(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波帯の周波数を有する搬送波信号に対して、音響信号を用いて振幅変調して第１信号を得る振幅変調部と、
前記第１信号の位相を制御して、互いの位相が略逆位相の第２信号及び第３信号を得る位相制御部と、
前記第２信号に応じて、所定の第１制御点に向けて第１音波を放射する第１パラメトリックスピーカと、
音波を受ける面が凹状の第１湾曲反射面を有し、前記第１湾曲反射面で反射する前記音波の集束点を前記第１制御点に有する第１反射部と、
前記第３信号に応じて、前記第１湾曲反射面に向けて第２音波を放射する第２パラメトリックスピーカと、
を備える音響装置。
【請求項２】
前記第１反射部は、第１焦点と、前記第１制御点の位置に第２焦点とを有する回転楕円面を前記第１湾曲反射面として有し、
前記第２パラメトリックスピーカは、前記第１焦点の位置に設けられる請求項１に記載の音響装置。
【請求項３】
前記第１反射部は、第１焦点を有する回転放物面を前記第１湾曲反射面として有し、
前記第２パラメトリックスピーカは、前記第１反射部を基準として前記第１焦点よりも遠くの位置に設けられる請求項１に記載の音響装置。
【請求項４】
前記第２信号及び前記第３信号を増幅する増幅部を備える請求項１乃至３いずれか１項に記載の音響装置。
【請求項５】
前記第２パラメトリックスピーカは、前記第２音波を放射する方向に軸を有し、前記回転放物面の対称軸と前記軸を一致させて設けられ、
前記軸方向に前記第２パラメトリックスピーカを移動させる可動部をさらに備える請求項３に記載の音響装置。
【請求項６】
前記位相制御部は、前記第１信号の位相を制御して、前記第２信号の位相に対して略逆位相の第４信号をさらに得て、
前記第１パラメトリックスピーカは、さらに所定の第２制御点に向けて前記第１音波を放射し、
音波を受ける面が凹状の第２湾曲反射面を有し、前記第２湾曲反射面で反射する前記音波の集束点を前記第２制御点に有する第２反射部と、
前記第４信号に応じて、前記第２湾曲反射面に向けて第３音波を放射する第３パラメトリックスピーカをさらに備える請求項１に記載の音響装置。
【請求項７】
前記増幅部は、前記第４信号を増幅する請求項６に記載の音響装置。
【請求項８】
前記超音波帯の周波数とは、２０ｋHｚ以上の周波数である請求項１乃至７いずれか１項に記載の音響装置。
【請求項９】
前記第１信号の位相と、前記第２信号の位相または前記第３信号の位相のいずれか一方とが等しい請求項１乃至８いずれか１項に記載の音響装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超指向性を有する音響装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パラメトリックスピーカを利用した超指向性を有する音響装置では、聴取者が音を聴取する聴取エリアと音を聴取しない非聴取エリアを分離するために様々な手法が提案されている。例えば、音の伝搬方向に聴取エリアと非聴取エリアを分離することが望まれている。これについては、放射する音波が同一の音圧分布特性を有する２個のパラメトリックスピーカを用いて、それぞれのパラメトリックスピーカからの音波を干渉させることで、非聴取エリアにおける音圧を相殺する方法がある。
【０００３】
しかしながら、上記の方法では、非聴取エリアだけでなく聴取エリアにおいても音圧の相殺量が大きくなることで、聴取エリアにおいて干渉した合成音の音圧を十分に維持することが難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１４９５９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
聴取エリアにおいては音圧を十分に維持し、非聴取エリアにおいては音圧を急峻に減少させることが可能な音響装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の音響装置は、超音波帯の周波数を有する搬送波信号に対して、音響信号を用いて振幅変調して第１信号を得る振幅変調部と、前記第１信号の位相を制御して、互いの位相が略逆位相の第２信号及び第３信号を得る位相制御部と、前記第２信号に応じて、所定の第１制御点に向けて第１音波を放射する第１パラメトリックスピーカと、音波を受ける面が凹状の第１湾曲反射面を有し、前記第１湾曲反射面で反射する前記音波の集束点を前記第１制御点に有する第１反射部と、前記第３信号に応じて、前記第１湾曲反射面に向けて第２音波を放射する第２パラメトリックスピーカとを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係る音響装置の構成図。
【図２】第１の実施形態に係る第１パラメトリックスピーカの可聴エリアを説明する図。
【図３】第１の実施形態に係る第２音波の集束点位置を説明する図。
【図４】第１の実施形態に係る第１パラメトリックスピーカ及び第２パラメトリックスピーカの設置位置を説明する図。
【図５】第１の実施形態に係る音響装置の作用を説明する図。
【図６】第２の実施形態に係る音響装置の構成図。
【図７】第２の実施形態に係る第２音波の集束点位置を説明する図。
【図８】第３の実施形態に係る音響装置の構成図。
【図９】第３の実施形態に係る第２音波及び第３音波の集束点位置を説明する図。
【図１０】第３の実施形態に係る音響装置の作用を説明する図。
【図１１】第４の実施形態に係る音響装置の構成図。
【図１２】パラメトリックスピーカを説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明を実施するための実施形態について説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る音響装置１００の構成図である。本実施形態の音響装置１００は、例えば電子広告や展示場等における音声ガイダンスのために用いることができる。このような音声ガイダンスを、例えば一部の聴取者のみに伝えることが好ましい状況では、視聴エリアを制限することが好ましい。すなわち、図１２に示すように一般的なスピーカでは照射する音波が広がり、音声ガイダンスは周囲にいる全ての聴取者に伝わる。そこで、音響装置１００では、指向性を有する音波を照射するパラメトリックスピーカを用いる。これにより、音声ガイダンスを一部の聴取者のみに伝えることが可能になる。
【００１０】
また、本実施形態の音響装置１００では、音圧分布特性の異なる音波を干渉させることで、音声ガイダンスが到達する距離を制御することができる。このとき、聴取者に対して音声ガイダンスを聴かせたいエリアを聴取エリアと呼ぶ。また、聴取者に対して音声ガイダンスを聴かせたくないエリアを非聴取エリアと呼ぶ。
【００１１】
図１の音響装置１００は、音声ガイダンス等の音響信号を振幅変調部３０に対して供給する供給部１０と、超音波帯の周波数を有する搬送波信号を生成する生成部２０を備えている。また、振幅変調部３０は、供給部１０が供給する音響信号を用いて、生成部２０が生成する搬送波信号に対して振幅変調する。位相制御部４０は、振幅変調部３０が振幅変調した第１振幅変調信号の位相を制御して、互いの位相が略逆位相の第２振幅変調信号及び第３振幅変調信号を得る。また、増幅部５０は、第２振幅変調信号及び第３振幅変調信号を増幅する。
【００１２】
第１パラメトリックスピーカ６０は、増幅部５０が増幅した第２振幅変調信号に応じて、事前に定める所定の制御点に向けて第１音波を放射する。また、第２パラメトリックスピーカ７０は、増幅部５０が増幅した第３振幅変調信号に応じて第２音波を放射する。反射部８０は、第２パラメトリックスピーカ７０が放射する第２音波を反射して、第２音波を所定の制御点に集束する。
【００１３】
第１パラメトリックスピーカ６０が放射する第１音波及び第２パラメトリックスピーカ７０が放射する第２音波は、空気中を伝搬するとともに波形歪みが発生し、音響信号と同じ可聴音が復調される。ここで、第１音波より復調された可聴音を第１可聴音と呼び、第２音波より復調された可聴音を第２可聴音と呼ぶ。
【００１４】
すなわち、図１の音響装置１００では、聴取者は第１パラメトリックスピーカ６０が放射する第１音波より復調された第１可聴音と、第２パラメトリックスピーカ７０が放射して反射部８０が反射する第２音波より復調された第２可聴音との合成音を音声ガイダンスとして聴取することができる。このとき、第１可聴音と第２可聴音の音圧分布の特性を異ならせ、第１可聴音と第２可聴音を干渉させることで合成音の音圧分布を制御する。これにより、聴取者が合成音を聴取可能な範囲を制御することができる。
【００１５】
ここでは、聴取エリアと非聴取エリアの境界として、第１パラメトリックスピーカ６０から見て第１方向の所定の位置に制御点を予め定めることで、この制御点における第１可聴音の音圧分布を急峻に減少させる。一旦制御点で減少した音圧はそれ以降も低い音圧に保たれることが確かめられている。すなわち、本実施形態では、この現象を利用することで、聴取エリアと非聴取エリアの分離をはかるものである。
【００１６】
以下、図１の音響装置１００の構成について詳細に説明する。
【００１７】
供給部１０は、ソースとなる音響信号を取得し、取得した音響信号を振幅変調部３０に対して供給する。供給部１０が音響信号を取得する方法としては様々なバリエーションが考えられる。例えば、予めマイクロフォンにより音声等を録音することで音響信号を取得することができる。また、例えば、ＴＶ、オーディオ機器或いはＡＶ機器などのような、地上放送又は衛星放送等により、音響信号を含むコンテンツ（例えば、音響信号のみを含むコンテンツ、動画像や静止画像を伴う音響信号を含むコンテンツ、それらに更に他の関連情報を含むコンテンツなど）（以下、単にコンテンツと呼ぶ）を取得することができる。また、インターネット又はイントラネット若しくはホームネット等のネットワークを介してコンテンツを取得してもよいし、ＣＤ、ＤＶＤ、または内臓のディスク装置等の記録媒体に格納されたコンテンツを読み込むことで取得してもよい。
【００１８】
生成部２０は、超音波帯の周波数を有する搬送波信号を生成する。なお、ここでの超音波帯の周波数とは、少なくともヒトが聴取不可能な周波数であることが必要であるため、例えば２０kＨｚ以上の周波数と定義する。
【００１９】
振幅変調部３０は、供給部１０から音響信号を、生成部２０から搬送波信号を得る。振幅変調部３０は、音響信号を用いて、搬送信号に対して振幅変調を行うことで、搬送波信号が振幅変調された第１振幅変調信号を得る。ここでは、次式で表される信号S(t)を生成する。
【数１】
0005629733.tif 000002
【００２０】
一例として、ここでは音響信号に正弦波を選ぶこととするとs(t)は次のように表せる。
【数２】
0005629733.tif 000003
【００２１】
なお、振幅変調信号を得る手段としては上記以外にもいくつかの方式が考えられる。例えば、SSB方式、MDSB方式、VSB方式などパラメトリックスピーカの音質改善が期待できる手法を適用することも可能である。振幅変調部３０は、この第１振幅変調信号を位相制御部４０に対して供給する。
【００２２】
位相制御部４０は、振幅変調部３０から第１振幅変調信号を得る。位相制御部４０は、第１振幅変調信号の位相を制御して、２つの信号が可聴エリア内で重なり合う際の位相が互いに逆位相の（または逆位相に近い）第２振幅変調信号及び第３振幅変調信号を得る。このようにして得られる第２振幅変調信号と第３振幅変調信号の位相差は１８０°であることが好ましいが、制御点における合成音の音圧が予め定める所定の閾値（例えば、最小可聴値：2×10-5 Pa）以下に納まる範囲の誤差であれば許容し得る。このとき、位相制御部４０は、例えば第２振幅変調信号の位相を第１振幅変調信号の位相と同一とし、第３振幅変調信号の位相を第１振幅変調信号の位相から１８０°変化させることができる。位相制御部４０は、第２振幅変調信号及び第３振幅変調信号を増幅部５０に対して供給する。
【００２３】
増幅部５０は、第２振幅変調信号及び第３振幅変調信号を得る。増幅部５０は、第２振幅変調信号及び第３振幅変調信号の振幅を増幅することで、第２振幅変調信号の振幅が増幅された第４振幅変調信号及び第３振幅変調信号の振幅が増幅された第５振幅変調信号を得る。増幅部５０は、第４振幅変調信号を第１パラメトリックスピーカ６０に対して、第５振幅変調信号を第２パラメトリックスピーカ７０に対して供給する。
【００２４】
なお、増幅部５０は、空気の非線形現象が生ずる程度の強度（例えば、振幅：120 dB以上）をもつ音波を、パラメトリックスピーカから放射できるレベルまで、振幅変調信号を増幅する。また、好ましくは制御点における第１可聴音の音圧と第２可聴音の音圧が等しくなるように第２振幅変調信号及び第３振幅変調信号を増幅する。
【００２５】
第１パラメトリックスピーカ６０は、第４振幅変調信号を得て、この第４振幅変調信号に応じて制御点に向けて第１音波を放射する。第１パラメトリックスピーカ６０は第１面積を持つ例えば円形の放射面を有しており、第１音波はこの放射面から放射される。第１パラメトリックスピーカ６０が放射する第１音波は、復調され第１可聴音となった後、第１パラメトリックスピーカ６０の放射面に水平な複数の断面を考えた際に各断面の中で第１可聴音の音圧が最大となる点を結ぶ軸（指向軸）Aを有する。ここでは、指向軸Aは放射面の中心を通る法線と一致する。また、ここでは、事前に定められる制御点が指向軸A上に位置するように配置される。したがって、第１パラメトリックスピーカ６０は、指向軸Aの一方向である方向X１に位置する制御点に向けて第１音波を放射する。
【００２６】
このとき、図２に示すように、第１パラメトリックスピーカ６０は、水平面内において指向軸Aを中心として、互いの成す角度が半値角θである２本の軸B、Cで囲まれる領域（可聴エリア）を生成する。聴取者はこの可聴エリア内で聴取をすることが好ましい。なお、半値角とは、軸上における音圧が指向軸Aにおける音圧の１／２に減衰する２本の軸の成す角度である。このとき、方向X１及び半値角θは、例えば予め定められる聴取者の聴取位置に基づいて事前に設定することができる。
【００２７】
第２パラメトリックスピーカ７０は、第５振幅変調信号を得て、この第５振幅変調信号に応じて第２音波を放射する。第２パラメトリックスピーカ７０は第２面積を持つ例えば円形の放射面を有しており、第２音波はこの放射面から放射される。なお、ここでは第２面積は第１パラメトリックスピーカ６０の第１面積と等しいものとする。第２パラメトリックスピーカ７０が放射する第２音波は、復調され第２可聴音となった後、第２パラメトリックスピーカ７０の放射面に水平な複数の断面を考えた際に各断面の中で第２可聴音の音圧が最大となる点を結ぶ軸（指向軸）Dを有する。ここでは、指向軸Dは放射面の中心を通る法線と一致する。
【００２８】
第２パラメトリックスピーカ７０は、指向軸Dを第１パラメトリックスピーカ６０の指向軸Aと一致させて、かつ放射面を指向軸A及びDにおいて方向X１と逆の方向X２に向けて配置される。したがって、第２パラメトリックスピーカ７０は、方向X２に向けて第２音波を放射する。なお、以下の説明では、指向軸A及び指向軸Dを合わせて指向軸とする。
【００２９】
反射部８０は、第２パラメトリックスピーカ７０の放射面に対向して設けられ、この放射面に向けて凹状の反射面を有する湾曲部材である。また、反射面で受けた音波を反射する際の音波の集束点が制御点に一致するように設けられる。反射部８０は、第２パラメトリックスピーカ７０が放射した第２音波を反射面で反射する。図３に示すように、反射部８０の反射面で反射された第２音波（第２可聴音）は集束点に集束されることで、この集束点、すなわち制御点において第２可聴音の音圧分布は点状の最大のピークを持つ。反射部８０の材質としては、超音波を反射する材料であればよく、例えば金属を用いることができる。
【００３０】
本実施形態では、反射部８０の反射面として、楕円をその長軸周りに回転させることで得られる回転楕円面を採用し、その二次曲線としての性質を利用することで集束点位置を設定する。この場合、２つの焦点を有する楕円の、一方の焦点から放射された音波は反射されることで、他方の焦点に集束される性質を利用する。
【００３１】
そこで、反射部８０の回転楕円面の２つの焦点のうち反射部８０からの距離が近い第１焦点に第２パラメトリックスピーカ７０が位置し、かつ反射部８０からの距離が遠い第２焦点が制御点に一致するように反射部８０を設ける。すなわち、第２焦点（制御点）と集束点を一致させる。これにより、第２可聴音の音圧分布は可聴エリア内の第２焦点（制御点）において最大のピークを持つ。
【００３２】
なお、図４に示すように、第１パラメトリックスピーカ６０と第２パラメトリックスピーカ７０の設置位置により、第１可聴音と第２可聴音との間には行路差が生じることになる。したがって、位相制御部４０は、この行路差を加味することで、第１パラメトリックスピーカ６０、第２パラメトリックスピーカ７０、反射部８０の位置関係に応じた第２振幅変調信号及び第３振幅変調信号を得る。
【００３３】
第１可聴音と第２可聴音の行路差により生じる、第１可聴音と第２可聴音の時間位相差Δt1[s]は次式で表される。
【数３】
0005629733.tif 000004
【００３４】
例えば、第１可聴音と第２可聴音の角度位相差を１８０°とする場合、第１可聴音と第２可聴音には、（式３）で表される行路差により生じるΔt1に、角度位相差を１８０°変化させるためのΔt2を加えた次式により表される時間位相差Δtを与える。ここで、ｆsは第１音響信号の周波数である。
【数４】
0005629733.tif 000005
【００３５】
以下、図５を参照しながら、音響装置１００の作用について説明する。
【００３６】
図５は、指向軸上における第１可聴音及び第２可聴音の音圧分布を示す図である。なお、図５の横軸である距離ｒは、第１パラメトリックスピーカ６０の位置を原点として、指向軸上での第１可聴音が伝搬する方向への距離を示す。
【００３７】
図５に示すように、第１可聴音は、伝搬とともに音圧が増加し、距離ｒ１において音圧が最大となる。そして、距離ｒ１以降は音圧が徐々に減少する。また、第２可聴音は、制御点である距離ｒ２において音圧が最大となり、制御点を中心に山型の音圧分布となる。すなわち、制御点から離れるに従い、第２可聴音の音圧は第１可聴音の音圧の減少に比べて急峻に減少する。このように、反射部８０が第２音波を反射することで、この第２音波より復調された第２可聴音の音圧分布は、反射されない場合の音圧分布に比べて特性が変化することになる。したがって、第１可聴音と第２可聴音の音圧分布は特性が異なる。ここでは、この音圧分布の特性が異なる２つの可聴音を可聴エリア内で干渉させることで、可聴エリア内において第１パラメトリックスピーカ６０を基準として制御点より近くの領域では音圧を十分に維持し、かつ制御点においては音圧を急峻に減少させることができる。前述したように第１可聴音の音圧は、一旦急峻に減少するとそれ以降には低い音圧に保たれることが確かめられており、制御点より遠くの領域では音圧を十分に低減させることができる。すなわち、制御点を境界にして聴取エリアと非聴取エリアを分離することができる。以下、詳細に説明する。
【００３８】
第１可聴音と第２可聴音の位相差は１８０°（または１８０°に近い）であるため、第１可聴音と第２可聴音を干渉させることで第１可聴音の音圧が相殺される。図５に示すように、距離ｒ２の手前（ｒ＜ｒ２）までは、第１可聴音の音圧と第２可聴音の音圧との差が大きい。この結果、第１可聴音の音圧が支配的となり、合成音の音圧はほぼ第１可聴音の音圧と等しくなる。距離ｒ２以降（ｒ≧ｒ２）では、第２可聴音が最大の音圧となるため、第１可聴音の音圧と第２可聴音の音圧との差が小さい。この結果、距離ｒ２において、合成音の音圧は急峻に減少する。すなわち、第２可聴音の音圧が距離ｒ２において最大となる山型の音圧分布を有するために、第１可聴音の音圧が相殺された場合でも、距離ｒ２の手前までは音圧を十分に維持し、距離ｒ２以降は音圧を急峻に減少させることができる。このとき、距離ｒ２の手前までの領域が、聴取者が聴取するための聴取エリア、距離ｒ２以降が、聴取者が聴取しない非聴取エリアとなる。
【００３９】
本実施形態の音響装置１００によれば、聴取エリアにおいては音圧を十分に維持することができ、非聴取エリアにおいては音圧を急峻に減少させることができる。このとき、回転楕円面を用いることで、集束点（制御点）における第２音波の集束効率を向上させることができ、集束点（制御点）における合成音の音圧をより低減させることができる。これにより、聴取エリアと非聴取エリアを明確に分離することが可能となる。
【００４０】
なお、本実施形態では、第１パラメトリックスピーカ６０の指向軸Aと第２パラメトリックスピーカ７０の指向軸Dを一致させることを例に説明を行ったが、指向軸Aと指向軸Dは必ずしも一致させる必要はなく、第２音波（第２可聴音）の集束点が第１パラメトリックスピーカ６０の可聴エリア内の制御点に一致するように第１パラメトリックスピーカ６０と第２パラメトリックスピーカ７０を設ければよい。
【００４１】
（変形例）
本変形例では、反射部８０の反射面として、放物線をその対称軸周りに回転させることで得られる回転放物面を採用し、その二次曲線としての性質を利用することで集束点位置を設定する。この場合、放物線から見て、放物線の焦点よりも近い位置から放射された音波は反射されることで拡散し、焦点よりも遠い位置から放射された音波は所定の範囲内に集束する性質を利用する。ここでは、第２可聴音の音圧分布が最大のピークとなる位置を集束点とする。
【００４２】
この場合、例えば第２パラメトリックスピーカ７０と反射部８０の位置と集束点の位置との関係を、事前の実験やシミュレーション等により予め調べておくことができる。このように事前に調べられた関係に基づいて、集束点が制御点に一致するように反射部８０を設ける。これにより、第２可聴音の音圧分布は可聴エリア内の集束点（制御点）において最大のピークを持つ。
【００４３】
（第２の実施形態）
図６は、第２の実施形態に係る音響装置２００の構成図である。
【００４４】
図６の音響装置２００は、指向軸に沿って、第２パラメトリックスピーカ７０を第１パラメトリックスピーカ６０と反射部８０との間で移動させる可動部９０を備える。可動部９０としては、例えば直線移動機構等の公知の技術を用いることができるので詳細な説明を省略する。また、反射部８０の反射面としては回転放物面を用いる。
【００４５】
音響装置２００では、可動部９０が、第２パラメトリックスピーカ７０を指向軸に沿って移動させることで、図７に示すように第２音波（第２可聴音）の集束点を指向軸に沿って移動させることができる。すなわち、第２パラメトリックスピーカ７０を反射部８０に近づけると、第２音波（第２可聴音）の集束点は指向軸に沿って反射部８０から遠ざかる方向に移動する。また、第２パラメトリックスピーカ７０を反射部から遠ざけると、第２音波（第２可聴音）の集束点は指向軸に沿って反射部８０に近づく方向に移動する。
【００４６】
これにより、第２音波（第２可聴音）の集束点、すなわち合成音の音圧が急峻に減少する位置を指向軸に沿って移動させることができ、聴取エリアと非聴取エリアの境の距離を制御することが可能となる。すなわち、言い換えると聴取エリアの範囲を制御することができる。
【００４７】
（第３の実施形態）
図８は、第３の実施形態に係る音響装置３００の構成図である。
【００４８】
図８の音響装置３００では、位相制御部４０は、第２振幅変調信号及び第３振幅変調信号に加え、２つの信号が重なり合う際に第２振幅変調信号の位相に対して略逆位相となる第６振幅変調信号を得る。また、増幅部５０は、第６振幅変調信号を得て、第６振幅変調信号の振幅を増幅することで、第６振幅変調信号の振幅が増幅された第７振幅変調信号を得る。
【００４９】
第２パラメトリックスピーカ７０は、図８中のｚ軸において第１パラメトリックスピーカ６０の指向軸Aと第２パラメトリックスピーカ７０の指向軸Dが角度−θ１で交わるように設けられる。ここでのθ１は図８中のｚ軸まわりのR方向に回転する角度を正と定義される。
【００５０】
第３パラメトリックスピーカ７５は、第７振幅変調信号を得て、この第７振幅変調信号に応じて第３音波を放射する。第３パラメトリックスピーカ７５は第３面積を持つ例えば円形の放射面を有しており、第３音波はこの放射面から放射される。なお、ここでは第３面積は第２パラメトリックスピーカ７０の第２面積と等しいものとする。第３パラメトリックスピーカ７５が放射する第３音波は、復調され第３可聴音となった後、第３パラメトリックスピーカ７５の放射面に水平な複数の断面を考えた際に各断面の中で第３可聴音の音圧が最大となる点を結ぶ軸（指向軸）Eを有する。ここでは、指向軸Eは放射面の中心を通る法線と一致する。
【００５１】
また、第３パラメトリックスピーカ７５は、図８中のｚ軸において第１パラメトリックスピーカ６０の指向軸Aと第３パラメトリックスピーカ７５の指向軸Eが角度θ２で交わるように設けられる。ここでのθ２は図８中のｚ軸まわりのR方向に回転する角度を正と定義される。なお、本実施形態では、θ２＝θ１とする。
【００５２】
反射部８０は、第２音波（第２可聴音）の集束点及び第３音波（第３可聴音）の集束点、すなわち第２可聴音及び第３可聴音の音圧の最大のピークが第１パラメトリックスピーカ６０の可聴エリア内に含まれるように反射する。これには、例えば２つの制御点を事前に定めておき、第２音波（第２可聴音）及び第３音波（第３可聴音）の集束点が２つの制御点に一致するように反射部８０を設ける。ここでは反射部８０を１つとして説明しているが、２つの反射部８０を用いることができる。
【００５３】
このとき、図９に示すように、第２音波（第２可聴音）の集束点L1及び第３音波（第３可聴音）の集束点L2は、第１パラメトリックスピーカ６０の指向軸Aに対して垂直な方向であるｙ軸方向にそれぞれずれることになる。
【００５４】
図１０は、集束点L1及びL2の指向軸方向の距離ｒ２における第１可聴音、第２可聴音及び第３可聴音の合成音のｙ軸方向の音圧分布である。図１０に示すように、第１可聴音と位相差が１８０°（または１８０°に近い）の第２可聴音及び第３可聴音が第１可聴音と合成されることで、ｙ軸方向に沿って第１可聴音の音圧が相殺される。
【００５５】
これにより、合成音の音圧が急峻に減少する領域、すなわち非聴取エリアの範囲をｙ軸方向に拡大することが可能となる。したがって、ｙ軸方向においても聴取エリアと非聴取エリアを明確に分離することができる。
【００５６】
なお、本実施形態では、第２パラメトリックスピーカ７０と第３パラメトリックスピーカ７５の２つのスピーカを用いることを例に説明を行ったが、指向軸が異なる方向を向くさらに複数のスピーカを用いることができる。
【００５７】
また、第２パラメトリックスピーカ７０と第３パラメトリックスピーカ７５を平面内で配置する例を説明したが、さらに複数のパラメトリックスピーカを用いる場合には、空間内で、すなわち、図８に示すｚ軸方向に設けることもできる。
【００５８】
また、図１の音響装置１００において、第２パラメトリックスピーカ７０の放射面の第２面積を第１パラメトリックスピーカ６０の放射面の第１面積よりも大きくすることもできる。これにより、第２音波（第２可聴音）の集束点をｙ軸方向に拡大させることで、複数のスピーカを設けることと同様に、非聴取エリアの範囲をｙ軸方向に拡大することができる。
【００５９】
（第４の実施形態）
図１１は、第４の実施形態に係る音響装置４００の構成図である。
【００６０】
図１１の音響装置４００では、第２パラメトリックスピーカ７０及び第３パラメトリックスピーカ７５が、指向軸D及び指向軸Eを第１パラメトリックスピーカ６０の指向軸Aに対してｙ軸方向にずらして、かつ指向軸D及び指向軸Eを指向軸Aと平行にして設けられる。ここでは、図１１中のｙ軸方向の距離L3の位置に第２パラメトリックスピーカ７０を設ける。また、距離−L3の位置に第３パラメトリックスピーカ７５を設ける。
【００６１】
このとき、反射部８５の反射面として、軸外し放物面を用いる。これにより、第１パラメトリックスピーカ６０と第２パラメトリックスピーカ７０及び第３パラメトリックスピーカ７５の指向軸が一致しない場合でも、反射部８５は、第２音波（第２可聴音）の集束点及び第３音波（第３可聴音）の集束点、すなわち第２可聴音及び第３可聴音の音圧の最大のピークが第１パラメトリックスピーカ６０の可聴エリア内に含まれるように反射することができる。
【００６２】
本実施形態の音響装置４００によれば、第１パラメトリックスピーカ６０の指向軸に対して第２パラメトリックスピーカ７０及び第３パラメトリックスピーカ７５の指向軸をｙ軸方向にずらすために、反射部８５が反射した後復調される第２可聴音及び第３可聴音が第１パラメトリックスピーカ６０に妨げられることで音圧のピークが低減することを防ぐことができる。したがって、非聴取エリアにおいて合成音の音圧をさらに減少させることが可能となる。なお、反射部８５の反射面としては、軸外し楕円面を用いることもできる。
【００６３】
以上説明した少なくとも１つの実施形態の音響装置によれば、聴取エリアにおいては音圧を十分に維持し、非聴取エリアにおいては音圧を急峻に減少させることが可能となる。
【００６４】
これら実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、様々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６５】
１０・・・供給部
２０・・・生成部
３０・・・振幅変調部
４０・・・位相制御部
５０・・・増幅部
６０・・・第１パラメトリックスピーカ
７０・・・第２パラメトリックスピーカ
７５・・・第３パラメトリックスピーカ
８０、８５・・・反射部
９０・・・可動部
１００、２００、３００、４００・・・音響装置
【図１】
0005629733.tif 000006
【図２】
0005629733.tif 000007
【図３】
0005629733.tif 000008
【図４】
0005629733.tif 000009
【図５】
0005629733.tif 000010
【図６】
0005629733.tif 000011
【図７】
0005629733.tif 000012
【図８】
0005629733.tif 000013
【図９】
0005629733.tif 000014
【図１０】
0005629733.tif 000015
【図１１】
0005629733.tif 000016
【図１２】
0005629733.tif 000017