JP2012216899A - Audio output device - Google Patents

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

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an audio output device that maximizes sound pressure of an audible sound at a desired distance from a sound hole.SOLUTION: An audio output device 100 has: an oscillation device 70 that has a piezoelectric vibrator 10; a speaker control section (that includes, for example, a control section 50) that inputs modulating signals for a parametric speaker to the oscillation device 70; a sound hole 20 through which ultrasonic sound waves output from the piezoelectric vibrator 10 are emitted; a liquid container 31 that is arranged in the sound hole 20; an acquisition section (for example, an operation-display section 40) that acquires information indicating a desired distance; and a liquid amount adjusting section (that includes, for example, a liquid tank 33, a liquid passage 34, an actuator 32, and the control section 50) that adjusts an amount of liquid filled in the liquid container 31 in accordance with the information acquired by the acquisition section.

Description

本発明は、音声出力装置に関する。   The present invention relates to an audio output device.

パラメトリックスピーカは、超音波搬送波を可聴音信号によりAM・FMなどの方式を用いて変調し、空気中に超音波のまま高指向性を保持して放射し、空気中における音波の非線形現象により可聴音を復調するものである。ゆえに、パラメトリックスピーカの音孔からある距離において、復調される可聴音の音圧が最大となるが、その距離は、変調方式・変調度・超音波搬送波音圧などにより固定的に決定されてしまう。
パラメトリックスピーカについては、例えば、特許文献1〜3に記載されている。
A parametric speaker modulates an ultrasonic carrier wave with an audible sound signal using a method such as AM / FM, and radiates it while maintaining high directivity as it is in the air. It demodulates the listening sound. Therefore, the sound pressure of the audible sound to be demodulated becomes maximum at a certain distance from the sound hole of the parametric speaker, but the distance is fixedly determined by the modulation method, the modulation degree, the ultrasonic carrier sound pressure, etc. .
The parametric speaker is described in Patent Documents 1 to 3, for example.

なお、特許文献4には、超音波トランスデューサーアレイの背面に配置され、多孔質の部材を含む冷却機構と、冷却機構に液体の熱伝達物質を循環させる流路と、を有し、この冷却機構により音響インピーダンスのマッチングを図りながら超音波トランスデューサを冷却する超音波用探触子について記載されている。   Patent Document 4 includes a cooling mechanism that is disposed on the back surface of the ultrasonic transducer array and includes a porous member, and a flow path that circulates a liquid heat transfer material through the cooling mechanism. An ultrasonic probe for cooling an ultrasonic transducer while matching acoustic impedance by a mechanism is described.

特開2005−39439号公報JP 2005-39439 A 特開2007−228402号公報JP 2007-228402 A 特開2008−131055号公報JP 2008-131055 A 特開2008−86362号公報JP 2008-86362 A

上述のように、パラメトリックスピーカにおいては、その音孔からある距離において復調される可聴音の音圧が最大となる。このため、音孔から所望の距離において可聴音の音圧が最大となるようにすることが可能な技術が求められている。   As described above, in the parametric speaker, the sound pressure of the audible sound demodulated at a certain distance from the sound hole is maximized. For this reason, a technique capable of maximizing the sound pressure of audible sound at a desired distance from the sound hole is demanded.

本発明の目的は、音孔から所望の距離において可聴音の音圧が最大となるようにすることが可能な音声出力装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an audio output device capable of maximizing the sound pressure of an audible sound at a desired distance from a sound hole.

本発明は、圧電振動子を有する発振装置と、
前記発振装置にパラメトリックスピーカ用の変調信号を入力するスピーカ制御部と、
前記圧電振動子から出力される超音波を放射する音孔と、
前記音孔に配置された液体容器と、
目標距離を示す情報を取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記情報に応じて前記液体容器内における液体の充填量を調節する液量調節部と、
を有することを特徴とする音声出力装置を提供する。
The present invention includes an oscillation device having a piezoelectric vibrator;
A speaker control unit for inputting a modulation signal for a parametric speaker to the oscillation device;
A sound hole for emitting ultrasonic waves output from the piezoelectric vibrator;
A liquid container disposed in the sound hole;
An acquisition unit for acquiring information indicating a target distance;
A liquid amount adjusting unit that adjusts a filling amount of the liquid in the liquid container according to the information acquired by the acquiring unit;
An audio output device is provided.

本発明によれば、音孔から所望の距離において可聴音の音圧が最大となるようにすることができる。   According to the present invention, the sound pressure of audible sound can be maximized at a desired distance from the sound hole.

実施形態に係る音声出力装置の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the audio | voice output apparatus which concerns on embodiment. 圧電振動子の周辺の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the periphery of a piezoelectric vibrator. 実施形態に係る音声出力装置のブロック図である。It is a block diagram of the audio | voice output apparatus which concerns on embodiment. 液体容器の液量と可聴音の音圧が最大となる距離との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the liquid quantity of a liquid container, and the distance from which the sound pressure of an audible sound becomes the maximum. 実施形態に係る音声出力装置の動作の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of operation | movement of the audio | voice output apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る音声出力装置の操作画面の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the operation screen of the audio | voice output apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る音声出力装置の操作画面の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the operation screen of the audio | voice output apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る音声出力装置の操作画面の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the operation screen of the audio | voice output apparatus which concerns on embodiment.

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜に説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.

〔第1の実施形態〕
図1は実施形態に係る音声出力装置100の要部断面図、図2は圧電振動子10の周辺の構造を示す断面図、図3は音声出力装置100のブロック図、図4は液体容器31の液量と可聴音の音圧が最大となる距離(音孔20からの距離)との関係を示す図、図5は音声出力装置100の動作の流れを示すフローチャート、図6乃至図8は音声出力装置100の操作画面の例を示す図である。
[First Embodiment]
1 is a cross-sectional view of a main part of an audio output device 100 according to the embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a structure around a piezoelectric vibrator 10, FIG. 3 is a block diagram of the audio output device 100, and FIG. FIG. 5 is a flowchart showing the operation flow of the audio output device 100, and FIGS. 6 to 8 are diagrams showing the relationship between the amount of liquid and the distance at which the sound pressure of the audible sound is maximum (distance from the sound hole 20). It is a figure which shows the example of the operation screen of the audio | voice output apparatus.

本実施形態に係る音声出力装置100は、圧電振動子10を有する発振装置70と、発振装置70にパラメトリックスピーカ用の変調信号を入力するスピーカ制御部(例えば、制御部50により構成される)と、圧電振動子10から出力される超音波を放射する音孔20と、音孔20に配置された液体容器31と、目標距離を示す情報を取得する取得部(例えば、操作部兼表示部40)と、取得部が取得した情報に応じて液体容器31内における液体の充填量を調節する液量調節部(例えば、液体タンク33、液体流路34、アクチュエータ32及び制御部50により構成される)と、を有する。ここで、パラメトリックスピーカ(超音波スピーカ)は、スピーカ制御部及び圧電振動子10を含んで構成される。音声出力装置100は、例えば、携帯電話機或いはその他の携帯通信端末装置、携帯電話機或いはその他の携帯情報端末装置、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、或いは小型ゲーム機器などの電子機器であることが挙げられる。以下、詳細に説明する。   The audio output device 100 according to the present embodiment includes an oscillation device 70 having a piezoelectric vibrator 10 and a speaker control unit (for example, configured by the control unit 50) that inputs a modulation signal for a parametric speaker to the oscillation device 70. The sound hole 20 that emits ultrasonic waves output from the piezoelectric vibrator 10, the liquid container 31 disposed in the sound hole 20, and an acquisition unit that acquires information indicating the target distance (for example, the operation unit and display unit 40) ) And a liquid amount adjusting unit (for example, a liquid tank 33, a liquid channel 34, an actuator 32, and a control unit 50) that adjusts the filling amount of the liquid in the liquid container 31 according to the information acquired by the acquiring unit. And). Here, the parametric speaker (ultrasonic speaker) includes a speaker control unit and the piezoelectric vibrator 10. The audio output device 100 is, for example, an electronic device such as a mobile phone or other mobile communication terminal device, a mobile phone or other mobile information terminal device, a laptop personal computer, or a small game device. Details will be described below.

図1に示すように、音声出力装置100は、圧電振動子10を含む発振装置70(図2)を収容する第1筐体1と、第1筐体1の周囲を覆う第2筐体2と、を有している。
第1筐体1において圧電振動子10と対向する位置には、第1筐体1の内外を連通させる第1開口1aが形成されている。
第2筐体2において第1開口1aと対向する位置には、第2筐体2の内外を連通させる第2開口2aが形成されている。
音孔20は、第1及び第2開口1a、2aを含んで構成されている。
As shown in FIG. 1, the audio output device 100 includes a first housing 1 that houses an oscillation device 70 (FIG. 2) including a piezoelectric vibrator 10 and a second housing 2 that covers the periphery of the first housing 1. And have.
A first opening 1 a that communicates the inside and the outside of the first housing 1 is formed at a position facing the piezoelectric vibrator 10 in the first housing 1.
A second opening 2 a that communicates the inside and outside of the second housing 2 is formed at a position facing the first opening 1 a in the second housing 2.
The sound hole 20 includes first and second openings 1a and 2a.

図2に示すように、発振装置70は、シート状の振動部材71と、圧電振動子10と、支持部72と、を備えている。圧電振動子10は、振動部材71の一方の面に取り付けられている。支持部72は、振動部材71の縁を支持している。   As shown in FIG. 2, the oscillation device 70 includes a sheet-like vibration member 71, the piezoelectric vibrator 10, and a support portion 72. The piezoelectric vibrator 10 is attached to one surface of the vibration member 71. The support part 72 supports the edge of the vibration member 71.

振動部材71は、圧電振動子10から発生した振動によって振動し、例えば周波数が20kHz以上の音波を発振する。圧電振動子10も、自身が振動することによって、例えば周波数が20kHz以上の音波を発振する。振動部材71は、圧電振動子10の基本共振周波数を調整する。機械振動子の基本共振周波数は、負荷重量と、コンプライアンスに依存する。コンプライアンスは圧電振動子10の機械剛性であるため、振動部材71の剛性を制御することで、圧電振動子10の基本共振周波数を制御できる。なお、振動部材71の厚みは5μm以上500μm以下であることが好ましい。また、振動部材71は、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。振動部材71の剛性が低すぎる場合や、高すぎる場合は、機械振動子として特性や信頼性を損なう可能性が出てくる。なお、振動部材71を構成する材料は、金属や樹脂など、脆性材料である圧電振動子10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が好ましい。   The vibration member 71 vibrates due to vibration generated from the piezoelectric vibrator 10 and oscillates a sound wave having a frequency of 20 kHz or more, for example. The piezoelectric vibrator 10 also oscillates, for example, a sound wave having a frequency of 20 kHz or more when vibrated. The vibration member 71 adjusts the basic resonance frequency of the piezoelectric vibrator 10. The fundamental resonance frequency of the mechanical vibrator depends on the load weight and compliance. Since the compliance is the mechanical rigidity of the piezoelectric vibrator 10, the basic resonance frequency of the piezoelectric vibrator 10 can be controlled by controlling the rigidity of the vibration member 71. The thickness of the vibrating member 71 is preferably 5 μm or more and 500 μm or less. The vibration member 71 preferably has a longitudinal elastic modulus, which is an index indicating rigidity, of 1 GPa or more and 500 GPa or less. If the rigidity of the vibration member 71 is too low or too high, there is a possibility that the characteristics and reliability of the mechanical vibrator are impaired. The material constituting the vibration member 71 is not particularly limited as long as it is a material having a high elastic modulus with respect to the piezoelectric vibrator 10 which is a brittle material such as metal or resin, but phosphor bronze from the viewpoint of workability and cost Or stainless steel is preferred.

圧電振動子10の平面形状は、例えば円形であるが、圧電振動子10の平面形状は円形に限定されない。圧電振動子10は、例えば、振動部材71に対向する面の全面が接着剤によって振動部材71に固定されている。これにより、圧電振動子10の片面の全面が振動部材71によって拘束される。   The planar shape of the piezoelectric vibrator 10 is, for example, a circle, but the planar shape of the piezoelectric vibrator 10 is not limited to a circle. For example, the entire surface of the piezoelectric vibrator 10 facing the vibration member 71 is fixed to the vibration member 71 with an adhesive. Thereby, the entire surface of one surface of the piezoelectric vibrator 10 is restrained by the vibration member 71.

支持部72は、例えば、金属により構成され、筒状(例えば円筒状)に形成されている。支持部72は、その一端側が接着部3を介して第1筐体1に対して接着されている。接着部3は、例えば、接着材、或いは、両面テープなどである。   The support part 72 is made of, for example, metal and is formed in a cylindrical shape (for example, a cylindrical shape). One end side of the support portion 72 is bonded to the first housing 1 via the bonding portion 3. The bonding part 3 is, for example, an adhesive or a double-sided tape.

圧電振動子10に対し、後述する制御部50から発振信号を入力することによって、圧電振動子10を振動させて、圧電振動子10より音波を発振させる。制御部50は、圧電振動子10に入力する変調信号(パラメトリックスピーカ用の変調信号)を生成する。変調信号の輸送波は、例えば、周波数が20kHz以上の超音波であり、具体的には、例えば100kHzの超音波である。制御部50は、外部から入力された情報に応じて、圧電振動子10を制御する。   By inputting an oscillation signal to the piezoelectric vibrator 10 from a control unit 50 described later, the piezoelectric vibrator 10 is vibrated and a sound wave is oscillated from the piezoelectric vibrator 10. The control unit 50 generates a modulation signal (a parametric speaker modulation signal) to be input to the piezoelectric vibrator 10. The transport wave of the modulation signal is, for example, an ultrasonic wave having a frequency of 20 kHz or higher, and specifically, an ultrasonic wave having a frequency of 100 kHz, for example. The control unit 50 controls the piezoelectric vibrator 10 according to information input from the outside.

パラメトリックスピーカは、超音波搬送波を可聴音信号によりAM変調やDSB変調、SSB変調、FM変調などの変調方式を用いて変調し、空気中に超音波のまま高指向性を保持して放射し、空気中における音波の非線形現象により可聴音を復調するものである。ゆえに、音孔20からある距離において、復調される可聴音の音圧が最大となる。   The parametric speaker modulates an ultrasonic carrier wave with an audible sound signal using a modulation method such as AM modulation, DSB modulation, SSB modulation, FM modulation, and radiates it while maintaining high directivity in the air. The audible sound is demodulated by the nonlinear phenomenon of sound waves in the air. Therefore, at a certain distance from the sound hole 20, the sound pressure of the audible sound to be demodulated becomes maximum.

音孔20の数は任意である。音孔20は1つであっても良いし、複数であっても良い。   The number of sound holes 20 is arbitrary. There may be one or more sound holes 20.

第1筐体1と第2筐体2との間隔の領域には、液体容器31が配置されている。この液体容器31は、例えば、扁平な形状(例えば、扁平な直方体形状)に形成され、第1筐体1における音孔20の縁部と、第2筐体2における音孔20の縁部と、により挟持されて、音孔20を塞いでいる。液体容器31には、例えば、空気と液体とが充填されている。   A liquid container 31 is disposed in the region of the distance between the first housing 1 and the second housing 2. The liquid container 31 is formed in, for example, a flat shape (for example, a flat rectangular parallelepiped shape), and an edge portion of the sound hole 20 in the first housing 1 and an edge portion of the sound hole 20 in the second housing 2. , And the sound hole 20 is closed. The liquid container 31 is filled with, for example, air and liquid.

液体容器31は、超音波を透過させる材質により構成されている。具体的には、液体容器31は、例えば、アクリル、ABS等の樹脂材料により構成される。   The liquid container 31 is made of a material that transmits ultrasonic waves. Specifically, the liquid container 31 is made of, for example, a resin material such as acrylic or ABS.

また、液体容器31において、音道となる部位、すなわち、圧電振動子10と対向している部位(第1開口1a内に露出している部位)、及び、第2開口2a内に露出している部位には、それぞれ、防水膜(図示略)が貼付されている。防水性と通音声の良好な防水膜の材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、或いは、ポリウレタンポリマー複合材料などが挙げられる。   Further, in the liquid container 31, it is exposed in the part that becomes the sound path, that is, the part that faces the piezoelectric vibrator 10 (the part that is exposed in the first opening 1 a) and the second opening 2 a. A waterproof film (not shown) is affixed to each site. Examples of the waterproof membrane material having good waterproofness and sound transmission include polytetrafluoroethylene or a polyurethane polymer composite material.

音声出力装置100は、更に、音孔20からオフセットして配置され、液体を貯留する液体タンク33と、液体タンク33と液体容器31とを連通させる液体流路34と、液体タンク33の容積を増減させるアクチュエータ32(図3)と、を有する。   The audio output device 100 is further arranged offset from the sound hole 20, and has a liquid tank 33 for storing liquid, a liquid channel 34 for communicating the liquid tank 33 and the liquid container 31, and the volume of the liquid tank 33. And an actuator 32 (FIG. 3) for increasing and decreasing.

液体は、例えば、水、エタノール、或いはシリコーン合成油など、粘度を勘案して選択することができる。液体の粘度は空気のそれより一般に100倍程度大きく、摩擦係数もそれにほぼ比例して大きくなる。このため、液体容器31においては、空気よりも大きく超音波の減衰と非線形歪を起こすことが可能となる。   The liquid can be selected in consideration of viscosity, for example, water, ethanol, or silicone synthetic oil. The viscosity of the liquid is generally about 100 times greater than that of air, and the coefficient of friction also increases substantially proportionally. For this reason, in the liquid container 31, it is possible to cause attenuation and nonlinear distortion of ultrasonic waves larger than air.

アクチュエータ32は、例えば、電磁駆動方式、圧電駆動方式、或いはその他の駆動方式により、液体タンク33の容積を増減させる。
液体タンク33と液体容器31とは、液体流路34を介して連通しているため、液体タンク33の容積が減少すると、液体流路34を介して液体容器31へと液体が供給される。
また、液体タンク33の容積が増大すると、液体流路34を介して液体容器31内の液体が液体タンク33により吸引される。
The actuator 32 increases or decreases the volume of the liquid tank 33 by, for example, an electromagnetic driving method, a piezoelectric driving method, or other driving methods.
Since the liquid tank 33 and the liquid container 31 communicate with each other via the liquid channel 34, when the volume of the liquid tank 33 decreases, the liquid is supplied to the liquid container 31 via the liquid channel 34.
Further, when the volume of the liquid tank 33 increases, the liquid in the liquid container 31 is sucked by the liquid tank 33 through the liquid channel 34.

液体容器31内において、液体に満たされていない領域には空気が充填されている。液体容器31内の液量が減少する際には、空気が膨張するとともに空気の圧力が低下する。液体容器31内の液量が増大する際には、空気が圧縮されるとともに空気の圧力が増大する。   In the liquid container 31, an area not filled with liquid is filled with air. When the amount of liquid in the liquid container 31 decreases, the air expands and the pressure of the air decreases. When the amount of liquid in the liquid container 31 increases, air is compressed and the pressure of the air increases.

上述のように、液体容器31は、音孔20を閉塞している。そして、液体容器31内における液体の充填量を調節することにより、音孔20内において生じる非線形歪を制御することができる。すなわち、液体容器31における液量が多いほど、液体容器31における超音波の減衰と非線形歪は大きくなる。このため、可聴音の音圧が最大となる距離(音孔20からの距離)は、液体容器31内の液量が増大するほど、短くなる傾向がある(図4参照)。   As described above, the liquid container 31 closes the sound hole 20. The nonlinear distortion generated in the sound hole 20 can be controlled by adjusting the filling amount of the liquid in the liquid container 31. That is, as the amount of liquid in the liquid container 31 increases, the attenuation of ultrasonic waves and the nonlinear distortion in the liquid container 31 increase. For this reason, the distance (distance from the sound hole 20) at which the sound pressure of the audible sound becomes maximum tends to become shorter as the liquid amount in the liquid container 31 increases (see FIG. 4).

図3に示すように、音声出力装置100は、更に、各種の表示動作を行うとともに、ユーザによる入力操作を受け付ける操作部としても機能する操作部兼表示部40を有している。すなわち、操作部兼表示部40は、例えば、タッチパネル式の液晶表示装置などにより構成することができ、単なる表示動作を行うだけでなく、GUI(Graphical User Interface)としても機能する。   As shown in FIG. 3, the audio output device 100 further includes an operation unit and display unit 40 that performs various display operations and also functions as an operation unit that receives an input operation by a user. That is, the operation unit / display unit 40 can be configured by, for example, a touch panel type liquid crystal display device and the like, and not only performs a simple display operation but also functions as a GUI (Graphical User Interface).

音声出力装置100は、更に、圧電振動子10、アクチュエータ32、及び、操作部兼表示部40の動作制御を行う制御部50を有している。制御部50は、制御・演算部と、記憶部と、を有し、この記憶部には、テーブル51が記憶保持されている。   The audio output device 100 further includes a control unit 50 that controls the operation of the piezoelectric vibrator 10, the actuator 32, and the operation unit / display unit 40. The control unit 50 includes a control / calculation unit and a storage unit, and a table 51 is stored and held in the storage unit.

このテーブル51は、音孔20から放射される超音波が復調されることにより再生される可聴音が最大となる音孔20からの距離(以下、可聴音音圧最大距離)と、アクチュエータ32の制御用パラメータと、の対応関係を示す情報を含む。   The table 51 includes a distance from the sound hole 20 at which the audible sound reproduced by demodulating the ultrasonic wave radiated from the sound hole 20 is maximized (hereinafter referred to as an audible sound pressure maximum distance), and the actuator 32. It includes information indicating the correspondence between the control parameters.

音声出力装置100は、復調される可聴音の音圧が最大となる距離(音孔20からの距離)を、ユーザが必要に応じて変更できるようになっている。
操作部兼表示部40に対し、ユーザが所望の距離(目標距離)を入力操作すると、制御部50は、この入力された距離に応じてアクチュエータ32を制御することにより、液体タンク33の容積、並びに、液体容器31内の液量をこの入力された距離に応じた最適な容積及び液量に調節する。すなわち、液体容器31内における液体の充填量を、入力された距離に応じた最適な充填量に調節する。この結果、ユーザに入力された距離だけ音孔20から離間した位置において、復調される可聴音の音圧が最大になるように、音声を出力することができる。
このように、音声出力装置100は、距離の入力操作を受け付ける操作部(操作部兼表示部40)を有し、液量調節部は、音孔20から放射される超音波が復調されることにより再生される可聴音が、操作部に入力された距離だけ音孔20から離れた位置において最大となるように、液体容器31内における液体の充填量を調節する。
The audio output device 100 is configured so that the user can change the distance (distance from the sound hole 20) at which the sound pressure of the audible sound to be demodulated is maximum as required.
When the user inputs a desired distance (target distance) to the operation unit / display unit 40, the control unit 50 controls the actuator 32 in accordance with the input distance, whereby the volume of the liquid tank 33, In addition, the liquid amount in the liquid container 31 is adjusted to the optimum volume and liquid amount corresponding to the inputted distance. That is, the filling amount of the liquid in the liquid container 31 is adjusted to the optimum filling amount according to the input distance. As a result, sound can be output so that the sound pressure of the audible sound demodulated is maximized at a position separated from the sound hole 20 by the distance input by the user.
As described above, the audio output device 100 has an operation unit (operation unit / display unit 40) that receives a distance input operation, and the liquid amount adjustment unit demodulates the ultrasonic waves emitted from the sound hole 20. The liquid filling amount in the liquid container 31 is adjusted so that the audible sound reproduced by the above is maximized at a position away from the sound hole 20 by the distance input to the operation unit.

また、制御部50は、アクチュエータ32の動作制御に際しては、ユーザにより入力された距離と対応するアクチュエータ32の制御用パラメータをテーブル51より取得し、当該取得した制御用パラメータを用いて、液体タンク33の容積、並びに、液体容器31内の液量を調節する。   Further, when controlling the operation of the actuator 32, the control unit 50 acquires the control parameter of the actuator 32 corresponding to the distance input by the user from the table 51, and uses the acquired control parameter to liquid tank 33. And the amount of liquid in the liquid container 31 are adjusted.

音声出力装置100は、例えば、携帯通信端末装置であることが挙げられ、その場合、通信機能を実現するための通信部(図示略)を有している。また、音声出力装置100は、通信機能として、通話機能を実現するものであっても良い。更に、音声出力装置100は、音声再生機能の一例として、音楽再生機能を有していても良い。   The audio output device 100 is, for example, a mobile communication terminal device. In that case, the audio output device 100 has a communication unit (not shown) for realizing a communication function. Further, the audio output device 100 may realize a call function as a communication function. Furthermore, the audio output device 100 may have a music reproduction function as an example of the audio reproduction function.

次に、図5乃至図8を参照して一連の動作を説明する。   Next, a series of operations will be described with reference to FIGS.

先ず、通常状態(例えば、音楽を再生しつつ、着信待ち受けをしている状態など)では、例えば、図6に示すように、各種の機能選択ボタンを含む機能選択ボタン群42が、操作部兼表示部40の表示画面41に表示されている。機能選択ボタン群42には、距離選択モードへの移行の要求操作を行うための距離選択ボタン42aが含まれる。
この状態において、制御部50は、距離選択ボタン42aに対する操作の有無を監視している(図5のステップS11)。距離選択ボタン42aへの操作がなされない限り、この監視状態が継続する(ステップS11の判定でNとなった場合、ステップS11の判定が繰り返し実行される)。
First, in a normal state (for example, a state in which music is being played while waiting for an incoming call), for example, as shown in FIG. 6, a function selection button group 42 including various function selection buttons is used as an operation unit. It is displayed on the display screen 41 of the display unit 40. The function selection button group 42 includes a distance selection button 42a for performing a request operation for shifting to the distance selection mode.
In this state, the control unit 50 monitors the presence / absence of an operation on the distance selection button 42a (step S11 in FIG. 5). This monitoring state continues unless the distance selection button 42a is operated (if the determination in step S11 is N, the determination in step S11 is repeatedly executed).

その後、機能選択ボタン群42の距離選択ボタン42aがタッチ操作されたとする。この操作は、タッチパネル式の操作部兼表示部40により検出され、該検出された旨を示す検出信号が操作部兼表示部40から制御部50に入力される。   Thereafter, it is assumed that the distance selection button 42a of the function selection button group 42 is touched. This operation is detected by the touch panel type operation unit / display unit 40, and a detection signal indicating the detection is input from the operation unit / display unit 40 to the control unit 50.

すると、制御部50は、距離選択モードへの移行を要求する操作がなされたと判定する(ステップS11のY)。
続いて、制御部50は、音声出力装置100の動作モードを、距離選択モードへ移行させる。この際、操作部兼表示部40は、制御部50の制御下で、例えば、図7に示すような目標距離選択ウィンドウ43を表示画面41に表示する(目標距離選択画面を表示する)(ステップS12)。
Then, the control unit 50 determines that an operation for requesting transition to the distance selection mode has been performed (Y in step S11).
Subsequently, the control unit 50 shifts the operation mode of the audio output device 100 to the distance selection mode. At this time, the operation unit and display unit 40 displays, for example, a target distance selection window 43 as shown in FIG. 7 on the display screen 41 under the control of the control unit 50 (displays the target distance selection screen) (step) S12).

図7に示すように、目標距離選択ウィンドウ43には、目標距離の選択操作を促すメッセージ(例えば、「目標距離を選択して下さい。」といった文字列)とともに、目標距離の選択候補44が表示される。例えば、5〜10cm、10〜15cm、15〜20cm、・・・、90〜95cm、95〜100cmといったように、5cm刻みで目標距離を選択できるように、それら目標距離が選択候補44として目標距離選択ウィンドウ43に表示される。更に、目標距離選択ウィンドウ43には、例えば、目標距離の選択に用いられるカーソル45が表示される。   As shown in FIG. 7, the target distance selection window 43 displays a target distance selection candidate 44 together with a message prompting a target distance selection operation (for example, a character string such as “Please select a target distance.”). Is done. For example, the target distance is selected as a selection candidate 44 so that the target distance can be selected in increments of 5 cm, such as 5-10 cm, 10-15 cm, 15-20 cm,..., 90-95 cm, 95-100 cm. It is displayed on the selection window 43. Furthermore, in the target distance selection window 43, for example, a cursor 45 used for selecting the target distance is displayed.

この状態において、制御部50は、目標距離のいずれかの選択候補44に対する選択操作の有無を監視している(図5のステップS13)。目標距離のいずれかの選択候補44に対する選択操作がなされない限り、この監視状態が継続する(ステップS13の判定でNとなった場合、ステップS13の判定が繰り返し実行される)。   In this state, the control unit 50 monitors the presence / absence of a selection operation for any of the selection candidates 44 for the target distance (step S13 in FIG. 5). This monitoring state continues unless any selection candidate 44 for the target distance is selected (if the determination in step S13 is N, the determination in step S13 is repeated).

例えば、ユーザが、表示画面41における15〜20cmとの表示箇所に対してタッチ操作を行うと、この操作が、タッチパネル式の操作部兼表示部40により検出され、該検出された旨を示す検出信号が操作部兼表示部40から制御部50に入力される。
すると、制御部50は、カーソル45を15〜20cmとの表示箇所に移動させる表示制御を操作部兼表示部40に対して指令するとともに、目標距離として15〜20cmが選択された(入力された)と判定する(ステップS13のY)。
For example, when the user performs a touch operation on a display location of 15 to 20 cm on the display screen 41, this operation is detected by the touch panel type operation unit and display unit 40, and detection indicating the detection is performed. A signal is input from the operation unit / display unit 40 to the control unit 50.
Then, the control unit 50 instructs the operation unit / display unit 40 to perform display control for moving the cursor 45 to the display position of 15 to 20 cm, and 15 to 20 cm is selected as the target distance (input is performed). ) (Y in step S13).

続いて、制御部50は、選択された目標距離に応じた制御用パラメータをテーブル51より取得し(ステップS14)、例えば図8に示すように、目標距離の切り替えの確認ウィンドウ46を表示画面41に表示する(目標距離の切替の確認画面を表示する)(ステップS15)。   Subsequently, the control unit 50 obtains a control parameter corresponding to the selected target distance from the table 51 (step S14), and displays a target distance switching confirmation window 46 as shown in FIG. (A confirmation screen for switching the target distance is displayed) (step S15).

図8に示すように、確認ウィンドウ46には、例えば、「目標距離として15〜20cmの範囲が選択されました。超音波スピーカの設定を変更してよろしいですか?」というメッセージとともに、「はい」及び「いいえ」の選択ボタン群47と、その何れかの選択ボタンの選択用のカーソル48が表示される。   As shown in FIG. 8, in the confirmation window 46, for example, “Yes, a range of 15 to 20 cm has been selected as the target distance. Are you sure you want to change the setting of the ultrasonic speaker?” ”And“ No ”selection buttons 47 and a cursor 48 for selecting one of the selection buttons are displayed.

この状態において、制御部50は、「はい」又は「いいえ」の選択ボタンに対する選択操作の有無を監視している(図5のステップS16)。「いいえ」が選択された場合(ステップS16のN)、ステップS12からの処理を繰り返す。「はい」が選択された場合(ステップS16のY)、制御部50は、目標距離の設定変更の要否を判断する(ステップS17)。すなわち、これまで設定されていた目標距離と対応する制御用パラメータと、今回選択された目標距離と対応する制御用パラメータとが一致するか否かを判定する。   In this state, the control unit 50 monitors the presence / absence of a selection operation for the “Yes” or “No” selection button (step S16 in FIG. 5). When “No” is selected (N in Step S16), the processing from Step S12 is repeated. When “Yes” is selected (Y in Step S16), the control unit 50 determines whether or not the target distance setting needs to be changed (Step S17). That is, it is determined whether or not the control parameter corresponding to the target distance set so far matches the control parameter corresponding to the currently selected target distance.

その判定の結果、これまで設定されていた目標距離と対応する制御用パラメータと、今回選択された目標距離と対応する制御用パラメータとが同一の場合、制御部50は、設定変更が不要である(ステップS18のN)、すなわちこれまでの設定を継続すれば良いと判定し、図5の処理を終了する。   As a result of the determination, if the control parameter corresponding to the target distance that has been set up to now and the control parameter corresponding to the target distance selected this time are the same, the control unit 50 does not need to change the setting. (N of step S18), that is, it is determined that the setting so far should be continued, and the processing of FIG.

一方、これまで設定されていた目標距離と対応する制御用パラメータと、今回選択された目標距離と対応する制御用パラメータとが異なる場合、制御部50は、設定変更が必要である(ステップS18のY)と判定し、先のステップS14にて取得した制御用パラメータに従って、アクチュエータ32を制御することにより、液体容器31内における液体の充填量を目標距離に応じた充填量に調節する(ステップS19)。
これにより、音孔20から放射される超音波が復調されることにより再生される可聴音が、ユーザにより選択された目標距離だけ音孔20から離れた位置において最大となるように、液体容器31内における液体の充填量を調節することができる。
On the other hand, when the control parameter corresponding to the target distance set so far is different from the control parameter corresponding to the target distance selected this time, the control unit 50 needs to change the setting (in step S18). Y), and by controlling the actuator 32 according to the control parameter acquired in the previous step S14, the liquid filling amount in the liquid container 31 is adjusted to the filling amount corresponding to the target distance (step S19). ).
Thereby, the liquid container 31 is set so that the audible sound reproduced by demodulating the ultrasonic wave radiated from the sound hole 20 becomes maximum at a position away from the sound hole 20 by the target distance selected by the user. The filling amount of the liquid inside can be adjusted.

以上のような実施形態によれば、音声出力装置100は、圧電振動子10を有する発振装置70と、発振装置70にパラメトリックスピーカ用の変調信号を入力するスピーカ制御部と、圧電振動子10から出力される超音波を放射する音孔20と、音孔20に配置された液体容器31と、目標距離を示す情報を取得する操作部兼表示部40と、操作部兼表示部40が取得した情報に応じて液体容器31内における液体の充填量を調節する液量調節部(例えば、液体タンク33、液体流路34、アクチュエータ32及び制御部50)を有するので、音孔20から放射される超音波が復調されることにより再生される可聴音が、ユーザにより選択された目標距離だけ音孔20から離れた位置において最大となるように、液体容器31内における液体の充填量を調節することができる。   According to the embodiment as described above, the audio output device 100 includes the oscillation device 70 having the piezoelectric vibrator 10, the speaker control unit that inputs the modulation signal for the parametric speaker to the oscillation device 70, and the piezoelectric vibrator 10. The sound hole 20 that radiates the output ultrasonic wave, the liquid container 31 disposed in the sound hole 20, the operation unit / display unit 40 that acquires information indicating the target distance, and the operation unit / display unit 40 acquired. Since there is a liquid amount adjusting unit (for example, the liquid tank 33, the liquid channel 34, the actuator 32, and the control unit 50) that adjusts the filling amount of the liquid in the liquid container 31 according to the information, it is emitted from the sound hole 20. The liquid in the liquid container 31 is such that the audible sound reproduced by demodulating the ultrasonic wave is maximized at a position away from the sound hole 20 by the target distance selected by the user. It is possible to adjust the filling amount.

上記の実施形態では、液体流路34に開閉弁を設けても良い。この場合、開閉弁34が開くことにより、液体流路34を介して、液体タンク33と液体容器31とが連通し、液体タンク33と液体容器31との間での液体の流通が可能となる。また、開閉弁34が閉じることにより、液体タンク33と液体容器31との間での液体の流通が遮断される。
また、液体流路34に、該液体流路34を流通する液体の流量を制御する流量制御弁を設けても良い。
In the above embodiment, an opening / closing valve may be provided in the liquid flow path 34. In this case, by opening the on-off valve 34, the liquid tank 33 and the liquid container 31 communicate with each other via the liquid flow path 34, and the liquid can be circulated between the liquid tank 33 and the liquid container 31. . In addition, the flow of the liquid between the liquid tank 33 and the liquid container 31 is blocked by closing the on-off valve 34.
Further, a flow rate control valve for controlling the flow rate of the liquid flowing through the liquid channel 34 may be provided in the liquid channel 34.

上記の実施形態では、ユーザが操作部兼表示部40に対して目標距離の入力(例えば選択)操作を行うことにより、音声出力装置100が目標距離を示す情報を取得する例を説明したが、目標距離を示す情報を、音声出力装置100の外部の装置から取得するようにしても良い。   In the above embodiment, an example has been described in which the audio output device 100 acquires information indicating the target distance when the user performs an input (for example, selection) operation of the target distance on the operation unit and display unit 40. Information indicating the target distance may be acquired from a device external to the audio output device 100.

1 第1筐体
1a 第1開口
2 第2筐体
2a 第2開口
3 接着部
10 圧電振動子
20 音孔
31 液体容器
32 アクチュエータ
33 液体タンク
34 液体流路
40 操作部兼表示部
41 表示画面
42 機能選択ボタン群
42a 距離選択ボタン
43 目標距離選択ウィンドウ
45 カーソル
46 確認ウィンドウ
47 選択ボタン群
48 カーソル
50 制御部
51 テーブル
70 発振装置
71 振動部材
72 支持部
100 音声出力装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st housing | casing 1a 1st opening 2 2nd housing | casing 2a 2nd opening 3 Bonding part 10 Piezoelectric vibrator 20 Sound hole 31 Liquid container 32 Actuator 33 Liquid tank 34 Liquid flow path 40 Operation part and display part 41 Display screen 42 Function selection button group 42a Distance selection button 43 Target distance selection window 45 Cursor 46 Confirmation window 47 Selection button group 48 Cursor 50 Control unit 51 Table 70 Oscillator 71 Vibration member 72 Support unit 100 Audio output device

Claims (5)

圧電振動子を有する発振装置と、
前記発振装置にパラメトリックスピーカ用の変調信号を入力するスピーカ制御部と、
前記圧電振動子から出力される超音波を放射する音孔と、
前記音孔に配置された液体容器と、
目標距離を示す情報を取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記情報に応じて前記液体容器内における液体の充填量を調節する液量調節部と、
を有することを特徴とする音声出力装置。
An oscillation device having a piezoelectric vibrator;
A speaker control unit for inputting a modulation signal for a parametric speaker to the oscillation device;
A sound hole for emitting ultrasonic waves output from the piezoelectric vibrator;
A liquid container disposed in the sound hole;
An acquisition unit for acquiring information indicating a target distance;
A liquid amount adjusting unit that adjusts a filling amount of the liquid in the liquid container according to the information acquired by the acquiring unit;
An audio output device comprising:
前記液量調節部は、
前記音孔からオフセットして配置され、前記液体を貯留する液体タンクと、
前記液体タンクと前記液体容器とを連通させる液体流路と、
前記液体タンクの容積を増減させるアクチュエータと、
を有することを特徴とする請求項1に記載の音声出力装置。
The liquid volume adjusting unit is
A liquid tank disposed offset from the sound hole and storing the liquid;
A liquid flow path for communicating the liquid tank and the liquid container;
An actuator for increasing or decreasing the volume of the liquid tank;
The audio output device according to claim 1, comprising:
前記発振装置を収容する第1筐体と、
前記第1筐体の周囲を覆う第2筐体と、
を有し、
前記第1筐体において前記圧電振動子と対向する位置には、前記第1筐体内外を連通させる第1開口が形成され、
前記第2筐体において前記第1開口と対向する位置には、前記第2筐体内外を連通させる第2開口が形成され、
前記音孔は、前記第1及び第2開口を含んで構成され、
前記液体容器は、前記第1筐体と前記第2筐体との間隔の領域に配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の音声出力装置。
A first housing that houses the oscillation device;
A second housing covering the periphery of the first housing;
Have
A first opening for communicating the inside and the outside of the first housing is formed at a position facing the piezoelectric vibrator in the first housing.
A second opening that communicates the inside and the outside of the second housing is formed at a position facing the first opening in the second housing,
The sound hole includes the first and second openings,
3. The audio output device according to claim 1, wherein the liquid container is disposed in a region having a space between the first housing and the second housing. 4.
前記音孔から放射される超音波が復調されることにより再生される可聴音が最大となる前記音孔からの距離と、前記液量調節部の制御用パラメータと、の対応関係を示すテーブルを記憶した記憶部を有し、
前記液量調節部は、前記取得部が取得した前記情報と対応する前記制御用パラメータを前記テーブルより取得し、当該取得した制御用パラメータを用いて前記液体容器内における前記液体の充填量を調節することを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の音声出力装置。
A table showing a correspondence relationship between the distance from the sound hole where the audible sound reproduced by demodulating the ultrasonic wave radiated from the sound hole is maximized, and the control parameter of the liquid amount adjusting unit; Having a storage section stored,
The liquid amount adjusting unit acquires the control parameter corresponding to the information acquired by the acquiring unit from the table, and adjusts the filling amount of the liquid in the liquid container using the acquired control parameter. The audio output device according to claim 1, wherein the audio output device is an audio output device.
前記取得部は、前記目標距離の入力操作を受け付ける操作部であることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の音声出力装置。   The audio output device according to claim 1, wherein the acquisition unit is an operation unit that receives an input operation of the target distance.
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JP2017152792A (en) * 2016-02-22 2017-08-31 学校法人立命館 Acoustic system, and medium container for use therein, and reproduction method of acoustic signal
CN115499738A (en) * 2022-09-21 2022-12-20 电子科技大学 Programmable parametric array speaker with safety device

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