WO2017169886A1 - 音響管および音響再生装置 - Google Patents

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WO2017169886A1
WO2017169886A1 PCT/JP2017/010867 JP2017010867W WO2017169886A1 WO 2017169886 A1 WO2017169886 A1 WO 2017169886A1 JP 2017010867 W JP2017010867 W JP 2017010867W WO 2017169886 A1 WO2017169886 A1 WO 2017169886A1
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acoustic
sound
tube
acoustic tube
openings
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哲 曲谷地
祐基 光藤
悠 前野
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ソニー株式会社
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    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
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    • H04R1/2853—Enclosures comprising vibrating or resonating arrangements using an acoustic labyrinth or a transmission line
    • H04R1/2857—Enclosures comprising vibrating or resonating arrangements using an acoustic labyrinth or a transmission line for loudspeaker transducers

Definitions

  • the present technology relates to an acoustic tube and an acoustic reproduction device, and more particularly to an acoustic tube and an acoustic reproduction device that can generate an evanescent wave at a lower cost.
  • station staff often want to convey different information to people waiting for a down train at a train platform and people waiting for an up train.
  • many people use it at the bank, but exchanges at the reception desk are often related to personal information, so it is desirable not to hear as far as possible.
  • spot reproduction has been developed and applied in practice so that only a person in a specific area can hear the reproduced voice.
  • a flat speaker or a parametric speaker that generates sound in the audible band by modulating ultrasonic waves is used at a station platform or the like. Since these loudspeakers can transmit sound only in a certain direction using the strength of directivity, the sound can be delivered only to a listener in a specific direction. However, with this method, there is little attenuation in the specific direction, and sound reaches far away.
  • spot reproduction technology there is a method for realizing spot reproduction in the distance direction from the speaker. This is a method for generating a wavefront called an evanescent wave, which is attenuated much faster than a spherical wave.
  • the evanescent wave is a wave that is generated under such a condition that the wavelength becomes shorter than the wavelength of the normal propagation wave for some reason.
  • a method for generating such an evanescent wave a method using a combination of a speaker array and signal processing has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
  • the phase difference between all speaker units constituting the linear speaker array is stepwise.
  • the interval at which the phase rotates once (2 ⁇ ) may be less than 34 cm.
  • the present technology has been made in view of such a situation, and is capable of generating an evanescent wave at a lower cost.
  • the acoustic tube according to the first aspect of the present technology has an acoustic path longer than its external dimension, and has a plurality of openings or slit-like openings.
  • the plurality of openings can be arranged in a predetermined direction.
  • the plurality of openings may be provided such that the distance between the openings adjacent to each other is a predetermined distance.
  • the acoustic path may have a shape in which the speed of sound waves in a predetermined direction is less than the speed at which the sound waves travel along the acoustic path.
  • the acoustic tube can generate an evanescent wave by outputting sound waves from each of the plurality of openings or outputting sound waves from a plurality of positions of the slit-shaped openings.
  • the acoustic tube can be obtained by spirally winding a cylindrical tube.
  • the acoustic tube can be obtained by making a cylindrical tube deformed into a waveform into an annular shape.
  • the acoustic tube can be obtained by providing a partition inside.
  • the acoustic tube is provided with an acoustic path longer than its external dimension, and a plurality of openings or slit-like openings are provided.
  • the sound reproducing device has an acoustic path having a longer acoustic path than its own external dimensions, and has a plurality of openings or slit-like openings, and outputs sound waves into the acoustic tube. And a speaker.
  • the acoustic path may have a shape in which the speed of the sound wave in a predetermined direction is less than the speed at which the sound wave travels the acoustic path.
  • the acoustic tube can generate an evanescent wave by outputting the sound wave from each of the plurality of openings or outputting the sound wave from a plurality of positions of the slit-shaped opening. .
  • the sound reproducing device can be provided with a plurality of speakers that output sound waves in the acoustic tube.
  • the sound reproducing device may further include a sound correcting unit that performs sound correction on the sound signal supplied to the speaker.
  • the sound reproducing device can be provided with a plurality of the sound tubes and the speakers.
  • the sound reproducing device may further include a band dividing unit that performs band division on the acoustic signal and generates each of the plurality of acoustic signals output to each of the plurality of speakers.
  • the plurality of acoustic tubes include a first distance in a predetermined direction and a second distance traveled along the acoustic path while the sound wave traveling in the acoustic path travels the first distance in the predetermined direction.
  • the acoustic tubes having different ratios to each other can be included.
  • the speaker outputs an acoustic wave into an acoustic tube having an acoustic path that is longer than its external dimension and having a plurality of openings or slit-like openings.
  • an evanescent wave can be generated at a lower cost.
  • the shape of the acoustic tube is determined in consideration of the attenuation rate of the evanescent wave, thereby enabling spot reproduction using a single speaker. Note that the present technology is applicable not only to spot reproduction but also to various other uses.
  • t represents time
  • x v the coordinates of the two-dimensional space, that is, the position on the two-dimensional space.
  • the position x v is represented by an x coordinate and a y coordinate.
  • p (x v , t) indicates the sound pressure at the position x v at time t
  • c indicates the sound speed.
  • ⁇ 2 in the equation (1) represents a second-order partial differential as shown in the following equation (2).
  • the sound pressure p (x v , t) is separated into a function X (x v ) related to the position x v and a function T (t) related to the time t
  • the sound pressure p (x v , t) is expressed by the following equation: It can be represented by (3).
  • T F ( ⁇ ) T F ( ⁇ )
  • T F ( ⁇ ) T (t)
  • Equation (9) A ( ⁇ ) is an arbitrary function with the angular frequency ⁇ as a variable, and i represents an imaginary number.
  • x v and k v represent a vector indicating a position in a two-dimensional space, that is, an xy coordinate system, and a wave number vector, respectively, and these x v and k v are respectively It represents with the following formula
  • Equations (10) and (11) v i and v j represent a unit vector in the x direction and a unit vector in the y direction in the xy coordinate system, respectively. Further, x and y in equation (10) shows the x and y coordinates in the xy coordinate system, k x and k y in equation (11) are each an wavenumber of wavenumber and y direction of the x-direction ing.
  • the position x v a position vector x v is simply and also referred to as wavenumber k v a wave vector k v.
  • the wave number kv is a spatial frequency represented by 2 ⁇ / ⁇ where ⁇ is the wavelength of sound.
  • the position x v and the inner product of the wave number k v is as shown in the following equation (12), the absolute value of the wave number k v, and a wavenumber k square value of the absolute value of v, respectively the following formulas (13 ) And formula (14).
  • the wave number k y in the y direction is calculated from the following equation (14): As shown in (16). Therefore, in this case, the sound wave represented by the sound pressure P (x v , ⁇ ) obtained by Expression (9) is a plane wave.
  • the wave number k y in the y direction is expressed by the following equation (18): As shown.
  • Equation (18) i represents an imaginary number.
  • y> sound pressure P at 0 (x v, omega) is for making the physical meaning only when the wave number k y is to become formula (20) below, in the calculation for obtaining the equation (19), wherein wave number k y is the calculation being substituted has been performed as shown in (20).
  • the horizontal direction is the x direction and the direction perpendicular to the x direction is the y direction.
  • These x and y directions corresponds to the x-direction and y-direction of the position vector x v shown in Formula (10).
  • a plurality of openings are arranged in the x direction on the upper surface of the cylindrical tube 11.
  • Such an array of openings is called an endfire array and is actually applied to a gun microphone or the like.
  • the acoustic tube for propagating the sound has an apparent sound speed c ′ viewed from the outside of the acoustic tube so as to be slower than the actual sound speed c.
  • the sound speed c ′ is the speed of sound traveling in the acoustic tube in the direction from the input end of the acoustic tube to which sound is input to the end of the acoustic tube. That is, the sound speed c ′ is a speed in a direction in which the sound advances when viewed globally.
  • the direction from the input end of the acoustic tube to the end of the acoustic tube is defined as the x direction
  • the direction perpendicular to the x direction is defined as the y direction.
  • Equation (24) In order to generate the evanescent wave that attenuates in the y direction by controlling the sound speed c ′, the condition shown in the following formula (24) is a necessary and sufficient condition for the wave number k x in the x direction. That is, equation (24) needs to be satisfied.
  • the sound path c ′ when viewed from outside the sound tube may be slowed by deforming the sound path traveling inside the sound tube, that is, the sound path of the sound tube.
  • a cylindrical tube is deformed into a spiral so that the sound does not advance linearly.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of an embodiment of an acoustic tube to which the present technology is applied.
  • the acoustic tube 41 has a shape in which a cylindrical tube whose inside is hollow is spirally wound. Therefore, the outer dimension of the acoustic tube 41 is shorter than the acoustic path of the acoustic tube 41.
  • the left end is the sound input end
  • the right end is the termination where the sound reaches.
  • the distance in the direction is the outer dimension of the acoustic tube 41.
  • the outer dimension of the acoustic tube 41 is acoustic. Less than the length of the path. In other words, the acoustic tube 41 has an acoustic path longer than its external dimension.
  • the direction from the input end to the end of the acoustic tube 41, that is, in the drawing, the horizontal direction is the x direction
  • the direction perpendicular to the x direction is the y direction.
  • a plurality of openings 42-1 to 42-6 that are outputs (releases) sound are arranged in the x direction on the front side.
  • the openings 42-1 to 42-6 are also simply referred to as the openings 42 when it is not necessary to distinguish them.
  • the opening 42 is a through hole that connects the inside of the acoustic tube 41, that is, the acoustic path and the outside of the acoustic tube 41. Therefore, these openings 42 are provided on the acoustic path, and function as openings that emit sound waves to the outside at a timing when the sound waves traveling on the acoustic path pass through the openings 42.
  • the opening 42 is not limited to a circular shape, and may have any shape such as a slit shape.
  • the position of the opening 42 provided in the acoustic tube 41 can also be an arbitrary position.
  • the number of the openings 42 may be any number, and the distance between the openings 42 adjacent to each other may be an arbitrary distance.
  • the openings 42 are arranged at equal intervals in the x direction, but the openings 42 may be arranged at unequal intervals.
  • the openings 42 be provided at moderately close intervals.
  • a slit may be provided along the tube constituting the acoustic tube 41 from the input end to the end of the acoustic tube 41. That is, sound may be emitted from a plurality of portions other than the terminal end of the tube constituting the acoustic tube 41.
  • a speaker 43 is arranged at the left end, that is, the input end. Therefore, when the speaker 43 outputs sound, the sound reaches the end of the acoustic tube 41 through the acoustic tube 41, that is, along the acoustic path of the acoustic tube 41.
  • the sound emitted from the speaker 43 travels in the acoustic tube 41, that is, along the acoustic path of the acoustic tube 41, and first reaches the opening 42-1. Then, sound is emitted from the opening 42-1 to the outside, and the sound emitted from the speaker 43 further proceeds in the acoustic tube 41.
  • the acoustic path of the acoustic tube 41 is a straight line.
  • the sound velocity c ′ in the x direction can be made less than the sound velocity c by preventing the sound wave traveling in the acoustic tube 41 from traveling straight in the x direction to the end.
  • the sound velocity of the sound wave traveling in the acoustic tube 41 is c
  • the wave number k c in the traveling direction of the sound wave in the acoustic tube 41 is obtained by changing the angular frequency ⁇ of the sound to the sound velocity as shown in the following equation (25). It is obtained by dividing by c.
  • the path of the sound wave that travels through the acoustic tube 41 to the end that is, the distance that the sound path of the acoustic tube 41 travels in the x direction, that is, the distance in the x direction from the input end of the acoustic tube 41 to the end (linear distance).
  • M times (where m> 1).
  • the length of the acoustic path of the acoustic tube 41 is assumed to be m times the outer dimension of the acoustic tube 41.
  • m which is the ratio of the actual length of the acoustic path to the distance in the x direction from the input end to the end, will also be referred to as the compression ratio m of the acoustic path.
  • the compression rate m is defined as a distance that the sound wave in the acoustic tube 41 travels in the x direction as a first distance, and the sound wave passes through the acoustic path of the acoustic tube 41 while the sound wave travels the first distance in the x direction. If the advanced distance is the second distance, it can be said that it is the ratio of the first distance to the second distance.
  • the absolute value of the wave number k x is larger than the absolute value of the wave number k c , that is, the condition shown in the above equation (24) is satisfied, so that the light is discharged from each opening 42.
  • the synthesized sound wave is an evanescent wave. That is, it can be seen that an evanescent wave is generated by the acoustic tube 41.
  • the wave number k y in the y-direction of the sound wave outside the sound tube 41 is as shown in the following equation (27).
  • the x direction is the traveling direction of the sound wave in the acoustic tube 41 when viewed globally.
  • the velocity c ′ of the sound wave in the acoustic tube 41 in the x direction is less than the sound velocity c along which the sound wave travels along the acoustic path in the acoustic tube 41. If so, the sound wave output to the outside of the acoustic tube 41 is synthesized to generate an evanescent wave. Therefore, the shape of the acoustic path of the acoustic tube 41 may be any shape as long as the shape satisfies the condition shown in Expression (28). In other words, the acoustic tube 41 may be anything as long as it has an acoustic path longer than the outer dimension.
  • the sound reproducing device 61 includes a DA (Digital Analog) converter 71, an amplifier 72, a speaker 43, and an acoustic tube 41.
  • DA Digital Analog
  • the input end of the acoustic tube 41 shown in FIG. 2 is connected to a speaker 43 that outputs sound.
  • the sound signal of the sound to be reproduced from now on is supplied to the DA converter 71.
  • the DA converter 71 converts an externally supplied acoustic signal from a digital signal to an analog signal and supplies it to the amplifier 72.
  • the amplifier 72 amplifies the analog acoustic signal supplied from the DA converter 71 and supplies it to the speaker 43.
  • the speaker 43 reproduces sound based on the acoustic signal supplied from the amplifier 72. That is, the speaker 43 outputs a sound wave based on the acoustic signal toward the acoustic tube 41.
  • the sound wave output from the speaker 43 in this way is input into the acoustic tube 41 from the input end of the acoustic tube 41 attached to the speaker 43, and propagates to the end through the acoustic path of the acoustic tube 41.
  • a sound wave traveling in the acoustic tube 41 reaches the opening 42, a sound wave that is a spherical wave is emitted from the opening 42, and the sound waves emitted from the openings 42 are combined into an evanescent wave.
  • spot reproduction can be realized by reproducing the sound by the acoustic reproduction device 61 having the acoustic tube 41. Moreover, in the sound reproducing device 61, it is only necessary to use the acoustic tube 41 that is physically deformed so that the acoustic path is compressed m times, so that an evanescent wave can be generated easily and at low cost. That is, an evanescent wave can be generated without providing a plurality of speakers, amplifiers, and DA converters.
  • the cylindrical tube 41 In the acoustic tube 41, the cylindrical tube is deformed in a spiral shape so that the path in the x direction of the sound wave is m times before the deformation, and the rate of extension of the sound wave path is represented by the compression ratio m.
  • the end of the acoustic tube 41 may be an open state, that is, an open end, or a sealed state, that is, a closed end. Particularly when the end of the acoustic tube 41 is sealed, the end is preferably sealed with a sound absorbing material in order to prevent reflection of sound at the end.
  • the speaker 43 is connected to the input end of the acoustic tube 41, but the speaker 43 is not provided at the input end of the acoustic tube 41, and an existing sounding target is It may be attached to the input end.
  • the sound input from the input end of the acoustic tube 41 is not limited to the sound output from the speaker 43 but may be generated from any other sound source.
  • ⁇ Variation 1 of the first embodiment> ⁇ Example of acoustic tube configuration>
  • the acoustic tube to which the present technology is applied is not limited to the example illustrated in FIG. 2, and an opening whose outer dimension is less than the length of the acoustic path and from which sound waves are emitted to the outside from two or more locations. Any material may be used as long as it has a portion.
  • or FIG. 11 the other structural example of such an acoustic tube is demonstrated. 4 to 11, the same reference numerals are given to the portions corresponding to those in FIG. 3, and the description thereof will be omitted as appropriate.
  • the acoustic tube 101 is obtained by deforming a cylindrical tube having a hollow inside into a corrugated shape.
  • circular openings 102-1 to 102-7 arranged in a straight line in the lateral direction are formed.
  • the left end is an input end, and a speaker 43 is connected to the input end.
  • the right end in the figure of the acoustic tube 101 is the end, and in this example, the end is open.
  • the length in the horizontal direction that is, the outer dimension of the acoustic tube 101 is less than the length of the acoustic path of the acoustic tube 101, and thus the generation of the evanescent wave is generated. Is possible.
  • acoustic tube configuration In the example shown in FIG. 5, the acoustic tube 121 is obtained by deforming a cylindrical tube having a hollow inside into a mountain shape, and in the drawing of the acoustic tube 121, In the figure, circular openings 122-1 to 122-7 are formed that are arranged in a straight line in the horizontal direction.
  • the left end is an input end, and a speaker 43 is connected to the input end.
  • the right end in the figure of the acoustic tube 121 is the end, and in this example, the end is in a closed state, that is, a sealed state.
  • the length in the horizontal direction that is, the outer dimension of the acoustic tube 121 is less than the length of the acoustic path of the acoustic tube 121. Therefore, when sound waves are output from the speaker 43, sound waves are emitted in order from each of the openings 122-1 to 122-7 until the sound waves reach the end of the acoustic tube 121, and these sound waves are Synthesized into an evanescent wave.
  • ⁇ Modification 3 of the first embodiment> ⁇ Example of acoustic tube configuration>
  • the appearance of the acoustic tube 151 is a cylindrical tube, but a partition is provided therein, and the acoustic path is not linear.
  • the cross section of the acoustic tube 151 is shown.
  • a partition perpendicular to the inner wall of the acoustic tube 151 is formed inside the acoustic tube 151.
  • the lower left end is an input end, and a speaker 43 is connected to the input end.
  • the upper right end is the end, and in this example, the end is closed.
  • the acoustic tube 151 is formed with circular openings 152-1 to 152-16 arranged in a straight line in the horizontal direction in the drawing.
  • the partition is formed inside the acoustic tube 151, the acoustic path of the acoustic tube 151 is lengthened by this partition.
  • the sound wave output from the speaker 43 proceeds to the end of the acoustic tube 151 while going around the partition inside the acoustic tube 151.
  • the acoustic path inside the acoustic tube 151 is not linear, the sound wave input from the input end does not travel straight.
  • the horizontal length in the drawing from the input end to the end that is, the outer dimension of the acoustic tube 151 is less than the length of the acoustic path of the acoustic tube 151. Accordingly, when sound waves are output from the speaker 43, sound waves are emitted in order from each of the openings 152-1 to 152-16 until the sound waves reach the end of the acoustic tube 151, and these sound waves are Synthesized into an evanescent wave.
  • ⁇ Modification 4 of the first embodiment> ⁇ Example of acoustic tube configuration>
  • the appearance of the acoustic tube 181 is cylindrical as in the example of FIG. 6, but a partition is provided therein.
  • a cross section of the acoustic tube 181 is shown.
  • a partition protruding in an oblique direction with respect to the inner wall of the acoustic tube 181 is formed.
  • the upper left end is an input end, and a speaker 43 is connected to the input end.
  • the lower right end in the figure of the acoustic tube 181 is the end, and in this example, the end is closed.
  • the acoustic tube 181 is formed with circular openings 182-1 to 182-1 arranged in a straight line in the horizontal direction in the drawing.
  • the partition is formed inside the acoustic tube 181, the acoustic path of the acoustic tube 181 is lengthened by this partition.
  • the sound wave output from the speaker 43 proceeds to the end of the acoustic tube 181 while going around the partition inside the acoustic tube 181.
  • the horizontal length in the drawing from the input end to the end is less than the length of the acoustic path of the acoustic tube 181. Therefore, when sound waves are output from the speaker 43, sound waves are emitted in order from each of the openings 182-1 to 182-1 until the sound waves reach the end of the acoustic tube 181. Synthesized into an evanescent wave.
  • ⁇ Modification 5 of the first embodiment> ⁇ Example of acoustic tube configuration>
  • the appearance of the acoustic tube 211 is cylindrical, but a partition is provided in the inside thereof.
  • the left end is an input end, and a speaker 43 is connected to the input end.
  • the right end is the end, and in this example, the end is open.
  • the acoustic tube 211 is formed with circular openings 212-1 to 212-6 arranged in a straight line in the horizontal direction in the figure.
  • the partition provided inside the acoustic tube 211 is a partition that divides the circle, which is a cross section of the acoustic tube 211, into two spaces, and when the cross-sectional position is moved in the horizontal direction in the figure, The divider appears to rotate.
  • a cross section of the acoustic tube 211 indicated by an arrow Q11 in FIG. 9 indicates a cross section at a position indicated by an arrow A11 in FIG.
  • the right half of the acoustic tube 211 in FIG. 9 is partitioned by a partition 213, and sound waves pass through the left half of FIG.
  • cross section of the acoustic tube 211 indicated by the arrow Q12 in FIG. 9 shows a cross section at the position indicated by the arrow A12 in FIG. 8, and the upper half of the acoustic tube 211 in FIG. The sound wave passes through the remaining lower half portion.
  • cross section of the acoustic tube 211 indicated by the arrow Q13 in FIG. 9 shows a cross section at the position indicated by the arrow A13 in FIG. 8, and the left half portion of the acoustic tube 211 in FIG. The sound wave passes through the remaining right half portion.
  • the cross section of the acoustic tube 211 indicated by the arrow Q14 in FIG. 9 shows the cross section at the position indicated by the arrow A14 in FIG. 8, and the lower half of the circular shape of the acoustic tube 211 in FIG. It is partitioned and the sound wave passes through the remaining upper half.
  • the cross section at the position indicated by arrow A15 in FIG. 8 is the cross section indicated by arrow Q11 in FIG.
  • the region partitioned by the partition 213 rotates in the counterclockwise direction.
  • the acoustic path of the acoustic tube 211 becomes long. That is, in the acoustic tube 211, the sound wave output from the speaker 43 proceeds to the end of the acoustic tube 211 while going around the partition inside the acoustic tube 211.
  • the length in the horizontal direction that is, the outer dimension of the acoustic tube 211 is less than the length of the acoustic path of the acoustic tube 211. Therefore, when sound waves are output from the speaker 43, sound waves are emitted in order from each of the openings 212-1 to 212-6 until the sound waves reach the end of the acoustic tube 211, and these sound waves are Synthesized into an evanescent wave.
  • the feature of this modification is that the compression ratio m can be adjusted relatively easily from 1 to a larger value while maintaining the outer dimensions of the acoustic tube 211 by adjusting the twisting degree of the partition 213.
  • ⁇ Modification 6 of the first embodiment> ⁇ Example of acoustic tube configuration>
  • the opening provided in the acoustic tube 211 shown in FIG. 8 may have a slit shape.
  • the same reference numerals are given to the portions corresponding to those in FIG. 8, and the description thereof will be omitted as appropriate.
  • the partition 213 shown in FIG. 9 is formed inside the acoustic tube 211.
  • a rectangular slit 221 is provided as an opening in the upper portion of the acoustic tube 211 in FIG. 10, and the end of the acoustic tube 211 is sealed.
  • the slit 221 has a rectangular shape that is long in the horizontal direction, that is, a slit-shaped opening, with both the input end and the output end of the acoustic tube 211 as both ends.
  • the acoustic tube 211 is provided with only one slit 221, but until the sound wave output from the speaker 43 reaches the terminal end of the acoustic tube 211, from each of the plurality of positions of the slit 221, At the timing when the sound wave passes through the position, the sound wave is emitted toward the outside. Then, the sound waves emitted from the respective positions of the slit 221 are combined into an evanescent wave.
  • one slit 221 is provided in the acoustic tube 211, but a slit may be provided at another position of the acoustic tube 211.
  • the acoustic path can be made longer than the external dimension by making the acoustic path of the acoustic tube a path different from the straight path. Any example may be used, and the examples described with reference to FIGS. 4 to 10 or other examples may be combined.
  • the compression ratio m described above may not be constant from the input end to the end of the acoustic tube. That is, the ratio of the distance in the x direction in the acoustic tube to the distance of the actual acoustic path that the sound wave has passed while traveling in the x direction by that distance is not constant from the input end to the end of the acoustic tube. It may be different depending on the position. Furthermore, the end of the acoustic tube may be an open end or a closed end, and reflection of sound at the end position may be prevented by providing a sound absorbing material at the end position.
  • the shape of the acoustic tube viewed from the global viewpoint need not be a straight line.
  • the shape of the acoustic tube 251 viewed from the global configuration is a circular shape, more specifically, an annular shape. It may be.
  • the acoustic tube 251 is a tube having the same shape as the corrugated acoustic tube 101 shown in FIG. 4, that is, a cylindrical tube deformed into a wave shape, and its input end and end are connected. It has become.
  • the inside of the annular acoustic tube 251 is hollow, and circular openings 252-1 to 252-36 arranged in an annular shape are formed on the front side of the acoustic tube 251 in FIG. Has been.
  • a speaker 43 is connected to an arbitrary position of the acoustic tube 251, and portions to which the speaker 43 is connected serve as an input end and a termination of the annular acoustic tube 251.
  • the input end and the end are in the same position. In other words, the input end and the termination are connected.
  • the diameter of the circular acoustic tube 251 when the acoustic tube 251 is viewed globally that is, the outer dimension of the acoustic tube 251 is less than the length of the acoustic path of the acoustic tube 251. Therefore, it is possible to generate an evanescent wave.
  • the circumferential length of the circular acoustic tube 251 when the acoustic tube 251 is viewed globally is also less than the length of the acoustic path of the acoustic tube 251.
  • the speaker may be connected to each of a plurality of different positions on the acoustic tube 251.
  • the same sound (sound wave) may be output from a plurality of speakers, or different sounds (sound waves) may be output.
  • each opening is formed so as to be directed toward the front side in FIG. 11, but the opening is provided so as to be directed to the inside or outside of the annular acoustic tube 251, that is, to the inside or outside of the annular ring. It may be.
  • the corrugated tube is formed into an annular shape
  • another shape tube such as a mountain shape may be formed into an annular shape as an acoustic tube.
  • the shape of the acoustic tube may be any shape such as a shape obtained by further twisting the annular shape or an arc shape.
  • ⁇ Modification 8 of the first embodiment> ⁇ Configuration example of sound playback device>
  • the acoustic reproduction device 61 is provided with one acoustic tube 41 .
  • the acoustic reproduction device is provided with a plurality of acoustic tubes. You may do it.
  • the acoustic reproduction device 281 is provided with six acoustic tubes 282-1 to 282-6 having the same shape, and these acoustic tubes 282-1 to 282-6.
  • Speakers 283-1 to 283-6 are connected to the respective input terminals.
  • acoustic tubes 282-1 to 282-6 they are also simply referred to as acoustic tubes 282.
  • speakers 283-1 to 283-6 they are simply Also referred to as a speaker 283.
  • other components such as an amplifier and a DA converter connected to the speaker 283 are not shown.
  • Each acoustic tube 282 provided in the acoustic reproduction device 281 is an acoustic tube similar to the acoustic tube 101 shown in FIG. That is, the left end of the acoustic tube 282 in the figure is an input end, and a speaker 283 is connected to the input end. Moreover, the right end in the figure of each acoustic tube 282 is a termination, and in this example, the termination is an open end.
  • each acoustic tube 282 having a waveform is provided with a plurality of circular openings arranged in the horizontal direction in the figure, and at the time of sound reproduction, sound waves emitted from these openings to the outside of the acoustic tube 282 are synthesized to be evanescent. It is said to be a wave.
  • the same sound wave may be output simultaneously to the plurality of sound tubes 282, or different sound waves may be simultaneously output.
  • sound waves may be output to the acoustic tube 282 according to the language of the voice. Specifically, for example, when Japanese is selected as the sound, a sound wave corresponding to the Japanese sound is output to the acoustic tube 282-1, and when English is selected, the sound wave corresponding to the English sound is selected. May be output to the acoustic tube 282-2.
  • ⁇ Variation 9 of the first embodiment> ⁇ Configuration example of sound playback device> Furthermore, when a plurality of acoustic tubes are provided in the sound reproducing device, the shape, length, thickness, number of openings, shape of the openings, and the like of the sound tubes may be different.
  • the sound reproducing device is configured as shown in FIG. 13, for example.
  • the sound reproducing device 311 shown in FIG. 13 includes three sound tubes 312-1 to 312-3, and a speaker 313 connected to each input end of the sound tubes 312-1 to 312-3. 1 to speaker 313-3.
  • the acoustic tube 312-1 to the acoustic tube 312-3 are formed of corrugated tubes.
  • the acoustic tube 312-1, the acoustic tube 312-2, and the acoustic tube 312-3 are: The thickness and length of the tubes constituting the acoustic tube are different.
  • the acoustic tube 312-2 and the acoustic tube 312-3 have the same shape.
  • the left end in the drawing of the acoustic tube 312-1 to the acoustic tube 312-3 is an input end
  • the right end in the drawing of the acoustic tube 312-1 to the acoustic tube 312-3 is a terminal end. It is said that.
  • terminus of each acoustic tube is an open end.
  • the acoustic tube 312-1 to the acoustic tube 312-3 are provided with circular openings arranged in the horizontal direction in the figure, and the acoustic tube 312-1, the acoustic tube 312-2, and the acoustic tube 312- are provided. 3, the size of the opening is different from the number of openings provided.
  • the other components of the sound reproducing device 311 such as an amplifier and a DA converter connected to the speaker are not shown.
  • the sound reproducing device 341 may be provided with a plurality of annular sound tubes 342-1 to 342-6.
  • other components such as a speaker, an amplifier, and a DA converter are not shown.
  • the acoustic tubes 342-1 to 342-6 provided in the sound reproducing device 341 are, for example, the same acoustic tubes as the acoustic tube 251 shown in FIG. 11, and these acoustic tubes 342-1 to 342-1 are provided. 342-6 are arranged in the vertical direction in FIG. Hereinafter, the acoustic tubes 342-1 to 342-6 are also simply referred to as acoustic tubes 342 when it is not necessary to distinguish them.
  • the acoustic tubes 342 are arranged at equal intervals, and the diameters of the acoustic tubes 342 are also the same. Note that such a sound reproduction device 341 is effective when, for example, an advertisement is displayed on a cylinder and the sound of the advertisement is reproduced by the sound reproduction device 341.
  • the acoustic tube 342 is disposed along the cylinder so as to surround the column on which the advertisement is displayed, and the sound of the advertisement as an evanescent wave is output from the acoustic tube 342 toward the outside of the column. do it.
  • an opening can be formed toward the outside of the acoustic tubes 342.
  • a plurality of speakers may be appropriately connected to the acoustic tube 342 so that different sounds are output for each region of the acoustic tube 342.
  • ⁇ Modification 11 of the first embodiment> ⁇ Configuration example of sound playback device> Further, even when a plurality of annular sound tubes are provided in the sound reproducing device, the size, thickness, shape, number of openings, shape of the openings, intervals between the openings, etc. are different. Also good.
  • the sound reproducing device is configured as shown in FIG. 15, for example.
  • the sound reproducing device 371 shown in FIG. 15 has a plurality of annular sound tubes 372-1 to 372-7.
  • illustration of other components such as a speaker, an amplifier, a DA conversion unit, and the like is omitted.
  • the acoustic tubes 372-1 to 372-7 provided in the sound reproducing device 371 are, for example, the same acoustic tubes as the acoustic tube 251 shown in FIG.
  • the tubes 372-7 differ only in the global diameter, that is, the outer dimensions.
  • acoustic tubes 372-1 to 372-7 are also simply referred to as acoustic tubes 372 when it is not necessary to distinguish them.
  • the acoustic tubes 372 are arranged at equal intervals in the vertical direction in the figure, and the diameters of the acoustic tubes 372 are different.
  • Such a sound reproducing device 371 is effective when, for example, an advertisement is displayed on a pillar having a non-cylindrical shape and the sound of the advertisement is reproduced by the sound reproducing device 371.
  • the sound pressure output from the opening 42 near the end of the acoustic tube 41 is lower, the sound pressure of the evanescent wave obtained by synthesizing the sound wave from the opening 42, that is, the sound field to be reproduced is increased. Strictly speaking, when viewed from the center of the acoustic tube 41, it is no longer symmetric in the x direction. That is, the sound field is not symmetrical.
  • speakers may be arranged at both ends of the acoustic tube 41 so that a symmetrical sound field can be reproduced.
  • the same reference numerals are given to the portions corresponding to those in FIG. 3, and the description thereof will be omitted as appropriate.
  • the configuration of the sound reproduction device 61 shown in FIG. 16 is a configuration in which a speaker 401 is further provided to the sound reproduction device 61 shown in FIG.
  • the speaker 43 is connected to one end of the acoustic tube 41, and the speaker 401 is connected to the other end of the acoustic tube 41.
  • the same acoustic signal is supplied to the speaker 43 and the speaker 401 from the amplifier 72, and the speaker 43 and the speaker 401 simultaneously output the same sound wave based on the acoustic signal supplied from the amplifier 72.
  • P (y, ⁇ ) indicates the sound pressure at each position in the y direction outside the acoustic tube.
  • the sound pressure P (y, ⁇ ) in the y direction attenuates more rapidly as the angular frequency ⁇ increases.
  • the dependency of the sound pressure P (y, ⁇ ) on the angular frequency ⁇ may be kept low.
  • the sound reproducing device When performing such correction of frequency characteristics, the sound reproducing device is configured as shown in FIG. 17, for example.
  • FIG. 17 the same reference numerals are given to portions corresponding to those in FIG. 3, and description thereof will be omitted as appropriate.
  • the 17 includes an acoustic correction unit 432, a DA conversion unit 71, an amplifier 72, a speaker 43, and an acoustic tube 41.
  • the configuration of the sound reproduction device 431 is a configuration in which an acoustic correction unit 432 is further provided in addition to the configuration of the sound reproduction device 61 shown in FIG.
  • a digital acoustic signal is supplied to the acoustic correction unit 432, and the acoustic correction unit 432 performs acoustic correction on the supplied acoustic signal, and the resultant acoustic signal is sent to the DA conversion unit 71. Supply.
  • frequency characteristics are corrected using a correction coefficient G ( ⁇ ) held in advance as acoustic correction.
  • the correction is performed by multiplying the component of each angular frequency ⁇ of the acoustic signal by the correction coefficient G ( ⁇ ).
  • the DA conversion unit 71 converts the acoustic signal supplied from the acoustic correction unit 432 from a digital signal to an analog signal and supplies the analog signal to the amplifier 72.
  • the amplifier 72 amplifies the analog acoustic signal supplied from the DA converter 71 and supplies it to the speaker 43.
  • the speaker 43 reproduces sound based on the acoustic signal supplied from the amplifier 72. That is, the speaker 43 outputs a sound wave based on the acoustic signal into the acoustic tube 41.
  • the correction of the frequency characteristic of the acoustic signal may be performed in the analog domain, such as the front stage or the rear stage of the amplifier 72.
  • acoustic characteristic correction that is, frequency characteristic correction
  • acoustic characteristic correction is performed as a method for suppressing the sound pressure P (y, ⁇ ) in the y direction from abruptly decreasing as the angular frequency ⁇ increases.
  • An example of performing is described. However, the difference in sound pressure attenuation for each angular frequency ⁇ may be reduced by performing band division of the acoustic signal.
  • the number of divisions when performing the band division of the acoustic signal can be an arbitrary number, here, a case where the number of divisions is two will be described as an example.
  • the sound reproducing device When dividing an acoustic signal into two bands, the sound reproducing device is configured as shown in FIG. 18, for example.
  • FIG. 18 portions corresponding to those in FIG. 3 are denoted with the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
  • 18 includes a band dividing unit 471, a DA conversion unit 71, an amplifier 72, a speaker 43, an acoustic tube 41, a DA conversion unit 472, an amplifier 473, a speaker 474, and an acoustic tube 475. .
  • each of the DA converter 472, the amplifier 473, the speaker 474, and the acoustic tube 475 corresponds to the DA converter 71, the amplifier 72, the speaker 43, and the acoustic tube 41, respectively.
  • the acoustic tube 475 has openings 481-1 to 481-6, and the positions of the openings 481-1 to 481-6 in the x direction are the openings 42-1 to 42- of the acoustic tube 41. 6 and the same position. Furthermore, the length of the acoustic tube 41 and the acoustic tube 475 in the x direction is also the same length.
  • openings 481-1 to 481-6 are also simply referred to as openings 481 unless it is necessary to distinguish them.
  • the acoustic tube 475 has basically the same shape as the acoustic tube 41, but the width of the acoustic tube 475 in the y direction, that is, the width in the vertical direction in FIG. In other words, the acoustic tube 41 and the acoustic tube 475 have different acoustic path compression ratios m.
  • the band dividing unit 471 performs band division on the supplied acoustic signal by, for example, filter processing using a band division filter or the like, and divides the acoustic signal into signals of two bands. That is, acoustic signals in two different angular frequency bands are generated.
  • the band dividing unit 471 supplies the acoustic signal of one band obtained by the band division to the DA converting unit 71 and supplies the acoustic signal of the other band to the DA converting unit 472.
  • the acoustic signal supplied from the band dividing unit 471 to the DA converting unit 71 is converted into an analog signal by the DA converting unit 71, amplified by the amplifier 72, supplied to the speaker 43, and converted into an acoustic signal by the speaker 43.
  • a sound wave based thereon is output into the acoustic tube 41.
  • the DA conversion unit 472 converts the acoustic signal supplied from the band dividing unit 471 from a digital signal to an analog signal and supplies it to the amplifier 473.
  • the amplifier 473 amplifies the acoustic signal supplied from the DA converter 472 and supplies it to the speaker 474.
  • the speaker 474 reproduces sound based on the acoustic signal supplied from the amplifier 473. That is, the speaker 474 outputs a sound wave based on the acoustic signal into the acoustic tube 475.
  • the sound pressure P 1 (y, ⁇ ) at the position in the y direction outside the acoustic tube 41 and the sound pressure P 2 (y, ⁇ ) at the position in the y direction outside the acoustic tube 475 are respectively expressed by the following equations (36 ) And equation (37).
  • the acoustic tube 41 and the acoustic tube 475 having the compression rate relationship shown in Expression (38) are used.
  • the difference in attenuation of the sound pressure in the y direction for each angular frequency ⁇ can be further suppressed.
  • the diameter of the speaker 43 when the diameter of the speaker 43 is larger than the diameter of the speaker 474, if the diameter of the tube of the acoustic tube 41 is also set to a size corresponding to the diameter of the speaker 43, an acoustic impedance mismatch occurs. Can be prevented.
  • the diameter of the tube constituting the acoustic tube 41 is larger than the diameter of the tube constituting the acoustic tube 475.
  • the two sound tubes are provided in the sound reproducing device, and the two sound tubes reproduce sounds having different angular frequency bands.
  • sounds in the same angular frequency band may be reproduced by some of the acoustic tubes. That is, in the case where a plurality of pairs of acoustic tubes and speakers are provided in the sound reproduction device, the plurality of acoustic tubes include acoustic tubes having different compression ratios m or acoustic tubes having the same compression rate m. May be.
  • ⁇ Variation 1 of the fourth embodiment> ⁇ Configuration example of sound playback device>
  • the sound reproducing device 461 illustrated in FIG. 18 the case where the band division of the acoustic signal is performed in the digital domain has been described. However, the band division of the acoustic signal may be performed in the analog domain. In such a case, the sound reproducing device is configured as shown in FIG. 19, for example. In FIG. 19, the same reference numerals are given to the portions corresponding to those in FIG. 18, and the description thereof will be omitted as appropriate.
  • 19 includes a DA conversion unit 71, an amplifier 72, a band division unit 521, a speaker 43, an acoustic tube 41, a speaker 474, and an acoustic tube 475.
  • the acoustic signal supplied to the DA conversion unit 71 is converted into an analog signal by the DA conversion unit 71 and supplied to the amplifier 72, and the acoustic signal is further amplified by the amplifier 72 and supplied to the band dividing unit 521.
  • the band dividing unit 521 is composed of, for example, an RC circuit or an LCR circuit, and divides the acoustic signal supplied from the amplifier 72 into signals of two bands.
  • the band dividing unit 521 supplies the acoustic signal of one band obtained by the band division to the speaker 43 and supplies the acoustic signal of the other band to the speaker 474.
  • band division when performing band division of an acoustic signal in the analog domain, there is no need to provide a plurality of DA converters and amplifiers.
  • band division may be performed in the previous stage of the amplifier 72.
  • the band dividing unit 521 performs band division on the analog acoustic signal supplied from the DA converting unit 71, but between the band dividing unit 521 and the speaker 43, and the band dividing unit 521 and It is necessary to provide an amplifier between the speakers 474. That is, a total of two amplifiers are required.
  • the sound reproducing device When performing correction of frequency characteristics and band division in combination, the sound reproducing device is configured as shown in FIG. 20, for example.
  • FIG. 20 the same reference numerals are given to the portions corresponding to those in FIG. 18, and description thereof will be omitted as appropriate.
  • acoustic tube 41 includes a band dividing unit 471, an acoustic correction unit 561, a DA conversion unit 71, an amplifier 72, a speaker 43, an acoustic tube 41, an acoustic correction unit 562, a DA conversion unit 472, an amplifier 473, and a speaker 474. And an acoustic tube 475.
  • the configuration of the sound reproducing device 551 is a configuration in which an acoustic correcting unit 561 and an acoustic correcting unit 562 are further provided with respect to the sound reproducing device 461 shown in FIG.
  • an acoustic correction unit 561 is provided between the band division unit 471 and the DA conversion unit 71, and an acoustic correction unit 562 is provided between the band division unit 471 and the DA conversion unit 472.
  • the acoustic correction unit 561 corrects the frequency characteristics using the correction coefficient stored in advance for the acoustic signal after the band division supplied from the band division unit 471, and the obtained acoustic signal is converted to the DA. This is supplied to the conversion unit 71.
  • the acoustic correction unit 562 corrects the frequency characteristics using the correction coefficient stored in advance for the acoustic signal after the band division supplied from the band division unit 471, and obtains the sound obtained as a result.
  • the signal is supplied to the DA converter 472.
  • the acoustic correction unit 561 and the acoustic correction unit 562 correspond to the acoustic correction unit 432 illustrated in FIG.
  • the correction coefficient for each angular frequency ⁇ held by the acoustic correction unit 561 is also referred to as G 1 ( ⁇ )
  • the correction coefficient for each angular frequency ⁇ held by the acoustic correction unit 562 is G 2 ( ⁇ ).
  • the angular frequency omega omega 1
  • the angular frequency omega of the regeneration zone to be reproduced by the acoustic pipe 41 is reproduced by the acoustic pipe 475 or less
  • the sound pressure P (y, ⁇ ) in the y direction outside the acoustic tube is represented by the following equation (39).
  • the compression rate m 1 and the compression such that the sound pressure P 1 (y, ⁇ 1 ) P 2 (y, 20 ⁇ 1 ) are obtained.
  • the relationship of rate m 2 was determined.
  • the sound reproducing device 551 performs frequency characteristic correction and band division, and at this time, for example, the following conditions are set to control the sound field, thereby obtaining a flatter frequency characteristic and the angular frequency ⁇ .
  • the difference in attenuation of sound pressure can be reduced.
  • the sound pressure P (y, ⁇ ) in the y direction outside the acoustic tube is defined as in the following equation (41).
  • Equation (41) P 1 (y, ⁇ ) and P 2 (y, ⁇ ) in Equation (41) are as shown in Equation (42) and Equation (43) below, respectively.
  • the sound pressure P 2 (y, ⁇ ) is expressed by the following equation (45).
  • the sound tube 41 and the acoustic pipe 475, the compression ratio m 2 compression ratio m 1 and sound tube 475 of the acoustic tube 41 is of as having a relationship shown in equation (46).
  • the sound correction unit 561 corrects the frequency characteristic of the sound signal using the correction coefficient G 1 ( ⁇ ) shown in the equation (44), and the sound correction unit 562 is shown in the equation (45).
  • the frequency characteristic of the acoustic signal is corrected using the correction coefficient G 2 ( ⁇ ).
  • the sound correction unit 432 illustrated in FIG. 17 may be provided before the DA conversion unit 71. Good.
  • the acoustic correction unit 432 corrects the frequency characteristics of the acoustic signal supplied from the outside using a different correction coefficient G ( ⁇ ) for each band of the angular frequency ⁇ , for example, as shown in the following equation (47).
  • the acoustic signal obtained as a result is supplied to the DA converter 71.
  • the acoustic signal is subjected to acoustic correction in the entire band, that is, frequency characteristic correction, in the acoustic correction unit 432, and then the acoustic signal is band-divided in the analog region by the band dividing unit 521.
  • the sound reproducing apparatus 511, the sound tube 41 and the acoustic pipe 475, as the compression ratio m 2 compression ratio m 1 and sound tube 475 of the acoustic tube 41 so as to have a relationship shown in equation (46) It is said.
  • the acoustic correction unit 432 performs the correction of the frequency characteristics for the acoustic signal supplied from the outside using the correction coefficient G ( ⁇ ) shown in the equation (47), for example, and obtained as a result.
  • the acoustic signal is supplied to the band dividing unit 471.
  • the acoustic signal is band-divided in the digital domain by the band dividing unit 471.
  • correction coefficients and compression ratios described in the third to fifth embodiments above are merely examples, and may be values determined by other condition settings. Of course, it is possible to appropriately combine the embodiments and modifications described above.
  • the present technology can take a cloud computing configuration in which one function is shared by a plurality of devices via a network and is jointly processed.
  • the present technology can be configured as follows.
  • An acoustic tube having a plurality of openings or slit-like openings.
  • the acoustic tube generates an evanescent wave by outputting sound waves from each of the plurality of openings, or outputting sound waves from a plurality of positions of the slit-shaped openings (1) to (4)
  • (6) The acoustic tube according to any one of (1) to (5), wherein the acoustic tube is obtained by spirally winding a cylindrical tube.
  • a sound reproducing device comprising: a speaker that outputs sound waves in the acoustic tube.
  • the acoustic tube outputs the sound wave from each of the plurality of openings, or outputs the sound wave from a plurality of positions of the slit-shaped opening to generate an evanescent wave (9) or The sound reproducing device according to (10).
  • the sound reproducing device further comprising: a band dividing unit that performs band division on the acoustic signal and generates each of the plurality of acoustic signals output to each of the plurality of speakers.
  • the plurality of acoustic tubes include a first distance in a predetermined direction and a second distance traveled along the acoustic path while the sound wave traveling in the acoustic path travels the first distance in the predetermined direction.

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Abstract

本技術は、より低コストでエバネッセント波を生成することができるようにする音響管および音響再生装置に関する。 音響管は、自身の外形寸法よりも長い音響経路を有し、複数の開口部またはスリット状の開口部を有する。音響管内を音波が進むと、複数の開口部、またはスリット状の開口部の複数の位置から音波が出力され、それらの音波が合成されてエバネッセント波となる。本技術は音響管や、音響管を有する音響再生装置等に適用することができる。

Description

音響管および音響再生装置
　本技術は音響管および音響再生装置に関し、特に、より低コストでエバネッセント波を生成することができるようにした音響管および音響再生装置に関する。
　公共施設などの多数の人が共有するような場においては、ある特定の人に対してのみ情報を伝える技術は非常に有用であるといえる。
　例えば、電車のホームで下り電車を待っている人と、上り電車を待っている人とに対しては、駅員はそれぞれ異なる情報を伝えたい場合が多いはずである。また、銀行では多くの人が利用するが、受付などでのやりとりは個人情報にかかわることが多く、できるだけ遠くに聞こえないほうが望ましい。
　そこで、ある特定の領域にいる人だけが再生された音声を聞き取ることができるようにするスポット再生と呼ばれる技術が開発され、実際に応用されている。
　例えば、駅のホームなどでは平面型のスピーカや、超音波に変調をかけて可聴帯域の音を発生させるパラメトリックスピーカなどが利用されている。これらのスピーカは、指向性の強さを利用し、ある方向だけに音を伝搬させることができるため、特定の方向にいる聴取者のみに音を届けることができる。しかしながら、この方法では、その特定の方向に対しては減衰が少なく、遠くまで音が届いてしまう。
　これに対して、スポット再生技術において、スピーカからの距離方向に対してスポット再生を実現する方法が存在する。これは球面波に比べて減衰の非常に速いエバネッセント波という波面を生成する方法である。
　エバネッセント波は、何らかの要因で通常の伝搬波の波長より短い波長になってしまうような条件で生じる波である。このようなエバネッセント波を発生させる方法として、スピーカアレイと信号処理の組み合わせによる方法が提案されている（例えば、特許文献１乃至特許文献３参照）。
　具体的には、例えば直線スピーカアレイを用いて1kHz（波長34cm）の音に対してエバネッセント波を発生させたい場合には、直線スピーカアレイを構成する全てのスピーカユニットの間で段階的に位相差をつけて、その位相が一回転（2π）する間隔が34cm未満となるようにすればよい。
特開２０１３－２３６２１６号公報 特開２０１３－２６７１５号公報 特開２０１２－４４５７２号公報
　ところが、スピーカアレイによる波面合成でエバネッセント波を生成する場合、スピーカや増幅器、DA（Digital to Analog）コンバータがアレイのチャネル分だけ必要となり、また信号処理演算の負荷も膨大になるため、コストの面から実用化が困難であるといえる。
　そのため、より少ないスピーカ数と演算負荷で、すなわち低コストでエバネッセント波を生成する技術が必要とされている。
　本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、より低コストでエバネッセント波を生成することができるようにするものである。
　本技術の第１の側面の音響管は、自身の外形寸法よりも長い音響経路を有し、複数の開口部またはスリット状の開口部を有する。
　前記複数の前記開口部が所定の方向に並べられて設けられているようにすることができる。
　互いに隣接する前記開口部間の距離が所定の距離となるように前記複数の前記開口部が設けられているようにすることができる。
　前記音響経路を、所定方向への音波の速度が、その前記音波が前記音響経路を進む速度未満となる形状とすることができる。
　前記音響管には、前記複数の前記開口部のそれぞれから音波を出力させるか、または前記スリット状の前記開口部の複数の位置から音波を出力させて、エバネッセント波を生成させることができる。
　前記音響管を、円筒管を螺旋状に巻くことにより得られたものとすることができる。
　前記音響管を、波形に変形された円筒管を円環状にすることにより得られたものとすることができる。
　前記音響管を、内部に仕切りを設けることにより得られたものとすることができる。
　本技術の第１の側面においては、音響管に自身の外形寸法よりも長い音響経路が設けられ、複数の開口部またはスリット状の開口部が設けられる。
　本技術の第２の側面の音響再生装置は、自身の外形寸法よりも長い音響経路を有し、複数の開口部またはスリット状の開口部を有する音響管と、前記音響管内に音波を出力するスピーカとを備える。
　前記音響経路を、前記音波の所定方向への速度が、その前記音波が前記音響経路を進む速度未満となる形状とすることができる。
　前記音響管には、前記複数の前記開口部のそれぞれから前記音波を出力させるか、または前記スリット状の前記開口部の複数の位置から前記音波を出力させて、エバネッセント波を生成させることができる。
　音響再生装置には、前記音響管内に音波を出力するスピーカを複数設けることができる。
　音響再生装置には、前記スピーカに供給される音響信号に対して音響補正を行う音響補正部をさらに設けることができる。
　音響再生装置には、前記音響管および前記スピーカを複数設けることができる。
　音響再生装置には、音響信号に対する帯域分割を行って、複数の前記スピーカのそれぞれに出力される複数の音響信号のそれぞれを生成する帯域分割部をさらに設けることができる。
　複数の前記音響管には、所定方向の第１の距離と、前記音響経路を進む前記音波が、前記所定方向に前記第１の距離だけ進む間に、前記音響経路を進んだ第２の距離との比が互いに異なる前記音響管が含まれているようにすることができる。
　本技術の第２の側面においては、スピーカにより、自身の外形寸法よりも長い音響経路を有し、複数の開口部またはスリット状の開口部を有する音響管内に音波が出力される。
　本技術の第１の側面および第２の側面によれば、より低コストでエバネッセント波を生成することができる。
　なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載された何れかの効果であってもよい。
エンドファイヤーアレイについて説明する図である。 本技術を適用した音響管の構成例を示す図である。 本技術を適用した音響再生装置の構成例を示す図である。 音響管の他の構成例を示す図である。 音響管の他の構成例を示す図である。 音響管の他の構成例を示す図である。 音響管の他の構成例を示す図である。 音響管の他の構成例を示す図である。 音響管内の仕切りについて説明する図である。 音響管の他の構成例を示す図である。 音響管の他の構成例を示す図である。 音響再生装置の他の構成例を示す図である。 音響再生装置の他の構成例を示す図である。 音響再生装置の他の構成例を示す図である。 音響再生装置の他の構成例を示す図である。 音響再生装置の他の構成例を示す図である。 音響再生装置の他の構成例を示す図である。 音響再生装置の他の構成例を示す図である。 音響再生装置の他の構成例を示す図である。 音響再生装置の他の構成例を示す図である。
　以下、図面を参照して、本技術を適用した実施の形態について説明する。
〈第１の実施の形態〉
〈本技術について〉
　本技術は、エバネッセント波の減衰率を考慮して音響管の形状を決定することで、単一のスピーカを用いてスポット再生を実現できるようにするものである。なお、本技術は、スポット再生に限らず、他の様々な用途に対して適用可能である。
（波動方程式による平面波とエバネッセント波の導出）
　音の伝搬は波動方程式により説明されるが、これを用いてエバネッセント波についての説明を行う。まず自由空間の波動方程式は次式（１）により表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　なお、式（１）において、ｔは時間を示しており、ｘｖは２次元空間の座標、すなわち２次元空間上の位置を示している。特に、ここでは位置ｘｖはｘ座標とｙ座標により表されるものとする。また、p(xv,t)は時刻ｔにおける位置ｘｖの音圧を示しており、ｃは音速を示している。さらに、式（１）において∇２は、次式（２）に示すように２次の偏微分を表している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　また、音圧p(xv,t)を位置ｘｖに関する関数X(xv)と、時刻ｔに関する関数T(t)とに変数分離すると、音圧p(xv,t)は次式（３）により表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　ここで、角周波数をωとし、虚数をｉとして関数T(t)のフーリエ変換をTF(ω)とすると、TF(ω)は次式（４）に示すようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　また、TF(ω)のフーリエ逆変換をT(t)とすると、T(t)は次式（５）に示すようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　さらに、フーリエ逆変換T(t)の２次偏導関数は以下の式（６）により表されるので、その２次偏導関数のフーリエ変換は、以下の式（７）に示すようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　いま、音圧p(xv,t)のフーリエ変換をP(xv,ω)とすると、式（３）からP(xv,ω)は以下の式（８）に示すようになるので、上述した式（１）の波動方程式の一般解として、以下の式（９）に示す解が導かれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
　なお、式（９）においてA(ω)は角周波数ωを変数とする任意の関数であり、ｉは虚数を示している。また、式（９）において、ｘｖおよびｋｖは、それぞれ２次元空間上、つまりｘｙ座標系における位置を示すベクトル、および波数のベクトルを示しており、これらのｘｖおよびｋｖは、それぞれ以下の式（１０）および式（１１）により表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
　なお、式（１０）および式（１１）において、ｖｉおよびｖｊは、それぞれｘｙ座標系におけるｘ方向の単位ベクトルおよびｙ方向の単位ベクトルを表している。また、式（１０）においてｘおよびｙは、ｘｙ座標系におけるｘ座標およびｙ座標を示しており、式（１１）においてｋｘおよびｋｙは、それぞれｘ方向の波数およびｙ方向の波数を示している。
　以下では位置ベクトルｘｖを単に位置ｘｖとも称し、波数ベクトルｋｖを単に波数ｋｖとも称することとする。特に、波数ｋｖは音の波長をλとすると２π／λで表される空間周波数である。
　また、位置ｘｖと波数ｋｖとの内積は以下の式（１２）に示す通りであり、波数ｋｖの絶対値、および波数ｋｖの絶対値の二乗値は、それぞれ以下の式（１３）および式（１４）に示す通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
　ここで、波数ｋｖの絶対値がｘ方向の波数ｋｘの絶対値以上であるとき、つまり次式（１５）が成立するときには、式（１４）からｙ方向の波数ｋｙは以下の式（１６）に示すようになる。したがって、この場合、式（９）で得られた音圧P(xv,ω)により表される音波は平面波となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000016
　これに対して、波数ｋｖの絶対値がｘ方向の波数ｋｘの絶対値未満であるとき、つまり次式（１７）が成立するときには、ｙ方向の波数ｋｙは以下の式（１８）に示すようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000018
　なお、式（１８）においてｉは虚数を示している。このように式（１７）の条件が成立する場合には、ｙ方向の波数ｋｙは虚数となってしまう。
　この式（１８）に示される波数ｋｙを式（９）の音圧P(xv,ω)に代入すると、次式（１９）のようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000019
　式（１９）により示される音圧P(xv,ω)をｘ方向に見ると波数がｋｘである波面が現れ、また、この音圧P(xv,ω)をｙ方向に見ると、音圧が指数関数的に減衰するような音場が得られることが分かる。このような音波がエバネッセント波である。
　なお、ｙ＞０において音圧P(xv,ω)は、波数ｋｙが以下の式（２０）となる場合のみ物理的な意味をなすため、式（１９）を求める計算においては、式（２０）に示される波数ｋｙが代入されて計算が行われている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000020
（エンドファイヤーアレイについて）
　ところで、例えば図１に示すような細長い円筒管１１について考えてみる。図１では、円筒管１１の左端にはスピーカ１２が設置されており、円筒管１１の上部には複数の開口が設けられている。
　なお、図１において図中、横方向をｘ方向とし、ｘ方向に垂直な方向をｙ方向とする。これらのｘ方向およびｙ方向は、式（１０）に示した位置ベクトルｘｖのｘ方向およびｙ方向に対応する。図１に示す例では、円筒管１１の上面には、複数の開口がｘ方向に並べられている。
　例えばスピーカ１２から角周波数ωの音が発せられると、円筒管１１内において、音速ｃでｘ方向に音波が伝搬する。
　このとき、円筒管１１内のｘ方向の波数ｋｘは、次式（２１）に示すようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000021
　スピーカ１２から発せられた音が円筒管１１に設けられた開口に到達すると、円筒管１１内を伝搬されてきた音が開口を通って円筒管１１外にも出力される。円筒管１１外に出力された音のｘ方向の波数ｋｘは、次式（２２）に示されるように、式（２１）に示した場合、つまり円筒管１１内における波数ｋｘと同じままとなる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000022
　したがって、この場合には式（１５）が成立するので、円筒管１１の外側には平面波が現れることになる。また、このときのｙ方向の波数ｋｙは以下の式（２３）に示すように０となり、円筒管１１外に現れる平面波の方向はｘ方向と等しいことが分かる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000023
　このような開口のアレイはエンドファイヤーアレイと呼ばれており、実際にガンマイクなどに応用されている。
（本技術について）
　これに対して、本技術では音を伝搬させる音響管を、その音響管の外側から見た音の見かけ上の音速ｃ’を実際の音速ｃよりも遅くなるようにすることで、音響管からエバネッセント波が出力されるようにした。より詳細には、音響管外でエバネッセント波が発生するようにした。
　ここで、音速ｃ’は、音が入力される音響管の入力端から、音響管の終端へと向かう方向における、音響管内を進む音の速度である。すなわち、音速ｃ’は、大局的に見たときに音が進む方向への速度である。また、ここでは音響管の入力端から、音響管の終端へと向かう方向をｘ方向とし、ｘ方向と垂直な方向をｙ方向とする。これらのｘ方向およびｙ方向は、式（１０）に示した位置ベクトルｘｖのｘ方向およびｙ方向に対応する。
　音速ｃ’を制御してｙ方向に減衰するエバネッセント波を生成するためには、ｘ方向の波数ｋｘについて、以下の式（２４）に示す条件が必要十分条件となる。すなわち、式（２４）が成立する必要がある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000024
　式（２４）が成立するためには、音響管内を進む音の経路、つまり音響管の音響経路を変形させて、音響管外から見たときの見かけ上の音速ｃ’を遅くすればよい。
　具体的には、例えば図２に示すように、円筒形であった管を螺旋形に変形させることで、音が直線的に進まないようにする。
　図２は、本技術を適用した音響管の一実施の形態の構成例を示す図である。この例では、音響管４１は内部が中空とされている円筒管を螺旋状に巻いた形状となっている。したがって、音響管４１の外形寸法が、その音響管４１の音響経路よりも短くなっている。
　具体的には、音響管４１の図中、左端が音の入力端となり、音響管４１の図中、右端が音の到達する終端となるが、これらの入力端から終端までの図中、横方向の距離を音響管４１の外形寸法とする。また、音響管４１の入力端から音波を入力したときに、その音波が音響管４１内部において入力端から終端へと到達するまでに辿る経路を音響経路とすると、音響管４１の外形寸法は音響経路の長さ未満となる。換言すれば、音響管４１は、自身の外形寸法よりも長い音響経路を有している。
　ここで、音響管４１の入力端から終端へと向かう方向、つまり図中、横方向がｘ方向であり、ｘ方向と垂直な方向がｙ方向である。
　また、この例では、音響管４１を構成する管の図中、手前側には音を出力（放出）する複数の開口部である開口４２－１乃至開口４２－６がｘ方向に並べられて設けられている。なお、以下、開口４２－１乃至開口４２－６を特に区別する必要のない場合、単に開口４２とも称することとする。
　開口４２は音響管４１の内部、すなわち音響経路と、音響管４１の外部とを接続する貫通孔である。したがって、これらの開口４２は、音響経路上に設けられ、音響経路を進む音波が開口４２を通過するタイミングで外部へと音波を放出する開口部として機能する。
　なお、音響管４１に設けられる開口４２の形状や位置、開口４２の数、開口４２間の間隔には、特に制限はない。すなわち、開口４２は円形に限らずスリット形状など、どのような形状であってもよく、音響管４１に設けられる開口４２の位置も任意の位置とすることができる。また、開口４２の数もいくつであってもよく、互いに隣接する開口４２間の距離も任意の距離とすることができる。例えば図２では、各開口４２がｘ方向に等間隔に並んでいるが、各開口４２が不等間隔に並べられてもよい。
　但し、開口４２同士の間隔が広すぎると、エバネッセント波により高い周波数の音を再生することができなくなってしまうので、適度に密な間隔で開口４２が設けられるようにすることが好ましい。
　さらに、ここでは音響管４１に複数の開口４２が設けられているが、例えば音響管４１の入力端から終端へと音響管４１を構成する管に沿ってスリットが設けられるようにしてもよい。すなわち、音響管４１を構成する管における終端以外の複数の部分から音が放出されるようにすればよい。
　また、音響管４１の図中、左端、すなわち入力端には、スピーカ４３が配置されている。したがって、スピーカ４３が音を出力すると、その音は音響管４１内、つまり音響管４１の音響経路をたどって音響管４１の終端へと到達する。
　このとき、スピーカ４３から発せられた音が、音響管４１の音響経路上に位置する各開口４２に到達したタイミングで、それらの開口４２から外部へと音が放出されることになる。
　つまり、スピーカ４３から発せられた音は、音響管４１内、つまり音響管４１の音響経路を進んでいき、まず開口４２－１に到達する。すると、開口４２－１から外部に向けて音が放出されるとともに、スピーカ４３から発せられた音はさらに音響管４１内を進んでいく。
　そして、スピーカ４３から発せられた音が終端に到達するまでの間、その音が音響経路上にある開口４２に到達するたびに、その開口４２から音が放出される。このようにして、スピーカ４３から音が出力されると、開口４２－１から開口４２－６まで順番に、各開口４２から音が放出され、音響管４１外では、それらの開口４２から放出された音、つまり音波が合成されることになる。
　音響管４１のように円筒形であった管を直線とは異なる形に変形し、入力端から音波が最短距離で終端に到達しないようにすることで、つまり音響管４１の音響経路を直線とは異なる形状の経路として、音響管４１内を進む音波が終端までｘ方向に直進しないようにすることで、ｘ方向の音速ｃ’が音速ｃ未満となるようにすることができる。
　このとき、音響管４１内を進む音波の音速はｃであり、音響管４１内での音波の進行方向への波数ｋｃは、次式（２５）に示すように音の角周波数ωを音速ｃで除算することで得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000025
　ここで、音響管４１内を終端まで進む音波の経路、つまり音響管４１の音響経路が、音波がｘ方向に進む距離、つまり音響管４１の入力端から終端までのｘ方向の距離（直線距離）のｍ倍（但し、ｍ＞１）の長さであるとする。換言すれば、音響管４１の音響経路の長さが、音響管４１の外形寸法のｍ倍であるとする。
　以下では、このような実際の音響経路の長さと、入力端から終端までのｘ方向の距離との比であるｍを音響経路の圧縮率ｍとも称することとする。
　この圧縮率ｍは、音響管４１内の音波がｘ方向に進んだ距離を第１の距離とし、その音波がｘ方向に第１の距離だけ進む間に、音響管４１の音響経路を音波が進んだ距離を第２の距離とすると、第１の距離と第２の距離との比であるということができる。
　音響管４１の音響経路の圧縮率がｍ倍である場合、音響管４１内の音波の波数ｋｃと、音響管４１外の音波のｘ方向の波数ｋｘの関係は、次式（２６）に示すようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000026
　式（２６）では、波数ｋｘの絶対値が波数ｋｃの絶対値よりも大きくなっているので、つまり上述した式（２４）に示した条件が成立するので、各開口４２から放出された音波を合成したものはエバネッセント波となっていることが分かる。つまり、音響管４１によりエバネッセント波が生成されることが分かる。
　このとき、音響管４１外の音波のｙ方向の波数ｋｙは以下の式（２７）に示すようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000027
　見方を変えて説明すると、音響管４１内の音響経路を伝搬する音の波面を、音響管４１外から眺めると、その音のｘ方向への見かけ上の速度である音速ｃ’は、以下の式（２８）に示すようになり、音速ｃ未満となることが分かる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000028
　したがって、波数ｋｘについて次式（２９）が成立し、音響管４１から放出された音波が合成されてエバネッセント波となることが分かる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000029
　ｘ方向は、大局的に見たときの音響管４１内の音波の進行方向となっている。式（２８）および式（２９）を参照して説明したように、音響管４１内の音波のｘ方向への速度ｃ’が、その音波が音響管４１内の音響経路を進む音速ｃ未満となれば、音響管４１外へと出力された音波が合成されてエバネッセント波が生成される。したがって、音響管４１の音響経路の形状は式（２８）に示す条件を満足する形状とされれば、どのような形状であってもよい。換言すれば、音響管４１は外形寸法よりも長い音響経路を有していれば、どのようなものであってもよい。
〈音響再生装置の構成例〉
　次に、以上において説明した、本技術を適用した音響管を利用した音響再生装置について説明する。そのような音響再生装置は、例えば図３に示すように構成される。なお、図３において、図２における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
　図３に示す音響再生装置６１は、螺旋型の音響管４１を有し、エバネッセント波生成装置として機能する。音響再生装置６１は、DA（Digital Analog）変換部７１、増幅器７２、スピーカ４３、および音響管４１を有している。
　この音響再生装置６１では、音を出力するスピーカ４３に、図２に示した音響管４１の入力端が接続されている。また、音響再生装置６１では、これから再生しようとする音の音響信号がDA変換部７１へと供給される。
　DA変換部７１は、外部から供給された音響信号をデジタル信号からアナログ信号へと変換し、増幅器７２に供給する。増幅器７２は、DA変換部７１から供給されたアナログの音響信号を増幅させてスピーカ４３に供給する。
　スピーカ４３は、増幅器７２から供給された音響信号に基づいて音を再生する。すなわち、スピーカ４３は、音響信号に基づく音波を音響管４１内に向けて出力する。
　このようにしてスピーカ４３から出力された音波は、スピーカ４３に取り付けられた音響管４１の入力端から音響管４１内に入力され、その音響管４１の音響経路を通って終端まで伝搬される。このとき、音響管４１内を進む音波が開口４２に到達すると、その開口４２から球面波である音波が放出され、各開口４２から放出された音波が合成されてエバネッセント波とされる。
　このエバネッセント波により音響信号に基づく音が再生されるため、音響管４１の近くにいる人はその音を聴取することができる。これに対して、音響管４１から離れた位置にいる人には、音響再生装置６１により再生された音は殆ど聞こえることはない。
　このように音響管４１を有する音響再生装置６１により音を再生することで、スポット再生を実現することができる。しかも音響再生装置６１では、音響経路がｍ倍に圧縮されるように物理的に変形された音響管４１を用いるだけでよいので、簡単かつ低コストでエバネッセント波を生成することができる。すなわち、スピーカや増幅器、DA変換部を複数設けなくてもエバネッセント波を発生させることができる。
　音響管４１では、円筒の管を螺旋状に変形させることで、音波のｘ方向の経路が変形前のｍ倍となるようになされており、音波の経路が延びる率は圧縮率ｍにより表される。
　なお、音響管４１の終端は、開放された状態、つまり開放端となっていてもよいし、封止された状態、つまり閉塞端とされるようにしてもよい。特に音響管４１の終端が封止される場合には、終端での音の反射を防止するため、吸音材により終端を封止するようにするとよい。
　また、図３に示す例では、音響管４１の入力端にスピーカ４３が接続されているが、音響管４１の入力端にスピーカ４３を設けずに、既に存在する発音する対象を音響管４１の入力端に取り付けるなどしてもよい。換言すれば、音響管４１の入力端から入力される音は、スピーカ４３から出力されたものに限らず、他のどのような音源から発せられたものであってもよい。
〈第１の実施の形態の変形例１〉
〈音響管の構成例〉
　また、本技術を適用した音響管は、図２に示した例に限らず、外形寸法が音響経路の長さ未満であり、２以上の複数の箇所から外部に音波が放出されるような開口部分を有するものであれば、どのようなものであってもよい。以下では、図４乃至図１１を参照して、そのような音響管の他の構成例について説明する。なお、図４乃至図１１において、図３における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
　図４に示す例では、音響管１０１は、内部が中空となっている円筒状の管を波型に変形させて得られたものであり、音響管１０１の図中、手前側には図中、横方向に直線状に並ぶ円形状の開口１０２－１乃至開口１０２－７が形成されている。
　また、音響管１０１の図中、左端が入力端とされており、この入力端にはスピーカ４３が接続されている。また、音響管１０１の図中、右側の端が終端とされており、この例では終端は開放されている。
　音響管１０１の入力端から終端までの図中、横方向の長さ、つまり音響管１０１の外形寸法は、音響管１０１が有する音響経路の長さ未満となっているので、エバネッセント波の生成が可能である。
　音響管１０１ではスピーカ４３から音波が出力されると、その音波が音響管１０１の終端に到達するまでの間に開口１０２－１乃至開口１０２－７のそれぞれから順番に音波が放出され、それらの音波を合成して得られる波がエバネッセント波となる。
〈第１の実施の形態の変形例２〉
〈音響管の構成例〉
　また、図５に示す例では、音響管１２１は、内部が中空となっている円筒状の管を山型に変形させて得られたものであり、音響管１２１の図中、手前側には図中、横方向に直線状に並ぶ円形状の開口１２２－１乃至開口１２２－７が形成されている。
　また、音響管１２１の図中、左端が入力端とされており、この入力端にはスピーカ４３が接続されている。また、音響管１２１の図中、右側の端が終端とされており、この例では終端は閉じられた状態、すなわち封止された状態となっている。
　この音響管１２１においても入力端から終端までの図中、横方向の長さ、つまり音響管１２１の外形寸法は、音響管１２１が有する音響経路の長さ未満となっている。したがって、スピーカ４３から音波が出力されると、その音波が音響管１２１の終端に到達するまでの間に開口１２２－１乃至開口１２２－７のそれぞれから順番に音波が放出され、それらの音波が合成されてエバネッセント波となる。
〈第１の実施の形態の変形例３〉
〈音響管の構成例〉
　図６に示す例では、音響管１５１の外見は円筒形状の管となっているが、その内部に仕切りが設けられており、音響経路は直線状とはなっていない。なお、図６では、音響管１５１の断面が示されている。
　この例では、音響管１５１の内壁に対して垂直な仕切りが、音響管１５１内部に形成されている。また、音響管１５１の図中、左下の端が入力端とされており、この入力端にはスピーカ４３が接続されている。これに対して、音響管１５１の図中、右上側の端が終端とされており、この例では終端は閉じられた状態となっている。さらに、音響管１５１には、図中、横方向に直線状に並ぶ円形状の開口１５２－１乃至開口１５２－１６が形成されている。
　このように音響管１５１の内部には仕切りが形成されているので、この仕切りによって音響管１５１の音響経路は長くなる。音響管１５１では、スピーカ４３から出力された音波は、音響管１５１内部の仕切りを回り込みながら音響管１５１の終端へと進んでいく。換言すれば、音響管１５１内部の音響経路は直線状ではないので、入力端から入力された音波は直進しない。
　音響管１５１においても、入力端から終端までの図中、横方向の長さ、つまり音響管１５１の外形寸法は、音響管１５１が有する音響経路の長さ未満となっている。したがって、スピーカ４３から音波が出力されると、その音波が音響管１５１の終端に到達するまでの間に開口１５２－１乃至開口１５２－１６のそれぞれから順番に音波が放出され、それらの音波が合成されてエバネッセント波となる。
〈第１の実施の形態の変形例４〉
〈音響管の構成例〉
　図７に示す例では、図６の例と同様に音響管１８１の外見は円筒形状となっているが、その内部に仕切りが設けられている。なお、図７では音響管１８１の断面が示されている。
　この例では、音響管１８１の内壁に対して斜め方向に突出した仕切りが形成されている。また、音響管１８１の図中、左上の端が入力端とされており、この入力端にはスピーカ４３が接続されている。これに対して、音響管１８１の図中、右下側の端が終端とされており、この例では終端は閉じられた状態となっている。さらに、音響管１８１には、図中、横方向に直線状に並ぶ円形状の開口１８２－１乃至開口１８２－１３が形成されている。
　このように音響管１８１の内部には仕切りが形成されているので、この仕切りによって音響管１８１の音響経路は長くなる。すなわち、音響管１８１では、スピーカ４３から出力された音波は、音響管１８１内部の仕切りを回り込みながら音響管１８１の終端へと進んでいく。
　音響管１８１においても、入力端から終端までの図中、横方向の長さ、つまり音響管１８１の外形寸法は、音響管１８１が有する音響経路の長さ未満となっている。したがって、スピーカ４３から音波が出力されると、その音波が音響管１８１の終端に到達するまでの間に開口１８２－１乃至開口１８２－１３のそれぞれから順番に音波が放出され、それらの音波が合成されてエバネッセント波となる。
〈第１の実施の形態の変形例５〉
〈音響管の構成例〉
　図８に示す例では、音響管２１１の外見は円筒状となっているが、その内部に仕切りが設けられている。
　音響管２１１の図中、左側の端が入力端とされており、この入力端にはスピーカ４３が接続されている。これに対して、音響管２１１の図中、右側の端が終端とされており、この例では終端が開放された状態となっている。さらに、音響管２１１には、図中、横方向に直線状に並ぶ円形状の開口２１２－１乃至開口２１２－６が形成されている。
　また、音響管２１１の内部に設けられた仕切りは、音響管２１１の断面である円を２つの空間に分けるような仕切りとなっており、その断面位置を図中、横方向に移動させると、仕切りが回転するようにみえる。
　すなわち、例えば音響管２１１における矢印Ａ１１乃至矢印Ａ１５のそれぞれにより示される位置の断面は、図９に示すようになる。なお、図９において図８における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
　例えば図９の矢印Ｑ１１により示される音響管２１１の断面は、図８における矢印Ａ１１により示される位置の断面を示している。この断面では、音響管２１１の円形状の図９中、右半分の部分が仕切り２１３により仕切られており、図９中、左半分の部分を音波が通過する。
　また、図９の矢印Ｑ１２により示される音響管２１１の断面は、図８における矢印Ａ１２により示される位置の断面を示しており、音響管２１１の円形状の図９中、上半分の部分が仕切り２１３により仕切られており、残りの下半分の部分を音波が通過する。
　さらに、図９の矢印Ｑ１３により示される音響管２１１の断面は、図８における矢印Ａ１３により示される位置の断面を示しており、音響管２１１の円形状の図９中、左半分の部分が仕切り２１３により仕切られており、残りの右半分の部分を音波が通過する。
　図９の矢印Ｑ１４により示される音響管２１１の断面は、図８における矢印Ａ１４により示される位置の断面を示しており、音響管２１１の円形状の図９中、下半分の部分が仕切り２１３により仕切られており、残りの上半分の部分を音波が通過する。
　さらに、図８における矢印Ａ１５により示される位置の断面は、図９の矢印Ｑ１１により示される断面となる。このように音響管２１１の断面位置を終端方向に移動させていくと、仕切り２１３により仕切られる領域が反時計回りの方向に回転していく。なお、仕切りの片一方の空間のみ音波が通過する例を説明したが、同時にもう一方の空間を全く同じ音波または別の音波が通過できるようにしてもよい。
　音響管２１１内部にこのような仕切り２１３を設けることで、音響管２１１の音響経路は長くなる。すなわち、音響管２１１では、スピーカ４３から出力された音波は、音響管２１１内部の仕切りを回り込みながら音響管２１１の終端へと進んでいく。
　音響管２１１においても、入力端から終端までの図中、横方向の長さ、つまり音響管２１１の外形寸法は、音響管２１１が有する音響経路の長さ未満となっている。したがって、スピーカ４３から音波が出力されると、その音波が音響管２１１の終端に到達するまでの間に開口２１２－１乃至開口２１２－６のそれぞれから順番に音波が放出され、それらの音波が合成されてエバネッセント波となる。この変形例の特徴は、仕切り２１３のねじれ具合を調節することで、音響管２１１の外形寸法を保ったまま圧縮率ｍを１から、より大きい値まで比較的容易に調整できる点である。
〈第１の実施の形態の変形例６〉
〈音響管の構成例〉
　また、例えば図１０に示すように、図８に示した音響管２１１に設けられる開口がスリット形状となるようにされてもよい。なお、図１０において図８における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
　図１０に示す例では、音響管２１１の内部には、図９に示した仕切り２１３が形成されている。また、この例では音響管２１１の図１０中、手前側の上部に長方形状のスリット２２１が開口部として設けられているとともに、音響管２１１の終端は封止された状態となっている。
　この例では、スリット２２１は、音響管２１１の入力端と出力端とを両端とする、図中、横方向に長い長方形状、すなわちスリット形状の開口となっている。
　音響管２１１には１つのスリット２２１しか設けられていないが、スピーカ４３から出力された音波が、音響管２１１の終端に到達するまでの間には、スリット２２１の複数の各位置から、それらの位置を音波が通過するタイミングで、外部に向けて音波が放出される。そして、スリット２２１の各位置から放出された音波が合成されてエバネッセント波となる。
　なお、図１０では、音響管２１１には１つのスリット２２１が設けられているが、音響管２１１の他の位置にもスリットが設けられるようにしてもよい。
　また、図４乃至図１０を参照して説明した例以外でも、音響管の音響経路を直線の経路とは異なる形状の経路とすることにより、音響経路を外形寸法よりも長くすることができるものであればよく、図４乃至図１０を参照して説明した例や他の例を組み合わせてもよい。
　また、上述した圧縮率ｍは、音響管の入力端から終端までの間で一定でなくてもよい。すなわち、音響管におけるｘ方向の距離と、その距離だけｘ方向に音波が進む間に通った実際の音響経路の距離との比は、音響管の入力端から終端までの間で一定でない、つまり位置によって異なっていてもよい。さらに、音響管の終端は開放端としてもよいし、閉塞端としてもよく、終端位置に吸音材を設けることで終端位置での音の反射を防止するようにしてもよい。
〈第１の実施の形態の変形例７〉
〈音響管の構成例〉
　また、大局的に見た音響管の形状が直線状である必要はなく、例えば図１１に示すように、大局的に見た音響管２５１の形状が円形状、より詳細には円環状となっていてもよい。
　この例では、音響管２５１は、図４に示した波型の音響管１０１と同形状の管、つまり波形に変形された円筒管を円環状にして、その入力端と終端とを接続したものとなっている。
　また、円環状の音響管２５１の内部は中空となっており、音響管２５１の図１１中、手前側には、円環状に並べられた円形状の開口２５２－１乃至開口２５２－３６が形成されている。また、音響管２５１の任意の位置にスピーカ４３が接続されており、このスピーカ４３が接続されている部分が円環状の音響管２５１の入力端および終端となっている。特に、この例では入力端と終端は同じ位置となっている。換言すれば、入力端と終端が接続されている。
　このような音響管２５１においても、音響管２５１を大局的に見たときの円形状の音響管２５１の直径、すなわち音響管２５１の外形寸法は、音響管２５１が有する音響経路の長さ未満となっているので、エバネッセント波の生成が可能である。また、音響管２５１では、音響管２５１を大局的に見たときの円形状の音響管２５１の円周の長さも、音響管２５１の音響経路の長さ未満となっている。
　スピーカ４３から音波を出力すると、その音波は波型の音響経路を辿って音響管２５１内を一周し、スピーカ４３の位置に戻ってくる。このとき、各開口２５２－１乃至開口２５２－３６からは音波が放出され、それらの放出された音波を合成するとエバネッセント波となる。
　なお、図１１では、音響管２５１に対して１つのスピーカ４３が接続される例について説明したが、音響管２５１の互いに異なる複数の位置のそれぞれにスピーカを接続するようにしてもよい。そのような場合、複数の各スピーカから同じ音声（音波）が出力されるようにしてもよいし、互いに異なる音声（音波）が出力されるようにしてもよい。
　また、ここでは各開口が図１１中、手前側に向けられて形成されているが、円環状の音響管２５１の内側または外側、つまり円環の内側または外側に向けられて開口が設けられるようにしてもよい。
　さらに、波形の管を円環状にしたものを音響管２５１とする例について説明したが、山形などその他の形状の管を円環状として音響管とするようにしてもよい。さらに、音響管２５１が円環形状とされる例について説明したが、音響管の形状は円環形状にさらにひねりを加えた形状や円弧形状など、どのような形状とされてもよい。
〈第１の実施の形態の変形例８〉
〈音響再生装置の構成例〉
　また、図３に示した例では、音響再生装置６１には１つの音響管４１が設けられている場合について説明したが、例えば図１２に示すように音響再生装置に複数の音響管が設けられるようにしてもよい。
　図１２に示す例では、音響再生装置２８１には、６個の同形状の音響管２８２－１乃至音響管２８２－６が設けられており、それらの音響管２８２－１乃至音響管２８２－６のそれぞれの入力端にはスピーカ２８３－１乃至スピーカ２８３－６が接続されている。
　なお、以下、音響管２８２－１乃至音響管２８２－６を特に区別する必要のない場合、単に音響管２８２とも称し、スピーカ２８３－１乃至スピーカ２８３－６を特に区別する必要のない場合、単にスピーカ２８３とも称する。また、図１２に示す例では、スピーカ２８３に接続された増幅器やDA変換部など、音響再生装置２８１の他の構成要素の図示が省略されている。
　音響再生装置２８１に設けられた各音響管２８２は、図４に示した音響管１０１と同様の音響管となっている。すなわち、音響管２８２の図中、左側の端が入力端とされており、その入力端にはスピーカ２８３が接続されている。また、各音響管２８２の図中、右側の端が終端とされており、この例では終端は開放端とされている。
　さらに波形の各音響管２８２には、図中、横方向に並ぶ円形状の開口が複数設けられており、音声再生時には、それらの開口から音響管２８２外部に放出された音波が合成されてエバネッセント波とされる。
　なお、音響再生装置２８１では、複数の音響管２８２に同時に同じ音波が出力されるようにしてもよいし、互いに異なる音波が同時に出力されるようにしてもよい。
　また、例えば音声の言語などに応じて、音響管２８２に音波が出力されてもよい。具体的には、例えば音声として日本語が選択された場合には、日本語音声に対応する音波が音響管２８２－１に出力され、英語が選択された場合には、英語音声に対応する音波が音響管２８２－２に出力されるなどとすればよい。
〈第１の実施の形態の変形例９〉
〈音響再生装置の構成例〉
　さらに音響再生装置に複数の音響管が設けられる場合、それらの音響管の形状や長さ、太さ、開口の数、開口の形状等が異なるようにされてもよい。
　そのような場合、音響再生装置は、例えば図１３に示すように構成される。図１３に示す音響再生装置３１１は、３つの音響管３１２－１乃至音響管３１２－３と、それらの音響管３１２－１乃至音響管３１２－３のそれぞれの入力端に接続されたスピーカ３１３－１乃至スピーカ３１３－３とを有している。
　音響再生装置３１１では、音響管３１２－１乃至音響管３１２－３は、波形の管から構成されているが、音響管３１２－１と、音響管３１２－２および音響管３１２－３とでは、音響管を構成する管の太さおよび長さが異なっている。また、音響管３１２－２と音響管３１２－３とは同じ形状とされている。
　この例では、音響管３１２－１乃至音響管３１２－３の図中、左側の端が入力端とされており、音響管３１２－１乃至音響管３１２－３の図中、右側の端が終端とされている。また、各音響管の終端は開放端となっている。
　さらに、音響管３１２－１乃至音響管３１２－３には、図中、横方向に並ぶ円形状の開口が設けられており、音響管３１２－１と、音響管３１２－２および音響管３１２－３とでは、開口の大きさと、設けられた開口の数とが異なっている。
　なお、図１３に示す例では、スピーカに接続された増幅器やDA変換部など、音響再生装置３１１の他の構成要素の図示が省略されている。
〈第１の実施の形態の変形例１０〉
〈音響再生装置の構成例〉
　また、例えば図１４に示すように、音響再生装置３４１に、複数の円環状の音響管３４２－１乃至音響管３４２－６が設けられるようにしてもよい。なお、図１４では、スピーカや増幅器、DA変換部など、音響再生装置３４１の他の構成要素の図示は省略されている。
　音響再生装置３４１に設けられた音響管３４２－１乃至音響管３４２－６は、例えば図１１に示した音響管２５１と同様の音響管となっており、それらの音響管３４２－１乃至音響管３４２－６が図１４中、縦方向に並べられて配置されている。なお、以下、音響管３４２－１乃至音響管３４２－６を特に区別する必要のない場合、単に音響管３４２とも称することとする。
　この例では、各音響管３４２が等間隔に並んでおり、それらの音響管３４２の直径も同じとなっている。なお、このような音響再生装置３４１は、例えば円柱に広告などを表示させ、その広告の音声を音響再生装置３４１により再生する場合などに有効である。
　この場合、例えば広告が表示される円柱を囲むように、その円柱に沿って音響管３４２が配置され、円柱の外側に向けて音響管３４２からエバネッセント波である広告の音声が出力されるようにすればよい。このとき、各音響管３４２において、それらの音響管３４２の外側に向けて開口が形成されるようにすることができる。また、例えば円柱の領域ごとに異なる広告が表示されるときには、適宜、音響管３４２に複数のスピーカを接続し、音響管３４２の領域ごとに異なる音声が出力されるようにすればよい。
〈第１の実施の形態の変形例１１〉
〈音響再生装置の構成例〉
　さらに音響再生装置に複数の円環状の音響管が設けられる場合においても、それらの音響管の大きさや太さ、形状、開口の数、開口の形状、開口間の間隔等が異なるようにされてもよい。
　そのような場合、音響再生装置は、例えば図１５に示すように構成される。
　図１５に示す音響再生装置３７１は、複数の円環状の音響管３７２－１乃至音響管３７２－７を有している。なお、図１５では、スピーカや増幅器、DA変換部など、音響再生装置３７１の他の構成要素の図示は省略されている。
　音響再生装置３７１に設けられた音響管３７２－１乃至音響管３７２－７は、例えば図１１に示した音響管２５１と同様の音響管となっているが、それらの音響管３７２－１乃至音響管３７２－７は、大局的な直径、つまり外形寸法のみが異なっている。
　なお、以下、音響管３７２－１乃至音響管３７２－７を特に区別する必要のない場合、単に音響管３７２とも称することとする。
　この例では、各音響管３７２が等間隔に図中、縦方向に並んでおり、それらの音響管３７２の直径が異なっている。このような音響再生装置３７１は、例えば円筒形ではない形状の柱に広告などを表示させ、その広告の音声を音響再生装置３７１により再生する場合などに有効である。
〈第２の実施の形態〉
〈音響再生装置の構成例〉
　また、図３に示した音響再生装置６１では、各開口４２から音波が放射されるが、開口４２から音波が放射されるたびに音響管４１内を進む音波が減衰してしまう。
　そうすると、音響管４１の終端に近い位置の開口４２から出力される音波ほど音圧が低くなるので、開口４２からの音波を合成して得られるエバネッセント波の音圧、つまり再現される音場が、厳密には音響管４１の中心から見てｘ方向に対称ではなくなってしまう。すなわち、音場が左右対称ではなくなってしまう。
　そこで、例えば図１６に示すように音響管４１の両方の端にスピーカを配置し、左右対称の音場を再現できるようにしてもよい。なお、図１６において図３における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
　図１６に示す音響再生装置６１の構成は、図３に示した音響再生装置６１に対して、さらにスピーカ４０１を設けた構成とされている。
　すなわち、図１６に示す音響再生装置６１では、音響管４１の一方の端にはスピーカ４３が接続され、音響管４１の他方の端にはスピーカ４０１が接続されている。
　そして、それらのスピーカ４３およびスピーカ４０１には、増幅器７２から同じ音響信号が供給され、スピーカ４３およびスピーカ４０１は、増幅器７２から供給された音響信号に基づいて、同時に同じ音波を出力する。
　これにより、音響管４１の中心から見て、ｘ方向に左右対称の音場を再現することができる。なお、このときの音響管４１外の音波のｘ方向の波数ｋｘは、以下の式（３０）に示すようになり、音響管４１外の音波の位置ｘｖにおける音圧P(xv,ω)は以下の式（３１）に示すようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000030
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000031
　この式（３１）から、音響管４１外ではｘ方向には定在波ができることが分かる。
〈第３の実施の形態〉
〈音響再生装置の構成例〉
　また、図３に示した音響再生装置６１では、式（２７）を参照して説明したようにｙ方向の波数ｋｙは次式（３２）に示すようになる。そのため、ｙ方向の音圧変化は、以下の式（３３）に示すようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000032
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000033
　なお、式（３３）においてP(y,ω)は、音響管外部のｙ方向の各位置における音圧を示している。この式（３３）から分かるように、ｙ方向の音圧P(y,ω)は、角周波数ωが大きくなるほど急激に減衰してしまう。
　そこで、スピーカに供給する音響信号に対して事前に音響補正として周波数特性補正を行うことで、音圧P(y,ω)の角周波数ωに対する依存性を低く抑えることができるようにしてもよい。
　例えば、ｙ方向の位置がｙ＝１の地点において周波数特性が平坦になるような補正を実現するための角周波数ωごとの補正係数Ｇ（ω）は、次式（３４）に示す方程式により表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000034
　なお、式（３４）においてａは定数である。このような式（３４）により示される方程式を解くと次式（３５）に示す解が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000035
　このようにして得られた補正係数Ｇ（ω）を用いて、音響信号の各角周波数ωの成分を補正すれば、ｙ＝１の位置においてフラットな、すなわち平坦な周波数特性のエバネッセント波を得ることができる。換言すれば、ｙ＝１の位置において各角周波数ωの成分の音圧が等しくなるようにすることができる。
　このような周波数特性の補正を行う場合、音響再生装置は、例えば図１７に示すように構成される。なお、図１７において図３における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
　図１７に示す音響再生装置４３１は、音響補正部４３２、DA変換部７１、増幅器７２、スピーカ４３、および音響管４１を有している。
　音響再生装置４３１の構成は、図３に示した音響再生装置６１の構成に、さらに音響補正部４３２を設けた構成となっている。
　この例では、デジタルの音響信号が音響補正部４３２に供給され、音響補正部４３２は、供給された音響信号に対して、音響補正を行い、その結果得られた音響信号をDA変換部７１に供給する。
　より具体的には、例えば音響補正として、予め保持している補正係数Ｇ（ω）を用いた周波数特性の補正が行われる。音響補正部４３２における周波数特性の補正時には、音響信号の各角周波数ωの成分に補正係数Ｇ（ω）が乗算されて補正が行われる。
　DA変換部７１は、音響補正部４３２から供給された音響信号をデジタル信号からアナログ信号へと変換し、増幅器７２に供給する。増幅器７２は、DA変換部７１から供給されたアナログの音響信号を増幅させてスピーカ４３に供給する。そしてスピーカ４３は、増幅器７２から供給された音響信号に基づいて音声を再生する。すなわち、スピーカ４３は、音響信号に基づく音波を音響管４１内に出力する。
　これにより、音響管４１からは音波が出力され、それらの音波が合成されてｙ＝１の位置において周波数特性が平坦なエバネッセント波が生成される。
　なお、ここでは音響信号の周波数特性の補正がデジタル領域で行われる例について説明したが、増幅器７２の前段または後段など、アナログ領域において周波数特性の補正が行われるようにしてもよい。
　また、ここではｙ＝１の位置で周波数特性が平坦となるような周波数特性補正を行う例について説明したが、他のどのような周波数特性の補正を行うようにしてもよい。
〈第４の実施の形態〉
〈音響再生装置の構成例〉
　また、第３の実施の形態では、角周波数ωが大きくなるほどｙ方向の音圧P(y,ω)が急激に減衰してしまうことを抑制する方法として、音響特性補正、すなわち周波数特性の補正を行う例について説明した。しかし、その他、音響信号の帯域分割を行うことで、角周波数ωごとの音圧の減衰の差を低減させるようにしてもよい。
　なお、音響信号の帯域分割を行う際の分割数は任意の数とすることができるが、ここでは分割数が２である場合を例として説明を行う。
　音響信号を２つの帯域に分割する場合、音響再生装置は、例えば図１８に示すように構成される。なお、図１８において図３における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
　図１８に示す音響再生装置４６１は、帯域分割部４７１、DA変換部７１、増幅器７２、スピーカ４３、音響管４１、DA変換部４７２、増幅器４７３、スピーカ４７４、および音響管４７５を有している。
　ここで、DA変換部４７２、増幅器４７３、スピーカ４７４、および音響管４７５のそれぞれは、DA変換部７１、増幅器７２、スピーカ４３、および音響管４１のそれぞれに対応するものである。
　また、音響管４７５は、開口４８１－１乃至開口４８１－６を有しており、開口４８１－１乃至開口４８１－６のｘ方向における位置は、音響管４１の開口４２－１乃至開口４２－６のそれぞれと同じ位置となっている。さらに音響管４１と音響管４７５のｘ方向の長さも同じ長さとなっている。
　なお、以下、開口４８１－１乃至開口４８１－６を特に区別する必要のない場合、単に開口４８１とも称することとする。
　音響管４７５は、基本的には音響管４１と同じ形状となっているが、大局的にみた音響管４７５のｙ方向の幅、つまり図１８中、縦方向の幅が異なる。換言すれば、音響管４１と音響管４７５は、音響経路の圧縮率ｍが異なっている。
　以下では、音響管４１における圧縮率ｍを、圧縮率ｍ＝ｍ１と記すこととし、音響管４７５における圧縮率ｍを、圧縮率ｍ＝ｍ２と記すこととする。
　帯域分割部４７１は、供給された音響信号に対して、例えば帯域分割フィルタなどを用いたフィルタ処理等により帯域分割を行い、音響信号を２つの帯域の信号に分割する。すなわち、互いに異なる２つの角周波数帯域の音響信号が生成される。
　帯域分割部４７１は、帯域分割により得られた一方の帯域の音響信号をDA変換部７１に供給するとともに、他方の帯域の音響信号をDA変換部４７２に供給する。
　以下では、DA変換部７１側へと供給される音響信号の帯域、つまり音響管４１により再生される再生帯域の角周波数ωを角周波数ω＝ω１とも記すこととし、音響管４７５により再生される再生帯域の角周波数ωを角周波数ω＝ω２とも記すこととする。
　帯域分割部４７１からDA変換部７１へと供給された音響信号は、DA変換部７１でアナログ信号へと変換された後、増幅器７２で増幅されてスピーカ４３に供給され、スピーカ４３により音響信号に基づく音波が音響管４１内へと出力される。
　また、DA変換部４７２は、帯域分割部４７１から供給された音響信号をデジタル信号からアナログ信号へと変換し、増幅器４７３に供給する。増幅器４７３は、DA変換部４７２から供給された音響信号を増幅させてスピーカ４７４に供給する。そしてスピーカ４７４は、増幅器４７３から供給された音響信号に基づいて音声を再生する。すなわち、スピーカ４７４は、音響信号に基づく音波を音響管４７５内に出力する。
　音響再生装置４６１では、音響信号の再生時には音響管４１により角周波数ω＝ω１の帯域のエバネッセント波が生成されるとともに、音響管４７５により角周波数ω＝ω２の帯域のエバネッセント波が生成される。
　このように音響再生装置４６１において、互いに異なる圧縮率ｍの音響管を用いて、互いに異なる角周波数ωの帯域の音響信号を再生することで、角周波数ωによるｙ方向の音圧P(y,ω)の減衰の差を低減させることができる。
　具体的には、再生帯域の分割数や帯域の範囲は任意であるが、ここでは例えば音響管４１の再生帯域の角周波数ω＝ω１をω０／２０＜ω１≦ω０とし、音響管４７５の再生帯域の角周波数ω＝ω２をω０＜ω２≦２０ω０とする。
　このとき、全ての角周波数ω１について、音響管４１外におけるｙ方向の位置の角周波数ω＝ω１の音圧と、音響管４７５外におけるｙ方向の位置の角周波数ω＝２０ω１の音圧とが等しくなるような音響管４１の圧縮率ｍ１および音響管４７５の圧縮率ｍ２の関係を考えることとする。
　まず、音響管４１外におけるｙ方向の位置の音圧P1(y,ω)、および音響管４７５外におけるｙ方向の位置の音圧P2(y,ω)は、それぞれ以下の式（３６）および式（３７）に示すようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000036
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000037
　ここで、式（３６）および式（３７）から、音圧P1(y,ω1)＝P2(y,20ω1)となるような圧縮率ｍ１と圧縮率ｍ２の関係を求めると、次式（３８）のようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000038
　したがって、例えば図１８に示した音響再生装置４６１では、式（３８）に示す圧縮率の関係となる音響管４１と音響管４７５が用いられている。この場合、音響再生装置４６１により音響信号に基づくエバネッセント波を生成すると、ｙ方向の任意の位置において、角周波数ω１の成分の音圧と、その角周波数に対応する角周波数２０ω１の成分の音圧とが等しくなる。これにより、角周波数ωごとのｙ方向の音圧の減衰の差をより低く抑えることができる。
　なお、音響信号の帯域分割を行う場合、各再生帯域に見合ったピーカを使用することとなる。その際、スピーカの径が再生帯域ごとに異なる場合には、スピーカに接続される音響管を構成する管の径も異なるものを用意することで、音響インピーダンス不整合を防ぎ、より効果よくエネルギを音響管内に伝えることができる。
　例えば音響再生装置４６１において、スピーカ４７４の径よりもスピーカ４３の径が大きい場合には、音響管４１の管の径もスピーカ４３の径に応じた大きさとすれば、音響インピーダンスの不整合の発生を防止することができる。この場合、音響管４１を構成する管の径は、音響管４７５を構成する管の径よりも大きいものとされることになる。
　また、ここでは音響再生装置に２つの音響管を設け、それらの２つの音響管で、互いに角周波数帯域が異なる音を再生する例について説明したが、３以上の音響管を設け、それらの音響管で互いに角周波数帯域が異なる音を再生してもよい。さらに、音響再生装置に複数の音響管を設ける場合、それらの音響管のうちのいくつかで同じ角周波数帯域の音が再生されるようにしてもよい。すなわち、音響再生装置に、音響管とスピーカの組が複数設けられる場合には、複数の音響管のなかには、互いに圧縮率ｍが異なる音響管や、圧縮率ｍが同じ音響管が含まれるようにしてもよい。
〈第４の実施の形態の変形例１〉
〈音響再生装置の構成例〉
　また、図１８に示した音響再生装置４６１では、デジタル領域で音響信号の帯域分割を行う場合について説明したが、音響信号の帯域分割をアナログ領域で行うようにしてもよい。そのような場合、音響再生装置は、例えば図１９に示す構成とされる。なお、図１９において図１８における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
　図１９に示す音響再生装置５１１は、DA変換部７１、増幅器７２、帯域分割部５２１、スピーカ４３、音響管４１、スピーカ４７４、および音響管４７５を有している。
　この例では、DA変換部７１に供給された音響信号が、DA変換部７１によりアナログ信号に変換されて増幅器７２に供給され、さらに音響信号が増幅器７２により増幅されて帯域分割部５２１に供給される。
　帯域分割部５２１は、例えばＲＣ回路やＬＣＲ回路から構成され、増幅器７２から供給された音響信号を２つの帯域の信号に分割する。帯域分割部５２１は、帯域分割により得られた一方の帯域の音響信号をスピーカ４３に供給するとともに、他方の帯域の音響信号をスピーカ４７４に供給する。
　このようにアナログ領域で音響信号の帯域分割を行う場合には、DA変換部や増幅器を複数設ける必要がなくなる。また、ここでは増幅器７２の後段において帯域分割を行う例について説明したが、増幅器７２の前段で帯域分割を行うようにしてもよい。そのような場合、帯域分割部５２１がDA変換部７１から供給されたアナログの音響信号に対して帯域分割を行うことになるが、帯域分割部５２１およびスピーカ４３の間と、帯域分割部５２１およびスピーカ４７４の間とに、それぞれ増幅器を設ける必要がある。すなわち、合計で２つの増幅器が必要となる。
〈第５の実施の形態〉
〈音響再生装置の構成例〉
　また、以上においては音響信号に対して周波数特性の補正を行う例と、音響信号の帯域分割を行う例とについて説明したが、それらの周波数特性の補正と帯域分割とを組み合わせて行うようにしてもよい。このように周波数特性の補正と帯域分割とを組み合わせることは、角周波数ωごとのｙ方向への音圧の減衰の差を低減させることに有効である。
　周波数特性の補正と帯域分割とを組み合わせて行う場合、音響再生装置は、例えば図２０に示すように構成される。なお、図２０において、図１８における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
　図２０に示す音響再生装置５５１は、帯域分割部４７１、音響補正部５６１、DA変換部７１、増幅器７２、スピーカ４３、音響管４１、音響補正部５６２、DA変換部４７２、増幅器４７３、スピーカ４７４、および音響管４７５を有している。
　音響再生装置５５１の構成は、図１８に示した音響再生装置４６１に対して、さらに音響補正部５６１および音響補正部５６２を設けた構成となっている。
　すなわち、帯域分割部４７１とDA変換部７１との間に音響補正部５６１が設けられており、帯域分割部４７１とDA変換部４７２との間に音響補正部５６２が設けられている。
　音響補正部５６１は、帯域分割部４７１から供給された、帯域分割後の音響信号に対して予め保持している補正係数を用いて周波数特性の補正を行い、その結果得られた音響信号をDA変換部７１に供給する。同様に、音響補正部５６２は、帯域分割部４７１から供給された、帯域分割後の音響信号に対して予め保持している補正係数を用いて周波数特性の補正を行い、その結果得られた音響信号をDA変換部４７２に供給する。これらの音響補正部５６１および音響補正部５６２は、図１７に示した音響補正部４３２に対応する。
　なお、以下では、音響補正部５６１が保持している角周波数ωごとの補正係数をＧ１（ω）とも記し、音響補正部５６２が保持している角周波数ωごとの補正係数をＧ２（ω）とも記すこととする。
　また、以下では音響補正部５６１へと供給される音響信号の帯域、つまり音響管４１により再生される再生帯域の角周波数ωを角周波数ω＝ω１とも記すこととし、音響管４７５により再生される再生帯域の角周波数ωを角周波数ω＝ω２とも記すこととする。ここで、ω０／２０＜ω１≦ω０であり、ω０＜ω２≦２０ω０である。
　さらに、音響管４１における圧縮率ｍを、圧縮率ｍ＝ｍ１と記すこととし、音響管４７５における圧縮率ｍを、圧縮率ｍ＝ｍ２と記すこととする。
　ところで、図１７を参照して説明した音響再生装置４３１では、補正係数Ｇ（ω）の例として、ｙ＝１のときに周波数特性が平坦となるように補正係数Ｇ（ω）を求めるようにした。この場合、音響管外部のｙ方向の音圧P(y,ω)は、次式（３９）に示すようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000039
　この式（３９）から分かるように、ｙ＜１の領域においては角周波数ωが大きいほど音圧P(y,ω)が大きく、ｙ＞１の領域においては角周波数ωが大きいほど音圧P(y,ω)が小さくなる。すなわち、ｙ＝１以外の領域では、平坦な周波数特性を得ることができない。
　また、図１８を参照して説明した、帯域分割を行う音響再生装置４６１では、音圧P1(y,ω1)＝P2(y,20ω1)となるような圧縮率ｍ１と圧縮率ｍ２の関係を求めた。
　しかし、この場合、例えばｙ＝１における音圧P1(y,ω0/20)と音圧P1(y,ω0)との比を求めると、次式（４０）に示すようになり、依然として角周波数ωが大きくなるほどｙ方向の音圧が急激に減衰してしまう。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000040
　そこで、音響再生装置５５１では、周波数特性の補正と帯域分割を行い、その際に例えば以下のような条件を設定して音場を制御することで、より平坦な周波数特性を得るとともに角周波数ωごとの音圧の減衰の差を軽減できるようにした。
　すなわち、例えばｙ＝１の地点において周波数特性が平坦となり、かつ音圧P1(y,ω1)＝P2(y,20ω1)となるような補正係数Ｇ１（ω）、補正係数Ｇ２（ω）、圧縮率ｍ１、および圧縮率ｍ２を求め、これらの補正係数と圧縮率が音響再生装置５５１で用いられるようにした。
　まず、音響管外のｙ方向の音圧P(y,ω)を以下の式（４１）のように定義する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000041
　但し、式（４１）におけるP1(y,ω)およびP2(y,ω)は、それぞれ以下の式（４２）および式（４３）の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000042
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000043
　ここで、ｙ＝１のときの音圧P(y,ω)が角周波数ωによらず一定となるような補正係数Ｇ１（ω）および補正係数Ｇ２（ω）を求めると、音圧P1(y,ω)、つまり補正係数Ｇ１（ω）については、以下の式（４４）に示すようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000044
　補正係数Ｇ１（ω）と同様に音圧P2(y,ω)、つまり補正係数Ｇ２（ω）については、以下の式（４５）に示すようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000045
　次に、式（４４）と式（４５）を用いて以下の式（４６）に示すように方程式を解くことで、ｙ方向の位置によらず音圧P1(y,ω1)＝P2(y,20ω1)となるような圧縮率ｍ１および圧縮率ｍ２が求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000046
　音響再生装置５５１では、音響管４１と音響管４７５は、音響管４１の圧縮率ｍ１と音響管４７５の圧縮率ｍ２が式（４６）に示す関係を有するようなものとされている。
　また、音響再生装置５５１では、音響補正部５６１は式（４４）に示す補正係数Ｇ１（ω）を用いて音響信号の周波数特性の補正を行い、音響補正部５６２は式（４５）に示す補正係数Ｇ２（ω）を用いて音響信号の周波数特性の補正を行う。
　このようにすることで音響再生装置５５１では、音響管外のｙ＝１の地点で周波数特性が平坦となり、かつ全ての角周波数ω１（但し、ω０／２０＜ω１≦ω０）について、音圧P1(y,ω1)＝P2(y,20ω1)が成立する。すなわち、より平坦な周波数特性で、かつ角周波数ωごとのｙ方向への音圧の減衰の差が少ないエバネッセント波を生成することができる。
　なお、周波数特性の補正と帯域分割とを組み合わせて行う場合、例えば図１９に示した音響再生装置５１１において、DA変換部７１の前段に図１７に示した音響補正部４３２を設けるようにしてもよい。
　この場合、音響補正部４３２は、例えば次式（４７）に示すように、角周波数ωの帯域ごとに異なる補正係数Ｇ（ω）を用いて、外部から供給された音響信号に対する周波数特性の補正を行い、その結果得られた音響信号をDA変換部７１に供給する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000047
　この例では、音響信号は、音響補正部４３２において全帯域での音響補正、つまり周波数特性の補正が行われ、その後、音響信号は帯域分割部５２１によって、アナログ領域で帯域分割されることになる。また、この場合、音響再生装置５１１では、音響管４１と音響管４７５は、音響管４１の圧縮率ｍ１と音響管４７５の圧縮率ｍ２が式（４６）に示す関係を有するようなものとされる。
　さらに、例えば図１８に示した音響再生装置４６１において、帯域分割部４７１の前段に図１７に示した音響補正部４３２を設けるようにしてもよい。
　この場合、音響補正部４３２は、例えば式（４７）に示した補正係数Ｇ（ω）を用いて、外部から供給された音響信号に対する周波数特性の補正を全帯域で行い、その結果得られた音響信号を帯域分割部４７１に供給する。
　この例では、音響信号は帯域分割部４７１によって、デジタル領域で帯域分割されることになる。また、この場合、音響再生装置４６１では、音響管４１と音響管４７５は、音響管４１の圧縮率ｍ１と音響管４７５の圧縮率ｍ２が式（４６）に示す関係を有するようなものとされる。
　なお、以上の第３の実施の形態乃至第５の実施の形態で説明した補正係数や圧縮率は、あくまで一例であって他の条件設定により定められる値とされるようにしてもよい。以上において説明した各実施の形態や変形例を適宜、組み合わせることも勿論可能である。
　また、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
　例えば、本技術は、１つの機能をネットワークを介して複数の装置で分担、共同して処理するクラウドコンピューティングの構成をとることができる。
　本明細書中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、他の効果があってもよい。
　さらに、本技術は、以下の構成とすることも可能である。
（１）
　自身の外形寸法よりも長い音響経路を有し、
　複数の開口部またはスリット状の開口部を有する
　音響管。
（２）
　前記複数の前記開口部が所定の方向に並べられて設けられている
　（１）に記載の音響管。
（３）
　互いに隣接する前記開口部間の距離が所定の距離となるように前記複数の前記開口部が設けられている
　（１）または（２）に記載の音響管。
（４）
　前記音響経路は、所定方向への音波の速度が、その前記音波が前記音響経路を進む速度未満となる形状となっている
　（１）乃至（３）の何れか一項に記載の音響管。
（５）
　前記音響管は、前記複数の前記開口部のそれぞれから音波を出力するか、または前記スリット状の前記開口部の複数の位置から音波を出力して、エバネッセント波を生成する
　（１）乃至（４）の何れか一項に記載の音響管。
（６）
　前記音響管は円筒管を螺旋状に巻くことにより得られたものである
　（１）乃至（５）の何れか一項に記載の音響管。
（７）
　前記音響管は波形に変形された円筒管を円環状にすることにより得られたものである
　（１）乃至（５）の何れか一項に記載の音響管。
（８）
　前記音響管は内部に仕切りを設けることにより得られたものである
　（１）乃至（５）の何れか一項に記載の音響管。
（９）
　自身の外形寸法よりも長い音響経路を有し、複数の開口部またはスリット状の開口部を有する音響管と、
　前記音響管内に音波を出力するスピーカと
　を備える音響再生装置。
（１０）
　前記音響経路は、前記音波の所定方向への速度が、その前記音波が前記音響経路を進む速度未満となる形状となっている
　（９）に記載の音響再生装置。
（１１）
　前記音響管は、前記複数の前記開口部のそれぞれから前記音波を出力するか、または前記スリット状の前記開口部の複数の位置から前記音波を出力して、エバネッセント波を生成する
　（９）または（１０）に記載の音響再生装置。
（１２）
　前記音響管内に音波を出力するスピーカを複数有する
　（９）乃至（１１）の何れか一項に記載の音響再生装置。
（１３）
　前記スピーカに供給される音響信号に対して音響補正を行う音響補正部をさらに備える
　（９）乃至（１２）の何れか一項に記載の音響再生装置。
（１４）
　前記音響管および前記スピーカを複数有する
　（９）乃至（１３）の何れか一項に記載の音響再生装置。
（１５）
　音響信号に対する帯域分割を行って、複数の前記スピーカのそれぞれに出力される複数の音響信号のそれぞれを生成する帯域分割部をさらに備える
　（１４）に記載の音響再生装置。
（１６）
　複数の前記音響管には、所定方向の第１の距離と、前記音響経路を進む前記音波が、前記所定方向に前記第１の距離だけ進む間に、前記音響経路を進んだ第２の距離との比が互いに異なる前記音響管が含まれている
　（１４）または（１５）に記載の音響再生装置。
　４１　音響管，　４２－１乃至４２－６，４２　開口，　４３　スピーカ，　６１　音響再生装置，　７１　DA変換部，　７２　増幅器，　４３２　音響補正部，　４７１　帯域分割部

Claims (16)

  1. 　自身の外形寸法よりも長い音響経路を有し、
    　複数の開口部またはスリット状の開口部を有する
    　音響管。
  2. 　前記複数の前記開口部が所定の方向に並べられて設けられている
    　請求項１に記載の音響管。
  3. 　互いに隣接する前記開口部間の距離が所定の距離となるように前記複数の前記開口部が設けられている
    　請求項１に記載の音響管。
  4. 　前記音響経路は、所定方向への音波の速度が、その前記音波が前記音響経路を進む速度未満となる形状となっている
    　請求項１に記載の音響管。
  5. 　前記音響管は、前記複数の前記開口部のそれぞれから音波を出力するか、または前記スリット状の前記開口部の複数の位置から音波を出力して、エバネッセント波を生成する
    　請求項１に記載の音響管。
  6. 　前記音響管は円筒管を螺旋状に巻くことにより得られたものである
    　請求項１に記載の音響管。
  7. 　前記音響管は波形に変形された円筒管を円環状にすることにより得られたものである
    　請求項１に記載の音響管。
  8. 　前記音響管は内部に仕切りを設けることにより得られたものである
    　請求項１に記載の音響管。
  9. 　自身の外形寸法よりも長い音響経路を有し、複数の開口部またはスリット状の開口部を有する音響管と、
    　前記音響管内に音波を出力するスピーカと
    　を備える音響再生装置。
  10. 　前記音響経路は、前記音波の所定方向への速度が、その前記音波が前記音響経路を進む速度未満となる形状となっている
    　請求項９に記載の音響再生装置。
  11. 　前記音響管は、前記複数の前記開口部のそれぞれから前記音波を出力するか、または前記スリット状の前記開口部の複数の位置から前記音波を出力して、エバネッセント波を生成する
    　請求項９に記載の音響再生装置。
  12. 　前記音響管内に音波を出力するスピーカを複数有する
    　請求項９に記載の音響再生装置。
  13. 　前記スピーカに供給される音響信号に対して音響補正を行う音響補正部をさらに備える
    　請求項９に記載の音響再生装置。
  14. 　前記音響管および前記スピーカを複数有する
    　請求項９に記載の音響再生装置。
  15. 　音響信号に対する帯域分割を行って、複数の前記スピーカのそれぞれに出力される複数の音響信号のそれぞれを生成する帯域分割部をさらに備える
    　請求項１４に記載の音響再生装置。
  16. 　複数の前記音響管には、所定方向の第１の距離と、前記音響経路を進む前記音波が、前記所定方向に前記第１の距離だけ進む間に、前記音響経路を進んだ第２の距離との比が互いに異なる前記音響管が含まれている
    　請求項１４に記載の音響再生装置。
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