JP2013243601A - 電子機器、電子機器の制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】振動体により振動する筐体からの音漏れによるエコーを低減する。
【解決手段】本発明に係る電子機器１は、圧電素子３０と、該圧電素子３０により振動する振動板１０と、マイク（４２、４３）と、イコライザ４４とを備え、当該振動板１０により、気導音と、人体の一部を振動させて伝える振動音とを発生させる電子機器１において、前記マイク（４２、４３）により収集された前記気導音の音量が所定の閾値を超えたとき、前記イコライザ４４は、前記気導音の高周波数帯域より低周波数帯域を強調する低域強調設定を行う。
【選択図】図１
【解決手段】本発明に係る電子機器１は、圧電素子３０と、該圧電素子３０により振動する振動板１０と、マイク（４２、４３）と、イコライザ４４とを備え、当該振動板１０により、気導音と、人体の一部を振動させて伝える振動音とを発生させる電子機器１において、前記マイク（４２、４３）により収集された前記気導音の音量が所定の閾値を超えたとき、前記イコライザ４４は、前記気導音の高周波数帯域より低周波数帯域を強調する低域強調設定を行う。
【選択図】図１
Description
この発明は、圧電素子に所定の電気信号（音声信号）を印加することでパネルを振動させ、当該パネルの振動を人体に伝達させることにより気導音と振動音とを利用者に伝える電子機器及び電子機器の制御方法に関する。
特許文献１には、携帯電話などの電子機器として、気導音と骨導音とを利用者に伝えるものが記載されている。また、特許文献１には、気導音とは、物体の振動に起因する空気の振動が外耳道を通って鼓膜に伝わり、鼓膜が振動することによって利用者の聴覚神経に伝わる音であることが記載されている。また、特許文献１には、骨導音とは、振動する物体に接触する利用者の体の一部（例えば外耳の軟骨）を介して利用者の聴覚神経に伝わる音であることが記載されている。
特許文献１に記載された電話機では、圧電バイモルフ及び可撓性物質からなる短形板状の振動体が、筐体の外面に弾性部材を介して取り付けられる旨が記載されている。また、特許文献１には、この振動体の圧電バイモルフに電圧が印加されると、圧電材料が長手方向に伸縮することにより振動体が湾曲振動し、利用者が耳介に振動体を接触させると、気導音と骨導音とが利用者に伝えられることが記載されている。
特許文献１に記載の電子機器は、振動体により電話機の筐体が振動する。使用者は、気導音及び骨導音を適切に聴くために、筐体の所定位置に耳を当てる必要がある。使用者の耳当て位置がずれた場合、気導音の音漏れが集音マイクに伝わりエコーが発生する場合があるが、特許文献１では、当該エコー対策について考慮されていない。
本発明の目的は、振動体により振動する筐体からの音漏れによるエコーを低減することができる電子機器及び電子機器の制御方法を提供することにある。
本発明による電子機器は、圧電素子と、該圧電素子により振動する振動板と、マイクと、イコライザとを備え、当該振動板により、気導音と、人体の一部を振動させて伝える振動音とを発生させる電子機器において、
前記マイクにより収集された前記気導音の音量が所定の閾値を超えたとき、前記イコライザは、前記気導音の高周波数帯域より低周波数帯域を強調する低域強調設定を行う、ものである。
前記マイクにより収集された前記気導音の音量が所定の閾値を超えたとき、前記イコライザは、前記気導音の高周波数帯域より低周波数帯域を強調する低域強調設定を行う、ものである。
前記マイクは、使用者の音声を収集する第１マイクであり、前記第１マイクにより収集された前記気導音の音量が第１閾値を超えたとき、前記イコライザは、前記低域強調設定を行ってもよい。
前記振動板は、筐体の使用者の耳が当接される予定の当接予定領域に位置し、前記第１マイクは、前記筐体の使用者の口に近くなる口近傍領域に配置されていてもよい。
前記マイクは、周囲音を収集する第２マイクであり、前記第２マイクにより収集された前記気導音の音量が第２閾値を超えたとき、前記イコライザは、前記低域強調設定を行ってもよい。
前記振動板は、筐体の使用者の耳が当接される予定の当接予定領域に位置し、前記第２マイクは、前記筐体の前記振動板とは逆側の面に配置されていてもよい。
前記マイクとして、使用者の音声を収集する第１マイク及び周囲音を収集する第２マイクを備え、前記第１マイクにより収集された前記気導音の音量が第１閾値を超えたとき、又は、前記第２マイクにより収集された前記気導音の音量が第２閾値を超えたとき、前記イコライザは、前記低域強調設定を行ってもよい。
また、本発明による電子機器の制御方法は、圧電素子と、該圧電素子により振動する振動板と、マイクと、イコライザとを備え、当該振動板により、気導音と、人体の一部を振動させて伝える振動音とを発生させる電子機器の制御方法であって、
前記マイクにより収集された前記気導音の音量が所定の閾値を超えたとき、前記イコライザが、前記気導音の高周波数帯域より低周波数帯域を強調する低域強調設定ステップを含む、ものである。
前記マイクにより収集された前記気導音の音量が所定の閾値を超えたとき、前記イコライザが、前記気導音の高周波数帯域より低周波数帯域を強調する低域強調設定ステップを含む、ものである。
また、前記マイクは、使用者の音声を収集する第１マイクであり、
前記第１マイクにより収集された前記気導音の音量が第１閾値を超えたとき、前記イコライザは、前記低域強調設定ステップを行ってもよい。
前記第１マイクにより収集された前記気導音の音量が第１閾値を超えたとき、前記イコライザは、前記低域強調設定ステップを行ってもよい。
また、前記マイクは、周囲音を収集する第２マイクであり、
前記第２マイクにより収集された前記気導音の音量が第２閾値を超えたとき、前記イコライザは、前記低域強調設定ステップを行ってもよい。
前記第２マイクにより収集された前記気導音の音量が第２閾値を超えたとき、前記イコライザは、前記低域強調設定ステップを行ってもよい。
前記電子機器は、前記マイクとして、使用者の音声を収集する第１マイク及び周囲音を収集する第２マイクを備え、
前記第１マイクにより収集された前記気導音の音量が第１閾値を超えたとき、又は、前記第２マイクにより収集された前記気導音の音量が第２閾値を超えたとき、前記イコライザは、前記低域強調設定ステップを行ってもよい。
前記第１マイクにより収集された前記気導音の音量が第１閾値を超えたとき、又は、前記第２マイクにより収集された前記気導音の音量が第２閾値を超えたとき、前記イコライザは、前記低域強調設定ステップを行ってもよい。
また、本発明による電子機器は、圧電素子と、該圧電素子により振動する振動板と、メインマイクと、サブマイクと、制御部と、を備え、当該振動板により、気導音と、人体の一部を振動させて伝える振動音とを発生させる電子機器において、
前記第１マイクにより収集された前記気導音の音量と、前記第２マイクにより集音された前記気導音の音量との差が所定の閾値を超えたとき、前記制御部は、前記振動板の振動を抑制あるいは低減するように前記圧電素子を制御する、ものである。
前記第１マイクにより収集された前記気導音の音量と、前記第２マイクにより集音された前記気導音の音量との差が所定の閾値を超えたとき、前記制御部は、前記振動板の振動を抑制あるいは低減するように前記圧電素子を制御する、ものである。
また、本発明による電子機器の制御方法は、圧電素子と、該圧電素子により振動する振動板と、メインマイクと、サブマイクと、制御部と、を備え、当該振動板により、気導音と、人体の一部を振動させて伝える振動音とを発生させる電子機器の制御方法であって、
前記第１マイクにより収集された前記気導音の音量と、前記第２マイクにより集音された前記気導音の音量との差が所定の閾値を超えたとき、前記制御部が、前記振動板の振動を抑制あるいは低減するように前記圧電素子を制御するステップを含む、ものである。
前記第１マイクにより収集された前記気導音の音量と、前記第２マイクにより集音された前記気導音の音量との差が所定の閾値を超えたとき、前記制御部が、前記振動板の振動を抑制あるいは低減するように前記圧電素子を制御するステップを含む、ものである。
本発明に係る電子機器及び電子機器の制御方法によれば、振動体により振動する筐体からの音漏れによるエコーを低減することが可能となる。
以降、諸図面を参照しながら、本発明の実施態様を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電子機器１の機能ブロックを示す図である。電子機器１は、例えば携帯電話（スマートフォン）であって、パネル１０と、表示部２０と、圧電素子３０と、入力部４０と、制御部５０と、を備える。さらに、電子機器１は、送受信部４１と、メインマイク４２（第１マイク）と、サブマイク４３（第２マイク）と、イコライザ４４とを備える。送受信部４１は、公知の構成からなり、基地局等を介して通信ネットワークに無線接続される。メインマイク４２及びサブマイク４３はそれぞれコンデンサマイク等の公知のマイクからなり、送受信部４１を介しての通話時に使用者が発する音声や周囲音等を集音する。メインマイク４２は、主に使用者の音声を収集するものであり、筐体の使用者の口に近くなる口近傍領域に配置される。サブマイク４３は、主に周囲音を収集するものであり、電子機器１の筐体のパネル１０とは逆側の面に配置されている。イコライザ４４は、振動により発生する気導音の周波数特性を調整するものであり、具体的には、制御部５０から圧電素子３０に印加される電気信号を調整する。
パネル１０は、接触を検出するタッチパネル、または表示部２０を保護するカバーパネル等である。パネル１０は、圧電素子３０により振動する振動板として機能する。パネル１０は、筐体の使用者の耳が当接される予定の当接予定領域に位置するものである。例えば、当接予定領域は、使用者の耳が当接される筐体前面である。パネル１０は、例えばガラス、またはアクリル等の合成樹脂により形成される。パネル１０の形状は板状であるとよい。パネル１０は、平板であってもよいし、表面が滑らかに傾斜する曲面パネルであってもよい。パネル１０は、タッチパネルである場合、利用者の指、ペン、又はスタイラスペン等の接触を検出する。タッチパネルの検出方式は、静電容量方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式（又は超音波方式）、赤外線方式、電磁誘導方式、及び荷重検出方式等の任意の方式を用いることができる。
表示部２０は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、又は無機ＥＬディスプレイ等の表示デバイスである。表示部２０は、パネル１０の背面に設けられる。表示部２０は、接合部材（例えば接着剤）によりパネル１０の背面に配設される。表示部２０は、パネル１０と離間して配設され、電子機器１の筐体により支持されてもよい。
圧電素子３０は、電気信号（電圧）を印加することで、構成材料の電気機械結合係数に従い伸縮または湾曲する素子である。これらの素子は、例えばセラミック製や水晶からなるものが用いられる。圧電素子３０は、ユニモルフ、バイモルフまたは積層型圧電素子であってよい。積層型圧電素子には、バイモルフを積層した（例えば１６層または２４層積層した）積層型バイモルフ素子が含まれる。積層型の圧電素子は、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）からなる複数の誘電体層と、該複数の誘電体層間に配置された電極層との積層構造体から構成される。ユニモルフは、電気信号（電圧）が印加されると伸縮し、バイモルフは、電気信号（電圧）が印加されると湾曲する。
圧電素子３０は、パネル１０の背面（電子機器１の内部側の面）に配置される。圧電素子３０は、接合部材（例えば両面テープ）によりパネル１０に取り付けられる。圧電素子３０は、中間部材（例えば板金）を介してパネル１０に取り付けられてもよい。圧電素子３０は、パネル１０の背面に配置された状態で、筐体６０の内部側の表面と所定の距離だけ離間している。圧電素子３０は、伸縮または湾曲した状態でも、筐体６０の内部側の表面と所定の距離だけ離間しているとよい。すなわち、圧電素子３０と筐体６０の内部側の面との間の距離は、圧電素子３０の最大変形量よりも大きいとよい。
入力部４０は、利用者からの操作入力を受け付けるものであり、例えば、操作ボタン（操作キー）から構成される。なお、パネル１０がタッチパネルである場合には、パネル１０も利用者からの接触を検出することにより、利用者からの操作入力を受け付けることができる。
制御部５０は、電子機器１を制御するプロセッサである。制御部５０は、イコライザ４４を介して圧電素子３０に所定の電気信号（音声信号に応じた電圧）を印加する。制御部５０が圧電素子３０に対して印加する電圧は、例えば、振動音ではなく気導音による音の伝導を目的とした所謂パネルスピーカの印加電圧である±５Ｖよりも高い、±１５Ｖであってよい。これにより、利用者が例えば３Ｎ以上の力（５Ｎ〜１０Ｎの力）で自身の体にパネル１０を押し付けた場合であっても、パネル１０に十分な振動を発生させ、利用者の体の一部を介する振動音を発生させることができる。尚、どの程度の印加電圧を用いるかは、パネル１０の筐体または支持部材に対する固定強度もしくは圧電素子３０の性能に応じて適宜調整可能である。制御部５０が圧電素子３０に電気信号を印加すると、圧電素子３０は長手方向に伸縮または湾曲する。このとき、圧電素子３０が取り付けられたパネル１０は、圧電素子３０の伸縮または湾曲にあわせて変形し、パネル１０が振動する。このため、パネル１０は、気導音を発生させるとともに、利用者が体の一部（例えば外耳の軟骨）を接触させた場合、体の一部を介する振動音を発生させる。例えば、制御部５０は、例えば通話相手の音声に係る音声信号に応じた電気信号を圧電素子３０に印加させ、その音声信号に対応する気導音及び振動音を発生させることができる。音声信号は、着信メロディ、または音楽を含む楽曲等に係るものであってもよい。なお、電気信号にかかる音声信号は、電子機器１の内部メモリに記憶された音楽データに基づくものでもよいし、外部サーバ等に記憶されている音楽データがネットワークを介して再生されるものであってもよい。
パネル１０は、圧電素子３０が取り付けられた取付領域だけでなく、取付領域から離れた領域も振動する。パネル１０は、振動する領域において、当該パネル１０の主面と交差する方向に振動する箇所を複数有し、当該複数の箇所の各々において、振動の振幅の値が、時間とともにプラスからマイナスに、あるいはその逆に変化する。パネル１０は、ある瞬間において、振動の振幅が相対的に大きい部分と振動の振幅が相対的に小さい部分とが一見パネル１０の略全体にランダムにあるいは周期的に分布した振動をする。即ちパネル１０全域にわたって、複数の波の振動が検出される。利用者が例えば５Ｎ〜１０Ｎの力で自身の体にパネル１０を押し付けた場合であっても、パネル１０の上述したような振動が減衰しないためには、制御部５０が圧電素子３０に対して印加する電圧は、±１５Ｖであってよい。そのため、利用者は、上述したパネル１０の取付領域から離れた領域に耳を接触させて音を聞くことができる。
ここで、パネル１０は、利用者の耳とほぼ同じ大きさであってよい。また、パネル１０は、図２に示すように、利用者の耳よりも大きいものであってもよい。この場合、利用者が音を聞く際、電子機器１のパネル１０により耳全体が覆われやすいことから、周囲音（ノイズ）を外耳道に入りにくくできる。パネル１０は、対耳輪下脚（下対輪脚）から対耳珠までの間の距離に相当する長さと、耳珠から対耳輪までの間の距離に相当する幅とを有する領域よりも広い領域が振動すればよい。パネル１０は、好ましくは、耳輪における対耳輪上脚（上対輪脚）近傍の部位から耳垂までの間の距離に相当する長さと、耳珠から耳輪における対耳輪近傍の部位までの間の距離に相当する幅を有する領域が振動すればよい。上記の長さおよび幅を有する領域は、長方形状の領域であってもよいし、上記の長さを長径、上記の幅を短径とする楕円形状であってもよい。日本人の耳の平均的な大きさは、社団法人 人間生活工学研究センター（ＨＱＬ）作成の日本人の人体寸法データベース（１９９２−１９９４）等を参照すれば知ることができる。尚、パネル１０が日本人の耳の平均的な大きさ以上の大きさであれば、パネル１０は概ね外国人の耳全体を覆うことができる大きさであると考えられる。
上記の電子機器１は、パネル１０の振動により、気導音と、利用者の体の一部（例えば外耳の軟骨）を介する振動音とを利用者に伝えることができる。そのため、従来のダイナミックレシーバと同等の音量の音を出力する場合、パネル１０が振動することで空気の振動により電子機器１の周囲へ伝わる音は、ダイナミックレシーバと比較して少ない。したがって、例えば録音されたメッセージを電車内等で聞く場合等に適している。
また、上記の電子機器１は、パネル１０の振動によって振動音を伝えるため、例えば利用者がイヤホンまたはヘッドホンを身につけていても、それらに電子機器１を接触させることで、利用者はイヤホンまたはヘッドホンおよび体の一部を介して音を聞くことができる。
上記の電子機器１は、パネル１０の振動により利用者に音を伝える。そのため、電子機器１が別途ダイナミックレシーバを備えない場合、音声伝達のための開口部（放音口）を筐体に形成する必要がなく、電子機器１の防水構造が簡略化できる。尚、電子機器１がダイナミックレシーバを備える場合、放音口は、気体は通すが液体は通さない部材によって閉塞されるとよい。気体は通すが液体は通さない部材は、例えばゴアテックス（登録商標）である。
さらに、上記の電子機器１は、使用者の筐体への耳当て位置がずれた場合に発生する音漏れによるエコーを低減させる。振動により発生する気導音及び振動音を適切に聴くために、使用者は筐体の所定位置に耳を当てる必要がある。使用者の筐体への耳当て位置がずれた場合、気導音の音漏れが集音マイクに伝わりエコーが発生する。図３は、耳当て位置によるエコー発生の概要を示す図である。図３（ａ）は適切な耳当て位置の一例であり、図３（ｂ）は耳当て位置がずれた場合の一例を示す場合である。適切な耳当て位置とずれた耳当て位置とを比較すると、ずれた耳当て位置の場合、振動による気導音が周囲に音漏れしやすく、受話音声がメインマイク及びサブマイクに伝わることによりエコーが発生することになる。
ここで、圧電素子３０によりパネル１０を振動させる圧電レシーバでは、一般的なダイナミックレシーバと比較して、高い周波数成分における音漏れの量が大きくなる。図４は、各レシーバの音漏れ特性の一例を示す図である。図示の通り、圧電レシーバでは、ダイナミックレシーバと比較して、特に２ｋＨｚ以上の高い周波数成分において音漏れ量が多くなっている。そのため、イコライザ４４は、各マイクにより収集された気導音の音量が所定の閾値を越えたとき、気導音の高周波数帯域より低周波数帯域を強調する低域強調設定を行う。これにより、音漏れ量の多い高周波数帯域の音量が抑えられ、また低周波数帯域の音量が大きくなるため、受話特性を満足しつつ、音漏れによるエコーを低減することが可能となる。なお、高周波数帯域より低周波数帯域を強調する低域強調設定には、低周波数帯域に対しては特に何もせず、高周波数域だけを抑えるあるいは低減することや、高周波数帯域に対しては特に何もせず、低周波数域だけを強調することを含んでよい。また、高周波数帯域より低周波数帯域を強調する低域強調設定には、全体の音量自体の調整とは無関係にこれらの調整を行ってもよいし、各周波数帯域毎の調整を行うと同時に全体の音量を小さくしたり、あるいは大きくしたりする処理を含んでよい。
例えば、イコライザ４４は、低域強調設定において、２ｋＨｚよりも高い周波数成分を減少させ、２ｋＨｚ以下の周波数成分を強調して圧電素子３０を振動させることができる。これにより、特に音漏れの生じやすい高域周波数において、圧電素子３０の振動量を低減させ、音漏れを抑制あるいは低減することが可能となる。なお、音漏れ特性は電子機器１の構成に応じて変化するものであるため、所定の閾値は２ｋＨｚに限定されないことは言うまでもない。例えば、音声通話にかかる再生音信号は、０．４ｋＨｚから３．４ｋＨｚまでの周波数の音を含み、所定の閾値は、０．４ｋＨｚから３．４ｋＨｚまでの間の値で設定することができる。これにより、受話特性を満足しつつ、音漏れを防止することが可能となる。あるいは、人間の可聴域において１００Ｈｚごとや５００Ｈｚごとに減衰率（あるいは上昇率）を細かく設定してもよい。
図５は、メインマイク４２が集音した気導音に基づく低域強調設定のフローチャートを示す図である。通話開始後、メインマイク４２は、パネル１０からの気導音を集音する（ステップＳ１０１）。気導音の検出は、例えば、制御部５０により、メインマイク４２の出力信号を一定時間サンプリングし、そのサンプリング出力を、伝送する音声周波数帯域内で周波数解析して検出することができる。制御部５０は、メインマイク４２により集音された気導音が第１閾値を超えるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。第１閾値はメインマイク４２でエコーが発生しているか判定する基準であって、電子機器１の実装構成や使用条件等により適宜設定できるものである。メインマイク４２により集音された気導音が第１閾値を超えるとき（ステップＳ１０２のＹｅｓ）、制御部５０はその旨をイコライザ４４に通知し、イコライザ４４は、高周波数帯域より低周波数帯域を強調する低域強調設定を行う（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０１〜１０３の処理は、いずれかの話者からの終話要求があるまで繰り返し行われる（ステップＳ１０４）。これにより、使用者の音を収集するために入力信号をカットできないメインマイク４２におけるエコーの影響を的確に判定し、エコーを低減することが可能となる。
図６は、サブマイク４３が集音した気導音に基づく低域強調設定のフローチャートを示す図である。通話開始後、サブマイク４３は、パネル１０からの気導音を集音する（ステップＳ２０１）。気導音の検出は、例えば、制御部５０により、サブマイク４３の出力信号を一定時間サンプリングし、そのサンプリング出力を、伝送する音声周波数帯域内で周波数解析して検出することができる。制御部５０は、サブマイク４３により集音された気導音が第２閾値を超えるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。第２閾値はサブマイク４３でエコーが発生しているか判定する基準であって、電子機器１の実装構成や使用条件等により適宜設定できるものである。サブマイク４３により集音された気導音が第２閾値を超えるとき（ステップＳ２０２のＹｅｓ）、制御部５０はその旨をイコライザ４４に通知し、イコライザ４４は、高周波数帯域より低周波数帯域を強調する低域強調設定を行う（ステップＳ２０３）。ステップＳ２０１〜２０３の処理は、いずれかの話者からの終話要求があるまで繰り返し行われる（ステップＳ２０４）。これにより、周囲に漏れる音を的確に判定し、エコーを低減することが可能となる。
図７は、メインマイク４２及びサブマイク４３が集音した気導音に基づく低域強調設定のフローチャートを示す図である。通話開始後、メインマイク４２は、パネル１０からの気導音を集音する（ステップＳ３０１）。また、サブマイク４３は、パネル１０からの気導音を集音する（ステップＳ３０２）。制御部５０は、メインマイク４２により集音された気導音が第１閾値を超えるか否か、又は、サブマイク４３により集音された気導音が第２閾値を超えるか否かを判定する（ステップＳ３０３）。メインマイク４２により集音された気導音が第１閾値を超えるか、又は、サブマイク４３により集音された気導音が第２閾値を超えるとき（ステップＳ３０３のＹｅｓ）、制御部５０はその旨をイコライザ４４に通知し、イコライザ４４は、高周波数帯域より低周波数帯域を強調する低域強調設定を行う（ステップＳ３０４）。ステップＳ３０１〜３０４の処理は、いずれかの話者からの終話要求があるまで繰り返し行われる（ステップＳ３０５）。これにより、メインマイク４２におけるエコーの影響や、周囲に漏れる音を的確に判定して、エコーを低減することが可能となる。
また、電子機器１において、音漏れによるエコーが発生した場合、制御部５０が気導音の音量を下げることによって、エコーを低減することができる。図８は、受話音量レベル設定のフローチャートである。通話開始後、制御部５０は、受話音声を再生する受話音量レベルを設定する（ステップＳ４０１）。ここで、制御部５０は、設定された受話音量レベルに基づき、圧電素子３０に印加する電気信号の強弱を調整するものである。次いで、メインマイク４２は、パネル１０からの気導音を集音する（ステップＳ４０２）。また、サブマイク４３は、パネル１０からの気導音を集音する（ステップＳ４０３）。制御部５０は、サブマイク４３により集音された気導音と、メインマイク４２により集音された気導音との差分が、第３閾値を超えるか否かを判定する（ステップＳ４０３）。例えば、圧電レシーバからの音漏れが大きい場合、メインマイク４２及びサブマイク４３の両方に気導音が入力される。ここで、サブマイク４３は、メインマイク４２に比べ圧電素子３０の近傍に配置されるため、サブマイク４３で集音される気導音はメインマイク４２で集音される気導音に比べて大きくなる。第３閾値は、サブマイク４３により集音された気導音とメインマイク４２により集音された気導音との差分に基づきエコーが発生しているか判定する基準であって、電子機器１の実装構成や使用条件等により適宜設定できるものである。サブマイク４３により集音された気導音とメインマイク４２により集音された気導音との差分が第３閾値を超える場合、制御部５０は、現在の受話音量レベルから所定のオフセット値を引いた値を新たな受話音量レベルとして設定する（ステップＳ４０５）。これにより、制御部５０は、パネル１０の振動を抑制あるいは低減するように圧電素子３０を制御するため、音漏れによるエコーを低減することができる。なお、所定のオフセット値は、電子機器１の実装構成や使用条件等により適宜設定できるものである。ステップＳ４０２〜４０５の処理は、いずれかの話者からの終話要求があるまで繰り返し行われる（ステップＳ４０６）。これにより、音漏れ発生時にエコーを低減することが可能となる。
（第１の実施形態）
図９は第１の実施形態に係る電子機器１の実装構造を示す図である。図９（ａ）は正面図、図９（ｂ）は図９（ａ）におけるｂ−ｂ線に沿った断面図である。図９に示す電子機器１はパネル１０としてガラス板であるタッチパネルが筐体６０（例えば金属や樹脂のケース）の前面（当接予定領域）に配されたスマートフォンである。パネル１０及び入力部４０は筐体６０に支持され、表示部２０および圧電素子３０は、それぞれ接合部材７０によりパネル１０に接着されている。接合部材７０は、熱硬化性あるいは紫外線硬化性等を有する接着剤や両面テープ等であり、例えば無色透明のアクリル系紫外線硬化型接着剤である光学弾性樹脂でもよい。パネル１０、表示部２０および圧電素子３０は、それぞれ略長方形状である。表示部２０は、回路基板６１に接続されており、回路基板６１の長手方向一端部（上部）にサブマイク４３、長手方向多端部（下部）にメインマイク４２が配置されている。すなわち、メインマイク４２は、筐体６０の使用者の口に近くなる口近傍領域に配置され、サブマイク４３は、筐体６０のパネル１０とは逆側の面に配置されている。入力部４０には、破線で示すように、メインマイク４２による集音用の開口部６２が形成されている。また、筐体６０には、サブマイク４３による集音用の開口部６３が形成されている。開口部６２，６３は、気体は通すが液体は通さない部材によって閉塞されるとよい。気体は通すが液体は通さない部材は、例えばゴアテックス（登録商標）である。
図９は第１の実施形態に係る電子機器１の実装構造を示す図である。図９（ａ）は正面図、図９（ｂ）は図９（ａ）におけるｂ−ｂ線に沿った断面図である。図９に示す電子機器１はパネル１０としてガラス板であるタッチパネルが筐体６０（例えば金属や樹脂のケース）の前面（当接予定領域）に配されたスマートフォンである。パネル１０及び入力部４０は筐体６０に支持され、表示部２０および圧電素子３０は、それぞれ接合部材７０によりパネル１０に接着されている。接合部材７０は、熱硬化性あるいは紫外線硬化性等を有する接着剤や両面テープ等であり、例えば無色透明のアクリル系紫外線硬化型接着剤である光学弾性樹脂でもよい。パネル１０、表示部２０および圧電素子３０は、それぞれ略長方形状である。表示部２０は、回路基板６１に接続されており、回路基板６１の長手方向一端部（上部）にサブマイク４３、長手方向多端部（下部）にメインマイク４２が配置されている。すなわち、メインマイク４２は、筐体６０の使用者の口に近くなる口近傍領域に配置され、サブマイク４３は、筐体６０のパネル１０とは逆側の面に配置されている。入力部４０には、破線で示すように、メインマイク４２による集音用の開口部６２が形成されている。また、筐体６０には、サブマイク４３による集音用の開口部６３が形成されている。開口部６２，６３は、気体は通すが液体は通さない部材によって閉塞されるとよい。気体は通すが液体は通さない部材は、例えばゴアテックス（登録商標）である。
表示部２０は、パネル１０の短手方向におけるほぼ中央に配置される。圧電素子３０は、パネル１０の長手方向の端部から所定の距離だけ離間して、当該端部の近傍に、圧電素子３０の長手方向がパネル１０の短辺に沿うように配置される。表示部２０と圧電素子３０とは、パネル１０の内部側の面に平行な方向において並んで配置される。
図１０は、第１の実施形態に係る電子機器１のパネル１０の振動の一例を示す図である。第１の実施形態に係る電子機器１では、表示部２０がパネル１０に取り付けられている。このため、パネル１０の下部は、圧電素子３０が取り付けられたパネル１０の上部に比して振動しにくくなる。そのため、パネル１０の下部において、パネル１０の下部が振動することによる音漏れが低減できる。
このように、本実施形態に係る電子機器１によれば、パネル１０の背面に取り付けられた圧電素子３０の変形に起因してパネル１０が変形し、当該変形するパネル１０に接触する対象物に対して気導音と振動音とを伝える。これにより、振動体を筐体６０の外面に突出させることなく気導音と振動音とを利用者に伝えることができるため、筐体に比べて非常に小さな振動体を人体に接触させる特許文献１に記載の電子機器よりも使い勝手が向上する。また、圧電素子自体に利用者の耳を当てる必要がないので圧電素子３０そのものが破損しにくい。また、パネル１０ではなく筐体６０を変形させる場合には、振動を発生させる際に、利用者が端末を落としてしまいやすいのに対して、パネル１０を振動させた場合には、このようなことが起きにくい。
また、圧電素子３０はパネル１０に接合部材７０により接合されている。これにより、圧電素子３０の変形の自由度を阻害しにくい状態で圧電素子３０をパネル１０に取り付けることができる。また、接合部材７０は、非加熱型硬化性の接着剤とすることができる。これにより、硬化時に、圧電素子３０とパネル１０との間に熱応力収縮が発生しにくいという利点がある。また、接合部材７０は、両面テープとすることができる。これにより、圧電素子３０とパネル１０との間に接着剤使用時のような収縮応力がかかりにくいという利点がある。
また、メインマイク４２は、筐体６０の使用者の口に近くなる口近傍領域に配置されている。これにより、使用者の音声を収集するマイクにおけるエコーの影響を的確に判定することが可能となる。また、サブマイク４３は、筐体６０のパネル１０とは逆側の面に配置されている。これにより、使用者の耳とは逆側の面における音漏れを的確に判定し、周囲への音漏れの影響を低減することができる。
（第２の実施形態）
図１１は第２の実施形態に係る電子機器１の実装構造を示す図である。図１１（ａ）は正面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）におけるｂ−ｂ線に沿った断面図、図１１（ｃ）は図１１（ａ）におけるｃ−ｃ線に沿った断面図である。図１１に示す電子機器１はパネル１０として表示部２０を保護するカバーパネル（アクリル板）が上側の筐体６０の前面（当接予定領域）に配された折りたたみ式の携帯電話である。第２の実施形態では、パネル１０と圧電素子３０との間には、補強部材８０が配置される。補強部材８０は、例えば樹脂製の板、板金またはガラス繊維を含む樹脂製の板である。すなわち、第２の実施形態に係る電子機器１は、圧電素子３０と補強部材８０とが接合部材７０により接着され、さらに補強部材８０とパネル１０とが接合部材７０により接着される構造である。また、第２の実施形態では、表示部２０は、パネル１０に接着されるのではなく、筐体６０によって支持されている。すなわち、第２の実施形態に係る電子機器１は、表示部２０がパネル１０と離間しており、表示部２０と筐体６０の一部である支持部９０とが接合部材７０により接着される構造である。なお、支持部９０は、筐体６０の一部としての構成に限定されず、金属や樹脂等により筐体６０から独立した部材として構成することが可能である。筐体６０の上側にサブマイク４３、下側にメインマイク４２が配置されている。すなわち、メインマイク４２は、筐体６０の使用者の口に近くなる口近傍領域に配置され、サブマイク４３は、筐体６０のパネル１０とは逆側の面に配置されている。メインマイク４２に対向する下側の筐体６０の前面にはメインマイク４２による集音用の開口部６２が形成されている。また、筐体６０の背面には、サブマイク４３による集音用の開口部６３が形成されている。開口部６２，６３は、気体は通すが液体は通さない部材によって閉塞されるとよい。気体は通すが液体は通さない部材は、例えばゴアテックス（登録商標）である。
図１１は第２の実施形態に係る電子機器１の実装構造を示す図である。図１１（ａ）は正面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）におけるｂ−ｂ線に沿った断面図、図１１（ｃ）は図１１（ａ）におけるｃ−ｃ線に沿った断面図である。図１１に示す電子機器１はパネル１０として表示部２０を保護するカバーパネル（アクリル板）が上側の筐体６０の前面（当接予定領域）に配された折りたたみ式の携帯電話である。第２の実施形態では、パネル１０と圧電素子３０との間には、補強部材８０が配置される。補強部材８０は、例えば樹脂製の板、板金またはガラス繊維を含む樹脂製の板である。すなわち、第２の実施形態に係る電子機器１は、圧電素子３０と補強部材８０とが接合部材７０により接着され、さらに補強部材８０とパネル１０とが接合部材７０により接着される構造である。また、第２の実施形態では、表示部２０は、パネル１０に接着されるのではなく、筐体６０によって支持されている。すなわち、第２の実施形態に係る電子機器１は、表示部２０がパネル１０と離間しており、表示部２０と筐体６０の一部である支持部９０とが接合部材７０により接着される構造である。なお、支持部９０は、筐体６０の一部としての構成に限定されず、金属や樹脂等により筐体６０から独立した部材として構成することが可能である。筐体６０の上側にサブマイク４３、下側にメインマイク４２が配置されている。すなわち、メインマイク４２は、筐体６０の使用者の口に近くなる口近傍領域に配置され、サブマイク４３は、筐体６０のパネル１０とは逆側の面に配置されている。メインマイク４２に対向する下側の筐体６０の前面にはメインマイク４２による集音用の開口部６２が形成されている。また、筐体６０の背面には、サブマイク４３による集音用の開口部６３が形成されている。開口部６２，６３は、気体は通すが液体は通さない部材によって閉塞されるとよい。気体は通すが液体は通さない部材は、例えばゴアテックス（登録商標）である。
図１２は、第２の実施形態に係る電子機器１のパネル１０の振動の一例を示す図である。第２の実施形態に係る電子機器１では、パネル１０がガラス板と比較し剛性の低いアクリル板であり、また、パネル１０の背面に表示部２０が接着されていないため、図１０に示す第１の実施形態に係る電子機器１に比べ、圧電素子３０により生じる振幅が大きくなる。また、パネル１０は、圧電素子３０が取り付けられた取付領域だけでなく、取付領域から離れた領域も振動する。このため、利用者は、空気を介する気導音に加え、パネル１０の任意の位置に耳を接触させて振動音を聞くことができる。
このように、本実施形態に係る電子機器１によれば、パネル１０に補強部材８０を介して取り付けられた圧電素子３０の変形に起因して補強部材８０およびパネル１０が変形し、当該変形するパネル１０に接触する対象物に対して気導音と振動音とを伝える。これにより、振動体自体を耳に当てることなく気導音と振動音とを利用者に伝えることができる。また、圧電素子３０は、パネル１０の筐体６０内部側の面に取り付けられる。このため、振動体を筐体６０の外面に突出させることなく気導音と振動音とを利用者に伝えることができる。また、パネル１０は、圧電素子３０が取り付けられた取付領域だけでなく、パネル１０のいずれの箇所においても気導音と振動音とを伝えるための変形が発生する。このため、利用者は、空気を介する気導音に加え、パネル１０の任意の位置に耳を接触させて振動音を聞くことができる。
また、圧電素子３０とパネル１０との間に補強部材８０を配置することで、例えばパネル１０に外力が加わった場合に、その外力が圧電素子３０に伝達され圧電素子３０が破損する可能性を低減することができる。また、人体にパネル１０を強く接触させても、パネル１０の振動が減衰しにくくできる。また、圧電素子３０とパネル１０との間に補強部材８０を配置することで、パネル１０の共振周波数が下がり、低周波帯域の音響特性が向上する。なお、補強部材８０に換えて、板状の錘を接合部材７０により圧電素子３０に取り付けてもよい。
また、メインマイク４２は、筐体６０の使用者の口に近くなる口近傍領域に配置されている。これにより、使用者の音声を収集するマイクにおけるエコーの影響を的確に判定することが可能となる。また、サブマイク４３は、筐体６０のパネル１０とは逆側の面に配置されている。これにより、使用者の耳とは逆側の面における音漏れを的確に判定し、周囲への音漏れの影響を低減することができる。
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各部材、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部やステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
例えば、図１３に示すとおり、パネル１０が筐体６０に接合部材７０により接合されている構成としても良い。このように、筐体６０にパネル１０からの振動がダイレクトに伝わりにくくすることで、筐体自体が大きく振動する場合と比較して、ユーザーが電子機器１を落としてしまう恐れを低減できる。また、接合部材７０は、非加熱型硬化性の接着剤とすることができる。これにより、硬化時に、筐体６０とパネル１０との間に熱応力収縮が発生しにくいという利点がある。また、接合部材７０は、両面テープとすることができる。これにより、筐体６０とパネル１０との間に接着剤使用時のような収縮応力が発生しにくいという利点がある。
例えば、パネル１０と表示部２０とが重畳しない構成である場合、圧電素子３０は、パネル１０の中央に配設されてもよい。圧電素子３０がパネル１０の中央に配設された場合、圧電素子３０の振動がパネル１０全体に均等に伝わり、気導音の品質を向上させたり、利用者が耳をパネル１０の様々な位置に接触させても振動音を認識させたりすることができる。なお、上述の実施形態と同様に、圧電素子３０は複数個搭載してもよい。
また、上記の電子機器１においては、圧電素子３０はパネル１０に貼り付けられているが、パネル１０と異なる場所に取り付けられてもよい。例えば、圧電素子３０は、筐体６０に取り付けられてバッテリを覆うバッテリリッドに貼り付けられてもよい。バッテリリッドは携帯電話機等の電子機器１においてパネル１０と異なる面に取り付けられることが多いため、そのような構成によれば、利用者はパネル１０と異なる面に体の一部（例えば耳）を接触させて音を聞くことができる。
また、パネル１０は、表示パネル、操作パネル、カバーパネル、充電池を取り外し可能とするためのリッドパネルのいずれかの一部または全部を構成することができる。特に、パネル１０が表示パネルのとき、圧電素子３０は、表示機能のための表示領域の外側に配置される。これにより、表示を阻害しにくいという利点がある。操作パネルは、第1実施形態のタッチパネルを含む。また、操作パネルは、例えば折畳型携帯電話において操作キーのキートップが一体に形成され操作部側筐体の一面を構成する部材であるシートキーを含む。
なお、第１の実施形態および第２の実施形態では、パネル１０と圧電素子３０とを接着する接合部材およびパネル１０と筐体６０とを接着する接合部材等を同一の符号を有する接合部材７０として説明した。しかしながら、第１実施形態および第２実施形態で用いられる接合部材は、接合する対象である部材に応じて適宜異なるものが用いられてよい。
１ 電子機器
１０ パネル
２０ 表示部
３０ 圧電素子
４０ 入力部
５０ 制御部
４１ 送受信部
４２ メインマイク（第１マイク）
４３ サブマイク（第２マイク）
４４ イコライザ
６０ 筐体
６１ 回路基盤
６２ 開口部
６３ 開口部
７０ 接合部材
８０ 補強部材
９０ 支持部
１０ パネル
２０ 表示部
３０ 圧電素子
４０ 入力部
５０ 制御部
４１ 送受信部
４２ メインマイク（第１マイク）
４３ サブマイク（第２マイク）
４４ イコライザ
６０ 筐体
６１ 回路基盤
６２ 開口部
６３ 開口部
７０ 接合部材
８０ 補強部材
９０ 支持部
Claims (12)
- 圧電素子と、該圧電素子により振動する振動板と、マイクと、イコライザとを備え、当該振動板により、気導音と、人体の一部を振動させて伝える振動音とを発生させる電子機器において、
前記マイクにより収集された前記気導音の音量が所定の閾値を超えたとき、前記イコライザは、前記気導音の高周波数帯域より低周波数帯域を強調する低域強調設定を行う、電子機器。 - 前記マイクは、使用者の音声を収集する第１マイクであり、前記第１マイクにより収集された前記気導音の音量が第１閾値を超えたとき、前記イコライザは、前記低域強調設定を行う、請求項１に記載の電子機器。
- 前記振動板は、筐体の使用者の耳が当接される予定の当接予定領域に位置し、前記第１マイクは、前記筐体の使用者の口に近くなる口近傍領域に配置されている、請求項２に記載の電子機器。
- 前記マイクは、周囲音を収集する第２マイクであり、前記第２マイクにより収集された前記気導音の音量が第２閾値を超えたとき、前記イコライザは、前記低域強調設定を行う、請求項１に記載の電子機器。
- 前記振動板は、筐体の使用者の耳が当接される予定の当接予定領域に位置し、前記第２マイクは、前記筐体の前記振動板とは逆側の面に配置されている、請求項４に記載の電子機器。
- 前記マイクとして、使用者の音声を収集する第１マイク及び周囲音を収集する第２マイクを備え、前記第１マイクにより収集された前記気導音の音量が第１閾値を超えたとき、又は、前記第２マイクにより収集された前記気導音の音量が第２閾値を超えたとき、前記イコライザは、前記低域強調設定を行う、請求項１に記載の電子機器。
- 圧電素子と、該圧電素子により振動する振動板と、マイクと、イコライザとを備え、当該振動板により、気導音と、人体の一部を振動させて伝える振動音とを発生させる電子機器の制御方法であって、
前記マイクにより収集された前記気導音の音量が所定の閾値を超えたとき、前記イコライザが、前記気導音の高周波数帯域より低周波数帯域を強調する低域強調設定ステップを含む、電子機器の制御方法。 - 前記マイクは、使用者の音声を収集する第１マイクであり、
前記第１マイクにより収集された前記気導音の音量が第１閾値を超えたとき、前記イコライザは、前記低域強調設定ステップを行う、請求項７に記載の電子機器の制御方法。 - 前記マイクは、周囲音を収集する第２マイクであり、
前記第２マイクにより収集された前記気導音の音量が第２閾値を超えたとき、前記イコライザは、前記低域強調設定ステップを行う、請求項７に記載の電子機器の制御方法。 - 前記電子機器は、前記マイクとして、使用者の音声を収集する第１マイク及び周囲音を収集する第２マイクを備え、
前記第１マイクにより収集された前記気導音の音量が第１閾値を超えたとき、又は、前記第２マイクにより収集された前記気導音の音量が第２閾値を超えたとき、前記イコライザは、前記低域強調設定ステップを行う、請求項７に記載の電子機器の制御方法。 - 圧電素子と、該圧電素子により振動する振動板と、メインマイクと、サブマイクと、制御部と、を備え、当該振動板により、気導音と、人体の一部を振動させて伝える振動音とを発生させる電子機器において、
前記第１マイクにより収集された前記気導音の音量と、前記第２マイクにより集音された前記気導音の音量との差が所定の閾値を超えたとき、前記制御部は、前記振動板の振動を抑制あるいは低減するように前記圧電素子を制御する、電子機器。 - 圧電素子と、該圧電素子により振動する振動板と、メインマイクと、サブマイクと、制御部と、を備え、当該振動板により、気導音と、人体の一部を振動させて伝える振動音とを発生させる電子機器の制御方法であって、
前記第１マイクにより収集された前記気導音の音量と、前記第２マイクにより集音された前記気導音の音量との差が所定の閾値を超えたとき、前記制御部が、前記振動板の振動を抑制あるいは低減するように前記圧電素子を制御するステップを含む、電子機器の制御方法。
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