音響再生装置及び音響再生方法
【課題】パラメトリックスピーカー等の指向性が強い音響再生装置において位相制御を単純な構成で行う。
【解決手段】サンプル生成部９０が、変調信号を用いて超音波信号が振幅変調された被変調信号のサンプルを順次生成する。順次生成された被変調信号のサンプルは記憶部２０に記憶される。読出部３０が、被変調信号のサンプルの内の予め定められた時間間隔を有する複数のサンプルを記憶部２０から読み出す。複数の電気音響変換器７１，…，７ｎが、複数のサンプルでそれぞれ駆動される。
【解決手段】サンプル生成部９０が、変調信号を用いて超音波信号が振幅変調された被変調信号のサンプルを順次生成する。順次生成された被変調信号のサンプルは記憶部２０に記憶される。読出部３０が、被変調信号のサンプルの内の予め定められた時間間隔を有する複数のサンプルを記憶部２０から読み出す。複数の電気音響変換器７１，…，７ｎが、複数のサンプルでそれぞれ駆動される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、超音波を用いて強い指向性を持つ可聴音を発生させるパラメトリックスピーカー等において、受聴者が知覚する音の到来方向を任意に設定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載された音場制御装置は、電気音響変換器に装着された複数の超音波素子に、可聴周波数を持つ変調信号で振幅変調した超音波信号を印加し、各超音波素子から放射される超音波が空間復調作用により復調されて変調信号に対応する可聴音を生成する。その際、複数の位相制御器が、超音波信号を振幅変調する変調信号の位相を各超音波素子毎に制御して、受聴者が知覚する音の到来方向を任意の方向に設定していた。
【特許文献１】特開２００３−１４３６８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載された音場制御装置は、複数の位相制御器を複数必要としており、位相制御に多量な演算が必要であるという問題があった。
【０００４】
この発明は、上記問題に鑑み、より少ない演算量で受聴者が知覚する音の到来方向を任意に設定する音響生成装置及び音響再生方法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】
【０００５】
この発明の１つの観点によれば、サンプル生成部が、変調信号を用いて超音波信号が振幅変調された被変調信号のサンプルを順次生成する。順次生成された被変調信号のサンプルは記憶部に記憶される。読出部が、被変調信号のサンプルの内の予め定められた時間間隔を有する複数のサンプルを記憶部から読み出す。複数の電気音響変換器が、複数のサンプルでそれぞれ駆動される。
【発明の効果】
【０００６】
読出部が、被変調信号のサンプルが記憶された記憶部から、予め定められた時間間隔を有する複数のサンプルを読み出すことにより、より少ない演算量で、位相を制御することができ、受聴者が知覚する音の到来方向を任意に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図面を参照して、この発明の各実施例について説明する。同一の部分には、同じ符号を付けて重複説明を略する。
【実施例１】
【０００８】
実施例１の音響再生装置は、図１に例示するように、サンプル生成部９０、記憶部２０、読出部３０、電気音響変換器７１，…，７ｎ及びシフト部８０を含む。また、実施例１の音響再生方法は、図２に例示する各処理を行う。
【０００９】
電気音響変換器７１，…，７ｎは図８に例示するように同一平面上に、互いに隣接する電気音響変換器の間の間隔がｄとなるように配置されている。電気音響変換器７１，…，７ｎが配置された平面の垂直方向（一般的に言うと、電気音響変換器７１，…，７ｎから放射される超音波の波面に対して垂直方向）に対する受聴者Ｂが知覚する音の到来方向をθ（−９０°≦θ≦９０°）とする。
【００１０】
到来方向θにある音源Ｘから発生した音は、電気音響変換器７１，…，７ｎが配置された平面Ｑ１及びその平面Ｑ１に対して平行な面Ｑ１の距離ｄだけ離れた２点Ｐ１，Ｐ２において、ｄ×ｓｉｎθ／ｃだけ位相がずれる。ｃは音速である。したがって、受聴者Ｂに、到来方向θにある音源Ｘから音が発生しているように知覚させるためには、電気音響変換器７１，…，７ｎがそれぞれ出力する被変調信号の内の変調信号成分の位相を順次ｄ×ｓｉｎθ／ｃの時間間隔だけずらせば良い。
【００１１】
まず、０°≦θ≦９０°である場合について述べる。被変調信号がサンプル生成部９０（図１参照）に入力される。被変調信号は、可聴周波数（約２０Ｈｚから約２０ｋＨＺの周波数）の変調信号用いて、４０ｋＨｚから１２０ｋＨｚの超音波信号の振幅変調をした信号である。このため、被変調信号は、可聴周波数の変調信号成分を有する。
【００１２】
サンプル生成部９０は、被変調信号のサンプルを順次生成する（ステップＳ１１）。具体的にはこの例では、サンプル生成部９０はＡＤ変換器１０であり、このＡＤ変換器１０は、予め定められたサンプリング周波数ｆｓで、被変調信号をサンプリングして、被変調信号のサンプルを順次生成する（ステップＳ１ａ）。サンプリング周波数ｆｓは例えば６０ｋＨｚから３５０ｋＨｚの範囲の周波数とされる。以下、単にサンプルと言った場合には、原則として被変調信号のサンプルを意味する。
【００１３】
生成された被変調信号のサンプルは、記憶部２０に記憶される。この例では、ｎを電気音響変換器７１，…，７ｎの数として、記憶部２０は、（ｎ−１）×Ｌ０＋１個の記憶領域１，…，（ｎ−１）×Ｌ０＋１を有しており、生成された被変調信号のサンプルは、記憶部２０の記憶領域１に記憶される。ここで、Ｌ０は、時間間隔ｄ×ｓｉｎθ／ｃに対応する、記憶領域の番号の間隔である。Ｌ０は具体的には、ｆ（・）を・の小数点以下を四捨五入切り捨て又は切り上げをして整数を出力する関数として、Ｌ０＝ｆ（ｆｓ・ｄ・ｓｉｎθ／ｃ）である。Ｌ０の番号の間隔を有する記憶領域からそれぞれ読み出された被変調信号のサンプルは、約時間間隔ｄ×ｓｉｎθ／ｃを有する。
【００１４】
シフト部８０は、複数の記憶領域１，…，（ｎ−１）×Ｌ０＋１にそれぞれ記憶されたサンプルを順次他の記憶領域に移す（ステップＳ２ａ）。この例では、シフト部８０は、ＡＤ変換器１０で被変調信号のサンプルが生成される毎に、ｉを１≦ｉ≦（ｎ−１）×Ｌ０の整数として、ｉ番目の記憶領域ｉに記憶されたサンプルを、ｉ＋１番目の記憶領域ｉ＋１に移す。すなわち、各記憶領域ｉに記憶されたサンプルはそれぞれ、図１の矢印ａの方向に移動する。最後の記憶領域（ｎ−１）×Ｌ０＋１に記憶されたサンプルは、記憶領域（ｎ−１）×Ｌ０に記憶されたサンプルによって上書きされることにより、記憶部２０から消える。このようにして、記憶部２０には、被変調信号のサンプルが新しい方から（ｎ−１）×Ｌ０＋１個だけ常に記憶されることになる。なお、シフト部８０によるサンプルのシフトは、ＡＤ変換器１０で被変調信号のサンプルが生成される毎であって、新たに生成されるサンプルが記憶領域１に格納される前に行われる。
【００１５】
読出部３０は、被変調信号のサンプルの内の予め定められた時間間隔を有する複数のサンプルを記憶部２０から読み出す（ステップＳ２１）。サンプルはシフト部８０により定期的にシフトされるため、予め定められた複数の記憶領域にそれぞれ記憶されている複数のサンプルを読み出すことにより（ステップＳ２ｂ）、予め定められた時間間隔を有する複数のサンプルを読み出すことができるのである。読み出された複数のサンプルはそれぞれ電気音響変換器７１，…，７ｎに送られる。
【００１６】
具体的には例えば、読出部３０は、ｊを１≦ｊ≦ｎの整数として、（ｊ−１）×Ｌ０＋１番目の記憶領域に記憶されているサンプルを読み出して、ｊ番目の電気音響変換器７ｊに送る。すなわち、読出部３０は、ｊを１≦ｊ≦ｎの整数として、（ｊ−１）×Ｌ０＋１番目の記憶領域にそれぞれ格納されている複数のサンプルを読み出す。これにより、読出部３０は、隣り合う電気音響変換器にそれぞれ送られるサンプルの時間間隔が約ｄ・ｓｉｎθ／ｃである複数のサンプルを読み出すのである。
【００１７】
電気音響変換器７１，…，７ｎはそれぞれ読出部３０から受け取った複数の被変調信号により駆動され、超音波を放射する。放射された超音波は、空間復調作用により復調されて、受聴者に変調信号の成分を知覚させることができる。また、この場合、電気音響変換器７１側の電気音響変換器から出力される超音波の内の変調信号の成分程位相が進むことになり、受聴者に０°≦θ≦９０°である到来方向θを知覚させることができる。
【００１８】
このように、読出部３０が、被変調信号のサンプルが記憶された記憶部２０から、予め定められた時間間隔を有する複数のサンプルを読み出すことにより、より少ない演算量で位相を制御することができ、受聴者が知覚する音の到来方向を任意に設定することができる。
【００１９】
なお、一方の側にある電気音響変換器７１（７ｎ）から、他方の側にある電気音響変換器７ｎ（７１）に行くに従って、被変調信号内の変調信号成分の位相だけではなく、被変調信号内の超音波信号成分の位相もずれる。したがって、図８に例示するように、電気音響変換器７１，…，７ｎから放射される超音波の波面は、電気音響変換器７１，…，７ｎが配置された平面Ｑ１の垂直方向ではなく、その垂直方向に対して斜めに交わる方向に進む。
【００２０】
なお、−９０°≦θ≦０°である場合には、読出部３０は、ｊを１≦ｊ≦ｎの整数として、電気音響変換器７ｊに、記憶領域（ｎ−ｊ）×Ｌ０＋１に記憶されているサンプルを読み出して送ればよい。
【００２１】
また、−９０°≦θ≦０°である場合には、生成されたサンプルを、記憶部２０の記憶領域（ｎ−１）×Ｌ０＋１に記憶して、シフト部８０が、ｉを１≦ｉ≦（ｎ−１）×Ｌ０の整数として、ｉ＋１番目の記憶領域に記憶されたサンプルをｉ番目の記憶領域に移せばよい。この場合、読出部３０は、上記と同様に、ｊを１≦ｊ≦ｎの整数として、電気音響変換器７ｊに、記憶領域（ｊ−１）×Ｌ０＋１に記憶されているサンプルを読み出して送ってもよい。
【００２２】
これらにより、電気音響変換器７ｎ側の電気音響変換器から出力される超音波の内の変調信号の成分程位相が進むことになり、受聴者に−９０°≦θ≦０°である到来方向θを知覚させることができる。
【実施例２】
【００２３】
実施例２は、生成された被変調信号が記憶される記憶部２１の記憶領域、及び、読出部３１がサンプルをそれぞれ読み出す記憶部２１の記憶領域が、実施例１と異なる。以下では、異なる部分について重点的に説明して、共通する部分については実施例１と同様であるため重複説明を略する。
【００２４】
実施例２の音響再生装置は、図３に例示するように、サンプル生成部９０、記憶部２１、読出部３１及び電気音響変換器７１，…，７ｎを含む。また、実施例１の音響再生方法は、図４に例示する各処理を行う。
【００２５】
まず、０°≦θ≦９０°である場合について述べる。記憶部２１は、ｎ×Ｌ０個の記憶領域を有する。ＡＤ変換器１０で被変調信号のサンプルが生成される毎に、その生成されたサンプルは記憶部２１の記憶領域１，…，ｎ×Ｌ０に予め定められた順番で記憶される（ステップＳ１ｂ）。この例では、ｉを自然数として、ＡＤ変換器１０でｉ番目のサンプルが生成される毎に、そのｉ番目のサンプルは、ｉ ｍｏｄ ｎ×Ｌ０番目の記憶領域に記憶される。ここで、任意の整数ｘ１，ｘ２に対して、ｘ１ ｍｏｄ ｘ２は、整数ｘ２のｘ１を法とする剰余であり、非負、すなわち１≦ｘ１ ｍｏｄ ｘ２≦ｘ２であるとする。例えば、生成されたＬ０＋１番目のサンプルは、記憶領域Ｌ０＋１に記憶される。このように、記憶部２１はリングバッファである。なお、ｉが増加することにより生じる処理負担の増大を回避するために、ｉが所定の値よりも大きくなったときにｉを小さな値に戻してもよい。例えば、ｉ＞ｎ×Ｌ０となった時にｉ＝０としてもよい。
【００２６】
読出部３１は、互いに予め定められた順番だけ離れた複数の記憶領域にそれぞれ格納されている複数サンプルを読み出す（ステップＳ２ｃ）。これにより、読出部３１は、予め定められた時間間隔を有する複数のサンプルを読み出すことができるのである。読出部３１の読み出しは、生成されたサンプルが記憶部２１の記憶領域に格納される毎に行われる。読み出された複数のサンプルはそれぞれ電気音響変換器７１，…，７ｎに送られる。
【００２７】
この例では、Ｌ０だけ離れた複数の記憶領域にそれぞれ格納されているサンプルを読み出す。具体的には、読出部３１は、ｊを１≦ｊ≦ｎの整数として、ｉ−（ｊ−１）×Ｌ０ ｍｏｄ ｎ×Ｌ０番目の記憶領域に記憶されているサンプルを読み出して、電気音響変換器７ｊに送る。
【００２８】
例えば、ｉ＝Ｌ０＋１の場合、すなわち、ｉ＝Ｌ０＋１番目のサンプルが、Ｌ０＋１ ｍｏｄ ｎ×Ｌ０番目の記憶領域に記憶された後においては、図３に示すように、電気音響変換器７１には記憶領域Ｌ０＋１に記憶されたサンプルが送られ、電気音響変換器７２には記憶領域１に記憶されたサンプルが送られ、電気音響変換器７３には記憶領域（ｎ−１）×Ｌ０＋１に記憶されたサンプルが送られ、電気音響変換器７ｎには記憶領域２×Ｌ０＋１に記憶されたサンプルが送られる。
【００２９】
電気音響変換器７１，…，７ｎはそれぞれ読出部３１から受け取った複数の被変調信号により駆動され、超音波を放射する。放射された超音波は、空間復調作用により復調されて、受聴者に変調信号の成分を知覚させることができる。また、この場合、電気音響変換器７１側の電気音響変換器から出力される超音波の内の変調信号の成分程位相が進むことになり、受聴者に０°≦θ≦９０°である到来方向θを知覚させることができる。
【００３０】
このように、読出部３１が、被変調信号のサンプルが記憶された記憶部２０から、予め定められた時間間隔を有する複数のサンプルを読み出すことにより、より少ない演算量で、位相を制御することができ、受聴者が知覚する音の到来方向を任意に設定することができる。
【００３１】
なお、−９０°≦θ≦０°である場合には、読出部３１は、ｊを１≦ｊ≦ｎの整数として、電気音響変換器７ｊに、記憶領域ｉ−（ｎ−ｊ）×Ｌ０ ｍｏｄ ｎ×Ｌ０に記憶されているサンプルを読み出して送ればよい。
【００３２】
また、−９０°≦θ≦０°である場合には、生成されたサンプルを、記憶部２１の記憶領域ｎ×Ｌ０−ｉ＋１ ｍｏｄ ｎ×Ｌ０に記憶してもよい。この場合、読出部３１は、ｊを１≦ｊ≦ｎの整数として、ｎ×Ｌ０−ｉ＋１＋（ｊ−１）×Ｌ０ ｍｏｄ ｎ×Ｌ０番目の記憶領域にそれぞれ記憶されている複数のサンプルを読み出す。そして、ｎ×Ｌ０−ｉ＋１＋（ｊ−１）×Ｌ０ ｍｏｄ ｎ×Ｌ０番目の記憶領域に記憶されているサンプルは、電気音響変換器７ｊに送られる。
【００３３】
これらにより、電気音響変換器７ｎ側の電気音響変換器から出力される被変調信号の変調信号の成分程位相が進むことになり、受聴者に−９０°≦θ≦０°である到来方向θを知覚させることができる。
【００３４】
［変形例等］
実施例１において、記憶領域が（ｎ−１）×Ｌ０＋１個以上設けられていてもよい。この場合、（ｎ−１）×Ｌ０＋１個以上の記憶領域の内の（ｎ−１）×Ｌ０＋１個の記憶領域を上記のように用いればよい。同様に実施例２においても、記憶領域ｎ×Ｌ０個以上設けられていてもよい。
【００３５】
電気音響変換器７１，…，７ｎは、互いに隣接する電気音響変換器の間の間隔がｄでなくてもよく、また同一平面に配置されていなくても良い。この場合、読出部３０，３１が読み出す複数のサンプル間の時間間隔は、音源Ｘから音が発生したと仮定した場合に、その音が電気音響変換器７１，…，７ｎにそれぞれ到達する時間の間隔とすれば良い。例えば、音源Ｘから発生した音が電気音響変換器７１，…，７ｎにそれぞれ到達した時刻をｔ１，…，ｔｎ（ｔ１＜…＜ｔｎ）とする。この場合、ｊを１≦ｊ≦ｎ−１の整数として、電気音響変換器７ｊに送られるサンプルと、電気音響変換器７ｊ＋１に送られるサンプルの間の時間間隔が、約ｔｊ＋１−ｔｊとなるように、読出部３０，３１はそれぞれ記憶部２０，２１からサンプルを読み出す。このようなサンプルを読み出すことができるように、読出部３０，３１が読み出す記憶領域が決定され、これらの決定された記憶領域からサンプルが読み出されるのである。
【００３６】
電気音響変換器７１，…，７ｎがそれぞれ複数の電気音響変換器から構成されていてもよい。すなわち、ａ１，…，ａｎをそれぞれ２以上の整数として、図５に例示するように、電気音響変換器７１が電気音響変換器７１１，…，７１ａ１、電気音響変換器７２が電気音響変換器７２１，…，７２ａ２、電気音響変換器７ｊが電気音響変換器７ｊ１，…，７ｊａｊ、電気音響変換器７ｎが電気音響変換器７ｎ１，…，７ｎａｎからそれぞれ構成されていてもよい。
【００３７】
サンプル生成部９０の代わりに、図６に例示するサンプル生成部９１を用いてもよい。サンプル生成部９１は、ＡＤ変換器１１，振幅変調器６０及びＡＤ変換器５０を含む。サンプル生成部９１のＡＤ変換器１１に、変調信号が入力される。サンプル生成部９１は、ステップＳ１ｂからステップＳ１ｅの各処理を行い、被変調信号のサンプルを順次生成する（ステップＳ１２）。
【００３８】
ＡＤ変換器１１は、変調信号を予め定められたサンプリング周波数ｆｓでサンプリングして、変調信号のサンプルを順次生成する（ステップＳ１ｂ）。生成されたサンプルは、振幅変調器６０に送られる。
【００３９】
超音波信号発振器４０は、超音波信号を発振してＡＤ変換器５０に送る（ステップＳ１ｃ）。超音波信号の周波数の範囲は、４０ｋＨｚから１２０ｋＨｚである。
【００４０】
ＡＤ変換器５０は、発振された超音波信号を予め定められたサンプリング周波数ｆｓでサンプリングして、デジタル化する（ステップＳ１ｄ）。デジタル化された超音波信号は振幅変調器６０に送られる。
【００４１】
振幅変調器６０は、ＡＤ変換器１１から受け取った変調信号サンプルを用いて、超音波信号を振幅変調して複数の被変調信号のサンプルを順次生成する（ステップＳ１ｅ）。生成された被変調信号のサンプルは記憶部２０，２１に格納される。その後の処理は、上記と同様である。
【００４２】
上述の構成をコンピュータによって実現する場合、音響再生装置の各部が有する機能の処理内容はプログラムによって記述される。そして、このプログラムをコンピュータで実行することにより、上記各部の機能がコンピュータ上で実現される。
【００４３】
すなわち、ＣＰＵがプログラムを逐次読み込んで実行することにより、ＡＤ変換器１０，１１、読出部３０，３１、超音波信号発振器４０、ＡＤ変換器５０、振幅変調器６０、シフト部８０及びサンプル生成部９０，９１の機能がそれぞれ実現される。また、補助記憶装置又はメモリが、記憶部２０，２１として機能する。
【００４４】
音響再生装置の各部として機能するＣＰＵは、メモリ又は補助記憶装置から読み込み込んだデータに対して処理を行い、処理を行った後のデータをメモリ又は補助記憶装置に格納する。すなわち、メモリ又は補助記憶装置を介して、音響再生装置の各部間でデータがやり取りされる。
【００４５】
この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等どのようなものでもよいが、具体的には、例えば、磁気記録装置として、ハードディスク装置、フレキシブルディスク、磁気テープ等を、光ディスクとして、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＣＤ
−Ｒ（Recordable）／ＲＷ（ReWritable）等を、光磁気記録媒体として、ＭＯ（Magneto-Optical disc）等を、半導体メモリとしてＥＥＰ−ＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable-Read Only Memory）等を用いることができる。
【００４６】
また、このプログラムの流通は、例えば、そのプログラムを記録したＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を販売、譲渡、貸与等することによって行う。さらに、このプログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、このプログラムを流通させる構成としてもよい。
【００４７】
また、上述した実施形態とは別の実行形態として、コンピュータが可搬型記録媒体から直接このプログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することとしてもよく、さらに、このコンピュータにサーバコンピュータからプログラムが転送されるたびに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することとしてもよい。また、サーバコンピュータから、このコンピュータへのプログラムの転送は行わず、その実行指示と結果取得のみによって処理機能を実現する、いわゆるＡＳＰ（Application Service Provider）型のサービスによって、上述の処理を実行する構成としてもよい。なお、本形態におけるプログラムには、電子計算機による処理の用に供する情報であってプログラムに準ずるもの（コンピュータに対する直接の指令ではないがコンピュータの処理を基底する性質を有するデータ等）を含むものとする。
【００４８】
また、この形態では、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより、本装置を構成することとしたが、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェア的に実現することとしてもよい。
【００４９】
また、上述の各種の処理は、記載に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。例えば、図２において、ステップＳ１１からステップＳ２の処理と、ステップＳ３の処理とを並列に行ってもよい。また、図４において、ステップＳ１２からステップＳ２の処理と、ステップＳ３の処理とを並列に行ってもよい。
【００５０】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施例１の音響再生装置の機能ブロック図。
【図２】実施例１の音響再生方法のフローチャート。
【図３】実施例２の音響再生装置の機能ブロック図。
【図４】実施例２の音響再生方法のフローチャート。
【図５】音響生成装置の変形例の機能ブロック図。
【図６】サンプル生成部の変形例の機能ブロック図。
【図７】サンプル生成部の変形例の処理を示すフローチャート。
【図８】到来方向θ及び時間間隔ｄ×ｓｉｎθ／ｃを説明するための図。
【符号の説明】
【００５２】
１，…，ｎ×Ｌ０ 記憶領域
１，…，（ｎ−１）×Ｌ０＋１ 記憶領域
１０，１１ ＡＤ変換器
２０，２１ 記憶部
３０，３１ 読出部
４０ 超音波信号発振器
５０ ＡＤ変換器
６０ 振幅変調器
７１，…，７ｎ 電気音響変換器
８０ シフト部
９０，９１ サンプル生成部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、超音波を用いて強い指向性を持つ可聴音を発生させるパラメトリックスピーカー等において、受聴者が知覚する音の到来方向を任意に設定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載された音場制御装置は、電気音響変換器に装着された複数の超音波素子に、可聴周波数を持つ変調信号で振幅変調した超音波信号を印加し、各超音波素子から放射される超音波が空間復調作用により復調されて変調信号に対応する可聴音を生成する。その際、複数の位相制御器が、超音波信号を振幅変調する変調信号の位相を各超音波素子毎に制御して、受聴者が知覚する音の到来方向を任意の方向に設定していた。
【特許文献１】特開２００３−１４３６８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載された音場制御装置は、複数の位相制御器を複数必要としており、位相制御に多量な演算が必要であるという問題があった。
【０００４】
この発明は、上記問題に鑑み、より少ない演算量で受聴者が知覚する音の到来方向を任意に設定する音響生成装置及び音響再生方法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】
【０００５】
この発明の１つの観点によれば、サンプル生成部が、変調信号を用いて超音波信号が振幅変調された被変調信号のサンプルを順次生成する。順次生成された被変調信号のサンプルは記憶部に記憶される。読出部が、被変調信号のサンプルの内の予め定められた時間間隔を有する複数のサンプルを記憶部から読み出す。複数の電気音響変換器が、複数のサンプルでそれぞれ駆動される。
【発明の効果】
【０００６】
読出部が、被変調信号のサンプルが記憶された記憶部から、予め定められた時間間隔を有する複数のサンプルを読み出すことにより、より少ない演算量で、位相を制御することができ、受聴者が知覚する音の到来方向を任意に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図面を参照して、この発明の各実施例について説明する。同一の部分には、同じ符号を付けて重複説明を略する。
【実施例１】
【０００８】
実施例１の音響再生装置は、図１に例示するように、サンプル生成部９０、記憶部２０、読出部３０、電気音響変換器７１，…，７ｎ及びシフト部８０を含む。また、実施例１の音響再生方法は、図２に例示する各処理を行う。
【０００９】
電気音響変換器７１，…，７ｎは図８に例示するように同一平面上に、互いに隣接する電気音響変換器の間の間隔がｄとなるように配置されている。電気音響変換器７１，…，７ｎが配置された平面の垂直方向（一般的に言うと、電気音響変換器７１，…，７ｎから放射される超音波の波面に対して垂直方向）に対する受聴者Ｂが知覚する音の到来方向をθ（−９０°≦θ≦９０°）とする。
【００１０】
到来方向θにある音源Ｘから発生した音は、電気音響変換器７１，…，７ｎが配置された平面Ｑ１及びその平面Ｑ１に対して平行な面Ｑ１の距離ｄだけ離れた２点Ｐ１，Ｐ２において、ｄ×ｓｉｎθ／ｃだけ位相がずれる。ｃは音速である。したがって、受聴者Ｂに、到来方向θにある音源Ｘから音が発生しているように知覚させるためには、電気音響変換器７１，…，７ｎがそれぞれ出力する被変調信号の内の変調信号成分の位相を順次ｄ×ｓｉｎθ／ｃの時間間隔だけずらせば良い。
【００１１】
まず、０°≦θ≦９０°である場合について述べる。被変調信号がサンプル生成部９０（図１参照）に入力される。被変調信号は、可聴周波数（約２０Ｈｚから約２０ｋＨＺの周波数）の変調信号用いて、４０ｋＨｚから１２０ｋＨｚの超音波信号の振幅変調をした信号である。このため、被変調信号は、可聴周波数の変調信号成分を有する。
【００１２】
サンプル生成部９０は、被変調信号のサンプルを順次生成する（ステップＳ１１）。具体的にはこの例では、サンプル生成部９０はＡＤ変換器１０であり、このＡＤ変換器１０は、予め定められたサンプリング周波数ｆｓで、被変調信号をサンプリングして、被変調信号のサンプルを順次生成する（ステップＳ１ａ）。サンプリング周波数ｆｓは例えば６０ｋＨｚから３５０ｋＨｚの範囲の周波数とされる。以下、単にサンプルと言った場合には、原則として被変調信号のサンプルを意味する。
【００１３】
生成された被変調信号のサンプルは、記憶部２０に記憶される。この例では、ｎを電気音響変換器７１，…，７ｎの数として、記憶部２０は、（ｎ−１）×Ｌ０＋１個の記憶領域１，…，（ｎ−１）×Ｌ０＋１を有しており、生成された被変調信号のサンプルは、記憶部２０の記憶領域１に記憶される。ここで、Ｌ０は、時間間隔ｄ×ｓｉｎθ／ｃに対応する、記憶領域の番号の間隔である。Ｌ０は具体的には、ｆ（・）を・の小数点以下を四捨五入切り捨て又は切り上げをして整数を出力する関数として、Ｌ０＝ｆ（ｆｓ・ｄ・ｓｉｎθ／ｃ）である。Ｌ０の番号の間隔を有する記憶領域からそれぞれ読み出された被変調信号のサンプルは、約時間間隔ｄ×ｓｉｎθ／ｃを有する。
【００１４】
シフト部８０は、複数の記憶領域１，…，（ｎ−１）×Ｌ０＋１にそれぞれ記憶されたサンプルを順次他の記憶領域に移す（ステップＳ２ａ）。この例では、シフト部８０は、ＡＤ変換器１０で被変調信号のサンプルが生成される毎に、ｉを１≦ｉ≦（ｎ−１）×Ｌ０の整数として、ｉ番目の記憶領域ｉに記憶されたサンプルを、ｉ＋１番目の記憶領域ｉ＋１に移す。すなわち、各記憶領域ｉに記憶されたサンプルはそれぞれ、図１の矢印ａの方向に移動する。最後の記憶領域（ｎ−１）×Ｌ０＋１に記憶されたサンプルは、記憶領域（ｎ−１）×Ｌ０に記憶されたサンプルによって上書きされることにより、記憶部２０から消える。このようにして、記憶部２０には、被変調信号のサンプルが新しい方から（ｎ−１）×Ｌ０＋１個だけ常に記憶されることになる。なお、シフト部８０によるサンプルのシフトは、ＡＤ変換器１０で被変調信号のサンプルが生成される毎であって、新たに生成されるサンプルが記憶領域１に格納される前に行われる。
【００１５】
読出部３０は、被変調信号のサンプルの内の予め定められた時間間隔を有する複数のサンプルを記憶部２０から読み出す（ステップＳ２１）。サンプルはシフト部８０により定期的にシフトされるため、予め定められた複数の記憶領域にそれぞれ記憶されている複数のサンプルを読み出すことにより（ステップＳ２ｂ）、予め定められた時間間隔を有する複数のサンプルを読み出すことができるのである。読み出された複数のサンプルはそれぞれ電気音響変換器７１，…，７ｎに送られる。
【００１６】
具体的には例えば、読出部３０は、ｊを１≦ｊ≦ｎの整数として、（ｊ−１）×Ｌ０＋１番目の記憶領域に記憶されているサンプルを読み出して、ｊ番目の電気音響変換器７ｊに送る。すなわち、読出部３０は、ｊを１≦ｊ≦ｎの整数として、（ｊ−１）×Ｌ０＋１番目の記憶領域にそれぞれ格納されている複数のサンプルを読み出す。これにより、読出部３０は、隣り合う電気音響変換器にそれぞれ送られるサンプルの時間間隔が約ｄ・ｓｉｎθ／ｃである複数のサンプルを読み出すのである。
【００１７】
電気音響変換器７１，…，７ｎはそれぞれ読出部３０から受け取った複数の被変調信号により駆動され、超音波を放射する。放射された超音波は、空間復調作用により復調されて、受聴者に変調信号の成分を知覚させることができる。また、この場合、電気音響変換器７１側の電気音響変換器から出力される超音波の内の変調信号の成分程位相が進むことになり、受聴者に０°≦θ≦９０°である到来方向θを知覚させることができる。
【００１８】
このように、読出部３０が、被変調信号のサンプルが記憶された記憶部２０から、予め定められた時間間隔を有する複数のサンプルを読み出すことにより、より少ない演算量で位相を制御することができ、受聴者が知覚する音の到来方向を任意に設定することができる。
【００１９】
なお、一方の側にある電気音響変換器７１（７ｎ）から、他方の側にある電気音響変換器７ｎ（７１）に行くに従って、被変調信号内の変調信号成分の位相だけではなく、被変調信号内の超音波信号成分の位相もずれる。したがって、図８に例示するように、電気音響変換器７１，…，７ｎから放射される超音波の波面は、電気音響変換器７１，…，７ｎが配置された平面Ｑ１の垂直方向ではなく、その垂直方向に対して斜めに交わる方向に進む。
【００２０】
なお、−９０°≦θ≦０°である場合には、読出部３０は、ｊを１≦ｊ≦ｎの整数として、電気音響変換器７ｊに、記憶領域（ｎ−ｊ）×Ｌ０＋１に記憶されているサンプルを読み出して送ればよい。
【００２１】
また、−９０°≦θ≦０°である場合には、生成されたサンプルを、記憶部２０の記憶領域（ｎ−１）×Ｌ０＋１に記憶して、シフト部８０が、ｉを１≦ｉ≦（ｎ−１）×Ｌ０の整数として、ｉ＋１番目の記憶領域に記憶されたサンプルをｉ番目の記憶領域に移せばよい。この場合、読出部３０は、上記と同様に、ｊを１≦ｊ≦ｎの整数として、電気音響変換器７ｊに、記憶領域（ｊ−１）×Ｌ０＋１に記憶されているサンプルを読み出して送ってもよい。
【００２２】
これらにより、電気音響変換器７ｎ側の電気音響変換器から出力される超音波の内の変調信号の成分程位相が進むことになり、受聴者に−９０°≦θ≦０°である到来方向θを知覚させることができる。
【実施例２】
【００２３】
実施例２は、生成された被変調信号が記憶される記憶部２１の記憶領域、及び、読出部３１がサンプルをそれぞれ読み出す記憶部２１の記憶領域が、実施例１と異なる。以下では、異なる部分について重点的に説明して、共通する部分については実施例１と同様であるため重複説明を略する。
【００２４】
実施例２の音響再生装置は、図３に例示するように、サンプル生成部９０、記憶部２１、読出部３１及び電気音響変換器７１，…，７ｎを含む。また、実施例１の音響再生方法は、図４に例示する各処理を行う。
【００２５】
まず、０°≦θ≦９０°である場合について述べる。記憶部２１は、ｎ×Ｌ０個の記憶領域を有する。ＡＤ変換器１０で被変調信号のサンプルが生成される毎に、その生成されたサンプルは記憶部２１の記憶領域１，…，ｎ×Ｌ０に予め定められた順番で記憶される（ステップＳ１ｂ）。この例では、ｉを自然数として、ＡＤ変換器１０でｉ番目のサンプルが生成される毎に、そのｉ番目のサンプルは、ｉ ｍｏｄ ｎ×Ｌ０番目の記憶領域に記憶される。ここで、任意の整数ｘ１，ｘ２に対して、ｘ１ ｍｏｄ ｘ２は、整数ｘ２のｘ１を法とする剰余であり、非負、すなわち１≦ｘ１ ｍｏｄ ｘ２≦ｘ２であるとする。例えば、生成されたＬ０＋１番目のサンプルは、記憶領域Ｌ０＋１に記憶される。このように、記憶部２１はリングバッファである。なお、ｉが増加することにより生じる処理負担の増大を回避するために、ｉが所定の値よりも大きくなったときにｉを小さな値に戻してもよい。例えば、ｉ＞ｎ×Ｌ０となった時にｉ＝０としてもよい。
【００２６】
読出部３１は、互いに予め定められた順番だけ離れた複数の記憶領域にそれぞれ格納されている複数サンプルを読み出す（ステップＳ２ｃ）。これにより、読出部３１は、予め定められた時間間隔を有する複数のサンプルを読み出すことができるのである。読出部３１の読み出しは、生成されたサンプルが記憶部２１の記憶領域に格納される毎に行われる。読み出された複数のサンプルはそれぞれ電気音響変換器７１，…，７ｎに送られる。
【００２７】
この例では、Ｌ０だけ離れた複数の記憶領域にそれぞれ格納されているサンプルを読み出す。具体的には、読出部３１は、ｊを１≦ｊ≦ｎの整数として、ｉ−（ｊ−１）×Ｌ０ ｍｏｄ ｎ×Ｌ０番目の記憶領域に記憶されているサンプルを読み出して、電気音響変換器７ｊに送る。
【００２８】
例えば、ｉ＝Ｌ０＋１の場合、すなわち、ｉ＝Ｌ０＋１番目のサンプルが、Ｌ０＋１ ｍｏｄ ｎ×Ｌ０番目の記憶領域に記憶された後においては、図３に示すように、電気音響変換器７１には記憶領域Ｌ０＋１に記憶されたサンプルが送られ、電気音響変換器７２には記憶領域１に記憶されたサンプルが送られ、電気音響変換器７３には記憶領域（ｎ−１）×Ｌ０＋１に記憶されたサンプルが送られ、電気音響変換器７ｎには記憶領域２×Ｌ０＋１に記憶されたサンプルが送られる。
【００２９】
電気音響変換器７１，…，７ｎはそれぞれ読出部３１から受け取った複数の被変調信号により駆動され、超音波を放射する。放射された超音波は、空間復調作用により復調されて、受聴者に変調信号の成分を知覚させることができる。また、この場合、電気音響変換器７１側の電気音響変換器から出力される超音波の内の変調信号の成分程位相が進むことになり、受聴者に０°≦θ≦９０°である到来方向θを知覚させることができる。
【００３０】
このように、読出部３１が、被変調信号のサンプルが記憶された記憶部２０から、予め定められた時間間隔を有する複数のサンプルを読み出すことにより、より少ない演算量で、位相を制御することができ、受聴者が知覚する音の到来方向を任意に設定することができる。
【００３１】
なお、−９０°≦θ≦０°である場合には、読出部３１は、ｊを１≦ｊ≦ｎの整数として、電気音響変換器７ｊに、記憶領域ｉ−（ｎ−ｊ）×Ｌ０ ｍｏｄ ｎ×Ｌ０に記憶されているサンプルを読み出して送ればよい。
【００３２】
また、−９０°≦θ≦０°である場合には、生成されたサンプルを、記憶部２１の記憶領域ｎ×Ｌ０−ｉ＋１ ｍｏｄ ｎ×Ｌ０に記憶してもよい。この場合、読出部３１は、ｊを１≦ｊ≦ｎの整数として、ｎ×Ｌ０−ｉ＋１＋（ｊ−１）×Ｌ０ ｍｏｄ ｎ×Ｌ０番目の記憶領域にそれぞれ記憶されている複数のサンプルを読み出す。そして、ｎ×Ｌ０−ｉ＋１＋（ｊ−１）×Ｌ０ ｍｏｄ ｎ×Ｌ０番目の記憶領域に記憶されているサンプルは、電気音響変換器７ｊに送られる。
【００３３】
これらにより、電気音響変換器７ｎ側の電気音響変換器から出力される被変調信号の変調信号の成分程位相が進むことになり、受聴者に−９０°≦θ≦０°である到来方向θを知覚させることができる。
【００３４】
［変形例等］
実施例１において、記憶領域が（ｎ−１）×Ｌ０＋１個以上設けられていてもよい。この場合、（ｎ−１）×Ｌ０＋１個以上の記憶領域の内の（ｎ−１）×Ｌ０＋１個の記憶領域を上記のように用いればよい。同様に実施例２においても、記憶領域ｎ×Ｌ０個以上設けられていてもよい。
【００３５】
電気音響変換器７１，…，７ｎは、互いに隣接する電気音響変換器の間の間隔がｄでなくてもよく、また同一平面に配置されていなくても良い。この場合、読出部３０，３１が読み出す複数のサンプル間の時間間隔は、音源Ｘから音が発生したと仮定した場合に、その音が電気音響変換器７１，…，７ｎにそれぞれ到達する時間の間隔とすれば良い。例えば、音源Ｘから発生した音が電気音響変換器７１，…，７ｎにそれぞれ到達した時刻をｔ１，…，ｔｎ（ｔ１＜…＜ｔｎ）とする。この場合、ｊを１≦ｊ≦ｎ−１の整数として、電気音響変換器７ｊに送られるサンプルと、電気音響変換器７ｊ＋１に送られるサンプルの間の時間間隔が、約ｔｊ＋１−ｔｊとなるように、読出部３０，３１はそれぞれ記憶部２０，２１からサンプルを読み出す。このようなサンプルを読み出すことができるように、読出部３０，３１が読み出す記憶領域が決定され、これらの決定された記憶領域からサンプルが読み出されるのである。
【００３６】
電気音響変換器７１，…，７ｎがそれぞれ複数の電気音響変換器から構成されていてもよい。すなわち、ａ１，…，ａｎをそれぞれ２以上の整数として、図５に例示するように、電気音響変換器７１が電気音響変換器７１１，…，７１ａ１、電気音響変換器７２が電気音響変換器７２１，…，７２ａ２、電気音響変換器７ｊが電気音響変換器７ｊ１，…，７ｊａｊ、電気音響変換器７ｎが電気音響変換器７ｎ１，…，７ｎａｎからそれぞれ構成されていてもよい。
【００３７】
サンプル生成部９０の代わりに、図６に例示するサンプル生成部９１を用いてもよい。サンプル生成部９１は、ＡＤ変換器１１，振幅変調器６０及びＡＤ変換器５０を含む。サンプル生成部９１のＡＤ変換器１１に、変調信号が入力される。サンプル生成部９１は、ステップＳ１ｂからステップＳ１ｅの各処理を行い、被変調信号のサンプルを順次生成する（ステップＳ１２）。
【００３８】
ＡＤ変換器１１は、変調信号を予め定められたサンプリング周波数ｆｓでサンプリングして、変調信号のサンプルを順次生成する（ステップＳ１ｂ）。生成されたサンプルは、振幅変調器６０に送られる。
【００３９】
超音波信号発振器４０は、超音波信号を発振してＡＤ変換器５０に送る（ステップＳ１ｃ）。超音波信号の周波数の範囲は、４０ｋＨｚから１２０ｋＨｚである。
【００４０】
ＡＤ変換器５０は、発振された超音波信号を予め定められたサンプリング周波数ｆｓでサンプリングして、デジタル化する（ステップＳ１ｄ）。デジタル化された超音波信号は振幅変調器６０に送られる。
【００４１】
振幅変調器６０は、ＡＤ変換器１１から受け取った変調信号サンプルを用いて、超音波信号を振幅変調して複数の被変調信号のサンプルを順次生成する（ステップＳ１ｅ）。生成された被変調信号のサンプルは記憶部２０，２１に格納される。その後の処理は、上記と同様である。
【００４２】
上述の構成をコンピュータによって実現する場合、音響再生装置の各部が有する機能の処理内容はプログラムによって記述される。そして、このプログラムをコンピュータで実行することにより、上記各部の機能がコンピュータ上で実現される。
【００４３】
すなわち、ＣＰＵがプログラムを逐次読み込んで実行することにより、ＡＤ変換器１０，１１、読出部３０，３１、超音波信号発振器４０、ＡＤ変換器５０、振幅変調器６０、シフト部８０及びサンプル生成部９０，９１の機能がそれぞれ実現される。また、補助記憶装置又はメモリが、記憶部２０，２１として機能する。
【００４４】
音響再生装置の各部として機能するＣＰＵは、メモリ又は補助記憶装置から読み込み込んだデータに対して処理を行い、処理を行った後のデータをメモリ又は補助記憶装置に格納する。すなわち、メモリ又は補助記憶装置を介して、音響再生装置の各部間でデータがやり取りされる。
【００４５】
この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等どのようなものでもよいが、具体的には、例えば、磁気記録装置として、ハードディスク装置、フレキシブルディスク、磁気テープ等を、光ディスクとして、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＣＤ
−Ｒ（Recordable）／ＲＷ（ReWritable）等を、光磁気記録媒体として、ＭＯ（Magneto-Optical disc）等を、半導体メモリとしてＥＥＰ−ＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable-Read Only Memory）等を用いることができる。
【００４６】
また、このプログラムの流通は、例えば、そのプログラムを記録したＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を販売、譲渡、貸与等することによって行う。さらに、このプログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、このプログラムを流通させる構成としてもよい。
【００４７】
また、上述した実施形態とは別の実行形態として、コンピュータが可搬型記録媒体から直接このプログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することとしてもよく、さらに、このコンピュータにサーバコンピュータからプログラムが転送されるたびに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することとしてもよい。また、サーバコンピュータから、このコンピュータへのプログラムの転送は行わず、その実行指示と結果取得のみによって処理機能を実現する、いわゆるＡＳＰ（Application Service Provider）型のサービスによって、上述の処理を実行する構成としてもよい。なお、本形態におけるプログラムには、電子計算機による処理の用に供する情報であってプログラムに準ずるもの（コンピュータに対する直接の指令ではないがコンピュータの処理を基底する性質を有するデータ等）を含むものとする。
【００４８】
また、この形態では、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより、本装置を構成することとしたが、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェア的に実現することとしてもよい。
【００４９】
また、上述の各種の処理は、記載に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。例えば、図２において、ステップＳ１１からステップＳ２の処理と、ステップＳ３の処理とを並列に行ってもよい。また、図４において、ステップＳ１２からステップＳ２の処理と、ステップＳ３の処理とを並列に行ってもよい。
【００５０】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施例１の音響再生装置の機能ブロック図。
【図２】実施例１の音響再生方法のフローチャート。
【図３】実施例２の音響再生装置の機能ブロック図。
【図４】実施例２の音響再生方法のフローチャート。
【図５】音響生成装置の変形例の機能ブロック図。
【図６】サンプル生成部の変形例の機能ブロック図。
【図７】サンプル生成部の変形例の処理を示すフローチャート。
【図８】到来方向θ及び時間間隔ｄ×ｓｉｎθ／ｃを説明するための図。
【符号の説明】
【００５２】
１，…，ｎ×Ｌ０ 記憶領域
１，…，（ｎ−１）×Ｌ０＋１ 記憶領域
１０，１１ ＡＤ変換器
２０，２１ 記憶部
３０，３１ 読出部
４０ 超音波信号発振器
５０ ＡＤ変換器
６０ 振幅変調器
７１，…，７ｎ 電気音響変換器
８０ シフト部
９０，９１ サンプル生成部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変調信号を用いて超音波信号が振幅変調された被変調信号のサンプルを順次生成するサンプル生成部と、
上記順次生成された被変調信号のサンプルが記憶される記憶部と、
上記被変調信号のサンプルの内の予め定められた時間間隔を有する複数のサンプルを上記記憶部から読み出す読出部と、
上記複数のサンプルでそれぞれ駆動される複数の電気音響変換器と、
を含む音響再生装置。
【請求項２】
請求項１に記載の音響再生装置において、
上記記憶部は、上記順次生成された被変調信号のサンプルがそれぞれ記憶される複数の記憶領域を有し、
上記音響再生装置は、これらの複数の記憶領域にそれぞれ記憶された各サンプルを順次他の記憶領域に移すシフト部を更に有し、
上記読出部は、予め定められた複数の記憶領域にそれぞれ格納されている複数のサンプルを読み出す、
ことを特徴とする音響再生装置。
【請求項３】
請求項２に記載の音響再生装置において、
受聴者が知覚する音の到来方向をθ（−９０°≦θ≦９０°）、上記複数の電気音響変換器の中の互いに隣接する電気音響変換器の間の間隔をｄ、音速をｃ、上記サンプリング周波数をｆｓ、ｆ（・）を・の小数点以下を四捨五入切り捨て又は切り上げをして整数を出力する関数としてＬ０＝ｆ（ｆｓ・ｄ・ｓｉｎθ／ｃ）、上記複数の電気音響変換器の数をｎ、上記順次生成された被変調信号のサンプルがそれぞれ記憶される複数の記憶領域の数を（ｎ−１）×Ｌ０＋１以上として、
上記サンプル生成部がサンプルを生成する毎に、上記シフト部はｉを１≦ｉ≦（ｎ−１）×Ｌ０の整数としてｉ番目の記憶領域に記憶されたサンプルをｉ＋１番目の記憶領域にそれぞれ移すと共に、その生成されたサンプルは上記記憶部の１番目の記憶領域に記憶され、
上記読出部は、ｊを１≦ｊ≦ｎの整数として（ｊ−１）×Ｌ０＋１番目の記憶領域にそれぞれ格納されている複数のサンプルを読み出す、
ことを特徴とする音響再生装置。
【請求項４】
請求項１に記載の音響再生装置において、
上記記憶部は、上記順次生成された被変調信号のサンプルがそれぞれ記憶される複数の記憶領域を有し、
上記サンプル生成部でサンプルが生成される毎に、その生成されたサンプルは上記複数の記憶領域に所定の順番で記憶され、
上記読出部は、互いに予め定められた順番だけ離れた複数の記憶領域にそれぞれ格納されている複数のサンプルを読み出す、
ことを特徴とする音響再生装置。
【請求項５】
請求項４に記載の音響再生装置において、
受聴者が知覚する音の到来方向をθ（−９０°≦θ≦９０°）、上記複数の電気音響変換器の中の互いに隣接する電気音響変換器の間の間隔をｄ、音速をｃ、上記サンプリング周波数をｆｓ、ｆ（・）を・の小数点以下を四捨五入切り捨て又は切り上げをして整数を出力する関数としてＬ０＝ｆ（ｆｓ・ｄ・ｓｉｎθ／ｃ）、上記複数の電気音響変換器の数をｎ、上記順次生成された被変調信号のサンプルがそれぞれ記憶される複数の記憶領域の数をｎ×Ｌ０以上として、
ｉを自然数として、上記サンプル生成部でｉ番目のサンプルが生成される毎に、そのｉ番目のサンプルはｉ ｍｏｄ ｎ×Ｌ０番目の記憶領域に記憶され、
上記読出部は、ｊを１≦ｊ≦ｎの整数としてｉ−（ｊ−１）×Ｌ０ ｍｏｄ ｎ×Ｌ０番目の記憶領域にそれぞれ格納されている複数のサンプルを読み出す、
ことを特徴とする音響再生装置。
【請求項６】
変調信号を用いて超音波信号が振幅変調された被変調信号のサンプルを順次生成して、記憶部に記憶するサンプル生成ステップと、
上記被変調信号のサンプルの内の予め定められた時間間隔を有する複数のサンプルを上記記憶部から読み出す読出ステップと、
上記複数のサンプルでそれぞれ複数の電気音響変換器を駆動する電気音響変換ステップと、
を含む音響再生方法。
【請求項７】
請求項６に記載の音響再生方法において、
上記記憶部は、上記順次生成された被変調信号のサンプルがそれぞれ記憶される複数の記憶領域を有し、
上記音響再生方法は、これらの複数の記憶領域にそれぞれ記憶された各サンプルを順次他の記憶領域に移すシフトステップを更に有し、
上記読出ステップは、予め定められた複数の記憶領域にそれぞれ格納されている複数のサンプルを読み出すステップである、
ことを特徴とする音響再生方法。
【請求項８】
請求項７に記載の音響再生方法において、
受聴者が知覚する音の到来方向をθ（−９０°≦θ≦９０°）、上記複数の電気音響変換器の中の互いに隣接する電気音響変換器の間の間隔をｄ、音速をｃ、上記サンプリング周波数をｆｓ、ｆ（・）を・の小数点以下を四捨五入切り捨て又は切り上げをして整数を出力する関数としてＬ０＝ｆ（ｆｓ・ｄ・ｓｉｎθ／ｃ）、上記複数の電気音響変換器の数をｎ、上記順次生成された被変調信号のサンプルがそれぞれ記憶される複数の記憶領域の数を（ｎ−１）×Ｌ０＋１以上として、
サンプルが生成される毎に、上記シフトステップでｉを１≦ｉ≦（ｎ−１）×Ｌ０の整数としてｉ番目の記憶領域に記憶されたサンプルをｉ＋１番目の記憶領域にそれぞれ移されると共に、上記サンプル生成ステップではその生成されたサンプルでは上記記憶部の１番目の記憶領域に記憶され、
上記読出ステップは、ｊを１≦ｊ≦ｎの整数として（ｊ−１）×Ｌ０＋１番目の記憶領域にそれぞれ格納されている複数のサンプルを読み出すステップである、
ことを特徴とする音響再生方法。
【請求項９】
請求項６に記載の音響再生方法において、
上記記憶部は、上記順次生成された被変調信号のサンプルがそれぞれ記憶される複数の記憶領域を有し、
上記サンプル生成ステップは、サンプルを生成する毎に、その生成されたサンプルを所定の順序で上記複数の記憶領域に記憶するステップであり、
上記読出ステップは、互いに予め定められた順番だけ離れた複数の記憶領域にそれぞれ格納されている複数のサンプルを読み出すステップである、
ことを特徴とする音響再生方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の音響再生方法において、
受聴者が知覚する音の到来方向をθ（−９０°≦θ≦９０°）、上記複数の電気音響変換器の中の互いに隣接する電気音響変換器の間の間隔をｄ、音速をｃ、上記サンプリング周波数をｆｓ、ｆ（・）を・の小数点以下を四捨五入切り捨て又は切り上げをして整数を出力する関数としてＬ０＝ｆ（ｆｓ・ｄ・ｓｉｎθ／ｃ）、上記複数の電気音響変換器の数をｎ、上記順次生成された被変調信号のサンプルがそれぞれ記憶される複数の記憶領域の数をｎ×Ｌ０以上として、
上記サンプル生成ステップは、ｉを自然数として、ｉ番目のサンプルを生成する毎に、そのｉ番目のサンプルをｉ ｍｏｄ ｎ×Ｌ０番目の記憶領域に記憶するステップであり、
上記読出ステップは、ｊを１≦ｊ≦ｎの整数としてｉ−（ｊ−１）×Ｌ０ ｍｏｄ ｎ×Ｌ０番目の記憶領域にそれぞれ格納されている複数のサンプルを読み出すステップである、
ことを特徴とする音響再生方法。
【請求項１】
変調信号を用いて超音波信号が振幅変調された被変調信号のサンプルを順次生成するサンプル生成部と、
上記順次生成された被変調信号のサンプルが記憶される記憶部と、
上記被変調信号のサンプルの内の予め定められた時間間隔を有する複数のサンプルを上記記憶部から読み出す読出部と、
上記複数のサンプルでそれぞれ駆動される複数の電気音響変換器と、
を含む音響再生装置。
【請求項２】
請求項１に記載の音響再生装置において、
上記記憶部は、上記順次生成された被変調信号のサンプルがそれぞれ記憶される複数の記憶領域を有し、
上記音響再生装置は、これらの複数の記憶領域にそれぞれ記憶された各サンプルを順次他の記憶領域に移すシフト部を更に有し、
上記読出部は、予め定められた複数の記憶領域にそれぞれ格納されている複数のサンプルを読み出す、
ことを特徴とする音響再生装置。
【請求項３】
請求項２に記載の音響再生装置において、
受聴者が知覚する音の到来方向をθ（−９０°≦θ≦９０°）、上記複数の電気音響変換器の中の互いに隣接する電気音響変換器の間の間隔をｄ、音速をｃ、上記サンプリング周波数をｆｓ、ｆ（・）を・の小数点以下を四捨五入切り捨て又は切り上げをして整数を出力する関数としてＬ０＝ｆ（ｆｓ・ｄ・ｓｉｎθ／ｃ）、上記複数の電気音響変換器の数をｎ、上記順次生成された被変調信号のサンプルがそれぞれ記憶される複数の記憶領域の数を（ｎ−１）×Ｌ０＋１以上として、
上記サンプル生成部がサンプルを生成する毎に、上記シフト部はｉを１≦ｉ≦（ｎ−１）×Ｌ０の整数としてｉ番目の記憶領域に記憶されたサンプルをｉ＋１番目の記憶領域にそれぞれ移すと共に、その生成されたサンプルは上記記憶部の１番目の記憶領域に記憶され、
上記読出部は、ｊを１≦ｊ≦ｎの整数として（ｊ−１）×Ｌ０＋１番目の記憶領域にそれぞれ格納されている複数のサンプルを読み出す、
ことを特徴とする音響再生装置。
【請求項４】
請求項１に記載の音響再生装置において、
上記記憶部は、上記順次生成された被変調信号のサンプルがそれぞれ記憶される複数の記憶領域を有し、
上記サンプル生成部でサンプルが生成される毎に、その生成されたサンプルは上記複数の記憶領域に所定の順番で記憶され、
上記読出部は、互いに予め定められた順番だけ離れた複数の記憶領域にそれぞれ格納されている複数のサンプルを読み出す、
ことを特徴とする音響再生装置。
【請求項５】
請求項４に記載の音響再生装置において、
受聴者が知覚する音の到来方向をθ（−９０°≦θ≦９０°）、上記複数の電気音響変換器の中の互いに隣接する電気音響変換器の間の間隔をｄ、音速をｃ、上記サンプリング周波数をｆｓ、ｆ（・）を・の小数点以下を四捨五入切り捨て又は切り上げをして整数を出力する関数としてＬ０＝ｆ（ｆｓ・ｄ・ｓｉｎθ／ｃ）、上記複数の電気音響変換器の数をｎ、上記順次生成された被変調信号のサンプルがそれぞれ記憶される複数の記憶領域の数をｎ×Ｌ０以上として、
ｉを自然数として、上記サンプル生成部でｉ番目のサンプルが生成される毎に、そのｉ番目のサンプルはｉ ｍｏｄ ｎ×Ｌ０番目の記憶領域に記憶され、
上記読出部は、ｊを１≦ｊ≦ｎの整数としてｉ−（ｊ−１）×Ｌ０ ｍｏｄ ｎ×Ｌ０番目の記憶領域にそれぞれ格納されている複数のサンプルを読み出す、
ことを特徴とする音響再生装置。
【請求項６】
変調信号を用いて超音波信号が振幅変調された被変調信号のサンプルを順次生成して、記憶部に記憶するサンプル生成ステップと、
上記被変調信号のサンプルの内の予め定められた時間間隔を有する複数のサンプルを上記記憶部から読み出す読出ステップと、
上記複数のサンプルでそれぞれ複数の電気音響変換器を駆動する電気音響変換ステップと、
を含む音響再生方法。
【請求項７】
請求項６に記載の音響再生方法において、
上記記憶部は、上記順次生成された被変調信号のサンプルがそれぞれ記憶される複数の記憶領域を有し、
上記音響再生方法は、これらの複数の記憶領域にそれぞれ記憶された各サンプルを順次他の記憶領域に移すシフトステップを更に有し、
上記読出ステップは、予め定められた複数の記憶領域にそれぞれ格納されている複数のサンプルを読み出すステップである、
ことを特徴とする音響再生方法。
【請求項８】
請求項７に記載の音響再生方法において、
受聴者が知覚する音の到来方向をθ（−９０°≦θ≦９０°）、上記複数の電気音響変換器の中の互いに隣接する電気音響変換器の間の間隔をｄ、音速をｃ、上記サンプリング周波数をｆｓ、ｆ（・）を・の小数点以下を四捨五入切り捨て又は切り上げをして整数を出力する関数としてＬ０＝ｆ（ｆｓ・ｄ・ｓｉｎθ／ｃ）、上記複数の電気音響変換器の数をｎ、上記順次生成された被変調信号のサンプルがそれぞれ記憶される複数の記憶領域の数を（ｎ−１）×Ｌ０＋１以上として、
サンプルが生成される毎に、上記シフトステップでｉを１≦ｉ≦（ｎ−１）×Ｌ０の整数としてｉ番目の記憶領域に記憶されたサンプルをｉ＋１番目の記憶領域にそれぞれ移されると共に、上記サンプル生成ステップではその生成されたサンプルでは上記記憶部の１番目の記憶領域に記憶され、
上記読出ステップは、ｊを１≦ｊ≦ｎの整数として（ｊ−１）×Ｌ０＋１番目の記憶領域にそれぞれ格納されている複数のサンプルを読み出すステップである、
ことを特徴とする音響再生方法。
【請求項９】
請求項６に記載の音響再生方法において、
上記記憶部は、上記順次生成された被変調信号のサンプルがそれぞれ記憶される複数の記憶領域を有し、
上記サンプル生成ステップは、サンプルを生成する毎に、その生成されたサンプルを所定の順序で上記複数の記憶領域に記憶するステップであり、
上記読出ステップは、互いに予め定められた順番だけ離れた複数の記憶領域にそれぞれ格納されている複数のサンプルを読み出すステップである、
ことを特徴とする音響再生方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の音響再生方法において、
受聴者が知覚する音の到来方向をθ（−９０°≦θ≦９０°）、上記複数の電気音響変換器の中の互いに隣接する電気音響変換器の間の間隔をｄ、音速をｃ、上記サンプリング周波数をｆｓ、ｆ（・）を・の小数点以下を四捨五入切り捨て又は切り上げをして整数を出力する関数としてＬ０＝ｆ（ｆｓ・ｄ・ｓｉｎθ／ｃ）、上記複数の電気音響変換器の数をｎ、上記順次生成された被変調信号のサンプルがそれぞれ記憶される複数の記憶領域の数をｎ×Ｌ０以上として、
上記サンプル生成ステップは、ｉを自然数として、ｉ番目のサンプルを生成する毎に、そのｉ番目のサンプルをｉ ｍｏｄ ｎ×Ｌ０番目の記憶領域に記憶するステップであり、
上記読出ステップは、ｊを１≦ｊ≦ｎの整数としてｉ−（ｊ−１）×Ｌ０ ｍｏｄ ｎ×Ｌ０番目の記憶領域にそれぞれ格納されている複数のサンプルを読み出すステップである、
ことを特徴とする音響再生方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−２６０６９０（Ｐ２００９−２６０６９０Ａ）
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１０７７０２（Ｐ２００８−１０７７０２）
【出願日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
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