(57)【要約】【課題】パラメトリックスピーカにおいて、可聴音が復調する復調領域を、さらに狭くする。【解決手段】壁部材２００は、第１振動子１０１及び第２振動子１０２を囲んでいる。制御部５０は、第１音波を発振させるための第１発振信号を第１振動子１０１に入力する。また制御部５０は、第２音波を発振させるための第２発振信号を第２振動子１０２に入力する。第２音波は、第１音波とは進行方向又は指向性が異なる。第１音波及び第２音波は、いずれも超音波であってパラメトリックスピーカ用の波であり、かつ少なくとも一方の少なくとも一部が壁部材２００で反射する。そして制御部５０は、第１音波及び第２音波の少なくとも一方を制御することにより、第１音波と第２音波が重複する重複領域２０を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１振動子及び第２振動子と、
前記第１振動子及び前記第２振動子を囲むように設けられた壁部材と、
前記第１振動子及び前記第２振動子に発振信号を入力する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記第１振動子に第１音波を発振させるための第１発振信号を入力し、かつ前記第２振動子に、前記第１音波とは進行方向又は指向性が異なる第２音波を発振させるための第２発振信号を入力し、
前記第１音波及び前記第２音波は、いずれも超音波であってパラメトリックスピーカ用の波であり、かつ少なくとも一方の少なくとも一部が前記壁部材で反射し、
前記制御手段は、前記第１音波及び前記第２音波の少なくとも一方を制御することにより、前記第１音波と前記第２音波が重複する重複領域を制御する電子装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電子装置において、
前記第２音波は、前記第１音波よりも周波数が小さく、少なくとも一部が前記壁部材で反射する電子装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電子装置において、
前記第１振動子及び前記第２振動子は互いに同一の構造を有しており、
前記第１音波は前記第１振動子のｎ次の共振周波数であり、
前記第２音波は、前記第２振動子のｍ次（ただしｍ＜ｎ）の共振周波数である電子装置。
【請求項４】
請求項１に記載の電子装置において、
前記第１音波及び前記第２音波は、進行方向が互いに異なり、かつ前記壁部材の互いに異なる部分で反射する電子装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の電子装置において、
前記第１音波及び前記第２音波それぞれから可聴音が復調する電子装置。
【請求項６】
第１振動子及び第２振動子を、壁部材によって囲み、
前記第１振動子に第１音波を発振させるための第１発振信号を入力し、かつ前記第２振動子に、前記第１音波とは進行方向又は指向性が異なる第２音波を発振させるための第２発振信号を入力し、
前記第１音波及び前記第２音波は、いずれも超音波であってパラメトリックスピーカ用の波であり、かつ少なくとも一方の少なくとも一部が前記壁部材で反射し、
前記第１音波及び前記第２音波の少なくとも一方を制御することにより、前記第１音波と前記第２音波が重複する重複領域を制御する発振方法。
【請求項７】
請求項６に記載の発振方法において、
前記第２音波は、前記第１音波よりも周波数が小さく、少なくとも一部が前記壁部材で反射する発振方法。
【請求項８】
請求項７に記載の発振方法において、
前記第１振動子及び前記第２振動子は互いに同一の構造を有しており、
前記第１音波は前記第１振動子のｎ次の共振周波数であり、
前記第２音波は、前記第２振動子のｍ次（ただしｍ＜ｎ）の共振周波数である発振方法。
【請求項９】
請求項６に記載の発振方法において、
前記第１音波及び前記第２音波は、進行方向が互いに異なり、かつ前記壁部材の互いに異なる部分で反射する発振方法。
【請求項１０】
請求項６〜９のいずれか一項に記載の発振方法において、
前記第１音波及び前記第２音波それぞれから可聴音が復調する発振方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パラメトリックスピーカとして機能する電子装置及び発振方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パラメトリックスピーカは、超音波を変調波として利用するため、志向性が高い。このため、パラメトリックスピーカを電子機器の音声出力デバイスとして使用すると、その電子機器のユーザ以外の人は、音声を認識しにくい。例えば特許文献１には、互いに波長が異なる２種類の超音波を発振し、これら２種類の超音波が重なった領域に可聴音を復調させることが記載されている。また特許文献１には、発振源となるスピーカを機械的に動かさなくても、２種類の超音波それぞれの発振方向を制御できることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３４５０７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
パラメトリックスピーカにおいて、可聴音が復調する復調領域を、さらに狭くする技術が望まれている。
【０００５】
本発明の目的は、パラメトリックスピーカを有しており、可聴音が復調する復調領域をさらに狭くすることができる電子機器及び発振方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、第１振動子及び第２振動子と、
前記第１振動子及び前記第２振動子を囲むように設けられた壁部材と、
前記第１振動子及び前記第２振動子に発振信号を入力する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記第１振動子に第１音波を発振させるための第１発振信号を入力し、かつ前記第２振動子に、前記第１音波とは進行方向又は指向性が異なる第２音波を発振させるための第２発振信号を入力し、
前記第１音波及び前記第２音波は、いずれも超音波であってパラメトリックスピーカ用の波であり、かつ少なくとも一方の少なくとも一部が前記壁部材で反射し、
前記制御手段は、前記第１音波及び前記第２音波の少なくとも一方を制御することにより、前記第１音波と前記第２音波が重複する重複領域を制御する電子装置が提供される。
【０００７】
本発明によれば、第１振動子及び第２振動子を、壁部材によって囲み、
前記第１振動子に第１音波を発振させるための第１発振信号を入力し、かつ前記第２振動子に、前記第１音波とは進行方向又は指向性が異なる第２音波を発振させるための第２発振信号を入力し、
前記第１音波及び前記第２音波は、いずれも超音波であってパラメトリックスピーカ用の波であり、かつ少なくとも一方の少なくとも一部が前記壁部材で反射し、
前記第１音波及び前記第２音波の少なくとも一方を制御することにより、前記第１音波と前記第２音波が重複する重複領域を制御する発振方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、パラメトリックスピーカにおいて、可聴音が復調する復調領域を、さらに狭くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る電子装置の構成を示す図である。
【図２】第２の実施形態に係る電子装置の動作を示す図である。
【図３】第３の実施形態に係る電子装置の構成を示す図である。
【図４】発振装置１０の構成を示す平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ´断面図である。
【図６】図４のＡ−Ａ´断面の変形例を示す図である。
【図７】第４の実施形態に係る電子機器の構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る電子装置の構成を示す図である。この電子装置は、第１振動子１０１、第２振動子１０２、壁部材２００、及び制御部５０を有している。壁部材２００は、第１振動子１０１及び第２振動子１０２を囲んでいる。制御部５０は、第１音波を発振させるための第１発振信号を第１振動子１０１に入力する。また制御部５０は、第２音波を発振させるための第２発振信号を第２振動子１０２に入力する。第２音波は、第１音波とは進行方向又は指向性が異なる。第１音波及び第２音波は、いずれも超音波であってパラメトリックスピーカ用の波であり、かつ少なくとも一方の少なくとも一部が壁部材２００で反射する。そして制御部５０は、第１音波及び第２音波の少なくとも一方を制御することにより、第１音波と第２音波が重複する重複領域２０を制御する。
【００１２】
第１発振信号及び第２発振信号は、例えば、それぞれが可聴音を変調することにより生成されている。この場合、可聴音は、第１音波と第２音波のそれぞれから復調する。そして重複領域２０では、復調した可聴音の音圧が高くなる。このため、第１音波の音圧と第２音波の音圧を、単一では人の耳には可聴音が聞こえないが重複すると可聴音が聞こえるように適切に制御することで、可聴音が復調する復調領域を、重複領域２０と見なすことができる。この場合、復調領域をさらに狭くすることができる。
【００１３】
なお、第１音波と第２音波は、可聴音を変調した変調信号でなくても良い。この場合、第１振動子１０１及び第２振動子１０２とは異なる発振装置から、可聴音を変調した変調波が出力される。この場合、重複領域２０にのみ可聴音が復調するようにすることができる。この技術の詳細は、例えば特許文献１に記載されている通りである。
【００１４】
本実施形態において、第２振動子１０２が発振する第２音波は、第１振動子１０１が発振する第１音波よりも低周波である。このため、第２音波は第一音波よりも指向性が低く、壁部材２００で反射する。このため、壁部材２００を設けない場合と比較して、重複領域２０を狭くすることができる。
【００１５】
なお、第１音波は第１振動子１０１の共振周波数であることが好ましく、また第２音波は第２振動子１０２の共振周波数であることが好ましい。特に本実施形態では、第１振動子１０１及び第２振動子１０２は、互いに同一の構造を有しており、基本共振周波数は互いに等しい。そして第１音波は、第１振動子１０１のｎ次の共振周波数（例えばｎ＝１）であり、第２音波は、第２振動子１０２のｍ次（ただしｍ＜ｎ：例えばｍ＝２）の共振周波数である。
【００１６】
また、制御部５０は、上記したように第１発振信号及び第２発振信号を生成する。これらがパラメトリックスピーカの変調波である場合、ここで用いられる変調方式は、例えばＡＭ（Amplitude Modulation）変調、ＤＳＢ（Double Side Band）変調、ＳＳＢ（Single Side Band）変調、又はＦＭ（Frequency Modulation）変調である。
【００１７】
以上、本実施形態によれば、第１音波及び第２音波は、いずれも超音波であってパラメトリックスピーカ用の波であり、かつ少なくとも一方の少なくとも一部が壁部材２００で反射する。そして制御部５０は、第１音波及び第２音波の少なくとも一方を制御することにより、第１音波と第２音波が重複する重複領域２０を制御する。従って、パラメトリックスピーカの復調領域を重複領域２０と一致するようにすることで、復調領域を狭くすることができる。
【００１８】
（第２の実施形態）
図２は、第２の実施形態に係る電子装置の動作を説明するための図である。本実施形態に係る電子装置は、以下の点を除いて、第１の実施形態に係る電子装置と同様の構成である。
【００１９】
まず、第１音波及び前記第２音波は、進行方向が互いに異なる。制御部５０は、例えば特許文献１に記載の技術を用いることにより、第１音波の進行方向及び第２音波の進行方向を制御する。そして第１音波及び第２音波は、壁部材２００のうちの互いに異なる部分で反射する。
【００２０】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、本実施形態において、第１音波と第２音波は、周波数が互いに同一であっても良いし、異なっていても良い。
【００２１】
（第３の実施形態）
図３は、第３の実施形態に係る電子装置の構成を示す図である。本実施形態は、以下の点を除いて第１の実施形態又は第２の実施形態に係る電子装置と同様の構成である。
【００２２】
まず、壁部材２００の下端には底板２１０が形成されている。底板２１０上には、発振装置１０が設けられている。発振装置１０は、第１振動子１０１及び第２振動子１０２を有している。
【００２３】
図４は、発振装置１０の構成を示す平面図である。発振装置１０は、複数の振動子１００をアレイ状に配置した構造を有している。詳細には、発振装置１０は、枠材１３０を有している。枠材１３０は、アレイ状の複数の開口を有している。そして各開口内には、振動子１００が設けられている。振動子１００は、第１振動子１０１又は第２振動子１０２として機能する。振動子１００が第１振動子１０１として機能するか第２振動子１０２として機能するかは、制御部５０（図３に図示）が第１発振信号を入力するか第２発振信号を入力するかにより、定められる。
【００２４】
図５は、図４のＡ−Ａ´断面図である。振動子１００は、圧電素子１１０及び振動部材１２０を有している。圧電素子１１０は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）などの圧電セラミックスにより形成されている。ただし、圧電素子１１０は、圧電特性を示す高分子材料、例えばポリフッ化ビニリデンにより形成されていてもよい。いずれの場合においても、圧電素子１１０の平面形状は、振動部材１２０の平面形状よりも小さい。振動部材１２０は、シート形状を有しており、アルミニウム合金、リン青銅、チタン、チタン合金、又はステンレスなどの金属により形成されている。そして振動部材１２０の縁は、枠材１３０によって保持されている。
【００２５】
なお、図６に示すように、振動部材１２０の下に、第２振動部材１４０が位置していてもよい。第２振動部材１４０の平面形状は、振動部材１２０よりも大きい。そして枠材１３０は、第２振動部材１４０の縁を保持している。第２振動部材１４０は、振動部材１２０よりも剛性が低い材料により形成されている。このため、第２振動部材１４０の剛性は振動部材１２０よりも高い。第２振動部材１４０は、ウレタン、ＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）、ポリエチレンなどの樹脂材料により形成されている。なお、振動部材１２０の材料は、アルミニウム合金、リン青銅、チタン、チタン合金、又はステンレスなどの金属のほかに、第２振動部材１４０よりも剛性が高い樹脂材料、例えばエポキシ樹脂、アクリル、ポリイミド、又はポリカーボネートであっても良い。
【００２６】
以上、本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、アレイ状に配置された振動子１００のいずれを第１振動子１０１及び第２振動子１０２として使用するかを、電気的に変更することができる。従って、第１振動子１０１及び第２振動子の位置を、所望する重複領域２０の位置に最も適するように変更することができる。
【００２７】
（第４の実施形態）
図７は、第４の実施形態に係る電子機器３００の構成を示す平面図である。本実施形態に係る電子機器３００は、携帯型の電子機器、例えば携帯通信端末、携帯型パーソナルコンピュータ、携帯型ゲーム機器、携帯型音声再生装置、又は携帯型映像再生装置である。ただし、電子機器３００はこれら以外の機器であっても良い。電子機器３００は、ディスプレイ３０２及び発振装置１０を有している。発振装置１０はスピーカとして使用される。
【００２８】
発振装置１０の構成は、第２の実施形態に示した通りである。なお、壁部材２００は、電子機器３００の筐体に設けられた音孔の側面であってもよい。
【００２９】
また電子機器３００は、撮像部３０４を有している。撮像部３０４は、電子機器３００のユーザの顔を撮像する。制御部５０は、撮像部３０４が撮像したユーザの顔画像を処理することで、ユーザの耳の位置を判断する。そして制御部５０は、判断した耳の位置に合わせて、第１振動子１０１に入力する第１発振信号及び第２振動子１０２に入力する第２発振信号を制御する。
【００３０】
本実施形態によっても、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３１】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【００３２】
１０ 発振装置
２０ 重複領域
５０ 制御部
１００ 振動子
１０１ 第１振動子
１０２ 第２振動子
１１０ 圧電素子
１２０ 振動部材
１３０ 枠材
１４０ 第２振動部材
２００ 壁部材
２１０ 底板
３００ 電子機器
３０２ ディスプレイ
３０４ 撮像部
【図１】
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【図２】
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【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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