JP3264249B2 - 自動方位決めスピーカ装置 - Google Patents
自動方位決めスピーカ装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パラメトリックス
ピーカを用いた、聴取者の位置を算出し、聴取者の移動
にあわせて音響振動の放射方向を聴取者に向けることを
可能とするスピーカ装置に関する。
ピーカを用いた、聴取者の位置を算出し、聴取者の移動
にあわせて音響振動の放射方向を聴取者に向けることを
可能とするスピーカ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、超音波に対する空気の非線形
性を用いて、有限振幅レベルの被変調超音波から可聴音
を合成する方式のスピーカ（パラメトリックスピーカ）
が知られている。パラメトリックスピーカは指向性に優
れたスピーカである。
性を用いて、有限振幅レベルの被変調超音波から可聴音
を合成する方式のスピーカ（パラメトリックスピーカ）
が知られている。パラメトリックスピーカは指向性に優
れたスピーカである。
【０００３】パラメトリックスピーカについて図６を用
いて説明する。音声生成器８１からの音声信号は、高周
波生成器８２からの出力を搬送波として振幅変調器８３
で振幅変調され、増幅器で増幅され、電気音響変換器８
５に入力される。電気音響変換器８５から被変調超音波
である音響振動を有限振幅レベルで空中に放射すると、
空気の非線形特性により、超音波が一種の非線形相互作
用を起こし、空中で鋭い指向性を有する元の信号波（音
声信号）が復調される。
いて説明する。音声生成器８１からの音声信号は、高周
波生成器８２からの出力を搬送波として振幅変調器８３
で振幅変調され、増幅器で増幅され、電気音響変換器８
５に入力される。電気音響変換器８５から被変調超音波
である音響振動を有限振幅レベルで空中に放射すると、
空気の非線形特性により、超音波が一種の非線形相互作
用を起こし、空中で鋭い指向性を有する元の信号波（音
声信号）が復調される。
【０００４】ここで、気体の非線形音響現象の一種であ
るパラメトリック現象について簡単に説明する。スピー
カをf1，f2という２つの周波数で駆動すると、 f1とf2
（一時波）が媒質（空気）の非線形特性によって干渉を
起こし、これらの和と差の周波数、つまりf1＋f2とf2−
f1とをもつ波（二次波）が発生する。そこでf1＋f2を超
音波にし、f2−f1を可聴周波になるようにすると、発生
した可聴音を聞くことができる。
るパラメトリック現象について簡単に説明する。スピー
カをf1，f2という２つの周波数で駆動すると、 f1とf2
（一時波）が媒質（空気）の非線形特性によって干渉を
起こし、これらの和と差の周波数、つまりf1＋f2とf2−
f1とをもつ波（二次波）が発生する。そこでf1＋f2を超
音波にし、f2−f1を可聴周波になるようにすると、発生
した可聴音を聞くことができる。
【０００５】このパラメトリックスピーカを用いた技術
として、特許第2665007号広報には、聴取者の有無をパ
ラメトリックスピーカから放射された音響振動の聴取者
からの反射波を検出することにより、聴取者の有無を判
別する技術が記載されている。
として、特許第2665007号広報には、聴取者の有無をパ
ラメトリックスピーカから放射された音響振動の聴取者
からの反射波を検出することにより、聴取者の有無を判
別する技術が記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この特
許第2665007号広報記載の技術では、聴取者の有無を判
別するだけであるので、聴取者が移動して、音響放射の
可聴エリア外に移動した場合には、聴取者は放射された
音響を聞くことができない。
許第2665007号広報記載の技術では、聴取者の有無を判
別するだけであるので、聴取者が移動して、音響放射の
可聴エリア外に移動した場合には、聴取者は放射された
音響を聞くことができない。
【０００７】そこで、本発明の目的は、聴取者の位置を
算出し、聴取者の移動にあわせて音響振動の放射方向を
聴取者に向けることを可能とするスピーカ装置を提供す
る。
算出し、聴取者の移動にあわせて音響振動の放射方向を
聴取者に向けることを可能とするスピーカ装置を提供す
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の自動方位決めス
ピーカ装置は、音声信号を出力する音声信号出力手段
と、予め定められた周波数を持つ高周波信号を出力する
高周波出力手段と、前記音声信号と前記高周波信号とを
振幅変調し被振幅変調信号を出力する振幅変調手段と、
該被振幅変調信号を増幅する増幅手段と、増幅された前
記被振幅変調信号を超音波の音響振動として放射する放
射手段とから構成されるパラメトリックスピーカと、放
射された前記音響振動の前方の聴取者等から反射する反
射振動を検出する検出手段と、前記パラメトリックスピ
ーカ内で生成される信号と検出された前記反射振動とが
入力され、前記パラメトリックスピーカ内で生成される
信号と前記反射振動とから前記音響振動の放射軸に対す
る前記聴取者等のずれを算出する算出手段と、前記算出
手段の算出の結果により、前記音響振動の放射方向を前
記聴取者等の方向に向かせる指示手段とを備えたことを
特徴とする。
ピーカ装置は、音声信号を出力する音声信号出力手段
と、予め定められた周波数を持つ高周波信号を出力する
高周波出力手段と、前記音声信号と前記高周波信号とを
振幅変調し被振幅変調信号を出力する振幅変調手段と、
該被振幅変調信号を増幅する増幅手段と、増幅された前
記被振幅変調信号を超音波の音響振動として放射する放
射手段とから構成されるパラメトリックスピーカと、放
射された前記音響振動の前方の聴取者等から反射する反
射振動を検出する検出手段と、前記パラメトリックスピ
ーカ内で生成される信号と検出された前記反射振動とが
入力され、前記パラメトリックスピーカ内で生成される
信号と前記反射振動とから前記音響振動の放射軸に対す
る前記聴取者等のずれを算出する算出手段と、前記算出
手段の算出の結果により、前記音響振動の放射方向を前
記聴取者等の方向に向かせる指示手段とを備えたことを
特徴とする。
【０００９】また、前記算出手段は、第１の周波数をも
つ前記被振幅変調信号のエネルギー量を検出する第１の
周波数検出手段と、第２の周波数をもつ前記被振幅変調
信号のエネルギー量を検出する第２の周波数検出手段
と、前記第１の周波数をもつ前記反射振動のエネルギー
量を検出する第３の周波数検出手段と、前記第２の周波
数をもつ前記反射振動のエネルギー量を検出する第４の
周波数検出手段と、前記第１の周波数検出手段及び前記
前記第３の周波数検出手段で検出されたエネルギー量の
差分を求め、該差分から第１の反射率を求める第１の回
路と、前記第２の周波数検出手段及び前記前記第４の周
波数検出手段で検出されたエネルギー量の差分を求め、
該差分から第２の反射率を求める第２の回路と、前記第
１の反射率と前記第２の反射率との差分を求め、該差分
から記音響振動の放射軸に対する前記聴取者等のずれを
求める第３の回路とを備えたことを特徴とする。
つ前記被振幅変調信号のエネルギー量を検出する第１の
周波数検出手段と、第２の周波数をもつ前記被振幅変調
信号のエネルギー量を検出する第２の周波数検出手段
と、前記第１の周波数をもつ前記反射振動のエネルギー
量を検出する第３の周波数検出手段と、前記第２の周波
数をもつ前記反射振動のエネルギー量を検出する第４の
周波数検出手段と、前記第１の周波数検出手段及び前記
前記第３の周波数検出手段で検出されたエネルギー量の
差分を求め、該差分から第１の反射率を求める第１の回
路と、前記第２の周波数検出手段及び前記前記第４の周
波数検出手段で検出されたエネルギー量の差分を求め、
該差分から第２の反射率を求める第２の回路と、前記第
１の反射率と前記第２の反射率との差分を求め、該差分
から記音響振動の放射軸に対する前記聴取者等のずれを
求める第３の回路とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明のスピーカ装置の実
施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】図１は、本発明のスピーカ装置の実施の形
態の構成を示すブロック図である。
態の構成を示すブロック図である。
【００１２】本発明の実施の形態は、超直進性音響振動
放射回路１０と、音響検出器２０と、位置算出装置３０
と、放射方向調整器４０とから構成される。
放射回路１０と、音響検出器２０と、位置算出装置３０
と、放射方向調整器４０とから構成される。
【００１３】超直進性音響振動放射回路１０は、音声信
号を出力する音声生成器１１と、搬送波信号を出力する
高周波生成器１２と、これらから出力された音声信号と
搬送波信号とが入力され、振幅変調して出力する振幅変
調器１３と、出力された被振幅変調信号が入力され、十
分に増幅して出力する増幅器１４と、増幅された被振幅
変調信号が入力され、音響振動として放射する電気音響
変換器１５とから構成されるパラメトリックスピーカで
ある。
号を出力する音声生成器１１と、搬送波信号を出力する
高周波生成器１２と、これらから出力された音声信号と
搬送波信号とが入力され、振幅変調して出力する振幅変
調器１３と、出力された被振幅変調信号が入力され、十
分に増幅して出力する増幅器１４と、増幅された被振幅
変調信号が入力され、音響振動として放射する電気音響
変換器１５とから構成されるパラメトリックスピーカで
ある。
【００１４】音響検出器２０は、電気音響変換器１５か
ら放射された音響振動の聴取者１で反射した反射振動を
検出し、位置算出装置３０は、音響検出器２０が検出し
た反射振動及び振幅変調波信号に基づき、聴取者１の方
向及び距離を算出する。尚、送受信位置を同一にするた
め、電気音響変換機１５と音響検出器２０とは超音波の
送受信が可能な同一の素子を使用すれば聴取者１の方向
及び距離の算出の精度が向上する。
ら放射された音響振動の聴取者１で反射した反射振動を
検出し、位置算出装置３０は、音響検出器２０が検出し
た反射振動及び振幅変調波信号に基づき、聴取者１の方
向及び距離を算出する。尚、送受信位置を同一にするた
め、電気音響変換機１５と音響検出器２０とは超音波の
送受信が可能な同一の素子を使用すれば聴取者１の方向
及び距離の算出の精度が向上する。
【００１５】図２に、位置算出装置３０の構成を示す。
図２は、位置算出装置３０の構成を示すブロック図であ
る。
図２は、位置算出装置３０の構成を示すブロック図であ
る。
【００１６】図２を参照すると、位置算出装置３０は、
計測部２と、制御部３とから構成される。
計測部２と、制御部３とから構成される。
【００１７】計測部２には、増幅器１４から、被振幅変
調信号が、音響検出器２０から、反射振動が入力され
る。
調信号が、音響検出器２０から、反射振動が入力され
る。
【００１８】周波数検出器５１及び５３は、それぞれ周
波数Ａ及び周波数Ｂの被振幅変調信号を検出する。周波
数検出器５２及び５４は、それぞれ周波数Ａ及び周波数
Ｂの反射振動を検出する。尚、周波数検出器は、周波数
のエネルギー量を検出する装置である。
波数Ａ及び周波数Ｂの被振幅変調信号を検出する。周波
数検出器５２及び５４は、それぞれ周波数Ａ及び周波数
Ｂの反射振動を検出する。尚、周波数検出器は、周波数
のエネルギー量を検出する装置である。
【００１９】差分回路５５は、周波数検出器５１及び５
２から得られた周波数エネルギーの差分を求め、この差
分から反射率を求める。差分回路５６は、周波数検出器
５３及び５４から得られた周波数エネルギーの差分を求
め、この差分から反射率を求める。差分回路５８は、差
分回路５５及び５６で求められた反射率の差分から、音
響振動の放射軸に対しての聴取者１のずれを算出する。
タイマカウンタ回路５７は、周波数検出器５３及び５４
で検出する被振幅変調信号及び反射振動から放射する音
響振動に対しての反射振動の遅延時間を算出する。
２から得られた周波数エネルギーの差分を求め、この差
分から反射率を求める。差分回路５６は、周波数検出器
５３及び５４から得られた周波数エネルギーの差分を求
め、この差分から反射率を求める。差分回路５８は、差
分回路５５及び５６で求められた反射率の差分から、音
響振動の放射軸に対しての聴取者１のずれを算出する。
タイマカウンタ回路５７は、周波数検出器５３及び５４
で検出する被振幅変調信号及び反射振動から放射する音
響振動に対しての反射振動の遅延時間を算出する。
【００２０】また、計測部２が検出する周波数Ａ及び周
波数Ｂのうちの１つを搬送波信号と同じ周波数とするこ
とにより、上記の図2を用いて説明した計測部２では４
つ備えている周波数検出器を１つ省き３つにすることが
できる。図3を参照して説明する。図3は計測部２の他の
例の構成を示すブロック図である。
波数Ｂのうちの１つを搬送波信号と同じ周波数とするこ
とにより、上記の図2を用いて説明した計測部２では４
つ備えている周波数検出器を１つ省き３つにすることが
できる。図3を参照して説明する。図3は計測部２の他の
例の構成を示すブロック図である。
【００２１】この例では、計測部２には、周波数Ａの被
振幅変調信号が増幅器１４から、周波数Ｂの搬送波信号
が高周波生成器１２から、音響検出器２０から、検出さ
れた反射振動の周波数Ａ及び周波数Ｂの反射振動が入力
される。尚、周波数Ａと周波数Ｂとは異なる周波数であ
る。
振幅変調信号が増幅器１４から、周波数Ｂの搬送波信号
が高周波生成器１２から、音響検出器２０から、検出さ
れた反射振動の周波数Ａ及び周波数Ｂの反射振動が入力
される。尚、周波数Ａと周波数Ｂとは異なる周波数であ
る。
【００２２】図３を参照すると、周波数検出器６１は、
周波数Ａの被振幅変調信号を検出し、周波数検出器６２
は、周波数Ａの反射振動を検出し、周波数検出器６３
は、周波数Ｂの反射振動を検出する。
周波数Ａの被振幅変調信号を検出し、周波数検出器６２
は、周波数Ａの反射振動を検出し、周波数検出器６３
は、周波数Ｂの反射振動を検出する。
【００２３】差分回路６４は、周波数検出器６１及び６
２から得られた周波数エネルギーの差分を求め、その差
分から反射率を求める。差分回路６５には、搬送波信号
（周波数Ｂ）が入力され、周波数検出器６３から得られ
た周波数エネルギーとの差分を求め、その差分から反射
率を求める。差分回路６７は、差分回路６４及び６５で
求められた反射率の差分を求め、その差分から、音響振
動の放射軸に対しての聴取者１のずれを算出する。タイ
マカウンタ回路６７は、入力される搬送波信号及び周波
数検出器６３で検出する反射波から放射振動に対しての
反射振動の遅延時間を算出する。搬送波信号は出力が一
定であるため、常に安定した聴取者１の位置検出が可能
である。
２から得られた周波数エネルギーの差分を求め、その差
分から反射率を求める。差分回路６５には、搬送波信号
（周波数Ｂ）が入力され、周波数検出器６３から得られ
た周波数エネルギーとの差分を求め、その差分から反射
率を求める。差分回路６７は、差分回路６４及び６５で
求められた反射率の差分を求め、その差分から、音響振
動の放射軸に対しての聴取者１のずれを算出する。タイ
マカウンタ回路６７は、入力される搬送波信号及び周波
数検出器６３で検出する反射波から放射振動に対しての
反射振動の遅延時間を算出する。搬送波信号は出力が一
定であるため、常に安定した聴取者１の位置検出が可能
である。
【００２４】さらに、計測部２が検出する周波数Ａ及び
周波数Ｂをそれぞれ搬送波信号の周波数及び搬送波信号
の２次高調波の周波数とすることにより、周波数検出器
を２つにすることができる。図４を参照して説明する。
図４は計測部２の他の例の構成を示すブロック図であ
る。
周波数Ｂをそれぞれ搬送波信号の周波数及び搬送波信号
の２次高調波の周波数とすることにより、周波数検出器
を２つにすることができる。図４を参照して説明する。
図４は計測部２の他の例の構成を示すブロック図であ
る。
【００２５】図４を参照すると、周波数検出器７１は、
周波数Ａの反射振動を検出し、周波数検出器７３は、周
波数Ｂの反射振動を検出する。差分回路７４には、搬送
波信号（周波数Ａ）が入力され、差分回路７５には、分
周器７２を介して搬送波信号の２次高調波（周波数Ｂ）
が入力される。以下の動作は、上記の例と同様である。
この例では、２次高調波が発生しやすいように回路を調
節する必要があるが、２つの周波数の出力を一定に保つ
ことができるため、さらに安定した聴取者１の位置検出
が可能となる。
周波数Ａの反射振動を検出し、周波数検出器７３は、周
波数Ｂの反射振動を検出する。差分回路７４には、搬送
波信号（周波数Ａ）が入力され、差分回路７５には、分
周器７２を介して搬送波信号の２次高調波（周波数Ｂ）
が入力される。以下の動作は、上記の例と同様である。
この例では、２次高調波が発生しやすいように回路を調
節する必要があるが、２つの周波数の出力を一定に保つ
ことができるため、さらに安定した聴取者１の位置検出
が可能となる。
【００２６】また、この分周器７２を図５に示す位置に
配置することも可能である。
配置することも可能である。
【００２７】図５を参照すると、図１で説明した本装置
の構成に加えて、振幅変調器１３と増幅器１４との間に
ミキサー１６が設けられ、高周波生成器１２とミキサー
１６との間に分周器７２が設けられている。高周波生成
器１２から搬送波信号を入力された分周器７２は、搬送
波信号を分周してミキサー１６に出力する。
の構成に加えて、振幅変調器１３と増幅器１４との間に
ミキサー１６が設けられ、高周波生成器１２とミキサー
１６との間に分周器７２が設けられている。高周波生成
器１２から搬送波信号を入力された分周器７２は、搬送
波信号を分周してミキサー１６に出力する。
【００２８】つまり、予め分周器７２により基準信号を
生成して、送信波に加えておくことにより、２次高調波
を発生させずに同様の安定した位置検出を可能とする。
生成して、送信波に加えておくことにより、２次高調波
を発生させずに同様の安定した位置検出を可能とする。
【００２９】制御部３は、位置算出器３０で算出された
聴取者１の音響振動の放射軸に対してのずれを基にし
て、放射方向調整器４０に、本装置の向きを変化させ、
音響振動が聴取者１１に放射されるように指示する。ま
た、算出された聴取者１との距離に基づき、増幅器１４
に、適切な音量となる増幅率にするよう指示する。
聴取者１の音響振動の放射軸に対してのずれを基にし
て、放射方向調整器４０に、本装置の向きを変化させ、
音響振動が聴取者１１に放射されるように指示する。ま
た、算出された聴取者１との距離に基づき、増幅器１４
に、適切な音量となる増幅率にするよう指示する。
【００３０】次に、本実施の形態の動作を説明する。こ
の説明に用いる位置算出装置は図２に示す位置算出装置
である。尚、高周波生成器１２から出力される搬送波信
号の周波数は４０KHzであり、電気音響変換器１５には
超音波トランスジューサを用い、動作電圧は６０Ｖであ
るとする。
の説明に用いる位置算出装置は図２に示す位置算出装置
である。尚、高周波生成器１２から出力される搬送波信
号の周波数は４０KHzであり、電気音響変換器１５には
超音波トランスジューサを用い、動作電圧は６０Ｖであ
るとする。
【００３１】音声生成器１１から出力される音声信号
と、高周波生成器１２から出力される４０KHzの搬送波
信号とは、振幅変調器１３により振幅変調され、増幅器
１４により、電気音響変換器１５が駆動可能な電圧の６
０Ｖまで増幅され、電気音響変換器１５は、増幅された
被振幅変調信号を音響振動に変換し、空中に放射する。
と、高周波生成器１２から出力される４０KHzの搬送波
信号とは、振幅変調器１３により振幅変調され、増幅器
１４により、電気音響変換器１５が駆動可能な電圧の６
０Ｖまで増幅され、電気音響変換器１５は、増幅された
被振幅変調信号を音響振動に変換し、空中に放射する。
【００３２】空気中に放射された音響振動は、空気の非
線形特性により歪み波となり、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つ。
線形特性により歪み波となり、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つ。
【００３３】今、位置算出装置３０の周波数検出器５１
及び５２の検出周波数は３０KHzに、周波数検出器５３
及び５４の検出周波数は５０KHzに設定されているとす
る。尚、音声信号と搬送波信号とを振幅変調すると、搬
送波信号の周波数を中心にして対称の周波数成分を持つ
ようになるため、検出する３０KHz及び５０KHzの音響振
動の振幅変調前の音声信号は１０KHzである。
及び５２の検出周波数は３０KHzに、周波数検出器５３
及び５４の検出周波数は５０KHzに設定されているとす
る。尚、音声信号と搬送波信号とを振幅変調すると、搬
送波信号の周波数を中心にして対称の周波数成分を持つ
ようになるため、検出する３０KHz及び５０KHzの音響振
動の振幅変調前の音声信号は１０KHzである。
【００３４】周波数検出器５１及び５２は、それぞれ送
信波及び反射波の３０KHzの信号を検出し、差分回路５
５によって反射率を算出する。同様に周波数検出器５３
及び５４は、それぞれ送信波と反射波の５０KHzの信号
を検出し、差分回路５６によって反射率を算出する。
信波及び反射波の３０KHzの信号を検出し、差分回路５
５によって反射率を算出する。同様に周波数検出器５３
及び５４は、それぞれ送信波と反射波の５０KHzの信号
を検出し、差分回路５６によって反射率を算出する。
【００３５】空気中を伝搬する振動は、周波数が高くな
るほど直進性が増し、低くなるほど拡散する特性から、
低い周波数の場合には、対象物が振動の放射軸からずれ
ていても拡散した振動が反射する。この特性を利用し、
２つの周波数の反射率から、聴取者１の音響振動の放射
軸に対してのずれを算出する。さらに、タイマカウンタ
５７によって、送信波に対する反射波の遅延時間から、
聴取者１との距離を算出する。
るほど直進性が増し、低くなるほど拡散する特性から、
低い周波数の場合には、対象物が振動の放射軸からずれ
ていても拡散した振動が反射する。この特性を利用し、
２つの周波数の反射率から、聴取者１の音響振動の放射
軸に対してのずれを算出する。さらに、タイマカウンタ
５７によって、送信波に対する反射波の遅延時間から、
聴取者１との距離を算出する。
【００３６】ここで、聴取者１が放射軸に対して右にず
れたと仮定する。聴取者１が放射軸からずれることによ
り、差分回路５５及び５６から得られる反射率が減少す
る。この時、前述した低い周波数の振動ほど拡散する特
性から、差分回路５５から得られる反射率の減少度は、
差分回路５６から得られる反射率の減少度に比べて低く
なり、制御部は、聴取者１の放射軸に対してのずれを算
出することができる。尚、本装置を横に２台配置すれ
ば、２つの装置から算出されたずれの違いから聴取者１
の方角を算出することができる。すなわち聴取者が右へ
移動したことを算出する。
れたと仮定する。聴取者１が放射軸からずれることによ
り、差分回路５５及び５６から得られる反射率が減少す
る。この時、前述した低い周波数の振動ほど拡散する特
性から、差分回路５５から得られる反射率の減少度は、
差分回路５６から得られる反射率の減少度に比べて低く
なり、制御部は、聴取者１の放射軸に対してのずれを算
出することができる。尚、本装置を横に２台配置すれ
ば、２つの装置から算出されたずれの違いから聴取者１
の方角を算出することができる。すなわち聴取者が右へ
移動したことを算出する。
【００３７】そして、上述した方法で算出した聴取者１
の放射軸からのずれを基に、制御部３は、放射方向調整
器４０に本装置を聴取者１に向けるように指示する。
尚、本装置を横に２台配置すれば、聴取者の方角をも算
出することができ、１回の動作で本装置を聴取者１に向
けることができる。
の放射軸からのずれを基に、制御部３は、放射方向調整
器４０に本装置を聴取者１に向けるように指示する。
尚、本装置を横に２台配置すれば、聴取者の方角をも算
出することができ、１回の動作で本装置を聴取者１に向
けることができる。
【００３８】次に、聴取者１が後方に動いたと仮定す
る。聴取者１が放射軸にいるため、差分回路５５及び５
６から得られる反射率は殆ど変化しないが、本装置から
の距離が離れるため、タイマカウンタ５７が計測する時
間が増す。
る。聴取者１が放射軸にいるため、差分回路５５及び５
６から得られる反射率は殆ど変化しないが、本装置から
の距離が離れるため、タイマカウンタ５７が計測する時
間が増す。
【００３９】制御部は、このタイマカウンタ５７が計測
する時間により、聴取者１が後方に移動したことを算出
する。さらに、遅延時間から聴取者１との距離を算出
し、距離に応じて適正な音量になるように増幅器１４の
増幅率を変化させる。
する時間により、聴取者１が後方に移動したことを算出
する。さらに、遅延時間から聴取者１との距離を算出
し、距離に応じて適正な音量になるように増幅器１４の
増幅率を変化させる。
【００４０】
【発明の効果】本発明には、指向性の高いスピーカを常
に聴取者に向け、聴取者との距離にあわせて音量を調整
するため、聴取者が移動しても、聴取者のみに常に最適
な音量で音声を聴取させることができるという効果があ
る。
に聴取者に向け、聴取者との距離にあわせて音量を調整
するため、聴取者が移動しても、聴取者のみに常に最適
な音量で音声を聴取させることができるという効果があ
る。
【図１】本発明の実施の形態の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図２】位置算出装置３０の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図３】計測部２の他の例の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図４】計測部２の他の例の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図５】分周器７２を配置する位置を示すブロック図で
ある。
ある。
【図６】パラメトリックスピーカの構成を示すブロック
図である。
図である。
１：聴取者 ２：計測部 ３：制御部 １０：超直進性音響振動放射回路 １１：音声生成器 １２：高周波生成器 １３：振
幅変調器 １４：増幅器 １５：電気音響変換器 １６：ミキ
サー ２０：音響検出器 ３０：位置算出装置 ４０：放
射方向調整器 ５１〜５４，６１〜６３，７１，７３：周波数検出器 ５５，５６，５８，６４，６５，６７，７４，７５，７
７：差分回路 ５７，６６，７６：タイマカウンタ ７２，分周器
幅変調器 １４：増幅器 １５：電気音響変換器 １６：ミキ
サー ２０：音響検出器 ３０：位置算出装置 ４０：放
射方向調整器 ５１〜５４，６１〜６３，７１，７３：周波数検出器 ５５，５６，５８，６４，６５，６７，７４，７５，７
７：差分回路 ５７，６６，７６：タイマカウンタ ７２，分周器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04R 3/00 310 H04R 3/00 330 G01S 15/06
Claims (7)
- 【請求項１】 音声信号を出力する音声信号出力手段
と、予め定められた周波数を持つ高周波信号を出力する
高周波出力手段と、前記音声信号と前記高周波信号とを
振幅変調し被振幅変調信号を出力する振幅変調手段と、
該被振幅変調信号を増幅する増幅手段と、増幅された前
記被振幅変調信号を超音波の音響振動として放射する放
射手段とを有するパラメトリックスピーカと、 放射された前記音響振動の前方の聴取者等から反射する
反射振動を検出する検出手段と、 前記パラメトリックスピーカ内で生成される信号と検出
された前記反射振動とが入力され、前記パラメトリック
スピーカ内で生成される信号と前記反射振動とから前記
音響振動の放射軸に対する前記聴取者等のずれを算出す
る算出手段と、 前記算出手段の算出の結果により、前記音響振動の放射
方向を前記聴取者等の方向に向かせる指示手段とを備
え、 前記算出手段は、入力された前記反射振動及び前記パラ
メトリックスピーカ内で生成される信号のそれぞれから
予め定められた第１の周波数及び第２の周波数のエネル
ギー量を検出することを特徴とする自動方位決めスピー
カ装置。 - 【請求項２】 音声信号を出力する音声信号出力手段
と、予め定められた周波数を持つ高周波信号を出力する
高周波出力手段と、前記音声信号と前記高周波信号とを
振幅変調し被振幅変調信号を出力する振幅変調手段と、
該被振幅変調信号を増幅する増幅手段と、増幅された前
記被振幅変調信号を超音波の音響振動として放射する放
射手段とを有するパラメトリックスピーカと、 放射された前記音響振動の前方の聴取者等から反射する
反射振動を検出する検出手段と、 前記パラメトリックスピーカ内で生成される信号と検出
された前記反射振動とが入力され、前記パラメトリック
スピーカ内で生成される信号と前記反射振動とから前記
音響振動の放射軸に対する前記聴取者等のずれを算出す
る算出手段と、 前記算出手段の算出の結果により、前記音響振動の放射
方向を前記聴取者等の方向に向かせる指示手段とを備
え、 前記算出手段は、第１の周波数をもつ前記被振幅変調信
号のエネルギー量を検出する第１の周波数検出手段と、
第２の周波数をもつ前記被振幅変調信号のエネルギー量
を検出する第２の周波数検出手段と、前記第１の周波数
をもつ前記反射振動のエネルギー量を検出する第３の周
波数検出手段と、前記第２の周波数をもつ前記反射振動
のエネルギー量を検出する第４の周波数検出手段と、前
記第１の周波数検出手段及び前記前記第３の周波数検出
手段で検出されたエネルギー量の差分を求め、該差分か
ら第１の反射率を求める第１の回路と、前記第２の周波
数検出手段及び前記前記第４の周波数検出手段で検出さ
れたエネルギー量の差分を求め、該差分から第２の反射
率を求める第２の回路と、前記第１の反射率と前記第２
の反射率との差分を求め、該差分から記音響振動の放射
軸に対する前記聴取者等のずれを求める第３の回路とを
備えたことを特徴とする自動方位決めスピーカ装置。 - 【請求項３】 音声信号を出力する音声信号出力手段
と、予め定められた周波数を持つ高周波信号を出力する
高周波出力手段と、前記音声信号と前記高周波信号とを
振幅変調し被振幅変調信号を出力する振幅変調手段と、
該被振幅変調信号を増幅する増幅手段と、増幅された前
記被振幅変調信号を超音波の音響振動として放射する放
射手段とを有するパラメトリックスピーカと、 放射された前記音響振動の前方の聴取者等から反射する
反射振動を検出する検出手段と、 前記パラメトリックスピーカ内で生成される信号と検出
された前記反射振動とが入力され、前記パラメトリック
スピーカ内で生成される信号と前記反射振動とから前記
音響振動の放射軸に対する前記聴取者等のずれを算出す
る算出手段と、 前記算出手段の算出の結果により、前記音響振動の放射
方向を前記聴取者等の方向に向かせる指示手段とを備
え、 前記算出手段は、第１の周波数をもつ前記被振幅変調信
号のエネルギー量を検出する第１の周波数検出手段と、
前記第１の周波数をもつ前記反射振動のエネルギー量を
検出する第２の周波数検出手段と、第２の周波数をもつ
前記反射振動のエネルギー量を検出する第３の周波数検
出手段と、前記第１の周波数検出手段及び前記前記第２
の周波数検出手段で検出されたエネルギー量の差分を求
め、該差分から第１の反射率を求める第１の回路と、前
記第３の周波数検出手段で検出されたエネルギー量と前
記第２の周波数の高周波信号のエネルギー量との差分を
求め、該差分から第２の反射率を求める第２の回路と、
前記第１の反射率と前記第２の反射率との差分を求め、
該差分から前記音響振動の放射軸に対する前記聴取者等
のずれを求める第３の回路とを備えたことを特徴とする
自動方位決めスピーカ装置。 - 【請求項４】 音声信号を出力する音声信号出力手段
と、予め定められた周波数を持つ高周波信号を出力する
高周波出力手段と、前記音声信号と前記高周波信号とを
振幅変調し被振幅変調信号を出力する振幅変調手段と、
該被振幅変調信号を増幅する増幅手段と、増幅された前
記被振幅変調信号を超音波の音響振動として放射する放
射手段とを有するパラメトリックスピーカと、 放射された前記音響振動の前方の聴取者等から反射する
反射振動を検出する検出手段と、 前記パラメトリックスピーカ内で生成される信号と検出
された前記反射振動とが入力され、前記パラメトリック
スピーカ内で生成される信号と前記反射振動とから前記
音響振動の放射軸に対する前記聴取者等のずれを算出す
る算出手段と、 前記算出手段の算出の結果により、前記音響振動の放射
方向を前記聴取者等の方向に向かせる指示手段とを備
え、 前記算出手段は、第１の周波数をもつ前記反射振動のエ
ネルギー量を検出する第１の周波数検出手段と、第２の
周波数をもつ前記反射振動のエネルギー量を検出する第
２の周波数検出手段と、前記第１の周波数検出手段で検
出されたエネルギー量と前記第１の周波数の高周波信号
のエネルギー量との差分を求め、該差分から第１の反射
率を求める第１の回路と、前記第２の周波数検出手段で
検出されたエネルギー量と前記高周波信号を分周器を用
いて生成した前記第２の周波数を持つ高周波信号とのエ
ネルギー量との差分を求め、該差分から第２の反射率を
求める第２の回路と、前記第１の反射率と前記第２の反
射率との差分を求め、該差分から前記音響振動の放射軸
に対する前記聴取者等のずれを求める第３の回路とを備
えたことを特徴とする自動方位決めスピーカ装置。 - 【請求項５】 音声信号を出力する音声信号出力手段
と、予め定められた周波数を持つ高周波信号を出力する
高周波出力手段と、前記音声信号と前記高周波信号 とを
振幅変調し被振幅変調信号を出力する振幅変調手段と、
該被振幅変調信号を増幅する増幅手段と、増幅された前
記被振幅変調信号を超音波の音響振動として放射する放
射手段とを有するパラメトリックスピーカと、 放射された前記音響振動の前方の聴取者等から反射する
反射振動を検出する検出手段と、 前記パラメトリックスピーカ内で生成される信号と検出
された前記反射振動とが入力され、前記パラメトリック
スピーカ内で生成される信号と前記反射振動とから前記
音響振動の放射軸に対する前記聴取者等のずれを算出す
る算出手段と、 前記算出手段の算出の結果により、前記音響振動の放射
方向を前記聴取者等の方向に向かせる指示手段とを備
え、 前記算出手段は、さらに前記聴取者等と前記算出手段と
の距離を算出し、前記指示手段は、さらに、前記増幅器
に前記距離に対応する増幅率にする指示をすることを特
徴とする自動方位決めスピーカ装置。 - 【請求項６】 前記算出手段は、第１の周波数をもつ前
記被振幅変調信号のエネルギー量を検出する第１の周波
数検出手段と、第２の周波数をもつ前記被振幅変調信号
のエネルギー量を検出する第２の周波数検出手段と、前
記第１の周波数をもつ前記反射振動のエネルギー量を検
出する第３の周波数検出手段と、前記第２の周波数をも
つ前記反射振動のエネルギー量を検出する第４の周波数
検出手段と、前記第１の周波数検出手段及び前記前記第
３の周波数検出手段で検出されたエネルギー量の差分を
求め、該差分から第１の反射率を求める第１の回路と、
前記第２の周波数検出手段及び前記前記第４の周波数検
出手段で検出されたエネルギー量の差分を求め、該差分
から第２の反射率を求める第２の回路と、前記第１の反
射率と前記第２の反射率との差分を求め、該差分から記
音響振動の放射軸に対する前記聴取者等のずれを求める
第３の回路と、前記放射される音響振動に対する前記反
射振動の遅延を求め、該遅延から前記聴取者等と前記算
出手段との距離を算出する手段とを備えたことを特徴と
する請求項５記載の自動方位決めスピーカ装置。 - 【請求項７】 高周波信号を超音波として放射する放射
手段と、放射された超音波の前方の反射対象から反射す
る反射振動を検出する検出手段と、前記放射手段 で生成
される高周波信号と検出された前記反射振動とが入力さ
れ、該入力された高周波信号と反射振動とから前記超音
波の放射軸に対する前記反射対象のずれを算出する算出
手段とを備え、前記算出手段は、入力された前記反射振
動及び前記高周波信号のそれぞれから予め定められた第
１の周波数及び第２の周波数のエネルギー量を検出する
ことを特徴とするセンサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16686998A JP3264249B2 (ja) | 1998-06-15 | 1998-06-15 | 自動方位決めスピーカ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16686998A JP3264249B2 (ja) | 1998-06-15 | 1998-06-15 | 自動方位決めスピーカ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000004500A JP2000004500A (ja) | 2000-01-07 |
| JP3264249B2 true JP3264249B2 (ja) | 2002-03-11 |
Family
ID=15839151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16686998A Expired - Fee Related JP3264249B2 (ja) | 1998-06-15 | 1998-06-15 | 自動方位決めスピーカ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3264249B2 (ja) |
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| KR100707103B1 (ko) * | 2004-06-09 | 2007-04-13 | 학교법인 포항공과대학교 | 공기중 파라메트릭 어레이를 이용한 초음파 거리 측정장치 및 방법 |
| JP2007312367A (ja) * | 2006-04-18 | 2007-11-29 | Seiko Epson Corp | 超音波スピーカの出力制御方法及び超音波スピーカシステム |
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| JP2012029107A (ja) * | 2010-07-23 | 2012-02-09 | Nec Casio Mobile Communications Ltd | 電子機器 |
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-
1998
- 1998-06-15 JP JP16686998A patent/JP3264249B2/ja not_active Expired - Fee Related
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