3次元音場再生方式 「音像プラネタリウム」

3次元音場再生方式
「音像プラネタリウム」
立命館大学
情報理工学部 メディア情報学科
准教授 西浦 敬信
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研究背景
ある場所にだけ音を届けたい
光のスポットライトのように特定の場所にのみ音を
届けたい
オーディオスポットを実現！
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音像プラネタリウム
• プラネタリウムとは
– 星空の像を映し出す装置
– 天井や壁面に星空を知覚
• 音像プラネタリウムとは
– 音像を生成する装置
– 天井や壁面に音像を知覚（定位）
ピンホールプラネタリウム
（出展：「大人の科学」）
新しい３次元音場再生方式の提案
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新技術の基となる研究成果・技術
• 超音波スピーカの基本原理
– 超音波を搬送波（キャリア）として利用
– 可聴音を超音波により変調させて放射
– 空気の非線形性により歪が生じ，この歪を可聴音と
して知覚
振幅変調
可聴音
搬送波
（超音波）
振幅変調波
（超音波）
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音像プラネタリウムの基本原理
• 音像プラネタリウムの基本原理
– 超音波スピーカによる超音波の直
進性を利用することで，天井や壁
面に音像を生成
• 超音波
– 人間の耳には聞こえない高い周波
数の波
• 低い周波数の波： 拡散する
• 高い周波数の波： 直進する
– 超音波を搬送波として利用すること
で，可聴音を直進させることが可能
（超音波スピーカ）
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デモンストレーション
普通のスピーカ VS 超音波スピーカ
聞き比べてください！
普通のスピーカ 広い指向特性
超音波スピーカ
鋭い指向特性
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壁面反射を利用した音像提示
• 壁面反射を利用した音像提示
– 超音波スピーカによる放射音を，壁面に反射させて壁面
上に音像を構築し，体験者全員で知覚
– この際，反射音も超指向性を持つので壁面を工夫するこ
とで，様々な放射特性を実現
超音波スピーカ
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超音波の反射壁面
• 可聴スポットについて
– 反射壁面を工夫することで，可聴スポットを制御可能
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音像プラネタリウムデモンストレーション
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従来技術とその問題点
既に実用化されているものには、超音波スピー
カを用いた案内音声の提示法等があるが、
○１台のスピーカで少人数にしか案内音を
提示できない
○音像はスピーカの位置に必ず定位
等の問題があり、広く利用されるまでには至っ
ていない。
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新技術の特徴・従来技術との比較
• 従来技術の問題点であったスピーカ位置以外に
音像を定位させることに成功した。
• 従来はスピーカ配置の点で３次元音像の構築に
制限があったが、超音波スピーカを応用すること
で、スピーカのない場所にも音像を構築すること
が可能となった。
• 本技術の適用により、スピーカをユーザの周囲に
配置しなくても３D音像が構築できるため、音場の
自由度が格段に向上することが期待される。
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想定される用途
• 本技術の特徴を生かすためには、３Dテレビ
などに適用することで視聴覚3Dを実現できる
メリットが大きいと考えられる。
• 上記以外に、音の広告という新しい効果が得
られることも期待される。
• また、達成されたスピーカのない場所に音像
を構築することに着目すると、複合現実感な
ど分野にも展開することも可能と思われる。
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想定される業界
• 利用者・対象
映画館などのエンターテインメント業界
家庭用テレビなどの電機メーカ
音の広告など広告産業
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実用化に向けた課題
• 現在、複数人に対して音像を定位可能なとこ
ろまで開発済み。しかし、音質の改善が未解
決である。
• 今後、音像プラネタリウム筐体を拡張し、音質
について実験データを取得し、音楽再生に適
用していく場合の条件設定を行っていく。
• 実用化に向けて、筐体を小さく設計する技術
を確立する必要もあり。
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企業への期待
• 未解決の音質については、サブウーファを筐
体に搭載することで克服できると考えている。
（2011年度前期に拡張予定）
• 新しい音響デバイスの可能性に興味を持つ企
業との共同研究を希望。
• また、３D広告などを開発中の企業、音の広
告分野への展開を考えている企業には、本技
術の導入が有効と思われる。
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将来の展望
• 音像プラネタリウムの最大の特長
– スピーカのない場所にも音像を構築
– 複数人が同時に体感
映画や家庭用TV等の音と映像の融合だけでなく，
公共空間での情報案内や広告等の情報提示とし
ても応用可能な次世代音響再生装置
• 今後の拡張計画
– ベースユニット下段にサブウーファーを搭
載して，「音像」は超音波スピーカ，「質感
や残響感」はサブウーファーで表現
• 将来に向けての課題
– 超音波スピーカの基本性能の向上
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本技術に関する知的財産権
• 発明の名称
• 出願番号
• 出願人
• 発明者
：音響システム及びその仮想
音源の設定方法
：特願2010-075788
：学校法人立命館
：西浦 敬信、森勢 将雅、
廣川 孝太郎、杉林 裕太郎、
田村 秀行、柴田 史久
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産学連携の経歴
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2006-2008: 建材メーカからの委託研究
2006-2009: 機械メーカからの委託研究
2007: 精密機械メーカへの技術指導
2008: 電機メーカとの共同研究
2008から現在継続中: ゴルフ用具メーカからの委託研究
2010から現在継続中: 電機メーカとの共同研究
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お問い合わせ先
立命館大学
研究部 理工リサーチオフィス
今村 真貴子
ＴＥＬ 077-561-2802
ＦＡＸ 077-561-2811
e-mail [email protected]
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