JP2012239023A - Parametric speaker - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、可聴音を超音波変調した超音波を超音波発生部(具体的には、超音波スピーカにおいて超音波の発生を行なう超音波発生器)から発生させ、超音波発生部から離れた空気中で可聴音が再生されるパラメトリックスピーカに関するものであり、例えば、
(i)報知音によって車両の存在を周囲に知らせる車両存在報知装置、
(ii)アクセルを踏み込むと車両が発進する運転状態であることを報知音によってドライバーに知らせる注意喚起装置、
(iii)車両に搭乗する複数の乗員に対して音楽やラジオ音声などのオーディオ音声を与えるオーディオ装置、
(iv)オーディオ音声を特定の車両乗員のみに与えるパーソナルオーディオ装置、
などに用いて好適な技術に関する。
The present invention generates an ultrasonic wave obtained by ultrasonically modulating an audible sound from an ultrasonic wave generator (specifically, an ultrasonic wave generator that generates ultrasonic waves in an ultrasonic speaker), and is separated from the ultrasonic wave generator. It relates to a parametric speaker in which audible sound is reproduced in the air, for example,
(I) a vehicle presence notification device that notifies the surroundings of the presence of the vehicle by a notification sound;
(Ii) a warning device that informs the driver by a notification sound that the vehicle is in a driving state where the vehicle starts when the accelerator is depressed;
(Iii) an audio device for providing audio sounds such as music and radio sound to a plurality of passengers boarding the vehicle;
(Iv) a personal audio device for providing audio sound only to a specific vehicle occupant;
The present invention relates to a technique suitable for use.
可聴音の波形信号(電気信号)を超音波変調して超音波発生部から空気中に照射し、超音波(耳に聞こえない音波)に含まれる変調成分が伝播途中の空気中で自己復調されることで、超音波発生部から離れた場所で可聴音(報知音)を発生させるパラメトリックスピーカが知られている。 Waveform signal (electric signal) of audible sound is ultrasonically modulated and irradiated into the air from the ultrasonic generator, and the modulation component contained in the ultrasonic wave (sound that cannot be heard by the ear) is self-demodulated in the air that is being propagated. Thus, there is known a parametric speaker that generates an audible sound (notification sound) at a location away from the ultrasonic wave generation unit.
このパラメトリックスピーカは、指向性(直進性)の強い超音波を用いる技術であるため、任意の方向のみに可聴音を発生させることができる。
このため、車両の特定方向(前方など)のみに報知音(擬似エンジン音など)を発生させることができ、車両存在報知装置に用いて好適である。
あるいは、車両の乗員のうち、ドライバーのみに警告音(音声など)を発生させることができ、ドライバーへの注意喚起装置に用いて好適である。
さらに、複数の乗員に対してオーディオ音声(音楽やラジオ音声等)を与えたり、複数の乗員のうちの特定の乗員のみにオーディオ音声を発生させることができ、通常の車両用オーディオ装置やパーソナルオーディオ装置に用いて好適である。
Since this parametric speaker is a technology that uses ultrasonic waves with strong directivity (straightness), audible sound can be generated only in an arbitrary direction.
For this reason, a notification sound (such as a pseudo engine sound) can be generated only in a specific direction of the vehicle (such as forward), which is suitable for use in a vehicle presence notification device.
Alternatively, a warning sound (sound or the like) can be generated only for the driver among the occupants of the vehicle, which is suitable for use in a device for alerting the driver.
Furthermore, audio sound (music, radio sound, etc.) can be given to a plurality of occupants, or audio sound can be generated only for a specific occupant among a plurality of occupants. It is suitable for use in an apparatus.
しかしながら、パラメトリックスピーカは、空気の粘性(非線形性)を利用して超音波を自己復調させるものであるため、周波数が低いほど自己復調するのには超音波発生部から離れる必要がある。即ち、超音波発生部に近い距離では、低音の復調度合が小さく、低音が小さくなってしまう。 However, since the parametric loudspeaker self-demodulates the ultrasonic wave using the viscosity (non-linearity) of air, it is necessary to move away from the ultrasonic wave generation unit in order to self-demodulate as the frequency is lower. That is, at a distance close to the ultrasonic wave generation unit, the degree of demodulation of the bass is small and the bass is small.
上記の問題点を解決する技術として、特許文献1に開示される技術が知られている。
特許文献1の技術は、超音波発生部の距離が短いと、低音が小さいが、復調の早い高音が大きくなることを利用し、高音側を積極的に減衰させることで、周波数のフラット化(入力信号に音色を近づける原音再生化)を図る技術である。
具体的に特許文献1の技術は、超音波発生部から放射された超音波を、音波の減衰作用を有する反射器で人に向けて反射させるものであり、反射器において高音側を積極的に減衰させることで、周波数のフラット化を図る技術である。
As a technique for solving the above problems, a technique disclosed in
The technique of
Specifically, the technique of
しかしながら、特許文献1の技術は、反射器によって高音側を減衰させ、高音側の音圧を低音側に合わせることで周波数のフラット化を図る技術であるため、人の耳に到達する音圧は当然小さいものになってしまう。
人の耳に到達する音圧を減衰前に戻すには、超音波発生部から放射させる超音波の音圧を高める必要がある。このため、特許文献1の技術は消費電力が大きく、効率が悪いものであった。
また、特許文献1の技術は、超音波の発生音圧を高める必要があるため、何らかの要因によって反射器に不具合が生じた場合、減衰しない超音波(高い音圧の超音波)が人の耳に達してしまう可能性があり、耳に良くない影響が及ぶ懸念がある。
However, since the technology of
In order to return the sound pressure reaching the human ear before attenuation, it is necessary to increase the sound pressure of the ultrasonic wave radiated from the ultrasonic wave generation unit. For this reason, the technique of
In addition, since the technique of
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、低音の復調を促進させて、人の耳に優しく、効率がよく、低音の不足を解消できるパラメトリックスピーカの提供にある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a parametric speaker that promotes demodulation of bass sounds, is gentle to human ears, is efficient, and can solve the shortage of bass sounds. .
〔請求項1の手段〕
請求項1のパラメトリックスピーカは、超音波発生部から照射された超音波を膜部材(張力が付与された状態で張られた膜体)で反射させるものであり、目的方向(超音波発生部に対する膜部材の傾斜角による任意の反射方向)へ反射した超音波を向けるものである。
超音波は直進性が高く、反射性に優れるため、張力が付与された膜部材で反射した超音波の多くは、膜部材で減衰することなく目的方向へ放射される。
[Means of Claim 1]
The parametric speaker according to
Since ultrasonic waves have high straightness and excellent reflectivity, most of the ultrasonic waves reflected by the film member to which tension is applied are radiated in the target direction without being attenuated by the film member.
一方、膜部材にあたった超音波のうち、一部の超音波が膜部材を振動させる。膜部材は空気の粘性(非線形性)を受けながら振動するため、膜部材を振動させる超音波の変調成分が、膜部材の振動により可聴音に復調される。これにより、復調の遅れる低い周波数成分を膜部材の振動により発生させることができる。 On the other hand, some of the ultrasonic waves hitting the membrane member vibrate the membrane member. Since the membrane member vibrates while receiving the viscosity (nonlinearity) of air, the modulation component of the ultrasonic wave that vibrates the membrane member is demodulated into an audible sound by the vibration of the membrane member. As a result, a low frequency component that is delayed in demodulation can be generated by vibration of the membrane member.
このように、超音波の多くは膜部材で減衰することなく膜部材に反射して目的方向へ放射されるため、効率の悪化を招かない。
また、膜部材の振動による復調で低音の不足を補うため、低音不足を解消することができる。
さらに、従来技術の如く超音波の音圧を高める必要がないため、高められた音圧の超音波が人の耳に達する不具合が生じない。
即ち、請求項1のパラメトリックスピーカは、低音の復調を促進させて、人の耳に優しく、効率がよく、低音の不足を解消することができる。
As described above, since most of the ultrasonic waves are reflected by the film member without being attenuated by the film member and are emitted in the target direction, the efficiency is not deteriorated.
Moreover, since the lack of bass is compensated by demodulation by vibration of the membrane member, the lack of bass can be solved.
Furthermore, since there is no need to increase the sound pressure of the ultrasonic waves as in the prior art, there is no problem that the ultrasonic waves with the increased sound pressure reach the human ear.
That is, the parametric speaker according to claim 1 promotes demodulation of bass, is gentle to human ears, is efficient, and can solve the shortage of bass.
〔請求項2の手段〕
請求項2のパラメトリックスピーカは、超音波発生部から放出された超音波を膜部材に照射するものであり、超音波発生部の発生した超音波の一部(過半数を含む)は、膜部材に設けられた超音波通過穴を通過して目的方向(超音波発生部が向けられた任意の方向)へ向けて放射される。
[Means of claim 2]
The parametric speaker according to
一方、膜部材にあたった超音波のうち、一部の超音波が膜部材を振動させる。膜部材は空気の粘性(非線形性)を受けながら振動するため、膜部材を振動させる超音波の変調成分が、膜部材の振動により可聴音に復調される。これにより、復調の遅れる低い周波数成分を膜部材の振動により発生させることができる。 On the other hand, some of the ultrasonic waves hitting the membrane member vibrate the membrane member. Since the membrane member vibrates while receiving the viscosity (nonlinearity) of air, the modulation component of the ultrasonic wave that vibrates the membrane member is demodulated into an audible sound by the vibration of the membrane member. As a result, a low frequency component that is delayed in demodulation can be generated by vibration of the membrane member.
このように、超音波の一部は超音波通過穴を通過して目的方向へ放射されるため、効率の悪化を招かない。
また、膜部材の振動による復調で低音の不足を補うため、低音不足を解消することができる。
さらに、従来技術の如く超音波の音圧を高める必要がないため、高められた音圧の超音波が人の耳に達する不具合が生じない。
即ち、請求項2のパラメトリックスピーカは、請求項1の手段と同様、低音の復調を促進させて、人の耳に優しく、効率がよく、低音の不足を解消することができる。
In this way, a part of the ultrasonic wave passes through the ultrasonic wave passage hole and is emitted in the target direction, so that the efficiency is not deteriorated.
Moreover, since the lack of bass is compensated by demodulation by vibration of the membrane member, the lack of bass can be solved.
Furthermore, since there is no need to increase the sound pressure of the ultrasonic waves as in the prior art, there is no problem that the ultrasonic waves with the increased sound pressure reach the human ear.
That is, the parametric loudspeaker according to the second aspect, like the means of the first aspect, promotes the demodulation of the bass, is gentle to the human ear, is efficient, and can solve the shortage of the bass.
〔請求項3の手段〕
請求項3の膜部材は、内部に容積室が形成されたハウジング(容器)の開口部に設けられるものである。
容積室の空気が、膜部材の振動を制動するダンプ作用(非線形性を高める作用)を奏するため、膜部材の振動による復調効率を高めることができる。
[Means of claim 3]
According to a third aspect of the present invention, the membrane member is provided in an opening of a housing (container) in which a volume chamber is formed.
Since the air in the volume chamber exerts a dumping action (an action for increasing non-linearity) for damping the vibration of the membrane member, the demodulation efficiency due to the vibration of the membrane member can be increased.
〔請求項4の手段〕
請求項4の容積室は、閉空間を成すものである。
容積室が閉空間を成すことにより、膜部材の振動を制動するダンプ作用を高めることができ、膜部材の振動による復調効率をさらに高めることができる。
[Means of claim 4]
The volume chamber of
When the volume chamber forms a closed space, it is possible to enhance the dumping action for damping the vibration of the membrane member, and to further improve the demodulation efficiency due to the vibration of the membrane member.
〔請求項5の手段〕
請求項5のパラメトリックスピーカは、報知音を車外へ発生させて車両の存在を知らせる車両存在報知装置に用いられるものである。
このため、車両に近い場所におけるパラメトリックスピーカの再生音の低音不足を解消することができる。
[Means of claim 5]
The parametric speaker according to
For this reason, it is possible to solve the shortage of the reproduced sound of the parametric speaker near the vehicle.
[実施形態1]
図1を参照して実施形態1を説明する。
実施形態1のパラメトリックスピーカ1は、
・内部に容積室が形成されたハウジング2の開口部2aに張力が付与された状態で張られた膜部材3と、
・ハウジング2の外部に配置され、超音波信号(電気信号)を超音波(空気の疎密波)に変換し、その超音波を膜部材3に向けて照射する超音波発生部4と、
・可聴音信号を超音波変調してなる超音波信号を発生する超音波変調手段5と、
・超音波変調手段5が発生した超音波信号により超音波発生部4を駆動する超音波駆動手段(アンプ手段)6と、
を具備し、
膜部材3で反射した超音波を空気中(目的方向:例えば、車両前方など)に照射させるものである。
[Embodiment 1]
The first embodiment will be described with reference to FIG.
The
A
An
An ultrasonic modulation means 5 for generating an ultrasonic signal obtained by ultrasonically modulating an audible sound signal;
An ultrasonic driving means (amplifying means) 6 for driving the
Comprising
The ultrasonic wave reflected by the
張力が付与された膜部材3で反射した超音波の多くは、膜部材3で減衰することなく目的方向へ向けて放射される。
一方、膜部材3にあたった超音波のうち、一部の超音波(膜部材3の固有振動数に関わる超音波)が膜部材3を振動させる。その際、膜部材3は空気の粘性を受けて振動するため、膜部材3を振動させる超音波の変調成分が可聴音に復調される。これにより、復調の遅れる低い周波数成分を膜部材3の振動により発生させることができる。
Most of the ultrasonic waves reflected by the
On the other hand, some ultrasonic waves (ultrasonic waves related to the natural frequency of the film member 3) among the ultrasonic waves hitting the
このように、超音波の多くが膜部材3で減衰することなく反射して目的方向へ放射されるため、効率の悪化を招かない。
また、膜部材3の振動による低音の復調により低音の不足を補うことができる。
さらに、従来技術の如く超音波の音圧を高める必要がないため、高められた音圧の超音波が人の耳に達する不具合が生じない。
即ち、実施形態1のパラメトリックスピーカ1は、低音の復調を促進させて、人の耳に優しく、効率がよく、低音の不足を解消することができる。
As described above, since most of the ultrasonic waves are reflected by the
Further, the lack of bass can be compensated for by the demodulation of the bass due to the vibration of the
Furthermore, since there is no need to increase the sound pressure of the ultrasonic waves as in the prior art, there is no problem that the ultrasonic waves with the increased sound pressure reach the human ear.
In other words, the
[実施形態2]
図2を参照して実施形態2を説明する。
実施形態2のパラメトリックスピーカ1は、
・内部に容積室が形成されたハウジング2の開口部2aに張力が付与された状態で張られた膜部材3と、
・ハウジング2の内部に配置され、超音波信号(電気信号)を超音波(空気の疎密波)に変換し、その超音波を膜部材3に向けて照射する超音波発生部4と、
・可聴音信号を超音波変調してなる超音波信号を発生する超音波変調手段5と、
・超音波変調手段5が発生した超音波信号により超音波発生部4を駆動する超音波駆動手段(アンプ手段)6と、
を具備する。
そして、膜部材3は、超音波発生部4の発生する超音波の一部(過半数を含む)を通過させる超音波通過穴3aを備え、この超音波通過穴3aを通過した超音波を空気中(目的方向:例えば、車両前方など)に照射させるものである。
[Embodiment 2]
A second embodiment will be described with reference to FIG.
The
A
An
An ultrasonic modulation means 5 for generating an ultrasonic signal obtained by ultrasonically modulating an audible sound signal;
An ultrasonic driving means (amplifying means) 6 for driving the
It comprises.
The
超音波通過穴3aを通過した超音波は、膜部材3で減衰することなく目的方向へ向けて放射される。
一方、膜部材3にあたった超音波のうち、一部の超音波(膜部材3の固有振動数に関わる超音波)が膜部材3を振動させる。膜部材3は空気の粘性(非線形性)を受けながら振動するため、膜部材3を振動させる超音波の変調成分が、膜部材3の振動により可聴音に復調される。これにより、復調の遅れる低い周波数成分を膜部材3の振動により発生させることができる。
The ultrasonic wave that has passed through the ultrasonic wave passing hole 3 a is radiated in the target direction without being attenuated by the
On the other hand, some ultrasonic waves (ultrasonic waves related to the natural frequency of the film member 3) among the ultrasonic waves hitting the
このように、超音波の一部は超音波通過穴3aを通過して目的方向へ放射されるものであるため、効率の悪化を招かない。
また、膜部材3の振動による低音の復調により低音の不足を補うことができる。
さらに、従来技術の如く超音波の音圧を高める必要がないため、高められた音圧の超音波が人の耳に達する不具合が生じない。
即ち、実施形態2のパラメトリックスピーカ1は、低音の復調を促進させて、人の耳に優しく、効率がよく、低音の不足を解消することができる。
As described above, since a part of the ultrasonic wave is radiated in the target direction through the ultrasonic wave passage hole 3a, the efficiency is not deteriorated.
Further, the lack of bass can be compensated for by the demodulation of the bass due to the vibration of the
Furthermore, since there is no need to increase the sound pressure of the ultrasonic waves as in the prior art, there is no problem that the ultrasonic waves with the increased sound pressure reach the human ear.
In other words, the
以下において本発明が適用された具体的な一例(実施例)を、図面を参照して説明する。以下で説明する実施例は具体的な一例であって、本発明が実施例に限定されないことはいうまでもない。
なお、以下の実施例において、上記「発明を実施するための形態」と同一符号は同一機能物を示すものである。
Hereinafter, a specific example (example) to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. The embodiment described below is a specific example, and it goes without saying that the present invention is not limited to the embodiment.
In the following examples, the same reference numerals as those in the “DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION” denote the same functional objects.
[実施例1]
図3〜図6を参照して実施例1を説明する。
この実施例は、上述した実施形態2を車両存在報知装置に搭載されるパラメトリックスピーカ1に適用したものであり、その詳細を以下において説明する。
[Example 1]
In this example, the second embodiment described above is applied to a
車両存在報知装置は、報知音(例えば、擬似エンジン音:限定されるものではない)によって車両の存在を知らせるものであり、例えば、エンジン(内燃機関)を搭載しない車両(電気自動車、燃料電池自動車等)、走行中および停車中にエンジンを停止する可能性のある車両(ハイブリッド車両等)、停車中にエンジンを停止する可能性のある車両(アイドルストップ車両等)、あるいはエンジン車両であっても走行音が静かなコンベ車などに搭載されるものである。 The vehicle presence notification device notifies the presence of a vehicle by a notification sound (for example, pseudo engine sound: not limited), for example, a vehicle (electric vehicle, fuel cell vehicle) not equipped with an engine (internal combustion engine). Etc.), vehicles that may stop the engine while traveling and stopped (hybrid vehicles, etc.), vehicles that may stop the engine while stopped (such as idle stop vehicles), or engine vehicles It is mounted on a convex vehicle with a quiet running sound.
この車両存在報知装置は、
・報知音を成す周波数信号を超音波変調してなる超音波を車外へ向けて放出するパラメトリックスピーカ1と、
・可聴帯域の報知音を直接車外へ向けて放出するダイナミックスピーカとして用いる車両用ホーン11と、
・パラメトリックスピーカ1および車両用ホーン11の作動制御を行なう制御回路12と、
を備えて構成される。
This vehicle presence notification device
A
A
A
It is configured with.
(パラメトリックスピーカ1の説明)
パラメトリックスピーカ1において超音波を発生させる超音波スピーカ7は、人間の可聴帯域よりも高い周波数(20kHz以上)の空気振動を発生させるものであり、超音波を車両前方に向けて放出するように車両に搭載されている。
具体的に、この実施例の超音波スピーカ7は、車両用ホーン11の前面(車両搭載時に車両前方へ向かう面:例えば渦巻ホーン)に設けられるものであり、図3に示すように、フロントグリル14と熱交換器15(ラジエータあるいは空調用熱交換器等)との間に車両用ホーン11が取り付けられることで、超音波の放射方向が車両前方へ向けられた状態で超音波スピーカ7が車両に搭載される。
(Description of parametric speaker 1)
The
Specifically, the
この実施例の超音波スピーカ7は、少なくとも、
・超音波の発生を行なう超音波発生部4と、
・この超音波発生部4を収容するハウジング2と、
を備える。
The
An
A
Is provided.
超音波発生部4は、超音波変調手段5から与えられる超音波信号(可聴音を超音波変調してなる超音波周波数の電気信号)を、空気の疎密波よりなる超音波に変換して発生する複数の超音波発生素子16によって構成される。
この複数の超音波発生素子16は、ハウジング2の内部に固定配置される支持板17上に集合配置されて、スピーカアレイとして搭載されるものである。なお、超音波発生素子16の具体的な一例は、超音波の発生に適した小型の圧電スピーカであり、印加電圧(充放電)に応じて伸縮変位するピエゾ素子(圧電素子)と、このピエゾ素子の伸縮によって駆動されて空気に疎密波を生じさせる振動板とを用いて構成される。
The
The plurality of ultrasonic
ハウジング2は、車両用ホーン11を成す部材と一体に設けられるものであっても良いし、別体に設けて車両用ホーン11に取り付けられるものであっても良い。
具体的にハウジング2は、内部に超音波発生部4を収容する容積室が形成されるものであり、各超音波発生素子16から放射される超音波を車両前方へ向けて放出する開口部2a(超音波放射口)が設けられている。なお、ハウジング2は、開口部2aを除いてほぼ密閉容器に設けられている。
The
Specifically, the
ハウジング2の開口部2aには、雨水が各超音波発生素子16の搭載部位に浸入するのを阻止する防水手段が設けられている。
この防水手段の一例として、この実施例では、開口部2aを覆う超音波透過性の防水シート18と、この防水シート18の前面に配置されたルーバー19とを備えている。
The
As an example of this waterproofing means, in this embodiment, an ultrasonically permeable
なお、ルーバー19は、雨水が防水シート18に到達するのを極力減らすものであり、細長い羽板を隙間を隔てて水平に配置した鎧戸(ガラリ)である。
ルーバー19は、図3に示すように、車両水平方向に対して略45°傾斜して設けられている。これにより、各超音波発生素子16から放射された超音波は、ルーバー19の内面で下方に向きを変え、その下方のルーバー19の外面で再び車両前方に向きを変えて、結果的に車両前方へ向けて放射される。
Note that the
As shown in FIG. 3, the
また、ハウジング2の開口部2aには、張力が付与された状態で張られた膜部材3が設けられている。
この実施例の膜部材3は、防水シート18の前面に配置されるものであり、防水シート18との間に少量の隙間(例えば、1〜5mm程度の隙間)を隔てて設けられている。なお、図3とは異なり、膜部材3を防水シート18の内側に設けるものであっても良い。
膜部材3は、膜鳴楽器(太鼓類等)の打膜(太鼓膜等)と同様の膜材であり、表面に毛羽立ちのない超音波の反射性に優れた素材(樹脂膜等)によって設けられ、付与される張力や膜面積等に応じた所定の固有振動数を有するものである。
The
The
The
また、膜部材3には、図4に示すように、超音波発生部4の発生した超音波の一部(例えば、超音波発生部4の発生した超音波の7〜9割)を通過させるための超音波通過穴3aが多数設けられている。
なお、図4では、膜部材3に対して超音波通過穴3aが略均等に設けられる例を示すが、限定されるものではなく、超音波通過穴3aの配置に偏りを設けても良い。
また、図4では、同一穴径の超音波通過穴3aを多数膜部材3に設ける例を示すが、異なる穴径の超音波通過穴3aを膜部材3に設けても良い。あるいは、超音波通過穴3aの他の具体例として、大きな穴を1つあるいは複数設けても良い。
Further, as shown in FIG. 4, a part of the ultrasonic wave generated by the ultrasonic wave generation unit 4 (for example, 70 to 90% of the ultrasonic wave generated by the ultrasonic wave generation unit 4) is passed through the
Although FIG. 4 shows an example in which the ultrasonic passage holes 3a are provided substantially evenly with respect to the
4 shows an example in which a large number of ultrasonic passage holes 3a having the same hole diameter are provided in the
(車両用ホーン11の説明)
車両用ホーン11は、上述したように、フロントグリル14と熱交換器15との間に固定配置されるものであり、乗員によってホーンスイッチ(例えば、ステアリングのホーンボタン)が操作された際に警報音を発生する周知構造の電磁式警音器である。
なお、車両用ホーン11は、車両用ホーン11から発生させる報知音が車両の周囲に略均等に到達するように、渦巻ホーンの開口部が下方(路面)に向くように車両に搭載されるものである。
(Description of vehicle horn 11)
As described above, the
The
(制御回路12の説明)
制御回路12は、図3に示すようにマイコンチップ21(マイクロ・コンピュータ・チップの略)を用いて構成されるものであり、例えば、図3に示すように制御回路12が車両用ホーン11の内部(具体的には、ホーンハウジングの内部)に配置される(限定されるものではない)。
(Description of the control circuit 12)
The
制御回路12を、図5を参照して具体的に説明する。
制御回路12は、電源(バッテリ)に接続されるとともに、ホーンスイッチ信号や車速信号(例えば、車速パルス信号等)が与えられるものであり、
(a)「車両の運転状態が報知音の発生条件に適合しているか否か」を判定する判定手段22と、
(b)この判定手段22が「車両の運転状態が報知音の発生条件に適合している」と判定した場合に、「報知音を成す周波数信号」を発生させる報知音生成手段23と、
(c)この報知音生成手段23から出力された「報知音を成す周波数信号」を超音波周波数に変調する超音波変調手段5と、
(d)超音波スピーカ7(超音波発生部4を成す複数の超音波発生素子16)を駆動する超音波駆動手段6と、
(e)車両用ホーン11を駆動するホーン駆動手段24と、
を備える。
以下において、制御回路12に搭載される上記(a)〜(e)の各手段を説明する。
The
The
(A) determination means 22 for determining “whether the driving state of the vehicle conforms to the condition for generating the notification sound”;
(B) When this
(C) an
(D) ultrasonic driving means 6 for driving the ultrasonic speaker 7 (a plurality of
(E) horn driving means 24 for driving the
Is provided.
Below, each means of said (a)-(e) mounted in the
(判定手段22の説明)
判定手段22は、例えば、車速が所定速度(例えば、20km/h)以下の車両走行時に、車両の運転状態が報知音の発生条件に適合していると判断して、報知音生成手段23を作動させるものである(実施例説明のための具体的な一例であって、限定されるものではない)。
(Description of determination means 22)
For example, when the vehicle speed is a predetermined speed (for example, 20 km / h) or less, the
(報知音生成手段23の説明)
報知音生成手段23は、報知音生成プログラム(音響ソフト)によって設けられ、判定手段22から作動指示が与えられると、デジタル技術によって「報知音を成す周波数信号(可聴周波数の電気信号:例えば擬似エンジン音を成す電気信号)」を作成するものである。
(Description of notification sound generating means 23)
The notification sound generation means 23 is provided by a notification sound generation program (acoustic software). When an operation instruction is given from the determination means 22, a digital signal “frequency signal that makes a notification sound (electric signal of audible frequency: for example, pseudo engine” Electrical signal that makes sound) ”.
(超音波変調手段5の説明)
超音波変調手段5は、報知音生成手段23の出力する「報知音を成す周波数信号(可聴音信号の一例)」を超音波変調するものである。
超音波変調手段5の具体的な一例として、この実施例では、報知音生成手段23の出力信号を所定の「超音波周波数(例えば、25kHz等)における振幅変化(電圧の増減変化)」に変調するAM変調(振幅変調)を用いるものである。
なお、超音波変調手段5はAM変調に限定されるものではなく、報知音生成手段23の出力信号を所定の「超音波周波数におけるパルス幅変化(パルスの発生時間幅)」に変調するPWM変調(パルス幅変調)など、他の超音波変調技術を用いても良い。
(Description of the ultrasonic modulation means 5)
The ultrasonic modulation means 5 ultrasonically modulates the “frequency signal forming the notification sound (an example of an audible sound signal)” output from the notification sound generation means 23.
As a specific example of the
The ultrasonic modulation means 5 is not limited to AM modulation, but PWM modulation that modulates the output signal of the notification sound generation means 23 to a predetermined “pulse width change (pulse generation time width) at ultrasonic frequency”. Other ultrasonic modulation techniques such as (pulse width modulation) may be used.
超音波変調手段5による超音波変調の具体例を、図6を参照して説明する。
例えば、超音波変調手段5に入力された「報知音を成す周波数信号」が、図6(a)に示す電圧変化であるとする(なお、図中では理解補助のために単一周波数の波形を示す)。
一方、制御回路12の搭載する超音波発振器は、図6(b)に示す超音波周波数で発振するものとする。
A specific example of ultrasonic modulation by the ultrasonic modulation means 5 will be described with reference to FIG.
For example, it is assumed that the “frequency signal forming the notification sound” input to the ultrasonic modulation means 5 is the voltage change shown in FIG. 6A (in the figure, a single-frequency waveform is used for assisting understanding). Showing).
On the other hand, the ultrasonic oscillator mounted on the
すると、超音波変調手段5は、図6(c)に示すように、
(i)「報知音を成す周波数信号」を成す周波数の信号電圧が大きくなるに従い、超音波振動による電圧の振幅を大きくし、
(ii)「報知音を成す周波数信号」を成す周波数の信号電圧が小さくなるに従い、超音波振動による電圧の振幅を小さくする。
このようにして、超音波変調手段5は、報知音生成手段23から出力された「報知音を成す周波数信号」を超音波周波数の「発振電圧の振幅変化」に変調するものである。
Then, as shown in FIG.
(I) Increasing the amplitude of the voltage due to ultrasonic vibration as the signal voltage of the frequency forming the “frequency signal forming the notification sound” increases,
(Ii) As the signal voltage of the frequency forming the “frequency signal forming the notification sound” decreases, the amplitude of the voltage due to the ultrasonic vibration is decreased.
In this way, the ultrasonic modulation means 5 modulates the “frequency signal forming the notification sound” output from the notification sound generation means 23 to “amplitude change in oscillation voltage” of the ultrasonic frequency.
(超音波駆動手段6の説明)
超音波駆動手段6は、超音波変調手段5で変調された超音波信号に基づいて、超音波スピーカ7を駆動するもの(例えば、プッシュプルのB級アンプ、あるいはプッシュプルのD級アンプ等)であり、各超音波発生素子16の印加電圧(充放電状態)を制御することで、各超音波発生素子16から「報知音を成す周波数信号」を変調した超音波を発生させるものである。
(Description of ultrasonic driving means 6)
The ultrasonic drive means 6 drives the
(ホーン駆動手段24の説明)
ホーン駆動手段24は、
(i)報知音生成手段23が「報知音を成す周波数信号」を発生している間、車両用ホーン11をダイナミックスピーカとして作動させ、「報知音を成す周波数信号」を増幅して車両用ホーン11から可聴帯域の報知音を発生させるパワーアンプ機能と、
(ii)ホーンスイッチがONされている間、バッテリ電圧を車両用ホーン11へ印加して、車両用ホーン11から警報音を発生させる連続ON機能と、
を備える。
なお、「報知音の発生指示」より「ホーンスイッチのON」が優先するものであり、ホーンスイッチがONされた際には必ず車両用ホーン11から警報音を発生するように設けられている。
(Description of horn driving means 24)
The horn driving means 24 is
(I) While the notification sound generating means 23 is generating the “frequency signal that makes the notification sound”, the
(Ii) a continuous ON function that applies a battery voltage to the
Is provided.
Note that “ON of the horn switch” has priority over the “instruction to generate notification sound”, and the
(車両存在報知装置の作動)
車両の運転状態が報知音の発生条件に適合すると、報知音生成手段23が「報知音を成す周波数信号」を出力し、超音波スピーカ7が、図6(c)に示すように、「報知音を成す周波数信号」を変調した超音波(聞こえない音波)を車両前方へ向けて放射する。
すると、図6(d)に示すように、空気中を超音波が伝播するにつれて、空気の粘性等によって波長の短い超音波が歪んで鈍(なま)される。
その結果、図6(e)に示すように、伝播途中の空気中において超音波に含まれていた振幅成分が自己復調され、結果的に車両前方において「報知音」が再生される。
一方、報知音生成手段23が「報知音を成す周波数信号」を出力することで、車両用ホーン11から車両の周囲に可聴音の「報知音」がダイレクトに放出される。
(Operation of vehicle presence notification device)
When the driving state of the vehicle matches the generation condition of the notification sound, the notification sound generation means 23 outputs a “frequency signal that makes a notification sound”, and the
Then, as shown in FIG. 6D, as the ultrasonic wave propagates in the air, the ultrasonic wave having a short wavelength is distorted and blunted by the viscosity of the air.
As a result, as shown in FIG. 6E, the amplitude component contained in the ultrasonic wave in the air being propagated is self-demodulated, and as a result, “notification sound” is reproduced in front of the vehicle.
On the other hand, the notification sound generating means 23 outputs a “frequency signal that forms a notification sound”, whereby an audible “notification sound” is directly emitted from the
(実施例1の効果)
超音波発生部4(複数の超音波発生素子16)から照射された超音波の一部(多くの超音波)は、超音波通過穴3aを通過して車両の前方に向けて放出される。
一方、膜部材3にあたった超音波のうち、一部の超音波3(膜部材3の固有振動数に直接または間接的に関わる超音波)が膜部材3を振動させる。膜部材3は空気の粘性(非線形性)を受けながら振動するため、膜部材3を振動させる超音波の変調成分が、膜部材3の振動により可聴音に復調される。これにより、復調の遅れる低い周波数成分を膜部材3の振動により発生させることができる。
(Effect of Example 1)
Part of the ultrasonic waves (many ultrasonic waves) emitted from the ultrasonic wave generation unit 4 (the plurality of ultrasonic wave generation elements 16) passes through the ultrasonic wave passage hole 3a and is emitted toward the front of the vehicle.
On the other hand, some ultrasonic waves 3 (ultrasound directly or indirectly related to the natural frequency of the film member 3) among the ultrasonic waves hitting the
超音波通過穴3aを通過した超音波の復調音は、車両に近い範囲では低音の復調が遅れ、低音が小さい報知音になってしまう。
しかるに、この実施例のパラメトリックスピーカ1は、低音の不足を膜部材3の振動による復調で補うため、車両に近い範囲であっても、報知音の低音不足を解消することができる。即ち、車両の近くであってもリアルな擬似エンジン音等を発生させることができる。
The demodulated sound of the ultrasonic wave that has passed through the ultrasonic wave passage hole 3a is delayed in the demodulation of the low sound within a range close to the vehicle, and becomes a notification sound with a low low sound.
However, since the
このように、超音波の一部(多く)は超音波通過穴3aを通過して車両前方へ放射されるものであるため、従来技術の如く超音波の音圧を高める必要がない。
また、膜部材3の振動を用いた低音の復調により、報知音の低音不足を補うことができる。
さらに、従来技術の如く超音波の音圧を高める必要がないため、高められた音圧の超音波が人の耳に達する懸念がない。
即ち、この実施例の車両存在報知装置に搭載されるパラメトリックスピーカ1は、低音の復調を促進させて、人の耳に優しく、効率がよく、低音の不足を解消することができる。
In this way, a part (many) of the ultrasonic waves pass through the ultrasonic passage hole 3a and are radiated forward of the vehicle, so that it is not necessary to increase the sound pressure of the ultrasonic waves as in the prior art.
In addition, the low-frequency demodulation using the vibration of the
Furthermore, since there is no need to increase the sound pressure of the ultrasonic wave as in the prior art, there is no concern that the ultrasonic wave with the increased sound pressure reaches the human ear.
That is, the
上記の実施例では、実施形態2を車両存在報知装置に適用する例を示したが、実施形態1を車両存在報知装置に適用しても良い。
即ち、超音波発生部4から放出された超音波を膜部材3(超音波通過穴3aが開いていない張力が付与された膜材)で反射させて車両前方等へ向ける超音波スピーカ7を設けて車両に搭載しても良い。
In the above-described example, the example in which the second embodiment is applied to the vehicle presence notification device has been described. However, the first embodiment may be applied to the vehicle presence notification device.
That is, an
上記の実施例では、車両存在報知装置のパラメトリックスピーカ1に本発明を適用する例を示したが、限定されるものではなく、例えば、
(i)アクセルを踏み込むと車両が発進する運転状態であることを報知音(擬似エンジン音など)によってドライバーに知らせる注意喚起装置にパラメトリックスピーカ1を用い、そのパラメトリックスピーカ1に本発明を適用しても良いし、
(ii)車両に搭乗する複数の乗員に対して音楽やラジオ音声などのオーディオ音声を与えるオーディオ装置にパラメトリックスピーカ1を用い、そのパラメトリックスピーカ1に本発明を適用しても良いし、
(iii)オーディオ音声を特定の車両乗員のみに与えるパーソナルオーディオ装置にパラメトリックスピーカ1を用い、そのパラメトリックスピーカ1に本発明を適用しても良い。
In the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to the
(I) The
(Ii) The
(Iii) The
1 パラメトリックスピーカ
2 ハウジング
2a 開口部
3 膜部材
3a 超音波通過穴
4 超音波発生部
5 超音波変調手段
6 超音波駆動手段
7 超音波スピーカ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
このパラメトリックスピーカ(1)において超音波を発生させる超音波スピーカ(7)は、張力が付与された状態で張られた膜部材(3)と、超音波を前記膜部材(3)に向けて照射する超音波発生部(4)とを具備し、
前記膜部材(3)で反射した超音波を空気中に照射することを特徴とするパラメトリックスピーカ。 In a parametric speaker (1) that emits ultrasonic waves obtained by ultrasonically modulating an audible sound signal,
In the parametric speaker (1), an ultrasonic speaker (7) that generates ultrasonic waves irradiates the membrane member (3) stretched in a tensioned state and ultrasonic waves toward the membrane member (3). An ultrasonic generator (4)
A parametric speaker characterized by irradiating in air the ultrasonic wave reflected by the film member (3).
このパラメトリックスピーカ(1)において超音波を発生させる超音波スピーカ(7)は、張力が付与された状態で張られた膜部材(3)と、超音波を前記膜部材(3)に向けて照射する超音波発生部(4)とを具備し、
前記膜部材(3)は、前記超音波発生部(4)の発生する超音波の一部を通過させる超音波通過穴(3a)を備え、この超音波通過穴(3a)を通過した超音波を空気中に照射することを特徴とするパラメトリックスピーカ。 In a parametric speaker (1) that emits ultrasonic waves obtained by ultrasonically modulating an audible sound signal,
In the parametric speaker (1), an ultrasonic speaker (7) that generates ultrasonic waves irradiates the membrane member (3) stretched in a tensioned state and ultrasonic waves toward the membrane member (3). An ultrasonic generator (4)
The membrane member (3) includes an ultrasonic wave passage hole (3a) that allows a part of the ultrasonic wave generated by the ultrasonic wave generation unit (4) to pass therethrough, and the ultrasonic wave that has passed through the ultrasonic wave passage hole (3a). A parametric speaker characterized by irradiating air in the air.
前記膜部材(3)は、内部に容積室が形成されたハウジング(2)の開口部(2a)に設けられることを特徴とするパラメトリックスピーカ。 Parametric speaker (1) according to claim 1 or 2,
The parametric speaker, wherein the membrane member (3) is provided in an opening (2a) of a housing (2) in which a volume chamber is formed.
前記膜部材(3)が前記開口部(2a)に設けられた前記容積室は、閉空間を成すことを特徴とするパラメトリックスピーカ。 Parametric speaker (1) according to claim 3,
The parametric speaker, wherein the volume chamber in which the membrane member (3) is provided in the opening (2a) forms a closed space.
このパラメトリックスピーカ(1)は、報知音を車外へ発生させて車両の存在を知らせる車両存在報知装置に用いられることを特徴とするパラメトリックスピーカ。 In the parametric speaker (1) according to any one of claims 1 to 4,
The parametric speaker (1) is a parametric speaker that is used in a vehicle presence notification device that generates a notification sound outside a vehicle to notify the presence of the vehicle.
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