JP2009524957A

JP2009524957A - 音響コンプライアンス調整装置

Info

Publication number: JP2009524957A
Application number: JP2008551670A
Authority: JP
Inventors: マルクスミメル，; アンデシュエドグレン，
Original assignee: ソニーエリクソンモバイルコミュニケーションズ，エービー
Priority date: 2006-01-27
Filing date: 2006-07-10
Publication date: 2009-07-02
Also published as: EP1974582A1; US7957541B2; CN101336560A; RU2008134887A; US20070177742A1; RU2445747C2; WO2007085305A1; BRPI0621244A2; CN101336560B

Abstract

小型の第１のスピーカの音質を改善するのに適したスピーカ構造を記載する。この構造は空洞を有し、第１のスピーカが空洞に音響的に結合される。第２のスピーカも空洞に音響的に結合され、第１のスピーカ及び第２のスピーカは互いに同相で励振される。第１のスピーカはユーザの耳に保持されるように調整されたイヤホンスピーカであってもよく、第２のスピーカは第１のスピーカより低いコンプライアンスを有する第１のスピーカより大きなリングアラートスピーカであってもよい。双方のスピーカは同一の移動電話に組み込まれる。第２のスピーカを第１のスピーカと同相で励振することにより、第２のスピーカは特に低周波数範囲において、より小型の第１のスピーカの音声再生を補助する。

Description

本発明は、一定条件下で動作する第１のスピーカを含むスピーカ構造に関する。第１のスピーカに音響的に結合された第２のスピーカが第１のスピーカと同相で励振され、これにより第１のスピーカのコンプライアンス (compliance) が調整される。本発明は、特に、スピーカの寸法が小さいほど歪みの問題が大きくなるような場合で、第１のスピーカが小型イヤホンスピーカである場合に、適している。

例えば、移動電話のようなポータブル通信端末は、通常、リモートの相手との音声通信中に音声を提供するためにユーザの耳に保持されるように構成された少なくとも１つのスピーカ又はトランスデューサを備える。従って、本明細書においてイヤホンスピーカと呼ばれるそれらのスピーカは、スピーカの出力面を覆うように保持された場合に外耳により形成される空洞によって定まる音響コンプライアンスと協働するように構成される。ポータブル装置全般、特に移動電話は、小型化の傾向にある。この数十年の間、バッテリ、アンテナ、電子装置の製造を取り巻く技術は急速に進歩し、ポケットサイズの移動電話を提供することが可能になり、その性能は向上し続けている。しかし、ある点において相反する要求が課せられる。すなわち、端末は、可能な限り小型化されると同時に、顧客にとって魅力的なユーザインタフェースを有する必要がある。従って、ディスプレイ技術の進歩は移動電話の設計に大きな影響を与え、今日、全ての大手移動電話メーカは高性能マルチカラーディスプレイを有する端末を提供する。ディスプレイが大型化する一方で、端末全体は小型であることが望まれるので、端末のレイアウトが考慮されなければならない。

移動電話のオーディオインタフェースはマイクロホン及びスピーカを含む。しかし、それらの要素は視覚面での利点はなく、従って、可能な限り小さくなければならない。スピーカの場合、スピーカの径や面積が小さくなるほど音響コンプライアンスは高くなり、音響コンプライアンスの高い膜を有するスピーカは、低コンプライアンスの膜と比較して大きな歪みを発生するため、問題が起こる。

最新の移動電話は、２種類の音響信号、すなわち、通常はそのポータブル通信装置のユーザが通信している相手の音声である電話動作モードにおける低レベル電話型信号と、アラート動作モードにおける高レベルアラート型信号とを発生できなければならない。これら２つのレベルの音響出力信号を発生するために、従来、２つの異なるトランスデューサを使用していた。しかし、アラート信号の、ポリフォニック・リング信号に関する再生に課される要求が増大しており、また、移動電話の小型化の重要性も増してきているため、スピーカが１つだけの移動電話が提供されるようになった。２つのレベルの音響信号を発生するために、同一のトランスデューサは２つの異なる電気信号レベルで励振される。また、電話モードにおいては、移動電話は、通常、ユーザの耳に接した状態で保持されるが、アラートモードにおいては、移動電話は、通常、スピーカが自由空間の中へ音響信号を送出できるように配置される。電話モードとアラートモードでスピーカが面する対象が異なるということは、移動電話は２つの異なる音響インピーダンス状況に直面することを意味する。

国際公開第０１／０３３９０４号として公開された国際出願は、いわゆる「耐漏れ (leak-tolerant) 」システム、すなわち、ユーザの耳とそのユーザの耳に接して保持されるように設計された電話の面との間の空気漏れに対する耐性を有するシステムを実現するために、スピーカを収納する筐体に種々の開口部を導入することにより、そのようなインピーダンス差を最小限に抑える試みを提示する。しかし、この種の方法は、トランスデューサがアラートモードで駆動された場合又はトランスデューサが電話モードで使用された場合のいずれかで歪みを発生する。これは主にインピーダンスの不整合に起因しており、ユーザが電話の性能に及ぼす影響を最小限に抑えようとするこの方法は、アラートモード及び電話モードの双方においてほぼ歪みのない性能を実現するのには不適切である。更に、耐漏れ方法は音響コンプライアンスが低いスピーカの場合は比較的適切に機能するが、スピーカの寸法が小さくなるほど、音響コンプライアンスは増加する。スピーカの正面と背面との間に穴を導入する方法も、膜の音響負荷が大きくなるため、システムの高調波歪みが増加してしまう。
国際公開第０１／０３３９０４号

したがって、小型スピーカ構造の技術には改善の余地がある。特に、本発明の１つの目的は、直径の小さなイヤホンスピーカにおける歪みの問題を解決又は軽減することである。

小型移動電話の小型化にも関連する問題は、移動電話の音響特性の人工的試験に関する。生産段階において、電話の音響特性は通常、人間の耳の音響インピーダンスをシミュレートする任意の種類の人工耳、より適切な用語で言えばカプラを使用して試験される。カプラには、実際の人間の耳と同様に出力開口部を覆う特有のシールが装着される。その後、スピーカは広帯域刺激又は周波数の異なる個別の正弦音を受ける。人工耳カプラの内部に収納されたマイクロホンはシステムの出力を送出する。この出力のフーリエ変換は周波数応答と呼ばれ、手元の仕様書に従って評価される。しかし、小型イヤホンスピーカの出力開口部は、電話の筐体の縁部又はそれにごく近接した位置に配置されることが多い。このような設計の結果、そのようなスピーカの出力開口部は、通常、使用中ユーザの耳に密接に被覆されない。従って、実際のユーザの耳をシミュレートするカプラも同様に、出力開口部の周囲に密接に係合してはならない。そのような構成に伴う問題点は、背景雑音が周波数応答の測定を妨げる可能性があることである。

本明細書において提案される発明は、スピーカの音響コンプライアンスを能動的に調整する機構を含むスピーカ構造を提供するという概念を含む。移動電話などのポータブル装置の場合、この機能は、小さな正面スピーカより直径が大きく且つ音響コンプライアンスが比較的低い二次スピーカを正面スピーカの背面ボリュームに音響的に接続することにより実現される。大きな背面スピーカは、小さな正面スピーカの空洞インピーダンスをより適切に整合することにより、正面スピーカによる低周波数の再生を助長する。スピーカ間の音響的接続は、チャネルを使用する方法、導波管、又は単に２つのスピーカに同一の背面空洞を共有させる方法によって実現される。小さなイヤホンスピーカ及びより大きなリングアラートスピーカという２つのスピーカを装備した移動電話の場合、それら２つのスピーカを音響的に接続し、双方のスピーカを同相で同時に励振することにより、イヤホンスピーカの音質を改善できる。

本発明の一実施形態は、
複数の境界壁により規定される空洞と、
一方の面が空洞に音響的に結合された第１のスピーカと、
一方の面が空洞に音響的に結合された第２のスピーカと、
第１のスピーカ及び第２のスピーカを互いに同相で励振するように接続されたスピーカ信号発生器装置とを具備するスピーカ構造を含む。

一実施形態においては、スピーカ信号発生器装置は、空洞の内部に向かう方向及び空洞の内部から離間する方向に同時に発振するように第１のスピーカ及び第２のスピーカを同相で励振するように構成される。

一実施形態においては、スピーカ信号発生器装置は、第２のスピーカが空洞の内部から離間する方向に発振する場合に第１のスピーカが空洞の内部に向かう方向に発振するように第１のスピーカ及び第２のスピーカを同相で励振するように構成される。

一実施形態においては、スピーカ信号発生器装置は、第１のスピーカを第２のスピーカより高い振幅で励振するように構成される。

一実施形態においては、スピーカ信号発生器装置は信号アッテネータを介して第２のスピーカに接続される。

一実施形態においては、スピーカ信号発生器装置は、第１のスピーカに接続された第１の信号発生器と、第２のスピーカに接続された第２の信号発生器と、第１の信号発生器及び第２の信号発生器に接続された位相同期ユニットとを具備する。

一実施形態においては、第１のスピーカは空洞の内側に配置され、空洞の第１の境界壁に形成された開口部を覆うように装着される。

一実施形態においては、第２のスピーカは空洞の内側に配置され、空洞の第２の境界壁に形成された開口部を覆うように装着される。

一実施形態においては、空洞はその外部に対して密封される。

一実施形態においては、空洞を第１の部分空洞及び第２の部分空洞に分割する仕切り壁が空洞に形成され、圧力伝達部材が仕切り壁に形成される。

一実施形態においては、圧力伝達部材は開口部を具備する。

一実施形態においては、圧力伝達部材は膜を具備する。

一実施形態においては、第２のスピーカは第１のスピーカより低い音響コンプライアンスを有する。

本発明の別の実施形態は、
筐体と、
筐体の内部において複数の境界壁により規定された空洞と、
筐体の内部にあり、第１の出力面が筐体の第１の開口部に結合され、第１の背面が空洞に音響的に結合された第１のスピーカと、
筐体の内部にあり、第２の出力面が筐体の第２の開口部に結合され、第２の背面が空洞に音響的に結合された第２のスピーカと、
第１のスピーカ及び第２のスピーカを互いに同相で励振するように接続されたスピーカ信号発生器装置と
を具備する移動電話を含む。

一実施形態においては、第１のスピーカは、筐体の第１の開口部を覆うように配置されたユーザの耳へ音声を送信することにより電話モードで動作するように構成されたイヤホンスピーカであり、第２のスピーカは、オーディオプレーヤユニットに接続され且つ筐体の第２の開口部を通して自由空間へ音声を送信することによりアラートモード又はオーディオプレーヤモードで動作するように構成され、第２のスピーカは、電話モードにおいて第１のスピーカを補助する。

一実施形態においては、筐体の第１の開口部は移動電話及び第１のスピーカの正面に形成され、筐体の第２の開口部は移動電話の背面に形成され、第１のスピーカ及び第２のスピーカは、それらの背面が互いに向かい合うように配置される。

本発明の別の実施形態は、スピーカ構造の音響品質を測定するための試験リグであって、
筐体と、
筐体の内部にあり、第１の出力面が筐体の開口部に結合され、開口部を覆うように配置されたユーザの耳へ音声を送信するように構成された第１のスピーカと、
を具備する音響装置と、
複数の境界壁により規定された空洞と、
境界壁にあり、筐体の開口部と密封係合する状態で嵌合するような形状に形成された開口部と、
第２の出力面が空洞に音響的に結合された第２のスピーカと、
を具備する人工耳装置と、
第１のスピーカ及び第２のスピーカを互いに同相で励振するように接続されたスピーカ信号発声器装置と
を含む試験リグを含む。

一実施形態においては、人工耳装置は、
カプラと、
アダプタ部材と、
を含み、
このアダプタ部材は、
貫通孔と、
この貫通孔が筐体の開口部を覆う状態で筐体に嵌合するような形状に形成された第１の面と、
カプラにより形成される空洞に対する開口部と嵌合するような形状に形成された第２の面と
を有する。

一実施形態においては、スピーカ信号発生器装置は筐体に含まれる。

本発明は、第１のスピーカが第１のスピーカと同相で励振される第２のスピーカにより音響的に影響を受けるように構成されたスピーカ構造に関する。本発明は、第１のスピーカの物理的寸法が小さく、そのために歪みを増大する傾向にあるようなスピーカ構造に特に適している。前述のように、そのようなスピーカ構造の一例は、小型設計が市場で主に要求される移動電話のスピーカ構造である。この点で、移動電話は、基地局ユニットが携帯電話網における無線局であるか又は例えばＤＥＣＴ局であるかに関わらず、基地局ユニットと通信するように考案されたポータブル電話を含むことを意図する。従って、第１のスピーカが動作中にユーザの耳に保持されるように構成されたイヤホンスピーカである実施形態を参照して、本発明を以下に説明する。更に、用語「具備する（comprising/comprises）」は、本明細書及び添付の請求の範囲において含まれる特徴、要素又はステップを指示するために使用される場合、明示して挙げられている特徴、要素又はステップ以外の特徴、要素又はステップの存在を除外すると解釈されるべきではないことを強調しておく。また、周知の特徴に対して異なる表現が関連技術において使用される。例えば、スピーカ (speaker) は、場合によってはラウドスピーカ (loudspeaker)、トランスデューサ (transducer) 、あるいはレシーバ (receiver) という。この場合、スピーカという用語が主に使用され、この用語は、電気音声信号を受信し、例えば、膜によって音響信号を発生するために音声信号を機械的振動に変換するように考案された要素を定義するものである。好適な実施形態において使用可能なスピーカの実際の構造は特に重要な問題ではなく、従って、更に詳細には扱わない。

次に、添付の図面を参照して好適な実施形態を説明する。

図１は、本発明に係るスピーカ構造の最も基本的な実施形態を概略的に示す図である。第１のスピーカ１０は、第１の面を下に向けて図の下端部に配置される。第１の面とは反対側のスピーカ１０の第２の面は、複数の境界壁１２〜１５により規定される空洞１１に音響的に結合される。図は空洞１１の横断面図を示すが、空洞１１をほぼ又は完全に包囲するために、その他に正面壁及び背面壁も含まれることを理解すべきである。図示される実施形態においては、第１のスピーカ１０は空洞１１の内側に配置され、空洞の第１の境界壁１２に形成された開口部１６を覆うように装着される。これに代わる構造においては、第１のスピーカ１０は空洞１１の外側に装着され、スピーカと空洞との音響接続は、導管又は単に壁１２の開口部などにより実現される。いずれの場合にも、空洞１１はスピーカ１０の背面音響空洞、通常は背面空洞として作用する。

第２のスピーカ１７も含まれ、第２のスピーカの一方の面は空洞１１と音響接続している。図中、スピーカ１７は空洞１１の内側に、境界壁１４に形成された第２の開口部１８を覆うように装着される。第１のスピーカ１０の場合と同様に、第２のスピーカ１７は任意に空洞１１の外側に配置されてもよく、導管又は開口部によって空洞に音響的に接続されてもよい。

図１に示される実施形態においては、空洞１１に対向する面を第２のスピーカの背面と呼んでもよく、開口部１８に対向する面をスピーカ１７の出力面と呼んでもよい。ただし、出力面と呼ぶべき面は、実際には第２のスピーカ１７の所期の用途によって決まる。スピーカ１７の主な所期の用途が空洞１１から離間する方向に、すなわち、図面の上に向かう方向に音響信号を供給することである場合、通常、外側に向いた面を出力面という。そのような実施形態の１つにおいては、第１のスピーカ１０はイヤホンスピーカであり、第２のスピーカ１７はリングアラートラウドスピーカである。双方のスピーカは移動電話に含まれる。この実施形態の場合、スピーカ１７の外側に向いた面を出力面ということができる。これに対し、スピーカ１７を実現する主な又は唯一の目的が第１のスピーカ１０により感知されるインピーダンスに適合するために第１のスピーカ１０を補助することである場合には、スピーカ１７の内側に向いた面を出力面と呼ぶのがより適切である。そのような実施形態の１つにおいては、第１のスピーカ１０は移動電話のイヤホンスピーカであり、第２のスピーカ１７は、シミュレートされる動作モードにおいて第１のスピーカにより提供される音質を測定するための試験リグの補助スピーカである。この実施形態の場合、スピーカ１７の内側に向いた面を出力面ということができる。これら２つの実施形態の例を以下に更に詳細に説明する。

図１のスピーカ構造は、第１のスピーカ１０及び第２のスピーカ１７の双方に接続されたスピーカ信号発生器装置１９を更に含む。更に、スピーカ信号発生器装置１９は、第１のスピーカ及び第２のスピーカを互いに同相で励振するために音声信号を発生するように構成される。すなわち、周波数が変化しても、２つの信号は同一の周波数で発振する場合に限り同相にあることが可能であるので、周波数及び位相に関して同一の信号が双方のスピーカへ送出される。２つのスピーカ１０及び１７は互いに同相で発振するため、第１のスピーカ１０に対する効果は音響インピーダンスの調整となる。開口部１６を通して出力される音声が実際には第１のスピーカ１０により発生され且つスピーカ１７によるコンプライアンスの影響を受けた音波であるように、第２のスピーカ１７は第１のスピーカ１０より低い振幅で励振されるのが好ましい。更に、第２のスピーカ１７は第１のスピーカ１０より大型であるのが好ましく、これにより、第２のスピーカ自体が第１のスピーカ１０より低いコンプライアンスを有するようになる。

図２は、筐体２１と、キーパッド又はキーボード２２及びディスプレイ２３を含むユーザインタフェースとを具備する移動電話２０を示す。インタフェースの実際の配置は本発明には重要ではなく、図２に示される移動電話は、本発明を適用可能な構造の一例を提供する役割を果たすにすぎない。これに代わる移動電話の構造はクラムシェル型又はジャックナイフ型の端末であり、それらの端末においても本発明を適用できる。移動電話２０は、マイクロホン（図示せず）と、図１の第１のスピーカ１０のようなイヤホンスピーカとを含むオーディオインタフェースを更に具備する。イヤホンスピーカの出力面は筐体２１の開口部２４に音響的に接続される。イヤホンスピーカ１０は開口部２４のすぐ後に装着されてもよいが、開口部２４から離間して、導管又は導波管により開口部に音響的に接続された状態で配置されてもよい。図示されてはいないが、移動電話２０は、通常、無線トランシーバ回路網と、アンテナと、バッテリと、無線通信のための関連ソフトウェア及びデータメモリを含むマイクロプロセッサシステムとを更に具備し、それらは全て筐体２１の内部に収納される。端末自体の特定の機能及び構造は本発明にはほとんど重要ではないので、これ以上詳細な説明は省略する。

図３は、電話２０を概略的に示す横断面側面図である。この図においては、図１に対応する内部構造は電話２０の一部を形成するものとして示される。イヤホンスピーカである第１のスピーカ１０とは別に、電話２０はリングアラートスピーカ１７を更に含む。スピーカ１０及び１７は、共通の空洞１１を共有することにより音響的に接続される。リングアラートスピーカ１７の出力面は、電話２０の背面に形成された開口部２５に面している。本発明に関して言えば、リングアラートスピーカは単にアラート信号を再生するために使用されるだけではなく、例えば、mp3ファイルを再生するように構成されたオーディオプレーヤユニットに結合され、それにより、自由空間構造において開口部２５を通して音楽を再生するためのラウドスピーカとして機能してもよい。開口部２４と同様に、開口部２５もスピーカ１７の出力面のすぐ上に位置している必要はなく、他の方法によりスピーカ１７に音響的に接続されてもよい。スピーカ信号発生器装置１９は、図１の場合と同様に第１のスピーカ１０及び第２のスピーカ１７の双方に接続されるが、図をわかりやすくするために、図３においては省略されている。

図３においては、スピーカ１０及び１７は空洞１１に関して図１の構造と同様に配置される。すなわち、２つのスピーカは空洞１１の内壁に装着される。これに代わる配置例を示すことのみを目的とした図４に示されるように、リングアラートスピーカ１７は空洞１１の外側に配置されるが、導管４１により空洞１１に接続される。イヤホンスピーカ１０に関しても、図３の配置の代わりに又はそれに加えて対応する配置を使用してもよい。

図５は、スピーカ信号発生器装置１９により電話４０のイヤホンスピーカ１０に供給される音声信号５１を最も概略的に示す図である。音声信号は時間領域ｔで表され、単に一例として短い単一の周波数信号を表現する。垂直軸は、スピーカ１０を励振するために供給される音声信号の振幅Ａを表す。更に、スピーカ信号発生器装置１９は、音声信号５１と同相である対応する音声信号５２によってリングアラートスピーカ１７を励振する。正の振幅は空洞１１に向かう方向の発振を表し、負の振幅は空洞１１から離間する方向の発振を表す。従って、図３及び図５を参照すると、スピーカ１０及び１７は、互いに同相で、互いに向かう方向及び離間する方向に発振するように励振される。低コンプライアンスのリングアラートスピーカ１７がイヤホンスピーカ１０を補助するがイヤホンスピーカ１０より優ることがないように、音声信号５２の振幅は音声信号５１の振幅より低いのが好ましい。信号５１と信号５２との振幅比は、必要条件に応じて調整される。一実施形態においては、イヤホンスピーカ１０は４０〜１００ｍｍ^２の範囲の面積を有するが、リングアラートスピーカ１７は８０〜３００ｍｍ^２の範囲の面積を有する。スピーカは円形又は矩形のいずれであってもよい。中間の共通空洞は１〜５ｃｍ^２の範囲の容積を有してもよい。これらの範囲内の寸法を有するスピーカ構造は正常に試験され、その結果、イヤホンスピーカ１０の出力面における音響信号の歪みは最小限に抑えられた。スピーカ１０及び１７が互いに同相で互いに向かう方向及び離間する方向に発振するように励振された場合、より大型の第２のスピーカ１７は、小型の第１のスピーカの空洞インピーダンスをより適切に整合することにより、通常は１ｋＨｚより低い第１のスピーカによる低周波数の再生を助長する。更に、再生音声における歪みは減少され、音質が改善される。

次に本発明の第２の実施形態を説明する。第２の実施形態においては、２つの協働するスピーカが動作自在に組み合わされ且つ励振されるが、電話の場合のように同一の支持構造の一部を形成しない。

図７は、ユーザの耳７１に保持された通常の音声通信の場合の電話７０の使用状況を示す。電話７０は電話２０と同一であってもよいが、必ずしも同一でなくてもよい。対応する要素を示すのに同一の参照番号を使用する。図７の電話７０と電話２０との相違点は、電話７０が２つのスピーカを具備する必要がないということである。図示されるように、電話７０は、空洞１１に音響的に接続されたイヤホンスピーカ１０を具備する。リングアラートスピーカ１７は含まれてもよいし、含まれなくてもよい。今日の小型移動電話の場合、スピーカ開口部２４が電話７０の上縁部に非常に近接して配置されることが多いため、電話を耳に密接して確実に押し当てることが不可能であるということが図７に示される。従って、スピーカ１０は耳により与えられる負荷と共に動作するように構成されなければならず、これは外耳７１により規定される相当に開いた空洞を表す。そのため、生産中に電話の音質を試験する場合、理論上、耳が位置決めされると考えられる状態に類似するようにスピーカ開口部２４にカプラを配置すべきである。このことは図８に概略的に示される。図８においては、カプラ８１が横断面図で示されている。カプラ８１は円筒形の形状を有し、開いた端部の周囲のシール８２が電話７０に対して保持されるように配置されるのが好ましい。カプラ８１にはマイクロホン８３が設けられ、マイクロホン８３は、測定される音声を収集し且つイヤホンスピーカ１０の周波数応答を評価するように構成された信号記録装置８４に結合される。しかし、図８による測定構成は望ましいものではなく、これを克服する方法は、電話７０とカプラ８１との間にアダプタプレートを挿入することである。その場合、出力開口部２４と耳道との間で通常起こる漏れは、カプラ８１の壁に複数の穴を設けることによりシミュレートされる。しかし、穴を通してカプラに導入される任意の音声は測定の結果を損なう可能性があるので、そのような構成を使用する音声測定は静かな周囲環境の中で実行されるのが好ましい。しかし、防音環境の中で全ての電話の音質測定を実行するには相当に高いコストが必要であり、その作業は煩雑である。

図９及び図１０は、本発明に従って構成された試験リグの一実施形態の異なる特徴を示す図である。通常は、電話７０の正面に嵌合するような形状に形成された電話側の面９２及び貫通孔９４の周囲の平坦な部分を含むカプラ側の面９３を有する板であるアダプタ９１が電話７０に装着される。アダプタ９１が電話７０に適正に装着された場合、貫通孔９４は電話７０の開口部２４を取り囲む。カプラ８１はアダプタの面９３と密接に係合するように配置され、それにより空洞８５を形成する。図１０において、シール８２により係合される部分は破線の同心円により概略的に示される。

更に、空洞と音響接続する状態で第２のスピーカ８６が設けられる。第２のスピーカ８６はカプラ８１の内側に配置されてもよいが、図示されるように、カプラ８１の壁を貫通して形成された穴と関連付けて配置されてもよい。スピーカ１０の音質が試験される場合、第２のスピーカ８６は第１のスピーカ１０と同時に同相で励振される。このようにすることにより、図７に示される現実の状況と同じようなカプラ８１と電話７０との間の漏れの存在がシミュレートされる。より正確には、そのような漏れにより発生するインピーダンス効果がシミュレートされる。従って、試験リグにおいて使用されるスピーカ信号発生器装置８７は、第２のスピーカ８６が空洞８５の内部から離間する方向に発振する場合にイヤホンスピーカ１０は空洞８５の内部に向かう方向に発振するように、イヤホンスピーカ１０及び第２のスピーカ８６を同相で励振するように構成される。この場合にも、図６に概略的に示されるように、スピーカ信号発生器装置８７は、第２のスピーカ８６に供給される音声信号６２より高い振幅を有する音声信号６１によって第１のスピーカを励振するように構成される。図５と同様に、図６における正の振幅は、空洞８５に向かう方向の発振を表し、負の振幅は、空洞８５から離間する方向の発振を表す。

本実施形態においては、イヤホンスピーカ１０に音響的に接続された第２のスピーカを設ける目的は、スピーカ１０により発生される音声の品質を補助又は改善することではない。反対に、第２のスピーカは漏れを表現するように作用する。従って、第２のスピーカ８６は、膜スピーカではなくピストフォンとして設けられてもよい。第２のスピーカ８６を励振する音声信号６２の振幅は、スピーカ１０に対する信号６１の振幅より小さくなければならず、リング信号６２は、測定される実際の信号を表現するのではなく、単に摂動を表現することを意図する。振幅比は、主に電話７０の構造設計及びスピーカ１０とスピーカ８６との相対面積によって決まり、従って、スピーカ信号発生器装置８７は、試験リグ構成が現実の使用状況に可能な限り近いシミュレーションを実現するように調整される。図中、スピーカ信号発生器装置８７は電話７０の外側に位置するように示される。あるいは、電話自体のスピーカ信号発生器装置が使用されるが、その場合、スピーカ信号発生器装置は電話７０のコネクタにより第２のスピーカ８６に結合されてもよい。あるいは、第１のスピーカ１０及び第２のスピーカ８６に対して異なるスピーカ信号発生器装置が採用されてもよく、それらの装置は電話７０のコネクタを介し、位相同期ユニットを経て接続される。

図９及び図１０を参照して説明された試験リグの実施形態によって、電話を防音区画の中に配置する必要なく音質試験を実行できる。これはコスト及び生産時間の点で生産ラインにおいて明らかに好都合である。

本明細書中で説明されるスピーカ信号発生器装置１９又は８７は、本発明の一部を形成する２つのスピーカ１０、１７又は１０、８６に対して別個の信号発生器及び別個の増幅器段を具備してもよい。そのような場合、２つの信号発生器の間に位相同期ユニットが接続されるのが好ましい。あるいは、双方のスピーカに対して全く同一のスピーカ信号発生器装置が使用される。その場合、２つの音声信号において異なる振幅を実現するために、異なる増幅器段又は信号アッテネータが使用される。

図２〜図４の電話２０のような電話に適用される本発明の更なる実施形態においては、空洞１１は仕切り壁によって２つの部分空洞に分割されてもよい。同時に励振される第２のスピーカ１７がイヤホンスピーカ１０を補助できるようにするために、仕切り壁に圧力伝達部材が形成される。圧力伝達部材は、例えば、開口部、膜又は仕切り壁に形成された導管であってもよい。開口部又は膜は、第２のスピーカ１７が選択された可聴周波数範囲、例えば、１ｋＨｚより低い低周波数でのみイヤホンスピーカを補助するような寸法に形成されてもよい。

図面を参照して、いくつかの実施形態によって本発明を説明した。しかし、添付の請求の範囲により定義される本発明の範囲から逸脱することなく、それらの実施形態を変形することが可能である。

本発明の一実施形態に係るスピーカ構造を示す図である。本発明に係るスピーカ構造が実現される移動電話を示す図である。図２の移動電話の横断面側面図である。図３の移動電話の代替設計を示す図である。第１のスピーカの音質を改善するために第２のスピーカが励振されるような本発明の一実施形態に係るスピーカ構造においてスピーカを励振するための音声信号を示す図である。第１のスピーカが接続される空洞における漏れをシミュレートするために第２のスピーカが励振されるような本発明の一実施形態に係るスピーカ構造においてスピーカを励振するための音声信号を示す図である。スピーカ出力部がユーザの耳に保持されている状態の電話を示す図である。カプラを使用して電話のスピーカの音質を試験するための測定構成を示す図である。カプラ空洞を密封するためのアダプタ及びカプラ空洞に接続された二次スピーカを含めて、本発明の一実施形態に係るカプラを使用して電話のスピーカの音質を試験するための測定構成を示す図である。図９の構成の各部分を斜視図で示す図である。

Claims

複数の境界壁により規定される空洞と、
一方の面が前記空洞に音響的に結合された第１のスピーカと、
一方の面が前記空洞に音響的に結合された第２のスピーカと、
前記第１のスピーカ及び前記第２のスピーカを互いに同相で励振するように接続されたスピーカ信号発生器装置と、
を具備することを特徴とするスピーカ構造。
前記スピーカ信号発生器装置は、前記空洞の内部に向かう方向及び前記空洞の内部から離間する方向に同時に発振するように前記第１のスピーカ及び前記第２のスピーカを同相で励振するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ構造。
前記スピーカ信号発生器装置は、前記第２のスピーカが前記空洞の内部から離間する方向に発振する場合に前記第１のスピーカが前記空洞の内部に向かう方向に発振するように、前記第１のスピーカ及び前記第２のスピーカを同相で励振するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ構造。
前記スピーカ信号発生器装置は、前記第１のスピーカを前記第２のスピーカより高い振幅で励振するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ構造。
前記スピーカ信号発生器装置は信号アッテネータを介して前記第２のスピーカに接続されることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ構造。
前記スピーカ信号発生器装置は、前記第１のスピーカに接続された第１の信号発生器と、前記第２のスピーカに接続された第２の信号発生器と、前記第１の信号発生器及び前記第２の信号発生器に接続された位相同期ユニットとを具備することを特徴とする請求項１に記載のスピーカ構造。
前記第１のスピーカは前記空洞の内側に配置され、前記空洞の第１の境界壁に形成された開口部を覆うように装着されることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ構造。
前記第２のスピーカは前記空洞の内側に配置され、前記空洞の第２の境界壁に形成された開口部を覆うように装着されることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ構造。
前記空洞はその外部に対して密封されることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ構造。
前記空洞を第１の部分空洞及び第２の部分空洞に分割する仕切り壁が前記空洞に形成され、圧力伝達部材が前記仕切り壁に形成されることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ構造。
前記圧力伝達部材は開口部を有することを特徴とする請求項１０に記載のスピーカ構造。
前記圧力伝達部材は膜を具備することを特徴とする請求項１０に記載のスピーカ構造。
前記第２のスピーカは前記第１のスピーカより低い音響コンプライアンスを有することを特徴とする請求項１に記載のスピーカ構造。
筐体と、
前記筐体の内部において複数の境界壁により規定された空洞と、
前記筐体の内部にあり、第１の出力面が前記筐体の第１の開口部に結合され、第１の背面が前記空洞に音響的に結合された第１のスピーカと、
前記筐体の内部にあり、第２の出力面が前記筐体の第２の開口部に結合され、第２の背面が前記空洞に音響的に結合された第２のスピーカと、
前記第１のスピーカ及び前記第２のスピーカを互いに同相で励振するように接続されたスピーカ信号発生器装置と、
を具備することを特徴とする移動電話。
前記スピーカ信号発生器装置は、前記空洞の内部に向かう方向及び前記空洞の内部から離間する方向に同時に発振するように前記第１のスピーカ及び前記第２のスピーカを同相で励振するように構成されることを特徴とする請求項１４に記載の移動電話。
前記スピーカ信号発生器装置は、前記第１のスピーカを前記第２のスピーカより高い振幅で励振するように構成されることを特徴とする請求項１４に記載の移動電話。
前記第１のスピーカは、前記筐体の前記第１の開口部を覆うように配置されたユーザの耳へ音声を送信することにより電話モードで動作するように構成されたイヤホンスピーカであり、前記第２のスピーカは、オーディオプレーヤユニットに接続され且つ前記筐体の前記第２の開口部を介して自由空間へ音声を送信することによりアラートモード又はオーディオプレーヤモードで動作するように構成され、前記第２のスピーカは、電話モードにおいて前記第１のスピーカを補助することを特徴とする請求項１４に記載の移動電話。
前記筐体の前記第１の開口部は前記移動電話及び前記第１のスピーカの正面に形成され、前記筐体の前記第２の開口部は前記移動電話の背面に形成され、前記第１のスピーカ及び前記第２のスピーカは、それぞれの背面が互いに向かい合うように配置されることを特徴とする請求項１４に記載の移動電話。
前記第２のスピーカは前記第１のスピーカより低い音響コンプライアンスを有することを特徴とする請求項１４に記載の移動電話。
スピーカ構造の音響品質を測定するための試験リグであって、
筐体と、
前記筐体の内部にあり、第１の出力面が前記筐体の開口部に結合され、前記開口部を覆うように配置されたユーザの耳へ音声を送信するように構成された第１のスピーカと、
を具備する音響装置と、
複数の境界壁により規定された空洞と、
１つの境界壁にあり、前記筐体の前記開口部と密封係合状態で嵌合するような形状に形成された開口部と、
第２の出力面が前記空洞に音響的に結合された第２のスピーカと、
を具備する人工耳装置と、
前記第１のスピーカ及び前記第２のスピーカを互いに同相で励振するように接続されたスピーカ信号発生器装置と、
を含むことを特徴とする試験リグ。
前記スピーカ信号発生器装置は、前記第２のスピーカが前記空洞の内部から離間する方向に発振する場合に前記第１のスピーカが前記空洞の内部に向かう方向に発振するように前記第１のスピーカ及び前記第２のスピーカを同相で励振するように構成されることを特徴とする請求項２０に記載の試験リグ。
前記人工耳装置は、
カプラと、
アダプタ部材と、
を含み、
前記アダプタ部材は、
貫通孔と、
前記貫通孔が前記筐体の前記開口部を覆う状態で前記筐体に嵌合するような形状に形成された第１の面と、
前記カプラにより形成される前記空洞に対する前記開口部に嵌合するような形状に形成された第２の面と、
を有することを特徴とする請求項２０に記載の試験リグ。
前記スピーカ信号発生器装置は前記筐体の中に含まれることを特徴とする請求項２０に記載の試験リグ。
前記スピーカ信号発生器装置は、前記第１のスピーカを前記第２のスピーカより高い振幅で励振するように構成されることを特徴とする請求項２０に記載の試験リグ。