直線のロールオフとは、隣接する2次元ディジタルフィルタ4の出力の切替において、式:1-t/TRに基づいて一方の出力をt=0~TRにおいて徐々に小さくすると共に、式:t/TRに基づいて他方の出力を徐々に大きくすることをいう。また、コサインロールオフとは、隣接する2次元ディジタルフィルタ4の出力の切替において、式:1/21cosπTRtに基づいて一方の出力を徐々に小さくすると共に、式:1/21-cosπTRtに基づいて他方の出力を徐々に大きくすることをいう。ここではTWを窓幅と呼び、TWの大きさは音像移動の早さを決める。一方、ロールオフ区間TRの大きさは音像移動様式を決めることになる。TRの大きさをTWに等しくすると音像の移動は滑らかにでき、TRを小さくすると音像の移動は飛び跳ねる状態となる。図16は、K個の焦点Pk、k=1~Kを形成する集束ビームを用いて、音像を初期の焦点P1から移動させる様子を示したものであり、斜線部Aは音像移動を観測できる受聴エリアを示す。ここで、図16aはスピーカアレー8の前方での音像移動を、bはスピーカアレー8の後方およびその付近での音像移動を示しており、bの方が音像移動を観測できる受聴エリアが広い。図16a、bの焦点を組み合わせて、スピーカアレー8前方から後方へ、あるいは後方から前方へと音像移動させることもできる。音像移動に用いられる2次元ディジタルフィルタ4のそれぞれのフィルタ係数は、実施の形態1において説明した指向性音響ビームの設計方法により設計されたものを用いることができる。この設計方法によればフィルタ係数を効率良く設定することができるから、前記スピーカアレーシステムによる音響の再生中であっても、新たな指向性音響ビームを設計することが可能である。図17は、2つの集束ビームを用いて高音圧のステレオ再生を行わせる実施形態を示している。同図に示すように、スピーカアレー8の前方の点PL、PRを焦点とする2つの集束ビームをスピーカアレーシステム102から放射させ、それらの集束ビームをステレオのL、Rチャンネルに対応させることにより高音圧のステレオ再生を行わせることができる。焦点PLPRの間隔vは受聴者Bの顔幅より広めになるように設定され、スピーカアレーシステム102には2つの2次元ディジタルフィルタ4フィルタ係数はhLn1,n2、hRn1,n2が接続される。良好な高音圧ステレオ再生が実現できる受聴エリアは、スピーカアレーから正面方向の距離r0~3r0の位置である。"