特開 2020-74614 超音波スピーカ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-74614(P2020-74614A)

(43)【公開日】2020年5月14日

(54)【発明の名称】超音波スピーカ

(51)【国際特許分類】

   H04R 1/40 20060101AFI20200417BHJP

   H04R 3/12 20060101ALI20200417BHJP

   H04R 3/00 20060101ALI20200417BHJP

【ＦＩ】

   H04R1/40 330

   H04R3/12 Z

   H04R3/00 310

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2020-13659(P2020-13659)

(22)【出願日】2020年1月30日

(62)【分割の表示】特願2019-546935(P2019-546935)の分割

【原出願日】2019年6月25日

(31)【優先権主張番号】特願2018-121619(P2018-121619)

(32)【優先日】2018年6月27日

(33)【優先権主張国】JP

(71)【出願人】

【識別番号】517182918

【氏名又は名称】ピクシーダストテクノロジーズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】230116816

【弁護士】

【氏名又は名称】成川 弘樹

(74)【代理人】

【識別番号】100146123

【弁理士】

【氏名又は名称】木本 大介

(72)【発明者】

【氏名】落合 陽一

(72)【発明者】

【氏名】星 貴之

(72)【発明者】

【氏名】村上 泰一郎

【テーマコード（参考）】

5D019

5D220

【Ｆターム（参考）】

5D019AA01

5D019FF01

5D019GG00

5D220AA16

5D220AA44

5D220AB06

(57)【要約】      （修正有）

【課題】制御処理を簡素化する超音波スピーカを提供する。
【解決手段】超音波スピーカ２０は、振動子アレイ２１と、音響メタマテリアル２２と、を有する。振動子アレイ２１の放射面には、Ｎ個の超音波振動子ＴＲ（ｎ）が配置される（ｎは２〜Ｎの整数）。超音波振動子ＴＲ（ｎ）は、ＸＹ平面（以下「アレイ面」という）に配置される。振動子アレイ２１を基準として超音波の放射方向（Ｚ＋方向）には、音響メタマテリアル２２が配置される。音響メタマテリアル２２は、複数の導波管を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

超音波を放射する少なくとも１つの超音波振動子を備え、
前記超音波振動子を駆動することにより、前記超音波振動子から超音波を放射させる手段を備え、
前記超音波振動子から放射された超音波に位相差を与えるように構成された音響メタマテリアルを備える、
超音波スピーカ。

【請求項2】

前記音響メタマテリアルは、前記超音波振動子から放射された超音波を空間上の焦点に集束させるように構成される、
請求項１の記載の超音波スピーカ。

【請求項3】

前記音響メタマテリアルは、前記超音波を導波する複数の導波管を備え、
前記複数の導波管は、
第１導波長を有する第１導波管と、
前記第１導波長とは異なる第２導波長を有する第２導波管と、
を備える、
請求項２に記載の超音波スピーカ。

【請求項4】

前記音響メタマテリアルは、前記超音波を導波する複数の導波管を備え、
各導波管は、導波長が可変である可変導波構造を有し、
前記焦点の位置に基づいて、各導波管の導波長が変化するように、前記音響メタマテリアルを制御する手段を備える、
請求項２又は３に記載の超音波スピーカ。

【請求項5】

焦点の位置に基づいて、前記超音波振動子に対する前記音響メタマテリアルの相対位置が変化するように、前記音響メタマテリアルを制御する手段を備える、
請求項１〜４の何れかに記載の超音波スピーカ。

【請求項6】

焦点の位置に基づいて、前記超音波振動子に対する前記音響メタマテリアルの相対角度が変化するように、前記音響メタマテリアルを制御する手段を備える、
請求項１〜５の何れかに記載の超音波スピーカ。

【請求項7】

前記音響メタマテリアルは、前記超音波を導波する導波管を備え、
前記導波管における前記超音波の進行速度を変化させるように、前記音響メタマテリアルを制御する手段を備える、
請求項１〜６の何れかに記載の超音波スピーカ。

【請求項8】

前記制御する手段は、焦点の位置に基づいて、前記導波管内の媒質の温度を変化させる、
請求項７に記載の超音波スピーカ。

【請求項9】

前記導波管は、
第１可変構造を有する第１導波管と、
前記第１可変構造とは異なる第２可変構造を有する第２導波管と、
を備え、
前記制御する手段は、前記第１可変構造及び前記第２可変構造の少なくとも１つを変化させる、
請求項７又は８に記載の超音波スピーカ。

【請求項10】

前記焦点の位置に基づいて、前記第１可変構造及び前記第２可変構造の少なくとも１つを変化させる手段を備える、
請求項９に記載の超音波スピーカ。

【請求項11】

前記音響メタマテリアルは、前記超音波振動子から放出された超音波に振幅差を与えるように構成される、
請求項１〜１０の何れかに記載の超音波スピーカ。

【請求項12】

前記音響メタマテリアルは、前記超音波を導波する複数の導波管を備え、
前記複数の導波管は、
第１導波径を有する第１導波管と、
前記第１導波径とは異なる第２導波径を有する第２導波管と、
を備える、
請求項１１に記載の超音波スピーカ。

【請求項13】

前記音響メタマテリアルは、前記超音波を導波する複数の導波管を備え、
前記焦点の位置に基づいて、各導波管の導波径が変化するように、前記音響メタマテリアルを制御する手段を備える、
請求項１１又は１２に記載の超音波スピーカ。

【請求項14】

前記音響メタマテリアルは、前記超音波を導波する複数の導波管を備え、
前記導波管の数は、前記超音波振動子の数より多い、
請求項１〜１３の何れかに記載の超音波スピーカ。

【請求項15】

前記超音波振動子は、二次元の配列方向に沿って配列された複数の超音波振動子を含み、
前記駆動する手段は、前記配列方向のうちの一方向に配列された複数の超音波振動子を含む制御単位毎に、各制御単位を個別に駆動させる、
請求項１〜１４の何れかに記載の超音波スピーカ。

【請求項16】

前記超音波振動子は、複数の超音波振動子を含み、
前記駆動する手段は、各超音波振動子から放射された超音波が個別の発振位相を有するように、各超音波振動子を駆動する、
請求項１〜１５の何れかに記載の超音波スピーカ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、超音波スピーカに関する。

【背景技術】

【0002】

指向性を有する超音波を放射する超音波スピーカが知られている。超音波スピーカは、特定の範囲にのみ可聴音を発生させることができる。

【0003】

例えば、特開２０１５−５６９０５号公報には、所定の方向に向かって指向性音声のビームを放出するように構成された音声システムが開示されている。この音声システムによれば、リスナの耳の位置に音源を形成することができる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特開２０１５−５６９０５号公報では、超音波振動子アレイを制御することにより、リスナに標的が定められた指向性音声ビームを放出する。そのため、超音波振動子アレイの制御処理を実装する必要がある。当該制御処理の実装は、超音波振動子アレイを制御するための制御回路を複雑化させる。

【0005】

このように、従来、指向性を有する超音波を放射する超音波スピーカの実現には、複雑な制御処理が必要である。その結果、超音波スピーカのコストが増加する。

【0006】

本発明の目的は、超音波スピーカの制御処理を簡素化することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様は、
超音波を放射する少なくとも１つの超音波振動子を備え、
超音波を放射するように、前記超音波振動子を制御する手段を備え、
前記超音波振動子から放射された超音波に位相差を与えるように構成された音響メタマテリアルを備える、
超音波スピーカである。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、超音波スピーカの制御処理を簡素化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態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2】図１の超音波スピーカの構成を示す斜視図である。

【図3】図２の超音波スピーカの上面図及び断面図である。

【図4】本実施形態の概要の説明図である。

【図5】本実施形態の超音波スピーカの制御を説明するための断面図である。

【図6】本実施形態の超音波スピーカの制御を説明するための斜視図である。

【図7】変形例１の概要の説明図である。

【図8】変形例１の超音波スピーカの制御を説明するための振動子アレイの概略図である。

【図9】変形例１の超音波スピーカの制御を説明するための断面図である。

【図10】変形例１の超音波スピーカの制御を説明するための斜視図である。

【図11】変形例１の超音波スピーカの制御の処理のフローチャートである。

【図12】変形例２の音響メタマテリアルの構造の第１例を示す図である。

【図13】変形例２の音響メタマテリアルの構造の第２例を示す図である。

【図14】変形例３の概要の説明図である。

【図15】変形例３の音響メタマテリアル２２の制御の第１例の説明図である。

【図16】変形例３の音響メタマテリアル２２の制御の第２例の説明図である。

【図17】変形例３の音響メタマテリアル２２の制御の第３例の説明図である。

【図18】変形例３の音響メタマテリアルの制御の第４例を示す図である。

【図19】変形例３の音響メタマテリアルの制御の第５例の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

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。

【0011】

（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構成を示すブロック図である。

【0012】

図１に示すように、オーディオシステム１は、超音波コントローラ１０と、超音波スピーカ２０と、音源３０と、カメラ３１と、位置検出部３２と、を備える。

【0013】

超音波コントローラ１０は、超音波スピーカ２０を制御する情報処理装置の一例である。
超音波コントローラ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。

【0014】

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、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（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。

【0015】

プログラムは、例えば、以下のプログラムを含む。
・ＯＳ（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

【0016】

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）

【0017】

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、超音波コントローラ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。

【0018】

入出力インタフェース１３は、超音波コントローラ１０に接続される入力デバイス（音源３０、カメラ３１、及び、位置検出部３２）から入力信号を受け付け、且つ、超音波コントローラ１０に接続される出力デバイス（超音波スピーカ２０）に出力信号を出力するように構成される。

【0019】

通信インタフェース１４は、超音波コントローラ１０とサーバ（不図示）との間の通信を制御するように構成される。

【0020】

超音波スピーカ２０は、超音波コントローラ１０の制御に従って、超音波を放射するように構成される。

【0021】

音源３０は、超音波コントローラ１０にオーディオ信号を与えるように構成される。音源３０は、以下のものを含む。
・テレビ
・オーディオメディアプレーヤ（カセットプレーヤ、ＣＤ（Compact Disc）プレーヤ、ＤＶＤ（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３１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３１は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary MOS）カメラである。

【0023】

位置検出部３２は、人の位置を検出するように構成される。
位置検出部３２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、人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２は、図１の超音波スピーカの構成を示す斜視図である。図３は、図２の超音波スピーカの上面図及び断面図である。

【0025】

図２に示すように、超音波スピーカ２０は、振動子アレイ２１と、音響メタマテリアル２２と、を有する。

【0026】

振動子アレイ２１の放射面には、Ｎ個の超音波振動子ＴＲ（ｎ）が配置される（ｎは２〜Ｎの整数）。超音波振動子ＴＲ（ｎ）は、ＸＹ平面（以下「アレイ面」という）に配置される。

【0027】

振動子アレイ２１を基準として超音波の放射方向（Ｚ＋方向）には、音響メタマテリアル２２が配置される。音響メタマテリアル２２は、複数の導波管を備える。

【0028】

例えば、音響メタマテリアル２２は、第１導波管２２ａと、第２導波管２２ｂと、を備える。図３Ａに示すように、第１導波管２２ａ及び第２導波管２２ｂは、アレイ面に沿って、格子状に並ぶ。
図３Ｂに示すように、第２導波管２２ｂは、導波部材２２ｂａを備える。導波部材２２ｂａは、超音波の放射方向（Ｚ方向）に対して直交する方向（Ｘ方向）に配置されている。そのため、導波部材２２ｂａを備えていない第１導波管２２ａの第１導波長は、第２導波管２２ｂの第２導波長とは異なる。
これにより、第１導波管２２ａを通過する超音波と、第２導波管２２ｂを通過する超音波との間に位相差が生成される。つまり、音響メタマテリアル２２は、振動子アレイ２１から放射された超音波に位相差を与えるように構成される。音響メタマテリアル２２によって与えられる位相差は、第１導波長と、第２導波長と、によって決まる。換言すると、音響メタマテリアル２２は、第１導波長及び第２導波長に応じた音響係数を有する。

【0029】

超音波スピーカ２０は、駆動部（不図示）を備える。駆動部は、各超音波振動子ＴＲ（ｎ）を駆動する。各超音波振動子ＴＲ（ｎ）は、駆動部の駆動により振動する。各超音波振動子ＴＲ（ｎ）の振動により、超音波が発生する。振動子アレイ２１から放射された超音波は、音響メタマテリアル２２を介して空間上を伝播し、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。

【0030】

（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。

【0031】

図４に示すように、音源３０は、オーディオ信号を超音波コントローラ１０に与える。

【0032】

超音波コントローラ１０は、各超音波振動子ＴＲ（ｎ）の制御パラメータＰＡＲ（ｎ）を生成する。制御パラメータＰＡＲ（ｎ）は、振動子アレイ２１に位相差のない超音波ＵＳＷ０を放射させるための、各超音波振動子ＴＲ（ｎ）の発振振幅Ａ（ｎ）及び発振位相Ｐ（ｎ）の少なくとも１つを含む。
超音波コントローラ１０は、制御パラメータＰＡＲ（ｎ）を振動子アレイ２１に出力する。

【0033】

例えば、同一の発振振幅Ａ（ｎ）を示す制御パラメータＰＡＲ（ｎ）がすべての超音波振動子ＴＲ（ｎ）に対して同時に与えられた場合、各超音波振動子ＴＲ（ｎ）は、制御パラメータＰＡＲ（ｎ）に従って、同一の発振振幅Ａ（ｎ）で同時に駆動する。その結果、振動子アレイ２１から、位相差のない超音波ＵＳＷ０（つまり、平面波）が放射される。

【0034】

音響メタマテリアル２２は、振動子アレイ２１から放射された超音波ＵＳＷ０に対して、音響係数に応じた位相差を与える。音響メタマテリアル２２から放射された超音波ＵＳＷ１は、位相差を有する。超音波ＵＳＷ１は、空間上に形成された焦点ＦＰ（ｘｆｐ，ｙｆｐ，ｚｆｐ）で集束する。焦点座標（ｘｆｐ，ｙｆｐ，ｚｆｐ）は、音響係数によって決まる。
これにより、焦点ＦＰが形成された空間が音源として振る舞う。これにより、リスナＬに対して、焦点ＦＰでのみ可聴音を聴かせることができる。

【0035】

（３）超音波スピーカの制御
本実施形態の超音波スピーカの制御について説明する。図５は、本実施形態の超音波スピーカの制御を説明するための断面図である。図６は、本実施形態の超音波スピーカの制御を説明するための斜視図である。

【0036】

超音波スピーカ２０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。
・ＡＭ（Amplitude Modulation）変調
・ＦＭ（Frequency Modulation）変調
・ＰＭ（Phase Modulation）変調

【0037】

超音波コントローラ１０は、複数の超音波振動子ＴＲ（ｎ）に同一の駆動信号を与える。
図５〜図６に示すように、各超音波振動子ＴＲ（ｎ）は、駆動信号に基づいて同時に振動することにより超音波を発振する。これにより、振動子アレイ２１から、位相差のない超音波ＵＳＷ０がＺ方向に放射される。

【0038】

振動子アレイ２１から放射された超音波ＵＳＷ０は、音響メタマテリアル２２によって、超音波の放射方向（Ｚ方向）に対して直交する方向（Ｘ方向及びＹ方向）についての位相差が加えられることにより、Ｘ方向及びＹ方向についての位相差を有する超音波ＵＳＷ１に変換される（図５〜図６を参照）。
超音波ＵＳＷ１は、空間上の焦点ＦＰ１（ｘｆｐ，ｙｆｐ，ｚｆｐ）で集束する。

【0039】

本実施形態によれば、振動子アレイ２１から放射された超音波ＵＳＷ０には、音響メタマテリアル２２によって位相差が与えられる。音響メタマテリアル２２から放射された超音波ＵＳＷ１は、位相差を有する。超音波ＵＳＷ１は、空間上の焦点ＦＰ（ｘｆｐ，ｙｆｐ，ｚｆｐ）で集束する。
このように、振動子アレイ２１において、超音波ＵＳＷ０に位相差を与えるための制御を実行することなく、焦点ＦＰに超音波ＵＳＷ１を集束させることができる。これにより、焦点ＦＰに集束する超音波を放射可能な超音波スピーカ２０を制御するための超音波コントローラ１０の制御処理を簡素化することができる。

【0040】

（４）変形例
本実施形態の変形例について説明する。

【0041】

（４−１）変形例１
変形例１について説明する。変形例１は、振動子アレイ２１から放射される超音波が位相差を有する例である。

【0042】

（４−１−１）変形例１の概要
変形例１の概要について説明する。図７は、変形例１の概要の説明図である。

【0043】

図７に示すように、音源３０は、オーディオ信号を超音波コントローラ１０に与える。

【0044】

超音波コントローラ１０は、音源を形成すべき空間上の位置に関する焦点位置情報を入力する。
焦点位置情報は、例えば、以下の少なくとも１つによって超音波コントローラ１０に与えられる。
・超音波コントローラ１０を操作するオペレータの指示
・入力デバイス（音源３０、カメラ３１、及び、位置検出部３２の少なくとも１つ）から入力される入力信号
・オーディオ信号に対応する音の種類

【0045】

超音波コントローラ１０は、焦点位置情報に基づいて、各超音波振動子ＴＲ（ｎ）の制御パラメータＰＡＲ（ｎ）を生成する。制御パラメータＰＡＲ（ｎ）は、超音波振動子ＴＲ（ｎ）の発振振幅Ａ（ｎ）及び発振位相Ｐ（ｎ）の少なくとも１つを含む。
超音波コントローラ１０は、制御パラメータＰＡＲ（ｎ）を振動子アレイ２１に出力する。

【0046】

各超音波振動子ＴＲ（ｎ）は、制御パラメータＰＡＲ（ｎ）に従って個別に駆動する。その結果、振動子アレイ２１から、位相差を有する超音波ＵＳＷ０が放射される。

【0047】

音響メタマテリアル２２は、振動子アレイ２１から放射された超音波ＵＳＷ０に対して、音響係数に応じた位相差を与える。その結果、音響メタマテリアル２２から放射された超音波ＵＳＷ１は、空間上に形成された焦点ＦＰ（ｘｆｐ，ｙｆｐ，ｚｆｐ）で集束する。焦点座標（ｘｆｐ，ｙｆｐ，ｚｆｐ）は、音響係数によって決まる。
これにより、焦点ＦＰが形成された空間が音源として振る舞う。これにより、リスナＬに対して、焦点ＦＰでのみ可聴音を聴かせることができる。

【0048】

（４−１−２）超音波スピーカの制御
変形例１の超音波スピーカの制御について説明する。図８は、変形例１の超音波スピーカの制御を説明するための振動子アレイの概略図である。図９は、変形例１の超音波スピーカの制御を説明するための断面図である。図１０は、変形例１の超音波スピーカの制御を説明するための斜視図である。

【0049】

図８Ａに示すように、ＸＹ平面に配列された複数の超音波振動子ＴＲ（ｎ）が振動子アレイ２１を構成する。
図８Ｂに示すように、超音波コントローラ１０は、Ｘ方向に配列された複数の超音波振動子ＴＲ（ｎ）の集合を制御単位ＣＵ（ｍ：１〜Ｍ）として取り扱う。
超音波コントローラ１０は、各制御単位ＣＵ（ｍ）を個別に制御する。具体的には、超音波コントローラ１０は、各制御単位ＣＵ（ｍ）を構成する複数の超音波振動子ＴＲ（ｎ）に駆動信号を同時に与える。
各制御単位ＣＵ（ｍ）を構成する複数の超音波振動子ＴＲ（ｎ）は、駆動信号に基づいて同時に振動することにより超音波を発振する。したがって、ある制御単位ＣＵ（ｍ）から放射される超音波は、各制御単位ＣＵ（ｍ）を構成する複数の超音波振動子ＴＲ（ｎ）の配列方向（Ｘ方向）についての位相差を有さない。
一方、各制御単位ＣＵ（ｍ）は、時間差で駆動する。したがって、各制御単位ＣＵ（ｍ）から放射される超音波は、複数の制御単位ＣＵ（ｍ）の配列方向（Ｙ方向）についての位相差を有する。
これにより、Ｙ方向についての位相差を有する超音波ＵＳＷ０が振動子アレイ２１から放射される。

【0050】

振動子アレイ２１から放射された超音波ＵＳＷ０は、音響メタマテリアル２２によって、各制御単位ＣＵ（ｍ）を構成する複数の超音波振動子ＴＲ（ｎ）の配列方向（Ｘ方向）についての位相差が加えられることにより、Ｘ方向及びＹ方向についての位相差を有する超音波ＵＳＷ１に変換される（図９〜図１０を参照）。
超音波ＵＳＷ１は、空間上の焦点ＦＰ１（ｘｆｐ，ｙｆｐ，ｚｆｐ）で集束する。

【0051】

（４−１−３）超音波スピーカの制御の処理フロー
変形例１の超音波スピーカの制御の処理フローについて説明する。図１１は、変形例１の超音波スピーカの制御の処理のフローチャートである。

【0052】

図１１に示すように、超音波コントローラ１０は、使用環境情報の取得（Ｓ１００）を実行する。

【0053】

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次元形状を示す情報と、を含む。
一例として、カメラ３１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３１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。

【0054】

位置検出部３２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、人の位置を検出する。
プロセッサ１２は、位置検出部３２が生成した電気信号に基づいて、超音波スピーカ２０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。

【0055】

ステップＳ１００の後、超音波コントローラ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、音源３０から出力されたオーディオ信号を入力する。

【0056】

ステップＳ１０１の後、超音波コントローラ１０は、焦点位置の決定（Ｓ１０２）を実行する。
具体的には、ステップＳ１００で位置検出部３２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で位置検出部３２の検出結果に基づいて、超音波スピーカ２０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、焦点座標（ｘｆｐ，ｙｆｐ，ｚｆｐ）を決定する。

【0057】

ステップＳ１０２の後、超音波コントローラ１０は、スピーカ制御信号の生成（Ｓ１０３）を実行する。

【0058】

具体的には、プロセッサ１２は、ステップＳ１０２で決定した焦点位置に基づいて、超音波スピーカ２０を制御するためのスピーカ制御信号を生成する。スピーカ制御信号は、複数の超音波振動子ＴＲ（ｎ）を制御するための制御パラメータＰＡＲ（ｎ）を含む。

【0059】

プロセッサ１２は、スピーカ制御信号を超音波スピーカ２０に出力する。
超音波スピーカ２０は、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２０から放射された超音波は、音響メタマテリアル２２を介して、ステップＳ１０２で決定された焦点ＦＰ（ｘｆｐ，ｙｆｐ，ｚｆｐ）で集束する。焦点ＦＰに集束した超音波は、焦点ＦＰに可聴音の音源を形成する。

【0060】

変形例１によれば、振動子アレイ２１から放射された超音波ＵＳＷ０には、振動子アレイ２１及び音響メタマテリアル２２によって位相差が与えられる。超音波ＵＳＷ１は、空間上の焦点ＦＰ（ｘｆｐ，ｙｆｐ，ｚｆｐ）で集束する。
このように、振動子アレイ２１において、一方向（Ｙ方向）についての位相差を与えるための制御を実行するだけで、二方向（Ｘ方向及びＹ方向）についての位相差を有する超音波ＵＳＷ１を焦点ＦＰに集束させることができる。
これにより、超音波コントローラ１０による制御処理を簡素化することができる。

【0061】

（４−２）変形例２
変形例２について説明する。変形例２は、音響メタマテリアル２２の構造に関する変形例である。

【0062】

（４−２−１）音響メタマテリアルの構造の第１例
変形例２の音響メタマテリアルの構造の第１例について説明する。図１２は、変形例２の音響メタマテリアルの構造の第１例を示す図である。

【0063】

図１２Ａに示すように、音響メタマテリアル２２は、開口部２２ｃを有する。
開口部２２ｃは、導波管として作用する。

【0064】

音響メタマテリアル２２は、ヒータ２２ｄを備える。ヒータ２２ｄは、開口部２２ｃの側部に配置される。
ヒータ２２ｄは、超音波コントローラ１０の制御に従い、発熱するように構成される。

【0065】

超音波コントローラ１０がヒータ２２ｄを制御するための制御信号を生成すると、ヒータ２２ｄは、当該制御信号に応じて発熱する。
ヒータ２２ｄが発熱すると、図１２Ｂに示すように、開口部２２ｃ内の媒質（例えば、空気）の温度分布にバラツキが生じる。図１２Ｂの領域２２ｃａ〜２２ｃｃは、温度が異なることを示している。

【0066】

超音波の進行速度は、超音波が進行する媒質の温度に依存する。つまり、図１２Ｂの例では、領域２２ｃａ〜２２ｃｃのそれぞれにおいて、超音波の進行速度が異なる。換言すると、領域２２ｃａ〜２２ｃｃは、それぞれ、超音波に位相差を与える仮想導波管として作用する。
この場合、音響係数は、領域２２ｃａ〜２２ｃｃの間の温度差に依存する。つまり、ヒータ２２ｄが発熱すると、音響係数が変化する。

【0067】

（４−２−２）音響メタマテリアルの構造の第２例
変形例２の音響メタマテリアルの構造の第２例について説明する。図１３は、変形例２の音響メタマテリアルの構造の第２例を示す図である。

【0068】

図１３に示すように、音響メタマテリアル２２は、超音波の放射方向（Ｚ方向）に対して直交する方向（Ｘ方向）の径が異なる複数種類の導波管（第１導波管２２ａ及び第２導波管２２ｂ）を備える。
第１導波管２２ａは、第１導波径ｄａを有する。
第２導波管２２ｂは、第２導波径ｄｂを有する。第２導波径ｄｂは、第１導波径ｄａより小さい。

【0069】

超音波の進行速度は、導波径に依存する。つまり、図１３の例では、第１導波管２２ａ内の超音波の進行速度は、第２導波管２２ｂ内の超音波の進行速度と異なる。
振動子アレイ２１から放射された超音波ＵＳＷ０が音響メタマテリアル２２を通過すると、第１導波管２２ａ内の超音波の進行速度と、第２導波管２２ｂ内の超音波の進行速度と、の差に応じた位相差が超音波に与えられる。その結果、音響メタマテリアル２２から放射される超音波ＵＳＷ１は、導波径の差に応じて、導波管の径の方向（Ｘ方向）についての位相差を有する。

【0070】

変形例２によれば、超音波コントローラ１０による制御処理を簡素化することができる。

【0071】

（４−３）変形例３
変形例３について説明する。変形例３は、可変音響係数を有する音響メタマテリアル２２の例である。

【0072】

（４−３−１）変形例３の概要
変形例３の概要について説明する。図１４は、変形例３の概要の説明図である。

【0073】

図１４に示すように、音源３０は、オーディオ信号を超音波コントローラ１０に与える。

【0074】

超音波コントローラ１０は、変形例１と同様に、焦点位置情報を入力する。

【0075】

超音波コントローラ１０は、焦点位置情報に基づいて、各超音波振動子ＴＲ（ｎ）の制御パラメータＰＡＲ（ｎ）と、音響メタマテリアル２２の制御パラメータＰＡＲｍと、を生成する。制御パラメータＰＡＲ（ｎ）は、超音波振動子ＴＲ（ｎ）の発振振幅Ａ（ｎ）及び発振位相Ｐ（ｎ）の少なくとも１つを含む。制御パラメータＰＡＲｍは、音響メタマテリアル２２の音響係数を変更するためのパラメータである。
超音波コントローラ１０は、制御パラメータＰＡＲ（ｎ）を振動子アレイ２１に出力し、且つ、制御パラメータＰＡＲｍを音響メタマテリアル２２に出力する。

【0076】

各超音波振動子ＴＲ（ｎ）は、制御パラメータＰＡＲ（ｎ）に従って個別に駆動する。その結果、振動子アレイ２１から、制御パラメータＰＡＲ（ｎ）に応じた位相差を有する超音波ＵＳＷ０が放射される。

【0077】

音響メタマテリアル２２は、振動子アレイ２１から放射された超音波ＵＳＷ０に対して、制御パラメータＰＡＲｍによって決まる音響係数に応じた位相差を与える。その結果、音響メタマテリアル２２から放射された超音波ＵＳＷ１は、空間上に形成された焦点ＦＰ（ｘｆｐ，ｙｆｐ，ｚｆｐ）で集束する。焦点座標（ｘｆｐ，ｙｆｐ，ｚｆｐ）は、制御パラメータＰＡＲに応じた位相差と、音響係数に応じた位相差と、の組合せによって決まる。
このように、超音波コントローラ１０は、焦点座標（ｘｆｐ，ｙｆｐ，ｚｆｐ）を動的に変化させることにより、空間上に形成される焦点ＦＰを動かすことができる。つまり、空間上に形成される音源は、超音波コントローラ１０の制御に応じて移動する。これにより、リスナＬに対して、音源を移動させながら可聴音を聴かせることができる。

【0078】

（４−３−２）変形例３の制御
変形例３の制御について説明する。

【0079】

（４−３−２−１）音響メタマテリアルの制御の第１例
変形例３の音響メタマテリアル２２の制御の第１例について説明する。図１５は、変形例３の音響メタマテリアル２２の制御の第１例の説明図である。

【0080】

図１５Ａに示すように、変形例３の第１例の音響メタマテリアル２２は、図３の構成を有する。
導波部材２２ｂａは、Ｘ方向に伸縮可能に構成される。
図１５Ｂに示すように、第２導波管２２ｂの導波長は、導波部材２２ｂａの伸縮に応じて変化する。

【0081】

超音波コントローラ１０は、ステップＳ１０３（図１１）において、ステップＳ１０２で決定した焦点座標（ｘｆｐ，ｙｆｐ，ｚｆｐ）に超音波が集束するように、スピーカ制御信号を生成する。スピーカ制御信号は、複数の超音波振動子ＴＲ（ｎ）を制御するための制御パラメータＰＡＲ（ｎ）と、音響メタマテリアル２２を制御するための制御パラメータＰＡＲｍと、を含む。

【0082】

導波部材２２ｂａは、制御パラメータＰＡＲｍに応じて伸びる（図１５Ｂ）。これにより、第２導波管２２ｂの導波長が変化する。導波長の変化に応じて、第１導波管２２ａを通過する超音波と、第２導波管２２ｂを通過する超音波との間の位相差も変化する。その結果、音響メタマテリアル２２から放射された超音波ＵＳＷ１が集束する焦点ＦＰの位置が変化する。

【0083】

（４−３−２−２）音響メタマテリアルの制御の第２例
変形例３の音響メタマテリアル２２の制御の第２例について説明する。図１６は、変形例３の音響メタマテリアル２２の制御の第２例の説明図である。

【0084】

図１６Ａに示すように、変形例３の第２例の音響メタマテリアル２２は、図１２の構成を有する。

【0085】

超音波コントローラ１０は、ステップＳ１０３（図１１）において、ステップＳ１０２で決定した焦点座標（ｘｆｐ，ｙｆｐ，ｚｆｐ）に超音波が集束するように、スピーカ制御信号を生成する。スピーカ制御信号は、複数の超音波振動子ＴＲ（ｎ）を制御するための制御パラメータＰＡＲ（ｎ）と、音響メタマテリアル２２を制御するための制御パラメータＰＡＲｍと、を含む。

【0086】

ヒータ２２ｄは、制御パラメータＰＡＲｍに応じた温度で発熱する。これにより、図１６Ｂに示すように、開口部２２ｃの温度分布が変化する。温度分布の変化に応じて、領域２２ｃａ〜２２ｃｃのそれぞれにおける超音波の進行速度が変化する。したがって、領域２２ｃａ〜２２ｃｃのそれぞれを通過する超音波の間の位相差も変化する。その結果、音響メタマテリアル２２から放射された超音波ＵＳＷ１が集束する焦点ＦＰの位置が変化する。

【0087】

（４−３−２−３）音響メタマテリアルの制御の第３例
変形例３の音響メタマテリアル２２の制御の第３例について説明する。図１７は、変形例３の音響メタマテリアル２２の制御の第３例の説明図である。

【0088】

図１７Ａに示すように、変形例３の第２例の音響メタマテリアル２２は、図１３の構成を有する。
第１導波径ｄａ０及び第２導波径ｄｂ０は、それぞれ、超音波コントローラ１０の制御に従って変化する。

【0089】

超音波コントローラ１０は、ステップＳ１０３（図１１）において、ステップＳ１０２で決定した焦点座標（ｘｆｐ，ｙｆｐ，ｚｆｐ）に超音波が集束するように、スピーカ制御信号を生成する。スピーカ制御信号は、複数の超音波振動子ＴＲ（ｎ）を制御するための制御パラメータＰＡＲ（ｎ）と、音響メタマテリアル２２を制御するための制御パラメータＰＡＲｍと、を含む。

【0090】

第１導波管２２ａ及び第２導波管２２ｂは、それぞれ、制御パラメータＰＡＲｍに応じて変形する。これにより、図１７Ｂに示すように、第１導波管２２ａ及び第２導波管２２ｂの導波径は、それぞれ、第１導波径ｄａ１及び第２導波径ｄｂ１になる。したがって、第１導波管２２ａ及び第２導波管２２ｂを通過する超音波の間の位相差も変化する。その結果、音響メタマテリアル２２から放射された超音波ＵＳＷ１が集束する焦点ＦＰの位置が変化する。

【0091】

（４−３−２−４）音響メタマテリアルの制御の第４例
変形例３の音響メタマテリアル２２の制御の第４例について説明する。図１８は、変形例３の音響メタマテリアルの制御の第４例を示す図である。

【0092】

図１８に示すように、音響メタマテリアル２２は、超音波コントローラ１０の制御に従い、Ｘ方向及びＹ方向に移動可能に構成される。
音響メタマテリアル２２の音響係数は、振動子アレイ２１に対する音響メタマテリアル２２の相対位置に依存する。つまり、音響メタマテリアル２２が移動すると、音響係数が変化する。

【0093】

超音波コントローラ１０は、ステップＳ１０３（図１１）において、ステップＳ１０２で決定した焦点座標（ｘｆｐ，ｙｆｐ，ｚｆｐ）に超音波が集束するように、スピーカ制御信号を生成する。スピーカ制御信号は、複数の超音波振動子ＴＲ（ｎ）を制御するための制御パラメータＰＡＲ（ｎ）と、音響メタマテリアル２２を制御するための制御パラメータＰＡＲｍと、を含む。

【0094】

音響メタマテリアル２２は、制御パラメータＰＡＲｍに応じて移動する。これにより、振動子アレイ２１から放射された超音波の音響メタマテリアル２２に対する入射角度が変化する。入射角度の変化に応じて、音響メタマテリアル２２から放射される超音波ＵＳＷ１の位相差も変化する。その結果、超音波ＵＳＷ１が集束する焦点ＦＰの位置が変化する。

【0095】

（４−３−２−５）音響メタマテリアルの制御の第５例
変形例３の音響メタマテリアルの制御の第５例について説明する。図１９は、変形例３の音響メタマテリアルの制御の第５例の説明図である。

【0096】

図１９に示すように、音響メタマテリアル２２は、超音波コントローラ１０の制御に従い、回転可能に構成される。
音響メタマテリアル２２の音響係数は、振動子アレイ２１のＺ方向についての軸に対する音響メタマテリアル２２のＸ方向及びＹ方向の軸の角度（以下「設置角度」という）θに依存する。つまり、音響メタマテリアル２２が回転すると、音響係数が変化する。

【0097】

超音波コントローラ１０は、ステップＳ１０３（図１１）において、ステップＳ１０２で決定した焦点座標（ｘｆｐ，ｙｆｐ，ｚｆｐ）に超音波が集束するように、スピーカ制御信号を生成する。スピーカ制御信号は、複数の超音波振動子ＴＲ（ｎ）を制御するための制御パラメータＰＡＲ（ｎ）と、音響メタマテリアル２２を制御するための制御パラメータＰＡＲｍと、を含む。

【0098】

音響メタマテリアル２２は、制御パラメータＰＡＲｍに応じて回転する。これにより、振動子アレイ２１から放射された超音波の音響メタマテリアル２２に対する入射角度が変化する。入射角度の変化に応じて、音響メタマテリアル２２から放射される超音波ＵＳＷ１の位相差も変化する。その結果、超音波ＵＳＷ１が集束する焦点ＦＰの位置が変化する。

【0099】

変形例３によれば、音響メタマテリアル２２は、制御パラメータＰＡＲｍに応じて音響係数を変化させる。音響係数の変化に応じて、焦点座標（ｘｆｐ，ｙｆｐ，ｚｆｐ）が変化する。
例えば、超音波コントローラ１０がユーザの指示に応じて制御パラメータＰＡＲｍを生成する場合、ユーザの指示に応じて、焦点ＦＰが移動する。これにより、空間上に形成される音源を動的に移動させることができる。
このように、音源を動的に移動させることが可能な超音波スピーカ２０を制御するための超音波コントローラ１０による制御処理を簡素化することができる。

【0100】

なお、変形例３では、制御パラメータＰＡＲ（ｎ）は省略可能である。

【0101】

（４−４）変形例４
変形例４の制御について説明する。

【0102】

変形例４の振動子アレイ２１は、単一の超音波振動子ＴＲによって構成される。超音波振動子ＴＲの発振面の面積は、振動子アレイ２１のアレイ面の面積と同一である。
超音波振動子ＴＲが振動すると、発振面の面積に応じた振幅分布を有する超音波が放射される。換言すると、アレイ面の面積と同様の面積を有する発振面を備える超音波振動子ＴＲは、仮想的な振動子アレイ２１として作用する。

【0103】

音響メタマテリアル２２は、発振面から放射された超音波に位相差を与える。

【0104】

変形例４によれば、単一の超音波振動子ＴＲを用いる場合であっても、本実施形態と同様の効果が得られる。

【0105】

（６）本実施形態の小括
本実施形態について小括する。

【0106】

本実施形態の第１態様は、
超音波を放射する少なくとも１つの超音波振動子ＴＲを備え、
超音波振動子ＴＲを駆動することにより、超音波振動子ＴＲから超音波を放射させる手段（例えば、超音波コントローラ１０）を備え、
超音波振動子ＴＲから放射された超音波に位相差を与えるように構成された音響メタマテリアル２２を備える、
超音波スピーカ２０である。

【0107】

第１態様によれば、音響メタマテリアル２２が、超音波振動子ＴＲから放射された超音波ＵＳＷ０に位相差を与える。その結果、超音波に位相差を与えるための制御処理を簡素化することができる。

【0108】

本実施形態の第２態様は、
音響メタマテリアル２２は、超音波振動子ＴＲから放射された超音波を空間上の焦点ＦＰに集束させるように構成される、
超音波スピーカ２０である。

【0109】

第２態様によれば、音響メタマテリアル２２から放射された超音波ＵＳＷ１を焦点ＦＰに集束させるための制御処理を簡素化することができる。

【0110】

本実施形態の第３態様は、
音響メタマテリアル２２は、超音波を導波する複数の導波管を備え、
複数の導波管は、
第１導波長を有する第１導波管２２ａと、
第１導波長とは異なる第２導波長を有する第２導波管２２ｂと、
を備える、
超音波スピーカ２０である。

【0111】

第３態様によれば、超音波に位相差を与えるための制御処理を簡素化することができる。

【0112】

本実施形態の第４態様は、
音響メタマテリアル２２は、超音波を導波する複数の導波管を備え、
各導波管は、導波長が可変である可変導波構造を有し、
焦点ＦＰの位置に基づいて、各導波管の導波長が変化するように、音響メタマテリアル２２を制御する手段を備える、
超音波スピーカ２０である。

【0113】

第４態様によれば、超音波に位相差を与えるための制御処理を簡素化することができる。

【0114】

本実施形態の第５態様は、
焦点の位置に基づいて、超音波振動子ＴＲに対する音響メタマテリアル２２の相対位置が変化するように、音響メタマテリアル２２を制御する手段を備える、
超音波スピーカ２０である。

【0115】

第５態様によれば、音響メタマテリアル２２から放射された超音波ＵＳＷ１が集束する焦点ＦＰを動かすための制御処理を簡素化することができる。

【0116】

本実施形態の第６態様は、
焦点の位置に基づいて、超音波振動子ＴＲに対する音響メタマテリアル２２の相対角度が変化するように、音響メタマテリアル２２を制御する手段を備える、
超音波スピーカ２０である。

【0117】

第６態様によれば、音響メタマテリアル２２から放射された超音波ＵＳＷ１が集束する焦点ＦＰを動かすための制御処理を簡素化することができる。

【0118】

本実施形態の第７態様は、
音響メタマテリアル２２は、超音波を導波する導波管を備え、
導波管における超音波の進行速度を変化させるように、音響メタマテリアル２２を制御する手段を備える、
超音波スピーカ２０である。

【0119】

第７態様によれば、音響メタマテリアル２２から放射された超音波ＵＳＷ１が集束する焦点ＦＰを動かすための制御処理を簡素化することができる。

【0120】

本実施形態の第８態様は、
制御する手段は、焦点ＦＰの位置に基づいて、導波管内の媒質の温度を変化させる、
超音波スピーカ２０である。

【0121】

第８態様によれば、音響メタマテリアル２２から放射された超音波ＵＳＷ１が集束する焦点ＦＰを動かすための制御処理を簡素化することができる。

【0122】

本実施形態の第９態様は、
導波管は、
第１可変構造を有する第１導波管２２ａと、
第１可変構造とは異なる第２可変構造を有する第２導波管２２ｂと、
を備え、
制御する手段は、第１可変構造及び第２可変構造の少なくとも１つを変化させる、
超音波スピーカ２０である。

【0123】

第９態様によれば、音響メタマテリアル２２から放射された超音波ＵＳＷ１が集束する焦点ＦＰを動かすための制御処理を簡素化することができる。

【0124】

本実施形態の第１０態様は、
焦点ＦＰの位置に基づいて、第１可変構造及び第２可変構造の少なくとも１つを変化させる手段を備える、
超音波スピーカ２０である。

【0125】

第１０態様によれば、音響メタマテリアル２２から放射された超音波ＵＳＷ１が集束する焦点ＦＰを動かすための制御処理を簡素化することができる。

【0126】

本実施形態の第１１態様は、
音響メタマテリアル２２は、超音波振動子ＴＲから放出された超音波に振幅差を与えるように構成される、
超音波スピーカ２０である。

【0127】

第１１態様によれば、位相制御を実行することなく、超音波に位相差を与えるための制御処理を簡素化することができる。

【0128】

本実施形態の第１２態様は、
音響メタマテリアル２２は、超音波を導波する複数の導波管を備え、
複数の導波管は、
第１導波径を有する第１導波管２２ａと、
第１導波径とは異なる第２導波径を有する第２導波管２２ｂと、
を備える、
超音波スピーカ２０である。

【0129】

第１２態様によれば、超音波に位相差を与えるための制御処理を簡素化することができる。

【0130】

本実施形態の第１３態様は、
音響メタマテリアル２２は、超音波を導波する複数の導波管を備え、
焦点ＦＰの位置に基づいて、各導波管の導波径が変化するように、音響メタマテリアル２２を制御する手段を備える、
超音波スピーカ２０である。

【0131】

第１３態様によれば、音響メタマテリアル２２から放射された超音波ＵＳＷ１が集束する焦点ＦＰを動かすための制御処理を簡素化することができる。

【0132】

本実施形態の第１４様は、
音響メタマテリアル２２は、超音波を導波する複数の導波管を備え、
導波管の数は、振動子の数より多い、
超音波スピーカ２０である。

【0133】

第１４態様によれば、超音波に位相差を与えるための制御処理を簡素化することができる。

【0134】

本実施形態の第１５態様は、
超音波振動子ＴＲは、二次元の配列方向に沿って配列された複数の超音波振動子ＴＲ（ｎ）を含み、
駆動する手段は、配列方向のうちの一方向に配列された複数の超音波振動子ＴＲ（ｎ）を含む制御単位毎に、各制御単位を個別に駆動させる、
超音波スピーカ２０である。

【0135】

第１５態様によれば、複数の超音波振動子ＴＲ（ｎ）のそれぞれを個別に制御することなく、焦点ＦＰに集束する超音波を放射させることができる。これにより、焦点ＦＰに集束する超音波を放射するための制御処理を簡素化することができる。

【0136】

本実施形態の第１６態様は、
超音波振動子ＴＲは、複数の超音波振動子ＴＲ（ｎ）を含み、
駆動する手段は、各超音波振動子ＴＲ（ｎ）から放射された個別の発振位相を有するように、各超音波振動子ＴＲ（ｎ）を駆動する、
超音波スピーカ２０である。

【0137】

第１６態様によれば、焦点ＦＰに集束する超音波を放射するための制御処理を簡素化することができる。

【0138】

（７）その他の変形例
その他の変形例について説明する。

【0139】

記憶装置１１は、ネットワークＮＷを介して、超音波コントローラ１０と接続されてもよい。

【0140】

カメラ３１が、位置検出部３２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３１が、リスナＬの画像情報を取得する。
プロセッサ１２が、カメラ３１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、画像情報における人の位置（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２０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。

【0141】

超音波スピーカ２０が、位置検出部３２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、超音波振動子ＴＲ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。
ステップＳ１００において、プロセッサ１２は、超音波振動子ＴＲ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。

【0142】

本実施形態では、超音波振動子ＴＲ（ｎ）が時間差で振動する例を示したが、本実施形態の適用範囲はこれに限られない。超音波スピーカ２０は、超音波振動子ＴＲ（ｎ）が、同時に異なる発振振幅で振動する場合、及び、時間差で、且つ、異なる発振振幅で振動する場合にも、同様に適用可能である。

【0143】

図３の例では、２種類の導波管（第１導波管２２ａ及び第２導波管２２ｂ）の例を示したが、導波管の種類は３種類以上でも良い。
図３の例では、複数の導波管が格子状に配列される例を示したが、導波管の配列はこれに限られない。

【0144】

本実施形態では、平面上に配置された超音波振動子ＴＲ（ｎ）が振動子アレイ２１を構成する例を示したが、超音波振動子ＴＲ（ｎ）の配置態様はこれに限られない。本実施形態は、例えば、超音波振動子ＴＲ（ｎ）が曲面上に配置される場合にも適用可能である。

【0145】

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。

【符号の説明】

【0146】

１ ：オーディオシステム
１０ ：超音波コントローラ
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
２０ ：超音波スピーカ
２１ ：振動子アレイ
２２ ：音響メタマテリアル
２２ａ ：第１導波管
２２ｂ ：第２導波管
２２ｂａ ：導波部材
２２ｃ ：開口部
２２ｃａ ：領域
２２ｄ ：ヒータ
３０ ：音源
３１ ：カメラ
３２ ：位置検出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】