JP2008154037A - 送話器 - Google Patents

Abstract

【課題】トランスミッション・フレケンシーｆｔを高くしつつ、中域周波数からｆｔ近傍にかけての周波数特性を平坦化できる送話器を実現する。
【解決手段】外部からの音波が音孔を通って前気室空間に導かれ、更に前気室空間内を伝播してマイクロフォンの受音面に到達する送話器において、第２の閉曲線で画される前気室空間側に面した送話口壁部内面の中央部分を閉塞し、中央部分と送話口壁部内面の外郭形状を画する第１の閉曲線と第２の閉曲線の間の領域に複数の音孔の内部開口を位置づけて、各音孔からの音波を前気室空間内の周壁近傍に沿ってマイクロフォンの受音面に到達させて、前気室空間内での音波の衝突で生じる気流の乱れを少なくすることで、高周波領域における音波の減衰を少なして、中域周波数からｆｔ近傍にかけての周波数特性を平坦化する。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば電話機のハンドセット等において使用される送話器に関するものである。

従来のアナログ電話回線は、伝送周波数帯域の上限が３ないし３．４ｋＨｚであるが、ＩＳＤＮのディジタル回線では、伝送周波数帯域の上限が１０ｋＨｚ程度まで広帯域化されている。さらにＩＰ回線では、２０ｋＨｚまでの音声伝送帯域を使用することも可能である。かかる広帯域の回線で通信を行えば、通話品質が向上して音声等を高品質（明瞭）に伝送できるが、通話品質を向上させるためには、更に送話器の広帯域化を実現しなければならない。そこで高音（高周波）領域における感度が優れたエレクトレット型マイクロフォン（以下、「マイクロフォン」と表示することがある）を使用し、且つ図６に示すように、送話器１０に前気室２０を設けてマイクロフォン３０の受音面側に音波を到達させることで広帯域化を図った送話器が開発された（例えば特許文献１及び２）。

ここで前気室２０は、例えば略円柱形状を有し、略円柱形状の一端側の送話口壁部に複数の音孔を設けると共に他端側のマイクロフォン側壁部に内部音孔を設けたものであり、音声（音波）が、音孔から前気室２０に入り更に内部音孔を経てマイクロフォン３０の受音面に達するようになっている。かかる前気室２０によって、音波の高音（高周波）領域が強調されて、送話器１０を広帯域化することができるが、ここで送話器１０が中域周波数に比べ少ない感度低下で電気信号を出力できる上限周波数（トランスミッション・フレケンシー、以下「ｆｔ」と表示することがある）は、（１）式に示すように、音孔の数ｎの平方根に比例し、且つ前気室２０の容積ｃの平方根に反比例することが知られている。
ｆｔ＝ｋｔ（ｎ／ｃ）^１／２・・・・（１）式
従って、図７の破線の周波数特性を有する送話器において、図６に示すように、送話口壁部に配置し得る限りの音孔を設けてやれば（音孔の数ｎを増やせば）、図７の実線のようにｆｔが、例えば約５ｋＨｚから約１０ｋＨｚ程度まで高くなって送話器の広帯域化ができる。
特開平４−３２２５４３号公報 特開平１１−８８４８４号公報

しかしながら、音孔の数ｎを増やしてｆｔを例えば１０ｋＨｚ程度に高くしても、上記ｆｔ近傍におけるマイクロフォン出力電圧は中域周波数における出力電圧よりも低下してしまう（周波数特性が右肩下がりになってしまう）。そこで本発明は、ｆｔを高くしつつ、中域周波数からｆｔ近傍にかけて周波数特性を平坦化する（周波数特性の右肩下がりをなくす若しくは少なくする）ことができる送話器の実現を課題とする。

上記課題を解決するために本発明に係る送話器（請求項１）は、前気室及びマイクロフォンを有し、前気室は、一端側に送話口壁部を他端側にマイクロフォン側壁部を有し、前気室が有する前気室空間は、送話口壁部とマイクロフォン側壁部と周壁とで画され、送話口壁部に設けられた音孔が該送話器の外部からの音波を前気室空間に導いて、マイクロフォン側壁部に位置づけられたマイクロフォンに音波が到達する送話器において、音孔は、前気室空間側に面した送話口壁部内面上に複数の内部開口を有している。そして、いずれの内部開口も、送話口壁部内面の外郭形状を画する第１の閉曲線と、第１の閉曲線の内側において第１の閉曲線と相似形で且つ第１の閉曲線の２分の１の長さを有する第２の閉曲線との間に位置している。ここで第１の閉曲線と第２の閉曲線とは同一位置に重心点を有して、前気室空間側に面した送話口壁部内面の中央部分を画する。従って上記構成を有する送話器は、送話口壁部内面の４分の１を占める中央部分が閉塞されるとともに、中央部分以外の外側の部分に音孔が配列されて、中央部分と第１の閉曲線との間の領域に位置づけられた音孔を通し、外部の音波を前気室空間に導くように構成されている。

従って各音孔からの音波は、前気室空間内を周壁近傍に沿ってマイクロフォンの受音面に到達するから、前気室空間内での音波の衝突で生じる気流の乱れが少なくなる。上記構成を有する送話器は、こうして気流の乱れを少なくして、高周波領域における音波の減衰を少なくできるから、中域周波数からｆｔ（例えば１０ｋＨｚ）近傍にかけての周波数特性を平坦化できるのである。

請求項２に記載の送話器は、前気室空間が円柱形状若しくは直方体形状をなし、第１の閉曲線と前記第２の閉曲線の重心点が前気室空間の中心軸上に位置する送話器である。該送話器では、各音孔からマイクロフォンの受音面までの伝播経路の対称性が更によくなるから（前気室空間が円柱形状のときには、伝播経路の対称性が最もよくなるから）、前気室空間内おける音波の衝突と高周波領域における音波の減衰を更に少なくできる。かくして該送話器は、中域周波数からｆｔ（例えば１０ｋＨｚ）近傍にかけての周波数特性を更に平坦化できるのである。

以上のとおり、本発明にかかる送話器は、前気室空間内おける音波の衝突と高周波領域の減衰を少なくして、ｆｔを高くしつつ、中域周波数からｆｔ近傍にかけての周波数特性を平坦化できるのである。

以下、図面を参照して、本発明にかかる送話器を説明する。

図１ないし図５に基づき、本発明にかかる送話器の一実施例について説明する。図１はハンドセット１の外観例を示すものであり（図１中の２は送話器側端部）、図２は送話器側端部２に含まれる送話器１０の概略断面構成を示す図である。
本発明にかかる送話器１０は、前気室２０及びマイクロフォン３０を有している。前気室２０は、一端側に送話口壁部２１を他端側にマイクロフォン側壁部２２を有している。前気室２０の前気室空間２０ａは、送話口壁部２１とマイクロフォン側壁部２２と周壁２３とで画されている。ここで周壁２３は、外形が円柱形状を有し、一方がハンドセット１の本体１ａから延出した周壁１ｂ内に挿入されて、周壁２３の端部が送話口壁部２１に当接し、周壁２３の他方にはマイクロフォン３０が挿入され保持されている。なおマイクロフォン３０は印刷基板３１に取り付けられ、印刷基板３１を介して図示しない回路に音声信号を伝達する。

上記構成を有する送話器１０では、外部からの音波は、送話口壁部２１に設けられた音孔２１ａを通過して前気室空間２０ａに導かれ、更にマイクロフォン側壁部２２に設けられた内部音孔２２ａからマイクロフォン３０の受音面に導かれる。前気室空間２０ａは、内径が２０ｍｍで、送話口壁部２１とマイクロフォン側壁部２２との距離が１０ｍｍの円柱形状空間であり、送話口壁部２１には、直径２ｍｍの音孔２１ａが２４個設けられている。

図３は、送話口壁部２１を前気室空間２０ａ内部から見たときの送話口壁部内面２１ｃ（円形）を示すものであり、図４は、前気室空間２０ａの断面概略構成図である。図３に示すとおり、送話口壁部内面２１ｃの外郭形状を画する円Ｃ１（第１の閉曲線）と同一位置に中心（重心点）Ａｘを有する円Ｃ（音孔配列円）上には、音孔２１ａの内部開口２１ｂの中心が位置している。そして円Ｃ２（第２の閉曲線）は、円Ｃ及び円Ｃ１と同一位置に中心Ａｘを有して、円Ｃ１の２分の１の長さを有して、送話口壁部内面２１ｃの中央部を画する円である。ここで内部開口２１ｂは、円Ｃ２よりも円Ｃ１に近い位置に位置づけられている。

従って、外部からの音波４０は、図４に示すように、送話口壁部２１の複数の音孔２１ａを通り、前気室内空間２０ａを周壁２３近傍に沿って伝播して、内部音孔２２ａを経てマイクロフォン３０の受音面に到達するから、各音孔２１ａを通った音波４０ａの衝突を少なくすることができる。ここで円Ｃと円Ｃ１とは同一位置に中心Ａｘを有するから（マイクロフォン３０の受音面の中心も中心Ａｘにあるから）、各音孔２１ａからマイクロフォン３０の受音面までの伝播経路の対称性が最もよい。従って前気室空間内２０ａおける音波４０ａの衝突を良好に減少することができ、高周波領域における音波４０ａの減衰を少なくできるのである。

かくして平坦化された送話器１０の周波数特性例を図５で説明する。図５は、横軸が音声の周波数であり、縦軸がマイクロフォン３０の出力電圧相対値（ｄＢ）である。一点鎖線Ｌ１は、前気室空間２０を有して音孔の数ｎを増やして広帯域化したときの従来の送話器（図６）の周波数特性であって、従来例の周波数特性を示す図７の実線の周波数特性に相当するものである（対比のために示す）。実線Ｌ２は、本発明にかかる送話器１０の周波数特性であり、送話器１０は、前述のとおり、高周波領域における音波４０ａの減衰を少なくできるから、中域周波数から１０ｋＨｚ近傍にかけての周波数特性が平坦化されて、例えば１０ｋＨｚ近傍で５ないし６ｄＢ周波数特性が向上し、周波数特性が広域化されるのである。

ここで、円Ｃ１と円Ｃ２との間に位置づけられる複数の音孔を円Ｃ上に配列しなくても（例えば、ランダムに配列しても）各音孔からの音波は、前気室空間内を周壁近傍に沿ってマイクロフォンの受音面に到達するから、前気室空間内での音波の衝突で生じる気流の乱れが少なくできて（高周波領域における音波の減衰を少なくできて）、中域周波数からｆｔ近傍にかけての周波数特性を平坦化できる。もちろん円Ｃ１と円Ｃ２との間において、音孔の配列を複数の円上に配置する、あるいはランダムに配置するなどして、音孔の数を増加すれば、前述（１）式から明らかなようにｆｔを高くすることができるから、中域周波数から高域周波数にかけて周波数特性を更に良好に平坦化できる。

なお発明に係る送話器は、上記実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形し実施できる。例えば、各音孔からの音波が、室空間内を周壁近傍に沿ってマイクロフォンの受音面に到達するものであれば、前気室空間内での音波の衝突で生じる気流の乱れが少なくなって、高周波領域における音波の減衰を少なくできるから、前気室空間の断面形状が、円形（前気室空間が円柱形状）や長方形（前気室空間が直方体形状）でなくても、例えば楕円や卵型等であっても、中域周波数からｆｔ近傍にかけての周波数特性を平坦化できることはいうまでもない。

本発明にかかる送話器を備えたハンドセットの外観例を示すものである。 本発明にかかる送話器を含む送話器側端部の概略断面構成を示す図である。 送話口壁部を前気室空間内部から見た送話口壁部内面図である。 前気室空間の断面概略構成図である。 図２の送話器の周波数特性例を示す特性図である。 従来の、音孔を増やして広帯域化した送話器の概略断面構成を示す図である。 従来の送話器（図６）の周波数特性例を示す特性図である。

符号の説明

１０ 送話器
２０ 前気室
２０ａ 前気室空間
２１ 送話口壁部
２１ｃ 送話口壁部内面
２１ａ 音孔
２１ｂ 音孔の内部開口
２２ マイクロフォン側壁部
２３ 周壁
３０ マイクロフォン
Ａｘ 重心点
Ｃ１ 第１の閉曲線
Ｃ２ 第２の閉曲線

Claims (2)

1. 前気室及びマイクロフォンを有し、
   前記前気室は、一端側に送話口壁部を他端側にマイクロフォン側壁部を有し、
   前記前気室の前気室空間は、前記送話口壁部と前記マイクロフォン側壁部と周壁とで画され、
   前記送話口壁部に設けられた音孔が該送話器の外部からの音波を前記前気室空間に導いて、前記マイクロフォン側壁部に位置づけられた前記マイクロフォンに音波が到達する送話器において、
   前記前気室空間側に面した送話口壁部内面上に複数の前記音孔が内部開口を有し、
   前記の複数の音孔のいずれの内部開口も、前記送話口壁部内面の外郭形状を画する第１の閉曲線と、前記第１の閉曲線の内側において前記第１の閉曲線と相似形で且つ前記第１の閉曲線の２分の１の長さを有する第２の閉曲線との間に位置し、
   前記第１の閉曲線と前記第２の閉曲線とは同一位置に重心点を有することを特徴とする送話器。
2. 前記前気室空間が円柱形状若しくは直方体形状をなし、前記第１の閉曲線と前記第２の閉曲線の重心点が前記前気室空間の中心軸上に位置することを特徴とする請求項１に記載の送話器。

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