(57)【要約】【課題】周囲の建造物や物体の配置を考慮して、仮想音源制御を行う事により、サラウンド音響効果を実現することができる指向性サウンドシステムを提供する。【解決手段】音波トランスデューサを所望の空間領域で走査するように超音波トランスデューサの音波放射軸の角度を変更する可変角度機構を有する超音波スピーカと、前記超音波スピーカから放射された音響出力の音圧を検出するマイクと、前記マイクで検出した前記音響出力の強度に基づいて検出対象空間における検出強度プロファイルを生成する検出強度プロファイル生成手段と、前記検出強度プロファイルを保存する記憶手段と、前記検出強度プロファイルを参照して前記超音波トランスデューサの可動範囲を制御する制御手段とを有する。【選択図】図１
2008270858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波トランスデューサの音響出力を所望の空間領域で走査するように超音波トランスデューサの音波放射軸の角度を変更する可変角度機構を有する超音波スピーカを備えたことを特徴とする指向性サウンドシステム。
【請求項２】
超音波トランスデューサを所望の空間領域で走査するように超音波トランスデューサの音波放射軸の角度を変更する可変角度機構を有する超音波スピーカと、
前記超音波スピーカから放射された音波の反射波の音圧を検出するマイクと、
を備えたことを特徴とする指向性サウンドシステム。
【請求項３】
超音波トランスデューサを所望の空間領域で走査するように超音波トランスデューサの音波放射軸の角度を変更する可変角度機構を有する超音波スピーカと、
前記超音波スピーカから放射された音響出力の音圧を検出するマイクと、
前記マイクで検出した前記音響出力の強度に基づいて検出対象空間における検出強度プロファイルを生成する検出強度プロファイル生成手段と、
を有することを特徴とする指向性サウンドシステム。
【請求項４】
超音波トランスデューサを所望の空間領域で走査するように超音波トランスデューサの音波放射軸の角度を変更する可変角度機構を有する超音波スピーカと、
前記超音波スピーカから放射された音響出力の音圧を検出するマイクと、
前記マイクで検出した前記音響出力の強度に基づいて検出対象空間における検出強度プロファイルを生成する検出強度プロファイル生成手段と、
前記検出強度プロファイルを保存する記憶手段と、
を有することを特徴とする指向性サウンドシステム。
【請求項５】
超音波トランスデューサを所望の空間領域で走査するように超音波トランスデューサの音波放射軸の角度を変更する可変角度機構を有する超音波スピーカと、
前記超音波スピーカから放射された音響出力の音圧を検出するマイクと、
前記マイクで検出した前記音響出力の強度に基づいて検出対象空間における検出強度プロファイルを生成する検出強度プロファイル生成手段と、
前記検出強度プロファイルを保存する記憶手段と、
前記検出強度プロファイルを参照して前記超音波トランスデューサの可動範囲を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする指向性サウンドシステム。
【請求項６】
超音波トランスデューサを所望の空間領域で走査するように超音波トランスデューサの音波放射軸の角度を変更する可変角度機構を有する超音波スピーカと、
映像を投影面に投影する投影光学系と、
を有することを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波に対する媒質（空気）の非線形性を用いて可聴周波数帯の信号音を再生させるとともに、可聴周波数帯の信号音が再生される範囲を制御することができる超音波スピーカを用いた指向性サウンドシステム及びこの指向性サウンドシステムを搭載したプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、リアルサウンドを再現できるサウンドシステムは、数種類が世に送り出されている。その１つにＤＶＤ（Digital Versatile  Disk）を音源および画像源としたサラウンドシステムがある。このＤＶＤシステムはドルビーディジタル方式で録音されているため、再生をドルビーディジタル方式にしたがって行うと、リアルなサウンドを実現することができる。
【０００３】
しかし、このシステムは画像を表示する画面の下、リスナの後ろ、重低音用、左右用と合計５個のスピーカを必要とする。よって、ドルビーディジタル方式で再生する場合、器材を調達するのにコストが高くなると共に、多くのスピーカを設置するスペースが必要になってしまい、さらに設置されるスピーカとの配線も複雑になるので面倒であった。
【０００４】
そこで、少ない数のスピーカにより、画面に表示される話者がいかにも喋っているようなリアルな効果を演出することができる音声出力装置および方法が提案されており、さらに画像を投影するプロジェクタに取り付けられた指向性の高いスピーカにより、視聴者が容易にサラウンド音響効果を体験できる音声出力装置および方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−２３２８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的に超音波を使用したスピーカシステムでは、視聴者のみに聞こえるように直接超音波を当てる方法と、スクリーンや壁などに音波を当てて、そこで反射されてくる音を聞かせる方法がある（特許文献１参照）。
後者の方法では、スクリーンのサイズが予め決まっている場合には、限られた範囲内に音波を飛ばすことになる。よって、超音波によって生成される仮想音源の位置を広い範囲で移動させる事により、サラウンド効果を正確かつ効率よく創出させる事は難しい。
【０００６】
例えば、仮想音源の位置を変える事は自由自在にできた場合でも、スクリーンの周囲に反射性の悪い物体や、複雑な形状をした物体が存在すると、音波は予想しない方向に反射されてしまい、音響効果が乱れる原因となってしまう。特に、家屋の内壁などに音波を当てる場合には、壁沿いに物が置かれたり、壁に物が吊るされていたりなどするケースが多く、これらが音響効果を乱す原因となり兼ねない。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、超音波トランスデューサを用いて周囲の建造物や物体の配置を考慮して、仮想音源制御を行う事により、サラウンド音響効果を実現することができる指向性サウンドシステムおよびこれを搭載したプロジェクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の指向性サウンドシステムは、超音波トランスデューサの音響出力を所望の空間領域で走査するように超音波トランスデューサの音波放射軸の角度を変更する可変角度機構を有する超音波スピーカを備えたことを特徴とする。
【０００９】
上記構成の本発明の指向性サウンドシステムでは、上記可変角度機構により超音波スピーカの音波放射軸を所望の空間領域で超音波スピーカの音響出力を走査するように変更することにより、上記所望の空間領域における前記音響出力の反射波の音圧を検出し、その検出強度プロファイルを取得する。この検出強度プロファイルに基づいて超音波トランスデューサの可動範囲を制御する。したがって、周囲の建造物や物体の配置を考慮して、仮想音源制御を行う事により、上記所望の空間領域においてサラウンド音響効果を実現することができる。
【００１０】
また、本発明の指向性サウンドシステムは、超音波トランスデューサを所望の空間領域で走査するように超音波トランスデューサの音波放射軸の角度を変更する可変角度機構を有する超音波スピーカと、前記超音波スピーカから放射された音波の反射波の音圧を検出するマイクとを備えたことを特徴とする。
【００１１】
上記構成の本発明の指向性サウンドシステムでは、上記可変角度機構により超音波スピーカの音波放射軸を所望の空間領域で超音波スピーカの音響出力を走査するように変更することにより、上記所望の空間領域における前記音響出力の反射波の音圧を前記マイクにより検出し、その検出強度プロファイルを取得する。
この検出強度プロファイルに基づいて超音波トランスデューサの可動範囲を制御する。したがって、周囲の建造物や物体の配置を考慮して、仮想音源制御を行う事により、上記所望の空間領域においてサラウンド音響効果を実現することができる。
【００１２】
また、本発明の指向性サウンドシステムは、超音波トランスデューサを所望の空間領域で走査するように超音波トランスデューサの音波放射軸の角度を変更する可変角度機構を有する超音波スピーカと、前記超音波スピーカから放射された音響出力の音圧を検出するマイクと、前記マイクで検出した前記音響出力の強度に基づいて検出対象空間における検出強度プロファイルを生成する検出強度プロファイル生成手段とを有することを特徴とする。
【００１３】
上記構成の本発明の指向性サウンドシステムでは、上記可変角度機構により超音波スピーカの音波放射軸を所望の空間領域で超音波スピーカの音響出力を走査するように変更することにより、上記所望の空間領域における前記音響出力の反射波の音圧を前記マイクにより検出する。検出強度プロファイル生成手段は、前記マイクで検出した前記音響出力の強度に基づいて検出対象空間における検強度プロファイルを生成し、その検出強度プロファイルを取得する。この検出強度プロファイルに基づいて超音波トランスデューサの可動範囲が制御される。
したがって、周囲の建造物や物体の配置を考慮して、仮想音源制御を行う事により、上記所望の空間領域においてサラウンド音響効果を実現することができる。
【００１４】
また、本発明の指向性サウンドシステムは、超音波トランスデューサを所望の空間領域で走査するように超音波トランスデューサの音波放射軸の角度を変更する可変角度機構を有する超音波スピーカと、前記超音波スピーカから放射された音響出力の音圧を検出するマイクと、前記マイクで検出した前記音響出力の強度に基づいて検出対象空間における検出強度プロファイルを生成する検出強度プロファイル生成手段と、前記検出強度プロファイルを保存する記憶手段とを有することを特徴とする。
【００１５】
上記構成からなる指向性サウンドシステムでは、上記可変角度機構により超音波スピーカの音波放射軸を所望の空間領域で超音波スピーカの音響出力を走査するように変更することにより、上記所望の空間領域における前記音響出力の反射波の音圧を前記マイクにより検出する。検出強度プロファイル生成手段は、前記マイクで検出した前記音響出力の強度に基づいて検出対象空間における検強度プロファイルを生成し、その検出強度プロファイルは、記憶手段に保存される。この記憶手段に保存された検出強度プロファイルに基づいて超音波トランスデューサの可動範囲が制御される。したがって、周囲の建造物や物体の配置を考慮して、仮想音源制御を行う事により、上記所望の空間領域においてサラウンド音響効果を実現することができる。
【００１６】
また、本発明の指向性サウンドシステムは、超音波トランスデューサを所望の空間領域で走査するように超音波トランスデューサの音波放射軸の角度を変更する可変角度機構を有する超音波スピーカと、前記超音波スピーカから放射された音響出力の音圧を検出するマイクと、前記マイクで検出した前記音響出力の強度に基づいて検出対象空間における検出強度プロファイルを生成する検出強度プロファイル生成手段と、前記検出強度プロファイルを保存する記憶手段と、前記検出強度プロファイルを参照して前記超音波トランスデューサの可動範囲を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１７】
上記可変角度機構により超音波スピーカの音波放射軸を所望の空間領域で超音波スピーカの音響出力を走査するように変更することにより、上記所望の空間領域における前記音響出力の反射波の音圧を前記マイクにより検出する。検出強度プロファイル生成手段は、前記マイクで検出した前記音響出力の強度に基づいて検出対象空間における検強度プロファイルを生成し、その検出強度プロファイルは、記憶手段に保存される。この記憶手段に保存された検出強度プロファイルに基づいて超音波トランスデューサの可動範囲が制御される。したがって、周囲の建造物や物体の配置を考慮して、仮想音源制御を行う事により、上記所望の空間領域においてサラウンド音響効果を実現することができる。
【００１８】
また、本発明のプロジェクタは、超音波トランスデューサを所望の空間領域で走査するように超音波トランスデューサの音波放射軸の角度を変更する可変角度機構を有する超音波スピーカと、映像を投影面に投影する投影光学系とを有することを特徴とする。
【００１９】
上記構成の本発明のプロジェクタでは、上記可変角度機構により超音波スピーカの音波放射軸を所望の空間領域で超音波スピーカの音響出力を走査するように変更することにより、上記所望の空間領域における前記音響出力の反射波の音圧を検出し、その検出強度プロファイルを取得する。この検出強度プロファイルに基づいて超音波トランスデューサの可動範囲を制御する。
したがって、周囲の建造物や物体の配置を考慮して、仮想音源制御を行う事により、上記所望の空間領域においてサラウンド音響効果を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１に本発明の実施形態に係る指向性サウンドシステムの外観構成を図２に示す。本実施形態では、指向性サウンドシステムの一例として、音響を出力するとともに、映像を画面に表示するプロジェクタに適用した場合について説明する。図２（ａ）はプロジェクタの正面図であり、図２（ｂ）はプロジェクタの側面図である。
【００２１】
図２において、プロジェクタ１は、超音波スピーカ２Ａ，２Ｂを備えている。
超音波スピーカ２Ａ，２Ｂは非常に強い指向性を持つビーム状の音源であり、図中の点線矢印ａに示すように、比較的拡がりの小さな音波を発生させることができる。
また、プロジェクタ１からは内蔵されている投影光学系から画像が符号ｃで示されるように前方に投影される。
【００２２】
超音波スピーカ２Ａ，２Ｂには音波の照射方向を変えられるようなトランスデューサ角度可変機構部６を有している。このトランスデューサ角度可変機構部６は、ホルダー７に収納された超音波スピーカ２の音波放射軸の角度を可変させる機能を有している。
【００２３】
次に、図２に示したプロジェクタの電気的構成を図１に示す。図１において、プロジェクタ１は、トランスデューサ角度可変機構部６と、音声／映像信号再生部１０と、音声信号処理部１１と、キャリア波発振源１２と、変調器１３Ａ，１３Ｂと、パワーアンプ１４Ａ，１４Ｂと、超音波トランスデューサ１５Ａ，１５Ｂと、スピーカ設定部１６と、音量制御部１７Ａ，１７Ｂと、仮想音源制御部２０と、音圧計測用マイク２１と、検出強度プロファイル生成回路２２と、データ記憶部２３と、プロジェクタ１に内蔵されている映像を生成する映像生成部２５０と、生成された映像を投影する投影光学系２５１とを有している。図１ではトランスデューサ角度可変機構部６を、説明の便宜上一つしか示していないが、実際には超音波トランスデューサ１５Ａ，１５Ｂにそれぞれ設けられているものとする。
キャリア波発振源１２、変調器１３Ａ、パワーアンプ１４Ａ及び超音波トランスデューサ１５Ａは超音波スピーカ２Ａを構成している。また、キャリア波発振源１２、変調器１３Ｂ、パワーアンプ１４Ｂ及び超音波トランスデューサ１５Ｂは超音波スピーカ２Ｂを構成している。
【００２４】
音声／映像信号再生部１０は、音声信号および映像信号を再生する機能を有している。
音声信号処理部１１は、入力された音声信号から音声の発生位置、周波数、音響効果等を解析し、超音波スピーカ２の信号系統に送出する機能を有する。
音声信号処理部１１は、音源方位解析部１１０と、周波数解析部１１１と、音響効果解析部１１２とを有している。
【００２５】
音源方位解析部１１０は、各音声の発生位置、すなわち、視聴者の位置を基準としてフロント、リア、サイドの各音声の発生位置を音声信号から検出する機能を有している。
周波数解析部１１１は、入力された音声信号の周波数帯域、例えば、低周波域か、高周波域かを解析する機能を有している。
音響効果解析部１１２は、入力された音声信号から音響効果を解析する機能を有している。具体的には、フェードイン、フェードアウト、ドップラー効果、大音響、静寂音等の存在についての信号検出を行う。
【００２６】
キャリア波発振源１２は、超音波周波帯のキャリア波を生成する機能を有している。
変調器１３Ａ，１３Ｂは、音声信号処理部１１から出力される可聴周波数帯の音声信号（信号波）によりキャリア波発振源１２から出力されるキャリア波を変調する。
超音波スピーカ２Ａ，２Ｂを構成する超音波トランスデューサ１５Ａ，１５Ｂの具体的構成の一例を図３に示す。図３（Ａ）は、静電型超音波トランスデューサの断面構造を示す図である。図３（Ａ）に示す静電型超音波トランスデューサは、電極として機能する導電性材料で形成された導電部材を含む一対の固定電極４０、４１と、一対の固定電極４０、４１に挟持され、導電層（振動膜電極）４２１を有する振動膜４２と、一対の固定電極４０、４１と振動膜４２を保持する支持部材４５とを有している。
【００２７】
振動膜４２は、絶縁層４２０と、導電性材料で形成された導電層４２１とを有しており、該導電層４２１には、直流バイアス電源４６により単一極性（正極性でも負極性のいずれでもよい）の直流バイアス電圧が印加されるようになっている。
【００２８】
また、一対の固定電極４０、４１は振動膜４２を介して対向する位置に同数かつ複数の貫通孔４４を有しており、一対の固定電極４０、４１の導電部材間には信号源４８Ａ、４８Ｂにより交流信号が印加されるようになっている。固定電極４０と導電層４２１、固定電極４１と導電層４２１には、それぞれコンデンサが形成されている。
【００２９】
上記構成において、静電型超音波トランスデューサ１５Ａ（または１５Ｂ）は、振動膜４２の導電層４２１に、直流バイアス電源４６により単一極性の（本例では正極性の）直流バイアス電圧が印加される。一方、一対の固定電極４０、４１には、信号源４８Ａ、４８Ｂにより交流信号が印加される。この結果、信号源４８Ａ、４８Ｂから出力される交流信号の正の半サイクルでは、固定電極４０に正の電圧が印加されるために、振動膜４２の固定電極で挟持されていない表面部分４３Ａには、静電反発力が作用し、表面部分４３Ａは、図３上、下方に引っ張られる。また、このとき、対向する固定電極４１には、負の電圧が印加されるために、振動膜４２の裏面側である裏面部分４３Ｂには、静電吸引力が作用し、裏面部分４３Ｂは、図３上、さらに下方に引っ張られる。
【００３０】
したがって、振動膜４２の一対の固定電極４０、４１により挟持されていない膜部分は、同方向に静電反発力と静電吸引力を受ける。これは、信号源４８Ａ、４８Ｂから出力される交流信号の負の半サイクルについても同様に、振動膜４２の表面部分４３Ａには、図３上、上方に静電吸引力が、また裏面部分４３Ｂには、図３上、上方に静電反発力が作用し、振動膜４２の一対の固定電極４０、４１により挟持されていない膜部分は、同方向に静電反発力と静電吸引力を受ける。このようにして、交流信号の極性の変化に応じて振動膜４２が同方向に静電反発力と静電吸引力を受けながら、交互に静電力が働く方向が変化するので、大きな膜振動、すなわち、パラメトリックアレイ効果を得るのに十分な音圧レベルの音響信号を発生することができる。
【００３１】
このように図３に示す超音波トランスデューサは、振動膜４２が一対の固定電極４０、４１から力を受けて振動することからプッシュプル（Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ）型と呼ばれている。プッシュプル型の静電型超音波トランスデューサは、振動膜に静電吸引力のみしか作用しないプル型（Ｐｕｌｌ）型の静電型超音波トランスデューサに比して、広帯域性と高音圧を同時に満たす能力を持っている。
【００３２】
上述したように、プッシュプル型の静電型超音波トランスデューサにおいては、振動膜には高電圧の直流バイアス電圧が印加され、固定電極には交流電圧が印加されることにより、固定電極−振動膜に働く静電力（引力及び斥力）により膜部分が振動する。この場合、超音波帯の振動を実現する為には振動部分の孔径を数ｍｍ以下にする必要があり、例えば、図３（Ｂ）に示すように、固定電極４０上に多数の貫通孔（振動孔）４４を設けることにより、追従性が高くて出力が大きいトランスデューサを構成する必要がある。
【００３３】
また、スピーカ設定部１６は、音声信号処理部１１より入力される音声信号及び、音源方位解析部１１０、周波数解析部１１１、音響効果解析部１１２の上記各解析結果を取り込み、各音声に対し、これを発生させるスピーカを選択するように設定し、かつ音量制御部１７Ａ，１７Ｂに各スピーカの音量を設定するための音量制御情報を送出するとともに、超音波トランスデューサ１５Ａ（または１５Ｂ）をトランスデューサ角度可変機構部６を介して駆動制御するための制御情報を仮想音源制御部２０に送出する。
超音波トランスデューサ１５Ａ，１５Ｂは、トランスデューサ角度可変機構部６を有している。トランスデューサ角度可変機構部６は、仮想音源制御部２０の制御下に音波トランスデューサ１５を所望の空間領域を決められたステップで走査するように超音波トランスデューサの音波放射軸の角度を変更する機能を有している。
【００３４】
図４は、超音波トランスデューサの音波放射軸の角度を変化させるトランスデューサ角度可変機構部６の一例として、電磁アクチュエータ方式の例を示したものであり、トランスデューサ角度可変機構部６の中心断面を示したものである。
超音波スピーカ２Ａ，２Ｂとも機構的構成は同様であるので、ここでは超音波スピーカ２Ａについてのみ説明する。
超音波スピーカ２Ａは超音波を放射する超音波トランスデューサ１５Ａを有しており、この超音波トランスデューサ１５Ａは非磁性材料から成る球状のホルダー７に収納され、ホルダー７の背面の中央部には小片の軟磁性材料である磁性板３３が埋め込まれている。ホルダー７の背面には、所定の間隔で所望の位置を磁化することが可能な磁化装置３４が備えられている。
【００３５】
よって、超音波トランスデューサ１５Ａを矢印Ａの方向に回転させて、ある特定の向きに変更したい場合は、磁化装置３４によって磁化する位置を移動させることにより、ホルダー７に埋め込まれた磁性板３３を吸引して所望の位置に誘導する。
【００３６】
図４（Ｂ）は、超音波トランスデューサ１５Ａを左４５度回転して保持した例であり、図４（Ｃ）は、超音波トランスデューサ１５Ａを中心位置に保持した例であり、図４（Ｄ）は、超音波トランスデューサ１５Ａを右４５度回転させて保持した例を示している。
【００３７】
なお、図４に示すトランスデューサ角度可変機構部６は、磁性板３３と磁化装置３４を用いた電磁アクチュエータ方式の例であるが、モータとギヤを用いた機構でもよい。また、図４では、超音波トランスデューサ１５Ａを、図４上で、矢印Ａの方向にのみ回転する例についてだけ示したが、超音波トランスデューサ１５を矢印Ａの方向のみならず、紙面と垂直な方向に回転するような機構を用いることも容易にできる。
【００３８】
音量制御部１７Ａ，１７Ｂは、スピーカ設定部１６から出力される音量制御情報に基づいてそれぞれ、パワーアンプ１４Ａ，１４Ｂのゲインを設定し、これにより超音波スピーカ２Ａ，２Ｂの音量を制御する。
音圧計測用マイク２１は、超音波スピーカ２Ａ，２Ｂから放射された音響出力の音圧を検出する。音圧計測用マイク２１は本発明のマイクに相当する。
【００３９】
検出強度プロファイル生成回路２２は、音圧計測用マイク２１で検出した音響出力の強度に基づいて検出対象空間における検出強度プロファイルを生成する。
検出強度プロファイル生成回路２２は本発明の検出強度プロファイル生成手段に相当する。
【００４０】
データ記憶部２３は、上記検出強度プロファイルを保存する機能を有する。このデータ記憶部２３は本発明の記憶手段に相当する。
仮想音源制御部２０は、前記検出強度プロファイルを参照して前記超音波トランスデューサ１５の可動範囲を、トランスデューサ角度可変機構部６を介して制御する。仮想音源制御部２０は本発明の制御手段に相当する。
【００４１】
次に、検出強度プロファイル生成のフローを説明する。
上記構成において、トランスデューサ角度可変機構部６を駆動制御することにより、超音波トランスデューサ１５Ａ（または超音波トランスデューサ１５Ｂ）の音波放射軸の角度をトランスデューサ角度可変機構部６を介して所定の角度刻みで変化させることにより超音波トランスデューサ１５Ａ（または超音波トランスデューサ１５Ｂ）から放射される超音波を所望の空間領域で走査する。各設定位置で超音波トランスデューサ１５Ａ（または超音波トランスデューサ１５Ｂ）より発信された超音波は、通常スクリーンや壁などで反射され、音圧計測用マイク２１によって、音圧が計測される。これを基に、検出強度プロファイル生成回路２２は検出強度プロファイルを生成する。生成された検出強度プロファイルはデータ記憶部２３に保存される。
【００４２】
ここで、図５に示すように、一般的なコの字形の構造を成した壁に対して上記の計測を実施した場合には、壁に対して垂直（＝走査角度0度、ここを起点とする）に超音波トランスデューサ１５Ａ（または超音波トランスデューサ１５Ｂ）より超音波が発信された場合には、極めて高い音圧で反射波が音圧計測用マイク２１により検出される。
また、壁に対して垂直に発信されなかった場合、周囲の壁や物体によって反射を繰り返した後に音圧計測用マイク２１によって計測されるため、反射の繰り返しによる超音波の減衰は起こるが、安定して計測可能な音圧で検出される。
【００４３】
一方、図６に示すように、計測領域内に超音波を吸収するようなウレタン系の物体や反射し難い布などの超音波吸収体が存在する場合には、超音波は著しく減衰し、安定に検出する事が困難となり、検出強度が非常に低くなる。
また、超音波を発信した方向に、仮に超音波を吸収するようなものが存在しない場合でも、反射を繰り返した先に、超音波を吸収するようなものが存在する場合、音圧計測用マイク２１で検出される音圧強度が著しく低下する事があり、圧計測状態も不安定となる。
【００４４】
このように結果的に、音圧計測用マイク２１で、音の検出強度が著しく低下する位置（角度）に対しては、音波を発信しても、十分な音場を形成する事ができない。そこで、仮想音源制御部２０では、この位置（角度）を避けて、超音波スピーカ２における超音波トランスデューサ１５Ａ，１５Ｂの音波放射軸の角度を変化させるトランスデューサ角度可変機構部６を制御する。
このようにして生成、保存された検出強度プロファイルを基にして、仮想音源制御部２０で周囲の構造を考慮しながら、トランスデューサ角度可変機構部６を介して超音波トランスデューサ１５Ａ，１５Ｂの音波放射軸の角度を変化させる事により、周囲の環境に合わせた音源定位が可能となり、確実なサラウンド効果を創出できる。
【００４５】
図７（ａ）は左右の超音波スピーカ２Ａ，２Ｂの音波を、プロジェクタ１に対してともに直角に発生させた場合（図４（Ａ）と同様）であり、個々の超音波スピーカ２Ａ，２Ｂの音波は、それぞれの到達位置で反射され、図中ｆのような可聴域の音波が再生される。
【００４６】
図７（ｂ）は左右の超音波スピーカ２Ａ，２Ｂの音波を、プロジェクタ１に対してともに内側へ傾けて発生させた場合であり、個々の超音波スピーカ２Ａ，２Ｂの音波は、同一の到達位置で反射され、図中ｇに示すように、プロジェクタ１に対して正面領域に集中させた可聴域の音波が再生される。よって、再生音の音量が大きくでき、臨場感の創出に効果がある。
【００４７】
図７（ｃ）は左右の超音波スピーカ２Ａ，２Ｂの音波を、プロジェクタ１に対してともに外側へ傾けて発生させた場合であり、個々の超音波スピーカ２Ａ，２Ｂの音波は、それぞれの到達位置で反射され、図中ｈのように更に外側へ拡散するような可聴域の音波が再生される。
よって、ある映像シーンの音源の位置が斜め前に存在する場合には、上記の方法によって音像定位が可能となる。
【００４８】
また、ある映像シーンにおいて、音源が上方または側方にある場合には、超音波スピーカ２Ａ（または超音波スピーカ２Ｂ）の音波の発生角度を大きく傾ける事により、前方の壁で反射された超音波がさらに天井や側壁で反射されて、可聴域の音波を再生させることもできる。
【００４９】
また、２個あるいは１個の超音波スピーカのトランスデューサ角度可変機構部６を利用することにより、音が上下あるいは左右に流れていく状態、あるいは音がまわる状態なども演出できる。
また、本発明の実施形態における超音波スピーカのトランスデューサ角度可変機構部においては、視聴者の後方の壁面のみならず、上下方または側方の壁面に対して超音波を直接、照射することも可能であり、さらに複雑かつ多彩な音響効果を演出する事もできる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態に係る指向性サウンドシステムとしてのプロジェクタの構成を示すブロック図。
【図２】図１に示したプロジェクタの外観構成を示す説明図。
【図３】図１における超音波トランスデューサの具体的構成の一例を示す図。
【図４】図１におけるトランスデューサ角度可変機構部の構成を示す説明図。
【図５】所望の空間領域における超音波トランスデューサから放射された音響出力の反射波の検出強度プロファイルを取得するための計測の一実施例を示す説明図。
【図６】所望の空間領域における超音波トランスデューサから放射された音響出力の反射波の検出強度プロファイルを取得するための計測の他の実施例を示す説明図。
【図７】本発明の実施形態に係るプロジェクタにおける超音波スピーカから放射される音波の向きを変更可能にした場合における各種の再生状態を示す説明図。
【符号の説明】
【００５１】
１…プロジェクタ、２Ａ，２Ｂ…超音波スピーカ、６…トランスデューサ角度可変機構部、１０…音声／映像信号再生部、１１…音声信号処理部、１２…キャリア波発振源、１３Ａ，１３Ｂ…変調器、１４Ａ，１４Ｂ…パワーアンプ、１５Ａ，１５Ｂ…超音波トランスデューサ、１６…スピーカ設定部、１７Ａ，１７Ｂ…音量制御部、２０…仮想音源制御部、２１…音圧計測用マイク、２２…検出強度プロファイル生成回路、２３…データ記憶部、２５０…映像生成部、２５１…投影光学系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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