(57)【要約】【課題】  音の情報を使用者が視認することができ、装着時に第三者に与える視覚的な違和感を緩和することができる表示装置及び電子機器等の提供。【解決手段】  表示装置１００は、複数の薄膜音波トランスデューサー素子１１１がアレイ状に配置された音波トランスデューサーデバイス１１０と、表示部１３０と、表示部１３０に画像を表示する処理を行う処理部１５０と、を含む。そして、処理部１５０は、音波トランスデューサーデバイス１１０からの受信情報に基づいて、音源の位置を特定し、特定された音源の位置に対応する表示部１３０の表示位置に、音源を表す音源アイコンを表示する処理を行う。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の薄膜音波トランスデューサー素子がアレイ状に配置された音波トランスデューサーデバイスと、
表示部と、
前記表示部に画像を表示する処理を行う処理部と、
を含み、
前記処理部は、
前記音波トランスデューサーデバイスからの受信情報に基づいて、音源の位置を特定し、特定された前記音源の位置に対応する前記表示部の表示位置に、前記音源を表す音源アイコンを表示する処理を行うことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記音波トランスデューサーデバイスは、
可聴音の周波数帯域よりも低周波または高周波の音波を受信して得られる受信信号を、前記処理部に出力し、
前記処理部は、
前記可聴音の周波数帯域よりも低周波または高周波の音波を発生させる前記音源の位置を、前記受信信号に基づく前記受信情報から特定し、前記表示部の前記表示位置に前記音源アイコンを表示する処理を行うことを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記音波トランスデューサーデバイスは、
可聴音の周波数帯域よりも低周波または高周波の音波を受信して得られる受信信号を、前記処理部に出力し、
前記処理部は、
取得した前記受信信号に対して、受信フォーカス処理を行って、前記音源の位置を特定することを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記処理部は、
表示変化周波数に対応する時間周期で、前記音源アイコンの少なくとも一部の画像領域を変化させて、前記表示部に表示する処理を行うことを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記処理部は、
前記受信情報に基づいて前記音源の周波数を特定し、特定した前記音源の周波数が検出周波数である場合に、前記音源アイコンの前記表示変化周波数を第１周波数に設定することを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項４又は５において、
前記処理部は、
前記受信情報に基づいて前記音源の周波数を特定し、特定した前記音源の周波数が検出周波数に近づくほど、前記音源アイコンの前記表示変化周波数を、第１周波数に近づけることを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項５又は６において、
前記検出周波数を記憶する記憶部を含むことを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項４において、
複数の検出周波数を記憶する記憶部を含み、
前記処理部は、
前記受信情報に基づいて前記音源の周波数を特定し、特定した前記音源の周波数が、前記複数の検出周波数のうちの第１検出周波数である場合には、前記音源アイコンの前記表示変化周波数を、第１周波数に設定し、
特定した前記音源の周波数が、複数の検出周波数のうちの第２検出周波数である場合には、前記表示変化周波数を第２周波数に設定することを特徴とする表示装置。
【請求項９】
請求項４乃至８のいずれかにおいて、
前記処理部は、
前記受信情報に基づいて前記音源から発せられる音の音量を特定し、特定した前記音量に基づいて、前記音源アイコンの前記表示変化周波数を変化させることを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
請求項４乃至９のいずれかにおいて、
時間情報を出力するタイマーを含み、
前記処理部は、
前記タイマーから得られる前記時間情報に基づいて、前記音源の検出が開始されてからの検出経過時間を求め、前記検出経過時間に基づいて、前記音源アイコンの前記表示変化周波数を変化させることを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
請求項４乃至１０のいずれかにおいて、
前記音波トランスデューサーデバイスは、
超音波を送信する第２音波トランスデューサー素子を有し、
前記第２音波トランスデューサー素子から送信した超音波の反射波を、前記第２音波トランスデューサー素子で受信し、
前記処理部は、
前記送信した超音波の送信周波数と、受信した反射波の受信周波数とに基づいて、前記表示装置と前記音源との距離が小さくなっているか否かの判定処理を行い、前記判定処理の結果に基づいて、前記音源アイコンの前記表示変化周波数を変化させることを特徴とする表示装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかにおいて、
前記処理部は、
環状部分の各位置と前記音源が位置する方向とが対応付けられている環状表示物を前記表示部に表示し、
前記環状表示物の前記環状部分の前記各位置又は前記各位置の対応位置を、前記音源アイコンの前記表示位置に設定して、前記音源アイコンを表示する処理を行うことを特徴とする表示装置。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記処理部は、
前記音源が前記表示部と同じ高さに位置する場合には、前記環状表示物の前記環状部分の前記各位置に前記音源アイコンを表示し、
前記音源が前記表示部よりも高い位置又は低い位置に位置する場合には、前記環状表示物の前記環状部分から上方向又は下方向に所与の距離だけ離れた前記対応位置に、前記音源アイコンを表示することを特徴とする表示装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれかにおいて、
前記音源アイコンは、
前記音源アイコンの前記表示位置を中心とした同心円図形であることを特徴とする表示装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれかにおいて、
前記薄膜音波トランスデューサー素子は、
振動膜と、薄膜圧電素子部と、を有することを特徴とする表示装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれかにおいて、
シースルー型の前記表示部を有し、
使用者が頭部に装着して使用する頭部装着型表示装置であることを特徴とする表示装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれかに記載の表示装置を含むことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置及び電子機器等に関係する。
【背景技術】
【０００２】
従来、観察者の頭部や顔面に着脱自在に装着され、小型のＣＲＴ（Cathode Ray Tube）や液晶表示素子等の映像表示素子から得られる映像（画像）を、接眼光学系によって観察者の眼球に直接投影させることで、あたかも該映像が空中に拡大投影されているかの様な虚像の観察を可能にした頭部装着型表示装置、すなわちＨＭＤ（Head Mounted Display）が知られている。
【０００３】
ＨＭＤは、映画やビデオ等のコンテンツ映像の観賞用や、産業機器若しくは医療機器等の遠隔操作用としての表示装置として利用され、その用途は多岐に渡っている。
【０００４】
ＨＭＤは、例えば、ビデオ、テレビ等の映像を直接的に左右の眼球に投影させて、大画面の迫力ある映像を自由に楽しむことができるものであるが、一方において、この様な構成によるＨＭＤの場合、これを使用している観察者、つまり、頭部にＨＭＤを装着して映像を観察中の観察者にとっては、左右の眼球部が共に覆われていて、外界の状況が視界から完全に遮蔽されてしまうことになる。この為、ＨＭＤを装着した状態では、周囲環境の確認が困難になる場合がある。従って、この様な構成のＨＭＤにあっては、外界の状況を容易に観察して把握することができる様に、観察者の外界に対する視界に映像を重畳させて表示すること、つまり、所謂シースルー機能を付与することが要望されている。そして、この様な要望に対して、コンテンツ映像や、操作者の操作用の各種情報をＨＭＤの表示部を通して入射する外界光による自然画像に重ね合わせて表示する所謂シースルー型のものや、外界光の入射を一切遮断して電子カメラ等によって撮影され加工された撮影画像を表示する遮蔽型のもの等が開発されている。
【０００５】
遮蔽型のＨＭＤでは、コンテンツ映像や、操作者に提供する各種情報を電子カメラ等によって撮影された撮影画像に重ね合わせて表示する機能の他に、外界情景を撮影した撮影画像を種々に加工して表示する機能も発表されている。そして最近では、この様な機能を用いて、外界から収集した音の情報を画像情報に種々に加工して表示する等して、ＨＭＤを聴覚補助装置として使用する方法が提案されている。
【０００６】
例えば、電子カメラやマイクを備えた遮蔽型のＨＭＤにおいて、電子カメラで撮影された画像のエッジ検出による画像認識や、マイクで収集された音声信号に基づく音声認識により、取得した外界の音源情報を画像と音声で再生するようにした技術が開示されている。
【０００７】
これらの音の情報を表示するＨＭＤに関する発明としては、特許文献１及び特許文献２に記載される従来技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２５６９１５号公報
【特許文献２】特開２０１２−１３３２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＨＭＤを聴覚補助装置として使用する場合には、自宅だけではなく、屋外でもＨＭＤを着用して、日常生活を送ることが考えられる。そのため、使用者がＨＭＤを着用し続けている場合に、第三者から見ても違和感のない形状（デザイン）であることが望ましい。しかし、ＨＭＤが通常の眼鏡などに比べて厚みがある場合等には、第三者に違和感を与えてしまうことが多い。
【００１０】
本発明の幾つかの態様によれば、音の情報を使用者が視認することができ、装着時に第三者に与える視覚的な違和感を緩和することができる表示装置及び電子機器等を提供することができる。
【００１１】
また、後に詳述するように、人間が聞き取れない音、すなわち可聴音の周波数帯域よりも低い周波数の低周波音、または可聴音の周波数帯域よりも高い周波数の高周波音の中には、人間に不快感を与えたり、健康被害を与えたりする音があると言われている。このような音は、本人も気付くことができないため、自発的に回避不能であり、これまでその具体的な解決策についても検討されていなかった。
【００１２】
本発明の幾つかの態様によれば、可聴音の周波数よりも低周波または高周波の音の情報を、使用者が視認することができる表示装置及び電子機器等を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様は、複数の薄膜音波トランスデューサー素子がアレイ状に配置された音波トランスデューサーデバイスと、表示部と、前記表示部に画像を表示する処理を行う処理部と、を含み、前記処理部は、前記音波トランスデューサーデバイスからの受信情報に基づいて、音源の位置を特定し、特定された前記音源の位置に対応する前記表示部の表示位置に、前記音源を表す音源アイコンを表示する処理を行う表示装置に関係する。
【００１４】
本発明の一態様では、複数の薄膜音波トランスデューサー素子がアレイ状に配置された音波トランスデューサーデバイスが、音源から発生された音波を受信し、受信した音波の受信情報を処理部に出力する。そして、処理部が、取得した受信情報に基づいて音源の位置を特定し、音源の位置に対応する表示部の表示位置に音源アイコンを表示する。
【００１５】
よって、厚みを抑制して、表示装置及び電子機器等を形成することができ、音の情報を使用者が視認し、装着時に第三者に与える視覚的な違和感を緩和することが可能になる。
【００１６】
また、本発明の一態様では、前記音波トランスデューサーデバイスは、可聴音の周波数帯域よりも低周波または高周波の音波を受信して得られる受信信号を、前記処理部に出力し、前記処理部は、前記可聴音の周波数帯域よりも低周波または高周波の音波を発生させる前記音源の位置を、前記受信信号に基づく前記受信情報から特定し、前記表示部の前記表示位置に前記音源アイコンを表示する処理を行ってもよい。
【００１７】
これにより、可聴音の周波数よりも低周波または高周波の音の情報を、使用者が視認すること等が可能になる。
【００１８】
また、本発明の一態様では、前記音波トランスデューサーデバイスは、可聴音の周波数帯域よりも低周波または高周波の音波を受信して得られる受信信号を、前記処理部に出力し、前記処理部は、取得した前記受信信号に対して、受信フォーカス処理を行って、前記音源の位置を特定してもよい。
【００１９】
これにより、音源の位置を特定して、音源の位置に対応する表示部の表示位置に音源アイコンを表示すること等が可能になる。
【００２０】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、表示変化周波数に対応する時間周期で、前記音源アイコンの少なくとも一部の画像領域を変化させて、前記表示部に表示する処理を行ってもよい。
【００２１】
これにより、例えば表示変化周波数を調整して、その音源アイコンが示す音源に対し注意すべき度合いを、使用者に報知すること等が可能になる。
【００２２】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記受信情報に基づいて前記音源の周波数を特定し、特定した前記音源の周波数が検出周波数である場合に、前記音源アイコンの前記表示変化周波数を第１周波数に設定してもよい。
【００２３】
これにより、検出周波数の音波を発する音源がある場合に、例えば、使用者がより認知しやすい表示変化周波数で、その音源を示す音源アイコンを表示すること等が可能になる。
【００２４】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記受信情報に基づいて前記音源の周波数を特定し、特定した前記音源の周波数が検出周波数に近づくほど、前記音源アイコンの前記表示変化周波数を、第１周波数に近づけてもよい。
【００２５】
これにより、音源アイコンの変化の速さにより、その音源から発せられる音波の周波数が検出周波数に近いか否かを、使用者が直感的に判断すること等が可能になる。
【００２６】
また、本発明の一態様では、前記検出周波数を記憶する記憶部を含んでいてもよい。
【００２７】
これにより、検出周波数の音波を発する音源を示す音源アイコンを表示部に表示すること等が可能になる。
【００２８】
また、本発明の一態様では、複数の検出周波数を記憶する記憶部を含み、前記処理部は、前記受信情報に基づいて前記音源の周波数を特定し、特定した前記音源の周波数が、前記複数の検出周波数のうちの第１検出周波数である場合には、前記音源アイコンの前記表示変化周波数を、第１周波数に設定し、特定した前記音源の周波数が、複数の検出周波数のうちの第２検出周波数である場合には、前記表示変化周波数を第２周波数に設定してもよい。
【００２９】
これにより、例えば使用者に悪影響を与える複数種類の音源を特定して、音源の周波数毎に異なる表示変化周波数で、複数の音源アイコンを表示すること等が可能になる。
【００３０】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記受信情報に基づいて前記音源から発せられる音の音量を特定し、特定した前記音量に基づいて、前記音源アイコンの前記表示変化周波数を変化させてもよい。
【００３１】
これにより、音量が所与の閾値に近づくほど、使用者に認識されやすいように、音源アイコンを表示すること等が可能になる。
【００３２】
また、本発明の一態様では、時間情報を出力するタイマーを含み、前記処理部は、前記タイマーから得られる前記時間情報に基づいて、前記音源の検出が開始されてからの検出経過時間を求め、前記検出経過時間に基づいて、前記音源アイコンの前記表示変化周波数を変化させてもよい。
【００３３】
これにより、音源の検出経過時間が長いほど、使用者に認識されやすいように、音源アイコンを表示すること等が可能になる。
【００３４】
また、本発明の一態様では、前記音波トランスデューサーデバイスは、超音波を送信する第２音波トランスデューサー素子を有し、前記第２音波トランスデューサー素子から送信した超音波の反射波を、前記第２音波トランスデューサー素子で受信し、前記処理部は、前記送信した超音波の送信周波数と、受信した反射波の受信周波数とに基づいて、前記表示装置と前記音源との距離が小さくなっているか否かの判定処理を行い、前記判定処理の結果に基づいて、前記音源アイコンの前記表示変化周波数を変化させてもよい。
【００３５】
これにより、表示装置と音源との距離が小さくなっているほど、使用者に認識されやすいように、音源アイコンを表示すること等が可能になる。
【００３６】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、環状部分の各位置と前記音源が位置する方向とが対応付けられている環状表示物を前記表示部に表示し、前記環状表示物の前記環状部分の前記各位置又は前記各位置の対応位置を、前記音源アイコンの前記表示位置に設定して、前記音源アイコンを表示する処理を行ってもよい。
【００３７】
これにより、音源アイコンの表示位置に基づいて、使用者が実際の音源の位置を判断すること等が可能になる。
【００３８】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記音源が前記表示部と同じ高さに位置する場合には、前記環状表示物の前記環状部分の前記各位置に前記音源アイコンを表示し、前記音源が前記表示部よりも高い位置又は低い位置に位置する場合には、前記環状表示物の前記環状部分から上方向又は下方向に所与の距離だけ離れた前記対応位置に、前記音源アイコンを表示してもよい。
【００３９】
これにより、使用者が音源の高さを判断すること等が可能になる。
【００４０】
また、本発明の一態様では、前記音源アイコンは、前記音源アイコンの前記表示位置を中心とした同心円図形であってもよい。
【００４１】
これにより、同心円図形を、例えば波紋のように形状を変化させて表示することができ、音源の危険度に応じて、使用者に注意喚起を促すこと等が可能になる。
【００４２】
また、本発明の一態様では、前記薄膜音波トランスデューサー素子は、振動膜と、薄膜圧電素子部と、を有していてもよい。
【００４３】
これにより、ある周波数の音波を１種類の素子で送受信することが可能になり、かつ音波トランスデューサーデバイスを薄く形成すること等が可能になる。
【００４４】
また、本発明の一態様では、前記表示装置は、シースルー型の前記表示部を有し、使用者が頭部に装着して使用する頭部装着型表示装置であってもよい。
【００４５】
これにより、音源アイコン等を外界の背景に重ねて、表示部に表示すること等が可能になる。
【００４６】
また、本発明の他の態様では、前記表示装置を含む電子機器に関係する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図１（Ａ）、図１（Ｂ）は、本実施形態のシステム構成例。
【図２】本実施形態の表示装置の基本的な構成例。
【図３】図３（Ａ）、図３（Ｂ）は、本実施形態の他のシステム構成例。
【図４】図４（Ａ）、図４（Ｂ）は、音源アイコンを表示する処理の説明図。
【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｄ）は、音源アイコンの変化の説明図。
【図６】可聴音、低周波音及び高周波音の説明図。
【図７】本実施形態の表示装置の詳細な構成例。
【図８】図８（Ａ）〜図８（Ｄ）は、音源の位置の特定処理の説明図。
【図９】音源の周波数により表示変化周波数を変更する処理の説明図。
【図１０】音量により表示変化周波数を変更する処理の説明図。
【図１１】図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）は、検出経過時間の説明図。
【図１２】図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）は、使用者との距離が縮まっている音源の音源アイコンを表示する処理の説明図。
【図１３】本実施形態の処理の流れを説明するシーケンス図。
【図１４】音源データの更新処理の流れを説明するフローチャート。
【図１５】時間経過に伴い周波数及び音量が変わる音源の説明図。
【図１６】図１６（Ａ）〜図１６（Ｃ）は、音波トランスデューサー素子の構成例。
【図１７】１次元スキャン可能な音波トランスデューサーデバイスの構成例。
【図１８】図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）は、各チャンネルに対応して設けられる音波トランスデューサー素子群の構成例。
【図１９】２次元スキャン可能な音波トランスデューサーデバイスの構成を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下、本実施形態について説明する。なお、以下で説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００４９】
１．概要
前述したように、ＨＭＤを聴覚補助装置として使用する場合には、例えば図１（Ａ）に示すように、使用者５００が自宅だけではなく、屋外でもＨＭＤ１００を着用して、日常生活を送ることが考えられる。そのため、使用者５００がＨＭＤ１００を着用し続けている場合に、第三者から見ても違和感のない形状（デザイン）であることが望ましい。しかし、ＨＭＤ１００が通常の眼鏡などに比べて厚みがある場合等には、第三者に違和感を与えてしまうことが多い。
【００５０】
そこで、本実施形態の表示装置１００は、音波の受信部として、薄膜音波トランスデューサー素子１１１がアレイ状に配置された音波トランスデューサーデバイス１１０を用いる。
【００５１】
具体的に、表示装置１００の外観を図１（Ｂ）に示し、表示装置１００及び表示装置１００を含む電子機器３００の機能ブロック図を図２に示す。本実施形態の表示装置１００は、複数の薄膜音波トランスデューサー素子１１１がアレイ状に配置された音波トランスデューサーデバイス１１０と、表示部１３０と、表示部１３０に画像を表示する処理を行う処理部１５０と、を含む。そして、処理部１５０は、音波トランスデューサーデバイス１１０からの受信情報に基づいて、音源の位置を特定し、特定された音源の位置に対応する表示部１３０の表示位置に、音源を表す音源アイコンを表示する処理を行う。
【００５２】
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示す表示装置１００では、表示部１３０のフレーム部（支持部、テンプル部）１３５に処理部１５０が内蔵されている。そして、図１（Ｂ）に示すように、複数の音波トランスデューサーデバイス１１０が、表示部１３０のフレーム部１３５に設けられている。
【００５３】
このように、薄膜音波トランスデューサー素子１１１が配置された音波トランスデューサーデバイス１１０を用いることにより、厚みを抑制して表示装置１００及び電子機器３００等を形成することができる。具体的に図１（Ｂ）の例では、例えば通常の眼鏡のフレーム部のような薄さで、表示部１３０のフレーム部１３５を形成することができる。これにより、表示装置１００を使用者が装着した時に第三者に与える違和感を緩和することができる。
【００５４】
また、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、本実施形態の表示装置１００を含む電子機器３００は、表示装置１００の表示部１３０と処理部１５０が別体に構成され、有線（又は無線）によるネットワークを介して、表示部１３０と処理部１５０が通信接続されていてもよい。この場合には、表示装置１００は、ＨＭＤ及び、ＨＭＤと有線接続された携帯端末装置により実現されている。すなわち、表示部１３０の機能がＨＭＤにより実現され、処理部１５０の機能が携帯端末装置により実現されている。これにより、表示装置１００をさらに薄型化すること等が可能になる。さらに、処理部１５０の一部又は全部の機能は、ネットワークを介して通信接続されたサーバーにより実現されてもよい。すなわち、処理部１５０は、表示装置１００の内部に設けられてもよいし、表示装置１００の外部に設けられても良い。このように、表示装置１００及びこれを含む電子機器３００は、図１（Ａ）〜図３（Ｂ）に示す構成に限定されず、これらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加したりするなどの種々の変形実施が可能である。
【００５５】
そして、本実施形態では、音波トランスデューサーデバイス１１０が、音源から発さられた音波を受信し、受信した音波の受信情報を処理部１５０に出力する。そして、処理部１５０が、取得した受信情報に基づいて、音源の位置を特定する。さらに、処理部１５０は、音源の位置に対応する表示部１３０の表示位置に音源アイコンを表示する。
【００５６】
よって、音源から発せられる音の情報を使用者が視認することができる。
【００５７】
ここで、具体例を図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示す。図４（Ａ）には、使用者ＵＳが図４（Ｂ）に示す位置にいる時に、ＨＭＤ１００の表示部１３０（の表示面）に表示される画面を図示している。また、図４（Ｂ）には、ＨＭＤ１００を装着した使用者ＵＳを直上から俯瞰した時の俯瞰図を示す。
【００５８】
本実施形態の表示装置１００は、シースルー型の表示部１３０を有する頭部装着型表示装置である。そして、使用者が頭部に装着して表示装置１００を使用する。
【００５９】
これにより、図４（Ａ）に示すように、音源アイコン等を外界の背景に重ねて、表示部１３０に表示すること等が可能になる。そのため、使用者は、外界を目で確認しながら、音源アイコン等を確認することができる。ただし、表示装置１００は、非透過型の表示部１３０を有していてもよい。その場合には、カメラにより撮影された外界映像を表示部１３０に表示し、外界映像に重ねて、音源アイコン等を表示させてもよい。この場合にも、シースルー型の表示部１３０を用いる場合と同様の効果があるが、シースルー型の表示部１３０を用いる場合の方が少ない処理量で、表示部１３０に表示する画像の表示処理（生成処理等）を行うことが可能である。
【００６０】
また、本実施形態では、音源アイコンとして、音源アイコンの表示位置を中心とした同心円図形を表示部１３０に表示する。
【００６１】
具体的に、図４（Ａ）の画面では、音源アイコンＳ１が音源ＳＳ１を表すアイコンであり、音源アイコンＳ２が音源ＳＳ２を、音源アイコンＳ３が音源ＳＳ３を表す。本例では、音源ＳＳ１は風車であり、風車の回転に伴って、後述する超低周波音が発せられている。また、音源ＳＳ２は、使用者ＵＳに向かって歩いている二人組であり、音源ＳＳ３は、使用者ＵＳの後ろで、使用者ＵＳと同じ方向に向かって歩いている人である。音源ＳＳ２及び音源ＳＳ３から発せられる音は、例えば足音や喋り声である。
【００６２】
このような同心円図形は、後述するように、波紋のように形状を変化させて表示することができ、音源の危険度（注意すべき度合い）に応じて、使用者に注意喚起を促すこと等が可能になる。
【００６３】
そして、図４（Ａ）に示すように、処理部１５０は、環状部分の各位置と音源が位置する方向とが対応付けられている環状表示物ＥＨを表示部１３０に表示し、環状表示物ＥＨの環状部分の各位置又は各位置の対応位置を、音源アイコンの表示位置に設定して、音源アイコンを表示する処理を行う。
【００６４】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）の例で表示部１３０に表示される環状表示物ＥＨは、使用者ＵＳを中心とした方向に対応している。具体的には、図４（Ａ）に示す環状表示物ＥＨのうちの上側は、図４（Ｂ）に示す使用者の前方（視線方向）ＦＴに対応する。そして、環状表示物ＥＨの下側は、使用者の後方ＢＫに対応し、環状表示物ＥＨの右側は、使用者の右方向ＲＴに対応し、環状表示物ＥＨの左側は、使用者の左方向ＬＴに対応する。つまり、使用者ＵＳの前後方向は、表示部１３０に表示される環状表示物ＥＨでは、上下方向に対応し、使用者ＵＳの左右方向は、環状表示物ＥＨでも左右方向に対応する。また、使用者ＵＳの斜め前方向又は斜め後ろ方向については、表示部１３０の表示面の中心から表示面の四隅のうちの一つへの線分と、環状表示物ＥＨの交点が、使用者ＵＳの斜め４５度方向を表すものとする。なお、表示部１３０における音源アイコンの表示位置が、実際にどの方向に対応しているかを使用者ＵＳに報知するために、本例では環状表示物ＥＨに、使用者ＵＳの前方向を表す突起部分ＰＲを設けている。つまり、使用者ＵＳは、突起部分ＰＲを確認することにより、使用者ＵＳの前方向にある音源を示す音源アイコンの表示位置を把握することができる。
【００６５】
そして、処理部１５０が、取得した受信情報に基づいて、音源の位置を特定し、音源の位置に対応する環状表示物ＥＨの環状部分の各位置を、音源アイコンの表示位置として特定する。例えば、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）の例では、受信情報に基づいて、音源ＳＳ２の位置を使用者ＵＳの前方右手側であると特定する。そして、使用者ＵＳの前方右手側に対応する、環状表示物ＥＨの右上の位置Ｐ２を、音源ＳＳ２を表す音源アイコンＳ２の表示位置として特定し、表示位置Ｐ２に音源アイコンＳ２を表示する。
【００６６】
これにより、音源アイコンの表示位置に基づいて、使用者が実際の音源の位置を判断すること等が可能になる。
【００６７】
また、本例では、環状表示物ＥＨの表示位置を基準として音源の高さを、使用者ＵＳに報知することができる。
【００６８】
すなわち、処理部１５０は、音源が表示部１３０と同じ高さに位置する場合には、環状表示物の環状部分の各位置に音源アイコンを表示し、音源が表示部１３０よりも高い位置又は低い位置に位置する場合には、環状表示物の環状部分から上方向又は下方向に所与の距離だけ離れた対応位置に、音源アイコンを表示する。
【００６９】
例えば、前述したように、音源ＳＳ２は、表示部１３０と（略）同じ高さに位置しているため、環状表示物ＥＨの環状部分の位置Ｐ２に音源アイコンＳ２を表示している。
【００７０】
一方で、音源ＳＳ１は、表示部１３０よりも高い位置に位置している。そのため、音源ＳＳ１を表す音源アイコンＳ１は、環状表示物ＥＨの環状部分から、表示面の上方向にＨ１の距離だけ離れた位置Ｐ１に表示される。つまり、例えば仮に音源ＳＳ１が表示部１３０と同じ高さに位置している場合には、環状表示物ＥＨの環状部分において、音源ＳＳ１が位置する方向に対応する位置Ｐ１’に、音源アイコンＳ１を表示する。本例の場合には、音源ＳＳ１が表示部１３０よりも高い位置にあるため、表示面の上方向に位置Ｐ１’から距離Ｈ１だけ離れた対応位置Ｐ１に、音源アイコンＳ１を表示する。
【００７１】
音源アイコンは、音源の位置が、表示部１３０の位置よりも高ければ高い位置にあるほど、表示面の上方向に環状表示物ＥＨの環状部分から離れた位置に表示してもよい。音源の位置が低い場合についても同様である。ただし、表示部１３０の表示面の大きさは有限であるため、表示部１３０と音源の高さの差が所与の閾値以上である場合には、環状表示物ＥＨの環状部分から音源アイコンの表示位置までの距離を一定にしてもよい。
【００７２】
これにより、使用者が音源の高さを判断すること等が可能になる。なお、図４（Ａ）に示す点線領域ＶＡ内では、音源アイコンや環状表示物ＥＨ等を非表示とする。点線領域ＶＡ内に表示物を表示すると、使用者ＵＳの視界を妨げることがあるためである。また、使用者ＵＳが音源アイコン等を視野の中心で見ることができるように、使用者ＵＳの視線方向が変わった場合でも、音源アイコン及び環状表示物ＥＨの表示位置や、点線領域ＶＡの位置は変えないものとする。
【００７３】
また、処理部１５０は、表示変化周波数に対応する時間周期で、音源アイコンの少なくとも一部の画像領域を変化させて、表示部１３０に表示する処理を行う。
【００７４】
ここで、表示変化周波数とは、音源アイコンの形状、サイズ、色及び動きなどの変化が、単位時間当たりに繰り返される回数のことである。また、表示変化周波数に対応する時間周期とは、表示変化周波数の単位時間のことである。
【００７５】
本例では、図５（Ａ）〜図５（Ｄ）に示すように、時間経過に伴って波紋が広がるように、同心円図形の形状を変化させて表示する。具体的に図５（Ａ）〜図５（Ｄ）の例では、タイミングＴ１からタイミングＴ４にかけて、内側から外側に向かって、同心円図形を構成する各円が広がっていくように、形状を変化させる。そして、あるタイミングＴ３で内側から新たな円Ｃ１が発生して、円Ｃ１〜円Ｃ３がそれぞれ広がり、タイミングＴ４で、一番外側の円Ｃ３が消滅するように表示する。本例では、表示変化周波数は、同心円図形が外側に広がる速さを表す。他にも、音源アイコンのサイズを変更したり、点滅させたり、色を変えたりしてもよい。
【００７６】
よって、表示変化周波数を調整することにより、その音源アイコンが示す音源に対し注意すべき度合いを、使用者に報知すること等が可能になる。例えば、注意すべき度合いが高い音源に対しては、その音源を表す音源アイコンの表示変化周波数を調整して、その音源アイコンに使用者が注目するようにすること等が可能になる。表示変化周波数の具体的な設定方法については、後に詳述する。
【００７７】
さて、前述したように、人間が聞き取れない音、すなわち可聴音の周波数帯域よりも低い周波数の低周波音、または可聴音の周波数帯域よりも高い周波数の高周波音の中には、人間に不快感を与えたり、健康被害を与えたりする音があると言われている。
【００７８】
一般に人間の可聴域は、図６に示すように、２０Ｈｚから２０ｋＨｚ（ＭＲで示す周波数帯）であると言われている。ただし、可聴域は人によって異なる。また、可聴域はその人の年齢等によっても異なり、多くの場合には、加齢に伴い高周波音が聞き取り辛くなる。２０ｋＨｚを超える高周波音（ＵＨＲで示す周波数帯）は、しばしば超音波と呼ばれ、可聴音と区別されている。しかし、音圧が十分に高ければ、２０ｋＨｚを超える高周波音でも知覚できる場合があることが知られている。
【００７９】
例えば、ネズミ撃退器は、本来、ほとんどの人間が聞こえない約１９ｋＨｚ付近の高周波音を出射する装置であるが、人によっては聞こえたり、無意識にストレスに感じたりすることがある。年齢による可聴域の違いを利用し、約１５ｋＨｚを超える高周波音を出射する若者撃退器も同様である。
【００８０】
また、一般的に、８０Ｈｚ以下の周波数の音（ＬＲで示す周波数帯）を低周波音と呼び、２０Ｈｚ以下の音（ＵＬＲで示す周波数帯）を特に超低周波音と呼ぶ。ただし、８０Ｈｚ又は２０Ｈｚを境にして、急に音の感覚がなくなるのではなく、８０Ｈｚ又は２０Ｈｚに近づくにつれ、音の感覚が徐々に減り、圧迫感又は振動感として感じられるようになる。なお、低周波音・超低周波音という呼称は便宜的なものである。
【００８１】
低周波音そのものが知覚される具体的な事例としては、ディーゼルエンジンを用いた車のアイドリング、家庭用石油ボイラー、エアコンの室外機、冷蔵庫、マンションにおける揚水ポンプなど、モーターあるいはエンジンで動作するものが挙げられる。このような事例では、数十Ｈｚの低周波音を発生させるものが多い。
【００８２】
また、低周波音そのものは知覚されないが、主に超低周波音が窓ガラス等を振動させる具体的な事例としては、高速道路橋のジョイント部を大型トラックが通過した場合、新幹線が長いスラブ軌道トンネルに突入した場合、発破の爆発、バスなどの大型ディーゼルエンジン、大型の送風機や風力発電の風車、火山や地震、山崩れなどに伴う地鳴り、津波など、大型の機械や大規模な現象によるものが挙げられる。特にこのような超低周波音は、本人も気付くことができないため、自発的に回避不能であり、これまでその具体的な解決策についても検討されていなかった。また、前述した特許文献１や特許文献２にも、低周波音や高周波音に対する対策等は記載されていない。
【００８３】
そこで、本実施形態の表示装置１００等は、可聴音の周波数よりも低周波または高周波の音の情報を、使用者が視認することを可能にする。
【００８４】
具体的には、音波トランスデューサーデバイス１１０が、可聴音の周波数帯域よりも低周波または高周波の音波を受信して得られる受信信号を、処理部１５０に出力する。そして、処理部１５０が、可聴音の周波数帯域よりも低周波または高周波の音波を発生させる音源の位置を、受信信号に基づく受信情報から特定し、表示部１３０の表示位置に音源アイコンを表示する処理を行う。
【００８５】
例えば、前述した図４（Ａ）及び図４（Ｂ）の例では、風車ＳＳ１から発せられる超低周波音は、使用者ＵＳが可聴音として知覚することができない。そこで、表示装置１００の音波トランスデューサーデバイス１１０が、風車ＳＳ１から発せられる超低周波音を受信し、処理部１５０が、風車ＳＳ１を表す音源アイコンＳ１を表示部１３０に表示する。
【００８６】
これにより、可聴音の周波数よりも低周波または高周波の音の情報を、使用者が視認すること等が可能になる。なお、受信情報とは、受信信号から特定できる情報のことである。
【００８７】
２．システム構成例
本実施形態のシステム構成例を図７に示す。本実施形態の表示装置１００は、音波トランスデューサーデバイス１１０と、表示部１３０と、処理部１５０と、記憶部１７０と、タイマー１９０と、を含む。なお、図２を用いて説明した内容と重複する部分については、適宜省略する。
【００８８】
記憶部１７０は、後述する検出周波数を記憶する。また、記憶部１７０は、表示部１３０に表示する音源アイコンや音源アイコンの表示変化パターン等を記憶したり、処理部１５０等のワーク領域となったりするもので、その機能はＲＡＭ等のメモリーやＨＤＤなどにより実現できる。
【００８９】
タイマー１９０は、時間情報を処理部１５０へ出力する。処理部１５０及びタイマー１９０の機能は、各種プロセッサー（ＣＰＵ等）、ＡＳＩＣ（ゲートアレイ等）などのハードウェアや、プログラムなどにより実現できる。
【００９０】
音波トランスデューサーデバイス１１０は、圧電素子を用いるタイプを例にとれば、複数の薄膜音波トランスデューサー素子（音波素子アレイ）と、複数の開口がアレイ状に配置された基板とを有する。そして、薄膜音波トランスデューサー素子としては、薄手の圧電素子と金属板（振動膜）を貼り合わせたモノモルフ（ユニモルフ）構造を用いたものを用いる。薄膜音波トランスデューサー素子（振動素子）は、電気的な振動を機械的な振動に変換するものであるが、この場合には、圧電素子が面内で伸び縮みすると貼り合わせた金属板（振動膜）の寸法はそのままであるため反りが生じる。従って、圧電体膜に交流電圧を印加することで、振動膜が膜厚方向に対して振動し、この振動膜の振動により音波が放射される。圧電体膜に印加される電圧は、例えば１０〜３０Ｖであり、周波数は例えば１〜１０ＭＨｚである。音波を受信する際には逆に、機械的な振動を電気的な振動に変換する。なお、音波トランスデューサーデバイス１１０としては、圧電素子（薄膜圧電素子）を用いるタイプのトランスデューサーを採用できるが、本実施形態はこれに限定されない。例えばｃ‐ＭＵＴ（Capacitive Micro-machined Ultrasonic Transducers）などの容量性素子を用いるタイプのトランスデューサーを採用してもよいし、バルクタイプのトランスデューサーを採用してもよい。薄膜音波トランスデューサー素子及び音波トランスデューサーデバイスのさらに詳細な説明については、後述する。
【００９１】
また、音波トランスデューサーデバイス１１０は、薄膜音波トランスデューサー素子１１１とは別に、超音波を送信し、送信した超音波の反射波を受信する第２音波トランスデューサー素子１１２を有する。第２音波トランスデューサー素子１１２の基本的な構造は、薄膜音波トランスデューサー素子１１１と同様である。ただし、薄膜音波トランスデューサー素子１１１と第２音波トランスデューサー素子１１２では、後述する図１６（Ａ）〜図１６（Ｃ）に示す振動膜５０の大きさ又は形状（矩形や正方形など）が異なる。若しくは、振動膜５０の薄さが異なっていても良い。ただし、薄膜音波トランスデューサー素子１１１と、第２音波トランスデューサー素子１１２の製造工程を共通化する場合には、振動膜５０の薄さが同じであった方がよい。一度製造された振動膜の厚さを薄くすることは困難であるが、振動膜５０の大きさ又は形状であれば、均一な薄さの振動膜から切り出し加工を行う際に、容易に変更することができるためである。そのため、薄膜音波トランスデューサー素子１１１と第２音波トランスデューサー素子１１２では、振動膜５０の大きさ又は形状を変更することが好ましい。または、後述する図１６（Ａ）〜図１６（Ｃ）に示す構造の音波トランスデューサー素子を用いる場合には、薄膜音波トランスデューサー素子１１１と第２音波トランスデューサー素子１１２では、開口４０の開口部４５の大きさや形状を変更してもよい。
【００９２】
なお、同一の周波数であれば、同一の音波トランスデューサー素子で送受信を兼用することができる。この場合には、音波トランスデューサー素子の配列を送信用、受信用に分ける必要もない。
【００９３】
３．処理の詳細
次に、本実施形態の処理の詳細について説明する。
【００９４】
まず、音源の位置を特定する処理について説明する。本実施形態の音波トランスデューサーデバイス１１０は、可聴音の周波数帯域よりも低周波または高周波の音波を受信して得られる受信信号を、処理部１５０に出力する。そして、処理部１５０は、取得した受信信号に対して、受信フォーカス処理を行って、音源の位置を特定する。
【００９５】
ここで、受信フォーカス処理の具体例について、図８（Ａ）〜図８（Ｃ）を用いて説明する。前提として、以下で説明する処理を行う際に、後述する図１７〜図１８（Ｂ）に示すような、一次元スキャン可能な音波トランスデューサーデバイスを用いる場合には、音波トランスデューサーデバイスを表示装置１００の側面にそれぞれ３つ以上、計６つ以上設けることが望ましい。また、図１９に示すように、二次元スキャン可能な音波トランスデューサーデバイスを用いる場合には、音波トランスデューサーデバイスを表示装置１００の側面にそれぞれ２つ以上、計４つ以上設けることが望ましい。
【００９６】
図８（Ａ）〜図８（Ｃ）に示す例の各音波トランスデューサーデバイスは、二次元スキャン可能な音波トランスデューサーデバイスであるものとし、図８（Ａ）の表示装置１００には、側面に２つずつの計４つの音波トランスデューサーデバイス（ＵＰ１〜ＵＰ４）が配置されているものとする。なお、以下では重力方向をｚ軸方向、ｚ軸方向と直交する平面（水平面）の座標軸をｘ軸及びｙ軸として説明を行う。
【００９７】
図８（Ａ）の例では、音源ＳＳである冷蔵庫の所定部位から低周波音ＬＦＳが発せられ、２つの音波トランスデューサーデバイス（ＵＰ２及びＵＰ３）が、それぞれこの低周波音ＬＦＳを受信している。本例では、このような場合に受信フォーカス処理を行って、音源ＳＳの位置を特定する。
【００９８】
ここで、音波トランスデューサーデバイスＵＰ２の詳細な構成図を、図８（Ｂ）に示す。音波トランスデューサーデバイスＵＰ２には、複数の薄膜音波トランスデューサー素子（ＵＥ１１〜ＵＥ１５、ＵＥ２１〜ＵＥ２５、…ＵＥ５１〜ＵＥ５５）がアレイ状に配置されている。他の音波トランスデューサーデバイス（ＵＰ１、ＵＰ３、ＵＰ４）も同様の構成である。ただし、本例では、一つの音波トランスデューサーデバイス当たり、２５個の薄膜音波トランスデューサー素子が配置されているが、本実施形態はこれに限定されず、２５個以上または２５個未満の薄膜音波トランスデューサー素子が配置された音波トランスデューサーデバイスを用いても良い。
【００９９】
ここで、図８（Ａ）に示すように、音源ＳＳからの低周波音ＬＦＳは球面上に広がる。そのため、各音波トランスデューサーデバイスの全体で受信した音波の受信信号を取得するためには、各薄膜音波トランスデューサー素子に到達する時間が同じになるように遅延時間を与え、遅延時間を考慮して、各薄膜音波トランスデューサー素子が受信した音波を加算する必要がある。
【０１００】
具体例として、ここでは、音波トランスデューサーデバイスＵＰ２にアレイ配置されている複数の薄膜音波トランスデューサー素子のうち、例えば上端に配置されている薄膜音波トランスデューサー素子（ＵＥ１１、ＵＥ２１、ＵＥ３１、ＵＥ４１、ＵＥ５１）に着目して説明を行う。本例では、これらの薄膜音波トランスデューサー素子（ＵＥ１１、ＵＥ２１、ＵＥ３１、ＵＥ４１、ＵＥ５１）の中では、薄膜音波トランスデューサー素子ＵＥ３１に最も早く低周波が到達し、次に薄膜音波トランスデューサー素子ＵＥ２１及びＵＥ４１に低周波が到達し、その後に、薄膜音波トランスデューサー素子ＵＥ１１及びＵＥ５１に低周波が到達するものとする。
【０１０１】
まず、各薄膜音波トランスデューサー素子の低周波ＬＦＳの受信タイミングから、各薄膜音波トランスデューサー素子における受信タイミングの遅延時間を求める。そして本例では、薄膜音波トランスデューサー素子ＵＥ３１が受信した受信信号に対し、第１の遅延時間を与え、薄膜音波トランスデューサー素子ＵＥ２１及びＵＥ４１が受信した受信信号に対し、第２の遅延時間を与えて、５つの薄膜音波トランスデューサー素子（ＵＥ１１、ＵＥ２１、ＵＥ３１、ＵＥ４１、ＵＥ５１）が受信した各受信信号を加算する。なお、薄膜音波トランスデューサー素子ＵＥ１１及びＵＥ５１が受信した受信信号に対しては、遅延時間を与えない。また、第１の遅延時間は、薄膜音波トランスデューサー素子ＵＥ３１が低周波を受信してから、薄膜音波トランスデューサー素子ＵＥ１１（又はＵＥ５１）が低周波を受信するまでの時間である。同様に、第２の遅延時間は、薄膜音波トランスデューサー素子ＵＥ２１（又はＵＥ４１）が低周波を受信してから、薄膜音波トランスデューサー素子ＵＥ１１（又はＵＥ５１）が低周波を受信するまでの時間である。なお、本例では説明の簡略化のため、薄膜音波トランスデューサー素子ＵＥ２１及びＵＥ４１の受信タイミングが同じで、薄膜音波トランスデューサー素子ＵＥ１１及びＵＥ５１の受信タイミングが同じ場合について説明するが、実際には各受信タイミングが異なることが多く、その場合には各遅延時間も異なることになる。
【０１０２】
そして、例えば図８（Ｃ）に示すように、求めた各遅延時間（又は受信信号）に基づいて、音波トランスデューサーデバイスＵＰ２から音源ＳＳへのｘｙ平面上の方向として、例えば角度θ２を特定することができる。
【０１０３】
また、音波トランスデューサーデバイスＵＰ３でも、同様に上記の処理を行う。その結果、音波トランスデューサーデバイスＵＰ３の受信信号から、音波トランスデューサーデバイスＵＰ３から音源ＳＳへのｘｙ平面上の方向として、例えば角度θ３が特定できる。
【０１０４】
次に、音波トランスデューサーデバイスＵＰ２及びＵＰ３が取得した受信信号に基づいて、三角法により音源ＳＳのｘｙ平面上の位置を特定する。具体的には、図８（Ｃ）に示すように、既知の距離Δ１と、角度θ２及びθ３に基づいて、音源ＳＳの位置を三角法により特定することができる。
【０１０５】
次に、音源ＳＳのｙｚ平面上の位置を特定する。具体的には、例えば、音波トランスデューサーデバイスＵＰ２における図８（Ｂ）の左端の薄膜音波トランスデューサー素子（ＵＥ１１、ＵＥ１２、ＵＥ１３、ＵＥ１４、ＵＥ１５）の受信信号から、各薄膜音波トランスデューサー素子の受信タイミングの遅延時間を求め、上記同様に、遅延時間を与えながら、各受信信号を加算する。そして、図８（Ｄ）に示すように、音波トランスデューサーデバイスＵＰ２の受信信号から、音波トランスデューサーデバイスＵＰ２から音源ＳＳへのｙｚ平面上の方向として、例えば角度φ２が特定できる。同様にして、音波トランスデューサーデバイスＵＰ３の受信信号からは、音波トランスデューサーデバイスＵＰ３から音源ＳＳへのｙｚ平面上の方向として、例えば角度φ３が特定できる。
【０１０６】
そして、各音波トランスデューサーデバイスが取得した受信信号に基づいて、三角法により音源ＳＳのｙｚ平面上の位置を特定する。具体的には、図８（Ｄ）に示すように、既知の距離Δ２と、角度φ２及びφ３に基づいて、音源ＳＳの位置を三角法により特定することができる。
【０１０７】
このようにして、音源ＳＳのｘｙ平面上の位置とｙｚ平面上の位置を求め、ｘｙ平面上の位置及びｙｚ平面上の位置の交点を、ｘｙｚ空間上での音源ＳＳの位置として特定することができる。以上のように、受信フォーカス処理では、図８（Ａ）〜図８（Ｄ）を用いて説明した一連の処理を行う。
【０１０８】
これにより、音源の位置を特定して、前述したように、音源の位置に対応する表示部１３０の表示位置に音源アイコンを表示すること等が可能になる。なお、後述する図１７〜図１８（Ｂ）に示す１次元スキャンが可能な超音波トランスデューサーデバイスを用いて、上記のような処理を行う場合には、表示装置１００の使用者の頭部を取り巻くように、超音波トランスデューサーデバイスを６個以上設けることが望ましい。
【０１０９】
次に、音源アイコンの表示変化周波数の設定処理について説明する。
【０１１０】
まず、本実施形態では、記憶部１７０に検出周波数を記憶しておく。検出周波数とは、表示装置１００の使用者が表示部１３０に音源アイコンを表示したい音波の周波数のことである。つまり例えば、ある低周波音に曝されると使用者が不快に感じる場合には、その低周波音の周波数を検出周波数として予め記憶しておく。検出周波数は、使用者が記憶部１７０に登録してもよいし、表示装置１００の製造者が製造時に予め記憶部１７０に記憶させておいてもよい。
【０１１１】
これにより、検出周波数の音波を発する音源を示す音源アイコンを表示部１３０に表示すること等が可能になる。また他にも、例えば公知のガイドライン等で規定されている、周囲に悪影響を及ぼす可能性のある音波の周波数を、検出周波数として記憶しておいてもよい。
【０１１２】
そして、処理部１５０は、受信情報に基づいて音源の周波数を特定し、特定した音源の周波数が検出周波数である場合に、音源アイコンの表示変化周波数を第１周波数に設定して、音源アイコンを表示部１３０に表示する。
【０１１３】
ここで、第１周波数（認知用周波数）は、使用者の目で音源アイコンを見た時に、最も認知感度（例えばコントラスト感度）が高くなる周波数に設定することが望ましい。例えば、ヒトの目のコントラスト感度（１／Ｃ）と表示変化周波数の関係を図９に示す。図９に示すように、表示変化周波数が１０Ｈｚの時にコントラスト感度が最大（ＣＭＡＸ）となり、表示変化周波数が１０Ｈｚより小さくなった場合も、１０Ｈｚより大きくなった場合にも、コントラスト感度が低下する。
【０１１４】
そのため、処理部１５０は、音源の周波数が検出周波数であると判定した場合には、音源アイコンの表示変化周波数を１０Ｈｚに設定する。
【０１１５】
これにより、検出周波数の音波を発する音源がある場合に、使用者がより認知しやすい表示変化周波数で、その音源を示す音源アイコンを表示すること等が可能になる。また、認知感度の高い表示変化周波数に設定することで、サイズの小さい音源アイコンでも使用者に対し、効果的に注意喚起を促すこと等が可能になる。
【０１１６】
また、処理部１５０は、受信情報に基づいて音源の周波数を特定し、特定した音源の周波数が検出周波数に近づくほど、音源アイコンの表示変化周波数を、第１周波数に近づける。
【０１１７】
例えば、検出周波数がｆｄｅｔ＝１５Ｈｚであり、検出した音源の周波数がｆｓｓ＝２２Ｈｚである場合には、表示変化周波数を３０Ｈｚに設定する。その後に、音源の周波数が変化してｆｓｓ＝１８Ｈｚになり、音源の周波数ｆｓｓが検出周波数ｆｄｅｔに近づいた場合には、表示変化周波数を２０Ｈｚに設定する。
【０１１８】
これにより、音源アイコンの変化の速さにより、その音源から発せられる音波の周波数が検出周波数に近いか否かを、使用者が直感的に判断すること等が可能になる。よって、使用者は、音源アイコンを見て、特に注意を払う必要がある音源かどうかを判断し、音源が特に注意を払うべきものである場合には、その音源から離れたりすること等が可能になる。
【０１１９】
また、音源の周波数が検出周波数に近い値であっても、音源から発せられる音の音量が小さければ、使用者に与える悪影響は小さい。逆に、音源の周波数が検出周波数から多少離れていても、音源から発せられる音の音量が大きければ、使用者に与える悪影響は大きくなる。
【０１２０】
そこで、処理部１５０は、受信情報に基づいて音源から発せられる音の音量を特定し、特定した音量に基づいて、音源アイコンの表示変化周波数を変化させる。
【０１２１】
例えば、図１０に示すように、音量Ｖｏｌ．が０である場合には、表示変化周波数を６０Ｈｚに設定し、音量Ｖｏｌ．が所与の閾値Ｔｈ以上である場合には、表示変化周波数を１０Ｈｚに設定する。なお、音量が０から所与の閾値Ｔｈまでの範囲では、音量と表示変化周波数を比例関係とする。また、音量の閾値Ｔｈは、例えば公知のガイドラインなどによって規定される規制値や参考値、目標値などである。本例では、音量が０の時に表示変化周波数を６０Ｈｚに設定したが、他にも音量が０の時に表示変化周波数を１Ｈｚに設定し、音量が大きくなるにつれて、表示変化周波数が１０Ｈｚに近づくようにする等、種々の変更が可能である。
【０１２２】
これにより、音量が所与の閾値に近づくほど、使用者に認識されやすいように、音源アイコンを表示すること等が可能になる。また、音量が大きくなるほど、音源アイコンのサイズも大きくしてもよい。
【０１２３】
また、音波が使用者に与える影響の大きさは、音の音量だけでなく、音が鳴り続けている時間にも左右される。例えば、音量の小さい低周波音であっても、鳴り続けている時間が長い場合には、使用者に悪影響を与えることが多くなる。
【０１２４】
そこで、処理部１５０は、タイマー１９０から得られる時間情報に基づいて、音源の検出が開始されてからの検出経過時間を求め、検出経過時間に基づいて、音源アイコンの表示変化周波数を変化させる。
【０１２５】
具体例を図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示す。図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）の例では、周波数２０Ｈｚで音量ＶＯの低周波音を発する音源が検出されている。そして、図１１（Ａ）の例では、音源の検出が開始されてから、ＴＭ１の時間が経過している。すなわち、検出経過時間がＴＭ１である。この場合には、表示変化周波数を３０Ｈｚに設定して、音源アイコンを表示する。
【０１２６】
一方、図１１（Ｂ）の例では、検出経過時間がＴＭ２であり、図１１（Ａ）での検出経過時間ＴＭ１よりも長い。したがってこの場合には、図１１（Ａ）の場合よりも、使用者に対して注意喚起を促す必要性がより高いため、表示変化周波数を１５Ｈｚに設定する。
【０１２７】
これにより、音源の検出経過時間が長いほど、使用者に認識されやすいように、音源アイコンを表示すること等が可能になる。
【０１２８】
また、使用者と音源との距離が次第に小さくなる（縮まっている）場合にも、音源から発せられる音波が使用者に悪影響を与えることが多くなる。
【０１２９】
そこで、前述したように、音波トランスデューサーデバイス１１０は、超音波を送信する第２音波トランスデューサー素子１１２を有し、第２音波トランスデューサー素子１１２から送信した超音波の反射波を、第２音波トランスデューサー素子１１２で受信する。そして、処理部１５０は、送信した超音波の送信周波数と、受信した反射波の受信周波数とに基づいて、表示装置１００と音源との距離が小さくなっているか否かの判定処理を行い、判定処理の結果に基づいて、音源アイコンの表示変化周波数を変化させる。
【０１３０】
つまり、本実施形態では、ドップラー効果を利用して、表示装置１００（又は使用者）と音源との距離が小さくなっているか否かを判定する。
【０１３１】
具体例を図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示す。図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は、前述した図４（Ａ）及び図４（Ｂ）と同様の図であるが、音源ＳＳ２及び音源ＳＳ３に替わって、音源ＳＳ４及び音源ＳＳ５が存在する。音源ＳＳ４は道路工事に使用する削岩機であり、音源ＳＳ５はアイドリング中の車である。
【０１３２】
本例において、使用者ＵＳはＤＲ１の方向に向かって歩いている。そのため、風車ＳＳ１との距離が次第に小さくなっている。さらに、削岩機ＳＳ４はＤＲ２の方向に向かって移動しており、削岩機ＳＳ４と使用者ＵＳとの距離も次第に小さくなっている。一方、車ＳＳ５は停車されており、移動していないため、使用者ＵＳとの距離は次第に大きくなっている。
【０１３３】
この場合には、最も使用者ＵＳに近づいている削岩機ＳＳ４を表す音源アイコンＳ４の表示変化周波数を１０Ｈｚに設定し、次に、風車ＳＳ１を表す音源アイコンＳ１の表示変化周波数を２０Ｈｚに設定する。そして、音源アイコンの同心円図形を構成する各円が外側に広がっていくように、音源アイコンＳ４及び音源アイコンＳ１を変化させて表示する。
【０１３４】
一方、車ＳＳ５からは使用者ＵＳが離れていくため、車ＳＳ５の音源アイコンＳ５の表示変化周波数は、音源アイコンＳ１や音源アイコンＳ４の表示変化周波数よりも認知感度の低い４０Ｈｚに設定する。そして、音源アイコンの同心円図形を構成する各円が内側に縮小するように、音源アイコンＳ５を変化させて表示する。つまり、本例では、音源と使用者の距離が縮まっているか否かによって、表示変化周波数だけでなく、同心円図形の輪の変化方向も変えて表示する。
【０１３５】
さらに、特に危険度の高い音源に関しては、表示変化周波数や同心円図形の輪の変化方向だけでなく、音源アイコンの大きさを他の音源アイコンよりも大きくしてもよい。例えば図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）の例では、削岩機ＳＳ４が使用者ＵＳに最も接近しており、悪影響を及ぼす可能性が高いため、図１２（Ａ）では、音源アイコンＳ４の大きさを他の音源アイコン（Ｓ１、Ｓ５）よりも大きくして表示している。
【０１３６】
さらに、本実施形態の表示装置１００の使用者が聴覚障害者等である場合には、音源から発せられる音が可聴音であっても、低周波音又は高周波音であっても、視野外の音源を音源アイコンから知ることができる。そのため、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）の例のように、道路の曲り角の陰から削岩機ＳＳ４が接近していることを把握し、事前に避けて歩くこと等が可能になる。
【０１３７】
また、上述した処理を行う場合に、第２音波トランスデューサー素子１１２から出射される音波は、超音波であることが望ましい。可聴音を出射した場合には、周囲の第三者に聞こえて迷惑がかかってしまうし、音源の周波数と被ってしまう場合には、薄膜音波トランスデューサー素子１１１で受信する音波のノイズになってしまう。よって、これらと周波数が異なる音波、例えば超音波であることが望ましい。
【０１３８】
これにより、表示装置１００（又は使用者）と音源との距離が小さくなっているほど、使用者に認識されやすいように、音源アイコンを表示すること等が可能になる。
【０１３９】
また、変形例として、第２音波トランスデューサー素子１１２を設けて、ドップラー効果を利用するのではなく、前述した音源の位置の情報を記憶部１７０に記憶しておき、前回の音源の位置と新たに検出した今回の音源の位置とを比較することにより、音源と使用者の距離が縮まっているか否かを判定する方法もある。この場合には、第２音波トランスデューサー素子１１２を設ける必要はない。
【０１４０】
また、記憶部１７０は、複数の検出周波数を記憶してもよい。その場合には、処理部１５０は、受信情報に基づいて音源の周波数を特定し、特定した音源の周波数が、複数の検出周波数のうちの第１検出周波数である場合には、音源アイコンの表示変化周波数を、第１周波数に設定する。そして、処理部１５０は、特定した音源の周波数が、複数の検出周波数のうちの第２検出周波数である場合には、表示変化周波数を第２周波数に設定する。
【０１４１】
例えば、前述した図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）の例では、風車ＳＳ１が発する音波の周波数を、第１検出周波数に設定して記憶しておき、削岩機ＳＳ４が発する音波の周波数を、第２検出周波数に設定して記憶しておく。そして、より危険度が高い削岩機ＳＳ４の音源アイコンＳ４の表示変化周波数（第２周波数）を、認知感度の高い１０Ｈｚに設定し、比較的危険度の低い風車ＳＳ１の音源アイコンＳ１の表示変化周波数（第１周波数）を、２０Ｈｚに設定する。
【０１４２】
これにより、例えば使用者に悪影響を与える複数種類の音源を特定して、音源の周波数毎に異なる表示変化周波数で、複数の音源アイコンを表示すること等が可能になる。
【０１４３】
次に、図１３のシーケンス図を用いて、本実施形態の処理の流れについて説明する。まず、音波トランスデューサーデバイス１１０が音響検出を行い（Ｔ１０１）、受信信号を処理部１５０に出力する（Ｔ１０２）。なお、Ｔ１０１では、薄膜音波トランスデューサー素子１１１が音源からの音波を受信するだけでなく、前述したように、第２音波トランスデューサー素子１１２が、音源に対して超音波を送信し、送信した超音波の反射波を受信する処理も行うものとする。すなわち、受信信号には、送信した超音波の反射波の受信周波数等の情報も含む。
【０１４４】
次に、処理部１５０は、受信信号に基づいて受信情報を特定する（Ｔ１０３）。そして、処理部１５０は、過去に検出した音源のデータを記憶部１７０から取得する（Ｔ１０４）。過去に検出した音源のデータは、例えば音源の位置、音源の移動方向、検出経過時間、音源の周波数、音量などである。
【０１４５】
そして、処理部１５０は、今回特定した受信情報に基づいて、音源の位置の特定（Ｔ１０５）、音源の移動方向の特定（Ｔ１０６）、検出経過時間の特定（Ｔ１０７）、音源の周波数の特定（Ｔ１０８）、音量の特定（Ｔ１０９）を行う。各情報の特定方法については、前述した通りである。
【０１４６】
次に、処理部１５０は、Ｔ１０５〜Ｔ１０９において特定した音源のデータを、記憶部１７０に記憶させる（Ｔ１１０）。この際には、既にデータが記憶されている音源については、その音源のデータを更新する。
【０１４７】
ここで、Ｔ１１０の具体的な処理の流れを、図１４のフローチャートに示す。まず、処理部１５０が、音源の数だけ、音源の位置、音源の移動方向、検出経過時間、音源の周波数及び音量の情報を取得する（Ｓ１０）。ここでは、音源の数をＩ個とする（Ｉは正の整数）。
【０１４８】
次に、処理部１５０は、記憶部１７０の記憶領域から既に記憶してある音源のデータを読み出す（Ｓ１１）。例えば、既にＪ個の音源のデータが記憶されているものとする（Ｊは正の整数）。
【０１４９】
そして、処理部１５０は、既にデータが記憶されているＪ個の音源の中に、今回検出したＩ個の音源のうちのいずれかが存在するか否かを、総当たりで比較して判定する（Ｓ１２〜Ｓ１４）。なお、ステップＳ１２のｉは、今回検出した音源データを表す変数であり、ステップＳ１３のｊは、既に記憶されている音源データを表す変数である。
【０１５０】
具体的にステップＳ１４では、音源ｉと音源ｊが同じ音源であるか否かを、前回検出時からの音源の移動量が所与の閾値以下であるか否かによって判定する。前回検出時からの音源の移動量が所与の閾値以下である場合には、音源ｉと音源ｊは同じ音源であると判断し、前回検出時からの音源の移動量が所与の閾値よりも大きい場合には、音源ｉと音源ｊは異なる音源であると判断する。
【０１５１】
ステップＳ１４において、音源ｉと音源ｊが同じ音源であると判定した場合には、音源ｊのデータを、新たに検出した音源ｉのデータに基づき更新する（Ｓ１５）。具体的には、検出経過時間を加算したり、積算音量の加算をしたり、新たに検出された音源の周波数を追加したりする。
【０１５２】
そして、ｉをインクリメントし（Ｓ１６）、ステップＳ１２に戻り、今回検出された全ての音源データについて処理を行ったか否かを判定する。今回検出された全ての音源データについて処理を行ったと判定した場合には、処理を終了する。
【０１５３】
また、ステップＳ１４において、音源ｉと音源ｊが異なる音源であると判定した場合には、ｊをインクリメントし（Ｓ１７）、ステップＳ１３に戻る。
【０１５４】
さらに、ステップＳ１３において、ｊ＞Ｊとなった場合には、記憶されていた音源データの中に、今回検出した音源ｉのデータが存在しないと判定し、音源ｉのデータを記憶部１７０の記憶領域に追加で記憶させ（Ｓ１８）、ステップＳ１６へ進む。そして、全ての音源データに対し、上記の処理が終わるまで、処理を繰り返す。
【０１５５】
図１３の説明に戻る。Ｔ１１０の処理を行った後に、処理部１５０は、注目すべき音のデータを記憶部１７０の記憶領域から読み出す（Ｔ１１１）。注目すべき音のデータとは、例えば前述した検出周波数や、検出する音の音量等である。
【０１５６】
そして、今回検出した音源のデータと、Ｔ１１１で読み出した注目すべき音のデータを比較する（Ｔ１１２）。今回検出した音源のデータと、注目すべき音のデータとが、一致すると判定した場合又は近いと判定した場合には、検出した音源の音源アイコンを表示すると決定する。
【０１５７】
次に、処理部１５０が、Ｔ１０５〜Ｔ１０９で特定した音源のデータ（音源の位置、音源の移動方向、検出経過時間、音源の周波数、音量）に基づいて、表示する音源アイコンの表示位置、輪の変化方向、表示変化周波数、色、大きさなどを、前述した方法で決定する（Ｔ１１３）。そして、処理部１５０は、表示部１３０に音源アイコンの情報を出力し（Ｔ１１４）、表示部１３０が音源アイコン等を表示する（Ｔ１１５）。以上が本実施形態の処理の流れである。
【０１５８】
また、ここまでは、主に音源から一定の周波数や、一定の音量の音波が出射されている場合について説明してきたが、図１５の矢印ＶＳで示すように、時間が経過するにつれて、音源の周波数や音量が変わる場合もある。なお、図１５には、音量を縦軸とし、音源の周波数を横軸としたグラフを示す。
【０１５９】
そして、図１５の例では、注目すべき音が、音の周波数と音量の線形関数によって定められている。具体的には、検出された音源の音波が、直線ＴＨ１及び直線ＴＨ２のいずれかよりも上の領域に位置づけられる場合には、注目（警戒）すべき音であると判定する。なお、注目すべき音の周波数と音量は、対数関数などの線形関数以外の関数で関係付けられていてもよい。
【０１６０】
このような場合には、矢印ＶＳで示される全期間において、二つの直線ＴＨ１及びＴＨ２のどちらかと、最も距離が近くなる点を特定する。そして、その点における音源の周波数と音量に基づいて、表示変化周波数や音源アイコンの大きさ等を決定する。つまり、全期間中、最も認知感度の高くなる表示変化周波数等で、音源アイコンを表示する。
【０１６１】
例えば、図１５の例では、点Ｐ１において直線ＴＨ２との距離がΔとなり、全期間中、直線ＴＨ１又は直線ＴＨ２との距離が最小となる。よって、点Ｐ１の時の音源の周波数ｆＰ１と、音量ＶＰ１とに基づいて、表示変化周波数や音源アイコンの大きさ等を決定する。
【０１６２】
また、ここまでは、音源の音量と検出経過時間を独立したパラメーターとして扱ってきたが、音源の音量と検出経過時間から積算音量を求め、積算音量に基づいて、上記の各処理を行ってもよい。
【０１６３】
また、音源から発せられる音波の高低（音源の周波数）に基づいて、音源アイコンとして表示する同心円図形の色を変えてもよい。
【０１６４】
これにより、使用者が音源アイコンの色で、音波の高低を判断すること等が可能になる。
【０１６５】
また、本実施形態の音波トランスデューサーデバイス１１０は、構造が異なる複数のメンブレンを有し、使用者が設定した検出周波数に基づいて、使用するメンブレンを選択可能であってもよい。
【０１６６】
これにより、周波数帯域が離れた複数の検出周波数の音波を検出すること等が可能になる。
【０１６７】
４．音波トランスデューサー素子
図１６（Ａ）〜図１６（Ｃ）に、音波トランスデューサーデバイスの音波トランスデューサー素子１０の構成例を示す。この音波トランスデューサー素子１０は、振動膜（メンブレン、支持部材）５０と圧電素子部とを有する。圧電素子部は、第１電極層（下部電極）２１と、圧電体層（圧電体膜）３０と、第２電極層（上部電極）２２を有する。前述した薄膜音波トランスデューサー素子１１１及び第２音波トランスデューサー素子１１２は、音波トランスデューサー素子１０と同様の構造を持つ。ただし、前述したように、薄膜音波トランスデューサー素子１１１と第２音波トランスデューサー素子１１２では、振動膜５０の大きさ、形状、薄さ、及び後述する開口４０の開口部４５の大きさのうち、少なくともいずれか一つが異なる。
【０１６８】
図１６（Ａ）は、基板（シリコン基板）６０に形成された音波トランスデューサー素子１０の、素子形成面側の基板６０に垂直な方向から見た平面図である。図１６（Ｂ）は、図１６（Ａ）のＡ−Ａ’に沿った断面を示す断面図である。図１６（Ｃ）は、図１６（Ａ）のＢ−Ｂ’に沿った断面を示す断面図である。
【０１６９】
第１電極層２１は、振動膜５０の上層に例えば金属薄膜で形成される。この第１電極層２１は、図１６（Ａ）に示すように素子形成領域の外側へ延長され、隣接する音波トランスデューサー素子１０に接続される配線であってもよい。
【０１７０】
圧電体層３０は、例えばＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛）薄膜により形成され、第１電極層２１の少なくとも一部を覆うように設けられる。なお、圧電体層３０の材料は、ＰＺＴに限定されるものではなく、例えばチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、ジルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ３）、チタン酸鉛ランタン（（Ｐｂ、Ｌａ）ＴｉＯ３）などを用いてもよい。
【０１７１】
第２電極層２２は、例えば金属薄膜で形成され、圧電体層３０の少なくとも一部を覆うように設けられる。この第２電極層２２は、図１６（Ａ）に示すように素子形成領域の外側へ延長され、隣接する音波トランスデューサー素子１０に接続される配線であってもよい。
【０１７２】
振動膜（メンブレン）５０は、例えばＳｉＯ２薄膜とＺｒＯ２薄膜との２層構造により開口４０を塞ぐように設けられる。この振動膜５０は、圧電体層３０及び第１、第２電極層２１、２２を支持すると共に、圧電体層３０の伸縮に従って振動し、音波を発生させることができる。
【０１７３】
開口４０は、基板６０（シリコン基板）の裏面（素子が形成されない面）側から反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）等によりエッチングすることで形成される。この開口４０の開口部４５のサイズによって音波の共振周波数が決定され、その音波は圧電体層３０側（図１６（Ａ）において紙面奥から手前方向）に放射される。
【０１７４】
音波トランスデューサー素子１０の下部電極（第１電極）は、第１電極層２１により形成され、上部電極（第２電極）は、第２電極層２２により形成される。具体的には、第１電極層２１のうちの圧電体層３０に覆われた部分が下部電極を形成し、第２電極層２２のうちの圧電体層３０を覆う部分が上部電極を形成する。即ち、圧電体層３０は、下部電極と上部電極に挟まれて設けられる。
【０１７５】
５．音波トランスデューサーデバイス
５．１．  １次元スキャン可能な音波トランスデューサーデバイス
図１７に、１次元スキャン可能な音波トランスデューサーデバイス（素子チップ）の構成例を示す。本構成例の音波トランスデューサーデバイスは、複数の音波トランスデューサー素子群ＵＧ１〜ＵＧ６４、駆動電極線ＤＬ１〜ＤＬ６４（広義には第１〜第ｎの駆動電極線。ｎは２以上の整数）、コモン電極線ＣＬ１〜ＣＬ８（広義には第１〜第ｍのコモン電極線。ｍは２以上の整数）を含む。なお、駆動電極線の本数（ｎ）やコモン電極線の本数（ｍ）は、図１７に示す本数には限定されない。
【０１７６】
複数の音波トランスデューサー素子群ＵＧ１〜ＵＧ６４は、第２の方向Ｄ２（スキャン方向）に沿って６４列に配置される。ＵＧ１〜ＵＧ６４の各音波トランスデューサー素子群は、第１の方向Ｄ１（スライス方向）に沿って配置される複数の音波トランスデューサー素子を有する。
【０１７７】
図１８（Ａ）に、音波トランスデューサー素子群ＵＧ（ＵＧ１〜ＵＧ６４）の例を示す。図１８（Ａ）では、音波トランスデューサー素子群ＵＧは第１〜第４の素子列により構成される。第１の素子列は、第１の方向Ｄ１に沿って配置される音波トランスデューサー素子ＵＥ１１〜ＵＥ１８により構成され、第２の素子列は、第１の方向Ｄ１に沿って配置される音波トランスデューサー素子ＵＥ２１〜ＵＥ２８により構成される。第３の素子列（ＵＥ３１〜ＵＥ３８）、第４の素子列（ＵＥ４１〜ＵＥ４８）も同様である。これらの第１〜第４の素子列には、駆動電極線ＤＬ（ＤＬ１〜ＤＬ６４）が共通接続される。また、第１〜第４の素子列の音波トランスデューサー素子にはコモン電極線ＣＬ１〜ＣＬ８が接続される。
【０１７８】
そして、図１８（Ａ）の音波トランスデューサー素子群ＵＧが、音波トランスデューサーデバイスの１チャンネルを構成する。即ち、駆動電極線ＤＬが１チャンネルの駆動電極線に相当し、送信回路からの１チャンネルの送信信号は駆動電極線ＤＬに入力される。また、駆動電極線ＤＬからの１チャンネルの受信信号は駆動電極線ＤＬから出力される。なお、１チャンネルを構成する素子列数は図１８（Ａ）のような４列には限定されず、４列よりも少なくてもよいし、４列よりも多くてもよい。例えば図１８（Ｂ）に示すように、素子列数は１列であってもよい。
【０１７９】
図１７に示すように、駆動電極線ＤＬ１〜ＤＬ６４（第１〜第ｎの駆動電極線）は、第１の方向Ｄ１に沿って配線される。駆動電極線ＤＬ１〜ＤＬ６４のうちの第ｊ（ｊは１≦ｊ≦ｎである整数）の駆動電極線ＤＬｊ（第ｊのチャンネル）は、第ｊの音波トランスデューサー素子群ＵＧｊの音波トランスデューサー素子が有する第１の電極（例えば下部電極）に接続される。
【０１８０】
音波を出射する送信期間には、送信信号ＶＴ１〜ＶＴ６４が駆動電極線ＤＬ１〜ＤＬ６４を介して音波トランスデューサー素子に供給される。また、音波エコー信号を受信する受信期間には、音波トランスデューサー素子からの受信信号ＶＲ１〜ＶＲ６４が駆動電極線ＤＬ１〜ＤＬ６４を介して出力される。
【０１８１】
コモン電極線ＣＬ１〜ＣＬ８（第１〜第ｍのコモン電極線）は、第２の方向Ｄ２に沿って配線される。音波トランスデューサー素子が有する第２の電極は、コモン電極線ＣＬ１〜ＣＬ８のうちのいずれかに接続される。具体的には、例えば図１７に示すように、コモン電極線ＣＬ１〜ＣＬ８のうちの第ｉ（ｉは１≦ｉ≦ｍである整数）のコモン電極線ＣＬｉは、第ｉ行に配置される音波トランスデューサー素子が有する第２の電極（例えば上部電極）に接続される。
【０１８２】
コモン電極線ＣＬ１〜ＣＬ８には、コモン電圧ＶＣＯＭが供給される。このコモン電圧ＶＣＯＭは一定の直流電圧であればよく、０Ｖ、即ちグランド電位（接地電位）でなくてもよい。
【０１８３】
そして送信期間では、送信信号電圧とコモン電圧との差の電圧が音波トランスデューサー素子に印加され、所定の周波数の音波が放射される。
【０１８４】
なお、音波トランスデューサー素子の配置は、図１７に示すマトリックス配置に限定されず、いわゆる千鳥配置等であってもよい。
【０１８５】
また図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）では、１つの音波トランスデューサー素子が送信素子及び受信素子の両方に兼用される場合について示したが、本実施形態はこれに限定されない。例えば送信素子用の音波トランスデューサー素子、受信素子用の音波トランスデューサー素子を別々に設けて、アレイ状に配置してもよい。
【０１８６】
５．２．  ２次元スキャン可能な音波トランスデューサーデバイス
図１９は、２次元スキャン可能な音波トランスデューサーデバイス１１０の概略構成を示す平面図である。例えば、前述した図８（Ａ）〜図８（Ｃ）の例では、図１９に示す構成の音波トランスデューサーデバイス１１０を用いている。
【０１８７】
前述したように、音波トランスデューサーデバイス１１０は、基板６０上に実装される複数の音波トランスデューサー素子１０を備える。この音波トランスデューサーデバイス１１０は、図１９に示すように、基板６０上に複数の音波トランスデューサー素子１０を水平方向（Ｘ軸Ｌ１）及び垂直方向（Ｙ軸Ｌ２）に沿って均等間隔に配置されたマトリクス状の二次元アレイ構造に構成されている。
【０１８８】
基板６０は、略矩形状に形成され、例えばシリコン（Ｓｉ）などの半導体形成素材により形成される。この基板６０は、当該基板６０の厚み方向に見る平面視において、基板中心点Ｏ（交差点、基板略中心点）を通り、互いに直交するＸ軸Ｌ１（分割仮想線）及びＹ軸Ｌ２（分割仮想線）により分割される４つの領域（第１領域Ａｒ１、第２領域Ａｒ２、第３領域Ａｒ３、及び第４領域Ａｒ４）を有する。
【０１８９】
第１領域Ａｒ１において、各音波トランスデューサー素子１０の下部電極２１から引き出される下部電極線３３４は、下部電極２１からＹ軸Ｌ２に沿って＋Ｙ軸方向側（後述する第一方向に直交する方向）に延びる引出部３３４１と、引出部３３４１の先端からＸ軸Ｌ１に沿って−Ｘ軸方向側（第一方向）に延びる配線部３３４２とを備える。
【０１９０】
第２領域Ａｒ２において、下部電極線３３４は、Ｙ軸Ｌ２に沿って＋Ｙ軸方向側（第一方向に直交する方向）に延びる引出部３３４１と、引出部３３４１の先端からＸ軸Ｌ１に沿って＋Ｘ軸方向側（第一方向）に延びる配線部３３４２とを備える。
【０１９１】
なお、第１領域Ａｒ１及び第２領域Ａｒ２において、下部電極線３３４の引出部３３４１は、それぞれＸ軸Ｌ１から離間する方向に引き出されていたが、本実施形態のように、後述する共通電極線３３６がＸ軸Ｌ１に沿って形成されていない場合には、引出部３３４１をＸ軸Ｌ１に向けて引き出してもよい。
【０１９２】
第３領域Ａｒ３において、下部電極線３３４は、Ｙ軸Ｌ２に沿って−Ｙ軸方向側（第一方向に直交する方向）に延びる引出部３３４１と、引出部３３４１の先端からＸ軸Ｌ１に沿って−Ｘ軸方向側（第一方向）に延びる配線部３３４２とを備える。
【０１９３】
第４領域Ａｒ４において、下部電極線３３４は、Ｙ軸Ｌ２に沿って−Ｙ軸方向側（第一方向に直交する方向）に延びる引出部３３４１と、引出部３３４１の先端からＸ軸Ｌ１に沿って＋Ｘ軸方向側（第一方向）に延びる配線部３３４２とを備える。
【０１９４】
また、上部電極線３３５は、各音波トランスデューサー素子１０の上部電極２２を互いに接続し、Ｘ軸Ｌ１に沿う方向である配線部３３４２に沿う方向（第一方向）に直線状に延びている。そして、各上部電極線３３５は、第１領域Ａｒ１及び第３領域Ａｒ３と、第２領域Ａｒ２及び第４領域Ａｒ４との間にＹ軸Ｌ２に沿って配置される共通電極線３３６に接続される。なお、共通電極線３３６は、図１９において、Ｙ軸Ｌ２の近傍に沿って配置したが、Ｙ軸Ｌ２上に配置してもよい。
【０１９５】
上述した本実施形態における音波トランスデューサーデバイス１１０によれば、以下の効果を奏する。
【０１９６】
第１に、音波トランスデューサー素子１０を基板６０上に、二次元アレイ状に配置した場合において、基板６０に対する平面視において、互いに直交するＸ軸Ｌ１及びＹ軸Ｌ２によって、基板６０を４つの領域Ａｒ１〜Ａｒ４に分割している。そして、各領域Ａｒ１〜Ａｒ４内において、音波トランスデューサー素子１０の下部電極２１から引き出される各下部電極線３３４は、基板中心点Ｏから離れる方向へ延びている。すなわち、Ｘ軸に沿って、Ｙ軸を挟んだ２つの領域Ａｒ１、Ａｒ２またはＡｒ３、Ａｒ４において、下部電極線３３４がＹ軸を跨いで同方向に引き出されることがない。これによれば、Ｘ軸Ｌ１及びＹ軸Ｌ２により、基板６０を領域Ａｒ１〜Ａｒ４に分割して、各領域Ａｒ１〜Ａｒ４内で下部電極線３３４を引き出しているので、各領域Ａｒ１〜Ａｒ４内において、音波トランスデューサー素子１０間に引き出される下部電極線３３４の本数を少なくできる。
【０１９７】
第２に、基板６０は、互いに直交するＸ軸Ｌ１及びＹ軸Ｌ２によって、４つの領域に分割されている。４分割することで、例えば基板を９つの領域に分割するような構成において、中央部分に形成される領域が生じることがなく、各領域Ａｒ１〜Ａｒ４内において、音波トランスデューサー素子１０間に引き出される下部電極線３３４の本数を確実に少なくでき、分割数を多くした場合での下部電極線３３４の引き出し方向の煩雑化を防止できる。
【０１９８】
第３に、Ｘ軸Ｌ１及びＹ軸Ｌ２が基板６０の基板中心点Ｏを通るので、基板６０を均等に４つの領域Ａｒ１〜Ａｒ４に分割できる。これによれば、領域Ａｒ１〜Ａｒ４毎での音波トランスデューサー素子１０間における下部電極線３３４の本数の偏りを防止でき、本数を均等にできる。従って、各領域が均等でない場合には、領域毎に音波トランスデューサー素子１０間のスペースの広さをそれぞれ変更する必要があるが、本実施形態によれば、各領域Ａｒ１〜Ａｒ４において本数を均等にできるので、音波トランスデューサー素子１０を基板６０に配置する製造工程を簡素化できる。
【０１９９】
そして、共通電極線３３６には、下部電極線３３４に沿う上部電極線３３５がそれぞれ接続され、この共通電極線３３６は、Ｙ軸Ｌ２に沿って配置されているのみである。従って、共通電極線の本数を従来の構成に比べて大幅に減らすことができ、構成を簡素化できる。また、共通電極線３３６は、Ｙ軸Ｌ２に沿って配置されるので、Ｘ軸Ｌ１に沿う下部電極線３３４との接触を防止できる。
【０２００】
さらに、下部電極線３３４の引出部３３４１は、各音波トランスデューサー素子１０間において、上部電極線３３５と直交する方向に引き出され、配線部３３４２は、引出部３３４１の先端から上部電極線３３５に対して平行に延びている。また、上部電極線３３５は、一方向に直線状に延びている。これによれば、配線部３３４２は、引出部３３４１によって、上部電極線３３５とは離れた位置で平行に延びているので、上部電極線３３５と交差することがない。従って、上部電極線３３５と下部電極線３３４とが接触することによる一対の電極のショートを確実に防止できる。
【０２０１】
また、下部電極線３３４の引出部３３４１は、Ｘ軸Ｌ１またはＹ軸Ｌ２のうちいずれか一方から離間する方向に引き出されるので、共通電極線３３６がＸ軸Ｌ１及びＹ軸Ｌ２の両方に沿って配置された場合でも、引出部３３４１と共通電極線３３６とが交差することをより確実に防止できる。
【０２０２】
本実施形態の音波トランスデューサー素子１０の配線構造は、図１９に示す配線構造に限定されず、変形が可能である。例えば、下部電極線３３４の引き出し方向（引出部３３４１が延びる方向）及び配線部３３４２が延びる方向を、領域（Ａｒ１〜Ａｒ４）毎に変更すること等が可能である。
【０２０３】
また、前記各配線構造では、基板６０は、４つの領域Ａｒ１〜Ａｒ４を備えたが、例えば、３つの領域に分割してもよく、この場合でも各領域内の音波トランスデューサー素子１０間に引き出される下部電極線３３４の本数を、基板６０を分割しない場合よりも少なくできる。また、５つ以上に分割してもよく、この場合には、４分割する場合よりも、音波トランスデューサー素子１０間に引き出される下部電極線３３４の本数をより少なくできる。
【０２０４】
さらに、前記各配線構造では、各領域Ａｒ１〜Ａｒ４内において、下部電極線３３４の引き出し方向は、Ｘ軸またはＹ軸に沿って延びていたが、基板中心点Ｏから離間する方向に延びていればよく、例えば、斜め方向に延びていてもよい。
【０２０５】
なお、本実施形態の表示装置及び電子機器等は、その処理の一部または大部分をプログラムにより実現してもよい。この場合には、ＣＰＵ等のプロセッサーがプログラムを実行することで、本実施形態の表示装置及び電子機器等が実現される。具体的には、非一時的な情報記憶装置に記憶されたプログラムが読み出され、読み出されたプログラムをＣＰＵ等のプロセッサーが実行する。ここで、情報記憶装置（コンピューターにより読み取り可能な装置）は、プログラムやデータなどを格納するものであり、その機能は、光ディスク（ＤＶＤ、ＣＤ等）、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）、或いはメモリー（カード型メモリー、ＲＯＭ等）などにより実現できる。そして、ＣＰＵ等のプロセッサーは、情報記憶装置に格納されるプログラム（データ）に基づいて本実施形態の種々の処理を行う。即ち、情報記憶装置には、本実施形態の各部としてコンピューター（操作部、処理部、記憶部、出力部を備える装置）を機能させるためのプログラム（各部の処理をコンピューターに実行させるためのプログラム）が記憶される。
【０２０６】
また、本実施形態の表示装置及び電子機器等は、プロセッサーとメモリーを含んでも良い。ここでのプロセッサーは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）であってもよい。ただし、プロセッサーはＣＰＵに限定されるものではなく、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、或いはＤＳＰ（Digital Signal Processor）等、各種プロセッサーを用いることが可能である。また、プロセッサーはＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）によるハードウェア回路でもよい。また、メモリーはコンピューターにより読み取り可能な命令を格納するものであり、当該命令がプロセッサーにより実行されることで、本実施形態に係る表示装置及び電子機器等の各部が実現されることになる。ここでのメモリーは、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの半導体メモリーであってもよいし、レジスターやハードディスク等でもよい。また、ここでの命令は、プログラムを構成する命令セットの命令でもよいし、プロセッサーのハードウェア回路に対して操作を指示する命令であってもよい。
【０２０７】
以上のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、表示装置及び電子機器等の構成、動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【０２０８】
１０  音波トランスデューサー素子、２１  第１電極層、２２  第２電極層、
３０  圧電体層、４０  開口、４５  開口部、５０  振動膜、６０  基板、
１００  表示装置（ＨＭＤ）、１１０  音波トランスデューサーデバイス、
１１１  薄膜音波トランスデューサー素子、１１２  第２音波トランスデューサー素子、
１３０  表示部、１３５  フレーム部、１５０  処理部、１７０  記憶部、
１９０  タイマー、３００  電子機器、５００  使用者
【図２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図８】
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【図１２】
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