JP4764340B2 - 逆向きに取り付けられたマイクロ・スピーカ組立体とこれを含む移動体端末 - Google Patents

Description

本発明は移動体端末内などにおける個人用のスピーカ組立体に関するもので、より詳しくは、同調マイクロ・スピーカ組立体に関するものである。

セルラ無線電話などの個人用電子装置のメーカや設計者は、装置の形の魅力を保ちながら装置の全体の寸法を小さくしようと努めることが多い。スピーカを含むかかる装置のサイズを小さくしたときに生じる１つの結果は、スピーカを取り付けるスペースが小さくなることである。またかかる個人的電子装置では、種々のオーディオ信号を生成する機能（ブザー、音声信号生成、および／または音楽やその他の高周波帯域信号の再生やプレイバックなど）が望まれる。

個人用電子装置内でオーディオ信号を生成する機能をサポートするハードウエアに利用できるスペースが減少すると、複数の音を出す出力装置をサポートすることがますます困難になり、またかかる装置毎に利用できるスペースがますます小さくなるであろう。また、かかる個人用電子装置内の機能性が高まると、小さくなった利用可能なスペースの中から更に多くを装置の他の機能性のために用いる必要があるかも知れない。またオーディオ出力装置のサイズが小さくなると、ブザー警報信号などの信号を望ましい大きさの音のレベルにすることがますます困難になる。更に、オーディオ出力装置の機能を個人用電子装置の外面に取り付ける程度に従って、これらの機能が製品の外観に与える影響と、かかる外から見える機能を装置の種々の場所に置ける柔軟性とが重要になるであろう。

個人用電子装置内に置かれるマイクロ・スピーカは、一般にその前面すなわち前側は装置の外側にポートされ（すなわち、音響的に接続され）、その後側はバック・チューニング・ボリュームにポートされる。そのため、装置内のマイクロ・スピーカの置き方は限られる。例えば、個人用電子装置のプリント回路板の裏側に置くことはできない。またバック・チューニング・ボリュームをシールすることが困難なので、低音出力が弱くなり歪が大きくなる。また、高いボリューム信号が高い音響レベルをユーザの耳の直ぐ近くでポートするとユーザは不満であろう。

オーディオの性能としては、３００ヘルツ（Ｈｚ）から３４００Ｈｚの音声周波数帯域内で比較的一様の周波数特性を有するスピーカを用いるのが普通である。音楽またはその他の複雑な信号が装置から与えられる場合は、少なくとも約８０００Ｈｚまでの帯域幅の周波数範囲を持つスピーカが用いられる。また、種々の個人用電子装置では更に高い警報信号が与えられることがある。

本発明の実施の形態は、マイクロ・スピーカ組立体と、マイクロ・スピーカ組立体を含む移動体端末を提供する。マイクロ・スピーカ組立体はハウジング内に置かれたマイクロ・スピーカを含む。低周波バック・チューニング・ボリュームはマイクロ・スピーカの前面に近接し、高周波フォワード・チューニング・ボリュームはマイクロ・スピーカの後面に近接する。フォワード・チューニング・ボリュームからハウジング内の開口に通路が延びる。バック・チューニング・ボリュームは閉じてよい。

本発明の別の実施の形態では、移動体端末はバック・チューニング・ボリュームとプリント回路板との壁を区画するハウジング内に置かれたアンテナ板を含む。アンテナ板はプリント回路板と電気的に結合し、プリント回路板から或る選択された距離に置かれて望ましい周波数応答を与えてよい。バック・チューニング・ボリュームはプリント回路板とアンテナ板との間に置かれてよい。マイクロ・スピーカはプリント回路板と電気的に結合し、プリント回路板とアンテナ板との間に置かれてよい。或る実施の形態のアンテナ板は、バック・チューニング・ボリュームから延びて大気圧の変化に対してバック・チューニング・ボリュームを補償するよう形成される通路を含む。

本発明の別の実施の形態では、アンテナ板はプリント回路板に実質的に平行であり、また移動体端末は、プリント回路板とアンテナ板との間に置かれてバック・チューニング・ボリュームの側壁と前壁とを区画する取付け部材を含む。アンテナ板はバック・チューニング・ボリュームの後壁を区画する。アンテナ板と取付け部材との間にシールを設けて、バック・チューニング・ボリュームを閉じてよい。シールは粘着テープなどの接着材でよい。アンテナ板はプリント回路板の後側に近接して置いてよく、キーパッドおよび／またはディスプレイはプリント回路板の前側に置いてよい。マイクロ・スピーカの後面はプリント回路板の後側と電気的に結合してよい。マイクロ・スピーカとプリント回路板の後側とを電気的に結合するためにプリント回路板の後側にスプリング・コネクタを設けてよい。

本発明の別の実施の形態では、開口はハウジングの或る側面にある。ハウジングの前面に開口を有する移動体端末はプリント回路板の前側に結合する受信機スピーカを含んでよい。バック・チューニング・ボリュームは、約３００ヘルツ（Ｈｚ）から約９００Ｈｚまでの低音周波数範囲内で望ましい振幅応答を与えるよう選択されたボリュームを有してよい。

本発明の別の実施の形態では、移動体端末はハウジング内に収められたグロメットを含む。マイクロ・スピーカはグロメット内に置かれ、グロメットはマイクロ・スピーカの前面と後面との間をシールするよう形成される。グロメットはマイクロ・スピーカの後面に近接する第１のフォワード・チューニング・ボリュームを区画してよい。またグロメットは通路と、開口に近接する第２のフォワード・チューニング・ボリュームとを区画してよい。第２のフォワード・チューニング・ボリュームは開口を過ぎてハウジングの側面に沿って延びてよい。グロメットは開口の側面の間にある補強壁を含んでもよい。

本発明の別の実施の形態では、第２のフォワード・チューニング・ボリュームは通路と流体通信を行い、第１のフォワード・チューニング・ボリュームとハウジング内の開口との間に置かれる。第２のフォワード・チューニング・ボリュームと第１のフォワード・チューニング・ボリュームと通路とは、マイクロ・スピーカの周波数応答を調整する二重共振器を区画する。マイクロ・スピーカの周波数応答は、音声周波数範囲内の振幅応答と、警報周波数での、音声周波数範囲内の応答より大きな高振幅応答とを与えるよう調整してよい。音声周波数範囲の最小振幅応答は少なくとも約−２０デシベル（ｄＢ）でよく、警報周波数は約３０００Ｈｚと約４０００Ｈｚとの間でよい。音声周波数範囲の最小振幅応答は少なくとも約−１０デシベル（ｄＢ）でよい。

本発明の別の実施の形態では、マイクロ・スピーカの周波数応答は音声周波数範囲より上の拡張周波数範囲内の振幅応答を与えるよう調整する。拡張周波数範囲内の振幅応答は少なくとも約−２０デシベル（ｄＢ）でよく、拡張周波数範囲は少なくとも約８０００ヘルツ（Ｈｚ）まででよい。警報周波数は約３０００ヘルツ（Ｈｚ）より高い二重共振器の第１の共振周波数でよく、第１の共振周波数より高い二重共振器の第２の共振周波数は、音声周波数範囲より上の拡張周波数範囲を与えるよう選択してよい。第２の共振周波数は約６０００ヘルツ（Ｈｚ）と約８０００ヘルツ（Ｈｚ）との間でよい。

本発明の別の実施の形態では、開口は約１０平方ミリメートル（ｍｍ^２）より小さな面積を有する。マイクロ・スピーカは約１０ミリメートル（ｍｍ）と約２０ｍｍとの間の直径を有してよい。マイクロ・スピーカは少なくとも約８０００ヘルツ（Ｈｚ）の帯域幅を有してよい。別の実施の形態のマイクロ・スピーカは少なくとも約１００００ヘルツ（Ｈｚ）の帯域幅を有する。マイクロ・スピーカの周波数応答は、約−２０デシベル（ｄＢ）、約８０００ヘルツ（Ｈｚ）までの最小振幅応答と、約３０００ヘルツ（Ｈｚ）と約４０００Ｈｚとの間の警報周波数での、最小振幅応答より大きな高振幅応答とを与えるよう調整してよい。

本発明の他の実施の形態では、移動体端末は無線通信網から音声信号を受信する受信機と、音声信号を復号してマイクロ・スピーカにこの復号された信号を与えるコントローラとを含む。

本発明について、本発明の例示的な実施の形態を示す添付の図面を参照して以下に更に詳細に説明する。図では、領域の相対的サイズや機能は分かりやすくするために誇張されている。しかし本発明は多くの異なる形式で実現してよく、ここに述べる実施の形態に限定されると考えてはならない。これらの実施の形態は、この開示を十分かつ完全なものにして本発明の範囲を当業者に完全に伝えるために与えられものである。

以下に本発明について、本発明の実施の形態に係る方法と移動体端末またはマイクロ・スピーカ組立体のブロック図を参照して説明する。本発明の実施の形態について、図１の移動体端末の略ブロック図を参照して以下に説明する。図１は本発明の実施の形態に係る、無線通信網の移動体端末２２と基地局トランシーバ２４とを含む例示的な無線電話通信システムを示す。移動体端末２２は携帯用ハウジング２３を含み、コントローラ／プロセッサ４２と通信する、キーボード／キーパッド２６、ディスプレイ２８、マイクロ・スピーカ組立体３２、マイクロホン３４、トランシーバ３６、メモリ３８を含んでよい。

トランシーバ３６は一般に送信機回路４４と受信機回路４６とを備え、それぞれはアンテナ４８を介して、出力する無線周波数信号を基地局トランシーバ２４に送信し、また音声信号などの入来する無線周波数信号を基地局トランシーバ２４から受信する。移動体端末２２と基地局トランシーバ２４との間で送信される無線周波数信号はトラッフィック信号と制御信号（例えば、入来する呼のページング信号／メッセージ）の両方を含んでよく、これを用いて別の局または宛先との通信を確立しまた保持する。コントローラ／プロセッサ４２は、受信機回路４２から受信した音声信号を復号しまた復号された音声信号をマイクロ・スピーカ組立体３２に与えることを含む、移動体端末２２の種々の機能をサポートしてよい。図１に示すように、警報および／またはユーザ・フィードバックのために、電子楽器ディジタル・インターフェース（ＭＩＤＩ）信号をＭＩＤＩシンセサイザ３５からマイクロ・スピーカ３２に与えてよい。または、他の形式のシンセサイザを備えてよい。

マイクロ・スピーカ組立体３２を除く移動体端末２２の上記の構成要素は多くの従来の移動体端末内に含まれるものでよく、その機能性は一般に当業者に周知である。更に理解すべきであるが、ここで用いる「移動体端末」という用語は次のものを含んでよい。すなわち、マルチライン・ディスプレイを含むまたは含まないセルラ無線電話や、パーソナル移動通信システム（ＰＣＳ）端末（セルラ無線電話とデータ処理やファクシミリやデータ通信機能とを組み合わせてよい）や、パーソナル・データ・アシスタント（ＰＤＡ）（無線電話、ページャ、インターネット／イントラネット・アクセス、ウエブ・ブラウザ、オーガナイザ、カレンダおよび／または全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機を含んでよい）や、従来のラップトップおよび／またはパームトップ携帯用コンピュータ（無線電話トランシーバまたは空間制限されたハウジング構成内のマイクロ・スピーカを用いる他の携帯用装置を含んでよい）などである。

本発明の或る実施の形態では、基地局トランシーバ２４は、セルラ網内に個々のセルを定義して無線リンク・プロトコルを用いてセル内の移動体端末２２や他の移動体端末と通信する無線トランシーバを備える。１つの基地局トランシーバ２４だけを図示しているが、理解されるように、例えば移動体交換局やその他の装置を通して多くの基地局トランシーバを接続して無線通信網を定義してよい。

本発明は移動体端末２２などの通信装置またはシステムで実現してよいが、本発明はかかる装置および／またはシステムに制限されない。本発明は同調マイクロ・スピーカを用いる任意の機器で実現してよい。

本発明の実施の形態に係る同調マイクロ・スピーカ組立体について、図２に示す略ブロック図を参照して以下に更に説明する。図２の実施の形態に示すように、マイクロ・スピーカ組立体１３２はハウジング１５０内に収められたマイクロ・スピーカ１５５を含む。図２はハウジング１５０の一部だけを示す。ハウジング１５０はマイクロ・スピーカ組立体に直接関係のない他の構成要素を含んでよい。マイクロ・スピーカ１５５は前面１５７と、前面１５７と向かい合う位置にある後面１５９とを含む。後面１５９はマイクロ・スピーカ１５５のコイル／磁石１６１に面する側にある。ごみを濾過する布フィルタ１８７が後面１５９上に置かれる。マイクロ・スピーカ１５５の後面１５９に近接して第１の高周波フォワード・チューニング・ボリューム１６０がある。第１のフォワード・チューニング・ボリューム１６０からハウジング１５０内の開口１７０に通路１６５が延びる。

図２に更に示すように、マイクロ・スピーカ組立体は、マイクロ・スピーカ１５５の前面１５７に近接する位置にある低周波バック・チューニング・ボリューム１８０を含む。バック・チューニング・ボリューム１８０は音響的に閉じてよい。各チューニング・ボリューム１６０および１８０の相対的ボリュームは単なる例であって本発明を制限するものではない。本発明の種々の実施の形態において、バック・チューニング・ボリューム１８０はフォワード・チューニング・ボリューム１６０より少なくとも一回り大きい。

マイクロ・スピーカ組立体１３２は図１に示す移動体端末２２内のマイクロ・スピーカ組立体３２として用いてよい。この場合は、移動体端末２２の携帯用ハウジング２３はマイクロ・スピーカ組立体１３２のハウジング１５０の役目をしてよい。更に理解されるように、図２はマイクロ・スピーカ組立体１３２の側面の開口１７０を示すが、本発明はかかるポーティングに限定されるものではなく、ピークの音が移動体端末２２の受話口の位置で高音レベルになるのを防いでマイクロ・スピーカ１５５の周波数応答に許容できない影響を与えないようにするために、移動体端末２２の頂部または他の位置にポートしてもよい。理解されるように、別の実施の形態ではマイクロ・スピーカ１５５は図２に示す構成だけでなく、マイクロ・スピーカ組立体１３２のオーディオ性能を余り低下させないようにして移動体端末２２の他のハードウエアを通してまたはこれに組み込んでポートしてよい。

図２の実施の形態に示すように、マイクロ・スピーカ１５５はプリント回路板１８２に電気的に結合する。図２の実施の形態に示すように、電気接続はスプリング・コネクタ／接点１８９により形成される。
図２に示す実施の形態では、マイクロ・スピーカ１５５はグロメット１８４内に置かれる。グロメット１８４はマイクロ・スピーカ１５５の前面１５７と後面１５９との間をシールするよう形成される。またグロメットは後面１５９と通路１６５とに近接してフォワード・チューニング・ボリューム１６０を区画する。

本発明の種々の実施の形態では、マイクロ・スピーカ１５５は約１０ミリメートル（ｍｍ）と約２０ｍｍとの間の直径を有する。別の実施の形態では、開口１７０は約１０平方ミリメートル（ｍｍ^２）より小さな面積を有してよい。かかる小さなポート・サイズはマイクロ・スピーカの一般的な既存のポーティング方式の約半分以下のサイズであろう。マイクロ・スピーカ組立体１３２を収める移動体端末１２２または他の装置の外観からの干渉または減損を減らすには、かかる小さなポーティング・サイズ開口を開口１７０に用いるのが望ましい。

図３は、図２に示す同調マイクロ・スピーカ組立体の機械的から音響的への類似モデルを示す略図である。図３に示す実施の形態は、２つの高周波フォワード・チューニング・ボリュームを用いてマイクロ・スピーカ１５５の周波数応答を調整する二重共振器を定義する。図３では、チューニング・ボリュームのボリュームを表すのに、第１のフォワード・チューニング・ボリューム１６０はコンプライアンスＦＶを、第２のフォワード・チューニング・ボリューム１７５はＴＶを、バック・チューニング・ボリューム１８０はＢＶを用いる。また、通路１６５は、第１のフォワード・チューニング・ボリューム１６０から第２のフォワード・チューニング・ボリューム１７５まで延びる第１の部分１６５’と、第２のフォワード・チューニング・ボリューム１７５からハウジング１５０内の開口１７０まで延びる第２の部分１６５”とを含む。スピーカ１５５からの信号は開口１７０から空中に放射され、ユーザまたはマイクロホンまたは他の聴取装置でこれを受信する。図３に示すように、各通路部分１６５’、１６５”は長さ（ｌ）と直径（ｄ）により特徴付けられる。

図３は周波数発生器１８５も示す。周波数発生器１８５またはその他の信号源は、マイクロ・スピーカ１５５への信号を駆動する電圧（および／または電流）を与える。
図３に見られるように、２つのフォワード・チューニング・ボリューム１６０，１７５と通路１６５’、１６５”とを有することによりマイクロ・スピーカ組立体１３２の二重共振器が形成される。後で説明するように、或る実施の形態はこれを用いて優れた警報性能を与え、またマイクロ・スピーカ組立体１３２の周波数応答を音声周波数範囲より上に拡張する。

図４−図６は、本発明の種々の実施の形態に係る同調マイクロ・スピーカ組立体の周波数応答を示す片対数グラフである。詳しく述べると、図４と図５とは第２のフォワード・チューニング・ボリューム１７５のサイズを増減したときのマイクロ・スピーカ１５５の周波数応答への影響を示す。図４は、図３に示すマイクロ・スピーカ組立体１３２の数学モデルに基づくマイクロ・スピーカ１５５の予測応答を示す。図４に示す第１の共振周波数より高い拡張周波数範囲内の矢印は、第２のフォワード・チューニング・ボリューム１７５のボリュームを大きくしたときの拡張周波数範囲内の曲線の傾向を示す。第２のフォワード・チューニング・ボリューム１７５のボリュームを大きくすると約４０００ヘルツ（Ｈｚ）より高い拡張周波数範囲内の振幅は大きくなるが、第２の（または更に高い）周波数共振点の振幅は小さくなる。詳しく述べると、周波数発生器１８５がマイクロ・スピーカ１５５に１Ｖ_ｒｍｓ入力を与えて周波数帯域全体を掃引したとき、図４のグラフに示す振幅出力はマイクロ・スピーカ組立体１３２の開口１７０から１センチメートル（ｃｍ）でデシベルで測定した音圧レベル二乗平均（２０マイクロパスカルに対する）（ｄＢＳＰＬ_ｒｍｓ）のレベルに対応する。図４に示す結果を生成するのに用いられるマイクロ・スピーカは８オームの、直径１５ミリメートルのマイクロ・スピーカである。

図５は、本発明の種々の実施の形態に係るマイクロ・スピーカ同調の効果を示すのに用いられる、図３に示す機械モデルに係るマイクロ・スピーカ組立体１３２からの測定値のテスト・データを示す片対数グラフである。図５に示す実施の形態では、バック・チューニング・ボリューム１８０は２．５立方センチメートル、第１のフォワード・チューニング・ボリューム１６０は０．１８立方センチメートル、第２のフォワード・チューニング・ボリューム１７５は０．１５立方センチメートルである。開口１７０は２．６５ミリメートル平方（または同じことであるが、通路が管のときに実質的に同じ開口面積を与える直径３ミリメートル）である。図５に示す結果では、第２のフォワード・チューニング・ボリューム１７５はハウジング１５０を区画する壁１５２に近接して置かれ、第２の通路部分１６５”は一般的なプラスチックの移動体端末の壁の厚さに対応する１．５ミリメートルの長さを有する。第１の通路部分１６５’は３．５ミリメートルの長さを有する。図５の種々の曲線は、第２のフォワード・チューニング・ボリューム１７５の異なるボリューム（０．３立方センチメートルまで）の性能も示す。詳しく述べると、図に示す種々の応答曲線は次の第２のフォワード・チューニング・ボリュームに対応する。すなわち、１００立方ミリメートル（ｍｍ^３）（５００）、１５０ｍｍ^３（５０５）、５０ｍｍ^３（５１０）、０ｍｍ^３（５１５）、２００ｍｍ^３（５２０）、２５０ｍｍ^３（５２５）、３００ｍｍ^３（５３０）である。

図４に示すように、第２のフォワード・ボリューム（前面のチューニング・ボリューム）を大きくすることにより、約６０００Ｈｚと約８０００Ｈｚとの間から始まる第２の共振により比較的急勾配の低域フィルタ応答が与えられる。これは約８０００Ｈｚから人に聴える一般的な限界である約２０ｋＨｚまでの信号出力を大幅に減衰させる。約８０００Ｈｚまでの周波数帯域幅だけをサポートすることが望ましいｍｉｄｉシンセサイザでは、この音響低域フィルタを用いてマイクロ・スピーカへの信号経路内の雑音（ディジタル・アナログ変換器雑音など）を除去することができる。図５の曲線５２５は、本発明の実施の形態により得られる低域フィルタの傾斜の例を示す。この場合、１００００Ｈｚの出力では１０００Ｈｚの出力に比べて約３０ｄＢも減少する。

本発明の実施の形態に係るマイクロ・スピーカ組立体の或る選択された設計の性能を図６の片対数グラフに示す。図６に示すように、二重共振器の第２の共振周波数は６０００ヘルツ（Ｈｚ）と７０００ヘルツとの間である。第１の共振は４０００ヘルツまたは直ぐ下の警報周波数で落ちる。第２の共振による振幅の増加のために、約３００ヘルツから約３４００ヘルツまでの範囲の音声周波数範囲に比べてマイクロ・スピーカ組立体の帯域幅は実質的に２倍近くになり、システムの帯域幅は約１０，０００ヘルツになる。かかる拡張周波数応答は、例えば多音の呼出し音やメロディ（ＭＩＤＩシンセサイザまたはＭＰ３ファイル・プレイバックなど）をサポートしてよい。第１の共振を約４０００ヘルツに置くように選択したのは、約３０００ヘルツから約４０００ヘルツまでの（そして警報音周波数の高調波では最大約８０００ヘルツまでもの）高い振幅警報性能を与えるためである。図３−図５に比べると図６に示す振幅のスケールは変更されているが、図６に示すように、マイクロ・スピーカに１Ｖ_ｒｍｓ入力を与えると共振で１１５ｄＢＳＰＬ_ｒｍｓになり、これは携帯用装置の代表的な高品質ブザーと同等の性能である。

システムが図６に示す性能を持つと、第１の共振が３０００ヘルツではなく約４０００ヘルツの、例えば移動体端末のスピーカ・ホン・モードの音声信号を処理するとき、移動体端末のコーダ／デコーダ（コーデック）で一般に見られるような低域フィルタの効果により（図６の曲線６００で示す）共振周波数の下で減衰を開始する。この効果を用いて曲線を形成する。更に滑らかな曲線が望ましい場合は、図６の曲線６０５で示すような有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタを用いてマイクロ・スピーカ組立体の周波数応答を微調整してよい。また注意すべきであるが、図６は図４に示すような第２のフォワード・チューニング・ボリューム１７５のチューニング・ボリュームの実際の変化を示していないが、かかるチューニング・ボリュームから第１の共振が受ける影響は小さいと予想される。したがって、例えば第１のフォワード・チューニング・ボリューム１６０のボリュームを大きくして第１の共振周波数を下げることにより、容易に第１の共振を更に低い周波数に移すことができる。

上の本発明の説明に示すように、本発明の種々の実施の形態に係るマイクロ・スピーカは高い警報呼出しレベルをサポートすると共に、音声周波数範囲内のスピーカ・ホン・モードの十分なレベルの周波数応答を保持し、また多音メロディー（ＭＩＤＩ、ＭＰ３など）の周波数応答帯域幅を拡張することができる。マイクロ・スピーカ組立体のハウジングに大きな開口サイズを用いる必要なしにかかる周波数応答が与えられるし、また受話口ではなく移動体端末の頂部または側面にスピーカをポートすることにより移動体端末設計におけるピーク音の問題に対処することができる。また種々の実施の形態において、マイクロ・スピーカのポーティングは主アンテナまたは移動体端末の他の機能（移動体端末のプリント回路板（ＰＣＢ）など）を通して与えられる。

図４−図６の周波数応答曲線で示すように、本発明の種々の実施の形態では、マイクロ・スピーカ１５５は、音声周波数範囲の振幅応答と、警報周波数での、音声周波数範囲内の応答より大きな高振幅応答を与えるよう調整される。約１センチメートル（ｃｍ）で測定したときに、音声周波数範囲内の振幅応答は少なくとも約−２０デシベル（ｄＢ）でよく、または別の実施の形態では少なくとも約−１０ｄＢでよい。図６で警報周波数を約４０００ヘルツの第１の共振で示したが、警報周波数は約３０００ヘルツと約４０００ヘルツとの間でよい。二重共振器を用いることにより、振幅応答も、音声周波数より上の拡張周波数範囲内では例えば少なくとも約８０００ヘルツまで、または図６に示すように少なくとも約１０，０００ヘルツまで与えられる。拡張周波数範囲内の最小振幅応答は、音声周波数範囲内の場合と同様に約−２０ｄＢでよい。

第２の共振周波数は約６０００ヘルツと約８０００ヘルツとの間でよい。したがって、種々の実施の形態ではマイクロ・スピーカに少なくとも約８０００ヘルツの帯域幅を、また別の実施の形態では少なくとも約１０，０００ヘルツの帯域幅を与えてよい。本発明のマイクロ・スピーカ組立体が用いる二重共振器はマイクロ・スピーカの周波数応答を音声周波数範囲より上に拡張して高音警報周波数信号を与えてよい。本発明の或る実施の形態では、バック・チューニング・ボリュームは約３００ヘルツ（Ｈｚ）から約９００Ｈｚの低音周波数範囲内で望ましい振幅応答を与えるよう選択されたボリュームを有する。バック・チューニング・ボリュームのサイズは、バック・ボリュームを加えることにより一般に低周波応答を改善できる程度の大きさでよい。本発明の特定の実施の形態では、バック・ボリュームの最小設計要求は２立方センチメートルである。

本発明の別の実施の形態について図７−図１０を参照して以下に説明する。図７は、本発明の種々の実施の形態に係る、マイクロ・スピーカ組立体を含む移動体端末７００の組立分解斜視図である。図７に示すように、移動体端末７００は、取付け部材７３０と合致して移動体端末７００の携帯用ハウジングを区画する前カバー７０５と後カバー７１０とを含む。プリント回路板７１５、マイクロ・スピーカ７２０、グロメット７２５、アンテナ板７３５がハウジング内に収められる。

プリント回路板７１５は、プリント回路板７１５の前側にディスプレイ７３７やキーボードまたはキーパッド７３９などのユーザ入出力装置を含む。図７の実施の形態に示すように、例えば、移動体端末７００と他の通信装置との間の音声対話中にオーディオ信号を出力するのに用いられる受信機スピーカ７４１もプリント回路板７１５に電気的に結合する。前カバー７０５内の開口７４２は受信機スピーカ７４１に近接して置かれて、移動体端末７００のユーザの受話口を形成する。

図１０に示すように、プリント回路板７１５はプリント回路板７１５の後側に関連する種々の構成要素を含む。無線通信網から音声信号を受信する受信機７８５は図のようにプリント回路板７１５の後側に取り付けられる。コントローラ７８７は音声信号を復号して、復号された音声信号をマイクロ・スピーカ７２０および／または受信機スピーカ７４１に与える。プリント回路板７１５のシステム・コネクタ７８９が移動体端末７００のハウジングを通して延びているので、例えばシステム・コネクタ７８９に結合する補助構成要素はこれによりプリント回路板７１５上の回路にアクセスすることができる。また、プリント回路板７１５の後側のスプリング・コネクタまたは接点７９１はマイクロ・スピーカ７２０をプリント回路板７１５の後側に電気的に結合する。

図７に戻って、グロメット７２５はマイクロ・スピーカ７２０を受けて、マイクロ・スピーカ７２０の前面７７７と後面７２１との間をシールするよう形成される。図７に見える後面７２１はプリント回路板７１５の後側に向いている。
図７に示す実施の形態では、グロメット７２５は更に、マイクロ・スピーカ７２０の後面に近接する第１のフォワード・チューニング・ボリューム７４５と、第１のフォワード・チューニング・ボリューム７４５をグロメット内の開口７５３に音響的に結合する通路７４９とを区画する。開口７５３は取付け部材７３０内の開口７５７と揃う。

本発明の例示の二重共振の実施の形態では、グロメット７２５は更に、開口７５３に近接して取付け部材７３０の側面に沿って延びる第２のフォワード・チューニング・ボリューム７４７を区画する。補強壁７５３がグロメット７２５内の開口７５１の側面の間に置かれ、開口７５１の中間点を近似する。第２のフォワード・チューニング・ボリューム７４７は通路７４９と流体伝達し、第１のフォワード・チューニング・ボリューム７４５と開口７５３との間に置かれる。第２のフォワード・チューニング・ボリューム７４７と第１のフォワード・チューニング・ボリューム７４５と通路７４９とは、マイクロ・スピーカ７２０の周波数応答を調整する二重共振器を定義する。図３−６を参照して上に説明したように、マイクロ・スピーカ７２０の周波数応答は、音声周波数範囲内の振幅応答と、警報周波数での、音声周波数範囲内の応答より大きな高振幅応答を与えるよう調整してよい。更に、例えば音声周波数範囲より上の拡張周波数範囲内の振幅応答を与えるよう調整して楽音をサポートしてよい。

また図７の実施の形態に示すように、プリント回路板７１５に電気的に結合するアンテナ板７３５はプリント回路板７１５から或る選択された距離に置かれ、移動体端末７００を組み立てるとアンテナ板７３５の望ましい周波数応答を与える。マイクロ・スピーカ７２０はプリント回路板７１５とアンテナ板７３５との間に置かれる。アンテナ板７３５は粘着テープ７６５などの接着材を含み、図９を参照して後で説明するようにアンテナ板７３５と取付け部材７３０の壁との間をシールして、音響的に閉じた高周波バック・チューニング・ボリュームを区画する。しかし、他のシール手段を本発明の種々の実施の形態に用いてよい。

アンテナ板７３５はプリント回路板７１５に実質的に平行でよい。図７の実施の形態に示すように、アンテナ板７３５はバック・チューニング・ボリュームから外部の大気に延びる通路７６７を更に含み、例えば移動体端末７００を高地に運んだときに大気圧の変動に対してバック・チューニング・ボリュームを補償するよう形成される。

図９は、取付け部材７３０の後側の種々の機能を更に示す。図９に示すように、取付け部材７３０はアンテナ板７３５と共にバック・チューニング・ボリューム７７５を区画する。図９に示すように、マイクロ・スピーカ７２０の前面７７７がバック・チューニング・ボリューム７７５内に見える。なぜなら、図９にはアンテナ板７３５が示されていないからである。マイクロ・スピーカ７２０を取付け部材７３０内に保持するのを助ける保持フラップ７７９が示されている。保持フラップ７７９はグロメット７２５の一部でもよいし、または取付け部材７３０の１つの機能でもよい。

取付け部材７３０はＧＥプラスチックスから販売されているＣｙｃｏｌｙ（Ｒ）などの絶縁材料でよい。グロメット７２５も絶縁材料でもシリコン・ゴムなどの更に弾性の材料でもよく、グロメット７２５内でマイクロ・スピーカ７２０をシールして結合するのを助けまた取付け部材７３０内の一致するソケット（図７）内にグロメット７２５を収めるのを助ける。また、図では受信機７８５やコントローラ７８７などの種々の電気回路がプリント回路板７１５の特定の面に取り付けられているが、理解されるように、本発明の種々の実施の形態ではかかる電気回路はプリント回路板７１５の異なる側面に置いてよい。

上の説明から明らかなように、本発明の実施の形態はマイクロ・スピーカを機械的および音響的に逆向きに置き、マイクロ・スピーカの前面は、低音（低周波）性能を改善するために一般に設けられる音響的に閉じたボリュームであるバック・ボリュームに接続し、マイクロ・スピーカの背（後）面は自由な大気にポートするフォワード・チューニング・ボリュームに結合する。このような向きにすることによりマイクロ・スピーカと、マイクロ・スピーカ組立体に結合するプリント回路板上の接点（スプリング接点など）との接続が更に簡単になり、またマイクロ・スピーカをプリント回路板の後側に置くことができる。マイクロ・スピーカはフィルタ（布フィルタなど）をマイクロ・スピーカの後面上に備えることが多く、マイクロ・スピーカの前面ではなく後面で排気するので、ごみを更に濾過して除く必要が少なくなる。

本発明の種々の実施の形態ではマイクロ・スピーカのポーティングを移動体端末のハウジングの側面などに柔軟に行うことができるので、娯楽用の多音スピーカから高振幅を生成すると共に、ユーザの受話口にポートする音響レベルを制限することができる。逆向きにすることによりマイクロ・スピーカに結合するバック・チューニング・ボリュームのシールが更に容易になり、これにより低音出力が改善され、オーディオ信号の歪が小さくなる。また、本発明の逆向きの取付けにより移動体端末７００のハウジング内の必要なボリュームを減らすことができる。なぜなら、かかる取付けにより、アンテナ板７３５とバック・チューニング・ボリューム７７５とが移動体端末７００内の空気のボリュームの一部を共用しやすくなるからである。

図面と明細書で、本発明の代表的な例示の実施の形態を開示した。特定の用語を用いたが、これらは一般的で説明的な意味だけで用いたのであって、制限するためではない。本発明の範囲は特許請求の範囲内に示されている。

本発明の或る実施の形態に係る、同調マイクロ・スピーカ組立体を含む移動体端末を示す略ブロック図である。 本発明の或る実施の形態に係る、逆向きに取り付けられたマイクロ・スピーカ組立体を示す略断面図である。 本発明の或る実施の形態に係る、同調マイクロ・スピーカの機械的から音響的への類似モデルを示す略図である。 異なる第２のチューニング・ボリューム構成を持つ本発明の或る実施の形態に係る、マイクロ・スピーカ組立体の拡張周波数範囲全体の予測周波数応答を示す片対数グラフである。 異なる第２のチューニング・ボリューム構成を持つ本発明の或る実施の形態に係る、マイクロ・スピーカ組立体の拡張周波数範囲全体の周波数応答を示す片対数グラフである。 本発明の或る実施の形態に係る、マイクロ・スピーカ組立体の拡張周波数範囲全体の周波数応答を示す片対数グラフである。 本発明の或る実施の形態に係る、マイクロ・スピーカ組立体を含む移動体端末の分解組立斜視図である。 図７の移動体端末の斜視図である。 図７の移動体端末の斜視図である。 図７の移動体端末の斜視図である。

Claims (52)

1. 移動体端末であって、
   第１の壁と、第２の壁と、両者の間に延びる側面とを含む携帯用ハウジングと、
   前記ハウジングの第１の壁に向かい合いかつ間隔をあけた前面と前記ハウジングの第２の壁に向かい合いかつ間隔をあけた後面とを含む、前記ハウジング内に収められたマイクロ・スピーカと、
   前記マイクロ・スピーカの前面に近接する音響的に閉じた低周波チューニング・ボリュームと、
   前記マイクロ・スピーカの後面に近接する高周波チューニング・ボリュームと、
   前記高周波チューニング・ボリュームから前記ハウジング内の開口に延びる通路と、
   を備える移動体端末。
2. 請求項１に記載の移動体端末であって、前記低周波チューニング・ボリュームの壁を区画する、前記ハウジング内に収められたアンテナ板を更に備える、移動体端末。
3. 移動体端末であって、
   第１の壁と、第２の壁と、両者の間に延びる側面とを含む携帯用ハウジングと、
   前記ハウジングの第１の壁に向かい合いかつ間隔をあけた前面と前記ハウジングの第２の壁に向かい合いかつ間隔をあけた後面とを含む、前記ハウジング内に収められたマイクロ・スピーカと、
   前記マイクロ・スピーカの前面に近接する低周波チューニング・ボリュームと、
   前記マイクロ・スピーカの後面に近接する高周波チューニング・ボリュームと、
   前記高周波チューニング・ボリュームから前記ハウジング内の開口に延びる通路と、
   前記低周波チューニング・ボリュームの壁を区画する、前記ハウジング内に収められたアンテナ板と、
   前記アンテナ板から間隔をあけかつ電気的に結合する、ハウジング内に収められたプリント回路板であって、前記低周波チューニング・ボリュームは前記プリント回路板と前記アンテナ板との間に置かれる、プリント回路板と、
   を備える移動体端末。
4. 請求項３に記載の移動体端末において、前記マイクロ・スピーカは前記プリント回路板に電気的に結合しまた前記プリント回路板と前記アンテナ板との間に置かれる、移動体端末。
5. 請求項４に記載の移動体端末において、前記低周波チューニング・ボリュームは閉じたチューニング・ボリュームであり、また前記アンテナ板は前記低周波チューニング・ボリュームから延びる通路を含む、移動体端末。
6. 請求項５に記載の移動体端末において、前記アンテナ板は前記プリント回路板に実質的に平行であり、また移動体端末は前記プリント回路板と前記アンテナ板との間に置かれて前記低周波チューニング・ボリュームの側壁と第１の壁とを区画する取付け部材を更に備え、また前記アンテナ板は前記低周波チューニング・ボリュームの第２の壁を区画する、移動体端末。
7. 請求項６に記載の移動体端末であって、前記アンテナ板と前記取付け部材との間に前記低周波チューニング・ボリュームを閉じるシールを更に備える、移動体端末。
8. 請求項７に記載の移動体端末において、前記シールは接着材を含む、移動体端末。
9. 請求項３に記載の移動体端末において、前記アンテナ板は前記プリント回路板の第１の側に近接して置かれ、またキーパッドおよび／またはディスプレイは前記プリント回路板の第２の側に置かれ、また前記マイクロ・スピーカの後面は前記プリント回路板の第１の側に電気的に結合し、また前記マイクロ・スピーカを前記プリント回路板の第１の側に電気的に結合するスプリング・コネクタを前記プリント回路板の第１の側に更に備える、移動体端末。
10. 請求項３に記載の移動体端末において、前記アンテナ板は前記プリント回路板の第１の側に近接して置かれ、またキーパッドおよび／またはディスプレイは前記プリント回路板の第２の側に置かれ、また前記マイクロ・スピーカの後面は前記プリント回路板の第１の側に電気的に結合し、また前記プリント回路板の第２の側に結合する受信機スピーカを更に備え、また前記ハウジングの第２の壁に開口を有する、移動体端末。
11. 請求項１または４に記載の移動体端末であって、前記ハウジング内に収められたグロメットを更に備え、また前記マイクロ・スピーカは前記グロメット内に置かれ、また前記グロメットは前記マイクロ・スピーカの前面と後面との間をシールするよう形成される、移動体端末。
12. 請求項１１に記載の移動体端末において、前記マイクロ・スピーカの後面に近接する前記高周波チューニング・ボリュームは前記グロメットにより区画されて第１の高周波チューニング・ボリュームになる、移動体端末。
13. 請求項１２に記載の移動体端末において、前記グロメットは、前記開口に近接する第２の高周波チューニング・ボリュームと、前記第１および第２の高周波チューニング・ボリュームの間の通路と、前記開口への通路とを更に区画する、移動体端末。
14. 請求項１３に記載の移動体端末において、前記第２の高周波チューニング・ボリュームは前記開口を過ぎて前記ハウジングの側面に沿って延びる、移動体端末。
15. 請求項１４に記載の移動体端末において、前記グロメットは前記開口の側面の間に置かれた補強壁を更に備える、移動体端末。
16. 請求項４に記載の移動体端末において、前記高周波チューニング・ボリュームは第１の高周波チューニング・ボリュームであり、また前記通路と接続されかつ前記第１の高周波チューニング・ボリュームと前記ハウジング内の開口との間の或る位置に置かれた第２の高周波チューニング・ボリュームを更に備え、前記第２の高周波チューニング・ボリュームと前記第１の高周波チューニング・ボリュームと前記通路とは前記マイクロ・スピーカの周波数応答を調整する二重共振器を区画する、移動体端末。
17. 請求項１６に記載の移動体端末において、音声周波数範囲内の最小振幅応答は少なくとも約−２０デシベル（ｄＢ）であり、また警報周波数は約３０００ヘルツ（Ｈｚ）と約４０００Ｈｚとの間である、移動体端末。
18. 請求項１６に記載の移動体端末において、音声周波数範囲内の最小振幅応答は少なくとも約−１０デシベル（ｄＢ）である、移動体端末。
19. 請求項１６に記載の移動体端末において、警報周波数は約３０００ヘルツ（Ｈｚ）より高い二重共振器の第１の共振周波数であり、また前記第１の共振周波数より高い、前記二重共振器の第２の共振周波数は音声周波数範囲より上の拡張周波数範囲を与えるよう選択される、移動体端末。
20. 請求項１９に記載の移動体端末において、前記第２の共振周波数は約６０００ヘルツ（Ｈｚ）と約８０００ヘルツ（Ｈｚ）との間である、移動体端末。
21. 請求項１６に記載の移動体端末において、前記開口は約１０平方ミリメートル（ｍｍ^２）より小さい面積を有する、移動体端末。
22. 請求項１６に記載の移動体端末において、前記マイクロ・スピーカは少なくとも約８０００ヘルツ（Ｈｚ）の帯域幅を有する、移動体端末。
23. 請求項１６に記載の移動体端末において、前記マイクロ・スピーカは少なくとも約１００００ヘルツ（Ｈｚ）の帯域幅を有する、移動体端末。
24. 請求項１６に記載の移動体端末において、前記マイクロ・スピーカは約１０ミリメートル（ｍｍ）と約２０ｍｍとの間の直径を有する、移動体端末。
25. 請求項１６に記載の移動体端末であって、
    無線通信網から音声信号を受信する受信機と、
    前記音声信号を復号し、前記復号された音声信号を前記マイクロ・スピーカに与えるコントローラと、
    を更に備える、移動体端末。
26. 請求項２５に記載の移動体端末において、前記マイクロ・スピーカの周波数応答は、約−２０デシベル（ｄＢ）、約８０００ヘルツ（Ｈｚ）までの最小振幅応答と、約３０００ヘルツ（Ｈｚ）と約４０００Ｈｚとの間の警報周波数での、前記最小振幅応答より大きな高振幅応答とを与えるよう調整される、移動体端末。
27. 請求項４または８に記載の移動体端末において、前記アンテナ板は前記プリント回路板の第１の側に近接して置かれ、またキーパッドおよび／またはディスプレイは前記プリント回路板の第２の側に置かれ、また前記マイクロ・スピーカの後面は前記プリント回路板の第１の側に電気的に結合する、移動体端末。
28. 請求項１または３に記載の移動体端末において、前記開口は前記ハウジングの或る側面にある、移動体端末。
29. 請求項２７に記載の移動体端末であって、前記プリント回路板の第２の側に結合する受信機スピーカを更に備え、また前記ハウジングの第２の壁内に開口を有する、移動体端末。
30. 請求項１または１０に記載の移動体端末において、前記低周波チューニング・ボリュームは約３００ヘルツ（Ｈｚ）から約９００Ｈｚまでの低音周波数範囲内で所望の振幅応答を与えるよう選択されたボリュームを有する、移動体端末。
31. 請求項１または１６に記載の移動体端末において、前記マイクロ・スピーカの周波数応答は、音声周波数範囲内の振幅応答と、警報周波数での、前記音声周波数範囲内の応答より大きな高振幅応答とを与えるよう調整される、移動体端末。
32. 請求項１に記載の移動体端末において、前記マイクロ・スピーカの周波数応答は音声周波数範囲より上の拡張周波数範囲内の周波数応答を与えるよう調整される、移動体端末。
33. 請求項１７に記載の移動体端末において、前記音声周波数範囲より上の拡張周波数範囲内の振幅応答は少なくとも約−２０デシベル（ｄＢ）であり、また前記拡張周波数範囲は少なくとも約８０００ヘルツ（Ｈｚ）までである、移動体端末。
34. 請求項１に記載の移動体端末であって、前記マイクロ・スピーカの後面上にフィルタを更に備える、移動体端末。
35. 組立体であって、
    前面と後面とを含むマイクロ・スピーカと、
    前記マイクロ・スピーカの前面に近接する音響的に閉じた低周波チューニング・ボリュームと、
    前記マイクロ・スピーカの後面に近接する高周波チューニング・ボリュームと、
    前記高周波チューニング・ボリュームから前記高周波チューニング・ボリュームからマイクロ・スピーカの外側への開口に延びる通路と、
    を備える組立体。
36. 請求項３５に記載の組立体であって、前記低周波チューニング・ボリュームの壁を区画するアンテナ板を更に備える、組立体。
37. 組立体であって、
    前面と後面とを含むマイクロ・スピーカと、
    前記マイクロ・スピーカの前面に近接する低周波チューニング・ボリュームと、
    前記マイクロ・スピーカの後面に近接する高周波チューニング・ボリュームと、
    前記高周波チューニング・ボリュームから前記高周波チューニング・ボリュームからマイクロ・スピーカの外側への開口に延びる通路と、
    前記低周波チューニング・ボリュームの壁を区画するアンテナ板と、
    前記アンテナ板から間隔をあけかつ電気的に結合するプリント回路板であって、前記低周波チューニング・ボリュームは前記プリント回路板と前記アンテナ板との間に置かれる、プリント回路板と、
    を備える組立体。
38. 請求項３７に記載の組立体において、前記低周波チューニング・ボリュームは閉じており、また前記アンテナ板は前記低周波チューニング・ボリュームから延びた通路を含む、組立体。
39. 請求項３５に記載の組立体において、前記低周波チューニング・ボリュームは約３００ヘルツ（Ｈｚ）から約９００Ｈｚまでの低音周波数範囲内に所望の振幅応答を与えるよう選択されたボリュームを有する、組立体。
40. 請求項３５に記載の組立体であって、移動体端末のハウジング内に収められるグロメットを更に備え、また前記マイクロ・スピーカは前記グロメット内に置かれ、また前記グロメットは前記マイクロ・スピーカの前面と後面との間をシールするよう形成される、組立体。
41. 請求項４０に記載の組立体において、前記マイクロ・スピーカの後面に近接する前記高周波チューニング・ボリュームは前記グロメットにより区画されて第１の高周波チューニング・ボリュームになる、組立体。
42. 請求項４１に記載の組立体において、前記グロメットは、通路と前記開口に近接する第２の高周波チューニング・ボリュームと、前記第１および第２の高周波チューニング・ボリュームの間の通路と、前記開口への通路とを区画する、組立体。
43. 請求項４２に記載の組立体において、前記グロメットは前記開口の側面の間に置かれた補強壁を更に備える、組立体。
44. 請求項３５に記載の組立体において、前記高周波チューニング・ボリュームは第１の高周波チューニング・ボリュームであり、また前記通路と接続されかつ前記第１の高周波チューニング・ボリュームと前記開口との間の或る位置に置かれた第２の高周波チューニング・ボリュームを更に備え、前記第２の高周波チューニング・ボリュームと前記第１の高周波チューニング・ボリュームと前記通路とで前記マイクロ・スピーカの周波数応答を調整する二重共振器を区画する、組立体。
45. 請求項４４に記載の組立体において、前記マイクロ・スピーカの周波数応答は、音声周波数範囲内の振幅応答と、警報周波数での、前記音声周波数範囲内の応答より大きな高振幅応答とを与えるよう調整される、組立体。
46. 請求項４４に記載の組立体において、前記マイクロ・スピーカの周波数応答は、音声周波数範囲内と、少なくとも約８０００ヘルツ（Ｈｚ）までの前記音声周波数範囲から拡張された周波数範囲内とで振幅応答を与えるよう調整され、また前記マイクロ・スピーカの周波数応答は更に、約８０００Ｈｚより低い警報周波数での、前記音声周波数範囲内の応答より大きな高振幅応答を与えるよう調整される、組立体。
47. 請求項４６に記載の組立体において、前記音声周波数範囲と拡張周波数範囲内の振幅応答は少なくとも約−２０デシベル（ｄＢ）であり、また前記警報周波数は約３０００ヘルツ（Ｈｚ）と約４０００Ｈｚとの間である、組立体。
48. 請求項４４に記載の組立体において、前記マイクロ・スピーカは約１０ミリメートル（ｍｍ）と約２０ｍｍとの間の直径を有する、組立体。
49. 請求項４４に記載の組立体において、前記二重共振器は前記マイクロ・スピーカの周波数応答を音声周波数範囲より上に拡張する、組立体。
50. 請求項１に記載の移動体端末であって、前記低周波チューニング・ボリュームから前記低周波チューニング・ボリュームの外側に延びた通路を更に含む、移動体端末。
51. 請求項１７に記載の移動体端末において、前記マイクロ・スピーカの周波数応答は前記音声周波数範囲より上の拡張周波数範囲内の周波数応答を与えるよう調整される、移動体端末。
52. 請求項３２または５１のいずれかに記載の移動体端末において、前記拡張周波数範囲内の振幅応答は少なくとも約−２０デシベル（ｄＢ）であり、また前記拡張周波数範囲は少なくとも約８０００ヘルツ（Ｈｚ）までである、移動体端末。

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