JP2007005872A - Ultrasonic speaker system - Google Patents

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Masakazu Ishikawa
雅一 石川
Takeshi Fujita
猛 藤田
Yoshihiro Furukawa
芳宏 古川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic speaker system that transduces a waveform of a sound signal into aerial vibration with fidelity to obtain a high output and forms an excellent acoustic environment. <P>SOLUTION: Each of first ultrasonic speakers each for outputting a carrier signal at an ultrasonic band and second ultrasonic speakers each for outputting a modulation signal resulting from frequency-modulating a carrier signal with a sound signal is provided with a drive section 17 for forming a magnetic field at a rear side of a metal-made diaphragm 15. In the drive section 17, a magnet 18 is joined with one-side end parts of pole pieces 19, an outer circumferential coil 20a and an inner circumferential coil 20b each for receiving a supplied signal are wound near the other end parts, and a gap 22 is formed between the other end faces 21 of the pole pieces 19 and the diaphragm 15. When the modulation signal and the carrier signal are respectively applied to the outer circumferential coil 20a and the inner circumferential coil 20b, the magnetic field formed around the other end faces 21 is changed to produce eddy currents on the surface of the diaphragm 15 and Lorentz's forces are produced to vibrate the diaphragm 15. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、超音波スピーカ及び超音波スピーカに用いられる電気音響変換技術に関する。   The present invention relates to an ultrasonic speaker and an electroacoustic conversion technique used for the ultrasonic speaker.

従来、指向性の高い音声を出力する手段として、超音波を搬送波として可聴帯域の音声を空気中に伝播させる超音波スピーカシステムが知られている。この超音波スピーカシステムにおいては、可聴音帯域の音声信号によって超音波帯域の搬送信号を振幅変調(AM:Amplitude Modulation)してスピーカから出力し、伝搬したい音声の音像を空中に定位させる方式がある(たとえば、特許文献1参照)。一方、異なる周波数の超音波を複数のスピーカから同時に出力し、これら複数の超音波を聴取者に同時に聴取させ、聴取者の鼓膜に超音波同士の周波数差の音声を聴取させる方法も提案されている(たとえば、非特許文献1参照)。
特開2005−101749号公報 Theory,History and The Advancement of Parametric Loudspeakers Rev.E(Authors:James J.Croft,Joseph O.Norris,American Technology Corporation)
2. Description of the Related Art Conventionally, as a means for outputting sound with high directivity, an ultrasonic speaker system that propagates sound in an audible band in the air using ultrasonic waves as a carrier wave is known. In this ultrasonic speaker system, there is a method in which a carrier signal in the ultrasonic band is amplitude-modulated (AM: Amplitude Modulation) by an audio signal in the audible sound band and output from the speaker, and the sound image of the voice to be propagated is localized in the air. (For example, refer to Patent Document 1). On the other hand, a method has also been proposed in which ultrasonic waves of different frequencies are output simultaneously from a plurality of speakers, the listeners listen to the ultrasonic waves simultaneously, and the listener's eardrum hears the sound of the frequency difference between the ultrasonic waves. (For example, see Non-Patent Document 1).
JP 2005-101749 A Theory, History and The Advancement of Parametric Loudspeakers Rev. E (Authors: James J. Croft, Joseph O. Norris, American Technology Corporation)

しかし、特許文献1に示す振幅変調方式によると、変調により音声信号の波形が大きく歪んでしまうため、スピーカから出力されて聴取者の耳に聴取される音声は再現性の悪いものとなり、良好な音響環境が得られない。   However, according to the amplitude modulation method shown in Patent Document 1, since the waveform of the audio signal is greatly distorted by the modulation, the sound output from the speaker and heard by the listener's ear has poor reproducibility and is good. The acoustic environment cannot be obtained.

また、上記非特許文献1に記載した方法によれば、信号レベルでの波形の歪みを防止しうることも考えられるが、上記非特許文献1には超音波スピーカに適用したい音声出力方式の概念が提示されているのみであり、如何なる構成により当該超音波スピーカを実現できるのかについて具体的に明示されていない。   In addition, according to the method described in Non-Patent Document 1, it can be considered that waveform distortion at the signal level can be prevented. In Non-Patent Document 1, however, there is a concept of an audio output method to be applied to an ultrasonic speaker. Is merely presented, and it is not specifically shown by what configuration the ultrasonic speaker can be realized.

ここで、超音波スピーカシステムにおいて大きな出力を得るとともに良好な音響環境を形成するためには、超音波スピーカの振動板が、超音波の周波数帯域で振幅の大きな歪みのない振動を行う必要がある。そして、上記特許文献1、非特許文献1に提示された超音波スピーカをはじめとする従来の超音波スピーカには、動電型のスピーカや圧電型のスピーカが用いられている。しかし、動電型のスピーカは、振動板に重くて体積の大きいコイルが固着されているために振動板の高速振動が妨げられ、また、圧電型のスピーカは、圧電変換素子の物理的特質上、聴取される音声は元の音声信号に比して特定周波数帯域(特に中低域)において大きく減衰したものとなる。そのため、これらのスピーカを用いた場合、大きな出力が得られず、また、良好な音響環境が形成できないという問題がある。   Here, in order to obtain a large output and form a good acoustic environment in the ultrasonic speaker system, it is necessary that the vibration plate of the ultrasonic speaker vibrates without distortion with a large amplitude in the ultrasonic frequency band. . As conventional ultrasonic speakers including the ultrasonic speakers presented in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1, electrodynamic speakers and piezoelectric speakers are used. However, an electrodynamic speaker is hindered from high-speed vibration of the diaphragm because a heavy and large volume coil is fixed to the diaphragm, and the piezoelectric speaker is in view of the physical characteristics of the piezoelectric transducer. The sound to be listened to is greatly attenuated in a specific frequency band (especially in the mid-low range) compared to the original sound signal. Therefore, when these speakers are used, there is a problem that a large output cannot be obtained and a favorable acoustic environment cannot be formed.

本発明はこのような問題に基づいてなされたものであり、超音波スピーカシステムにおいて、音声信号の波形を忠実に空気振動に変換し、大きな出力を得るとともに、良好な音響環境を形成することを課題としている。   The present invention has been made based on such a problem, and in an ultrasonic speaker system, the waveform of an audio signal is faithfully converted into air vibrations to obtain a large output and to form a good acoustic environment. It is an issue.

係る課題を達成するために、請求項1に記載の発明は、超音波スピーカシステムであって、超音波帯域の信号を出力する第1の超音波出力手段と、可聴帯域の音声信号の供給を受け該音声信号に依存して周波数帯域を連続的に変化させた超音波帯域の信号を出力する第2の超音波出力手段と、前記第1の超音波出力手段から出力された前記信号により超音波を出力する第1の超音波発生器、及び前記第2の超音波出力手段から出力された前記信号により超音波を出力する第2の超音波発生器を備えた拡声手段とを備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is an ultrasonic speaker system, comprising: first ultrasonic output means for outputting an ultrasonic band signal; and supply of an audio signal in an audible band. A second ultrasonic output means for outputting an ultrasonic band signal in which the frequency band is continuously changed depending on the received audio signal; and the signal output from the first ultrasonic output means is super A first ultrasonic generator that outputs a sound wave, and a loudspeaker that includes a second ultrasonic generator that outputs an ultrasonic wave according to the signal output from the second ultrasonic output unit. It is characterized by.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の構成に加え、前記第1の超音波出力手段は超音波帯域の信号を発生する発振手段であり、前記第2の超音波出力手段は前記超音波帯域の信号を前記音声信号によって周波数変調し該周波数変調により得られた変調信号を出力する周波数変調手段であり、前記両超音波発生器のうち少なくとも前記第2の超音波発生器において、ローレンツ力により前記振動板を振動させる駆動部を備えたことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the first ultrasonic output means is an oscillating means for generating a signal in an ultrasonic band, and the second ultrasonic output means is Frequency modulation means for frequency-modulating a signal in the ultrasonic band with the audio signal and outputting a modulation signal obtained by the frequency modulation; in at least the second ultrasonic generator of the two ultrasonic generators; And a drive unit that vibrates the diaphragm by Lorentz force.

請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の構成に加え、前記駆動部を備えた前記超音波発生器は、前記振動板と前記駆動部との間に間隙部を設けたことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration according to the first or second aspect, the ultrasonic generator provided with the driving unit includes a gap between the diaphragm and the driving unit. It is characterized by that.

請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3の何れかに記載の構成に加え、前記振動板は、金属製であることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration according to any one of the first to third aspects, the diaphragm is made of metal.

請求項5に記載の発明は、前記拡声手段は、可聴帯域の信号に基づいて可聴音を空気中に出力させる音声発生器を備え、該音声発生器の周囲に前記第1の超音波発生器及び前記第2の超音波発生器を配設したことを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, the loudspeaker includes a sound generator that outputs an audible sound to the air based on a signal in an audible band, and the first ultrasonic generator around the sound generator. And the second ultrasonic generator is provided.

上記、請求項1に記載の発明によれば、第1及び第2の超音波発生器から超音波を出力することにより、第1及び第2の超音波発生器から指向性の高い空気振動を遠方に向けて発し、聴取者の鼓膜に両超音波の差音を聴取させることができる。そして、第2の超音波出力手段が可聴帯域の音声信号に依存して周波数帯域を連続的に変化させた超音波を第2の超音波発生器から出力させることにより、第1及び第2の超音波発生器から発生した超音波を同時に聴取した聴取者の鼓膜に両超音波の差音の変化を聴取させることができる。そして、第2の超音波出力手段から出力される超音波は、可聴帯域の音声信号に依存して周波数帯域が連続的に変化するので元の音声信号の特質が忠実に保たれており、かかる信号を超音波発生器から出力することで、聴取者に元の音声信号を高い品位で再現した高出力の音声を聴取させることができ、出力の高い、良好な音響環境を形成できる。   According to the first aspect of the present invention, by outputting ultrasonic waves from the first and second ultrasonic generators, high directivity air vibrations are generated from the first and second ultrasonic generators. It emits towards the distance and allows the listener's eardrum to hear the difference between the two ultrasonic waves. Then, the second ultrasonic output means outputs from the second ultrasonic generator the ultrasonic wave whose frequency band is continuously changed depending on the audio signal in the audible band, whereby the first and second It is possible to cause the eardrum of a listener who has simultaneously listened to the ultrasonic waves generated from the ultrasonic generator to hear the change in the difference between the two ultrasonic waves. The ultrasonic wave output from the second ultrasonic wave output means changes in frequency band continuously depending on the audio signal in the audible band, so that the characteristics of the original audio signal are kept faithfully, By outputting the signal from the ultrasonic generator, it is possible to make the listener listen to a high-output sound in which the original sound signal is reproduced with high quality, and a good acoustic environment with high output can be formed.

請求項2に記載の発明によれば、超音波帯域の搬送信号を可聴帯域の音声信号によって周波数変調(FM:Frequency Modulation)して得た変調信号を出力することにより、元の音声信号の再現性及び利得が高い変調信号を形成することができる。そして、少なくとも第2の超音波発生器は、ローレンツ力により振動板を振動させることにより、超音波の領域の信号を効率よく振動板に伝導させて振動させることができる。これにより、差音として聴取される音声の再現性と利得を高め、より出力の高い、より良好な音響環境を形成できる。   According to the second aspect of the present invention, by outputting a modulation signal obtained by frequency-modulating (FM: Frequency Modulation) a carrier signal in the ultrasonic band with an audio signal in the audible band, reproduction of the original audio signal is performed. A modulation signal having high performance and gain can be formed. Then, at least the second ultrasonic generator can vibrate the signal in the ultrasonic region efficiently by causing the diaphragm to vibrate by vibrating the diaphragm with the Lorentz force. Thereby, the reproducibility and gain of the sound heard as a difference sound can be improved, and a better acoustic environment with higher output can be formed.

請求項3に記載の発明によれば、ローレンツ力により振動板を振動させる超音波発生器において、振動板と駆動部との間に間隙部を設けたことにより、コイル等、振動板を振動させるための質量や体積の大きな他の構成から振動板を物理的に離間させることができる。これにより、超音波帯域の高速の振動であっても振動板に歪みを生ずることなく振動させることができるので、差音として聴取される音声の再現性と利得を更に高め、一層出力の高い、一層良好な音響環境を形成できる。   According to the third aspect of the present invention, in the ultrasonic generator that vibrates the diaphragm by the Lorentz force, the diaphragm such as a coil is vibrated by providing the gap portion between the diaphragm and the drive unit. Therefore, the diaphragm can be physically separated from another structure having a large mass or volume. Thereby, even a high-speed vibration in the ultrasonic band can be vibrated without causing distortion in the diaphragm, so that the reproducibility and gain of the sound heard as a difference sound is further enhanced, and the output is higher. A better acoustic environment can be formed.

請求項4に記載の発明によれば、金属によって振動板を形成することにより、超音波帯域の信号による高速の振動であっても振動板に物理的な歪みが生じにくくなる。これにより、振動板の物理的特性によって音響が劣化することを防ぎ、一層出力の高い、一層良好な音響環境を形成することができる。   According to the fourth aspect of the present invention, the diaphragm is made of metal, so that it is difficult for the diaphragm to be physically distorted even with high-speed vibration caused by an ultrasonic band signal. Thereby, it is possible to prevent the sound from being deteriorated by the physical characteristics of the diaphragm, and to form a better acoustic environment with higher output.

請求項5に記載の発明によれば、拡声手段において、可聴帯域の信号に基づいて可聴音を空気中に出力させる音声発生器を備え、音声発生器の周囲に第1の超音波発生器及び第2の超音波発生器を配設したことにより、同一方向に向けて音声発生器の発した可聴音と第1及び第2の超音波発生器の発した超音波を伝播させることができる。これにより、可聴音並びに超音波の伝播方向に存在する聴取者に、可聴音並びに双方の超音波の差音としての音声を聴取させることができる。これにより、超音波の差音としての音声により形成された音場が可聴音により形成された音場によって補完されるので、奥行きのある自然な臨場感を持った音響環境を形成することができる。   According to the invention described in claim 5, the loudspeaker includes a sound generator that outputs an audible sound to the air based on an audible band signal, and the first ultrasonic generator around the sound generator; By arranging the second ultrasonic generator, it is possible to propagate the audible sound generated by the sound generator and the ultrasonic waves generated by the first and second ultrasonic generators in the same direction. Thereby, the listener who exists in the propagation direction of an audible sound and an ultrasonic wave can be made to hear the audio | voice as a difference sound of an audible sound and both ultrasonic waves. Thereby, since the sound field formed by the sound as the difference sound of the ultrasonic wave is complemented by the sound field formed by the audible sound, it is possible to form an acoustic environment having a natural sense of presence with a depth. .

以下、本発明を実施するための実施の形態について説明する。   Embodiments for carrying out the present invention will be described below.

図1は、この実施の形態の超音波スピーカシステムの全体構成を示す概略図である。同図に示すとおり、超音波スピーカシステム1Aは、オーディオ入力部1と、発振部(発振手段)2と、周波数変調部(周波数変調手段)3と、増幅部4、4、4と、可聴音スピーカ(音声発生器)5、M個(M≧1)の第1超音波スピーカ(第1の超音波発生器)6〜6、N個(N≧1)の第2超音波スピーカ(第2の超音波発生器)7〜7を有する拡声部8(拡声手段)とを備えている。 FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of the ultrasonic speaker system of this embodiment. As shown in the figure, the ultrasonic speaker system 1A includes an audio input unit 1, an oscillation unit (oscillation unit) 2, a frequency modulation unit (frequency modulation unit) 3, and amplification units 4 1 , 4 2 , 4 3 and , Audible sound speaker (sound generator) 5, M (M ≧ 1) first ultrasonic speakers (first ultrasonic generator) 6 1 to 6 m , N (N ≧ 1) second super And a loudspeaker 8 (sounding means) having sound wave speakers (second ultrasonic generators) 7 1 to 7 n .

オーディオ入力部1は、入力ジャック等を備え、音声信号sの供給を受けるために必要な処理を行う。 Audio input unit 1 is provided with an input jack, and performs processing necessary for receiving the supply of the audio signal s 1.

発振部2は、LC発信器や水晶発信器などであり、超音波帯域の特定周波数の信号である搬送信号sを出力する。 Oscillator 2 is like LC oscillator, crystal oscillator, and outputs a carrier signal s 2 is a signal of a specific frequency of the ultrasonic band.

周波数変調部3は、可変容量ダイオード等を備え、発振部2から供給された搬送信号をオーディオ入力部1から供給された音声信号により周波数変調を行い、変調の結果得られた変調信号sを出力する。 Frequency modulation unit 3, a variable capacitance diode or the like, performs frequency modulation by the audio signal supplied a carrier signal supplied from the audio input unit 1 from the oscillator 2, the modulated signal s 3 obtained as a result of modulation Output.

増幅部4、4、4は、FET等を備えた増幅回路であって、入力された電気信号を増幅して出力する。 The amplification units 4 1 , 4 2 , 4 3 are amplification circuits including FETs and the like, amplify the input electric signal and output it.

可聴音スピーカ5は、高性能超小型スピーカであり、直径3センチメートル程度の略半球状の振動板5aを有し、20Hz〜20kHz程度の可聴周波数帯域において非常に良好な再生特性を有する。可聴音スピーカ5は、小型で可聴周波数帯域において非常に良好な再生特性を有するスピーカであれば、動電形、静電形、圧電形等、どのような変換方式のものを用いてもよい。   The audible sound speaker 5 is a high-performance ultra-small speaker, has a substantially hemispherical diaphragm 5a having a diameter of about 3 centimeters, and has very good reproduction characteristics in an audible frequency band of about 20 Hz to 20 kHz. As long as the audible sound speaker 5 is small and has a very good reproduction characteristic in the audible frequency band, any conversion system such as an electrodynamic type, an electrostatic type, and a piezoelectric type may be used.

第1超音波スピーカ6〜6、第2超音波スピーカ7〜7は、20kHzより高い超音波領域における再生特性が良好なスピーカである。この第1超音波スピーカ6〜6、第2超音波スピーカ7〜7の具体的構成については後述する。 The first ultrasonic speakers 6 1 to 6 m and the second ultrasonic speakers 7 1 to 7 n are speakers having good reproduction characteristics in an ultrasonic region higher than 20 kHz. Specific configurations of the first ultrasonic speakers 6 1 to 6 m and the second ultrasonic speakers 7 1 to 7 n will be described later.

図2は、この実施の形態の超音波スピーカシステム1Aにおける拡声部8を正面から見た模式図である。同図に示すとおり、拡声部8は、略円板状に形成された基板9の正面において、中心部に、可聴音スピーカ5が振動板5aを正面に向けて固着された状態で配設され、この可聴音スピーカ5の周囲には、複数の有底円筒形の第1超音波スピーカ6〜6、及び複数の有底円筒形の第2超音波スピーカ7〜7が、振動板15を正面に向けた状態で密集して配設されている。可聴音スピーカ5、第1超音波スピーカ6〜6、第2超音波スピーカ7〜7の底面からは、電気信号を導通させるリード線(図2に図示せず)がそれぞれ引き出されており、引き出されたこれらのリード線(図2に図示せず)は基板9の正面上を基板9の中央部方向に収束するように配設され、可聴音スピーカ5の背面で導線10に接続されている(リード線の配設状態と導線10との接続状態は図2に図示せず)。基板9の裏側の略中心部からは、導線10が引き出され、増幅部4、4、4(図1)に接続されている。 FIG. 2 is a schematic view of the loudspeaker 8 in the ultrasonic speaker system 1A of this embodiment as viewed from the front. As shown in the figure, the loudspeaker 8 is disposed in the center of the front surface of the substrate 9 formed in a substantially disc shape with the audible sound speaker 5 being fixed with the diaphragm 5a facing the front. A plurality of bottomed cylindrical first ultrasonic speakers 6 1 to 6 m and a plurality of bottomed cylindrical second ultrasonic speakers 7 1 to 7 n vibrate around the audible sound speaker 5. The plates 15 are densely arranged with the front facing. Lead wires (not shown in FIG. 2) for conducting electrical signals are drawn out from the bottom surfaces of the audible sound speaker 5, the first ultrasonic speakers 6 1 to 6 m and the second ultrasonic speakers 7 1 to 7 n , respectively. These lead wires (not shown in FIG. 2) are arranged so as to converge on the front surface of the substrate 9 toward the central portion of the substrate 9 and are connected to the lead wires 10 on the back surface of the audible speaker 5. They are connected (the arrangement state of the lead wires and the connection state between the lead wires 10 are not shown in FIG. 2). A conducting wire 10 is drawn out from a substantially central part on the back side of the substrate 9 and connected to the amplifying parts 4 1 , 4 2 , 4 3 (FIG. 1).

図3は、この実施の形態の超音波スピーカシステム1Aにおける拡声部8を側方から見た模式図であり、同図は拡声部8の構成に加え、拡声部8の発信の様子を模式的に示している。同図に示すとおり、基板9の略中央部には、正面(図3の右側)から背面(図3の左側)へ孔部9aが貫通形成されており、正面側の開口部9bにおいて、可聴音スピーカ5、第1超音波スピーカ6〜6、第2超音波スピーカ7〜7からそれぞれ引き出されたリード線(図3に図示せず)が導線10に接続され、この導線10が孔部9aを貫通して基板9の背面側に引き出されている。 FIG. 3 is a schematic view of the loudspeaker unit 8 in the ultrasonic speaker system 1A according to this embodiment as viewed from the side. FIG. 3 schematically shows the state of transmission of the loudspeaker unit 8 in addition to the configuration of the loudspeaker unit 8. It shows. As shown in the figure, a hole 9a is formed through the substantially central portion of the substrate 9 from the front side (right side in FIG. 3) to the back side (left side in FIG. 3). Lead wires (not shown in FIG. 3) drawn from the listening speaker 5, the first ultrasonic speakers 6 1 to 6 m and the second ultrasonic speakers 7 1 to 7 n are connected to the conductive wire 10. Is drawn out to the back side of the substrate 9 through the hole 9a.

また、図3に示すとおり、可聴音スピーカ5から出力される音声の伝播の中心軸11a(即ち、振動板5aの背面中心部から振動板5aの正面中心部に向けて引いた仮想線)は、第1超音波スピーカ6〜6、及び第2超音波スピーカ7〜7から発生される超音波の伝播方向(即ち正面側の振動板15と垂直方向)11bと平行である。なお、図2及び図3において、第1超音波スピーカ6〜6、及び第2超音波スピーカ7〜7は同じ構成を持つので、以下、第1超音波スピーカ6、第2超音波スピーカ7とする。 Further, as shown in FIG. 3, the central axis 11a of the propagation of the sound output from the audible speaker 5 (that is, a virtual line drawn from the center of the back surface of the diaphragm 5a toward the center of the front surface of the diaphragm 5a) is The first ultrasonic speakers 6 1 to 6 m and the second ultrasonic speakers 7 1 to 7 n are parallel to the propagation direction of ultrasonic waves (that is, the direction perpendicular to the diaphragm 15 on the front side) 11b. 2 and 3, since the first ultrasonic speakers 6 1 to 6 m and the second ultrasonic speakers 7 1 to 7 n have the same configuration, hereinafter, the first ultrasonic speaker 6 and the second ultrasonic speaker will be described. The sound wave speaker 7 is used.

図4は、この実施の形態の超音波スピーカシステム1Aにおける、第2超音波スピーカ7の振動板周辺の側面断面を示す模式図である。同図に示すとおり、第2超音波スピーカ7は、略円板状の底板部16の周縁に略筒状の側部12が設けられた、略有底円筒形の本体部11を有している。側部12の内周部の一部には、側部12に対して略直交方向に円板状の振動板保持部13が突設され、この振動板保持部13の略中央部分には、略円形の開口部14が開口形成されている。本体部11は、木材、アルミニウム、鋼等、加工が容易で塑性が高い素材によって形成されている。   FIG. 4 is a schematic diagram showing a cross-sectional side view of the periphery of the diaphragm of the second ultrasonic speaker 7 in the ultrasonic speaker system 1A of this embodiment. As shown in the figure, the second ultrasonic speaker 7 has a substantially bottomed cylindrical main body portion 11 in which a substantially cylindrical side portion 12 is provided on the periphery of a substantially disc-shaped bottom plate portion 16. Yes. A disc-shaped diaphragm holding portion 13 protrudes from a part of the inner peripheral portion of the side portion 12 in a direction substantially orthogonal to the side portion 12. A substantially circular opening 14 is formed. The main body 11 is formed of a material that can be easily processed and has high plasticity, such as wood, aluminum, and steel.

開口部14の内周部には、略円板状の振動板15が固着されている。振動板15は、質量が小さく、高い剛性と適度な弾性を有し、容易に板状に加工形成できるとともに、高周波磁界中に置かれた際にうず電流を多く発生する材質によって形成されている。この実施の形態においては、振動板15は金属たとえばジュラルミンによって形成されている。   A substantially disc-shaped diaphragm 15 is fixed to the inner periphery of the opening 14. The diaphragm 15 has a small mass, has high rigidity and moderate elasticity, can be easily processed into a plate shape, and is formed of a material that generates a large eddy current when placed in a high-frequency magnetic field. . In this embodiment, the diaphragm 15 is made of metal such as duralumin.

本体部11の内周部であって底板部16と振動板15との間に形成された空間には、振動板15を振動させる駆動部17が配設されている。駆動部17は、磁石18と、ポールピース19と、外周側コイル20a、内周側コイル20bとを有している。   A drive unit 17 that vibrates the diaphragm 15 is disposed in a space formed between the bottom plate part 16 and the diaphragm 15 on the inner periphery of the main body 11. The drive unit 17 includes a magnet 18, a pole piece 19, an outer peripheral coil 20a, and an inner peripheral coil 20b.

磁石18は、略円板状であって底板部16と略平行に配設されている。この磁石18は、アルニコ、フェライト、ネオジウム等の保磁力の高い物質で形成した永久磁石であり、一側側がN極、他側側がS極となっている。なお、磁石18は、電磁石や超伝導物質等、磁力の大きさを制御したりより高い磁力を発生したりできるものによって形成してもよい。   The magnet 18 is substantially disk-shaped and is disposed substantially parallel to the bottom plate portion 16. The magnet 18 is a permanent magnet formed of a material having high coercive force such as alnico, ferrite, neodymium, and the like, and one side is an N pole and the other side is an S pole. The magnet 18 may be formed of an electromagnet, a superconducting material, or the like that can control the magnitude of the magnetic force or generate a higher magnetic force.

磁石18の周縁部には、略円筒形のポールピース19が開口端部を底板部16及び振動板15に対向した状態で配設され、このポールピース19の一端側(図4の下側)の内周部は磁石18の周縁部にそれぞれ接合されている。ポールピース19は軟鉄、パーマロイ等、透磁性の高い軟磁性材料で形成されている。ポールピース19の他端部(図4の上側)に形成された他端面21は振動板15に近接した状態で離間対向し、他端面21と振動板15との間には、それぞれ間隙部22が設けられている。この間隙部22は、駆動部17が発生する磁力が振動板15に良好に伝達されるとともに、振動板15が垂直方向(図4の上下方向)に振動したときに振動板と他端面21とが接触しない程度に振動板15と他端面21を離間させた大きさに形成する。   A substantially cylindrical pole piece 19 is disposed on the periphery of the magnet 18 with the open end facing the bottom plate portion 16 and the diaphragm 15, and one end side of this pole piece 19 (the lower side in FIG. 4). Are joined to the peripheral edge of the magnet 18, respectively. The pole piece 19 is made of a soft magnetic material having high magnetic permeability such as soft iron or permalloy. The other end surface 21 formed at the other end portion (upper side in FIG. 4) of the pole piece 19 is opposed to the diaphragm 15 in a state of being close to the diaphragm 15, and the gap portion 22 is provided between the other end surface 21 and the diaphragm 15. Is provided. The gap 22 is configured so that the magnetic force generated by the drive unit 17 is transmitted to the diaphragm 15 well, and when the diaphragm 15 vibrates in the vertical direction (vertical direction in FIG. 4), the diaphragm and the other end surface 21 The diaphragm 15 and the other end surface 21 are formed so as to be spaced apart from each other so that they do not contact each other.

外周側コイル20a、内周側コイル20bは、それぞれ略環状に形成され、絶縁性の材料によって断面略コの字形に形成された略環状の外側被覆部23a、内側被覆部23bに収容されて、ポールピース19の他端部近傍の外周部及び内周部に配設されている。即ち、外周側コイル20a、内周側コイル20bは、ポールピース19との対向面側、振動板15側、底板部16側が被覆部23a、23bに被覆されている。外周側コイル20a、内周側コイル20bの一端部同士はそれぞれ被覆銅線によって形成した導電部24によって電気的に接続され、外周側コイル20a、内周側コイル20bはそれぞれリード線25a、25bの一端部側に接続されている。リード線25a、25bは径小の銅線等であり、本体部11の底板部16の一部に貫通形成された孔部26から本体部11の外部に引き出され、他端部側が増幅部4の+端子及び−端子(図示せず)のいずれかと接続されている。 The outer periphery side coil 20a and the inner periphery side coil 20b are each formed in a substantially annular shape and are accommodated in a substantially annular outer covering portion 23a and an inner covering portion 23b formed in an approximately U-shaped cross section by an insulating material. The pole piece 19 is disposed on the outer peripheral portion and the inner peripheral portion in the vicinity of the other end portion. That is, the outer peripheral side coil 20a and the inner peripheral side coil 20b are covered with the covering portions 23a and 23b on the surface facing the pole piece 19, the diaphragm 15 side, and the bottom plate portion 16 side. One end portions of the outer peripheral side coil 20a and the inner peripheral side coil 20b are electrically connected to each other by a conductive portion 24 formed of a coated copper wire, and the outer peripheral side coil 20a and the inner peripheral side coil 20b are respectively connected to the lead wires 25a and 25b. It is connected to one end side. The lead wires 25a and 25b are small-diameter copper wires or the like, and are led out of the main body 11 from a hole 26 formed through a part of the bottom plate 16 of the main body 11, and the other end is on the amplifying unit 4 It is connected to one of two positive terminals and a negative terminal (not shown).

なお、この実施の形態においては、第1超音波スピーカ6も第2超音波スピーカ7と同じ構成を備えている。   In this embodiment, the first ultrasonic speaker 6 has the same configuration as the second ultrasonic speaker 7.

次に、この実施の形態の作用について説明する。   Next, the operation of this embodiment will be described.

図1に示すとおり、超音波スピーカシステム1Aにおいて、発振部2は定常的に発振し、所定周波数f(ただしfは可聴帯域より高い超音波帯域)の信号を搬送信号sとして出力する。この搬送信号sは、周波数変調部3、及び増幅部4を介して第1超音波スピーカ6に送信される。 As shown in FIG. 1, in the ultrasonic speaker system 1A, the oscillation unit 2 oscillates steadily, and outputs a signal having a predetermined frequency f 2 (where f 2 is an ultrasonic band higher than the audible band) as the carrier signal s 2 . . The carrier signal s 2 is transmitted to the first ultrasonic speaker 6 through the frequency modulation unit 3, and the amplifying unit 4 3.

ここで、オーディオアンプ(図示せず)等から超音波スピーカシステム1Aに対して周波数f(ただしfは可聴帯域)の音声信号sが供給されると、この音声信号sをオーディオ入力部1が受信し、増幅部4を介して可聴音スピーカ5、及び、周波数変調部3に送信する。 Here, the voice signal s 1 of the frequency f 1 (provided that f 1 is audio band) is supplied to the ultrasonic speaker system 1A from an audio amplifier (not shown) or the like, audio input of the audio signal s 1 part 1 is received, an audible tone speaker 5 via the amplifier section 4 1, and transmits the frequency modulator 3.

周波数変調部3は、音声信号sを搬送信号sによって周波数変調を行い、周波数f+fの信号を形成する。周波数変調部3は、形成した周波数f+fの変調信号sを、増幅部4を介して第2超音波スピーカ7に送信する。変調信号sは元の音声信号sを周波数変調したものであるため、音声信号sの特質に忠実に依存した、再現性と利得の高い信号として形成できる。 The frequency modulation unit 3 performs frequency modulation on the audio signal s 1 using the carrier signal s 2 to form a signal having a frequency f 1 + f 2 . Frequency modulation unit 3, a frequency f 1 + f 2 of the modulated signal s 3 which is formed and transmitted to the second ultrasonic speaker 7 via the amplifier section 4 2. Modulated signal s 3 is for those obtained by frequency modulating the original speech signal s 1, faithfully depend on the nature of the speech signal s 1, it can be formed as a high signal reproducibility and gain.

第2超音波スピーカ7(及び第1超音波スピーカ6)において変調信号s(又は搬送信号s)を受信すると、図4に示すとおり、信号はリード線25a(又はリード線25b)から外周側コイル20a(又は内周側コイル20b)、及び導電部24を介して内周側コイル20b(又は外周側コイル20a)に供給される。 When the modulation signal s 3 (or the carrier signal s 2 ) is received by the second ultrasonic speaker 7 (and the first ultrasonic speaker 6), the signal is transmitted from the lead wire 25a (or the lead wire 25b) to the outer periphery as shown in FIG. The coil is supplied to the inner coil 20b (or outer coil 20a) via the side coil 20a (or inner coil 20b) and the conductive portion 24.

磁石18により発生した磁束はポールピース19に導かれて他端面21の周辺に磁界を形成しているが、外周側コイル20a、及び内周側コイル20bに信号が導通して外周側コイル20a、及び内周側コイル20b周辺に磁界が形成されると、磁石18により発生した磁界が変化し、この変化により、振動板15の表面には磁界の向きと直交方向にうず電流が発生し、さらにうず電流の向き及び磁界の向きのいずれとも直行方向にローレンツ力が発生する。外周側コイル20a、及び内周側コイル20bに流れる電流の大きさや向きが変化すると、磁界の向きとうず電流の大きさや向きがそれぞれ変化、反転し、これによりローレンツ力の大きさや向きも変化、反転する。これにより、外周側コイル20a、及び内周側コイル20bに変調信号s(又は搬送信号s)が入力されると、信号の変化に伴って振動板15に生ずるローレンツ力が変化し、この変化に伴って振動板15が振動し(図2参照)、変調信号sや搬送信号sが空気振動に変換されて空気中に伝播する。 The magnetic flux generated by the magnet 18 is guided to the pole piece 19 to form a magnetic field around the other end surface 21, but a signal is conducted to the outer peripheral side coil 20 a and the inner peripheral side coil 20 b and the outer peripheral side coil 20 a, When a magnetic field is formed around the inner periphery side coil 20b, the magnetic field generated by the magnet 18 changes. Due to this change, an eddy current is generated on the surface of the diaphragm 15 in a direction orthogonal to the direction of the magnetic field. A Lorentz force is generated in the orthogonal direction for both the direction of the eddy current and the direction of the magnetic field. When the magnitude and direction of the current flowing in the outer peripheral coil 20a and the inner peripheral coil 20b change, the direction of the magnetic field and the magnitude and direction of the eddy current change and invert, respectively, thereby changing the magnitude and direction of the Lorentz force. Invert. Thereby, when the modulation signal s 3 (or the carrier signal s 2 ) is input to the outer peripheral coil 20a and the inner peripheral coil 20b, the Lorentz force generated in the diaphragm 15 changes with the change of the signal, the diaphragm 15 is vibrated with a change (see FIG. 2), the modulated signal s 3 and carrier signal s 2 propagates is converted into air vibrations in the air.

搬送信号s、変調信号sはうず電流を発生させ易い高周波電流であり、かかる信号s、sにより生じたローレンツ力により振動板15を振動させることにより、信号s、sを効率よく振動板15に伝導して振動させることができる。これにより、差音として聴取される音声の再現性と利得を高め、より出力の高い、より良好な音響環境を形成できる。 The carrier signal s 2 and the modulation signal s 3 are high-frequency currents that easily generate eddy currents, and the signals s 2 and s 3 are generated by vibrating the diaphragm 15 by the Lorentz force generated by the signals s 2 and s 3 . The vibration can be efficiently conducted to the diaphragm 15. Thereby, the reproducibility and gain of the sound heard as a difference sound can be improved, and a better acoustic environment with higher output can be formed.

また、振動板15は軽量で剛性の高い金属(ジュラルミン)によって形成されていることにより、超音波帯域の信号による高速の振動であっても振動板15に物理的な歪みが生じにくい。また、振動板15と他端面21との間に間隙部22が設けられ、振動板15と駆動部17とが離間しているため、振動板15の振動が駆動部17によって妨げられることがない。よって、振動板15は超音波帯域の高速の振動であっても歪みを生ずることなく振動する。   In addition, since the diaphragm 15 is made of a lightweight and highly rigid metal (duralumin), even if the diaphragm 15 is vibrated at high speed due to an ultrasonic band signal, the diaphragm 15 is unlikely to be physically distorted. In addition, since the gap 22 is provided between the diaphragm 15 and the other end surface 21 and the diaphragm 15 and the drive unit 17 are separated from each other, the vibration of the diaphragm 15 is not hindered by the drive unit 17. . Therefore, the diaphragm 15 vibrates without causing distortion even if it is a high-speed vibration in the ultrasonic band.

第1超音波スピーカ6及び第2超音波スピーカ7はそれぞれ基板9の正面方向に振動板15が向き、かかる方向がそれぞれの超音波スピーカ6、7から発せられる超音波の伝播方向11b、11b(図3)となる。そのため、伝播方向11b、11bにいる聴取者の鼓膜には、第1超音波スピーカ6及び第2超音波スピーカ7の双方から発せられた超音波が伝播する。   In the first ultrasonic speaker 6 and the second ultrasonic speaker 7, the diaphragm 15 faces the front direction of the substrate 9, and this direction is a propagation direction of ultrasonic waves 11 b and 11 b (from the respective ultrasonic speakers 6 and 7). Fig. 3). Therefore, ultrasonic waves emitted from both the first ultrasonic speaker 6 and the second ultrasonic speaker 7 propagate to the eardrum of the listener in the propagation directions 11b and 11b.

ここで、図5に、この実施の形態の超音波スピーカシステム1Aにおける、第1超音波スピーカ6及び第2超音波スピーカ7の発する超音波と差音(Difference Tone)との関係を表した模式図を示す。同図に示すとおり、複数のスピーカからそれぞれ周波数の異なる超音波(ただし超音波同士の周波数差は可聴帯域の周波数)が出力された場合、これらの超音波を同時に聴取した聴取者の鼓膜には、各超音波同士の周波数差に相当する周波数の音声が聴取される。たとえば、同図に示すように、一のスピーカから特定周波数(ここでは80kHz)の超音波100を出力し、他のスピーカから他の特定周波数(ここでは81kHz)の超音波101を同時に出力すると、両超音波100、101を同時に聴取した聴取者の鼓膜には、両超音波100、101の周波数差(ここでは1kHz)の可聴音102が聴取されることになる。そして、両超音波100、101の周波数差を連続的に変化させれば、この周波数差に対応して連続的に変化する音声を聴取者に聴取させることができる。この実施の形態の超音波スピーカシステム1Aにおいては、かかる原理を適用して聴取者に音声を聴取させる。   Here, FIG. 5 is a schematic diagram showing the relationship between the ultrasonic wave generated by the first ultrasonic speaker 6 and the second ultrasonic speaker 7 and the difference tone (Difference Tone) in the ultrasonic speaker system 1A of this embodiment. The figure is shown. As shown in the figure, when ultrasonic waves with different frequencies are output from multiple speakers (however, the frequency difference between the ultrasonic waves is the frequency of the audible band), the eardrum of the listener who listened to these ultrasonic waves simultaneously The sound having a frequency corresponding to the frequency difference between the ultrasonic waves is heard. For example, as shown in the figure, when an ultrasonic wave 100 having a specific frequency (80 kHz in this case) is output from one speaker and an ultrasonic wave 101 having another specific frequency (here 81 kHz) is simultaneously output from another speaker, An audible sound 102 having a frequency difference between the ultrasonic waves 100 and 101 (here, 1 kHz) is heard on the eardrum of the listener who has listened to both ultrasonic waves 100 and 101 at the same time. If the frequency difference between the two ultrasonic waves 100 and 101 is continuously changed, it is possible to make the listener listen to the sound that continuously changes in accordance with the frequency difference. In the ultrasonic speaker system 1A of this embodiment, this principle is applied to make the listener listen to the sound.

具体的には、第1超音波スピーカ6から搬送信号sに基づく周波数fの超音波が出力され、第2超音波スピーカ7から変調信号sに基づく周波数f+fの超音波が出力されると、両超音波スピーカ6、7から発せられた超音波を同時に聴取した聴取者の鼓膜には、周波数差fの音声、すなわち音声信号sに基づく音声が聴取される。搬送信号sの周波数は一定であり、変調信号sの周波数は音声信号sの周波数fに依存して絶えず変動しているため、聴取者の鼓膜には、音声信号sの変動が聴取されることになる。 Specifically, an ultrasonic wave having a frequency f 2 based on the carrier signal s 1 is output from the first ultrasonic speaker 6, and an ultrasonic wave having a frequency f 1 + f 2 based on the modulation signal s 3 is output from the second ultrasonic speaker 7. When output, the eardrum of the listener who has listened to the ultrasonic waves emitted from the ultrasonic speakers 6 and 7 at the same time hears the sound of the frequency difference f 1 , that is, the sound based on the sound signal s 1 . Carrier frequency of the signal s 3 is constant, the frequency of the modulation signal s 3 fluctuates constantly depending on the frequency f 1 of the speech signal s 1, the eardrum of the listener, changes in the speech signal s 1 Will be heard.

そして、図2及び図3に示すとおり、拡声部8の基板9中央には可聴音スピーカ5が配設されており、音声信号sに基づいて音声を出力する。第1超音波スピーカ6、第2超音波スピーカ7から超音波を発生させるとともに可聴音スピーカ5から音声を発生させると、可聴音スピーカ5から発生された音声波は第1超音波スピーカ6、第2超音波スピーカ7から発生された超音波に周囲を囲まれた状態で空気中に伝播する。そして、第1超音波スピーカ6、第2超音波スピーカ7から発生される超音波の伝播方向11b及び中心軸11a方向においては、可聴音スピーカ5から発生される可聴音の音声波と第1超音波スピーカ6、第2超音波スピーカ7から発生される直進性の高い超音波とが相互に作用しあい、可聴音スピーカ5の形成する音場と、第1超音波スピーカ6、第2超音波スピーカ7の発生する音場とが融合する。そして、原音の周波数特性を損ねることなく音声を出力できる可聴音スピーカ5からも音声を発生させて音場を形成し、第1超音波スピーカ6、第2超音波スピーカ7の形成した音場と融合させることにより、第1超音波スピーカ6、第2超音波スピーカ7の形成した音場が補完され、奥行きのある自然な臨場感を持った音響環境を形成することができる。 Then, as shown in FIGS. 2 and 3, the center substrate 9 of the loudspeaker unit 8 is disposed an audible sound speaker 5 outputs a sound based on the audio signal s 1. When an ultrasonic wave is generated from the first ultrasonic speaker 6 and the second ultrasonic speaker 7 and a sound is generated from the audible sound speaker 5, the sound wave generated from the audible sound speaker 5 is the first ultrasonic speaker 6, 2 Propagates to the air surrounded by the ultrasonic waves generated from the ultrasonic speaker 7. Then, in the propagation direction 11b and the central axis 11a direction of the ultrasonic waves generated from the first ultrasonic speaker 6 and the second ultrasonic speaker 7, the audio wave of the audible sound generated from the audible sound speaker 5 and the first supersonic wave. The sound field formed by the audible sound speaker 5, the first ultrasonic speaker 6, and the second ultrasonic speaker are interacted with ultrasonic waves with high linearity generated from the sound wave speaker 6 and the second ultrasonic speaker 7. The sound field generated by 7 merges. The sound field is generated by generating sound from the audible sound speaker 5 that can output sound without impairing the frequency characteristics of the original sound, and the sound field formed by the first ultrasonic speaker 6 and the second ultrasonic speaker 7 By merging, the sound field formed by the first ultrasonic speaker 6 and the second ultrasonic speaker 7 is complemented, and an acoustic environment having a natural sense of presence with a deep depth can be formed.

以上示したとおり、この実施の形態の超音波スピーカシステム1Aにおいては、聴取者に元の音声信号sを高い品位で再現した高出力の音声を聴取させることができ、出力の高い、良好な音響環境を形成することができる。 As shown above, in the ultrasonic speaker system 1A of this embodiment, it is possible to listen to high output of the sound reproduced with the original speech signal s 1 high quality to a listener, high output, good An acoustic environment can be formed.

上記実施の形態においては、第1超音波スピーカ6、第2超音波スピーカ7の振動板15を金属たとえばジュラルミン製としたが、これに限定されず、質量が小さく、高い剛性と適度な弾性を有し、容易に板状に加工形成できるとともに、高周波磁界中に置かれた際にうず電流を多く発生する材質であれば、ジュラルミン以外のどのような金属、及び、金属以外のどのような材質を用いて振動板15を形成してもよい。   In the above embodiment, the diaphragms 15 of the first ultrasonic speaker 6 and the second ultrasonic speaker 7 are made of metal, for example, duralumin. However, the present invention is not limited to this, and the mass is small, high rigidity, and appropriate elasticity. As long as it is a material that can be easily processed into a plate shape and generates a large amount of eddy current when placed in a high-frequency magnetic field, any metal other than duralumin and any material other than metal You may form the diaphragm 15 using.

上記実施の形態においては、発振部2、周波数変調部3等をコイル、コンデンサ、トランジスタ等の電子回路によって形成し、各素子の特性によって発振や変調を行うものとしたが、これに限定されず、CPU等を用いて発振や変調を制御させてもよい。   In the above embodiment, the oscillation unit 2, the frequency modulation unit 3 and the like are formed by electronic circuits such as a coil, a capacitor, and a transistor, and oscillation and modulation are performed according to the characteristics of each element. However, the present invention is not limited to this. The oscillation and modulation may be controlled using a CPU or the like.

上記実施の形態において、拡声部8は、基板9の正面に可聴音スピーカ5、第1超音波スピーカ6、第2超音波スピーカ7を、それぞれ振動板5a、15を正面に向けた状態で配設したが、基板9の正面に第1超音波スピーカ6、第2超音波スピーカ7を、背面に可聴音スピーカ5をそれぞれ固着して配設し、内面が回転双曲面の反響板を基板9の背面側に離間対向させ、可聴音スピーカ5から出力した音声を反響板の内面に反響させて基板9の正面方向に伝播させることもできる。可聴音スピーカ5から出力した音声を回転双曲面形状の反響板の内面に反響させることにより、可聴音スピーカ5から出力した音声の指向性を高めて伝播させることができる。   In the above embodiment, the loudspeaker 8 is arranged with the audible speaker 5, the first ultrasonic speaker 6, and the second ultrasonic speaker 7 on the front surface of the substrate 9 with the diaphragms 5a and 15 facing the front, respectively. The first ultrasonic speaker 6 and the second ultrasonic speaker 7 are fixedly disposed on the front surface of the substrate 9 and the audible sound speaker 5 is fixedly disposed on the rear surface. The sound output from the audible sound speaker 5 can be reflected on the inner surface of the reverberation plate and propagated in the front direction of the substrate 9. By directing the sound output from the audible sound speaker 5 to the inner surface of the rotating hyperboloid-shaped reverberation plate, the directivity of the sound output from the audible sound speaker 5 can be increased and propagated.

上記実施の形態においては、超音波スピーカシステム1Aに周波数変調部3を備え、周波数変調によって変調信号sを形成したが、周波数変調部3に代えてパルス幅変調(PWM:Pulse Width Modulation)方式の変調部を設け、音声信号sをPWM変調して第2超音波スピーカ7に送って出力させ、第1超音波スピーカ6から出力される超音波との差音を形成するものとしてもよい。変調信号の形成に、比較的単純な回路構成によって実現できるパルス幅変調方式を用いることにより、超音波スピーカシステム1Aを簡単な回路構成によって実現し、製造工程の簡略化やコストダウンを図ることができる。 In the above embodiment, comprises a frequency modulator 3 in the ultrasonic speaker system 1A, it has formed the modulated signal s 3 by the frequency modulation, pulse width modulation instead of frequency modulation unit 3 (PWM: Pulse Width Modulation) method The audio signal s 1 may be PWM-modulated, sent to the second ultrasonic speaker 7 and output, and a difference sound from the ultrasonic wave output from the first ultrasonic speaker 6 may be formed. . By using a pulse width modulation method that can be realized with a relatively simple circuit configuration for forming a modulation signal, the ultrasonic speaker system 1A can be realized with a simple circuit configuration, thereby simplifying the manufacturing process and reducing costs. it can.

上記実施の形態は本発明の例示であり、本発明が上記実施の形態に限定されることを意味するものではないことは、いうまでもない。   The above embodiment is an exemplification of the present invention, and it is needless to say that the present invention is not limited to the above embodiment.

以上の通り、本発明の超音波スピーカシステムは、音像の定位性に優れ、音場の広帯域感の再現性にも優れており、指向性のある超音波の平行ビームでスピーカシステムを実現できるため、スポット音声サービス事業として、商店、百貨店、スーパーマーケット等の商業施設における商品説明宣伝、また、ホール、ドライブインシアター、博物館、動物園等の文化アミューズメント施設における展示上映説明、更に、駅舎、道路等の公共施設における注意喚起情報提供等に対して適用でき、音響特性再現用のハイファイスピーカ、公共放送用拡声器としても応用できる。   As described above, the ultrasonic speaker system of the present invention has excellent sound image localization, excellent reproducibility of a wide-range feeling of the sound field, and can realize a speaker system with a directional ultrasonic parallel beam. In addition, as a spot audio service business, product explanation and advertisement in commercial facilities such as shops, department stores, supermarkets, explanation of exhibitions at cultural amusement facilities such as halls, drive-in theaters, museums, and zoos, and public facilities such as station buildings and roads It can be applied to providing alerting information at facilities, and can also be applied to hi-fi speakers for reproducing acoustic characteristics and loudspeakers for public broadcasting.

この実施の形態の超音波スピーカシステムの全体構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the whole structure of the ultrasonic speaker system of this embodiment. 同上超音波スピーカシステムにおける拡声部を正面から見た模式図である。It is the schematic diagram which looked at the loudspeaker part in an ultrasonic speaker system same as the above from the front. 同上超音波スピーカシステムにおける拡声部を側方から見た模式図である。It is the schematic diagram which looked at the loud sound part in the ultrasonic speaker system same as the above from the side. 同上超音波スピーカシステムにおける、第2超音波スピーカの振動板周辺の側面断面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the side surface cross section of the diaphragm periphery of a 2nd ultrasonic speaker in an ultrasonic speaker system same as the above. 同上超音波スピーカシステムにおける、第1超音波スピーカ及び第2超音波スピーカの発する超音波と差音(Difference Tone)との関係を表した模式図である。It is a schematic diagram showing the relationship between the ultrasonic wave which a 1st ultrasonic speaker and a 2nd ultrasonic speaker generate | occur | produce, and a difference sound (Difference Tone) in an ultrasonic speaker system same as the above.

符号の説明Explanation of symbols

1A・・・超音波スピーカシステム
2・・・発振部
3・・・周波数変調部
5・・・可聴音スピーカ
6、6〜6・・・第1超音波スピーカ
7、7〜7・・・第2超音波スピーカ
8・・・拡声部
15・・・振動板
17・・・駆動部
22・・・間隙部
100・・・超音波
101・・・超音波
・・・音声信号
・・・搬送信号
・・・変調信号
1A ... ultrasonic speaker system 2 ... oscillating unit 3, ... the frequency modulation unit 5 ... audible sound speaker 6,6 1 to 6 m ... first ultrasonic speaker 7, 7 1 to 7-n ... 2nd ultrasonic speaker 8 ... Loudspeaker 15 ... Diaphragm 17 ... Drive part 22 ... Gap part 100 ... Ultrasound 101 ... Ultrasound s 1 ... Voice Signal s 2 ... carrier signal s 3 ... modulation signal

Claims (5)

超音波帯域の信号を出力する第1の超音波出力手段と、
可聴帯域の音声信号の供給を受け該音声信号に依存して周波数帯域を連続的に変化させた超音波帯域の信号を出力する第2の超音波出力手段と、
前記第1の超音波出力手段から出力された前記信号により超音波を出力する第1の超音波発生器、及び前記第2の超音波出力手段から出力された前記信号により超音波を出力する第2の超音波発生器を備えた拡声手段と
を備えたことを特徴とする超音波スピーカシステム。
First ultrasonic output means for outputting an ultrasonic band signal;
Second ultrasonic output means for receiving an audio signal of an audible band and outputting an ultrasonic band signal whose frequency band is continuously changed depending on the audio signal;
A first ultrasonic generator that outputs an ultrasonic wave according to the signal output from the first ultrasonic output means, and a first ultrasonic wave that outputs an ultrasonic wave according to the signal output from the second ultrasonic output means. An ultrasonic speaker system comprising: a loudspeaker means including two ultrasonic generators.
前記第1の超音波出力手段は超音波帯域の信号を発生する発振手段であり、
前記第2の超音波出力手段は前記超音波帯域の信号を前記音声信号によって周波数変調し該周波数変調により得られた変調信号を出力する周波数変調手段であり、
前記両超音波発生器のうち少なくとも前記第2の超音波発生器において、ローレンツ力により前記振動板を振動させる駆動部を備えたことを特徴とする請求項1に記載の超音波スピーカシステム。
The first ultrasonic output means is an oscillating means for generating an ultrasonic band signal;
The second ultrasonic wave output means is a frequency modulation means for frequency-modulating the ultrasonic band signal with the audio signal and outputting a modulation signal obtained by the frequency modulation,
2. The ultrasonic speaker system according to claim 1, further comprising: a driving unit configured to vibrate the diaphragm by Lorentz force in at least the second ultrasonic generator of the two ultrasonic generators.
前記駆動部を備えた前記超音波発生器は、前記振動板と前記駆動部との間に間隙部を設けたことを特徴とする請求項1又は2に記載の超音波スピーカシステム。   The ultrasonic speaker system according to claim 1, wherein the ultrasonic generator including the driving unit includes a gap between the diaphragm and the driving unit. 前記振動板は金属製であることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の超音波スピーカシステム。   The ultrasonic speaker system according to claim 1, wherein the diaphragm is made of metal. 前記拡声手段は、可聴帯域の信号に基づいて可聴音を空気中に出力させる音声発生器を備え、該音声発生器の周囲に前記第1の超音波発生器及び前記第2の超音波発生器を配設したことを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の超音波スピーカシステム。
The loudspeaker includes a sound generator that outputs an audible sound to the air based on an audible band signal, and the first ultrasonic generator and the second ultrasonic generator around the sound generator. The ultrasonic speaker system according to claim 1, wherein the ultrasonic speaker system is provided.
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