JP2010258938A - 音響再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パラメトリックスピーカを駆動する音響再生装置のエネルギー効率を改善する。
【解決手段】この発明の音響再生装置はパラメトリックスピーカを駆動するものであり、音声・オーディオ信号源と、キャリア・側帯波生成部と、判定部と、再生信号遮断部と、を具備する。音声・オーディオ信号源は、音声・オーディオ信号を発生する。キャリア・側帯波生成部は、音声・オーディオ信号を入力として可聴周波数以上の超音波領域の搬送波と、音声・オーディオ信号波形の包絡線を持つ２の側帯波とから成る再生信号を生成する。判定部は、音声・オーディオ信号の存在の有無を判定する。再生信号遮断部は、判定部が上記音声・オーディオ信号が存在しない区間と判定したときに再生信号を遮断する。
【選択図】図１

Description

この発明は、可聴音信号により振幅変調された超音波信号で超音波素子を駆動し、その超音波素子から放射された超音波の放射軸線上に可聴音を再生する音響再生装置に関する。

近年、パーソナルコンピュータを用いたテレビ会議システムが普及しつつある。これらの通信回線を介したテレビ会議では、相手側の音声を再生する手段に通常のスピーカが使用されるのが一般的である。しかし、通常のスピーカの指向特性は広いため、広い範囲に音が漏れてしまい、周囲に不要な騒音を発生させてしまう問題があった。この問題を解決する方法として、超音波信号を再生音信号で変調して放射するパラメトリックスピーカを用いることがある。

パラメトリックスピーカとは、超音波信号を可聴音信号で振幅変調した超音波信号で超音波素子を駆動し、超音波素子から振幅変調された強力な超音波信号（約１００ｄＢ以上）を放射させることにより、超音波の自己復調作用でその放射軸上に可聴音を再生するものである。

可聴波ｓ（ｔ）で正弦波の超音波（sin(ω_ｃｔ)）を振幅変調した信号ｇ（ｔ）は、式（１）で表せる。その信号ｇ（ｔ）を空気中に放射すると、空気の非線形項は式（１）の２乗に比例するため、式（２）に示すように可聴波ｓ（ｔ）が復調される。

式（２）の右辺第３項は雑音であるが実用上問題に成らない大きさである。第４項は人
間の可聴範囲を超えた周波数の超音波成分であるので人には聞こえない。

この可聴波ｓ（ｔ）は、空気中に新たな音源が発生したものと見做すことが出来るという意味で仮想音源と呼ばれる。仮想音源は伝播方向に同位相で加算されるために伝播方向に鋭い指向性を示す。式（２）は、搬送波（sin(ω_ｃｔ)）を可聴波ｓ（ｔ）で振幅変調した例を示すものである。振幅変調された変調超音波信号である再生信号は、超音波領域の搬送波と、可聴波の信号の包絡線を持つ２つの側帯波とから成る。

このパラメトリックスピーカを用いる音響再生装置としては、例えば特許文献１が知られている。図１５に特許文献１の音響再生装置２００の機能構成例を示してその動作を簡単に説明する。
音響再生装置２００は、可聴音信号源１、オーバーサンプリング手段２、加算手段３、直流バイアス発生部４、歪付加手段５、ろ波手段６、ＤＡ変換手段７、増幅器８、電気音響変換部９を備える。オーバーサンプリング手段２は、可聴音信号源１の上限周波数の２Ｎ倍の周波数で可聴音信号をオーバーサンプリングする。加算手段３は、オーバーサンプリングされた可聴音信号の各サンプルに一定値の直流バイアス値を加算して歪付加手段５に入力する。

歪付加手段５は、直流バイアス値が加算された各サンプルの一部のサンプルの値を、Ｎ個おきにゼロ値に置換して折り返し歪み（aliasing）を生じさせる。図１６にその折り返し歪みを示す。図１６の横軸は周波数、縦軸は信号強度である。直流分によって発生するキャリアＣＹ１とＣＹ２及び可聴音信号ＡＵの折り返し雑音としてＡＵ１，ＡＵ２，ＡＵ３が発生する。

ろ波手段６は、信号成分ＡＵ１，ＡＵ２とキャリアＣＹ１をろ波して取り出す。取り出された信号成分ＡＵ１，ＡＵ２とキャリアＣＹ１は、ＤＡ変換手段７でアナログ信号に変換され、増幅器８で増幅されて超音波素子ＥＬから放射される。信号成分ＡＵ１が振幅変調波の下側帯波、ＡＵ２が上側帯波と見做せる。
このように振幅変調の代わりに周波数領域における信号処理によってもパラメトリックスピーカを駆動する音響再生装置が実現出来る。

特許第３６６８１７９号明細書

従来のパラメトリックスピーカを用いる音響再生装置では、所望の可聴波ｓ（ｔ）（以降の説明では音声・オーディオ信号ｓ（ｔ）と称する）（ＡＵ、図１６参照）が存在しないときにも強力な超音波が不要に放射されるので、エネルギー効率が悪いという問題がある。また、強力な超音波が人体に良くない影響を与える可能性が懸念されている。
この発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、所望の音声・オーディオ信号ｓ（ｔ）が存在しないときには、超音波の放射を遮断する音響再生装置を提供することを目的とする。

この発明の音響再生装置はパラメトリックスピーカを駆動するものであり、音声・オーディオ信号源と、キャリア・側帯波生成部と、判定部と、再生信号遮断部と、を具備する。音声・オーディオ信号源は、音声・オーディオ信号を発生する。キャリア・側帯波生成部は、音声・オーディオ信号を入力として可聴周波数以上の超音波領域の搬送波と、音声・オーディオ信号波形の包絡線を持つ２の側帯波とから成る再生信号を生成する。判定部は、音声・オーディオ信号の存在の有無を判定する。再生信号遮断部は、判定部が上記音声・オーディオ信号が存在しない区間と判定したときに再生信号を遮断する。

この発明の音響再生装置によれば、音声・オーディオ信号がある時のみにキャリア・側波帯生成部が生成した再生信号がパラメトリックスピーカに供給される。したがって、無駄に強力な超音波を放射することが無い。よって、エネルギー効率を改善することが出来る。また、人体に与える悪影響の心配を軽減することが出来る。

この発明の実施例１（音響再生装置１００）の機能構成例を示す図。 音響再生装置１００の動作フローを示す図。 この発明の音響再生装置１００のより具体的な機能構成例を示す図。 この発明の実施例２（音響再生装置４００）の機能構成例を示す図。 立上り・立下り漸次係数設定手段４２０の動作フローを示す図。 係数Ａの一例を示す図。 係数Ｄの一例を示す図。 この発明の変形例１（音響再生装置８００）の機能構成例を示す図。 この発明の変形例２（音響再生装置９００）の機能構成例を示す図。 この発明の変形例３（音響再生装置１０００）の機能構成例を示す図。 この発明の音響再生装置１１００の機能構成例を示す図。 この発明の実施例３（音響再生装置１２００）の機能構成例を示す図。 この発明の音響再生装置１３００の機能構成例を示す図。 この発明の音響再生装置１４００の機能構成例を示す図。 特許文献１に開示された従来の音響再生装置の機能構成を示す図。 従来の音響再生装置が生成する折り返し歪みを示す図。

以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。複数の図面中同一のものには同じ参照符号を付し、説明は繰り返さない。

図１にこの発明の音響再生装置１００の機能構成例を示す。その動作フローを図２に示す。音響再生装置１００は、音声・オーディオ信号源１と、キャリア・側帯波生成部１０と、判定部１１と、再生信号遮断部１２と、増幅部８と、制御部１３とを具備し、パラメトリックスピーカ１４を駆動する。パラメトリックスピーカ１４は従来技術で説明した電気音響変換部９と同じものであり、超音波素子ＥＬで構成される。

音声・オーディオ信号源１は、音声・オーディオ信号を発生する。キャリア・側波帯生成部１０は、音声・オーディオ信号を入力として可聴周波数以上の超音波領域の搬送波と、音声・オーディオ信号の時間振幅波形と同じ形の包絡線を持つ２つの側帯波から成る再生信号を生成する（ステップＳ１０）。判定部１１は、音声・オーディオ信号の存在の有無を判定する（ステップＳ１１）。判定部１１は音声区間か非音声区間かを判定する。

再生信号遮断部１２は、判定部１１が音声・オーディオ信号が存在しない区間と判定した時（ステップＳ１２０のＮ）に再生信号を遮断する（ステップＳ１２２）。判定部１１が音声・オーディオ信号が存在すると判定した時（ステップＳ１２０のＹ）は、再生信号を増幅部８に出力する。増幅部８はパラメトリックスピーカ１４を駆動する。

なお、図１では、音声・オーディオ信号をディジタル信号に変換するＡＤ変換器と、そのディジタル信号を増幅部８に入力する前にアナログ信号に変換するＤＡ変換器の表記を省略している。音響再生装置１００の各部は、そのディジタル信号に変換された音声・オーディオ信号の各サンプル毎に上記した動作を行い、データが終了するまでその動作を繰り返す（ステップＳ１３）。この動作を終了させる制御は制御部１３が行う。

この発明の実施例１の音響再生装置１００によれば、音声・オーディオ信号がある音声区間のみに再生信号がパラメトリックスピーカ１４に供給される。よって、非音声区間において強力な超音波が放射されることが無い。したがって、エネルギー効率を改善でき、人体への悪影響の心配も軽減することが可能になる。

図３に、音響再生装置１００の判定部１１と再生信号遮断部１２の機能構成をより具体的に示す。判定部１１は、パワー算出手段１１０と、比較手段１１１を備える。パワー算出手段１１０は、サンプリングされた例えばＬ個のサンプルｘ[０]，ｘ[１]，…，ｘ[Ｌ−１]に対して式（３）に示すパワーｗ（ｔ）を計算する。

比較手段１１１は、パワーｗ（ｔ）を所定の閾値ｔｈと比較する。閾値ｔｈは、例えば（Ｖ_Ｎ/Ｖ_ｍａｘ×２^Ｎ−１）^２〜（Ｖ_ｓ/Ｖ_ｍａｘ×２^Ｎ−１）^２の間の値に設定される。ここでＶ_Ｎは音声・オーディオ信号に重畳する雑音信号の最大値の振幅Ｖ_Ｎ（Ｖ_ｐｐ：peak to peak）、Ｖ_ｓは音声・オーディオ信号ｓ（ｔ）の最大値の振幅Ｖ_ｓ（Ｖ_ｐｐ：peak to peak）、Ｖ_ｍａｘはＡＤ変換器の最大許容入力電圧、ＮはＡＤ変換器のビット長であり例えば１６bitである。

例えば雑音電圧Ｖ_Ｎ＝３×１０^−４（Ｖ_ｒｍｓ）、音声・オーディオ信号ｓ（ｔ）の振幅を０.３Ｖ（Ｖ_ｒｍｓ）、ＡＤ変換器の最大許容入力電圧を５Ｖ（Ｖ_ｐｐ）とすると、閾値ｔｈはｔｈ＝３×１０^−５といった値である。判定部１１は、音声・オーディオ信号ｓ（ｔ）の振幅が、閾値ｔｈより大の時に音声有り（以降、音声時）と判定し、その振幅が閾値ｔｈよりも小の時は非音声（以降、非音声時）と判定する。判定部１１は、音声時に例えば１を、非音声時にゼロを出力する。

再生信号遮断部１２は、判定部１１の判定結果を入力としてキャリア・側帯波生成部１０が出力する再生信号Ｓ（ｔ）を遮断する。再生信号遮断部１２は、係数設定手段１２０と、乗算器１２１を備える。乗算器１２１は、再生信号Ｓ（ｔ）に係数設定手段１２０が設定した係数を乗算する。

係数設定手段１２０は、判定部１１が非音声時と判定した時に、係数をゼロに設定する。非音声区間においては、乗算器１２１は再生信号にゼロを乗ずるため再生信号が遮断される。音声時においては、係数が１に設定されるので再生信号が増幅部８に入力される。ここで、音声時の判定部１１の出力と係数がそれぞれ１で一致しているが、係数は異なる値に設定しても良い。例えば０.８とか２とかに設定しても良い。

このように音響再生装置１００は、判定部１１の判定結果の切り替わりに同期して非音声時には瞬時に再生信号Ｓ（ｔ）を遮断し、音声時には再生信号Ｓ（ｔ）を瞬時に出力する。閾値ｔｈ付近の再生信号を瞬時に遮断したり通過させたりすると、話し始めや話終わりの音声が途切れてしまう場合がある。そこで、この切り替えを漸次的に行うようにして音声が途切れないようにした実施例２を次に説明する。

図４に実施例２の音響再生装置４００の機能構成例を示す。音響再生装置４００は、再生信号遮断部４２の機能構成のみが実施例１（図３）と異なる。再生信号遮断部４２は、立上り・立下り漸次係数設定手段４２０と、係数値制限手段４２１と、乗算器１２１とを備える。乗算器１２１は音響再生装置１００と同じものである。

図５に立上り・立下り漸次係数設定手段４２０の動作フロー示す。立上り・立下り漸次係数設定手段４２０は、判定部１１の判定結果を入力としてその判定結果の切り替わり時に再生信号を漸次的に制御するものである。

立上り・立下り漸次係数設定手段４２０は、まず、判定部１１の判定結果を受け入れ、その状態を把握する（ステップＳ４２０ａ）。そして、判定結果が前回の結果から変化しているか否かを判定する（ステップＳ４２０ｂ）。前回の結果から変化している時（ステップＳ４２０ｂのＹ）、非音声時から音声時或いはその逆であるかの切り分けを行う（ステップＳ４２０ｂ）。非音声時から音声時に変化した時（ステップＳ４２０ｃのＹ）は、音声の立ち上がりであるので立上りフラグＦ_Ｕ＝１に、立下りフラグＦ_Ｄ＝０にセットする（ステップＳ４２０ｄ）。そして、乗算器１２１が再生信号に乗ずる係数ＡをＡ＝Ａに設定する（ステップＳ４２０ｈ）。そしてｎ＝１に初期化する（ステップＳ４２０ｉ）。

音声時から非音声時に変化した時（ステップＳ４２０ｃのＮ）は、音声の立下りであるので立上りフラグＦ_Ｕ＝０に、立下りフラグＦ_Ｄ＝１にセットする（ステップＳ４２０ｊ）。この場合、乗算器１２１が再生信号に乗ずる係数ＤをＤ＝Ｄに設定する（ステップＳ４２０ｋ）。そしてｎ＝１に初期化する（ステップＳ４２０ｍ）。

そして、次のサンプルの判定結果を受け入れる（ステップＳ４２０ａ）。次のサンプル
の判定結果が前回と変わらない場合（ステップＳ４２０ｂのＮ）、立上りフラグＦ_Ｕ＝１であるか否かを評価する（ステップＳ４２０ｎ）。立上りフラグＦ_Ｕ＝１の場合（ステップＳ４２０ｎのＹ）は、ｎをｎ＝ｎ＋１にインクリメント（ステップＳ４２０ｏ）し、係数をＡ＝Ａ^ｎに設定する（ステップＳ４２０ｐ）。立下りフラグＦ_Ｄ＝１の場合（ステップＳ４２０ｑのＹ）は、ｎをｎ＝ｎ＋１にインクリメント（ステップＳ４２０ｏ）し、係数をＤ＝Ｄ^ｎに設定する（ステップＳ４２０ｓ）。

つまり、音声の立上り及び立下りの状態に変化が無ければ、立上りの場合の係数はＡ＝Ａ^ｎ、立下りの場合の係数はＤ＝Ｄ^ｎに設定される。また、音声の立上り及び立下りの状態に変化が無ければ、それぞれの係数は初期値であるＡとＤに再設定される。図６と図７に、その状態変化が無い場合におけるそれぞれの係数の変化の一例を示す。図６と図７の横軸はサンプル数で表した経過時間であり、縦軸は係数の大きさである。図６はＡ＝１.１とした場合の例、図７はＤ＝０.９とした場合の例である。係数Ａは初期値１.１から漸次的に増加する。また、係数Ｄは初期値０.９から漸次的に減少する。このように、立上り・立下り漸次係数設定手段４２０の動作によって、音声の立上り時には係数Ａが徐々に増加し、音声の立下り時には係数Ｄが徐々に減少する特性を示す。

係数値制限手段４２１は、漸次的に増加、或いは減少する係数を所定の値に制限する。図６に示す例では、例えば係数Ａ＝６に制限している。図７に示す例では、例えば係数Ｄ＝０.２に制限している。
このように実施例２の再生信号遮断部４２は、音声の立上りの所定時間の間、係数Ａを漸次的に変化させ再生信号の増加を抑圧する。また、音声の立下りの所定時間の間、係数Ｄを漸次的に変化させ再生信号の減少を抑制する。この結果、話し始めや話終わりの音声が途切れてしまうのを防止することが出来る。

係数ＡとＤの値は、音声・オーディオ信号を離散値化するＡＤ変換器のサンプリング周
波数をｆ_ｓとした時に、係数ＡはＡ＝１.１^{100000/ｆｓ}で計算される値以上に、係数ＤはＤ＝（１−５×１０^−５）^{100000/ｆｓ}で計算される値以下に設定すると良い。

〔変形例１〕
音声の立上りと立下り時の音声の途切れを防止する方法としては、他の方法も考えられる。図８に、再生信号を遅延させることで音声の途切れを防止するようにした音響再生装置８００の機能構成例を示す。
音響再生装置８００は、再生信号遮断部８２の機能構成のみが、音響再生装置１００（図３）と異なる。再生信号遮断部８２は、遅延手段８２０と、係数設定手段１２０と、乗算器１２１とを備える。係数設定手段１２０と乗算器１２１は、音響再生装置１００の信号遮断部１２と同じである。

遅延手段８２０は、例えばシフトレジスタや記憶手段（メモリ）等で構成される。遅延手段８２０を、例えばシフトレジスタで構成し、そのシフト量をサンプル数の例えば２０サンプルとする。そうすると、キャリア・側帯波生成部１０が出力する再生信号は２０サンプル分遅れて乗算器３２１に入力される。

一方、判定部１１には、時間遅れを持たない音声・オーディオ信号が入力されるので、音声時、非音声時の判定は再生信号より先行して行われる。よって、遅延手段８２０の遅延時間を適切に設定することで、音声の立上りと立下り時の音声の途切れを防止することが出来る。
遅延手段８２０を記憶手段で構成する場合は、記憶手段を再生信号のバッファとして用いることで同様の動作が実現出来る。なお、遅延手段８２０で再生信号を遅延させる考えは、上記した実施例２の立上り・立下り漸次係数設定手段４２０と組み合わせても良い。

〔変形例２〕
図９に、再生信号を遅延させる考えと、係数を漸次的に変化させる考えとを組み合わせた音響再生装置９００の機能構成例を示す。音響再生装置９００は、再生信号遮断部９２が遅延手段８２０を備える点で音響再生装置４００（図４）と異なる。音響再生装置９００の動作は、図９の機能構成例と上記した説明から明らかであるので省略する。遅延手段８２０が付加された変形例２は、変形例１よりも確実に音声の途切れを防止する効果を奏する。

〔変形例３〕
実施例１と２、及び変形例１と２のそれぞれのキャリア・側帯波生成部１０は、従来技術で説明した周波数領域における信号処理によって折り返し歪みを生成する方式のものを前提に説明した。

つまり、キャリア・側帯波生成部１０は、音声・オーディオ信号の上限周波数の２Ｎ倍の周波数でオーバーサンプリングするオーザーサンプリング手段と、オーバーサンプリングされた音声・オーディオ信号の各サンプルに一定値の直流バイアス値を加算する加算手段と、一定の直流バイアス値を発生する直流バイアス発生手段と、直流バイアス値が加算された各サンプルの一部のサンプル値をＮ個おきにゼロ値に置換して折り返し歪みを発生させる歪付加手段と、音声・オーディオ信号の上限周波数の偶数倍の周波数から再生しようとする上記音声・オーディオ信号の帯域幅の帯域成分をろ波するろ波手段と、ろ波手段の出力信号をアナログ信号に変換するＤＡ変換手段と、を備える。この構成は、従来技術で説明した音響再生装置２００の機能構成と同じである。よって、キャリア・側帯波生成部１０の機能構成例を図示することは省略する。

このキャリア・側帯波生成部１０を、基本的な変調技術の一つである振幅変調手段で実現しても良い。図１０に、キャリア・側帯波生成部を振幅変調手段で構成した音響再生装置１０００の機能構成例を示す。音響再生装置１０００は、キャリア・側帯波生成手段１１３の機能構成のみが音響再生装置１００（図３）と異なる。

キャリア・側帯波生成手段１１３は、振幅変調手段１１３０と、超音波信号生成手段１１３１とを備える。超音波信号生成手段１１３１は、超音波領域の搬送波ｆ_ｃ＝sin（ω_ｃｔ）を生成する。振幅変調手段１１３１は、搬送波ｆ_ｃ＝sin（ω_ｃｔ）を音声・オーディオ信号ｓ（ｔ）によって（Ｇ＋ｓ（ｔ））sin（ω_ｃｔ）／Ｇ（Ｇは所定の正数で、Ｇ≧｜ｓ（ｔ）｜である。）と振幅変調して再生信号Ｓ（ｔ）を生成する。

このように搬送波と、音声・オーディオ信号の時間振幅波形と同じ包絡線を持つ２つの側帯波から成る再生信号Ｓ（ｔ）を、振幅変調手段で実現しても良い。また、音響再生装置８００（図８）のキャリア・側帯波生成手段１０を振幅変調手段で構成しても良い。その音響再生装置１１００の機能構成例を図１１に示す。

音響再生装置１１００の動作は、変形例１として示した音響再生装置８００（図８）と同じであり、音声の立上りと立下り時の音声の途切れを防止する効果も同じである。よって、詳しい説明は省略する。
なお、振幅変調手段で再生信号Ｓ（ｔ）を生成する方式にすることで、この発明の音響再生装置を他の機能構成例で実現することが出来る。その音響再生装置１２００を実施例３として次に説明する。

図１２に音響再生装置１２００の機能構成例を示す。音響再生装置１２００は、上記した実施例及び変形例と同様にパラメトリックスピーカ１４を駆動するものである。音響再生装置１２００は、音声・オーディオ信号源１と、キャリア・側帯波生成部１２１と、判定部１１と、再生信号遮断部１２０と、増幅部８と、制御部１３とを備える。音声・オーディオ信号源１と判定部１１と増幅部８と制御部１３は、音響再生装置１００（図１）と同じものである

キャリア・側帯波生成部１２１は、超音波領域の搬送波ｆ_ｃ＝sin（ω_ｃｔ）を音声・オーディオ信号ｓ（ｔ）によって（Ｇ＋ｓ（ｔ））sin（ω_ｃｔ）/Ｇ（Ｇは所定の正数）と振幅変調して可聴周波数以上の超音波領域の搬送波と、音声・オーディオ信号の時間振幅波形と同じ形の包絡線を持つ２つの側帯波とから成る再生信号Ｓ（ｔ）を生成する。再生信号遮断部１２０は、所定の正数Ｇに係数を乗じて再生信号Ｓ（ｔ）の生成を遮断する。

この係数は、上記した実施例１と２、及び変形例１乃至３で説明した係数と同じである。実施例３の構成でも、上記した実施例２及び変形例と同じ作用効果を得ることが可能である。実施例２と同様に、話し始めや話終わりの音声が途切れてしまうのを防止した音響再生装置１３００の機能構成例を図１３に示す。

音響再生装置１３００は、音響再生装置１２００の再生信号遮断部１２０を再生信号遮断部１３０に置換えたものである。再生信号遮断部１３０は、係数値制限手段１３１１と、立上り・立下り漸次係数設定手段１３１０とを備える。

立上り・立下り漸次係数設定手段１３１０は、判定部１１が音声・オーディオ信号ｓ（ｔ）が存在すると判定した後に係数をＡ^ｎ（Ａ＞１、ｎはサンプル数）としてその係数の増加を抑圧し、判定部１１が音声・オーディオ信号が存在しないと判定した後に係数をＤ^ｎ（０≦Ｄ＜１、ｎはサンプル数）としてその係数の減少を抑制するものであり、図４に示した立上り・立下り漸次係数設定手段４２０と同じ考えに基づくものである。

係数値制限手段１３１１は、係数Ａ^ｎとＤ^ｎの値をそれぞれ所定の値に制限するものであり、図４に示した係数値制限手段４２１と同じ考えに基づくものである。よって、音響再生装置１３００は、音響再生装置４００（図４）と同じように話し始めや話終わりの音声が途切れてしまうことを防止する効果を奏する。
また、変形例２として示した音響再生装置９００と同じように再生信号を遅延させる遅延手段と組み合わせた音響再生装置１４００とすることも出来る。図１４に音響再生装置１４００の機能構成例を示す。

音響再生装置１４００のキャリア・側帯波生成部１４０は、音声・オーディオ信号ｓ（ｔ）を遅延させる遅延手段１４１０を含む。遅延手段１４１０は、音声・オーディオ信号ｓ（ｔ）を遅延対象とする点のみが再生信号Ｓ（ｔ）を遅延対象とする音響再生装置９００の遅延手段８２０と異なる。その考えは、判定部１１の音声時、非音声時の判定よりも音声・オーディオ信号ｓ（ｔ）を遅らせるものであり、音響再生装置９００と同様に音声の途切れをより確実に防止する効果を奏する。実施例３の変形例である音響再生装置１３００と１４００の作用効果については、上記した説明で明らかであるので詳細な説明は省略する。

以上説明した実施例及び変形例の音響再生装置の各部、各手段はハードウェアで実現しても良いし、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより構成しても良い。そのプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等どのようなものでもよい。具体的には、例えば、磁気記録装置として、ハードディスク装置、フレキシブルディスク、磁気テープ等を、光ディスクとして、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ（Recordable）/ＲＷ（ReWritable）等を、光磁気記録媒体として、ＭＯ（Magneto Optical disc）等を、半導体メモリとしてＥＥＰ−ＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable-Read Only Memory）等を用いることができる。

また、このプログラムの流通は、例えば、そのプログラムを記録したＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を販売、譲渡、貸与等することによって行う。さらに、このプログラムをサーバコンピュータの記録装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、このプログラムを流通させる構成としてもよい。

Claims (12)

1. パラメトリックスピーカを駆動する音響再生装置であって、
   音声・オーディオ信号を発生する音声・オーディオ信号源と、
   上記音声・オーディオ信号を入力として可聴周波数以上の超音波領域の搬送波と、上記音声・オーディオ信号の時間振幅波形と同じ形の包絡線を持つ２の側帯波とから成る再生信号を生成するキャリア・側帯波生成部と、
   上記音声・オーディオ信号の存在の有無を判定する判定部と、
   上記判定部が上記音声・オーディオ信号が存在しない区間と判定したときに上記再生信号を遮断する再生信号遮断部と、
   を具備する音響再生装置。
2. 請求項１の音響再生装置において、
   上記判定部は、
   上記音声・オーディオ信号のパワーを計算するパワー算出手段と、
   上記パワーを所定の閾値と比較する比較手段と、
   を備え、
   上記パワー算出手段は所定の時間幅で上記パワーを算出し、
   上記比較手段は、上記音声・オーディオ信号に重畳する雑音信号の最大値の振幅をＶ_Ｎ、上記音声・オーディオ信号の最大値の振幅をＶ_Ｓ、上記音声・オーディオ信号を量子化するＡＤ変換器の最大許容入力電圧の振幅をＶ_ｍａｘ、その量子化ビット数をＮとした時に、上記パワーを（Ｖ_Ｎ/Ｖ_ｍａｘ×２^Ｎ−１）^２から（Ｖ_Ｓ/Ｖ_ｍａｘ×２^Ｎ−１）^２の間の値に設定された閾値ｔｈと比較するものである、
   ことを特徴とする音響再生装置。
3. 請求項１又は２に記載した音響再生装置において、
   上記再生信号遮断部は、
   乗算器と、その乗算器に係数を設定する係数設定手段とを備え、
   上記乗算器は上記再生信号に上記係数を乗算し、
   上記係数設定手段は、上記判定部が上記音声・オーディオ信号の存在が無いと判定した時に上記係数をゼロに設定する、
   ことを特徴とする音響再生装置。
4. 請求項１乃至３の何れかに記載した音響再生装置において、
   上記再生信号遮断部は、
   乗算器と、その乗算器に係数を設定する立上り・立下り漸次係数設定手段と、上記係数を制限する係数値制限手段とを備え、
   上記立上り・立下り漸次係数設定手段は、上記判定部が上記音声・オーディオ信号が存在すると判定した後に上記係数をＡ^ｎ（Ａ＞１、ｎはサンプル数）としてその係数の増加を抑圧し、上記判定部が上記音声・オーディオ信号が存在しないと判定した後に上記係数をＤ^ｎ（０≦Ｄ＜１、ｎはサンプル数）としてその係数の減少を抑制し、
   上記係数制限手段は、上記係数Ａ^ｎとＤ^ｎが所定の値を超えないようにそれぞれの値を制限する、
   ことを特徴とする音響再生装置。
5. 請求項４に記載した音響再生装置において、
   上記音声・オーディオ信号を離散値化するＡＤ変換器のサンプリング周波数をｆ_ｓとした時に上記係数ＤはＤ＝（１−５×１０^−５）^{１００，０００/ｆｓ}で計算される値以下、係数ＡはＡ＝１.１^{１００，０００/ｆｓ}で計算される値以上に設定されたことを特徴とする音響再生装置。
6. 請求項１乃至５の何れかに記載した音響再生装置において、
   上記再生信号遮断部は、
   上記再生信号を遅延させる遅延手段を含み、
   上記遅延手段が、上記再生信号を遅延させて上記乗算器に入力することを特徴とする音響再生装置。
7. 請求項１乃至６の何れかに記載した音響再生装置において、
   上記キャリア・側帯波生成部は、
   上記音声・オーディオ信号の上限周波数の２Ｎ倍の周波数でオーバーサンプリングするオーバーサンプリング手段と、
   オーバーサンプリングされた上記音声・オーディオ信号の各サンプルに一定値の直流バイアス値を加算する加算手段と、
   上記一定の直流バイアス値を発生する直流バイアス発生手段と、
   上記直流バイアス値が加算された各サンプルの一部のサンプル値をＮ個おきにゼロ値に置換して折り返し歪みを発生させる歪付加手段と、
   上記上限周波数の偶数倍の周波数から再生しようとする上記音声・オーディオ信号の帯域幅の帯域成分をろ波するろ波手段と、
   上記ろ波手段の出力信号をアナログ信号に変換するＤＡ変換手段と、
   を備えることを特徴とする音響再生装置。
8. 請求項１乃至３の何れかに記載した音響再生装置において、
   上記キャリア・側帯波生成部は、
   超音波領域の搬送波ｆ_ｃ＝sin（ω_ｃｔ）を生成する超音波信号生成手段と、
   上記搬送波ｆ_ｃ＝sin（ω_ｃｔ）を上記音声・オーディオ信号ｓ（ｔ）によって（Ｇ＋ｓ（ｔ））sin（ω_ｃｔ）／Ｇ（Ｇは所定の正数）と振幅変調する振幅変調手段と、
   から成ることを特徴とする音響再生装置。
9. パラメトリックスピーカを駆動する音響再生装置であって、
   音声・オーディオ信号を発生する音声・オーディオ信号源と、
   超音波領域の搬送波ｆ_ｃ＝sin（ω_ｃｔ）を上記音声・オーディオ信号ｓ（ｔ）によって（Ｇ＋ｓ（ｔ））sin（ω_ｃｔ）／Ｇ（Ｇは所定の正数）と振幅変調して可聴周波数以上の超音波領域の搬送波と、上記音声・オーディオ信号の時間振幅波形と同じ形の包絡線を持つ２つの側帯波とからなる再生信号を生成するキャリア・側帯波生成部と、
   上記音声・オーディオ信号の存在の有無を判定する判定部と、
   上記所定の正数Ｇに係数を乗じて上記再生信号の生成を遮断する再生信号遮断部と、
   を具備する音響再生装置。
10. 請求項９に記載した音響再生装置であって、
    上記再生信号遮断部は、
    上記係数を設定する立上り・立下り漸次係数設定手段と、上記係数を制限する係数値制限手段とを備え、
    上記立上り・立下り漸次係数設定手段は、上記判定部が上記音声・オーディオ信号が存在すると判定した後に上記係数をＡ^ｎ（Ａ＞１、ｎはサンプル数）としてその係数の増加を抑圧し、上記判定部が上記音声・オーディオ信号が存在しないと判定した後に上記係数をＤ^ｎ（０≦Ｄ＜１、ｎはサンプル数）としてその係数の減少を抑制し、
    上記係数制限手段は、上記係数Ａ^ｎとＤ^ｎが所定の値を超えないようにそれぞれの値を制限する、
    ことを特徴とする音響再生装置。
11. 請求項９又は１０に記載した音響再生装置において、
    上記音声・オーディオ信号を離散値化するＡＤ変換器のサンプリング周波数をｆ_ｓとした時に上記係数ＤはＤ＝（１−５×１０^−５）^{１００，０００/ｆｓ}で計算される値以下、係数ＡはＡ＝１.１^{１００，０００/ｆｓ}で計算される値以上に設定されたことを特徴とする音響再生装置。
12. 請求項９乃至１１の何れかに記載した音響再生装置において、
    上記キャリア・側波帯生成部は、
    上記音声・オーディオ信号を遅延させる遅延手段を含み、
    上記遅延手段が、上記再生信号を遅延させて上記振幅変調手段に入力することを特徴とする音響再生装置。

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