JP2010087638A

JP2010087638A - 電子機器

Info

Publication number: JP2010087638A
Application number: JP2008251915A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Mizuta; 聡水田; Yasuhito Kanamaki; 泰仁金巻
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2008-09-29
Filing date: 2008-09-29
Publication date: 2010-04-15
Anticipated expiration: 2028-09-29
Also published as: JP5255391B2

Abstract

【課題】気密性を備えつつ、好適な音声処理が行える電子機器を提供すること。
【解決手段】第１の孔部３１を有する筐体と、放音孔２２を覆い、防塵性及び防水性の少なくとも一方の性質を有し、音が伝導する保護膜３２と、筐体の内部に配置され、放音孔２２に向かい合って配置される音響用振動部材３３と、保護膜３２と音響用振動部材３３との間に配置され、保護膜３２と音響用振動部材３３との距離を一定に保つ為の固定部３４とを備える。固定部３４は、保護膜３２及び音響用振動部材３３と共に筐体内部に第１の空間ＳＰ１を形成し、筐体は、その内部に第１の空間ＳＰ１及び当該第１の空間ＳＰ１以外の部分の空間である第２の空間ＳＰ２を有し、固定部３４は、第１の空間ＳＰ１と第２の空間ＳＰ２とを繋ぐ第２の孔部３５を有し、第１の空間ＳＰ１の共鳴周波数の特性は、音響用振動部材３３において用いられる音声の周波数より低いことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、防水機能を有する電子機器に関する。

近年、市場に流通している携帯電話機には、例えば、防水機能を発揮するために高い気密性を備えているものがある。このような携帯電話機を構成する筐体は、密閉されているために、例えば、筐体がキー操作等により押下されると筐体内部の気圧が上昇されてしまう。そうすると、筐体内部の気圧は、筐体外部の気圧よりも大きくなり易い。

ここで、携帯電話機では、外部に音を出力するためのスピーカが内蔵されており、筐体の側面には放音孔が形成されている。また、スピーカは、電気信号を物理的な振動に変換するための振動板が設けられており、当該振動板が振動することにより空気を振動させて、放音孔から音を出力する。

このような構成を有する携帯電話機において、上述したキー操作等が行われて筐体内部の気圧よりも筐体外部の気圧が大きくなると、スピーカの振動板が筐体外部に張り出すようになり、当該スピーカからは正確な音を出力できなくなってしまう。

かかる問題を解決するために、例えば、特許文献１に記載されているように、筐体表面に空気孔を設ける手段が従来から知られている。また、空気は通すが水を通さない材料により構成される気圧調整膜により空気孔を塞ぐ構成も考えられる。
特開平１１−３３１９６７号公報

しかしながら、気圧調整膜を有する空気孔は、空気を通すとはいっても通気率（空気の通りやすさ）は低く、気圧調整膜を有さない空気孔に比して空気を通しにくい。したがって、筐体内部の気圧が筐体外部の気圧よりも大きくなったときには、筐体内部の気圧が筐体外部の気圧と等しくなるまでに時間がかかってしまい、その結果、振動板が筐体外部に張り出す現象により、スピーカから正確な音が出力できなくなってしまう。

また、前述した作用（すなわちスピーカの振動板が筐体外部に張り出す作用）とは逆の作用によって筐体内部に備えられるマイクにおいても正確に音を検知できないという問題もある。

本発明の目的は、スピーカ又はマイクを有し、気密性を備えつつ、好適な音声処理が行える電子機器を提供することである。

本発明に係る電子機器は、上記課題を解決するために、第１の孔部を有する筐体と、前記第１の孔部を覆い、防塵性及び防水性の少なくとも一方の性質を有し、音が伝導する保護膜と、前記筐体の内部に配置され、前記第１の孔部に向かい合って配置される音響用振動部材と、前記保護膜と前記音響用振動部材との間に配置され、前記保護膜と前記音響用振動部材との距離を一定に保つ為の固定部と、備え、前記固定部は、前記保護膜及び前記音響用振動部材と共に前記筐体の内部に第１の空間を形成し、前記筐体は、その内部に前記第１の空間及び当該第１の空間以外の部分の空間である第２の空間を有し、前記固定部は、前記第１の空間と前記第２の空間とを繋ぐ第２の孔部を有し、前記第１の空間の共鳴周波数の特性は、前記音響用振動部材において用いられる音声の周波数より低いことを特徴とする。

また、上記電子機器では、前記第２の孔部の形状は、断面が矩形形状により形成されていることが好ましい。

また、上記電子機器では、前記第２の孔部は、複数個形成されていることが好ましい。

また、上記電子機器では、前記第２の孔部は、保護膜と音響用振動部材との間のうち、音響用振動部材よりに配置されることが好ましい。

また、上記電子機器では、前記音響用振動部材は、スピーカ又はマイクとしての機能を発揮することが好ましい。

本発明によれば、スピーカ又はマイクを有し、気密性を備えつつ、好適な音声処理を行うことができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。なお、以下、電子機器の一例として携帯電話装置について説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＰＨＳ（ＰｅｒｓｏｎａｌＨａｎｄｙｐｈｏｎｅＳｙｓｔｅｍ）、ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ）、ポータブルナビゲーション装置、ノートパソコン等のアンテナを備えた他の通信機器であっても良い。

図１は、ホスト装置と通信を行う本発明に係る携帯電子機器の一例である携帯電話装置１の外観斜視図を示す。なお、携帯電話装置１は、防水機能を有しており、気密性が高く水が内部に浸入しない構造になっている。

携帯電話装置１は、図１に示すように、フロントケース２ａとリアケース２ｂとにより構成される操作部側筐体部２と、フロントケース３ａとリアケース３ｂとにより構成される表示部側筐体部３と、を備えて構成される。

操作部側筐体部２は、フロントケース２ａの表面に、操作キー群１１と、音声入力孔１２が形成されている。操作キー群１１は、各種設定や電話帳機能やメール機能等の各種機能を作動させるための機能設定操作キー１３と、電話番号の数字やメール等の文字等を入力するための入力操作キー１４と、各種操作における決定やスクロール等を行う決定操作キー１５と、から構成されている。また、音声入力孔１２は、携帯電話装置１の使用者が通話時に発した音声等を内蔵されているマイクロホンに効率良く導くように形成されている。なお、音声入力孔１２は、空気は通すが水は通さない材料により塞がれており、水が浸入しない構造になっている。また、操作部側筐体部２の側面には、外部機器（例えば、ホスト装置）と通信を行うためのインターフェースを覆うキャップが設けられている。なお、インターフェースとキャップとが接触する面には、水が外部から浸入しないように防水処理が施されている。

また、表示部側筐体部３は、フロントケース３ａに、各種情報を表示するためのディスプレイ２１と、放音孔２２が形成されている。放音孔２２は、レシーバにより出力された通話の相手側の音声を効率良く外部に出力するように形成されている。なお、放音孔２２は、詳細は後述するが、空気は通すが水は通さない材料により塞がれており、水が浸入しない構造になっている。

また、操作部側筐体部２の上端部と表示部側筐体部３の下端部とは、図１に示すように、ヒンジ機構４（連結部）を介して連結されている。また、携帯電話装置１は、ヒンジ機構４を介して連結された操作部側筐体部２と表示部側筐体部３とを相対的に動かすことにより、操作部側筐体部２の表面と表示部側筐体部３の表面とが互いに向き合って折り畳まれることで操作キー群１１が被覆された状態（閉状態）にしたり、操作部側筐体部２の表面と表示部側筐体部３との表面とが外部に露出して互いに開くことで操作キー群１１が露出された状態（開状態）に移動したりすることができる。なお、本実施形態において、ヒンジ機構４による折り畳み式の携帯電話装置１の説明をしているが、折り畳み式ではなく、両筐体２、３を重ね合わせた状態から一方の筐体を一方向にスライドさせるようにしたスライド式や、重ね合せ方向に沿う軸線を中心に一方の筐体を回転させるようにした回転式や、両筐体２、３を、２軸ヒンジを介して連結したものでも良い。また、形態が変化しないストレートタイプであっても良い。

ここで、携帯電話装置１では、通話時においては、表示部側筐体部３のレシーバの放音孔２２を耳に押し当て、操作部側筐体部２の音声入力孔１２を口に近づけて通話を行うが、例えば、相手の声が聞き取り難いような場合には、放音孔２２を強く耳に押し当てることがある。このような場合、気密性の高い防水仕様であると、表示部側筐体部３が圧迫されることにより、筐体外部の気圧に比べて筐体内部の気圧が高くなってしまい、レシーバを構成する振動板に圧力がかかり、レシーバから出力される音が歪んでしまう。本発明に係る携帯電話装置１は、気密性の高い防水仕様であり、筐体外部の気圧に比べて筐体内部の気圧が高くなってしまっても、レシーバから出力される音を歪ませることがない構成になっている。

つぎに、本発明に係る当該構成の具体例について図を用いて詳細に説明する。図２（ａ）は、携帯電話装置１の表示部側筐体部３をリアケース３ｂ側から見たときのレシーバ周辺を拡大した分解斜視図であり、図２（ｂ）は、表示部側筐体部３をリアケース３ｂ側から見たときの平面図であり、図２（ｃ）は、表示部側筐体部３を線分Ｂ−Ｂで切断したときの断面図を示している。

携帯電話装置１は、図２に示すように、第１の孔部３１（以下、放音孔２２という。）を有する筐体（表示部側筐体部３）と、放音孔２２を覆い、防塵性及び防水性の少なくとも一方の性質を有し、音が伝導する保護膜３２と、筐体の内部に配置され、放音孔２２に向かい合って配置される音響用振動部材３３（以下、レシーバ３３という。）と、保護膜３２とレシーバ３３との間に配置され、保護膜３２とレシーバ３３との距離を一定に保つ為の固定部３４と、を備える。

固定部３４は、保護膜３２及びレシーバ３３と共に筐体内部に第１の空間ＳＰ１を形成する。筐体は、その内部に第１の空間ＳＰ１及び当該第１の空間ＳＰ１以外の部分の空間である第２の空間ＳＰ２を有する。また、固定部３４は、第１の空間ＳＰ１と第２の空間ＳＰ２とを繋ぐ第２の孔部３５を有している。第１の空間ＳＰ１は、レシーバ３３において用いられる音声の周波数より低い共鳴周波数を有している。

また、第２の孔部３５の好適な口径について説明する。本発明によれば、レシーバ３３と固定部３４と保護膜３２とにより一定体積のキャビティ（空洞）が形成されている。ここで、キャビティの共鳴周波数ｆ（ｃａｖ）は、（１）式（ヘルムホルツ共鳴器の共振周波数を導出する式）により決定される（図３を参照。）。
ｆ（ｃａｖ）＝（ｃ／２π）×√（πａ^２／Ｖ（Ｌ＋ａ））［Ｈｚ］・・・（１）
但し、ｃは、音速（３４４００［ｃｍ／ｓ］）を示しており、ａは、開口部の半径［ｃｍ］を示しており、Ｌは、開口部の肉厚［ｃｍ］を示しており、Ｖは、キャビティの体積［ｃｍ^３］を示している。

ここで、一般的にレシーバやマイクロホンの周波数帯域は、３００〜３４００［Ｈｚ］（電話回線で使用されている音声帯域）である。また、スピーカの周波数帯域は、３００〜１５０００［Ｈｚ］（一般的な携帯電話装置用のスピーカの周波数帯域）である。

また、第２の孔部３５の口径の面積（ａ^２π）を大きくするほど周波数が上がり、また、第２の孔部３５の口径の長さ（Ｌ）を長くするほど周波数は下がる。したがって、キャビティの共鳴周波数ｆ（ｃａｖ）がレシーバ３３の周波数帯域よりも低くなるように第２の孔部３５の口径を形成すれば、レシーバ３３の前面から出力された音が第２の孔部３５を通過して第２の空間ＳＰ２に漏れ出ることはなく、また、レシーバ３３の裏面から出力された音が第２の孔部３５を通過して第１の空間ＳＰ１に漏れ入ることはないため、音のキャンセルを防止することができる。

本発明においては、第２の孔部３５の口径は、空気の流入は行われても、音響用振動部材３３によって出力される共鳴周波数ｆ（ｃａｖ）を通過させない程度の大きさにするので、例えば、ａを０．０２［ｃｍ］、Ｌを０．１［ｃｍ］、Ｖを４［ｃｍ^３］にすれば良い（当該各値を（１）式に代入すると、キャビティの共鳴周波数ｆ（ｃａｖ）は、２５２．２［Ｈｚ］になる。）。

このような構成によれば、携帯電話装置１では、第２の孔部３５によって第１の空間ＳＰ１と第２の空間ＳＰ２との間に気圧の差が生じなくなるために、レシーバ３３が好適に作動する。また、本実施例では、第１の空間ＳＰ１の共鳴周波数は、約２５０［Ｈｚ］であり、第２の空間ＳＰ２から音がやってくる３００〜３４００（１５０００）［Ｈｚ］の音声より低い。したがって、第２の孔部３５によって第１の空間ＳＰ１と第２の空間ＳＰ２とが繋がれていてもキャンセリングは殆ど生じない。

また、第２の孔部３５の形状は、断面が矩形形状により形成されていることが好ましい。

このような構成によれば、携帯電話装置１では、レシーバ３３のキャンセリングをさらに好適に防ぐことが可能となる。

また、第２の孔部３５は、図４に示すように、空気入り口用の孔部３５ａと空気出口用の孔部３５ｂとにより形成されていることが好ましい。

このような構成によれば、携帯電話装置１では、入り口と出口の２箇所の孔を設けることにより空気の流れがスムーズになるので、レシーバ３３をより好適に作動させることができ、かつレシーバ３３のキャセリングを防止することができる。

また、第２の孔部３５は、第１の孔部３１に複数個設けられる。この構成により、たとえ表示部側筐体部３内における部品のレイアウト等の理由で、一部の第２の孔部３５が防がれていたとしいも、他の第２の孔部３５が防がれない為に、第２の孔部３５は第１の空間ＳＰ１と第２の空間ＳＰ２を好適につなぐことが可能となる。

また、第２の孔部３５は、保護膜３２と音響用振動部材３３との間のうち、音響用振動部材３３よりに配置されることが好ましい。

このような構成によれば、携帯電話装置１では、空気の流れがスムーズになるので、レシーバ３３をより好適に作動させることができ、かつレシーバ３３のキャセリングを防止することができる。

また、音響用振動部材３３は、スピーカ又はマイクとしての機能を発揮することが好ましい。

本実施例においては、レシーバ３３の構成について説明したが、これに限られず、気密性の高い防水仕様の携帯電話装置１において、音の入力及び出力にかかる機能（例えば、マイクやスピーカ等）に適用されても、本発明の効果を好適に発揮し得る。

携帯電話装置１による効果をまとめると以下のようになる。
１．内部気圧変化による音響デバイスへの音響負荷を軽減することが可能となる。
２．音響用の多孔質膜で気圧調整を行うことが可能となり気圧調整用の多孔質膜が不要となる。
３．気圧調整の即応性が向上することができる。

本発明に係る携帯電話装置の外観斜視図である。本発明に係る携帯電話装置の表示部側筐体部をリアケース側から見たときの模式図である。キャビティの共鳴周波数ｆ（ｃａｖ）を導出する方法についての説明に供する図である。第２の孔部の他の構成にかかる分解斜視図である。

符号の説明

１携帯電話装置
２操作部側筐体部
３表示部側筐体部
２２放音孔
３１第１の孔部
３２保護膜
３３音響用振動部材
３４固定部
３５第２の孔部
ＳＰ１第１の空間
ＳＰ２第２の空間

Claims

第１の孔部を有する筐体と、
前記第１の孔部を覆い、防塵性及び防水性の少なくとも一方の性質を有し、音が伝導する保護膜と、
前記筐体の内部に配置され、前記第１の孔部に向かい合って配置される音響用振動部材と、
前記保護膜と前記音響用振動部材との間に配置され、前記保護膜と前記音響用振動部材との距離を一定に保つ為の固定部と、を備え、
前記固定部は、前記保護膜及び前記音響用振動部材と共に前記筐体の内部に第１の空間を形成し、
前記筐体は、その内部に前記第１の空間及び当該第１の空間以外の部分の空間である第２の空間を有し、
前記固定部は、前記第１の空間と前記第２の空間とを繋ぐ第２の孔部を有し、
前記第１の空間の共鳴周波数の特性は、前記音響用振動部材において用いられる音声の周波数より低いとを特徴とする電子機器。
前記第２の孔部の形状は、断面が矩形形状により形成されていることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
前記第２の孔部は、複数個形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子機器。
前記第２の孔部は、保護膜と音響用振動部材との間のうち、音響用振動部材よりに配置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子機器。
前記音響用振動部材は、スピーカ又はマイクとしての機能を発揮することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電子機器。