パラメトリックスピーカ
【課題】超音波スピーカに可聴音発生用圧電スピーカを用いてコストを抑えるとともに、圧電スピーカ２が生じる可聴帯域の共振音が車両から聞こえるのを防ぐ。
【解決手段】超音波スピーカ３の超音波放射口に、可聴帯域の音波を吸音し、超音波を透過する可聴音吸収フィルタ６を設ける。可聴音発生用に設けられた圧電スピーカ２が発生した超音波は、可聴音吸収フィルタ６を透過して車両前方へ放出されるが、圧電スピーカ２が発生した可聴帯域の共振音は、可聴音吸収フィルタ６で吸収されるため、可聴帯域の共振音がハウジング１６から外部に出ない。このため、車両から圧電スピーカ２の発生した可聴帯域の共振音が聞こえる不具合が生じない。
【解決手段】超音波スピーカ３の超音波放射口に、可聴帯域の音波を吸音し、超音波を透過する可聴音吸収フィルタ６を設ける。可聴音発生用に設けられた圧電スピーカ２が発生した超音波は、可聴音吸収フィルタ６を透過して車両前方へ放出されるが、圧電スピーカ２が発生した可聴帯域の共振音は、可聴音吸収フィルタ６で吸収されるため、可聴帯域の共振音がハウジング１６から外部に出ない。このため、車両から圧電スピーカ２の発生した可聴帯域の共振音が聞こえる不具合が生じない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可聴音を超音波変調した超音波を超音波スピーカから発生させ、超音波スピーカから離れた空気中で可聴音の再生を行なうパラメトリックスピーカに関するものであり、例えば報知音によって車両の存在を周囲に知らせる車両存在報知装置に用いて好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
（従来技術）
可聴音の波形信号（電気信号）を超音波変調して超音波スピーカから空気中に照射し、超音波（耳に聞こえない音波）に含まれる変調成分が伝播途中の空気中で自己復調されることで、超音波スピーカから離れた場所で可聴音（報知音）を発生させるパラメトリックスピーカが知られている。
【０００３】
このパラメトリックスピーカは、指向性（直進性）の強い超音波を用いる技術であるため、任意の方向のみに可聴音を発生させることができる。
このため、車両の特定方向（前方など）のみに報知音（擬似エンジン音など）を発生させることができ、車両存在報知装置に用いる提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
（背景技術）
パラメトリックスピーカに用いられる超音波スピーカは、空気中に超音波波長の疎密波を発生させる必要がある。
このため、図７（ａ）に示すように、超音波スピーカは、超音波発生用に設けられた複数の超音波発生素子ＳＳ（超音波振動子）を集合配置して、複数の超音波発生素子ＳＳから超音波を発生するように設けられる。なお、図７（ａ）は、理解補助のために示す参考例であり、周知の技術ではない。
【０００５】
ここで、空気中に超音波波長の疎密波を発生させる必要性から、超音波発生素子ＳＳの振動系（振動板＋駆動素子等）は超軽量で、高速振動することが要求される。
具体的に超音波発生素子ＳＳは、図７（ｂ）に示すように、振動系の１次共振部（１次共振周波数：１次成分）が超音波帯域内（この例では約４０ｋＨｚ）に存在するように設けられる。
このように、振動系が超軽量な超音波発生素子ＳＳは、汎用性が低いためコストが高くなってしまう。このため、パラメトリックスピーカのコストアップの要因になってしまう。
【０００６】
（問題点）
この問題点を解決するために、１次共振部が可聴帯域内に存在する可聴音発生用圧電スピーカ（可聴帯域の音波を発生するために設けられた圧電スピーカ）を用いて超音波を発生させることが考えられる（問題点を示唆するための技術であって周知の技術ではない）。
しかしながら、可聴音発生用圧電スピーカは、超音波を発生させるために設けられたものではなく、振動板等の可動部が可聴音用に設けられている。このため、可聴音発生用圧電スピーカを超音波周波数で発振させて、可聴音発生用圧電スピーカから超音波を発生させようとすると、図４（ｂ）に示すように、可聴帯域において共振音Ａ（１次共振部等による可聴音）が発生してしまう。
このため、超音波スピーカに可聴音発生用圧電スピーカを用いると、超音波スピーカから可聴帯域の共振音Ａ（可聴音）が聞こえてしまう問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−０５０１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、超音波スピーカに可聴音発生用圧電スピーカを用いてコストを抑えるとともに、可聴帯域の共振音が超音波スピーカから聞こえるのを防ぐことのできるパラメトリックスピーカの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
〔請求項１の手段〕
可聴音発生用圧電スピーカは、汎用性が高く量産されるためコストが抑えられる。そのため、パラメトリックスピーカに用いられる超音波スピーカのコストを抑えることができる。
また、可聴音発生用圧電スピーカによって発生させた超音波を、「可聴帯域の音波を吸音して超音波を透過する可聴音吸収フィルタ」を通過させて外部に放出する。
このため、可聴音吸収フィルタを透過した超音波のみを外部（目的方向）へ向けて放出することができ、圧電スピーカが発生した可聴帯域の共振音が可聴音吸収フィルタで吸収され、可聴帯域の共振音が超音波スピーカにおいて聞こえる不具合を回避することができる。
即ち、請求項１の手段は、コストを抑えるために可聴音発生用圧電スピーカを用いることによるデメリット（可聴帯域の共振音が超音波スピーカから聞こえるデメリット）を回避することができる。
【００１０】
〔請求項２の手段〕
可聴音発生用圧電スピーカは、汎用性が高く量産されるためコストが抑えられる。そのため、パラメトリックスピーカに用いられる超音波スピーカのコストを抑えることができる。
また、可聴音発生用圧電スピーカによって発生させた超音波を「可聴帯域の音波を透過して超音波を反射する超音波反射手段」で反射させて外部に放出する。
このため、超音波反射手段で反射した超音波のみを外部（目的方向）へ向けて放出することができ、圧電スピーカが発生した可聴帯域の共振音は超音波の反射方向とは異なる側へ透過するため、可聴帯域の共振音が超音波スピーカにおいて聞こえる不具合を回避することができる。
即ち、請求項２の手段は、コストを抑えるために可聴音発生用圧電スピーカを用いることによるデメリット（可聴帯域の共振音が超音波スピーカから聞こえるデメリット）を回避することができる。
【００１１】
〔請求項３の手段〕
超音波は、波長が短く反射性に優れるため、張力が付与された目の詰まった薄い布膜に反射する。
一方、可聴帯域の音波は、超音波に比較して波長が長く透過性に優れるため、張力が付与された目の詰まった薄い布膜を透過する。
この性質により、張力が付与された目の詰まった薄い布膜を超音波反射手段として用いることができる。
【００１２】
〔請求項４の手段〕
請求項４の超音波スピーカは、超音波反射手段を透過した音波があたる部位に、音波の吸音または反射の少なくとも一方を行なう透過音コントロール手段を備える。
この透過音コントロール手段により超音波反射手段を透過した音波（可聴帯域の共振音）の発生方向や音圧をコントロールすることができる。
【００１３】
〔請求項５の手段〕
請求項５のパラメトリックスピーカは、報知音を車外へ発生させて車両の存在を知らせる車両存在報知装置に用いられるものである。
車両存在報知装置のコスト（具体的には、車両存在報知装置に搭載されるパラメトリックスピーカにおける超音波スピーカのコスト）を抑えることができるとともに、コストを抑えるために可聴音発生用圧電スピーカを用いることによるデメリット（可聴帯域の共振音が車外に聞こえるデメリット）を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】可聴音発生用圧電スピーカの発生音を可聴音吸収フィルタに当て、超音波のみを透過させるパラメトリックスピーカの説明図である（実施形態１）。
【図２】可聴音発生用圧電スピーカの発生音を超音波反射手段に当て、超音波のみを反射させるパラメトリックスピーカの説明図である（実施形態２、実施例２）。
【図３】超音波スピーカと車両用ホーンの車両搭載図である（実施例１）。
【図４】（ａ）可聴音発生用圧電スピーカの配置例を示す説明図、（ｂ）可聴音発生用圧電スピーカを超音波発振させた際の周波数特性図である（実施例１）。
【図５】車両存在報知装置の概略図である（実施例１）。
【図６】パラメトリックスピーカの原理説明図である（実施例１）。
【図７】（ａ）超音波発生素子の配置例を示す説明図、（ｂ）超音波発生素子の周波数特性図である（参考例）。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［実施形態１］
図１を参照して実施形態１を説明する。
実施形態１のパラメトリックスピーカ１は、
・１次共振部（共振周波数の１次成分）が可聴帯域内に存在する可聴音発生用圧電スピーカ２（可聴帯域の音波を発生するために設けられた圧電スピーカ）を用いた超音波スピーカ３と、
・可聴音信号を超音波変調してなる超音波信号を発生する超音波変調手段４と、
・超音波変調手段４が発生した超音波信号により可聴音発生用圧電スピーカ２を駆動する超音波駆動手段５（アンプ手段）と、
・可聴帯域の音波を吸音して超音波を透過する可聴音吸収フィルタ６と、
を備える。
そして、可聴音発生用圧電スピーカ２で発生した超音波は、可聴音吸収フィルタ６を通過して目的方向に放出される。
【００１６】
可聴音発生用圧電スピーカ２は、汎用性が高く量産されるためコストが抑えられるため、超音波スピーカ３のコストを抑えることができる。
また、可聴音発生用圧電スピーカ２によって発生させた超音波を、可聴音吸収フィルタ６を通過させてから外部に放出するため、可聴音吸収フィルタ６を通過した超音波のみを外部（目的方向）へ向けて放出することができ、可聴帯域の共振音が超音波スピーカ３から聞こえる不具合を回避することができる。
【００１７】
可聴音吸収フィルタ６の具体例は、ヘルムホルツの共鳴作用により可聴帯域の音波のみを吸収し、共鳴周波数に合致しない超音波を透過させる多孔質部材であり、例えば無数の共鳴室（通気性を有する多数の連続気泡等）を有するセラミックや樹脂等によって設けられるものである。
なお、可聴音吸収フィルタ６は、可聴帯域を広く吸音するものであっても良いし、可聴帯域の共振音のみをピンポイントに吸収するものであっても良い。
【００１８】
［実施形態２］
図２を参照して実施形態２を説明する。
実施形態２のパラメトリックスピーカ１は、
・１次共振部（共振周波数の１次成分）が可聴帯域内に存在する可聴音発生用圧電スピーカ２（可聴帯域の音波を発生するために設けられた圧電スピーカ）を用いた超音波スピーカ３と、
・可聴音信号を超音波変調してなる超音波信号を発生する超音波変調手段４と、
・超音波変調手段４が発生した超音波信号により可聴音発生用圧電スピーカ２を駆動する超音波駆動手段５（アンプ手段）と、
・可聴帯域の音波を透過して超音波を反射する超音波反射手段７と、
を備える。
可聴音発生用圧電スピーカ２で発生した超音波（可聴帯域の共振音を含む）は、超音波反射手段７に照射され、超音波反射手段７で反射した超音波のみが目的方向に放出される。
【００１９】
可聴音発生用圧電スピーカ２は、汎用性が高く量産されるためコストが抑えられるため、超音波スピーカ３のコストを抑えることができる。
また、可聴音発生用圧電スピーカ２によって発生させた超音波を、超音波反射手段７で反射させて外部に放出するため、超音波反射手段７で反射した超音波のみを外部（目的方向）へ向けて放出することができ、可聴帯域の共振音が超音波スピーカ３から聞こえる不具合を回避することができる。
【００２０】
超音波反射手段７は、超音波の反射性に優れ、可聴帯域の音波の透過性に優れた薄い膜材（薄く超音波反射面が平滑なフィルム膜や布膜等）によって設けられる。
具体的な一例を示すと、超音波反射手段７は、張力が付与された状態で張られ、細い糸を用いて目が詰められて織られた表面が平滑な薄い化学繊維よりなる布膜によって設けられる。なお、布膜の表面には、平滑度合を高め、超音波の反射性を高める樹脂や蝋材等がコーティングされたものであっても良い。
【００２１】
また、超音波スピーカ３は、超音波反射手段７を透過した音波（可聴帯域の共振音）があたる部位に、音波の吸音または反射の少なくとも一方を行なう透過音コントロール手段を備える。
このため、超音波反射手段７を透過した可聴帯域の共振音が、超音波の照射方向（超音波の反射方向）とは異なる方向への騒音源になる不具合を回避することができる。
【実施例】
【００２２】
以下において本発明が適用された具体的な一例（実施例）を、図面を参照して説明する。以下で説明する実施例は具体的な一例であって、本発明が実施例に限定されないことはいうまでもない。
なお、以下の実施例において、上記「発明を実施するための形態」と同一符号は同一機能物を示すものである。
【００２３】
［実施例１］
図３〜図６を参照して実施例１を説明する。
この実施例は、上述した実施形態１を車両存在報知装置に搭載されるパラメトリックスピーカ１に適用したものであり、その詳細を以下において説明する。
【００２４】
車両存在報知装置は、報知音（例えば、擬似エンジン音：限定されるものではない）によって車両の存在を知らせるものであり、例えば、エンジン（内燃機関）を搭載しない車両（電気自動車、燃料電池自動車等）、走行中および停車中にエンジンを停止する可能性のある車両（ハイブリッド車両等）、停車中にエンジンを停止する可能性のある車両（アイドルストップ車両等）、あるいはエンジン車両であっても走行音が静かなコンベ車などに搭載されるものである。
【００２５】
この車両存在報知装置は、
・報知音を成す周波数信号を超音波変調してなる超音波を車外へ向けて放出するパラメトリックスピーカ１と、
・可聴帯域の報知音を直接車外へ向けて放出するダイナミックスピーカとして用いる車両用ホーン１１と、
・パラメトリックスピーカ１および車両用ホーン１１の作動制御を行なう制御回路１２と、
を備えて構成される。
【００２６】
（パラメトリックスピーカ１の説明）
パラメトリックスピーカ１に用いられる超音波スピーカ３は、人間の可聴帯域よりも高い周波数（２０ｋＨｚ以上）の空気振動を発生させるものであり、超音波を車両前方に向けて放出するように車両に搭載されている。
具体的に、この実施例の超音波スピーカ３は、車両用ホーン１１の前面（車両搭載時に車両前方へ向かう面：例えば渦巻ホーン）に設けられるものであり、図３に示すように、フロントグリル１４と熱交換器１５（ラジエータあるいは空調用熱交換器等）との間に車両用ホーン１１が取り付けられることで、超音波の放射方向が車両前方へ向けられた状態で超音波スピーカ３が車両に搭載される。
【００２７】
この実施例の超音波スピーカ３は、
・超音波の発生を行なう複数の圧電スピーカ２と、
・この複数の圧電スピーカ２を内部に収容するハウジング１６と、
を備える。
【００２８】
複数の圧電スピーカ２は、ハウジング１６の内部に固定配置される支持板１７上に取り付けられ、図４（ａ）に示すようにスピーカアレイとして集合配置されるものである。なお、各圧電スピーカ２は、印加電圧（充放電）に応じて伸縮変位するピエゾ素子（圧電素子）と、このピエゾ素子の伸縮によって駆動されて空気に疎密波を生じさせる振動板とを用いて構成される。
【００２９】
この実施例において超音波スピーカ３に搭載される各圧電スピーカ２は、超音波発生用に製造された超音波発生素子ＳＳ｛符号、図７（ａ）参照｝ではなく、可聴帯域の音波を発生するために設けられた可聴音発生用であり、図４（ｂ）に示すように、１次共振部Ａ（１次共振周波数：１次共振部など）が可聴帯域内に存在するものである。
具体的な一例を示すと、この実施例の各圧電スピーカ２は、車両乗員に対して聴覚（音声や警告音等）により車両情報を提供するために設けられたものを流用したものであり、この実施例に用いられる圧電スピーカ２の外径寸法は、可聴周波数の発生に適するように、超音波発生用に製造された超音波発生素子ＳＳ｛符号、図７（ａ）参照｝に比較して、約２倍ほど大きいものである。
【００３０】
この圧電スピーカ２は、可聴音発生用に設けられたものであるが、超音波帯域にも高次の共振部（共振周波数）が存在する。
具体的な一例として、この実施例の圧電スピーカ２は、超音波帯域に高次共振部（例えば７次共振部：７次成分）による音圧上昇部Ｘ｛符号、図４（ｂ）参照｝が存在するものである。
【００３１】
ハウジング１６は、車両用ホーン１１を成す部材と一体に設けられるものであっても良いし、別体に設けて車両用ホーン１１に取り付けられるものであっても良い。
具体的にハウジング１６は、内部に超音波スピーカ３を収容する容積室が形成されるものであり、各圧電スピーカ２から放射される超音波を車両前方へ向けて放出する超音波放射口（開口部）が設けられている。なお、ハウジング１６は、超音波放射口を除いてほぼ密閉容器に設けられている。
【００３２】
ハウジング１６の超音波放射口には、雨水が各圧電スピーカ２の搭載部位に浸入するのを阻止する防水手段が設けられている。
この防水手段の一例として、この実施例では、超音波放射口を覆う超音波透過性の防水シート１８と、この防水シート１８の前面に配置されたルーバー１９とを備えている。
【００３３】
なお、ルーバー１９は、雨水が防水シート１８に到達するのを極力減らすものであり、細長い羽板を隙間を隔てて水平に配置した鎧戸（ガラリ）である。
ルーバー１９は、図３に示すように、車両水平方向に対して略４５°傾斜して設けられている。これにより、各圧電スピーカ２から放射された超音波は、ルーバー１９の内面で下方に向きを変え、その下方のルーバー１９の外面で再び車両前方に向きを変えて、結果的に車両前方へ向けて放射される。
【００３４】
また、ハウジング１６の超音波放射口には、可聴帯域の音波を吸音し、超音波を透過する可聴音吸収フィルタ６が設けられている。
この可聴音吸収フィルタ６は、ヘルムホルツの共鳴作用により可聴帯域の音波のみを吸収し、共鳴周波数に合致しない超音波を透過させる多孔質部材であり、例えば無数の共鳴室を成す通気性を有する多数の連続気泡を有するセラミックや樹脂等によって設けられるものである。
なお、可聴音吸収フィルタ６は、可聴帯域を広く吸音するものであっても良いし、圧電スピーカ２が発生する可聴帯域の共振音のみをピンポイントに吸収するものであっても良い。
また、図３では、可聴音吸収フィルタ６が防水シート１８の外側に配置される例を示しているが、可聴音吸収フィルタ６の配置位置は限定されるものではなく、防水シート１８の内側に可聴音吸収フィルタ６を配置しても良い。
【００３５】
（車両用ホーン１１の説明）
車両用ホーン１１は、上述したように、フロントグリル１４と熱交換器１５との間に固定配置されるものであり、乗員によってホーンスイッチ（例えば、ステアリングのホーンボタン）が操作された際に警報音を発生する周知構造の電磁式警音器である。
なお、車両用ホーン１１は、車両用ホーン１１から発生させる報知音が車両の周囲に略均等に到達するように、渦巻ホーンの開口部が下方（路面）に向くように車両に搭載されるものである。
【００３６】
（制御回路１２の説明）
制御回路１２は、図３に示すようにマイコンチップ２１（マイクロ・コンピュータ・チップの略）を用いて構成されるものであり、例えば、図３に示すように制御回路１２が車両用ホーン１１の内部（具体的には、ホーンハウジングの内部）に配置される（限定されるものではない）。
【００３７】
制御回路１２を、図５を参照して具体的に説明する。
制御回路１２は、電源（バッテリ）に接続されるとともに、ホーンスイッチ信号や車速信号（例えば、車速パルス信号等）が与えられるものであり、
（ａ）「車両の運転状態が報知音の発生条件に適合しているか否か」を判定する判定手段２２と、
（ｂ）この判定手段２２が「車両の運転状態が報知音の発生条件に適合している」と判定した場合に、「報知音を成す周波数信号」を発生させる報知音生成手段２３と、
（ｃ）この報知音生成手段２３から出力された「報知音を成す周波数信号」を超音波周波数に変調する超音波変調手段４と、
（ｄ）超音波スピーカ３（超音波スピーカ３を成す複数の圧電スピーカ２）を駆動する超音波駆動手段５と、
（ｅ）車両用ホーン１１を駆動するホーン駆動手段２４と、
を備える。
以下において、制御回路１２に搭載される上記（ａ）〜（ｅ）の各手段を説明する。
【００３８】
（判定手段２２の説明）
判定手段２２は、例えば、車速が所定速度（例えば、２０ｋｍ／ｈ）以下の車両走行時に、車両の運転状態が報知音の発生条件に適合していると判断して、報知音生成手段２３を作動させるものである（実施例説明のための具体的な一例であって、限定されるものではない）。
【００３９】
（報知音生成手段２３の説明）
報知音生成手段２３は、報知音生成プログラム（音響ソフト）によって設けられ、判定手段２２から作動指示が与えられると、デジタル技術によって「報知音を成す周波数信号（可聴周波数の電気信号：例えば擬似エンジン音を成す電気信号）」を作成するものである。
【００４０】
（超音波変調手段４の説明）
超音波変調手段４は、報知音生成手段２３の出力する「報知音を成す周波数信号（可聴音信号の一例）」を超音波変調するものである。
超音波変調手段４の具体的な一例として、この実施例では、報知音生成手段２３の出力信号を、「超音波周波数（圧電スピーカ２の再生可能周波数の超音波帯域に存在する高次共振部による音圧上昇部Ｘの周波数：例えば、約２５ｋＨｚ）における振幅変化（電圧の増減変化）」に変調するＡＭ変調（振幅変調）を用いるものである。即ち、「報知音を成す周波数信号」を「音圧上昇部Ｘの超音波周波数」に変調するものである。
なお、超音波変調手段４はＡＭ変調に限定されるものではなく、報知音生成手段２３の出力信号を所定の「超音波周波数におけるパルス幅変化（パルスの発生時間幅）」に変調するＰＷＭ変調（パルス幅変調）など、他の超音波変調技術を用いても良い。
【００４１】
超音波変調手段４による超音波変調の具体例を、図６を参照して説明する。
例えば、超音波変調手段４に入力された「報知音を成す周波数信号」が、図６（ａ）に示す電圧変化であるとする（なお、図中では理解補助のために単一周波数の波形を示す）。
一方、制御回路１２の搭載する超音波発振器は、図６（ｂ）に示す超音波周波数（音圧上昇部Ｘの超音波周波数）で発振するものとする。なお、超音波発振器は、マイコンチップ２１が搭載するクロック信号（コンピュータ制御用のクロック信号）から所定の超音波周波数を形成するものであっても良いし、マイコンチップ２１とは独立した超音波変調用の発振器を用いるものであっても良い。
【００４２】
すると、超音波変調手段４は、図６（ｃ）に示すように、
（ｉ）「報知音を成す周波数信号」を成す周波数の信号電圧が大きくなるに従い、超音波振動による電圧の振幅を大きくし、
（ｉｉ）「報知音を成す周波数信号」を成す周波数の信号電圧が小さくなるに従い、超音波振動による電圧の振幅を小さくする。
このようにして、超音波変調手段４は、報知音生成手段２３から出力された「報知音を成す周波数信号」を超音波周波数の「発振電圧の振幅変化」に変調するものである。
【００４３】
（超音波駆動手段５の説明）
超音波駆動手段５は、超音波変調手段４で変調された超音波信号に基づいて、超音波スピーカ３を駆動するもの（例えば、プッシュプルのＢ級アンプ、あるいはプッシュプルのＤ級アンプ等）であり、各圧電スピーカ２の印加電圧（充放電状態）を制御することで、各圧電スピーカ２から「報知音を成す周波数信号」を変調した超音波を発生させるものである。
【００４４】
（ホーン駆動手段２４の説明）
ホーン駆動手段２４は、
（ｉ）報知音生成手段２３が「報知音を成す周波数信号」を発生している間、車両用ホーン１１をダイナミックスピーカとして作動させ、「報知音を成す周波数信号」を増幅して車両用ホーン１１から可聴帯域の報知音を発生させるパワーアンプ機能と、
（ｉｉ）ホーンスイッチがＯＮされている間、バッテリ電圧を車両用ホーン１１へ印加して、車両用ホーン１１から警報音を発生させる連続ＯＮ機能と、
を備える。
なお、「報知音の発生指示」より「ホーンスイッチのＯＮ」が優先するものであり、ホーンスイッチがＯＮされた際には必ず車両用ホーン１１から警報音を発生するように設けられている。
【００４５】
（車両存在報知装置の作動）
車両の運転状態が報知音の発生条件に適合すると、報知音生成手段２３が「報知音を成す周波数信号」を出力し、圧電スピーカ２から図６（ｃ）に示す「報知音を成す周波数信号」を変調した超音波（聞こえない音波）が前方へ向けて照射される。
圧電スピーカ２で発生した超音波は、防水シート１８と可聴音吸収フィルタ６を透過し、ルーバー１９を通過して車両前方へ向けて放射される。
【００４６】
すると、図６（ｄ）に示すように、空気中を超音波が伝播するにつれて、空気の粘性等によって波長の短い超音波が歪んで鈍（なま）される。
その結果、図６（ｅ）に示すように、伝播途中の空気中において超音波に含まれていた振幅成分が自己復調され、結果的に車両前方において「報知音」が再生される。
一方、報知音生成手段２３が「報知音を成す周波数信号」を出力することで、車両用ホーン１１から車両の周囲に可聴音の「報知音」がダイレクトに放出される。
【００４７】
（実施例１の効果１）
この実施例の超音波スピーカ３は、上述したように、可聴帯域の音波を発生するために設けられた圧電スピーカ２を用いたものであり、可聴音発生用の圧電スピーカ２から、パラメトリックスピーカ１に用いる超音波を発生させるものである。
可聴音発生用の圧電スピーカ２は、汎用性が高く量産されるためコストが低い。このため、超音波スピーカ３の製造コストを低く抑えることができ、パラメトリックスピーカ１を用いた車両存在通報装置のコストを抑えることができる。
【００４８】
（実施例１の効果２）
この実施例では、上述したように、可聴帯域の音波を発生するために設けられた圧電スピーカ２から超音波を発生させる。
このように可聴帯域の音波を発生するために設けられた圧電スピーカ２を用いて超音波を発生させると、図４（ｂ）に示すように、可聴帯域に共振音Ａ（１次共振部等による可聴音）が発生してしまう。
【００４９】
ハウジング１６に設けられる唯一の開口部である超音波放射口に可聴音吸収フィルタ６を設けているため、圧電スピーカ２が発生した可聴帯域の共振音は可聴音吸収フィルタ６で吸音され、超音波のみが車両前方へ放出される。
このように、圧電スピーカ２が発生した可聴帯域の共振音は、ハウジング１６から外部に出ることがない。
このため、車両から圧電スピーカ２の発生した可聴帯域の共振音が聞こえる不具合を回避することができる。
【００５０】
［実施例２］
図２を参照して実施例２を説明する。
この実施例２は、実施形態２を車両存在報知装置に適用したものである。
具体的に、圧電スピーカ２から照射された超音波を「超音波の反射性に優れ、且つ可聴帯域の音波の透過性に優れた超音波反射手段７」で反射させて車両前方へ向ける超音波スピーカ３を車両に搭載するものである。
【００５１】
なお、超音波反射手段７は、例えば、薄く超音波反射面が平滑なフィルム膜や布膜等によって設けられるものであり、具体的な一例を示すと、超音波反射手段７は、張力が付与された状態で張られ、細い糸を用いて目が詰められて織られた表面が平滑な薄い化学繊維よりなる布膜によって設けられるものである。
【００５２】
また、超音波スピーカ３は、超音波反射手段７を透過した音波（可聴帯域の共振音）があたる部位に、音波の吸音または反射の少なくとも一方を行なう透過音コントロール手段が設けられる。
このため、超音波反射手段７を透過した可聴帯域の共振音が、超音波の照射方向とは異なる方向への騒音源になる不具合を回避することができる。即ち、超音波反射手段７を透過した可聴帯域の共振音が車両乗員の騒音になる不具合を回避することができる。
【００５３】
なお、透過音コントロール手段の一例として音の反射体を用い、超音波反射手段７を透過した音波（可聴帯域の共振音）を車両側面方向や斜め後方へ反射するように設けることが好ましい。
このように設けることにより、超音波反射手段７を透過した可聴帯域の共振音が、車両乗員の騒音になる不具合を回避して、車両側面方向や斜め後方に対して車両の存在を知らせる効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
上記の実施例では、車両存在報知装置のパラメトリックスピーカ１に本発明を適用する例を示したが、限定されるものではなく、他の用途のパラメトリックスピーカ１に本発明を適用しても良い。
【符号の説明】
【００５５】
１ パラメトリックスピーカ
２ 圧電スピーカ（可聴音発生用圧電スピーカ）
３ 超音波スピーカ
４ 超音波変調手段
５ 超音波駆動手段
６ 可聴音吸収フィルタ
７ 超音波反射手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可聴音を超音波変調した超音波を超音波スピーカから発生させ、超音波スピーカから離れた空気中で可聴音の再生を行なうパラメトリックスピーカに関するものであり、例えば報知音によって車両の存在を周囲に知らせる車両存在報知装置に用いて好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
（従来技術）
可聴音の波形信号（電気信号）を超音波変調して超音波スピーカから空気中に照射し、超音波（耳に聞こえない音波）に含まれる変調成分が伝播途中の空気中で自己復調されることで、超音波スピーカから離れた場所で可聴音（報知音）を発生させるパラメトリックスピーカが知られている。
【０００３】
このパラメトリックスピーカは、指向性（直進性）の強い超音波を用いる技術であるため、任意の方向のみに可聴音を発生させることができる。
このため、車両の特定方向（前方など）のみに報知音（擬似エンジン音など）を発生させることができ、車両存在報知装置に用いる提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
（背景技術）
パラメトリックスピーカに用いられる超音波スピーカは、空気中に超音波波長の疎密波を発生させる必要がある。
このため、図７（ａ）に示すように、超音波スピーカは、超音波発生用に設けられた複数の超音波発生素子ＳＳ（超音波振動子）を集合配置して、複数の超音波発生素子ＳＳから超音波を発生するように設けられる。なお、図７（ａ）は、理解補助のために示す参考例であり、周知の技術ではない。
【０００５】
ここで、空気中に超音波波長の疎密波を発生させる必要性から、超音波発生素子ＳＳの振動系（振動板＋駆動素子等）は超軽量で、高速振動することが要求される。
具体的に超音波発生素子ＳＳは、図７（ｂ）に示すように、振動系の１次共振部（１次共振周波数：１次成分）が超音波帯域内（この例では約４０ｋＨｚ）に存在するように設けられる。
このように、振動系が超軽量な超音波発生素子ＳＳは、汎用性が低いためコストが高くなってしまう。このため、パラメトリックスピーカのコストアップの要因になってしまう。
【０００６】
（問題点）
この問題点を解決するために、１次共振部が可聴帯域内に存在する可聴音発生用圧電スピーカ（可聴帯域の音波を発生するために設けられた圧電スピーカ）を用いて超音波を発生させることが考えられる（問題点を示唆するための技術であって周知の技術ではない）。
しかしながら、可聴音発生用圧電スピーカは、超音波を発生させるために設けられたものではなく、振動板等の可動部が可聴音用に設けられている。このため、可聴音発生用圧電スピーカを超音波周波数で発振させて、可聴音発生用圧電スピーカから超音波を発生させようとすると、図４（ｂ）に示すように、可聴帯域において共振音Ａ（１次共振部等による可聴音）が発生してしまう。
このため、超音波スピーカに可聴音発生用圧電スピーカを用いると、超音波スピーカから可聴帯域の共振音Ａ（可聴音）が聞こえてしまう問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−０５０１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、超音波スピーカに可聴音発生用圧電スピーカを用いてコストを抑えるとともに、可聴帯域の共振音が超音波スピーカから聞こえるのを防ぐことのできるパラメトリックスピーカの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
〔請求項１の手段〕
可聴音発生用圧電スピーカは、汎用性が高く量産されるためコストが抑えられる。そのため、パラメトリックスピーカに用いられる超音波スピーカのコストを抑えることができる。
また、可聴音発生用圧電スピーカによって発生させた超音波を、「可聴帯域の音波を吸音して超音波を透過する可聴音吸収フィルタ」を通過させて外部に放出する。
このため、可聴音吸収フィルタを透過した超音波のみを外部（目的方向）へ向けて放出することができ、圧電スピーカが発生した可聴帯域の共振音が可聴音吸収フィルタで吸収され、可聴帯域の共振音が超音波スピーカにおいて聞こえる不具合を回避することができる。
即ち、請求項１の手段は、コストを抑えるために可聴音発生用圧電スピーカを用いることによるデメリット（可聴帯域の共振音が超音波スピーカから聞こえるデメリット）を回避することができる。
【００１０】
〔請求項２の手段〕
可聴音発生用圧電スピーカは、汎用性が高く量産されるためコストが抑えられる。そのため、パラメトリックスピーカに用いられる超音波スピーカのコストを抑えることができる。
また、可聴音発生用圧電スピーカによって発生させた超音波を「可聴帯域の音波を透過して超音波を反射する超音波反射手段」で反射させて外部に放出する。
このため、超音波反射手段で反射した超音波のみを外部（目的方向）へ向けて放出することができ、圧電スピーカが発生した可聴帯域の共振音は超音波の反射方向とは異なる側へ透過するため、可聴帯域の共振音が超音波スピーカにおいて聞こえる不具合を回避することができる。
即ち、請求項２の手段は、コストを抑えるために可聴音発生用圧電スピーカを用いることによるデメリット（可聴帯域の共振音が超音波スピーカから聞こえるデメリット）を回避することができる。
【００１１】
〔請求項３の手段〕
超音波は、波長が短く反射性に優れるため、張力が付与された目の詰まった薄い布膜に反射する。
一方、可聴帯域の音波は、超音波に比較して波長が長く透過性に優れるため、張力が付与された目の詰まった薄い布膜を透過する。
この性質により、張力が付与された目の詰まった薄い布膜を超音波反射手段として用いることができる。
【００１２】
〔請求項４の手段〕
請求項４の超音波スピーカは、超音波反射手段を透過した音波があたる部位に、音波の吸音または反射の少なくとも一方を行なう透過音コントロール手段を備える。
この透過音コントロール手段により超音波反射手段を透過した音波（可聴帯域の共振音）の発生方向や音圧をコントロールすることができる。
【００１３】
〔請求項５の手段〕
請求項５のパラメトリックスピーカは、報知音を車外へ発生させて車両の存在を知らせる車両存在報知装置に用いられるものである。
車両存在報知装置のコスト（具体的には、車両存在報知装置に搭載されるパラメトリックスピーカにおける超音波スピーカのコスト）を抑えることができるとともに、コストを抑えるために可聴音発生用圧電スピーカを用いることによるデメリット（可聴帯域の共振音が車外に聞こえるデメリット）を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】可聴音発生用圧電スピーカの発生音を可聴音吸収フィルタに当て、超音波のみを透過させるパラメトリックスピーカの説明図である（実施形態１）。
【図２】可聴音発生用圧電スピーカの発生音を超音波反射手段に当て、超音波のみを反射させるパラメトリックスピーカの説明図である（実施形態２、実施例２）。
【図３】超音波スピーカと車両用ホーンの車両搭載図である（実施例１）。
【図４】（ａ）可聴音発生用圧電スピーカの配置例を示す説明図、（ｂ）可聴音発生用圧電スピーカを超音波発振させた際の周波数特性図である（実施例１）。
【図５】車両存在報知装置の概略図である（実施例１）。
【図６】パラメトリックスピーカの原理説明図である（実施例１）。
【図７】（ａ）超音波発生素子の配置例を示す説明図、（ｂ）超音波発生素子の周波数特性図である（参考例）。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［実施形態１］
図１を参照して実施形態１を説明する。
実施形態１のパラメトリックスピーカ１は、
・１次共振部（共振周波数の１次成分）が可聴帯域内に存在する可聴音発生用圧電スピーカ２（可聴帯域の音波を発生するために設けられた圧電スピーカ）を用いた超音波スピーカ３と、
・可聴音信号を超音波変調してなる超音波信号を発生する超音波変調手段４と、
・超音波変調手段４が発生した超音波信号により可聴音発生用圧電スピーカ２を駆動する超音波駆動手段５（アンプ手段）と、
・可聴帯域の音波を吸音して超音波を透過する可聴音吸収フィルタ６と、
を備える。
そして、可聴音発生用圧電スピーカ２で発生した超音波は、可聴音吸収フィルタ６を通過して目的方向に放出される。
【００１６】
可聴音発生用圧電スピーカ２は、汎用性が高く量産されるためコストが抑えられるため、超音波スピーカ３のコストを抑えることができる。
また、可聴音発生用圧電スピーカ２によって発生させた超音波を、可聴音吸収フィルタ６を通過させてから外部に放出するため、可聴音吸収フィルタ６を通過した超音波のみを外部（目的方向）へ向けて放出することができ、可聴帯域の共振音が超音波スピーカ３から聞こえる不具合を回避することができる。
【００１７】
可聴音吸収フィルタ６の具体例は、ヘルムホルツの共鳴作用により可聴帯域の音波のみを吸収し、共鳴周波数に合致しない超音波を透過させる多孔質部材であり、例えば無数の共鳴室（通気性を有する多数の連続気泡等）を有するセラミックや樹脂等によって設けられるものである。
なお、可聴音吸収フィルタ６は、可聴帯域を広く吸音するものであっても良いし、可聴帯域の共振音のみをピンポイントに吸収するものであっても良い。
【００１８】
［実施形態２］
図２を参照して実施形態２を説明する。
実施形態２のパラメトリックスピーカ１は、
・１次共振部（共振周波数の１次成分）が可聴帯域内に存在する可聴音発生用圧電スピーカ２（可聴帯域の音波を発生するために設けられた圧電スピーカ）を用いた超音波スピーカ３と、
・可聴音信号を超音波変調してなる超音波信号を発生する超音波変調手段４と、
・超音波変調手段４が発生した超音波信号により可聴音発生用圧電スピーカ２を駆動する超音波駆動手段５（アンプ手段）と、
・可聴帯域の音波を透過して超音波を反射する超音波反射手段７と、
を備える。
可聴音発生用圧電スピーカ２で発生した超音波（可聴帯域の共振音を含む）は、超音波反射手段７に照射され、超音波反射手段７で反射した超音波のみが目的方向に放出される。
【００１９】
可聴音発生用圧電スピーカ２は、汎用性が高く量産されるためコストが抑えられるため、超音波スピーカ３のコストを抑えることができる。
また、可聴音発生用圧電スピーカ２によって発生させた超音波を、超音波反射手段７で反射させて外部に放出するため、超音波反射手段７で反射した超音波のみを外部（目的方向）へ向けて放出することができ、可聴帯域の共振音が超音波スピーカ３から聞こえる不具合を回避することができる。
【００２０】
超音波反射手段７は、超音波の反射性に優れ、可聴帯域の音波の透過性に優れた薄い膜材（薄く超音波反射面が平滑なフィルム膜や布膜等）によって設けられる。
具体的な一例を示すと、超音波反射手段７は、張力が付与された状態で張られ、細い糸を用いて目が詰められて織られた表面が平滑な薄い化学繊維よりなる布膜によって設けられる。なお、布膜の表面には、平滑度合を高め、超音波の反射性を高める樹脂や蝋材等がコーティングされたものであっても良い。
【００２１】
また、超音波スピーカ３は、超音波反射手段７を透過した音波（可聴帯域の共振音）があたる部位に、音波の吸音または反射の少なくとも一方を行なう透過音コントロール手段を備える。
このため、超音波反射手段７を透過した可聴帯域の共振音が、超音波の照射方向（超音波の反射方向）とは異なる方向への騒音源になる不具合を回避することができる。
【実施例】
【００２２】
以下において本発明が適用された具体的な一例（実施例）を、図面を参照して説明する。以下で説明する実施例は具体的な一例であって、本発明が実施例に限定されないことはいうまでもない。
なお、以下の実施例において、上記「発明を実施するための形態」と同一符号は同一機能物を示すものである。
【００２３】
［実施例１］
図３〜図６を参照して実施例１を説明する。
この実施例は、上述した実施形態１を車両存在報知装置に搭載されるパラメトリックスピーカ１に適用したものであり、その詳細を以下において説明する。
【００２４】
車両存在報知装置は、報知音（例えば、擬似エンジン音：限定されるものではない）によって車両の存在を知らせるものであり、例えば、エンジン（内燃機関）を搭載しない車両（電気自動車、燃料電池自動車等）、走行中および停車中にエンジンを停止する可能性のある車両（ハイブリッド車両等）、停車中にエンジンを停止する可能性のある車両（アイドルストップ車両等）、あるいはエンジン車両であっても走行音が静かなコンベ車などに搭載されるものである。
【００２５】
この車両存在報知装置は、
・報知音を成す周波数信号を超音波変調してなる超音波を車外へ向けて放出するパラメトリックスピーカ１と、
・可聴帯域の報知音を直接車外へ向けて放出するダイナミックスピーカとして用いる車両用ホーン１１と、
・パラメトリックスピーカ１および車両用ホーン１１の作動制御を行なう制御回路１２と、
を備えて構成される。
【００２６】
（パラメトリックスピーカ１の説明）
パラメトリックスピーカ１に用いられる超音波スピーカ３は、人間の可聴帯域よりも高い周波数（２０ｋＨｚ以上）の空気振動を発生させるものであり、超音波を車両前方に向けて放出するように車両に搭載されている。
具体的に、この実施例の超音波スピーカ３は、車両用ホーン１１の前面（車両搭載時に車両前方へ向かう面：例えば渦巻ホーン）に設けられるものであり、図３に示すように、フロントグリル１４と熱交換器１５（ラジエータあるいは空調用熱交換器等）との間に車両用ホーン１１が取り付けられることで、超音波の放射方向が車両前方へ向けられた状態で超音波スピーカ３が車両に搭載される。
【００２７】
この実施例の超音波スピーカ３は、
・超音波の発生を行なう複数の圧電スピーカ２と、
・この複数の圧電スピーカ２を内部に収容するハウジング１６と、
を備える。
【００２８】
複数の圧電スピーカ２は、ハウジング１６の内部に固定配置される支持板１７上に取り付けられ、図４（ａ）に示すようにスピーカアレイとして集合配置されるものである。なお、各圧電スピーカ２は、印加電圧（充放電）に応じて伸縮変位するピエゾ素子（圧電素子）と、このピエゾ素子の伸縮によって駆動されて空気に疎密波を生じさせる振動板とを用いて構成される。
【００２９】
この実施例において超音波スピーカ３に搭載される各圧電スピーカ２は、超音波発生用に製造された超音波発生素子ＳＳ｛符号、図７（ａ）参照｝ではなく、可聴帯域の音波を発生するために設けられた可聴音発生用であり、図４（ｂ）に示すように、１次共振部Ａ（１次共振周波数：１次共振部など）が可聴帯域内に存在するものである。
具体的な一例を示すと、この実施例の各圧電スピーカ２は、車両乗員に対して聴覚（音声や警告音等）により車両情報を提供するために設けられたものを流用したものであり、この実施例に用いられる圧電スピーカ２の外径寸法は、可聴周波数の発生に適するように、超音波発生用に製造された超音波発生素子ＳＳ｛符号、図７（ａ）参照｝に比較して、約２倍ほど大きいものである。
【００３０】
この圧電スピーカ２は、可聴音発生用に設けられたものであるが、超音波帯域にも高次の共振部（共振周波数）が存在する。
具体的な一例として、この実施例の圧電スピーカ２は、超音波帯域に高次共振部（例えば７次共振部：７次成分）による音圧上昇部Ｘ｛符号、図４（ｂ）参照｝が存在するものである。
【００３１】
ハウジング１６は、車両用ホーン１１を成す部材と一体に設けられるものであっても良いし、別体に設けて車両用ホーン１１に取り付けられるものであっても良い。
具体的にハウジング１６は、内部に超音波スピーカ３を収容する容積室が形成されるものであり、各圧電スピーカ２から放射される超音波を車両前方へ向けて放出する超音波放射口（開口部）が設けられている。なお、ハウジング１６は、超音波放射口を除いてほぼ密閉容器に設けられている。
【００３２】
ハウジング１６の超音波放射口には、雨水が各圧電スピーカ２の搭載部位に浸入するのを阻止する防水手段が設けられている。
この防水手段の一例として、この実施例では、超音波放射口を覆う超音波透過性の防水シート１８と、この防水シート１８の前面に配置されたルーバー１９とを備えている。
【００３３】
なお、ルーバー１９は、雨水が防水シート１８に到達するのを極力減らすものであり、細長い羽板を隙間を隔てて水平に配置した鎧戸（ガラリ）である。
ルーバー１９は、図３に示すように、車両水平方向に対して略４５°傾斜して設けられている。これにより、各圧電スピーカ２から放射された超音波は、ルーバー１９の内面で下方に向きを変え、その下方のルーバー１９の外面で再び車両前方に向きを変えて、結果的に車両前方へ向けて放射される。
【００３４】
また、ハウジング１６の超音波放射口には、可聴帯域の音波を吸音し、超音波を透過する可聴音吸収フィルタ６が設けられている。
この可聴音吸収フィルタ６は、ヘルムホルツの共鳴作用により可聴帯域の音波のみを吸収し、共鳴周波数に合致しない超音波を透過させる多孔質部材であり、例えば無数の共鳴室を成す通気性を有する多数の連続気泡を有するセラミックや樹脂等によって設けられるものである。
なお、可聴音吸収フィルタ６は、可聴帯域を広く吸音するものであっても良いし、圧電スピーカ２が発生する可聴帯域の共振音のみをピンポイントに吸収するものであっても良い。
また、図３では、可聴音吸収フィルタ６が防水シート１８の外側に配置される例を示しているが、可聴音吸収フィルタ６の配置位置は限定されるものではなく、防水シート１８の内側に可聴音吸収フィルタ６を配置しても良い。
【００３５】
（車両用ホーン１１の説明）
車両用ホーン１１は、上述したように、フロントグリル１４と熱交換器１５との間に固定配置されるものであり、乗員によってホーンスイッチ（例えば、ステアリングのホーンボタン）が操作された際に警報音を発生する周知構造の電磁式警音器である。
なお、車両用ホーン１１は、車両用ホーン１１から発生させる報知音が車両の周囲に略均等に到達するように、渦巻ホーンの開口部が下方（路面）に向くように車両に搭載されるものである。
【００３６】
（制御回路１２の説明）
制御回路１２は、図３に示すようにマイコンチップ２１（マイクロ・コンピュータ・チップの略）を用いて構成されるものであり、例えば、図３に示すように制御回路１２が車両用ホーン１１の内部（具体的には、ホーンハウジングの内部）に配置される（限定されるものではない）。
【００３７】
制御回路１２を、図５を参照して具体的に説明する。
制御回路１２は、電源（バッテリ）に接続されるとともに、ホーンスイッチ信号や車速信号（例えば、車速パルス信号等）が与えられるものであり、
（ａ）「車両の運転状態が報知音の発生条件に適合しているか否か」を判定する判定手段２２と、
（ｂ）この判定手段２２が「車両の運転状態が報知音の発生条件に適合している」と判定した場合に、「報知音を成す周波数信号」を発生させる報知音生成手段２３と、
（ｃ）この報知音生成手段２３から出力された「報知音を成す周波数信号」を超音波周波数に変調する超音波変調手段４と、
（ｄ）超音波スピーカ３（超音波スピーカ３を成す複数の圧電スピーカ２）を駆動する超音波駆動手段５と、
（ｅ）車両用ホーン１１を駆動するホーン駆動手段２４と、
を備える。
以下において、制御回路１２に搭載される上記（ａ）〜（ｅ）の各手段を説明する。
【００３８】
（判定手段２２の説明）
判定手段２２は、例えば、車速が所定速度（例えば、２０ｋｍ／ｈ）以下の車両走行時に、車両の運転状態が報知音の発生条件に適合していると判断して、報知音生成手段２３を作動させるものである（実施例説明のための具体的な一例であって、限定されるものではない）。
【００３９】
（報知音生成手段２３の説明）
報知音生成手段２３は、報知音生成プログラム（音響ソフト）によって設けられ、判定手段２２から作動指示が与えられると、デジタル技術によって「報知音を成す周波数信号（可聴周波数の電気信号：例えば擬似エンジン音を成す電気信号）」を作成するものである。
【００４０】
（超音波変調手段４の説明）
超音波変調手段４は、報知音生成手段２３の出力する「報知音を成す周波数信号（可聴音信号の一例）」を超音波変調するものである。
超音波変調手段４の具体的な一例として、この実施例では、報知音生成手段２３の出力信号を、「超音波周波数（圧電スピーカ２の再生可能周波数の超音波帯域に存在する高次共振部による音圧上昇部Ｘの周波数：例えば、約２５ｋＨｚ）における振幅変化（電圧の増減変化）」に変調するＡＭ変調（振幅変調）を用いるものである。即ち、「報知音を成す周波数信号」を「音圧上昇部Ｘの超音波周波数」に変調するものである。
なお、超音波変調手段４はＡＭ変調に限定されるものではなく、報知音生成手段２３の出力信号を所定の「超音波周波数におけるパルス幅変化（パルスの発生時間幅）」に変調するＰＷＭ変調（パルス幅変調）など、他の超音波変調技術を用いても良い。
【００４１】
超音波変調手段４による超音波変調の具体例を、図６を参照して説明する。
例えば、超音波変調手段４に入力された「報知音を成す周波数信号」が、図６（ａ）に示す電圧変化であるとする（なお、図中では理解補助のために単一周波数の波形を示す）。
一方、制御回路１２の搭載する超音波発振器は、図６（ｂ）に示す超音波周波数（音圧上昇部Ｘの超音波周波数）で発振するものとする。なお、超音波発振器は、マイコンチップ２１が搭載するクロック信号（コンピュータ制御用のクロック信号）から所定の超音波周波数を形成するものであっても良いし、マイコンチップ２１とは独立した超音波変調用の発振器を用いるものであっても良い。
【００４２】
すると、超音波変調手段４は、図６（ｃ）に示すように、
（ｉ）「報知音を成す周波数信号」を成す周波数の信号電圧が大きくなるに従い、超音波振動による電圧の振幅を大きくし、
（ｉｉ）「報知音を成す周波数信号」を成す周波数の信号電圧が小さくなるに従い、超音波振動による電圧の振幅を小さくする。
このようにして、超音波変調手段４は、報知音生成手段２３から出力された「報知音を成す周波数信号」を超音波周波数の「発振電圧の振幅変化」に変調するものである。
【００４３】
（超音波駆動手段５の説明）
超音波駆動手段５は、超音波変調手段４で変調された超音波信号に基づいて、超音波スピーカ３を駆動するもの（例えば、プッシュプルのＢ級アンプ、あるいはプッシュプルのＤ級アンプ等）であり、各圧電スピーカ２の印加電圧（充放電状態）を制御することで、各圧電スピーカ２から「報知音を成す周波数信号」を変調した超音波を発生させるものである。
【００４４】
（ホーン駆動手段２４の説明）
ホーン駆動手段２４は、
（ｉ）報知音生成手段２３が「報知音を成す周波数信号」を発生している間、車両用ホーン１１をダイナミックスピーカとして作動させ、「報知音を成す周波数信号」を増幅して車両用ホーン１１から可聴帯域の報知音を発生させるパワーアンプ機能と、
（ｉｉ）ホーンスイッチがＯＮされている間、バッテリ電圧を車両用ホーン１１へ印加して、車両用ホーン１１から警報音を発生させる連続ＯＮ機能と、
を備える。
なお、「報知音の発生指示」より「ホーンスイッチのＯＮ」が優先するものであり、ホーンスイッチがＯＮされた際には必ず車両用ホーン１１から警報音を発生するように設けられている。
【００４５】
（車両存在報知装置の作動）
車両の運転状態が報知音の発生条件に適合すると、報知音生成手段２３が「報知音を成す周波数信号」を出力し、圧電スピーカ２から図６（ｃ）に示す「報知音を成す周波数信号」を変調した超音波（聞こえない音波）が前方へ向けて照射される。
圧電スピーカ２で発生した超音波は、防水シート１８と可聴音吸収フィルタ６を透過し、ルーバー１９を通過して車両前方へ向けて放射される。
【００４６】
すると、図６（ｄ）に示すように、空気中を超音波が伝播するにつれて、空気の粘性等によって波長の短い超音波が歪んで鈍（なま）される。
その結果、図６（ｅ）に示すように、伝播途中の空気中において超音波に含まれていた振幅成分が自己復調され、結果的に車両前方において「報知音」が再生される。
一方、報知音生成手段２３が「報知音を成す周波数信号」を出力することで、車両用ホーン１１から車両の周囲に可聴音の「報知音」がダイレクトに放出される。
【００４７】
（実施例１の効果１）
この実施例の超音波スピーカ３は、上述したように、可聴帯域の音波を発生するために設けられた圧電スピーカ２を用いたものであり、可聴音発生用の圧電スピーカ２から、パラメトリックスピーカ１に用いる超音波を発生させるものである。
可聴音発生用の圧電スピーカ２は、汎用性が高く量産されるためコストが低い。このため、超音波スピーカ３の製造コストを低く抑えることができ、パラメトリックスピーカ１を用いた車両存在通報装置のコストを抑えることができる。
【００４８】
（実施例１の効果２）
この実施例では、上述したように、可聴帯域の音波を発生するために設けられた圧電スピーカ２から超音波を発生させる。
このように可聴帯域の音波を発生するために設けられた圧電スピーカ２を用いて超音波を発生させると、図４（ｂ）に示すように、可聴帯域に共振音Ａ（１次共振部等による可聴音）が発生してしまう。
【００４９】
ハウジング１６に設けられる唯一の開口部である超音波放射口に可聴音吸収フィルタ６を設けているため、圧電スピーカ２が発生した可聴帯域の共振音は可聴音吸収フィルタ６で吸音され、超音波のみが車両前方へ放出される。
このように、圧電スピーカ２が発生した可聴帯域の共振音は、ハウジング１６から外部に出ることがない。
このため、車両から圧電スピーカ２の発生した可聴帯域の共振音が聞こえる不具合を回避することができる。
【００５０】
［実施例２］
図２を参照して実施例２を説明する。
この実施例２は、実施形態２を車両存在報知装置に適用したものである。
具体的に、圧電スピーカ２から照射された超音波を「超音波の反射性に優れ、且つ可聴帯域の音波の透過性に優れた超音波反射手段７」で反射させて車両前方へ向ける超音波スピーカ３を車両に搭載するものである。
【００５１】
なお、超音波反射手段７は、例えば、薄く超音波反射面が平滑なフィルム膜や布膜等によって設けられるものであり、具体的な一例を示すと、超音波反射手段７は、張力が付与された状態で張られ、細い糸を用いて目が詰められて織られた表面が平滑な薄い化学繊維よりなる布膜によって設けられるものである。
【００５２】
また、超音波スピーカ３は、超音波反射手段７を透過した音波（可聴帯域の共振音）があたる部位に、音波の吸音または反射の少なくとも一方を行なう透過音コントロール手段が設けられる。
このため、超音波反射手段７を透過した可聴帯域の共振音が、超音波の照射方向とは異なる方向への騒音源になる不具合を回避することができる。即ち、超音波反射手段７を透過した可聴帯域の共振音が車両乗員の騒音になる不具合を回避することができる。
【００５３】
なお、透過音コントロール手段の一例として音の反射体を用い、超音波反射手段７を透過した音波（可聴帯域の共振音）を車両側面方向や斜め後方へ反射するように設けることが好ましい。
このように設けることにより、超音波反射手段７を透過した可聴帯域の共振音が、車両乗員の騒音になる不具合を回避して、車両側面方向や斜め後方に対して車両の存在を知らせる効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
上記の実施例では、車両存在報知装置のパラメトリックスピーカ１に本発明を適用する例を示したが、限定されるものではなく、他の用途のパラメトリックスピーカ１に本発明を適用しても良い。
【符号の説明】
【００５５】
１ パラメトリックスピーカ
２ 圧電スピーカ（可聴音発生用圧電スピーカ）
３ 超音波スピーカ
４ 超音波変調手段
５ 超音波駆動手段
６ 可聴音吸収フィルタ
７ 超音波反射手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可聴音信号を超音波変調してなる超音波を放射するパラメトリックスピーカ（１）において、
このパラメトリックスピーカ（１）において超音波を発生させる超音波スピーカ（３）は、１次共振部が可聴帯域内に存在する可聴音発生用圧電スピーカ（２）と、可聴帯域の音波を吸音して超音波を透過する可聴音吸収フィルタ（６）とを備え、
前記可聴音発生用圧電スピーカ（２）によって発生させた超音波を、前記可聴音吸収フィルタ（６）を通過させて空気中に放出することを特徴とするパラメトリックスピーカ。
【請求項２】
可聴音信号を超音波変調してなる超音波を放射するパラメトリックスピーカ（１）において、
このパラメトリックスピーカ（１）において超音波を発生させる超音波スピーカ（３）は、１次共振部が可聴帯域内に存在する可聴音発生用圧電スピーカ（２）と、可聴帯域の音波を透過して超音波を反射する超音波反射手段（７）とを備え、
前記可聴音発生用圧電スピーカ（２）によって発生させた超音波を前記超音波反射手段（７）に照射し、前記超音波反射手段（７）で反射した超音波を空気中に放出することを特徴とするパラメトリックスピーカ。
【請求項３】
請求項２に記載のパラメトリックスピーカ（１）において、
前記超音波反射手段（７）は、張力が付与された状態で張られ、目が詰められて織られた薄い布膜であることを特徴とするパラメトリックスピーカ。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載のパラメトリックスピーカ（１）において、
前記超音波スピーカ（３）は、前記超音波反射手段（７）を透過した音波があたる部位に、音波の吸音または反射の少なくとも一方を行なう透過音コントロール手段を備えることを特徴とするパラメトリックスピーカ。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載のパラメトリックスピーカ（１）において、
このパラメトリックスピーカ（１）は、報知音を車外へ発生させて車両の存在を知らせる車両存在報知装置に用いられることを特徴とするパラメトリックスピーカ。
【請求項１】
可聴音信号を超音波変調してなる超音波を放射するパラメトリックスピーカ（１）において、
このパラメトリックスピーカ（１）において超音波を発生させる超音波スピーカ（３）は、１次共振部が可聴帯域内に存在する可聴音発生用圧電スピーカ（２）と、可聴帯域の音波を吸音して超音波を透過する可聴音吸収フィルタ（６）とを備え、
前記可聴音発生用圧電スピーカ（２）によって発生させた超音波を、前記可聴音吸収フィルタ（６）を通過させて空気中に放出することを特徴とするパラメトリックスピーカ。
【請求項２】
可聴音信号を超音波変調してなる超音波を放射するパラメトリックスピーカ（１）において、
このパラメトリックスピーカ（１）において超音波を発生させる超音波スピーカ（３）は、１次共振部が可聴帯域内に存在する可聴音発生用圧電スピーカ（２）と、可聴帯域の音波を透過して超音波を反射する超音波反射手段（７）とを備え、
前記可聴音発生用圧電スピーカ（２）によって発生させた超音波を前記超音波反射手段（７）に照射し、前記超音波反射手段（７）で反射した超音波を空気中に放出することを特徴とするパラメトリックスピーカ。
【請求項３】
請求項２に記載のパラメトリックスピーカ（１）において、
前記超音波反射手段（７）は、張力が付与された状態で張られ、目が詰められて織られた薄い布膜であることを特徴とするパラメトリックスピーカ。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載のパラメトリックスピーカ（１）において、
前記超音波スピーカ（３）は、前記超音波反射手段（７）を透過した音波があたる部位に、音波の吸音または反射の少なくとも一方を行なう透過音コントロール手段を備えることを特徴とするパラメトリックスピーカ。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載のパラメトリックスピーカ（１）において、
このパラメトリックスピーカ（１）は、報知音を車外へ発生させて車両の存在を知らせる車両存在報知装置に用いられることを特徴とするパラメトリックスピーカ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２３９０２６（Ｐ２０１２−２３９０２６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０６４９６（Ｐ２０１１−１０６４９６）
【出願日】平成２３年５月１１日（２０１１．５．１１）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１１日（２０１１．５．１１）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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