JP3252803B2 - 超指向性スピーカ装置 - Google Patents
超指向性スピーカ装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば展示場や娯
楽施設等の放送設備に適用される超指向性スピーカ装置
に関するものである。
楽施設等の放送設備に適用される超指向性スピーカ装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、パラメトリックアレイスピーカを
使った超指向性スピーカ装置では、音圧レベルを十分に
確保するために、構造的に音圧向上させる方法が採用さ
れてきた。例えば、「”パラメトリックアレイビームに
よる空中音源”、電子情報通信学会 信学技報ＥＡ９４
−３７ １９９４−０８ ｐｐ．２５−ｐｐ．３０」に
開示された超指向性スピーカ装置では、反射板を用いて
音響振動を収束させることにより音圧向上を図ってい
る。この超指向性スピーカ装置の構成を図６に示す。図
６の超指向性スピーカ装置では、超音波スピーカ３１か
ら放射された超音波の音響振動を反射板３２で反射する
ことによって、音響放射を収束させて放射する。音響振
動の収束する収束点で音圧レベルが最大となり、音圧レ
ベルの向上を図ることができる。
使った超指向性スピーカ装置では、音圧レベルを十分に
確保するために、構造的に音圧向上させる方法が採用さ
れてきた。例えば、「”パラメトリックアレイビームに
よる空中音源”、電子情報通信学会 信学技報ＥＡ９４
−３７ １９９４−０８ ｐｐ．２５−ｐｐ．３０」に
開示された超指向性スピーカ装置では、反射板を用いて
音響振動を収束させることにより音圧向上を図ってい
る。この超指向性スピーカ装置の構成を図６に示す。図
６の超指向性スピーカ装置では、超音波スピーカ３１か
ら放射された超音波の音響振動を反射板３２で反射する
ことによって、音響放射を収束させて放射する。音響振
動の収束する収束点で音圧レベルが最大となり、音圧レ
ベルの向上を図ることができる。
【０００３】また、特開平４−３３７９９９号公報に
は、可聴音のスピーカを用いた超指向性スピーカ装置が
開示されている。この超指向性スピーカ装置の構成を図
７に示す。図７の超指向性スピーカ装置は、映像音響機
器４１の左右にフルレンジタイプのスピーカ４２を用い
たスピーカシステム４３を左右各１２個、同方向に直線
上に配置し、スピーカシステム３の位相を−９０°〜＋
９０°の範囲で可変することができるように構成した移
相回路４４を各スピーカシステム３に接続して設け、あ
る特定の方向だけで音を聞きたい場合にそのリスニング
ポイントで位相コントローラ５を操作してそれぞれのス
ピーカ４２の位相を各々変化させて特定のポイントに指
向性を集中させることができるようにしたものである。
は、可聴音のスピーカを用いた超指向性スピーカ装置が
開示されている。この超指向性スピーカ装置の構成を図
７に示す。図７の超指向性スピーカ装置は、映像音響機
器４１の左右にフルレンジタイプのスピーカ４２を用い
たスピーカシステム４３を左右各１２個、同方向に直線
上に配置し、スピーカシステム３の位相を−９０°〜＋
９０°の範囲で可変することができるように構成した移
相回路４４を各スピーカシステム３に接続して設け、あ
る特定の方向だけで音を聞きたい場合にそのリスニング
ポイントで位相コントローラ５を操作してそれぞれのス
ピーカ４２の位相を各々変化させて特定のポイントに指
向性を集中させることができるようにしたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６に
示す超指向性スピーカ装置では、超音波スピーカの音圧
向上を図ったとしても、例えばマグネット方式のスピー
カの音圧レベルまで上げることはできないという問題点
があった。その理由は、超音波スピーカ３１が、振幅変
調された音響振動が空中で復調して元の可聴音になるこ
とを利用するパラメトリックアレイスピーカであるた
め、復調する際の変換損失があり、エネルギー効率が悪
いためである。さらに、この超指向性スピーカ装置で
は、遠距離に位置する視聴者に音響振動が伝搬せず、聴
取できないという問題点もあった。その理由は、音響振
動の収束点より遠距離では、音響振動が発散して、聴取
可能な音響エネルギーが伝搬しないためである。また、
図７に示す可聴音のスピーカを使った超指向性スピーカ
装置の場合、スピーカ４２の指向性によって音声の指向
性が左右されるが、可聴音のスピーカであるため超音波
スピーカ程の指向性が無い、すなわち指向性が悪いと言
う問題点があった。本発明は、上記課題を解決するため
になされたもので、高い音圧レベルと指向性を有する超
指向性スピーカ装置を提供することを目的とする。
示す超指向性スピーカ装置では、超音波スピーカの音圧
向上を図ったとしても、例えばマグネット方式のスピー
カの音圧レベルまで上げることはできないという問題点
があった。その理由は、超音波スピーカ３１が、振幅変
調された音響振動が空中で復調して元の可聴音になるこ
とを利用するパラメトリックアレイスピーカであるた
め、復調する際の変換損失があり、エネルギー効率が悪
いためである。さらに、この超指向性スピーカ装置で
は、遠距離に位置する視聴者に音響振動が伝搬せず、聴
取できないという問題点もあった。その理由は、音響振
動の収束点より遠距離では、音響振動が発散して、聴取
可能な音響エネルギーが伝搬しないためである。また、
図７に示す可聴音のスピーカを使った超指向性スピーカ
装置の場合、スピーカ４２の指向性によって音声の指向
性が左右されるが、可聴音のスピーカであるため超音波
スピーカ程の指向性が無い、すなわち指向性が悪いと言
う問題点があった。本発明は、上記課題を解決するため
になされたもので、高い音圧レベルと指向性を有する超
指向性スピーカ装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の超指向性スピー
カ装置は、請求項１に記載のように、音声信号により超
音波帯域の搬送波を振幅変調する振幅変調器と、振幅変
調器から出力された被変調信号を増幅する第１の増幅器
と、上記音声信号を増幅する第２の増幅器と、第１の増
幅器で増幅された被変調信号を超指向性の第１の音響振
動として特定方向に放射する超音波スピーカと、第２の
増幅器で増幅された音声信号を第２の音響振動として上
記特定方向を含む広い範囲に放射する広域スピーカとを
有するものである。このように、指向性の極めて高い超
音波スピーカと広域スピーカとを組み合わせることによ
り、所望の特定空間のみ音圧レベルを大きくしたり小さ
くしたりすることができる。また、請求項２に記載のよ
うに、上記振幅変調器の前段に上記音声信号の位相変化
が可能な位相制御器を有するものである。また、請求項
３に記載のように、上記音声信号から上記第１、第２の
増幅器の増幅率をそれぞれ示す増幅率情報を抽出する判
定器と、この判定器からの増幅率情報に従って第１、第
２の増幅器の増幅率を制御する増幅率制御器とを有する
ものである。また、請求項４に記載のように、上記超音
波スピーカから放射された超音波の視聴者からの反射波
を検出することにより、上記特定方向に視聴者が存在す
るか否かを識別する超音波センサと、超音波センサの識
別結果に従って第１、第２の増幅器の増幅率を制御する
増幅率制御器とを有するものである。
カ装置は、請求項１に記載のように、音声信号により超
音波帯域の搬送波を振幅変調する振幅変調器と、振幅変
調器から出力された被変調信号を増幅する第１の増幅器
と、上記音声信号を増幅する第２の増幅器と、第１の増
幅器で増幅された被変調信号を超指向性の第１の音響振
動として特定方向に放射する超音波スピーカと、第２の
増幅器で増幅された音声信号を第２の音響振動として上
記特定方向を含む広い範囲に放射する広域スピーカとを
有するものである。このように、指向性の極めて高い超
音波スピーカと広域スピーカとを組み合わせることによ
り、所望の特定空間のみ音圧レベルを大きくしたり小さ
くしたりすることができる。また、請求項２に記載のよ
うに、上記振幅変調器の前段に上記音声信号の位相変化
が可能な位相制御器を有するものである。また、請求項
３に記載のように、上記音声信号から上記第１、第２の
増幅器の増幅率をそれぞれ示す増幅率情報を抽出する判
定器と、この判定器からの増幅率情報に従って第１、第
２の増幅器の増幅率を制御する増幅率制御器とを有する
ものである。また、請求項４に記載のように、上記超音
波スピーカから放射された超音波の視聴者からの反射波
を検出することにより、上記特定方向に視聴者が存在す
るか否かを識別する超音波センサと、超音波センサの識
別結果に従って第１、第２の増幅器の増幅率を制御する
増幅率制御器とを有するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】［実施の形態の１］次に、本発明
の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態を示す超指向性スピー
カ装置のブロック図である。本実施の形態の超指向性ス
ピーカ装置は、音声信号を生成する音声生成器１と、音
声生成器１から出力された音声信号の位相変化が可能な
位相制御器２と、位相制御器２から出力された音声信号
により超音波帯域の搬送波を振幅変調する振幅変調器３
と、振幅変調器３から出力された被変調信号を増幅する
第１の増幅器４と、音声生成器１から出力された音声信
号を増幅する第２の増幅器５と、増幅器４，５の増幅率
を制御する増幅率制御器６と、増幅器４で増幅された被
変調信号を超指向性の第１の音響振動として特定方向に
放射する超音波スピーカ７と、増幅器５で増幅された音
声信号を第２の音響振動として上記特定方向を含む広い
範囲に放射する広域スピーカ８とから構成される。
の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態を示す超指向性スピー
カ装置のブロック図である。本実施の形態の超指向性ス
ピーカ装置は、音声信号を生成する音声生成器１と、音
声生成器１から出力された音声信号の位相変化が可能な
位相制御器２と、位相制御器２から出力された音声信号
により超音波帯域の搬送波を振幅変調する振幅変調器３
と、振幅変調器３から出力された被変調信号を増幅する
第１の増幅器４と、音声生成器１から出力された音声信
号を増幅する第２の増幅器５と、増幅器４，５の増幅率
を制御する増幅率制御器６と、増幅器４で増幅された被
変調信号を超指向性の第１の音響振動として特定方向に
放射する超音波スピーカ７と、増幅器５で増幅された音
声信号を第２の音響振動として上記特定方向を含む広い
範囲に放射する広域スピーカ８とから構成される。
【０００７】次に、このような超指向性スピーカ装置の
動作を説明する。超音波スピーカ７は、いわゆるパラメ
トリックアレイスピーカであり、可聴音（音声信号）に
よって超音波帯の周波数をもつ搬送波を振幅変調したも
のを空中に放射し、空気の非線型特性を利用して可聴音
を復調することにより指向性の高い音響放射を行うスピ
ーカである。これに対し、広域スピーカ８は、無指向性
あるいは低指向性の音響放射を行うスピーカである。
動作を説明する。超音波スピーカ７は、いわゆるパラメ
トリックアレイスピーカであり、可聴音（音声信号）に
よって超音波帯の周波数をもつ搬送波を振幅変調したも
のを空中に放射し、空気の非線型特性を利用して可聴音
を復調することにより指向性の高い音響放射を行うスピ
ーカである。これに対し、広域スピーカ８は、無指向性
あるいは低指向性の音響放射を行うスピーカである。
【０００８】音声生成器１から出力された音声信号は、
２つに分岐され、特定空間の音量を大きくしたり小さく
したりするための超音波スピーカ系と上記特定空間を含
む空間全体に音響放射を行う広域スピーカ系とに入力さ
れる。まず、超音波スピーカ系において、位相制御器２
は、音声生成器１から出力された音声信号の位相を変化
させる。
２つに分岐され、特定空間の音量を大きくしたり小さく
したりするための超音波スピーカ系と上記特定空間を含
む空間全体に音響放射を行う広域スピーカ系とに入力さ
れる。まず、超音波スピーカ系において、位相制御器２
は、音声生成器１から出力された音声信号の位相を変化
させる。
【０００９】振幅変調器３は、位相制御器２から出力さ
れた音声信号で超音波帯域の搬送波を振幅変調する。振
幅変調器３の搬送波周波数は超音波帯の周波数すなわち
２０ＫＨｚ以上である。ここでは、搬送波周波数を４０
ＫＨｚとし、超音波スピーカ７の公称周波数も同じく４
０ＫＨｚとする。次いで、増幅器４は、振幅変調器３か
ら出力された被変調信号を増幅率制御器６で設定された
増幅率に従って超音波スピーカ７をドライブ可能なレベ
ルまで増幅して、これを超音波スピーカ７に出力する。
れた音声信号で超音波帯域の搬送波を振幅変調する。振
幅変調器３の搬送波周波数は超音波帯の周波数すなわち
２０ＫＨｚ以上である。ここでは、搬送波周波数を４０
ＫＨｚとし、超音波スピーカ７の公称周波数も同じく４
０ＫＨｚとする。次いで、増幅器４は、振幅変調器３か
ら出力された被変調信号を増幅率制御器６で設定された
増幅率に従って超音波スピーカ７をドライブ可能なレベ
ルまで増幅して、これを超音波スピーカ７に出力する。
【００１０】超音波スピーカ７は、増幅器４で増幅され
た被変調信号を超指向性の第１の音響振動として特定方
向に放射する。超音波スピーカ７によって空気中に放射
された第１の音響振動は、空気の非線形特性によって歪
み波となり、空気中を伝搬中に元の可聴音に復調され
る。この復調された可聴音は、元の超音波の超指向特性
を持っているため、所望の特定空間に対してのみ音響放
射を行うことができる。
た被変調信号を超指向性の第１の音響振動として特定方
向に放射する。超音波スピーカ７によって空気中に放射
された第１の音響振動は、空気の非線形特性によって歪
み波となり、空気中を伝搬中に元の可聴音に復調され
る。この復調された可聴音は、元の超音波の超指向特性
を持っているため、所望の特定空間に対してのみ音響放
射を行うことができる。
【００１１】ここで、超指向性の音響放射について、図
２を参照して説明する。音声生成器１から出力された音
声信号が図２（ａ）に示す伝送波である。図２（ｂ）に
振幅変調器３の内部で生成される搬送波の波形を示す。
搬送波を伝送波にのせることによって、伝送波は図２
（ｃ）のような被変調波に変換される。
２を参照して説明する。音声生成器１から出力された音
声信号が図２（ａ）に示す伝送波である。図２（ｂ）に
振幅変調器３の内部で生成される搬送波の波形を示す。
搬送波を伝送波にのせることによって、伝送波は図２
（ｃ）のような被変調波に変換される。
【００１２】このときの被変調波ｘは、搬送波周波数を
ｆ１、伝送波周波数をｆ２、搬送波振幅をｎ１、伝送波
振幅をｎ２とすると次式のようになる。 ｘ＝（ｎ１＋ｎｘ）ｓｉｎｆ１＋ｎ２ｓｉｎ（ｆ１±ｆ２） ・・・（１） ここで、ｎｘは伝送波が０の時の音声信号レベルを示し
ている。
ｆ１、伝送波周波数をｆ２、搬送波振幅をｎ１、伝送波
振幅をｎ２とすると次式のようになる。 ｘ＝（ｎ１＋ｎｘ）ｓｉｎｆ１＋ｎ２ｓｉｎ（ｆ１±ｆ２） ・・・（１） ここで、ｎｘは伝送波が０の時の音声信号レベルを示し
ている。
【００１３】この被変調波ｘを空中に放射すると、空気
の非線形特性により空気が順方向に震動するときには早
く進み、空気が逆方向に進むときには遅く進むことか
ら、音波は図２（ｄ）のように歪んでゆき元の可聴音が
復調されていく（図２（ｅ））。この復調された可聴音
は、元の超音波の超指向特性を持っている。
の非線形特性により空気が順方向に震動するときには早
く進み、空気が逆方向に進むときには遅く進むことか
ら、音波は図２（ｄ）のように歪んでゆき元の可聴音が
復調されていく（図２（ｅ））。この復調された可聴音
は、元の超音波の超指向特性を持っている。
【００１４】一方、広域スピーカ系において、増幅器５
は、音声生成器１から出力された音声信号を増幅率制御
器６で設定された増幅率に従って広域スピーカ８をドラ
イブ可能なレベルまで増幅して、これを広域スピーカ８
に出力する。広域スピーカ８は、増幅器５で増幅された
音声信号を第２の音響振動として上記特定方向を含む広
い範囲に放射する。
は、音声生成器１から出力された音声信号を増幅率制御
器６で設定された増幅率に従って広域スピーカ８をドラ
イブ可能なレベルまで増幅して、これを広域スピーカ８
に出力する。広域スピーカ８は、増幅器５で増幅された
音声信号を第２の音響振動として上記特定方向を含む広
い範囲に放射する。
【００１５】以上のように本発明では、超音波スピーカ
７による超指向性の第１の音響振動の放射と、広域スピ
ーカ８による無指向性あるいは低指向性の第２の音響振
動の放射を同時に行う。第１の音響振動が伝搬する音場
は、限定的な音響空間を形成し、第２の音響振動が伝搬
する音場は、低い音圧の広域な音響空間を形成する。そ
して、第１の音響振動と第２の音響振動が重なり合う音
場において、これらが逆位相の場合には第１、第２の音
響振動が相殺され、同位相の場合には音響振動が強調さ
れる。
７による超指向性の第１の音響振動の放射と、広域スピ
ーカ８による無指向性あるいは低指向性の第２の音響振
動の放射を同時に行う。第１の音響振動が伝搬する音場
は、限定的な音響空間を形成し、第２の音響振動が伝搬
する音場は、低い音圧の広域な音響空間を形成する。そ
して、第１の音響振動と第２の音響振動が重なり合う音
場において、これらが逆位相の場合には第１、第２の音
響振動が相殺され、同位相の場合には音響振動が強調さ
れる。
【００１６】したがって、第１の音響振動の位相を位相
制御器２によって変化させることにより、第１の音響振
動を放射する特定空間のみ音圧レベルを大きくしたり小
さくしたりすることができる。図３に本実施の形態の超
指向性スピーカ装置の指向特性を示す。図３において、
０°は超音波スピーカ７の主軸方向、すなわち上記特定
方向を示す。また、ここでは、超音波スピーカ７と広域
スピーカ８を接近させて配置し、各々の主軸方向を揃え
ている。
制御器２によって変化させることにより、第１の音響振
動を放射する特定空間のみ音圧レベルを大きくしたり小
さくしたりすることができる。図３に本実施の形態の超
指向性スピーカ装置の指向特性を示す。図３において、
０°は超音波スピーカ７の主軸方向、すなわち上記特定
方向を示す。また、ここでは、超音波スピーカ７と広域
スピーカ８を接近させて配置し、各々の主軸方向を揃え
ている。
【００１７】特定空間（図３の０°付近）において、第
１の音響振動と第２の音響振動が逆位相になるように位
相制御器２を調整すれば、特定空間の音圧レベルは図３
の特性Ａで示すように低下する。逆に、特定空間におい
て、第１の音響振動と第２の音響振動が同位相になるよ
うに位相制御器２を調整すれば、特定空間の音圧レベル
は図３の特性Ｂで示すように上昇する。なお、０°から
左右に大きく傾いた方向に対し０°付近の音圧レベルが
高くなっているのは、広域スピーカ８に指向性があるた
めである。
１の音響振動と第２の音響振動が逆位相になるように位
相制御器２を調整すれば、特定空間の音圧レベルは図３
の特性Ａで示すように低下する。逆に、特定空間におい
て、第１の音響振動と第２の音響振動が同位相になるよ
うに位相制御器２を調整すれば、特定空間の音圧レベル
は図３の特性Ｂで示すように上昇する。なお、０°から
左右に大きく傾いた方向に対し０°付近の音圧レベルが
高くなっているのは、広域スピーカ８に指向性があるた
めである。
【００１８】また、超音波スピーカ７による超指向性の
第１の音響振動は、直進性を持ち、遠距離まで伝搬する
ので、超指向性スピーカ装置から遠距離に位置する視聴
者であっても聴取が可能である。
第１の音響振動は、直進性を持ち、遠距離まで伝搬する
ので、超指向性スピーカ装置から遠距離に位置する視聴
者であっても聴取が可能である。
【００１９】なお、本実施の形態では、増幅率制御器６
が増幅器４，５の増幅率を同じ値に設定しているが、こ
れらを独立に異なる値に制御してもよい。このような独
立した増幅率制御によって特定空間の音量の上げ下げを
行うことも可能である。また、超音波スピーカ７と広域
スピーカ８の位置関係を調整して位相を変化させるよう
にすれば、位相制御器２を省略することも可能である。
が増幅器４，５の増幅率を同じ値に設定しているが、こ
れらを独立に異なる値に制御してもよい。このような独
立した増幅率制御によって特定空間の音量の上げ下げを
行うことも可能である。また、超音波スピーカ７と広域
スピーカ８の位置関係を調整して位相を変化させるよう
にすれば、位相制御器２を省略することも可能である。
【００２０】［実施の形態の２］図４は本発明の第２の
実施の形態を示す超指向性スピーカ装置のブロック図で
あり、図１と同一の構成には同一の符号を付してある。
本実施の形態の音声生成器１ａから出力される音声信号
には、超音波スピーカ系と広域スピーカ系の増幅率を個
別に示す増幅率情報が付加されている。
実施の形態を示す超指向性スピーカ装置のブロック図で
あり、図１と同一の構成には同一の符号を付してある。
本実施の形態の音声生成器１ａから出力される音声信号
には、超音波スピーカ系と広域スピーカ系の増幅率を個
別に示す増幅率情報が付加されている。
【００２１】判定器９は、音声生成器１ａが発生する音
声信号から増幅率情報を抽出し、これを増幅率制御器６
ａに渡す。増幅率制御器６ａは、この増幅率情報に従っ
て超音波スピーカ系の増幅器４の増幅率と広域スピーカ
系の増幅器５の増幅率を独立に制御する。その他の動作
は実施の形態の１と同様である。このように本実施の形
態によれば、所望の特定空間において、音圧レベルを大
きくしたり小さくしたりする制御を音声生成器１が出力
するコンテンツによって自由に行うことが可能となる。
声信号から増幅率情報を抽出し、これを増幅率制御器６
ａに渡す。増幅率制御器６ａは、この増幅率情報に従っ
て超音波スピーカ系の増幅器４の増幅率と広域スピーカ
系の増幅器５の増幅率を独立に制御する。その他の動作
は実施の形態の１と同様である。このように本実施の形
態によれば、所望の特定空間において、音圧レベルを大
きくしたり小さくしたりする制御を音声生成器１が出力
するコンテンツによって自由に行うことが可能となる。
【００２２】［実施の形態の３］図５は本発明の第３の
実施の形態を示す超指向性スピーカ装置のブロック図で
あり、図１と同一の構成には同一の符号を付してある。
超音波センサ１０は、超音波スピーカ７から放射された
超音波の視聴者からの反射波を検出することにより、上
記特定空間に視聴者が存在するか否かを識別する。
実施の形態を示す超指向性スピーカ装置のブロック図で
あり、図１と同一の構成には同一の符号を付してある。
超音波センサ１０は、超音波スピーカ７から放射された
超音波の視聴者からの反射波を検出することにより、上
記特定空間に視聴者が存在するか否かを識別する。
【００２３】つまり、超音波スピーカ７の主軸方向の特
定空間に視聴者がいる場合、被変調波の形で超音波スピ
ーカ７から放射された超音波の一部が視聴者によって反
射される。超音波センサ１０は、この反射波を検出可能
な位置に設置されている。増幅率制御器６ｂは、超音波
センサ１０で反射波が検出された場合、すなわち特定空
間に視聴者が存在すると判断される場合、特定空間の音
圧レベルが上昇するように増幅器４，５の増幅率を独立
に制御する（例えば、増幅器４の増幅率を上げる）。
定空間に視聴者がいる場合、被変調波の形で超音波スピ
ーカ７から放射された超音波の一部が視聴者によって反
射される。超音波センサ１０は、この反射波を検出可能
な位置に設置されている。増幅率制御器６ｂは、超音波
センサ１０で反射波が検出された場合、すなわち特定空
間に視聴者が存在すると判断される場合、特定空間の音
圧レベルが上昇するように増幅器４，５の増幅率を独立
に制御する（例えば、増幅器４の増幅率を上げる）。
【００２４】また、増幅率制御器６ｂは、超音波センサ
１０で反射波が検出されない場合、すなわち特定空間に
視聴者が存在しないと判断される場合、特定空間の音圧
レベルが低下するように、増幅器４，５の増幅率を独立
に制御する（例えば、増幅器４の増幅率を下げる）。た
だし、視聴者がいない状態で特定空間の音圧レベルを低
く設定している場合には、音圧レベルを変えなくてもよ
い。なお、実施の形態の１，２では、位相制御器を使用
していないが、実施の形態の１のように位相制御器を使
用してもよいことは言うまでもない。
１０で反射波が検出されない場合、すなわち特定空間に
視聴者が存在しないと判断される場合、特定空間の音圧
レベルが低下するように、増幅器４，５の増幅率を独立
に制御する（例えば、増幅器４の増幅率を下げる）。た
だし、視聴者がいない状態で特定空間の音圧レベルを低
く設定している場合には、音圧レベルを変えなくてもよ
い。なお、実施の形態の１，２では、位相制御器を使用
していないが、実施の形態の１のように位相制御器を使
用してもよいことは言うまでもない。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、請求項１に記載のよう
に、指向性の極めて高い超音波スピーカと広域スピーカ
とを組み合わせることにより、所望の特定空間のみ音圧
レベルを大きくしたり小さくしたりすることができ、従
来のパラメトリックアレイスピーカを使ったスピーカ装
置よりも高い音圧レベルと可聴音のスピーカを使ったス
ピーカ装置よりも高い指向性を実現することができる。
また、超音波スピーカによる超指向性の第１の音響振動
は、直進性を持ち、遠距離まで伝搬するので、本装置か
ら遠距離に位置する視聴者であっても聴取が可能であ
る。また、広域スピーカにより広範囲に音響放射を行う
ので、限定された特定空間だけでなく、他の位置でも聴
取が可能である。このため、特定空間の音圧レベルを下
げて特定空間での聴取を不可能にしたり、特定空間の音
圧レベルを上げて特定空間にいる視聴者に聴取させたい
場合に、全体の音圧レベル（第２の音響振動の音圧レベ
ル）を変化させる必要が無い。
に、指向性の極めて高い超音波スピーカと広域スピーカ
とを組み合わせることにより、所望の特定空間のみ音圧
レベルを大きくしたり小さくしたりすることができ、従
来のパラメトリックアレイスピーカを使ったスピーカ装
置よりも高い音圧レベルと可聴音のスピーカを使ったス
ピーカ装置よりも高い指向性を実現することができる。
また、超音波スピーカによる超指向性の第１の音響振動
は、直進性を持ち、遠距離まで伝搬するので、本装置か
ら遠距離に位置する視聴者であっても聴取が可能であ
る。また、広域スピーカにより広範囲に音響放射を行う
ので、限定された特定空間だけでなく、他の位置でも聴
取が可能である。このため、特定空間の音圧レベルを下
げて特定空間での聴取を不可能にしたり、特定空間の音
圧レベルを上げて特定空間にいる視聴者に聴取させたい
場合に、全体の音圧レベル（第２の音響振動の音圧レベ
ル）を変化させる必要が無い。
【００２６】また、請求項３に記載のように、判定器及
び増幅率制御器を設けることにより、音圧レベルを大き
くしたり小さくしたりする制御をコンテンツ（増幅率情
報を含む音声信号）によって自由に行うことが可能とな
る。
び増幅率制御器を設けることにより、音圧レベルを大き
くしたり小さくしたりする制御をコンテンツ（増幅率情
報を含む音声信号）によって自由に行うことが可能とな
る。
【００２７】また、請求項４に記載のように、超音波セ
ンサ及び増幅率制御器を設けることにより、特定空間に
視聴者がいる場合には特定空間の音圧レベルを上げ、特
定空間に視聴者がいない場合には特定空間の音圧レベル
を下げるかあるいは変えないようにすることができる。
ンサ及び増幅率制御器を設けることにより、特定空間に
視聴者がいる場合には特定空間の音圧レベルを上げ、特
定空間に視聴者がいない場合には特定空間の音圧レベル
を下げるかあるいは変えないようにすることができる。
【図１】 本発明の第１の実施の形態を示す超指向性ス
ピーカ装置のブロック図である。
ピーカ装置のブロック図である。
【図２】 超指向性の音響放射について説明するための
図である。
図である。
【図３】 図１の超指向性スピーカ装置の指向特性を示
す図である。
す図である。
【図４】 本発明の第２の実施の形態を示す超指向性ス
ピーカ装置のブロック図である。
ピーカ装置のブロック図である。
【図５】 本発明の第３の実施の形態を示す超指向性ス
ピーカ装置のブロック図である。
ピーカ装置のブロック図である。
【図６】 従来の超指向性スピーカ装置の構成例を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図７】 従来の超指向性スピーカ装置の他の構成例を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
１、１ａ…音声生成器、２…位相制御器、３…振幅変調
器、４、５…増幅器、６、６ａ、６ｂ…増幅率制御器、
７…超音波スピーカ、８…広域スピーカ、９…判定器、
１０…超音波センサ。
器、４、５…増幅器、６、６ａ、６ｂ…増幅率制御器、
７…超音波スピーカ、８…広域スピーカ、９…判定器、
１０…超音波センサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−230898（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−60400（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−33033（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−337999（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−159400（ＪＰ，Ａ) 特開2000−4500（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−113388（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−151998（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−60393（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04R 3/00 310
Claims (4)
- 【請求項１】 音声信号により超音波帯域の搬送波を振
幅変調する振幅変調器と、 振幅変調器から出力された被変調信号を増幅する第１の
増幅器と、 前記音声信号を増幅する第２の増幅器と、 第１の増幅器で増幅された被変調信号を超指向性の第１
の音響振動として特定方向に放射する超音波スピーカ
と、 第２の増幅器で増幅された音声信号を第２の音響振動と
して前記特定方向を含む広い範囲に放射する広域スピー
カとを有することを特徴とする超指向性スピーカ装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の超指向性スピーカ装置に
おいて、 前記振幅変調器の前段に前記音声信号の位相変化が可能
な位相制御器を有することを特徴とする超指向性スピー
カ装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の超指向性スピーカ装置に
おいて、 前記音声信号から前記第１、第２の増幅器の増幅率をそ
れぞれ示す増幅率情報を抽出する判定器と、 この判定器からの増幅率情報に従って第１、第２の増幅
器の増幅率を制御する増幅率制御器とを有することを特
徴とする超指向性スピーカ装置。 - 【請求項４】 請求項１記載の超指向性スピーカ装置に
おいて、 前記超音波スピーカから放射された超音波の視聴者から
の反射波を検出することにより、前記特定方向に視聴者
が存在するか否かを識別する超音波センサと、 超音波センサの識別結果に従って第１、第２の増幅器の
増幅率を制御する増幅率制御器とを有することを特徴と
する超指向性スピーカ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20483298A JP3252803B2 (ja) | 1998-07-21 | 1998-07-21 | 超指向性スピーカ装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP20483298A JP3252803B2 (ja) | 1998-07-21 | 1998-07-21 | 超指向性スピーカ装置 |
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|---|---|
| JP2000036993A JP2000036993A (ja) | 2000-02-02 |
| JP3252803B2 true JP3252803B2 (ja) | 2002-02-04 |
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| DE602004026026D1 (de) | 2003-12-24 | 2010-04-29 | Pioneer Corp | Gesteuerte Meldungsvorrichtung, System und Verfahren |
| JP2011031695A (ja) * | 2009-07-30 | 2011-02-17 | Denso Corp | 車両存在報知装置 |
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| JP2012029101A (ja) * | 2010-07-23 | 2012-02-09 | Nec Casio Mobile Communications Ltd | 音響機器 |
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| JP5338872B2 (ja) * | 2011-08-02 | 2013-11-13 | 株式会社デンソー | 車両存在報知装置 |
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| JP5488732B1 (ja) | 2013-03-05 | 2014-05-14 | パナソニック株式会社 | 音響再生装置 |
| JP2015070413A (ja) * | 2013-09-27 | 2015-04-13 | 太平洋セメント株式会社 | パラメトリックスピーカ |
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| EP3328092B1 (en) | 2016-11-23 | 2022-12-07 | Nokia Technologies Oy | Spatial rendering of a message |
| CN110138458B (zh) * | 2019-06-04 | 2021-03-30 | 南京华格信息技术有限公司 | 一种声波远程定向聚束发射实现方法 |
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1998
- 1998-07-21 JP JP20483298A patent/JP3252803B2/ja not_active Expired - Fee Related
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