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公開番号2025021018
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-13
出願番号2023124699
出願日2023-07-31
発明の名称音響アレイ制御装置、音響アレイシステム、及び制御プログラム
出願人学校法人工学院大学
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類H04R 3/00 20060101AFI20250205BHJP(電気通信技術)
要約【課題】接線法を用いた音響アレイシステムにおいて、円弧状の音響放射分布又は収音感度分布をより自由に設定する。
【解決手段】制御装置20は、直線上に複数の音響機器が配置された音響アレイに対して、接線法を用いて円弧状の音響放射分布又は円弧状の収音感度分布を設定する場合に、接線法の遅延時間を定義するパラメータのうち、円弧状の円弧の中心座標及び半径を任意の定数として、任意の円弧を生成する生成部21Aを備える。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
直線上に複数の音響機器が配置された音響アレイに対して、接線法を用いて円弧状の音響放射分布又は円弧状の収音感度分布を設定する場合に、前記接線法の遅延時間を定義するパラメータのうち、前記円弧状の円弧の中心座標及び半径を任意の定数として、任意の前記円弧を生成する生成部、
を備えた音響アレイ制御装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記生成部は、前記音響アレイに関する音響コントラストを表す指標値が一定値以上となるように前記円弧の中心座標及び半径を決定する、
請求項１に記載の音響アレイ制御装置。
【請求項３】
前記指標値は、音のビームが届く領域として定義される第１領域における音圧レベルと、前記第１領域以外の少なくとも一部の領域として定義される第２領域における音圧レベルとの比として表される、
請求項２に記載の音響アレイ制御装置。
【請求項４】
前記生成部は、前記比が最大となるように前記円弧の中心座標及び半径を決定する、
請求項３に記載の音響アレイ制御装置。
【請求項５】
前記生成部は、前記比の周波数の平均値が最大となるように前記円弧の中心座標及び半径を決定する、
請求項３に記載の音響アレイ制御装置。
【請求項６】
前記生成部により生成された前記円弧に基づいて、前記音響アレイに対して、前記音響放射分布又は前記収音感度分布が円弧状になるように駆動信号又は音圧信号の遅延時間を設定する遅延設定部を更に備えた、
請求項１に記載の音響アレイ制御装置。
【請求項７】
前記音響機器は、スピーカであり、
前記音響アレイは、前記直線上に複数の前記スピーカが配置されたスピーカアレイである、
請求項１に記載の音響アレイ制御装置。
【請求項８】
前記音響機器は、マイクロホンであり、
前記音響アレイは、前記直線上に複数の前記マイクロホンが配置されたマイクロホンアレイである、
請求項１に記載の音響アレイ制御装置。
【請求項９】
請求項１～請求項８の何れか１項に記載の音響アレイ制御装置と、
直線上に複数の音響機器が配置された音響アレイであって、前記音響アレイ制御装置による制御に従って、前記音響放射分布又は前記収音感度分布が円弧状に設定された前記音響アレイと、
を備えた音響アレイシステム。
【請求項１０】
直線上に複数の音響機器が配置された音響アレイに対して、接線法を用いて円弧状の音響放射分布又は円弧状の収音感度分布を設定する場合に、前記接線法の遅延時間を定義するパラメータのうち、前記円弧状の円弧の中心座標及び半径を任意の定数として、任意の前記円弧を生成することを、
コンピュータに実行させるための制御プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響アレイ制御装置、音響アレイシステム、及び制御プログラムに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来の代表的なスピーカアレイである遅延和ビームフォーマでは、指向性を高めると、距離減衰を著しく低めてしまうことが知られている。距離減衰とは、距離に応じて音波が減衰する性質であり、音漏れを抑えるには、距離減衰を維持もしくは向上する必要がある。
【０００３】
このため、指向性を高めつつ、距離減衰を維持もしくは向上することが可能なスピーカアレイとして、接線法（ＴａｎｇｅｎｔＬｉｎｅＭｅｔｈｏｄ（ＴＬＭ）、ＳｔａｔｉｏｎａｒｙＰｈａｓｅＭｅｔｈｏｄとも呼ばれる。）を用いた技術が考案されている（例えば、非特許文献１～４を参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
Zhao, S., Hu, Y., Lu, J., Qui, X., Cheng, J., and Burnett, I., “Delivering sound energy along an arbitrary convex trajectory,” Scientific Reports 4:6628 （2014）.
Zhao, S., Qiu, X., and Burnett, I., “Acoustic contrast control in an arc-shaped area using a linear loudspeaker array,” J. Acoust. Soc. Am. 137(2), 1036-1039 （2015）.
Zhao, S., Qiu, X., Lu, J., and Cheng, J., “Robust time domain acoustic contrast control in an arc-shaped area using a linear loudspeaker array,” The 22nd International Congress on Sound and Vibration, Florence, Italy （2015）.
Kaizuka, T., “Controlling a distance from linear loudspeaker arrays to a listening point by using tangent line method,” JASA Express Letters 1, 072801 (2021).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の接線法を用いると、円弧状の音響ビームが生成される。この接線法によれば、円弧の長さを制御することができるため、音の届く距離（距離減衰）を制御することができる。理論的には接線法を用いることで任意の円弧状や曲線状の音響ビームを生成できると考えられるが、これまでに接線法の解析解が報告された形状は数少ない。スピーカアレイ又はマイクロホンアレイ等の音響アレイに対して接線法を適用する場合、例えば、上記非特許文献４では、円弧の中心のＹ座標を半径Ｒに固定するという制約を設けたうえで解析解が導かれている。このため、スピーカアレイでは円弧状の音響放射の空間分布である音響放射分布、マイクロホンアレイでは円弧状の収音感度の空間分布である収音感度分布を制約なく自由に設定することが難しい。
【０００６】
本発明は、上記事実を考慮し、接線法を用いた音響アレイシステムにおいて、円弧状の音響放射分布又は収音感度分布をより自由に設定することができる音響アレイ制御装置、音響アレイシステム、及び制御プログラ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】
【０００７】
第１態様に係る音響アレイ制御装置は、直線上に複数の音響機器が配置された音響アレイに対して、接線法を用いて円弧状の音響放射分布又は円弧状の収音感度分布を設定する場合に、前記接線法の遅延時間を定義するパラメータのうち、前記円弧状の円弧の中心座標及び半径を任意の定数として、任意の前記円弧を生成する生成部、を備える。
【０００８】
第２態様に係る音響アレイ制御装置は、第１態様に係る音響アレイ制御装置において、前記生成部が、前記音響アレイに関する音響コントラストを表す指標値が一定値以上となるように前記円弧の中心座標及び半径を決定する。
【０００９】
第３態様に係る音響アレイ制御装置は、第２態様に係る音響アレイ制御装置において、前記指標値が、音のビームが届く領域として定義される第１領域における音圧レベルと、前記第１領域以外の少なくとも一部の領域として定義される第２領域における音圧レベルとの比として表される。
【００１０】
第４態様に係る音響アレイ制御装置は、第３態様に係る音響アレイ制御装置において、前記生成部が、前記比が最大となるように前記円弧の中心座標及び半径を決定する。
（【００１１】以降は省略されています）

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