２００２年７月２３日

東京都千代田区大手町2-6-2
三菱電機エンジニアリング株式会社

特定のエリアに音声案内を提供する 超指向性音響システムを開発

　三菱電機エンジニアリング株式会社（本社：東京都千代田区，社長：綿谷晴司）は，東海旅客鉄道株式会社（本社：愛知県名古屋市中村区，社長：葛西敬之）と共同で，ビーム状の音場を形成することができる超指向性音響システムの技術を開発しました。
　超指向性音響システムは，特定の空間にいる人だけに限定的に音を聞かせる技術です。
　このたびの技術開発により，鉄道・交通機関，競技場・劇場・学校等の公共施設，アミューズメント施設といった各種施設の拡声・ＰＡ装置として，実用化が可能となりました。

　本システムは，可聴音を直進性の高い超音波（非可聴音）に変換して狙った方向に放射し，ビーム状の音場を形成して可聴音として再現する「パラメトリックスピーカー」＊1の原理を利用しています。
　しかし，従来の「パラメトリックスピーカー」では，音が小さい，ひずむ，最適聴取エリアを設計段階で特定できないなどの問題点がありました。

　そこで，当社は，高性能化が可能な「デジタル式包絡変調器」＊2，および音響設計シミュレーション技術を新たに開発し，これらの技術を高信頼性の発音体と組み合わせることにより，「パラメトリックスピーカー」の特長を活かした超指向性音響システムにおける音場設計の最適化，高性能化を実現しました。

　本技術の開発により，超音波の音のレベルを抑えながら，ひずみの少ない十分な可聴音を再現できると同時に，可聴エリアが容易かつ高精度に設計できるようになりました。

１．新開発の省電力・低ひずみ・音質調整機能搭載「デジタル式包絡変調器」

電気通信大学（鎌倉友男教授）と共同で「デジタル式包絡変調器」を開発しました。音声入力信号のレベルに応じて超音波のレベルを制御する方式を採用することにより，超音波のレベルとともに電力も低減することが可能となりました。低ひずみ化処理回路や音質調整機能も搭載しています。

「パラメトリックスピーカー」の特長である非線形音場の解析技術（鎌倉友男教授）を採用した音響設計シミュレーション技術を開発しました。複数音源による非線形音場の音響特性予測を行う技術で，設置環境における最適聴取エリアの状況把握を事前に行うことが可能となりました。
また従来の測定技術では難しかった可聴音の音響特性測定に関しては，千葉工業大学（鈴木英男教授）との共同研究により，高精度な評価技術を確立しました。

三菱電機エンジニアリング株式会社
総務人事部　総務グループ　田辺　電話(03)3243-1781

＊1：「パラメトリックスピーカー」

人には，聞こえない超音波を利用します。強力な超音波が空気を伝搬する過程でひずみ成分が発生し，そのひずみ成分を利用することによって可聴帯域の音を得る原理（非線形性）を採用しています。可聴音を得るための変換効率は低いのですが，音放射方向の狭いエリアにビーム状に音が集中するという「超指向性」を呈することが最大の特長です。
従来のスピーカーは，いわば裸電球の光のように，背面を含む広いエリアに音場を形成するので，エリアをコントロールすることが出来ませんでしたが，本システムで使用するスピーカーは，あたかもスポットライトのように聞こえるエリアを限定することが可能となります。

＊2：「デジタル式包絡変調器」

パラメトリックスピーカを駆動するためには，オーディオ信号を取り出して，その信号の大小に応じて，超音波を放射する変調器が必要です。この変調のプロセスを，従来はアナログ回路で実現してきましたが，信号が忠実に抽出できること，また細かな調整が容易に行えることから，このプロセスをデジタル処理する包絡変調器を開発しました。

以上