JP6702229B2 - 音声伝達方法、音波発生装置、及び、音声伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、話者が発声した音声を聴者に聞かせる音声伝達方法、並びに、その音声伝達方法の実施に直接使用する音波発生装置及び音声伝達装置に関する。

従来、可聴音としての音波を発生する音波発生装置において、例えば特許文献１に示すように、超音波振動子等の振動部によって発生された指向性を有する超音波を利用して、可聴音としての音波を特定の方向に向けて発生する技術が提案されている。

特開平１１−２４６２０号公報

このような音波発生装置は、特許文献１に記載のような店舗情報や各種宣伝に応じた音波の発生に限らず、聴覚が低下した来訪者に対する窓口業務等にも応用することが考えられる。例えば、窓口に来訪した聴者に対して、窓口担当者（すなわち、話者）の声の音量を大きくして前述のような指向性を有する音波として聞かせれば、音量を大きくされた声を聴者のみに聞かせ、周囲の他の来訪者には窓口担当者の生の声のみを聞かせることができる。

しかしながら、前述のような指向性を有する音波を聴者のみに向けて発生した場合、話者は、自身の声がどのように聴者に聞こえているのか分からないという課題が生じる。本発明は、こうした問題にかんがみてなされたものであり、話者の声を、指向性を有する音波として聴者に向けて発生した場合にも、話者の声が聴者にどのように聞こえているのか話者が知ることのできる音声伝達方法の提供を目的としてなされた。また、本発明は、前記音声伝達方法の実施に直接使用する音波発生装置及び音声伝達装置の提供を目的としてなされた。

本発明の音声伝達方法は、話者（Ｈ１）が発声した音声を聴者（Ｈ２）に聞かせる音声伝達方法であって、前記話者が発声した音声を電気信号に変換し、前記変換された電気信号に応じた可聴音としての音波を、指向性を有する音波を発生する音波発生装置を介して前記聴者の頭部に向かって発生し、前記聴者の頭部に届く前記音波の状態を、報知装置（１２，１６，７３，７５Ａ）を介して前記話者に報知する。

このように、本発明では、話者が発声した音声（すなわち、話者の声）は、電気信号に変換された後、指向性を有する可聴音としての音波として音波発生装置を介して聴者の頭部に向かって発生される。このため、音波発生装置が発生した音波に応じた声を聴者にのみ聞かすことができ、聴者の周辺の他者には話者の生の声しか聞こえない。また、話者は、前記聴者の頭部に届く前記音波の状態を、報知装置を介して報知されることによって、話者自身の声が聴者にどのように聞こえているのか知ることができる。

なお、このような音波発生装置を使用する音声伝達方法では、当該方法の実施の必要がないときには、電源を切るなどして音波発生装置による音波の発生を禁止するのが望ましい。その場合、聴者の聴覚が低下している場合など、必要な場合のみに音波発生装置から音波を発生することができる。しかしながら、音波発生装置が、超音波を利用して指向性を有する音波を発生する場合、通電の開始時に耳障りなノイズが可聴音として発生する。

そこで、前記音声伝達方法の実施に直接使用する音波発生装置は、次のような、音波発生部（１１，１２）と、電圧制御部（１６）と、を備えるのが望ましい。音波発生部は、電圧印加に応じて振動する振動部（１１１）を振動させて超音波を発生することによって、指向性を有する可聴音としての音波を発生するように構成されている。電圧制御部は、前記振動部への印加電圧を制御することによって、前記振動部への通電開始時に可聴音としてのノイズが発生するのを抑制するように構成されている。

このような構成によれば、振動部への通電開始時（すなわち、音波発生装置の立ち上げ時）には、電圧制御部が振動部への印加電圧を制御することによって、可聴音としてのノイズが発生するのを抑制することができる。

なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

第１実施形態の音声伝達装置としての窓口の構成を表す模式図である。 その窓口に設けられたスピーカの構成を模式的に表す外観図である。 そのスピーカの詳細な構成を模式的に表す背面図である。 そのスピーカの詳細な構成を模式的に表す側面図である。 そのスピーカにおける超音波素子の構成を模式的に表す説明図である。 そのスピーカの制御系の構成を模式的に表すブロック図である。 そのスピーカにおける時間とノイズとの関係を表すグラフである。 第２実施形態の音声伝達装置としての窓口の構成を表す模式図である。 第３実施形態の音声伝達装置としての窓口の構成を表す模式図である。 その音声伝達装置における反射板の配置を表す説明図である。 その音声伝達装置におけるインジケータの構成を表す回路図である。 第４実施形態の音声伝達装置としての窓口の構成を表す模式図である。 その音声伝達装置におけるマイクの配置を表す説明図である。

以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．窓口の全体的な構成］
図１に示す窓口１は、床２及び天井３を備えた屋内空間である。床２には、机４が載置され、その机４を挟んで、話者Ｈ１が座るための椅子５と、聴者Ｈ２が座るための椅子６とが対向して配置されている。なお、この窓口１は、役所，銀行，旅行代理店等の相談窓口であってもよく、その他の窓口であってもよい。また、この窓口１では、少なくとも話者Ｈ１及び椅子５の背後には、防音壁７が設けられている。防音壁７は、聴者Ｈ２の背後にも設けられてもよく、聴者Ｈ２の背後には防音壁ではない一般の壁が設けられてもよく、聴者Ｈ２の背後は屋外に解放されていてもよい。

窓口１では、聴者Ｈ２の聴覚が低下している場合に対応するため、天井３に超音波スピーカ１１，１２が設けられている。超音波スピーカ１１，１２の構成は、後に詳述するが、いずれも、超音波を利用することによって指向性を付与された可聴音としての音波を発生するように構成されている。超音波スピーカ１１から発生された可聴音が到達する範囲は、図１に破線で示すように、椅子６に座った聴者Ｈ２の頭部のほぼ全体を包含するように設定されている。また、超音波スピーカ１２から発生された可聴音が到達する範囲は、椅子５に座った話者Ｈ１の頭部のほぼ全体を包含するように設定されている。

なお、超音波スピーカ１２から話者Ｈ１の頭部までの距離Ｄ１、及び、超音波スピーカ１１から聴者Ｈ２の頭部までの距離Ｄ２は、いずれも１．５ｍ以上であるのが望ましい。また、超音波スピーカ１１には、可聴音としての音波の指向性を向上させるために、図２に例示するような円筒状のガイド板１３（すなわち、フード）を設けてもよい。同様に、超音波スピーカ１２にも円柱状のガイド板１４を設けてもよい。また、ガイド板１３，１４の形状は、円錐状（すなわち、コーン状）であってもよく、それ以外の形状であってもよい。また、ガイド板１３，１４は省略されてもよい。

図１に戻って、机４の上には、話者Ｈ１が発声した音声を電気信号に変換するマイク１５が配置されている。超音波スピーカ１１，１２からは、マイク１５によって変換された電気信号に応じた音波が発生される。すなわち、窓口１は、聴者Ｈ２が発声した音声は話者Ｈ１が直接聞き取ることができるが、話者Ｈ１が発声した音声はマイク１５及び超音波スピーカ１１を介して聴者Ｈ２に聞かせなければ聴者Ｈ２が聞き取れない場合に対応して構成されている。

また、机４の天板の下面における話者Ｈ１側には、マイク１５から超音波スピーカ１１，１２に至る電気信号の制御を行う制御回路１６が設けられている。また、机４の下方における床２の上面には、話者Ｈ１が足等によって操作可能なスイッチ１７が設けられている。このスイッチ１７は、マイク１５から超音波スピーカ１１，１２に至る構成に係る電気系統全体に対する通電の可否（すなわち、電源のオン／オフ）を切り替えるメインスイッチである。また、椅子５，６の下方を含む床２の上面には、話者Ｈ１又は聴者Ｈ２の頭部の周辺を通過した前記音波を吸収する吸音材１８，１９が敷設されている。

［１−２．スピーカの詳細な構成］
次に、超音波スピーカ１１，１２の詳細な構成について説明する。なお、超音波スピーカ１１，１２はほぼ同様に構成されているので、以下、超音波スピーカ１１を例にとって説明する。図３に示すように、超音波スピーカ１１は、複数の超音波素子（すなわち、超音波トランスデューサ素子）１１Ａを面状に配置した超音波素子アレイとしての構成を有している。以下、各超音波素子１１Ａが面状に配置された当該面を、アレイ面という。

なお、各超音波素子１１Ａは、図３の紙面に対して奥方向の側（すなわち、アレイ面の一方の側）からそれぞれが音波を発生し、図３の紙面に対して手前方向の側（すなわち、アレイ面の他方の側）から電極１１Ｂを突出させるように配置されている。電極１１Ｂは、超音波素子１１Ａのそれぞれに対して電圧を印加するためのいわゆるピンである。図３の例では、各超音波素子１１Ａは、円筒状に構成された外形を有し、その円筒の軸がアレイ面に直交するように配置され、かつ、各超音波素子１１Ａ一個に対してその周囲に最大６個の超音波素子１１Ａが接するように、密接して設けられている。なお、各超音波素子１１Ａの周囲に他の超音波素子１１Ａが接するように超音波素子１１Ａを配置する方法は、これに限定されるものではない。例えば、各超音波素子１１Ａが縦横に隣接するように配置されてもよく、その他の方法で配置されてもよい。

また、各超音波素子１１Ａは、各電極１１Ｂが、他の超音波素子１１Ａの電極１１Ｂと、極性毎に列をなすように配置されている。そして、電極１１Ｂの各列には、当該列の電極１１Ｂに通電を行う導体１１Ｃがそれぞれ設けられている。すなわち、各超音波素子１１Ａの電極１１Ｂは、＋−が導体１１Ｃによって共締めされている。このため、各導体１１Ｃは平行に配設される。各導体１１Ｃには、制御回路１６から電線２２を介して電圧が印加される。

また、図３における側方から見た状態を図４に模式的に示したように、各導体１１Ｃは、電極１１Ｂの突出方向に短辺（すなわち、板幅方向）を有し、アレイ面に沿った方向に長辺を有する矩形板状の金属板によって構成されている。このため、各導体１１Ｃは、全体として、ヒートシンクの放熱フィンのような形状を呈する。そこで、本実施形態における超音波スピーカ１１では、図３に示すように、モータ２３によって回転駆動されるファン２４を、その送風方向が各導体１１Ｃの長辺方向に沿うように配置している。ここで、各導体１１Ｃの板幅方向はアレイ面に垂直であることが望ましいが、必ずしも厳密な意味での垂直に限るものではなく、目的とする効果を奏するのであれば厳密に垂直でなくてもよい。

また、超音波素子１１Ａは、図５に模式的に示すように、メンブレン１１１に圧電体層１１２を積層した構成を有している。なお、メンブレン１１１は、金属薄板であってもよく、シリカ，ジルコニア等のセラミックス製薄板であってもよく、それらを積層してなる薄板であってもよく、その他の薄板であってもよい。圧電体層１１２は、圧電セラミックスによって構成されてもよく、その他の圧電体によって構成されてもよい。

この圧電体層１１２に、例えば交流電源１２０を接続すると、交流電圧が印加されることによって圧電体層１１２はメンブレン１１１の面に沿って伸縮を繰り返す。すると、それによってメンブレン１１１に振動が発生する。圧電体層１１２に超音波に対応する周波数信号を電圧として印加すると、超音波素子１１Ａは超音波を発生する。

なお、超音波素子１１Ａによって構成されたアレイには、特許文献１に示されたように、放物面状の反射板等を必要に応じて設け、その反射波を利用してもよいことは言うまでもない。

次に、制御回路１６は、図６に示すように、超音波変調部１６Ａと超音波駆動アンプ１６Ｂとを備えている。超音波変調部１６Ａには、可聴音に対応する周波数信号が、マイク１５等の音源３０から入力される。なお、音源３０は、マイク１５に限られるものではなく、例えば音楽メディアプレイヤ等のように、記録媒体に予め記録された音声の周波数信号を入力するものであってもよい。

超音波変調部１６Ａは、音源３０から入力された可聴音に対応する周波数信号を、超音波に対応する周波数信号に変調する回路である。超音波変調部１６Ａは、例えば超音波に対応する周波数で発振された電圧の振幅変化を可聴音に対応させるものであってもよく、その他の方法で変調を行うものであってもよい。

超音波駆動アンプ１６Ｂは超音波変調部１６Ａで変調された超音波信号に基づいて、超音波スピーカ１１，１２を駆動する。すなわち、超音波駆動アンプ１６Ｂは、超音波スピーカ１１，１２への印加電圧を制御することで、前記周波数信号を変調して得られた超音波を超音波スピーカ１１，１２から発生させる。

また、制御回路１６には、モータ１６Ｃによって駆動されるファン１６Ｄが内蔵され、ファン１６Ｄが発生する風によって超音波変調部１６Ａ及び超音波駆動アンプ１６Ｂが冷却される。

ここで、超音波を発生するために超音波スピーカ１１に電圧を印加すると、通常、立ち上げ時（すなわち、通電開始時）には、図７に破線Ｌ１で示すように大きなノイズ（すなわち、可聴音としての雑音）が発生する。これは、立ち上げ時にはメンブレン１１１の温度が低く、温度も均一には上昇しないので、各超音波素子１１Ａが発生する音波が４０ＫＨｚの超音波に達するまでに素子毎にばらつきがあって可聴音が発生するものと推定される。これに対し、メンブレン１１１の温度が所定温度以上に上昇したとみなせる時刻Ｔ以降は、ノイズは小さくなる。

そこで、本実施形態における制御回路１６は、メンブレン１１１の温度が所定温度未満であるとみなせる時刻Ｔ以前には、時刻Ｔ以降に比べて超音波スピーカ１１，１２への印加電圧を低くするように、タイマ等を用いて構成されている。なお、このような構成は、制御回路１６におけるハードウェア的な回路設計によって達成されてもよく、制御回路１６がＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを備えたマイクロコンピュータを備えることによってソフトウェア処理によって達成されてもよい。

また、制御回路１６は、図示省略した電源ランプを備えており、時刻Ｔ以前の立ち上げ時には電源ランプを点滅させ、時刻Ｔ以降の定常時には電源ランプを点灯（すなわち、ＯＮ）するように構成されている。

［１−３．効果］
以上詳述した第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１Ａ）窓口１では、来訪した聴者Ｈ２の頭部に対してピンポイントに、窓口担当者（すなわち、話者Ｈ１）の声の音量を大きくして前述のような指向性を有する音波として聞かせることができる。その場合、音量を大きくされた声を聴者のみに聞かせ、周囲の他の来訪者には窓口担当者の生の声のみを聞かせることができる。周知の音声情報伝達機器を聴者Ｈ２に向けて目の前に置いて使用する場合は、聴者Ｈ２の聴覚が低下していることが周囲に分かってしまうが、本実施形態では、天井３等の聴者Ｈ２から離れた位置に設けられた超音波スピーカ１１から指向性を有する音波をピンポイントに発生している。このため、聴者Ｈ２の聴覚が低下していることが周囲に分かり難い。

また、超音波スピーカ１１，１２は天井３に設けられて、話者Ｈ１及び聴者Ｈ２から１．５ｍ以上離れた位置から斜め下方に音波を発生するため、聴者Ｈ２の聴覚が低下していない場合でも窓口１は違和感なく利用可能である。なお、超音波スピーカ１１，１２が音波を発生する方向は、真下であってもよく、その場合も同様の効果が生じる。

（１Ｂ）また、聴者Ｈ２に向けて超音波スピーカ１１から発生される音波と同様の音波が、話者Ｈ１に向けて超音波スピーカ１２からピンポイントに発生される。このため、話者Ｈ１は、自身の声が聴者Ｈ２にどのように聞こえているのか知ることができる。従って、話者Ｈ１が聴者Ｈ２に自分の声が聞こえているのか確認でき、円滑なコミュニケーションが実施できる。また、スイッチ１７がオフの状態にされていることによって聴者Ｈ２に十分な音量の音声が伝わっていない場合にも、話者Ｈ１は早期に気づくことができる。このため、話者Ｈ１と聴者Ｈ２との間に共通理解が生まれるため、円滑なコミュニケーションが実施できる。なお、マイク１５に指向性やノイズキャンセラ機能を付与した場合、一層円滑なコミュニケーションが実施できる場合がある。

（１Ｃ）本実施形態では、話者Ｈ１によって操作可能な位置に配置されたスイッチ１７に対する操作に応じて、超音波スピーカ１１，１２による音波の発生の可否を切り替えることができる。このため、聴者Ｈ２の聴覚が低下しておらず、超音波スピーカ１１，１２を使用する必要のない場合は、それらの電源をオフにして消費電力を節約することができる。なお、スイッチ１７が、超音波スピーカ１１，１２の電源のオン／オフを個々に切り替えることができる場合、話者Ｈ１は、自身の声が聴者Ｈ２に聞こえていることが確認できたら、超音波スピーカ１２の電源をオフにしてもよい。

（１Ｄ）本実施形態では、超音波素子１１Ａ等のメンブレン１１１の温度が所定温度未満であるとみなせる立ち上げ時には、定常時に比べて超音波スピーカ１１，１２への印加電圧が低くされる。このため、図７に実線Ｌ２で示すように、立ち上げ時に可聴音としてのノイズ（すなわち、うなり）が発生するのを抑制することができる。

（１Ｅ）しかも、本実施形態では、超音波素子１１Ａへの印加電圧が抑制された立ち上げ時には電源ランプが点滅し、通常通りの電圧が印加された定常時には電源ランプが点灯する。このため、話者Ｈ１は、電源ランプの点滅時には、超音波スピーカ１１から聴者Ｈ２に向けて十分な音量で音波が送られていないことを知ることができる。

（１Ｆ）また、本実施形態では、ファン２４を介して超音波素子１１Ａを冷却しているので、超音波素子１１Ａの温度上昇を抑制することができる。また、本実施形態では、ファン１６Ｄを介して超音波駆動アンプ１６Ｂを冷却しているので、超音波駆動アンプ１６Ｂの温度上昇を抑制することができる。すなわち、一般的に、超音波を発生する音波発生装置を長時間連続使用した場合、アンプ・スピーカとも高温に発熱してしまうという課題がある。これに対して、本実施形態では、制御部（すなわち、制御回路１６）の一部としての超音波駆動アンプ１６Ｂや超音波スピーカ１１，１２の温度上昇を良好に抑制することができる。

（１Ｇ）特に、音波発生部としての超音波スピーカ１１は、複数の超音波素子１１Ａを面状に配置した超音波素子アレイとしての構成を有し、かつ、前記アレイ面の一方の側から超音波素子１１Ａのそれぞれが音波を発生し、前記アレイ面の他方の側から超音波素子１１Ａのそれぞれが電極１１Ｂを突出させた構成を有している。しかも、電極１１Ｂのそれぞれに通電を行う複数の導体１１Ｃは、送風機としてのモータ２３及びファン２４による送風方向に沿って互いに平行に配設され、かつ、前記アレイ面と交差する方向に板幅方向を有する板状に、それぞれ構成されている。このため、各導体１１Ｃは、ヒートシンクの放熱フィンのように効率的に、超音波素子１１Ａで発生した熱を電極１１Ｂを介して放熱することができる。前述のように、このような効果は、超音波スピーカ１２においても生じる。

（１Ｈ）また、窓口１は、話者Ｈ１及び聴者Ｈ２の頭部の周辺を通過した音波の到達範囲の少なくとも一部に設けられ、前記音波を吸収する防音壁７及び吸音材１８，１９を、更に備えている。このため、聴者Ｈ２の身体又は椅子６に当たった音波は話者Ｈ１側に反射されるが、吸音材１８，１９や防音壁７に当たった音波は吸収されて話者Ｈ１以外には届かない。このため、聴者Ｈ２の聴覚が低下していることが、一層周囲に分かり難くなる。

また、窓口１のような音声ガイダンス装置は、屋外での使用時には比較的気にならないものの、屋内使用時には超音波の特性により照射した音波が壁等に反射した結果、話者Ｈ１と聴者Ｈ２との会話を聞かせたくない人にまで聞かせてしまう恐れがある。これに対して、本実施形態では、話者Ｈ１と聴者Ｈ２との会話が第三者に聞かれるのを良好に抑制することができ、秘話性の高い会話を関係者間で行うことができる。

［１−４．特許請求の範囲の要素との対応］
なお、前記実施形態において、超音波スピーカ１１，１２が音波発生部に対応し、超音波スピーカ１２及び制御回路１６が報知装置に対応し、超音波スピーカ１１及び制御回路１６が音波発生装置に対応する。また、メンブレン１１１及び圧電体層１１２が振動部に対応し、制御回路１６が電圧制御部に対応する。また、モータ１６Ｃ及びファン１６Ｄ、並びに、モータ２３及びファン２４が送風機に対応する。また、防音壁７及び吸音材１８，１９が吸音材に対応する。

［２．第２実施形態］
［２−１．第１実施形態との相違点］
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

前述した第１実施形態では、超音波スピーカ１１，１２等の電源のオン／オフはスイッチ１７によって切り替えられたが、第２実施形態の窓口５１は、図８に示すように、前記オン／オフを切り替えるための圧力センサ６１を椅子６に設けた点で異なる。すなわち、この実施形態では、スイッチ１７がオンに切り替えられていても、聴者Ｈ２が椅子６に座っていることが圧力センサ６１によって検出されたときに超音波スピーカ１１，１２等の電源がオンされるように、制御回路１６は構成されている。逆に、聴者Ｈ２が椅子６に座っていないことが圧力センサ６１によって検出されたときは、超音波スピーカ１１，１２等の電源がオフされるように、制御回路１６は構成されている。

［２−２．効果］
以上詳述した第２実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果（１Ａ）〜（１Ｈ）に加え、以下の効果が得られる。

（２Ａ）本実施形態では、椅子６に聴者Ｈ２が座っていないにも拘わらず超音波スピーカ１１，１２等の電源がオンにされたままになるのを抑制することができ、消費電力を一層良好に節約することができる。なお、第２実施形態において、圧力センサ６１が検出部に、制御回路１６が禁止制御部に、それぞれ対応する。

［３．第３実施形態］
［３−１．第１実施形態との相違点］
第３実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

前述した第１実施形態では、超音波スピーカ１２により、聴者Ｈ２の頭部に届く音波の状態を話者Ｈ１に報知したが、第３実施形態の窓口７１は、図９に示すように、超音波スピーカ１２を省略し、代わりに反射板７３及びインジケータ７５を設けた点で異なる。

インジケータ７５は、机４の上に立設された柱状の構成を有しており、側面に、複数のランプ７５Ａが設けられている。なお、図９の例では、ランプ７５Ａは５個設けられているが、ランプ７５Ａは２個以上であれば何個設けられてもよい。また、各ランプ７５Ａの色は、それぞれ異なってもよく、同一であってもよい。

また、椅子６の背もたれの上部に設けられたヘッドレスト６Ａには、反射板７３が設けられている。この反射板７３は、図１０に示すように、椅子６に座った聴者Ｈ２の頭部の左右両側に配置されるように、ヘッドレスト６Ａに取り付けられている。また、図９に矢印Ａで示すように、反射板７３は、超音波スピーカ１１から到達した音波をインジケータ７５の下部に向けて反射するように配置されている。

インジケータ７５の下部には、図１１に示すマイク７５Ｂが設けられている。インジケータ７５の内部には制御回路７５Ｃが設けられており、この制御回路７５Ｃは、マイク７５Ｂに入力された音波の音量に応じてランプ７５Ａの点灯状態を変化させる。

［３−２．効果］
以上詳述した第３実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果（１Ａ）及び（１Ｃ）〜（１Ｈ）に加え、以下の効果が得られる。

（３Ａ）本実施形態では、話者Ｈ１は、インジケータ７５のランプ７５Ａの点灯状態を参照することにより、聴者Ｈ２に自分の声がどの程度の音量で聞こえているのか確認することができる。このため、第１実施形態の効果（１Ｂ）と同様の効果が得られる。

（３Ｂ）また、本実施形態では、聴者Ｈ２の頭部両側に配置された反射板７３を介して、実際に聴者Ｈ２の頭部に到達した音波の音量を取得して、その音量を話者Ｈ１に報知することができる。このため、聴者Ｈ２に話者Ｈ１の声が聞こえていない様子である場合に、音の軸が少しずれているのか否かも、話者Ｈ１は良好に把握することができる。なお、本実施形態において、反射板７３及びマイク７５Ｂが音量取得部に対応する。

［４．第４実施形態］
［４−１．第３実施形態との相違点］
第４実施形態は、基本的な構成は第３実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第３実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

前述した第３実施形態では、椅子６のヘッドレスト６Ａにおける聴者Ｈ２の頭部の左右両側に反射板７３を設けたが、第３実施形態の窓口８１は、図１２，図１３に示すように、反射板７３の代わりにマイク８３を設けた点と、第１実施形態と同様に超音波スピーカ１２を設けた点と、で異なる。なお、図１２，図１３の例では、聴者Ｈ２の頭部の左右両側にマイク８３を３個ずつ設けているが、１個ずつ又は２個ずつ設けてもよく、４個以上設けてもよい。但し、マイク８３を上下に複数設けた場合、聴者Ｈ２の座高に応じたマイク８３を使用することができる。超音波スピーカ１１は、聴者Ｈ２の真上に設けるのが聴者Ｈ２にとって最も聞き取りやすくなるが、本実施形態のように超音波スピーカ１１を聴者Ｈ２の斜め上方に設けた場合、座高に応じたマイク８３を使用するのが好ましい。

本実施形態では、インジケータ７５の内部に設けられた制御回路７５Ｃは、前述のマイク７５Ｂを用いる代わりに、マイク８３に入力された音波の音量に応じてランプ７５Ａの点灯状態を変化させる。

［４−２．効果］
以上詳述した第４実施形態によれば、第１実施形態の効果（１Ａ）〜（１Ｈ）、並びに、第３実施形態の効果（３Ａ）及び（３Ｂ）が得られる。

（４Ａ）また、第３実施形態とは異なり、音波の反射を利用しないので、話者Ｈ１の声が不必要に反響するのを抑制することができる。なお、本実施形態において、マイク８３が音量取得部に対応する。

［５．他の実施形態］
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

（５Ａ）前記各実施形態では、メンブレン１１１の温度が所定温度以上に上昇したとみなせる時刻Ｔ以前には超音波スピーカ１１，１２への印加電圧を低くしたが、ノイズを低減させつつ超音波スピーカ１１，１２への通電を行う方法はこれに限定されるものではない。例えば、時刻Ｔ以前には圧電体層１１２に加わる電圧の極性を一定方向に維持してもよい。そのような通電を行った場合も、メンブレン１１１は、片ぞりした状態を維持しながら通電に応じて温度が上昇する。また、時刻Ｔ以前には、メンブレン１１１が追従できない程度の高速度で圧電体層１１２に加わる電圧の極性を変化させてもよい。

（５Ｂ）前記各実施形態では、メンブレン１１１に圧電体層１１２を積層して超音波素子１１Ａを構成したが、これに限定されるものではない。例えば、電磁コイルに通電を行ってメンブレンを振動させるタイプの超音波素子が使用されてもよい。その場合も、時刻Ｔ以前には、前記各実施形態に示した方法や（５Ａ）に示した方法で通電を行えばよい。特に、電圧の極性を一定方向に維持する場合、コイルをニクロム線のように使って一層良好に超音波素子の温度を上昇させることができ、時刻Ｔを早めることができる場合がある。

（５Ｃ）前記各実施形態では、（５Ａ），（５Ｂ）に示したような通電を行う期間を時刻Ｔ以前としたが、これに限定されるものではない。例えば、メンブレン１１１の温度を直接測定して、所定温度に達するまでとしてもよく、外気温に応じて時刻Ｔを変更してもよい。

（５Ｄ）前記各実施形態では、スイッチ１７の操作又は圧力センサ６１の状態に応じて超音波スピーカ１１，１２等の電源がオン／オフされたが、これに限定されるものではない。例えば、マイク１５への入力音の有無に応じて前記オン／オフが制御されてもよい。その場合、一層良好に消費電力を節約することができる場合がある。

（５Ｅ）第３実施形態では、反射板７３に反射された音波の音量をマイク７５Ｂを介して測定したが、これに限定されるものではない。例えば、反射板７３は、超音波スピーカ１１から発生された音波を話者Ｈ１の頭部に向けて反射するように配置されてもよい。その場合、話者Ｈ１は、聴者Ｈ２が聞いている話者Ｈ１自身の声を直接聞くことができ、聴者Ｈ２の頭部に届く音波の状態を一層良好に知ることができる場合がある。

（５Ｆ）第３実施形態及び第４実施形態では、反射板７３又はマイク８３をヘッドレスト６Ａに固定したが、これに限定されるものではない。例えば、反射板７３又はマイク８３は、聴者Ｈ２の座高に応じて仰角が変化してもよい。また、反射板７３又はマイク８３は、背もたれの上端等に設けられてもよい。その場合、椅子６にヘッドレスト６Ａがない場合にも前記構成が適用可能となる。

（５Ｇ）前記各実施形態では、スイッチ１７は話者Ｈ１の足許に配置され、制御回路１６は机４の下面に配置されたが、これに限定されるものではない。例えば、スイッチ１７は、話者Ｈ１の手許に配置されてもよい。また、制御回路１６は、任意の位置に配置でき、話者Ｈ１から離れた位置に配置されてもよい。但し、制御回路１６は、話者Ｈ１の近くに配置された方が、メンテナンス等が容易になる場合がある。

（５Ｈ）前記各実施形態では、机４を挟んで椅子５，６が配置された窓口に本発明を適用したが、これに限定されるものではない。例えば、話者Ｈ１は、例えば２階等のように、聴者Ｈ２から離れた所にいてもよい。また、本発明の音声伝達方法、音波発生装置、及び、音声伝達装置は、屋外で使用されてもよく、前記各実施形態における床２、天井３、防音壁７、吸音材１８，１９、机４、又は椅子５，６のうち、少なくともいずれか１つ又は複数が省略されてもよい。

（５Ｉ）前記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、前記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、前記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の前記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。

（３Ｈ）前記音声伝達装置の他、当該音声伝達装置を構成要素とするシステム、当該音声伝達装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体など、種々の形態で本発明を実現することもできる。

１，５１，７１，８１…窓口 ５，６…椅子 ６Ａ…ヘッドレスト
７…防音壁 １１，１２…超音波スピーカ １１Ａ…超音波素子
１１Ｂ…電極 １１Ｃ…導体 １５，７５Ｂ，８３…マイク
１６，７５Ｃ…制御回路 １６Ａ…超音波変調部 １６Ｂ…超音波駆動アンプ
１６Ｃ，２３…モータ １６Ｄ，２４…ファン １７…スイッチ
１８，１９…吸音材 ６１…圧力センサ ７３…反射板
７５…インジケータ ７５Ａ…ランプ １１１…メンブレン
１１２…圧電体層 Ｈ１…話者 Ｈ２…聴者

Claims (3)

1. 話者（Ｈ１）が発声した音声を聴者（Ｈ２）に聞かせる音声伝達方法であって、
   前記話者が発声した音声を電気信号に変換し、
   前記変換された電気信号に応じた可聴音としての音波を、指向性を有する音波を発生する音波発生装置（１１，１６）を介して前記聴者の頭部に向かって発生し、
   前記聴者の頭部に届く前記音波の状態を、報知装置（１２，１６，７３，７５Ａ）を介して前記話者に報知し、
   前記話者によって操作可能な位置に配置されたスイッチ（１７）に対する操作に応じて、前記音波発生装置による音波の発生の可否を切り替える、音声伝達方法。
2. 話者（Ｈ１）が発声した音声を聴者（Ｈ２）に聞かせる音声伝達装置（１，５１，７１，８１）であって、
   前記話者が発声した音声を電気信号に変換するように構成されたマイク（１５）と、
   前記変換された電気信号に応じた可聴音としての音波を、指向性を有する音波として前記聴者の頭部に向かって発生するように構成された音波発生装置（１１，１６）と、
   前記聴者の頭部に届く前記音波の状態を前記話者に報知するように構成された報知装置（１２，１６，７３，７５Ａ）と、
   前記話者によって操作可能な位置に配置され、前記音波発生装置による音波の発生の可否を切り替えるように構成されたスイッチ（１７）と、
   を備えた音声伝達装置。
3. 請求項２に記載の音声伝達装置であって、
   前記頭部の周辺を通過した前記音波の到達範囲の少なくとも一部に設けられ、前記音波を吸収する吸音材（７，１８，１９）を、更に備えた音声伝達装置。

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