JPH0474096A - Electroacoustic transducer - Google Patents

Electroacoustic transducer

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Publication number
JPH0474096A
JPH0474096A JP18612090A JP18612090A JPH0474096A JP H0474096 A JPH0474096 A JP H0474096A JP 18612090 A JP18612090 A JP 18612090A JP 18612090 A JP18612090 A JP 18612090A JP H0474096 A JPH0474096 A JP H0474096A
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JP
Japan
Prior art keywords
sound
acoustic filter
sound waves
primary
sound wave
Prior art date
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Pending
Application number
JP18612090A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiaki Ueno
植野 嘉章
Keiichi Mizuguchi
水口 慶一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0474096A publication Critical patent/JPH0474096A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent reduction in the directivity and to make the thickness of an acoustic filter thin by forming the acoustic filter with two layers comprising a 1st sound absorbing layer absorbing mainly a primary sound wave and a 2nd sound absorbing layer absorbing mainly a secondary sound wave. CONSTITUTION:A sound source 1 consists of a vibrator array in which lots of ultrasonic vibrators are arranged and has larger energy of primary sound waves. A cross section of an acoustic filter 4 is formed triangle and the filter 4 is arranged to a position corresponding to a reflecting face 5 and made of a synthetic resin foaming body or the like to suppress mainly primary sound wave and to transmit a secondary sound wave. Moreover, a sound absorbing member 6 to absorb primary and secondary sound waves to prevent irregular reflection in an inner side face of a cylinder 2 is arranged to an inner side face of a circumferential wall of a cylinder 2. Thus, the similar effect is obtained with the volume of nearly a half. Furthermore, the projection toward the side of the cylinder 2 is less by arranging the acoustic filter 4 in the inside of the cylinder 2 and the mount to other device is facilitated.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本発明は、1次音波の非線形パラメトリック作用により
可聴音である2次音波を発生させる電気音響変換装置に
関するものである。
The present invention relates to an electroacoustic transducer that generates an audible secondary sound wave by a nonlinear parametric effect of a primary sound wave.

【従来の技術】[Conventional technology]

従来より、電気音響変換装置としては、動電形のスピー
カが多く採用されている。ところで、動電形のスピーカ
は指向性が比較的弱いものであるから、音場を限定する
必要がある場合には指向性を強める必要がある。動電形
のスピーカの指向性を強める手段としては、口径を大き
くしたり、ホ−ンを装着することが知られている。 しかしながら、いずれの手段によっても大形化するわり
には指向性の改善効果が少ないという問題がある。とく
に、可聴周波数の低域では指向性を得るのが難しいもの
である。 一方、指向性のよい電気音響変換装置としては、1次音
波の非線形パラメトリック作用により可聴音である2次
音波を生成する、いわゆるパラメトリックスピーカが知
られている。 パラメトリックスピーカは、以下のような原理によって
1次音波より可聴音である2次音波を生成する。すなわ
ち、第6図のように、互いに異なる2つの周波数(F 
1 、F 2)でスピーカや超音波振動子のような音源
1を駆動すると、音源1より出力された1次音波〈実線
で示す)が空気により干渉し、1次音波の周波数の差成
分(F2−Fl)と和成分(F2十F1)とが2次音波
(破線で示す)として生成される。このような現象によ
って生成される2次音波の音圧は、1次音波として指向
性の強い超音波を用いて非常に強い音場を形成すれば、
実用に耐えるレベルになる。また、第7図に示すように
、1次音波(Fl、F2)の周波数差が可聴周波数(A
F)になるようにすれば、差成分として可聴周波数の2
次音波(F2−Fl)が生じることになる。このような
現象を非線形パラメトリ・ツク作用と称しており、生成
された2次音波の指向性は、1次音波の指向性よりは弱
くなるが2次音波に比較的近いパターンを示す(第6図
中の楕円パターン)。したがって、1次音波として指向
性の強い超音波を用いれば、2次音波として生成される
可聴周波数においても指向性を強くすることができるの
である。 音源1の駆動の駆動方式としては、上述した原理のよう
に2周波数で駆動する2周波駆動方式と、第8図および
第9図に示すように、振幅変調した信号により駆動する
振幅変調波駆動方式とが知られている。振幅変調波駆動
方式では、マイク等の可聴信号発生部11の出力を増幅
回路などを含む音声周波数回路12を通して変調回路1
4に入力し、搬送波発振回路13から出力される基本周
波数F。の搬送波信号を振幅変調した信号を増幅回路1
5を通して音源1に入力する。このように振幅変調され
た信号により音源1を駆動すれば、第9図に示すように
、搬送波信号の基本周波数F0を中心として両側波成分
を含んだ1次音波が出力され、1次音波の干渉によって
両側波成分の周波数差に相当するビート成分として可聴
周波数(AF)の2次音波が発生するのである。 上述した原理で動作するパラメトリックスピーカは、可
聴周波数の低域まで強い指向性が得られるという利点が
あるものの、1次音波から2次音波への変換効率が低い
という問題があり、実用に耐える音圧レベルを得るには
、1次音波のエネルギーを大きくすることが必要である
。しかしながら、1次音波のエネルギーを大きくすると
、1次音波である超音波が人体に悪影響を与えるから、
1次音波を抑圧して2次音波のみを有効に取り出す構成
が必要になる。1次音波の抑圧には、音響フィルタが一
般に用いられている。 一方、2次音波が生成される空間をパラメトリック・ア
コスティック・アレイと称し、パラメトリック・アコス
ティック・アレイの音源からの長さを実効アレイ長と称
している。1次音波から2次音波が有効に生成されるに
は、実効アレイ長の範囲内では1次音波が減衰しないよ
うにするのが望ましい、そこで、第10図に示すように
、パラメトリック・アコスティック・アレイを囲む周壁
を有した筒体2を設け、筒体2の一端部に2次音波を送
出する開口部3を形成するとともに、開口部3に音響フ
ィルタ4を配設した構成が考えられている。音響フィル
タ4は、合成樹脂発泡体等を用いて、1次音波を抑圧し
2次音波を透過させるように形成されている。このよう
に、パラメトリック・アコスティック・アレイを筒体2
の周壁で囲むことにより、1次音波の伝達される空間を
限定し、かつ、音響フィルタ4によって2次音波のみを
筒体2の外部に取り出せるようにすることで1次音波の
人体への影響を抑制するのである。 ここにおいて、パラメトリックスピーカを小形化するた
めには筒体2は短いほうがよいのであるが、筒体2が短
いと筒体2内で実効アレイ長が確保できず、1次音波か
ら2次音波への変換効率が低下するとともに、指向性が
低下するという問題が生じる。 このような問題を解決するには、第11図に示すように
、筒体2をL形等に屈曲させ、屈曲部位に反射面5を形
成することが考えられる。この構成では、1次音波が反
射面5で反射されるから、実効アレイ長を確保しながら
も筒体2の長さく図中左右長)を短縮できるのである。
Conventionally, electrodynamic speakers have been widely used as electroacoustic transducers. By the way, electrodynamic speakers have relatively weak directivity, so if it is necessary to limit the sound field, it is necessary to strengthen the directivity. As a means of increasing the directivity of an electrodynamic speaker, it is known to increase the diameter of the speaker or to attach a horn to the speaker. However, the problem with either method is that the effect of improving directivity is small despite the increase in size. In particular, it is difficult to obtain directivity in the low audio frequency range. On the other hand, as an electroacoustic transducer with good directivity, a so-called parametric speaker is known that generates an audible secondary sound wave by a nonlinear parametric effect of a primary sound wave. Parametric speakers generate secondary sound waves that are more audible than primary sound waves based on the following principle. That is, as shown in Fig. 6, two different frequencies (F
1, F2) to drive a sound source 1 such as a speaker or an ultrasonic transducer, the primary sound wave (indicated by the solid line) output from the sound source 1 interferes with the air, and the difference component of the frequency of the primary sound wave ( F2-Fl) and the sum component (F2+F1) are generated as a secondary sound wave (indicated by a broken line). The sound pressure of the secondary sound waves generated by this phenomenon can be reduced by creating a very strong sound field using highly directional ultrasound waves as the primary sound waves.
to a level that can withstand practical use. Furthermore, as shown in Fig. 7, the frequency difference between the primary sound waves (Fl, F2) is the audible frequency (A
F), the difference component is 2 of the audible frequency.
A secondary sound wave (F2-Fl) will be generated. This phenomenon is called a nonlinear parametric effect, and the directionality of the generated secondary sound waves is weaker than that of the primary sound waves, but shows a pattern relatively close to that of the secondary sound waves (6th oval pattern in the figure). Therefore, if ultrasonic waves with strong directivity are used as the primary sound waves, the directivity can also be made strong in the audible frequencies generated as the secondary sound waves. The driving methods for driving the sound source 1 include a two-frequency driving method that drives at two frequencies as described above, and an amplitude modulated wave drive that drives using an amplitude-modulated signal as shown in FIGS. 8 and 9. The method is known. In the amplitude modulated wave driving method, the output of an audible signal generator 11 such as a microphone is passed to a modulation circuit 1 through an audio frequency circuit 12 including an amplifier circuit, etc.
4 and output from the carrier wave oscillation circuit 13. Amplifying circuit 1 transmits a signal obtained by amplitude modulating the carrier wave signal of
5 to the sound source 1. If the sound source 1 is driven by the amplitude-modulated signal in this way, a primary sound wave containing both-side wave components centered around the fundamental frequency F0 of the carrier wave signal will be output, as shown in FIG. Due to the interference, a secondary sound wave at an audio frequency (AF) is generated as a beat component corresponding to the frequency difference between the two side wave components. Parametric speakers that operate on the principle described above have the advantage of providing strong directivity down to the low audible frequency range, but they have the problem of low conversion efficiency from primary sound waves to secondary sound waves, making it difficult to produce a sound that is suitable for practical use. To obtain the pressure level, it is necessary to increase the energy of the primary sound wave. However, if the energy of the primary sound wave is increased, the ultrasonic wave, which is the primary sound wave, will have a negative effect on the human body.
A configuration is required that suppresses the primary sound waves and effectively extracts only the secondary sound waves. Acoustic filters are generally used to suppress primary sound waves. On the other hand, the space in which secondary sound waves are generated is called a parametric acoustic array, and the length of the parametric acoustic array from the sound source is called the effective array length. In order to effectively generate secondary sound waves from primary sound waves, it is desirable to prevent the primary sound waves from attenuating within the range of the effective array length. Therefore, as shown in Figure 10, a parametric acoustic - A configuration can be considered in which a cylindrical body 2 having a peripheral wall surrounding the array is provided, an opening 3 for transmitting secondary sound waves is formed at one end of the cylindrical body 2, and an acoustic filter 4 is disposed in the opening 3. ing. The acoustic filter 4 is formed using synthetic resin foam or the like so as to suppress primary sound waves and transmit secondary sound waves. In this way, the parametric acoustic array is
By surrounding it with a peripheral wall, the space through which the primary sound waves are transmitted is limited, and by allowing only the secondary sound waves to be taken out to the outside of the cylinder 2 by the acoustic filter 4, the influence of the primary sound waves on the human body is reduced. It suppresses Here, in order to miniaturize the parametric speaker, it is better for the cylinder 2 to be short, but if the cylinder 2 is short, the effective array length cannot be secured within the cylinder 2, and the primary sound wave is changed to the secondary sound wave. A problem arises in that the conversion efficiency of the antenna is reduced and the directivity is also reduced. In order to solve this problem, as shown in FIG. 11, it is conceivable to bend the cylindrical body 2 into an L shape or the like and form a reflective surface 5 at the bent part. In this configuration, since the primary sound waves are reflected by the reflecting surface 5, the length of the cylindrical body 2 (the horizontal length in the figure) can be shortened while ensuring the effective array length.

【発明が解決しようとする課M1 上述したように、屈曲した筒体2を用いれば筒体2の長
さを短縮できるが、音響フィルタ4が開口部3に装着さ
れているから、音響フィルタ4の厚み分だけ筒体2の側
方への突出量が大きくなるという問題が生じる。また、
反射面5が存在していると反射面5の端部における乱反
射によって指向性が低減するという問題もある。 さらに、2次音波の生成効率がよい1次音波の周波数は
、所望の2次音波の周波数の10倍程度であることが経
験的にわかっている。したがって、2次音波として音声
の周波数を必要としている場合には、1次音波を20〜
30 k Hzとすれば効率がよい、しかしながら、1
次音波の周波数が低いと、音響フィルタ4による1次音
波の抑圧が難しくなり、音響フィルタ4を肉厚に形成し
なければならず大形化につながるという問題がある。 本発明は上記問題点の解決を目的とするものであり、反
射面を形成した筒体を用いることによって長さを小さく
しながらも、筒体の側方への突出量を小さくするととも
に、指向性の低下を防止し、かつ、音響フィルタの厚み
を小さくすることができるようにした電気音響変換装置
を提供しようとするものである。 【課題を解決するための手段】 請求項1の構成では、上記目的を達成するために、音源
より出力された1次音波の非線形パラメトリック作用に
より可聴音である2次音波を発生させる電気音響変換装
置において、2次音波が生成される空間を囲む周壁を有
し生成された2次音波を送出する開口部が周壁の要所に
形成された筒体を設け、筒体の内部空間を屈曲させて屈
曲部位に2次音波を開口部に導くように音波の進行方向
を変化させる反射面を形成し、反射面の表面に少なくと
も1次音波を抑圧する音響フィルタを配設しているので
ある。 請求項2の構成では、音響フィルタを、反射面の各部位
で吸音量が興なるように形成しているのである。 請求項3の構成では、音響フィルタを、開口部に近い部
位ほど吸音量が大きく、かつ、反射面上で開口部から略
等距離の線上では中央部よりも両端部の吸音量が大きく
なるように形成しているのである。 請求項4の構成では、音響フィルタを、主として1次音
波を吸音する第1吸音層と、反射面と第1吸音層との間
に配設され主として2次音波を吸音する第2吸音層との
2層により形成しているのである。
Problem M1 to be Solved by the Invention As mentioned above, the length of the cylinder 2 can be shortened by using the bent cylinder 2, but since the acoustic filter 4 is attached to the opening 3, the length of the cylinder 2 can be shortened. A problem arises in that the amount of lateral protrusion of the cylindrical body 2 increases by the thickness of the cylindrical body 2. Also,
If the reflective surface 5 exists, there is also the problem that the directivity is reduced due to diffuse reflection at the end of the reflective surface 5. Furthermore, it has been empirically found that the frequency of the primary sound wave with good generation efficiency of the secondary sound wave is about 10 times the frequency of the desired secondary sound wave. Therefore, if the frequency of voice is required as a secondary sound wave, the primary sound wave should be
Efficiency is good if the frequency is set to 30 kHz, however, 1
When the frequency of the next sound wave is low, it becomes difficult for the acoustic filter 4 to suppress the first order sound wave, and the problem arises that the acoustic filter 4 must be formed thickly, leading to an increase in size. The present invention aims to solve the above-mentioned problems, and by using a cylindrical body formed with a reflective surface, the length can be reduced, the amount of lateral protrusion of the cylindrical body can be reduced, and the directional An object of the present invention is to provide an electroacoustic transducer that can prevent a decrease in performance and reduce the thickness of an acoustic filter. [Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, in the structure of claim 1, electroacoustic conversion is performed to generate a secondary sound wave, which is an audible sound, by a nonlinear parametric action of a primary sound wave output from a sound source. In the device, a cylindrical body is provided, which has a peripheral wall surrounding a space in which secondary sound waves are generated, and openings for transmitting the generated secondary sound waves are formed at important points on the peripheral wall, and the internal space of the cylindrical body is bent. A reflective surface that changes the traveling direction of the sound wave so as to guide the secondary sound wave to the opening is formed at the bent portion, and an acoustic filter that suppresses at least the primary sound wave is disposed on the surface of the reflective surface. In the structure of claim 2, the acoustic filter is formed so that the amount of absorption increases at each part of the reflecting surface. In the configuration of claim 3, the acoustic filter is arranged such that the absorption amount is larger at a portion closer to the opening, and the absorption amount is larger at both ends than at the center on a line approximately equidistant from the opening on the reflective surface. It is formed in this way. In the structure of claim 4, the acoustic filter includes a first sound absorbing layer that mainly absorbs primary sound waves, and a second sound absorbing layer that is disposed between the reflective surface and the first sound absorbing layer and mainly absorbs secondary sound waves. It is formed by two layers.

【作用】[Effect]

請求項1の構成によれば、少なくとも1次音波を抑圧す
る音響フィルタを反射面の表面に配設しているので、音
響フィルタを筒体内に配置することができる結果、筒体
の側方への突出部分をなくすことができるのであって、
他の装置への組み込みが容易になるのである。また、反
射面に入射するときと出射するときとで音波が音響フィ
ルタ内を2回通過するから、開口部を音響フィルタで覆
っていた従来構成に比較すれば、体積当たりの吸音量を
大きくすることができ、音響フィルタを小さくして小形
化することができるのである。さらにまた、反射面の表
面に音響フィルタを配設しているから、反射面の端部付
近で生じる乱反射によるサイドローブを音響フィルタに
よって抑圧することができ、筒体の全長を短くするよう
に反射面を形成しているにもかかわらず、2次音波の指
向性を強めることができるのである。 請求項2の構成では、音響フィルタを、反射面の各部位
で吸音量が異なるように形成しているので、1次音波の
指向性パターンや2次音波の指向性パターンに応じて、
不要な音波が外部に漏れるのを防止することができるの
である。 請求項3の構成では、音響フィルタを、開口部に近い部
位ほど吸音量が大きく、かつ、反射面上で開口部から略
等距離の線上では中央部よりも両端部の吸音量が大きく
なるように形成しているので、反射面の端部付近での乱
反射によるサイドローブを低減して2次音波の指向性を
強めることができるのである。 請求項4の構成では、音響フィルタを、主として1次音
波を吸音する第1吸音層と、反射面と第1吸音層との間
に配設され主として2次音波を吸音する第2吸音層との
2層により形成しているので、サイドローブの低減効果
が一層高まるのである。
According to the structure of claim 1, since the acoustic filter that suppresses at least the primary sound wave is disposed on the surface of the reflecting surface, the acoustic filter can be placed inside the cylinder, and as a result, the acoustic filter can be disposed to the side of the cylinder. It is possible to eliminate the protruding part of the
This makes it easier to incorporate it into other devices. In addition, since the sound waves pass through the acoustic filter twice, once when entering the reflecting surface and when exiting, the amount of absorption per volume can be increased compared to the conventional configuration in which the opening is covered with an acoustic filter. This allows the acoustic filter to be made smaller and more compact. Furthermore, since the acoustic filter is placed on the surface of the reflecting surface, the side lobes caused by diffused reflection that occur near the ends of the reflecting surface can be suppressed by the acoustic filter, and the overall length of the cylindrical body is shortened. Even though it forms a surface, the directivity of secondary sound waves can be strengthened. In the structure of claim 2, the acoustic filter is formed so that the amount of absorption differs at each part of the reflecting surface, so that depending on the directivity pattern of the primary sound wave and the directivity pattern of the secondary sound wave,
This can prevent unnecessary sound waves from leaking outside. In the configuration of claim 3, the acoustic filter is arranged such that the absorption amount is larger at a portion closer to the opening, and the absorption amount is larger at both ends than at the center on a line approximately equidistant from the opening on the reflective surface. , it is possible to reduce side lobes due to diffused reflection near the ends of the reflecting surface and strengthen the directivity of the secondary sound waves. In the structure of claim 4, the acoustic filter includes a first sound absorbing layer that mainly absorbs primary sound waves, and a second sound absorbing layer that is disposed between the reflective surface and the first sound absorbing layer and mainly absorbs secondary sound waves. Since it is formed of two layers, the effect of reducing side lobes is further enhanced.

【実施例1】 本実施例の基本構成は5第1図のようなものであって、
音響フィルタ4の位置および形状を除けば、第10図と
同様の構成を有している。音源1は、多数の超音波振動
子を配列した振動子アレイにより構成され、1次音波の
エネルギーが大きくなるようにしである。音源1の駆動
方式は、第8図および第9図に示した振幅変調波駆動方
式としである。音響フィルタ4は、断面三角形状に形成
され、反射面5に対応する部位に配設されている。 この音響フィルタ4は、主として1次音波を抑圧し、2
次音波を透過させる透過形フィルタであって、合成樹脂
発泡体などにより形成される。また、筒体2の周壁の内
側面には1次音波および2次音波を吸収して筒体2の内
側面での乱反射などを防止するための吸音材6が配設さ
れる。 ここに、音波の経路について、音響フィルタ4への入射
面から反射面5までの距離を11、反射面5から音響フ
ィルタ4の出射面までの距離を12とすれば、音波は音
響フィルタ4の中を1++12の距離だけ通過すること
になり、従来のように開口部3に音響フィルタ4を設け
ていた場合に比較すれば、約半分の体積で同等の効果を
奏することができるのである6また、音響フィルタ4が
筒体2の内部に配設されていることによって、筒体2の
側方への突出量が少なくなり、他の装置への組み込みが
容易になるのであるやすなわち、指向性の強さを利用し
て特定の人だけにアラーム音が聞こえるようにする目覚
まし時計を作成するとすれば、目覚まし時計の筐体やベ
ツドのへラドボードに組み込んだりするのが容易になる
のである。さらに、反射面5の表面に音響フィルタ4を
配置していることによって、反射面5の端部付近での乱
反射の発生を抑制し、指向性の低減などを防止すること
ができるのである。
[Example 1] The basic configuration of this example is as shown in Fig. 1,
The configuration is similar to that shown in FIG. 10 except for the position and shape of the acoustic filter 4. The sound source 1 is constituted by a transducer array in which a large number of ultrasonic transducers are arranged, and is designed to increase the energy of the primary sound wave. The driving method of the sound source 1 is the amplitude modulated wave driving method shown in FIGS. 8 and 9. The acoustic filter 4 has a triangular cross section and is disposed at a location corresponding to the reflective surface 5. This acoustic filter 4 mainly suppresses primary sound waves, and
This is a transmission type filter that allows secondary sound waves to pass through, and is made of synthetic resin foam or the like. Furthermore, a sound absorbing material 6 is disposed on the inner surface of the peripheral wall of the cylinder 2 to absorb primary and secondary sound waves and prevent diffuse reflection on the inner surface of the cylinder 2. Here, regarding the path of the sound wave, if the distance from the incident surface to the acoustic filter 4 to the reflecting surface 5 is 11, and the distance from the reflecting surface 5 to the output surface of the acoustic filter 4 is 12, then the sound wave will travel along the acoustic filter 4. The acoustic filter passes through the inside for a distance of 1++12, and compared to the case where the acoustic filter 4 is provided in the opening 3 as in the past, the same effect can be achieved with about half the volume. By arranging the acoustic filter 4 inside the cylinder body 2, the amount of lateral protrusion of the cylinder body 2 is reduced, making it easy to incorporate into other devices. If we were to create an alarm clock that uses this strength to allow only certain people to hear the alarm, it would be easy to incorporate it into the alarm clock case or bed board. Furthermore, by arranging the acoustic filter 4 on the surface of the reflective surface 5, it is possible to suppress the occurrence of diffused reflection near the end of the reflective surface 5, and prevent a reduction in directivity.

【実施例2】 本実施例では、第2図に示すように、音響フィルタ4を
反射面5の一部に対応して配設したものであって、反射
面5における開口部3寄りの端部にのみ音響フィルタ4
を配設している。 音響フィルタ4は、第2図<b>に示すように、2層で
あって、表面側の第1吸音層4aは主として1次音波を
吸音し、反射面5に近い第2吸音層4bは主として2次
音波を吸音するように設定されている。このように、音
響フィルタ4を2層にし、第2吸音層4bを反射面5の
端部に設けていることによって、2次音波のサイドロー
ブを低減させて指向性を高めることができるのである。 また、サイドローブをさらに低減するために、開口部3
に近い部分ほど吸音量が大きくなるようにする(厚肉に
しである)とともに、第2図(a)のように、開口部3
に対して反射面5の中央部よりも左右両端部での吸音量
が大きくなるようにしである(厚肉にしである)。他の
構成については実施例1と同様であるから説明を省略す
る。なお、吸音量の制御には音響フィルタ4の肉厚を変
えるもののほか材料を変えるようにしてもよい。
[Embodiment 2] In this embodiment, as shown in FIG. 2, the acoustic filter 4 is disposed corresponding to a part of the reflecting surface 5, and the end of the reflecting surface 5 near the opening 3 is provided. Acoustic filter 4 only in the section
has been set up. The acoustic filter 4 has two layers, as shown in FIG. It is set to mainly absorb secondary sound waves. In this way, by forming the acoustic filter 4 into two layers and providing the second sound absorbing layer 4b at the end of the reflecting surface 5, the side lobes of the secondary sound waves can be reduced and the directivity can be increased. . In addition, in order to further reduce side lobes, the opening 3
In addition, as shown in FIG.
In contrast, the amount of absorption at both left and right ends of the reflective surface 5 is larger than that at the center (thick wall). The other configurations are the same as those in the first embodiment, so their explanation will be omitted. In addition to changing the thickness of the acoustic filter 4, the material of the acoustic filter 4 may be changed to control the amount of absorption.

【実施例3】 本実施例では、第3図に示すように、音源1を構成する
超音波振動子1aを出射面が凹面をなすように配列し、
各超音波振動子1aからの1次音波がほぼ一点に収束さ
れるようにしである。 このような構成では、1次音波の収束点付近での音圧レ
ベルを高くすることができ、実効アL・イ長を短くする
ことができるのである。すなわち、筒体2の長さを短縮
して小形化することができるのである。ただし、音波の
波面が平面波状ではなくなるから、反射面5での乱反射
が生じ易くなり、サイドローブが多く発生することにな
る。そこで、実施例2と同様に音響フィルタ4の吸音量
を、反射面5の左右両端部で中央部よりも大きくするこ
とによって、サイドローブの発生を抑制し、指向性を強
くする。ここにおいて、音響フィルタ4を実施例2のよ
うな滑らかに湾曲する形状に形成するのは手間がかかる
から、本実施例では、音響フィルタ4を3個の部分フィ
ルタ4 c 、4 dを組み合わせて楕成しである。他
の構成は実施例1と同様である。
[Embodiment 3] In this embodiment, as shown in FIG. 3, the ultrasonic transducers 1a constituting the sound source 1 are arranged so that the emission surface forms a concave surface.
This is so that the primary sound waves from each ultrasonic transducer 1a are converged to approximately one point. With such a configuration, the sound pressure level near the convergence point of the primary sound wave can be increased, and the effective L and A lengths can be shortened. That is, the length of the cylindrical body 2 can be shortened and the size of the cylindrical body 2 can be reduced. However, since the wavefront of the sound wave is no longer in the form of a plane wave, diffused reflection on the reflecting surface 5 is likely to occur, and many side lobes will occur. Therefore, as in the second embodiment, the absorption amount of the acoustic filter 4 is made larger at both the left and right ends of the reflecting surface 5 than at the center, thereby suppressing the generation of side lobes and strengthening the directivity. Here, it is time-consuming to form the acoustic filter 4 into a smoothly curved shape as in the second embodiment, so in this embodiment, the acoustic filter 4 is formed by combining three partial filters 4 c and 4 d. It is oval. The other configurations are the same as in the first embodiment.

【実施例4】 上記各実施例では、音響フィルタ4として合成樹脂発泡
体を用いた例を示したが、本実施例では、第4図に示す
ような、いわゆる穴空き吸音板を用いている。この音響
フィルタ4は、多数の吸音孔7が穿孔された表面板8と
、表面板8の後方に離間して配設された背面板9とを備
えている。表面板8および背面板9は、アルミニウムの
板材などで形成され、第4図(a)のように、表面板8
と背面板9との間に各吸音孔7に対応する独立した吸音
室10を形成したものや、第4図(b>のように、表面
板8と背面板9との間に複数の吸音孔7に跨がる1つの
吸音室10を形成したものなどがある。 このような音響フィルタ4では、表面板8の全面積に対
する吸音孔7の総面積である開口率や、表面板8と背面
板9との間の距離などによって共振周波数が決定される
のであって、第5図に示すように、共振周波数frより
高い周波数で反射波の吸音率が高くなるという特性を有
している。すなわち、反射波についてローパスフィルタ
として機能するのである。そこで、反射面5にこの音響
フィルタ4を配置することによって、2次音波を反射し
1次音波を減衰させることができるのである9他の構成
は実施例1と同様であるから説明を省略する。 【発明の効果] 上述のように、請求項1の構成では、少なくとも1次音
波を抑圧する音響フィルタを反射面の表面に配設してい
るので、音響フィルタを筒体内に配置することができ、
その結果、筒体の側方への突出部分をなくすことができ
るのであって、他の装置への組み込みが容易になるとい
う利点がある。 また、反射面に入射するときと出射するときとで音波が
音響フィルタ内を2回通過するから、開口部を音響フィ
ルタで覆っていた従来構成に比較すれば、体積当たりの
吸音量を大きくすることができ、音響フィルタを小さく
して小形化することができるという利点がある。さらに
また、反射面の表面に音響フィルタを配設しているから
、反射面の端部付近で生じる乱反射によるサイドローブ
を音響フィルタによって抑圧することができ、筒体の全
長を短くするように反射面を形成しているにもかかわら
ず、2次音波の指向性を強めることができるという効果
を奏するのである。 請求項2の構成では、音響フィルタを、反射面の各部位
で吸音量が異なるように形成しているので、1次音波の
指向性パターンや2次音波の指向性パターンに応じて、
不要な音波が外部に漏れるのを防止することができると
いう利点がある。 請求項3の構成では、音響フィルタを、開口部に近い部
位ほど吸音量が大きく、かつ、反射面上で開口部から略
等距離の線上では中央部よりも両端部の吸音量が大きく
なるように形成しているので、反射面の端部付近での乱
反射によるサイドローブを低減して2次音波の指向性を
高めることができるという利点がある。 請求項4の構成では、音響フィルタを、主として1次音
波を吸音する第1吸音層と、反射面と第1吸音層との間
に配設され主として2次音波を吸音する第2吸音層との
2層により形成しているので、サイドローブの低減効果
が一層高まるのである。
[Embodiment 4] In each of the above embodiments, an example was shown in which a synthetic resin foam was used as the acoustic filter 4, but in this embodiment, a so-called perforated sound absorbing plate as shown in FIG. 4 is used. . This acoustic filter 4 includes a front plate 8 in which a large number of sound absorption holes 7 are perforated, and a back plate 9 arranged at a distance behind the front plate 8. The front plate 8 and the rear plate 9 are made of aluminum plate material, etc., and as shown in FIG. 4(a), the front plate 8
In some cases, an independent sound absorption chamber 10 corresponding to each sound absorption hole 7 is formed between the front panel 8 and the rear panel 9, or in a case where a plurality of sound absorbing chambers 10 are formed between the front panel 8 and the rear panel 9, as shown in FIG. Some acoustic filters 4 have one sound-absorbing chamber 10 spanning the holes 7. In such an acoustic filter 4, the aperture ratio, which is the total area of the sound-absorbing holes 7 relative to the total area of the surface plate 8, and the The resonant frequency is determined by the distance from the back plate 9, etc., and as shown in Fig. 5, it has a characteristic that the sound absorption coefficient of reflected waves increases at frequencies higher than the resonant frequency fr. In other words, it functions as a low-pass filter for reflected waves.Therefore, by placing this acoustic filter 4 on the reflecting surface 5, it is possible to reflect the secondary sound waves and attenuate the primary sound waves. The configuration is the same as that of Example 1, so a description thereof will be omitted. [Effects of the Invention] As described above, in the configuration of claim 1, an acoustic filter for suppressing at least the primary sound wave is disposed on the surface of the reflecting surface. , so the acoustic filter can be placed inside the cylinder.
As a result, it is possible to eliminate the lateral protrusion of the cylindrical body, and there is an advantage that it can be easily incorporated into other devices. In addition, since the sound waves pass through the acoustic filter twice, once when entering the reflecting surface and when exiting, the amount of absorption per volume can be increased compared to the conventional configuration in which the opening is covered with an acoustic filter. This has the advantage that the acoustic filter can be made smaller and more compact. Furthermore, since the acoustic filter is placed on the surface of the reflecting surface, the side lobes caused by diffused reflection that occur near the ends of the reflecting surface can be suppressed by the acoustic filter, and the overall length of the cylindrical body is shortened. Despite forming a surface, the effect is that the directivity of secondary sound waves can be strengthened. In the structure of claim 2, the acoustic filter is formed so that the amount of absorption differs at each part of the reflecting surface, so that depending on the directivity pattern of the primary sound wave and the directivity pattern of the secondary sound wave,
This has the advantage that unnecessary sound waves can be prevented from leaking to the outside. In the configuration of claim 3, the acoustic filter is arranged such that the absorption amount is larger at a portion closer to the opening, and the absorption amount is larger at both ends than at the center on a line approximately equidistant from the opening on the reflective surface. This has the advantage that side lobes due to diffuse reflection near the end of the reflecting surface can be reduced and the directivity of secondary sound waves can be improved. In the structure of claim 4, the acoustic filter includes a first sound absorbing layer that mainly absorbs primary sound waves, and a second sound absorbing layer that is disposed between the reflective surface and the first sound absorbing layer and mainly absorbs secondary sound waves. Since it is formed of two layers, the effect of reducing side lobes is further enhanced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例1を示す概略構成図、第2図<
1)(b)はそれぞれ本発明の実施例2に用いる音響フ
ィルタを示す正面図と断面図、第3図は本発明の実施例
3を示す斜視図、第4図(a)(b)はそれぞれ本発明
の実施例4に用いる音響フィルタの例を示す断面図、第
5図は同上に用いる音響フィルタの特性を示す動作説明
図、第6図は本発明に係る電気音響変換装置の原理説明
図、第7図は同上の動作説明図、第8図は同上の駆動回
路を示すブロック図、第9因は同上の動作説明図、第1
0図および第11図は従来例を示す概略構成図である。 1・・・音源、2・・・筒体、3・・・開口部、4・・
・音響フィルタ、5・・・反射面。 代理人 弁理士 石 1)長 七 第3図 @5図
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing Embodiment 1 of the present invention, and FIG.
1) (b) are respectively a front view and a sectional view showing an acoustic filter used in Example 2 of the present invention, FIG. 3 is a perspective view showing Example 3 of the present invention, and FIGS. 4(a) and (b) are 5 is a cross-sectional view showing an example of the acoustic filter used in Example 4 of the present invention, FIG. 5 is an operation explanatory diagram showing the characteristics of the acoustic filter used in the same example, and FIG. 6 is an explanation of the principle of the electroacoustic transducer according to the present invention. 7 is an explanatory diagram of the same operation, FIG. 8 is a block diagram showing the drive circuit of the same as the above, the ninth factor is an explanatory diagram of the same as the above, and the first
0 and 11 are schematic configuration diagrams showing conventional examples. 1...Sound source, 2...Cylinder, 3...Opening, 4...
- Acoustic filter, 5... reflective surface. Agent Patent Attorney Ishi 1) Chief 7 Figure 3 @ Figure 5

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)音源より出力された1次音波の非線形パラメトリ
ック作用により可聴音である2次音波を発生させる電気
音響変換装置において、2次音波が生成される空間を囲
む周壁を有し生成された2次音波を送出する開口部が周
壁の要所に形成された筒体を設け、筒体の内部空間を屈
曲させて屈曲部位に2次音波を開口部に導くように音波
の進行方向を変化させる反射面を形成し、反射面の表面
に少なくとも1次音波を抑圧する音響フィルタを配設し
て成ることを特徴とする電気音響変換装置。
(1) In an electroacoustic transducer that generates an audible secondary sound wave by a nonlinear parametric action of a primary sound wave output from a sound source, the second sound wave generated by the electroacoustic transducer has a peripheral wall surrounding a space in which the secondary sound wave is generated. A cylindrical body with openings for transmitting secondary sound waves formed at important points on the peripheral wall is provided, and the internal space of the cylindrical body is bent to change the traveling direction of the sound waves so as to guide the secondary sound waves to the openings at the bent parts. An electroacoustic transducer comprising a reflective surface and an acoustic filter for suppressing at least primary sound waves disposed on the surface of the reflective surface.
(2)上記音響フィルタは、反射面の各部位で吸音量が
異なるように形成されて成ることを特徴とする請求項1
記載の電気音響変換装置。
(2) Claim 1, wherein the acoustic filter is formed so that the amount of absorption differs at each part of the reflecting surface.
The electroacoustic transducer described.
(3)上記音響フィルタは、開口部に近い部位ほど吸音
量が大きく、かつ、反射面上で開口部から略等距離の線
上では中央部よりも両端部の吸音量が大きくなるように
形成されて成ることを特徴とする請求項2記載の電気音
響変換装置。
(3) The above-mentioned acoustic filter is formed so that the portion closer to the opening has a larger absorption amount, and the absorption amount is larger at both ends than at the center on a line approximately equidistant from the opening on the reflective surface. The electroacoustic transducer according to claim 2, characterized in that it consists of:
(4)上記音響フィルタは、主として1次音波を吸音す
る第1吸音層と、反射面と第1吸音層との間に配設され
主として2次音波を吸音する第2吸音層との2層により
形成されて成ることを特徴とする請求項1ないし請求項
3のいずれかに記載の電気音響変換装置。
(4) The acoustic filter has two layers: a first sound-absorbing layer that mainly absorbs primary sound waves; and a second sound-absorbing layer that is disposed between the reflective surface and the first sound-absorbing layer and mainly absorbs secondary sound waves. The electroacoustic transducer according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it is formed by.
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