令和5(行ケ)10078審決取消請求事件

令和７年４月２４日判決言渡
令和５年（行ケ）第１００７８号 審決取消請求事件
口頭弁論終結日 令和７年１月２１日
判 決
原 告 株式会社ＣＳイノベーション
同訴訟代理人弁護士 澤 田 将 史
10 被 告 ピクシーダストテクノロジーズ
株式会社
同訴訟代理人弁護士 関 口 智 弘
同 長 谷 部 陽 平
15 同 池 田 幸 来 子
主 文
１ 原告の請求を棄却する。
２ 訴訟費用は原告の負担とする。
事 実 及 び 理 由
20 （注）本判決で用いる略語の定義は、本文中で別に定めるほか、次のとおりである。
本件審決 ：特許庁が無効２０２２－８００００２号事件について令和５
年６月１３日にした審決
本件特許 ：被告を特許権者とする特許第６３２９６７９号
本件発明 ：本件特許に係る発明の総称。各請求項に係る発明は、請求項
25 の番号に対応して「本件発明１」などという。
本件明細書 ：本件特許に係る明細書及び図面（甲１）
ＰＤＴ社 ：米国法人 Pixie Dust Technologies,inc.
本件見積書 ：原告がＰＤＴ社宛に平成２７年５月２６日付けで作成した
「空中超音波集束装置 駆動回路 設計・検証」を件名とす
る見積書（甲５の１）
5 甲２０４見積書：原告がＰＤＴ社宛に平成２７年５月２５日付けで作成した
「空中超音波集束装置 駆動回路 設計・検証」を件名とす
る概算見積書（甲２０４）
本件試作機 ：原告が製作し、平成２７年１１月にＰＤＴ社に納品した４台
の空中超音波集束装置（ソフトウェアを含む。）
10 本件実験機 ：ＡとＢが平成２７年４月以前に製作した空中超音波集束装置
（ソフトウェアを含む。）
実験機仕様書１：本件実験機に係る「ポータブル空中超音波集束装置 ＵＳＢ
インタフェース 仕様書 Ver. 1.3」（甲１２２）
実験機取扱説明書：本件実験機に係る「ポータブル空中超音波集束装置 取扱
15 説明書 Ver. 1.5」（甲１２３）
実験機仕様書２：本件実験機に係る「ポータブル空中超音波集束装置 駆動回
路 仕様書 Ver. 1.5」（甲１２４）
甲１２５論文 ：Ｂが平成２６年３月ころに発表した「超音波を集束させる装
置とその応用例」と題する論文（甲１２５）
20 第１ 請求
特許庁が無効２０２２－８００００２号事件について令和５年６月１３日にし
た審決を取り消す。
第２ 事案の概要
本件は、特許無効審判請求に係る不成立審決の取消訴訟である。争点は、発明
25 者の認定である。
１ 前提事実（争いのない事実及び証拠等により容易に認められる事実）
⑴ 当事者等
ア 原告は、検査・計測機器及び装置の企画・開発・製造・販売等を目的と
する株式会社であり、Ｃ（以下「Ｃ」という。以下の判決文中の他の個人
名も、２回目以降は氏のみで表記する。）はその代表取締役である（資格
5 証明書）。
イ 被告は、ＰＤＴ社を前身とし、平成２９年５月１０日に設立された、音、
光、電磁波等の波動制御に関するソフトウェア及びハードウェアの研究
開発等を目的とする株式会社であり、Ａ及びＤはその代表取締役、Ｂは
取締役（技術担当役員）である（資格証明書、本件審決、証人Ｂ、弁論
10 の全趣旨）。
⑵ 特許庁における手続の経緯等
ア 被告は、発明の名称を「オーディオコントローラ、超音波スピーカ、オ
ーディオシステム、及びプログラム」とする発明について、平成２９年１
０月３日、特許出願をし、平成３０年４月２７日、本件特許に係る特許権
15 の設定登録を受けた（請求項の数１７）。本件特許の特許公報（甲１）に
は、発明者として、ＡとＤの２名が記載されている。
イ 原告は、令和４年１月２０日、本件特許につき、①本件発明の真の発明
者はＣ及びＥであり、被告は本件各発明について特許を受ける権利を有し
ないから、被告の出願は冒認出願に当たる、②原告は前記の発明者らから
20 特許を受ける権利を承継しているから、被告の出願は共同出願違反（特許
法３８条）に当たるとの無効理由を主張して、無効審判を請求した（無効
２０２２－８００００２号）。
ウ 特許庁は、令和５年６月１３日、「本件審判の請求は、成り立たない。」
との本件審決をし、その謄本は、同月２２日、原告に送達された。
25 エ 原告は、同年７月２１日、本件審決の取消しを求めて本件訴えを提起し
た。
２ 本件発明の内容等
本件特許の特許請求の範囲（請求項１は以下のとおり）及び本件明細書の記
載は、別紙特許公報に記載のとおりである。
【請求項１】
5 少なくとも１つの超音波スピーカであって、且つ、複数の超音波トランス
デューサを備える超音波スピーカ、及び、音源と接続可能なオーディオコン
トローラであって、
前記音源からオーディオ信号を入力する手段を備え、
前記オーディオ信号に基づいて、各超音波トランスデューサを個別に制御
10 するための制御信号を生成し、且つ、少なくとも１つの焦点位置で集束する
位相差を有する超音波を各超音波トランスデューサが放射するように、前記
制御信号を、各超音波トランスデューサに出力する制御手段を備える、
オーディオコントローラ。
３ 本件審決の理由の要旨
15 ⑴ 本件発明の発明者について
ア 発明者の認定の判断基準
特許発明の「発明者」といえるためには、特許請求の範囲の記載によ
って具体化された特許発明の技術的思想（技術的課題及びその解決手段）
を着想し、又は、その着想を具体化することに創作的に関与したことを
20 要するものと解するのが相当である。
イ 本件発明１の技術的思想
本件明細書の記載によれば、本件発明の技術的課題は、複数のスピーカ
から構成されるオーディオシステムでは、各スピーカがリスナの周囲に配
置されるため、オーディオシステムの使用環境に制約があること（オーデ
25 ィオシステムの使用環境の制約）である。
そして、本件明細書の記載によれば、焦点で集束した超音波は音源を
形成し、この音源から可聴音が発生し、つまり、超音波スピーカは任意
の位置に可聴音を発生させることができ（本件明細書【００４０】。以
下、特に断らない限り、【 】内の番号は、本件明細書の段落番号を指
す。）、焦点位置を任意に決められるので、リスナの位置に関わらず、
5 超音波スピーカによる音をリスナに聴かせることができ、オーディオシ
ステムの使用環境の制約を取り除くことができる（【０１１３】）。
本件発明１については、「オーディオ信号に基づいて、各超音波トラ
ンスデューサを個別に制御するための制御信号を生成し、且つ、少なく
とも１つの焦点位置で集束する位相差を有する超音波を各超音波トラン
10 スデューサが放射するように、前記制御信号を、各超音波トランスデュ
ーサに出力する制御手段を備える」構成が、前記技術的課題を解決する
手段を基礎付ける部分（発明の特徴的部分）である。
ウ 本件発明１の発明者の認定
(ｱ) 本件見積書（甲５の１）の記載は、平成２７年５月２６日当時、Ｐ
15 ＤＴ社のＡが原告に依頼した内容と認められる。
本件見積書に記載された「フェーズドアレイＡＭ変調スピーカ」とは、
アレイ配列の個々のスピーカから放射される「音声をＡＭ変調した超
音波」が集束点で集束するような位相差を有するように、個々のスピ
ーカを制御するものであり、従来技術に見られない新しい着想を示す
20 ものである。
そして、スピーカを制御する具体的構成としては、オーディオコント
ローラの制御手段が通常想定されるから、「フェーズドアレイＡＭ変
調スピーカ」は、前記イの課題解決手段である、①オーディオ信号に
基づいて生成される「超音波トランスデューサを制御するための制御
25 信号」を、各超音波トランスデューサについて個別に生成すること、
②少なくとも１つの焦点位置で集束する位相差を有する超音波を各超
音波トランスデューサが放射するように、前記制御信号を、各超音波
トランスデューサに出力することを行う制御手段を備えることになる。
したがって、Ａは、前記依頼より前に、既に本件発明１の技術的思想
を着想済みであり、また、当該着想を具体化した結果を予測すること
5 も可能であったといえる。本件発明のように技術的思想の着想を具体
化した結果の予測が可能な技術分野においては、実際に物を製作して
いなくても、発明を完成していたということができる。
(ｲ) これに対し、Ｃは、前記依頼の段階で「フェーズドアレイＡＭ変調ス
ピーカ」について知得した者であるし、Ｅは前記依頼の段階では関与
10 していないから、Ｃ及びＥ（以下「Ｃら」という。）は、本件発明１
の技術的思想を着想していないし、その着想を具体化することに創作
的に関与していない。
(ｳ) したがって、Ｃらは、本件発明の技術的思想（技術的課題及びその解
決手段）を着想し、又は、その着想を具体化することに創作的に関与し
15 た者ではないから、本件発明１の発明者ということはできない。
エ 本件発明２～１７の発明者の認定
本件発明１の課題解決手段を備えることを前提とし、さらに当該課題解
決手段を実施するための事項を特定した本件発明２～１７について、Ｃら
が当該各発明の技術的思想（技術的課題及びその解決手段）を着想し、又
20 は、その着想を具体化することに創作的に関与したことを立証するに足る
証拠の提出や具体的な主張はなされておらず、Ｃらは、本件発明２～１７
についても、同様に発明者ということはできない。
４ 審決取消事由
⑴ 冒認に係る判断の誤り（取消事由１）
25 ⑵ 共同出願違反に係る判断の誤り（取消事由２）
第３ 当事者の主張
原告は、本件発明の発明者はＣらであり、原告がＣらから特許を受ける権利を
承継したことを前提に、本件特許には冒認（特許法１２３条１項６号）の無効理
由（取消事由１）又は共同出願違反（特許法３８条及び１２３条１項２号）の無
効理由（取消事由２）が存在すると主張する。
5 これに対し、被告は、本件発明の特徴的部分を創作したのはＡ及びＤ（以下
「Ａら」という。）であり、原告に本件試作機の製作を依頼する前に本件発明は
完成していたから、Ｃらは本件発明の発明者ではないと主張する。
したがって、本件の争点は、本件発明の発明者の認定（Ａらが発明者であるか
否か）である。
10 １ 発明者の認定の判断基準について
（原告の主張）
⑴ 発明は、その技術内容が、当該の技術分野における通常の知識を有する者
が反復実施して目的とする技術効果を挙げることができる程度にまで具体
的・客観的なものとして構成されたときに、完成したと解すべきであるとさ
15 れており（最高裁第一小法廷昭和５２年１０月１３日判決・昭和４９年（行
ツ）第１０７号・民集３１巻６号８０５頁参照）、発明者とは、当該発明に
おける技術的思想の創作に現実に関与した者、すなわち当該発明の特徴的部
分を当業者が実施できる程度にまで具体的・客観的なものとして構成する創
作活動に関与した者を指すものと解される（知財高裁平成２８年２月２４日
20 判決・平成２６年（行ケ）第１０２７５号〔歯列矯正ブラケット事件〕、知
財高裁平成２７年３月２５日判決・平成２５年（ネ）第１０１００号〔生体
吸収性の傾斜した多孔質複合体事件〕）。
⑵ これに対し、本件審決は、「着想」段階に関与していたかどうかのみを問
題として発明者該当性を判断している。
25 また、「本件特許発明のように技術的思想の着想を具体化した結果の予測
が可能な技術分野においては、実際に物を製作していなくても、発明は完成
していたということができる」との本件審決の判断も、後記のとおり、誤っ
ている。
（被告の主張）
⑴ 原告の主張⑴は認める。
5 ⑵ 本件審決は、本件発明の特徴的部分の着想のみにとどまらず、その具体化
への創作的関与についても検討して判断しており、原告指摘の箇所も含め、
その判断に誤りはない。
２ 本件発明の特徴的部分について
（原告の主張）
10 ⑴ 本件発明の特徴的部分（主位的主張）
ア 本件では、特許請求の範囲の記載が発明の技術的特徴を十分に捉えてい
ない上、冒認出願が問題となる事例では、出願者の無理解により特許請求
の範囲や明細書の記載が不十分であるおそれが類型的に存在していること
からも、発明者の認定に直接関わる特許発明の特徴的部分の認定に当たっ
15 ては、特許請求の範囲の記載のみに囚われるべきではない。これを前提と
すると、本件発明の特徴的部分は、次の①、②のとおりであり、本件発明
の課題を解決するためには、いずれをも備えることが必要である。
なお、本件発明２〜１７は、本件発明１の課題解決手段を実施するた
めの具体的な事項を特定したものにすぎず、本件発明１を離れた独自の
20 技術的意義を有しない。
① 複数の超音波スピーカについて、任意の超音波の焦点位置と各超音
波トランスデューサとの距離を算出し、当該距離に応じて、焦点位置
で超音波が集束するように各超音波トランスデューサの駆動タイミン
グ（位相差）を制御する信号を生成し（以下「原告特徴的部分①」と
25 いう。）、
② 各超音波トランデューサからオーディオ信号に基づいた所望の信号
波形（信号値）を表した（オーディオ信号に基づいた強弱が表された）
同じ波形の超音波を当該駆動タイミング（位相差）で放射すること
（以下「原告特徴的部分②」という。）。
イ 本件審決は、本件発明の特徴的部分を特許請求の範囲の記載内容に基づ
5 いて認定しているが、焦点で大きな音を発生させるためには、各超音波ト
ランスデューサから焦点位置との距離に応じたタイミングで同じ音波形を
出す（音波形を揃える）ことによって、焦点位置で綺麗に音波形を重ねる
ことが必要であるから、特許請求の範囲の記載内容だけでは、任意の焦点
位置において可聴音を発生させることはできず、本件発明の課題を解決す
10 ることはできない。
被告は、１kHz の可聴音の例を挙げて、可聴音の位相制御を行わないこ
とによる焦点位置における可聴音のずれは実用上無視することができると
主張するが、一般的に人が聞き分けることができる可聴音は１６㎐から２
０kHz の範囲とされるところ、可聴音の周波数帯によっては、そのずれが
15 わずかであるとはいえない。被告の主張によれば、結局のところ、波形が
どの程度ずれていても構わないということになり、焦点位置で可聴音が発
生することが担保されない。
ウ 本件審決は、原告特徴的部分①のうち、各超音波トランスデューサの駆
動タイミング（位相差）を制御する信号が「音源を形成する超音波の焦点
20 位置と各超音波トランスデューサとの距離を算出し、当該距離に応じ」た
ものであることについて、超音波が任意の焦点位置で集束することができ
れば本件発明の技術的課題は解決するから、当該位相差を特定するための
「距離」の「算出」自体は、技術的課題を解決するのに必須のものとはい
えないと判断した。
25 しかし、焦点位置と各超音波トランスデューサとの距離を算出した上で
位相差を設定しない限り、超音波が任意の位置で集束する可能性は現実的
に皆無であって、本件明細書の記載（【００３５】〜【００４０】）をみ
ても、位相差の形成方法において超音波トランスデューサ２１ｃ（ｎ）と
焦点ＦＰとの距離ｒ（ｎ）を計算して行われている。
⑵ 本件発明の特徴的部分（予備的主張）
5 特許請求の範囲に記載された事項のみを本件発明の特徴的部分として捉え
るとしても、中核的な要素は、「１つの位置で集束する位相差を有する超音
波」という部分である。
「集束」とは、一般的に「集めて束ねる」、「光線などが一点に集まる様
子」を意味する語であるところ、集めて束ねられるもの、一点に集まるもの
10 は「同じもの」であることが当然の前提となっているから、超音波の場合、
同じ波形が１つの焦点位置で揃う場合にはじめて「集束」しているといえる。
また、超音波（音波）の性質上、複数の音源から出た音波が重なり合った
場合、２つの音波の密度高低（粗密）が揃っている箇所では音波同士が強め
合うのに対し、２つの音波の密度高低（粗密）が逆になっている箇所では音
15 波同士が打ち消し合ってしまうことから、複数の音波の密度高低（粗密）が
揃って音波同士が強め合う場合、すなわち同じ波形が１つの焦点位置で揃う
場合にはじめて「集束」に該当すると考えるべきであり、密度高低（粗密）
が揃わず、音波同士が打ち消し合ったり減衰したりするような場合は「集束」
しているとはいえない。
20 前記⑴イのとおり、焦点位置で可聴音を発生させるためには、可聴音の位
相を制御し、焦点位置で綺麗に音波形を重ねることが必要である。
したがって、本件発明の特徴的部分は「オーディオ信号に基づいて、各超
音波トランスデューサを個別に制御するための制御信号を生成し、且つ、少
なくとも１つの焦点位置で『同じ波形が揃う』位相差を有する超音波を各超
25 音波トランスデューサが放射するように、制御信号を、各超音波トランスデ
ューサに出力する制御手段を備える」（以下「予備的特徴的部分」という。）
ことと解すべきである。
（被告の主張）
⑴ 本件発明の特徴的部分
本件発明の特徴的部分は、本件審決が認定するとおり、「複数の超音波ト
5 ランスデューサのそれぞれを個別に制御する点」及び「少なくとも１つの焦
点位置で集束する超音波を放射するように、制御信号を出力する点」である。
⑵ 原告の主張について
原告の主張する特徴的部分は、いずれも、本件発明の特徴的部分ではない。
ア 原告特徴的部分①は、①－１:「搬送波」に対するタイミングの制御と、
10 ①－２:可聴音で変調された後の超音波に対するタイミングの制御に分け
ることができる。
イ しかし、原告特徴的部分①－１（「搬送波」に対するタイミングの制御）
は、焦点位置で集束する位相差を有する超音波を取得するために採られ得
る一手法にすぎない。
15 また、超音波を特定の焦点位置に集束させる技術は、従来技術・公知
技術であり、本件発明に特有の技術ではない。
ウ 原告特徴的部分①－２（可聴音で変調された後の超音波に対するタイミ
ングの制御）は、焦点位置で可聴音を発生させるために必要な構成ではな
い。
20 超音波（搬送波）と可聴音の両方の位相を制御する方法を用いると、位
相制御の計算が複雑化し、処理速度の低下等の問題が生じる。可聴音の位
相を制御せず、超音波（搬送波）の位相のみを制御することによっても、
焦点位置に超音波を集束させることによって可聴音を発生させるに十分に
強力な超音波を作り出すことは可能であり、焦点位置における可聴音のず
25 れは、実用上無視することができるものである。
例えば、以下のような一辺が１７０㎜の正方形型で半径５㎜の超音波ト
ランスデューサを用いる超音波デバイスで、４０kHz の超音波（波長８．
５㎜）を用い、中心から真上に２００㎜の位置を焦点とする場合を想定す
ると、正方形の角に接する超音波トランスデューサから焦点までの距離は、
中心からの距離よりも２９．７８㎜長いものとなる。
√2002 + 802 + 802 − 200 = 29.78
（小数点第三位以下切捨て。以下同じ。）
10 そして、超音波（搬送波）のみの位相制御を行うと、以下のとおり、
可聴音の波長のずれは、最大で超音波の波長（８．５㎜）の４周期分と
なる（超音波１が中心位置、超音波２が角に接する位置、超音波３、４
は中心からの距離が比較的近い超音波トランスデューサのものであ
る。）。
４０kHz の超音波の１周期は、例えば１kHz の可聴音の１周期の４０分
の１であり、時間にすると４万分の１秒であるから、このようなわずかな
ずれは、実用上無視することができるものである。
5 実際、本件実験機は、原告特徴的部分①－２を備えていないが（なお、
この点は本件試作機も同様である。）、後記のとおり、焦点位置で可聴音
を発生させることができた。
エ 原告特徴的部分②（変調）は、従来のパラメトリックスピーカに備わる
構成であり（特開２０１２－２９０９６号公報（甲１０２）、乙１８、
10 特開２００９－２９０２５３号公報（乙１９）等）、本件発明の特徴的
部分とはいえない。本件明細書においても、従来のパラメトリックスピ
ーカにおける変調とは異なる変調であることは、何ら記載されていない。
⑶ 本件発明の特徴的部分（予備的主張）について
原告の主張のうち、超音波（音波）の性質については認めるが、その余は
否認する。
5 前記⑵ウのとおり、可聴音の音波形が「綺麗に」重なることは、焦点位置
で可聴音を発生させるための必須の要素ではない。
３ 本件発明の発明者について
（原告の主張）
⑴ 本件試作機開発による発明の完成
10 本件試作機は、本件実験機と異なり、本件 発明の特徴的部分を全て備
えて いるところ 、その開発は専ら Ｃら及び原告関係者において行 わ れ、
Ａ らＰ ＤＴ社 の関係者 は関 与して いないか ら、 本件発明の特徴的部分を
当業者が実施することができる程度にまで具体的・客観的なものとして構成
する創作活動に関与した者、すなわち本件発明の発明者は、Ｃらである。
15 ⑵ 本件試作機について
ア 本件試作機の備える機能
本件試作機は、ＰＤＴ社から提供を受けた超音波集束装置の欠陥の原
因を解明・解決すると同時に、超音波スピーカー機能を追加したもので
あって、以下のとおり、本件発明の特徴的部分を備え、焦点位置でオー
20 ディオ信号に基づいて任意の可聴音を発生させる機能を客観的に備えて
いた。
(ｱ) 本件試作機では、超音波の１つの波に１つずつの音声データを組み
込んでいることから、超音波に対する位相の制御を行えば、焦点位置
で同じ波形が揃う（＝集束する）ように超音波を放射することができ
25 た（すなわち、搬送波の位相の制御と可聴音の位相の制御を同時に行
うものであった。）。
(ｲ) 超音波を集束させる役割を果たすプログラムについては、入力信号
を受けて変調し、超音波トランスデューサの制御を行って音声を乗せ
た超音波を発振するＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array、プロ
グラム可能な集積回路）搭載のプログラムをＥが作成し、本件試作機
5 に搭載していた。このプログラムは、それぞれの超音波トランスデュ
ーサごとに位相を設定して異なる位相で超音波を発振することができ
る機能を備えていた。
したがって、本件試作機は、焦点位置と各超音波トランスデューサの
距離から各超音波トランスデューサの動作タイミング（位相差）を計
10 算する数式（遅延数値）という、プログラムの知識を有する者であれ
ば誰でも容易に入力することができる情報を追加するだけで、超音波
を特定の位置で集束させることができた。
(ｳ) 仮に、位相制御が行われていなかったことを理由として本件試作機
が発明の特徴的部分を備えていないことになるとしても、前記(ｲ)から
15 すれば、本件試作機を開発したＣらが、本件発明の特徴的部分を当業
者が実施することができる程度にまで具体的・客観的なものとして構
成する創作活動に関与したこと、すなわち、少なくとも共同発明者で
あることは、否定されない。
イ 本件試作機開発の経緯について
20 (ｱ) そもそも、ＰＤＴ社から原告への当初の依頼事項は、既存の空中超音
波集束装置（本件実験機）の製品化であり、その際に併せて当該製品
のパラメトリックスピーカー化について依頼されたにすぎず、「フェ
ーズドアレイＡＭ変調スピーカ」の開発は含まれていなかった（甲２
０４見積書）。
25 「フェーズドアレイスピーカー」は、本件試作機により原告が独自に
開発したものである。原告とＰＤＴ社との間のやり取りにおける「フ
ェーズドアレイスピーカー」とは、パラメトリックスピーカーのうち、
複数の超音波トランスデューサの位相を合わせ、焦点位置で可聴音を
発生させるという形の指向性を持たせたものを意味していた。
(ｲ) Ｃは、原告関係者との検討やＢとのメールのやりとり（甲１０）を
5 行った上で、平成２７年５月２６日、筑波大学のＡの研究室で行われ
た打ち合わせにおいて、「フェーズドアレイＡＭ変調スピーカ」とい
う新たな技術の提案を行い、これが本件見積書（甲５の１）に記載さ
れた。
(ｳ) 原告に依頼された内容は、原理レベルからの開発を含む試作機の開
10 発であり、被告が主張するように、本件発明の完成後にその試作品の
製作を依頼されたというものではない。
ＰＤＴ社側には、フェーズドアレイスピーカーに音声を乗せる具体的
な構想も技術もなかった。
⑶ 本件実験機について
15 本件実験機は、以下のとおり、本件発明の特徴的部分を備えるものではな
かった。
ア 本件実験機は、そもそも、焦点位置で可聴音を発生させることができる
ものではなかった。
(ｱ) 実験機仕様書２（甲１２４）の「４．１．４ 変調部」の図４を見
20 ても、出力のパルス幅は変更されておらず、可聴音はＰＷＭ変調され
ていない。実験機取扱説明書（甲１２３）の６頁においても、出力強
度の箇所でＰＷＭによって制御される旨が記載されているのみで、Ｂ
の甲１２５論文においても同様であるから、本件実験機においては、
ＰＷＭは音圧＝出力強度を変えるために用いられているだけである。
25 Ｂは、平成２７年５月２５日１８時１３分送信のメール（甲１０）に
おいて、強度の変調だけであることを認めている。
(ｲ) 被告提出の動画（甲１１２、１１３）は、いずれも、動画に録音され
た音が焦点位置から発生していることを示すものではない。
イ 本件実験機は、原告特徴的部分②、予備的特徴的部分を備えていない。
本件実験機は、実験機仕様書２の図５、甲１２５論文の図８から明ら
5 かなとおり、時間差計算部（phase calculator）において計算した時間差
（phase）の情報を、超音波の音圧（power）をコントロールする波形生
成部（carrier_generator）にしか渡しておらず、周波数（freq）をコン
トロールする変調部（modulator）には渡していない。この時間差の情報
に基づいて位相差が設けられるのであるから、本件実験機では、変調部
10 による変調に搬送波と同様のタイミングの制御がされる（位相差が設け
られる）構成とはなっていない。この結果、各超音波トランスデューサ
から発せられる各々の音波形は、「同じ波形」ではなく「異なった音波
形」となり、焦点位置において綺麗に重なることはない。
この場合、任意の焦点位置において可聴音を発生させることができない
15 ことは、前記２（原告の主張）⑴イのとおりである。
⑷ 本件発明の特徴的部分が本件審決認定のとおりである場合について
ア 本件実験機について
(ｱ) 前記⑶アのとおり、本件実験機は、そもそも、焦点位置で可聴音を発
生させることができるものではなかった。
20 (ｲ) 被告の主張を前提としても、本件実験機は、０〜１０２３Hz の音が
鳴らせる程度のものである（実験機取扱説明書）。一般的に人が聞き
分けることができる可聴音は１６Hz～２０kHz の範囲であり、５００Hz
～２kHz が中音域、２kHz～２０kHz が中高音域から超高音域とされてい
るから 、 本件実験機は、中音域以降に対応することができておらず、
25 オーディオ環境の制約を取り除くという本件発明の課題を解決するこ
とができるものではなかった。
(ｳ) Ｂの甲１２５論文（３頁、図９）によれば、本件実験機が採用し
ていた変調方式においては、可聴音の１波長ごとにＯＮ・ＯＦＦ制
御（いわば５０％のＰＷＭ制御）しているから、ＯＮ・ＯＦＦ周期
で発生音の周波数（高さ）が決まり、１周波数の矩形波音となる。
5 こ れで は、音 声や 音楽 を再 生する こと はで きず 、 オーディオ環境の
制約を取り除くという本件発明の課題を解決することができるもので
はなかった。
(ｴ) これに対し、本件試作機は、①１０kHz 程度までは問題なく対応する
ことができるため、可聴周波数帯に幅広く対応しており、②搬送波の
10 一波長ごとにＰＷＭ変調をしているため、原理的に任意の音波形を再
現可能であって、オーディオ信号に基づいた可聴音を焦点位置で発生
させ、本件発明の課題を解決することができるものであった。
(ｵ) したがって、本件発明の特徴的部分が本件審決認定のとおりであると
しても、Ｃらは、本件発明の発明者（少なくとも共同発明者）である。
15 イ 本件発明の技術的思想（技術的課題及びその解決手段）の着想について
(ｱ) 前記⑵イの経緯のとおり、本件見積書に記載された「フェーズドアレ
イＡＭ変調スピーカ」は、Ｃの提案によるものであり、Ａの着想によ
るものではない。
(ｲ) 前記のとおり、本件実験機は、任意の焦点位置でオーディオ信号に基
20 づいて可聴音を発生させることができておらず、ＡやＢには、フェーズ
ドアレイスピーカーに音声を乗せる具体的な構想も技術もなかった。
(ｳ) 発明者たり得る「着想」は、課題とその解決手段ないし方法が具体的
に認識され、技術に関する思想として概念化されたものである必要が
あり、単なる「思いつき」では足りない。
25 本件見積書の「フェーズドアレイＡＭ変調スピーカ」は、未だ単なる
思いつきのレベルであり、本件発明１の構成という具体的な課題解決
手段についての着想があったということはできない。Ａのインタビュ
ー記事（甲９）にある「新しい指向性スピーカー」についても同様で
ある。
本件試作機において実際に採用された変調方式は、双方合意の上で
5 （甲１０９）、本件見積書に記載されたＡＭ変調からＰＷＭ変調に変
更された。これは、原告による本件試作機の開発過程において、ＡＭ
変調方式によって所望の超音波波形を発生させるためには大掛かりな
電圧制御機構が必要となり、ＰＤＴ社の超音波集束装置のような小型
化が不可能であると判明したためである。
10 このように、本件発明についての着想、すなわち一定程度の具体的な
解決手段についての着想は、Ｃらによる本件試作機の開発段階におい
て認められるものである。
(ｴ) 本件発明は、技術的思想の着想を具体化した結果の予測が可能な技術
分野に属するものではないから、着想のみで本件発明が完成していた
15 とはいえない。
実際、ＰＤＴ社が原告に本件試作機の製作を依頼した平成２７年５月
２６日時点において、当業者であるＢは、本件実験機により本件発明
を実施することができていない。
また、本件特許の出願が平成２９年１０月３日に至ってからであるこ
20 と等に照らしても、ＡやＢが、着想のみでは本件発明が完成していな
いと認識していたことが明らかである。
（被告の主張）
⑴ 本件発明の特徴的部分を完成したのはＡらであること
本件発明の特徴的部分（前記２（被告の主張）⑴）を、当業者が実施する
25 ことができる程度にまで具体的・客観的なものとして構成する創作活動を行
い、本件発明を完成させたのは、以下のとおり、Ａらである。
ア Ｂは、超音波トランスデューサの各振動子を個別に制御して振動のタイ
ミングを遅延させることによって、位相制御により超音波を特定の焦点位
置に集束させる技術（以下「本件位相制御技術」という。）を利用した非
接触触覚ディスプレイを、遅くとも平成２２年９月までに開発し（甲１０
5 ４）、平成２４年９月１２日から１４日まで開催された学会において論文
を発表し（甲１０５）、超音波集束装置のデモ展示を行った。
Ｂが製作した超音波集束装置は、「超音波トランスデューサを個別に制
御する」構成及び「少なくとも１つの焦点位置で集束する位相差を有する
超音波を各超音波トランスデューサが放射するように・・・各超音波トラ
10 ンスデューサに出力する制御手段」の構成を備えるものであった。
Ａは、同年１０月以降、Ｂと本件位相制御技術に関する共同研究を行い、
平成２６年９月ころ、超音波集束装置により超音波を集束させた任意の場
所から意図的に音を発生させてスピーカーとして用いることも可能である
という着想を得て、同年９月７日ころ、Ｂとの共同論文（甲１０７、ただ
15 し未発表）をまとめるなどした。このようにして、Ａらは、本件位相制御
技術をオーディオコントローラに適用することにより、本件実験機の実験
動画（甲１１２、１１３）が撮影された平成２５年１月３０日までには、
本件発明１を完成させていた。
本件実験機は、①超音波の焦点位置と各超音波トランスデューサとの距
20 離を算出する機能、②本件位相制御技術に係る制御機能（超音波トランス
デューサの各振動子を個別に制御して振動のタイミングを遅延させること
によって、位相制御を実現し、位相制御によって集束超音波を放射する機
能）及び③超音波の変調を制御する機能を有するソフトウェアを搭載し、
焦点位置で可聴音を発生させることができるものであり（甲１１２～１１
25 ５）、本件発明の特徴的部分（前記２（被告の主張）⑴）を備え、発明の
課題を解決するものであった。
イ 本件実験機が信号変調のＰＷＭ制御を備えていたことは、実験機取扱説
明書（甲１２３）・６頁の「出力強度」「振動子を駆動する４０ｋＨｚ矩
形波のＰＷＭによって制御される」という記載から明らかである。
また、実験機仕様書２（甲１２４）の図４は、制御信号のスイッチン
5 グ変調（スイッチング制御）を図示するものであり、ＰＷＭ変調につい
て説明するものではないが、スイッチング制御も制御信号の変調手段の
１つであり、その結果として超音波の振幅が変調されるから、本件実験
機が可聴音を発生する機能を備えていることを示している。
⑵ 本件試作機について
10 ア 本件試作機と原告特徴的部分について
仮に、原告特徴的部分が本件発明の特徴的部分であるとしても、以下の
とおり、Ｃらが本件試作機の開発によって創作したものではない。
(ｱ) 原告特徴的部分①－１（「搬送波」に対するタイミングの制御）は、
原告に提供された実験機仕様書（甲１２４）に記載されているとおり、
15 本件実験機も備えるものである。
(ｲ) 原告特徴的部分①－２（可聴音で変調された後の超音波に対するタイ
ミングの制御）は、本件試作機も備えていない構成であるから、Ｃらは
創作していない。
(ｳ) 原告特徴的部分②は、従来のパラメトリックスピーカにおける変調と
20 異なるものではなく、仮に異なるとしても、どのように異なるかについ
て原告の具体的な主張はないから、Ｃらによる創作はない。
イ 本件試作機開発の経緯について
原告は、Ａらが本件発明１を完成させた後、その試作品製作の受託者
として関与したのみである。Ｃらは、本件発明１の特徴的部分である本
25 件位相制御技術に関するソフトウェア製作も行っておらず、単に、Ａら
の指示に基づいて試作品を製作したにすぎない。
(ｱ) ＰＤＴ社が原告に依頼したのは、本件発明１を実施するオーディオコ
ントローラを備えた超音波スピーカーを製品化するための試作品の製作
であり、研究開発ではない。実際、原告との間で、共同研究開発契約等
が一切締結されていない。
5 (ｲ) ＰＤＴ社は、平成２７年４月、プロダクトデザイナーに依頼して製品
のプロダクトデザインを完成させた後、製品化のための試作機の製作を
原告に依頼した。
ＡとＢは、原告側に対し、本件実験機を見せるとともに、実験機仕様
書１、実験機取扱説明書、実験機仕様書２のデータを提供し（甲１１
10 ６～１２５）、本件実験機のソフトウェアも提供している（甲１２６、
１２７）。
(ｳ) Ｃが「フェーズドアレイＡＭ変調スピーカ」という新たな技術の提
案を行った事実はない。
甲２０４見積書に記載されている「空中超音波集束装置 駆動部１式
15 （４つ）」とは、非接触触覚ディスプレイやフェーズドアレイスピー
カーといった様々な用途に用いることのできる汎用型（多機能型）の
超音波集束装置である。
そして、甲２０４見積書に「ＡＭ変調バージョンも視野にいれたプラ
ットフォーム化を念頭に進めます。」と記載されているのは、発注し
20 た装置自体は制御信号のＡＭ変調機能が搭載されていない装置である
が、Ａらにおいて、今後実現したいと考えていたからである。
その後、平成２７年５月２６日の打ち合わせを経て本件見積書が作成
され、前記の汎用型（多機能型）の超音波集束装置を２台、ハードウ
ェアの設計により制御信号のＡＭ変調を行う、スピーカ ー特化型の
25 「フェーズドアレイＡＭ変調スピーカ」２台を発注することになった
というのが、見積書の記載が変更された経緯である。
(ｴ) Ａらは、発注時点では、試作品のハードウェア及びソフトウェアを全
て原告において製作することを依頼していたが、同年１０月初めころ、
原告との協議の結果、ソフトウェアのうち本件発明１の特徴的部分で
ある「超音波トランスデューサを個別に制御し、少なくとも１つの焦
5 点位置で集束する位相差を有する超音波を各超音波トランスデューサ
が放射するように各超音波トランスデューサに出力する制御手段」
（本件位相制御技術）に関するソフトウェアについてはＡらが製作し、
原告は、変調の制御に関するソフトウェアのみを製作することとなっ
た（甲１０９）。
10 ⑶ 本件発明の技術的思想（技術的課題及びその解決手段）の着想について
ア 前記⑴のとおり、Ａらは、原告に本件試作機の製作を依頼する前に、本
件発明の技術的思想を着想し、完成させていた。
イ Ａは、平成２７年４月２０日に掲載されたインターネット記事（甲９）
において、ＰＤＴ社が、「新しい指向性スピーカー」として、「これまで
15 ひとつの振動子からひとつの超音波を発していたのに対し、たくさんの振
動子から異なる周期で超音波を発する装置（フェーズドアレイ）に替え」、
「複数のスピーカーから異なる位相で超音波を発生させる」ことで、「超
音波の強く届く場所を動かせる」スピーカであり、「遠いところにいる人
にはこの説明、近づいてきた人にはこの説明といったように、それぞれに
20 合った音声を聞かせることにも応用可能」な「より空間指向性の強い、よ
りプログラミング自由度の高いスピーカー」を製造予定であると述べてい
る。これは、本件位相制御技術をスピーカー（ないしオーディオコントロ
ーラ）に適用するという本件発明を意味している。
第４ 当裁判所の判断
25 １ 本件発明について
⑴ 本件明細書
本件明細書には、次の記載がある。
ア 技術分野
本発明は、オーディオコントローラ、超音波スピーカ、及び、オーディ
オシステムに関する（【０００１】）。
5 イ 発明が解決しようとする課題
複数のスピーカから構成されるオーディオシステムでは、各スピーカが
リスナの周囲に配置される。このようなオーディオシステムは、音源か
ら入力されるオーディオ信号に対応する複数のチャネルを各スピーカに
割り当てることにより、臨場感のあるサウンドを再生することができる。
10 しかし、従来技術では、リスナの周囲に複数のスピーカを配置する必要
があるため、オーディオシステムの使用環境に制約があり、特に、リスナ
の背後にスピーカを設置することが難しい使用環境では、使用することが
できない。本発明の目的は、オーディオシステムの使用環境の制約を取り
除くことである（【０００２】～【０００５】）。
15 ウ 課題を解決するための手段
(ｱ) 本発明の一態様は、少なくとも１つの超音波スピーカ、及び、音源
と接続可能なオーディオコントローラであって、前記音源からオーデ
ィオ信号を入力する手段を備え、前記オーディオ信号に基づいて、前
記超音波スピーカが放射する超音波の焦点位置を制御する手段を備え
20 る、オーディオコントローラである（【０００６】）。
(ｲ) 本発明の一実施形態として、超音波スピーカ２１は、オーディオコン
トローラ１０の制御に従って、超音波を放射するように構成される。
図３に示すように、放射面には、複数の超音波トランスデューサ２１
ｃから構成されるフェーズドアレイＦＡが配置される。複数の超音波
25 トランスデューサ２１ｃは、ＸＺ平面に配置される。超音波スピーカ
２１は、各超音波トランスデューサ２１ｃを駆動させる駆動部（不図
示）を備える。駆動部は、複数の超音波トランスデューサ２１ｃを個
別に駆動し、各超音波トランスデューサ２１ｃは、駆動部の駆動によ
り振動し、超音波が発生する。超音波スピーカ２１は、例えばＡＭ
（Amplitude Modulation）変調、ＦＭ（Frequency Modulation）変調、
5 ＰＭ（Phase Modulation）変調など、所定の変調方式で変調した超音波
を放射する。複数の超音波トランスデューサ２１ｃから放射された超
音波は、空間上を伝播し、空間上の焦点で集束する。焦点で集束した
超音波は、可聴音の音源を形成し、任意の位置に可聴音を発生させる
ことができる（【００１９】、【００２５】～【００２７】、【００
10 ３３】、【００４０】）。
【図３】超音波スピーカの概略構成図
15 【図６】本実施形態の超音波スピーカの動作例１の説明図
エ 発明の効果
本発明によれば、オーディオシステムの使用環境の制約を取り除くこと
ができ、一例として、焦点位置を任意に決められるので、リスナＬの位置
5 に関わらず、超音波スピーカ２１による音をリスナＬに聴かせることがで
きる（【０００７】、【０１１３】）。
⑵ 超音波から可聴音が聴こえるようにする仕組みについて
別紙「超音波から可聴音が聴こえるようにする仕組み」のとおり（弁論の
全趣旨）。
10 ⑶ 超音波スピーカー（パラメトリックスピーカー）に関する従来技術文献の
記載（【 】内の番号は、各公開特許公報の段落番号を示す。）
ア 特開２０１２－２９０９６号公報（甲１０２）
(ｱ) パラメトリックスピーカは、変調された音声信号を発振後に復調する
ことにより、可聴域の音を再生するものである。パラメトリックスピ
15 ーカは、指向性スピーカなどとも呼ばれ、出力される音の指向性が強
いという特徴がある。このため、パラメトリックスピーカを用いるこ
とにより、特定の領域に選択的に音場を形成することが可能である
（【０００２】）。
(ｲ) パラメトリックスピーカ１０は、複数の発振源それぞれからＡＭ変
調やＤＳＢ変調、ＳＳＢ変調、ＦＭ変調をかけた超音波（輸送波）を
5 空気中に放射し、超音波が空気中に伝播する際の非線形特性により、
可聴音を出現させるものである（【００３３】）。
イ 「A review of parametric acoustic array in air」と題する論文（２
０１２年、乙１８）の抄訳
「 空中でパラメトリックアレイ効果を生成するためには、変調された信
10 号を超音波発信器に供給する前に増幅する必要があります。…先行する
ＦＰＧＡ実装では、ＤＡＣを必要とせず、パルス変調ブロックを使用し
てデジタル変調信号を直接パルス列に変換することができます。一般的
に使用されるパルス変調技術には、バルス幅変調（ＰＷＭ）とパルス密
度変調（ＰＤＭ）があります。」
15 ウ 特開２００９－２９０２５３号公報（乙１９）（注：下線は当裁判所が
付記した。）
(ｱ) 従来、特定範囲の空間に可聴音を発生させる装置として、超音波に対
する空気の非線形性を利用したパラメトリックスピーカーが提案されて
いる。このパラメトリックスピーカーの基本的な構成の例として、…搬
20 送波発振器から発生した超音波を可聴音信号源から発生した可聴域信号
で振幅変調（注：ＡＭ変調）し、振幅変調された搬送波としての超音波
をパワーアンプを経て超音波振動子から空中に放射するようにしている。
空中に放射された超音波（１次波）は、搬送波と上下の側帯波とが空気
中で非線形相互作用を起こし、超音波伝搬路に沿って変調信号が自己復
25 調されて可聴音（２次波）が発生するのである（【０００２】）。
(ｲ) ところで、パラメトリックスピーカーは、１次波から２次波への変換
効率が低いことから、スピーカーとして実用レベルの可聴音を得るには
相当高い音圧で１次波を放射する必要がある。その為、超音波振動子へ
の入力が最大６０Ｖｐｐに達することもあり、大規模な回路が必要にな
って消費電力が大きくなると共に、発熱面、コスト面で問題を抱えてい
5 た（【０００３】）。
(ｳ) 本発明は前記課題を解決するために、超音波周波数帯域のパルス信
号から成る搬送波信号を発生する搬送波信号発生部と、可聴周波数帯
域の可聴音信号を入力する可聴音信号入力部と、該可聴音信号入力部
に入力される可聴音信号の信号レベルに応じて前記搬送波信号をパル
10 ス幅変調（注：ＰＷＭ変調）し、被変調信号として出力するパルス幅
変調部と、該パルス幅変調部から出力される被変調信号を受けて超音
波として媒質中に放射する超音波振動子とを備え、媒質の非線形特性
により可聴音を再生することを特徴とするパラメトリックスピーカー
を提案する（【０００５】）。
15 (ｴ) 本発明によれば、超音波周波数帯域のパルス信号を可聴音信号でパ
ルス幅変調して被変調信号とし、この被変調信号を超音波振動子に入
力して超音波として放射するので、従来のようにアナログ電気信号を
振幅変調するものに対して、電気信号をデジタル処理することができ
る。従って、電力効率を大幅に向上させて発熱の抑制が可能になると
20 共に、回路規模を簡単に構成することができる（【０００７】）。
２ 本件発明の特徴的部分について
⑴ 発明者とは、当該発明における技術的思想の創作、とりわけ従前の技術的
課題の解決手段に係る発明の特徴的部分の完成に現実に関与した者、すなわ
ち当該発明の特徴的部分を当業者が実施することができる程度にまで具体
25 的・客観的なものとして構成する創作活動に関与した者を指すものと解され
る。
⑵ しかるところ、本件特許の特許請求の範囲の記載及び前記１⑴の本件明細
書の記載によれば、本件発明の課題は、複数のスピーカから構成され、各ス
ピーカをリスナの周囲に配置する必要があるオーディオシステムにおいて、
例えば、リスナの背後にスピーカを設置することができないときは、このよ
5 うなオーディオシステムを利用することができなくなる等といった使用環境
による制約を取り除くことである。
前記１⑵、⑶によれば、可聴音の音波形に沿って変調した超音波（搬送波）
が空気中を伝わると可聴音を発生させる（自己復調）という現象を利用した、
複数の超音波トランスデューサを備える超音波スピーカ（パラメトリックス
10 ピーカ）自体は、本件特許の出願日（平成２９年１０月３日）、さらには原
告が本件試作機の開発を受注した平成２７年５月、被告がＡらにおいて本件
発明を完成させたと主張する平成２５年１月ころにおいても、周知の技術で
あったと認められる。
本件発明１は、このような周知の技術を前提に、特許請求の範囲に記載さ
15 れたオーディオコントローラにより、任意に定めることができる焦点位置
（【０１１３】）のリスナに音を届けることを可能にし、前記課題を解決す
るものである。すなわち、特許請求の範囲のうち、オーディオコントローラ
が「オーディオ信号に基づいて、各超音波トランスデューサを個別に制御す
るための制御信号を生成し、且つ、少なくとも１つの焦点位置で集束する位
20 相差を有する超音波を各超音波トランスデューサが放射するように、前記制
御信号を、各超音波トランスデューサに出力する制御手段を備える」という
部分は、本件発明の課題を解決する発明の特徴的部分であると認められる。
原告は、発明者の認定に直接関わる特許発明の特徴的部分の認定に当たっ
ては、特許請求の範囲の記載のみに囚われるべきではない旨主張するが、発
25 明者の認定が問題となる特許発明の内容は、特許として保護される技術的範
囲により特定されるのであり、特許発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の
記載により決められるべきもの（特許法７０条）であるから、原告の主張は、
採用することができない。
そして、本件発明２〜１４は、本件特許の請求項１の従属項に係る発明で
あって、本件発明１のオーディオコントローラをさらに特定するものであり、
5 本件発明１５～１７は、それぞれ、本件発明１～１３を実施するための超音
波スピーカ、オーディオシステム、（コンピュータ）プログラムを特定する
ものであるから、本件発明１の特徴的部分は、本件発明２〜１７においても、
発明の特徴的部分であると認められる。
⑶ これに対し、原告は、本件発明の特徴的部分は、
10 ① 複数の超音波スピーカについて、任意の超音波の焦点位置と各超音波ト
ランスデューサとの距離を算出し、当該距離に応じて、焦点位置で超音波
が集束するように各超音波トランスデューサの駆動タイミング（位相差）
を制御する信号を生成し（原告特徴的部分①）、
② 各超音波トランデューサからオーディオ信号に基づいた所望の信号波形
15 （信号値）を表した同じ波形の超音波を当該駆動タイミング（位相差）
で放射すること（原告特徴的部分②）
であり、予備的に、特許請求の範囲の記載を前提としても、
③ 少なくとも１つの焦点位置で『同じ波形が揃う』位相差を有する超音波
を各超音波トランスデューサが放射するように、制御信号を、各超音波
20 トランスデューサに出力する制御手段を備えること（予備的特徴的部分）
であって、これらを備えなければ、任意の焦点位置で可聴音を発生させるこ
とはできない旨主張するので、以下検討する。
ア 原告特徴的部分①について
複数の各超音波トランスデューサが放射する超音波を１つの（特定の）
25 焦点位置で集束させるためには、前提として、特定の焦点位置と各超音波
トランスデューサの距離及びその差を計算する必要があることは、別紙
「超音波から可聴音が聴こえるようにする仕組み」の２に記載されている
とおりである。また、超音波トランスデューサの各振動子を個別に制御し
て振動のタイミングを遅延させることによって位相制御を実現し、位相制
御によって集束超音波を放出する技術（本件位相制御技術）は、平成２７
5 年５月以前に公知となっていた技術であると認められる（甲１０５、１２
５、１２９）。そうすると、焦点位置と各超音波トランスデューサの「距
離及びその差」に基づいた計算を行うこと自体は、「少なくとも１つの焦
点位置で集束する位相差を有する超音波を各超音波トランスデューサが放
射するように、前記制御信号を、各超音波トランスデューサに出力する制
10 御手段」が当然に備えることが通常想定されるものであり、本件発明１の
特徴的部分であるということはできない。
なお、原告の主張する「任意の超音波の焦点位置と各超音波トランス
デューサとの距離を算出し」という点が、本件明細書の段落【００３７】
にあるように、実際のリスナＬの位置をリスナ位置検出部２５により検
15 出して焦点座標を決定することを指すのであれば、本件審決が述べると
おり、任意の焦点位置に対応する位相差を取得するための一手法という
べきであって、本件発明の技術的課題を解決するために必須のものとは
いえない。
イ 原告特徴的部分②及び予備的特徴的部分について
20 (ｱ) 原告特徴的部分②は、各超音波トランスデューサの位相制御は、超音
波（搬送波）の周期のみではなく、可聴音に自己復調するよう変調した
後の波形（以下、便宜上「可聴音の波形」という。）が焦点位置で集束
するような位相差で放射することをいうものであり、予備的特徴的部分
は、実質的に同内容を主張するものである。
25 そこで、焦点位置で可聴音を発生させるため、同じ可聴音の波形が焦
点位置で集束する必要があるか否かについて検討する。
(ｲ) 被告は、前記第３の２（被告の主張）⑵ウのとおり、一辺が１７０㎜
の正方形型で、半径５㎜の超音波トランスデューサを用いる超音波デ
バイス（超音波トランスデューサの数は、１７×１７＝２８９個程度と
考えられる。）により、４０kHz の超音波（波長８．５㎜）を用い、中
5 心から真上に２００㎜の位置を焦点とする場合を想定し、超音波（搬
送波）のみの位相制御を行うと、可聴音の波形のずれは、最大で超音
波の波長（８．５㎜）の４周期分となるとするところ、この計算自体
は相当と認められ、原告も争っていない。
周波数の単位ヘルツ（Hz）は、周期的変化をする現象が１秒間に何回
10 繰り返されるかを示す数値であり、４０kHz の１周期は時間にすると４
万分の１秒（４周期で１万分の１秒）であるから、可聴音の波形のず
れの時間差自体はわずかなものである。
音波には、複数の音源から出た音波が重なり合った場合、２つの音波
の密度高低（粗密）が揃っている箇所では音波同士が強め合うのに対
15 し、２つの音波の密度高低（粗密）が逆になっている箇所では音波同
士が打ち消し合う性質があるが（別紙「超音波から可聴音が聴こえる
ようにする仕組み」の１⑵）、実際の音波の形状は、音の高低、強弱
により変わるから、自然復調した複数の可聴音について１万分の１秒
の波形のずれが生ずることにより、音波同士が打ち消し合う関係にな
20 る可能性は低いと考えられる。
(ｳ) さらに、被告が例とした超音波デバイスでいえば、前記のとおり超音
波トランスデューサの数は２８９個と考えられ（なお、本件実験機に
おいては２８５個（甲１２２～１２４）。）、中央に位置するものか
らみて角よりも近い位置には多数の超音波トランスデューサがあるこ
25 とになる。これら多数のものを基準とすれば、全体の可聴音の波形は
相当割合が揃うか、ずれがあるとしても超音波の波長（８．５㎜）の
１～２周期分程度にとどまることになると考えられる。
また、被告が挙げた例において、焦点距離を１ｍとした場合（オーデ
ィオシステムとして十分想定される距離である。）には、以下の計算
式のとおり、焦点までの距離の差は最大で約６．３７㎜となり、超音
5 波の波長（８．５㎜）より短いものとなる。このように、焦点距離が
長くなるほど、各超音波トランスデューサから焦点距離までの距離の
差は、短いものとなる。
√10002 + 802 + 802 − 1000 = 6.37
(ｴ) 以上を総合すると、超音波（搬送波）の周期の位相制御のみを行い、
10 可聴音の波形が焦点位置で集束するような位相制御を行わないことに
よる影響の程度は、焦点との距離、超音波スピーカの大きさ、超音波
トランスデューサの個数及び変調される可聴音の周波数によって異な
るものであるが、可聴音の波形のずれは、被告が挙げた例において、
焦点距離２００㎜の場合に最大でも１万分の１秒（超音波の波長の４
15 周期分）というわずかなものにすぎない上、多数の超音波トランスデ
ューサから放射されて自己復調される可聴音の波形は、多くが揃った
ものとなるか、ごくわずかなずれにとどまる場合が多いと考えられる
から、一部の周波数成分が打ち消しあったり、可聴音の波形の位相制
御を行った場合より音量が小さくなることはあっても、完全に打ち消
20 しあうことはなく、可聴音を発生させること自体は可能であると認め
られる。
(ｵ) なお、原告は、「集束」の辞書的な意味や前記の音波の性質から、本
件発明１の「集束」は、可聴音の波形も含めて「同じ波形が揃う」こ
とを意味すると解すべきと主張する。
25 しかし、請求項１の文言は、「超音波」の集束を規定するものと認め
られるし、本件明細書の記載をみても、変調後の可聴音の波形に触れ
た記載は見当たらないことから、原告の主張は採用することができな
い。
⑷ 以上のとおり、本件発明の特徴的部分に関する原告の主張は、いずれも採
用することができず、本件発明の特徴的部分は、前記⑵のとおり、「オーデ
5 ィオ信号に基づいて、各超音波トランスデューサを個別に制御するための制
御信号を生成し、且つ、少なくとも１つの焦点位置で集束する位相差を有す
る超音波を各超音波トランスデューサが放射するように、前記制御信号を、
各超音波トランスデューサに出力する制御手段を備える」部分であると認め
られる。
10 ３ 本件発明の発明者について
⑴ 本件発明の発明者について
原告は、①本件発明の特徴的部分（原告特徴的部分①、②又は予備的特徴
的部分）を当業者が実施することができる程度にまで具体的・客観的なもの
として構成する創作活動に関与したのは、本件試作機を開発したＣらであり、
15 ②仮に本件発明の特徴的部分が前記２⑵のとおりであるとしても、本件実験
機は焦点位置で一般的なオーディオ音源の可聴音を発生させるものではなく、
一定程度の具体的な解決手段についての着想を行ったのは本件試作機を開発
したＣらである等として、Ｃらが本件発明の発明者（少なくとも共同発明者）
であると主張する。
20 ⑵ 本件実験機について
ア Ｂは、超音波を含む波動制御技術を専門とする研究者であり、平成２０
年に東京大学大学院情報理工学博士課程を卒業し、同大学院の研究室、熊
本大学大学院助教等を歴任した。Ｂは、博士課程在学中から、超音波トラ
ンスデューサの各振動子を個別に制御して振動のタイミングを遅延させる
25 ことによって、位相制御により超音波を特定の焦点位置に集束させる技術
（本件位相制御技術）の研究と、超音波の音響放射圧を利用した触覚ディ
スプレイの開発を行っており、平成２４年９月に開催された日本バーチャ
ルリアリティ学会において、「非接触インタラクションのための小型超音
波集束装置」と題する論文を発表するとともに、自作の超音波集束装置の
展示を行った。同学会に出席していたＡは、同年１０月以降、Ｂと共に本
5 件位相制御技術に関する共同研究を行うとともに、超音波集束装置である
本件実験機の開発、改良を進めた（甲１０４、１０５、１０７、１１２、
１１３、１２９、乙２４～２６、証人Ｂ）。
イ 本件実験機が、①ＰＤＴ社が原告に本件試作機の開発を依頼する平成２
７年５月より前に製作されていたこと、②各超音波トランスデューサから
10 放出される超音波を一定の任意の位置に集束させるものであって、本件発
明の特徴的部分のうち、「各超音波トランスデューサを個別に制御するた
めの制御信号を生成し、且つ、少なくとも１つの焦点位置で集束する位相
差を有する超音波を各超音波トランスデューサが放射するように、前記制
御信号を、各超音波トランスデューサに出力する制御手段を備える」
15 （注：制御信号が「オーディオ信号に基づ」くものである点は、ひとまず
おく。）ものであったことは、証拠（甲１２２～１２５、原告代表者Ｃ本
人、証人Ｂ）から優に認められ、当事者間にも争いがない。
ウ そこで、本件実験機が焦点位置で可聴音を発生させることができるもの
であったか否かについて検討する。
20 (ｱ) Ｂは、本件実験機について、平成２４年４月から６月にかけて、実
験機仕様書１、実験機取扱説明書及び実験機仕様書２を作成し、平成
２７年１月３１日まで順次改訂するとともに、平成２６年３月、甲１
２５論文を発表した（甲１２２～１２５）。
(ｲ) 実験機取扱説明書には、次の記載がある。
25 「１ 概要
本デバイスは空間中の１点に超音波焦点を形成する。ＰＣから
の制御はＵＳＢインタフェースを介して行われる。『出力コマンド
＋焦点座標＋出力強度＋変調周波数＋振動子間隔』を受け取ると、
その位置に焦点を結ぶための各振動子の適切な位相を計算し、矩形
波で振幅変調された超音波を出力する。」
5 「表１ 各種パラメータの値
…変調周波数 ＤＣおよび１～１０２３Hz（１Hz 刻み）」
(ｳ) 実験機仕様書２には、次の記載がある。
「１ 概要
…駆動回路の役割は、ＰＣからの指令に応じて振動子２８５個分
10 の駆動波形を生成することである。本デバイスは空間中の１点に超
音波焦点を形成する。焦点位置はｘ座標、ｙ座標、ｚ座標の組で指
定する。」
「１．１ ブロック図
…ＦＰＧＡはＰＣからの出力コマンドと焦点座標、出力強度、変
15 調周波数のデータを受け取ると、各振動子から焦点までの距離にも
とづいて適切な位相を算出し、超音波波形（４０kHz 矩形波）を生
成する。」
「４．１．３ 波形生成部
振動子２８５個分の駆動波形を生成して出力する。」
20 「４．１．４ 変調部
変調周波数に応じた矩形波ｍｃｌｋを生成し、アンプ回路へのイ
ネーブル信号として出力する。
図４ 搬送波 40kHz とイネーブル信号 OE と出力波形の関係」
(ｴ) 甲１２５論文には、次の記載がある。
「２．開発した装置
…本装置は超音波焦点を発生させ、三次元的に動かすことがで
5 きる（空間的な制御）。またＰＷＭ変調による超音波強度の調節や、
ＡＭ変調による振動の出力が可能である（時間的な制御）。」
「 …座標値から各振動子の時間差を算出する。その結果にもとづい
て、出力強度に応じたＰＷＭ制御を施した駆動信号（40kHz 矩形波）
を生成する。また変調周波数にもとづいて超音波をＡＭ変調するため
10 の矩形波を生成する。…ＡＭ変調用の矩形波の Duty 比は 50％とし、
変調周波数は 0～1,023Hz を１Hz 刻みで指定できるものとしている。
」
「４．強力超音波
超音波の音圧が高いときに顕著に現れる現象がいくつか知られて
15 いる。…本装置は超音波を集束させて強力な超音波を発生させ、こ
れらを利用することができる。…
４．１ 音響放射圧
…
４．２ 自己復調
20 超音波から可聴音が生じる現象であり、超指向性スピーカ（パラ
メトリックスピーカ）の基礎原理である。ＡＭ変調やＦＭ変調など
で超音波 ｐ [Pa]の波形が変化するとき、二次波 ｐ ｓ [Pa]が放射され
る。二次波 ｐ ｓの波動方程式は以下の式で与えられる。…すなわち、
超音波が変動するとき、その空間自体が音源としてふるまう。
４．３ 音響浮揚
5 …」
(ｵ) 以上の各記載から、本件実験機は、変調周波数１～１０２３Hz の範
囲（１Hz 刻み）で変調された矩形波（初期のテレビゲームの電子音の
ような音）を出力することが可能であり、その範囲では、焦点位置で
可聴音を発生させることができたと認められる。
10 また、本件実験機の動画（甲１１３）の内容は、前記認定とも整合
するものである。この動画は、「本来は空中に力を発生させる装置で
すが 超音波を振幅変調することで可聴音も出せます 今回は簡単の
ため超音波のＯＮ／ＯＦＦだけで 指定した周波数の矩形波を鳴らし
ています 演奏データは楽譜を見ながら手作業で作りました」との説
15 明文とともに、２台の本件実験機が、その下に置かれた液体の表面の
複数箇所を順次凹ませ（焦点位置と認められる。）、これに合わせて
単音の電子音の音楽が流れるものであるところ、動画のみからは可聴
音が焦点位置で発生していることまでは不明であるものの、前記(ｲ)か
ら(ｴ)の各記載内容と併せると、焦点位置でこの動画に現れた程度の可
20 聴音を発生させることができたとしても、不自然ではない。
エ これに対し、原告は、①実験機仕様書２の「４．１．４ 変調部」の記
載等は、ＰＷＭ変調が音圧＝出力強度を変えるために用いられることを
示しているにすぎない、②ＡやＢが作成したとされる動画（甲１１２、
１１３）は、焦点位置から可聴音が発生していることを示すものではな
25 い旨主張する。
しかし、①の点については、前記の実験機仕様書１、実験機取扱説明書、
実験機仕様書２及び甲１２５論文の記載を総合すると、本件実験機が変
調周波数１～１０２３Hz の範囲（１Hz 刻み）で変調された矩形波を出力
し、１０２３Hz 以下の可聴音を発生させることが可能であったと認めら
れるし、②の点については、前記ウ(ｵ)で述べたとおりである。
5 また、原告は、③本件実験機は、変調部による変調に搬送波と同様のタ
イミングの制御がされる（位相差が設けられる）構成となっておらず、
原告特徴的部分②、予備的特徴的部分を備えていないから、任意の焦点
位置において可聴音を発生させることができないと主張する。
この点、本件実験機が原告特徴的部分②、予備的特徴的部分を備えてい
10 ないことは当事者間に争いがないが、そうであっても任意の焦点位置に
おいて可聴音を発生させることができることは、前記２⑶イのとおりで
ある。
オ 以上によれば、本件実験機は、１０２３Hz 以下の範囲（１Hz 刻み）で
変調された矩形波の可聴音（初期のテレビゲームの電子音のような音）
15 という制約はあるものの、任意の焦点位置において可聴音を発生させる
ことができるものであったと認められる。
⑶ 本件試作機とその開発経緯について
ア 本件試作機について
証拠（原告代表者Ｃ本人及び陳述書（甲２１０、２１４）、証人Ｂ及
20 び陳述書（甲１２９、乙２６）のほか、以下に掲げる証拠）及び弁論の
全趣旨によれば、Ｃらが開発した本件試作機は、以下のものであったと
認められる。
(ｱ) 本件試作機は、ＰＤＴ社があらかじめプロダクトデザイナーに依頼
して作成していた筐体に組み込んだものであった（甲５の１、甲２０
25 ４、２１１の１～３）。
(ｲ) 本件実験機のソフトウェアは、パソコンとＦＰＧＡに搭載されたプ
ログラムであったのに対し、本件試作機においては、マイコンボード
ＧＲ－ＳＡＫＵＲＡによる処理とＦＰＧＡが採用された（甲３９、１
１７、１１８、１２３、２１１の１～３）。
(ｳ) 可聴音の音波形に変調させる際の方式はＰＷＭ変調とし、変調部に
5 おいて搬送波と同様のタイミングの制御を設ける構成であった（甲２
０９）。
(ｴ) ただし、本件試作機は、超音波トランスデューサを個別に制御し、変
調した超音波を異なる位相で発振することができるＦＰＧＡ搭載のプ
ログラムを搭載していたものの、発振した超音波を焦点に集束させる
10 ための位相制御のプログラムは搭載していなかった（甲１０９、１１
０）。
(ｵ) 前記(ｴ)の位相制御のプログラムを加えれば、本件試作機は、１０kHz
程度までの任意のオーディオ信号に基づく可聴音を焦点位置で発生さ
せることができるものであって、本件見積書に記載された課題（ＥＳ
15 （エンジニアリングサンプル）を製造するために、耐久性、安全性と
課題解決（発火及び共鳴音発生要因解明と解決を含む））をも解決し
たものとして、ＰＤＴ社に納品された。
イ 本件見積書記載の「フェーズドアレイＡＭ変調スピーカ」の着想につい
て
20 (ｱ) 本件試作機の開発において、「フェーズドアレイスピーカー」とは、
パラメトリックスピーカーのうち、複数の超音波トランスデューサの
位相を合わせ、焦点位置で可聴音を発生させるという形の指向性を持
たせたものを意味していた（弁論の全趣旨）。
(ｲ) 前記⑵ウ(ｴ)のとおり、Ｂは、平成２６年３月ころに公表した甲１２
25 ５論文において、超音波を焦点位置で集束させて強力な超音波を発生
させる本件実験機の利用方法の一つとして、「超指向性スピーカ（パ
ラメトリックスピーカ）」を挙げている。
(ｳ) Ａは、原告に本件試作機を発注する前の平成２７年４月２０日付けの
インターネット記事のインタビューにおいて、本件試作機と同じ筐体
デザインの指向性スピーカー「Pixie Dust」を発売予定であり、焦点で
5 集束した超音波により物体を浮かせ、その場所を自由に移動させられ
ることに続けて、「新しい指向性スピーカーにもなる」、「遠いとこ
ろにいる人にはこの説明、近づいてきた人にはこの説明といったよう
に、それぞれに合った音声を聞かせることにも応用可能」、「より空
間指向性の強い、よりプログラミング自由度の高いスピーカー」など
10 と述べている（甲９）。
(ｴ) そうすると、ＡとＢは、ＰＤＴ社が原告に本件試作機を発注する前か
ら、「フェーズドアレイスピーカー」の着想を得ていたと認められる。
前記のとおり、ＡとＢは、超音波の研究者であって、従来技術である
パラメトリックスピーカーの基本原理も認識していたと認められ、ま
15 た、一定の制約があるとはいえ、焦点位置で可聴音を発生させること
ができる本件実験機を開発していたのであるから、ＡとＢの着想は、
原告が主張するような単なる思い付きのレベルではなく、具体的な解
決手段を伴う着想であったというべきである。
なお、「ＡＭ変調」については、前記１⑶ウのとおり、パラメトリッ
20 クスピーカーにおいて、超音波を可聴音の音波形に変調させる際の方
式をＡＭ変調とすることも従来技術であったと認められる（本件試作
機が結果的に採用したＰＷＭ変調も同じ。）。
(ｵ) これに対し、原告は、Ａ、Ｂ及びＰＤＴ社とのやりとりにおいて、
「フェーズドアレイＡＭ変調スピーカ」という技術の提案をしたのは
25 Ｃであると主張し、原告代表者Ｃ本人尋問の結果及び陳述書（甲２１
４）には、これに沿う供述及び陳述があるほか、甲２０４見積書にお
ける「空中超音波集束装置 駆動部一式（４つ）の試作を完成させ
る。」との記載が本件見積書では「空中超音波集束装置 駆動部１式
（２つ）とフェーズドアレイＡＭ変調スピーカ１式（２つ）の試作品
を完成させる。」と変更されていることが認められる。証人Ｂの尋問
5 においても、Ｃからの提案があったことを明確に否定する供述はない
（尋問調書９、１０、１８頁）。
しかしながら、前記(ｴ)のとおり、ＡやＢは、ＰＤＴ社が原告に本件
試作機を発注する平成２７年５月より前に既に「フェーズドアレイス
ピーカー」の着想を得ていたと認められる以上、前記原告の主張及び
10 これに沿う証拠を考慮しても、「フェーズドアレイスピーカー」の着
想がＣの提案に由来するものであると認めるには足りない。
⑷ 本件発明の発明者について
ア 本件発明の特徴的部分は、「オーディオ信号に基づいて、各超音波トラ
ンスデューサを個別に制御するための制御信号を生成し、且つ、少なくと
15 も１つの焦点位置で集束する位相差を有する超音波を各超音波トランスデ
ューサが放射するように、前記制御信号を、各超音波トランスデューサに
出力する制御手段を備える」構成である（前記２⑵）。
そして、Ａ及びＢが開発した本件実験機は、少なくとも「オーディオ信
号に基づいて、」とある部分以外の本件発明の特徴的部分を備えるもので
20 あり（前記⑵イ）、さらに、１０２３Hz 以下の範囲（１Hz 刻み）で変調
された矩形波の可聴音（初期のテレビゲームの電子音のような音）という
制約はあるものの、任意の焦点位置において可聴音を発生させることがで
きるものであったと認められる（前記⑵オ）。
イ これに対し、原告は、１０２３Hz 以下の範囲（１Hz 刻み）で変調され
25 た矩形波の可聴音を発生させるだけでは、一般的なオーディオ音源の周波
数帯の可聴音を発生させるものとはいえず、オーディオ環境の制約を取り
除くという本件発明の課題を解決できない旨主張する。
しかし、本件発明は、特許請求の範囲の記載や本件明細書の記載をみて
も、発生させる可聴音の音域や音質を特定するものではない。「オーディ
オ信号に基づいて、」との部分から、一般的なオーディオ音源の周波数帯
5 に対応することができることを要すると解するとしても、前記１⑵、⑶に
よれば、可聴音の音波形に変調させた超音波の自己復調現象を利用したパ
ラメトリックスピーカーは周知の技術であり、製品としても実用化されて
いたと認められるから、超音波を一般的なオーディオ音源の可聴音の音波
形に変調すること自体は、当業者であれば実施することができるものであ
10 ったと認められる（なお、ＡやＢは、研究者としての知識は有していたが、
実際の製品を開発・製造する当業者ではなく、だからこそ原告に本件試作
機開発を依頼している（甲１２９、乙２６、証人Ｂ））。
さらに、一般的なパラメトリックスピーカーと異なり、焦点位置で集束
する超音波から可聴音を発生させるという点を考慮するとしても、そのた
15 めに必要な技術事項として原告が主張するのは、可聴音の波形が焦点位置
で集束するような位相差で放射し、焦点位置で可聴音の波形を揃えること
（原告特徴的部分②、予備的特徴的部分）である。そして、この構成がな
くとも可聴音を発生させることは可能であり、当該構成自体は本件発明の
特徴的部分に当たらないことは、既に述べたとおりである。
20 したがって、本件実験機で発生することができる可聴音が１０２３Hz
以下の範囲（１Hz 刻み）で変調された矩形波の可聴音であったという点
を考慮しても、本件発明の特徴的部分は当業者が実施することができる程
度にまで具体的・客観的なものとして構成されており、本件発明は完成し
ていたと認められる。
25 ウ 原告は、Ａらにおいて本件発明が完成したと認識していたのであれば、
本件特許が平成２９年１０月３日に至ってようやく出願されたことや、原
告に本件試作機開発を依頼する前に出願しなかったことは不自然である旨
主張する。
しかし、発明が完成した後に特許出願をするか否か、するとしていつ出
願するかについては、多くの考慮すべき事情があると考えられるから、原
5 告が主張する事情は、本件発明の完成時期の認定を左右するものとまでは
いえない。
エ 確かに、関係証拠及び弁論の全趣旨によれば、Ｃら原告関係者が、変調
方式をＡＭ変調とするかＰＷＭ変調とするかについての試験と検討、マイ
コンボードやＦＰＧＡ基盤の評価と選定、発熱・共鳴音対策、基盤・回路
10 の設計、必要なソフトウェアの作成（位相制御のプログラムを除く。）等
を、独自に行ったことは認められ（甲２１～３９、原告代表者Ｃ本人）、
本件試作機の音質や音域は、本件実験機よりも改良されていることが認め
られる（Ｂも、陳述書において、本件実験機は音質が高いとはいえないと
いう課題を有していることを認め（乙２６・８頁）、「本件実験機は、あ
15 くまでも本件位相制御技術を「音」の分野に適用した結果を実験的に確認
することを目的とするものであることから、市販の機材・部品・回路を組
み合わせ、また、実験に必要最小限のプログラムをＡ氏及び私が書き上げ
て、製作しました。大学に所属する若手研究者が低予算で実験機を製作す
るというのは、そういうものです。本件実験機は、それにより音楽を楽し
20 んだりするものではありません。」（甲１２９・１１頁）と述べてい
る。）。
しかし、本件試作機が備える前記⑶アの各機能のうち、可聴音の波形が
焦点位置で集束するような位相差で放射し、焦点位置で可聴音の波形を揃
える機能（同(ｳ)）は、可聴音の音質を向上させるものではあっても、本
25 件発明の技術的課題は、使用環境の制約の除去であって、可聴音の音質の
向上ではないから、本件試作機の当該機能は本件発明の特徴的部分に当た
るものではない。その余の点も、本件発明の特徴的部分を実施する場合に
おける具体的・客観的な態様の一つにすぎず、その内容に応じ、本件発明
とは別の課題を解決したものということができることがあるとしても、本
件発明の課題を解決したということはできない。すなわち、本件試作機の
5 各機能は、本件実験機の開発によって、本件発明の特徴的部分は当業者が
実施することができる程度にまで具体的・客観的なものとして構成され、
本件発明が完成していたとの前記認定を左右するものではない。
オ 以上によれば、Ｃらは、本件発明の特徴的部分を当業者が実施すること
ができる程度にまで具体的・客観的なものとして構成した者ということは
10 できず、本件発明の発明者（共同発明者）ではないと認められる。
他方、本件発明に係る特許公報（甲１）には、Ａらが発明者として記載
されているところ、前記認定及び弁論の全趣旨によれば、本件発明の発明
者はＡらであると認めることができ、これを覆すに足りる証拠はない。
４ 結論
15 以上のとおり、本件特許には、原告の主張する冒認も、共同出願違反もない
と認められるから、本件審決の判断に誤りがあるとは認められず、原告主張の
取消事由は、いずれも理由がないことになる。
よって、主文のとおり判決する。
知的財産高等裁判所第２部
裁判長裁判官
25 清 水 響
裁判官
菊 池 絵 理
裁判官
頼 晋 一
（別紙） JP 6329679 B1 2018.5.23
(57)【 特 許 請 求 の 範 囲 】
【請求項１】
 少なくとも１つの超音波スピーカであって、且つ、複数の超音波トランスデューサを備
える超音波スピーカ、及び、音源と接続可能なオーディオコントローラであって、
 前記音源からオーディオ信号を入力する手段を備え、
 前記オーディオ信号に基づいて、各超音波トランスデューサを個別に制御するための制
御信号を生成し、且つ、少なくとも１つの焦点位置で集束する位相差を有する超音波を各
超音波トランスデューサが放射するように、前記制御信号を、各超音波トランスデューサ
に出力する制御手段を備える、
オーディオコントローラ。 10
【請求項２】
 前記オーディオ信号は、音圧レベルの周波数特性と、第１サラウンドパンパラメータと
、を含み、
 前記制御手段は、
  前記音圧レベルの周波数特性と、前記第１サラウンドパンパラメータと、に基づいて
、前記超音波スピーカのパンニングを含む第２サラウンドパンパラメータを生成し、
  前記第２サラウンドパンパラメータに基づいて、前記焦点位置及び前記音圧レベルを
制御する、
請求項１に記載のオーディオコントローラ。
【 請求項３】 20
(2) JP 6329679 B1 2018.5.23
 前記制御手段は、前記位相差を用いて、少なくとも１つの焦点位置を制御する、
請求項１又は２に記載のオーディオコントローラ。
【請求項４】
 前記制御手段は、
  各超音波トランスデューサが放射する超音波が前記位相差を有するように、各超音波
トランスデューサの駆動タイミングを決定し、
  前記駆動タイミングに応じて、前記制御信号を各超音波トランスデューサに出力する
、
請求項１∼３の何れかに記載のオーディオコントローラ。
【請求項５】 10
 前記制御手段は、前記焦点位置の焦点座標と、各超音波トランスデューサの位置を示す
座標と、に基づいて、各超音波トランスデューサの駆動時間差を決定する、
請求項４に記載のオーディオコントローラ。
【請求項６】
 前記オーディオ信号と、前記焦点位置と、に基づいて、前記超音波をＡＭ（Ａｍｐｌｉ
ｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調又はＰＭ（Ｐｈａｓｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）
変調させるための変調パラメータを決定する手段を備える、
請求項１∼５の何れかに記載のオーディオコントローラ。
【請求項７】
 前記制御手段は、前記超音波スピーカに対するリスナの相対位置に基づいて、前記焦点 20
位置を制御する、
請求項１∼６の何れかに記載のオーディオコントローラ。
【請求項８】
 前記超音波スピーカの使用環境に関する使用環境情報を取得する手段を備え、
 前記制御手段は、前記使用環境情報を更に参照して、前記焦点位置を制御する、
請求項１∼７の何れかに記載のオーディオコントローラ。
【請求項９】
 前記使用環境情報は、前記超音波スピーカの使用環境のレイアウトを示すレイアウト情
報、及び、前記使用環境の画像情報の少なくとも１つを含む、
請求項８に記載のオーディオコントローラ。 30
【請求項１０】
 前記超音波スピーカが放射した超音波の反射波に基づいて、前記超音波スピーカの使用
環境に存在する反射部材の反射率を推定する手段を備え、
 前記制御手段は、前記反射率を更に参照して、前記焦点位置を制御する、
請求項１∼９の何れかに記載のオーディオコントローラ。
【請求項１１】
 前記オーディオコントローラは、更に、少なくとも１つのスピーカと接続可能であり、
 前記オーディオ信号に基づいて、前記超音波スピーカの第１音圧レベルと、前記スピー
カの第２音圧レベルと、を決定する手段を備え、
 前記制御手段は、 40
  前記第１音圧レベルに基づく第１スピーカ制御信号を前記超音波スピーカに出力し、
  前記第２音圧レベルに基づく第２スピーカ制御信号を前記スピーカに出力するする、
請求項１∼１０の何れかに記載のオーディオコントローラ。
【請求項１２】
 前記決定する手段は、周波数特性において高い周波数帯域ほど前記第１音圧レベルが高
くなるように、前記第２音圧レベルを決定する、
請求項１１に記載のオーディオコントローラ。
【請求項１３】
 前記制御手段は、少なくとも１つの焦点位置に点音源を形成する第１動作モード、及び
、前記超音波の放射方向に向かってビーム状音源を形成する第２動作モードの何れかで動 50
(3) JP 6329679 B1 2018.5.23
作する、
請求項１∼１２の何れかに記載のオーディオコントローラ。
【請求項１４】
 前記制御手段は、
  前記第１動作モードでは、前記超音波トランスデューサから第１距離に位置する第１
焦点に前記超音波を集束させ、
  前記第２動作モードでは、前記超音波トランスデューサから、前記第１距離より長い
第２距離に位置する第２焦点に前記超音波を集束させる、
請求項１３に記載のオーディオコントローラ。
【請求項１５】 10
 請求項１∼１３の何れかに記載のオーディオコントローラと接続可能な超音波スピーカ
であって、
 複数の超音波トランスデューサを備え、
 前記制御信号に従って、前記複数の超音波トランスデューサを個別に駆動する駆動部を
備える、
超音波スピーカ。
【請求項１６】
 請求項１∼１３の何れかに記載のオーディオコントローラを備え、
 複数の超音波トランスデューサを備える超音波スピーカを備え、
  前記超音波スピーカは、前記制御信号に従って、前記複数の超音波トランスデューサ 20
を個別に駆動する駆動部を備える、
オーディオシステム。
【請求項１７】
 コンピュータを、請求項１∼１３の何れかに記載の各手段として機能させるためのプロ
グラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
 本発明は、オーディオコントローラ、超音波スピーカ、及び、オーディオシステムに関
する。 30
【背景技術】
【０００２】
 複数のスピーカから構成されるオーディオシステムでは、各スピーカがリスナの周囲に
配置される。このようなオーディオシステムは、音源から入力されるオーディオ信号に対
応する複数のチャネルを各スピーカに割り当てることにより、臨場感のあるサウンドを再
生することができる。
 例えば、特許文献１には、リスナの位置及び方向に応じて、各スピーカのミキシング係
数を設定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】 40
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２７０５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
 しかし、特許文献１では、リスナの周囲に複数のスピーカを配置する必要がある。その
ため、オーディオシステムの使用環境に制約がある。特に、リスナの背後にスピーカを設
置することが難しい使用環境では、特許文献１のオーディオシステムは使用することがで
きない。
【０００５】 50
(4) JP 6329679 B1 2018.5.23
 本発明の目的は、オーディオシステムの使用環境の制約を取り除くことである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
 本発明の一態様は、
少なくとも１つの超音波スピーカ、及び、音源と接続可能なオーディオコントローラであ
って、
 前記音源からオーディオ信号を入力する手段を備え、
 前記オーディオ信号に基づいて、前記超音波スピーカが放射する超音波の焦点位置を制
御する手段を備える、
オーディオコントローラである。 10
【発明の効果】
【０００７】
 本発明によれば、オーディオシステムの使用環境の制約を取り除くことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態のオーディオシステムのシステム構成図である。
【図２】図１のオーディオシステムの構成を示すブロック図である。
【図３】図１の超音波スピーカの概略構成図である。
【図４】本実施形態の概要の説明図である。
【図５】図１の超音波スピーカの駆動タイミングの決定方法の説明図である。 20
【図６】本実施形態の超音波スピーカの動作例１の説明図である。
【図７】図６の動作例１において形成される音源を示す図である。
【図８】本実施形態の超音波スピーカの動作例２の説明図である。
【図９】図８の動作例２において形成される音源を示す図である。
【図１０】本実施形態の超音波スピーカの動作例３の説明図である。
【図１１】図１０の動作例３において形成される音源を示す図である。
【図１２】本実施形態の超音波スピーカの動作例４の説明図である。
【図１３】図１２の動作例４において形成される音源を示す図である。
【図１４】本実施形態のオーディオシステムの制御の処理のフローチャートである。
【図１５】図１４の処理において参照される音圧レベル情報及び第１サラウンドパンパラ 30
メータの概略図である。
【図１６】図１４の処理において第１周波数帯域∼第３周波数帯域に分割される音圧レベ
ル情報の概略図である。
【図１７】図１４の処理において生成される第２サラウンドパンパラメータの概略図であ
る。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
 以下、本発明の一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施形態
を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その
繰り返しの説明は省略する。 40
【００１０】
（１）オーディオシステムの構成
 オーディオシステムの構成について説明する。図１は、本実施形態のオーディオシステ
ムのシステム構成図である。図２は、図１のオーディオシステムの構成を示すブロック図
である。
【００１１】
 図１に示すように、使用環境ＳＰにオーディオシステム１が設置される。オーディオシ
ステム１は、リスナＬの前方に位置する。
 図２に示すように、オーディオシステム１は、オーディオコントローラ１０と、超音波
スピーカ２１と、ラウドスピーカ２２と、音源２３と、カメラ２４と、リスナ位置検出部 50
(5) JP 6329679 B1 2018.5.23
２５と、ウーファ２６と、を備える。
【００１２】
 オーディオコントローラ１０は、スピーカセット（超音波スピーカ２１、ラウドスピー
カ２２、及び、ウーファ２６）を制御する情報処理装置の一例である。
 オーディオコントローラ１０は、記憶装置１１と、プロセッサ１２と、入出力インタフ
ェース１３と、通信インタフェース１４と、を備える。
【００１３】
 記憶装置１１は、プログラム及びデータを記憶するように構成される。記憶装置１１は
、 例 え ば 、 Ｒ Ｏ Ｍ （ Read Only Memory） 、 Ｒ Ａ Ｍ （ Random Access Memory） 、 及 び 、 ス ト
レージ（例えば、フラッシュメモリ又はハードディスク）の組合せである。 10
【００１４】
 プログラムは、例えば、以下のプログラムを含む。
・ Ｏ Ｓ （ Operating System） の プ ロ グ ラ ム
・情報処理を実行するアプリケーション（例えば、オーディオシステム１を制御する制御
用アプリケーション）のプログラム
【００１５】
 データは、例えば、以下のデータを含む。
・情報処理において参照されるデータベース
・情報処理を実行することによって得られるデータ（つまり、情報処理の実行結果）
【００１６】 20
 プロセッサ１２は、記憶装置１１に記憶されたプログラムを起動することによって、オ
ーディオコントローラ１０の機能を実現するように構成される。プロセッサ１２は、コン
ピュータの一例である。
【００１７】
 入出力インタフェース１３は、オーディオコントローラ１０に接続される入力デバイス
（音源２３、カメラ２４、及び、リスナ位置検出部２５）から入力信号を受け付け、且つ
、オーディオコントローラ１０に接続される出力デバイス（超音波スピーカ２１及びラウ
ドスピーカ２２）に出力信号を出力するように構成される。
【００１８】
 通信インタフェース１４は、オーディオコントローラ１０とサーバ（不図示）との間の 30
通信を制御するように構成される。
【００１９】
 超音波スピーカ２１は、オーディオコントローラ１０の制御に従って、超音波を放射す
るように構成される。
【００２０】
 ラウドスピーカ２２及びウーファ２６は、オーディオコントローラ１０の制御に従って
、可聴音を発生させるように構成される。
【００２１】
 音源２３は、オーディオコントローラ１０にオーディオ信号を与えるように構成される
。音源２３は、以下のものを含む。 40
・テレビ
・ オ ー デ ィ オ メ デ ィ ア プ レ ー ヤ （ カ セ ッ ト プ レ ー ヤ 、 Ｃ Ｄ （ Compact Disc） プ レ ー ヤ 、 Ｄ
Ｖ Ｄ （ Digital Versatile Disc） プ レ ー ヤ 、 ブ ル ー レ イ デ ィ ス ク プ レ ー ヤ ）
・デジタルオーディオプレーヤ
【００２２】
 カメラ２４は、使用環境ＳＰの画像情報を取得するように構成される。カメラ２４は、
例 え ば 、 Ｃ Ｍ Ｏ Ｓ （ Complementary MOS） カ メ ラ で あ る 。
【００２３】
 リスナ位置検出部２５は、リスナＬの位置を検出するように構成される。
 リスナ位置検出部２５は、例えば、赤外線センサである。赤外線センサは、赤外線を照 50
(6) JP 6329679 B1 2018.5.23
射し、且つ、赤外線の反射光を受光すると、反射光に応じて電気信号を生成する。これに
より、リスナＬの位置が検出される。
【００２４】
（１−１）超音波スピーカの構成
 本実施形態の超音波スピーカの構成について説明する。図３は、図１の超音波スピーカ
の概略構成図である。
【００２５】
 図３に示すように、超音波スピーカ２１の放射面には、カバー２１ａ（図３Ａ）が配置
されている。カバー２１ａを取り外すと、筐体２１ｂ上の放射面（図３Ｂ）が露出する。
【００２６】 10
 放射面には、複数の超音波トランスデューサ２１ｃから構成されるフェーズドアレイＦ
Ａが配置される。複数の超音波トランスデューサ２１ｃは、ＸＺ平面（以下「アレイ面」
という）に配置される。
【００２７】
 超音波スピーカ２１は、各超音波トランスデューサ２１ｃを駆動させる駆動部（不図示
）を備える。駆動部は、複数の超音波トランスデューサ２１ｃを個別に駆動する。各超音
波トランスデューサ２１ｃは、駆動部の駆動により振動する。各超音波トランスデューサ
２１ｃの振動により、超音波が発生する。複数の超音波トランスデューサ２１ｃから放射
された超音波は、空間上を伝播し、空間上の焦点で集束する。焦点で集束した超音波は、
可聴音の音源を形成する。 20
【００２８】
（２）本実施形態の概要
 本実施形態の概要について説明する。図４は、本実施形態の概要の説明図である。
【００２９】
 図４に示すように、音源２３は、オーディオ信号をオーディオコントローラ１０に与え
る。
【００３０】
 オーディオコントローラ１０は、音源２３からオーディオ信号を入力する。オーディオ
信号は、音圧レベルの周波数特性及び第１サラウンドパンパラメータと、を含む。
 オーディオコントローラ１０は、オーディオ信号の周波数特性及び第１サラウンドパン 30
パラメータに基づいて、超音波スピーカ２１の第１音圧レベルと、ラウドスピーカ２２の
第２音圧レベルと、ウーファ２６の第３音圧レベルと、を決定する。
 オーディオコントローラ１０は、第１音圧レベルに基づく第１スピーカ制御信号を生成
し、超音波スピーカ２１に出力する。
 オーディオコントローラ１０は、第２音圧レベルに基づく第２スピーカ制御信号を生成
し、ラウドスピーカ２２に出力する。
 オーディオコントローラ１０は、第３音圧レベルに基づく第３スピーカ制御信号を生成
し、ウーファ２６に出力する。
【００３１】
 超音波スピーカ２１は、第１スピーカ制御信号に基づいて超音波を放射する。 40
 ラウドスピーカ２２は、第２スピーカ制御信号に基づいて音波を放射する。
 ウーファ２６は、第３スピーカ制御信号に基づいて音波を放射する。
 これにより、オーディオ信号に対応するサラウンド環境が構築される。
【００３２】
（３）超音波スピーカの動作例
 本実施形態の超音波スピーカの動作例について説明する。
【００３３】
 超音波スピーカ２１は、所定の変調方式で変調した超音波を放射する。
 変調方式は、例えば、以下の何れかである。
・ Ａ Ｍ （ Amplitude Modulation） 変 調 50
(7) JP 6329679 B1 2018.5.23
・ Ｆ Ｍ （ Frequency Modulation） 変 調
・ Ｐ Ｍ （ Phase Modulation） 変 調
【００３４】
 超音波スピーカ２１は、複数の超音波トランスデューサ２１ｃの駆動タイミングを個別
に制御することにより、各超音波トランスデューサ２１ｃから放射される超音波に位相差
を与える。焦点位置及び焦点数は、この位相差に依存する。つまり、超音波スピーカ２１
は、位相差を制御することにより、焦点位置及び焦点数を変化させることができる。
【００３５】
 本実施形態の超音波スピーカの位相差の形成方法について説明する。図５は、図１の超
音波スピーカの駆動タイミングの決定方法の説明図である。 10
【００３６】
 記憶装置１１には、フェーズドアレイＦＡの基準点（例えば、中心）に対する超音波ト
ランスデューサ２１ｃ（ｎ）のフェーズドアレイＦＡ上の相対位置を示す超音波トランス
デューサ２１ｃ（ｎ）の座標（ｘ（ｎ），ｙ（ｎ），ｚ（ｎ））が記憶されている。ｎは
、超音波トランスデューサ２１ｃの識別子（正の整数）である。
【００３７】
 例えば、リスナ位置検出部２５がリスナＬの位置を検出すると、プロセッサ１２は、図
５に示すように、基準点に対する焦点ＦＰの相対位置を示す焦点座標（ｘｆｐ，ｙｆｐ，
ｚｆｐ）を決定する。
 プロセッサ１２は、記憶装置１１に記憶された超音波トランスデューサ２１ｃ（ｎ）の 20
座標（ｘ（ｎ），ｙ（ｎ），ｚ（ｎ））と、焦点座標（ｘｆｐ，ｙｆｐ，ｚｆｐ）と、に
基づいて、超音波トランスデューサ２１ｃ（ｎ）と焦点ＦＰとの距離ｒ（ｎ）を計算する
。
【００３８】
 プロセッサ１２は、ｎ＋１番目に駆動する超音波トランスデューサ２１ｃ（ｎ＋１）の
駆動タイミングと、ｎ番目に駆動する超音波トランスデューサ２１ｃ（ｎ）との駆動タイ
ミングとの時間差（以下「駆動時間差」という）ΔＴ（ｎ＋１）を、式１を用いて、計算
する。
 ΔＴ（ｎ＋１）＝−ｒ（ｎ＋１）／ｃ …（式１）
・ｃ：音速 30
【００３９】
 上記のとおり、プロセッサ１２は、焦点座標（ｘｆｐ，ｙｆｐ，ｚｆｐ）と、記憶装置
１１に記憶された座標（ｘ（ｎ＋１），ｙ（ｎ＋１），ｚ（ｎ＋１））と、を用いて、各
超音波トランスデューサ２１ｃ（ｎ＋１）の駆動時間差ΔＴ（ｎ＋１）を計算する。プロ
セッサ１２は、この駆動時間差ΔＴ（ｎ＋１）に従い、各超音波トランスデューサ２１ｃ
（ｎ＋１）に駆動信号を供給する。
 各超音波トランスデューサ２１ｃは、この駆動信号に応じて駆動する。各超音波トラン
スデューサ２１ｃから放射された超音波は、駆動時間差ΔＴ（ｎ＋１）に応じた位相差を
有するので、焦点ＦＰで集束する。
【００４０】 40
 焦点ＦＰで集束した超音波は、音源を形成する。この音源から、可聴音が発生する。つ
まり、超音波スピーカ２１は、任意の位置に可聴音を発生させることができる。
【００４１】
 焦点距離が短くなるほど、焦点深度は小さくなる。焦点深度が小さくなるほど、超音波
の指向性は低下する。つまり、焦点距離が短くなるほど、超音波の進行方向からずれた方
向にも音波が伝わる傾向にある。換言すると、超音波スピーカ２１は、焦点位置を変える
ことにより、可聴音の音波が進行する進行範囲を変化させることができる。
【００４２】
 リスナＬが可聴音を聴き取れる可聴範囲の分布は、焦点ＦＰを軸とする略回転対称の形
状を形成する。可聴範囲は、超音波ビームに対して可聴音が進む方向又は角度、及び、焦 50
(8) JP 6329679 B1 2018.5.23
点ＦＰとリスナＬとの距離の組合せによって規定される。 可聴範囲は、超音波スピーカ
２１の使用環境の環境音と可聴音の音量との大小関係によって決まる。可聴音の音量は、
超音波トランスデューサ２１ｃから放射される超音波の振幅又は変調度によって決まる。
従って、プロセッサ１２は、超音波の振幅又は変調度を調整することにより、可聴範囲を
変化させることができる。
【００４３】
（３−１）動作例１（単焦点）
 本実施形態の超音波スピーカの動作例１について説明する。図６は、本実施形態の超音
波スピーカの動作例１の説明図である。図７は、図６の動作例１において形成される音源
を示す図である。動作例１では、１つの焦点に超音波を集束させる。 10
【００４４】
 図６に示すように、動作例１では、超音波トランスデューサ２１ｃａ∼２１ｃｉが、両
端部から中央に向かう順に、時間差で振動する。
 超音波スピーカ２１からは、振動の時間差に応じた位相差を有する超音波ＵＳＷ１が放
射される。超音波ＵＳＷ１は、フェーズドアレイＦＡの中心から焦点距離ｄ１だけ離れた
焦点ＦＰ１で集束する。
【００４５】
 図７に示すように、超音波スピーカ２１は、焦点ＦＰ１に点音源ＳＳ１を形成する。
 例えば、焦点ＦＰ１がリスナＬの耳元に位置する場合、点音源ＳＳ１はリスナＬの耳元
に形成される。この場合、リスナＬには、耳元で点音源ＳＳ１からの可聴音が聴こえる。 20
【００４６】
（３−２）動作例２（複焦点）
 本実施形態の超音波スピーカの動作例２について説明する。図８は、本実施形態の超音
波スピーカの動作例２の説明図である。図９は、図８の動作例２において形成される音源
を示す図である。動作例２では、複数の焦点に超音波を集束させる。
【００４７】
 図８に示すように、動作例２では、超音波トランスデューサ２１ｃａ∼２１ｃｉが、２
つのグループＧ１及びＧ２に分かれる。グループＧ１は、超音波トランスデューサ２１ｃ
ａ∼２１ｃｅから構成される。グループＧ２は、超音波トランスデューサ２１ｃｆ∼２１
ｃｉから構成される。 30
【００４８】
 グループＧ１（超音波トランスデューサ２１ｃａ∼２１ｃｅ）は、両端部から中央に向
かう順に、時間差で振動する。
 超音波スピーカ２１からは、振動の時間差に応じた位相差を有する超音波ＵＳＷ２ａが
放射される。超音波ＵＳＷ２ａは、フェーズドアレイＦＡの中心から焦点距離ｄ２ａだけ
離れた焦点ＦＰ２ａで集束する。
【００４９】
 グループＧ２（超音波トランスデューサ２１ｃｆ∼２１ｃｉ）は、両端部から中央に向
かう順に、時間差で振動する。
 超音波スピーカ２１からは、振動の時間差に応じた位相差を有する超音波ＵＳＷ２ｂが 40
放射される。超音波ＵＳＷ２ｂは、フェーズドアレイＦＡの中心から焦点距離ｄ２ｂだけ
離れた焦点ＦＰ２ｂで集束する。
【００５０】
 図９に示すように、超音波スピーカ２１は、焦点ＦＰ２ａ及びＦＰ２ｂに、それぞれ、
点音源ＳＳ２ａ及びＳＳ２ｂを形成する。
 例えば、焦点ＦＰ２ａがリスナＬ１の耳元に位置する場合、点音源ＳＳ２ａはリスナＬ
１の耳元に形成される。この場合、リスナＬ１には、耳元で点音源ＳＳ２ａからの可聴音
が聴こえる。
 焦点ＦＰ２ｂがリスナＬ２の耳元に位置する場合、点音源ＳＳ２ｂはリスナＬ２の耳元
に形成される。この場合、リスナＬ２には、耳元で点音源ＳＳ２ｂからの可聴音が聴こえ 50
(9) JP 6329679 B1 2018.5.23
る。
【００５１】
 なお、超音波スピーカ２１は、３個以上の焦点に点音源を形成することも可能である。
【００５２】
（３−３）動作例３（ビーム）
 本実施形態の超音波スピーカの動作例３について説明する。図１０は、本実施形態の超
音波スピーカの動作例３の説明図である。図１１は、図１０の動作例３において形成され
る音源を示す図である。
【００５３】
 図１０に示すように、動作例３では、動作例１の焦点距離ｄ１、並びに、動作例２の焦 10
点距離ｄ２ａ及びｄ２ｂより十分に長い距離ｄ３ａが設定される。この場合、超音波トラ
ンスデューサ２１ｃａ∼２１ｃｉが、略同時に振動することにより、超音波スピーカ２１
からは、実質的に位相差がない超音波ＵＳＷ３が放射される。超音波ＵＳＷ３は、焦点Ｆ
Ｐ３方向への指向性が高い超音波ビームＵＳＢ３を形成する。
【００５４】
 一般的に、超音波ビームは、ビーム状の音源を形成する。つまり、可聴音のビームは、
超音波ビームに覆いかぶさるように存在する。
 この場合、図１１に示すように、超音波ビームＵＳＢ３が、ビーム状の音源ＳＳ３を形
成する。従って、リスナＬには、超音波スピーカ２１の方向からビーム状の音源ＳＳ３（
つまり、超音波ビームＵＳＢ３に沿って形成された音源）からの可聴音が近づいてくるよ 20
うに聴こえる。
【００５５】
（３−４）動作例４（ビーム）
 本実施形態の超音波スピーカの動作例４について説明する。図１２は、本実施形態の超
音波スピーカの動作例４の説明図である。図１３は、図１２の動作例４において形成され
る音源を示す図である。
【００５６】
 図１２に示すように、動作例４では、動作例１の焦点距離ｄ１、並びに、動作例２の焦
点距離ｄ２ａ及びｄ２ｂより十分に長い距離が設定される。この場合、超音波トランスデ
ューサ２１ｃａ∼２１ｃｉが、一端部側から他端部側に向かう順に、時間差で振動するこ 30
とにより、超音波スピーカ２１からは、実質的に位相差がない超音波ＵＳＷ４が、アレイ
面に直交する方向（Ｙ＋方向）に対して斜めに放射される。超音波ＵＳＷ４は、超音波ス
ピーカ２１から、アレイ面に直交する方向（Ｙ＋方向）に対して斜めの位置にある焦点Ｆ
Ｐ４方向への指向性が高い超音波ビームＵＳＢ４を形成する。
【００５７】
 図１３に示すように、超音波スピーカ２１が放射した超音波ビームＵＳＢ４ａは、ビー
ム状の音源ＳＳ４ａを形成し、且つ、反射部材ＲＭで反射する。反射部材ＲＭで反射した
反射ビームＵＳＷ４ｂは、ビーム状の音源ＳＳ４ｂを形成する。
【００５８】
 一例として、反射部材ＲＭの側方に位置するリスナＬには、超音波スピーカ２１とは異 40
なる方向から音源ＳＳ４ｂが近づいてくる。従って、リスナＬには、側方からの可聴音が
壁から鳴っているように聴こえる。
【００５９】
 別の例として、反射部材ＲＭが超音波ＵＳＷ４ａを鏡面反射させる面を有する壁である
場合、反射部材ＲＭに対して、超音波ビームＵＳＢ４ａの反射方向に位置するリスナＬに
は、自身の背後に位置する壁から音源ＳＳ４ｂが近づいてくる。従って、リスナＬには、
音源ＳＳ４ｂからの可聴音が壁から鳴っているように聴こえる。
【００６０】
 別の例として、反射部材ＲＭが超音波ビームＵＳＢ４ａを乱反射させる面を有する場合
、反射部材ＲＭから広角に反射ビームＵＳＷ４ｂが拡散する。従って、リスナＬの位置に 50
(10) JP 6329679 B1 2018.5.23
よらず、リスナＬには、音源ＳＳ４ｂからの可聴音が広範囲で鳴っているように聴こえる
。
【００６１】
（４）オーディオシステムの制御
 本実施形態のオーディオシステムの制御について説明する。図１４は、本実施形態のオ
ーディオシステムの制御の処理のフローチャートである。図１５は、図１４の処理におい
て参照される音圧レベル情報及び第１サラウンドパンパラメータの概略図である。図１６
は、図１４の処理において第１周波数帯域∼第３周波数帯域に分割される音圧レベル情報
の概略図である。図１７は、図１４の処理において生成される第２サラウンドパンパラメ
ータの概略図である。 10
【００６２】
 ステップＳ２００の後、音源２３は、オーディオ信号の出力（Ｓ２００）を実行する。
 具体的には、音源２３は、オーディオ信号をエンコードし、オーディオコントローラ１
０に出力する。
 オーディオ信号は、再生すべき音の音圧レベル情報（図１５Ａ）と、第１サラウンドパ
ンパラメータ（図１５Ｂ）と、を含む。
【００６３】
 図１５Ａは、音圧レベル情報の例である。横軸が周波数（Ｈｚ）であり、縦軸が音圧レ
ベル（ｄＢ）である。
【００６４】 20
 図１５Ｂは、５．１ｃｈサラウンドモードの第１サラウンドパンパラメータの例である
。第１サラウンドパンパラメータは、センタスピーカ（Ｃ）、右フロントスピーカ（Ｒ）
、左フロントスピーカ（Ｌ）、右サラウンドスピーカ（ＲＳ）、左サラウンドスピーカ（
ＬＳ）、及び、ウーファ（ＬＦＥ）の音圧レベルのバランス（つまり、パンニング）を示
す。
【００６５】
 オーディオコントローラ１０は、使用環境情報の取得（Ｓ１００）を実行する。
【００６６】
 具体的には、プロセッサ１２は、使用環境ＳＰのレイアウトを示すレイアウト情報を生
成する。レイアウト情報は、使用環境ＳＰの３次元のサイズを示す情報と、３次元形状を 30
示す情報と、を含む。
 一例として、カメラ２４は、使用環境ＳＰの画像情報を撮像する。プロセッサ１２は、
カメラ２４によって撮像された画像情報に三次元モデリングを適用することにより、使用
環境ＳＰのレイアウトを示すレイアウト情報を生成し、記憶装置１１に記憶する。
 別の例として、プロセッサ１２は、入出力インタフェース１３又は通信インタフェース
１４を介して、使用環境ＳＰのレイアウト情報（例えば、３次元ＣＡＤデータ）を記憶装
置１１に記憶する。
【００６７】
 リスナ位置検出部２５は、赤外線を照射し、且つ、赤外線の反射光を受光することによ
り、リスナＬの位置を検出する。 40
 プロセッサ１２は、リスナ位置検出部２５が生成した電気信号に基づいて、超音波スピ
ーカ２１に対するリスナＬの相対位置を示す三次元座標を生成することにより、当該相対
位置を特定する。
【００６８】
 ステップＳ１００及びＳ２００の後、オーディオコントローラ１０は、オーディオ信号
の入力（Ｓ１０１）を実行する。
 具体的には、プロセッサ１２は、ステップＳ２００で音源２３から出力されたオーディ
オ信号を入力する。
【００６９】
 ステップＳ１０１の後、オーディオコントローラ１０は、オーディオ信号のデコード（ 50
(11) JP 6329679 B1 2018.5.23
Ｓ１０２）を実行する。
 具体的には、プロセッサ１２は、オーディオ信号をデコードすることにより、オーディ
オ信号から、音圧レベル情報（図１５Ａ）と、第１サラウンドパンパラメータ（図１５Ｂ
）と、を取り出す。
 プロセッサ１２は、音圧レベル情報と、第１サラウンドパンパラメータと、を記憶装置
１１に記憶する。
【００７０】
 ステップＳ１０２の後、オーディオコントローラ１０は、焦点位置の決定（Ｓ１０３）
を実行する。
【００７１】 10
 第１例として、ステップＳ１００でリスナ位置検出部２５によって１人のリスナＬが検
出された場合、プロセッサ１２は、ステップＳ１００でリスナ位置検出部２５の検出結果
に基づいて、超音波スピーカ２１に対するリスナＬの相対位置を特定する。
 プロセッサ１２は、特定した相対位置に基づいて、図７の焦点ＦＰ１の位置を決定する
。
【００７２】
 第２例として、ステップＳ１００でリスナ位置検出部２５によって複数（例えば、２人
）のリスナＬ１及びＵ２が検出された場合、プロセッサ１２は、ステップＳ１００でリス
ナ位置検出部２５の検出結果に基づいて、超音波スピーカ２１に対するリスナＬの相対位
置を特定する。 20
 プロセッサ１２は、特定した相対位置に基づいて、図９の複数の焦点ＦＰ２ａ及びＦＰ
２ｂの位置を決定する。
【００７３】
 第３例として、反射部材ＲＭ（例えば、壁）から可聴音を発生させる場合、プロセッサ
１２は、ステップＳ１００でプロセッサ１２によって生成されたレイアウト情報に基づい
て、超音波スピーカ２１に対する反射部材ＲＭの相対位置を特定する。
 プロセッサ１２は、特定した相対位置に基づいて、図１１の焦点ＦＰ３の位置を決定す
る。
【００７４】
 第４例として、リスナＬの背後の空間で可聴音を発生させる場合、プロセッサ１２は、 30
ステップＳ１００でプロセッサ１２によって生成されたレイアウト情報に基づいて、反射
部材ＲＭの相対位置を特定する。
 プロセッサ１２は、特定した相対位置に基づいて、図１３の焦点ＦＰ４ａの位置を決定
する。
【００７５】
 ステップＳ１０３の後、オーディオコントローラ１０は、第２サラウンドパンパラメー
タの生成（Ｓ１０４）を実行する。
 具体的には、プロセッサ１２は、ステップＳ１０２で記憶装置１１に記憶した音波レベ
ル情報の周波数特性を第１周波数帯域Ｂ１∼第３周波数帯域Ｂ３に分割する（図１６）。
【００７６】 40
 図１６に示すように、第１周波数帯域Ｂ１は、第１周波数閾値ＴＨ１以上の周波数帯域
である。
 プロセッサ１２は、超音波スピーカ２１の出力特性に基づいて第１周波数帯域Ｂ１を決
定する。
 プロセッサ１２は、第１周波数帯域Ｂ１を構成する周波数成分について、超音波スピー
カ２１の音圧レベルが最も高くなり、且つ、ウーファ２６の音圧レベルが最も低くなるよ
うに、超音波スピーカ２１の音圧レベルと、ラウドスピーカ２２の音圧レベルと、ウーフ
ァ２６の音圧レベルと、を決定する。
【００７７】
 第２周波数帯域Ｂ２は、第２周波数閾値ＴＨ２と第１周波数閾値ＴＨ１との間の周波数 50
(12) JP 6329679 B1 2018.5.23
帯域である。
 プロセッサ１２は、ラウドスピーカ２２の出力特性に基づいて第２周波数帯域Ｂ２を決
定する。
 プロセッサ１２は、第２周波数帯域Ｂ２を構成する周波数成分について、ラウドスピー
カ２２の音圧レベルが最も高くなり、且つ、ウーファ２６の音圧レベルが最も低くなるよ
うに、超音波スピーカ２１の音圧レベルと、ラウドスピーカ２２の音圧レベルと、ウーフ
ァ２６の音圧レベルと、を決定する。
【００７８】
 第３周波数帯域Ｂ３は、第２周波数閾値ＴＨ２以下の周波数帯域である。
 プロセッサ１２は、ウーファ２６の出力特性に基づいて第３周波数帯域Ｂ３を決定する 10
。
 プロセッサ１２は、第３周波数帯域Ｂ３を構成する周波数成分について、ウーファ２６
の音圧レベルが最も高くなり、且つ、超音波スピーカ２１の音圧レベルが最も低くなるよ
うに、超音波スピーカ２１の音圧レベルと、ラウドスピーカ２２の音圧レベルと、ウーフ
ァ２６の音圧レベルと、を決定する。
【００７９】
 プロセッサ１２は、決定した音圧レベル（超音波スピーカ２１の音圧レベル、ラウドス
ピーカ２２の音圧レベル、及び、ウーファ２６の音圧レベル）に基づいて、第２サラウン
ドパンパラメータ（図１７）を生成する。
 図１７の第２サラウンドパンパラメータは、超音波スピーカ（ＵＳ）、右フロントスピ 20
ーカ（Ｒ）、左フロントスピーカ（Ｌ）、右サラウンドスピーカ（ＲＳ）、左サラウンド
スピーカ（ＬＳ）、及び、ウーファ（ＬＦＥ）の音圧レベルのバランス（つまり、超音波
スピーカ２１を含むスピーカコンポーネントのパンニング）を示している。
【００８０】
 図１７Ａは、第１周波数帯域Ｂ１の音圧レベルが第２周波数帯域Ｂ２の音圧レベルより
高い場合の第２サラウンドパンパラメータの例を示している。
 図１７Ａに示すように、第１周波数帯域Ｂ１の音圧レベルが第２周波数帯域Ｂ２の音圧
レベルより高い場合の第２サラウンドパンパラメータでは、ラウドスピーカ２２（右フロ
ントスピーカ（Ｒ）、左フロントスピーカ（Ｌ）、右サラウンドスピーカ（ＲＳ）、及び
、左サラウンドスピーカ（ＬＳ））の音圧レベルより、超音波スピーカ（ＵＳ）の音圧レ 30
ベルが高い。
 つまり、第１周波数帯域Ｂ１の音圧レベルが第２周波数帯域Ｂ２の音圧レベルより高い
場合、オーディオコントローラ１０は、ラウドスピーカ２２の音より超音波スピーカ２１
の音を強調する。
【００８１】
 図１７Ｂは、第１周波数帯域Ｂ１の音圧レベルが第２周波数帯域Ｂ２の音圧レベルより
低い場合の第２サラウンドパンパラメータの例を示している。
 図１７Ａに示すように、第１周波数帯域Ｂ１の音圧レベルが第２周波数帯域Ｂ２の音圧
レベルより低い場合の第２サラウンドパンパラメータでは、ラウドスピーカ２２（右フロ
ントスピーカ（Ｒ）、左フロントスピーカ（Ｌ）、右サラウンドスピーカ（ＲＳ）、及び 40
、左サラウンドスピーカ（ＬＳ））の音圧レベルより、超音波スピーカ（ＵＳ）の音圧レ
ベルが低い。
 つまり、第１周波数帯域Ｂ１の音圧レベルが第２周波数帯域Ｂ２の音圧レベルより低い
場合、オーディオコントローラ１０は、超音波スピーカ２１の音よりラウドスピーカ２２
の音を強調する。
【００８２】
 ステップＳ１０４の後、オーディオコントローラ１０は、変調パラメータの決定（Ｓ１
０５）を実行する。
 具体的には、プロセッサ１２は、ステップＳ１０４で決定した第２サラウンドパンパラ
メータのうち超音波スピーカ（ＵＳ）の音圧レベルと、ステップＳ１０３で決定した焦点 50
(13) JP 6329679 B1 2018.5.23
位置と、に基づいて、変調パラメータを決定する。変調パラメータとは、超音波スピーカ
２１から放射される超音波のＡＭ変調のレベルに関するパラメータである。超音波の振幅
は、変調パラメータに依存する。
【００８３】
 ステップＳ１０５の後、オーディオコントローラ１０は、スピーカ制御信号の生成（Ｓ
１０６）を実行する。
【００８４】
 具体的には、プロセッサ１２は、第２サラウンドパンパラメータのうち、超音波スピー
カ（ＵＳ）の音圧レベルと、ステップＳ１０３で決定した焦点位置と、ステップＳ１０５
で決定した変調パラメータと、に基づいて、超音波スピーカ２１を制御するための第１ス 10
ピーカ制御信号を生成する。
【００８５】
 プロセッサ１２は、ステップＳ１０４で決定した第２サラウンドパンパラメータのうち
、右フロントスピーカ（Ｒ）、左フロントスピーカ（Ｌ）、右サラウンドスピーカ（ＲＳ
）、及び、左サラウンドスピーカ（ＬＳ）の音圧レベルに基づいて、ラウドスピーカ２２
を制御するための第２スピーカ制御信号を生成する。
【００８６】
 プロセッサ１２は、第２サラウンドパンパラメータのうち、ウーファ（ＬＦＥ）の音圧
レベルに基づいて、ウーファ２６を制御するための第３スピーカ制御信号を生成する。
【００８７】 20
 プロセッサ１２は、第１スピーカ制御信号∼第３スピーカ制御信号を、それぞれ、超音
波スピーカ２１、ラウドスピーカ２２、及び、ウーファ２６に出力する。
 超音波スピーカ２１は、第１スピーカ制御信号に基づいて、超音波を放射する。超音波
スピーカ２１から放射された超音波は、ステップＳ１０３で決定された焦点ＦＰで集束す
る。集束した超音波は、焦点ＦＰに可聴音の音源を形成する。つまり、焦点ＦＰに形成さ
れた音源は、可聴音を発生させる。
 ラウドスピーカ２２及びウーファ２６は、それぞれ、第２スピーカ制御信号及び第３ス
ピーカ制御信号に基づいて、自身を音源とする可聴音を発生させる。
【００８８】
 音源２３は、再生が終了するまで（Ｓ２０１−ＮＯ）、ステップＳ２００の処理を繰り 30
返し実行する。
 オーディオコントローラ１０は、再生が終了するまで（Ｓ１０７−ＮＯ）、ステップＳ
１００∼Ｓ１０６の処理を繰り返し実行する。
【００８９】
 これにより、オーディオシステム１は、使用環境ＳＰと、リスナＬの位置と、音源２３
から出力されるオーディオ信号と、に応じたサラウンド環境を構築することができる。
 特に、オーディオシステム１では、超音波スピーカ２１の焦点位置及び焦点数が可変で
あるので、使用環境ＳＰの制約（例えば、使用環境ＳＰのレイアウト、使用環境ＳＰ内に
存在する障害物、リスナＬの位置）を受けずに、より多様な音をリスナＬに聴かせること
ができる。 40
【００９０】
（５）変形例
 本実施形態の変形例について説明する。
【００９１】
（５−１）変形例１
 変形例１について説明する。変形例１は、フェーズドアレイＦＡが曲面形状を有する例
である。
【００９２】
 変形例１のフェーズドアレイＦＡは、可変曲率を有する曲面形状のアレイ面上に形成さ
れる。 50
(14) JP 6329679 B1 2018.5.23
 超音波スピーカ２１には、アクチュエータ（例えば、可変アーム）が接続される。アク
チュエータは、アレイ面の曲率（つまり、曲面形状）を変えるように構成される。アレイ
面の曲率が変わると、フェーズドアレイＦＡから放射される超音波の位相差も変化する。
【００９３】
 具体的には、ステップＳ１０６で生成される第１スピーカ制御信号は、アクチュエータ
を駆動させるための駆動信号を含む。
 アクチュエータは、駆動信号に基づいて、アレイ面の曲率を変える。
【００９４】
 変形例１によれば、アレイ面の曲率を変えることにより超音波に位相差を与える超音波
スピーカ２１を用いる場合にも、上記本実施形態と同様の効果が得られる。 10
 特に、単一の焦点（例えば、図６の焦点ＦＰ１）に超音波を集束させる場合、複数の超
音波トランスデューサ２１ｃの放射方向が当該焦点を向くので、当該焦点で集束する超音
波の音圧レベルを上げることができる。
【００９５】
（５−２）変形例２
 変形例２について説明する。変形例２は、超音波スピーカ２１を用いて、反射部材ＲＭ
の反射率と特定する例である。
【００９６】
 変形例２は、超音波トランスデューサ２１ｃが放射する超音波の反射波を検出する超音
波センサを備える。 20
【００９７】
 ステップＳ１００において、プロセッサ１２は、更に、レイアウト情報に基づいて、反
射部材ＲＭの位置を特定する。
 プロセッサ１２は、超音波トランスデューサ２１ｃを駆動させることにより、特定した
位置（つまり、反射部材ＲＭ）に向かって、超音波を放射する。超音波は、反射部材ＲＭ
に反射する。
 超音波センサは、反射部材ＲＭからの反射波を検出する。
 プロセッサ１２は、超音波を放射してから、超音波センサによって反射波が検出される
までの時間に基づいて、反射部材ＲＭによる超音波の反射方向及び反射率を推定する。
【００９８】 30
 ステップＳ１０３において、プロセッサ１２は、ステップＳ１００で推定した反射部材
ＲＭの反射方向と、リスナＬの相対位置と、に基づいて、焦点位置を決定する。
【００９９】
 ステップＳ１０５において、プロセッサ１２は、ステップＳ１００で推定した反射部材
ＲＭの反射率に基づいて、変調パラメータ（つまり、超音波の振幅）を決定する。
【０１００】
 変形例２によれば、超音波スピーカ２１をソナーとして用いる。これにより、反射部材
ＲＭの位置、反射方向、及び、反射率の組合せに応じて、使用環境ＳＰに適したサラウン
ド環境を構築することができる。
【０１０１】 40
（５−３）変形例３
 変形例３について説明する。変形例３は、複数の超音波スピーカ２１を用いてサラウン
ド環境を構築する例である。
【０１０２】
 変形例３のオーディオシステム１は、複数の超音波スピーカ２１を備える。
【０１０３】
 プロセッサ１２は、ステップＳ１０３及びＳ１０４において、各超音波スピーカ２１と
リスナＬの相対位置に基づいて、複数の超音波スピーカ２１の焦点位置及び音圧レベルを
個別に決定する。
【０１０４】 50
(15) JP 6329679 B1 2018.5.23
 変形例３によれば、本実施形態に比べて、焦点で集束する超音波が増えるので、集束す
る超音波により形成された音源からの可聴音の音圧を上げることができる。その結果、よ
り多様なサラウンド環境を構築することができる。
【０１０５】
（５−４）変形例４
 変形例４について説明する。変形例４は、可聴範囲を動的に変化させる例である。
【０１０６】
 変形例４の第１例では、プロセッサ１２は、オーディオシステム１のオペレータ（例え
ば、リスナＬ）の指示（例えば、音量を変化させるための操作）を受け付けると、当該指
示に応じて、超音波トランスデューサ２１ｃから放射される超音波の振幅又は変調度を変 10
更する。
 この場合、オペレータは、超音波スピーカ２１による音の可聴範囲を任意に変更するこ
とができる。
【０１０７】
 変形例４の第２例では、プロセッサ１２は、リスナ位置検出部２５によって検出された
リスナＬの位置に応じて、超音波トランスデューサ２１ｃから放射される超音波の振幅又
は変調度を変更する。例えば、プロセッサ１２は、複数のリスナＬのうち一部のリスナＬ
の位置が可聴範囲から除外されるように、振幅又は変調度を決定する。
 この場合、特定のリスナＬにのみ、超音波スピーカ２１による音を聴かせることができ
る。 20
【０１０８】
 変形例４の第３例では、オーディオコントローラ１０は、環境音の音量を検出するセン
サ（不図示）を備える。プロセッサ１２は、当該センサによって検出された音量に応じて
、可聴範囲が一律に保たれるように、振幅又は変調度を決定する。
 この場合、環境音が変化しても、可聴範囲を維持することができる。
【０１０９】
 変形例４の第４例では、オーディオコントローラ１０は、音源２３から与えられたオー
ディオ信号に応じて、振幅又は変調度を決定する。例えば、オーディオ信号に含まれる第
１サラウンドパンパラメータが広い可聴範囲に適したサラウンドパンを示す場合、プロセ
ッサ１２は、可聴範囲が広がるように、振幅又は変調度を決定する。第１サラウンドパン 30
パラメータが狭い可聴範囲に適したサラウンドパンを示す場合、プロセッサ１２は、可聴
範囲が狭まるように、振幅又は変調度を決定する。
 この場合、再生される音に応じて可聴範囲を変更することができる。
【０１１０】
 変形例４によれば、超音波スピーカ２１の外部要因に応じて、可聴範囲を動的に変化さ
せることができる。
【０１１１】
（６）本実施形態の小括
 本実施形態について小括する。
【０１１２】 40
 本実施形態の第１態様は、
 少なくとも１つの超音波スピーカ２１、及び、音源２３と接続可能なオーディオコント
ローラ１０であって、
 音源２３からオーディオ信号を入力する手段（例えば、ステップＳ１０１を実行するプ
ロセッサ１２）を備え、
 オーディオ信号に基づいて、超音波スピーカ２１が放射する超音波の焦点位置を制御す
る手段（例えば、ステップＳ１０４を実行するプロセッサ１２）を備える、
オーディオコントローラ１０である。
【０１１３】
 第１態様によれば、オーディオシステム１の使用環境の制約を取り除くことができる。 50
(16) JP 6329679 B1 2018.5.23
 一例として、焦点位置を任意に決められるので、リスナＬの位置に関わらず、超音波ス
ピーカ２１による音をリスナＬに聴かせることができる。
 別の例として、少なくとも１つの点に形成される点音源ＳＳ１（図７）と、ビーム状の
音源ＳＳ３及びＳＳｂ（図１１）と、を１つの超音波スピーカ２１を用いて選択的に切り
替えることができる。
【０１１４】
 本実施形態の第２態様のオーディオコントローラ１０は、
 オーディオ信号は、第１サラウンドパンパラメータを含み、
 制御する手段は、
  第１サラウンドパンパラメータと、周波数特性と、に基づいて、超音波スピーカ２１ 10
のパンニングを含む第２サラウンドパンパラメータを生成し、
  第２サラウンドパンパラメータに基づいて、焦点位置及び音圧レベルを制御する。
【０１１５】
 本実施形態の第３態様の制御する手段は、超音波スピーカが放射する超音波の位相差を
用いて、焦点位置及び焦点数の少なくとも１つを制御する。
【０１１６】
 本実施形態の第４態様の制御する手段は、超音波スピーカ２１の複数の超音波トランス
デューサ２１ｃの駆動タイミングを個別に制御することにより、超音波スピーカ２１が放
射する超音波の位相差を生成する。
【０１１７】 20
 第４態様によれば、駆動タイミングの制御によって位相差を生成するので、焦点位置を
より高速に制御することができる。
【０１１８】
 本実施形態の第５態様の制御する手段は、複数の超音波トランスデューサ２１ｃから構
成されるフェーズドアレイＦＡのアレイ面の曲率を変えることにより、超音波スピーカ２
１が放射する超音波の位相差を生成する。
【０１１９】
 第５態様によれば、アレイ面の曲率を変えることにより超音波に位相差を与える超音波
スピーカ２１を用いる場合にも、上記と同様の効果が得られる。
 特に、単一の焦点（例えば、図６の焦点ＦＰ１）に超音波を集束させる場合、複数の超 30
音波トランスデューサ２１ｃの放射方向が当該焦点を向くので、当該焦点で集束する超音
波の音圧レベルを上げることができる。
【０１２０】
 本実施形態の第６態様の制御する手段は、超音波スピーカ２１に対するリスナＬの相対
位置に基づいて、焦点位置を制御する。
【０１２１】
 第６態様によれば、リスナＬの位置に応じたサラウンド環境を構築することができる。
特に、リスナＬが再生中に動いた場合であっても、サラウンド環境を構築し続けることが
できるので、再生中のリスナＬの位置の制約を取り除くことができる。
 また、音源を移動させることができる。特に、リスナＬに近づく音、及び、リスナＬか 40
ら遠ざかる音（例えば、虫の羽音）をリスナＬに聴かせることができる。
【０１２２】
 本実施形態の第７態様のオーディオコントローラ１０は、超音波スピーカ２１の使用環
境ＳＰに関する使用環境情報を取得する手段（例えば、ステップＳ１００を実行するプロ
セッサ１２）を備え、
 制御する手段は、使用環境情報を更に参照して、焦点位置を制御する。
【０１２３】
 第７態様によれば、超音波スピーカ２１の使用環境ＳＰに応じたサラウンド環境を構築
することができる。
【０１２４】 50
(17) JP 6329679 B1 2018.5.23
 本実施形態の第８態様の使用環境情報は、超音波スピーカ２１の使用環境ＳＰのレイア
ウトを示すレイアウト情報、及び、使用環境ＳＰの画像情報の少なくとも１つを含む。
【０１２５】
 第８態様によれば、超音波スピーカ２１の使用環境ＳＰのレイアウトに応じたサラウン
ド環境を構築することができる。
【０１２６】
 本実施形態の第９態様のオーディオコントローラ１０は、超音波スピーカ２１が放射し
た超音波の反射波に基づいて、超音波スピーカ２１の使用環境ＳＰに存在する反射部材Ｒ
Ｍの反射率を推定する手段（例えば、プロセッサ１２）を備え、
 制御する手段は、反射率を更に参照して、焦点位置を制御する。 10
【０１２７】
 第９態様によれば、超音波スピーカ２１の使用環境ＳＰの反射部材ＲＭの位置、形状、
及び、反射率に応じたサラウンド環境を構築することができる。特に、環境光（例えば、
太陽光）の影響で、カメラ２４が取得した画像情報の画質が低い場合であっても、使用環
境ＳＰの反射部材ＲＭの位置、形状、及び、反射率に応じたサラウンド環境を構築するこ
とができる。
【０１２８】
 本実施形態の第１０態様のオーディオコントローラ１０は、更に、少なくとも１つのス
ピーカ（例えば、ラウドスピーカ２２及びウーファ２６の少なくとも１つ）と接続可能で
あり、 20
 オーディオ信号に基づいて、超音波スピーカ２１の第１音圧レベルと、スピーカの第２
音圧レベルと、を決定する手段（例えば、ステップＳ１０４を実行するプロセッサ１２）
を備え、
 制御する手段は、第１音圧レベルに基づく第１スピーカ制御信号と、第２音圧レベルに
基づく第２スピーカ制御信号と、を生成し、
 第１スピーカ制御信号を超音波スピーカ２１に出力する手段を備え、
 第２スピーカ制御信号をスピーカに出力する手段を備える。
【０１２９】
 本実施形態の第１１態様の決定する手段は、周波数特性において高い周波数帯域ほど第
１音圧レベルが高くなるように、第２音圧レベルを制御する。 30
【０１３０】
 第１１態様によれば、超音波スピーカ２１、超音波スピーカ２１以外のスピーカ（例え
ば、ラウドスピーカ２２、及び、ウーファ２６）の出力特性と、の組合せに応じたサラウ
ンド環境を構築することができる。
【０１３１】
 本実施形態の第１２態様は、上記オーディオコントローラ１０と接続可能な超音波スピ
ーカ２１であって、
 複数の超音波トランスデューサ２１ｃを備え、
 オーディオコントローラ１０の制御に従って、複数の超音波トランスデューサ２１ｃを
個別に駆動する駆動部を備える、 40
超音波スピーカ２１である。
【０１３２】
 本実施形態の第１３態様の複数の超音波トランスデューサ２１ｃは、平面上に配置され
、
 駆動部は、複数の超音波トランスデューサ２１ｃから放射される超音波に位相差が形成
されるように、各超音波トランスデューサを個別に振動させる。
【０１３３】
 本実施形態の第１４態様は、
 上記オーディオコントローラ１０を備え、
 複数の超音波トランスデューサ２１ｃを備える超音波スピーカ２１を備え、 50
(18) JP 6329679 B1 2018.5.23
  超音波スピーカ２１は、オーディオコントローラ１０の制御に従って、複数の超音波
トランスデューサ２１ｃを個別に駆動する駆動部を備える、
オーディオシステム１である。
【０１３４】
（７）その他の変形例
【０１３５】
 記憶装置１１は、ネットワークＮＷを介して、オーディオコントローラ１０と接続され
てもよい。
【０１３６】
 図２のスピーカコンポーネント（超音波スピーカ２１、ラウドスピーカ２２、及び、ウ 10
ーファ２６の組合せ）は一例である。本実施形態は、以下のスピーカコンポーネントにも
適用可能である。
・超音波スピーカ２１単体（つまり、超音波スピーカ２１以外のスピーカ（図２のラウド
スピーカ２２及びウーファ２６）を含まないスピーカコンポーネント）
・図２に示されていないスピーカ（例えば、サブウーファ）を含むスピーカコンポーネン
ト
【０１３７】
 カメラ２４が、リスナ位置検出部２５の代わりに、リスナＬの相対位置を検出しても良
い。
 例えば、カメラ２４が、リスナＬの画像情報を取得する。 20
 プロセッサ１２が、カメラ２４が取得した画像情報に対して、人の特徴量に基づく特徴
量解析を適用する。これにより、画像情報におけるリスナＬの位置（画像空間上の位置）
が特定される。
 プロセッサ１２は、特定した画像空間上の位置に基づいて、超音波スピーカ２１に対す
るリスナＬの相対位置を示す三次元座標を生成することにより、当該相対位置を特定する
。
【０１３８】
 超音波スピーカ２１が、リスナ位置検出部２５の代わりに、リスナＬの相対位置を検出
しても良い。
 例えば、超音波トランスデューサ２１ｃが放射する超音波の反射波を検出する超音波セ 30
ンサを備える。
 ステップＳ１００において、プロセッサ１２は、超音波トランスデューサ２１ｃを駆動
させることにより、超音波を放射する。超音波は、リスナＬに反射する。
 超音波センサは、リスナＬからの反射波を検出する。
 プロセッサ１２は、超音波を放射してから、超音波センサによって反射波が検出される
までの時間に基づいて、リスナＬの相対位置を推定する。
【０１３９】
 以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の範囲は上記の実施形態に
限定されない。また、上記の実施形態は、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々
の改良や変更が可能である。また、上記の実施形態及び変形例は、組合せ可能である。 40
【符号の説明】
【０１４０】
１     ：オーディオシステム
１０    ：オーディオコントローラ
１１    ：記憶装置
１２    ：プロセッサ
１３    ：入出力インタフェース
１４    ：通信インタフェース
２１    ：超音波スピーカ
２１ａ   ：カバー 50
(19) JP 6329679 B1 2018.5.23
２１ｂ   ：筐体
２１ｃ   ：超音波トランスデューサ
２２    ：ラウドスピーカ
２３    ：音源
２４    ：カメラ
２５    ：リスナ位置検出部
２６    ：ウーファ
【要約】
【課題】オーディオシステムの使用環境の制約を取り除く。
【解決手段】 オーディオコントローラは、少なくとも１つの超音波スピーカ、及び、音 10
源と接続可能である。このオーディオコントローラは、音源からオーディオ信号を入力す
る手段を備え、オーディオ信号に基づいて、超音波スピーカが放射する超音波の焦点位置
を制御する手段を備える。
【選択図】図４
【図１】 【図２】
(20) JP 6329679 B1 2018.5.23
【図３】 【図４】
【図５】 【図６】
(21) JP 6329679 B1 2018.5.23
【図７】 【図８】
【図９】 【図１０】
(22) JP 6329679 B1 2018.5.23
【図１１】 【図１２】
【図１３】 【図１４】
(23) JP 6329679 B1 2018.5.23
【図１５】 【図１６】
【図１７】
(24) JP 6329679 B1 2018.5.23
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フロントページの続き
(56)参考文献 特開２０１５−０５６９０５（ＪＰ，Ａ）   
       特開２００４−１１２２１１（ＪＰ，Ａ）   
       特開２０１２−０２９０９６（ＪＰ，Ａ）   
       国際公開第２０１７／１３５１９４（ＷＯ，Ａ１）  
       GAN, Woon-Seng, et al.，"A Digital Beamsteerer for Difference Frequency in a Parametri
       c Array"，IEEE TRANSACTIONS ON AUDIO, SPEECH, AND LANGUAGE PROCESSING，米国，IEEE，２
       ００６年 ５月，[オンライン],[検索日 2017.11.6],インターネット：        re.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=1621214>，ＵＲＬ，http://ieeexplore.ieee.org/stam
       p/stamp.jsp?arnumber=1621214
(58)調査した分野(Int.Cl.，ＤＢ名)
       Ｈ０４Ｒ   ３／００    
       Ｈ０４Ｓ   ７／００    
（別紙）
超音波から可聴音が聴こえるようにする仕組み
１ 音波の性質
5 ⑴ 「音波」とは、「空気が振動して、空気密度の高低として、空気中を伝わっていく
波」である（図１）。
図１
ス ⽿
ピ
カ
⾼
空
気
の
密
度
低
10 スピーカーが空気を揺らすと、図１上部のように、黒点線で描いた方向に空気が振
動することにより、空気密度が高いところ（空気分子が密なところ）と低いところ
（空気分子が疎なところ）が生まれる。この空気密度の高低が「波」として伝わって
いくのが「音波」である。この音波を表現する際には、図１の下段のように、空気が
振動した結果生じた、空気密度の高低（粗密）を描く。図１上部では、スピーカーを
15 揺らすことによって、「音波」すなわち「空気中を進む空気密度の高低（粗密）の波」
が、耳に向かって進んでいる。
図１の下部では、一次元的に一方向に進む図解を行ったが、音波が二次元的に進む
様子を図示すると図２のようになる。
図２
⑵ 複数の音源（スピーカー）から音波を出すと、複数の音波は空気中で重なり合いな
5 がら、それぞれ空気中を進んで行く。図３は、「２箇所の点音源からそれぞれ出た２
つの音波が、空気中で重なり合いながら進む」様子を図示したものである。
図３
図３上部の左右には、それぞれ異なる場所に配置された２音源から発せられた音波
10 が、単独でそれぞれどのように進んで行くかが描かれている。図３の下部では、音波
を同時に発した場合に２箇所の点音源からそれぞれ出た２つの音波が、空気中で重な
り合いながら進む様子を描いており、複合的な波が生じていることが見て取れる。
この図３の例で、空気中の各場所で、複数の音波が重なり合った結果生じている
「音波の大きさ」を色で図示したのが図４である。
・複数の⾳波の⾼低が揃う場所
⇒「⾳波同⼠が強め合う」
・複数の⾳波の⾼低が逆になる場所
⇒ 「⾳波同⼠打ち消し合う」
オレンジ部分︓⾳波同⼠が強め合う
⼤
⾳
量
⾳源
⼩
⾳源
ムラサキ部分︓⾳波同⼠が弱め合う
図４
図４では、図３の例で２つの点音源から出た各音波が重なり合って生み出す音波の
大きさを、音が大きいところはオレンジ色、音が小さいところは紫色で表現している。
図４を見ると、２つの点音源から出た２音波が重なりあったとき、（ａ）音波が重
10 なりあってできた（複合的な）音波の大きさが大きな箇所（オレンジ色）、（ｂ）音
波が重なりあってできた（複合的な）音波の大きさが小さな箇所（紫色）があること
が見てとれる。（ａ）の箇所では、２つの音波の密度高低（粗密）が揃い、（ｂ）の
箇所では、２つの音波の密度高低（粗密）が逆になる結果、（ａ）の箇所では、「音
波同士が強め合うことで、大きな音が生じる」、（ｂ）の箇所では、「音波同士が打
15 ち消し合い、小さな音しか生じない」のである。
図３・図４では、点音源が２つある場合を例に取ってきたが、点音源の数を増やす
と、図５のとおりである。
5 図５
図５は、１１個の点音源から「同じ音波形」を「同じタイミング」で出した場合に
生じる波を描いたものである。
図５を見ると、点音源の近くでは、複数の点音源からの音波が複雑に重なり合って
10 いるが、点音源から離れた領域では、音波が重なり合って、通常のスピーカが生み出
すような「平行波」又は「平面波」と呼ばれる単純な波になっていることがわかる。
２ 複数の超音波スピーカーを使い、焦点で大きな音を発生させる仕組み
空気中で複数音波の密度高低（粗密）が揃うと音波同士が強め合って大きな音が生じ、
15 空気中で複数音波の密度高低（粗密）が逆だと音波同士が打ち消し合って音が消えるこ
とからすれば、任意の焦点位置で音波形（密度高低・粗密の変化）が重なれば、焦点で
大きな音を発生させることができる。
その方法としては、点音源（スピーカー）から出た音波形が焦点に届くまでには距離
に応じた時間がかかる（音波の速さはおよそ１秒当たり約３４０メートルであるため、
点音源から焦点までの距離（メートル）／約３４０メートルで計算される秒数かかる）
5 ことから、点音源（スピーカー）から焦点までの距離に応じて、各点音源から音波形を
出すタイミング（時間）を調整すれば、各音源から出された音波形が任意の焦点位置で
綺麗に重なることになる。
図５の例で、焦点に届く音波形が揃うように、各音源で出す音波形にタイミング補正
をしたのが図６である。
図６
図６では、赤丸や紫丸で図示した１１個の点音源から、（各点音源から）焦点までの
距離に応じて、その距離を音波が進むのにかかる時間を計算し、点音源から出す音波形
15 に時間差を付けて音波形を出している（焦点に対して遠い点音源からは（焦点に近い点
音源と比較すると）距離に応じて早めに音波形を出す。）。その結果として、中央部に
青丸で示した「狙う特定場所＝焦点」で音波が集中している。
この図６の例について、図４のように、空気中の各場所で、複数の音波が重なり合っ
た結果生じている「音波の大きさ」を色で図示したのが図７である。
焦点近くの領域では
( ⽐較的) ⼤きな超⾳波が⽣じる
⼤
⾳
⾳源 量
焦点 ⼩
図７
図７を見ると、焦点領域では各音源から届く音波形が綺麗に揃うことで「大きな音」
5 が生じ、それ以外の場所では「音波形が綺麗には揃わないために、比較的小さな音しか
発生していない」ことがわかる。
図６の例で、赤丸の点音源と紫丸の点音源から出した音波形を示したのが図８である。
図８
図８の上部と下部の音波形は、基本的に同じ音波形であるが、時間軸（横軸）方向に
ずれている＝音波形を出すタイミング（時間）に対して制御が掛けられている（紫丸の
方が赤丸よりも音波形を出すタイミングが遅い）。このように同じ音波形を、時間をず
らして出すことによって、焦点位置で音波形を綺麗に揃えている。
３ 可聴音を超音波に乗せて、可聴音を聴こえるようにする仕組み
⑴ 変調過程：可聴音を超音波に乗せる過程
変調過程では、周波数が一定の超音波（搬送波）の大きさを「可聴音の音波形」を
使って変化させる。図９はその概略を示した図である。
図９
図９では、１秒間に４万回振動する（４０ｋＨｚ）超音波の大きさを、人が聴くこ
とができる８８０Ｈｚ（時報音の最後音（ポーン）の高さ）の可聴音の音波形の形に
15 沿って、変えている。この段階では、超音波の音量が周期的に変化しているだけであ
り、超音波であることに変わりはないため、人は可聴音を聴くことはできない。
⑵ 自己復調過程：超音波から可聴音を復元する過程
音波は「空気が振動して、空気密度の高低として、空気中を伝わっていく波」であ
るところ、超音波は「振動がとても速く繰り返される＝周波数がとても高い」音波で
20 ある。
⾳
( 可聴⾳の⾳量で変調した) 「元の超⾳波の⾳波形」 空気中を進む中で⾳波形が変化した超⾳波
波
形
時間( 秒) 時間( 秒)
元の超⾳波の⾳量変化と同じ波形が⽣じる
（ 超⾳波に載せた可聴⾳波形が復元される）
変
( 元の超⾳波の) ⾳量変化と同じ波形＝可聴⾳の⾳波形
︖ ＋
( 可聴⾳の⾳量で変調した) 「元の超⾳波の⾳波形」
図１０
超音波が空気中を伝わる際には、「超音波が空気中を進んで行くと、元の超音波の
音量変化と同じような形状の音波形が自然に生まれる」という現象が起きる。図１０
5 左上に示した「音波形」は、空気中を進む中で図１０右上のような「音波形」に変化
する。この図１０右上の音波形（空気中を進む際の音波形）は、図１０右下に示すよ
うに「（可聴音の音量で変調した）元の超音波の音波形」に「元の超音波の音量変化
と同じような形状の音波形」を足したような音波形である。
そのため、超音波が空気中を進んで行くと、「元の超音波の音波形」に「可聴音の
10 音波形と同じような形状の音波形」を足したような音に自然と変化する。この現象を
言い換えると「自然に可聴音が生じる（復元される）」のであり、この「超音波の振
幅として載せた可聴音波形が自然に生じる・復元される現象」を「自己復調」と呼ぶ。
以 上