JP2018117172A

JP2018117172A - マイクロフォン

Info

Publication number: JP2018117172A
Application number: JP2017004976A
Authority: JP
Inventors: 一素土井; Kazumoto Doi; 竹内　久人; Hisato Takeuchi; 久人竹内
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-01-16
Filing date: 2017-01-16
Publication date: 2018-07-26
Also published as: WO2018131185A1

Abstract

【課題】良好な音響シーリングを有する所謂下音孔型のマイクロフォンを提供すること。【解決手段】本開示の一形態は、筐体に収容された基板であって、互いに対向する第一面および第二面を有し、前記第一面から前記第二面へと貫通する第一音孔が形成された基板と、前記第一音孔を塞ぐように前記第一面に実装されたマイクロフォン素子と、前記第二面と当接すると共に前記筐体により挟持された音響シールであって、第二音孔が形成された音響シールと、を備え、前記第二音孔は、前記第一音孔と連通すると共に、前記第一面と略平行な方向に向かって開口している、マイクロフォンに向けられる。【選択図】図１

Description

本開示は、車載用途に好適なマイクロフォンに関する。

近年、騒音が大きい環境下でも、騒音を構造的に入りづらくする、あるいは、複数素子を用いた指向性合成や雑音抑圧といった信号処理によって騒音を小さくするといった、より高性能なマイクロフォンが開発されている。このようなマイクロフォンは、例えば、車両内でのハンズフリー通話用途や音声認識用途として普及しつつある（例えば、特許文献１を参照）。

特に、車両内には、マイクロフォン以外にも多くの部品が搭載されるため、マイクロフォンの設置スペースは小さくなる傾向があり、より小型・薄型のマイクロフォンの開発が求められている。

例えば、特許文献２には、車載用スピーカが開示されている。この車載用スピーカにおいては、スピーカボックスにボックス側開口部が形成され、該ボックス側開口部の内方にスピーカーユニットが収容される。また、ボックス側開口部の周縁部から外方に向けて環状隔壁が突出するように設けられている。

一方、車両側の内装材には、内装材側開口部が形成され、この内装材側開口部の周縁部とスピーカボックスの環状隔壁とがリング状のシール材を介して接合される。そして、内装材側開口部がグリルで覆われ、これによって、車載用スピーカが構成される。

車載用スピーカを車載用マイクロフォンに適用する場合、内部にマイクロフォン素子を収容したマイクロフォン筐体の外面に、前記マイクロフォン素子を取り囲む環状隔壁を形成する。そして、該環状隔壁をリング状のシール材を介してグリルに押し付けた状態でマイクロフォン筐体を取り付けることで、車載用マイクロフォンが構成される。

国際公開第２０１３／１７９８３４号実開平６−０５７７４６号公報

ところで、マイクロフォンの性能を向上させるには、音孔周辺での音漏れや、騒音自体の侵入等を防止することが必要となる。この点は、表面実装型のマイクロフォン素子を用いて所謂下音孔型のマイクロフォンを実現する際においても同様に当てはまる。

それゆえに、本開示は、良好な音響シーリングを有する所謂下音孔型のマイクロフォンを提供することを目的とする。

本開示の一形態は、筐体に収容された基板であって、互いに対向する第一面および第二面を有し、前記第一面から前記第二面へと貫通する第一音孔が形成された基板と、前記第一音孔を塞ぐように前記第一面に実装されたマイクロフォン素子と、前記第二面と当接すると共に前記筐体により挟持された音響シールであって、第二音孔が形成された音響シールと、を備え、前記第二音孔は、前記第一音孔と連通すると共に、前記第一面と略平行な方向に向かって開口している、マイクロフォンに向けられる。

本開示によれば、良好な音響シーリングを有する所謂下音孔型のマイクロフォンを提供することが出来る。

本開示のマイクロフォンの縦断面図図１のマイクロフォンの分解図

以下、上記図面を参照して、本開示のマイクロフォンＭについて詳説する。
＜１．定義＞
図１において、ｚ軸は、マイクロフォンＭの下から上への向かう方向を示す。また、ｘ軸はマイクロフォンＭの左右方向を示し、ｙ軸はマイクロフォンＭの前から後へと向かう方向を示す。

＜２．マイクロフォンの構成＞
各図において、マイクロフォンＭは、プリント配線基板（以下、ＰＣＢという）１と、少なくとも一つのマイクロフォン素子３と、各種実装部品５と、筐体７と、音響シール９と、を備えている。

ＰＣＢ１は、ｚ軸方向において相対向する下面１１Ａと上面１１Ｂとを有する。なお、下面１１Ａおよび上面１１Ｂは第一面１１Ａおよび第二面１１Ｂと呼ばれても良い。

ＰＣＢ１の所定位置には、少なくとも一つの基板側音孔１３が形成される。本開示では、少なくとも一つの基板側音孔１３は、ｘ軸方向に並ぶ二個の基板側音孔１３Ａ，１３Ｂを含む。なお、基板側音孔１３Ａ，１３Ｂは、第一音孔１３Ａ，１３Ｂと呼ばれても良い。基板側音孔１３Ａ，１３Ｂは、下面１１Ａから上面１１Ｂへと、ｚ軸方向と略平行に貫通している。

また、ＰＣＢ１の少なくとも上面１１Ｂには、電気回路の配線が印刷されている。

少なくとも一つのマイクロフォン素子３は、本開示では、二個のマイクロフォン素子３Ａ，３Ｂを含む。マイクロフォン素子３Ａ，３Ｂは、ＭＥＭＳ（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｙｓｔｅｍｓ）マイクロフォン素子であって、はんだにより下面１１Ａに表面実装される。より具体的には、マイクロフォン素子３Ａ，３Ｂは、基板側音孔１３Ａ，１３Ｂを塞ぐように実装される。

また、ＰＣＢ１の上面１１Ｂには、例えば、実装部品５の一つとして、マイクロフォン素子３Ａ，３Ｂから出力された音響信号を外部に出力するためのコネクタ５１Ａが実装される。さらに、ＰＣＢ１の上面１１Ｂには、他の実装部品５の一つとして例えばアンプ５１Ｂも実装される。

マイクロフォン素子３Ａ，３Ｂと、各種実装部品５とが実装されたＰＣＢ１は、筐体７に収容される。本開示では、筐体７は、上側ケーシング７１、下側ケーシング７３およびベゼル７５から構成される。この時、ＰＣＢ１の下面１１Ａがｘｙ平面と略平行で下方向を向くように、ＰＣＢ１は下側ケーシング７３に取り付けられる。下側ケーシング７３の上には、上側ケーシング７１が取り付けられる。

また、ベゼル７５は、マイクロフォンＭのフロントパネルであって、車載用途等、複数のデザインに対応する必要がある場合、上側ケーシング７１および下側ケーシング７３の別部品として使用されることもある。

また、ベゼル７５は、上側ケーシング７１および下側ケーシング７３の前部に装着される。ベゼル７５は、例えばｙ軸方向に相対向する表面７５Ａおよび裏面７５Ｂを有する。なお、表面７５Ａおよび裏面７５Ｂは第三面７５Ａおよび第四面７５Ｂと呼ばれても良い。

ベゼル７５の所定位置には、少なくとも一つのベゼル側音孔７５１が形成される。本開示では、少なくとも一つのベゼル側音孔７５１は、ｘ軸方向に並ぶ二個のベゼル側音孔７５１Ａ，７５１Ｂを含む。なお、ベゼル側音孔７５１Ａ，７５１Ｂは、第三音孔７５１Ａ，７５１Ｂと呼ばれても良い。ベゼル側音孔７５１Ａ，７５１Ｂは、表面７５Ａから裏面７５Ｂへと、ｙ軸方向と略平行に貫通している。

音響シール９は、軟式材料により作製され、組み立て済の筐体７における上面（第二面）１１Ｂと裏面（第四面）７５Ｂとで挟まれた空間に、少なくとも上面１１Ｂおよび裏面７５Ｂのそれぞれに当接しつつ、各基板側音孔１３Ａ，１３Ｂおよび各ベゼル側音孔７５１Ａ，７５１Ｂを覆うように取り付けられる。

より具体的には、音響シール９は、ベゼル７５の直ぐ後ろにおいて、上側ケーシング７１および下側ケーシング７３により挟持されると共に、ベゼル７５を外した状態では、上側ケーシング７１および下側ケーシング７３の前方の開口部分から露出する。

この音響シール９の所定位置には、少なくとも一つのシール側音孔９１が形成される。本開示では、少なくとも一つのシール側音孔９１は、ｘ軸方向に並ぶ二個のシール側音孔９１Ａ，９１Ｂを含む。シール側音孔９１Ａは、ベゼル側音孔７５１Ａと、基板側音孔１３Ａとを連通させる。シール側音孔９１Ｂは、ベゼル側音孔７５１Ｂと、基板側音孔１３Ｂとを連通させる。シール側音孔９１Ａ，９１Ｂの前端は、下面（第一面）１１Ａと略平行な方向（略前方）に向かって開口している。なお、シール側音孔９１Ａ，９１Ｂは、第三音孔９１Ａ，９１Ｂと呼ばれても良い。

ここで、基板側音孔１３Ａ，１３Ｂでの音漏れや雑音侵入を低減（または防止）するには、音響シール９の底面がＰＣＢ１の上面１１Ｂに密着しほぼ位置ずれしないことが望ましい。そのために、本開示では、音響シール９のｙ軸方向からの平面視形状が、上側ケーシング７１および下側ケーシング７３の前方の開口部分の形状よりも同等か若干大きくなっている。

また、ベゼル側音孔７５１Ａ，７５１Ｂでの音漏れや雑音侵入を低減（または防止）するには、音響シール９の前面がベゼル７５の裏面７５Ｂに密着しほぼ位置ずれしないことが望ましい。そのため、本開示では、音響シール９の前面がベゼル７５の裏面７５Ｂと実質的に同じ三次元形状を有するか、ベゼル７５の裏面７５Ｂよりも若干大きな形状を有する。

上記構成のマイクロフォンＭにおいて、話者が発した声等の収音対象音は、ベゼル７５に形成されたベゼル側音孔７５１Ａ，７５１ＢからマイクロフォンＭ内に入り、ベゼル側音孔７５１Ａ，７５１Ｂおよび基板側音孔１３Ａ，１３Ｂを介して、所謂下音孔型のマイクロフォン素子３Ａ，３Ｂに入る。マイクロフォン素子３Ａ，３Ｂは、入力音を電気信号に変換して出力する。マイクロフォン素子３Ａ，３Ｂの出力信号は、ＰＣＢ１に設けられた電気回路により処理された後、コネクタ５１Ａから外部に向けて出力される。

＜３．作用・効果＞
本開示のマイクロフォンＭによれば、音響シール９は、軟式材料にて作成される。この音響シール９は、シール側音孔９１Ａ，９１Ｂがベゼル側音孔７５１Ａ，７５１Ｂおよび基板側音孔１３Ａ，１３Ｂと連通しつつ、ベゼル７５の裏面７５ＢおよびＰＣＢ１の上面１１Ｂのそれぞれに密着する。これにより、ベゼル側音孔７５１Ａ，７５１Ｂおよび基板側音孔１３Ａ，１３Ｂからの雑音侵入および収集対象音の漏れを防止することが出来る。

また、本開示のようにマイクロフォン素子３が複数備わる場合、複数の基板側音孔１３Ａ，１３Ｂのそれぞれに対し、一組のシール側音孔９１およびベゼル側音孔７５１を設けることで、複数のマイクロフォン素子３のそれぞれへの入力音がより均一になり、その結果、ＰＣＢ１に設けられた電気回路での信号処理の性能がより向上する。ここで、信号処理性能の向上の観点では、複数のシール側音孔９１の三次元形状が実質的に同じであることがより好ましい。

また、本開示では、ＰＣＢ１がベゼル７５に対し略垂直に配置されることとなる。そのため、マイクロフォンＭの機能追加・機能拡充により、電気回路の回路規模が大きくなったとしても、マイクロフォンＭをｚ軸方向に大きくすれば、これらへの対応が可能となる。よって、機能追加・機能拡充により、マイクロフォンＭの実装面積を極端に変更することが無くなる。

また、本開示では、ＰＣＢ１がベゼル７５に対し略垂直に配置されることとなるため、本マイクロフォンＭの車載時に、ベゼル７５がｚ軸方向において振動したとしても、その振動に追従して、マイクロフォン素子３の振動板が振動することを抑制出来る。なお、比較のために説明しておくが、もし、マイクロフォン素子およびベゼルがｚ軸方向において対向配置されていると、ベゼルのｚ軸方向における振動に追従して、マイクロフォン素子の振動板が振動してしまうため、マイクロフォン素子からはノイズが出力されてしまう。

本開示のマイクロフォンは、良好な音響シーリングを有しており、車載用途等に好適である。

Ｍマイクロフォン
１プリント配線板
３マイクロフォン素子
７筐体
７５ベゼル
９音響シール

Claims

筐体に収容された基板であって、互いに対向する第一面および第二面を有し、前記第一面から前記第二面へと貫通する第一音孔が形成された基板と、
前記第一音孔を塞ぐように前記第一面に実装されたマイクロフォン素子と、
前記第二面と当接すると共に前記筐体により挟持された音響シールであって、第二音孔が形成された音響シールと、を備え、
前記第二音孔は、前記第一音孔と連通すると共に、前記第一面と略平行な方向に向かって開口している、マイクロフォン。
前記筐体に取り付けられたベゼルであって、互いに対向する第三面および第四面を有し、前記第三面から前記第四面へと前記第一面と略平行に貫通すると共に前記第二音孔と連通する第三音孔が形成されたベゼルを、さらに備えた請求項１に記載のマイクロフォン。