JP2006186730A - 情報伝達システム - Google Patents

Abstract

【課題】 設備を整える為に掛かるコストを抑える。
【解決手段】 所定の音声情報を記憶した記憶媒体と、記憶媒体と電気的に接続され、該音声情報に基づいて振動する圧電素子と、その一部が圧電素子の振動面と密着し、その振動を波動として外部に放射する構造物とで構成する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、例えば商用施設や駅構内のような共用施設又は私用施設において、案内情報や、注意喚起、広告等の様々な情報を伝達する為の情報伝達システムに関する。

例えば商用施設や駅構内のような共用施設は様々な人々が利用する。従ってこのような施設では、ポスター等の広告により、多大な宣伝効果を期待することができる。そこで、このような宣伝効果を期待して、それらの建造物内外の様々な箇所にスピーカを設置し、宣伝を流す情報伝達システムが広く知られている。また、それらの施設に関する案内をする為に、当該施設の様々な箇所にスピーカを設置した情報伝達システムも広く知られている（例えば特許文献１）。
特開２００３−１７４６９０号公報

しかしながら上記特許文献１に示されたような情報伝達システムでは、その設備を整える為に多大なコストを必要としていた。

そこで、本発明は上記の事情に鑑み、その設備を整える為に掛かるコストを抑えることができる情報伝達システムを提供することを目的とする。

上記の課題を解決する本発明の一態様に係る情報を伝達する為の情報伝達システムは、所定の音声情報を記憶した記憶媒体と、記憶媒体と電気的に接続され、該音声情報に基づいて振動する圧電素子と、その一部が圧電素子の振動面と密着し、その振動を波動として外部に放射する構造物とを備えている。

なお、上記情報伝達システムは、構造物近傍における人の存在を検知するセンサを更に備えたものであっても良く、センサによって人の存在が検知されたときのみ、圧電素子を動作させ得る。

また、上記構造物が、階段、壁、柱、床、天井、ポスター、ベンチの中の少なくとも一つを含み得る。

また、上記情報伝達システムは、圧電素子を構造物内部に埋設したものであっても良い。

また、上記情報伝達システムにおいて、圧電素子をフィルムで形成しても良い。

また、上記の課題を解決する本発明の別の態様に係る情報を伝達する為の情報伝達システムは、音声情報を入力可能な音声情報入力手段と、音声情報入力手段からの音声情報に基づいて振動する圧電素子と、その一部が圧電素子の振動面と密着し、その振動を波動として外部に放射する構造物とを備えている。

本発明の情報伝達システムを採用すると、振動源を圧電素子とし且つ音を放射する媒体を施設等に元々備えられた構造物とすることができる為、従来のものと比べて、小型化、薄型化、軽量化、省電力化、低コスト化等が実現され得る。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態の情報伝達システムについて説明する。

図１は、本発明の実施の形態の情報伝達システムを構築し得る情報伝達装置１００の構成を示した図である。本実施形態では、図１に示されたような情報伝達装置１００を例えば駅構内の様々な場所に設置することにより、情報伝達システムを構築している。

本実施形態の情報伝達装置１００は、音の波動特性を利用して音声を出力するものであり、圧電素子１、チップ２、及び、駅構内の構造物である階段付近の壁部３から構成されている。ここで、チップ２は、図２に示されるように、例えば乾電池や小型な専用バッテリ等の電源部２１を備えており、これにより動作する。また、圧電素子１は、チップ２と信号線で電気的に接続されており、当該チップ２から供給される信号に基づいて所謂逆圧電効果により振動し得る。

圧電素子１は、例えば、単板型、積層型、ムーニ型、シンバル型、モノモルフ型、ユニモルフ型、バイモルフ型、マルチモルフ型等のいずれのタイプであっても良い。また、その素材が、セラミックであっても良く、或いは、圧電性高分子材料ＰＶＤＦ（polyvinylidene fluoride）フィルムであっても良い。圧電素子１を後者のフィルムで形成した場合、前者の圧電セラミックと比較して、情報伝達装置１００を小型化や薄型化できるため望ましい。

チップ２は、図２に示されるように、電源２１、制御部２２、センサ２３、及び、メモリ２４を有している。制御部２２は、チップ２全体の制御を統括して実行する。センサ２３は、例えば赤外線センサであり、壁部３付近に人が存在するか否かを検知する機能を有する。メモリ２４は所定の音声情報を記憶したものであり、その音声内容には、例えば、案内情報や、注意喚起、広告等が想定される。案内情報には、例えば図１の階段の上にあるプラットホームに到着する列車の内容（路線の種類や発車時刻等）のものが考えられる。また、注意喚起には、例えば高齢者や障害者向けの音声情報であり、その付近に階段があることを示す内容のものが考えられる。また、広告には、例えば企業の商品やサービスを宣伝するような内容のものが考えられる。

壁部３は、図１に示される階段付近の壁であり、例えばコンクリートで形成された、駅構内の構造物の一つである。この壁部３には、先の圧電素子１が密着した状態で固定されている。なお、圧電素子１は、接着によって固定されていても良く、或いは、支持体等によって壁部３に押し付けられた状態で固定されていても良い。また、圧電素子１は、壁部３の表面に取り付けられても良く、又は壁部３内部に埋設されていても良い。また、チップ２は、図１において壁部３表面に取り付けられたように示されているが、圧電素子１と同様に壁部３内部に埋設されていても良い。また、壁部３に凹部を形成し、当該凹部内に圧電素子１とチップ２を収納するように配置しても良い。

次に、情報伝達装置１００による音声出力について説明する。

例えば壁部３沿いの通路を人が歩行し、それをセンサ２３が検知すると、制御部２２は、メモリ２４を制御し、当該メモリ２４に記憶された音声信号を圧電素子１に出力させる。そして圧電素子１は、その音声信号に基づいて振動しようと作用する。しかしながら圧電素子１は上述したように壁部３に密着した状態で固定されている為、その振動エネルギの大部分は壁部３内部に伝達される。

壁部３内部に伝達された振動エネルギは、その内部において、波動として振る舞って分子間衝突を起こし、圧電素子１を振動させ得た音声信号に基づいた音声に変換されて外部に放射される。ここで放射される音声は、空気振動で伝搬されるものでなく、波動として空気中を伝搬されるものである。従って、エネルギ損失が低く（すなわちノイズ（空気振動による騒音や発熱等）が少なく音質が良い）、且つ、減衰率が低い（すなわち伝搬特性が優れている）。

なお、壁部３からの音は、別の観点では粒子として空気中を伝搬すると考えることもできる。本明細書中において「波動」と表現されている箇所は、別の観点から見た場合、全て「粒子」と置き換えることもできる。

圧電素子１と壁部３との密着度が低い場合、振動エネルギの一部が壁部３内部に伝達され、残りの振動エネルギは圧電素子１本体を振動させる。この振動は、エネルギ損失となり、ノイズ成分の増加や壁部３の音量低下を引き起し得る。従って、その密着度は高ければ高いほど望ましい。また、振動エネルギが部材間を移動すると少なくともその一部が空気振動等による騒音や熱に変換される。この為、圧電素子１と壁部３との間に何らかの部材が介在する場合、互いを密着させた状態と比較して、振動エネルギの伝達効率が低い（すなわちエネルギ損失が大きい）。例えば支持体等によって圧電素子１を壁部３に固定した場合、その接触面全域を壁部３に密着させることができる為、エネルギ損失が極めて少ない。また、例えば接着によって圧電素子１と壁部３とを固定した場合、それらの間の一部に接着剤が介在する為、上述した理由によりエネルギ損失が出てしまう。従って、後者の固定方法よりも前者の固定方法の方が望ましい。

また、上述したように圧電素子１の振動は上記接触面を介して壁部３に伝達されることから、その電極の位置（別の言い方をすると分極方向）に拘わらず、上記接触面が圧電素子１の振動面として振る舞うといえる。ここで、圧電素子１と壁部３との間に介在物をなくす観点から、圧電素子１の正負両方の電極を、上記接触面と対向する面に設けると良い。

ここで、図３に、本実施形態の情報伝達システムを構築し得る、先の例とは別のタイプの情報伝達装置１００ｚの構成を示す。なお、図３の情報伝達装置１００ｚにおいて、図１及び図２の情報伝達装置１００と同一の構成には、同一の符号を付してここでの詳細な説明は省略する。

情報伝達装置１００ｚは、圧電素子１、チップ２ｚ、及び、広告等の内容が描かれた、駅構内の構造物の一つであるポスター４から構成されている。ここでは、ポスター４が、先の壁部３と同様に、圧電素子１からの振動エネルギを、波動特性を有する音声として外部に放射する。

なお、チップ２ｚは、図１及び図２のチップ２からセンサ２３を除いた構成、すなわち電源２１、制御部２２、及び、メモリ２４から構成されている。チップ２ｚのメモリ２４には、例えばポスター４の広告内容を示す音声信号が記憶されている。ここで、ポスター４は、高い宣伝効果を得る為に一般に人通りの多い通路沿いに貼られている。従って、情報伝達装置１００ｚでは、センサ２３を持たない構造とし、電源供給時には常に音声が流れるようにしている。なお、電源２１は、制御部２２が有するクロックに基づいて所定時刻になった時にオン又はオフするように動作し得る。また、別の実施の形態として、チップ２ｚに、図１及び図２のチップ２と同様のセンサ２３を追加した構成も考えられる。

また、壁部やポスター以外の駅構内の構造物であって、図１から図３の如き情報伝達装置を構成し得る構造物には、例えば、階段や、柱、床、天井、ベンチ等の駅構内に存在するあらゆるものが想定される。また、駅構内に限らず、列車内のあらゆる箇所（例えば、座席や、床、壁部、窓、つり革、ドア等）に上記の如き情報伝達装置を設置することもできる。

また、例えば駅構内全体や列車内全体の案内を行う為の情報伝達装置に、上記の如き構成を有するものを採用することもできる。この場合、駅員が在中し得る放送設備を有する管理室の音声装置と、上記の如き情報伝達装置とを無線又は有線で接続する。ここでの音声情報は、駅員によってマイクを介して上記音声装置に入力され、情報伝達装置に送信されるものである。従って、この形態における情報伝達装置には上記の如きメモリ２４が不要になる。

本実施形態の情報伝達システムを構築し得る情報伝達装置では、振動源としてボイスコイル及び永久磁石や平面スピーカでなく圧電素子を用い、且つ、音を放射する媒体を施設等に元々備えられた構造物としている。従って、従来のものよりも小型化や、薄型化、軽量化、省電力化、及び、低コスト化が実現し得る。また、音声を、空気振動でなく壁部３やポスター４等の駅構内の構造物から波動として放射して伝搬させている。この為、エネルギ損失及び減衰率が低く、音質及び伝搬特性が優れている。このような優れた音の特性を有する情報伝達装置を用いると、例えば駅構内や列車内のような雑音の多い場所であっても利用者はその音声を容易に聞き取ることができる。

以上が本発明の実施の形態である。なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な範囲で変形が可能である。

ここで、上記の如き情報伝達システムを駅構内以外の共用スペースで構築した形態として、例えば交差点で構築されたものが挙げられる。この実施の形態の情報伝達装置は、図１及び図２に示された構成に対し、センサ２３を受信機、壁部３を例えば歩行者用信号機の支柱部分に置き換えることによって構成される。この情報伝達システムは、例えば所定の信号を発信する発信機を携帯した人物（例えば高齢者や障害者）が、交差点（より正確には上記歩行者用信号機）に接近することにより作動する。なお、この情報伝達システムは先に示されたように高齢者や障害者を対象としたものである。この為、チップ内のメモリには、例えば歩行者用信号機が赤又は青であるという情報が記憶されている。

上記発信機から所定の信号が発信され、それをチップ内の受信機が受信すると、制御部が、メモリを制御し、当該メモリに記憶された音声信号を圧電素子に出力させる。圧電素子が振動しようと作用すると、歩行者用信号機の支柱部分が、先の壁部３やポスター４と同様に、圧電素子からの振動エネルギを、波動特性を有する音声として外部に放射する。なお、制御部は、歩行者用信号機の発光状態を認識することができ、当該信号機が赤の場合にはメモリから現在信号が赤である旨を報知する音声信号を出力させ、当該信号機が青の場合にはメモリから現在信号が青である旨を報知する音声信号を出力させることができる。

また、上述したような情報伝達システムを例えば住宅のような私用スペースに構築することも考えられる。この場合、先の歩行者用信号機を例えば自宅の階段等の構造物に置き換えたものが想定される。このような情報伝達システムでは、例えば目の前に階段がある旨を報知する注意喚起の音声を自宅の階段付近で聞くことができる為、高齢者や障害者に対するバリアフリーとなり得る。

本発明の実施の形態の情報伝達システムを構築し得る情報伝達装置の構成を示した図である。 本発明の実施の形態の情報伝達装置が有するチップの構成を示した図である。 本発明の実施の形態の情報伝達システムを構築し得る情報伝達装置の構成を示した図である。

符号の説明

１ 圧電素子
２、２ｚ チップ
３ 壁部
４ ポスター
２１ 電源
２２ 制御部
２３ センサ
２４ メモリ
１００、１００ｚ 情報伝達装置

Claims (6)

1. 情報を伝達する為の情報伝達システムにおいて、
   所定の音声情報を記憶した記憶媒体と、
   前記記憶媒体と電気的に接続され、該音声情報に基づいて振動する圧電素子と、
   その一部が前記圧電素子の振動面と密着し、その振動を波動として外部に放射する構造物と、を備えたこと、を特徴とする情報伝達システム。
2. 前記構造物近傍における人の存在を検知するセンサを更に備え、
   前記センサによって人の存在が検知されたときのみ、前記圧電素子を動作させること、を特徴とする請求項１に記載の情報伝達システム。
3. 前記構造物が、階段、壁、柱、床、天井、ポスター、ベンチの中の少なくとも一つを含むこと、を特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の情報伝達システム。
4. 前記圧電素子を、前記構造物内部に埋設したこと、を特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の情報伝達システム。
5. 前記圧電素子をフィルムで形成したこと、を特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の情報伝達システム。
6. 情報を伝達する為の情報伝達システムにおいて、
   音声情報を入力可能な音声情報入力手段と、
   前記音声情報入力手段からの音声情報に基づいて振動する圧電素子と、
   その一部が前記圧電素子の振動面と密着し、その振動を波動として外部に放射する構造物と、を備えたこと、を特徴とする情報伝達システム。

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