(57)【要約】【課題】所定の周波数特性で音波を出力する音波出力装置において、出力する音波の周波数特性のずれを検知して、所定の周波数特性となるように調整することができるようにする。【解決手段】音波出力装置は、所定の周波数特性で音波を出力する音波出力装置であって、前記音波を発生する振動板の第１部分を保持する固定部と、前記振動板の前記第１部分と対向する第２部分を保持する可動部と、  前記可動部を駆動する駆動部と、前記音波出力装置が出力する前記音波を取得する音波取得部と、前記音波取得部を用いて、前記音波出力装置が出力する前記音波の周波数特性を解析する解析部と、前記音波出力装置が出力する前記音波の周波数特性が、前記所定の周波数特性になるように前記駆動部を駆動させる駆動制御部と、前記振動板を用いて、所定の識別情報を表す前記音波を出力する音波出力部と、を有する。【選択図】図８
2019121911.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の周波数特性で音波を出力する音波出力装置であって、
前記音波を発生する振動板の第１部分を保持する固定部と、
前記振動板の前記第１部分と対向する第２部分を保持する可動部と、
前記可動部を駆動する駆動部と、
前記音波出力装置が出力する前記音波を取得する音波取得部と、
前記音波取得部を用いて、前記音波出力装置が出力する前記音波の周波数特性を解析する解析部と、
前記音波出力装置が出力する前記音波の周波数特性が、前記所定の周波数特性になるように前記駆動部を駆動させる駆動制御部と、
前記振動板を用いて、所定の識別情報を表す前記音波を出力する音波出力部と、
を有する、音波出力装置。
【請求項２】
前記駆動制御部は、前記駆動部を駆動させることにより、前記固定部と前記可動部との間の距離を変更する、請求項１に記載の音波出力装置。
【請求項３】
前記駆動制御部は、前記駆動部を駆動させることにより、前記振動板の張力を変更する、請求項１又は２に記載の音波出力装置。
【請求項４】
前記音波出力部は、所定の周波数範囲内に前記音波出力装置を識別する前記所定の識別情報を表す複数の音波を出力する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の音波出力装置。
【請求項５】
前記解析部は、前記所定の周波数範囲内に前記音波出力装置が出力する前記音波の音圧レベルの最小値を解析し、
前記駆動制御部は、前記解析部が解析した前記音圧レベルの最小値が、予め定められた第１の基準値以上となるように前記駆動部を駆動させる、請求項４に記載の音波出力装置。
【請求項６】
前記解析部は、前記所定の周波数範囲内に前記音波出力装置が出力する前記音波の音圧レベルの平均値を解析し、
前記駆動制御部は、前記解析部が解析した前記音圧レベルの平均値が、予め定められた第２の基準値以上となるように前記駆動部を駆動させる、請求項４に記載の音波出力装置。
【請求項７】
前記解析部は、前記所定の周波数範囲内における所定の周波数に前記音波出力部が出力する前記音波の音圧レベルを解析し、
前記駆動制御部は、前記解析部が解析した前記音圧レベルが、予め定められた第３の基準値以上となるように前記駆動部を駆動させる、請求項４に記載の音波出力装置。
【請求項８】
前記駆動部は、モータ、圧電素子、及び空気圧のうち、少なくとも１つを用いて前記可動部を駆動する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の音波出力装置。
【請求項９】
前記解析部は、前記音波出力装置が起動したとき、又は所定の時間間隔で、前記音波出力装置が出力する前記音波の周波数特性を解析し、
前記駆動部は、前記音波出力装置が出力する前記音波の周波数特性が、前記所定の周波数特性と異なる場合、前記音波出力装置が出力する前記音波の周波数特性が、前記所定の周波数特性になるように前記駆動部を駆動させる、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の音波出力装置。
【請求項１０】
音波を発生する振動板の第１部分を保持する固定部と、前記振動板の前記第１部分と対向する第２部分を保持する可動部と、前記可動部を駆動する駆動部と、前記音波を取得する音波取得部と、を有し、所定の周波数特性で前記音波を出力する音波出力装置の制御方法であって、
前記音波出力装置が、
前記音波取得部を用いて、前記音波出力装置が出力する前記音波の周波数特性を解析するステップと、
前記音波出力装置が出力する前記音波の周波数特性が、前記所定の周波数特性になるように前記駆動部を駆動させるステップと、
前記振動板を用いて、所定の識別情報を表す前記音波を出力するステップと、
を実行する、音波出力装置の制御方法。
【請求項１１】
音波を発生する振動板の第１部分を保持する固定部と、前記振動板の前記第１部分と対向する第２部分を保持する可動部と、前記可動部を駆動する駆動部と、前記音波を取得する音波取得部と、を有し、所定の周波数特性で前記音波を出力する音波出力装置に、
前記音波出力装置が、
前記音波取得部を用いて、前記音波出力装置が出力する前記音波の周波数特性を解析するステップと、
前記音波出力装置が出力する前記音波の周波数特性が、前記所定の周波数特性になるように前記駆動部を駆動させるステップと、
前記振動板を用いて、所定の識別情報を表す前記音波を出力するステップと、
を実行させる、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音波出力装置、音波出力装置の制御方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
音波を出力する音波出力装置を用いて、所定の識別情報を含む音波を所定の範囲に出力し、音波を取得した情報端末等に情報サービスを提供する情報提供システムが知られている。
【０００３】
また、位置情報を音波信号としてスピーカから出力すると共に、マイクロフォンを用いて出力された音波信号の音圧を測定し、スピーカの出力にフィードバックをかけることができる位置情報発信モジュールが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、所定の周波数範囲内に識別情報を表す音波を出力する音波出力装置において、音波を出力するスピーカは、所定の周波数範囲内で最も音圧レベルが高くなるように周波数特性が調整されている場合がある。このように、所定の周波数特性で音波を出力する音波出力装置では、例えば、運搬や取り付け等の際における振動や衝撃、使用環境等の要因により、周波数特性がずれてしまうと、所定の範囲内に識別情報を含む音波を正しく出力できない場合がある。
【０００５】
このような場合、特許文献１に示すような従来の技術では、音波出力装置が出力する音波の音圧を測定しているだけなので、周波数特性がずれていることを検知することは困難である。また、仮に周波数特性がずれていることを検知できたとしても、スピーカの周波数特性によっては、電気的な信号処理だけで周波数特性を補正することには困難を伴う。
【０００６】
本発明の実施の形態は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、所定の周波数特性で音波を出力する音波出力装置において、出力する音波の周波数特性のずれを検知して、所定の周波数特性となるように調整することができるようにする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の一実施形態に係る音波出力装置は、所定の周波数特性で音波を出力する音波出力装置であって、前記音波を発生する振動板の第１部分を保持する固定部と、前記振動板の前記第１部分と対向する第２部分を保持する可動部と、前記可動部を駆動する駆動部と、前記音波出力装置が出力する前記音波を取得する音波取得部と、前記音波取得部を用いて、前記音波出力装置が出力する前記音波の周波数特性を解析する解析部と、前記音波出力装置が出力する前記音波の周波数特性が、前記所定の周波数特性になるように前記駆動部を駆動させる駆動制御部と、前記振動板を用いて、所定の識別情報を表す前記音波を出力する音波出力部と、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の実施の形態によれば、所定の周波数特性で音波を出力する音波出力装置において、出力する音波の周波数特性のずれを検知して、所定の周波数特性となるように調整することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態に係る情報提供システムのシステム構成の例を示す図である。
【図２】一実施形態に係る領域の一例を示す図である。
【図３】一実施形態に係る音波の出力方法の例について説明するための図である。
【図４】一実施形態に係る音波出力装置の周波数特性について説明するための図である。
【図５】一実施形態に係る音波出力装置の外観のイメージを示す図である。
【図６】一実施形態に係る音波出力装置のハードウェア構成の例を示す図である。
【図７】一実施形態に係る駆動部の一例のイメージを示す図である。
【図８】一実施形態に係る音波出力装置の機能構成の例を示す図である。
【図９】一実施形態に係る音波出力装置の調整処理の例を示すフローチャートである。
【図１０】第１の実施形態に係る音波出力装置の調整処理の例を示すフローチャートである。
【図１１】第１の実施形態に係る音波出力装置の処理について説明するための図である。
【図１２】一実施形態に係る駆動処理の一例を示すフローチャートである。
【図１３】第２の実施形態に係る音波出力装置の調整処理の例を示すフローチャートである。
【図１４】第２、３の実施形態に係る音波出力装置の処理について説明するための図である。
【図１５】第３の実施形態に係る音波出力装置の調整処理の例を示すフローチャートである。
【図１６】一実施形態に係る調整の開始処理の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
【００１１】
＜システムの構成＞
図１は、一実施形態に係る情報提供システムのシステム構成の例を示す図である。情報提供システム１００は、複数の音波出力装置１０１−１、１０１−２、１０１−３、・・・、管理サーバ１０２、ゲートウェイ１０３、情報端末１０４等を含む。なお、以下の説明の中で、複数の音波出力装置１０１−１、１０１−２、１０１−３、・・・のうち、任意の音波出力装置を示す場合、「音波出力装置１０１」を用いる。また、図１に示す音波出力装置１０１、ゲートウェイ１０３、及び情報端末１０４等の数は一例である。
【００１２】
音波出力装置１０１は、例えば、建物１０７の天井等の互いに異なる位置に設置され、所定の領域内に所定の識別情報（以下、音波ＩＤと呼ぶ）を含む音波を、所定の周波数特性で出力する。
【００１３】
好ましくは、音波出力装置１０１は、情報端末１０４が備えるマイクロフォン（以下、マイクと呼ぶ）で取得可能な周波数帯域（例えば、２０Ｈｚ〜２４ｋＨｚ）のうち、１６ｋＨｚ以上の所定の周波数範囲内に、音波ＩＤを表す音波を出力する。音波は、高い周波数ほど指向性が高く、１６ｋＨｚ以上の周波数は人間にはほとんど聞こえないため、１６ｋＨｚ以上の周波数の音波は、所定の範囲に向けて音波ＩＤを含む音波を送信するために好適である。
【００１４】
また、音波出力装置１０１は、ゲートウェイ１０３と所定の無線ネットワークを形成しており、ゲートウェイ１０３を介して、管理サーバ１０２と通信可能である。
【００１５】
図２は、一実施形態に係る領域の一例を示す図である。図２は、図１に示す建物１０７を上面から見た状態を示している。図２において、音波出力装置１０１−１は、領域２０１−１に対して、例えば、音波ＩＤ「００１」を表す音波を出力している。同様に、音波出力装置１０１−２は、領域２０１−２に対して、音波ＩＤ「００２」を表す音波を出力しており、音波出力装置１０１−３は、領域２０１−３に対して、音波ＩＤ「００３」を表す音波を出力している。
【００１６】
ここで、図１に戻り、情報提供システム１００のシステム構成の説明を続ける。
【００１７】
管理サーバ１０２は、例えば、インターネットやＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワーク１０６に接続された、例えば、ＰＣ（Personal Computer）等の情報処理装置、又は複数の情報処理装置を含むシステムである。管理サーバ１０２は、ネットワーク１０６、及びゲートウェイ１０３を介して複数の音波出力装置１０１と通信可能であり、複数の音波出力装置１０１が出力する音波や、音波に含まれる音波ＩＤ等を管理する。
【００１８】
また、管理サーバ１０２は、情報端末１０４から、情報端末１０４が取得した音波ＩＤを含む情報取得要求を受付すると、音波ＩＤに対応する所定の情報（以下、提供情報と呼ぶ）を情報端末１０４に提供する機能を有していても良い。
【００１９】
ゲートウェイ１０３は、ネットワーク１０６を介して管理サーバ１０２と接続されており、また、複数の音波出力装置１０１と共に無線ネットワークを形成している。ゲートウェイ１０３は、ゲートウェイ１０３が提供する無線ネットワークに接続された複数の音波出力装置１０１と、管理サーバ１０２との間のデータの転送（中継）や、必要に応じて通信プロトコルの変換等を行う。
【００２０】
情報端末１０４は、利用者１０５が所持する、例えば、スマートフォン、携帯電話、タブレット端末等の情報端末であり、無線通信により、ネットワーク１０６に接続して管理サーバ１０２と通信可能である。また、情報端末１０４は、情報提供システム１００に対応する情報端末１０４用のアプリケーションプログラム（以下、アプリと呼ぶ）を実行する。情報端末１０４用のアプリは、情報端末１０４にインストールされると、情報端末１０４を識別する識別情報（以下、アプリＩＤと呼ぶ）を生成する。
【００２１】
情報端末１０４は、情報端末１０４用のアプリを実行することにより、内蔵されたマイク等を用いて音波出力装置１０１が出力する音波を取得し、取得した音波が表す音波ＩＤを抽出することができる。
【００２２】
上記の構成により、例えば、図１において、利用者１０５が所持する情報端末１０４は、音波出力装置１０１−３が出力する音波が表す音波ＩＤを取得すると、取得した音波ＩＤと、情報端末１０４のアプリＩＤとを含む要求情報を、管理サーバ１０２に送信する。
【００２３】
また、管理サーバ１０２は、情報端末１０４から送信された要求情報を受け付けると、要求情報に含まれる音波ＩＤを用いて情報端末１０４の位置を特定し、例えば、位置情報、経路情報、施設情報等の提供情報を、情報端末１０４に提供する。
【００２４】
これにより、情報端末１０４は、管理サーバ１０２から送信された提供情報を受信して、現在の位置に応じた提供情報を、利用することができるようになる。
【００２５】
なお、図１に示す情報提供システム１００のシステム構成は一例である。情報提供システム１００は、音波を出力する音波出力装置１０１を用いて、所定の識別情報を含む音波を所定の範囲に出力し、音波を取得した情報端末１０４等に情報サービスを提供するものであれば良い。
【００２６】
（音波の出力方法について）
図３は、一実施形態に係る音波の出力方法の例について説明するための図である。本実施形態に係る音波出力装置１０１は、所定の周波数範囲内に、例えば、音波出力装置１０１等を識別する音波ＩＤを表す複数の音波を出力する。
【００２７】
図３の例では、音波出力装置１０１は、周波数ｆ０、ｆ１、ｆ２〜ｆ６の７個の周波数を用いて、７ビットの識別情報を表すことができる。各周波数は、周波数ｆ０が第１のビット、周波数ｆ１が第２のビット、周波数ｆ２が第３のビット、・・・、周波数ｆ６が第７のビットと、それぞれ、１つのビットに対応している。また、各ビットは、対応する周波数に音波が出力されているとき、デジタル値の「１」を、対応する周波数の音波が出力されていないとき、デジタル値の「０」を表すものとする。なお、識別情報のビット数「７」は一例であり、他のビット数であっても良い。
【００２８】
周波数ｆ０は、前述した、所定の周波数範囲内（例えば、１８ｋＨｚ〜２０ｋＨｚ）の周波数（例えば、１８．０ｋＨｚ等）が用いられ、各周波数ｆ０〜ｆ７は、所定の周波数間隔ΔＦ（例えば、３００Ｈｚ間隔等）で配置されている。
【００２９】
なお、図３に示す音波の出力方法は一例であり、音波出力装置１０１は他の方法により、音波ＩＤを表す音波を出力するものであっても良い。
【００３０】
（音波出力装置の周波数特性について）
図４は、一実施形態に係る音波出力装置の周波数特性について説明するための図である。図４（ａ）は、音波出力装置１０１が出力する音波の周波数特性の一例を示している。音波出力装置１０１は、音波出力装置１０１の周辺の音波を取得するマイクを備えており、音波出力装置１０１が出力した音波をマイクで取得して、例えば、図４（ａ）に示すような周波数特性３０１を解析する機能を有している。
【００３１】
また、音波出力装置１０１は、音波ＩＤを表す音波を出力する所定の周波数範囲内３０２において、最も音圧レベルが高くなるように周波数特性が設定されているものとする。例えば、音波出力装置１０１が、音波ＩＤを表す音波を出力する領域内において、情報端末１０４に対して正しく音波ＩＤを通知するためには、図４（ａ）に示す閾値３０３以上の音圧レベルが必要であるものとする。この場合、音波出力装置１０１が出力する音波の周波数特性３０１は、所定の周波数範囲内３０２において、閾値３０３以上の音圧レベルとなるように設定されている。
【００３２】
これにより、音波出力装置１０１が、音波ＩＤを表す音波を出力する領域内において、情報端末１０４は、例えば、図４（ｂ）に示すように、周波数ｆ０〜ｆ６が表す各ビットの値を正しく認識することができる。
【００３３】
このように、所定の周波数特性で音波を出力する音波出力装置１０１において、例えば、運搬や取り付け等の際における振動や衝撃、使用環境等の要因により、図４（ｃ）に示すように、周波数特性３１１がずれてしまう場合がある。
【００３４】
図４（ｃ）の例では、音波出力装置１０１の音圧レベルが最も高くなる周波数範囲が、周波数が高い方向にずれており、所定の周波数範囲内３０２の周波数が低い領域（例えば、１８ｋＨｚ）において、音圧レベルが閾値３０３より低くなっている。
【００３５】
この場合、例えば、図４（ｄ）に示すように、音波出力装置１０１が、周波数ｆ０に音波を出力していても、情報端末１０４は、周波数ｆ０に音波が出力されていないと判断し、ビット１をデジタル値「０」と誤認識してしまう恐れがある。
【００３６】
このような問題に対して、例えば、音波出力装置１０１が出力する音波の周波数特性を、電気的に補正することも考えられるが、例えば、図４（ｃ）の例では、１８ｋＨｚの音波を数１０ｄＢ増幅する必要があり、消費電力や発熱等の面で好ましくない。
【００３７】
そこで、本実施形態に係る音波出力装置１０１は、例えば、図４（ｃ）に示すように、ずれてしまった周波数特性３１１を、機械的に補正する手段を有している。
【００３８】
＜ハードウェアの構成＞
（音波出力装置の外観）
図６は、一実施形態に係る音波出力装置の外観のイメージを示す図である。図５（ａ）は、音波出力装置１０１を上面から見た図を示している。図５（ａ）に示すように、音波出力装置１０１は、音波を発生する振動板５０１の第１部分を保持する第１の固定部５０２と、振動板５０１の第１部分と対向する第２部分を保持する可動部５０３と、音波を収音するマイク５０６と、を有している。
【００３９】
好ましくは、可動部５０３は、例えば、ばねやゴム等の弾性部品５０５を介して、第２の固定部５０４に接続されている。
【００４０】
図４（ｂ）は、音波出力装置１０１を側面から見た図を示している。図４（ａ）、（ｂ）において、第１の固定部５０２は、振動板５０１の短辺の一方を、例えば、挟み込むようにして保持して、筐体５０８に固定している。可動部５０３は、振動板５０１の短辺の他方を、例えば、挟み込むようにして保持しており、後述する駆動部により、第１の固定部５０２と可動部５０３との間の距離を変更することができる。
【００４１】
振動板５０１は、例えば、平面型のコイルパターンが形成されたフレキシブル基板等によって実現され、筐体５０８に取り付けられた平面磁石５０７と共に、平面型のスピーカを実現している。
【００４２】
図４（ｃ）は、音波出力装置１０１の斜視図を示している。音波出力装置１０１は、振動板５０１と平面磁石５０７とによって実現される平面型のスピーカを用いて、音波ＩＤを表す音波を出力する。また、音波出力装置１０１は、マイク５０６を用いて、スピーカから出力した音波を取得することができる。さらに、音波出力装置１０１は、後述する駆動部により、第１の固定部５０２と、可動部５０３との間の距離を変更することによって、振動板５０１の張力（テンション）を変更することができる。
【００４３】
（音波出力装置のハードウェア構成）
図６は、一実施形態に係る音波出力装置のハードウェア構成の例を示す図である。音波出力装置１０１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）６０２、フラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）６０３、通信部６０４等を有する。また、音波出力装置１０１は、音波処理回路６０５、音波入力回路６０６、マイク５０６、音波出力回路６０７、スピーカ６０８、駆動部６０９、及びバス６１０等を有する。
【００４４】
ＣＰＵ６０１は、フラッシュＲＯＭ６０３等に格納された音波出力装置１０１用のプログラムを実行することにより、音波出力装置１０１の各機能を実現する演算装置である。ＲＡＭ６０２は、ＣＰＵ６０１のワークエリア等として用いられる揮発性のメモリである。フラッシュＲＯＭ６０３は、音波出力装置１０１用のプログラム、音波出力装置１０１を識別する識別情報である音波ＩＤ等の様々な情報を記憶する不揮発性のメモリである。
【００４５】
通信部６０４は、ゲートウェイ１０３と通信を行うための無線通信装置であり、例えば、送受信回路、アンテナ、制御回路等が含まれる。
【００４６】
音波処理回路６０５は、ＣＰＵ６０１の制御に従って、例えば、音波ＩＤを表す音波の生成や、マイク５０６が取得した音波の解析等、様々な音波処理を行う。音波処理回路６０５は、例えば、音声処理用の集積回路等で実現されるものであっても良いし、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等で実現されるものであっても良い。或いは、音波処理回路６０５は、ＣＰＵ６０１やマイコン（マイクロコンピュータ）等で実行されるプログラムによって実現されるものであっても良い。
【００４７】
マイク５０６は、音波出力装置１０１の周辺の音波を取得し、取得した音波を音波信号に変換する。音波入力回路６０６は、マイク５０６から出力される音波信号を増幅し、必要に応じて所定の音波データに変換する。なお、音波入力回路の機能は、音波処理回路６０５に含まれていても良い。
【００４８】
音波出力回路６０７は、音波信号を増幅してスピーカ６０８に出力する増幅回路を含む。スピーカ６０８は、例えば、図５の振動板５０１と、平面磁石５０７とによって実現される平面スピーカであり、音波出力回路６０７から出力された音波信号を、音波に変換して出力する。
【００４９】
駆動部６０９は、図５の可動部５０３を駆動する、モータ、ステッピングモータ等を含むアクチュエータである。なお、駆動部６０９は、モータ等に限られず、圧電素子や、空気圧等によって、可動部５０３を駆動するものであっても良い。
【００５０】
バス６１０は、上記各構成要素に接続され、アドレス信号、データ信号、及び各種制御信号等を伝送する。
【００５１】
（駆動部の例）
図７は、一実施形態に係る駆動部の一例のイメージを示す図である。駆動部６０９は、例えば、モータ、圧電素子、空気圧等を利用して、可動部を駆動するアクチュエータである。ここでは、一例として、駆動部６０９が、モータとウォームギアとを組み合わせたアクチュエータであるものとして、以下の説明を行う。
【００５２】
図７において、振動板５０１は、前述したように、筐体５０８に取り付けられた平面磁石５０７と共に、平面型のスピーカ６０８を実現している。また、振動板５０１の短辺の一方（第１部分）は、第１の固定部５０２によって保持され、筐体５０８に固定されている。さらに、振動板５０１の短辺の他方（第２部分）は、可動部５０３によって保持されている。なお、図７に示す構成は一例であり、第１の固定部５０２、及び可動部５０３は、振動板５０１の長辺を保持するものであっても良いし、互いに対向する他の部分を保持するものであっても良い。
【００５３】
駆動部６０９は、例えば、モータを回転させることにより、第１の固定部５０２と可動部５０３との間の距離を変更することができる。これにより、駆動部６０９は、例えば、モータを正方向に（又は逆方向に）回転させることにより、振動板５０１の張力を高くすることができる。また、モータを逆方向に（又は正方向に）回転させることにより、振動板５０１の張力を低くすることができる。
【００５４】
ここで、振動板５０１を連続した弦と見なした場合、次の式（１）を適用することができる。
【００５５】
【数１】
2019121911.tif 000003
式１において、「ｆｎ」は固有振動数、「ｌ」は振動板５０１の長さ、「ｎ」は振動モード、「ρ」は密度、「Ｓ」は張力を示す。
【００５６】
式（１）から判るように、振動板５０１の張力Ｓを変更することにより、振動板５０１の固有振動数ｆｎを変更することができる。これにより、音波出力装置１０１は、例えば、駆動部６０９を用いて、振動板５０１の張力Ｓを変更し、音波出力装置１０１が出力する音波の周波数特性を変更することができる。
【００５７】
例えば、図４（ｃ）に示すように、周波数特性がずれてしまった音波出力装置１０１において、振動板５０１の張力Ｓを低く変えることにより、図４（ａ）に示すように、音圧レベルのピークを周波数が低い方向に移動させることができると考えられる。
【００５８】
このように、本実施形態に係る音波出力装置１０１は、駆動部６０９を用いて、振動板５０１の張力を変更することにより、音波出力装置１０１が出力する音波の周波数特性を、機械的に変更することができる。
【００５９】
＜機能構成＞
図８は、一実施形態に係る音波出力装置の機能構成の例を示す図である。音波出力装置１０１は、例えば、通信制御部８０１、音波取得部８０２、解析部８０３、駆動制御部８０４、音波生成部８０５、音波出力部８０６、及び記憶部８０７等を有する。
【００６０】
通信制御部８０１は、例えば、図６のＣＰＵ６０１で実行されるプログラムや、通信部６０４等によって実現され、ゲートウェイ１０３が提供する無線ネットワークに接続して、ゲートウェイ１０３を介して管理サーバ１０２と通信を行う。また、通信制御部８０１は、管理サーバ１０２から通知された音波ＩＤ等を受信し、記憶部８０７等に記憶する。
【００６１】
音波取得部８０２は、例えば、図６のＣＰＵ６０１で実行されるプログラムや、マイク５０６、音波入力回路６０６等によって実現され、音波出力装置１０１が出力する音波を取得する。
【００６２】
解析部８０３は、例えば、図６のＣＰＵ６０１で実行されるプログラムや、音波処理回路６０５等によって実現され、音波出力装置１０１が出力する音波の周波数特性を測定する。例えば、解析部８０３は、音波出力部８０６を用いて、例えば、図４（ａ）に示す所定の周波数範囲内３０２にスイープ音を出力し、音波取得部８０２で取得した音波の音圧レベルを測定することにより、音波出力装置１０１の周波数特性を測定する。或いは、解析部８０３は、音波出力部８０６を用いて、図４（ｂ）に示すような複数の周波数ｆ０〜ｆ６を順次に出力し、音波取得部８０２で取得した音波の音圧レベルを測定することにより、音波出力装置１０１の周波数特性を測定するもの等であっても良い。
【００６３】
駆動制御部８０４は、図６のＣＰＵ６０１で実行されるプログラムによって実現され、解析部８０３の解析結果を用いて、音波出力装置１０１が出力する音波の周波数特性が、所定の周波数特性になるように、駆動部６０９を駆動させる。一例として、駆動制御部８０４は、駆動部６０９を駆動させることにより、振動板５０１の張力を複数の段階に変更可能であるものとする。この場合、駆動制御部８０４は、振動板の張力を順次に変更して、解析部８０３が解析した周波数特性と、所定の基準値とを比較することにより、所定の周波数特性を満たす張力を選択する。
【００６４】
ただし、これに限られず、駆動制御部８０４は、例えば、振動板５０１の張力を連続的に変化させて、例えば、図４（ｄ）において、音圧レベルが最小であるｆ０の音圧レベルが基準値以上となる張力を決定するもの等であっても良い。
【００６５】
音波生成部８０５は、例えば、図６ＣＰＵ６０１で実行されるプログラムや、音波処理回路６０５等によって実現され、図３で説明した音波ＩＤを表す音波を生成する。
【００６６】
音波出力部８０６は、例えば、図６ＣＰＵ６０１で実行されるプログラムや、音波出力回路６０７等によって実現され、スピーカ６０８を用いて、音波出力装置１０１を識別する音波ＩＤを表す音波を出力する。なお、音波ＩＤは、所定の領域を識別する識別情報等の他の識別情報であっても良い。
【００６７】
なお、スピーカ６０８は、前述したように、振動板５０１、及び平面磁石５０７を含み、振動板５０１の周波数特性は、駆動制御部８０４によって、所定の周波数特性になるように制御される。従って、本実施形態に係る音波出力装置１０１は、例えば、外乱等により周波数特性がずれてしまった場合でも、所定の周波数特性で音波ＩＤを表す音波を出力することができる。
【００６８】
記憶部８０７は、例えば、図６のＣＰＵ６０１、及びフラッシュＲＯＭ６０３等によって実現され、音波ＩＤや、所定の周波数特性を示す１つ以上の基準値等を記憶する。
【００６９】
＜処理の流れ＞
続いて、音波出力装置１０１の制御方法について説明する。
【００７０】
（音波出力装置の調整処理）
図９は一実施形態に係る音波出力装置の調整処理の例を示すフローチャートである。音波出力装置１０１は、例えば、起動したとき、管理サーバ１０２からの指示を受け付けたとき、前回の調整から所定の時間を経過したとき、所定の時刻になったとき等に、図９に示す調整処理を実行する。なお、ここでは、音波出力装置１０１が実行する調整処理の概要を説明し、具体的な処理内容については、第１〜３の実施形態を例示して後述する。
【００７１】
ステップＳ９０１において、音波出力装置１０１の解析部８０３は、音波出力部８０６を用いて、図４（ａ）、（ｂ）に示すような所定の周波数範囲内３０２に音波を出力する。
【００７２】
ステップＳ９０２において、解析部８０３は、音波取得部８０２を用いて、音波出力部８０６が出力した音波を取得する。
【００７３】
ステップＳ９０３において、解析部８０３は、音波取得部８０２が取得した音波を用いて、音波出力装置１０１が出力する音波の周波数特性を解析する。例えば、解析部８０３は、図４（ａ）、（ｃ）に示されるような所定の周波数範囲内３０２の周波数特性を解析する。或いは、解析部８０３は、図４（ｂ）、（ｄ）に示されるような所定の周波数範囲内３０２における複数の周波数ｆ０〜ｆ６における周波数特性（音圧レベル）を解析するものであっても良い。
【００７４】
ステップＳ９０４、Ｓ９０５において、音波出力装置１０１の駆動制御部８０４は、解析部８０３が解析した周波数特性を、所定の周波数特性と比較し、所定の周波数特性を満たすか否かを判断する。
【００７５】
所定の周波数特性を満たさない場合、駆動制御部８０４は、処理をステップＳ９０６に移行させる。一方、所定の周波数特性を満たす場合、駆動制御部８０４は、処理をステップＳ９０７に移行させる。
【００７６】
ステップＳ９０６に移行すると、駆動制御部８０４は、駆動部６０９を駆動して、振動板５０１の張力を変える。これにより、振動板５０１の固有振動数が変化し、スピーカ６０８の周波数特性が変化する。また、駆動制御部８０４は、駆動部６０９を駆動した後、処理をステップＳ９０１に戻す。
【００７７】
このようにして、音波出力装置１０１は、解析部８０３が解析した周波数特性が、所定の周波数特性を満たすまで、ステップＳ９０１〜Ｓ９０５の処理を繰り返し実行する。
【００７８】
ステップＳ９０５からステップＳ９０７に移行すると、音波出力装置１０１の音波出力部８０６は、所定の周波数範囲内３０２に、音波生成部８０５が生成した、音波ＩＤを表す音波を出力する。
【００７９】
上記の処理により、音波出力装置１０１は、例えば、運搬や取り付け等の際における振動や衝撃、使用環境等の要因により、周波数特性がずれてしまった場合でも、音波ＩＤを含む音波を所定の領域内に正しく出力することができるようになる。
【００８０】
続いて、複数の実施形態を例示して、具体的な処理内容について説明する。
【００８１】
［第１の実施形態］
（音波出力装置の調整処理）
図１０は、第１の実施形態に係る音波出力装置の調整処理の例を示すフローチャートである。この処理は、図９に示す音波出力装置の調整処理の具体的な一例を示している。
【００８２】
ステップＳ１００１において、音波出力装置１０１の解析部８０３は、音波出力部８０６を用いて、図４（ａ）、（ｂ）に示すような所定の周波数範囲内３０２に複数の音波を出力する。例えば、解析部８０３は、音波出力部８０６を用いて、所定の周波数範囲内３０２にスイープ音等の周波数が異なる複数の音波を出力する。或いは、解析部８０３は、音波出力部８０６を用いて、所定の周波数範囲内３０２に、図（ｂ）、（ｄ）に示すような複数の周波数ｆ０〜ｆ６の音波を順次に出力するものであっても良い。
【００８３】
ステップＳ１００２において、解析部８０３は、音波取得部８０２を用いて、音波出力部８０６が出力した複数の音波を取得する。なお、ステップＳ１００２の処理は、例えば、ステップＳ１００１の処理と並行して実行される。
【００８４】
ステップＳ１００３において、解析部８０３は、音波取得部８０２が取得した音波を用いて、音圧レベルの最小値を解析する。例えば、解析部８０３は、図１１（ａ）に示す所定の周波数範囲内３０２の周波数特性１１１１を解析し、音圧レベルの最小値１１１２を特定する。
【００８５】
別の一例として、解析部８０３は、図（ｄ）に示されるような複数の周波数ｆ０〜ｆ６の音圧レベルを比較し、音圧レベルの最小値（例えば、ｆ０における音波の音圧レベル）を解析するものであっても良い。
【００８６】
ステップＳ１００４、Ｓ１００５において、音波出力装置１０１の駆動制御部８０４は、解析部８０３が解析した音圧レベルの最小値を、第１の基準値１１０１と比較し、音圧レベルの最小値が第１の基準値以上であるか否かを判断する。ここで、第１の基準値１１０１は、例えば、図４で説明した、所定の領域内において音波ＩＤを正しく通知するための閾値３０３に、マージン等を加算して予め定められた所定の周波数特性の一例である。
【００８７】
音圧レベルの最小値が第１の基準値以上でない場合、すなわち、所定の周波数特性を満たさない場合、駆動制御部８０４は、処理をステップＳ１００６に移行させる。一方、音圧レベルの最小値が第１の基準値以上である場合、すなわち、所定の周波数特性を満たす場合、駆動制御部８０４は、処理をステップＳ１００７に移行させる。
【００８８】
ステップＳ１００６に移行すると、駆動制御部８０４は、駆動部６０９を駆動して、振動板５０１の張力を変える駆動処理を実行し、処理をステップＳ１００１に戻す。なお、駆動処理の例については、図１２を用いて後述する。
【００８９】
ステップＳ１００５からステップＳ１００７に移行すると、音波出力装置１０１の音波出力部８０６は、所定の周波数範囲内３０２に、音波生成部８０５が生成した、音波ＩＤを表す音波を出力する。
【００９０】
上記の処理により、例えば、図１１（ｂ）に示すように、音圧レベルの最小値１１２２が、第１の基準値１１０１以上になるように、出力装置１００１の周波数特性が調整される。
【００９１】
（変形例）
変形例として、図１０のステップＳ１００３において、解析部８０３は、音波取得部８０２が取得した音波を用いて、例えば、図１１（ａ）に示すような音圧レベルの最小値１１１２と、最大値１１１３とを解析するものであっても良い。
【００９２】
この場合、図１０のステップＳ１１０４、Ｓ１１０５において、駆動制御部８０４は、音圧レベルの最大値１１１３と最小値１１１２との差が、予め定められた基準値以下であるか否か、すなわち、所定の周波数特性を満たすか否かを判断する。
【００９３】
また、駆動制御部８０４は、所定の周波数特性を満たさない場合、処理をステップＳ１００６に移行させ、所定の周波数特性を満たす場合、処理をステップＳ１００７に移行させれば良い。
【００９４】
（駆動制御部の駆動処理）
図１２は、一実施形態に係る駆動処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、図１０のステップＳ１００６において、音波出力装置１０１の駆動制御部８０４が実行する駆動処理の一例を示している。
【００９５】
なお、ここでは、駆動制御部８０４は、前述したように、駆動部６０９を駆動することにより、振動板５０１の張力を複数の段階に変更可能であるものとする。
【００９６】
ステップＳ１２０１において、駆動制御部８０４は、初回の駆動であるか否かを判断する。初回の駆動である場合、駆動制御部８０４は、処理をステップＳ１２０１に移行させる。一方、所定の駆動でない場合、すなわち、２回目以降の駆動である場合、処理をステップＳ１２０３に移行させる。
【００９７】
ステップＳ１２０２に移行すると、駆動制御部８０４は、変数Ｎの値を１に初期化する。
【００９８】
ステップＳ１２０３に移行すると、駆動制御部８０４は、変数Ｎの値が、Ｎの最大値であるＮｍａｘ（Ｎｍａｘは１以上の整数）より大きいか否かを判断する。なお、Ｎｍａｘは、例えば、駆動制御部８０４が、振動板５０１の張力を変更可能な段階の数を示すものとする。
【００９９】
Ｎの値がＮｍａｘより大きい場合、駆動制御部８０４は、ステップＳ１２０４において、エラー処理を実行する。一例として、駆動制御部８０４は、通信制御部８０１を用いて、調整に失敗したことを示すエラー通知を、管理サーバ１０２に送信し、音波出力装置１０１の調整処理を終了させる。
【０１００】
一方、Ｎの値がＮｍａｘ以下である場合、駆動制御部８０４は、処理をステップＳ１２０５に移行させる。
【０１０１】
ステップＳ１２０５に移行すると、駆動制御部８０４は、振動板５０１の張力がＮ番目の張力となるように、駆動部６０９に可動部５０３を駆動させる。例えば、駆動制御部８０４は、ステッピングモータの回転量等により、振動板５０１の張力を複数の段階に変更することができる。
【０１０２】
ステップＳ１２０６において、駆動制御部８０４は、Ｎに１を加算する。また、ステップＳ１２０７において、駆動制御部８０４は、例えば、処理を図１０のステップＳ１００１に戻して、ステップＳ１００１〜Ｓ１００５に示すような調整処理を再実行させる。
【０１０３】
なお、図１２に示す駆動制御部８０４による駆動処理の一例である。例えば、駆動制御部８０４は、解析部８０３による解析結果に応じて、可動部５０３の駆動方向を変更するものであっても良い。
【０１０４】
以上、第１の実施形態によれば、音波出力装置１０１の駆動制御部８０４は、解析部８０３が解析した音圧レベルの最小値（周波数特性の一例）が、予め定められた第１の基準値以上となるように、駆動部６０９を駆動させる。これにより、音波出力装置１０１の周波数特性が、所定の周波数特性になるように調整される。
【０１０５】
［第２の実施形態］
図１３は、第２の実施形態に係る音波出力装置の調整処理の例を示すフローチャートである。この処理は、図９に示す音波出力装置の調整処理の具体的な一例を示している。なお、図１３に示す処理のうち、ステップＳ１００１、Ｓ１００２、Ｓ１００６、Ｓ１００７に示す処理は、第１の実施形態に係る処理と同様なので、ここでは説明を省略する。
【０１０６】
ステップＳ１３０１において、解析部８０３は、音波取得部８０２が取得した音波を用いて、音圧レベルの平均値を解析する。例えば、解析部８０３は、図１４（ａ）に示す所定の周波数範囲内３０２の周波数特性１４１１を解析し、音圧レベルの平均値１４１２を算出する。
【０１０７】
ステップＳ１３０２、Ｓ１３０３において、音波出力装置１０１の駆動制御部８０４は、解析部８０３が解析した音圧レベルの平均値を、第２の基準値１４１３と比較し、音圧レベルの平均値が第２の基準値以上であるか否かを判断する。ここで、第２の基準値１４１３は、例えば、図４で説明した、所定の領域内において音波ＩＤを正しく通知するための閾値３０３に、マージン等を加算して予め定められた所定の周波数特性の一例である。
【０１０８】
音圧レベルの平均値が第２の基準値以上でない場合、すなわち、所定の周波数特性を満たさない場合、駆動制御部８０４は、処理をステップＳ１００６に移行させる。一方、音圧レベルの最小値が第１の基準値以上である場合、すなわち、所定の周波数特性を満たす場合、駆動制御部８０４は、処理をステップＳ１００７に移行させる。
【０１０９】
このように、第２の実施形態では、音波出力装置１０１の駆動制御部８０４は、解析部８０３が解析した音圧レベルの平均値（周波数特性の一例）が、予め定められた第２の基準値以上となるように、駆動部６０９を駆動させる。これにより、音波出力装置１０１の周波数特性が、所定の周波数特性になるように調整される。
【０１１０】
［第３の実施形態］
図１５は、第３の実施形態に係る音波出力装置の調整処理の例を示すフローチャートである。この処理は、図９に示す音波出力装置の調整処理の具体的な一例を示している。
【０１１１】
ステップＳ１５０１において、音波出力装置１０１の解析部８０３は、音波出力部８０６を用いて、図１４（ｂ）に示す所定の周波数範囲内３０２における所定の周波数に音波を出力する。一例として、解析部８０３は、音波出力部８０６を用いて、所定の周波数（例えば、１９ｋＨｚ）の音波１４２２を出力する。
【０１１２】
なお、所定の周波数は複数の周波数であっても良い。例えば、解析部８０３は、音波出力部８０６は、２つの周波数（例えば、１８ｋＨｚ、２０ｋＨｚ）の音波１４２３、１４２４を順次に出力するものであっても良い。
【０１１３】
ステップＳ１５０２において、解析部８０３は、音波取得部８０２を用いて、音波出力部８０６が、所定の周波数に出力した音波を取得する。なお、ステップＳ１５０２の処理は、例えば、ステップＳ１５０１の処理と並行して実行される。
【０１１４】
ステップＳ１５０３において、解析部８０３は、音波取得部８０２が取得した、所定の周波数における音波の音圧レベルを解析する。例えば、解析部８０３は、図１４（ｂ）に示す所定の周波数（１９ｋＨｚ）における音波１４２２の音圧レベルを取得する。
【０１１５】
ステップＳ１５０４、Ｓ１５０５において、音波出力装置１０１の駆動制御部８０４は、解析部８０３が解析した所定の周波数の音圧レベルを、第３の基準値１４２１と比較し、所定の周波数の音圧レベルが第３の基準値以上であるか否かを判断する。ここで、第３の基準値１４２１は、例えば、図４で説明した、所定の領域内において音波ＩＤを正しく通知するための閾値３０３に、マージン等を加算して予め定められた所定の周波数特性の一例である。
【０１１６】
所定の周波数の音圧レベルが第３の基準値以上でない場合、すなわち、所定の周波数特性を満たさない場合、駆動制御部８０４は、処理をステップＳ１５０６に移行させる。一方、所定の周波数の音圧レベルが第３の基準値以上である場合、すなわち、所定の周波数特性を満たす場合、駆動制御部８０４は、処理をステップＳ１５０７に移行させる。
【０１１７】
ステップＳ１６０６に移行すると、駆動制御部８０４は、例えば、図１２に示すような駆動処理を実行する。
【０１１８】
ステップＳ１６０７に移行すると、音波出力装置１０１の音波出力部８０６は、所定の周波数範囲内３０２に、音波生成部８０５が生成した、音波ＩＤを表す音波を出力する。
【０１１９】
このように、第３の実施形態では、音波出力装置１０１の駆動制御部８０４は、解析部８０３が解析した所定の周波数の音圧レベル（周波数特性の一例）が、予め定められた第３の基準値以上となるように、駆動部６０９を駆動させる。これにより、音波出力装置１０１の周波数特性が、所定の周波数特性になるように調整される。
【０１２０】
（調整の開始処理）
音波出力装置１０１は、例えば、起動したとき、管理サーバ１０２からの指示を受け付けたとき、前回の調整から所定の時間を経過したとき、所定の時刻になったとき等に、図９、１０、１３、１５等に示す調整処理を実行する。ここでは、一例として、音波出力装置１０１が、前回の調整から所定の時間を経過したときに、調整処理を再実行する場合の処理の例について説明する。
【０１２１】
音波出力装置１０１は、例えば、図９、１０、１３、１５等に示す調整処理が完了したとき、解析部８０３、又は他の処理部等により、図１６に示す調整の開始処理を実行する。
【０１２２】
ステップＳ１６０１において、音波出力装置１０１は、カウンタｔのカウントを開始する。
【０１２３】
ステップＳ１６０２において、カウンタｔの値が所定のタイマ値ｎ以上でない場合、音波出力装置１０１は、処理をステップＳ１６０３に移行させて、カウンタｔの値に１を加算する。一方、カウンタｔの値が所定のタイマ値ｎ以上である場合、音波出力装置１０１は、処理をステップＳ１６０４に移行させる。
【０１２４】
ステップＳ１６０４に移行すると、音波出力装置１０１は、例えば、図９、１０、１３、１５等に示す調整処理を開始させると共に、ステップＳ１６０５において、カウンタｔを初期化する。
【０１２５】
上記の処理により、音波出力装置１０１は、長期的に連続稼働している場合でも、所定の時間間隔で定期的に調整処理を実行するので、音波出力装置１０１は、長期間に亘って所定の周波数特性で音波を出力することができるようになる。
【０１２６】
以上、上記の各実施形態によれば、所定の周波数特性で音波を出力する音波出力装置において、出力する音波の周波数特性のずれを検知して、所定の周波数特性となるように調整することができるようになる。
【符号の説明】
【０１２７】
１００      情報提供システム
１０１      音波出力装置
５０２      第１の固定部（固定部）
５０３      可動部
６０９      駆動部
８０２      音波取得部
８０３      解析部
８０４      駆動制御部
８０６      音波出力部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２８】
【特許文献１】特開２０１６−１５６７９９号公報
【図１】
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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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2019121911.tif 000014
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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