(57)【要約】本発明の携帯用通信端末装置は、開口部が筐体に形成された電気音響変換器（以下変換器）を使用する。変換器の開口部は、携帯用通信端末装置の筐体または変換器の筐体と一体に設けられた音響管に結合されている。音響管の開口部は携帯用通信端末装置の筐体に設けられた開口に対向している。また、本発明の携帯用通信端末装置は、音響振動板の前面、後面に振動板の外周と密着したカバーおよびフレームを設け、少なくとも２つの開口部を設けた変換器を使用する。本発明の携帯用通信端末装置およびそれに用いられる電気音響変換器は低消費電力、小型でありながら大きな音圧出力を放射することができる。更に、装置の使用に際しては、表示部分と方向が合致した自然な音を発する。
2003007651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの開口部または音響管が形成された電気音響変換器を有し、前記電気音響変換器の開口部または音響管の開口部は携帯用通信端末装置の筐体に設けられた少なくとも２つの開口に対向している携帯用通信端末装置。
【請求項２】
前記少なくとも２つの開口部または音響管は前記電気音響変換器の振動板の一方の側に形成されている請求の範囲第１項記載の携帯用通信端末装置。
【請求項３】
前記少なくとも２つの開口部または音響管の少なくとも一つが前記電気音響変換器の振動板の一方の側に形成され、少なくとも他の一つが前記振動板の他の側に形成されている請求の範囲第１項記載の携帯用通信端末装置。
【請求項４】
前記携帯用通信端末装置の筐体に一体に形成された音響管が前記電気音響変換器の開口部に結合されている請求の範囲第１項記載の携帯用通信端末装置。
【請求項５】
前記開口の少なくとも一つは、前記携帯用通信端末装置の表示装置と同一面に形成されている請求の範囲第１項記載の携帯用通信端末装置。
【請求項６】
前記開口の少なくとも一つは、前記携帯用通信端末装置が折り畳まれた状態で外表面に開口している請求の範囲第１項記載の携帯用通信端末装置。
【請求項７】
前記外表面に形成された開口は、前記携帯用通信端末装置の使用時に閉塞されている請求の範囲第６項記載の携帯用通信端末装置。
【請求項８】
前記外表面に形成された開口は、前記表示装置が配置された前記筐体の面の裏面または側面に形成されている請求の範囲第６項記載の携帯用通信端末装置。
【請求項９】
前記音響管の開口部と前記筐体に設けられた開口とが結合されている請求の範囲第１項記載の携帯用通信端末装置。
【請求項１０】
前記電気音響変換器は、動電型電気音響変換器または圧電型電気音響変換器のいずれか一つである請求の範囲第１項記載の携帯用通信端末装置。
【請求項１１】
フレームと、前記フレームに外周が取付けられた振動板と、前記フレームの全周に接合すると共に前記振動板の前記フレームの反対面に対向するカバーと、前記フレームおよび前記カバーの少なくとも一方に設けられた少なくとも２つの開口部を有する電気音響変換器。
【請求項１２】
さらに前記開口部に結合された音響管をさらに有する請求の範囲第１０項記載の電気音響変換器。
【請求項１３】
前記開口部または音響管は前記フレームまたは前記カバーの一方に設けられている請求の範囲第１１項または範囲第１２項に記載の電気音響変換器。
【請求項１４】
前記少なくとも２つの開口部または音響管の少なくとも一つは前記フレームに設けられ、前記少なくとも２つの開口部または音響管の少なくとも他の一つは前記カバーに設けられている請求の範囲第１１項または範囲第１２項に記載の電気音響変換器。
【請求項１５】
さらに、前記フレームに装着された磁気ギャップを有する磁気回路と、前記磁気ギャップに挿入されるボイスコイルを有し、前記振動板は前記ボイスコイルに接合された請求の範囲第１１項記載の電気音響変換器。
【請求項１６】
さらに前記振動板に結合された圧電磁器を有する請求の範囲第１１項記載の電気音響変換器。
【請求項１７】
前記振動板は圧電磁器、または圧電フィルムである請求の範囲第１１項記載の電気音響変換器。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は主として携帯電話やＰＨＳや通信用モデムを搭載した携帯用コンピュータ等の携帯用通信端末装置およびこの携帯用通信端末装置に用いられる電気音響変換器（以下変換器）に関するものである。
背景技術
従来の携帯用通信端末装置の一例として図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および図１２の携帯電話機を例に説明する。図１１（ａ）は、使用時の携帯電話機の正面図、図１１（ｂ）はその一部を断面とした側面図、図１１（ｃ）は背面図、図１２は携帯電話機に組み込まれた変換器の側断面図である。
図１１（ａ）において携帯電話機本体１０の前面にはダイアルボタン等の操作部１０ａが設けられてあり、この部分には送話器部分（図示せず）も設けられている。前面上部には液晶ディスプレイが設けられた表示部１０ｂと、受話器部分（図示せず）が設けられている。
図１１（ｃ）において裏面には開口１０ｃ設けられ、変換器１１の発音を外部へ導出する。
次に、図１２により、変換器１１の構成について説明する。
空気振動を発生する円形状のダイアフラム１の外周部は接着剤にて複数の第１の音孔２ａを設けたフレーム２に支持されている。ダイアフラム１の中心部にはボイスコイル３の一端部が固着されており、ボイスコイル３の両端はフレーム２の周縁下方に設けられたターミナル部４に電気的に接続されている。
フレーム２の中央孔部にはマグネット５、トッププレート６、ヨーク７から構成される磁気回路が設けられ、この磁気回路のトッププレート６の外周とヨーク７の内周との間の空隙内にボイスコイル３が嵌め込まれている。
第２の音孔８ａが設けられたプロテクタ８は、ダイアフラム１を保護しこのプロテクタ８とフレーム２で変換器の筐体を構成している。
従って、前述の携帯電話機においては、組み込まれた変換器１１のプロテクタ８の第２の音孔８ａからの音のみを前記開口１０ｃから外部へ放射する。一方、フレーム２の第１の音孔２ａからの音は携帯電話機１０内に放射されるように、スペーサを介してプロテクタ８を携帯電話機１０の内壁に接合し、変換器１１を装着している。この様にして、第１の音孔２ａからの音とプロテクタ８の第２の音孔８ａからの音とが干渉しないように分離している。
近年、携帯電話装置は従来の電話機能から情報端末機器へと大きく変貌しつつあり、表示部側の大型化、カラー化に代表される対話型機器としての表示部側の出力音圧等の特性の向上等が望まれるようになってきている。さらに、近年の携帯電話機等の携帯用通信端末装置においてはゲーム再生音やボタン確認音など、画面の操作時に音を出す比率が高まってきている。
このような状況の中で、画面操作時に再生音を出す場合、従来の変換器や取り付け構造では変換器の出力は第２の音孔８ａからのみ発生する構造となっているため、回折効果により携帯用通信端末装置の前面側への指向性が悪くなり、携帯電話の前面側への十分な音量・音質を確保できないと言う課題があった。
本発明は、上記課題を解決する携帯用通信端末装置を提供するものである。
発明の開示
本発明の携帯用通信端末装置は、開口部が筐体に形成された変換器を使用する。変換器の開口部は、携帯用通信端末装置の筐体または変換器の筐体と一体に設けられた音響管に結合されている。音響管の開口部は携帯用通信端末装置の筐体に設けられた開口に対向している。また、本発明の携帯用通信端末装置は、音響振動板の前面、後面に振動板の外周と密着したカバーおよびフレームを設け、そのカバーとフレームに少なくとも２つの開口部を設けた変換器を使用する。本発明の一つの実施形態の変換器は、少なくとも２つの開口部または音響管はフレームまたはカバーのいずれか一方に設けられている。また本発明の他の実施形態の変換器は、２つの開口部または音響管の少なくとも一つはフレームに設けられ、少なくとも２つの開口部または音響管の少なくとも他の一つはカバーに設けられ、そのカバーとフレームに設けられた各々の開口部の面積は略等しいものとなっている。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の一実施の形態を携帯電話機を例として図面により説明する。なお、説明にあたっては従来技術と同一部分は同一番号を付して説明を省略する。
（実施の形態１）
図１（ａ）は本発明の携帯用通信端末装置の一実施の形態である携帯電話機の使用時の正面図、図１（ｂ）は同一部断面とした側面図、図１（ｃ）は同背面図、図２は同要部である携帯電話機に組み込まれた変換器の側断面図であり、図３は同分解斜視図である。
図１（ａ）〜図３において、携帯電話機本体１２の表示部１０ｂ側には第１の開口１０ｄが、表示部１０ｂの裏面側には第２の開口１０ｅが設けられている。
携帯電話機本体１２に内蔵された変換器１３には第１の開口１０ｄに変換器１３の発音を導出する第２の音響管１３ｂと第２の開口１０ｅに変換器１３の発音を導出する第１の音響管１３ａが設けられている。
なお、本実施形態においては図３に示す様に、第１の音響管１３ａは振動板をカバーするプロテクタ（カバー）８ｂの樹脂成形時にプロテクタ８ｂと一体に成形され、第２の音響管１３ｂはフレーム２ｂの樹脂成形時にフレーム２ｂと一体に成形されている。
なお、音響管の形成は、必ずしもプロテクタ８ｂやフレーム２ｂと同時に形成される必要はないが、同時成形がコスト的には有利である。さらに、携帯電話機本体１２の筐体の成形時に同時に音響管部分を成形し、変換器１３の第１、第２の音響管形成部分に開口部を設けても良い。
図１２に示す様に、従来の変換器１１においてはフレーム２側の音孔２ａはフレーム２側に磁気回路を装着するためにスペースが確保しにくい事から、振動板１の駆動時の振動を抑制してプロテクタ８の音孔８ａからの放音の妨げとならない程度の小さい開口面積としていた。これに対し、本実施の形態においては第１の音響管１３ａの開口面積と第２の音響管１３ｂの開口部の面積とを略同一として、使用者にとって聴感上の差を抑制することができる。さらに、従来のような制約条件がないため、音響管１３ａ、１２ｂの開口部の面積を大きく取ることができ効率良く変換器１３の発音を外部に放射することができ、音量の増大を図ることができる。
また、第１の音響管１３ａと第２の音響管１３ｂは振動板１を中心として対称に配置する事で、振動板１の駆動時のローリングを抑制することができる。
以上のように構成した変換器１３によって、携帯電話機本体１２の第１の開口１０ｄと第２の開口１０ｅから放射される音は位相差が１８０°異なる（逆位相）ものになる。すなわち、音響管１３ａ、１２ｂがそれぞれ振動板１の前面と後面に配置されているからである。従って、両方の音が拡散してぶつかり合う携帯電話機側面周辺では、放射される音が干渉して減衰し、抑制された音となる。
その一方で、実際に音を必要とする携帯電話機前面では効率の良い拡大された音を聞くことができる。
また、携帯電話機本体１２は折り畳んでポケットなどに入れて持ち運ばれる時は、第２の音響管１３ｂは操作部１０ａで覆われるので背面側に放音する第１の音響管１３ａから放射される音で呼び出し等が行われる事となる。この場合も前面同様に、効率の良い拡大された音を聞くことができる。
この様に、本発明の携帯端末装置によれば、必要とされる方向に拡大された音を放射すると共に、本来は不要である携帯電話機側面方向への音の放出を抑制できるものである。
また、上述の本実施の形態においては、単一の変換器１３を用いて第１の音響管１３ａと第２の音響管１３ｂを携帯電話機本体１２の表裏に放射するものとしている。この結果、携帯電話機本体１２の小形化に寄与することができる。
すなわち、従来の携帯電話機において、携帯電話機本体１０の表裏に夫々の方向に放音するとともに、周辺に対する放音を抑制したもの、すなわち、表裏の指向性の向上のみを目的とする場合は、表裏の放音に別々の変換器を使用するとともに、夫々の変換器に入力する音声信号を１８０°位相の異なるものとする事で効果は得られる。しかしその場合は、２つの変換器を必要とする上に、回路が複雑になり、余分な電力が必要、すなわち大型の電池が必要となる。本実施の形態によればその様な問題は回避できる。
また、上述の本実施の形態において用いた変換器１３は、変換器の筐体の一方となるプロテクタ８ｂに第１の音響管１３ａ、筐体の他方となるフレーム２ｂに第２の音響管１３ｂを設けているが、携帯電話機本体１２との装着のスペースによっては開口が設けられておれば良く、音響管の採否を含め一方のみ音響管を使用するなど適宜選択すれば良いものである。
以上のように、本実施形態の携帯用通信端末装置は前面と裏面から音を放射して指向性良好な携帯用通信端末装置とするとともに、周辺位置では前面と裏面の夫々の放音の位相差を１８０°として打ち消し合い、音を放射による周囲への影響を抑制する事ができるものである。
（実施の形態２）
図４（ａ）は本発明の第２の実施形態の変換器の側断面図、図４（ｂ）は同下方から見た斜視図である。
以下、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。磁気回路をインサート成形して形成された樹脂フレーム３２ａには第１の音響管３２ｂ、第２の音響管３２ｃが一体に設けられている。第１の音響管３２ｂ、第２の音響管３２ｃはどちらも振動板３３の下方に設けられている。本実施の形態の変換器においては、第１の音響管３２ｂ、第２の音響管３２Ｃともに振動板３の下方に設けられているので、振動板３３の振動によって発生し、放射される音波は同相となる。ただし、第１の音響管３２ｂは下方向に放射し、第２の音響管３２ｃは横方向に放射する。この夫々の音響管３２ｂ、３２ｃによって９０°方向の異なる方向への音の放射を可能となるとともに、放音される音波は同相であるので干渉することはなく、音圧の向上も図ることができる。
（実施の形態３）
図５（ａ）、図５（ｂ）は第２の実施の形態の変換器を用いた折たたみ型の携帯電話装置の斜視図、図５（ｃ）は胸ポケットへの携帯電話装置の収納の状態を説明する正面図である。携帯電話装置本体４０は入力情報や電話での情報が表示される表示部４１と、電話番号等を入力する操作部４２からなっている。
表示部４１の下方に設けられた第１の開口４３は実施の形態２で説明した変換器の第１の音響管３２ｂと接続されている。表示部４１の下側端面に設けられた第２の開口４４は変換器の第２の音響管３２ｃと接続されている。
変換器の第１、第２の音響管と携帯電話装置の第１、第２の開口との接続関係は以下の実施の形態、展開例でも同じであり、以下ではその説明は省略する。
以上のように第２の開口４４を携帯電話装置の端面に設けたことで、図２（ｃ）に示す如く胸ポケットなどへの収納時にはこの端面から呼出音を放射することになり容易に受信の有無を確認できる。
なお、上記実施の形態では下側端面に第２の開口４４を設けているが、開口を側面に設けることも可能である。本実施の形態によれば、従来技術のように裏面に変換器の放音口を設けたものよりポケットへの収納時には携帯電話の所有者の耳との間に障害が少なく、呼出音が容易に感知できる。なおポケットへの収納状態を考慮した場合、第２の開口は直方体形状の携帯電話装置の上部または下部の端面に設けた方が携帯電話装置の所有者の耳との間に障害物がない状態が多く、より望ましい。
また、本実施実施の形態では、携帯電話装置が折り畳み収納されるので、呼出音の放音時には表示部４１の面に設けられた第１の開口４３は塞がれる。このため、第２の開口４４の音圧が上がり、携帯電話使用者への呼出音による告知をより強力なものとなる。また、携帯電話の使用時に折り畳み部分を開くことにより第２の開口４４を操作部４２の端面で塞ぐことができる。これにより、使用時の第１の開口４３からの出力音圧を向上させることができる。
また、図５（ａ）に示す開口部の配置とすれば、表示部４１側の第１の開口４３から音を放射するので表示部４１に表示された情報と開口４３からの拡声音を同一方向からの情報として違和感なく受け取ることができる。
しかも、この呼出音と拡声音の放射を１つの変換器で行えるので携帯電話装置に占める変換器のスペースを小さくして装置の小形化にも寄与できる。
図６（ａ）〜図９（ｂ）は本実施の形態の展開例であり、いずれも使用状態において、上方に向けて放音する第１の開口４５、４７、４９、５１と、収納時に上、下、側面のいずれかの端面から放音される第２の開口４６、４８、５０、５２を設けている。この配置により、収納時に呼出音を容易に検知できるとともに、使用時には、第１の開口からの放射音が操作部または表示部から使用者に向かっての音として不自然さなく聴取できるものである。
しかも、これらは実施の形態２で説明した変換器を使用し、第１の音響管２ｂを第１の開口に接続し、第２の音響管２ｃを第２の開口に接続して、１つの変換器で２方向への放音が行なえるので、携帯電話装置の小形化に寄与できるものである。
なお、図６（ａ）、（ｂ）は折りたたみ式の携帯電話装置において、操作部４２の上部に第１の開口４５およびこの操作部４２の上部端面に第２の開口４６を設けたものであり、折りたたみ収納時には第１の開口４５は操作部４２によって塞がれて第２の開口４６からの呼出音の音圧の向上が図れる。さらに、使用時には第２の開口４６を表示部１２の下部端面で塞いで第１の開口４５からの放射音の出力音圧の向上を図ることができる。
また、図７（ａ）、（ｂ）は表示部４１の上部上面に第１の開口４７を設け、表示部４１の上部側面に第２の開口４８を設けた折りたたみ式携帯電話である。収納時には第１の開口４７は操作部４２によって塞がれて第２の開口４７からの呼出音の出力音圧の向上が図れるものである。
なお、使用時においては放射される音は同相であるので第２の開口１８からの出力も表示部４１側に回り込んで、見かけ上、第１の開口４７からの出力音圧を向上させたと同様の効果が得られる。
また、図７（ａ）、（ｂ）は折りたたみ式の携帯電話であるが、図７（ｃ）に示す様に、折りたたまないタイプの携帯電話装置の表示部の上部上面に第１の開口４７および上部側面または上部端面に第２の開口４８を設けることも可能である。この構成によれば、収納時の呼び出しと表示部面側における音の放射を１つの変換器で行なえて、携帯電話装置の小形化を図れる。さらに、図７（ａ）、（ｂ）の展開例と同様に第１の開口からの出力と第２の開口からの出力を同相としたことによる出力音圧の向上が図れるものである。なお、折りたたまないタイプの携帯電話装置においては、操作部の下部上面に第１の開口および下部側面または下部端面に第２の開口を設けても同様の効果が得られる。
図８は折りたたみ式携帯電話装置の操作部４２の下部に第１の開口４９および操作部４２の下部端面に第２の開口５０を設けたものである。収納時には第１の開口４９は表示部４１によって塞がれて第２の開口５０からの呼出音の音圧の向上が図れる。さらに、使用時には第２の開口５０からの出力も表示部４１側に回り込んで、見かけ上、第１の開口４９からの放射音の出力音圧を向上させたと同様の効果が得られる。
また、図９（ａ）、（ｂ）は操作部４２の上部上面に第１の開口５１を設け、操作部４２の上部側面に第２の開口５２を設けた折りたたみ式携帯電話装置である。収納時には第１の開口５１は表示部４１によって塞がれて、第２の開口５２からの呼出音の出力音圧の向上が図れるものである。
なお、使用時において放射される音は同相であるので第２の開口５２からの出力も操作部１２側に回り込んで、見かけ上、第１の放音口２１からの出力音圧を向上させたと同様の効果が得られる。
図１０は表示部４１における音圧／周波数特性図であり、曲線Ｘは図５（ａ）の携帯電話装置の使用時におけるものである。第２の開口４４は操作部４２の端面によって塞がれた状態のものである。曲線Ｙは図７（ａ）の携帯電話装置のものであり、曲線Ｚは従来の携帯電話装置のものである。
この図１０から明らかな如く、開口を表示部側に有し、使用時には側面の放音口を閉じるものがもっとも音圧出力が高く、次いで側面の放音口からの出力が表示部側に回り込むものが従来のものより優れている事が確認された。
以上のようにフレームに設けた複数の音響管を形成し、振動板の同じ側に設けられた複数の音響管を設けた変換器を使用することで、携帯電話装置の出力音圧の向上や機器の小形化が可能となる。
なお、上記実施の形態１から３の説明において、音響管、開口の数がそれぞれ２つの場合を例に説明した。しかし、音響特性その他の要求特性に応じて音響管および端末装置の開口の数を３つ以上にして、例えば操作面と両側面に同時に音を放射するなどの展開も図ることもできる。
更に、上記説明においては、動電型の変換器を例として説明したが、容易に判るように、本発明にかかる変換器は動電型に限ることはなく、圧電型の変換器にも適用できることは当然である。圧電型の変換器としては、圧電セラミックまたは圧電フィルムなどを直接電気信号で駆動して音を発生するものと、圧電セラミックを振動板に結合して音を発生するものとがある。本発明には振動板に圧電フィルムを使用するものまたは、圧電セラミックを振動板に結合したものが特に好適に使用できる。
この様な圧電型の変換器を使用した場合は携帯用通信端末装置の消費電力を少なくする利点がある。
産業上の利用可能性
以上説明したように、本発明の携帯用通信端末装置およびそれに用いられる電気音響変換器は低消費電力、小型でありながら大きな音圧出力を放射することができる。更に、装置の使用に際しては、表示部分と方向が合致した自然な音を発するものであり、産業上の利用価値は大なるものである。
【図面の簡単な説明】
図１（ａ）は、本発明の携帯用通信端末装置の一実施の形態である携帯電話機本体の使用状態の正面面図、図１（ｂ）は同側面半断面図、図１（ｃ）は同背面図、図２は同携帯電話機本体に用いられる変換器の側断面図、図３は変換器の分解斜視図、図４（ａ）は本発明の第２の実施の形態の変換器の側断面図、図４（ｂ）は本発明の第２の実施の形態の変換器の下方向から見た斜視図、図５（ａ）は本発明の第２の実施の形態の携帯電話装置の斜視図、図５（ｂ）は同裏面側斜視図、図５（ｃ）は携帯電話装置の収納状態を説明する正面図、図６（ａ）は本発明の第２の実施の形態の展開例の斜視図、図６（ｂ）は同裏面側斜視図、図７（ａ）は他の展開例の斜視図、図７（ｂ）は同裏面側斜視図、図７（ｃ）は他の展開例の要部側断面図、図８はさらに他の展開例の斜視図、図９（ａ）は他の展開例の斜視図、図９（ｂ）は裏面側斜視図、図１０は同展開例の携帯電話装置の表示部側における音圧周波数特性図、図１１（ａ）は従来の携帯電話機本体の使用状態の正面図、図１１は（ｂ）同側面半断面図、図１１（ｃ）は同背面図、図１２は従来の携帯電話機本体に用いられる従来の変換器の側断面図である。
図面の参照符号の一覧表
１、３３  振動板
２ｂ、３２ａ  フレーム
３、３４  ボイスコイル
４  ターミナル部
５  マグネット
６  トッププレート
７  ヨーク
８、８ｂ  プロテクタ（カバー）
８ａ  音孔
１０ａ、４２  操作部
１０ｂ、４１  表示部
１０ｄ、４３、４５、４７、４９、５１  第１の開口
１０ｅ、４４、４６、４８、５０、５２  第２の開口
１２  携帯電話機本体
１３  電気音響変換器
１３ａ、３２ｂ  第１の音響管
１３ｂ、３２ｃ  第２の音響管
【図１（ａ）】
2003007651.tif 000003
【図１（ｂ）】
2003007651.tif 000004
【図１（ｃ）】
2003007651.tif 000005
【図２】
2003007651.tif 000006
【図３】
2003007651.tif 000007
【図４（ａ）】
2003007651.tif 000008
【図４（ｂ）】
2003007651.tif 000009
【図５（ａ）】
2003007651.tif 000010
【図５（ｂ）】
2003007651.tif 000011
【図５（ｃ）】
2003007651.tif 000012
【図６（ａ）】
2003007651.tif 000013
【図６（ｂ）】
2003007651.tif 000014
【図７（ａ）】
2003007651.tif 000015
【図７（ｂ）】
2003007651.tif 000016
【図７（ｃ）】
2003007651.tif 000017
【図８】
2003007651.tif 000018
【図９（ａ）】
2003007651.tif 000019
【図９（ｂ）】
2003007651.tif 000020
【図１０】
2003007651.tif 000021
【図１１（ａ）】
2003007651.tif 000022
【図１１（ｂ）】
2003007651.tif 000023
【図１１（ｃ）】
2003007651.tif 000024
【図１２】
2003007651.tif 000025
【国際調査報告】
2003007651.tif 000026
2003007651.tif 000027
2003007651.tif 000028
2003007651.tif 000029