JP2009111845A - スピーカアレイシステム - Google Patents

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Abstract


【課題】任意に設定されたエリア内では略均一な音量で聴き取ることができる音を簡素な構成のスピーカアレイで出力する。
【解決手段】複数のスピーカユニットを有するスピーカアレイと、入力オーディオ信号に遅延を付与して生成した遅延オーディオ信号を各スピーカユニットへ与える遅延手段と、スピーカアレイから放射される音響ビームにより音響サービスが提供されるエリアであって、スピーカアレイのスピーカ面の法線方向とは異なる方向の法線を有するターゲットエリアを表すエリア情報を入力する入力手段と、互いに隣り合うスピーカユニットからターゲットエリアに向けて出力される音波の位相が揃い、かつ、前記ターゲットエリアに近づくほど前記ターゲットエリアに対向するように前記包絡面を球面から歪ませる遅延を演算し、前記遅延手段に与える制御手段と、を有するスピーカアレイシステムを提供する。
【選択図】図1

Description

本発明は、複数のスピーカユニットにより構成されたスピーカアレイにより音響ビームを放射するスピーカアレイシステムに関する。
この種のスピーカアレイシステムの一例としては、遅延アレイ方式のものが挙げられる(例えば、特許文献1:段落0014および図9)。遅延アレイ方式のスピーカアレイシステムにおいては、スピーカアレイを形成する複数のスピーカユニットの各々に与えるオーディオ信号の遅延量を適宜調整することによって、スピーカアレイから放射される音波の指向特性の制御や音場の制御が行われる。例えば、仮想的に設定された音響中心から各スピーカユニットへ至る経路差に応じた遅延を各スピーカユニットに供給するオーディオ信号に与えることによって、あたかも上記音響中心に位置する音源から等方的に放射される音(すなわち、球面波状に広がる音)を再現することができる。
特開2006−109343号公報
図15は、上記遅延アレイ方式のスピーカアレイシステムの各スピーカユニットから出力される音波(以下、素元波)の重なり具合を示す図である。図15に示すように、遅延アレイ方式のスピーカアレイシステムでは、各素元波の重なり具合に粗密が生じる。素元波の重なりが密なところほど音圧が高くなるのであるから、遅延アレイ方式のスピーカアレイシステムでは、そのスピーカアレイから出力される音を聴く受聴者とそのスピーカアレイとの位置関係によって、それら受聴者の各々が聴き取る音の大きさにばらつきが生じてしまう。つまり、遅延アレイ方式のスピーカアレイシステムには、音響サービスを提供するエリアとして任意の形状または広さのエリアがユーザにより設定された場合、そのエリアに対して略均一な音量の音響サービスを提供すること(すなわち、エリア内の何れの場所においても略均一な音量で聴き取ることができる音を表す音響ビームをそのエリアに放射すること)ができない、といった問題がある。
本発明は上記の問題点に鑑みて為されたものであり、簡素な構成のスピーカアレイシステムに、ユーザが設定した任意の形状または広さのエリア内の何れの場所においても略均一な音量で聴き取ることができる音を表す音響ビームを放射させることを可能にする技術を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は、複数のスピーカユニットを配列してなるスピーカアレイと、入力オーディオ信号に前記複数のスピーカユニットの各々に対応した遅延を付与して前記スピーカユニットの数分の遅延オーディオ信号を生成し、各スピーカユニットへ与える遅延手段と、前記スピーカユニットを構成する各スピーカユニットから出力される音波により形成される音響ビームにより音響サービスが提供されるエリアであって、前記スピーカアレイのスピーカ面の法線方向とは異なる方向の法線を有するターゲットエリアを表すエリア情報を入力する入力手段と、前記各スピーカユニットから出力される音波の波面の包絡面が非球面状になるようにする遅延を前記スピーカアレイにおける各スピーカユニットの配置位置および前記エリア情報に基づいて演算し前記遅延手段に与える手段であって、前記スピーカアレイにて互いに隣り合うスピーカユニットから前記ターゲットエリアに向けて出力される音波の位相が揃い、かつ、前記ターゲットエリアに近づくほど前記ターゲットエリアに対向するように前記包絡面を球面から歪ませる遅延を演算して前記遅延手段に与える制御手段と、を有することを特徴とするスピーカアレイシステム、を提供する。
このようなスピーカアレイシステムにおいては、前記スピーカアレイにて互いに隣り合うスピーカユニットからターゲットエリアに向けて出力される音波(すなわち、素元波)の位相が揃い、かつ、ターゲットエリアに近づくほどそのターゲットエリアに対向するように歪んだ波面を有する音響ビームがそのターゲットエリアに向けて放射される。このように、本発明に係るスピーカアレイシステムによりターゲットエリアに向けて放射される音響ビームの波面はターゲットエリアに近づくほどそのターゲットエリアに対向するように歪んでいるため、球面状の波面を有する音響ビームを放射する従来の遅延アレイ方式のスピーカアレイに比較して音圧分布が略均一になる。
例えば、前記スピーカアレイが、前記複数のスピーカユニットをライン状に配列して構成されている場合には、前記制御手段には、以下に述べる4つの処理を前記制御手段に実行させて前記複数のスピーカユニットの各々に対応する遅延を算出させるように前記スピーカアレイシステムを構成すれば良い。すなわち、前記音響ビームの目標到達エリアであるカバーエリアを前記エリア情報に基づいて前記ターゲットエリアを覆うように設定するとともに、前記複数のスピーカユニットの各々から出力される音波の前記カバーエリア内での目標到達点を前記スピーカアレイにおける各スピーカユニットの配置位置に応じて設定する第1の処理と、前記複数のスピーカユニットの各々について、そのスピーカユニットの配置位置と目標到達点とを通過する第1の直線と、そのスピーカユニットの次に前記カバーエリアからの距離が長いスピーカユニットの配置位置とその目標到達点とを通過する第2の直線と、の交点を求める第2の処理と、前記カバーエリアからの距離が最も長いスピーカユニットについて前記第2の処理にて求まった交点を前記音響ビームの音響中心とし、当該音響中心から前記複数のスピーカユニットの各々へ至る経路を定める処理であって、前記複数のスピーカユニットの各々について、当該スピーカユニットよりも前記カバーエリアからの距離が長いスピーカユニットについて前記第2の処理にて求まった交点をその距離の長い順に全て経由するように前記音響中心から当該スピーカユニットへ至る経路を定める第3の処理と、前記複数のスピーカユニットの各々に対応する遅延を、前記第3の処理にて定められた経路のうちで最短の経路と当該スピーカユニットについて前記第3の処理にて定められた経路との経路差に応じて演算する第4の処理と、を前記制御手段に実行させるのである。
このような構成によれば、音響中心から各経路を通った音波の波面に至るまでの距離が互いに等しくなるように各経路が定められるため、各スピーカユニットから出力される音波の放射角は、目標到達位置からの距離が短いスピーカユニットほど大きく、その距離が長くなるにつれて小さくなる。このため、上記音波の同時刻における波面の包絡面はターゲットエリアからの距離が短いほどそのターゲットエリアに対向するように歪むこととなる。また、互いに隣りあうスピーカユニット間の遅延は、音響中心からそれらスピーカユニットの各々へ至る経路の経路差に応じたものであるため、それらスピーカユニットから出力される音波の位相が揃うのである。
また、前記スピーカアレイが前記複数のスピーカユニットを面状に配列して構成されている場合には、前記複数のスピーカユニットの各々について、前記スピーカアレイにおける鉛直方向の配置位置に応じた第1の遅延と前記スピーカアレイにおける水平方向の配置位置に応じた第2の遅延とを別個に演算し、当該第1および第2の遅延の和を当該スピーカユニットについての前記遅延として前記遅延手段に与える処理を制御手段に実行させるように構成すれば良い。より詳細に説明すると、前記音響ビームの目標到達エリアであるカバーエリアを前記エリア情報に基づいて前記ターゲットエリアを覆うように設定するとともに、前記複数のスピーカユニットの各々から出力される音波の前記カバーエリア内での目標到達点を前記スピーカアレイにおける各スピーカユニットの配置位置に応じて設定する第1の処理と、前記複数のスピーカユニットを前記スピーカアレイにおける鉛直方向の配置位置に応じて複数の仮想スピーカラインに分類するとともに、各仮想スピーカラインについてその仮想スピーカラインに属するスピーカユニットを代表する仮想スピーカユニットとその仮想スピーカユニットについての前記目標到達点とを定め、各仮想スピーカユニットについて、その仮想スピーカユニットとその目標到達点とを通過する第1の直線と、当該仮想スピーカユニットの次に前記カバーエリアからの距離が長い仮想スピーカユニットとその目標到達点とを通過する第2の直線の交点を求める第2の処理と、前記カバーエリアからの距離が最も長い仮想スピーカユニットについて前記第2の処理にて求まった交点を前記音響ビームの音響中心とし、当該音響中心から前記各仮想スピーカユニットへ至る経路を定める処理であって、前記複数の仮想スピーカユニットの各々について、当該仮想スピーカユニットよりも前記カバーエリアからの距離が長い仮想スピーカユニットについて前記第2の処理にて求まった交点をその距離の長い順に全て経由するように前記音響中心から当該仮想スピーカユニットへ至る経路を定める第3の処理と、前記複数の仮想スピーカラインの各々について、その仮想スピーカラインに属するスピーカユニットについての前記第1の遅延を前記第3の処理にて定められた経路のうちで最短の経路と当該仮想スピーカラインに対応する仮想スピーカユニットについて前記第3の処理にて定められた経路との経路差に応じて演算する第4の処理とを実行し、前記第2の遅延については、前記各仮想スピーカラインの各々について、その仮想スピーカライン内での各スピーカユニットの配置位置に応じて求める処理を前記制御手段に実行させるのである。
より好ましい態様においては、前記カバーエリアの形状若しくは大きさ、または、前記カバーエリア内での前記各目標到達点の位置をユーザに調整させる調整手段を前記スピーカアレイシステムに設け、前記スピーカアレイシステムの制御手段は、前記調整手段による調整が施されたカバーエリアに基づいて前記複数のスピーカユニットの各々に対応する遅延を演算することを特徴とする。このような態様によれば、カバーエリアの形状若しくは大きさ、または、カバーエリア内での各目標位置を調整するといった直感的な操作で、スピーカアレイから放射される音響ビームの指向特性を調整することが可能になる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図1は、本発明の一実施形態であるスピーカアレイシステム1の構成例を示す図である。
このスピーカアレイシステム1は、図1に示すように、スピーカアレイ10、遅延手段20、増幅手段30、ユーザインタフェイス(以下、「UI」)提供手段40および制御手段50を有している。
スピーカアレイ10は、スピーカユニットSP−i(i=1〜N:Nは3以上の自然数)の各々のスピーカ軸が互いに平行になるように各スピーカユニットSP−iを平面状のスピーカ面(バッフル面)を形成するように並べて構成されている。前述したように、これらスピーカユニットSP−iから出力される音波の同時刻における波面の包絡面が、スピーカアレイ10から放射される音響ビームの波面となる。スピーカユニットSP−iとしては、例えばコーン型スピーカなどの広い指向性を有するスピーカを用いれば良い。スピーカアレイ10の構成態様としては、同一の音響特性を有するスピーカユニットSP−iのみで構成する態様や、例えば出力音域が互いに異なるなど音響特性の異なる複数種のスピーカユニットSP−iを組み合わせて構成する態様が考えられる。前者の態様であれば、図2(A)に示すように、各スピーカユニットSP−iをマトリクス状に等間隔に配列してスピーカアレイ10を構成すれば良い。一方、後者の態様にあっては、図2(B)に示すように、例えば高音域をサポートする小型のスピーカユニットSP−iをマトリクス状に配列した周囲に低音域をサポートする大型のスピーカユニットSP−iを配列してスピーカアレイ10を構成すれば良い。また、図2(C)に示すように、各スピーカユニットSP−iを折れ線(図2(C)では点線で表記)の端点および頂点に配置してスピーカアレイ10を構成しても良い。ただし、スピーカユニットSP−iを平面状に配列してスピーカアレイ10を構成する際には、少なくとも1つの方向(本実施形態では、鉛直方向)に沿って3個以上のスピーカユニットSP−iが配列されている必要がある。その理由については後に明らかにする。
遅延手段20は、例えばDSP(Digital Signal Processor)である。遅延手段20は、音源2から与えられる入力オーディオ信号INに遅延処理を施して遅延オーディオ信号X−i(i=1〜N)を生成し、増幅手段30に与える。ここで、音源2から与えられる入力オーディオ信号INがアナログ信号である場合には、A/D変換器によってその入力オーディオ信号INをデジタル信号に変換して遅延手段20に与えれば良い。本実施形態では、上記遅延処理として所謂1タップディレイ処理が実行される。この1タップディレイ処理は、複数のシフトレジスタを用いて実施される態様であっても良く、また、RAM(Random Access Memory)を用いて実施される態様であっても良い。例えば、RAMを用いた態様であれば、入力オーディオ信号INを上記RAMへ書き込み、その書き込みを行った時から、スピーカユニットSP−i(i=1〜N)の各々に対応する遅延に応じた時間が経過した時にRAMから入力オーディオ信号INを読み出し、遅延オーディオ信号X−iとして増幅手段30に与える処理を遅延手段20に実行させるようにすれば良い。このように本実施形態では、遅延オーディオ信号X−iの各々を1タップディレイ処理により生成するため、FIR(Finite Impulse
Response)型の処理で上記遅延オーディオ信号を生成する場合に比較して、遅延手段20を小規模なDSPで構成することが可能になる。
増幅手段30は、図1に示すように、スピーカユニットSP−i(i=1〜N)の各々に対応する乗算器31−i(i=1〜N)を含んでいる。乗算器31−iには、遅延オーディオ信号X−iが遅延手段20から与えられる。乗算器31−i(i=1〜N)の各々は、遅延手段20から与えられた遅延オーディオ信号X−iに所定の係数(制御手段50から与えられる係数)を乗算して出力することにより、その遅延オーディオ信号X−iの増幅を行うものである。増幅手段30から出力される遅延オーディオ信号X−iの各々は、D/A変換器(図1では図示略)によってアナログオーディオ信号に変換され、対応するスピーカユニットSP−iに与えられる。
スピーカアレイシステム1は、前述した遅延アレイ方式で指向性制御を行うものであり、その指向特性は遅延手段20によって各遅延オーディオ信号X−iに付与する遅延によって定まる。球面状の波面を有する音響ビームを形成する従来の遅延アレイ方式のスピーカアレイシステムでは、音響サービスの提供対象となるエリア(以下、ターゲットエリア)の法線方向とスピーカアレイのスピーカ面の法線方向とが一致している場合(すなわち、スピーカアレイのスピーカ面とターゲットエリアとが対向している場合)には、音圧分布のばらつきが少ない音響サービスを提供することが可能である一方、ターゲットエリアの法線方向とスピーカ面の法線方向とが異なる場合には、そのターゲットエリア内での音圧分布にばらつきが生じていた。これに対して、本実施形態に係るスピーカアレイシステム10は、スピーカアレイ10のスピーカ面の法線方向とは異なる方向に法線を有するターゲットエリアに向けて非球面状の波面を有する音響ビームを放射することによって、音圧分布が略均一な音響サービスを提供するのである。ここで、非球面状の波面とは、図3に示すように、波面とターゲットエリアとの距離が短くなるほどそのターゲットエリアに対向するように歪んだ波面のことである。
スピーカアレイ10から放射される音響ビームの波面が、図3に示す非球面状の波面になるようにするためには、各スピーカユニットSP−iに対応する遅延を適切に定めなければならない。しかし、球面状の波面を有する音響ビームを形成する場合に比較して上記遅延を定めるための計算は複雑になり、かかる計算を人手で行うことには多大な労力を要する。そこで、本発明に係るスピーカアレイシステムでは、図3に示す非球面状の波面を有する音響ビームを手軽に形成することを可能にする工夫が為されている。具体的には、本実施形態に係るスピーカアレイシステム1では、図1に示すUI提供手段40と制御手段50とがこの役割を果たすのである。
図1のUI提供手段40は、スピーカアレイ10とターゲットエリアとの位置関係やそのターゲットエリアの形状および大きさを示す情報(以下、エリア情報AI)、およびそのターゲットエリア内での音量(以下、ターゲット音量)などの各種情報をユーザに入力させる入力手段の役割を担うものである。一方、制御手段50は、遅延手段20に与えるべき遅延、すなわち、上記エリア情報AIで示されるターゲットエリアに向う非球面状の波面を有する音響ビームを生成するための遅延D−i(i=1〜N)をそのエリア情報AIに基づいて演算し遅延手段20に与えるとともに、上記ターゲット音量に応じた増幅率(すなわち、各乗算器31−iにおける乗算係数)の設定を行うものである。
以下、本発明の特徴を顕著に示すUI提供手段40および制御手段50の構成、および、それらの機能について詳細に説明する。
UI提供手段40の具体例としては、各種入力画面を表示するための表示部(例えば、液晶ディスプレイ)とその駆動制御を行う駆動回路、スピーカアレイシステム1のユーザに各種情報の入力操作を行わせるための操作部(例えば、キーボードやマウスなど)などが挙げられる。上記エリア情報AIをユーザに入力させる手法としては、種々の態様が考えられる。例えば、コンサートホールなどスピーカアレイ10が設置され、ターゲットエリアが設けられる空間内に3次元座標を想定し、スピーカアレイ10やターゲットエリアの配置位置を示す座標値をキーボードで入力させる態様が考えられる。また、図4に示すような仮想3次元座標空間の画像を表示部に表示させ、ポインティングデバイスを用いたドラッグアンドドロップなどの操作によってエリア情報AIを入力する態様であっても良い。このように、UI提供手段40を介して入力されたエリア情報AIやターゲット音量はUI提供手段40から制御手段50に与えられる。
制御手段50は、図1に示すように、CPU(Central Processing Unit)501と、例えばFlashROMなどの不揮発性メモリ502と、RAMなどの揮発性メモリ503とを含んでいる。この不揮発性メモリ502には、本発明に係るスピーカアレイシステムに特徴的な遅延演算処理を上記CPU501に実行させる制御プログラム502aとアレイ情報502bとが予め格納されている。ここで、アレイ情報502bとは、スピーカアレイ10を構成するスピーカユニットSP−i(i=1〜N)の各々のスピーカアレイ10における配置位置を示す情報(例えば、スピーカアレイ10のスピーカ面の左上端を原点とする2次元座標における各スピーカユニットSP−iの座標位置を示す情報)である。一方、揮発性メモリ503は、制御プログラム502aをCPU501が実行する際のワークエリアとして利用される。制御プログラム502aにしたがってCPU501が実行する遅延演算処理は、図5に示すように、エリア設定処理S01、鉛直方向演算処理S02、水平方向演算処理S03および遅延設定処理S04の4つの処理に大別される。
以下、これら4つの処理について詳細に説明する。
エリア設定処理S01は、スピーカアレイ10から放射される音響ビームの目標到達エリアとなるカバーエリアを、エリア情報AIの示すターゲットエリアを覆うように設定し、さらに、各スピーカユニットSP−iから出力される音波の上記カバーエリア内での目標到達点をそのスピーカユニットSP−iのスピーカアレイ10における配置位置に応じて決定する処理である。例えば、図6に示すように、スピーカアレイ10の鉛直方向の中心線(図2(A)、(B)および(C)におけるC−C´線)を通る断面と水平面との交線上に中心を有し、かつ、スピーカアレイ10の法線方向に直交する方向の法線を有するターゲットエリアを示すエリア情報AIがUI提供手段40より与えられた場合には、図6に示すように、スピーカアレイ10の平行な二辺(図6では、辺SA−SDおよび辺SB−SC)に平行な二辺(図6では、辺TA−TDおよび辺TB−TC)を有する矩形状で、上記ターゲットエリアを覆う大きさのカバーエリアが設定される。
また、カバーエリア内における上記各目標到達点の位置は、カバーエリアとスピーカアレイ10との位置関係、カバーエリアとスピーカアレイ10の水平方向の辺の長さの比(すなわち、辺TA−TDの長さと辺SA−SDの長さの比)、他方の辺の長さの比、およびアレイ情報502bの示す各スピーカユニットSP−iの配置位置に基づいて幾何学的に決定される。このようにしてカバーエリア内における各目標到達点の位置が決定されるため、カバーエリア内における各目標到達点の配列についての幾何学的関係(例えば、各スピーカユニットが格子状に配列されている等)は、スピーカアレイ10における各スピーカユニットSP−iの配列についての幾何学的関係に一致することになる。例えば、スピーカ面にて水平方向に一列に並ぶスピーカユニットの配列と、それらスピーカユニットの各々に対応する目標到達点の配列とは平行になる。ここで、カバーエリアの形状を矩形状とし、スピーカアレイ10における各スピーカユニットSP−iの配列についての幾何学的関係が維持されるように各目標到達点を配列するようにしたのは、後段の鉛直方向演算処理S02および水平方向演算処理S03における演算を容易にするためである。
後段の鉛直方向演算処理S02〜遅延設定処理S04では、エリア設定処理S01にて設定されたカバーエリアに対して非球面状の波面(図3参照)を有する音響ビームが放射されるように各スピーカユニットSP−iに対応する遅延が演算される。このカバーエリア内では、上記のような非球面状の音響ビームが放射されることによって、音圧分布が略均一な音響サービスを享受することができる。そして、エリア情報AIで示されるターゲットエリアは上記カバーエリアによって被覆されるのであるから(図6参照)、そのターゲットエリア内でも、音圧分布が略均一な音響サービスを享受することができるのである。
鉛直方向演算処理S02は、スピーカユニットSP−i(i=1〜N)の各々について、スピーカアレイ10のスピーカ面における鉛直方向の配置位置に応じた遅延(以下、第1の遅延)D1−iを演算する処理である。この鉛直方向演算処理S02では、まず始めに、演算量を削減するため、スピーカアレイ10を構成するスピーカユニットSP−iの各々をアレイ情報502bの示す鉛直方向の配置位置に応じてグループ分けする処理が実行される。具体的には、鉛直方向の配置位置が同一であるスピーカユニットSP−i同士を1つのグループとする処理が実行されるのである。上記グループに属するスピーカユニットSP−iの鉛直方向の配置位置は同一であるため、上記グループの数分だけ上記第1の遅延を演算すれば、全てのスピーカユニットSP−iについての第1の遅延が算出されるのである。
上記グループの各々に属するスピーカユニットSP−iは、スピーカアレイ10における鉛直方向の配置位置が同一であるから、水平方向に一列(すなわち、ライン状)に並んでいる。以下では、上記各グループのことを「仮想スピーカラインVSL−j」と呼ぶ。ただし、添え字jは、スピーカアレイ10のスピーカ面において最上段に位置するものから数えた仮想スピーカラインのライン番号である。例えば、各スピーカユニットSP−iが図2(A)に示すようにマトリクス状に配置されている場合には、仮想スピーカラインVSL−jの各々は、スピーカアレイ10において鉛直方向に並ぶ実際のスピーカラインの各々に一致する。また、各スピーカユニットSP−iの配置態様が図2(B)に示す態様であれば、図7に示すように、9本の仮想スピーカラインVSL−j(j=1〜9)に分類され、図2(C)に示す態様であれば、3本の仮想スピーカラインVSL−j(j=1〜3)に分類される。
次いで、鉛直方向演算処理S02では、仮想スピーカラインVSL−jの各々について、その仮想スピーカラインVSL−jに属する各スピーカユニットSP−iを代表するスピーカユニットを定める。本実施形態では、以降の処理における演算を簡略化するために、仮想スピーカラインVSL−jにて中央に位置するスピーカユニット(すなわち、図7のC−C´線上に位置するスピーカユニット)をその仮想スピーカラインVSL−jに属する各スピーカユニットSP−iの代表とする。ここで、図7に示す仮想スピーカラインVSL−1、VSL−3、VSL−7およびVSL−9のように、中央にスピーカユニットが存在しない仮想スピーカラインについては、その中央にスピーカユニットを仮想し、この仮想したスピーカユニットをその仮想スピーカラインに属する各スピーカユニットSP−iの代表とする。以下では、仮想スピーカラインVSL−jに属するスピーカユニットSP−iを代表するスピーカユニットのことを、実際に存在するものであるか仮想のものであるかを問わず、「仮想スピーカユニットVSP−j」と呼ぶ。以降、CPU501は、仮想スピーカユニットVSP−jと、その仮想スピーカユニットVSP−jについての目標到達点TP−jとを用いて、その仮想スピーカユニットVSP−jについての第1の遅延を以下の手順で演算する。
すなわち、CPU501は、仮想スピーカユニットVSP−jとその目標到達点TP−jとを通る直線L−jと、その仮想スピーカユニットVSP−jの次にカバーエリアからの距離が長い仮想スピーカユニットVSP−m(m=j+1、以下、同じ)とその目標到達点TP−mとを通る直線L−mと、の交点Kjmの座標を求める。例えば、スピーカアレイ10が図2(B)に示すように構成されている場合には、そのスピーカアレイ10に属する各スピーカユニットSP−iは9本の仮想スピーカラインVSL−jにグループ分けされる。このため、図8(A)および(B)に示すように、9個の仮想スピーカユニットVSP−jとその各々に対応するカバーエリア内の目標到達点TP−jとを通る9本の直線L−jが描かれ、図9(A)および(B)に示すように交点K12からK89までの8個の交点の座標が求まる。
次いで、CPU501は、図9(A)に示すように、カバーエリアからの距離が最も長い仮想スピーカユニット(すなわち、仮想スピーカユニットVSP−1)について上記処理により求まった交点(すなわち交点K12)を、ターゲットエリアへ向けて放射する音響ビームについての音響中心FV1として仮想スピーカユニットVSP−jの各々へ至る経路を定める。より詳細に説明すると、CPU501は、仮想スピーカユニットVSP−jの各々について、当該仮想スピーカユニットVSP−jよりもカバーエリアからの距離が長い仮想スピーカユニットVSP−jについて上記処理により求まった交点をその距離の長い順に全て経由するように上記音響中心から当該仮想スピーカユニットへ至る経路を定める処理を実行する。
例えば、仮想スピーカユニットVSP−1については、図9(A)に示すように、音響中心FV1から直線L−1に沿って仮想スピーカユニットVSP−1に至る経路r1が定められ、仮想スピーカユニットVSP−2については、音響中心FV1から直線L−2に沿って仮想スピーカユニットVSP−2に至る経路r2が定められる。同様に、仮想スピーカユニットVSP−3については、音響中心FV1から、交点K23を経て仮想スピーカユニットVSP−3に至る経路が定められる。そして、仮想スピーカユニットVSP−9については、図9(B)に示すように、音響中心FV1から交点K23,K34・・・K89を経てその仮想スピーカユニットVSP−9に至る経路r9が定められる。これにより、音響中心FV1から各仮想スピーカユニットVSP−jに至る経路として、上記各交点で屈折しつつ伝播する屈折波的な経路が求められるのである。ここで注目すべき点は、スピーカアレイ10においてスピーカユニットSP−iが鉛直方向に2個だけ並んでいる態様の場合には、上記手順より求められる経路(すなわち、音響中心から上記2つのスピーカユニットSP−iの各々に至る経路)は、球面状の波面を有する音響ビームを形成するための従来の遅延アレイ方式により算出される経路と同一になる点である。このため、本実施形態に係るスピーカアレイシステム1のスピーカアレイ10においては、鉛直方向に3個以上のスピーカユニットSP−iが配列されていなければならないのである。
次いで、CPU501は、仮想スピーカユニットVSP−jの各々に対応する遅延を、上記のようにして定めた経路のうちで最短のもの(本実施形態では、r1)と、各仮想スピーカユニットVSP−jについて定めた経路との経路差に応じて演算する(例えば、その経路差を音速で除算して遅延を算出する)。このようにして、各仮想スピーカユニットVSP−jについて演算した遅延を、その仮想スピーカユニットVSP−jと鉛直方向の配置位置が同一である各スピーカユニットSP−iについての第1の遅延D1−iとするのである。
以上にようにして求まる第1の遅延D1−iを入力オーディオ信号INに与えて遅延オーディオ信号X−iを生成し各スピーカユニットSP−iに与えることによって、上記各経路を通って各スピーカユニットSP−iから出力される音波の波面と音響中心FV1との距離は上記経路によらずに等しくなるとともに、カバーエリアからの距離が短いスピーカユットSP−iから出力される音波ほどその波面の開き角(すなわち、放射角)は大きくなる。このため、各スピーカユニットSP−iから出力される音波の波面の包絡面はカバーエリアからの距離が短いほどそのカバーエリアに対向するように歪むこととなる。また、スピーカアレイ10において鉛直方向に隣り合う2つのスピーカユニットSP−iについての第1の遅延D1−iの差は音響中心FV1からの経路差に応じたものであるため、これら2つのスピーカユニットSP−iの各々から出力される音波の同時刻における位相が揃うことは言うまでもない。
次いで、水平方向演算処理S03について説明する。水平方向演算処理S03は、スピーカユニットSP−i(i=1〜N)の各々について、スピーカアレイ10のスピーカ面における水平方向の配置位置に応じた遅延(以下、第2の遅延)D2−iを演算する処理である。この水平方向演算処理S03では、前述した仮想スピーカラインVSL−jの各々について以下の処理を行うことによって、その仮想スピーカラインVSL−jに属する各スピーカユニットSP−iについての第2の遅延を演算する。すなわち、仮想スピーカラインVSL−jに属するスピーカユニットSP−iの各々について、そのスピーカユニットSP−iとその目標到達点とを通る直線を求め、それら直線の交点を当該仮想スピーカラインVSL−jについての水平方向の焦点として求める。このようにして求まった焦点から上記仮想スピーカラインVSL−jに属する各スピーカユニットSP−iへ至る経路の経路差に応じて上記第2の遅延D2−iを演算するのである。
例えば、図10(A)は、図7に示す仮想スピーカラインVSL−1(すなわち、スピーカ面の最上段に位置する仮想スピーカライン)に属するスピーカユニットSP−iについて求まる焦点および経路を示す図であり、図10(B)は、図7に示す仮想スピーカラインVSL−9(すなわち、スピーカ面の最下段に位置する仮想スピーカライン)に属するスピーカユニットSP−iについて求まる焦点および経路を示す図である。このようにして求まる経路差に応じた第2の遅延D2−iを入力オーディオ信号INに与えて遅延オーディオ信号X−iを生成すると、図10(A)および(B)に示すように、カバーエリアからの距離が長い仮想スピーカラインから放射される音波の包絡面ほど水平方向の開き角(すなわち、水平方向の放射角)が狭くなり、その距離が短いほど上記開き角が大きくなる。なお、この水平方向演算処理S03についても鉛直方向演算処理S02と同様の処理を行って図10(C)に示すように、1つの音響中心から各スピーカユニットSP−iに至る屈折波面的な経路を求め、その経路差に応じて上記第2の遅延D2−iを求めても勿論良い。
そして、遅延設定処理S04においては、以上のようにしてスピーカユニットSP−i(i=1〜N)の各々について演算された第1の遅延D1−iと第2の遅延D2−iの加算値がそのスピーカユニットSP−iに対応する遅延D−iとして遅延手段20に与えられるのである。ここで注目すべき点は、各仮想スピーカラインVSL−jと、その仮想スピーカラインVSL−jに属するスピーカユニットSP−iについての目標到達点列は平行であるため、上記のようにして求まる水平方向の各焦点は前述したC−C´線断面上に存在することとなる点、すなわち、上記水平方向の各焦点は前述した鉛直方向の各交点と同一平面上に存在することとなる点である。このため、スピーカアレイ10を構成する各スピーカユニットSP−iの各々から出力される音波の同時刻における波面の包絡面が2次元的に描かれ、それら音波により形成される音響ビームは図11にて矢印で示すように伝播するのである。
以上説明したように、本実施形態に係るスピーカアレイシステム1によれば、ユーザにより指定されたターゲットエリアに向けて図3に示す非球面状の波面を有する音響ビームがスピーカアレイ10から放射されるため、そのターゲットエリア内では略均一な音量で音響サービスを享受することが可能になる。また、本実施形態では、スピーカアレイ10とターゲットエリアとの位置関係およびそのターゲットエリアの形状や大きさから、上記音響ビームを形成するための遅延が演算され、ユーザに複雑な計算作業等を強いることがないといった特徴もある。さらに、本実施形態に係るスピーカアレイシステム1の遅延手段20で実行される遅延処理は1タップディレイ処理であるため、遅延手段20を小規模なDSPで構成することが可能であり、スピーカシステム1の構成が簡素になるといった特徴もある。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、かかる実施形態に以下に述べる変形を加えても勿論良い。
(1)上述した実施形態では、スピーカアレイ10のスピーカ面の法線方向とは直交する方向に法線を有する平面内にターゲットエリアを指定させ、そのターゲットエリアを覆うように、矩形状のカバーエリアを設定し、各スピーカユニットSP−iについての目標到達点をそれらスピーカユニットSP−iの配列についての幾何学的関係を保ちつつ定めて、各スピーカユニットSP−iに対応する遅延を求めた。しかし、カバーエリアの形状は矩形に限定されるものではなく、図12(A)に示すように非対称な形状であっても良く、また、図12(B)や図12(C)に示すように水平面に対して1乃至2つの軸方向に傾斜した平面上にターゲットエリアを指定し、そのターゲットエリアを覆うようにカバーエリアを設定しても良い。要は、そのカバーエリア内に各スピーカユニットSP−iについての目標到達点を設定する際に、上記幾何学的関係を保ちつつ設定するようにすれば、上述した鉛直方向演算処理S02および水平方向演算処理S03と同一のアルゴリズムで各スピーカユニットSP−iに対応する遅延を求めることができる。
(2)上述した実施形態では、ユーザにより指定されたターゲットエリアを覆うように矩形状のカバーエリアを設定し、そのカバーエリアとスピーカアレイ10の位置関係およびカバーエリアの大きさから、各スピーカユニットSP−iに対応する遅延を求めた。しかし、上記カバーエリアの大さを適宜調整したり、上記カバーエリアの形状を、例えば、図13(A)に示すように、スピーカアレイ10からの距離が短いほどそのカバーエリアの幅が狭く、その距離が長いほどカバーエリアの幅が広い台形状に変形したり、図13(B)に示すように、各仮想スピーカラインに対応する目標到達点群の間隔を変更する調整手段を設け、その調整後のカバーエリアについて前述した遅延演算処理を行って各スピーカユニットSP−iに対応する遅延を求めても良い。このような調整手段としては、前述したUI提供手段40を用いれば良い。このような調整手段を設けることによって、低域から高域になるにしたがって音圧分布の中心がターゲットエリアの中心に一致するなど聴感に寄与する周波数帯域を中心に音圧分布を改善するなどの微調整をカバーエリアの形状等を介した直感的な操作で行うことが可能になる。
(3)上述した実施形態では、スピーカアレイ10を構成する各スピーカユニットSP−iの鉛直方向の配置位置に応じて仮想スピーカラインを形成させたが、ターゲットエリアとスピーカアレイ10のスピーカ面との位置関係によっては、このようなグループ分けでは音圧分布の中心をターゲットエリアの中心に一致させることができない場合がある。そこで、ターゲットエリアとスピーカアレイ10のスピーカ面との位置関係によっては、例えば図14に示すように、仮想的な行および列方向を定め、その行方向に並んだスピーカユニットSP−i同士で仮想スピーカラインを形成させて、その列方向については上記鉛直方向演算処理S02により遅延を求め、その行方向については上記水平方向演算処理S03により遅延を求めるようにしても良い。
(4)上述した実施形態では、複数のスピーカユニットを平面状のスピーカ面を形成するように配列して構成した2次元スピーカアレイに本発明を適用したが、複数のスピーカユニットを曲面状のスピーカ面を形成するように配列して構成したスピーカアレイに本発明を適用しても勿論良い。また、複数のスピーカユニットがライン状に配列された1次元スピーカアレイ、すなわち、複数のスピーカユニットの各々が平面上の直線または曲面上の直線に沿って配列されたスピーカアレイに本発明を適用しても勿論良い。この種の一次元スピーカアレイに本発明を適用する場合には、前述した鉛直方向演算処理S02と水平方向演算処理S03の何れか一方の処理を実行して各スピーカユニットに対応した遅延を演算するようにすれば良い。
(5)上述した実施形態では、ターゲットエリアの配置位置および大きさに応じて遅延手段20に与える遅延をCPU501に演算させた。しかし、例えば、幾つかの大きさおよび配置位置のターゲットエリアについての上記遅延を予め演算させておき、それらターゲットエリアの大きさや配置位置を示す情報に対応付けて不揮発性メモリ502に格納しておき、ユーザによりターゲットエリアの大きさおよび配置位置が指定された場合には該当する遅延を不揮発性メモリ502から読み出して遅延手段20に与える処理をCPU501に実行させても勿論良い。
(6)上述した実施形態では、ユーザにより指定されたターゲットエリアを覆うようなカバーエリアを1つだけ設定したが、帯域別に異なる広さまたは形状のカバーエリアを設定し、帯域毎に遅延の算出を行っても良い。何故ならば、高域と低域とを同じ遅延量で制御すると、指向性制御が難しい低域については高域に比較して音圧分布に広がりが生じやすく、全帯域に亘っての音圧分布に偏りが生じてしまうからである。このため、例えば、高域については低域よりも広いカバーエリアを設定するようにすれば、全帯域に亘っての音圧分布をターゲットエリア内では略均一にすることが可能になる。
(7)上述した実施形態では、本発明に係るスピーカアレイシステムに特徴的な遅延演算処理を制御手段50のCPU501に実行させる制御プログラム502aが同制御手段50の不揮発性メモリに予め格納されていた。しかし、この制御プログラム502aを例えばCD−ROM(Compact Disk-Read Only Memory)などのコンピュータ装置読み取り可能な記録媒体に書き込んで配布しても良く、また、インターネットなどの電気通信回線経由のダウンロードにより配布しても良い。このようにして配布される制御プログラム502aを一般的なコンピュータ装置に記憶させ、そのコンピュータ装置を制御手段50として機能させることができる。
例えば、上記のようにして配布される制御プログラム502aをパーソナルコンピュータ(以下、PC)の不揮発性メモリ(ハードディスクなど)に記憶させ、そのPCのCPU、揮発性メモリおよび不揮発性メモリに制御手段50の役割を担わせるとともに、そのPCの表示部および操作部にUI提供手段40の役割を担わせるようにして、一般的な遅延アレイ方式のスピーカアレイ装置(スピーカアレイ10、遅延手段20および増幅手段30を有する装置)の遅延手段20における遅延を上記PCによって制御しても良い。このようにすると、一般的な遅延アレイ方式のスピーカアレイ装置と一般的なPCとを組み合わせて本発明に係るスピーカアレイシステムを構築することが可能になる。
この発明の一実施形態であるスピーカアレイシステム1の構成を示す図である。 同スピーカアレイシステム1のスピーカアレイ10の正面図である。 同スピーカアレイシステム1のスピーカアレイ10から放射される音響ビームの波面の伝播イメージの一例を示す図である。 同UI提供手段40によるターゲットエリアの設定例を示す図である。 同スピーカアレイシステム1の制御手段50のCPU501が実行する遅延演算処理の流れを示す図である。 ターゲットエリアとカバーエリアの関係を示す図である。 鉛直方向演算処理S02で設定される仮想スピーカラインの一例である。 鉛直方向演算処理S02の処理内容を説明する図である。 鉛直方向演算処理S02の処理内容を説明する図である。 水平方向演算処理S03の処理内容を説明する図である。 スピーカアレイ10から放射される音波の伝播イメージを示す図である。 変形例(1)にかかるカバーエリアの設定態様を示す図である。 変形例(2)にかかる調整手段を説明する図である。 変形例(3)にかかる仮想スピーカラインを説明する図である。 従来の遅延アレイ方式のスピーカアレイの問題点を説明するための図である。
符号の説明
1…スピーカアレイシステム、2…音源、10…スピーカアレイ、SP−i(i=1〜N)…スピーカユニット、20…遅延手段、30…増幅手段、31−i(i=1〜N)…乗算器、40…UI提供手段、50…制御手段、501…CPU、502…不揮発性メモリ、502a…制御プログラム、502b…アレイ情報、503…揮発性メモリ。

Claims (4)

  1. 複数のスピーカユニットを配列してなるスピーカアレイと、
    入力オーディオ信号に前記複数のスピーカユニットの各々に対応した遅延を付与して前記スピーカユニットの数分の遅延オーディオ信号を生成し、各スピーカユニットへ与える遅延手段と、
    前記スピーカユニットを構成する各スピーカユニットから出力される音波により形成される音響ビームにより音響サービスが提供されるエリアであって、前記スピーカアレイのスピーカ面の法線方向とは異なる方向の法線を有するターゲットエリアを表すエリア情報を入力する入力手段と、
    前記各スピーカユニットから出力される音波の波面の包絡面が非球面状になるようにする遅延を前記スピーカアレイにおける各スピーカユニットの配置位置および前記エリア情報に基づいて前記遅延手段に与える手段であって、前記スピーカアレイにて互いに隣り合うスピーカユニットから前記ターゲットエリアに向けて出力される音波の位相が揃い、かつ、前記ターゲットエリアに近づくほど前記ターゲットエリアに対向するように前記包絡面を球面から歪ませる遅延を前記遅延手段に与える制御手段と、
    を有することを特徴とするスピーカアレイシステム。
  2. 前記スピーカアレイは、前記複数のスピーカユニットをライン状に配列して構成されており、
    前記制御手段は、
    前記音響ビームの目標到達エリアであるカバーエリアを前記エリア情報に基づいて前記ターゲットエリアを覆うように設定するとともに、前記複数のスピーカユニットの各々から出力される音波の前記カバーエリア内での目標到達点を前記スピーカアレイにおける各スピーカユニットの配置位置に応じて設定する第1の処理と、
    前記複数のスピーカユニットの各々について、そのスピーカユニットの配置位置と目標到達点とを通過する第1の直線と、そのスピーカユニットの次に前記カバーエリアからの距離が長いスピーカユニットの配置位置とその目標到達点とを通過する第2の直線と、の交点を求める第2の処理と、
    前記カバーエリアからの距離が最も長いスピーカユニットについて前記第2の処理にて求まった交点を前記音響ビームの音響中心とし、当該音響中心から前記複数のスピーカユニットの各々へ至る経路を定める処理であって、前記複数のスピーカユニットの各々について、当該スピーカユニットよりも前記カバーエリアからの距離が長いスピーカユニットについて前記第2の処理にて求まった交点をその距離の長い順に全て経由するように前記音響中心から当該スピーカユニットへ至る経路を定める第3の処理と、
    前記複数のスピーカユニットの各々に対応する遅延を、前記第3の処理にて定められた経路のうちで最短の経路と当該スピーカユニットについて前記第3の処理にて定められた経路との経路差に応じて演算し前記遅延手段に与える第4の処理と、を実行する
    ことを特徴とする請求項1に記載のスピーカアレイシステム。
  3. 前記スピーカアレイは、前記複数のスピーカユニットを面状に配列して構成されており、
    前記制御手段は、
    前記複数のスピーカユニットの各々について、前記スピーカアレイにおける鉛直方向の配置位置に応じた第1の遅延と前記スピーカアレイにおける水平方向の配置位置に応じた第2の遅延とを別個に演算し、当該第1および第2の遅延の和を当該スピーカユニットについての前記遅延として前記遅延手段に与える手段であって、
    前記音響ビームの目標到達エリアであるカバーエリアを前記エリア情報に基づいて前記ターゲットエリアを覆うように設定するとともに、前記複数のスピーカユニットの各々から出力される音波の前記カバーエリア内での目標到達点を前記スピーカアレイにおける各スピーカユニットの配置位置に応じて設定する第1の処理と、
    前記複数のスピーカユニットを前記スピーカアレイにおける鉛直方向の配置位置に応じて複数の仮想スピーカラインに分類するとともに、各仮想スピーカラインについてその仮想スピーカラインに属するスピーカユニットを代表する仮想スピーカユニットとその仮想スピーカユニットについての前記目標到達点とを定め、各仮想スピーカユニットについて、その仮想スピーカユニットとその目標到達点とを通過する第1の直線と、当該仮想スピーカユニットの次に前記カバーエリアからの距離が長い仮想スピーカユニットとその目標到達点とを通過する第2の直線の交点を求める第2の処理と、
    前記カバーエリアからの距離が最も長い仮想スピーカユニットについて前記第2の処理にて求まった交点を前記音響ビームの音響中心とし、当該音響中心から前記各仮想スピーカユニットへ至る経路を定める処理であって、前記複数の仮想スピーカユニットの各々について、当該仮想スピーカユニットよりも前記カバーエリアからの距離が長い仮想スピーカユニットについて前記第2の処理にて求まった交点をその距離の長い順に全て経由するように前記音響中心から当該仮想スピーカユニットへ至る経路を定める第3の処理と、
    前記複数の仮想スピーカラインの各々について、その仮想スピーカラインに属するスピーカユニットについての前記第1の遅延を前記第3の処理にて定められた経路のうちで最短の経路と当該仮想スピーカラインに対応する仮想スピーカユニットについて前記第3の処理にて定められた経路との経路差に応じて演算する第4の処理と、を実行し、
    前記第2の遅延については、
    前記各仮想スピーカラインの各々について、その仮想スピーカライン内での各スピーカユニットの配置位置に応じて求める
    ことを特徴とする請求項1に記載のスピーカアレイシステム。
  4. 前記カバーエリアの形状若しくは大きさ、または、前記カバーエリア内での前記各目標到達点の位置をユーザに調整させる調整手段を備え、
    前記制御手段は、前記調整手段による調整が施されたカバーエリアに基づいて前記複数のスピーカユニットの各々に対応する遅延を演算する
    ことを特徴とする請求項2または3に記載のスピーカアレイシステム。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110026256A (ko) * 2009-09-07 2011-03-15 삼성전자주식회사 지향성 음향 생성 장치 및 방법

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0514361D0 (en) * 2005-07-12 2005-08-17 1 Ltd Compact surround sound effects system
JP5195018B2 (ja) * 2008-05-21 2013-05-08 ヤマハ株式会社 遅延量算出装置およびプログラム
DE102010004882B4 (de) * 2010-01-18 2014-09-18 Lb Lautsprecher Und Beschallungstechnik Gmbh Gruppenstrahler mit einem linienförmigen Lautsprecherband
CN102186129B (zh) * 2011-05-20 2014-11-26 广州励丰文化科技股份有限公司 扩声扬声器点阵的指向性控制方法和音箱
CN102711015B (zh) * 2012-05-29 2015-03-25 苏州上声电子有限公司 基于二次剩余序列组合的扬声器阵列声场控制方法和装置
FR2996095B1 (fr) 2012-09-27 2015-10-16 Sonic Emotion Labs Procede et dispositif de generation de signaux audio destines a etre fournis a un systeme de restitution sonore
CN102984622A (zh) * 2012-11-21 2013-03-20 山东共达电声股份有限公司 一种具有指向性声场的微型扬声器阵列***
WO2016182184A1 (ko) * 2015-05-08 2016-11-17 삼성전자 주식회사 입체 음향 재생 방법 및 장치
US9497545B1 (en) 2016-01-13 2016-11-15 International Business Machines Corporation Analog area speaker panel with precision placement and direction of audio radiation
JP2019126001A (ja) * 2018-01-19 2019-07-25 ヤマハ株式会社 スピーカ制御装置および信号供給装置
CN110099343A (zh) * 2019-05-28 2019-08-06 安徽奥飞声学科技有限公司 一种具有mems扬声器阵列的听筒及通信装置
WO2022248043A1 (en) * 2021-05-27 2022-12-01 Huawei Technologies Co., Ltd. Audio device and method for producing a sound field

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007274510A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd スピーカー装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3205625B2 (ja) * 1993-01-07 2001-09-04 パイオニア株式会社 スピーカ装置
US20020131608A1 (en) * 2001-03-01 2002-09-19 William Lobb Method and system for providing digitally focused sound
JP4007254B2 (ja) * 2003-06-02 2007-11-14 ヤマハ株式会社 アレースピーカーシステム
JP4371034B2 (ja) 2004-10-08 2009-11-25 ヤマハ株式会社 スピーカアレイシステム
JP2006262416A (ja) * 2005-03-18 2006-09-28 Yamaha Corp 音響システム、音響システムの制御方法および音響機器
JP4949638B2 (ja) * 2005-04-14 2012-06-13 ヤマハ株式会社 オーディオ信号供給装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007274510A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd スピーカー装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110026256A (ko) * 2009-09-07 2011-03-15 삼성전자주식회사 지향성 음향 생성 장치 및 방법
KR101601196B1 (ko) * 2009-09-07 2016-03-09 삼성전자주식회사 지향성 음향 생성 장치 및 방법

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