JP2012029102A - Acoustic system and acoustic equipment - Google Patents

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Yuichiro Kishinami
雄一郎 岸波
Yasuharu Onishi
康晴 大西
Motoyoshi Komoda
元喜 菰田
Yukio Murata
行雄 村田
Atsushi Kuroda
淳 黒田
Shigeo Sato
重夫 佐藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an acoustic system, such as a mobile phone, capable of supplying sufficient volume of sound only to a specified user.SOLUTION: A user CU is personally identified by a user sensor 120 with a user element 210 individually carried by the user, and output sound of a parametric speaker 110 is controlled by a directivity control unit 130. As a result, for instance, a desired audio content can be individually output to the user CU without causing annoyance to people nearby.

Description

本発明は、携帯電話機などを有する音響システム、その音響機器、に関する。   The present invention relates to an acoustic system having a mobile phone and the like, and an acoustic device thereof.

近年、携帯電話機やノート型コンピュータなどの携帯型の電子機器の需要が拡大している。このような電子機器では、テレビ電話や動画再生、ハンズフリー電話などの音響機能を商品価値とした薄型の携帯端末の開発が進められている。このような開発の中、音響部品である電気音響変換器(スピーカ装置)に対して、高音質でかつ小型・薄型化への要求が高まっている。   In recent years, demand for portable electronic devices such as mobile phones and notebook computers has been increasing. In such an electronic device, development of a thin portable terminal whose commercial value is an acoustic function such as a videophone, a video playback, and a hands-free phone is being promoted. Under such development, there is an increasing demand for high-quality sound, small size, and thinness for electroacoustic transducers (speaker devices) that are acoustic components.

現在、携帯電話機等の電子機器には、電気音響変換器として動電型電気音響変換器が利用されている。この動電型電気音響変換器は、永久磁石とボイスコイルと振動膜から構成されている。   Currently, electrodynamic electroacoustic transducers are used as electroacoustic transducers in electronic devices such as mobile phones. This electrodynamic electroacoustic transducer is composed of a permanent magnet, a voice coil, and a diaphragm.

しかし、動電型電気音響変換器は、その動作原理および構造から、薄型化には限界がある。一方、特許文献1、2には、圧電素子を電気音響変換器として使用することが記載されている。   However, there is a limit to reducing the thickness of electrodynamic electroacoustic transducers due to their operating principles and structures. On the other hand, Patent Documents 1 and 2 describe using a piezoelectric element as an electroacoustic transducer.

また、圧電素子を用いた発振ユニットの他の例としては、スピーカ装置のほか、圧電素子から発振された音波を用いて対象物までの距離などを検出する音波センサ(特許文献3)など、種々の電子機器が知られている(特許文献4)。   Further, as other examples of the oscillation unit using the piezoelectric element, in addition to a speaker device, there are various acoustic wave sensors (Patent Document 3) that detect a distance to an object using a sound wave oscillated from the piezoelectric element. Is known (Patent Document 4).

再表2007−026736号公報No. 2007-026736 再表2007−083497号公報Table 2007-083497 特開平03−270282号公報Japanese Patent Laid-Open No. 03-270282 特開2005−165923号公報JP 2005-165923 A

現在、音響システムである携帯電話機などでは、通話以外の機能も充実しており、例えば、音楽や映画などを視聴する機能もある。このような携帯電話機は、通話時には頭部側面に近接配置されて利用されるが、音楽や映画などを視聴する場合には、頭部前面から離間した状態で利用されることになる。   At present, cellular phones, which are acoustic systems, have a variety of functions other than calls, such as the ability to view music and movies. Such a mobile phone is used while being placed close to the side of the head during a call, but is used in a state separated from the front of the head when viewing music or movies.

しかし、このような状態で携帯電話機から充分な音量の音声を出力することは容易ではない。一方、このような携帯電話機が充分な音量の音声を出力した場合には、周囲の迷惑となることになる。   However, it is not easy to output a sound with a sufficient volume from the mobile phone in such a state. On the other hand, if such a mobile phone outputs a sound with a sufficient volume, it will be a nuisance to the surroundings.

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、特定の利用者のみに充分な音量の音声を提供することができる携帯電話機などの音響システムを提供するものである。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides an acoustic system such as a mobile phone that can provide a sound with a sufficient volume only to a specific user.

本発明の音響システムは、利用者ごとに個別に装備されるユーザ素子と、音声を出力するスピーカユニットと、ユーザ素子を検知して利用者を個人認証するユーザセンサと、個人認証された利用者に対応してスピーカユニットの出力音声を制御する音声制御手段と、を有する。   The acoustic system of the present invention includes a user element that is individually provided for each user, a speaker unit that outputs sound, a user sensor that detects a user element and personally authenticates the user, and a personally authenticated user Corresponding to the sound control means for controlling the output sound of the speaker unit.

本発明の音響機器は、利用者ごとに個別に装備されるユーザ素子を検知して利用者を個人認証するユーザセンサと、音声を出力するスピーカユニットと、個人認証された利用者に対応してスピーカユニットの出力音声を制御する音声制御手段と、を有する。   The acoustic device of the present invention corresponds to a user sensor that detects a user element individually provided for each user and personally authenticates the user, a speaker unit that outputs sound, and a user who is personally authenticated. Voice control means for controlling the output voice of the speaker unit.

なお、本発明の各種の構成要素は、必ずしも個々に独立した存在である必要はなく、複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等でもよい。   The various components of the present invention do not necessarily have to be independent of each other. A plurality of components are formed as a single member, and a single component is formed of a plurality of members. It may be that a certain component is a part of another component, a part of a certain component overlaps with a part of another component, or the like.

本発明の音響システムでは、利用者が個別に装備するユーザ素子でユーザセンサにより個人認証され、スピーカユニットの出力音声が音声制御手段で制御される。このため、例えば、周囲に迷惑となることなく利用者に所望の音声コンテンツを個別に出力するようなことができる。   In the acoustic system of the present invention, personal authentication is performed by a user sensor using user elements individually installed by the user, and the output sound of the speaker unit is controlled by the sound control means. For this reason, for example, it is possible to individually output desired audio contents to the user without causing trouble to the surroundings.

本発明の実施の形態の音響システムの構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the acoustic system of embodiment of this invention. 音響機器である携帯電話機の外観を示す模式的な正面図である。It is a typical front view which shows the external appearance of the mobile telephone which is an audio equipment. スピーカユニットであるパラメトリックスピーカの要部の構造を示す縦断側面図である。It is a vertical side view which shows the structure of the principal part of the parametric speaker which is a speaker unit. パラメトリックスピーカの構造を示す模式的な正面図である。It is a typical front view which shows the structure of a parametric speaker. 携帯電話機の処理動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing operation of a mobile telephone.

本発明の実施の形態について図1ないし図4を参照して説明する。本実施の形態の音響システム1000は、利用者ごとに個別に装備されるユーザ素子210と、音響機器である携帯電話機100からなる。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The acoustic system 1000 according to the present embodiment includes a user element 210 that is individually provided for each user, and a mobile phone 100 that is an acoustic device.

この携帯電話機100は、音声を出力するスピーカユニットであるパラメトリックスピーカ110と、上述のユーザ素子210を検知して利用者を個人認証するユーザセンサ120と、個人認証された利用者に対応してパラメトリックスピーカ110の出力音声を制御する音声制御手段である指向性制御部130と、を有する。   The cellular phone 100 includes a parametric speaker 110 that is a speaker unit that outputs sound, a user sensor 120 that detects the user element 210 described above to personally authenticate a user, and a parametric corresponding to a user who has been personally authenticated. And a directivity control unit 130 which is a sound control unit for controlling the output sound of the speaker 110.

より具体的には、本実施の形態の携帯電話機100は、図2に示すように、縦長の本体ハウジング101の前面の上半部にディスプレイユニット102、下半部にキーボードユニット103、が配置されている。   More specifically, as shown in FIG. 2, the mobile phone 100 according to the present embodiment includes a display unit 102 in the upper half of the front surface of the vertically long main body housing 101 and a keyboard unit 103 in the lower half. ing.

さらに、例えば、下端右側にマイクロフォン141が、下端左側にユーザセンサ120が、個々に配置されている。上端中央には通話用の一般的な動電型スピーカ160が配置されており、その側方にハンズフリー通話や音楽視聴などに利用されるパラメトリックスピーカ110が配置されている。   Further, for example, the microphone 141 is individually disposed on the lower right side and the user sensor 120 is individually disposed on the lower left side. A general electrodynamic speaker 160 for calling is disposed at the center of the upper end, and a parametric speaker 110 used for hands-free calling or music viewing is disposed on the side of the speaker.

図1に示すように、ユーザセンサ120は増幅回路121を介して指向性制御部130に接続されており、この指向性制御部130がパラメトリックスピーカ110に接続されている。   As shown in FIG. 1, the user sensor 120 is connected to the directivity control unit 130 via the amplifier circuit 121, and the directivity control unit 130 is connected to the parametric speaker 110.

また、マイクロフォン141は、入力された通話音声を無線送信する通話送信回路に接続されており、動電型スピーカ160には、通話音声を無線受信して音声出力させる通話受信回路が接続されている(図示せず)。   In addition, the microphone 141 is connected to a call transmission circuit that wirelessly transmits the input call voice, and the electrodynamic speaker 160 is connected to a call reception circuit that wirelessly receives the call voice and outputs the voice. (Not shown).

ユーザ素子210は、例えば、社員バッチに内蔵されたRFID(Radio Frequency Identification)チップからなり、少なくとも利用者CUの個人ごとのユーザIDが格納されている。   The user element 210 includes, for example, an RFID (Radio Frequency Identification) chip built in the employee batch, and stores at least a user ID for each individual user CU.

指向性制御部130は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等のLSI(Large Scale Integration)などからなり、ユーザセンサ120によるユーザ素子210の検出結果から、利用者CUを個人ごとに特定するとともに、その方向と距離とを特定する。   The directivity control unit 130 is composed of LSI (Large Scale Integration) such as ASIC (Application Specific Integrated Circuit), etc., and identifies the user CU for each individual from the detection result of the user element 210 by the user sensor 120, and Identify direction and distance.

また、指向性制御部130は、ユーザ素子210の検出結果から利用者CUの所定属性を取得する。このようなユーザ属性は、例えば、年齢層、性別、音楽嗜好、等からなり、ユーザ素子210に記録されていてもよく、指向性制御部130に登録されていてもよい。   In addition, the directivity control unit 130 acquires a predetermined attribute of the user CU from the detection result of the user element 210. Such user attributes include, for example, an age group, sex, music preference, and the like, and may be recorded in the user element 210 or may be registered in the directivity control unit 130.

ユーザ素子210に記録されている場合には、前述のユーザ素子210のユーザIDごとに登録されており、そのユーザIDで検索される。ユーザ素子210に登録されている場合には、その登録データが指向性制御部130に提供される。   If it is recorded in the user element 210, it is registered for each user ID of the above-described user element 210, and the user ID is searched for. When registered in the user element 210, the registration data is provided to the directivity control unit 130.

指向性制御部130は、コンテンツ取得部を兼用しており、パラメトリックスピーカ110から出力される音声コンテンツを取得する。このように取得される音声コンテンツは、コンテンツ取得部に事前に格納されていてもよく、外部から無線通信などで取得してもよい。   The directivity control unit 130 also serves as a content acquisition unit, and acquires audio content output from the parametric speaker 110. The audio content acquired in this way may be stored in advance in the content acquisition unit, or may be acquired from the outside by wireless communication or the like.

そこで、指向性制御部130は、上述のようにユーザセンサ120によるユーザ素子210の検出結果から利用者CUを個人ごとに特定すると、パラメトリックスピーカ110から出力される音声コンテンツを切換制御する。   Therefore, when the user CU is specified for each individual from the detection result of the user element 210 by the user sensor 120 as described above, the directivity control unit 130 performs switching control of the audio content output from the parametric speaker 110.

さらに、指向性制御部130は、上述のようにユーザセンサ120によるユーザ素子210の検出結果から利用者CUの方向と距離とを特定すると、その位置にパラメトリックスピーカ110の音声の出力方向を制御する。   Furthermore, when the directivity control unit 130 specifies the direction and distance of the user CU from the detection result of the user element 210 by the user sensor 120 as described above, the directivity control unit 130 controls the sound output direction of the parametric speaker 110 at that position. .

このパラメトリックスピーカ110は、図3に示すように、圧電素子111を弾性部材112で支持した圧電振動子113からなり、その弾性部材112は高剛性のフレーム114で支持されている。   As shown in FIG. 3, the parametric speaker 110 includes a piezoelectric vibrator 113 in which a piezoelectric element 111 is supported by an elastic member 112, and the elastic member 112 is supported by a highly rigid frame 114.

そして、図4に示すように、パラメトリックスピーカ110は、上述のような複数の圧電振動子113がマトリクス状に配列されている。パラメトリックスピーカ110は、このようにマトリクス状に配列されている圧電振動子113を個々に駆動制御することで、高指向性の音声を所望の方向に出力する。   As shown in FIG. 4, the parametric speaker 110 has a plurality of piezoelectric vibrators 113 as described above arranged in a matrix. The parametric speaker 110 outputs highly directional sound in a desired direction by individually controlling the drive of the piezoelectric vibrators 113 arranged in a matrix.

なお、圧電素子111は、圧電効果を有する材料であれば、無機材料、有機材料ともに特に限定されないが、電気機械変換効率が高い材料、例えば、ジルコン酸チタン酸鉛(PZT:lead Zirco-titanate)や、チタン酸バリウム(BaTiO)などの材料が使用できる。 The piezoelectric element 111 is not particularly limited as long as it is a material having a piezoelectric effect. However, a material having high electromechanical conversion efficiency, for example, lead zirco-titanate (PZT) is used. Alternatively, a material such as barium titanate (BaTiO 3 ) can be used.

また、圧電素子111の厚みは、特に限定されないが、10μm以上500μm以下であることが好ましい。例えば、脆性材料であるセラミック材料として厚み10μm未満の薄膜を使用した場合、取り扱い時に機械強度の弱さから、欠けや破損などが生じて、取り扱いが困難となる。   The thickness of the piezoelectric element 111 is not particularly limited, but is preferably 10 μm or more and 500 μm or less. For example, when a thin film having a thickness of less than 10 μm is used as a ceramic material that is a brittle material, chipping or breakage occurs due to weak mechanical strength during handling, making handling difficult.

また、厚み500μmを超えるセラミックを使用した場合は電気エネルギから機械エネルギに変換する変換効率が著しく低下し、パラメトリックスピーカ110として充分な性能が得られない。   Further, when a ceramic having a thickness of more than 500 μm is used, the conversion efficiency for converting electric energy into mechanical energy is remarkably lowered, and sufficient performance as the parametric speaker 110 cannot be obtained.

一般的に、電気信号の入力により電歪効果を発生させる圧電セラミックにおいては、その変換効率は電界強度に依存する。この電界強度は分極方向に対する厚み/入力電圧で表されることから、厚みの増加は必然的に変換効率の低下を招いてしまう問題がある。   In general, in a piezoelectric ceramic that generates an electrostrictive effect by inputting an electric signal, the conversion efficiency depends on the electric field strength. Since the electric field strength is expressed by the thickness / input voltage with respect to the polarization direction, an increase in thickness inevitably causes a decrease in conversion efficiency.

本発明の圧電素子111には、電界を発生させるために主面に上部/下部電極層(図示せず)が形成されている。上部/下部電極層は、電気伝導性を有する材料であれば特に限定されないが、銀や銀/パラジウムを使用することが好ましい。銀は低抵抗な汎用的な電極層として使用されており、製造プロセスやコストなどに利点がある。   In the piezoelectric element 111 of the present invention, upper / lower electrode layers (not shown) are formed on the main surface in order to generate an electric field. The upper / lower electrode layer is not particularly limited as long as it is a material having electrical conductivity, but it is preferable to use silver or silver / palladium. Silver is used as a general-purpose electrode layer with low resistance, and has advantages in manufacturing process and cost.

また、銀/パラジウムは耐酸化に優れた低抵抗材料であるため、信頼性の観点から利点がある。また、上部/下部電極層の厚みについては、特に限定されないが、その厚みが1μm以上50μm以下であるのが好ましい。   Further, since silver / palladium is a low-resistance material excellent in oxidation resistance, there is an advantage from the viewpoint of reliability. The thickness of the upper / lower electrode layer is not particularly limited, but the thickness is preferably 1 μm or more and 50 μm or less.

例えば、厚み1μm未満では、膜厚が薄いため、均一に成形できず、変換効率が低下する可能性がある。なお、薄膜状の上部/下部電極層を形成する技術として、ペースト状にして塗布する方法もある。   For example, when the thickness is less than 1 μm, since the film thickness is thin, it cannot be uniformly formed, and conversion efficiency may be reduced. As a technique for forming a thin film upper / lower electrode layer, there is a method of applying it in a paste form.

しかし、圧電素子111がセラミックのような多結晶では表面状態が梨地面であるため、塗布時の濡れ状態が悪く、ある程度の厚みがないと均一な電極膜が形成できない問題点がある。   However, when the piezoelectric element 111 is a polycrystal such as ceramic, the surface state is textured, so that the wet state at the time of application is poor, and there is a problem that a uniform electrode film cannot be formed without a certain thickness.

一方、上部/下部電極層の膜厚が100μmを超える場合は、製造上は特に問題はないが、上部/下部電極層が圧電素子111である圧電セラミック材料に対して拘束面となり、エネルギ変換効率を低下させてしまう問題点がある。   On the other hand, when the film thickness of the upper / lower electrode layer exceeds 100 μm, there is no particular problem in manufacturing, but the upper / lower electrode layer becomes a constraining surface for the piezoelectric ceramic material which is the piezoelectric element 111, and energy conversion efficiency There is a problem of lowering.

本実施の形態のパラメトリックスピーカ110の圧電素子111は、その片側の主面が弾性部材112によって拘束されている。弾性部材112は、圧電素子111の基本共振周波数を調整する機能を持つ。機械的な圧電振動子113の基本共振周波数fは、以下の式で示されるように、負荷重量と、コンプライアンスに依存する。   The piezoelectric element 111 of the parametric speaker 110 according to the present embodiment has a principal surface on one side constrained by an elastic member 112. The elastic member 112 has a function of adjusting the basic resonance frequency of the piezoelectric element 111. The basic resonance frequency f of the mechanical piezoelectric vibrator 113 depends on the load weight and compliance, as shown by the following equation.

[数1]
f=1/(2πL√(mC))
なお、"m"は質量、"C"はコンプライアンス、である。
[Equation 1]
f = 1 / (2πL√ (mC))
“M” is mass and “C” is compliance.

言い換えれば、コンプライアンスは圧電振動子113の機械剛性であるため、このことは圧電素子111の剛性を制御することで基本共振周波数を制御できることを意味する。   In other words, since the compliance is the mechanical rigidity of the piezoelectric vibrator 113, this means that the fundamental resonance frequency can be controlled by controlling the rigidity of the piezoelectric element 111.

例えば、弾性率の高い材料の選択や、弾性部材112の厚みを低減することで、基本共振周波数を低域にシフトさせることが可能となる。この一方で、弾性率の高い材料を選択することや、弾性部材112の厚みを増加させることで基本共振周波数を高域にシフトさせることができる。   For example, it is possible to shift the fundamental resonance frequency to a low range by selecting a material having a high elastic modulus or reducing the thickness of the elastic member 112. On the other hand, the fundamental resonance frequency can be shifted to a high range by selecting a material having a high elastic modulus or increasing the thickness of the elastic member 112.

従来は、圧電素子111の形状や材質により基本共振周波数を制御していたところから設計上の制約やコスト、信頼性に問題があったが、本発明のように、構成部材である弾性部材112を変更することで所望の基本共振周波数に容易に調整できることから、工業上の価値は大きい。   Conventionally, since the basic resonance frequency is controlled by the shape and material of the piezoelectric element 111, there are problems in design restrictions, cost, and reliability. However, as in the present invention, the elastic member 112, which is a constituent member. Since it can be easily adjusted to a desired fundamental resonance frequency by changing the above, the industrial value is great.

なお、弾性部材112には、金属や樹脂など脆性材料であるセラミックに対して高い弾性率を持つ材料であれば特に限定されないが、加工性やコストの観点からリン青銅やステンレスなどの汎用材料が使用される。   The elastic member 112 is not particularly limited as long as it is a material having a high elastic modulus with respect to a ceramic that is a brittle material such as metal or resin, but general-purpose materials such as phosphor bronze and stainless steel are used from the viewpoint of workability and cost. used.

また、弾性部材112の厚みについては、5μm以上1000μm以下であることが好ましい。厚みが5μm未満の場合、機械強度が弱く、拘束部材として機能を損なうことや、加工精度の低下により、製造ロット間で圧電素子111の機械振動特性の誤差が生じてしまう。   The thickness of the elastic member 112 is preferably 5 μm or more and 1000 μm or less. When the thickness is less than 5 μm, the mechanical strength is weak, the function as a restraining member is impaired, and the processing accuracy is lowered, so that an error in the mechanical vibration characteristics of the piezoelectric element 111 occurs between manufacturing lots.

また、厚みが1000μmを超える場合は、剛性増による圧電素子111への拘束が強まり、振動変位量の減衰を生じさせてしまう問題点がある。また、本実施の形態の弾性部材112は、材料の剛性を示す指標である縦弾性係数が、1GPa以上500GPa以下であることが好ましい。上述のように、弾性部材112の剛性が過度に低い場合や、過度に高い場合は、機械振動子として特性や信頼性を損なう問題点がある。   In addition, when the thickness exceeds 1000 μm, there is a problem in that the restraint on the piezoelectric element 111 due to the increase in rigidity is strengthened and the vibration displacement amount is attenuated. In addition, the elastic member 112 of the present embodiment preferably has a longitudinal elastic modulus, which is an index indicating the rigidity of the material, of 1 GPa or more and 500 GPa or less. As described above, when the rigidity of the elastic member 112 is excessively low or excessively high, there is a problem that characteristics and reliability are impaired as a mechanical vibrator.

以下に本実施の形態のパラメトリックスピーカ110の動作原理を説明する。本実施の形態のパラメトリックスピーカ110は、AM(Amplitude Modulation)変調やDSB(Double Sideband modulation)変調、SSB(Single-Sideband modulation)変調、FM(Frequency Modulation)変調をかけた超音波を空気中に放射し、超音波が空気中に伝播する際の非線形特性により、可聴音が出現する原理で音響再生を行っている。   Hereinafter, the operation principle of the parametric speaker 110 of the present embodiment will be described. The parametric speaker 110 according to the present embodiment radiates ultrasonic waves subjected to AM (Amplitude Modulation) modulation, DSB (Double Sideband modulation) modulation, SSB (Single-Sideband modulation) modulation, and FM (Frequency Modulation) modulation into the air. However, sound reproduction is performed on the principle that audible sound appears due to nonlinear characteristics when ultrasonic waves propagate in the air.

非線形としては、流れの慣性作用と粘性作用の比で示されるレイノルズ数が大きくなると、層流から乱流に推移する現象が挙げられる。すなわち、音波は流体内で微少にじょう乱しているため、音波は非線形で伝播している。   Non-linearity includes a phenomenon in which the flow changes from laminar flow to turbulent flow when the Reynolds number indicated by the ratio between the inertial action and viscous action of the flow increases. That is, since the sound wave is slightly disturbed in the fluid, the sound wave propagates nonlinearly.

しかしながら、低周波数帯域での音波の振幅は非線形でありながら、振幅差が非常に小さく、通常、線形理論の現象として取り扱っている。これに対して、超音波では非線形性が容易に観察でき、空気中に放射した場合、非線形性に伴う高調波が顕著に発生する。   However, the amplitude of the sound wave in the low frequency band is nonlinear, but the amplitude difference is very small, and is usually handled as a phenomenon of linear theory. On the other hand, nonlinearity can be easily observed with ultrasonic waves, and when radiated into the air, harmonics accompanying the nonlinearity are remarkably generated.

概略すれば、音波は空気中に分子集団が濃淡に混在する疎密状態であり、空気分子が圧縮よりも復元するのに時間が生じた場合、圧縮後に復元できない空気が、連続的に伝播する空気分子と衝突し、衝撃波が生じて可聴音が発生する原理である。   In summary, sound waves are a dense state where molecular groups are mixed in the air, and if it takes time for the air molecules to recover rather than compress, the air that cannot be recovered after compression is continuously propagated air. This is the principle that an audible sound is generated by colliding with a molecule and generating a shock wave.

上述のような構成において、本実施の形態の携帯電話機100は、例えば、図5に示すように、ユーザ素子210を装備しない利用者CUによる通常の通話時には(ステップS1−Y)、頭部側面に近接配置され、下端のマイクロフォン141で利用者CUの発声を入力し、上端の動電型スピーカ160から相手の利用者(図示せず)の発声を出力する(ステップS10)。   In the configuration as described above, for example, as shown in FIG. 5, the mobile phone 100 according to the present embodiment has a head side surface during a normal call by a user CU not equipped with the user element 210 (step S <b> 1 -Y). The utterance of the user CU is input through the microphone 141 at the lower end, and the utterance of the other user (not shown) is output from the electrodynamic speaker 160 at the upper end (step S10).

ただし、本実施の形態の携帯電話機100は、利用者CUが装備するユーザ素子210をRFIDの電磁結合などにより検出すると(ステップS2−Y)、上述のような一般的な利用方法だけでなく(ステップS3−N)、例えば、パラメトリックスピーカ110を利用したパラメトリックモードにより(ステップS4−Y)、ハンズフリー通話や音楽の視聴などにも利用される。   However, when the mobile phone 100 according to the present embodiment detects the user element 210 equipped by the user CU by electromagnetic coupling of RFID or the like (step S2-Y), not only the general usage method as described above ( In step S3-N), for example, in a parametric mode using the parametric speaker 110 (step S4-Y), it is also used for a hands-free call or music viewing.

このような場合、携帯電話機100は、例えば、図1に示すように、利用者CUの頭部前方に所定距離に配置される。このような状態で、例えば、利用者CUがハンズフリー通話や音楽の視聴の開始を所定操作などで入力する。   In such a case, for example, as shown in FIG. 1, the mobile phone 100 is arranged at a predetermined distance in front of the head of the user CU. In such a state, for example, the user CU inputs a start of hands-free call or music viewing by a predetermined operation or the like.

すると、指向性制御部130は、ユーザ素子210の検出結果から利用者CUの所定属性を取得する(ステップS5)。このようなユーザ属性は、前述のように、年齢層、性別、音楽嗜好、等からなり、ユーザ素子210に記録されていてもよく、指向性制御部130に登録されていてもよい。   Then, the directivity control unit 130 acquires a predetermined attribute of the user CU from the detection result of the user element 210 (step S5). As described above, such user attributes include an age group, sex, music preference, and the like, and may be recorded in the user element 210 or registered in the directivity control unit 130.

さらに、指向性制御部130は、ユーザ素子210の検出結果から利用者CUの方向と距離とを特定する(ステップS6)。つぎに、指向性制御部130は、前述のように取得したユーザ属性に対応して音楽などの音声コンテンツを取得する(ステップS7)。   Furthermore, the directivity control unit 130 specifies the direction and distance of the user CU from the detection result of the user element 210 (step S6). Next, the directivity control unit 130 acquires audio content such as music corresponding to the user attribute acquired as described above (step S7).

そして、このような指向性制御部130がパラメトリックスピーカ110に音声コンテンツを出力させるとともに、そのパラメトリックスピーカ110の高指向性の音声の出力方向をユーザ素子210の検出位置に制御する(ステップS8)。   Then, such directivity control unit 130 causes the parametric speaker 110 to output audio content and controls the output direction of the highly directional audio of the parametric speaker 110 to the detection position of the user element 210 (step S8).

本実施の形態の携帯電話機100では、上述のようなパラメトリックスピーカ110の音声が高指向性なので、周囲に騒音となることなく、利用者CUに充分な音量の音声コンテンツを提供することができる。   In the mobile phone 100 according to the present embodiment, since the sound of the parametric speaker 110 as described above has high directivity, it is possible to provide audio content with sufficient volume to the user CU without causing noise in the surroundings.

特に、本実施の形態の携帯電話機100では、利用者CUの位置をユーザ素子210でリアルタイムで検出しつづけ、パラメトリックスピーカ110の高指向性の音声の出力方向をリアルタイムに調節する。このため、音楽の視聴中などに利用者CUの位置が変動しても、その利用者CUに高指向性の音声を的確に提供することができる。   In particular, in the mobile phone 100 of the present embodiment, the user element 210 continues to detect the position of the user CU in real time, and the output direction of the highly directional sound of the parametric speaker 110 is adjusted in real time. For this reason, even if the position of the user CU fluctuates during music viewing or the like, it is possible to accurately provide highly directional sound to the user CU.

しかも、本実施の形態の携帯電話機100は、上述のようにユーザ素子210の検出結果から出力する自動的に音声コンテンツを切換制御する。このため、利用者CUが特別な選別操作などを実行しなくとも、自動的に嗜好する音声コンテンツを堪能することができる。   Moreover, the cellular phone 100 according to the present embodiment automatically switches and controls the audio content output from the detection result of the user element 210 as described above. For this reason, even if the user CU does not perform a special sorting operation or the like, it is possible to fully enjoy the audio content that the user CU likes.

さらに、本実施の形態の携帯電話機100は、上述のように通常通話に利用される動電型スピーカ160とは別個に、パラメトリックモードで利用されるパラメトリックスピーカ110を装備している。   Furthermore, the mobile phone 100 according to the present embodiment is equipped with the parametric speaker 110 used in the parametric mode, separately from the electrodynamic speaker 160 used for normal calls as described above.

このため、通常通話は動電型スピーカ160で支障なく実行することができ、パラメトリックモードでは利用者CUから所定距離まで離間した利用者CUに高指向性な音声コンテンツを提供することができる。   For this reason, a normal call can be executed without any problem by the electrodynamic speaker 160, and highly directional audio content can be provided to the user CU separated from the user CU by a predetermined distance in the parametric mode.

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。例えば、上記形態では携帯電話機100がユーザ素子210の検出結果に対応して出力する音声コンテンツを切換制御することを例示した。   The present invention is not limited to the present embodiment, and various modifications are allowed without departing from the scope of the present invention. For example, in the above embodiment, the mobile phone 100 switches and controls the audio content to be output corresponding to the detection result of the user element 210.

しかし、このような携帯電話機100が、ユーザ素子210の検出結果に対応してパラメトリックスピーカ110の出力音声の周波数特性を制御してもよい。例えば、一般的に高齢となると高周波が聞き取りにくくなるので、出力音声を低周波に遷移させるとともに、音量を増加させる。   However, such a mobile phone 100 may control the frequency characteristics of the output sound of the parametric speaker 110 in accordance with the detection result of the user element 210. For example, since it becomes difficult to hear high frequencies when the elderly person is generally aged, the output sound is shifted to a low frequency and the volume is increased.

このような音量の増加を周波数特性の変更により実現することもできる。上述のように利用者CUの年齢により聞き取りやすい周波数特性が相違するので、利用者CUの年齢により周波数特性を変化させてもよい。   Such an increase in volume can also be realized by changing the frequency characteristics. As described above, since the frequency characteristics that are easy to hear differ depending on the age of the user CU, the frequency characteristics may be changed depending on the age of the user CU.

また、携帯電話機100が、ユーザ素子210の検出結果に対応してパラメトリックスピーカ110の出力音声の出力速度を制御してもよい。例えば、一般的に高齢となると音声の聞き取り速度が低下するので、このような場合に音声コンテンツの再生速度を低下させる。   Further, the mobile phone 100 may control the output speed of the output sound of the parametric speaker 110 in accordance with the detection result of the user element 210. For example, since the listening speed of voice generally decreases as the elderly gets older, the playback speed of voice content is reduced in such a case.

さらに、上記形態ではユーザセンサ120がユーザ素子210を検知して利用者CUの方向と距離とを特定し、指向性制御部130は、方向と距離とで特定された利用者CUの位置にパラメトリックスピーカ110の音声の出力方向を制御することを例示した。   Further, in the above embodiment, the user sensor 120 detects the user element 210 and specifies the direction and distance of the user CU, and the directivity control unit 130 performs parametric measurement on the position of the user CU specified by the direction and distance. The control of the sound output direction of the speaker 110 is exemplified.

しかし、ユーザセンサ120は、ユーザ素子210を検知して利用者CUの方向のみ特定し、指向性制御部130は、特定されたユーザセンサ120の方向にパラメトリックスピーカ110の音声の出力方向を制御してもよい。   However, the user sensor 120 detects the user element 210 and specifies only the direction of the user CU, and the directivity control unit 130 controls the sound output direction of the parametric speaker 110 in the direction of the specified user sensor 120. May be.

さらに、上記形態では高指向性の音声の出力方向を制御自在なスピーカユニットとして、複数の圧電素子111を複数の弾性部材112で個々に支持した複数の圧電振動子113がマトリクス状に配列されているパラメトリックスピーカ110を例示した。   Further, in the above embodiment, as a speaker unit capable of controlling the output direction of highly directional sound, a plurality of piezoelectric vibrators 113 each having a plurality of piezoelectric elements 111 individually supported by a plurality of elastic members 112 are arranged in a matrix. The parametric speaker 110 is illustrated.

しかし、一個の圧電振動子113を上下左右などの二軸方向に揺動自在に支持し、各方向にソレノイドなどで可動させるスピーカユニットなども実施可能である(図示せず)。   However, it is also possible to implement a speaker unit (not shown) in which one piezoelectric vibrator 113 is supported so as to be swingable in two axial directions such as up, down, left and right, and moved in each direction by a solenoid.

また、上記形態では圧電振動子113は圧電素子111を弾性部材112で支持されている構造を例示した。しかし、圧電振動子が、複数のセラミック層と電極層とが交互に形成された積層構造を有してもよい。   In the above embodiment, the piezoelectric vibrator 113 has a structure in which the piezoelectric element 111 is supported by the elastic member 112. However, the piezoelectric vibrator may have a laminated structure in which a plurality of ceramic layers and electrode layers are alternately formed.

なお、当然ながら、上述した複数の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。   Needless to say, the above-described plurality of embodiments and the plurality of modifications can be combined within a range in which the contents do not conflict with each other. In the above-described embodiment, the structure of each part has been specifically described. However, the structure and the like can be variously changed within a range that satisfies the present invention.

100 携帯電話機
101 本体ハウジング
102 ディスプレイユニット
103 キーボードユニット
110 パラメトリックスピーカ
111 圧電素子
112 弾性部材
113 圧電振動子
114 フレーム
120 ユーザセンサ
121 増幅回路
130 指向性制御部
141 マイクロフォン
160 動電型スピーカ
210 ユーザ素子
1000 音響システム
CU 利用者
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Mobile phone 101 Main body housing 102 Display unit 103 Keyboard unit 110 Parametric speaker 111 Piezoelectric element 112 Elastic member 113 Piezoelectric vibrator 114 Frame 120 User sensor 121 Amplifying circuit 130 Directivity control part 141 Microphone 160 Electrodynamic type speaker 210 User element 1000 Sound System CU user

Claims (10)

利用者ごとに個別に装備されるユーザ素子と、
音声を出力するスピーカユニットと、
前記ユーザ素子を検知して前記利用者を個人認証するユーザセンサと、
個人認証された前記利用者に対応して前記スピーカユニットの出力音声を制御する音声制御手段と、
を有する音響システム。
User elements that are individually equipped for each user,
A speaker unit for outputting sound;
A user sensor that detects the user element and personally authenticates the user;
Voice control means for controlling the output voice of the speaker unit corresponding to the user who has been personally authenticated;
An acoustic system.
前記スピーカユニットから出力される音声コンテンツを取得するコンテンツ取得手段を、さらに有し、
前記音声制御手段は、出力される前記音声コンテンツを切換制御する請求項1に記載の音響システム。
A content acquisition unit for acquiring audio content output from the speaker unit;
The sound system according to claim 1, wherein the sound control unit performs switching control of the sound content to be output.
前記音声制御手段は、前記スピーカユニットの出力音声の周波数特性を制御する請求項1または2に記載の音響システム。   The acoustic system according to claim 1, wherein the sound control unit controls a frequency characteristic of an output sound of the speaker unit. 前記音声制御手段は、前記スピーカユニットの出力音声の出力速度を制御する請求項1ないし3の何れか一項に記載の音響システム。   The acoustic system according to any one of claims 1 to 3, wherein the sound control unit controls an output speed of an output sound of the speaker unit. 前記スピーカユニットは、高指向性の音声の出力方向を制御自在であり、
前記ユーザセンサは、前記ユーザ素子を検知して前記利用者の少なくとも方向を特定し、
前記音声制御手段は、特定された前記ユーザセンサの方向に前記スピーカユニットの音声の出力方向を制御する請求項1ないし4の何れか一項に記載の音響システム。
The speaker unit is capable of controlling the output direction of highly directional audio,
The user sensor detects the user element and identifies at least a direction of the user;
The sound system according to any one of claims 1 to 4, wherein the sound control unit controls a sound output direction of the speaker unit in a direction of the specified user sensor.
前記ユーザセンサは、前記ユーザ素子を検知して前記利用者の方向と距離とを特定し、
前記音声制御手段は、方向と距離とで特定された前記利用者の位置に前記スピーカユニットの音声の出力方向を制御する請求項1ないし5の何れか一項に記載の音響システム。
The user sensor detects the user element to identify the direction and distance of the user,
The sound system according to any one of claims 1 to 5, wherein the sound control unit controls a sound output direction of the speaker unit to a position of the user specified by a direction and a distance.
前記スピーカユニットは、複数の圧電素子を複数の弾性部材で個々に支持した複数の圧電振動子がマトリクス状に配列されているパラメトリックスピーカからなる請求項1ないし6の何れか一項に記載の音響システム。   The sound according to any one of claims 1 to 6, wherein the speaker unit includes a parametric speaker in which a plurality of piezoelectric vibrators each supporting a plurality of piezoelectric elements with a plurality of elastic members are arranged in a matrix. system. 前記圧電振動子が、複数のセラミック層と電極層とが交互に形成された積層構造を有する請求項1ないし7の何れか一項に記載の音響システム。   The acoustic system according to any one of claims 1 to 7, wherein the piezoelectric vibrator has a laminated structure in which a plurality of ceramic layers and electrode layers are alternately formed. 前記圧電振動子が可聴波の超音波変調波を発振する請求項1ないし8の何れか一項に記載の音響システム。   The acoustic system according to any one of claims 1 to 8, wherein the piezoelectric vibrator oscillates an ultrasonically modulated ultrasonic wave. 利用者ごとに個別に装備されるユーザ素子を検知して前記利用者を個人認証するユーザセンサと、
音声を出力するスピーカユニットと、
個人認証された前記利用者に対応して前記スピーカユニットの出力音声を制御する音声制御手段と、
を有する音響機器。
A user sensor for detecting a user element individually provided for each user and personally authenticating the user;
A speaker unit for outputting sound;
Voice control means for controlling the output voice of the speaker unit corresponding to the user who has been personally authenticated;
Audio equipment.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017118247A (en) * 2015-12-22 2017-06-29 東芝三菱電機産業システム株式会社 Directional voice guidance device

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