特許第5835225号(P5835225)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5835225
(24)【登録日】2015年11月13日
(45)【発行日】2015年12月24日
(54)【発明の名称】電子機器
(51)【国際特許分類】
   H04R 3/00 20060101AFI20151203BHJP
   H04R 1/02 20060101ALI20151203BHJP
   H04M 1/02 20060101ALI20151203BHJP
【FI】
   H04R3/00 310
   H04R1/02 330
   H04M1/02 C
【請求項の数】7
【全頁数】9
(21)【出願番号】特願2012-541714(P2012-541714)
(86)(22)【出願日】2011年9月9日
(86)【国際出願番号】JP2011005068
(87)【国際公開番号】WO2012060044
(87)【国際公開日】20120510
【審査請求日】2014年8月6日
(31)【優先権主張番号】特願2010-245678(P2010-245678)
(32)【優先日】2010年11月1日
(33)【優先権主張国】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000004237
【氏名又は名称】日本電気株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100110928
【弁理士】
【氏名又は名称】速水 進治
(72)【発明者】
【氏名】岸波 雄一郎
(72)【発明者】
【氏名】大西 康晴
(72)【発明者】
【氏名】菰田 元喜
(72)【発明者】
【氏名】川嶋 信弘
(72)【発明者】
【氏名】村田 行雄
(72)【発明者】
【氏名】黒田 淳
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 重夫
【審査官】 渡邊 正宏
(56)【参考文献】
【文献】 特開2006−067386(JP,A)
【文献】 特表2002−537742(JP,A)
【文献】 特開2000−025533(JP,A)
【文献】 実開昭63−078494(JP,U)
【文献】 特開昭62−200998(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H04M 1/00
H04M 1/02− 1/23
H04M 1/24− 1/82
H04M 99/00
H04R 1/00− 1/08
H04R 1/12− 1/14
H04R 1/20− 1/40
H04R 1/42− 1/46
H04R 3/00− 3/14
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも一つの第1音孔および少なくとも一つの第2音孔が設けられた筐体と、
前記筐体の内部に配置されており、かつパラメトリックスピーカ用に変調された超音波を出力する発振装置と、
前記第1音孔には設けられず、前記第2音孔には設けられており、かつパラメトリックスピーカ用に変調された前記超音波を復調する音声復調手段と、
前記筐体に搭載されており、前記第1音孔を開閉する音孔開閉手段と、
を有し、
前記音声復調手段は、前記筐体に前記第1音孔よりも微小な複数の空孔を形成することにより実現される、
電子機器。
【請求項2】
前記音孔開閉手段は、前記筐体の外面上に固定され、かつ前記筐体に対してスライド自在に設けられており、
前記音孔開閉手段を前記筐体に対してスライドさせることにより、前記第1音孔を開閉する請求項1に記載の電子機器。
【請求項3】
前記音孔開閉手段は、前記筐体の外面に設けられた回転軸に固定され、かつ前記回転軸を中心に相互に回転自在に設けられており、
前記音孔開閉手段を回転させることにより、前記第1音孔を開閉する請求項1に記載の電子機器。
【請求項4】
前記発振装置と前記第2音孔との間に設けられた半透膜を備え、
前記発振装置から出力されたパラメトリックスピーカ用に変調された前記超音波のうち前記半透膜により反射された一部は前記第1音孔から出力され、前記半透膜を透過した他の一部は前記第2音孔から出力される請求項1ないし3の何れか一項に記載の電子機器。
【請求項5】
記超音波の発振周波数が20kHz以上である請求項1ないし4の何れか一項に記載の電子機器。
【請求項6】
前記発振装置は圧電素子を備え、
前記圧電素子が、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】
携帯電話機として形成されている請求項1ないし6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、発振装置を備え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)変調をかけた超音波を、空気の疎密現象を利用して復調し、可聴音を再生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では、超音波を利用する。このため、高い指向性をもった音響デバイスを実現することができる。高い指向性を有する音響デバイスによれば、例えば特定のユーザーのみに音を伝播することができるため、プライバシー保護などの商品性を付与することができる。また、例えば特定の位置のみに音を伝播させる機能を付与することも可能である。
【0003】
パラメトリックスピーカによる音声出力の出力方向を制御するためには、例えばフェーズドアレイ法が用いられる。フェーズドアレイ法では、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により、主ビームを発振する。
【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2001−285433号公報
【特許文献2】特開2006−157199号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
パラメトリックスピーカによる音声出力の出力方向を制御するためには、例えばアレイ状に配列された複数の発振装置から出力される超音波の位相を制御することが考えられる。しかし、この場合、アレイ状に配列された複数の発振装置を実装するための面積を確保する必要がある。このため、発振装置を搭載する電子機器において、その小型化を図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、小型化を図りつつ、パラメトリックスピーカによる音声出力の出力方向を制御することが可能な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】
本発明によれば、少なくとも一つの第1音孔および少なくとも一つの第2音孔が設けられた筐体と、
前記筐体の内部に配置されており、かつパラメトリックスピーカ用に変調された超音波を出力する発振装置と、
前記第1音孔には設けられず、前記第2音孔には設けられており、かつパラメトリックスピーカ用に変調された前記超音波を復調する音声復調手段と、
前記筐体に搭載されており、前記第1音孔を開閉する音孔開閉手段と、
を有し、
前記音声復調手段は、前記筐体に前記第1音孔よりも微小な複数の空孔を形成することにより実現される、
電子機器が提供される。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、小型化を図りつつ、パラメトリックスピーカによる音声出力の出力方向を制御することが可能な電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。
【0011】
図1】本実施形態に係る電子機器の内部構造を示す模式的な縦断側面図である。
図2図1に示す筐体の内部構造を示す模式的な縦断側面図である。
図3図1に示す筐体の内部構造を示す模式的な縦断側面図である。
図4図1に示す発振装置の構造を示す模式的な縦断正面図である。
図5図4に示す圧電素子を示す模式的な縦断正面図である。
図6図1に示す電子機器の変形例を示す模式的な縦断側面図である。
図7図1に示す筐体の内部構造を示す模式的な縦断側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明の実施の形態を、図面を参照して以下に説明する。図1は、本実施形態に係る電子機器100の内部構造を示す模式的な縦断側面図である。
本実施形態に係る電子機器100は、図1に示すように、少なくとも一つの音孔113および少なくとも一つの音孔114が設けられた筐体110と、筐体110の内部に配置されており、かつパラメトリックスピーカ用の変調波を出力する発振装置120と、音孔113には装着されず、音孔114には装着されており、かつ前記変調波を復調する音声復調手段130と、筐体110に搭載されており、音孔113を開閉する音孔開閉手段112と、を備えている。
電子機器100は、例えば携帯電話機等の携帯通信端末である。
【0013】
図1に示すように、音孔開閉手段112は、筐体110の外面上に固定されている。また、音孔開閉手段112は、筐体に対してスライド自在に設けられている。本実施形態に係る電子機器100においては、音孔開閉手段112を筐体110に対してスライドさせることにより、音孔113を開閉する。すなわち、音孔開閉手段をスライドさせることで、音孔113が開いている状態(図1(a))と、音孔113が閉じられている状態(図1(b))を切り換えることができる。
電子機器100が携帯電話機である場合、音孔開閉手段112は、例えばディスプレイ等を有する筐体部分によって構成することができる。
【0014】
図1に示すように、筐体110には、音孔113および音孔114が設けられている。音孔113および音孔114は、例えばそれぞれ複数ずつ設けられていてもよい。
音孔114は、例えば発振装置120の振動面と対向するように設けられる。なお、後述する図7に示すように、音孔114は、例えば発振装置120の振動面と対向するように設けられていなくともよい。また、音孔114は、例えば筐体110の端面に設けられている。音孔113は、例えば音孔114が設けられた面と直交する面のうち、音孔114が設けられた面の近くに設けられる。
音孔114には、変調波を復調する音声復調手段130が装着されている。また、音孔113には、音声復調手段130が装着されていない。音声復調手段130は、例えばパラメトリックスピーカ用に変調された超音波150を復調し、可聴音波152を生成する音声フィルタにより構成される。
電子機器100が携帯電話機である場合、音孔113は、例えば筐体110のうち入力キー等を有する前面に設けられる。また、音孔114は、例えば筐体110の下面に設けられる。
【0015】
図1に示すように、筐体110内部には、発振装置120と、音声復調手段130と、ドライバ回路140と、が搭載されている。
ドライバ回路140は、発振装置120に音波を出力させる発振駆動部として機能する。ドライバ回路140は、例えばプリント配線やリード線を介して、発振装置120に結線されている(図示せず)。
発振装置120は、例えばパラメトリックスピーカ用に変調された超音波150を出力する。発振装置120は、例えば20kHz以上の発振周波数の超音波を出力する。なお、発振装置120は、例えば可聴域の周波数を有する音波を出力するよう構成されていてもよい。
【0016】
図4は、図1に示す発振装置120の構造を示す模式的な縦断正面図である。発振装置120は、図4に示すように、例えば、圧電素子20と、圧電素子20の一面を拘束する振動部材30と、振動部材30を支持する支持部材40と、を有している。
圧電素子20は、例えば円盤状となるように設けられている。圧電素子20の平面形状は、例えば円形、楕円形、または多角形等である。
振動部材30は、例えば円盤状となるように設けられている。振動部材30の平面形状は、例えば円形、楕円形、または多角形等である。振動部材30は、例えば金属や樹脂等により構成される。
図4に示すように、支持部材40は、振動部材30の外周部を固定することにより、振動部材30を支持している。支持部材40は、例えば筒状となるように設けられている。
【0017】
図5は、図4に示す圧電素子20を示す模式的な縦断正面図である。図5に示すように、圧電素子20は、圧電層22、上部電極24、および下部電極26からなる。
圧電層22は、上部電極24と下部電極26に挟まれている。また、圧電層22は、その厚さ方向に分極している。
【0018】
本実施形態においては、図1に示すように、音孔113を音孔開閉手段112により開閉することで、電子機器100の音声出力の出力方向を制御する。
図1(a)に示すように、音孔113が開放されている状態では、発振装置120から出力された超音波150は、音孔113を通過して筐体110の外部へ出力される。
一方で、図1(b)に示すように、音孔113が閉じられている状態では、超音波150は、音孔113からは出力されず、音孔114を通過して筐体110の外部へ出力される。音孔114には音声復調手段130が設けられている。このため、音孔114を通過した超音波150は、音声復調手段130によって復調される。これにより、音孔114から可聴音波152が出力される。
このようにして、電子機器100の音声出力方向を制御することができる。なお、音孔113を開放した状態では、超音波150を、音孔113のみから出力し、または音孔113および音孔114から出力することができる。これらは、音声復調手段130の反射率等を考慮した構造設計により選択することができる。
【0019】
図2は、図1に示す筐体110の内部構造を示す模式的な縦断側面図であり、音声出力方向の制御の一例を説明する図である。以下、図2を用いて、音声出力方向の制御の例を詳細に説明する。
図2に示すように、電子機器100は、例えば発振装置120と音孔114との間に設けられた反射膜160を有している。反射膜160は、音孔113の開閉に伴って移動する。すなわち、音孔113が閉じられている状態において超音波150が当たらない位置に配置され、音孔113が開放されている状態において、超音波150が当たる位置に配置される。
【0020】
まず、図2に示すように、発振装置120から、音孔114に向けてパラメトリックスピーカ用に変調された超音波が出力される。なお、発振装置120と音孔114との間には、超音波を通過させるための導波路が形成されていてもよい。
図2(a)に示すように、音孔113が開放された状態において、発振装置120から出力された超音波150は、反射膜160により、音孔113へ向けて反射される。このとき、超音波150は、音孔113から出力され、音孔114からは出力されない。なお、反射膜160と音孔113との間には、超音波150を通過させるための導波路が形成されていてもよい。
一方で、図2(b)に示すように、音孔113が閉じられた状態では、超音波150は、反射膜160により反射されない。このとき、超音波150は、音孔113からは出力されず、音孔114から出力される。
本実施形態によれば、このようにして、電子機器100の音声出力方向を制御することができる。
【0021】
図3は、図1に示す筐体110の内部構造を示す模式的な縦断側面図である。図3は、音声出力方向の制御の図2とは異なる例を説明する図である。以下、図3を用いて、音声出力方向の制御の例を詳細に説明する。
図3に示すように、電子機器100は、例えば発振装置120と音孔114との間に設けられた半透膜162を有している。半透膜162は、発振装置120から出力された超音波の一部を反射し、他の一部を透過させる。なお、半透膜162が超音波150を反射する反射率は、任意に決定することができる。また、半透膜162は、例えば音声復調手段130により構成されていてもよい。
【0022】
まず、図3に示すように、発振装置120から、音孔114に向けてパラメトリックスピーカ用に変調された超音波が出力される。超音波150の一部は、半透膜162により、音孔113へ向けて反射される。超音波150の他の一部は、半透膜162を透過する。
図3(a)に示すように、音孔113が開放された状態では、半透膜162により反射された超音波150は、音孔113から出力される。また、半透膜162を透過した超音波150は、音孔114から出力される。
一方で、図3(b)に示すように、音孔113が閉じられた状態では、半透膜162により反射された超音波150は、音孔113から出力されない。このとき、半透膜162を透過した超音波150は、音孔114から出力される。
本実施形態によれば、このようにして、音声出力の出力方向を制御することもできる。
【0023】
図7は、図1に示す筐体110の内部構造を示す模式的な縦断側面図であり、音声出力方向の制御の図2および図3とは異なる例を説明する図である。以下、図7を用いて、音声出力方向の制御の例を詳細に説明する。
図7に示す例において、発振装置120の振動面は、音孔113へ向いている。発振装置120の位置は、音孔113が閉じられた状態において、発振装置120から出力された超音波150が閉じられた音孔113によって反射されて音孔114へ向けて進むように設計される。
【0024】
まず、図7に示すように、発振装置120から、音孔113に向けてパラメトリックスピーカ用に変調された超音波150が出力される。
図7(a)に示すように、音孔113が開放された状態では、発振装置120から出力された超音波150は、音孔113から出力される。
一方で、図7(b)に示すように、音孔113が閉じられた状態では、超音波150は、閉じられた音孔113により反射され、音孔114へ進む。このため、音孔113が閉じられた状態では、超音波150は、音孔114から出力されることとなる。
本実施形態によれば、このようにして、電子機器100の音声出力方向を制御することもできる。
【0025】
次に、本実施形態の効果を説明する。
本実施形態に係る電子機器100は、筐体110に設けられた音孔113および音孔114のうち、音孔113を開閉する音孔開閉手段112を有している。そして、本実施形態によれば、音孔113の開閉により、超音波150が出力される方向を制御することができる。すなわち、多数の発振装置を設けずとも、電子機器100の音声出力方向を制御することができる。
従って、小型化を図りつつ、パラメトリックスピーカによる音声出力の出力方向を制御することが可能な電子機器を提供することができる。
【0026】
また、電子機器100が携帯電話機である場合、音孔開閉手段112は、例えばディスプレイ等を有する筐体部分によって構成することができる。このため、既存の携帯電話機のスライド構造を利用して音孔113を開閉することができる。
【0027】
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。上記形態では音孔開閉手段112が、筐体に対してスライド自在に設けられていることを例示した。
【0028】
図6は、図1に示す電子機器100の変形例に係る電子機器200を示す模式的な縦断側面図である。本実施形態では、当該変形例に示す構造を有していてもよい。
図6に示すように、電子機器200において、音孔開閉手段112は、筐体110の外面に設けられた回転軸170に固定され、かつ回転軸170を中心に回転自在に設けられている。そして、音孔開閉手段112を回転させることにより、音孔113を開閉する。
【0029】
また、上記形態では一個の圧電素子20によって振動部材30の上面のみ拘束する、ユニモルフ構造の発振装置120を例示した。しかし、二個の圧電素子20によって振動部材30の上面と下面とを拘束する、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)。
【0030】
さらに、上記形態では圧電素子20が一個の圧電層22からなることを想定した。しかし、圧電素子20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)。
【0031】
また、上記形態では音声復調手段130として音声フィルタを例示した。しかし、音声復調手段130は、音声フィルタに限定されるものではなく、例えば、筐体110に多数の微小な空孔を形成することなどにより実現されてもよい。
【0032】
さらに、上記形態では電子機器100として携帯電話機を例示した。しかし、電子機器100として、PDA(Personal Digital Assistance)、電子辞書、電子手帳、または電子ブックリーダ等も実施可能である(図示せず)。
【0033】
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。
【0034】
この出願は、2010年11月1日に出願された日本出願特願2010−245678を基礎とする優先権を主張し、その開示の総てをここに取り込む。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7