JP2002044789A - 超音波合成による可聴帯音波発生方法及び装置 - Google Patents
超音波合成による可聴帯音波発生方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 空間内で超音波を合成することによって可聴
帯音波を発生することができる可聴帯音波発生方法及び
装置を提供することにある。 【解決手段】 マイク３から音声入力された三角波信号
を音声増幅器４で増幅後、信号加算器５及び６に入力す
る。また信号加算器の出力をフィードバック回路７及び
８で超音波基本周波数で１８０度位相が遅れたフィード
バックをかけ、互に反対側の信号加算器５、６に入力す
る。これにより信号加算器５、６はフィードバックした
信号に三角波信号が加算し振幅変調する。また信号加算
器５、６は基本周波数の半周期毎に交互に有効になり、
１８０度位相差のある＋側変調パルス信号を出力する。
この各パルス信号は正弦波作成回路９及び１０で各々正
弦波超音波に作成され、スピーカ１１及び１２に入力す
る。スピーカ１１、１２で２方向から空間の１点で交叉
するよう放射され、交叉点で合成される。
帯音波を発生することができる可聴帯音波発生方法及び
装置を提供することにある。 【解決手段】 マイク３から音声入力された三角波信号
を音声増幅器４で増幅後、信号加算器５及び６に入力す
る。また信号加算器の出力をフィードバック回路７及び
８で超音波基本周波数で１８０度位相が遅れたフィード
バックをかけ、互に反対側の信号加算器５、６に入力す
る。これにより信号加算器５、６はフィードバックした
信号に三角波信号が加算し振幅変調する。また信号加算
器５、６は基本周波数の半周期毎に交互に有効になり、
１８０度位相差のある＋側変調パルス信号を出力する。
この各パルス信号は正弦波作成回路９及び１０で各々正
弦波超音波に作成され、スピーカ１１及び１２に入力す
る。スピーカ１１、１２で２方向から空間の１点で交叉
するよう放射され、交叉点で合成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、２つの超音波を空
間内で合成することにより可聴帯音波を発生する方法及
び装置に関するものである。
間内で合成することにより可聴帯音波を発生する方法及
び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、電気的な周波数合成方法として、
例えば特開昭５８−１２０３０５号公報に記載のものが
知られている。これは、相異なる周波数をもった２つの
クロック信号をフィルタを介して加算、或は乗算した
後、整流した上、ローパスフィルタを通して高周波成分
を除去することによって正弦波信号を得るものである。
例えば特開昭５８−１２０３０５号公報に記載のものが
知られている。これは、相異なる周波数をもった２つの
クロック信号をフィルタを介して加算、或は乗算した
後、整流した上、ローパスフィルタを通して高周波成分
を除去することによって正弦波信号を得るものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この従来の周波数合成
方法は、あくまでも電気回路上での周波数合成に係るも
のであり、空間内で超音波を合成することにより可聴帯
音波を発生することはできない。
方法は、あくまでも電気回路上での周波数合成に係るも
のであり、空間内で超音波を合成することにより可聴帯
音波を発生することはできない。
【０００４】本発明の目的は、空間内で超音波を合成す
ることによって可聴帯音波を発生することのできる可聴
帯音波発生方法及び装置を提供することにある。
ることによって可聴帯音波を発生することのできる可聴
帯音波発生方法及び装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、加算出力
を超音波基本周波数で互に１８０度位相が遅れたフィー
ドバックがかけられた２つの信号に各々外部可聴帯音波
信号の振幅を加算して振幅変調した後、基本周波数で標
本化して作成した２つの超音波を作成する手段を設け、
この２つの超音波を２方向から空間の任意の１点で交叉
するように放射し、交叉点で２つの超音波が合成される
ことによって可聴帯音波を発生するようにしたことによ
って達成される。
を超音波基本周波数で互に１８０度位相が遅れたフィー
ドバックがかけられた２つの信号に各々外部可聴帯音波
信号の振幅を加算して振幅変調した後、基本周波数で標
本化して作成した２つの超音波を作成する手段を設け、
この２つの超音波を２方向から空間の任意の１点で交叉
するように放射し、交叉点で２つの超音波が合成される
ことによって可聴帯音波を発生するようにしたことによ
って達成される。
【０００６】また、上記の目的は、加算出力の２つの信
号に超音波基本周波数で互に１８０度位相の遅れたフィ
ードバックをかけるフィードバック回路と、該フィード
バック回路によって互の出力に１８０度位相が遅れたフ
ィードバックがかけられた２つの信号に各々外部可聴帯
音波信号の振幅を加算して振幅変調する信号加算器と、
該各信号加算器を超音波基本周波数の半周期毎に交互に
有効にする信号加算器選択信号発生回路と、上記各信号
加算器の出力振幅変調信号から正弦波を作成する正弦波
作成回路と、該作成された２つの超音波を２方向から空
間の任意の１点で交叉するように放射する電気音響変換
装置とを備えたことによって達成される。
号に超音波基本周波数で互に１８０度位相の遅れたフィ
ードバックをかけるフィードバック回路と、該フィード
バック回路によって互の出力に１８０度位相が遅れたフ
ィードバックがかけられた２つの信号に各々外部可聴帯
音波信号の振幅を加算して振幅変調する信号加算器と、
該各信号加算器を超音波基本周波数の半周期毎に交互に
有効にする信号加算器選択信号発生回路と、上記各信号
加算器の出力振幅変調信号から正弦波を作成する正弦波
作成回路と、該作成された２つの超音波を２方向から空
間の任意の１点で交叉するように放射する電気音響変換
装置とを備えたことによって達成される。
【０００７】上記の手段によれば、フィードバック回路
によって２つの信号加算器の互の出力が基本周波数で１
８０度位相の遅れたフィードバックがかけられ、反対側
の信号加算器に入力する。いずれの信号加算器にも他の
入力端子には外部からの可聴帯音波信号が入力してお
り、上記フィードバックした１８０度位相が遅れた信号
に外部可聴帯音波信号の振幅が加算され振幅変調が行な
われる。上記の２つの信号加算器には、信号加算器選択
信号発生回路から選択信号が加えられ基本周波数の半周
期毎に交互に有効に制御される。これにより２つの信号
加算器から基本周波数で標本化された振幅変調パルス信
号が交互に１８０度の位相差で出力する。正弦波作成回
路は各信号加算器から出力する各振幅変調パルス信号が
＋側パルス信号であるから、この＋側パルスが１８０度
位相が遅れた−側パルスを付加して正弦波超音波を作成
する。こうして作成された正弦波超音波は１８０度位相
差を有する超音波Ａと超音波Ｂが得られる。
によって２つの信号加算器の互の出力が基本周波数で１
８０度位相の遅れたフィードバックがかけられ、反対側
の信号加算器に入力する。いずれの信号加算器にも他の
入力端子には外部からの可聴帯音波信号が入力してお
り、上記フィードバックした１８０度位相が遅れた信号
に外部可聴帯音波信号の振幅が加算され振幅変調が行な
われる。上記の２つの信号加算器には、信号加算器選択
信号発生回路から選択信号が加えられ基本周波数の半周
期毎に交互に有効に制御される。これにより２つの信号
加算器から基本周波数で標本化された振幅変調パルス信
号が交互に１８０度の位相差で出力する。正弦波作成回
路は各信号加算器から出力する各振幅変調パルス信号が
＋側パルス信号であるから、この＋側パルスが１８０度
位相が遅れた−側パルスを付加して正弦波超音波を作成
する。こうして作成された正弦波超音波は１８０度位相
差を有する超音波Ａと超音波Ｂが得られる。
【０００８】次に、この作成された２つの超音波ＡとＢ
を２つの電気音響変換装置（スピーカ）に入力し、２方
向から空間に放射する。放射方向は空間の任意の１点で
放射された超音波ＡとＢが交叉するように放射させる。
こうして交叉点では２つの超音波が合成される。２つの
超音波ＡとＢは、同一周波数で、１８０度位相が異なり
振幅変調されて振幅が異なっており、これが合成される
ことによって他の超音波Ｃに合成される。この合成超音
波Ｃには可聴音波帯域の変調成分が含まれており、耳の
ローパスフィルタ特性を介して聴けば可聴帯音波を聴取
できる。２つのスピーカによる放射方向は空間内の任意
の点に交叉させることができ、任意の点に可聴帯音波を
発生させることができる。
を２つの電気音響変換装置（スピーカ）に入力し、２方
向から空間に放射する。放射方向は空間の任意の１点で
放射された超音波ＡとＢが交叉するように放射させる。
こうして交叉点では２つの超音波が合成される。２つの
超音波ＡとＢは、同一周波数で、１８０度位相が異なり
振幅変調されて振幅が異なっており、これが合成される
ことによって他の超音波Ｃに合成される。この合成超音
波Ｃには可聴音波帯域の変調成分が含まれており、耳の
ローパスフィルタ特性を介して聴けば可聴帯音波を聴取
できる。２つのスピーカによる放射方向は空間内の任意
の点に交叉させることができ、任意の点に可聴帯音波を
発生させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
により説明する。
により説明する。
【００１０】図１は、本発明の一実施形態の可聴帯音波
発生装置の概略構成図を示し、図２が、その超音波を合
成して可聴帯音波を発生する原理を説明するものであ
る。
発生装置の概略構成図を示し、図２が、その超音波を合
成して可聴帯音波を発生する原理を説明するものであ
る。
【００１１】図１において、マイク３から音声入力され
た三角波信号を音声増幅器４で増幅して後、信号加算器
５及び６の入力端子に各々入力する。また、２つの信号
加算器５、６の出力をフィードバック回路７及び８で超
音波基本周波数で１８０度位相が遅れたフィードバック
をかけ、それに互に反対側の信号加算器５、６の入力端
子に入力する。基本信号発振器１は超音波基本周波数信
号を発生し、この基本信号を基に信号加算器選択信号発
生回路２で半周期毎に２つの信号加算器５、６を交互に
有効にする信号を作り、信号加算器５、６に加える。ま
た基本信号発振器１の基本周波数信号はフィードバック
回路７、８に加えられ、信号加算器５、６の出力に基本
周波数で１８０度位相が遅れたフィードバックがかけら
れるよう制御する。信号加算器５、６の出力は正弦波作
成回路９及び１０で正弦波に作成され、スピーカ１１及
び１２から超音波Ａ及びＢとして空間に放射される。
た三角波信号を音声増幅器４で増幅して後、信号加算器
５及び６の入力端子に各々入力する。また、２つの信号
加算器５、６の出力をフィードバック回路７及び８で超
音波基本周波数で１８０度位相が遅れたフィードバック
をかけ、それに互に反対側の信号加算器５、６の入力端
子に入力する。基本信号発振器１は超音波基本周波数信
号を発生し、この基本信号を基に信号加算器選択信号発
生回路２で半周期毎に２つの信号加算器５、６を交互に
有効にする信号を作り、信号加算器５、６に加える。ま
た基本信号発振器１の基本周波数信号はフィードバック
回路７、８に加えられ、信号加算器５、６の出力に基本
周波数で１８０度位相が遅れたフィードバックがかけら
れるよう制御する。信号加算器５、６の出力は正弦波作
成回路９及び１０で正弦波に作成され、スピーカ１１及
び１２から超音波Ａ及びＢとして空間に放射される。
【００１２】以上の装置による超音波合成による可聴帯
音波の発生動作を図２を用いて説明する。音声の三角波
信号はマイク３から入力し音声増幅器４によって増幅さ
れる。マイク入力信号は基本周期超音波の１８０度位相
毎に＋，＋，＋，＋，＋，０，−，−，
−，−，−，０，＋，…と変化するものとす
る。
音波の発生動作を図２を用いて説明する。音声の三角波
信号はマイク３から入力し音声増幅器４によって増幅さ
れる。マイク入力信号は基本周期超音波の１８０度位相
毎に＋，＋，＋，＋，＋，０，−，−，
−，−，−，０，＋，…と変化するものとす
る。
【００１３】増幅された信号は２つの信号加算器５、６
でフィードバック回路７、８からのフィードバック信号
に加算される。フィードバック回路７、８には基本信号
発振器１から超音波の基本波（図２）が加わっており、
これに信号加算器５、６の出力が入力し基本周波数で１
８０度位相が遅れたフィードバックがかけられ、互に反
対側の信号加算器５、６に入力する。
でフィードバック回路７、８からのフィードバック信号
に加算される。フィードバック回路７、８には基本信号
発振器１から超音波の基本波（図２）が加わっており、
これに信号加算器５、６の出力が入力し基本周波数で１
８０度位相が遅れたフィードバックがかけられ、互に反
対側の信号加算器５、６に入力する。
【００１４】信号加算器６は、選択信号発生回路２から
の選択信号によって超音波基本波の正の半周期毎に有効
となり、他方の信号加算器５の出力（３，８，９，６，
１，０，…）がフィードバック回路７で１８０度位相が
遅れたフィードバック信号に音声増幅器４からの三角波
入力信号の振幅（＋，＋，＋，−，−，−
，＋…）を加算し振幅変調して出力する。したがっ
て、この信号加算器６の出力信号は、超音波基本波で標
本化された三角波信号で振幅変調された図２に示す超音
波Ａの＋側パルス信号（＋＝１，３＋＝６，８＋
＝９，９−＝８，６−＝３，１−＝０，０＋＝
１，…）が作成されることになる。
の選択信号によって超音波基本波の正の半周期毎に有効
となり、他方の信号加算器５の出力（３，８，９，６，
１，０，…）がフィードバック回路７で１８０度位相が
遅れたフィードバック信号に音声増幅器４からの三角波
入力信号の振幅（＋，＋，＋，−，−，−
，＋…）を加算し振幅変調して出力する。したがっ
て、この信号加算器６の出力信号は、超音波基本波で標
本化された三角波信号で振幅変調された図２に示す超音
波Ａの＋側パルス信号（＋＝１，３＋＝６，８＋
＝９，９−＝８，６−＝３，１−＝０，０＋＝
１，…）が作成されることになる。
【００１５】また、信号加算器５は、選択信号発生回路
２からの選択信号によって超音波基本波の負の半周期毎
に有効となり、他方の信号加算器６の出力（１，６，
９，８，３，０，１，…）がフィードバック回路８で１
８０度位相が遅れたフィードバック信号に音声増幅器４
からの三角波入力信号の振幅（＋，＋，０，−，
−，０，…）を加算し振幅変調して出力する。したが
って、この信号加算器５の出力信号は、超音波Ａと１８
０度の位相差を有する三角波信号で振幅変調された図２
に示す超音波Ｂの＋側パルス信号（１＋＝３，６＋
＝８，９＋０＝９，８−＝６，３−＝１，０＋０＝
０，…）が作成されることになる。
２からの選択信号によって超音波基本波の負の半周期毎
に有効となり、他方の信号加算器６の出力（１，６，
９，８，３，０，１，…）がフィードバック回路８で１
８０度位相が遅れたフィードバック信号に音声増幅器４
からの三角波入力信号の振幅（＋，＋，０，−，
−，０，…）を加算し振幅変調して出力する。したが
って、この信号加算器５の出力信号は、超音波Ａと１８
０度の位相差を有する三角波信号で振幅変調された図２
に示す超音波Ｂの＋側パルス信号（１＋＝３，６＋
＝８，９＋０＝９，８−＝６，３−＝１，０＋０＝
０，…）が作成されることになる。
【００１６】作成された超音波Ａの＋側パルス信号を信
号加算器６から正弦波作成回路９に入力して、＋側パル
スが１８０度位相が遅れた−側パルス信号を付加して正
弦波超音波Ａ（図２）を作成し、スピーカ１１に入力す
る。また超音波Ｂの＋側パルス信号を信号加算器５から
正弦波作成回路１０に入力して、＋側パルスが１８０度
位相が遅れた−側パルス信号を付加して正弦波超音波Ｂ
（図２）を作成し、スピーカ１２に入力する。
号加算器６から正弦波作成回路９に入力して、＋側パル
スが１８０度位相が遅れた−側パルス信号を付加して正
弦波超音波Ａ（図２）を作成し、スピーカ１１に入力す
る。また超音波Ｂの＋側パルス信号を信号加算器５から
正弦波作成回路１０に入力して、＋側パルスが１８０度
位相が遅れた−側パルス信号を付加して正弦波超音波Ｂ
（図２）を作成し、スピーカ１２に入力する。
【００１７】スピーカ１１及び１２は、同一周波数（超
音波）で１８０度の位相差で振幅変調により振幅が異な
る超音波Ａと超音波Ｂを空間に放射するが、このときス
ピーカ１１と１２は放射方向が可変に設けられ、スピー
カ１１、１２を放射超音波Ａ、Ｂが空間の１点で交叉す
るように指向させると、その交叉点で超音波ＡとＢが合
成される。超音波ＡとＢの合成波は図２に示す合成波Ｃ
の如くの超音波波形となる。この合成波Ｃには図２に点
線で示すような三角波の可聴音波帯域の変調成分が含ま
れているから、これを耳のローパスフィルタ特性を介す
ることによって可聴帯音波（三角波）のみを聴取するこ
とができる。
音波）で１８０度の位相差で振幅変調により振幅が異な
る超音波Ａと超音波Ｂを空間に放射するが、このときス
ピーカ１１と１２は放射方向が可変に設けられ、スピー
カ１１、１２を放射超音波Ａ、Ｂが空間の１点で交叉す
るように指向させると、その交叉点で超音波ＡとＢが合
成される。超音波ＡとＢの合成波は図２に示す合成波Ｃ
の如くの超音波波形となる。この合成波Ｃには図２に点
線で示すような三角波の可聴音波帯域の変調成分が含ま
れているから、これを耳のローパスフィルタ特性を介す
ることによって可聴帯音波（三角波）のみを聴取するこ
とができる。
【００１８】スピーカ１１と１２の放射方向を可変し、
２つの放射超音波の交叉点の位置を変えることによって
空間の任意の位置にマイク３に入力した音声（三角波）
を伝達させることができ、イヤホンなしでイヤホンのよ
うな使い方で、集会場等での呼び出しや、個々の人々に
個別にメッセージを伝えること等が可能となる。
２つの放射超音波の交叉点の位置を変えることによって
空間の任意の位置にマイク３に入力した音声（三角波）
を伝達させることができ、イヤホンなしでイヤホンのよ
うな使い方で、集会場等での呼び出しや、個々の人々に
個別にメッセージを伝えること等が可能となる。
【００１９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、空間内で
超音波の合成によって可聴帯音波を発生させるこがで
き、これを利用して音声を空間内の任意の点に伝達させ
ることができる。
超音波の合成によって可聴帯音波を発生させるこがで
き、これを利用して音声を空間内の任意の点に伝達させ
ることができる。
【図１】本発明の一実施形態の構成図。
【図２】本発明の超音波合成原理を示す信号波形図。
１…基本信号発振器、２…信号加算器選択信号発生回
路、３…マイク、４…音声増幅器、５、６…信号加算
器、７、８…フィードバック回路、９、１０…正弦波作
成回路、１０、１１…スピーカ。
路、３…マイク、４…音声増幅器、５、６…信号加算
器、７、８…フィードバック回路、９、１０…正弦波作
成回路、１０、１１…スピーカ。
Claims (2)
- 【請求項１】 超音波の合成により空間内の任意の点に
可聴帯音波を発生させる方法において、加算出力を超音
波基本周波数で互に１８０度位相が遅れたフィードバッ
クがかけられた２つの信号に各々外部可聴帯音波信号の
振幅を加算して振幅変調した後、超音波基本周波数で標
本化して作成した２つの超音波を作成する手段を設け、
該２つの超音波を２方向から空間の任意の１点で交叉す
るように放射し、交叉点で２つの超音波が合成されるこ
とによって可聴帯音波を発生するようにしたことを特徴
とする超音波合成による可聴帯音波発生方法。 - 【請求項２】 超音波の合成により空間内の任意の点に
可聴帯音波を発生させる装置において、加算出力の２つ
の信号に超音波基本周波数で互に１８０度位相の遅れた
フィードバックをかけるフィードバック回路と、該フィ
ードバック回路によって互の出力に１８０度位相が遅れ
たフィードバックがかけられた２つの信号に各々外部可
聴帯音波信号の振幅を加算して振幅変調する信号加算器
と、該各信号加算器を超音波基本周波数の半周期毎に交
互に有効にする信号加算器選択信号発生回路と、上記各
信号加算器の出力振幅変調信号から正弦波の超音波を作
成する正弦波作成回路と、該作成された２つの超音波を
２方向から空間の任意の１点で交叉するように放射する
電気音響変換装置とを備えたことを特徴とする超音波合
成による可聴帯音波発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000227561A JP3947649B2 (ja) | 2000-07-24 | 2000-07-24 | 超音波合成による可聴帯音波発生方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000227561A JP3947649B2 (ja) | 2000-07-24 | 2000-07-24 | 超音波合成による可聴帯音波発生方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002044789A true JP2002044789A (ja) | 2002-02-08 |
| JP3947649B2 JP3947649B2 (ja) | 2007-07-25 |
Family
ID=18720985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000227561A Expired - Fee Related JP3947649B2 (ja) | 2000-07-24 | 2000-07-24 | 超音波合成による可聴帯音波発生方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3947649B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100626521B1 (ko) | 2004-01-06 | 2006-09-20 | 주식회사 팬택앤큐리텔 | 이동통신 단말기에서의 극초음파를 이용한 음향 출력 장치 |
| CN106210973A (zh) * | 2015-04-30 | 2016-12-07 | 美特科技(苏州)有限公司 | 一种近距离定点还原声波形成方法及装置 |
| CN108370462A (zh) * | 2016-09-16 | 2018-08-03 | 卡西欧计算机株式会社 | 骨传导波生成装置及方法、骨传导波生成装置用程序、以及骨传导波输出机 |
-
2000
- 2000-07-24 JP JP2000227561A patent/JP3947649B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN106210973A (zh) * | 2015-04-30 | 2016-12-07 | 美特科技(苏州)有限公司 | 一种近距离定点还原声波形成方法及装置 |
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