(57)【要約】【課題】  聴取者を限定して音声を発し、臨場感を増大させた音響システムを得る。【解決手段】  音響システムが、可聴音信号によって超音波帯域に属する搬送波を変調し、変調した超音波信号を超指向性の音波として放射する音響装置２と、音響装置２の音波が到達する可聴エリアに位置する特定エリアに人間が進入したことを感知する人感センサ１と、人感センサ１から特定エリアに人間が進入した旨の通知を受けると、音響装置２に音波を放射させる処理機２５とを備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可聴音信号によって超音波帯域に属する搬送波を変調し、変調した超音波信号を超指向性の音波として放射する音響装置と、
前記音響装置の音波が到達する可聴エリアに位置する特定エリアに人間が進入したことを感知する人感センサと、
前記人感センサから前記特定エリアに人間が進入した旨の通知を受けると、前記音響装置に音波を放射させる処理手段と
を備えた音響システム。
【請求項２】
人感センサから特定エリアに人間が進入した旨の通知を受けると、当該人間の移動方向および移動速度を検出する速度センサと、
前記速度センサによる検出結果を取得して、前記人間が可聴エリアに位置するように音響装置を移動させる移動手段とを備えた請求項１記載の音響システム。
【請求項３】
音響装置からの音波の伝搬経路上で移動する移動物体の移動方向および移動速度を検出する速度センサと、
前記速度センサによる検出結果を取得して、前記移動物体を介した伝搬経路で前記音波が人間に到達するように前記音響装置の音波の放射角度を調整する角度調整手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の音響システム。
【請求項４】
角度調整手段は、音響装置からの音波の反射音が移動物体を介した伝搬経路で人間に到達するように前記音響装置の音波の放射角度を調整することを特徴とする請求項３記載の音響システム。
【請求項５】
人感センサは、可聴エリアよりも狭い領域を特定エリアとして人間を感知することを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか１項記載の音響システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、可聴音を指向性放射する超指向性スピーカを備えた音響システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アミューズメントパーク、例えばお化け屋敷等では、観客に効果音を発するためのスピーカが用いられる。この分野では、より臨場感を増大させたアトラクションの実現が望まれている。例えば、当分野の従来技術として、特許文献１が挙げられる。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−５４５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のスピーカでは、音が広範囲に渡って聞こえるため、特定の人、またはエリアに限定して音を聞かせたい場合でも音が外部に漏れてしまうという課題があった。また、超指向性スピーカを使用することによって可聴エリアを限定することは可能であるが、聴取者を特定の者に限定することは困難であるという課題があった。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、聴取者を限定して音声を発し、臨場感を増大させた音響システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る音響システムは、可聴音信号によって超音波帯域に属する搬送波を変調し、変調した超音波信号を超指向性の音波として放射する音響装置と、音響装置の音波が到達する可聴エリアに位置する特定エリアに人間が進入したことを感知する人感センサと、人感センサから特定エリアに人間が進入した旨の通知を受けると、音響装置に音波を放射させる処理手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、聴取者を限定して音声を発することができるため、臨場感を増大させたアトラクションを実施できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による音響システムの使用例を示す図である。図に示すように、音響システムは、人感センサ１、音響装置２を備える。本発明では、この音響システムをアミューズメントパーク、例えばお化け屋敷に使用することを想定している。図１では、この音響システムをお化け屋敷の天井面４に設置し、床面５にいる観客３に向かって音声を発するように設置している。
【０００９】
図２はこの発明の実施の形態１による音響システムのブロック図である。図に示すように、人感センサ１は感知器１１、送信機１２を備える。音響装置２は音源２１、変調器２２、増幅器２３、放射器２４、処理機（処理手段）２５、受信機２６を備える。受信機２６は処理機２５に内蔵される。また、処理機２５は変調器２２に内蔵されてもよい。
【００１０】
人感センサ１の感知器１１は、ある特定エリアに人が進入したことを感知し、その旨を送信機１２に通知する。送信機１２は、感知器１１から取得した信号を有線または無線で音響装置２に送信する。
【００１１】
音響装置２の音源２１は可聴音信号を生成する。変調器２２は超音波帯域に属する搬送波を音源２１からの可聴音信号によって変調する。増幅器２３は変調器２２から出力される変調信号を増幅する。放射器２４は増幅器２３から出力される超音波信号を超指向性の音波としてを空気中に放射する。この音響装置２は、可聴音を直進性の高い超音波（非可聴音）に変換し、狙った方向に放射するパラメトリックスピーカの原理を応用している。パラメトリックスピーカを利用した場合、放射音は約２０度の広がりで直進する。
【００１２】
ここで、パラメトリックスピーカの基本的な原理について説明する。
パラメトリックスピーカは、強力な超音波が空気を伝搬する過程で発生するひずみ成分を使用することによって、可聴帯域の音を得る原理を採用している。パラメトリックスピーカは二つの周波数成分ｆ１，ｆ２とその差成分ｆ２−ｆ１の関係を利用するものであり、その際、二つの周波数成分ｆ１，ｆ２は人間には聞こえない超音波帯域とし、差成分ｆ２−ｆ１はオーディオ帯域に存在するようにすることにより可聴音が得られる。超音波の相互作用は、強力な超音波が伝搬過程で歪んでいくという空気の非線形性を利用している。
【００１３】
変調器２２は、上述した可聴音信号に対応する二つの超音波成分を作る機能を有する。すなわち、変調器２２はキャリア信号成分と側波帯を有する信号を生成する。このキャリア信号成分と側波帯とが二つの周波数成分を構成する。変調方式は、例えば振幅変調方式を用いる。
【００１４】
音響装置２の受信機２６は人感センサ１の送信機１２からの信号を受信し、処理機２５に通知する。処理機２５は受信した信号に基づいて変調器２２の制御と、音源２１からの音声放射の制御、例えばオン−オフの切り替えの制御を行う。
【００１５】
次に動作について説明する。
図１に示すように、観客３が音響装置２の音波が到達する可聴エリアに位置する特定エリアに進入すると、感知器１１が感知してその旨を送信機１２に通知する。送信機１２は、感知器１１から取得した信号を有線または無線で音響装置２に送信する。音響装置２は、受信機２６において人感センサ１からの信号を受信し、受信機２６は受信した信号を処理機２５に通知する。処理機２５は取得した信号に基づいて、音源２１に対して音声を発するように指令を出す。音源２１は指令に応じて可聴音信号を生成して変調器２２に供給する。
【００１６】
続いて、変調器２２は取得した可聴音信号によって超音波帯域に属する搬送波を変調して増幅器２３に供給する。増幅器２３は変調器２２から取得した変調信号を増幅して放射器２４に供給する。放射器２４は増幅器２３から出力される超音波信号を超指向性の音波として空気中に放射する。放射器２４から放射される音波は、空気の非線形パラメトリック現象により自己復調されて可聴音となる。
【００１７】
以上のように、この実施の形態１によれば、人感センサ１と、パラメトリックスピーカの原理を応用した音響装置２とを用い、観客３が特定エリアに進入したときのみに音響装置２から音声を発するようにしたので、聴取者を限定したアトラクションが実現可能になるという効果が得られる。
【００１８】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２による音響システムの使用例を示す図である。図に示すように、音響システムは人感センサ１、センサ一体型音響装置６を備える。人感センサ１、センサ一体型音響装置６は、例えばお化け屋敷の天井面４に設けられたレール７上に設置される。人感センサ１は実施の形態１で示したものと同様の構成、動作を有する。また、センサ一体型音響装置６は実施の形態１と同様にパラメトリックスピーカの原理を応用した音響装置である。
【００１９】
図４はこの発明の実施の形態２による音響システムのブロック図である。図に示すように、センサ一体型音響装置６は、速度センサ２７、移動装置（移動手段）２８を備える。また、図２と共通する構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。速度センサ２７は、感知手段として光、超音波を使用し、その反射波によって移動物体の速度を知覚するものであり、例えば潜水艦のソナーシステムで用いられるものと同様のものである。速度センサ２７は観客３の移動方向と速度データを取得して移動装置２８に供給する。移動装置２８は速度センサ２７から取得した観客３の移動方向と速度データに基づいて動力部（図示せず）を駆動し、センサ一体型音響装置６を移動させる。
【００２０】
次に動作について説明する。
観客３が、音響装置２の音波が到達する可聴エリアに位置する特定エリアに進入すると、感知器１１が感知してその旨を送信機１２に通知する。送信機１２は、感知器１１から取得した信号を有線または無線でセンサ一体型音響装置６に送信する。センサ一体型音響装置６は、受信機２６において人感センサ１からの信号を受信し、受信機２６は受信した信号を処理機２５に通知する。処理機２５は取得した信号に基づいて、音源２１に対して音声を発するように指令を出す。
【００２１】
また、処理機２５は受信した信号を速度センサ２７に通知する。速度センサ２７は取得した通知に応答して、観客３の移動方向と速度データを取得し、移動装置２８に供給する。移動装置２８は速度センサ２７から取得した移動物体の移動方向と速度データに基づいて動力部を駆動し、観客３が可聴エリアに位置するように観客３の移動速度に合わせてセンサ一体型音響装置６をレール上で移動させる。例えば、観客３が図３のＡの方向に移動すると、センサ一体型音響装置６もＢの方向に移動するようにする。
【００２２】
また、速度センサ２７は、観客３の速度データを音源２１に供給してもよい。このとき、音源２１は取得した速度データに応じて放射する音声を選択し、その可聴音信号を生成して変調器２２に供給する。例えば、足音を効果音として発したい場合、歩く速度の足音、走る速度の足音、または止まったときの無音状態、というように効果音を選択して変調器２２に供給する。
【００２３】
変調器２２は取得した可聴音信号によって超音波帯域に属する搬送波を変調して増幅器２３に供給する。増幅器２３は変調器２２から取得した変調信号を増幅して放射器２４に供給する。放射器２４は増幅器２３から出力される信号を超指向性の音波として空気中に放射する。放射器２４から放射される音波は、空気の非線形パラメトリック現象により自己復調されて可聴音となる。
【００２４】
以上のように、この実施の形態２によれば、人感センサ１と、パラメトリックスピーカの原理を応用した音響装置と、観客３の移動方向と速度データを取得する速度センサ２７と、速度センサ２７が取得した速度データに合わせて観客３が可聴エリアに位置するように音響装置を移動させる移動装置とを備えたセンサ一体型音響装置６とを用いて、移動する観客３に追従して音声を発するようにしたので、臨場感が増大したアトラクションを実現できる効果が得られる。
【００２５】
実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３による音響システムの使用例を示す図である。図に示すように、音響システムは人感センサ１、センサ一体型音響装置８を備える。この実施の形態３では、人感センサ１およびセンサ一体型音響装置８をお化け屋敷の床面５に設置し、その放射音を天井面４に反射させて使用している。人感センサ１は実施の形態１に示したものと同様の構成、動作を有する。また、センサ一体型音響装置８は実施の形態１と同様にパラメトリックスピーカの原理を応用した音響装置である。
【００２６】
図５に示すように、この実施の形態３では観客３に対して火の玉９等の移動物体が存在する方向から音声が到来するようにすることを示す。つまり、火の玉９はセンサ一体型音響装置８からの音波の伝搬経路上で移動するようにする。パラメトリックスピーカを利用した場合、放射音は約２０度の広がりを持って直進する。したがって、観客３に対して火の玉９が存在する方向から音声が到来するようにするためには、音響装置を天井面４に取り付けるのではなく、床面５に設置してその放射音を天井面４に反射させることによって実現が容易になる。このように音声の反射を利用するのは、例えば映像画面等から音声が到来するといった、音源面が広い場合にも有効である。反射波は光の性質と同様の性質を有するため、反射面への入射角と反射角が一致する。したがって、反射波も指向性を有した音となる。図５では観客３が反射音範囲１０に進入したときに音声が聞こえるようになる。
【００２７】
図６はこの発明の実施の形態３による音響システムのブロック図である。図に示すように、センサ一体型音響装置８は角度調整部（角度調整手段）２９を備える。また、図４と共通する構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。角度調整部２９は、速度センサ２７から火の玉９の位置、速度データを取得する。角度調整部２９は、取得した情報に応じて、音源２１からの音波の反射音が火の玉９を介した伝搬経路で観客３に到達するように放射器２４の角度を調整する。
【００２８】
次に動作について説明する。
観客３がセンサ一体型音響装置８の音波が到達する可聴エリアに位置する特定エリアに進入すると、感知器１１が感知してその旨を送信機１２に通知する。送信機１２は、感知器１１から取得した信号を有線または無線でセンサ一体型音響装置８に送信する。センサ一体型音響装置８は、受信機２６において人感センサ１からの信号を受信し、受信機２６は受信した信号を処理機２５に通知する。処理機２５は取得した信号に基づいて、音源２１に対して音声を発するように指令を出す。
【００２９】
また、処理機２５は受信した信号を速度センサ２７に通知する。速度センサ２７は取得した通知に応じて、火の玉９の位置と速度データを取得し、角度調整部２９に供給する。角度調整部２９は速度センサ２７から取得した火の玉９の位置と速度データに基づいて、観客３に対して火の玉９を介した伝搬経路で音波が観客３に到達するように放射器２４の角度を調整する。
【００３０】
なお、センサ一体型音響装置８は火の玉９の位置、速度を把握するために、速度センサ２７の代わりに、画像認識による識別機能を備えてもよい。また、火の玉９に発信機を取り付け、センサ一体型音響装置８の受信機２６で信号を受信して位置を特定するようにしてもよい。また、火の玉９が規定のルートを描くように設定しておき、その動きに従って角度を調節するように角度調整部２９に予めプログラミングしてもよい。さらに、火の玉９に音感センサを内蔵させ、センサ一体型音響装置８が発する音に追従させるようにしてもよい。
【００３１】
以上のように、この実施の形態３によれば、人感センサ１と、パラメトリックスピーカの原理を応用した音響装置と、火の玉９の位置、速度データを取得する速度センサ２７と、速度センサ２７が取得した火の玉９の位置、速度データに従って放射器２４の角度を調整する角度調整部２９とを備えたセンサ一体型音響装置８とを用いて、観客３に対して火の玉９を介した伝搬経路で音波が到達するようにしたので、臨場感が増大したアトラクションを実現できる効果が得られる。
【００３２】
なお、人感センサ１は可聴エリアより狭い領域を特定エリアとして観客を感知するようにしてもよい。これにより、聴取者をさらに限定したアトラクションを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の実施の形態１による音響システムの使用例を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１による音響システムのブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態２による音響システムの使用例を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態２による音響システムのブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態３による音響システムの使用例を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態３よる音響システムのブロック図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  人感センサ、２  音響装置、３  観客、４  天井面、５  床面、６，８  センサ一体型音響装置、７  レール、９  火の玉、１０  反射音範囲。
【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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