発振装置及び電子機器
【課題】ハンズフリーであるか否かを自動で切り替えることができ、かつ大型化することを抑制する。
【解決手段】。発振素子３０の各々は、振動部材１０及び圧電素子２０を有している。圧電素子２０は、振動部材１０上に設けられている。枠体４０は、複数の発振素子３０を保持している。複数の発振素子３０はアレイ状に配置されている。そして近接センサ３２は、発振素子３０と同一のアレイを構成しており、物体、例えば人体が近接したことを検出する。そして制御部５０は、近接センサ３２の検出結果に基づいて、複数の発振素子３０への入力の大きさを制御する。
【解決手段】。発振素子３０の各々は、振動部材１０及び圧電素子２０を有している。圧電素子２０は、振動部材１０上に設けられている。枠体４０は、複数の発振素子３０を保持している。複数の発振素子３０はアレイ状に配置されている。そして近接センサ３２は、発振素子３０と同一のアレイを構成しており、物体、例えば人体が近接したことを検出する。そして制御部５０は、近接センサ３２の検出結果に基づいて、複数の発振素子３０への入力の大きさを制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子を発振源として有する発振装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
スピーカの一つに、圧電素子を振動部材上に固定した発振源として利用するものがある。このタイプのスピーカは、ボイスコイル及び磁石を用いた動電型のスピーカと比較して、小型化しやすい、という特徴がある。圧電素子を利用したスピーカは、圧電素子を振動板上に搭載することにより、振動板を屈曲振動させるものである。
【０００３】
一方、特許文献１には、携帯電話端末において、通話中に通話者が受話用スピーカから所定距離以上離れた場合において、音声データを受信した場合に所定の報知動作を行うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４５９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者は、音声出力機能を有する電子機器において、ハンズフリーで出力された音声を聴く機会が増えると考えた。このような場合、ハンズフリーであるか否かをユーザが逐一切り替えるのでは、ユーザに負荷がかかってしまう。一方、電子機器には、小型化が望まれている。
【０００６】
本発明の目的は、ハンズフリーであるか否かを自動で切り替えることができ、かつ大型化することを抑制できる発振装置及び電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、振動部材、及び振動部材上に設けられた圧電素子を複数有し、アレイ状に配置された複数の発振素子と、
前記複数の発振素子を保持する枠体と、
前記枠体に保持され、前記発振素子と同一のアレイを構成しており、物体が近接したことを検出する近接センサと、
前記近接センサの検出結果に基づいて、前記複数の発振素子への入力の大きさを制御する制御手段と、を備える発振装置が提供される。
【０００８】
本発明によれば、上記した発振装置を有する電子機器が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ハンズフリーであるか否かを自動で切り替えることができ、かつ大型化することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る発振装置の構成を示す図である。
【図２】発振素子の構成を示す断面図である。
【図３】図１に示した発振装置を有する電子機器の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
図１は、実施形態に係る発振装置の構成を示す図である。図２は、発振素子３０の構成を示す断面図である。この発振装置は、複数の発振素子３０、枠体４０、近接センサ３２、及び制御部５０を備えている。発振素子３０の各々は、振動部材１０及び圧電素子２０を有している。圧電素子２０は、振動部材１０上に設けられている。枠体４０は、複数の発振素子３０を保持している。複数の発振素子３０はアレイ状に配置されている。そして近接センサ３２は、発振素子３０と同一のアレイを構成しており、物体（例えば人体：以下の説明では物体が人体であるとする）が近接したことを検出する。そして制御部５０は、近接センサ３２の検出結果に基づいて、複数の発振素子３０への入力の大きさを制御する。
【００１３】
すなわち制御部５０は、人体が近接したことを近接センサ３２が検出した場合、発振素子３０への入力を小さくする。また制御部５０は、人体が離れたことを近接センサ３２が検出した場合、発振素子３０への入力を大きくする。例えば制御部５０は、人体までの距離が閾値以下の場合、ハンズフリーではないと判断して出力を小さくする。また制御部５０は、人体までの距離が閾値超の場合、ハンズフリーであると判断して出力を大きくする。このため、ハンズフリーであるか否かを自動で切り替えることができる。また近接センサ３２は、発振素子３０と同一のアレイを構成しているため、発振装置が大型化することを抑制できる。以下、詳細に説明する。
【００１４】
振動部材１０はシート状であり、端部は拘束されていない。また振動部材１０は、圧電素子２０の基本共振周波数を調整する。機械振動子の基本共振周波数は、負荷重量と、コンプライアンスに依存する。コンプライアンスは振動子の機械剛性であるため、振動部材１０の剛性を制御することで、圧電素子２０の基本共振周波数を制御できる。なお、振動部材１０の厚みは５μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。また、振動部材１０は、剛性を示す指標である縦弾性係数が１ＧＰａ以上５００ＧＰａ以下であることが好ましい。振動部材１０の剛性が低すぎる場合や、高すぎる場合は、機械振動子としての特性や信頼性を損なう可能性が出てくる。なお、振動部材１０を構成する材料は、金属や樹脂など、脆性材料である圧電素子２０に対して高い弾性率を持つ材料であれば特に限定されないが、加工性やコストの観点からリン青銅やステンレスなどが好ましい。
【００１５】
圧電素子２０は、ＰＺＴなどの圧電セラミックスにより形成されている。ただし、圧電素子２０は、圧電特性を示す高分子材料、例えばポリフッ化ビニリデンにより形成されていてもよい。
【００１６】
本実施形態において、発振素子３０はマトリクス状に配置されている。そして枠体４０は、各発振素子３０の振動部材１０の縁の全周を保持している。
【００１７】
また本実施形態において、近接センサ３２は発振素子３０と同一の構造を有している。すなわち本実施形態では、マトリクス状に配置された発振素子３０の少なくとも一つを、近接センサ３２として使用している。
【００１８】
制御部５０は、外部から入力された音声信号に基づいて駆動信号を生成し、生成した駆動信号を各圧電素子２０に入力する。発振装置を、可聴音を直接出力するスピーカとして機能させる場合、制御部５０は音声信号を増幅することにより駆動信号を生成する。また発振装置をパラメトリックスピーカとして機能させる場合、制御部５０は、外部から入力された音声データ（原信号）を変調してパラメトリックスピーカ用の変調データを生成し、このデータに基づいて駆動信号を生成する。この駆動信号の周波数は、圧電素子２０のｎ次の共振周波数である。
【００１９】
制御部５０が発振装置をパラメトリックスピーカとして使用する場合、近接センサ３２は、発振素子３０が発振した音波と同一周波数の音波を検出し、当該検出値の大きさに基づいて人体が近接したことを検出する。すなわち人が近接した場合、発振素子３０が発振した音波は人によって反射される。近接センサ３２は、この反射された音波の強弱を検出することにより、人が近接したか否かを検出する。
【００２０】
図３は、図１に示した発振装置を有する電子機器１００の構成を示す図である。電子機器１００は、携帯通信端末、携帯型のゲーム機器、携帯型の音楽再生装置、又は携帯型の映像再生装置などの携帯型の電子機器である。図３に示す例では、電子機器１００は、２つの筐体を有する折りたたみ式の携帯通信端末である。そして発振素子３０及び近接センサ３２は、電子機器１００が有する２つの筐体のうち、ディスプレイ１０２が設けられている筐体に内蔵されている。制御部５０は、発振素子３０及び近接センサ３２と同一の筐体内に設けられていても良いし、これとは逆側の筐体内に設けられても良い。
【００２１】
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。本実施形態によれば、制御部５０は、人体が近接したことを近接センサ３２が検出した場合、発振素子３０への入力を小さくする。また制御部５０は、人体が離れたことを近接センサ３２が検出した場合、発振素子３０への入力を大きくする。このため、ハンズフリーであるか否かを自動で切り替えることができる。また近接センサ３２は、発振素子３０と同一のアレイを構成しているため、発振装置が大型化することを抑制できる。
【００２２】
また上記したように、近接センサ３２は、発振素子３０から発振され、かつ人体によって反射された音波を検出し、検出した音波の強弱を検出することにより、人が近接したか否かを検出する。発振素子３０がパラメトリックスピーカとして機能する場合、発振素子３０は、圧電素子２０の共振周波数を搬送波としている。また近接センサ３２は発振素子３０と同一の構造を有しているため、近接センサ３２の共振周波数は発振素子３０の共振周波数と同一である。従って、近接センサ３２の検出感度は高くなる。
【００２３】
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。
【符号の説明】
【００２４】
１０ 振動部材
２０ 圧電素子
３０ 発振素子
３２ 近接センサ
４０ 枠体
５０ 制御部
１００ 電子機器
１０２ ディスプレイ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子を発振源として有する発振装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
スピーカの一つに、圧電素子を振動部材上に固定した発振源として利用するものがある。このタイプのスピーカは、ボイスコイル及び磁石を用いた動電型のスピーカと比較して、小型化しやすい、という特徴がある。圧電素子を利用したスピーカは、圧電素子を振動板上に搭載することにより、振動板を屈曲振動させるものである。
【０００３】
一方、特許文献１には、携帯電話端末において、通話中に通話者が受話用スピーカから所定距離以上離れた場合において、音声データを受信した場合に所定の報知動作を行うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４５９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者は、音声出力機能を有する電子機器において、ハンズフリーで出力された音声を聴く機会が増えると考えた。このような場合、ハンズフリーであるか否かをユーザが逐一切り替えるのでは、ユーザに負荷がかかってしまう。一方、電子機器には、小型化が望まれている。
【０００６】
本発明の目的は、ハンズフリーであるか否かを自動で切り替えることができ、かつ大型化することを抑制できる発振装置及び電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、振動部材、及び振動部材上に設けられた圧電素子を複数有し、アレイ状に配置された複数の発振素子と、
前記複数の発振素子を保持する枠体と、
前記枠体に保持され、前記発振素子と同一のアレイを構成しており、物体が近接したことを検出する近接センサと、
前記近接センサの検出結果に基づいて、前記複数の発振素子への入力の大きさを制御する制御手段と、を備える発振装置が提供される。
【０００８】
本発明によれば、上記した発振装置を有する電子機器が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ハンズフリーであるか否かを自動で切り替えることができ、かつ大型化することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る発振装置の構成を示す図である。
【図２】発振素子の構成を示す断面図である。
【図３】図１に示した発振装置を有する電子機器の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
図１は、実施形態に係る発振装置の構成を示す図である。図２は、発振素子３０の構成を示す断面図である。この発振装置は、複数の発振素子３０、枠体４０、近接センサ３２、及び制御部５０を備えている。発振素子３０の各々は、振動部材１０及び圧電素子２０を有している。圧電素子２０は、振動部材１０上に設けられている。枠体４０は、複数の発振素子３０を保持している。複数の発振素子３０はアレイ状に配置されている。そして近接センサ３２は、発振素子３０と同一のアレイを構成しており、物体（例えば人体：以下の説明では物体が人体であるとする）が近接したことを検出する。そして制御部５０は、近接センサ３２の検出結果に基づいて、複数の発振素子３０への入力の大きさを制御する。
【００１３】
すなわち制御部５０は、人体が近接したことを近接センサ３２が検出した場合、発振素子３０への入力を小さくする。また制御部５０は、人体が離れたことを近接センサ３２が検出した場合、発振素子３０への入力を大きくする。例えば制御部５０は、人体までの距離が閾値以下の場合、ハンズフリーではないと判断して出力を小さくする。また制御部５０は、人体までの距離が閾値超の場合、ハンズフリーであると判断して出力を大きくする。このため、ハンズフリーであるか否かを自動で切り替えることができる。また近接センサ３２は、発振素子３０と同一のアレイを構成しているため、発振装置が大型化することを抑制できる。以下、詳細に説明する。
【００１４】
振動部材１０はシート状であり、端部は拘束されていない。また振動部材１０は、圧電素子２０の基本共振周波数を調整する。機械振動子の基本共振周波数は、負荷重量と、コンプライアンスに依存する。コンプライアンスは振動子の機械剛性であるため、振動部材１０の剛性を制御することで、圧電素子２０の基本共振周波数を制御できる。なお、振動部材１０の厚みは５μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。また、振動部材１０は、剛性を示す指標である縦弾性係数が１ＧＰａ以上５００ＧＰａ以下であることが好ましい。振動部材１０の剛性が低すぎる場合や、高すぎる場合は、機械振動子としての特性や信頼性を損なう可能性が出てくる。なお、振動部材１０を構成する材料は、金属や樹脂など、脆性材料である圧電素子２０に対して高い弾性率を持つ材料であれば特に限定されないが、加工性やコストの観点からリン青銅やステンレスなどが好ましい。
【００１５】
圧電素子２０は、ＰＺＴなどの圧電セラミックスにより形成されている。ただし、圧電素子２０は、圧電特性を示す高分子材料、例えばポリフッ化ビニリデンにより形成されていてもよい。
【００１６】
本実施形態において、発振素子３０はマトリクス状に配置されている。そして枠体４０は、各発振素子３０の振動部材１０の縁の全周を保持している。
【００１７】
また本実施形態において、近接センサ３２は発振素子３０と同一の構造を有している。すなわち本実施形態では、マトリクス状に配置された発振素子３０の少なくとも一つを、近接センサ３２として使用している。
【００１８】
制御部５０は、外部から入力された音声信号に基づいて駆動信号を生成し、生成した駆動信号を各圧電素子２０に入力する。発振装置を、可聴音を直接出力するスピーカとして機能させる場合、制御部５０は音声信号を増幅することにより駆動信号を生成する。また発振装置をパラメトリックスピーカとして機能させる場合、制御部５０は、外部から入力された音声データ（原信号）を変調してパラメトリックスピーカ用の変調データを生成し、このデータに基づいて駆動信号を生成する。この駆動信号の周波数は、圧電素子２０のｎ次の共振周波数である。
【００１９】
制御部５０が発振装置をパラメトリックスピーカとして使用する場合、近接センサ３２は、発振素子３０が発振した音波と同一周波数の音波を検出し、当該検出値の大きさに基づいて人体が近接したことを検出する。すなわち人が近接した場合、発振素子３０が発振した音波は人によって反射される。近接センサ３２は、この反射された音波の強弱を検出することにより、人が近接したか否かを検出する。
【００２０】
図３は、図１に示した発振装置を有する電子機器１００の構成を示す図である。電子機器１００は、携帯通信端末、携帯型のゲーム機器、携帯型の音楽再生装置、又は携帯型の映像再生装置などの携帯型の電子機器である。図３に示す例では、電子機器１００は、２つの筐体を有する折りたたみ式の携帯通信端末である。そして発振素子３０及び近接センサ３２は、電子機器１００が有する２つの筐体のうち、ディスプレイ１０２が設けられている筐体に内蔵されている。制御部５０は、発振素子３０及び近接センサ３２と同一の筐体内に設けられていても良いし、これとは逆側の筐体内に設けられても良い。
【００２１】
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。本実施形態によれば、制御部５０は、人体が近接したことを近接センサ３２が検出した場合、発振素子３０への入力を小さくする。また制御部５０は、人体が離れたことを近接センサ３２が検出した場合、発振素子３０への入力を大きくする。このため、ハンズフリーであるか否かを自動で切り替えることができる。また近接センサ３２は、発振素子３０と同一のアレイを構成しているため、発振装置が大型化することを抑制できる。
【００２２】
また上記したように、近接センサ３２は、発振素子３０から発振され、かつ人体によって反射された音波を検出し、検出した音波の強弱を検出することにより、人が近接したか否かを検出する。発振素子３０がパラメトリックスピーカとして機能する場合、発振素子３０は、圧電素子２０の共振周波数を搬送波としている。また近接センサ３２は発振素子３０と同一の構造を有しているため、近接センサ３２の共振周波数は発振素子３０の共振周波数と同一である。従って、近接センサ３２の検出感度は高くなる。
【００２３】
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。
【符号の説明】
【００２４】
１０ 振動部材
２０ 圧電素子
３０ 発振素子
３２ 近接センサ
４０ 枠体
５０ 制御部
１００ 電子機器
１０２ ディスプレイ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動部材、及び振動部材上に設けられた圧電素子を複数有し、アレイ状に配置された複数の発振素子と、
前記複数の発振素子を保持する枠体と、
前記枠体に保持され、前記発振素子と同一のアレイを構成しており、物体が近接したことを検出する近接センサと、
前記近接センサの検出結果に基づいて、前記複数の発振素子への入力の大きさを制御する制御手段と、
を備える発振装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発振装置において、
前記制御手段は、前記複数の発振素子に、パラメトリックスピーカとしての変調信号を入力する発振装置。
【請求項３】
請求項２に記載の発振装置において、
前記近接センサは、前記発振素子と同一の構造を有しており、前記発振素子が発振した音波と同一周波数の音波を検出し、当該検出値の大きさに基づいて物体が近接したことを検出する発振装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の発振装置を有する電子機器。
【請求項１】
振動部材、及び振動部材上に設けられた圧電素子を複数有し、アレイ状に配置された複数の発振素子と、
前記複数の発振素子を保持する枠体と、
前記枠体に保持され、前記発振素子と同一のアレイを構成しており、物体が近接したことを検出する近接センサと、
前記近接センサの検出結果に基づいて、前記複数の発振素子への入力の大きさを制御する制御手段と、
を備える発振装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発振装置において、
前記制御手段は、前記複数の発振素子に、パラメトリックスピーカとしての変調信号を入力する発振装置。
【請求項３】
請求項２に記載の発振装置において、
前記近接センサは、前記発振素子と同一の構造を有しており、前記発振素子が発振した音波と同一周波数の音波を検出し、当該検出値の大きさに基づいて物体が近接したことを検出する発振装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の発振装置を有する電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２１６８９７（Ｐ２０１２−２１６８９７Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７８９７３（Ｐ２０１１−７８９７３）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（３１０００６８５５）ＮＥＣカシオモバイルコミュニケーションズ株式会社 (1,081)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（３１０００６８５５）ＮＥＣカシオモバイルコミュニケーションズ株式会社 (1,081)
【Ｆターム（参考）】
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