JP2016225690A - 電子機器及び電子機器の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スピーカの音の出力性能を向上することが可能な技術を提供する。【解決手段】電子機器は、筐体と、当該筐体内のスピーカと、検出部とを備える。筐体は、気密性を有する。スピーカは、音出力用の振動板と、当該振動板を駆動する駆動部とを有する。検出部は、筐体の内部の気圧を検出する。駆動部は、筐体の内部の気圧の変化に応じた振動板の変化を抑制するように当該振動板を駆動する。【選択図】図１１

Description

本発明は、電子機器に関する。

特許文献１にも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。

実開平５−５３３９４号公報

電子機器に設けられるスピーカの音の出力性能は良いことが望まれる。

そこで、本発明は上述の点に鑑みて成されたものであり、スピーカの音の出力性能を向上することが可能な技術を提供することを目的とする。

電子機器及び電子機器の制御方法が開示される。一の実施の形態では、電子機器は、筐体と、筐体内のスピーカと、検出部とを備える。筐体は、気密性を有する。スピーカは、音出力用の振動板と、当該振動板を駆動する駆動部とを有する。検出部は、筐体の内部の気圧を検出する。駆動部は、筐体の内部の気圧の変化に応じた振動板の変化を抑制するように振動板を駆動する。

また、一の実施の形態では、電子機器の制御方法は、気密性を有する筐体内にスピーカを備える電子機器の制御方法である。電子機器の制御方法は、スピーカが有する音出力用の振動板を駆動する工程と、筐体の内部の気圧を検出する工程とを備える。振動板は、筐体の内部の気圧の変化に応じた振動板の変化を抑制するように駆動される。

スピーカの音の出力性能を向上することができる。

電子機器の外観の一例を概略的に示す斜視図である。 電子機器の外観の一例を概略的に示す裏面図である。 電子機器の断面構造の概略を示す図である。 背面側ケースをその前面側から見た際の平面図である。 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。 電子機器の電気的構成の一例を示す図である。 電子機器の断面構造を拡大して示す図である。 筐体内部の気圧に応じて振動板が変化する様子を示す図である。 筐体内部の気圧に応じて振動板が変化する様子を示す図である。 筐体内部の気圧に応じて振動板が変化する様子を示す図である。 電子機器の動作の一例を示すフローチャートである。 筐体内部の気圧の検出結果とコイルに流す第２電流とを示す図である。 電子機器の動作の一例を示すフローチャートである。

＜電子機器の外観及び内部構造＞
図１及び図２は、それぞれ、電子機器１の外観の一例を概略的に示す斜視図及び裏面図である。図３は、図２に示される矢視Ａ−Ａにおける断面構造の概略を示す図である。電子機器１は、例えば、防水性を有する、スマートフォン等の携帯電話機である。電子機器１は、基地局及びサーバ等を通じて他の通信装置と通信することが可能である。

図１〜３に示されるように、電子機器１は、当該電子機器１の前面に位置するカバーパネル２と、当該カバーパネル２が貼り付けられるケース３とを備えている。ケース３は、カバーパネル２が取り付けられる前面側ケース３ａと、当該前面側ケース３ａに取り付けられる背面側ケース３ｂとを備えている。図３に示されるように、前面側ケース３ａと背面側ケース３ｂとは、取付部材３３を間に挟んで取り付けられる。取付部材３３としては、例えば、防水性を有する、パッキン、接着剤あるいは両面テープなどが採用される。図４は、背面側ケース３ｂをその前面側から見た際の平面図である。図４の例示では、取付部材３３が斜線領域で示されている。本実施の形態では、防水性を有する取付部材３３によって、背面側ケース３ｂの周縁部の全周囲が前面側ケース３ａに取り付けられている。これにより、前面側ケース３ａと背面側ケース３ｂとの間の防水性を高めることができる。

カバーパネル２及びケース３は、電子機器１の外装を成しており、当該電子機器１の筐体１０を構成している。電子機器１の形状は、例えば、平面視において略長方形の板状となっている。

カバーパネル２は、電子機器１の前面部分における、周縁部以外の部分を構成している。ケース３は、電子機器１の前面部分の周縁部、側面部分及び裏面部分を構成している。ケース３は、例えば、樹脂で、あるいは樹脂及び金属で形成されている。当該樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂あるいはナイロン系樹脂が採用される。また、当該金属としては、例えばアルミニウムなどが採用される。

カバーパネル２は、板状であって、平面視において略長方形を成している。カバーパネル２の長手方向は電子機器１の上下方向と一致する。図３に示されるように、カバーパネル２は、電子機器１の前面を構成する外側主面２０と、当該外側主面２０とは反対側に位置する内側主面２１とを有している。

図１に示されるように、カバーパネル２は、外側主面２０に平行な第１方向ＤＲ１に沿って長い略長方形を成している。したがって、外側主面２０に平行かつ第１方向ＤＲ１に垂直な方向を第２方向ＤＲ２とすると、カバーパネル２における第１方向ＤＲ１に沿った長さは、カバーパネル２における第２方向ＤＲ２に沿った長さよりも大きくなっている。また、カバーパネル２の外側主面２０及び内側主面２１に垂直な方向を第３方向ＤＲ３とする。以降、第１方向ＤＲ１、第２方向ＤＲ２及び第３方向ＤＲ３を、それぞれ、「長手方向ＤＲ１」、「短手方向ＤＲ２」及び「厚さ方向ＤＲ３」と呼ぶことがある。

カバーパネル２は、例えば、アクリル樹脂、ガラスまたはサファイアなどによって形成されている。カバーパネル２には、表示部１２の表示が透過する透明の表示領域（表示窓とも呼ばれる）２ａが設けられている。表示領域２ａは、例えば平面視で長方形を成している。表示部１２から出力される可視光は、表示領域２ａを通って電子機器１の外部に取り出される。電子機器１のユーザは、当該電子機器１の外部から、表示領域２ａを通じて表示部１２に表示される情報を視認可能となっている。カバーパネル２における、表示領域２ａを取り囲む周縁部２ｂの大部分は、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いる。これにより、周縁部２ｂの大部分は、表示部１２の表示が透過しない非表示部分となっている。

図３に示されるように、カバーパネル２の内側主面２１にはタッチパネル１３が貼り付けられている。そして、表示部１２は、タッチパネル１３における、内側主面２１側の主面とは反対側の主面に貼り付けられている。つまり、表示部１２は、タッチパネル１３を介してカバーパネル２の内側主面２１に取り付けられている。そして、表示部１２は、カバーパネル２とケース３の底部とで挟まれている。電子機器１のユーザは、カバーパネル２の表示領域２ａを指等の操作子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。

図３に示されるように、カバーパネル２は、前面側ケース３ａに対して貼付部材３２によって貼り付けられている。具体的には、カバーパネル２の内側主面２１が、貼付部材３２を介して前面側ケース３ａに貼り付けられている。貼付部材３２としては、例えば、防水性を有する、接着剤あるいは両面テープなどが採用される。図５は、カバーパネル２を内側主面２１側から見た際の平面図である。図５では、貼付部材３２が斜線領域で示されている。本実施の形態では、防水性を有する貼付部材３２によって、カバーパネル２の内側主面２１における周端部の全周囲が前面側ケース３ａに貼り付けられている。これにより、カバーパネル２と前面側ケース３ａとの間の防水性を高めることができる。

図１及び図５に示されるように、カバーパネル２の下側端部及び上側端部には、マイク穴４及びレシーバ穴５がそれぞれあけられている。また、カバーパネル２の上側端部には、後述する前面側撮像部１７が有する撮像レンズが電子機器１の外部から視認できるための前面レンズ用透明部７が設けられている。

また図２に示されるように、背面側ケース３ｂの裏面３１には、スピーカ穴６があけられている。また、背面側ケース３ｂの裏面３１の上側端部には、後述する裏面側撮像部１８が有する撮像レンズが電子機器１の外部から視認できるための裏面レンズ用透明部８が設けられている。

図３に示されるように、筐体１０の内部空間３０ａには、外部スピーカ１６が設けられている。外部スピーカ１６は、後述する振動板４２がスピーカ穴６と対向するように、貼付部材３４によって背面側ケース３ｂの内側に取り付けられている。外部スピーカ１６から出力される音は、スピーカ穴６から筐体１０の外部空間３０ｂに出力される。貼付部材３４としては、例えば、防水性を有する両面テープが採用される。外部スピーカ１６は、スピーカ穴６の全周囲を取り囲むように位置する貼付部材３４によって、背面側ケース３ｂの内側に貼り付けられている。これにより、スピーカ穴６から筐体１０の内部空間３０ａに水が入りにくくすることができる。外部スピーカ１６の構造については、後で詳細に述べる。なお、スピーカ穴６と同様に、マイク穴４及びレシーバ穴５についても、筐体１０の防水性を高めるような構造となっている。

図２〜４に示されるように、背面側ケース３ｂの裏面３１には、筐体１０の内部空間３０ａと外部空間３０ｂとの気圧差を調整するための通気孔９ａが設けられている。図３に示されるように、通気孔９ａにおける筐体１０の内部側の開口９ａａを覆うように、部材９ｂが背面側ケース３ｂの内側に貼り付けられている。部材９ｂは、フィルム状であって、防水性及び通気性を有している。通気孔９ａ及び部材９ｂによって、筐体１０の内部空間３０ａの気圧を調整する気圧調整部９が構成されている。この気圧調整部９によって、筐体１０の内部空間３０ａの気圧は、筐体１０の外部空間３０ｂの気圧（例えば大気圧）との差が小さくなるように調整される。

上述のように、筐体１０の構造は、その防水性を高めるような構造となっているため、筐体１０の気密性は高くなっている。このため、筐体１０の内部空間３０ａと外部空間３０ｂとの温度差、あるいは、内部空間３０ａまたは外部空間３０ｂの気圧の変化などによって、内部空間３０ａと外部空間３０ｂとの間の気圧差が大きくなる場合がある。内部空間３０ａと外部空間３０ｂとの間の気圧差が大きい場合には、筐体１０が変形することがある。本実施の形態では、気圧調整部９によって、筐体１０の内部空間３０ａの気圧は、外部空間３０ｂとの気圧差が小さくなるように調整されることから、当該気圧差によって筐体１０が変形することを抑制することができる。

＜電子機器の電気的構成＞
図６は、電子機器１の電気的構成の一例を示すブロック図である。図６に示されるように、電子機器１には、制御部１００、無線通信部１１、表示部１２、タッチパネル１３、マイク１４、レシーバ１５、外部スピーカ１６、前面側撮像部１７、裏面側撮像部１８及び気圧センサ１９が設けられている。電子機器１に設けられたこれらの構成要素のそれぞれは、筐体１０の内部空間３０ａに収められている。

制御部１００は、一種のコンピュータであって、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）１０２及び記憶部１０３等を備えている。制御部１００は、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ことが可能である。

記憶部１０３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等の、ＣＰＵ１０１及びＤＳＰ１０２が読み取り可能な非一時的な記録媒体で構成されている。記憶部１０３には、電子機器１を制御するための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。

なお、記憶部１０３は、ＲＯＭ及びＲＡＭ以外の、コンピュータが読み取り可能な非一時的な記録媒体を備えていても良い。記憶部１０３は、例えば、小型のハードディスクドライブ及びＳＳＤ（Solid State Drive）等を備えていても良い。また、制御部１００の機能の一部または全部は、その機能の実現にソフトウェアが不要なハードウェアによって実現されても良い。

無線通信部１１は、アンテナ１１ａを有している。無線通信部１１は、例えば、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、基地局等を介してアンテナ１１ａで受信することが可能である。無線通信部１１は、アンテナ１１ａでの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に出力することが可能である。制御部１００は、無線通信部１１から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情報を取得することが可能である。また無線通信部１１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１１ａから無線送信することが可能である。アンテナ１１ａからの送信信号は、例えば、基地局等を通じて、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ウェブサーバ等の通信装置で受信される。

表示部１２は、例えば、液晶ディプレイあるいは有機ＥＬディスプレイによって構成される。表示部１２は、制御部１００に制御されることによって、文字、記号、図形等の各種情報を表示することが可能である。表示部１２が表示する情報は、カバーパネル２の表示領域２ａを通じて、電子機器１のユーザに視認可能となる。

タッチパネル１３は、カバーパネル２の表示領域２ａに対する指等の操作子による操作を検出することが可能である。タッチパネル１３は、例えば、投影型静電容量方式のタッチパネルである。ユーザが指等の操作子によってカバーパネル２の表示領域２ａに対して操作を行うと、その操作に応じた操作信号がタッチパネル１３から制御部１００に入力される。制御部１００は、タッチパネル１３からの操作信号に基づいて、表示領域２ａに対して行われた操作の内容を特定して、その内容に応じた処理を行うことが可能である。なおユーザは、指以外の操作子、例えば、スタイラスペンなどの静電式タッチパネル用ペンによって表示領域２ａを操作することによっても、電子機器１に対して各種指示を与えることができる。

マイク１４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に出力することが可能である。電子機器１の外部からの音は、例えば、電子機器１の前面に設けられたマイク穴４から電子機器１の内部に取り込まれてマイク１４に入力される。

外部スピーカ１６は、例えばダイナミックスピーカである。外部スピーカ１６は、音を出力する振動板４２と、当該振動板４２を駆動する駆動部２３とを備える。駆動部２３は、振動板４２に取り付けられたコイル４４、磁石４５及び駆動回路２４を備える。駆動回路２４は、コイル４４に制御部１００からの音信号に基づく電流を流すことによって、振動板４２を振動させて音を出力することが可能である。外部スピーカ１６から出力される音は、例えば、背面側ケース３ｂの裏面３１に設けられたスピーカ穴６から電子機器１の外部に出力される。スピーカ穴６から出力される音については、例えば、電子機器１から離れた場所でも聞こえるような音量となっている。外部スピーカ１６の構造及び動作については後で詳細に述べる。

レシーバ１５は、例えばダイナミックスピーカで構成されており、受話音を出力することが可能である。レシーバ１５は、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ことが可能である。レシーバ１５から出力される音は、例えば、電子機器１の前面に設けられたレシーバ穴５から電子機器１の外部に出力される。レシーバ穴５から出力される音の音量は、例えば、外部スピーカ１６からスピーカ穴６を介して出力される音の音量よりも小さくなっている。

なおレシーバ１５に替えて、圧電振動素子が設けられてもよい。圧電振動素子は、制御部１００によって制御され、音声信号等の音信号に基づいて振動することが可能である。圧電振動素子は、例えばカバーパネル２の内側主面２１に設けられており、音信号に基づく自身の振動によってカバーパネル２を振動させることが可能である。そして、ユーザが自身の耳をカバーパネル２に近づけることにより、カバーパネル２の振動が音としてユーザに伝達される。レシーバ１５に替えて圧電振動素子が設けられる場合には、レシーバ穴５は不要である。

前面側撮像部１７は、撮像レンズ及び撮像素子などで構成されている。前面側撮像部１７は、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ことが可能である。前面側撮像部１７は、電子機器１の前面側、つまりカバーパネル２の外側主面２０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１８は、撮像レンズ及び撮像素子などで構成されている。裏面側撮像部１８は、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ことが可能である。裏面側撮像部１８は、電子機器１の裏面側、つまり背面側ケース３ｂの裏面３１側に存在する物体を撮像することが可能である。

気圧センサ１９は、気圧を検出することが可能である。気圧センサ１９は、例えば、ピエゾ抵抗方式の圧力センサである。気圧センサ１９は、筐体１０の内部空間３０ａに設けられており、当該内部空間３０ａの気圧を検出することが可能である。また気圧センサ１９は、検出した筐体１０の内部空間３０ａの気圧を示す気圧情報を制御部１００に出力することが可能である。

＜外部スピーカの構造＞
図７は、図３に示される断面構造において、外部スピーカ１６の付近を拡大して示す図である。本実施の形態では、外部スピーカ１６は、ダイナミックスピーカである。外部スピーカ１６は、電磁力によって振動板４２を振動させて音を出力することが可能である。

図７に示されるように、外部スピーカ１６は、振動板４２、取付部４３、コイル４４及び磁石４５と、これらの構成要素を収容するケース４１とを備える。

ケース４１は、例えば、中空の円柱状であって、その上面に円状の開口４１ｃを有する。ケース４１は、開口４１ｃがスピーカ穴６と対向するように、背面側ケース３ｂの内側に貼付部材３４によって取り付けられている。ケース４１は、開口４１ｃが形成される前面側部分４１ａと、当該前面側部分４１ａに取り付けられる背面側部分４１ｂとを備える。前面側部分４１ａと背面側部分４１ｂとは、貼付部材４７によって貼り付けられている。貼付部材４７としては、例えば、防水性を有する接着剤が採用される。これにより、前面側部分４１ａと背面側部分４１ｂとの間から筐体１０の内部空間３０ａに水が入りにくくすることができる。

振動板４２は、例えば、平面視において円形を成しており、スピーカ穴６と対向する外側主面４２ａと、当該外側主面４２ａとは反対側の内側主面４２ｂとを有する。振動板４２は、例えば、外側主面４２ａ側に凸となるドーム形状となっている。振動板４２は、その側面の全周囲が取付部４３を介してケース４１の内側に取り付けられている。振動板４２は、「ダイヤフラム」とも呼ばれる。なお、振動板４２の形状は、外側主面４２ａ側に凸となるドーム形状に限られず他の形状であってもよい。例えば、振動板４２の形状は、平らな板状であってもよいし、内側主面４２ｂ側に凸となるコーン状であってもよい。

取付部４３は、平面視において振動板４２を取り囲むような環状を成しており、振動板４２の側面とケース４１との間の全周囲において、厚さ方向ＤＲ３に沿って背面側ケース３ｂ側に凸状となっている。取付部４３の内周側端の全周囲は振動板４２に取り付けられている。また、取付部４３の外周側端の全周囲は、ケース４１の内側に取り付けられている。

振動板４２及び取付部４３は、防水性を有する材料によって形成されている。これにより、ケース４１における、振動板４２の内側主面４２ｂ側の空間に水が入りにくくすることができる。

振動板４２の内側主面４２ｂにおける周縁部には、コイル４４が取り付けられている。コイル４４は、巻回された導線によって構成されている。コイル４４は、その巻回軸が厚さ方向ＤＲ３と一致している。コイル４４は、「ボイスコイル」とも呼ばれる。

また、コイル４４の中央部の空間には磁石４５が配置されている。つまり、コイル４４は、磁石４５を取り囲むように配置されている。磁石４５は、貼付部材４６によってケース４１の背面側部分４１ｂの底に取り付けられている。

コイル４４は、駆動回路２４に接続されている。駆動回路２４は制御部１００によって制御される。駆動回路２４は、コイル４４に電流を流すことができる。コイル４４に電流が流れると、その電流量に応じて作用する電磁力によって、当該コイル４４は厚さ方向ＤＲ３に沿って移動する。そして、コイル４４が取り付けられた振動板４２は、コイル４４と共に厚さ方向ＤＲ３に沿って移動する。駆動回路２４がコイル４４に流す電流が大きいほど、当該電流による振動板４２の移動量は大きくなる。また、コイル４４に流れる電流によって振動板４２が移動する向きは、当該コイル４４に流す電流の向きによって制御される。

制御部１００は、外部スピーカ１６の駆動回路２４に対して音信号を供給することができる。駆動回路２４は、コイル４４に対して、制御部１００からの音信号に基づく第１電流を流すことができる。そして振動板４２は、当該第１電流に基づく電磁力によって振動して音を出力することができる。コイル４４、磁石４５及び駆動回路２４は、制御部１００からの制御信号に基づいて、振動板４２を駆動する駆動部２３として機能する。

ケース４１の底面部分には、貫通孔４１ｄが設けられている。この貫通孔４１ｄによって、ケース４１における振動板４２の内側主面４２ｂ側の空間の通気性が確保される。これにより、外部スピーカ１６の音の出力性能を向上することができる。

なお、レシーバ１５を構成するダイナミックスピーカも外部スピーカ１６と同様の構造を有している。

＜筐体内部の気圧変化による振動板の変化＞
上述のように、本実施の形態では、筐体１０はその防水性を高めるような構造となっており、その気密性も高くなっている。筐体１０の内部空間３０ａの気圧は、気圧調整部９によって外部空間３０ｂとの気圧差が小さくなるように調整される。しかしながら、通気孔９ａの直径は、例えば略１ｍｍと小さく、また防水性及び通気性を有するフィルム状の部材９ｂによって開口９ａａが覆われているため、筐体１０の内部空間３０ａあるいは外部空間３０ｂの気圧が急激に変化した場合には、これらの気圧差がすぐに小さくならないことがある。

例えば、筐体１０の表面が外部からの圧力によって内側に撓むように急激（例えば１秒未満）に変形した場合には、筐体１０の内部空間３０ａの体積が減少して当該内部空間３０ａの気圧が上昇する。そして筐体１０の内部空間３０ａと外部空間３０ｂとの間の気圧差が大きくなる。筐体１０が変形したままの状態では、内部空間３０ａの気圧は、気圧調整部９によって調整されて徐々に減少していき、最終的には外部空間３０ｂの気圧と略一致する。この気圧の調整には、例えば、数秒〜数十秒の時間を要する。

図７に示されるように、振動板４２の外側主面４２ａには筐体１０の外部空間３０ｂの気圧がかかり、振動板４２の内側主面４２ｂには筐体１０の内部空間３０ａの気圧がかかる。したがって、筐体１０の内部空間３０ａと外部空間３０ｂとの間に気圧差がある場合には、振動板４２の位置が変化することがある。具体的には、筐体１０の内部空間３０ａの気圧が外部空間３０ｂの気圧よりも高い場合には、振動板４２は、外側主面４２ａ側に移動する。一方、外部空間３０ｂの気圧が内部空間３０ａの気圧よりも高い場合には、振動板４２は、内側主面４２ｂ側に移動する。内部空間３０ａと外部空間３０ｂとの気圧差が大きいほど、当該気圧差による振動板４２の移動量は大きくなる。

図８〜１０は、筐体１０の内部空間３０ａの気圧に応じて振動板４２が変化する様子を示す図である。図８の例示では、筐体１０の表面が外部からの圧力によって、厚さ方向ＤＲ３に沿って内側に撓む様子を示している。このような筐体１０の変形は、例えば、カバーパネル２の外側主面２０と背面側ケース３ｂの裏面３１とが厚さ方向ＤＲ３に沿って、ユーザの指などによって強く押された場合に生じる。

図７で示される、筐体１０が変形していない状態から、図８に示されるように、筐体１０の表面が内側に撓むように変形した場合には、筐体１０の内部空間３０ａの体積が減少するため、当該内部空間３０ａの気圧が上昇する。筐体１０の内部空間３０ａの気圧が外部空間３０ｂの気圧よりも高くなる場合には、図８に示されるように、振動板４２は、気圧差に応じて、厚さ方向ＤＲ３に沿って外側主面４２ａ側に移動する。

筐体１０の内部空間３０ａの気圧が外部空間３０ｂの気圧よりも大きくなった場合には、内部空間３０ａの気圧は、気圧調整部９によって、外部空間３０ｂとの気圧差が小さくなるように調整される。図８に示されるように、筐体１０が変形したままの状態が保持される場合には、筐体１０の内部空間３０ａの気圧は、気圧調整部９によって調整されて、例えば、数秒〜数十秒かけて外部空間３０ｂの気圧と一致するように徐々に減少する。そして、筐体１０の内部空間３０ａと外部空間３０ｂとの気圧差が小さくなるにつれて、振動板４２の位置も徐々に元に戻る。

図９は、図８に示されるように筐体１０が変形したままの状態で、内部空間３０ａの気圧が元に戻る、つまり外部空間３０ｂの気圧と略一致したときの振動板４２の様子を示す図である。筐体１０の内部空間３０ａの気圧が外部空間３０ｂの気圧と略一致する場合には、図９に示されるように、振動板４２の位置は元に戻る。

図１０は、図９に示される状態から、筐体１０にかかる外圧が小さくなった場合、例えば、カバーパネル２の外側主面２０と背面側ケース３ｂの裏面３１とを押さえていたユーザの指が離された場合に振動板４２が変化する様子を示す図である。筐体１０の形状が図９に示される形状から図１０に示される元の形状に戻る場合には、筐体１０の内部空間３０ａの体積が増加するため、筐体１０の内部空間３０ａの気圧が減少する。筐体１０の内部空間３０ａの気圧が外部空間３０ｂの気圧よりも小さくなる場合には、図１０に示されるように、振動板４２は、気圧差に応じて、厚さ方向ＤＲ３に沿って内側主面４２ｂ側に移動する。

そして、筐体１０の内部空間３０ａの気圧は、気圧調整部９によって調整されて、例えば、数秒〜数十秒かけて外部空間３０ｂの気圧と一致するように徐々に上昇する。そして、筐体１０の内部空間３０ａと外部空間３０ｂとの気圧差が小さくなるにつれて、振動板４２の位置も徐々に元に戻る。

上述のように、振動板４２の位置が筐体１０の内部空間３０ａと外部空間３０ｂとの気圧差によって変化している場合には、外部スピーカ１６の音の出力性能が低下することがある。例えば、外部スピーカ１６が音を出力しているか否かに関わらず、図８及び図１０に示されるように、筐体１０の内部空間３０ａの気圧変化に応じて振動板４２の位置が変化するときに異音が発生する場合がある。また、図８及び図１０に示されるように振動板４２の位置が変化している状態で、外部スピーカ１６が振動板４２を振動させて音を出力する場合には、その音響特性が低下する場合がある。例えば、振動板４２が移動可能な範囲の端付近まで移動している場合には、振動板４２の振動が制限されるため、外部スピーカ１６の音圧及び音質が低下することがある。

そこで、本実施の形態では、外部スピーカ１６は、筐体１０の内部空間３０ａの気圧変化による振動板４２の変化を抑制するように駆動される。以下では、この駆動方法について詳細に説明する。

＜電子機器の動作＞
図１１は、電子機器１の動作の一例を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１において、気圧センサ１９は、筐体１０の内部空間３０ａの気圧を検出する。気圧センサ１９は、例えば、第１時間毎に筐体１０の内部空間３０ａの気圧を検出し、当該気圧を示す気圧情報を制御部１００に出力する。

次にステップＳ２において、制御部１００は、気圧センサ１９からの気圧情報に基づいて、筐体１０の内部空間３０ａの気圧が変化しているか否かを判定する。ステップＳ２では、例えば、制御部１００は、内部空間３０ａの現在の気圧と、内部空間３０ａの過去の気圧の平均値とを比較することによって、内部空間３０ａの気圧が変化しているか否かを判定する。具体的には、まず、制御部１００は、気圧センサ１９の過去の検出結果に基づいて、過去の第２時間分の内部空間３０ａの気圧の平均値を算出する。第２時間は第１時間よりも大きく設定される。例えば、第１時間は１秒未満に、第２時間は数秒に設定される。そして、制御部１００は、ステップＳ１で検出された内部空間３０ａの気圧と、算出した平均値との差分の絶対値を求めて、求めた絶対値が所定値以上のときには、内部空間３０ａの気圧が変化していると判定する。一方で、制御部１００は、求めた絶対値が所定値未満のときには、内部空間３０ａの気圧が変化していないと判定する。これにより、制御部１００は、筐体１０の内部空間３０ａの急激な気圧変化を検出することができる。

ステップＳ２において、否定的な判定がなされる場合、つまり、制御部１００によって、筐体１０の内部空間３０ａの気圧が変化していないと判定されると、再度ステップＳ１が実行される。ステップＳ１及びＳ２は、ステップＳ２において肯定的な判定がなされるまでの間、例えば、第１時間毎に繰り返し実行される。

一方、ステップＳ２において、肯定的な判定がなされる場合、つまり、制御部１００によって、筐体１０の内部空間３０ａの気圧が変化していると判定されると、ステップＳ３が実行される。ステップＳ３において、駆動部２３は、制御部１００に制御されることによって、気圧センサ１９が検出する内部空間３０ａの気圧に基づく第２電流をコイル４４に流す。第２電流は、振動板４２が内部空間３０ａの気圧に応じて変化するのを抑制するように制御される。

上述のように、筐体１０の内部空間３０ａと外部空間３０ｂとの気圧差が大きいほど、当該気圧差による振動板４２の移動量は大きくなる。また、駆動回路２４がコイル４４に流す電流が大きいほど、当該電流による振動板４２の移動量は大きくなる。このことから、制御部１００は、振動板４２が内部空間３０ａの気圧に応じて移動するのを抑制するために、ステップＳ１で検出された内部空間３０ａの気圧と、ステップＳ２で算出された内部空間３０ａの気圧の平均値との差分の絶対値が大きいほど、ステップＳ３において駆動回路２４がコイル４４に流す第２電流を大きくする。

また、制御部１００は、振動板４２が内部空間３０ａの気圧に応じて移動するのを抑制するように、駆動回路２４がコイル４４に流す第２電流の向きを制御する。具体的には、制御部１００は、ステップＳ１で検出された内部空間３０ａの気圧が、ステップＳ２で算出された内部空間３０ａの気圧の平均値よりも大きい場合、つまり振動板４２が外側主面４２ａ側に移動するような場合には、振動板４２が内側主面４２ｂ側に移動するように、駆動回路２４がコイル４４に流す第２電流の向きを制御する。一方、制御部１００は、ステップＳ１で検出された内部空間３０ａの気圧が、ステップＳ２で算出された内部空間３０ａの気圧の平均値よりも小さい場合、つまり振動板４２が内側主面４２ｂ側に移動するような場合には、振動板４２が外側主面４２ａ側に移動するように、駆動回路２４がコイル４４に流す第２電流の向きを制御する。

次にステップＳ４において、気圧センサ１９は、筐体１０の内部空間３０ａの気圧を検出する。そして、気圧センサ１９は、検出した筐体１０の内部空間３０ａの気圧を示す気圧情報を制御部１００に出力する。

次にステップＳ５において、制御部１００は、気圧センサ１９からの気圧情報に基づいて、筐体１０の内部空間３０ａの気圧が元に戻ったか否かを判定する。ステップＳ５では、例えば、制御部１００は、ステップＳ４で検出された内部空間３０ａの気圧と、ステップＳ２で算出した内部空間３０ａの気圧の平均値との差分の絶対値を求めて、求めた絶対値が所定値よりも小さいときには、内部空間３０ａの気圧が元に戻ったと判定する。

ステップＳ５において、否定的な判定がなされる場合、つまり、制御部１００によって、筐体１０の内部空間３０ａの気圧が元に戻っていないと判定されると、ステップＳ６が実行される。ステップＳ６において、制御部１００は、ステップＳ３での処理と同様に、ステップＳ４で検出された内部空間３０ａの気圧と、ステップＳ２で算出された内部空間３０ａの気圧の平均値とに基づいて、駆動回路２４がコイル４４に流す第２電流の大きさ及び向きを制御する。そして、再度ステップＳ４が実行される。ステップＳ４〜Ｓ６は、ステップＳ５において肯定的な判定がなされるまでの間、例えば、第１時間毎に繰り返し実行される。

ステップＳ５において、肯定的な判定がなされる場合、つまり、制御部１００によって、筐体１０の内部空間３０ａの気圧が元に戻ったと判定されると、再度ステップＳ１が実行される。

図１２は、気圧センサ１９によって検出される筐体１０の内部空間３０ａの気圧と、駆動部２３がコイル４４に流す第２電流とを示す図である。図１２の上側のグラフ１１０は、気圧センサ１９が検出する筐体１０の内部空間３０ａの気圧の時間変化を示している。また図１２の下側のグラフ１２０は、駆動部２３がコイル４４に流す第２電流の時間変化を示している。グラフ１２０では、振動板４２を外側主面４２ａ側に移動させる第２電流の向きを正の方向としている。以下では、図１１で示したフローチャートをもとに、気圧センサ１９が検出する内部空間３０ａの気圧がグラフ１１０で示すように変化する場合を例に電子機器１の動作について説明する。

図１２のグラフ１１０に示されるように、定常状態では（時刻Ｔ１よりも前）、筐体１０の内部空間３０ａの気圧は、気圧調整部９によって調整されて、外部空間３０ｂの気圧と略一致している。定常状態では、制御部１００が筐体１０の内部空間３０ａの気圧が変化していないと判定するため、駆動部２３はコイル４４に第２電流を流さない（図１１でのステップＳ１及び２）。

図１２に示される時刻Ｔ１に、例えば、図８に示されるように筐体１０の表面が内側に撓むように変形した場合には、グラフ１１０に示されるように、気圧センサ１９が検出する筐体１０の内部空間３０ａの気圧が上昇する。これにより、図８に示されるように、振動板４２は、外側主面４２ａ側に移動する。そして制御部１００によって、筐体１０の内部空間３０ａの気圧が変化していると判定されると（図１１でのステップＳ２）、グラフ１２０に示されるように、駆動部２３は、制御部１００の制御によって、振動板４２の位置を内側主面４２ｂ側に戻すようにコイル４４に第２電流を流す（図１１でのステップＳ３）。駆動部２３は、制御部１００によって内部空間３０ａの気圧が元に戻ったと判定されるまでの間、気圧センサ１９が検出する内部空間３０ａの気圧の検出結果に基づいて、コイル４４に流す第２電流を制御する（図１１でのステップＳ４〜６）。

図８で示されるように筐体１０が変形したままの状態では、気圧調整部９によって内部空間３０ａの気圧は外部空間３０ｂとの気圧差が小さくなるように調整される。これにより、内部空間３０ａの気圧は外部空間３０ｂの気圧と略一致するまで徐々に減少していく。この気圧調整には、例えば、数秒〜数十秒の時間を要する。内部空間３０ａの気圧が元に戻るように減少していく場合には、振動板４２の位置は元に戻っていく。この場合、グラフ１２０に示されるように、駆動部２３はコイル４４に流す第２電流を、気圧センサ１９が検出する内部空間３０ａの気圧の検出結果に基づいて減少させていく（図１１でのステップＳ４〜６）。

そして図９に示されるように、筐体１０の表面が内側に撓むように変形した状態、かつ筐体１０の内部空間３０ａの気圧が外部空間３０ｂの気圧と略一致しており、振動板４２の位置が元に戻った状態となる。駆動部２３は、制御部１００によって内部空間３０ａの気圧が元に戻ったと判定されると（図１１でのステップＳ５）、コイル４４への第２電流の供給を一旦止める（図１１でのステップＳ１を再度実行）。

次に時刻Ｔ２において、図１０に示されるように、筐体１０の外部からの圧力が小さくなり筐体１０の形状が元に戻る場合には、筐体１０の内部空間３０ａの気圧が減少し、振動板４２は、内側主面４２ｂ側に移動する。駆動部２３は、制御部１００によって内部空間３０ａの気圧が変化したと再度判定されると（図１１でのステップＳ２）、振動板４２の位置を外側主面４２ａ側に戻すようにコイル４４に第２電流を流す（図１１でのステップＳ３）。グラフ１２０に示されるように、駆動部は、制御部１００の制御によって、気圧センサ１９が検出する内部空間３０ａの気圧の検出結果に基づいて、コイル４４に流す第２電流を制御する（図１１でのステップＳ４〜６）。

そして、内部空間３０ａの気圧は、気圧調整部９に調整されて、外部空間３０ｂの気圧と略一致するまで徐々に上昇していく。この気圧調整には、例えば、数秒〜数十秒の時間を要する。内部空間３０ａの気圧が元に戻るように上昇していく場合には、振動板４２の位置は元に戻っていく。グラフ１２０に示されるように、駆動部はコイル４４に流す第２電流を、気圧センサ１９が検出する内部空間３０ａの気圧の検出結果に基づいて減少させていく（図１１でのステップＳ４〜６）。

以上のように、駆動部２３は、制御部１００の制御によって、気圧センサ１９が検出する筐体１０の内部空間３０ａの気圧の検出結果に基づいて、内部空間３０ａの気圧の変化に応じた振動板４２の変化、詳細には内部空間３０ａの気圧の変化に応じた振動板４２の位置の変化を抑制するように、当該振動板４２を駆動する。これにより、振動板４２が内部空間３０ａの気圧の変化に応じて移動することを抑制することができる。したがって、外部スピーカ１６の音出力の性能が低下することを抑制することができる。

駆動部２３は、制御部１００からの音信号に基づいて、振動板４２に取り付けられたコイル４４に第１電流を流すことによって当該振動板４２を振動させて音を出力させることができる。一方、振動板４２が筐体１０の内部空間３０ａの気圧変化に応じて変化するのを抑制するような制御は、駆動部２３がコイル４４に第２電流を流すことによって行われる。このため、上記のような、内部空間３０ａの気圧変化に応じた振動板４２の変化を抑制するような駆動は、外部スピーカ１６が音を出力しているか否かにかかわらず行うことができる。

＜変形例＞
なお、駆動部２３は、外部スピーカ１６が音を出力するときに限って、内部空間３０ａの気圧の変化に応じた振動板４２の変化を抑制するように、当該振動板４２を駆動してもよい。図１３は、このように振動板４２を駆動する場合の電子機器１の動作の一例を示すフローチャートである。

まずステップＳ１１において、気圧センサ１９は、筐体１０の内部空間３０ａの気圧を検出する。気圧センサ１９は、例えば、第１時間毎に筐体１０の内部空間３０ａの気圧を検出し、当該気圧を示す気圧情報を制御部１００に出力する。制御部１００は、気圧センサ１９の過去の検出結果に基づいて、過去の第２時間分の内部空間３０ａの気圧の平均値を算出する。

次にステップＳ１２において、制御部１００は、外部スピーカ１６から音を出力するか否かを判定する。ステップＳ１２において、否定的な判定がなされる場合、ステップＳ１１が再度実行される。

一方、ステップＳ１２において、制御部１００によって、外部スピーカ１６から音を出力すると判定されると、ステップＳ１３が実行される。ステップＳ１３において、制御部１００は、気圧センサ１９からの気圧情報に基づいて、筐体１０の内部空間３０ａの気圧が変化しているか否かを判定する。制御部１００は、ステップＳ１１で検出された内部空間３０ａの気圧と、ステップＳ１１で算出した平均値との差分の絶対値を求めて、求めた絶対値が所定値以上のときには、内部空間３０ａの気圧が変化していると判定する。一方で、制御部１００は、求めた絶対値が所定値未満のときには、内部空間３０ａの気圧が変化していないと判定する。

ステップＳ１３において、制御部１００によって、内部空間３０ａの気圧が変化していないと判定されると、ステップＳ１８が実行される。ステップＳ１８において、駆動部２３は、制御部１００からの音振動に基づいて、コイル４４に第１電流を流す。そして振動板４２は、第１電流に基づいて振動させられて音を出力する。

一方、ステップＳ１３において、制御部１００によって、内部空間３０ａの気圧が変化していると判定されると、ステップＳ１４が実行される。ステップＳ１４において、駆動部２３は、コイル４４に第１及び第２電流を流す。具体的には、駆動部２３は、制御部１００からの音信号に基づく第１電流に、気圧センサ１９が検出する内部空間３０ａの気圧の検出結果に基づく第２電流を重畳した電流をコイル４４に流す。ステップＳ１４において、制御部１００は、図１１のステップＳ３での処理と同様に、ステップＳ１１で検出された内部空間３０ａの気圧と、ステップＳ１１で算出された内部空間３０ａの気圧の平均値とに基づいて、駆動回路２４がコイル４４に流す第２電流の大きさ及び向きを制御する。

次にステップＳ１５において、気圧センサ１９は、筐体１０の内部空間３０ａの気圧を検出する。そして、ステップＳ１６において、制御部１００は、気圧センサ１９からの気圧情報に基づいて、筐体１０の内部空間３０ａの気圧が元に戻ったか否かを判定する。ステップＳ１６では、例えば、制御部１００は、ステップＳ１５で検出された内部空間３０ａの気圧と、ステップＳ１３で用いた内部空間３０ａの気圧の平均値との差分の絶対値を求めて、求めた絶対値が所定値よりも小さいときには、内部空間３０ａの気圧が元に戻ったと判定する。

ステップＳ１６において、制御部１００によって、筐体１０の内部空間３０ａの気圧が元に戻っていないと判定されると、ステップＳ１７が実行される。ステップＳ１７において、駆動部２３は、制御部１００からの音信号に基づく第１電流に、気圧センサ１９が検出する内部空間３０ａの気圧の検出結果に基づく第２電流を重畳した電流をコイル４４に流す。ステップＳ１７において、制御部１００は、ステップＳ１４での処理と同様に、ステップＳ１５で検出された内部空間３０ａの気圧と、ステップＳ１１で算出された内部空間３０ａの気圧の平均値とに基づいて、駆動回路２４がコイル４４に流す第２電流の大きさ及び向きを制御する。そして再度ステップＳ１５が実行される。ステップＳ１６に肯定的な判定がなされるまでの間、駆動部２３は、コイル４４に第１電流を流して振動板４２から音を出力させながら、第１電流に重畳してコイル４４に流す第２電流を気圧センサ１９が検出する内部空間３０ａの気圧の検出結果に基づいて制御する。

一方、ステップＳ１６において、制御部１００によって、筐体１０の内部空間３０ａの気圧が元に戻ったと判定されると、ステップＳ１８が実行される。駆動部２３は、第１電流に第２電流を重畳するのを止めて、コイル４４に第１電流を流す。

上記のように、駆動部２３は、外部スピーカ１６から音を出力させるとき、制御部１００からの音信号に基づく第１電流に、気圧センサ１９が検出する内部空間３０ａの気圧の検出結果に基づいて第２電流を重畳することによって、振動板４２が内部空間３０ａの変化によって変化することを抑制する。これにより、コイル４４に流す第１電流に第２電流を重畳するという簡単な方法によって、外部スピーカ１６が音を出力している場合であっても、筐体１０の内部空間３０ａの気圧変化に応じて振動板４２が変化することを抑制することができる。したがって、外部スピーカ１６の音出力時の性能が低下することを簡単に抑制することができる。

なお上記の例では、駆動部２３は、外部スピーカ１６が音を出力するか否かにかかわらず、または音を出力するときに限って、内部空間３０ａの気圧の変化に応じた振動板４２の変化を抑制するように、当該振動板４２を駆動する場合について説明したが、駆動部２３は、外部スピーカ１６が音を出力しないときに限って、内部空間３０ａの気圧の変化に応じた振動板４２の変化を抑制するように、当該振動板４２を駆動してもよい。

また上記の例では、外部スピーカ１６の振動板４２の駆動方法について説明したが、レシーバ１５を構成するダイナミックスピーカも外部スピーカ１６と同様の構造を有しているため、レシーバ１５が有する音出力用の振動板も、外部スピーカ１６の振動板４２と同様に、筐体１０の内部空間３０ａの気圧変化によって変化するのを抑制するように駆動することができる。これにより、レシーバ１５の音の出力性能が低下するのを抑制することができる。

また上記の例では、本開示の技術をスマートフォン等の携帯電話機に適用する場合を例にあげて説明したが、本開示の技術は、スピーカを備える他の電子機器にも適用することができる。例えば、本開示の技術は、パーソナルコンピュータ、タブレット端末あるいは腕などに装着するウェアラブルタイプの電子機器等にも適用することができる。

以上のように、電子機器は詳細に説明されたが、上記した説明は、全ての局面において例示であって、この開示がそれに限定されるものではない。また、上述した各種変形例は、相互に矛盾しない限り組み合わせて適用可能である。そして、例示されていない無数の変形例が、この開示の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

１ 電子機器
１０ 筐体
１５ レシーバ
１６ 外部スピーカ
１９ 気圧センサ
２３ 駆動部
２４ 駆動回路
３０ａ 内部空間
３０ｂ 外部空間
４２ 振動板
４４ コイル
４５ 磁石
１００ 制御部

Claims (5)

1. 気密性を有する筐体と、
   音出力用の振動板と、当該振動板を駆動する駆動部とを有する、前記筐体内のスピーカと、
   前記筐体の内部の気圧を検出する検出部と、を備え、
   前記駆動部は、前記筐体の内部の気圧の変化に応じた前記振動板の変化を抑制するように前記振動板を駆動する、電子機器。
2. 請求項１に記載の電子機器であって、
   前記振動板に取りつけられたコイルを有し、
   前記駆動部は、前記筐体の内部の気圧に基づいて所定の電流を前記コイルに流すことにより、前記筐体の内部の気圧の変化に応じた前記振動板の変化を抑制するように前記振動板を駆動する、電子機器。
3. 請求項１に記載の電子機器であって、
   前記駆動部は、前記振動板から音を出力させるとき、前記検出部での検出結果に基づいて、前記筐体の内部の気圧の変化に応じた前記振動板の変化を抑制するように前記振動板を駆動する、電子機器。
4. 請求項３に記載の電子機器であって、
   前記振動板に取り付けられたコイルを有し、
   前記駆動部は、前記コイルに第１電流を流すことによって前記振動板から音を出力させ、そして前記第１電流に重畳して前記コイルに流す第２電流を前記筐体の内部の気圧に基づいて制御することによって、前記筐体の内部の気圧の変化に応じた前記振動板の変化を抑制するように前記振動板を駆動する、電子機器。
5. 気密性を有する筐体内にスピーカを備える電子機器の制御方法であって、
   前記スピーカが有する音出力用の振動板を駆動する工程と、
   前記筐体の内部の気圧を検出する工程と、を備え、
   前記振動板は、前記筐体の内部の気圧の変化に応じた前記振動板の変化を抑制するように駆動される、電子機器の制御方法。

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