JP2005033488A - Ultrasonic speaker and method for reproducing signal sound of ultrasonic speaker - Google Patents
Ultrasonic speaker and method for reproducing signal sound of ultrasonic speaker Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005033488A JP2005033488A JP2003196007A JP2003196007A JP2005033488A JP 2005033488 A JP2005033488 A JP 2005033488A JP 2003196007 A JP2003196007 A JP 2003196007A JP 2003196007 A JP2003196007 A JP 2003196007A JP 2005033488 A JP2005033488 A JP 2005033488A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- sound
- sound pressure
- wave
- pressure level
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波に対する媒質(空気)の非線形性を用いて可聴周波数帯の信号音を再生させる超音波スピーカ及び超音波スピーカの信号音再生方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、超音波に対する媒質(空気)の非線形性を利用した超音波スピーカが、通常のスピーカに比べてはるかに鋭い指向性を持つ可聴周波数帯の信号を再生し得ることが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
従来の超音波スピーカの構成を図7に示す。超音波スピーカは、可聴周波数帯の信号を生成する可聴周波数波発振源10と、キャリア波を生成するキャリア波発振源12と、変調器14と、パワーアンプ16と、超音波トランスデューサ18とを有している。
【0003】
上記構成において、可聴周波数波発振源10より出力される信号波によってキャリア波発振源12から出力される超音波周波数帯のキャリア波を変調器14により変調し、パワーアンプ16で増幅した変調信号により超音波トランスデューサ18を駆動する。この結果、上記変調信号が超音波トランスデューサ18により有限振幅レベルの音波に変換され、この音波は媒質中(空気中)に放射されて媒質(空気)の非線形効果によって元の可聴周波数帯の信号音が再生されるようになっている。
この場合、可聴周波数帯の再生信号の再生範囲は、超音波トランスデューサ18から放出軸方向へのビーム状の範囲となる。
【0004】
【特許文献1】
特開昭58−119293号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の超音波スピーカでは、再生される可聴周波数帯の信号音では、非線形性の特徴故に音圧分布が正負対称とならずに負音圧側に偏る傾向があり、通常の可聴域周波数の信号音と比較して聴取者にとって違和感を伴う音として認識されるという問題があった。
【0006】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、聴取者にとって違和感を伴わない音の再生を可能とする超音波スピーカ及び超音波スピーカの信号音再生方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明のポイントは、聴取者にとって違和感を伴う再生音の音圧分布が負音圧側に偏っている現象を改善する為に、超音波スピーカを構成する超音波トランスデューサから放射する信号をあらかじめ一定の規則により修正しておく点にある。こうすることにより、聴取者が聞く再生音の音圧分布を正負対称とすることが可能であり、聴取者は通常の可聴周波数帯の再生信号として聴取することができる。通常の可聴周波数帯の再生信号なので、聴取に際して違和感を伴うこともなくなり、超音波スピーカから出力される再生音の品質の向上が図れる。
【0008】
すなわち、上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、可聴周波数帯の信号波を生成する信号源から出力される信号波によりキャリア波を変調し、該変調信号により広周波数帯域の音響信号を発振できる超音波トランスデューサを駆動することにより可聴波周波数帯の信号音を再生させる超音波スピーカの信号音再生方法であって、前記信号音の音圧分布が正負対象となるように前記超音波トランスデューサに印加される変調信号の音圧レベルをシフトすることを特徴とする。
【0009】
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の超音波スピーカの信号音再生方法において、前記変調信号の音圧レベルを予め正方向にシフトすることを特徴とする。
【0010】
また、請求項3に記載の発明は、請求項1または2のいずれかに記載の超音波スピーカの信号音再生方法において、前記変調信号の音圧レベルのシフト量を前記超音波トランスデューサの音波放射面から放射軸方向に再生地点までの距離に応じて調整することを特徴とする。
【0011】
また、請求項4に記載の発明は、請求項1または2のいずれかに記載の超音波スピーカの信号音再生方法において、前記変調信号の音圧レベルのシフト量を前記超音波トランスデューサの音波放射面から再生地点までの距離に無関係に固定値とすることを特徴とする。
【0012】
また、請求項5に記載の発明は、可聴周波数帯の信号波を生成する信号源と、キャリア波を生成し、出力するキャリア波供給手段と、前記キャリア波を前記信号波で変調する変調手段と、前記変調手段から出力される変調信号により駆動され該変調信号を有限振幅レベルの音波に変換して媒質中に放射する超音波トランスデューサとを有し、可聴波周波数帯の信号音である再生信号を出力する超音波スピーカであって、前記信号音の音圧分布が正負対象となるように前記超音波トランスデューサに印加される変調信号の音圧レベルをシフトする音圧レベル調整手段を有することを特徴とする。
【0013】
また、請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の超音波スピーカにおいて、前記音圧レベル調整手段は、前記変調波の音圧レベルのシフト量を前記超音波トランスデューサの音波放射面から放射軸方向に再生地点までの距離に応じて調整可能としたことを特徴とする。
【0014】
また、請求項7に記載の発明は、請求項5または6のいずれかに記載の超音波スピーカにおいて、前記音圧レベル調整手段は、前記超音波トランスデューサの音波放射面から放射軸方向に再生地点までの距離と、前記信号音の音圧分布を正負対象とするのに必要な前記変調信号の音圧レベルのシフト量との関係を示すテーブルが予め記憶されている記憶部と、外部より入力された前記超音波トランスデューサの音波放射面から放射軸方向に再生地点までの距離情報を取り込み、前記テーブルを参照し、前記距離情報に応じた前記変調信号の音圧レベルのシフト量を求め、該シフト量を出力するシフト量選択部と、前記シフト量選択部から入力されたシフト量だけ前記変調信号の音圧レベルをシフトし、出力する音圧レベル調整部とを有することを特徴とする。
【0015】
また、請求項8に記載の発明は、請求項5に記載の超音波スピーカにおいて、前記音圧レベル調整手段は、前記変調信号の音圧レベルを予め正方向にシフトするようにシフト量が固定的に設定されていることを特徴とする。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施形態に係る超音波スピーカの構成を図1に示す。同図において、超音波スピーカは可聴周波数波発振源10と、キャリア波発振源12と、変調器14と、音圧レベル調整器20と、パワーアンプ16と、超音波トランスデューサ18とを有している。
【0017】
可聴周波数波発振源10は可聴周波数帯の信号波を生成する機能を有する。
キャリア波発振源12は、超音波周波数帯の周波数のキャリア波を生成し、変調器14に供給する機能を有する。
変調器14は、それぞれ、キャリア波発振源12から出力されるキャリア波を可聴周波数波発振源10から出力される信号波でAM変調し、変調信号を出力する機能を有する。
なお、可聴周波数波発振源10は本発明の信号源に、キャリア波発振源12は本発明のキャリア波供給手段に、変調器14は本発明の変調手段に、それぞれ相当する。
【0018】
音圧レベル調整器20は、前記信号音の音圧分布が正負対象となるように前記超音波トランスデューサに印加される変調信号の音圧レベルをシフトする機能を有する。具体的には、超音波トランスデューサ18から放射する音響信号に対する修正は、媒質の非線形性の特徴故に信号音(再生信号)の音圧分布が正負対称とならずに負音圧部分に偏る傾向に対応する為に、予め変調信号全体を正音圧側にシフトするように調整する。すなわち、音圧レベル調整器20は、超音波トランスデューサ18から放射された音波が媒質中を伝播するに伴い負音圧側に偏った結果が正負対称となるようにシフト量を調節することになる。
【0019】
但し、非線形性の伝播では、信号音の再生位置、すなわち聴取する位置(超音波トランスデューサーからの距離)によって、可聴周波数帯の再生信号の音圧は異なる。したがって、信号音の音圧分布を確実に正負対称となるようにするためには、超音波トランスデューサ18に印加される変調器14から出力される変調信号の音圧レベルのシフト量を超音波トランスデューサ18の音波放射面から放射軸方向に再生地点までの距離に応じて調整する必要がある。但し、ある程度の距離以降は再生信号音圧は一定と考えてよく、確実な対称性がなくても聴取者が感じる違和感は、従来の超音波スピーカーの再生音と比べて遥かに小さいものである。
【0020】
次に、音圧レベル調整器20の具体的構成の一例を図2に示す。同図において音圧レベル調整器20は、記憶部201と、シフト量選択部202と、音圧レベル調整部203とを有している。
記憶部201には、超音波トランスデューサ18の音波放射面から放射軸方向に再生地点までの距離と、前記信号音の音圧分布を正負対象とするのに必要な変調信号(変調器14の出力信号)の音圧レベルのシフト量との関係を示すテーブルが予め記憶されている。
【0021】
シフト量選択部202は、操作手段等により外部から入力された超音波トランスデューサ18の音波放射面から放射軸方向に再生地点までの距離情報を取り込み、前記テーブルを参照し、前記距離情報に応じた前記変調信号の音圧レベルのシフト量を求め、該シフト量を出力する機能を有している。
音圧レベル調整部203は、シフト量選択部202から入力されたシフト量だけ前記変調信号の音圧レベルをシフトし、出力する機能を有している。
音圧レベル調整器20は、本発明の音圧レベル調整手段に相当する。
【0022】
パワーアンプ16は、音圧レベル調整器より出力される変調信号を電力増幅し、超音波トランスデューサ18に出力する。
超音波トランスデューサ18は、パワーアンプ16より出力される変調信号により駆動され、該変調信号を有限振幅レベルの音波に変換して媒質中に放射し、可聴周波数帯の信号音(再生信号)を再生する機能を有する。この超音波トランスデューサ18は、例えば、広周波数帯域の音響信号を発振できる静電型トランスデューサが使用される。
なお、本発明は共振型の狭周波数帯域の音響信号を発振する超音波トランスデューサにも適用可能であり、適用対象となる超音波トランスデューサとしては広周波数帯域発振型であると、狭周波数帯域型であるとは問わない。
【0023】
超音波トランスデューサ18の具体的構成の一例を図3に示す。図3に示す静電型の超音波トランスデューサは、振動体として3〜10μm程度の厚さのPET(ポリエチレンテレフタレート樹脂)等の誘電体31(絶縁体)を用いている。誘電体31に対しては、アルミ等の金属箔として形成される上電極32がその上面部に蒸着等の処理によって一体形成されるとともに、真鍮で形成された下電極33が誘電体31の下面部に接触するように設けられている。この下電極33は、リード52が接続されるとともに、ベークライト等からなるベース板35に固定されている。
【0024】
また、上電極32は、リード53が接続されており、このリード53は直流バイアス電源50に接続されている。この直流バイアス電源50により上電極32には50〜150V程度の上電極吸着用の直流バイアス電圧が常時、印加され上電極32が下電極33側に吸着されるようになっている。51は交流信号源であり、図1におけるパワーアンプ16の出力(AC50〜150Vp−p)に相当する。
誘電体31および上電極32ならびベース板35は、メタルリング36、37、および38、ならびにメッシュ39とともに、ケース30によってかしめられてる。
【0025】
下電極33の誘電体31側の面には不均一な形状を有する数十〜数百μm程度の微小な溝が複数形成されている。この微小な溝は、下電極33と誘電体31との間の空隙となるので、上電極32および下電極33間の静電容量の分布が微小に変化する。このランダムな微小な溝は、下電極33の表面を手作業でヤスリで荒らすことで形成されている。静電方式の超音波トランスデューサでは、このようにして空隙の大きさや深さの異なる無数のコンデンサを形成することによって、超音波トランスデューサの周波数特性が図4において曲線Q1に示すように広帯域となっている。
【0026】
上記構成の超音波トランスデューサ18では、上電極32に直流バイアス電圧が印加された状態で上電極31と下電極33との間に変調信号(パワーアンプ16の出力)が印加されるようになっている。因みに、図4に曲線Q2で示すように共振型の超音波トランスデューサの周波数特性は、中心周波数(圧電セラミックの共振周波数)が例えば、40kHzであり、中心周波数に対して±5kHzで最大音圧に対して−30dBである。これに対して、上記構成の広帯域発振型の超音波トランスデューサの周波数特性は、40kHzから100kHz付近まで平坦で、100kHzで最大音圧に比して±6dB程度である。
【0027】
上記構成からなる本発明の実施形態に係る超音波スピーカの動作について説明する。可聴周波数波発振源10は可聴周波数帯の信号波を生成し、変調器14に出力する。
キャリア波発振源12は、超音波周波数帯の周波数のキャリア波を生成し、変調器14に供給する。
変調器14では、キャリア波発信源12から出力されたキャリア波を可聴周波数波発振源10より出力された信号波でAM変調し、該変調信号を音圧レベル調整器20に出力する。
【0028】
一方、音圧レベル調整器において、シフト量選択部202では、操作手段等により入力された超音波トランスデューサ18の音波放射面から放射軸方向に再生地点までの距離情報を取り込み、記憶部201に記憶されている前記テーブルを参照し、前記距離情報に応じた変調信号の音圧レベルのシフト量を求め、該シフト量を音量レベル調整部203に出力する。
音圧レベル調整部203は、シフト量選択部202から入力されたシフト量だけ変調器14から入力された変調信号の音圧レベルを正方向にシフトし、パワーアンプ16に出力する。
パワーアンプ16により増幅された変調信号は、超音波トランスデューサ18の上電極32と下電極33との間に印加され、該変調信号は、有限振幅レベルの音波(音響信号)に変換され、媒質(空気中)に放射される。
【0029】
ここで、媒質(空気)の非線形効果について簡単に述べておくと、超音波トランスデューサにより媒質中(空気中)に放射された超音波の伝播において、その伝播に伴い音圧の高い部分では音速が高くなり、音圧の低い部分では音速は遅くなる。この結果、波形の歪みが発生することが知られている。放射する超音波帯域の信号(キャリア波と呼ぶ)を可聴周波数帯の信号で変調(AM変調)しておいた場合には、上記波形歪みの結果により、変調時に用いた可聴周波数帯の信号波が自己復調する形で形成されてくることも知られている。その際、再生信号の広がりは超音波の特性からビーム状となり、通常のスピーカとは全く異なる特定方向のみに音が再生される。
【0030】
次に、本発明の実施形態に係る超音波スピーカの効果について図5及び図6を参照して説明する。
図5は、従来の超音波スピーカ(図7)の特性を、図6は、本発明に係る超音波スピーカ(図1)の特性をそれぞれ、示している。図5及び図6は、いずれもキャリア波の周波数が40kHz,可聴周波数帯の信号波の周波数が2kHzとした場合の変調波(図5(a),図6(a))、伝播波(図5(b),図6(b))及び再生信号(図5(c),図6(c))の各波形を示している。
【0031】
これらの図から明らかなように、従来の超音波スピーカでは、変調信号の音圧レベルを調整していないために、再生信号の音圧レベル分布は図5(c)に示すように負音圧側に偏っていることが判る。したがって、再生音は、聴取者にとって違和感を伴う音として認識される。
これに対して、本発明に係る超音波スピーカ(図1)では、再生信号の音圧レベルが正負対称となるように、音圧レベル調整器20により変調器の音圧レベルを予め正音圧側にシフト(図6(a)では、例えば、シフト量は変調信号の最大振幅の0.8%)するように調整しているので、再生信号の音圧レベルは図6(c)に示すように正負対称となり、聴取者にとって違和感のない音の再生が可能となる。
【0032】
なお、本実施形態では、音圧レベル調整器20は、変調器14の出力である変調信号の音圧レベルのシフト量を超音波トランスデューサの音波放射面から放射軸方向に再生地点までの距離に応じて調整するように構成しているが、既述したように、厳密に正負対称とならない場合でも改善効果があるので、上記変調信号の音圧レベルのシフト量を超音波トランスデューサの音波放射面から再生地点までの距離に無関係に予め正音圧側にシフトするような固定値としてもよい。
【0033】
本実施形態によれば、可聴周波数帯の信号波を生成する信号源から出力される信号波によりキャリア波を変調し、該変調信号により広周波数帯域の音響信号を発振できる超音波トランスデューサを駆動することにより可聴波周波数帯の信号音を再生させる超音波スピーカにおいて、信号音の音圧分布が正負対象となるように超音波トランスデューサに印加される変調信号の音圧レベルをシフトするようにしたので、聴取者にとって違和感を伴わない音の再生が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る超音波スピーカの構成を示すブロック図。
【図2】図1に示した本発明の実施形態に係る超音波スピーカにおける音圧レベル調整器の具体的構成の一例を示すブロック図。
【図3】図1に示した本発明の実施形態に係る超音波スピーカにおける超音波トランスデューサの具体的構成を示す図。
【図4】図3に示した超音波トランスデューサの周波数特性を示す特性図。
【図5】従来の超音波スピーカの特性を示し、変調信号(図5(a))、伝搬波(図5(b))、及び再生信号(図5(c))の各波形を示す波形図。
【図6】本発明に係る超音波スピーカの特性を示し、変調信号(図6(a))、伝搬波(図6(b)))、及び再生信号(図6(c))の各波形を示す波形図。
【図7】従来の超音波スピーカの構成を示すブロック図。
【符号の説明】
10…可聴周波数波発振源
12…キャリア波発振源
14…変調器
16…パワーアンプ
18…超音波トランスデューサ
20…音圧レベル調整器[0001]
BACKGROUND OF THE
[0002]
[Prior art]
Conventionally, it is known that an ultrasonic speaker using the nonlinearity of a medium (air) with respect to ultrasonic waves can reproduce a signal in an audible frequency band having a much sharper directivity than a normal speaker ( For example, see
The configuration of a conventional ultrasonic speaker is shown in FIG. The ultrasonic speaker has an audio frequency
[0003]
In the above configuration, the carrier wave in the ultrasonic frequency band output from the carrier
In this case, the reproduction range of the reproduction signal in the audible frequency band is a beam-shaped range from the
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 58-119293
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional ultrasonic speaker, the signal sound of the audible frequency band to be reproduced tends to be biased toward the negative sound pressure side instead of being symmetric with respect to the positive and negative sound pressures due to the non-linear characteristics. There has been a problem that it is recognized as a sound with a sense of incongruity for the listener as compared with the signal sound of the frequency.
[0006]
The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide an ultrasonic speaker and a method for reproducing a signal sound of an ultrasonic speaker that can reproduce a sound that does not cause a sense of incongruity for a listener. To do.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The point of the present invention is that in order to improve the phenomenon that the sound pressure distribution of the reproduced sound that is uncomfortable for the listener is biased toward the negative sound pressure side, a signal radiated from the ultrasonic transducer constituting the ultrasonic speaker is fixed in advance. It is in the point corrected by the rule. By doing so, it is possible to make the sound pressure distribution of the reproduced sound heard by the listener symmetric, and the listener can listen as a reproduction signal in a normal audible frequency band. Since it is a reproduction signal in a normal audible frequency band, there is no sense of incongruity in listening, and the quality of the reproduction sound output from the ultrasonic speaker can be improved.
[0008]
In other words, in order to achieve the above object, the invention according to claim 1 modulates a carrier wave with a signal wave output from a signal source that generates a signal wave in an audible frequency band, and uses the modulated signal to generate a wide frequency band. An ultrasonic speaker signal sound reproduction method for reproducing an audio frequency band signal sound by driving an ultrasonic transducer capable of oscillating an acoustic signal, wherein the sound pressure distribution of the signal sound is subject to positive and negative The sound pressure level of the modulation signal applied to the ultrasonic transducer is shifted.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in the method for reproducing a signal sound of the ultrasonic speaker according to the first aspect, the sound pressure level of the modulation signal is shifted in the positive direction in advance.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the method of reproducing a signal sound of the ultrasonic speaker according to any one of the first or second aspect, the amount of shift of the sound pressure level of the modulation signal is set as the sound wave radiation of the ultrasonic transducer. It adjusts according to the distance from a surface to a reproduction | regeneration point in a radial direction.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, in the method of reproducing a signal sound of the ultrasonic speaker according to any one of the first or second aspect, a shift amount of the sound pressure level of the modulation signal is set as a sound wave radiation of the ultrasonic transducer. It is characterized by a fixed value regardless of the distance from the surface to the reproduction point.
[0012]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a signal source for generating an audible frequency band signal wave, a carrier wave supply means for generating and outputting a carrier wave, and a modulation means for modulating the carrier wave with the signal wave And an ultrasonic transducer that is driven by the modulation signal output from the modulation means and converts the modulation signal into a sound wave of a finite amplitude level and radiates it into the medium, and reproduces a signal sound in an audio frequency band An ultrasonic speaker for outputting a signal, comprising sound pressure level adjusting means for shifting the sound pressure level of the modulation signal applied to the ultrasonic transducer so that the sound pressure distribution of the signal sound is a target of positive and negative. It is characterized by.
[0013]
According to a sixth aspect of the present invention, in the ultrasonic speaker according to the fifth aspect of the present invention, the sound pressure level adjusting means determines the shift amount of the sound pressure level of the modulated wave from the sound wave emitting surface of the ultrasonic transducer. It can be adjusted according to the distance to the reproduction point in the radial axis direction.
[0014]
The invention according to claim 7 is the ultrasonic speaker according to
[0015]
The invention of claim 8 provides the ultrasonic speaker according to
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of an ultrasonic speaker according to an embodiment of the present invention. In the figure, the ultrasonic speaker has an audible frequency
[0017]
The audio frequency
The carrier
Each of the
The audio frequency
[0018]
The sound
[0019]
However, in non-linear propagation, the sound pressure of the reproduced signal in the audible frequency band varies depending on the reproduction position of the signal sound, that is, the listening position (distance from the ultrasonic transducer) . Therefore, in order to be reliably positive-negative symmetrical distribution of sound pressure signals sound, ultrasonic transducers shift amount of the sound pressure level of the modulated signal output from the
[0020]
Next, an example of a specific configuration of the sound
The
[0021]
The shift
The sound pressure
The sound
[0022]
The
The
The present invention can also be applied to an ultrasonic transducer that oscillates a resonance-type acoustic signal in a narrow frequency band. As an ultrasonic transducer to be applied, a wide frequency band oscillation type is a narrow frequency band type. There is no question.
[0023]
An example of a specific configuration of the
[0024]
The
The dielectric 31, the
[0025]
On the surface of the
[0026]
In the
[0027]
The operation of the ultrasonic speaker according to the embodiment of the present invention having the above configuration will be described. The audio frequency
The carrier
The modulator 14 AM modulates the carrier wave output from the carrier
[0028]
On the other hand, in the sound pressure level adjuster, the shift
The sound pressure
The modulation signal amplified by the
[0029]
Here, the nonlinear effect of the medium (air) will be briefly described. In the propagation of the ultrasonic wave radiated into the medium (in the air) by the ultrasonic transducer, the sound speed is increased at the portion where the sound pressure is high due to the propagation. The sound speed becomes higher and the sound speed becomes slower in the part where the sound pressure is low. As a result, it is known that waveform distortion occurs. When a signal in the ultrasonic band to be radiated (referred to as a carrier wave) is modulated (AM modulation) with a signal in the audible frequency band, the signal wave in the audible frequency band used for modulation is obtained based on the result of the waveform distortion. It is also known that is formed in a form that self-demodulates. At this time, the spread of the reproduction signal becomes a beam shape due to the characteristics of ultrasonic waves, and the sound is reproduced only in a specific direction completely different from that of a normal speaker.
[0030]
Next, the effect of the ultrasonic speaker according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 5 shows the characteristics of the conventional ultrasonic speaker (FIG. 7), and FIG. 6 shows the characteristics of the ultrasonic speaker (FIG. 1) according to the present invention. 5 and 6 both show a modulated wave (FIG. 5 (a), FIG. 6 (a)) and a propagation wave (FIG. 5) when the frequency of the carrier wave is 40 kHz and the frequency of the signal wave in the audible frequency band is 2 kHz. 5 (b) and FIG. 6 (b)) and the waveform of the reproduction signal (FIG. 5 (c) and FIG. 6 (c)) are shown.
[0031]
As is clear from these figures, since the conventional ultrasonic speaker does not adjust the sound pressure level of the modulation signal, the sound pressure level distribution of the reproduction signal is on the negative sound pressure side as shown in FIG. It turns out that it is biased to. Therefore, the reproduced sound is recognized as a sound with a sense of incongruity for the listener.
On the other hand, in the ultrasonic speaker according to the present invention (FIG. 1), the sound pressure level of the modulator is set to the positive sound pressure side in advance by the sound
[0032]
In this embodiment, the sound
[0033]
According to this embodiment, a carrier wave is modulated by a signal wave output from a signal source that generates a signal wave in an audible frequency band, and an ultrasonic transducer that can oscillate an acoustic signal in a wide frequency band is driven by the modulated signal. As a result, the sound pressure level of the modulation signal applied to the ultrasonic transducer is shifted so that the sound pressure distribution of the signal sound is subject to positive and negative in the ultrasonic speaker that reproduces the signal sound in the audible frequency band. Therefore, it is possible to reproduce the sound without a sense of incongruity for the listener.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic speaker according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing an example of a specific configuration of a sound pressure level adjuster in the ultrasonic speaker according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram showing a specific configuration of an ultrasonic transducer in the ultrasonic speaker according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1;
4 is a characteristic diagram showing frequency characteristics of the ultrasonic transducer shown in FIG. 3; FIG.
FIG. 5 shows the characteristics of a conventional ultrasonic speaker, and shows waveforms of a modulated signal (FIG. 5A), a propagation wave (FIG. 5B), and a reproduction signal (FIG. 5C). Figure.
FIG. 6 shows the characteristics of the ultrasonic speaker according to the present invention, and each waveform of the modulation signal (FIG. 6 (a)), the propagation wave (FIG. 6 (b)), and the reproduction signal (FIG. 6 (c)). FIG.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a conventional ultrasonic speaker.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記信号音の音圧分布が正負対象となるように前記超音波トランスデューサに印加される変調信号の音圧レベルをシフトすることを特徴とする超音波スピーカの信号音再生方法。A carrier wave is modulated by a signal wave output from a signal source that generates a signal wave in an audible frequency band, and an ultrasonic transducer capable of oscillating an acoustic signal in a wide frequency band is driven by the modulated signal. An ultrasonic speaker signal sound reproducing method for reproducing a signal sound,
A signal sound reproduction method of an ultrasonic speaker, wherein a sound pressure level of a modulation signal applied to the ultrasonic transducer is shifted so that a sound pressure distribution of the signal sound is a target of positive and negative.
キャリア波を生成し、出力するキャリア波供給手段と、
前記キャリア波を前記信号波で変調する変調手段と、
前記変調手段から出力される変調信号により駆動され該変調信号を有限振幅レベルの音波に変換して媒質中に放射する超音波トランスデューサとを有し、可聴波周波数帯の信号音である再生信号を出力する超音波スピーカであって、
前記信号音の音圧分布が正負対象となるように前記超音波トランスデューサに印加される変調信号の音圧レベルをシフトする音圧レベル調整手段を有することを特徴とする超音波スピーカ。A signal source for generating a signal wave in an audible frequency band;
A carrier wave supply means for generating and outputting a carrier wave;
Modulation means for modulating the carrier wave with the signal wave;
An ultrasonic transducer that is driven by the modulation signal output from the modulation means and converts the modulation signal into a sound wave of a finite amplitude level and radiates it into the medium, and a reproduction signal that is a signal sound in an audible frequency band An ultrasonic speaker for output,
An ultrasonic speaker comprising sound pressure level adjusting means for shifting a sound pressure level of a modulation signal applied to the ultrasonic transducer so that a sound pressure distribution of the signal sound is a target of positive and negative.
前記超音波トランスデューサの音波放射面から放射軸方向に再生地点までの距離と、前記信号音の音圧分布を正負対象とするのに必要な前記変調信号の音圧レベルのシフト量との関係を示すテーブルが予め記憶されている記憶部と、
外部より入力された前記超音波トランスデューサの音波放射面から放射軸方向に再生地点までの距離情報を取りこみ、前記テーブルを参照し、前記距離情報に応じた前記変調信号の音圧レベルのシフト量を求め、該シフト量を出力するシフト量選択部と、
前記シフト量選択部から入力されたシフト量だけ前記変調信号の音圧レベルをシフトし、出力する音圧レベル調整部と、
を有することを特徴とする請求項5または6のいずれかに記載の超音波スピーカ。The sound pressure level adjusting means is
The relationship between the distance from the sound wave emitting surface of the ultrasonic transducer to the reproduction point in the radial axis direction and the amount of shift in the sound pressure level of the modulation signal necessary for making the sound pressure distribution of the signal sound positive or negative A storage unit in which a table to be stored is stored in advance;
The distance information from the sound wave emitting surface of the ultrasonic transducer input from the outside to the reproduction point in the radial axis direction is taken in, the table is referred to, and the shift amount of the sound pressure level of the modulation signal according to the distance information is calculated. A shift amount selection unit for obtaining and outputting the shift amount;
A sound pressure level adjustment unit that shifts and outputs the sound pressure level of the modulation signal by the shift amount input from the shift amount selection unit;
The ultrasonic speaker according to claim 5 or 6, characterized by comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003196007A JP2005033488A (en) | 2003-07-11 | 2003-07-11 | Ultrasonic speaker and method for reproducing signal sound of ultrasonic speaker |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003196007A JP2005033488A (en) | 2003-07-11 | 2003-07-11 | Ultrasonic speaker and method for reproducing signal sound of ultrasonic speaker |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005033488A true JP2005033488A (en) | 2005-02-03 |
Family
ID=34206677
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003196007A Withdrawn JP2005033488A (en) | 2003-07-11 | 2003-07-11 | Ultrasonic speaker and method for reproducing signal sound of ultrasonic speaker |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005033488A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010041394A1 (en) * | 2008-10-06 | 2010-04-15 | パナソニック株式会社 | Acoustic reproduction device |
KR101439315B1 (en) | 2012-12-31 | 2014-09-11 | 김지웅 | System and Method for Personal Position Directed Speaker |
CN107371096A (en) * | 2017-08-28 | 2017-11-21 | 深圳传音通讯有限公司 | The method that orientation broadcast loudspeaker and orientation play audio |
-
2003
- 2003-07-11 JP JP2003196007A patent/JP2005033488A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010041394A1 (en) * | 2008-10-06 | 2010-04-15 | パナソニック株式会社 | Acoustic reproduction device |
KR101139120B1 (en) | 2008-10-06 | 2012-04-30 | 파나소닉 주식회사 | Acoustic reproduction device |
KR101439315B1 (en) | 2012-12-31 | 2014-09-11 | 김지웅 | System and Method for Personal Position Directed Speaker |
CN107371096A (en) * | 2017-08-28 | 2017-11-21 | 深圳传音通讯有限公司 | The method that orientation broadcast loudspeaker and orientation play audio |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4371268B2 (en) | Directional speaker driving method and directional speaker | |
JP4983171B2 (en) | Electrostatic transducer, capacitive load drive circuit, circuit constant setting method, ultrasonic speaker, and directional acoustic system | |
JP4844411B2 (en) | Electrostatic ultrasonic transducer, method for manufacturing electrostatic ultrasonic transducer, ultrasonic speaker, audio signal reproduction method, superdirective acoustic system, and display device | |
US7690792B2 (en) | Projector and method of controlling ultrasonic speaker in projector | |
JP4802998B2 (en) | Electrostatic ultrasonic transducer drive control method, electrostatic ultrasonic transducer, ultrasonic speaker using the same, audio signal reproduction method, superdirective acoustic system, and display device | |
US7668323B2 (en) | Electrostatic ultrasonic transducer and ultrasonic speaker | |
US8130973B2 (en) | Superdirectional acoustic system and projector | |
JP5103873B2 (en) | Electrostatic ultrasonic transducer drive control method, electrostatic ultrasonic transducer, ultrasonic speaker using the same, audio signal reproduction method, superdirective acoustic system, and display device | |
US7873174B2 (en) | Method of controlling output of ultrasonic speaker, ultrasonic speaker system, and display device | |
JP4285537B2 (en) | Electrostatic ultrasonic transducer | |
JPH11164384A (en) | Super directional speaker and speaker drive method | |
JP2008042869A (en) | Electrostatic ultrasonic transducer, ultrasonic speaker, sound signal reproducing method, ultra-directional acoustic system, and display device | |
US20070223724A1 (en) | Speaker device, sound reproducing method, and speaker control device | |
JP2008244964A (en) | Electrostatic type ultrasonic transducer, electrostatic type transducer, ultrasonic speaker, speaker arrangement, audio signal playback method using electrostatic type ultrasonic transducer, directional acoustic system, and display device | |
JP2007067514A (en) | Speaker device | |
JP2008118248A (en) | D-class amplifier drive method, d-class amplifier drive circuit, electrostatic transducer, ultrasonic speaker, display device, and directional acoustic system | |
JP2006245731A (en) | Directional speaker | |
JP4222169B2 (en) | Ultrasonic speaker and signal sound reproduction control method for ultrasonic speaker | |
JP2005033488A (en) | Ultrasonic speaker and method for reproducing signal sound of ultrasonic speaker | |
JP4783921B2 (en) | Super directional speaker | |
JP2008118247A (en) | Electrostatic type ultrasonic transducer and ultrasonic speaker using the same, method of reproducing sound signal, super-directivity sound system, and display device | |
JPH08149592A (en) | Parametric speaker controller | |
JP2005039437A (en) | Ultrasonic speaker, and signal sound reproducing methodforf ultrasonic speaker | |
JP2012114780A (en) | Parametric loudspeaker | |
JP4803246B2 (en) | Ultrasonic speaker, audio signal reproduction method, superdirective acoustic system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20061003 |