CN103202039A - 电子装置 - Google Patents

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Abstract

电子装置(100)包括：图像投影单元，投影图像面(14)；振荡装置，朝着所述图像面(14)振荡用于传感器的超声波(24)和用于音频再现的超声波(26)；控制单元，控制所述振荡装置；以及声波检测单元，与所述控制单元相连。声波检测单元检测从图像面(14)反射的用于传感器的超声波(24)。控制单元基于由声波检测单元检测的检测强度来调整要再现的声音的声压。因此，可以实现在电子装置中降低功耗。

Description

电子装置
技术领域
本发明涉及一种电子装置。
背景技术
作为使用进行超声波振荡的振荡装置的技术，例如存在一种扬声器。例如在专利文献1至3中公开了作为与使用超声波的扬声器相关的技术。专利文献1中公开的技术是如下配置的技术：通过朝着屏幕发送的超声波的反射波来实现与在屏幕上显示的图像相关联的声音。
专利文献2和3中公开的所有技术都配置为使得将超声波朝着投影仪中的图像面振荡，其中在所述投影仪上安装了使用超声波的扬声器。专利文献2中公开的技术配置为使得将超声波扬声器设置在投影仪的进气管内部。此外，专利文献3中公开的技术配置为使得可以依据投影仪的位置改变超声波的辐射方向，来适当地调整音频再现条件。
现有技术文献
专利文献
[专利文献1]日本未审专利公开No.2000-23281
[专利文献2]日本未审专利公开No.2006-5552
[专利文献3]日本未审专利公开No.2007-43585
发明内容
发明要解决的问题
如在专利文献2和3中那样，存在一种技术，配置为将超声波朝着投影仪投影的图像面振荡，从而通过反射波再现音频。然而，音频再现环境也依赖于图像投影环境而变化。因此，与音频再现环境相对应，所需的是在电子装置中不但再现具有合适声压的音频、而且实现降低的功耗。
本发明的目的是为了实现在电子装置中降低功耗。
解决问题的手段
根据本发明的一个方面，提出了一种电子装置，包括：图像投影单元，所述图像投影单元投影图像面；振荡装置，所述振荡装置朝着所述图像面振荡用于传感器的超声波和用于音频再现的超声波；控制单元，所述控制单元控制所述振荡装置；以及声波检测单元，所述声波检测单元与所述控制单元相连，其中所述声波检测单元检测从所述图像面反射的所述用于传感器的超声波，以及所述控制单元基于由所述声波检测单元检测的检测强度来调整要再现的声音的声压。
根据本发明，检测反射的用于传感器的超声波，并且基于检测强度来调整要再现的声音的声压。因此与音频再现环境相对应，可以通过合适的声压来再现声音。相应地，可以实现在电子装置中降低功耗。
发明的效果
根据本发明，可以实现在电子装置中降低功耗。
附图说明
根据下面描述的优选实施例和接下来的附图，上述目的和其他目的、特性和优点将进一步清楚明白：
图1是说明了根据第一实施例的电子装置的操作方法的示意图。
图2是说明了图1所示电子装置的配置的方框图。
图3是说明了图1所示振荡装置的截面图。
图4是说明了图3所示压电振子的截面图。
图5是说明了图1所示电子装置的操作方法的流程图。
图6是说明了根据第二实施例的构成电子装置的振荡装置的振子的分解透视图。
具体实施方式
下文中，将参考这里的附图描述本发明的实施例。此外在所有附图中，将类似的附图标记赋予类似的构成元件，并且不再重复其描述。
图1是说明了根据第一实施例的电子装置100的操作方法的示意图。根据所述实施例的电子装置100包括图像投影单元40、振荡装置20、音频控制单元52和声波检测单元30。例如，电子装置100是移动终端装置，并且更具体地例如是移动电话。
图像投影单元40投影图像。振荡装置20朝着图像面发射超声波22。超声波22包括用于传感器的超声波24和用于音频再现的超声波26。音频控制单元52控制振荡装置20。声波检测单元30与音频控制单元52相连。声波检测单元30检测从图像面反射的用于传感器的超声波24。音频控制单元52基于由声波检测单元30检测的检测强度来调整要再现的声音的声压。下文中，将给出相对于电子装置100的配置的详细描述。
如图1所示，将图像面从电子装置100朝着显示区域12投影。然后，将超声波22从电子装置100朝着在显示区域12上投影的图像面14振荡。例如，显示区域12可以是房间中的墙壁、投影仪屏幕等，但是不局限于此。从电子装置100振荡的用于传感器的超声波24被显示区域12反射，然后被电子装置100的声波检测单元30检测。此外，从电子装置100振荡的用于音频再现的超声波26被显示区域12反射以形成用户10周围的声音场。结果，将声音从图像面14朝着用户10再现。因此，可以实现具有真实感的声学功能。
图2是说明了图1所示电子装置100的配置的方框图。如图2所示，电子装置100还包括外壳60、控制单元50和视频控制单元54。例如，在外壳60内部形成图像投影单元40、振荡装置20、声波检测单元30、音频控制单元52、视频控制单元54和控制单元50。在外壳60中，安装了从振荡装置20振荡的超声波22通过的孔和从图像投影单元40投影的光通过的其他孔。视频控制单元54控制图像投影单元40。控制单元50与音频控制单元52和视频控制单元54两者相连以控制它们。例如，以阵列形状安装多个振荡装置20。振荡用于传感器的超声波24的振荡装置20可以与振荡用于音频再现的超声波26的振荡装置20不同，或者可以彼此相同。
图3是说明了图1所示振荡装置20的截面图。振荡装置20包括压电振子70、支撑部件72和振动部件74。压电振子70安装到振动部件74的一个表面上。支撑部件72支撑振动部件74的边缘。
音频控制单元52经由信号产生单元56与压电振子70相连。信号产生单元56产生输入至压电振子70的电信号。音频控制单元52基于从外部输入的信息控制信号产生单元56，从而控制振荡装置的振荡。在振荡装置20用作扬声器的情况下，音频控制单元52经由信号产生单元56输入调制信号作为参量扬声器。在这种情况下，压电振子70使用等于或大于20KHz(例如100KHz)的声波作为信号的载波信号。此外，在振荡装置20用作声波传感器的情况下，输入至音频控制单元52的信号是命令信号，所述命令信号命令振荡装置20振荡声波。于是，在振荡装置20用作声波传感器的情况下，信号产生单元56引起压电振子产生压电振子70的谐振频率的声波。
图4是说明了图3所示压电振子70的截面图。如图4所示，压电振子70由压电体80、上电极82和下电极84构成。此外，压电振子70具有例如在平面图中观看时成圆形或椭圆形的形状。压电体80插入到上电极82和下电极84之间。此外，压电体80沿厚度方向极化。压电体80由具有高压电效应的材料构成。例如，压电体80由具有高机电转换效率的材料构成，材料例如是锆钛酸铅(PZT)或钛酸钡(BaTiO3)。此外，压电体80的厚度优选地是10μm至1mm。压电体80由易碎材料构成。因此在厚度小于10微米的情况下，在处理期间很可能发生损坏。另一方面，在厚度超过1mm的情况下，压电体80的电场强度减小。因此，压电振子70中的能量转换效率劣化。
上电极82和下电极84由具有导电性的材料构成。上电极82和下电极84由例如银或银钯合金构成。银是具有低电阻率的常用材料。因此，当上电极82和下电极84由银构成时，可以实现在制造成本和制造工艺方面优良的电极。此外，银钯合金是具有良好抗氧化性的低阻材料。因此，当上电极82和下电极84由银钯合金构成时，可以实现高度可靠的电极。
上电极82和下电极84的厚度优选地是1至50μm。如果厚度小于1μm，难以均匀地模铸上电极82和下电极84。另一方面，如果厚度超过50μm，上电极82或下电极84变成相对于压电体80的约束表面。因此，在压电振子70中发生能量转换效率的劣化。
振动部件74由与作为易碎材料的陶瓷相比具有高弹性模量的材料构成，例如金属或树脂。振动部件74由诸如磷青铜或不锈钢之类的通用材料构成。振动部件74的厚度优选地是5至500μm。此外，振动部件74的垂直弹性模量优选地是1至500GPa。在振动部件74的垂直弹性模量过低或过高的情况下，很可能削弱作为机械振子的性质或可靠性。
例如当验证检测到的声波的频率是在特定范围内的频率，并且检测到的声波的强度等于或大于基准值时，声波检测单元30确定检测到了用于传感器的超声波24。因此，可以区分来自周围环境的噪声和用于传感器的超声波24。当电子装置100是移动电话时，声波检测单元30可以由例如麦克风构成。
例如当从显示区域12反射的用于传感器的超声波24的强度较高时，音频控制单元52将再现声音的声压调整得较低。此外例如，当从显示区域12反射的用于传感器的超声波24的强度较低时，将再现声音的声压调整得较高。例如，基于对检测强度和再现声压之间的预定相关性加以指示的关系表达式或表来执行调整。例如，音频控制单元52预先保持这些关系表达式和表的数据。
在本实施例中，使用参量扬声器的工作原理来执行声音再现。参量扬声器的工作原理如下。参量扬声器的工作原理是使用如下原理来执行声音再现：当经历AM调制、DSB调制、SSB调制和FM调制的超声波发射到空气中、然后所发射的超声波在空气中传播时，通过非线性特性展现了可听的声音。这里，所谓的非线性特性是指当由惯性效应和粘滞效应之比率表示的雷诺(Reynolds)数增大时从层流到湍流的转变。也就是说，因为在流体内部略微地干扰了声波，声波按照非线性方式传播。具体地，当在空气中发射超声波时，由于非线性方式而显著地产生了谐波。此外，声波处于疏密状态，在该状态下在空气中稀疏且稠密地混合分子团。如果恢复空气分子比压缩空气分子花费更多的时间，则在压缩之后没有恢复的空气与连续传播的空气碰撞，从而产生冲击波。结果，产生了可听的声音。因为参量扬声器可以只在用户周围形成声音场，因此参量扬声器在隐私保护方面是优秀的。
接下来将描述电子装置100的工作方法。图5是说明了图1所示电子装置的操作方法的流程图。首先，将用于传感器的超声波24从振荡装置20朝着显示区域12振荡(S11)。然后，通过声波检测单元30检测从显示区域12反射的用于传感器的超声波24(S12)。如果检测到用于传感器的超声波24，测量超声波24的检测强度(S13)。如果检测强度较高，将再现声音的声压调整得较低。此外，如果检测强度较低，将再现声音的声压调整得较高(S14)。例如基于检测强度和再现声压之间的预定相关性来执行这种调整。接下来，通过图像投影单元40将图像面14投影到显示区域12上(S15)。然后，振荡用于音频再现的超声波26(S16)。
接下来将描述本实施例的效果。根据本实施例的电子装置100，基于在检测到用于传感器的反射超声波24之后的检测强度来调整再现声音的声压。因此，电子装置100可以响应于代表了声音的各种环境以适当声压表示声音，各种环境例如是对用于音频再现的超声波26进行反射的显示区域12的材料、用户10和显示区域12之间的距离等。因此，可以实现电子装置中降低的功耗。
此外，在电子装置100是移动终端装置的情况下，投影图像的环境是改变的。因此，上述效果变得特别明显。
此外，根据本实施例的电子装置100，通过从图像面14反射的用于音频再现的超声波26形成了声音图像。因此，用户具有从图像面14再现声音的感觉。因此，可以形成具有真实感的声音图像。
此外，振荡装置20构成参量扬声器。因此，可以只在用户10周围形成声音场。因此，可以在隐私保护方面实现优良的电子装置。
图6是说明了根据第二实施例构成电子装置的振荡装置20的振子的分解透视图。根据第二实施例的振荡装置20的振子由MEMS致动器90构成。除了这一点之外，根据本实施例的电子装置与根据第一实施例的电子装置相同。
在图6所示的示例中，MEMS致动器90的驱动方法是压电方法，并且具有压电薄膜层92插入到上部可移动电极94和下部可移动电极96之间的结构。通过将来自信号产生单元56的信号输入至上部可移动电极94和下部可移动电极96，来操作MEMS致动器90。例如，当制造MEMS致动器90时使用气溶胶沉积方法，但是制造方法不局限于此。然而，如果使用气溶胶沉积方法，则是优选的，因为也可以将压电薄膜层92、上部可移动电极层94和下部可移动电极层96分别沉积到弯曲表面上。此外，MEMS致动器90的驱动方法可以是静电方法、电磁方法或热传导方法。
以上已经参考附图描述了根据本发明的实施例，但是根据本发明的实施例是本发明的示例，并且可以采用除了上述配置之外的各种配置。
要求基于2010年11月1日递交的日本专利申请No.2010-245672的优先权，其内容通过引用合并在此。

Claims (5)

1.一种电子装置，包括：
图像投影单元，所述图像投影单元对图像面进行投影；
振荡装置，所述振荡装置朝着所述图像面振荡用于传感器的超声波和用于音频再现的超声波；
控制单元，所述控制单元控制所述振荡装置；以及
声波检测单元，所述声波检测单元与所述控制单元相连，
其中所述声波检测单元检测从所述图像面反射的所述用于传感器的超声波，以及
所述控制单元基于由所述声波检测单元检测的检测强度来调整要再现的声音的声压。
2.根据权利要求1所述的电子装置，
其中所述控制单元调整要再现的所述声压，以便在由所述声波检测单元检测的所述检测强度较大时减小所述声压，并且在由所述声波检测单元检测的所述检测强度较小时增大所述声压。
3.根据权利要求1或2所述的电子装置，
其中所述电子装置是移动终端装置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电子装置，
其中所述振荡装置具有压电振子作为振子。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的电子装置，
其中所述振荡装置具有MEMS作为振子，所述振子的驱动方法是压电方法、静电方法、电磁方法或热传导方法。
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