研究概要

指向性および直進性の強い超音波スピーカーを用いて、同一空間を音による区分けを行なう技術です。空間一点で受聴可能な極小領域オーディオスポットの構築に成功し、音像ホログラムへの可能性を示しました。

研究メンバー

  • 西浦 敬信(情報理工学部)
  • 武田 史朗(理工学部)
  • パナソニック株式会社
  • 大和ハウス工業株式会社

研究内容

パラメトリックスピーカの原理

  • 超音波を可聴音によって変調
  • 振幅変調波は空気の非線形性で元の可聴音に復調
  • 振幅変調
  • 振幅変調により可聴音成分を有する側帯波が発生
  • キャリア波と側帯波の差音が可聴音として復調(キャリア波と側帯波の干渉によるうなりが復調)
  • 超音波が存在する領域のみで復調するため再生される可聴音も鋭い指向性を有する
  • 振幅変調
  • 復調

極小領域オーディオスポット

振幅変調波を分離して放射 ⇒ 耳元一点でのみ可聴音を復調

  • 振幅変調波のキャリア波と側帯波が可聴音の復調に必要である点に着目
  • それぞれの成分を異なるパラメトリックスピーカから放射し交わる一点で可聴音を復調

極小領域オーディオスポットの応用例

本技術は空間上の一点に再生領域を構築するため,騒音対策や再生エリアの切り分けなどに積極的に応用できる。例えば美術館では、イヤホンを持ち歩くことなく展示物の正面にのみ音声を再生することが可能になる。また、オーディオスポットを複数構築することで大人用、子供用、英語案内などを分離して同時に再生することもできる。さらに、車の座席ごとに異なる音を再生、密接するデジタルサイネージの音を空間的に分離して再生することも可能に成り得る。

大人には一般的な説明
子供には簡単な説明

助手席や後部座席には音楽
運転手にはカーナビの情報を提供

サイネージごとに
受聴エリアを設定

曲率と放射方向の自動制御化

  • 曲率をコンピュータ制御可能な曲面型パラメトリックスピーカを開発
  • 更に電動雲台を用いることで放射方向を自動制御 ⇒ 利用者の人数や利用範囲を基に再生エリアを自動制御

フレキシブルオーディオスポットの応用例

曲率を制御することで利用者数,利用用途に合わせたオーディオスポットを構築できるため,例えば利用時間が限られるダンススタジオを共有することが可能になる。また分離放射の技術を融合することで,耳元一点ではなく受聴者周辺で再生されるオーディオスポットを構築できる。

ダンススタジオを音によって分割
⇒一つの空間を別々の団体が共有

マウンド上にオーディオスポットを形成
⇒動きのあるピッチャーに指示を伝達

田畑を荒らす動物に威嚇音を放射
⇒ 農業における獣害問題の改善