CN103828391B - 音响再现装置 - Google Patents
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Abstract
音响再现装置具备：具有输出端的调制器，其利用可听音信号对超声波频段的载波信号进行调制，从输出端输出调制载波信号；被电连接在调制器的输出端的超指向性扬声器；被电连接在超声波源与接地之间的电容器；分别检测在超指向性扬声器和电容器中流动的电流的第1和第2电流检测部；将通过截止由第1电流检测部检测出的电流的低频频段的分量而得到的滤波信号输出的高通滤波器；以及输出与第2电流检测部检测出的电流和滤波信号之差相应的信号的差动放大部。超声波源输出载波信号，使得差动放大部输出的信号为恒定。该音响再现装置即便温度发生变化也可以降低音质的劣化。
Description
技术领域
本发明涉及利用超指向性扬声器的音响再现装置(soundreproductiondevice)。
背景技术
一直以来，正开发利用使声音信息(soundinformation)持有指向性的扬声器，仅向特定的对象者传递声音信息的音响再现装置。图6是专利文献1所记载的音响再现装置500的构成示意图。
载波选择单元101从载波信号的超声波的多个频率选择1个频率，将选出的频率输出至超声波振荡单元103。超声波振荡单元103使该频率的载波信号振荡并向载波调制单元105输出。另一方面，再现可听音的再现信号产生单元107将可听音信号输出至载波调制单元105。载波调制单元105以可听音信号对载波信号进行调制后输出调制载波信号。该调制载波信号被输入至超声波扬声器109，超声波扬声器109发出基于调制载波信号的具有指向性的声音。
接着，对音响再现装置500的动作进行说明。图7A表示再现信号产生单元107再现的可听音信号111。图7B表示通过超声波振荡单元103生成的载波信号113。图7C表示通过载波调制单元105生成的调制载波信号115。载波调制单元105通过利用可听音信号111对载波信号113进行调制来生成调制载波信号115。在调制载波信号115中，载波信号113的周期根据可听音信号111的振幅而变更。如图7C所示，调制载波信号115具有振幅恒定且周期局部不同的波形。超声波扬声器109具有粘贴了压电元件的振动板。调制载波信号115被输入至超声波扬声器109的压电元件，振动板振动，产生空气的疏密状态，由此从超声波扬声器109向大气中输出基于调制载波信号115的超声波。若该超声波到达使用者的耳朵，则使用者无法听见超声波频段的空气的压力振动，因此可以只听见可听音域的压力振动。在此，因为从超声波扬声器109输出的调制载波信号115具有超声波频段的频率，所以具有某种狭窄的指向性，传播超声波。因此，音响再现装置500的使用者可以仅在传播调制载波信号115的狭窄的范围内听到可听音。
音响再现装置500中，如图7C所示，以恒定的振幅驱动超声波扬声器109。这种状态下若长时间使用音响再现装置500，则有时调制载波信号115的频率或振幅会因超声波扬声器109的压电元件自身的发热或周围温度的变化而发生变化。结果，存在由音响再现装置500再现的声压变化而使音质劣化的可能性。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】JP特开2006-245731号公报
发明内容
音响再现装置具备：输出超声波频段的载波信号的超声波源；具有输出端的调制器，其利用可听音信号对载波信号进行调制，从输出端输出调制载波信号；具有被电连接在调制器的输出端与接地之间的压电元件的超指向性扬声器；检测压电元件中流动的电流的第1电流检测部；被电连接在超声波源与接地之间的电容器；检测电容器中流动的电流的第2电流检测部；将通过截止由第1电流检测部检测出的电流的低频频段的分量而得到的滤波信号输出的高通滤波器；以及输出与第2电流检测部检测出的电流和滤波信号之差相应的信号的差动放大部。超声波源输出载波信号，使得差动放大部输出的信号为恒定。
该音响再现装置即便温度发生变化也可以降低音质的劣化。
附图说明
图1A是本发明的实施方式1中的音响再现装置的电路框图。
图1B是表示实施方式1中的音响再现装置的可听音源产生的可听音信号的图。
图1C是表示实施方式1中的音响再现装置的超声波源产生的载波信号的图。
图1D是表示实施方式1中的音响再现装置的调制器产生的调制载波信号的图。
图2是实施方式1中的音响再现装置的压电元件的谐振点附近的等效电路图。
图3是实施方式1中的音响再现装置的超指向性扬声器的导纳的频率特性图。
图4是本发明的实施方式2中的音响再现装置的电路框图。
图5是本发明的实施方式3中的音响再现装置的电路框图。
图6是以往的音响再现装置的构成示意图。
图7A是表示以往的音响再现装置的再现信号产生单元再现的可听音信号的图。
图7B是表示以往的音响再现装置的超声波振荡单元生成的载波信号的图。
图7C是表示以往的音响再现装置的载波调制单元生成的调制载波信号的图。
具体实施方式
(实施方式1)
图1A是本发明的实施方式1中的音响再现装置1001的电路框图。图1B～图1D表示音响再现装置1001的信号。音响再现装置1001具备超声波源11、调制器19、可听音源21、超指向性扬声器25、电流检测部31、35、高通滤波器37和差动放大部39。超声波源11具有：输出具有超声波频段的频率的载波信号且生成并输出基准频率的基准信号源13；与基准信号源13电连接的频率调整器15；及与频率调整器15连接的放大器17。频率调整器15以基准频率为基础，输出具有驱动超指向性扬声器25的压电元件27所需的超声波频段的频率的载波信号。从频率调整器15被输出的载波信号被供给至放大器17的输入端17A，由放大器17进行放大。被放大后的载波信号从放大器17的输出端17B被供给至调制器19的输入端19A。图1C表示超声波源11产生的载波信号113A的波形。
调制器19也电连接着输出图1B所示的具有可听音域的频率的可听音信号111A的可听音源21。因此，向调制器19的输入端19B也输入可听音信号。而且，调制器19利用可听音信号对载波信号进行调制后，将图1D所示的调制载波信号115A从输出端19C输出。
调制器19输出的调制载波信号经由超指向性扬声器25的正极端子23而与内置于超指向性扬声器25的压电元件27的正极27A电连接。再有，压电元件27的负极27B经由超指向性扬声器25的负极端子29及电流检测部31而与接地200电连接。换言之这种构成的话，超指向性扬声器25的压电元件27与电流检测部31在连接点201A相互串联地连接而构成串联电路201，串联电路201电连接于调制器19与接地200之间。电流检测部31检测超指向性扬声器25中流动的电流I，可适用分流电阻器或霍尔元件等。实施方式1中，作为电流检测部31而利用能够小型化的分流电阻器。
超指向性扬声器25还具有被粘贴于压电元件27且随着压电元件27的振动而振动的振动板27C。若从调制器19输出的调制载波信号被输入至压电元件27，则压电元件27将与调制载波信号相应的振动传递至超指向性扬声器25的振动板27C。结果，从超指向性扬声器25发出具有图1D所示的波形的超声波。因为使用者无法听见超声波频段的空气的压力振动，所以若该超声波到达使用者的耳朵，则仅可以听见可听音域的压力振动。在此，从超指向性扬声器25输出的超声波具有某种狭窄的指向性并进行传播。因此，使用者仅在该超声波传播的狭窄范围内可以听可听音，在该范围外是无法听该可听音的。
电容器33与电流检测部35在连接点202A相互串联地连接而构成串联电路202。串联电路202电连接于放大器17的输出端17B与接地200之间。在此，使电容器33的电容值Cc与压电元件27的电容值Cp匹配而一致(电容器33的电容值Cc与压电元件27的电容值Cp匹配，在偏差或误差的范围内一致)。进而，电容值Cp与电容值Cc的温度特性也匹配并一致(电容值Cp与电容值Cc中的温度特性也匹配，在偏差或误差的范围内一致)。再有，电流检测部35检测电容器33中流动的电容器电流Ic，与电流检测部31同样地利用分流电阻器。
差动放大部39具有输入端39A、39B与输出端39C。差动放大部39具有差动放大器56。差动放大器56具有将被输入至输入端39A、39B的信号之差输出的输出端56C。差动放大部39的输出端39C与差动放大器56的输出端56C连接。在串联电路201中的压电元件27与电流检测部31的连接点201A、即超指向性扬声器25的负极端子29，经由高通滤波器37而电连接差动放大部39的输入端39A。在此，高通滤波器37具有从调制载波信号中截止低频频段的分量(可听音信号分量)的特性。故，与压电元件27流动的载波信号的电流成比例的电压作为滤波信号而被从高通滤波器37输出，该电压被输入至差动放大部39的输入端39A。
另一方面，串联电路202中的电容器33与电流检测部35的连接点202A和差动放大部39的输入端39B电连接。因此，向差动放大部39的输入端39B输入与电容器电流Ic成比例的电压。
差动放大部39的差动放大器56由运算放大器和外部电路零部件构成，差动放大部39的输出端39C和超声波源11的频率调整器15电连接。
接着，对音响再现装置1001的动作进行说明。另外，由调制器19根据可听音信号对载波信号进行调制而调获得制载波信号并从超指向性扬声器25辐射声波的基本动作如上所述，因此这里对除此之外的动作进行说明。
为了有效地辐射声波，载波信号的频率设定在超指向性扬声器25的压电元件27中的谐振频率附近。因此，基准信号源13实质上输出压电元件27的谐振频率。
若以该谐振频率继续驱动超指向性扬声器25的压电元件27，则因压电元件27的内部阻抗而产生热。该热起因于谐振频率附近的压电元件27中的机电变换损耗。以下说明其详细内容。
图2表示谐振频率附近的压电元件27的等效电路。压电元件27具有电容器的构造，该电容器具有压电元件电容41。特别是，在谐振频率附近，在等效电路中，由相互串联连接的电感分量43、电容分量45与电阻分量47构成的串联电路227并联连接于压电元件电容41。因此，由串联电路227的合成阻抗、即谐振频率附近的压电元件27的内部阻抗而引起发热。压电元件27中流动的电流I被分为：压电元件电容41中流动的压电元件电容电流Ie和串联电路227中流动的机电变换电流Im。机电变换电流Im在串联电路227中流动，由此串联电路227的阻抗使得产生机电变换损耗，由该机电变换损耗引起发热。
以下对伴随于该发热的音质劣化进行说明。
图3表示驱动超指向性扬声器25的压电元件27的频率f和内部阻抗的倒数、即导纳Y的关系。图3中，横轴表示频率f、纵轴表示导纳Y。图3中，特性P1表示压电元件27的温度为20℃时的导纳Y的频率特性、特性P2表示压电元件27的温度为50℃时的导纳Y的频率特性。
如图3所示，导纳Y随着频率f升高而增加，在导纳Y1达到极大点，自极大点(Y1)开始减少，在导纳Y3达到极小点后再次增加。在此，极大点(Y1)中的频率f为压电元件27的谐振频率。在压电元件27的温度为20℃时，特性P1的极大点(Y1)的频率f20变成压电元件27的谐振频率。在极大点频率f20的附近因为导纳Y1大，所以前述的内部阻抗小，结果机电变换电流Im增大。在此，机电变换电流Im和压电元件27发射基于调制载波信号的声波之际的、被粘贴于压电元件27的振动板27C的振幅成比例。由此可知：通过在压电元件27的谐振频率(极大点频率f20)附近辐射声波，从而能够增大振幅并增大声压。
另一方面，在谐振频率附近由于机电变换电流Im变大，故也会产生压电元件27的发热(机电变换损耗)。这是因为发热量与机电变换电流Im的平方成比例的缘故。结果，在谐振频率附近若继续驱动压电元件27，则压电元件27的温度上升。若压电元件27的温度上升至50℃，则压电元件27的导纳Y变更为图3所示的特性P2。该情况下，若保持频率f20不变而继续驱动压电元件27，则导纳Y骤减至特性P2下的频率f20处的导纳Y2。结果，因为阻抗上升，所以机电变换电流Im下降、振动板27C的振幅减小。故，产生声压降低且温度变化而导致的音质劣化。另外，若压电元件27的温度上升至50℃，则谐振频率从特性P1的极大点处的频率f20向特性P2的极大点处的频率f50降低。
即便压电元件27的温度上升，振动板27C的振幅也不会大幅变化，由此可以降低音质劣化。在此，如上所述因为振幅与机电变换电流Im成比例，所以按照即便压电元件27的温度上升机电变换电流Im的振幅也恒定的方式进行控制，可以使得振动板27C的振幅不发生变化。
因而，实施方式1中的音响再现装置1001中，按照根据机电变换电流Im的变化进行由频率调整器15调整载波信号的频率的反馈控制的方式动作。但是，机电变换电流Im是图2所示的等效电路中的电流，因此无法从压电元件电容电流Ie分开进行检测。图1A所示的音响再现装置1001中，串联电路201中的压电元件27与电流检测部31的连接点201A的电压V201相当于由电流检测部31检测的电流I。另一方面，串联电路202中的电容器33与电流检测部35的连接点202A的电压V202相当于由电流检测部35检测的电容器电流Ic。
如上所述，电容器33的电容值Cc与图2所示的压电元件27中的压电元件电容41的电容值Cp匹配而一致(电容器33的电容值Cc与图2所示的压电元件27中的压电元件电容41的电容值Cp匹配，在偏差或误差的范围内一致)，因此由电流检测部35检测的电容器电流Ic和压电元件电容电流Ie同等。故，将相当于由电流检测部31检测的电流I的电压V201和相当于由电流检测部35检测的电容器电流Ic的电压V202分别输入至差动放大部39的输入端39A、39B，由此从差动放大部39的输出端39C输出与自电流I中减去电容器电流Ic而得的差、即机电变换电流Im相当的电压。
其中，由于电流I也包含从可听音源21输入的可听音信号，故为了降低可听音信号的影响，相当于通过电流检测部31检测的电流I的电压V201经过高通滤波器37，从电压V201中除去与可听音信号对应的分量。由此，将相当于可听音信号的影响已被降低的电流I的电压输入差动放大部39中。结果，提高从差动放大部39输出的值的相对于机电变换电流Im的精度。
差动放大部39的输出被输入至超声波源11的频率调整器15中。另一方面，来自基准信号源13的输出也被输入至频率调整器15。根据这些输入，频率调整器15根据差动放大部39的输出来调整从基准信号源13输出的超声波频段的基准频率(例如上述极大点处的频率f20)，并作为载波信号的频率输出。具体是，首先如图3中所描述的，压电元件27的温度越上升，则极大点频率f20下的导纳Y1越减小，因此相当于差动放大部39的输出的机电变换电流Im减小。因此，即便产生压电元件27的温度上升，为了使振动板27C的振幅恒定，只要使机电变换电流Im的振幅恒定即可。为此，如图3所示只要提高导纳Y而成为导纳Y1即可。故，例如如果压电元件27的温度上升至50℃，则频率调整器15将输出的载波信号的频率f调整成极大点频率f50。
若综合这种动作，则频率调整器15按照如果差动放大部39的输出减小、则降低载波信号的频率f的方式进行调整。通过这种反馈控制，始终将机电变换电流Im的振幅设为恒定。换言之，超声波源11的频率调整器15按照差动放大部39的输出变为恒定的方式调整载波信号的频率。
结果，即便压电元件27的温度变化，振动板27C的振幅也会变为恒定，因此声压的变化减少，可以降低音质劣化。进而，如上所述借助高通滤波器37来提高从差动放大部39输出的机电变换电流Im的精度，因此能够进一步降低音质劣化。
如上所述，可听音源21输出可听音信号。超声波源11输出超声波频段的载波信号。调制器19具有输出端19C，调制器19利用可听音信号对载波信号进行调制，并从输出端19C输出调制载波信号。超指向性扬声器25具有：被电连接在调制器19的输出端19C与接地200之间的压电元件27；及用压电元件27驱动的振动板27C。电流检测部31检测压电元件27中流动的电流。电容器33被电连接在超声波源11与接地200之间。电流检测部35检测电容器33中流动的电流。高通滤波器37输出将由电流检测部31检测出的电流的低频频段的分量截止而得到的滤波信号。差动放大部39具有将电流检测部35检测出的电流与滤波信号之差输出的差动放大器56，并输出与差相应的信号。超声波源11按照差动放大部39输出的信号为恒定的方式输出载波信号。实施方式1中，差动放大部39输出的信号是差动放大器56输出的差，超声波源11按照差动放大器56输出的差为恒定的方式输出载波信号。
再有，超指向性扬声器25的压电元件27与电流检测部31在连接点201A相互串联连接而构成串联电路201。串联电路201被电连接在调制器19的输出端19C与接地200之间。电容器33与电流检测部35在连接点202A相互串联连接而构成串联电路202。串联电路202被电连接在超声波源11与接地200之间。差动放大器56具有与连接点201A连接的输入端39A、及与连接点202A连接的输入端39B。
根据以上的构成、动作，即便温度因压电元件27的发热而发生变化，也可基于由此而变化的压电元件27的电流I来求取机电变换电流Im。由此，超声波源11调整载波信号的频率f，以使机电变换电流Im变得恒定，即以使声压变得恒定，因此可实现能够降低音质劣化的音响再现装置1001。
另外，在实施方式1中，虽然使压电元件27的电容值Cp与电容器33的电容值Cc的温度特性匹配而一致(使压电元件27的电容值Cp与电容器33的电容值Cc的温度特性匹配并在偏差或误差的范围内一致)，但在周围温度大致恒定的环境下使用音响再现装置1001时，也可以不特别地使这些温度特性匹配并一致。
(实施方式2)
图4是本发明的实施方式2中的音响再现装置1002的电路框图。图4中，对与图1A所示的实施方式1中的音响再现装置1001相同的部分赋予相同的参照符号。实施方式2中的音响再现装置1002还具备温度传感器51、53和温度补偿器55。
温度传感器51被配置得尽可能接近超指向性扬声器25的压电元件27。温度传感器51虽然输出超指向性扬声器25的周围温度，但压电元件27内置于超指向性扬声器25，因此超指向性扬声器25的周围温度和压电元件27的周围温度大致同等。温度传感器51的输出是压电元件27的周围温度、即压电元件温度Tp。
温度传感器53被配置得尽可能接近电容器33。温度传感器53输出电容器33的周围温度、即电容器温度Tc。
差动放大部39还具有温度补偿器55。具体是，温度补偿器55被电连接在差动放大器56的输出端56C与超声波源11之间。另外，差动放大部39与实施方式1同样地也内置有外部电路零部件。温度补偿器55也与温度传感器51、53电连接。
温度传感器51、53均利用的是电阻值相对于温度而言变化大且灵敏度高的热敏电阻。另外，温度传感器51、53并未限定为热敏电阻，也可以是热电偶等其他种类的温度传感器。
接着，对音响再现装置1002的动作进行说明。在以下的说明中，省略与实施方式1中的音响再现装置1001相同的动作的详细说明，特别说明温度传感器51、53与温度补偿器55的动作。
温度补偿器55存储和压电元件温度Tp及电容器温度Tc这2个变量对应且预先求取出的差动放大器56的输出修正量ΔIh的值。温度补偿器55根据通过温度传感器51的输出而得到的压电元件温度Tp和通过温度传感器53的输出而得到的电容器温度Tc，获得输出修正量ΔIh，利用输出修正量ΔIh对差动放大器56的输出进行修正，由此进行温度补偿。
以下对温度补偿动作的详细内容进行说明。
压电元件27的电容值Cp具有依存于压电元件27的周围温度、即压电元件温度Tp的温度特性。实施方式2中，压电元件温度Tp越升高，电容值Cp越减小。
同样地，电容器33中的电容值Cc也具有依存于电容器33的周围温度、即电容器温度Tc的温度特性。实施方式2中，电容器温度Tc越升高，电容值Cc越减小。
实施方式1的音响再现装置1001中，如上所述使电容值Cp与电容值Cc的温度特性匹配而一致(使电容值Cp与电容值Cc的温度特性匹配而在偏差或误差的范围内一致)。因此，即便电容器33与压电元件27的周围温度变化，由此而产生的电容值Cp与电容值Cc的变化在差动放大器56中相抵消，仅得到相当于机电变换电流Im的输出，不需要温度补偿器55。
但是，在电容值Cp与电容值Cc的温度特性不同的情况下，在实施方式1的音响再现装置1001中相当于机电变换电流Im的输出包含周围温度的变化引起的误差。为此，若周围温度发生变化，则该误差会影响实施方式1中描述过的使声压恒定的调整动作，存在不能充分地实现音质劣化的降低的可能性。
实施方式2的音响再现装置1002中，温度传感器51与温度传感器53分别检测压电元件温度Tp与电容器温度Tc，温度补偿器55根据温度Tp、Tc所对应的输出修正量ΔIh的相关关系来修正差动放大器56的输出。
接着，对压电元件温度Tp与电容器温度Tc这2个变量所对应的差动放大器56的输出修正量ΔIh的相关关系进行描述。
如下这样获得该相关关系。首先，使压电元件温度Tp与电容器温度Tc，在音响再现装置的使用温度范围内、且在周围温度变化之际的最大温度梯度中的音响再现装置1002在构造上的温度偏差范围内独立地变化。针对各种压电元件温度Tp的值与电容器温度Tc的值，求取压电元件27不发热的声音再现的初始阶段中的差动放大器56的输出，将该输出作为输出修正量ΔIh来求取。由此，根据压电元件27与电容器33的配置或散热条件，即便在周围温度的变化中压电元件温度Tp与电容器温度Tc不同的情况下也求取该状态下的输出修正量ΔIh，因此能以实验的方式求取包含音响再现装置在构造上的温度偏差在内的所述相关关系。通过将该相关关系预先存储于温度补偿器55中，从而如果检测压电元件温度Tp与电容器温度Tc，则可以获得输出修正量ΔIh。
另外，该相关关系也可以根据图4所示的电路构成或图2所示的等效电路、压电元件27与电容器33的温度特性等，并根据周围温度、及周围温度变化时的温度梯度，借助仿真来求取。
利用如上所述求出的相关关系，温度补偿器55根据压电元件温度Tp与电容器温度Tc而获得输出修正量ΔIh，差动放大部39从差动放大器56的输出减去输出修正量ΔIh后从输出端39C输出。由此，温度补偿器55根据压电元件27与电容器33的温度，对差动放大器56的输出进行温度补偿，并将其作为来自差动放大部39的输出端39C的信号而向超声波源11的频率调整器15输出。结果，频率调整器15基于已进行过温度补偿的差动放大部39的输出来进行载波信号的调整，因此可降低周围温度的影响，相应地能够进一步降低音质劣化。
如上所述，在实施方式2的音响再现装置1002中，温度传感器51被配置于超指向性扬声器25。温度传感器53被配置于电容器33。差动放大部39具有利用由温度传感器51、53检测出的温度来补偿差动放大器56输出的差的温度补偿器55。实施方式2中，差动放大部39输出的信号是由温度补偿器55补偿过的差，超声波源11按照使由温度补偿器55补偿过的差为恒定的方式输出载波信号。
通过以上的构成、动作，除了压电元件27的发热引起的温度变化以外，即便周围温度也发生了变化，也能以恒定的声压从超指向性扬声器25辐射声波，因此可实现能够进一步降低音质劣化的音响再现装置1002。
(实施方式3)
图5是本发明的实施方式3中的音响再现装置1003的电路框图。图5中，对与图1A及图4所示的实施方式1、2中的音响再现装置1001、1002相同的部分赋予相同的参照符号。
实施方式3的音响再现装置1003中，在同一基板57上安装超指向性扬声器25与电容器33。另外，超指向性扬声器25与电容器33被配置为尽可能接近。
温度传感器59被配置于基板57。具体是，温度传感器59在基板57上被配置得尽可能靠近超指向性扬声器25与电容器33。在此，超指向性扬声器25与电容器33相互被配置于附近且安装于同一基板57上，由此借助基板57将两者热连接，两者的温度大致同等。因此，温度传感器59检测被内置在超指向性扬声器25的压电元件27与电容器33的温度(以下称为周围温度T)。
温度传感器59的输出与温度补偿器55电连接。因此，温度补偿器55仅连接1个温度传感器59。
基板57上设置超指向性扬声器25的正极端子23与负极端子29。还有，基板57上设置：与电容器33的正极连接的电容器正极端子61、与电容器33的负极连接的电容器负极端子63、及与温度传感器59连接的温度传感器端子65。
上述以外的构成和图4所示的实施方式2中的音响再现装置1002是相同的。
温度传感器59和实施方式2中的温度传感器51、53同样，利用的是热敏电阻。
接着，对音响再现装置1003的动作进行说明。另外，关于动作，与实施方式1相同的动作省略详细的说明，对作为特征的动作且与温度传感器59的输出相应的温度补偿器55的动作进行说明。
温度补偿器55存储与周围温度T的1个变量对应且预先求取出的差动放大器56的输出修正量ΔIh的值。温度补偿器55获得通过温度传感器59的输出而得到的周围温度T所对应的输出修正量ΔIh，利用输出修正量ΔIh来修正差动放大器56的输出，由此进行温度补偿。
以下对该温度补偿的动作的详细内容进行说明。
实施方式3的音响再现装置1003中，如实施方式2所描述过的，压电元件27的电容值Cp的温度特性和电容器33的电容值Cc的温度特性是不同的。因此，若周围温度T发生变化，则误差影响使实施方式1的音响再现装置1001中的声压恒定的调整动作，存在不能充分地实现音质劣化的降低的可能性。
实施方式3的音响再现装置1003中，温度补偿器55根据与周围温度T所对应的输出修正量ΔIh的相关关系对差动放大器56的输出进行修正。在此，如上所述，超指向性扬声器25、电容器33、及温度传感器59在同一基板57上被配置得相互靠近，因此它们的温度大致同等。因此，与实施方式2中的音响再现装置1002不同，实施方式3的音响再现装置1003中，被内置在超指向性扬声器25的压电元件27的温度和电容器33的温度成为由温度传感器59检测的周围温度T。
接着，描述周围温度T所对应的差动放大器56的输出修正量ΔIh的相关关系。
在将音响再现装置1003整体保持在某一温度的状态下，求取温度传感器59检测的周围温度T，并且求取压电元件27不发热的声音再现的初始阶段中的差动放大器56的输出，将该输出作为输出修正量ΔIh来求取，由此获得该相关关系。
通过按各种周围温度T的每个值来求取差动放大器56的输出、即输出修正量ΔIh的值，从而能以实验的方式求取该相关关系。因此，与实施方式2中的音响再现装置1002相比可以简单地获得相关关系。通过将该相关关系预先存储于温度补偿器55，从而如果检测周围温度T，则可以获得输出修正量ΔIh。
另外，也可以根据图5所示的电路构成或图2所示的等效电路、压电元件27与电容器33的温度特性等，按每个周围温度T，通过仿真来求取该相关关系。
利用如上所述地求出的相关关系，温度补偿器55根据周围温度T获得输出修正量ΔIh，从差动放大器56的输出中减去输出修正量ΔIh。由此，温度补偿器55根据压电元件27与电容器33的温度、即周围温度T，对差动放大器56的输出进行温度补偿，并将其作为来自差动放大部39的输出端39C的信号而向超声波源11的频率调整器15输出。结果，因为频率调整器15基于已进行过温度补偿的差动放大部39的输出来进行载波信号的调整，所以能降低周围温度T的影响，相应地能够进一步降低音质劣化。
实施方式3的音响再现装置1003中，在基板57上安装着超指向性扬声器25与电容器33。温度传感器59被配置于基板57。差动放大部39具有利用由温度传感器59检测出的温度来补偿差动放大器56输出的差的温度补偿器55。实施方式3中，差动放大部39输出的信号是温度补偿器55补偿过的差，超声波源11按照使由温度补偿器55补偿过的差变为恒定的方式输出载波信号。
通过以上的构成、动作，除了压电元件27的发热引起的温度变化以外，即便周围温度T也发生了变化，也可从超指向性扬声器25以恒定的声压辐射声波，可实现能够进一步降低音质劣化的音响再现装置1003。再有，超指向性扬声器25、电容器33、及温度传感器59相互靠近地配置于同一基板57上，可以将温度传感器59设为1个，还有仅根据周围温度T的1个变量就能获得输出修正量ΔIh的相关关系也变得简单起来，因此温度补偿器55中的温度补偿处理变得容易起来。由此可知，与实施方式2中的音响再现装置1002相比，实施方式3中的音响再现装置1003的构成变得简单。
另外，实施方式3中，虽然将超指向性扬声器25、电容器33、及温度传感器59安装在同一基板57上，但并不限定于此，也可以将其他电路构成要素的一部分、或者全部安装于基板57。该情况下，可实现音响再现装置1003的小型化。
-工业实用性-
本发明涉及的音响再现装置可以降低起因于压电元件的温度的音质劣化，因此特别是作为利用了对于特定的听众再现声音信号的超指向性扬声器的音响再现装置等是有用的。
-符号说明-
11超声波源
19调制器
21可听音源
25超指向性扬声器
27压电元件
27C振动板
31电流检测部(第1电流检测部)
33电容器
35电流检测部(第2电流检测部)
37高通滤波器
39差动放大部
51温度传感器(第1温度传感器)
53温度传感器(第2温度传感器)
55温度补偿器
56差动放大器
57基板
59温度传感器
Claims (8)
1.一种音响再现装置，具备：
超声波源，其输出超声波频段的载波信号；
调制器，其具有输出端，该调制器利用可听音信号对所述载波信号进行调制，从所述输出端输出调制载波信号；
超指向性扬声器，其具有被电连接在所述调制器的所述输出端与接地之间的压电元件、及由所述压电元件驱动的振动板；
第1电流检测部，其检测所述压电元件中流动的电流；
电容器，其被电连接在所述超声波源与接地之间；
第2电流检测部，其检测所述电容器中流动的电流；
高通滤波器，其输出通过将由所述第1电流检测部检测出的所述电流的低频频段的分量截止而得到的滤波信号；以及
差动放大部，其具有输出所述第2电流检测部检测出的所述电流与所述滤波信号之差的差动放大器，该差动放大部输出与所述差相应的信号，
所述超声波源输出所述载波信号，使得所述差动放大部输出的所述信号为恒定。
2.根据权利要求1所述的音响再现装置，其中，
所述超指向性扬声器的所述压电元件与所述第1电流检测部在第1连接点相互串联连接而构成第1串联电路，
所述第1串联电路电连接在所述调制器的所述输出端与所述接地之间，
所述电容器与所述第2电流检测部在第2连接点相互串联连接而构成第2串联电路，
所述第2串联电路电连接在所述超声波源与所述接地之间，
所述差动放大器具有：与所述第1连接点连接的第1输入端；及与所述第2连接点连接的第2输入端。
3.根据权利要求1所述的音响再现装置，其中，
所述差动放大部输出的所述信号是所述差动放大器输出的所述差。
4.根据权利要求1所述的音响再现装置，其中，还具备：
配置于所述超指向性扬声器的第1温度传感器；和
配置于所述电容器的第2温度传感器，
所述差动放大部还具有温度补偿器，该温度补偿器利用由所述第1温度传感器检测出的温度和由所述第2温度传感器检测出的温度来补偿所述差动放大器输出的所述差，
所述差动放大部输出的所述信号是由所述温度补偿器进行了补偿的所述差。
5.根据权利要求1所述的音响再现装置，其中，还具备：
安装所述超指向性扬声器与所述电容器的基板；和
被配置于所述基板的温度传感器，
所述差动放大部还具有温度补偿器，该温度补偿器利用由所述温度传感器检测出的温度来补偿所述差动放大器输出的所述差，
所述差动放大部输出的所述信号是由所述温度补偿器进行了补偿的所述差。
6.根据权利要求5所述的音响再现装置，其中，
所述温度传感器检测所述超指向性扬声器与所述电容器的温度。
7.根据权利要求1所述的音响再现装置，其中，
所述压电元件具有：由串联连接的电阻分量、电感分量与电容分量构成的串联电路；以及与所述串联电路并联连接的压电元件电容，
所述电容器的电容值与所述压电元件电容的电容值匹配。
8.根据权利要求1所述的音响再现装置，其中，
还具备输出所述可听音信号的可听音源。
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