JP2008301130A - 通話装置、および通話装置のハウジング接合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ハウジングの気密性を容易に確保できる通話装置、および通話装置のハウジング接合方法を提供する。
【解決手段】外部から伝達された音声情報を出力するスピーカＳＰと、音声を集音して音声信号を出力するマイクロホンＭ１，Ｍ２と、マイクロホンＭ１，Ｍ２からの音声信号を外部へ伝達する音声処理部１０とをハウジングＡ１に設けた通話装置Ａにおいて、ハウジングＡ１は、レーザ光Ｌａを透過させる合成樹脂からなるカバーＡ１１と、レーザ光Ｌａを吸収する合成樹脂からなるボディＡ１０とで構成され、レーザ光ＬａをカバーＡ１１を介してボディＡ１０へ照射して、ボディＡ１０を溶融させることによって、ボディＡ１０とカバーＡ１１とが熱溶着している。
【選択図】図１

Description

本発明は、通話装置、および通話装置のハウジング接合方法に関するものである。

従来、インターホンシステム等で屋内に設置される通話装置があり、他の場所に設置された通話装置からの音声を出力するスピーカや、他の通話装置へ伝達する音声を入力するマイクロホン等をハウジングに備えている。（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−７００８６号公報

通話装置のハウジングは、複数の樹脂成形部材で構成されており、各樹脂成形部材を接着剤によって互いに接合させている。

しかし、接着剤によって樹脂成形部材を接合した場合、完全に気密封止することは難しく、ハウジング内からの音漏れ等によって、スピーカの音圧低下、音質低下が発生し、音話装置としての音響特性が悪化してしまう。また、熱硬化性の接着剤は、塗布した後に硬化炉で熱を加える必要があり、量産時の製造工程では手間がかかってしまう。さらに、接着剤の塗布量を管理する必要があり、塗布量の管理に手間がかかっていた。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、ハウジングの気密性を容易に確保できる通話装置、および通話装置のハウジング接合方法を提供することにある。

請求項１の発明は、外部から伝達された音声情報を出力するスピーカと、音声を集音して音声信号を出力する１乃至複数のマイクロホンと、マイクロホンからの音声信号を外部へ伝達する音声処理部とをハウジングに設けた通話装置において、スピーカは一方面側からハウジング外へ音声情報を出力し、スピーカの他方面側とハウジングの内面とで囲まれた後気室を形成し、ハウジングは、レーザ光を透過させる合成樹脂からなる１乃至複数の第１の樹脂成形部材と、レーザ光を吸収する合成樹脂からなる１乃至複数の第２の樹脂成形部材とで構成され、レーザ光を第１の樹脂成形部材を介して第２の樹脂成形部材へ照射して、第２の樹脂成形部材を溶融させることによって、第１の樹脂成形部材と第２の樹脂成形部材とが熱溶着していることを特徴とする。

この発明によれば、通話装置において、ハウジングの気密性を容易に確保でき、音漏れを抑制できる。

請求項２の発明は、請求項１において、前記ハウジングは、前記第１，第２の樹脂成形部材のうち一方の樹脂成形部材の内面に立設した壁部の端面が他方の樹脂成形部材の内面に前記レーザ光によって熱溶着することで構成された音響管を備えることを特徴とする。

この発明によれば、音響管の音漏れを抑制できる。

請求項３の発明は、請求項１または２において、少なくとも一方がガラスで形成された一対の押え部材間に前記第１，第２の樹脂成形部材を配置し、一対の押え部材を互いに近付く方向に押圧して第１，第２の樹脂成形部材を互いに嵌合して密着させた状態で、ガラス、第１の樹脂成形部材を介して第２の樹脂成形部材へレーザ光を照射して、第２の樹脂成形部材を溶融させることによって、第１の樹脂成形部材と第２の樹脂成形部材とを熱溶着し、前記第１，第２の樹脂成形部材が互いに嵌合している状態では、第１の樹脂成形部材が、ガラスで形成された一方の押え部材側に当接し、第２の樹脂成形部材が、他方の押え部材側に当接することを特徴とする。

この発明によれば、第１，第２の樹脂成形部材を押え部材間で確実に密着させることができる。

請求項４の発明は、複数の樹脂成形部材からなるハウジングに、外部から伝達された音声情報を出力するスピーカと、音声を集音して音声信号を出力する１乃至複数のマイクロホンと、マイクロホンからの音声信号を外部へ伝達する音声処理部とを設けた通話装置のハウジング接合方法において、ハウジングは、レーザ光を透過させる合成樹脂からなる１乃至複数の第１の樹脂成形部材と、レーザ光を吸収する合成樹脂からなる１乃至複数の第２の樹脂成形部材とで構成され、レーザ光照射装置が、第１の樹脂成形部材を介して第２の樹脂成形部材へレーザ光を照射して、第２の樹脂成形部材を溶融させることによって、第１の樹脂成形部材と第２の樹脂成形部材とを熱溶着させることを特徴とする。

この発明によれば、通話装置のハウジング接合方法において、ハウジングの気密性を容易に確保でき、音漏れを抑制できる。

請求項５の発明は、請求項４において、少なくとも一方がガラスで形成された一対の押え部材間に前記第１，第２の樹脂成形部材を配置し、一対の押え部材を互いに近付く方向に押圧して第１，第２の樹脂成形部材を互いに密着させた状態で、前記レーザ光照射装置が、ガラス、第１の樹脂成形部材を介して第２の樹脂成形部材へレーザ光を照射して、第２の樹脂成形部材を溶融させることによって、第１の樹脂成形部材と第２の樹脂成形部材とを熱溶着させることを特徴とする。

この発明によれば、第１，第２の樹脂成形部材の密着性がより高まり、第１，第２の樹脂成形部材を確実に溶着させることができる。

請求項６の発明は、請求項４または５において、前記レーザ光照射装置は、レーザ光を連続して照射することを特徴とする。

この発明によれば、ハウジング外周を連続して溶着することができ、ハウジング内の気密性が高まる。

請求項７の発明は、請求項４乃至６いずれかにおいて、前記ハウジングは、前記第１，第２の樹脂成形部材のうち一方の樹脂成形部材の内面に立設した壁部の端面が他方の樹脂成形部材の内面に前記レーザ光によって熱溶着することで構成される音響管を備え、前記レーザ光照射装置は、前記壁部の端面からハウジングの外周に向かって連続してレーザ光を照射することを特徴とする。

この発明によれば、ハウジングの内側から外側に向かって溶着することによって、歪みの少ない溶着を行うことができ、ハウジング内の気密封止の精度が向上し、音響管の音漏れも抑制できる。

請求項８の発明は、請求項４乃至７いずれかにおいて、前記レーザ光照射装置は、ファイバを介して結像させたレーザ光の照射位置を固定し、前記第１，第２の樹脂成形部材はテーブル上に固定されており、当該テーブルをレーザ光の照射位置に対して移動させることで、第１，第２の樹脂成形部材の所定位置をレーザ光の照射位置に一致させることを特徴とする。

この発明によれば、長時間の稼動であっても、位置ずれなく、確実に精度よくレーサ光を照射することができる。

以上説明したように、本発明では、ハウジングの気密性を容易に確保できるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
本実施形態の通話装置Ａは図１〜図３に示され、音声スイッチＳＷ１を設けた矩形函状の装置本体Ａ２に通話モジュールＭＪを収納して構成される。なお、装置本体Ａ２は、例えば２つの樹脂成形部材を接合して形成され、通話モジュールＭＪを収納した後、各接合部材を嵌合手段または接着剤等によって接合する。

通話モジュールＭＪは、後面に開口を形成した函状のボディＡ１０と、ボディＡ１０の開口に覆設した平面状のカバーＡ１１とでハウジングＡ１を構成し、ハウジングＡ１に、スピーカＳＰ、マイクロホン基板ＭＢ１、音声処理部１０を備える。そして、スピーカＳＰの後述する振動板２３が、装置本体Ａ２の前面に穿設した複数の音孔６０に対向するように配置される。

音声処理部１０は、図３に示すように、通信部１０ａ、音声スイッチ部１０ｂ，１０ｃ、増幅部１０ｄ、信号処理部１０ｅを備えたＩＣで構成され、ハウジングＡ１内に配置される。他の部屋等に設置されている通話装置Ａから情報線Ｌｓを介して送信された音声信号は、通信部１０ａで受信され、音声スイッチ部１０ｂを介して増幅部１０ｄで増幅された後、スピーカＳＰから出力される。また、通話スイッチＳＷ１を操作することで通話可能状態となり、マイクロホン基板ＭＢ１上のマイクロホンＭ１（第１のマイクロホン），マイクロホンＭ２（第２のマイクロホン）から入力された各音声信号は信号処理部１０ｅで後述する信号処理を施された後、音声スイッチ部１０ｃを通過し、通信部１０ａから情報線Ｌｓを介して他の部屋等に設置されている通話装置Ａへ送信される。すなわち、部屋間で双方向の通話が可能なインターホンとして機能するものである。なお、通話装置Ａの電源は、設置場所の近傍に設けたコンセントから供給されるか、あるいは情報線Ｌｓを介して供給されてもよい。

スピーカＳＰは、鉄系材料で形成されて一端を開口した円筒状のヨーク２０を具備し、ヨーク２０は、その開口端から外側に向かって円形の支持体２１が延設されている。ヨーク２０の筒内には円柱型永久磁石２２を配置し、ドーム型の振動板２３の外周側の縁部が支持体２１の縁端面に固定されている。振動板２３の背面には筒状のボビン２４が固定されており、このボビン２４の後端にはボイスコイル２５が設けられている。ボビン２４およびボイスコイル２５は、ボイスコイル２５がヨーク２０の開口端に位置するように設けられており、ヨーク２０の開口端近傍を前後方向に自在に移動する。そして、ボイスコイル２５のポリウレタン銅線に音声信号を入力すると、この音声信号の電流と永久磁石２２の磁界とにより、ボイスコイル２５に電磁力が発生するため、ボビン２４が振動板２３を伴なって前後方向に振動させられる。このとき、振動板２３から音声信号に応じた音が発せられる。

そして、スピーカＳＰの振動板２３が対向するボディＡ１０の前面内側には、リブ１１が形成されており、スピーカＳＰの円形の支持体２１の外周端部から前面側に突出した凸部２１ａの端面をリブ１１に当接させた状態で、振動板２３がボディＡ１０の前面に内側から対向する状態でスピーカＳＰが固定される。

ハウジングＡ１内にスピーカＳＰが固定されると、ハウジングＡ１の前面内側とスピーカＳＰの表面側（振動板２３側）とで囲まれた空間である前気室Ｂｆ、ハウジングＡ１の後面内側および側面内側とスピーカＳＰの裏面側（ヨーク２０側）とで囲まれた空間である後気室Ｂｒが形成される。前気室Ｂｆは、ボディＡ１０の前面に複数設けた音孔１２を介して外部に連通している。後気室Ｂｒは、スピーカＳＰの支持体２１の凸部２１ａとハウジングＡ１の内面のリブ１１とがシーリングによって密着することで、前気室Ｂｆとは絶縁した（連通していない）空間となる。

さらに、ハウジングＡ１は、図１、図４に示すように、スピーカＳＰ裏面の後気室Ｂｒを包囲するボディＡ１０の内壁面に沿って、一端を内壁面から離し、他端を内壁面に連続させた壁部４１が立設されており、この壁部４１の端面５１がカバーＡ１１の裏面に当接することで、この壁部４１とボディＡ１０の内壁面とカバーＡ１１の裏面とで中空の音響管４０が形成され、この音響管４０が小容量の後気室Ｂｒ内に配置されている。音響管４０は、後気室Ｂｒの内壁面に沿って屈曲した矩形の断面形状を有する中空の閉管で、一端を開口し（開口端４０ａ）、他端を閉塞して（閉塞端４０ｂ）形成され、管内は開口端４０ａを介して後気室Ｂｒ内に連通している。音響管とは、閉管の共振周波数（管の全長が略１／４波長の奇数倍に一致する周波数）で入力インピーダンスが極めて小さくなることを利用したもので、共振周波数の音波が入射すると、その反射波は入射波に対して位相が反転した波形となり、入射波と反射波とが互いに打ち消しあうことで、開口端４０ａから外部へ伝播する音波を低減させている。

このような音響管４０は、スピーカＳＰの最低共振周波数を低周波数側に移行させ、さらにはスピーカＳＰの音圧レベルを増加させるために設けられており、音響管４０の全長を、音圧レベルを増大させたい低周波数（本実施形態では７００〜８００Ｈｚ付近）の略１／４波長に設定することで、後気室Ｂｒが小容量であってもスピーカＳＰの音質および効率が向上する。

次に、ハウジングＡ１の構成要素であるボディＡ１０とカバーＡ１１との接合方法について説明する。ボディＡ１０は後面を開口した略直方体の函状に形成され、カバーＡ１１はボディＡ１０の開口に覆設する矩形の平面状に形成される。そして、ボディＡ１０の後面には、その外周を構成する後端面５０および音響管４０を構成する壁部４１の端面５１（図４、図５参照）が形成されており、後端面５０および端面５１がカバーＡ１１の裏面に当接する。

本実施形態において、カバーＡ１１は、レーザ光を透過させる合成樹脂からなる第１の樹脂成形部材であり、ボディＡ１０は、レーザ光を吸収する合成樹脂からなる第２の樹脂成形部材である。レーザ光を透過させるカバーＡ１１は、透明のＰＣ（ポリカーボネート）、または白色のＰＣ−ＡＢＳ＋着色材料からなり、レーザ光を吸収するボディＡ１０は、黒色のＰＣ−ＡＢＳ、または白色のＰＣ−ＡＢＳ＋着色材料からなる。

そして、ボディＡ１０の開口にカバーＡ１１を覆設した状態で、図６に示す冶具１００に固定する。この冶具１００は、平板状のベース部１０１と平板状のガラス部１０２とを互いに対向させ、枠体の位置決め用ブロック１０３内に配置されたボディＡ１０およびカバーＡ１１を、ベース部１０１上に載置する。

ベース部１０１には挿通孔１０１ａが設けられ、ガラス部１０２には挿通孔１０２ａが設けられ、位置決め用ブロック１０３の両面にはねじ孔１０３ａが各々設けられている。そして、ベース部１０１は、挿通孔１０１ａを挿通した押え用ねじ１０５が、位置決め用ブロック１０３の一面に設けたねじ孔１０３ａに螺合することで、位置決め用ブロック１０３の一面に対向して取り付けられる。また、ガラス部１０２は、挿通孔１０２ａを挿通した押え用ねじ１０４が、位置決め用ブロック１０３の他面に設けたねじ孔１０３ａに螺合することで、位置決め用ブロック１０３の他面に対向して取り付けられる。そして、押え用ねじ１０４，１０５を締め付けることで、ベース部１０１とガラス部１０２とが互いに近付く方向に移動する。

そして、ベース部１０１にボディＡ１０の前面を載置し、ガラス部１０２にカバーＡ１１が対向する状態で、押え用ねじ１０４，１０５を締め付けてベース部１０１とガラス部１０２とを互いに近付く方向へ移動させると、カバーＡ１１をボディＡ１０の開口に覆設したハウジングＡ１の高さは位置決め用ブロック１０３の高さより高いため、ハウジングＡ１はベース部１０１−ガラス部１０２間で押圧され、カバーＡ１１がボディＡ１０の開口に密着する。また、図７（ａ）（ｂ）に示すように、ボディＡ１０の後端面５０の外側に段差部５２を設けて、カバーＡ１１の周端が段差部５２に嵌合するように、ボディＡ１０およびカバーＡ１１を形成してもよい。

そして、カバーＡ１１の後面は、ボディＡ１０の後端よりも、ガラス部１０２側に突出し（図７（ｂ）の突出長さｄ１参照）、ボディＡ１０の前面は、カバーＡ１１の前面よりも、ベース部１０１側に突出している。したがって、ガラス部１０２は、ボディＡ１０に当接することなくカバーＡ１１にのみ当接し、ベース部１０１は、カバーＡ１１に当接することなくボディＡ１０にのみ当接しており、ボディＡ１０とカバーＡ１１とを確実に密着させることができる。

このように冶具１００によって固定されたボディＡ１０およびカバーＡ１１は、図８（ａ）に示すように、少なくとも２軸方向に自在に移動可能なＮＣテーブル（数値制御テーブル）のパレットＴＢ上に載置され、ガラス部１０２に対向して固定設置されたレーザ照射装置２００からファイバ２０１を介して結像されたレーザ光Ｌａを照射される。そして、レーザ照射装置２００の照射方向を固定し、パレットＴＢを移動させることで、所望の位置にレーザ光Ｌａを照射する、所謂ファイバ方式を採用している。

一方、図８（ｂ）はガルスキャナ方式と呼ばれるレーザ照射方式であり、レーザ照射装置２００はガルバノスキャナ２１０を介してパレットＴＢ上のボディＡ１０およびカバーＡ１１に対してレーザ光Ｌａを照射する。本方式では、パレットＴＢが固定されており、ガルバノスキャナ２１０を回転運動させて、レーザ光Ｌａの照射方向を可変とすることによって、所望の位置にレーザ光Ｌａを照射する。しかし、ガルバノスキャナ２１０のスキャナ座標の原点がずれたり、長時間稼動による温度の影響を受けて、レーザ光Ｌａの照射位置が変動するという不具合が生じやすいものであった。

本実施形態では、上記ファイバ方式（図８（ａ）参照）を採用しており、長時間の稼動であっても、位置ずれなく、確実に精度よくレーサ光Ｌａを照射することができる。

また、レーザ照射装置２００が出力するレーザ光Ｌａには、一般的に、図９（ａ）に示すＹＶＯ４レーザ／ＹＡＧレーザ、図９（ｂ）に示す半導体レーザ等がある。ＹＶＯ４レーザ／ＹＡＧレーザは、波長が１０６０ｎｍ、スポット径が０．１〜０．２ｍｍで、その分布はガウシアン型となり、半導体レーザは、波長が９４０ｎｍ、スポット径が１．０ｍｍで、その分布はトップハット型となり、本実施形態においていずれのレーザ光を用いても、十分に微細なレーザ透過溶着が可能となる。

そして、レーザ照射装置２００から出力されたレーザ光Ｌａは、ガラス部１０２を透過した後、レーザ光を透過させる合成樹脂からなるカバーＡ１１も透過して、レーザ光を吸収する合成樹脂からなるボディＡ１０に照射される。レーザ光Ｌａを吸収したボディＡ１０は、レーザ光Ｌａの照射領域が発熱して溶融することで、カバーＡ１１に溶着する。

具体的には、図１０に示すように、音響管４０の開口端４０ａから、ボディＡ１０の内側にある壁部４１の端面５１に沿ってレーザ光Ｌａの照射を開始し（照射開始位置Ｓｔａｒｔ）、音響管４０の閉塞端４０ｂに達すると、ボディＡ１０の外周を構成する後端面５０に沿って開口端４０ａまで一筆書きでレーザ光Ｌａを照射する（照射終了位置Ｅｎｄ）。したがって、ボディＡ１０の内側に位置する壁部４１の端面５１がカバーＡ１１の裏面に溶着した後に、ボディＡ１０の外周側に位置する後端面５０がカバーＡ１１の裏面に溶着しており、ハウジングＡ１の内側から外側に向かって溶着することによって、歪みの少ない溶着を行うことができ、ハウジングＡ１内の気密封止の精度が向上し、音響管４０の音漏れも抑制できる。

また、上述の冶具１００によって、ボディＡ１０の後端面５０および壁部４１の端面５１はカバーＡ１１の裏面と互いに密着しており、各部の溶着が確実に行われ、さらに、レーザ照射装置２００は、レーザ光Ｌａを連続して間欠なく照射しており（Continuous Wave）、ボディＡ１０の後端面５０および壁部４１の端面５１は、カバーＡ１１の裏面に隙間なく連続して溶着している。したがって、ハウジングＡ１内の気密性がさらに高まり。音響管４０の音漏れもさらに抑制できる。

このように、後気室Ｂｒは密閉度の高い空間となり、後気室Ｂｒ内の空間を確実に構成できるので、スピーカＳＰの裏面から後気室Ｂｒへ放射される逆位相の音はハウジングＡ１外へ漏れ難くなり、ハウジングＡ１から漏れた逆位相の音が前方に回り込んでスピーカＳＰの表面から放射される正位相の音を打ち消すことによる放射音圧低下を抑制し、前方にいる話者にはスピーカＳＰが発する音声が聞き易いものになる。

また、音響管４０は、カバーＡ１１と壁部４１とが密着して空気漏れが抑えられ、音響管４０内の空間を確実に構成できるので、音響管としての機能が低減することなく、スピーカＳＰの音質および効率を向上させることができる。特に、音響管４０の壁部４１は、ボディＡ１０の後端面５０より内側に位置するので、接着剤で接合した場合は、接合失敗時に修正することが難しい。しかし、本実施形態のように、レーザ透過溶着法を用いることによって、接合失敗時であっても容易に修正することができる。

さらに、本実施形態では、ボディＡ１０の前面側にスピーカＳＰやマイクロホン基板ＭＢを取り付け、ボディＡ１０の後面側に位置する後端面５０および壁部４１の端面５１がレーザ光ＬａによってカバーＡ１１に溶着するので、この溶着面はスピーカＳＰやマイクロホン基板ＭＢから離れている。したがって、万が一、溶着面の不具合が発生した場合でも、スピーカＳＰやマイクロホン基板ＭＢ（マイクロホンＭ１，Ｍ２）に与える音響的な悪影響を最小限に抑えられる。

次に、マイクロホン基板ＭＢ１は、図１１に示すように、両面２ａ，２ｂを有するモジュール基板２を備え、マイクロホンのベアチップＢＣ１とＩＣＫａ１との対、マイクロホンのベアチップＢＣ２とＩＣＫａ２との対をモジュール基板２の一面２ａに各々実装し、ベアチップＢＣ１、ＩＣＫａ１、モジュール基板２上の配線パターン（図示無し）の各間、およびベアチップＢＣ２、ＩＣＫａ２、モジュール基板２上の配線パターン（図示無し）の各間をワイヤＷで各々接続（ワイヤボンティング）した後、ベアチップＢＣ１とＩＣＫａ１の対を覆うようにシールドケースＳＣ１を実装し、ベアチップＢＣ２とＩＣＫａ２の対を覆うように、シールドケースＳＣ２を実装することで、ベアチップＢＣ１、ＩＣＫａ１、シールドケースＳＣ１で構成されるマイクロホンＭ１、ベアチップＢＣ２、ＩＣＫａ２、シールドケースＳＣ２で構成されるマイクロホンＭ２を備えている。

ベアチップＢＣ（ベアチップＢＣ１またはＢＣ２）は、図１２に示すように、シリコン基板１ｂに穿設した孔１ｃを塞ぐようにシリコン基板１ｂの一面側にＳｉ薄膜１ｄが形成され、このＳｉ薄膜１ｄとの間にエアーギャップ１ｅを介して電極１ｆが形成され、さらに音声信号を出力するパッド１ｇが設けられており、コンデンサ型のシリコンマイクロホンを構成している。そして、外部からの音響信号がＳｉ薄膜１ｄを振動させることで、Ｓｉ薄膜１ｄと電極１ｆとの間の静電容量が変化して電荷量が変化し、この電荷量の変化に伴ってパッド１ｇ，１ｇから音響信号に応じた電流が流れる。このベアチップＢＣは、シリコン基板１ｂをモジュール基板２上にダイボンディングし、特にベアチップＢＣ２のＳｉ薄膜１ｄは、モジュール基板２に穿設した音孔Ｆ２に対向している。

そして、マイクロホンＭ１は、音孔Ｆ１を穿設したシールドケースＳＣ１の底面側を集音面とし、マイクロホンＭ２は、音孔Ｆ２を穿設したモジュール基板２への実装面側を集音面として、互いに逆方向となるモジュール基板２の両面方向に集音面を有するものになる。このように構成されたマイクロホン基板ＭＢ１は、モジュール基板２の一面２ａにマイクロホンＭ１，Ｍ２の両方を実装しているので、マイクロホン基板ＭＢ１の厚さを薄くできる。

図１３（ａ）は、マイクロホン基板ＭＢ１を、モジュール基板２の一面２ａ側から見た平面図であり、モジュール基板２は、マイクロホンＭ１を配置する矩形部２ｆと、マイクロホンＭ２を配置する矩形部２ｇと、矩形部２ｆ，２ｇ間を連結する連結部２ｈとで構成され、矩形部２ｇは矩形部２ｆより大きく形成される。そして、矩形部２ｇの縁部に沿って、負電源パッドＰ１，正電源パッドＰ２，出力１パッドＰ３，出力２パッドＰ４が設けられている。

そして、図１３（ｂ）に示すように、負電源パッドＰ１には外部から供給される電源電圧の負側、正電源パッドＰ２には電源電圧の正側が接続されて、モジュール基板２上の配線パターンを介してマイクロホンＭ１，Ｍ２に電源を供給している。また、出力１パッドＰ３からは、マイクロホンＭ１が集音した音声信号がモジュール基板２上の配線パターンを介して出力され、出力２パッドＰ４からは、マイクロホンＭ２が集音した音声信号がモジュール基板２上の配線パターンを介して出力される。なお、出力パッドＰ３，Ｐ４から出力される音声信号のグランドは、負電源パッドＰ１で兼用される。

このように、マイクロホンＭ１，Ｍ２の電源を共通の負電源パッドＰ１、正電源パッドＰ２から供給し、さらにマイクロホンＭ１，Ｍ２の各出力のグランドを負電源パッドＰ１で兼用することで、パッドの数を減らすことができ、構成が簡単になる。

次に、マイクロホン基板ＭＢ１の動作について説明する。

まず、集音した音響信号に応じてベアチップＢＣ１，ＢＣ２から流れる各電流は、ＩＣＫａ１，Ｋａ２によってインピーダンス変換されるとともに電圧信号に変換され、音声信号として出力１パッドＰ３、出力２パッドＰ４から各々出力される。

ＩＣＫａ（ＩＣＫａ１またはＫａ２）は、図１４の回路構成を備えており、電源パッドＰ１，Ｐ２から供給される電源電圧＋Ｖ（例えば５Ｖ）を定電圧Ｖｒ（例えば１２Ｖ）に変換するチップＩＣからなる定電圧回路Ｋｂを備えており、抵抗Ｒ１１とベアチップＢＣとの直列回路に定電圧Ｖｒが印加され、抵抗Ｒ１１とベアチップＢＣとの接続中点はコンデンサＣ１１を介してジャンクション型のＪ−ＦＥＴ素子Ｓ１１のゲート端子に接続される。Ｊ−ＦＥＴ素子Ｓ１１のドレイン端子は動作電源＋Ｖに接続され、ソース端子は抵抗Ｒ１２を介して電源電圧の負側に接続される。ここで、Ｊ−ＦＥＴ素子Ｓ１１は電気インピーダンスの変換用であり、このＪ−ＦＥＴ素子Ｓ１１のソース端子の電圧が音声信号として出力される。なお、ＩＣＫａのインピーダンスの変換回路は、上記構成に限定されるものではなく、例えばオペアンプによるソースフォロワ回路の機能を有する回路であってもよく、または必要に応じてＩＣＫａ内に音声信号の増幅回路を設けてもよい。

そして、マイクロホン基板ＭＢ１は、上記のようにモジュール基板２上の配線パターンを介して信号伝達、給電を行うことで、信号線、給電線を効率よく構成できるとともに、ハウジングＡ１の外面に取付可能となる。本実施形態では、モジュール基板２の一面２ａをハウジングＡ１の前面外側に沿って配置し、マイクロホンＭ１はハウジングＡ１前面の開口１３を挿通して集音面を前気室Ｂｆに向けており、シールドケースＳＣ１の底面に穿設したマイクロホンＭ１の音孔Ｆ１はスピーカＳＰの振動板２３に対向し、音孔Ｆ１を介してスピーカＳＰが発する音声を確実に集音することができる。また、マイクロホンＭ２は、ハウジングＡ１の前面に設けた凹部１４に嵌合し、モジュール基板２に穿設したマイクロホンＭ２の音孔Ｆ２は装置本体Ａ２の前面に穿設した音孔６１に対向するように、スピーカＳＰの出力方向に向かってハウジングＡ１の外部（前方）に面しているので、音孔Ｆ２を介して伝達される、通話装置Ａの前方に位置する話者からの音声を確実に集音することができる。なお、スピーカＳＰの中心から各マイクロホンＭ１，Ｍ２の中心までの距離をそれぞれＸ１，Ｘ２とすると、Ｘ１＜Ｘ２となる。

また、マイクロホンＭ２を収納した凹部１４は後気室Ｂｒと連通していない分離された空間であるので、マイクロホンＭ２はスピーカＳＰの発する音声をさらに集音し難くなり、スピーカＳＰとマイクロホンＭ２との音響結合をさらに低減させている。すなわち、上記構成によって、スピーカＳＰが発する音声と話者の発する音声とをマイクロホンＭ１，Ｍ２で分離して集音しているのである。

また、マイクロホン基板ＭＢ１をハウジングＡ１内に配置すると後気室Ｂｒの空間的な絶縁を維持することが困難であるが、本実施形態のようにマイクロホン基板ＭＢ１をハウジングＡ１の外面に取り付けることで、後気室Ｂｒの空間的な絶縁を維持することができる。

そして、本実施形態では、スピーカＳＰの音声出力をマイクロホンＭ１，Ｍ２が拾うことで発生するハウリングを防止するために、以下の構成を備えている。

まず、音声処理部１０に収納されている信号処理部１０ｅは、図１５に示すように、マイクロホンＭ１の出力を非反転増幅する増幅回路３０と、増幅回路３０の出力から音声帯域（３００〜４０００Ｈｚ）以外の周波数のノイズを除去するバンドパスフィルター３１と、バンドパスフィルター３１の出力を遅延させる遅延回路３２と、マイクロホンＭ２の出力を反転増幅する増幅回路３３と、増幅回路３３の出力から音声帯域（３００〜４０００Ｈｚ）以外の周波数のノイズを除去するバンドパスフィルター３４と、遅延回路３２とバンドパスフィルター３４の各出力を加算する加算回路３５とを備える。

図１６〜図１９は、スピーカからの音声をマイクロホンＭ１，Ｍ２で各々集音した場合における信号処理部１０の各部の音声信号波形を示す。まず、スピーカＳＰの中心から各マイクロホンＭ１，Ｍ２の中心までの距離をそれぞれＸ１，Ｘ２とすると、Ｘ１＜Ｘ２となる。したがって、スピーカＳＰからの音声をマイクロホンＭ１，Ｍ２で拾った場合、スピーカＳＰとマイクロホンＭ１，Ｍ２との距離、およびマイクロホンＭ１，Ｍ２の指向性によってマイクロホンＭ２の出力Ｙ２１のほうがマイクロホンＭ１の出力Ｙ１１よりも振幅が小さく、さらに両マイクロホンＭ１，Ｍ２とスピーカＳＰとの距離の差（Ｘ２−Ｘ１）に相当する音波の遅延時間［Ｔｄ＝（Ｘ２−Ｘ１）／Ｖｓ］（Ｖｓは音速）だけマイクロホンＭ２の出力Ｙ２１の位相が遅れている（図１６（ａ）（ｂ）参照）。

そして、増幅回路３０が出力Ｙ１１を非反転増幅した出力Ｙ１２を生成し、増幅回路３３が出力Ｙ２１を反転増幅して位相を１８０°反転させた出力Ｙ２２を生成する。このとき、両マイクロホンＭ１，Ｍ２とスピーカＳＰとの距離の差（Ｘ２−Ｘ１）に相当するレベル調整を行ない、スピーカＳＰからの音声に対する両マイクロホンＭ１，Ｍ２の出力レベルを一致させる（図１７（ａ）（ｂ）参照）。なお、本実施形態では、増幅回路３０の増幅率は略１としており、増幅回路３０は省略してもよい。

そして、バンドパスフィルター３１，３４は、出力Ｙ１２，Ｙ２２から音声帯域以外の周波数のノイズを除去した出力Ｙ１３，Ｙ２３を生成する（図１８（ａ）（ｂ）参照）。

次に、遅延回路３２は、時間遅延素子またはＣＲ位相遅延回路で構成されており、上記遅延時間ＴｄだけスピーカＳＰに近いほうのマイクロホンＭ１の出力を遅延させることで、遅延回路３２の出力Ｙ１４とバンドパスフィルター３４の出力Ｙ２３との位相を一致させ、伝達する音声信号にのるノイズを低減させる。

そして、出力Ｙ１４に含まれるスピーカＳＰからの音声成分と、出力Ｙ２３に含まれるスピーカＳＰからの音声成分とは、上記増幅処理，遅延処理によって同一振幅、同一位相となり、加算回路３５において出力Ｙ１４とＹ２３とを加算することで、スピーカＳＰからの音声に対応する音声信号が打ち消された出力Ｙａが生成される（図１９（ａ）〜（ｃ）参照）。すなわち、出力Ｙａでは、スピーカＳＰからの音声成分が低減しているのである。

一方、マイクロホンＭ１，Ｍ２前方の話者Ｈが発する音声に対しては、話者Ｈが発する音声に対して高い指向性を有するマイクロホンＭ２の出力Ｙ２１の振幅が、マイクロホンＭ１の出力Ｙ１１の振幅よりも大きくなる。さらに、増幅回路３３の増幅率は増幅回路３０の増幅率より大きいので、出力Ｙ２３に含まれる話者Ｈからの音声成分は、出力Ｙ１４に含まれる話者Ｈからの音声成分よりさらに大きくなる。すなわち、出力Ｙ１４に含まれる話者Ｈからの音声成分と、出力Ｙ２３に含まれる話者Ｈからの音声成分との振幅差は大きくなり、加算回路３５で上記加算処理を施しても、出力Ｙａには、話者Ｈが発する音声に応じた信号が十分な振幅を維持した状態で残る。

以上のようにして加算回路３５の出力ＹａではスピーカＳＰからの音声成分が低減されて、通話装置Ａ前方の話者Ｈからマイクロホン基板ＭＢ１に向って発した音声成分は残っており、出力Ｙａでは、残したい話者Ｈからの音声成分と、低減したいスピーカＳＰからの音声成分との相対的な差が大きくなる。すなわち、話者Ｈからの音声とスピーカＳＰからの音声とが同時に発生している場合でも、話者Ｈからの音声成分は十分な振幅を維持しながらスピーカＳＰからの音声成分のみが低減されるので、スピーカＳＰの音声出力をマイクロホンＭ１，Ｍ２が拾うことで発生するハウリングを防止することができるのである。

そして、上述のようにスピーカＳＰの裏面から後気室Ｂｒへ放射される逆位相の音はハウジングＡ１外へ漏れ難いので、マイクロホンＭ１，Ｍ２はスピーカＳＰの表面から発せられる正位相の音をおもに集音し、ハウジングＡ１から漏れる逆位相のスピーカ音を拾うことなく、上記信号処理部１０ｅによるハウリング防止処理を確実に行うことができる。

さらにマイクロホンＭ２は集音面をハウジングＡ１外部に向けるとともに、スピーカＳＰの出力方向とマイクロホンＭ２の指向性とを略同一方向にするので、スピーカＳＰとマイクロホンＭ２との音響結合は低減し、マイクロホンＭ２はスピーカＳＰの発する音声を集音し難くなって、マイクロホンＭ２をスピーカＳＰの近傍に隣接して配置でき、通話装置Ａの小型化が可能となる。

次に、音声スイッチ部１０ｂは受信した信号の伝送線路上に配置され、音声スイッチ部１０ｃは送信する信号の伝送線路上に配置されており（図３参照）、音声スイッチ部１０ｂ，１０ｃは互いの入力信号のレベルを比較し、入力信号のレベルが小さいほうの音声スイッチ部は、内部に具備した可変損失手段によって伝送線路上に損失量（例えば、４８ｄＢの損失量）を付与する。したがって、受信した信号と送信される信号とのうち、いずれかレベルの小さい信号は減衰し、ハウリングマージンがさらに増加するので（例えば、４８ｄＢの増加）、一層のハウリング防止が図られている。

なお、本実施形態では、情報線Ｌｓを介した有線通信方式を用いて、通話装置Ａ間における音声信号の授受を行っているが、通話装置Ａに周知の無線通信手段を設けることで、無線通信方式による音声信号の授受を行ってもよい。

（実施形態２）
本実施形態の通話装置Ａおよび通話モジュールＭＪの基本構成は実施形態１と同様であるが、図２０、図２１に示すように、通話モジュールＭＪのカバーＡ１１は前面を開口した略直方体の函状に形成され、ボディＡ１０はカバーＡ１１の開口に覆設する矩形の平面状に形成される。そして、カバーＡ１１の前面には、その外周を構成する前端面７０および音響管４０を構成する壁部４１の端面７１が形成されており、前端面７０および端面７１がボディＡ１０の裏面に当接する。

本実施形態において、ボディＡ１０は、レーザ光を透過させる合成樹脂からなる第１の樹脂成形部材であり、カバーＡ１１は、レーザ光を吸収する合成樹脂からなる第２の樹脂成形部材である。

そして、カバーＡ１１の開口にボディＡ１０を覆設した状態で、レーザ光ＬａをボディＡ１０側から出力すると、レーザ光を透過させる合成樹脂からなるボディＡ１０を透過して、レーザ光を吸収する合成樹脂からなるカバーＡ１１に照射される。レーザ光Ｌａを吸収したカバーＡ１１は、レーザ光Ｌａの照射領域が発熱して溶融することで、ボディＡ１０に溶着する。

具体的には、音響管４０の開口端４０ａから、カバーＡ１１の内側にある壁部４１の端面７１に沿ってレーザ光Ｌａの照射を開始し、音響管４０の閉塞端４０ｂに達すると、カバーＡ１１の外周を構成する後端面７０に沿って開口端４０ａまで一筆書きでレーザ光Ｌａを照射する。したがって、カバーＡ１１の内側に位置する壁部４１の端面７１がボディＡ１０の裏面に溶着した後に、カバーＡ１１の外周側に位置する後端面７０がボディＡ１０の裏面に溶着しており、ハウジングＡ１の内側から外側に向かって溶着することによって、歪みの少ない溶着を行うことができ、ハウジングＡ１内の気密封止の精度が向上し、音響管４０の音漏れも抑制できる。

他の構成は実施形態１と同様であり、説明は省略する。

なお、実施形態１，２では、装置本体Ａ２内に通話モジュールＭＪを収納する構成であるが、通話モジュールＭＪのハウジングＡ１を装置本体として用いて、ハウジングＡ１に通話スイッチＳＷ１を設けることで、実施形態１，２に示した別構成の装置本体Ａ２を不要としてもよい。

実施形態１の通話装置の構成を示す側面断面図である。 （ａ）（ｂ）同上の構成を示す斜視図である。 同上の音声処理部の構成を示す回路図である。 同上のハウジングの構成を示す分解斜視図である。 同上のボディの構成を示す平面図である。 （ａ）（ｂ）同上のハウジングを冶具に取り付けた状態を示す図である。 （ａ）（ｂ）同上のボディとカバーの嵌合部を示す図である。 （ａ）（ｂ）同上のレーザ照射方式を示す図である。 同上のレーザ光の種類を示す図である。 同上のレーザ光の照射パターンを示す図である。 同上のマイクロホン基板の構成を示す側面断面図である。 同上のベアチップの構成を示す側面断面図である。 同上のマイクロホン基板の構成を示す（ａ）簡略化した平面図、（ｂ）簡略化した回路図である。 同上のインピーダンス変換回路の回路図である。 同上の信号処理部の回路構成図である。 （ａ）（ｂ）同上の信号処理部の信号波形図である。 （ａ）（ｂ）同上の信号処理部の信号波形図である。 （ａ）（ｂ）同上の信号処理部の信号波形図である。 （ａ）〜（ｃ）同上の信号処理部の信号波形図である。 実施形態２の通話モジュールの構成を示す分解斜視図である。 同上の側面断面の概略を示す斜視図である。

符号の説明

Ａ 通話装置
ＭＪ 通話モジュール
Ａ１ ハウジング
Ａ１０ ボディ
Ａ１１ カバー
ＳＰ スピーカ
Ｍ１，Ｍ２ マイクロホン
１０ 音声処理部
Ｌａ レーザ光

Claims (8)

1. 外部から伝達された音声情報を出力するスピーカと、音声を集音して音声信号を出力する１乃至複数のマイクロホンと、マイクロホンからの音声信号を外部へ伝達する音声処理部とをハウジングに設けた通話装置において、
   スピーカは一方面側からハウジング外へ音声情報を出力し、スピーカの他方面側とハウジングの内面とで囲まれた後気室を形成し、
   ハウジングは、レーザ光を透過させる合成樹脂からなる１乃至複数の第１の樹脂成形部材と、レーザ光を吸収する合成樹脂からなる１乃至複数の第２の樹脂成形部材とで構成され、レーザ光を第１の樹脂成形部材を介して第２の樹脂成形部材へ照射して、第２の樹脂成形部材を溶融させることによって、第１の樹脂成形部材と第２の樹脂成形部材とが熱溶着していることを特徴とする通話装置。
2. 前記ハウジングは、前記第１，第２の樹脂成形部材のうち一方の樹脂成形部材の内面に立設した壁部の端面が他方の樹脂成形部材の内面に前記レーザ光によって熱溶着することで構成された音響管を備えることを特徴とする請求項１記載の通話装置。
3. 少なくとも一方がガラスで形成された一対の押え部材間に前記第１，第２の樹脂成形部材を配置し、一対の押え部材を互いに近付く方向に押圧して第１，第２の樹脂成形部材を互いに嵌合して密着させた状態で、ガラス、第１の樹脂成形部材を介して第２の樹脂成形部材へレーザ光を照射して、第２の樹脂成形部材を溶融させることによって、第１の樹脂成形部材と第２の樹脂成形部材とを熱溶着し、
   前記第１，第２の樹脂成形部材が互いに嵌合している状態では、第１の樹脂成形部材が、ガラスで形成された一方の押え部材に当接し、第２の樹脂成形部材が、他方の押え部材側に当接することを特徴とする請求項１または２記載の通話装置。
4. 複数の樹脂成形部材からなるハウジングに、外部から伝達された音声情報を出力するスピーカと、音声を集音して音声信号を出力する１乃至複数のマイクロホンと、マイクロホンからの音声信号を外部へ伝達する音声処理部とを設けた通話装置のハウジング接合方法において、
   ハウジングは、レーザ光を透過させる合成樹脂からなる１乃至複数の第１の樹脂成形部材と、レーザ光を吸収する合成樹脂からなる１乃至複数の第２の樹脂成形部材とで構成され、
   レーザ光照射装置が、第１の樹脂成形部材を介して第２の樹脂成形部材へレーザ光を照射して、第２の樹脂成形部材を溶融させることによって、第１の樹脂成形部材と第２の樹脂成形部材とを熱溶着させることを特徴とする通話装置のハウジング接合方法。
5. 少なくとも一方がガラスで形成された一対の押え部材間に前記第１，第２の樹脂成形部材を配置し、一対の押え部材を互いに近付く方向に押圧して第１，第２の樹脂成形部材を互いに密着させた状態で、前記レーザ光照射装置が、ガラス、第１の樹脂成形部材を介して第２の樹脂成形部材へレーザ光を照射して、第２の樹脂成形部材を溶融させることによって、第１の樹脂成形部材と第２の樹脂成形部材とを熱溶着させることを特徴とする請求項４記載の通話装置のハウジング接合方法。
6. 前記レーザ光照射装置は、レーザ光を連続して照射することを特徴とする請求項４または５記載の通話装置のハウジング接合方法。
7. 前記ハウジングは、前記第１，第２の樹脂成形部材のうち一方の樹脂成形部材の内面に立設した壁部の端面が他方の樹脂成形部材の内面に前記レーザ光によって熱溶着することで構成される音響管を備え、前記レーザ光照射装置は、前記壁部の端面からハウジングの外周に向かって連続してレーザ光を照射することを特徴とする請求項４乃至６いずれか記載の通話装置のハウジング接合方法。
8. 前記レーザ光照射装置は、ファイバを介して結像させたレーザ光の照射位置を固定し、
   前記第１，第２の樹脂成形部材はテーブル上に固定されており、
   当該テーブルをレーザ光の照射位置に対して移動させることで、第１，第２の樹脂成形部材の所定位置をレーザ光の照射位置に一致させることを特徴とする請求項４乃至７いずれか記載の通話装置のハウジング接合方法。

Images