拡声システム
【課題】 複数のラインアレイスピーカの指向性を簡単に設定することができる拡声システムを提供する。
【解決手段】 拡声システム１００は、複数のラインアレイスピーカ２０と、ラインアレイスピーカ２０の指向性を制御する指向性コントローラ１０により構成される。指向性コントローラ１０は、同一の音声入力信号に対し、遅延時間制御を行うことによってスピーカ駆動信号をそれぞれ生成する複数の遅延時間制御手段と、スピーカ駆動信号をそれぞれ増幅し、互いに異なる伝送線へ出力する複数のアンプとを備え、ラインアレイスピーカ２０は、略直線状に配置された複数の内蔵スピーカ２１を備え、各遅延時間制御手段において生成されたスピーカ駆動信号が、それぞれ異なる伝送線へ出力され、同一のスピーカ駆動信号が、同一の伝送線を介して、互いに異なるラインアレイスピーカ２０に属する複数の内蔵スピーカ２１へ入力される。
【解決手段】 拡声システム１００は、複数のラインアレイスピーカ２０と、ラインアレイスピーカ２０の指向性を制御する指向性コントローラ１０により構成される。指向性コントローラ１０は、同一の音声入力信号に対し、遅延時間制御を行うことによってスピーカ駆動信号をそれぞれ生成する複数の遅延時間制御手段と、スピーカ駆動信号をそれぞれ増幅し、互いに異なる伝送線へ出力する複数のアンプとを備え、ラインアレイスピーカ２０は、略直線状に配置された複数の内蔵スピーカ２１を備え、各遅延時間制御手段において生成されたスピーカ駆動信号が、それぞれ異なる伝送線へ出力され、同一のスピーカ駆動信号が、同一の伝送線を介して、互いに異なるラインアレイスピーカ２０に属する複数の内蔵スピーカ２１へ入力される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、拡声システムに係り、さらに詳しくは、複数のラインアレイスピーカの指向性を制御する拡声システムの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラインアレイスピーカは、線状音源として音波を放出するためのスピーカ装置であり、略直線状に配置された複数のスピーカユニットにより構成される。近年、様々な音響空間に対応させたいというニーズがあり、指向特性を変化させることがラインアレイスピーカに望まれている。ラインアレイスピーカの指向特性は、例えば、ラインアレイスピーカを設置する際の取付角度を調整したり、ラインアレイスピーカ内における各スピーカユニットの向きを調整することにより行うことができる。例えば、向きを揃えて各スピーカユニットを配置することにより、配列方向への音の拡散を抑えた指向特性を得ることができる。
【０００３】
しかしながら、ラインアレイスピーカの取付角度を調整するという方法では、複数のラインアレイスピーカが伝送線を介してオーディオ信号源に接続されたシステムの場合に、各ラインアレイスピーカについて、個別に取付角度を調整しなければならず、調整作業が極めて面倒であるという問題があった。また、各スピーカユニットの向きを調整するという方法では、ラインアレイスピーカごとに指向特性を変化させることができないという問題があった。
【０００４】
そこで、スピーカユニットごとに遅延回路を設け、各スピーカユニットについて、音声信号の遅延時間を調整することにより、任意の指向特性を得ることができるラインアレイスピーカが提案されている（例えば、特許文献１及び２）。
【０００５】
図９は、複数のラインアレイスピーカ２０３を含む従来の拡声システム２００を示した図である。この拡声システム２００は、複数のラインアレイスピーカ２０３が伝送線２０２を介してオーディオ信号源２０１に接続されたシステムである。オーディオ信号源２０１から出力された音声信号は、伝送線２０２を介して各ラインアレイスピーカ２０３へ入力される。
【０００６】
ラインアレイスピーカ２０３は、複数の内蔵スピーカ２１３と、内蔵スピーカ２１３ごとに設けられたアンプ２１２と、各内蔵スピーカ２１３について、音声信号の遅延時間を制御するＤＳＰ（Digital Signal Processor）２１１により構成されるステアラブルアレイスピーカである。内蔵スピーカ２１３は、アンプ２１２により増幅された音声信号を音波に変換して放出するスピーカユニットである。ＤＳＰ２１１は、内蔵スピーカ２１３ごとに設けられる複数の遅延回路２１４を含んでおり、伝送線２０２から入力される同一の音声信号が、各遅延回路２１４において処理される。アンプ２１２は、遅延回路２１４による遅延時間の調整後の音声信号を増幅して内蔵スピーカ２１３へ出力する。
【０００７】
この様な拡声システム２００では、ラインアレイスピーカ２０３ごとに、各内蔵スピーカ２１３について音声信号の遅延時間を設定しなければならず、その設定作業が極めて面倒であるという課題があった。また、内蔵スピーカ２１３ごとに設けられる遅延回路２１４には高価なＤＳＰが用いられることから、ラインアレイスピーカ２０３の製造コストが増大してしまうという問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−８７５９０号公報
【特許文献２】特開２００７−７４２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、複数のラインアレイスピーカの指向性を簡単に設定することができる拡声システムを提供することを目的とする。特に、ラインアレイスピーカ内の各内蔵スピーカについて、音声信号の遅延時間を設定する設定作業を容易化することができる拡声システムを提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、ラインアレイスピーカの構成を簡素化し、ラインアレイスピーカの数が増えた場合に、システムの製造コストが増大するのを抑制することができる拡声システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の本発明による拡声システムは、２以上のラインアレイスピーカと、これらのラインアレイスピーカが２以上の伝送線を介して接続され、上記ラインアレイスピーカの指向性を制御する指向性コントローラとを含む拡声システムであって、上記指向性コントローラが、同一の音声入力信号に対し、遅延時間制御を行うことによってスピーカ駆動信号をそれぞれ生成する２以上の遅延時間制御手段と、上記スピーカ駆動信号をそれぞれ増幅し、互いに異なる上記伝送線へ出力する２以上のアンプとを備え、上記ラインアレイスピーカが、略直線状に配置された２以上の内蔵スピーカを備え、各遅延時間制御手段において生成された上記スピーカ駆動信号が、それぞれ異なる上記伝送線へ出力され、同一の上記スピーカ駆動信号が、同一の上記伝送線を介して、互いに異なる上記ラインアレイスピーカに属する２以上の上記内蔵スピーカへ入力されるように構成される。
【００１２】
この拡声システムでは、複数のラインアレイスピーカの指向性が指向性コントローラにおいて制御されるので、ラインアレイスピーカごとに各内蔵スピーカの遅延時間を設定する従来のシステムに比べて、複数のラインアレイスピーカの指向性を簡単に設定することができる。また、内蔵スピーカごとに遅延回路やアンプを備える従来のラインアレイスピーカに比べ、ラインアレイスピーカの構成を簡素化することができる。このため、ラインアレイスピーカの数が増えた場合に、システムの製造コストが増大するのを抑制することができる。
【００１３】
第２の本発明による拡声システムは、上記構成に加え、２以上の上記ラインアレイスピーカが、互いに同数の上記内蔵スピーカを有し、内蔵スピーカの配置順における同一順位の内蔵スピーカが、同一の上記伝送線に接続されるように構成される。この様な構成によれば、同数の内蔵スピーカを有し、同一の指向性を有する複数のラインアレイスピーカを備えた拡声システムを安価に実現することができる。
【００１４】
第３の本発明による拡声システムは、上記構成に加え、２以上の上記ラインアレイスピーカが、第１ラインアレイスピーカと、上記内蔵スピーカの数が第１ラインアレイスピーカよりも少ない第２ラインアレイスピーカとを含み、第２ラインアレイスピーカ内の上記内蔵スピーカが、上記第１ラインアレイスピーカ内において連続して配置されている同数の上記内蔵スピーカに対応づけられ、互いに対応する上記内蔵スピーカが、同一の上記伝送線に接続されるように構成される。
【００１５】
この様な構成によれば、内蔵スピーカの数が異なるラインアレイスピーカが接続された拡声システムであっても、指向性を簡単に設定することができる。また、内蔵スピーカの数が異なるラインアレイスピーカ間で指向性を異ならせることもできる。例えば、第１ラインアレイスピーカの一部分を切り出した指向特性の音場を第２ラインアレイスピーカによって形成することができる。
【００１６】
第４の本発明による拡声システムは、上記構成に加え、２以上の上記ラインアレイスピーカが、第１ラインアレイスピーカと、上記内蔵スピーカの数が第１ラインアレイスピーカよりも少ない第２ラインアレイスピーカとを含み、第２ラインアレイスピーカ内の上記内蔵スピーカが、上記第１ラインアレイスピーカ内において間欠的に配置されている同数の上記内蔵スピーカに対応づけられ、互いに対応する上記内蔵スピーカが、同一の上記伝送線に接続されるように構成される。
【００１７】
この様な構成によれば、内蔵スピーカの数が異なるラインアレイスピーカが接続された拡声システムであっても、指向性を簡単に設定することができる。また、内蔵スピーカの数が異なるラインアレイスピーカ間で指向性を異ならせることもできる。例えば、第１ラインアレイスピーカの一部分を縮小した指向特性の音場を第２ラインアレイスピーカによって形成することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明による拡声システムでは、複数のラインアレイスピーカの指向性を簡単に設定することができる。
【００１９】
また、本発明による拡声システムでは、内蔵スピーカごとに遅延回路やアンプを備える従来のラインアレイスピーカに比べ、ラインアレイスピーカの構成を簡素化することができる。従って、ラインアレイスピーカの数が増えた場合に、システムの製造コストが増大するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態１による拡声システム１００の概略構成の一例を示したシステム図である。
【図２】図１のラインアレイスピーカ２０の動作の一例を示した断面図であり、再生音の指向方向３及び広がり具合をコントロールする様子が示されている。
【図３】図１の指向性コントローラ１０の一構成例を示した図である。
【図４】図１のラインアレイスピーカ２０の一構成例を示した図である。
【図５】互いに同数の内蔵スピーカ２１を有する複数のラインアレイスピーカ２０が指向性コントローラ１０に接続される場合の一例を示した図である。
【図６】本発明の実施の形態２による拡声システム１００の構成例を示した図であり、スピーカ数が異なるラインアレイスピーカ２０が接続される場合が示されている。
【図７】内蔵スピーカ２１の数が異なる複数のラインアレイスピーカ２０が指向性コントローラ１０に接続される場合の他の一例を示した図である。
【図８】本発明の実施の形態３による拡声システム１００の構成例を示した図である。
【図９】複数のラインアレイスピーカ２０３を含む従来の拡声システム２００を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
実施の形態１．
＜拡声システム１００＞
図１は、本発明の実施の形態１による拡声システム１００の概略構成の一例を示したシステム図である。この拡声システム１００は、複数のラインアレイスピーカ２０と、ラインアレイスピーカ２０の指向性を制御する指向性コントローラ１０と、ハイインピーダンス伝送路２からなる。ハイインピーダンス伝送路２は、複数のハイインピーダンス伝送線２ａと、共通電位線２ｂとからなり、各ラインアレイスピーカ２０が並列接続されている。
【００２２】
この拡声システム１００は、ハイインピーダンス伝送線２ａごとに音声信号の遅延時間を調整することにより、ラインアレイスピーカ２０の指向性を変化させるシステムである。
【００２３】
指向性コントローラ１０は、マイクロホンなどのオーディオ信号源１から入力される音声入力信号の遅延時間制御を行う遅延時間制御装置であり、各ラインアレイスピーカ２０がハイインピーダンス伝送路２を介して接続されている。音声入力信号の遅延時間制御は、ハイインピーダンス伝送線２ａごとの遅延時間を調整することにより行われ、遅延時間の異なる複数のスピーカ駆動信号が生成される。各スピーカ駆動信号は、互いに異なるハイインピーダンス伝送線２ａを介して伝送される。
【００２４】
ハイインピーダンス伝送路２は、指向性コントローラ１０と各ラインアレイスピーカ２０とをハイインピーダンス接続する伝送路であり、信号を高電圧化して伝送するので、ローインピーダンス接続する伝送路に比べて、スピーカ駆動信号を伝送する際の電力損失が少なく、配線長を長くすることができる。
【００２５】
ラインアレイスピーカ２０は、複数の内蔵スピーカ２１を備え、これらの内蔵スピーカ２１が略直線状に配置されたスピーカアレイユニットであり、各内蔵スピーカ２１から出力させる音声信号（スピーカ駆動信号）の遅延時間制御により、所望の指向性を得ることができる。この例では、各内蔵スピーカ２１が、筐体２２の細長い矩形からなる前面に配設されている。
【００２６】
この様なラインアレイスピーカ２０は、例えば、内蔵スピーカ２１の配列方向が鉛直となるように立てた状態で、床や壁面などに設置される。この場合、各内蔵スピーカ２１は、水平方向においても同じ方向を向くことになり、スピーカ駆動信号の遅延時間制御により、再生音の指向方向や広がり具合を鉛直方向に関してコントロールすることができる。なお、ラインアレイスピーカ２０を天井などに設置する場合には、内蔵スピーカ２１の配列方向が水平となるように倒した状態で設置される。この場合、各内蔵スピーカ２１は、鉛直方向において同じ方向を向くことになる。
【００２７】
ここでは、個別に遅延時間制御を行うことができる音声系統をチャンネルと呼ぶことにする。指向性コントローラ１０では、複数チャンネルのスピーカ駆動信号が生成され、互いに異なるハイインピーダンス伝送線２ａを介してラインアレイスピーカ２０に入力される。各ラインアレイスピーカ２０には、複数チャンネルのスピーカ駆動信号が入力される。この様な構成により、ラインアレイスピーカ２０の指向性を指向性コントローラ１０において制御することができる。
【００２８】
また、互いに異なるラインアレイスピーカ２０に属する複数の内蔵スピーカ２１には、同一のスピーカ駆動信号が同一のハイインピーダンス伝送線２ａを介して入力される。この様な内蔵スピーカ２１が存在することにより、これらの内蔵スピーカ２１について、音声信号の遅延時間を個別に設定しなくても良いので、複数のラインアレイスピーカ２０の指向性を簡単に設定することができる。
【００２９】
図２は、図１のラインアレイスピーカ２０の動作の一例を示した断面図であり、ラインアレイスピーカ２０を内蔵スピーカ２１の向きに平行な鉛直面で切断した場合の切断面が示されている。この図では、筐体２２の前面に８個の内蔵スピーカ２１が一定の間隔で配設されたラインアレイスピーカ２０が示されている。一般に、隣接する内蔵スピーカ２１間の遅延時間差によって再生音の指向性が制御され、内蔵スピーカ２１の配列方向を含む平面内の音圧分布をコントロールすることができる。
【００３０】
図中の（ａ）には、再生音の指向方向３をコントロールする様子が示されている。ここでは、ラインアレイスピーカ２０内における内蔵スピーカ２１の配置順の序列を上から順に、第１位、第２位、…、第８位と呼び、第ｋ位（ｋ＝１〜８）の内蔵スピーカ２１を第ｋスピーカと呼ぶことにする。
【００３１】
第１スピーカから第８スピーカまでの内蔵スピーカ２１について、この順序でスピーカ駆動信号の遅延量を一定時間ずつ長くすれば、再生音が拡散せずに伝搬する鋭い指向性が得られ、再生音の指向方向３を下方に向けることができる。一方、第１スピーカから第８スピーカまでの内蔵スピーカ２１について、この順序でスピーカ駆動信号の遅延量を一定時間ずつ短くすれば、再生音の指向方向３を上方に向けることができる。
【００３２】
図中の（ｂ）には、再生音が伝搬する領域を狭めたり、或いは、広げる様子が示されている。第１スピーカから第８スピーカまでの内蔵スピーカ２１に対し、遅延量を一致させたスピーカ駆動信号を入力することにより、再生音が上下方向に拡散せずに伝搬し、伝搬領域を狭めることができる。このため、鋭い指向性が得られ、再生音の指向方向３を前方に集中させることができる。
【００３３】
これに対し、第１スピーカを含む上位スピーカに対し、中位スピーカよりも遅延量を徐々に長くしたスピーカ駆動信号を入力し、また、第８スピーカを含む下位スピーカに対し、中位スピーカよりも遅延量を徐々に短くしたスピーカ駆動信号を入力することにより、再生音が上下方向に拡散して伝搬し、伝搬領域を広げることができる。この様に、隣接する内蔵スピーカ２１間における再生音の遅延時間差を調整することにより、再生音の指向性をコントロールすることができる。
【００３４】
＜指向性コントローラ１０＞
図３は、図１の指向性コントローラ１０の一構成例を示した図である。この指向性コントローラ１０は、１つのＤＳＰ１１と、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）のパワーアンプ１２と、Ｎ個のマッチングトランス１３と、出力端子１４により構成され、Ｎチャンネルのスピーカ駆動信号を生成する。
【００３５】
指向性コントローラ１０には、チャンネルごとに設けられた複数のハイインピーダンス伝送線２ａと、共通電位線２ｂとからなるハイインピーダンス伝送路２が接続されている。ＤＳＰ１１は、チャンネルごとに音声入力信号の遅延時間を調整するためのＮ個の遅延時間調整回路１１１を含む遅延時間制御回路であり、設定パラメータを書き換えることにより、チャンネルごとの遅延時間を調整することができる。遅延時間調整回路１１１は、音声入力信号の遅延時間を調整し、スピーカ駆動信号を生成するディレイ回路であり、チャンネルごとに設けられている。
【００３６】
パワーアンプ１２は、ＤＳＰ１１から入力されるスピーカ駆動信号を増幅し、マッチングトランス１３へ出力するための増幅器であり、チャンネルごとに設けられている。マッチングトランス１３は、パワーアンプ１２による増幅後のスピーカ駆動信号をインピーダンス変換し、出力端子１４へ出力する変圧器であり、１次側と２次側とは絶縁されている。
【００３７】
マッチングトランス１３の１次側は、パワーアンプ１２に接続され、１次側巻線の一端は接地されている。一方、マッチングトランス１３の２次側巻線の一端は、共通電位線２ｂに接続され、他端は、出力端子１４に接続されている。出力端子１４は、ハイインピーダンス伝送線用の複数の出力端子と、共通電位線用の出力端子とからなる。ハイインピーダンス伝送線用の出力端子は、チャンネルごとに設けられている。
【００３８】
この指向性コントローラ１０では、同一の音声入力信号から第１〜第Ｎチャンネルのスピーカ駆動信号が生成され、チャンネルごとに増幅してインピーダンス変換した後、出力端子１４を介してそれぞれハイインピーダンス伝送線２ａへ出力される。共通電位線２ｂは、各スピーカ駆動信号の基準電位を伝送するための伝送線である。
【００３９】
また、各遅延時間調整回路１１１において生成されたスピーカ駆動信号は、それぞれ異なるハイインピーダンス伝送線２ａへ出力される。さらに、同一のスピーカ駆動信号は、同一のハイインピーダンス伝送線２ａを介して、互いに異なるラインアレイスピーカ２０に属する複数の内蔵スピーカ２１へ入力される。
【００４０】
＜ラインアレイスピーカ２０＞
図４は、図１のラインアレイスピーカ２０の一構成例を示した図である。このラインアレイスピーカ２０は、Ｎ個の内蔵スピーカ２１と、Ｎ個のマッチングトランス２３と、入力端子２４により構成され、Ｎチャンネルのスピーカ駆動信号を再生する。
【００４１】
入力端子２４は、ハイインピーダンス伝送線用の複数の入力端子と、共通電位線用の入力端子とからなる。ハイインピーダンス伝送線用の入力端子は、チャンネルごとに設けられている。ラインアレイスピーカ２０では、複数のハイインピーダンス伝送線２ａと、共通電位線２ｂとがそれぞれ入力端子２４に接続されている。
【００４２】
マッチングトランス２３は、入力端子２４を介してハイインピーダンス伝送線２ａから入力されるスピーカ駆動信号をインピーダンス変換し、内蔵スピーカ２１へ出力するトランスであり、チャンネルごとに設けられている。また、ラインアレイスピーカ２０内の各マッチングトランス２３は、インピーダンス変換したスピーカ駆動信号を互いに異なる内蔵スピーカ２１へ出力する。
【００４３】
マッチングトランス２３の１次側は、ハイインピーダンス伝送路２に接続され、１次側巻線の一端は共通電位線２ｂに接続され、他端はハイインピーダンス伝送線２ａに接続されている。一方、マッチングトランス２３の２次側は、内蔵スピーカ２１に接続されている。各マッチングトランス２３は、巻線の巻き数比が固定である。
【００４４】
内蔵スピーカ２１は、マッチングトランス２３から入力されるスピーカ駆動信号を音波として出力するスピーカユニットであり、チャンネルごとに設けられている。この内蔵スピーカ２１は、例えば、振動板と、スピーカ駆動信号に基づいて振動板を振動させるボイスコイルにより構成される。
【００４５】
このラインアレイスピーカ２０では、入力端子２４、マッチングトランス２３及び内蔵スピーカ２１がチャンネルごとに設けられ、入力端子２４を介して入力されたスピーカ駆動信号は、マッチングトランス２３を介して内蔵スピーカ２１へ供給される。
【００４６】
＜ラインアレイスピーカ２０の接続態様＞
図５は、互いに同数の内蔵スピーカ２１を有する複数のラインアレイスピーカ２０が指向性コントローラ１０に接続される場合の一例を示した図である。この図には、それぞれ８個の内蔵スピーカ２１を備えた３台のラインアレイスピーカ２０ａと、ハイインピーダンス伝送線２ａとの接続態様の一例が示されている。なお、図５〜図８では、指向性コントローラ１０及び共通電位線２ｂが省略されている。
【００４７】
８本のハイインピーダンス伝送線２ａを用いて第１〜第８チャンネルのスピーカ駆動信号を伝送する場合、ラインアレイスピーカ２０ａ内の８個の内蔵スピーカ２１について、スピーカ駆動信号の遅延時間を個別に制御することができる。
【００４８】
各ラインアレイスピーカ２０ａは、第１スピーカから第８スピーカまでの内蔵スピーカ２１がそれぞれ第１チャンネルから第８チャンネルのハイインピーダンス伝送線２ａに接続されている。つまり、ラインアレイスピーカ２０ａ内の全ての内蔵スピーカ２１について、同一のスピーカ駆動信号は、同一のハイインピーダンス伝送線２ａを介して、互いに異なるラインアレイスピーカ２０ａに属する３つの内蔵スピーカ２１へ入力される。
【００４９】
また、各ラインアレイスピーカ２０ａ内の内蔵スピーカ２１について、内蔵スピーカ２１の配置順の序列における同一順位の内蔵スピーカ２１は、同一のハイインピーダンス伝送線２ａに接続されている。すなわち、各ラインアレイスピーカ２０ａの第ｋスピーカは、第ｋチャンネルのハイインピーダンス伝送線２ａを介して互いに接続されている。この様な接続態様では、同数の内蔵スピーカ２１を有し、かつ、同一の指向性を有する複数のラインアレイスピーカ２０ａを備えた拡声システム１００を安価に実現することができる。
【００５０】
本実施の形態によれば、複数のラインアレイスピーカ２０の指向性が１つの指向性コントローラ１０において制御されるので、ラインアレイスピーカごとに各内蔵スピーカの遅延時間を設定する従来のシステムに比べて、指向特性の設定作業を簡易化することができる。特に、互いに異なるラインアレイスピーカ２０に属する複数の内蔵スピーカ２１には、同一のスピーカ駆動信号が同一のハイインピーダンス伝送線２ａを介して入力されるので、これらの内蔵スピーカ２１について、音声信号の遅延時間を個別に設定しなくても良い。
【００５１】
また、内蔵スピーカ２１ごとに遅延回路やアンプを備える従来のステアラブルアレイスピーカに比べ、ラインアレイスピーカ２０の構成を簡素にすることができる。このため、ラインアレイスピーカ２０の数が増えた場合に、拡声システム１００の製造コストが増大するのを抑制することができる。さらに、各遅延時間調整回路１１１において生成されたスピーカ駆動信号をそれぞれ異なるハイインピーダンス伝送線２ａへ出力させることにより、それぞれ遅延時間が異なるスピーカ駆動信号を各内蔵スピーカ２１に入力させることができる。
【００５２】
実施の形態２．
実施の形態１では、互いに同数の内蔵スピーカ２１を有する複数のラインアレイスピーカ２０が指向性コントローラ１０に接続される場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、内蔵スピーカ２１の数が異なる複数のラインアレイスピーカ２０が指向性コントローラ１０に接続される場合について説明する。
【００５３】
図６は、本発明の実施の形態２による拡声システム１００の構成例を示した図であり、内蔵スピーカ２１の数が異なる複数のラインアレイスピーカ２０が指向性コントローラ１０に接続される場合の一例が示されている。この図には、８個の内蔵スピーカ２１を備えたラインアレイスピーカ２０ａと、６個の内蔵スピーカ２１を備えたラインアレイスピーカ２０ｂと、４個の内蔵スピーカ２１を備えたラインアレイスピーカ２０ｃと、ハイインピーダンス伝送線２ａとの接続態様の一例が示されている。
【００５４】
ラインアレイスピーカ２０ｂ，２０ｃ内の内蔵スピーカ２１は、ラインアレイスピーカ２０ａ内において連続して配置されている同数の内蔵スピーカ２１に対応づけられ、互いに対応する内蔵スピーカ２１が、同一のハイインピーダンス伝送線２ａに接続されている。すなわち、ラインアレイスピーカ２０ｂ内の内蔵スピーカ２１は、ラインアレイスピーカ２０ａ内の第１スピーカを含む上位スピーカに対応づけられている。具体的には、ラインアレイスピーカ２０ｂ内の第１〜第６スピーカが、ラインアレイスピーカ２０ａ内の第１〜第６スピーカにそれぞれ対応づけられ、第１〜第６チャンネルのハイインピーダンス伝送線２ａを介してそれぞれ接続されている。
【００５５】
また、ラインアレイスピーカ２０ｃ内の内蔵スピーカ２１は、ラインアレイスピーカ２０ａ内の第８スピーカを含む下位スピーカに対応づけられている。具体的には、ラインアレイスピーカ２０ｃ内の第１〜第４スピーカが、ラインアレイスピーカ２０ａ内の第５〜第８スピーカにそれぞれ対応づけられ、第５〜第８チャンネルのハイインピーダンス伝送線２ａを介してそれぞれ接続されている。この様な接続態様では、ラインアレイスピーカ２０ａの一部分を切り出した指向特性の音場をラインアレイスピーカ２０ｂ，２０ｃによって形成することができる。
【００５６】
図７は、内蔵スピーカ２１の数が異なる複数のラインアレイスピーカ２０が指向性コントローラ１０に接続される場合の他の一例を示した図である。この図には、１２個の内蔵スピーカ２１を備えた１台のラインアレイスピーカ２０ｄと、６個の内蔵スピーカ２１を備えた２台のラインアレイスピーカ２０ｂと、ハイインピーダンス伝送線２ａとの接続態様の一例が示されている。
【００５７】
１２本のハイインピーダンス伝送線２ａを用いて第１〜第１２チャンネルのスピーカ駆動信号を伝送する場合、ラインアレイスピーカ２０ｄ内の１２個の内蔵スピーカ２１について、スピーカ駆動信号の遅延時間を個別に制御することができる。ラインアレイスピーカ２０ｄは、第１スピーカから第１２スピーカまでの内蔵スピーカ２１がそれぞれ第１チャンネルから第１２チャンネルのハイインピーダンス伝送線２ａに接続されている。
【００５８】
ラインアレイスピーカ２０ｂ内の内蔵スピーカ２１は、ラインアレイスピーカ２０ｄ内において間欠的に配置されている同数又はそれ以下の内蔵スピーカ２１に対応づけられ、互いに対応する内蔵スピーカ２１が、同一のハイインピーダンス伝送線２ａに接続されている。すなわち、一方のラインアレイスピーカ２０ｂでは、第１〜第６スピーカが、ラインアレイスピーカ２０ｄ内の第１、第３、第５、第７、第９及び第１２スピーカにそれぞれ対応づけられ、第１、第３、…、第９及び第１２チャンネルのハイインピーダンス伝送線２ａを介してそれぞれ接続されている。この様な接続態様では、ラインアレイスピーカ２０ｄの一部分を縮小した指向特性の音場をラインアレイスピーカ２０ｂによって形成することができる。すなわち、ラインアレイスピーカ２０ｂには、ラインアレイスピーカ２０ｄに比べてより大きな下振り角度の指向性を与えることができる。
【００５９】
また、他方のラインアレイスピーカ２０ｂでは、第１〜第３スピーカが、いずれもラインアレイスピーカ２０ｄ内の第１スピーカに対応づけられ、第１チャンネルのハイインピーダンス伝送線２ａを介して接続されているとともに、第４〜第６スピーカが、ラインアレイスピーカ２０ｄ内の第４、第７及び第１０スピーカにそれぞれ対応づけられ、第４、第７及び第１０チャンネルのハイインピーダンス伝送線２ａを介してそれぞれ接続されている。この様な接続態様では、第１〜第３スピーカに前方水平に指向性を持たせつつ、第４〜第６スピーカに下振り角度の大きな指向性を持たせることができる。
【００６０】
実施の形態３．
実施の形態１及び２では、チャンネルごとのハイインピーダンス伝送線２ａがいずれかのラインアレイスピーカ２０に接続される場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、チャンネル数よりも少ない数の内蔵スピーカ２１を有する複数のラインアレイスピーカ２０が指向性コントローラ１０に接続される場合について説明する。
【００６１】
図８は、本発明の実施の形態３による拡声システム１００の構成例を示した図であり、チャンネル数よりも少ない数の内蔵スピーカ２１を有する複数のラインアレイスピーカ２０が指向性コントローラ１０に接続される場合の一例が示されている。この図には、２台のラインアレイスピーカ２０ｃとハイインピーダンス伝送線２ａとの接続態様の一例が示されている。
【００６２】
一方のラインアレイスピーカ２０ｃ内の内蔵スピーカ２１は、ラインアレイスピーカ２０ａ内の中位スピーカに対応づけられている。具体的には、ラインアレイスピーカ２０ｃ内の第１〜第４スピーカは、ラインアレイスピーカ２０ａ内の第３〜第６スピーカにそれぞれ対応づけられ、第３〜第６チャンネルのハイインピーダンス伝送線２ａを介してそれぞれ接続されている。
【００６３】
他方のラインアレイスピーカ２０ｃ内の内蔵スピーカ２１は、ラインアレイスピーカ２０ａ内において間欠的に配置されている同数の内蔵スピーカ２１に対応づけられている。具体的には、ラインアレイスピーカ２０ｃ内の第１〜第４スピーカは、ラインアレイスピーカ２０ａ内の第１、第３、第５及び第７スピーカにそれぞれ対応づけられ、第１、第３、第５及び第７チャンネルのハイインピーダンス伝送線２ａを介してそれぞれ接続されている。
【００６４】
この様な接続態様では、ラインアレイスピーカ２０ａの一部分を切り出した指向特性の音場と、ラインアレイスピーカ２０ａの一部分を縮小した指向特性の音場とを各ラインアレイスピーカ２０ｃによって同時に形成することができる。
【００６５】
なお、実施の形態１〜３では、ラインアレイスピーカ２０内のマッチングトランス２３として、巻線の巻き数比が固定のトランスが用いられる場合の例について説明したが、本発明はマッチングトランス２３の構成をこれに限定するものではない。例えば、巻き数比が可変のタップ付変圧器をマッチングトランス２３として用いるような構成であっても良い。この様なマッチングトランス２３を用いれば、同一のハイインピーダンス伝送線２ａに接続され、かつ、互いに異なるラインアレイスピーカ２０に属する複数の内蔵スピーカ２１について、タップの切り替えにより、内蔵スピーカ２１ごとの音量を容易に調整することができる。
【００６６】
また、実施の形態１では、チャンネルごとにパワーアンプ１２が設けられる場合の例について説明したが、本発明は伝送前のスピーカ駆動信号を増幅する増幅器の構成をこれに限定するものではない。例えば、チャンネル間でパワーアンプ１２に接続される内蔵スピーカ２１の数が異なるようなケースでは、パワーアンプ１２の容量を越えるチャンネルが生じることが考えられる。この様な場合には、当該チャンネルに対し、パワーアンプ１２を増設しても良い。
【００６７】
また、実施の形態１〜３では、指向性コントローラ１０と各ラインアレイスピーカ２０とがハイインピーダンス伝送路２を介して接続される場合の例について説明したが、本発明は、伝送路の構成をこれに限定するものではない。複数のスピーカが同一の伝送路に並列に接続できる環境であればよく、いわゆるローインピーダンス伝送路を介して接続されるものも本発明には含まれうる。
【符号の説明】
【００６８】
１００ 拡声システム
１ オーディオ信号源
２ ハイインピーダンス伝送路
２ａ ハイインピーダンス伝送線
２ｂ 共通電位線
１０ 指向性コントローラ
１１ ＤＳＰ
１１１ 遅延時間調整回路
１２ パワーアンプ
１３ マッチングトランス
１４ 出力端子
２０ ラインアレイスピーカ
２１ 内蔵スピーカ
２２ 筐体
２３ マッチングトランス
２４ 入力端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、拡声システムに係り、さらに詳しくは、複数のラインアレイスピーカの指向性を制御する拡声システムの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラインアレイスピーカは、線状音源として音波を放出するためのスピーカ装置であり、略直線状に配置された複数のスピーカユニットにより構成される。近年、様々な音響空間に対応させたいというニーズがあり、指向特性を変化させることがラインアレイスピーカに望まれている。ラインアレイスピーカの指向特性は、例えば、ラインアレイスピーカを設置する際の取付角度を調整したり、ラインアレイスピーカ内における各スピーカユニットの向きを調整することにより行うことができる。例えば、向きを揃えて各スピーカユニットを配置することにより、配列方向への音の拡散を抑えた指向特性を得ることができる。
【０００３】
しかしながら、ラインアレイスピーカの取付角度を調整するという方法では、複数のラインアレイスピーカが伝送線を介してオーディオ信号源に接続されたシステムの場合に、各ラインアレイスピーカについて、個別に取付角度を調整しなければならず、調整作業が極めて面倒であるという問題があった。また、各スピーカユニットの向きを調整するという方法では、ラインアレイスピーカごとに指向特性を変化させることができないという問題があった。
【０００４】
そこで、スピーカユニットごとに遅延回路を設け、各スピーカユニットについて、音声信号の遅延時間を調整することにより、任意の指向特性を得ることができるラインアレイスピーカが提案されている（例えば、特許文献１及び２）。
【０００５】
図９は、複数のラインアレイスピーカ２０３を含む従来の拡声システム２００を示した図である。この拡声システム２００は、複数のラインアレイスピーカ２０３が伝送線２０２を介してオーディオ信号源２０１に接続されたシステムである。オーディオ信号源２０１から出力された音声信号は、伝送線２０２を介して各ラインアレイスピーカ２０３へ入力される。
【０００６】
ラインアレイスピーカ２０３は、複数の内蔵スピーカ２１３と、内蔵スピーカ２１３ごとに設けられたアンプ２１２と、各内蔵スピーカ２１３について、音声信号の遅延時間を制御するＤＳＰ（Digital Signal Processor）２１１により構成されるステアラブルアレイスピーカである。内蔵スピーカ２１３は、アンプ２１２により増幅された音声信号を音波に変換して放出するスピーカユニットである。ＤＳＰ２１１は、内蔵スピーカ２１３ごとに設けられる複数の遅延回路２１４を含んでおり、伝送線２０２から入力される同一の音声信号が、各遅延回路２１４において処理される。アンプ２１２は、遅延回路２１４による遅延時間の調整後の音声信号を増幅して内蔵スピーカ２１３へ出力する。
【０００７】
この様な拡声システム２００では、ラインアレイスピーカ２０３ごとに、各内蔵スピーカ２１３について音声信号の遅延時間を設定しなければならず、その設定作業が極めて面倒であるという課題があった。また、内蔵スピーカ２１３ごとに設けられる遅延回路２１４には高価なＤＳＰが用いられることから、ラインアレイスピーカ２０３の製造コストが増大してしまうという問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−８７５９０号公報
【特許文献２】特開２００７−７４２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、複数のラインアレイスピーカの指向性を簡単に設定することができる拡声システムを提供することを目的とする。特に、ラインアレイスピーカ内の各内蔵スピーカについて、音声信号の遅延時間を設定する設定作業を容易化することができる拡声システムを提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、ラインアレイスピーカの構成を簡素化し、ラインアレイスピーカの数が増えた場合に、システムの製造コストが増大するのを抑制することができる拡声システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の本発明による拡声システムは、２以上のラインアレイスピーカと、これらのラインアレイスピーカが２以上の伝送線を介して接続され、上記ラインアレイスピーカの指向性を制御する指向性コントローラとを含む拡声システムであって、上記指向性コントローラが、同一の音声入力信号に対し、遅延時間制御を行うことによってスピーカ駆動信号をそれぞれ生成する２以上の遅延時間制御手段と、上記スピーカ駆動信号をそれぞれ増幅し、互いに異なる上記伝送線へ出力する２以上のアンプとを備え、上記ラインアレイスピーカが、略直線状に配置された２以上の内蔵スピーカを備え、各遅延時間制御手段において生成された上記スピーカ駆動信号が、それぞれ異なる上記伝送線へ出力され、同一の上記スピーカ駆動信号が、同一の上記伝送線を介して、互いに異なる上記ラインアレイスピーカに属する２以上の上記内蔵スピーカへ入力されるように構成される。
【００１２】
この拡声システムでは、複数のラインアレイスピーカの指向性が指向性コントローラにおいて制御されるので、ラインアレイスピーカごとに各内蔵スピーカの遅延時間を設定する従来のシステムに比べて、複数のラインアレイスピーカの指向性を簡単に設定することができる。また、内蔵スピーカごとに遅延回路やアンプを備える従来のラインアレイスピーカに比べ、ラインアレイスピーカの構成を簡素化することができる。このため、ラインアレイスピーカの数が増えた場合に、システムの製造コストが増大するのを抑制することができる。
【００１３】
第２の本発明による拡声システムは、上記構成に加え、２以上の上記ラインアレイスピーカが、互いに同数の上記内蔵スピーカを有し、内蔵スピーカの配置順における同一順位の内蔵スピーカが、同一の上記伝送線に接続されるように構成される。この様な構成によれば、同数の内蔵スピーカを有し、同一の指向性を有する複数のラインアレイスピーカを備えた拡声システムを安価に実現することができる。
【００１４】
第３の本発明による拡声システムは、上記構成に加え、２以上の上記ラインアレイスピーカが、第１ラインアレイスピーカと、上記内蔵スピーカの数が第１ラインアレイスピーカよりも少ない第２ラインアレイスピーカとを含み、第２ラインアレイスピーカ内の上記内蔵スピーカが、上記第１ラインアレイスピーカ内において連続して配置されている同数の上記内蔵スピーカに対応づけられ、互いに対応する上記内蔵スピーカが、同一の上記伝送線に接続されるように構成される。
【００１５】
この様な構成によれば、内蔵スピーカの数が異なるラインアレイスピーカが接続された拡声システムであっても、指向性を簡単に設定することができる。また、内蔵スピーカの数が異なるラインアレイスピーカ間で指向性を異ならせることもできる。例えば、第１ラインアレイスピーカの一部分を切り出した指向特性の音場を第２ラインアレイスピーカによって形成することができる。
【００１６】
第４の本発明による拡声システムは、上記構成に加え、２以上の上記ラインアレイスピーカが、第１ラインアレイスピーカと、上記内蔵スピーカの数が第１ラインアレイスピーカよりも少ない第２ラインアレイスピーカとを含み、第２ラインアレイスピーカ内の上記内蔵スピーカが、上記第１ラインアレイスピーカ内において間欠的に配置されている同数の上記内蔵スピーカに対応づけられ、互いに対応する上記内蔵スピーカが、同一の上記伝送線に接続されるように構成される。
【００１７】
この様な構成によれば、内蔵スピーカの数が異なるラインアレイスピーカが接続された拡声システムであっても、指向性を簡単に設定することができる。また、内蔵スピーカの数が異なるラインアレイスピーカ間で指向性を異ならせることもできる。例えば、第１ラインアレイスピーカの一部分を縮小した指向特性の音場を第２ラインアレイスピーカによって形成することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明による拡声システムでは、複数のラインアレイスピーカの指向性を簡単に設定することができる。
【００１９】
また、本発明による拡声システムでは、内蔵スピーカごとに遅延回路やアンプを備える従来のラインアレイスピーカに比べ、ラインアレイスピーカの構成を簡素化することができる。従って、ラインアレイスピーカの数が増えた場合に、システムの製造コストが増大するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態１による拡声システム１００の概略構成の一例を示したシステム図である。
【図２】図１のラインアレイスピーカ２０の動作の一例を示した断面図であり、再生音の指向方向３及び広がり具合をコントロールする様子が示されている。
【図３】図１の指向性コントローラ１０の一構成例を示した図である。
【図４】図１のラインアレイスピーカ２０の一構成例を示した図である。
【図５】互いに同数の内蔵スピーカ２１を有する複数のラインアレイスピーカ２０が指向性コントローラ１０に接続される場合の一例を示した図である。
【図６】本発明の実施の形態２による拡声システム１００の構成例を示した図であり、スピーカ数が異なるラインアレイスピーカ２０が接続される場合が示されている。
【図７】内蔵スピーカ２１の数が異なる複数のラインアレイスピーカ２０が指向性コントローラ１０に接続される場合の他の一例を示した図である。
【図８】本発明の実施の形態３による拡声システム１００の構成例を示した図である。
【図９】複数のラインアレイスピーカ２０３を含む従来の拡声システム２００を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
実施の形態１．
＜拡声システム１００＞
図１は、本発明の実施の形態１による拡声システム１００の概略構成の一例を示したシステム図である。この拡声システム１００は、複数のラインアレイスピーカ２０と、ラインアレイスピーカ２０の指向性を制御する指向性コントローラ１０と、ハイインピーダンス伝送路２からなる。ハイインピーダンス伝送路２は、複数のハイインピーダンス伝送線２ａと、共通電位線２ｂとからなり、各ラインアレイスピーカ２０が並列接続されている。
【００２２】
この拡声システム１００は、ハイインピーダンス伝送線２ａごとに音声信号の遅延時間を調整することにより、ラインアレイスピーカ２０の指向性を変化させるシステムである。
【００２３】
指向性コントローラ１０は、マイクロホンなどのオーディオ信号源１から入力される音声入力信号の遅延時間制御を行う遅延時間制御装置であり、各ラインアレイスピーカ２０がハイインピーダンス伝送路２を介して接続されている。音声入力信号の遅延時間制御は、ハイインピーダンス伝送線２ａごとの遅延時間を調整することにより行われ、遅延時間の異なる複数のスピーカ駆動信号が生成される。各スピーカ駆動信号は、互いに異なるハイインピーダンス伝送線２ａを介して伝送される。
【００２４】
ハイインピーダンス伝送路２は、指向性コントローラ１０と各ラインアレイスピーカ２０とをハイインピーダンス接続する伝送路であり、信号を高電圧化して伝送するので、ローインピーダンス接続する伝送路に比べて、スピーカ駆動信号を伝送する際の電力損失が少なく、配線長を長くすることができる。
【００２５】
ラインアレイスピーカ２０は、複数の内蔵スピーカ２１を備え、これらの内蔵スピーカ２１が略直線状に配置されたスピーカアレイユニットであり、各内蔵スピーカ２１から出力させる音声信号（スピーカ駆動信号）の遅延時間制御により、所望の指向性を得ることができる。この例では、各内蔵スピーカ２１が、筐体２２の細長い矩形からなる前面に配設されている。
【００２６】
この様なラインアレイスピーカ２０は、例えば、内蔵スピーカ２１の配列方向が鉛直となるように立てた状態で、床や壁面などに設置される。この場合、各内蔵スピーカ２１は、水平方向においても同じ方向を向くことになり、スピーカ駆動信号の遅延時間制御により、再生音の指向方向や広がり具合を鉛直方向に関してコントロールすることができる。なお、ラインアレイスピーカ２０を天井などに設置する場合には、内蔵スピーカ２１の配列方向が水平となるように倒した状態で設置される。この場合、各内蔵スピーカ２１は、鉛直方向において同じ方向を向くことになる。
【００２７】
ここでは、個別に遅延時間制御を行うことができる音声系統をチャンネルと呼ぶことにする。指向性コントローラ１０では、複数チャンネルのスピーカ駆動信号が生成され、互いに異なるハイインピーダンス伝送線２ａを介してラインアレイスピーカ２０に入力される。各ラインアレイスピーカ２０には、複数チャンネルのスピーカ駆動信号が入力される。この様な構成により、ラインアレイスピーカ２０の指向性を指向性コントローラ１０において制御することができる。
【００２８】
また、互いに異なるラインアレイスピーカ２０に属する複数の内蔵スピーカ２１には、同一のスピーカ駆動信号が同一のハイインピーダンス伝送線２ａを介して入力される。この様な内蔵スピーカ２１が存在することにより、これらの内蔵スピーカ２１について、音声信号の遅延時間を個別に設定しなくても良いので、複数のラインアレイスピーカ２０の指向性を簡単に設定することができる。
【００２９】
図２は、図１のラインアレイスピーカ２０の動作の一例を示した断面図であり、ラインアレイスピーカ２０を内蔵スピーカ２１の向きに平行な鉛直面で切断した場合の切断面が示されている。この図では、筐体２２の前面に８個の内蔵スピーカ２１が一定の間隔で配設されたラインアレイスピーカ２０が示されている。一般に、隣接する内蔵スピーカ２１間の遅延時間差によって再生音の指向性が制御され、内蔵スピーカ２１の配列方向を含む平面内の音圧分布をコントロールすることができる。
【００３０】
図中の（ａ）には、再生音の指向方向３をコントロールする様子が示されている。ここでは、ラインアレイスピーカ２０内における内蔵スピーカ２１の配置順の序列を上から順に、第１位、第２位、…、第８位と呼び、第ｋ位（ｋ＝１〜８）の内蔵スピーカ２１を第ｋスピーカと呼ぶことにする。
【００３１】
第１スピーカから第８スピーカまでの内蔵スピーカ２１について、この順序でスピーカ駆動信号の遅延量を一定時間ずつ長くすれば、再生音が拡散せずに伝搬する鋭い指向性が得られ、再生音の指向方向３を下方に向けることができる。一方、第１スピーカから第８スピーカまでの内蔵スピーカ２１について、この順序でスピーカ駆動信号の遅延量を一定時間ずつ短くすれば、再生音の指向方向３を上方に向けることができる。
【００３２】
図中の（ｂ）には、再生音が伝搬する領域を狭めたり、或いは、広げる様子が示されている。第１スピーカから第８スピーカまでの内蔵スピーカ２１に対し、遅延量を一致させたスピーカ駆動信号を入力することにより、再生音が上下方向に拡散せずに伝搬し、伝搬領域を狭めることができる。このため、鋭い指向性が得られ、再生音の指向方向３を前方に集中させることができる。
【００３３】
これに対し、第１スピーカを含む上位スピーカに対し、中位スピーカよりも遅延量を徐々に長くしたスピーカ駆動信号を入力し、また、第８スピーカを含む下位スピーカに対し、中位スピーカよりも遅延量を徐々に短くしたスピーカ駆動信号を入力することにより、再生音が上下方向に拡散して伝搬し、伝搬領域を広げることができる。この様に、隣接する内蔵スピーカ２１間における再生音の遅延時間差を調整することにより、再生音の指向性をコントロールすることができる。
【００３４】
＜指向性コントローラ１０＞
図３は、図１の指向性コントローラ１０の一構成例を示した図である。この指向性コントローラ１０は、１つのＤＳＰ１１と、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）のパワーアンプ１２と、Ｎ個のマッチングトランス１３と、出力端子１４により構成され、Ｎチャンネルのスピーカ駆動信号を生成する。
【００３５】
指向性コントローラ１０には、チャンネルごとに設けられた複数のハイインピーダンス伝送線２ａと、共通電位線２ｂとからなるハイインピーダンス伝送路２が接続されている。ＤＳＰ１１は、チャンネルごとに音声入力信号の遅延時間を調整するためのＮ個の遅延時間調整回路１１１を含む遅延時間制御回路であり、設定パラメータを書き換えることにより、チャンネルごとの遅延時間を調整することができる。遅延時間調整回路１１１は、音声入力信号の遅延時間を調整し、スピーカ駆動信号を生成するディレイ回路であり、チャンネルごとに設けられている。
【００３６】
パワーアンプ１２は、ＤＳＰ１１から入力されるスピーカ駆動信号を増幅し、マッチングトランス１３へ出力するための増幅器であり、チャンネルごとに設けられている。マッチングトランス１３は、パワーアンプ１２による増幅後のスピーカ駆動信号をインピーダンス変換し、出力端子１４へ出力する変圧器であり、１次側と２次側とは絶縁されている。
【００３７】
マッチングトランス１３の１次側は、パワーアンプ１２に接続され、１次側巻線の一端は接地されている。一方、マッチングトランス１３の２次側巻線の一端は、共通電位線２ｂに接続され、他端は、出力端子１４に接続されている。出力端子１４は、ハイインピーダンス伝送線用の複数の出力端子と、共通電位線用の出力端子とからなる。ハイインピーダンス伝送線用の出力端子は、チャンネルごとに設けられている。
【００３８】
この指向性コントローラ１０では、同一の音声入力信号から第１〜第Ｎチャンネルのスピーカ駆動信号が生成され、チャンネルごとに増幅してインピーダンス変換した後、出力端子１４を介してそれぞれハイインピーダンス伝送線２ａへ出力される。共通電位線２ｂは、各スピーカ駆動信号の基準電位を伝送するための伝送線である。
【００３９】
また、各遅延時間調整回路１１１において生成されたスピーカ駆動信号は、それぞれ異なるハイインピーダンス伝送線２ａへ出力される。さらに、同一のスピーカ駆動信号は、同一のハイインピーダンス伝送線２ａを介して、互いに異なるラインアレイスピーカ２０に属する複数の内蔵スピーカ２１へ入力される。
【００４０】
＜ラインアレイスピーカ２０＞
図４は、図１のラインアレイスピーカ２０の一構成例を示した図である。このラインアレイスピーカ２０は、Ｎ個の内蔵スピーカ２１と、Ｎ個のマッチングトランス２３と、入力端子２４により構成され、Ｎチャンネルのスピーカ駆動信号を再生する。
【００４１】
入力端子２４は、ハイインピーダンス伝送線用の複数の入力端子と、共通電位線用の入力端子とからなる。ハイインピーダンス伝送線用の入力端子は、チャンネルごとに設けられている。ラインアレイスピーカ２０では、複数のハイインピーダンス伝送線２ａと、共通電位線２ｂとがそれぞれ入力端子２４に接続されている。
【００４２】
マッチングトランス２３は、入力端子２４を介してハイインピーダンス伝送線２ａから入力されるスピーカ駆動信号をインピーダンス変換し、内蔵スピーカ２１へ出力するトランスであり、チャンネルごとに設けられている。また、ラインアレイスピーカ２０内の各マッチングトランス２３は、インピーダンス変換したスピーカ駆動信号を互いに異なる内蔵スピーカ２１へ出力する。
【００４３】
マッチングトランス２３の１次側は、ハイインピーダンス伝送路２に接続され、１次側巻線の一端は共通電位線２ｂに接続され、他端はハイインピーダンス伝送線２ａに接続されている。一方、マッチングトランス２３の２次側は、内蔵スピーカ２１に接続されている。各マッチングトランス２３は、巻線の巻き数比が固定である。
【００４４】
内蔵スピーカ２１は、マッチングトランス２３から入力されるスピーカ駆動信号を音波として出力するスピーカユニットであり、チャンネルごとに設けられている。この内蔵スピーカ２１は、例えば、振動板と、スピーカ駆動信号に基づいて振動板を振動させるボイスコイルにより構成される。
【００４５】
このラインアレイスピーカ２０では、入力端子２４、マッチングトランス２３及び内蔵スピーカ２１がチャンネルごとに設けられ、入力端子２４を介して入力されたスピーカ駆動信号は、マッチングトランス２３を介して内蔵スピーカ２１へ供給される。
【００４６】
＜ラインアレイスピーカ２０の接続態様＞
図５は、互いに同数の内蔵スピーカ２１を有する複数のラインアレイスピーカ２０が指向性コントローラ１０に接続される場合の一例を示した図である。この図には、それぞれ８個の内蔵スピーカ２１を備えた３台のラインアレイスピーカ２０ａと、ハイインピーダンス伝送線２ａとの接続態様の一例が示されている。なお、図５〜図８では、指向性コントローラ１０及び共通電位線２ｂが省略されている。
【００４７】
８本のハイインピーダンス伝送線２ａを用いて第１〜第８チャンネルのスピーカ駆動信号を伝送する場合、ラインアレイスピーカ２０ａ内の８個の内蔵スピーカ２１について、スピーカ駆動信号の遅延時間を個別に制御することができる。
【００４８】
各ラインアレイスピーカ２０ａは、第１スピーカから第８スピーカまでの内蔵スピーカ２１がそれぞれ第１チャンネルから第８チャンネルのハイインピーダンス伝送線２ａに接続されている。つまり、ラインアレイスピーカ２０ａ内の全ての内蔵スピーカ２１について、同一のスピーカ駆動信号は、同一のハイインピーダンス伝送線２ａを介して、互いに異なるラインアレイスピーカ２０ａに属する３つの内蔵スピーカ２１へ入力される。
【００４９】
また、各ラインアレイスピーカ２０ａ内の内蔵スピーカ２１について、内蔵スピーカ２１の配置順の序列における同一順位の内蔵スピーカ２１は、同一のハイインピーダンス伝送線２ａに接続されている。すなわち、各ラインアレイスピーカ２０ａの第ｋスピーカは、第ｋチャンネルのハイインピーダンス伝送線２ａを介して互いに接続されている。この様な接続態様では、同数の内蔵スピーカ２１を有し、かつ、同一の指向性を有する複数のラインアレイスピーカ２０ａを備えた拡声システム１００を安価に実現することができる。
【００５０】
本実施の形態によれば、複数のラインアレイスピーカ２０の指向性が１つの指向性コントローラ１０において制御されるので、ラインアレイスピーカごとに各内蔵スピーカの遅延時間を設定する従来のシステムに比べて、指向特性の設定作業を簡易化することができる。特に、互いに異なるラインアレイスピーカ２０に属する複数の内蔵スピーカ２１には、同一のスピーカ駆動信号が同一のハイインピーダンス伝送線２ａを介して入力されるので、これらの内蔵スピーカ２１について、音声信号の遅延時間を個別に設定しなくても良い。
【００５１】
また、内蔵スピーカ２１ごとに遅延回路やアンプを備える従来のステアラブルアレイスピーカに比べ、ラインアレイスピーカ２０の構成を簡素にすることができる。このため、ラインアレイスピーカ２０の数が増えた場合に、拡声システム１００の製造コストが増大するのを抑制することができる。さらに、各遅延時間調整回路１１１において生成されたスピーカ駆動信号をそれぞれ異なるハイインピーダンス伝送線２ａへ出力させることにより、それぞれ遅延時間が異なるスピーカ駆動信号を各内蔵スピーカ２１に入力させることができる。
【００５２】
実施の形態２．
実施の形態１では、互いに同数の内蔵スピーカ２１を有する複数のラインアレイスピーカ２０が指向性コントローラ１０に接続される場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、内蔵スピーカ２１の数が異なる複数のラインアレイスピーカ２０が指向性コントローラ１０に接続される場合について説明する。
【００５３】
図６は、本発明の実施の形態２による拡声システム１００の構成例を示した図であり、内蔵スピーカ２１の数が異なる複数のラインアレイスピーカ２０が指向性コントローラ１０に接続される場合の一例が示されている。この図には、８個の内蔵スピーカ２１を備えたラインアレイスピーカ２０ａと、６個の内蔵スピーカ２１を備えたラインアレイスピーカ２０ｂと、４個の内蔵スピーカ２１を備えたラインアレイスピーカ２０ｃと、ハイインピーダンス伝送線２ａとの接続態様の一例が示されている。
【００５４】
ラインアレイスピーカ２０ｂ，２０ｃ内の内蔵スピーカ２１は、ラインアレイスピーカ２０ａ内において連続して配置されている同数の内蔵スピーカ２１に対応づけられ、互いに対応する内蔵スピーカ２１が、同一のハイインピーダンス伝送線２ａに接続されている。すなわち、ラインアレイスピーカ２０ｂ内の内蔵スピーカ２１は、ラインアレイスピーカ２０ａ内の第１スピーカを含む上位スピーカに対応づけられている。具体的には、ラインアレイスピーカ２０ｂ内の第１〜第６スピーカが、ラインアレイスピーカ２０ａ内の第１〜第６スピーカにそれぞれ対応づけられ、第１〜第６チャンネルのハイインピーダンス伝送線２ａを介してそれぞれ接続されている。
【００５５】
また、ラインアレイスピーカ２０ｃ内の内蔵スピーカ２１は、ラインアレイスピーカ２０ａ内の第８スピーカを含む下位スピーカに対応づけられている。具体的には、ラインアレイスピーカ２０ｃ内の第１〜第４スピーカが、ラインアレイスピーカ２０ａ内の第５〜第８スピーカにそれぞれ対応づけられ、第５〜第８チャンネルのハイインピーダンス伝送線２ａを介してそれぞれ接続されている。この様な接続態様では、ラインアレイスピーカ２０ａの一部分を切り出した指向特性の音場をラインアレイスピーカ２０ｂ，２０ｃによって形成することができる。
【００５６】
図７は、内蔵スピーカ２１の数が異なる複数のラインアレイスピーカ２０が指向性コントローラ１０に接続される場合の他の一例を示した図である。この図には、１２個の内蔵スピーカ２１を備えた１台のラインアレイスピーカ２０ｄと、６個の内蔵スピーカ２１を備えた２台のラインアレイスピーカ２０ｂと、ハイインピーダンス伝送線２ａとの接続態様の一例が示されている。
【００５７】
１２本のハイインピーダンス伝送線２ａを用いて第１〜第１２チャンネルのスピーカ駆動信号を伝送する場合、ラインアレイスピーカ２０ｄ内の１２個の内蔵スピーカ２１について、スピーカ駆動信号の遅延時間を個別に制御することができる。ラインアレイスピーカ２０ｄは、第１スピーカから第１２スピーカまでの内蔵スピーカ２１がそれぞれ第１チャンネルから第１２チャンネルのハイインピーダンス伝送線２ａに接続されている。
【００５８】
ラインアレイスピーカ２０ｂ内の内蔵スピーカ２１は、ラインアレイスピーカ２０ｄ内において間欠的に配置されている同数又はそれ以下の内蔵スピーカ２１に対応づけられ、互いに対応する内蔵スピーカ２１が、同一のハイインピーダンス伝送線２ａに接続されている。すなわち、一方のラインアレイスピーカ２０ｂでは、第１〜第６スピーカが、ラインアレイスピーカ２０ｄ内の第１、第３、第５、第７、第９及び第１２スピーカにそれぞれ対応づけられ、第１、第３、…、第９及び第１２チャンネルのハイインピーダンス伝送線２ａを介してそれぞれ接続されている。この様な接続態様では、ラインアレイスピーカ２０ｄの一部分を縮小した指向特性の音場をラインアレイスピーカ２０ｂによって形成することができる。すなわち、ラインアレイスピーカ２０ｂには、ラインアレイスピーカ２０ｄに比べてより大きな下振り角度の指向性を与えることができる。
【００５９】
また、他方のラインアレイスピーカ２０ｂでは、第１〜第３スピーカが、いずれもラインアレイスピーカ２０ｄ内の第１スピーカに対応づけられ、第１チャンネルのハイインピーダンス伝送線２ａを介して接続されているとともに、第４〜第６スピーカが、ラインアレイスピーカ２０ｄ内の第４、第７及び第１０スピーカにそれぞれ対応づけられ、第４、第７及び第１０チャンネルのハイインピーダンス伝送線２ａを介してそれぞれ接続されている。この様な接続態様では、第１〜第３スピーカに前方水平に指向性を持たせつつ、第４〜第６スピーカに下振り角度の大きな指向性を持たせることができる。
【００６０】
実施の形態３．
実施の形態１及び２では、チャンネルごとのハイインピーダンス伝送線２ａがいずれかのラインアレイスピーカ２０に接続される場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、チャンネル数よりも少ない数の内蔵スピーカ２１を有する複数のラインアレイスピーカ２０が指向性コントローラ１０に接続される場合について説明する。
【００６１】
図８は、本発明の実施の形態３による拡声システム１００の構成例を示した図であり、チャンネル数よりも少ない数の内蔵スピーカ２１を有する複数のラインアレイスピーカ２０が指向性コントローラ１０に接続される場合の一例が示されている。この図には、２台のラインアレイスピーカ２０ｃとハイインピーダンス伝送線２ａとの接続態様の一例が示されている。
【００６２】
一方のラインアレイスピーカ２０ｃ内の内蔵スピーカ２１は、ラインアレイスピーカ２０ａ内の中位スピーカに対応づけられている。具体的には、ラインアレイスピーカ２０ｃ内の第１〜第４スピーカは、ラインアレイスピーカ２０ａ内の第３〜第６スピーカにそれぞれ対応づけられ、第３〜第６チャンネルのハイインピーダンス伝送線２ａを介してそれぞれ接続されている。
【００６３】
他方のラインアレイスピーカ２０ｃ内の内蔵スピーカ２１は、ラインアレイスピーカ２０ａ内において間欠的に配置されている同数の内蔵スピーカ２１に対応づけられている。具体的には、ラインアレイスピーカ２０ｃ内の第１〜第４スピーカは、ラインアレイスピーカ２０ａ内の第１、第３、第５及び第７スピーカにそれぞれ対応づけられ、第１、第３、第５及び第７チャンネルのハイインピーダンス伝送線２ａを介してそれぞれ接続されている。
【００６４】
この様な接続態様では、ラインアレイスピーカ２０ａの一部分を切り出した指向特性の音場と、ラインアレイスピーカ２０ａの一部分を縮小した指向特性の音場とを各ラインアレイスピーカ２０ｃによって同時に形成することができる。
【００６５】
なお、実施の形態１〜３では、ラインアレイスピーカ２０内のマッチングトランス２３として、巻線の巻き数比が固定のトランスが用いられる場合の例について説明したが、本発明はマッチングトランス２３の構成をこれに限定するものではない。例えば、巻き数比が可変のタップ付変圧器をマッチングトランス２３として用いるような構成であっても良い。この様なマッチングトランス２３を用いれば、同一のハイインピーダンス伝送線２ａに接続され、かつ、互いに異なるラインアレイスピーカ２０に属する複数の内蔵スピーカ２１について、タップの切り替えにより、内蔵スピーカ２１ごとの音量を容易に調整することができる。
【００６６】
また、実施の形態１では、チャンネルごとにパワーアンプ１２が設けられる場合の例について説明したが、本発明は伝送前のスピーカ駆動信号を増幅する増幅器の構成をこれに限定するものではない。例えば、チャンネル間でパワーアンプ１２に接続される内蔵スピーカ２１の数が異なるようなケースでは、パワーアンプ１２の容量を越えるチャンネルが生じることが考えられる。この様な場合には、当該チャンネルに対し、パワーアンプ１２を増設しても良い。
【００６７】
また、実施の形態１〜３では、指向性コントローラ１０と各ラインアレイスピーカ２０とがハイインピーダンス伝送路２を介して接続される場合の例について説明したが、本発明は、伝送路の構成をこれに限定するものではない。複数のスピーカが同一の伝送路に並列に接続できる環境であればよく、いわゆるローインピーダンス伝送路を介して接続されるものも本発明には含まれうる。
【符号の説明】
【００６８】
１００ 拡声システム
１ オーディオ信号源
２ ハイインピーダンス伝送路
２ａ ハイインピーダンス伝送線
２ｂ 共通電位線
１０ 指向性コントローラ
１１ ＤＳＰ
１１１ 遅延時間調整回路
１２ パワーアンプ
１３ マッチングトランス
１４ 出力端子
２０ ラインアレイスピーカ
２１ 内蔵スピーカ
２２ 筐体
２３ マッチングトランス
２４ 入力端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２以上のラインアレイスピーカと、これらのラインアレイスピーカが２以上の伝送線を介して接続され、上記ラインアレイスピーカの指向性を制御する指向性コントローラとを含む拡声システムであって、
上記指向性コントローラは、同一の音声入力信号に対し、遅延時間制御を行うことによってスピーカ駆動信号をそれぞれ生成する２以上の遅延時間制御手段と、上記スピーカ駆動信号をそれぞれ増幅し、互いに異なる上記伝送線へ出力する２以上のアンプとを備え、
上記ラインアレイスピーカは、略直線状に配置された２以上の内蔵スピーカを備え、
各遅延時間制御手段において生成された上記スピーカ駆動信号が、それぞれ異なる上記伝送線へ出力され、
同一の上記スピーカ駆動信号が、同一の上記伝送線を介して、互いに異なる上記ラインアレイスピーカに属する２以上の上記内蔵スピーカへ入力されることを特徴とする拡声システム。
【請求項２】
２以上の上記ラインアレイスピーカは、互いに同数の上記内蔵スピーカを有し、内蔵スピーカの配置順における同一順位の内蔵スピーカが、同一の上記伝送線に接続されることを特徴とする請求項１に記載の拡声システム。
【請求項３】
２以上の上記ラインアレイスピーカは、第１ラインアレイスピーカと、上記内蔵スピーカの数が第１ラインアレイスピーカよりも少ない第２ラインアレイスピーカとを含み、
第２ラインアレイスピーカ内の上記内蔵スピーカは、上記第１ラインアレイスピーカ内において連続して配置されている同数の上記内蔵スピーカに対応づけられ、互いに対応する上記内蔵スピーカが、同一の上記伝送線に接続されることを特徴とする請求項１に記載の拡声システム。
【請求項４】
２以上の上記ラインアレイスピーカは、第１ラインアレイスピーカと、上記内蔵スピーカの数が第１ラインアレイスピーカよりも少ない第２ラインアレイスピーカとを含み、
第２ラインアレイスピーカ内の上記内蔵スピーカは、上記第１ラインアレイスピーカ内において間欠的に配置されている同数の上記内蔵スピーカに対応づけられ、互いに対応する上記内蔵スピーカが、同一の上記伝送線に接続されることを特徴とする請求項１に記載の拡声システム。
【請求項１】
２以上のラインアレイスピーカと、これらのラインアレイスピーカが２以上の伝送線を介して接続され、上記ラインアレイスピーカの指向性を制御する指向性コントローラとを含む拡声システムであって、
上記指向性コントローラは、同一の音声入力信号に対し、遅延時間制御を行うことによってスピーカ駆動信号をそれぞれ生成する２以上の遅延時間制御手段と、上記スピーカ駆動信号をそれぞれ増幅し、互いに異なる上記伝送線へ出力する２以上のアンプとを備え、
上記ラインアレイスピーカは、略直線状に配置された２以上の内蔵スピーカを備え、
各遅延時間制御手段において生成された上記スピーカ駆動信号が、それぞれ異なる上記伝送線へ出力され、
同一の上記スピーカ駆動信号が、同一の上記伝送線を介して、互いに異なる上記ラインアレイスピーカに属する２以上の上記内蔵スピーカへ入力されることを特徴とする拡声システム。
【請求項２】
２以上の上記ラインアレイスピーカは、互いに同数の上記内蔵スピーカを有し、内蔵スピーカの配置順における同一順位の内蔵スピーカが、同一の上記伝送線に接続されることを特徴とする請求項１に記載の拡声システム。
【請求項３】
２以上の上記ラインアレイスピーカは、第１ラインアレイスピーカと、上記内蔵スピーカの数が第１ラインアレイスピーカよりも少ない第２ラインアレイスピーカとを含み、
第２ラインアレイスピーカ内の上記内蔵スピーカは、上記第１ラインアレイスピーカ内において連続して配置されている同数の上記内蔵スピーカに対応づけられ、互いに対応する上記内蔵スピーカが、同一の上記伝送線に接続されることを特徴とする請求項１に記載の拡声システム。
【請求項４】
２以上の上記ラインアレイスピーカは、第１ラインアレイスピーカと、上記内蔵スピーカの数が第１ラインアレイスピーカよりも少ない第２ラインアレイスピーカとを含み、
第２ラインアレイスピーカ内の上記内蔵スピーカは、上記第１ラインアレイスピーカ内において間欠的に配置されている同数の上記内蔵スピーカに対応づけられ、互いに対応する上記内蔵スピーカが、同一の上記伝送線に接続されることを特徴とする請求項１に記載の拡声システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−８１０９６（Ｐ２０１３−８１０９６Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２０３５１（Ｐ２０１１−２２０３５１）
【出願日】平成２３年１０月４日（２０１１．１０．４）
【出願人】（０００２２３１８２）ＴＯＡ株式会社 (190)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月４日（２０１１．１０．４）
【出願人】（０００２２３１８２）ＴＯＡ株式会社 (190)
【Ｆターム（参考）】
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