(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピーカ振動板に固着された同心円筒状のボイスコイルと前記ボイスコイルと磁気的に係合する磁気回路からなる音響装置と該音響装置内に配設された撮像装置とを有する多機能型マイクロスピーカにおいて、
前記磁気回路を構成するスピーカ振動板の内側の中央部に撮像装置を配設したことを特徴とする多機能型マイクロスピーカ。
【請求項２】
スピーカ振動板に固着された同心円筒状のボイスコイルと前記ボイスコイルと磁気的に係合する磁気回路からなる音響装置と該音響装置内に配設された撮像装置とを有する多機能型マイクロスピーカにおいて、
前記ボイスコイルと磁気的に係合する厚み方向に単磁極に着磁され、フレームの外周部に配設された中空円盤状のスピーカ磁石の上面に外周部が前記ボイスコイルと磁気的に係合する空隙を構成する磁性材料からなる円盤状の外周ヨークを配設し、前記スピーカ磁石の下面に前記ボイスコイルと磁気的に係合するように空隙を介して磁路を形成する磁性材料からなる中空カップ状ヨークを固着し、前記カップ状ヨークの内周側面部に沿って固体撮像装置の外周部を配設したことを特徴とする請求項１に記載の多機能型マイクロスピーカ。
【請求項３】
前記多機能型マイクロスピーカの振動板の中央部は、光学フィルターを構成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の多機能型マイクロスピーカ。
【請求項４】
前記多機能型マイクロスピーカの撮像装置は、外側ケースの内周側面に光学素子を装着し、該光学素子と回路基盤に実装した撮像素子を光軸方向に重ねて配設したことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の多機能型マイクロスピーカ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯機器に用いられている多機能型音響装置を形成するスピーカと撮像装置の構成に関するもので、特にスピーカから受音中に話者や話者の周囲の情景が撮像できるスピーカと一体型の多機能型マイクロスピーカの全体構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から携帯機器の小型化と軽量化及びコストダウンのために、種々の試みがなされて来ている。その例として、音響機器と振動体または音響機器と振動モータを一体で構成する多機能型音響装置を挙げることができる。この技術は、携帯機器の使用者にマナーモードで着信を感知させることや通常の受信が選択的にまたは同時に得られるようにすることが目的である。この場合、スピーカ用の永久磁石の一部または他の追加された永久磁石が前述の振動体または振動モータに用いられていることが多い。ここでは、本願と同一の出願人による従来例の多機能型音響装置である特願2000−286414号（文献A）について説明する。また、撮像装置そのものは、撮像素子がCCD素子であれ、C-MOS素子であれ基本構成は例えば昭62−254579号（文献B）によって公知である。以下では引用文献A,Bについて詳細に説明する。
【０００３】
図２に示す文献Aの多機能型音響装置は、発音体１００、回転子２００及び固定子３００とで構成されている。樹脂等で形成されたカップ状フレーム１１１の中央部に、回転子が振動等で上部への飛び出すのを防止するために設けられた回転子軸の径拡大部１０６ａを有する回転子軸１０６が固着されている発音体１００は、合成樹脂から形成された中央部にドーム１０１ａを有するスピーカ振動板１０１に後述するスピーカ空隙１０３内で作動できる同心円筒状のボイスコイル１０２が固着され、スピーカ振動板外周部１０１ｂはフレーム１１１に接着剤等で固定されて構成される。スピーカ振動板１０１の上面には複数個の放音孔を有する音響カバー１１０の外周がフレーム１１１の外端に固定されている。回転子軸１０６と機械的に係合してワッシャ１０７を介して回転自在の回転子２００は、厚み方向の上下面に単磁極が着磁されたスピーカ磁石１０５の上に装着された、磁性材料からなる円柱状のトップヨーク１０４のトップヨーク外周部１０４ａが前記ボイスコイル１０２と係合するスピーカ空隙１０３の内周部を形成し、磁性材料からなる中空円板状の下ヨーク１０８の中央部に固着し前記中空円板状の下ヨーク１０８の外周部に磁性材料からなる円筒状の側面ヨーク１０９を前記トップヨーク１０４の外周部１０４ａとスピーカ空隙１０３を介して対向するように配設し、側面ヨーク１０９の外周部に外周側面が多極着磁された回転子永久磁石２０１を設けて構成される。
【０００４】
回転子２００に搭載されている永久磁石はスピーカ磁石１０５、回転子永久磁石２０１であり、磁気回路は２回路存在し、その一つはスピーカ磁石１０５、トップヨーク１０４の外周部１０４ａ、スピーカ空隙１０３、側面ヨーク１０９とで構成される。もう一つ磁気回路は、回転子永久磁石２０１の外周部側面に多極着磁された磁極が作る磁束が、側面ヨーク１０９と後述する固定子磁極との間のモータ空隙２０３を介して形成される。回転子永久磁石２０１の材質はボンドフエライト、ボンドNdFeB等要求仕様に従って選択されてよい。また、極数は実施例では８極であるが、２以上でよく、その磁極幅は設計上適宜な値でよい。回転子２００が回転時に発生する遠心力による振動加震力を大きくするために、回転子永久磁石２０１の外周上面に半円状に比重の大きい材料、例えばタングステン微粉末を充填した樹脂で形成された錘を固着する。また、スピーカ磁石１０５、回転子永久磁石２０１を若干偏心させて固定してもよい。
【０００５】
モータ空隙２０３を介して回転子２００と対向する固定子３００は、同心円筒状に複数巻回された固定子巻線３０６を、一対の固定子上ヨーク３０１と、固定子下ヨーク３０３と一対の上隈取り板３０２、下隈取り板３０４とで囲むようにして構成される。磁性材料からなり円板状の固定子上ヨーク３０１は、固定子内周部に関して、鋸歯状に折り曲げられた４個の主磁極と、４個の補磁極合計８個の磁極を有し、磁性材料からなり円板状の固定子下ヨーク３０３は、固定子内周部に関して、鋸歯状に折り曲げられた４個の主磁極と、４個の補磁極合計８個の磁極を有し、上下夫々相隣れる１磁極ピッチは即ち機械角で９０°（電気角で３６０°）間隔で配置される。主磁極の磁極幅と補磁極の幅の合計は機械角で４５°以内で、主磁極の磁極幅は、補磁極の幅より広く形成される。
【０００６】
次に作動を説明する。先ず、ボイスコイル入力端子１１２ａ、１１２ｂに広い帯域のいわゆる高周波信号が単独で印加された場合は、スピーカ空隙１０３にあるボイスコイル１０２にはＹ方向に力が働き、発音体１００のスピーカ振動板１０１はＹ方向に振動して音圧を発生し、音響カバー１１０の放音孔を通して音波を放出する。
【０００７】
固定子巻線３０６の入力端子３０５ａ、３０５ｂに約１００〜３００Ｈｚの低周波信号が印加されて回転磁界が生じて回転子２００に対して定方向に回転力を発生させて振動加震力を与えることができる。従って、文献Aの例では、スピーカによる受音と振動加震力によるマナーモードについていずれか一方または同時に感知できることが示されている。
【０００８】
また、文献Bによれば固体撮像装置は、チップキャリアに保持された固体撮像素子チップの受光面上に、接着固定されたガラス基板または水晶板からなる透明基板を配設し、透明基板の表面を光学基準として外部ケースに収納された光学系と固体撮像素子チップとを位置合わせて構成される。従って、撮像装置の構成は開示されてはいるものの、一体化された多機能音響装置には言及されていない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前述の説明から明らかなように、従来例の多機能型音響装置は音と関連した受音またはマナーモードのいずれかの機能を選択的にまたは同時に感知するために主としてスペース効率を改善する目的で一体に構成されたものである。また、最近製品化された携帯機器にはスピーカと撮像装置が個々別々に搭載されている製品が発表されているが、携帯機器の画像の送受信に関連したスピーカと一体型の音響装置ではない。従って、スピーカと撮像装置を個々別々に搭載する携帯機器はあってもそれらを一体化した多機能音響装置はなく携帯機器のスペース効率を改善できなかった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、叙上の欠点を除去して簡単な構成で多機能型マイクロスピーカを実現することにあり、特に前記磁気回路を構成するスピーカの振動板の内側の中央部に撮像装置を配設したことに特徴がある。上記目的を達成するためになされた本発明の多機能型マイクロスピーカの請求項１に係る発明は、スピーカ振動板に固着された同心円筒状のボイスコイルと前記ボイスコイルと磁気的に係合する磁気回路からなる音響装置と該音響装置内に配設された撮像装置とを有する多機能型マイクロスピーカにおいて、
前記磁気回路を構成するスピーカ振動板の内側の中央部に撮像装置を配設したことを特徴とするものである。
【００１１】
上記目的を達成するためになされた本発明の多機能型マイクロスピーカの請求項２に係る発明は、スピーカ振動板に固着された同心円筒状のボイスコイルと前記ボイスコイルと磁気的に係合する磁気回路からなる音響装置と該音響装置内に配設された撮像装置とを有する多機能型マイクロスピーカにおいて、前記ボイスコイルと磁気的に係合する厚み方向に単磁極に着磁され、フレームの外周部に配設された中空円盤状のスピーカ磁石の上面に外周部が前記ボイスコイルと磁気的に係合する空隙を構成する磁性材料からなる円盤状の外周ヨークを配設し、前記スピーカ磁石の下面に前記ボイスコイルと磁気的に係合するように空隙を介して磁路を形成する磁性材料からなる中空カップ状ヨークを固着し、前記カップ状ヨークの内周側面部に沿って固体撮像装置の外周部を配設したことを特徴とするものである。
【００１２】
また、上記目的を達成するためになされた本発明の多機能型マイクロスピーカの請求項３に係る発明は、前記多機能型マイクロスピーカの振動板の中央部は、光学フィルターを構成することを特徴とするものである。
【００１３】
また、上記目的を達成するためになされた本発明の多機能型マイクロスピーカの請求項４に係る発明は、前記多機能型マイクロスピーカの撮像装置は、外側ケースの内周側面に光学素子を装着し、該光学素子と回路基盤に実装した撮像素子を光軸方向に重ねて配設したことを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の多機能型マイクロスピーカの実施例の主要部断面図である。
【００１６】
図１において、本発明の多機能型マイクロスピーカは、マイクロスピーカ１０、固体撮像装置３０とで構成される。樹脂等で形成されたカップ状フレーム１４に収納されたマイクロスピーカ１０は、合成樹脂から形成された中央部にドーム１１ａを有するスピーカ振動板１１に後述するスピーカ空隙１３内で作動できる同心円筒状のボイスコイル１２が固着され、スピーカ振動板１１の外周部１１ｂはフレーム１４に接着剤等で固定されて構成される。スピーカ振動板１１の上面には複数個の放音孔を有するプロテクタ１５の外周がフレーム１４の外端に固定されている。ボイスコイル１２と磁気的に係合するスピーカ空隙１３は、軸方向に単磁極に着磁された中空円盤状のスピーカ磁石１８の上下面を挟持したトップヨ−ク１６のトップヨ−ク内周部１６ａと中空カップ状のスピ−カヨ−ク１７のスピ−カヨ−ク外周部１７aとで形成される。
【００１７】
撮像装置３０の外部ケース３１は、スピーカ中心２１から見てスピーカヨーク１７の内周部１７bの側面に保持固定される。回路基板３４に搭載された撮像素子チップ３２は回路基板３４を介してフレーム１４の底部に固定されると同時に外部ケース３１に固定された光学系３３と光軸が直交するように積層される。外部からの光は、スピーカ振動板１１を経由して撮像装置３０に入射するのでスピーカ振動板１１のドーム１１aの中心部はできるだけ平坦でなければならない。また、実施例の説明では、スピーカヨーク１７と外部ケース３１を別体としているが、これを一体で構成してもよいことは明らかである。そして、光学系３３には、絞り装置やフィルターを設けてもよく、プロテクタ１５の中心部に絞り機構を配設することもできる。
【００１８】
入力端子１９，２０に信号が印加されればスピーカ振動板１１はY方向に振動して音圧を発生し、それと同時に撮像装置３０は外部光を受光し撮像することができる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の多機能型マイクロスピーカによれば、簡単な構成でスピーカと撮像装置の機能を合わせ持つことができるので搭載する携帯機器の小型化と多機能化に貢献することは明らかである。
【００２０】
本発明によれば、発音と撮像が可能な多機能型マイクロスピーカを小型化、薄型化できるだけではなく、簡単な構成であるからコスト/パフォーマンスが改善されるので実用効果は顕著である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多機能型マイクロスピーカの実施例の主要部断面図である。
【図２】従来例の多機能型音響装置の断面図である。
【符号の説明】
１０  マイクロスピーカ
１１  スピーカ振動板
１１a  ドーム
１２  ボイスコイル
１３  スピーカ空隙
１４  フレーム
１５  プロテクタ
１６  トップヨーク
１６a  トップヨーク内外周部
１７  スピーカヨーク
１７ａ  スピーカヨーク外内周部
１７b  スピーカヨーク内外周部
１８  スピーカ磁石
１９，２０  入力端子
３０  固体撮像装置
３１  外部ケース
３２  撮像素子チップ
３３  光学系
３４  回路基板
【図１】
0003798717.tif 000002
【図２】
0003798717.tif 000003