JPWO2020044728A1 - 指向性制御システム - Google Patents
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Abstract
Description
前記複数のスピーカユニットを所定の配列によって固定接続し、グループ化したスピーカブロックと、
前記スピーカブロックを構成する複数のスピーカユニットごとに音源の音を出力するための音響信号と前記出力する指向角度を設定した制御信号とを受け付けるインターフェース部と、
前記インターフェース部で受け付けた各制御信号から、前記設定された各指向角度で仮想配列された前記各スピーカユニットの仮想的な遅延時間データを算出する演算部と、
前記インターフェース部で受け付けた各音響信号から音響データを生成するとともに、各音響データと各音響データに対応する前記遅延時間データとから出力データを生成する音響データ処理部と、
前記出力データを前記各スピーカユニットに出力するために増幅する増幅部と、を有し、
前記増幅部から前記各スピーカユニットを介して前記各出力データを出力することにより、前記スピーカブロックによって所定の音場を形成することを特徴とする。
なお、本明細書で開示される指向性制御システムは、少なくとも、前記出力データを出力する音場の温度又は風向風速のいずれか一つを検知する検知センサ部(図示せず)を備え、前記検知センサ部によって検知されたデータに基づいて、前記遅延時間データを算出する構成としてもよい。具体的には、前記検知センサ部は、システムコントローラ1に接続され、検知センサ部で検知された各種センサ信号は、前記制御信号、音響信号とともに、伝送路2を介してパワーアンプ3に伝送され、演算部32aで前記算出をするように構成すればよい。
2 伝送路
3 パワーアンプ
4 スピーカアレイ
4a スピーカブロック
力することにより、前記スピーカユニットを機械的に回動させずに、固定状態のままで、所望の音場を形成することを最も主要な特徴とする。
[0015]
すなわち、本明細書で開示される指向性制御システムは、複数のスピーカユニットを介して多様な音場を形成する指向性制御システムであって、
平面の振動板のどの場所でも同一位相で出力可能であり、全周波数帯域の再生が可能な特質を有するスピーカユニットを複数で所定の配列によって固定接続し、グループ化したスピーカブロックと、
前記スピーカブロックを構成する複数のスピーカユニットごとに音源の音を出力するための音響信号と、少なくとも、前記スピーカユニットの設置位置を基準として水平方向の指向角度データと垂直方向の指向角度データとから前記出力する指向角度を設定した制御信号とを受け付けるインターフェース部と、
前記インターフェース部で受け付けた各制御信号から、前記設定された各指向角度で仮想配列された前記各スピーカユニットの前記水平方向については、前記各スピーカユニットの上端と下端で別々に遅延時間を算出し、前記垂直方向については、前記各スピーカユニットの左端と右端で別々に遅延時間を算出するとともに、前記上端と下端の中間部分及び左端と右端の中間部分は、前記特質に基づいて補間し、前記水平方向の指向角度から算出された水平方向遅延時間データと前記垂直方向の指向角度から算出された垂直方向遅延時間データとを加算して仮想的な遅延時間データを算出し、さらに、前記スピーカユニットを前記指向角度で物理的に配列した場合の音量、周波数特性の少なくともいずれか一つに、前記仮想配列した場合の音量、周波数特性を合わせるための特性補正量データを算出する演算部と、
前記インターフェース部で受け付けた各音響信号から音響データを生成するとともに、各音響データと各音響データに対応する前記遅延時間データ及び前記特性補正量データとから、前記スピーカブロックを擬似回転させることによって、前記設定された指向角度で、前記音源の音声を直進、拡散又は集中させ、所定の受音位置に到達可能な出力データを生成する音響データ処理部と、
前記出力データを前記各スピーカユニットに出力するために増幅する増幅部と、を有し、
前記増幅部から前記各スピーカユニットを介して前記各出力データを出力することにより、前記スピーカブロックによって所定の音場を形成することを特徴とする。
[0016]
この構成によれば、スピーカユニット自体を機械的に回動させることなく、仮想的な指向角度から遅延時間を算出して所望の受音位置に音源の音を到達させて音場を形成することができる。
[0017]
[0018]
また、この構成によれば、前記水平方向(X軸方向)及び前記垂直方向(Y軸方向)によって細かな指向角度を指定することが可能であるとともに、算出式も2項式であることから、算出処理のスループットが短くすることができる。
[0019]
[0020]
本システムでは、スピーカユニットを回動など、物理的に動かさずに、遅延時間データによって指向性を制御するため、算出された遅延時間に相当する距離を物理的に動かした場合に比べて音圧が高くなり、位相のずれが生じる可能性がある。そこで、現実に前記遅延時間データに対応する指向角度で音源の音が出力されているようにするために、前記特性補正量を算出すればよい。
[0021]
[0022]
かかる構成により、音の放射を自在に制御して所望の位置に音源の音を到達させることが可能となる。
[0023]
前記インターフェース部は、複数の異なる音源に対応した複数の異なる音響信号を受け付けるとともに、前記各音源に設定された異なる指向角度に対応する制御信号を受け付け、前記音響データ処理部は、前記異なる各音響信号及び各制御信号に応じて各々異なる出力データを生成するように構成してもよい。
[0024]
この構成によれば、複数チャンネルにおいて、チャンネル数に対応する異なる音源を異なる指向性で同時に出力することが可能になる。
[0025]
少なくとも、前記出力データを出力する音場の風向風速又は温度のいずれ
か一つを検知するセンサを備え、前記演算部は、前記センサによって検知されたデータによって変化量データを算出し、前記遅延時間データを前記算出された変化量データに基づいて再算出してもよい。
[0026]
この構成によれば、音が伝播するときに、音場の環境によって空気吸収などによる音圧が変化するのを補正することができる。
[0027]
少なくとも音響センサ及び画像センサから構成された監視センサによって検知された群衆の行動からイベントを解析及び判定するとともに、前記イベントが発生しているエリアを特定し、特定されたエリアに向けた指向角度を測定する群衆行動解析部と、前記イベントの発生が判定され、前記エリアを特定する指向角度が測定されると、前記測定された指向角度に対応する制御信号を生成するとともに、前記イベントが発生したエリアに向けた音源によって、前記音響信号を生成する入力部と、を有する構成としてもよい。
[0028]
この構成によれば、群衆の行動の原因となったイベントが発生したエリアにいる群衆に対して、適時に情報を提供することができる。
[0029]
所定の音場において、所定の受音位置に前記音源の音を到達させるために設定された指向角度のデータを予め記憶させる記憶部を有し、前記記憶部から所定の指向角度のデータを読み出すと、自動的に前記インターフェース部で前記読み出された指向角度のデータが受け付けられるようにしてもよい。
[0030]
この構成によれば、予め指向角度が特定されている音場では、指向性制御に必要なデータの入力を簡易に行うことができる。
[0031]
[0032]
前記スピーカブロックを複数固定結合して配列したスピーカアレイを形成し、前記スピーカブロックの指向性制御によって前記アレイ全体で指向性を制御可能とする構成であってもよい。
[0033]
この構成によれば、大規模な音場での指向性の制御を容易かつ細やかに行うことができる。
[0034]
前記スピーカユニットの配列が、少なくとも、前記スピーカブロック又は
Claims (13)
- 複数のスピーカユニットを介して多様な音場を形成する指向性制御システムであって、
前記複数のスピーカユニットを所定の配列によって固定接続し、グループ化したスピーカブロックと、
前記スピーカブロックを構成する複数のスピーカユニットごとに音源の音を出力するための音響信号と前記出力する指向角度を設定した制御信号とを受け付けるインターフェース部と、
前記インターフェース部で受け付けた各制御信号から、前記設定された各指向角度で仮想配列された前記各スピーカユニットの仮想的な遅延時間データを算出する演算部と、
前記インターフェース部で受け付けた各音響信号から音響データを生成するとともに、各音響データと各音響データに対応する前記遅延時間データとから出力データを生成する音響データ処理部と、
前記出力データを前記各スピーカユニットに出力するために増幅する増幅部と、を有し、
前記増幅部から前記各スピーカユニットを介して前記各出力データを出力することにより、前記スピーカブロックによって所定の音場を形成する指向性制御システム。 - 前記制御信号は、少なくとも、前記スピーカユニットの設置位置を基準として水平方向の指向角度データと垂直方向の指向角度データとから構成され、前記演算部は、前記遅延時間データを前記水平方向の指向角度から算出された水平方向遅延時間データと前記垂直方向の指向角度から算出された垂直方向遅延時間データとを加算して算出する請求項1記載の指向性制御システム。
- 前記演算部は、少なくとも、算出された前記各遅延時間データに対応する音量、周波数特性のいずれか一つについて特性補正量を算出し、前記音響データ処理部は、前記各音響データ、前記各遅延時間データとともに、前記算出された各特性補正量データから出力データを生成する請求項1又は請求項2記載の指向性制御システム。
- 前記音響データ処理部は、前記演算部で算出される前記遅延時間データによって、前記スピーカブロックから所定の指向方向に向けて、少なくとも、前記音源の音声を直進、拡散又は集中させて所定の受音位置に到達可能な出力データを生成する請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の指向性制御システム。
- 前記インターフェース部は、複数の異なる音源に対応した複数の異なる音響信号を受け付けるとともに、前記各音源に設定された異なる指向角度に対応する制御信号を受け付け、前記音響データ処理部は、前記異なる各音響信号及び各制御信号に応じて各々異なる出力データを生成する請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の指向性制御システム。
- 少なくとも、前記出力データを出力する音場の風向風速又は温度のいずれか一つを検知するセンサを備え、前記演算部は、前記センサによって検知されたデータによって変化量データを算出し、前記遅延時間データを前記算出された変化量データに基づいて算出する請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の指向性制御システム。
- 少なくとも、音響センサ及び画像センサから構成された監視センサによって検知された群衆の行動からイベントを解析及び判定するとともに、前記イベントが発生しているエリアを特定し、特定されたエリアに向けた指向角度を測定する群衆行動解析部と、前記イベントの発生が判定され、前記エリアを特定する指向角度が測定されると、前記測定された指向角度に対応する制御信号を生成するとともに、前記イベントが発生したエリアに向けた音源によって、前記音響信号を生成する入力部と、を有する請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の指向性制御システム。
- 複数の音場に人のアクセスを検知する人感センサ部と、前記複数の音場に対応する個別の音響信号及び音源の音を出力する各指向角度の制御信号を登録する登録部と、を備え、
前記複数の音場のうち、前記人感センサ部によって前記アクセスを検知すると、前記検知された音場に対応する音響信号及び制御信号を登録部から読み出し、前記インターフェース部に送信する再生処理部を有する請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の指向性制御システム。 - 所定の音場において、所定の受音位置に前記音源の音を到達させるために設定される指向角度のデータを予め記憶させる記憶部を有し、前記記憶部から所定の指向角度のデータを読み出すと、自動的に前記インターフェース部で前記読み出された指向角度のデータが受け付けられる請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載の指向性制御システム。
- 前記スピーカユニットが、少なくとも、マルチセル型の平面スピーカ又はシングルコーン型のフルレンジスピーカである請求項1から請求項9までのいずれか1項に記載の指向性制御システム。
- 前記スピーカブロックを複数固定結合して配列したスピーカアレイを形成し、前記スピーカブロックの指向性制御によって前記スピーカアレイ全体で指向性を制御可能とする請求項1から請求項10までのいずれか1項に記載の指向性制御システム。
- 前記スピーカユニットの配列が、少なくとも、前記スピーカブロック又は前記スピーカアレイ全体で平面状、円筒状、球面状である請求項11記載の指向性制御システム。
- 前記スピーカユニットの前記出力する面にLED表示部を設置し、前記LED表示部に、前記音源の音に連動した映像を表示させる映像生成部を有する請求項1から請求項12までのいずれか1項に記載の指向性制御システム。
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