JP2019146085A - スピーカ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シンプルな構成で、ユーザに適正な位置からのズレを知覚させること。【解決手段】実施形態に係るスピーカ装置は、振動素子と、駆動部と、パネルとを備える。駆動部は、超音波帯域の搬送波を可聴波帯域の音声信号で変調した駆動信号を振動素子へ印加する。パネルは、振動素子が設けられ、かかる振動素子へ駆動部により駆動信号が印加されることによって振動領域が形成されるとともに、かかる振動領域から発生する互いに異なる方向へ進行する第１および第２の超音波によってユーザの頭部を挟むように配置される。【選択図】図１Ｃ

Description

開示の実施形態は、スピーカ装置に関する。

従来、超指向性を有する複数の放射器（スピーカ）と、通行人を検知する複数のセンサとを組み合わせ、複数のスピーカからは音声案内メッセージのアナウンスを流すことで、視覚障害者などを適切にユニバーサルサインまで誘導する技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。なお、かかる技術は、言い換えれば、ユーザに適正な位置からのズレを知覚させる技術とも言える。

特開２００６−２８８６０９号公報

しかしながら、上記した従来技術は、シンプルな構成で、ユーザに適正な位置からのズレを知覚させるうえで、更なる改善の余地がある。具体的には、上記した従来技術では、適正な位置に対して複数のスピーカや複数のセンサを組み合わせる必要があり、構成が複雑になりやすかった。

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、シンプルな構成で、ユーザに適正な位置からのズレを知覚させることができるスピーカ装置を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係るスピーカ装置は、振動素子と、駆動部と、パネルとを備える。前記駆動部は、超音波帯域の搬送波を可聴波帯域の音声信号で変調した駆動信号を前記振動素子へ印加する。前記パネルは、前記振動素子が設けられ、該振動素子へ前記駆動部により前記駆動信号が印加されることによって振動領域が形成されるとともに、該振動領域から発生する互いに異なる方向へ進行する第１および第２の超音波によってユーザの頭部を挟むように配置される。

実施形態の一態様によれば、シンプルな構成で、ユーザに適正な位置からのズレを知覚させることができる。

図１Ａは、実施形態に係るスピーカ装置の概略構成を示す図である。 図１Ｂは、各帯状振動領域から発生する第１の超音波と第２の超音波との進行方向を示す図である。 図１Ｃは、実施形態に係るスピーカ装置の配置例を示す図である。 図１Ｄは、実施形態に係るスピーカ装置の機能を示す図である。 図２は、実施形態に係るスピーカ装置のブロック図である。 図３は、パネルに形成される帯状振動領域と定在波との関係を示す図である。 図４は、パネルに形成される定在波とスピーカ装置の指向性との関係を説明するための図である。 図５は、超音波が互いに強め合う角度と超音波の進行方向との関係を示す図である。 図６Ａは、第１の変形例の説明図（その１）である。 図６Ｂは、第１の変形例の説明図（その２）である。 図７Ａは、第２の変形例の説明図（その１）である。 図７Ｂは、第２の変形例の説明図（その２）である。 図８Ａは、第３の変形例の説明図（その１）である。 図８Ｂは、第３の変形例の説明図（その２）である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示するスピーカ装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

［１．スピーカ装置１の概要］
まず、図１Ａ〜図１Ｄを用いて、本実施形態に係るスピーカ装置１の概要について説明する。図１Ａは、本実施形態に係るスピーカ装置１の概略構成を示す図である。また、図１Ｂは、各帯状振動領域Ａｇから発生する第１の超音波Ｓ１と第２の超音波Ｓ２との進行方向を示す図である。また、図１Ｃは、本実施形態に係るスピーカ装置１の配置例を示す図である。また、図１Ｄは、本実施形態に係るスピーカ装置１の機能を示す図である。

図１Ａに示すように、スピーカ装置１は、音出力部２と、駆動部３とを備える。スピーカ装置１は、たとえば、車両に搭載される音響システムのスピーカ装置として機能する。なお、スピーカ装置１の搭載対象は、車両の音響システムに限定されず、住宅等の施設に設けられる音響システムであってもよい。

音出力部２は、パネル１０と、振動素子１１とを備える。パネル１０は、振動素子１１の振動に応じて振動する板状部材であり、たとえば、ガラスなどの素材で形成される。振動素子１１は、たとえばピエゾ素子であり、一例としてパネル１０の端部に設けられる。振動素子１１は、たとえば、印加される交流電圧の駆動電圧Ｖｏに応じて伸縮することで、パネル１０を振動させる。

振動素子１１に印加される駆動電圧Ｖｏは、駆動部３によって生成される。駆動部３は、パネル１０に縞状の振動領域Ａｓを発生させるように、超音波帯域（概ね２０ｋＨｚ以上の周波数帯域）の周波数成分を含む駆動電圧Ｖｏを生成する。具体的には、駆動部３は、超音波帯域の搬送波Ｓｃを可聴波帯域（概ね２０ｋＨｚ未満）の音声信号Ｓｓで変調した変調信号Ｓｍを増幅することによって振動素子１１へ印加する駆動電圧Ｖｏを生成する。

なお、音声信号Ｓｓは、たとえばスピーカ装置１に接続された外部装置５０から入力される。外部装置５０は、可聴波帯域の音声信号Ｓｓをスピーカ装置１へ出力する装置であり、たとえば、オーディオ装置、カーナビゲーション装置、スマートフォン、ＰＣ（Personal Computer）などのように外部に音声信号Ｓｓを出力できる装置である。

振動素子１１への駆動電圧Ｖｏの印加によって、パネル１０が振動し定在波が発生してパネル１０に縞状の振動領域Ａｓが形成される。縞状の振動領域Ａｓは、複数の帯状振動領域Ａｇを含んでおり、かかる帯状振動領域Ａｇは、それぞれが、音声信号Ｓｓで変調された超音波を放射する帯状の音源として機能する。

図１Ａに示す例では、パネル１０の長手方向（Ｙ軸方向）の両端部に、パネル１０の短手方向（Ｘ軸方向）に延伸する振動素子１１がそれぞれ設けられる。そして、振動素子１１の振動によってパネル１０の長手方向に定在波が形成され、パネル１０の短手方向に延伸する複数の帯状振動領域Ａｇがパネル１０の長手方向に等間隔で形成される。なお、図１Ａ（および後に示す図３）では、帯状であることの一例として、帯状振動領域Ａｇを線状に表している。

スピーカ装置１では、このように形成される複数の帯状振動領域Ａｇから発生した超音波同士の強調や干渉、および、変調処理をした超音波の非線形歪みによる自然復調現象によって特定方向に音声信号Ｓｓに応じた音波が生成され、ユーザの耳元で可聴音として再生される。これにより、スピーカ装置１は、狭指向性を有するスピーカ装置として機能する。

ところで、スピーカ装置１の各帯状振動領域Ａｇからは、第１の方向に進行する第１の超音波に加え、パネル１０の短手方向（Ｘ軸方向）から視てパネル１０に垂直な方向を軸として、第１の方向とは対称の方向である第２の方向に進行する第２の超音波が出力される。

図１Ｂに示すように、スピーカ装置１では、パネル１０の帯状振動領域Ａｇから発生する第１の超音波Ｓ１と第２の超音波Ｓ２とは、パネル１０に垂直な方向（Ｚ軸方向）を軸として対称に進行する。すなわち、スピーカ装置１は、互いに異なる方向に進行する第１の超音波Ｓ１と第２の超音波Ｓ２とによって、異なる２方向への狭指向性を有する。

言い換えれば、スピーカ装置１は、第１の超音波Ｓ１に対応する第１の方向への指向性を有する第１の放音領域Ｒ１と、第２の超音波Ｓ２に対応する第２の方向への指向性を有する第２の放音領域Ｒ２とを有している。

これは、見方を変えれば、第１の放音領域Ｒ１と第２の放音領域Ｒ２との間には、音声信号Ｓｓに応じた音波が可聴音として再生されにくい領域（以下、「非再生領域」と言う場合がある）を形成でき、仮にユーザが音声信号Ｓｓに応じた可聴音を聴取できたならば、それは、ユーザの耳元が非再生領域からはズレた位置にあることを意味する。

そこで、かかる点に着目し、本実施形態では、シンプルな構成で、ユーザに適正な位置からのズレを知覚させることができるように、スピーカ装置１のパネル１０を配置することとした。たとえば、ユーザが車両Ｃの運転者Ｄである場合を例に挙げる。

図１Ｃに示すように、スピーカ装置１が車両Ｃの車室１００に搭載されるものとする。なお、符号２０が示すのはステアリング・ホイールである。図１Ｃに示すように、本実施形態では、スピーカ装置１のパネル１０を、運転席に着座する運転者Ｄの前方に配置する。パネル１０は、前述のように透明なガラスなどの素材で形成されることから、たとえばインストルメント・パネルなどに組み込むことができる。

このとき、パネル１０は、運転者Ｄが正しい運転姿勢をとったときに、運転者Ｄの頭部が前述の非再生領域に位置するように調整された向きに配置される。すなわち、パネル１０は、互いに異なる方向へ進行する前述の第１の超音波Ｓ１および第２の超音波Ｓ２によって運転者Ｄの頭部を挟むように配置される。また別の言い方をすれば、図１Ｃに示すように、パネル１０は、第１の放音領域Ｒ１および第２の放音領域Ｒ２の間に、正しい運転姿勢の運転者Ｄの頭部が位置付くように配置される。

そして、本実施形態では、駆動部３が、運転者Ｄを正常な位置（正常な運転姿勢と言い換えても可）へ誘導する内容の音声信号Ｓｓで搬送波Ｓｃを変調して生成した駆動電圧Ｖｏを、原則的に運転者Ｄが運転席へ着座している間の常時、振動素子１１へ印加する。したがって、運転者Ｄが車両Ｃを運転している間、第１の放音領域Ｒ１および第２の放音領域Ｒ２には、運転者Ｄを正常な位置へ誘導する内容の音声が出力されている。

このため、図１Ｄに示すように、運転者Ｄが体勢を崩して頭部がたとえば第１の放音領域Ｒ１に掛かった場合（図中の矢印１０１参照）、運転者Ｄは左耳の耳元でスピーカ装置１から放音されている音声を聴取することとなる。

かかる音声は、たとえば図１Ｄに音声Ｓｄ＿１として示すように、「ピー、ピー、ピー」といった高い音が間断的に、あるいは、連続的に流れる耳障りな警告音のようなものであってもよいし、音声Ｓｄ＿２として示すように、「運転姿勢が正しくありません」といったガイダンスメッセージのようなものであってもよい。

これにより、運転者Ｄに、運転姿勢が正しくないことを知覚させるとともに、耳に障る音声が聞こえなくなる正しい位置へと、運転者Ｄを誘導することが可能となる。

上述したように、本実施形態に係るスピーカ装置１は、振動素子１１と、駆動部３と、パネル１０とを備える。駆動部３は、超音波帯域の搬送波Ｓｃを可聴波帯域の音声信号Ｓｓで変調した駆動電圧Ｖｏを振動素子１１へ印加する。また、駆動部３は、ユーザを正常な位置へ誘導する内容の音声信号Ｓｓで搬送波Ｓｃを変調する。

パネル１０は、振動素子１１が設けられ、振動素子１１へ駆動部３により駆動電圧Ｖｏが印加されることによって帯状振動領域Ａｇが形成されるとともに、帯状振動領域Ａｇから発生する互いに異なる方向へ進行する第１の超音波Ｓ１および第２の超音波Ｓ２によってユーザの頭部を挟むように配置される。

したがって、本実施形態に係るスピーカ装置１によれば、シンプルな構成で、ユーザに適正な位置からのズレを知覚させることができる。以下、本実施形態に係るスピーカ装置１の構成についてさらに具体的に説明する。

［２．スピーカ装置１の具体的構成］
図２は、本実施形態に係るスピーカ装置１のブロック図である。なお、図２では、本実施形態の特徴を説明するために必要な構成要素のみを機能ブロックで表しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。

換言すれば、図２に図示される各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。たとえば、各機能ブロックの分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することが可能である。

図２に示すように、スピーカ装置１は、音出力部２と、駆動部３とを備える。

［２．１．音出力部２］
音出力部２は、上述したように、パネル１０と、パネル１０に配置される振動素子１１とを備える。

パネル１０は、振動素子１１の振動に応じて振動する矩形状の板状部材であり、上述したように、たとえばガラスなどの素材で形成されるが、ガラスに限られず、金属やプラスチックなど他の部材を用いることもできる。また、パネル１０は、矩形状に限られず、正方形状、円形状、三角形状など、その他の形状であってもよい。

なお、図２はブロック図であるので図には表れていないが、上述したように、パネル１０は、帯状振動領域Ａｇから発生する互いに異なる方向へ進行する第１の超音波Ｓ１および第２の超音波Ｓ２によってユーザの頭部を挟むように配置される。

振動素子１１は、上述したように、ピエゾ素子であるが、駆動部３から供給される駆動電圧Ｖｏの周波数で振動できる構成であればよく、ピエゾ素子以外の振動素子であってもよい。また、図２に示す例では、パネル１０に配置される振動素子１１が２つである場合を示したが、振動素子１１は、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

［２．２．駆動部３］
駆動部３は、振動素子１１を振動させるための駆動電圧Ｖｏを生成して、振動素子１１に印加する。振動素子１１は、駆動部３から供給される駆動電圧Ｖｏによって伸縮することでパネル１０を振動させ、パネル１０に複数の帯状振動領域Ａｇを含む縞状の振動領域Ａｓを発生させる。

図２に示すように、スピーカ装置１は、外部装置５０と接続されており、外部装置５０から入力される音声信号Ｓｓに基づいて、パネル１０を振動させ、音声信号Ｓｓで変調された搬送波Ｓｃに応じた超音波を発生させる。

外部装置５０は、上述したように可聴波帯域の音声信号Ｓｓをスピーカ装置１へ出力する装置であり、たとえば本実施形態では、ユーザを正常な位置へ誘導する内容の音声信号Ｓｓを出力する。

駆動部３は、取得部３１と、搬送波生成部３２と、変調部３３と、増幅部３４とを備え、振動素子１１を振動させるための駆動電圧Ｖｏを生成し、生成した駆動電圧Ｖｏを振動素子１１に印加する。かかる駆動部３は、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Desk Drive）、入出力ポートなどを有するコンピュータや増幅回路などの各種回路を含む。

コンピュータのＣＰＵは、たとえば、ＲＯＭに記憶された各種プログラムを読み出して実行することによって、駆動部３の取得部３１、搬送波生成部３２および変調部３３として機能する。また、駆動部３の取得部３１、搬送波生成部３２および変調部３３の少なくともいずれか一つまたは全部をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのハードウェアで構成することもできる。また、増幅部３４は、たとえば、パワーアンプなどの増幅回路によって構成される。

取得部３１は、外部装置５０から出力される音声信号Ｓｓを取得し、取得した音声信号Ｓｓを変調部３３へ出力する。なお、取得部３１は、音声信号Ｓｓのゲイン（振幅）を調整し、調整後の音声信号Ｓｓを変調部３３へ出力することもできる。また、取得部３１は、可聴波帯域の信号を通過させるローパスフィルタを有していてもよく、かかるローパスフィルタによって可聴波帯域以外の信号を除去することができる。

搬送波生成部３２は、搬送波Ｓｃを生成し、変調部３３へ出力する。搬送波Ｓｃは、超音波帯域の正弦波信号であり、パネル１０に定在波を発生させ、縞状の振動領域Ａｓを形成する周波数を有する。

変調部３３は、搬送波生成部３２から入力される搬送波Ｓｃを取得部３１から入力される音声信号Ｓｓで変調した信号である変調信号Ｓｍを生成し、増幅部３４へ出力する。変調部３３による変調は、ＡＭ（Amplitude Modulation）変調、または、ＦＭ（Frequency Modulation）変調によって行われる。なお、ＡＭ変調は、たとえば、ＤＳＢ（Double Sideband）変調、または、ＳＳＢ（Single Sideband）変調である。

変調部３３から増幅部３４へ出力された変調信号Ｓｍは、各増幅部３４によって増幅され、変調信号Ｓｍの波形に応じた交流電圧の駆動電圧Ｖｏとして各振動素子１１へ印加される。振動素子１１は、印加された駆動電圧Ｖｏに応じて伸縮し、パネル１０に定在波を発生させる。かかる定在波の腹が帯状振動領域Ａｇとなる。

図３は、パネル１０に形成される帯状振動領域Ａｇと定在波Ｗとの関係を示す図である。図３においては、定在波Ｗの腹を実線で示し、定在波Ｗの節を破線で示しており、定在波Ｗの腹部分が帯状振動領域Ａｇとして機能する。定在波Ｗの腹部分は、パネル１０の長手方向（Ｙ軸方向）に沿って等間隔で発生するため、帯状振動領域Ａｇは、パネル１０の長手方向に沿って等間隔で発生する。なお、図３では、説明の便宜上、パネル１０の長手方向に定在波Ｗによって７つの帯状振動領域Ａｇが発生している例を示しているが、帯状振動領域Ａｇの数は、７つに限定されず、また、搬送波Ｓｃの周波数を高くするほど多くすることができる。

次に、スピーカ装置１の指向性について説明する。図４は、パネル１０に形成される定在波Ｗとスピーカ装置１の指向性との関係を説明するための図である。図４においては、説明を分かりやすくするために、定在波Ｗを部分的に示している。また、定在波Ｗにおいて位相が等しく、隣り合う腹を帯状振動領域Ａｇ１，Ａｇ２とし、帯状振動領域Ａｇ１，Ａｇ２で発生する超音波のパネル１０に対する角度θを表している。

任意の角度θに対して、帯状振動領域Ａｇ１，Ａｇ２で発生する超音波は、距離ｄｃｏｓθだけ位相がズレる。搬送波Ｓｃの波長をλとすると、距離ｄｃｏｓθが波長λ／２の奇数倍となる角度θにおいて帯状振動領域Ａｇ１，Ａｇ２で発生する超音波は互いに打消し合う。つまり、距離ｄｃｏｓθが波長λ／２の奇数倍となる角度θでは、超音波がキャンセルされる。一方で、距離ｄｃｏｓθが波長λの整数倍（波長λ／２の偶数倍）となる角度θでは、帯状振動領域Ａｇ１，Ａｇ２で発生する超音波が互いに強め合う。そして、超音波が空間を伝搬する際や超音波が物体に反射する際の超音波の非線形歪みによる自然復調現象により、可聴波帯域の音波が生成される。

このように、複数の帯状振動領域Ａｇから発生する超音波は位相干渉（強調および打ち消し）することで、特定方向に超音波を進行させることができる。そして、超音波の非線形歪みによる自然復調現象により可聴波帯域の音波が生成されることによって、スピーカ装置１は、特定方向への狭指向性を有することができる。

このように、スピーカ装置１は、特定方向への狭指向性を有することができるが、超音波が互いに強め合う角度θ（以下、角度θｄと記載する）は、パネル１０に直交する軸に対して対称に存在する。

図５は、超音波が互いに強め合う角度θｄと超音波の進行方向との関係を示す図である。図５に示すように、各帯状振動領域Ａｇから角度θｄで発生した第１の超音波Ｓ１と第２の超音波Ｓ２とは、たとえばパネル１０に直交する軸Ｌ１に対して対称の方向に進行する。このために、スピーカ装置１は、異なる２方向への狭指向性を有することとなる。

［３．第１の変形例］
ところで、図１Ｃおよび図１Ｄを用いて上述した例では、パネル１０が、帯状振動領域Ａｇから発生する互いに異なる方向へ進行する第１の超音波Ｓ１および第２の超音波Ｓ２によって左右方向からユーザの頭部を挟むように配置される場合を示したが、挟む方向を限定するものではない。たとえば、挟む方向が上下方向であってもよい。かかる場合を第１の変形例として、図６Ａおよび図６Ｂを用いて説明する。

図６Ａおよび図６Ｂは、第１の変形例の説明図（その１）および（その２）である。図６Ａに示すように、パネル１０は、帯状振動領域Ａｇから発生する互いに異なる方向へ進行する第１の超音波Ｓ１および第２の超音波Ｓ２によって上下方向からユーザの頭部を挟むように、すなわち、パネル１０は、第１の放音領域Ｒ１および第２の放音領域Ｒ２の間に、正しい運転姿勢の運転者Ｄの頭部が位置付くように配置されてもよい。

かかる場合、図６Ｂに示すように、仮に運転者Ｄが居眠りをして頭部が下がり、第１の放音領域Ｒ１に掛かった場合に（図中の矢印６０１参照）、運転者Ｄはスピーカ装置１から放音されている音声（たとえば上述した音声Ｓｄ＿１）を聴取することとなる。

これにより、運転者Ｄに、居眠りで頭部が下がっていることを知覚させるとともに、居眠りから覚醒させて運転者Ｄを正しい運転姿勢へ戻すことが可能となる。

なお、図６Ａ、図６Ｂ、および、既に示した図１Ｃおよび図１Ｄでは、パネル１０が、インストルメント・パネルなどに組み込まれることによって運転者Ｄの前方に配置される例を挙げたが、図６Ａに示すように、パネル１０をバックミラー７０などに組み込んでもよい。

［４．第２の変形例］
ところで、これまでは、駆動部３が、運転者Ｄを正常な位置へ誘導する内容の音声信号Ｓｓで搬送波Ｓｃを変調して生成した駆動電圧Ｖｏを、原則的に運転者Ｄが運転席へ着座している間の常時、振動素子１１へ印加する場合について説明した。すなわち、運転者Ｄが車両Ｃを運転している間、第１の放音領域Ｒ１および第２の放音領域Ｒ２に、運転者Ｄを正常な位置へ誘導する内容の音声が出力され続けている例であるが、運転中であっても、運転者Ｄが運転姿勢を変えざるを得ない場合なども存在する。

したがって、かかる場合などには、駆動部３が、例外的に振動素子１１への駆動電圧Ｖｏの印加を停止することによって、パネル１０からの放音を停止してもよい。かかる場合を第２の変形例として、図７Ａおよび図７Ｂを用いて説明する。

図７Ａおよび図７Ｂは、第２の変形例の説明図（その１）および（その２）である。図７Ａに示すように、車両Ｃが駐車場へ入退場する場合、車両Ｃはたとえば発券機や精算機といった駐車場装置２００の前で一旦停車することがある。また、かかる場合、運転者Ｄは車両Ｃの窓を開けて、駐車券を受け取ったり、駐車料金を精算したりするために、運転姿勢を崩して窓から手を伸ばす必要などがある。

こうした場合に、運転者Ｄの頭部が第１の放音領域Ｒ１や第２の放音領域Ｒ２に掛かり、運転者Ｄにたとえば耳障りな音声を知覚させてしまうと、運転者Ｄに煩わしさや不快感を与える可能性が高い。そこで、こうした場合には、駆動部３は、例外的に振動素子１１への駆動電圧Ｖｏの印加を停止し、パネル１０からの放音を停止させることができる。

具体的には、図７Ａに示すように、駆動部３は、車両Ｃが停車した場合に、振動素子１１への駆動電圧Ｖｏの印加を停止することによって、パネル１０からの放音を停止させる。換言すれば、駆動部３は、車両Ｃの速度または加速度が所定値以上である場合に、駆動電圧Ｖｏを振動素子１１へ印加する。

または、駆動部３は、駐車場装置２００に対する操作などのために車両Ｃの窓が開けられた場合に、振動素子１１への駆動電圧Ｖｏの印加を停止する。これにより、運転者Ｄが運転姿勢を崩す必要がある場合に、パネル１０から放音される音声によって運転者Ｄに煩わしさや不快感を与えてしまうのを防止することができる。

また、例外的に放音を停止した方がよい場合として、たとえば車両Ｃの他の搭乗者がいる場合がある。図７Ｂに示すように、車室１００の左側後部座席に搭乗者Ｐが着座しているものとする。

かかる場合に、運転者Ｄの前方に配置されたパネル１０から、運転者Ｄを正常な位置へ誘導する内容の音声が出力され続けると、搭乗者Ｐに煩わしさや不快感を与える可能性が高い。そこで、こうした場合にも、駆動部３は、例外的に振動素子１１への駆動電圧Ｖｏの印加を停止し、パネル１０からの放音を停止させることができる。

具体的には、図７Ｂに示すように、駆動部３は、たとえば車室１００に搭載された図示略のセンサなどによってパネル１０の放音方向の搭乗者Ｐを検知した場合に、振動素子１１への駆動電圧Ｖｏの印加を停止することによって、パネル１０からの放音を停止させる。これにより、パネル１０の放音方向に運転者Ｄ以外の他の搭乗者Ｐがいる場合に、パネル１０から放音される音声によって搭乗者Ｐに煩わしさや不快感を与えてしまうのを防止することができる。

［５．第３の変形例］
ところで、これまでは、スピーカ装置１のパネル１０が、車室１００内のインストルメント・パネルやバックミラー７０などに組み込まれる場合を例に挙げたが、パネル１０の配置例を限定するものではない。また、スピーカ装置１は、車両Ｃ以外に搭載されても構わない。かかる場合を第３の変形例として、図８Ａおよび図８Ｂを用いて説明する。

図８Ａおよび図８Ｂは、第３の変形例の説明図（その１）および（その２）である。図８Ａに示すように、スピーカ装置１は、３Ｄ表示器３００や液晶ディスプレイといった所定の視野角を有する表示部に対し、パネル１０が組み込まれてもよい。

かかる場合、具体的には、パネル１０は、表示部に対し、第１の超音波Ｓ１および第２の超音波Ｓ２の進行方向がなす角度と表示部の視野角とが略一致するように設けられる。このようにパネル１０が配置されることで、表示部に対し、ユーザＵの頭部がズレてたとえば第１の放音領域Ｒ１に掛かった場合（図中の矢印８０１参照）、ユーザＵは左耳の耳元でスピーカ装置１から放音されている音声を聴取することとなる。

このとき、たとえば図８Ａに音声Ｓｄ＿３として示すように、「視聴位置がよくありません」といった視聴位置が正しくないことを示すガイダンスメッセージなどが放音されていれば、ユーザＵは正しい視聴位置となるように視聴姿勢を調整することができる。

また、スピーカ装置１は、証明写真機やシール写真機といった所定の画角を有するセルフ撮影機４００の画面などに対し、パネル１０が組み込まれてもよい。

かかる場合、具体的には、パネル１０は、たとえばセルフ撮影機４００の画面に対し、第１の超音波Ｓ１および第２の超音波Ｓ２の進行方向がなす角度とセルフ撮影機４００の画角とが略一致するように設けられる。

このようにパネル１０が配置されることで、セルフ撮影機４００に対し、ユーザＵの頭部がズレてたとえば第１の放音領域Ｒ１に掛かった場合（図中の矢印８０２参照）、ユーザＵは左耳の耳元でスピーカ装置１から放音されている音声を聴取することとなる。

このとき、たとえば図８Ｂに音声Ｓｄ＿４として示すように、「もっと中に寄ってください」といった、正しい撮像位置への誘導のためのガイダンスメッセージなどが放音されていれば、ユーザＵは正しい撮像位置へ頭部が位置付くように、姿勢を調整することができる。

上述してきたように、本実施形態に係るスピーカ装置１は、振動素子１１と、駆動部３と、パネル１０とを備える。駆動部３は、超音波帯域の搬送波Ｓｃを可聴波帯域の音声信号Ｓｓで変調した駆動電圧Ｖｏ（「駆動信号」の一例に相当）を振動素子１１へ印加する。パネル１０は、振動素子１１が設けられ、かかる振動素子１１へ駆動部３により駆動電圧Ｖｏが印加されることによって振動領域Ａｓが形成されるとともに、かかる振動領域Ａｓから発生する互いに異なる方向へ進行する第１の超音波Ｓ１および第２の超音波Ｓ２によってユーザＵの頭部を挟むように配置される。

したがって、本実施形態に係るスピーカ装置１によれば、シンプルな構成で、ユーザＵに適正な位置からのズレを知覚させることができる。

また、駆動部３は、ユーザＵを正常な位置へ誘導する内容の音声信号Ｓｓで搬送波Ｓｃを変調する。したがって、本実施形態に係るスピーカ装置１によれば、ユーザＵを正常な位置へ誘導することができる。

また、ユーザＵは、車両Ｃの運転者Ｄであって、パネル１０は、運転者Ｄが第１の超音波Ｓ１および第２の超音波Ｓ２に基づいて運転姿勢の異常を知覚するように配置される。したがって、本実施形態に係るスピーカ装置１によれば、車両Ｃの運転者Ｄに運転姿勢の異常を知覚させ、正しい運転姿勢へ誘導することができる。

また、駆動部３は、車両Ｃの速度または加速度が所定値以上である場合に、駆動電圧Ｖｏを振動素子１１へ印加する。したがって、本実施形態に係るスピーカ装置１によれば、運転姿勢を正しく保つことが求められる走行中について、運転者Ｄに運転姿勢の異常を知覚させ、正しい運転姿勢へ誘導することができる。

また、駆動部３は、車両Ｃの窓が開けられた場合に、駆動電圧Ｖｏの印加を停止する。したがって、本実施形態に係るスピーカ装置１によれば、運転姿勢を正しく保つ必要のない駐車場への入退場時などに、運転者Ｄへ放音による煩わしさや不快感を与えることがない。

また、パネル１０は、所定の視野角を有する表示部に対し、第１の超音波Ｓ１および第２の超音波Ｓ２の進行方向がなす角度と上記視野角とが略一致するように設けられる。したがって、本実施形態に係るスピーカ装置１によれば、所定の視野角を有する表示部の視聴時に、ユーザＵに正しい視聴位置となるように視聴姿勢を調整させることができる。

なお、上述した実施形態では、車両Ｃの停車時や窓を開けたときで、正常な運転姿勢をとる必要のない場合に、スピーカ装置１からの放音を停止する例を挙げたが、他にも、車両Ｃの後退時に放音を停止するようにしてもよい。かかる場合、駆動部３は、たとえば、車両Ｃの変速機のセレクトレバーがリバースレンジへ入れられたことを契機に、振動素子１１への駆動電圧Ｖｏの印加を停止してもよい。

また、上述した実施形態では、スピーカ装置１が、外部装置５０が音声信号Ｓｓを取得する場合を例に挙げたが、外部装置５０によることなく、スピーカ装置１が予め内部メモリに音源を保持しておき、かかる内部メモリから音声信号Ｓｓを生成してもよい。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ スピーカ装置
２ 音出力部
３ 駆動部
１０ パネル
１１ 振動素子
３１ 取得部
３２ 搬送波生成部
３３ 変調部
３４ 増幅部
５０ 外部装置
１００ 車室
Ｃ 車両
Ｄ 運転者
Ｕ ユーザ

Claims (6)

1. 振動素子と、
   超音波帯域の搬送波を可聴波帯域の音声信号で変調した駆動信号を前記振動素子へ印加する駆動部と、
   前記振動素子が設けられ、該振動素子へ前記駆動部により前記駆動信号が印加されることによって振動領域が形成されるとともに、該振動領域から発生する互いに異なる方向へ進行する第１および第２の超音波によってユーザの頭部を挟むように配置されるパネルと
   を備えることを特徴とするスピーカ装置。
2. 前記駆動部は、
   前記ユーザを正常な位置へ誘導する内容の前記音声信号で前記搬送波を変調する
   ことを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
3. 前記ユーザは、車両の運転者であって、
   前記パネルは、
   前記運転者が前記第１および第２の超音波に基づいて運転姿勢の異常を知覚するように配置される
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のスピーカ装置。
4. 前記駆動部は、
   前記車両の速度または加速度が所定値以上である場合に、前記駆動信号を前記振動素子へ印加する
   ことを特徴とする請求項３に記載のスピーカ装置。
5. 前記駆動部は、
   前記車両の窓が開けられた場合に、前記駆動信号の印加を停止する
   ことを特徴とする請求項３または４に記載のスピーカ装置。
6. 前記パネルは、
   所定の視野角を有する表示部に対し、前記第１および第２の超音波の進行方向がなす角度と前記視野角とが略一致するように設けられる
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のスピーカ装置。

Images