JP2005057488A - 携帯端末 - Google Patents

Abstract

【課題】 動画再生時など使用者が耳元から離して使用する使用状況に適したスピーカを備えた携帯電話機を提供する。
【解決手段】 携帯電話機に、透明板の撓み振動によって音声を出力するＤＭ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｍｏｄｅ）方式のスピーカを取り付ける。透明板は携帯電話機の液晶表示画面の表面板を兼ねる。透明板に撓み振動を発生させる振動体が複数設けられ、それらの振動体が発生する音声の位相差が制御されることにより、透明板が出力する音声は指向性が制御される。携帯電話機は更にカメラと、顔の画像情報を記憶するメモリを備えている。カメラによって撮影された使用者の顔の画像とメモリに格納された顔の画像とを照合することにより、使用者の耳の位置が検出される。検出された耳の方向にスピーカの指向性が自動的に向けられることにより、動画に伴う音声や着信音が使用者には聞きやすく、かつ使用者以外の者には迷惑にならないようになる。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯端末のスピーカに関する。本発明は特に、動画再生可能な携帯電話機に適したスピーカに関する。

携帯電話機に例示される携帯情報端末において、動画再生技術を適用した製品が普及しつつある。動画と共に再生される音声に適した携帯情報端末用のスピーカが望まれている。

携帯端末装置の音響再生システムにおいて、携帯端末装置に少なくとも２つの音響用スピーカが設けられ、その少なくとも２つの音響用スピーカは、同時に駆動され、互いの再生音響を補助し合うことを特徴とする携帯端末装置の音響再生システムが知られている。こうした音響再生システムにおいて更に、指向性の絞り信号処理回路が設けられ、その指向性の絞り信号処理回路は、少なくとも２つの音響用スピーカの入力信号を処理して指向性の方向を絞ることを特徴とする携帯端末装置が知られている（特許文献１参照）。

従来広く用いられていたスピーカにおいては、振動板が剛体として前後に並進運動を行うことによって音声の出力が行われる。それに対して、振動板が撓み振動を行うことによって音声の出力が行われるＤＭ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｍｏｄｅ）方式のスピーカが知られている。ＤＭ方式のスピーカにおいて、液晶表示パネルにおいて液晶を収容するためのガラス板を振動板として用いるパネル型スピーカが知られている（特許文献２参照）。
特開２００２−１１１８１７号公報 特開２００１−６１１９４号公報

本発明の目的は、動画再生機能との併用に適した音声出力機能を有する携帯端末を提供することである。
本発明の他の目的は、音声出力装置の指向性が自動的に調整される携帯端末を提供することである。
本発明の更に他の目的は、コンパクトであり、かつ音声の質が高い音声出力装置を備えた携帯端末を提供することである。
本発明の更に他の目的は、使用者が音声を聞きやすく、かつ使用者以外の者に聞こえる音声が低減される音声出力機能を有する携帯端末を提供することである。
本発明の更に他の目的は、使用者のプライバシーが保護される携帯端末を提供することである。

以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用される番号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

本発明による携帯端末（１）は、聴取範囲に音声が大きい指向性スピーカ部（８）と、聴取範囲を変更する指向性制御部（１０）とを具備している。

こうした携帯端末によれば、音声が使用者に聞きやすいように制御される。指向性は、ユーザの操作によって変更されることが好ましい。

本発明による携帯端末（１）において、指向性スピーカ部（８）は、振動板（３２）の撓み振動により音声を発生する。

撓み振動により音声を発生するＤＭ方式のスピーカは、薄型であり音質が高い。こうしたスピーカは携帯端末に好適に用いられる。

本発明による携帯端末（１）は、振動板（３２）を透過する透過光によってユーザに対して画像を表示する表示部（１２）を具備している。

こうした携帯端末によれば、スピーカが占める面とディスプレイが占める面とが同じであるため、携帯端末の小さい筐体表面が有効に利用される。あるいは、スピーカ及びディスプレイの大きさに対して比較的サイズが小さい携帯端末が実現される。こうした携帯端末によれば、ディスプレイが大きいほど広いスピーカの面積が確保される。

本発明による携帯端末（１）において、表示部（１２）は液晶ディスプレイであり、液晶ディスプレイに用いられている液晶は振動板（３２）によって封止されている。

こうした携帯端末は、サイズが小さく重量が軽い。

本発明による携帯端末（１）は、カメラ（１４）を具備している。指向性制御部（１０）は、カメラ（１４）によって撮影された画像から抽出された特徴量に基づいて聴取範囲を変更する。

こうした携帯端末によれば、音声を大きくしたい場所をカメラによって自動追尾して指向性を変更することが可能である。

本発明による携帯端末（１）において、特徴量は耳の位置である。

こうした携帯端末によれば、耳の位置において音が大きくなるようにスピーカの指向性が自動的に調整される。こうした携帯端末によれば、ユーザが音声を聞きやすく、周囲の者に聞こえる音声が低減される。

本発明による携帯端末（１）は、複数の顔の顔情報（４０）を格納する顔データベース（２０）を具備している。指向性制御部（１０）は、カメラ（１４）によって撮影された顔と顔情報（４０）とを照合し、一致する顔情報（４０）を用いて、耳の位置が聴取範囲となるように聴取範囲を変更する。

こうした携帯端末によれば、個々人の顔に応じて、スピーカの指向性が正確に耳の位置に向けられる。

本発明による携帯端末（１）は、カメラ（１４）によって撮影された顔と顔情報（４０）とを照合した結果に応じて、機能を制限する。

制限される機能は、例えば動画再生、電子メール、電話、あるいはすべての機能である。こうした携帯端末によれば、プライバシーが保護される。

本発明による携帯端末（１）において、指向性制御部（１０）は、特徴量と顔情報（４０）とを照合することによって算出された携帯端末（１）と顔との距離に基づいて聴取範囲を変更する。

こうした携帯端末によれば、ユーザと携帯端末との距離に対応してユーザに聞きやすい音声が出力される。

本発明による携帯端末（１）は、電話番号（３４）と聴取範囲情報（３６）とを対応づけて格納するテーブル（２２）を具備している。指向性制御部（１０）は、着信時に、テーブル（２２）において発信元の電話番号に対応する聴取範囲情報に基づいて聴取範囲を制御する。

こうした携帯端末によれば、携帯電話機の正面にいる使用者のみに着信音が聞こえる電話番号と、携帯電話機の正面から外れた位置にいる使用者あるいは周囲の者にも着信音が聞こえる電話番号とが、使用者によって自在に設定される。

本発明による携帯端末（１）において、指向性スピーカ部（８）は、指向性マイクとして用いられる。

こうした携帯端末によれば、狭い角度でユーザの声のみ集音する場合と、広い角度でユーザの声と周囲の音声とを共に集音したい場合とが選択可能である。ユーザの声のみ集音する場合、指向性はユーザの顔に向けられることが好ましい。更に好ましくは、指向性はユーザの口に向けられる。こうした指向性の調整は、携帯端末が備えるカメラによって撮影されたユーザの顔の画像を用いて自動的に行われることが好ましい。

本発明による携帯端末（１）は、動画を再生する機能を有している。

動画を再生するとき、携帯電話機に例示される携帯端末は、概ね顔の正面に配置されて使用される。本発明による携帯端末の指向性スピーカは、こうした位置で使用される携帯端末に特に好ましい。

本発明による携帯端末（１）は、電話機能を具備している。

本発明による携帯端末は、特にテレビ電話機能を有する携帯電話機として実施されることが好適である。

本発明によれば、動画再生機能との併用に適した音声出力機能を有する携帯端末が提供される。
更に本発明によれば、音声出力装置の指向性が自動的に調整される携帯端末が提供される。
更に本発明によれば、コンパクトであり、かつ音声の質が高い音声出力装置を備えた携帯端末が提供される。
更に本発明によれば、使用者が音声を聞きやすく、かつ使用者以外の者に聞こえる音声が低減される音声出力機能を有する携帯端末が提供される。
更に本発明によれば、使用者のプライバシーが保護される携帯端末が提供される。

以下、図面を参照しながら、本発明による携帯電話機について詳細に説明する。図１を参照して、携帯電話機１は、アンテナ２と、無線処理部４と、携帯電話部６と、指向性スピーカ部８と、指向性制御部１０と、液晶部１２と、カメラ部１４と、画像認識部１６と、メモリ部１８と、音量制御部２４と、動画再生部２６と、操作部２８と、タイマ部２９とを具備している。メモリ部１８は、顔データベース２０と、テーブル２２とを格納している。

図２は、本発明による携帯電話機１の外形を示している。液晶部１２には、画像が表示される。カメラ部１４は、液晶部１２の表示面と同じ方向を撮影可能であるように携帯電話機１に取り付けられている。

液晶部１２を覆うガラス板は、音声を出力するための振動板として用いられ、以後、振動板３２と呼ばれる。液晶部１２の周辺には、複数の振動体３０が表面からは見えない位置に設置されている。振動体３０と振動板３２とは、指向性スピーカ部８を構成している。複数の振動体３０は、独立に振動を制御される。振動体３０は、振動板３２に撓み振動を与える。振動板３２の撓み振動によって、音声が出力される。複数の振動体３０が振動板３２に独立に振動を与えることにより、指向性スピーカ部８は音声の指向性を制御して音声を出力することが可能である。

図３を参照して、顔データベース２０は、顔ＩＤ３８と、顔画像４０とを対応づけて格納している。顔データベース２０の内容は、カメラ部１４によって撮影された画像や無線処理部４が受信した画像を用いて、操作部２８によって自在に編集可能である。顔データベース２０は更に、顔ＩＤに対応して、当該携帯電話機の使用が許可されているか禁止されているかを示す情報を格納していることが好ましい。

図４を参照して、テーブル２２は、電話番号３４と、着信範囲３６とを対応づけて格納している。着信範囲３６は、例えば「広い」、「中」、及び「狭い」にカテゴリー分けされている。テーブル２２の内容は、操作部２８によって自在に編集可能である。

図５は、本発明による携帯電話機１が動画の再生を行う前に行う動作を説明するフローチャートである。

使用者が操作部２８に対して動画を再生するための所定の操作を行うと、カメラ部１４は使用者を撮影する。画像認識部１６は、顔データベース２０に格納されている顔画像４０を読み出す（ステップＳ１）。画像認識部１６は、カメラ部１４が撮影した使用者の顔と読み出された顔画像４０との照合を行う（ステップＳ２）。

ステップＳ２における照合の結果が一致しなかったとき（ステップＳ３ＮＯ）、動画の再生は行われない。そのため、第三者が動画を再生することは不可能であり、使用者のプライバシーが保護される。

顔データベース２０には、各々の顔ＩＤ３８に対応して、動画再生が許可されているか否かを示す情報が格納されていることが好ましい。

ステップＳ２における照合の結果が一致したとき（ステップＳ３ＹＥＳ）、画像認識部１６は、カメラ部１４が撮影した使用者の顔の画像において耳を認識し、指向性スピーカ部８に対する使用者の耳の方向を算出する（ステップＳ４）。

耳の認識は、カメラ部１４が撮影した顔の画像において耳にあたる部分を直接検出してもよいし、例えば目の位置を検出し、検出された目の位置と、顔データベース２０に格納されている顔画像４０における目の位置と耳の位置との相対的な関係とから、耳の位置を算出してもよい。カメラ部１４が撮影した顔の画像における目など耳以外の部位を用いて耳の位置が算出されると、使用者の耳が髪の毛によって隠されている場合でも使用者の耳の位置が適切に算出され、好ましい。

画像認識部１６は、カメラ部１４が撮影した使用者の顔の画像と顔データベース２０に格納された顔画像４０とを用いて、携帯電話機１と使用者の顔との間の距離を算出する（ステップＳ５）。

顔の距離は、カメラ部１４が撮影した使用者の頭部の大きさと顔データベース２０に格納された顔画像４０とを照合することによって算出することが可能である。あるいは顔の距離は、例えばカメラ部１４が撮影した使用者の両目の間隔と顔データベース２０に格納された顔画像４０とを照合することによって算出することが可能である。

指向性制御部１０は、画像認識部１６が算出した使用者の耳の方向に音声が強く聞こえるように指向性スピーカ部８を制御する。指向性制御部１０は更に、画像認識部１６が算出した使用者の顔の距離において音声が強く聞こえるように指向性スピーカ部８を制御する（ステップＳ６）。あるいは、音量制御部２４は画像認識部１６が算出した使用者の顔の距離に応じて指向性スピーカ部８の出力する音量を変更する。

こうした携帯電話機１によれば、動画再生に例示されるスピーカを耳元から離して使用する使用条件において、使用者が音声を聞きやすく、使用者の周囲の者に邪魔になる音声が低減する。更に、例えばテレビ電話機能が使用されている場合、あるいは音声を伴う電子メールが使用されている場合に、使用者の周囲に音声が聞こえないため、使用者のプライバシーが保護される。

図６を参照すると、動画再生中における携帯電話機１の動作が示されている。動画再生中において、タイマ部２９は一定の時間ごとに信号を出力する。タイマ部２９から信号が出力されないと、それ以上の制御は行われない（ステップＳ１１ＮＯ）。タイマ部２９から信号が出力されると（ステップＳ１１ＹＥＳ）、カメラ部１４は使用者を撮影する。画像認識部１６は、顔データベース２０に格納されている顔画像４０を読み出す。画像認識部１６は、カメラ部１４が撮影した使用者の顔と読み出された顔画像４０との照合を行う（ステップＳ１２）。

ステップＳ１２における照合の結果が一致しなかったとき（ステップＳ１３ＮＯ）、動画の再生は停止される。こうした携帯端末によれば、動画を再生中に携帯電話を使用している者が変わった場合に動画の再生が停止され、使用者のプライバシーが守られる。

ステップＳ１２における照合の結果が一致したとき（ステップＳ１３ＹＥＳ）、画像認識部１６は、カメラ部１４が撮影した使用者の顔の画像において耳を認識し、指向性スピーカ部８に対する使用者の耳の方向を算出する。画像認識部１６は、カメラ部１４が撮影した使用者の顔の画像と顔データベース２０に格納された顔画像４０とを用いて、携帯電話機１と使用者の顔との間の距離を算出する（ステップＳ１４）。

画像認識部１６が算出した使用者の耳の方向と前回に測定された使用者の耳の方向との差が所定の値よりも小さく、かつ画像認識部１６が算出した使用者の顔の距離と前回に測定された使用者の顔の距離との差が所定の値よりも小さいとき、携帯電話機１はステップＳ１１に移行して動作を継続する（ステップＳ１５ＹＥＳ）。

画像認識部１６が算出した使用者の耳の方向と前回に測定された使用者の耳の方向との差が所定の値よりも大きいとき、指向性制御部１０は現在の使用者の耳の方向に音量が大きくなるように指向性スピーカ部８の指向性を変更する。画像認識部１６が算出した使用者の顔の距離と前回に測定された使用者の顔の距離との差が所定の値よりも大きいとき、指向性制御部１０は現在の使用者の顔の距離において音量が大きくなるように指向性スピーカ部８の指向性を変更する（ステップＳ１６）。

図７は、電話あるいは電子メールが着信したときの携帯電話機１の動作を示している。アンテナ２が無線基地局から着信を受けると、無線処理部４は着信処理を行う（ステップＳ２１）。

指向性制御部１０は、テーブル２２において着信した電話番号３４に対応する着信範囲３６を検索する（ステップＳ２２）。指向性制御部１０は、検索された着信範囲３６に基づいて、指向性スピーカ部８の指向性の範囲を制御し（ステップＳ２３）、指向性スピーカ部８に着信音を出力させる。

こうした携帯電話機によれば、携帯電話機の正面にいる使用者のみに着信音が聞こえる電話番号と、携帯電話機の正面から外れた位置にいる使用者あるいは周囲の者にも着信音が聞こえる電話番号とが、使用者によって自在に設定される。

図１は、本発明による携帯電話機の構成を示す。 図２は、本発明による携帯電話機の外観を示す。 図３は、顔データベースを示す。 図４は、テーブルを示す。 図５は、本発明による携帯電話機の動画再生時の動作を示す。 図６は、本発明による携帯電話機の動画再生時の動作を示す。 図７は、本発明による携帯電話機の着信時の動作を示す。

符号の説明

１…携帯電話機
２…アンテナ
４…無線処理部
６…携帯電話部
８…指向性スピーカ部
１０…指向性制御部
１２…液晶部
１４…カメラ部
１６…画像認識部
１８…メモリ部
２０…顔データベース
２２…テーブル
２４…音量制御部
２６…動画再生部
２８…操作部
２９…タイマ部
３０…振動体
３２…振動板
３４…電話番号
３６…着信範囲
３８…顔ＩＤ
４０…顔画像

Claims (13)

1. 聴取範囲の音声が大きい指向性スピーカと、
   前記聴取範囲を変更する指向性制御部
   とを具備する
   携帯端末。
2. 請求項１において、
   前記指向性スピーカは、振動板の撓み振動により音声を発生する
   携帯端末。
3. 請求項２において、
   更に、前記振動板を透過する透過光によってユーザに対して画像を表示する表示部
   を具備する
   携帯端末。
4. 請求項３において、
   前記表示部は液晶ディスプレイであり、
   前記液晶ディスプレイに用いられる液晶は前記振動板によって封止されている
   携帯端末。
5. 請求項１から４のうちのいずれか１項において、
   更に、カメラ
   を具備し、
   前記指向性制御部は、前記カメラによって撮影された画像から抽出された特徴量に基づいて前記聴取範囲を変更する
   携帯端末。
6. 請求項５において、
   前記特徴量は、耳の位置である
   携帯端末。
7. 請求項６において、
   更に、複数の顔の顔情報を格納する顔データベース
   を具備し、
   前記指向性制御部は、前記カメラによって撮影された顔の画像と前記顔情報とを照合し、一致する前記顔情報を用いて、耳の位置が前記聴取範囲となるように前記聴取範囲を変更する
   携帯端末。
8. 請求項７において、
   更に、前記カメラによって撮影された顔と前記顔情報とを照合した結果に応じて、該携帯端末が有する機能を制限する
   携帯端末。
9. 請求項７または８において、
   前記指向性制御部は更に、前記特徴量と前記顔情報とを照合することによって算出された該携帯端末と顔との距離に基づいて前記聴取範囲を変更する
   携帯端末。
10. 請求項１から９のうちのいずれか１項において、
    更に、電話番号と聴取範囲情報とを対応づけて格納するテーブル
    を具備し、
    前記指向性制御部は、着信時に、前記テーブルにおいて発信元の電話番号に対応する前記聴取範囲情報に基づいて前記聴取範囲を制御する
    携帯端末。
11. 請求項１から１０のうちのいずれか１項において、
    前記指向性スピーカは、指向性マイクとして用いられる
    携帯端末。
12. 請求項１から１１のうちのいずれか１項において、
    該携帯端末は、動画を再生する機能を有している
    携帯端末。
13. 請求項１から１２のうちのいずれか１項において、
    更に、電話機能を有する
    携帯端末。

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