(57)【要約】【課題】携帯電話機などの小型の電子機器でも、超指向性の音声の指向性を変化させることができる電子機器を提供する。【解決手段】電子機器である携帯電話機１００は、第二ハウジング１２２を第一ハウジング１２１から開放した状態では、パラメトリックスピーカ１１０から超音波を搬送波とした音声信号が空間に直接に伝播され、第二ハウジング１２２を第一ハウジング１２１に閉止した状態では、パラメトリックスピーカ１１０の超音波の指向性が音波可変機構１３０で可変される。このため、携帯電話機などの小型の電子機器でも、超指向性の音声の指向性を変化させることができる。【選択図】図１
2012100052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を搬送波とした音声信号を空間に伝播させるパラメトリックスピーカと、
前記パラメトリックスピーカが前記超音波を一面から外部に出力する状態に搭載されている第一ハウジングと、
前記パラメトリックスピーカを開閉自在に閉止するように前記第一ハウジングに連結されている第二ハウジングと、
前記第二ハウジングに搭載されていて閉止状態で前記パラメトリックスピーカの超音波の少なくとも指向性を変化させる音波可変機構と、
を有する電子機器。
【請求項２】
前記音波可変機構は、前記パラメトリックスピーカの超音波を外周方向に散乱させる請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記音波可変機構は、前記パラメトリックスピーカの超音波の出力方向で拡開した錐体状に形成されている請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記音波可変機構は、前記パラメトリックスピーカの超音波を収束させる請求項１に記載の電子機器。
【請求項５】
前記音波可変機構は、前記パラメトリックスピーカの超音波の出力方向で先鋭な錐体状に形成されている請求項４に記載の電子機器。
【請求項６】
前記パラメトリックスピーカの前記超音波の発振周波数が２０ｋＨｚ以上である請求項１ないし５の何れか一項に記載の電子機器。
【請求項７】
前記パラメトリックスピーカは、圧電層と電極層とが交互に積層された積層構造からなる圧電素子を有する請求項１ないし６の何れか一項に記載の電子機器。
【請求項８】
携帯電話機として形成されている請求項１ないし７の何れか一項に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話機などの電子機器に関し、特に、パラメトリックスピーカを搭載した電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＡＭ(Amplitude Modulation)変調やＦＭ(Frequency Modulation)変調した超音波を空気の疎密現象を利用して可聴音を復調する、パラメトリックスピーカが開発されている。パラメトリックスピーカは超音波を利用するため高い指向性をもつ音響デバイスである。その応用例としてはユーザーのみに音を伝播できるためプライバシー保護など商品性を付与する技術として期待されている。また、空間を制御し特定の位置に音を伝播させる機能も必要とされている。
【０００３】
パラメトリックスピーカにおいて指向性を制御するには、フェーズドアレイ法のように超音波振動子を多数配列したアレイ型の振動子からタイミングを変えて発振した超音波を合成することで主ビームを発振する方式がとられている。
【０００４】
現在、上述のような携帯電話機として各種の提案がある（特許文献１，２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１９７５３９号公報
【特許文献２】特開２００６−３３３０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述のような構成では多数の超音波振動子を二次元アレイ状に配列する必要があり、携帯電話機などの小型の電子機器への搭載は困難であった。このため、小型の電子機器で超指向性の音声の指向性を変化させることは困難であった。
【０００７】
本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、携帯電話機などの小型の電子機器でも、超指向性の音声の指向性を変化させることができる電子機器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電子機器は、超音波を搬送波とした音声信号を空間に伝播させるパラメトリックスピーカと、パラメトリックスピーカが超音波を一面から外部に出力する状態に搭載されている第一ハウジングと、パラメトリックスピーカを開閉自在に閉止するように第一ハウジングに連結されている第二ハウジングと、第二ハウジングに搭載されていて閉止状態でパラメトリックスピーカの超音波の少なくとも指向性を変化させる音波可変機構と、を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電子機器では、第二ハウジングを第一ハウジングから開放した状態では、パラメトリックスピーカから超音波を搬送波とした音声信号が空間に直接に伝播され、第二ハウジングを第一ハウジングに閉止した状態では、パラメトリックスピーカの超音波の指向性が音波可変機構で可変される。このため、携帯電話機などの小型の電子機器でも、超指向性の音声の指向性を変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態の電子機器である携帯電話機の内部構造を示す模式的な縦断側面図である。
【図２】音波可変機構の形状を示す模式的な斜視図である。
【図３】パラメトリックスピーカの構造を示す模式的な縦断正面図である。
【図４】携帯電話機が音波を出力する状態を示す模式的な背面図である。
【図５】一の変形例の電子機器である携帯電話機の内部構造を示す模式的な縦断側面図である。
【図６】音波可変機構の形状を示す模式的な斜視図である。
【図７】携帯電話機が音波を出力する状態を示す模式的な背面図である。
【図８】携帯電話機が音波を出力する状態を示す模式的な背面図である。
【図９】他の変形例の電子機器である携帯電話機の内部構造を示す模式的な縦断側面図である。
【図１０】音波可変機構の形状と音波の出力状態とを示す模式的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施の形態を図面を参照して以下に説明する。本実施の形態の電子機器である携帯電話機１００は、図１に示すように、超音波を搬送波とした音声信号を空間に伝播させるパラメトリックスピーカ１１０と、パラメトリックスピーカ１１０が超音波を一面から外部に出力する状態に搭載されている第一ハウジング１２１と、パラメトリックスピーカ１１０を開閉自在に閉止するように第一ハウジング１２１に連結されている第二ハウジング１２２と、第二ハウジング１２２に搭載されていて閉止状態でパラメトリックスピーカ１１０の超音波の少なくとも指向性を変化させる音波可変機構１３０と、を有する。
【００１２】
より詳細には、本実施の形態の携帯電話機１００では、第一ハウジング１２１と第二ハウジング１２２とは相互に回動自在に軸支されている。音波可変機構１３０は、図１（ｂ）および図２に示すように、第二ハウジング１２２が第一ハウジング１２１に閉止された状態で、パラメトリックスピーカ１１０の超音波の出力方向で拡開した錐体状である円錐状に形成されており、図４に示すように、パラメトリックスピーカ１１０の超音波を外周方向である全周方向に散乱させる。
【００１３】
なお、当然ながら、第一ハウジング１２１のパラメトリックスピーカ１１０と対向する位置には音孔が形成されており(図示せず)、第二ハウジング１２２の音波可変機構１３０の両端と対向する位置にも音孔が形成されている(図示せず)。このような音波可変機構１３０は、第二ハウジング１２２の外面を変形させた凹部として形成されている。また、この円錐形の音波可変機構１３０の先端にも音孔が形成されている(図示せず)。
【００１４】
第一ハウジング１２１は、パラメトリックスピーカ１１０の超音波を外部に出力させる多数の音孔(図示せず)が形成されており、パラメトリックスピーカ１１０のドライバ回路１４０も内蔵されている。このドライバ回路１４０は、パラメトリックスピーカ１１０を駆動することで２０ｋＨｚ以上の発振周波数の超音波を出力させる。
【００１５】
パラメトリックスピーカ１１０は、図３に示すように、例えば、円盤状の圧電素子１１１の一面を円盤状の弾性部材１１２で拘束し、この弾性部材１１２を剛体の円筒状の支持部材１１３で支持した構造に形成されている。なお、実際には弾性部材１１２の外周部を振動部材(図示せず)で支持し、この振動部材を支持部材１１３で支持した構造が多用されている。
【００１６】
上述のような構成において、本実施の形態の携帯電話機１００では、第二ハウジング１２２を第一ハウジング１２１から開放した状態では、パラメトリックスピーカ１１０から超音波を搬送波とした音声信号が空間に直接に伝播される。このため、パラメトリックスピーカ１１０の超指向性の音声信号が直線状に出力される。
【００１７】
一方、第二ハウジング１２２を第一ハウジング１２１に閉止した状態では、パラメトリックスピーカ１１０の超音波の指向性が音波可変機構１３０で可変される。本実施の形態の携帯電話機１００では、前述のように音波可変機構１３０は、図１（ｂ）および図２に示すように、パラメトリックスピーカ１１０の超音波の出力方向で拡開した円錐状に形成されているので、図４に示すように、パラメトリックスピーカ１１０の超音波を外周方向である全周方向に散乱させる。
【００１８】
このため、本実施の形態の携帯電話機１００は、小型の電子機器でも、超指向性の音声の指向性を変化させることができる。特に、音波可変機構１３０は、図２に示すように、パラメトリックスピーカ１１０の超音波の出力方向で拡開した円錐状に形成されている。このため、図４に示すように、パラメトリックスピーカ１１０の超音波を外周方向である全周方向に散乱させることができる。
【００１９】
また、図１に示すように、本実施の形態の携帯電話機１００は、図１に示すように、開閉自在な第一ハウジング１２１と第二ハウジング１２２を有し、第一ハウジング１２１にパラメトリックスピーカ１１０が搭載されており、第二ハウジング１２２に音波可変機構１３０が搭載されている。このため、第一ハウジング１２１に第二ハウジング１２２を開閉することで、パラメトリックスピーカ１１０の音波を超指向性に出力したり散乱させて出力させたりすることができる。
【００２０】
なお、本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許容する。例えば、上記形態では音波可変機構１３０が二次曲面からなる円錐状に形成されていることを例示したが、その音波可変機構１３０が三次曲面からなる円錐状に形成されていてもよい(図示せず)。
【００２１】
さらに、上記形態では第一ハウジング１２１と第二ハウジング１２２とが相互に回動自在に軸支されている携帯電話機１００を例示した。しかし、第一ハウジング１２１と第二ハウジング１２２とが相互にスライド自在に支持されている携帯電話機(図示せず)なども実施可能である。
【００２２】
また、図５ないし図８に電子機器として例示する携帯電話機２００のように、音波可変機構２１０が、パラメトリックスピーカ１１０の超音波の出力方向で拡開した角錐状に形成されていてもよい。このような音波可変機構２１０が、例えば、四角錐状に形成されている場合、図７および図８に示すように、パラメトリックスピーカ１１０の超指向性の超音波を四方向に偏向することができる。
【００２３】
より詳細には、四角錐状の音波可変機構２１０の各面を上下左右に位置させた場合には、図７に示すように、パラメトリックスピーカ１１０の超指向性の超音波を上下左右に変更させることができ、四角錐状の音波可変機構２１０の各面を上下左右から４５度に傾斜させた場合には、図８に示すように、パラメトリックスピーカ１１０の超指向性の超音波を上下左右から４５度に傾斜した方向に変更させることができる。
【００２４】
さらに、図９および図１０に電子機器として例示する携帯電話機３００のように、音波可変機構３１０がパラメトリックスピーカ１１０の超音波の出力方向で先鋭な円錐状に形成されていてもよい。この場合、音波可変機構３１０でパラメトリックスピーカ１１０の超指向性の超音波を、さらに収束させて出力することができる。同様に、音波可変機構が、パラメトリックスピーカ１１０の超音波の出力方向で先鋭な角錐状に形成されていてもよい(図示せず)。
【００２５】
また、上記形態では一個の圧電素子１１１で弾性部材１１２の上面のみ拘束するユニモルフ構造のパラメトリックスピーカ１１０を例示した。しかし、二個の圧電素子１１１で弾性部材１１２の上面と下面とを拘束したバイモルフ構造の発振装置なども実施可能である(図示せず)。
【００２６】
また、上記形態では圧電素子１１１が一個の圧電層からなることを想定した。しかし、圧電素子が、圧電層と電極層とが交互に積層された積層構造からなってもよい(図示せず)。
【００２７】
さらに、上記形態では小型の電子機器として携帯電話機１００を例示した。しかし、やはり小型の電子機器として、ＰＤＡ(Personal Digital Assistance)、電子辞書、電子手帳、電子ブックリーダ、等も実施可能である(図示せず)。
【００２８】
なお、当然ながら、上述した実施の形態および複数の変形例は、その内容が相反しない範囲で組み合わせることができる。また、上述した実施の形態および変形例では、各部の構造などを具体的に説明したが、その構造などは本願発明を満足する範囲で各種に変更することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１００    携帯電話機
１１０    パラメトリックスピーカ
１１１    圧電素子
１１２    弾性部材
１１３    支持部材
１２１    第一ハウジング
１２２    第二ハウジング
１３０    音波可変機構
１４０    ドライバ回路
２００    携帯電話機
２１０    音波可変機構
３００    携帯電話機
３１０    音波可変機構
【図１】
2012100052.tif 000003
【図２】
2012100052.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2012100052.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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