指向性サウンド:ヘッドフォンに代わるテクノロジー-仕組み

来年、CES 2019で、ノヴェートのスタートアップは、大衆市場向けに設計さた指向性サウンドシステムの導入を計画しています。 これはアコースティックスピーカーで、まるで彼がヘッドフォンをつけているかのように、部屋で1人だけがそれを聞く音です。



それがどのように機能し、そのような技術がすでに適用されているかを教えます。





写真: Karim D. Ghantous / CC



指向性サウンドシステムとは何ですか?



このようなシステムは、通常のスピーカーとは異なり、その前でのみ聞こえる狭いオーディオストリームを形成します。 指向性サウンドの最初のスピーカーは、80年代後半に登場しました。



デザインは非常に原始的でした。 彼らは、プラスチックのドームに囲まれた天井から吊り下げられた普通のスピーカーでした。 音はドームの内面から反射され、デバイスの真下に立っている人だけが聞きました。



90年代には、超音波を使用した別の技術が登場しました。 この場合、柱は、周波数が人間の聴覚範囲外の圧電トランスデューサを使用して音を発します。 しかし、音波が空中を伝播すると、可聴周波数が現れます(非線形効果のため)。



これらのシステムには重大な欠点があります。 リスナーが1つの場所に立つように設計されています。多くの場合、スピーカーは天井に配置され、音はその下のポイントに集中します。



この問題を解決する方法



イスラエルのスタートアップNovetoのエンジニアはこの問題を解決しました。 指向性サウンドシステムは、部屋内の位置関係なく 、リスナー音を送信できます。



スピーカーには、ユーザーの頭の位置を追跡する3Dセンサーがあります。 その後、システム自体が音波をどの方向にどの角度で送信するかを計算します(この場合、超音波も使用されます)。 その結果、ユーザーの耳に「仮想ヘッドフォン」が形成されます。これは、音楽が聞こえる小さな領域です。



センサーはリスナーの動きに反応し、人が頭を回したり別の場所に座ったりすると、音の流れを動かします。 同時に、システム 、隣同士に座っいる複数の人認識し、それぞれが異なる音量のパーソナルオーディオストリームを送信することができます。



このテクノロジーのデモは、CNBCの次のビデオで見ることができます。





Novetoシステムは現在開発中であるため、いくつかの欠点があります。 たとえば、片方の耳のある列に目を向けると、音はそこにのみ入ります(明らかに、システムは単に2番目の耳を「見ない」)。 ただし、会社の代表者によると、これは天井に追加のオーディオシステムを配置することで修正できます。



作業中のもう1つのポイントは、音質です。 Business Insiderの記者が書いているように、ノヴェートのスピーカーはまだ歪んだ音声を生成します。 さらに、そのようなシステムは、実装の特性により、低周波をほとんど失いません。 スタートアップのCEO 、時間の経過とともに、システムの音質が大幅に改善されると述べています。



テクノロジーが適用される場所



今日では、指向性音響システムは日常生活ではまれです。 主に博物館や展示会で使用されています。 訪問者は電子ガイドからの講義を聞くことができ、他の人を邪魔することはありません。 このようなシステムは、広告商品が陳列されている棚の近くの店舗で見つかることがあります。 このような技術は銀行でも使用されています。 たとえば、Sberbankの一部の支店では、指向性スピーカーを使用したビデオ相談用の端末が設置されていました



Novetoデバイスに類似したコンパクトなシステムの出現により、指向性サウンドはより身近なテクノロジーになると予想されます。 そして、そのアプリケーションの最も有望な分野は、オフィスや自動車用のオーディオシステムです。



オフィスでは、指向性音響システムを使用して、ビデオ会議室や、1日のほとんどをヘッドフォンで過ごすことを余儀なくされる従業員の職場に装備できます。 これらは、ディスパッチャまたはコールセンターのオペレーターです。





写真ブライス・ジョンソン / CC



車の場合、方向音は、運転手が電話に応答するために使用したり、音楽を聴きながら運転者の注意をそらしたくない乗客に使用できます。 特に、ノヴェートはすでに自動車の新しいオーディオシステムをテストしているセアトとの契約を締結しています。



他の誰が同様のシステムを開発していますか



指向性サウンドは、SEAT以外の他の自動車会社にも興味がありました。 ヒュンダイKIAは「分離サウンドゾーン」システムに取り組んでいます。 車内の各場所には個別の指向性スピーカーが装備されるため、すべての乗客は異なる音楽やポッドキャストを聴くことができ、互いに干渉することはありません。



ルノーは同様のオーディオシステムを導入する予定です。 同社 、スタートアップのAcoustic Artsに投資し 、「パーソナル」スピーカーを開発しています。



CES 2018では、ノヴェートシステムと共に、サムスンのコンパクトなS-Ray指向性スピーカーが導入されました 。 このデバイスは手のひらに収まり、スマートフォンに接続できます。 このコラムは、Samsung C-Labの創造的な研究室で作成されたもので、現在のところ、デバイスの最初のプロトタイプのみが用意されています。



その可能性とCEO Novetoの主張にもかかわらず、指向性サウンドテクノロジーは今後長い間ヘッドフォンに置き換わるものではありません。 これらのすべてのプロジェクトが開発の初期段階にあるためだけの場合。 しかし、技術には可能性があり、将来的には、私たちの生活の最も多様な分野でそれ自体を証明することができるでしょう。






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