JP2014011616A - 電子機器システム、およびその電子機器システムを用いる電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成でデザイン性と音響機能の向上を両立する電子機器システム、およびその電子機器システムを用いる電子機器を提供する。
【解決手段】電子機器システム１は、携帯電子機器１００と、携帯電子機器１００を保持する保持部２００と、を備え、携帯電子機器１００は、正面１１０ａと、スピーカ１２０の音波放射用の孔１１２が設けられた背面１１０ｂを有する筐体１１０を有し、保持部２００は、携帯電子機器１００の筐体１１０を載置する凹部２１０を有し、保持部２００の凹部２１０に携帯電子機器１００の筐体１１０の背面１１０ｂを対向させて載置したとき、筐体１１０の背面１１０ｂと保持部２００の凹部２１０により、孔１１２から出力される音波１８０が伝播する空気空間２１２を形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子機器システム、およびその電子機器システムを用いる電子機器に関する。

近年、スマートホンなど音楽再生、ハンズフリーなどの音響機能を商品価値とした薄型スタイリッシュ携帯の開発が活発化している。この中、電気音響変換器に対しては、小型、薄型で、かつ高音質への要求が高い。
このような音響機能を有する電子機器が載置されるクレードル装置の一例が特許文献１に記載されている。特許文献１のクレードル装置および電子機器は、電子機器から入力された音響信号を出力するスピーカを備え、電子機器がクレードルに載置されたとき、クレードルのスピーカを電子機器の筐体が塞いだ場合に、スピーカに出力される音響信号を変更し、スピーカからの音響の音質、音圧、周波数特性などを変更する。

特開２００７−１２４３３２号公報

上述したクレードル装置および電子機器においては、電子機器の音響信号をクレードル装置に設けた外部スピーカから出力するものであり、クレードル装置に電子機器を載置したとき、電子機器の背面に設けられた内部スピーカの放音孔はクレードル装置によって塞がれるため、電子機器の内部スピーカを使用して音響出力を行うという発想はなかった。

また、スマートホンなどが普及されるに伴い、情報端末として機能が強化され、ユーザビリティ向上の観点から、画面サイズの拡大が要求されている。実装制約が厳しい中、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）などの画面サイズが拡大する場合、スピーカは画面に対して、背面でかつより小型化が要求され、ユーザの利用位置で大音量を実現させるのがより困難となっている。このため、スピーカ実装条件を変更せず、大音量を実現させる画期的な技術が要求されてきている。

本発明の目的は、デザイン性と音響機能の向上を両立する電子機器システム、およびその電子機器システムを用いる電子機器を提供することにある。

本発明の電子機器システムは、
携帯電子機器と、
前記携帯電子機器を保持する保持部と、を備え、
前記携帯電子機器は、正面と、スピーカの音波放射用の孔が設けられた背面を有する筐体を有し、
前記保持部は、
前記携帯電子機器の前記筐体を載置する凹部を有し、
前記保持部の前記凹部に前記携帯電子機器の前記筐体の前記背面を対向させて載置したとき、前記筐体の前記背面と前記保持部の前記凹部により、前記孔から出力される音波が伝播する空気空間を形成する。

本発明の電子機器は、上記電子機器システムを用いる。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

また、本発明の各種の構成要素は、必ずしも個々に独立した存在である必要はなく、複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等でもよい。

本発明によれば、簡単な構成でデザイン性と音響機能の向上を両立する電子機器システム、およびその電子機器システムを用いる電子機器が提供される。

本発明の実施の形態に係る電子機器システムの外観を示す正面図である。 図１の電子機器システムの線Ａ−Ａにおける断面図である。 本発明の実施の形態に係る電子機器システムの要部構成を示すブロック図である。 図１の電子機器システムの線Ｂ−Ｂにおける部分断面上面図である。 本発明の実施の形態に係る電子機器システムの音波周波数特性を示す図である。

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。

図１は、本発明の実施の形態に係る電子機器システム１の外観を示す正面図である。図２は、図１に示した電子機器システム１の線Ａ−Ａにおける断面図である。
本実施形態の電子機器システム１は、携帯電子機器１００と、携帯電子機器１００を保持する保持部２００と、を備える。
携帯電子機器１００は、正面１１０ａと、スピーカ１２０の音波放射用の孔１１２が設けられた背面１１０ｂを有する筐体１１０を有する。保持部２００は、携帯電子機器１００の筐体１１０を載置する凹部２１０を有する。保持部２００の凹部２１０に携帯電子機器１００の筐体１１０の背面１１０ｂを対向させて載置したとき、筐体１１０の背面１１０ｂと保持部２００の凹部２１０により、孔１１２から出力される音波１８０が伝播する空気空間２１２を形成する。

本発明において、携帯電子機器１００は、音楽再生などの音響機能を有するハンズフリーの携帯型電子機器であり、たとえば、携帯電話機、スマートホン、タブレット端末、ポータブルオーディオプレーヤ、ポータブルビデオプレーヤ、ポータブルワンセグテレビ受像機、またはポータブルゲーム機などである。
なお、以下の各図において、本発明の本質に関わらない部分の構成については省略してあり、図示されていない。
本実施形態において、携帯電子機器１００は、保持部２００に載置して用いることができる。

携帯電子機器１００は、筐体１１０の正面１１０ａにＬＣＤ１５２を備えるとともに、筐体１１０の背面１１０ｂにスピーカ１２０を備える。筐体１１０の背面１１０ｂには、スピーカ１２０の音波放射用の孔１１２が設けられている。このような構成を有する背景としては、上述したように、ＬＣＤ１５２の画面サイズが拡大する中で、スピーカ１２０は画面に対して、背面でより小型化が要求されていることがある。

このように、スピーカ１２０が携帯電子機器１００のＬＣＤ１５２の画面に対して裏面側に配置されているため、通常、卓上ホルダなどに携帯電子機器１００を載置すると、スピーカ１２０の音孔が塞がれたり、ユーザの利用位置、すなわち、携帯電子機器１００のＬＣＤ１５２側で、大音量を実現させるのが難しい。
そこで、本実施形態では、保持部２００に、スピーカ１２０の音波放射用の孔１１２が対向する位置に凹部２１０を設ける。すなわち、携帯電子機器１００が保持部２００に載置されたとき、スピーカ１２０の音波放射用の孔１１２が、保持部２００の凹部２１０に対向する。

保持部２００の凹部２１０は、携帯電子機器１００が保持部２００に載置されたとき、スピーカ１２０の音波放射用の孔１１２から放射した音波１８０を反射させて伝播させることができるように、携帯電子機器１００の背面１１０ｂと保持部２００の間に、空気空間２１２を形成するような形状であれば、特に限定されない。空気空間２１２は、少なくとも一部が開放されているのが望ましい。

本実施形態では、凹部２１０は、携帯電子機器１００の背面１１０ｂと対向する平面２１０ａを有する。さらに、凹部２１０には、携帯電子機器１００の背面１１０ｂと平面２１０ａを所定の距離で離隔して対向させるためのスペーサ２１０ｂが、たとえば、平面２１０ａの上部と下部にそれぞれ設けられる。スペーサ２１０ｂの配置は特に限定されず、上下ではなく、左右に設けられてもよい。

本実施形態において、携帯電子機器１００の背面１１０ｂと、凹部２１０によって形成される空気空間２１２は、図１の正面図における携帯電子機器１００の少なくとも一方の側面側で開放され、スピーカ１２０の音波放射用の孔１１２から放射した音波１８０が凹部２１０の平面２１０ａに反射して、携帯電子機器１００の正面１１０ａ側に放射させることができる。

この構成により、スピーカ１２０の音波放射用の孔１１２に対向して設けられた保持部２００の凹部２１０に、スピーカ１２０から放射した音波１８０を反射させることができるので、音波を携帯電子機器１００のＬＣＤ１５２の画面正面に放射させることができる。

さらに、本実施形態の電子機器システム１は、携帯電子機器１００の音響出力の電気信号が接続され、電気信号を振動に変換する振動子２３０を保持部２００の内部に備える。
また、図３に示すように、保持部２００は、携帯電子機器１００が載置されたとき、携帯電子機器１００の充電端子１７０に電気的に接続される端子２５０を備える。
端子２５０を介して振動子２３０に携帯電子機器１００の音響出力の電気信号が入力される。
図２に示すように、保持部２００は、載置された携帯電子機器１００の筐体１１０の正面１１０ａ側と同じ向きになるように、振動子２３０が振動により発振した音波２６０を放射する音響放射面が正面２００ａに設けられる。
電子機器システム１は、振動子２３０が保持部２００の音響放射面から音波２６０を放射するのに同期して、携帯電子機器１００のスピーカ１２０の孔１１２から音波１８０を放射するように音響出力の電気信号を制御する制御部１６０（図３）をさらに備える。

図３に示すように、携帯電子機器１００は、制御部１６０と、信号生成部１６２と、を備える。
また、携帯電子機器１００は、たとえば、充電式の電池１５４（図２）を内蔵し、クレードルと呼ばれるような卓上ホルダなどの保持部２００（以下、「卓上ホルダ２００」とも呼ぶ）に載置した状態で、充電することができる。保持部２００に携帯電子機器１００を載置したとき、携帯電子機器１００の充電端子１７０と、保持部２００に設けられた端子２５０とが電気的に接合するように互いに構成される。保持部２００と携帯電子機器１００の接合部の構造は、特に限定されるものではなく、また、本発明の本質に関わらないので詳細な説明は省略する。

この充電端子１７０と端子２５０は、充電用端子に加え、さらに、音響出力の電気信号を伝達する信号ライン用の端子をさらに含む。充電端子１７０を介して、携帯電子機器１００から音響出力の電気信号が保持部２００の端子２５０に伝達される。

制御部１６０は、振動子２３０が保持部２００の音響放射面から音波２６０を放射するのに同期して、携帯電子機器１００のスピーカ１２０の孔１１２から音波１８０を放射するように音響出力の電気信号を制御する。これは、信号生成部１６２からスピーカ１２０までと、振動子２３０までの信号経路の違いに起因する、携帯電子機器１００のスピーカ１２０への音響出力と、振動子２３０への音響出力の間に生じる時間的なズレを補正するものである。

信号生成部１６２は、制御部１６０の制御に従い、スピーカ１２０に出力する音響出力の電気信号、および保持部２００に出力する音響出力の電気信号を生成し、スピーカ１２０および保持部２００にそれぞれ出力する。

図３において、携帯電子機器１００の各構成要素は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、メモリにロードされた本図の構成要素を実現するプログラム、そのプログラムを格納するハードディスクなどの記憶ユニット、ネットワーク接続用インタフェースを備える任意のコンピュータ（不図示）のハードウェアとソフトウェアの任意の組合せによって実現される。そして、その実現方法、装置にはいろいろな変形例があることは、当業者には理解されるところである。図３は、ハードウェア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。
なお、上述した携帯電子機器１００のＣＰＵやメモリなどは基板１５０（図２）に搭載される。ＬＣＤ１５２やスピーカ１２０も基板１５０に電気的に接続され、ＣＰＵにより制御される。

本実施の形態の携帯電子機器１００は、コンピュータプログラムに対応する各種の処理動作をＣＰＵが実行することにより、図３のような各種ユニットが各種機能として実現される。
本実施形態の携帯電子機器１００を実現するコンピュータプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。記録媒体は特に限定されず、様々な形態のものが考えられる。また、プログラムは、記録媒体からコンピュータのメモリにロードされてもよいし、ネットワークを通じてコンピュータにダウンロードされ、メモリにロードされてもよい。

また、本発明の方法およびコンピュータプログラムには複数の手順を順番に記載してあるが、その記載の順番は複数の手順を実行する順番を限定するものではない。このため、本発明の方法およびコンピュータプログラムを実施するときには、その複数の手順の順番は内容的に支障のない範囲で変更することができる。

さらに、本発明の方法およびコンピュータプログラムの複数の手順は個々に相違するタイミングで実行されることに限定されない。このため、ある手順の実行中に他の手順が発生すること、ある手順の実行タイミングと他の手順の実行タイミングとの一部ないし全部が重複していること、等でもよい。

本実施形態において、振動子２３０は、圧電振動子とすることができる。
本実施形態では、卓上ホルダ２００に圧電アクチュエータとして振動子２３０を搭載する。すなわち、振動子２３０を用いて、卓上ホルダ２００を振動させ、音波を放射させるものである。
図４は、図１の電子機器システム１の線Ｂ−Ｂにおける部分断面上面図である。
図４に示すように、本実施形態の振動子２３０は、二枚の圧電セラミック素子からなる圧電素子２３４が金属板などからなる弾性部材２３２により拘束される構造を有するバイモルフ構造を利用することができる。弾性部材２３２は、カーボン系材料を用いるのが好ましい。
また、圧電素子は圧電セラミックスと電極層からなり、圧電素子に電界を印加することで圧電素子が伸縮運動を行うものである。

本実施形態では、振動子２３０は、横長の矩形形状の平面を有する板状形状を有し、中心部において支持部２４０のホルダにより固定される。支持部２４０が弾性部材２４２を介して卓上ホルダ２００の正面２００ａに設けられる音響放射面の内側に接合される。このとき、振動子２３０の平面が、卓上ホルダ２００の音響放射面に対して平行になるように配置される。

振動子２３０の平面と卓上ホルダ２００の音響放射面との距離は、振動子２３０が発振する音波により、卓上ホルダ２００の音響放射面を振動させることができる程度に近接させるのが望ましい。
卓上ホルダ２００の正面２００ａ部分は、振動子２３０が発振する音波により音響放射面を振動させることができ、かつ、卓上ホルダ２００の強度を保てる程度の素材、および厚さを有することが望ましい。たとえば、卓上ホルダ２００は、少なくとも正面２００ａ部分において、樹脂を厚さ０．５ｍｍ程度に成形したものとすることができる。

このように構成された本実施形態の電子機器システム１の作用および効果について説明する。
本実施形態の電子機器システム１によれば、保持部２００は、スピーカ１２０の音波放射用の孔１１２が対向する位置に凹部２１０を設けているので、スピーカ１２０の音波放射用の孔１１２に対向して設けられた保持部２００の凹部２１０に、スピーカ１２０から放射した音波１８０を反射させることができるので、音波１８０を携帯電子機器１００のＬＣＤ１５２の画面正面に放射させることができる。
すなわち、本実施形態の電子機器システム１によれば、簡単な構成で音量の増大を実現でき、音響機能を向上できる。そして、本実施形態の電子機器システム１によれば、携帯電子機器１００の構成を変更する必要はなく、そのデザイン性と音響機能の向上を両立させることができる。

さらに、本実施形態の電子機器システム１によれば、制御部１６０が、振動子２３０を加振源として、卓上ホルダ２００から音波２６０を放射させるのに同期して、携帯電子機器１００のスピーカ１２０から音波１８０を放射させる。上述したように、図２では、スピーカ１２０は画面に対して背面に配置されているが、スピーカ１２０の正面にある卓上ホルダ２００の凹部２１０により、音波１８０を反射させることで、音波１８０を画面正面に放射させることができる。
そして、このようにして卓上ホルダ２００の凹部２１０から放射された音波２６０に、さらに卓上ホルダ２００から放射される音波１８０を干渉させることで、音波を増幅させ、利用者側（携帯電子機器１００の正面１１０ａ側）で大音量を実現させることができる。
このように、本実施形態の電子機器システム１によれば、卓上ホルダ２００を用いて、携帯電子機器１００のスピーカ１２０の音量を増幅させることができるため、携帯電子機器１００自体の音響機能とデザイン性を両立させることができ、その工業価値は大きく向上する。

さらに、本実施形態の電子機器システム１によれば、振動子２３０は、圧電振動子を用いるので、磁気回路を用いる動電型スピーカにおいて、そこから発する音圧レベルは、体積排除量に依存するため、小型化電気音響変換器においては、その原理上、音圧レベルに限界があるという問題点を解決することができる。

一方、振動子２３０の圧電素子は脆性材料であるため、落下時の衝撃安定性に課題があった。また、圧電素子は、機械Ｑが高いため、共振周波数近傍では高い振動量が得られるが、それ以外の帯域では振動量が減衰するため、これを加振源とした音響再生器では、その音圧周波数特性の平坦性に課題があった。
本実施形態の電子機器システム１では、圧電素子の弾性部材２３２の弾性材料に望ましくはカーボン系材料を用いるため、減衰効果が大きいという効果がある。

さらに、本実施形態の電子機器システム１によれば、振動子２３０は、弾性部材２４２を介して卓上ホルダ２００に接合させることで、落下時の振動を吸収すると同時に、振動子２３０の機械Ｑを低減させることができる。
また、本実施形態の電子機器システム１によれば、振動子２３０は、バイモルフ構造を採用することで、圧電素子２３４が１枚のモノモルフ構造のものに比較して、音響出力の音量および音圧を大きくすることができる。

図５に、本実施形態の電子機器システム１を使用したときの音圧レベルの周波数特性を示すグラフを実線で示す。破線は、本実施形態の電子機器システム１を使用しない場合のグラフである。図５からも分かるように、本実施形態の電子機器システム１によれば、音響出力の品質を向上させることができる。

また、本発明の実施形態に係る携帯電子機器１００は、本実施形態の卓上ホルダ２００を使用することで、上述した効果を奏する。

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。
たとえば、上記実施形態において、振動子２３０は、図１に示すように、横長の矩形のものを卓上ホルダ２００の正面２００ａの中央部に設けた構成としたが、これに限定されるものではない。たとえば、振動子２３０の形状は、矩形以外にも円形でも、その他の形状でもよい。卓上ホルダ２００の正面２００ａに対面する面の形状が、振動子２３０の支持部２４０を中心として、中心から同一線上の外側方向に向かって均等に延在する形状であることが望ましい。振動子２３０の中心を支持することで、中心から延在する両端方向に向かって振動幅が増大するためである。

また、振動子２３０は、卓上ホルダ２００の中央に一つ設ける構成以外にも、複数設けてもよい。複数の振動子２３０は、卓上ホルダ２００の正面２００ａに対して、左右対象に設けられるのが好ましい。

以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

１ 電子機器システム
１００ 携帯電子機器
１１０ 筐体
１１０ａ 正面
１１０ｂ 背面
１１２ 孔
１２０ スピーカ
１５０ 基板
１５４ 電池
１６０ 制御部
１６２ 信号生成部
１７０ 充電端子
１８０ 音波
２００ 保持部、卓上ホルダ
２００ａ 正面
２１０ 凹部
２１０ａ 平面
２１０ｂ スペーサ
２１２ 空気空間
２３０ 振動子
２３２ 弾性部材
２３４ 圧電素子
２４０ 支持部
２４２ 弾性部材
２５０ 端子
２６０ 音波

Claims (6)

1. 携帯電子機器と、
   前記携帯電子機器を保持する保持部と、を備え、
   前記携帯電子機器は、正面と、スピーカの音波放射用の孔が設けられた背面を有する筐体を有し、
   前記保持部は、
   前記携帯電子機器の前記筐体を載置する凹部を有し、
   前記保持部の前記凹部に前記携帯電子機器の前記筐体の前記背面を対向させて載置したとき、前記筐体の前記背面と前記保持部の前記凹部により、前記孔から出力される音波が伝播する空気空間を形成する電子機器システム。
2. 請求項１に記載の電子機器システムにおいて、
   前記携帯電子機器の音響出力の電気信号が接続され、前記電気信号を振動に変換する振動子を前記保持部の内部に備え、
   前記保持部は、前記携帯電子機器が載置されたとき、前記携帯電子機器の充電端子に電気的に接続される端子を備え、
   前記端子を介して前記振動子に前記携帯電子機器の音響出力の前記電気信号が入力され、
   前記保持部は、載置された前記携帯電子機器の前記筐体の前記正面側と同じ向きになるように、前記振動子が振動により発振した音波を放射する音響放射面が正面に設けられ、
   前記振動子が前記保持部の前記音響放射面から前記音波を放射するのに同期して、前記携帯電子機器の前記スピーカの前記孔から音波を放射するように前記音響出力の電気信号を制御する制御部をさらに備える電子機器システム。
3. 請求項２に記載の電子機器システムにおいて、
   前記振動子をその中心部で支持する支持部材と、
   前記支持部材と前記保持部の間に介在し、前記支持部材を前記保持部に接合する弾性部材と、を備える電子機器システム。
4. 請求項２または３に記載の電子機器システムにおいて、
   前記振動子は、圧電振動子である電子機器システム。
5. 請求項４に記載の電子機器システムにおいて、
   前記圧電振動子は、弾性部材と、前記弾性部材の両面に設けられた圧電素子を備えるバイモルフ構造を有する電子機器システム。
6. 請求項１乃至５いずれかに記載の電子機器システムを用いる電子機器。

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