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JP2000209691A - Parametric speaker - Google Patents

Parametric speaker

Info

Publication number
JP2000209691A
JP2000209691A JP517499A JP517499A JP2000209691A JP 2000209691 A JP2000209691 A JP 2000209691A JP 517499 A JP517499 A JP 517499A JP 517499 A JP517499 A JP 517499A JP 2000209691 A JP2000209691 A JP 2000209691A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
filter
modulated signal
sound
ultrasonic
frequency band
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP517499A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuya Takazawa
和哉 高沢
Hikari Suyama
光 須山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MK Seiko Co Ltd
Original Assignee
MK Seiko Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MK Seiko Co Ltd filed Critical MK Seiko Co Ltd
Priority to JP517499A priority Critical patent/JP2000209691A/en
Publication of JP2000209691A publication Critical patent/JP2000209691A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パラメトリック効果を用いて、空気等の媒質
中に被変調信号を復調するパラメトリックスピーカーに
おいて、復調した再生音に混入するノイズを軽減させる
と共に、聞き取りやすい自然な音質のスピーカーを提供
する。 【構成】 被変調信号の低音域をカットするフィルター
と、可聴音周波数帯の所定周波数範囲を通過するフィル
ターと、これらのフィルターを適宜選択する切換器とを
設け、復調した際に人間の耳には聞こえ難い周波数成分
を予めカットして超音波を変調し空中に放射すること
で、ノイズの原因となる各周波数成分の差音をなくし、
同時に、カットした周波数成分のうちの低音域を可聴音
域スピーカーで再生することで、パラメトリックアレイ
効果による再生音に不足する低音域を補完するようにし
た。
(57) [Abstract] [Purpose] In a parametric speaker that demodulates a modulated signal in a medium such as air using the parametric effect, the noise mixed with the demodulated reproduced sound is reduced, and the natural sound quality is easy to hear. Provide speakers. [Constitution] A filter that cuts a low frequency range of a modulated signal, a filter that passes through a predetermined frequency range of an audible sound frequency band, and a switch that appropriately selects these filters are provided. By pre-cutting the inaudible frequency components, modulating the ultrasonic waves and radiating them into the air, eliminating the difference sound of each frequency component that causes noise,
At the same time, the low frequency range of the cut frequency components is reproduced by the audible range speaker, thereby compensating for the low frequency range lacking in the reproduced sound due to the parametric array effect.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、パラメトリックアレイ
効果により可聴音信号などで振幅変調された超音波を媒
質(例えば空気中)に放射した際、音波の非線形伝搬特
性の結果、超音波伝搬路に沿って変調信号が可聴音とし
て復調される現象を利用したパラメトリックスピーカー
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic wave propagation path obtained by radiating an ultrasonic wave amplitude-modulated by an audible sound signal or the like to a medium (for example, in the air) by a parametric array effect. The present invention relates to a parametric speaker utilizing a phenomenon that a modulated signal is demodulated as an audible sound along the line.

【0002】[0002]

【従来の技術】音声による情報伝達の分野において音声
の伝達範囲や方向を制御することは重要な課題のひとつ
である。例えば、大勢の人が集まるイベント会場では一
度に大勢の人に対して音声情報を伝える必要があるが、
美術館,博物館などの展示物ガイダンスでは限られた範
囲に存在する人に対して音声情報を伝達できれば充分で
あり不必要な範囲の人にまで音声を伝えることは騒音に
つながる。また、銀行などの現金支払機の場合は更に範
囲が限定され、利用者一人に対して情報伝達するのが望
ましい。そこで、特定範囲の空間に可聴音を発生させる
装置としてパラメトリックスピーカーが従来より提案さ
れている。このパラメトリックスピーカーは、可聴域信
号で振幅変調された超音波を超音波振動子などのトラン
スデューサから空中に放射することで、空気中における
音波の非線形伝搬特性の結果(パラメトリックアレイ効
果)、超音波伝搬路に沿って変調信号が自己復調される
ものである。
2. Description of the Related Art In the field of information transmission by voice, controlling the transmission range and direction of voice is one of important issues. For example, in an event venue where many people gather, it is necessary to convey audio information to many people at once,
In the guidance of an exhibit such as an art museum or a museum, it is sufficient if audio information can be transmitted to persons existing in a limited area, and transmitting audio to persons in an unnecessary area leads to noise. In the case of a cash dispenser such as a bank, the range is further limited, and it is desirable to transmit information to one user. Therefore, a parametric speaker has been conventionally proposed as a device for generating an audible sound in a specific range of space. This parametric speaker emits ultrasonic waves, amplitude-modulated by an audible range signal, from a transducer such as an ultrasonic transducer into the air, resulting in the non-linear propagation characteristics of sound waves in air (parametric array effect), The modulated signal is self-demodulated along the path.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記のパラメトリック
スピーカーにおいて、例えば40キロHzの超音波を搬
送波とし、図5(a)に示すようなスペクトルを持った
被変調信号を振幅変調すると、図5(b)に示すスペク
トルを持った超音波が空中に放射される。このとき、超
音波の振幅が有限振幅レベルと見なされる程度に大きけ
れば、搬送波成分と上・下側波帯成分とが空気中で非線
形相互作用を起こし、その差音が超音波伝搬路に沿って
発生する。すなわち、上側波帯の50キロHz成分と搬
送波の40キロHz成分とで10キロHzの可聴音が発
生し、同じく40.01キロHz成分と搬送波成分とで
10Hzの音波が発生し、結果として被変調信号が復調
される。このように、搬送波成分と側波帯成分との差音
のみが再生されるのであれば、変調した通りの信号が再
生されることになり、高音質の可聴音を聞くことができ
る。しかしながら実際は、上側波帯と下側波帯とに含ま
れる全ての周波数成分の間で差音が生じ、また、同じ側
波帯の中でも差音が生じ、これらの差音が被変調信号と
は異なったノイズとなっていた。すなわち、側波帯域
(被変調信号の周波数帯域)が広いほどその分ノイズが
混入してしまうという問題点があった。
In the above parametric loudspeaker, when a modulated signal having a spectrum as shown in FIG. 5A is amplitude-modulated by using, for example, an ultrasonic wave of 40 kHz as a carrier wave, FIG. Ultrasonic waves having the spectrum shown in b) are emitted into the air. At this time, if the amplitude of the ultrasonic wave is large enough to be regarded as a finite amplitude level, the carrier component and the upper and lower sideband components cause a nonlinear interaction in the air, and the difference sound is generated along the ultrasonic propagation path. Occur. That is, an audible sound of 10 kHz is generated by the 50 kHz component of the upper sideband and the 40 kHz component of the carrier, and a 10 Hz sound wave is similarly generated by the 40.01 kHz component and the carrier component. The modulated signal is demodulated. As described above, if only the difference sound between the carrier component and the sideband component is reproduced, the modulated signal is reproduced, and the audible sound with high sound quality can be heard. However, in practice, a difference sound occurs between all the frequency components included in the upper sideband and the lower sideband, and also a difference sound occurs in the same sideband, and these difference sounds are different from the modulated signal. It was a different noise. That is, there is a problem that noise is mixed in as the sideband (frequency band of the modulated signal) is wider.

【0004】また、一般に音楽信号は、その周波数特性
を調べると低音域ほど音量レベルが高いので、被変調信
号として音楽信号を用いた場合、低音域を豊富に含んだ
超音波が放射されることになる。ところがパラメトリッ
クアレイ効果は、低音域になるほど超音波から可聴音へ
の変換効率が低下するので、実際の可聴音は低音域が不
足して甲高い音が聞こえることになる。しかし実際に
は、人間の耳には聞こえ難い低音域や高音域の成分も超
音波に変調されて空中に放射されているので、両側波帯
間および同じ側波帯の中で生じた周波数成分同士の差音
は、それぞれの周波数成分の出力レベルに比例した高い
音圧レベルのノイズとなり、再生音の音質低下を招いて
いた。更に、重低音は特に音量レベルが高いという事に
加え、超音波振動子のQ(Quality Facto
r)は搬送波周波数をピークにその周波数から離れるに
従い急激に低くなるので、振幅変調した場合に、被変調
信号の低音域ほど効率よく放射され、ノイズ発生の大き
な要因となってしまうのである。これらの事情によっ
て、甲高い上にノイズが混入した聞き難い可聴音が発生
してしまうという問題点が発生していた。
In general, when the frequency characteristics of a music signal are examined, the lower the tone range, the higher the volume level. Therefore, when a music signal is used as a modulated signal, an ultrasonic wave rich in a low tone range is radiated. become. However, in the parametric array effect, since the conversion efficiency from ultrasonic waves to audible sound decreases as the sound range becomes lower, the actual audible sound lacks the low frequency range and a high pitch sound can be heard. However, in practice, low-frequency and high-frequency components, which are hard to hear to the human ear, are also modulated into ultrasonic waves and radiated into the air, so frequency components generated between both sidebands and in the same sideband The difference sound between them becomes noise having a high sound pressure level in proportion to the output level of each frequency component, resulting in deterioration of the sound quality of the reproduced sound. In addition to the fact that the bass sound has a particularly high volume level, the Q (Quality Factor) of the ultrasonic vibrator is also large.
r) peaks at the carrier frequency and decreases rapidly as the frequency departs from the carrier frequency. Therefore, when amplitude modulation is performed, the lower the tone range of the modulated signal, the more efficiently the signal is radiated, which is a major factor in generating noise. Under these circumstances, there has been a problem that an audible sound that is inaudible and mixed with noise is generated on a high pitch.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】(1)上記のような問題
を解決するために本発明では、超音波周波数帯の搬送波
を発振する発振回路と、超音波周波数帯の搬送波を被変
調信号で変調する変調部と、変調部に入力される被変調
信号の所定周波数以下を遮断する第1のフィルターと、
前記変調部から出力される信号を超音波として媒質中に
放射する超音波振動子と、前記被変調信号の所定周波数
以上を遮断する第2のフィルターと、第2のフィルター
を通過した信号を可聴音再生する可聴音域スピーカーと
を備えたことを特徴とするパラメトリックスピーカーを
提案する。
According to the present invention, there is provided an oscillation circuit for oscillating a carrier wave in an ultrasonic frequency band, and a carrier wave in the ultrasonic frequency band is modulated by a modulated signal. A modulating unit that modulates, a first filter that blocks a predetermined frequency or less of a modulated signal input to the modulating unit,
An ultrasonic transducer that emits a signal output from the modulation unit as an ultrasonic wave into a medium, a second filter that cuts off a predetermined frequency or more of the modulated signal, and a signal that passes through the second filter. A parametric speaker characterized by comprising an audible sound range speaker that reproduces an audible sound is proposed.

【0006】(2)また、超音波周波数帯の搬送波を発
振する発振回路と、超音波周波数帯の搬送波を被変調信
号で変調する変調部と、変調部に入力される被変調信号
の所定周波数帯域を通過する第1のフィルターと、前記
変調部から出力される信号を超音波として媒質中に放射
する超音波振動子と、前記被変調信号の所定周波数以上
を遮断する第2のフィルターと、第2のフィルターを通
過した信号を可聴音再生する可聴音域スピーカーとを備
えたことを特徴とするパラメトリックスピーカーを提案
する。
(2) An oscillation circuit for oscillating a carrier wave in the ultrasonic frequency band, a modulator for modulating the carrier wave in the ultrasonic frequency band with a modulated signal, and a predetermined frequency of the modulated signal input to the modulator. A first filter that passes a band, an ultrasonic transducer that emits a signal output from the modulation unit as ultrasonic waves into a medium, and a second filter that blocks a predetermined frequency or more of the modulated signal, An audible range speaker that reproduces an audible sound of the signal that has passed through the second filter is proposed.

【0007】(3)また、超音波周波数帯の搬送波を発
振する発振回路と、超音波周波数帯の搬送波を被変調信
号で変調する変調部と、変調部に入力される被変調信号
の所定周波数以下を遮断する第1のフィルターと、前記
変調部に入力される被変調信号の所定周波数帯域を通過
する第2のフィルターと、前記各フィルターを切り換え
る切換器と、前記変調部から出力される信号を超音波と
して媒質中に放射する超音波振動子と、前記被変調信号
の所定周波数以上を遮断する第3のフィルターと、第3
のフィルターを通過した信号を可聴音再生する可聴音域
スピーカーとを備えたことを特徴とするパラメトリック
スピーカーを提案する。
(3) An oscillation circuit for oscillating a carrier wave in the ultrasonic frequency band, a modulator for modulating the carrier wave in the ultrasonic frequency band with the modulated signal, and a predetermined frequency of the modulated signal input to the modulator. A first filter that blocks the following, a second filter that passes a predetermined frequency band of a modulated signal input to the modulation unit, a switch that switches the filters, and a signal that is output from the modulation unit. An ultrasonic vibrator for radiating ultrasonic waves into a medium as ultrasonic waves, a third filter for cutting off a predetermined frequency or more of the modulated signal,
And an audible range speaker that reproduces an audible sound of the signal passed through the filter.

【0008】(4)また、上記提案のパラメトリックス
ピーカーにおいて、各フィルターはカットオフ周波数あ
るいは通過周波数帯域を適宜調整するボリュームスイッ
チを備えることを特徴とするパラメトリックスピーカー
を提案する。
(4) Further, in the parametric speaker proposed above, a filter is proposed in which each filter includes a volume switch for appropriately adjusting a cutoff frequency or a pass frequency band.

【0009】[0009]

【作用】(1)の提案によれば、被変調信号の低音域を
カットして搬送波を変調し、パラメトリックスピーカー
として再生音を発生させることができる。したがって、
可聴音以下の不要な成分に起因していたノイズを大幅に
軽減することが可能になる。さらに、カットした被変調
信号の低音域のみを可聴音域スピーカーで再生するの
で、鋭い指向性を備えた上に音質の良いパラメトリック
スピーカーを提供することができる。
According to the proposal of (1), it is possible to modulate the carrier by cutting the low frequency range of the modulated signal and generate a reproduced sound as a parametric speaker. Therefore,
It is possible to greatly reduce noise caused by unnecessary components below the audible sound. Further, since only the low-frequency range of the cut modulated signal is reproduced by the audible range speaker, a parametric speaker having sharp directivity and good sound quality can be provided.

【0010】(2)の提案によれば、被変調信号のうち
再生音として必要な可聴音周波数帯のみ変調し、パラメ
トリックスピーカーとして再生音を発生させることがで
きる。したがって、音声メッセージ等の再生には不要な
成分に起因していたノイズを大幅に軽減することが可能
になる。さらに、不足した低音域のみを可聴音域スピー
カーで再生するので、鋭い指向性を備えた上に音質の良
いパラメトリックスピーカーを提供することができる。
According to the proposal (2), only the audible sound frequency band required as the reproduced sound in the modulated signal is modulated, and the reproduced sound can be generated as a parametric speaker. Therefore, it is possible to greatly reduce noise caused by components unnecessary for reproduction of a voice message or the like. Furthermore, since only the insufficient bass range is reproduced by the audible range speakers, a parametric speaker having sharp directivity and good sound quality can be provided.

【0011】(3)、(4)の提案によれば、被変調信
号をフィルターを介して変調し、パラメトリックアレイ
効果により発生した再生音のノイズ混入状況に応じてフ
ィルターの種類あるいはカットオフ周波数・通過周波数
帯域を選択・調整できる。また、可聴音域スピーカーに
つながるフィルターのカットオフ周波数を調整できる。
したがって、被変調信号の種類(音声信号・音楽信号
等)に応じて効果的にノイズを軽減したり、音質を調整
することが可能になる。
According to the proposals of (3) and (4), the modulated signal is modulated via a filter, and the type of the filter or the cutoff frequency and the cutoff frequency are determined according to the noise mixing state of the reproduced sound generated by the parametric array effect. Pass frequency band can be selected and adjusted. In addition, the cutoff frequency of the filter connected to the audible sound range speaker can be adjusted.
Therefore, it is possible to effectively reduce noise and adjust sound quality according to the type of the modulated signal (audio signal, music signal, etc.).

【0012】[0012]

【実施例】以下、図面を基に、本発明の実施例について
説明する。図1は本発明実施例の駆動回路を示すブロッ
ク図である。1は超音波振動子から放射する超音波の搬
送波(例えば40KHz)を発振する発振回路、2は音
声信号や音楽信号等から成るオーディオ信号(すなわち
被変調信号)を発生するオーディオ信号発生部、3は発
振回路1から出力される搬送波にオーディオ信号発生部
2から出力されるオーディオ信号を変調する変調部であ
る。4は変調部3からの出力信号を増幅する超音波振動
子増幅回路であり、超音波振動子5を駆動する。6はオ
ーディオ信号発生部2から出力されるオーディオ信号の
低音域以下をカットするハイパスフィルターで、そのカ
ットオフ周波数は一例として300Hzに設定されてい
る。ところで、可聴音の範囲は一般に30Hz〜16K
Hzであるが、実際のところ300Hz以下の音は聞こ
え難く、パラメトリックスピーカーにおいては、復調す
なわち再生音への変換効率が非常に低い。ところが、一
般に音楽信号にはこれら低音域の成分が多く含まれてお
り、そのまま被変調信号として変調すると、復調した際
に再生音としてではなくむしろノイズとして音質低下を
引き起こしてしまう。そのために本実施例ではカットオ
フ周波数を一例として300Hzに設定した。7はバン
ドパスフィルターで、その通過周波数帯は一例として3
00Hz〜10KHzとした。そして、これらのフィル
ターは切換器8を介して変調部3に接続されている。9
はオーディオ信号発生部2から出力されるオーディオ信
号の低音域以上をカットするローパスフィルターで、そ
のカットオフ周波数は一例として200Hzに設定され
ている。10はローパスフィルター9からの出力信号を
増幅する可聴音域スピーカー増幅回路であり、可聴音域
スピーカー11を駆動する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a driving circuit according to an embodiment of the present invention. Reference numeral 1 denotes an oscillation circuit that oscillates a carrier wave (for example, 40 KHz) of an ultrasonic wave radiated from an ultrasonic transducer. Is a modulator for modulating the audio signal output from the audio signal generator 2 to the carrier output from the oscillation circuit 1. Reference numeral 4 denotes an ultrasonic transducer amplifying circuit for amplifying an output signal from the modulator 3, and drives the ultrasonic transducer 5. Reference numeral 6 denotes a high-pass filter that cuts the audio signal output from the audio signal generator 2 below the low frequency range. The cut-off frequency is set to 300 Hz, for example. By the way, the range of audible sound is generally 30 Hz to 16K.
However, in practice, sounds below 300 Hz are hardly audible, and the efficiency of demodulation, that is, conversion to reproduced sound is very low in a parametric speaker. However, music signals generally contain a lot of these low-frequency components, and if they are modulated as they are as a modulated signal, the sound quality will be degraded as noise rather than as reproduced sound when demodulated. Therefore, in this embodiment, the cutoff frequency is set to 300 Hz as an example. Reference numeral 7 denotes a band pass filter whose passing frequency band is 3 as an example.
00 Hz to 10 KHz. These filters are connected to the modulation unit 3 via the switch 8. 9
Is a low-pass filter that cuts a low frequency range or higher of the audio signal output from the audio signal generator 2, and its cutoff frequency is set to 200 Hz as an example. Reference numeral 10 denotes an audible sound range speaker amplifier circuit that amplifies an output signal from the low-pass filter 9, and drives an audible sound range speaker 11.

【0013】次に本発明の動作について説明する。切換
器8でハイパスフィルター6を選択すると、オーディオ
信号発生部2から出力されたオーディオ信号は300H
z以下の低音域をカットされて図2(a)に示すような
スペクトルを持つ超音波が空中に放射され、図2(b)
のような周波数特性の再生音が復調される。このよう
に、復調された際に聞き取りにくい300Hz以下の周
波数成分をカットするので、カットした周波数成分との
差音として発生していたノイズを大幅に減少することが
できる。この点について図4を基に更に詳しく説明す
る。例えば40KHzの搬送波に300Hzと15KH
zの信号とを振幅変調し、超音波振動子から空中に放射
すると、上側波帯に注目すればそれぞれの信号成分の差
音としてA:300Hz B:14.7KHz C:1
5KHz と三種類の音が復調される。すなわち、30
0Hzと15KHzとの差音である14.7KHzの信
号が不要なノイズとして発生してしまうのである。しか
も、この14.7KHzの信号は300Hzと15KH
zの出力レベルに比例するので、非常に高い音圧のノイ
ズとなってしまう。そこで、復調音としてはほとんど聞
こえない300Hzの信号をカットしてしまえば、差音
Bも発生せず、ノイズをなくすことができるのである。
Next, the operation of the present invention will be described. When the high pass filter 6 is selected by the switch 8, the audio signal output from the audio signal generator 2 is 300H
An ultrasonic wave having a spectrum as shown in FIG. 2A is radiated into the air by cutting a low frequency range below z, and FIG.
Is demodulated. As described above, since the frequency components of 300 Hz or less that are hard to hear when demodulated are cut, noise generated as a difference sound from the cut frequency components can be significantly reduced. This will be described in more detail with reference to FIG. For example, a carrier wave of 40 KHz has 300 Hz and 15 KH.
When the signal z is amplitude-modulated and radiated from the ultrasonic vibrator into the air, the difference sound of each signal component is A: 300 Hz B: 14.7 KHz C: 1
5KHz and three kinds of sounds are demodulated. That is, 30
A signal of 14.7 KHz, which is a difference sound between 0 Hz and 15 KHz, is generated as unnecessary noise. Moreover, this 14.7 KHz signal is 300 Hz and 15 KH
Since it is proportional to the output level of z, the noise becomes very high in sound pressure. Therefore, if the signal of 300 Hz which is hardly heard as the demodulated sound is cut, no difference sound B is generated, and the noise can be eliminated.

【0014】次に切換器8でバンドパスフィルター7を
選択すると、オーディオ信号発生部2から出力されたオ
ーディオ信号は300Hz〜10KHzの周波数成分の
みが変調され、図3(a)に示すようなスペクトルを持
つ超音波が空中に放射されて図3(b)のような周波数
特性の再生音が復調される。このように、復調された際
にほとんど聞こえない300Hz以下の周波数成分と、
再生音への変換効率が高い高音域の周波数成分とをカッ
トするので、そのカットした周波数成分との差音として
発生していたノイズを大幅に減少させることができる。
Next, when the band pass filter 7 is selected by the switch 8, only the frequency components of 300 Hz to 10 KHz are modulated in the audio signal output from the audio signal generator 2, and the spectrum as shown in FIG. Is radiated into the air, and a reproduced sound having a frequency characteristic as shown in FIG. 3B is demodulated. Thus, a frequency component of 300 Hz or less that is almost inaudible when demodulated,
Since high frequency components having high conversion efficiency to reproduced sound are cut, noise generated as a difference sound from the cut frequency components can be greatly reduced.

【0015】一方、ローパスフィルター9では、オーデ
ィオ信号発生部2から出力されたオーディオ信号のうち
の200Hz以下の周波数成分を可聴音域スピーカー増
幅回路10に出力するので、可聴音域スピーカー11か
らは低音域周波数成分のみが直接可聴音として再生され
る。したがって、ハイパスフィルター6、バンドパスフ
ィルター7でカットした低音域周波数成分を可聴音域ス
ピーカー11で補完することができる。
On the other hand, the low-pass filter 9 outputs a frequency component of 200 Hz or less in the audio signal output from the audio signal generating section 2 to the audible-range speaker amplifier circuit 10. Only the components are directly reproduced as audible sounds. Therefore, the low-frequency components cut by the high-pass filter 6 and the band-pass filter 7 can be complemented by the audible-range speaker 11.

【0016】本発明は以上のように構成されるものであ
るが、上記実施例に限定されるものではなく、オーディ
オ信号が一定の決まった内容であったり、音声メッセー
ジだけであるような場合は、上記各フィルターにカット
オフ周波数および通過周波数帯を適宜調整できるボリュ
ームスイッチを設け、再生音を確認しながら最も適した
値に設定することも可能である。例えば、上記ハイパス
フィルターのカットオフ周波数を500Hzに設定し、
可聴音域スピーカーにつながるローパスフィルターのカ
ットオフ周波数を400Hzに設定すると、多少パラメ
トリックアレイ効果としての狭指向性は失われるものの
音楽再生に対して著しいノイズ減少効果が得られ、音質
が飛躍的に向上することを確認した。また、上記各フィ
ルターを切換器で選択する構成ではなく、オーディオ信
号の内容が決まっているような場合は専用のフィルター
を固定で設けるようにしても良い。
Although the present invention is configured as described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, but is applied to a case where the audio signal has a fixed content or is only a voice message. Each of the above filters may be provided with a volume switch capable of appropriately adjusting a cutoff frequency and a pass frequency band, and set to the most appropriate value while checking the reproduced sound. For example, setting the cutoff frequency of the high-pass filter to 500 Hz,
When the cut-off frequency of the low-pass filter connected to the audible range speaker is set to 400 Hz, narrow directivity is somewhat lost as a parametric array effect, but a remarkable noise reduction effect is obtained for music reproduction, and the sound quality is dramatically improved. It was confirmed. Instead of selecting each of the filters with a switch, a dedicated filter may be fixedly provided when the content of the audio signal is determined.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、パラメト
リックアレイ効果による復調時にほとんど聞こえないよ
うな低音域を予めカットして搬送波を変調し、パラメト
リックスピーカーとして再生音を発生させることができ
る。したがって、再生音として必要な周波数成分と不要
な周波数成分との差音として高い音圧レベルで生じてい
たノイズを大幅に軽減することができる。また一方で、
失われた低音域は可聴音域スピーカーで直接可聴音とし
て再生するので、全体として狭指向性を備えながら低音
域に富んだ音質の良いパラメトリックスピーカーを提供
することができる。
As described above, according to the present invention, a reproduced sound can be generated as a parametric speaker by preliminarily cutting a low-frequency range that is hardly heard during demodulation by the parametric array effect and modulating the carrier. Therefore, noise generated at a high sound pressure level as a difference sound between a frequency component necessary for the reproduced sound and an unnecessary frequency component can be significantly reduced. Meanwhile,
Since the lost bass range is directly reproduced as audible sound by the audible range speaker, it is possible to provide a parametric speaker with good sound quality rich in bass range while having narrow directivity as a whole.

【0018】また、パラメトリックアレイ効果による復
調時に、特に必要でないにも関わらず再生音への変換効
率が高い可聴音上限付近の高音域と、ノイズ発生の大き
な原因となる低音域とを予めカットして、少なくとも再
生音として必要な可聴音周波数帯のみ変調するので、音
声メッセージ等の再生には不要な周波数成分に起因して
いた高い音圧レベルのノイズを大幅に軽減することがで
きる。また一方で、失われた低音域は可聴音域スピーカ
ーで直接可聴音として再生するので、甲高い再生音にな
りがちなパラメトリックスピーカーの低音域を補完する
ことができ、全体として狭指向性を備えながら低ノイズ
で自然な音質のパラメトリックスピーカーを提供するこ
とができる。
Further, at the time of demodulation by the parametric array effect, a high frequency range near the upper limit of the audible sound, which is not particularly necessary but has a high conversion efficiency to a reproduced sound, and a low frequency range which is a major cause of noise generation are cut in advance. Since at least only the audible sound frequency band necessary for the reproduced sound is modulated, noise of a high sound pressure level caused by unnecessary frequency components for reproducing a voice message or the like can be greatly reduced. On the other hand, the lost bass is directly reproduced as audible sound by the audible range speaker, which can complement the low range of a parametric speaker that tends to produce high-pitched sound. It is possible to provide a parametric speaker with noise and natural sound quality.

【0019】また、被変調信号をフィルターを介して変
調し、パラメトリックアレイ効果により発生した再生音
のノイズ混入状況に応じてフィルターの種類あるいはカ
ットオフ周波数・通過周波数帯域を選択・調整できる。
また、可聴音域スピーカーにつながるフィルターのカッ
トオフ周波数を調整できる。したがって、被変調信号の
種類(音声信号・音楽信号・音声+音楽信号 等)に応
じて効果的にノイズを軽減したり、音質を調整すること
が可能になる。
Further, the modulated signal is modulated via a filter, and the type of filter or the cutoff frequency / pass frequency band can be selected and adjusted according to the noise mixing state of the reproduced sound generated by the parametric array effect.
In addition, the cutoff frequency of the filter connected to the audible sound range speaker can be adjusted. Therefore, it is possible to effectively reduce noise and adjust sound quality according to the type of the modulated signal (audio signal, music signal, voice + music signal, etc.).

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明実施例の駆動回路を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a driving circuit according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明実施例による変調波と再生音のスペクト
ルを示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a spectrum of a modulated wave and a reproduced sound according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明実施例による変調波と再生音のスペクト
ルを示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a spectrum of a modulated wave and a reproduced sound according to the embodiment of the present invention.

【図4】搬送波に2種類の信号を振幅変調した状態を示
す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state where two types of signals are amplitude-modulated on a carrier wave.

【図5】被変調信号と変調後のスペクトルを示す説明図
である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a modulated signal and a spectrum after modulation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 発振回路 2 オーディオ信号発生部 3 変調部 4 超音波振動子増幅回路 5 超音波振動子 6 ハイパスフィルター 7 バンドパスフィルター 8 切換器 9 ローパスフィルター 10 可聴音域スピーカー増幅回路 11 可聴音域スピーカー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Oscillation circuit 2 Audio signal generation part 3 Modulation part 4 Ultrasonic vibrator amplifier circuit 5 Ultrasonic vibrator 6 High pass filter 7 Band pass filter 8 Switching device 9 Low pass filter 10 Audible sound range speaker amplifier circuit 11 Audible sound range speaker

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 超音波周波数帯の搬送波を発振する発振
回路と、超音波周波数帯の搬送波を被変調信号で変調す
る変調部と、変調部に入力される被変調信号の所定周波
数以下を遮断する第1のフィルターと、第1のフィルタ
ーを介して前記変調部から出力される信号を超音波とし
て放射する超音波振動子と、前記被変調信号の所定周波
数以上を遮断する第2のフィルターと、第2のフィルタ
ーを介した信号を可聴音再生する可聴音域スピーカーと
を備えたことを特徴とするパラメトリックスピーカー。
An oscillator circuit for oscillating a carrier wave in an ultrasonic frequency band, a modulating unit for modulating a carrier wave in an ultrasonic frequency band with a modulated signal, and blocking a modulated signal input to the modulating unit below a predetermined frequency. A first filter that performs the operation, an ultrasonic transducer that emits a signal output from the modulation unit via the first filter as ultrasonic waves, and a second filter that blocks a predetermined frequency or more of the modulated signal. And an audible sound range speaker for audibly reproducing a signal passed through the second filter.
【請求項2】 超音波周波数帯の搬送波を発振する発振
回路と、超音波周波数帯の搬送波を被変調信号で変調す
る変調部と、変調部に入力される被変調信号の所定周波
数帯域を通過する第1のフィルターと、第1のフィルタ
ーを介して前記変調部から出力される信号を超音波とし
て放射する超音波振動子と、前記被変調信号の所定周波
数以上を遮断する第2のフィルターと、第2のフィルタ
ーを介した信号を可聴音再生する可聴音域スピーカーと
を備えたことを特徴とするパラメトリックスピーカー。
2. An oscillation circuit for oscillating a carrier wave in an ultrasonic frequency band, a modulator for modulating the carrier wave in the ultrasonic frequency band with a modulated signal, and passing through a predetermined frequency band of the modulated signal input to the modulator. A first filter that performs the operation, an ultrasonic transducer that emits a signal output from the modulation unit via the first filter as ultrasonic waves, and a second filter that blocks a predetermined frequency or more of the modulated signal. And an audible sound range speaker for audibly reproducing a signal passed through the second filter.
【請求項3】 超音波周波数帯の搬送波を発振する発振
回路と、超音波周波数帯の搬送波を被変調信号で変調す
る変調部と、変調部に入力される被変調信号の所定周波
数以下を遮断する第1のフィルターと、前記変調部に入
力される被変調信号の所定周波数帯域を通過する第2の
フィルターと、前記各フィルターを切り換える切換器
と、前記各フィルターおよび前記切換器を介して前記変
調部から出力される信号を超音波として放射する超音波
振動子と、前記被変調信号の所定周波数以上を遮断する
第3のフィルターと、第3のフィルターを介した信号を
可聴音再生する可聴音域スピーカーとを備えたことを特
徴とするパラメトリックスピーカー。
3. An oscillation circuit for oscillating a carrier wave in an ultrasonic frequency band, a modulating section for modulating a carrier wave in an ultrasonic frequency band with a modulated signal, and blocking a modulated signal input to the modulating section below a predetermined frequency. A first filter, a second filter that passes through a predetermined frequency band of the modulated signal input to the modulation unit, a switch that switches the filters, and the filter via the filters and the switch. An ultrasonic transducer that emits a signal output from the modulator as an ultrasonic wave, a third filter that cuts off a predetermined frequency or more of the modulated signal, and an audible sound that reproduces an audible signal from the third filter. A parametric speaker comprising a range speaker.
【請求項4】 請求項1、2および3記載のパラメトリ
ックスピーカーにおいて、各フィルターはカットオフ周
波数あるいは通過周波数帯域を適宜調整するボリューム
スイッチを備えることを特徴とするパラメトリックスピ
ーカー。
4. The parametric speaker according to claim 1, wherein each filter includes a volume switch for appropriately adjusting a cutoff frequency or a pass frequency band.
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