(57)【要約】  モバイル装置内のパネルオーディオラウドスピーカーからオーディオ信号を生成するための方法は、当該モバイル装置の状態に関する情報をモバイル装置の１つまたは複数のセンサから受信することを含む。本方法は、第１の位置においてパネルオーディオラウドスピーカーの表示パネルに結合された第１のアクチュエータを第１の駆動信号で駆動することと、同時に、当該第１の位置とは異なる第２の位置において当該表示パネルに結合された第２のアクチュエータを第２の駆動信号で駆動することとをさらに含む。本方法はまた、当該モバイル装置の状態に関する情報に基づいて当該第１および第２の駆動信号の相対的タイミングを変化させ、当該表示パネル上のオーディオ信号の方向および／またはソースの位置を変化させることを含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モバイル装置におけるパネルオーディオラウドスピーカーからオーディオ信号を生成するための方法であって、
前記モバイル装置の１つまたは複数のセンサから前記モバイル装置の状態に関する情報を受信することと、
第１の駆動信号を用いて、前記パネルオーディオラウドスピーカーの表示パネルに結合された第１のアクチュエータを第１の位置で駆動することと、
同時に、第２の駆動信号で、第１の位置とは異なる第２の位置において前記表示パネルに結合された第２のアクチュエータを駆動することと、
前記モバイル装置の状態に関する情報に基づいて第１および第２の駆動信号の相対的タイミングを変化させることにより、前記表示パネル上のオーディオ信号の方向および／またはソースの位置を変化させることと、を備える、方法。
【請求項２】
前記モバイル装置の状態に関する情報は、前記モバイル装置に対するユーザの耳の相対位置に関する情報を含み、前記駆動信号の相対的タイミングは、近距離場オーディオ信号の方向および／または位置を変化させるように変更される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記パネルオーディオラウドスピーカーは、前記モバイル装置の電話モードで前記近距離場オーディオ信号を提供する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記モバイル装置の前記状態に関する前記情報に基づいて、前記第１および第２の駆動信号の相対振幅を変化させることをさらに含む、前述の請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記１つまたは複数のセンサは、加速度計、ジャイロスコープ、磁力計、ＧＰＳセンサ、近接センサ、タッチセンサ、マイクロフォン、レーダ、および画像センサからなるグループから選択される、前述の請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
同時に、前記第１および第２のアクチュエータを駆動して、前記パネルオーディオラウドスピーカーから遠距離場オーディオ信号を供給することをさらに含む、前述の請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記遠距離場オーディオ信号は、前記モバイル装置の非電話モードで生成される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
モバイル装置であって、
表示パネルと、
一対のアクチュエータとを備え、各々は異なる位置で前記表示パネルに結合されており、各アクチュエータは、振動を前記表示パネルに結合してオーディオ信号を生成するように構成されており、
各々が前記モバイル装置の環境または使用に関する情報を感知するように構成された１つまたは複数のセンサと、
前記アクチュエータおよび前記１つまたは複数のセンサに電気的に接続され、かつ、前記１つまたは複数のセンサからの対応する信号に基づいて前記モバイル装置の状態に関する情報を決定し、同時に、対応する駆動信号を前記アクチュエータの各々に供給するようにプログラムされた電子制御モジュールとを備え、
前記電子制御モジュールは、前記アクチュエータへの駆動信号の相対的タイミングを変化させて、前記モバイル装置の状態に関する情報に応じて、オーディオ信号のモーダル分布および方向、および／または、前記表示パネル上の前記オーディオ信号のソースの位置を変化させるようにプログラムされている、モバイル装置。
【請求項９】
前記モバイル装置の状態に関する情報は、前記モバイル装置に対するユーザの耳の相対位置に関する情報を含み、前記電子制御モジュールは、前記駆動信号の前記相対的タイミングを変化させ、近距離場オーディオ信号の方向および／または位置を変化させ、前記オーディオ信号を前記ユーザの耳に向かって方向付けるようにプログラムされている、請求項８に記載のモバイル装置。
【請求項１０】
前記１つまたは複数のセンサは、加速度計、ジャイロスコープ、磁力計、ＧＰＳセンサ、近接センサ、タッチセンサ、マイクロフォン、および画像センサからなるグループから選択される、請求項８または９に記載のモバイル装置。
【請求項１１】
前記モバイル装置は、上端と、当該上端の反対側の下端とを有し、前記アクチュエータのうちの１つは、前記下端よりも前記上端に近い表示パネルに結合されている、請求項８〜１０のいずれかに記載のモバイル装置。
【請求項１２】
前記アクチュエータの他方は、前記上端よりも前記下端に近い表示パネルに結合される、請求項１１に記載のモバイル装置。
【請求項１３】
前記一対のアクチュエータとは異なる位置で前記表示パネルに結合された１つまたは複数の追加のアクチュエータをさらに備え、前記電子制御モジュールは前記１つまたは複数の追加のアクチュエータに電気的に接続されており、かつ、対応する駆動信号を前記１つまたは複数の追加のアクチュエータに供給するようにプログラムされている、請求項８〜１２のいずれかに記載のモバイル装置。
【請求項１４】
前記アクチュエータは、電磁アクチュエータおよび圧電アクチュエータからなるグループから選択される、請求項８〜１３のいずれかに記載のモバイル装置。
【請求項１５】
前記モバイル装置は、携帯電話またはタブレットコンピュータである、請求項８〜１４のいずれかに記載のモバイル装置。
【請求項１６】
ウェアラブル装置であって、
表示パネルと、
一対のアクチュエータとを備え、各々は、異なる位置で前記表示パネルに結合されており、各アクチュエータは、振動を前記表示パネルに結合してオーディオ信号を生成するように構成されており、
各々が前記モバイル装置の環境または使用に関する情報を感知するように構成された１つまたは複数のセンサと、
前記アクチュエータおよび前記１つまたは複数のセンサに電気的に結合され、前記１つまたは複数のセンサからの対応する信号に基づいて前記モバイル装置の状態に関する情報を決定し、同時に、対応する駆動信号を前記アクチュエータの各々に供給するようにプログラムされた電子制御モジュールとを備え、
前記電子制御モジュールは、前記モバイル装置の状態に関する前記情報に応じて、オーディオ信号のモーダル分布および方向、および／または、前記表示パネル上の前記オーディオ信号のソースの位置を変化させるために、前記アクチュエータへの前記駆動信号の相対的タイミングを変化させるようにプログラムされている、ウェアラブル装置。
【請求項１７】
ウェアラブル装置は、スマートウォッチまたはヘッドマウントディスプレイである、請求項１６に記載のウェアラブル装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
背景
多くの従来のラウドスピーカーは、ダイヤフラムにピストンのような運動を誘発することによって音を発生させる。対照的に、パネルオーディオラウドスピーカー（例えば、分散モードラウドスピーカー（ＤＭＬ））は、電気音響アクチュエータを使用してパネルの振動モードの分布を励起することによって作動する。典型的には、アクチュエータは電磁アクチュエータまたは圧電アクチュエータである。
【０００２】
携帯電話機のような従来のモバイル装置は、ピストンアクチュエータを特徴とするスピーカーを含む。格子は典型的にはアクチュエータを覆い、音は格子を通してアクチュエータによって発せられる。しばしば、スピーカー格子は、電話機のディスプレイのベゼル内に配置され、スピーカーの音量が最も大きい場所であるため、ユーザは、コールを聞くと、その耳の近くに自然に電話機を保持する。
【０００３】
パネルオーディオラウドスピーカーは、パネル全体が音を放射するので、目に見えるスピーカー格子を有さない場合がある。結果として、パネルオーディオラウドスピーカーを含むモバイル装置は、例えば、コールに応答するときに当該装置を方向付けるための自然な基準を必ずしも有しない。しかしながら、モード応答がパネル全体にわたって均一ではないので、パネルオーディオラウドスピーカーは、通常、音質が最大化される近接音響場において「スイートスポット」を有する。
【発明の概要】
【０００４】
概要
スイートスポットをより広くかつ大きくするために、第２のアクチュエータを特徴とするパネルオーディオラウドスピーカーが開示される。２つのアクチュエータは、パネルの両端に配置されることができ、第２のアクチュエータによって生成される屈曲波の振幅および／または位相は、意図された位置またはスイートスポットで最大のたわみを生成するために、調節され得る。スイートスポットは、それを移動し、それに焦点を当て、または、それを拡張するために、両方のアクチュエータ間のタイミング遅延を使用して操作され得る。すなわち、独立した駆動信号は、複数のアクチュエータの各々を駆動するために使用され得、また、複数の当該駆動信号は、アクチュエータによって生成される振動がパネル上の特定の座標で積極的に干渉するように、時間調整され得る。
【０００５】
ある実施形態では、パネルオーディオラウドスピーカーは、モバイル装置に組み込まれ、スイートスポットは、モバイル装置の動作と協働して操作され得る。たとえば、モバイル装置は、１つのセンサ（または複数のセンサ）を使用して、パネルに対するユーザの耳の位置を決定し、その情報を使用して当該パネル上の特定の位置での音出力を最大にすることができる。最大音出力の位置を変化させることに加えて、または、代替的に、モバイル装置は、当該モバイル装置の状態に関する情報を使用して、パネルオーディオラウドスピーカーによって出力されるオーディオ信号の方向を変化させることもできる。また、位置最大音出力の面積は、モバイル装置の状態に関する情報に応じて増減され得る。ある実施形態では、アクチュエータへの信号のタイミングは、特定の場所で最小の応答を生成するために変更され得る。これは、プライバシーを改善するために行われ得るので、ユーザの耳に直接触れないパネルの領域から発せられる音は少なくなる。
【０００６】
モバイル装置はまた、当該モバイル装置によるオーディオ出力のモードに影響を及ぼすために１つのセンサまたは複数のセンサを使用することができる。例えば、オーディオ出力のモードは、受信機（または近距離場）モードおよびスピーカー（または遠距離場）モードを含むことができる。センサが、ユーザの耳はパネルの閾値距離内にあると判定した場合、モバイル装置は、近距離場モードで音声を出力し、空間内の特定の場所で音声出力を最適化することができる。代わりに、センサが、モバイル装置は表面、例えば、テーブル上に置かれ、したがって、おそらくユーザの耳がパネルの閾値距離内にないと判定した場合、当該モバイル装置は、例えば、パネル全体にわたって最大の音出力を提供するために両方のアクチュエータを使用して、遠距離場モードで音声を出力することができる。
【０００７】
３つ以上のアクチュエータを有するパネルも企図される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一般に、第１の態様では、モバイル装置内のパネルオーディオラウドスピーカーからオーディオ信号を生成するための方法は、モバイル装置の１つまたは複数のセンサから当該モバイル装置の状態に関する情報を受信することを含む。本方法は、第１の位置においてパネルオーディオラウドスピーカーの表示パネルに結合された第１のアクチュエータを第１の駆動信号で駆動することと、同時に、第１の位置とは異なる第２の位置において当該表示パネルに結合された第２のアクチュエータを第２の駆動信号で駆動することと、をさらに含む。本方法はまた、モバイル装置の状態に関する情報に基づいて第１および第２の駆動信号の相対的タイミングを変化させて、オーディオ信号の方向、および／または、表示パネル上の当該オーディオ信号のソースの位置を変化させることを含む。
【０００９】
本方法の実装形態は、以下の特徴のうちの１つまたは複数を含むことができる。ある実装形態では、モバイル装置の状態に関する情報は、モバイル装置に対するユーザの耳の相対位置に関する情報を含み、駆動信号の相対的タイミングは、近距離場オーディオ信号の方向および／または位置を変化させるように変更される。パネルオーディオラウドスピーカーは、当該モバイル装置の電話モードで近距離場オーディオ信号を提供することができる。ある実装形態では、本方法は、モバイル装置の状態に関する情報に基づいて、第１および第２の駆動信号の相対振幅を変化させることをさらに含む。
【００１０】
１つまたは複数のセンサは、１つまたは複数の加速度計、１つまたは複数のジャイロスコープ、１つまたは複数の磁力計、１つまたは複数のＧＰＳセンサ、１つまたは複数の近接センサ、１つまたは複数のタッチセンサ、１つまたは複数のマイクロフォン、１つまたは複数のレーダ、もしくは、１つまたは複数のイメージセンサとすることができる。
【００１１】
ある実装形態では、本方法は、第１および第２のアクチュエータを同時に駆動して、パネルオーディオラウドスピーカーから遠距離場オーディオ信号を提供することをさらに含む。当該遠距離場オーディオ信号は、モバイル装置の非電話モードで生成され得る。
【００１２】
別の局面において、主題は、表示パネルおよび一対のアクチュエータを含むモバイル装置またはウェアラブル装置を含み、各アクチュエータは、異なる位置で表示パネルに結合されており、各アクチュエータは、振動を表示パネルに結合してオーディオ信号を生成するように構成されている。モバイル装置またはウェアラブル装置は、また、各々が、当該モバイル装置またはウェアラブル装置の環境または使用に関する情報をそれぞれ感知するように構成された１つまたは複数のセンサを含む。モバイル装置またはウェアラブル装置は、当該アクチュエータおよび当該１つまたは複数のセンサに電気的に接続され、当該１つまたは複数のセンサからの対応する信号に基づいて当該モバイル装置またはウェアラブル装置の状態に関する情報を決定するようにプログラムされた電子制御モジュールをさらに含む。電子制御モジュールは、対応する駆動信号をアクチュエータの各々に同時に供給する。電子制御モジュールは、当該モバイル装置またはウェアラブル装置の状態に関する情報に応じて、表示パネル上のオーディオ信号のモーダル分布および方向および／またはソースの位置を変更するために、アクチュエータへの駆動信号の相対的タイミングを変更するようにプログラムされている。
【００１３】
ある実装形態では、モバイル装置またはウェアラブル装置の状態に関する情報は、モバイル装置またはウェアラブル装置に対するユーザの耳の相対位置に関する情報を含み、電子制御モジュールは、駆動信号の相対的タイミングを変化させて、近距離場オーディオ信号の方向および／または位置を変化させ、オーディオ信号をユーザの耳に向かって方向付けるようにプログラムされている。
【００１４】
ある実装形態では、モバイル装置またはウェアラブル装置は、上端と、当該上端の反対側の下端とを有し、複数のアクチュエータのうちの１つは、下端よりも上端に近い表示パネルに結合されている。他の実装形態では、アクチュエータの他方は、上端よりも下端に近い表示パネルに結合されている。
【００１５】
モバイル装置またはウェアラブル装置は、一対のアクチュエータとは異なる位置で表示パネルに結合された１つまたは複数の追加のアクチュエータをさらに含むことができる。電子制御モジュールは、１つまたは複数の追加のアクチュエータに電気的に接続され、対応する駆動信号を当該１つまたは複数の追加のアクチュエータに供給するようにプログラムされ得る。
【００１６】
モバイル装置は、携帯電話またはタブレットコンピュータであり得る。ウェアラブル装置は、スマートウォッチまたはヘッドマウントディスプレイであり得る。モバイル装置またはウェアラブル装置の１つまたは複数のセンサは、１つまたは複数の加速度計、１つまたは複数のジャイロスコープ、１つまたは複数の磁力計、１つまたは複数のＧＰＳセンサ、１つまたは複数の近接センサ、１つまたは複数のタッチセンサ、１つまたは複数のマイクロフォン、および、１つまたは複数の画像センサであり得る。モバイル装置またはウェアラブル装置のアクチュエータは、電磁アクチュエータ、圧電アクチュエータ、または、電磁アクチュエータと圧電アクチュエータとの組み合わせであり得る。
【００１７】
他の利点の中でも特に、実施形態は、そのオーディオ出力の位置および方向に改善された制御を提供するパネルオーディオラウドスピーカーを特徴とする。オーディオ出力は、当該ラウドスピーカーを組み込んだ装置（例えば、携帯電話）の使用に応じて操作され得る。
【００１８】
他の利点は、説明、図面、および特許請求の範囲から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】２つのアクチュエータを含むモバイル装置の一実施形態の斜視図である。
【図２】図１のアクチュエータを含むモバイル装置の概略断面図である。
【図３】表示パネル上のオーディオ信号の方向および／またはソースの位置を変化させるための例示的なプロセスのフロー図である。
【図４】モバイル装置のための電子制御モジュールの一実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
様々な図面における同様の参照符号は、同様の要素を示す。
詳細な説明
図１および図２を参照して、モバイル装置１００（例えば、携帯電話）は、装置の筐体１０２と、筐体に搭載されたフラットパネルディスプレイ（例えば、ＯＬＥＤまたはＬＣＤ表示パネル）を含むタッチパネルディスプレイ１０４とを含む。ディスプレイベゼル１１５は、当該ディスプレイのアクティブエリアをフレーム化する。センサモジュール１５０は、ディスプレイの１つの端部１１０においてベゼル１１５内に位置している。センサモジュール１５０は、近接センサ１５２と、カメラ１５４と、３Ｄ顔認識センサ１５６とを含む。ディスプレイの他の端部１２０において、モバイル装置１００は、ベゼル１１５の背後に位置するマイクロフォン１６０を含む。
【００２１】
モバイル装置１００はまた、筐体１０２内のディスプレイ１０４の背後に収容され、ディスプレイ１０４の背面に取り付けられたアクチュエータ１３０および１３２を含む。アクチュエータに関して、アクチュエータ１３０は、端部１１０により近い位置に配置され、アクチュエータ１３２は、端部１２０により近い。アクチュエータ１３０および１３２ならびにディスプレイ１０４は共に、パネルオーディオラウドスピーカーを形成する。モバイル装置１００はまた、装置シャーシ１０２内に固定された、電子制御モジュール２２０と、バッテリ２３０とを含む。信号線は、電子制御モジュール２２０を、アクチュエータ１３０および１３２に、ならびに、センサモジュール１５０およびマイクロフォン１６０内のセンサに接続し、電子制御モジュール２２０がこれらの構成要素の各々から信号を受信し、これらの構成要素の各々に信号を送信することを可能にする。
【００２２】
モバイル装置１００は、フラットパネルディスプレイ１０４を振動させることによって、音を生成するパネルオーディオラウドスピーカーを使用して、オーディオ出力を生成する。振動は、アクチュエータ１３０および１３２によって生成される。例えば、アクチュエータ１３０および１３２は、移動磁石アクチュエータまたは圧電アクチュエータ、例えば分散モードアクチュエータ（ＤＭＡ）であり得る。アクチュエータ１３０および１３２は、同じタイプのアクチュエータであり得、または、異なるものとすることができる。一般に、アクチュエータは、適切な電気的駆動信号に応答してパネルに力を与え、パネルを振動させるように配置された可動部品である。振動パネルは、例えば２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの人間に聞こえる音波を発生する。
【００２３】
音声出力を生成することに加えて、モバイル装置１００は、アクチュエータを使用して触覚出力を生成することもできる。例えば、触覚出力は、１８０Ｈｚ〜３００Ｈｚの範囲の振動に相当し得る。
【００２４】
典型的には、装置１００のようなモバイル装置は、約１０ｍｍ以下の（図１および図２に示すデカルト座標系のｚ方向の）深さ、６０ｍｍ〜８０ｍｍの（ｘ方向の）幅（例えば、６８ｍｍ〜７２ｍｍ）、および、１００ｍｍ〜１６０ｍｍの（ｙ方向の）高さ（例えば、１３８ｍｍ〜１４４ｍｍ）を有する。
【００２５】
両方のアクチュエータ１３０および１３２は、その幅に沿って装置１００を二等分する軸１４０に沿って配置される（軸１４０はｙ軸に平行に延びる）。当該アクチュエータは軸１４２からオフセットされ、軸１４２はその長さに沿ってモバイル装置を二分し（軸１４２はｘ軸に平行である）、アクチュエータ１３０はセンサモジュール１５０の近くに配置され、アクチュエータ１３２はマイクロフォン１６０の近くに配置される。したがって、パネル１０４のモード応答は、異なるスピーカーモードを提供するために、各他のアクチュエータを駆動する信号の相対振幅、周波数、および／または位相を変化させることによって、変えられ得る。さらに、２つのアクチュエータの駆動信号を変化させることにより、パネルオーディオラウドスピーカーは、装置がどのように使用されるかに応じて、異なるオーディオモード間で切り替えることができる。例えば、アクチュエータ１３０および１３２への駆動信号は、指向性のオーディオ信号を提供するように調整され得る。オーディオ信号の方向は、例えば、当該２つのアクチュエータの駆動信号間の位相差を変化させることによって調整され得る。同相信号は、実質的に均一な（すなわち、空間的に無指向性の）オーディオ信号を提供することができる。
【００２６】
一般に、電子制御モジュール２２０は、モバイル装置１００がどのように使用されるかに基づいて、アクチュエータの駆動信号を制御することができる。例えば、モバイル装置１００が電話発信に使用されるとき、制御モジュール２２０は、アクチュエータ１３０を優先的に駆動して、装置の「トップ」（すなわち、ユーザは、自分の耳を置く可能性が高い場所）に向けられた近距離場オーディオ信号を提供することができる。反対に、モバイル装置１００が、例えば音楽アプリケーションを使用してオーディオコンテンツを再生するために使用されるとき、電子制御モジュール２２０は、アクチュエータ１３０および１３２を駆動して、実質的に均一な遠距離場オーディオ信号を提供し、ユーザがモバイル装置に対してどこにいるかに関わらず、音声コンテンツが等しく良く聴かれることを可能にする。代替的に、または加えて、モバイル装置１００がビデオコンテンツを視聴するために使用される場合、電子制御モジュール２２０は、ディスプレイに実質的に垂直な遠距離場に最大容量を提供するように、すなわち、ユーザがビデオコンテンツを視聴している可能性が高い場合に、アクチュエータを駆動することができる。
【００２７】
ある実施形態では、電子制御モジュール２２０は、モバイル装置のセンサのうちの１つまたは複数からの信号に応答して、アクチュエータ１３０および１３２を駆動する。例えば、電子制御モジュール２２０は、近接センサ１５２からの情報に基づいて、アクチュエータを駆動することができる。近接センサが、例えば、ユーザが耳の高さまで装置を保持するときに、ユーザの存在を検出し、当該制御モジュールは、（例えば、両方のアクチュエータを駆動して均一な遠距離場オーディオ信号を提供するラウドスピーカーモード）から（例えば、一方または両方のアクチュエータを駆動して、装置の上部に向かって指向性近距離場信号を提供する）電話モードに切り替えることができる。
【００２８】
代替的には、または加えて、電子制御モジュール２２０は、当該装置内の加速度計および／またはジャイロスコープからの信号に基づいて、アクチュエータの駆動方法を調節することができる。例えば、当該制御モジュールは、そのようなセンサからの情報を使用して、ユーザが装置のどの端部を耳に持っているかをはっきりさせ、それに応じてアクチュエータ駆動信号を調整することができる。装置の中点に対して実質的に対称に位置決めされた２つのアクチュエータを含むことにより、装置は、当該装置の上部に向かって、または底部（すなわち、マイクロフォン１６０を有する端部）に向かって方向付けられた同等の指向性オーディオ信号を発生させることができる。これにより、装置は、当該装置のどの端部がそれらの耳に把持されているかに関わらず、例えば、電話モードで同等の指向性オーディオ出力をユーザに提供することができる。
【００２９】
ある実装形態では、電子制御モジュール２２０は、カメラ１５４および／または３Ｄ顔認識センサ１５６からの情報に基づいて、アクチュエータ駆動信号を変化させる。例えば、これらのセンサのいずれかは、ユーザを、例えばユーザの顔を検出し、そして、モバイル装置と当該ユーザとの間の距離を推定することができる。モバイル装置とユーザとの間の推定された距離がある閾値距離以上である場合、パネルオーディオラウドスピーカーは、当該パネルオーディオラウドスピーカーの音量を増加させるか、または、当該パネルオーディオラウドスピーカーを近距離場モードから遠距離場モードに切り替えることができる。
【００３０】
別の例として、電子制御モジュールは、カメラ１５４および／または３Ｄ顔認識センサ１５６からの情報を使用して、モバイル装置に対するユーザの方向を決定することができる。これに応答して、電子制御モジュールは、パネルオーディオラウドスピーカーによるオーディオ出力をユーザの方向に向けることができる。
【００３１】
ある実装形態では、電子制御モジュール２２０は、タッチセンサからの情報に基づいてアクチュエータの駆動信号を調整する。例えば、当該タッチセンサは、ユーザの耳が装置に触れる場所に基づいて、当該ユーザの耳の位置を検出できる。当該電子制御モジュールは、この情報を使用して、音声出力をユーザの耳に向かって方向付け、および／または、当該装置によるオーディオ出力の最適な位置を決定することができる。
【００３２】
ある実装形態では、電子制御モジュールは、マイクロフォン１６０からの情報に基づいてアクチュエータの駆動信号を調整する。当該マイクロフォンは、例えば、当該モバイル装置の環境のノイズレベルに関する情報を当該電子制御モジュールに提供することができる。周囲のノイズレベルがある閾値以上である場合、当該電子制御モジュールは、モバイル装置によるオーディオ出力に影響を与えることができる。例えば、周囲のノイズレベルがある閾値以上である場合、電子制御モジュールは、当該パネルオーディオラウドスピーカーの音量を増加させるか、または、遠距離場モードでパネルオーディオラウドスピーカーを作動させることができる。
【００３３】
さらに他の例として、当該電子制御モジュールは、当該マイクロフォンによって受信された情報に基づいて、パネルオーディオラウドスピーカーを遠距離場モードから近距離場モードに切り替えることができる。例えば、モバイル装置は、オーディオをスピーカーモードで出力しながら表面上に置かれ得る。ユーザが当該モバイル装置を取り出し、モバイル装置が受信機モードであるかのようにモバイル装置を使用し始めた場合、当該マイクロフォンはユーザの音声を検出し、この情報を当該電子制御モジュールに伝達することができ、電子制御モジュールは、パネルオーディオラウドスピーカーのモードをスピーカーモードから受信機モードに変更することができる。遠距離場モードから近距離場モードへ切り替えることに加えて、当該電子制御モジュールはまた、マイクロフォンによって受信された情報に基づいて、パネルオーディオラウドスピーカーを近距離場モードから遠距離場モードへ切り替えることもできる。
【００３４】
一般に、装置１００などのモバイル装置は、当該モバイル装置の環境および／または動作モードに関する情報を提供し、それに応じてパネルオーディオラウドスピーカーの動作を変化させるために、様々な異なるセンサのうちの１つまたは複数を利用することができる。たとえば、モバイル装置は、以下のタイプのセンサ、すなわち、加速度計、ジャイロスコープ、磁力計、ＧＰＳセンサ、近接センサ、タッチセンサ、マイクロフォン、レーダ、またはイメージセンサのうちの、１つまたは複数を含むことができる。
【００３５】
図３は、表示パネル上のオーディオ信号の方向および／またはソースの位置を変化させるための例示的な処理のフロー図３００を示す。適切にプログラムされると、電子制御モジュール２２０は、当該例示的な処理を実行することができる。
【００３６】
当該電子制御モジュールは、モバイル装置の１つまたは複数のセンサから、当該モバイル装置の状態に関する情報を受信する（３０２）。
【００３７】
当該電子制御モジュールは、第１の駆動信号で、第１の位置においてパネルオーディオラウドスピーカーの表示パネルに結合された第１のアクチュエータを駆動する（３０４）。第１の位置は、下端よりも当該モバイル装置の上端に近い。
【００３８】
段階３０４と同時に、当該電子制御モジュールは、当該第１の位置とは異なる第２の位置で表示パネルに結合された第２のアクチュエータを第２の駆動信号で駆動する（３０６）。第２の位置は、当該上端よりも下端に近い。
【００３９】
当該電子制御モジュールは、モバイル装置の状態に関する情報に基づいて、第１および第２の駆動信号の相対的タイミングを変化させ、オーディオ信号の方向および／または表示パネル上のオーディオ信号のソースの位置を変化させる（３０８）。一般に、電子制御モジュールがアクチュエータを駆動するとき、アクチュエータの振動の結果として、屈曲波がモバイル装置のパネルを通って伝播する。屈曲波は、モバイル装置のパネル上の指定された場所で積極的に干渉することができる。積極的干渉の位置は、パネルオーディオラウドスピーカーによるオーディオ出力が最大である位置である。駆動信号の相対的タイミングを変化させること、例えば、一方の駆動信号を他方の駆動信号に対して位相シフトすることは、積極的干渉の位置を決定する。オーディオ信号が伝播する方向は、駆動信号の相対的タイミングにも依存する。
【００４０】
積極的干渉の位置、したがって最大のオーディオ出力は、ユーザのための最適な位置に対応しなくてもよい。例えば、ユーザの耳がパネルの上部に位置しているとき、最大のオーディオ出力の位置は、それがパネルの中心に位置決めされる場合には、最適ではない。さらに、オーディオ信号の方向は、その方向がユーザの耳に一致していない場合、最適ではない可能性がある。
【００４１】
一般に、電子制御モジュールは、駆動信号の相対的タイミングを変化させることによって、音源の位置、例えば最大のオーディオ出力の位置を変化させる。例えば、当該電子制御モジュールは、屈曲波がパネル上のある場所で積極的に干渉するようにタイミングを変化させることができる。例えば、駆動信号が互いに同相であるとき、屈曲波は第１の位置で積極的に干渉する一方で、１８０度の位相シフトは、屈曲波が第１の位置とは異なる第２の位置で積極的に干渉することにつながり得る。中間の位相シフト値も起こり得、その結果、干渉の異なる位置につながる。
【００４２】
駆動信号の位相を互いに対して調整することにより、電子制御モジュール２２０は、パネルオーディオラウドスピーカーの特定の振動モードを選択的に打ち消すか、または強化することができ、例えば、当該ラウドスピーカーによって出力されるオーディオ信号を互いに重ね合わせることができ、空間内の特定の場所で調整された応答を送ることができる。
【００４３】
例えば、両方のアクチュエータを同相で駆動すること、すなわち、同相である信号でアクチュエータを駆動することは、パネルオーディオラウドスピーカーによって出力される最高の遠距離場音圧をもたらし得る。両方のアクチュエータを同相で駆動する場合、音声出力はモノラル音である。
【００４４】
１８０度位相からずれてアクチュエータを駆動することは、パネルの非放射振動モードを促進し、モバイル装置の遠距離場音圧出力を最小にし、例えばパネルオーディオラウドスピーカーが近距離場モードで作動しているときに音漏れを低減することができる。
【００４５】
波の伝搬速度は、波の周波数に依存し得、例えば、高周波波は、低周波波よりも速く進行し得る。電子制御モジュール２２０は、第１のアクチュエータ駆動信号の位相を第２のアクチュエータ駆動信号に対して変化させることによって、伝搬速度のこの差を考慮することができる。例えば、電子制御モジュール２２０は、第１の位相を有する信号で第１のアクチュエータを駆動して、ある特定の位置である特定のオーディオ信号と干渉するように意図された低周波数のオーディオ信号を生成することができる。さらに、電子制御モジュール２２０は、当該特定の場所で当該特定のオーディオ信号と干渉することを意図した高周波のオーディオ信号を生成するとき、当該第１の位相とは異なる第２の位相を有する信号で当該第１のアクチュエータを駆動することができる。
【００４６】
駆動信号の位相を調整することに加えて、電子制御モジュール２２０は、当該信号の振幅を調整することもできる。オーディオ信号が伝播すると、それらは減衰する。したがって、第１のアクチュエータの位置において出力される第１のオーディオ信号と第２のアクチュエータの位置において出力される第２のオーディオ信号との干渉を達成するために、電子制御モジュール２２０は、第１のアクチュエータの駆動信号に対して第２のアクチュエータの駆動信号の振幅を増大させて、第２のオーディオ信号が第１のアクチュエータの位置へ伝播するときのオーディオ信号の減衰に対処するのに十分な大きさの振幅を有するようにすることができる。
【００４７】
ある実装形態では、電子制御モジュールはまた、屈曲波がパネル上の指定された座標で最小化されるように、当該波のタイミングを変化させることもできる。例えば、当該電子制御モジュールは、アクチュエータによって生成される屈曲波が特定の場所で破壊的に干渉するように、２つの駆動信号間の位相差を変化させることができる。例えば、指定された座標におけるパネルの応答を最小化することにより、プライバシーを改善でき、例えば、ユーザの耳の少なくともある閾値距離内にないパネルの領域から発せられる音を少なくすることができる。
【００４８】
上述したように、モバイル装置１００内のアクチュエータおよびセンサは、電子制御モジュール、すなわち電子制御モジュール２２０によって制御される。一般に、電子制御モジュールは、携帯電話の１つまたは複数のセンサおよび／または信号受信器から入力を受信し、当該入力を処理し、アクチュエータ１３０および１３２に適切な触覚応答を提供させる信号波形を生成して送信する１つまたは複数の電子構成要素から構成される。図４を参照して、モバイル装置１００などのモバイル装置の例示的な電子制御モジュール４００は、プロセッサ４１０と、メモリ４２０と、ディスプレイドライバ４３０と、信号発生器４４０と、入力／出力（Ｉ／Ｏ）モジュール４５０と、ネットワーク／通信モジュール４６０とを含む。これらの構成要素は、（たとえば、信号バス４０２を介して）互いに、および、アクチュエータ１３０および１３２と電気的に通信する。
【００４９】
プロセッサ４１０は、データまたは命令を処理し、受信し、または送信することが可能な任意の電子装置として実装され得る。たとえば、プロセッサ４１０は、マイクロプロセッサ、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、または、そのような装置の組み合わせであり得る。
【００５０】
メモリ４２０は、様々な命令、コンピュータプログラム、または他のデータをそこに記憶する。命令またはコンピュータプログラムは、モバイル装置に関して説明される動作または機能のうちの１つまたは複数を実行するように構成され得る。たとえば、命令は、ディスプレイドライバ４３０、信号発生器４４０、Ｉ／Ｏモジュール４５０の１つまたは複数の構成要素、ネットワーク／通信モジュール４６０を介してアクセス可能な１つまたは複数の通信チャネル、１つまたは複数のセンサ（例えば、バイオメトリックセンサ、温度センサ、加速度計、光学センサ、気圧センサ、水分センサなど）、および／または、アクチュエータ１３０および１３２を介して、当該装置のディスプレイの動作を制御または調整するように構成され得る。
【００５１】
信号発生器４４０は、アクチュエータ１３０および１３２に好適な様々な振幅、周波数、および／またはパルスプロファイルのＡＣ波形を生成し、当該アクチュエータを介して音響および／または触覚応答を生成するように構成されている。別個の構成要素として示されているが、ある実施形態では、信号発生器４４０は、プロセッサ４１０の一部であり得る。ある実施形態では、信号発生器４４０は、例えば、その一体のまたは別個の構成要素として増幅器を含むことができる。
【００５２】
メモリ４２０は、モバイル装置によって使用され得る電子データを記憶することができる。例えば、メモリ４２０は、電気的データまたはコンテンツ、例えば、オーディオおよびビデオファイル、文書およびアプリケーション、装置設定およびユーザの好み、様々なモジュールのタイミングおよび制御信号またはデータ、データ構造またはデータベース等を記憶することができる。メモリ４２０はまた、アクチュエータ１３０および１３２のための信号を生成するために信号発生器４４０によって使用され得る様々なタイプの波形を再生成するための命令を記憶し得る。メモリ４２０は、たとえば、ランダムアクセスメモリ、読み取り専用メモリ、フラッシュメモリ、リムーバブルメモリ、または他のタイプの記憶素子、あるいはそのような装置の組み合わせなどの任意のタイプのメモリであり得る。
【００５３】
上記で簡単に議論されたように、電子制御モジュール４００は、Ｉ／Ｏモジュール４５０として図４に表される様々な入力および出力の構成要素を含み得る。Ｉ／Ｏモジュール４５０の構成要素は、図４では単一のアイテムとして表されているが、モバイル装置は、ユーザ入力を受け付けるためのボタン、マイクロフォン、スイッチ、およびダイヤルを含む、いくつかの異なる入力の構成要素を含み得る。ある実施形態では、Ｉ／Ｏモジュール４５０の構成要素は、１つまたは複数のタッチセンサおよび／または力センサを含み得る。たとえば、モバイル装置のディスプレイは、ユーザが当該モバイル装置に入力を提供することを可能にする１つまたは複数のタッチセンサおよび／または１つまたは複数の力センサを含み得る。
【００５４】
Ｉ／Ｏモジュール４５０の構成要素の各々は、信号またはデータを生成するための専用回路を含み得る。場合によっては、当該構成要素は、ディスプレイ上に提示されるプロンプトまたはユーザインターフェイスオブジェクトに対応するアプリケーション固有の入力に対するフィードバックを生成または提供してもよい。
【００５５】
上述したように、ネットワーク／通信モジュール４６０は、１つまたは複数の通信チャネルを含む。これらの通信チャネルは、プロセッサ４１０と外部装置または他の電子装置との間の通信を提供する１つまたは複数のワイヤレスインターフェイスを含むことができる。一般に、通信チャネルは、プロセッサ４１０上で実行される命令によって解釈され得るデータおよび／または信号を送信および受信するように構成され得る。場合によっては、外部装置は、他の装置とデータを交換するように構成された外部通信ネットワークの一部である。一般に、ワイヤレスインターフェイスは、限定はしないが、無線周波数、光、音響、および／または、磁気信号を含み得、ワイヤレスインターフェイスまたはプロトコル上で作動するように構成され得る。例示的なワイヤレスインターフェイスは、無線周波数セルラーインターフェイス、光ファイバインターフェイス、音響インターフェイス、ブルートゥース（登録商標）インターフェイス、近距離通信インターフェイス、赤外線インターフェイス、ＵＳＢインターフェイス、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）インターフェイス、ＴＣＰ／ＩＰインターフェイス、ネットワーク通信インターフェイス、または、任意の従来の通信インターフェイスを含む。
【００５６】
ある実装形態では、ネットワーク／通信モジュール４６０の通信チャネルのうちの１つまたは複数は、モバイル装置と、別のモバイルフォン、タブレット、コンピュータなどの別の装置との間のワイヤレス通信チャネルを含み得る。場合によっては、出力、オーディオ出力、触覚出力または視覚表示の要素は、出力のために他の装置に直接送信されてもよい。たとえば、可聴警告または可視警告は、モバイル装置１００からモバイルフォンへ当該装置上での出力のために送信されてもよく、その逆もまた同様である。同様に、ネットワーク／通信モジュール４６０は、モバイル装置を制御するために別の装置で提供される入力を受信するように構成され得る。例えば、可聴警告、視覚通知、または触覚警告（または、そのための指示）が、提示のために外部装置からモバイル装置に送信され得る。
【００５７】
概して、いくつかの実施形態が開示されている。しかしながら、他の実施形態も可能である。例えば、装置１００のアクチュエータ１３０および１３２は、装置の幅に対して対称に位置決めされるが、当該装置の長さ方向の中点に対してオフセット、他の構成も可能である。一般に、アクチュエータは、所望の音響特性を提供する場所、および／または、当該装置内にアクチュエータを収容するのに十分な空間がある場所に位置決めされる。所望の音響応答を達成することに関して、それらの配置は、システムの音響応答の実験的および／またはシミュレーションによって決定することができる。
【００５８】
さらに、図２は、２つのアクチュエータ１３０および１３２を含むモバイル装置２００を示すが、ある実装形態では、追加のアクチュエータ（例えば、３つのアクチュエータ、４つのアクチュエータ、５つのアクチュエータ、またはそれ以上のアクチュエータ）が使用され得る。一般に、複数のアクチュエータは、それらが装置筐体内に収容されてもよく、および／または、それらが所望の音響応答を提供する場所でパネル上に位置決めされ得る。
【００５９】
また、上記の実施形態は、モバイルハンドセットに関するが、他のフォームファクタも可能である。たとえば、開示される原理は、パネルオーディオラウドスピーカーを使用する、たとえばタブレットコンピュータまたはウェアラブル装置等の他の装置に適用され得る。
【００６０】
他の実施形態は、以下の特許請求の範囲にある。
【図１】
2021534597.tif 000003
【図２】
2021534597.tif 000004
【図３】
2021534597.tif 000005
【図４】
2021534597.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】令和2年8月5日(2020.8.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モバイル装置におけるパネルオーディオラウドスピーカーからオーディオ信号を生成するための方法であって、
前記モバイル装置の１つまたは複数のセンサから前記モバイル装置の状態に関する情報を受信することと、
第１の駆動信号を用いて、前記パネルオーディオラウドスピーカーの表示パネルに結合された第１のアクチュエータを第１の位置で駆動することと、
同時に、第２の駆動信号で、第１の位置とは異なる第２の位置において前記表示パネルに結合された第２のアクチュエータを駆動することと、
前記モバイル装置の状態に関する情報に基づいて第１および第２の駆動信号の相対的タイミングを変化させることにより、前記表示パネル上のオーディオ信号の方向および／またはソースの位置を変化させることと、を備える、方法。
【請求項２】
前記モバイル装置の状態に関する情報は、前記モバイル装置に対するユーザの耳の相対位置に関する情報を含み、前記駆動信号の相対的タイミングは、近距離場オーディオ信号の方向および／または位置を変化させるように変更される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記パネルオーディオラウドスピーカーは、前記モバイル装置の電話モードで前記近距離場オーディオ信号を提供する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記モバイル装置の前記状態に関する前記情報に基づいて、前記第１および第２の駆動信号の相対振幅を変化させることをさらに含む、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記１つまたは複数のセンサは、加速度計、ジャイロスコープ、磁力計、ＧＰＳセンサ、近接センサ、タッチセンサ、マイクロフォン、レーダ、および画像センサからなるグループから選択される、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
同時に、前記第１および第２のアクチュエータを駆動して、前記パネルオーディオラウドスピーカーから遠距離場オーディオ信号を供給することをさらに含む、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記遠距離場オーディオ信号は、前記モバイル装置の非電話モードで生成される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
モバイル装置であって、
表示パネルと、
一対のアクチュエータとを備え、各々は異なる位置で前記表示パネルに結合されており、各アクチュエータは、振動を前記表示パネルに結合してオーディオ信号を生成するように構成されており、
各々が前記モバイル装置の環境または使用に関する情報を感知するように構成された１つまたは複数のセンサと、
前記アクチュエータおよび前記１つまたは複数のセンサに電気的に接続され、かつ、前記１つまたは複数のセンサからの対応する信号に基づいて前記モバイル装置の状態に関する情報を決定し、同時に、対応する駆動信号を前記アクチュエータの各々に供給するようにプログラムされた電子制御モジュールとを備え、
前記電子制御モジュールは、前記アクチュエータへの駆動信号の相対的タイミングを変化させて、前記モバイル装置の状態に関する情報に応じて、オーディオ信号のモーダル分布および方向、および／または、前記表示パネル上の前記オーディオ信号のソースの位置を変化させるようにプログラムされている、モバイル装置。
【請求項９】
前記モバイル装置の状態に関する情報は、前記モバイル装置に対するユーザの耳の相対位置に関する情報を含み、前記電子制御モジュールは、前記駆動信号の前記相対的タイミングを変化させ、近距離場オーディオ信号の方向および／または位置を変化させ、前記オーディオ信号を前記ユーザの耳に向かって方向付けるようにプログラムされている、請求項８に記載のモバイル装置。
【請求項１０】
前記１つまたは複数のセンサは、加速度計、ジャイロスコープ、磁力計、ＧＰＳセンサ、近接センサ、タッチセンサ、マイクロフォン、および画像センサからなるグループから選択される、請求項８または９に記載のモバイル装置。
【請求項１１】
前記モバイル装置は、上端と、当該上端の反対側の下端とを有し、前記アクチュエータのうちの１つは、前記下端よりも前記上端に近い表示パネルに結合されている、請求項８〜１０のいずれかに記載のモバイル装置。
【請求項１２】
前記アクチュエータの他方は、前記上端よりも前記下端に近い表示パネルに結合される、請求項１１に記載のモバイル装置。
【請求項１３】
前記一対のアクチュエータとは異なる位置で前記表示パネルに結合された１つまたは複数の追加のアクチュエータをさらに備え、前記電子制御モジュールは前記１つまたは複数の追加のアクチュエータに電気的に接続されており、かつ、対応する駆動信号を前記１つまたは複数の追加のアクチュエータに供給するようにプログラムされている、請求項８〜１２のいずれかに記載のモバイル装置。
【請求項１４】
前記アクチュエータは、電磁アクチュエータおよび圧電アクチュエータからなるグループから選択される、請求項８〜１３のいずれかに記載のモバイル装置。
【請求項１５】
前記モバイル装置は、携帯電話またはタブレットコンピュータである、請求項８〜１４のいずれかに記載のモバイル装置。
【請求項１６】
ウェアラブル装置であって、
表示パネルと、
一対のアクチュエータとを備え、各々は、異なる位置で前記表示パネルに結合されており、各アクチュエータは、振動を前記表示パネルに結合してオーディオ信号を生成するように構成されており、
各々が前記ウェアラブル装置の環境または使用に関する情報を感知するように構成された１つまたは複数のセンサと、
前記アクチュエータおよび前記１つまたは複数のセンサに電気的に結合され、前記１つまたは複数のセンサからの対応する信号に基づいて前記ウェアラブル装置の状態に関する情報を決定し、同時に、対応する駆動信号を前記アクチュエータの各々に供給するようにプログラムされた電子制御モジュールとを備え、
前記電子制御モジュールは、前記ウェアラブル装置の状態に関する前記情報に応じて、オーディオ信号のモーダル分布および方向、および／または、前記表示パネル上の前記オーディオ信号のソースの位置を変化させるために、前記アクチュエータへの前記駆動信号の相対的タイミングを変化させるようにプログラムされている、ウェアラブル装置。
【請求項１７】
前記ウェアラブル装置は、スマートウォッチまたはヘッドマウントディスプレイである、請求項１６に記載のウェアラブル装置。
【国際調査報告】
2021534597.tif 000007
2021534597.tif 000008
2021534597.tif 000009