(57)【要約】【課題】スピーカの中心にマイクロフォンを一体化することによって小型化した場合のハウリングの発生を簡単な構成で防止できるようにした音響装置を提供する。【解決手段】発音板１４が固定された中心側の第２の支持部３ｂに、発音板１４の下部側の第２の領域Ｂと集音部２０が設けられた第３の領域Ｃとを連結する通路３ｃを形成したため、発音板１４の上面で発生し第１の領域Ａ等を通じて前記第３の領域Ｃに達する音Ｐ１を、発音板１４の下面で発生し前記通路３ｃを通じて第３の領域Ｃに達する音Ｐ２で相殺することが可能となる。よって、ハウリングの発生を防止できるようになる。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心に開口部が形成された発音板を振動させて音を外部に向けて発する発音部と、前記発音板の中心側を支持する支持部及び外周側を支持する支持部と、前記発音部の中心に設けられ且つ外部の音に基づいて集音板を振動させて音信号として取り込む集音部と、が設けられた音響装置において、
前記集音部と対向する中心側の支持部には、前記発音板の他方の面で発生した音を前記集音部に導く通路が形成されており、この通路によって導かれた音と前記発音板の一方の面で発生し前記集音部に直接導かれた音とが、前記集音部と中心側の支持部との間で相殺し合うようにしたことを特徴とする音響装置。
【請求項２】
前記発音板の一方の面で発生した音を前記集音部に導く部分を第１の領域、前記発音板の他方の面と前記両支持部とで囲まれる部分を第２の領域、前記集音部が設けられる部分を第３の領域としたときに、前記通路は前記第２の領域で発生した音を前記第３の領域に導くものであり、前記第１の領域で発生した音と前記第２の領域で発生した音とが、前記第３の領域において相殺されるものである請求項１記載の音響装置。
【請求項３】
前記通路は、前記集音部の指向性を示すポーラパターンの範囲内に設けられている請求項１または２記載の音響装置。
【請求項４】
前記通路は、前記筒状に形成された中心側の支持部に周方向に連続的にまたは所定のピッチ角度（ピッチ幅）で間欠的に形成されいる請求項１ないし３のいずれか記載の音響装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか記載の音響装置が搭載された通話装置において、前記集音部は単一指向性を有しており、前記発音部の発音板が使用者の耳側に向くように当てられたときに、前記集音部の集音板の向きは前記単一指向性を示すポーラパターンの範囲内に前記使用者の口側が位置するように設定されていることを特徴とする通話装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピーカの中心部にマイクロフォンが搭載された一体型の音響装置に係り、特にハウリングの発生を防止できるようにした音響装置及び前記装置が搭載された通話装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロフォンとスピーカとを１つの筐体内に接近させた状態で収納すると、スピーカから発せられた音（振動）をマイクロフォンが集音し、さらに電気信号に変換されてスピーカで発せられ、これをまたマイクロフォンが集音するという現象を繰返す発振状態（ハウリング）が生じる。
【０００３】
このため、従来の携帯電話などの通話装置においては、可能な限り前記マイクロフォンとスピーカとの距離を離し、スピーカから発せられた音をマイクロフォンが拾わないようにして前記ハウリングを避けるという手段がとられている。
【０００４】
あるいは、携帯電話などの通話装置の内部に専用の電子回路やソフトウェアを備え、前記ハウリングを防止するという手段が講じられてきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記マイクロフォンとスピーカとの距離を離すという手段を用いると、携帯電話などの通話装置を小型化しにくいという問題がある。
【０００６】
特に、ハウリングが生じることなくマイクロフォンとスピーカを一体化することができれば、携帯電話機などの通話装置の大きさを飛躍的に小型化することが可能となる。
【０００７】
ただし、マイクロフォンとスピーカとを一体化した携帯電話機では、通常はマイクロフォン側が口元から離れて耳元付近に設けられる構成となる。この位置で音声を検出するためには、マイクロフォンの感度やゲインをアップさせる必要が生じるが、このとき余計な外部ノイズを拾いやすくなるため、音質が劣るといった問題が残る。
【０００８】
またハウリングを防止するための専用の電子回路を用いる手段では、部品点数が増えるため、小型化し難いとともに製造コストを低減しにくいという問題がある。
【０００９】
さらにソフトウェアを用いる手段においては、専用のメモリを確保する必要があるため、ユーザーが使用できるメモリ量が減少するといった問題もある。
【００１０】
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、スピーカの中心にマイクロフォンを一体的に配置して小型化するとともに、ハウリングの発生を簡単な構成で防止できるようにした音響装置及び前記装置が搭載された通話装置を提供することを目的としている。
【００１１】
またマイクロフォンとスピーカとを一体化した場合にも、音質の劣化を防止できるようにした音響機器及び前記装置が搭載された通話装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【特許文献１】
特開平８−３１７０４１号公報
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、中心に開口部が形成された発音板を振動させて音を外部に向けて発する発音部と、前記発音板の中心側を支持する支持部及び外周側を支持する支持部と、前記発音部の中心に設けられ且つ外部の音に基づいて集音板を振動させて音信号として取り込む集音部と、が設けられた音響装置において、
前記集音部と対向する中心側の支持部には、前記発音板の他方の面で発生した音を前記集音部に導く通路が形成されており、この通路によって導かれた音と前記発音板の一方の面で発生し前記集音部に直接導かれた音とが、前記集音部と中心側の支持部との間で相殺し合うようにしたことを特徴とするものである。
【００１４】
より具体的には、前記発音板の一方の面で発生した音を前記集音部に導く部分を第１の領域、前記発音板の他方の面と前記両支持部とで囲まれる部分を第２の領域、前記集音部が設けられる部分を第３の領域としたときに、前記通路は前記第２の領域で発生した音を前記第３の領域に導くものであり、前記第１の領域で発生した音と前記第２の領域で発生した音とが、前記第３の領域において相殺されるものである。
【００１５】
本発明では、発音部と集音部とを同時に動作可能な状態にしたとしても、発音部の発音板の上下の面から発せられた音が、集音部に達する前に互いに相殺されるため、集音部の集音板を振動させること、または集音板が大きく振動させられることがない。このため集音部と発音部との間でハウリングを発生させることなく快適な同時通話が可能になる。
【００１６】
上記において、前記通路は、前記集音部の指向性を示すポーラパターンの範囲内に設けられているものが好ましい。
【００１７】
上記手段では、不要な外部ノイズの混入を防止できるようになるため、集音部は良質な音声を取得できるようになる。
【００１８】
また前記通路は、前記筒状に形成された中心側の支持部に周方向に連続的にまたは所定のピッチ角度（ピッチ幅）で間欠的に形成されいるものである。
【００１９】
上記構成では、集音部の指向性が単一指向性をはじめ、その他両指向性、無指向性（全指向性）のものであっても、発音板の上面と下面からそれぞれ発せられた音どうしを相殺することができる。
【００２０】
また本発明は、上記いずれか記載の音響装置が搭載された通話装置において、前記集音部は単一指向性を有しており、前記発音部の発音板が使用者の耳側に向くように当てられたときに、前記集音部の集音板の向きは前記単一指向性を示すポーラパターンの範囲内に前記使用者の口側が位置するように設定されていることを特徴とするものである。
【００２１】
上記のような手段では、例えば携帯電話機などに内蔵したときに、使用者の口から発せられる音を、耳元付近に設けられた集音部において確実に集音することが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の音響装置を正面から見たときの平面図、図２は図１の２−２線で切断したときの矢視断面図である。なお、図１では図２に設けられているグリルカバー３０を省略している。
【００２３】
図１と図２に示す音響装置１は、携帯電話への搭載を想定したものであり、金属または合成樹脂などから形成されたフレーム３を有している。前記フレームの最外周の部分には筒状に形成された第１の支持部３ａが形成され、それよりも中心側となる位置にも筒状に形成された第２の支持部３ｂが形成されている。
【００２４】
図２に示すように、前記第２の支持部３ｂと第２の支持部３ｂとの間には下部ヨーク１１が設けられている。前記下部ヨーク１１は、断面Ｌ字形状をしているとともにその中心には中心孔が形成されており、この中心孔に前記第２の支持部３ｂを挿入された状態で位置決めされている。
【００２５】
また前記第２の支持部３ｂの外周で且つ前記下部ヨーク１１の上部には、環状に形成されたマグネット１２が設けられ。さらに前記マグネット１２の上部に同じく環状に形成された上部ヨーク１３が設けられている。前記下部ヨーク１１および上部ヨーク１３は鉄やフェライトなどの磁性材料で形成されており、これらの間に設けられたマグネット１２は、例えば上部側がＮ極に、下部側がＳ極に着磁されている。
【００２６】
前記下部ヨーク１１と上部ヨーク１３との間の隙間はギャップＧであり、前記マグネット１２のＮ極から発生した磁界は上部ヨーク→ギャップＧ→下部ヨーク１１→マグネット１２のＳ極という磁路を形成している。すなわち、前記下部ヨーク１１、マグネット１２、上部ヨーク１３およびギャップＧにより、磁界発生部が構成されている。
【００２７】
前記第１の支持部３ａの端面と第２の支持部３ｂの端面には、中心に開口部１４ａが形成された発音板１４が設けられている。すなわち、発音板１４の外周側の縁部が前記第１の支持部３ａの端面に固定され、中心側の縁部が前記第２の支持部３ｂの端面に固定されている。その結果、このフレーム３の内部には、前記発音板１４よりも図示上部（Ｚ１）側である第１の領域Ａと、前記第１の支持部３ａと第２の支持部３ｂに囲まれるとともに、前記発音板１４よりも図示下部（Ｚ２）側である第２の領域Ｂが形成される。また前記第２の支持部３ｂによって囲まれたフレーム３の中心の空間は第３の領域Ｃである。
【００２８】
前記発音板１４は、例えば紙材と樹脂フィルムとのラミネート材、または樹脂を含浸した紙材などで形成されている。前記発音板１４の下面には前記第２の領域Ｂ側に延びる筒状のボビン１５が固定されており、このボビン１５の下端にはエナメル線などの線材を巻回することによって形成されたボイスコイル１６が設けられている。
【００２９】
前記ボビン１５およびボイスコイル１６は、前記下部ヨーク１１と上部ヨーク１３との間のギャップＧ内に設けられており、前記ギャップＧ内を図示Ｚ１−Ｚ２方向に自在に移動することが可能とされている。
【００３０】
前記ボイスコイル１６を形成する線材に音声信号を与えると、この音声信号の電流と、前記磁界発生部においてギャップＧ内を通過する磁界とにより、前記ボイスコイル１６に電磁力が発生するため、ボビン１５が発音板１４を伴なって図示Ｚ１−Ｚ２方向に振動させられる。このとき、前記発音板１４から前記音声信号に応じた音が発せられる。すなわち、前記フレーム３の外周側（第１の支持部３ａと第２の支持部３ｂとの間）にはダイナミック型ムービングコイル方式の磁気駆動手段が設けられている。前記磁気駆動手段は前記発音板１４とともに発音部１０を構成している。
【００３１】
一方、前記フレーム３の中央の第３の領域Ｃには、集音部２０が設けられている。前記集音部２０はケース２１を有し、その内部には外部で発生した音（音圧）を受けると図示Ｘ１−Ｘ２方向（振動方向）に振動させられる集音板２２が設けられている。前記集音部２０の構成としては、例えば前記発音部１０のようなダイナミック型ムービングコイル方式を採用したマイクロフォンであってもよいし、あるいは公知のコンデンサ型エレクトレット方式のマイクロフォンなどであってもよい。
【００３２】
この実施の形態に示す集音部２０は、前記集音板２２の面に対して垂直に交差し且つ一方向（図１ではＸ１方向）の指向性（単一指向性）を有している。そして、図１および図２に示す音響装置１では、前記集音板２２が上記発音部１０の発音板１４に対して垂直の向きとなるように前記フレーム３の第３の領域Ｃに固定されている。よって、この集音部２０は図１に一点鎖線で示すＸ１方向の単一指向性を示すポーラパターンＰｔを有している。すなわち、前記集音部２０は主として前記ポーラパターンＰｔで示されるＸ１方向において発生した音を集音し、その他の方向で発生した音はほとんど集音することがない。
【００３３】
図１および図２に示すように前記集音板２２と対向する振動方向の前方（Ｘ１方向）の位置に設けられた前記第２の支持部３ｂには、前記フレーム３内の第２の領域Ｂと第３の領域Ｃとを連結する通路３ｃが形成されている。
【００３４】
前記通路３ｃは、第２の支持部３ｂを貫通する穴で形成されており、前記第２の支持部３ｂに沿って周方向に連続的にまたは所定のピッチ角度（ピッチ幅）で間欠的に形成されている。前記通路３ｃが形成された周方向の全長は集音部２０の指向特性に基づいて形成されたものが好ましく、図１に示す通路３ｃは前記単一指向性を示すポーラパターンＰｔの範囲内に設けられている。
【００３５】
図２に示すように、前記音響装置の最上部には、前記発音板１４の表面を覆うグリルカバー３０が設けられている。前記グリルカバー３０の中央には開口部３１が形成されており、集音部２０の上端が前記開口部３１から音響装置１の外部に突出している。なお、図１及び図２に示すように前記グリルカバー３０の前記発音部１０と対向する位置には、複数の孔３２が周方向に穿設されている。
【００３６】
前記発音部１０内のボイスコイル１６に音声信号が与えられて前記発音板１４が振動させられると、発音板１４の上面と下面の双方から音が生じる。前記発音板１４の上面から発生した音Ｐ１の大部分は、第１の領域Ａから前記グリルカバー３０に穿設された複数の孔３２を通過して音響装置１の外部に発せられるが、その一部は前記第１の領域Ａから直接集音部２０に、またはグリルカバー３０の外側を回り込み中央の開口部３１を介して前記第３の領域Ｃ内の集音部２０に達する。また前記発音板１４の下面から発生した音Ｐ２は、第２の領域Ｂから前記通路３ｃを介して第３の領域Ｃ内の集音部２０に達する。
【００３７】
ここで、前記発音板１４の上面から発生した音Ｐ１と発音板１４の下面から発生した音Ｐ２とは位相が１８０度異なっている。しかも、前記音Ｐ１と前記音Ｐ２は、発音板１４の表と裏で同時に生じた同量のエネルギーであるため、図２に示すように集音板２２の前方の位置において前記前記音Ｐ１と前記音Ｐ２とが互いに相殺し合うようになる。よって、発音板１４が発した音に対する集音部２０の実質的な感度を低減させることができる。よって、集音部２０は発音部１０が発した音を拾って振動させられることがないため、ハウリングの発生を防止することができる。
【００３８】
したがって、本実施の形態の音響装置１では、発音部１０と集音部２０を同時に動作可能な状態であってもハウリングを引き起こすことなくそれぞれの機能を個別に発揮させることができる。
【００３９】
図３は音響装置を通話装置に搭載した使用状態を示す図である。
図３に示す携帯電話機（通話装置）４０では、ケース４０ａ内に前記音響装置１が内蔵されている。前記音響装置１は、ケース４０ａ内に設けられたプリント配線基板（図示せず）の所定の回路上に固定されている。この音響装置１の携帯電話機４０内における設置位置は、使用者Ｍの耳Ｍ１に発音部１０の発音板１４が対向するように設置される。このとき集音部２０は、図１に示す集音部２０の前記ポーラパターンＰｔの中心線Ｐｔ１−Ｐｔ１が、使用者Ｍの口Ｍ２の方向を向くように取り付けられている。よって、携帯電話機４０の発音板１４を耳Ｍ１に対向させると、前記集音板２２の向きを使用者の口Ｍ２の方向に向くようになる。よって、使用者の口Ｍ２から発せられる音声Ｖを、確実に集音することが可能であるとともに、前記発音板１４が発した音を拾うことがない。よって、ハウリングや余計な外部ノイズの混入の少ない良質な音を取得することが可能である。
【００４０】
このように、本実施の形態の携帯電話機４０では、スピーカ（レシーバ）となる発音部１０とマイクロフォンとなる集音部２０とを別々に設ける必要がないため、内部の回路構成を簡略化できるようになる。特に、ハウリング防止のための専用の電子回路を用いる必要がなくなるため、部品点数を削減と製造コストの低廉が可能になる。
【００４１】
また、マイクロフォンとスピーカを一体化することが可能になるととももに、一体化した場合であっても上記のような簡単な構成でハウリングの発生を防止することができるため、携帯電話機４０の大きさを小型化することが可能となる。
【００４２】
なお、上記実施の形態では、単一指向性（ポーラパターンＰｔ）を有する集音部２０をもって説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、集音部２０が両指向性や無指向性の場合にも前記第２の支持部３ｂに形成した前記通路３ｃがこれらの指向性の範囲内に形成することにより、同じような効果（ハウリング防止効果等）を期待することができる。特に無指向性の集音部２０である場合には、前記通路３ｃを前記第２の支持部３ｂの全周に亘って所定のピッチ角度で間欠的に形成することにより、ハウリングの発生を防止することができる。
【００４３】
また上記実施の形態では、横置きの発音板１４に対し集音部２０の集音板２２が縦置き（垂直の向き）となるように設置することにより、集音部２０の指向性の方向を所定の方向に向けるようにしたものについて説明したが、本発明はこれに限られるものではない。すなわち、集音部２０が図１のような縦置きではなく、横置きとした状態で所定の指向性（例えば、単一指向性、両指向性または無指向性）を発揮するものである場合には、横置きの状態で前記第３の領域Ｃに設けられたものであってもよい。この場合、例えばドアフォンなどに利用することが可能である。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように本発明の音響装置では、マイクロフォンとスピーカを一体化型した場合であっても、ハウリングの発生を防止した音響装置を提供できる。
【００４５】
特に、部品点数を増加させることなく簡単な構成でハウリングを防止できるため、音響装置の小型化が可能となり、しかも製造コストを低減することもできる。
【００４６】
また上記音響装置が搭載された通話装置では、不要なノイズの混入を防止することが可能になるとともに、使用者の口から発せられる音を耳元付近に設けられた集音部において確実に集音することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の音響装置を正面から見たときの平面図、
【図２】図２は図１の２−２線で切断したときの矢視断面図、
【図３】音響装置を通話装置に搭載した使用状態を示す図、
【符号の説明】
１  音響装置
３  フレーム
３ａ  第１の支持部（外周側の支持部）
３ｂ  第２の支持部（中心側の支持部）
３ｃ  通路
１０  発音部
１１  下部ヨーク
１２  マグネット
１３  上部ヨーク
１４  発音板
１４ａ  開口部
１５  ボビン
１６  ボイスコイル
２０  集音部
２２  集音板
４０  携帯電話機
Ａ  第１の領域
Ｂ  第２の領域
Ｃ  第３の領域
Ｇ  ギャップ
【図１】
2004320399.tif 000003
【図２】
2004320399.tif 000004
【図３】
2004320399.tif 000005