WO2020079738A1 - スピーカ装置 - Google Patents

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WO2020079738A1
WO2020079738A1 PCT/JP2018/038374 JP2018038374W WO2020079738A1 WO 2020079738 A1 WO2020079738 A1 WO 2020079738A1 JP 2018038374 W JP2018038374 W JP 2018038374W WO 2020079738 A1 WO2020079738 A1 WO 2020079738A1
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WO
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speaker device
piezoelectric actuator
frequency
signal
sound
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/038374
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English (en)
French (fr)
Inventor
大橋　力
徳枝 河合
エミ 仁科
六花 大村
Original Assignee
株式会社アクション・リサーチ
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Publication date
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Priority to PCT/JP2018/038374 priority patent/WO2020079738A1/ja
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M21/00—Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis
    • A61M21/02—Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis for inducing sleep or relaxation, e.g. by direct nerve stimulation, hypnosis, analgesia
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/22—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only 
    • H04R1/26—Spatial arrangements of separate transducers responsive to two or more frequency ranges
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/12—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for distributing signals to two or more loudspeakers
    • H04R3/14—Cross-over networks

Definitions

  • the present invention relates to a speaker device.
  • the present invention has been made in view of these points, and an object thereof is to provide a small and lightweight speaker device that generates sound in a frequency band exceeding the audible band.
  • a first piezoelectric actuator that converts a first frequency signal in the audible band into an audible sound and a second piezoelectric actuator that converts a second frequency signal in a frequency band higher than the audible band into a high frequency sound.
  • a speaker device including an actuator, and a housing portion provided with the first piezoelectric actuator and the second piezoelectric actuator.
  • the housing portion may include a plate portion provided with the first piezoelectric actuator and the second piezoelectric actuator, and a main body portion that forms a space together with the plate portion. You may further have the opening part which penetrates from the 1st surface of the said plate part to the 2nd surface on the opposite side to the said 1st surface. The opening may be formed in a region between the first piezoelectric actuator and the second piezoelectric actuator.
  • the device may further include an adjusting member for adjusting the shape of the opening.
  • the speaker device includes an acquisition unit that acquires an input signal including the first frequency signal and the second frequency signal, and a first filter unit that selectively passes the first frequency signal included in the input signal.
  • a second filter unit that selectively passes the second frequency signal included in the input signal, wherein the first piezoelectric actuator receives the first frequency signal from the first filter unit,
  • the piezoelectric actuator may receive the second frequency signal from the second filter section.
  • the first detector detects the second frequency signal included in the input signal, and the first detector detects that the second frequency signal is included in the input signal. It may further include a display unit that displays what has been done.
  • the speaker device includes a first detector that detects the second frequency signal included in the input signal, a second detector that detects the high-frequency sound output from the second piezoelectric actuator, and the first detector.
  • a comparison unit that compares the detection result of the first detection unit and the detection result of the second detection unit and a display unit that displays the comparison result of the comparison unit may be further included.
  • the structural example of the speaker apparatus 100 which concerns on this embodiment is shown.
  • the structural example of the connection circuit 200 which concerns on this embodiment is shown.
  • a modified example of the speaker device 100 according to the present embodiment is shown.
  • the 1st modification of the connection circuit 200 which concerns on this embodiment is shown.
  • the 2nd modification of the connection circuit 200 which concerns on this embodiment is shown.
  • the 3rd modification of the connection circuit 200 concerning this embodiment is shown.
  • FIG. 1 shows a configuration example of a speaker device 100 according to this embodiment.
  • the speaker device 100 generates an audible sound in the audible band and a high frequency sound in a frequency band higher than the audible band according to the input signal.
  • the speaker device 100 includes a housing 110, a first piezoelectric actuator 120, a second piezoelectric actuator 130, an opening 140, and an amplifier 150.
  • the casing 110 is provided with a first piezoelectric actuator 120 and a second piezoelectric actuator 130. Further, the casing 110 has a space for resonating the sound output by the speaker device 100.
  • the housing 110 has a plate 112 and a body 114.
  • the plate portion 112 is provided with a first piezoelectric actuator 120 and a second piezoelectric actuator 130.
  • the first piezoelectric actuator 120 and the second piezoelectric actuator 130 are provided on the first surface of the plate portion 112 opposite to the surface connected to the main body portion 114. It is desirable that a plurality of recesses be formed in the first surface of the plate portion 112 and that the first piezoelectric actuator 120 and the second piezoelectric actuator 130 be provided in the recesses, respectively.
  • the body 114 forms a space together with the plate 112.
  • the main body 114 forms a closed space at a place other than the opening 140 by partially contacting the second surface of the plate 112 facing the main body 114.
  • FIG. 1 shows an example in which the plate portion 112 functions as a lid of the main body portion 114 and forms a cylindrical space.
  • the space formed by the plate portion 112 and the main body portion 114 has a capacity that allows the sound output from the speaker device 100 to resonate.
  • FIG. 1 shows an example in which the main body portion 114 has a bottom portion 116 substantially parallel to the plate portion 112, and a cylindrical side portion 118 provided between the plate portion 112 and the bottom portion 116.
  • the side portion 118 may have, for example, a rectangular tube shape.
  • the bottom portion 116 and the side portion 118 may be integrally formed.
  • the bottom part 116 and the side part 118 may have any shape so as to form a space by coming into contact with the second surface of the plate part 112, for example.
  • the first piezoelectric actuator 120 converts the first frequency signal in the audible band into audible sound.
  • the first frequency signal is an electric signal for reproducing music, voice, etc., for example.
  • the first frequency signal is, for example, an electric signal having a frequency in a band of about 20 Hz to about 20 kHz.
  • the first piezoelectric actuator 120 includes a piezoelectric element that converts an electric signal into mechanical vibration or the like, propagates the vibration to air, and outputs it as sound.
  • the first piezoelectric actuator 120 is, for example, at least partially formed of ceramic.
  • the first piezoelectric actuator 120 has, for example, a unimorph structure or a bimorph structure.
  • the first piezoelectric actuator 120 may have a structure in which piezoelectric elements are laminated in multiple layers.
  • a plurality of first piezoelectric actuators 120 may be provided on the plate portion 112.
  • the second piezoelectric actuator 130 converts a second frequency signal in a frequency band higher than the audible band into high frequency sound.
  • the second frequency signal is an electric signal for reproducing sound in a frequency band that humans cannot directly hear.
  • the second frequency signal is, for example, a high frequency signal in a frequency band higher than about 20 kHz.
  • the second frequency signal is preferably a high frequency signal in a band of approximately 40 kHz or higher.
  • the second piezoelectric actuator 130 includes a piezoelectric element that converts such an electric signal into mechanical vibration or the like, propagates the vibration to air, and outputs it as sound.
  • the second piezoelectric actuator 130 is at least partially formed of ceramic.
  • the second piezoelectric actuator 130 has, for example, a unimorph structure, a bimorph structure, or a structure in which piezoelectric elements are laminated in multiple layers. Further, a plurality of second piezoelectric actuators 130 may be provided on the plate portion 112.
  • the opening 140 penetrates from the first surface of the plate portion 112 to the second surface opposite to the first surface.
  • the opening 140 is formed in a region of the plate 112 where the first piezoelectric actuator 120 and the second piezoelectric actuator 130 are not formed.
  • the opening 140 is formed, for example, in a region between the first piezoelectric actuator 120 and the second piezoelectric actuator 130.
  • a first piezoelectric actuator 120 and a second piezoelectric actuator 130 are formed separately from each other, and a first region including the first piezoelectric actuator 120, a second region including the second piezoelectric actuator 130, a first region, and An example in which the opening 140 is formed in the third region when the plate portion 112 is divided into two regions, that is, the third region and the third region between the second regions, is shown.
  • the speaker device 100 has a function of a bass reflex type speaker by providing the space formed by the plate portion 112 and the main body portion 114 and the opening portion 140. That is, the opening 140 acts as an acoustic mass in a mechanical acoustic circuit whose sound source is the sound output from the first piezoelectric actuator 120 and the second piezoelectric actuator 130.
  • the shape of the opening 140 is predetermined according to the frequency characteristic of the sound output by the speaker device 100, for example. Additionally or alternatively, the shape of the opening 140 may be adjustable.
  • the opening 140 has, for example, a shutter that opens and closes so as to cover a part or all of the through hole of the plate 112. Alternatively, the opening 140 may have a lid-shaped opening / closing part that covers a part or the whole of the through hole.
  • FIG. 1 shows an example in which the speaker device 100 further includes an adjusting member 142 for adjusting the shape of the opening 140. At least a part of the adjusting member 142 fits into a part or all of the through hole of the plate portion 112 to adjust the shape of the opening 140.
  • the speaker device 100 may include the adjusting members 142 having a plurality of shapes. Since the shape of the opening 140 is adjustable, the shape of the opening 140 can be adjusted according to, for example, the frequency characteristic of the sound output from the speaker device 100.
  • the amplifier 150 amplifies the electric signal input to the speaker device 100.
  • the amplification unit 150 is provided, for example, separately from the housing unit 110.
  • the amplification unit 150 has, for example, a PHONE plug, an RCA plug, an optical digital terminal, a coaxial digital terminal, an HDMI (registered trademark) terminal, and the like, and an electric signal having a frequency of sound emitted from the speaker device 100 is input.
  • the amplification unit 150 amplifies the frequency signal in the audible band and / or the electric signal in the frequency band higher than the audible band.
  • the amplifying unit 150 amplifies, for example, an electric signal in which a frequency signal in the audible band and a signal in the frequency band higher than the audible band are mixed.
  • the amplification unit 150 supplies the frequency signal in the audible band among the amplified signal components to the first piezoelectric actuator 120 as the first frequency signal, and the second frequency signal as the second frequency signal in the frequency band higher than the audible band. 2 Supply to the piezoelectric actuator 130.
  • the amplification unit 150 may acquire two signals, a frequency signal in the audible band and a signal in the frequency band higher than the audible band, in a separated state, and amplify the two signals, respectively.
  • the amplification section 150 described above is connected to the piezoelectric actuator by a connection circuit or the like. Such a connection circuit will be described below.
  • FIG. 2 shows a configuration example of the connection circuit 200 according to the present embodiment.
  • FIG. 2 shows an example of a connection configuration between the amplification section 150 and the first piezoelectric actuator 120 and the second piezoelectric actuator 130. That is, the speaker device 100 further includes the connection circuit 200 between the amplification unit 150 and the first piezoelectric actuator 120 and the second piezoelectric actuator 130.
  • FIG. 2 illustrates an example in which the amplification unit 150 amplifies an electric signal in which a frequency signal in an audible band and a signal in a frequency band higher than the audible band are mixed.
  • the connection circuit 200 includes an acquisition unit 210, a first filter unit 220, and a second filter unit 230.
  • the acquisition unit 210 acquires an input signal (that is, an input electric signal) including the first frequency signal and the second frequency signal.
  • the acquisition unit 210 is electrically connected to the amplification unit 150 by wiring or the like, and acquires an input signal.
  • the acquisition unit 210 may be connected via, for example, a PHONE plug, an RCA plug, an optical digital terminal, a coaxial digital terminal, an HDMI (registered trademark) terminal, or the like.
  • the first filter unit 220 selectively passes the first frequency signal included in the input signal.
  • the first filter unit 220 allows a signal component in a frequency band including the first frequency signal of the input signal to pass therethrough, and supplies the passed signal component to the first piezoelectric actuator 120.
  • the signal component passed by the first filter unit 220 is a component having a frequency lower than approximately 20 kHz.
  • the first filter unit 220 may be a low pass filter, a band pass filter, a band rejection filter, or the like, or may be a combination of these.
  • the second filter unit 230 selectively passes the second frequency signal included in the input signal.
  • the second filter unit 230 passes a signal component in a frequency band including the second frequency signal of the input signal, and supplies the passed signal component to the second piezoelectric actuator 130.
  • the signal component passed by the second filter unit 230 is a component having a frequency higher than approximately 20 kHz.
  • the second filter unit 230 may be a high pass filter, a band pass filter, a band rejection filter, or the like, or may be a combination of these.
  • the example in which the high frequency sound is in the frequency band higher than the frequency of about 20 kHz has been described.
  • a high-frequency sound includes a band that exerts a hypersonic effect on humans, but also a component of a band that exerts an effect different from the hypersonic effect.
  • frequency components from approximately 16 kHz to approximately 32 kHz reduce the activity of the human fundamental brain, contrary to the hypersonic effect.
  • the frequency band from approximately 16 kHz to approximately 32 kHz is the negative band.
  • frequency components from approximately 32 kHz to approximately 40 kHz are almost unrelated to the hypersonic effect.
  • a frequency component of approximately 40 kHz or higher is a band that exerts a hypersonic effect on humans.
  • frequency components of approximately 80 kHz or higher are bands that more effectively exert the hypersonic effect on humans.
  • the upper limit frequency of the band that exerts the hypersonic effect is approximately 150 kHz or approximately 200 kHz, although it is an unclear part.
  • the second filter unit 230 may remove such a sound signal in the negative band.
  • the second filter unit 230 selectively passes a component having a frequency higher than approximately 32 kHz as the second frequency component.
  • the second filter unit 230 may remove a component having a frequency exceeding approximately 150 kHz or approximately 200 kHz.
  • the first piezoelectric actuator 120 can receive the first frequency signal from the first filter unit 220 and output the sound in the audible band.
  • the second piezoelectric actuator 130 can receive the second frequency signal from the second filter unit 230 and output a high frequency sound in a frequency band higher than the audible band.
  • the connection circuit 200 may be provided inside the amplification section 150, or instead, may be provided in the housing section 110.
  • FIG. 2 illustrates the example in which the amplification unit 150 amplifies the input signal and the signals amplified by the two filter units are filtered
  • the present invention is not limited to this.
  • the two amplified signals may be respectively amplified by the two amplification circuits.
  • the amplification section 150 may amplify the input signal
  • the two filter sections may filter the amplified signal
  • the two filtered signals may be further amplified by another two amplification circuits.
  • the above-described speaker device 100 generates a high frequency sound in a frequency band exceeding the audible band in addition to the sound in the audible band.
  • high frequency sound cannot be heard directly by humans, it is known that when it propagates to the brain, it increases blood flow in the basal brain and causes a hypersonic effect in humans. Therefore, the user can improve immune activity, activate the reward system neural circuit, and alleviate stress while listening to the sound in the audible band output from the speaker device 100.
  • a speaker device 100 can apply a high frequency sound each time the user listens to music, for example, it is possible to relieve tension in the process of daily living of the user and improve the state of mind and body.
  • the speaker device 100 can promote awakening projected from the hypothalamus and the midbrain, which are the highest centers of autonomic nerves, to the prefrontal cortex, activation of the comfort neural network, etc. It can contribute to mitigation and fatigue reduction.
  • the speaker device 100 has a configuration in which piezoelectric elements are combined without using a conventional magnetic coil and magnet. Since high-frequency sound exceeding the audible band has a strong straight traveling property, when a conventional magnetic coil and magnet are used, the region where the high-frequency sound propagates is a conical region with an apex angle of about 30 degrees. On the other hand, in the speaker device 100 using the piezoelectric element, it is possible to propagate the apex angle to a conical region where the apex angle extends up to about 300 degrees.
  • the speaker device 100 since the speaker device 100 has a directivity angle that is about 10 times larger than that of the conventional speaker, the degree of freedom in arranging the speaker device 100 can be improved. For example, the speaker device 100 does not have to be arranged in the direction facing the user. Therefore, the speaker device 100 can propagate the high frequency sound to a wider space with a smaller number than the conventional speaker.
  • the speaker device 100 does not use a magnet, it is possible to reduce the influence on precision electronic devices and mechanical devices. Furthermore, since the speaker device 100 does not use a magnetic coil and a magnet as compared with a conventional speaker, it can be made small and lightweight, and thus can be safely and easily installed on a ceiling, a wall surface, furniture or the like. Therefore, for example, even if the stress on the user is extremely high, it can be easily installed even in an operating room, an intensive care unit, a manned space station, etc. where the conventional conditions for installing a speaker or the like are severe due to various restrictions.
  • the configuration example in which the housing 110 and the amplifier 150 are separated has been described.
  • the speaker device 100 can be made non-magnetic and more compact, so that even if the installation space is limited, more speaker devices 100 can be installed to generate the hyper sock effect in a wider space. Can be made.
  • the speaker device 100 according to the present embodiment is not limited to such a configuration.
  • the amplification section 150 may be formed integrally with the housing section 110. Such a speaker device 100 is shown in FIG.
  • FIG. 3 shows a modification of the speaker device 100 according to this embodiment.
  • the same operations as those of the speaker device 100 shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the speaker device 100 of the modified example shows an example in which the amplification section 150 is provided in contact with the bottom section 116 of the housing section 110. Accordingly, the speaker device 100 can amplify the electric signal and generate an audible sound and a high-frequency sound only by connecting the speaker device 100 to the wiring that supplies the electric signal.
  • the speaker device 100 Since the above speaker device 100 outputs a sound that cannot be heard directly by humans, it is desirable to be able to easily confirm whether or not the output is normal. Therefore, the speaker device 100 capable of confirming the sound of the frequency component higher than the audible band will be described next.
  • FIG. 4 shows a first modification of the connection circuit 200 according to this embodiment.
  • the connection circuit 200 of the first modified example enables confirmation of the magnitude of the second frequency signal included in the input signal.
  • the same reference numerals are given to the substantially same operations as those of the connection circuit 200 shown in FIG. 2, and the description thereof will be omitted.
  • the connection circuit 200 of the first modified example further includes a first detection unit 240 and a display unit 250.
  • the first detection unit 240 detects the second frequency signal included in the input signal.
  • the first detection unit 240 measures, for example, the signal strength of a part of the second frequency signal that has passed through the second filter unit 230.
  • the first detection unit 240 may measure the signal strength of some frequency bands included in the second frequency signal.
  • the first detection unit 240 detects that the input signal contains a signal component in a frequency band exceeding the audible band, for example, when the measured signal strength exceeds a predetermined threshold value. That is, the first detection unit 240 detects whether or not the input signal includes the second frequency signal.
  • the first detection unit 240 supplies the detection result to the display unit 250.
  • the display unit 250 displays that the first detection unit 240 has detected that the input signal includes the second frequency signal.
  • the display unit 250 has, for example, an LED or the like, and turns on or off the LED based on the detection result of the first detection unit 240.
  • the display unit 250 may include a plurality of LEDs, and different LEDs may be turned on depending on a state in which the second frequency signal is detected, a state in which the second frequency signal is not detected, and the like.
  • the display unit 250 may have a display panel and display the detection result of the second frequency signal using characters, pictures, drawings, and the like.
  • the speaker device 100 of the first modification displays so that it can be determined whether or not the input signal includes the second frequency signal. Therefore, when the sound based on the second frequency signal is outside the audible range, the user can confirm whether or not the electric signal of the appropriate sound source is input to the speaker device 100.
  • the first detection unit 240 may supply the measured signal strength of the second frequency signal to the display unit 250.
  • the display unit 250 outputs a display according to the signal strength. For example, the display unit 250 may turn on the number of LEDs according to the signal strength, and may display the strength using characters, pictures, figures, and the like.
  • the above-described speaker device 100 of the first modified example can output a sound in a frequency band that exceeds the audible band while confirming an input signal. Instead of or in addition to this, the speaker device 100 may detect the output high frequency sound. Next, such a speaker device 100 will be described.
  • FIG. 5 shows a second modification of the connection circuit 200 according to this embodiment.
  • the connection circuit 200 of the second modified example allows the loudness of the high frequency sound output from the speaker device 100 to be confirmed.
  • the same operations as those of the connection circuit 200 of the first modification shown in FIG. 4 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
  • the connection circuit 200 of the second modified example further includes a second detection unit 260 and a comparison unit 270.
  • the second detection unit 260 detects the high frequency sound output from the second piezoelectric actuator 130.
  • the second detection unit 260 includes, for example, a sound sensor, a vibration sensor, a pressure sensor, etc., and measures high frequency sound.
  • the second detection unit 260 is provided at a position where high frequency sound can be detected.
  • the second detection unit 260 may be provided, for example, on the first surface of the plate unit 112, and instead of this, may be disposed at a position separated from the speaker device 100.
  • the second detection unit 260 detects that the speaker device 100 includes a signal component in a frequency band exceeding the audible band when the measured signal strength exceeds a predetermined threshold value. That is, the second detection unit 260 detects whether or not the sound that is actually output includes a high frequency sound.
  • the second detection unit 260 supplies the detection result to the comparison unit 270.
  • the comparison unit 270 compares the detection result of the first detection unit 240 and the detection result of the second detection unit 260. For example, the comparison unit 270 outputs the comparison result indicating that the speaker device 100 is normal when the input signal includes the second frequency signal and the output sound includes the high frequency sound. Further, the comparison unit 270 outputs a comparison result indicating that the speaker device 100 is abnormal when the input signal includes the second frequency signal and the output sound does not include the high frequency sound.
  • the comparing unit 270 may output the comparison result indicating that the input signal is abnormal when the input signal does not include the second frequency signal and the output sound does not include the high frequency sound. Further, when the input signal does not include the second frequency signal and the output sound includes the high frequency sound, the comparison unit 270 outputs the comparison result indicating that the input signal and the speaker device 100 are abnormal. Good.
  • the display unit 250 displays the result of comparison by the comparison unit 270.
  • the speaker device 100 of the second modification displays so that it can be determined whether or not the speaker device 100 is outputting a high frequency sound according to the input signal. Therefore, the speaker device 100 can output a sound in the frequency band from the audible band to the audible band while confirming its own operation.
  • the user can check whether the speaker device 100 normally emits a sound based on the second frequency signal that is a sound outside the audible range.
  • the first detection unit 240 and the second detection unit 260 may supply the detected signal strength to the comparison unit 270.
  • the comparison unit 270 compares the first signal strength of the second frequency signal of the input signal with the second signal strength of the measured high frequency sound. For example, when the first signal strength and the second signal strength are signal strengths in a predetermined range (when the first signal strength and the second signal strength are substantially the same strength), the comparison unit 270, the speaker device. The comparison result with 100 being normal is output. Further, the comparing unit 270 determines that the first signal strength is within the predetermined range and the second signal strength is not within the predetermined range (for example, the first signal strength >> the second range). In the case of signal strength), the comparison result indicating that the speaker device 100 is abnormal is output.
  • the comparing unit 270 determines that the first signal strength is not within the predetermined range and the second signal strength is not within the predetermined range (the first signal strength and the second signal strength). If the values are weak to the same degree), the comparison result that the input signal is abnormal may be output. Furthermore, the comparison unit 270 determines that the first signal strength is not the signal strength in the predetermined range and the second signal strength is the signal strength in the predetermined range (for example, the first signal strength ⁇ second In the case of the signal strength), a comparison result indicating that the input signal and the speaker device 100 are abnormal may be output. With the speaker device 100 having such a configuration, when any part of the speaker device 100 is out of order, the user can easily understand that the speaker device 100 may be out of order. be able to.
  • connection circuit 200 according to the present embodiment described above is an example, and the present invention is not limited to these.
  • the connection circuit 200 may be configured to display the detection result of the second detection unit 260.
  • FIG. FIG. 6 shows a third modification of the connection circuit 200 according to this embodiment.
  • the connection circuit 200 of the third modified example allows the loudness of the high frequency sound output from the speaker device 100 to be confirmed.
  • the same operations as those of the connection circuit 200 of the second modification shown in FIG. 5 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
  • the connection circuit 200 of the third modification displays the result detected by the second detection unit 260 on the display unit 250.
  • the display unit 250 lights up, for example, as many LEDs as the intensity of the high frequency sound detected by the second detection unit 260. Further, the display unit 250 may turn on the LED with a brightness corresponding to the intensity of the high frequency sound detected by the second detection unit 260.
  • the second detection unit 260 may be configured to be able to detect high frequency sounds in a plurality of different frequency bands.
  • the second detection unit 260 detects sounds in three bands, for example, a frequency band from approximately 16 kHz to approximately 32 kHz, a frequency band from approximately 40 kHz to approximately 80 kHz, and a frequency band exceeding approximately 80 kHz.
  • the display unit 250 displays the detection result of the high frequency sound for each frequency band detected by the second detection unit 260.
  • the speaker device 100 allows the user or the like to visually recognize the output high frequency sound. Further, even if the sound in a part of the frequency band is reduced due to a failure of the second piezoelectric actuator 130, it can be easily visually recognized. Note that such a function may be included in the connection circuit 200 of the second modified example described with reference to FIG.
  • the display unit 250 may have a display panel and display the detection result of the second detection unit 260 using characters, pictures, figures, and the like. Further, the display unit 250 may display the presence / absence of a failure of the speaker device 100 by comparing with a threshold value or the like.
  • the present invention has been described using the embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments, and various modifications and changes are possible within the scope of the gist thereof. is there.
  • the specific embodiment of the distribution / integration of the device is not limited to the above-described embodiment, and all or a part thereof may be functionally or physically distributed / integrated in arbitrary units.
  • You can Further, a new embodiment that occurs due to an arbitrary combination of a plurality of embodiments is also included in the embodiment of the present invention. The effect of the new embodiment produced by the combination also has the effect of the original embodiment.
  • speaker device housing part 112 plate part 114 main body part 116 bottom part 118 side part 120 first piezoelectric actuator 130 second piezoelectric actuator 140 opening 142 adjustment member 150 amplification part 200 connection circuit 210 acquisition part 220 first filter part 230 2 Filter section 240 First detection section 250 Display section 260 Second detection section 270 Comparison section

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Abstract

可聴帯域を超える周波数帯域の音を発生させ、小型かつ軽量なスピーカ装置を提供する。可聴帯域の第１周波数信号を可聴音に変換する第１圧電アクチュエータと、可聴帯域よりも高い周波数帯域の第２周波数信号を高周波音に変換する第２圧電アクチュエータと、第１圧電アクチュエータおよび第２圧電アクチュエータが設けられた筐体部とを備える、スピーカ装置を提供する。筐体部は、第１圧電アクチュエータおよび第２圧電アクチュエータが設けられた板部と、板部と共に空間を形成する本体部とを有してよい。

Description

スピーカ装置
　本発明は、スピーカ装置に関する。
　従来、可聴周波数帯域を超える周波数帯域の非定常な音を人間に対して印加すると、視床、視床下部、中脳を含む脳の深部構造（以下「基幹脳」と呼ぶ）の血流を増大させ、その活動を高め、免疫活性の向上、報酬系神経回路の活性化、ストレスの緩和を導くハイパーソニック効果が知られている（例えば、特許文献１から３を参照）。
特開平９－３１３６１０号公報 特開２００３－２２３１７４号公報 特開２００５－１１１２６１号公報
　一方、都市等の音環境では、このような人間に対してポジティブな生理・心理的効果をもたらす自然由来の超高周波音の成分はほとんど検出できない。したがって、都市等で生活する人間は、環境適用および生体防御を司り健康と深く関与する基幹脳の活性が慢性的に抑制され、環境におけるストレスを常に受けている可能性がある。したがって、可聴帯域を超える周波数帯域の音を容易に出力できるシステムが望まれていた。
　そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、可聴帯域を超える周波数帯域の音を発生させ、小型かつ軽量なスピーカ装置を提供することを目的とする。
　本発明の第１の態様においては、可聴帯域の第１周波数信号を可聴音に変換する第１圧電アクチュエータと、可聴帯域よりも高い周波数帯域の第２周波数信号を高周波音に変換する第２圧電アクチュエータと、前記第１圧電アクチュエータおよび前記第２圧電アクチュエータが設けられた筐体部とを備える、スピーカ装置を提供する。
　前記筐体部は、前記第１圧電アクチュエータおよび前記第２圧電アクチュエータが設けられた板部と、前記板部と共に空間を形成する本体部とを有してよい。前記板部の第１面から、前記第１面と反対側の第２面まで貫通する開口部を更に有してよい。前記開口部は、前記第１圧電アクチュエータと前記第２圧電アクチュエータとの間の領域に形成されていてよい。前記開口部の形状を調節するための調節部材をさらに有してよい。
　前記スピーカ装置は、前記第１周波数信号および前記第２周波数信号を含む入力信号を取得する取得部と、前記入力信号に含まれる前記第１周波数信号を選択的に通過させる第１フィルタ部と、前記入力信号に含まれる前記第２周波数信号を選択的に通過させる第２フィルタ部とを更に備え、前記第１圧電アクチュエータは、前記第１フィルタ部から前記第１周波数信号を受け取り、前記第２圧電アクチュエータは、前記第２フィルタ部から前記第２周波数信号を受け取ってよい。
　前記スピーカ装置は、前記入力信号に含まれている前記第２周波数信号を検出する第１検出部と、前記入力信号に前記第２周波数信号が含まれていることを前記第１検出部が検出したことを表示する表示部とを更に備えてよい。
　前記スピーカ装置は、前記入力信号に含まれている前記第２周波数信号を検出する第１検出部と、前記第２圧電アクチュエータから出力される前記高周波音を検出する第２検出部と、前記第１検出部の検出結果および第２検出部の検出結果を比較する比較部と、前記比較部が比較した結果を表示する表示部とを更に備えてよい。
　本発明によれば、可聴帯域を超える周波数帯域の音を発生させ、小型かつ軽量なスピーカ装置を提供できるという効果を奏する。
本実施形態に係るスピーカ装置１００の構成例を示す。 本実施形態に係る接続回路２００の構成例を示す。 本実施形態に係るスピーカ装置１００の変形例を示す。 本実施形態に係る接続回路２００の第１変形例を示す。 本実施形態に係る接続回路２００の第２変形例を示す。 本実施形態に係る接続回路２００の第３変形例を示す。
＜スピーカ装置１００の構成例＞
　図１は、本実施形態に係るスピーカ装置１００の構成例を示す。スピーカ装置１００は、入力する信号に応じて、可聴帯域の可聴音と可聴帯域よりも高い周波数帯域の高周波音とを発生する。スピーカ装置１００は、筐体部１１０と、第１圧電アクチュエータ１２０と、第２圧電アクチュエータ１３０と、開口部１４０と、増幅部１５０とを備える。
　筐体部１１０には、第１圧電アクチュエータ１２０および第２圧電アクチュエータ１３０が設けられている。また、筐体部１１０は、スピーカ装置１００が出力する音を共鳴させるための空間を有する。筐体部１１０は、板部１１２と、本体部１１４とを有する。
　板部１１２には、第１圧電アクチュエータ１２０および第２圧電アクチュエータ１３０が設けられている。板部１１２における、本体部１１４と接続される面とは反対側の第１面に、第１圧電アクチュエータ１２０および第２圧電アクチュエータ１３０が設けられている。なお、板部１１２の第１面に複数の凹部が形成され、当該凹部に第１圧電アクチュエータ１２０および第２圧電アクチュエータ１３０がそれぞれ設けられていることが望ましい。
　本体部１１４は、板部１１２と共に空間を形成する。本体部１１４は、板部１１２の本体部１１４を向く第２面と一部が接することで、開口部１４０以外の場所で閉じられた空間を形成している。図１は、板部１１２が本体部１１４のフタとして機能し、円筒形の空間を形成している例を示す。板部１１２および本体部１１４による空間は、スピーカ装置１００が出力する音を共鳴させられる程度の容量を有する。
　なお、図１は、本体部１１４が、板部１１２と略平行な底部１１６と、板部１１２および底部１１６の間に設けられている円筒状の側部１１８とを有する例を示すが、これに限定されることはない。側部１１８は、例えば、角筒状の形状を有してもよい。また、底部１１６および側部１１８は、一体に形成されてもよい。底部１１６および側部１１８は、例えば、板部１１２の第２面と接することで、空間を形成するような形状であればよい。
　第１圧電アクチュエータ１２０は、可聴帯域の第１周波数信号を可聴音に変換する。第１周波数信号は、例えば、音楽、音声等を再現するための電気信号である。第１周波数信号は、一例として、２０Ｈｚ程度から２０ｋＨｚ程度までの帯域の周波数の電気信号である。第１圧電アクチュエータ１２０は、電気信号を機械的な振動等に変換する圧電素子を含み、当該振動を空気に伝播させて音として出力する。
　第１圧電アクチュエータ１２０は、一例として、少なくとも一部がセラミックで形成されている。また、第１圧電アクチュエータ１２０は、例えば、ユニモルフ構造またはバイモルフ構造を有する。また、第１圧電アクチュエータ１２０は、圧電素子を多層に積層した構造を有してもよい。また、第１圧電アクチュエータ１２０は、板部１１２に複数設けられてもよい。
　第２圧電アクチュエータ１３０は、可聴帯域よりも高い周波数帯域の第２周波数信号を高周波音に変換する。第２周波数信号は、人間が直接聞くことはできない周波数帯域の音を再現するための電気信号である。第２周波数信号は、例えば、２０ｋＨｚ程度よりも高い周波数の帯域の高周波信号である。第２周波数信号は、略４０ｋＨｚ以上の帯域の高周波信号であることが望ましい。
　第２圧電アクチュエータ１３０は、このような電気信号を機械的な振動等に変換する圧電素子を含み、当該振動を空気に伝播させて音として出力する。第２圧電アクチュエータ１３０は、一例として、少なくとも一部がセラミックで形成されている。また、第２圧電アクチュエータ１３０は、例えば、ユニモルフ構造、バイモルフ構造、または、圧電素子を多層に積層した構造を有する。また、第２圧電アクチュエータ１３０は、板部１１２に複数設けられてもよい。
　開口部１４０は、板部１１２の第１面から、第１面と反対側の第２面までを貫通している。開口部１４０は、板部１１２において、第１圧電アクチュエータ１２０および第２圧電アクチュエータ１３０が形成されていない領域に形成されている。開口部１４０は、例えば、第１圧電アクチュエータ１２０と第２圧電アクチュエータ１３０との間の領域に形成されている。図１は、第１圧電アクチュエータ１２０および第２圧電アクチュエータ１３０が離間して形成され、第１圧電アクチュエータ１２０を含む第１領域と、第２圧電アクチュエータ１３０を含む第２領域と、第１領域および第２領域の間の第３領域との３つの領域に２つの線分で板部１１２を分割した場合の第３領域に、開口部１４０が形成されている例を示す。
　スピーカ装置１００は、板部１１２および本体部１１４による空間と、開口部１４０とが設けられていることにより、バスレフレックス型のスピーカのような機能を有する。即ち、開口部１４０は、第１圧電アクチュエータ１２０および第２圧電アクチュエータ１３０から出力される音を音源とする機械音響回路における音響質量として作用する。
　開口部１４０の形状は、例えば、スピーカ装置１００が出力する音の周波数特性に応じて予め定められる。これに加えて、または、これに代えて、開口部１４０の形状は、調節可能に設けられてもよい。開口部１４０は、例えば、板部１１２の貫通孔の一部または全部を覆うように開閉するシャッターを有する。これに代えて、開口部１４０は、貫通孔の一部または全部を覆うフタ状の開閉部を有してもよい。
　図１は、スピーカ装置１００が開口部１４０の形状を調節するための調節部材１４２をさらに有する例を示す。調節部材１４２の少なくとも一部は、板部１１２の貫通孔の一部または全部に嵌合して、開口部１４０の形状を調節する。スピーカ装置１００は、複数の形状の調節部材１４２を有してよい。開口部１４０の形状が調節可能に設けられることにより、例えば、スピーカ装置１００が出力する音の周波数特性に応じて、当該開口部１４０の形状を調節することができる。
　増幅部１５０は、スピーカ装置１００に入力する電気信号を増幅する。増幅部１５０は、例えば、筐体部１１０とは別個に設けられている。増幅部１５０は、例えば、ＰＨＯＮＥプラグ、ＲＣＡプラグ、光デジタル端子、同軸デジタル端子、およびＨＤＭＩ（登録商標）端子等を有し、スピーカ装置１００から発する音の周波数の電気信号が入力される。増幅部１５０は、可聴帯域の周波数信号および／または可聴帯域よりも高い周波数帯域の電気信号を増幅する。
　増幅部１５０は、例えば、可聴帯域の周波数信号および可聴帯域よりも高い周波数帯域の信号が混合した電気信号を増幅する。この場合、増幅部１５０は、増幅した信号成分のうち、可聴帯域の周波数信号を第１周波数信号として第１圧電アクチュエータ１２０に供給し、可聴帯域よりも高い周波数帯域の信号第２周波数信号として第２圧電アクチュエータ１３０に供給する。これに代えて、増幅部１５０は、可聴帯域の周波数信号および可聴帯域よりも高い周波数帯域の信号の２つの信号が分離された状態で取得し、当該２つの信号をそれぞれ増幅してもよい。以上の増幅部１５０は、接続回路等によって、圧電アクチュエータと接続される。このような接続回路について次に説明する。
＜フィルタを含む接続回路２００の構成例＞
　図２は、本実施形態に係る接続回路２００の構成例を示す。図２は、増幅部１５０と第１圧電アクチュエータ１２０および第２圧電アクチュエータ１３０との間の接続構成の一例を示す。即ち、スピーカ装置１００は、増幅部１５０と第１圧電アクチュエータ１２０および第２圧電アクチュエータ１３０との間に接続回路２００を更に備える。なお、図２は、増幅部１５０が、可聴帯域の周波数信号および可聴帯域よりも高い周波数帯域の信号が混合した電気信号を増幅する例を示す。接続回路２００は、取得部２１０と、第１フィルタ部２２０と、第２フィルタ部２３０とを有する。
　取得部２１０は、第１周波数信号および前記第２周波数信号を含む入力信号（すなわち入力された電気信号）を取得する。取得部２１０は、増幅部１５０から配線等で電気的に接続され、入力信号を取得する。また、取得部２１０は、例えば、ＰＨＯＮＥプラグ、ＲＣＡプラグ、光デジタル端子、同軸デジタル端子、およびＨＤＭＩ（登録商標）端子等を介して接続されてもよい。
　第１フィルタ部２２０は、入力信号に含まれる第１周波数信号を選択的に通過させる。第１フィルタ部２２０は、入力信号のうち第１周波数信号を含む周波数帯域の信号成分を通過させ、通過した信号成分を第１圧電アクチュエータ１２０に供給する。第１フィルタ部２２０が通過させる信号成分は、略２０ｋＨｚよりも低い周波数の成分である。第１フィルタ部２２０は、ローパスフィルタ、バンドパスフィルタ、バンドリジェクションフィルタ等でよく、また、これらの組み合わせでもよい。
　第２フィルタ部２３０は、入力信号に含まれる第２周波数信号を選択的に通過させる。第２フィルタ部２３０は、入力信号のうち第２周波数信号を含む周波数帯域の信号成分を通過させ、通過した信号成分を第２圧電アクチュエータ１３０に供給する。第２フィルタ部２３０が通過させる信号成分は、略２０ｋＨｚよりも高い周波数の成分である。第２フィルタ部２３０は、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタ、バンドリジェクションフィルタ等でよく、また、これらの組み合わせでもよい。
　なお、本実施形態において、高周波音が２０ｋＨｚ程度の周波数よりも高い周波数帯域である例を説明した。このような高周波音は、人間にハイパーソニック効果を及ぼす帯域を含む一方、ハイパーソニック効果とは異なる効果を及ぼす帯域の成分も含まれる。例えば、略１６ｋＨｚから略３２ｋＨｚまでの周波数成分は、ハイパーソニック効果とは逆に、人間の基幹脳の活性を低減させることが知られている。本実施形態において、略１６ｋＨｚから略３２ｋＨｚまでの周波数帯域をネガティブ帯域とする。
　また、略３２ｋＨｚから略４０ｋＨｚまでの周波数成分は、ハイパーソニック効果とはほとんど無関係であることが知られている。また、略４０ｋＨｚ以上の周波数成分は、人間にハイパーソニック効果を及ぼす帯域であることが知られている。また、略８０ｋＨｚ以上の周波数成分は、人間にハイパーソニック効果をより有効に及ぼす帯域であることが知られている。なお、ハイパーソニック効果を及ぼす帯域の上限の周波数は、未解明な部分ではあるが、略１５０ｋＨｚまたは略２００ｋＨｚ等が考えられる。
　以上のように、可聴帯域よりも高い周波数帯域の音であっても、ネガティブ帯域のようにハイパーソニック効果とは逆の効果を発生させることがある。そこで、第２フィルタ部２３０は、このようなネガティブ帯域の音信号を除去してもよい。例えば、第２フィルタ部２３０は、略３２ｋＨｚよりも高い周波数の成分を第２周波数成分として選択的に通過させる。また、第２フィルタ部２３０は、略１５０ｋＨｚまたは略２００ｋＨｚ等を超える周波数の成分を除去してもよい。
　以上のような接続回路２００により、第１圧電アクチュエータ１２０は、第１フィルタ部２２０から第１周波数信号を受け取り、可聴帯域の音を出力することができる。また、第２圧電アクチュエータ１３０は、第２フィルタ部２３０から第２周波数信号を受け取り、可聴帯域よりも高い周波数帯域の高周波音を出力することができる。なお、接続回路２００は、増幅部１５０の内部に設けられてもよく、これに代えて、筐体部１１０に設けられてもよい。
　また、図２は、増幅部１５０が入力信号を増幅し、２つのフィルタ部が増幅した信号をフィルタリングする例を説明したが、これに限定されることはない。例えば、２つのフィルタ部が入力信号をフィルタリングした後に、フィルタリング後の２つの信号を２つの増幅回路がそれぞれ増幅してもよい。また、増幅部１５０が入力信号を増幅し、２つのフィルタ部が増幅した信号をフィルタリングし、更にフィルタリング後の２つの信号を別の２つの増幅回路が更に増幅してもよい。
　以上の本実施形態に係るスピーカ装置１００は、可聴帯域の音に加えて、可聴帯域を超える周波数帯域の高周波音を発生させる。高周波音は、人間が直接聞くことはできないが、脳に伝播すると基幹脳の血流を増大させて、人間にハイパーソニック効果を発生させることが知られている。したがって、ユーザは、スピーカ装置１００が出力する可聴帯域の音を聴きつつ、免疫活性の向上、報酬系神経回路の活性化、ストレスの緩和を導くことができる。
　このようなスピーカ装置１００は、例えば、ユーザが音楽を聴く毎に高周波音を印加できるので、ユーザが日々生活している過程で緊張を和らげ、心身の状態を向上させることができる。このように、スピーカ装置１００は、自律神経の最高中枢である間脳視床下部および中脳から前頭前野に投射する覚醒、快適性の神経ネットワークの活性化等を促すことができ、緊張およびストレスの緩和、疲労の低減等に貢献できる。
　また、スピーカ装置１００は、従来型の磁気コイルおよび磁石を用いずに、圧電素子を組み合わせた構成となっている。可聴帯域を超える高周波音は直進性が強いので、従来型の磁気コイルおよび磁石を用いると、高周波音が伝播する領域は、頂角３０度程度の円錐状の領域程度となってしまう。これに対し、圧電素子を用いたスピーカ装置１００は、頂角が３００度程度まで広がる円錐状の領域まで伝播させることができる。
　このように、スピーカ装置１００は、従来型のスピーカと比較して１０倍程度大きい指向角を有するので、当該スピーカ装置１００の配置の自由度を向上させることができる。例えば、スピーカ装置１００は、ユーザに相対する向きに配置しなくてもよい。したがって、スピーカ装置１００は、従来型のスピーカよりも少ない数で、より広い空間に高周波音を伝播させることができる。
　また、スピーカ装置１００は、磁石を用いないので、精密な電子機器および機械装置への影響を低減させることができる。更に、スピーカ装置１００は、従来型のスピーカと比較して磁気コイルおよび磁石を用いないことから、小型かつ軽量にできるので、天井、壁面、家具等に安全かつ容易に設置することができる。したがって、例えば、ユーザのストレスが極めて高いにもかかわらず、様々な制限により従来のスピーカ等を設置する条件が厳しい手術室、集中治療室、有人宇宙ステーション等においても、容易に設置できる。
　なお、本実施形態に係るスピーカ装置１００の説明の便宜上、種々の構成要素について説明はしたが、少なくとも、筐体部１１０、第１圧電アクチュエータ１２０、および第２圧電アクチュエータ１３０の構成により、このような可聴帯域を超える周波数帯域の音を発生させ、小型かつ軽量なスピーカ装置１００を提供できることは言うまでもない。
　以上のスピーカ装置１００において、筐体部１１０および増幅部１５０が離間した構成例を説明した。これにより、スピーカ装置１００を、非磁性でより小型に形成することができるので、限られた設置空間であってもより多くのスピーカ装置１００を設置して、ハイパーソック効果をより広い空間に発生させることができる。なお、本実施形態に係るスピーカ装置１００は、このような構成に限定されることはない。例えば、増幅部１５０は、筐体部１１０と一体となって形成されていてもよい。このようなスピーカ装置１００を図３に示す。
　図３は、本実施形態に係るスピーカ装置１００の変形例を示す。図３に示す変形例のスピーカ装置１００おいて、図１に示されたスピーカ装置１００の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。変形例のスピーカ装置１００は、増幅部１５０が筐体部１１０の底部１１６に接して設けられている例を示す。これにより、スピーカ装置１００は、電気信号を供給する配線と接続するだけで、当該電気信号を増幅して可聴音及び高周波音を発生させることができる。
　以上のスピーカ装置１００は、人間が直接聞くことができない音を出力するので、正常な出力となっているか否かを容易に確認できることが望ましい。そこで、可聴帯域よりも高い周波数成分の音を確認可能なスピーカ装置１００について、次に説明する。
＜接続回路２００の第１変形例＞
　図４は、本実施形態に係る接続回路２００の第１変形例を示す。第１変形例の接続回路２００は、入力信号に含まれる第２周波数信号の大きさを確認可能とする。図４に示す第１変形例の接続回路２００において、図２に示された接続回路２００の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。第１変形例の接続回路２００は、第１検出部２４０と、表示部２５０とを更に有する。
　第１検出部２４０は、入力信号に含まれている第２周波数信号を検出する。第１検出部２４０は、例えば、第２フィルタ部２３０を通過した第２周波数信号の一部の信号強度を測定する。また、第１検出部２４０は、第２周波数信号に含まれる一部の周波数帯域の信号強度を測定してもよい。第１検出部２４０は、例えば、測定した信号強度が予め定められた閾値を超えたことに応じて、入力信号に可聴帯域を超える周波数帯域の信号成分が含まれていることを検出する。即ち、第１検出部２４０は、入力信号に第２周波数信号が含まれているか否かを検出する。第１検出部２４０は、検出結果を表示部２５０に供給する。
　表示部２５０は、入力信号に第２周波数信号が含まれていることを第１検出部２４０が検出したことを表示する。表示部２５０は、例えば、ＬＥＤ等を有し、第１検出部２４０の検出結果に基づいて当該ＬＥＤを点灯または消灯させる。また、表示部２５０は、複数のＬＥＤを有し、第２周波数信号を検出した状態、第２周波数信号を検出しなかった状態等に応じて、異なるＬＥＤを点灯させてよい。これに代えて、または、これに加えて、表示部２５０は、表示パネルを有し、文字、絵、図等を用いて第２周波数信号の検出結果を表示してもよい。
　以上のように第１変形例のスピーカ装置１００は、入力信号に第２周波数信号が含まれているか否かを判別できるように表示する。したがって、第２周波数信号に基づく音が可聴範囲外の音である場合に、ユーザが、適切な音源の電気信号がスピーカ装置１００に入力されているかを確認することが可能になる。なお、第１検出部２４０は、測定した第２周波数信号の信号強度を表示部２５０に供給してもよい。この場合、表示部２５０は、信号強度に応じた表示を出力する。例えば、表示部２５０は、信号強度に応じたＬＥＤの数を点灯させてよく、また、文字、絵、図等を用いた強度表示をしてもよい。
　以上の第１変形例のスピーカ装置１００は、入力信号を確認しつつ、可聴帯域から可聴帯域を超える周波数帯域の音を出力できる。また、これに代えて、または、これに加えて、スピーカ装置１００は、出力した高周波音を検出してもよい。このようなスピーカ装置１００について、次に説明する。
＜接続回路２００の第２変形例＞
　図５は、本実施形態に係る接続回路２００の第２変形例を示す。第２変形例の接続回路２００は、スピーカ装置１００が出力した高周波音の大きさを確認可能とする。図５に示す第２変形例の接続回路２００において、図４に示された第１変形例の接続回路２００の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。第２変形例の接続回路２００は、第２検出部２６０と、比較部２７０とを更に有する。
　第２検出部２６０は、第２圧電アクチュエータ１３０から出力される高周波音を検出する。第２検出部２６０は、例えば、音センサ、振動センサ、圧力センサ等を含み、高周波音を測定する。第２検出部２６０は、高周波音を検知できる位置に設けられる。第２検出部２６０は、例えば、板部１１２の第１面に設けられてよく、これに代えて、スピーカ装置１００から離間された位置に配置されてもよい。第２検出部２６０は、測定した信号強度が予め定められた閾値を超えたことに応じて、スピーカ装置１００から可聴帯域を超える周波数帯域の信号成分が含まれていることを検出する。即ち、第２検出部２６０は、実際に出力された音に高周波音が含まれているか否かを検出する。第２検出部２６０は、検出結果を比較部２７０に供給する。
　比較部２７０は、第１検出部２４０の検出結果および第２検出部２６０の検出結果を比較する。例えば、比較部２７０は、入力信号に第２周波数信号が含まれ、また、出力した音に高周波音が含まれている場合に、スピーカ装置１００を正常とする比較結果を出力する。更に、比較部２７０は、入力信号に第２周波数信号が含まれ、また、出力した音に高周波音が含まれていない場合に、スピーカ装置１００を異常とする比較結果を出力する。
　なお、比較部２７０は、入力信号に第２周波数信号が含まれず、また、出力した音に高周波音が含まれていない場合に、入力信号を異常とする比較結果を出力してよい。更に、比較部２７０は、入力信号に第２周波数信号が含まれず、また、出力した音に高周波音が含まれている場合に、入力信号およびスピーカ装置１００を異常とする比較結果を出力してもよい。
　表示部２５０は、比較部２７０が比較した結果を表示する。これにより、第２変形例のスピーカ装置１００は、スピーカ装置１００が入力信号に応じて高周波音を出力しているか否かを判別できるように表示する。したがって、スピーカ装置１００は、自己の動作を確認しつつ、可聴帯域から可聴帯域を超える周波数帯域の音を出力できる。また、ユーザが、可聴範囲外の音である第２周波数信号に基づく音をスピーカ装置１００が正常に発しているかを確認することが可能になる。
　これに代えて、第１検出部２４０および第２検出部２６０は、検出した信号強度を比較部２７０に供給してもよい。この場合、比較部２７０は、入力信号の第２周波数信号の第１信号強度と、高周波音を測定した第２信号強度とを比較することになる。例えば、比較部２７０は、第１信号強度および第２信号強度が、予め定められた範囲の信号強度の場合（第１信号強度および第２信号強度は同程度の強度の場合）に、スピーカ装置１００を正常とする比較結果を出力する。更に、比較部２７０は、第１信号強度が予め定められた範囲の信号強度であり、また、第２信号強度が予め定められた範囲の信号強度でない場合（例えば第１信号強度＞＞第２信号強度である場合）に、スピーカ装置１００を異常とする比較結果を出力する。
　なお、比較部２７０は、第１信号強度が予め定められた範囲の信号強度ではなく、また、第２信号強度が予め定められた範囲の信号強度でない場合（第１信号強度および第２信号強度が同程度に弱い場合）に、入力信号を異常とする比較結果を出力してよい。更に、比較部２７０は、第１信号強度が予め定められた範囲の信号強度ではなく、また、第２信号強度が予め定められた範囲の信号強度の場合（例えば第１信号強度＜＜第２信号強度である場合）に、入力信号およびスピーカ装置１００を異常とする比較結果を出力してもよい。スピーカ装置１００がこのような構成を有することにより、スピーカ装置１００のいずれかの部位が故障している場合に、スピーカ装置１００が故障している可能性があるということをユーザが容易に把握することができる。
＜接続回路２００の第３変形例＞
　以上の本実施形態に係る接続回路２００は一例であり、これらに限定されることはない。例えば、接続回路２００は、第２検出部２６０の検出結果を表示する構成であってもよい。このような構成例を図６に示す。図６は、本実施形態に係る接続回路２００の第３変形例を示す。第３変形例の接続回路２００は、スピーカ装置１００が出力した高周波音の大きさを確認可能とする。図６に示す第３変形例の接続回路２００において、図５に示された第２変形例の接続回路２００の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。
　第３変形例の接続回路２００は、第２検出部２６０が検出した結果を表示部２５０に表示する。表示部２５０は、例えば、第２検出部２６０が検出した高周波音の強度に応じた数のＬＥＤを点灯する。また、表示部２５０は、第２検出部２６０が検出した高周波音の強度に応じた輝度でＬＥＤを点灯してもよい。
　また、第２検出部２６０は、異なる複数の周波数帯域の高周波音を検出可能に構成されてもよい。第２検出部２６０は、例えば、略１６ｋＨｚから略３２ｋＨｚまでの周波数帯域、略４０ｋＨｚから略８０ｋＨｚまでの周波数帯域、および、略８０ｋＨｚを超える周波数帯域の３つの帯域の音をそれぞれ検出する。
　この場合、表示部２５０は、第２検出部２６０が検出した周波数帯域毎に、高周波音の検出結果を表示する。これにより、スピーカ装置１００は、出力している高周波音をユーザ等に視認させることができる。また、第２圧電アクチュエータ１３０の故障等により、一部の周波数帯域の音が低減しても、容易に視認させることができる。なお、このような機能は、図５で説明した第２変形例の接続回路２００が有してもよい。
　また、第３変形例において、表示部２５０がＬＥＤを用いて第２検出部２６０の検出結果を表示する例を説明したが、これに限定されることはない。これに代えて、または、これに加えて、表示部２５０は、表示パネルを有し、文字、絵、図等を用いて第２検出部２６０の検出結果を表示してよい。また、表示部２５０は、閾値等と比較して、スピーカ装置１００の故障の有無を表示してもよい。
　以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を合わせ持つ。
１００　スピーカ装置
１１０　筐体部
１１２　板部
１１４　本体部
１１６　底部
１１８　側部
１２０　第１圧電アクチュエータ
１３０　第２圧電アクチュエータ
１４０　開口部
１４２　調節部材
１５０　増幅部
２００　接続回路
２１０　取得部
２２０　第１フィルタ部
２３０　第２フィルタ部
２４０　第１検出部
２５０　表示部
２６０　第２検出部
２７０　比較部

Claims (8)

  1. 　可聴帯域の第１周波数信号を可聴音に変換する第１圧電アクチュエータと、
    　可聴帯域よりも高い周波数帯域の第２周波数信号を高周波音に変換する第２圧電アクチュエータと、
    　前記第１圧電アクチュエータおよび前記第２圧電アクチュエータが設けられた筐体部と
    　を備える、スピーカ装置。
  2. 　前記筐体部は、
    　前記第１圧電アクチュエータおよび前記第２圧電アクチュエータが設けられた板部と、
    　前記板部と共に空間を形成する本体部と
    　を有する、請求項１に記載のスピーカ装置。
  3. 　前記板部の第１面から、前記第１面と反対側の第２面まで貫通する開口部を更に有する、請求項２に記載のスピーカ装置。
  4. 　前記開口部は、前記第１圧電アクチュエータと前記第２圧電アクチュエータとの間の領域に形成されている、請求項３に記載のスピーカ装置。
  5. 　前記開口部の形状を調節するための調節部材をさらに有する、請求項３又は４に記載のスピーカ装置。
  6. 　前記第１周波数信号および前記第２周波数信号を含む入力信号を取得する取得部と、
    　前記入力信号に含まれる前記第１周波数信号を選択的に通過させる第１フィルタ部と、
    　前記入力信号に含まれる前記第２周波数信号を選択的に通過させる第２フィルタ部と
    　を更に備え、
    　前記第１圧電アクチュエータは、前記第１フィルタ部から前記第１周波数信号を受け取り、
    　前記第２圧電アクチュエータは、前記第２フィルタ部から前記第２周波数信号を受け取る、請求項１から５のいずれか一項に記載のスピーカ装置。
  7. 　前記入力信号に含まれている前記第２周波数信号を検出する第１検出部と、
    　前記入力信号に前記第２周波数信号が含まれていることを前記第１検出部が検出したことを表示する表示部と
    　を更に備える、請求項６に記載のスピーカ装置。
  8. 　前記入力信号に含まれている前記第２周波数信号を検出する第１検出部と、
    　前記第２圧電アクチュエータから出力される前記高周波音を検出する第２検出部と、
    　前記第１検出部の検出結果および第２検出部の検出結果を比較する比較部と、
    　前記比較部が比較した結果を表示する表示部と
    　を更に備える、請求項６に記載のスピーカ装置。
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