JP4995322B2 - モバイル装置の分布振動モード型スピーカ - Google Patents

Description

本発明は一般にモバイル通信装置のスピーカに関し、特にモバイル通信装置の分布振動モード型（ディストリビューティッド・モード）スピーカに関する。

分布振動モード型のラウドスピーカ（ＤＭＬ）は当業者に知られているラウドスピーカの形式であり、ニュー・トランスデューサーズ・リミテッド（ＮＸＴ：登録商標）が開発した。トランスデューサ（変換機）により励振される薄くて堅いスピーカ・パネルを備えている。伝統的なピストニック（ピストン振動型）ラウドスピーカのように、ＤＭＬは電気的な音声信号をユーザが聴くことができる音に変換する。ピストニック・スピーカとＤＭＬの根本的な違いは音波エネルギーを生成して放出する方法である。ＤＭＬでは、パネルの自然共振モードを励振するように、音声信号がトランスデューサを駆動する。パネルの様々な領域を様々な強度と位相で独立に励振するために、この励振は擬似ランダム法でパネルを振動させる。言い換えると、ＤＭＬパネルは実際に様々な振動周波数で「屈曲する」。これらの「屈曲波（ベンディング・ウエーブ）」は広い周波数範囲にまたがる広帯域な音声出力を生成する。ＤＭＬでは、かさばるエンクロージャ、複数のドライバ、クロスオーバ、及び、伝統的なピストニック・スピーカ形式では必要となるようなその他の装置が必要ない。これらの特性は多くのコンシューマ電子装置のためのスピーカとして、魅力的な選択肢をユーザに提供している。

これらの利点があるにもかかわらず、ＤＭＬはモバイル装置で使用するスピーカとして広く受け入れられていない。ＤＭＬの欠点の１つは頑丈さに欠けていることである。ＤＭＬは他の形式のスピーカに比べてダメージを受けやすい要因となりうる比較的大きな領域を必要とする。モバイル装置を落としたり他のものにぶつけたりしたときにある程度の衝撃に耐えることを、モバイル装置のスピーカは期待される。従って、分布振動モード型スピーカをモバイル装置で利用するには、より頑丈なデザインが必要である。

本発明によれば、モバイル通信装置は、分布振動モード型スピーカを備える。１つの例示的な実施形態では、モバイル通信装置は開いた状態と閉じた状態の間で相対的に（例えば、スライドして、または、回転して）移動する第１の外装部分と第２の外装部分を有する。開いた状態で第１の外装部分と第２の外装部分は部分的に互いに向き合っており、開いた状態でも露出しない保護された表面を形成する。保護された表面の１つは第１の外装部分の表側に存在し、もう１つの保護された表面は第２の外装部分の裏側に存在する。分布振動モード型スピーカは第１の外装部分と第２の外装部分の保護された表面の１つに設置されている。

他の実施形態では、モバイル通信装置の分布振動モード型スピーカはスピーカと振動型警報装置の両方の機能を有する。分布振動型スピーカはスピーカ・パネル、音声を発生させるためにスピーカ・パネルで屈曲波を発生させるためのモード・トランスデューサ、及び、触覚的な警報を発生するためにスピーカ・パネルを振動させる振動トランスデューサを備えている。

図１は閉じた状態をとっている例示的なモバイル通信装置の平面図である。 図２は開いた状態をとっているモバイル通信装置の平面図である。 図３は開いた状態をとっているモバイル通信装置の断面図である。 図４は開いた状態をとっている他の例示的なモバイル通信装置の断面図である。 図５は例示的な分布振動モード型スピーカの構造を示した図である。 図６はモバイル通信装置の主要な機能要素を示した図である。

図面を参照しながら、ここで本発明の１つの例示的な実施形態に従ったモバイル通信装置を説明し、一般に１００という番号で示す。モバイル通信装置１００は第１の外装部分１３０と第２の外装部分１３２を有する外装を備えている。図３と図４に模式的に示した回転機構またはスライド機構１６０は、開いた状態と閉じた状態の間を動くように第１の外装部分１３０と第２の外装部分１３２を結合している。第１の外装部分１３０と第２の外装部分１３２は、開いた状態と閉じた状態の間を、スライドして移動してもよく、回転して移動してもよい。回転機構もスライド機構も当業者に知られているので、そのような機構の詳細は省略する。

第１の外装部分１３０は閉じた状態では覆われ（カバーされ）、開いた状態では部分的に露出する表側の表面１３４を備えている。同様に、第２の外装部分１３２は閉じた状態ではカバーされ、開いた状態では部分的に露出する裏側の表面１３６（図３参照）を備えている。開いた状態のときに表側の表面１３４の一部と裏側の表面１３６の一部が隠れるようにするために、開いた状態で第１の外装部分１３０と第２の外装部分１３２は部分的に互いに向き合っている。開いた状態で隠れている表側の表面１３４と裏側の表面１３６の一部分を本明細書では保護された表面と呼ぶことにする。

図１と図２に示した実施形態で、第１の外装部分１３０は伝統的な数字のキーパッド１１４とマイクロホン１２２を備えている。キーパッド１１４とマイクロホン１２２は開いた状態で露出する表側の表面１３４の一部分に設置されている。第２の外装部分１３２はディスプレイ１１２とナビゲーション・コントローラ１１６と伝統的なピストニック・スピーカ１２４を備えている。キーパッド１１４とナビゲーション・コントローラ１１６とディスプレイ１１２はユーザと相互作用するためのユーザ・インターフェース１１０（図６参照）の一部を形成している。キーパッド１１４とナビゲーション・コントローラ１１６はユーザの入力を受け付ける。ディスプレイ１１２はユーザが見る情報を表示する。モバイル通信装置１００はキーパッド１１４とナビゲーション・コントローラ１１６に加えて、他の入力装置１１８（図６参照）を備えていてもよい。例えば、ディスプレイ１１２はユーザの入力を受け付けるタッチ・センシティブ・ディスプレイであってもよい。マイクロホン１２２とスピーカ１２４は音声通話を可能にする。第２の外装部分１３２は第１の外装部分１３０と第２の外装部分１３２が閉じた状態にあるときに使用される第２のマイクロホン１２２’を備えていてもよい。

１つの例示的な実施形態によれば、モバイル通信装置１００はさらに分布振動モード型スピーカ１４０（図３、図４参照）を備えている。分布振動モード型スピーカ１４０は音楽や他の音声ファイルを再生するために使用される。スピーカホン・モードでの通話に使用されてもよい。１つの実施形態では、分布振動モード型スピーカ１４０は第１の外装部分１３０（図３参照）の表側の表面１３４に設置されている。特に、分布振動モード型スピーカ１４０は表側表面１３４の、開いた状態において第２の外装部分１３２と向き合っている部分に設置されている。従って、第２の外装部分１３２はダメージから分布振動モード型スピーカ１４０を保護している。音を通過させる１つ以上の通過口１３８を第２の外装部分１３２のうち、第１の外装部分１３０と向き合っている部分に形成してもよい。音の通過口１３８は分布振動モード型スピーカ１４０から発生した音を放出する。代わりに、音を外装部分１３０と１３２の間の間隙から放出してもよい。音を外部に導くために、音が通過する通路（不図示）を第１の外装部分１３０と第２の外装部分１３２の表面にさらに形成してもよい。

図４は分布振動モード型スピーカ１４０が第２の外装部分１３２の裏側の表面１３６に設置されている他の実施形態を示している。この実施形態では、分布振動モード型スピーカ１４０は裏側の表面１３６のうち、開いた状態で第１の外装部分１３０と向き合う部分に設置されている。従って、第１の外装部分１３０は開いた状態のとき分布振動モード型スピーカ１４０を保護している。音の通過口１３８は分布振動モード型スピーカ１４０から発生した音を放出するように、第１の外装部分１３０に設置されている。

図５は例示的な分布振動モード型スピーカ１４０の構造上の構成要素を示している。分布振動モード型スピーカ１４０はスピーカ・パネル１４２とスピーカ・パネル１４２を励振して屈曲波を発生させるためのモード・トランスデューサ１４４を備えている。当業者に知られているように、スピーカ・パネル１４２を通して発生した屈曲波はユーザが聞くことができる可聴音を生成する。スピーカ・パネル１４２は典型的には広い種類の材料で形成できる薄く堅いパネルである。例えば、スピーカ・パネル１４２をプラスチック、ガラス繊維、炭素繊維、または、紙で形成してもよい。その大きさに加えて、スピーカ・パネル１４２を形成するのに使用する材料の特性はスピーカ・パネル１４２の音響的な特性を決定する。例えば、所与の周波数を超える音を保証するために任意の材料がスピーカ・パネル１４２用に選択されてもよい。図面を参照すると、スピーカ・パネル１４２は典型的には平面である。しかし、パネル１４２が曲面であったり、屈折していたりしてもよいことは当業者には明らかであろう。

モード・トランスデューサ１４４はスピーカ・パネル１４２で屈曲波を発生させるために、印加された音声信号に従ってスピーカ・パネル１４２の自然共振を発生させる。様々な強度と位相の屈曲波を独立して励振するようにパネル１４２の様々な領域を屈曲させるために、モード・トランスデューサ１４４はスピーカ・パネル１４２を擬似ランダム法で振動するようにする。広い種類のトランスデューサを分布振動モード型スピーカに使用してもよい。ピエゾ素子やダイナミック・コイルを用いたトランスデューサであってもよいが、これらに限定されるものではない。ピエゾ素子タイプのトランスデューサはモバイル装置に望ましいぐらい薄い。しかし、ピエゾ素子は精巧であり、従って、装置１００を落とした場合簡単に壊れるかもしれない。ダイナミック・コイルタイプのトランスデューサはより頑丈で、落下のダメージを受けにくい。しかし、ダイナミック・コイルタイプのトランスデューサはピエゾ素子タイプのトランスデューサよりもさらに大きい。

モード・トランスデューサ１４４をパネル１４２のどの位置に設置してもよいが、パネル１４２の中心からずれた位置に設置するのが望ましい。例えば、モード・トランスデューサ１４４をＮＸＴの「金」の割合と「銀」の割合に従ってスピーカ・パネル１４２に設置してもよい。これらの割合はスピーカ・パネル１４２の端からモード・トランスデューサ１４４を設置する位置までの理想的な距離を定義している。対称的なモード・トランスデューサ１４４の配置（例えば、パネル１４２の中央）はスピーカ・パネル１４２のモードの励振にネガティブな影響を与える傾向があり、音声出力を低下させる。

ある例示的な実施形態では、分布振動モード型スピーカ１４０はユーザが感じることができる触覚的な警報を発生するためのバイブレータとしてさらに機能してもよい。低い周波数でスピーカ・パネル１４２の全体が振動するように、スピーカ・パネル１４２の中心付近に磁気コイルのような振動トランスデューサ１４６を設置してもよい。振動トランスデューサ１４６が発生させた振動は、モード・トランスデューサ１４４が発生させた振動と性質を異にすることは、当業者にとって明らかであるだろう。より具体的にいうと、振動トランスデューサ１４６は伝統的なスピーカの振動板として同じ方法でスピーカ・パネル１４２を動かす。パネル１４２の本体の動作はユーザが感じることのできる振動を発生させる。

スピーカ・パネル１４２はフレーム（枠）１５０に装着される。スピーカ・パネル１４２の端はフレーム１５０の溝に挿入され、弾性の制動部材１５２の間に保持される。制動部材１５２は例えば、天然ゴムや合成ゴム、または、振動トランスデューサ１４６がスピーカ・パネル１４２を振動したときにスピーカ・パネル１４２の変位を可能にする他の弾力のある材料であってもよい。

スピーカ・パネル１４２のサイズは分布振動モード型スピーカ１４０の周波数範囲に影響を与える。大きなスピーカ・パネル１４２は広い周波数範囲の能力を有する。しかし、スピーカ・パネル１４２のサイズの減少はスピーカ１４０の低い周波数を再現する能力を制限する。全周波数の音声を提供するために、分布振動モード型スピーカ１４０を伝統的なウーハーまたはサブ・ウーハーと併せて使用してもよい。

代わりに、本発明のスピーカ・パネル１４２は低周波数では伝統的なピストニック・スピーカとして動作し、高い周波数では分布振動モード型スピーカとして動作しうる。低い周波数の音声（例えば、１００ｋＨｚ以下）を再現するために振動トランスデューサ１４６を駆動し、高い周波数の音声（例えば、１００ｋＨｚ以上）を再現するためにモード・トランスデューサ１４４を駆動してもよい。

図６は例示的なモバイル装置１００の主要な構成要素を示している。モバイル装置１００は主制御部１０２、メモリ１０４、アンテナ１０８に接続したトランシーバ１０６、ユーザ・インターフェース１１０、及び、音声処理回路１２０を備えている。主制御部１０２はモバイル装置１００におけるすべての動作の制御を担っている。主制御部１０２は１つ以上のプロセッサやマイクロコントローラやハードウエア回路等を備えていてもよい。メモリ１０４はデータと動作に必要なプログラムを記憶している。メモリ１０４はリード・オンリー・メモリやランダム・アクセス・メモリやフラッシュ・メモリ等の１つ以上のディスクリート（単機能）メモリであってもよい。

トランシーバ１０６は携帯通信ネットワーク（不図示）と通信するための伝統的な携帯電話機のトランシーバであってもよく、伝統的なＷｉＦｉトランシーバであってもよい。トランシーバ１０６はＧＳＭやＷＣＤＭＡやＵＭＴＳやＯＦＤＭのような知られている標準に従って動作してもよい。

音声処理回路１２０はマイクロホン１２２からの音声信号入力またはスピーカ１２４、１４０への音声信号出力を処理している。マイクロホン１２２は主制御部１０２に入力するために音声を音声信号に変換する。スピーカ１２４、１４０は音声信号をユーザが聞くことができる音声に変換する。

ユーザ・インターフェース１１０はディスプレイ１１２、キーパッド１１４、ナビゲーション・コントローラ１１６、及び、可能ならその他の入力装置１１８を備えている。主制御部１０２はユーザが見られるように情報を視覚的な形式でディスプレイ１１２に出力する。キーパッド１１４とナビゲーション・コントローラ１１６とその他の入力装置１１８はユーザに主制御部１０２への入力を可能にしている。

当然ながら、本発明の目的と基本的な特性から離れることなく、上記で開示した方法とは異なる特別な方法で本発明を実行しうる。それゆえに、本実施形態は実例としてすべて考慮され、それに制限されない。特許請求の範囲を逸脱しないすべての変形は内包されることが意図されている。

Claims (13)

1. モバイル通信装置であって、
   開いた状態と閉じた状態の間で相互に移動できるように結合している第１の外装部分と第２の外装部分と、
   前記第１の外装部分と前記第２の外装部分にそれぞれ設けられ、前記第１の外装部分と前記第２の外装部分が前記開いた状態にあるときに互いに向き合う保護された表面と、
   前記保護された表面の１つに設置されている分布振動モード型スピーカと
   を備え、
   前記分布振動モード型スピーカは、使用されている間、隠れた状態に維持されることを特徴とするモバイル通信装置。
2. 前記開いた状態と前記閉じた状態の間で互いにスライドして移動できるように前記第１の外装部分と前記第２の外装部分が結合していることを特徴とする請求項１に記載のモバイル通信装置。
3. 前記第１の外装部分の前記保護された表面に前記分布振動モード型スピーカを設置していることを特徴とする請求項１に記載のモバイル通信装置。
4. 前記第２の外装部分に設けられ、前記分布振動モード型スピーカが出力した音を放出するための音の通過口をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載のモバイル通信装置。
5. 前記第２の外装部分の前記保護された表面に前記分布振動モード型スピーカを設置していることを特徴とする請求項１に記載のモバイル通信装置。
6. 前記第１の外装部分に設けられ、前記分布振動モード型スピーカが出力した音を放出する音の通過口をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載のモバイル通信装置。
7. 前記第１の外装部分の前記保護された表面と前記第２の外装部分の前記保護された表面とが、前記開いた状態と前記閉じた状態との両方で互いに向き合っていることを特徴とする請求項１に記載のモバイル通信装置。
8. モバイル通信装置であって、
   ユーザのほうに向いている表側の表面を有する第１の外装部分と、
   前記ユーザとは反対の方向に向いている裏側の表面を有する第２の外装部分と
   を備え、
   前記第１の外装部分と第２の外装部分は開いた状態と閉じた状態の間で相互にスライドできるように結合しており、
   前記第１の外装部分の前記表側の表面と前記第２の外装部分の前記裏側の表面は、前記第１の外装部分と前記第２の外装部分が前記開いた状態にあるときに互いに向き合う保護された保護表面を有し、
   前記モバイル通信装置は、さらに、
   前記保護表面の１つに設置された分布振動モード型スピーカ
   を備え、
   前記分布振動モード型スピーカは、使用されている間、隠れた状態に維持されることを特徴とするモバイル通信装置。
9. 前記第１の外装部分の前記表側の表面に前記分布振動モード型スピーカを設置していることを特徴とする請求項８に記載のモバイル通信装置。
10. 前記第２の外装部分に設けられ、前記分布振動モード型スピーカが出力した音を放出するための音の通過口をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載のモバイル通信装置。
11. 前記第２の外装部分の前記裏側の表面に前記分布振動モード型スピーカを設置していることを特徴とする請求項８に記載のモバイル通信装置。
12. 前記第１の外装部分に設けられ、前記分布振動モード型スピーカが出力した音を放出する音の通過口をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載のモバイル通信装置。
13. 前記第１の外装部分の前記保護表面と前記第２の外装部分の前記保護表面とが、前記開いた状態と前記閉じた状態との両方で互いに向き合っていることを特徴とする請求項８に記載のモバイル通信装置。

Images