JP5102876B2 - スピーカ組立体が埋設されたｐｃｂ - Google Patents

Description

本発明は、電子装置のスピーカに関し、特に、スピーカ組立体が埋設されたプリント回路基板（ＰＣＢ）に関する。

電子装置内の容積は主に、表示部と、電池と、その他の部品とによって占められるため、音響部品のサイズ／厚みを縮小する必要性が高い。携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ラップトップコンピュータ、ポータブルオーディオプレーヤ（例えば、ＭＰ３プレーヤ）、ポータブルビデオプレーヤ等の電子コンポーネントは小型化され続けているため、電子部品およびその他の部品、例えばスピーカシステム、に利用可能な空間は縮小し続けている。現在のスピーカシステムは、これらの電子コンポーネント内の貴重な空間を占有している。さらに、補聴装置をサポートするためにテレコイル（Ｔ−コイル）を必要とする装置においては、スピーカシステムの一部であるコイルに加え、Ｔ−コイル用の追加の空間が必要である。

本発明の複数の実施態様は、プリント回路基板（ＰＣＢ）とこのＰＣＢに埋設されたスピーカ組立体とを備えた電子装置に関する。

本発明の複数の実施態様は、プリント回路基板（ＰＣＢ）とこのＰＣＢに埋設されたスピーカ組立体とを備えたスピーカシステムにさらに関する。

本発明の複数の実施態様は、プリント回路基板（ＰＣＢ）とスピーカ組立体とを備える電子装置であって、プリント回路基板（ＰＣＢ）は空洞または貫通孔のいずれか一方を備え、スピーカ組立体はマグネットとコイルとを少なくとも備え、少なくともマグネットがＰＣＢの空洞または貫通孔の内部に少なくとも部分的に配置された電子装置にさらに関する。

以下の詳細な説明においては、複数の添付図面を参照しながら本発明の複数の実施態様の非限定的な例として本発明をさらに説明する。これらの図面を通して、同様の参照符号は同様の部品を表す。

本発明の実施形態の一例によるスピーカシステムである。 本発明の実施形態の一例によるスピーカシステムの上面／下面切り欠き図である。 本発明の別の実施形態によるスピーカシステムの図である。 本発明のさらに別の実施形態によるスピーカシステムの図である。

本発明の複数の実施形態によると、スピーカ組立体をプリント回路基板（ＰＣＢ）に埋設できる。スピーカ組立体は、ＰＣＢの内部に配置することもでき、好ましくはＰＣＢの厚み（例えば、１ｍｍ厚）以下にできる。スピーカ組立体の振動板の厚みは、ほぼ１０ｍｍにできる。本発明の複数の実施形態による埋設型スピーカ組立体は、イヤホンスピーカまたはラウドスピーカのどちらにでも適用できる。さらに、スピーカシステム内のコイルは、補聴器対応のＴ−コイルとして使用できる。

本発明の複数の実施形態においては、ＰＣＢ材料に埋設されたコイルと、ＰＣＢの内部に配置された振動板／マグネット組立体とを用いてスピーカ組立体を形成できる。振動板／マグネット組立体は、ＰＣＢの孔または空洞に通してＰＣＢの内部に配置し、スピーカ組立体の振動板の表面または各縁部の所定位置に半田付けまたは接着できる。さらに、ラウドスピーカの場合は、共振周波数を下げて歪みを減らすために、シールドを追加の密閉箱またはほぼ密閉された箱として用いることもできる。

図１は、本発明の実施形態の一例によるスピーカシステムを示す。スピーカシステム１００は、埋設型スピーカ組立体を含むプリント回路基板１０１を備える。スピーカ組立体は、プリント回路基板１０１に埋設されたコイル１０２と、同じくプリント回路基板１０１に埋設されてコイル１０２の巻線の開いた中心部分に配置されたマグネット１０３と、プリント回路基板１０１の表面に接続された振動板１０５とを備える。１つ以上の取り付け装置１０７を介して振動板１０５に接続された１つ以上のマグネットホルダ１０４にマグネット１０３を相互接続することもできる。スピーカ組立体は、電気部品との間で送受信される電磁界によって引き起こされる歪みおよび音響システムの共振周波数を減らすために使用できるシールド缶１０６をさらに備える。マグネットホルダ１０４は、マグネットを保持し、かつマグネットを振動板１０５に取り付けるために適した種類の材料であれば何れの材料で作製してもよく、例えば硬質プラスチック材料で作製できる。さらに、プリント回路基板の製造時にコイル１０２をプリント回路基板１０１に組み込むこともできる。この場合、製造されるプリント回路基板１０１は、電気回路をコイル１０２に接続するためのコイル１０２への接続点を組み込んで製造される。

スピーカ組立体が追加の空間を殆どまたは全く必要とせず、プリント回路基板１０１の厚み以下になるように、マグネット１０３と、複数のマグネットホルダ１０４と、複数の取り付け装置１０７と、コイル１０２と、振動板１０５とを備えたスピーカ組立体をプリント回路基板１０１に埋設することもできる。これは、スピーカ組立体を必要とし、かつ空間およびサイズ上の要件を有する装置に好都合である。

さらに、本発明による複数の実施形態においては、埋設されたコイル１０２は、補聴装置とのインタフェースとして使用できるテレコイル（Ｔ−コイル）としても機能する。Ｔ−コイルを電磁界に配置すると、電気信号が生成され、補聴装置によって受信されて増幅される。プリント回路基板１０１に埋設されたコイル１０２をＴ−コイルとして使用できるので、この機能を果たす追加の独立したコイルが不要になる。さらに、小型化が所望される場合、本発明の複数の実施形態は、スピーカ組立体をより薄型のプリント回路基板に埋設しながらスピーカシステムから所望の特性が得られるように、スピーカ組立体の部品／材料およびコイルのサイズばかりでなく、スピーカ組立体の表面積も調整できるという融通性がある。

本発明の実施形態の複数の例によるスピーカ組立体は、スピーカを使用する何れの種類の電子装置にでも使用できる。例えば、本発明の複数の実施形態によるスピーカ組立体は、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、コンピュータ、電子ゲーム装置、電子音響機器、電子映像機器などに使用できる。

図２は、本発明の実施形態の一例によるスピーカシステムの上部／底部切り欠き図を示す。この透視図には、プリント回路基板１０１の上部（振動板の配置によっては底部）の切り欠き図が示されている。本発明を説明し易くするために、振動板１０５は図示されていない。ただし、振動板１０５を取り付けできる場所を示すために、マグネットホルダ装置１０４上の取り付け装置１０７が図示されている。コイル１０２の巻線は、一連の相互接続された不均一な円として図示されている。この例の実施形態において、コイルの巻線数は４つである。４つの巻線数が一例として示されているが、本発明の複数の実施形態においては、コイルの巻線数は４つに限定されず、何れか実用的な巻線数のコイルを備えることができ、コイルの巻線数がいくつであっても本発明の範囲に含まれるものとする。図２は、マグネットホルダ１０４のスポーク構成を示す。ただし、如何なるマグネットホルダ構成でも使用可能であり、本発明の範囲に含まれるものとする。

図３は、本発明の別の実施形態によるスピーカシステムの図を示す。この実施形態において、スピーカシステム３００は、プリント回路基板３０１とスピーカ組立体とを備え、スピーカ組立体は、コイル３０２と、マグネット３０３と、１つ以上のマグネットホルダ装置３０４と、振動板３０５と、マグネットホルダ３０４を振動板３０５に取り付けるための１つ以上の取り付け装置３０７とを備える。この例の実施形態において、プリント回路基板３０１は、振動板３０５を支持するプリント回路基板３０１の側とは反対の側に位置するプリント回路基板３０１の部分３１０に１つ以上の電子部品３０９を支持する能力を有する。任意使用のシールド缶３０６も図示されている。電子部品３０９を支持する回路基板の部分３１０は、スピーカ組立体によって生成された音声を逃がすポート３０８を複数備える。図示はされていないが、音声を逃がすためのポートをシールド缶３０６にも複数設けられる。この実施形態において、スピーカ組立体はプリント回路基板３０１に埋設される。ただし、プリント回路基板３０１の部分３１０は、依然として１つ以上の電子部品３０９を支持する能力を有する。

図４は、本発明のさらに別の実施形態によるスピーカシステムの図を示す。スピーカシステム４００は、スピーカ組立体が埋設されたプリント回路基板４０１を備える。このスピーカ組立体は、プリント回路基板４０１に埋設されたコイル４０２と、マグネット４０３と、１つ以上のマグネットホルダ４０４と、振動板４０５と、マグネット４０３を振動板４０５に取り付けるために用いられる１つ以上の取り付け装置４０７とを備える。場合によっては、シールド缶４０６をスピーカ組立体にさらに設けることもできる。この例の実施形態においては、複数のプリント回路を含む可撓性フィルム４１０を振動板４０５の上方でプリント回路基板４０１に取り付け構造を介して取り付けることもできる。この可撓性フィルム４１０には、１つ以上の電子部品４１１を取り付けることができる。これは、スピーカ組立体の上方に電子部品を追加するための追加容積を提供する。本発明による複数の実施形態においては、可撓性フィルム４１０は、電子集積回路および他の電子素子の搭載および相互接続のための電気トレースおよびパッドを複数備えた可撓性の回路基板でもよい。

この実施形態においては、追加部品の追加を可能にする可撓性フィルム４１０と共に、（上記のように）電子部品の追加を同じくサポートするプリント回路基板４０１の部分４１５が図示されている。プリント回路基板４０１の部分４１５は、可撓性フィルム４１０および振動板４０５があるプリント回路基板４０１の側とは反対の側に配置できる。図３の説明で言及したように、プリント回路基板４０１の部分４１５は、プリント回路基板の部分４１５に取り付け可能な追加部品４０９の追加をさらにサポートする。可撓性フィルム４１０を備えたこの例の実施形態にはプリント回路基板４０１の部分４１５を含める必要はないが、ここでは、スピーカ組立体が埋設されたプリント回路基板の上面および底面の両方に追加部品を取り付けできることを単に示すために図示されている。上記のように、部品４０９を支持するプリント回路基板の部分４１５に、スピーカ組立体から音声を逃すためのポートを複数設けられる。シールド缶４０６にも複数のポート（図示せず）を設けられる。説明のために、この実施形態は、携帯電話に収容されているものとして図示されており、電話機カバー４１２が、この電話機カバー４１２をプリント回路基板４０１上に支持するための１つ以上の取り付け装置４１３と共に、図示されている。電話機カバー４１２は、携帯電話のユーザの耳に音声を逃しうる複数のポート４１４を備える。

本願明細書で使用されている術語は、特定の実施形態を説明することのみを目的としており、本発明を限定するものではない。本願明細書で使用されている単数形「１つの（ａ）、（ａｎ）」、および「前記（ｔｈｅ）」は、特に明記されていない限り、複数形も含むものとする。さらに、用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓおよび／またはｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、この明細書で用いられる場合、記載されている特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素の存在を示すものであり、他の１つ以上の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはこれらのグループの存在または追加を排除するものではないことを理解されるであろう。

コイル１０２がＰＣＢ１０１に埋設され、マグネット１０３がＰＣＢ１０１の貫通孔または空洞内に配置された実施形態によって本発明を説明してきたが、本発明の他の複数の実施形態は、ＰＣＢに対してさまざまな度合いでスピーカの小型化をもたらす。例えば、本発明による一実施形態は、ＰＣＢ１０１の表面上に配置されたコイル１０２と、このコイルに位置合わせされてＰＣＢの空洞または孔に配置されたマグネット１０３とを備える。この実施形態はスピーカを極限まで小型化するものではないが、マグネットをＰＣＢに埋め込む。振動板１０５とシールド缶１０６とをＰＣＢ１０１にさらに取り付けできる個別部品として有する本発明の複数の実施形態を図示してきたが、本発明による他の実施形態では、さらに振動板およびシールドのいずれか一方または両方をＰＣＢ１０１の製造時にＰＣＢ１０１に一体に形成あるいは埋設することもできる。

さらに、ＰＣＢに埋設されたスピーカシステムの提供に加え、本発明の複数の実施形態はこのような品目の製造方法をさらに含む。例えば、コイル１０２がＰＣＢの表面に埋設または配置されたＰＣＢ１０１を用意または形成することもできる。ＰＣＢ１０１は、マグネット１０３を収容するサイズの孔または空洞のいずれかをさらに備える。マグネットが接続される１つ以上の支持体１０４をＰＣＢの一部として一体に形成することも、あるいは孔または空洞内に配置することもできる。ＰＣＢの空洞または孔を振動板１０５で覆うこともできる。振動板をＰＣＢ１０１または支持体１０４のいずれか一方、あるいはこの両方に、接続することもできる。一部の実施形態においては、シールド缶１０６をＰＣＢの振動板の側とは反対の側に取り付けることもできる。一部の実施形態においては、マグネットまたはシールド缶のいずれか一方が存在する場合、マグネットまたはシールド缶に隣接するＰＣＢの側に複数のポート３０８を設けることもできる。

本願明細書においては特定の実施形態を図示および説明してきたが、当業者は、同じ目的を達成すると予測される配置であれば何れの配置でもこれらの特定の実施形態の代わりに使用できること、および本発明は他の環境においては他の用途を有することを理解されるであろう。本願は、本発明の改造例または変形例を含むものとする。添付の特許請求の範囲は、本発明の範囲を本願明細書に記載の特定の実施形態に限定するものでは決してない。

Claims (10)

1. プリント回路基板（ＰＣＢ）（４０１）と、
   スピーカ組立体（４０２、４０３、４０５）と、を備える電子装置（４００）であって、
   前記スピーカ組立体が前記ＰＣＢ（４０１）の空洞または貫通孔内に少なくとも部分的に埋設され、
   前記スピーカ組立体（４０２、４０３、４０５）は、コイル（４０２）と、マグネット（４０３）と、振動板（４０５）とを備え、前記コイル（４０２）は前記ＰＣＢ（４０１）の材料に埋設され、前記マグネット（４０３）は当該マグネットを前記コイルに対して位置合わせするようにマグネットホルダ（４０４）によって前記ＰＣＢ（４０１）の内部に配置され、前記振動板（４０５）は少なくとも前記ＰＣＢ（４０１）と、前記マグネット（４０３）または前記マグネットホルダとに取り付けられている電子装置（４００）。
2. 前記電子装置（４００）は、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、コンピュータ、電子ゲーム装置、電子音響機器、または電子映像機器のうちの１つである、請求項１に記載の装置（４００）。
3. 前記ＰＣＢ（４０１）の表面に取り付けられたシールド缶（４０６）をさらに備える、請求項１に記載の装置（４００）。
4. 前記ＰＣＢ（４０１）の材料に埋設されたコイル（４０２）はＴ−コイルとして使用可能である、請求項１に記載の装置（４００）。
5. 前記ＰＣＢ（４０１）は、前記スピーカ組立体（４０２、４０３、４０５）に平行な前記ＰＣＢ（４０１）の部分であって、前記スピーカ組立体（４０２、４０３、４０５）の振動板（４０５）とは反対の前記スピーカ組立体（４０２、４０３、４０５）の側に、電子部品（４０９）を搭載する能力をさらに備える、請求項１に記載の装置（４００）。
6. 前記ＰＣＢ（４００）は、前記スピーカ組立体（４０２、４０３、４０５）と平行に前記ＰＣＢ（４０１）に取り付けられた可撓性テープ（４１０）上であって、前記スピーカ組立体（４０２、４０３、４０５）の振動板（４０５）の上方の前記スピーカ組立体（４０２、４０３、４０５）の側に、電子部品（４１１）を搭載する能力をさらに備える、請求項１に記載の装置（４００）。
7. 空洞または貫通孔のいずれか一方を備えるプリント回路基板（ＰＣＢ）（４０１）と、
   少なくともマグネット（４０３）とコイル（４０２）とを備えるスピーカ組立体（４０２、４０３、４０４、４０５）と、を備える電子装置（４００）であって、
   少なくとも前記マグネット（４０３）が少なくとも部分的に前記ＰＣＢ（４０１）の前記空洞または貫通孔内に配置され、前記スピーカ組立体（４０２、４０３、４０４、４０５）の前記コイル（４０２）は前記ＰＣＢ（４０１）に埋設され、前記マグネットはマグネットホルダ（４０４）によって前記コイルに対して位置合わせされ、振動板（４０５）が前記ＰＣＢと、前記マグネットまたは前記マグネットホルダとに取り付けられている電子装置（４００）。
8. 前記ＰＣＢ（４０１）は、前記スピーカ組立体（４０２、４０３、４０４、４０５）に平行な前記ＰＣＢ（４０１）の部分（４１５）であって、前記スピーカ組立体（４０２、４０３、４０４、４０５）の振動板（４０５）とは反対の前記スピーカ組立体（４０２、４０３、４０４、４０５）の側に、電子部品（４０９）を搭載する能力をさらに備える、請求項７に記載の電子装置（４００）。
9. 前記ＰＣＢ（４０１）は、前記スピーカ組立体（４０２、４０３、４０４、４０５）と平行に前記ＰＣＢ（４０１）に取り付けられた可撓性テープ（４１０）上であって、前記スピーカ組立体（４０２、４０３、４０４、４０５）の振動板（４０５）の上方の前記スピーカ組立体（４０２、４０３、４０４、４０５）の側に、電子部品を搭載する能力をさらに備える、請求項７に記載の電子装置（４００）。
10. 空洞または貫通孔のいずれか一方を備えるプリント回路基板（ＰＣＢ）（４０１）と、
    少なくともマグネット（４０３）とコイル（４０２）とを備えるスピーカ組立体（４０２、４０３、４０４、４０５）と、を備える電子装置（４００）であって、
    前記コイル（４０２）は前記ＰＣＢ（４０１）の表面上に配置され、前記マグネット（４０３）は少なくとも部分的に前記ＰＣＢ（４０１）の前記空洞または貫通孔内に配置されている電子装置（４００）。

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