JP5515672B2 - 携帯端末 - Google Patents

Description

本発明は、音声入力手段および音声出力手段の配置方式を適用した携帯端末に関する。

近年、携帯端末は、テレビジョン視聴やハンズフリー電話などに用いられるため、スピーカを単に着信報知のために用いるだけではなく、スピーカを用いた音声再生機能の充実化が図られている。

例えば、携帯端末をハンズフリー電話として用いた場合、スピーカから出力された音がマイクロホン（以下、マイク）に回り込むことで音響エコー（以下、エコー）やハウリングが発生することがある。このような問題に対して、例えば、特許文献１には、スライド型携帯電話機においてハウリングを防止する方法が記載されている。

特開２００１−１０３１４６号公報

特許文献１に記載された方法を用いれば、スライド型携帯電話機においてハウリングを防止することができる。しかし、近年の携帯端末は、薄型、小型化されるとともにデザインが多様化しているため、特許文献１に記載された方法を適用することが困難である。

例えば、小型化された携帯端末では、スピーカが筐体の背面（携帯端末を机に置いたときに下側に位置する面）に取り付けられている場合がある。この場合、スピーカが音を出力すると、筺体の正面側を見ているユーザにとって、音響的に直接放射音とはならない。そのため、ユーザの耳に達する音の音量や音質が劣化することとなる。

仮に、筐体の正面部にスピーカを配置すれば、音響的には直接放射音となるので音質、音量ともスピーカの特性の劣化が少なく好ましい。しかし、現実的には、正面部にはキー操作部や表示部が配置されているため、薄型、小型が要求されるデザインを実現するためには、音質、音量の良い大型スピーカの実装が困難である。そのため、大型スピーカを実装する場合には、背面側に取り付けられることが多い。

また、携帯端末は、Ｗｅｂ閲覧に特化したものが開発されるなど、デザインが多様化してきている。例えば、Ｗｅｂ閲覧や電子メールに特化したスマートフォンでは、一般的な携帯端末と異なり、アルファベットフルキーボードが標準的に搭載されており、筐体が幅方向に拡大されている。

そこで、本発明は、音声出力手段の特性を損なわず、かつ、音声入力手段への回り込みが少ない音声出力手段および音声入力手段の配置方式を適用した携帯端末を提供することを目的とする。

本発明による携帯端末は、表示部が設けられた第１筐体と操作部が設けられた第２筐体とを備える携帯端末であって、音声出力面が第２筐体の底面側に位置するように配置された音声出力部と、ユーザが表示部を視認するときに第２筐体におけるユーザに対する正面側の面の下端が第２筐体の底面から離れるように、第２筐体におけるユーザに対する正面側にくぼみ部が設けられ、くぼみ部におけるユーザに対する正面側の面に音孔が設けられ、第２筐体は、音声出力部が出力した音声を音孔に導く音道と、音孔が設けられている面とは異なる面に配置された音声入力部とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、音声出力手段の特性を損なわず、かつ、音声入力手段への回り込みを少なくすることができる。

本発明による音声出力手段および音声入力手段の配置方式を適用した携帯端末の外観斜視図である。 音声出力手段および音声入力手段の配置方式を適用した携帯端末の正面図である。 音声出力手段および音声入力手段の配置方式を適用した携帯端末の構成例を示すブロック図である。 スピーカの取り付け概略を操作部３を幅方向に切断して見た断面図である。 スピーカを正面側から見た断面図である。 スピーカを上面側から見た断面図である。 スピーカ放射音のキー操作部上の音圧シミュレーションを示す説明図である。 携帯端末の断面の一例を示す説明図である。 携帯端末の断面の一例を示す説明図である。 携帯端末の断面の一例を示す説明図である。 音声出力手段および音声入力手段の配置方式を適用した折り畳み型携帯電話機の斜視図である。 携帯端末の最小の構成例を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明による音声出力手段および音声入力手段の配置方式を適用した携帯端末の外観斜視図である。図１に示すように、本実施形態における音声出力手段および音声入力手段の配置方式を適用した携帯端末は、表示部１及び操作部３を搭載している。なお、携帯端末は、具体的には、フルキーボードを搭載したスマートフォン等によって実現される。

表示部１は、インターネットサイトや電子メールを表示するＬＣＤ表示器２を含む。操作部３は、文字データ等を入力可能なキーボード６と、再生した音楽やハンズフリー音声を出力するスピーカ４と、ハンズフリーで使用可能なマイク５とを含む。なお、図１に示す斜視図では、スピーカ４の位置が図示しきれないため、携帯端末を正面側から見た正面図である図２において、スピーカ４の位置を示す。また、本実施形態では、ＬＣＤ表示器２と正対するユーザに視認される側を正面という。また、本実施形態では、操作部３において、キーボード６を搭載している側を上面といい、上面に対して反対側の面を背面という。

図３は、音声出力手段および音声入力手段の配置方式を適用した携帯端末の構成例を示すブロック図である。図３に示すように、音声出力手段および音声入力手段の配置方式を適用した携帯端末は、ＬＣＤ表示器２、操作部３、スピーカ４、マイク５、キーボード６、受話増幅器７、送話増幅器８、受話復調器９、送話変調器１０、制御回路１１、無線部１２及びアンテナ１３を含む。

マイク５は、通話用として使用される。マイク５が入力する電気信号は、送話増幅器８及び送話変調器１０を経由して、無線部１２に伝達され、アンテナ１３を介して基地局に無線信号として伝送される。このことによって、送話音声が通話相手に伝わる。

また、受話音声については、基地局からアンテナ１３を介して無線部１２に伝送された無線信号を、受話復調器９が復調して受話増幅器７がスピーカ４に電気信号として入力し、スピーカ４が音響出力として出力することで、ユーザが受聴することができる。

図４は、スピーカの取り付け概略を操作部３を幅方向に切断して見た断面図である。図４に示すように、音孔は、操作部３の手前面下部に配置されている。なお、音孔については、後述するスピーカの取り付け方法において説明する。

図３に示す携帯端末の概略動作は上述の通りである。次に、図１を用いて、本実施形態における音声出力手段および音声入力手段の配置方式を適用した携帯端末の動作について説明する。

スピーカ４は、操作部３のキーボード６下部に実装されている。また、音孔は、操作部３の正面側に配置されている。そして、マイク５は、スピーカ４の音孔の配置位置に対して、操作部３の上面において対角に位置する部分に配置されている。このように配置することで、スピーカ４とマイクとの距離を最も離すことができる。マイク５をスピーカ４の音孔と対角の位置に配置する理由は、図７においてスピーカからの放射音の操作部上の音圧シミュレーションが示すように、この位置ではスピーカ４の放射音が小さくなるからである。このことによって、ハンズフリー通話時のマイク５への受話音声の回りこみが小さくなるので、ハンズフリー通話時のエコーを小さくすることができ、通話性を向上することができる。なお、本実施形態では、マイク５とスピーカ４とは、操作部３の上面において対角に位置する部分に配置されているが、例えば、多少精度が落ちるが、操作部の正面側の左端にスピーカ４を、右端にマイク５を配置するようにしてもよい。

以上のように、マイク５と音孔面とは異なる向きとなるように配置される（本実施形態では、直交する向きに配置される）。そうすることにより、音孔から出力される音の出力方向がマイクの指向性がない方向となるように配置されることとなり、回り込みを防止することができる。

次に、通話や楽曲を受聴する場合の動作を説明する。例えば、ユーザが通話や音楽を再生する操作を行うと、図３に示す受話増幅器７は、ユーザの操作に従って、基地局から伝送された受話音声や記憶部に蓄積されている音楽などの音声データを、スピーカ４に電気信号として入力する。すると、スピーカ４は、受話増幅器７が入力した電気信号を音響出力に変換する。そして、スピーカ４は、音響出力として変換した圧力振動を音孔より空中に拡散し、ユーザの耳に到達させる。このことによって、ユーザは受話音声や音楽の受聴が可能となる。

次に、スピーカの取り付け方法について、図４を用いて説明する。図４に示すように、操作部３の内部には、スピーカ４が、操作部３の背面に向けて基板上に配置されている。そして、操作部３の内部における背面側の面（以下、底面）には、スピーカ４の周囲を密閉するリブが配置されている。以下、このリブとスピーカ４と操作部３内部の底面とによって形成される空間を音道という。そして、操作部３には、音道から筺体外部に通じる孔が設けられており、この孔を音孔という。スピーカ４による音響出力は、このリブによって形成される壁によって拡散が防止され、音孔に導かれることとなる。なお、図４に示すように、音孔は、操作部３の正面側下部に設けられている。このため、スピーカ４による音響出力は、音道を伝わり、筐体の音孔より放射され、直接放射音としてユーザの耳に達することとなる。

図５は、スピーカを正面側から見た断面図である。図５に示すように、リブは、スピーカを囲むように底面に対して垂直に設けられている。この各リブとスピーカ４と底面とによって形成される空間を音道１５という。

また、図６は、スピーカを上面側からみた断面図である。図６に示すように、底面に対して垂直に設けられるリブは、スピーカ４の正面側以外の３面に設けられる。また、正面側以外の３面に設けられるリブのうち、スピーカ４の側面側に設けられたリブは、操作部３の正面側の面に接続されている。そして、操作部３の正面側には、スピーカ４の正面側に形成される音道１５と外部空間とを連通する音孔１６が設けられている。

音孔については、図８に示すように断面１のようなフラット面に削孔し、スピーカ音を放射することもできるが、図９や図１０に示すように、断面２や断面３のようなテーパ面（正面側に向かってテ―パ状になっている）や引き込み音孔とすることもできる。断面２や断面３に示す例では、携帯端末をカバンやバッグなどに収容した際に、携帯端末の音孔面がカバンやバッグなどの内壁によって密閉されないようになるため、スピーカの放射音が遮断されることを防ぐことができる。

断面２や断面３では、断面１と比較して音孔面が引き込まれている。すなわち、音孔が設けられた面が断面１における音孔の位置よりも内側にある。ここで、例えば、携帯端末を使用する際に、机やテーブルの上に置いて操作する場合を想定する。この場合、図１０に示すように、音孔面が引き込まれているため、音孔より放射されるスピーカ音は、拡散せず携帯端末の前面方向に向かい、一度机やテーブルに反射してユーザの耳に達する。この結果、スピーカ音は、ユーザに対して指向性をもち効率的に届くことになる。

また、マイク５に対しては指向性が無い向きに音孔が位置するため、さらにスピーカ音の回り込みを少なくすることができる。

本実施形態で例示する断面３には、図４に示すように、高さ２．５ｍｍ程度、奥行き５ｍｍ程度のくぼみ部１４が形成されている。高さ（２．５ｍｍ程度）については、狭小空間に放射することによるスピーカ音圧の劣化を回避することができるため、この程度の幅寸法の確保が必要であるが、デザインにより高さ、奥行きの変更は可能である。

なお、本実施形態では、スマートフォンのようなフルキーボードを搭載した携帯端末を用いて説明したが、図１１に示すように、折り畳み型携帯電話機に適用してもよい。この場合には、スピーカ１９を操作部１８の下部に配置して音孔を下面に設け、マイクをヒンジ部付近に配置することも可能である。また、スピーカは、モノラル再生するものに限らず、例えば、複数設置されステレオフォニック再生するものであってもよい。

以上のように、本実施形態では、大型スピーカを取り付けるために、筐体内部の基板に、背面に向けてスピーカを配置する。そして、筐体内部にスピーカを囲むように配置されたリブによって形成された空間を音道として、音道から筺体外部に通じる音孔を正面（すなわち、ユーザ側）に配置することで、ユーザがスピーカの直接放射音を受聴することを可能とした。また、マイクをスピーカの音孔と筐体の概略対角の位置に配置することで音響結合量を減らし、ハンズフリー特性の改善を行う。

従って、本実施形態では、多様なデザインの携帯端末に適用することができるとともに、スピーカの特性を劣化させず、かつ、スピーカ音のマイクへの回り込みを少なくすることができ、多様化するデザインに対する新たなスピーカ実装の要求に応えることができる。

次に、本発明による携帯端末の最小構成について説明する。図１２は、携帯端末１００の最小の構成例を示すブロック図である。図１２に示すように、携帯端末１００は、最小の構成要素として、音声出力部１０１、音道１０２、音孔１０３及び音声入力部１０４を備えている。

図１２に示す最小構成の携帯端末では、音声出力部１０１は、音声出力面が筺体の底面側に位置するように配置されている。また、音道１０２は、音声出力部１０１が出力した音声を筺体の正面に設けられた音孔１０３に導くように形成されている。そして、音声入力部１０４は、筺体のうち音孔１０３が設けられている面とは異なる面に配置されている。

従って、最小構成の携帯端末によれば、多様なデザインの携帯端末において、スピーカの特性を損なわず、かつ、マイクへの回り込みを少なくすることができる。

なお、本実施形態では、以下の（１）〜（８）に示すような携帯端末の特徴的構成が示されている。

（１）携帯端末は、音声出力面が筺体（例えば、操作部３）の底面側に位置するように配置された音声出力部（例えば、スピーカ４）と、筺体の正面に設けられた音孔（例えば、音孔１６）と、音声出力部が出力した音声を音孔に導く音道（例えば、音道１５）と、筺体のうち音孔が設けられている面とは異なる面に配置された音声入力部（例えば、マイク５）とを備えたことを特徴とする。

（２）携帯端末において、音道は、筺体の底面と、底面に対して壁状に形成されたリブとによって、音声出力部から音孔に至るまでの空間を覆うように形成されているように構成されていてもよい。

（３）携帯端末において、音孔は、筺体の正面のうちの略端部（例えば、図１又は図２において示す位置）に設けられ、音声入力部は、筺体の上面のうち、音孔が設けられている位置とは対角する位置（例えば、図１に示すスピーカ４から見て概略対角となる方向）に配置されているように構成されていてもよい。

（４）携帯端末において、筺体の正面に矩形状の落ち込み部（例えば、図１０に示す断面３や図４に示すくぼみ部１４）が形成され、音孔は、落ち込み部に形成されているように構成されていてもよい。

（５）携帯端末において、筺体の正面にテーパ状の面（例えば、図９に示す断面２）が形成され、音孔は、テーパ状の面に形成されているように構成されていてもよい。

（６）携帯端末において、筺体は、表示部（例えば、表示部１）と、操作部（例えば、操作部３）とを含み、表示部と操作部とは、接合部を介して折り畳み可能な折り畳み構造に構成され、表示部と操作部とを折り畳んだ収納形状が略直方体形状であるように構成されていてもよい。

（７）携帯端末において、筺体は、表示部と、操作部とを含み、表示部と操作部とは、スライド可能なスライド構造に構成され、表示部又は操作部をスライドさせて収納した収納形状が略直方体形状であるように構成されていてもよい。

（８）携帯端末において、音声出力部は、音声をステレオフォニック再生するように構成されていてもよい。

本発明は、ハンズフリー通話等を行う携帯端末に音声出力部と音声入力部とを配置する用途に適用可能である。

１，１７ 表示部
２ ＬＣＤ
３，１８ 操作部
４，１９ スピーカ
５ マイク
６ キーボード
７ 受話増幅器
８ 送話増幅器
９ 受話復調器
１０ 送話変調器
１１ 制御回路
１２ 無線部
１３ アンテナ
１４ くぼみ部
１５ 音道
１６ 音孔

Claims (7)

1. 表示部が設けられた第１筐体と操作部が設けられた第２筐体とを備える携帯端末であって、
   音声出力面が前記第２筐体の底面側に位置するように配置された音声出力部と、
   ユーザが前記表示部を視認するときに前記第２筐体におけるユーザに対する正面側の面の下端が前記第２筐体の底面から離れるように、前記第２筐体におけるユーザに対する正面側にくぼみ部が設けられ、
   前記くぼみ部におけるユーザに対する正面側の面に音孔が設けられ、
   前記第２筐体は、
   前記音声出力部が出力した音声を前記音孔に導く音道と、
   前記音孔が設けられている面とは異なる面に配置された音声入力部とを備えた
   ことを特徴とする携帯端末。
2. 音道は、第２筺体の底面と、該底面に対して壁状に形成されたリブとによって、音声出力部から音孔に至るまでの空間を覆うように形成されている
   請求項１記載の携帯端末。
3. 音孔は、第２筺体におけるユーザに対する正面側の面の略端部に設けられ、
   音声入力部は、前記第２筺体の上面のうち、前記音孔が設けられている位置とは対角する位置に配置されている
   請求項１又は請求項２記載の携帯端末。
4. 第１筺体と第２筺体とは、接合部を介して折り畳み可能な折り畳み構造に構成され、
   前記第１筺体と前記第２筺体とを折り畳んだ収納形状が略直方体形状である
   請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の携帯端末。
5. 第１筺体と第２筺体とは、スライド可能なスライド構造に構成され、
   前記第１筺体又は前記第２筺体をスライドさせて収納した収納形状が略直方体形状である
   請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の携帯端末。
6. 音声出力部は、音声をステレオフォニック再生する
   請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の携帯端末。
7. くぼみ部は、高さが略２．５ｍｍ、奥行きが略５ｍｍである
   請求項１から請求項６のうちのいずれか１項に記載の携帯端末。

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