(57)【要約】【課題】広範囲に亘って音量差の小さい音声を取得可能な音声装置を提供する。【解決手段】筺体２０と、筐体２０に配置された圧電素子を有する圧電振動部６０と、音声信号を受信するための通信部と、圧電振動部６０に、当該音声装置１０自体の荷重がかかった状態で、圧電素子に受話音声信号を印加することで圧電素子が変形して圧電振動部６０が変形し、圧電振動部６０の変形により当該音声装置１０が接する接触面２００を振動させて接触面２００から音を発生させる。【選択図】図１
2015195420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筺体と、
前記筐体に配置された圧電素子を有する圧電振動部と、
音声信号を受信する通信部と、
前記圧電振動部に、当該音声装置自体の荷重がかかった状態で、前記圧電素子に前記音声信号を印加することで該圧電素子が変形して前記圧電振動部が変形し、該圧電振動部の変形により当該音声装置が接する接触面を振動させて該接触面から音を発生させる、
音声装置。
【請求項２】
前記圧電振動部は、前記筺体の前記接触面と対向する部位に配置される、
請求項１に記載の音声装置。
【請求項３】
音声を集音して音声信号を出力するマイクを備え、
前記通信部は、前記マイクからの音声信号を送信する、
請求項１又は請求項２に記載の音声装置。
【請求項４】
前記マイクは、前記圧電振動部の変形に起因する振動を低減させるダンパーを介して前記筺体に保持される、
請求項３に記載の音声装置。
【請求項５】
前記圧電素子の振動方向と前記マイクの振動板の振動方向とが交差する、
請求項３又は４に記載の音声装置。
【請求項６】
前記マイクは、前記筺体から分離して配置されている、
請求項３に記載の音声装置。
【請求項７】
前記通信部は、前記音声信号を、他の音声装置から受信する、
請求項３乃至６のいずれか一項に記載の音声装置。
【請求項８】
前記筐体に配置されて前記音声信号を拡声するスピーカと、
前記接触面と前記圧電振動部との接触状態を検出する検出部と、
前記検出部により検出された接触状態に基づいて、前記スピーカ及び前記圧電振動部を制御する制御部と、を備える、
請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の音声装置。
【請求項９】
前記圧電素子は、積層型圧電素子であり、積層方向に沿って伸縮変形する、
請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の音声装置。
【請求項１０】
前記圧電振動部は、前記圧電素子の変形に起因する振動を前記接触面に伝えて前記接触面を振動させる被覆部材を含む、
請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の音声装置。
【請求項１１】
前記接触面は、当該音声装置が載置される載置面である、
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の音声装置。
【請求項１２】
マイク部と、スピーカ部と、を備える音声システムであって、
前記マイク部は、音声を集音して音声信号を出力するマイクと、前記音声信号を前記スピーカ部に送信する送信部とを備え、
前記スピーカ部は、筺体と、前記筐体に配置された圧電素子を有する圧電振動部と、前記音声信号を受信する受信部とを備え、
前記圧電振動部に、当該音声装置自体の荷重がかかった状態で、前記圧電素子に前記音声信号を印加することで該圧電素子が変形して前記圧電振動部が変形し、該圧電振動部の変形により当該音声装置が接する接触面を振動させて該接触面から音を発生させる、
音声システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声装置及び音声システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば通信ネットワークを介して遠隔地の会議室を接続して、音声会議を行うための音声装置が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。この種の音声装置は、マイク及びスピーカを備え、音声装置を会議室のテーブル等に載置して、自室の音声をマイクで収音して相手会議室の音声装置（相手装置）に送話音声信号として送信し、相手装置から送られてきた受話音声信号（相手会議室の音声）をスピーカから出力している。スピーカは、主としてダイナミックスピーカが使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２４５２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の音声装置は、ダイナミックスピーカを使用しているため、スピーカは音の拡散性が低く、スピーカから離れるに従って聞こえる音が小さくなるなど、スピーカとの位置関係によってはスピーカの音が聞き取りにくくなる。
【０００５】
したがって、かかる観点に鑑みてなされた本発明の目的は、広範囲に亘って音量差の小さい音声を取得可能な音声装置及び音声システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成する本発明に係る音声装置は、
筺体と、
前記筐体に配置された圧電素子を有する圧電振動部と、
音声信号を受信する通信部と、
前記圧電振動部に、当該音声装置自体の荷重が与えられた状態で、前記圧電素子に前記受話音声信号を印加することで該圧電素子が変形して前記圧電振動部が変形し、該圧電振動部の変形により当該音声装置が接する接触面を振動させて該接触面から音を発生させる。
【０００７】
前記圧電振動部は、前記筺体の前記接触面と対向する部位に配置されるとよい。
【０００８】
音声を集音して音声信号を出力するマイクを備え、
前記通信部は、前記マイクからの音声信号を送信してもよい。
【０００９】
前記マイクは、前記圧電振動部の変形に起因する振動を低減させるダンパーを介して前記筺体に保持されるとよい。
【００１０】
前記圧電素子の振動方向と前記マイクの振動板の振動方向とが交差するとよい。
【００１１】
前記マイクは、前記筺体から分離して配置されてもよい。
【００１２】
前記通信部は、前記音声信号を、他の音声装置から受信してもよい。
【００１３】
前記筐体に配置されて前記受話音声信号を拡声するスピーカと、
前記接触面と前記圧電振動部との接触状態を検出する検出部と、
前記検出部により検出された接触状態に基づいて、前記スピーカ及び前記圧電振動部を制御する制御部と、をさらに備えてもよい。
【００１４】
前記圧電素子は、積層型圧電素子であり、積層方向に沿って伸縮変形するものであってもよい。
【００１５】
前記圧電振動部は、前記圧電素子の変形に起因する振動を前記接触面に伝えて前記接触面を振動させる被覆部材を含んでいてもよい。
【００１６】
前記接触面は、当該音声装置が載置される載置面であってもよい。
【００１７】
さらに、上記目的を達成する本発明に係る音声システムは、
マイク部と、スピーカ部と、を備える音声システムであって、
前記マイク部は、音声を集音して音声信号を出力するマイクと、前記音声信号を前記スピーカ部に送信する送信部とを備え、
前記スピーカ部は、筺体と、前記筐体に配置された圧電素子を有する圧電振動部と、前記音声信号を受信する受信部とを備え、
前記圧電振動部に、当該音声装置自体の荷重がかかった状態で、前記圧電素子に前記音声信号を印加することで該圧電素子が変形して前記圧電振動部が変形し、該圧電振動部の変形により当該音声装置が接する接触面を振動させて該接触面から音を発生させる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、広範囲に亘って音量差の小さい音声を取得可能な音声装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施の形態に係る音声装置の外観斜視図及び側面図である。
【図２】圧電振動部及びその保持部の説明図である。
【図３】積層型圧電素子の構成を示す図である。
【図４】積層型圧電素子の変形例を示す図である。
【図５】圧電振動部の部分拡大断面図である。
【図６】音声装置の要部の機能ブロック図である。
【図７】圧電素子駆動部の一例の構成を示す機能ブロック図である。
【図８】ＬＰＦの周波数特性の一例を示す図である。
【図９】圧電振動部及び足部の配置の一例を示す図である。
【図１０】音声装置による音発生動作の説明図である。
【図１１】圧電振動部及び足部の配置の他の例を示す図である。
【図１２】図１の音声装置を備える音声会議システムの一構成例を示す図である。
【図１３】第２実施の形態に係る音声装置の概略構成を示す斜視図である。
【図１４】第３実施の形態に係る音声装置の概略構成を示す斜視図である。
【図１５】第３実施の形態の変形例を示す斜視図である。
【図１６】第４実施の形態に係る音声装置の概略構成を示す斜視図である。
【図１７】図１６の音声装置の要部の機能ブロック図である。
【図１８】図１６の音声装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１９】第５実施の形態に係る音声システムの概略構成を示す斜視図である。
【図２０】図１９の音声システムの要部の機能ブロック図である。
【図２１】圧電振動部の保持態様の三つの変形例を示す図である。
【図２２】圧電振動部の変形例を示す要部の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。
【００２１】
（第１実施の形態）
図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１実施の形態に係る音声装置の概略構成を示す斜視図及び側面図である。本実施の形態に係る音声装置１０は、会議室に設置されるテーブル２００に載置可能な形状の筐体２０を備える。筐体２０は、図１では、外観形状が概略円盤形状を成しているが、テーブル２００に載置できれば任意の外観形状とすることができる。ここで、テーブル２００は、音声装置１０が接する接触面の一例である。したがって、以下の説明では、テーブル２００を載置面２００又は接触面２００ともいう。筐体２０には、上面２０ａ側に操作部３０及びマイク４０が配置され、底面２０ｂ側に足部５０及び圧電振動部６０が配置されている。
【００２２】
操作部３０は、電話会議を行う相手先電話番号等を入力するダイヤルキーや機能キー等の操作キー３１及び操作キー３１による入力情報等を表示する液晶ディスプレイ等の公知の表示部３２を有している。マイク４０は、周囲の会議参加者等の音声を集音して送話音声信号を出力するもので、コンデンサマイクやダイナミックマイク等の公知のマイクで構成される。本実施の形態において、マイク４０は、例えばラバーゴム等からなるダンパー７０を介して筐体２０に保持される。足部５０は、例えばゴム、シリコーン、ポリウレタン等の弾性部材からなり、底面２０ｂに複数個設けられて、圧電振動部６０とともに筐体２０をテーブル２００上に支持する。
【００２３】
図２は、圧電振動部６０及びその保持部の説明図である。圧電振動部６０は、図２に筐体２０の底部の部分断面を示すように、筐体２０に形成された保持部１００に収納保持される。つまり、圧電振動部６０は、筐体２０における接触面２００と対向する部位に配置される。保持部１００は、筐体２０が水平面上に載置された状態で、筐体２０の底面２０ｂに開口して鉛直方向に延在する一様な幅のスリット１０１を有する。
【００２４】
圧電振動部６０は、図２に分解して示すように、圧電素子６１と、Ｏリング６２と、被覆部材である絶縁性のキャップ６３とを備える。圧電素子は、電気信号（電圧）を印加することで、構成材料の電気機械結合係数に従い伸縮または屈曲する素子である。これらの素子は、例えばセラミックや水晶からなるものが用いられる。圧電素子は、ユニモルフ、バイモルフまたは積層型圧電素子であってよい。積層型圧電素子には、バイモルフを積層した（例えば８層から４０層程度積層した）積層型バイモルフ素子や、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）からなる複数の誘電体層と、該複数の誘電体層間に配置された電極層との積層構造体から構成されるスタックタイプのものがある。ユニモルフは電気信号が印加されると伸縮し、バイモルフは電気信号が印加されると屈曲し、スタックタイプの積層型圧電素子は電気信号が印加されると積層方向に沿って伸縮する。
【００２５】
本実施の形態では、圧電素子６１がスタックタイプの積層型圧電素子からなる。積層型圧電素子６１は、例えば、図３（ａ）及び（ｂ）に拡大した断面図及び平面図を示すように、例えばＰＺＴ等のセラミックスからなる誘電体６１ａと、断面櫛歯状の内部電極６１ｂとが交互に積層されて構成される。内部電極６１ｂは、第１側面電極６１ｃと接続されるものと、第２側面電極６１ｄに接続されるものとが交互に積層されて、それぞれ第１側面電極６１ｃ又は第２側面電極６１ｄに電気的に接続される。
【００２６】
図３（ａ）及び（ｂ）に示した積層型圧電素子６１は、一方の端面に、第１側面電極６１ｃに電気的に接続された第１リード接続部６１ｅと、第２側面電極６１ｄに電気的に接続された第２リード接続部６１ｆとが形成されている。第１リード接続部６１ｅ及び第２リード接続部６１ｆには、それぞれ第１リード線６１ｇ及び第２リード線６１ｈが接続される。また、第１側面電極６１ｃ、第２側面電極６１ｄ、第１リード接続部６１ｅ、及び第２リード接続部６１ｆは、第１リード接続部６１ｅ及び第２リード接続部６１ｆに、それぞれ第１リード線６１ｇ及び第２リード線６１ｈが接続された状態で、絶縁層６１ｉで覆われている。
【００２７】
積層型圧電素子６１は、積層方向の長さが例えば５ｍｍ〜１２０ｍｍである。また、積層型圧電素子６１の積層方向と直交する方向の断面形状は、例えば２ｍｍ角〜１０ｍｍ角の略正方形状や、正方形状以外の任意の形状とすることができる。なお、積層型圧電素子６１の積層数や断面積は、音声装置１０の重量に応じて、圧電振動部６０が接触するテーブル等の接触面から発生する音の音圧あるいは音質が十分確保できるように、適宜決定される。
【００２８】
積層型圧電素子６１には、後述するように、圧電素子駆動部を介して制御部から受話音声信号が供給される。換言すれば、積層型圧電素子６１には、圧電素子駆動部を介して、制御部から音声信号に応じた電圧が印加される。制御部から印加される電圧が交流電圧の場合、第１側面電極６１ｃに正の電圧が印加されるときには、第２側面電極６１ｄには負の電圧が印加される。反対に、第１側面電極６１ｃに負の電圧が印加されるときには、第２側面電極６１ｄには正の電圧が印加される。第１側面電極６１ｃ及び第２側面電極６１ｄに電圧が印加されると、誘電体６１ａに分極が起こり、積層型圧電素子６１は電圧が印加されない状態から伸縮する。積層型圧電素子６１の伸縮の方向は、誘電体６１ａと内部電極６１ｂの積層方向にほぼ沿っている。あるいは、積層型圧電素子６１の伸縮方向は、誘電体６１ａと内部電極６１ｂの積層方向とほぼ一致している。積層型圧電素子６１は、積層方向にほぼ沿って伸縮するため、伸縮方向の振動伝達効率がよいという利点がある。
【００２９】
本発明者は、このような積層型圧電素子６１が、音声装置１０がテーブル等に接触する接触面２００から受話音声を発生させるための振動素子として有効であることに想到した。
【００３０】
なお、図３（ａ）及び（ｂ）において、第１側面電極６１ｃ及び第２側面電極６１ｄは、内部電極６１ｂに交互に接続され、かつ第１リード接続部６１ｅ及び第２リード接続部６１ｆにそれぞれ接続されたスルーホールとすることもできる。また、図３（ａ）及び（ｂ）において、第１リード接続部６１ｅ及び第２リード接続部６１ｆは、図４に示すように、積層型圧電素子６１の一端部において第１側面電極６１ｃ及び第２側面電極６１ｄに形成してもよい。
【００３１】
積層型圧電素子６１は、図５に部分拡大断面図を示すように、第１リード接続部６１ｅ及び第２リード接続部６１ｆを有する一端部側面が、筐体２０の保持部１００のスリット１０１に接着剤１０２（例えば、エポキシ樹脂）を介して固定される。また、積層型圧電素子６１の他端部には、キャップ６３が挿入されて、接着剤１０２により固定される。
【００３２】
キャップ６３は、積層型圧電素子６１による伸縮振動を、テーブル等の載置面（接触面）に確実に伝達できる材質、例えば硬質プラスチック等により形成される。なお、載置面の傷つきを抑制したい場合には、キャップ６３は、硬質プラスチックではなく、比較的軟らかいプラスチックであっても良い。キャップ６３には、積層型圧電素子６１に装着された状態で、スリット１０１内に位置する進入部６３ａと、筐体２０から突出する突出部６３ｂとが形成されており、スリット１０１内に位置する進入部６３ａの外周にＯリング６２が配置される。Ｏリング６２は、例えばシリコーンゴムによって形成される。Ｏリング６２は、積層型圧電素子６１の可動保持用であると同時に、スリット１０１の内部に水分又は塵を侵入しにくくする。また、突出部６３ｂは、先端部が半球形状に形成されている。なお、突出部６３ｂの先端部は、半球形状に限らず、テーブル等の載置面（接触面）に確実に点接触又は面接触して、積層型圧電素子６１による伸縮振動を伝達できる形状であれば任意の形状とすることができる。圧電振動部６０は、保持部１００に装着された状態で、キャップ６３の突出部６３ｂが筐体２０の底面２０ｂから突出する。また、キャップ６３の突出部６３ｂは、筐体２０の底面２０ｂと対向する面である対向面６３ｃを有する。図５に示すように、積層型圧電素子６１に電圧が印加されておらず積層型圧電素子６１が伸縮しない状態で、対向面６３ｃは、底面２０ｂから長さｄだけ離間している。
【００３３】
図６は、本実施の形態に係る音声装置１０の要部の機能ブロック図である。音声装置１０は、上述した操作キー３１、表示部３２、マイク４０及び積層型圧電素子６１の他に、通信部１１０、圧電素子駆動部１２０及び制御部１３０を備える。操作キー３１、表示部３２、マイク４０及び通信部１１０は、制御部１３０に接続される。積層型圧電素子６１は、圧電素子駆動部１２０を介して制御部１３０に接続される。
【００３４】
通信部１１０は、電話線、イーサネットケーブル等の通信ケーブルあるいは無線により公衆電話回線やＩＰ網等の通信ネットワークに接続される。制御部１３０は、音声装置１０の全体の動作を制御するプロセッサである。制御部１３０は、圧電素子駆動部１２０を介して通信部１１０で受信された音声信号（例えば通話相手の音声信号に応じた電圧）を積層型圧電素子６１に印加する。
【００３５】
圧電素子駆動部１２０は、例えば図７に示すように、信号処理回路１２１、昇圧回路１２２及びローパスフィルタ（ＬＰＦ）１２３を備える。信号処理回路１２１は、例えばイコライザやＡ／Ｄ変換回路等を有するデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）等で構成され、制御回路１３０からのデジタル信号に対して、イコライジング処理やＤ／Ａ変換処理等の所要の信号処理を行って、アナログの音声信号を生成し、昇圧回路１２２に出力する。なお、信号処理回路１２１の機能は、制御回路１３０に内蔵させてもよい。
【００３６】
昇圧回路１２２は、入力されたアナログの音声信号の電圧を昇圧して、ＬＰＦ１２３を介して積層型圧電素子６１に印加する。ここで、昇圧回路１２２により積層型圧電素子６１に印加する音声信号の最大電圧は、例えば１０Ｖpp〜５０Ｖppとすることができるが、かかる範囲に限定されず、音声装置１０の重量や積層型圧電素子６１の性能に応じて適宜調整可能である。なお、積層型圧電素子６１に印加される音声信号は、直流電圧がバイアスされてもよく、そのバイアス電圧を中心に最大電圧が設定されてもよい。
【００３７】
また、積層型圧電素子６１に限らず、圧電素子は、一般に高周波ほど電力損失が大きいため、ＬＰＦ１２３は、１０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚ程度以上の周波数成分の少なくとも一部を減衰又はカットする周波数特性、あるいは漸次に又は段階的に減衰率が高くなる周波数特性を有するように設定される。図８は、一例として、カットオフ周波数を約２０ｋＨｚとした場合のＬＰＦ１２３の周波数特性を示す。このように高周波成分を減衰又はカットすることにより、消費電力を抑制できると共に、積層型圧電素子６１の発熱を抑制することができる。
【００３８】
次に、圧電振動部６０及び足部５０の配置の一例について説明する。図９は、音声装置１０が、底面２０ｂ側を下方にしてテーブル等の水平な載置面２００上に載置された様子を示す。ここで、テーブルは、音声装置１０の被接触部材の一例であり、載置面２００は、音声装置１０が接触する接触面（載置面）の一例である。図９に示す配置例は、圧電振動部６０が底面２０ｂの周縁部に配置され、同様に底面２０ｂの周縁部に配置された複数の足部５０とともに、音声装置１０を載置面２００上に多点（例えば、４点）で支持する場合を示す。点Ｇは、音声装置１０の重心を示している。
【００３９】
図９において、足部５０は、最下端部５０１を有する。最下端部５０１は、足部５０のうち、音声装置１０が底面２０ｂ側を下方にしてテーブル等の水平な載置面２００上に載置されたとき載置面２００と当接する箇所である。
【００４０】
圧電振動部６０は、最下端部６０１を有する。最下端部６０１は、圧電振動部６０のうち、音声装置１０が底面２０ｂ側を下方にしてテーブル等の水平な載置面２００上に載置されたとき載置面２００と当接する箇所である。最下端部６０１は、例えばキャップ６３の先端部である。
【００４１】
音声装置１０は、最下端部１０１を有する。最下端部１０１は、音声装置１０のうち、音声装置１０が底面２０ｂ側を下方にしてテーブル等の水平な載置面２００上に載置されたときに、圧電振動部６０が存在しないと仮定した場合に載置面２００と当接する箇所である。音声装置１０の最下端部１０１は、例えば筐体２０の縁部であるが、これに限られない。底面２０ｂに、底面２０ｂから突出する突出部が設けられている場合には、その突出部が音声装置１０の最下端部１０１となってもよい。
【００４２】
図９において、点線Ｌは、音声装置１０が底面２０ｂ側を下方にしてテーブル等の水平な載置面２００上に載置されたとき、音声装置１０の重心Ｇを通り載置面２００に垂直な線（仮想の線）である。また、一点鎖線Ｉは、圧電振動部６０が存在しないと仮定した場合に、載置面２００に当接する最下端部１０１及び点線Ｌを通る載置面２００と平行な線（仮想の線）である。
【００４３】
図９において、領域Ｒ１は、点線Ｌによって区切られる音声装置１０の一方側の領域である。また、領域Ｒ２は、点線Ｌによって区切られる音声装置１０の他方側の領域である。足部５０は、底面２０ｂにおいて、領域Ｒ１側に設けられるものとする。また、圧電振動部６０は、底面２０ｂにおいて、領域Ｒ２側に設けられるものとする。
【００４４】
この場合、圧電振動部６０は、底面２０ｂの領域Ｒ２側において、点線Ｌにできるだけ近い位置に設けられることが好ましい。これにより、圧電振動部６０にかかる荷重が、圧電振動部６０が底面２０ｂの領域Ｒ２側において点線Ｌから離間した位置に設けられる場合に比べて、大きくなる。
【００４５】
足部５０は、底面２０ｂの領域Ｒ１側において、点線Ｌからできるだけ遠い位置に設けられることが好ましい。これにより、圧電振動部６０を点線Ｌにできるだけ近い位置に設けた場合にも、足部５０と圧電振動部６０との間の距離が十分確保され、音声装置１０を安定して載置面２００に載置することができる。
【００４６】
圧電振動部６０の最下端部６０１は、積層型圧電素子６１に電圧が印加されず積層型圧電素子６１が伸縮しない状態から最も伸びたとき或いは積層型圧電素子６１の最大振幅時に、一点鎖線Ｉよりも載置面２００側に位置するとよい。すなわち、最下端部６０１は、積層型圧電素子６１に電圧が印加されず積層型圧電素子６１が伸縮しない状態から最も伸びたとき或いは積層型圧電素子６１の最大振幅時に、一点鎖線Ｉよりも載置面２００側に突出しているとよい。これにより、圧電振動部６０により載置面２００を適切に振動させることができる。
【００４７】
また、圧電振動部６０の最下端部６０１は、積層型圧電素子６１に電圧が印加されず積層型圧電素子６１が伸縮しない状態から積層型圧電素子６１が最も縮んだとき或いは積層型圧電素子６１の最小振幅時に、一点鎖線Ｉよりも載置面２００側に位置するとよい。すなわち、最下端部６０１は、積層型圧電素子６１に電圧が印加されず積層型圧電素子６１が伸縮しない状態から積層型圧電素子６１が最も縮んだとき積層型圧電素子６１の最小振幅時に、一点鎖線Ｉよりも載置面２００側に突出しているとよい。これにより、音声装置１０の最下端部１０１が載置面２００に接触しにくくなり、例えば、筐体２０の塗装の種類によっては、塗装が剥がれにくくなる。また、最下端部１０１と載置面２００との間で異音が発生しにくくなる。
【００４８】
図１０（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、本実施の形態に係る音声装置１０による音発生動作の説明図である。音声装置１０は、図１０（ａ）に示すように、筐体２０の底面２０ｂ側を下方にして、圧電振動部６０のキャップ６３及び足部５０がテーブル等の載置面（接触面）２００に接触するように載置される。これにより、圧電振動部６０には、音声装置１０の重量が荷重として与えられる。なお、図１０（ａ）に示す状態では、積層型圧電素子６１は、電圧が印加されていないため、伸縮しない。
【００４９】
その状態で、圧電振動部６０の積層型圧電素子６１が音声信号により駆動されると、積層型圧電素子６１は、図１０（ｂ）及び（ｃ）に示すように、いずれか１個又は複数個の足部５０の載置面（接触面）２００への接触部分を支点として、キャップ６３が載置面（接触面）２００から離間することなく、音声信号に応じて伸縮振動する。なお、下端部１０１が載置面２００に接触して異音が発生する等の不都合がなければ、多少離間してもよい。積層型圧電素子６１の最も伸びたときの長さと最も縮んだときの長さとの差は、例えば０．０５μｍ〜５０μｍである。これにより、積層型圧電素子６１の伸縮振動がキャップ６３を通して載置面２００に伝達されて載置面２００が振動し、載置面２００が振動スピーカとして機能して載置面２００から音が発生する。なお、最も伸びたときの長さと最も縮んだときの長さとの差が０．０５μｍ未満だと、載置面を適切に振動させられないおそれがあり、一方、５０μｍを超えると、振動が大きくなり音声装置１０ががたつくおそれがある。
【００５０】
ここで、上述したように、キャップ６３の先端部は、積層型圧電素子６１が最も伸びたときに、図９の一点鎖線Ｉよりも載置面２００側に位置するとよい。また、キャップ６３の先端部は、積層型圧電素子６１が最も縮んだときに、上記一点鎖線Ｉよりも載置面２００側に位置するとよい。
【００５１】
また、図５に示す底面２０ｂとキャップ６３の対向面６３ｃとの間の距離ｄは、積層型圧電素子６１に電圧が印加されておらず積層型圧電素子６１が伸縮しない状態から最も縮んだ状態となったときの変位量よりも長いとよい。これにより、積層型圧電素子６１が最も縮んだ状態（図１０（ｃ）に示す状態）でも、筐体２０の底面２０ｂとキャップ６３とが接触しにくくできる。したがって、キャップ６３が圧電素子６１から脱落しにくくなる。
【００５２】
圧電素子部６０の底面２０ｂにおける配置箇所、積層型圧電素子６１の積層方向の長さ、キャップ６３の寸法等は、上記の条件を満たすように適宜決定される。
【００５３】
次に、図１１を参照して圧電振動部６０及び足部５０の配置の他の例について説明する。図１１に示す配置例は、筐体２０の底面２０ｂの周縁部に複数個（３個以上）の足部５０を設け、底面２０ｂの中央部で、音声装置２０を水平面上に載置した際に、重心Ｇを通る鉛直線上に圧電振動部６０を配置したものである。したがって、足部５０が４個の場合、音声装置１０は、載置面２００上に、４個の足部５０と１個の圧電振動部６０との５点で支持されることになる。
【００５４】
図１１において、点線Ｌは、図９と同様に、音声装置１０が底面２０ｂ側を下方にしてテーブル等の水平な載置面２００上に載置されたとき、音声装置１０の重心Ｇを通る載置面２００に垂直な線（仮想の線）である。図１１では、点線Ｌを通る点線Ｌの両側に、対を成す足部５０が設けられている。したがって、この場合、足部５０は、４個以上の偶数個設けられる。ここで、点線Ｌ１は、対を成す一方側の足部５０を通り載置面２００に垂直な線（仮想の線）である。点線Ｌ２は、対を成す他方側の足部５０を通り載置面２００に垂直な線（仮想の線）である。点線Ｌ１は、水平方向で点線Ｌから長さＤ１離間している。点線Ｌ２は、水平方向で点線Ｌから長さＤ２離間している。
【００５５】
図１１において、領域Ｒ１は、点線Ｌによって区切られる一方側の領域である。また、領域Ｒ２は、点線Ｌによって区切られる他方側の領域である。一方側の足部５０は、底面２０ｂにおいて、領域Ｒ１側に圧電振動部６０から水平方向に長さＤ１離間して配置される。他方側の足部５０は、底面２０ｂにおいて、領域Ｒ２側に圧電振動部６０から水平方向に長さＤ２だけ離間して配置される。
【００５６】
圧電振動部６０は、底面２０ｂにおいて、点線Ｌ上に設けられる。すなわち、圧電振動部６０は、音声装置１０が底面２０ｂ側を下方にしてテーブル等の水平な載置面２００上に載置されたとき、音声装置１０の重心Ｇを通り載置面２００に垂直な線上に配置される。これにより、音声装置１０の重量を荷重として圧電振動部６０に与えることができ、圧電振動部６０の伸縮振動を載置面（接触面）２００に効率良く伝達することができる。なお、Ｄ１＝Ｄ２のとき、すなわち対を成す２個の足部５０が、圧電振動部６０を挟んで水平方向で対称な位置に設けられると、音声装置１０を安定して載置面２００に載置することができる。
【００５７】
圧電振動部６０は、積層型圧電素子６１が音声信号により駆動されると、キャップ６３が載置面（接触面）２００から離間することなく、音声信号に応じて伸縮振動する。なお、足部５０の下端部が載置面２００に接触して異音が発生する等の不都合がなければ、圧電振動部６０の駆動によって、足部５０の下端部が載置面２００から多少離間してもよい。
【００５８】
足部５０は、音声装置１０が、底面２０ｂ側を下方にしてテーブル等の水平な載置面２００上に載置されると、音声装置１０の重量が荷重として与えられ、弾性変形する。すなわち、足部５０は、音声装置１０の重量によって載置面２００と垂直な方向に縮む。積層型圧電素子６１に電圧が印加されず積層型圧電素子６１が伸縮しない状態における足部５０の弾性変形量は、積層型圧電素子６１の、電圧が印加されず伸縮しない状態から最も伸びたときの変位量よりも大きいとよい。これにより、積層型圧電素子６１が最も伸びた時に足部５０が載置面２００から離間しにくくなり、音声装置１０が安定して載置面２００に載置される。
【００５９】
図１２は、本実施の形態に係る音声装置１０を備える音声会議システム（音声システム）の一構成例を示す図である。音声装置１０は、公衆電話回線やＩＰ網等の通信ネットワーク３００を介して遠隔地の会議相手の音声装置１０と接続される。なお、各音声装置１０と通信ネットワーク３００との間は、電話線、イーサネットケーブル等の通信ケーブルあるいは無線により接続される。そして、自己の音声装置１０からの送話音声信号が会議相手の音声装置１０に送信され、会議相手の音声装置１０からの音声信号が自己の音声装置１０が載置されたテーブル等の接触面から出力されて音声会議が実行される。なお、会議相手の音声装置は、従来の構成のものでもよいことはもちろんである。
【００６０】
本実施の形態に係る音声装置１０によると、圧電素子を振動源として利用しているので、ダイナミックスピーカを備える従来の音声装置と比較して、装置の小型軽量化が図れる。また、音声装置１０を載置するテーブル等の接触面を振動させて音声を出力するので、装置からの距離にかかわらず、指向性なく、均質な音量の音声を出力でき、会議室の広範囲に亘って均質で良好な音声特性を得ることが可能となる。したがって、ダイナミックスピーカを備える従来の音声装置と比較して、本体周りの音を大きくする必要がない。また、マイク４０がダンパー７０を介して筐体２０に保持されているので、マイク４０に伝達される圧電振動部６０の振動を有効に減衰できる。したがって、マイク４０への音の回り込みも小さくでき、エコーなどの雑音を小さくできる。
【００６１】
また、圧電素子として、スタックタイプの積層型圧電素子６１を用いて、音声信号により積層方向に沿って伸縮振動させ、その伸縮振動を載置面（接触面）２００に伝達するので、載置面（接触面）２００に対する伸縮方向（変形方向）の振動伝達効率が良く、載置面（接触面）２００を効率良く振動させることができる。しかも、キャップ６３を介して積層型圧電素子６１を載置面（接触面）２００に接触させるので、積層型圧電素子６１の破損も防止できる。また、キャップ６３に音声装置１０の重量が荷重としてかかるので、キャップ６３を載置面（接触面）２００に確実に接触させて、圧電振動部６０の伸縮振動を載置面（接触面）２００に効率良く伝達することができる。
【００６２】
（第２実施の形態）
図１３は、本発明の第２実施の形態に係る音声装置の概略構成を示す斜視図である。本実施の形態に係る音声装置１１は、第１実施の形態に係る音声装置１０において、マイク４０が筐体２０の側面２０ｃに複数個（図１３は、直交する４方向に）配置されたものである。マイク４０は、当該マイク４０を構成する振動板の振動方向（両矢印Ａで示す）が、圧電振動部６０の振動方向（両矢印Ｂで示す）と交差して、好ましくは直交して筐体２０の側面２０ｃに配置される。なお、マイク４０は、筐体２０に直接取り付けられてもよいし、第１実施の形態と同様にダンパーを介して筐体２０に取り付けられてもよい。その他の構成は第１実施の形態と同様であるので、同一構成要素には同一参照符号を付して説明を省略する。
【００６３】
本実施の形態によれば、マイク４０の振動板の振動方向Ａが圧電振動部６０の振動方向Ｂと交差しているので、マイク４０に伝達される圧電振動部６０の振動をより効果的に減衰することができる。したがって、マイク４０への音の回り込みをより小さくでき、エコーなどの雑音をより小さくできる。特に、ダンパーを介してマイク４０を筐体２０に保持すれば、その効果はより顕著となる。
【００６４】
（第３実施の形態）
図１４は、本発明の第３実施の形態に係る音声装置の概略構成を示す斜視図である。本実施の形態に係る音声装置１２は、第２実施の形態に係る音声装置１１において、複数個のマイク４０をそれぞれ装置本体の筐体２０から分離したものである。その他の構成は第２実施の形態と同様であるので、同一構成要素には同一参照符号を付して説明を省略する。マイク４０は、ケーブル４１を介して、あるいは無線により筐体２０に配置された制御部１３０（図６参照）に接続される。なお、マイク４０は、筐体２０が載置されるテーブル等の接触面上に載置されて使用されもよいし、ピンマイクのように会議参加者に装着されて使用されてもよい。
【００６５】
このように、マイク４０を装置本体から分離すれば、マイク４０を会議参加者の近傍に配置できるので、マイク感度を高くすることなく送話音声を効率的に電気信号に変換することが可能となる。したがって、出力された受話音声のマイク４０への回り込みを小さくでき、エコーなどの雑音を小さくできる。なお、マイク４０が、筐体２０が載置されるテーブル等の接触面上に載置されて使用される場合は、図１５に示すように、各マイク４０に、筐体２０の足部５０と同様の弾性部材からなる複数の足部４２を設けるのが好ましい。このようにすれば、足部４２によりマイク４０に伝達される接触面の振動を減衰することができるので、マイク４０への音の回り込みを小さくでき、エコーなどの雑音を小さくできる。
【００６６】
（第４実施の形態）
図１６は、本発明の第４実施の形態に係る音声装置の概略構成を示す斜視図である。本実施の形態に係る音声装置１３は、第２実施の形態に係る音声装置１１において、スピーカ８０と検出部９０とをさらに備えるものである。その他の構成は第２実施の形態と同様であるので、同一構成要素には同一参照符号を付して説明を省略する。スピーカ８０は、音声信号を出力する音出力デバイスで、例えば高音域の周波数特性に優れた小型なダイナミックスピーカ、圧電スピーカ、コンデンサスピーカ等からなる。スピーカ８０は、筐体２０の上面２０ａから受話音声を出力するように筐体２０内に設けられる。
【００６７】
検出部９０は、筐体２０の底面２０ｂ側に設けられて、圧電振動部６０が載置面２００と接触しているか否か、すなわち載置面（接触面）２００と圧電振動部６０との接触状態を検出する。検出部９０は、例えば、赤外線センサ、超音波センサ、近接センサ、メカニカルスイッチ、カメラ、圧力センサ等、圧電振動部６０と載置面２００との間の接触状態を検出できるデバイスで構成される。また、圧電振動部６０の出力をセンサとして用いることにより、圧電振動部６０を検出部９０として構成することもできる。スピーカ８０及び検出部９０は、図１７に機能ブロック図を示すように、制御部１３０に接続される。
【００６８】
図１８は、本実施の形態に係る音声装置１３の動作の一例を示すフローチャートである。まず、制御部１３０は、音声信号の有無を確認する（ステップＳ１０１）。音声信号が無い場合（Ｎｏの場合）、制御部１３０は、積層型圧電素子６１及びスピーカ８０に音信号を印加することなく、このフローを終了する。音声信号が有る場合（Ｙｅｓの場合）、制御部１３０は、スピーカ８０へ音声信号を出力する（ステップＳ１０２）。
【００６９】
次に、制御部１３０は、検出部９０が圧電振動部６０と載置面２００との接触を検出しているか否かを確認する（ステップＳ１０３）。検出部９０が圧電振動部６０と載置面２００との接触を検出していない場合（Ｎｏの場合）、制御部１３０は、積層型圧電素子６１に対して音声信号を出力しない。したがって、この場合、載置面２００から受話音声は発生せず、スピーカ８０からのみ受話音声が出力される。
【００７０】
一方、検出部９０が圧電振動部６０と載置面２００との接触を検出している場合（Ｙｅｓの場合）、制御部１３０は、圧電素子駆動部１２０（図６参照）を介して積層型圧電素子６１へ音声信号を出力する（ステップＳ１０４）。したがって、この場合は、スピーカ８０と載置面２００との双方から受話音声が発生する。制御部１３０は、図１８の一連の動作を繰り返すことにより、圧電振動部６０と載置面２００との接触状態に基づいて、スピーカ８０と圧電素子６１とに出力する音声信号を制御する。
【００７１】
このように、圧電振動部６０が載置面２００に接触している場合に、載置面２００とスピーカ８０との双方から音声信号を出力すれば、スピーカ８０は高音域の周波数特性に優れ、載置面２００は比較的低音域の周波数特性に優れているので、全体として低音域から高音域に亘って周波数特性に優れた音声を出力することができる。また、高音域の周波数特性に優れるスピーカ８０は、小型で済むので、装置全体の小型軽量化も図れる。
【００７２】
なお、本実施の形態においては、圧電振動部６０が載置面２００に接触している場合、載置面２００とスピーカ８０との双方から音声信号を出力させるようにしたが、載置面２００のみから音声信号を出力させてもよい。また、載置面２００とスピーカ８０との双方から音声信号を出力させる場合は、載置面２００からの出力音を検出し、その周波数特性を補正するようにスピーカ８０に印加する音声信号の周波数特性を制御したり、スピーカ８０の周波数特性を補正するように積層型圧電素子６１に印加する音声信号の周波数特性を補正したりしてもよい。
【００７３】
（第５実施の形態）
図１９は、本発明の第５実施の形態に係る音声システムの概略構成を示す斜視図である。本実施の形態に係る音声システムは、互いに分離されたマイク部４５と音声装置１４とを備える。音声装置１４は、スピーカ部を構成するもので、筐体２０と、筐体２０に保持された圧電振動部６０と、を備える。圧電振動部６０は、上述した実施の形態と同様の構成からなり、筐体２０に同様に保持される。
【００７４】
図２０は、本実施の形態に係る音声システムの要部の機能ブロック図である。マイク部４５は、音声を集音して音声信号を出力するマイク４６と、マイク４６からの音声信号を無線送信する送信部４７とを備える。音声装置１４は、マイク部４５の送信部４７から無線送信される音声信号を受信する受信部１５０と、圧電振動部６０を構成する積層型圧電素子６１を駆動する圧電素子駆動部１２０と、制御部１３０とを備える。
【００７５】
本実施の形態に係る音声システムは、マイク部４５において、マイク４６により音声を集音して、その音声信号を送信部４７から無線送信する。マイク部４５から送信された音声信号は、音声装置１４において、受信部１５０で受信されて制御部１３０に入力され、制御部１３０から圧電素子駆動部１２０を経て積層型圧電素子６１に印加される。これにより、音声装置１４が載置されて圧電振動部６０が接触している接触面が振動して再生音が発生する。
【００７６】
したがって、本実施の形態においても、上述した実施の形態と同様に、音声装置１４により、音声装置１４の載置面を介して広範囲に亘って音量差の小さい音声を発生することができる。また、マイク部４５から音声装置１４へ音声信号を無線により送信するので、音声装置１４による音声信号の受信可能範囲で、マイク部４５と音声装置１４とを事由に離間できる。したがって、例えばマイク部４５と音声装置１４とを別々の載置面に載置したり、別々の部屋に配置したりして音声を遠隔出力することができるので、より自由な使用態様が可能となり、汎用性を向上することができる。なお、マイク部４５および音声装置１４は、１つに限らず、夫々複数個あってもよい。
【００７７】
本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、上記実施の形態において、圧電振動部６０を保持部１００に対して固定する構造は、図５に示すものに限られない。例えば、図２１（ａ）〜（ｃ）に示すように、圧電振動部６０を保持部１００に保持してもよい。図２１（ａ）に示す保持部１００は、底面２０ｂに開口する幅広のスリット１０１ａと、該スリット１０１ａに連続する幅狭のスリット１０１ｂとを有する。積層型圧電素子６１は、一端部が幅狭のスリット１０１ｂに配置されて側面が接着剤１０２を介してスリット１０１ｂに固定される。また、幅広のスリット１０１ａには、積層型圧電素子６１との隙間に、積層型圧電素子６１の伸縮動作の妨げとならないシリコーンゴムやゲル等の充填剤１０３が充填される。このように圧電振動部６０を保持部１００に保持すれば、Ｏリング等の防水パッキンを用いることなく、音声装置１０をより確実に防水することができる。また、積層型圧電素子６１の底面２０ｂから突出する部分に絶縁性のキャップを被せることにより、積層型圧電素子６１の絶縁も確実に行うことができる。
【００７８】
図２１（ｂ）に示す保持部１００は、底面２０ｂに向けて拡開するテーパ状スリット１０１ｃと、該テーパ状スリット１０１ｃに連続する幅狭のスリット１０１ｄとを有する。積層型圧電素子６１は、一端部が幅狭のスリット１０１ｄに配置されて側面が接着剤１０２を介してスリット１０１ｄに固定される。また、テーパ状スリット１０１ｃには、積層型圧電素子６１との隙間に、積層型圧電素子６１の伸縮動作の妨げとならないシリコーンゴムやゲル等の充填剤１０３が充填される。このように構成すれば、図２１（ａ）の保持部１００と同様の効果が得られる他、テーパ状スリット１０１ｃを有しているので、積層型圧電素子６１の保持部１００への組み付けが容易にできる利点がある。
【００７９】
図２１（ｃ）に示す保持部１００は、上記実施の形態と同様に、一様な幅のスリット１０１を有するが、積層型圧電素子６１は、一端部側の端面が接着剤１０２を介してスリット１０１に固定されている。また、スリット１０１内で積層型圧電素子６１の適宜の箇所には、Ｏリング６２が配置されている。このような積層型圧電素子６１の保持態様は、特に、積層型圧電素子６１が、図４に示したように、リード線の接続部が側面電極に形成されている場合に、リード線の引き回し等の点で有利となる。
【００８０】
また、上記実施の形態や図２１（ａ）〜（ｃ）の変形例において、圧電振動部６０は、キャップ６３を省略し、積層型圧電素子６１の先端面を直接、あるいは絶縁部材等からなる振動伝達部材を介して接触面に接触させてもよい。また、圧電素子は、上述したスタックタイプの積層型圧電素子に限らず、ユニモルフ、バイモルフあるいは積層型バイモルフ素子を用いてもよい。図２２は、バイモルフを用いた場合の要部の概略構成を示す図である。バイモルフ６５は、長尺の矩形状をなし、筐体２０の底面２０ｂに一方の表面６５ａが露出して長尺の両端部が保持部１００に保持される。保持部１００は、バイモルフ６５を保持する開口部１０１ｅを有し、開口部１０１ｅのバイモルフ６５の裏面６５ｂ側の内面が湾曲して形成される。かかる構成によれば、バイモルフ６５が載置面に接触するように筐体２０を載置面に載置して、バイモルフ６５を音声信号により駆動すると、バイモルフ６５が屈曲（湾曲）振動する。これにより、バイモルフ６５の振動が載置面（接触面）に伝達されて、載置面（接触面）が振動スピーカとして機能して載置面（接触面）から再生音が発生する。なお、バイモルフ６５の表面６５ａには、ポリウレタン等の被覆層が形成されていてもよい。
【００８１】
更に、図７において、信号処理回路１２１と昇圧回路１２２との間に、ＬＰＦ１２３と同様の特性を有するＬＰＦを設けてもよい。また、図７において、ＬＰＦ１２３の機能を信号処理回路１２１のイコライザ等に持たせて、ＬＰＦ１２３を省略してもよい。
【００８２】
また、上記実施の形態では、被接触部材がテーブルであり、接触面がテーブルの水平な載置面であるとして説明を行ったが、接触面はこれに限定されない。
【符号の説明】
【００８３】
１０、１１、１２、１３、１４  音声装置
２０  筐体
２０ａ  上面
２０ｂ  底面
２０ｃ  側面
３０  操作部
４０  マイク
４５  マイク部
４６  マイク
４７  送信部
５０  足部
６０  圧電振動部
６１  積層型圧電素子（圧電素子）
６２  Ｏリング
６３  キャップ
７０  ダンパー
８０  スピーカ
９０  検出部
１００  保持部
１０１  スリット
１０２  接着剤
１１０  通信部
１２０  圧電素子駆動部
１２１  信号処理回路
１２２  昇圧回路
１２３  ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
１３０  制御部
１５０  受信部
２００  載置面（接触面）
【図１】
2015195420.tif 000003
【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】
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【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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