JP2012114747A - 開口用の被覆ユニット、およびそれを備えた電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被覆ユニット200に、防水膜210と枠部材220とを設ける。枠部材220は、複数のスピーカ140の各々と一対一で対向させられる複数の窓部221を形成する。防水膜210は、複数の窓部221を塞でいる。その結果、複数の開口180を1の被覆ユニット200によって覆うことができる。また、各スピーカ140に1つの振動部211が対向しており、振動部211の不要な振動が生じ難くなる。よって、音の歪を低減し得る。
【選択図】図5
Description
特許文献1〜3には、スピーカやマイクロフォンに対向する位置に形成された開口を防水膜で覆うことで、筐体内への浸水を防ぐ技術が記載されている。特許文献4には、防水膜として使用される多孔質膜が記載されている。
しかしながら、例えば、複数のスピーカの各々に対して開口が1つずつ形成されている場合に、複数の開口を個別に覆うと、部品点数が増加して製造コストの増加を招くという問題がある。また、複数の開口を1の防水膜で覆うと音が歪みやすいという問題がある。さらに、例えば、複数のスピーカに対して1つの開口が設けられている場合でも、その開口を防水膜で覆うと音が歪みやすいという問題がある。
[実施形態]
<1.携帯情報端末の構成>
[1.1]構成
図1は、電子機器の実施形態に係る携帯情報端末100の外観を模式的に示す図である。
図1(a)に示すように、携帯情報端末100は、扁平な直方体形状をなす樹脂製の第1筐体110、および第2筐体120を備えている。第1筐体110、および第2筐体120は、縦方向(Y軸方向)に長く、横方向(X軸方向)に短い長方形状をしている。
図1(b)に示すように、第1筐体110の背面側には、互いに同じ構成の2つの円形のスピーカ140a,bが配置されている。なお、スピーカ140a,bは、ダイナミックスピーカであり、円形状の振動板(あるいは振動フィルム)と、振動板を収容するハウジングとを有し、振動板を磁力によって振動させるものである。ここで、2つの円形のスピーカ140a,bは、筐体本体111内の、表示パネル115と干渉しない位置に配置されている。なお、本実施形態において、2つのスピーカ140a,bを区別せずに、単にスピーカ140と記載する場合がある。
図2は、主として携帯情報端末100の内部構成を模式的に示すブロック図である。
携帯情報端末100は、メイン制御部150、並びに、メイン制御部150に接続された無線通信部151、音声処理部153、表示制御部154、及び記憶部155を備えている。
無線通信部151は、アンテナ152を介して基地局との間で電波の送受信を行う。また、受信信号を復調しメイン制御部150へ伝達する機能、及びメイン制御部150から伝達された信号を変調する機能を有する。
表示制御部154は、メイン制御部150から送信された画像を表示パネル115に表示させる制御を行う。
メイン制御部150には、操作部124が接続されている。
図3に、筐体本体111の背面側を示す。図3において、筐体本体111に保護カバー112が装着されていない状態が示されている。
図3(b)は、被覆ユニット200が装着されていない状態の筐体本体111が示されている。筐体本体111の背面119には、2つのスピーカ140a,bの各々の前方に、円形状の開口180a,bが形成されている。つまり、開口180a,bは、それぞれに対応するスピーカ140a,bに対向する位置に形成されている。なお、図において、スピーカ140の振動板が図示されている。
[1.2]被覆ユニットの詳細
図4(a),(b),(c)は、それぞれ、被覆ユニット200の平面図、被覆ユニット200のC−C断面図、被覆ユニット200の分解図(断面)を示す図である。図5(a)は、図3(a)におけるA−A断面を示す図である。図5(b)は、図5(a)における主たる構成部品を分解した状態を示す断面図である。
防水膜210は、平面視において外形(あるいは、輪郭)が長円形状にされている。防水膜210は、微細な孔が多数形成されたポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製の多孔質フィルムからなり、防水透湿性を備えている。また、防水膜210は、適度な弾力性を備えており、二次的に振動する振動膜として機能する。
枠部材220は、長円形状の外枠部223と、外枠部223に取り囲まれた領域を区画する区画部224とを有している。2つの窓部221の各々は、外枠部223と区画部224とによって囲繞されている。ここで、区画部224は、2つの窓部221と、2つの窓部221に接する互いに平行な2つの共通接線Lとに囲まれた領域に存する部分である。また、外枠部223は、2つの窓部221と、区画部224とを取り囲む環状の部分(長円形状をしている部分)である。なお、枠部材220は、1つの部材から形成されており、外枠部223と区画部224とは連続している。
ここで、枠部材220、両面接着フィルム230、及び両面接着フィルム240は、平面視において、形状及び大きさが互いに等しく、枠部材220の外形及び窓部221の位置が一致した状態で積層されている。また、平面視において、枠部材220の外形と、防水膜210の外形とが一致している。
防水膜210のうち、枠部材220に接着されていない部分、つまり、窓部221a,bを塞ぐ部分は、振動部211(振動膜と称することもできる)である。また、防水膜210の縁部212は接着により、外枠部223に保持されており、2つの振動部211の境界領域となる境界部213は接着により、区画部224に保持されている。
ここで、外枠部223の貼代W1と、区画部224の貼代W2とが等しくされている。これにより、枠部材220と防水膜210との貼代(接触面の幅)を確保しつつ、横方向(X軸方向)のサイズを低減している(図6(a)、比較例参照)。なお、貼代W1は、窓部221の径方向における外枠部223の長さ寸法である。径方向は、平面視において、2つの窓部221の中心を通る直線と平行な方向とすることができる。貼代W2は、2つの窓部221が最も接近している箇所の貼代であり、2つの窓部221の離間距離の最小値である。なお、貼代W2は、貼代W1の1倍以上かつ2倍未満とすることができる。
図5(a)に示すように、被覆ユニット200は、両面接着フィルム230によって筐体背面部111aの凹部182底面に接着され、筐体本体111に取り付けられている。また、被覆ユニット200の枠部材220は、長円形状の両面接着フィルム202によって保護カバー112に接着されている。両面接着フィルム202は環状をなしており、内側に長円形状の開口203が形成されている。なお、保護カバー112には押え部112aが形成されており、その押え部112aによって枠部材220の区画部224が押えられている。
その結果、スピーカ140aの前方には、スピーカ140a、被覆ユニット200、および開口180aの壁によって囲まれた空間260aが形成されている。また、スピーカ140bの前方には、スピーカ140b、被覆ユニット200、および開口180bの壁によって囲まれた空間260bが形成されている。これら空間260aと空間260bとは、筐体背面部111aの区画部184、および両面接着フィルム230の区画部234によって区画された別個の空間を形成している。
ここで、図5(b)に示すように、窓部221a,bの中心位置、開口180a,bの中心位置は、概ねスピーカ140a,bの中心線Oa,Ob上に位置している。
2つの円形の窓部221a,bは、開口180a,bよりも外形が大きくされており、被覆ユニット200は、各振動部211によって対応する開口180を覆い、両面接着フィルム230によって各開口180を取り囲むように設置される。また、枠部材220の各窓部221は、防水膜210によって塞がれているため、開口180は被覆ユニット200によって塞がれている。すなわち、被覆ユニット200によって開口180からの浸水が防止されている。なお、防水効果は、完全防水の必要はなく、例えば、日常生活防水とすることや、JIS規格の防滴I型あるいはII型(JIS C 0920)とすることができる。
貼代W1、および貼代W2は、1〜4mmとすることができ、本実施形態において2mmとされている。
被覆ユニット200の製造方法を簡単に例示する。なお、被覆ユニット200の積層方向における枠部材220側の面を上面(あるいは第1面、第1接着面等)とし、両面接着フィルム230側を下面(あるいは第2面、第2接着面等)とする。
剥離容易な台紙(紙あるいは樹脂シート)に貼り付けられた両面接着フィルム230に円形状の孔(窓部231)を複数形成する。このとき、台紙には円形状の孔が形成されないようにする。そして、防水膜210の下面(第2面)に両面接着フィルム230の上面(第1接着面)を貼り付ける。
その後、防水膜210の上面(第1面)に両面接着フィルム240の下面(第2接着面)を貼り付ける。このとき、平面視において、PET製の平板に形成された孔の位置と、両面接着フィルム230に形成された孔の位置とが、一致させられる。
なお、被覆ユニット200と同時に台紙を打ち抜いて、各被覆ユニット200に個別に台紙が貼り付けられた状態にしてもよい。
[2.1]スピーカ140の使用
スピーカ140は、着信メロディや音楽を再生するためや、スピーカ通話を行うために使用される。なお、スピーカ通話とは、携帯情報端末100をユーザの耳から離した状態で、レシーバ114を用いずに、スピーカ140から発せられる音声によって受話を行う通話である。
スピーカ通話を行う場合には、無線通信部151によって受信された音声信号が音声処理部153に送られ、音声処理部153において音声信号が増幅等されて、スピーカ140に出力される。
[2.2]被覆ユニットによる音の伝達
被覆ユニット200は、開口180を塞いで浸水を防止する機能に加えて、スピーカ140から出力された音波を筐体101外に伝達させる機能を備えている。
そのため、例えば、図において左側のスピーカ140aから出力された音波は、主として左側の振動部211aに到達し、振動部211を振動させる。一方、右側のスピーカ140bから出力された音波は、主として右側の振動部211を振動させる。その結果、スピーカ140から出力された音波は、振動部211を介して筐体本体111外に伝えられる。なお、2つの振動部211の間の境界部213は、枠部材220及び両面接着フィルム230の区画部224、234によって接着保持されているため振動しない。
図6に比較例を示す。
図6(a)は、2つの被覆ユニット300を示す平面図である。図6(b),(c)は、それぞれ、1つの振動部411が形成されている被覆ユニット400を示す平面図、C−C断面図である。
2つの被覆ユニット300によって開口を塞ぐ場合、X軸方向の合計寸法が被覆ユニット200よりも大きくなる。これは、各被覆ユニット300には、防水膜310の縁部212に枠部材320と接着するための貼代W1を設ける必要があるためである。これに対し、被覆ユニット200では、1つの防水膜210によって2つの窓部221を覆っているため、2つの振動部211間の貼代を共用することができるのである。具体的には、2つの窓部221間の貼代を、2つの被覆ユニット300における2つの窓部310間の距離(2×W1)より小さくできる。その結果、2つの窓部221の中心を結ぶ方向において、被覆ユニット200の長さを短くすることができる。これにより、貼代を確保しつつ、比較的狭い配置スペースに被覆ユニット200を設置することが可能になる。
図6(b),(c)に示す被覆ユニット400では、2つのスピーカ140に対して1つの振動部411が形成されている。この比較例では、ビビリ音が発生する等、明らかに音の歪みが増加するという問題がある。歪が増加する原因は、以下の理由によるものであると考えられる。
なお、振動部(窓部)の外形を、2つの開口180を囲繞する大きな円形状にすることも考えられるが、被覆ユニットが大型化するという問題がある。
[3.3]音の歪率に関する2つの被覆ユニット300との対比
図7に、本実施形態の被覆ユニット200を携帯情報端末100に設けた場合と、2つの被覆ユニット300を携帯情報端末に設けた場合との歪率(全高調波歪率)を示す。また、参考のため、音圧も示す。
ここで、歪率とは、スピーカ140への入力信号(正弦波)の実効電圧をV1とし、その入力信号の整数倍の周波数の高調波成分の実効電圧をV2,V3,・・・Vnとすると、次式によって求められる。
図7に、円Fで示すように、300Hz〜500Hzにおいて、被覆ユニット200の歪率が2つの被覆ユニット300の歪率よりも5%前後小さくなっている。よって、被覆ユニット200を用いることによって、スピーカ通話時において、男性の声を拡声する場合に歪率を低減させることができる。
なお、近年、携帯情報端末等の電子機器の筐体は、軽薄短小化を図るために、筐体の板厚が必要な強度を確保できる範囲で可及的に薄くされる傾向にある。そして、開口が形成された部分の強度が低下するため、スピーカ140が発する音波によって振動し易くなっていると考えられる。
被覆ユニット200の強度が向上することで、携帯情報端末の製造工程において被覆ユニット200が破損し難くなるというメリットもある。
例えば、複数の被覆ユニット200が、台紙に貼り付けられた状態で納入される場合、被覆ユニット200を1つずつ台紙からはがす作業が必要になる。この作業において、仮に2つの窓部221間の強度が低いと、被覆ユニットが大きく変形して振動部211に皺が生じてしまい、使用できなくなる場合がある。つまり、破損し易いのである。
[変形例]
上記実施形態において、2つのスピーカ140に対して、2つの開口が形成されていたが、1つにすることもできる。本変形例の携帯情報端末500は、第1筐体511の筐体背面部511aに形成された開口580の形状以外は携帯情報端末100と同様であるため、異なる部分を中心に説明する。
開口580は、被覆ユニット200と相似形状をしており、筐体背面部511aにおいて2つのスピーカ140a,bの各々と対向する部分を開口させている。このように、2つのスピーカ140に対して1つの開口580が形成されている場合でも、歪の増加を抑制しつつ、第1筐体511内への浸水を防ぐことができる。
なお、防水膜210の境界部213の振動を抑制するために、枠部材220を厚くすることや、枠部材220を2つ設けること等ができる。
(a)前記実施形態および変形例の説明は本発明の例示にすぎず、本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができる。
(b)上記実施形態において、被覆ユニット200が枠部材220を1つ備えていたが、2つにすることもできる。例えば、2つの枠部材220によって防水膜210を挟んで保持する構造にすることができる。
また、被覆ユニット200の枠部材220が筐体本体111に接着されてもよい。
(d)被覆ユニットの外形は、複数の窓部を囲繞する貼代が確保できれば長円形状以外でもよく、例えば、多角形状、その他の形状でもよい。
(f)防水膜210は、PTFE製の多孔質フィルムに限られず、例えば、防滴性を有し、かつ、音波によって適度に振動し得るものを用いることができる。具体例としては、ポリエチレンフィルム、ナイロンフィルム等の有機フィルムや、金属フィルムを用いることができる。また、種類の異なる複数のフィルムを積層させて、防水膜を形成することもできる。さらに、PTFE以外の材料を用いた多孔質フィルムによって防水膜を形成することもできる。
(h)振動部211を適度に振動させるために、振動部211を少し弛ませてもよい。
(i)前記実施形態および変形例において、ダイナミックスピーカが用いられていたが、圧電型スピーカ等、その他の拡声用のスピーカを用いることができる。なお、一般的に、ダイナミックスピーカの音質が優れる。
(k)2つのスピーカ140の各々に対して、1つずつの開口が形成されていたが、各スピーカ140に対して、複数の小さな開口を形成することもできる。各スピーカ140に対応する開口を複数にすることで、筐体の強度低下を抑制し得る。
(1)本実施形態に係る被覆ユニットは、筐体内に複数のスピーカが配置されるとともに、前記筐体における前記複数のスピーカと対向する部分に1以上の開口が形成された電子機器に用いられ、前記1以上の開口を覆うことで前記筐体内への浸水を防ぐ被覆ユニットであって、前記複数のスピーカの各々と一対一で対向する複数の窓部を形成する枠部材と、前記複数の窓部を塞ぐ防水膜とを含むことを特徴とする。
また、本項の被覆ユニットは、複数のスピーカに対して1の開口が形成されている場合に、音の歪を抑制しつつ、開口を覆うことができる。これは、被覆ユニットの複数の窓部が、複数のスピーカの各々と一対一で対向させられていることによる(詳細は、実施形態参照)。
電子機器は、筐体内に複数のスピーカが配置されているものであればよく、例えば、携帯電話機、PDA(パーソナル・デジタル・アシスタント)、ノート型やタブレット型のPC(パーソナルコンピュータ)、液晶ディスプレイを搭載したポータブルDVDプレーヤ、テレビ受像機、ラジオ受信機、ICレコーダ等である。
本項は、防水膜のうちの窓部を覆う部分(以下、「振動部」という)が振動し、スピーカが発する音を筐体外に伝えることを明確にしたものである。
本項の被覆ユニットは、外枠部および区画部において防水膜を保持しているため、防水膜のうちの振動部以外の不要な振動を効果的に抑止し得る。よって、音の歪を抑制し得る。
本項の被覆ユニットは、2つの窓部に接する2つの平行な共通接線を仮想配置した場合に、枠部材の輪郭線および防水膜の輪郭線が、2つの仮想的な共通接線の間の領域の外側に位置するものである。つまり、少なくとも、2つの窓部と2つの仮想的な共通接線とによって囲まれた領域に、枠部材および防水膜が存在している。
本項の被覆ユニットは、枠部材と防水膜との接合面の幅(貼代)を確保しつつ、互いに隣合う2つの窓部の中心を結ぶ方向における長さ寸法を小さくすることができる。よって、被覆ユニット(あるいはスピーカ)を配置するスペースが限られている場合に好適である(詳細は実施形態参照)。なお、接合面は、枠部材と防水膜とが直接又は間接に接触している面であり、例えば、接着面とすることができる。ここで、枠部材と防水膜とが間接に接触しているとは、例えば、接着フィルムを介して接触しているような状態をいう。枠部材と防水膜との接合は、例えば、接着剤や両面接着フィルム等を用いて接着することや、2つの枠部材によって防水膜を挟み込むことで行うことができる。
本項の被覆ユニットの窓部の外形は、対向するスピーカに対して形成された開口を取り囲む大きさにされている。そのため、各振動部は、開口を通過した音波によって効果的に振動させられる。また、本項の被覆ユニットの窓部は円形状をしている。よって、防水膜のうちの窓部を覆う部分が振動する際に、音の歪を生じ難くすることができる。
複数のスピーカに同一の音声信号が入力される場合、複数のスピーカを互いに近接させて比較的狭いスペースに配置させることができる。このような場合に、被覆ユニットの面積を過大にすることなく、複数のスピーカに対して形成された開口を覆うことができる。
本項の被覆ユニットは、両面接着フィルムによって電子機器に貼り付けることが容易になる。また、両面接着フィルムは枠部材と同じ平面形状をしており、防水膜のうち、振動部の振動を許容し、振動部以外の不要な振動を抑止できる。
(10)本実施形態に係る電子機器は、前記開口は、前記複数のスピーカの各々に対して1つずつ形成され、前記複数の窓部は、互いに等しい大きさの円形状をしており、前記複数のスピーカの各々の前面は、それの外周部において、対応する開口の周囲に密着させられており、前記複数のスピーカの各々の前方には、前記窓部を塞ぐ防水膜と前記開口の周壁とによって囲まれた空間が形成されている、ものとすることができる。
101 筐体
110 第1筐体
111 筐体本体
111a 背面部分
111a 筐体背面部
111b 筐体前面部
112 保護カバー
114 レシーバ
115 表示パネル
118 スリット
120 第2筐体
124 操作部
140a,b スピーカ
153 音声処理部
153a アンプ
180a,b 開口
184 区画部
200 被覆ユニット
202 両面接着フィルム
210 防水膜
211a,b 振動部
212 縁部
213 境界部
220 枠部材
221a,b 窓部
223 外枠部
224 区画部
226 接着面
230 両面接着フィルム
231,241 窓部
233,243 外枠部
234,244 区画部
240 両面接着フィルム
260a,b 空間
300 被覆ユニット(比較例)
400 被覆ユニット(比較例)
411 振動部
500 携帯情報端末
580 開口
Claims (10)
- 筐体内に複数のスピーカが配置されるとともに、前記筐体における前記複数のスピーカと対向する部分に1以上の開口が形成された電子機器に用いられ、前記1以上の開口を覆うことで前記筐体内への浸水を防ぐ被覆ユニットであって、
前記複数のスピーカの各々と一対一で対向する複数の窓部を形成する枠部材と、
前記複数の窓部を塞ぐ防水膜と
を含むことを特徴とする被覆ユニット。 - 前記防水膜は、
前記複数の窓部を塞ぐ部分が、それぞれ、対向配置されるスピーカが発する音波によって振動させられて、前記筐体外に音を伝えるものである
請求項1に記載の被覆ユニット。 - 前記複数の窓部は、互いに大きさが等しい円形状をしており、
前記枠部材は、
前記防水膜の縁部を保持する外枠部と、
前記外枠部に囲まれた領域を区画して、前記複数の窓部を形成するとともに前記防水膜を保持する区画部と
を有する請求項1又は2に記載の被覆ユニット。 - 前記枠部材と前記防水膜とは外形形状が同一であり、
前記枠部材および前記防水膜の外形の輪郭線は、互いに隣合う2つの窓部間において、前記2つの窓部に接する互いに平行な2つの仮想的な共通接線によって挟まれる領域の外側に位置する
請求項3に記載の被覆ユニット。 - 前記枠部材は、前記防水膜と接合される接合面を有し、
前記複数の窓部のうちの相隣合う2つの窓部の中心を結ぶ方向において、前記2つの窓部間における前記接合面の幅は、前記外枠部における前記接合面の幅の1倍以上かつ2倍未満である
請求項3又は4に記載の被覆ユニット。 - 前記開口は、前記複数のスピーカの各々に対して1つずつ形成され、
前記複数の窓部の各々は、対向するスピーカに対して形成された前記開口よりも大きい
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の被覆ユニット。 - 前記電子機器は、音声信号を増幅して前記複数のスピーカに出力する音声アンプを含み、
前記複数のスピーカには、振幅及び位相が同一の音声信号が入力される
請求項1乃至6のいずれか1項に記載の被覆ユニット。 - さらに、前記枠部材と同じ平面形状の両面接着フィルムを備え、
前記枠部材と前記両面接着フィルムとは、前記防水膜を挟む状態で前記防水膜に接着されている
請求項1乃至7のいずれか1項に記載の被覆ユニット。 - 1以上の開口が形成された筐体と、
前記筐体内に配置され、前記1以上の開口に対向配置された複数のスピーカと、
前記1以上の開口を覆い、前記筐体内への水の浸入を防ぐ被覆ユニットと、
を含み、
前記被覆ユニットは、
前記複数のスピーカの各々と一対一で対向させられる複数の窓部を形成する枠部材と、
前記複数の窓部を塞ぐ防水膜と
を備えることを特徴とする電子機器。 - 前記開口は、前記複数のスピーカの各々に対して1つずつ形成され、
前記複数の窓部は、互いに等しい大きさの円形状をしており、
前記複数のスピーカの各々の前面は、それの外周部において、対応する開口の周囲に密着させられており、
前記複数のスピーカの各々の前方には、前記窓部を塞ぐ防水膜と前記開口の周壁とによって囲まれた空間が形成されている
請求項9に記載の電子機器。
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