JP2002540485A - うなり音を減少させるための縦型ブザー／イヤホン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 コイルが移動電話の外部ハンドセット内部に位置するプリント基板に垂直になるようにして、移動電話内における各電動部品が配置される。この方法で電動部品を配置することにより、装置に関係するコイルとプリント回路基板を介して移動電話送信増幅器に供給されるパルス電流の磁界との間の電磁結合を減少させることができる。電磁結合の減少によって、移動電話の音声入力／出力に一般に伴うノイズを抑えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 背景 本発明は、一般に、移動電話に関するものであり、特に、移動電話内部におけ
る電動素子の実装に関するものである。

【０００２】 図１に示すように、従来の移動電話１は、外部ハンドセット３内部に設置され
たプリント回路基板２（ＰＣＢ）上に取り付けた各電子デバイスによって、一般
的に構成されている。ＰＣＢ２上には、基板上部に、アンテナの近傍でＰＣＢ上
に設置された送信電力増幅器５を備えたアンテナ４を設置するのが一般的である
。また、移動電話の上部には、ＰＣＢと平行して、イヤホン６のような電動部品
を設置するのが一般的である。イヤホン、拡声器、マイクロホン、及びブザーは
、電動素子または電動部品として本発明において紹介されているものの一例に過
ぎない。これらの電動部品は、容易に動く膜（不図示）に接している、周囲にコ
イル７が巻きつけられた磁石８で構成される。電気信号をコイルに加えると、膜
が動き、その結果、空気が振動して、可聴音が発生する。

【０００３】 従来のＴＤＭＡ（時分割多元アクセス）を用いた移動電話では、送信器は周期
的にオン・オフを繰り返す。図２に示すように、このように移動電話の送信器を
周期的にスイッチングすると、ＰＣＢ上の導体パターン１１を渡って、バッテリ
ー９から送信電力増幅器１０にパルス電流ｉが流れる。パルス電流の周波数及び
／又は周波数の高調波は、スペクトルの可聴領域に生じるのが一般的である。更
に、図３に示すように、ＰＣＢの導体パターン１１中を流れるパルス電流ｉは、
また、近傍した電動部品のコイル７を貫通する磁界１２を変化させる。電磁気学
の原理としてよく知られた原理によると、この変化する磁界によって、コイル中
に以下のパラメータに比例した電圧が発生する。すなわち、 コイルの巻数Nと、 コイルの面積Aと、 磁界とコイルの平面に対する法線との間の角度のコサインＣｏｓθと、 I／ｒ（ｒはコイルと電流経路との間の距離を表す）と、 ｄI／ｄｔ（Iは導体パターン中の電流を表す）である。

【０００４】 このようにしてコイル中に誘導された電圧により、電流Ｉ_coilがコイルの巻き
線中に流れる。電動デバイス中の磁石から生じた磁界により、Ｆ＝Ｂ_mag×Ｉ_{coi l} ×Ｌ（Ｂ_magは磁石の磁界の強さ、Ｉ_coilは巻き線中を流れる電流、Ｌは巻き線
の長さを表す）の式に従って_、コイルにＦの力が生じる。力Ｆによるコイルの移
動は、コイルに取り付けられた膜も動かし、その結果、しばしば“ハチの羽音状
の”ノイズ（“bumblebee” noise）と呼ばれるうなり音（humming sounds）が
発生する。

【０００５】 従来の移動電話では、電動部品は（図３に示すように）ＰＣＢと平行に設置さ
れており、その結果、ＰＣＢパターン中の電流によって引き起こされる磁界とコ
イルの平面に対する法線との間の角度が最小化される（Ｃｏｓ→最大）。この角
度が最小化されることにより、結果として、コイル中の誘導電圧が最大化され、
目立つ“ハチの羽音状の”うなりノイズが発生する。

【０００６】 移動電話内のうなり音の発生は、移動技術における最近の多数のトレンドによ
り、更に悪化する。トレンドの１つは、より低いバッテリー電圧を移動電話に用
いることである。しかし、より低いバッテリー電圧を用いると、バッテリーと電
力増幅器との間により高い電流レベルが生じ、結果として、更に、電動デバイス
のコイル中により強い磁界とより高い誘導電圧とが生じる。もう１つのトレンド
は、移動電話をより小さなサイズとすることである。このような小さなサイズに
収めるために、部品間の距離が短縮されるにつれて、電動デバイスのコイル中に
、また、より高い電圧が誘起される。

【０００７】 そのうえ、“ハチの羽音状の”ノイズの低減を優先した場合、移動電話の性能
向上に対するこうした要求は不利に働く。音質向上のための要求（ノイズの低減
など）や音声符号化の改善（ダイナミックレンジを拡大することなど）には電磁
結合の減少が必要となり、これは移動電話内に可聴な“ハチの羽音状の”ノイズ
を引き起こす。 概要 上記の望ましい特性及び他の特性は、以下に示す本発明の例示的な実施形態に
よってもたらされる。

【０００８】 本発明の第1の実施形態によれば、電子デバイスが提供される。この例示的な
実施形態の電子デバイスは、回路を有する基板と、コイルを有する１つまたは複
数の電動素子とを備え、前記基板と各々の前記コイルとの間の角度が前記基板を
流れる電流の変動によって該コイルと磁界との間に生じる電磁結合を減少するよ
うに、前記電動素子が前記電子デバイス内部に配置されていることを特徴とする
。

【０００９】 本発明の第２の実施形態によれば、移動電話内のノイズを低減する方法が提供
される。この例示的な実施形態の方法は、移動電話内のノイズを低減する方法で
あって、電動部品を前記移動電話内の回路基板に対して、前記回路基板を流れる
電流に伴う磁界と前記電動部品の各々に関連したコイルとの間の電磁結合が実質
的に最小化されるように設置することを特徴とする。 詳細な説明 本発明の例示的な実施形態に従って、移動ハンドセット内部の電動部品の位置
を変えることによって、電力増幅器への電流経路と電動部品内のコイルとの間の
電磁結合が好適に減少する。これらの電動部品は、それらに付随するコイルがプ
リント回路基板に実質的に垂直になるように合わされて、ハンドセット内部に配
置される。上述のように、誘導電圧は磁界とコイルの平面に対する法線との間の
角度θのコサインに正比例するので、PCBに対して垂直にコイルを置くことによ
って、この角度θが９０度に向かって増加し（Ｃｏｓθ→０）、結果として、誘
導電圧が最小化する。

【００１０】 この手法を実施する例示的な実施形態を図４に示す。この実施形態において、
電動音声入力／出力１３（片方だけが示されている）は、移動電話の側面に配置
されている。図に示すように、導体パターン１１を基準にした電動部品１３のこ
の構成は、パターン１１中のパルス電流に伴う磁界１２とコイル７の平面に対す
る垂線１６との間の角度１５を増加させる。図に示すように、外部ハンドセット
３の側面１４で、PCB2に対して実質的に垂直に配置した電動部品１３を用いるこ
とによって、角度θは90度に近づき、角度θのコサインは０に近づき、その結果
、誘導電圧１７はゼロに近づく。電動部品１３内で発生した“ハチの羽音状の”
ノイズは、結果として、実質的に最小化される。

【００１１】 本発明のもう１つの例示的な実施形態を図５に示す。この実施形態において、
サウンドチューブ１８が追加されていることを除けば、電動部品１３は図４の例
示的な実施形態と実質的に全く同じ方法で設置されている。サウンドチューブ１
８は、垂直に設置された電動部品１３から移動電話の正面１９に向かって音を出
力する。サウンドチューブ１８を用いることによって、従来の移動電話と同様に
、ユーザは移動電話の正面を通して音声の入力／出力が可能となる。サウンドチ
ューブは周知の技術であり、例えば、１９９７年４月２９日に出願されたU.S. P
atent Application No.08/848,189及び１９９７年８月２８日に出願されたU.S.
Patent Application No.08/919,365に記載されている。

【００１２】 図４及び図５における例示的な実施形態の両方に示すように、電動部品の設置
によって、従来はイヤホン及び／又はマイクロホン及び電動部品に確保されてい
た移動電話の正面部分の面積を開放する利点が加わることに注意せよ。これらの
装置の位置を外部ハンドセットの側面に変更することによって、電話の正面部分
において使用できる面積が増大する。この増大した面積は、例えば、移動電話の
正面において、より大きなディスプレイ及び／又は追加ボタン又はより大きなボ
タンなどの用途を目的として使用できる。

【００１３】 従って、本発明の例示的な実施形態によって、外部ハンドセット内部のプリン
ト回路基板に関係する電動部品の位置を変更することにより、移動電話内の“ハ
チの羽音状の”ノイズを好適に低減することができる。本発明の全く新しい構成
は、結果として、移動電話内により低いバッテリー電圧を用いることや移動電話
のサイズの縮小に起因して増大するノイズを抑えることができる。

【００１４】 ここに記載されたいくつかの実施形態は説明のためであって、これらの実施形
態に限定されることを意味するものではない。当事者は説明された実施形態にお
いて修正が加えられてもよいことが分かるであろう。そのような修正は本発明に
記載された請求項の要旨及び範囲によって適用され得ることを意味する。

【図面の簡単な説明】

以下、添付図面と共に以下の詳細な説明を参照することにより本発明の目的と
利点が理解されるであろう。

【図１】 従来の移動電話における物理的な構成を示す図である。

【図２】 移動電話内の送信電力増幅器とバッテリーとの相互接続を示すブロック図である
。

【図３】 ＰＣＢ上の導体パターン中における電流と移動電話中に設置された従来型コイル
との間の電磁結合を示す図である。

【図４】 ＰＣＢ上の導体パターン中の電流と本発明の例示的な実施形態に従って設置され
たコイルとの間の電磁結合を示す図である。

【図５】 本発明の例示的な実施形態に従って取り付けらた電動部品と共に用いられるサウ
ンドチューブを示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子デバイスであって、 回路を有する基板と、 コイルを有する１つまたは複数の電動素子とを備え、 前記基板と各々の前記コイルとの間の角度が前記基板を流れる電流の変動によ
   って該コイルと磁界との間に生じる電磁結合を減少するように、前記電動素子が
   前記電子デバイス内部に配置されていることを特徴とする電子デバイス。
2. 【請求項２】 前記電子デバイスは移動電話であることを特徴とする請求項
   １に記載の電子デバイス。
3. 【請求項３】 前記電流は前記基板上に位置する送信電力増幅器に供給され
   ることを特徴とする請求項１に記載の電子デバイス。
4. 【請求項４】 前記１つまたは複数の電動素子は、イヤホン、拡声器、マイ
   クロホン、及びブザーで構成されるグループから選択されることを特徴とする請
   求項1に記載の電子デバイス。
5. 【請求項５】 前記１つまたは複数の電動素子は前記電子デバイスの側面に
   配置されることを特徴とする請求項１に記載の電子デバイス。
6. 【請求項６】 前記１つまたは複数の電動素子から前記電子デバイス上の音
   声出力へ音を伝えるためにサウンドチューブが用いられていることを特徴とする
   請求項1に記載の電子デバイス。
7. 【請求項７】前記電子デバイス上の音声入力から前記電動素子へ音を伝える
   ためにサウンドチューブが用いられていることを特徴とする請求項１に記載の電
   子デバイス。
8. 【請求項８】 移動電話内のノイズを低減する方法であって、 電動部品を前記移動電話内の回路基板に対して、前記回路基板を流れる電流に
   伴う磁界と前記電動部品の各々に関連したコイルとの間の電磁結合が実質的に最
   小化されるように設置することを特徴とするノイズを低減する方法。
9. 【請求項９】 前記電動部品は、イヤホン、拡声器、マイクロホン、及びブ
   ザーで構成されるグループから選択されることを特徴とする請求項８に記載のノ
   イズを低減する方法。