JP2012199854A - スピーカ故障報知装置、スピーカ故障報知方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザにスピーカが故障していることを気付かせる。
【解決手段】スピーカ故障報知装置４０は、物理量測定器４４と、制御部４５と、記憶部４６と、表示部１０２と、を備える。スピーカ故障報知装置４０は、その制御部４５により、スピーカ１１０の構造的な変化に伴って変化するインピーダンスを、スピーカ１１０に電気信号を供給することにより測定し、測定したインピーダンスが測定基準データＤが示すインピーダンス確認領域の範囲内にあるか否かを判別する。そして、制御部４５は、インピーダンスがその範囲内にないと判別した場合に、スピーカ１１０が故障している旨を、表示部１０２にメッセージ画像を表示させることで、報知する。
【選択図】図６

Description

本発明は、スピーカ故障報知装置、スピーカ故障報知方法、及びプログラムに関する。

特許文献１には、電子機器に搭載されるスピーカの構造が開示されている。特許文献１に係るスピーカやこれと同様の構造のスピーカを搭載した電子機器を、例えば不意に落としてしまうと、スピーカの振動板とフレーム（スピーカ筐体）の接着剥離、振動板とボイスコイルの接着剥離等が起こりスピーカの構造に欠陥が生じる場合がある。このような欠陥が生じることによって、スピーカの音圧が低下したり、音が歪んだりして、音声再生・コンテンツ再生等に支障をきたす場合があった。

特開２００２−２０９００３号公報

スピーカの構造に上記のような欠陥が生じた場合、ユーザは自身の感覚によってスピーカが故障しているか否かを判断するしかなかった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、ユーザにスピーカが故障していることを気付かせることができるスピーカ故障報知装置、スピーカ故障報知方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るスピーカ故障報知装置は、
スピーカを鳴動させる電子機器に搭載されるスピーカ故障報知装置であって、
前記スピーカの構造的な変化に伴って変化する物理量を、前記スピーカに電気信号を供給することにより測定する測定手段と、
前記測定手段が測定した物理量が予め定められた範囲内にあるか否かを判別する判別手段と、
前記判別手段が前記物理量が前記範囲内にないと判別した場合に、前記スピーカが故障している旨を報知する報知手段と、を備える、
ことを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係るスピーカ故障報知方法は、
スピーカの構造的な変化に伴って変化する物理量を、前記スピーカに電気信号を供給することにより測定するステップと、
測定した物理量が予め定められた範囲内にあるか否かを判別するステップと、
前記物理量が前記範囲内にないと判別した場合に、前記スピーカが故障している旨を報知するステップと、を備える、
ことを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明の第３の観点に係るプログラムは、
コンピュータに、
スピーカの構造的な変化に伴って変化する物理量を、前記スピーカに電気信号を供給することにより測定する処理と、
測定した物理量が予め定められた範囲内にあるか否かを判別する処理と、
前記物理量が前記範囲内にないと判別した場合に、前記スピーカが故障している旨を報知する処理と、
を実行させる。

本発明によれば、ユーザにスピーカが故障していることを気付かせることができる。

本発明の一実施形態に係る携帯端末の概観図である。 図１における携帯端末のＡ−Ａ概略断面図である。 スピーカの振動板とスピーカ筐体との間で接着剥離が発生した場合のスピーカの音圧周波数特性を示すグラフである。 スピーカに係る集中等価回路における電気回路と機械回路を表した図である。 スピーカに係る集中等価回路における音響回路を表した図である。 本発明の一実施形態に係るスピーカ故障報知装置のブロック図である。 スピーカ故障報知装置の記憶部に予め記憶されている複数の測定基準データの構成例を示す図である。 スピーカのインピーダンスのうち純抵抗成分（インピーダンスの実部成分）の実測結果の一例を示したグラフである。 スピーカ故障報知処理のフローチャートである。 ユーザに注意喚起を促すメッセージ画像の一例を示す図である。

本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

本実施形態に係るスピーカ故障報知装置は、図１に示す携帯端末１００（電子機器の一例）に搭載され、携帯端末１００のスピーカのインピーダンスを測定し、測定値に基づいて、スピーカが故障しているか否か判別し、故障と判別した場合にはその旨をユーザに報知する。以下では、まず、スピーカを有する携帯端末の物理的構成を説明したうえで、故障の判別と報知について詳細に説明する。

（携帯端末１００の物理的構成）
図１に示す携帯端末１００は、携帯電話、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、スマートフォン等から構成され、操作部１０１と、表示部１０２と、スピーカ１１０とを備える。なお、図１は、携帯端末１００を前面側から見た概観図であり、その逆側である背面側に設けられた操作部１０１及び表示部１０２と、内蔵されたスピーカ１１０とを点線で表した。

操作部１０１は、各種のキーボタンから構成され、ユーザの操作に応答して、操作内容を示す信号を後述の制御部４５（図６参照）に供給する。

表示部１０２は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ等から構成され、制御部４５（図６参照）の制御の下、携帯端末１００の機能を利用するために必要な各種の情報（電話番号、メール宛先、動画および静止画、接続されたインターネット画面等の受信データ等）を、ＧＵＩ（Graphical User Interface）として表示する。

図２に示すように、スピーカ１１０は、端末筐体１３０内部の表示部１０２側に配置されている。スピーカ１１０は、動電型スピーカから構成され、振動板１１１と、ボイスコイル１１２と、永久磁石１１３と、ヨーク１１４と、スピーカ筐体１１５と、プロテクタ１１６と、防塵メッシュ１１７と、を備える。

振動板１１１は、質量密度が低く、機械コンプライアンスが小さい樹脂材料で形成される膜状部材である。

ボイスコイル１１２は、振動板１１１と直結し、振動板１１１を駆動するコイルである。ボイスコイル１１２に流れる電流により発生する磁束と永久磁石１１３の磁界との作用によって、ボイスコイル１１２は振動板１１１を振動させる。

永久磁石１１３は、サマリウムコバルト磁石等であり、磁束を発生させる。

ヨーク１１４は、ボイスコイル１１２の外側の磁束の向きを整える。

スピーカ筐体１１５は、硬質樹脂等で形成されるケース体であり、上記振動板１１１〜ヨーク１１４の各部を収納する。また、スピーカ筐体１１５の背面には、複数の孔部である背面音孔１１５ａが形成されている。

プロテクタ１１６は、金属等で形成され、スピーカ筐体１１５の前面に配置される。プロテクタ１１６は、音響放射方向からの（前面側からの）大きな異物侵入等を防ぐとともにスピーカ１１０全体の機械的強度を保つ。また、プロテクタ１１６には、振動板１１１の振動により発生した音波を通過させる孔である主音孔１１６ａが形成されている。

防塵メッシュ１１７は、プロテクタ１１６の前面に両面テープ１８で取り付けられ、スピーカ１１０内部への水や塵等の浸入を防止する。

基板１２０は、携帯端末１００の各種電子回路が構成される基板であり、スピーカ１１０の背面側に若干の間隔を開けて配置される。このように配置されることで、基板１２０とスピーカ１１０（スピーカ筐体１１５の背面）との間には、所定の空間（以下、この空間を「背面容積１１０ｂ」という。）が形成される。前述したスピーカ筐体１１５に形成された背面音孔１１５ａは、図示するように、背面容積１１０ｂと連通する。

端末筐体１３０は、その前面側に複数の孔部である放射音孔１３０ａを有して硬質樹脂等から形成されている。また、端末筐体１３０は、放射音孔１３０ａを有する面の背面にリブ１３１を有する。

放射音孔１３０ａは、スピーカ１１０の鳴動音を、端末筐体１３０の外部へ導く。なお、プロテクタ１１６と端末筐体１３０との間には、主音孔１１６ａから放射音孔１３０ａに至る空間（以下、この空間を「前気室容積１１０ｆ」という。）が形成されている。

リブ１３１は、スピーカ１１０を端末筐体１３０に固定するための部材であり、端末筐体１３０と一体的に形成されている。スピーカ１１０は、このリブ１３１に両面テープ１８で取り付けられる。

上記構成を有するスピーカ１１０は、様々な原因で故障することがあるが、故障原因としては以下のようなものがある。

（故障原因の例）
（１）振動板１１１とスピーカ筐体１１５の接着剥離
（２）振動板１１１とボイスコイル１１２の接着剥離
（３）ボイスコイル１１２と、永久磁石１１３又はヨーク１１４との接触
（４）防塵メッシュ１１７の変形、又は、防塵メッシュ１１７若しくはプロテクタ１１６と端末筐体１３０との過度な密着
（５）振動板１１１とプロテクタ１１６の接触
（６）ボイスコイル１１２の断線
（７）振動板１１１の破損（破れる等）
（８）リブ１３１とスピーカ１１０の接着剥離

上記（１）の原因により、スピーカ１１０が故障した場合の音圧周波数特性を図３に示す。スピーカ１１０が正常に鳴動している状態を示す曲線１と、スピーカ１１０が故障して鳴動している状態を示す曲線２を比べると、故障が発生した場合には、スピーカ１１０の音圧が低下していることがわかる。

上記（１）に限らず、上記（２）〜（８）の原因で故障が発生した場合も同様に、音圧の低下、音の歪み等により、スピーカ１１０が正常に鳴動することができなくなる可能性がある。

本実施形態に係るスピーカ故障報知装置は、上記のような原因で、スピーカ１１０に構造的不具合が生じた場合に変化するスピーカ１１０のインピーダンスを測定し、スピーカ１１０の故障を判別する。スピーカ１１０が故障した場合に変化するスピーカ１１０全体のインピーダンスのうち、主に構造的不具合に起因したインピーダンス成分の変化分が支配的となる。
次に、スピーカ１１０全体のインピーダンスについて説明する。

（スピーカ１１０全体のインピーダンス）
スピーカ１１０全体のインピーダンスは、電気インピーダンス、動インピーダンスからなる。
ｉ）電気インピーダンスは、ボイスコイル１１２、永久磁石１１３、ヨーク１１４から構成される磁気回路による、電気系のインピーダンスである。
ｉｉ）動インピーダンスは、スピーカ１１０の力学的振動によるインピーダンス、つまり、スピーカ１１０の構造的特徴に起因するインピーダンスである。動インピーダンスは、機械インピーダンスと、音響インピーダンスとを含む概念である。

ここで、交流電気回路と機械・音響の力学的振動系において、電気系−機械系−音響系の各々につき、電圧−力−音圧、電流−速度−体積速度という対応関係をとり、機械系と音響系を電気系に類推すると、電気系と機械・音響の力学振動系を等価回路として統一的に取り扱うことができる。この場合に定義できる、機械系のインピーダンスが機械インピーダンス、音響系のインピーダンスが音響インピーダンスである。

ここからは、スピーカ１１０のインピーダンスの変化と物理的構成の変化との関係を説明するため、電気インピーダンスと動インピーダンスがスピーカ１１０のどの構成要素によって生ずるかを示すとともに、電気インピーダンスと動インピーダンスが統一的に記述できることを示す。

電気系−機械系−音響系の集中等価回路は、図４と図５に示すように、電気回路１０と、機械回路２０と、音響回路３０と、から構成される。

［電気回路１０］
図４に示すトランスＴの一次側の電気回路１０について説明する。
電子回路１０は、図示するように、トランスＴの一次巻線１１、インダクタンス１２、抵抗１３、電源１４、から構成される。

一次巻線１１は、電気系−機械系の変換部を表したトランスＴの一次側である。一次側巻線１１には電圧ＡＶ［Ｖ］が印加されるとする。ここで、Ａは電気・機械変換率（力係数）である。

インダクタンス１２は、主にボイスコイル１１２によるインダクタンスであり、その値をＬ_ｓ［Ｈ］とする。

抵抗１３は、主にボイスコイル１１２の抵抗であり、その値をＲ_ｓ［Ｏｈｍ］とする。

ここで、上記インダクタンス１２と抵抗１３の電気インピーダンスＺ_staticは、スピーカ１１０に供給される電気信号の角周波数をω［ｒａｄ／ｓ］とすれば、下記の式で表すことができる。

電源１４は、スピーカ１１０への信号源を表し、その電圧値をＥ［Ｖ］とする。電源１４から電気回路１０に流れる電流の値をＩ［Ａ］とする。

電気回路１０についての電圧の平衡式を求めると、電源電圧Ｅは、ボイスコイル１１２自身の電気インピーダンスＺ_staticによる電圧降下とボイスコイル１１２の振動速度によって誘起される逆起電力との和に等しくなる。
振動による逆起電力は、ボイスコイル１１２を貫く永久磁石１１３の磁束密度をＢ［Ｔ］、ボイスコイル１１２の全長をＬ［ｍ］、振動速度をＶ［ｍ／ｓ］とすれば、Ｖ・Ｂ・Ｌと表せ、さらにＢ・Ｌを前述の電気・機械変換率Ａとおくと、Ａ・Ｖと表せる。
よって、電気回路１０についての電圧の平衡式は、下記の式で表すことができる。

［機械回路２０］
図４に示すトランスＴの二次側の機械回路２０について説明する。
機械回路２０は、図示するように、トランスＴの二次巻線２１、質量２２、機械抵抗２３、機械コンプライアンス２４、音響−機械インピーダンス２５、から構成される。

二次巻線２１は、電気系−機械系の変換部を表したトランスＴの二次側である。二次巻線２１には、一次側からの誘導により、電圧Ｖ［Ｖ］が印加される。

質量２２は、振動板１１１及びボイスコイル１１２の質量ｍであり、これを電気的類推等価回路で記述するとインダクタンスとして表せる。その値をＬ_ｍ［Ｈ］とする。

機械抵抗２３は、主に、振動板１１１の機械抵抗であり、これを電気的類推等価回路で記述すると電気抵抗として表せる。その抵抗値をＲ_ｍ［Ｏｈｍ］とする。

機械コンプライアンス２４は、主に、振動板１１１のコンプライアンスであり、これを電気的類推等価回路で記述するとキャパシタンスとして表せる。その値をＣ_ｍ［Ｆ］とする。

音響−機械インピーダンス２５は、後述する、音響回路３０全体のインピーダンスである音響インピーダンスＺ_acousticを、機械インピーダンスに変換したものである。振動板１１１の面積をＳとすると、音響インピーダンスＺ_acousticは、Ｓの２乗を変換係数として、機械インピーダンスに変換される。このため、音響−機械インピーダンス２５は、Ｓ^２Ｚ_acousticと表せる。

質量２２、機械抵抗２３、機械コンプライアンス２４を合計した機械インピーダンスＺ_machineは、下記の式で表すことができる。

この機械インピーダンスＺ_machineを、電気系−機械系変換で、電気的なインピーダンスに変換すれば、（数１）に示す電気インピーダンスＺ_staticに加算することができる。すると、機械回路２０についての電圧の平衡式は、下記の式で表すことができる。なお、Ｐは、後述する圧力３８の値である。

［音響回路３０］
図４に音響−機械インピーダンス２５の形式で表されている示す音響回路３０について図５を参照して説明する。
音響回路３０は、図示するように、音響コンプライアンス３１，３２，３５、音響イナータンス３３，３６、音響抵抗３４，３７、圧力３８、放射インピーダンス３９、から構成される。

音響コンプライアンス３１は、図２に示す背面容積１１０ｂに起因するコンプライアンスであり、これを電気的類推等価回路で記述するとキャパシタンスとして表せる。その値をＣ_ａｂ［Ｆ］とする。
音響コンプライアンス３２は、図２に示す防塵メッシュ１１７に起因するコンプライアンスであり、これを電気的類推等価回路で記述するとキャパシタンスとして表せる。その値をＣ_{a_sheet}［Ｆ］とする。
音響コンプライアンス３５は、図２に示す前気室容積１１０ｆに起因するコンプライアンスであり、これを電気的類推等価回路で記述するとキャパシタンスとして表せる。その値をＣ_ａｆ［Ｆ］とする。

音響イナータンス３３は、図２に示す防塵メッシュ１１７に起因するイナータンスであり、これを電気的類推等価回路で記述するとインダクタンスとして表せる。その値をＬ_{a_sheet}［Ｈ］とする。
音響イナータンス３６は、図２に示す放射音孔１３０ａに起因するイナータンスであり、これを電気的類推等価回路で記述するとインダクタンスとして表せる。その値をＬ_ａｆ［Ｆ］とする。

音響抵抗３４は、図２に示す防塵メッシュ１１７に起因する音響抵抗であり、これを電気的類推等価回路で記述すると電気抵抗として表せる。その抵抗値をＲ_{a_sheet}［Ｏｈｍ］とする。
音響抵抗３７は、図１及び図２に示す放射音孔１３０ａに起因する音響抵抗であり、これを電気的類推等価回路で記述すると電気抵抗として表せる。その抵抗値をＲ_ａｆ［Ｏｈｍ］とする。

なお、図２に示す主音孔１１６ａによっても音響イナータンスと音響抵抗は発生するが、主音孔１１６ａの音孔面積は、放射音孔１３０ａ等の音孔面積に比べ非常に大きい。そのため、主音孔１１６ａに起因する音響イナータンスと音響抵抗の類推値は、音響イナータンス３６の類推値Ｌ_ａｆ［Ｆ］、音響抵抗３７の類推値Ｒ_ａｆ［Ｏｈｍ］に比して非常に小さく、無視してもよい。

図５に示す圧力３８は、図２に示すスピーカ１１０の振動板１１１から得る圧力であり、その値をＰ［Ｐａ］とする。

放射インピーダンス３９は、図２に示す放射音孔１３０ａにおける放射インピーダンスである。ここで、放射インピーダンスとは、スピーカ１１０が音を放射したときに、機械インピーダンス（主に振動板１１１による）の他にかかる、音圧の反作用による余分なインピーダンスである。放射インピーダンス３９の値をＺ_γ[Ｏｈｍ]とすれば、Ｚ_γは、下記の式で表すことができる。なお、ρは媒質の密度、ｃは音速、ｋは位相定数である。

図５に示す音響回路３０についての電圧の平衡式は、放射音方向（前面方向）のインピーダンスのうち、音響コンプライアンス３２，３５、音響イナータンス３３，３６、音響抵抗３４，３７のインピーダンス（以下、「３２〜３７のインピーダンス」という）をＺ_ｆ[Ｏｈｍ］とすれば、下記の式で表すことができる。

また、回路的に表現すると、放射インピーダンス３９（Ｚ_γ）に流れる体積速度をＵ_outは、全体の音響回路３０を流れる体積速度Ｕに対して、下記の通り記述できる。

数７により、３２〜３７のインピーダンス（Ｚ_ｆ）の絶対値が小さいほど、放射インピーダンス３９（Ｚ_γ）に流れる体積速度Ｕ_outが大きくなることがわかる。体積速度Ｕ_outが大きくなれば、スピーカ１１０から大きな音響エネルギーが放射されるため、ユーザの聴感上の音量に略比例する音圧も大きくなる。

電気回路１０，機械回路２０，音響回路３０と、数式３，４，６，７とから、スピーカ１１０に構造上の不具合が起これば、動インピーダンス（機械インピーダンスＺ_machine、音響インピーダンスＺ_acoustic）成分の変化によって、測定されるスピーカ１１０のインピーダンスが変化することがわかる。

（スピーカ故障報知装置４０）
図６を参照して、本実施形態に係るスピーカ故障報知装置４０について説明する。
スピーカ故障報知装置４０は、携帯端末１００に搭載されるものであり、図示するように、物理量測定器４４と、制御部４５と、記憶部４６と、前述した表示部１０２と、を備える。

物理量測定器４４は、制御部４５の制御の下、予め設定された周波数帯域（以下、「測定周波数」という）の範囲内において、スピーカ１１０のインピーダンスを測定し、インピーダンスの値を示す測定データを生成する。測定周波数をどのように定めるかは、後述する。

制御部４５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等から構成され、記憶部４６の制御メモリに格納されている動作プログラムを実行して、携帯端末１００の各部の動作を制御する。
制御部４５は、例えば、ｉ）操作部１０１からの音源再生（音声・コンテンツ再生を含む）の指示に応じて後述の音声処理部４１にデジタル音声データを供給し、ｉｉ）物理量測定器４４から測定データを取得し、取得した測定データに基づいてスピーカ１１０が故障しているか否かを判別し、ｉｉｉ）記憶部４６に予め記憶されている所定の画像をＧＵＩとして表示部１０２に表示する、等の処理を行う。

記憶部４６は、制御メモリと、コンテンツメモリと、を備える。
ｉ）制御メモリは、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成され、制御部４５を構成するＣＰＵのワークエリア、ＣＰＵが実行する動作プログラムを記憶するプログラムエリア、データエリア等として機能する。
・プログラムエリアには、通常の通話処理を実行するための動作プログラム、スピーカ１１０の故障を判別し故障の旨をユーザに報知するための図示する動作プログラムＰＧ（後述の「スピーカ故障報知処理」を実行するための動作プログラム）、等が記憶されている。
・データエリアには、スピーカ１１０が故障しているか否かを判別する際に必要となる、故障原因と測定周波数と適切なインピーダンス値の範囲（後述のインピーダンス確認領域）との組を示す測定基準データＤが、図７に示すように、複数記憶されている。測定基準データＤについては後に詳述する。
ｉｉ）コンテンツメモリは、フラッシュメモリ等から構成され、電話番号、発信着信履歴等の各種データや各種コンテンツを記憶する。

携帯端末１００は、前述した操作部１０１、スピーカ１１０、スピーカ故障報知装置４０の他、図６に示すように、音声処理部４１と、ＤＡＣ（Digital to Analog Converter）４２と、ＡＭＰ４３と、を備える。

音声処理部４１は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等から構成され、イコライザ、ノイズサプレッサ等として機能する。音声処理部４１は、制御部４５から供給されたデジタル音声データに所定の処理を行い、処理後のデジタル音声データをＤＡＣ４２に供給する。

ＤＡＣ４２は、音声処理部４１から供給されたデジタル音声データをＤ／Ａ変換し、アナログ音声信号をＡＭＰ４３に供給する。

ＡＭＰ４３は、ＤＡＣ４２から供給されたアナログ音声信号のレベルを増減させ、アナログ音声信号をスピーカ１１０へ出力する。

（測定周波数）
スピーカ１１０が故障しているか否かを判別するために、物理量測定器４４が、どのような測定周波数の範囲内でインピーダンスを測定すればよいかを説明する。
スピーカ１１０の故障を特定するには、測定周波数として、スピーカ１１０に構造的な不具合が生じた場合のインピーダンスと、スピーカ１１０が正常に鳴動できる場合（スピーカ１１０が鳴動している場合も含む）のインピーダンスとの差が顕著に現れる周波数帯域を選定すればよい。以下に、測定周波数の一例を示す。

図８は、スピーカ１１０のインピーダンスのうち、純抵抗成分（レジスタンス）の実測結果の一例を示したグラフである。図示するように、曲線３は、スピーカ１１０が正常に鳴動できる状態におけるレジスタンスを示すものであり、曲線４は、振動板１１１とスピーカ筐体１１５の接着剥離（上記（１）の原因）によりスピーカ１１０が故障した状態におけるレジスタンスを示すものである。

曲線３と曲線４を比較すると、周波数１１００Ｈｚ付近において、曲線３は抵抗値のピークを有するのに対し、曲線４はディップとなっている。このことから、上記（１）の原因でスピーカ１１０が故障した場合には、特に、周波数１１００Ｈｚ付近で、スピーカ１１０のインピーダンスのレジスタンスが大きく変化することがわかる。
よって、上記（１）の原因によるスピーカ１１０の故障を判別するには、例えば図８に点線で示した測定周波数５（８５０Ｈｚ〜１２００Ｈｚ）において、物理量測定器４４にインピーダンスを測定させればよい。

そこで、図７に示すように、故障原因（１）に対応付けて周波数１１００Ｈｚを特定し、測定基準データＤとして記憶部４６に格納する。なお、測定周波数５は、一例にすぎず、スピーカ１１０の構成・故障原因の相違を踏まえて、実験等により適宜設定される。他の故障原因についても、実験等により、測定周波数を予め求め、図７に示すように、測定基準データＤとして記憶部４６に格納する。

（インピーダンス確認領域）
スピーカ１１０の故障を判別する際の基準となるインピーダンス値の範囲（以下、「インピーダンス確認領域」という）について説明する。インピーダンス確認領域を示す測定基準データＤは、前述のように記憶部４６に予め格納されている。インピーダンス確認領域は、スピーカ１１０が正常に鳴動できる状態で、測定周波数において測定されるインピーダンスを基に定められる。

図８において、太枠線で示したインピーダンス確認領域６は、測定周波数５（８５０Ｈｚ〜１２００Ｈｚ）において測定された、スピーカ１１０が正常に鳴動できる状態でのインピーダンス（ここでは、レジスタンス成分）の値に所定の幅をもたせたものである。このインピーダンス確認領域６は、上記（１）の原因での故障を判別するに適したインピーダンス値の範囲であり、具体的には、８．５〜８．７［Оｈｍ］である。

そこで、図７に示すように、故障原因（１）とその測定周波数に対応付けて、インピーダンス確認領域として８．５〜８．７Ω（実成分のみ、虚数成分０）を特定し、測定基準データＤとして記憶部４６に格納する。なお、インピーダンス確認領域６は、一例であって、スピーカ１１０の構成・故障原因の相違を踏まえて、実験等により適宜設定される。
他の故障原因についても、実験等により、測定周波数に対応するインピーダンス格納範囲を予め求め、図７に示すように、測定基準データＤとして記憶部４６に格納する。

なお、故障原因によって、周波数−抵抗値の特性にばらつきがあれば、測定周波数とインピーダンス確認領域を複数組み合わせて設定してもよい。また、スピーカ１１０の構成等によって、周波数−抵抗値の特性に変化が生じるのは勿論であり、その特性の変化に応じて、インピーダンス確認領域を適宜定めればよい。

（スピーカ故障報知処理）
図８のフローチャートを参照して、スピーカ故障報知装置４０の制御部４５が実行するスピーカ故障報知処理を説明する。制御部４５は、着信等による音声再生の指示や、操作部１０１からなされたコンテンツ再生の指示等に応答して、ステップＳ１０１の処理を開始する。

ステップＳ１０１で、制御部４５は、記憶部４６に格納されている複数の測定基準データＤ（図７参照）のうちから、測定周波数を１つ特定し、物理量測定器４４を介して、その測定周波数の交流電圧をスピーカ１１０に印加すると共にスピーカ１１０を流れる電流を測定し、電圧／電流によりインピーダンスを求め、その実成分ＺＲと虚数成分ＺＩを求める。
次に、制御部４５は、求めたインピーダンスが測定周波数に対応付けられているインピーダンス確認領域の範囲内にあるか否かを判別する。測定したインピーダンスがインピーダンス確認領域の範囲内にあれば、その測定周波数に対応する故障原因による故障は発生していないと判別する。一方、測定したインピーダンスがインピーダンス確認領域の範囲外にあれば、その測定周波数に対応する故障原因による故障が発生していると判別する。
制御部４５は、１つの測定周波数についての処理が終了すると、未処理の測定周波数があるか否かを判別し、あれば、未処理の測定周波数を１つ特定し、同様の処理を実行する。全ての測定周波数についての処理が終了すると、ステップＳ１０１を終了する。

続いて、ステップＳ１０２で、制御部４５は、求めた各インピーダンスと記憶部４６に記憶されている測定基準データＤとから、スピーカ１１０が故障しているか否かを判別する。具体的には、制御部４５は、求めたインピーダンスが測定した測定周波数に対応付けられているインピーダンス確認領域の範囲内にあるか否かを判別する。制御部４５は、測定したインピーダンスがインピーダンス確認領域の範囲内にあれば、その測定周波数に対応する故障原因による故障は発生していないと判別する。一方、制御部４５は、測定したインピーダンスがインピーダンス確認領域の範囲外にあれば、その測定周波数に対応する故障原因による故障が発生していると判別する。

全ての測定インピーダンスが、対応するインピーダンス確認領域の範囲内と判別された場合、制御部４５は、スピーカ１１０に故障はないと判別し（ステップＳ１０２；ＮＯ）、処理をステップＳ１０４に進める。
一方、１つでも測定インピーダンスが、対応するインピーダンス確認領域の範囲外であると判別されれば、制御部４５は、スピーカ１１０が故障していると判別し（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）、処理をステップＳ１０３に進める。

ステップＳ１０３で、制御部４５は、記憶部４６に予め格納された所定の画像データを取得して、表示部１０２に、ユーザに注意喚起を促すメッセージ画像を表示させる。メッセージ画像の一例は、ユーザに注意を喚起するとともに製造元のカスタマーサービスの連絡先を通知するＧＵＩ表示１０２ａ（図１０参照）である。また、予想される故障原因を表示してもよい。
なお、制御部４５は、図示しないタイマで計時を行い、一定時間（例えば１分間程度）経過後にメッセージ画像を非表示にしてもよいし、メッセージ画像でユーザに操作部１０１の所定のボタンを押下させる操作を促し、そのユーザ操作による指示を受け付けることでメッセージ画像を非表示にしてもよい。
制御部４５は、メッセージ画像を表示部１０２に表示させると、処理をステップＳ１０４に進める。

ステップＳ１０４で、制御部４５は、デジタル音声データを音声処理部４１に供給し、スピーカ１１０を鳴動させる。

続いて、ステップＳ１０５で、制御部４５は、音声再生終了の指示（音声処理部４１へのデジタル音声データ供給終了の指示）があるか否かを判別する。この指示は、例えば、ユーザの操作部１０１からの再生終了操作による指示である。
音声再生終了の指示があった場合（ステップＳ１０５；ＹＥＳ）、制御部４５は、スピーカ故障報知処理を終了する。一方、音声再生終了の指示がない場合（ステップＳ１０５；ＮＯ）、制御部４５は、処理をステップＳ１０６に進める。

ステップＳ１０６で、制御部４５は、図示しないタイマで計時し、一時的に記憶部４６に記憶した時間に基づいて、予め定められた所定期間が経過したか否かを判別する。例えば制御部４５は、ステップＳ１０１の処理を実行すると同時に計時を開始し、該所定期間の経過後（ステップＳ１０６；ＹＥＳ）に終了するとともに、記憶部４６に一時的に記憶した時間をリセットする。このような処理を実行することにより、スピーカ故障報知装置４０は、スピーカ１１０が鳴動を開始後、所定期間の間隔で周期的に、スピーカ１１０のインピーダンスを測定できることになる。なお、インピーダンスを、必ずしも周期的に測定させる必要はない。予め定められる所定期間が複数あってもよい。例えば、長さの異なる２つの所定期間が定められ、制御部４５が、ステップＳ１０６の処理を実行するごとに、判断基準である２つの所定期間を交互に変更させてもよい。これにより、ユーザからの音声再生終了指示がない（ステップＳ１０５；ＮＯ）限りにおいて、インピーダンスは、２つの長さの異なる所定期間を経るごとに測定されることになる。つまり、所定の規則に従ったタイミングでインピーダンスを測定させてもよい。

所定期間を経過した場合（ステップＳ１０６；ＹＥＳ）、制御部４５は、処理をステップＳ１０１に戻す。一方、所定期間が経過していない場合（ステップＳ１０６；ＮＯ）、制御部４５は、処理をステップＳ１０４に戻す。

本実施形態に係るスピーカ故障報知装置４０は、その制御部４５により、スピーカ１１０の構造的な変化に伴って変化するインピーダンスを、スピーカ１１０に電気信号を供給することにより測定し、測定したインピーダンスが測定基準データＤが示すインピーダンス確認領域の範囲内にあるか否かを判別する。そして、制御部４５は、インピーダンスがその範囲内にないと判別した場合に、スピーカ１１０が故障している旨を、表示部１０２にメッセージ画像を表示させることで、報知する。
このような構成からなるスピーカ故障報知装置４０によれば、スピーカ１１０の故障の可能性が高い場合には、適宜、ユーザに故障の旨を報知することができるため、ユーザにスピーカ１１０が故障していることを気付かせることができる。これにより、ユーザに、スピーカ１１０の故障に対して適切な対応とるように促すことができるため、手厚いユーザサポート環境を提供することができる。また、故障の旨を報知されたユーザが、早期に、点検・修理に出せば、故障に気付かずに携帯端末１００を使用し続けることによって発生し得る、さらに重度のスピーカ１１０の故障が発生することを抑制できる。

（変形例）
以上の実施形態では、音源の再生が指示された際に、図９に示すスピーカ故障報知処理を実行する例を示したが、スピーカ故障報知処理を実行する契機は任意である。例えば、周期的に実行する等してもよい。

また、以上の実施形態では、制御部４５の制御の下、物理量測定器４４が電気信号を印加することによりインピーダンスを測定するものとしたが、これに限られない。物理量測定器４４は、制御部４５の制御の下、スピーカ１１０に電気信号（交流信号、直流信号）を印加して、スピーカ１１０のアドミタンスを測定してもよいし、誘電正接測定器が誘電正接ｔａｎδを測定してもよい。特に、数十Ｈｚ〜１００Ｈｚ程度の低周波数領域において、上記（１）、（２）、（８）等の原因によるスピーカ１１０の故障を判別するには、測定対象として誘電正接が適している。さらに、インピーダンス（或いはアドミタンス）と誘電正接を共に測定するようにしてもよい。

以上の実施形態において、物理量測定器４４は、一例として、図７に示す測定周波数５（スピーカ１１０の共振周波数を含み、且つ、スピーカ１１０が正常に鳴動できる場合に測定されるインピーダンスと、スピーカ１１０に構造的な不具合が生じた場合に測定されるインピーダンスとの差が顕著に現れる帯域）においてインピーダンスを測定するものとしたが、測定周波数はこれに限られない。物理量測定器４４は、測定周波数として、人間の可聴帯域、又はスピーカ１１０の再生周波数帯域におけるインピーダンスを測定してもよい。これは、測定対象としてアドミタンス、誘電正接を測定する際も同様である。また、以上では、測定基準データＤが複数あり、複数の測定周波数を使用する例を示したが、測定基準データＤが１つであり、物理量測定器４４は、そのデータが示す１つの測定周波数における物理量（インピーダンス、アドミタンス、誘電正接等）を測定してもよい。

以上の実施形態では、スピーカ１１０が携帯端末１００に搭載されることにより、携帯端末１００がスピーカ１１０を有するものとしたが、インピーダンス測定対象のスピーカと携帯端末１００との関係は、これに限られない。外部スピーカ（イヤーピース・スピーカも含む）が携帯端末１００に接続されるという態様により、携帯端末１００がスピーカ１１０を有していてもよい。例えば、物理量測定器４４は、制御部４５の制御の下、外部スピーカが携帯端末１００に未接続の場合は、携帯端末１００に搭載されたスピーカ１１０のインピーダンスを測定し、外部スピーカが携帯端末１００に接続された場合は、当該外部スピーカのインピーダンスを測定してもよい。後者の場合、制御部４５は、スピーカ故障報知処理と同様な処理を行うことで、外部スピーカが故障しているか否かを判別し、故障と判別した場合は、外部スピーカが故障している旨を表示部１０２に表示させればよい。インピーダンス確認領域、測定周波数は、外部スピーカの構造、接続状況等を勘案して、適宜、定めればよい。

以上の実施形態に係るスピーカ故障報知処理では、制御部４５は、故障ありと判別した場合（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）、図１０に示すような所定のメッセージ画像を表示部１０２に表示させたが、これに限られない。制御部４５は、故障ありと判別した場合（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）、携帯端末１００が備えるＬＥＤ（Light Emitting Diode）ランプ等の発光部（図示せず）を、例えば、赤色で発光させてもよい。このような方法で、ユーザに故障の旨を報知すれば、コンテンツ再生時、音声着信時等に表示部１０２に表示されている画像を変更させる必要がない。

以上の実施形態では、スピーカ１１０を動電型スピーカとしたがこれに限られない。圧電型スピーカであってもよい。この場合、圧電型スピーカの構造を勘案して、インピーダンス確認領域、測定周波数を定めればよい。

また、携帯端末１００に限らず、デスクトップ型のパソコン等の据え置き型端末のようにスピーカを有する電子機器に本発明を適用してもよい。

なお、スピーカ故障報知処理を制御部４５が実行するためのプログラムＰＧは、記憶部４６に予め記憶されているものとして説明したが、このような動作プラグラム及び各種データは、携帯端末１００に含まれるコンピュータに対して、着脱自在の記録媒体により配布・提供されてもよい。さらに、動作プログラム及び各種データは、電気通信ネットワーク等を介して接続された他の機器からダウンロードすることによって配布されるようにしてもよい。

そして、各処理の実行形態も、着脱自在の記録媒体を装着することにより実行するものだけではなく、電気通信ネットワーク等を介してダウンロードした動作プログラム及び各種データを内蔵の記憶装置に一旦格納することにより実行可能としてもよいし、電気通信ネットワーク等を介して接続された他の機器側のハードウェア資源を用いて直接実行してもよい。さらには、他の機器と電気通信ネットワーク等を介して各種データの交換を行うことにより各処理を実行してもよい。

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

（付記１）
スピーカを鳴動させる電子機器に搭載されるスピーカ故障報知装置であって、
前記スピーカの構造的な変化に伴って変化する物理量を、前記スピーカに電気信号を供給することにより測定する測定手段と、
前記測定手段が測定した物理量が予め定められた範囲内にあるか否かを判別する判別手段と、
前記判別手段が前記物理量が前記範囲内にないと判別した場合に、前記スピーカが故障している旨を報知する報知手段と、を備える、
ことを特徴とするスピーカ故障報知装置。

（付記２）
音源再生の指示を受け付ける受付手段と、
音源からの信号に従って前記スピーカを鳴動させるスピーカ鳴動手段と、をさらに備え、
前記測定手段は、前記受付手段が受け付けた指示に応答して動作し、
前記スピーカ鳴動手段は、前記判別手段が前記物理量が前記範囲内にないと判別した場合に、前記報知手段が前記スピーカが故障している旨を報知した後に前記スピーカを鳴動させる、
ことを特徴とする付記１に記載のスピーカ故障報知装置。

（付記３）
前記測定手段が測定する物理量の値は、所定の周波数帯域における、前記スピーカのインピーダンス、アドミタンス、又は誘電正接である、
ことを特徴とする付記１又は２に記載のスピーカ故障報知装置。

（付記４）
前記所定の周波数帯域は、前記スピーカの共振周波数を含み、且つ前記スピーカが正常に鳴動できる場合に測定される前記物理量と前記スピーカに構造的な不具合が生じた場合に測定される前記物理量との差が顕著に現れる予め定められた帯域である、
ことを特徴とする付記３に記載のスピーカ故障報知装置。

（付記５）
前記報知手段は、前記電子機器が備える表示部に所定の画像を表示させることで前記スピーカが故障している旨をユーザに報知する、
ことを特徴とする付記１乃至４のいずれかに記載のスピーカ故障報知装置。

（付記６）
前記報知手段は、前記電子機器が備える発光部を発光させることで前記スピーカが故障している旨をユーザに報知する、
ことを特徴とする付記１乃至４のいずれかに記載のスピーカ故障報知装置。

（付記７）
前記測定手段は、複数種の電気信号を前記スピーカに供給して、複数の物理量を測定し、
前記判別手段は、測定された複数の物理量について、対応する範囲内にあるか否かを判別し、
前記報知手段は、前記対応する範囲内にないと判別された物理量が測定された電気信号に対応する故障原因を報知する、
ことを特徴とする付記１乃至６のいずれかに記載のスピーカ故障報知装置。

（付記８）
スピーカの構造的な変化に伴って変化する物理量を、前記スピーカに電気信号を供給することにより測定するステップと、
測定した物理量が予め定められた範囲内にあるか否かを判別するステップと、
前記物理量が前記範囲内にないと判別した場合に、前記スピーカが故障している旨を報知するステップと、を備える、
ことを特徴とするスピーカ故障報知方法。

（付記９）
コンピュータに、
スピーカの構造的な変化に伴って変化する物理量を、前記スピーカに電気信号を供給することにより測定する処理と、
測定した物理量が予め定められた範囲内にあるか否かを判別する処理と、
前記物理量が前記範囲内にないと判別した場合に、前記スピーカが故障している旨を報知する処理と、
を実行させるプログラム。

１００ 携帯端末
１０１ 操作部
１０２ 表示部
１０２ａ ＧＵＩ表示
１１０ スピーカ
１１０ｂ 背面容積
１１０ｆ 前気室容積
１１１ 振動板
１１２ ボイスコイル
１１３ 永久磁石
１１４ ヨーク
１１５ スピーカ筐体
１１５ａ 背面音孔
１１６ プロテクタ
１１６ａ 主音孔
１１７ 防塵メッシュ
１１８ 両面テープ
１２０ 基板
１３０ 端末筐体
１３０ａ 放射音孔
１３１ リブ
Ｔ トランス
１０ 電気回路
１１ 一次巻線
１２ インダクタンス
１３ 抵抗
１４ 電源
２０ 機械回路
２１ 二次巻線
２２ 質量
２３ 機械抵抗
２４ 機械コンプライアンス
２５ 音響−機械インピーダンス
３０ 音響回路
３１，３２，３５ 音響コンプライアンス
３３，３６ 音響イナータンス
３４，３７ 音響抵抗
３８ 圧力
３９ 放射インピーダンス
４０ スピーカ故障報知装置
４１ 音声処理部
４２ ＤＡＣ
４３ ＡＭＰ
４４ 物理量測定器
４５ 制御部
４６ 記憶部
Ｄ 測定基準データ
ＰＧ 動作プログラム
１ スピーカが正常に鳴動している状態を示す曲線
２ スピーカが故障して鳴動している状態を示す曲線
３ スピーカが正常に鳴動できる状態におけるレジスタンスを示す曲線
４ スピーカが故障した状態におけるレジスタンスを示す曲線
５ 測定周波数の一例
６ インピーダンス確認領域の一例

Claims (9)

1. スピーカを鳴動させる電子機器に搭載されるスピーカ故障報知装置であって、
   前記スピーカの構造的な変化に伴って変化する物理量を、前記スピーカに電気信号を供給することにより測定する測定手段と、
   前記測定手段が測定した物理量が予め定められた範囲内にあるか否かを判別する判別手段と、
   前記判別手段が前記物理量が前記範囲内にないと判別した場合に、前記スピーカが故障している旨を報知する報知手段と、を備える、
   ことを特徴とするスピーカ故障報知装置。
2. 音源再生の指示を受け付ける受付手段と、
   音源からの信号に従って前記スピーカを鳴動させるスピーカ鳴動手段と、をさらに備え、
   前記測定手段は、前記受付手段が受け付けた指示に応答して動作し、
   前記スピーカ鳴動手段は、前記判別手段が前記物理量が前記範囲内にないと判別した場合に、前記報知手段が前記スピーカが故障している旨を報知した後に前記スピーカを鳴動させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載のスピーカ故障報知装置。
3. 前記測定手段が測定する物理量の値は、所定の周波数帯域における、前記スピーカのインピーダンス、アドミタンス、又は誘電正接である、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のスピーカ故障報知装置。
4. 前記所定の周波数帯域は、前記スピーカの共振周波数を含み、且つ前記スピーカが正常に鳴動できる場合に測定される前記物理量と前記スピーカに構造的な不具合が生じた場合に測定される前記物理量との差が顕著に現れる予め定められた帯域である、
   ことを特徴とする請求項３に記載のスピーカ故障報知装置。
5. 前記報知手段は、前記電子機器が備える表示部に所定の画像を表示させることで前記スピーカが故障している旨をユーザに報知する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のスピーカ故障報知装置。
6. 前記報知手段は、前記電子機器が備える発光部を発光させることで前記スピーカが故障している旨をユーザに報知する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のスピーカ故障報知装置。
7. 前記測定手段は、複数種の電気信号を前記スピーカに供給して、複数の物理量を測定し、
   前記判別手段は、測定された複数の物理量について、対応する範囲内にあるか否かを判別し、
   前記報知手段は、前記対応する範囲内にないと判別された物理量が測定された電気信号に対応する故障原因を報知する、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のスピーカ故障報知装置。
8. スピーカの構造的な変化に伴って変化する物理量を、前記スピーカに電気信号を供給することにより測定するステップと、
   測定した物理量が予め定められた範囲内にあるか否かを判別するステップと、
   前記物理量が前記範囲内にないと判別した場合に、前記スピーカが故障している旨を報知するステップと、を備える、
   ことを特徴とするスピーカ故障報知方法。
9. コンピュータに、
   スピーカの構造的な変化に伴って変化する物理量を、前記スピーカに電気信号を供給することにより測定する処理と、
   測定した物理量が予め定められた範囲内にあるか否かを判別する処理と、
   前記物理量が前記範囲内にないと判別した場合に、前記スピーカが故障している旨を報知する処理と、
   を実行させるプログラム。

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