JP4092869B2 - 携帯電話器および出力方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は着信をメロディで報知する携帯電話器に係り、複数の音程からなる着信音の発生に好適な携帯電話器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の携帯電話器の着信音発生装置はメモリに記憶されたメロディに対応する信号をそのままスピーカに供給していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
携帯電話は小形、軽量化を要求されるため、これに用いられる着信音用のスピーカは小形のものであり、一般には直径約２０ｍｍ程度のものが用いられている。このような小形のスピーカでは周波数帯域も低い方は４００Ｈｚ位から、高い方は８ｋＨｚ位までに限られており、この帯域の中でも十分な音圧レベルを発生できる帯域は約６００Ｈｚ〜約５ｋＨｚの範囲である。このようなスピーカに着信音のメロディに対応する信号を加えた場合、４００Ｈｚより低い範囲あるいは８ｋＨｚより高い範囲では信号が入力されても音として出力されないのに電力だけ消費されていた。一方、スピーカの入力許容電力は音として出力されない帯域の電力まで含むものであり、入力信号が４００Ｈｚ〜８ｋＨｚの周波数帯域外の信号を含む場合には入力電力を許容値の範囲内にするために４００Ｈｚ〜８ｋＨｚの周波数帯域内の入力信号のレベルを低くしなければならなかった。特にメロディに和音をつけようとする場合には、高音側あるいは低音側で４００Ｈｚ〜８ｋＨｚの周波数帯域外の信号を含むものがあるため、入力信号のレベルは低く抑えることが必要であった。そのため、着信音の音量を大きくすることが困難であった。また、この問題を解決するために入力信号をバンドパスフィルタを介して供給することも検討されたが、メロディ中に４００Ｈｚ〜８ｋＨｚの周波数帯域から外れる周波数の音程が含まれていた場合にはその音が抜けてしまい、メロディが不自然になるという問題があった。特にメロディが和音を含んでいる場合には、和音の内の一つの音が４００Ｈｚ〜８ｋＨｚの周波数帯域から外れると和音が成立せず、メロディ音を聞くときに違和感を覚えることがある。
【０００４】
本発明の目的は、着信を報知するメロディを音楽的データを損なわずに再生可能な携帯電話器を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の携帯電話器は、メロディデータを入力する入力手段と、前記入力手段により入力されたメロディデータの周波数が所定範囲外の場合、前記入力されたメロディデータの全体を周波数シフトする制御手段と、前記入力手段により入力されたメロディデータの周波数が所定範囲内の場合は前記メロディデータを記憶し、前記入力されたメロディデータの周波数が所定範囲外の場合は前記制御手段により周波数シフトされたメロディデータを記憶する記憶手段と、前記記憶手段により記憶されたメロディデータに基づいて音声信号を生成する信号生成手段と、前記信号生成手段により生成された音声信号をスピーカから出力する出力手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態を図１から図７により説明する。
【００１１】
本実施の形態における携帯電話器は、図１に示されるようにアンテナ１０と、アンテナ１０に接続された高周波回路部２０と、高周波回路部２０に接続された音声回路部３０と、音声回路部３０に接続されたスピーカ４０、受話器４６、マイクロフォン（以下マイク）４８を有している。音声回路部３０は着信音を発生するＦＭ音源３５が含まれている。本実施の形態では携帯電話器はさらに各種の機能を制御する制御手段としてのＣＰＵ６０を備え、ＣＰＵ６０はこれに接続されたメモリ８０に記憶された制御プログラムに従って高周波回路部２０および音声回路部３０を制御する。ＣＰＵ６０には操作部７０および表示部５０が接続され、ＣＰＵ６０は制御部７０からの入力によっても制御プログラムに基づいて高周波回路部２０または音声回路部３０の制御を行い、通信に必要な情報（電波状態、相手の電話番号、メールアドレス、受信あるいは送信されるメールデータ等）または携帯電話の使用者が必要とする情報を表示部５０に表示させる。
【００１２】
図２、図３に示されるように高周波回路部２０、音声回路部３０、ＣＰＵ６０、メモリ８０、操作部７０、表示部５０、スピーカ４０、受話器４６、マイク４８は回路基板６５上に実装されている。説明の便宜上、操作部７０のある面を正面、その反対側を背面とすると、回路基板６５の正面には操作部７０、表示部５０、受話器４６、マイク４８が実装され、背面には高周波回路部２０、音声回路部３０、ＣＰＵ６０、メモリ８０、スピーカ４０が実装される。高周波回路部２０はシールド２０ａで覆われ、シールド２０ａの表面にスピーカ４０が弾性部材を介して装着される。回路基板６５のマイク４８が設けられた側の端部には充電アダプタとの接続あるいはパーソナルコンピュータ（以下パソコン）等とのデータ通信を行うためのコネクタ６６が設けられる。筐体９０はケース９２とカバー９４とで構成され、ケース９２は回路基板６５の背面側を覆い、カバー９４は回路基板６５の正面側を覆う。アンテナ１０はケース９２のスピーカ４０が設けられる側の端部に伸縮自在に装着され、完全に収納された位置および完全に伸ばされた位置で回路基板６５の背面側に設けられた接触片１０ａを介して高周波回路部２０に接続される。ケース９２のアンテナ１０と反対側の端部にはコネクタ６６の開口部を開閉自在に覆う蓋６６ａが配設される。さらにケース９２の背面外側には充電式の電池９３を装着するための電池装着部９２ａが形成されている。
【００１３】
一方、カバー９４には、図４に示されるようにアンテナ１０が設けられた端部から蓋６６ａが設けられた端部に向かって、受話器４６、表示部５０、操作部７０、マイク４８が配設される。
【００１４】
本実施の形態における携帯電話器は着信時にベル音の代わりにメロディを再生する機能を有している。このメロディのデータはメモリ８０内のメロディ記憶部８５に記憶される。このメロディには、主なものとして（１）携帯電話器の製造時にメロディ記憶部８５に固定的にメロディデータを記憶させておくもの、（２）使用者が携帯電話器を購入後インターネットを介してダウンロードされたメロディデータをメロディ記憶部８５に記憶させておくもの、（３）使用者が携帯電話器を購入後メールを介して転送されたメロディデータをメロディ記憶部８５に記憶させておくもの、（４）使用者が携帯電話器を購入後パソコン等の端末を用いて自作したメロディデータをメロディ記憶部８５に記憶させておくもの、の４種類がある。
【００１５】
メロディは楽器の音色を模した音色データ、音程と音階および音の長さのデータを含む音符データを入力して構成される。音色データはピアノ、ギター、フルート、シンセサイザー等１２８の音色が基本として備えられている。さらに必要があれば音色データを追加して音の表現の多様性を増加させてもよい。
【００１６】
図５は本実施の形態におけるスピーカの周波数特性を示す特性図である。スピーカ４０は低音域ではｆｃ１、高音域ではｆｃ２の間の周波数帯域で入力信号を音波として出力可能であり、本実施の形態ではｆｃ１＝４００Ｈｚ、ｆｃ２＝８ｋＨｚである。スピーカ４０は特に周波数ｆ１〜ｆ２の間でほぼ平坦な出力特性を有しており、さらに電話器のベル音を再生するための周波数ｆＱには特性のピークが設定されている。本実施の形態ではｆ１＝６００Ｈｚ、ｆ２＝５ｋＨｚである。また、周波数ｆＱは２ｋＨｚ〜３ｋＨｚであり、標準ベル音（２ｋＨｚ〜３ｋＨｚで１秒間ＯＮ、２秒間ＯＦＦ）を９５ｄＢ程度の大音量で鳴らすことができるようピークが設定される。
【００１７】
この６００Ｈｚ〜５ｋＨｚの間は変換効率の優れた領域であり、少ない電力でも大きな音圧レベルを得られる領域である。本実施の形態では第１の周波数ｆｃ１は４００Ｈｚ、第２の周波数ｆｃ２は８ｋＨｚであり、この領域内でメロディを構成できるよう音符データを設定するものである。図６に示すように音程のコードで４００Ｈｚを超えるものは「Ｇ＃３」（４１５．３Ｈｚ）であるが、本実施の形態では周波数が音程コード「Ａ３」（４４０．０Ｈｚ）以上のものを用いて周波数ｆｃ１以下での電力消費を防止している。
【００１８】
メロディを構成するには、音色データおよび音符データを記憶手段としてのメロディ記憶部８５に所定の順番で記憶させる。本実施の形態ではメロディに和音がつけられて再生される。和音の音色は主旋律のメロディとは異なる楽器の音色が用いられる。この場合には、メロディ記憶部８５には主旋律を演奏する楽器に対応した音色データ（第１の音色データ）と、この音色で演奏される音符データが所定の順番で記憶される。また、和音の旋律を演奏する楽器に対応した音色データ（第２の音色データ）と、この音色で演奏される音符データも所定の順番でメロディ記憶部８５に記憶される。曲目によってはさらに第３の音色データで演奏される複数個の音符データ、第４の音色で演奏される複数個の音符データ、…もそれぞれ所定の順番でメロディ記憶部８５に記憶される。制御手段としてのＣＰＵ６０は信号発生手段としてのＦＭ音源３５に主旋律に対応する音声信号と和音の旋律に対応する音声信号を予め定められたタイミングで発生させるよう制御する。このタイミングはメロディを聴く人が和音と感じることができるタイミングであり、具体的には同時あるいは同時と感じられる程度の時間差を有するタイミングである。
【００１９】
和音の音色として例えばウッドベース等低音の楽器を模した音が用いられることがあり、メロディによっては入力された音符データの音程が周波数がｆｃ１以下となる場合がある。携帯電話器の製造時にメロディ記憶部８５に固定的にメロディデータを記憶させておく場合、または使用者が携帯電話器を購入後パソコン等の端末を用いて自作したメロディデータをメロディ記憶部８５に記憶させておく場合には、記憶させる音符データとしてあらかじめ低音域でも周波数が４００Ｈｚ以上となるコードを選んでメロディを構成する。使用者が携帯電話器を購入後インターネットを介してダウンロードされたメロディデータをメロディ記憶部８５に記憶させておく場合、または使用者が携帯電話器を購入後メールを介して転送されたメロディデータをメロディ記憶部８５に記憶させておく場合には記憶部８０に音程修正ソフトを記憶させておき、ＣＰＵ６０により図７に示すように周波数が４００Ｈｚ以上となるよう音符データの音程をシフトする。すなわち、ＣＰＵが音符データを読み出して（Ｓ１０１）「コードＡ３以下があるか」を判断し（Ｓ１０２）、Ｙｅｓならこの楽器の音色で再生される音符データの全体を半音上へ移調（周波数シフト）して（Ｓ１０３）再度ステップ（Ｓ１０２）で判断し、Ｙｅｓなら半音上へ移調して再度判断するというステップ（Ｓ１０３）と（Ｓ１０２）とを繰り返し、Ｎｏになった時点で設定操作に移る（Ｓ１０４）。設定された音符データはメロディ記憶部の予め定められたエリアに記憶される。これにより、再生される全ての音符データが４００Ｈｚ〜８ｋＨｚの間になるのでスピーカ４０で消費される電力の無駄がなくなり、スピーカ４０の入力電力許容値の範囲内で入力信号のレベルを上げることができる。特にメロディに和音をつけようとする場合であっても、入力される音符データが４００Ｈｚ〜８ｋＨｚの周波数帯域内となるので、入力信号のレベルを低く抑えることは不要である。
【００２０】
本実施の形態では、特に、低音部の少ないメロディでは和音がつけられても音符データのほとんどが６００Ｈｚ〜５ｋＨｚの周波数帯域の周波数の範囲内となり、入力信号の電力を効率よく音のエネルギに変換できて、大音量でメロディを再生できる。また、低音部に和音がつけられている場合でも、音符データが４００Ｈｚ〜８ｋＨｚの周波数帯域内となるので和音が全て再生され、違和感が無く自然に聴くことができるとともに、使用者がきれいな音で着信音を聴くことができる。
【００２１】
本発明の第２の実施の形態を図８〜図９により説明する。本実施の形態では配信された音符データに複数のパートが含まれているので、図８に示すようにまずパートを選択し（Ｓ２０１）、選択されたパートに含まれる音符データを読み出し（Ｓ２０２）てエネルギ分析、すなわち音符データの周波数成分分析を行い（Ｓ２０３）、この結果により移調するか否かを判断するものである。本実施の形態では図８に示されるように、音符データが読み出されたあと、音符データの周波数成分の分布が分析される。分析の１例としては各音程の音符の分布を調べることにより分析が行われる。スピーカ４０は図５に示されるように、低音域ではｆｃ１、高音域ではｆｃ２の間の周波数帯域で入力信号を音波として出力可能であり、例としてｆｃ１＝４００Ｈｚ、ｆｃ２＝８ｋＨｚである。周波数成分の分析結果に基づきｆｃ１以下の周波数の音符が音符データ全体に対してどの位の割合を占めるかを算出してこの割合が６０％以上か判断する（Ｓ２０４）。この割合が６０％を超えると大半の音が再生されなくなるため、６０％以上のときは音符データの移調を行う（Ｓ２０５）ようにする。この場合も第１の実施の形態と同様に選択されたパートに含まれる音符データ全体を半音上に移調し、割合が６０％未満となるまでステップ（Ｓ２０５）と（Ｓ２０４）を繰り返す。割合が６０％未満になると音程設定操作を行い（Ｓ２０６）、次に他のパートがあるか判断し（Ｓ２０７）、あればステップ（Ｓ２０１）に戻り、なければ終了する（Ｓ２０８）。特に着信を報知するメロディが和音を含むものである場合に、低音域の伴奏のパートがスピーカの再生可能な低音域から外れることが多い。伴奏のパートの数が増えるほどこの傾向は大きくなる。本実施の形態は伴奏のパートの数が多い場合に、パート毎に音符データの周波数成分の分布を分析し、移調を行うか否かをパート毎に判断する。例えば、主旋律のパートの他に伴奏のパートが３つあり、その中でウッドベース等の低音域のパートが図９（ａ）に示すようにスピーカの低音域から外れる場合にはこのパートだけ図９（ｂ）の状態まで移調を行い、全てのパートがスピーカの再生可能な音域内に存在するようにする。各パートの音声信号は予め定められたタイミングで再生されるよう制御手段により制御される。このタイミングはメロディを聴く人が和音と感じることができるタイミングであり、具体的には同時あるいは同時と感じられる程度の時間差を有するタイミングである。これにより携帯電話機の使用者はメロディを和音で楽しむことができる。また、移調を行うのに、音符データの周波数成分の分布がスピーカの低音域から大きく外れている場合は、半音ずつではなく全音ずつあるいはそれ以上の音程で移調するようにしてもよい。
【００２２】
特に、主旋律の他に３つの伴奏パートを含み４和音と呼ばれるメロディの場合、あるいはさらに多くの伴奏パートを含むものの場合は、低音域の伴奏パートが４００Ｈｚ以下の音を６０％以上含む可能性が大きくなる。この場合に４００Ｈｚ以上に全てのパートを移調してしまうと音が単調になってしまうことがある。このような場合には再生できる周波数範囲のより広いスピーカ、例えば低音域を２００Ｈｚまで再生できるものを用いて、２００Ｈｚを判断の基準にして各パート毎に判断を行うことにより、広い音域でメロディの再生が可能となる。具体的には音程コード「Ａ２」までの再生が可能となり、４００Ｈｚを基準とした場合に比べ１オクターブ音域を拡げることができる。
【００２３】
これにより、ウッドベース等の低音域に音が７０〜８０％分布している伴奏パートでも移調により大半の音が再生可能となる。音域の広い楽器の伴奏パートについては、音符の分布が低音域を外れる割合も低く移調が行われないため、移調により高音域側がスピーカの再生範囲から外れてしまうのを防止できる。これにより、本実施の形態では和音の数が増加しても、各パートの音の大半をスピーカの再生範囲内に収めることができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、着信を報知するメロディを音楽的データを損なわずに再生可能な携帯電話器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施の形態における携帯電話器の回路構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の１実施の形態における携帯電話器の構成を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の１実施の形態における携帯電話器の回路基板を示す斜視図である。
【図４】本発明の１実施の形態における携帯電話器の外観を示す斜視図である。
【図５】本発明の１実施の形態における携帯電話器のスピーカの周波数特性を示す特性図である。
【図６】本発明の１実施の形態における携帯電話器に用いられる音符データのコードと周波数の関係を示す図である。
【図７】本発明の１実施の形態における携帯電話器の周波数シフトを示すフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施の形態における携帯電話器の周波数シフトを示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施の形態における携帯電話器のスピーカの周波数特性と移調前後の音符データの周波数分布を示す特性図で、同図（ａ）は移調前の特性図、同図（ｂ）は移調後の特性図である。
【符号の説明】
１０：アンテナ、２０：高周波回路部、３０：音声回路部、３５：ＦＭ音源、
４０：スピーカ、４６：受話器、４８：マイクロフォン、５０：表示部、
６０：ＣＰＵ、６５：回路基板、７０：操作部、８０：メモリ、
８５：メロディ記憶部、９０：筐体

Claims (6)

1. メロディデータを入力する入力手段と、
   前記入力手段により入力されたメロディデータの周波数が所定範囲外の場合、前記入力されたメロディデータの全体を周波数シフトする制御手段と、
   前記入力手段により入力されたメロディデータの周波数が所定範囲内の場合は前記メロディデータを記憶し、前記入力されたメロディデータの周波数が所定範囲外の場合は前記制御手段により周波数シフトされたメロディデータを記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段により記憶されたメロディデータに基づいて音声信号を生成する信号生成手段と、
   前記信号生成手段により生成された音声信号をスピーカから出力する出力手段と、
   を備えていることを特徴とする携帯電話器。
2. 請求項１に記載の所定範囲の周波数は、４００Ｈｚ以上８ｋＨｚ以下であることを特徴とする携帯電話器。
3. 請求項１に記載の入力手段は、インターネットあるいはメールを介してメロディデータを入力することを特徴とする携帯電話器。
4. スピーカを備えた携帯電話器においてメロディ音を出力する出力方法であって、
   メロディデータを入力し、
   入力されたメロディデータの周波数が所定範囲外の場合は前記入力されたメロディデータの全体を周波数シフトし、
   前記周波数シフトされたメロディデータを記憶し、
   記憶されたメロディデータに基づいて音声信号を生成し、
   生成された音声信号を前記スピーカから出力することを特徴とする出力方法。
5. 請求項４に記載の出力方法において、入力されたメロディデータの周波数が所定範囲内の場合は前記入力されたメロディデータを記憶することを特徴とする出力方法。
6. 請求項４に記載の所定範囲の周波数は、４００Ｈｚ以上８ｋＨｚ以下であることを特徴とする出力方法。

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