JP4337078B2

JP4337078B2 - スピーカ装置

Info

Publication number: JP4337078B2
Application number: JP2001123857A
Authority: JP
Inventors: 望土岐
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2001-04-23
Filing date: 2001-04-23
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2021-04-23
Also published as: US6834744B2; JP2002320291A; GB2376833A; GB0209141D0; GB2376833B; US20020153193A1; CN1383346A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスピーカ装置に係わり、特に小型化が可能なスピーカ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
音楽を鑑賞したり、各種の音声情報を聴取するために、多くの機器にスピーカ装置が使用されている。ここでスピーカ装置とは、音波を直接出力するスピーカとその音波の出力を調整するための付属装置を含めた装置をいう。
【０００３】
スピーカは音声信号によって振動するコーン紙あるいは樹脂製のシート等のシート状部材から音波を発生させるようになっている。シート状部材が振動すると、その前面から音波が出力されると共に背面からこれと逆位相の音波が出力される。これらの音波が聴取者側に到達すると、逆位相の関係に近い波長成分ほど相殺されてその周波数の音圧が低下する。
【０００４】
このような問題を解決するために、従来から２つの手法のいずれかが採用されている。１つの手法では、密閉した箱にスピーカをその前面のみが開放するように組み込んでスピーカ装置を構成することにしている。これにより、スピーカの背後から出力される逆位相の音波を遮蔽することができる。もう１つの手法では、スピーカを比較的広い平板に取り付けてスピーカ装置を構成することにしている。これにより、スピーカの背後から出力される逆位相の音波が前面に回り込む際の音波の経路に距離を持たせることで、低い周波数成分の音波の減衰を防ぐようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前者の手法では、スピーカ装置を構成する筐体を比較的大きくかつ振動しにくい頑丈なものにする必要がある。したがって、部屋等に設置するスピーカ装置には適するものの、携帯用の機器にこのような装置を組み込むことは大きさおよび重量の点で問題がある。
【０００６】
後者の比較的広い平板にスピーカを配置する手法も、そのような広い平板をスピーカ装置に組み込む必要がある。したがって、同様に携帯用等の小型の機器に組み込むことが困難である。
【０００７】
一方、たとえば携帯型電話機やＰＤＡ（Personal Data Assistance：個人向け携帯型情報通信機器）の分野ではインターネット等のネットワークを介して音楽やメロディを受信して再生することが活発に行われるようになってきている。したがって、比較的小型のスピーカ装置であっても高品質の音の再生の要求はますます高いものとなっている。
【０００８】
そこで本発明の目的は、小型化が可能で音質も良いスピーカ装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は低音域の再生に配慮し小型化の可能なスピーカ装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明では、（イ）携帯電話機のケースとしての箱状の６面体を構成する１つの面に、音波を外部に出力するためのケース音孔が所定の位置に設けられると共に、これと異なった面にカード差し込み用のカードスロットと呼ばれる音波を出力する少なくとも１つの開口部を有する筐体と、（ロ）この筐体内部でケース音孔と対向する位置に配置され振動により前面に向けて発生する正相の音波をこのケース音孔から出力する振動板と、（ハ）この振動板をその周囲から振動自在に保持する振動板保持部材と、（ニ）振動板の背面と対向する部位に配置された板状部材と、（ホ）開口部から比較的遠い位置に振動板の発生する逆相の音波を出力する開口部としての少なくとも１つの逆相開口部を有し、この逆相開口部を除いて板状部材と振動板保持部材の間での音波の出力を遮蔽するようにした遮蔽部材とをスピーカ装置が具備する。
【００１１】
また、本発明では、（イ）音波を外部に出力するためのケース音孔が所定の位置に設けられると共に、これと異なった面に音波を出力する少なくとも１つの開口部を有する筐体と、（ロ）全体として円筒形状をし、その一方の端面をなすリング状の領域における前記した円筒形状の円の中心から所定の角度範囲に属する扇形の部位が、その周囲の端面よりも所定長だけ前記した円筒形状の軸方向に突出した突起部を形成し、この突起部の内部には、振動板の振動によって導き出される正相の音波を前記したケース音孔から外部に出力するための音波導出孔が配置されており、前記した円筒形状の他方の端面には前記した筐体のケース音孔と対向する背面と密接する背面シール材が配置されていて、その背面シール材の一部が切り欠かれて逆相開口部を形成し、逆相の音波をこの逆相開口部から前記した開口部を経て外部に出力するように構成したスピーカケースとをスピーカ装置が具備する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
【００２３】
【実施例】
以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
【００２４】
図１は本発明の一実施例におけるスピーカ装置を使用した携帯型電話機を背面側から見たものである。この携帯型電話機１１は、電話機本体ケース１２の背面に音波を外部に出力するための小孔としてケース音孔１３を穿設している。また、電話機本体ケース１２の側面にはメモリカード等の各種カードを挿入するためのカードスロット１４が設けられている。電話機本体ケース１２は図示しないその前面に通話用のスピーカとマイクロフォン用の小孔が設けられている以外には外部に通じる開口部が設けられていない。
【００２５】
電話機本体ケース１２の内部のケース音孔１３の近傍にはスピーカ１５が内蔵されている。このスピーカ１５は、電話機本体ケース１２の前面の前記した通話用のスピーカとは別に設けられたもので、着信音やダウンロードした音楽を周囲に出力する通常のスピーカとしての機能を備えている。したがって、通話用のスピーカの音質はもちろんのことであるが、スピーカ１５の音質は可能な限り高音質であることが好ましい。
【００２６】
ところで、スピーカ１５から出力される音波の大部分はケース音孔１３から出力されるが、その一部は電話機本体ケース１２の内部を伝播し、カードスロット１４からも外部に出力されることになる。本実施例のスピーカ装置はスピーカ１５と電話機本体ケース１２の組み合わされたものからなり、特に低音成分がカードスロット１４から外部に出力されることで音質の向上を図っている。
【００２７】
図２は、図１に示した電話機本体ケースをＡ−Ａ方向に切断したものである。電話機本体ケース１２の内部には、各種の回路部品を実装したプリント基板２１が図示しない固定手段によって所定位置に固定されている。このプリント基板２１におけるケース音孔１３と対向する位置には、スピーカ２２が取り付けられている。スピーカ２２は、内部に振動板２３を収容した上部ケース２４と振動板２３の下部に取り付けられたボイスコイル２５を音信号に応じて図で上下方向に振動させるためのマグネット２６を収容した下部ケース２７から構成されている。
【００２８】
上部ケース２４のケース音孔１３と対向する上面側には振動板２３の振動によってケース音孔１３の方向に発生する正相の音波をケース外に出力するための前面音孔２８が複数開けられており、下面側には振動によって発生する逆相の音波をケース外に出力するための背面音孔２９が複数開けられている。
【００２９】
上部ケース２４の上面とこれに対向する電話機本体ケース１２の内面との間には、上部ケース２４の周囲に沿う形で、前面シール部材３１が取り付けられている。これは前面音孔２８から出力される正相の音波をケース音孔１３の方向にのみ導くシール材である。上部ケース２４の背面とプリント基板２１の間には、同様に逆相の音波の出力される方向を規制するための背面シール部材３２が取り付けられている。ただしこの背面シール部材３２は前面シール部材３１と異なり、その一部が切り欠かれており逆相開口部３４を構成している。背面音孔２９から出力される逆相の音波は背面空気室３５に入った後、逆相開口部３４からケース内部空間３６に送出される。本実施例の背面空気室３５は逆相開口部３４に対してローパスフィルタの役割を果たしている。この結果、可聴域の音波のうち比較的周波数の低い音の部分がこれ以外の周波数成分よりも低い減衰率で逆相開口部３４を通過する。
【００３０】
ケース内部空間３６内には図示しない各種の部品が配置されていると共に、これらの間には音波の通過する空間が存在する。したがって、ケース内部空間３６に送出された音波はこれらの空間を伝播し、逆相開口部３４から比較的離れたカードスロット１４から電話機本体ケース１２の外部に出力されるようになっている。
【００３１】
図３はスピーカの上部ケースを前面（正面）から見たものである。上部ケース２４は図２に示した振動板２３を収容したケース本体部分２４Ａと円板状の蓋２４Ｂによって構成されており、蓋２４Ｂに複数個の前面音孔２８が穿たれている。
【００３２】
図４はスピーカの上部ケースを背面から見たものである。上部ケース２４の背面にはその周囲に背面シール部材３２が取り付けられている。背面シール部材３２は一部切り欠かれており、その部分が逆相開口部３４を構成している。上部ケース２４の背面には複数個の背面音孔２９と図２に示したボイスコイル２５の端子４１、４２が取り付けられている。端子４１、４２には図示しないがリード線の一端がそれぞれ取り付けられており、これらの他端は図２に示したプリント基板２１の図示しない音信号出力端子に接続されるようになっている。
【００３３】
以上のように構成されている本実施例のスピーカ装置では、図４に示した端子４１、４２に音信号が印加されることによってボイスコイル２５が振動し振動板２３を振動させる。これによって発生した正相の音波は上部ケース２４の前面音孔２８から出力され、前面シール部材３１と電話機本体ケース１２の内面および上部ケース２４の上面によって囲まれた前面空気室３７からケース音孔１３を経て外部に送出される。一方、振動板２３の振動によって発生した逆相の音波は、背面空気室３５から逆相開口部３４を経てカードスロット１４から出力されることで、電話機本体ケース１２内で最大限の回り道をして聴取者の耳に到達することになる。
【００３４】
これにより、スピーカの逆相側を比較的広い面積の平板に固定したと同様に音波の正相と逆相の経路差を最大限にとることができる。音波の正相と逆相の経路差がほとんどない場合には、位相が逆の関係にあることに起因して音波の該当する成分がキャンセルされる。本実施例では正相と逆相の経路差が大きいので、特に音波の低域成分のキャンセルが減少する。したがって、音響的なローパスフィルタと共に低域成分が良好に再生されることになる。また、高域成分についてはローパスフィルタによって通過量が減少するので、電話機本体ケース１２の外部における正相と逆相の音波の干渉を減少させることができる。
【００３５】
このように本実施例のスピーカ装置は、携帯型電話機のような小型の装置にスピーカを組み込んで構成しても、逆相開口部３４をカードスロット１４あるいは音の出力される開口部から最も離れた位置に設けたことにより、正相と逆相の音波の干渉を最大限防止することができる。このため、小さな筐体にスピーカを組み込んでも音質を十分向上させることができる。
【００３６】
本発明の変形例
【００３７】
図５は本発明の変形例におけるスピーカケースを前面（正面）から見たものであり、図６はこのケースを側方から見たものである。この変形例のスピーカケース５１は、先の実施例のように振動板を収容した上部ケース２４とマグネットを収容した下部ケース２７に分かれた構造となっておらず、筒状のプラスチック形成体５２によって一体化されている。プラスチック形成体５２の一部は突起して突起部５３を形成している。この突起部５３内には音波導出孔５４が設けられており、図示しない振動板から発せられる正相の音波を導き出すようになっている。音波導出孔５４は、ケース音孔（図１参照）に接続されるようになっている。
【００３８】
プラスチック形成体５２の更に他の一部はスピーカケース５１の中心軸から離れる方向に突出しており端子収納部５５を形成している。端子収納部５５には図示しないボイスコイルに接続された端子５６、５７がモールドされている。更にスピーカケース５１の背面側には背面シール部材５８が取り付けられている。背面シール部材５８は先の実施例の背面シール部材３２と同様にその一部が切り欠かれており、逆相開口部を構成している。
【００３９】
この変形例のスピーカケース５１の背面側には先の実施例と同様に複数の背面音孔（図示せず）が設けられている。また、背面シール部材５８は図示しないプリント基板等の平板上の部材と共に背面空気室（図示せず）を形成している。したがって、逆相の音波はこの背面空気室から逆相開口部を経て筐体内部に出力され、筐体内部から外部に通じる図示しない開口部から外部に出力されることになる。したがって、この変形例でも逆相開口部を筐体の開口部からなるべく離れた位置に配置しておけば、振動板から出力される音波の正相と逆相の干渉を弱めることができる。
【００４０】
なお、実施例では携帯型電話機を用いてスピーカ装置を構成する例について説明したが、ＰＤＡ等の他の比較的小型の筐体を使用して同様に本発明のスピーカ装置を構成することができることは当然である。また、実施例では通話用に用いられる以外のスピーカについて本発明を適用したが、通話用のスピーカにも本発明を同様に適用することができる。
【００４１】
更に実施例ではカードの装着用に用意されたカードスロット１４を開口部として使用する場合を説明したが、ケースにこれ以外に開けられている開口部を本発明に適用することは自由である。したがって、逆位相の音波が出力される開口部は１つの場合もあれば複数の場合もある。開口部が複数存在する場合には、スピーカの振動板の発生する逆相の音波を導き出す逆相開口部がどの位置に配置されるかが問題となる。開口部が１つの場合には、逆相開口部は開口部から最も離れた方向に音波を出力する位置に設けられることが最も好ましいことはすでに説明した。開口部が複数の場合には、開口部のうちの主要なものから最も離れた方向に音波を出力する位置に設けられることになる。複数の開口部から平均して位置的に遠くなる方向に音波を出力するような位置に逆相開口部が設けられることも有効である。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、スピーカの振動板の背面から出力される逆相の音波を、筐体の開口部から比較的遠い筐体内部の位置に出力する逆相開口部を設けることで、音波の正相と逆相の経路差をなるべく大きくするようにし、これにより音波のキャンセル分を減少させたので、筐体が比較的小さくても大きな筐体と同様な音質を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例におけるスピーカ装置を使用した携帯型電話機を背面側から見た斜視図である。
【図２】図１に示した電話機本体ケースをＡ−Ａ方向に切断した断面図である。
【図３】本実施例のスピーカの上部ケースの正面図である。
【図４】本実施例のスピーカの上部ケースの背面図である。
【図５】本発明の変形例におけるスピーカケースの正面図である。
【図６】本発明の変形例におけるスピーカケースの側面図である。
【符号の説明】
１１携帯型電話機
１２電話機本体ケース
１３ケース音孔
１４カードスロット
１５、２２スピーカ
２１プリント基板
２３振動板
２８前面音孔
２９背面音孔
３２、５８背面シール部材
３４逆相開口部
３５背面空気室
３６ケース内部空間
３７前面空気室
５１スピーカケース
５４音波導出孔

Claims

携帯電話機のケースとしての箱状の六面体を構成する１つの面に、音波を外部に出力するためのケース音孔が所定の位置に設けられると共に、これと異なった面にカード差し込み用のカードスロットと呼ばれる音波を出力する少なくとも１つの開口部を有する筐体と、
この筐体内部で前記ケース音孔と対向する位置に配置され振動により前面に向けて発生する正相の音波をこのケース音孔から出力する振動板と、
この振動板をその周囲から振動自在に保持する振動板保持部材と、
前記振動板の背面と対向する部位に配置された板状部材と、
前記開口部から比較的遠い位置に前記振動板の発生する逆相の音波を出力する開口部としての少なくとも１つの逆相開口部を有し、この逆相開口部を除いて板状部材と前記振動板保持部材の間での音波の出力を遮蔽するようにした遮蔽部材
とを具備することを特徴とするスピーカ装置。
前記板状部材と前記振動板保持部材および前記遮蔽部材によって構成される空気室と音波の出口として配置された逆相開口部は音響的なローパスフィルタを構成することを特徴とする請求項１記載のスピーカ装置。
筐体の開口部が１つ存在するとき、前記逆相開口部は筐体の開口部から最も遠い位置に配置されることを特徴とする請求項１記載のスピーカ装置。
筐体の開口部が複数存在するとき、前記逆相開口部は音波の出力される主要な開口部から最も遠い位置に配置されることを特徴とする請求項１記載のスピーカ装置。
筐体の開口部が複数存在するとき、前記逆相開口部はこれらの開口部から平均的に遠い位置に配置されることを特徴とする請求項１記載のスピーカ装置。
音波を外部に出力するためのケース音孔が所定の位置に設けられると共に、これと異なった面に音波を出力する少なくとも１つの開口部を有する筐体と、
全体として円筒形状をし、その一方の端面をなすリング状の領域における前記円筒形状の円の中心から所定の角度範囲に属する扇形の部位が、その周囲の端面よりも所定長だけ前記円筒形状の軸方向に突出した突起部を形成し、この突起部の内部には、振動板の振動によって導き出される正相の音波を前記ケース音孔から外部に出力するための音波導出孔が配置されており、前記円筒形状の他方の端面には前記筐体のケース音孔と対向する背面と密接する背面シール材が配置されていて、その背面シール材の一部が切り欠かれて逆相開口部を形成し、逆相の音波をこの逆相開口部から前記開口部を経て外部に出力するように構成したスピーカケース
とを具備することを特徴とするスピーカ装置。