マイクロホンユニットおよび電子機器
【課題】指向特性が両指向特性と単一指向特性のいずれかに切り替えることが可能なマイクロホンユニットを提供する。
【解決手段】この差動マイクロホンユニット100(マイクロホンユニット)は、音圧により振動する振動部11が配置され、振動部11の矢印Z2方向側および矢印Z1方向側にそれぞれ接続される音道A1およびA2(A3)が設けられるカバー部30(基板10)と、振動部11の矢印Z2方向側に接続される音道A1の長さと振動部11の矢印Z1方向側に接続される音道A2の長さとが略等しい状態と、振動部11の矢印Z1方向側に接続される音道A3の長さが振動部11の矢印Z2方向側に接続される音道A1の長さよりも大きくなる状態とに音道を切り替える音道切替部34とを備える。
【解決手段】この差動マイクロホンユニット100(マイクロホンユニット)は、音圧により振動する振動部11が配置され、振動部11の矢印Z2方向側および矢印Z1方向側にそれぞれ接続される音道A1およびA2(A3)が設けられるカバー部30(基板10)と、振動部11の矢印Z2方向側に接続される音道A1の長さと振動部11の矢印Z1方向側に接続される音道A2の長さとが略等しい状態と、振動部11の矢印Z1方向側に接続される音道A3の長さが振動部11の矢印Z2方向側に接続される音道A1の長さよりも大きくなる状態とに音道を切り替える音道切替部34とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、マイクロホンユニットおよび電子機器に関し、特に、音道を有するマイクロホンユニットおよび電子機器に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、音道を有するマイクロホンユニットおよび電子機器が知られている(たとえば、特許文献1参照)。
【0003】
上記特許文献1には、内部空間を有する筐体と、筐体の内部に設けられる振動膜と、振動膜の振動に基づく電気信号を出力するための出力部とを備えるマイクロホンユニットが開示されている。上記特許文献1に記載のマイクロホンユニットでは、筐体の表面に第1の開口部と第2の開口部とが設けられており、第1の開口部から振動膜の一方側までは、第1音道として機能するとともに、第2の開口部から振動膜の他方側までは、第2音道として機能する。なお、上記特許文献1には、第1音道の長さと第2音道の長さとが略等しい構成(実施形態)が開示されている。また、第1音道の長さと第2音道の長さとが略等しい場合と異なる構成(実施形態)として、第1音道の長さが第2音道の長さよりも大きい構成が開示されている。
【0004】
そして、上記特許文献1に記載のマイクロホンユニットでは、第1音道の長さと第2音道の長さとが略等しい構成(実施形態)では、第1音道および第2音道からそれぞれ入力される音の位相が略等しくなるので、マイクロホンユニットの指向特性はマイクロホンの2つの開口部間の中心に対して第1の開口部方向と第2の開口部方向の両側に感度を持つ両指向性となる。また、第1音道の長さが第2音道の長さよりも大きい構成(実施形態)では、第1音道および第2音道からそれぞれ入力される音の位相が異なるので、マイクロホンユニットの指向特性は、マイクロホンの2つの開口部間の中心に対して第1の開口部方向あるいは第2の開口部方向で最大感度を持つハイパーカーディオイドあるいはスーパーカーディオイドあるいは単一指向性となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2009−135777号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上記特許文献1に記載のマイクロホンユニットでは、第1音道の長さと第2音道の長さとが略等しい構成と、第1音道の長さが第2音道の長さよりも大きい構成とは、別個の構成(実施形態)であるので、マイクロホンの2つの開口部間の中心に対して第1の開口部方向と第2の開口部方向の両側に感度を持つ両指向性か、または、マイクロホンユニットの指向特性はマイクロホンの2つの開口部間の中心に対して第1の開口部方向あるいは第2の開口部方向で最大感度を持つハイパーカーディオイドあるいはスーパーカーディオイドあるいは単一指向性かのいずれか一方のみの指向性しか得ることができないという問題点がある。
【0007】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、マイクロホンの2つの開口部間の中心に対して第1の開口部方向と第2の開口部方向の両側に感度を持つ両指向性と、マイクロホンユニットの指向特性がマイクロホンの2つの開口部間の中心に対して第1の開口部方向あるいは第2の開口部方向で最大感度を持つハイパーカーディオイドあるいはスーパーカーディオイドあるいは単一指向性とに切り替えることが可能なマイクロホンユニットおよび電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【0008】
この発明の第1の局面によるマイクロホンユニットは、音圧により振動する振動部が配置され、振動部の一方の面側および他方の面側に接続される複数の音道が設けられるマイクロホン筐体と、振動部の一方の面側に接続される音道の長さと振動部の他方の面側に接続される音道の長さとが略等しい状態と、振動部の他方の面側に接続される音道の長さが振動部の一方の面側に接続される音道の長さよりも大きくなる状態とに音道を切り替える音道切替部とを備える。
【0009】
この第1の局面によるマイクロホンユニットでは、音道切替部により、振動部の一方の面側に接続される音道の長さと振動部の他方の面側に接続される音道の長さとを略等しい状態に切り替えることによって、振動部の一方の面側と他方の面側とにそれぞれ伝達される音の位相が略等しくなるので、マイクロホンユニットの指向特性を両指向性とすることができる。また、音道切替部により、振動部の他方の面側に接続される音道の長さを振動部の一方の面側に接続される音道の長さよりも大きくなる状態に切り替えることによって、振動部の一方の面側と他方の面側とにそれぞれ伝達される音の位相が異なるので、マイクロホンユニットの指向特性をハイパーカーディオイドあるいはスーパーカーディオイドあるいは単一指向性とすることができる。
【0010】
そして、一般的には、マイクロホンユニットの指向特性が両指向性の状態では、第1の開口部および第2の開口部から等距離に位置する方向(例えば、マイクロホンユニットの正面方向)からの音を拾うことが困難である一方、マイクロホンユニットの振動部の一方の面側に接続される音道の長さと振動部の他方の面側に接続される音道の長さとを異ならせ、さらに2つ開口部の間隔を拡大することにより、マイクロホンユニットの第1の開口部および第2の開口部から等距離に位置する方向からの音を感度良く拾うことができるようになる。本発明では、上記のように、音道切替部により、振動部の一方の面側に接続される音道の長さと振動部の他方の面側に接続される音道の長さとが略等しい状態と、振動部の他方の面側に接続される音道の長さが振動部の一方の面側に接続される音道の長さよりも大きくなる状態とに音道を切り替えることにより、マイクロホンの指向特性を両指向性と、ハイパーカーディオイドあるいはスーパーカーディオイドあるいは単一指向性とを切り替えることができる。
【0011】
上記第1の局面によるマイクロホンユニットにおいて、好ましくは、複数の音道は、振動部の一方の面側に接続される第1音道と、振動部の他方の面側に接続され、第1音道と略等しい長さを有する第2音道と、振動部の他方の面側に接続され、第1音道および第2音道よりも大きい長さを有する第3音道とを含み、音道切替部は、第1音道および第2音道から入力された音がそれぞれ振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態と、第1音道および第3音道から入力された音がそれぞれ振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態とに音道を切り替えるように構成されている。このように構成すれば、第1の音道および第2の音道を使用することにより両指向性のマイクロホン特性を実現し、また、第1の音道と第3の音道を使用するように切り替えることによりハイパーカーディオイドあるいはスーパーカーディオイドあるいは単一指向性のマイクロホン特性を実現することができる。
【0012】
この場合、好ましくは、振動部の他方側に接続される第2音道と第3音道とは、共通の音道部分を含む。このように構成すれば、第2音道と第3音道とが共通の部分を含まずにそれぞれ別個に設けられる場合と異なり、マイクロホンユニットの構成を簡略化することができる。
【0013】
上記第1音道、第2音道および第3音道を含むマイクロホンユニットにおいて、好ましくは、第1音道、第2音道および第3音道は、それぞれ、音の入り口となる第1音孔、第2音孔および第3音孔を含み、平面的に見て、第1音孔と第3音孔との間の距離は、第1音孔と第2音孔との間の距離よりも大きくなるように構成されており、音源と振動部とが近接している場合に、第1音孔および第2音孔から入力された音がそれぞれ振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態に設定されるとともに、音源と振動部とが近接せずに離れている場合に、第1音孔および第3音孔から入力された音がそれぞれ振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態に設定されるように構成されている。
【0014】
このように構成すれば、マイクロホンユニットの第1音孔および第2音孔からの距離が異なる位置から到来する近接音源の音は、第1音孔および第2音孔に入力される音圧の音圧差が大きいため、第1音孔および第2音孔からそれぞれ振動部の一方の面側と他方の面側とに伝達されて、振動部の一方の面側と他方の面側とに伝達された音の差圧に基づいて音源の音を拾うことができる。
【0015】
また、一般的には音源からマイクロホンユニットまでの距離とマイクロホンユニットに入力される音圧とは反比例の関係にあり、音源からの距離が離れるほど減衰して音圧が低くなる。マイクロホンユニットから遠い位置から到来する遠方ノイズについては、第1音孔および第2音孔に入力される音圧がほぼ等しいため、第1音孔および第2音孔からそれぞれ振動部の一方の面側と他方の面側とに伝達されて、打ち消し合ってほぼゼロとなり、検出されない。すなわち、ノイズを拾うのを抑制することができる。
【0016】
また、第1音孔および第3音孔からそれぞれ入力された音は、振動部の一方の面側と他方の面側とに伝達されることになるが、第1音孔と第3音孔との間の距離は、第1音孔と第2音孔との間の距離よりも大きくなっていること、第1音道と第3音道の距離が異なることによって、マイクロホンユニットに近接せずに離れている音源の音であっても、さらにマイクロホンユニットの正面から到来する音源の音であっても複数の音孔から入力された音源の音の差圧が十分に得られる。これにより、音源の音を十分に拾うことができる。
【0017】
上記第1音道、第2音道および第3音道を含むマイクロホンユニットにおいて、好ましくは、音道切替部は、音道を開閉することにより、第1音道および第2音道から入力された音がそれぞれ振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態と、第1音道および第3音道から入力された音がそれぞれ振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態とに音道を切り替えるように構成されている。このように構成すれば、音道切替部の開閉により、容易に、音道を切り替えてマイクロホンの指向特性を変化させることができる。
【0018】
この場合、好ましくは、振動部の他方側に接続される第2音道と第3音道とは、共通の部分を含み、音道切替部は、第2音道と第3音道とが共通の部分から分岐する部分に設けられており、音道切替部は、第2音道または第3音道のいずれか一方を閉じるように構成されている。このように構成すれば、第2音道および第3音道が別個に設けられ、第2音道および第3音道のそれぞれに音道切替部が設けられる場合(合計2個の音道切替部)と異なり、音道の分岐する部分に1つ音道切替部を設けるだけでよい分、音道切替部の数を少なくすることができる。
【0019】
この発明の第2の局面による電子機器は、音圧により振動する振動部が配置され、振動部の一方の面側および他方の面側に接続される複数の音道が設けられるマイクロホン筐体と、振動部の一方の面側に接続される音道の長さと振動部の他方の面側に接続される音道の長さとが略等しい状態と、振動部の他方の面側に接続される音道の長さが振動部の一方の面側に接続される音道の長さよりも大きくなる状態とに音道を切り替える音道切替部とを含むマイクロホンユニットを備える。
【0020】
この第2の局面による電子機器では、音道切替部により、振動部の一方の面側に接続される音道の長さと振動部の他方の面側に接続される音道の長さとを略等しい状態に切り替えることによって、振動部の一方の面側と他方の面側とにそれぞれ伝達される音の位相が略等しくなるので、マイクロホンユニットの指向特性はマイクロホンの2つの開口部間の中心に対して第1の開口部方向と第2の開口部方向との両側に感度を持つ両指向性となる。また、振動部の他方側に接続される音道の長さを振動部の一方側に接続される音道の長さよりも大きくなる状態に切り替えることによって、マイクロホンユニットの指向特性はマイクロホンの2つの開口部間の中心に対して第1の開口部方向あるいは第2の開口部方向で最大感度を持つハイパーカーディオイド、スーパーカーディオイド、あるいは単一指向性となる。
【0021】
そして、一般的には、マイクロホンユニットの両指向性のマイクロホンでは、第1の開口部および第2の開口部から等距離に位置する方向(例えば、マイクロホンユニットの正面)からの音を拾うことが困難である一方、マイクロホンユニットの振動部の一方の面側に接続される音道の長さと振動部の他方の面側に接続される音道の長さとを異ならせ、さらに第1の開口部と第2の開口部との音孔間距離を拡大することにより、マイクロホンユニットの第1の開口部および第2の開口部から等距離に位置する方向からの音を感度良く拾うことができる。
【0022】
本発明では、上記のように、音道切替部により、振動部の一方の面側に接続される音道の長さと振動部の他方の面側に接続される音道の長さとが略等しい状態と、振動部の他方の面側に接続される音道の長さが振動部の一方の面側に接続される音道の長さよりも大きくなる状態とに音道を切り替えることができる。第1の音道および第2の音道を使用することにより、遠方ノイズ抑圧効果に優れた両指向性のマイクロホン特性を実現し、また、第1の音道と第3の音道とを使用するように切り替えることにより、マイクロホンの正面からの音を良好に拾うことが可能なハイパーカーディオイドあるいはスーパーカーディオイドあるいは単一指向性のマイクロホン特性を実現することができる。
【0023】
上記第2の局面による電子機器において、好ましくは、電子機器筐体をさらに備え、複数の音道は、電子機器筐体とマイクロホン筐体とを貫通するように設けられており、複数の音道は、振動部の一方の面側に接続される第1音道と、振動部の他方の面側に接続され、第1音道と略等しい長さを有する第2音道と、振動部の他方の面側に接続され、第1音道および第2音道よりも大きい長さを有する第3音道とを含み、音道切替部は、第1音道および第2音道から入力された音がそれぞれ振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態と、第1音道および第3音道から入力された音がそれぞれ振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態とに音道を切り替えるように構成されている。このように構成すれば、第1の音道および第2の音道を使用することにより両指向性のマイクロホン特性を実現し、また、第1の音道と第3の音道とを使用するように切り替えることによりハイパーカーディオイドあるいはスーパーカーディオイドあるいは単一指向性のマイクロホン特性を実現することができる。
【0024】
この場合、好ましくは、振動部の他方側に接続される第2音道と第3音道とは、共通の部分を含む。このように構成すれば、第2音道と第3音道とが共通の部分を含まずにそれぞれ別個に設けられる場合と異なり、電子機器の構成を簡略化することができる。
【0025】
上記第1音道、第2音道および第3音道を含む電子機器において、好ましくは、第1音道、第2音道および第3音道は、それぞれ、音の入り口となる第1音孔、第2音孔および第3音孔を含み、平面的に見て、第1音孔と第3音孔との間の距離は、第1音孔と第2音孔との間の距離よりも大きくなるように構成されており、ユーザの操作に基づいて、音源と振動部とが近接している場合に、第1音孔および第2音孔から入力された音がそれぞれ振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態に設定されるとともに、音源と振動部とが近接せずに離れている場合に、第1音孔および第3音孔から入力された音がそれぞれ振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態に設定されるように構成されている。
【0026】
このように構成すれば、電子機器の第1音孔および第2音孔からの距離が異なる位置から到来する近接音源の音については、第1音孔および第2音孔に入力される音圧の音圧差が大きいため、第1音孔および第2音孔からそれぞれ振動部の一方の面側と他方の面側とに伝達されて、振動部の一方の面側と他方の面側とに伝達された音の差圧に基づいて音源の音を拾うことができる。
【0027】
また、一般的には音源からマイクロホンユニットまでの距離とマイクロホンユニットに入力される音圧とは反比例の関係にあり、音源からの距離が離れるほど減衰して音圧が低くなる。電子機器から遠い位置から到来する遠方ノイズについては、第1音孔および第2音孔から入力される音圧がほぼ等しいため、第1音孔および第2音孔からそれぞれ振動部の一方の面側と他方の面側とに伝達されて、打ち消し合ってほぼゼロとなり、検出されない。すなわち、ノイズを拾うのを抑制することができる。
【0028】
また、第1音孔および第3音孔からそれぞれ入力された音は、振動部の一方の面側と他方の面側とに伝達されることになるが、第1音孔と第3音孔との間の距離は、第1音孔と第2音孔との間の距離よりも大きくなっていること、第1音道と第3音道との距離が異なることによって、電子機器に近接せずに離れている音源の音であっても、さらに電子機器の正面から到来する音源の音(第1音孔と第3音孔から等距離の位置から到来する音)であっても複数の音孔から入力された音源の音の差圧が十分に得られる。これにより、音源の音を十分に拾うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】本発明の第1実施形態によるICレコーダの全体構成を示した図である。
【図2】本発明の第1実施形態による差動マイクロホンユニットの断面図である。
【図3】本発明の第1実施形態による差動マイクロホンユニットの表面側の平面図である。
【図4】本発明の第1実施形態による差動マイクロホンユニットの裏面側の平面図である。
【図5】本発明の第1実施形態による差動マイクロホンユニットの分解斜視図である。
【図6】本発明の第1実施形態による差動マイクロホンユニットの動作を説明するための図である。
【図7】図6に示す本発明の第1実施形態による差動マイクロホンユニットの指向特性を説明するための図である。
【図8】本発明の第1実施形態による差動マイクロホンユニットの動作を説明するための図である。
【図9】図8に示す本発明の第1実施形態による差動マイクロホンユニットの指向特性を説明するための図である。
【図10】本発明の第2実施形態による差動マイクロホンユニットの断面図である。
【図11】本発明の第3実施形態による差動マイクロホンユニットの断面図である。
【図12】本発明の第4実施形態による差動マイクロホンユニットの音源が近接している場合の断面図である。
【図13】本発明の第4実施形態による差動マイクロホンユニットの音源が近接せずに離れている場合の断面図である。
【図14】本発明の第5実施形態による差動マイクロホンユニットの断面図である。
【図15】図14に示した本発明の第5実施形態による差動マイクロホンユニットの分解斜視図である。
【図16】本発明の第6実施形態による差動マイクロホンユニットの断面図である。
【図17】図16に示した本発明の第6実施形態による差動マイクロホンユニットの分解斜視図である。
【図18】本発明の第7実施形態による差動マイクロホンユニットの音源が近接している場合の断面図である。
【図19】本発明の第7実施形態による差動マイクロホンユニットの音源が近接せずに離れている場合の断面図である。
【図20】本発明の第8実施形態による差動マイクロホンユニットの平面図である。
【図21】図20に示した本発明の第8実施形態による差動マイクロホンユニットの断面図である。
【図22】本発明の第1〜第6実施形態の変形例による差動マイクロホンユニットの断面図である。
【図23】図22に示した本発明の第1〜第6実施形態の変形例による差動マイクロホンユニットの平面図である。
【図24】本発明の第1〜第8実施形態の変形例による携帯電話の全体構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0030】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【0031】
(第1実施形態)
図1〜図6および図8を参照して、本発明の第1実施形態による差動マイクロホンユニット100と、差動マイクロホンユニット100を備えるICレコーダ200との構成について説明する。なお、差動マイクロホンユニット100は、本発明の「マイクロホンユニット」の一例であり、ICレコーダ200は、本発明の「電子機器」の一例である。
【0032】
本発明の第1実施形態によるICレコーダ200には、図1に示すように、ICレコーダ筐体部1と、録音ボタン2と、液晶ディスプレイからなる表示画面部3と、差動マイクロホンユニット100とが設けられている。なお、録音ボタン2と表示画面部3とは、ICレコーダ筐体部1の表面側に設けられている。また、差動マイクロホンユニット100は、差動マイクロホンユニット100の長手方向がX方向に沿うように配置されている。なお、ICレコーダ筐体部1は、本発明の「電子機器筐体」の一例である。
【0033】
また、図2に示すように、差動マイクロホンユニット100は、ICレコーダ筐体部1の裏面側(矢印Z2方向側)に配置されている。また、差動マイクロホンユニット100は、基板10と、カバー部30と、ガスケット40とが積層された構造を有する。なお、基板10とカバー部30とは、本発明の「マイクロホン筐体」の一例である。
【0034】
また、基板10は、約0.4mm以上約0.8mm以下の厚みを有するガラスエポキシなどの絶縁性の材料からなる。また、基板10の表面上には、外部から入力された音の音圧により振動する振動部11を有するMEMS(Micro Electro Mechanical System)チップ12が設けられている。また、基板10の表面上には、MEMSチップ12に隣接するように、電気信号出力IC13が配置されている。電気信号出力IC13は、MEMSチップ12の振動部11の振動に基づいて電気信号を出力するための集積回路である。また、MEMSチップ12と、電気信号出力IC13とは、配線14aおよび配線14bにより電気的に接続されている。
【0035】
また、図2および図3に示すように、基板10には、貫通孔15a、貫通孔15bおよび貫通孔15cが形成されている。貫通孔15a、貫通孔15bおよび貫通孔15cには、それぞれ、配線16a、配線16bおよび配線16cが埋め込まれている。そして、図4に示すように、基板10のZ2方向側の表面上には、配線16a、配線16bおよび配線16cにそれぞれ接続するように、電極部17a、電極部17bおよび電極部17cが形成されている。電極部17a、電極部17bおよび電極部17cは、それぞれ、電気信号出力IC13への電力の供給、電気信号出力IC13からの電気信号の出力およびGND(接地)接続を行うために設けられている。
【0036】
また、図2に示すように、基板10には、略直方体形状の基板側空洞部18が設けられている。そして、基板側空洞部18の矢印X1方向側の端部に連結されるとともに、MEMSチップ12の振動部11の矢印Z2方向側に接続されるMEMSチップ側音孔19が設けられている。また、基板10には、基板側空洞部18の矢印X2方向側の端部に連結されるとともに、後述するカバー部側音孔35に連結される基板側音孔20が設けられている。なお、基板側音孔20は、図5に示すように、平面的に見て、長丸形状(長孔形状)を有する。また、MEMSチップ側音孔19は、平面的に見て、真円形状を有する。
【0037】
また、図2に示すように、カバー部30は、図示しない約50μm(約0.05mm)の厚みを有する接着剤層を用いて、基板10のZ1方向側の表面に接着されている。また、カバー部30は、約0.6mm以上約1.0mm以下の厚みを有する耐熱性樹脂からなる。また、カバー部30の矢印X1方向側には、略直方体形状のカバー部側空洞部31が設けられている。そして、カバー部30が基板10の表面上に接着された状態で、MEMSチップ12および電気信号出力IC13は、カバー部側空洞部31の内部に収納される。また、カバー部30には、カバー部側空洞部31に連結されるとともに、後述するガスケット側音孔41に連結されるカバー部側音孔32が設けられている。また、カバー部30のMEMSチップ12とカバー部側音孔32との間に対応する領域には、カバー部側空洞部31に連結されるとともに、後述するガスケット側音孔42に連結されるカバー部側音孔33が設けられている。
【0038】
ここで、第1実施形態では、カバー部側空洞部31のカバー部側音孔32とカバー部側音孔33との間に対応する領域で、かつ、カバー部側空洞部31の矢印Z2方向側の内表面には、音道切替部34が設けられている。つまり、音道切替部34は、後述する音道A2およびA3(図6および図8参照)が共通の部分から分岐する部分に設けられている。なお、音道A2と音道A3とは、カバー部側空洞部31とカバー部側音孔33とが連結される部分から振動部11の矢印Z1方向側までの部分が共通である。また、音道切替部34は、回転することにより、カバー部側音孔33、または、音道A3(図8参照)のうちの一方を閉じるように構成されている。つまり、音道切替部34は、カバー部側音孔33、または、音道A3を開閉することにより、音道A2およびA3(図6および図8参照)を切り替えるように構成されている。
【0039】
また、MEMSチップ12の矢印X2方向側に対応するカバー部30の領域には、カバー部側音孔35が設けられている。カバー部側音孔35は、基板側音孔20に連結されるとともに、後述するガスケット側音孔43に連結されている。なお、図5に示すように、カバー部側音孔32、カバー部側音孔33およびカバー部側音孔35は、平面的に見て、長丸形状(長孔形状)を有する。
【0040】
また、図2に示すように、ガスケット40は、弾性変形可能なゴム部材などからなり、ガスケット40は、カバー部30の矢印Z1方向側の表面上に配置されている。また、ガスケット40には、カバー部側音孔32、カバー部側音孔33およびカバー部側音孔35にそれぞれ連結するように、ガスケット側音孔41、ガスケット側音孔42およびガスケット側音孔43が設けられている。なお、図5に示すように、ガスケット側音孔41、ガスケット側音孔42およびガスケット側音孔43は、平面的に見て、長丸形状(長孔形状)を有する。
【0041】
また、図2に示すように、ICレコーダ筐体部1には、ガスケット側音孔41、ガスケット側音孔42およびガスケット側音孔43とそれぞれ連結するように、ICレコーダ筐体音孔51、ICレコーダ筐体音孔52およびICレコーダ筐体音孔53が設けられている。なお、図5に示すように、ICレコーダ筐体音孔51、ICレコーダ筐体音孔52およびICレコーダ筐体音孔53は、平面的に見て、長丸形状(長孔形状)を有する。なお、ICレコーダ筐体音孔51およびカバー部側音孔32は、本発明の「第3音孔」の一例である。また、ICレコーダ筐体音孔52およびカバー部側音孔33は、本発明の「第2音孔」の一例である。また、ICレコーダ筐体音孔53およびカバー部側音孔35は、本発明の「第1音孔」の一例である。
【0042】
また、図3に示すように、カバー部側音孔32およびガスケット側音孔41は、約0.5mmのX方向側の孔幅W1を有するとともに、約1.5mm以上約2.0mm以下のY方向側の孔幅W2を有する。そして、図2に示すように、カバー部側音孔32およびガスケット側音孔41の内側面が面一になる。
【0043】
また、カバー部側音孔33およびガスケット側音孔42も、X方向側の孔幅W1を有するとともに、Y方向側の孔幅W2を有する。そして、カバー部側音孔33およびガスケット側音孔42の内側面が面一になる。
【0044】
また、基板側音孔20、カバー部側音孔35およびガスケット側音孔43も、X方向側の孔幅W1を有するとともに、Y方向側の孔幅W2を有する。そして、基板側音孔20、カバー部側音孔35およびガスケット側音孔43の内側面が面一になる。
【0045】
また、図3に示すように、ICレコーダ筐体音孔51、ICレコーダ筐体音孔52およびICレコーダ筐体音孔53は、孔幅W1よりも大きいX方向側の孔幅W3を有するとともに、孔幅W2よりも大きいY方向側の孔幅W4を有する。
【0046】
また、第1実施形態では、図2に示すように、平面的に見て、カバー部側音孔33(ガスケット側音孔42)とカバー部側音孔35(基板側音孔20、ガスケット側音孔43)とは、X方向に沿って約5mmの距離D1を隔てて配置されている。また、平面的に見て、カバー部側音孔32(ガスケット側音孔41)とカバー部側音孔35(ガスケット側音孔43)とは、X方向に沿って約50mmの距離D2を隔てて配置されている。
【0047】
また、図6に示すように、ICレコーダ筐体音孔53、ガスケット側音孔43、カバー部側音孔35、基板側音孔20、基板側空洞部18およびMEMSチップ側音孔19(ICレコーダ筐体音孔53の開口端から振動部11の矢印Z2方向側)によって構成される音道A1の長さと、ICレコーダ筐体音孔52、ガスケット側音孔42、カバー部側音孔33およびカバー部側空洞部31(ICレコーダ筐体音孔52の開口端から振動部11の矢印Z1方向側)によって構成される音道A2の長さとは、略等しい。また、図8に示すように、ICレコーダ筐体音孔51、ガスケット側音孔41、カバー部側音孔32およびカバー部側空洞部31(ICレコーダ筐体音孔51の開口端から振動部11の矢印Z1方向側)によって構成される音道A3の長さは、ICレコーダ筐体音孔53、ガスケット側音孔43、カバー部側音孔35、基板側音孔20、基板側空洞部18およびMEMSチップ側音孔19(ICレコーダ筐体音孔53の開口端から振動部11の矢印Z2方向側)によって構成される音道A1の長さよりも大きくなるように構成されている。なお、音道A1は、本発明の「第1音道」の一例であるとともに、音道A2は、本発明の「第2音道」の一例である。また、音道A3は、本発明の「第3音道」の一例である。
【0048】
なお、本発明では、少なくとも、カバー部側音孔35の開口端から振動部11の矢印Z2方向側までの音道の長さと、カバー部側音孔33の開口端から振動部11の矢印Z1方向側までの音道の長さとが略等しく、カバー部側音孔32の開口端から振動部11の矢印Z1方向側までの音道の長さが、カバー部側音孔35の開口端から振動部11の矢印Z2方向側までの音道の長さよりも大きくなるように構成されている。
【0049】
次に、図6〜図9を参照して、第1実施形態による差動マイクロホンユニット100の動作について説明する。
【0050】
図6に示すように、MEMSチップ12の振動部11の矢印Z2方向側には、音道A1を介して外部からの音が伝達される。また、音道切替部34が、音道A3(図8参照)を閉じている状態では、MEMSチップ12の振動部11の矢印Z1方向側には、音道A2を介して外部からの音が伝達される。そして、振動部11の矢印Z1方向側に伝達された音の音圧と、振動部11の矢印Z2方向側に伝達された音の音圧との差を、電気信号出力IC13によって電気信号に変換する。なお、カバー部側音孔33とカバー部側音孔35との間の距離D1が、約5mmと比較的小さいことにより、近接音を拾って遠方のノイズを全方位でかつ広帯域に抑圧することが可能となる。接話状態(音源と差動マイクロホンユニット100とが近接している状態)では、カバー部側音孔33とカバー部側音孔35から入力される音圧の差が大きいため、差動マイクロホンユニット100によって音源の音が明確に拾われる。一方、差動マイクロホンユニット100から離れた位置から発せられるノイズにおいては、振動部11の矢印Z1方向側と矢印Z2方向側とにそれぞれ入力されるノイズの音の音圧差は小さい。これにより、差動マイクロホンユニット100がノイズを拾うのを抑制することが可能となる。
【0051】
また、図6に示すMEMSチップ12の振動部11の矢印Z2方向側および矢印Z1方向側にそれぞれ、音道A1およびA2を介して外部からの音が伝達される状態(つまり、振動部11に接続される音道A1の長さと音道A2の長さとが等しい状態)では、図7に示すように、差動マイクロホンユニット100の指向特性は、ICレコーダ筐体音孔51、53の2つの音孔間の中心に対してICレコーダ筐体音孔51方向とICレコーダ筐体音孔53方向の両側に感度を持つ両指向性となる。なお、差動マイクロホンユニット100の指向特性が両指向性となることにより、X方向側には感度が得られるが、Y方向およびZ方向に一致する方向のときには感度が得られなくなる。
【0052】
次に、図8に示すように、たとえばユーザの操作によって、音道切替部34を回転させる。これにより、音道が接話状態(音源と差動マイクロホンユニット100とが近接している状態)に対応する音道から、音源が差動マイクロホンユニット100までの距離が大きい状態に対応する音道に切り替えられる。この切り替えにより、音道切替部34が、カバー部側音孔33を閉じている状態になるので、振動部11の矢印Z1方向側には、音道A3を介して外部からの音が伝達される。
【0053】
一般的には、差動マイクロホンユニット100に入力される音圧は、音源から差動マイクロホンユニット100までの距離に反比例して減衰する。そして、音源から差動マイクロホンユニット100までの距離が小さい場合には、振動部11の矢印Z1方向側および矢印Z2方向側にそれぞれ音を入力する2つの音孔の距離が小さくても、音源から2つの音孔に至るまでの距離差により減衰する量の差が大きくなるため、十分な音の差圧を得ることが可能となる。一方、音源から差動マイクロホンユニット100までの距離が大きい場合には、2つの音孔の距離が小さい状態では、十分な音の差圧を得ることができない。しかしながら、図8に示す状態では、カバー部側音孔32とカバー部側音孔35との間の距離D2が、約50mmと比較的大きくすることにより、音源と差動マイクロホンユニット100とが離れている状態でも、振動部11の矢印Z1方向側に伝達された音と、振動部11の矢印Z2方向側に伝達された音との差圧が比較的大きくなる。これにより、離れた音源の音を十分に差動マイクロホンユニット100によって拾うことが可能となる。
【0054】
また、図8に示すMEMSチップ12の振動部11の矢印Z2方向側および矢印Z1方向側にそれぞれ、音道A1およびA3を介して外部からの音が伝達される状態(つまり、振動部11に接続される音道A3の長さが音道A1の長さよりも大きい状態)では、図9に示すように、差動マイクロホンユニット100の指向特性は、ハイパーカーディオイドあるいはスーパーカーディオイドあるいは単一指向性となる。これにより、差動マイクロホンユニット100の指向特性が両指向性の状態(図7参照)では、X方向側には感度が得られるが、Y方向およびZ方向に一致する方向のときには感度が得られなかったが、図8に示す状態においては、Y方向およびZ方向に一致する方向においても感度が得られるようになる。
【0055】
第1実施形態では、上記のように、音道切替部34により、振動部11の矢印Z2方向側に接続される音道A1の長さと振動部11の矢印Z1方向側に接続される音道A2の長さとを略等しい状態に切り替えることによって、振動部11の矢印Z2方向側(表面側)と矢印Z1方向側(裏面側)とにそれぞれ伝達される音の位相が略等しくなるので、差動マイクロホンユニット100の指向特性は矢印X1方向側と矢印X2方向側に最大感度を持つ図7に示すような8の字型の両指向性にすることができる。また、音道切替部34により、振動部11の矢印Z1方向側に接続される音道A3の長さを振動部11の矢印Z2方向側に接続される音道A1の長さよりも大きくなる状態に切り替えることによって、振動部11の矢印Z2方向側と矢印Z1方向側とにそれぞれ伝達される音の位相が異なるので、差動マイクロホンユニット100の指向特性は矢印X2方向側に最大感度を持つ図9に示すようなハイパーカーディオイドあるいはスーパーカーディオイドあるいは単一指向性にすることができる。
【0056】
そして、一般的には、差動マイクロホンユニット100が両指向性の状態では、差動マイクロホンユニット100のカバー部音孔33とカバー部音孔35から等距離にある音源方向(例えば、差動マイクロホンユニット100の正面方向)から到来する音を拾うことが困難である一方、差動マイクロホンユニット100がハイパーカーディオイドあるいはスーパーカーディオイドあるいは単一指向性の状態では、差動マイクロホンユニット100のカバー部音孔33とカバー部音孔35から等距離にある音源方向からの到来する音を拾うことができる。
【0057】
第1実施形態では、上記のように、音道切替部34により、振動部11の矢印Z2方向側に接続される音道A1の長さと振動部11の矢印Z1方向側に接続される音道A2の長さとが略等しい状態と、振動部11の矢印Z1方向側に接続される音道A3の長さが振動部11の矢印Z2方向側に接続される音道A1の長さよりも大きくなる状態とに音道を切り替えることにより、差動マイクロホンユニット100の指向特性を両指向性と、ハイパーカーディオイドあるいはスーパーカーディオイドあるいは単一指向性とに切り替えることができる。
【0058】
また、第1実施形態では、上記のように、音道切替部34を、音道A1および音道A2から入力された音がそれぞれ振動部の矢印Z2方向側(表面側)および矢印Z1方向側(裏面側)に伝達される状態と、音道A1および音道A3から入力された音がそれぞれ振動部11の矢印Z2方向側(表面側)および矢印Z1方向側(裏面側)に伝達される状態とに音道を切り替えるように構成した。これにより、差動マイクロホンユニット100の指向特性がX1−X2方向において対称な8の字型の両指向性と、差動マイクロホンユニット100の指向特性がX1−X2方向において非対称な指向特性とに切り替えることができる。
【0059】
また、第1実施形態では、上記のように、振動部11の矢印Z1方向側(裏面側)に接続される音道A2と音道A3とは、共通の部分を含むように構成した。これにより、音道A2と音道A3とが共通の部分を含まずにそれぞれ別個に設けられる場合と異なり、差動マイクロホンユニット100の構成を簡略化することができる。
【0060】
また、第1実施形態では、上記のように、平面的に見て、カバー部側音孔35(ICレコーダ筐体音孔53)とカバー部側音孔32(ICレコーダ筐体音孔51)との間の距離D2を、カバー部側音孔35(ICレコーダ筐体音孔53)とカバー部側音孔33(ICレコーダ筐体音孔52)との間の距離D1よりも大きくなるように構成して、音源と振動部11とが近接している場合に、カバー部側音孔35およびカバー部側音孔33から入力された音がそれぞれ振動部11の矢印Z2方向側(表面側)および矢印Z1方向側(裏面側)に伝達される状態に設定するとともに、音源と振動部11とが近接せずに離れている場合に、カバー部側音孔35およびカバー部側音孔32から入力された音がそれぞれ振動部11の矢印Z2方向側(表面側)および矢印Z1方向側(裏面側)に伝達される状態に設定するように構成した。これにより、差動マイクロホンユニット100に近接している音源の音は、カバー部側音孔35およびカバー部側音孔33からそれぞれ振動部11の矢印Z2方向側(表面側)と矢印Z1方向側(裏面側)とに伝達されて、振動部11の矢印Z2方向側(表面側)と矢印Z1方向側(裏面側)とに伝達された音の差圧に基づいて音源の音を拾うことができる。
【0061】
また、一般的には音源から差動マイクロホンユニット100までの距離と差動マイクロホンユニット100に入力される音圧とは反比例の関係にあり、音源からの距離が離れるほど減衰して音圧が低くなる。差動マイクロホンユニット100から比較的遠い位置から到来する遠方ノイズについては、カバー部側音孔35およびカバー部側音孔33から入力される音圧がほぼ等しいため、カバー部側音孔35およびカバー部側音孔33からそれぞれ振動部の一方の面側と他方の面側とに伝達されて、打ち消し合ってほぼゼロとなり、検出されない。すなわち、ノイズを拾うのを抑制することができる。
【0062】
また、カバー部側音孔35およびカバー部側音孔32からそれぞれ入力された音は、振動部11の矢印Z2方向側(表面側)と矢印Z1方向側(裏面側)とに伝達されることになるが、カバー部側音孔35とカバー部側音孔32との間の距離は、カバー部側音孔35とカバー部側音孔33との間の距離よりも大きくなっていること、音道A1と音道A3の距離が異なることによって、差動マイクロホンユニット100に近接せずに離れている音源の音であっても、さらに差動マイクロホンユニット100の正面から到来する音源の音であっても複数の音孔から入力された音源の音の差圧が十分に得られる。これにより、音源の音を十分に拾うことができる。
【0063】
また、第1実施形態では、上記のように、音道切替部34が、音道を開閉することにより、音道A1および音道A2から入力された音がそれぞれ振動部11の矢印Z2方向側および矢印Z1方向側に伝達される状態と、音道A1および音道A3から入力された音がそれぞれ振動部11の矢印Z2方向側および矢印Z1方向側に伝達される状態とに音道を切り替えるように構成した。これにより、音道切替部34の開閉により、容易に、音道を切り替えることができる。
【0064】
また、第1実施形態では、上記のように、音道切替部34を、音道A2と音道A3とが共通の部分から分岐する部分に設けて、音道切替部34を、音道A2または音道A3のいずれか一方を閉じるように構成した。これにより、音道A2および音道A3が別個に設けられ、音道A2および音道A3のそれぞれに音道切替部が設けられる場合(合計2個の音道切替部)と異なり、音道の分岐する部分に1つ音道切替部34を設けるだけでよい分、音道切替部の数を少なくすることができる。
【0065】
(第2実施形態)
次に、図10を参照して、第2実施形態による差動マイクロホンユニット101の構成について説明する。この第2実施形態では、上記音道切替部34が回転することにより音孔または音道を開閉するように構成されている上記第1実施形態と異なり、音道切替部34aが湾曲することにより音孔または音道を開閉するように構成されている例について説明する。なお、差動マイクロホンユニット101は、本発明の「マイクロホンユニット」の一例である。
【0066】
図10に示すように、第2実施形態による差動マイクロホンユニット101では、カバー部側空洞部31のカバー部側音孔32とカバー部側音孔33との間に対応する領域で、かつ、カバー部側空洞部31の矢印Z2方向側の内表面には、音道切替部34aが設けられている。なお、音道切替部34aは、熱膨張率の異なる2つの金属板341および342が貼り合わされた構造を有する。そして、音道切替部34aの温度を変化させることにより、音道切替部34aは、矢印Z2方向に湾曲した状態と平板の状態とに変化するように構成されている。これにより、音道切替部34aは、カバー部側音孔33、または、音道A3(図8参照)を開閉するように構成されている。
【0067】
なお、第2実施形態のその他の構成および効果は、上記第1実施形態と同様である。
【0068】
(第3実施形態)
次に、図11を参照して、第3実施形態による差動マイクロホンユニット102の構成について説明する。この第3実施形態では、上記音道切替部34が回転することにより音孔または音道を開閉するように構成されている上記第1実施形態と異なり、音道切替部34bがX方向にスライドすることにより音孔を閉じるように構成されている例について説明する。なお、差動マイクロホンユニット102は、本発明の「マイクロホンユニット」の一例である。
【0069】
図11に示すように、第3実施形態による差動マイクロホンユニット102では、カバー部側空洞部31の矢印Z2方向側の内表面には、音道切替部34bが設けられている。そして、音道切替部34bは、たとえば電磁的な方法によりX方向にスライドされるように構成されている。これにより、音道切替部34bは、カバー部側音孔32またはカバー部側音孔33を開閉するように構成されている。
【0070】
なお、第3実施形態のその他の構成および効果は、上記第1実施形態と同様である。
【0071】
(第4実施形態)
次に、図12および図13を参照して、第4実施形態による差動マイクロホンユニット103の構成について説明する。この第4実施形態では、上記音道切替部34が、カバー部30内に設けられていた上記第1実施形態と異なり、音道切替部60がガスケット40の表面上に配置されている例について説明する。なお、差動マイクロホンユニット103は、本発明の「マイクロホンユニット」の一例である。
【0072】
図12に示すように、第4実施形態による差動マイクロホンユニット103では、ガスケット40の矢印Z1方向側の表面上には、音道切替部60が設けられている。音道切替部60には、音道切替部側音孔61、音道切替部側音孔62、音道切替部側音孔63および音道切替部側音孔64が設けられている。そして、音道切替部60は、電磁的な方法または手動により、X方向にスライド可能に構成されている。
【0073】
そして、図12に示すように、音源が近接している場合(接話状態)には、音道切替部60を矢印X2方向側にスライドされた状態にすることにより、音道切替部側音孔62と、ガスケット側音孔42と、カバー部側音孔33とが連結された状態となる。また、音道切替部側音孔63と、ガスケット側音孔43と、カバー部側音孔35と、基板側音孔20とが連結された状態となる。これにより、音道B1を介して、MEMSチップ12の振動部11の矢印Z2方向側の表面に音が伝達される。また、音道B2を介して、MEMSチップ12の振動部11の矢印Z1方向側の表面に音が伝達される。
【0074】
また、図13に示すように、音源が近接せずに離れている場合には、音道切替部60を矢印X1方向側にスライドされた状態にすることにより、音道切替部側音孔61と、ガスケット側音孔41と、カバー部側音孔32とが連結された状態となる。また、音道切替部側音孔64と、ガスケット側音孔43と、カバー部側音孔35とが連結された状態となる。これにより、音道B1を介して、MEMSチップ12の振動部11の矢印Z2方向側の表面に音が伝達される。また、音道B3を介して、MEMSチップ12の振動部11の矢印Z1方向側の表面に音が伝達される。
【0075】
なお、第4実施形態のその他の構成および効果は、上記第1実施形態と同様である。
【0076】
(第5実施形態)
次に、図14および図15を参照して、第5実施形態による差動マイクロホンユニット104の構成について説明する。この第5実施形態では、上記単一の基板から基板10が構成される上記第1〜第4実施形態と異なり、2つの基板から基板70が構成される例について説明する。なお、差動マイクロホンユニット104は、本発明の「マイクロホンユニット」の一例である。
【0077】
図14および図15に示すように、第5実施形態による差動マイクロホンユニット104では、基板70は、凹部71が形成される基板72と、MEMSチップ側音孔19および基板側音孔20が形成される基板73とによって構成されている。そして、基板72と基板73とが張り合わされる。その結果、基板72の凹部71と基板73とに囲まれた空間によって、基板側空洞74が形成される。なお、基板72および73は、本発明の「マイクロホン筐体」の一例である。また、第5実施形態のその他の構成および効果は、上記第1実施形態と同様である。
【0078】
(第6実施形態)
次に、図16および図17を参照して、第6実施形態による差動マイクロホンユニット105の構成について説明する。この第6実施形態では、上記単一の基板から基板10が構成される上記第1〜第4実施形態と異なり、3つの基板から基板80が構成される例について説明する。なお、差動マイクロホンユニット105は、本発明の「マイクロホンユニット」の一例である。
【0079】
図16および図17に示すように、第6実施形態による差動マイクロホンユニット105では、基板80は、平板状の基板81と、貫通孔82が形成される基板83と、基板側音孔20が形成される基板84とによって構成されている。そして、基板81と、基板83と、基板84とが張り合わされる。その結果、基板81と基板84とによって囲まれる基板83の貫通孔82によって、基板側空洞85が形成される。なお、基板81、83および84は、本発明の「マイクロホン筐体」の一例である。また、第6実施形態のその他の構成および効果は、上記第1実施形態と同様である。
【0080】
(第7実施形態)
次に、図18および図19を参照して、第7実施形態による差動マイクロホンユニット106の構成について説明する。この第7実施形態では、上記3つの音道A1〜A3(B1〜B3)が設けられる上記第1〜第6実施形態と異なり、4つの音道C1〜C4が設けられる例について説明する。なお、差動マイクロホンユニット106は、本発明の「マイクロホンユニット」の一例である。
【0081】
図18および図19に示すように、第7実施形態による差動マイクロホンユニット106では、基板10に略直方体形状の基板側空洞部18aが設けられている。また、基板10には、基板側空洞部18aの矢印X2方向側の端部に連結されるとともに、後述するカバー部側空洞部36に連結される基板側音孔20aが設けられている。また、基板10のMEMSチップ側音孔19と基板側音孔20aとの間に対応する領域には、基板側空洞部18aに連結されるとともに、後述するカバー部側音孔35に連結される基板側音孔20bが設けられている。
【0082】
また、基板側空洞部18aの基板側音孔20aと基板側音孔20bとの間に対応する領域で、かつ、基板側空洞部18aの矢印Z2方向側の内表面には、音道切替部21が設けられている。また、音道切替部21は、基板側音孔20b、または、後述する音道C3を開閉することにより、音道C1およびC3を切り替えるように構成されている。
【0083】
また、カバー部30の矢印X2方向側には、略直方体形状のカバー部側空洞部36が設けられている。カバー部側空洞部36の矢印X1方向側の端部は、基板側音孔20aに連結されている。また、カバー部30には、カバー部側空洞部36に連結されるとともに、ガスケット側音孔44に連結されるカバー部側音孔37が設けられている。また、ICレコーダ筐体部1には、ガスケット側音孔44に連結されるICレコーダ筐体音孔54が設けられている。
【0084】
また、音道C1(ICレコーダ筐体音孔53の開口端から振動部11の矢印Z2方向側)の長さと、音道C2(ICレコーダ筐体音孔52の開口端から振動部11の矢印Z1方向側)の長さとは略等しい。また、音道C4(ICレコーダ筐体音孔51の開口端から振動部11の矢印Z1方向側)の長さは、音道C3(ICレコーダ筐体音孔54の開口端から振動部11の矢印Z2方向側)の長さよりも大きい。なお、第7実施形態のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。
【0085】
次に、図18および図19を参照して、第7実施形態による差動マイクロホンユニット106の動作について説明する。
【0086】
図18に示すように、音道切替部21が、音道C3(図19参照)を閉じている状態では、MEMSチップ12の振動部11の矢印Z2方向側には、音道C1を介して外部からの音が伝達される。また、音道切替部34が、音道C4(図19参照)を閉じている状態では、MEMSチップ12の振動部11の矢印Z1方向側には、音道C2を介して外部からの音が伝達される。これにより、差動マイクロホンユニット106の指向特性は、両指向性になる。そして、カバー部側音孔33とカバー部側音孔35との間の距離D3が、約5mmと比較的小さいことにより、振動部11の矢印Z1方向側に伝達された音の音圧と、振動部11の矢印Z2方向側に伝達された音の音圧との差が大きい。そして、音圧差を電気信号出力IC13によって電気信号に変換する。
【0087】
次に、図19に示すように、たとえばユーザの操作によって、音道切替部21および音道切替部34を回転させる。これにより、音道が接話状態(音源と差動マイクロホンユニット106とが近接している状態)に対応する音道から、音源が差動マイクロホンユニット106までの距離が大きい状態に対応する音道に切り替えられる。この切り替えにより、音道切替部21が、基板側音孔20bを閉じている状態になるので、振動部11の矢印Z2方向側には、音道C3を介して外部からの音が伝達される。また、音道切替部34が、カバー部側音孔33を閉じている状態になるので、振動部11の矢印Z1方向側には、音道C4を介して外部からの音が伝達される。これにより、差動マイクロホンユニット106の指向特性は、ハイパーカーディオイドあるいはスーパーカーディオイドあるいは単一指向性になる。そして、カバー部側音孔32とカバー部側音孔37との間の距離D4が、約50mmと比較的大きいことにより、音源と差動マイクロホンユニット106とが離れている状態でも、音源の音を十分に差動マイクロホンユニット106によって拾うことが可能となる。なお、第7実施形態の効果は、上記第1実施形態と同様である。
【0088】
(第8実施形態)
次に、図20および図21を参照して、第8実施形態による差動マイクロホンユニット107の構成について説明する。この第8実施形態では、上記3つの音孔が設けられる上記第1〜第6実施形態と異なり、2つの音孔が設けられる例について説明する。なお、差動マイクロホンユニット107は、本発明の「マイクロホンユニット」の一例である。
【0089】
図21に示すように、第8実施形態による差動マイクロホンユニット107では、カバー部30には、略直方体形状のカバー部側空洞部31aが設けられている。また、図20に示すように、カバー部30には、カバー部側空洞部31aに接続されるようにカバー部側空洞部31bが設けられている。カバー部側空洞部31bは、平面的に見て、U字形状に形成されており、一方端がカバー部側空洞部31aに接続されるとともに、他方端が振動部11の矢印Z1方向側に接続されている。また、カバー部側空洞部31aには、音道を切り替えるための音道切替部34cが設けられている。そして、音道切替部34cがY方向にスライドすることにより、カバー部側空洞部31aまたはカバー部側空洞部31bのいずれか一方を閉じるように構成されている。これにより、ICレコーダ筐体音孔52、ガスケット側音孔42およびカバー部側音孔33から入力された音が、カバー部側空洞部31aを介して振動部11の矢印Z1方向側に到達する状態と、カバー部側空洞部31bを介して振動部11の矢印Z1方向側に到達する状態とに切り替える。なお、カバー部側空洞部31bは、カバー部側空洞部31aと比べて音道として大きい長さを有する。なお、第8実施形態のその他の構成および効果は、上記第1実施形態と同様である。
【0090】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【0091】
たとえば、上記第1〜第8実施形態では、3つまたは4つの音道が設けられる例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、5つ以上の音道を設けてもよい。
【0092】
また、上記第1〜第8実施形態では、ユーザの操作によって、音道切替部が音孔または音道を開閉する例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、音源の距離を検知することにより、自動的に音道切替部が音孔または音道を開閉するように構成してもよい。
【0093】
また、上記第1〜第8実施形態では、MEMSチップの振動部には、基板の表面に沿った方向と垂直な方向(Z方向)から音が伝達される例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、MEMSチップの振動部を基板の表面に沿った方向と垂直な方向(Z方向)に沿うように配置して、MEMSチップの振動部には、基板の表面に沿った方向(X方向)から音が伝達されるように構成してもよい。
【0094】
また、上記第1〜第8実施形態では、MEMSチップと電気信号出力ICとを配線により電気的に接続する例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、図22および図23に示す変形例のように、フリップチップにより電気的に接続してもよい。具体的には、MEMSチップ12と電気信号出力IC13とは、基板10の表面上に形成された配線90および91により電気的に接続される。また、電気信号出力IC13は、基板10の表面上に設けられた配線92、93および94により、配線16a、16bおよび16cと電気的に接続される。
【0095】
また、上記第1〜第8実施形態では、電子機器の一例として、ICレコーダに本発明を適用する例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、本発明を図24に示す変形例のように、携帯電話201に適用してもよい。なお、図24に示す携帯電話201では、差動マイクロホンユニット100(101〜107)は、差動マイクロホンユニット100(101〜107)の長手方向がX方向に沿うように配置されている。ただし、図24の形態に限定されるものではなく、差動マイクロホンユニット100(101〜107)の長手方向がX方向に直交あるいは斜めになるように配置しても構わない。また、本発明を、固定電話、PDA(携帯情報端末)、携帯型のゲーム機などの差動マイクロホンを有する電子機器にも適用可能である。
【0096】
また、上記第1〜第6実施形態では、カバー部側音孔33とカバー部側音孔35との間の距離D1が約5mmであるとともに、カバー部側音孔32とカバー部側音孔35との間の距離D2が約50mmである例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、カバー部側音孔33とカバー部側音孔35との間の距離D1と、カバー部側音孔32とカバー部側音孔35との間の距離D2とは、音源と差動マイクロホンユニット100との間の距離によって、最適に定められる。
【符号の説明】
【0097】
1 ICレコーダ筐体部(電子機器筐体)
10、72、73、81、83、84 基板(マイクロホン筐体)
11 振動部
21、34、34a、34b、34c、60 音道切替部
30 カバー部(マイクロホン筐体)
32 カバー部側音孔(第3音孔)
33 カバー部側音孔(第2音孔)
35 カバー部側音孔(第1音孔)
51 ICレコーダ筐体音孔(第3音孔)
52 ICレコーダ筐体音孔(第2音孔)
53 ICレコーダ筐体音孔(第1音孔)
100〜107 差動マイクロホンユニット(マイクロホンユニット)
200 ICレコーダ(電子機器)
201 携帯電話(電子機器)
【技術分野】
【0001】
この発明は、マイクロホンユニットおよび電子機器に関し、特に、音道を有するマイクロホンユニットおよび電子機器に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、音道を有するマイクロホンユニットおよび電子機器が知られている(たとえば、特許文献1参照)。
【0003】
上記特許文献1には、内部空間を有する筐体と、筐体の内部に設けられる振動膜と、振動膜の振動に基づく電気信号を出力するための出力部とを備えるマイクロホンユニットが開示されている。上記特許文献1に記載のマイクロホンユニットでは、筐体の表面に第1の開口部と第2の開口部とが設けられており、第1の開口部から振動膜の一方側までは、第1音道として機能するとともに、第2の開口部から振動膜の他方側までは、第2音道として機能する。なお、上記特許文献1には、第1音道の長さと第2音道の長さとが略等しい構成(実施形態)が開示されている。また、第1音道の長さと第2音道の長さとが略等しい場合と異なる構成(実施形態)として、第1音道の長さが第2音道の長さよりも大きい構成が開示されている。
【0004】
そして、上記特許文献1に記載のマイクロホンユニットでは、第1音道の長さと第2音道の長さとが略等しい構成(実施形態)では、第1音道および第2音道からそれぞれ入力される音の位相が略等しくなるので、マイクロホンユニットの指向特性はマイクロホンの2つの開口部間の中心に対して第1の開口部方向と第2の開口部方向の両側に感度を持つ両指向性となる。また、第1音道の長さが第2音道の長さよりも大きい構成(実施形態)では、第1音道および第2音道からそれぞれ入力される音の位相が異なるので、マイクロホンユニットの指向特性は、マイクロホンの2つの開口部間の中心に対して第1の開口部方向あるいは第2の開口部方向で最大感度を持つハイパーカーディオイドあるいはスーパーカーディオイドあるいは単一指向性となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2009−135777号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上記特許文献1に記載のマイクロホンユニットでは、第1音道の長さと第2音道の長さとが略等しい構成と、第1音道の長さが第2音道の長さよりも大きい構成とは、別個の構成(実施形態)であるので、マイクロホンの2つの開口部間の中心に対して第1の開口部方向と第2の開口部方向の両側に感度を持つ両指向性か、または、マイクロホンユニットの指向特性はマイクロホンの2つの開口部間の中心に対して第1の開口部方向あるいは第2の開口部方向で最大感度を持つハイパーカーディオイドあるいはスーパーカーディオイドあるいは単一指向性かのいずれか一方のみの指向性しか得ることができないという問題点がある。
【0007】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、マイクロホンの2つの開口部間の中心に対して第1の開口部方向と第2の開口部方向の両側に感度を持つ両指向性と、マイクロホンユニットの指向特性がマイクロホンの2つの開口部間の中心に対して第1の開口部方向あるいは第2の開口部方向で最大感度を持つハイパーカーディオイドあるいはスーパーカーディオイドあるいは単一指向性とに切り替えることが可能なマイクロホンユニットおよび電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【0008】
この発明の第1の局面によるマイクロホンユニットは、音圧により振動する振動部が配置され、振動部の一方の面側および他方の面側に接続される複数の音道が設けられるマイクロホン筐体と、振動部の一方の面側に接続される音道の長さと振動部の他方の面側に接続される音道の長さとが略等しい状態と、振動部の他方の面側に接続される音道の長さが振動部の一方の面側に接続される音道の長さよりも大きくなる状態とに音道を切り替える音道切替部とを備える。
【0009】
この第1の局面によるマイクロホンユニットでは、音道切替部により、振動部の一方の面側に接続される音道の長さと振動部の他方の面側に接続される音道の長さとを略等しい状態に切り替えることによって、振動部の一方の面側と他方の面側とにそれぞれ伝達される音の位相が略等しくなるので、マイクロホンユニットの指向特性を両指向性とすることができる。また、音道切替部により、振動部の他方の面側に接続される音道の長さを振動部の一方の面側に接続される音道の長さよりも大きくなる状態に切り替えることによって、振動部の一方の面側と他方の面側とにそれぞれ伝達される音の位相が異なるので、マイクロホンユニットの指向特性をハイパーカーディオイドあるいはスーパーカーディオイドあるいは単一指向性とすることができる。
【0010】
そして、一般的には、マイクロホンユニットの指向特性が両指向性の状態では、第1の開口部および第2の開口部から等距離に位置する方向(例えば、マイクロホンユニットの正面方向)からの音を拾うことが困難である一方、マイクロホンユニットの振動部の一方の面側に接続される音道の長さと振動部の他方の面側に接続される音道の長さとを異ならせ、さらに2つ開口部の間隔を拡大することにより、マイクロホンユニットの第1の開口部および第2の開口部から等距離に位置する方向からの音を感度良く拾うことができるようになる。本発明では、上記のように、音道切替部により、振動部の一方の面側に接続される音道の長さと振動部の他方の面側に接続される音道の長さとが略等しい状態と、振動部の他方の面側に接続される音道の長さが振動部の一方の面側に接続される音道の長さよりも大きくなる状態とに音道を切り替えることにより、マイクロホンの指向特性を両指向性と、ハイパーカーディオイドあるいはスーパーカーディオイドあるいは単一指向性とを切り替えることができる。
【0011】
上記第1の局面によるマイクロホンユニットにおいて、好ましくは、複数の音道は、振動部の一方の面側に接続される第1音道と、振動部の他方の面側に接続され、第1音道と略等しい長さを有する第2音道と、振動部の他方の面側に接続され、第1音道および第2音道よりも大きい長さを有する第3音道とを含み、音道切替部は、第1音道および第2音道から入力された音がそれぞれ振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態と、第1音道および第3音道から入力された音がそれぞれ振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態とに音道を切り替えるように構成されている。このように構成すれば、第1の音道および第2の音道を使用することにより両指向性のマイクロホン特性を実現し、また、第1の音道と第3の音道を使用するように切り替えることによりハイパーカーディオイドあるいはスーパーカーディオイドあるいは単一指向性のマイクロホン特性を実現することができる。
【0012】
この場合、好ましくは、振動部の他方側に接続される第2音道と第3音道とは、共通の音道部分を含む。このように構成すれば、第2音道と第3音道とが共通の部分を含まずにそれぞれ別個に設けられる場合と異なり、マイクロホンユニットの構成を簡略化することができる。
【0013】
上記第1音道、第2音道および第3音道を含むマイクロホンユニットにおいて、好ましくは、第1音道、第2音道および第3音道は、それぞれ、音の入り口となる第1音孔、第2音孔および第3音孔を含み、平面的に見て、第1音孔と第3音孔との間の距離は、第1音孔と第2音孔との間の距離よりも大きくなるように構成されており、音源と振動部とが近接している場合に、第1音孔および第2音孔から入力された音がそれぞれ振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態に設定されるとともに、音源と振動部とが近接せずに離れている場合に、第1音孔および第3音孔から入力された音がそれぞれ振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態に設定されるように構成されている。
【0014】
このように構成すれば、マイクロホンユニットの第1音孔および第2音孔からの距離が異なる位置から到来する近接音源の音は、第1音孔および第2音孔に入力される音圧の音圧差が大きいため、第1音孔および第2音孔からそれぞれ振動部の一方の面側と他方の面側とに伝達されて、振動部の一方の面側と他方の面側とに伝達された音の差圧に基づいて音源の音を拾うことができる。
【0015】
また、一般的には音源からマイクロホンユニットまでの距離とマイクロホンユニットに入力される音圧とは反比例の関係にあり、音源からの距離が離れるほど減衰して音圧が低くなる。マイクロホンユニットから遠い位置から到来する遠方ノイズについては、第1音孔および第2音孔に入力される音圧がほぼ等しいため、第1音孔および第2音孔からそれぞれ振動部の一方の面側と他方の面側とに伝達されて、打ち消し合ってほぼゼロとなり、検出されない。すなわち、ノイズを拾うのを抑制することができる。
【0016】
また、第1音孔および第3音孔からそれぞれ入力された音は、振動部の一方の面側と他方の面側とに伝達されることになるが、第1音孔と第3音孔との間の距離は、第1音孔と第2音孔との間の距離よりも大きくなっていること、第1音道と第3音道の距離が異なることによって、マイクロホンユニットに近接せずに離れている音源の音であっても、さらにマイクロホンユニットの正面から到来する音源の音であっても複数の音孔から入力された音源の音の差圧が十分に得られる。これにより、音源の音を十分に拾うことができる。
【0017】
上記第1音道、第2音道および第3音道を含むマイクロホンユニットにおいて、好ましくは、音道切替部は、音道を開閉することにより、第1音道および第2音道から入力された音がそれぞれ振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態と、第1音道および第3音道から入力された音がそれぞれ振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態とに音道を切り替えるように構成されている。このように構成すれば、音道切替部の開閉により、容易に、音道を切り替えてマイクロホンの指向特性を変化させることができる。
【0018】
この場合、好ましくは、振動部の他方側に接続される第2音道と第3音道とは、共通の部分を含み、音道切替部は、第2音道と第3音道とが共通の部分から分岐する部分に設けられており、音道切替部は、第2音道または第3音道のいずれか一方を閉じるように構成されている。このように構成すれば、第2音道および第3音道が別個に設けられ、第2音道および第3音道のそれぞれに音道切替部が設けられる場合(合計2個の音道切替部)と異なり、音道の分岐する部分に1つ音道切替部を設けるだけでよい分、音道切替部の数を少なくすることができる。
【0019】
この発明の第2の局面による電子機器は、音圧により振動する振動部が配置され、振動部の一方の面側および他方の面側に接続される複数の音道が設けられるマイクロホン筐体と、振動部の一方の面側に接続される音道の長さと振動部の他方の面側に接続される音道の長さとが略等しい状態と、振動部の他方の面側に接続される音道の長さが振動部の一方の面側に接続される音道の長さよりも大きくなる状態とに音道を切り替える音道切替部とを含むマイクロホンユニットを備える。
【0020】
この第2の局面による電子機器では、音道切替部により、振動部の一方の面側に接続される音道の長さと振動部の他方の面側に接続される音道の長さとを略等しい状態に切り替えることによって、振動部の一方の面側と他方の面側とにそれぞれ伝達される音の位相が略等しくなるので、マイクロホンユニットの指向特性はマイクロホンの2つの開口部間の中心に対して第1の開口部方向と第2の開口部方向との両側に感度を持つ両指向性となる。また、振動部の他方側に接続される音道の長さを振動部の一方側に接続される音道の長さよりも大きくなる状態に切り替えることによって、マイクロホンユニットの指向特性はマイクロホンの2つの開口部間の中心に対して第1の開口部方向あるいは第2の開口部方向で最大感度を持つハイパーカーディオイド、スーパーカーディオイド、あるいは単一指向性となる。
【0021】
そして、一般的には、マイクロホンユニットの両指向性のマイクロホンでは、第1の開口部および第2の開口部から等距離に位置する方向(例えば、マイクロホンユニットの正面)からの音を拾うことが困難である一方、マイクロホンユニットの振動部の一方の面側に接続される音道の長さと振動部の他方の面側に接続される音道の長さとを異ならせ、さらに第1の開口部と第2の開口部との音孔間距離を拡大することにより、マイクロホンユニットの第1の開口部および第2の開口部から等距離に位置する方向からの音を感度良く拾うことができる。
【0022】
本発明では、上記のように、音道切替部により、振動部の一方の面側に接続される音道の長さと振動部の他方の面側に接続される音道の長さとが略等しい状態と、振動部の他方の面側に接続される音道の長さが振動部の一方の面側に接続される音道の長さよりも大きくなる状態とに音道を切り替えることができる。第1の音道および第2の音道を使用することにより、遠方ノイズ抑圧効果に優れた両指向性のマイクロホン特性を実現し、また、第1の音道と第3の音道とを使用するように切り替えることにより、マイクロホンの正面からの音を良好に拾うことが可能なハイパーカーディオイドあるいはスーパーカーディオイドあるいは単一指向性のマイクロホン特性を実現することができる。
【0023】
上記第2の局面による電子機器において、好ましくは、電子機器筐体をさらに備え、複数の音道は、電子機器筐体とマイクロホン筐体とを貫通するように設けられており、複数の音道は、振動部の一方の面側に接続される第1音道と、振動部の他方の面側に接続され、第1音道と略等しい長さを有する第2音道と、振動部の他方の面側に接続され、第1音道および第2音道よりも大きい長さを有する第3音道とを含み、音道切替部は、第1音道および第2音道から入力された音がそれぞれ振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態と、第1音道および第3音道から入力された音がそれぞれ振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態とに音道を切り替えるように構成されている。このように構成すれば、第1の音道および第2の音道を使用することにより両指向性のマイクロホン特性を実現し、また、第1の音道と第3の音道とを使用するように切り替えることによりハイパーカーディオイドあるいはスーパーカーディオイドあるいは単一指向性のマイクロホン特性を実現することができる。
【0024】
この場合、好ましくは、振動部の他方側に接続される第2音道と第3音道とは、共通の部分を含む。このように構成すれば、第2音道と第3音道とが共通の部分を含まずにそれぞれ別個に設けられる場合と異なり、電子機器の構成を簡略化することができる。
【0025】
上記第1音道、第2音道および第3音道を含む電子機器において、好ましくは、第1音道、第2音道および第3音道は、それぞれ、音の入り口となる第1音孔、第2音孔および第3音孔を含み、平面的に見て、第1音孔と第3音孔との間の距離は、第1音孔と第2音孔との間の距離よりも大きくなるように構成されており、ユーザの操作に基づいて、音源と振動部とが近接している場合に、第1音孔および第2音孔から入力された音がそれぞれ振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態に設定されるとともに、音源と振動部とが近接せずに離れている場合に、第1音孔および第3音孔から入力された音がそれぞれ振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態に設定されるように構成されている。
【0026】
このように構成すれば、電子機器の第1音孔および第2音孔からの距離が異なる位置から到来する近接音源の音については、第1音孔および第2音孔に入力される音圧の音圧差が大きいため、第1音孔および第2音孔からそれぞれ振動部の一方の面側と他方の面側とに伝達されて、振動部の一方の面側と他方の面側とに伝達された音の差圧に基づいて音源の音を拾うことができる。
【0027】
また、一般的には音源からマイクロホンユニットまでの距離とマイクロホンユニットに入力される音圧とは反比例の関係にあり、音源からの距離が離れるほど減衰して音圧が低くなる。電子機器から遠い位置から到来する遠方ノイズについては、第1音孔および第2音孔から入力される音圧がほぼ等しいため、第1音孔および第2音孔からそれぞれ振動部の一方の面側と他方の面側とに伝達されて、打ち消し合ってほぼゼロとなり、検出されない。すなわち、ノイズを拾うのを抑制することができる。
【0028】
また、第1音孔および第3音孔からそれぞれ入力された音は、振動部の一方の面側と他方の面側とに伝達されることになるが、第1音孔と第3音孔との間の距離は、第1音孔と第2音孔との間の距離よりも大きくなっていること、第1音道と第3音道との距離が異なることによって、電子機器に近接せずに離れている音源の音であっても、さらに電子機器の正面から到来する音源の音(第1音孔と第3音孔から等距離の位置から到来する音)であっても複数の音孔から入力された音源の音の差圧が十分に得られる。これにより、音源の音を十分に拾うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】本発明の第1実施形態によるICレコーダの全体構成を示した図である。
【図2】本発明の第1実施形態による差動マイクロホンユニットの断面図である。
【図3】本発明の第1実施形態による差動マイクロホンユニットの表面側の平面図である。
【図4】本発明の第1実施形態による差動マイクロホンユニットの裏面側の平面図である。
【図5】本発明の第1実施形態による差動マイクロホンユニットの分解斜視図である。
【図6】本発明の第1実施形態による差動マイクロホンユニットの動作を説明するための図である。
【図7】図6に示す本発明の第1実施形態による差動マイクロホンユニットの指向特性を説明するための図である。
【図8】本発明の第1実施形態による差動マイクロホンユニットの動作を説明するための図である。
【図9】図8に示す本発明の第1実施形態による差動マイクロホンユニットの指向特性を説明するための図である。
【図10】本発明の第2実施形態による差動マイクロホンユニットの断面図である。
【図11】本発明の第3実施形態による差動マイクロホンユニットの断面図である。
【図12】本発明の第4実施形態による差動マイクロホンユニットの音源が近接している場合の断面図である。
【図13】本発明の第4実施形態による差動マイクロホンユニットの音源が近接せずに離れている場合の断面図である。
【図14】本発明の第5実施形態による差動マイクロホンユニットの断面図である。
【図15】図14に示した本発明の第5実施形態による差動マイクロホンユニットの分解斜視図である。
【図16】本発明の第6実施形態による差動マイクロホンユニットの断面図である。
【図17】図16に示した本発明の第6実施形態による差動マイクロホンユニットの分解斜視図である。
【図18】本発明の第7実施形態による差動マイクロホンユニットの音源が近接している場合の断面図である。
【図19】本発明の第7実施形態による差動マイクロホンユニットの音源が近接せずに離れている場合の断面図である。
【図20】本発明の第8実施形態による差動マイクロホンユニットの平面図である。
【図21】図20に示した本発明の第8実施形態による差動マイクロホンユニットの断面図である。
【図22】本発明の第1〜第6実施形態の変形例による差動マイクロホンユニットの断面図である。
【図23】図22に示した本発明の第1〜第6実施形態の変形例による差動マイクロホンユニットの平面図である。
【図24】本発明の第1〜第8実施形態の変形例による携帯電話の全体構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0030】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【0031】
(第1実施形態)
図1〜図6および図8を参照して、本発明の第1実施形態による差動マイクロホンユニット100と、差動マイクロホンユニット100を備えるICレコーダ200との構成について説明する。なお、差動マイクロホンユニット100は、本発明の「マイクロホンユニット」の一例であり、ICレコーダ200は、本発明の「電子機器」の一例である。
【0032】
本発明の第1実施形態によるICレコーダ200には、図1に示すように、ICレコーダ筐体部1と、録音ボタン2と、液晶ディスプレイからなる表示画面部3と、差動マイクロホンユニット100とが設けられている。なお、録音ボタン2と表示画面部3とは、ICレコーダ筐体部1の表面側に設けられている。また、差動マイクロホンユニット100は、差動マイクロホンユニット100の長手方向がX方向に沿うように配置されている。なお、ICレコーダ筐体部1は、本発明の「電子機器筐体」の一例である。
【0033】
また、図2に示すように、差動マイクロホンユニット100は、ICレコーダ筐体部1の裏面側(矢印Z2方向側)に配置されている。また、差動マイクロホンユニット100は、基板10と、カバー部30と、ガスケット40とが積層された構造を有する。なお、基板10とカバー部30とは、本発明の「マイクロホン筐体」の一例である。
【0034】
また、基板10は、約0.4mm以上約0.8mm以下の厚みを有するガラスエポキシなどの絶縁性の材料からなる。また、基板10の表面上には、外部から入力された音の音圧により振動する振動部11を有するMEMS(Micro Electro Mechanical System)チップ12が設けられている。また、基板10の表面上には、MEMSチップ12に隣接するように、電気信号出力IC13が配置されている。電気信号出力IC13は、MEMSチップ12の振動部11の振動に基づいて電気信号を出力するための集積回路である。また、MEMSチップ12と、電気信号出力IC13とは、配線14aおよび配線14bにより電気的に接続されている。
【0035】
また、図2および図3に示すように、基板10には、貫通孔15a、貫通孔15bおよび貫通孔15cが形成されている。貫通孔15a、貫通孔15bおよび貫通孔15cには、それぞれ、配線16a、配線16bおよび配線16cが埋め込まれている。そして、図4に示すように、基板10のZ2方向側の表面上には、配線16a、配線16bおよび配線16cにそれぞれ接続するように、電極部17a、電極部17bおよび電極部17cが形成されている。電極部17a、電極部17bおよび電極部17cは、それぞれ、電気信号出力IC13への電力の供給、電気信号出力IC13からの電気信号の出力およびGND(接地)接続を行うために設けられている。
【0036】
また、図2に示すように、基板10には、略直方体形状の基板側空洞部18が設けられている。そして、基板側空洞部18の矢印X1方向側の端部に連結されるとともに、MEMSチップ12の振動部11の矢印Z2方向側に接続されるMEMSチップ側音孔19が設けられている。また、基板10には、基板側空洞部18の矢印X2方向側の端部に連結されるとともに、後述するカバー部側音孔35に連結される基板側音孔20が設けられている。なお、基板側音孔20は、図5に示すように、平面的に見て、長丸形状(長孔形状)を有する。また、MEMSチップ側音孔19は、平面的に見て、真円形状を有する。
【0037】
また、図2に示すように、カバー部30は、図示しない約50μm(約0.05mm)の厚みを有する接着剤層を用いて、基板10のZ1方向側の表面に接着されている。また、カバー部30は、約0.6mm以上約1.0mm以下の厚みを有する耐熱性樹脂からなる。また、カバー部30の矢印X1方向側には、略直方体形状のカバー部側空洞部31が設けられている。そして、カバー部30が基板10の表面上に接着された状態で、MEMSチップ12および電気信号出力IC13は、カバー部側空洞部31の内部に収納される。また、カバー部30には、カバー部側空洞部31に連結されるとともに、後述するガスケット側音孔41に連結されるカバー部側音孔32が設けられている。また、カバー部30のMEMSチップ12とカバー部側音孔32との間に対応する領域には、カバー部側空洞部31に連結されるとともに、後述するガスケット側音孔42に連結されるカバー部側音孔33が設けられている。
【0038】
ここで、第1実施形態では、カバー部側空洞部31のカバー部側音孔32とカバー部側音孔33との間に対応する領域で、かつ、カバー部側空洞部31の矢印Z2方向側の内表面には、音道切替部34が設けられている。つまり、音道切替部34は、後述する音道A2およびA3(図6および図8参照)が共通の部分から分岐する部分に設けられている。なお、音道A2と音道A3とは、カバー部側空洞部31とカバー部側音孔33とが連結される部分から振動部11の矢印Z1方向側までの部分が共通である。また、音道切替部34は、回転することにより、カバー部側音孔33、または、音道A3(図8参照)のうちの一方を閉じるように構成されている。つまり、音道切替部34は、カバー部側音孔33、または、音道A3を開閉することにより、音道A2およびA3(図6および図8参照)を切り替えるように構成されている。
【0039】
また、MEMSチップ12の矢印X2方向側に対応するカバー部30の領域には、カバー部側音孔35が設けられている。カバー部側音孔35は、基板側音孔20に連結されるとともに、後述するガスケット側音孔43に連結されている。なお、図5に示すように、カバー部側音孔32、カバー部側音孔33およびカバー部側音孔35は、平面的に見て、長丸形状(長孔形状)を有する。
【0040】
また、図2に示すように、ガスケット40は、弾性変形可能なゴム部材などからなり、ガスケット40は、カバー部30の矢印Z1方向側の表面上に配置されている。また、ガスケット40には、カバー部側音孔32、カバー部側音孔33およびカバー部側音孔35にそれぞれ連結するように、ガスケット側音孔41、ガスケット側音孔42およびガスケット側音孔43が設けられている。なお、図5に示すように、ガスケット側音孔41、ガスケット側音孔42およびガスケット側音孔43は、平面的に見て、長丸形状(長孔形状)を有する。
【0041】
また、図2に示すように、ICレコーダ筐体部1には、ガスケット側音孔41、ガスケット側音孔42およびガスケット側音孔43とそれぞれ連結するように、ICレコーダ筐体音孔51、ICレコーダ筐体音孔52およびICレコーダ筐体音孔53が設けられている。なお、図5に示すように、ICレコーダ筐体音孔51、ICレコーダ筐体音孔52およびICレコーダ筐体音孔53は、平面的に見て、長丸形状(長孔形状)を有する。なお、ICレコーダ筐体音孔51およびカバー部側音孔32は、本発明の「第3音孔」の一例である。また、ICレコーダ筐体音孔52およびカバー部側音孔33は、本発明の「第2音孔」の一例である。また、ICレコーダ筐体音孔53およびカバー部側音孔35は、本発明の「第1音孔」の一例である。
【0042】
また、図3に示すように、カバー部側音孔32およびガスケット側音孔41は、約0.5mmのX方向側の孔幅W1を有するとともに、約1.5mm以上約2.0mm以下のY方向側の孔幅W2を有する。そして、図2に示すように、カバー部側音孔32およびガスケット側音孔41の内側面が面一になる。
【0043】
また、カバー部側音孔33およびガスケット側音孔42も、X方向側の孔幅W1を有するとともに、Y方向側の孔幅W2を有する。そして、カバー部側音孔33およびガスケット側音孔42の内側面が面一になる。
【0044】
また、基板側音孔20、カバー部側音孔35およびガスケット側音孔43も、X方向側の孔幅W1を有するとともに、Y方向側の孔幅W2を有する。そして、基板側音孔20、カバー部側音孔35およびガスケット側音孔43の内側面が面一になる。
【0045】
また、図3に示すように、ICレコーダ筐体音孔51、ICレコーダ筐体音孔52およびICレコーダ筐体音孔53は、孔幅W1よりも大きいX方向側の孔幅W3を有するとともに、孔幅W2よりも大きいY方向側の孔幅W4を有する。
【0046】
また、第1実施形態では、図2に示すように、平面的に見て、カバー部側音孔33(ガスケット側音孔42)とカバー部側音孔35(基板側音孔20、ガスケット側音孔43)とは、X方向に沿って約5mmの距離D1を隔てて配置されている。また、平面的に見て、カバー部側音孔32(ガスケット側音孔41)とカバー部側音孔35(ガスケット側音孔43)とは、X方向に沿って約50mmの距離D2を隔てて配置されている。
【0047】
また、図6に示すように、ICレコーダ筐体音孔53、ガスケット側音孔43、カバー部側音孔35、基板側音孔20、基板側空洞部18およびMEMSチップ側音孔19(ICレコーダ筐体音孔53の開口端から振動部11の矢印Z2方向側)によって構成される音道A1の長さと、ICレコーダ筐体音孔52、ガスケット側音孔42、カバー部側音孔33およびカバー部側空洞部31(ICレコーダ筐体音孔52の開口端から振動部11の矢印Z1方向側)によって構成される音道A2の長さとは、略等しい。また、図8に示すように、ICレコーダ筐体音孔51、ガスケット側音孔41、カバー部側音孔32およびカバー部側空洞部31(ICレコーダ筐体音孔51の開口端から振動部11の矢印Z1方向側)によって構成される音道A3の長さは、ICレコーダ筐体音孔53、ガスケット側音孔43、カバー部側音孔35、基板側音孔20、基板側空洞部18およびMEMSチップ側音孔19(ICレコーダ筐体音孔53の開口端から振動部11の矢印Z2方向側)によって構成される音道A1の長さよりも大きくなるように構成されている。なお、音道A1は、本発明の「第1音道」の一例であるとともに、音道A2は、本発明の「第2音道」の一例である。また、音道A3は、本発明の「第3音道」の一例である。
【0048】
なお、本発明では、少なくとも、カバー部側音孔35の開口端から振動部11の矢印Z2方向側までの音道の長さと、カバー部側音孔33の開口端から振動部11の矢印Z1方向側までの音道の長さとが略等しく、カバー部側音孔32の開口端から振動部11の矢印Z1方向側までの音道の長さが、カバー部側音孔35の開口端から振動部11の矢印Z2方向側までの音道の長さよりも大きくなるように構成されている。
【0049】
次に、図6〜図9を参照して、第1実施形態による差動マイクロホンユニット100の動作について説明する。
【0050】
図6に示すように、MEMSチップ12の振動部11の矢印Z2方向側には、音道A1を介して外部からの音が伝達される。また、音道切替部34が、音道A3(図8参照)を閉じている状態では、MEMSチップ12の振動部11の矢印Z1方向側には、音道A2を介して外部からの音が伝達される。そして、振動部11の矢印Z1方向側に伝達された音の音圧と、振動部11の矢印Z2方向側に伝達された音の音圧との差を、電気信号出力IC13によって電気信号に変換する。なお、カバー部側音孔33とカバー部側音孔35との間の距離D1が、約5mmと比較的小さいことにより、近接音を拾って遠方のノイズを全方位でかつ広帯域に抑圧することが可能となる。接話状態(音源と差動マイクロホンユニット100とが近接している状態)では、カバー部側音孔33とカバー部側音孔35から入力される音圧の差が大きいため、差動マイクロホンユニット100によって音源の音が明確に拾われる。一方、差動マイクロホンユニット100から離れた位置から発せられるノイズにおいては、振動部11の矢印Z1方向側と矢印Z2方向側とにそれぞれ入力されるノイズの音の音圧差は小さい。これにより、差動マイクロホンユニット100がノイズを拾うのを抑制することが可能となる。
【0051】
また、図6に示すMEMSチップ12の振動部11の矢印Z2方向側および矢印Z1方向側にそれぞれ、音道A1およびA2を介して外部からの音が伝達される状態(つまり、振動部11に接続される音道A1の長さと音道A2の長さとが等しい状態)では、図7に示すように、差動マイクロホンユニット100の指向特性は、ICレコーダ筐体音孔51、53の2つの音孔間の中心に対してICレコーダ筐体音孔51方向とICレコーダ筐体音孔53方向の両側に感度を持つ両指向性となる。なお、差動マイクロホンユニット100の指向特性が両指向性となることにより、X方向側には感度が得られるが、Y方向およびZ方向に一致する方向のときには感度が得られなくなる。
【0052】
次に、図8に示すように、たとえばユーザの操作によって、音道切替部34を回転させる。これにより、音道が接話状態(音源と差動マイクロホンユニット100とが近接している状態)に対応する音道から、音源が差動マイクロホンユニット100までの距離が大きい状態に対応する音道に切り替えられる。この切り替えにより、音道切替部34が、カバー部側音孔33を閉じている状態になるので、振動部11の矢印Z1方向側には、音道A3を介して外部からの音が伝達される。
【0053】
一般的には、差動マイクロホンユニット100に入力される音圧は、音源から差動マイクロホンユニット100までの距離に反比例して減衰する。そして、音源から差動マイクロホンユニット100までの距離が小さい場合には、振動部11の矢印Z1方向側および矢印Z2方向側にそれぞれ音を入力する2つの音孔の距離が小さくても、音源から2つの音孔に至るまでの距離差により減衰する量の差が大きくなるため、十分な音の差圧を得ることが可能となる。一方、音源から差動マイクロホンユニット100までの距離が大きい場合には、2つの音孔の距離が小さい状態では、十分な音の差圧を得ることができない。しかしながら、図8に示す状態では、カバー部側音孔32とカバー部側音孔35との間の距離D2が、約50mmと比較的大きくすることにより、音源と差動マイクロホンユニット100とが離れている状態でも、振動部11の矢印Z1方向側に伝達された音と、振動部11の矢印Z2方向側に伝達された音との差圧が比較的大きくなる。これにより、離れた音源の音を十分に差動マイクロホンユニット100によって拾うことが可能となる。
【0054】
また、図8に示すMEMSチップ12の振動部11の矢印Z2方向側および矢印Z1方向側にそれぞれ、音道A1およびA3を介して外部からの音が伝達される状態(つまり、振動部11に接続される音道A3の長さが音道A1の長さよりも大きい状態)では、図9に示すように、差動マイクロホンユニット100の指向特性は、ハイパーカーディオイドあるいはスーパーカーディオイドあるいは単一指向性となる。これにより、差動マイクロホンユニット100の指向特性が両指向性の状態(図7参照)では、X方向側には感度が得られるが、Y方向およびZ方向に一致する方向のときには感度が得られなかったが、図8に示す状態においては、Y方向およびZ方向に一致する方向においても感度が得られるようになる。
【0055】
第1実施形態では、上記のように、音道切替部34により、振動部11の矢印Z2方向側に接続される音道A1の長さと振動部11の矢印Z1方向側に接続される音道A2の長さとを略等しい状態に切り替えることによって、振動部11の矢印Z2方向側(表面側)と矢印Z1方向側(裏面側)とにそれぞれ伝達される音の位相が略等しくなるので、差動マイクロホンユニット100の指向特性は矢印X1方向側と矢印X2方向側に最大感度を持つ図7に示すような8の字型の両指向性にすることができる。また、音道切替部34により、振動部11の矢印Z1方向側に接続される音道A3の長さを振動部11の矢印Z2方向側に接続される音道A1の長さよりも大きくなる状態に切り替えることによって、振動部11の矢印Z2方向側と矢印Z1方向側とにそれぞれ伝達される音の位相が異なるので、差動マイクロホンユニット100の指向特性は矢印X2方向側に最大感度を持つ図9に示すようなハイパーカーディオイドあるいはスーパーカーディオイドあるいは単一指向性にすることができる。
【0056】
そして、一般的には、差動マイクロホンユニット100が両指向性の状態では、差動マイクロホンユニット100のカバー部音孔33とカバー部音孔35から等距離にある音源方向(例えば、差動マイクロホンユニット100の正面方向)から到来する音を拾うことが困難である一方、差動マイクロホンユニット100がハイパーカーディオイドあるいはスーパーカーディオイドあるいは単一指向性の状態では、差動マイクロホンユニット100のカバー部音孔33とカバー部音孔35から等距離にある音源方向からの到来する音を拾うことができる。
【0057】
第1実施形態では、上記のように、音道切替部34により、振動部11の矢印Z2方向側に接続される音道A1の長さと振動部11の矢印Z1方向側に接続される音道A2の長さとが略等しい状態と、振動部11の矢印Z1方向側に接続される音道A3の長さが振動部11の矢印Z2方向側に接続される音道A1の長さよりも大きくなる状態とに音道を切り替えることにより、差動マイクロホンユニット100の指向特性を両指向性と、ハイパーカーディオイドあるいはスーパーカーディオイドあるいは単一指向性とに切り替えることができる。
【0058】
また、第1実施形態では、上記のように、音道切替部34を、音道A1および音道A2から入力された音がそれぞれ振動部の矢印Z2方向側(表面側)および矢印Z1方向側(裏面側)に伝達される状態と、音道A1および音道A3から入力された音がそれぞれ振動部11の矢印Z2方向側(表面側)および矢印Z1方向側(裏面側)に伝達される状態とに音道を切り替えるように構成した。これにより、差動マイクロホンユニット100の指向特性がX1−X2方向において対称な8の字型の両指向性と、差動マイクロホンユニット100の指向特性がX1−X2方向において非対称な指向特性とに切り替えることができる。
【0059】
また、第1実施形態では、上記のように、振動部11の矢印Z1方向側(裏面側)に接続される音道A2と音道A3とは、共通の部分を含むように構成した。これにより、音道A2と音道A3とが共通の部分を含まずにそれぞれ別個に設けられる場合と異なり、差動マイクロホンユニット100の構成を簡略化することができる。
【0060】
また、第1実施形態では、上記のように、平面的に見て、カバー部側音孔35(ICレコーダ筐体音孔53)とカバー部側音孔32(ICレコーダ筐体音孔51)との間の距離D2を、カバー部側音孔35(ICレコーダ筐体音孔53)とカバー部側音孔33(ICレコーダ筐体音孔52)との間の距離D1よりも大きくなるように構成して、音源と振動部11とが近接している場合に、カバー部側音孔35およびカバー部側音孔33から入力された音がそれぞれ振動部11の矢印Z2方向側(表面側)および矢印Z1方向側(裏面側)に伝達される状態に設定するとともに、音源と振動部11とが近接せずに離れている場合に、カバー部側音孔35およびカバー部側音孔32から入力された音がそれぞれ振動部11の矢印Z2方向側(表面側)および矢印Z1方向側(裏面側)に伝達される状態に設定するように構成した。これにより、差動マイクロホンユニット100に近接している音源の音は、カバー部側音孔35およびカバー部側音孔33からそれぞれ振動部11の矢印Z2方向側(表面側)と矢印Z1方向側(裏面側)とに伝達されて、振動部11の矢印Z2方向側(表面側)と矢印Z1方向側(裏面側)とに伝達された音の差圧に基づいて音源の音を拾うことができる。
【0061】
また、一般的には音源から差動マイクロホンユニット100までの距離と差動マイクロホンユニット100に入力される音圧とは反比例の関係にあり、音源からの距離が離れるほど減衰して音圧が低くなる。差動マイクロホンユニット100から比較的遠い位置から到来する遠方ノイズについては、カバー部側音孔35およびカバー部側音孔33から入力される音圧がほぼ等しいため、カバー部側音孔35およびカバー部側音孔33からそれぞれ振動部の一方の面側と他方の面側とに伝達されて、打ち消し合ってほぼゼロとなり、検出されない。すなわち、ノイズを拾うのを抑制することができる。
【0062】
また、カバー部側音孔35およびカバー部側音孔32からそれぞれ入力された音は、振動部11の矢印Z2方向側(表面側)と矢印Z1方向側(裏面側)とに伝達されることになるが、カバー部側音孔35とカバー部側音孔32との間の距離は、カバー部側音孔35とカバー部側音孔33との間の距離よりも大きくなっていること、音道A1と音道A3の距離が異なることによって、差動マイクロホンユニット100に近接せずに離れている音源の音であっても、さらに差動マイクロホンユニット100の正面から到来する音源の音であっても複数の音孔から入力された音源の音の差圧が十分に得られる。これにより、音源の音を十分に拾うことができる。
【0063】
また、第1実施形態では、上記のように、音道切替部34が、音道を開閉することにより、音道A1および音道A2から入力された音がそれぞれ振動部11の矢印Z2方向側および矢印Z1方向側に伝達される状態と、音道A1および音道A3から入力された音がそれぞれ振動部11の矢印Z2方向側および矢印Z1方向側に伝達される状態とに音道を切り替えるように構成した。これにより、音道切替部34の開閉により、容易に、音道を切り替えることができる。
【0064】
また、第1実施形態では、上記のように、音道切替部34を、音道A2と音道A3とが共通の部分から分岐する部分に設けて、音道切替部34を、音道A2または音道A3のいずれか一方を閉じるように構成した。これにより、音道A2および音道A3が別個に設けられ、音道A2および音道A3のそれぞれに音道切替部が設けられる場合(合計2個の音道切替部)と異なり、音道の分岐する部分に1つ音道切替部34を設けるだけでよい分、音道切替部の数を少なくすることができる。
【0065】
(第2実施形態)
次に、図10を参照して、第2実施形態による差動マイクロホンユニット101の構成について説明する。この第2実施形態では、上記音道切替部34が回転することにより音孔または音道を開閉するように構成されている上記第1実施形態と異なり、音道切替部34aが湾曲することにより音孔または音道を開閉するように構成されている例について説明する。なお、差動マイクロホンユニット101は、本発明の「マイクロホンユニット」の一例である。
【0066】
図10に示すように、第2実施形態による差動マイクロホンユニット101では、カバー部側空洞部31のカバー部側音孔32とカバー部側音孔33との間に対応する領域で、かつ、カバー部側空洞部31の矢印Z2方向側の内表面には、音道切替部34aが設けられている。なお、音道切替部34aは、熱膨張率の異なる2つの金属板341および342が貼り合わされた構造を有する。そして、音道切替部34aの温度を変化させることにより、音道切替部34aは、矢印Z2方向に湾曲した状態と平板の状態とに変化するように構成されている。これにより、音道切替部34aは、カバー部側音孔33、または、音道A3(図8参照)を開閉するように構成されている。
【0067】
なお、第2実施形態のその他の構成および効果は、上記第1実施形態と同様である。
【0068】
(第3実施形態)
次に、図11を参照して、第3実施形態による差動マイクロホンユニット102の構成について説明する。この第3実施形態では、上記音道切替部34が回転することにより音孔または音道を開閉するように構成されている上記第1実施形態と異なり、音道切替部34bがX方向にスライドすることにより音孔を閉じるように構成されている例について説明する。なお、差動マイクロホンユニット102は、本発明の「マイクロホンユニット」の一例である。
【0069】
図11に示すように、第3実施形態による差動マイクロホンユニット102では、カバー部側空洞部31の矢印Z2方向側の内表面には、音道切替部34bが設けられている。そして、音道切替部34bは、たとえば電磁的な方法によりX方向にスライドされるように構成されている。これにより、音道切替部34bは、カバー部側音孔32またはカバー部側音孔33を開閉するように構成されている。
【0070】
なお、第3実施形態のその他の構成および効果は、上記第1実施形態と同様である。
【0071】
(第4実施形態)
次に、図12および図13を参照して、第4実施形態による差動マイクロホンユニット103の構成について説明する。この第4実施形態では、上記音道切替部34が、カバー部30内に設けられていた上記第1実施形態と異なり、音道切替部60がガスケット40の表面上に配置されている例について説明する。なお、差動マイクロホンユニット103は、本発明の「マイクロホンユニット」の一例である。
【0072】
図12に示すように、第4実施形態による差動マイクロホンユニット103では、ガスケット40の矢印Z1方向側の表面上には、音道切替部60が設けられている。音道切替部60には、音道切替部側音孔61、音道切替部側音孔62、音道切替部側音孔63および音道切替部側音孔64が設けられている。そして、音道切替部60は、電磁的な方法または手動により、X方向にスライド可能に構成されている。
【0073】
そして、図12に示すように、音源が近接している場合(接話状態)には、音道切替部60を矢印X2方向側にスライドされた状態にすることにより、音道切替部側音孔62と、ガスケット側音孔42と、カバー部側音孔33とが連結された状態となる。また、音道切替部側音孔63と、ガスケット側音孔43と、カバー部側音孔35と、基板側音孔20とが連結された状態となる。これにより、音道B1を介して、MEMSチップ12の振動部11の矢印Z2方向側の表面に音が伝達される。また、音道B2を介して、MEMSチップ12の振動部11の矢印Z1方向側の表面に音が伝達される。
【0074】
また、図13に示すように、音源が近接せずに離れている場合には、音道切替部60を矢印X1方向側にスライドされた状態にすることにより、音道切替部側音孔61と、ガスケット側音孔41と、カバー部側音孔32とが連結された状態となる。また、音道切替部側音孔64と、ガスケット側音孔43と、カバー部側音孔35とが連結された状態となる。これにより、音道B1を介して、MEMSチップ12の振動部11の矢印Z2方向側の表面に音が伝達される。また、音道B3を介して、MEMSチップ12の振動部11の矢印Z1方向側の表面に音が伝達される。
【0075】
なお、第4実施形態のその他の構成および効果は、上記第1実施形態と同様である。
【0076】
(第5実施形態)
次に、図14および図15を参照して、第5実施形態による差動マイクロホンユニット104の構成について説明する。この第5実施形態では、上記単一の基板から基板10が構成される上記第1〜第4実施形態と異なり、2つの基板から基板70が構成される例について説明する。なお、差動マイクロホンユニット104は、本発明の「マイクロホンユニット」の一例である。
【0077】
図14および図15に示すように、第5実施形態による差動マイクロホンユニット104では、基板70は、凹部71が形成される基板72と、MEMSチップ側音孔19および基板側音孔20が形成される基板73とによって構成されている。そして、基板72と基板73とが張り合わされる。その結果、基板72の凹部71と基板73とに囲まれた空間によって、基板側空洞74が形成される。なお、基板72および73は、本発明の「マイクロホン筐体」の一例である。また、第5実施形態のその他の構成および効果は、上記第1実施形態と同様である。
【0078】
(第6実施形態)
次に、図16および図17を参照して、第6実施形態による差動マイクロホンユニット105の構成について説明する。この第6実施形態では、上記単一の基板から基板10が構成される上記第1〜第4実施形態と異なり、3つの基板から基板80が構成される例について説明する。なお、差動マイクロホンユニット105は、本発明の「マイクロホンユニット」の一例である。
【0079】
図16および図17に示すように、第6実施形態による差動マイクロホンユニット105では、基板80は、平板状の基板81と、貫通孔82が形成される基板83と、基板側音孔20が形成される基板84とによって構成されている。そして、基板81と、基板83と、基板84とが張り合わされる。その結果、基板81と基板84とによって囲まれる基板83の貫通孔82によって、基板側空洞85が形成される。なお、基板81、83および84は、本発明の「マイクロホン筐体」の一例である。また、第6実施形態のその他の構成および効果は、上記第1実施形態と同様である。
【0080】
(第7実施形態)
次に、図18および図19を参照して、第7実施形態による差動マイクロホンユニット106の構成について説明する。この第7実施形態では、上記3つの音道A1〜A3(B1〜B3)が設けられる上記第1〜第6実施形態と異なり、4つの音道C1〜C4が設けられる例について説明する。なお、差動マイクロホンユニット106は、本発明の「マイクロホンユニット」の一例である。
【0081】
図18および図19に示すように、第7実施形態による差動マイクロホンユニット106では、基板10に略直方体形状の基板側空洞部18aが設けられている。また、基板10には、基板側空洞部18aの矢印X2方向側の端部に連結されるとともに、後述するカバー部側空洞部36に連結される基板側音孔20aが設けられている。また、基板10のMEMSチップ側音孔19と基板側音孔20aとの間に対応する領域には、基板側空洞部18aに連結されるとともに、後述するカバー部側音孔35に連結される基板側音孔20bが設けられている。
【0082】
また、基板側空洞部18aの基板側音孔20aと基板側音孔20bとの間に対応する領域で、かつ、基板側空洞部18aの矢印Z2方向側の内表面には、音道切替部21が設けられている。また、音道切替部21は、基板側音孔20b、または、後述する音道C3を開閉することにより、音道C1およびC3を切り替えるように構成されている。
【0083】
また、カバー部30の矢印X2方向側には、略直方体形状のカバー部側空洞部36が設けられている。カバー部側空洞部36の矢印X1方向側の端部は、基板側音孔20aに連結されている。また、カバー部30には、カバー部側空洞部36に連結されるとともに、ガスケット側音孔44に連結されるカバー部側音孔37が設けられている。また、ICレコーダ筐体部1には、ガスケット側音孔44に連結されるICレコーダ筐体音孔54が設けられている。
【0084】
また、音道C1(ICレコーダ筐体音孔53の開口端から振動部11の矢印Z2方向側)の長さと、音道C2(ICレコーダ筐体音孔52の開口端から振動部11の矢印Z1方向側)の長さとは略等しい。また、音道C4(ICレコーダ筐体音孔51の開口端から振動部11の矢印Z1方向側)の長さは、音道C3(ICレコーダ筐体音孔54の開口端から振動部11の矢印Z2方向側)の長さよりも大きい。なお、第7実施形態のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。
【0085】
次に、図18および図19を参照して、第7実施形態による差動マイクロホンユニット106の動作について説明する。
【0086】
図18に示すように、音道切替部21が、音道C3(図19参照)を閉じている状態では、MEMSチップ12の振動部11の矢印Z2方向側には、音道C1を介して外部からの音が伝達される。また、音道切替部34が、音道C4(図19参照)を閉じている状態では、MEMSチップ12の振動部11の矢印Z1方向側には、音道C2を介して外部からの音が伝達される。これにより、差動マイクロホンユニット106の指向特性は、両指向性になる。そして、カバー部側音孔33とカバー部側音孔35との間の距離D3が、約5mmと比較的小さいことにより、振動部11の矢印Z1方向側に伝達された音の音圧と、振動部11の矢印Z2方向側に伝達された音の音圧との差が大きい。そして、音圧差を電気信号出力IC13によって電気信号に変換する。
【0087】
次に、図19に示すように、たとえばユーザの操作によって、音道切替部21および音道切替部34を回転させる。これにより、音道が接話状態(音源と差動マイクロホンユニット106とが近接している状態)に対応する音道から、音源が差動マイクロホンユニット106までの距離が大きい状態に対応する音道に切り替えられる。この切り替えにより、音道切替部21が、基板側音孔20bを閉じている状態になるので、振動部11の矢印Z2方向側には、音道C3を介して外部からの音が伝達される。また、音道切替部34が、カバー部側音孔33を閉じている状態になるので、振動部11の矢印Z1方向側には、音道C4を介して外部からの音が伝達される。これにより、差動マイクロホンユニット106の指向特性は、ハイパーカーディオイドあるいはスーパーカーディオイドあるいは単一指向性になる。そして、カバー部側音孔32とカバー部側音孔37との間の距離D4が、約50mmと比較的大きいことにより、音源と差動マイクロホンユニット106とが離れている状態でも、音源の音を十分に差動マイクロホンユニット106によって拾うことが可能となる。なお、第7実施形態の効果は、上記第1実施形態と同様である。
【0088】
(第8実施形態)
次に、図20および図21を参照して、第8実施形態による差動マイクロホンユニット107の構成について説明する。この第8実施形態では、上記3つの音孔が設けられる上記第1〜第6実施形態と異なり、2つの音孔が設けられる例について説明する。なお、差動マイクロホンユニット107は、本発明の「マイクロホンユニット」の一例である。
【0089】
図21に示すように、第8実施形態による差動マイクロホンユニット107では、カバー部30には、略直方体形状のカバー部側空洞部31aが設けられている。また、図20に示すように、カバー部30には、カバー部側空洞部31aに接続されるようにカバー部側空洞部31bが設けられている。カバー部側空洞部31bは、平面的に見て、U字形状に形成されており、一方端がカバー部側空洞部31aに接続されるとともに、他方端が振動部11の矢印Z1方向側に接続されている。また、カバー部側空洞部31aには、音道を切り替えるための音道切替部34cが設けられている。そして、音道切替部34cがY方向にスライドすることにより、カバー部側空洞部31aまたはカバー部側空洞部31bのいずれか一方を閉じるように構成されている。これにより、ICレコーダ筐体音孔52、ガスケット側音孔42およびカバー部側音孔33から入力された音が、カバー部側空洞部31aを介して振動部11の矢印Z1方向側に到達する状態と、カバー部側空洞部31bを介して振動部11の矢印Z1方向側に到達する状態とに切り替える。なお、カバー部側空洞部31bは、カバー部側空洞部31aと比べて音道として大きい長さを有する。なお、第8実施形態のその他の構成および効果は、上記第1実施形態と同様である。
【0090】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【0091】
たとえば、上記第1〜第8実施形態では、3つまたは4つの音道が設けられる例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、5つ以上の音道を設けてもよい。
【0092】
また、上記第1〜第8実施形態では、ユーザの操作によって、音道切替部が音孔または音道を開閉する例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、音源の距離を検知することにより、自動的に音道切替部が音孔または音道を開閉するように構成してもよい。
【0093】
また、上記第1〜第8実施形態では、MEMSチップの振動部には、基板の表面に沿った方向と垂直な方向(Z方向)から音が伝達される例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、MEMSチップの振動部を基板の表面に沿った方向と垂直な方向(Z方向)に沿うように配置して、MEMSチップの振動部には、基板の表面に沿った方向(X方向)から音が伝達されるように構成してもよい。
【0094】
また、上記第1〜第8実施形態では、MEMSチップと電気信号出力ICとを配線により電気的に接続する例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、図22および図23に示す変形例のように、フリップチップにより電気的に接続してもよい。具体的には、MEMSチップ12と電気信号出力IC13とは、基板10の表面上に形成された配線90および91により電気的に接続される。また、電気信号出力IC13は、基板10の表面上に設けられた配線92、93および94により、配線16a、16bおよび16cと電気的に接続される。
【0095】
また、上記第1〜第8実施形態では、電子機器の一例として、ICレコーダに本発明を適用する例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、本発明を図24に示す変形例のように、携帯電話201に適用してもよい。なお、図24に示す携帯電話201では、差動マイクロホンユニット100(101〜107)は、差動マイクロホンユニット100(101〜107)の長手方向がX方向に沿うように配置されている。ただし、図24の形態に限定されるものではなく、差動マイクロホンユニット100(101〜107)の長手方向がX方向に直交あるいは斜めになるように配置しても構わない。また、本発明を、固定電話、PDA(携帯情報端末)、携帯型のゲーム機などの差動マイクロホンを有する電子機器にも適用可能である。
【0096】
また、上記第1〜第6実施形態では、カバー部側音孔33とカバー部側音孔35との間の距離D1が約5mmであるとともに、カバー部側音孔32とカバー部側音孔35との間の距離D2が約50mmである例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、カバー部側音孔33とカバー部側音孔35との間の距離D1と、カバー部側音孔32とカバー部側音孔35との間の距離D2とは、音源と差動マイクロホンユニット100との間の距離によって、最適に定められる。
【符号の説明】
【0097】
1 ICレコーダ筐体部(電子機器筐体)
10、72、73、81、83、84 基板(マイクロホン筐体)
11 振動部
21、34、34a、34b、34c、60 音道切替部
30 カバー部(マイクロホン筐体)
32 カバー部側音孔(第3音孔)
33 カバー部側音孔(第2音孔)
35 カバー部側音孔(第1音孔)
51 ICレコーダ筐体音孔(第3音孔)
52 ICレコーダ筐体音孔(第2音孔)
53 ICレコーダ筐体音孔(第1音孔)
100〜107 差動マイクロホンユニット(マイクロホンユニット)
200 ICレコーダ(電子機器)
201 携帯電話(電子機器)
【特許請求の範囲】
【請求項1】
音圧により振動する振動部が配置され、前記振動部の一方の面側および他方の面側に接続される複数の音道が設けられるマイクロホン筐体と、
前記振動部の一方の面側に接続される音道の長さと前記振動部の他方の面側に接続される音道の長さとが略等しい状態と、前記振動部の他方の面側に接続される音道の長さが前記振動部の一方の面側に接続される音道の長さよりも大きくなる状態とに音道を切り替える音道切替部とを備える、マイクロホンユニット。
【請求項2】
前記複数の音道は、前記振動部の一方の面側に接続される第1音道と、前記振動部の他方の面側に接続され、前記第1音道と略等しい長さを有する第2音道と、前記振動部の他方の面側に接続され、前記第1音道および前記第2音道よりも大きい長さを有する第3音道とを含み、
前記音道切替部は、前記第1音道および前記第2音道から入力された音がそれぞれ前記振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態と、前記第1音道および前記第3音道から入力された音がそれぞれ前記振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態とに音道を切り替えるように構成されている、請求項1に記載のマイクロホンユニット。
【請求項3】
前記振動部の他方の面側に接続される前記第2音道と前記第3音道とは、共通の部分を含む、請求項2に記載のマイクロホンユニット。
【請求項4】
前記第1音道、前記第2音道および前記第3音道は、それぞれ、音の入り口となる第1音孔、第2音孔および第3音孔を含み、
平面的に見て、前記第1音孔と前記第3音孔との間の距離は、前記第1音孔と前記第2音孔との間の距離よりも大きくなるように構成されており、
音源と前記振動部とが近接している場合に、前記第1音孔および前記第2音孔から入力された音がそれぞれ前記振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態に設定されるとともに、前記音源と前記振動部とが近接せずに離れている場合に、前記第1音孔および前記第3音孔から入力された音がそれぞれ前記振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態に設定されるように構成されている、請求項2または3に記載のマイクロホンユニット。
【請求項5】
前記音道切替部は、前記音道を開閉することにより、前記第1音道および前記第2音道から入力された音がそれぞれ前記振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態と、前記第1音道および前記第3音道から入力された音がそれぞれ前記振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態とに音道を切り替えるように構成されている、請求項2〜4のいずれか1項に記載のマイクロホンユニット。
【請求項6】
前記振動部の他方の面側に接続される前記第2音道と前記第3音道とは、共通の部分を含み、前記音道切替部は、前記第2音道と前記第3音道とが前記共通の部分から分岐する部分に設けられており、
前記音道切替部は、前記第2音道または前記第3音道のいずれか一方を閉じるように構成されている、請求項5に記載のマイクロホンユニット。
【請求項7】
音圧により振動する振動部が配置され、前記振動部の一方の面側および他方の面側に接続される複数の音道が設けられるマイクロホン筐体と、前記振動部の一方の面側に接続される音道の長さと前記振動部の他方の面側に接続される音道の長さとが略等しい状態と、前記振動部の他方の面側に接続される音道の長さが前記振動部の一方の面側に接続される音道の長さよりも大きくなる状態とに音道を切り替える音道切替部とを含むマイクロホンユニットを備える、電子機器。
【請求項8】
電子機器筐体をさらに備え、
前記複数の音道は、前記電子機器筐体と前記マイクロホン筐体とを貫通するように設けられており、
前記複数の音道は、前記振動部の一方の面側に接続される第1音道と、前記振動部の他方の面側に接続され、前記第1音道と略等しい長さを有する第2音道と、前記振動部の他方の面側に接続され、前記第1音道および前記第2音道よりも大きい長さを有する第3音道とを含み、
前記音道切替部は、前記第1音道および前記第2音道から入力された音がそれぞれ前記振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態と、前記第1音道および前記第3音道から入力された音がそれぞれ前記振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態とに音道を切り替えるように構成されている、請求項7に記載の電子機器。
【請求項9】
前記振動部の他方の面側に接続される前記第2音道と前記第3音道とは、共通の部分を含む、請求項8に記載の電子機器。
【請求項10】
前記第1音道、前記第2音道および前記第3音道は、それぞれ、音の入り口となる第1音孔、第2音孔および第3音孔を含み、
平面的に見て、前記第1音孔と前記第3音孔との間の距離は、前記第1音孔と前記第2音孔との間の距離よりも大きくなるように構成されており、
ユーザの操作に基づいて、音源と前記振動部とが近接している場合に、前記第1音孔および前記第2音孔から入力された音がそれぞれ前記振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態に設定されるとともに、前記音源と前記振動部とが近接せずに離れている場合に、前記第1音孔および前記第3音孔から入力された音がそれぞれ前記振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態に設定されるように構成されている、請求項8または9に記載の電子機器。
【請求項1】
音圧により振動する振動部が配置され、前記振動部の一方の面側および他方の面側に接続される複数の音道が設けられるマイクロホン筐体と、
前記振動部の一方の面側に接続される音道の長さと前記振動部の他方の面側に接続される音道の長さとが略等しい状態と、前記振動部の他方の面側に接続される音道の長さが前記振動部の一方の面側に接続される音道の長さよりも大きくなる状態とに音道を切り替える音道切替部とを備える、マイクロホンユニット。
【請求項2】
前記複数の音道は、前記振動部の一方の面側に接続される第1音道と、前記振動部の他方の面側に接続され、前記第1音道と略等しい長さを有する第2音道と、前記振動部の他方の面側に接続され、前記第1音道および前記第2音道よりも大きい長さを有する第3音道とを含み、
前記音道切替部は、前記第1音道および前記第2音道から入力された音がそれぞれ前記振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態と、前記第1音道および前記第3音道から入力された音がそれぞれ前記振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態とに音道を切り替えるように構成されている、請求項1に記載のマイクロホンユニット。
【請求項3】
前記振動部の他方の面側に接続される前記第2音道と前記第3音道とは、共通の部分を含む、請求項2に記載のマイクロホンユニット。
【請求項4】
前記第1音道、前記第2音道および前記第3音道は、それぞれ、音の入り口となる第1音孔、第2音孔および第3音孔を含み、
平面的に見て、前記第1音孔と前記第3音孔との間の距離は、前記第1音孔と前記第2音孔との間の距離よりも大きくなるように構成されており、
音源と前記振動部とが近接している場合に、前記第1音孔および前記第2音孔から入力された音がそれぞれ前記振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態に設定されるとともに、前記音源と前記振動部とが近接せずに離れている場合に、前記第1音孔および前記第3音孔から入力された音がそれぞれ前記振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態に設定されるように構成されている、請求項2または3に記載のマイクロホンユニット。
【請求項5】
前記音道切替部は、前記音道を開閉することにより、前記第1音道および前記第2音道から入力された音がそれぞれ前記振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態と、前記第1音道および前記第3音道から入力された音がそれぞれ前記振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態とに音道を切り替えるように構成されている、請求項2〜4のいずれか1項に記載のマイクロホンユニット。
【請求項6】
前記振動部の他方の面側に接続される前記第2音道と前記第3音道とは、共通の部分を含み、前記音道切替部は、前記第2音道と前記第3音道とが前記共通の部分から分岐する部分に設けられており、
前記音道切替部は、前記第2音道または前記第3音道のいずれか一方を閉じるように構成されている、請求項5に記載のマイクロホンユニット。
【請求項7】
音圧により振動する振動部が配置され、前記振動部の一方の面側および他方の面側に接続される複数の音道が設けられるマイクロホン筐体と、前記振動部の一方の面側に接続される音道の長さと前記振動部の他方の面側に接続される音道の長さとが略等しい状態と、前記振動部の他方の面側に接続される音道の長さが前記振動部の一方の面側に接続される音道の長さよりも大きくなる状態とに音道を切り替える音道切替部とを含むマイクロホンユニットを備える、電子機器。
【請求項8】
電子機器筐体をさらに備え、
前記複数の音道は、前記電子機器筐体と前記マイクロホン筐体とを貫通するように設けられており、
前記複数の音道は、前記振動部の一方の面側に接続される第1音道と、前記振動部の他方の面側に接続され、前記第1音道と略等しい長さを有する第2音道と、前記振動部の他方の面側に接続され、前記第1音道および前記第2音道よりも大きい長さを有する第3音道とを含み、
前記音道切替部は、前記第1音道および前記第2音道から入力された音がそれぞれ前記振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態と、前記第1音道および前記第3音道から入力された音がそれぞれ前記振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態とに音道を切り替えるように構成されている、請求項7に記載の電子機器。
【請求項9】
前記振動部の他方の面側に接続される前記第2音道と前記第3音道とは、共通の部分を含む、請求項8に記載の電子機器。
【請求項10】
前記第1音道、前記第2音道および前記第3音道は、それぞれ、音の入り口となる第1音孔、第2音孔および第3音孔を含み、
平面的に見て、前記第1音孔と前記第3音孔との間の距離は、前記第1音孔と前記第2音孔との間の距離よりも大きくなるように構成されており、
ユーザの操作に基づいて、音源と前記振動部とが近接している場合に、前記第1音孔および前記第2音孔から入力された音がそれぞれ前記振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態に設定されるとともに、前記音源と前記振動部とが近接せずに離れている場合に、前記第1音孔および前記第3音孔から入力された音がそれぞれ前記振動部の一方の面側および他方の面側に伝達される状態に設定されるように構成されている、請求項8または9に記載の電子機器。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【公開番号】特開2011−135528(P2011−135528A)
【公開日】平成23年7月7日(2011.7.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−295609(P2009−295609)
【出願日】平成21年12月25日(2009.12.25)
【出願人】(000201113)船井電機株式会社 (7,855)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年7月7日(2011.7.7)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年12月25日(2009.12.25)
【出願人】(000201113)船井電機株式会社 (7,855)
【Fターム(参考)】
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