JP2013247625A

JP2013247625A - 電子機器

Info

Publication number: JP2013247625A
Application number: JP2012122044A
Authority: JP
Inventors: Shinsuke Moriai; 真介盛合
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2012-05-29
Filing date: 2012-05-29
Publication date: 2013-12-09
Also published as: WO2013180031A1; US20150086030A1

Abstract

【課題】電子機器から使用者に伝達される音の音質を改善することか可能な技術を提供する。
【解決手段】圧電振動素子１９１は、電子機器の前面に設けられたカバーパネル２を振動させる。駆動部８３０は、音信号ＳＳに基づいて圧電振動素子１９１を振動させる。押し当て強度取得部８００は、カバーパネル２に対する使用者の耳の押し当て強度を示す押し当て強度情報を取得する。音質制御部８１０は、押し当て強度取得部８００で取得された押し当て強度情報に基づいて音信号ＳＳの音質を制御する。
【選択図】図１２

Description

本発明は、電子機器に関する。

特許文献１〜５に記載されているように、従来から電子機器に関して様々な技術が提案されている。

特開平９−１３５１９４号公報特開２００６−２６８０７３号公報特開２００７−１９８９８号公報特開２０１０−１５４４０７号公報特開２０１１−２０５４１７号公報

例えば携帯電話機のように、使用者に音を伝達する電子機器においては、当該音の音質を改善することが望まれている。

そこで、本発明は上述の点に鑑みて成されたものであり、電子機器から使用者に伝達される音の音質を改善することか可能な技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る電子機器の一態様は、前記電子機器の前面に設けられたカバーパネルと、前記カバーパネルを振動させる圧電振動素子と、音信号に基づいて前記圧電振動素子を振動させる駆動部と、前記カバーパネルに対する使用者の耳の押し当て強度を示す押し当て強度情報を取得する押し当て強度取得部と、前記押し当て強度情報に基づいて前記音信号の音質を制御する音質制御部とを備える。

また、本発明に係る電子機器の一態様では、前記音質制御部は、前記押し当て強度情報が示す前記押し当て強度が小さいほど、前記音信号に含まれる低周波数成分の信号レベルを大きくする。

また、本発明に係る電子機器の一態様では、前記音信号の音量を制御する音量制御部がさらに設けられ、前記音量制御部は、前記押し当て強度情報が示す前記押し当て強度が小さいほど、前記音信号の音量を大きくする。

また、本発明に係る電子機器の一態様では、前記圧電振動素子が前記カバーパネルを振動させることによって、当該カバーパネルから気導音及び伝導音が使用者に伝達される。

本発明によれば、電子機器から使用者に伝達される音の音質を改善することができる。

電子機器の外観を示す斜視図である。電子機器の外観を示す前面図である。電子機器の外観を示す裏面図である。電子機器の電気的構成を主に示すブロック図である。圧電振動素子の構造を示す上面図である。圧電振動素子の構造を示す側面図である。圧電指導素子が撓み振動する様子を示す図である。圧電指導素子が撓み振動する様子を示す図である。電子機器の上下方向における断面構造を示す図である。カバーパネルをその内側主面側から見た際の平面図である。気導音及び伝導音を説明するための図である。電子機器の一部の構成を示すブロック図である。音質制御後の音信号の周波数特性の一例を示す図である。電子機器の動作を示すフローチャートである。

＜電子機器の外観＞
図１〜３は、それぞれ、実施の形態に係る電子機器１の外観を示す斜視図、前面図及び裏面図である。本実施の形態に係る電子機器１は、例えば携帯電話機である。図１〜３に示されるように、電子機器１は、カバーパネル２とケース部分３を備えており、カバーパネル２とケース部分３とが組み合わされることによって、平面視で略長方形の板状を成す機器ケース４が構成されている。

カバーパネル２は、平面視において略長方形を成しており、電子機器１の前面部分における、周縁部分以外の部分を構成している。カバーパネル２は、例えば、透明のガラスあるいは透明のアクリル樹脂で形成されている。ケース部分３は、電子機器１の前面部分の周縁部分、側面部分及び裏面部分を構成している。ケース部分３は、例えばポリカーボネート樹脂で形成されている。

カバーパネル２には、文字、記号、図形等の各種情報が表示される表示部分２ａが設けられている。表示部分２ａは例えば平面視で長方形を成している。カバーパネル２における、表示部分２ａを取り囲む周縁部分２ｂは、例えばフィルム等が貼られることによって黒色となっており、情報が表示されない非表示部分となっている。カバーパネル２の内側主面には後述するタッチパネル１３０が貼り付けられており、使用者は、カバーパネル２の表示部分２ａを指等で操作することによって、電子機器１に対して各種指示を与えることができる。

機器ケース４の内部には、複数の操作ボタン１４１を備える操作部１４０が設けられている。各操作ボタン１４１は、いわゆる「ハードキー」であって、その表面が、カバーパネル２の外側主面２０の下側端部から露出している。また、カバーパネル２の下側端部にはマイク穴３０があけられている。カバーパネル２の外側主面２０の上側端部からは、後述する前面側撮像部１５０が有する撮像レンズ１５０ａが視認できるようになっている。なお、本実施の形態に係る電子機器１では、「ハードキー」である三つの操作ボタン１４１が設けられているが、操作ボタン１４１の個数を適宜変更しても良いし、操作ボタン１４１を設けなくても良い。

図２に示されるように、機器ケース４の内部には、後述する圧電振動素子１９１が設けられている。また、図３に示されるように、電子機器１の裏面１０、言い換えれば機器ケース４の裏面には、スピーカ穴４０があけられている。電子機器１の裏面１０からは、後述する裏面側撮像部１６０が有する撮像レンズ１６０ａが視認できるようになっている。

＜電子機器の電気的構成＞
図４は電子機器１の電気的構成を主に示すブロック図である。図４に示されるように、電子機器１には、制御部１００、無線通信部１１０、表示パネル１２０、タッチパネル１３０、操作部１４０、前面側撮像部１５０及び裏面側撮像部１６０が設けられている。さらに電子機器１には、圧電振動素子１９１及びカバーパネル２で構成されたレシーバ１９０、マイク１８０、外部スピーカ２００及び電池１７０が設けられている。電子機器１に設けられた、カバーパネル２以外のこれらの構成要素は、機器ケース４内に収められている。

制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）１０２及び記憶部１０３等を備えており、電子機器１の他の構成要素を制御することによって、電子機器１の動作を統括的に管理する。記憶部１０３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等で構成されている。記憶部１０３には、電子機器１の動作、具体的には電子機器１が備える無線通信部１１０、表示パネル１２０等の各構成要素を制御するための制御プログラムであるメインプログラム及び複数のアプリケーションプログラム等が記憶されている。制御部１００の各種機能は、ＣＰＵ１０１及びＤＳＰ１０２が記憶部１０３内の各種プログラムを実行することによって実現される。

無線通信部１１０は、電子機器１とは別の携帯電話機あるいはインターネットに接続されたウェブサーバ等の通信装置からの信号を基地局を介してアンテナ１１１で受信する。無線通信部１１０は、受信信号に対して増幅処理及びダウンコンバートを行って制御部１００に出力する。制御部１００は、入力される受信信号に対して復調処理等を行って、当該受信信号に含まれる、音声や音楽などを示す音信号などを取得する。また無線通信部１１０は、制御部１００で生成された、音信号等を含む送信信号に対してアップコンバート及び増幅処理を行って、処理後の送信信号をアンテナ１１１から無線送信する。アンテナ１１１からの送信信号は、基地局を通じて、電子機器１とは別の携帯電話機あるいはインターネットに接続された通信装置で受信される。

表示パネル１２０は、例えば、液晶表示パネルあるいは有機ＥＬパネルであって、制御部１００によって制御されることによって、文字、記号、図形などの各種情報を表示する。表示パネル１２０に表示される情報は、カバーパネル２の表示部分２ａに表示されることによって、当該情報は電子機器１の使用者に視認可能となる。

タッチパネル１３０は、例えば、投影型静電容量方式のタッチパネルであって、カバーパネル２の表示部分２ａに対する物体の接触を検出する。タッチパネル１３０は、カバーパネル２の内側主面に貼り付けられており、互いに対向配置されたシート状の二つの電極センサを備えている。二つの電極センサは透明粘着性シートによって貼り合わされている。

一方の電極センサには、それぞれがＸ軸方向（例えば電子機器１の左右方向）に沿って延在し、かつ互いに平行に配置された複数の細長いＸ電極が形成されている。他方の電極センサには、それぞれがＹ軸方向（例えば電子機器１の上下方向）に沿って延在し、かつ互いに平行に配置された複数の細長いＹ電極が形成されている。カバーパネル２の表示部分２ａに対して使用者の指等が接触すると、その接触箇所の下にあるＸ電極及びＹ電極の間の静電容量が変化することによって、タッチパネル１３０においてカバーパネル２の表示部分２ａに対する操作（接触）が検出される。タッチパネル１３０において生じる、Ｘ電極及びＹ電極の間の静電容量変化は制御部１００に伝達され、制御部１００は当該静電容量変化に基づいてカバーパネル２の表示部分２ａに対して行われた操作の内容を特定し、それに応じた動作を行う。

操作部１４０は、複数の操作ボタン１４１のそれぞれについて、当該操作ボタン１４１が使用者によって押下されると、当該操作ボタン１４１が押下されたことを示す操作信号を制御部１００に出力する。制御部１００は、入力される操作信号に基づいて、複数の操作ボタン１４１のうちのどの操作ボタン１４１が操作されたかを特定し、操作された操作ボタン１４１に応じた動作を行う。

前面側撮像部１５０は、撮像レンズ１５０ａ及び撮像素子などで構成されており、制御部１００による制御に基づいて、静止画像及び動画像を撮像する。図１，２に示されるように、撮像レンズ１５０ａは、電子機器１の前面に設けられていることから、電子機器１の前面側（カバーパネル２側）に存在する物体を撮像することが可能である。

裏面側撮像部１６０は、撮像レンズ１６０ａ及び撮像素子などで構成されており、制御部１００による制御に基づいて、静止画像及び動画像を撮像する。図３に示されるように、撮像レンズ１６０ａは、電子機器１の裏面１０に設けられていることから、電子機器１の裏面１０側に存在する物体を撮像することが可能である。

マイク１８０は、電子機器１の外部から入力される音を電気的な音信号に変換して制御部１００に出力する。電子機器１の外部からの音は、カバーパネル２の前面に設けられたマイク穴３０から電子機器１の内部に取り込まれてマイク１８０に入力される。なお、マイク穴３０は、電子機器１の側面に設けても良いし、裏面１０に設けても良い。

外部スピーカ２００は、例えばダイナミックスピーカ（電磁式スピーカ）であって、制御部１００からの電気的な音信号を音に変換して出力する。外部スピーカ２００から出力される音は、電子機器１の裏面１０に設けられたスピーカ穴４０から外部に出力される。スピーカ穴４０から出力される音は、電子機器１から離れた場所でも聞こえるようになっている。

レシーバ１９０は、受話音を使用者に伝えるものであって、圧電振動素子１９１とカバーパネル２で構成されている。レシーバ１９０は、外部スピーカ２００よりも小さい音量で音を出力する。具体的には、レシーバ１９０は、使用者がカバーパネル２に耳を近づけたり接触したりしたときに聞こえる程度の音を出力する。圧電振動素子１９１は、カバーパネル２の内側主面上に設けられており、制御部１００から与えられる駆動電圧によって振動させられる。制御部１００は、音信号に基づいて駆動電圧を生成し、当該駆動電圧を圧電振動素子１９１に与える。圧電振動素子１９１が、制御部１００によって音信号に基づいて振動させられることによって、カバーパネル２が音信号に基づいて振動し、その結果、使用者に受話音が伝達される。

電池１７０は、電子機器１の電源を出力する。電池１７０から出力された電源は、電子機器１が備える制御部１００及び無線通信部１１０などに含まれる各電子部品に対して供給される。

＜圧電振動素子の詳細＞
図５，６は、それぞれ、圧電振動素子１９１の構造を示す上面図及び側面図である。図５，６に示されるように、圧電振動素子１９１は一方向に長い形状を成している。具体的には、圧電振動素子１９１は、平面視で長方形の細長い板状を成している。圧電振動素子１９１は、例えばバイモルフ構造を有しており、シム材１９１ｃを介して互いに貼り合わされた第１圧電セラミック板１９１ａ及び第２圧電セラミック板１９１ｂを備えている。

圧電振動素子１９１では、第１圧電セラミック板１９１ａに対して正の電圧を印加し、第２圧電セラミック板１９１ｂに対して負の電圧を印加すると、第１圧電セラミック板１９１ａは長手方向に沿って伸び、第２圧電セラミック板１９１ｂは長手方向に沿って縮むようになる。これにより、図７に示されるように、圧電振動素子１９１は、第１圧電セラミック板１９１ａを外側にして山状に撓むようになる。

一方で、圧電振動素子１９１では、第１圧電セラミック板１９１ａに対して負の電圧を印加し、第２圧電セラミック板１９１ｂに対して正の電圧を印加すると、第１圧電セラミック板１９１ａは長手方向に沿って縮み、第２圧電セラミック板１９１ｂは長手方向に沿って伸びるようになる。これにより、図８に示されるように、圧電振動素子１９１は、第２圧電セラミック板１９１ｂを外側にして山状に撓むようになる。

圧電振動素子１９１は、図７の状態と図８の状態とを交互にとることによって、撓み振動を行う。制御部１００は、第１圧電セラミック板１９１ａと第２圧電セラミック板１９１ｂとの間に、正の電圧と負の電圧とが交互に現れる交流電圧を印加することによって、圧電振動素子１９１を撓み振動させる。

なお、図５〜８に示される圧電振動素子１９１では、シム材１９１ｃを間に挟んで貼り合わされた第１圧電セラミック板１９１ａ及び第２圧電セラミック板１９１ｂから成る構造が一つだけ設けられていたが、複数の当該構造を積層させても良い。

＜圧電振動素子の配置位置＞
図９は電子機器１の上下方向（長手方向）における断面構造を示す図である。また図１０は、カバーパネル２をその内側主面２１側から見た際の平面図である。

図９，１０に示されるように、カバーパネル２の内側主面２１には、当該カバーパネル２の表示部分２ａと対向するようにタッチパネル１３０が貼り付けられている。そして、表示部である表示パネル１２０は、カバーパネル２及びタッチパネル１３０に対向するように配置されている。したがって、カバーパネル２と表示パネル１２０との間にはタッチパネル１３０が存在している。カバーパネル２では、表示パネル１２０と対向している部分が表示部分２ａとなる。

また、機器ケース４の内部には、ＣＰＵ１０１及びＤＳＰ１０２などの各種部品が搭載されるプリント基板２５０が設けられている。プリント基板２５０は、表示パネル１２０よりも電子機器１の裏面１０側において当該表示パネル１２０と対向するように配置されている。また、図１０に示されるように、カバーパネル２の下側端部には、複数の操作ボタン１４１をそれぞれ露出させる複数の穴２２があけられている。

圧電振動素子１９１は、両面テープ等の接着剤２６０によって、カバーパネル２の内側主面２１に貼り付けられている。圧電振動素子１９１は、カバーパネル２の内側主面２１上において、当該カバーパネル２を当該内側主面２１側から見た平面視で表示パネル１２０及びタッチパネル１３０とは重ならない位置に配置されている。言い換えれば、圧電振動素子１９１は、カバーパネル２をその厚み方向において内側主面２１側から見た際に、当該内側主面２１上において、表示パネル１２０及びタッチパネル１３０とは重ならない位置に配置されている。したがって、カバーパネル２と圧電振動素子１９１との間には、タッチパネル１３０及び表示パネル１２０は存在していない。

また、圧電振動素子１９１は、カバーパネル２の内側主面２１の上側端部２１ａ上に設けられている。具体的には、圧電振動素子１９１は、図１０に示されるように、カバーパネル２の内側主面２１の上側端部２１ａにおける左右方向（長手方向に垂直な短手方向）の中央部２１ａａ上に設けられている。

また、圧電振動素子１９１は、その長手方向がカバーパネル２の左右方向に一致するように配置されている。そして、圧電振動素子１９１は、その長手方向の中心が、カバーパネル２の内側主面２１の上側端部２１ａにおける左右方向の中心と一致するように、当該上側端部２１ａの中央部２１ａａに配置されている。

ここで、上述の図７，８に示されるように、撓み振動を行う圧電振動素子１９１では、その長手方向の中心が最も変位量が大きくなる。したがって、圧電振動素子１９１を、その長手方向の中心が、カバーパネル２の内側主面２１の上側端部２１ａにおける左右方向の中心と一致するように、当該上側端部２１ａに配置することによって、圧電振動素子１９１における、撓み振動での変位量が最大となる箇所が、カバーパネル２の内側主面２１の上側端部２１ａにおける左右方向の中心に一致するようになる。

なお、タッチパネル１３０がカバーパネル２の内側主面２１の全面にわたって存在する場合には、カバーパネル２の内側主面２１上にタッチパネル１３０を介して圧電振動素子１９１を配置しても良い。

また、上記の例では、図９に示されるように、タッチパネル１３０と表示パネル１２０との間に隙間を設けているが、タッチパネル１３０と表示パネル１２０とを接触させても良い。本実施の形態のように、タッチパネル１３０と表示パネル１２０との間に隙間を設ける場合には、カバーパネル２が使用者によって指等で押されて、当該カバーパネル２が表示パネル１２０側に撓み、当該カバーパネル２が表示パネル１２０に当たって（より正確にはタッチパネル１３０が表示パネル１２０に当たって）当該表示パネル１２０の表示が乱れることを抑制することができる。

＜レシーバによる受話音の発生について＞
本実施の形態に係るレシーバ１９０では、圧電振動素子１９１がカバーパネル２を振動させることによって、当該カバーパネル２から気導音及び伝導音が使用者に伝達されるようになっている。言い換えれば、圧電振動素子１９１自身の振動がカバーパネル２に伝わることにより、当該カバーパネル２から気導音及び伝導音が使用者に伝達されるようになっている。

ここで、気導音とは、外耳道孔（いわゆる「耳の穴」）に入った音波（空気振動）が鼓膜を振動させることによって、人の脳で認識される音である。一方で、伝導音とは、耳介が振動させられることによって、人の脳で認識される音である。以下に、気導音及び伝導音について詳細に説明する。

図１１は気導音及び伝導音を説明するための図である。図１１には、電子機器１の使用者の耳の構造が示されている。図１１においては、波線４００は気道音が脳で認識される際の音信号（音情報）の伝導経路を示しており、実線４１０が伝導音が脳で認識される際の音信号の伝導経路を示している。

カバーパネル２に取り付けられた圧電振動素子１９１が、受話音を示す電気的な音信号に基づいて振動させられると、カバーパネル２が振動して、当該カバーパネル２から音波が出力される。使用者が、電子機器１を手に持って、当該電子機器１のカバーパネル２を当該使用者の耳介３００に近づけると、あるいは当該電子機器１のカバーパネル２を当該使用者の耳介３００に押し当てると（接触させると）、当該カバーパネル２から出力される音波が外耳道孔３１０に入る。カバーパネル２からの音波は、外耳道孔３１０内を進み、鼓膜３２０を振動させる。鼓膜３２０の振動は耳小骨３３０に伝わり、耳小骨３３０が振動する。そして、耳小骨３３０の振動は蝸牛３４０に伝わって、蝸牛３４０において電気信号に変換される。この電気信号は、聴神経３５０を通って脳に伝達され、脳において受話音が認識される。このようにして、カバーパネル２から使用者に対して気導音が伝達される。

また、使用者が、電子機器１を手に持って、当該電子機器１のカバーパネル２を当該使用者の耳介３００に押し当てると、耳介３００が、圧電振動素子１９１によって振動させられているカバーパネル２によって振動させられる。実線４１０で示されるように、耳介３００の振動は鼓膜３２０に伝わり、鼓膜３２０が振動する。鼓膜３２０の振動は耳小骨３３０に伝わり、耳小骨３３０が振動する。そして、耳小骨３３０の振動は蝸牛３４０に伝わり、蝸牛３４０において電気信号に変換される。また、耳介３００の振動は、実線４１０で示される伝導経路とは異なり、鼓膜３２０に伝わることなく蝸牛３４０に直接伝わることもあるようであり、当該振動は蝸牛３４０において電気信号に変換される。蝸牛３４０で得られた電気信号は、聴神経３５０を通って脳に伝達され、脳において受話音が認識される。このようにして、カバーパネル２から使用者に対して伝導音が伝達される。図１１では、耳介３００内部の耳介軟骨３００ａも示されている。

なお、ここでの伝導音は、骨導音（「骨伝導音」とも呼ばれる）とは異なるものである。骨導音は、頭蓋骨を振動させて、頭蓋骨の振動が直接蝸牛などの内耳を刺激することによって、人の脳で認識される音である。図１１においては、例えば下顎骨５００を振動させた場合において、骨伝導音が脳で認識される際の音信号の伝達経路を複数の円弧４２０で示している。

このように、本実施の形態に係る電子機器１では、圧電振動素子１９１が前面のカバーパネル２を適切に振動させることによって、カバーパネル２から電子機器１の使用者に対して気導音及び伝導音を伝えることができる。本実施の形態に係る圧電振動素子１９１では、使用者に対して適切に気導音及び伝導音を伝達できるように、その構造が工夫されている。使用者に対して気導音及び伝導音を伝えることができるように電子機器１を構成することによって様々メリットが発生する。

例えば、使用者は、カバーパネル２を耳に当てれば音が聞こえることから、電子機器１において耳を当てる位置をそれほど気にすることなく通話を行うことができる。

また、使用者は、周囲の騒音が大きい場合には、耳をカバーパネル２に強く押し当てることによって、伝導音の音量を大きくしつつ、周囲の騒音を聞こえにくくすることができる。よって、使用者は、周囲の騒音が大きい場合であっても、適切に通話を行うことができる。

また、使用者は、耳栓やイヤホンを耳に取り付けた状態であっても、カバーパネル２を耳（より詳細には耳介）に当てることによって、電子機器１からの受話音を認識することができる。また、使用者は、耳にヘッドホンを取り付けた状態であっても、当該ヘッドホンにカバーパネル２を当てることによって、電子機器１からの受話音を認識することができる。

以上のように、本実施の形態に係るレシーバ１９０では、音信号に基づいて振動される圧電振動素子１９１がカバーパネル２を振動させることによって音が使用者に伝達されることから、レシーバ１９０にダイナミックスピーカを用いる場合とは異なり、レシーバ用の穴（受話口の穴）をカバーパネル２に設ける必要はない。

＜受話音の音質制御について＞
上述のように、レシーバ１９０では、圧電振動素子１９１がカバーパネル２を振動させることによって当該カバーパネル２から使用者に音を伝達している。そのため、レシーバ１９０から使用者に伝達される音については、外部スピーカ２００で使用されているダイナミックスピーカ等が出力する音と比較して、最低共振周波数ｆ０が高域側に位置する傾向にあり、低周波数成分のレベル（音圧）が小さくなる傾向にある。この傾向は、圧電スピーカでも同様である。

一方で、レシーバ１９０のカバーパネル２から使用者に伝達される伝導音については、当該カバーパネル２から使用者に伝達される気導音と比較して、高周波数成分よりも低周波数成分の方が使用者に伝達され易い傾向にある。そして、使用者がカバーパネル２に耳を強く押し当てると、伝導音の音量が大きくなるとともに、カバーパネル２から使用者に伝達される音についての最低共振周波数ｆ０が低域側に移動して低周波数成分のレベルが大きくなる傾向にある。よって、カバーパネル２から使用者に伝達される音については、使用者がカバーパネル２に耳を弱く押し当てている場合よりも、使用者がカバーパネル２に耳を強く押し当てている場合の方が、低周波数成分が使用者に伝わり易くなる傾向にある。

このように、レシーバ１９０から使用者に伝達される音については、ダイナミックスピーカと比較して低周波数成分のレベルが小さくなる傾向にある一方で、使用者がカバーパネル２に耳を強く押し当てると低周波数成分が使用者に伝わり易くなる傾向にある。

そこで、本実施の形態に係る電子機器１では、カバーパネル２に対する使用者の耳の押し当て強度（使用者がカバーパネル２に耳を押し当てる強度）に基づいて、レシーバ１９０から使用者に伝達される音の音質を制御することによって、レシーバ１９０から使用者に伝達される音の音質を改善するようになっている。以下に、電子機器１でのこの音質制御について詳細に説明する。以下の説明において、単に「押し当て強度」と言えば、カバーパネル２に対する使用者の耳の押し当て強度を意味する。

図１２は、電子機器１での音質制御に関する構成を主に示すブロック図である。図１２に示されるように、電子機器１は、押し当て強度取得部８００と、音質制御部８１０と、音量制御部８２０と、レシーバ１９０の圧電振動素子１９１を振動させる駆動部８３０とを備えている。

押し当て強度取得部８００は、上述のタッチパネル１３０と、接触面積算出部８０１とで構成されており、押し当て強度を示す押し当て強度情報を取得する。接触面積算出部８０１は制御部１００に形成される機能ブロックである。接触面積算出部８０１は、タッチパネル１３０からの出力信号に基づいて、カバーパネル２に対する使用者の耳の接触面積を算出する。押し当て強度が大きくなると、使用者の耳のカバーパネル２に対する接触面積は大きくなることから、当該接触面積は、押し当て強度を示していると言える。接触面積算出部８０１は、求めた接触面積を押し当て強度情報として音質制御部８１０に出力する。以後、単に「接触面積」と言えば、カバーパネル２に対する使用者の耳の接触面積を意味するものとする。

音質制御部８１０は、イコライザ８１１及び使用パラメータ決定部８１２を備えており、押し当て強度取得部８００で取得された押し当て強度情報に基づいて、駆動部８３０での圧電振動素子１９１の振動制御で使用される音信号ＳＳの音質を制御する。

イコライザ８１１は、記憶部１０３に記憶されている制御パラメータ８４０に基づいて音信号ＳＳの周波数特性（各周波数での信号レベルを表したもの）を制御することによって、当該音信号ＳＳの音質を制御する。使用パラメータ決定部８１２は、イコライザ８１１が使用する制御パラメータ８４０を決定する。イコライザ８１１は制御部１００に設けられており、使用パラメータ決定部８１２は制御部１００に形成される機能ブロックである。

記憶部１０３には、複数種類の制御パラメータ８４０が記憶されている。複数種類の制御パラメータ８４０においては、イコライザ８１１が音信号ＳＳの周波数特性を制御パラメータ８４０に基づいて制御した際の制御後の当該周波数特性が互いに異なるようになっている。つまり、複数種類の制御パラメータ８４０においては、イコライザ８１１が音信号ＳＳの音質を制御パラメータ８４０に基づいて制御した際の制御後の当該音質が互いに異なるようになっている。したがって、音質制御部８１０は、使用する制御パラメータ８４０によって、音信号ＳＳの周波数特性を複数種類の周波数特性に変更することが可能である。使用パラメータ決定部８１２は、押し当て強度取得部８００で取得された押し当て強度情報に基づいて、記憶部１０３に記憶されている複数種類の制御パラメータ８４０から、イコライザ８１１が使用する制御パラメータ８４０を決定する。イコライザ８１１は、使用パラメータ決定部８１２において押し当て強度情報に基づいて使用が決定された制御パラメータ８４０に基づいて音信号ＳＳの周波数特性を制御する。つまり、イコライザ８１１は、使用パラメータ決定部８１２において押し当て強度情報に基づいて使用が決定された制御パラメータ８４０に基づいて音信号ＳＳの音質を制御する。音質制御部８１０において周波数特性が制御された音信号ＳＳは音量制御部８２０に入力される。

音量制御部８２０は、制御部１００に形成される機能ブロックであって、使用者からの音量設定指示に基づいて、音質が制御された音信号ＳＳの音量を制御する。例えば、使用者が表示部分２ａを操作して電子機器１に対して、レシーバ１９０からの現在の音の音量を大きくすることを指示すると、音量制御部８２０は、全周波数帯域にわたって、音質制御後の音信号ＳＳの信号レベルを大きくして、当該音信号ＳＳの音量を大きくする。音質及び音量が制御された音信号ＳＳは駆動部８３０に入力される。

駆動部８３０は、音質及び音量が制御された音信号ＳＳに基づいて、レシーバ１９０の圧電振動素子１９１を振動させる。これにより、カバーパネル２が、音質及び音量が制御された音信号ＳＳに基づいて振動し、所望の周波数特性を有する音がカバーパネル２から使用者に伝達される。

本実施の形態に係る電子機器１では、音質制御部８１０は、押し当て強度情報が示す押し当て強度が小さいほど、音信号ＳＳに含まれる低周波数成分の信号レベルを大きくするようになっている。

例えば、本実施の形態では、使用者がカバーパネル２に対して耳を強く押し当てて、押し当て強度取得部８００で取得された、押し当て強度を示す接触面積がしきい値（＞０）よりも大きい場合には、音信号ＳＳに含まれる信号成分の全周波数帯域において信号レベルが平坦な第１周波数特性となるように、音信号ＳＳの周波数特性が制御される。

また、使用者がカバーパネル２に対して耳を弱く押し当てて、押し当て強度取得部８００で取得された、押し当て強度を示す接触面積が零よりも大きくしきい値以下の場合には、低周波数成分の信号レベルが第１周波数特性よりも大きい第２周波数特性となるように、音信号ＳＳの周波数特性が制御される。

そして、使用者がカバーパネル２に対して耳を接触させずに当該カバーパネル２からの音を聞く場合などのように、押し当て強度取得部８００で取得された、押し当て強度を示す接触面積が零の場合には、低周波数成分の信号レベルが第２周波数特性よりも大きい第３周波数特性となるように、音信号ＳＳの周波数特性が制御される。

図１３は第１周波数特性ＦＲ１、第２周波数特性ＦＲ２及び第３周波数特性ＦＲ３の一例を示す図である。本実施の形態では、音信号ＳＳには、可聴周波数帯域（２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚ）の信号成分が含まれている。

図１３に示される第１周波数特性ＦＲ１では、音信号ＳＳに含まれる信号成分の全周波数帯域（２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚ）において信号レベルが平坦（同じ）となっている。また図１３に示される第２周波数特性ＦＲ２では、音信号ＳＳに含まれる信号成分の全周波数帯域において第１周波数特性ＦＲ１よりも信号レベルが大きくなっている。そして、第２周波数特性ＦＲ２では、周波数が低いほど信号レベルが大きくなっている。また、図１３に示される第３周波数特性ＦＲ３では、音信号ＳＳに含まれる信号成分の全周波数帯域において第２周波数特性ＦＲ２よりも信号レベルが大きくなっている。そして、第３周波数特性ＦＲ３では、周波数が低いほど信号レベルが大きくなっている。

なお、図１３の例では、第２周波数特性ＦＲ２では、音信号ＳＳに含まれる信号成分の全周波数帯域において信号レベルが第１周波数特性ＦＲ１よりも大きくなっているが、低周波数成分の信号レベルだけが第１周波数特性ＦＲ１よりも大きくても良い。例えば、第２周波数特性ＦＲ２において、２０Ｈｚから２０ｋＨｚまでの範囲のうち、２０Ｈｚから当該範囲の１／３までの範囲（２０Ｈｚから６．６８ｋＨｚまでの範囲）の信号レベルだけが第１周波数特性ＦＲ１よりも大きくても良い。同様に、第３周波数特性ＦＲ３において、低周波数成分の信号レベルだけが第２周波数特性ＦＲ２よりも大きくても良い。

記憶部１０３には、第１周波数特性ＦＲ１に対応した制御パラメータ８４０（以後、「第１制御パラメータ８４０」と呼ぶ）と、第２周波数特性ＦＲ２に対応した制御パラメータ８４０（以後、「第２制御パラメータ８４０」と呼ぶ）と、第３周波数特性ＦＲ３に対応した制御パラメータ８４０（以後、「第３制御パラメータ８４０」と呼ぶ）とが記憶されている。音質制御部８１０では、使用パラメータ決定部８１２が、押し当て強度取得部８００で取得された押し当て強度情報、つまり接触面積がしきい値よりも大きい場合には、記憶部１０３から第１制御パラメータ８４０を読み出してイコライザ８１１に入力する。イコライザ８１１は、入力された第１制御パラメータ８４０に基づいて音信号ＳＳの周波数特性（音質）を制御する。これにより、音信号ＳＳについての制御後の周波数特性は、第１周波数特性ＦＲ１となる。

また、使用パラメータ決定部８１２は、押し当て強度取得部８００で取得された押し当て強度情報、つまり接触面積が零よりも大きくしきい値以下の場合には、記憶部１０３から第２制御パラメータ８４０を読み出してイコライザ８１１に入力する。イコライザ８１１は、入力された第２制御パラメータ８４０に基づいて音信号ＳＳの周波数特性（音質）を制御する。これにより、音信号ＳＳについての制御後の周波数特性は、第２周波数特性ＦＲ２となる。

また、使用パラメータ決定部８１２は、押し当て強度取得部８００で取得された押し当て強度情報、つまり接触面積が零の場合には、記憶部１０３から第３制御パラメータ８４０を読み出してイコライザ８１１に入力する。イコライザ８１１は、入力された第３制御パラメータ８４０に基づいて音信号ＳＳの周波数特性（音質）を制御する。これにより、音信号ＳＳについての制御後の周波数特性は、第３周波数特性ＦＲ３となる。

このように、本実施の形態では、接触面積が小さいほど、つまり押し当て強度情報が示す押し当て強度が小さいほど、音信号ＳＳに含まれる低周波数成分の信号レベルが大きくなるようになっている。上述のように、レシーバ１９０のカバーパネル２から使用者に伝達される音については、ダイナミックスピーカと比較して低周波数成分のレベルが小さくなる傾向にある一方で、使用者がカバーパネル２に耳を強く押し当てると低周波数成分が使用者に伝わり易くなる傾向にある。したがって、押し当て強度情報が示す押し当て強度が小さいほど、カバーパネル２の振動制御に使用される音信号ＳＳに含まれる低周波数成分の信号レベルを大きくすることによって、使用者がカバーパネル２に対して耳を強く押し当てなくても、所望の音質の音をカバーパネル２から使用者に伝達することができる。言い換えれば、押し当て強度情報が示す押し当て強度が大きいほど、カバーパネル２の振動制御に使用される音信号ＳＳに含まれる低周波数成分の信号レベルを小さくすることによって、使用者がカバーパネル２に耳を押し当てる強さにかかわらず、所望の音質の音をカバーパネル２から使用者に伝達することができる。本例では、使用者に伝達される音についての所望の周波数特性を、全周波数帯域においてレベルが平坦な周波数特性としていることから、押し当て強度情報に基づいて音信号ＳＳの音質を制御することによって、使用者がカバーパネル２に耳を押し当てる強さにかかわらず、全周波数帯域においてレベルが平坦な周波数特性を有する音をカバーパネル２から使用者に伝達することができる。

次に、押し当て強度情報に基づいて音信号ＳＳの音質が制御され、その後、音質が制御された音信号ＳＳに基づいて圧電振動素子１９１が振動させられてカバーパネル２からの音が使用者に伝達されるまでの電子機器１の一連の動作について説明する。図１４は当該動作を示すフローチャートである。図１４には、電子機器１が通信相手装置と音声通話を行う際の当該電子機器１の動作が示されている。

図１４に示されるように、ステップｓ１において、カバーパネル２の表示部分２ａに表示されている通話ボタンが使用者によって操作されると、電子機器１は通信相手装置との音声通話を開始する。電子機器１が音声通話を開始すると、使用者は、カバーパネル２に耳を近接あるいは押し当てて当該カバーパネル２からの音を聞こうとする。

電子機器１が通話を開始すると、ステップｓ２において、押し当て強度取得部８００では、接触面積算出部８０１が、タッチパネル１３０からの出力信号に基づいて、カバーパネル２に対する使用者の耳の接触面積を求めて、これを押し当て強度情報として出力する。なお、使用者がカバーパネル２に耳を近接させるだけでカバーパネル２に耳を接触させていない場合には、接触面積は零、つまり押し当て強度は零となる。

次にステップｓ３において、音質制御部８１０では、使用パラメータ決定部８１２が、上述のようにして、ステップｓ２で取得された押し当て強度情報（接触面積）に基づいて、イコライザ８１１が使用する制御パラメータ８４０を決定する。

次にステップｓ４において、イコライザ８１１は、使用パラメータ決定部８１２で使用が決定された制御パラメータ８４０に基づいて音信号ＳＳの周波数特性を制御して、音信号ＳＳの音質を制御する。

次にステップｓ５において、音量制御部８２０は、現在の音量設定値に基づいて、音質が制御された音信号ＳＳの音量を制御する。その後、ステップｓ６において、駆動部８３０が、音質及び音量が制御された音信号ＳＳに基づいて圧電振動素子１９１を振動させる。これにより、所望の周波数特性、本例では全周波数帯域においてレベルが平坦な周波数特性を有する音がカバーパネル２から使用者に伝達される。

電子機器１が音声通話を行っている間は、上述のステップｓ２〜ｓ６の処理が、定期的あるいは不定期的に繰り返して実行される。これにより、電子機器１が音声通話を行っている間に押し当て強度が変化したとしても、音信号ＳＳの音質を適切に制御することができる。

なお、上記の例では、カバーパネル２から使用者に伝達される音の周波数特性が、全周波数帯域においてレベルが平坦な周波数特性となるように、カバーパネル２の振動制御で使用される音信号ＳＳの音質を制御しているが、他の周波数特性となるように音信号ＳＳの音質を制御しても良い。

以上のように、本実施の形態では、押し当て強度を示す押し当て強度情報に基づいて、カバーパネル２の振動制御で使用される音信号ＳＳの音質を制御していることから、押し当て強度にかかわらず、カバーパネル２から使用者に対して所望の音質の音を伝達することができる。よって、電子機器１から使用者に伝達される音の音質が改善される。

＜各種変形例＞
上記の例では、記憶部１０３に対して、第１制御パラメータ８４０〜第３制御パラメータ８４０を記憶させていたが、それらのうちの第３制御パラメータ８４０だけを記憶させても良い。この場合には、使用パラメータ決定部８１２は、接触面積が零よりも大きくしきい値以下の場合には、第３制御パラメータ８４０を変更して、第２制御パラメータ８４０に相当する制御パラメータ８４０を生成し、これを使用する制御パラメータ８４０としてイコライザ８１１に入力する。そして、使用パラメータ決定部８１２は、接触面積が零の場合には、第３制御パラメータ８４０を変更して、第１制御パラメータ８４０に相当する制御パラメータ８４０を生成し、これを使用する制御パラメータ８４０としてイコライザ８１１に入力する。

また、記憶部１０３に対して、第１制御パラメータ８４０〜第３制御パラメータ８４０のうちの第１制御パラメータ８４０だけを記憶させても良い。この場合には、使用パラメータ決定部８１２は、接触面積が零よりも大きくしきい値以下の場合には、第１制御パラメータ８４０を変更して、第２制御パラメータ８４０に相当する制御パラメータ８４０を生成し、これを使用する制御パラメータ８４０としてイコライザ８１１に入力する。そして、使用パラメータ決定部８１２は、接触面積がしきい値よりも大きい場合には、第１制御パラメータ８４０を変更して、第３制御パラメータ８４０に相当する制御パラメータ８４０を生成し、これを使用する制御パラメータ８４０としてイコライザ８１１に入力する。

また上記の例では、音信号ＳＳの音質を、押し当て強度に応じて３段階変更できるようにしているが、音信号ＳＳの音質を、押し当て強度に応じて２段階変更できるようにしても良いし、音信号ＳＳの音質を、押し当て強度に応じて４段階以上変更できるようにしても良い。

また上記の例では、押し当て強度取得部８００をタッチパネル１３０と接触面積算出部８０１で構成していたが、押し当て強度取得部８００の構成を他の構成としても良い。例えば、押し当て強度取得部８００を、カバーパネル２に加わる圧力を検出する、圧電素子等で構成された圧力センサで構成しても良い。この場合には、圧力センサからの出力信号（出力電圧）が、押し当て強度を示す押し当て強度情報となる。

また、音量制御部８２０は、押し当て強度情報が示す押し当て強度が小さいほど、音信号ＳＳの音量を大きくしても良い。上述のように、使用者がカバーパネル２に耳を強く押し当てるほど、カバーパネル２からの伝導音の音量は大きくなることから、使用者がカバーパネル２に耳を押し当てる強度が小さいほど、カバーパネル２から使用者に伝達される音の音量は小さくなる。よって、本例のように、押し当て強度情報が示す押し当て強度が小さいほど、音信号ＳＳの音量を大きくすることによって、押し当て強度にかかわらず、カバーパネル２から使用者に対して適切な音量の音を伝達することができる。

このように、押し当て強度情報に基づいて音信号ＳＳの音量を制御する場合には、例えば、接触面積がしきい値よりも大きい場合に設定される音信号ＳＳの音量よりも、接触面積が零よりも大きくしきい値以下である場合に設定される音信号ＳＳの音量を大きくする。そして、接触面積が零よりも大きくしきい値以下である場合に設定される音信号ＳＳの音量よりも、接触面積が零である場合に設定される音信号ＳＳの音量を大きくする。

また、レシーバ１９０の構成を他の構成としても良い。例えば、レシーバ１９０を、外部スピーカ２００と同様にダイナミックレシーバで構成しても良いし、圧電スピーカで構成しても良い。

上記の例では、本願発明を携帯電話機に適用する場合を例にあげて説明したが、本願発明は、携帯電話機以外の電子機器にも適用することができる。

１電子機器
２カバーパネル
１９１圧電振動素子
８００押し当て強度取得部
８１０音質制御部
８２０音量制御部
８３０駆動部

Claims

電子機器であって、
前記電子機器の前面に設けられたカバーパネルと、
前記カバーパネルを振動させる圧電振動素子と、
音信号に基づいて前記圧電振動素子を振動させる駆動部と、
前記カバーパネルに対する使用者の耳の押し当て強度を示す押し当て強度情報を取得する押し当て強度取得部と、
前記押し当て強度情報に基づいて前記音信号の音質を制御する音質制御部と
を備える、電子機器。
請求項１に記載の電子機器であって、
前記音質制御部は、前記押し当て強度情報が示す前記押し当て強度が小さいほど、前記音信号に含まれる低周波数成分の信号レベルを大きくする、電子機器。
請求項１及び請求項２のいずれか一つに記載の電子機器であって、
前記音信号の音量を制御する音量制御部をさらに備え、
前記音量制御部は、前記押し当て強度情報が示す前記押し当て強度が小さいほど、前記音信号の音量を大きくする、電子機器。
請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の電子機器であって、
前記圧電振動素子が前記カバーパネルを振動させることによって、当該カバーパネルから気導音及び伝導音が使用者に伝達される、電子機器。