(57)【要約】【課題】複数のユーザそれぞれに対し、シンプルな構成で音声を聴取しやすくさせること。【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の超音波がそれぞれ異なるユーザへ向けて進行するように配置される。【選択図】図１Ｃ
2019146084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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の超音波がそれぞれ異なるユーザへ向けて進行する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。
【請求項２】
前記ユーザは、車両の搭乗者であって、
前記パネルは、
前記車両の前席の搭乗者の間に配置される第１のパネルと、前記車両の後席の搭乗者の間に配置される第２のパネルである
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】
前記第１のパネルは、
前記車両の前席の搭乗者の間に設けられた第１の表示部に配置され、
前記第２のパネルは、
前記車両の後席の搭乗者の間に設けられた第２の表示部に配置される
ことを特徴とする請求項２に記載のスピーカ装置。
【請求項４】
前記駆動部は、
前記第１のパネルに対応する第１の駆動部と、前記第２のパネルに対応する第２の駆動部であって、
前記第１の駆動部および前記第２の駆動部は、
それぞれ異なる音源からの前記音声信号で前記搬送波を変調した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２または３に記載のスピーカ装置。
【請求項５】
前記駆動部は、
所定の周波数帯域の前記音声信号で前記搬送波を変調した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１〜４のいずれか一つに記載のスピーカ装置。
【請求項６】
前記駆動部は、
サラウンド再生におけるセンターチャンネルに対応する前記音声信号で前記搬送波を変調した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１〜５のいずれか一つに記載のスピーカ装置。
【請求項７】
前記駆動部は、
オブジェクトオーディオ再生における特定のオブジェクトに対応する前記音声信号で前記搬送波を変調した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１〜６のいずれか一つに記載のスピーカ装置。
【請求項８】
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パネルとを備えたスピーカ装置を用いた音声出力方法であって、
前記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の超音波をそれぞれ異なるユーザへ向けて進行させること
を含むことを特徴とする音声出力方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、スピーカ装置および音声出力方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の車室において、前席および後席で独立したマルチメディアソースを再生可能な再生システムが知られている。かかるシステムでは、たとえば前席では前席近くのスピーカを用い、後席では後席近くのスピーカを用いることによって、車室の前後で異なるマルチメディアソースの音声の聴取を可能にしている。
【０００３】
ただし、車室は一つの空間であることから、車室の前後の音声が混じり合い、互いに聴取が困難となる場合もある。そこで、車両の前後の各席ごとに指向性を有するスピーカを設け、かかるスピーカにより各席独立に音声を再生して、各席に着座するユーザそれぞれが音声を聴取しやすくする技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２１７８０７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、上記した従来技術は、複数のユーザそれぞれに対し、シンプルな構成で音声を聴取しやすくさせるうえで、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、少なくとも車室内の座席数に応じた数のスピーカを設ける必要があり、構成が複雑になりやすかった。
【０００６】
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、複数のユーザそれぞれに対し、シンプルな構成で音声を聴取しやすくさせることができるスピーカ装置および音声出力方法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】
【０００７】
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の超音波がそれぞれ異なるユーザへ向けて進行するように配置される。
【発明の効果】
【０００８】
実施形態の一態様によれば、複数のユーザそれぞれに対し、シンプルな構成で音声を聴取しやすくさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】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】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】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２】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】図３は、パネルの配置例を示す側方模式図である。
【図４】図４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５】図５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６】図６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７】図７は、変形例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本願の開示するスピーカ装置および音声出力方法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。
【００１１】
［１．スピーカ装置１の概要］
まず、図１Ａ〜図１Ｃ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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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４）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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
そこで、かかる点に着目し、本実施形態では、複数のユーザそれぞれに対し、シンプルな構成で音声を聴取しやすく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に搭乗する複数の搭乗者であり、スピーカ装置１が車両Ｃの車室１００に搭載される場合を例に挙げる。
【００２３】
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、前述の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がそれぞれ異なる搭乗者へ向けて進行するように配置する。
【００２４】
具体的には、図１Ｃに示すように、本実施形態では、たとえば２つのスピーカ装置１を備えることとし、車両Ｃの前席の搭乗者Ｐ＿ＦＬ，Ｐ＿ＦＲの間に第１のパネル１０−１を配置し、車両Ｃの後席の搭乗者Ｐ＿ＲＬ，Ｐ＿ＲＲの間に第２のパネル１０−２を配置する。
【００２５】
なお、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、その透明性を活かし、たとえば表示部の画面に埋め込むことができる。たとえば第１のパネル１０−１は、車両Ｃの前席の搭乗者の間中央に設けられたフロントディスプレイ１０１に埋め込まれて配置される。また、たとえば第２のパネル１０−２は、車両Ｃの後席の搭乗者の間中央に設けられたリアディスプレイ１０２に埋め込まれて配置される。
【００２６】
このとき、第１のパネル１０−１は、第１の超音波Ｓ１が搭乗者Ｐ＿ＦＬへ向けて進行し、第２の超音波Ｓ２が搭乗者Ｐ＿ＦＲへ向けて進行するように配置される。言い換えれば、図１Ｃに示すように、第１のパネル１０−１から生じる第１の放音領域Ｒ１に搭乗者Ｐ＿ＦＬの頭部が掛かり、第１のパネル１０−１から生じる第２の放音領域Ｒ２に搭乗者Ｐ＿ＦＲの頭部が掛かるように配置される。
【００２７】
同様に、第２のパネル１０−２は、第１の超音波Ｓ１が搭乗者Ｐ＿ＲＬへ向けて進行し、第２の超音波Ｓ２が搭乗者Ｐ＿ＲＲへ向けて進行するように配置される。言い換えれば、図１Ｃに示すように、第２のパネル１０−２から生じる第１の放音領域Ｒ１に搭乗者Ｐ＿ＲＬの頭部が掛かり、第２のパネル１０−２から生じる第２の放音領域Ｒ２に搭乗者Ｐ＿ＲＲの頭部が掛かるように配置される。
【００２８】
これにより、車両Ｃの前席の搭乗者Ｐ＿ＦＬ，Ｐ＿ＦＲに対しては、フロントディスプレイ１０１側で再生されるマルチメディアソースの音声を、第１のパネル１０−１の有する異なる２つの狭指向性によって聴取しやすく伝達することができる。
【００２９】
また、車両Ｃの後席の搭乗者Ｐ＿ＲＬ，Ｐ＿ＲＲに対しては、リアディスプレイ１０２側で再生されるマルチメディアソースの音声を、第２のパネル１０−２の有する異なる２つの狭指向性によって聴取しやすく伝達することができる。すなわち、複数のユーザそれぞれに対し、シンプルな構成で音声を聴取しやすくさせることができる。
【００３０】
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。
【００３１】
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がそれぞれ異なるユーザへ向けて進行するように配置される。
【００３２】
したがって、本実施形態に係るスピーカ装置１によれば、複数のユーザそれぞれに対し、シンプルな構成で音声を聴取しやすく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１は、たとえば特定の周波数帯域の音声のみを再生することによって、複数のユーザそれぞれに対し、より音声を聴取しやすくさせることができる。
【００３３】
また、スピーカ装置１は、たとえばサラウンド再生におけるセンターチャンネルに対応する音声のみを再生することによって、複数のユーザそれぞれに対し、より音声を聴取しやすくさせることができる。
【００３４】
また、スピーカ装置１は、オブジェクトオーディオ再生における特定のオブジェクトに対応する音声のみを再生することによって、複数のユーザそれぞれに対し、より音声を聴取しやすくさせることができる。これら変形例については、図７を用いた説明で後述する。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。
【００３５】
［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。
【００３６】
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。
【００３７】
なお、図２には、１つのスピーカ装置１を示している。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。
【００３８】
［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。
【００３９】
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。
【００４０】
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、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がそれぞれ異なる搭乗者へ向けて進行するように配置される。
【００４１】
図３は、パネル１０の配置例を示す側方模式図である。図１Ｃでの説明と一部重複するが、図３に示すように、パネル１０は、たとえば車両Ｃの前席の搭乗者の間中央に設けられたフロントディスプレイ１０１に埋め込まれて配置される。また、たとえばパネル１０は、車両Ｃの後席の搭乗者の間中央に、車室１００の天井から下垂させて設けられたリアディスプレイ１０２に埋め込まれて配置される。
【００４２】
なお、この他にも、パネル１０は、たとえばフロントウィンドウの上部中央に設けられたバックミラー７０などに埋め込まれて配置されてもよい。バックミラー７０は通常、向きを微調整する機構を有しているので、かかる機構を利用すれば、パネル１０からの放音方向を微調整することも可能である。
【００４３】
図２の説明に戻る。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。
【００４４】
［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。
【００４５】
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。
【００４６】
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、異なるマルチメディアソースの音声信号Ｓｓを、それぞれ異なるスピーカ装置１へ向けて出力する。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
図４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４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４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。
【００５４】
次に、スピーカ装置１の指向性について説明する。図５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５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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
図６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６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。
【００５９】
［３．変形例］
ところで、上述したように、車室１００の前後で音が混ざり合うと、たとえば前席ではナビゲーション音声などが聴こえにくくなったり、一方、後席では動画のセリフなどが聴こえにくくなったりして、それぞれの内容の理解の妨げとなるおそれがある。
【００６０】
そこで、本実施形態では、単にパネル１０を、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がそれぞれ異なるユーザへ向けて進行するように配置するだけでなく、ユーザが内容の理解を深められるように、パネル１０から出力する音声を特化することができる。
【００６１】
図７は、変形例の説明図である。図７の「１」に示すように、スピーカ装置１は、たとえば特定の周波数帯域の音声を出力対象とすることができる。具体例としては、人の声に対応する周波数帯域である。なお、その他の周波数帯域、たとえば低音などについては、車両Ｃのドアに配置されている他のスピーカから出力すればよい。
【００６２】
これにより、たとえばナビゲーション音声や動画のセリフなど、人の声に対応する音声を、ユーザに聴取しやすくさせることができる。また、スピーカ装置１は、上述したようにフロントディスプレイ１０１やリアディスプレイ１０２などに配置することができるので、ユーザの頭部と同等かそれより高い高さから人の声に対応する音声を放音でき、ユーザに、より自然に人の声などを知覚させやすくすることができる。したがって、ユーザが内容の理解を深めるのに資することができる。
【００６３】
なお、特定の周波数帯域の音声信号は、外部装置５０から取得してもよいし、駆動部３の取得部３１がフィルタ処理によって抽出してもよい。
【００６４】
また、図７の「２」に示すように、スピーカ装置１は、たとえばサラウンド再生における特定のチャンネルの音声を出力対象とすることができる。具体例としては、サラウンド再生におけるセンターチャンネルである。これは、たとえば５．１ｃｈや７．１ｃｈのサラウンド再生システムを構築する場合に、本実施形態に係るスピーカ装置１でセンタースピーカを構成することで実現することができる。
【００６５】
これにより、たとえば動画、特に映画のセリフなどをユーザに聴取しやすくさせ、ユーザが内容の理解を深めるのに資することができる。また、やはり、ユーザの頭部と同等かそれより高い高さから人の声に対応する音声を放音できるので、ユーザに、より自然に人の声などを知覚させやすくすることができる。
【００６６】
また、図７の「３」に示すように、スピーカ装置１は、たとえばオブジェクトオーディオ再生における特定のオブジェクトに対応する音声を出力対象とすることができる。具体例としては、たとえば前述のセリフに対応するオブジェクトである。また、ユーザから視てスピーカ装置１の放音方向に位置が略一致するオブジェクトであってもよい。
【００６７】
これにより、やはり映画のセリフなどをユーザに聴取しやすくさせ、ユーザが内容の理解を深めるのに資することができる。また、スピーカ装置１の放音方向に位置が略一致するオブジェクトに対応する音声を放音できるので、ユーザに、より自然に人の声などを知覚させやすくすることができる。
【００６８】
なお、オブジェクトをレンダリングするレンダリング機能は外部装置５０側で有していてもよいし、駆動部３の取得部３１が有していてもよい。
【００６９】
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がそれぞれ異なるユーザへ向けて進行するように配置される。
【００７０】
したがって、本実施形態に係るスピーカ装置１によれば、複数のユーザそれぞれに対し、シンプルな構成で音声を聴取しやすくさせることができる。
【００７１】
また、ユーザは、車両Ｃの搭乗者であって、パネル１０は、車両Ｃの前席の搭乗者の間に配置される第１のパネル１０−１と、車両Ｃの後席の搭乗者の間に配置される第２のパネル１０−２である。
【００７２】
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の前席および後席の搭乗者それぞれに対し、シンプルな構成で音声を聴取しやすくさせることができる。
【００７３】
また、第１のパネル１０−１は、車両Ｃの前席の搭乗者の間に設けられたフロントディスプレイ１０１（「第１の表示部」の一例に相当）に配置され、第２のパネル１０−２は、車両Ｃの後席の搭乗者の間に設けられたリアディスプレイ１０２（「第２の表示部」の一例に相当）に配置される。
【００７４】
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のための固有の配設スペースを用意する必要がない。すなわち、車両Ｃの前席および後席の搭乗者それぞれに対し、シンプルな構成で音声を聴取しやすくさせることができる。
【００７５】
また、駆動部３は、第１のパネル１０−１に対応する第１の駆動部と、第２のパネル１０−２に対応する第２の駆動部であって、第１の駆動部および第２の駆動部は、それぞれ異なるマルチメディアソース（「音源」の一例に相当）からの音声信号Ｓｓで搬送波Ｓｃを変調した駆動電圧Ｖｏを振動素子１１へ印加する。
【００７６】
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の前席側および後席側でそれぞれ独立したマルチメディアソースを再生可能な再生システムを、シンプルな構成で実現することができる。
【００７７】
また、駆動部３は、所定の周波数帯域の音声信号Ｓｓで搬送波Ｓｃを変調した駆動電圧Ｖｏを振動素子１１へ印加する。
【００７８】
したがって、本実施形態に係るスピーカ装置１によれば、たとえば人の声に対応する周波数帯域の音声のみを出力することで、映画などのセリフについてユーザに聴取しやすくさせ、ユーザが内容の理解を深めるのに資することができる。
【００７９】
また、駆動部３は、サラウンド再生におけるセンターチャンネルに対応する音声信号Ｓｓで搬送波Ｓｃを変調した駆動電圧Ｖｏを振動素子１１へ印加する。
【００８０】
したがって、本実施形態に係るスピーカ装置１によれば、サラウンド再生におけるセンターチャンネルに主に割り当てられるセリフなどについてユーザに聴取しやすくさせ、ユーザが内容の理解を深めるのに資することができる。
【００８１】
また、駆動部３は、オブジェクトオーディオ再生における特定のオブジェクトに対応する音声信号Ｓｓで搬送波Ｓｃを変調した駆動電圧Ｖｏを振動素子１１へ印加する。
【００８２】
したがって、本実施形態に係るスピーカ装置１によれば、オブジェクトオーディオ再生における特定のオブジェクトについてユーザに聴取しやすくさせ、ユーザが内容の理解を深めるのに資することができる。
【００８３】
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】
【００８４】
１    スピーカ装置
２    音出力部
３    駆動部
１０    パネル
１０−１  第１のパネル
１０−２  第２のパネル
１１    振動素子
３１    取得部
３２    搬送波生成部
３３    変調部
３４    増幅部
１００    車室
１０１    フロントディスプレイ
１０２    リアディスプレイ
Ｃ      車両
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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