(57)【要約】【課題】振動板の全周方向をカバーする狭指向性の音場を形成すること。【解決手段】実施形態に係るスピーカ装置は、パネルと、振動素子と、駆動部とを備える。パネルは、略円形状に形成される。振動素子は、パネルに少なくとも１つ設けられ、パネルを振動させる。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して、パネルに略同心円状の振動領域を形成する。【選択図】図１Ｅ
2020010094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円形状に形成されるパネルと、
前記パネルに少なくとも１つ設けられ、前記パネルを振動させる振動素子と、
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して、前記パネルに略同心円状の振動領域を形成する駆動部と
を備えることを特徴とするスピーカ装置。
【請求項２】
前記振動素子は、略円形状に形成される
ことを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
【請求項３】
前記振動素子は、前記パネルの中央部に配置される
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。
【請求項４】
前記パネルの外縁部側に設けられるリング状の前記振動素子
を備えることを特徴とする請求項１、２または３に記載のスピーカ装置。
【請求項５】
前記パネルの外縁部側に設けられる複数個の前記振動素子
を備えることを特徴とする請求項１、２または３に記載のスピーカ装置。
【請求項６】
前記パネルは、
該パネルの表面に溝を有する
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、スピーカ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の超音波振動子をアレイ状に配置して指向性を持たせたスピーカ装置が知られている。かかるスピーカ装置は、パラメトリックアレイスピーカとも呼ばれ、可聴波帯域の音声信号で変調をかけた超音波の電圧を複数の超音波振動素子に印加することで特定の方向に可聴音を発生させることができる（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、特許文献１に開示のパラメトリックスピーカ装置とは別に、いわゆる狭指向性を有するスピーカ装置としては、パネル状の振動板の少なくとも一箇所に振動素子を備え、その振動素子の振動で振動板上に定在波を生じさせ、かかる定在波の腹の一つ一つが放音部となって、パネル面に対して所定の方向の指向性を持った音波を放射するものも提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−０２２３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したパネル状の振動板を有する従来のスピーカ装置は、振動板の全周方向をカバーする狭指向性の音場を形成するうえで、更なる改善の余地がある。
【０００６】
具体的には、振動板が略矩形状であり、長手方向の端部に短手方向に沿って延在するように振動素子が設けられた場合、たとえば平面視で短手方向と交差する特定方向の指向性が得られるが、かかる特定方向以外の狭指向性を持たせることは、構造上難しい。
【０００７】
しかしながら、たとえば、スピーカ装置の周囲に存在する特定の聴取者についてのみ、可聴音を聴取させたい場面もある。
【０００８】
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、振動板の全周方向をカバーする狭指向性の音場を形成す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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態の一態様に係るスピーカ装置は、パネルと、振動素子と、駆動部とを備える。前記パネルは、略円形状に形成される。前記振動素子は、前記パネルに少なくとも１つ設けられ、前記パネルを振動させる。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して、前記パネルに略同心円状の振動領域を形成する。
【発明の効果】
【００１０】
実施形態の一態様によれば、振動板の全周方向をカバーする狭指向性の音場を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】図１Ａは、比較例に係るスピーカ装置の構成の概要説明図（その１）である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、比較例に係るスピーカ装置の構成の概要説明図（その２）である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、比較例に係るスピーカ装置の構成の概要説明図（その３）である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、比較例に係るスピーカ装置の構成の概要説明図（その４）である。
【図１Ｅ】図１Ｅは、第１の実施形態に係るスピーカ装置の構成の概要説明図（その１）である。
【図１Ｆ】図１Ｆは、第１の実施形態に係るスピーカ装置の構成の概要説明図（その２）である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係るスピーカ装置のブロック図である。
【図３】図３は、変調部の具体的構成の一例を示す図である。
【図４】図４は、第２の実施形態に係る音出力部の構成例を示す図である。
【図５】図５は、第３の実施形態に係る音出力部の構成例を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、第４の実施形態に係る音出力部の構成例を示す図（その１）である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、第４の実施形態に係る音出力部の構成例を示す図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
また、以下の説明に用いる各図面には、説明を分かりやすくするために、スピーカ装置の厚み方向をＺ軸方向とした３次元の直交座標系を図示する場合がある。
【００１４】
［１．第１の実施形態］
［１．１．スピーカ装置の概要］
まず、図１Ａ〜図１Ｆを用いて、第１の実施形態に係るスピーカ装置１の構成の概要について説明する。図１Ａ〜図１Ｄは、比較例に係るスピーカ装置１’の構成の概要説明図（その１）〜（その４）である。また、図１Ｅおよび図１Ｆは、第１の実施形態に係るスピーカ装置１の構成の概要説明図（その１）および（その２）である。
【００１５】
まず、スピーカ装置１の基本的な原理について、比較例に係るスピーカ装置１’を例に挙げて説明する。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（図１Ｂ参照）とを備える。
【００１６】
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利用される。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。
【００１７】
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略矩形状に形成される。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
具体的には、図１Ｂに示すように、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。
【００２１】
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。
【００２２】
そして、駆動電圧Ｖｏの振動素子１１への印加によってパネル１０が振動し、定在波Ｗが発生して、図１Ａに示すようにパネル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。
【００２３】
図１Ａに示す例では、パネル１０の長手方向（Ｘ軸方向）の両端部に、パネル１０の短手方向（Ｙ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Ｗ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１Ｅ）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。
【００２４】
また、図１Ａでは、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（Ｘ軸方向）に沿って等間隔で発生する。なお、図１Ａでは、説明の便宜上、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。
【００２５】
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、聴取者の耳元で可聴音として再生される。
【００２６】
ここで、スピーカ装置１’の指向性について説明する。図１Ｃ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となっている。なお、図１Ｃでは、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において同相であり、隣り合う腹を帯状振動領域Ａｇ１，Ａｇ３とし、帯状振動領域Ａｇ１，Ａｇ３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。また、定在波Ｗにおいて帯状振動領域Ａｇ１，Ａｇ３と逆相であり、帯状振動領域Ａｇ１，Ａｇ３に隣り合う腹を帯状振動領域Ａｇ２としている。
【００２７】
任意の角度θに対して、帯状振動領域Ａｇ１，Ａｇ３で発生する超音波は、距離ｄｃｏｓθだけ位相がずれる。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，Ａｇ３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，Ａｇ３で発生する超音波が互いに強め合う。一方、帯状振動領域Ａｇ１，Ａｇ３と逆相である帯状振動領域Ａｇ２で発生する超音波は、帯状振動領域Ａｇ１，Ａｇ３で発生する超音波の正面方向（図１Ａに示したＺ軸の正方向）への出力を打ち消す。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。
【００２８】
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スピーカ装置として機能する。
【００２９】
なお、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。
【００３０】
したがって、図１Ｄに示すように、スピーカ装置１’は、各帯状振動領域Ａｇから角度θｄで発生した各超音波の位相干渉により、パネル１０全体としてみれば、たとえばパネル１０に直交する軸Ｌ１に対して対称となる角度θｄの狭指向性を有することとなる。なお、図１Ｄでは、スピーカ装置１’の指向性を帯状の矢印で示しており、実際のスピーカ装置１’の指向性はある程度の幅を有していることを模式的に示している。
【００３１】
ところで、このような狭指向性を有するスピーカ装置１’であるが、その指向性の方向は、たとえば図１Ｄに示すように、主としてＹＺ平面と交差する方向であり、ＸＺ平面と交差する方向には超音波が放射されない。
【００３２】
また、たとえば平面視、すなわちＺ軸の正方向側から視た場合に、指向性の方向がＹＺ平面と交差する角度（指向角）は概ね一定となるが、かかる指向角は、スピーカ装置１’の場合、振動素子１１のＹ軸方向の長さに関係するため、かかる指向角を変化させることは難しい。すなわち、スピーカ装置１’に対しては、パネル１０の全周方向をカバーする狭指向性を持たせることが難しかった。
【００３３】
そこで、本実施形態に係るスピーカ装置１は、パネル１０を略円形状に形成することとしたうえで、かかるパネル１０に少なくとも１つの振動素子１１を設け、かかる振動素子１１に対し搬送波Ｓｃを音声信号Ｓｓで変調した駆動電圧Ｖｏを印加することで、略同心円状の振動領域Ａｓを形成することとした。
【００３４】
具体的には、図１Ｅに示すように、本実施形態に係るスピーカ装置１は、略円状に形成されたパネル１０と、たとえば略円形状に形成された１つの振動素子１１を備える。振動素子１１は、たとえばパネル１０の中心部に配置され、駆動部３により、搬送波Ｓｃを音声信号Ｓｓで変調した駆動電圧Ｖｏが印加される。
【００３５】
そして、駆動電圧Ｖｏの振動素子１１への印加によってパネル１０が振動し、定在波Ｗが発生して、図１Ｅに示すようにパネル１０に略同心円状の振動領域Ａｓが形成される。略同心円状の振動領域Ａｓは、略同心円を構成する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。
【００３６】
ここで、図１Ｅに示すように、パネル１０の径方向の軸線ａｘＲを仮定し、かかる軸線ａｘＲ上における帯状振動領域Ａｇ１，Ａｇ２，Ａｇ３を考える。帯状振動領域Ａｇ１，Ａｇ２，Ａｇ３は、図１Ｃに示したのと同様であるものとする。
【００３７】
すると、スピーカ装置１においては、振動領域Ａｓは略同心円状であるので、図中のＭ１部を軸Ｌ１まわりに回転させた場合がスピーカ装置１の指向性を表すこととなる。
【００３８】
すなわち、Ｍ１部を図１Ｃおよび図１Ｄの説明に照らしつつ、Ｍ１部を軸Ｌ１まわりに回転させた場合をパネル１０全体としてみれば、図１Ｆに帯状の矢印で示すように、スピーカ装置１は、徐々に放射状に広がるような指向性を有することとなる。
【００３９】
スピーカ装置１をこのような構成とすることで、前述の角度θｄによる狭指向ながらも、パネル１０の全周方向をカバーしつつ音波を発生させることが可能となる。また、スピーカ装置１’では難しかった、指向角の制御が可能となる。
【００４０】
上述したように、本実施形態に係るスピーカ装置１は、パネル１０と、振動素子１１と、駆動部３とを備える。パネル１０は、略円形状に形成される。振動素子１１は、パネル１０に少なくとも１つ設けられ、パネル１０を振動させる。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へ印加して、パネル１０に略同心円状の振動領域Ａｓを形成する。
【００４１】
したがって、本実施形態に係るスピーカ装置１によれば、パネル１０の全周方向をカバーする狭指向性の音場を形成することができる。以下、かかるスピーカ装置１の構成についてさらに具体的に説明する。
【００４２】
［１．２．スピーカ装置１の具体的構成］
図２は、第１の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。
【００４３】
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。例えば、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。
【００４４】
図２に示すように、スピーカ装置１は、外部装置５０に接続されており、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する。外部装置５０については既に説明したため、ここでの説明は省略する。また、スピーカ装置１は、音出力部２と、駆動部３とを備える。
【００４５】
［１．２．１．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略円形状の板状部材であり、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。
【００４６】
振動素子１１は、略円形状に設けられ、パネル１０の略中心部に配置される。なお、振動素子１１は、上述したように、たとえば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１つである場合を示したが、振動素子１１は、少なくとも１つであればよい。
【００４７】
［１．２．２．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を含む略同心円状の振動領域Ａｓを発生させる。
【００４８】
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）や、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、データフラッシュ、および、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。
【００４９】
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。
【００５０】
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、種々の音源加工処理を実行することもできる。
【００５１】
たとえば取得部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へ出力することができる。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。また、取得部３１は、イコライザ処理を実行することができる。
【００５２】
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Ｗを発生させ、略同心円状の振動領域Ａｓを形成する周波数を有する。
【００５３】
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、例えば、ＤＳＢ（Double  Sideband）変調、または、ＳＳＢ（Single  Sideband）変調である。
【００５４】
増幅部３４は、変調部３３から入力された変調信号Ｓｍを増幅し、変調信号Ｓｍの波形に応じた交流電圧の駆動電圧Ｖｏとして振動素子１１へ印加する。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Ｗを発生させる。かかる定在波Ｗの腹が帯状振動領域Ａｇとなる。
【００５５】
［１．２．３．変調部３３の具体的構成］
次に、変調部３３の具体的構成について、図３を用いて説明する。図３は、変調部３３の具体的構成の一例を示す図である。なお、ここでは、変調部３３がＳＳＢ変調を行うものとする。ＳＳＢ変調では、２つの側波帯のうちの一方が除去される。
【００５６】
図３に示すように、変調部３３は、再生音調整部３３ａと、２つのπ／２移相器３３１ａ，３３１ｂと、２つの乗算部３３２ａ，３３２ｂと、３つの加算部３３３，３３４，３３５とを備える。
【００５７】
図３に示すように、まず、変調部３３に搬送波Ｓｃおよび音声信号Ｓｓが入力され、搬送波Ｓｃは、乗算部３３２ａへ入力される。音声信号Ｓｓは、再生音調整部３３ａを介して乗算部３３２ｂへ入力される。再生音調整部３３ａは、たとえば音質変化を防止するための補正処理等を行う。
【００５８】
また、搬送波Ｓｃは、π／２移相器３３１ａへ入力され、位相がπ／２だけ遅れた状態で出力されて、乗算部３３２ｂへ入力される。また、再生音調整部３３ａを介した音声信号Ｓｓは、π／２移相器３３１ｂへ入力され、位相がπ／２だけ遅れた状態で出力されて、乗算部３３２ａへ入力される。
【００５９】
乗算部３３２ａでは、位相が遅れていない搬送波Ｓｃと、位相がπ／２遅れた音声信号Ｓｓとにより第１の変調信号Ｓｍ１が生成され、加算部３３３へ入力される。また、乗算部３３２ｂでは、位相がπ／２遅れた搬送波Ｓｃと、位相が遅れていない音声信号Ｓｓとにより第２の変調信号Ｓｍ２が生成され、加算部３３３へ入力される。
【００６０】
そして、加算部３３３では、第１の変調信号Ｓｍ１と第２の変調信号Ｓｍ２とが加算され、音声信号Ｓｓの下側波帯（ＬＳＢ：Lower  Side  Band）および搬送波Ｓｃが除去された信号が生成されて、加算部３３４へ入力される。
【００６１】
そして、加算部３３４は、加算部３３３から入力された信号と、変調部３３へ入力された搬送波Ｓｃとを合成して、音声信号Ｓｓの上側波帯（ＵＳＢ：Upper  Side  Band）のみを含む変調信号Ｓｍが生成され、加算部３３５へ入力される。
【００６２】
そして、加算部３３５では、変調信号Ｓｍと再生音調整部３３ａを介した音声信号Ｓｓとが加算されて、出力される。なお、再生音調整部３３ａを介して音声信号Ｓｓをスルー出力する回路は、スピーカ装置１はｆ特性上可聴音域の信号出力も可能であるため、指向性を狭める必要がない場面において広指向再生を行うために用いることができる。
【００６３】
なお、図３に示す例では、音声信号Ｓｓの下側波帯を完全に除去したが、これに限定されず、下側波帯の一部を除去して、下側波帯が上側波帯よりも抑制された状態の変調信号Ｓｍを生成してもよい。また、音声信号Ｓｓの下側波帯を除去したが、これに限定されず、上側波帯を除去して、下側波帯が残った変調信号Ｓｍを生成してもよい。
【００６４】
上述してきたように、第１の実施形態に係るスピーカ装置１は、パネル１０と、振動素子１１と、駆動部３とを備える。パネル１０は、略円形状に形成される。振動素子１１は、パネル１０に少なくとも１つ設けられ、パネル１０を振動させる。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へ印加して、パネル１０に略同心円状の振動領域Ａｓを形成する。
【００６５】
したがって、本実施形態に係るスピーカ装置１によれば、パネル１０の全周方向をカバーする狭指向性の音場を形成することができる。
【００６６】
また、振動素子１１は、略円形状に形成される。したがって、第１の実施形態に係るスピーカ装置１によれば、パネル１０に略同心円状の振動領域Ａｓを形成しやすくすることができる。
【００６７】
また、振動素子１１は、パネル１０の中央部に配置される。したがって、第１の実施形態に係るスピーカ装置１によれば、やはりパネル１０に略同心円状の振動領域Ａｓを形成しやすくすることができる。
【００６８】
［２．第２の実施形態］
ところで、上述した第１の実施形態では、略円形状のパネル１０の中心部に対し、略円形状に形成された１つの振動素子１１を設ける場合について説明したが、より高出力を得るために、さらに別の振動素子を設けることとしてもよい。
【００６９】
図４は、第２の実施形態に係る音出力部２Ａの構成例を示す図である。図４に示すように、音出力部２Ａは、第１の実施形態に係る音出力部２に加えて、たとえばパネル１０の外縁部に、リング状に形成された振動素子１２を備える。
【００７０】
かかる構成において、振動素子１１および振動素子１２に対し、パネル１０に略同心円状の振動領域Ａｓを発生させる超音波帯域の周波数成分を含む駆動電圧Ｖｏが印加されることによって、より高出力に音波を放出することが可能となる。
【００７１】
上述してきたように、第２の実施形態に係る音出力部２Ａは、振動素子１２をさらに備える。振動素子１２は、リング状に形成され、パネル１０の外縁部側に設けられる。したがって、第２の実施形態に係る音出力部２Ａによれば、より高出力を得ることができる。
【００７２】
［３．第３の実施形態］
また、上述した第２の実施形態では、第１の実施形態に加えてリング状の振動素子１２を略円形状のパネル１０の外縁部に設けることとしたが、振動素子１２はリング状でなくともよい。
【００７３】
図５は、第３の実施形態に係る音出力部２Ｂの構成例を示す図である。図５に示すように、音出力部２Ｂは、パネル１０の外縁部に、リング状の振動素子１２ではなく、リング状の一部分のみに相当する形状に形成された振動素子１２ａ，１２ｂを備える点が、第２の実施形態に係る音出力部２Ａとは異なる。
【００７４】
かかる構成において、振動素子１１および振動素子１２ａ，１２ｂに対し、パネル１０に略同心円状の振動領域Ａｓを発生させる超音波帯域の周波数成分を含む駆動電圧Ｖｏが印加されることによって、より高出力に音波を放出することが可能となる。
【００７５】
なお、図５では、パネル１０の外縁部に２つの振動素子１２ａ，１２ｂを備える場合を例に挙げたが、３つ以上であってもよい。
【００７６】
上述してきたように、第３の実施形態に係る音出力部２Ｂは、複数の振動素子１２ａ，１２ｂをさらに備える。振動素子１２ａ，１２ｂは、パネル１０の外縁部側に設けられる。したがって、第３の実施形態に係る音出力部２Ｂによれば、より高出力を得ることができる。
【００７７】
［４．第４の実施形態］
また、上述した各実施形態では、パネル１０が略扁平である場合を例に挙げたが、この場合、前述の角度θｄは、パネル１０全体において同一となる。かかる角度θｄは、搬送波Ｓｃの周波数を変更することで変更可能であるが、パネル１０全体において変更されてしまう。
【００７８】
図６Ａおよび図６Ｂは、第４の実施形態に係る音出力部２Ｃの構成例を示す図（その１）および（その２）である。なお、図６Ｂは、図６Ａに示すＡ−Ａ線略断面図となっている。
【００７９】
図６Ａおよび図６Ｂに示すように、第４の実施形態に係る音出力部２Ｃは、パネル１０の表面に、パネル１０の中心に対して略同心円状の溝１３が形成されている点が、たとえば第２の実施形態に係る音出力部２Ａとは異なる。
【００８０】
かかる構成によって、溝１３を挟んで振動素子１１寄り（パネル１０の中心部寄り）の領域である第１領域と、振動素子１２寄り（パネル１０の外縁部寄り）の領域である第２領域とで、共振モードを異ならせることが可能となる。
【００８１】
したがって、かかる構成において、振動素子１１および振動素子１２に対し、パネル１０に略同心円状の振動領域Ａｓを発生させる超音波帯域の周波数成分を含む駆動電圧Ｖｏが印加されることによって、第１領域では、たとえば角度θｄ１の指向性を得ることができる（図６Ｂの矢印６０１参照）。
【００８２】
また、第２領域では、たとえば角度θｄ１よりも小さい角度θｄ２の指向性を得ることができる（図６Ｂの矢印６０２参照）。すなわち、第４の実施形態に係る音出力部２Ｃによれば、パネル１０の全周方向においてより広範囲に音場を形成することができる。
【００８３】
上述してきたように、第４の実施形態に係る音出力部２Ｃは、パネル１０の表面に溝１３を有する。溝１３は、たとえば、パネル１０の中心に対して略同心円状となるように形成される。したがって、第４の実施形態に係る音出力部２Ｃによれば、パネル１０の全周方向においてより広範囲に音場を形成することができる。
【００８４】
［５．適用例］
なお、上述した各実施形態において説明してきたスピーカ装置１は、たとえば、狭指向性ながらも、パネル１０の全周方向をカバーしたい場面に適用することができる。たとえば、美術館や博物館等において、鑑賞者が全周方向から鑑賞可能な展示ケースがある。かかる展示ケースの中央付近に、上述してきたスピーカ装置１を配置することで、展示ケースの周囲にいる鑑賞者のみに向けて、たとえば音声ガイドを可聴させることができる。
【００８５】
また、スピーカ装置１は、たとえばソナー装置としても利用することができる。この場合、振動素子１１，１２，１２ａ，１２ｂ等の近傍に図示略の受信部を配置し、かかる受信部により、スピーカ装置１から発せられた音波の反射波を受信することによって、物体を検知することが可能である。
【００８６】
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。
【符号の説明】
【００８７】
１，１’  スピーカ装置
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ  音出力部
３    駆動部
１０    パネル
１１，１２，１２ａ，１２ｂ  振動素子
１３    溝
Ａｇ，Ａｇ１，Ａｇ２，Ａｇ３  帯状振動領域
Ａｓ    振動領域
Ｓｃ    搬送波
Ｓｍ    変調信号
Ｓｓ    音声信号
Ｖｏ    駆動電圧
Ｗ      定在波
【図１Ａ】
2020010094.tif 000003
【図１Ｂ】
2020010094.tif 000004
【図１Ｃ】
2020010094.tif 000005
【図１Ｄ】
2020010094.tif 000006
【図１Ｅ】
2020010094.tif 000007
【図１Ｆ】
2020010094.tif 000008
【図２】
2020010094.tif 000009
【図３】
2020010094.tif 000010
【図４】
2020010094.tif 000011
【図５】
2020010094.tif 000012
【図６Ａ】
2020010094.tif 000013
【図６Ｂ】
2020010094.tif 000014