JP2008092313A - 骨伝導式音声出力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザにとって、特別な構造設計を必要とせずに好みの音量を容易に得ることの出来る骨伝導式音声出力装置を提供する。
【解決手段】操作部と、骨伝導スピーカ部と、当該骨伝導スピーカ部の振動強度情報を記憶するメモリ部と、当該メモリ部に記憶されている振動強度情報に基づいて前記骨伝導スピーカ部の駆動を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記操作部による所定の操作が行われると、前記骨伝導スピーカ部を前記メモリ部に記憶する振動強度情報に基づいて試験振動させると共に、当該試験振動中に、前記操作部による試験振動強度の変更を可能とし、かつ、当該試験振動強度の変更が行われると、前記メモリ部の振動強度情報を変更された振動強度情報へ更新する。
【選択図】図３

Description

本発明は、骨伝導スピーカを備えている携帯電話機等の骨伝導式音声出力装置に関する。

現在、骨伝導スピーカと呼ばれるスピーカが知られている。骨伝導スピーカは、音声を空気振動により伝播させて伝えるスピーカとは異なり、ユーザの身体に接触させ、当該ユーザの人骨を媒体にして、聴覚器官の蝸牛へ音を伝えるスピーカのことである。

そして、このような骨伝導スピーカは、例えば、高齢者などの聴覚の弱い人のために電話機の受話スピーカとして用いられたりしている。

ところで、現在このような骨伝導スピーカは、従来の使用用途とは異なった使われ方をされることがある。例えば、空気を媒体とした気導音と骨導音が混合しないという特性を利用し、騒音下においてもクリアに聞こえるスピーカとして、聴覚の弱い人向け以外のものにも利用されるようになってきている。具体的には、特許文献１及び特許文献２に示されるように、騒音下で使用されることの多い携帯電話機に搭載されることも増えてきている。
特開２００３―３４８２０８号公報 特開２００４―１８７０３１号公報

ところで骨伝導スピーカから出力される音はユーザの頭部に対する接触のさせ方によって聞こえ方が異なる。即ち、頬骨などの頭蓋骨に当接させて骨振動を生成する際に、個人の頭蓋骨への当接の具合が異なるため、出力される音声に変動がないにもかかわらず、各人ごとに聞こえる音声がまったく異なった音量になってしまうといった問題が生じることとなる。そのため、ユーザ毎の聞こえ方に応じた構造設計がなされる事が望ましいが、高価なものとなってしまうため、個人個人のために専用で一つずつ構造設計を行うことは難しいものであった。

本発明の目的は、ユーザにとって、特別な構造設計を必要とせずに好みの音量を容易に得ることの出来る骨伝導式音声出力装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明では、骨伝導式音声出力装置に係る解決手段として、操作部と、骨伝導スピーカ部と、当該骨伝導スピーカ部の振動強度情報を記憶するメモリ部と、当該メモリ部に記憶されている振動強度情報に基づいて前記骨伝導スピーカ部の駆動を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記操作部による所定の操作が行われると、前記骨伝導スピーカ部を前記メモリ部に記憶する振動強度情報に基づいて試験振動させると共に、当該試験振動中に、前記操作部による試験振動強度の変更を可能とし、かつ、当該試験振動強度の変更が行われると、前記メモリ部の振動強度情報を変更された振動強度情報へ更新する、ことを特徴とする。

また、本発明では、前記振動強度情報は、周波数帯毎に区分された複数の帯域別振動強度情報を含み、前記試験振動中に、前記操作部により前記複数の各帯域別振動強度情報をそれぞれ変更可能である、ことを特徴とする。

また、本発明では、前記制御部は、前記試験振動以外での前記骨伝導スピーカ部による振動中に、前記操作部による振動強度情報の変更が行われると、前記複数の各帯域別振動強度情報を均等に増減するように変更する、ことを特徴とする。

また、本発明では、操作部と、骨伝導スピーカ部と、気体を介して音を伝播させるスピーカ部と、当該スピーカ部の音量情報と、当該音量情報に対応付けられた前記骨伝導スピーカ部の試験振動強度情報を記憶するメモリ部と、前記制御部と、を有し、前記制御部は、前記骨伝導スピーカ部の試験振動を行う際、前記メモリ部に保存される前記音量情報を参照し、当該音量情報に対応づけられた試験振動強度情報に基づいて試験振動させる、ことを特徴とする。

本発明によれば、ユーザにとって、特別な構造設計を施さずとも好みの音量を容易に得ることが可能な骨伝導式音声出力装置を提供することが出来る。

以下、本発明に係る骨伝導式音声出力装置の実施形態を添付図面に関連付けて説明する。図１は、本発明の骨伝導式音声出力装置の一例である携帯電話機を示すブロック図である。

図１に示すように、携帯電話機１は、制御部２と、操作部３と、骨伝導スピーカ部４と、スピーカ部５と、メモリ部６と、マイク７と、通信部８と、表示部９と、を有している。

操作部３は複数の入力キーを含んで構成される。複数の入力キーとは、例えば４方向に指示の出せる方向キー（少なくとも上下などの２方向を指示可能なキー：指示手段）３ａ、方向キー３ａに隣接配置されるとともに方向キー３ａにて選択した項目を決定指示する決定キー３ｂ、その他電話をかけるときに使用するテンキー（図示略）や、発信キー（図示略）を含んで構成される。

表示部９は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）や有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイなどから構成され、後述する制御部２からの描画要求の信号を受けて各種表示を行う。例えば、方向キー３ａにて選択される複数の選択項目を表示することが可能である。選択項目をリスト表示している場合は、方向キー３ａを操作することで、ユーザは、複数の選択項目の中から１つの選択項目を指定することができる。このようにして項目が選択された状態で決定キー３ｂが押下されることで、制御部２に対して、項目の選択・実行が指示される。

骨伝導スピーカ部４は、骨伝導用の振動子と、振動を生成するアクチュエータから成るスピーカの一種である。当該骨伝導スピーカ部４は、ユーザの頭蓋骨の一部に当接させた状態で制御部２などから供給される信号によって、振動子を振動させ、ユーザの骨を伝播することによって、当該ユーザへ音声伝達を行うものである。

スピーカ部５は、振動板およびボイスコイルなどから構成され、音声を空気振動により出力するスピーカで、一般に広くスピーカとして認知されているものである。骨伝導スピーカ部４同様、制御部２などから供給される信号によって、振動板等を振動させ、ユーザへの音声伝達を行うものである。

メモリ部６は、制御部２にて実行する各種処理のプログラムを格納しておくほか、音声出力のための音声データや、音声出力する際の出力すべき音量情報を特定するための音量情報や、骨伝導スピーカ部４内の振動子の振動の強弱を特定するための振動強度のほか、電話をかける際のアドレス帳なども記録する。

マイク７は、ユーザの発した音声を集音し、集音した音声を電気的な音声信号に変換する。そして、この音声信号を制御部２へ出力するものである。

通信部８は、制御部２の制御により、基地局を介した無線通信動作、たとえば、電話番号が入力されて操作部３に含まれる発信キーの押下に伴う発呼動作や、これに伴う音声信号の送受信、電子メールの送受信動作などにおける基地局とのデータの無線による送受信を行うものである。

制御部２は、マイクロコンピュータを主体として構成され、携帯電話機１の全体の制御を行う。たとえば、制御部２は、通信部８における各種情報の無線によるデータの送受信の制御、表示部９への情報の表示制御、操作部３の入力情報に応じた処理、メモリ部６に対するアクセス制御を行う。

制御部２は、さらに音声出力コントロール部２ａと、骨伝導コントロール部２ｂと、試験信号生成部２ｃと、音声処理部（図示略）を有している。

音声処理部は、通信部８から変調された音声信号、メモリ部６に格納された音声信号情報、マイク７からユーザの発する音声のいずれかを受け取り、それらを音声信号へと変換することが可能である。

音声出力コントロール部２ａは、前記音声処理部からの音声信号とメモリ部６等から音量の値を参照し、信号の増幅率を決定してスピーカ部５へ出力することが可能である。

骨伝導コントロール部２ｂは、前記音声処理部からの音声信号とメモリ部６等から振動情報を参照し、信号の増幅率を決定して骨伝導スピーカ部４へ出力することが可能である。

試験信号生成部２ｃは、操作部３から出力された所定の操作による指示を受けて、骨伝導コントロール部２ｂへ試験用の複数の帯域毎に試験信号である狭帯域ノイズを生成する。

次に、本発明の実施の形態における携帯電話機１の動作について図２を用いて説明する。図２は、スピーカ部５の出力をメモリ部６へ保存する動作を説明するためのフローチャートである。

最初に、制御部２がメモリ部６に格納されている音量の値を参照（全くの新規の設定の場合は、デフォルト値を用いる）する（ステップＳ２０１）。次に、音量の値の設定値を音声出力コントロール部２ａへ設定し、前記音量の値の設定値を受けて、音声出力コントロール部２ａはスピーカ部５を設定値に相当する強度で音声出力するように増幅率を調節する（ステップＳ２０２）。それと同時に、制御部２は表示部９へ図５に示した画像表示のように具体的数値の中から音量の値を表示させる。

このとき、ユーザが音量を大きくしたいときは、方向キー３ａの「上」を押下することにより、現在選択状態になっているボックス（この例では斜線で示した“３”のボックス）の１つ上のボックス（すなわち“４”）が選択状態となり、ユーザが音量を小さくしたいときは、方向キー３ｂの「下」を押下することにより、現在選択状態になっているボックス（“３”）の１つ下のボックス（すなわち“２”）が選択状態となる（ステップＳ２０３）。

ステップＳ２０３の動作がなされる際、すなわち方向キー３ａの「上」が押下された際には音声コントロール部２ａは音量の値が一段階大きい音量を出力するようにスピーカ部５へ信号を出し、前記信号を受けてスピーカ部５は音量が１段階増幅された音を出力する。同様にして、方向キー３ｂの「下」が押下された際には音声コントロール部２ａは音量の値が一段階小さい音量を出力するようにスピーカ部５へ信号を出し、前記信号を受けてスピーカ部５は音量が１段階減衰された音を出力する。

上述した方法で選択された音量の値は、決定キー３ｂが押下されたことを契機に、音声コントロール部２ａによってメモリ部６へ格納される（ステップＳ２０４）。

次に骨伝導スピーカ部４の振動強度の調整動作について説明する。図３は骨伝導スピーカ部４の振動強度の調整動作を説明するためのフローチャートである。

最初、ユーザは所定の操作として、操作部３を用いて制御部２へ振動強度の調整動作を行うためのプログラムを起動させる。

試験が開始されると、制御部２は図２で設定されたスピーカ部５の音量の値をメモリ部６より参照する（ステップＳ３０１）。このときの音量の値がメモリ部６より参照されるときのプロセスを、具体的に図８（ａ）と図８（ｂ）を用いて説明する。

図８（ａ）はステップＳ２０１からＳ２０４において設定された、スピーカ部５から出力される音量の値を模式的に表したものである。この音量情報に対応付けられた振動強度情報を、「低」、「中」、「高」それぞれの周波数帯域の補正を行う際の初期値として設定し、図８（ｂ）のように設定してメモリ部６へ格納する。

なお、この設定にあたっては予めメモリ部６に、スピーカ部５の各音量に対応した振動値をテーブルとして記憶させており、このテーブルを参照して振動値を決定するようになっている。

次に、メモリ部６に格納されている試験に用いる試験信号を試験信号生成部２ｃに設定する。試験信号（帯域別振動強度情報）の「低」としては、例えば中心周波数を５００Ｈｚとする周波数領域１／３オクターブバンドのホワイトノイズを、「中」としては、中心周波数を１０００Ｈｚとする周波数領域１／３オクターブバンドのホワイトノイズを、「高」としては、中心周波数を２０００Ｈｚとする周波数領域１／３オクターブバンドのホワイトノイズを用いる。

試験に用いる周波数帯域がそれぞれ決定されたら、制御部２はその強度の値で試験信号生成部２ｃより出力される試験用の信号を試験振動させる（ステップＳ３０３）。

その際、制御部２は表示部９へ図６に示すような、「大きくする」、「ちょうどいい」、「小さくする」という選択項目を示した低音設定用の画面を表示する。そしてユーザは方向キー３ａを用いることによって、「大きくする」「ちょうどいい」「小さくする」を視認しながらユーザ当人にとって最適な振動強度を選択する（ステップＳ３０４、Ｓ３０６、Ｓ３０８）。以下に詳細を説明する。

もし、ユーザにとって出力された試験振動の強度が大き過ぎたら、試験振動出力中に前記方向キー３ａを用いて図６に表示された「小さくする」がユーザにより選択され、決定キー３ｂが一回押下される。すると先述した操作を契機に前記骨伝導コントロール部２ｂは骨伝導スピーカ部４への出力を一段階弱めた増幅率の情報を伝達、この情報をもとに前記骨伝導スピーカ部４は試験振動を出力する（ステップＳ３０５）。

もし、ユーザにとって出力された試験振動の強度が小さ過ぎたら、試験振動出力中に前記方向キー３ａを用いて図６に表示された「大きくする」がユーザにより選択され、決定キー３ｂが一回押下される。すると先述した操作を契機に前記骨伝導コントロール部２ｂは骨伝導スピーカ部４への出力を一段階強めた増幅率の情報を伝達、この情報をもとに前記骨伝導スピーカ部４は試験振動を出力する（ステップＳ３０７）。

そして、試験振動の強度がユーザにとって丁度良い強度で設定されたら、ユーザは図６の「ちょうどいい」を方向キー３ａで選択し（ステップＳ３０８）、更に決定キー３ｂがユーザによって押下されると、メモリ部６に現在出力中の試験振動の強度が振動強度として記録される（帯域別振動強度情報）（ステップＳ３０９）。

ここでステップＳ３０１からＳ３１０まで行われたプロセスにおいて、メモリ部６へ振動強度がどのように格納されたかを図８を用いて説明する。

図８（ｂ）は、ステップＳ２０１からＳ２０４を用いて説明した音量の値を、メモリ部６のテーブルに基づいて設定された振動強度で、周波数帯域「低」、「中」、「高」それぞれへ割り振ったものを模式的に表したものである。この状態でメモリ部６に格納されていた値は、ステップＳ３０１からＳ３１０のプロセスを経ることによって、周波数帯域毎に補正が行われ、図８（ｃ）に示すような状態でメモリ部６に情報が格納される。図８（ｃ）の場合、具体的には、「低」においてユーザは振動強度を１段階上昇させたことを示し、同様に「中」においては２段階上昇、「高」においては１段階減少させた場合を示している。

前記のように、ユーザにとって最適な振動強度がメモリ部６へ格納された後、制御部２は残りの周波数帯「中」及び「高」に対しても、図３に示したフローチャートに基づいて試験振動を継続させてそれぞれの強度を設定する。この際、指定される周波数帯域の順番は、「高」→「中」→「低」としてもよいし、また「中」→「高」→「低」又は、「高」→「中」→「低」という順番でも良い。

最後に周波数帯域「低」、「中」、「高」が全て終了したことを確認すると、振動の強度の調整は終了する（ステップＳ３１０／Ｙ）。

次に、実際の通話などで骨伝導スピーカ部４を用いる際のプロセスを図４に示したフローチャートを用いて説明する。つまり、試験信号出力を開始する操作に伴う出力ではなく、通信部８より得た通話相手などからの音声を骨伝導スピーカ部４にて出力する際などの処理について述べる。

最初に、骨伝導コントロール部２ｂはステップＳ３０９においてメモリ部６に格納された周波数帯域「低」、「中」、「高」各々の振動強度（帯域別振動強度情報）を参照する（ステップＳ４０１）。

次に、骨伝導コントロール部２ｂは、ステップＳ４０１で参照された３種類の振動強度（帯域別振動強度情報）と、制御部２の音声処理部からの音声信号を、骨伝導スピーカ部４へ伝達させる（ステップＳ４０２）。

骨伝導スピーカ部４は、前記３種類の振動強度（帯域別振動強度情報）と音声信号を受け取ると、当該音声信号の「高」、「中」、「低」各帯域の増幅率を調整する。すなわち、高域に該当する周波数帯の中心を指定された増幅率で増幅し、中域、低域についても同様にそれぞれで増幅率を設定する。なお、骨伝導スピーカ部４、または骨伝導コントロール部２ｂに複数の段で構成されたフィルタやイコライザを備え、骨伝導スピーカ部４に至る前の音声信号で各帯域の増幅比率に基づいて音声信号自体の周波数特性を変更し、その上で全体域について増幅を行っても良い。このようにして、全体域の音声信号の指定が行われる。

そして、前記増幅率が指定された音声信号は骨伝導スピーカ部４に内蔵されている振動子によって骨振動を生成され、ユーザへ伝えられる（ステップＳ４０３）。

このようにして、骨伝導スピーカ部４はユーザに最適な振動強度で音声を伝導させるが、場合によっては設定された振動強度が、必ずしもユーザにとって最適な振動強度ではないこともある。

このような場合には、骨伝導スピーカ部４を用いて音声を出力している最中に、ステップＳ３０１からＳ３１０で設定した「高」、「中」、「低」各々のバランスを変えることなく、ユーザが振動強度を全域にわたって均一に変更できるようにしてある。

具体的には、制御部２は図７に示されるような「大」、「小」といった選択項目が表示された画面を表示部９へ表示する。そして、ユーザは図７に示す画面を視認しながら、方向キー３ａの上下を用いて全周波数帯域における音量の増減を均等に選択することが出来る。そして、この選択された結果をメモリ部６へ更新することが可能である（ステップＳ４０４、Ｓ４０５）。

この時の振動強度の更新方法の具体例を、図８を用いて説明する。

図３のステップＳ３１０が終了した時点で、図８（ｃ）に示したとおり「低」は３、「中」は４、「高」は１の振動強度でメモリ部６へ格納されているが、この状況下でユーザが振動強度を１段階増加させると、図８（ｄ）に描かれているように「低」は４、「中」は５、「高」は２の振動強度に変更され、メモリ部６へ更新される（ステップＳ４０６）。

すなわち、制御部２はステップＳ３１０にてメモリ部６へ周波数帯域「低」、「中」、「高」毎に設定された値を、ステップＳ４０５にて「低」、「中」、「高」それぞれの振動強度を均等に増減させるようになっている。

このように実際に骨伝導スピーカ部４より出力する振動強度を調整することにより、ユーザの補正した周波数帯域毎の振動強度のバランスを崩すことなく全周波数帯域での振動強度を調整することが出来る。

ところで、出力される音声信号のソース（電話における受話音声や音楽プレーヤからの出力音声など）ごとに異なる絶対的な音量の違いに基づいて、出力音量を変えたい、というニーズにこたえるのが図４の全帯域の出力量調整である。対して、各帯域の聞こえ方が人によって異なるという点に対処するために各帯域の増幅の比率を異ならせるように調整を行うのが図３の試験振動出力処理である。すなわち、図３に示す調整と、図４に示す調整では、調整の目的が異なる。また、調整する対象も異なる。よって、ソースを変更したことによる音量の変動など、絶対的な出力音量自体が異なる場合には、各帯域に対する調整よりも、むしろ全体の出力自体を増減させる必要があるため、帯域ごとの増幅の状況よりも、むしろ全帯域に対する増減指示を要求する画面を表示させる方がユーザにとっては、どの値を調整するのか等を考える必要がなく、自然に対応することが出来る。

また、本発明では、各帯域に設定しているパラメータを敢えて不可視としている。各帯域のパラメータを見せるようにした場合、パラメータ数が多くなってしまうため、たとえば高齢者などの電子機器の操作自体に不慣れな人にとっては、結局どの程度の音量が設定されているのかが分からないという問題が生じてしまうことを防止するためである。つまり、各帯域に設定しているパラメータをユーザに見せるならば、ユーザにとっては全体の音量を調整したいにもかかわらず、「高域で３」、「低域で５」というように表示することとなり、どのようにすれば良いのかわからないという混乱を招いてしまう虞がある。そこで、本実施例によれば、図８に示したようなパラメータの遷移はあるものの、これを実際に画面上に表示することなく、全帯域の音量調整時には単純に大小を選択するよう構成している。これにより、帯域ごとのパラメータがどうであれ、頻繁に発生するソースの変更など、出力音量自体の調整を行うべき機会において、不慣れな人でも容易にかつ即座に対応することが出来る。

以上のようにして、出力される音声に変動がないにもかかわらず、頬骨などの頭蓋骨に当接させて骨振動を生成する場合には、個人ごとの頭蓋骨への当接の強さに応じて、各人ごとに聞こえる音声がまったく異なった大きさになってしまうという問題が解消される。

なお、本実施の形態において、操作部３の有する指示手段の例として上下などの方向を指示できる方向キー３ａを示したが左右方向に配置されても良い。また、例えば音量調整あるいはパラメータの補正の際に、１度押下すると１つ値が増加するような単一のボタンが指示手段としてあてがわれていてもよい。この場合には調整した値が最大値にまで達した場合には、さらなる押下が生じると、最小値に戻るように制御部２が制御するといったことは、本発明により実現可能である。

また、本発明の実施の形態において、骨伝導式音声出力装置として携帯電話機を例に説明を行ったがこれに限定されるものではない。骨伝導スピーカおよび操作する手段を備えてさえいれば、例えばカーナビゲーションシステムや電子手帳やゲーム機などにおいても実施可能であることは言うまでも無い。

本発明の骨伝導式音声出力装置の一例である携帯電話機を示すブロック図である。 スピーカ部からの出力音量を調整する処理を示すフローチャートである。 試験用振動を用いて骨伝導スピーカ部から出力される振動強度を調整する処理を示すフローチャートである。 図３にて設定した振動強度を用いた骨伝導スピーカ部による音声出力処理を示すフローチャートである。 スピーカ部を用いて音量を選択する画面の一例を示す図である。 試験振動を出力する際の画面の一例を示す図である。 骨伝導スピーカ部にて音量を選択する際の画面の一例を示す図である。 実施形態に係る振動強度の変遷の一例を示した図である。

符号の説明

１…携帯電話機
２…制御部
２ａ…音声出力コントロール部
２ｂ…骨伝導コントロール部
２ｃ…試験信号生成部
３…操作部
３ａ…方向キー
３ｂ…決定キー
４…骨伝導スピーカ部
５…スピーカ部
６…メモリ部
９…表示部

Claims (4)

1. 操作部と、
   骨伝導スピーカ部と、
   当該骨伝導スピーカ部の振動強度情報を記憶するメモリ部と、
   当該メモリ部に記憶されている振動強度情報に基づいて前記骨伝導スピーカ部の駆動を制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記操作部による所定の操作が行われると、前記骨伝導スピーカ部を前記メモリ部に記憶する振動強度情報に基づいて試験振動させると共に、当該試験振動中に、前記操作部による試験振動強度の変更を可能とし、かつ、当該試験振動強度の変更が行われると、前記メモリ部の振動強度情報を変更された振動強度情報へ更新する、
   ことを特徴とする骨伝導式音声出力装置。
2. 前記振動強度情報は、周波数帯毎に区分された複数の帯域別振動強度情報を含み、
   前記試験振動中に、前記操作部により前記複数の各帯域別振動強度情報をそれぞれ変更可能である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の骨伝導式音声出力装置。
3. 前記制御部は、前記試験振動以外での前記骨伝導スピーカ部による振動中に、前記操作部による振動強度情報の変更が行われると、前記複数の各帯域別振動強度情報を均等に増減するように変更する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の骨伝導式音声出力装置。
4. 操作部と、
   骨伝導スピーカ部と、
   気体を介して音を伝播させるスピーカ部と、
   当該スピーカ部の音量情報と、当該音量情報に対応付けられた前記骨伝導スピーカ部の試験振動強度情報を記憶するメモリ部と、
   前記制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記骨伝導スピーカ部の試験振動を行う際、前記メモリ部に保存される前記音量情報を参照し、当該音量情報に対応づけられた試験振動強度情報に基づいて試験振動させる、
   ことを特徴とする骨伝導式音声出力装置。

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