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公開番号2024074557
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-31
出願番号2022185802
出願日2022-11-21
発明の名称超音波発生装置
出願人株式会社デンソー,トヨタ自動車株式会社,株式会社ミライズテクノロジーズ
代理人弁理士法人ゆうあい特許事務所
主分類H04R 1/24 20060101AFI20240524BHJP(電気通信技術)
要約【課題】ハイパーソニック効果を得られやすくする超音波発生装置を提供する。
【解決手段】超音波発生装置の超音波用スピーカ40は、第1共振周波数f1を有する第1振動部71と、第2共振周波数f2を有する第2振動部72とを含み、第1共振周波数および第2共振周波数を含む信号が第1振動部71および第2振動部72に入力されると、第1振動部71は、第1共振周波数の音圧をピーク値とする振動をすることで、超音波を発生させ、発生した超音波をヒトに照射し、第2振動部72は、第2共振周波数の音圧をピーク値とする振動をすることで、超音波を発生させ、発生した超音波をヒトに照射し、第1振動部71および第2振動部72の振動により、差音周波数fd=|f1-f2|の差音波が発生し、差音周波数は、可聴音の周波数とされており、第1共振周波数の音圧および第2共振周波数の音圧の平均値に関する値が115dBSPL以下とされている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項1】
超音波発生装置であって、
可聴音をヒトに照射する可聴音照射部(30)と、
第1共振周波数(f1)を有する第1振動部(71)と、第2共振周波数(f2)を有する第2振動部(72)とを含む超音波照射部(40、401)と、
前記第1共振周波数および前記第2共振周波数を含む信号を前記第1振動部および前記第2振動部に出力する信号部(38)と、
を備え、
前記第1共振周波数および前記第2共振周波数を含む信号が前記第1振動部および前記第2振動部に入力されると、
前記第1振動部は、前記第1共振周波数の音圧をピーク値とする振動をすることで、超音波を発生させ、発生した超音波を前記ヒトに照射し、
前記第2振動部は、前記第2共振周波数の音圧をピーク値とする振動をすることで、超音波を発生させ、発生した超音波を前記ヒトに照射し、
前記第1振動部および前記第2振動部の振動により、前記第1共振周波数と前記第2共振周波数との差の絶対値で表される差音周波数(fd、fd1)の差音波が発生し、
前記差音周波数は、可聴音の周波数とされており、
前記第1共振周波数の音圧および前記第2共振周波数の音圧の平均値に関する値が115dBSPL以下とされている超音波発生装置。
続きを表示(約 3,000 文字)【請求項2】
前記第1共振周波数の音圧および前記第2共振周波数の音圧の平均値に関する値が105dBSPL以下とされている請求項1に記載の超音波発生装置。
【請求項3】
前記第1振動部の中心(O1)から前記第2振動部の中心(O2)までの距離(Lp、Lp1)は、音速(c)を前記差音周波数で除算した値(λp)以下とされている請求項1または2に記載の超音波発生装置。
【請求項4】
前記超音波照射部は、第1超音波照射部(401)であって、
前記超音波発生装置は、第3共振周波数(f3)を有する第3振動部(73)と、第4共振周波数(f4)を有する第4振動部(74)とを含む第2超音波照射部(402)をさらに備え、
前記信号部は、前記第3共振周波数および前記第4共振周波数を含む信号を前記第3振動部および前記第4振動部に出力し、
前記第3共振周波数および前記第4共振周波数を含む信号が前記第3振動部および前記第4振動部に入力されると、
前記第3振動部は、前記第3共振周波数の音圧をピーク値とする振動をすることで、超音波を発生させ、発生した超音波を前記ヒトに照射し、
前記第4振動部は、前記第4共振周波数の音圧をピーク値とする振動をすることで、超音波を発生させ、発生した超音波を前記ヒトに照射し、
前記第1振動部および前記第3振動部の振動により、前記第1共振周波数と前記第3共振周波数との差の絶対値で表される第1周波数(|f1-f3|)の差音波が発生し、
前記第1振動部および前記第4振動部の振動により、前記第1共振周波数と前記第4共振周波数との差の絶対値で表される第2周波数(|f1-f4|)の差音波が発生し、
前記第2振動部および前記第3振動部の振動により、前記第2共振周波数と前記第3共振周波数との差の絶対値で表される第3周波数(|f2-f3|)の差音波が発生し、
前記第2振動部および前記第4振動部の振動により、前記第2共振周波数と前記第4共振周波数との差の絶対値で表される第4周波数(|f2-f4|)の差音波が発生し、
前記第1周波数、前記第2周波数、前記第3周波数および前記第4周波数は、可聴音の周波数とされており、
前記第1振動部の中心(O1)から前記第3振動部の中心(O3)までの距離(Ls1)は、音速(c)を前記第1周波数で除算した値(c/|f1-f3|)よりも大きくなっており、
前記第1振動部の中心(O1)から前記第4振動部の中心(O4)までの距離(Ls2)は、音速(c)を前記第2周波数で除算した値(c/|f1-f4|)よりも大きくなっており、
前記第2振動部の中心(O2)から前記第3振動部の中心(O3)までの距離(Ls3)は、音速(c)を前記第3周波数で除算した値(c/|f2-f3|)よりも大きくなっており、
前記第2振動部の中心(O2)から前記第4振動部の中心(O4)までの距離(Ls4)は、音速(c)を前記第4周波数で除算した値(c/|f2-f4|)よりも大きくなっている請求項1に記載の超音波発生装置。
【請求項5】
前記超音波照射部は、第1超音波照射部(401)であって、
前記第1超音波照射部は、前記第1振動部および前記第2振動部が配置されている第1基板(461)を含み、
前記超音波発生装置は、第3共振周波数を有する第3振動部と、第4共振周波数を有する第4振動部と、前記第3振動部および前記第4振動部が配置されている第2基板(462)とを含む第2超音波照射部(402)をさらに備え、
前記信号部は、前記第3共振周波数および前記第4共振周波数を含む信号を前記第3振動部および前記第4振動部に出力し、
前記第3共振周波数および前記第4共振周波数を含む信号が前記第3振動部および前記第4振動部に入力されると、
前記第3振動部は、前記第3共振周波数の音圧をピーク値とする振動をすることで、超音波を発生させ、発生した超音波を前記ヒトに照射し、
前記第4振動部は、前記第4共振周波数の音圧をピーク値とする振動をすることで、超音波を発生させ、発生した超音波を前記ヒトに照射し、
前記第1振動部および前記第2振動部と、前記第3振動部および前記第4振動部との間で発生する差音波の周波数には、可聴音の周波数が含まれており、
前記第1基板および前記第2基板は、一方向(D1)に並んでおり、
前記一方向における前記第1基板の端から前記第2基板の端までの距離(Lsb)は、音速を、可聴音の周波数範囲内であって、前記第1基板に配置されている前記第1振動部および前記第2振動部と、前記第2基板に配置されている前記第3振動部および前記第4振動部との間で発生する差音波の周波数のうちの最小値(N)で除算した値よりも大きくなっている請求項1に記載の超音波発生装置。
【請求項6】
前記超音波照射部は、第1超音波照射部(401)であって、
前記第1超音波照射部は、前記第1振動部および前記第2振動部が配置されている第1基板(461)を含み、
前記超音波発生装置は、第3共振周波数を有する第3振動部と、第4共振周波数を有する第4振動部と、前記第3振動部および前記第4振動部が配置されている第2基板(462)とを含む第2超音波照射部(402)をさらに備え、
前記信号部は、前記第3共振周波数および前記第4共振周波数を含む信号を前記第3振動部および前記第4振動部に出力し、
前記第3共振周波数および前記第4共振周波数を含む信号が前記第3振動部および前記第4振動部に入力されると、
前記第3振動部は、前記第3共振周波数の音圧をピーク値とする振動をすることで、超音波を発生させ、発生した超音波を前記ヒトに照射し、
前記第4振動部は、前記第4共振周波数の音圧をピーク値とする振動をすることで、超音波を発生させ、発生した超音波を前記ヒトに照射し、
前記第1振動部および前記第2振動部と、前記第3振動部および前記第4振動部との間で発生する差音波の周波数には、可聴音の周波数が含まれており、
前記第1基板および前記第2基板は、一方向(D1)に並んでおり、
前記一方向における前記第1基板の端から前記第2基板の端までの距離(Lsb)は、音速を、可聴音の周波数範囲内であって、前記第1基板に配置されている前記第1振動部および前記第2振動部と、前記第2基板に配置されている前記第3振動部および前記第4振動部との間で発生する差音波の周波数のうちの最大値(N)で除算した値よりも大きくなっている請求項1に記載の超音波発生装置。
【請求項7】
前記第3振動部および前記第4振動部の振動により発生する差音波の周波数が可聴音の周波数とされており、
前記第3共振周波数の音圧および前記第4共振周波数の音圧の平均値に関する値が115dBSPL以下とされている請求項4ないし6のいずれか1つに記載の超音波発生装置。
【請求項8】
前記第1共振周波数および前記第2共振周波数は、40kHz以上、140kHz以下とされている請求項1または2に記載の超音波発生装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、超音波発生装置に関するものである。
続きを表示(約 1,800 文字)【背景技術】
【0002】
従来、特許文献1に記載されているように、第1共振周波数を有する第1共振型単位アクチュエータと第2共振周波数を有する第2共振型単位アクチュエータとを備える多共振超音波トランスデューサが知られている。この多共振超音波トランスデューサでは、2つの超音波が発生するとともに、パラメトリック効果により、周波数が第1共振周波数と第2共振周波数の差である差音波が生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2008-20429号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ここで、可聴音とともに超音波がヒトに照射されると、ヒトの脳機能を高めるハイパーソニック効果が得られる。ハイパーソニック効果を得るための超音波照射用に特許文献1に記載された多共振超音波トランスデューサを用いる場合、差音波の周波数が可聴音の周波数であると、照射される可聴音に加えて差音波による音がヒトに聞こえる。このとき、差音波による音がヒトにとってノイズ音となる。このため、ヒトが不快となることから、ハイパーソニック効果が得られにくい。
【0005】
本開示は、ハイパーソニック効果を得られやすくする超音波発生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
請求項1に記載の発明は、超音波発生装置であって、可聴音をヒトに照射する可聴音照射部(30)と、第1共振周波数(f1)を有する第1振動部(71)と、第2共振周波数(f2)を有する第2振動部(72)とを含む超音波照射部(40、401)と、第1共振周波数および第2共振周波数を含む信号を第1振動部および第2振動部に出力する信号部(38)と、を備え、第1共振周波数および第2共振周波数を含む信号が第1振動部および第2振動部に入力されると、第1振動部は、第1共振周波数の音圧をピーク値とする振動をすることで、超音波を発生させ、発生した超音波をヒトに照射し、第2振動部は、第2共振周波数の音圧をピーク値とする振動をすることで、超音波を発生させ、発生した超音波をヒトに照射し、第1振動部および第2振動部の振動により、第1共振周波数と第2共振周波数との差の絶対値で表される差音周波数(fd、fd1)の差音波が発生し、差音周波数は、可聴音の周波数とされており、第1共振周波数の音圧および第2共振周波数の音圧の平均値に関する値が115dBSPL以下とされている超音波発生装置である。
【0007】
これにより、差音波の音圧が、ヒトに聞こえるがヒトが不快とならない音圧レベルである最適聴取レベル以下となる。このため、差音波による音がヒトにとってノイズ音となることが抑制されることから、ヒトが不快になることが抑制される。したがって、ハイパーソニック効果が得られやすくなる。
【0008】
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【0009】
第1実施形態の超音波発生装置の構成図。
超音波発生装置の超音波用スピーカの上面図。
図2のIII-III線断面図。
超音波発生装置における周波数と音圧の関係図。
第1ピーク値および第2ピーク値の平均値と差音波の音圧との関係図。
第2実施形態の超音波発生装置の構成図。
超音波発生装置の超音波用第1スピーカと超音波用第2スピーカの上面図。
図7のVIII-VIII線断面図。
超音波発生装置における周波数と音圧の関係図。
第3実施形態の超音波発生装置の超音波用第1スピーカと超音波用第2スピーカの上面図。
超音波発生装置における周波数と音圧の関係図。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。
(【0011】以降は省略されています)

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