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技術 送話器

出願人 岩崎通信機株式会社日本電信電話株式会社
発明者 鴨頭義正曽田泰弘羽田陽一日和崎祐介岡本学
出願日 2006年12月19日 (14年0ヶ月経過) 出願番号 2006-341103
公開日 2008年7月3日 (12年5ヶ月経過) 公開番号 2008-154037
状態 特許登録済
技術分野 可聴帯域変換器の細部 I (筐付等) 可聴帯域変換器の細部(特性を得るもの) 電話機の構造
主要キーワード 配列円 中域周波数 肩下がり 内部開口 エレクトレット型 受音面 マイクロフォン出力 外郭形状
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この項目の情報は公開日時点(2008年7月3日)のものです。
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図面 (8)

課題

トランスミッションフレケンシーftを高くしつつ、中域周波数からft近傍にかけての周波数特性平坦化できる送話器を実現する。

解決手段

外部からの音波音孔を通って前気室空間に導かれ、更に前気室空間内を伝播してマイクロフォン受音面に到達する送話器において、第2の閉曲線で画される前気室空間側に面した送話口壁部内面の中央部分を閉塞し、中央部分と送話口壁部内面の外郭形状を画する第1の閉曲線と第2の閉曲線の間の領域に複数の音孔の内部開口位置づけて、各音孔からの音波を前気室空間内の周壁近傍に沿ってマイクロフォンの受音面に到達させて、前気室空間内での音波の衝突で生じる気流乱れを少なくすることで、高周波領域における音波の減衰を少なして、中域周波数からft近傍にかけての周波数特性を平坦化する。

概要

背景

従来のアナログ電話回線は、伝送周波数帯域の上限が3ないし3.4kHzであるが、ISDNディジタル回線では、伝送周波数帯域の上限が10kHz程度まで広帯域化されている。さらにIP回線では、20kHzまでの音声伝送帯域を使用することも可能である。かかる広帯域回線通信を行えば、通話品質が向上して音声等を高品質(明瞭)に伝送できるが、通話品質を向上させるためには、更に送話器の広帯域化を実現しなければならない。そこで高音高周波)領域における感度が優れたエレクトレット型マイクロフォン(以下、「マイクロフォン」と表示することがある)を使用し、且つ図6に示すように、送話器10に前気室20を設けてマイクロフォン30の受音面側に音波を到達させることで広帯域化を図った送話器が開発された(例えば特許文献1及び2)。

ここで前気室20は、例えば略円柱形状を有し、略円柱形状の一端側の送話口壁部に複数の音孔を設けると共に他端側のマイクロフォン側壁部に内部音孔を設けたものであり、音声(音波)が、音孔から前気室20に入り更に内部音孔を経てマイクロフォン30の受音面に達するようになっている。かかる前気室20によって、音波の高音(高周波)領域が強調されて、送話器10を広帯域化することができるが、ここで送話器10が中域周波数に比べ少ない感度低下電気信号を出力できる上限周波数トランスミッションフレケンシー、以下「ft」と表示することがある)は、(1)式に示すように、音孔の数nの平方根に比例し、且つ前気室20の容積cの平方根に反比例することが知られている。
ft=kt(n/c)1/2・・・・(1)式
従って、図7の破線周波数特性を有する送話器において、図6に示すように、送話口壁部に配置し得る限りの音孔を設けてやれば(音孔の数nを増やせば)、図7の実線のようにftが、例えば約5kHzから約10kHz程度まで高くなって送話器の広帯域化ができる。
特開平4−322543号公報
特開平11−88484号公報

概要

トランスミッション・フレケンシーftを高くしつつ、中域周波数からft近傍にかけての周波数特性を平坦化できる送話器を実現する。外部からの音波が音孔を通って前気室空間に導かれ、更に前気室空間内を伝播してマイクロフォンの受音面に到達する送話器において、第2の閉曲線で画される前気室空間側に面した送話口壁部内面の中央部分を閉塞し、中央部分と送話口壁部内面の外郭形状を画する第1の閉曲線と第2の閉曲線の間の領域に複数の音孔の内部開口位置づけて、各音孔からの音波を前気室空間内の周壁近傍に沿ってマイクロフォンの受音面に到達させて、前気室空間内での音波の衝突で生じる気流乱れを少なくすることで、高周波領域における音波の減衰を少なして、中域周波数からft近傍にかけての周波数特性を平坦化する。

目的

しかしながら、音孔の数nを増やしてftを例えば10kHz程度に高くしても、上記ft近傍におけるマイクロフォン出力電圧は中域周波数における出力電圧よりも低下してしまう(周波数特性が右肩下がりになってしまう)。そこで本発明は、ftを高くしつつ、中域周波数からft近傍にかけて周波数特性を平坦化する(周波数特性の右肩下がりをなくす若しくは少なくする)ことができる送話器の実現を課題とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

気室及びマイクロフォンを有し、前記前気室は、一端側に送話口壁部を他端側にマイクロフォン側壁部を有し、前記前気室の前気室空間は、前記送話口壁部と前記マイクロフォン側壁部と周壁とで画され、前記送話口壁部に設けられた音孔が該送話器の外部からの音波を前記前気室空間に導いて、前記マイクロフォン側壁部に位置づけられた前記マイクロフォンに音波が到達する送話器において、前記前気室空間側に面した送話口壁部内面上に複数の前記音孔が内部開口を有し、前記の複数の音孔のいずれの内部開口も、前記送話口壁部内面の外郭形状を画する第1の閉曲線と、前記第1の閉曲線の内側において前記第1の閉曲線と相似形で且つ前記第1の閉曲線の2分の1の長さを有する第2の閉曲線との間に位置し、前記第1の閉曲線と前記第2の閉曲線とは同一位置に重心点を有することを特徴とする送話器。

請求項2

前記前気室空間が円柱形状若しくは直方体形状をなし、前記第1の閉曲線と前記第2の閉曲線の重心点が前記前気室空間の中心軸上に位置することを特徴とする請求項1に記載の送話器。

技術分野

0001

本発明は、例えば電話機ハンドセット等において使用される送話器に関するものである。

背景技術

0002

従来のアナログ電話回線は、伝送周波数帯域の上限が3ないし3.4kHzであるが、ISDNディジタル回線では、伝送周波数帯域の上限が10kHz程度まで広帯域化されている。さらにIP回線では、20kHzまでの音声伝送帯域を使用することも可能である。かかる広帯域回線通信を行えば、通話品質が向上して音声等を高品質(明瞭)に伝送できるが、通話品質を向上させるためには、更に送話器の広帯域化を実現しなければならない。そこで高音高周波)領域における感度が優れたエレクトレット型マイクロフォン(以下、「マイクロフォン」と表示することがある)を使用し、且つ図6に示すように、送話器10に前気室20を設けてマイクロフォン30の受音面側に音波を到達させることで広帯域化を図った送話器が開発された(例えば特許文献1及び2)。

0003

ここで前気室20は、例えば略円柱形状を有し、略円柱形状の一端側の送話口壁部に複数の音孔を設けると共に他端側のマイクロフォン側壁部に内部音孔を設けたものであり、音声(音波)が、音孔から前気室20に入り更に内部音孔を経てマイクロフォン30の受音面に達するようになっている。かかる前気室20によって、音波の高音(高周波)領域が強調されて、送話器10を広帯域化することができるが、ここで送話器10が中域周波数に比べ少ない感度低下電気信号を出力できる上限周波数トランスミッションフレケンシー、以下「ft」と表示することがある)は、(1)式に示すように、音孔の数nの平方根に比例し、且つ前気室20の容積cの平方根に反比例することが知られている。
ft=kt(n/c)1/2・・・・(1)式
従って、図7破線周波数特性を有する送話器において、図6に示すように、送話口壁部に配置し得る限りの音孔を設けてやれば(音孔の数nを増やせば)、図7実線のようにftが、例えば約5kHzから約10kHz程度まで高くなって送話器の広帯域化ができる。
特開平4−322543号公報
特開平11−88484号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、音孔の数nを増やしてftを例えば10kHz程度に高くしても、上記ft近傍におけるマイクロフォン出力電圧は中域周波数における出力電圧よりも低下してしまう(周波数特性が右肩下がりになってしまう)。そこで本発明は、ftを高くしつつ、中域周波数からft近傍にかけて周波数特性を平坦化する(周波数特性の右肩下がりをなくす若しくは少なくする)ことができる送話器の実現を課題とする。

課題を解決するための手段

0005

上記課題を解決するために本発明に係る送話器(請求項1)は、前気室及びマイクロフォンを有し、前気室は、一端側に送話口壁部を他端側にマイクロフォン側壁部を有し、前気室が有する前気室空間は、送話口壁部とマイクロフォン側壁部と周壁とで画され、送話口壁部に設けられた音孔が該送話器の外部からの音波を前気室空間に導いて、マイクロフォン側壁部に位置づけられたマイクロフォンに音波が到達する送話器において、音孔は、前気室空間側に面した送話口壁部内面上に複数の内部開口を有している。そして、いずれの内部開口も、送話口壁部内面の外郭形状を画する第1の閉曲線と、第1の閉曲線の内側において第1の閉曲線と相似形で且つ第1の閉曲線の2分の1の長さを有する第2の閉曲線との間に位置している。ここで第1の閉曲線と第2の閉曲線とは同一位置に重心点を有して、前気室空間側に面した送話口壁部内面の中央部分を画する。従って上記構成を有する送話器は、送話口壁部内面の4分の1を占める中央部分が閉塞されるとともに、中央部分以外の外側の部分に音孔が配列されて、中央部分と第1の閉曲線との間の領域に位置づけられた音孔を通し、外部の音波を前気室空間に導くように構成されている。

0006

従って各音孔からの音波は、前気室空間内を周壁近傍に沿ってマイクロフォンの受音面に到達するから、前気室空間内での音波の衝突で生じる気流乱れが少なくなる。上記構成を有する送話器は、こうして気流の乱れを少なくして、高周波領域における音波の減衰を少なくできるから、中域周波数からft(例えば10kHz)近傍にかけての周波数特性を平坦化できるのである。

0007

請求項2に記載の送話器は、前気室空間が円柱形状若しくは直方体形状をなし、第1の閉曲線と前記第2の閉曲線の重心点が前気室空間の中心軸上に位置する送話器である。該送話器では、各音孔からマイクロフォンの受音面までの伝播経路対称性が更によくなるから(前気室空間が円柱形状のときには、伝播経路の対称性が最もよくなるから)、前気室空間内おける音波の衝突と高周波領域における音波の減衰を更に少なくできる。かくして該送話器は、中域周波数からft(例えば10kHz)近傍にかけての周波数特性を更に平坦化できるのである。

発明の効果

0008

以上のとおり、本発明にかかる送話器は、前気室空間内おける音波の衝突と高周波領域の減衰を少なくして、ftを高くしつつ、中域周波数からft近傍にかけての周波数特性を平坦化できるのである。

発明を実施するための最良の形態

0009

以下、図面を参照して、本発明にかかる送話器を説明する。

0010

図1ないし図5に基づき、本発明にかかる送話器の一実施例について説明する。図1はハンドセット1の外観例を示すものであり(図1中の2は送話器側端部)、図2は送話器側端部2に含まれる送話器10の概略断面構成を示す図である。
本発明にかかる送話器10は、前気室20及びマイクロフォン30を有している。前気室20は、一端側に送話口壁部21を他端側にマイクロフォン側壁部22を有している。前気室20の前気室空間20aは、送話口壁部21とマイクロフォン側壁部22と周壁23とで画されている。ここで周壁23は、外形が円柱形状を有し、一方がハンドセット1の本体1aから延出した周壁1b内に挿入されて、周壁23の端部が送話口壁部21に当接し、周壁23の他方にはマイクロフォン30が挿入され保持されている。なおマイクロフォン30は印刷基板31に取り付けられ、印刷基板31を介して図示しない回路音声信号を伝達する。

0011

上記構成を有する送話器10では、外部からの音波は、送話口壁部21に設けられた音孔21aを通過して前気室空間20aに導かれ、更にマイクロフォン側壁部22に設けられた内部音孔22aからマイクロフォン30の受音面に導かれる。前気室空間20aは、内径が20mmで、送話口壁部21とマイクロフォン側壁部22との距離が10mmの円柱形状空間であり、送話口壁部21には、直径2mmの音孔21aが24個設けられている。

0012

図3は、送話口壁部21を前気室空間20a内部から見たときの送話口壁部内面21c(円形)を示すものであり、図4は、前気室空間20aの断面概略構成図である。図3に示すとおり、送話口壁部内面21cの外郭形状を画する円C1(第1の閉曲線)と同一位置に中心(重心点)Axを有する円C(音孔配列円)上には、音孔21aの内部開口21bの中心が位置している。そして円C2(第2の閉曲線)は、円C及び円C1と同一位置に中心Axを有して、円C1の2分の1の長さを有して、送話口壁部内面21cの中央部を画する円である。ここで内部開口21bは、円C2よりも円C1に近い位置に位置づけられている。

0013

従って、外部からの音波40は、図4に示すように、送話口壁部21の複数の音孔21aを通り、前気室内空間20aを周壁23近傍に沿って伝播して、内部音孔22aを経てマイクロフォン30の受音面に到達するから、各音孔21aを通った音波40aの衝突を少なくすることができる。ここで円Cと円C1とは同一位置に中心Axを有するから(マイクロフォン30の受音面の中心も中心Axにあるから)、各音孔21aからマイクロフォン30の受音面までの伝播経路の対称性が最もよい。従って前気室空間内20aおける音波40aの衝突を良好に減少することができ、高周波領域における音波40aの減衰を少なくできるのである。

0014

かくして平坦化された送話器10の周波数特性例を図5で説明する。図5は、横軸が音声の周波数であり、縦軸がマイクロフォン30の出力電圧相対値(dB)である。一点鎖線L1は、前気室空間20を有して音孔の数nを増やして広帯域化したときの従来の送話器(図6)の周波数特性であって、従来例の周波数特性を示す図7の実線の周波数特性に相当するものである(対比のために示す)。実線L2は、本発明にかかる送話器10の周波数特性であり、送話器10は、前述のとおり、高周波領域における音波40aの減衰を少なくできるから、中域周波数から10kHz近傍にかけての周波数特性が平坦化されて、例えば10kHz近傍で5ないし6dB周波数特性が向上し、周波数特性が広域化されるのである。

0015

ここで、円C1と円C2との間に位置づけられる複数の音孔を円C上に配列しなくても(例えば、ランダムに配列しても)各音孔からの音波は、前気室空間内を周壁近傍に沿ってマイクロフォンの受音面に到達するから、前気室空間内での音波の衝突で生じる気流の乱れが少なくできて(高周波領域における音波の減衰を少なくできて)、中域周波数からft近傍にかけての周波数特性を平坦化できる。もちろん円C1と円C2との間において、音孔の配列を複数の円上に配置する、あるいはランダムに配置するなどして、音孔の数を増加すれば、前述(1)式から明らかなようにftを高くすることができるから、中域周波数から高域周波数にかけて周波数特性を更に良好に平坦化できる。

0016

なお発明に係る送話器は、上記実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形し実施できる。例えば、各音孔からの音波が、室空間内を周壁近傍に沿ってマイクロフォンの受音面に到達するものであれば、前気室空間内での音波の衝突で生じる気流の乱れが少なくなって、高周波領域における音波の減衰を少なくできるから、前気室空間の断面形状が、円形(前気室空間が円柱形状)や長方形(前気室空間が直方体形状)でなくても、例えば楕円卵型等であっても、中域周波数からft近傍にかけての周波数特性を平坦化できることはいうまでもない。

図面の簡単な説明

0017

本発明にかかる送話器を備えたハンドセットの外観例を示すものである。
本発明にかかる送話器を含む送話器側端部の概略断面構成を示す図である。
送話口壁部を前気室空間内部から見た送話口壁部内面図である。
前気室空間の断面概略構成図である。
図2の送話器の周波数特性例を示す特性図である。
従来の、音孔を増やして広帯域化した送話器の概略断面構成を示す図である。
従来の送話器(図6)の周波数特性例を示す特性図である。

符号の説明

0018

10送話器
20 前気室
20a前気室空間
21送話口壁部
21c 送話口壁部内面
21a音孔
21b 音孔の内部開口
22マイクロフォン側壁部
23周壁
30 マイクロフォン
Ax重心点
C1 第1の閉曲線
C2 第2の閉曲線

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