音声出力装置
【課題】ユーザにより操作される操作部の位置と、音声が聞こえてくる向きと、を連動させる。
【解決手段】携帯端末装置１００は、ユーザに操作される複数の操作部（例えば複数の操作キー１１）と、複数の操作部のうちの何れの操作部が操作されたかを検出する検出部２０と、指向性スピーカ（例えば、パラメトリックスピーカ３０）を有する。携帯端末装置１００は、更に、複数の操作部のうち、ユーザに操作された操作部の位置と対応する位置に音像が形成されるように、指向性スピーカを制御する音声制御部４１を有する。
【解決手段】携帯端末装置１００は、ユーザに操作される複数の操作部（例えば複数の操作キー１１）と、複数の操作部のうちの何れの操作部が操作されたかを検出する検出部２０と、指向性スピーカ（例えば、パラメトリックスピーカ３０）を有する。携帯端末装置１００は、更に、複数の操作部のうち、ユーザに操作された操作部の位置と対応する位置に音像が形成されるように、指向性スピーカを制御する音声制御部４１を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声出力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パラメトリックスピーカは、指向性スピーカなどとも呼ばれ、出力される音の指向性が高いという特徴がある。このため、パラメトリックスピーカを用いることにより、特定の領域に選択的に音像（音場）を形成することが可能である。
【０００３】
例えば、特許文献１には、パラメトリックスピーカを用いて、音像を所定位置に定位させる技術が記載されている。
また、特許文献２には、パラメトリックスピーカを用いて、映像内の物体の位置に音像を定位する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−６８０２３号公報
【特許文献２】特開２００７−２７４０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一般的な音声出力装置では、ユーザの操作に連動させて音声出力する場合、スピーカから一定の指向性で音声を出力するだけである。
また、特許文献２の技術でも、映像内の物体の位置に音像を定位するに過ぎない。
【０００６】
本発明の目的は、ユーザにより操作される操作部の位置と、音声が聞こえてくる向きと、を連動させることが可能な音声出力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ユーザに操作される複数の操作部と、
前記複数の操作部のうちの何れの前記操作部が操作されたかを検出する検出部と、
指向性スピーカと、
前記複数の操作部のうち、ユーザに操作された前記操作部の位置と対応する位置に音像が形成されるように、前記指向性スピーカを制御する音声制御部と、
を有することを特徴とする音声出力装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ユーザにより操作される操作部の位置と、音声が聞こえてくる向きと、を連動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る音声出力装置としての携帯端末装置を示す正面図である。
【図２】図１の携帯端末装置のブロック図である。
【図３】図１の携帯端末装置が備える発振装置の模式図である。
【図４】振動子の層構造を示す断面図である。
【図５】第１の実施形態の動作の流れを示すフローチャートである。
【図６】第２の実施形態の動作の流れを示すフローチャートである。
【図７】第３の実施形態に係る音声出力装置としての携帯端末装置を折り畳んだ状態での正面図である。
【図８】第４の実施形態に係る音声出力装置としての携帯端末装置を示す正面図である。
【図９】第５の実施形態に係る音声出力装置としての携帯端末装置が備える発振装置の振動子として用いられるＭＥＭＳアクチュエータの構成を示す分解斜視図である。
【図１０】第６の実施形態に係る音声出力装置としての携帯端末装置を示す正面図である。
【図１１】図１０の携帯端末装置のブロック図である。
【図１２】第６の実施形態において音像の形成位置を変化させる動作を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜に説明を省略する。
【００１１】
〔第１の実施形態〕
図１は第１の実施形態に係る音声出力装置としての携帯端末装置１００を示す正面図、図２は携帯端末装置１００のブロック図である。
【００１２】
本実施形態に係る携帯端末装置１００は、ユーザに操作される複数の操作部（例えば、複数の操作キー１１）と、複数の操作部のうちの何れの操作部が操作されたかを検出する検出部２０と、指向性スピーカ（例えば、パラメトリックスピーカ３０）と、複数の操作部のうち、ユーザに操作された操作部の位置と対応する位置に音像が形成されるように、指向性スピーカを制御する音声制御部４１と、を有する。なお、携帯端末装置は、例えば、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、小型ゲーム機器、ラップトップ型パーソナルコンピュータなどである。以下、詳細に説明する。
【００１３】
図１に示すように、携帯端末装置１００は、複数の操作キー１１を有するキーボード（操作部群）１０と、パラメトリックスピーカ３０と、を有している。
【００１４】
複数の操作キー１１は、それぞれユーザに押下された場合に操作の入力を受け付けるものであり、例えば、マトリクス状に配列されている。
【００１５】
パラメトリックスピーカ３０は、例えば、それぞれ超音波を発振する複数の発振装置３１をアレイ状に備えて構成されている。これら発振装置３１は、例えばマトリクス状に配置されている。更に、パラメトリックスピーカ３０は、各発振装置３１に入力する電気信号を生成する。パラメトリックスピーカ３０は、例えば、キーボード１０の近傍に配置することができる。
【００１６】
携帯端末装置１００は、他に、複数のＬＥＤ（発光部材）５１を有するＬＥＤ群（発光部材群）５０と、液晶表示装置等により構成される表示部６０と、を有している。
【００１７】
携帯端末装置１００は、例えば、第１及び第２の筐体１０１、１０２と、これら第１及び第２の筐体１０１、１０２を相互に開閉可能に連結したヒンジ部１０３と、を有している。
例えば、キーボード１０及びパラメトリックスピーカ３０は第１の筐体１０１に設けられ、ＬＥＤ群５０及び表示部６０は第２の筐体１０２に設けられている。キーボード１０、パラメトリックスピーカ３０、ＬＥＤ群５０及び表示部６０は、何れも、第１及び第２の筐体１０１、１０２を閉じたときに内側になる面に配置されている。
【００１８】
ＬＥＤ群５０は、表示部６０の配置領域の脇（例えば右上）に配置され、複数（例えば３つ）のＬＥＤ５１を、例えば、一列に横並びの配置で有している。
【００１９】
図２に示すように、携帯端末装置１００は、キーボード１０、パラメトリックスピーカ３０、ＬＥＤ群５０及び表示部６０の他に、検出部２０及び制御部４０を有している。
【００２０】
検出部２０は、例えば、操作キー１１と同数の検出スイッチ２１を有する。各検出スイッチ２１は、対応する操作キー１１に対する操作を検出すると、その旨を示す信号（以下、検出信号）を制御部４０に出力する。
【００２１】
制御部４０は、パラメトリックスピーカ３０の各発振装置３１の動作を個別に制御する音声制御部４１と、ＬＥＤ群５０の各ＬＥＤ５１の動作を個別に制御する発光制御部４２と、表示部６０の動作を制御する表示制御部４３と、を有している。
【００２２】
音声制御部４１によってパラメトリックスピーカ３０の各発振装置３１を制御することにより、音像を所望の領域に形成することができる。すなわち、音像を所望の領域に定位させることができる。
より具体的には、音声制御部４１は、複数の操作キー１１のうちユーザに操作された操作キー１１の位置と対応する位置（例えば、当該操作キー１１の上方）に音像が形成されるように、各発振装置３１を制御する。すなわち、例えば操作キー１１ａ（図１）が操作された場合には、操作キー１１ａの上方に音像を形成する。また、操作キー１１ｂ（図１）が操作された場合には、操作キー１１ｂの上方に音像を形成する。
【００２３】
図３は発振装置３１の模式図である。
【００２４】
発振装置３１は、例えば、シート状の振動部材３２と、振動子３３と、支持部材３４と、を備えている。振動子３３は例えば圧電振動子であり、振動部材３２の一方の面に取り付けられている。支持部材３４は、振動部材３２の縁を支持している。また、支持部材３４は、例えば、携帯端末装置１００の回路基板（図示略）或いは筐体に固定されている。
信号生成部３５及び音声制御部４１は、振動子３３に発振信号を入力することによって振動子３３を振動させて、振動子３３及び振動部材３２より音波を発振させる発振回路を構成している。
【００２５】
振動部材３２は、振動子３３から発生した振動によって振動し、例えば周波数が２０ｋＨｚ以上の音波を発振する。なお、振動子３３も、自身が振動することによって、例えば周波数が２０ｋＨｚ以上の音波を発振する。また振動部材３２は、振動子３３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３２の剛性を制御することで、振動子３３の基本共振周波数を制御できる。なお、振動部材３２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３２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３２の剛性が低すぎる場合や、高すぎる場合は、機械振動子として特性や信頼性を損なう可能性が出てくる。なお、振動部材３２を構成する材料は、金属や樹脂など、脆性材料である振動子３３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。
【００２６】
本実施形態において振動子３３の平面形状は円形である。ただし振動子３３の平面形状は円形に限定されない。振動子３３は、振動部材３２に対向する面の全面が接着剤によって振動部材３２に固定されている。これにより、振動子３３の片面の全面が振動部材３２によって拘束される。
【００２７】
信号生成部３５は、振動子３３に入力する電気信号、すなわち発振装置３１における変調信号を生成する。変調信号の輸送波は、例えば、周波数が２０ｋＨｚ以上の超音波であり、具体的には、例えば１００ｋＨｚの超音波である。音声制御部４１は、外部から入力される音声信号に応じて、信号生成部３５を制御する。
【００２８】
図４は、振動子３３の厚さ方向の層構造を示す断面図である。振動子３３は、圧電体３６、上面電極３７及び下面電極３８を有している。
【００２９】
圧電体３６は厚さ方向に分極している。圧電体３６を構成する材料は、圧電効果を有する材料であれば、無機材料及び有機材料のいずれであってもよい。ただし、電気機械変換効率が高い材料、例えばジルコン酸チタン酸塩（ＰＺＴ）やチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）であるのが好ましい。圧電体３６の厚さｈ１は、例えば１０μｍ以上１ｍｍ以下である。厚さｈ１が１０μｍ未満の場合、発振装置３１の製造時に振動子３３が破損する可能性が生じる。また厚さｈ１が１ｍｍ超の場合、電気機械変換効率が低くなりすぎてしまい、十分な大きさの振動を得られない可能性がある。その理由は、振動子３３の厚さが厚くなると、圧電振動子内における電界強度は反比例して小さくなるためである。
【００３０】
上面電極３７及び下面電極３８を構成する材料は特に限定されないが、例えば、銀や銀／パラジウムを使用することができる。銀は低抵抗で汎用的な電極材料として使用されているため、製造プロセスやコストなどに利点がある。銀／パラジウムは耐酸化に優れた低抵抗材料であるため、信頼性の観点から利点がある。また、上面電極３７及び下面電極３８の厚さｈ２は特に限定されないが、その厚さｈ２が１μｍ以上５０μｍ以下であるのが好ましい。厚さｈ２が１μｍ未満では、上面電極３７及び下面電極３８を均一に成形することが難しくなり、その結果、電気機械変換効率が低下する可能性がある。また、上面電極３７及び下面電極３８の膜厚が１００μｍを超える場合は、上面電極３７及び下面電極３８が圧電体３６に対して拘束面となり、エネルギー変換効率を低下させてしまう可能性が生じる。
【００３１】
振動子３３は、外径＝φ１８ｍｍ、内径＝φ１２ｍｍ、厚み＝１００μｍとすることができる。また上面電極３７及び下面電極３８としては、例えば厚み８μｍの銀／パラジウム合金（重量比は例えば７：３）を用いることができる。また振動部材３２は、外径＝φ２０ｍｍ、厚み＝５０μｍ（０．３ｍｍ）のリン青銅を用いることができる。支持部材３４は発振装置３１のケースとして機能するものであり、例えば、外径＝φ２２ｍｍ、内径＝φ２０ｍｍの筒状（例えば円筒状）に形成されている。
【００３２】
パラメトリックスピーカ３０は、複数の発振装置３１それぞれからＡＭ変調やＤＳＢ変調、ＳＳＢ変調、ＦＭ変調をかけた超音波（輸送波）を空気中に放射し、超音波が空気中に伝播する際の非線形特性により、可聴音を出現させるものである。ここでの非線形とは、流れの慣性作用と粘性作用の比で示されるレイノルズ数が大きくなると、層流から乱流に推移することを示す。音波は流体内で微少にじょう乱しているため、音波は非線形で伝播している。特に超音波周波数帯では音波の非線形性が容易に観察できる。そして超音波を空気中に放射した場合、音波の非線形性に伴う高調波が顕著に発生する。また音波は、空気中において分子密度に濃淡が生じる疎密状態である。そして空気分子が圧縮よりも復元するのに時間が生じた場合、圧縮後に復元できない空気が、連続的に伝播する空気分子と衝突し、衝撃波が生じる。この衝撃波により可聴音が発生する、つまり可聴音が再生（復調）される。パラメトリックスピーカ３０は、音の指向性が高いという利点がある。
【００３３】
次に、一連の動作を説明する。
【００３４】
図５は第１の実施形態において制御部４０が実行する制御動作の流れを示すフローチャートである。
【００３５】
先ず、ユーザが複数の操作キー１１のうちの何れかの操作キー１１（例えば、操作キー１１ａ）を操作する。すると、制御部４０は、操作キー１１ａと対応する検出スイッチ２１から入力される検出信号により、操作キー１１ａが操作されたことを認識する（ステップＳ１１のＹ）。
【００３６】
次に、制御部４０の音声制御部４１は、操作キー１１ａの位置と対応する位置、例えば操作キー１１ａの上方に音像が形成されるように、すなわち、その位置で可聴音が復調されるように、パラメトリックスピーカ３０を制御する。例えば、各発振装置３１から出力される超音波の位相を制御することにより、パラメトリックスピーカ３０の指向性を制御し、音像の位置を調節する。
その結果、ユーザが操作した操作キー１１（例えば操作キー１１ａ）の上方に音像が定位される（ステップＳ１２）。
【００３７】
よって、ユーザには、自身が操作キー１１を操作したタイミングで、自身が操作した操作キー１１の位置（向き）から音声（操作音）が聞こえる。よって、操作キー１１の位置と操作音が聞こえる位置とが連動する感覚が得られるといった、斬新な操作感が得られる。
【００３８】
このような動作を実現するために、例えば、音声制御部４１は、予め、各操作キー１１毎に、各発振装置３１から出力される超音波の位相の値（或いは、各発振装置３１から出力される超音波の位相の相対的なずれ量の値）をテーブルとして記憶している。そして、音声制御部４１は、そのテーブルの中から、操作された操作キー１１と対応する値を抽出し、その値に基づいて各発振装置３１の位相を制御する。
なお、テーブルは、例えば、Ｘ座標（表示画面と平行な第１の方向）における音像の形成位置を決定するための第１テーブルと、Ｙ座標（表示画面と平行で、第１の方向に対して直交する方向）における音像の形成位置を決定するための第２テーブルと、に分かれていても良い。
【００３９】
また、ステップＳ１２において再生される音声は、例えば、操作キー１１が操作されたことを認識させるための単純な音声（例えば、ピッという音など）であって、各操作キー１１に共通の音声であることが挙げられる。
或いは、ステップＳ１２において再生される音声は、操作キー１１毎に異なる音声であっても良い。すなわち、音声制御部４１は、ユーザに操作された操作キー１１に応じた音声が出力されるように、パラメトリックスピーカ３０を制御しても良い。操作キー１１毎に異なる音声としては、例えば、操作キー１１と対応付けられた文字の発音と同じ音声が挙げられる。具体的には、例えば、文字「ａ」と対応する操作キー１１の場合に、「ア」という音声を出力するなどが挙げられる。
【００４０】
また、ステップＳ１２において音像を定位する位置の解像度は、パラメトリックスピーカ３０により実現可能な解像度（発振装置３１の数などに依存する）に応じて、適宜に変更することができる。各操作キー１１毎に異なる位置に音像を形成できるような細かい解像度が得られる場合、各操作キー１１毎に異なる位置に音像を形成することができる。
或いは、それほど細かく音像の位置を制御できない場合は、ひとまとまりに配置された複数の操作キー１１の配置領域を１つのゾーンとして、各ゾーン毎（例えば、図１に示す３つのゾーンＺ１、Ｚ２、Ｚ３毎）に、音像を定位するようにしても良い。すなわち、ゾーンＺ１に含まれる何れかの操作キー１１が操作された場合にはゾーンＺ１に音像を定位させ、ゾーンＺ２に含まれる何れかの操作キー１１が操作された場合にはゾーンＺ２に音像を定位させ、ゾーンＺ３に含まれる何れかの操作キー１１が操作された場合にはゾーンＺ３に音像を定位させるようにしても良い。なお、この場合、少なくとも２つのゾーンを設定する。
【００４１】
ステップＳ１２に続くステップＳ１３では、操作に応じたその他の処理（ステップＳ１２での処理以外の処理）を行う。具体的には、例えば、発光制御部４２により、所定の発光態様（点灯、点滅など）でＬＥＤ５１を発光させたり、表示制御部４３により、表示部６０に所定の情報、画像などを表示させたりする。
なお、操作がなされない場合（ステップＳ１１のＮ）、音像の形成（ステップＳ１２）も、操作に応じたその他の処理（ステップＳ１３）も行わない。
【００４２】
以上のような第１の実施形態によれば、複数の操作キー１１のうちの何れの操作キー１１がユーザに操作されたかを検出部２０により検出し、ユーザに操作された操作キー１１の位置と対応する位置に音像が形成されるように、音声制御部４１によりパラメトリックスピーカ３０を制御するので、ユーザにより操作される操作キー１１の位置と、ユーザに対して音声が聞こえてくる向きと、を連動させることができる。よって、操作キー１１が複数の場合における操作位置の確認を、視覚や触覚だけでなく聴覚によっても行うことができる。
【００４３】
〔第２の実施形態〕
図６は第２の実施形態において制御部４０が実行する制御動作の流れを示すフローチャートである。図６は、第１の実施形態で説明したステップＳ１３（図５）の具体的な処理の一例を示す。本実施形態の場合、携帯端末装置１００の構成は、図１及び図２に示す通りである。
【００４４】
上述のように、図５のステップＳ１３では、操作に応じた処理（ステップＳ１２での処理を除く）を行う。
具体的には、例えば、図６に示すように、発光制御部４２により所定の発光態様（点灯、点滅など）でＬＥＤ５１を発光させる発光制御（ステップＳ１３１）を行いながら、発光位置に音像が形成されるように音声制御部４１によりパラメトリックスピーカ３０を制御する（ステップＳ１３２）。発光位置とは、複数のＬＥＤ５１のうち発光制御により発光しているＬＥＤ５１と対応する位置であり、例えば、該発光しているＬＥＤ５１の上方である。音像の位置の調整の仕方は、ステップＳ１２と同様である。
また、ステップＳ１３１及びＳ１３２の処理と並行して、或いは、これらの処理に続いて、操作に応じた更にその他の処理（例えば、表示制御部４３により表示部６０に所定の情報、画像などを表示させる処理など）を行う（ステップＳ１３３）。
【００４５】
このように、第２の実施形態では、携帯端末装置１００は、ＬＥＤ（発光部材）５１と、ＬＥＤ５１を制御する発光制御部４２と、を有し、音声制御部４１は、ＬＥＤ５１の発光動作と連動（同期）させて、ＬＥＤ５１の位置と対応する位置に音像が形成されるように、パラメトリックスピーカ３０を制御する。
このため、ユーザには、ＬＥＤ５１が発光するタイミングで、その発光動作するＬＥＤ５１の位置（向き）から音声が聞こえる。つまり、発光動作するＬＥＤ５１の位置と、ユーザに対して音声が聞こえてくる向きと、を連動させることができる。よって、発光と音声による斬新な装飾を実現できる。
【００４６】
〔第３の実施形態〕
図７は第３の実施形態に係る音声出力装置としての携帯端末装置１００を折り畳んだ状態での正面図である。なお、第３の実施形態でも、携帯端末装置１００のブロック構成は図２と同様である。
【００４７】
本実施形態に係る携帯端末装置１００の構造は、以下に説明する点で、上記の第２の実施形態に係る携帯端末装置１００と相違する。
【００４８】
先ず、第２の実施形態では、複数のＬＥＤ５１が一列に配列されているのに対し、第２の実施形態では、複数のＬＥＤ５１がマトリクス状に配置されている。具体的には、例えば、ＬＥＤ群５０は、７列７行の合計４９個のＬＥＤ５１を有している。
【００４９】
また、第２の実施形態では、第１及び第２の筐体１０１、１０２を折り畳んだときに内側となる面にＬＥＤ群５０及びパラメトリックスピーカ３０が配置されているのに対し、第３の実施形態では、第１及び第２の筐体１０１、１０２を折り畳んだときに外側となる面（例えば第２の筐体１０２を手前側にしたときに手前側となる面）にＬＥＤ群５０及びパラメトリックスピーカ３０が配置されている。すなわち、本実施形態の場合、例えば、第２の筐体１０２にＬＥＤ群５０及びパラメトリックスピーカ３０が設けられている。
ただし、本実施形態においても、ＬＥＤ群５０とは別に、第１及び第２の筐体１０１、１０２を折り畳んだときに内側となる面にも別のＬＥＤ群（例えば、第１の実施形態におけるＬＥＤ群５０と同様のもの）が設けられていても良い。
同様に、本実施形態においても、パラメトリックスピーカ３０とは別に、第１及び第２の筐体１０１、１０２を折り畳んだときに内側となる面にも別のパラメトリックスピーカ３０（例えば、第１の実施形態におけるパラメトリックスピーカ３０と同様のもの）が設けられていても良い。
【００５０】
なお、第２の実施形態では、第１及び第２の筐体１０１、１０２が横長形状、すなわちヒンジ部１０３を介して第１及び第２の筐体１０１、１０２を相互に開閉するときの第１及び第２の筐体１０１、１０２の旋回半径が、ヒンジ部１０３の軸方向（図１の左右方向）における第１及び第２の筐体１０１、１０２の長さよりも短い形状である例を示した。
これに対し、第３の実施形態では、例えば、第１及び第２の筐体１０１、１０２が縦長形状、すなわち第１及び第２の筐体１０１、１０２の旋回半径が、ヒンジ部１０３の軸方向（図７の左右方向）における第１及び第２の筐体１０１、１０２の長さよりも長い形状となっている。
【００５１】
本実施形態の場合、音声制御部４１は、マトリクス状に配置された複数のＬＥＤ５１のうち、発光動作を行うＬＥＤ５１の位置と対応する位置に音像が形成されるように、パラメトリックスピーカ３０を制御する。なお、操作キー１１に対応させて音像を形成する場合（図５のステップ１２）と同様に、個別のＬＥＤ５１と対応する位置に音像を形成しても良いし、複数のＬＥＤ５１を含むゾーン毎に音像を形成しても良い。
【００５２】
また、発光制御部４２は、例えば、複数のＬＥＤ５１を所定の順序（発光パターン）で発光させる一連の発光制御を行い、これにより、複数のＬＥＤ５１の発光によるイルミネーションを実現できるようになっている。
そして、音声制御部４１は、このような発光制御に連動（同期）させて、発光動作を行うＬＥＤ５１の位置と対応する位置に音像が形成されるように、パラメトリックスピーカ３０を制御する。具体的には、例えば、発光するＬＥＤ５１が移動するような発光パターンの発光制御を行うときに、その移動につれて音像の位置が移動するような制御を行うことができる。
【００５３】
なお、例えば、第１及び第２の筐体１０１、１０２を折り畳んだときに、上述のような発光制御に連動したパラメトリックスピーカ３０の制御を行うことができる。
或いは、携帯端末装置１００は、例えば、携帯電話機などの通信機能を有するタイプのものであることが挙げられ、この場合に、通話や電子メールなどの着信時に、発光制御に連動したパラメトリックスピーカ３０の制御を行うことができる。
【００５４】
以上のような第３の実施形態によれば、第２の実施形態よりも一層複雑で斬新な、発光と音声による装飾を実現できる。
【００５５】
〔第４の実施形態〕
図８は第４の実施形態に係る音声出力装置としての携帯端末装置１００を示す正面図である。上記の各実施形態では、個々の操作部（操作キー１１）が別体に形成されて、個別に押圧操作されることを前提とした例を示したが、例えば図８に示す十字キー１２のように、複数の操作部（例えば４つの操作部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）が一体的に形成されていても良い。一般の十字キー１２のように、例えば、操作部１２ａは上への移動などを指示する操作、操作部１２ｂは下への移動などを指示する操作、操作部１２ｃは左への移動などを指示する操作、操作部１２ｄは右への移動などを指示する操作に、それぞれ用いることができる。また、携帯端末装置１００は、キーボード１０（図１）の操作キー１１に限らず、その他の操作ボタン１３（図８）を有していても良い。
【００５６】
そして、本実施形態の場合、十字キー１２の各操作部１２ａ〜１２ｄが操作されたときに、該操作された操作部１２ａ〜１２ｄと対応する位置に音像を形成することができる。或いは、何れかの操作ボタン１３が操作されたときに、該操作された操作ボタン１３と対応する位置に音像を形成することができる。
【００５７】
〔第５の実施形態〕
本実施形態に係る携帯端末装置１００の発振装置３１は、振動子３３（図３）の代わりに、図９に示したＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）アクチュエータ７０を有している。その他の点では、本実施形態に係る携帯端末装置１００は、第１乃至第４の実施形態に係る携帯端末装置１００と同様に構成されている。
【００５８】
図９に示す例において、ＭＥＭＳアクチュエータ７０の駆動方式は圧電方式であり、圧電薄膜層７２を上部可動電極層７４及び下部可動電極層７６ではさんだ構造を有している。ＭＥＭＳアクチュエータ７０は、信号生成部３５から上部可動電極層７４及び下部可動電極層７６に信号が入力されることにより動作する。ＭＥＭＳアクチュエータ７０の製造には、例えばエアロゾルデポジション法が用いられるが、この方法に限定されない。ただしエアロゾルデポジション法を用いた場合、圧電薄膜層７２、上部可動電極層７４及び下部可動電極層７６をそれぞれ曲面上にも成膜できるため好ましい。なおＭＥＭＳアクチュエータ７０の駆動方式は、静電方式、電磁方式、又は熱伝導方式であってもよい。
【００５９】
〔第６の実施形態〕
図１０は第６の実施形態に係る音声出力装置としての携帯端末装置１００を示す正面図、図１１は図１０の携帯端末装置１００のブロック図、図１２は本実施形態において音像の形成位置を変化させる動作を説明するための模式図である。
【００６０】
上記の各実施形態では、パラメトリックスピーカ３０の各発振装置３１から出力される超音波の位相を制御することによって、音像が形成される位置を制御する例を説明した。
これに対し、本実施形態では、発振装置３１からの音波の出力方向をアクチュエータ３９によって変化させることにより、パラメトリックスピーカ３０の指向性を制御し、音像が形成される位置、すなわち可聴音が復調される位置を制御する。
【００６１】
本実施形態の場合、パラメトリックスピーカ３０は、例えば、単一の（１個の）発振装置３１と、この発振装置３１の向きを変化させるための複数のアクチュエータ３９と、これらアクチュエータ３９が固定された支持部３９ａと、を有している。
【００６２】
支持部３９ａは、携帯端末装置１００の筐体（例えば第１の筐体１０１）に直接的又は間接的に固定されている。支持部３９ａは、例えば、平板状に形成されている。
【００６３】
アクチュエータ３９は、例えば、圧電素子であり、印加する電圧を制御することによって、伸縮する。各アクチュエータ３９の一端は、それぞれ支持部３９ａに固定され、他端は発振装置３１の例えば支持部材３４にそれぞれ固定されている。例えば、図１２に示すように、各アクチュエータ３９は、支持部３９ａの一方の面上からそれぞれ垂直に起立するように設けられている。
【００６４】
アクチュエータ３９の数は２つ又は３つとすることができる。３つのアクチュエータ３９を設ける場合の方が、発振装置３１の向きの調節の自由度が高まる。このため、本実施形態では、図１１に示すように、３つのアクチュエータ３９を有していることが好ましい。これらアクチュエータ３９の伸縮動作は、制御部４０のアクチュエータ制御部４４（図１１）が行う。
【００６５】
図１２では、説明を簡単にするため、アクチュエータ３９が２つの場合の動作を示す。
【００６６】
各アクチュエータ３９の長さが等しいとき、発振装置３１からの超音波の出力方向は、支持部３９ａに対して反対方向となるようになっている（つまり、発振装置３１の振動部材３２と支持部３９ａとが互いに平行となるようになっている）。よって、音像１が支持部３９ａの正面方向に形成される（図１２（ａ））。
【００６７】
また、何れか一方のアクチュエータ３９を縮める（又は何れか一方のアクチュエータ３９を伸ばす）ことにより、支持部３９ａに対する発振装置３１の角度を変更し、発振装置３１からの超音波の出力方向を変化させることができる（つまり支持部３９ａに対して振動部材３２を傾斜させた状態とすることができる）。よって、支持部３９ａの正面からオフセットした位置に音像１が形成される（図１２（ｂ）、図１２（ｃ））。
【００６８】
従って、本実施形態では、各アクチュエータ３９を適宜に伸縮させることにより、音像１を所望の操作キー１１の上方に形成したり、所望のＬＥＤ５１の上方に形成したりすることができる。
【００６９】
第６の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
また、第６の実施形態の場合、発振装置３１からの音波の出力方向をアクチュエータ３９により変化させることによって、音像１の形成位置を変化させるので、パラメトリックスピーカ３０は複数の発振装置３１をアレイ状に有する必要が無く、例えば、単一の発振装置３１を有するだけでも構わない。
【００７０】
上記の各実施形態では、表示部６０とは別の位置に配置された操作部の位置と、音声が聞こえてくる向きと、を連動させる例を説明したが、表示部６０がタッチパネルの場合に、表示部６０に形成された操作部の位置と、音声が聞こえてくる向きと、を連動させるようにしても良い。
【符号の説明】
【００７１】
１ 音像
５１ ＬＥＤ
１０ キーボード
１１ 操作キー
１１ａ 操作キー
１１ｂ 操作キー
１２ 十字キー
１２ａ 操作部
１２ｂ 操作部
１２ｃ 操作部
１２ｄ 操作部
１３ 操作ボタン
２０ 検出部
２１ 検出スイッチ
３０ パラメトリックスピーカ
３１ 発振装置
３２ 振動部材
３３ 振動子
３４ 支持部材
３５ 信号生成部
３６ 圧電体
３７ 上面電極
３８ 下面電極
３９ アクチュエータ
３９ａ 支持部
４０ 制御部
４１ 音声制御部
４２ 発光制御部
４３ 表示制御部
４４ アクチュエータ制御部
５０ ＬＥＤ群
６０ 表示部
７０ アクチュエータ
７２ 圧電薄膜層
７４ 上部可動電極層
７６ 下部可動電極層
１００ 携帯端末装置
１０１ 第１の筐体
１０２ 第２の筐体
１０３ ヒンジ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声出力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パラメトリックスピーカは、指向性スピーカなどとも呼ばれ、出力される音の指向性が高いという特徴がある。このため、パラメトリックスピーカを用いることにより、特定の領域に選択的に音像（音場）を形成することが可能である。
【０００３】
例えば、特許文献１には、パラメトリックスピーカを用いて、音像を所定位置に定位させる技術が記載されている。
また、特許文献２には、パラメトリックスピーカを用いて、映像内の物体の位置に音像を定位する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−６８０２３号公報
【特許文献２】特開２００７−２７４０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一般的な音声出力装置では、ユーザの操作に連動させて音声出力する場合、スピーカから一定の指向性で音声を出力するだけである。
また、特許文献２の技術でも、映像内の物体の位置に音像を定位するに過ぎない。
【０００６】
本発明の目的は、ユーザにより操作される操作部の位置と、音声が聞こえてくる向きと、を連動させることが可能な音声出力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ユーザに操作される複数の操作部と、
前記複数の操作部のうちの何れの前記操作部が操作されたかを検出する検出部と、
指向性スピーカと、
前記複数の操作部のうち、ユーザに操作された前記操作部の位置と対応する位置に音像が形成されるように、前記指向性スピーカを制御する音声制御部と、
を有することを特徴とする音声出力装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ユーザにより操作される操作部の位置と、音声が聞こえてくる向きと、を連動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る音声出力装置としての携帯端末装置を示す正面図である。
【図２】図１の携帯端末装置のブロック図である。
【図３】図１の携帯端末装置が備える発振装置の模式図である。
【図４】振動子の層構造を示す断面図である。
【図５】第１の実施形態の動作の流れを示すフローチャートである。
【図６】第２の実施形態の動作の流れを示すフローチャートである。
【図７】第３の実施形態に係る音声出力装置としての携帯端末装置を折り畳んだ状態での正面図である。
【図８】第４の実施形態に係る音声出力装置としての携帯端末装置を示す正面図である。
【図９】第５の実施形態に係る音声出力装置としての携帯端末装置が備える発振装置の振動子として用いられるＭＥＭＳアクチュエータの構成を示す分解斜視図である。
【図１０】第６の実施形態に係る音声出力装置としての携帯端末装置を示す正面図である。
【図１１】図１０の携帯端末装置のブロック図である。
【図１２】第６の実施形態において音像の形成位置を変化させる動作を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜に説明を省略する。
【００１１】
〔第１の実施形態〕
図１は第１の実施形態に係る音声出力装置としての携帯端末装置１００を示す正面図、図２は携帯端末装置１００のブロック図である。
【００１２】
本実施形態に係る携帯端末装置１００は、ユーザに操作される複数の操作部（例えば、複数の操作キー１１）と、複数の操作部のうちの何れの操作部が操作されたかを検出する検出部２０と、指向性スピーカ（例えば、パラメトリックスピーカ３０）と、複数の操作部のうち、ユーザに操作された操作部の位置と対応する位置に音像が形成されるように、指向性スピーカを制御する音声制御部４１と、を有する。なお、携帯端末装置は、例えば、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、小型ゲーム機器、ラップトップ型パーソナルコンピュータなどである。以下、詳細に説明する。
【００１３】
図１に示すように、携帯端末装置１００は、複数の操作キー１１を有するキーボード（操作部群）１０と、パラメトリックスピーカ３０と、を有している。
【００１４】
複数の操作キー１１は、それぞれユーザに押下された場合に操作の入力を受け付けるものであり、例えば、マトリクス状に配列されている。
【００１５】
パラメトリックスピーカ３０は、例えば、それぞれ超音波を発振する複数の発振装置３１をアレイ状に備えて構成されている。これら発振装置３１は、例えばマトリクス状に配置されている。更に、パラメトリックスピーカ３０は、各発振装置３１に入力する電気信号を生成する。パラメトリックスピーカ３０は、例えば、キーボード１０の近傍に配置することができる。
【００１６】
携帯端末装置１００は、他に、複数のＬＥＤ（発光部材）５１を有するＬＥＤ群（発光部材群）５０と、液晶表示装置等により構成される表示部６０と、を有している。
【００１７】
携帯端末装置１００は、例えば、第１及び第２の筐体１０１、１０２と、これら第１及び第２の筐体１０１、１０２を相互に開閉可能に連結したヒンジ部１０３と、を有している。
例えば、キーボード１０及びパラメトリックスピーカ３０は第１の筐体１０１に設けられ、ＬＥＤ群５０及び表示部６０は第２の筐体１０２に設けられている。キーボード１０、パラメトリックスピーカ３０、ＬＥＤ群５０及び表示部６０は、何れも、第１及び第２の筐体１０１、１０２を閉じたときに内側になる面に配置されている。
【００１８】
ＬＥＤ群５０は、表示部６０の配置領域の脇（例えば右上）に配置され、複数（例えば３つ）のＬＥＤ５１を、例えば、一列に横並びの配置で有している。
【００１９】
図２に示すように、携帯端末装置１００は、キーボード１０、パラメトリックスピーカ３０、ＬＥＤ群５０及び表示部６０の他に、検出部２０及び制御部４０を有している。
【００２０】
検出部２０は、例えば、操作キー１１と同数の検出スイッチ２１を有する。各検出スイッチ２１は、対応する操作キー１１に対する操作を検出すると、その旨を示す信号（以下、検出信号）を制御部４０に出力する。
【００２１】
制御部４０は、パラメトリックスピーカ３０の各発振装置３１の動作を個別に制御する音声制御部４１と、ＬＥＤ群５０の各ＬＥＤ５１の動作を個別に制御する発光制御部４２と、表示部６０の動作を制御する表示制御部４３と、を有している。
【００２２】
音声制御部４１によってパラメトリックスピーカ３０の各発振装置３１を制御することにより、音像を所望の領域に形成することができる。すなわち、音像を所望の領域に定位させることができる。
より具体的には、音声制御部４１は、複数の操作キー１１のうちユーザに操作された操作キー１１の位置と対応する位置（例えば、当該操作キー１１の上方）に音像が形成されるように、各発振装置３１を制御する。すなわち、例えば操作キー１１ａ（図１）が操作された場合には、操作キー１１ａの上方に音像を形成する。また、操作キー１１ｂ（図１）が操作された場合には、操作キー１１ｂの上方に音像を形成する。
【００２３】
図３は発振装置３１の模式図である。
【００２４】
発振装置３１は、例えば、シート状の振動部材３２と、振動子３３と、支持部材３４と、を備えている。振動子３３は例えば圧電振動子であり、振動部材３２の一方の面に取り付けられている。支持部材３４は、振動部材３２の縁を支持している。また、支持部材３４は、例えば、携帯端末装置１００の回路基板（図示略）或いは筐体に固定されている。
信号生成部３５及び音声制御部４１は、振動子３３に発振信号を入力することによって振動子３３を振動させて、振動子３３及び振動部材３２より音波を発振させる発振回路を構成している。
【００２５】
振動部材３２は、振動子３３から発生した振動によって振動し、例えば周波数が２０ｋＨｚ以上の音波を発振する。なお、振動子３３も、自身が振動することによって、例えば周波数が２０ｋＨｚ以上の音波を発振する。また振動部材３２は、振動子３３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３２の剛性を制御することで、振動子３３の基本共振周波数を制御できる。なお、振動部材３２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３２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３２の剛性が低すぎる場合や、高すぎる場合は、機械振動子として特性や信頼性を損なう可能性が出てくる。なお、振動部材３２を構成する材料は、金属や樹脂など、脆性材料である振動子３３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。
【００２６】
本実施形態において振動子３３の平面形状は円形である。ただし振動子３３の平面形状は円形に限定されない。振動子３３は、振動部材３２に対向する面の全面が接着剤によって振動部材３２に固定されている。これにより、振動子３３の片面の全面が振動部材３２によって拘束される。
【００２７】
信号生成部３５は、振動子３３に入力する電気信号、すなわち発振装置３１における変調信号を生成する。変調信号の輸送波は、例えば、周波数が２０ｋＨｚ以上の超音波であり、具体的には、例えば１００ｋＨｚの超音波である。音声制御部４１は、外部から入力される音声信号に応じて、信号生成部３５を制御する。
【００２８】
図４は、振動子３３の厚さ方向の層構造を示す断面図である。振動子３３は、圧電体３６、上面電極３７及び下面電極３８を有している。
【００２９】
圧電体３６は厚さ方向に分極している。圧電体３６を構成する材料は、圧電効果を有する材料であれば、無機材料及び有機材料のいずれであってもよい。ただし、電気機械変換効率が高い材料、例えばジルコン酸チタン酸塩（ＰＺＴ）やチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）であるのが好ましい。圧電体３６の厚さｈ１は、例えば１０μｍ以上１ｍｍ以下である。厚さｈ１が１０μｍ未満の場合、発振装置３１の製造時に振動子３３が破損する可能性が生じる。また厚さｈ１が１ｍｍ超の場合、電気機械変換効率が低くなりすぎてしまい、十分な大きさの振動を得られない可能性がある。その理由は、振動子３３の厚さが厚くなると、圧電振動子内における電界強度は反比例して小さくなるためである。
【００３０】
上面電極３７及び下面電極３８を構成する材料は特に限定されないが、例えば、銀や銀／パラジウムを使用することができる。銀は低抵抗で汎用的な電極材料として使用されているため、製造プロセスやコストなどに利点がある。銀／パラジウムは耐酸化に優れた低抵抗材料であるため、信頼性の観点から利点がある。また、上面電極３７及び下面電極３８の厚さｈ２は特に限定されないが、その厚さｈ２が１μｍ以上５０μｍ以下であるのが好ましい。厚さｈ２が１μｍ未満では、上面電極３７及び下面電極３８を均一に成形することが難しくなり、その結果、電気機械変換効率が低下する可能性がある。また、上面電極３７及び下面電極３８の膜厚が１００μｍを超える場合は、上面電極３７及び下面電極３８が圧電体３６に対して拘束面となり、エネルギー変換効率を低下させてしまう可能性が生じる。
【００３１】
振動子３３は、外径＝φ１８ｍｍ、内径＝φ１２ｍｍ、厚み＝１００μｍとすることができる。また上面電極３７及び下面電極３８としては、例えば厚み８μｍの銀／パラジウム合金（重量比は例えば７：３）を用いることができる。また振動部材３２は、外径＝φ２０ｍｍ、厚み＝５０μｍ（０．３ｍｍ）のリン青銅を用いることができる。支持部材３４は発振装置３１のケースとして機能するものであり、例えば、外径＝φ２２ｍｍ、内径＝φ２０ｍｍの筒状（例えば円筒状）に形成されている。
【００３２】
パラメトリックスピーカ３０は、複数の発振装置３１それぞれからＡＭ変調やＤＳＢ変調、ＳＳＢ変調、ＦＭ変調をかけた超音波（輸送波）を空気中に放射し、超音波が空気中に伝播する際の非線形特性により、可聴音を出現させるものである。ここでの非線形とは、流れの慣性作用と粘性作用の比で示されるレイノルズ数が大きくなると、層流から乱流に推移することを示す。音波は流体内で微少にじょう乱しているため、音波は非線形で伝播している。特に超音波周波数帯では音波の非線形性が容易に観察できる。そして超音波を空気中に放射した場合、音波の非線形性に伴う高調波が顕著に発生する。また音波は、空気中において分子密度に濃淡が生じる疎密状態である。そして空気分子が圧縮よりも復元するのに時間が生じた場合、圧縮後に復元できない空気が、連続的に伝播する空気分子と衝突し、衝撃波が生じる。この衝撃波により可聴音が発生する、つまり可聴音が再生（復調）される。パラメトリックスピーカ３０は、音の指向性が高いという利点がある。
【００３３】
次に、一連の動作を説明する。
【００３４】
図５は第１の実施形態において制御部４０が実行する制御動作の流れを示すフローチャートである。
【００３５】
先ず、ユーザが複数の操作キー１１のうちの何れかの操作キー１１（例えば、操作キー１１ａ）を操作する。すると、制御部４０は、操作キー１１ａと対応する検出スイッチ２１から入力される検出信号により、操作キー１１ａが操作されたことを認識する（ステップＳ１１のＹ）。
【００３６】
次に、制御部４０の音声制御部４１は、操作キー１１ａの位置と対応する位置、例えば操作キー１１ａの上方に音像が形成されるように、すなわち、その位置で可聴音が復調されるように、パラメトリックスピーカ３０を制御する。例えば、各発振装置３１から出力される超音波の位相を制御することにより、パラメトリックスピーカ３０の指向性を制御し、音像の位置を調節する。
その結果、ユーザが操作した操作キー１１（例えば操作キー１１ａ）の上方に音像が定位される（ステップＳ１２）。
【００３７】
よって、ユーザには、自身が操作キー１１を操作したタイミングで、自身が操作した操作キー１１の位置（向き）から音声（操作音）が聞こえる。よって、操作キー１１の位置と操作音が聞こえる位置とが連動する感覚が得られるといった、斬新な操作感が得られる。
【００３８】
このような動作を実現するために、例えば、音声制御部４１は、予め、各操作キー１１毎に、各発振装置３１から出力される超音波の位相の値（或いは、各発振装置３１から出力される超音波の位相の相対的なずれ量の値）をテーブルとして記憶している。そして、音声制御部４１は、そのテーブルの中から、操作された操作キー１１と対応する値を抽出し、その値に基づいて各発振装置３１の位相を制御する。
なお、テーブルは、例えば、Ｘ座標（表示画面と平行な第１の方向）における音像の形成位置を決定するための第１テーブルと、Ｙ座標（表示画面と平行で、第１の方向に対して直交する方向）における音像の形成位置を決定するための第２テーブルと、に分かれていても良い。
【００３９】
また、ステップＳ１２において再生される音声は、例えば、操作キー１１が操作されたことを認識させるための単純な音声（例えば、ピッという音など）であって、各操作キー１１に共通の音声であることが挙げられる。
或いは、ステップＳ１２において再生される音声は、操作キー１１毎に異なる音声であっても良い。すなわち、音声制御部４１は、ユーザに操作された操作キー１１に応じた音声が出力されるように、パラメトリックスピーカ３０を制御しても良い。操作キー１１毎に異なる音声としては、例えば、操作キー１１と対応付けられた文字の発音と同じ音声が挙げられる。具体的には、例えば、文字「ａ」と対応する操作キー１１の場合に、「ア」という音声を出力するなどが挙げられる。
【００４０】
また、ステップＳ１２において音像を定位する位置の解像度は、パラメトリックスピーカ３０により実現可能な解像度（発振装置３１の数などに依存する）に応じて、適宜に変更することができる。各操作キー１１毎に異なる位置に音像を形成できるような細かい解像度が得られる場合、各操作キー１１毎に異なる位置に音像を形成することができる。
或いは、それほど細かく音像の位置を制御できない場合は、ひとまとまりに配置された複数の操作キー１１の配置領域を１つのゾーンとして、各ゾーン毎（例えば、図１に示す３つのゾーンＺ１、Ｚ２、Ｚ３毎）に、音像を定位するようにしても良い。すなわち、ゾーンＺ１に含まれる何れかの操作キー１１が操作された場合にはゾーンＺ１に音像を定位させ、ゾーンＺ２に含まれる何れかの操作キー１１が操作された場合にはゾーンＺ２に音像を定位させ、ゾーンＺ３に含まれる何れかの操作キー１１が操作された場合にはゾーンＺ３に音像を定位させるようにしても良い。なお、この場合、少なくとも２つのゾーンを設定する。
【００４１】
ステップＳ１２に続くステップＳ１３では、操作に応じたその他の処理（ステップＳ１２での処理以外の処理）を行う。具体的には、例えば、発光制御部４２により、所定の発光態様（点灯、点滅など）でＬＥＤ５１を発光させたり、表示制御部４３により、表示部６０に所定の情報、画像などを表示させたりする。
なお、操作がなされない場合（ステップＳ１１のＮ）、音像の形成（ステップＳ１２）も、操作に応じたその他の処理（ステップＳ１３）も行わない。
【００４２】
以上のような第１の実施形態によれば、複数の操作キー１１のうちの何れの操作キー１１がユーザに操作されたかを検出部２０により検出し、ユーザに操作された操作キー１１の位置と対応する位置に音像が形成されるように、音声制御部４１によりパラメトリックスピーカ３０を制御するので、ユーザにより操作される操作キー１１の位置と、ユーザに対して音声が聞こえてくる向きと、を連動させることができる。よって、操作キー１１が複数の場合における操作位置の確認を、視覚や触覚だけでなく聴覚によっても行うことができる。
【００４３】
〔第２の実施形態〕
図６は第２の実施形態において制御部４０が実行する制御動作の流れを示すフローチャートである。図６は、第１の実施形態で説明したステップＳ１３（図５）の具体的な処理の一例を示す。本実施形態の場合、携帯端末装置１００の構成は、図１及び図２に示す通りである。
【００４４】
上述のように、図５のステップＳ１３では、操作に応じた処理（ステップＳ１２での処理を除く）を行う。
具体的には、例えば、図６に示すように、発光制御部４２により所定の発光態様（点灯、点滅など）でＬＥＤ５１を発光させる発光制御（ステップＳ１３１）を行いながら、発光位置に音像が形成されるように音声制御部４１によりパラメトリックスピーカ３０を制御する（ステップＳ１３２）。発光位置とは、複数のＬＥＤ５１のうち発光制御により発光しているＬＥＤ５１と対応する位置であり、例えば、該発光しているＬＥＤ５１の上方である。音像の位置の調整の仕方は、ステップＳ１２と同様である。
また、ステップＳ１３１及びＳ１３２の処理と並行して、或いは、これらの処理に続いて、操作に応じた更にその他の処理（例えば、表示制御部４３により表示部６０に所定の情報、画像などを表示させる処理など）を行う（ステップＳ１３３）。
【００４５】
このように、第２の実施形態では、携帯端末装置１００は、ＬＥＤ（発光部材）５１と、ＬＥＤ５１を制御する発光制御部４２と、を有し、音声制御部４１は、ＬＥＤ５１の発光動作と連動（同期）させて、ＬＥＤ５１の位置と対応する位置に音像が形成されるように、パラメトリックスピーカ３０を制御する。
このため、ユーザには、ＬＥＤ５１が発光するタイミングで、その発光動作するＬＥＤ５１の位置（向き）から音声が聞こえる。つまり、発光動作するＬＥＤ５１の位置と、ユーザに対して音声が聞こえてくる向きと、を連動させることができる。よって、発光と音声による斬新な装飾を実現できる。
【００４６】
〔第３の実施形態〕
図７は第３の実施形態に係る音声出力装置としての携帯端末装置１００を折り畳んだ状態での正面図である。なお、第３の実施形態でも、携帯端末装置１００のブロック構成は図２と同様である。
【００４７】
本実施形態に係る携帯端末装置１００の構造は、以下に説明する点で、上記の第２の実施形態に係る携帯端末装置１００と相違する。
【００４８】
先ず、第２の実施形態では、複数のＬＥＤ５１が一列に配列されているのに対し、第２の実施形態では、複数のＬＥＤ５１がマトリクス状に配置されている。具体的には、例えば、ＬＥＤ群５０は、７列７行の合計４９個のＬＥＤ５１を有している。
【００４９】
また、第２の実施形態では、第１及び第２の筐体１０１、１０２を折り畳んだときに内側となる面にＬＥＤ群５０及びパラメトリックスピーカ３０が配置されているのに対し、第３の実施形態では、第１及び第２の筐体１０１、１０２を折り畳んだときに外側となる面（例えば第２の筐体１０２を手前側にしたときに手前側となる面）にＬＥＤ群５０及びパラメトリックスピーカ３０が配置されている。すなわち、本実施形態の場合、例えば、第２の筐体１０２にＬＥＤ群５０及びパラメトリックスピーカ３０が設けられている。
ただし、本実施形態においても、ＬＥＤ群５０とは別に、第１及び第２の筐体１０１、１０２を折り畳んだときに内側となる面にも別のＬＥＤ群（例えば、第１の実施形態におけるＬＥＤ群５０と同様のもの）が設けられていても良い。
同様に、本実施形態においても、パラメトリックスピーカ３０とは別に、第１及び第２の筐体１０１、１０２を折り畳んだときに内側となる面にも別のパラメトリックスピーカ３０（例えば、第１の実施形態におけるパラメトリックスピーカ３０と同様のもの）が設けられていても良い。
【００５０】
なお、第２の実施形態では、第１及び第２の筐体１０１、１０２が横長形状、すなわちヒンジ部１０３を介して第１及び第２の筐体１０１、１０２を相互に開閉するときの第１及び第２の筐体１０１、１０２の旋回半径が、ヒンジ部１０３の軸方向（図１の左右方向）における第１及び第２の筐体１０１、１０２の長さよりも短い形状である例を示した。
これに対し、第３の実施形態では、例えば、第１及び第２の筐体１０１、１０２が縦長形状、すなわち第１及び第２の筐体１０１、１０２の旋回半径が、ヒンジ部１０３の軸方向（図７の左右方向）における第１及び第２の筐体１０１、１０２の長さよりも長い形状となっている。
【００５１】
本実施形態の場合、音声制御部４１は、マトリクス状に配置された複数のＬＥＤ５１のうち、発光動作を行うＬＥＤ５１の位置と対応する位置に音像が形成されるように、パラメトリックスピーカ３０を制御する。なお、操作キー１１に対応させて音像を形成する場合（図５のステップ１２）と同様に、個別のＬＥＤ５１と対応する位置に音像を形成しても良いし、複数のＬＥＤ５１を含むゾーン毎に音像を形成しても良い。
【００５２】
また、発光制御部４２は、例えば、複数のＬＥＤ５１を所定の順序（発光パターン）で発光させる一連の発光制御を行い、これにより、複数のＬＥＤ５１の発光によるイルミネーションを実現できるようになっている。
そして、音声制御部４１は、このような発光制御に連動（同期）させて、発光動作を行うＬＥＤ５１の位置と対応する位置に音像が形成されるように、パラメトリックスピーカ３０を制御する。具体的には、例えば、発光するＬＥＤ５１が移動するような発光パターンの発光制御を行うときに、その移動につれて音像の位置が移動するような制御を行うことができる。
【００５３】
なお、例えば、第１及び第２の筐体１０１、１０２を折り畳んだときに、上述のような発光制御に連動したパラメトリックスピーカ３０の制御を行うことができる。
或いは、携帯端末装置１００は、例えば、携帯電話機などの通信機能を有するタイプのものであることが挙げられ、この場合に、通話や電子メールなどの着信時に、発光制御に連動したパラメトリックスピーカ３０の制御を行うことができる。
【００５４】
以上のような第３の実施形態によれば、第２の実施形態よりも一層複雑で斬新な、発光と音声による装飾を実現できる。
【００５５】
〔第４の実施形態〕
図８は第４の実施形態に係る音声出力装置としての携帯端末装置１００を示す正面図である。上記の各実施形態では、個々の操作部（操作キー１１）が別体に形成されて、個別に押圧操作されることを前提とした例を示したが、例えば図８に示す十字キー１２のように、複数の操作部（例えば４つの操作部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）が一体的に形成されていても良い。一般の十字キー１２のように、例えば、操作部１２ａは上への移動などを指示する操作、操作部１２ｂは下への移動などを指示する操作、操作部１２ｃは左への移動などを指示する操作、操作部１２ｄは右への移動などを指示する操作に、それぞれ用いることができる。また、携帯端末装置１００は、キーボード１０（図１）の操作キー１１に限らず、その他の操作ボタン１３（図８）を有していても良い。
【００５６】
そして、本実施形態の場合、十字キー１２の各操作部１２ａ〜１２ｄが操作されたときに、該操作された操作部１２ａ〜１２ｄと対応する位置に音像を形成することができる。或いは、何れかの操作ボタン１３が操作されたときに、該操作された操作ボタン１３と対応する位置に音像を形成することができる。
【００５７】
〔第５の実施形態〕
本実施形態に係る携帯端末装置１００の発振装置３１は、振動子３３（図３）の代わりに、図９に示したＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）アクチュエータ７０を有している。その他の点では、本実施形態に係る携帯端末装置１００は、第１乃至第４の実施形態に係る携帯端末装置１００と同様に構成されている。
【００５８】
図９に示す例において、ＭＥＭＳアクチュエータ７０の駆動方式は圧電方式であり、圧電薄膜層７２を上部可動電極層７４及び下部可動電極層７６ではさんだ構造を有している。ＭＥＭＳアクチュエータ７０は、信号生成部３５から上部可動電極層７４及び下部可動電極層７６に信号が入力されることにより動作する。ＭＥＭＳアクチュエータ７０の製造には、例えばエアロゾルデポジション法が用いられるが、この方法に限定されない。ただしエアロゾルデポジション法を用いた場合、圧電薄膜層７２、上部可動電極層７４及び下部可動電極層７６をそれぞれ曲面上にも成膜できるため好ましい。なおＭＥＭＳアクチュエータ７０の駆動方式は、静電方式、電磁方式、又は熱伝導方式であってもよい。
【００５９】
〔第６の実施形態〕
図１０は第６の実施形態に係る音声出力装置としての携帯端末装置１００を示す正面図、図１１は図１０の携帯端末装置１００のブロック図、図１２は本実施形態において音像の形成位置を変化させる動作を説明するための模式図である。
【００６０】
上記の各実施形態では、パラメトリックスピーカ３０の各発振装置３１から出力される超音波の位相を制御することによって、音像が形成される位置を制御する例を説明した。
これに対し、本実施形態では、発振装置３１からの音波の出力方向をアクチュエータ３９によって変化させることにより、パラメトリックスピーカ３０の指向性を制御し、音像が形成される位置、すなわち可聴音が復調される位置を制御する。
【００６１】
本実施形態の場合、パラメトリックスピーカ３０は、例えば、単一の（１個の）発振装置３１と、この発振装置３１の向きを変化させるための複数のアクチュエータ３９と、これらアクチュエータ３９が固定された支持部３９ａと、を有している。
【００６２】
支持部３９ａは、携帯端末装置１００の筐体（例えば第１の筐体１０１）に直接的又は間接的に固定されている。支持部３９ａは、例えば、平板状に形成されている。
【００６３】
アクチュエータ３９は、例えば、圧電素子であり、印加する電圧を制御することによって、伸縮する。各アクチュエータ３９の一端は、それぞれ支持部３９ａに固定され、他端は発振装置３１の例えば支持部材３４にそれぞれ固定されている。例えば、図１２に示すように、各アクチュエータ３９は、支持部３９ａの一方の面上からそれぞれ垂直に起立するように設けられている。
【００６４】
アクチュエータ３９の数は２つ又は３つとすることができる。３つのアクチュエータ３９を設ける場合の方が、発振装置３１の向きの調節の自由度が高まる。このため、本実施形態では、図１１に示すように、３つのアクチュエータ３９を有していることが好ましい。これらアクチュエータ３９の伸縮動作は、制御部４０のアクチュエータ制御部４４（図１１）が行う。
【００６５】
図１２では、説明を簡単にするため、アクチュエータ３９が２つの場合の動作を示す。
【００６６】
各アクチュエータ３９の長さが等しいとき、発振装置３１からの超音波の出力方向は、支持部３９ａに対して反対方向となるようになっている（つまり、発振装置３１の振動部材３２と支持部３９ａとが互いに平行となるようになっている）。よって、音像１が支持部３９ａの正面方向に形成される（図１２（ａ））。
【００６７】
また、何れか一方のアクチュエータ３９を縮める（又は何れか一方のアクチュエータ３９を伸ばす）ことにより、支持部３９ａに対する発振装置３１の角度を変更し、発振装置３１からの超音波の出力方向を変化させることができる（つまり支持部３９ａに対して振動部材３２を傾斜させた状態とすることができる）。よって、支持部３９ａの正面からオフセットした位置に音像１が形成される（図１２（ｂ）、図１２（ｃ））。
【００６８】
従って、本実施形態では、各アクチュエータ３９を適宜に伸縮させることにより、音像１を所望の操作キー１１の上方に形成したり、所望のＬＥＤ５１の上方に形成したりすることができる。
【００６９】
第６の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
また、第６の実施形態の場合、発振装置３１からの音波の出力方向をアクチュエータ３９により変化させることによって、音像１の形成位置を変化させるので、パラメトリックスピーカ３０は複数の発振装置３１をアレイ状に有する必要が無く、例えば、単一の発振装置３１を有するだけでも構わない。
【００７０】
上記の各実施形態では、表示部６０とは別の位置に配置された操作部の位置と、音声が聞こえてくる向きと、を連動させる例を説明したが、表示部６０がタッチパネルの場合に、表示部６０に形成された操作部の位置と、音声が聞こえてくる向きと、を連動させるようにしても良い。
【符号の説明】
【００７１】
１ 音像
５１ ＬＥＤ
１０ キーボード
１１ 操作キー
１１ａ 操作キー
１１ｂ 操作キー
１２ 十字キー
１２ａ 操作部
１２ｂ 操作部
１２ｃ 操作部
１２ｄ 操作部
１３ 操作ボタン
２０ 検出部
２１ 検出スイッチ
３０ パラメトリックスピーカ
３１ 発振装置
３２ 振動部材
３３ 振動子
３４ 支持部材
３５ 信号生成部
３６ 圧電体
３７ 上面電極
３８ 下面電極
３９ アクチュエータ
３９ａ 支持部
４０ 制御部
４１ 音声制御部
４２ 発光制御部
４３ 表示制御部
４４ アクチュエータ制御部
５０ ＬＥＤ群
６０ 表示部
７０ アクチュエータ
７２ 圧電薄膜層
７４ 上部可動電極層
７６ 下部可動電極層
１００ 携帯端末装置
１０１ 第１の筐体
１０２ 第２の筐体
１０３ ヒンジ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザに操作される複数の操作部と、
前記複数の操作部のうちの何れの前記操作部が操作されたかを検出する検出部と、
指向性スピーカと、
前記複数の操作部のうち、ユーザに操作された前記操作部の位置と対応する位置に音像が形成されるように、前記指向性スピーカを制御する音声制御部と、
を有することを特徴とする音声出力装置。
【請求項２】
前記音声制御部は、ユーザに操作された前記操作部に応じた音声が出力されるように、前記指向性スピーカを制御することを特徴とする請求項１に記載の音声出力装置。
【請求項３】
前記複数の操作部のうちの少なくとも何れか１つは、操作キーであることを特徴とする請求項１又は２に記載の音声出力装置。
【請求項４】
前記指向性スピーカは、パラメトリックスピーカであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の音声出力装置。
【請求項５】
当該音声出力装置は、
発光部材と、
前記発光部材を制御する発光制御部と、
を更に有し、
前記音声制御部は、前記発光部材の発光動作と連動させて、前記発光部材の位置と対応する位置に音像が形成されるように、前記指向性スピーカを制御することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の音声出力装置。
【請求項６】
複数の前記発光部材をマトリクス状の配置で有し、
前記音声制御部は、前記複数の発光部材のうち、発光動作を行う前記発光部材の位置と対応する位置に音像が形成されるように、前記指向性スピーカを制御することを特徴とする請求項５に記載の音声出力装置。
【請求項７】
前記発光制御部は、複数の前記発光部材を所定の順序で発光させる一連の発光制御を行うことを特徴とする請求項６に記載の音声出力装置。
【請求項８】
当該音声出力装置は、携帯端末装置であることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の音声出力装置。
【請求項１】
ユーザに操作される複数の操作部と、
前記複数の操作部のうちの何れの前記操作部が操作されたかを検出する検出部と、
指向性スピーカと、
前記複数の操作部のうち、ユーザに操作された前記操作部の位置と対応する位置に音像が形成されるように、前記指向性スピーカを制御する音声制御部と、
を有することを特徴とする音声出力装置。
【請求項２】
前記音声制御部は、ユーザに操作された前記操作部に応じた音声が出力されるように、前記指向性スピーカを制御することを特徴とする請求項１に記載の音声出力装置。
【請求項３】
前記複数の操作部のうちの少なくとも何れか１つは、操作キーであることを特徴とする請求項１又は２に記載の音声出力装置。
【請求項４】
前記指向性スピーカは、パラメトリックスピーカであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の音声出力装置。
【請求項５】
当該音声出力装置は、
発光部材と、
前記発光部材を制御する発光制御部と、
を更に有し、
前記音声制御部は、前記発光部材の発光動作と連動させて、前記発光部材の位置と対応する位置に音像が形成されるように、前記指向性スピーカを制御することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の音声出力装置。
【請求項６】
複数の前記発光部材をマトリクス状の配置で有し、
前記音声制御部は、前記複数の発光部材のうち、発光動作を行う前記発光部材の位置と対応する位置に音像が形成されるように、前記指向性スピーカを制御することを特徴とする請求項５に記載の音声出力装置。
【請求項７】
前記発光制御部は、複数の前記発光部材を所定の順序で発光させる一連の発光制御を行うことを特徴とする請求項６に記載の音声出力装置。
【請求項８】
当該音声出力装置は、携帯端末装置であることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の音声出力装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１６０９８３（Ｐ２０１２−１６０９８３Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０３３０（Ｐ２０１１−２０３３０）
【出願日】平成２３年２月２日（２０１１．２．２）
【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)
【出願人】（３０３０１３７６３）ＮＥＣエンジニアリング株式会社 (651)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２日（２０１１．２．２）
【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)
【出願人】（３０３０１３７６３）ＮＥＣエンジニアリング株式会社 (651)
【Ｆターム（参考）】
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