JP2021175145A - パラメトリックスピーカのコントローラ、パラメトリックスピーカの制御方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】超音波暴露を確実に抑制する。【解決手段】本開示の一態様に係るコントローラは、複数の超音波振動子を備えるパラメトリックスピーカのコントローラであって、人間の位置情報を参照して、対象エリアに関する音圧低減条件が成立するか否かを判定する手段と、音圧低減条件が成立しない場合に、複数の超音波振動子それぞれに超音波を放射させる手段と、音圧低減条件が成立する場合に、対象エリア内の対象位置において生じる音圧が音圧低減条件の成立しない場合に比べて小さくなるように、制御を行う手段とを備える。【選択図】図４

Description

本開示は、パラメトリックスピーカのコントローラ、パラメトリックスピーカの制御方法、およびプログラムに関する。

パラメトリックスピーカは、オーディオ信号を用いて変調した超音波を放射し、当該超音波が伝播する空気の非線形特性を利用して可聴音を再生する。

超音波の応用可能性について研究がなされている一方で、超音波が生物に及ぼす影響についても研究の途上にある。超音波暴露を低減する技術について一定のニーズがある。特許文献１には、「視聴者の設定により超音波の音圧調整が可能になり、長時間に渡って大きな音圧の超音波暴露に対応することができる」と記載されている。

特開2011-103543号公報

しかしながら、視聴者の設定により超音波の音圧調整を可能とするだけでは、視聴者や周囲の人間が無意識のうちに大きな音圧の超音波にさらされるため、超音波暴露を確実に抑制することはできない。

本開示の目的は、超音波暴露を確実に抑制することである。

本開示の一態様に係るコントローラは、複数の超音波振動子を備えるパラメトリックスピーカのコントローラであって、人間の位置情報を参照して、対象エリアに関する音圧低減条件が成立するか否かを判定する手段と、音圧低減条件が成立しない場合に、複数の超音波振動子それぞれに超音波を放射させる手段と、音圧低減条件が成立する場合に、対象エリア内の対象位置において生じる音圧が音圧低減条件の成立しない場合に比べて小さくなるように、制御を行う手段とを備える。
である。

本開示によれば、超音波暴露を確実に抑制できる。

本実施形態のオーディオシステムの構成を示すブロック図である。 図１のオーディオシステムの機能ブロック図である。 複数の超音波振動子が配置された振動子盤を示す図である。 本実施形態の概要の第１の例の説明図である。 本実施形態の概要の第２の例の説明図である。 本実施形態の概要の第３の例の説明図である。 本実施形態の概要の第４の例の説明図である 本実施形態の音声再生処理のフローチャートである。 変形例１のオーディオシステムの機能ブロック図である。 変形例２の対象エリアの第１の例を示す図である。 変形例２の対象エリアの第２の例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

以下の説明において、「Ｘ方向」は、後述される振動子盤の放射面における横方向であり、「Ｙ方向」は、この放射面における縦方向であり、「Ｚ方向」は、この放射面の法線方向、すなわち超音波の送信方向である。

（１）オーディオシステムの構成
本実施形態のオーディオシステムの構成を説明する。図１は、本実施形態のオーディオシステムの構成を示すブロック図である。図２は、図１のオーディオシステムの機能ブロック図である。

図１に示すように、オーディオシステム１は、音源装置ＳＳと、コントローラ１０と、パラメトリックスピーカ（「超音波スピーカ」の一例）３０とを備える。

このオーディオシステム１は、使用空間ＳＰ（例えば、室内）に配置される。オーディオシステム１は、リスナＴＬに音声のユーザ体験を提供する。

音源装置ＳＳは、記憶媒体又は通信を介して提供されるオーディオコンテンツの音声入力信号を出力するように構成される。音源装置ＳＳは、例えば、オーディオプレーヤである。

パラメトリックスピーカ３０は、超音波ＵＳＷを用いて音声（可聴音）を出力するように構成される。

コントローラ１０は、パラメトリックスピーカ３０を制御するように構成される。

（１−１）コントローラの構成
コントローラ１０の構成を説明する。

図２に示すように、コントローラ１０は、記憶装置１１と、プロセッサ１２と、入出力インタフェース１３と、通信インタフェース１４とを備える。コントローラ１０は、カメラ１５、位置検出部１６および音源装置ＳＳに接続可能である。

記憶装置１１は、プログラム及びデータを記憶するように構成される。記憶装置１１は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及び、ストレージ（例えば、フラッシュメモリ又はハードディスク）の組合せである。

プログラムは、例えば、以下のプログラムを含む。
・ＯＳ（Operating System）のプログラム
・パラメトリックスピーカ３０の制御処理を実行するアプリケーションのプログラム

データは、例えば、以下のデータを含む。
・情報処理において参照されるデータベース
・情報処理を実行することによって得られるデータ（つまり、情報処理の実行結果）
・対象エリアを定義するデータ

プロセッサ１２は、記憶装置１１に記憶されたプログラムを起動することによって、コントローラ１０の機能を実現するように構成される。プロセッサ１２は、コンピュータの一例である。コントローラ１０の機能は、例えば、以下を含む。
・パラメトリックスピーカ３０を制御するためのスピーカ制御信号を生成する機能
・通信インタフェース１４を介してパラメトリックスピーカ３０にスピーカ制御信号を出力する機能

入出力インタフェース１３は、コントローラ１０に接続される入力デバイスから信号（例えば、オーディオ信号、ユーザの指示、画像、リスナの位置情報、など）を取得し、かつ、コントローラ１０に接続される出力デバイスに信号を出力するように構成される。

入力デバイスは、例えば、カメラ１５、位置検出部１６、音源装置ＳＳ、キーボード、ポインティングデバイス、タッチパネル、マイクロフォン、センサ、又は、それらの組合せである。

出力デバイスは、例えば、モニタである。

通信インタフェース１４は、コントローラ１０と、パラメトリックスピーカ３０との間の通信を制御するように構成される。

カメラ１５は、使用空間ＳＰの画像情報を取得するように構成される。カメラ１５は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary MOS）カメラである。

位置検出部１６は、人間（例えば、リスナ）の位置を検出するように構成される。位置検出部１６は、例えば、赤外線センサである。赤外線センサは、赤外線を照射し、且つ、赤外線の反射光を受光すると、反射光に応じてデータを生成する。これにより、人間の位置が検出される。

（１−２）パラメトリックスピーカの構成
パラメトリックスピーカ３０の構成を説明する。図３は、複数の超音波振動子が配置された振動子盤を示す図である。

図２に示すように、パラメトリックスピーカ３０は、駆動部３２と、通信インタフェース３４と、複数の超音波振動子３５とを備える。図３に示すように、複数の超音波振動子３５は、振動子盤３７に配置される。

駆動部３２は、コントローラ１０から出力されたスピーカ制御信号に従って、超音波振動子３５を駆動させるための駆動信号（以下「振動子駆動信号」という）を生成するように構成される。

通信インタフェース３４は、パラメトリックスピーカ３０とコントローラ１０との間の通信を制御するように構成される。

複数の超音波振動子３５は、駆動部３２によって生成された振動子駆動信号に基づいて振動することにより、超音波ＵＳＷを放射するように構成される。

図３Ａおよび図３Ｂに示すように、振動子盤３７の表面（「放射面」）には、複数の超音波振動子３５が例えばアレイ状に配置される。

駆動部３２は、コントローラ１０の制御に従って、振動子盤３７に配置された複数の超音波振動子３５を振動させる。複数の超音波振動子３５が振動すると、放射面（ＸＹ平面）に対して直交する送信方向（Ｚ軸方向）に向かって、超音波が放射される。

（２）本実施形態の概要
本実施形態の概要を説明する。図４は、本実施形態の概要の第１の例の説明図である。図５は、本実施形態の概要の第２の例の説明図である。図６は、本実施形態の概要の第３の例の説明図である。図７は、本実施形態の概要の第４の例の説明図である。

使用空間ＳＰには対象エリアが定義される。対象エリアは、コントローラ１０が超音波振動子３５を駆動して超音波ＵＳＷを放射した場合に、大きな音圧が生じる可能性のある空間に定められる。一般に、パラメトリックスピーカから放射される超音波による音圧は、当該パラメトリックスピーカからの距離の増加に伴って減少する。故に、パラメトリックスピーカ３０からの距離を基準に対象エリアを定義することができる。パラメトリックスピーカ３０からの距離は、例えば以下のいずれかである。
・任意の超音波振動子３５（例えば、複数の超音波振動子３５の中心に位置する超音波振動子３５）からの距離
・放射面の中心（例えば、複数の超音波振動子３５が配置された領域の中心）からの距離
図１の対象エリアＴＡ１は、超音波振動子３５からの距離が所定の閾値ＴＨ１以下のエリアに相当する。

コントローラ１０は、位置検出部１６により検出された人間の位置情報を参照して、当該対象エリアに関する音圧低減条件が成立するか否かを判定する。音圧低減条件の一例は、対象エリア内に人間が居ること、である。コントローラ１０は、音圧低減条件が成立する場合に、対象エリア内の対象位置（例えば、人間が検出された位置）における音圧が、当該音圧低減条件が成立しない場合に比べて小さくなるように、超音波ＵＳＷの放射を制御する。すなわち、コントローラ１０は、音圧低減条件の成立時に対象位置において生じる音圧（少なくとも超音波周波数帯（例えば４０ｋＨｚ）の音圧成分）を低減する制御（音圧低減制御）を行うことで、対象位置において人間が無意識のうちに大音圧の超音波にさらされないようにする。

図４に示すように、本実施形態の音圧低減制御の第１の例では、コントローラ１０は、パラメトリックスピーカ３０からの超音波ＵＳＷの放射を停止する。これにより、コントローラ１０は、対象位置を含む対象エリアＴＡ１全域における音圧を最小化できる。

図５に示すように、本実施形態の音圧低減制御の第２の例では、コントローラ１０は、パラメトリックスピーカ３０から放射する超音波ＵＳＷの振幅を低減させる。一例として、コントローラ１０は、搬送波（超音波周波数帯の音声信号）の振幅を低減させる。これにより、コントローラ１０は、対象位置を含む対象エリアＴＡ１全域における音圧を低減できる。

図６に示すように、本実施形態の音圧低減制御の第３の例では、コントローラ１０は、パラメトリックスピーカ３０による超音波ＵＳＷの放射方向を変更する。超音波ＵＳＷの放射方向の変更は、例えば以下のいずれかの技法で実現可能である。
・複数の超音波振動子３５の駆動時間差を変更することにより、超音波振動子３５が配置された面（放射面）の法線に対して超音波の進行方向が成す角度（以下「放射角」という）を変更する。
・振動子盤３７の姿勢（すなわち、放射面の向き）を変更する。

具体的には、コントローラ１０は、超音波ＵＳＷの放射方向を以下のいずれかのように変更できる。
・コントローラ１０は、音圧低減条件が成立する場合には超音波ＵＳＷの伝搬経路から対象位置までの距離が音圧低減条件の成立しない場合に比べて大きくなるように超音波ＵＳＷの放射方向を変更する。
・コントローラ１０は、音圧低減条件が成立しない場合には超音波ＵＳＷが反射することなく対象位置に到達するように放射方向を設定する一方で、音圧低減条件が成立する場合には超音波ＵＳＷが反射材において反射して対象位置に到達するように放射方向を設定する。反射材は、例えば、壁、天井、床、窓、柱、または扉であってよい。これにより、コントローラ１０は、対象位置において生じる音圧を低減できる。

図７に示すように、本実施形態の音圧低減制御の第４の例では、コントローラ１０は、パラメトリックスピーカ３０の複数の超音波振動子３５のそれぞれから放射された超音波が対象位置ＴＰにおいて互いに音圧を弱め合うように、当該複数の超音波振動子３５から焦点ＦＰに集束する集束超音波ＵＳＷを放射させる。集束超音波とは、複数の超音波振動子から放射された超音波であって、且つ、特定の焦点で集束する超音波のことである。

具体的には、コントローラ１０は、音圧低減条件が成立しない場合には超音波ＵＳＷが焦点ＦＰに集束するように複数の超音波振動子３５を制御する一方で、音圧低減条件が成立する場合には音響ホログラム計算を実行することにより、焦点ＦＰにおける音圧が最大となり、かつ対象位置ＴＰの音圧が最小となる超音波分布を求める。超音波分布は、位相分布、および振幅分布の少なくとも１つである。コントローラ１０は、超音波分布に基づいて、複数の超音波振動子３５を制御する。コントローラ１０は、各超音波振動子３５の駆動時間、および発信振幅の少なくとも１つを制御する。これにより、コントローラ１０は、対象位置ＴＰにおける音圧を低減できる。

（３）音声再生処理
本実施形態の音声再生処理を説明する。図８は、本実施形態の音声再生処理のフローチャートである。

図８に示すように、コントローラ１０は、使用環境情報の取得（Ｓ１０）を実行する。
使用環境情報は、使用空間ＳＰのレイアウトを示すレイアウト情報、および人間（例えば、リスナＴＬ）の位置情報を含み得る。
具体的には、位置検出部１６は、例えば、赤外線を照射し、且つ、赤外線の反射光を受光することにより、人間の位置を検出する。プロセッサ１２は、位置検出部１６が生成したデータに基づいて、パラメトリックスピーカ３０に対する人間の相対位置を示す三次元座標を生成することにより、当該相対位置を特定する。
プロセッサ１２は、使用空間ＳＰのレイアウトを示すレイアウト情報を生成する。レイアウト情報は、使用空間ＳＰの３次元のサイズを示す情報と、３次元形状を示す情報と、を含む。一例として、カメラ１５は、使用空間ＳＰの画像情報を撮像する。プロセッサ１２は、カメラ１５によって撮像された画像情報に三次元モデリングを適用することにより、使用空間ＳＰのレイアウトを示すレイアウト情報を生成し、記憶装置１１に記憶する。別の例として、プロセッサ１２は、入出力インタフェース１３又は通信インタフェース１４を介して、使用空間ＳＰのレイアウト情報（例えば、３次元データ）を記憶装置１１に記憶する。

ステップＳ１０の後に、コントローラ１０は、オーディオ信号の入力（Ｓ１１）を実行する。
具体的には、プロセッサ１２は、音源装置ＳＳから出力され、記憶装置１１に含まれるバッファに蓄積されたオーディオ信号を取得する。

ステップＳ１１の後に、コントローラ１０は、音圧低減条件の判定（Ｓ１２）を実行する。
具体的には、プロセッサ１２は、ステップＳ１０で取得した人間の位置情報を参照して、対象エリアＴＡ１に関する音圧低減条件が成立するか否かを判定する。以下の条件のうち少なくとも１つが満足する場合に、音圧低減条件が成立すると判定する。
・第１の音圧低減条件：対象エリアＴＡ１内に人間が居る。
・第２の音圧低減条件：対象エリアＴＡ１内に人間が居て、かつ、当該人間の側頭部（より正確には耳孔）が超音波ＵＳＷの到来方向を向いている。
・第３の音圧低減条件：対象エリアＴＡ１内に現在（すなわち位置情報の検出時）人間は居ないが、対象エリアＴＡ１内所定時間後に人間が居ると予測される。

第１の音圧低減条件に関して、プロセッサ１２は、対象エリアＴＡ１を定義する情報と、ステップＳ１０で取得した人間の位置情報とを参照して第１の音圧低減条件が成立するか否かを判定する。第１の音圧低減条件が成立する場合に、プロセッサ１２は、対象エリアＴＡ１内に居る人間の位置に基づいて対象位置を決定する。一例として、プロセッサ１２は、対象エリアＴＡ１内に居る人間の位置を対象位置として決定する。

第２の音圧低減条件に関して、プロセッサ１２は、対象エリアＴＡ１を定義する情報と、ステップＳ１０で取得した人間の位置情報とを参照して、対象エリアＴＡ１内に人間が居るか否かを判定する。対象エリアＴＡ１内に人間が居る場合に、プロセッサ１２は、当該人間の側頭部の方向と、当該人間の位置における超音波の到来方向との類似度を計算する。一例として、２つの方向の類似度は、当該２つの方向を表すベクトル同士の内積によって評価できる。プロセッサ１２は、類似度を閾値と比較することで、第２の音圧低減条件が成立するか否かを判定する。第２の音圧低減条件が成立する場合に、プロセッサ１２は、対象エリアＴＡ１内に居る人間の位置に基づいて対象位置を決定する。一例として、プロセッサ１２は、対象エリアＴＡ１内に居る人間の位置を対象位置として決定する。

具体的には、プロセッサ１２は、例えば、ステップＳ１１においてカメラ１５から対象エリアＴＡ１内に居る人間の画像情報を取得し、人間の特徴量に基づく特徴量解析を適用することで、当該人間の側頭部の方向を特定する。プロセッサ１２は、例えば、ステップＳ１１において取得したレイアウト情報および人間の位置情報と、超音波振動子３５による超音波ＵＳＷの放射方向とに基づいて、対象エリアＴＡ１内に居る人間（より正確には当該人間の側頭部）の位置における超音波ＵＳＷの到来方向を特定する。

第３の音圧低減条件に関して、プロセッサ１２は、対象エリアＴＡ１を定義する情報と、ステップＳ１０で取得した人間の位置情報とを参照して、対象エリアＴＡ１内に人間が居るか否かを判定する。対象エリアＴＡ内に人間が居ない場合に、プロセッサ１２は、対象エリアＴＡ１外に居る人間の位置情報の時間変化量（つまり、移動方向及び移動速度）を参照して、所定時間後に、対象エリアＴＡ１内に当該人間が居る確率を予測する。プロセッサ１２は、確率を閾値と比較することで、第３の音圧低減条件が成立するか否かを判定する。第３の音圧低減条件が成立する場合に、プロセッサ１２は、対象エリアＴＡ１に亘る所定時間後に人間が居る確率の分布に基づいて、対象位置を決定する。一例として、プロセッサ１２は、所定時間後に人間が居る確率の最も高い対象エリアＴＡ１内の位置を対象位置として決定する。

具体的には、プロセッサ１２は、過去に繰り返し実行されたステップＳ１０において取得した人間の位置情報の履歴を参照して、当該人間の移動方向および移動速度を計算する。プロセッサ１２は、計算した移動方向および移動速度と、人間の位置情報と、所定時間とに基づいて、当該所定時間後の当該人間の位置を予測する。

ステップＳ１２において音圧低減条件が成立しないと判定すると、コントローラ１０は、通常制御（Ｓ１３）を行う。
具体的には、プロセッサ１２は、ステップＳ１１で取得したオーディオ信号を用いて変調した超音波ＵＳＷを放射するように超音波振動子３５を制御する。
変調方式は、例えば、以下のいずれかである。
・ＡＭ（Amplitude Modulation）変調
・ＦＭ（Frequency Modulation）変調
・ＰＭ（Phase Modulation）変調
一例として、プロセッサ１２は、超音波振動子３５の駆動時間（すなわち発振位相）、および発振振幅の少なくとも１つを制御する制御パラメータを決定し、当該制御パラメータに応じて振動子駆動信号を生成する。
プロセッサ１２は、所定の放射方向に向けて超音波ＵＳＷを放射するように、当該放射方向を参照して、制御パラメータを決定する。プロセッサ１２は、超音波ＵＳＷが所定の焦点で集束するように、当該焦点の位置をさらに参照して、制御パラメータを決定してもよい。

ステップＳ１２において音圧低減条件が成立すると判定すると、コントローラ１０は、ステップＳ１１で取得したオーディオ信号を用いて変調した超音波ＵＳＷの放射に関して、音圧低減制御（Ｓ１４）を行う。
具体的には、プロセッサ１２は、以下の少なくとも１つの音圧低減制御を実行する。
・パラメトリックスピーカ３０からの超音波ＵＳＷの放射を停止する（図４）。
・パラメトリックスピーカ３０から放射する超音波（ステップＳ１１で取得したオーディオ信号を用いて変調した超音波）ＵＳＷの振幅を低減するように超音波振動子３５を制御する（図５）。
・パラメトリックスピーカ３０による超音波（ステップＳ１１で取得したオーディオ信号を用いて変調した超音波）ＵＳＷの放射方向を変更するように超音波振動子３５を制御する（図６）。
・パラメトリックスピーカ３０の複数の超音波振動子３５のそれぞれから放射される超音波（ステップＳ１１で取得したオーディオ信号を用いて変調した超音波）が、焦点ＦＰから所定範囲にある対象位置ＴＰにおいて互いに音圧を弱め合うように当該超音波振動子３５から集束超音波ＵＳＷを放射させる（図７）。
音圧低減制御（Ｓ１４）を行うことで、対象エリアＴＡ１内の対象位置において生じる音圧が音圧低減条件の成立しない場合に比べて小さくなる。

ステップＳ１３またはステップＳ１４の後に、コントローラ１０は、再生終了判定（Ｓ１５）を実行する。
具体的には、プロセッサ１２は、以下の条件のうち少なくとも１つが成立する場合に、可聴音の再生を終了すると判定する。
・可聴音の再生終了を命令するユーザ指示が取得されたこと
・未再生のオーディオ信号がバッファに蓄積されていないこと

ステップＳ１５の後に、コントローラ１０は、再び、使用環境情報の取得（Ｓ１０）を実行する。

本実施形態のコントローラ１０は、音圧低減条件の成立時に、対象位置において生じる音圧（少なくとも超音波周波数帯の音圧）を低減する。故に、コントローラ１０によれば、対象位置付近に人間が留まっていたとしても、当該人間が大音圧の超音波にさらされることはない。すなわち、コントローラ１０によれば、人間が受ける超音波暴露を確実に抑制できる。

（４）変形例
本実施形態の変形例を説明する。

（４−１）変形例１
変形例１は、振動子盤を可動とする例である。図９は、変形例１のオーディオシステムの機能ブロック図である。

図９に示すように、パラメトリックスピーカ３０は、駆動部３２と、通信インタフェース３４と、複数の超音波振動子３５と、可動機構３６とを備える。

駆動部３２は、前述の振動子駆動信号に加えて、可動機構３６を駆動するための機構制御信号を生成するように構成される。

可動機構３６は、例えばアクチュエータである。可動機構３６は、駆動部３２によって生成された機構制御信号に従って、複数の超音波振動子３５が配置された振動子盤３７を例えばＹ軸周りに回転させる。これにより、複数の超音波振動子３５による超音波の放射方向を変更したり、超音波の焦点ＦＰの絶対座標をシフトさせたりすることができる。

変形例１のコントローラ１０は、図８の音声再生処理を実行する。
変形例１のコントローラ１０は、音圧低減制御（Ｓ１４）の一例として、可動機構３６を制御することで、パラメトリックスピーカ３０による超音波ＵＳＷの放射方向を変更できる（図６）。

変形例１のコントローラ１０は、可動機構３６を制御して振動子盤３７を動かすことができる。従って、このコントローラ１０によれば、振動子盤３７の放射面の向きを変えることで、パラメトリックスピーカ３０による超音波ＵＳＷの放射方向を変更する音圧低減制御が可能となる。

（４−２）変形例２
変形例２は、対象エリアＴＡ１の変形例である。図１０は、変形例２の対象エリアの第１の例を示す図である。図１１は、変形例２の対象エリアの第２の例を示す図である。

一般に、超音波は指向性が高いため、超音波振動子から放射される超音波による音圧は、当該超音波の伝搬経路からの距離の増加に伴って減少する。故に、超音波振動子３５から放射される超音波ＵＳＷの伝搬経路からの距離を基準に対象エリアを定義することができる。具体的には、図１０に示す対象エリアＴＡ２は、超音波振動子３５から放射される超音波ＵＳＷの伝搬経路からの距離が所定の閾値ＴＨ２以下のエリアに相当する。

一般に、超音波が焦点に集束する場合に、当該超音波による音圧は、当該焦点からの距離の増加に伴って減少する。故に、超音波振動子３５から放射される超音波ＵＳＷが集束する焦点からの距離を基準に対象エリアを定義することができる。具体的には、図１１に示す対象エリアＴＡ３は、超音波振動子３５から放射される超音波ＵＳＷが集束する焦点ＦＰからの距離が所定の閾値ＴＨ３以下のエリアに相当する。

対象エリアＴＡ１、対象エリアＴＡ２、および対象エリアＴＡ３の少なくとも２つを組み合わせて対象エリアを定義することも可能である。

変形例２によれば、対象エリアの設計の自由度を高め、実効的な音圧低減条件を定めることができる。

（５）その他の変形例
その他の変形例を説明する。

記憶装置１１は、ネットワークＮＷを介して、コントローラ１０と接続されてもよい。

本実施形態では、オーディオシステム１は、１つのパラメトリックスピーカを含む。しかしながら、オーディオシステムは、上記パラメトリックスピーカとは異なる１以上のパラメトリックスピーカ、音声を出力するように構成されたラウドスピーカ、および音声を出力するように構成されたウーファのうち少なくとも１つの追加的なスピーカをさらに含み得る。この場合に、コントローラ１０は、追加的なスピーカを制御するように構成され得る。オーディオシステムは、サラウンドシステムを構成し得る。

本実施形態では、オーディオシステム１は、リスナＴＬに音声のユーザ体験を提供する。しかしながら、オーディオシステム１は、画像（静止画または動画）を出力するように構成されたモニタをさらに用いて、リスナＴＬに音声および映像のユーザ体験を提供してもよい。

本実施形態では、オーディオシステムに音圧低減制御を適用する例を説明したが、超音波の伝搬特性に基づいて対象空間の温度または他の物理量を計測するセンサシステムにも同様の音圧低減制御が適用可能である。

本実施形態では、位置検出部１６が人間の位置を検出するとしたが、カメラ１５が人間の位置を検出してもよい。例えば、カメラ１５が、人間の画像情報を取得する。プロセッサ１２が、カメラ１５が取得した画像情報に対して、人間の特徴量に基づく特徴量解析を適用する。これにより、画像情報における人間の位置（画像空間上の位置）が特定される。プロセッサ１２は、特定した画像空間上の位置に基づいて、パラメトリックスピーカ３０に対する人間の相対位置を示す三次元座標を生成することにより、当該相対位置を特定する。

本実施形態では、位置検出部１６が人間の位置を検出するとしたが、超音波振動子３５から放射される超音波を利用して人間の位置を検出してもよい。例えば、コントローラ１０は、超音波振動子３５が放射する超音波の反射波を検出する超音波センサを備える。ステップＳ１０において、プロセッサ１２は、超音波振動子３５を駆動することにより、超音波を放射させる。超音波は、人間に反射する。超音波センサは、人間からの反射波を検出する。プロセッサ１２は、超音波を放射してから、超音波センサによって反射波が検出されるまでの時間に基づいて、人間の相対位置を推定する。

本実施形態では、プロセッサ１２は音圧低減制御の第１の例乃至第４の例（図４乃至図７）のいずれかを実行する例を説明したが、プロセッサ１２は音圧低減制御の（図４乃至図７）を段階的に行ってもよい。例えば、第１の対象エリアと第１の対象エリアよりも狭い第２の対象エリアとが定義されているとする。プロセッサ１２は、第２の対象エリアに関する音圧低減条件が成立する場合に音圧低減制御の第１の例（図４）を実行し、第２の対象エリアに関する音圧低減条件が成立しないが第１の対象エリアに関する音圧低減条件が成立する場合に音圧低減制御の第２の例乃至第４の例（図５乃至図７）のいずれかを実行してもよい。

本実施形態では、プロセッサ１２が音圧低減制御の第１の例乃至第４の例（図４乃至図７）のいずれかを実行する例を説明したが、プロセッサ１２は音圧低減制御の第１の例乃至第４の例のうちの複数を組み合わせた音圧低減制御を行ってもよい。

本実施形態では、複数の超音波振動子３５が１つの振動子盤３７に配置される例を説明したが、当該複数の超音波振動子３５は２以上の振動子盤３７に分散して配置されてもよい。この場合に、プロセッサ１２は、以下の音圧低減制御が可能である。
・パラメトリックスピーカ３０の振動子盤３７の少なくとも１つに配置された超音波振動子３５からの超音波ＵＳＷの放射を停止する。
・パラメトリックスピーカ３０の振動子盤３７の少なくとも１つに配置された超音波振動子３５から放射する超音波ＵＳＷの振幅を低減するように超音波振動子３５を制御する。
・パラメトリックスピーカ３０の振動子盤３７の少なくとも１つに配置された超音波振動子３５による超音波ＵＳＷの放射方向を変更するように超音波振動子３５を制御する。
・パラメトリックスピーカ３０の振動子盤３７の少なくとも１つに配置された複数の超音波振動子３５のそれぞれから放射される超音波が、焦点ＦＰから所定範囲にある対象位置ＴＰにおいて互いに音圧を弱め合うように、当該超音波振動子３５から集束超音波ＵＳＷを放射させる。

本実施形態では、使用環境情報は、使用空間ＳＰのレイアウトを示すレイアウト情報を含むこととした。しかしながら、使用環境情報がレイアウト情報を含むことは必須ではない。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の範囲は上記の実施形態に限定されない。また、上記の実施形態は、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更が可能である。また、上記の実施形態及び変形例は、組合せ可能である。

（６）付記
実施形態で説明した事項を、以下に付記する。

（付記１）
複数の超音波振動子（３５）を備えるパラメトリックスピーカ（３０）のコントローラ（１０）であって、
人間（ＴＬ）の位置情報を参照して、対象エリア（ＴＡ１，ＴＡ２，ＴＡ３）に関する音圧低減条件が成立するか否かを判定する手段（Ｓ１２）と、
音圧低減条件が成立しない場合に、複数の超音波振動子それぞれに超音波（ＵＳＷ）を放射させる手段（Ｓ１３）と、
音圧低減条件が成立する場合に、対象エリア内の対象位置において生じる音圧が音圧低減条件の成立しない場合に比べて小さくなるように、制御を行う手段（Ｓ１４）と
を具備する、コントローラ。

（付記１）によれば、対象位置付近に人間が留まっていたとしても、当該人間が大音圧の超音波にさらされることはない。すなわち、人間が受ける超音波暴露を確実に抑制できる。

（付記２）
制御を行う手段は、音圧低減条件が成立する場合に、超音波振動子による超音波の放射を停止する、付記１に記載のコントローラ。

（付記２）によれば、対象位置を含む対象エリア全域における音圧を最小化できる。

（付記３）
制御を行う手段は、音圧低減条件が成立する場合に、超音波振動子から放射する超音波の振幅を低減させる、付記１または付記２に記載のコントローラ。

（付記３）によれば、対象位置を含む対象エリア全域における音圧を低減できる。

（付記４）
制御を行う手段は、音圧低減条件が成立する場合に、超音波の放射方向を変更する、付記１乃至付記３のいずれかに記載のコントローラ。

（付記４）によれば、対象位置において生じる音圧を低減できる。

（付記５）
制御を行う手段は、音圧低減条件が成立する場合に、超音波の放射角を変更する、付記４に記載のコントローラ。

（付記５）によれば、対象位置において生じる音圧を低減できる。

（付記６）
制御を行う手段は、音圧低減条件が成立する場合に、超音波の放射面の向きを変更する、付記４又は付記５に記載のコントローラ。

（付記６）によれば、対象位置において生じる音圧を低減できる。

（付記７）
制御を行う手段は、音圧低減条件が成立する場合に、複数の超音波振動子のそれぞれから放射された超音波が対象位置において互いに音圧を弱め合うように、当該複数の超音波振動子から集束超音波を放射させる、付記１乃至付記４のいずれかに記載のコントローラ。

（付記７）によれば、対象位置において生じる音圧を低減できる。

（付記８）
音圧低減条件は、対象エリア内に人間が居ることである、付記１乃至付記７のいずれかに記載のコントローラ。

（付記８）によれば、対象エリア内に居る人間が受ける超音波暴露を確実に抑制できる。

（付記９）
音圧低減条件は、対象エリア内に人間が居て、かつ当該人間の側頭部の方向が超音波の到来方向に向いていることである、付記８に記載のコントローラ。

（付記９）によれば、対象エリア内に居て、かつ側頭部の方向が超音波の到来方向に向いている人間が受ける超音波暴露を確実に抑制できる。

（付記１０）
音圧低減条件は、対象エリア内に現在人間が居ないが当該対象エリア内に所定時間後に人間が居ると予測されることである、付記１乃至付記７のいずれかに記載のコントローラ。

（付記１０）によれば、対象エリア内に現在居ないが当該対象エリア内に所定時間後に居ると予測される人間が受ける超音波暴露を確実に抑制できる。

（付記１１）
対象エリア（ＴＡ１）は、パラメトリックスピーカからの距離が所定の閾値（ＴＨ１）以下のエリアである、付記１乃至付記１０のいずれかに記載のコントローラ。

（付記１１）によれば、大きな音圧が生じる可能性のあるパラメトリックスピーカ付近のエリアに居る間が受ける超音波暴露を確実に抑制できる。

（付記１２）
対象エリア（ＴＡ２）は、音圧低減条件の成立しない場合に超音波振動子から放射される超音波の伝搬経路からの距離が所定の閾値（ＴＨ２）以下であるエリアである、付記１乃至付記１０のいずれかに記載のコントローラ。

（付記１２）によれば、大きな音圧が生じる可能性のある超音波の伝搬経路付近のエリアに居る間が受ける超音波暴露を確実に抑制できる。

（付記１３）
対象エリア（ＴＡ３）は、複数の超音波振動子から放射される超音波が集束する焦点からの距離が所定の閾値（ＴＨ３）以下であるエリアである、付記１乃至付記１０のいずれかに記載のコントローラ。

（付記１３）によれば、大きな音圧が生じる可能性のある焦点付近のエリアに居る人間が受ける超音波暴露を確実に抑制できる。

（付記１４）
複数の超音波振動子（３５）を備えるパラメトリックスピーカ（３０）の制御方法であって、
人間（ＴＬ１０）の位置情報を参照して、対象エリア（ＴＡ１，ＴＡ２，ＴＡ３）に関する音圧低減条件が成立するか否かを判定すること（Ｓ１２）と、
音圧低減条件が成立しない場合に、複数の超音波振動子それぞれに超音波を放射させること（Ｓ１３）と、
音圧低減条件が成立する場合に、対象エリア内の対象位置において生じる音圧が音圧低減条件の成立しない場合に比べて小さくなるように、制御を行うこと（Ｓ１４）と
を具備する、方法。

（付記１４）によれば、対象位置付近に人間が留まっていたとしても、当該人間が大音圧の超音波にさらされることはない。すなわち、人間が受ける超音波暴露を確実に抑制できる。

（付記１５）
コンピュータ（１０）に、付記１〜１３の何れかに記載の各手段を実現させるためのプログラム。

（付記１５）によれば、対象位置付近に人間が留まっていたとしても、当該人間が大音圧の超音波にさらされることはない。すなわち、人間が受ける超音波暴露を確実に抑制できる。

１ ：オーディオシステム
１０ ：コントローラ
１１ ：記憶装置
１２ ：プロセッサ
１３ ：入出力インタフェース
１４ ：通信インタフェース
１５ ：カメラ
１６ ：位置検出部
３０ ：パラメトリックスピーカ
３２ ：駆動部
３４ ：通信インタフェース
３５ ：超音波振動子
３６ ：可動機構
３７ ：振動子盤

Claims (15)

1. 複数の超音波振動子を備えるパラメトリックスピーカのコントローラであって、
   人間の位置情報を参照して、対象エリアに関する音圧低減条件が成立するか否かを判定する手段と、
   前記音圧低減条件が成立しない場合に、前記複数の超音波振動子それぞれに超音波を放射させる手段と、
   前記音圧低減条件が成立する場合に、前記対象エリア内の対象位置において生じる音圧が前記音圧低減条件の成立しない場合に比べて小さくなるように、制御を行う手段と
   を具備する、コントローラ。
2. 前記制御を行う手段は、前記音圧低減条件が成立する場合に、前記超音波振動子による超音波の放射を停止する、請求項１に記載のコントローラ。
3. 前記制御を行う手段は、前記音圧低減条件が成立する場合に、前記超音波振動子から放射する前記超音波の振幅を低減させる、請求項１または請求項２に記載のコントローラ。
4. 前記制御を行う手段は、前記音圧低減条件が成立する場合に、前記超音波の放射方向を変更する、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のコントローラ。
5. 前記制御を行う手段は、前記音圧低減条件が成立する場合に、前記超音波の放射角を変更する、請求項４に記載のコントローラ。
6. 前記制御を行う手段は、前記音圧低減条件が成立する場合に、前記超音波の放射面の向きを変更する、請求項４又は請求項５に記載のコントローラ。
7. 前記制御を行う手段は、前記音圧低減条件が成立する場合に、複数の超音波振動子のそれぞれから放射された超音波が前記対象位置において互いに音圧を弱め合うように、当該複数の超音波振動子から集束超音波を放射させる、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のコントローラ。
8. 前記音圧低減条件は、前記対象エリア内に人間が居ることである、前記請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のコントローラ。
9. 前記音圧低減条件は、前記対象エリア内に人間が居て、かつ当該人間の側頭部の方向が前記超音波の到来方向に向いていることである、請求項８に記載のコントローラ。
10. 前記音圧低減条件は、前記対象エリア内に現在人間が居ないが当該対象エリア内に所定時間後に人間が居ると予測されることである、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のコントローラ。
11. 前記対象エリアは、前記パラメトリックスピーカからの距離が所定の閾値以下のエリアである、請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載のコントローラ。
12. 前記対象エリアは、前記音圧低減条件の成立しない場合に前記超音波振動子から放射される超音波の伝搬経路からの距離が所定の閾値以下であるエリアである、請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載のコントローラ。
13. 前記対象エリアは、複数の前記超音波振動子から放射される超音波が集束する焦点からの距離が所定の閾値以下であるエリアである、請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載のコントローラ。
14. 複数の超音波振動子を備えるパラメトリックスピーカの制御方法であって、
    人間の位置情報を参照して、対象エリアに関する音圧低減条件が成立するか否かを判定することと、
    前記音圧低減条件が成立しない場合に、前記複数の超音波振動子それぞれに超音波を放射させることと、
    前記音圧低減条件が成立する場合に、前記対象エリア内の対象位置において生じる音圧が前記音圧低減条件の成立しない場合に比べて小さくなるように、制御を行うことと
    を具備する、方法。
15. コンピュータに、請求項１〜１３の何れかに記載の各手段を実現させるためのプログラム。
    

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