JP2019080173A - Speaker device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スピーカ装置に関する。 The present invention relates to a speaker device.
従来、複数の超音波振動子をアレイ状に配置して指向性を持たせたスピーカ装置が知られている。かかるスピーカ装置は、パラメトリックアレイスピーカとも呼ばれ、可聴波帯域の音声信号で変調をかけた超音波の電圧を複数の超音波振動素子に印加することで特定の方向に可聴音を発生させることができる(たとえば、特許文献1参照)。 Conventionally, a speaker device in which a plurality of ultrasonic transducers are arranged in an array to give directivity is known. Such a speaker device is also referred to as a parametric array speaker, and generates an audible sound in a specific direction by applying a voltage of an ultrasonic wave modulated with an audio signal in the audible wave band to a plurality of ultrasonic transducer elements. (See, for example, Patent Document 1).
このような、いわゆる狭指向性を有するスピーカ装置としては、パネル状の振動板の少なくとも一箇所に振動素子を備え、その振動子の振動で振動板上に定在波を生じさせ、かかる定在波の腹の一つ一つが放音部となって、パネル面に対して所定の方向の指向性を持った音波を放射するものも提案されている。 As such a speaker device having so-called narrow directivity, a vibration element is provided in at least one place of a panel-like diaphragm, and a standing wave is generated on the diaphragm by the vibration of the vibrator, and such standing It has also been proposed that one of the antinodes of the wave serves as a sound emitting portion and emits a sound wave having directivity in a predetermined direction to the panel surface.
しかしながら、従来のスピーカ装置は、位相干渉の影響により、スピーカ装置の正面方向へ音波を出力することが難しいといった課題があった。 However, the conventional speaker device has a problem that it is difficult to output a sound wave in the front direction of the speaker device due to the influence of phase interference.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、正面方向への指向性を実現できるスピーカ装置を提供することを目的とする。 This invention is made in view of the above, Comprising: It aims at providing the speaker apparatus which can implement | achieve directivity in a front direction.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るスピーカ装置は、パネルと、振動素子と、駆動部と、遮蔽部とを備える。前記振動素子は、前記パネルを振動させる。前記駆動部は、超音波帯域の搬送波を可聴波帯域の音声信号で変調した駆動信号を前記振動素子へ印加して、前記パネルに縞状の振動領域を形成する。前記遮蔽部は、前記音声信号に応じた音波が出射される前記パネルの出射面側に設けられ、前記振動領域の少なくとも一部を覆う。 In order to solve the problems described above and to achieve the object, a speaker device according to the present invention includes a panel, a vibrating element, a driving unit, and a shielding unit. The vibrating element vibrates the panel. The drive unit applies a drive signal obtained by modulating a carrier wave in an ultrasonic wave band with an audio signal in an audible wave band to the vibration element to form a stripe vibration area in the panel. The shielding portion is provided on an emission surface side of the panel from which a sound wave corresponding to the sound signal is emitted, and covers at least a part of the vibration area.
本発明によれば、正面方向への指向性を実現できる。 According to the present invention, directivity in the front direction can be realized.
以下、添付図面を参照して、本願の開示するスピーカ装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態により本発明が限定されるものではない。また、図1を含む複数の図には、説明を分かり易くするために、スピーカ装置の正面方向を正方向とするZ軸を含む3次元の直交座標系を付している。 Hereinafter, embodiments of the speaker device disclosed in the present application will be described in detail with reference to the attached drawings. Note that the present invention is not limited by the embodiments described below. Further, in order to make the description easy to understand, a plurality of drawings including FIG. 1 are attached with a three-dimensional orthogonal coordinate system including a Z-axis in which the front direction of the speaker device is a positive direction.
図1は、実施形態に係るスピーカ装置の概略構成を示す正面図である。図1に示すように、実施形態に係るスピーカ装置1は、パネル10と、振動素子11と、遮蔽部12とを備える。スピーカ装置1は、例えば、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。
FIG. 1 is a front view showing a schematic configuration of the speaker device according to the embodiment. As shown in FIG. 1, the speaker device 1 according to the embodiment includes a
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、例えば、ガラスなどの素材で形成される。また、パネル10は、Z軸正方向側である正面方向に主面10a側から音声信号を出射する。以下では、主面10aを出射面10aと記載する。
The
振動素子11は、例えば、ピエゾ素子であり、パネル10の両端部に互いに対向する位置に2つ設けられる。振動素子11は、例えば、印加される交流電圧の駆動信号に応じて伸縮することで、パネル10を振動させる。なお、振動素子11の数は、2つに限定されるものではなく、3つ以上であってもよく、1つであってもよい。振動素子11を1つだけ配置する場合、振動素子11と対向する位置に振動を反射する反射部材を設けてもよい。また、振動素子11は、パネル10の両端部に限らず、定在波を形成可能な位置関係で配置されればよい。
The
振動素子11に印加される駆動信号は、後述する駆動部2(図2参照)によって生成される。駆動部2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信号を生成する。具体的には、駆動部2は、超音波帯域の搬送波を可聴波帯域(概ね20kHz未満)の音声信号で変調した信号を増幅することによって振動素子11へ印加する駆動信号を生成する。
The drive signal applied to the
振動素子11への駆動信号の印加によって、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、音声信号で変調された超音波を放射する線音源として機能する。
By the application of the drive signal to the
図1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)に延在する振動素子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の短手方向に延在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。
In the example illustrated in FIG. 1, the
かかるスピーカ装置1は、上述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干渉、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に応じた音波が生成される。これにより、スピーカ装置1は、狭い指向性を有するスピーカ装置として機能する。 The speaker device 1 responds to the audio signal in a specific direction by the natural demodulation phenomenon due to the interference between the ultrasonic waves generated from the plurality of band-like vibration regions Ag formed as described above and the modulated ultrasonic wave. A sound wave is generated. Thus, the speaker device 1 functions as a speaker device having narrow directivity.
ここで、従来のスピーカ装置について説明する。従来のスピーカ装置は、超音波の位相干渉により正面方向に対して斜め方向へのみ音波を出射し、正面方向へ音波を出射することが難しいといった課題があった。具体的には、パネルに発生する定在波における隣接する腹同士は互いに逆相で振動するため、正面方向では隣接する各腹から放射された音波は干渉により弱めあうことで正面方向が指向性のヌル領域となり、結果、音波の正面方向への放射が弱くなる。このように、従来は、正面方向への指向性を実現することが難しいという課題があった。 Here, a conventional speaker device will be described. The conventional speaker device has a problem that it is difficult to emit a sound wave only in a direction oblique to the front direction by phase interference of ultrasonic waves and to emit a sound wave in the front direction. Specifically, adjacent antinodes in the standing wave generated in the panel vibrate in opposite phases with each other, so in the front direction, the sound waves emitted from adjacent antinodes weaken due to interference and the front direction is directivity As a result, the forward radiation of the sound wave is weakened. As described above, conventionally, there has been a problem that it is difficult to realize directivity in the front direction.
そこで、実施形態に係るスピーカ装置1は、上記したように、遮蔽部12を備える。具体的には、遮蔽部12は、パネル10の出射面10a側に設けられ、縞状の振動領域Asの一部を覆う。そのため、遮蔽部12で覆われた振動領域Asの一部から出射される音波は、遮蔽される。従って、位相干渉により打ち消されていた音波が遮蔽部12の存在により打ち消されなくなることでヌル領域が無くなり、正面方向への音波の出射が強くなる。すなわち、実施形態に係るスピーカ装置1によれば、正面方向への指向性を実現できる。
Then, the speaker apparatus 1 which concerns on embodiment is provided with the
図1に示す例では、遮蔽部12は、複数の帯状振動領域Agの延在方向に沿って延在するとともに、帯状振動領域Agの配列方向であるY軸方向に沿って複数配列される。そして、遮蔽部12の延在方向の両端には、複数の遮蔽部12を連結する連結部12aが設けられる。なお、遮蔽部12と連結部12aとは、一体的に構成されてもよく、別部材で構成されてもよい。
In the example shown in FIG. 1, the
このように、複数の遮蔽部12を配置することで、遮蔽する音波を増やすことができるため、正面方向への音波の出射量を増やすことができる。
As described above, since the sound waves to be shielded can be increased by arranging the plurality of
さらに、図1では、遮蔽部12は、帯状振動領域Agの領域全体を覆っている。具体的には、遮蔽部12は、帯状振動領域Agの延在方向の両端に至るまで延在する。これにより、遮蔽する音波をさらに増やすことができるため、正面方向への音波の出射量を増やすことができる。
Furthermore, in FIG. 1, the
また、図1に示す例では、遮蔽部12は、帯状振動領域Agの周期の2倍の周期で配置されるが、かかる点の詳細については図5を用いて後述する。
Moreover, in the example shown in FIG. 1, although the
次に、図2を用いて、実施形態に係るスピーカ装置1の構成についてさらに説明する。図2は、実施形態に係るスピーカ装置1のブロック図である。図2に示すように、スピーカ装置1は、外部装置60に接続されており、外部装置60から入力される音声信号Ssに基づいて、パネル10を振動させ、音声信号Ssで変調された搬送波Scに応じた超音波を発生する。
Next, the configuration of the speaker device 1 according to the embodiment will be further described using FIG. FIG. 2 is a block diagram of the speaker device 1 according to the embodiment. As shown in FIG. 2, the speaker device 1 is connected to the external device 60, and vibrates the
外部装置60は、可聴波帯域(20kHz未満の帯域)の音声信号Ssをスピーカ装置1へ出力する装置であり、例えば、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。 The external device 60 is a device that outputs an audio signal Ss in an audible wave band (a band less than 20 kHz) to the speaker device 1, and is externally provided, for example, an audio device, a car navigation device, a smartphone, a PC (Personal Computer), etc. Is an apparatus capable of outputting an audio signal Ss.
また、スピーカ装置1は、駆動部2と、音出力部3とを備える。駆動部2は、取得部21と、搬送波生成部22と、変調部23と、増幅部24とを備える。音出力部3は、パネル10と、振動素子11と、遮蔽部12とを備える。
The speaker device 1 further includes a drive unit 2 and a sound output unit 3. The drive unit 2 includes an acquisition unit 21, a carrier generation unit 22, a
駆動部2は、例えば、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。 The drive unit 2 includes various circuits such as a computer having a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), a hard desk drive (HDD), an input / output port, and an amplifier circuit. Including.
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2の取得部21、搬送波生成部22、および変調部23として機能する。また、駆動部2の取得部21、搬送波生成部22、および変調部23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24は、例えば、パワーアンプなどの増幅回路によって構成される。
The CPU of the computer functions as an acquisition unit 21, a carrier wave generation unit 22, and a
取得部21は、外部装置60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23へ出力する。なお、取得部21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23へ出力することもできる。また、取得部21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。
The acquisition unit 21 acquires the audio signal Ss output from the external device 60, and outputs the acquired audio signal Ss to the
搬送波生成部22は、搬送波Scを生成し、変調部23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。
Carrier wave generation unit 22 generates carrier wave Sc and outputs the carrier wave to
変調部23は、搬送波生成部22から入力される搬送波Scを取得部21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24へ出力する。変調部23による変調は、AM(Amplitude Modulation)変調、または、FM(Frequency Modulation)変調によって行われる。なお、AM変調は、例えば、DSB(Double Sideband)変調、または、SSB(Single Sideband)変調である。
The
変調部23から増幅部24へ出力された変調信号Smは、各増幅部24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信号Voとして各振動素子11へ印加される。振動素子11は、印加された駆動信号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。
The modulation signal Sm output from the
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、例えば、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。
The
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2から供給される駆動信号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。
The vibrating
遮蔽部12は、例えば、遮音性を有する材料で構成される。具体的には、遮蔽部12は、パネル10から出射される超音波を吸収または反射する材料で構成される。例えば、遮蔽部12は、金属や樹脂材料等を用いることができる。
The shielding
次に、図3を用いて、パネル10に形成される帯状振動領域Agと定在波との関係について説明する。図3は、帯状振動領域Agと定在波Wとの関係を示す図である。図3において、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いる。図3に示すように、定在波Wの腹部分が帯状振動領域Agとして機能する。
Next, with reference to FIG. 3, the relationship between the band-shaped vibration region Ag formed in the
定在波Wの腹部分は、パネル10の長手方向に沿って等間隔で発生するため、帯状振動領域Agは、パネル10の長手方向(Y軸方向)に沿って等間隔で発生する。なお、図3では、説明をわかりやすくするために、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つに限定されない。例えば、搬送波Scの周波数を高くするほど帯状振動領域Agの数を多くすることができる。
Since the antinode portions of the standing wave W are generated at equal intervals along the longitudinal direction of the
次に、パネル10に形成される定在波Wと遮蔽部12との関係について説明する。図4は、定在波Wと遮蔽部12との関係を説明するための図である。図4では、説明を分かりやすくするために、定在波Wを部分的に示すとともに、3つの連続する帯状振動領域Aga,Agb,Agcを示す。
Next, the relationship between the standing wave W formed on the
図4に示すように、遮蔽部12は、帯状振動領域Aga,Agcとは逆位相となる帯状振動領域Agbを覆うように配置される。換言すれば、遮蔽部12は、複数の帯状振動領域Aga,Agb,Agcのうち、帯状振動領域Agbと配列方向に隣り合う2つの帯状振動領域Aga,Agcには配置されない。
As shown in FIG. 4, the shielding
これにより、2つの帯状振動領域Aga,Agcから出射される超音波が、逆相である帯状振動領域Agbの超音波によって打ち消されなくなり、正面方向(Z軸正方向)へ向けて超音波が出射されるため、正面方向への出射量を効率よく稼ぐことができる。 As a result, the ultrasonic waves emitted from the two band vibration areas Aga and Agc are not canceled out by the ultrasonic waves in the band vibration area Agb having the opposite phase, and the ultrasonic waves are emitted in the front direction (Z-axis positive direction) Because of this, it is possible to earn efficiently the amount of radiation in the front direction.
また、図4に示すように、遮蔽部12は、帯状振動領域Agbと隣り合う2つの節に亘って設けられる。つまり、遮蔽部12は、定在波Wのうち、2つの帯状振動領域Aga,Agcとは逆位相の部分に対応する領域全体を覆うように配置される。これにより、逆位相成分の影響を排除できるため、より効率よく正面方向への出射量を稼ぐことができる。
Moreover, as shown in FIG. 4, the shielding
なお、図4に示す例では、遮蔽部12は、帯状振動領域Agbと隣り合う2つの節に亘って設けられる場合を示したが、これに限定されない。すなわち、遮蔽部12は、少なくとも帯状振動領域Agbを覆う位置に設けられればよい。
In the example illustrated in FIG. 4, the shielding
かかる場合、遮蔽部12は、帯状振動領域Agbを通るZ軸方向の対称軸に対して左右対称に設けられてもよく、あるいは、帯状振動領域Agbを覆いつつ左右いずれか一方に偏って配置されてもよい。
In such a case, the shielding
次に、図5を用いて、パネル10に形成される複数の帯状振動領域Agと遮蔽部12との関係について説明する。図5は、帯状振動領域Agと遮蔽部12との関係を説明するための図である。図5には、図1におけるA−A線でスピーカ装置1を切断した場合の断面を示す。図5では、一例として、7つの帯状振動領域Ag1〜Ag7を示す。
Next, the relationship between the plurality of strip-shaped vibration regions Ag formed in the
図5に示すように、7つの帯状振動領域Ag1〜Ag7は、パネル10に等間隔で配置され、遮蔽部12は、帯状振動領域Ag1〜Ag7の間隔よりも広い間隔で配置される。具体的には、遮蔽部12は、帯状振動領域Ag1〜Ag7の間隔に対して2倍の間隔で配置される。つまり、遮蔽部12は、縞状の振動領域Asを形成する複数の帯状振動領域Ag1〜Ag7を1つ飛びに遮蔽する。これにより、逆相の超音波をすべて遮蔽できるため、超音波を正面方向へ効率良く出射することができる。
As shown in FIG. 5, the seven band-shaped vibration areas Ag1 to Ag7 are arranged at equal intervals in the
図5に示す例では、遮蔽部12は、7つの帯状振動領域Ag1〜Ag7のうち、帯状振動領域Ag2,Ag4,Ag6を覆う位置に設けられる。これにより、帯状振動領域Ag1,Ag3,Ag5,Ag7から正面方向へ効率良く超音波を出射することができる。
In the example shown in FIG. 5, the shielding
なお、遮蔽部12は、帯状振動領域Ag1〜Ag7全体を1つ飛びに遮蔽したが、必ずしも全体を1つ飛びに遮蔽する必要はなく、例えば、パネル10の長手方向(Y軸方向)の中央部のみや中央を残した左右のみ、もしくは左右のいずれか一方のみを遮蔽してもよい。たとえば帯状振動領域Ag1〜Ag7のうち中央部のAg3〜Ag5を1つ飛びに遮蔽する(例:Ag3とAg5を遮蔽し、Ag4を遮蔽しない)または左側のAg1〜Ag3を1つ飛びに遮蔽する(例えば、帯状振動領域Ag1,Ag3を遮蔽し、帯状振動領域Ag2を遮蔽しない)等としてもよい。また、帯状振動領域Ag1〜Ag7の短手方向(X軸方向)を全長にわたって遮蔽する代わりに、例えば、短手方向の中央部のみ、中央部を残した上下のみ、もしくは上下のいずれか一方のみを遮蔽してもよい。これにより、正面方向や左右方向への指向性の分配を適宜設定可能となる。
In addition, although the shielding
次に、遮蔽部12の固定方法について説明する。図6は、実施形態に係るスピーカ装置1の断面図である。図6には、図1におけるB−B線でスピーカ装置1を切断した場合の断面を示す。
Next, the fixing method of the shielding
図6に示すように、パネル10は、固定部材14を介して支持部13によって支持される。具体的には、支持部13は、パネル10の出射面とは反対側(Z軸負方向側)の反対面側に設けられ、固定部材14を介してパネル10を支持する。支持部13は、例えば、ガラスなどの素材で形成されているが、金属やプラスチックなど他の素材を用いることもできる。
As shown in FIG. 6, the
固定部材14は、例えば、熱により硬化する熱硬化樹脂であるが、接着テープ、または、パネル10および支持部13を挟み込んで固定する固定具(例えば、ネジ)などを適宜用いることもできる。固定部材14は、振動素子11の振動が固定部材14によって吸収されることを防ぐため、固定後に変形しにくい部材を用いることが好ましい。
The fixing
図6に示す例では、パネル10における短手方向(X軸方向)の両端縁部が固定部材14によって支持部13に固定される。また、固定部材14は、パネル10における短手方向の両端部をパネル10の長手方向(Y軸方向)に沿って固定する。
In the example shown in FIG. 6, both ends of the
これにより、パネル10の振動により生じるパネル10のたわみが抑制される。そのため、パネル10において定在波の発生が阻害されたり、音圧が低下したりすることを抑制することができる。なお、パネル10と支持部13の固定位置は、パネル10のたわみを抑制することができればよく、パネル10における短手方向の両端縁部に限定されない。
Thereby, deflection of
また、パネル10における長手方向の両端は、固定部材14によって固定されておらず、支持部13に対して隙間をあけて固定される。そのため、パネル10の裏面側(Z軸の負方向側)に発生する圧力(つまり、背圧)を上述の隙間から逃がすことができ、背圧がパネル10に跳ね返ってパネル10の振動が阻害されることを抑制することができる。なお、固定部材14以外の部材を用いてかかる隙間を生じさせてもよく、あるいは、パネル10の背面側に背圧を吸収する制振材を設けてもよい。
Further, both ends in the longitudinal direction of the
また、遮蔽部12は、略板状であり、パネル10の出射面と離間して配置される。具体的には、遮蔽部12は、連結部12aが支持部13に固定部材15を介して固定される。固定部材15は、上述の固定部材14と同様の構成としてもよく、異なる構成としてもよい。
In addition, the shielding
図6に示す例では、連結部12aは、支持部13側の面である内面が固定部材15を介して支持部13の側面(X軸方向)に固定される。より具体的には、連結部12aは、パネル10との間に所定の隙間を有して固定される。つまり、遮蔽部12は、支持部13に固定される。これにより、パネル10の振動が遮蔽部12に伝わって遮蔽部12から超音波が発生することを防止できる。
In the example shown in FIG. 6, the inner surface, which is the surface on the
なお、連結部12aは、支持部13の側面に固定されたが、これに限定されるものではなく、支持部13の裏面(Z軸負方向)に固定されてもよい。かかる場合、連結部12aは、支持部13側(Z軸負方向)の端部が支持部13の裏面に沿って延在する延在部を有し、かかる延在部が支持部13の裏面に固定される。
In addition, although the
また、連結部12aの固定位置は、支持部13に限定されるものではなく、パネル10との間に隙間を有して固定されればよく、支持部13以外の部材に固定されてもよい。
Further, the fixing position of the connecting
次に、スピーカ装置1の指向性について説明する。図7は、実施形態に係るスピーカ装置1の指向性を示す図である。図7では、シミュレーション結果に基づくスピーカ装置1の指向性を帯状の矢印で模式的に示しており、実際のスピーカ装置1の指向性は、ある程度の幅(つまり、線幅が太い)を有している。 Next, the directivity of the speaker device 1 will be described. FIG. 7 is a diagram showing the directivity of the speaker device 1 according to the embodiment. In FIG. 7, the directivity of the speaker device 1 based on the simulation result is schematically shown by a band-shaped arrow, and the directivity of the actual speaker device 1 has a certain width (that is, the line width is thick). ing.
図7に示すように、スピーカ装置1は、超音波SC,SL,SRが主として3つの方向へ進行する。具体的には、超音波SCは、スピーカ装置1のパネル10に対して正面方向へ進行する。また、超音波SL,SRは、パネル10に対して角度θの方向へ進行する。
As shown in FIG. 7, in the speaker device 1, the ultrasonic waves SC, SL, and SR mainly travel in three directions. Specifically, the ultrasonic waves SC travel in the front direction with respect to the
つまり、超音波SCは、遮蔽部12によって打ち消されなくなった超音波であり、超音波SL,SRは、2つの帯状振動領域Agの互いに強め合う角度θで出射される斜め方向への超音波である。
That is, the ultrasonic wave SC is an ultrasonic wave that has not been canceled by the shielding
このように、実施形態に係るスピーカ装置1は、遮蔽部12を備えることで、斜め方向への指向性(超音波SL,SR)に加えて、正面方向への指向性(超音波SC)を実現できる。なお、正面方向への指向性の強度は、例えば、遮蔽部12の数や、帯状振動領域Agを覆う領域面積等により調整可能である。
As described above, the speaker device 1 according to the embodiment includes the shielding
上述してきたように、実施形態に係るスピーカ装置1は、パネル10と、振動素子11と、駆動部2と、遮蔽部12とを備える。振動素子11は、パネル10を振動させる。駆動部2は、超音波帯域の搬送波Scを可聴波帯域の音声信号Ssで変調した駆動信号Voを振動素子11へ印加して、パネル10に縞状の振動領域Asを形成する。遮蔽部12は、音声信号Ssに応じた音波が出射されるパネル10の出射面10a側に設けられ、振動領域Asの少なくとも一部を覆う。これにより、遮蔽部12で覆われた振動領域Asの一部から出射される音波は、遮蔽されるため、位相干渉により打ち消されていた音波が遮蔽部12の存在により打ち消されなくなり、正面方向へ出射される。すなわち、実施形態に係るスピーカ装置1によれば、正面方向への指向性を実現できる。
As described above, the speaker device 1 according to the embodiment includes the
なお、上述した実施形態では、スピーカ装置1は、3方向への指向性(図7参照)を有したが、指向性を正面方向のみにすることもできる。かかる点について、図8を用いて説明する。 In the embodiment described above, the speaker device 1 has directivity in three directions (see FIG. 7), but the directivity can be made only in the front direction. This point will be described with reference to FIG.
図8は、変形例に係るスピーカ装置1の指向性を示す図である。図8に示す変形例は、反射部20を有する点で上述の実施形態と異なる。具体的には、反射部20は、角度θの方向へ出射される超音波SL,SRを正面方向へ反射させる位置に設けられる。反射部20は、例えば、金属部材やガラス等のように、音に対する反射率が高い材質によって形成される。これにより、正面方向のみの指向性を有するスピーカ装置1を実現できる。
FIG. 8 is a diagram showing the directivity of the speaker device 1 according to the modification. The modified example shown in FIG. 8 is different from the above-described embodiment in that it has a reflecting
また、上述した実施形態では、連結部12aによって複数の遮蔽部12を連結(図1参照)したが、これに限定されず、連結部12aを省いてもよい。かかる点について、図9を用いて説明する。
Further, in the embodiment described above, the plurality of shielding
図9は、変形例に係るスピーカ装置1の正面図である。図9に示すように、複数の遮蔽部12は、上述した実施形態のように連結部12aによって連結されず、互いに独立して支持部13(図6参照)に固定される。これにより、複数の遮蔽部12それぞれの位置を独立して調整できるため、例えば、パネル10や振動素子11の製品毎に物理的な特性に違いがあった場合であっても、柔軟に対応できる。
FIG. 9 is a front view of the speaker device 1 according to a modification. As shown in FIG. 9, the plurality of shielding
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。 Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Thus, the broader aspects of the invention are not limited to the specific details and representative embodiments represented and described above. Accordingly, various modifications may be made without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the appended claims and their equivalents.
1 スピーカ装置
2 駆動部
3 音出力部
10 パネル
11 振動素子
12 遮蔽部
13 支持部
14,15 固定部材
20 反射部
21 取得部
22 搬送波生成部
23 変調部
24 増幅部
60 外部装置
Ag 帯状振動領域
REFERENCE SIGNS LIST 1 speaker device 2 drive unit 3
Claims (4)
前記パネルを振動させる振動素子と、
超音波帯域の搬送波を可聴波帯域の音声信号で変調した駆動信号を前記振動素子へ印加して、前記パネルに縞状の振動領域を形成する駆動部と、
前記音声信号に応じた音波が出射される前記パネルの出射面側に設けられ、前記振動領域の少なくとも一部を覆う遮蔽部と
を備えることを特徴とするスピーカ装置。 A panel,
A vibrating element for vibrating the panel;
A drive unit that applies a drive signal obtained by modulating a carrier wave of an ultrasonic band with an audio signal of an audible wave band to the vibration element to form a stripe-like vibration area in the panel;
And a shielding portion which is provided on an emission surface side of the panel from which a sound wave corresponding to the audio signal is emitted, and which covers at least a part of the vibration area.
前記縞状の振動領域を形成する複数の帯状振動領域を1つ飛びに遮蔽すること
を特徴とする請求項1に記載のスピーカ装置。 The shielding unit is
The speaker apparatus according to claim 1, wherein the plurality of band-shaped vibration regions forming the stripe-shaped vibration region are shielded in a jump.
略板状であり、前記パネルの出射面と離間して配置されること
を特徴とする請求項1または2に記載のスピーカ装置。 The shielding unit is
The speaker device according to claim 1, wherein the speaker device is substantially plate-like, and is disposed apart from the emission surface of the panel.
前記遮蔽部は、
前記支持部に固定されること
を特徴とする請求項3に記載のスピーカ装置。 The panel further includes a support portion provided on the opposite surface side opposite to the emission surface of the panel and supporting the panel via a fixing member,
The shielding unit is
It fixes to the said support part. The speaker apparatus of Claim 3 characterized by these.
Priority Applications (1)
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JP2017205653A JP2019080173A (en) | 2017-10-24 | 2017-10-24 | Speaker device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN112449275A (en) * | 2019-09-03 | 2021-03-05 | 贵阳清文云科技有限公司 | Directional audio system based on flexible membrane |
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2017
- 2017-10-24 JP JP2017205653A patent/JP2019080173A/en active Pending
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CN112449275B (en) * | 2019-09-03 | 2022-08-02 | 贵阳清文云科技有限公司 | Directional audio system based on flexible membrane |
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