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JP2006081117A - Super-directional speaker system - Google Patents

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JP2006081117A
JP2006081117A JP2004265870A JP2004265870A JP2006081117A JP 2006081117 A JP2006081117 A JP 2006081117A JP 2004265870 A JP2004265870 A JP 2004265870A JP 2004265870 A JP2004265870 A JP 2004265870A JP 2006081117 A JP2006081117 A JP 2006081117A
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JP
Japan
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speaker system
super
listener
frequency
amplitude
Prior art date
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Pending
Application number
JP2004265870A
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Japanese (ja)
Inventor
Yusuke Nakajima
悠輔 中島
Takeshi Yoshimura
健 吉村
Tomoyuki Oya
智之 大矢
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.)
NTT Docomo Inc
Original Assignee
NTT Docomo Inc
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Publication date
Application filed by NTT Docomo Inc filed Critical NTT Docomo Inc
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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Obtaining Desirable Characteristics In Audible-Bandwidth Transducers (AREA)

Abstract

【課題】聴取者との相対的な位置に応じて、聴取者が受聴する音質を適切に制御する。
【解決手段】搬送波周波数制御器2において、搬送波の周波数を制御する。この制御された搬送波を用いて変調器3において振幅変調を行うことで、搬送波周波数に応じて、超指向性スピーカシステムから出力された音響出力が媒質の非線形性により復調する距離と指向性を制御する。
【効果】復調する距離を調整することで、最適な復調距離を超指向性スピーカシステムの聴取者に適合させ、聴取者に高品質な音場を実現できる。
【選択図】 図1
A sound quality that a listener listens to is appropriately controlled according to a relative position with the listener.
A carrier frequency controller controls the frequency of a carrier. By performing amplitude modulation in the modulator 3 using this controlled carrier wave, the distance and directivity in which the acoustic output outputted from the superdirective speaker system is demodulated by the nonlinearity of the medium is controlled according to the carrier frequency. To do.
[Advantage] By adjusting the demodulation distance, the optimum demodulation distance can be adapted to the listener of the super-directional speaker system, and a high-quality sound field can be realized for the listener.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は超指向性スピーカシステムに関し、特に復調する距離や方向の制御に関する。   The present invention relates to a super-directional speaker system, and more particularly to control of a demodulation distance and direction.

一般に、音響用スピーカから再生される音響出力には拡散性がある。このため、音響用スピーカを通して再生した音声や音楽などの音響出力を使用者すなわち聴取者が受聴する際に、聴取者以外の人にも音響出力が聞こえ、騒音となる問題や、秘密が漏洩する問題があった。
この問題を解決する手段として、指向性の高い音場を形成する超指向性スピーカとして、パラメトリックスピーカが提案されている(例えば、特許文献1)。
Generally, the sound output reproduced from the sound speaker is diffusive. For this reason, when the user, that is, the listener, listens to the sound output such as voice and music reproduced through the sound speaker, the sound output can be heard by a person other than the listener, and the problem of noise and the secret leak. There was a problem.
As means for solving this problem, a parametric speaker has been proposed as a super-directional speaker that forms a highly directional sound field (for example, Patent Document 1).

パラメトリックスピーカは、高周波数の音波を搬送波として出力することによって高い指向性を得る。高い指向性を得るために、音波の周波数が高いほど指向角度が小さくなるという音波の性質を利用している。
パラメトリックスピーカは、例えば、図14に示されているような構成で実現する。搬送波発振器20によって生成した高周波数の正弦波を搬送波とし、変調器において原音11を搬送波で振幅変調し、増幅器4を通して、電気音響変換器5に入力する。電気音響変換器5に入力される信号は、媒質中に有限振幅音波で出力されるために、増幅器4で振幅を増幅することが多い。
A parametric speaker obtains high directivity by outputting a high-frequency sound wave as a carrier wave. In order to obtain high directivity, the sound wave property is utilized in which the directivity angle decreases as the frequency of the sound wave increases.
The parametric speaker is realized with a configuration as shown in FIG. 14, for example. A high-frequency sine wave generated by the carrier wave oscillator 20 is used as a carrier wave, and the original sound 11 is amplitude-modulated by the carrier wave in the modulator and is input to the electroacoustic transducer 5 through the amplifier 4. Since the signal input to the electroacoustic transducer 5 is output as a finite amplitude sound wave in the medium, the amplifier 4 often amplifies the amplitude.

次に、このような超指向性スピーカシステムの動作について説明する。電気音響変換器5は、いわゆるパラメトリックアレイスピーカであり、可聴音(音声信号)によって超音波帯の周波数をもつ搬送波を振幅変調したものを空中に放射し、空気の非線型特性を利用して可聴音を復調することにより指向性の高い音響放射を行うスピーカである。
変調器3は、搬送波発振器20から出力された超音波帯域の搬送波を、音声信号である原音11により振幅変調する。搬送波発振器20から出力される搬送波の周波数は超音波帯の周波数すなわち20KHz以上である。ここでは、搬送波の周波数を40KHzとする。増幅器4は、変調器3から出力された被変調信号を、所定の増幅率に従って電気音響変換器5をドライブ可能なレベルまで振幅を増幅して、これを電気音響変換器5に出力する。
Next, the operation of such a super-directional speaker system will be described. The electro-acoustic transducer 5 is a so-called parametric array speaker, which radiates a carrier wave having an ultrasonic band frequency modulated by an audible sound (audio signal) into the air, and can use the non-linear characteristics of air. It is a loudspeaker that performs acoustic radiation with high directivity by demodulating the listening sound.
The modulator 3 modulates the amplitude of the ultrasonic band carrier wave output from the carrier wave oscillator 20 with the original sound 11 as an audio signal. The frequency of the carrier wave output from the carrier wave oscillator 20 is an ultrasonic band frequency, that is, 20 KHz or more. Here, the frequency of the carrier wave is 40 KHz. The amplifier 4 amplifies the amplitude of the modulated signal output from the modulator 3 to a level at which the electroacoustic transducer 5 can be driven according to a predetermined amplification factor, and outputs this to the electroacoustic transducer 5.

電気音響変換器5は、増幅器4で増幅された被変調信号を超指向性の音響振動として特定方向に放射する。電気音響変換器5によって空気中に放射された音響振動は、空気の非線形特性によって歪み波となり、空気中を伝搬中に元の可聴音に復調される。この復調された可聴音は、元の超音波の超指向特性を持っているため、所望の特定空間に対してのみ音響放射を行うことができる。   The electroacoustic transducer 5 radiates the modulated signal amplified by the amplifier 4 in a specific direction as superdirective acoustic vibration. The acoustic vibration radiated into the air by the electroacoustic transducer 5 becomes a distorted wave due to the non-linear characteristic of the air, and is demodulated to the original audible sound while propagating through the air. Since the demodulated audible sound has the superdirective characteristics of the original ultrasonic wave, it is possible to radiate sound only to a desired specific space.

ここで、超指向性の音響放射について、図15を参照して説明する。音声信号である原音11が図15(a)に示されている伝送波である。図15(b)は変調器3の内部で生成される搬送波の波形である。この搬送波を、音声信号である原音11によって振幅変調すると、図15(c)のような振幅変調波が得られる。
このときの振幅変調波xは、搬送波周波数をf1、伝送波周波数をf2、搬送波振幅をn1、伝送波振幅をn2とすると式(1)のようになる。
x=(n1+nx)sinf1+n2sin(f1±f2)…(1)
Here, superdirective acoustic radiation will be described with reference to FIG. The original sound 11 that is an audio signal is the transmission wave shown in FIG. FIG. 15B shows a waveform of a carrier wave generated inside the modulator 3. When this carrier wave is amplitude-modulated by the original sound 11 which is an audio signal, an amplitude-modulated wave as shown in FIG. 15C is obtained.
The amplitude-modulated wave x at this time is expressed by Equation (1), where the carrier wave frequency is f1, the transmission wave frequency is f2, the carrier wave amplitude is n1, and the transmission wave amplitude is n2.
x = (n1 + nx) sinf1 + n2sin (f1 ± f2) (1)

式(1)において、nxは伝送波が0の時の音声信号レベルを示している。
この振幅変調波xを空中に放射すると、空気の非線形特性により空気が順方向に振動するときには早く進み、空気が逆方向に進むときには遅く進むことから、音波は、図15(d)に示されているように歪んだ歪み波となり、元の可聴音が復調されていく。復調後の可聴音が図15(e)に示されている。この復調波は、元の超音波の超指向特性を持っている。
In equation (1), nx represents the audio signal level when the transmission wave is zero.
When this amplitude-modulated wave x is radiated into the air, due to the non-linear characteristics of the air, the air travels fast when the air vibrates in the forward direction, and travels slowly when the air travels in the reverse direction. Therefore, the sound wave is shown in FIG. As a result, the original audible sound is demodulated. The audible sound after demodulation is shown in FIG. This demodulated wave has the superdirective characteristics of the original ultrasonic wave.

以上のような原理により、パラメトリックスピーカは、指向性のある音響信号を出力することができる。
ところで、パラメトリックスピーカを用いて特定の位置に音場を指向させる技術として、パラメトリックスピーカの電気音響変換器をアレー状にしかつ曲面上に配置したり、電気音響変換した変調波を曲面で反射したりすることで、ある点に音響出力を指向させる方法が提案されている(例えば、特許文献2や特許文献3)。しかし、この方法は、空間上に複雑にパラメトリックスピーカを配置したり、反射面を必要としたりすることで、機器の配置に要する体積が増大し、また最適復調位置の調整のために機器の空間上の位置を変更する必要があるという問題がある。
Based on the above principle, the parametric speaker can output a directional acoustic signal.
By the way, as a technique for directing the sound field to a specific position using a parametric speaker, the electroacoustic transducers of the parametric speaker are arranged in an array and placed on a curved surface, or a modulated wave that has undergone electroacoustic conversion is reflected on a curved surface. Thus, methods for directing the sound output to a certain point have been proposed (for example, Patent Document 2 and Patent Document 3). However, this method increases the volume required for device placement by arranging parametric speakers in a complex space or requiring a reflecting surface, and also reduces the space of the device to adjust the optimum demodulation position. There is a problem that the upper position needs to be changed.

また、パラメトリックスピーカを用いて特定の位置に音場を指向させる技術として、複数の電気音響変換器からの音場を干渉させる方法などが提案されている(例えば、特許文献4)。しかし、この方法は、複数の電気音響変換器を、距離をおいて配置する必要があり、電気音響変換器の数が多くなることや、機器間の制御精度を高く保つことが困難であるという問題がある。   In addition, as a technique for directing a sound field to a specific position using a parametric speaker, a method of interfering sound fields from a plurality of electroacoustic transducers has been proposed (for example, Patent Document 4). However, this method requires a plurality of electroacoustic transducers to be arranged at a distance, and it is difficult to increase the number of electroacoustic transducers and to maintain high control accuracy between devices. There's a problem.

さらにまた、音響信号が媒質を伝播していく過程で被変調信号から原音が復調され、復調される音圧は距離に応じて変動し、搬送波の周波数に依存することが知られている(例えば非特許文献1)。しかし、その搬送波の周波数は一度設定したあとは固定して利用されており、使用する場面や聴取者の状況に応じて最適に利用されていないという問題がある。
特開昭58−119293号公報 特開平4−215399号公報 特開2003−158788号公報 特開平11−145915号公報 電子情報通信学会論文誌A Vol.J76−A No.8 pp.1127−1135、1993/8
Furthermore, it is known that the original sound is demodulated from the modulated signal in the process of propagation of the acoustic signal through the medium, and the demodulated sound pressure varies depending on the distance and depends on the frequency of the carrier (for example, Non-patent document 1). However, the frequency of the carrier wave is fixed and used after being set once, and there is a problem that it is not optimally used according to the scene to be used and the situation of the listener.
JP 58-119293 A JP-A-4-215399 JP 2003-158788 A JP-A-11-145915 IEICE Transactions A Vol. J76-A No. 8 pp. 1127-1135, 1993/8

上述した従来技術によると、超指向性スピーカからの音響出力を聴取者が受聴する際に、超指向性スピーカと聴取者との相対的な位置により、聴取者が受聴する音質が低下するという問題がある。
本発明は上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は超指向性スピーカと聴取者との相対的な位置に応じて、聴取者が受聴する音質を適切に制御することのできる超指向性スピーカシステムを提供することである。
According to the above-described conventional technology, when the listener listens to the sound output from the superdirective speaker, the sound quality that the listener receives is deteriorated due to the relative position of the superdirective speaker and the listener. There is.
The present invention has been made in order to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to appropriately set the sound quality that the listener receives according to the relative positions of the super-directional speaker and the listener. It is to provide a super-directional speaker system that can be controlled.

本発明の請求項1による超指向性スピーカシステムは、媒質の非線形性により所定距離において復調される音響出力を該媒質中に放射するための超指向性スピーカシステムであって、超音波帯域の搬送波信号を原音信号により振幅変調する振幅変調手段と、前記搬送波信号の周波数を復調距離に応じて変化制御する搬送波周波数制御手段と、前記振幅変調手段から出力される振幅変調信号を媒質中に放射する電気音響変換手段とを含むことを特徴とする。搬送波の周波数を制御することで、搬送波周波数に応じて、超指向性スピーカシステムから出力された音響出力が媒質の非線形性により復調する距離と指向性を制御することができ、復調する距離を調整することで、最適な復調距離を超指向性スピーカシステムの聴取者に適合させ、聴取者に高品質な音場を実現できる。   A super-directional speaker system according to claim 1 of the present invention is a super-directional speaker system for radiating an acoustic output demodulated at a predetermined distance due to nonlinearity of a medium into the medium, and is a carrier wave in an ultrasonic band. Amplitude modulation means for modulating the amplitude of the signal with the original sound signal, carrier frequency control means for controlling the change of the frequency of the carrier signal according to the demodulation distance, and radiating the amplitude modulation signal output from the amplitude modulation means into the medium And an electroacoustic conversion means. By controlling the frequency of the carrier wave, it is possible to control the distance and directivity in which the sound output from the superdirective speaker system is demodulated by the nonlinearity of the medium, and adjust the demodulation distance according to the carrier frequency. By doing so, the optimal demodulation distance can be adapted to the listener of the super-directional speaker system, and a high-quality sound field can be realized for the listener.

本発明の請求項2による超指向性スピーカシステムは、請求項1において、前記搬送波信号の周波数及び前記原音信号の周波数に応じて濾波周波数帯域が制御される周波数帯域制御手段を更に含み、前記振幅変調手段は、前記搬送波信号を前記周波数帯域制御手段の出力により振幅変調することを特徴とする。この構成により、原音の周波数帯域を制御できるため、特に搬送波の周波数が低いときや原音が高周波数の振幅を含むときに、原音を搬送波周波数で振幅変調した変調波が、可聴周波数帯域で出力されることを防ぐことができる。   A super-directional speaker system according to claim 2 of the present invention further comprises frequency band control means for controlling a filtering frequency band according to the frequency of the carrier signal and the frequency of the original sound signal according to claim 1, wherein the amplitude The modulation means modulates the amplitude of the carrier signal by the output of the frequency band control means. With this configuration, the frequency band of the original sound can be controlled, so that when the frequency of the carrier wave is low or when the original sound includes a high frequency amplitude, a modulated wave obtained by modulating the original sound with the carrier frequency is output in the audible frequency band. Can be prevented.

本発明の請求項3による超指向性スピーカシステムは、請求項1又は2において、前記電気音響変換手段はアレー状に配置された複数の超音波振動子を含んでおり、復調方向に応じて前記複数の超音波振動子の出力時間差を制御する位相制御手段を更に含むことを特徴とする。この構成により、複数の超音波振動子からの音響出力が加算され、電気音響変換器から高い音圧で音響信号を出力できるようになる。また、アレーを構成する前記複数の超音波振動子から出力する音響出力の間に位相差をつけることにより、複数の超音波振動子により構成される電気音響変換器から出力する音響出力の波面の方向を制御できるようになる。   A superdirective speaker system according to claim 3 of the present invention is the superdirective speaker system according to claim 1 or 2, wherein the electroacoustic conversion means includes a plurality of ultrasonic transducers arranged in an array, and depending on the demodulation direction, It further includes phase control means for controlling the output time difference between the plurality of ultrasonic transducers. With this configuration, acoustic outputs from the plurality of ultrasonic transducers are added, and an acoustic signal can be output from the electroacoustic transducer with a high sound pressure. Further, by adding a phase difference between the acoustic outputs output from the plurality of ultrasonic transducers constituting the array, the wavefront of the acoustic output output from the electroacoustic transducer configured by the plurality of ultrasonic transducers is obtained. You will be able to control the direction.

本発明の請求項4による超指向性スピーカシステムは、請求項1から請求項3までのいずれか1項において、前記原音信号のチャネル数に対応する数の電気音響変換手段を含むことを特徴とする。この構成により、1チャネルに限らず2チャネルやそれ以上の個数のチャネルの音響出力を、それぞれ対応する電気音響変換器より出力することができる。この構成により、ステレオ音源やバイノーラル音源を聴取者に受聴させることができるようになる。   A super-directional speaker system according to claim 4 of the present invention is characterized in that, in any one of claims 1 to 3, the number of electroacoustic conversion means corresponding to the number of channels of the original sound signal is included. To do. With this configuration, the acoustic output of not only one channel but also two or more channels can be output from the corresponding electroacoustic transducers. With this configuration, a listener can listen to a stereo sound source or a binaural sound source.

本発明の請求項5による超指向性スピーカシステムは、請求項1から4までのいずれか1項において、聴取者の位置を検出するセンサを更に含み、前記センサの検出結果に応じて前記復調距離を決定することを特徴とする。この構成により、超指向性スピーカシステムに対して聴取者の距離や方向が相対的に変更されるたびに、その変更内容をセンサによって測定することができ、この測定した値をもとに、音響信号が最適に復調されるべき位置を算出し、算出された位置をもとに電気音響変換器から出力する音響出力を高い品質で復調する距離や指向角度をフィードバックすることができる。これにより、超指向性スピーカシステムから再生する音響出力が指向する距離や指向角度を調整でき、聴取者が受聴するために適した音場を形成することができるようになる。   The superdirective speaker system according to claim 5 of the present invention further includes a sensor for detecting a position of a listener according to any one of claims 1 to 4, and the demodulation distance according to a detection result of the sensor. It is characterized by determining. With this configuration, whenever the distance or direction of the listener is changed relative to the super-directional speaker system, the change can be measured by the sensor. The position where the signal should be demodulated optimally can be calculated, and the distance and directivity angle at which the acoustic output output from the electroacoustic transducer can be demodulated with high quality based on the calculated position can be fed back. As a result, the distance and directivity angle at which the sound output reproduced from the superdirective speaker system is directed can be adjusted, and a sound field suitable for the listener to listen to can be formed.

本発明の請求項6による超指向性スピーカシステムは、請求項5において、前記センサは、発射音波に対する前記聴取者から反射波によって該聴取者の位置を検出することを特徴とする。この構成により、超指向性スピーカシステムは、電気音響変換器やマイクロホンなどの音響機器を測位に利用できるため、測位の用途のために構成する機器の点数を減らすことができる。これにより、測位信号出力手段としても超指向性スピーカを利用することができるため、測位の用途のために構成する機器の個数を減らすことができる。   A super-directional speaker system according to claim 6 of the present invention is characterized in that, in claim 5, the sensor detects the position of the listener by a reflected wave from the listener with respect to the emitted sound wave. With this configuration, the superdirective speaker system can use acoustic devices such as electroacoustic transducers and microphones for positioning, and thus the number of devices configured for positioning applications can be reduced. Thereby, since a super-directional speaker can be used as a positioning signal output means, the number of devices configured for positioning use can be reduced.

本発明の請求項7による超指向性スピーカシステムは、請求項6において、前記センサは、発射光に対する前記聴取者から反射光によって該聴取者の位置を検出することを特徴とする。この構成により、超指向性スピーカシステムにおいて、光学センサを測位に利用することができる。
本発明の請求項8による超指向性スピーカシステムは、請求項1から請求項7までのいずれか1項において、前記振幅変調手段は、前記搬送波信号及び前記原音信号の少なくとも一方に応じて、前記搬送波信号の振幅及び前記振幅変調における変調度の少なくとも一方を制御することを特徴とする。この構成により、複調音の音圧を適度に設定しながら、搬送波の音圧を低減することが可能となり、音響出力の効率を向上させることができる。
The super-directional speaker system according to claim 7 of the present invention is characterized in that, in claim 6, the sensor detects the position of the listener by reflected light from the listener with respect to the emitted light. With this configuration, the optical sensor can be used for positioning in the superdirective speaker system.
A superdirective speaker system according to an eighth aspect of the present invention is the superdirective speaker system according to any one of the first to seventh aspects, wherein the amplitude modulation means is configured to perform at least one of the carrier signal and the original sound signal. It controls at least one of the amplitude of the carrier wave signal and the modulation degree in the amplitude modulation. With this configuration, the sound pressure of the carrier wave can be reduced while appropriately setting the sound pressure of the bitone sound, and the efficiency of sound output can be improved.

以上説明したように本発明は、搬送波の周波数を制御することで、搬送波周波数に応じて、超指向性スピーカシステムから出力された音響出力が媒質の非線形性により復調する距離と指向性を制御することができるという効果がある。そして、復調する距離を調整することで、最適な復調距離を超指向性スピーカシステムの聴取者に適合させ、聴取者に高品質な音場を実現できるという効果がある。   As described above, the present invention controls the distance and directivity by which the acoustic output from the superdirective speaker system is demodulated by the nonlinearity of the medium according to the carrier frequency by controlling the frequency of the carrier wave. There is an effect that can be. Then, by adjusting the demodulation distance, there is an effect that the optimum demodulation distance can be adapted to the listener of the super-directional speaker system, and a high-quality sound field can be realized for the listener.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において参照する各図では、他の図と同等部分は同一符号によって示されている。
図1は本発明による超指向性スピーカシステムの実施の形態を示すブロック図である。同図に示されているように、超指向性スピーカシステムは、入力部1と、搬送波周波数制御器2と、変調器3と、増幅器4と、電気音響変換器5とを含んで構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings referred to in the following description, the same parts as those in the other drawings are denoted by the same reference numerals.
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a super-directional speaker system according to the present invention. As shown in the figure, the super-directional speaker system includes an input unit 1, a carrier frequency controller 2, a modulator 3, an amplifier 4, and an electroacoustic transducer 5. Yes.

入力部1は、距離入力部1aと原音入力部1bとから構成されている。原音入力部1bには、超指向性スピーカシステムが聴取者の受聴点で復調する原音信号が入力される。距離入力部1aには、超指向性スピーカシステムが音響出力を最適に復調する距離または搬送波周波数に関する信号を入力する。
搬送波周波数制御器2は、入力部1より入力された距離または搬送波周波数に関する信号を参照する。この搬送波周波数制御器2は、最適復調点を本システムに近づける場合は搬送波周波数を低くし、最適復調点を本システムから遠ざける場合は搬送波周波数を高くするように制御する。すなわち、この搬送波周波数制御器2は、最適な復調距離に対応する搬送波周波数に関する信号を変調器3に入力する機能を有している。
The input unit 1 includes a distance input unit 1a and an original sound input unit 1b. An original sound signal demodulated by the super-directional speaker system at the listener's listening point is input to the original sound input unit 1b. The distance input unit 1a receives a signal related to the distance or carrier frequency at which the superdirective speaker system optimally demodulates the sound output.
The carrier frequency controller 2 refers to a signal related to the distance or carrier frequency input from the input unit 1. The carrier frequency controller 2 controls the carrier frequency to be lowered when the optimum demodulation point is brought closer to the present system, and to be raised when the optimum demodulation point is moved away from the present system. That is, the carrier frequency controller 2 has a function of inputting a signal related to the carrier frequency corresponding to the optimum demodulation distance to the modulator 3.

変調器3は、搬送波周波数制御器2により入力された搬送波周波数で、原音入力部1bより入力された原音信号を振幅変調する。変調器3において振幅変調された振幅変調信号は、増幅器4に入力される。
増幅器4は、入力された振幅変調信号の振幅を増幅し、電気音響変換器5に出力する。電気音響変換器5は、入力された振幅変調信号を電気音響変換し媒質中に出力する。
以上のように、振幅変調に用いる搬送波の周波数を、搬送波周波数制御器2において制御することにより、超指向性スピーカと聴取者との相対的な位置に応じて、聴取者が受聴する音質を適切に制御することができる。
The modulator 3 amplitude-modulates the original sound signal input from the original sound input unit 1b with the carrier frequency input by the carrier frequency controller 2. The amplitude modulation signal amplitude-modulated by the modulator 3 is input to the amplifier 4.
The amplifier 4 amplifies the amplitude of the input amplitude modulation signal and outputs it to the electroacoustic transducer 5. The electroacoustic transducer 5 performs electroacoustic conversion on the input amplitude modulation signal and outputs it to the medium.
As described above, by controlling the frequency of the carrier wave used for amplitude modulation in the carrier wave frequency controller 2, the sound quality that the listener listens to is appropriately set according to the relative position between the super-directional speaker and the listener. Can be controlled.

本発明の実施例1について、図2及び図3を参照して説明する。図2に示されているように、本実施例では、原音入力部1bにおいて2チャネルの原音信号を入力とし、電気音響変換器を2個搭載している。つまり、原音信号のチャネル数に対応する数の電気音響変換器を搭載している。そして、左チャネル、右チャネルそれぞれについて、距離入力部1a、搬送波周波数制御器2及び変調器3が用意され、2チャネルの入力信号について処理できるように構成されている。2チャネルの入力信号は例えば、データベースの形式で予め用意しておく。   A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 2, in this embodiment, the original sound input unit 1b receives two channels of original sound signals and is equipped with two electroacoustic transducers. That is, the number of electroacoustic transducers corresponding to the number of channels of the original sound signal is mounted. A distance input unit 1a, a carrier frequency controller 2 and a modulator 3 are prepared for each of the left channel and the right channel, and are configured to be able to process the input signals of two channels. The 2-channel input signal is prepared in advance in the form of a database, for example.

本実施例による超指向性スピーカシステム100と聴取者との位置関係が図3に示されている。同図に示されているように、超指向性スピーカの聴取者10の左耳10Lに対応して電器音響変換器5aが、右耳10Rに対応して電器音響変換器5bが、それぞれ用意されている。このような構成において、電器音響変換器5a及び5bから音響信号を出力することにより、各耳において原音の各チャネルが復調される。したがって、本実施例においては、2チャネル原音としてステレオの音源やバイノーラルの音源を再生することができる。   The positional relationship between superdirective speaker system 100 and the listener according to this embodiment is shown in FIG. As shown in the figure, an electroacoustic transducer 5a is prepared corresponding to the left ear 10L of the listener 10 of the super-directional speaker, and an electroacoustic transducer 5b is prepared corresponding to the right ear 10R. ing. In such a configuration, by outputting acoustic signals from the electric acoustic transducers 5a and 5b, each channel of the original sound is demodulated in each ear. Therefore, in this embodiment, a stereo sound source or a binaural sound source can be reproduced as the two-channel original sound.

本発明の実施例2について、図4及び図5を参照して説明する。図4に示されているように、本実施例では、図1の構成に、周波数帯域制御器6が追加されている。この周波数帯域制御器6は、原音信号の周波数帯域と搬送波周波数制御器2が指定する周波数とをもとに帯域通過フィルタを形成し、この帯域通過フィルタに通して原音信号を変調器3に入力する。この周波数帯域制御器6は、振幅変調信号の周波数が所定値より低い場合にのみ、帯域通過フィルタを通した原音信号について振幅変調を行う。   A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 4, in this embodiment, a frequency band controller 6 is added to the configuration of FIG. The frequency band controller 6 forms a band pass filter based on the frequency band of the original sound signal and the frequency specified by the carrier frequency controller 2, and inputs the original sound signal to the modulator 3 through the band pass filter. To do. The frequency band controller 6 performs amplitude modulation on the original sound signal that has passed through the band-pass filter only when the frequency of the amplitude modulation signal is lower than a predetermined value.

周波数帯域制御器6による帯域通過フィルタの濾波特性が図5に示されている。同図の横軸は周波数、縦軸は振幅である。搬送波信号の周波数を中心とし、その両側に振幅変調信号が存在している。
図5(a)に示されているように、搬送波60の周波数が低いか、原音信号の周波数帯域が広く変調波の帯域が広いときは、振幅変調信号が可聴になる。すなわち、振幅変調波61及び62のうち、周波数の低い側が可聴域63にかかり、同図中のハッチング部分が可聴になる。
振幅変調波61及び62が可聴な振幅をもたないようにするためには、原音信号の周波数帯域を狭める必要がある。これを実現するため帯域通過フィルタを通した後に原音信号を振幅変調すると、図5(b)に示されているように、振幅変調波61’、62’は可聴な振幅をもたなくなる。
FIG. 5 shows the filtering characteristics of the band pass filter by the frequency band controller 6. In the figure, the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents amplitude. An amplitude modulation signal exists on both sides of the frequency of the carrier signal.
As shown in FIG. 5A, when the frequency of the carrier wave 60 is low, or when the frequency band of the original sound signal is wide and the band of the modulated wave is wide, the amplitude-modulated signal becomes audible. That is, of the amplitude modulated waves 61 and 62, the lower frequency side is applied to the audible region 63, and the hatched portion in the figure becomes audible.
In order to prevent the amplitude-modulated waves 61 and 62 from having an audible amplitude, it is necessary to narrow the frequency band of the original sound signal. In order to realize this, if the original sound signal is amplitude-modulated after passing through the band-pass filter, the amplitude-modulated waves 61 ′ and 62 ′ do not have an audible amplitude as shown in FIG. 5B.

また、図5(c)に示されているように、可聴域63に対して搬送波60の周波数が十分高いときは、振幅変調波61及び62の周波数帯域が広い場合でも変調波が可聴な振幅をもたない。この場合、帯域通過フィルタの通過周波数帯域を広く設定したり、帯域通過フィルタ自体を取り除いた構成を採用したりすることも可能である。
以上のように、周波数帯域制御器6で原音の周波数帯域を制御することにより、特に搬送波の周波数が低いときや原音が高周波数の振幅を含むときに、原音を搬送波周波数で振幅変調した変調波が、可聴周波数帯域で出力されることを防ぐことができる。
As shown in FIG. 5C, when the frequency of the carrier wave 60 is sufficiently higher than the audible range 63, the amplitude at which the modulated wave is audible even when the frequency bands of the amplitude modulated waves 61 and 62 are wide. Does not have In this case, it is possible to set a wide pass frequency band of the band pass filter or adopt a configuration in which the band pass filter itself is removed.
As described above, by controlling the frequency band of the original sound with the frequency band controller 6, especially when the frequency of the carrier wave is low or when the original sound includes a high frequency amplitude, the modulated wave is amplitude-modulated with the carrier frequency. Can be prevented from being output in an audible frequency band.

本発明の実施例3について、図6〜図8を参照して説明する。本実施例では、図7に示されているように、複数の超音波振動子5−1、5−2、5−3、5−4…をアレー状に配置することで、電気音響変換器5が構成されている。そして、各超音波振動子5−i(i=1、2、3、4…)をアレー状に配置すると、各振動子間の出力タイミングの調整が必要になる。   A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, as shown in FIG. 7, an electroacoustic transducer is provided by arranging a plurality of ultrasonic transducers 5-1, 5-2, 5-3, 5-4,. 5 is configured. If the ultrasonic transducers 5-i (i = 1, 2, 3, 4,...) Are arranged in an array, the output timing between the transducers needs to be adjusted.

すなわち、図8に示されているように、復調する方向Dに対して放射される出力波面を考えると、超音波振動子5−2からの出力信号は、超音波振動子5−1からの出力信号に対して距離dに対応する時間だけ遅れることになる。同様に、超音波振動子5−3からの出力信号は超音波振動子5−1からの出力信号に対して距離d×2に対応する時間、超音波振動子5−4からの出力信号は超音波振動子5−1からの出力信号に対して距離d×3に対応する時間、それぞれ遅れることになる。   That is, as shown in FIG. 8, when an output wavefront radiated in the demodulating direction D is considered, the output signal from the ultrasonic transducer 5-2 is output from the ultrasonic transducer 5-1. The output signal is delayed by a time corresponding to the distance d. Similarly, the output signal from the ultrasonic transducer 5-3 is a time corresponding to the distance d × 2 with respect to the output signal from the ultrasonic transducer 5-1, and the output signal from the ultrasonic transducer 5-4 is The time corresponding to the distance d × 3 is delayed with respect to the output signal from the ultrasonic transducer 5-1.

この遅延時間を考慮して、各超音波振動子5−iからの出力時間差を指定して発振できるようにするため、図6に示されているように、各超音波振動子5−i(i=1、2、3、4…)それぞれに対応して、入力部1と、搬送波周波数制御器2と、位相制御器7と、変調器3と、増幅器4とを設ける。
入力部1には、距離入力部1a、原音入力部1bの他に、方向入力部1cが設けられており、この方向入力部1cに、復調する方向または時間差に関する情報を入力することで、各超音波振動子5−1、5−2、5−3、5−4…の出力タイミングすなわち位相差を調整する。
In consideration of this delay time, in order to be able to oscillate by designating the output time difference from each ultrasonic transducer 5-i, as shown in FIG. i = 1, 2, 3, 4,...), an input unit 1, a carrier frequency controller 2, a phase controller 7, a modulator 3, and an amplifier 4 are provided.
In addition to the distance input unit 1a and the original sound input unit 1b, the input unit 1 is provided with a direction input unit 1c. By inputting information on a direction to be demodulated or a time difference, each direction input unit 1c The output timing of the ultrasonic transducers 5-1, 5-2, 5-3, 5-4,.

方向入力部1cに入力された、方向または時間差に関する情報は、位相制御器7に出力される。この位相制御器7は、方向入力部1cから入力された情報を参照し、対応する超音波振動子5−iに付与すべき時間差を制御する信号を、変調器3に出力する。変調器3では原音入力部1bから入力された原音信号により、搬送波周波数制御器2から入力される搬送波信号を振幅変調する。そして、搬送波周波数制御器2は、振幅変調信号について、位相制御器7から指定された時間差をつけて増幅器4を介して、対応する超音波振動子5−iに入力する。   Information on the direction or time difference input to the direction input unit 1 c is output to the phase controller 7. The phase controller 7 refers to the information input from the direction input unit 1 c and outputs a signal for controlling the time difference to be applied to the corresponding ultrasonic transducer 5-i to the modulator 3. The modulator 3 amplitude-modulates the carrier signal input from the carrier frequency controller 2 with the original sound signal input from the original sound input unit 1b. Then, the carrier frequency controller 2 inputs the amplitude modulation signal to the corresponding ultrasonic transducer 5-i via the amplifier 4 with a time difference designated by the phase controller 7.

図8に示されているように、各超音波振動子の間に時間差を設けることで、出力波面に傾きが生じ、音響出力の方向を制御できるので、制御した方向、かつ、距離入力部1aに入力された距離において、原音が復調される。
なお、各超音波振動子5−i同士の間隔をP、超音波振動子5−iの配列方向に対する復調方向Dの角度をθとすると、距離d=Pcosθとなるので、位相制御器7は各超音波振動子5−i同士の間隔Pと復調方向Dとに応じて、位相差を調整することになる。
As shown in FIG. 8, by providing a time difference between the ultrasonic transducers, the output wavefront is inclined and the direction of the acoustic output can be controlled. Therefore, the controlled direction and the distance input unit 1a The original sound is demodulated at the distance input to.
If the interval between the ultrasonic transducers 5-i is P and the angle of the demodulation direction D with respect to the arrangement direction of the ultrasonic transducers 5-i is θ, the distance d = P cos θ. The phase difference is adjusted according to the interval P and the demodulation direction D between the ultrasonic transducers 5-i.

要するに本実施例の超指向性スピーカシステムは、アレー状に配置された複数の超音波振動子を含んでおり、復調方向に応じて複数の超音波振動子の出力時間差を位相制御器によって制御している。この構成により、複数の超音波振動子からの音響出力が加算され、電気音響変換器から高い音圧で音響信号を出力できるようになる。また、アレーを構成する前記複数の超音波振動子から出力する音響出力の間に位相差をつけることにより、複数の超音波振動子により構成される電気音響変換器から出力する音響出力の波面の方向を制御できるようになる。   In short, the super-directional speaker system of the present embodiment includes a plurality of ultrasonic transducers arranged in an array, and controls the output time difference of the plurality of ultrasonic transducers by a phase controller according to the demodulation direction. ing. With this configuration, acoustic outputs from the plurality of ultrasonic transducers are added, and an acoustic signal can be output from the electroacoustic transducer with a high sound pressure. Further, by adding a phase difference between the acoustic outputs output from the plurality of ultrasonic transducers constituting the array, the wavefront of the acoustic output output from the electroacoustic transducer configured by the plurality of ultrasonic transducers is obtained. You will be able to control the direction.

本発明の実施例4について、図9から図11を参照して説明する。本実施例では、図9に示されているように、センサ8と、センサ入力部8aと、調整部9を含んで構成されている。調整部9は、距離調整部9aを含んで構成されている。この距離調整部9aは、距離入力部1aから入力される距離に関する情報と、センサ入力部8aから入力される距離に関する情報と、を選択して搬送波周波数制御器2に入力する機能を有している。それら入力される情報のいずれを選択するかについては、外部から入力される選択信号に従う。この選択信号は、例えば、聴取者によるキースイッチの操作によって入力される。   A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, as shown in FIG. 9, the sensor 8, the sensor input unit 8 a, and the adjustment unit 9 are configured. The adjusting unit 9 includes a distance adjusting unit 9a. The distance adjustment unit 9a has a function of selecting information related to the distance input from the distance input unit 1a and information related to the distance input from the sensor input unit 8a and inputting the selected information to the carrier frequency controller 2. Yes. Which of the input information is selected depends on a selection signal input from the outside. This selection signal is input, for example, by operation of a key switch by a listener.

このような構成において、センサ8により、聴取者の位置や向きを測定し、測定した値がセンサ入力部8aを通して調整部9に入力される。そして、調整部9において、距離入力部1aから入力された値とセンサ入力部8aから入力された値とをもとに復調音が復調する距離を指定し、調整部9において指定された距離に関する情報が搬送波周波数制御器2に入力される。
ここで、センサ8には、例えば音響センサを用いる。音響センサは、通常、発振器と受信器とから構成されている。そして、発振器から音波を発射し聴取者から反射されてきた音波を受信器で受信し、発射時と受信時との時間差から音響センサと聴取者との距離を算出する。この算出結果をもとに電気音響変換器と聴取者との距離を算出する。
In such a configuration, the position and orientation of the listener is measured by the sensor 8, and the measured value is input to the adjustment unit 9 through the sensor input unit 8a. Then, the adjustment unit 9 designates a distance at which the demodulated sound is demodulated based on the value inputted from the distance input unit 1a and the value inputted from the sensor input unit 8a, and relates to the distance designated by the adjustment unit 9. Information is input to the carrier frequency controller 2.
Here, for example, an acoustic sensor is used as the sensor 8. An acoustic sensor is usually composed of an oscillator and a receiver. The sound wave emitted from the oscillator and reflected from the listener is received by the receiver, and the distance between the acoustic sensor and the listener is calculated from the time difference between the time of emission and the time of reception. Based on this calculation result, the distance between the electroacoustic transducer and the listener is calculated.

また、発振器と受信器との組を複数用意しておけば、複数の組でそれぞれ距離を算出することで、センサに対する聴取者の方向が分かる。この場合、図10に示されているように、方向調整部9cを調整部9内に設け、方向入力部1cから入力される方向に関する情報と、センサ入力部8aから入力される距離に関する情報と、を選択して位相制御器7に入力すればよい。方向調整部9cにおいて、入力される情報のいずれを選択するかについては、外部から入力される選択信号に従う。この選択信号は、例えば、聴取者によるキースイッチの操作によって入力される。   Also, if a plurality of sets of oscillators and receivers are prepared, the direction of the listener with respect to the sensor can be known by calculating the distance for each of the plurality of sets. In this case, as shown in FIG. 10, the direction adjustment unit 9c is provided in the adjustment unit 9, and information on the direction input from the direction input unit 1c and information on the distance input from the sensor input unit 8a Can be selected and input to the phase controller 7. In the direction adjusting unit 9c, which information to be input is to be selected depends on a selection signal input from the outside. This selection signal is input, for example, by operation of a key switch by a listener.

この図10の構成は、図6の構成に、周波数帯域制御器6及び調整部9を追加した構成である。このため、図5を参照して説明したように特に搬送波の周波数が低いときや原音が高周波数の振幅を含むときに、原音を搬送波周波数で振幅変調した変調波が、可聴周波数帯域で出力されることを防ぐことができると共に、センサによって検出した聴取者の距離及び方向に応じて原音を最適に復調することができる。   The configuration of FIG. 10 is a configuration in which a frequency band controller 6 and an adjustment unit 9 are added to the configuration of FIG. For this reason, as described with reference to FIG. 5, when the frequency of the carrier wave is low or when the original sound includes a high frequency amplitude, a modulated wave obtained by modulating the amplitude of the original sound with the carrier frequency is output in the audible frequency band. The original sound can be optimally demodulated according to the distance and direction of the listener detected by the sensor.

ところで、発振器の代わりに、電気音響変換器を用いてもよい。すなわち、図11に示されているように、電気音響変換器5からの音響出力が聴取者10から反射してくる反射波をセンサ8で計測し、センサ8で計測した値をもとに聴取者10の位置を計測すればよい。聴取者10の位置を超指向性スピーカシステム100にフィードバックすることで、原音を聴取者10に精度良く復調することができる。もともと搭載されている電気音響変換器やマイクロホンなどの音響機器を測位に利用できるため、測位の用途のために構成する機器の点数を減らすことができる。これにより、測位信号出力手段としても超指向性スピーカを利用することができるため、測位の用途のために構成する機器の個数を減らすことができる。   Incidentally, an electroacoustic transducer may be used instead of the oscillator. That is, as shown in FIG. 11, the reflected wave reflected from the listener 10 by the acoustic output from the electroacoustic transducer 5 is measured by the sensor 8, and the listening is performed based on the value measured by the sensor 8. The position of the person 10 may be measured. By feeding back the position of the listener 10 to the superdirective speaker system 100, the original sound can be demodulated to the listener 10 with high accuracy. Since acoustic devices such as electroacoustic transducers and microphones originally installed can be used for positioning, the number of devices configured for positioning applications can be reduced. Thereby, since a super-directional speaker can be used as a positioning signal output means, the number of devices configured for positioning use can be reduced.

この他、センサ8には、光学センサや磁気センサを用いてもよい。前者の場合、赤外線ビームを聴取者10に向けて発射し、その反射波に基づいて聴取者10の距離及び方向を特定すればよい。後者の場合にも、距離や方向が検出できる。
以上のようにセンサを追加した構成を採用することにより、超指向性スピーカシステムに対して聴取者の距離や方向が相対的に変更されるたびに、その変更内容をセンサによって測定することができ、この測定した値をもとに、音響信号が最適に復調されるべき位置を算出し、算出された位置をもとに電気音響変換器から出力する音響出力を高い品質で復調する距離や指向角度をフィードバックすることができる。これにより、超指向性スピーカシステムから再生する音響出力が指向する距離や指向角度を調整でき、聴取者が受聴するために適した音場を形成することができるようになる。
In addition, the sensor 8 may be an optical sensor or a magnetic sensor. In the former case, an infrared beam may be emitted toward the listener 10 and the distance and direction of the listener 10 may be specified based on the reflected wave. Even in the latter case, the distance and direction can be detected.
By adopting a configuration with sensors added as described above, each time the listener's distance or direction is changed relative to the super-directional speaker system, the changes can be measured by the sensor. Based on this measured value, calculate the position where the acoustic signal should be demodulated optimally, and based on the calculated position, the distance and direction to demodulate the acoustic output output from the electroacoustic transducer with high quality The angle can be fed back. As a result, the distance and directivity angle at which the sound output reproduced from the superdirective speaker system is directed can be adjusted, and a sound field suitable for the listener to listen to can be formed.

本発明の実施例5について、図1及び図12を参照して説明する。本実施例では、上述した図1の変調器において、図12に示されているように搬送波の振幅や変調度を制御し、増幅器に出力することができる。
増幅器への出力すなわち変調器の出力をp、搬送波の振幅をP、変調度をm、原音信号を時間tの関数s(t)、搬送波周波数をfc とすると、
p=P(1+m・s(t))sin(2πfc t)…(2)
となる。式(2)において、搬送波の振幅Pや変調度mを増減制御すれば、図12に示されているように変調器の出力pを制御することができる。変調度mは搬送波信号の振幅と原音信号の振幅との比であるため、変調器の前段に増幅器を設け、原音信号を増幅後に変調器に入力することで、搬送波とは独立に変調器の出力pを制御することができる。
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the amplitude and modulation degree of the carrier wave can be controlled and output to the amplifier in the modulator of FIG. 1 described above as shown in FIG.
P output or output of the modulator to the amplifier, the amplitude of the carrier P, the modulation degree m, the function of the original sound signal time t s (t), when the carrier frequency is f c,
p = P (1 + m · s (t)) sin (2πf c t) (2)
It becomes. In Expression (2), if the amplitude P of the carrier wave and the modulation degree m are controlled to increase or decrease, the output p of the modulator can be controlled as shown in FIG. Since the degree of modulation m is the ratio of the amplitude of the carrier signal to the amplitude of the original sound signal, an amplifier is provided in front of the modulator, and the original sound signal is amplified and then input to the modulator. The output p can be controlled.

図12(a)に示されているように、搬送波60の振幅が小さく変調度が小さい場合は変調波61及び62の振幅が小さくなる。
変調波61及び62の振幅を大きくする方法として、図12(b)に示されているように変調度を保ったままで、搬送波60の振幅を大きくする方法がある。しかしながら、搬送波60の振幅を大きくすることにも限界がある。そのため、図12(c)に示されているように変調度を調整することで、変調波61及び62の振幅を上げることができる。
つまり、本実施例では、搬送波信号及び原音信号の少なくとも一方に応じて、搬送波信号の振幅及び振幅変調における変調度の少なくとも一方を制御していることになる。これにより、複調音の音圧を適度に設定しながら、搬送波の音圧を低減することが可能となり、音響出力の効率を向上させることができる。
As shown in FIG. 12A, when the amplitude of the carrier wave 60 is small and the modulation degree is small, the amplitudes of the modulated waves 61 and 62 are small.
As a method of increasing the amplitude of the modulated waves 61 and 62, there is a method of increasing the amplitude of the carrier wave 60 while maintaining the modulation degree as shown in FIG. However, there is a limit to increasing the amplitude of the carrier wave 60. Therefore, the amplitudes of the modulated waves 61 and 62 can be increased by adjusting the modulation degree as shown in FIG.
That is, in this embodiment, at least one of the amplitude of the carrier signal and the modulation degree in the amplitude modulation is controlled according to at least one of the carrier signal and the original sound signal. Thereby, it becomes possible to reduce the sound pressure of the carrier wave while appropriately setting the sound pressure of the bitone sound, and the efficiency of the sound output can be improved.

本発明の実施例6について、図13を参照して説明する。本実施例においては、図13に示されているように、超指向性スピーカシステムが携帯型の情報機器に搭載されている。同図に示されている情報機器は、筐体101aと筐体101bとがヒンジ102によって接続された形状になっている。筐体101aの端部には電気音響変換器5aが、筐体101bの端部には電気音響変換器5bが、それぞれ設けられており、ヒンジ102を中心にこれら電気音響変換器同士が接近するように筐体101aが筐体101b側に倒れて閉じる折り畳み構造になっている。   A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, as shown in FIG. 13, a super-directional speaker system is mounted on a portable information device. The information device shown in the figure has a shape in which a housing 101 a and a housing 101 b are connected by a hinge 102. An electroacoustic transducer 5a is provided at the end of the housing 101a, and an electroacoustic transducer 5b is provided at the end of the housing 101b, and these electroacoustic transducers approach each other around the hinge 102. Thus, the housing 101a is folded so as to close to the housing 101b side.

筐体101aには、種々の情報を表示するためのディスプレイ103が設けられている。また、筐体101bには、各種の情報を入力するための操作キー104及びダイヤルキー105と、送話口106とが設けられている。
電気音響変換器5a及び電気音響変換器5bは、超音波を発振可能であるため、図2の構成を採用すれば、ステレオ音源やバイノーラル音源を聴取者に受聴させることができるようになる。
The housing 101a is provided with a display 103 for displaying various information. The housing 101b is provided with operation keys 104 and dial keys 105 for inputting various kinds of information, and a mouthpiece 106.
Since the electroacoustic transducer 5a and the electroacoustic transducer 5b can oscillate ultrasonic waves, if the configuration shown in FIG. 2 is adopted, a listener can listen to a stereo sound source or a binaural sound source.

(まとめ)
以上のように、搬送波の周波数を制御することで、搬送波周波数に応じて、超指向性スピーカシステムから出力された音響出力が媒質の非線形性により復調する距離と指向性を制御することができる。また、復調する距離を調整することで、最適な復調距離を超指向性スピーカシステムの聴取者に適合させ、聴取者に高品質な音場を実現できる。
(Summary)
As described above, by controlling the frequency of the carrier wave, the distance and directivity at which the acoustic output output from the superdirective speaker system is demodulated by the nonlinearity of the medium can be controlled according to the carrier wave frequency. Also, by adjusting the demodulation distance, the optimum demodulation distance can be adapted to the listener of the super-directional speaker system, and a high-quality sound field can be realized for the listener.

本発明は、超指向性スピーカシステムにおける復調距離を制御する場合に利用することができる。   The present invention can be used when controlling a demodulation distance in a super-directional speaker system.

本発明による超指向性スピーカシステムの実施の形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows embodiment of the super-directional speaker system by this invention. 本発明の実施例1による超指向性スピーカシステムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the super-directional speaker system by Example 1 of this invention. 実施例1による超指向性スピーカシステムと聴取者との位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the super-directional speaker system by Example 1, and a listener. 本発明の実施例2による超指向性スピーカシステムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the super-directional speaker system by Example 2 of this invention. 図4中の周波数帯域制御器による帯域通過フィルタの濾波特性例を示す図であり、(a)は搬送波周波数が低くかつ原音の帯域が広くかつ周波数帯域制御器が動作していない状態を示し、(b)は周波数帯域制御器が動作して原音の帯域を狭くし変調波が可聴域に含まれない状態を示し、(c)は搬送波周波数が十分高く原音の帯域を十分広くとれ周波数帯域制御器の帯域通過フィルタの帯域を十分広くとることができる状態を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a filtering characteristic of a band-pass filter by the frequency band controller in FIG. 4, (a) shows a state where the carrier frequency is low and the band of the original sound is wide and the frequency band controller is not operating; (B) shows a state where the frequency band controller is operated to narrow the band of the original sound and the modulated wave is not included in the audible range, and (c) is a frequency band control in which the carrier frequency is sufficiently high and the band of the original sound is sufficiently widened. It is a figure which shows the state which can fully take the zone | band of the band pass filter of a device. 本発明の実施例3による超指向性スピーカシステムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the super-directional speaker system by Example 3 of this invention. 複数の超音波振動子をアレー状に配置した電気音響変換器を示す図である。It is a figure which shows the electroacoustic transducer which has arrange | positioned several ultrasonic transducer | vibrator in the array form. 図7中の各超音波振動子の発振波の間に時間差がある場合、発振波面に傾きが生じることを示す図である。It is a figure which shows that an inclination arises in an oscillation wave front when there exists a time difference between the oscillation waves of each ultrasonic transducer | vibrator in FIG. 本発明の実施例4による超指向性スピーカシステムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the super-directional speaker system by Example 4 of this invention. 方向調整部を追加した場合の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example at the time of adding a direction adjustment part. 超指向性スピーカシステムからの音響出力による聴取者からの反射波を計測し、超指向性スピーカシステムの聴取者に対する位置を計測する様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the reflected wave from the listener by the acoustic output from a super-directional speaker system is measured, and the position with respect to the listener of a super-directional speaker system is measured. 搬送波の振幅や変調度を制御した結果を示す図であり、(a)は変調波の振幅が小さい場合を示し、(b)は(a)と同じ変調度で搬送波の振幅を大きくした場合を示し、(c)は変調度を(a)に比べて増大した場合を示す。It is a figure which shows the result of having controlled the amplitude and modulation degree of a carrier wave, (a) shows the case where the amplitude of a modulated wave is small, (b) shows the case where the amplitude of a carrier wave is enlarged with the same modulation degree as (a). (C) shows the case where the modulation degree is increased as compared with (a). 本発明の実施例6による超指向性スピーカシステムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the super-directional speaker system by Example 6 of this invention. 基本的な超指向性スピーカシステムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a basic super-directional speaker system. 超指向性の音響放射について説明するための図である。It is a figure for demonstrating superdirective acoustic radiation.

符号の説明Explanation of symbols

1 入力部
1a 距離入力部
1b 原音入力部
1c 方向入力部
2 搬送波周波数制御器
3 変調器
4 増幅器
5、5a、5b 電気音響変換器
5−1、5−2、5−3、5−4 超音波振動子
6 周波数帯域制御器
7 位相制御器
8 センサ
8a センサ入力部
9 調整部
9a 距離調整部
9c 方向調整部
10 聴取者
10R 右耳
10L 左耳
11 原音
20 搬送波発振器
60 搬送波
61、62、61’、62’ 振幅変調波
63 可聴域
100 超指向性スピーカシステム
101a、101b 筐体
102 ヒンジ
103 ディスプレイ
104 操作キー
105 ダイヤルキー
106 送話口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Input part 1a Distance input part 1b Original sound input part 1c Direction input part 2 Carrier frequency controller 3 Modulator 4 Amplifier 5, 5a, 5b Electroacoustic transducer 5-1, 5-2, 5-3, more than 5-4 Sonic transducer 6 Frequency band controller 7 Phase controller 8 Sensor 8a Sensor input unit 9 Adjustment unit 9a Distance adjustment unit 9c Direction adjustment unit 10 Listener 10R Right ear 10L Left ear 11 Original sound 20 Carrier oscillator 60 Carriers 61, 62, 61 ', 62' Amplitude modulated wave 63 Audible range 100 Super directional speaker system 101a, 101b Case 102 Hinge 103 Display 104 Operation key 105 Dial key 106 Mouthpiece

Claims (8)

媒質の非線形性により所定距離において復調される音響出力を該媒質中に放射するための超指向性スピーカシステムであって、超音波帯域の搬送波信号を原音信号により振幅変調する振幅変調手段と、前記搬送波信号の周波数を復調距離に応じて変化制御する搬送波周波数制御手段と、前記振幅変調手段から出力される振幅変調信号を媒質中に放射する電気音響変換手段とを含むことを特徴とする超指向性スピーカシステム。   A super-directional speaker system for radiating an acoustic output demodulated at a predetermined distance due to nonlinearity of a medium into the medium, the amplitude modulation means for amplitude-modulating an ultrasonic band carrier signal with an original sound signal, Superdirective comprising: carrier frequency control means for changing and controlling the frequency of the carrier signal according to the demodulation distance; and electroacoustic conversion means for radiating the amplitude modulation signal output from the amplitude modulation means into the medium. Speaker system. 前記搬送波信号の周波数及び前記原音信号の周波数に応じて濾波周波数帯域が制御される周波数帯域制御手段を更に含み、前記振幅変調手段は、前記搬送波信号を前記周波数帯域制御手段の出力により振幅変調することを特徴とする請求項1記載の超指向性スピーカシステム。   It further includes frequency band control means for controlling a filtering frequency band according to the frequency of the carrier signal and the frequency of the original sound signal, and the amplitude modulation means amplitude-modulates the carrier signal by the output of the frequency band control means. The super-directional speaker system according to claim 1. 前記電気音響変換手段はアレー状に配置された複数の超音波振動子を含んでおり、復調方向に応じて前記複数の超音波振動子の出力時間差を制御する位相制御手段を更に含むことを特徴とする請求項1又は2記載の超指向性スピーカシステム。   The electroacoustic conversion unit includes a plurality of ultrasonic transducers arranged in an array, and further includes a phase control unit that controls an output time difference between the plurality of ultrasonic transducers according to a demodulation direction. The super-directional speaker system according to claim 1 or 2. 前記原音信号のチャネル数に対応する数の電気音響変換手段を含むことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の超指向性スピーカシステム。   The super-directional speaker system according to any one of claims 1 to 3, further comprising electroacoustic conversion means corresponding to the number of channels of the original sound signal. 聴取者の位置を検出するセンサを更に含み、前記センサの検出結果に応じて前記復調距離を決定することを特徴とする請求項1から4までのいずれか1項に記載の超指向性スピーカシステム。   The super-directional speaker system according to any one of claims 1 to 4, further comprising a sensor for detecting a position of a listener, wherein the demodulation distance is determined according to a detection result of the sensor. . 前記センサは、発射音波に対する前記聴取者から反射波によって該聴取者の位置を検出することを特徴とする請求項5記載の超指向性スピーカシステム。   6. The super-directional speaker system according to claim 5, wherein the sensor detects a position of the listener by a reflected wave from the listener with respect to the emitted sound wave. 前記センサは、発射光に対する前記聴取者から反射光によって該聴取者の位置を検出することを特徴とする請求項6記載の超指向性スピーカシステム。   The super-directional speaker system according to claim 6, wherein the sensor detects a position of the listener by reflected light from the listener with respect to the emitted light. 前記振幅変調手段は、前記搬送波信号及び前記原音信号の少なくとも一方に応じて、前記搬送波信号の振幅及び前記振幅変調における変調度の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載の超指向性スピーカシステム。
8. The amplitude modulation unit controls at least one of an amplitude of the carrier signal and a modulation degree in the amplitude modulation according to at least one of the carrier signal and the original sound signal. The super-directional speaker system according to any one of the above.
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Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011055076A (en) * 2009-08-31 2011-03-17 Fujitsu Ltd Voice communication device and voice communication method
JP2012029093A (en) * 2010-07-23 2012-02-09 Nec Casio Mobile Communications Ltd Portable terminal device
JPWO2010041394A1 (en) * 2008-10-06 2012-03-01 パナソニック株式会社 Sound playback device
JP2012156780A (en) * 2011-01-26 2012-08-16 Nec Casio Mobile Communications Ltd Electronic device
JP2013034122A (en) * 2011-08-02 2013-02-14 Denso Corp Stereoscopic acoustic apparatus for vehicle
WO2013024573A1 (en) * 2011-08-16 2013-02-21 Necカシオモバイルコミュニケーションズ株式会社 Electronic device
WO2013035340A1 (en) * 2011-09-08 2013-03-14 Necカシオモバイルコミュニケーションズ株式会社 Electronic apparatus
JP2013058896A (en) * 2011-09-08 2013-03-28 Nec Casio Mobile Communications Ltd Electronic device
JP2013058897A (en) * 2011-09-08 2013-03-28 Nec Casio Mobile Communications Ltd Electronic device
WO2014087605A1 (en) * 2012-12-03 2014-06-12 株式会社デンソー 3d audio effect device
JP2014241635A (en) * 2014-08-29 2014-12-25 Necカシオモバイルコミュニケーションズ株式会社 Loudspeaker device and electronic apparatus
CN104620601A (en) * 2012-09-14 2015-05-13 Nec卡西欧移动通信株式会社 Speaker device and electronic equipment
EP2672727A4 (en) * 2011-02-01 2017-05-10 NEC Corporation Electronic device
WO2018043115A1 (en) * 2016-08-29 2018-03-08 ソニー株式会社 Information processing apparatus, information processing method, and program
KR101873831B1 (en) * 2017-03-21 2018-08-02 주식회사 넥토마이닝 Evacuee guidance system and method using sensor network and directional speaker
KR20180108220A (en) * 2017-03-24 2018-10-04 주식회사 넥토마이닝 System and method corresponding to disaster based on moving vehicle using pole shaft and directional speaker
EP3457719A4 (en) * 2016-06-03 2019-06-26 Huawei Technologies Co., Ltd. SYSTEM AND METHOD FOR TRANSMITTING ULTRASONIC WAVE VOICE SIGNAL

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2010041394A1 (en) * 2008-10-06 2012-03-01 パナソニック株式会社 Sound playback device
JP2011055076A (en) * 2009-08-31 2011-03-17 Fujitsu Ltd Voice communication device and voice communication method
US20110211035A1 (en) * 2009-08-31 2011-09-01 Fujitsu Limited Voice communication apparatus and voice communication method
JP2012029093A (en) * 2010-07-23 2012-02-09 Nec Casio Mobile Communications Ltd Portable terminal device
JP2012156780A (en) * 2011-01-26 2012-08-16 Nec Casio Mobile Communications Ltd Electronic device
EP2672727A4 (en) * 2011-02-01 2017-05-10 NEC Corporation Electronic device
JP2013034122A (en) * 2011-08-02 2013-02-14 Denso Corp Stereoscopic acoustic apparatus for vehicle
JPWO2013024573A1 (en) * 2011-08-16 2015-03-05 Necカシオモバイルコミュニケーションズ株式会社 Electronics
US9116224B2 (en) 2011-08-16 2015-08-25 Nec Corporation Electronic device
WO2013024573A1 (en) * 2011-08-16 2013-02-21 Necカシオモバイルコミュニケーションズ株式会社 Electronic device
WO2013035340A1 (en) * 2011-09-08 2013-03-14 Necカシオモバイルコミュニケーションズ株式会社 Electronic apparatus
JP2013058896A (en) * 2011-09-08 2013-03-28 Nec Casio Mobile Communications Ltd Electronic device
JP2013058897A (en) * 2011-09-08 2013-03-28 Nec Casio Mobile Communications Ltd Electronic device
CN104620601A (en) * 2012-09-14 2015-05-13 Nec卡西欧移动通信株式会社 Speaker device and electronic equipment
EP2897379A4 (en) * 2012-09-14 2016-04-27 Nec Corp Speaker device and electronic equipment
WO2014087605A1 (en) * 2012-12-03 2014-06-12 株式会社デンソー 3d audio effect device
JP2014241635A (en) * 2014-08-29 2014-12-25 Necカシオモバイルコミュニケーションズ株式会社 Loudspeaker device and electronic apparatus
EP3457719A4 (en) * 2016-06-03 2019-06-26 Huawei Technologies Co., Ltd. SYSTEM AND METHOD FOR TRANSMITTING ULTRASONIC WAVE VOICE SIGNAL
US10945068B2 (en) 2016-06-03 2021-03-09 Huawei Technologies Co., Ltd. Ultrasonic wave-based voice signal transmission system and method
WO2018043115A1 (en) * 2016-08-29 2018-03-08 ソニー株式会社 Information processing apparatus, information processing method, and program
JPWO2018043115A1 (en) * 2016-08-29 2019-06-24 ソニー株式会社 INFORMATION PROCESSING APPARATUS, INFORMATION PROCESSING METHOD, AND PROGRAM
US10810973B2 (en) 2016-08-29 2020-10-20 Sony Corporation Information processing device and information processing method
KR101873831B1 (en) * 2017-03-21 2018-08-02 주식회사 넥토마이닝 Evacuee guidance system and method using sensor network and directional speaker
KR101923494B1 (en) * 2017-03-24 2019-02-22 주식회사 넥토마이닝 System and method corresponding to disaster based on moving vehicle using pole shaft and directional speaker
KR20180108220A (en) * 2017-03-24 2018-10-04 주식회사 넥토마이닝 System and method corresponding to disaster based on moving vehicle using pole shaft and directional speaker

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