(57)【要約】【課題】音波トランスデューサの音波放射軸に対し該音波放射軸と聴者の正面方向を示す軸とのなす角度を聴者が変更した場合にも、常に最適な音質を得ることを可能とする。【解決手段】可聴周波数帯の信号波を生成する信号源から出力される信号波によりキャリア波を変調し、該変調波により超音波トランスデューサを駆動することにより可聴周波数帯域の信号音を再生する超音波スピーカシステムにおいて、超音波トランスデューサの音波放射軸に対する聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度である聴者角度を計測する角度計測手段と、角度計測手段により得られる聴者角度情報を含む制御情報を発信する制御情報発信手段と、制御情報を取り込む制御情報受信手段と、制御情報に含まれる聴者角度情報に基づいて、信号処理手段で行うフィルタ処理を制御する制御手段とを有する。【選択図】図１
2007312367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可聴周波数帯の信号波を生成する信号源から出力される信号波によりキャリア波を変調し、該変調波により超音波トランスデューサを駆動する超音波スピーカの出力制御方法において、
前記超音波トランスデューサの音波放射軸と、聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度に応じ、前記可聴周波数帯の信号波に信号処理を行うことを特徴とする超音波スピーカの出力制御方法。
【請求項２】
ある任意の基準とする方向を示す軸と、前記聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度を計測する角度計測手段をさらに備え、
前記角度計測手段の計測結果に基づき前記信号処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の超音波スピーカの出力制御方法。
【請求項３】
前記音波放射軸の方向を任意に変更する音波放射軸方向変更手段と、
前記超音波トランスデューサに対する前記聴者の位置を計測する位置計測手段と、をさらに有し、
前記位置計測手段の計測結果に基づいて、前記音波放射軸が前記聴者と交わるように前記音波放射軸方向変更手段が前記波放射軸の方向を調整するとともに、前記角度計測手段の計測結果と前記位置計測手段の計測結果とに基づいて信号処理を行うことを特徴とする請求項２に記載の超音波スピーカの出力制御方法。
【請求項４】
前記音波放射軸と、前記聴者が正面を向く方向を示す軸とのなすそれぞれの角度において、前記超音波スピーカから自己的に復調される前記可聴周波数帯域の信号音の周波数特性がフラットになるように、前記信号処理を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の超音波スピーカの出力制御方法。
【請求項５】
前記超音波スピーカから自己的に復調される前記可聴周波数帯域の信号音の周波数特性が、前記超音波トランスデューサの音波放射軸と前記聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度に応じた周波数以上の帯域でフラットになるように、前記信号処理を行うことを特徴とする請求項４に記載の超音波スピーカの出力制御方法。
【請求項６】
可聴周波数帯の信号波を生成する信号源と、前記信号波に対して信号処理を行う信号処理部と、前記信号波の振幅を調整する信号波振幅調整回路と、超音波周波数帯のキャリア波を生成し、出力するキャリア波発振源と、前記キャリア波を前記信号源から出力される可聴周波数帯の信号波により変調する変調回路と、前記変調回路で発生させた変調波の振幅を調整する変調波振幅調整回路と、前記変調波振幅調整回路で振幅を調整した変調波により駆動される超音波トランスデューサとを有する超音波スピーカシステムであって、
ある任意の基準とする方向を示す軸と、聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度である聴者角度を計測する角度計測部と、
前記角度計測部により得られる聴者角度情報を含む制御情報を発信する制御情報発信部と、
前記制御情報を取り込む制御情報受信部と、
前記制御情報に含まれる聴者角度情報に基づいて前記信号処理部で行う前記信号処理を制御する制御部と、
を有することを特徴とする超音波スピーカシステム。
【請求項７】
前記制御部は、前記制御情報に含まれる聴者角度情報と、前記信号処理部で行う前記信号処理との関係を示すテーブルを記憶するテーブル記憶部を含み、
前記信号処理を制御する際に、前記聴者角度情報に基づいて前記テーブルを参照して、前記信号処理の内容を決定することを特徴とする請求項６に記載の超音波スピーカシステム。
【請求項８】
前記信号処理部は、前記聴者角度情報に対応して作製された複数のフィルタを有し、前記複数のフィルタのうち一つが前記制御部により決定されることを特徴とする請求項６または７のいずれかに記載の超音波スピーカシステム。
【請求項９】
前記信号処理部は、前記聴者角度情報から得られる、前記超音波トランスデューサの音波放射軸と前記聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度において、前記超音波スピーカから自己的に復調される前記可聴周波数帯域の信号音の周波数特性がそれぞれ、フラットになるように、前記信号処理を行うことを特徴とする請求項６または７のいずれかに記載の超音波スピーカシステム。
【請求項１０】
前記聴者角度情報から得られる、前記超音波トランスデューサの音波放射軸と前記聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度において、前記超音波スピーカから自己的に復調される前記可聴周波数帯域の信号音の周波数特性がフラットになるように、前記複数のフィルタがそれぞれ作製されていることを特徴とする請求項８に記載の超音波スピーカシステム。
【請求項１１】
前記信号処理部は、前記聴者角度情報から得られる、前記超音波トランスデューサの音波放射軸と前記聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度において、前記超音波スピーカから自己的に復調される前記可聴周波数帯域の信号音の周波数特性が、前記超音波トランスデューサの音波放射軸と前記聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度に応じた周波数以上の帯域でフラットになるように、前記信号処理を行うことを特徴とする請求項６または７のいずれかに記載の超音波スピーカシステム。
【請求項１２】
前記聴者角度情報から得られる、前記超音波トランスデューサの音波放射軸と前記聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度において、前記超音波スピーカから自己的に復調される前記可聴周波数帯域の信号音の周波数特性が、前記超音波トランスデューサの音波放射軸と前記聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度に応じた周波数以上の帯域でフラットになるように前記複数のフィルタがそれぞれ作製されていることを特徴とする請求項８に記載の超音波スピーカシステム。
【請求項１３】
前記超音波トランスデューサにおける音波放射軸の角度を任意に変更するための角度可変機構と、
前記超音波トランスデューサに対する前記聴者の位置である聴者位置を計測する位置計測部と、
前記制御情報発信部から発信される制御情報には、前記位置計測部により得られる聴者位置情報がさらに含まれ、前記聴者位置情報に基づいて超音波トランスデューサの角度を変更するように前記角度可変機構を駆動制御する角度制御部と、
をさらに含み、
前記制御部は前記聴者角度情報と前記聴者位置情報の二つの情報に基づいて前記信号処理を制御することを特徴とする請求項６に記載の超音波スピーカシステム。
【請求項１４】
前記制御部は、前記制御情報に含まれる聴者角度情報及び聴者位置情報と、前記信号処理との関係を示すテーブルを記憶するテーブル記憶部を含み、
前記信号処理を制御する際に、前記制御情報に含まれる聴者角度情報及び聴者位置情報に基づいて前記テーブルを参照して、前記信号処理の内容を決定することを特徴とする請求項１３に記載の超音波スピーカシステム。
【請求項１５】
前記信号処理部は、前記制御情報に含まれる聴者角度情報及び聴者位置情報に対応して作製された複数のフィルタを有し、前記複数のフィルタのうち一つが前記信号処理を行うに際し、選択されるように前記制御部により決定されることを特徴とする請求項１３または１４のいずれかに記載の超音波スピーカシステム。
【請求項１６】
前記信号処理部は、前記聴者角度情報および前記聴者位置情報から得られる、前記超音波トランスデューサの音波放射軸と前記聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度において、前記超音波スピーカから自己的に復調される前記可聴周波数帯域の信号音の周波数特性がフラットになるように、前記信号処理を行うことを特徴とする請求項１３または１４のいずれかに記載の超音波スピーカシステム。
【請求項１７】
前記聴者角度情報および前記聴者位置情報から得られる、前記超音波トランスデューサの音波放射軸と前記聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度において、前記超音波スピーカから自己的に復調される前記可聴周波数帯域の信号音の周波数特性がフラットになるように、前記複数のフィルタが作製されていることを特徴とする請求項１５に記載の超音波スピーカシステム。
【請求項１８】
前記信号処理部は、前記聴者角度情報および前記聴者位置情報から得られる、前記超音波トランスデューサの音波放射軸と前記聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度において、前記超音波スピーカから自己的に復調される前記可聴周波数帯域の信号音の周波数特性が、前記超音波トランスデューサの音波放射軸と前記聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度に応じた周波数以上の帯域でフラットになるように、前記信号処理を行うことを特徴とする請求項１３または１４のいずれか記載の超音波スピーカシステム。
【請求項１９】
前記聴者角度情報および前記聴者位置情報から得られる、前記超音波トランスデューサの音波放射軸と前記聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度において、前記超音波スピーカから自己的に復調される前記可聴周波数帯域の信号音の周波数特性が、前記超音波トランスデューサの音波放射軸と前記聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度に応じた周波数以上の帯域でフラットになるように、前記複数のフィルタが作製されていることを特徴とする請求項１５に記載の超音波スピーカシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波をオーディオ信号で変調した信号を超音波振動素子等の超音波トランスデューサにより放出した場合に、パラメトリックアレー効果によって非常に強い指向性を持った差分周波数成分（自己復調音）を放射できる、超音波スピーカの出力制御方法及び超音波スピーカシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波スピーカは、通常のスピーカに比べて非常に指向性が強いため、音声情報を特定の場所にだけ伝達する等の目的で使用されている。例えば、超音波スピーカは美術館等の展示場において、ある作品の前に近づいて行くと、その近くの限られた範囲内の人にだけ作品に関する説明が聞こえてくるように設置されている。
【０００３】
通常のオーディオ装置の場合、スピーカから放射された音波は球面波であるため、スピーカの音波放射面に対して聴者が角度を変えて聴取した場合にも、その聴者が感じる音圧レベル-周波数特性はほとんど変わらない。
【０００４】
しかしながら、超音波スピーカの場合、超音波トランスデューサから放射された音波は平面波であるため、超音波トランスデューサの音波放射軸に対して聴者が角度を変えて聴取した場合には、その聴者が感じる音圧レベル-周波数特性は大きく変化する。
【０００５】
以下に、上述した音圧レベル‐周波数特性の変化の例を示す。まず、超音波トランスデューサの音波放射軸に対して、聴者が正面を向く方向を示す軸（以降、聴者の正面方向の軸と表記する。）が９０度の状態に聴者があり、かつ聴者は右耳よりも左耳の方が超音波トランスデューサに近くなる方向を向いているものとする（以降、この状態をＡと表記する）。さらにこの状態から、聴者が左回り方向に１８０度になるまで徐々に回転する場合を考える（以降、１８０度回転し終わった状態をＣと表記する）。ここで、聴者の右耳に入射される自己復調音について注目すると、聴者が状態Aから左回り方向で状態Cに向かうにつれて、可聴周波数帯域における自己復調音の音圧レベルが段々大きくなり、またより低い周波数であるほど、その周波数における音圧レベルの増加率が大きくなる。このとき、左耳に入射される自己復調音の音圧レベル-周波数特性は、上述した右耳の場合と逆の変化を示す。
【０００６】
ここで、通常のオーディオ装置において音質を向上させるためには、オーディオ信号に音圧レベル-周波数特性がフラットになるフィルタをかけること等が必要であると考えられる。しかしながら上述したように、超音波スピーカの場合は通常のスピーカの場合と異なり、超音波トランスデューサの音波放射軸に対して聴者が角度を変えて聴取した場合には、その聴者が感じる音圧レベル-周波数特性は大きく変化するという課題がある。
【０００７】
従って超音波トランスデューサの音波放射面に対して、聴者が位置や角度を変更し得る状況が想定されるアプリケーションに超音波スピーカシステムを用いる場合、周波数特性をフラットにする等の信号処理を行うためには、聴者の時々の位置や角度に応じて、オーディオ信号にかけるフィルタ特性を変化させなければならないという問題がある。
【０００８】
これに対して、指向性の高い音響空間を形成するとともに、対象人物の位置や動きに合わせて、該音響空間を移動させたり、提供する情報を変更したりすることを可能とする音声情報提供方法及び指向型音声情報提供装置が提案されている（特許文献１参照）。
この音声情報提供装置では、対象人物の位置を計測する位置計測手段と、音声情報を出力する音声情報出力手段を用い、位置計測手段の出力に基づいて対象人物を追尾しながら、該対象人物の位置に応じて前記音声情報出力手段により音声情報を提供する空間範囲と、提供する音声情報の何用を動的に変更するものである。
【特許文献１】特開２００５−８０２２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した音声情報提供装置では、聴者の位置に応じて超音波トランスデューサの音波放射軸の角度を調整したり、聴者の距離に応じてキャリア波の周波数を変更することで、聴者に対して最適な音響空間を提供しているが、超音波トランスデューサの音波放射軸に対する聴者の角度については一切考慮されていないことから、聴者が超音波トランスデューサの音波放射軸に対して角度を変更した場合には、その聴者に対して最適な音質を提供できないという問題がある。
【００１０】
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の音波放射軸に対し、該音波放射軸と聴者の正面方向の軸とのなす角度を聴者が変更した場合にも、常に最適な音質を得ることができる超音波スピーカの出力制御方法及び超音波スピーカシステム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】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明の超音波スピーカの出力制御方法は、可聴周波数帯の信号波を生成する信号源から出力される信号波によりキャリア波を変調し、該変調波により超音波トランスデューサを駆動する超音波スピーカの出力制御方法において、前記超音波トランスデューサの音波放射軸と、聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度に応じ、前記可聴周波数帯の信号波に信号処理を行うことを特徴とする。
【００１２】
上記構成からなる超音波スピーカの出力制御方法では、所望の出力特性を得るために、前記超音波トランスデューサの音波放射軸と、聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度に応じ可聴周波数帯の信号波に対して信号処理を行う。したがって、超音波トランスデューサの音波放射軸と、聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす、ある決まった角度で聴者が聴取する場合に、その時の角度において、聴者に対して最適な音質を提供することが可能となる。
【００１３】
また、本発明の超音波スピーカの出力制御方法は、ある任意の基準とする方向を示す軸と、前記聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度を計測する角度計測手段をさらに備え、前記角度計測手段の計測結果に基づき前記信号処理を行うことを特徴とする。
【００１４】
上記構成の超音波スピーカの出力制御方法では、ある任意の基準とする方向を示す軸と、聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度を計測する角度計測手段を用いて、前記超音波トランスデューサの音波放射軸と、前記聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度が変化した場合に、常に所望の出力特性が得られるように、前記角度計測手段の計測結果に基づいて可聴周波数帯の信号波に対し信号処理（フィルタ処理）を行う。したがって、超音波トランスデューサの音波放射軸に対して聴者が正面を向く方向を変更した際にも、常に聴者に対して最適な音質を提供することが可能となる。
【００１５】
また、本発明の超音波スピーカの出力制御方法は、前記音波放射軸の方向を任意に変更する音波放射軸方向変更手段と、
前記超音波トランスデューサに対する前記聴者の位置を計測する位置計測手段と、をさらに有し、
前記位置計測手段の計測結果に基づいて、前記音波放射軸が前記聴者と交わるように前記音波放射軸方向変更手段が前記波放射軸の方向を調整するとともに、前記角度計測手段の計測結果と前記位置計測手段の計測結果とに基づいて信号処理を行うこと前記音波放射軸の方向を任意に変更する音波放射軸方向変更手段と、前記超音波トランスデューサに対する前記聴者の位置を計測する位置計測手段と、をさらに有し、前記位置計測手段の計測結果に基づいて、前記音波放射軸が前記聴者と交わるように前記音波放射軸方向変更手段が前記波放射軸の方向を調整するとともに、前記角度計測手段の計測結果と前記位置計測手段の計測結果とに基づいて信号処理を行うことを特徴とする。
【００１６】
上記構成の超音波スピーカの出力制御方法では、超音波トランスデューサに対する聴者の位置を計測する位置計測手段を用いて、聴者が前記超音波トランスデューサに対して位置を変更した場合に、前記位置計測手段の計測結果に基づいて前記超音波トランスデューサの音波放射軸が前記聴者と交わるように、前記超音波トランスデューサの音波放射軸の方向を音波放射軸方向変更手段により調整し、前記角度計測手段の計測結果と前記位置計測手段の計測結果とに基づいて可聴周波数帯の信号波に対して信号処理を行う。
【００１７】
したがって、超音波トランスデューサに対して聴者が位置を変更した場合にも、常に超音波トランスデューサからの音波を聴者に届けることが可能となり、またその時々の状態で超音波トランスデューサの音波放射軸に対して聴者が角度を変更した際にも、常に聴者に対して最適な音質を提供することが可能となる。
【００１８】
また、本発明の超音波スピーカの出力制御方法は、前記音波放射軸と、前記聴者が正面を向く方向を示す軸とのなすそれぞれの角度において、前記超音波スピーカから自己的に復調される前記可聴周波数帯域の信号音の周波数特性がフラットになるように、前記信号処理を行うことを特徴とする。
【００１９】
上記構成の超音波スピーカの出力制御方法では、超音波トランスデューサの音波放射軸と、聴者が正面を向く方向を示す軸とのなすそれぞれの角度において、前記超音波スピーカから自己的に復調される可聴周波数帯域の信号音の周波数特性がそれぞれフラットになるように、前記可聴周波数帯の信号波に対して信号処理を行う。したがって、可聴周波数帯の信号波に対して行う信号処理の内容を決定することが可能となる。
【００２０】
また、本発明の超音波スピーカの出力制御方法は、前記超音波スピーカから自己的に復調される前記可聴周波数帯域の信号音の周波数特性が、前記超音波トランスデューサの音波放射軸と前記聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度に応じた周波数以上の帯域でフラットになるように、前記信号処理を行うことを特徴とする。
【００２１】
上記構成の超音波スピーカの出力制御方法では、前記超音波スピーカから自己的に復調される可聴周波数帯域の信号音の周波数特性が、前記超音波トランスデューサの音波放射軸と前記聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度に応じた周波数以上の帯域でフラットになるように、前記可聴周波数帯域の信号波に対して信号処理を行う。したがって、可聴周波数帯の信号波に対して行う信号処理の内容を決定することが可能となる。
【００２２】
また、本発明の超音波スピーカシステムは、可聴周波数帯の信号波を生成する信号源と、前記信号波に対して信号処理を行う信号処理部と、前記信号波の振幅を調整する信号波振幅調整回路と、超音波周波数帯のキャリア波を生成し、出力するキャリア波発振源と、前記キャリア波を前記信号源から出力される可聴周波数帯の信号波により変調する変調回路と、前記変調回路で発生させた変調波の振幅を調整する変調波振幅調整回路と、前記変調波振幅調整回路で振幅を調整した変調波により駆動される超音波トランスデューサとを有する超音波スピーカシステムであって、ある任意の基準とする方向を示す軸と、聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度である聴者角度を計測する角度計測部と、前記角度計測部により得られる聴者角度情報を含む制御情報を発信する制御情報発信部と、前記制御情報を取り込む制御情報受信部と、前記制御情報に含まれる聴者角度情報に基づいて前記信号処理部で行う前記信号処理を制御する制御部とを有することを特徴とする。
【００２３】
上記構成の超音波スピーカシステムでは、角度計測部によりある任意の基準とする方向を示す軸と、聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度である聴者角度が計測され、制御情報発信部により前記角度計測部により得られる聴者角度情報を含む制御情報が発信される。制御情報発信部により発信された前記制御情報は、御情報受信部により取り込まれ、制御部により前記制御情報に含まれる聴者角度情報に基づいて前記信号処理部で行う信号処理が制御される。したがって、超音波トランスデューサの音波放射軸に対する聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす、ある決まった角度で聴者が聴取する場合に、その時の角度において、聴者に対して最適な音質を提供することが可能となる。
【００２４】
また、本発明の超音波スピーカシステムは、前記制御部は、前記制御情報に含まれる聴者角度情報と、前記信号処理部で行う前記信号処理との関係を示すテーブルを記憶するテーブル記憶部を含み、前記信号処理を制御する際に、前記聴者角度情報に基づいて前記テーブルを参照して、前記信号処理の内容を決定することを特徴とする。
上記構成の超音波スピーカシステムでは、前記制御部は、前記制御情報に含まれる聴者角度情報と、前記信号処理部で行う信号処理との関係を示すテーブルを記憶するテーブル記憶部を有しており、前記可聴周波数帯域の信号波に対して行う信号処理を制御する際に、前記制御情報に含まれる聴者角度情報に基づいて前記テーブルを参照して、前記可聴周波数帯域の信号波に対して行う信号処理の内容を決定する。したがって、前記可聴周波数帯域の信号波に対して行う信号処理の内容を決定することが可能となる。
【００２５】
また、本発明の超音波スピーカシステムは、前記信号処理部は、前記聴者角度情報に対応して作製された複数のフィルタを有し、前記複数のフィルタのうち一つが前記制御部により決定されることを特徴とする。
【００２６】
上記構成の超音波スピーカシステムでは、信号処理部は、前記制御情報に含まれる聴者角度情報に対応して作製された複数のフィルタを有し、前記複数のフィルタのうち一つが前記制御部により決定される。したがって、超音波トランスデューサの音波放射軸に対して聴者が正面を向く方向を変更した際にも、応答性が良好な状態で、常に聴者に対して最適な音質を提供することが可能となる。
【００２７】
また、本発明の超音波スピーカシステムは、前記超音波トランスデューサにおける音波放射軸の角度を任意に変更するための角度可変機構と、前記超音波トランスデューサに対する前記聴者の位置である聴者位置を計測する位置計測部と、前記制御情報発信部から発信される制御情報には、前記位置計測部により得られる聴者位置情報がさらに含まれ、前記聴者位置情報に基づいて超音波トランスデューサの角度を変更するように前記角度可変機構を駆動制御する角度制御部と、をさらに含み、前記制御部は前記聴者角度情報と前記聴者位置情報の二つの情報に基づいて前記信号処理を制御することを特徴とする。
【００２８】
上記構成の超音波スピーカシステムでは、位置計測部により超音波トランスデューサに対する聴者の位置である聴者位置が計測される。制御情報発信部から発信される制御情報には、前記位置計測部により得られる聴者位置情報がさらに含まれており、角度制御部により前記聴者位置情報に基づいて、超音波トランスデューサの角度を変更するように音波トランスデューサの角度を任意に変更するための角度可変機構が駆動制御される。制御部は前記聴者角度情報と前記聴者位置情報の二つの情報に基づいて、前記信号処理部で行う信号処理を制御する。したがって、超音波トランスデューサに対して聴者が位置を変更した場合にも、常に超音波トランスデューサからの音波を聴者に届けることが可能となり、またその時々の状態で超音波トランスデューサの音波放射軸に対して聴者が角度を変更した際にも、常に聴者に対して最適な音質を提供することが可能となる。
【００２９】
また、本発明の超音波スピーカシステムは、前記制御部は、前記制御情報に含まれる聴者角度情報及び聴者位置情報と、前記信号処理との関係を示すテーブルを記憶するテーブル記憶部を含み、前記信号処理を制御する際に、前記制御情報に含まれる聴者角度情報及び聴者位置情報に基づいて前記テーブルを参照して、前記信号処理の内容を決定することを特徴とする。
【００３０】
上記構成の超音波スピーカシステムでは、前記制御部は、前記制御情報に含まれる聴者角度情報及び聴者位置情報と、前記信号処理部で行う信号処理（フィルタ処理）との関係を示すテーブルを記憶するテーブル記憶部を有しており、前記可聴周波数帯域の信号波に対して行うフィルタ処理を制御する際に、前記制御情報に含まれる聴者角度情報及び聴者位置情報に基づいて前記テーブルを参照して、前記可聴周波数帯域の信号波に対して行う信号処理の内容を決定する。したがって、可聴周波数帯の信号波に対して行う信号処理の内容を決定することが可能となる。
【００３１】
また、本発明の超音波スピーカシステムは、前記信号処理部は、前記制御情報に含まれる聴者角度情報及び聴者位置情報に対応して作製された複数のフィルタを有し、前記複数のフィルタのうち一つが前記信号処理を行うに際し、選択されるように前記制御部により決定されることを特徴とする。
【００３２】
上記構成の超音波スピーカシステムでは、信号処理部は、前記制御情報に含まれる聴者角度情報及び聴者位置情報に対応して作製された複数のフィルタを有し、前記複数のフィルタのうち一つが前記信号処理を行うに際し、選択されるように前記制御部により決定される。したがって、超音波トランスデューサの音波放射軸に対して聴者が正面を向く方向を変更した際にも、応答性が良好な状態で、常に聴者に対して最適な音質を提供することが可能となる。
【００３３】
また、本発明の超音波スピーカシステムは、前記信号処理部は、前記聴者角度情報および前記聴者位置情報から得られる、前記超音波トランスデューサの音波放射軸と前記聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度において、前記超音波スピーカから自己的に復調される前記可聴周波数帯域の信号音の周波数特性がフラットになるように、前記信号処理を行うことを特徴とする。
【００３４】
上記構成の超音波スピーカシステムでは、前記聴者角度情報および前記聴者位置情報から得られる、前記超音波トランスデューサの音波放射軸と前記聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度において、超音波スピーカから自己的に復調される可聴周波数帯域の信号音の周波数特性がそれぞれフラットになるように、前記信号処理部で信号処理を行う。したがって、超音波トランスデューサの音波放射軸に対して聴者が正面を向く方向を変更した際にも、常に聴者に対して最適な音質を提供することが可能となる。
【００３５】
また、本発明の超音波スピーカシステムは、前記聴者角度情報および前記聴者位置情報から得られる、前記超音波トランスデューサの音波放射軸と前記聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度において、前記超音波スピーカから自己的に復調される前記可聴周波数帯域の信号音の周波数特性がフラットになるように、前記複数のフィルタが作製されていることを特徴とする。
【００３６】
上記構成の超音波スピーカシステムでは、前記聴者角度情報および前記聴者位置情報から得られる、前記超音波トランスデューサの音波放射軸と前記聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度において、前記角度毎における、超音波スピーカから自己的に復調される可聴周波数帯域の信号音の周波数特性がそれぞれフラットになるように、前記複数のフィルタが作製されている。したがって、超音波トランスデューサの音波放射軸に対して聴者が正面を向く方向を変更した際にも、常に聴者に対して最適な音質を提供することが可能となる。
【００３７】
また、本発明の超音波スピーカシステムは、前記信号処理部は、前記聴者角度情報および前記聴者位置情報から得られる、前記超音波トランスデューサの音波放射軸と前記聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度において、前記超音波スピーカから自己的に復調される前記可聴周波数帯域の信号音の周波数特性が、前記超音波トランスデューサの音波放射軸と前記聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度に応じた周波数以上の帯域でフラットになるように、前記信号処理を行うことを特徴とする。
【００３８】
上記構成の超音波スピーカシステムでは、前記聴者角度情報および前記聴者位置情報から得られる、前記超音波トランスデューサの音波放射軸と前記聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度において、前記超音波スピーカから自己的に復調される前記可聴周波数帯域の信号音の周波数特性が、前記超音波トランスデューサの音波放射軸と前記聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度に応じた周波数以上の帯域でフラットになるように、前記信号処理部で信号処理を行う。したがって、超音波トランスデューサの音波放射軸に対して聴者が正面を向く方向を変更した際にも、常に聴者の聴覚に応じて最適な音質を提供することが可能となる。
【００３９】
また、本発明の超音波スピーカシステムは、前記聴者角度情報および前記聴者位置情報から得られる、前記超音波トランスデューサの音波放射軸と前記聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度において、前記超音波スピーカから自己的に復調される前記可聴周波数帯域の信号音の周波数特性が、前記超音波トランスデューサの音波放射軸と前記聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度に応じた周波数以上の帯域でフラットになるように、前記複数のフィルタが作製されていることを特徴とする。
【００４０】
上記構成の超音波スピーカシステムでは、前記聴者角度情報および前記聴者位置情報から得られる、前記超音波トランスデューサの音波放射軸と前記聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度において、前記超音波スピーカから自己的に復調される可聴周波数帯域の信号音の周波数特性が、前記超音波トランスデューサの音波放射軸と前記聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度に応じた周波数以上の帯域でフラットになるように、前記複数のフィルタが作製されている。したがって、超音波トランスデューサの音波放射軸に対して聴者が正面を向く方向を変更した際にも、常に聴者の聴覚に応じて最適な音質を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
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。本発明の実施形態に係る超音波スピーカシステムの構成を図１に示す。既述したように、通常オーディオ装置の音質を向上させるために、例えばオーディオ信号に音圧レベル-周波数特性がフラットになるフィルタをかける等の信号処理が必要であると考えられるが、超音波スピーカの場合は通常のスピーカの場合と異なり、超音波トランスデューサの音波放射軸に対し、該音波放射軸と聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度を変えて聴取した場合には、その聴者が感じる音圧レベル-周波数特性は大きく変化するという問題がある。
【００４２】
そこで、本発明の実施形態に係る超音波スピーカシステムでは、超音波トランスデューサの音波放射軸と、聴者が正面を向く方向を示す軸とのなす角度において、前記角度毎でそれぞれ所望の出力特性を得るために、可聴周波数帯の信号波に対して前記角度毎に応じたフィルタ処理を行うことにより、超音波トランスデューサの音波放射軸に対して聴者が角度を変更した場合にも、聴者に対して常に最適な音質を提供するように構成したものである。
【００４３】
図１において、本発明の実施形態に係る超音波スピーカシステムは、信号源１０１と、信号処理部１０２と、信号波振幅調整回路１０３と、キャリア波発振源１０４と、変調回路１０５と、変調波振幅調整回路１０６と、超音波トランスデューサ１０７と、角度計測部１０８と、位置計測部１０９と、制御情報発信部１１０と、制御情報受信部１１１と、制御部１１２と、角度可変機構１１３と、角度制御部１１４とを有している。
【００４４】
信号源１０１は、可聴周波数帯の信号波（例えば、オーディオ信号）を生成し、出力する。
信号処理部１０２は、前記信号波に対して信号処理（一例としてフィルタ処理）を行う。信号波振幅調整回路１０３は、前記信号波の振幅を調整する。キャリア波発振源１０４は、超音波周波数帯のキャリア波を生成し、出力する。変調回路１０５は、キャリア波発振源１０４から出力されるキャリア波を信号源１０１から出力される可聴周波数帯の信号波により変調する。
【００４５】
変調波振幅調整回路１０６は、変調回路１０５で発生させた変調波の振幅を調整する。変調波振幅調整回路１０６は本発明の変調波振幅調整手段に相当する。
超音波トランスデューサ１０７は、変調波振幅調整回路１０６で振幅を調整した変調波により駆動され、空気中で可聴周波数帯域の信号音を自己的に復調する機能を有している。
【００４６】
角度計測部１０８は、ある基準とする方向の軸と、超音波スピーカの聴者が正面を向いている方向を示す軸とのなす角度（以後、聴者角度と表記する）を計測する機能を有している。
位置計測部１０９は、超音波トランスデューサ１０７に対する聴者の位置（以後、聴者位置と表記する）を計測する機能を有している。
【００４７】
制御情報発信部１１０は、角度計測部１０８により得られる「聴者角度情報」および位置計測部１０９により得られる「聴者位置情報」を含む制御情報を発信する機能を有し、制御情報受信部１１１は前記制御情報を受信する機能を有している。
また、制御部１１２は、前記制御情報に含まれる「聴者角度情報」および「聴者位置情報」を基に、信号処理部１０２で行うフィルタ処理を制御する機能を有している。
【００４８】
角度可変機構１１３は、超音波トランスデューサ１０７の音波放射軸の角度を任意に変更できるように構成されている。
角度制御部１１４は、位置計測部１０９により得られる「聴者位置情報」を基に、角度可変機構１１３を駆動制御する機能を有している。
【００４９】
また、本実施形態では、角度計測部１０８と位置計測部１０９、および制御情報発信部１１０を図４に示すようなカードに内蔵し、聴者Xに装着させるものとする。角度計測部１０８と位置計測部１０９の詳細は後述する。
【００５０】
上記構成からなる本発明の実施形態に係る超音波スピーカシステムの動作について説明する。上記構成においいて、オーディオ信号を信号源１０１から発生させ、また超音波帯域のキャリア波をキャリア波発振源１０４から発生させる場合を考える。
【００５１】
ここで、信号源１０１から発生したオーディオ信号は信号処理部１０２において所望の出力特性が得られるように信号処理が行なわれるが、その信号処理の内容に関しては後で詳しく述べる。
【００５２】
信号処理部１０２で信号処理されたオーディオ信号は、信号波振幅調整回路１０３によって、その振幅値が調整される。
ここで、変調回路１０５は、信号波振幅調整回路１０３から出力されたオーディオ信号により、キャリア波発振源１０４から出力されるキャリア波を変調する機能を有している。変調方式には振幅変調、周波数変調など様々な方式が考えられるが、超音波スピーカシステムにおいては振幅変調が主に用いられるため、本実施形態では変調回路１０５で行う変調方式を、一例として振幅変調とする。また振幅変調においても、ＤＳＢ（Double Side Band）やＳＳＢ(Single Side Band)などの様々な方式がある。ここで、一般に超音波スピーカにおいてはＳＳＢ方式の方が自己復調音の歪みが小さいことが知られている。
【００５３】
具体的には、ＤＳＢ方式の場合は超音波スピーカを駆動する変調波の変調度が大きくなるほど、復調される信号の歪み率も大きくなるが、ＳＳＢ方式の場合は超音波スピーカを駆動する変調波の変調度によらず、復調される信号の歪み率はほぼ一定で、かつＤＳＢ方式の場合よりも低い値となる。従って、本実施形態では変調回路１０５で行う変調方式を、一例として振幅変調のＳＳＢ方式で行うものとする。
変調回路１０５から出力される変調波の振幅は、変調波振幅調整回路１０６で調整される。
【００５４】
次に、変調波振幅調整回路１０６から出力された変調波により超音波トランスデューサ１０７が駆動され、該超音波トランスデューサ１０７から超音波周波数帯域の音響信号が放射され、空気中で変調波が歪むことにより、前述したオーディオ信号が差分周波数成分として自己的に復調され、聴取することが可能となる。ここで、本実施形態中では超音波スピーカの音波を聴取する人を聴者Xと表記する。
【００５５】
ところで、超音波スピーカは通常のスピーカと異なり、超音波トランスデューサから放射される音波が平面波であるため、超音波トランスデューサの音波放射軸に対して聴者が角度を変えて聴取した場合には、その聴者が感じる音圧レベル-周波数特性は大きく変化するという問題がある。従って、超音波トランスデューサの音波放射軸と、聴者が正面を向く方向の軸とのなす角度が、どのような角度にあるかに応じて、聴者に対して最適な音質を提供するための信号処理内容が異なることになる。
【００５６】
以下に、超音波トランスデューサの音波放射軸と、聴者が正面を向く方向の軸とのなす角度が変化する場合、すなわち聴者が音波トランスデューサの音波放射面に対して角度を変えて聴取する状況の具体例について説明する。
【００５７】
（１）超音波トランスデューサの音波放射軸の角度と、聴者Xの音波の聴取位置、角度が固定されているとき
図２に示すように、聴者Xが3つの超音波トランスデューサ１〜３から放出される高指向性の音波を聴取する場合を考える。ただし、図２中の各超音波トランスデューサ１〜３は固定されているものとし、また聴者Xが音波を聴取する位置も固定されているものとする。この時、聴者Xは超音波トランスデューサ１、３から放射される高指向性の音波と、超音波トランスデューサ２から放射される高指向性の音波を、それぞれ異なる角度で聴取することになる。従って上述したように、超音波トランスデューサ１および３と、超音波トランスデューサ２では聴者Xに対して最適な音質を提供するための信号処理内容が異なる。
【００５８】
（２）超音波トランスデューサの音波放射軸の角度と、聴者Xの音波の聴取位置、角度が変化するとき
聴者Xが任意の場所に歩き回った場合に、常に聴者Xに対して超音波トランスデューサからの音波を届けるように、超音波トランスデューサの音波放射軸の角度を調整する場合を考える。ここで、例えば図３（ａ）から図３（ｂ）のように聴者Xが歩き、また超音波トランスデューサの音波放射軸の角度が聴者Xのいる方向へ調整されるものとする。
【００５９】
このとき超音波トランスデューサ１０７の音波放射軸と、聴者Xの正面方向の軸とのなす角度は、図３（ａ）、（ｂ）の各状態においてそれぞれ異なることが分かる。従って上述したように、図３（ａ）、（ｂ）の各状態において、聴者に対して最適な音質を提供するための信号処理内容がそれぞれ異なる。
【００６０】
上述したような状況を想定して、本実施形態では既述したように、超音波トランスデューサ１０７の聴者Xに、角度検出部１０８と位置計測部１０９が内蔵された、図４に示すカードを装着させることを考える。
【００６１】
図４に示すカードを用いて検出した聴者Xの位置情報を基に、角度制御部１１４は角度可変機構１１３が、常に聴者Xの方向へ音波が放射されるように超音波トランスデューサの角度調整を行うように制御する。
【００６２】
また角度計測部１０８により計測した聴者Xの角度情報と位置計測部１０９により計測した位置情報を基に、信号源１０１から出力された信号波であるオーディオ信号に対して行う信号処理内容を制御部１１２で決定し、さらに信号処理部１０２で実際にオーディオ信号に対して信号処理を行う。
【００６３】
角度計測部１０８から得られる「聴者角度情報」と、位置計測部１０９から得られる「聴者位置情報」を含んだ制御情報は、制御情報発信部１１０から発信される。
【００６４】
ここで、図４中の角度計測部１０８と位置計測部１０９の具体例を述べる。まず、角度計測部１０８に関してはジャイロセンサ（サイズの例としては5×3.2×1.3mmなど）を用いることにする。ジャイロセンサによって、ある基準とする方向の軸と、聴者Xが正面を向いている方向を示す軸とのなす角度を「聴者角度情報」として計測する。ジャイロセンサから得られた「聴者角度情報」からは、聴者Xの正面方向を示す軸の方向情報を得ることができる。また「聴者角度情報」は、上述した制御情報発信部１１０から出力される。
【００６５】
次に位置計測部１０９に関しては携帯電話用のＧＰＳアンテナ（サイズの例としては6×4×4mmなど）を用い、屋外で超音波スピーカシステムを用いる場合には聴者の位置計測をＧＰＳにより行うものとする。
【００６６】
ただし屋内においては、現状では精度の観点などからＧＰＳで聴者の位置計測を行うことは困難である。そこで、屋内で超音波スピーカシステムを用いる場合は、本実施形態では電波を放射する複数の小型基地局を屋内に配置することを考える。電波の放射源としては、例えば無線ＬＡＮを利用することで対応出来る。上述した複数の小型基地局からの電波を、図４に示すカード中に埋め込まれたＧＰＳアンテナで受信することで、屋内の利用者の位置を計測することが可能となる。
【００６７】
またＧＰＳアンテナから得られた情報は、上述した「聴者位置情報」として制御情報発信部１１０から出力される。前記「聴者位置情報」からは、超音波トランスデューサの音波放射軸の方向情報を得ることができる。また、上述した制御情報は制御情報受信部１１１において受信される。
【００６８】
ここで、超音波トランスデューサの音波放射軸に対して聴者が角度を変えて聴取した場合に、その聴者が感じる音圧レベル-周波数特性がどのように変化するか説明する。
【００６９】
図５（a）に示すように、超音波トランスデューサ１０７の音波放射軸に対して、聴者の正面方向の軸が９０度の角度をなす状態に聴者があり、かつ聴者は右耳よりも左耳の方が超音波トランスデューサ１０７に近くなる方向を向いているものとする（以降、この状態をAと表記する）。さらにこの状態から、図５（ｃ）に示すように、聴者が左回り方向に１８０度になるまで徐々に回転する場合を考える（以降、１８０度回転し終わった状態をＣと表記する。また、図５（ｂ）の状態をＢと表記する。）。
【００７０】
ここで図５（ｄ）に、図５（ａ），（ｂ），（ｃ）の状態毎の、聴者の右耳に入射される自己復調音の周波数‐音圧レベル特性の一例を示す。図５（ｄ）において、曲線Ｐ１は図５（ａ）の、曲線Ｐ２は図５（ｂ）の、曲線Ｐ３は図５（ｃ）の、各状態における自己復調音の周波数‐音圧レベル特性を示している。
【００７１】
図５（ｄ）に示すように、聴者が状態Ａから左回り方向で、状態Ｂを経て状態Ｃに向かうにつれて、可聴周波数帯域における自己復調音の音圧レベルが段々大きくなり、またより低い周波数であるほど、その周波数における音圧レベルの増加率が大きくなる。
【００７２】
また、左耳に入射される自己復調音の音圧レベル-周波数特性は上述した右耳の場合と逆の変化を示す。つまり、聴者Xは超音波トランスデューサ１０７に近い側の耳の方が、超音波スピーカからの音をより大きく感じることになる。
【００７３】
上述した特性を考慮し、本実施例では聴者Xの左右の耳のうち超音波トランスデューサに近い側の耳に対して、聴者Xが最適な音質で音波を聴取できるように信号処理を行うものとする。例えば、聴者Xが図５（ａ）のような状態にある場合は左耳に対して、聴者Xが図５（ｂ）のような状態にある場合はどちらか一方の耳に対して、また聴者Xが図５（ｃ）のような状態にある場合は右耳に対して、それぞれ所望の特性となるように信号処理を行うものとする。
【００７４】
図６は、超音波トランスデューサの音波放射軸と、聴者の正面方向を示す軸とのなす角度が変化した場合の各状態を示している。
【００７５】
ここで図７に示す特性は、聴者Xが（図６（ａ）〜（ｃ）のそれぞれの状態において右耳で感じる音圧レベル-周波数特性の例であり、曲線Ｑ１は図６（ａ）の、曲線Ｑ２は図６（ｂ）の、曲線Ｑ３は図６（ｃ）の、各状態の特性を示している。
【００７６】
次に、制御部１１２の具体的構成を図８に示す。同図に示すように、制御部１１２は、テーブル記憶部２０１と、信号処理制御部２０２とを有している。テーブル記憶部２０１は、制御情報受信部１１１で受信される制御情報に含まれる「聴者角度情報」および「聴者位置情報」と、信号処理部１０２で行う信号処理方法との関係を示すテーブルが格納されている。
【００７７】
ところで、「聴者角度情報」からは聴者Xの正面方向を示す軸の方向に関して、また「聴者位置情報」からは超音波トランスデューサの音波放射軸の方向に関する情報を得ることができる。したがって、「聴者角度情報」と「聴者位置情報」を基に、超音波トランスデューサの音波放射軸と、聴者Xの正方向の軸とのなす角度を計測することが可能となる。本実施形態では、上述した角度のうち鋭角を計測するものとする。
【００７８】
また、信号処理制御部２０２は、信号源１０１から出力されたオーディオ信号に対して行う信号処理内容を制御する際に、制御情報受信部１１１で得られた制御情報に含まれる「聴者角度情報」および「聴者位置情報」に基づいて上述したテーブルを参照して、信号源１０１から出力されたオーディオ信号に対して行う信号処理内容（フィルタ処理）を決定し、信号処理部１０２を制御する。
【００７９】
また、図８に示すように、信号処理部１０２には、予め超音波トランスデューサ１０７の音波放射軸と、聴者Xが正面を向く方向を示す軸がなす角度に対応して作製された所望のフィルタが複数用意されており、信号処理制御部２０２で行われる制御を基に、上記複数のフィルタのうち一つのフィルタが選択されるようになっている。ここで、一例として上記複数のフィルタをそれぞれフィルタ１、フィルタ２、…と表記する。
【００８０】
ここで、テーブル２０１の具体例を示す。まず、「聴者位置情報」はある基準とする方向の軸と、を、1度単位でディジタル信号として制御情報発信部１１０から発信するものとする。また、「聴者位置情報」は上述したものとは別のある基準軸（例えば、超音波トランスデューサ１０７の角度を変更できる範囲が決まっているとすると、超音波トランスデューサ１０７が最大角度の状態にある場合の音波放射軸）と、超音波トランスデューサ１０７の中心位置と聴者Xの位置を結ぶ方向の軸とのなす角度を、1度単位でディジタル信号として制御情報発信部１１０から発信するものとする。
【００８１】
「聴者角度情報」と「聴者位置情報」の二つのディジタル信号情報によって、その時々の超音波トランスデューサ１０７の音波放射軸と聴者Xの正面方向を示す軸とのなす角度において、その鋭角を求めることができる。
【００８２】
図１１に示すように、本実施形態では上述した二つのディジタル信号によって求められる鋭角が０〜２２度の場合（図６（ａ）の場合）にはフィルタ１を選択する信号「００１」を、２３〜６７度の場合（図６（ｂ）の場合）にはフィルタ２を選択する信号「０１０」を、また６８〜９０度の場合（図６（ｃ）の場合）にはフィルタ３を選択する信号「０１１」を信号処理制御部２０２から出力するように、テーブル記憶部２０１に記憶されているテーブルで対応付けしておくものとする。
【００８３】
次に、聴者Xが図６（ａ）、（ｃ）の状態にある場合に、それぞれの場合に対して聴者Xに最適な音質を提供するための（信号処理部１０２で予め用意しておく）フィルタの作製方法の一例について説明する。
【００８４】
まず図９（ａ）に示すように、聴者Xが、図６（ａ）、（ｃ）の各場合において右耳で感じる周波数特性（図６（ａ）の場合は曲線Ｑ１、図６（ｃ）の場合は曲線Ｑ３で示されている。）を、それぞれ任意の音圧レベルで一定となるように各フィルタを作製する。
【００８５】
このような処理を行うことが、聴者Xに対してより最適な音質を提供することに繋がる。ただし現状の超音波スピーカの多くは、音圧レベルの最大出力値に余裕がない。従って図９（ａ）に示す曲線Ｑ１のような音圧レベル‐周波数特性の場合、中低域を大きく持ち上げる必要があるが、そのような処理は既述した理由から困難であるため、上述した任意の音圧レベルをより大きな値に設定することは難しい。つまり現状の超音波トランスデューサの性能において、自己復調音の周波数特性を完全にフラットにすることは図９（ｂ）に示すような状態となり、出力される音量が小さくなるという問題がある。
【００８６】
そこで図１０に示すように、聴者Xが図７（ａ）、（ｃ）の各場合で聴者が感じる周波数特性を、それぞれ任意に定めた周波数以上の帯域でフラットになるように各フィルタを作製する。例えば、図１０に示す曲線Ｑ１のような周波数特性の場合には、１kHzより低い帯域では可能な限り高い音圧を出力し、1kHz以上の帯域では、１kHzで出力できる音圧レベルと同じレベルで出力されるようにする。
【００８７】
また図１０に示す曲線Ｑ３のような周波数特性の場合には、0.１kHzより低い帯域では可能な限り高い音圧を出力し、0.1kHz以上の帯域では、0.１kHzで出力できる音圧レベルと同じレベルで出力されるようにする。
【００８８】
このような処理を行う際に注意することは、ある程度の音圧レベルを確保でき、かつ中低域に対して中高域の音圧が高くなりすぎないように、上述した任意の周波数を選択するということである。この点に注意してフィルタの設計を行うことで、聴者Xに対して（超音波スピーカの性能を考慮した上での）最適な音質を提供することが可能となる。
【００８９】
このようにして作製された複数のフィルタが、超音波トランスデューサ１０７の音波放射軸に対する聴者Xの角度情報と、超音波トランスデューサ１０７に対する位置情報を基に制御部１１２によって選択され、信号処理部１０２で実装される。また信号処理部１０２で実装されたフィルタを通過したオーディオ信号はキャリア波を変調回路１０５で変調し、変調回路１０５で得られた変調波は変調波振幅調整回路１０６で増幅された後、超音波トランスデューサ１０７から出力される。
【００９０】
以上のプロセスで図1の装置を使用することで、超音波トランスデューサの音波放射軸に対して聴者が正面を向く方向を示す軸がなす角度を聴者変更した場合にも、聴者に対して常に最適な音質を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の実施形態に係る超音波スピーカシステムの構成を示すブロック図。
【図２】固定された３つの超音波トランスデューサから放出される高指向性の音波を聴取する状態を示す説明図。
【図３】聴者の移動に伴い超音波トランスデューサの音波放射軸の角度が調整される状態を示す説明図。
【図４】角度計測部、位置計測部及び制御情報発信部がカードに内蔵されていることを示す説明図。
【図５】超音波トランスデューサの音波放射軸に対して聴者が角度を変えて聴取した状態と、その場合に聴者が感じる周波数特性との関係を示す説明図。
【図６】超音波トランスデューサの音波放射軸と、聴者の正面方向を示す軸とのなす角度が変化した場合の各状態を示す説明図。
【図７】聴者Xが（図６（ａ）〜（ｃ）のそれぞれの状態において右耳で感じる音圧レベル-周波数特性の例を示す図。
【図８】図１に示した本発明の実施形態に係る超音波スピーカシステムにおける制御部の具体的構成を示すブロック図。
【図９】聴者の感じる周波数-音圧レベル特性と、超音波スピーカシステムにおける所望の出力特性を得るためのフィルタ特性との関係の一例を示す説明図。
【図１０】聴者の感じる周波数-音圧レベル特性と、超音波スピーカシステムにおける所望の出力特性を得るためのフィルタ特性との関係の他の例を示す説明図。
【図１１】制御情報発信部から出力される制御情報に含まれる聴者位置情報及び聴者角度情報と、信号処理制御部から出力される選択すべきフィルタを特定する選択信号との関係を示すテーブルの内容を示す図。
【符号の説明】
【００９２】
１０１…信号源、１０２…信号処理部、１０３…信号波振幅調整回路、１０４…キャリア波発振源、１０５…変調回路、１０６…変調波振幅回路、１０７…超音波トランスデューサ、１０８…角度計測部、１０９…位置計測部、１１０…制御情報発信部、１１１…制御情報受信部、１１２…制御部、１１３…角度可変機構、１１４…角度制御部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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