JP2008182296A - 携帯端末装置 - Google Patents

Abstract

【課題】受話部と送話部とが筐体内部で音響的に結合して発生する音響エコーを低減することができる携帯端末装置を提供する。
【解決手段】キー側ケース４１にはマイク音孔４１ａが設けられ、サブ基板３０に実装されたマイクロフォン２４はマイク音孔４１ａの下部に対向して配置され、マイクロフォン２４の音孔面とキー側ケース４１との間に隙間ができないよう両面テープなどで貼り付けられ固定されている。サブ基板３０にはコネクタ３１が実装されており、このコネクタ３１に、回路基板に接続されているＦＰＣコネクタ３３が接続されることにより、サブ基板３０が回路基板と電気的に接続されており、また、保持金具４４により固定されている。また、キー側ケース４１には背面側ケース方向に壁４１ｃが設けられ、保持金具４４に設けられた壁と当接されることにより遮音壁を構成しマイク実装部を密閉に近い空間としている。
【選択図】図５

Description

本発明は、携帯端末装置に関し、特に、携帯端末装置での受話音声をその携帯端末装置のマイクで集音して発生する音響エコーを低減することができる携帯端末装置に関する。

携帯電話機等の携帯端末装置において、通話状態時に通話相手の受話音声をマイクが集音してしまい通話相手に通話相手自身が発した音声が聞こえる音響エコーが生じることがある。音響エコーは、受話部と送話部が音響結合して発生するものであるが、音響結合するルートとしてはスピーカから出力された音が筐体外部の空気を伝播するルートと筐体内部を伝播するルートがある。

従来の携帯端末装置の一例である携帯電話機について図７および図８を参照して説明を行う。

図７は、従来の携帯電話機の側断面図であり、図８は、図７に示した従来の携帯電話機の下側筐体を分解した状態を示す側面図である。

図７に示すように、この従来の携帯電話機は上側筐体２と下側筐体３とからなり、この上側筐体２と下側筐体３とをヒンジ部４で回動可能に接続して構成される。

上側筐体２は、ＬＣＤからなる表示部２０、受話用スピーカ２２、着信音やハンズフリー通話時の音声を鳴動するためのスピーカ２３、回路基板、正面側ケースと背面側ケース、受話用スピーカ２２からの音を外部に出すための受話音孔４６ａなどを有する。

また、図８にも示すように、下側筺体３には、入力キー側のキー側ケース４１の裏側にこの携帯電話機の各キーボタン部が形成されているキーシート４０が配置され、キーシート４０の下部には、各種制御回路が実装される回路基板２８が配置される。

回路基板２８には、この携帯電話機を外部装置（たとえば、パーソナルコンピュータ等の情報端末や充電器）と接続するためのＩ／Ｏコネクタ２９が接続される。Ｉ／Ｏコネクタ２９の表面側にはマイクロフォン２４が配置され、キー側ケース４１と背面側ケース４２との間に嵌合固定される。

また、マイクロフォン２４の音孔面側からは、キー側ケース４１に設けられたマイク音孔４１ａを介した使用者の送話音声を集音する。電池１７は、背面側ケース４２と電池カバー４３との間に嵌合固定されることにより、図示しない回路基板に実装された電池端子と接触し携帯電話機１に電源を供給する。

なお、特許文献１に記載の発明では、携帯電話機のマイクロフォンとして指向性マイクロフォンを用いており、このマイクロフォンの指向性のある方向を開口させている。

特開平４−９１５４２号公報

ところで、図７および図８に示した従来の構造では、上側筐体２の受話用スピーカ２２から出力された受話音声が筐体内部を伝達しマイクロフォン２４に伝達するため、受話音量が大きい場合には音響エコーが発生することがある。特に、ハンズフリー通話時においては、出力の大きなスピーカ２３から受話音声が出力されるため、音響エコーが大きく問題となることがある。

このため、近年ではエコーキャンセラやエコーサプレッサなどによる信号処理により音響エコーの低減が図られているが、信号処理による音響エコーの対策では音声が途切れるなどのデメリットもあるため、筐体での受話部と送話部とのアイソレーションの確保が重要となっている。

音響エコーを低減するためには、筐体内部の音の伝播を低減することが必要である。

また、携帯端末装置が通話状態や動画撮影時に操作部を使用者が操作する際や筐体に触れた際に生じる振動がマイクロフォンに伝達することにより発生する、一般にハンドリングノイズと呼ばれるノイズを、低減することも望まれる。

なお、特許文献１に記載の発明では、上述のような音響エコーの対策はされてはいない。

本発明は上記の点にかんがみてなされたもので、受話部と送話部とが筐体内部で音響的に結合して発生する音響エコーを低減することができる携帯端末装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、スピーカとマイクロフォンとを有する携帯端末装置において、前記スピーカと前記マイクロフォンとの間を遮音する遮音手段を設けたことを特徴とする。

本発明の効果は、受話部と送話部とが音響結合して発生する音響エコーを低減することができる点にある。

具体的には、マイクロフォンをサブ基板に実装し、キー側のケースに設置された壁とサブ基板を保持するための保持金具の壁とが当接しヒンジ部側からの音を遮音するように遮音壁を構成した空間にマイクを実装することにより、受話用スピーカからの受話音声やハンズフリー通話時のスピーカからの受話音声が筐体内部を伝わりマイクロフォンへ音響的に伝達しにくい構造となっている。

このため、本発明によれば、音響エコーを低減することができる。

また本発明によれば、電池がキー側ケースに当接するように回路基板とマイクロフォン実装部との間に配置され、キー側ケースの壁と保持金具の壁とで構成された電池収納部の隔壁を兼ねた遮音壁に当接された状態でキー側ケースと電池カバーとの間で嵌合固定されているため、スピーカ鳴動時の振動が質量物である電池により低減され、マイクロフォンに伝達しにくくなり音響エコーが低減される効果もある。

第２の効果は、本発明では、従来の構造と異なりマイクロフォンが回路基板上に実装されておらず、サブ基板に実装された構造となっているため、使用者が通話中や動画撮影中に操作部を操作したり、筐体に触れた際に生じる振動が回路基板を解してマイクロフォンに伝わりにくいため、一般にハンドリングノイズと呼ばれるノイズを低減することができる点にある。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明による携帯電話機の一実施の形態の正面外観図および側面外観図である。

図１のように、この折り畳み構造を有する携帯電話機１は、表示部２０や受話用スピーカ２２などを有する第１の筺体２（以下、上側筐体２という）と、上側筺体２の下端部に設けられたヒンジ部４にて回動可能に連結されたキー操作部およびマイク部、電池等を有する第２の筺体３（以下、下側筐体３という）とから構成された構造となっており、ヒンジ部４にて回動させることにより上側筺体２が下側筺体３に対して開閉されるようになっている。

上側筐体２は、ＬＣＤからなる表示部２０、受話用スピーカ２２、着信音やハンズフリー通話時の音声を鳴動するためのスピーカ２３、回路基板、正面側ケースと背面側ケースなどが設けられて構成される。

下側筺体３は、構成要素として入力キー側のケースと、背面側のケースと、電源ボタンや各種キーボタンを有するキー入力部２１と、表示部２０やスピーカ２２、２３等を駆動する駆動回路や集積回路や無線回路等を有する回路基板と、音声入力手段であるマイクロフォン２４と、イヤホンジャックと、画像やメロディーデータ記録用のメモリーカードを挿入するスロットと、電池等を有して構成される。

図２は、図１に示した携帯電話機１の内部構成を示すブロック図である。

図２に示すように、携帯電話機１は、電波の送受信を行うアンテナ５と、制御部１０と、記憶部１１と、無線通信部１２と、操作部２１と、表示部２０と、受話音声鳴動用の受話用スピーカ２２と、着信音やメロディー出力用のスピーカ２３と、音声入力用のマイクロフォン２４と、音声コーデック１３と、音声コーデック１３からのデジタル出力をアナログ信号変換するＤＡＣ１４（Ｄ／Ａコンバータ）と、マイクロフォン２４からのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤＣ１５（Ａ／Ｄコンバータ）と、電池１７と、電池１７に接続され各構成要素に電源を供給するための電源回路１６とを備えている。

制御部１０は、たとえばＣＰＵ（中央処理装置）と、図示しない各種の周辺回路とで構成され、携帯電話機１が備える各部の制御を行う機能を有する。

記憶部１１は、たとえばＲＡＭ等の記憶媒体によって構成され、制御部１０が実行する制御プログラム等の各種のデータが格納される。

無線通信部１２は、所定の通信プロトコルに従って信号の変復調を行う機能を有し、アンテナ５を介して受信した無線信号を復調する処理を行う。また、無線通信部１２は、制御部１０から出力された信号を変調し、アンテナ５を介して無線信号を送信する処理を行う。

操作部２１は、たとえば、電話番号の入力等を行うためのキーボタンによって構成され、ユーザの操作に応じた入力信号を制御部１０に出力する機能を有する。

表示部２０は、たとえばＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶表示装置）によって構成され、携帯電話機１の折り畳み時に筐体の内側となる位置に配設される。表示部２０には、たとえば待ち受け画面や機能設定画面、カメラで撮影した画像等が表示される。

着信音や着信メロディーおよびハンズフリー通話時の受話音声はスピーカ２３から鳴動され、通話時の音声信号は受話用スピーカ２２から出力される。

次に図３を参照して下側筺体３の構成について説明する。

図３は、図１に示した携帯電話機１の下側筐体３を分解した状態を示す側面図である。

図３に示すように、下側筺体３において、入力キー側のキー側ケース４１の表側には、携帯電話機１の各キーボタン部が形成されているキーシート４０ｂが図示しない両面テープで接着され固定される。キーシート４０ｂからの出力信号は図示しないフレキシブル基板を介して回路基板３２に入力される。

また、キー側ケース４１の内側には、各種制御回路が実装される回路基板３２と、マイクロフォン２４が実装されるサブ基板３０と、サブ基板３０を固定するための保持金具４４と、保持金具４４をキー側ケース４１に固定するためのビス４５と、電池１７と、回路基板３２とサブ基板３０とを電気的に接続するためのＦＰＣコネクタ３３とが配置され、キー側ケース４１と背面側ケース４２とによって上下両方から保持されて下側筺体３に格納される。

また、電池１７のケースとして電池カバー４３が背面側ケース４２と嵌合固定される。

回路基板３２には、ＬＳＩなどが実装され所定の回路が形成され、各機能を実現している。本実施の形態では、回路基板３２は、ＦＰＣコネクタ３３がサブ基板３０に実装されたコネクタ３１と接続されることにより、マイクロフォン２４が実装されたサブ基板３０と電気的に接続され、マイクロフォン２４から出力された音声信号が入力される。

マイクロフォン２４は、音声通話時の音声信号を取得（入力）するために用いられ、音声信号を電気信号に変換する働きをする。なお、本実施の形態では、マイクロフォン２４は近年見られるようになった表面実装タイプのシリコンマイクロフォンとするが、表面実装が可能なマイクであれば、その他のいかなる駆動方式を用いたマイクロフォンであってもよい。

次に、下側筐体３の実装時の構造について図４、図５および図６を参照しながら説明を行う。

図４は、本実施の形態の携帯電話機１を、図１における中心線Ａ−Ａ’で切断して示す側断面図であり、図５は、図４中のＣ部を拡大して示す拡大図である。

図４、５に示すように、キー側ケース４１にはマイク音孔４１ａが設けられ、サブ基板３０に実装されたマイクロフォン２４はマイク音孔４１ａの下部に対向して配置され、マイクロフォン２４の音孔面とキー側ケース４１との間に隙間ができないよう両面テープなどで貼り付けられ固定されている。

サブ基板３０にはコネクタ３１が実装されており、このコネクタ３１に、回路基板３２に接続されているＦＰＣコネクタ３３が接続されることにより、サブ基板３０が回路基板３２と電気的に接続されており、また、保持金具４４により固定されている。

また、キー側ケース４１には背面側ケース４２方向に壁４１ｃが設けられ、保持金具４４に設けられた壁と当接されることにより遮音壁を構成しマイク実装部を密閉に近い空間としている。

回路基板３２は、キー側ケース４１と背面側ケース４２との間に嵌合固定されている。

電池１７は、回路基板３２とマイクロフォン２４の実装部との間に配置され、キー側ケース４１と電池カバー４３との間で嵌合固定されている。壁４１ｃと保持金具４４とでなる遮音壁は電池収納部の壁の役割を兼ね、電池１７は、この遮音壁に近接し、回路基板３２とマイクロフォン２４の実装部との間の遮音材としての役割を果たしている。

上側筐体２には、受話用スピーカ２２が表示部２０の上部に実装されている。また、着信音やメロディー、ハンズフリー時の受話音声出力用のスピーカ２３は、表示部２０の背面側に配置されている。

次に、図６を参照しながら携帯電話機１のマイク実装部の構造の説明を行う。

図６は、本実施例の携帯電話機１のマイク実装部の構造を説明するための、マイク実装部の断面を、図１における矢印Ｂの方向からみた側断面図である。

図６に示すように、キー側ケース４１のマイク音孔４１ａの下部には、サブ基板３０に実装されてマイクロフォン２４が配置され、サブ基板３０に実装されたコネクタ３１がＦＰＣコネクタ３３と接続されることによりサブ基板３０が回路基板３２と電気的に接続され、これらが保持金具４４により固定されている。

保持金具４４は２本のビス４５によりキー側ケース４４のボス４１ｄに固定される。

また、キー側ケース４１に背面側ケース４２方向に設けられた壁４１ｃが保持金具４４と当接することにより遮音壁を構成し、マイク実装部が密閉に近い空間になるように構成している。

本発明の動作を交え、本発明について図４から図６を参照してさらに詳しく説明する。

図４は、本実施の形態の携帯電話機１を、図１における中心線Ａ−Ａ’で切断して示す側断面図であり、図５は、図４中のＣ部を拡大して示す拡大図である。

図６は、本実施例の携帯電話機１のマイク実装部の構造を説明するための、マイク実装部の断面を、図１における矢印Ｂの方向からみた側断面図である。

図４に示すように、上側筐体２には、受話用スピーカ２２が表示部２０の上部に実装されている。

また、着信音やメロディー、ハンズフリー時の受話音声出力用のスピーカ２３は、表示部２０の背面側に配置されている。

下側筐体３のキー側ケース４１にはマイク音孔４１ａが設けられ、サブ基板３０に実装されたマイクロフォン２４はマイク音孔４１ａの下部に配置され、マイクロフォン２４の音孔面とキー側ケース４１との間に隙間ができないよう両面テープなどで貼り付けられ固定されている。

サブ基板３０には、コネクタ３１が実装され、回路基板３２に接続されているＦＰＣコネクタ３３が接続されることにより、サブ基板３０と回路基板３２とは電気的に接続され、これらは保持金具４４により固定されている。

本実施の形態では、マイクロフォン２４がサブ基板３０に実装された例であるが、本発明はこれに限られるものではなく、マイクロフォン２４を、回路基板３２に接続されたフレキシブル基板に実装するようにしてもよい。

また、本実施の形態では、図５および図６に示すように、キー側ケース４１には背面側ケース４２方向に壁４１ｃが設けられ、保持金具４４の壁と当接されることにより、電池１７の収納部の壁の役割を兼ねた遮音壁を構成しマイク実装部を密閉に近い空間としている。

回路基板３２は、キー側ケース４１と背面側ケース４２との間に嵌合固定されている。

電池１７は、回路基板３２とマイクロフォン２４実装部との間にキー側ケース４１に当接するように配置され、上述したキー側ケース４１の壁４１ｃと保持金具４４の壁とで構成された遮音壁に当接された状態でキー側ケース４１と電池カバー４３との間で嵌合固定されており、回路基板３２とマイクロフォン２４実装部との間の遮音壁としての役割を果たしている。これにより、スピーカ鳴動時の振動は質量物である電池により低減され、マイクロフォンに伝達しにくくなり音響エコーが低減される。なお、壁４１ｃや保持金具４４の材質は、金属製であってもよいし、樹脂、セラミックなどの絶縁物であってもよい。

携帯電話機１が通話状態になり、音声コーデック１３で復調され、ＤＡＣ１４でデジタル信号からアナログ信号に変換された受話音声が受話用スピーカ２２から筐体受話音孔４６ａより出力される場合、一般的に、受話用スピーカ２２の前面音孔４６ａと反対面側に設けられた制動孔と呼ばれる音孔から筐体受話音孔４６ａからの出力と同程度の音が筐体内部に出力されることとなる。

筐体内部に出力された受話音声は、上側筐体２からヒンジ部４を通り下側筐体３に到達する。図７を参照して説明した従来の携帯電話機では、この筐体内部の受話音声がマイク実装部まで到達し、音響エコーとなる。

これに対して本実施の形態では、マイクロフォン２４をサブ基板３０に実装し、キー側ケース４１に設置された壁４１ｃと保持金具４４とが当接されることで設けられた遮音壁がヒンジ部側からの音を遮音するように構成した空間に、マイクロフォン２４が実装され、さらにキー側ケース４１と電池カバー４３との間に固定された電池１７が遮音物として機能することで、受話用スピーカ２２からの受話音声が筐体内部を伝わりマイクロフォン２４へ音響的に伝達しにくい構造となっているため、音響エコーを低減することを可能にしている。

また、携帯電話機１が通話状態になりハンズフリー通話となった場合においても、スピーカ２３から出力された受話音声が筐体内部を伝達しマイクロフォン２４に伝達することを低減し音響エコーの発生を抑制することができる。

さらに、電池１７が回路基板３２とマイクロフォン２４実装部との間にキー側ケース４１に当接するように配置され、上述したキー側ケース４１の壁４１ｃと保持金具４４の壁とで構成された遮音壁に当接された状態でキー側ケース４１と電池カバー４３との間で嵌合固定されていることにより、スピーカ鳴動時のケースの振動は、質量が大きいため振動の影響を受けにくい電池１７によって低減され、マイクロフォン２３に伝達しにくくなり音響エコーを低減することができる。

続いて、本発明の他の実施の形態について説明する。

上述した実施の形態では、マイクロフォン２３はサブ基板３０に実装されていたが、本発明はこれに限られるものではなく、回路基板に接続されたフレキ基板にマイクロフォンが実装されている場合にも音響エコーを改善することが可能となる。

さらに、上述した実施の形態では、着信音や着信メロディー、ハンズフリー時の受話音声を鳴動するスピーカ２３が上側筐体２に実装されていたが、実装の制約により下側筐体にこの種のスピーカを実装している場合にも、図１に示した実施の形態を適用でき、同様に、音響エコーの改善が可能である。

また、上述した実施の形態は折り畳み構造を有する携帯電話機であったが、発話側（マイク側）と受話側（スピーカ側）とが同一筐体で構成されるストレートタイプの携帯電話機であっても、図１に示した実施の形態を適用でき、同様に、音響エコーの改善が可能である。

また、電池１７が電池収納箇所に緩衝材を介して収納されるようにすれば、この緩衝材を介して遮音壁、ケース、電池カバーと接触することでスピーカ鳴動時のケースの振動を抑圧することができる。

本発明は、マイクロフォンおよび受話用スピーカを搭載する携帯端末装置に関するものであり、携帯電話機に限らず、マイクロフォンおよび受話用スピーカを搭載するあらゆる装置に適用することができ、本発明の活用例としては、たとえばコンピュータ、携帯情報端末装置、小型テレビなどの機器がある。

本発明による携帯電話機の一実施の形態の正面外観図および側面外観図である。 図１に示した携帯電話機１の内部構成を示すブロック図である。 図１に示した携帯電話機１の下側筐体３を分解した状態を示す側面図である。 本実施の形態の携帯電話機１を、図１における中心線Ａ−Ａ’で切断して示す側断面図である。 図４中のＣ部を拡大して示す拡大図である。 本実施例の携帯電話機１のマイク実装部の構造を説明するための、マイク実装部の断面を、図１における矢印Ｂの方向からみた側断面図である。 従来の携帯電話機の側断面図であり、 図７に示した従来の携帯電話機の下側筐体を分解した状態を示す側面図である。

符号の説明

１ 携帯電話機
２ 上側筐体
３ 下側筐体
４ ヒンジ部
１７ 電池
２０ 表示部
２２ 受話用スピーカ
２３ スピーカ
２４ マイクロフォン
２８ 回路基板
２９ Ｉ／Ｏコネクタ
３０ サブ基板
３１コネクタ
３２ 回路基板
３３ ＦＰＣコネクタ
４０ キーシート
４１ キー側ケース
４１ｃ 壁
４１ａ マイク音孔
４２ 背面側ケース
４３ 電池カバー
４４ 保持金具
４５ ビス
４６ａ 受話音孔

Claims (7)

1. スピーカとマイクロフォンとを有する携帯端末装置において、前記スピーカと前記マイクロフォンとの間を遮音する遮音手段を設けたことを特徴とする携帯端末装置。
2. 受話用の第１のスピーカを備える第１の筐体とマイクロフォンと電池を備える第２の筐体とがヒンジ部を軸として回動自在に接続された携帯端末装置において、
   前記マイクロフォンが、フレキシブル基板によって回路基板と電気的に接続されたサブ基板に実装され、
   前記マイクロフォンが、前記サブ基板を固定するための保持金具と前記第２の筐体の前面側ケースに設けられた壁とが当接してなる遮音壁によって形成された空間に実装され、
   前記電池が前記第２の筐体の前記前面側ケースと前記遮音壁とに当接し実装される
   ことを特徴とする携帯端末装置。
3. 前記第１のスピーカを備える第１の筐体に、ハンズフリー通話で用いる第２のスピーカも実装されていることを特徴とする請求項２に記載の携帯端末装置。
4. ハンズフリー通話で用いる第２のスピーカが前記第２の筐体に実装されていることを特徴とする請求項２に記載の携帯端末装置。
5. 受話用スピーカとマイクロフォンと電池とを同一の筐体に備える携帯端末装置において、
   前記マイクロフォンが、フレキシブル基板によって回路基板と電気的に接続されたサブ基板に実装され、
   前記マイクロフォンが、前記サブ基板を固定するための保持金具と前面側ケースに設けられた壁とが当接してなる遮音壁によって形成された空間に実装され、
   前記電池が前記遮音壁に当接し実装される
   ことを特徴とする携帯端末装置。
6. 前記マイクロフォンが回路基板に接続された前記フレキシブル基板に実装されることを特徴とする請求項２ないし５のうちのいずれか１項に記載の携帯端末装置。
7. 前記電池が、電池収納箇所に緩衝材を介して収納され、該緩衝材を介して前記遮音壁、前記ケース、電池カバーと接触することでスピーカ鳴動時のケースの振動を抑圧することを特徴とする請求項２ないし６のうちのいずれか１項に記載の携帯端末装置。

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