JP2005045516A - 電磁波の影響を防止できる携帯電話 - Google Patents

Abstract

【目的】 ユーザー２０の使い勝手を減殺しないままで電磁波の人体への影響を防ぐことができる携帯電話を提供する。
【構成】 音声を放出するスピーカと共に又は音声を放出するスピーカに代えて、所定の周波数の超音波をユーザー２０の耳に向けて放出するための第１の超音波放出部と、前記第１の超音波放出部からの超音波の周波数と電話の相手方からの音声の周波数だけ異なる周波数の超音波をユーザー２０の耳に向けて放出するための第２の超音波放出部とを備えるようにし、前記第１及び第２の超音波放出部からの二つの超音波の和又は差の音をユーザー２０が聞くことにより、ユーザー２０の耳を携帯電話の筐体から数〜数十ｃｍだけ離した状態で電話の相手方と会話できるようにした携帯電話である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電磁波の人体への影響を防止することができる携帯電話に関する。

従来より、電子機器が発する高放出の電磁波の人体への影響が問題となっている。電子機器の中でも、特に携帯電話は、構造上アンテナ部分（スピーカ近傍部分）と人体頭部とが至近距離となるため、ユーザーの頭部や眼が強力な電磁波を受けてしまうことが問題となっている。

従来より、この電磁波への対策を工夫した携帯電話の提案が幾つかなされている。例えば、特許文献１は、基地局との交信を行う携帯電話本体と携帯電話付属端末（送話機部分）とを２つの筐体へそれぞれ分離させて、両者をブルートゥースなどの弱い電波で交信する無線通信手段で接続した分離型携帯電話を提案している。
特開２００３−１３４２２４号公報

しかしながら、特許文献１が提案するような分離型携帯電話は、ユーザーが２つの筐体を携帯する必要があるため、ユーザーにとって使い勝手が悪いという問題があるなどの理由から、本発明者が知る限り未だ実用化に至っていない。

また、従来より、電磁波の影響を軽減しようとする目的やその他の目的で、携帯電話のイヤホンジャックにイヤホンコードを接続してその先端のイヤホンを耳に当てることにより相手方の音声を聞くことも行われている。しかしながら、このイヤホンを使用する場合は、一見、電磁波の影響を低減できるような感じがあるかもしれないが、実際にはそのようなことはなく、この場合でも、携帯電話のスピーカを耳に接触させる場合と同様の電磁波の影響の問題がある。なぜなら、携帯電話からの電磁波がイヤホンコードを伝わってその先端のイヤホンからユーザーの耳や頭部に放出されてしまうからである。むしろ、イヤホンが耳の穴の奥部まで挿入されているため、電磁波が耳の穴の奥部から頭部に放出されてしまい、電磁波の影響がより深刻になってしまう（電磁波の強度は距離の二乗に反比例するため）という指摘もある。

また、このようなイヤホンを使用して相手方と通話することについては、イヤホンを耳に装着するための動作の「煩わしさ」や耳に装着した後の「違和感」を、嫌がる人も多い（携帯電話での通話にイヤホンを使用すると、携帯電話の手軽さという使い勝手が減殺されてしまう）。

本発明は、このような従来技術の課題に着目してなされたものであって、ユーザーの携帯電話の使い勝手を減殺しないで、電磁波の人体への影響を防ぐことができる携帯電話を提供することを目的とする。

１．携帯電話の筐体に、所定の周波数の超音波をユーザーの耳に向けて放出するための第１の超音波放出部と、前記超音波を携帯電話の相手方からの音声信号により変調した超音波をユーザーの耳の方向に向けて放出するための第２の超音波放出部とを備えるようにし、前記第１及び第２の超音波放出部からの２つの超音波が干渉して両者の差成分としての可聴音が発生し、この可聴音がユーザーの耳に供給されることにより、ユーザーが自分の耳を携帯電話の筐体から数ｃｍ〜数十ｃｍ離した状態で電話の相手方と会話できるようにした、ことを特徴とする携帯電話。

２．携帯電話の筐体に、所定の周波数からなる第１の超音波と、前記第１の超音波を携帯電話の相手方からの音声信号により変調してなる第２の超音波とを、ユーザーの耳の方向に向けて放出するための超音波放出部を備えるようにし、前記第１及び第２の２つの超音波が干渉して両者の差成分としての可聴音が発生し、この可聴音がユーザーの耳に供給されることにより、ユーザーが自分の耳を携帯電話の筐体から数ｃｍ〜数十ｃｍ離した状態で電話の相手方と会話できるようにした、ことを特徴とする携帯電話。

３．上記１において、前記２つの超音波放出部は、互いに所定の距離だけ離れて配置されている、ことを特徴とする携帯電話。

４．上記１，２又は３において、ユーザーの耳、頭部、又は顔などの存在するユーザー方向を検出するためのユーザー方向検出手段を備え、前記超音波放出部は、前記ユーザー方向検出手段からの出力に基づいて、前記超音波を、ユーザーの耳、頭部、又は顔などのユーザー方向に向けて放出するものである、ことを特徴とする携帯電話。

５．上記１，２又は３において、前記超音波放出部は、数十ｃｍの距離だけ空気中を伝わるような超音波を放出するものである、ことを特徴とする携帯電話。

６．上記５において、さらに、携帯電話の筐体とユーザーの耳、頭部、又は顔との間の距離である対ユーザー距離を検出するための対ユーザー距離検出手段と、前記対ユーザー距離検出手段からの対ユーザー距離に基づいて、前記超音波放出部から放出される超音波の強度を調整するための超音波強度調整手段と、を備えたことを特徴とする携帯電話。

７．上記１から６までのいずれかにおいて、前記携帯電話の筐体は、腕時計型、ブローチ型、ネックレス型、服の胸ポケットに差し込み可能なペン型、ネクタイピン型に形成されている、ことを特徴とする携帯電話。

以上のように、本発明によれば、電話の相手方の音声に基づいて作られた２つの超音波を超音波放出部によりユーザーの耳の方向に向けて放出し、両者の差又は和により可聴音が得られることを利用して、相手方の音声をユーザーの耳に届けるようにしている。よって、ユーザーは、自分の耳を、携帯電話の筐体の表面（例えば携帯電話のスピーカ）から数ｃｍ〜数十ｃｍ離した状態にしておいても、前記２つの超音波の差又は和の周波数の音すなわち相手方の音声が自分の耳に届くことになるので、携帯電話からの強い電磁波がユーザーの頭部や眼に浴びせられることが無くなる（電磁波の強度は距離の２乗に反比例するから、携帯電話の筐体からユーザーの頭部が離れている場合、携帯電話からの電磁波の強度は、ユーザーの頭部に届くまでに十分に低減される）。なお、超音波については、それが人体へ悪影響を及ぼすことはほとんどないと言われている。

また、従来の携帯電話のイヤホンジャックにイヤホンコードを接続してその先端のイヤホンを耳に当てることにより相手方の音声を聞く場合でも、携帯電話のスピーカを耳に接触させる場合と同様の電磁波の影響の問題があった（なぜなら携帯電話からの電磁波がイヤホンコードを伝わってイヤホンからユーザーの耳や頭部に放出されてしまうため）が、本発明によれば、そもそもイヤホンを使用する必要が無くなるので、電磁波の影響の問題もなくなる。

また、本発明においては、前記のユーザー方向検出手段からの出力に基づいて、前記超音波放出部が超音波をユーザーの耳の方向に向けて出力するようにしているので、携帯電話の筐体とユーザーの耳との位置関係がユーザーの動作などにより時々刻々と変動しても、前記超音波放出部がユーザーの耳の位置の変動に対応して超音波を放出できるので、ユーザーの耳に確実に相手方からの音声を供給することができるようになる。

また、本発明においては、前記の対ユーザー距離検出手段により検出された「ユーザー（ユーザーの耳）と携帯電話（携帯電話の超音波放出部）との間の距離」に基づいて、超音波放出部から放出される超音波が、「ユーザー（ユーザーの耳）と携帯電話（携帯電話の超音波放出部）との間の距離Ａ」に基づいて決められる距離（前記距離Ａ又はこれに所定距離をプラスした距離）だけ空気中を伝わるような強度となるようにしている。したがって、本発明によれば、超音波放出部からの超音波の放出強度を、「ユーザーと携帯電話との間の距離Ａ」に基づく距離（前記距離Ａ又はこれに所定距離だけプラスした距離）だけ空気中を伝わるような強度とすることにより、ユーザーの周囲に居る他人（特に、携帯電話から見たときのユーザーの後ろ側に居る他人）の耳に超音波が届くことを防止し、電話の相手方の音声がユーザーの周囲の他人に聞こえてしまうことをより確実に防止することができる。

本発明の発明を実施するための最良の形態は、音声を放出するスピーカ（イヤホンを含む）と共に又は音声を放出するスピーカ（イヤホンを含む）に代えて、所定の周波数の超音波をユーザー２０の耳に向けて放出するための第１の超音波放出部と、前記第１の超音波放出部からの超音波の周波数と電話の相手方からの音声の周波数だけ異なる周波数の超音波をユーザー２０の耳に向けて放出するための第２の超音波放出部とを備えるようにし、前記第１及び第２の超音波放出部からの二つの超音波の和又は差の音をユーザー２０が聞くことにより、ユーザー２０の耳を携帯電話の筐体から数〜数十ｃｍだけ離した状態で電話の相手方と会話できるようにしたものであって、次の実施例１に示すものである。

図１（ａ）は本発明の実施例１による携帯電話を示す斜視図、図１（ｂ）は本実施例１を上方から見たときの図で本実施例１の使用状態を示す図である。図１において、１はアンテナ１０、メイン・ディスプレイ１１、及び通話用スピーカ１２などが備えられた上側筐体、２はテンキーなどにより構成される操作部１３及び通話用マイク１４などが備えられた下側筐体である。上側筐体１と下側筐体２とは、ヒンジ部１５などにより折り曲げ・折り畳み自在に接続されている。なお、図１において、操作部１３のテンキー以外のキースイッチ、例えば、発呼ボタンや電源ボタンなどは図示を省略している。

図１（ａ）において、１６，１７は、それぞれ、上側筐体１のスピーカ１７の近傍に配置され、圧電素子などで構成される超音波音源（図示せず）により発生された超音波（相手方からの音声信号で変調された超音波、及び、無変調の超音波）を筐体の外部に放出するための超音波放出部である。また、１８は下側筐体のマイク１４の近傍に配置され、電話の相手方からの音声信号をスピーカ１２から音波として放出するか超音波放出部１６，１７から超音波として放出するかのいずれかをユーザー２０が選択するための選択スイッチ、である。

また、図２（ａ）は、前記の上側筐体１と下側筐体２とをヒンジ部１５により互いに折り畳んだときの状態を示すものである。図２（ａ）に示すように、上側筐体１のメイン・ディスプレイ１１（図１（ａ））のある面の裏側の面には、電源容量表示及び着信お知らせ表示用のサブ・ディスプレイ２１や通話用マイク２２などが備えられている。

また、図２（ａ）において、２３，２４は、それぞれ、上側筐体１の裏側の面のアンテナ１０の近傍に配置された、圧電素子などで構成される超音波音源（図示せず）により発生された超音波（相手方からの音声信号で変調された超音波、及び、無変調の超音波）を筐体の外部に放出するための超音波放出部である。また、２５は上側筐体１の裏面のマイク２２の近傍に配置された選択スイッチである。この選択スイッチ２５は、電話の相手方からの音声信号を超音波放出部２３，２４から超音波として放出すると共にマイク２２を作動可能にして、上側筐体１と下側筐体２とを折り畳んだ状態にしたままで相手方との通話が可能な状態にするかどうかを、ユーザー２０に選択させるためのものである。

次に、図１（ａ）の２つの超音波放出部１６，１７の構成及び機能について説明する。前記超音波放出部１６は、電話の相手方からの音声信号をスピーカ１２から音波にして放出する代わりに、電話の相手方からの音声信号に基づいて変調された超音波を筐体の外部に放出するためのものである。また、前記超音波放出部１７は無変調の超音波を筐体の外部に放出するためのものである。

本実施例１では、例えば、前記の２つの超音波放出部１６，１７から放出される超音波は、互いに相手方の音声の周波数だけ異なるように変調されている。すなわち、例えば、一方の超音波放出部１６から周波数が「Ａ」の超音波が放出されるとすると、他方の超音波放出部１７からはこの「Ａ」に相手方の音声の周波数「α」を上乗せした周波数「Ａ＋α」の超音波が同時に放出される。すると、ユーザー２０の耳（超音波放出部１６，１７が備えられた上側筐体１の表面よりも数ｃｍ〜数十ｃｍ、例えば５ｃｍ〜６０ｃｍだけ離れている）に、前記２つの超音波の干渉により現れた前記２つの超音波の周波数差（可聴周波数）成分である相手側の音声が、届けられる。

これは、「非線形パラトメトリック現象」という音の特性を応用したものである。このような「非線形パラトメトリック現象」という音の特性を応用した製品は既に開発されており、次に、この開発された製品についての２つの新聞記事の一部を引用しておく。

「駅の耳障りなアナウンスが改善するかもしれない。東海旅客鉄道（ＪＲ東海）と三菱電気エンジニアリングが共同開発した「超指向性音響システム」は駅のホームなど特定の空間にいる人だけに音を聞かせる技術だ。 超音波で狙った範囲だけに音声を流す。周波数が短いため指向性が高く、音が広がらずにスポットライトのように伝えられる。人の耳には聞こえない周波数二〇キロヘルツ以上の超音波と、非線形パラメトリック現象という音の特性を応用した。 周波数の異なる二つの音が空気中を伝わると、それぞれの周波数の和と差の音も発生するという現象だ。新システムは周波数約四〇キロヘルツの超音波「Ａ」と、これにアナウンスの声の周波数「α」を上乗せした「Ａ＋α」の二つの超音波を発する。差の音だけが可聴域の周波数の音となり、人の耳に聞こえる仕組みだ。 スピーカーから角度二〇度の範囲内に絞って音声を送ることができる。エリア内にいる人には「まるで耳元で話しかけられている感じ」（ＪＲ東海）という。ただ駅のホームや改札口では騒音が大きく、当初実験ではほとんど聞き取れなかった。 両社はスピーカーの超音波源となる圧電素子の数を五・三倍の千六百個に増やして実用水準の九〇デシベルの音量を確保した。」（２００２年１２月６日付け日経産業新聞の記事「テクノロジー入門 耳元でささやくスピーカー 超音波に音声を上乗せ」より引用）

「スポットライトのように、限られた範囲だけ音が聞こえるようにできる音響システム装置を三菱電気エンジニアリングが２０日から発売する。同社がＪＲ東海と共同開発し、独自に製品化した。 直進性が強い超音波を使った装置で、音がビーム状に届くため、狙った場所以外では音が聞こえなくなる。駅のホームのアナウンスや、美術館の展示品の説明などで威力を発揮するという。 「超音波音響システム」という装置で、製品名は「ここだけ」。従来のスピーカーとは音を出す原理が異なる。特殊な変調器で超音波を作り、超音波が空気を伝わる際のひずみで人に聞こえる音（可聴音）にする。可聴音は通常、裸電球の光のように拡散するが、超音波にのせると、特定の範囲だけ、ほぼまっすぐ音が届くという。 音が伝わる範囲はスピーカーから水平・垂直方向に約２０度で、スピーカーから１０メートル離れた場所では、直径３．５メートルの範囲しか音が聞こえないという。 ビーム状の音のため、範囲外では急激に音量が落ちる。 このため、駅に電車が近づいた際、ホームの線路よりの人にだけ注意を促したり、美術館で絵の前に立つ人だけに説明を流したりできる。 国際会議など、同じ場所で複数の外国語での放送も可能だ。横断歩道の音や視覚障害者の誘導、トンネルなどの避難誘導にも使えるという。 また、音を光のように壁や窓ガラスに反射させると、壁や窓ガラスから音が聞こえるため、お化け屋敷で予想しない所から音を出して驚かせるなどの活用法もある。」（２００３年５月１６日付け朝日新聞の記事「音のスポットライト登場 狙いうちで案内放送」より引用）

また、この「非線形パラメトリック作用」の原理については、例えば、特開平３−２６４８８３号公報にも詳しく記載されているので、その中の説明の一部を次に引用しておく。「パラメトリックスピーカは、以下のような原理によって１次音波より可聴音である報知音を生成する。すなわち、図（本願の図６（ａ）参照）のように、スピーカーや超音波振動子のような音源１から、１次音波（実線）として互いに周波数の異なる（Ｆ１，Ｆ２）２種の音波を出力しているものとすると、両１次音波の干渉により両１次音波の周波数の差成分（Ｆ１−Ｆ２）と和成分（Ｆ１＋Ｆ２）とが現れる（（本願の図６（ｂ）参照）。両１次音波の周波数差が可聴周波数であるとすれば、差成分として可聴音の２次音波（破線）が生じることになる。このような現象を非線形パラメトリック作用と称しており、生成された２次音波の指向性は、１次音波の指向性よりは弱くなるが２次音波に比較的近いパターンを示す（図（本願の図６（ａ）参照）中の楕円パターンであって、実線は１次音波、破線は２次音波に対応する）。したがって、１次音波として指向性の強い超音波を用いれば、可聴周波数においても指向性を高くすることができる。」

なお、この「非線形パラメトリック作用」の原理を利用した装置に関しては、上記の特開平３−２６４８８３号公報だけでなく、特開平４−２０７４００号公報、特開昭６３−２３６５００号公報、特開平３−２４５０８５公報、特開平１１−１４５９１５号公報などにも紹介されている。

以上に引用した２つの新聞記事及び５つの出願公開公報に書かれているような原理と仕組みにより、図１（ａ）の超音波放出部１６，１７は、それらから２つの互いに異なる周波数の超音波をユーザー２０の耳に向けて放出することにより、ユーザー２０の耳に、相手方からの音声を届けるようにしているのである。

また、以上に述べた超音波放出部１６，１７についての構成及び機能は、図２（ａ）の超音波放出部２３，２４についても同様である。

次に、図３は本実施例１の主要部の構成を示す概略ブロック図である。図３において、１０は携帯電話網の基地局との間で電波を送受信するためのアンテナ、３１はアンテナ１０により受信された相手方からの通話信号をデータ処理すると共に携帯電話のユーザー２０が発した通話信号をデータ処理してアンテナ１０に送るためのデータ処理部、３２はデータ処理部３１によりデータ処理された通話信号を音声信号に変換すると共にマイク１４（２２）からのユーザー２０の音声を通話信号に変換するための音声処理部、３４ａは超音波信号を発生させる超音波信号発生部（複数の圧電素子などで構成される）、３４ｂは超音波発生部３４ａからの超音波信号を音声処理部３２からの音声信号により変調するための変調部、１６（２３）は前記超音波発生部３４ａからの無変調の超音波を筐体外部のユーザーの耳に向けて放出するための超音波放出部、１７（２４）は前記変調部３４ｂからの変調された超音波を筐体外部のユーザーの耳に向けて放出するための超音波放出部、である。

また、図３において、３３は、ＣＰＵ（中央処理装置）などで構成される制御部であって前記データ処理部３１、音声処理部３２、スピーカ１２、変調部３４、超音波放出部１６，１７（２３，２４）などを制御するための制御部である。また、１８（２５）は電話の相手方からの音声をそのままスピーカ１２から音波として放出するか又は超音波放出部１６，１７（２３，２４）から２つの超音波として放出するかのいずれかを選択・指示するためのユーザー２０からの選択・指示情報を制御部３３に入力するための選択スイッチ、３５は超音波放出部１６，１７（２３，２４）の位置からユーザー２０の耳への方向を検出するためユーザー方向検出部、３６は超音波放出部１６，１７（２３，２４）とユーザー２０の耳との間の距離を検出するための対ユーザー距離検出部である。

なお、前記の図３のユーザー方向検出部３５と対ユーザー距離検出部３６とは、図１及び図２の中では図示を省略している。本実施例１では、図３のユーザー方向検出部３５と対ユーザー距離検出部３６は、例えば、ＣＣＤカメラで構成することができる。すなわち、例えば、図１の上側筐体１の超音波放出部１６，１７又は図２の超音波放出部２３，２４の近傍にＣＣＤカメラを設置して周囲を撮像し、その撮像データを制御部３３に記録された画像解析プログラムで画像解析処理して、ユーザー２０の顔と耳の位置を検出し、これに基づいて、超音波放出部１６，１７（又は、２３，２４）からユーザー２０の耳への方向、及び、超音波放出部１６，１７（又は、２３，２４）からユーザー２０の耳までの距離を求めることができる（例えば、カメラの自動焦点機構によるピント合わせの動作を利用すれば、カメラと撮像対象物との間の距離を求めることができる）。

また、本実施例１では、図３のユーザー方向検出部３５と対ユーザー距離検出部３６を、前記のＣＣＤカメラに代えて又はＣＣＤカメラと共に、赤外線カメラにより構成するようにしてもよい。この場合は、図１の上側筐体１の超音波放出部１６，１７又は図２の超音波放出部２３，２４の近傍に赤外線カメラを設置して周囲の熱情報（ユーザー２０の体温情報など）を取得し、その熱情報を制御部３３に記録された解析プログラムで解析処理して、ユーザー２０の顔や耳の位置を検出し、これに基づいて、超音波放出部１６，１７（又は、２３，２４）からユーザー２０の耳への方向、及び、超音波放出部１６，１７（又は、２３，２４）からユーザー２０の耳までの距離を求めることができる。

また、本実施例１において、前記の図３のユーザー方向検出部３５は、例えば、超音波放出部１６，１７（２３，２４）から所定の超音波を周囲に放出してその超音波の周囲の物体からの反射波を受信して、その反射波を解析プログラムで解析して、超音波放出部１６，１７（２３，２４）からユーザー２０の耳への方向を検出するようにしてもよい。また、本実施例１において、前記の図３の対ユーザー距離検出部３６は、超音波放出部１６，１７（２３，２４）から所定の超音波を周囲に放出してその超音波の周囲の物体からの反射波を受信して、その超音波の反射波を受信するまでの時間に基づいて（又はドップラー効果による反射波の周波数偏移に基づいて）、超音波放出部１６，１７（２３，２４）とユーザー２０の耳との間の距離を検出するようにしてもよい。

次に、本実施例１を図１（ａ）のように上側筐体１と下側筐体２とを開いた状態で使用する場合の使用方法を、図１（ｂ）と図３とを参照して説明する。電話の相手方との通話を行う場合、まず、ユーザー２０は、図１（ａ）の選択スイッチ１８を操作して、相手方からの音声をスピーカ１２から聞くかそれとも超音波放出部１６，１７からの２つの超音波により聞くかを選択する。このとき、ユーザー２０がスピーカ１２から聞くことを選択したときは、図３の制御部３３は、音声処理部３２を制御して相手方の音声をスピーカ１２に送らせると共に、スピーカ１２を制御して音声処理部３２から送られた音声を放出させる。この場合は、従来の携帯電話と同じ動作であり、ユーザー２０は自分の耳を上側筐体１の表面のスピーカ１２に接触させておく必要があるので、携帯電話からの強力な電磁波が至近距離にあるユーザー２０の頭部や眼に浴びせられてしまう。

次に、ユーザー２０が前記選択スイッチ１８を操作して、超音波放出部１６及び１７からの２つの超音波により相手方の音声を聞くことを選択したときは、図３の制御部３３は、音声処理部３２を制御して相手方の音声を変調部３４に送らせる。変調部３４ｂは、超音波発生部３４ａからの超音波信号を音声処理部３２からの音声信号により変調する。この変調部３４ｂからの変調された超音波は、超音波放出部１７（２４）からユーザー方向に放出される。また、前記超音波発生部３４ａからの超音波信号は超音波放出部１６（２３）にも送られて、そこからユーザー方向に放出される。このように、本実施例１では、２つの超音波放出部１６，１７からはそれぞれ互いに異なる周波数の超音波（例えば、所定周波数の超音波と、その所定周波数に音声処理部３２からの相手方の音声の周波数を上乗せした周波数と）がユーザー方向に放出される。

なお、この場合、制御部３３は、ユーザー方向検出部３５からの「超音波放出部１６，１７からユーザー２０の耳２０ａへの方向を示す信号」に基づいて、超音波放出部１６，１７（２３，２４）を制御して、超音波放出部１６，１７が放出する超音波３９，４０（図１（ｂ）参照）の進む方向が、ユーザー２０の耳２０ａの方向に向かって正確に直進するように、調整する（例えば、モーターによる駆動機構などを制御して、超音波放出部１６，１７の超音波放出方向を物理的に変動させる）。

以上により、この場合は、図１（ｂ）に示すように、ユーザー２０は、自分の耳２０ａを、上側筐体１の表面から例えば５−３０ｃｍ程度（場合により、１０−６０ｃｍ程度）離した状態にしておいても、前記２つの超音波の差の周波数の音（相手方の音声）が自分の耳２０ａに届くことになり、携帯電話からの強い電磁波がユーザー２０の頭部や眼に浴びせられることが無くなる（電磁波の強度は距離の２乗に反比例するから）。また、この場合は、超音波放出部１６，１７から放出される超音波（図１（ｂ）の３９，４０参照）は、音波のように拡散しないでユーザー２０の耳２０ａに向かってビーム状に直進するので、電話の相手方の音声がユーザー２０以外の周囲の他人に聞かれてしまうという不都合もない。

次に、本実施例１を図２（ａ）のように上側筐体１と下側筐体２とを互いに折り畳んだ状態で使用する場合の使用方法を、図２（ｂ）と図３とに基づいて説明する。電話の相手方との通話を行う場合、まず、ユーザー２０は、図２（ａ）の選択スイッチ２５を操作して、相手方からの音声を超音波放出部２３，２４からの２つの超音波により聞くか否かを選択する。このとき、ユーザー２０が「超音波放出部２３，２４からの２つの超音波により相手方の音声を聞かないこと」を選択したときは、図２（ａ）のように折り畳み状態のままでは通話できないので、ユーザー２０は、図１（ａ）のように上側筐体１と下側筐体２とを開いた状態にする必要がある。そして、この上側筐体１と下側筐体２とを開いた状態での使用方法は、図１（ａ）と図３とに基づいて前述したとおりである。

次に、ユーザー２０が前記選択スイッチ２５を操作して、「超音波放出部２３，２４からの２つの超音波により相手方の音声を聞くこと」を選択したときは、図３の制御部３３は、音声処理部３２を制御して相手方の音声を変調部３４に送らせ、さらに変調部３３において、超音波発生部３４ａからの超音波信号を前記音声により変調する。この変調された超音波は超音波放出部２４からユーザー方向に放出される。また、前記の超音波発生部３４ａからの超音波信号は超音波放出部２３に送られてそこからユーザー方向に放出される。このように、この場合は、超音波放出部２３，２４からはそれぞれ互いに異なる周波数の超音波（例えば、所定周波数の超音波と、その所定周波数に音声処理部３２からの相手方の音声の周波数を上乗せした周波数と）がユーザー方向に放出される。なお、この場合、制御部３３は、ユーザー方向検出部３５からの「超音波放出部２３，２４からユーザー２０の耳２０ａへの方向を示す信号」に基づいて、超音波放出部２３，２４からの超音波２３ａ，２４ａが、ユーザー２０の耳２０ａの方向に正確に直進するように、超音波放出部２３，２４を制御する。

以上により、この場合は、図２（ｂ）に示すように、ユーザー２０は、自分の耳２０ａを、上側筐体１の表面から例えば５−３０ｃｍ程度（場合により、１０−６０ｃｍ程度）離した状態にしておいても、前記２つの超音波の周波数差が可聴周波数であるため、その差成分が相手方の音声として自分の耳２０ａに届くことになり、携帯電話からの強い電磁波がユーザー２０の頭部や眼に浴びせられることが無くなる（電磁波の強度は距離の２乗に反比例するから）。また、この場合は、超音波放出部１６，１７から放出される超音波（図２（ｂ）の２３ａ，２４ａ参照）は、音波のように拡散しないでユーザー２０の耳２０ａに向かってビーム状に直進するので、電話の相手方の音声がユーザー２０以外の周囲の他人に聞かれてしまうという不都合は無い。

また、本実施例１においては、制御部３３は、前記の対ユーザー距離検出部３６からの「ユーザー２０の耳と上側筐体１の表面の超音波放出部１６，１７（２２，２４）との間の距離を示す信号」に基づいて、超音波放出部１６，１７（２２，２４）から放出される超音波が、「ユーザー２０の耳と上側筐体１の表面の超音波放出部１６，１７（２２，２４）との間の距離」に所定の距離をプラスした距離だけ空気中を伝わるような強度となるように、超音波放出部１６，１７（２２，２４）を制御する。このように、超音波放出部１６，１７（２２，２４）からの超音波の放出強度を、「ユーザー２０の耳と上側筐体１の表面の超音波放出部１６，１７（２２，２４）との間の距離」に所定の距離をプラスした距離だけ空気中を伝わるような強度とすることにより、ユーザー２０の周囲に居る他人の耳に超音波が届くことを防止し、電話の相手方の音声がユーザー２０の周囲の他人に聞こえてしまうことを防止することができる。

次に、図４を参照して本発明の実施例２を説明する。図４において、図１と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。図４において、３７，３８は携帯電話の筐体（上側筐体１及び下側筐体２）の両側面に対してそれぞれ各先端が前記筐体の長手方向とこの長手方向と直交する方向との間を図４の矢印α方向に回動自在となるように備えられた支持軸、３９，４０は前記支持軸３７，３８の各先端にそれぞれ備えられた超音波放出部である。

前記の実施例１では、図１に示すように、携帯電話の上側筐体１の表面に、超音波放出部１６，１７が配置されていた。これに対して、この実施例２では、図４の携帯電話の筐体（図４の上側筐体１及び下側筐体２）の両側面に対してこの筐体の長手方向とこの長手方向と直交する方向との間を回動自在（図４の矢印α参照）に備えられた支持軸３７，３８の各先端に、超音波放出部３９，４０がそれぞれ取り付けられている。

すなわち、本実施例２では、超音波放出部３９，４０を使用しないときは、支持軸３７，３８の各先端を図４の下方向に回動させて、携帯電話の筐体の両側面（筐体の長手方向の側面）に当接させる。他方、超音波放出部３９，４０を使用するときは、図４（ａ）に示すように、各支持軸３７，３８の各先端を図４の左右方向に挙げて、各支持軸３７，３８を携帯電話の筐体の両側面（筐体の長手方向の側面）とほぼ直交する方向に配置させる。

以上のように、この実施例２では、超音波放出部３９，４０を使用するときは、図４（ｂ）に示すように、２つの超音波放出部３９と４０との間の距離が、「筐体１の幅に前記支持軸３７及び３８の長さをプラスした寸法」となり、支持軸３７，３８が無い場合と比較して、前記支持軸３７及び３８の長さだけ大きくなる。よって、本実施例２では、各超音波放出部３９，４０からの超音波３９ａ，４０ａが交差・干渉する部分（非線形パラメトリック現象により相手方の音声が聞こえる空間領域）の断面積を、図１の場合と比較して、より小さくすることができ、その結果、相手方からの音声がユーザー２０の周囲の他人に聞こえてしまうことをより確実に防止できるようになる。すなわち、前記の実施例１では、図１（ｂ）に示すように、２つの超音波放出部１６と１７との間の距離が小さいため、各超音波放出部１６，１７からの超音波１６ａ，１７ａの交差する部分（非線形パラメトリック現象により相手方の音声が聞こえる空間領域）の断面積が大きくなってしまい、その結果、相手方からの音声がユーザー２０の周囲の他人に聞こえてしまう恐れが少なからずあるという問題があったが、本実施例２ではこのような恐れがより確実に低減される。

次に、図５を参照して本発明の実施例３を説明する。図５において、４１は携帯電話と時計との共用筐体、４２はこの共用筐体４１の表面の図示中央部に配置された時計の文字盤、４３ａ及び４３ｂはこの共用筐体４１の図示上下端部にそれぞれ接続されたバンド、４５及び４６は前記共用筐体４１の図示上下両端近傍部にそれぞれ備えられた超音波放出部、４７は前記共用筐体４１の図示右端近傍部に備えられた小型カメラ（ＣＣＤカメラ、又は赤外線カメラ）、４８は会話用マイク、４９は通話開始ボタン、である。

本実施例３では、前記バンド４３ａ，４３ｂにより、共用筐体４１をユーザー２０の腕に装着可能となっている。ユーザー２０は、本実施例３を通常は、腕時計として使用する。

また、ユーザー２０は、遠隔の相手方に電話をかけるときは、まず通話開始ボタン４９を押して通話可能状態にして、電話を掛けたい相手方の氏名又は電話番号を音声で発音すると、マイク４８がそのユーザーの音声を収集して、共用筐体４１に内蔵された制御部（ＣＰＵ）に送信する。この制御部は、前記マイク４８からのユーザー２０の音声を解析してテキストデータに変換し、このテキストデータに基づいて（ユーザーが相手方の氏名を音声で発音したときは、相手方の氏名を示すテキストデータから住所録データベースを参照して相手方の電話番号を取得して）相手方の電話番号を発呼する。相手方が電話に出たら、その相手方からの音声は、超音波放出部４５，４６からの各超音波４５ａ，４６ａにより、ユーザー２０の耳２０ａに届けられる。なお、このとき、前記制御部は、カメラ４７からの撮像データに基づいて各超音波放出部４５，４６からユーザー２０の耳２０ａへの方向を検知し、この方向に向けて超音波４５ａ，４６ａを放出するように、前記超音波放出部４５，４６を制御する。なお、この実施例３での前記超音波放出部４５ａ，４６ａから放出される超音波は、実施例１の前記超音波放出部１６，１７から放出される超音波と同様である。

また、本実施例３の携帯電話に、遠隔の相手方から電話がかかってきたときは、前記制御部により着信を知らせる表示又はアラームが発せられ、これに基づいて、ユーザーが通話開始ボタン４９を押すと、相手方からの音声が超音波放出部４５，４６からユーザー２０の耳２０ａに届けられる。

以上のように、この実施例３では、ユーザー２０は、通常は腕時計として使用している共用筐体４１を腕から取り外すことなく腕に取り付けたままの状態で、携帯電話として使用することが可能になる。すなわち、本実施例３では、前述のように腕に共用筐体４１を取り付けたままの状態で携帯電話として使用する場合でも、相手方からの音声は２つの超音波放出部４５，４６からの超音波４５ａ，４６ａによりユーザー２０の耳２０ａにスポット的に届けられるので、相手方からの音声が周囲の他人に聞かれてしまう恐れがない。

以上、本発明の実施例１−３を説明したが、本発明はこれらの限られるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、図５の実施例３では、携帯電話の筐体を腕時計型に形成したが、本発明では、携帯電話の筐体を例えばブローチ型、ネックレス型、服の胸ポケットに差し込み可能なペン型、ネクタイピン型など、様々な形とすることができる。その理由は、２つの超音波を使用することによりユーザーの耳を携帯電話の筐体に接触又は近接させる必要がなくなるので、携帯電話の筐体のデザインの自由度が大幅に増すからである。

また、以上の各実施例では、「非線形パラメトリック作用」により電話の相手方の音声をユーザー２０の耳に届けるために、２つの超音波放出部（図１の１６，１７など）からそれぞれ超音波をユーザー方向に放出するようにしているが、本発明では、１つの超音波放出部から２つの超音波（無変調の超音波、及び、相手方の音声により変調された超音波）をユーザー方向に放出するようにしてもよい。この１つの超音波放出部から２つの超音波をユーザー方向に放出する場合は、２つの超音波が干渉して差成分の可聴音が発生するが、その可聴音も超音波の指向性に近い高い指向性を有してユーザーの耳に届けられる。よって、この場合でも、ユーザーは、携帯電話の筐体から耳を数十センチメートルだけ離した状態で相手方の音声を聞くことができ、しかも、その相手方の音声がユーザーの周囲の他人に聞かれることをほぼ防止することができる。

図１（ａ）は本発明の実施例１を説明するための斜視図、図１（ｂ）は本実施例１を上方から見た使用方法説明図。 図２（ａ）は本発明の実施例１を説明するための斜視図、図２（ｂ）は本実施例１を上方から見た使用方法説明図。 本実施例１の主要部の概略ブロック図。 図４（ａ）は本発明の実施例２を説明するための斜視図、図４（ｂ）は本実施例２を上方から見た使用方法説明図。 本発明の実施例３を説明するための図。 非線形パラメトリック作用の原理を説明するための図。

符号の説明

１ 上側筐体
２ 下側筐体
１０ アンテナ
１１ メイン・ディスプレイ
１２ スピーカ
１３ 操作部
１４，４８ マイク
１５ ヒンジ部
１６ａ，１７ａ，３９ａ，４０ａ，４５ａ，４６ａ 超音波
１６，１７，３９．４０，４５，４６ 超音波放出部
１７ スピーカ
１８，２５ 選択スイッチ
２０ ユーザー
２０ａ 耳
２１ サブ・ディスプレイ
２２，４９ マイク
３１ データ処理部
３２ 音声処理部
３３ 制御部
３４ａ 超音波発生部
３４ｂ 変調部
３５ 方向検出部
３６ 距離検出部
３７，３８ 支持軸
４１ 共用筐体
４３ａ，４３ｂ バンド
４７ カメラ
４９ 通話開始ボタン

Claims (6)

1. 携帯電話の筐体に、所定の周波数の超音波をユーザーの耳の方向に向けて放出するための第１の超音波放出部と、前記超音波を携帯電話の相手方からの音声信号により変調した超音波をユーザーの耳の方向に向けて放出するための第２の超音波放出部とを備えるようにし、
   前記第１及び第２の超音波放出部からの２つの超音波が干渉して両者の差成分としての可聴音が発生し、この可聴音がユーザーの耳に供給されることにより、ユーザーが自分の耳を携帯電話の筐体から数ｃｍ〜数十ｃｍ離した状態で電話の相手方と会話できるようにした、ことを特徴とする携帯電話。
2. 携帯電話の筐体に、所定の周波数からなる第１の超音波と、前記第１の超音波を携帯電話の相手方からの音声信号により変調してなる第２の超音波とを、ユーザーの耳の方向に向けて放出するための超音波放出部を備えるようにし、
   前記第１及び第２の２つの超音波が干渉して両者の差成分としての可聴音が発生し、この可聴音がユーザーの耳に供給されることにより、ユーザーが自分の耳を携帯電話の筐体から数ｃｍ〜数十ｃｍ離した状態で電話の相手方と会話できるようにした、ことを特徴とする携帯電話。
3. 請求項１において、前記２つの超音波放出部は、互いに所定の距離だけ離れて配置されている、ことを特徴とする携帯電話。
4. 請求項１，２又は３において、
   ユーザーの耳、頭部、又は顔などの存在するユーザー方向を検出するためのユーザー方向検出手段を備え、
   前記超音波放出部は、前記ユーザー方向検出手段からの出力に基づいて、前記超音波を、ユーザーの耳の方向に向けて放出するものである、ことを特徴とする携帯電話。
5. 請求項１，２又は３において、前記超音波放出部は、数十ｃｍの距離だけ空気中を伝わるような超音波を放出するものである、ことを特徴とする携帯電話。
6. 請求項５において、さらに、携帯電話の筐体とユーザーの耳、頭部、又は顔との間の距離である対ユーザー距離を検出するための対ユーザー距離検出手段と、前記対ユーザー距離検出手段からの対ユーザー距離に基づいて、前記超音波放出部から放出される超音波の強度を調整するための超音波強度調整手段と、を備えたことを特徴とする携帯電話。

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