特許 6441331 オーディオ信号のための周波数応答を与えるための装置および方法

(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】6441331

(24)【登録日】2018年11月30日

(45)【発行日】2018年12月19日

(54)【発明の名称】オーディオ信号のための周波数応答を与えるための装置および方法

(51)【国際特許分類】

   H04R 1/26 20060101AFI20181210BHJP

   H04R 9/06 20060101ALI20181210BHJP

   H04R 7/04 20060101ALI20181210BHJP

   H04R 17/00 20060101ALI20181210BHJP

   H04R 3/14 20060101ALI20181210BHJP

【ＦＩ】

   H04R1/26

   H04R9/06 A

   H04R7/04

   H04R17/00

   H04R3/14

【請求項の数】15

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2016-523788(P2016-523788)

(86)(22)【出願日】2014年6月17日

(65)【公表番号】特表2016-526846(P2016-526846A)

(43)【公表日】2016年9月5日

(86)【国際出願番号】US2014042678

(87)【国際公開番号】WO2015002731

(87)【国際公開日】20150108

【審査請求日】2017年5月19日

(31)【優先権主張番号】61/843,276

(32)【優先日】2013年7月5日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】14/132,928

(32)【優先日】2013年12月18日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】595020643

【氏名又は名称】クゥアルコム・インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＱＵＡＬＣＯＭＭ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100109830

【弁理士】

【氏名又は名称】福原 淑弘

(74)【代理人】

【識別番号】100158805

【弁理士】

【氏名又は名称】井関 守三

(74)【代理人】

【識別番号】100194814

【弁理士】

【氏名又は名称】奥村 元宏

(72)【発明者】

【氏名】シェブシウ、アンドレ・グスタボ・プッチ

(72)【発明者】

【氏名】ベルナル・カスティージョ、リカルド・デ・ヘスス

【審査官】 大石 剛

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５６−０８３２００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５２−０５２６０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１０９１６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−００４６００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−２２１３００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／０７７６８３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０６３４３１２８（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｒ １／２６

Ｈ０４Ｒ ３／１４

Ｈ０４Ｒ ７／０４

Ｈ０４Ｒ ９／０６

Ｈ０４Ｒ １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の駆動信号を生成するためにオーディオ信号の第１の周波成分をパスするように構成される第１のフィルタと、
前記第１の駆動信号を増幅するように構成される第１の増幅器と、
第２の駆動信号を生成するために前記オーディオ信号の第２の、より高い周波成分をパスするように構成される第２のフィルタと、
前記第２の駆動信号を増幅するように構成される第２の増幅器と、
圧電要素によって画定された変位可能な表面によって音を生成するための移動質量トランスデューサと、ここにおいて、前記表面は、もっぱら前記圧電要素からなる、
第１の磁界の生成のためのコイルと、前記コイルは、前記第１の増幅器に、および前記圧電要素に接続される、
を備え、
ここにおいて、前記圧電要素が、前記コイルを介した、前記第１の磁界との前記増幅された第１の駆動信号の相互作用に応答して変位させられ、ここにおいて、前記圧電要素が前記増幅された第２の駆動信号によって別個に駆動されるように構成された、
装置。

【請求項2】

前記圧電要素は、前記第１の磁界との、前記コイルにおける、前記増幅された第１の駆動信号の特定の相互作用に応答して変位させられるように構成され、
前記移動質量トランスデューサの側面から、前記コイルへの前記圧電要素の前記接続まで拡張する前記表面の一部が前記圧電要素からなる、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記移動質量トランスデューサの移動質量が、
前記表面と、
前記コイルと、を備え、
前記コイルが、前記増幅された第１の駆動信号を受信するために結合される、請求項１に記載の装置。

【請求項4】

前記コイルが、前記第１の増幅器から前記増幅された第１の駆動信号を受信するように、および前記増幅された第１の駆動信号に応答して第２の磁界を生成するように構成され、
前記表面が、前記コイルの前記第２の磁界と前記第１の磁界との相互作用に応答して並進方向に並進するように構成される、請求項１に記載の装置。

【請求項5】

前記表面の前記変位が並進方向の前記表面の並進に少なくとも部分的に関連し、ここにおいて、前記増幅された第２の駆動信号によって前記圧電要素を別個に駆動することが、前記表面の形状を変動させる、請求項１に記載の装置。

【請求項6】

前記表面が磁石の上に懸垂され、前記コイルに接続される、単一のメンブレインを備え、ここにおいて、前記増幅された第２の駆動信号によって前記圧電要素を別個に駆動することが、前記表面の形状を変動させる、請求項１に記載の装置。

【請求項7】

前記表面が、実質的に平面であり、ここにおいて、前記表面は、磁石の上に懸垂され、前記第２の駆動信号を介して前記表面を別個に駆動することが、前記表面の形状を変動させる、請求項１に記載の装置。

【請求項8】

前記第２の、より高い周波成分が、超音波周波数範囲を備え、
前記表面の前記変位が前記変動に少なくとも部分的に関連する、請求項７に記載の装置。

【請求項9】

エンコーダ／デコーダ（コーデック）をさらに備え、
前記第１の増幅器が、前記移動質量トランスデューサと前記コーデックとの間で結合され、
前記第２の増幅器が、前記移動質量トランスデューサと前記コーデックとの間で結合され、
前記第２の駆動信号が、約２０キロヘルツ（ｋＨｚ）を上回る第１の周波数帯域を有する、および／または、
前記第１のフィルタが、第１のカットオフ周波数を備え、
前記第２のフィルタが、第２のカットオフ周波数を備え、
前記第２の駆動信号が、前記第２のカットオフ周波数と約６０キロヘルツ（ｋＨｚ）との間の第１の周波数帯域を備える、および／または、
前記第１のフィルタが、前記第１の駆動信号を生成するために第１の周波数帯域を下回る前記オーディオ信号の低周波成分をパスするように構成されたローパスフィルタを備え、ここにおいて、前記第２のフィルタは、前記第２の駆動信号を生成するために前記オーディオ信号の第２の周波数帯域を上回る高い周波成分をパスするように構成されたハイパスフィルタを備え、ここにおいて、前記第１の周波数帯域は、前記第２の周波数帯域とは異なる、および／または、
前記移動質量トランスデューサが、ガラスハウジングを有するハンドヘルドオーディオデバイスに含まれ、
前記ガラスハウジングの音響ポートが、前記移動質量トランスデューサの上に配置され、
前記オーディオ信号の前記第２の、より高い周波成分が、超音波周波数範囲に対応する、および／または、
前記移動質量トランスデューサが組み込まれたハンドヘルドオーディオデバイスと、
前記ハンドヘルドオーディオデバイスのガラスハウジングと、
前記ハンドヘルドオーディオデバイスの前記ガラスハウジングの音響ポートと、をさらに備え、
ここにおいて、前記音響ポートが、前記移動質量トランスデューサの上に配置される、および、
前記表面が、もっぱら前記圧電要素から構成され、ここにおいて、前記ハンドヘルドオーディオデバイスがワイヤレス通信デバイスを含む、請求項１に記載の装置。

【請求項10】

第１の駆動信号を第１の増幅器によって増幅することと、前記第１の駆動信号は、オーディオ信号の第１の周波成分をパスするように構成される第１のフィルタによって提供される、
第２の駆動信号を増幅することと、前記第２の駆動信号は、前記オーディオ信号の第２の、より高い周波成分をパスするように構成される第２のフィルタによって提供される、
前記増幅された第１の駆動信号を用いて移動質量トランスデューサのコイルを駆動することと、ここにおいて、前記コイルが、第１の磁界を生成し、前記移動質量トランスデューサが、圧電要素によって画定された表面の変位によって音を生成し、ここにおいて、前記コイルが、前記第１の増幅器に、および前記圧電要素に接続され、ここにおいて、前記圧電要素が、前記コイルを介した、前記第１の磁界との前記増幅された第１の駆動信号の相互作用に応答して変位させられ、ここにおいて、前記表面は、もっぱら前記圧電要素からなる、
前記増幅された第２の駆動信号を用いて前記圧電要素を駆動することと
を備える方法。

【請求項11】

前記表面の変位によって前記音を生成することが、
前記移動質量トランスデューサの側面から、前記コイルへの前記圧電要素の前記接続まで拡張する前記表面の一部を変位することを備え、ここにおいて、前記表面の前記一部が、前記圧電要素からなる、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記移動質量トランスデューサの第１の部分を移動することをさらに備え、前記第１の部分は、前記表面と前記コイルとを備える、および／または、
前記第１の増幅器から前記増幅された第１の駆動信号を、前記コイルによって、受信することをさらに備え、ここにおいて、前記コイルが、前記増幅された第１の駆動信号に応答して第２の磁界を生成し、ここにおいて、前記コイルの前記第２の磁界と磁石の前記第１の磁界との相互作用が前記表面の並進を生じさせる、および、
前記増幅された第２の駆動信号を用いて前記圧電要素を駆動することに応答して前記表面の形状を変動させることをさらに備え、ここにおいて、前記表面の前記変位が前記並進に少なくとも部分的に関連する
請求項１０に記載の方法。

【請求項13】

前記増幅された第２の駆動信号を用いて前記圧電要素を駆動することに応答して前記表面の形状を変動させることをさらに備え、ここにおいて、前記表面は、実質的に平面であり、ここにおいて、前記表面は、磁石の上に懸垂される、および、
前記表面の前記変位が前記変動に少なくとも部分的に関連し、
前記第２の、より高い周波成分が、超音波周波数範囲に対応し、
前記音は、
前記第１の磁界との前記増幅された第１の駆動信号の前記相互作用に応答して前記圧電要素を変位させることと、
前記増幅された第２の駆動信号を用いて前記圧電要素を駆動することと
によって生成される、請求項１０に記載の方法。

【請求項14】

超音波周波数を用いて前記圧電要素を駆動することをさらに備え、ここにおいて、前記移動質量トランスデューサが、前記移動質量トランスデューサの上に配置される音響ポートを含むガラスハウジングを有するハンドヘルドオーディオデバイスに組み込まれる、および／または、
前記第１のフィルタが、第１のカットオフ周波数を有し、ここにおいて、前記第２のフィルタが、第２のカットオフ周波数を有し、
前記圧電要素が、約前記第２のカットオフ周波数と６０キロヘルツ（ｋＨｚ）との間の周波数で駆動される、請求項１０に記載の方法。

【請求項15】

プロセッサによって実行されたとき、請求項１０から請求項１４のいずれか一項に記載の方法を実行する命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

優先権の主張
[0001]本出願は、その内容全体が参照により組み込まれる、２０１３年７月５日に出願された「APPARATUS AND METHOD FOR PROVIDING A FREQUENCY RESPONSE FOR AUDIO SIGNALS」と題する米国仮出願番号第６１／８４３，２７６号および２０１３年１２月１８日に出願された「APPARATUS AND METHOD FOR PROVIDING A FREQUENCY RESPONSE FOR AUDIO SIGNALS」と題する米国非仮出願第１４／１３２，９２８号の優先権を主張する。

【0002】

[0002]本開示は、一般に、オーディオ信号のための周波数応答を与えることに関する。

【背景技術】

【0003】

[0003]技術の進歩は、より小型でより強力なコンピューティングデバイスをもたらした。たとえば、現在、小型で、軽量で、ユーザによって容易に持ち運ばれる、ポータブルワイヤレス電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、およびページングデバイスなど、ワイヤレスコンピューティングデバイスを含む、様々なポータブルパーソナルコンピューティングデバイスが存在する。より具体的には、セルラー電話およびインターネットプロトコル（ＩＰ）電話などのポータブルワイヤレス電話は、ワイヤレスネットワークを介して音声およびデータパケットを通信することができる。さらに、多くのそのようなワイヤレス電話は、その中に組み込まれた他のタイプのデバイスを含む。たとえば、ワイヤレス電話は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルレコーダ、およびオーディオファイルプレーヤをも含むことができる。また、そのようなワイヤレス電話は、インターネットにアクセスするために使用され得る、ウェブブラウザアプリケーションなど、ソフトウェアアプリケーションを含む、実行可能な命令を処理することができる。したがって、これらのワイヤレス電話はかなりの計算能力を含むことができる。

【0004】

[0004]ポータブルコンピューティングデバイスのための音再生能力は制限され得る。たとえば、ワイヤレス電話は、狭い音響周波数範囲内のオーディオ信号のためのオーディオ信号再生をサポートし得る。しかしながら、より広範囲の音響周波数のためのオーディオ信号再生をサポートする需要が高まっている。例示のために、ワイヤレス電話が超広帯域周波数範囲内（たとえば、約５０ヘルツ（Ｈｚ）から約１４キロヘルツ（ｋＨｚ）まで）のオーディオ信号および／または超音波信号（たとえば、約２０ｋＨｚから６０ｋＨｚより上にわたる信号）をサポートする需要がある。ワイヤレス電話の従来のイヤピースは、超広帯域周波数範囲内の各オーディオ信号のためのまたは超音波信号のための高忠実度周波数応答を与えることができない。たとえば、低周波数応答のために設計されたトランスデューサは、低周波数におけるエアポンピングキャパシティを与えるために広い放射面（たとえば、ダイアフラム）を必要とし得る。しかしながら、高周波信号がダイアフラムを振動させ、その結果、不規則な周波数応答が生じ得る。さらに、従来のトランスデューサ中の要素の応答は、より高い周波数信号（たとえば、超音波信号）を使用した適用例の場合、検出の範囲を制限し得る環境要因により、変化し得る。たとえば、温度の変化は従来のトランスデューサのダイアフラムを硬化させ、高周波信号に対するトランスデューサ応答を制限し得る。

【発明の概要】

【0005】

[0005]超広帯域周波数範囲内のオーディオ信号のための周波数応答を与えること、超音波信号のための周波数応答を与えること、またはその両方のための方法および装置が開示される。オーディオ信号は、超広帯域周波数範囲の上側周波数帯域内の高周波成分と、超広帯域周波数範囲の下側周波数帯域内の低周波成分とを含み得る。フィルタ（たとえば、ハイパスフィルタおよびローパスフィルタ）が高周波成分と低周波成分とを分離し得る。低周波成分は増幅され、移動質量トランスデューサ（moving mass transducer）のコイルに与えられ得、オーディオ信号の高周波成分は増幅され、移動質量トランスデューサの表面（たとえば、圧電要素）に与えられ得る。たとえば、オーディオ信号の高周波成分は圧電要素を別個に駆動し得る。磁石の磁界とのコイルの磁界の相互作用に応答して、表面が第１の様式で移動し（たとえば、圧電要素を含む移動質量が並進または変位し）、低周波信号のための周波数応答を与え得る。さらに、オーディオ信号の増幅された高周波成分を用いて圧電要素を別個に駆動することにより、圧電要素が第２の様式で移動し（たとえば、振動または形状が変動し）、高周波信号のための周波数応答を与え得る。

【0006】

[0006]特定の実施形態では、装置が移動質量トランスデューサを含む。移動質量トランスデューサは、圧電要素によって画定された表面の変位によって音を生成する。圧電要素は、磁界との第１の信号の相互作用に応答して変位させられる。圧電要素は、第２の信号によって別個に駆動されるように構成される。

【0007】

[0007]別の特定の実施形態では、方法が、第１の信号を用いて移動質量トランスデューサのコイルを駆動することを含む。移動質量トランスデューサは、圧電要素によって画定された表面の変位によって音を生成する。圧電要素は、磁界との第１の信号の相互作用に応答して変位させられる。本方法は、第２の信号を用いて圧電要素を駆動することをさらに含む。

【0008】

[0008]別の特定の実施形態では、装置が、第１の信号を用いて移動質量トランスデューサのコイルを駆動するための手段を含む。移動質量トランスデューサは、圧電要素によって画定された表面の変位によって音を生成する。圧電要素は、磁界との第１の信号の相互作用に応答して変位させられる。本装置は、第２の信号を用いて圧電要素を駆動するための手段をさらに含む。

【0009】

[0009]別の特定の実施形態では、非一時的コンピュータ可読媒体が、プロセッサによって実行されたとき、プロセッサに移動質量トランスデューサのコイルを駆動する第１の信号を生成させる命令を含む。移動質量トランスデューサは、圧電要素によって画定された表面の変位によって音を生成する。圧電要素は、磁界との第１の信号の相互作用に応答して変位させられる。命令はまた、プロセッサに圧電要素を駆動する第２の信号を生成させるように実行可能である。

【0010】

[0010]開示する実施形態のうちの少なくとも１つによって与えられる１つの特定の利点は、比較的小さいオーディオ再生システムを使用して超広帯域周波数範囲内（たとえば、約５０ヘルツ（Ｈｚ）から約１４キロヘルツ（ｋＨｚ）まで）のオーディオ信号のための周波数応答を与える能力である。本開示の他の態様、利点、および特徴は、以下のセクション、すなわち、図面の簡単な説明、発明を実施するための形態、および特許請求の範囲を含む、本出願全体の検討の後に明らかになろう。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】[0011]特定の周波数範囲内のオーディオ信号のための周波数応答を与えるように動作可能であるシステムの特定の例示的な実施形態のブロック図。

【図2】[0012]図１のシステムの移動質量トランスデューサの特定の実施形態の図。

【図3】[0013]特定の周波数範囲内のオーディオ信号のための周波数応答を与える方法の特定の実施形態のフローチャート。

【図4】[0014]特定の周波数範囲内のオーディオ信号のための周波数応答を与えるように動作可能である構成要素を含むワイヤレスデバイスのブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

[0015]図１を参照すると、特定の周波数範囲内のオーディオ信号のための周波数応答を与えるように動作可能であるシステム１００の特定の例示的な実施形態が示されている。たとえば、システム１００は、超広帯域周波数範囲内（たとえば、約５０ヘルツ（Ｈｚ）から約１４キロヘルツ（ｋＨｚ）まで）および／または超音波周波数範囲（たとえば、２０ｋＨｚより上）のオーディオ信号のための周波数応答を与えるように構成可能であり得る。システム１００は、オーディオエンコーダ／デコーダ（コーデック）１０２と、ローパスフィルタ１０４と、ハイパスフィルタ１０６と、第１の増幅器１０８と、第２の増幅器１１０と、移動質量トランスデューサ１１２とを含み得る。移動質量トランスデューサ１１２は、移動質量トランスデューサ１１２の移動質量の一部として、コイル１１４と、コイル１１４に結合された圧電要素１１６とを含み得る。

【0013】

[0016]オーディオコーデック１０２は、オーディオ信号１２０を出力するように構成され得る。たとえば、オーディオコーデック１０２は、デジタルアナログ変換器を含み得、オーディオ信号１２０（たとえば、アナログオーディオ信号）を生成するためにデジタルオーディオ信号を復号し得る。特定の実施形態では、オーディオ信号１２０は超広帯域周波数範囲内の周波数成分を有し得る。たとえば、オーディオ信号１２０は約１ｋＨｚから１４ｋＨｚにわたる高周波成分を有し得、オーディオ信号１２０は約５０Ｈｚから１ｋＨｚにわたる低周波成分を有し得る。オーディオ信号１２０はローパスフィルタ１０４およびハイパスフィルタ１０６に与えられ得る。

【0014】

[0017]ローパスフィルタ１０４は、オーディオ信号１２０を受信し、オーディオ信号１２０の高周波成分を除去することによって第１の駆動信号１２２（たとえば、低周波駆動信号）を生成するように構成され得る。たとえば、ローパスフィルタ１０４は、第１の増幅器１０８にオーディオ信号１２０の低周波成分（たとえば、１ｋＨｚを下回る周波数を有する成分）を与え得、ローパスフィルタ１０４は、オーディオ信号１２０の高周波成分を阻止し得る（たとえば、第１の増幅器１０８に与えられるオーディオ信号１２０の高周波成分の量を低減し得る）。ハイパスフィルタ１０６も、オーディオ信号１２０を受信するように構成され得る。ハイパスフィルタ１０６は、オーディオ信号１２０の低周波成分を除去することによって第２の駆動信号１２４（たとえば、高周波駆動信号）を生成するように構成され得る。たとえば、ハイパスフィルタ１０６は、第２の増幅器１１０にオーディオ信号１２０の高周波成分（たとえば、１ｋＨｚを上回る周波数を有する成分）を与え得、ハイパスフィルタ１０６は、オーディオ信号１２０の低周波成分を阻止し得る（たとえば、第２の増幅器１１０に与えられるオーディオ信号１２０の低周波成分の量を低減し得る）。ローパスフィルタ１０４およびハイパスフィルタ１０６の「カットオフ」周波数について、約１ｋＨｚの周波数に関して説明したが、システム１００の性能を改善するために異なる周波数が使用され得る。特定の実施形態では、ローパスフィルタ１０４およびハイパスフィルタ１０６は異なる「カットオフ」周波数を有し得る。非限定的な例として、ローパスフィルタ１０４は、１．３ｋＨｚを上回る周波数を有するオーディオ信号１２０の成分を阻止し得、ハイパスフィルタ１０６は、１．４ｋＨｚを下回る周波数を有するオーディオ信号１２０の成分を阻止し得る。

【0015】

[0018]第１の増幅器１０８は、第１の駆動信号１２２（たとえば、オーディオ信号１２０の低周波成分）を受信し、第１の信号１３２（たとえば、増幅された第１の駆動信号）を生成するために第１の駆動信号１２２を増幅するように構成され得る。第１の増幅器１０８は移動質量トランスデューサ１１２のコイル１１４に第１の信号１３２を与え得る。特定の実施形態では、第１の信号１３２は第１の周波数帯域内の周波数を有し得る。第１の周波数帯域は約５０Ｈｚから１ｋＨｚにわたり得る。

【0016】

[0019]第２の増幅器１１０は、第２の駆動信号１２４（たとえば、オーディオ信号１２０の高周波成分）を受信し、第２の信号１３４（たとえば、増幅された第２の駆動信号）を生成するために第２の駆動信号１２４を増幅するように構成され得る。第２の増幅器１１０は移動質量トランスデューサ１１２の圧電要素１１６に第２の信号１３４を与え得る。特定の実施形態では、第２の信号１３４は第２の周波数帯域内の周波数を有し得る。特定の実施形態では、第２の周波数帯域は約１ｋＨｚから１５ｋＨｚにわたり得る。別の特定の実施形態では、第２の周波数帯域は、超音波信号をカバーするために約１ｋＨｚから６０ｋＨｚにわたり得る。

【0017】

[0020]コイル１１４は、第１の信号１３２を受信するために第１の増幅器１０８に結合され得る。第１の信号１３２を受信したことに応答して、コイル１１４は、図２に関してさらに詳細に説明するように、移動質量トランスデューサ１１２の磁石（図示せず）の磁界と相互作用し得る磁界を生成し得る。磁界の相互作用により移動質量トランスデューサ１１２の移動質量が並進されるようになり得る。移動質量トランスデューサ１１２の移動質量は、表面と、コイル１１４とを含み得る。たとえば、移動質量トランスデューサ１１２は表面の変位によって音を生成し得る。表面の変位は移動質量の並進に部分的に関連し得る。表面は圧電要素１１６によって画定され得る。特定の実施形態では、移動質量の表面、したがって移動質量トランスデューサ１１２の表面は、もっぱら圧電要素１１６からなり得る。本明細書で説明するように、「表面」と「圧電要素１１６」とは互換的に使用され得る。

【0018】

[0021]圧電要素１１６は、磁界との第１の信号１３２の相互作用に応答して変位させられ得る。たとえば、コイル１１４は、第１の信号１３２に応答して磁界を生成し得、移動質量トランスデューサ内の磁石は別の磁界を生成し得る。コイル１１４によって生成された磁界と磁石によって生成された磁界との相互作用は圧電要素１１６を並進させ得る。したがって、圧電要素１１６は、第１の信号１３２に応答して第１の様式で移動し得る。圧電要素１１６の並進は低周波音波（たとえば、第１の信号１３２に対する低周波数応答）を生成し得る。

【0019】

[0022]圧電要素１１６は、第２の信号１３４によって別個に駆動されるように構成され得る。圧電要素１１６は、圧電効果を呈する圧電材料を含むか、またはそれから形成され得る。すなわち、電界に応答して、圧電材料は形状または外寸を変化させ得る。特定の実施形態では、圧電材料は、ベルリナイト、石英、トパーズ、チタン酸バリウム、またはそれらの任意の組合せを含み得る。第２の信号１３４により圧電材料に圧電効果を呈し、それにより圧電要素１１６に第２の様式で移動させ得る。たとえば、第２の信号１３４を用いて圧電要素１１６を別個に駆動することは、圧電要素１１６の形状の変動を生じ得る。表面の変位は、圧電要素１１６の形状の変動に部分的に関連し得る。圧電要素１１６の形状が変動すると、高周波音波（たとえば、第２の信号１３４に対する高周波数応答）が生成され得る。

【0020】

[0023]システム１００は、圧電要素１１６を用いて上側周波数帯域内の周波数成分を駆動するためおよびコイル１１４を用いて下側周波数帯域内の周波数成分を駆動するために２増幅器構成を使用することによって、超広帯域周波数範囲にわたる音波を生成し得る。たとえば、システム１００は、圧電要素１１６の形状を変化させることによって、オーディオ信号１２０の高周波成分を高周波音波に変換し得る。システム１００はまた、圧電要素１１６を磁石とコイル１１４とによって生成された磁界の相互作用に応答して移動質量として動作（たとえば、並進）させることによって、オーディオ信号１２０の低周波成分を低周波音波にコバートし得る。圧電要素１１６によって生成された音波は音響ポートを通って伝搬し得る。たとえば、特定の実施形態では、移動質量トランスデューサ１１２は、音響ポートをもつガラスハウジングを有するハンドヘルドオーディオデバイス（たとえば、携帯電話）に組み込まれ得る。たとえば、音響ポートは移動質量トランスデューサ１１２の上に配置され得、オーディオコーデック１０２は、図４に関して説明するようにハンドヘルドオーディオデバイスのプロセッサに結合され得る。移動質量トランスデューサ１１２によって生成された音波はオーディオ信号１２０のための周波数応答を与え得る。

【0021】

[0024]図２を参照すると、移動質量トランスデューサ１１２の特定の実施形態の図が示されている。移動質量トランスデューサ１１２は、音響ポートを有するポータブルコンピューティングデバイス（図示せず）のハウジングに結合され得る。

【0022】

[0025]移動質量トランスデューサ１１２は、磁石２０２と、コイル１１４と、圧電要素１１６（たとえば、表面）とを含み得る。コイル１１４は、図１の第１の信号１３２を受信するように構成され得る。第１の信号１３２を受信したことに応答して、コイル１１４は、磁石２０２の磁界と相互作用する磁界を生成し得る。特定の実施形態では、磁石２０２は固定磁石であり得（たとえば、実質的に移動が制限され得）、磁界の相互作用によって生成された力が、圧電要素１１６とコイル１１４とを移動質量として動作させ、第１の様式で移動させ得る。たとえば、磁界の相互作用は、圧電要素１１６とコイル１１４とを（図２中の並進方向２１０によって示されるように）並進または変位させ得る。圧電要素１１６とコイル１１４との並進は低周波音波（たとえば、第１の信号１３２に対する低周波数応答）を生成し得る。圧電要素１１６は、コイル１１４に結合され、移動質量トランスデューサ１１２の側面から懸垂され得る。圧電要素１１６を移動質量トランスデューサ１１２の側面から懸垂することは、圧電要素１１６が第１の信号１３２に応答して移動する（たとえば、並進する）ことを可能にし得る。たとえば、圧電要素１１６は、磁界の相互作用によって生成された力に応答して移動質量として動作し得る（たとえば、並進方向２１０に並進し得る）。

【0023】

[0026]圧電要素１１６はまた、振動２２０を生成するために図１の第２の信号１３４によって別個に駆動されるように構成され得る。たとえば、第２の信号１３４を用いて圧電要素を別個に駆動することは、圧電要素１１６の形状の変動を生じ得る。圧電要素１１６の形状が変動すると、高周波音波（たとえば、第２の信号１３４に対する高周波数応答）が生成され得る。

【0024】

[0027]したがって、移動質量トランスデューサ１１２は、低周波信号および高周波信号のための音波を生成すること（たとえば、周波数応答を生成すること）が可能である。たとえば、圧電要素１１６は、磁石２０２とコイル１１４とによって生成された磁界の相互作用に応答して並進２１０することによって低周波音波を生成するように移動質量として動作し得る。低周波音波は、超広帯域周波数範囲の下側周波数帯域内の信号に対する周波数応答を与え得る。さらに、図１の第２の信号１３４を用いて圧電要素１１６を別個に駆動することによって、圧電要素１１６は振動２２０によって高周波音波を生成し得る。高周波音波は、超広帯域周波数範囲の高周波数帯域内の信号に対する周波数応答を与え得る。さらに、高周波音波は超音波信号に対する周波数応答を与え得る。

【0025】

[0028]図３を参照すると、拡張された周波数範囲内のオーディオ信号のための周波数応答を与える方法３００の特定の実施形態が示されている。方法３００は図１のシステム１００によって実行され得る。

【0026】

[0029]方法３００は、３０２において、オーディオ信号を受信することを含む。たとえば、図１では、ローパスフィルタ１０４はオーディオコーデック１０２からオーディオ信号１２０を受信し得、ハイパスフィルタ１０６もオーディオコーデック１０２からオーディオ信号１２０を受信し得る。

【0027】

[0030]３０４において、第１の周波数帯域内の第１の信号を生成する。たとえば、図１では、ローパスフィルタ１０４は、オーディオ信号１２０の低周波成分（たとえば、１ｋＨｚを下回る周波数を有する成分）をパスし、第１の駆動信号１２２を生成するためにオーディオ信号１２０の高周波成分をフィルタ処理し得る（たとえば、阻止または実質的に低減し得る）。第１の駆動信号１２２は、第１の信号１３２を生成するために第１の増幅器１０８によって増幅され得る。

【0028】

[0031]３０６において、第２の周波数帯域内の第２の信号を生成する。たとえば、図１では、ハイパスフィルタ１０６は、オーディオ信号１２０の高周波成分（たとえば、１ｋＨｚを上回る周波数を有する成分）をパスし、第２の駆動信号１２４を生成するためにオーディオ信号１２０の低周波成分をフィルタ処理し得る（たとえば、阻止または実質的に低減し得る）。第２の駆動信号１２４は、第２の信号１３４を生成するために第２の増幅器１１０によって増幅され得る。第２の周波数帯域は第１の周波数帯域よりも高くなり得る。たとえば、特定の実施形態では、第２の周波数帯域は約１ｋＨｚから約１４ｋＨｚにわたり得、第１の周波数帯域は約５０Ｈｚから１ｋＨｚにわたり得る。

【0029】

[0032]３０８において、第１の信号を用いて移動質量トランスデューサのコイルを駆動する。たとえば、図１では、コイル１１４は、第１の信号１３２を受信するために結合され得る。第１の信号１３２を受信したことに応答して、コイル１１４は、図２の磁石２０２の磁界と相互作用し得る磁界を生成し得る。磁界の相互作用により、圧電要素１１６（たとえば、表面）が変位する（たとえば、並進方向２１０に並進する）。特定の実施形態では、表面は圧電要素１１６によって画定され得る。たとえば、表面はもっぱら圧電要素１１６から構成され得る。圧電要素１１６の並進は低周波音波（たとえば、第１の信号１３２に対する低周波数応答）を生成し得る。

【0030】

[0033]３１０において、第２の信号を用いて圧電要素１１６を駆動する。たとえば、図１では、圧電要素１１６は第２の信号１３４によって別個に駆動され得る。第２の信号１３４を用いて圧電要素１１６を別個に駆動することは、圧電要素１１６の形状の変動（たとえば、振動）を生じ得る。圧電要素１１６の形状が変動すると、高周波音波（たとえば、第２の信号１３４に対する高周波数応答）が生成され得る。

【0031】

[0034]特定の実施形態では、方法３００は、コイルを駆動する前にオーディオ信号の低周波成分を増幅することを含む。たとえば、第１の増幅器１０８は、第１の駆動信号１２２（たとえば、オーディオ信号１２０の低周波成分）を受信し、第１の信号１３２（たとえば、増幅された第１の駆動信号）を生成するために第１の駆動信号１２２を増幅し得る。特定の実施形態では、方法３００は、圧電要素を駆動する前にオーディオ信号の高周波成分を増幅することを含む。たとえば、第２の増幅器１１０は、第２の駆動信号１２４（たとえば、オーディオ信号１２０の高周波成分）を受信し、第２の信号１３４（たとえば、増幅された第２の駆動信号）を生成するために第２の駆動信号１２４を増幅し得る。

【0032】

[0035]方法３００は、圧電要素１１６を用いて上側周波数帯域内の周波数成分を駆動するためおよびコイル１１４を用いて下側周波数帯域内の周波数成分を駆動するために２増幅器構成を使用することによって、超広帯域周波数範囲にわたる音波を生成し得る。たとえば、方法３００は、圧電要素１１６の形状を変化させることによって、オーディオ信号１２０の高周波成分を高周波音波に変換し得る。方法３００は、圧電要素１１６を磁石とコイル１１４とによって生成された磁界の相互作用に応答して移動質量として動作（たとえば、並進）させることによって、オーディオ信号１２０の低周波成分を低周波音波にコバートし得る。

【0033】

[0036]図４を参照すると、特定の周波数範囲内のオーディオ信号のための周波数応答を与えるように動作可能である構成要素を含むワイヤレスデバイス４００のブロック図が示されている。デバイス４００は、メモリ４３２に結合されたデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）などのプロセッサ４１０を含む。

【0034】

[0037]図４はまた、プロセッサ４１０とディスプレイ４２８とに結合されたディスプレイコントローラ４２６を示す。カメラコントローラ４９０は、プロセッサ４１０とカメラ４９２とに結合され得る。デバイス４００は図１のシステム１００を含み得る。たとえば、ワイヤレスデバイス４００は、プロセッサ４１０に結合された図１のオーディオコーデック１０２を含む。ワイヤレスデバイス４００はまた、図１のローパスフィルタ１０４と、図１のハイパスフィルタ１０６と、図１の第１の増幅器１０８と、図１の第２の増幅器１１０と、図１の移動質量トランスデューサ１１２とを含む。移動質量トランスデューサ１１２は、図１の第１の信号を受信するために結合されたコイル１１４と、図１の第２の信号によって別個に駆動されるように構成された圧電要素１１６とを含み得る。したがって、移動質量トランスデューサ１１２は、プロセッサ４１０によってコーデック１０２に与えられた信号に応答する音波を生成し得る。信号は、ボイス呼信号、アンテナ４４２を介して受信されたストリーミングメディア信号、オーディオファイル再生信号などを含み得る。

【0035】

[0038]メモリ４３２は、命令４５８を含む有形の非一時的プロセッサ可読記憶媒体であり得る。命令４５８は、図３の方法３００を実行するために、プロセッサ４１０などのプロセッサまたはその構成要素によって実行され得る。図４はまた、ワイヤレスコントローラ４４０が、プロセッサ４１０に結合され、無線周波数（ＲＦ）インターフェース４８０を介してアンテナ４４２に結合され得ることを示す。特定の実施形態では、プロセッサ４１０、ディスプレイコントローラ４２６、メモリ４３２、コーデック４０８、およびワイヤレスコントローラ４４０は、システムインパッケージまたはシステムオンチップデバイス４２２中に含まれる。特定の実施形態において、入力デバイス４３０および電源４４４がシステムオンチップデバイス４２２に結合される。その上、特定の実施形態では、図４に示されているように、ディスプレイ４２８、入力デバイス４３０、マイクロフォン４１８、アンテナ４４２、ローパスフィルタ１０４、ハイパスフィルタ１０６、第１の増幅器１０８、第２の増幅器１１０、移動質量トランスデューサ１１２、圧電要素１１６、コイル１１４、ＲＦインターフェース４８０、および電源４４４は、システムオンチップデバイス４２２の外部にある。しかしながら、ディスプレイ４２８、入力デバイス４３０、マイクロフォン４１８、アンテナ４４２、ローパスフィルタ１０４、ハイパスフィルタ１０６、第１の増幅器１０８、第２の増幅器１１０、移動質量トランスデューサ１１２、圧電要素１１６、コイル１１４、ＲＦインターフェース４８０、および電源４４４の各々は、インターフェースまたはコントローラなどのシステムオンチップデバイス４２２の構成要素に結合され得る。

【0036】

[0039]説明した実施形態とともに、第１の信号を用いて移動質量トランスデューサのコイルを駆動するための手段を含む装置が開示される。移動質量トランスデューサは、圧電要素によって画定された表面の変位によって音を生成する。圧電要素は、磁界との第１の信号の相互作用に応答して変位させられる。コイルを駆動するための手段は、コーデック１０２、図１のローパスフィルタ１０４、図１の第１の増幅器１０８、図４の命令４５８を実行するようにプログラムされたプロセッサ４１０、コイルを駆動するための１つまたは複数の他のデバイス、回路、またはモジュール、あるいはそれらの任意の組合せを含み得る。

【0037】

[0040]本装置はまた、第２の信号を用いて圧電要素を駆動するための手段を含み得る。たとえば、圧電要素を駆動するための手段は、図１のコーデック１０２、図１のハイパスフィルタ１０６、図１の第２の増幅器１１０、図４の命令４５８を実行するようにプログラムされたプロセッサ４１０、第２の信号を生成するための１つまたは複数の他のデバイス、回路、またはモジュール、あるいはそれらの任意の組合せを含み得る。

【0038】

[0041]さらに、本明細書で開示された実施形態に関して説明した様々な例示的な論理ブロック、構成、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、プロセッサによって実行されるコンピュータソフトウェア、または両方の組合せとして実装され得ることを、当業者は諒解されよう。様々な例示的な構成要素、ブロック、構成、モジュール、回路、およびステップについて、上記では概して、それらの機能に関して説明した。そのような機能をハードウェアとして実装するか、プロセッサ実行可能命令として実装するかは、特定の適用例および全体的なシステムに課される設計制約に依存する。当業者は、説明した機能を特定の適用例ごとに様々な方法で実装し得るが、そのような実装決定は、本開示の範囲からの逸脱を生じるものと解釈すべきではない。

【0039】

[0042]本明細書で開示した実施形態に関して説明した方法またはアルゴリズムのステップは、直接ハードウェアで実施されるか、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールで実施されるか、またはその２つの組合せで実施され得る。ソフトウェアモジュールは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラマブル読取り専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気消去可能プログラマブル読取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ（登録商標））、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、コンパクトディスク読取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、または当技術分野で知られている任意の他の形態の非一時的記憶媒体中に常駐し得る。例示的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取り、記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合される。代替として、記憶媒体はプロセッサに一体化され得る。プロセッサおよび記憶媒体は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）中に常駐し得る。ＡＳＩＣは、コンピューティングデバイスまたはユーザ端末中に常駐し得る。代替として、プロセッサおよび記憶媒体は、コンピューティングデバイスまたはユーザ端末中に個別構成要素として常駐し得る。

【0040】

[0043]開示した実施形態の上記の説明は、開示した実施形態を当業者が作成または使用できるように行ったものである。これらの実施形態への様々な変更は当業者には容易に明らかになり、本明細書で定義された原理は本開示の範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用され得る。したがって、本開示は、本明細書に示した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって定義される原理および新規の特徴と合致することが可能な最も広い範囲が与えられるべきものである。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
移動質量トランスデューサを備える装置であって、ここにおいて、前記移動質量トランスデューサが、圧電要素によって画定された表面の変位によって音を生成し、ここにおいて、前記圧電要素が、磁界との第１の信号の相互作用に応答して変位させられ、ここにおいて、前記圧電要素が第２の信号によって別個に駆動されるように構成された、
装置。
［Ｃ２］
前記表面が前記圧電要素からなる、Ｃ１に記載の装置。
［Ｃ３］
前記移動質量トランスデューサの移動質量が、前記表面と、前記第１の信号を受信するために結合されたコイルとを備える、Ｃ２に記載の装置。
［Ｃ４］
前記コイルが、前記第１の信号に応答して磁界を生成し、前記コイルの前記磁界と磁石の磁界との相互作用が前記表面の並進を生じる、Ｃ３に記載の装置。
［Ｃ５］
前記表面の前記変位が前記並進に少なくとも部分的に関連する、Ｃ４に記載の装置。
［Ｃ６］
前記移動質量が前記磁石の上に懸垂される、Ｃ４に記載の装置。
［Ｃ７］
前記第２の信号を介して前記表面を別個に駆動することが、前記表面の形状を変動させる、Ｃ２に記載の装置。
［Ｃ８］
前記表面の前記変位が前記変動に少なくとも部分的に関連する、Ｃ７に記載の装置。
［Ｃ９］
前記第１の信号が、約５０ヘルツ（Ｈｚ）と１キロヘルツ（ｋＨｚ）との間の第１の周波数を有する、Ｃ１に記載の装置。
［Ｃ１０］
前記第２の信号が、約１キロヘルツ（ｋＨｚ）と６０キロヘルツ（ｋＨｚ）との間の第２の周波数を有する、Ｃ１に記載の装置。
［Ｃ１１］
低周波駆動信号を生成するためにオーディオ信号の低周波成分をパスするように構成されたローパスフィルタと、
前記低周波駆動信号を増幅するように構成された第１の増幅器と、ここにおいて、前記第１の信号が前記増幅された低周波駆動信号に対応する、
をさらに備える、Ｃ１に記載の装置。
［Ｃ１２］
高周波駆動信号を生成するために前記オーディオ信号の高周波成分をパスするように構成されたハイパスフィルタと、
前記高周波駆動信号を増幅するように構成された第２の増幅器と、ここにおいて、前記第２の信号が前記増幅された高周波駆動信号に対応する、
をさらに備える、Ｃ１１に記載の装置。
［Ｃ１３］
前記移動質量トランスデューサがハンドヘルドオーディオデバイスに組み込まれた、Ｃ１に記載の装置。
［Ｃ１４］
前記ハンドヘルドオーディオデバイスがワイヤレス通信デバイスを含む、Ｃ１３に記載の装置。
［Ｃ１５］
第１の信号を用いて移動質量トランスデューサのコイルを駆動することと、ここにおいて、前記移動質量トランスデューサが、圧電要素によって画定された表面の変位によって音を生成し、ここにおいて、前記圧電要素が、磁界との前記第１の信号の相互作用に応答して変位させられる、
第２の信号を用いて前記圧電要素を駆動することと
を備える方法。
［Ｃ１６］
前記表面が前記圧電要素からなる、Ｃ１５に記載の方法。
［Ｃ１７］
前記移動質量トランスデューサの移動質量が前記表面と前記コイルとを備える、Ｃ１６に記載の方法。
［Ｃ１８］
前記コイルが、前記第１の信号に応答して磁界を生成し、前記コイルの前記磁界と磁石の磁界との相互作用が前記表面の並進を生じる、Ｃ１７に記載の方法。
［Ｃ１９］
前記表面の前記変位が前記並進に少なくとも部分的に関連する、Ｃ１８に記載の方法。
［Ｃ２０］
前記第２の信号を用いて前記圧電要素を駆動することが、前記表面の形状を変動させる、Ｃ１６に記載の方法。
［Ｃ２１］
前記表面の前記変位が前記変動に少なくとも部分的に関連する、Ｃ２０に記載の方法。
［Ｃ２２］
前記第１の信号を生成することと、ここにおいて、前記第１の信号が、オーディオ信号の低周波成分をパスし、前記オーディオ信号の高周波成分をフィルタ処理することによって生成される、
前記第２の信号を生成することと、ここにおいて、前記第２の信号が、前記オーディオ信号の高周波成分をパスし、前記オーディオ信号の低周波成分をフィルタ処理することによって生成される、
をさらに備える、Ｃ１５に記載の方法。
［Ｃ２３］
前記第１の信号が、約５０ヘルツ（Ｈｚ）と１キロヘルツ（ｋＨｚ）との間の第１の周波数を有する、Ｃ１５に記載の方法。
［Ｃ２４］
前記第２の信号が、約１キロヘルツ（ｋＨｚ）と６０キロヘルツ（ｋＨｚ）との間の第２の周波数を有する、Ｃ１５に記載の方法。
［Ｃ２５］
第１の信号を用いて移動質量トランスデューサのコイルを駆動するための手段と、ここにおいて、前記移動質量トランスデューサが、圧電要素によって画定された表面の変位によって音を生成し、ここにおいて、前記圧電要素が、磁界との前記第１の信号の相互作用に応答して変位させられる、
第２の信号を用いて前記圧電要素を駆動するための手段と
を備える装置。
［Ｃ２６］
前記表面が前記圧電要素からなる、Ｃ２５に記載の装置。
［Ｃ２７］
前記移動質量トランスデューサの移動質量が前記表面と前記コイルとを備える、Ｃ２６に記載の装置。
［Ｃ２８］
前記コイルが、前記第１の信号に応答して磁界を生成し、前記コイルの前記磁界と磁石の磁界との相互作用が前記表面の並進を生じる、Ｃ２７に記載の装置。
［Ｃ２９］
前記圧電要素を駆動するための前記手段が、前記表面の形状を変動させる、Ｃ２５に記載の装置。
［Ｃ３０］
プロセッサによって実行されたとき、前記プロセッサに、
移動質量トランスデューサのコイルを駆動する第１の信号を生成することと、ここにおいて、前記移動質量トランスデューサが、圧電要素によって画定された表面の変位によって音を生成し、ここにおいて、前記圧電要素が、磁界との前記第１の信号の相互作用に応答して変位させられる、
前記圧電要素を駆動する第２の信号を生成することと
行わせる命令を備える非一時的コンピュータ可読媒体。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】