JP2000224687A - 信号送波装置及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】指向性が鋭いオーディオ信号を送出することが
できる信号送波装置は、小型化が困難であり、複雑な構
成でコストが高かった。 【解決手段】可聴周波数の可聴帯域信号を用いて超音波
周波数の超音波帯域信号を変調した変調信号を出力する
信号発生部と、信号発生部の変調信号を超音波として空
中又は水中に放出する送波部とを具備する信号送波装置
において、信号発生部は、変調信号が記録された記録媒
体を再生する再生装置を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可聴周波数帯域の
信号（以下、可聴帯域信号という。）を用いて超音波周
波数帯域の信号（以下、超音波帯域信号という。）を変
調した変調信号を空中や水中に放出する信号送波装置及
び当該変調信号が記録された記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】博物館や展示会等において、ある特定の
展示物等の説明のため、限られた空間に音声等のオーデ
ィオ信号（可聴帯域信号）を伝送する必要が生ずる場合
がある。その一手段として、電気音響研究会誌「非線形
パラメトリック作用のスピーカへの応用」（１９８２年
１月号）に開示されているような、可聴帯域信号を超音
波帯域信号を搬送波として送信する信号送波装置があ
る。

【０００３】図６は、従来の信号送波装置の概略構成を
示す模式図である。図６において、信号送波装置１は、
可聴帯域信号源８、イコライザ９、搬送波発生器１１、
変調器１０を備えた信号発生部２と、パワーアンプ６、
変換器７を備えた送波部３とを備えている。可聴帯域信
号源８から出力された可聴帯域信号は、イコライザ９に
より周波数特性が補正され、変調器１０に入力される。
変調器１０は、搬送波発生器１１から出力された超音波
帯域の搬送波（例えば、周波数４０ｋＨｚの信号）をイ
コライザ９から出力された信号を用いて振幅変調し、変
調信号として送波部３に出力する。送波部３は、信号発
生部２から出力された変調信号をパワーアンプ６により
電力増幅した後、圧電素子等の変換器７から超音波とし
て空中又は水中に放出する。

【０００４】送波部３から出力された超音波の音圧は、
１２０ｄＢ以上の非常に高い音圧であるため、超音波が
空中を伝搬するあいだに空気の非線形性により復調さ
れ、可聴帯域信号が再現される。

【０００５】前記信号送波装置１においては、指向性の
鋭い超音波を用いているため、空中にアレイ状のスピー
カが構成された状態と等化となり、空中において再生さ
れる可聴帯域信号の指向性も鋭いものとなり、限られた
範囲の空間にのみ可聴帯域信号を伝送することができ
る。

【０００６】前述した信号送波装置１のように空気の非
線形性を利用したものではなく、イヤホン等の電気音響
変換器を利用する装置として、可聴帯域信号により変調
された超音波帯域信号を送波部３から空中に放出し、そ
の超音波帯域信号を超音波マイクロホンで受信して電気
信号に変換し、その電気信号を復調してイヤホンなどの
電気音響変換器により可聴帯域信号を得る装置もある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】博物館や展示会等の説
明に用いる信号送波装置においては、各展示物毎に異な
った内容の説明を要するため、説明内容の数だけ前述し
た信号送波装置が必要となる。前述した信号送波装置
は、搬送波発生部や変調器を備えているため高価であ
り、説明内容の数だけ信号送波装置を使用すると費用が
高くなる。

【０００８】さらに、信号送波装置には、振幅変調器が
備えられているため、信号送波装置を設置するスペース
が必要になり、博物館や展示会等における展示スペース
を制限することがある。

【０００９】本発明は、指向性の鋭い可聴帯域信号を記
録した記録媒体、および、簡易な構成により記録媒体を
再生して可聴帯域信号を放出することができる小型且つ
安価な信号送波装置を提供することを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そのため請求項１記載の
本発明は、可聴帯域信号を用いて超音波帯域信号を変調
した変調信号を出力する信号発生部と、信号発生部の変
調信号を超音波として空中又は水中に放出する送波部と
を具備する信号送波装置において、信号発生部は、変調
信号が記録された記録媒体を再生する再生装置を具備す
ることを特徴としている。

【００１１】また、請求項２記載の本発明は、可聴帯域
信号を用いて超音波帯域信号を変調した変調信号を出力
する信号発生部と、信号発生部の変調信号を超音波とし
て空中又は水中に放出する送波部とを具備する信号送波
装置において、信号発生部は、異なる種類の可聴帯域信
号によりそれぞれ異なる種類の超音波帯域信号を変調し
て生成された複数の変調信号を合成した合成変調信号が
記録された記録媒体を再生する再生装置を具備すること
を特徴としている。

【００１２】また、請求項３記載の本発明は、記録媒体
において、高域成分が強調され可聴帯域信号を用いて超
音波帯域信号を変調した変調信号が記録されたことを特
徴としている。

【００１３】また、請求項４記載の本発明は、記録媒体
において、異なる種類の可聴帯域信号によりそれぞれ異
なる種類の超音波帯域信号を変調した複数の変調信号を
合成した合成変調信号が記録されたことを特徴としてい
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の信号送波装置に
おける一実施例の概略構成を示す模式図である。図１に
おいて、信号送波装置１は、信号発生部２と、送波部３
とを備えている。信号発生部２は、可聴帯域信号により
超音波帯域信号を変調した変調信号を記録した記録媒体
４を再生する再生装置５を備えている。本実施例におい
て、可聴帯域信号は、伝達すべき音声や音楽等の情報で
あるオーディオ信号とする。

【００１５】記録媒体４は、変調信号が記録された記録
媒体であり、光ディスク、光磁気ディスク、磁気ディス
ク、磁気テープ、メモリカード等である。再生装置５
は、記録媒体４を再生することができる装置である。

【００１６】送波部３は、信号発生部２から出力された
変調信号をパワーアンプ６で電力増幅し、変換器７によ
り電気信号から超音波に変換して、空中又は水中に放出
する。変換器７は、動電型、静電型、圧電型等の変換器
が用いられる。

【００１７】図２は、本実施例の信号送波装置に用いら
れる記録媒体に記録信号を記録する手順を示す説明図で
ある。図３は、本実施例の信号送波装置の再生装置によ
って再生される記録媒体に記録された信号を説明するた
めの模式図である。図２において、可聴帯域信号源８か
ら出力される可聴帯域信号は、イコライザ９により周波
数特性が補正され、変調器１０に入力される。イコライ
ザ９は、信号受波装置（図示せず）で受信され可聴帯域
信号として再生されたときに、再生された可聴帯域信号
が所望の周波数特性となるように周波数特性を補正す
る。

【００１８】変調器１０には、図３（ａ）に示す可聴帯
域信号と、図３（ｂ）に示す搬送波発生器１１から出力
された搬送波（超音波帯域信号）が入力されている。特
に、図１に示す送波部３の変換器７として圧電型の変換
器７を用い、変換効率を高める目的で搬送波の周波数に
共振点を合わせた場合、変調器１０から出力される変調
波の側帯波が減衰することになるため、予め信号の高域
成分を強調する必要がある。したがって、イコライザ９
により周波数特性を補正し変調した信号とすることによ
り、信号受波装置（図示せず）で受波した信号を復調し
たときに、平坦な周波数特性の信号を得ることができ
る。

【００１９】搬送波としては、可聴帯域より高い周波数
（例えば２０ｋＨｚ以上）の信号を用い、変調器１０
は、イコライザ９から出力された信号を用いて搬送波発
生器１１から出力された搬送波を変調し、図３（ｃ）に
示す変調信号を得る。当該変調信号は、記録装置１２に
より記録媒体４に記録される。

【００２０】記録媒体４としては、例えば、１００ｋＨ
ｚ近くまでの信号を記録することができるデジタル・バ
ーサタイル・ディスク（ＤＶＤ：Digital Versatile Di
sk）等の光ディスクを用いる。信号をＤＶＤに記録する
場合、イコライザ９により補正された可聴帯域信号によ
り超音波帯域信号を変調した変調信号をデジタル信号に
変換し、エラー訂正コードの付加、同期信号の付加、変
調等のＤＶＤのディスクシステムにおいて定められたフ
ォーマットによりエンコーディングして記録媒体４に記
録する。

【００２１】このようにして信号が記録された記録媒体
４は、図１に示す信号発生部２の再生装置５により再生
され、変調信号として送波部３に入力される。ここで、
記録媒体４は、追記型又は書換型の記録媒体を用いても
よい。

【００２２】以上のように、伝達すべき可聴帯域信号に
より超音波帯域信号を変調して記録媒体に記録し、当該
記録媒体に記録された信号を再生する再生装置を信号発
生部とし、信号発生部から出力された信号を送波部によ
り超音波として空中又は水中に放出する。当該超音波が
空中に放出された場合、超音波は空中の非線形性により
復調され、可聴帯域信号となる。

【００２３】したがって、博物館や展示会等において
は、各展示物毎に異なった内容の説明に関する信号を放
出する信号送波装置を、簡単な構成の再生装置により実
現することができるため、信号送波装置を安価にするこ
とができる。

【００２４】また、信号送波装置は、振幅変調器がない
小型の再生装置を用いることができるため、信号送波装
置自体を小型化することができ、博物館や展示会等にお
ける展示物スペースを広くすることができる。

【００２５】前述した実施例では、信号送波装置１の記
録媒体４に１つの情報を記録するようにしたが、異なる
情報を別々のトラックに記録するようにしてもよい。す
なわち、信号送波装置１を博物館や展示会等の展示物の
内容の説明に利用する場合、展示物の数が多く、展示物
毎に説明内容が異なるときには、異なる情報（展示物毎
に異なる説明内容）をトラック毎に分けて記録した記録
媒体４を作製する。そして、各信号送波装置１では、記
録媒体４の特定のトラック（それぞれの提示物の内容説
明の情報が記録されたトラック）を再生する。

【００２６】このことにより、説明内容が異なる展示物
毎に記録媒体４を作製する必要がなく、１枚の記録媒体
４に異なる展示物の説明内容を記録し、その記録媒体４
を複数の信号送波装置１に用いることができる。

【００２７】異なる情報を記録媒体４に記録する他の方
法としては、異なる可聴帯域信号を用いて異なる周波数
の超音波帯域信号を変調して、複数の変調信号を合成し
た信号を記録媒体４に記録する方法がある。

【００２８】図４は、本実施例の信号送波装置と前記信
号送波装置を利用する信号受波装置を説明するための模
式図である。図５は、本実施例の信号送波装置における
再生装置で再生する記録媒体に記録された合成変調信号
を説明するための模式図である。図４において、信号送
波装置１は、再生装置５を備えた信号発生部２と、パワ
ーアンプ６と変換器７とを備えた送波部３とを具備えて
いる。また、複数の信号受波装置１３ａ，１３ｂは、変
換器１４ａ，１４ｂ、復調器１５ａ，１５ｂ、出力部１
６ａ，１６ｂを備えている。本実施例では、出力部１６
ａ，１６ｂをスピーカとしたがそれに限定されるもので
はなく、ヘッドホンやイヤホン等でもよい。

【００２９】本実施例の信号送波装置１においては、異
なる周波数の超音波帯域信号を、それぞれ異なる種類の
可聴帯域信号を用いて変調し、複数の変調信号を合成し
た合成変調信号を記録した記録媒体４を再生する。

【００３０】図５（ａ）に示す可聴帯域信号Ａ（例え
ば、オーディオ信号Ａ）と図５（ｂ）に示す可聴帯域信
号Ｂ（例えば、オーディオ信号Ｂ）とを用いて、図５
（ｃ）及び図５（ｄ）に示すそれぞれ異なる周波数の超
音波帯域信号Ａ及び超音波帯域信号Ｂを変調する。図５
（ｂ）に示す超音波帯域信号Ａを図５（ａ）に示す可聴
帯域信号Ａで変調した場合は、図５（ｅ）に示す変調信
号Ａが得られる。また、図５（ｄ）に示す超音波帯域信
号Ｂを図５（ｂ）に示す可聴帯域信号Ｂで変調した場合
は、図５（ｆ）に示す変調信号Ｂが得られる。

【００３１】図５（ｅ）及び図５（ｆ）に示す変調信号
Ａ及び変調信号Ｂを合成すると、図５（ｇ）に示す合成
変調信号となる。この合成変調信号を記録媒体４に記録
する。この記録媒体を図４に示す信号送波装置１の再生
装置５で再生し、送波部３の変換器７から合成変調信号
が超音波として放出される。

【００３２】一方、超音波を受波する信号受波装置１３
ａ，１３ｂは、それぞれの変調信号に用いられた超音波
帯域信号の周波数に相当する超音波のみを受波する特性
を有する変換器１４ａ又は変換器１４ｂを備えている。

【００３３】信号受波装置１３ａは、信号送波装置１か
ら放出された合成変調信号のうち、変調信号Ａのみを変
換器１４ａで電気信号に変換し、復調器１５ａで復調
し、出力部１６ａから可聴帯域信号Ａとして出力する。
同様に、信号受波装置１３ｂでは、信号送波装置１から
放出された合成変調信号の変調信号Ｂのみを変換器１３
４で電気信号に変換し、復調器１５ｂを介して出力部１
６ｂから可聴帯域信号Ｂとして出力する。

【００３４】このように、異なる種類の可聴帯域信号を
１つの記録媒体に合成して記録することにより、信号送
波装置が当該記録媒体を再生して合成変調信号を超音波
として放出することができる。信号受波装置は、特定の
周波数の超音波帯域信号を変調した信号をそれぞれの変
換器で受波し、合成変調信号に含まれる他の変調信号の
影響を受けることなく可聴帯域信号を出力することがで
きる。

【００３５】例えば、博物館や展示会等に利用する場合
において、展示物の内容の説明を異なる言語で表した複
数の可聴帯域信号を、それぞれ異なる周波数の超音波帯
域信号で変調し、複数の変調信号を合成して１つの記録
媒体に記録する。信号送波装置は、前記記録媒体を再生
する。信号受波装置は、変換器をそれぞれ異なる変調信
号を受波できるようにしておくことにより、例えば、信
号受波装置Ａでは展示物を日本語で説明した音声が出力
され、また、信号受波装置Ｂでは展示物を英語で説明し
た音声が出力される。

【００３６】以上のように、１つの信号送波装置で異な
る内容の複数の変調信号を同時に放出し、それぞれの変
調信号に対応した信号受波装置でそれぞれの変調信号を
受波することにより、１つの記録媒体及び信号送波装置
から複数の種類の可聴帯域信号を得ることができる。し
たがって、展示物等の説明の内容を異なる言語で表した
場合、展示物毎に複数の装置を備える必要がなく、展示
物の内容の説明を行う装置の簡素化及びコスト低減を実
現できる。また、メンテナンス等も容易になる。

【００３７】また、異なる種類の可聴帯域信号毎に記録
媒体を作製する必要がなく、１枚の記録媒体に異なる内
容の可聴帯域信号を多重して記録することができるた
め、可聴帯域信号の種類に対して記録媒体の数を少なく
することができる。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、指向性の鋭い可聴帯域
信号（オーディオ信号）を記録した記録媒体を提供する
ことができる。また、簡易な構成により記録媒体を再生
して可聴帯域信号を放出することができる小型且つ安価
な信号送波装置を提供することができる。また、異なる
種類の可聴帯域信号を記録した記録媒体を容易に作製す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の信号送波装置における一実施例の概略
構成を示す模式図。

【図２】本実施例の信号送波装置に用いられる記録媒体
に記録信号を記録する手順を示す説明図。

【図３】本実施例の信号送波装置の再生装置によって再
生される記録媒体に記録された信号を説明するための模
式図。

【図４】本実施例の信号送波装置と前記信号送波装置を
利用する信号受波装置を説明するための模式図。

【図５】本実施例の信号送波装置における再生装置で再
生する記録媒体に記録された合成変調信号を説明するた
めの模式図。

【図６】従来の信号送波装置の概略構成を示す模式図。

【符号の説明】 １・・信号送波装置、２・・信号発生部、３・・送波
部、４・・記録媒体、５・・再生装置、６・・パワーア
ンプ、７・・変換器、８・・可聴帯域信号源、９・・イ
コライザ、１０・・変調器、１１・・搬送波発生器、１
２・・記録装置、１３ａ，１３ｂ・・信号受波装置、１
４ａ，１４ｂ・・変換器、１５ａ，１５ｂ・・復調器、
１６ａ，１６ｂ・・出力部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】可聴周波数帯域信号を用いて超音波周波数
   帯域信号を変調した変調信号を出力する信号発生部と、
   該信号発生部の前記変調信号を超音波として空中又は水
   中に放出する送波部とを具備する信号送波装置におい
   て、前記信号発生部は、前記変調信号が記録された記録
   媒体を再生する再生装置を具備することを特徴とする信
   号送波装置。
2. 【請求項２】可聴周波数帯域信号を用いて超音波周波数
   帯域信号を変調した変調信号を出力する信号発生部と、
   該信号発生部の前記変調信号を超音波として空中又は水
   中に放出する送波部とを具備する信号送波装置におい
   て、前記信号発生部は、異なる種類の可聴周波数帯域信
   号によりそれぞれ異なる種類の超音波周波数帯域信号を
   変調して生成された複数の変調信号を合成した合成変調
   信号が記録された記録媒体を再生する再生装置を具備す
   ることを特徴とする信号送波装置。
3. 【請求項３】高域成分が強調され可聴周波数帯域信号を
   用いて超音波周波数帯域信号を変調した変調信号が記録
   されたことを特徴とする記録媒体。
4. 【請求項４】異なる種類の可聴周波数帯域信号によりそ
   れぞれ異なる種類の超音波周波数帯域信号を変調した複
   数の変調信号を合成した合成変調信号が記録されたこと
   を特徴とする記録媒体。