JP2013150076A - Electronic apparatus and oscillation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パラメトリックスピーカとして機能する電子装置及び発振方法に関する。 The present invention relates to an electronic device that functions as a parametric speaker and an oscillation method.
パラメトリックスピーカは、超音波を変調波として利用するため、志向性が高い。このため、パラメトリックスピーカを電子機器の音声出力デバイスとして使用すると、その電子機器のユーザ以外の人は、音声を認識しにくい。例えば特許文献1には、互いに波長が異なる2種類の超音波を発振し、これら2種類の超音波が重なった領域に可聴音を復調させることが記載されている。また特許文献1には、発振源となるスピーカを機械的に動かさなくても、2種類の超音波それぞれの発振方向を制御できることが記載されている。 Parametric speakers are highly oriented because they use ultrasonic waves as modulated waves. For this reason, when a parametric speaker is used as an audio output device of an electronic device, it is difficult for people other than the user of the electronic device to recognize the sound. For example, Patent Document 1 describes that two types of ultrasonic waves having different wavelengths are oscillated, and an audible sound is demodulated in a region where these two types of ultrasonic waves overlap. Patent Document 1 describes that the oscillation directions of two types of ultrasonic waves can be controlled without mechanically moving a speaker serving as an oscillation source.
パラメトリックスピーカにおいて、可聴音が復調する復調領域を、さらに狭くする技術が望まれている。 In a parametric speaker, a technique for further narrowing a demodulation region in which audible sound is demodulated is desired.
本発明の目的は、パラメトリックスピーカを有しており、可聴音が復調する復調領域をさらに狭くすることができる電子機器及び発振方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an electronic device and an oscillation method that have a parametric speaker and can further narrow a demodulation region in which audible sound is demodulated.
本発明によれば、第1振動子及び第2振動子と、
前記第1振動子及び前記第2振動子を囲むように設けられた壁部材と、
前記第1振動子及び前記第2振動子に発振信号を入力する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記第1振動子に第1音波を発振させるための第1発振信号を入力し、かつ前記第2振動子に、前記第1音波とは進行方向又は指向性が異なる第2音波を発振させるための第2発振信号を入力し、
前記第1音波及び前記第2音波は、いずれも超音波であってパラメトリックスピーカ用の波であり、かつ少なくとも一方の少なくとも一部が前記壁部材で反射し、
前記制御手段は、前記第1音波及び前記第2音波の少なくとも一方を制御することにより、前記第1音波と前記第2音波が重複する重複領域を制御する電子装置が提供される。
According to the present invention, a first vibrator and a second vibrator;
A wall member provided so as to surround the first vibrator and the second vibrator;
Control means for inputting an oscillation signal to the first vibrator and the second vibrator;
With
The control means inputs a first oscillation signal for causing the first vibrator to oscillate a first sound wave, and the second vibrator has a second traveling direction or directivity different from that of the first sound wave. Input the second oscillation signal to oscillate the sound wave,
The first sound wave and the second sound wave are both ultrasonic waves and waves for a parametric speaker, and at least a part of at least one of them is reflected by the wall member,
The control means provides an electronic device that controls an overlapping region where the first sound wave and the second sound wave overlap by controlling at least one of the first sound wave and the second sound wave.
本発明によれば、第1振動子及び第2振動子を、壁部材によって囲み、
前記第1振動子に第1音波を発振させるための第1発振信号を入力し、かつ前記第2振動子に、前記第1音波とは進行方向又は指向性が異なる第2音波を発振させるための第2発振信号を入力し、
前記第1音波及び前記第2音波は、いずれも超音波であってパラメトリックスピーカ用の波であり、かつ少なくとも一方の少なくとも一部が前記壁部材で反射し、
前記第1音波及び前記第2音波の少なくとも一方を制御することにより、前記第1音波と前記第2音波が重複する重複領域を制御する発振方法が提供される。
According to the present invention, the first vibrator and the second vibrator are surrounded by the wall member,
To input a first oscillation signal for oscillating a first sound wave to the first vibrator, and to cause the second vibrator to oscillate a second sound wave having a traveling direction or directivity different from that of the first sound wave. The second oscillation signal of
The first sound wave and the second sound wave are both ultrasonic waves and waves for a parametric speaker, and at least a part of at least one of them is reflected by the wall member,
By controlling at least one of the first sound wave and the second sound wave, an oscillation method for controlling an overlapping region where the first sound wave and the second sound wave overlap is provided.
本発明によれば、パラメトリックスピーカにおいて、可聴音が復調する復調領域を、さらに狭くすることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the demodulation area | region where an audible sound can demodulate in a parametric speaker can be narrowed further.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same components, and the description will be omitted as appropriate.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る電子装置の構成を示す図である。この電子装置は、第1振動子101、第2振動子102、壁部材200、及び制御部50を有している。壁部材200は、第1振動子101及び第2振動子102を囲んでいる。制御部50は、第1音波を発振させるための第1発振信号を第1振動子101に入力する。また制御部50は、第2音波を発振させるための第2発振信号を第2振動子102に入力する。第2音波は、第1音波とは進行方向又は指向性が異なる。第1音波及び第2音波は、いずれも超音波であってパラメトリックスピーカ用の波であり、かつ少なくとも一方の少なくとも一部が壁部材200で反射する。そして制御部50は、第1音波及び第2音波の少なくとも一方を制御することにより、第1音波と第2音波が重複する重複領域20を制御する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an electronic device according to the first embodiment. The electronic device includes a
第1発振信号及び第2発振信号は、例えば、それぞれが可聴音を変調することにより生成されている。この場合、可聴音は、第1音波と第2音波のそれぞれから復調する。そして重複領域20では、復調した可聴音の音圧が高くなる。このため、第1音波の音圧と第2音波の音圧を、単一では人の耳には可聴音が聞こえないが重複すると可聴音が聞こえるように適切に制御することで、可聴音が復調する復調領域を、重複領域20と見なすことができる。この場合、復調領域をさらに狭くすることができる。
The first oscillation signal and the second oscillation signal are generated, for example, by modulating audible sound. In this case, the audible sound is demodulated from each of the first sound wave and the second sound wave. In the
なお、第1音波と第2音波は、可聴音を変調した変調信号でなくても良い。この場合、第1振動子101及び第2振動子102とは異なる発振装置から、可聴音を変調した変調波が出力される。この場合、重複領域20にのみ可聴音が復調するようにすることができる。この技術の詳細は、例えば特許文献1に記載されている通りである。
The first sound wave and the second sound wave may not be modulated signals obtained by modulating audible sound. In this case, a modulated wave obtained by modulating audible sound is output from an oscillation device different from the
本実施形態において、第2振動子102が発振する第2音波は、第1振動子101が発振する第1音波よりも低周波である。このため、第2音波は第一音波よりも指向性が低く、壁部材200で反射する。このため、壁部材200を設けない場合と比較して、重複領域20を狭くすることができる。
In the present embodiment, the second sound wave oscillated by the
なお、第1音波は第1振動子101の共振周波数であることが好ましく、また第2音波は第2振動子102の共振周波数であることが好ましい。特に本実施形態では、第1振動子101及び第2振動子102は、互いに同一の構造を有しており、基本共振周波数は互いに等しい。そして第1音波は、第1振動子101のn次の共振周波数(例えばn=1)であり、第2音波は、第2振動子102のm次(ただしm<n:例えばm=2)の共振周波数である。
The first sound wave is preferably the resonance frequency of the
また、制御部50は、上記したように第1発振信号及び第2発振信号を生成する。これらがパラメトリックスピーカの変調波である場合、ここで用いられる変調方式は、例えばAM(Amplitude Modulation)変調、DSB(Double Side Band)変調、SSB(Single Side Band)変調、又はFM(Frequency Modulation)変調である。
Further, the
以上、本実施形態によれば、第1音波及び第2音波は、いずれも超音波であってパラメトリックスピーカ用の波であり、かつ少なくとも一方の少なくとも一部が壁部材200で反射する。そして制御部50は、第1音波及び第2音波の少なくとも一方を制御することにより、第1音波と第2音波が重複する重複領域20を制御する。従って、パラメトリックスピーカの復調領域を重複領域20と一致するようにすることで、復調領域を狭くすることができる。
As described above, according to the present embodiment, the first sound wave and the second sound wave are both ultrasonic waves and waves for a parametric speaker, and at least a part of at least one of them is reflected by the
(第2の実施形態)
図2は、第2の実施形態に係る電子装置の動作を説明するための図である。本実施形態に係る電子装置は、以下の点を除いて、第1の実施形態に係る電子装置と同様の構成である。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the electronic device according to the second embodiment. The electronic device according to the present embodiment has the same configuration as the electronic device according to the first embodiment except for the following points.
まず、第1音波及び前記第2音波は、進行方向が互いに異なる。制御部50は、例えば特許文献1に記載の技術を用いることにより、第1音波の進行方向及び第2音波の進行方向を制御する。そして第1音波及び第2音波は、壁部材200のうちの互いに異なる部分で反射する。
First, the first sound wave and the second sound wave have different traveling directions. The
本実施形態によっても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、本実施形態において、第1音波と第2音波は、周波数が互いに同一であっても良いし、異なっていても良い。 Also according to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. In the present embodiment, the first sound wave and the second sound wave may have the same frequency or different frequencies.
(第3の実施形態)
図3は、第3の実施形態に係る電子装置の構成を示す図である。本実施形態は、以下の点を除いて第1の実施形態又は第2の実施形態に係る電子装置と同様の構成である。
(Third embodiment)
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of an electronic device according to the third embodiment. The present embodiment has the same configuration as the electronic device according to the first embodiment or the second embodiment except for the following points.
まず、壁部材200の下端には底板210が形成されている。底板210上には、発振装置10が設けられている。発振装置10は、第1振動子101及び第2振動子102を有している。
First, a
図4は、発振装置10の構成を示す平面図である。発振装置10は、複数の振動子100をアレイ状に配置した構造を有している。詳細には、発振装置10は、枠材130を有している。枠材130は、アレイ状の複数の開口を有している。そして各開口内には、振動子100が設けられている。振動子100は、第1振動子101又は第2振動子102として機能する。振動子100が第1振動子101として機能するか第2振動子102として機能するかは、制御部50(図3に図示)が第1発振信号を入力するか第2発振信号を入力するかにより、定められる。
FIG. 4 is a plan view showing the configuration of the
図5は、図4のA−A´断面図である。振動子100は、圧電素子110及び振動部材120を有している。圧電素子110は、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)などの圧電セラミックスにより形成されている。ただし、圧電素子110は、圧電特性を示す高分子材料、例えばポリフッ化ビニリデンにより形成されていてもよい。いずれの場合においても、圧電素子110の平面形状は、振動部材120の平面形状よりも小さい。振動部材120は、シート形状を有しており、アルミニウム合金、リン青銅、チタン、チタン合金、又はステンレスなどの金属により形成されている。そして振動部材120の縁は、枠材130によって保持されている。
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. The
なお、図6に示すように、振動部材120の下に、第2振動部材140が位置していてもよい。第2振動部材140の平面形状は、振動部材120よりも大きい。そして枠材130は、第2振動部材140の縁を保持している。第2振動部材140は、振動部材120よりも剛性が低い材料により形成されている。このため、第2振動部材140の剛性は振動部材120よりも高い。第2振動部材140は、ウレタン、PET(Polyethylene terephthalate)、ポリエチレンなどの樹脂材料により形成されている。なお、振動部材120の材料は、アルミニウム合金、リン青銅、チタン、チタン合金、又はステンレスなどの金属のほかに、第2振動部材140よりも剛性が高い樹脂材料、例えばエポキシ樹脂、アクリル、ポリイミド、又はポリカーボネートであっても良い。
As shown in FIG. 6, the
以上、本実施形態によっても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、アレイ状に配置された振動子100のいずれを第1振動子101及び第2振動子102として使用するかを、電気的に変更することができる。従って、第1振動子101及び第2振動子の位置を、所望する重複領域20の位置に最も適するように変更することができる。
As described above, also according to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. In addition, it is possible to electrically change which of the
(第4の実施形態)
図7は、第4の実施形態に係る電子機器300の構成を示す平面図である。本実施形態に係る電子機器300は、携帯型の電子機器、例えば携帯通信端末、携帯型パーソナルコンピュータ、携帯型ゲーム機器、携帯型音声再生装置、又は携帯型映像再生装置である。ただし、電子機器300はこれら以外の機器であっても良い。電子機器300は、ディスプレイ302及び発振装置10を有している。発振装置10はスピーカとして使用される。
(Fourth embodiment)
FIG. 7 is a plan view showing a configuration of an
発振装置10の構成は、第2の実施形態に示した通りである。なお、壁部材200は、電子機器300の筐体に設けられた音孔の側面であってもよい。
The configuration of the
また電子機器300は、撮像部304を有している。撮像部304は、電子機器300のユーザの顔を撮像する。制御部50は、撮像部304が撮像したユーザの顔画像を処理することで、ユーザの耳の位置を判断する。そして制御部50は、判断した耳の位置に合わせて、第1振動子101に入力する第1発振信号及び第2振動子102に入力する第2発振信号を制御する。
The
本実施形態によっても、第2の実施形態と同様の効果を得ることができる。 According to this embodiment, the same effect as that of the second embodiment can be obtained.
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, these are the illustrations of this invention, Various structures other than the above are also employable.
10 発振装置
20 重複領域
50 制御部
100 振動子
101 第1振動子
102 第2振動子
110 圧電素子
120 振動部材
130 枠材
140 第2振動部材
200 壁部材
210 底板
300 電子機器
302 ディスプレイ
304 撮像部
10
Claims (10)
前記第1振動子及び前記第2振動子を囲むように設けられた壁部材と、
前記第1振動子及び前記第2振動子に発振信号を入力する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記第1振動子に第1音波を発振させるための第1発振信号を入力し、かつ前記第2振動子に、前記第1音波とは進行方向又は指向性が異なる第2音波を発振させるための第2発振信号を入力し、
前記第1音波及び前記第2音波は、いずれも超音波であってパラメトリックスピーカ用の波であり、かつ少なくとも一方の少なくとも一部が前記壁部材で反射し、
前記制御手段は、前記第1音波及び前記第2音波の少なくとも一方を制御することにより、前記第1音波と前記第2音波が重複する重複領域を制御する電子装置。 A first vibrator and a second vibrator;
A wall member provided so as to surround the first vibrator and the second vibrator;
Control means for inputting an oscillation signal to the first vibrator and the second vibrator;
With
The control means inputs a first oscillation signal for causing the first vibrator to oscillate a first sound wave, and the second vibrator has a second traveling direction or directivity different from that of the first sound wave. Input the second oscillation signal to oscillate the sound wave,
The first sound wave and the second sound wave are both ultrasonic waves and waves for a parametric speaker, and at least a part of at least one of them is reflected by the wall member,
The control device is an electronic device that controls an overlapping region where the first sound wave and the second sound wave overlap by controlling at least one of the first sound wave and the second sound wave.
前記第2音波は、前記第1音波よりも周波数が小さく、少なくとも一部が前記壁部材で反射する電子装置。 The electronic device according to claim 1,
The electronic device in which the second sound wave has a frequency smaller than that of the first sound wave and at least a part of the second sound wave is reflected by the wall member.
前記第1振動子及び前記第2振動子は互いに同一の構造を有しており、
前記第1音波は前記第1振動子のn次の共振周波数であり、
前記第2音波は、前記第2振動子のm次(ただしm<n)の共振周波数である電子装置。 The electronic device according to claim 2.
The first vibrator and the second vibrator have the same structure,
The first sound wave is an n-th resonance frequency of the first vibrator;
The electronic device, wherein the second sound wave has an m-th order (where m <n) resonance frequency of the second vibrator.
前記第1音波及び前記第2音波は、進行方向が互いに異なり、かつ前記壁部材の互いに異なる部分で反射する電子装置。 The electronic device according to claim 1,
The electronic device in which the first sound wave and the second sound wave have different traveling directions and are reflected by different portions of the wall member.
前記第1音波及び前記第2音波それぞれから可聴音が復調する電子装置。 The electronic device according to any one of claims 1 to 4,
An electronic device that demodulates audible sound from each of the first sound wave and the second sound wave.
前記第1振動子に第1音波を発振させるための第1発振信号を入力し、かつ前記第2振動子に、前記第1音波とは進行方向又は指向性が異なる第2音波を発振させるための第2発振信号を入力し、
前記第1音波及び前記第2音波は、いずれも超音波であってパラメトリックスピーカ用の波であり、かつ少なくとも一方の少なくとも一部が前記壁部材で反射し、
前記第1音波及び前記第2音波の少なくとも一方を制御することにより、前記第1音波と前記第2音波が重複する重複領域を制御する発振方法。 The first vibrator and the second vibrator are surrounded by a wall member,
To input a first oscillation signal for oscillating a first sound wave to the first vibrator, and to cause the second vibrator to oscillate a second sound wave having a traveling direction or directivity different from that of the first sound wave. The second oscillation signal of
The first sound wave and the second sound wave are both ultrasonic waves and waves for a parametric speaker, and at least a part of at least one of them is reflected by the wall member,
An oscillation method for controlling an overlapping region in which the first sound wave and the second sound wave overlap by controlling at least one of the first sound wave and the second sound wave.
前記第2音波は、前記第1音波よりも周波数が小さく、少なくとも一部が前記壁部材で反射する発振方法。 The oscillation method according to claim 6, wherein
The oscillation method in which the second sound wave has a frequency smaller than that of the first sound wave and at least a part of the second sound wave is reflected by the wall member.
前記第1振動子及び前記第2振動子は互いに同一の構造を有しており、
前記第1音波は前記第1振動子のn次の共振周波数であり、
前記第2音波は、前記第2振動子のm次(ただしm<n)の共振周波数である発振方法。 The oscillation method according to claim 7,
The first vibrator and the second vibrator have the same structure,
The first sound wave is an n-th resonance frequency of the first vibrator;
The oscillation method in which the second sound wave has an m-th (where m <n) resonance frequency of the second vibrator.
前記第1音波及び前記第2音波は、進行方向が互いに異なり、かつ前記壁部材の互いに異なる部分で反射する発振方法。 The oscillation method according to claim 6, wherein
The oscillation method in which the first sound wave and the second sound wave have different traveling directions and are reflected by different portions of the wall member.
前記第1音波及び前記第2音波それぞれから可聴音が復調する発振方法。 In the oscillation method as described in any one of Claims 6-9,
An oscillation method in which audible sound is demodulated from each of the first sound wave and the second sound wave.
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Cited By (1)
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WO2020085047A1 (en) * | 2018-10-23 | 2020-04-30 | ピクシーダストテクノロジーズ株式会社 | Ultrasonic speaker |
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2012
- 2012-01-17 JP JP2012007480A patent/JP2013150076A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2020085047A1 (en) * | 2018-10-23 | 2020-04-30 | ピクシーダストテクノロジーズ株式会社 | Ultrasonic speaker |
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