JP2003163993A - 音響電気変換装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のスピーカやマイクを備える機器の小型
化、軽量化、低コスト化を図ること。 【解決手段】 本発明は、音響を電気信号、もしくは電
気信号を音響に変換する装置であり、一つの永久磁石２
の一方側に設けられる第１コイル１１と、第１コイル１
１に接続される第１振動板２１と、一つの永久磁石２の
他方側に設けられる第２コイル１２と、第２コイル１２
に接続される第２振動板２２とを備える。また、この音
響電気変換装置を備える電子機器でもある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、音響を電気信号に
変換するマイクもしくは電気信号を音響に変換するスピ
ーカから成る音響電気変換装置およびそれを用いた電子
機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、飛躍的な普及をみせている携帯電
話においては、呼出音や音楽等を発するため大きな出力
を得ることができるスピーカと、一般通話の際に耳にあ
てて受話音を聞き取るための小さな出力を得るスピーカ
とが設けられている。

【０００３】このように出力の異なる２つのスピーカが
設けられている理由は、耳に当てるスピーカから誤って
大音量が発せられると耳に強い刺激を与えてしまうこと
になるため、必要最小限の出力を得る受話用の小さなス
ピーカと、大きな出力を必要とする呼出音用の大きなス
ピーカとを別個に設けて安全性を高めるようにするため
である。

【０００４】また、スピーカと基本構成をともにするマ
イクにおいても、ステレオマイクでは２つのマイクが筐
体に組み込まれて構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに２つのスピーカや２つのマイクなどから構成される
音響電気変換装置においては、同じ基本構成を備えてい
るにもかかわらず一つの電子機器の中に別体で設けられ
ており、軽量化やコスト削減、資源の有効利用の妨げと
なっている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するために成されたものである。すなわち、本発
明は、音響を電気信号に、もしくは電気信号を音響に変
換する装置であり、一つの永久磁石の一方側に設けられ
る第１のコイルと、第１のコイルに接続される第１の振
動板と、一つの永久磁石の他方側に設けられる第２のコ
イルと、第２のコイルに接続される第２の振動板とを備
える。また、この音響電気変換装置を備える電子機器で
もある。

【０００７】本発明では、第１の振動板と第１のコイ
ル、第２の振動板と第２のコイルによって別個の音響電
気変換を行う装置構成において、１つの永久磁石を共有
利用するため、装置の簡素化、軽量化、コスト削減、資
源の有効利用を図ることができるようになる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。なお、本実施形態では、音響電気変
換装置として電気信号を音響に変換するスピーカユニッ
トを例として説明するが、音響を電気信号に変換するマ
イクユニットであっても同様である。

【０００９】図１は、本発明の音響電気変換装置の１つ
であるスピーカユニットの第１実施形態を説明する模式
断面図である。すなわち、このスピーカユニット１は、
一つの永久磁石２の一方側に設けられる第１コイル１１
と、第１コイル１１に接続される第１振動板２１と、一
つの永久磁石２の他方側に設けられる第２コイル１２
と、第２コイル１２に接続される第２振動板２２とを備
えている。

【００１０】つまり、２つのスピーカの構成要素（永久
磁石、コイル、振動板）のうち永久磁石を共用して２つ
のコイルおよび２つの振動板を両側に配置した構成とな
っている。このようなスピーカユニット１において、一
つの永久磁石２を共用し、第１コイルへ音声信号に基づ
く電流を流すことで第１振動板２１が振動して音響を出
力し、第２コイルへ音声信号に基づく電流を流すことで
第２振動板２２が振動して音響を出力できるようにな
る。第１コイル１１および第２コイル１２へは各々異な
る電流を流しても、同じ電流を流してもよい。

【００１１】このように、一つの永久磁石２を共有して
２つのスピーカを構成することにより、２つのスピーカ
を用いる場合の部品軽量化、構成の簡素化およびコスト
ダウンを図ることができるようになる。

【００１２】図２は第２実施形態を説明する模式断面図
である。このスピーカユニット１は、一つの永久磁石２
と、その一方側に配置される第１コイル１１および第１
振動板２１と、他方側に配置される第２コイル１２およ
び第２振動板２２とを備える点で図１に示す第１実施形
態と同様であるが、第１振動板２１と第２振動板２２と
の大きさが異なっている点で相違する。

【００１３】すなわち、図２に示す第２実施形態では、
小音量の出力を行うために第１振動板２１が小さく、大
音量の出力を行うために第２振動板２２が大きく設けら
れている。また、これに伴い、第１コイル１１より第２
コイル１２の方が大きくなっている。

【００１４】このように第１振動板２１と第２振動板２
２との大きさが異なっていることにより、小音量の出力
が必要な信号系統を第１コイル１１に接続し、大音量の
出力が必要な信号系統を第２コイル１２に接続して、小
音量と大音量とを確実に切り分けることができる。

【００１５】また、第１コイル１１に誤って大きな電流
が流れてしまっても、第１振動板２１を小さくしておく
ことで大きな音響が出ないようにすることができ、例え
ば耳元に第１振動板２１を近づけて使用する機器では、
耳への影響を考慮できるようになる。

【００１６】なお、この実施形態においても永久磁石２
を共用しているため、２つのスピーカを備える場合の機
器の小型化、簡素化およびコストダウンを図ることがで
きるようになる。

【００１７】図３は、第３実施形態を説明する模式断面
図である。このスピーカユニット１は、一つの永久磁石
２と、その一方側に配置される第１コイル１１および第
１振動板２１と、他方側に配置される第２コイル１２お
よび第２振動板２２とを備える点で図１に示す第１実施
形態と同様であり、第１振動板２１と第２振動板２２と
の大きさが異なっている点で図２に示す第２実施形態と
同様であるが、共用する永久磁石２が第１コイル１１側
を小さく、第２コイル側１２を大きくしている点で相違
する。

【００１８】図２に示す第２実施形態と同様、図３に示
す第３実施形態でも第１振動板２１より第２振動板２２
を大きく設け、これに応じて第１コイル１１より第２コ
イル１２を大きく設けている。また、図３に示す第３実
施形態では、各コイルの大きさに合わせて永久磁石２の
大きさ（円筒形部分の直径）を設定しており、第１振動
板２１による小音量出力、第２振動板２２による大音量
出力を確実なものにしている。

【００１９】また、この実施形態においても永久磁石２
を共用しているため、２つのスピーカを備える場合の機
器の小型化、簡素化およびコストダウンを図ることがで
きるようになる。

【００２０】なお、上記実施形態では、永久磁石２の大
きさを第１振動板２１側と第２振動板２２側とで変える
ようにしたが、永久磁石２の大きさ、および第１振動板
２１、第２振動板２２の大きさは同じで、第１コイル１
１と第２コイル１２の大きさ（巻線数など）を変えるよ
うにして、各々の出力を変えるようにしてもよい。

【００２１】図４は第４実施形態を説明する模式断面図
である。このスピーカユニット１は、一つの永久磁石２
と、その一方側に配置される第１コイル１１および第１
振動板２１と、他方側に配置される第２コイル１２およ
び第２振動板２２とを備える点で図１に示す第１実施形
態と同様であるが、永久磁石２を境として第１振動板２
１側と第２振動板２２側とを仕切る遮音手段３を備える
点で相違する。

【００２２】なお、図４では第１コイル１１および第１
振動板２１と第２コイル１２および第２振動板２２との
大きさが異なっているが、図１と同様にそれぞれ同じ大
きさであってもよい。

【００２３】第４実施形態のスピーカユニット１に設け
られる遮音手段３は筒状を成しており、略中央に隔壁３
１が設けられている。この隔壁３１を貫通する状態で永
久磁石２が取り付けられており、筒状の一方の開口側に
第１コイル１１および第１振動板２１が設けられ、他方
の開口側に第２コイル１２および第２振動板２２が設け
られている。

【００２４】このような構成から成る第４実施形態のス
ピーカユニット１では、２つのスピーカの各々から発せ
られる音響が他方側へ回り込むことがなくなり、一方の
スピーカから出力される音を聞く際に他方のスピーカか
ら出力される音に影響されずに済むようになる。

【００２５】例えば、第１コイル１１および第１振動板
２１の作動で出力される小音量の音を聞くとき、第２コ
イル１２および第２振動板２２の作動で出力される大音
量の音が発せられても、遮音手段によって第１振動板２
１側へ周り込むことがなく、小音量の音でも第１振動板
２１側から確実に聞くことができるようになる。

【００２６】図５は、本実施形態のスピーカユニットを
用いた電子機器の例を説明する模式図で、（ａ）は外観
図、（ｂ）は断面図である。なお、ここでは電子機器と
して携帯電話１０を例として説明する。

【００２７】携帯電話１０は、筐体１５の表面にダイヤ
ルボタン１６が配置されるとともに状態表示等を行う液
晶ディスプレイ１７が取り付けられている。また、筐体
１５の端部からは伸縮自在にアンテナ１８が取り付けら
れている。例えば、液晶ディスプレイ１７の近傍の筐体
１５表面には、受話用の小型スピーカＳＰ１が設けら
れ、筐体１５裏面には呼出音（着信音）等を出力する大
型スピーカＳＰ２が設けられている。

【００２８】本実施形態の携帯電話１０においては、受
話用の小型スピーカＳＰ１と呼出音等を出力する大型ス
ピーカＳＰ２として、先に説明したスピーカユニット１
を適用している。すなわち、一つの永久磁石２を共用
し、小型スピーカＳＰ１として永久磁石２の一方側に設
けられた第１コイル１１および第１振動板２１で構成
し、大型スピーカＳＰ２として永久磁石２の他方側に設
けられた第２コイル１２および第２振動板２２で構成し
ている。

【００２９】また、スピーカユニット１として、第１振
動板２１から出力される音と第２振動板２２から出力さ
れる音とを仕切る遮音手段３を備えたもの（第４実施形
態参照）を用いている。

【００３０】つまり、筒状の遮音手段３を筐体１５の表
裏にかけて配置し、筐体１５の表面に第１振動板２１等
による小型スピーカＳＰ１を露出させ、筐体１５の裏面
に第２振動板２２等による大型スピーカＳＰ２を露出さ
せる。なお、筒状の遮音手段３は筐体１５と一体成形に
してもよい。

【００３１】ここで、携帯電話１０の内部構成を図６の
ブロック図に基づき説明する。すなわち、携帯電話１０
は、主として、高周波部６１、復変調部６２、ＴＤＭＡ
制御部６３、音声コーディック部６４、メモリ６５、デ
ジタルオーディオデコーダ部６６、ＬＣＤドライバ部６
７、着信メロディ発生部６８、ＣＰＵ７０、マイクＭ、
小型スピーカＳＰ１、大型スピーカＳＰ２、アンテナ１
８から構成される。

【００３２】高周波部６１は、アンテナ１８を介して高
周波信号の送受信を行う。復変調部６２は、高周波部６
１で受信した高周波信号を復調したり、送信する信号を
高周波信号へ変調したりする処理を行う。

【００３３】ＴＤＭＡ制御部６３は、ＴＤＭＡ（Time D
ivision Multiple Access）方式により時分割で周波数
を割り当てる信号多重化の制御を行う。音声コーディッ
ク部６４は、コード化された信号を連続化して音声信号
を生成したり、マイクＭから入力した音声信号をコード
化する部分である。

【００３４】メモリ６５は、音声信号や各種情報、実行
プログラムを一時格納したり、住所録、メール等の保存
を行う記憶部分である。デジタルオーディオデコーダ部
６６は、電子的な呼出音６６を生成する部分である。Ｌ
ＣＤドライバ部６７は、液晶ディスプレイ１７（図４参
照）の表示を制御する部分である。着信メロディ発生部
６８は、呼出音となる着信メロディを生成する部分であ
る。

【００３５】携帯電話１０における小型スピーカＳＰ１
の仕様としては、例えば振動板の直径１５ｍｍ、定格入
力０．０１Ｗ、音圧１１０ｄＢ／ｍＷ、大型スピーカＳ
Ｐ２としては、例えば振動板の直径２０ｍｍ、定格入力
０．２Ｗ、音圧８０ｄＢ／Ｗとなる。

【００３６】このような構成から成る本実施形態の携帯
電話１０においては、受話音を生成する音声コーディッ
ク部６４に小型スピーカＳＰ１が接続され、呼出音を生
成するデジタルオーディオデコーダ部６６および着信メ
ロディ発生部６８に大型スピーカＳＰ２が接続されてい
る。

【００３７】先に説明したように、本実施形態の携帯電
話１０では、小型スピーカＳＰ１と大型スピーカＳＰ２
とで一つの永久磁石２を共有するスピーカユニット１を
用いていることから、携帯電話１０の小型化、簡素化お
よび低コスト化を図ることができる。

【００３８】また、受話音を聞くために直接耳に当てる
スピーカとして小型スピーカＳＰ１を適用し、呼出音の
ために比較的大きな音を出力するスピーカとして大型ス
ピーカＳＰ２を適用しており、さらにこれらの信号系統
を別個にすることで誤って大きな音が小型スピーカＳＰ
１から出力されることを確実に防止できるようになる。

【００３９】また、スピーカユニット１として、第４実
施形態で説明した遮音手段３を備えるものを用いること
で、小さな受話音が大きな呼出音等によって聞こえなく
なることを防止でき、十分な通話性能を確保できるよう
にもなる。

【００４０】図７は、本実施形態のスピーカユニットを
用いた電子機器の他の例を説明する模式図で、（ａ）は
外観図、（ｂ）は断面図である。ここでは、電子機器と
してＰＤＡ（Personal Digital Assistance）から成る
携帯端末１００を例としている。

【００４１】携帯端末１００は小型コンピュータであ
り、筐体１０１の表面に各種情報の出力を行うディスプ
レイ１０１と、各種入力や設定を行うボタンＢが設けら
れている。また、この携帯端末１００には先に説明した
本実施形態のスピーカユニット１が筐体１０１内に組み
込まれている。

【００４２】また、筐体１０１内に組み込まれたスピー
カユニット１としては、第４実施形態で説明した遮音手
段３を備えるものであり、一方のスピーカの音が他方の
スピーカ側へ回り込むのを防いでいる。

【００４３】しかも、スピーカユニット１の第１振動板
２１側は筐体１０１の裏面に露出しているが、第２振動
板２２側は筐体１０１内部に収められている。このた
め、第２振動板２２には筐体１０１の側面まで延出され
る導音管４が取り付けられている。したがって、第１振
動板２１から出力される音は筐体１０１の裏面から直接
発せられ、第２振動板２２から出力される音は導音管４
を伝わり筐体１０１の側面から発せられることになる。

【００４４】このような導音管４を用いることで、スピ
ーカユニット１の配置にかかわらず音の出力位置を設定
することができる。なお、図７に示す例では第２振動板
２２側のみに導音管４を取り付けて音を伝えるようにし
たが、第１振動板２１側にも導音管４を取り付けて音を
伝えるようにしてもよい。例えば、スピーカユニット１
を筐体１０１内部の略中央に配置し、第１振動板２１お
よび第２振動板２２から各々導音管４を介して筐体１０
１の左右（例えば、左右等しい長さ）に音を導くように
してステレオ音を出力させてもよい。

【００４５】また、一方の振動板を音声出力（スピー
カ）、他方の振動板を音声入力（マイク）として利用し
てもよい。例えば、第１振動板２１および第１コイル１
１をマイクとして利用し、第２振動板２２および第２コ
イル１２をスピーカとして利用して導音管４から比較的
大きな音を出力するようにしてもよい。

【００４６】いずれの例においても永久磁石２を共用す
るため、携帯端末１００の小型化、簡素化および低コス
ト化を図ることができるようになる。

【００４７】図８は、本実施形態のスピーカユニットを
用いた電子機器の他の例を説明する模式図である。ここ
では、電子機器としてスティックタイプもしくはカード
タイプの外部付加機器２００を例としている。

【００４８】すなわち、外部付加機器２００は、例えば
携帯端末１００の筐体１０１や携帯電話機、ノート型パ
ーソナルコンピュータなどの筐体に予め設けられた挿入
孔（拡張スロット）に差し込むことで付加機能（通信機
能、インタフェース機能、記録機能等）を実現するもの
である。

【００４９】この外部付加機器２００に本実施形態のス
ピーカユニット１が組み込まれている。例えば、携帯端
末１００に音声出力機能や音声入力機能、もしくは音声
入出力機能を付加したい場合、外部付加機器２００に本
実施形態のスピーカユニット１を組み込んでおくこと
で、これを筐体１０１に差し込むようにする。外部付加
機器２００は小型であるため、本実施形態のように永久
磁石を共用したスピーカユニット１であれば、限られた
スペースで複数のスピーカやマイク、これらの両方を組
み込むことが可能となる。

【００５０】また、通信機能を有する外部付加機器２０
０に本実施形態のスピーカユニット１を組み込むこと
で、その通信機能によって取り込んだ音楽データ等を本
実施形態のスピーカユニット１から出力させることが可
能となる。

【００５１】なお、本実施形態のスピーカユニット１
は、上記説明した電子機器以外にも、携帯無線機、自動
車電話機、家庭用コードレス電話機、一般電話機、拡声
器、ステレオマイク、モニター用スピーカなど各種の機
器に適用可能である。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような効果がある。すなわち、２つの音響電気変換を
行う装置構成で永久磁石を共有利用しているため、これ
を用いる機器の軽量化、簡素化および製造コストの削減
を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態を説明する模式断面図である。

【図２】第２実施形態を説明する模式断面図である。

【図３】第３実施形態を説明する模式断面図である。

【図４】第４実施形態を説明する模式断面図である。

【図５】本実施形態のスピーカユニットを用いた電子機
器の例を説明する模式図である。

【図６】携帯電話の内部構成を説明するブロック図であ
る。

【図７】本実施形態のスピーカユニットを用いた電子機
器の他の例（携帯端末）を説明する模式図である。

【図８】本実施形態のスピーカユニットを用いた電子機
器の他の例（外部付加機器）を説明する模式図である。

【符号の説明】

１…スピーカユニット、２…永久磁石、３…遮音手段、
４…導音管、１０…携帯電話、１１…第１コイル、１２
…第２コイル、１５…筐体、１６…ダイヤルボタン、１
７…液晶ディスプレイ、１８…アンテナ、２１…第１振
動板、２２…第２振動板、１００…携帯端末、２００…
外部付加機器

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｒ 1/30 Ｈ０４Ｒ 9/02 １０２Ｅ ５Ｋ０６７ 7/02 9/04 １０５Ａ 9/02 １０２ 9/10 9/04 １０５ Ｈ０４Ｂ 7/26 Ｑ 9/10 Ｖ Ｆターム(参考） 5D012 BA03 BB03 CA04 DA03 GA04 5D016 AA00 AA01 5D017 AD13 5D018 AE01 5K023 AA07 BB03 BB04 EE00 NN00 5K067 AA42 BB04 EE02 FF25 FF34 KK17

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 音響を電気信号に、もしくは電気信号を
   音響に変換する装置において、 一つの永久磁石の一方側に設けられる第１のコイルと、 前記第１のコイルに接続される第１の振動板と、 前記一つの永久磁石の他方側に設けられる第２のコイル
   と、 前記第２のコイルに接続される第２の振動板とを備える
   ことを特徴とする音響電気変換装置。
2. 【請求項２】 前記第１の振動板の大きさと前記第２の
   振動板大きさとが異なることを特徴とする請求項１記載
   の音響電気変換装置。
3. 【請求項３】 前記一つの永久磁石を境として前記第１
   の振動板側と前記第２の振動板側とを仕切る遮音手段を
   備えていることを特徴とする請求項１記載の音響電気変
   換装置。
4. 【請求項４】 前記第１の振動板、前記第２の振動板の
   一方もしくは両方に導音管が取り付けられていることを
   特徴とする請求項１記載の音響電気変換装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のうちいずれか１項に記載
   の音響電気変換装置を備えることを特徴とする電子機
   器。
6. 【請求項６】 請求項２記載の音響電気変換装置を備え
   ており、 大きい方の振動板から呼出音を出力し、小さい方の振動
   板から受話音を出力することを特徴とする電子機器。
7. 【請求項７】 請求項１〜４のうちいずれか１項に記載
   の音響電気変換装置を備えており、 前記第１の振動板および前記第１のコイルおよび前記一
   つの永久磁石によって音響を電気信号に変換し、 前記第２の振動板および前記第２のコイルおよび前記一
   つの永久磁石によって電気信号を音響に変換することを
   特徴とする電子機器。