JPH08221081A - 音伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 目的とする聴取者のみに音声を伝達すること
ができる音伝達装置を提供する。 【解決手段】 集音範囲１００側が凹（無指向性スピー
カ３６側が凸）となる波面１０４の合成音波が形成され
るように、各スピーカ３６に供給する音声信号の位相を
互いにずらすことにより、合成音波の波面１０４は徐々
に小さくなることになり、各音声信号の位相差を調整す
ることにより合成音波を集音範囲１００に収束させる。
この時、各スピーカ３６から発せられる音の音圧が可聴
レベル以下となるように、各スピーカ３６に供給する音
声信号の振幅を制御する。合成音波は各スピーカ３６か
ら発せられた音波が重ね合わされて形成されるので、集
音範囲１００に収束させた音の音圧は可聴レベル以上と
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、音伝達装置に係
り、特に、複数の無指向性のスピーカを備え、複数のス
ピーカの各々に所定の音声信号を供給することにより複
数のスピーカの各々から音声信号に対応する音を発生さ
せ、予め定められた集音範囲又はオブジェクト（音の伝
達対象としての人間、動物、マイク等）の位置に基づい
て設定した集音範囲に音を伝達する音伝達装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
所定の場所に集まっている多数の人々のうちの特定の人
への所定の情報の伝達（例えば駅構内における駅職員へ
の業務連絡等）は、前記所定の情報をスピーカにより一
斉放送することにより行うことが一般的である。しかし
ながら、上記のような一斉放送による情報伝達では、前
記特定の人以外の多数の人に対し、無関係な情報を放送
することで騒々しい等の不快感を与える虞れがある。ま
た、情報の機密性も損なわれるので好ましくない。

【０００３】また、上記に関連して、単一の仮想の球面
上に位置するように複数のスピーカを配置して、各スピ
ーカから同時に同一の音を発生させるか、又は同一平面
上に配置した複数のスピーカから互いに位相をずらして
同一の音を発生させることにより、複数のスピーカの各
々から発せられた音が収束する音の焦点（仮想音源）を
形成させる技術が知られている（特開平３−１５９５０
０号公報参照）。

【０００４】しかしながら、上記技術は、仮想音源から
放射された音を聴取者に聴取させるものであり、特定の
聴取者に対してのみ音声を伝達するものではない。

【０００５】一方、従来より天井に複数のテレビカメラ
を配置し、該複数のテレビカメラにより撮影した画像情
報に基づいて、部屋の中に存在するオブジェクト（所定
の人間、動物、物体等）の位置を検出する画像認識技術
が存在する。

【０００６】しかしながら、オブジェクトが移動する場
合、この移動するオブジェクトに合わせて複数のテレビ
カメラを動かし且つ焦点調整を行うことにより、当該移
動するオブジェクトを撮影していた。このように、テレ
ビカメラを動かし焦点調整を行う必要があるので、オブ
ジェクトを含む画像データを得るまでに遅延時間が発生
するという問題点があった。

【０００７】本発明は、上記のような事実を考慮して成
されたものであり、特定のオブジェクトのみに音声を伝
達することができる音伝達装置を提供することを第１の
目的とし、上記の位置検出に関する画像認識技術と音の
伝達技術とを組合せ、音の伝達対象としてのオブジェク
トの位置検出を効率的に行い、その検出位置に基づいて
オブジェクトのみに音声を伝達することができる音伝達
装置を提供することを第２の目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、請求項１記載の発明は、供給された音声信号
に対応する音を発する複数の無指向性のスピーカと、集
音させるべき領域範囲としての集音範囲を設定し、前記
複数のスピーカの各々から発した音波の波面の包絡面を
波面とする合成音波が前記集音範囲に収束するように前
記複数のスピーカの各々に供給するべき音声信号の位相
を互いにずらして設定し、前記複数のスピーカの各々か
ら発せられた音の音圧が正確に内容を把握することが困
難なレベルとなるように前記音声信号の振幅を設定し、
位相及び振幅を設定した前記音声信号を前記複数のスピ
ーカの各々に供給する制御手段と、を有することを特徴
とする。

【０００９】一般に、無指向性のスピーカから発せられ
た音波の波面（同一時刻での振動の状態が全く等しい点
を結んだ面）はスピーカ側を凹とする球面となり、ホイ
ヘンスの原理によれば、この波面上の各点を波源とする
球面波の包絡面が次の波面となる。このようにして波面
が連鎖的に形成されることにより音が伝達される。これ
は複数の無指向性スピーカを略同一の方向を向くように
並べ、各スピーカに略同一のタイミングで同一の音声信
号を供給した場合にも当てはまり、各スピーカから発せ
られた複数の音波が重ね合わされて複数の音波の各々の
波面の包絡面を波面とする合成音波が形成され、この合
成音波は、前記各々の波面の包絡面（すなわち合成音波
の波面）上の各点を波源とする球面波の包絡面が次の波
面となり、音が伝達される。

【００１０】上記に基づき請求項１記載の発明では、ま
ず制御手段が、集音させるべき領域範囲としての集音範
囲を設定する。ここで集音範囲は、予め定められた領域
範囲に設定しても良いし、オブジェクトの位置に基づい
て、例えば、該オブジェクトの頭部の位置に設定しても
良い。

【００１１】次に、制御手段は、複数の無指向性スピー
カの各々から発せられた音波の波面の包絡面を波面とす
る合成音波が前記集音範囲に収束するように、前記複数
のスピーカの各々に供給する音声信号の位相を互いにず
らすように設定する。具体的には、前述のように複数の
音波の重ね合わせで形成される合成音波の波面に関して
もホイヘンスの原理が当てはまるので、図５にも示すよ
うに、制御手段が、集音範囲１００を設定し、該集音範
囲１００側が凹（スピーカ３６側が凸）となる波面１０
４の合成音波が形成されるように、各スピーカに供給す
る音声信号の位相を互いにずらすように設定する。これ
により、合成音波の波面は徐々に小さくなることになる
ので、各音声信号の位相差を調整することにより合成音
波を集音範囲に収束させることができる。

【００１２】更に制御手段は、複数のスピーカの各々か
ら発せられる音の音圧が正確に内容を把握することが困
難なレベルとなるように（例えば人間の可聴レベル以下
となるように）各スピーカに供給する音声信号の振幅を
設定し、上記のようにして位相及び振幅を設定した音声
信号を複数のスピーカの各々に供給する。そして、複数
の無指向性のスピーカによって、前記供給された音声信
号に対応する音が発せられる。

【００１３】これにより、集音範囲外に発散する音波に
ついては振幅が微弱となり、スピーカから発せられた音
が集音範囲外で聴取されることが防止される。また、合
成音波は各スピーカから発せられた音波が重ね合わされ
て形成されるので、この合成音波が収束する集音範囲内
では、合成音波によりスピーカから発せられた音が正確
に内容を把握することが可能なレベルの音圧、例えば人
間の可聴レベル以上の音圧で聴取されることになる。従
って、集音範囲内のみに音声を伝達することができる。

【００１４】また、上記第１の目的を達成するために、
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、
前記制御手段は、前記複数のスピーカのうち前記集音範
囲からの距離が所定距離よりも短いスピーカに供給する
音声信号の振幅が他のスピーカに供給する音声信号の振
幅よりも大きくなるように、音声信号の振幅を設定する
ことを特徴とする。

【００１５】前述した請求項１記載の発明において、複
数のスピーカのうち集音範囲からの距離が小さいスピー
カから発せられる音波は、合成音波の形成に寄与する度
合いが大きい。そこで、請求項２に記載したように、制
御手段が、複数のスピーカのうち集音範囲からの距離が
短いスピーカに供給する音声信号の振幅が他のスピーカ
に供給する音声信号の振幅よりも大きくなるように、音
声信号の振幅を設定することにより、スピーカから発せ
られた音が集音範囲外で聴取されることなく、集音範囲
内で聴取される音の音量のみを効率的に大きくすること
ができる。

【００１６】また、上記第１の目的を達成するために、
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、
前記集音範囲に向けて配置された指向性を有する第１の
補助スピーカ及び前記集音範囲の近傍に配置された第２
の補助スピーカの少なくとも一方を更に備え、前記制御
手段は前記第１の補助スピーカ及び前記第２の補助スピ
ーカの少なくとも一方にも音声信号を供給することを特
徴とする。

【００１７】上述した合成音波の収束範囲の大きさは音
波の波長に依存し、音波の波長を直径とする範囲よりも
小さな範囲に、合成音波を収束させることは理論的に不
可能である。これに対し、一般に音声信号には各周波数
の成分が重ね合わされており、集音範囲の大きさにもよ
るが、比較的低い周波数の音成分に関しては集音範囲内
に収束しないことも考えられる。

【００１８】このため、請求項３記載の発明にも記載し
たように、集音範囲に向けて配置された指向性を有する
第１の補助スピーカ及び集音範囲の近傍に配置された第
２の補助スピーカの少なくとも一方を設け、制御手段
は、第１の補助スピーカ及び第２の補助スピーカの少な
くとも一方にも音声信号を供給して音を発生させること
が好ましい。これにより、合成音波により伝達される比
較的低い周波数の音成分が集音範囲外に発散すること
で、集音範囲内における低周波帯域の音が不足する場合
にも、第１の補助スピーカ及び第２の補助スピーカの少
なくとも一方から発せられる音により、集音範囲内で聴
取される、特に低周波帯域の音が充実し、集音範囲内で
聴取される音の音質が向上することになる。

【００１９】なお、合成音波により伝達される比較的低
い周波数の音成分が集音範囲外に発散することにより、
比較的低い周波数の音が集音範囲外で聴取される場合に
は、制御手段を、複数のスピーカの各々に供給する音声
信号の所定周波数以下の成分を除去又は減衰するように
構成することが好ましい。

【００２０】また、上記第１の目的を達成するために、
請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、
前記制御手段は、前記合成音波の波面に所定値以下の乱
れが生ずるように前記複数のスピーカの各々に供給する
音声信号の位相を互いにずらして設定することを特徴と
する。

【００２１】前述したように合成音波の収束範囲の大き
さは音波の波長に依存するので、比較的高い周波数の音
成分に関しては集音範囲内のうちの特定の範囲に過度に
収束し、聴きにくくなることも考えられる。このような
場合には、請求項４に記載したように、制御手段が合成
音波の波面に所定値以下の乱れが生ずるように複数のス
ピーカの各々に供給する音声信号の位相を互いにずらし
て設定することが好ましい。これにより、合成音波によ
って伝達される比較的高い周波数の音成分が過度に収束
することが防止され略均一化されるので、集音範囲内に
おいて比較的高い周波数の音が聴き易くなる。

【００２２】また、上記第１の目的を達成するために、
請求項５記載の発明は、請求項１記載の発明において、
音響環境の状態を表す情報に基づいて、所定のスピーカ
から発せられた音のうち被反射体に反射した後に集音範
囲に到達する反射音波の波形を前記複数のスピーカの各
々について演算する第１の演算手段と、前記第１の演算
手段により演算された反射音の波形に基づいて、所定の
スピーカから集音範囲に直接到達する音波により前記反
射波が打ち消すために前記所定のスピーカに供給すべき
音声信号の波形を、前記複数のスピーカの各々について
演算する第２の演算手段と、を更に備え、前記制御手段
は、前記第２の演算手段により各スピーカ毎に演算され
た音声信号を前記複数のスピーカの各々に供給すること
を特徴とする。

【００２３】ところで、壁や天井等で囲まれた室内等の
音響環境において上記のように音を集音させる場合、集
音範囲にはスピーカから直接到達する音以外に、スピー
カから発せられ、被反射体、即ち、壁面、天井、床、カ
ーテン、窓ガラス等に反射した反射音も到達するので、
集音範囲内で聴取される音は、スピーカから直接到達す
る音に上記の反射音が重畳された音となる。従って、集
音範囲内で聴取される音の音質が劣化するという不都合
が生ずる。

【００２４】そこで、請求項５記載の発明では、第１の
演算手段が、音響環境の状態を表す情報、例えば、音響
環境の広さ、気温、被反射体毎の反射係数と位相回転特
性等に基づいて、所定のスピーカから発せられた音のう
ち被反射体に反射した後に集音範囲に到達する反射音波
の波形を複数のスピーカの各々について演算し、第２の
演算手段が第１の演算手段により演算された反射音の波
形に基づいて、所定のスピーカから集音範囲に直接到達
する音波により反射波が打ち消されるために所定のスピ
ーカに供給すべき音声信号の波形を、複数のスピーカの
各々について演算する。そして、制御手段が、第２の演
算手段により各スピーカ毎に演算された音声信号を複数
のスピーカの各々に供給する。これにより、壁や天井等
で囲まれた室内等の音響環境において音を集音させる場
合でも、集音範囲内で聴取される音の音質を向上させる
ことができる。

【００２５】また、上記第１の目的を達成するために、
請求項６記載の発明は、請求項１記載の発明において、
音の伝達対象としてのオブジェクトの位置を検出する位
置検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記位置検出
手段により検出されたオブジェクトの位置に基づいて前
記集音範囲を設定することを特徴とする。

【００２６】この請求項６記載の発明では、制御手段
が、位置検出手段により検出されたオブジェクトの位置
に基づいて集音範囲を設定する。例えば、オブジェクト
の頭部の位置を集音範囲として設定する。これにより、
オブジェクトの位置が変化したとしても、該オブジェク
トにのみ音が聴取されるように制御することができる。
なお、位置検出手段は、オブジェクトを含む映像を撮影
するテレビカメラ及び該テレビカメラにより撮影された
映像情報を画像処理してオブジェクトの位置を検出する
画像処理装置で構成したり、室内における温度分布を検
出しオブジェクトの位置を検出する赤外線センサ等で構
成することができる。

【００２７】また、上記第１の目的を達成するために、
請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において、
前記位置検出手段により位置が検出されたオブジェクト
の耳の位置及び方向を推定する位置推定手段を更に備
え、前記制御手段は、前記位置推定手段により推定され
たオブジェクトの耳の位置及び方向に基づいて、オブジ
ェクトの聴覚の指向性に合った位置に前記集音範囲を設
定することを特徴とする。

【００２８】この請求項７記載の発明では、位置推定手
段は位置検出手段により位置が検出されたオブジェクト
の耳の位置及び方向を推定し、制御手段は、位置推定手
段により推定されたオブジェクトの耳の位置及び方向に
基づいて、オブジェクトの聴覚の指向性に合った位置に
集音範囲を設定する。これにより、オブジェクトが音を
より明瞭に聞き取れるようにすることができる。

【００２９】また、上記第１の目的を達成するために、
請求項８記載の発明は、請求項１記載の発明において、
所定のスピーカから複数の集音範囲の各々に対して発せ
られるべき複数の音に対応する複数の音声信号の位相差
を前記複数のスピーカの各々について演算する第３の演
算手段と、前記第３の演算手段により位相差が演算され
た複数の音声信号を重畳した音声信号の波形を前記複数
のスピーカの各々について演算する第４の演算手段と、
を更に備え、前記制御手段は、前記第４の演算手段によ
り各スピーカ毎に演算された複数の音声信号を重畳した
音声信号を前記複数のスピーカの各々に供給することを
特徴とする。

【００３０】複数の集音範囲を設定し各集音範囲に音を
集音したい場合には、請求項８にも記載したように、第
３の演算手段が所定のスピーカから複数の集音範囲の各
々に対して発せられるべき複数の音に対応する複数の音
声信号の位相差を複数のスピーカの各々について演算
し、第４の演算手段が第３の演算手段により位相差が演
算された複数の音声信号を重畳した音声信号の波形を複
数のスピーカの各々について演算する。そして、制御手
段は、第４の演算手段により各スピーカ毎に演算された
複数の音声信号を重畳した音声信号を複数のスピーカの
各々に供給することが好ましい。これにより、本発明に
係る音伝達装置を複数設けることなく、複数の集音範囲
に各々音を集音することができる。

【００３１】なお、上記では第３の演算手段が所定のス
ピーカから複数の集音範囲の各々に対して発せられるべ
き複数の音に対応する複数の音声信号の位相差を複数の
スピーカの各々について演算するので、集音範囲毎に異
なる音を集音させることもできることは言うまでもな
い。

【００３２】また、上記第１の目的を達成するために、
請求項９記載の発明は、請求項８記載の発明において、
音の伝達対象としてのオブジェクトの位置を検出する位
置検出手段と、前記位置検出手段により位置が検出され
たオブジェクトの左耳の位置及び右耳の位置を推定する
位置推定手段と、を更に備え、前記制御手段は、前記位
置推定手段により推定された前記左耳及び右耳の位置に
基づいて、各耳に対応した集音範囲を設定することを特
徴とする。

【００３３】この請求項９記載の発明では、請求項８の
発明において、位置検出手段がオブジェクトの位置を検
出し、位置推定手段が位置検出手段により位置を検出さ
れたオブジェクトの左耳及び右耳の位置を推定する。制
御手段は、位置推定手段により推定された左耳及び右耳
の位置に基づいて、各耳に対応した集音範囲を設定す
る。例えば、推定された左耳の位置を含む所定の大きさ
の領域範囲を、左耳に対応した集音範囲として設定して
も良い。

【００３４】これにより、オブジェクトの左耳の位置に
対応する集音範囲及び右耳の位置に対応する集音範囲の
各々に、所定音源から発せられた音を該音源に向かって
左側の位置で記録した音、右側の位置で記録した音を集
音することにより、オブジェクトにステレオ感を感じさ
せることができる。

【００３５】また、上記第１の目的を達成するために、
請求項１０記載の発明は、請求項１記載の発明におい
て、音の伝達対象としてのオブジェクトが予め定められ
た集音範囲内に到来したか否かを検出するオブジェクト
検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記オブジェク
ト検出手段により集音範囲内にオブジェクトが到来した
ことが検出された場合に、前記複数のスピーカの各々に
音声信号を供給することを特徴とする。

【００３６】この請求項１０記載の発明では、検出手段
がオブジェクトが予め定められた集音範囲内に到来した
か否かを検出する。制御手段は、検出手段によりオブジ
ェクトが集音範囲内に到来したと検出された場合に、複
数のスピーカの各々に音声信号を供給する。これによ
り、オブジェクトが集音範囲内に到来した場合のみ、集
音範囲に音を集音し、オブジェクトに当該音を聞かせる
ことができるので、例えば、オブジェクトが所定の展示
物の前に到来した場合に、当該展示物を説明するアナウ
ンスを集音することにより、オブジェクトに上記のアナ
ウンスを最初から聞かせることができる。

【００３７】また、上記第１の目的を達成するために、
請求項１１記載の発明は、請求項１記載の発明におい
て、音響環境の状態を検出する環境検出手段を更に備
え、前記制御手段は、前記環境検出手段によって検出さ
れた音響環境の状態が変化した場合に、変化した音響環
境の状態に基づいて前記複数のスピーカの各々に供給す
る音声信号の振幅及び位相差の少なくとも一方を変更す
ることを特徴とする。

【００３８】この請求項１１記載の発明では、環境検出
手段が音響環境の状態、例えば、室内の温度、スピーカ
から発せられた音を反射する被反射体としての部屋の壁
面、床面、天井等の状態（例えば窓ガラスにカーテンが
かかっているか否か等）を検出する。制御手段は、環境
検出手段によって検出された音響環境の状態が変化した
場合に、変化した音響環境の状態に基づいて複数のスピ
ーカの各々に供給する音声信号の反射波打ち消し成分の
振幅及び位相差の少なくとも一方を変更する。これによ
り、音響環境の状態の変化に拘わらず、集音範囲内で聴
取される音の音質を向上させることができる。

【００３９】また、上記第２の目的を達成するために、
請求項１２記載の発明は、供給された音声信号に対応す
る音を発する複数の無指向性のスピーカと、予め定めら
れた位置に配置された広角固定焦点レンズを備え、音の
伝達対象としてのオブジェクトを含む領域を撮影する撮
影手段と、前記撮影手段により撮影された領域の画像情
報よりオブジェクトの位置を認識する位置認識手段と、
前記位置認識手段により認識されたオブジェクトの位置
に基づいて集音範囲を設定し、前記複数のスピーカの各
々から発した音波の波面の包絡面を波面とする合成音波
が前記集音範囲に収束するように前記複数のスピーカの
各々に供給するべき音声信号の位相を互いにずらして設
定し、前記複数のスピーカの各々から発せられた音の音
圧が正確に内容を把握することが困難なレベルとなるよ
うに前記音声信号の振幅を設定し、位相及び振幅を設定
した前記音声信号を前記複数のスピーカの各々に供給す
る制御手段と、を有することを特徴とする。

【００４０】この請求項１２記載の発明では、撮影手段
は、予め定められた位置に配置された広角固定焦点レン
ズを備えている。これにより、オブジェクトが移動して
いる場合、静止している場合を問わず、撮影手段（例え
ばテレビカメラ等）の向きをオブジェクトの移動に追従
させて変更させることなく、オブジェクトを撮影するこ
とができる。また、物や人・動物等のオブジェクトは床
や地面からの高さが概ね決まっており、更に、広角固定
焦点レンズは焦点深度が大きいという特性を有している
ので、撮影手段が焦点調整機構を有していなくても、即
ち焦点調整を行うことなく、オブジェクトを撮影するこ
とができる。

【００４１】このように、オブジェクトの移動に追従し
た撮影手段の向きの変更や焦点調整を行うことなく、オ
ブジェクトの位置を速やかに認識することができる。ま
た、上記のような撮影手段の向きの変更や焦点調整を行
うための機械的な作動機構が不要となるので、撮影手段
並びに音抽出装置の構造を簡単にすることができると共
に、機械的な作動部を減らすことにより耐久性を向上さ
せることができる。

【００４２】なお、広角固定焦点レンズの配置位置とし
ては、例えば、部屋の天井等の平面部の他、天井と壁と
の２面が作る角部や、天井と壁２面との計３面が作る角
部とすることができる。

【００４３】さらに、請求項１２記載の発明では、上記
のような撮影手段により撮影された領域の画像情報よ
り、画像認識手段によってオブジェクトの位置を認識
し、制御手段が、このオブジェクトの位置に基づいて集
音範囲を設定する。例えば、オブジェクトが人間である
場合、該オブジェクトの頭部の位置を集音範囲として設
定しても良い。

【００４４】そして、制御手段は、上記請求項１記載の
発明と同様に、複数の無指向性スピーカの各々から発せ
られた音波の波面の包絡面を波面とする合成音波が前記
集音範囲に収束するように、前記複数のスピーカの各々
に供給する音声信号の位相を互いにずらすように設定
し、複数のスピーカの各々から発せられる音の音圧が正
確に内容を把握することが困難なレベルとなるように前
記音声信号の振幅を設定する。さらに、制御手段がこの
ようにして位相及び振幅を設定した音声信号を複数のス
ピーカの各々に供給すると、複数の無指向性のスピーカ
によって、前記供給された音声信号に対応する音が発せ
られる。

【００４５】これにより、集音範囲外に発散する音波に
ついては振幅が微弱となり、スピーカから発せられた音
が集音範囲外で聴取されることが防止され、合成音波は
各スピーカから発せられた音波が重ね合わされて形成さ
れるので、この合成音波が収束する集音範囲内では、正
確に内容を把握することが可能なレベルの音圧で聴取さ
れることになる。従って、オブジェクトの位置に基づい
て設定された集音範囲内のみに音声を伝達することがで
きる。

【００４６】また、上記第２の目的を達成するために、
請求項１３記載の発明は、請求項１２記載の発明におい
て、前記撮影手段は複数設けられており、各撮影手段
は、前記広角固定焦点レンズによる結像点に配置された
エリアセンサを更に備え、前記位置認識手段は、該複数
の撮影手段により撮影された各々異なる撮影情報を処理
してオブジェクトの形状を認識する形状認識手段と、前
記形状認識手段により認識されたオブジェクトの３次元
座標を演算する３次元座標演算手段と、を含んで構成さ
れたことを特徴とする。

【００４７】この請求項１３記載の発明では、撮影手段
は複数設けられており、各撮影手段は、広角固定焦点レ
ンズによる結像点に配置されたエリアセンサを更に備え
ている。即ち、撮影手段によって、広角固定焦点レンズ
を介して撮影されたオブジェクトの像はエリアセンサ上
に結像される。このようにして、複数の撮影手段によ
り、オブジェクトを含む領域が各々異なる位置から撮影
される。

【００４８】形状認識手段により複数の撮影手段で撮影
された各々異なる撮影情報が処理されてオブジェクトの
形状が認識される。オブジェクトの形状を認識するに
は、例えば、後述する請求項１４記載の発明のように、
３次元空間をＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各方向に沿って仮想
的に細分割することにより得られる多数の立方体状の微
小空間のうち、オブジェクトが占有する微小空間により
形成される領域を求めることにより認識してもよいし、
また、例えば、複数の撮影手段により各々異なる撮影情
報を平面化した画像情報に変換し、該変換された画像情
報から少なくともオブジェクトの正面、背面、左側面、
右側面及び平面の画像情報を求め、該求められた画像情
報を合成して認識してもよい。

【００４９】３次元座標演算手段により形状認識手段で
認識されたオブジェクト又は該オブジェクトの所定の部
位の３次元座標が演算される。一般にオブジェクトは点
とは限らず点の集合体であるので、オブジェクトが含む
点の全ての３次元座標を全て演算してもよいし、オブジ
ェクトと３次元空間とを画する境界に属する点の全ての
３次元座標を演算してもよい。また、例えば特定の位置
を予め設定（記憶）しておいて該特定の位置の３次元座
標を演算することにより、高さや長さ等を求めても良
い。

【００５０】このようにして画像認識手段を構成する形
状認識手段及び３次元座標演算手段によって、オブジェ
クトの３次元座標を速やかに求め、オブジェクトの位置
を速やかに認識することができる。

【００５１】また、上記第２の目的を達成するために、
請求項１４記載の発明は、請求項１３記載の発明におい
て、前記形状認識手段は、前記複数の撮影手段により撮
影された各々異なる画像情報に基づいて、３次元空間を
Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各方向に沿って仮想的に細分割す
ることにより得られる多数の立方体状の微小空間のう
ち、オブジェクトが占有する微小空間により形成される
領域を求めることによりオブジェクトの形状を認識する
ことを特徴とする。この請求項１４記載の発明では、形
状認識手段により、３次元空間をＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の
各方向に沿って仮想的に細分割することにより得られる
多数の立方体状の微小空間のうち、オブジェクトが占有
する微小空間により形成される領域を求めることにより
オブジェクトの形状を認識する。ここで、微小領域はエ
リアセンサの解像度の限界まで細分化することができ
る。このため、オブジェクトの形状を細部まで認識する
ことができる。

【００５２】また、上記第２の目的を達成するために、
請求項１５記載の発明は、請求項１３記載の発明におい
て、前記形状認識手段は、前記複数の撮影手段により撮
影された各々異なる画像情報に基づいて、３次元空間を
Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各方向に沿って仮想的に細分割す
ることにより得られる多数の立方体状の微小空間のう
ち、各撮影手段からオブジェクトを投影する視野角内に
含まれる微小空間をそれぞれ抽出し、抽出した微小空間
の全てに含まれる微小空間により形成される領域を求め
ることによりオブジェクトの形状を認識することを特徴
とする。

【００５３】上述した請求項１３記載の複数の撮影手段
により撮影された画像情報には、例えば図３４に示すよ
うに影（死角）の領域が生ずる。そこで、請求項１５に
記載したように、形状認識手段が、複数の撮影手段によ
り撮影された各々異なる画像情報に基づいて、３次元空
間をＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各方向に沿って仮想的に細分
割することにより得られる多数の立方体状の微小空間の
うち、各撮影手段からオブジェクトを投影する視野角内
に含まれる微小空間をそれぞれ抽出し、抽出した微小空
間の全てに含まれる微小空間により形成される領域を求
めることによりオブジェクトの形状を認識する。

【００５４】このようにしてオブジェクトの形状を認識
することにより、影（死角）の領域を排除することがで
き、オブジェクトの形状を正確に認識することができ
る。

【００５５】また、上記第２の目的を達成するために、
請求項１６記載の発明は、請求項１２記載の発明におい
て、前記撮影手段は複数設けられており、各撮影手段
は、前記広角固定焦点レンズによる結像点に配置された
エリアセンサを更に備え、前記位置認識手段は、各撮影
手段のエリアセンサ上に結像された２次元座標を取得
し、該取得した複数の２次元座標に基づいてオブジェク
トの位置を認識する、ことを特徴とする。

【００５６】この請求項１６記載の発明では、複数の撮
影手段の各々のエリアセンサ上の点の２次元座標が分か
れば３次元座標を逆算することができるので、画像認識
手段が、各撮影手段のエリアセンサ上に結像された２次
元座標を取得し、該取得した複数の２次元座標に基づい
てオブジェクトの位置（３次元座標）を正確に認識する
ことができる。

【００５７】また、上記第２の目的を達成するために、
請求項１７記載の発明は、供給された音声信号に対応す
る音を発する複数の無指向性のスピーカと、予め定めら
れた位置に配置された広角固定焦点レンズ及び該レンズ
による結像点に配設されたエリアセンサを備え、音の伝
達対象としてのオブジェクトを含む領域を撮影する撮影
手段と、前記撮影手段の近傍に配置され、前記エリアセ
ンサ上に結像するようにオブジェクトの像を反射する反
射手段と、前記反射手段により反射されて前記エリアセ
ンサ上に結像されたオブジェクト像、及び前記反射手段
により反射されることなく前記エリアセンサ上に結像さ
れたオブジェクト像の各々の該エリアセンサ上における
２次元座標を取得し、該取得した複数の２次元座標に基
づいてオブジェクトの３次元座標を演算することによ
り、オブジェクトの位置を認識する位置認識手段と、前
記位置認識手段により認識されたオブジェクトの位置に
基づいて集音範囲を設定し、前記複数のスピーカの各々
から発した音波の波面の包絡面を波面とする合成音波が
前記集音範囲に収束するように前記複数のスピーカの各
々に供給するべき音声信号の位相を互いにずらして設定
し、前記複数のスピーカの各々から発せられた音の音圧
が正確に内容を把握することが困難なレベルとなるよう
に前記音声信号の振幅を設定し、位相及び振幅を設定し
た前記音声信号を前記複数のスピーカの各々に供給する
制御手段と、を有することを特徴とする。

【００５８】この請求項１７記載の発明では、撮影手段
が、予め定められた位置に配置された広角固定焦点レン
ズ及び該レンズによる結像点に配設されたエリアセンサ
を備えている。また、撮影手段により、オブジェクトを
含む領域が撮影される。

【００５９】反射手段は撮影手段の近傍に配置されてい
る。この反射手段は、例えば図３９の（Ｇ）〜（Ｌ）に
示したように、壁に沿って配置したり、Ｌ字型でもよ
く、また、湾曲したものであってもよい。反射手段によ
りエリアセンサ上に結像するようにオブジェクトの像が
反射される。

【００６０】そして、画像認識手段は、反射手段により
反射されてエリアセンサ上に結像されたオブジェクト
像、及び反射手段により反射されることなくエリアセン
サ上に結像されたオブジェクト像の各々のエリアセンサ
上における２次元座標を取得する。このようにして、撮
影手段がたとえ１つであっても、その単一の撮影手段に
備えたエリアセンサに複数のオブジェクト像が結像さ
れ、複数の２次元座標が取得されることになる。従っ
て、上述した請求項１６記載の発明と同様に、画像認識
手段は、取得した複数の２次元座標に基づいてオブジェ
クトの位置（３次元座標）を正確に認識することができ
る。

【００６１】このように反射手段により、もう１つのオ
ブジェクト像をエリアセンサ上に結像させることができ
るので、撮影手段が１つであってもオブジェクトの３次
元座標を演算し、オブジェクトの位置を正確に認識する
ことができる。

【００６２】また、請求項１７記載の発明では、上記の
ようにして画像認識手段によってオブジェクトの位置を
認識し、請求項１２記載の発明と同様の要領で、制御手
段によってオブジェクトの位置に基づいて集音位置を設
定した後、該集音範囲内のみに音声を伝達することがで
きる。

【００６３】また、上記第２の目的を達成するために、
請求項１８記載の発明は、請求項１２乃至１７の何れか
１項に記載の発明において、前記制御手段は、前記複数
のスピーカのうち前記集音範囲からの距離が所定距離よ
りも短いスピーカに供給する音声信号の振幅が他のスピ
ーカに供給する音声信号の振幅よりも大きくなるよう
に、音声信号の振幅を設定することを特徴とする。

【００６４】この請求項１８記載の発明では、請求項２
記載の発明と同様に、複数のスピーカのうち集音範囲か
らの距離が小さいスピーカから発せられる音波は、合成
音波の形成に寄与する度合いが大きいので、制御手段に
よって、複数のスピーカのうち集音範囲からの距離が小
さいスピーカに供給する音声信号の振幅が他のスピーカ
に供給する音声信号の振幅よりも大きくなるように、音
声信号の振幅を設定することにより、スピーカから発せ
られた音が集音範囲外で聴取されることなく、集音範囲
内で聴取される音の音量のみを効率的に大きくすること
ができる。

【００６５】また、上記第２の目的を達成するために、
請求項１９記載の発明は、請求項１２乃至１７の何れか
１項に記載の発明において、前記集音範囲に向けて配置
された指向性を有する第１の補助スピーカ及び前記集音
範囲の近傍に配置された第２の補助スピーカの少なくと
も一方を更に備え、前記制御手段は前記第１の補助スピ
ーカ及び前記第２の補助スピーカの少なくとも一方にも
音声信号を供給することを特徴とする。

【００６６】この請求項１９記載の発明では、請求項３
記載の発明と同様に、合成音波により伝達される比較的
低い周波数の音成分が集音範囲外に発散することで、集
音範囲内における低周波帯域の音が不足する場合にも、
第１の補助スピーカ及び第２の補助スピーカの少なくと
も一方から発せられる音により、集音範囲内で聴取され
る、特に低周波帯域の音が充実し、集音範囲内で聴取さ
れる音の音質が向上することになる。

【００６７】なお、合成音波により伝達される比較的低
い周波数の音成分が集音範囲外に発散することにより、
比較的低い周波数の音が集音範囲外で聴取される場合に
は、制御手段を、複数のスピーカの各々に供給する音声
信号の所定周波数以下の成分を除去又は減衰するように
構成することが好ましい。

【００６８】また、上記第２の目的を達成するために、
請求項２０記載の発明は、請求項１２乃至１７の何れか
１項に記載の発明において、前記制御手段は、前記合成
音波の波面に所定値以下の乱れが生ずるように前記複数
のスピーカの各々に供給する音声信号の位相を互いにず
らして設定することを特徴とする。

【００６９】前述したように合成音波の収束範囲の大き
さは音波の波長に依存するので、比較的高い周波数の音
成分に関しては集音範囲内のうちの特定の範囲に過度に
収束し、聴きにくくなることも考えられる。このような
場合には、請求項２０に記載したように、制御手段が合
成音波の波面に所定値以下の乱れが生ずるように複数の
スピーカの各々に供給する音声信号の位相を互いにずら
して設定することが好ましい。これにより、合成音波に
よって伝達される比較的高い周波数の音成分が過度に収
束することが防止され略均一化されるので、集音範囲内
において比較的高い周波数の音が聴き易くなる。

【００７０】また、上記第２の目的を達成するために、
請求項２１記載の発明は、請求項１２乃至１７の何れか
１項に記載の発明において、音響環境の状態を表す情報
に基づいて、所定のスピーカから発せられた音のうち被
反射体に反射した後に集音範囲に到達する反射音波の波
形を前記複数のスピーカの各々について演算する第１の
演算手段と、前記第１の演算手段により演算された反射
音の波形に基づいて、所定のスピーカから集音範囲に直
接到達する音波により前記反射波が打ち消すために前記
所定のスピーカに供給すべき音声信号の波形を、前記複
数のスピーカの各々について演算する第２の演算手段
と、を更に備え、前記制御手段は、前記第２の演算手段
により各スピーカ毎に演算された音声信号を前記複数の
スピーカの各々に供給することを特徴とする。

【００７１】この請求項２１記載の発明では、請求項５
記載の発明と同様に、第１の演算手段が、音響環境の状
態を表す情報に基づいて、所定のスピーカから発せられ
た音のうち被反射体に反射した後に集音範囲に到達する
反射音波の波形を複数のスピーカの各々について演算
し、第２の演算手段が前記演算された反射音の波形に基
づいて、所定のスピーカから集音範囲に直接到達する音
波により反射波が打ち消されるために所定のスピーカに
供給すべき音声信号の波形を、複数のスピーカの各々に
ついて演算し、そして、制御手段が、第２の演算手段に
より各スピーカ毎に演算された音声信号を複数のスピー
カの各々に供給する。これにより、壁や天井等で囲まれ
た室内等の音響環境において音を集音させる場合でも、
集音範囲内で聴取される音の音質を向上させることがで
きる。

【００７２】また、上記第２の目的を達成するために、
請求項２２記載の発明は、請求項１２乃至１７の何れか
１項に記載の発明において、前記位置認識手段により位
置が認識されたオブジェクトの耳の位置及び方向を推定
する第１の耳推定手段を更に備え、前記制御手段は、前
記第１の耳推定手段により推定されたオブジェクトの耳
の位置及び方向に基づいて、オブジェクトの聴覚の指向
性に合った位置に前記集音範囲を設定することを特徴と
する。

【００７３】この請求項２２記載の発明では、請求項７
記載の発明と同様に、位置推定手段は位置検出手段によ
り位置が検出されたオブジェクトの耳の位置及び方向を
推定し、制御手段は、位置推定手段により推定されたオ
ブジェクトの耳の位置及び方向に基づいて、オブジェク
トの聴覚の指向性に合った位置に集音範囲を設定する。
これにより、オブジェクトが音をより明瞭に聞き取れる
ようにすることができる。

【００７４】また、上記第２の目的を達成するために、
請求項２３記載の発明は、請求項１２乃至１７の何れか
１項に記載の発明において、所定のスピーカから複数の
集音範囲の各々に対して発せられるべき複数の音に対応
する複数の音声信号の位相差を前記複数のスピーカの各
々について演算する第３の演算手段と、前記第３の演算
手段により位相差が演算された複数の音声信号を重畳し
た音声信号の波形を前記複数のスピーカの各々について
演算する第４の演算手段と、を更に備え、前記制御手段
は、前記第４の演算手段により各スピーカ毎に演算され
た複数の音声信号を重畳した音声信号を前記複数のスピ
ーカの各々に供給することを特徴とする。

【００７５】この請求項２３記載の発明では、請求項８
記載の発明と同様に、複数の集音範囲を設定し各集音範
囲に音を集音したい場合に、第３の演算手段が所定のス
ピーカから複数の集音範囲の各々に対して発せられるべ
き複数の音に対応する複数の音声信号の位相差を複数の
スピーカの各々について演算し、第４の演算手段が第３
の演算手段により位相差が演算された複数の音声信号を
重畳した音声信号の波形を複数のスピーカの各々につい
て演算する。そして、制御手段が、第４の演算手段によ
り各スピーカ毎に演算された複数の音声信号を重畳した
音声信号を複数のスピーカの各々に供給するので、本発
明に係る音伝達装置を複数設けることなく、複数の集音
範囲に各々音を集音することができる。

【００７６】なお、上記では第３の演算手段が所定のス
ピーカから複数の集音範囲の各々に対して発せられるべ
き複数の音に対応する複数の音声信号の位相差を複数の
スピーカの各々について演算するので、集音範囲毎に異
なる音を集音させることもできることは言うまでもな
い。

【００７７】また、上記第２の目的を達成するために、
請求項２４記載の発明は、請求項１２乃至１７の何れか
１項に記載の発明において、前記位置認識手段により位
置が認識されたオブジェクトの左耳の位置及び右耳の位
置を推定する第２の耳推定手段を更に備え、前記制御手
段は、前記第２の耳推定手段により推定された前記左耳
及び右耳の位置に基づいて、各耳に対応した集音範囲を
設定することを特徴とする。

【００７８】この請求項２４記載の発明では、請求項９
記載の発明と同様に、制御手段は、位置推定手段により
推定された左耳及び右耳の位置に基づいて、各耳に対応
した集音範囲を設定する。これにより、オブジェクトの
左耳に対応した集音範囲及び右耳に対応した集音範囲の
各々に、所定音源から発せられた音を該音源に向かって
左側の位置で記録した音、右側の位置で記録した音を集
音することにより、オブジェクトにステレオ感を感じさ
せることができる。

【００７９】また、上記第２の目的を達成するために、
請求項２５記載の発明は、請求項１２乃至１７の何れか
１項に記載の発明において、オブジェクトが予め定めら
れた集音範囲内に到来したか否かを検出するオブジェク
ト検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記オブジェ
クト検出手段により集音範囲内にオブジェクトが到来し
たことが検出された場合に、前記複数のスピーカの各々
に音声信号を供給することを特徴とする。

【００８０】この請求項２５記載の発明では、請求項１
０記載の発明と同様に、制御手段は、検出手段によりオ
ブジェクトが集音範囲内に到来したと検出された場合
に、複数のスピーカの各々に音声信号を供給するので、
オブジェクトが集音範囲内に到来した場合のみ、集音範
囲に音を集音し、オブジェクトに当該音を聞かせること
ができる。従って、例えば、オブジェクトが所定の展示
物の前に到来した場合に、当該展示物を説明するアナウ
ンスを集音することにより、オブジェクトに上記のアナ
ウンスを最初から聞かせることができる。

【００８１】また、上記第２の目的を達成するために、
請求項２６記載の発明は、請求項１２乃至１７の何れか
１項に記載の発明において、音響環境の状態を検出する
環境検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記環境検
出手段によって検出された音響環境の状態が変化した場
合に、変化した音響環境の状態に基づいて前記複数のス
ピーカの各々に供給する音声信号の振幅及び位相差の少
なくとも一方を変更することを特徴とする。

【００８２】この請求項２６記載の発明では、請求項１
１記載の発明と同様に、制御手段は、環境検出手段によ
って検出された音響環境の状態が変化した場合に、変化
した音響環境の状態に基づいて複数のスピーカの各々に
供給する音声信号の反射波打ち消し成分の振幅及び位相
差の少なくとも一方を変更するので、音響環境の状態の
変化に拘わらず、集音範囲内で聴取される音の音質を向
上させることができる。

【００８３】

【発明の実施の形態】

〔第１実施形態〕以下、図面を参照して、本発明の第１
実施形態を説明する。

【００８４】図１に示すように、第１実施形態に係る音
伝達装置１０は、後述する集音範囲を含む部屋８４の天
井８６に略等間隔にマトリクス状に配置された複数（ｎ
個、図１では８×８個）のスピーカモジュール３０と、
音伝達装置１０全体を制御する中央制御装置１１とで構
成されており、各スピーカモジュール３０と中央制御装
置１１とは通信ケーブル２６を介して接続されている。
各スピーカモジュール３０は部屋８４の床面に向けて配
置された無指向性スピーカ３６を１台ずつ備えている。
各スピーカ３６の配置位置を表す位置情報は後述する中
央制御装置１１に備えられたＲＯＭ１６（図２参照）に
予め記憶されている。

【００８５】中央制御装置１１には、スピーカ３６から
発する音を供給するためのテープ再生装置９０がフィル
タアンプ９２を介して接続されている。なお、本第１実
施形態及び後述する第２〜第９実施形態では、スピーカ
３６から発する音を供給する音響装置として、テープ再
生装置９０を用いた例を示したが、本発明はこれに限定
されることはなく、他の音響装置、例えばＣＤ再生装置
やアナウンサーの声を集音し伝達するマイク等を用いて
も良い。

【００８６】図２に示すように、スピーカモジュール３
０は、中央制御装置１１側からの音声信号データの受信
や当該音声信号データのスピーカ３６への出力タイミン
グの制御等を行うアクティブ制御回路３２と、音声信号
のノイズカット及び増幅を行うフィルタアンプ３４と、
音声信号を音声に変換し出力する無指向性スピーカ３６
等を含んで構成されている。アクティブ制御回路３２
は、演算装置４０と、後述する中央制御装置１１との信
号の送受信における通信制御処理を行うネットワークイ
ンタフェース３８と、比較的大きな容量を有し音声信号
データ等を記憶する送信波形バッファメモリ４２と、デ
ジタル信号のアナログ信号への変換を行うＤ／Ａコンバ
ータ４４等を含んで構成されている。

【００８７】上記の演算装置４０は、ＣＰＵ４８と、Ｒ
ＯＭ５０と、ＲＡＭ５２と、入出力コントローラ（以
後、Ｉ／Ｏと称す）４６等を含んで構成されており、こ
れらのＣＰＵ４８、ＲＯＭ５０、ＲＡＭ５２及びＩ／Ｏ
４６は互いにバス５４によって接続されている。Ｉ／Ｏ
４６には上記のネットワークインタフェース３８、送信
波形バッファメモリ４２、Ｄ／Ａコンバータ４４及びフ
ィルタアンプ３４が接続されている。Ｄ／Ａコンバータ
４４はフィルタアンプ３４にも接続されており、フィル
タアンプ３４はスピーカ３６に接続されている。なお、
上記のＲＯＭ１６には、後述する制御プログラム等が予
め記憶されている。

【００８８】また、中央制御装置１１は、制御装置１２
と、表示装置としてのディスプレイ１７と、データやコ
マンド等を入力する入力手段としてのキーボード１９
と、Ａ／Ｄコンバータ２４等を含んで構成されている。
このうち制御装置１２は、ＣＰＵ１４と、ＲＯＭ１６
と、ＲＡＭ１８と、Ｉ／Ｏ２０等を含んで構成されてお
り、これらのＣＰＵ１４、ＲＯＭ１６、ＲＡＭ１８及び
Ｉ／Ｏ２０は互いにバス２２によって接続されている。
上記のＡ／Ｄコンバータ２４、ディスプレイ１７及びキ
ーボード１９は、Ｉ／Ｏ２０に接続されている。Ｉ／Ｏ
２０は通信ケーブル２６を介して上記のスピーカモジュ
ール３０に備えられたネットワークインタフェース３８
に接続されている。また、Ｉ／Ｏ２０にはテープ再生装
置９０がフィルタアンプ３４を介して接続されている。
なお、上記のＲＯＭ１６には、後述する制御プログラム
等が記憶されている。

【００８９】以下、本第１実施形態の作用を説明する。
中央制御装置１１に設けられた図示しないスタートボタ
ンがオペレータによりオンされると、図３に示す制御ル
ーチンが中央制御装置１１のＣＰＵ１４により、図４に
示す制御ルーチンが複数のスピーカモジュール３０の各
々のＣＰＵ４８により、それぞれ実行される。なお、こ
れらの制御ルーチンの実行は何れも所定時間間隔で繰り
返し実行される。

【００９０】まず、図３に示す制御ルーチンから説明す
る。ステップ２０２において各スピーカモジュール３０
の機能が正常か否かをチェックするために、各スピーカ
モジュール３０へ制御信号を送信すると共にタイムアウ
トを検出するためのタイマを起動する。次のステップ２
０４では全てのスピーカモジュール３０から、上記の制
御信号に対する応答信号を受信したか否かを判定する。

【００９１】全てのスピーカモジュール３０から未だ応
答信号を受信していない場合は、ステップ２０６へ進み
上記のステップ２０２での制御信号の送信から所定時間
経過したか否かをタイマの計時状況によって判定する。
所定時間経過していない場合はステップ２０４へ戻り、
所定時間経過した、即ちタイムアウトとなった場合に
は、ステップ２０８へ進み、アラーム音を発しスピーカ
モジュール３０の何れかが故障していることを報知し
て、制御ルーチンを終了する。このアラーム音を聞いた
オペレータはスピーカモジュール３０の故障箇所の調査
や修理等の対応を行う。

【００９２】全てのスピーカモジュール３０から応答信
号を受信した場合は、ステップ２１０へ進み、予め固定
的に定められた集音範囲１００の位置及び大きさを表す
位置情報をＲＯＭ１６から取り込む。この位置情報とし
ては、一例として図１３に示すように部屋８４を矢印Ｘ
方向、矢印Ｙ方向、矢印Ｚ方向の各々に沿って仮想的に
等分割することにより得られる多数の直方体状の領域の
うち何れの領域内に位置するかを表す情報を用いること
ができる。なお、図１３では部屋８４を各方向に１６等
分した場合を例として示している。図５に示すように集
音範囲１００の位置及び大きさは、例えば部屋８４内に
固定的に配置された陳列物の前に立った聴取者１０２の
頭部１０２Ａを含むように固定的に定められている。次
のステップ２１２では各スピーカ３６について、当該ス
ピーカ３６から発せられるべき音に対応する音声信号の
位相差及び振幅を、ＲＯＭ１６から取り込んだ各スピー
カ３６に関する位置情報及び集音範囲１００の位置情報
に基づいて演算する。

【００９３】ここでは、図５に示すように、複数の無指
向性スピーカ３６の各々から発せられた音波の波面の包
絡面を波面とする合成音波１０４が所定の集音範囲１０
０に収束するように、各スピーカモジュール３０に供給
する音声信号の位相を互いにずらすようにしている。ま
た、複数のスピーカ３６の各々から発せられる音の音圧
が可聴レベル以下となるように、各スピーカモジュール
３０に供給する音声信号の振幅を定めている。更に、複
数のスピーカ３６のうち、その設置位置が集音範囲１０
０から比較的近いスピーカ（集音範囲１００からの距離
が所定距離よりも短いスピーカ）を備えたスピーカモジ
ュール３０については、供給する音声信号データの振幅
を他のスピーカモジュールに供給する音声信号の振幅よ
りも大きくなるように設定している。

【００９４】また、合成音波１０４の収束範囲の大きさ
は音波の波長に依存するので、比較的高い周波数の音成
分に関しては集音範囲１００内のうちの特定の範囲に過
度に収束し、聴きにくくなることも考えられる。このよ
うな場合には、合成音波１０４の波面に微小の乱れが生
ずるように各スピーカモジュール３０に供給する音声信
号の位相を互いにずらすことが好ましい。これにより、
合成音波１０４によって伝達される比較的高い周波数の
音成分が過度に収束することが防止され略均一化される
ので、集音範囲１００内において比較的高い周波数の音
が聴き易くなるという効果が得られる。

【００９５】次のステップ２１４では各スピーカ３６に
対して、当該スピーカ３６についての位相差及び振幅を
指示する指示信号を送信する。次のステップ２１６では
予め定められた所定データ量（スピーカモジュール３０
の送信波形バッファメモリ４２の記憶容量よりも小）を
一単位として、音声信号データの各スピーカモジュール
３０への送信を開始する。これ以後、音声信号データは
前記所定データ量を一単位として各スピーカモジュール
３０へ断続的に送信される。次のステップ２１８では基
準タイミングとしてのタイミング信号を各スピーカモジ
ュール３０へ送信し、ステップ２２０へ進む。ステップ
２２０では上記のステップ２１６で送信開始された音声
信号データが全データ送信し終えたか否かを判定する。
ここで全データ送信し終えたと判定されるまで音声信号
データの送信は繰り返され、全データ送信し終えると肯
定判定され、制御ルーチンを終了する。

【００９６】次に図４に示す、各スピーカモジュール３
０のＣＰＵ４８により実行される制御ルーチンを説明す
る。ステップ３００において送信波形バッファメモリ４
２のクリア等の初期化処理を行い、次のステップ３０２
では上記のステップ２０２で中央制御装置１１側から送
信された所定の制御信号を受信したか否かを判定する。
所定の制御信号を受信していない場合は制御ルーチンを
終了し、所定の制御信号を受信した場合はステップ３０
４へ進み、応答信号を中央制御装置１１へ送信する。

【００９７】次のステップ３０６では上記のステップ２
１４で中央制御装置１１側から送信された、当該スピー
カモジュール３０から発するべき音に対応する音声信号
の位相差及び振幅に関する指示信号の受信待ちを行う。
上記の指示信号を受信すると、ステップ３０８へ進み、
指示信号を読み取り、指示された振幅に応じてフィルタ
アンプ３４のゲインを設定する。次のステップ３１０で
は上記のステップ２１６で中央制御装置１１側から送信
開始された音声信号データの受信待ちを行う。上記の音
声信号データを受信すると、ステップ３１２へ進み、受
信した音声信号データの送信波形バッファメモリ４２へ
の格納を開始する。

【００９８】この音声信号データの送信波形バッファメ
モリ４２への格納において、送信波形バッファメモリ４
２はリングバッファとして使用される。即ち、音声信号
データが送信波形バッファメモリ４２の最終アドレスま
で格納されると、次に続く音声信号データは送信波形バ
ッファメモリ４２の先頭アドレスから順に格納される。
なお、上記の送信波形バッファメモリ４２への音声信号
データの格納と並行して、後述するように送信波形バッ
ファメモリ４２からＤ／Ａコンバータ４４への音声信号
データの出力が行われるため、Ｄ／Ａコンバータ４４へ
出力されていない音声信号データが、該音声信号データ
よりも後に受信された音声信号データに上書きされてし
まうことはない。

【００９９】次のステップ３１４では上記のステップ２
１８で中央制御装置１１側から送信されたタイミング信
号の受信待ちを行う。上記のタイミング信号を受信する
と、ステップ３１６へ進んで指示された位相差に対応す
るタイマを起動した後、ステップ３１８において指示さ
れた位相差に対応する音声信号データ出力タイミングと
なったか否かを、タイマがタイムアウトしたか否かに基
づいて繰り返し判定する。タイマがタイムアウトして音
声信号データ出力タイミングになるとステップ３２０へ
進み、送信波形バッファメモリ４２から所定量の音声信
号データを読み出し、Ｄ／Ａコンバータ４４へ出力す
る。Ｄ／Ａコンバータ４４へ出力された音声信号データ
は、Ｄ／Ａコンバータ４４によってアナログの音声信号
に変換され、フィルタアンプ３４において指示された振
幅に対応するゲインで増幅された後にスピーカ３６に供
給される。

【０１００】次のステップ３２２では送信波形バッファ
メモリ４２に出力していない音声信号データがあるか否
かを判定し、送信波形バッファメモリ４２に音声信号デ
ータがある場合、ステップ３２０へ戻り、再度Ｄ／Ａコ
ンバータ４４への音声信号データの出力を行う。送信波
形バッファメモリ４２に出力していない音声信号データ
がなくなると、ステップ３２２で否定判定され、制御ル
ーチンを終了する。

【０１０１】これにより、図５に示すように、複数の無
指向性スピーカ３６の各々から発せられた音波の波面の
包絡面を波面とする合成音波１０４が所定の集音範囲１
００に収束すると共に複数のスピーカ３６の各々から発
せられる音の音圧が可聴レベル以下となり、スピーカ３
６から発せられた音が集音範囲１００外で聴取されるこ
とはなく、上記の合成音波１０４が収束する集音範囲１
００内でのみ、スピーカ３６から発せられた音が合成音
波１０４により可聴レベル以上の音圧で聴取される。従
って、所望の集音範囲１００内のみに音が伝達される。

【０１０２】また、複数のスピーカ３６のうち、その設
置位置が集音範囲１００から比較的近いスピーカ（集音
範囲１００からの距離が所定距離よりも短いスピーカ）
を備えたスピーカモジュール３０については、供給する
音声信号データの振幅を他のスピーカモジュールに供給
する音声信号の振幅よりも大きくなるように設定してい
るので、集音範囲１００内で聴取される音の音量のみを
効率的に大きくすることができる。

【０１０３】また、各スピーカモジュール３０へ音声信
号データを送信するに先立ち、中央制御装置１１側から
各スピーカモジュール３０へ制御信号を送信しその応答
信号が所定時間内に返ってくるか否かをチェックするこ
とにより、各スピーカモジュール３０が正常であるか否
かの機能チェックを行うので、複数のスピーカモジュー
ル３０の何れかに異常があることを早期に発見し、早期
に異常箇所の調査や修理作業等を行うことができる。

【０１０４】なお、集音範囲１００に集音される音の音
質にさほど高い音質が要求されない場合には、複数のス
ピーカ３６のうち集音範囲１００から遠い位置に配置さ
れており音の距離減衰等によって集音範囲１００への集
音に殆ど寄与していないスピーカ３６を、各スピーカ３
６についての音声信号の位相差及び振幅の演算処理の対
象から除外しても良い。これにより、中央制御装置１１
のＣＰＵ１４による上記演算処理の負荷を軽減させるこ
とができる。

【０１０５】〔第２実施形態〕次に、本発明の第２実施
形態を説明する。なお、第１実施形態と同一の部分には
同一の符号を付し、説明を省略する。

【０１０６】図６に示すように、本第２実施形態に係る
音伝達装置１０は、複数（ｎ個、一例として（８×８＋
４）個）の補助スピーカモジュール６０を更に備えてお
り、各補助スピーカモジュール６０は、上記第１実施形
態において説明したアクティブ制御回路３２とフィルタ
アンプ６６と指向性スピーカ６８等を含んで構成されて
いる。指向性スピーカ６８は、図７に示すように、天井
８６に配置された各無指向性スピーカ３６の近傍と集音
範囲１００の近傍の床上とに配置されている。アクティ
ブ制御回路３２は通信ケーブル５８を介してＩ／Ｏ２０
に接続されており、スピーカ６８から発する音に対応す
る音声信号データを受信する。

【０１０７】以下、本第２実施形態の作用について、第
１実施形態と異なる部分のみ説明する。

【０１０８】本第２実施形態では、図８に示すように、
ステップ２１８におけるタイミング信号の各スピーカモ
ジュール３０への送信に続き、ステップ２２１におい
て、補助スピーカモジュール６０への音声信号出力タイ
ミングＴa に対応するタイマを起動する。この補助スピ
ーカモジュール６０への音声信号出力タイミングＴa
は、上記のタイミング信号を各スピーカモジュール３０
へ送信してから、補助スピーカモジュール６０へ音声信
号データを出力するまでの時間であり、その音声信号出
力タイミングＴa の値は、指向性スピーカ６８から発せ
られた音波と各無指向性スピーカ３６から発せられる音
波による合成音波とが集音範囲１００に同時刻に到達す
るように予め定められている。次のステップ２２２では
上記の音声信号出力タイミングＴa となったか否かを、
タイマがタイムアウトしたか否かに基づいて繰り返し判
定する。タイマがタイムアウトして音声信号出力タイミ
ングＴa になると、ステップ２２３へ進み、送信波形バ
ッファメモリ４２から所定量の音声信号データを読み出
し補助スピーカモジュール６０へ出力する。補助スピー
カモジュール６０へ出力された音声信号データは、アク
ティブ制御回路３２内の図示しないＤ／Ａコンバータに
よってアナログの音声信号に変換され、フィルタアンプ
６６において予め設定されたゲインで増幅された後にス
ピーカ６８に供給される。上記の補助スピーカモジュー
ル６０への音声信号データの出力は、次のステップ２２
４で全ての音声信号データの出力が終了したと判定され
るまで繰り返され、全ての音声信号データの出力が終了
すると、ステップ２２４で肯定判定され、制御ルーチン
を終了する。

【０１０９】このように、天井８６及び集音範囲１００
近傍の床上に、集音範囲１００に対して指向性スピーカ
６８を配置し、これらの指向性スピーカ６８に音声信号
を供給して音を発生させることにより、複数の無指向性
スピーカ３６の各々から発せられた音の合成音波１０４
により伝達される比較的低い周波数の音成分が集音範囲
１００外に発散し集音範囲１００内における低周波帯域
の音が不足する場合にも、上記の指向性スピーカ６８か
ら発せられる音により、集音範囲１００内で聴取される
音（特に低周波帯域の音）が充実し、集音範囲１００内
で聴取される音の音質が向上するという効果が得られ
る。

【０１１０】なお、合成音波１０４により伝達される比
較的低い周波数の音成分が集音範囲１００外に発散する
ことにより、比較的低い周波数の音が集音範囲１００外
で聴取される場合には、各スピーカモジュール３０に供
給する音声信号データの所定周波数以下の成分を除去又
は減衰するように制御することにより、上記のように低
周波数の音が集音範囲１００外で聴取されてしまうこと
を回避することができる。

【０１１１】また、上記第２実施形態では、複数の指向
性スピーカ６８を天井８６と集音範囲１００近傍の床上
との両方に配置した例を示したが、何れか一方にのみ配
置しても良い。また、集音範囲１００近傍には、必ずし
も指向性スピーカを配置する必要はなく、無指向性スピ
ーカを配置しても良い。

【０１１２】また、図９に示すように所定間隔で通音孔
８８Ａが設けられた床８８の下方に複数の指向性スピー
カ６８を、音が通音孔８８Ａに向けて出力されるように
配置し、集音範囲１００の近傍の床下に配置されたスピ
ーカ６８から音を発するようにしても良い。

【０１１３】〔第３実施形態〕次に、本発明の第３実施
形態を説明する。なお、既に説明した実施形態と同一の
部分には同一の符号を付し、説明を省略する。

【０１１４】図１０に示すように、本第３実施形態に係
る音伝達装置１０は、第２実施形態で説明した補助スピ
ーカモジュール６０が省略されており、部屋８４の温度
を検出する温度センサ８０が設けられている。この温度
センサ８０はＩ／Ｏ２０に接続されている。

【０１１５】また、ＲＯＭ１６には予め測定された部屋
８４内の音響環境情報、具体的には部屋８４の壁面１２
０、１２２、１２４（図１３において紙面奥側の面）、
１２５（図１３において紙面手前側の面）及び床面８８
（以後、これらの４つの壁面及び床面を「５つの反射
面」と総称する）の各々における音波の反射係数及び位
相回転特性が予め記憶されている。なお、前記位相回転
特性は、反射面に入射した音波（入射音波）に対する反
射面で反射された音波（反射音波）の位相の変化を表す
特性であり、反射面の材質や硬度等に依存する。一例と
して、硬質なコンクリートの壁では、入射音波に対し反
射音波の位相は１８０°回転する。

【０１１６】以下、本第３実施形態の作用について、第
１実施形態と異なる部分のみ説明する。

【０１１７】図１１に示す制御ルーチンにおいてステッ
プ２０４で肯定判定された場合に進むステップ２０９で
は、予め固定的に定められた集音範囲１００の位置及び
大きさを表す位置情報をＲＯＭ１６から取り込む。また
ステップ２０９では更に、ＲＯＭ１６から前記各反射面
の反射係数及び位相回転特性を、温度センサ８０から部
屋８４の温度を、各々取り込む。次のステップ２１１で
は部屋８４の温度から部屋８４における音速Ｖを演算す
る。このステップ２１１では更に各スピーカ３６につい
て、上記５つの反射面の各々で反射される反射音波の影
響を考慮しない場合に当該スピーカ３６から発せられる
べき音に対応する音声信号の位相差及び振幅を、ＲＯＭ
１６から取り込んだ複数のスピーカ３６の各々の位置情
報及び集音範囲１００の位置情報に基づいて演算する。
なお、この演算は第１実施形態及び第２実施形態のステ
ップ２１２における演算と同一であるため、詳細な説明
は省略する。次のステップ２１３では各スピーカ３６に
対して、集音範囲の位置と大きさ、音環境パラメータ
（音響環境情報及び音速Ｖ）、及び該スピーカ３６に対
応する位相差・振幅を指示する指示信号を送信し、既に
説明したステップ２１６へ進む。

【０１１８】一方、スピーカモジュール３０では、図１
２に示す制御ルーチンのステップ３００の初期化処理に
おいて、送信バッファメモリ４２のクリアに加え、タイ
ミング信号を既に受信したことを記憶するためのフラグ
Ｆ１のリセットを行う。

【０１１９】また、ステップ３１０ではステップ２１６
で中央制御装置１１側から送信開始された音声信号デー
タを受信したか否かを判定する。音声信号データを受信
した場合、ステップ３３０へ進み、指示された位相差に
対応する送信波形バッファメモリ４２のメモリアドレ
ス、即ち、送信波形バッファメモリ４２の予め定められ
た基準アドレスＡＤ０に対し、指示された位相差分だけ
オフセットしたアドレスＡＤ１に、受信した音声信号デ
ータを書き込む。

【０１２０】ところで、本第３実施形態では図１３に示
すように、反射音波として、壁面１２０により反射され
集音範囲１００に到達するＰ１波、壁面１２２により反
射され集音範囲１００に到達するＰ２波、壁面１２４に
より反射され集音範囲１００に到達するＰ３波、壁面１
２５により反射され集音範囲１００に到達するＰ４波、
及び床８８により反射され集音範囲１００に到達するＰ
５波の５つの反射音波を想定している。なお、直接音波
Ｄはスピーカ３６から発せられ集音範囲１００に直接到
達する音波（以下、直接音波と称す）である。次のステ
ップ３３２では上記の５つの反射音波のうちの１つの反
射音波Ｐｎ（ｎは１〜５の何れか、以後同様）の遅延時
間Ｔｎを、反射音波Ｐｎの伝達経路の長さ及び音速Ｖに
基づいて演算する。

【０１２１】次のステップ３３４では、集音範囲１００
に到達する反射音波Ｐｎを表す音声信号データを、送信
波形バッファメモリ４２に記憶されている音声信号デー
タ、反射音波Ｐｎを反射する反射面の反射係数及び位相
回転特性に基づいて演算する。次のステップ３３６で
は、送信波形バッファメモリ４２のアドレスＡＤ１から
遅延時間Ｔｎに対応するアドレスだけオフセットしたア
ドレスＡＤ２に記憶されている音声信号データを読み出
し、該読み出した音声信号データからステップ３３４で
演算した反射音波Ｐｎの音声信号データを減算し、その
結果得られた音声信号データをメモリアドレスＡＤ２に
書き込む。上記のステップ３３２、３３４、３３６の処
理は、次のステップ３３８で全ての反射音波に対して完
了したと判定されるまで繰り返す。これにより、図１４
（Ｂ）乃至（Ｆ）に示す５つの反射音波Ｐ１〜Ｐ５の各
々に対応する音声信号データが演算され、図１４（Ａ）
に示す直接音波Ｄに対応する音声信号データから上記の
５つの反射音波の各々に対応する音声信号データを減算
されることにより、図１４（Ｇ）に示す各スピーカ３６
から発するべき音波（送出波形）に対応する音声信号デ
ータが求められ、記憶される。ステップ３３８では肯定
判定されステップ３１０ヘ戻る。

【０１２２】ステップ３１０が否定された場合には、ス
テップ３５２でフラグＦ１が１か否か判定する。当初フ
ラグＦ１はステップ３００の初期化処理によりリセット
されているので否定判定され、ステップ３５４へ進み、
タイミング信号を受信したか否か判定する。

【０１２３】未だタイミング信号を受信していなければ
ステップ３１０へ戻り、タイミング信号を受信していれ
ばステップ３５６でフラグＦ１をセット（これにより、
以降の処理ではステップ３５２の判定が無条件に肯定さ
れる）した後、ステップ３５８へ進む。ステップ３５８
では送信波形バッファメモリ４２の基準アドレスＡＤ０
から順に所定データ量の音声信号データを読み取り、読
み取った音声信号データをＤ／Ａコンバータ４４へ出力
する。なお、上述したように、実際の音声信号データ
は、基準アドレスＡＤ０から指定された位相差に対応す
るアドレスだけオフセットしたアドレスＡＤ１から以降
に記憶されているので、無指向性スピーカ３６から実際
に音声が出力されるのは、タイミング信号を受信してか
ら指定された位相差（スピーカモジュール３０間の位相
差）に対応する時間だけ経過した後となる。

【０１２４】Ｄ／Ａコンバータ４４へ出力された音声信
号データは、Ｄ／Ａコンバータ４４によってアナログの
音声信号に変換され、フィルタアンプ３４において指示
された振幅に対応するゲインで増幅された後にスピーカ
３６に供給される。これにより、スピーカ３６からは図
１４（Ｇ）に示す波形の音波が放射され、集音範囲１０
０に到達したＰ１〜Ｐ５の反射音波が、集音範囲１００
に到達した図１４（Ｇ）に示す波形の直接音波Ｄによっ
て打ち消されることになる。従って、集音範囲１００で
は、図１４（Ａ）に示す波形の音が聴取される。

【０１２５】次のステップ３６０では送信波形バッファ
メモリ４２内に出力されていない音声信号データがある
か否かの判定を行う。未だ出力されていない音声信号デ
ータがある場合は、ステップ３１０へ戻る。従って、ス
テップ３３０〜３３８における音声信号データの受信、
反射音波の影響を考慮した音声信号データの演算及び格
納と、ステップ３５８における音声信号データの出力と
は、並列的に行われることになる。ステップ３５８は送
信波形バッファメモリ４２内に未出力の音声信号データ
が有る間、繰り返し実行される。送信波形バッファメモ
リ４２内の全ての音声信号データが出力されると、ステ
ップ３６０の判定が否定され、制御ルーチンを終了す
る。

【０１２６】以上の説明から明らかなように、本第３実
施形態によれば、壁や天井等で囲まれた室内等の音響環
境において音を集音させる場合でも、集音範囲内で聴取
される音の音質を向上させることができる。

【０１２７】また、各スピーカ３６からの直接音波に対
する５つの反射音波の音声信号の演算を、各スピーカモ
ジュール３０側のＣＰＵ４８において行うようにして、
上記演算処理の負荷を分散化したので、全てのスピーカ
３６についての上記演算処理を中央制御装置１１側のＣ
ＰＵ１４により行う場合よりも、処理時間を短縮するこ
とができる。但し、音伝達装置１０がスピーカ３６の配
置数が少ない小規模な装置構成である場合は、全てのス
ピーカ３６についての上記演算処理を中央制御装置１１
側のＣＰＵ１４により行う中央集中型の処理形態を採用
しても良い。

【０１２８】なお、集音範囲１００に集音される音の音
質にさほど高い音質が要求されない場合には、演算処理
の負荷軽減のために、複数のスピーカ３６のうち、集音
範囲１００から比較的遠い位置に配置され且つ反射面の
反射係数が小さいために、発せられた直接音波に対応す
る反射音波が微小な音波となるようなスピーカ３６につ
いての反射音波の音声信号の演算を省略しても良い。

【０１２９】また、上記実施形態では部屋８４内の音響
環境が一定であることを前提としているが、例えば部屋
８４内のカーテンが開閉される等によって音響環境は変
化する。このため、このような音響環境の変化を検出
し、その時の音響環境の状態に応じた制御を行うように
しても良い。音響環境の状態を検出するためには、一例
として図１５及び図１６に示すように、部屋８４の壁面
１２０、１２２、１２４、１２５、及び床８８の状態を
撮影するテレビカメラ７２とテレビカメラ７２により撮
影された画像情報に対するデジタル化処理やノイズカッ
ト処理等を行う画像処理装置７４等を含んで構成された
撮影装置７０を複数設けることが考えられる。

【０１３０】テレビカメラ７２は撮影方向が下向きとな
るように天井８６に配置され、画像処理装置７４を介し
てＩ／Ｏ２０に接続されている。上記複数のテレビカメ
ラ７２により５つの反射面の現在の状態を撮影し、その
撮影情報より、例えばカーテンが開いているか閉じてい
るか等の音響環境の現在の状態を判断し、判断した現在
の音響環境の状態及び温度センサ８０により検出された
室温に応じた音環境パラメータを設定し、設定された音
環境パラメータに基づいて上述した処理の流れに従って
図１４（Ｇ）に示すような送出波形に対応する音声信号
データを演算する。これにより、音響環境の状態の変化
に拘わらず、集音範囲内で聴取される音の音質を向上さ
せることができる。

【０１３１】〔第４実施形態〕次に、本発明の第４実施
形態を説明する。本第４実施形態に係る音伝達装置１０
の構成は、先に説明した図１５と同一であるので説明を
省略し、以下、本第４実施形態の作用について、第３実
施形態と異なる部分のみ説明する。

【０１３２】図１７に示す制御ルーチンにおいて、ステ
ップ２０４の判定が肯定された場合、ステップ２３０で
は、テレビカメラ７２により撮影された図１９に示す聴
取者１０２、１０３を含む映像に対応する撮影情報を撮
影装置７０から取り込み、タイミング信号を送信済であ
ることを示すフラグＦ２をリセットする。

【０１３３】次のステップ２３４では、上記のステップ
２３０で取り込んだ撮影情報に基づいて、撮影画像か
ら、表面の多くが毛髪で覆われており黒色部分が多い略
球状である等のように人物の頭部に特有の特徴量を備え
た領域を、所定の一聴取者１０２の頭部１０２Ａに相当
する領域として抽出し、抽出した領域の撮影画像上にお
ける位置、大きさ等に基づいて３次元座標上における頭
部１０２Ａの位置を推定し、その頭部１０２Ａを含む所
定の大きさの領域を集音範囲１００として設定し、その
領域、即ち集音範囲１００の位置を演算する。このステ
ップ２３４の集音範囲の位置の演算は、次のステップ２
３６で部屋８４内に存在する全ての聴取者に対応する集
音範囲（図１９においては集音範囲１００、１０１）に
ついて完了するまで繰り返される。

【０１３４】全ての聴取者に対応する集音範囲の位置演
算を完了すると、ステップ２３８へ進み、演算した全て
の集音範囲の位置情報と、予め定められた所定データ量
（スピーカモジュール３０の送信波形バッファメモリ４
２の記憶容量よりも小）の音声信号データと、を各スピ
ーカモジュール３０へ送信する。

【０１３５】次のステップ２４０ではフラグＦ２が１か
否か判定する。当初フラグＦ２は上記のステップ２３０
でリセットされているので否定され、ステップ２４２へ
進み、各スピーカモジュール３０へのタイミング信号の
送信及びフラグＦ２のセットを行う（これにより、以降
の処理ではステップ２４０の判定が無条件に肯定され
る）。次のステップ２４４では音声信号データを全デー
タ送信し終えたか否かを判定する。未だ音声信号データ
を全データ送信し終えていない場合は、ステップ２４６
へ進み最新の撮影情報を撮影装置７０から取り込んだ
後、ステップ２３４へ戻り、取り込んだ最新の撮影情報
に基づいてステップ２３４以降の処理を再実行する。音
声信号データを全データ送信し終えた場合は、制御ルー
チンを終了する。

【０１３６】一方、スピーカモジュール３０では、図１
８に示す制御ルーチンにおいてステップ３０４で応答信
号を送信した後に進むステップ３０７では、上記のステ
ップ２３８で中央制御装置１１側から送信された音声信
号データ及び全ての集音範囲の位置情報を受信したか否
かを判定する。

【０１３７】上記の音声信号データ及び全ての集音範囲
の位置情報を受信した場合、ステップ３２６へ進み所定
の集音範囲に対応する音声信号データの振幅及び位相差
を、該集音範囲の位置情報及びＲＯＭ５０から取り込ん
だ該スピーカ３６に関する位置情報に基づいて演算す
る。次のステップ３２８では上記で演算した振幅に応じ
て音声信号データが表す振幅値を変更し、送信波形バッ
ファメモリ４２の予め定められた基準アドレスＡＤ０に
対し、上記ステップ３２６で演算された位相差分だけオ
フセットしたアドレスＡＤ１に、振幅値を変更した音声
信号データを書き込むと共に、演算された振幅に応じて
フィルタアンプ３４のゲインを設定する。

【０１３８】次のステップ３４０では全ての集音範囲に
対して上記のステップ３２６、３２８の処理が完了した
か否かを判定する。未だ完了していない場合は、ステッ
プ３２６へ戻り、上記処理が未完了である集音範囲に対
して上記のステップ３２６、３２８の処理を行い、全て
の集音範囲に対して完了した場合は、ステップ３０７へ
戻る。

【０１３９】ステップ３０７の判定が否定された場合に
は、ステップ３５２へ進み、上記第３実施形態において
説明したステップ３５２〜ステップ３６０の処理を行
う。

【０１４０】以上の説明から明らかなように、本第４実
施形態によれば、聴取者の位置に応じた位置に集音範囲
が設定され、聴取者の位置の変化に応じて、対応する集
音範囲の位置も移動させるので、聴取者が部屋８４内を
移動したとしても、該聴取者にのみ音声が聴取されるよ
うに制御することができる。

【０１４１】また、集音範囲を複数設定することができ
るので、音伝達装置１０を複数設けることなく、複数の
聴取者の各々にのみ所定の音声が聴取されるように制御
することができる。

【０１４２】なお、集音範囲を設定するために聴取者の
位置を検出する方法としては、上記のようなテレビカメ
ラ７２によって撮影された聴取者を含む映像情報に基づ
く聴取者の位置検出に限定されるものではなく、例え
ば、室内における温度分布を検出することのできる温度
分布検出センサ１２６（図２０参照）を設け、聴取者の
体温が検出される場所を特定することによって当該聴取
者の位置を検出しても良い。また、所定周波数の電波を
発信する発信器を内蔵したノンタッチカード１２８（図
２０参照）を音声を聴かせる対象としての特定の聴取者
の胸部等に装着させ、前記発信器から発信される所定周
波数の電波を受信し、その到来角を演算することによ
り、当該聴取者の位置を検出するようにしても良い。

【０１４３】また、上記実施形態では部屋８４内に複数
の聴取者が存在している場合に、各聴取者に対応する集
音範囲に各々同じ音声を集音させるようにしていたが、
各集音範囲に異なる音声を集音させるようにしても良
い。これは、中央制御端末１１では各スピーカモジュー
ル３０に各集音範囲に対応する音声信号データを各々送
信し、各スピーカモジュール３０側では図１８のフロー
チャートのステップ３２８において各集音範囲に対応す
る音声信号データを送信波形バッファメモリ４２に書き
込むことで実現できる。

【０１４４】更に、前述した聴取者の位置検出方法を応
用して、聴取者の種類（例えば国籍等）等の識別を行
い、聴取者の種類等に応じて対応する集音範囲に集音す
る音声を選択するようにしても良い。聴取者の種類等
は、先に説明したノンタッチカード１２８（図２０参
照）において、発信電波の周波数を当該聴取者の種類等
に応じて変更（例えば、聴取者が米国人であれば周波数
ｆ１、聴取者が中国人であれば周波数ｆ２等）すること
で、受信した電波の周波数に基づいて識別できる。そし
て、各聴取者の国籍に対応する言語による展示物説明等
のアナウンスを、各聴取者に対応する集音範囲に集音す
ることにより、聴取者は自分の国籍に対応する言語によ
る展示物説明等のアナウンスを聞くことができるという
効果が得られる。

【０１４５】〔第５実施形態〕次に、本発明の第５実施
形態を説明する。本第５実施形態に係る音伝達装置１０
の構成は、先に説明した図１５と同一であるので、説明
を省略し、以下、本第５実施形態の作用について、第４
実施形態と異なる部分のみ説明する。

【０１４６】図２１に示す制御ルーチンにおいて、ステ
ップ２３０での撮影情報の取り込みとタイミング信号の
送信済を示すフラグＦ２のリセットとを行った後、ステ
ップ２３３では、上記のステップ２３０で取り込んだ撮
影情報に基づいて、撮影画像から、表面の多くが毛髪で
覆われており黒色部分が多い略球状である等のように人
物の頭部に特有の特徴量を備えた領域を、所定の一聴取
者１０２の頭部１０２Ａに相当する領域として抽出し、
抽出した領域の撮影画像上における位置、大きさ等に基
づいて３次元座標上における頭部１０２Ａの位置を演算
する。

【０１４７】次のステップ２３５では聴取者の頭部の位
置に基づいて聴取者の左右各耳の位置を以下のようにし
て推定する。図２３に示す聴取者１０２について説明す
ると、まず頭部１０２Ａの下に位置する胴体１０２Ｂを
認識し、その胴体１０２Ｂにおいて胸幅Ｌ２は肩幅Ｌ１
よりも小さいということから、聴取者１０２は矢印Ｑ方
向又はその逆方向を向いていると推定する。次に、頭部
１０２Ａの表面における毛髪の占める比率は顔の位置す
る側よりも顔の位置しない側の方が高いという一般的特
徴に基づいて、図２３において紙面奥側の方が紙面手前
側よりも黒色の度合が高いことから、聴取者１０２は矢
印Ｑ方向を向いていると推定する。これにより、聴取者
１０２の左耳は頭部１０２Ａの矢印Ｒ方向に向かう側に
隣接する場所に位置し、右耳１１４は頭部１０２Ａの矢
印Ｒと反対方向に向かう側に隣接する場所に位置すると
推定する。なお、これら左右各耳の位置情報としては、
既に説明した図２３に示す矢印Ｘ方向、矢印Ｙ方向、矢
印Ｚ方向の各々に沿って等分割して得られた直方体状の
領域を、更に上記各方向に沿って所定の数に等分割して
得られる小さな直方体状の領域（図示省略）のうち何れ
の領域内に位置するかを表す情報を用いることができ
る。またステップ２３５では、左耳及び右耳の各々が位
置する領域の４頂点に外接し該領域を包含する仮想の球
状の領域１１２、１１４を集音範囲として設定し、それ
ら集音範囲の位置情報として、該集音範囲に対応する耳
が位置する領域の位置情報を設定する。

【０１４８】上記のステップ２３４、２３５は、次のス
テップ２３６で全ての聴取者について完了するまで繰り
返される。

【０１４９】全ての聴取者の左右各耳に対応する集音範
囲の位置設定を完了すると、ステップ２３７へ進み、全
ての聴取者の左右各耳に対応する集音範囲の位置情報
と、左右各耳に対する所定データ量の音声信号データと
を、各スピーカモジュール３０へ送信する。なお、上記
の左右各耳に対する音声信号データとして、所定音源か
ら発せられた音を該音源に向かって左側の位置で記録し
た音及び右側の位置で記録した音の各々に対応する音声
信号データを供給する。

【０１５０】次のステップ２４０ではフラグＦ２が１か
否か判定する。当初フラグＦ２は上記のステップ２３０
でリセットされているので否定され、ステップ２４２へ
進み、各スピーカモジュール３０へのタイミング信号の
送信及びフラグＦ２のセットを行う（これにより、以降
の処理ではステップ２４０の判定が無条件に肯定され
る）。次のステップ２４４では音声信号データを全デー
タ送信し終えたか否かを判定する。未だ音声信号データ
を全データ送信し終えていない場合は、ステップ２４６
へ進み、最新の撮影情報を撮影装置７０から取り込んだ
後、ステップ２３３へ戻り、取り込んだ最新の撮影情報
に基づいてステップ２３３以降の処理を再実行する。音
声信号データを全データ送信し終えた場合は、制御ルー
チンを終了する。

【０１５１】一方、スピーカモジュール３０では、図２
２に示す制御ルーチンにおいてステップ３０４で応答信
号を送信した後に進むステップ３０９では、上記のステ
ップ２３７で中央制御装置１１側から送信された聴取者
の左右各耳に対応する集音範囲の位置情報、及び左右各
耳に対する音声信号データを受信したか否かを判定す
る。

【０１５２】上記の集音範囲の位置情報及び音声信号デ
ータを受信した場合、ステップ３２７へ進み、所定の一
聴取者の一方の耳に対応する集音範囲に対する音声信号
データの振幅及び位相差を、該集音範囲の位置情報及び
ＲＯＭ５０から取り込んだ該スピーカ３６に関する位置
情報に基づいて演算する。次のステップ３２８では送信
波形バッファメモリ４２の予め定められた基準アドレス
ＡＤ０に対し、上記ステップ３２６で演算された位相差
分だけオフセットしたメモリアドレスＡＤ１に、受信し
た音声信号データを書き込むと共に、演算された振幅に
応じてフィルタアンプ３４のゲインを設定する。

【０１５３】次のステップ３３９では、所定の一聴取者
の左右各耳に対応する集音範囲に対して上記のステップ
３２７、３２８の処理が完了したか否かを判定する。未
完了の場合はステップ３２７へ戻り、所定の一聴取者の
もう一方の耳に対応する集音範囲に対してステップ３２
７、３２８の処理を行う。左右各耳に対応する集音範囲
に対して完了した場合、ステップ３４０へ進み、全ての
聴取者（図２３に示す例では聴取者１０２、１０３）に
対して上記のステップ３２７、３２８の処理が完了した
か否かを判定する。未だ全ての聴取者に対して完了して
いない場合は、ステップ３２７へ戻り、上記処理が完了
していない聴取者に対して上記のステップ３２７〜ステ
ップ３３９の処理を行う。全ての聴取者に対して完了し
た場合は、ステップ３０９へ戻り、聴取者の左右各耳に
対応する集音範囲の最新の位置情報、及び左右各耳に対
する次の音声信号データを受信したか否かの判定を再度
行う。

【０１５４】聴取者の左右各耳に対応する集音範囲の最
新の位置情報、及び左右各耳に対する次の音声信号デー
タを受信した場合は、受信した上記データに基づいて上
記のステップ３２７〜ステップ３４０の処理を再度行
う。

【０１５５】ステップ３０９の判定が否定された場合に
は、ステップ３５２へ進み、上記第３実施形態において
説明したステップ３５２〜ステップ３６０の処理を行
う。このうちステップ３５８では所定データ量の音声信
号データが送信波形バッファメモリ４２の基準アドレス
ＡＤ０から順に読み取られ、Ｄ／Ａコンバータ４４へ出
力される。

【０１５６】Ｄ／Ａコンバータ４４へ出力された上記の
音声信号データは、Ｄ／Ａコンバータ４４によりアナロ
グの音声信号へ変換され、フィルタアンプ３４により増
幅された後にスピーカ３６に供給される。

【０１５７】これにより、スピーカ３６から上記の音声
信号データに対応するアナログの音声が発せられ、所定
音源から発せられた音を該音源に向かって左側の位置で
記録した音が左耳に対応する集音範囲に、右側の位置で
記録した音が右耳に対応する集音範囲に、各々集音され
る。従って、聴取者にステレオ感を感じさせることがで
きる。

【０１５８】なお、本第５実施形態では、検出した聴取
者の位置から聴取者の左右各耳の位置を推定し、それら
の左右各耳にステレオ感のある音の左側の音、右側の音
を各々集音する例を示したが、これを更に応用し、検出
した聴取者の位置から聴取者の耳の位置及び方向を推定
し、推定した聴取者の耳の位置及び方向に基づいて、聴
取者の聴覚の指向性に合った位置に集音範囲を設定する
ことにより、聴取者が音声をより明瞭に聞き取れるよう
にすることができる。

【０１５９】〔第６実施形態〕次に、本発明の第６実施
形態を説明する。なお、既に説明した実施形態と同一の
部分には同一の符号を付し、説明を省略する。

【０１６０】図２６に示すように、予め定められた集音
範囲１００の直下の床下には、重量センサ８２が配設さ
れており、この重量センサ８２は集音範囲１００の直下
の床に加わる重量を検出する。図２４に示すように、上
記の重量センサ８２はＩ／Ｏ２０に接続されている。

【０１６１】以下、本第６実施形態の作用について、第
１実施形態と異なる部分のみ説明する。

【０１６２】図２５に示す制御ルーチンのステップ２０
０では、集音範囲１００の直下の床にかかる重量を検出
する重量センサ８２から検出結果を取込み、次のステッ
プ２０１ではその重量の検出結果が所定重量以上である
か否かを判定する。この判定が肯定された場合には、聴
取者１０２が集音範囲１００の直下の床上に立った、即
ち聴取者１０２の頭部１０２Ａが予め床面から所定の高
さ位置に設定された集音範囲１００内に位置したと判断
できる。

【０１６３】検出された重量が所定重量未満である場合
は、聴取者１０２の頭部１０２Ａが集音範囲１００内に
位置していないと判断できるので、処理を終了する。検
出された重量が所定重量以上である場合は、ステップ２
０２へ進み、既に第１実施形態において説明したステッ
プ２０２以降の処理を行う。

【０１６４】これにより、聴取者１０２の頭部１０２Ａ
が集音範囲１００内に位置した場合にのみ、集音範囲１
００に音を集音し、聴取者１０２に音を聞かせることが
できるので、例えば、聴取者が所定の展示物の前に到来
した場合に、当該展示物を説明するアナウンスの集音を
開始することにより、聴取者に上記のアナウンスを最初
から聞かせることができる。

【０１６５】なお、上記の第６実施形態と同様の効果を
奏する本発明の実施態様として、聴取者が特定動作を行
った場合にのみ、集音範囲に所定の音を集音するという
実施態様が考えられる。例えば、ショッピングセンタ等
において特定の商品を買物客が持ち上げたことを、当該
商品の陳列棚の下に配置された重量センサによる検出値
が所定値以下になったことによって検出し、その場合
に、当該商品の陳列棚の前を集音範囲として商品説明の
アナウンスを集音し、当該買物客にそのアナウンスを聞
かせることができる。また、図２６において図示しない
展示物の前に押しボタン１３０を配置し、この押しボタ
ン１３０が押された場合に、展示物の前（押しボタン１
３０の配設位置付近）を集音範囲として当該展示物の説
明のアナウンスを集音し、当該見物客にそのアナウンス
を聞かせることができる。

【０１６６】〔第７実施形態〕次に、本発明に係る第７
実施形態を説明する。本第７実施形態では、オブジェク
トに音を伝達するにあたり、広角固定焦点レンズを備え
た複数のテレビカメラによりオブジェクトを含む画像を
撮影し、その画像データに基づいてオブジェクトの位置
を認識し、その位置に基づいて集音範囲を設定する例を
示す。

【０１６７】図２７に示すように、天井８６には、テレ
ビカメラ７２が複数台（一例として４台）設置されてお
り、各テレビカメラ７２には、広角固定焦点レンズとし
ての魚眼レンズ７２Ａが設置されている。これにより、
オブジェクトが移動している場合、静止している場合を
問わず、テレビカメラ７２を動かさずに該オブジェクト
を撮影可能となっている。各テレビカメラ７２は図２８
に示すように、該テレビカメラ７２で撮影した画像デー
タに対し所定の画像処理を行う画像処理装置７４を介し
て制御装置１２に内蔵されたＩ／Ｏ２０に接続されてい
る。

【０１６８】なお、上記魚眼レンズ７２Ａとしては、例
えば、等距離射影（ｅｑｕｉｄｉｓｔａｎｃｅ ｐｒｏ
ｊｅｃｔｉｏｎ）型、立体射影型、等立体角射影型、正
射影型等の種々の種類があり、本実施形態では何れの魚
眼レンズも使用可能であるが、以下、等距離射影型の魚
眼レンズを使用した例を説明する。また、各テレビカメ
ラ７２はＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅ
ｖｉｃｅ）エリアイメージセンサ７２Ｂを備えている。

【０１６９】また、物や人・動物等のオブジェクトは床
や地面からの高さが概ね決まっており、更に、広角固定
焦点レンズとしての魚眼レンズ７２Ａは焦点深度が大き
いという特性を有しているので、テレビカメラ７２が焦
点調整機構を有していなくても、鮮明にＣＣＤエリアイ
メージセンサ７２Ｂ上にオブジェクト像を結像すること
ができる。このようにして、複数のテレビカメラ７２の
各々により、オブジェクトを含む所定の領域が各々異な
る位置から撮影される。

【０１７０】次に、本第７実施形態の作用を説明する。
オペレータが、オブジェクトとして対象人物Ａを指定
し、中央制御装置１１に設けられた図示しないスタート
ボタンをオンすると、図２９に示す制御ルーチンが中央
制御装置１１のＣＰＵ１４により、前述した第１実施形
態と同じ図４に示す制御ルーチンが各スピーカモジュー
ル３０のＣＰＵ４８により、それぞれ実行される。

【０１７１】以下では、各スピーカモジュール３０で実
行される処理の説明は省略し、中央制御装置１１で実行
される音声信号供給処理について図２９〜３９を用いて
説明する。

【０１７２】図２９に示す音声信号供給処理は、前述し
た第１実施形態における図３の制御ルーチンにおいて、
ステップ２１０の集音範囲の位置情報の取込みに代わ
り、ステップ２１１で集音範囲の設定処理のサブルーチ
ン（図３０参照）を実行する。

【０１７３】まず、この集音範囲の設定処理のサブルー
チンを説明する。図３０に示すステップ２５０では、オ
ブジェクト分別処理（図３１参照）を実行する。

【０１７４】図３１のステップ２８０では、オブジェク
ト（対象人物Ａ）が部屋８４内に存在しないときの画像
データＡをＲＯＭ１６から読み出し、次のステップ２８
２において各テレビカメラ７２で撮影した画像データＢ
を各々取り込んでＲＡＭ１８に記憶する。次のステップ
２８４では画像データＢと画像データＡとの差をとって
部屋８４に存在する対象人物Ａを認識する。

【０１７５】次にステップ２８６では所定時間Ｔのタイ
マを設定し、次のステップ２８８では、所定時間Ｔの時
間待ちに入り、タイムアウトになると、ステップ２９０
へ進む。

【０１７６】ステップ２９０では、各テレビカメラ７２
で撮影した画像データＣ（即ち、画像データＢから所定
時間Ｔ経過後の画像データ）を取り込む。そして、次の
ステップ２９２では、ＲＡＭ１８に記憶した画像データ
Ｂを読み出し、画像データＢと画像データＣとを比較
し、次のステップ２９４ではこの比較結果に基づいて対
象人物Ａが移動しているか否かを判断する。

【０１７７】対象人物Ａが移動していない（静止してい
る）場合は、ステップ２９４で否定判断され図３０のメ
インルーチンへリターンする。一方、対象人物Ａが移動
している場合は、ステップ２９４で肯定判断されステッ
プ２９６へ進み、画像データＢと画像データＣとの差異
から対象人物Ａの進行方向を求め（図３２参照）、求め
た進行方向から対象人物Ａの前後を判断する。そして、
次のステップ２９８で、対象人物Ａの進行方向及び前後
に関する情報をＲＡＭ１８に記憶し、図３０のメインル
ーチンへリターンする。

【０１７８】次のステップ２５２では、対象人物Ａの位
置及び高さを演算する。図３３に示すように、点Ｏに固
定された等距離射影型魚眼レンズ７２Ａの焦点距離を
ｆ、点Ｏから部屋８４の床面８８に垂直に下ろした点Ｑ
までの距離をＨ、点Ｑから対象人物Ａの床面８８上の点
Ｐまでの距離をＲ、対象人物Ａの高さ（対象人物Ａの天
井方向の先端を点Ｐ’としたときに点Ｐ’と点Ｐとの距
離）をｈとする。また、点ＰＯＱのなす角をθ、点Ｐ’
ＯＱのなす角をθ’、ＣＣＤエリアイメージセンサ７２
ＢのＣＣＤ面上のオブジェクト像の高さに対応する距離
をｈ’、オブジェクト像ｈ’のうち点Ｐに対応して結像
した点をｐ、オブジェクト像ｈ’のうち点Ｐ’に対応し
て結像した点をｐ’、ＣＣＤ面の画像中心（ＣＣＤ面の
中心）ｏから点ｐまでの距離をｒ、ＣＣＤ面の画像中心
ｏから点ｐ’までの距離をｒ’とすると、角θ、θ’、
距離ｒ、ｒ’は次式（１）〜（４）により求めることが
できる。

【０１７９】 θ＝ｔａｎ^-1（Ｒ／Ｈ） ・・・・・（１） θ’＝ｔａｎ^-1｛Ｒ／（Ｈ−ｈ）｝ ・・・・・（２） ｒ＝ｆθ ・・・・・（３） ｒ’＝ｆθ’ ・・・・・（４） 従って、高さｈ及び距離Ｒは次式（５）及び（６）によ
り求めることができる。

【０１８０】 ｈ＝Ｈ｛１−ｔａｎ（ｒ／ｆ）／ｔａｎ（ｒ’／ｆ）｝・・・（５） Ｒ＝Ｈｔａｎ（ｒ／ｆ） ・・・・・（６） なお、距離Ｈ及び焦点距離ｆは予め定められており、式
（５）及び式（６）はＲＯＭ１６に記憶されている。こ
のため、このステップ２５２では、式（５）をＲＯＭ１
６から読み出して１台のテレビカメラ７２のＣＣＤ面上
の情報から高さｈを演算し、式（６）を読み出して２台
のテレビカメラ７２のＣＣＤ面上の情報からそれぞれ距
離Ｒを求め、求めた２つの距離Ｒから対象人物Ａの２次
元位置を演算する。

【０１８１】次のステップ２５４では、上記ステップ２
５２で演算した位置を中心として３次元空間をＸ方向、
Ｙ方向及びＺ方向に沿って仮想的に細分割したマトリク
ス状の微小空間（以後、ボクセルと称す）を設定する。
これにより、画像データＣはボクセルの集合体に変換さ
れる。図３４は４台のテレビカメラＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄから
対象人物Ａを投影したとき、対象人物Ａが占有するボク
セルを概念的に示す。

【０１８２】即ち、各テレビカメラから対象人物Ａを投
影したときの、対象人物Ａの視野角内に位置するボクセ
ルは、影（死角）の部分Ｒ_A 、Ｒ_B 、Ｒ_C 、Ｒ_D も含め
て、対象人物Ａが占有するボクセルとして設定される。
なお、ボクセルは、ＣＣＤエリアイメージセンサ７２Ｂ
の解像度の限界まで細分割することが可能である。

【０１８３】次のステップ２５６では、画像データのう
ち対象人物Ａが占有するボクセルを、対象人物Ａの高さ
ｈに基づいて以下のようにして限定する第１次絞り込み
を行う。

【０１８４】対象人物Ａの高さｈは、成人の平均身長か
ら概ねその値が予め設定可能であるので、図３５（Ａ）
〜（Ｄ）に示すように各テレビカメラから対象人物Ａを
投影したときに対象人物Ａの視野角内に位置するボクセ
ルのうち、高さが０〜ｈの範囲のものを、対象人物Ａが
占有するボクセルとして絞り込む。なお、ここで絞り込
まれたボクセルで形成される領域を第１次絞り込み領域
とする。

【０１８５】次にステップ２５８では各画像データにお
ける第１次絞り込み領域から、それら全てに重複する領
域に絞り込む第２次絞り込みを行う。これにより、図３
４に示した影の領域Ｒ_A 、Ｒ_B 、Ｒ_C 、Ｒ_D は対象人物
Ａが占有するボクセルから排除され、図３６に示すよう
に、対象人物Ａが占めるボクセル１３２に絞りこまれ
る。次のステップ２６０では、このボクセル１３２によ
って、オブジェクトの位置及び形状を正確に認識する。
なお、ボクセルはＣＣＤエリアイメージセンサ７２Ｂの
解像度の限界まで細分化することができるので、オブジ
ェクトの形状を細部まで認識することも可能である。

【０１８６】次のステップ２６２では、図３７に示すよ
うに、ボクセル１３２の高さ、太さ等の寸法や、予めＲ
ＯＭ１６に記憶された頭部の色差、目、鼻、口、耳の位
置、腕の長さや位置、つま先の向き、関節の自由度等の
人間の特徴に関する情報、さらに対象人物Ａが移動して
いる場合にはＲＡＭ１８に記憶した対象人物Ａの進行方
向や前後に関する情報に基づいて、ダミーモデル１３４
へ変換する。

【０１８７】次のステップ２６４では、対象人物Ａの頭
部を撮影対象とした所定数（一例として２台）のテレビ
カメラの選択を行い、選択した各テレビカメラのＣＣＤ
面上における対象人物Ａの頭部の位置に対応する２次元
座標を取り込む。なお、テレビカメラの選択において
は、例えば、対象人物Ａを写した際のオブジェクト像が
大きい順に選択してもよいし、対象人物Ａの正面を捉え
たテレビカメラを選択してもよい。また、選択された２
台のテレビカメラをそれぞれカメラＬ、カメラＲとす
る。

【０１８８】次のステップ２６６では３次元座標を演算
する。図３８に示すように、カメラＬの３次元座標Ｃを
（Ｘ，０，Ｚ）、カメラＲの３次元座標Ｃ’を（Ｘ’，
０，Ｚ）とする。また、対象人物Ａの頭部の位置に対応
するカメラＬのＣＣＤ面上の座標Ｐ_L を（α₁ ，
β₁ ）、カメラＬのＣＣＤ面の画像中心Ｏ_L から座標Ｐ
_L までの距離をｒ、対象人物Ａの頭部の位置に対応する
カメラＲのＣＣＤ面上の座標Ｐ_R を（α₁ ’，
β₁ ’）、カメラＲのＣＣＤ面の画像中心Ｏ_R から座標
Ｐ_R までの距離をｒ’、座標Ｐ_L 及び座標Ｐ_R から出た
光を仮想したときに２つの光が交わる点、即ち、対象人
物Ａの頭部の３次元座標Ｐを（ｘ，ｙ，ｚ）とする。

【０１８９】また、カメラＬの３次元座標位置からＺ軸
に平行に下ろした垂線の足と、点Ｐを含みＺ軸に垂直な
平面と、の交点Ｓの座標を（Ｘ，０，ｚ）とし、カメラ
Ｒの３次元座標位置からＺ軸に平行に下ろした垂線の足
と、点Ｐを含みＺ軸に垂直な平面と、の交点Ｓ’の座標
を（Ｘ’，０，ｚ）とする。更に、点ＰＣＳのなす角を
θ₁ 、点ＰＣ’Ｓ’のなす角をθ₁ ’、点ＰＳＳ’のな
す角をφ、点ＰＳ’Ｓのなす角をφ’とする。

【０１９０】ＣＣＤ面上で画像中心Ｏ_L から像までの距
離ｒは、上述した式（３）により、 ｒ＝ｆθ₁ として求められる。

【０１９１】また、それぞれα₁ 、β₁ は、 α₁ ＝ｆθ₁ ｃｏｓ（π−φ）＝−ｆθ₁ ｃｏｓφ β₁ ＝ｆθ₁ ｓｉｎ（π−φ）＝ｆθ₁ ｓｉｎφ ・・・（７） である。ここで、 ｓｉｎφ＝ｙ／｛（ｘ−Ｘ）² ＋ｙ² ｝^1/2 ・・・（８） ｃｏｓφ＝（ｘ−Ｘ）／｛（ｘ−Ｘ）² ＋ｙ² ｝^1/2 であるので、α₁ 、β₁ は、 α₁ ＝−ｆθ₁ （ｘ−Ｘ）／｛（ｘ−Ｘ）² ＋ｙ² ｝^1/2 ・・・・（９） β₁ ＝ｆθ₁ ｙ／｛（ｘ−Ｘ）² ＋ｙ² ｝^1/2 ・・・（１０） として求めることができる。式（１０）を式（９）で割
ることにより、 ｙ＝（β₁ ／α₁ ）（Ｘ−ｘ） ・・・（１１） 同様に、 ｙ＝（β₁ ’／α₁ ’）（Ｘ’−ｘ） ・・・（１２） 式（１１）と式（１２）とからｙを消去して、 ｘ＝（α₁ β₁ ’Ｘ’−α₁ ’β₁ Ｘ）／（α₁ β₁ ’−α₁ ’β₁ ） ・・・（１３） により３次元座標ＰのＸ座標を求めることができる。

【０１９２】次に、式（１１）と式（１３）とからｘを
消去して、 ｙ＝β₁ β₁ ’（Ｘ−Ｘ’）／（α₁ β₁ ’−α₁ ’β₁ ）・・（１４） により３次元座標ＰのＹ座標を求めることができる。

【０１９３】ところで、 θ₁ ＝ｔａｎ^-1［｛（ｘ−Ｘ）² ＋ｙ² ｝^1/2 ／（Ｚ−
ｚ）］ であるので、式（７）、式（８）から β₁ ／（ｆｓｉｎφ）＝ｔａｎ^-1［｛（ｘ−Ｘ）² ＋ｙ
² ｝^1/2／（Ｚ−ｚ）］ 従って、 ｚ＝Ｚ−［｛（ｘ−Ｘ）² ＋ｙ² ｝^1/2 ／ｔａｎ［（β₁ ／ｆ） ×｛（ｘ−Ｘ）² ＋ｙ² ｝^1/2 ／ｙ］ ・・・（１５） また、式（１１）から ｛（ｘ−Ｘ）² ＋ｙ² ｝^1/2 ＝（ｘ−Ｘ）×｛１＋（β
₁ ／α₁ ）² ｝^1/2 式（１１）と式（１４）とから （ｘ−Ｘ）＝（Ｘ’−Ｘ）／｛１−（α₁ ’／α₁ ）×
（β₁ ／β₁ ’）｝ であるので、式（１５）は、 ｚ＝Ｚ＋［（Ｘ’−Ｘ）×｛１＋（β₁ ／α₁ ）² ｝^1/2 ／｛１−（α₁ ’／α₁ ）×（β₁ ／β₁ ’）｝］ ／ｔａｎ｛（α₁ ² ＋β₁ ² ）^1/2 ／ｆ｝ ・・・（１６） と表すことができ、３次元座標ＰのＺ座標を求めること
ができる。

【０１９４】なお、各テレビカメラ１６の３次元座標は
予め定められているので、ステップ２６６では、ＲＯＭ
１６から式（１３）、（１４）、（１６）を読み出し、
ステップ２６４で取り込んだカメラＬのＣＣＤ面上の座
標Ｐ_L （α₁ ，β₁ ）及びカメラＲのＣＣＤ面上の座標
Ｐ_R （α₁ ’，β₁ ’）の値を、式（１３）、（１
４）、（１６）に代入することにより、対象人物Ａの頭
部の３次元座標Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）を求めることができ
る。

【０１９５】次のステップ２６８では、前述した第５実
施形態での図２１のステップ２３５における処理と同様
にして、対象人物Ａの頭部の向きを推定する。そして、
次のステップ２７０では、ステップ２６６で求めた頭部
の位置（３次元座標）から対象人物Ａの前方に所定距離
（例えば約３０センチメートル）離間した位置を、対象
人物Ａに対する集音範囲として設定し、リターンする。
なお、このステップ２７０では、上記の例以外にも対象
人物Ａの頭部を含む所定の大きさの領域範囲を集音範囲
として設定しても良い。

【０１９６】このように本第７実施形態によれば、広角
固定焦点レンズ７２Ａを用いて撮影しているので、テレ
ビカメラ７２を動かしたり焦点調整を行う必要はない。
このため、オブジェクト（対象人物Ａ）を捉えるまでの
時間を短縮することができ、速やかにオブジェクトの位
置を認識することができる。

【０１９７】また、テレビカメラの向きを変えたり焦点
を調整調整するための機構が不要となるので、オブジェ
クトを捉える作業を自動化することができると共に、駆
動部分がなくなるので、テレビカメラの耐久性や信頼性
を高めることができる。

【０１９８】また、１つのオブジェクトに対して複数の
テレビカメラにより撮影しているので、例えば家具等の
視野を遮る障害物や他のオブジェクトが存在していて
も、３次元座標を演算することができる。

【０１９９】また、テレビカメラは３次元空間を構成す
る部屋の天井に配置されているので、壁面を有効に使用
することができる。なお、本第７実施形態では複数のテ
レビカメラ７２を天井８６に配置したが、図３９の
（Ａ）〜（Ｆ）に示すように、壁の近くに配置したり壁
に埋め込んで配置してもよく、天井と壁で構成される２
面のコーナー部や天井と２面の壁で構成される３面のコ
ーナー部に配置してもよい。更に、図３９の（Ｍ）〜
（Ｏ）に示すように、等距離射影型魚眼レンズ７２Ａを
部屋の中心に向けるようにしてもよい。

【０２００】また、本第７実施形態では、図３１に示す
オブジェクト分別処理におけるステップ２８０で、オブ
ジェクトが部屋８４内に存在しないときの画像データＡ
を読み出したが、このステップ２８０を行わないで、テ
レビカメラ７２で撮影した画像データＢと画像データＢ
から所定時間Ｔ経過後の画像データＣとに基づいて、オ
ブジェクトを認識するようにしてもよい。

【０２０１】また、本第７実施形態では２台のテレビカ
メラを用いてオブジェクトを含む画像を撮影したが、３
台以上のテレビカメラを用いても良い。

【０２０２】また、本第７実施形態では、等距離射影型
魚眼レンズを用いたが、上述したように等立体角射影型
魚眼レンズ、立体射影型魚眼レンズや正射影型魚眼レン
ズを用いても、上記と同様に対象人物Ａの頭部の３次元
座標を演算することができる。以下に等立体角射影型魚
眼レンズを用いたときの式（１）〜式（６）に相当する
式をそれぞれ次の式（１）’〜式（６）’を示す。

【０２０３】 θ＝ｔａｎ^-1（Ｒ／Ｈ） ・・・・・（１）’ θ’＝ｔａｎ^-1｛Ｒ／（Ｈ−ｈ）｝ ・・・・・（２）’ ｒ＝２ｆｓｉｎ（θ／２） ・・・・・（３）’ ｒ’＝２ｆｓｉｎ（θ’／２） ・・・・・（４）’ ｈ＝Ｈ［１−ｔａｎ｛２ｓｉｎ^-1（ｒ／２ｆ）｝ ／ｔａｎ｛２ｓｉｎ^-1（ｒ’／２ｆ）｝］ ・・・・・（５）’ Ｒ＝Ｈｔａｎ｛２ｓｉｎ^-1（ｒ／２ｆ）｝ ・・・・・（６）’ 〔第８実施形態〕次に、本発明に係る第８実施形態につ
いて説明する。本第８実施形態では、オブジェクトに音
を伝達するにあたり、１台のテレビカメラと１枚の鏡と
を用いて得たオブジェクトを含む画像データに基づい
て、オブジェクトの位置を認識し、その位置に応じて集
音範囲を設定する例を示す。

【０２０４】図４０に示すように、各テレビカメラ７２
の１側面には、ＣＣＤエリアイメージセンサ７２Ｂの１
端面の方向（Ｘ方向）と平行で鉛直方向（Ｚ方向）に縦
長の鏡１３６が天井８６に固設されている。

【０２０５】次に、本第８実施形態の等距離射影型魚眼
レンズ７２Ａ、ＣＣＤエリアイメージセンサ７２Ｂ及び
鏡１３６の位置、距離及び角度等の諸量を図４０、４１
を参照して説明する。なお、図４１は等距離射影型魚眼
レンズ７２ＡとＣＣＤエリアイメージセンサ７２Ｂとの
距離は微小であるものとして無視したときの上記諸量の
詳細を表したものである。

【０２０６】図４０に示すように、ＣＣＤエリアイメー
ジセンサ７２ＢのＣＣＤ面と同一のＸＹ平面上にある鏡
１３６の上端部の中央を３次元座標の原点Ｏ（０，０，
０）にとる。ＣＣＤ面の画像中心Ｈは原点ＯからＹ方向
に距離ｈだけ離れており、画像中心Ｈの３次元座標を
（０，ｈ，０）にとる。なお、対象人物Ａの所定部位
（例えば頭部）Ｐの３次元座標を（ｘ，ｙ，ｚ）とし、
点Ｐから出た光は等距離射影型魚眼レンズ７２Ａで屈折
してＣＣＤ面上の点Ｄに結像する。このＣＣＤ面上の点
Ｄの２次元座標を（α_D ，β_D ）とする。また、点Ｐか
ら出た光で鏡１３６により反射した光は等距離射影型魚
眼レンズ７２Ａで屈折してＣＣＤ面上の点Ｒに結像す
る。このＣＣＤ面上の点Ｒの２次元座標を（α_R ，
β_R ）とする。なお、鏡１３６がないときの仮想のテレ
ビカメラ７３を想定し、ＣＣＤ面の画像中心Ｈ’の３次
元座標を（０，−ｈ，０）にとったときに、点Ｐから出
た光は仮想の等距離射影型魚眼レンズ７３Ａで屈折して
仮想のＣＣＤエリアイメージセンサ７３ＢのＣＣＤ面上
の点Ｒ’に結像するものとし、上述した点Ｒと仮想した
点Ｒ’とは鏡１３６に対して対称であるものとする。ま
た、ＣＣＤ面上の画像中心Ｈから点Ｄまでの距離を
ｒ_D 、ＣＣＤ面上の画像中心Ｈから点Ｒまでの距離をｒ
_R とする。

【０２０７】図４１に示したように、点ＨからＺ方向に
下ろした垂線上にある任意の点を点Ｖとし、点Ｈ’から
Ｚ方向に下ろした垂線上にある任意の点を点Ｖ’とした
とき、点ＰＨＶのなす角を角θ_D 、点ＰＨ’Ｖ’のなす
角を角θ_R'とする。また、３次元座標（ｘ，ｙ，０）で
表される点を点Ｓ、点Ｓと点Ｈとの距離を距離Ｂ_R 、点
Ｓと点Ｈ’との距離を距離Ｂ_R'、点Ｐと点Ｈとの距離を
距離Ａ_D 、点Ｐと点Ｈ’との距離を距離Ａ_R'とする。

【０２０８】次に、本第８実施形態の作用について説明
する。本第８実施形態は前記第７実施形態と略同一であ
り、図２９〜３１の制御ルーチンも同様であるので、以
下では前記第７実施形態と異なる対象人物Ａの位置演算
に係る処理のみを説明する。

【０２０９】図３０に示す集音範囲の設定処理における
ステップ２６４では、対象人物Ａを撮影するための１台
のテレビカメラ７２を選択（例えば距離ｒ_D が最も小さ
いテレビカメラを選択）し、対象人物Ａの頭部の位置に
対応するＣＣＤ面上の点Ｄ（α_D ，β_D ）及び点Ｒ（α
_R ，β_R ）の各々の２次元座標値を取り込む。

【０２１０】次のステップ２６６では対象人物Ａの頭部
の３次元座標を演算する。ここで、図４０、４１を参照
して上述した諸量について更に説明する。

【０２１１】角θ_D 及びθ_R'はそれぞれ、 θ_D ＝ｔａｎ^-1（Ｂ_D ／Ｑ） ＝ｔａｎ^-1［｛（ｙ−ｈ）² ＋ｘ² ｝^1/2 ／ｚ］ θ_R'＝ｔａｎ^-1（Ｂ_R'／Ｑ） ＝ｔａｎ^-1［｛（ｙ＋ｈ）² ＋ｘ² ｝^1/2 ／ｚ］ により求めることができるので、上記式（３）から距離
ｒ_D 及びｒ_R は次式により表される。

【０２１２】 ｒ_D ＝ｆ・ｔａｎ^-1［｛（ｙ−ｈ）² ＋ｘ² ｝^1/2 ／ｚ］ ｒ_R ＝ｆ・ｔａｎ^-1［｛（ｙ＋ｈ）² ＋ｘ² ｝^1/2 ／ｚ］ ところで、 α_D ＝ｒ_D ｃｏｓ（π−φ_D ）＝−ｒ_D ｃｏｓφ_D ・・・（１７） β_D ＝ｒ_D ｓｉｎ（π−φ_D ）＝ｒ_D ｓｉｎφ_D ・・・（１８） α_R ＝ｒ_R ｃｏｓφ_R' （∵φ_R'＝φ_R ） ・・・（１９） β_R ＝ｒ_R ｓｉｎφ_R' （∵φ_R'＝φ_R ） ・・・（２０） また、 ｃｏｓφ_D ＝（ｙ−ｈ）／｛（ｙ−ｈ）² ＋ｘ² ｝^1/2 ・・・（２１） ｓｉｎφ_D ＝ｘ／｛（ｙ−ｈ）² ＋ｘ² ｝^1/2 ・・・（２２） ｃｏｓφ_R'＝（ｙ＋ｈ）／｛（ｙ＋ｈ）² ＋ｘ² ｝^1/2 ・・・（２３） ｓｉｎφ_R'＝ｘ／｛（ｙ＋ｈ）² ＋ｘ² ｝^1/2 ・・・（２４） であるので、式（１７）及び式（２１）並びに式（１
８）及び式（２２）から、 α_D ＝−ｆθ_D （ｙ−ｈ）／｛（ｙ−ｈ）² ＋ｘ² ｝^1/2 ・・・（２５） β_D ＝ｆθ_D ｘ／｛（ｙ−ｈ）² ＋ｘ² ｝^1/2 ・・・（２６） と表すことができる。この２つの式からｆθ_D を消去す
ると、 ｙ＝ｈ−（α_D ／β_D ）ｘ ・・・（２７） 同様に、 α_R ＝ｆθ_R'（ｙ＋ｈ）／｛（ｙ＋ｈ）² ＋ｘ² ｝^1/2 ・・・（２８） β_R ＝ｆθ_R'ｘ／｛（ｙ＋ｈ）² ＋ｘ² ｝^1/2 ・・・（２９） ｙ＝−ｈ＋（α_R ／β_R ）ｘ ・・・（３０） 式（２７）及び（３０）から ｘ＝２ｈβ_D β_R ／（α_D β_R ＋α_R β_D ） ・・・（３１） により３次元座標ＰのＸ座標を求めることができる。

【０２１３】次に、式（３１）を式（２７）に代入し
て、 ｙ＝ｈ（α_R β_D −α_D β_R ）／（α_D β_R ＋α_R β_D ）・・・（３２） により３次元座標ＰのＹ座標を求めることができる。

【０２１４】また、 β_D ＝ｒ_D ｓｉｎφ_D ＝ｆθ_D ｓｉｎφ_D ＝ｆ・ｔａｎ^-1［｛（ｙ−ｈ）² ＋ｘ² ｝^1/2 ／ｚ］・
ｓｉｎφ_D この式を変形して、 ｚ＝｛（ｙ−ｈ）² ＋ｘ² ｝^1/2 ／ｔａｎ（β_D ／ｆｓ
ｉｎφ_D ） ＝｛（ｙ−ｈ）² ＋ｘ² ｝^1/2／ｔａｎ［（β_D ／ｆ）
×｛（ｙ−ｈ）² ＋ｘ² ｝^1/2 ／ｘ］ ところで、式（３１）及び式（３２）から、 ｛（ｙ−ｈ）² ＋ｘ² ｝^1/2 ＝２ｈβ_R （α_D ² ＋β_D
² ）^1/2／（α_D β_R ＋α_R β_D ） であるので、 ｚ＝２ｈβ_R （α_D ² ＋β_D ² ）^1/2 ／［（α_D β_R ＋α_R β_D ）×ｔａｎ｛（α_D ² ＋β_D ² ）^1/2 ／ｆ｝］ ・・・（３３） により３次元座標ＰのＺ座標を求めることができる。

【０２１５】なお、鏡１３６からのＣＣＤ面の画像中心
Ｈまでの距離ｈは予め定められている。従って、ステッ
プ２６６では、ＲＯＭ１６から式（３１）、（３２）、
（３３）を読み出し、ステップ２６４で取り込んだＣＣ
Ｄ面上の点Ｄ（α_D ，β_D ）及び点Ｒ（α_R ，β_R ）の
各々の２次元座標値を代入して対象人物Ａの頭部の３次
元座標Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）を演算する。

【０２１６】このように本第８実施形態によれば、１台
のテレビカメラによって対象人物Ａの頭部の３次元座標
を演算することができるので、天井８６に設置するテレ
ビカメラの台数を少なくすることができる。

【０２１７】なお、本第８実施形態では、天井８６に設
置された１台のテレビカメラ及び１枚の鏡によりオブジ
ェクトの３次元座標を演算する例を示したが、図３９の
（Ｇ）〜（Ｌ）に示したように、鏡を壁面に取付けるよ
うにしてもよいし、１台のテレビカメラ及び複数の鏡を
使用してもよい。また、湾曲した鏡を使用してもよい。
複数の鏡を使用した場合、ＣＣＤ面にはより多くのオブ
ジェクト像が形成されるので、他の物体（例えば家具や
柱等）により死角が生じても、上記のようにして３次元
座標を演算することができる。

【０２１８】〔第９実施形態〕次に、本発明に係る第９
実施形態について説明する。本第９実施形態では、オブ
ジェクトの音の抽出を行うにあたり、ボクセルを設定す
ることなくオブジェクトの形状を認識する例を示す。

【０２１９】本第９実施形態における制御装置１２は、
オブジェクト像を含む歪曲した画像データを、平面化し
た画像データに変換し、該変換した画像データに基づい
て少なくともオブジェクト像の正面、背面、左側面、右
側面及び平面の画像データを求め、該求めた画像データ
を合成してオブジェクトを認識する機能を有する。な
お、本第９実施形態では説明を簡単にするために、図４
３に示したように対象人物ＡをテレビカメラＡ、Ｂ、
Ｃ、Ｄで捉えた場合を想定する。

【０２２０】次に、本第９実施形態の作用について説明
する。図４２に示す集音範囲の設定処理におけるステッ
プ２５１では、テレビカメラＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄにより撮影
された画像データを取り込む。このステップ２５１で取
り込んだ画像データの画像は、図４４（Ａ）〜（Ｄ）に
示すように歪曲が生じている。次のステップ２５３で
は、これらの歪曲した画像の画像データを、図４５
（Ａ）〜（Ｄ）に示すような平面化した画像データに変
換する。

【０２２１】次のステップ２５５では、平面化した画像
データから対象人物Ａの前面、背面、左側面、右側面及
び平面の画像データを求める。図４６（Ａ）〜（Ｃ）に
は、このステップ２５５で求められた対象人物Ａの前
面、右側面及び平面の画像データをそれぞれ示す。次の
ステップ２５７では、ステップ２５５で求めた前面、背
面、左側面、右側面及び平面の画像データを合成する。
これにより、オブジェクトの形状を認識することができ
る。

【０２２２】以後のステップ２６４〜２７０では、前記
第７実施形態と同様にして、前記合成した対象人物Ａの
画像データに基づく、対象人物Ａの頭部の位置演算・向
きの推定を行い、集音範囲を設定する。

【０２２３】このように本第９実施形態によれば、ボク
セルを設定することなくオブジェクトの形状を認識する
ことができる。

【０２２４】なお、上記第７〜第９実施形態のテレビカ
メラ７２は可視光のテレビカメラを用いたが、これを例
えば、赤外線カメラのように可視光以外の波長域で撮影
するようにしてもよい。このようにすれば、照明灯が点
灯していないときにもオブジェクトを撮影することがで
きるので、防犯装置や監視装置としても使用することが
可能となる。

【０２２５】また、上記第７〜第９実施形態では、第１
実施形態の音伝達装置１０に、広角固定焦点レンズとし
ての魚眼レンズ７２Ａ及びＣＣＤエリアイメージセンサ
７２Ｂを備えたテレビカメラ７２を適用することによ
り、オブジェクトの位置、形状を効率的に（速やかに）
求める例を示したが、上記第２〜第６実施形態の音伝達
装置１０に、広角固定焦点レンズとしての魚眼レンズ７
２Ａ及びＣＣＤエリアイメージセンサ７２Ｂを備えたテ
レビカメラ７２を適用しても同様の効果を得ることがで
きる。

【０２２６】以上の説明からも明らかなように、本発明
は次の技術的態様を含むものである。

【０２２７】前記撮影手段は、３次元空間を構成する部
屋の天井に配置されたことを特徴とする請求項１２乃至
１７の何れか１項に記載の音伝達装置。

【０２２８】前記撮影手段は、可視光以外の波長域で撮
影することを特徴とする請求項１２乃至１７の何れか１
項に記載の音伝達装置。

【０２２９】前記形状認識手段は、オブジェクト像を含
む歪曲した画像情報を、平面化した画像情報に変換し、
該変換した画像情報に基づいて少なくともオブジェクト
像の正面、背面、左側面、右側面及び平面の画像情報を
求め、該求めた画像情報を合成してオブジェクトを認識
することを特徴とする請求項１３乃至１５の何れか１項
に記載の音伝達装置。

【０２３０】人の特徴である高さ、太さ、頭、腕、手、
足、顔、目、鼻、口、耳、つま先及び関節に関する情報
としての特徴情報の少なくとも１つを予め記憶した記憶
手段を更に備え、前記形状認識手段は、前記記憶手段に
記憶された特徴情報を読み出し、該特徴情報と撮影手段
により撮影された画像情報とに基づいて、オブジェクト
が人であることを認識することを特徴とする請求項１３
乃至１５の何れか１項に記載の音伝達装置。

【０２３１】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、複数のス
ピーカの各々から発せられた音波の波面の包絡面を波面
とする合成音波が集音範囲に収束するように複数のスピ
ーカの各々に供給する音声信号の位相を互いにずらして
設定し、複数のスピーカの各々から発せられた音の音圧
が正確に内容を把握することが困難なレベルとなるよう
に音声信号の振幅を設定し、上記のようにして位相及び
振幅を設定した音声信号を複数のスピーカの各々に供給
する制御手段を備えているので、集音範囲内のみに音声
を伝達することができる、という効果が得られる。

【０２３２】また、請求項２又は１８に記載の発明によ
れば、スピーカから発せられた音が集音範囲外で聴取さ
れることなく、集音範囲内で聴取される音の音量のみを
効率的に大きくすることができる、という効果が得られ
る。

【０２３３】また、請求項３又は１９に記載の発明によ
れば、合成音波により伝達される比較的低い周波数の音
成分が集音範囲外に発散することで集音範囲内における
低周波帯域の音が不足する場合にも、第１の補助スピー
カ及び第２の補助スピーカの少なくとも一方から発せら
れる音により、集音範囲内で聴取される、特に低周波帯
域の音が充実し、集音範囲内で聴取される音の音質を向
上させることができる、という効果が得られる。

【０２３４】また、請求項４又は２０に記載の発明によ
れば、合成音波によって伝達される比較的高い周波数の
音成分が過度に収束することが防止され略均一化される
ので、集音範囲内において比較的高い周波数の音が聴き
易くなる、という効果が得られる。

【０２３５】また、請求項５又は２１に記載の発明によ
れば、壁や天井等で囲まれた室内等の音響環境において
音を集音させる場合でも、集音範囲内で聴取される音の
音質を向上させることができる、という効果が得られ
る。

【０２３６】また、請求項６記載の発明によれば、オブ
ジェクトの位置が変化したとしても、該オブジェクトに
のみ音が聴取されるように制御することができる、とい
う効果が得られる。

【０２３７】また、請求項７又は２２に記載の発明によ
れば、オブジェクトが音をより明瞭に聞き取れるように
することができる、という効果が得られる。

【０２３８】また、請求項８又は２３に記載の発明によ
れば、本発明に係る音伝達装置を複数設けることなく、
複数の集音範囲を設定することができる、という効果が
得られる。また、集音範囲毎に異なる音を集音させるこ
ともできることは言うまでもない。

【０２３９】また、請求項９又は２４に記載の発明によ
れば、オブジェクトの左耳に対応する集音範囲及び右耳
に対応する集音範囲の各々に、所定音源から発せられた
音を該音源に向かって左側の位置で記録した音、右側の
位置で記録した音を集音することにより、オブジェクト
にステレオ感を感じさせることができる、という効果が
得られる。

【０２４０】また、請求項１０又は２５に記載の発明に
よれば、オブジェクトが集音範囲内に到来した場合の
み、集音範囲に音を集音し、オブジェクトに当該音を聞
かせることができる、という効果が得られる。

【０２４１】また、請求項１１又は２６に記載の発明に
よれば、音響環境の状態の変化に拘わらず、集音範囲内
で聴取される音の音質を向上させることができる、とい
う効果が得られる。

【０２４２】また、請求項１２記載の発明によれば、オ
ブジェクトの移動に追従した撮影手段の向きの変更や焦
点調整を行うことなく、オブジェクトの位置を速やかに
認識することができる、という効果が得られる。また、
撮影手段の向きの変更や焦点調整を行うための機械的な
作動機構が不要となるので、撮影手段並びに音抽出装置
の構造を簡単にすることができると共に、機械的な作動
部を減らすことにより耐久性を向上させることができ
る、という効果も得られる。さらに、認識されたオブジ
ェクトの位置に基づいて集音範囲を設定し、該集音範囲
内のみに音声を伝達することができる、という効果が得
られる。

【０２４３】また、請求項１３記載の発明によれば、画
像認識手段を構成する形状認識手段及び３次元座標演算
手段によって、オブジェクトの３次元座標を速やかに求
め、オブジェクトの位置を速やかに認識することができ
る、という効果が得られる。

【０２４４】また、請求項１４記載の発明によれば、微
小領域はエリアセンサの解像度の限界まで細分化するこ
とができるので、画像情報からオブジェクトが占有する
微小領域を求めることにより、オブジェクトの形状を細
部まで認識することができる、という効果が得られる。

【０２４５】また、請求項１５記載の発明によれば、複
数の撮影手段により撮影された各々異なる画像情報にお
ける影の領域を排除することができ、オブジェクトの形
状を正確に認識することができる、という効果が得られ
る。

【０２４６】また、請求項１６記載の発明によれば、エ
リアセンサ上に結像された２次元座標を取得し、該取得
した複数の２次元座標に基づいてオブジェクトの位置
（３次元座標）を正確に認識することができる、という
効果が得られる。

【０２４７】また、請求項１７記載の発明によれば、反
射手段によりオブジェクト像をエリアセンサ上に結像さ
せることができるので、撮影手段が１つであってもオブ
ジェクトの位置を正確に認識することができ、さらにそ
の位置に基づいて集音範囲を設定した後、該集音範囲内
のみに音声を伝達することができる、という効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係る音伝達装置の概略構成を示
す模式図である。

【図２】第１実施形態に係る音伝達装置の構成を示すブ
ロック図である。

【図３】第１実施形態に係る中央制御端末側で実行され
る制御ルーチンを示す流れ図である。

【図４】第１、第２、第６実施形態に係るスピーカモジ
ュール側で実行される制御ルーチンを示す流れ図であ
る。

【図５】第１実施形態に係る合成音波の波形を示す模式
図である。

【図６】第２実施形態に係る音伝達装置の構成を示すブ
ロック図である。

【図７】第２実施形態に係る合成音波の波形及び補助ス
ピーカから発せられた音波の波形を示す模式図である。

【図８】第２実施形態に係る中央制御端末側で実行され
る制御ルーチンを示す流れ図である。

【図９】第２実施形態に係る補助スピーカを床下に配設
した例を示す模式図である。

【図１０】第３実施形態に係る音伝達装置の構成を示す
ブロック図である。

【図１１】第３実施形態に係る中央制御端末側で実行さ
れる制御ルーチンを示す流れ図である。

【図１２】第３実施形態に係るスピーカモジュール側で
実行される制御ルーチンを示す流れ図である。

【図１３】第３実施形態に係る直接音波及び全ての反射
音波の伝搬経路を示す模式図である。

【図１４】第３実施形態に係る直接音波、全ての反射音
波、及び送出波の各々の波形を示す図である。

【図１５】第３実施形態に関する別の実施態様、第４実
施形態及び第５実施形態に係る音伝達装置の構成を示す
ブロック図である。

【図１６】第３実施形態に関する別の実施態様における
テレビカメラの配置を示す模式図である。

【図１７】第４実施形態に係る中央制御端末側で実行さ
れる制御ルーチンを示す流れ図である。

【図１８】第４実施形態に係るスピーカモジュール側で
実行される制御ルーチンを示す流れ図である。

【図１９】第４実施形態に係る複数の集音範囲の各々に
収束する音波の波面を示す模式図である。

【図２０】第４実施形態に係る音伝達装置の概略構成を
示す模式図である。

【図２１】第５実施形態に係る中央制御端末側で実行さ
れる制御ルーチンを示す流れ図である。

【図２２】第５実施形態に係るスピーカモジュール側で
実行される制御ルーチンを示す流れ図である。

【図２３】第５実施形態に係る聴取者の左右各耳に収束
する音波の波面を示す模式図である。

【図２４】第６実施形態に係る音伝達装置の構成を示す
ブロック図である。

【図２５】第６実施形態に係る中央制御端末側で実行さ
れる制御ルーチンを示す流れ図である。

【図２６】第６実施形態に係る音伝達装置の概略構成を
示す模式図である。

【図２７】第７〜第９実施形態に係るテレビカメラの配
置を示す模式図である。

【図２８】第７〜第９実施形態に係る音伝達装置の構成
を示すブロック図である。

【図２９】第７〜第９実施形態に係る中央制御端末側で
実行される制御ルーチンを示す流図である。

【図３０】第７、第８実施形態に係る集音範囲の設定処
理のサブルーチンを示す流図である。

【図３１】オブジェクト分別処理のサブルーチンを示す
流図である。

【図３２】オブジェクトを分別する概念を説明する説明
図である。

【図３３】オブジェクトの高さ等の諸量を説明する説明
図である。

【図３４】オブジェクトの影の部分とボクセルとの関係
を説明する説明図である。

【図３５】（Ａ）はテレビカメラＡの画像データによる
ボクセルを示す図であり、（Ｂ）はテレビカメラＢの画
像データによるボクセルを示す図であり、（Ｃ）はテレ
ビカメラＣの画像データによるボクセルを示す図であ
り、（Ｄ）はテレビカメラＤの画像データによるボクセ
ルを示す図である。

【図３６】第２次絞り込みで絞り込まれたボクセルの概
念を説明する説明図である。

【図３７】第２次絞り込みで絞り込まれたボクセルから
ダミーモデルに変換する概念を説明する説明図である。

【図３８】２台のテレビカメラにより３次元座標を演算
するときの諸量を説明する概念図である。

【図３９】テレビカメラ又は鏡の各種配置を示す図であ
る。

【図４０】１台のテレビカメラ及び１つの鏡により３次
元座標を演算するときの諸量を説明する概念図である。

【図４１】第８実施形態のＣＣＤエリアイメージセンサ
等の位置を説明するための説明図である。

【図４２】第９実施形態に係る集音範囲の設定処理のサ
ブルーチンを示す流図である。

【図４３】第９実施形態のオブジェクト及びテレビカメ
ラの配置を示す平面図である。

【図４４】（Ａ）はテレビカメラＡの画像データの画像
を示す図であり、（Ｂ）はテレビカメラＢの画像データ
の画像を示す図であり、（Ｃ）はテレビカメラＣの画像
データの画像を示す図であり、（Ｄ）はテレビカメラＤ
の画像データの画像を示す図である。

【図４５】（Ａ）は歪曲したテレビカメラＡの画像デー
タを平面化した画像データに変換したときの画像を示す
図であり、（Ｂ）は歪曲したテレビカメラＢの画像デー
タを平面化した画像データに変換したときの画像を示す
図であり、（Ｃ）は歪曲したテレビカメラＣの画像デー
タを平面化した画像データに変換したときの画像を示す
図であり、（Ｄ）は歪曲したテレビカメラＤの画像デー
タを平面化した画像データに変換したときの画像を示す
図である。

【図４６】（Ａ）は真正面の画像データの画像を示す図
であり、（Ｂ）は真横の画像データの画像を示す図であ
り、（Ｃ）は真上の画像データの画像を示す図である。

【符号の説明】

１０ 音伝達装置 １１ 中央制御端末 ３０ スピーカモジュール ３６ 無指向性スピーカ ６８ 指向性スピーカ ７２ テレビカメラ（撮影手段） ７２Ａ 等距離射影型魚眼レンズ（広角固定焦点レン
ズ） ７２Ｂ ＣＣＤエリアイメージセンサ（エリアセンサ） ８０ 温度センサ ８２ 重量センサ １３６ 鏡（反射手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荘 大作 千葉県印旛郡印西町大塚１−５ 株式会社 竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 海野 健一 千葉県印旛郡印西町大塚１−５ 株式会社 竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 中島 立美 千葉県印旛郡印西町大塚１−５ 株式会社 竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 村井 信義 千葉県印旛郡印西町大塚１−５ 株式会社 竹中工務店技術研究所内

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 供給された音声信号に対応する音を発す
   る複数の無指向性のスピーカと、 集音させるべき領域範囲としての集音範囲を設定し、前
   記複数のスピーカの各々から発した音波の波面の包絡面
   を波面とする合成音波が前記集音範囲に収束するように
   前記複数のスピーカの各々に供給するべき音声信号の位
   相を互いにずらして設定し、前記複数のスピーカの各々
   から発せられた音の音圧が正確に内容を把握することが
   困難なレベルとなるように前記音声信号の振幅を設定
   し、位相及び振幅を設定した前記音声信号を前記複数の
   スピーカの各々に供給する制御手段と、 を有する音伝達装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記複数のスピーカの
   うち前記集音範囲からの距離が所定距離よりも短いスピ
   ーカに供給する音声信号の振幅が他のスピーカに供給す
   る音声信号の振幅よりも大きくなるように、音声信号の
   振幅を設定することを特徴とする請求項１記載の音伝達
   装置。
3. 【請求項３】 前記集音範囲に向けて配置された指向性
   を有する第１の補助スピーカ及び前記集音範囲の近傍に
   配置された第２の補助スピーカの少なくとも一方を更に
   備え、 前記制御手段は前記第１の補助スピーカ及び前記第２の
   補助スピーカの少なくとも一方にも音声信号を供給する
   ことを特徴とする請求項１記載の音伝達装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、前記合成音波の波面に
   所定値以下の乱れが生ずるように前記複数のスピーカの
   各々に供給する音声信号の位相を互いにずらして設定す
   ることを特徴とする請求項１記載の音伝達装置。
5. 【請求項５】 音響環境の状態を表す情報に基づいて、
   所定のスピーカから発せられた音のうち被反射体に反射
   した後に集音範囲に到達する反射音波の波形を前記複数
   のスピーカの各々について演算する第１の演算手段と、 前記第１の演算手段により演算された反射音の波形に基
   づいて、所定のスピーカから集音範囲に直接到達する音
   波により前記反射波が打ち消すために前記所定のスピー
   カに供給すべき音声信号の波形を、前記複数のスピーカ
   の各々について演算する第２の演算手段と、 を更に備え、 前記制御手段は、前記第２の演算手段により各スピーカ
   毎に演算された音声信号を前記複数のスピーカの各々に
   供給することを特徴とする請求項１記載の音伝達装置。
6. 【請求項６】 音の伝達対象としてのオブジェクトの位
   置を検出する位置検出手段を更に備え、 前記制御手段は、前記位置検出手段により検出されたオ
   ブジェクトの位置に基づいて前記集音範囲を設定するこ
   とを特徴とする請求項１記載の音伝達装置。
7. 【請求項７】 前記位置検出手段により位置が検出され
   たオブジェクトの耳の位置及び方向を推定する位置推定
   手段を更に備え、 前記制御手段は、前記位置推定手段により推定されたオ
   ブジェクトの耳の位置及び方向に基づいて、オブジェク
   トの聴覚の指向性に合った位置に前記集音範囲を設定す
   ることを特徴とする請求項６記載の音伝達装置。
8. 【請求項８】 所定のスピーカから複数の集音範囲の各
   々に対して発せられるべき複数の音に対応する複数の音
   声信号の位相差を前記複数のスピーカの各々について演
   算する第３の演算手段と、 前記第３の演算手段により位相差が演算された複数の音
   声信号を重畳した音声信号の波形を前記複数のスピーカ
   の各々について演算する第４の演算手段と、 を更に備え、 前記制御手段は、前記第４の演算手段により各スピーカ
   毎に演算された複数の音声信号を重畳した音声信号を前
   記複数のスピーカの各々に供給することを特徴とする請
   求項１記載の音伝達装置。
9. 【請求項９】 音の伝達対象としてのオブジェクトの位
   置を検出する位置検出手段と、 前記位置検出手段により位置が検出されたオブジェクト
   の左耳の位置及び右耳の位置を推定する位置推定手段
   と、 を更に備え、 前記制御手段は、前記位置推定手段により推定された前
   記左耳及び右耳の位置に基づいて、各耳に対応した集音
   範囲を設定することを特徴とする請求項８記載の音伝達
   装置。
10. 【請求項１０】 音の伝達対象としてのオブジェクトが
    予め定められた集音範囲内に到来したか否かを検出する
    オブジェクト検出手段を更に備え、 前記制御手段は、前記オブジェクト検出手段により集音
    範囲内にオブジェクトが到来したことが検出された場合
    に、前記複数のスピーカの各々に音声信号を供給するこ
    とを特徴とする請求項１記載の音伝達装置。
11. 【請求項１１】 音響環境の状態を検出する環境検出手
    段を更に備え、 前記制御手段は、前記環境検出手段によって検出された
    音響環境の状態が変化した場合に、変化した音響環境の
    状態に基づいて前記複数のスピーカの各々に供給する音
    声信号の振幅及び位相差の少なくとも一方を変更するこ
    とを特徴とする請求項１記載の音伝達装置。
12. 【請求項１２】 供給された音声信号に対応する音を発
    する複数の無指向性のスピーカと、 予め定められた位置に配置された広角固定焦点レンズを
    備え、音の伝達対象としてのオブジェクトを含む領域を
    撮影する撮影手段と、 前記撮影手段により撮影された領域の画像情報よりオブ
    ジェクトの位置を認識する位置認識手段と、 前記位置認識手段により認識されたオブジェクトの位置
    に基づいて集音範囲を設定し、前記複数のスピーカの各
    々から発した音波の波面の包絡面を波面とする合成音波
    が前記集音範囲に収束するように前記複数のスピーカの
    各々に供給するべき音声信号の位相を互いにずらして設
    定し、前記複数のスピーカの各々から発せられた音の音
    圧が正確に内容を把握することが困難なレベルとなるよ
    うに前記音声信号の振幅を設定し、位相及び振幅を設定
    した前記音声信号を前記複数のスピーカの各々に供給す
    る制御手段と、 を有する音伝達装置。
13. 【請求項１３】 前記撮影手段は複数設けられており、
    各撮影手段は、前記広角固定焦点レンズによる結像点に
    配置されたエリアセンサを更に備え、 前記位置認識手段は、該複数の撮影手段により撮影され
    た各々異なる撮影情報を処理してオブジェクトの形状を
    認識する形状認識手段と、前記形状認識手段により認識
    されたオブジェクトの３次元座標を演算する３次元座標
    演算手段と、を含んで構成された、 ことを特徴とする請求項１２記載の音伝達装置。
14. 【請求項１４】 前記形状認識手段は、前記複数の撮影
    手段により撮影された各々異なる画像情報に基づいて、
    ３次元空間をＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各方向に沿って仮想
    的に細分割することにより得られる多数の立方体状の微
    小空間のうち、オブジェクトが占有する微小空間により
    形成される領域を求めることによりオブジェクトの形状
    を認識することを特徴とする請求項１３記載の音伝達装
    置。
15. 【請求項１５】 前記形状認識手段は、前記複数の撮影
    手段により撮影された各々異なる画像情報に基づいて、
    ３次元空間をＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各方向に沿って仮想
    的に細分割することにより得られる多数の立方体状の微
    小空間のうち、各撮影手段からオブジェクトを投影する
    視野角内に含まれる微小空間をそれぞれ抽出し、抽出し
    た微小空間の全てに含まれる微小空間により形成される
    領域を求めることによりオブジェクトの形状を認識する
    ことを特徴とする請求項１３記載の音伝達装置。
16. 【請求項１６】 前記撮影手段は複数設けられており、
    各撮影手段は、前記広角固定焦点レンズによる結像点に
    配置されたエリアセンサを更に備え、 前記位置認識手段は、各撮影手段のエリアセンサ上に結
    像された２次元座標を取得し、該取得した複数の２次元
    座標に基づいてオブジェクトの位置を認識する、 ことを特徴とする請求項１２記載の音伝達装置。
17. 【請求項１７】 供給された音声信号に対応する音を発
    する複数の無指向性のスピーカと、 予め定められた位置に配置された広角固定焦点レンズ及
    び該レンズによる結像点に配設されたエリアセンサを備
    え、音の伝達対象としてのオブジェクトを含む領域を撮
    影する撮影手段と、 前記撮影手段の近傍に配置され、前記エリアセンサ上に
    結像するようにオブジェクトの像を反射する反射手段
    と、 前記反射手段により反射されて前記エリアセンサ上に結
    像されたオブジェクト像、及び前記反射手段により反射
    されることなく前記エリアセンサ上に結像されたオブジ
    ェクト像の各々の該エリアセンサ上における２次元座標
    を取得し、該取得した複数の２次元座標に基づいてオブ
    ジェクトの３次元座標を演算することにより、オブジェ
    クトの位置を認識する位置認識手段と、 前記位置認識手段により認識されたオブジェクトの位置
    に基づいて集音範囲を設定し、前記複数のスピーカの各
    々から発した音波の波面の包絡面を波面とする合成音波
    が前記集音範囲に収束するように前記複数のスピーカの
    各々に供給するべき音声信号の位相を互いにずらして設
    定し、前記複数のスピーカの各々から発せられた音の音
    圧が正確に内容を把握することが困難なレベルとなるよ
    うに前記音声信号の振幅を設定し、位相及び振幅を設定
    した前記音声信号を前記複数のスピーカの各々に供給す
    る制御手段と、 を有する音伝達装置。
18. 【請求項１８】 前記制御手段は、前記複数のスピーカ
    のうち前記集音範囲からの距離が所定距離よりも短いス
    ピーカに供給する音声信号の振幅が他のスピーカに供給
    する音声信号の振幅よりも大きくなるように、音声信号
    の振幅を設定することを特徴とする請求項１２乃至１７
    の何れか１項に記載の音伝達装置。
19. 【請求項１９】 前記集音範囲に向けて配置された指向
    性を有する第１の補助スピーカ及び前記集音範囲の近傍
    に配置された第２の補助スピーカの少なくとも一方を更
    に備え、 前記制御手段は前記第１の補助スピーカ及び前記第２の
    補助スピーカの少なくとも一方にも音声信号を供給する
    ことを特徴とする請求項１２乃至１７の何れか１項に記
    載の音伝達装置。
20. 【請求項２０】 前記制御手段は、前記合成音波の波面
    に所定値以下の乱れが生ずるように前記複数のスピーカ
    の各々に供給する音声信号の位相を互いにずらして設定
    することを特徴とする請求項１２乃至１７の何れか１項
    に記載の音伝達装置。
21. 【請求項２１】 音響環境の状態を表す情報に基づい
    て、所定のスピーカから発せられた音のうち被反射体に
    反射した後に集音範囲に到達する反射音波の波形を前記
    複数のスピーカの各々について演算する第１の演算手段
    と、 前記第１の演算手段により演算された反射音の波形に基
    づいて、所定のスピーカから集音範囲に直接到達する音
    波により前記反射波が打ち消すために前記所定のスピー
    カに供給すべき音声信号の波形を、前記複数のスピーカ
    の各々について演算する第２の演算手段と、 を更に備え、 前記制御手段は、前記第２の演算手段により各スピーカ
    毎に演算された音声信号を前記複数のスピーカの各々に
    供給することを特徴とする請求項１２乃至１７の何れか
    １項に記載の音伝達装置。
22. 【請求項２２】 前記位置認識手段により位置が認識さ
    れたオブジェクトの耳の位置及び方向を推定する第１の
    耳推定手段を更に備え、 前記制御手段は、前記第１の耳推定手段により推定され
    たオブジェクトの耳の位置及び方向に基づいて、オブジ
    ェクトの聴覚の指向性に合った位置に前記集音範囲を設
    定することを特徴とする請求項１２乃至１７の何れか１
    項に記載の音伝達装置。
23. 【請求項２３】 所定のスピーカから複数の集音範囲の
    各々に対して発せられるべき複数の音に対応する複数の
    音声信号の位相差を前記複数のスピーカの各々について
    演算する第３の演算手段と、 前記第３の演算手段により位相差が演算された複数の音
    声信号を重畳した音声信号の波形を前記複数のスピーカ
    の各々について演算する第４の演算手段と、 を更に備え、 前記制御手段は、前記第４の演算手段により各スピーカ
    毎に演算された複数の音声信号を重畳した音声信号を前
    記複数のスピーカの各々に供給することを特徴とする請
    求項１２乃至１７の何れか１項に記載の音伝達装置。
24. 【請求項２４】 前記位置認識手段により位置が認識さ
    れたオブジェクトの左耳の位置及び右耳の位置を推定す
    る第２の耳推定手段を更に備え、 前記制御手段は、前記第２の耳推定手段により推定され
    た前記左耳及び右耳の位置に基づいて、各耳に対応した
    集音範囲を設定することを特徴とする請求項１２乃至１
    ７の何れか１項に記載の音伝達装置。
25. 【請求項２５】 オブジェクトが予め定められた集音範
    囲内に到来したか否かを検出するオブジェクト検出手段
    を更に備え、 前記制御手段は、前記オブジェクト検出手段により集音
    範囲内にオブジェクトが到来したことが検出された場合
    に、前記複数のスピーカの各々に音声信号を供給するこ
    とを特徴とする請求項１２乃至１７の何れか１項に記載
    の音伝達装置。
26. 【請求項２６】 音響環境の状態を検出する環境検出手
    段を更に備え、 前記制御手段は、前記環境検出手段によって検出された
    音響環境の状態が変化した場合に、変化した音響環境の
    状態に基づいて前記複数のスピーカの各々に供給する音
    声信号の振幅及び位相差の少なくとも一方を変更するこ
    とを特徴とする請求項１２乃至１７の何れか１項に記載
    の音伝達装置。