[发明专利]超指向性音响装置

说明书

本发明的超指向性音响装置包括：生成载波信号的载波生成部(7)；调制部(8)，该调制部(8)生成用音频信号对载波生成部(7)生成的载波信号进行振幅调制后的调制波信号；将由载波生成部(7)生成的载波信号和由调制部(8)生成的调制波信号进行相加的加法部(9)；发射由加法部(9)相加后的信号的超声波发射器(3)；以及超声波发射器(6)，该超声波发射器(6)配置于超声波发射器(3)的轴心上且位于发射面的前方，将由载波生成部(7)生成的载波信号沿着与该超声波发射器(3)的发射方向相同的方向发射，由超声波发射器(6)发射的载波信号的相位相对于由超声波发射器(3)发射的超声波信号的相位为反相。

技术领域

本发明涉及利用超声波频带的载波信号向较窄区域发射可听声的超指向性音响装置。

背景技术

超指向性音响装置将用可听声即音频信号对超声波频带的载波信号进行振幅调制后的调制波信号与该载波信号进行相加，并从超声波发射器进行发射。由此，在空气中载波信号和调制波信号的非线性相互作用下，载波信号和调制波信号产生差音，可听声进行自解调。

该超指向性音响装置中，具有例如图7所示的声压级的传输特性。图7中，横轴表示到超声波发射器的距离，纵轴表示声压级。细线表示由超声波发射器发射出的信号中所包含的调制波信号，虚线表示由超声波发射器发射出的信号中所包含的载波信号，粗线表示自解调后的可听声(载波信号和调制波信号的差音)。

如图7所示，在超声波发射器的附近区域中，载波信号和调制波信号的非线性相互作用较强，此外，信号的传输产生的累积效果使得自解调后的可听声的声压级逐渐上升。并且，在由超声波发射器发射的信号的频率以及振动半径所决定的瑞利长度(Rayleigh Range)的一半左右的传输距离处，可听声的声压级达到最大。之后，若传输距离进一步变长，则载波信号和调制波信号通过声波吸收和球面扩散衰减，非线性度减弱，自解调后的可听声的声压级逐渐下降。

这时，若在空间上眺望差音的产生过程可知，由于差音的假想声源沿着传输方向分布在超声波频带的载波信号和调制波信号的窄束宽度下，从而获得窄束状的声场(可听区域)(例如参照非专利文献1)。

像这样，在以往的超指向性音响装置中，获得窄束状的声场。然而，由于射束会传递到远处，在超指向性音响装置的远处也可听到声音，在室内的情况下由于墙壁或天花板等产生反射声。由此，在以往的超指向性音响装置中，难以仅在某个特定的区域中传输声音。

于是，提出了一种从发射方向互不相同的两个超声波发射器将载波信号和调制波信号分离发射，仅在发射出的载波信号和调制波信号重叠的区域使可听声自解调的方法(例如参照非专利文献2)。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：镰仓友男著，非线性声学基础，2010年7月出版

非专利文献2：松井唯他著，利用载波和边带波分离发射形成音频点，电子信息通信学会论文集A Vol.J97-A No.4pp.304-312 2014年4月出版

发明内容

发明所要解决的问题

然而，非专利文献2公开的方法中，载波信号和调制波信号重叠的区域远离超声波发射器，可听声在非线性相互作用较弱的区域进行自解调。在非专利文献2公开的方法中，产生非线性相互作用的区域较短。因此，存在自解调的可听声的声压级变小的问题。

本发明是为了解决上述问题而完成，其目的在于提供一种超指向性音响装置，使载波信号和调制波信号沿同一方向发射，并在该发射方向上的任意距离处都使远方的可听声的声压级降低。

解决技术问题所采用的技术方法