JP2023539967A - マイクロフォン - Google Patents

Abstract

本明細書はマイクロフォンを開示し、該マイクロフォンは、ハウジング構造と、前記ハウジング構造の振動に応答して振動する振動ピックアップ部と、それぞれ前記振動ピックアップ部の振動を受けて電気信号を生成するように構成される少なくとも２つの音響電気変換素子と、を含み、前記少なくとも２つの音響電気変換素子は、前記振動ピックアップ部の振動に対して、異なる周波数応答を有する。

Description

本願は、マイクロフォン装置の技術分野に関し、特にマイクロフォンに関する。

マイクロフォン（例えば、骨伝導マイクロフォン又は空気伝導マイクロフォン）は、外部音声信号に基づいてフルバンド信号を出力し、マイクロフォンから出力されたフルバンド信号に対してサブバンド分周処理（サブバンド分解処理とも称される）を行うと、音声認識、ノイズ低減、信号増強などの後続の信号処理動作をより上手く行うことができる。サブバンド分周処理技術は、電気音響、通信、画像符号化、エコーキャンセル、レーダ信号選別などの分野に広く応用することができる。現在のサブバンド分周処理技術では、一般的にハードウェア回路（例えば、電子部品）、ソフトウェアアルゴリズム（例えば、デジタル技術）を利用してフルバンド信号に対してサブバンド分周処理を行うが、電子部品がそれ自体の特性の影響を受け、フィルタの性能が高いほど、その回路設計が複雑になる。一方、ソフトウェアアルゴリズムを使用してフルバンド信号に対してサブバンド分周処理を行うことは、計算資源に対する要求が高く、処理プロセスにおいて音声信号の歪み、雑音混入の問題を引き起こし、音質に影響を与える場合がある。

したがって、フルバンド信号に対してサブバンド分周を行うプロセスを簡略化し、素子側によりサブバンド分周を実現し、その複雑なハードウェア回路及びソフトウェアアルゴリズムに対する依存性を低減すると共に、最終的に生成された音声信号の品質を向上させることができるマイクロフォンを提供することが望まれている。

本願の実施例に係るマイクロフォンは、ハウジング構造と、前記ハウジング構造の振動に応答して振動する振動ピックアップ部と、それぞれ前記振動ピックアップ部の振動を受けて電気信号を生成するように構成される少なくとも２つの音響電気変換素子と、を含み、前記少なくとも２つの音響電気変換素子は、前記振動ピックアップ部の振動に対して、異なる周波数応答を有する。

いくつかの実施例において、各音響電気変換素子に対応する周波数応答は、少なくとも１つの共振周波数を含み、前記少なくとも２つの音響電気変換素子に対応する複数の共振周波数のうちの少なくとも２つは、２０Ｈｚ～１６０００Ｈｚの範囲内にある。

いくつかの実施例において、前記少なくとも２つの音響電気変換素子に対応するサブバンドの数は、５つ以上である。

いくつかの実施例において、前記振動ピックアップ部と前記ハウジング構造は、少なくとも１つの音響キャビティを画成し、前記少なくとも１つの音響キャビティは、第１の音響キャビティを含み、前記ハウジング構造は、少なくとも１つの孔部を含み、前記少なくとも１つの孔部は、前記第１の音響キャビティに位置し、前記少なくとも１つの孔部は、前記外部音声信号を前記第１の音響キャビティに導入し、前記振動ピックアップ部は、前記第１の音響キャビティ内の音声信号に応答して振動し、前記少なくとも２つの音響電気変換素子は、それぞれ前記振動ピックアップ部の振動を受けて電気信号を生成する。

いくつかの実施例において、前記振動ピックアップ部は、その周側により前記ハウジング構造に接続され、前記振動ピックアップ部の少なくとも一部の構造は、前記外部音声信号に応答して振動する。

いくつかの実施例において、前記振動ピックアップ部は、第１の振動ピックアップ部を含み、前記少なくとも２つの音響電気変換素子は、前記第１の振動ピックアップ部に直接又は間接的に接続される。

いくつかの実施例において、前記振動ピックアップ部は、上から下へ順に設置された第１の振動ピックアップ部及び第２の振動ピックアップ部を含み、前記第１の振動ピックアップ部及び前記第２の振動ピックアップ部は、その周側により前記ハウジング構造に接続され、前記第１の振動ピックアップ部及び前記第２の振動ピックアップ部の少なくとも一部の構造は、前記外部音声信号に応答して振動する。

いくつかの実施例において、前記第１の振動ピックアップ部と前記第２の振動ピックアップ部との間に、管状構造を呈する振動伝達部が設置され、前記振動伝達部、前記第１の振動ピックアップ部及び前記第２の振動ピックアップ部の間にキャビティが画成される。

いくつかの実施例において、前記振動ピックアップ部は、第１の振動ピックアップ部、第２の振動ピックアップ部及び第３の振動ピックアップ部を含み、前記第１の振動ピックアップ部と前記第２の振動ピックアップ部は、上下に対向して設置され、前記第１の振動ピックアップ部と前記第２の振動ピックアップ部との間に、管状構造を呈する振動伝達部が設置され、前記振動伝達部、前記第１の振動ピックアップ部及び前記第２の振動ピックアップ部の間にキャビティが画成され、前記第３の振動ピックアップ部は、前記振動伝達部と前記ハウジング構造の内壁との間に接続され、前記第３の振動ピックアップ部は、前記外部音声信号に応答して振動する。

いくつかの実施例において、各前記音響電気変換素子は、１つの片持ち梁構造を含み、前記片持ち梁構造の一端は、前記振動伝達部の内壁に接続され、前記片持ち梁構造の他端は、前記キャビティ内に宙吊りに設置され、前記片持ち梁構造が前記振動信号に基づいて変形することにより、前記振動信号を電気信号に変換する。

いくつかの実施例において、異なる前記片持ち梁構造は、前記振動伝達部の内壁に間隔を隔てて分布する。

いくつかの実施例において、前記少なくとも２つの音響電気変換素子にそれぞれ対応する前記片持ち梁構造の寸法又は材料は異なる。

いくつかの実施例において、前記少なくとも２つの音響電気変換素子は、第１の片持ち梁構造及び第２の片持ち梁構造を含み、前記第１の片持ち梁のその振動方向に垂直な長さは、第２の片持ち梁のその振動方向に垂直な長さより大きく、前記第１の片持ち梁に対応する共振周波数は、前記第２の片持ち梁に対応する共振周波数より低い。

いくつかの実施例において、前記片持ち梁構造は、第１の電極層、圧電層、第２の電極層、弾性層、ベース層を含み、前記第１の電極層、前記圧電層及び前記第２の電極層は、上から下へ順に設置され、前記弾性層は、前記第１の電極層の上面又は前記第２の電極層の下面に位置し、前記ベース層は、前記弾性層の上面又は下面に位置する。

いくつかの実施例において、前記片持ち梁構造は、少なくとも１つの弾性層、電極層及び圧電層を含み、前記少なくとも１つの弾性層は、前記電極層の表面に位置し、前記電極層は、第１の電極及び第２の電極を含み、前記第１の電極は、第１の櫛歯状構造に折り曲げられ、前記第２の電極は、第２の櫛歯状構造に折り曲げられ、前記第１の櫛歯状構造は、前記第２の櫛歯状構造と嵌合して前記電極層を形成し、前記電極層は、前記圧電層の上面又は下面に位置し、前記第１の櫛歯状構造及び前記第２の櫛歯状構造は、前記片持ち梁構造の長手方向に沿って延在する。

いくつかの実施例において、各前記音響電気変換素子は、第１の片持ち梁構造及び第２の片持ち梁構造を含み、前記第１の片持ち梁構造と前記第２の片持ち梁構造は、対向して設置され、かつ前記第１の片持ち梁構造と前記第２の片持ち梁構造とは、第１の間隔を有し、前記第１の片持ち梁構造と前記第２の片持ち梁構造との第１の間隔が前記振動信号に基づいて変化することにより、前記振動信号を電気信号に変換する。

いくつかの実施例において、各音響電気変換素子に対応する第１の片持ち梁構造及び第２の片持ち梁構造は、前記振動伝達部の周側の内壁に間隔を隔てて分布する。

いくつかの実施例において、前記第１の片持ち梁構造の剛性は、前記第２の片持ち梁構造の剛性とは異なる。

いくつかの実施例において、前記マイクロフォンは、少なくとも１つの膜構造を含み、前記少なくとも１つの膜構造は、前記音響電気変換素子の上面及び／又は下面に位置する。

いくつかの実施例において、前記少なくとも１つの膜構造は、前記音響電気変換素子の上面及び／又は下面を全部又は部分的に被覆する。

いくつかの実施例において、前記マイクロフォンは、少なくとも１つの支持構造を含み、前記少なくとも１つの支持構造の一端は、前記振動ピックアップ部のうちの第１の振動ピックアップ部に接続され、前記支持構造の他端は、前記振動ピックアップ部のうちの第２の振動ピックアップ部に接続され、前記少なくとも２つの音響電気変換素子の自由端と前記支持構造とは、第２の間隔を有する。

いくつかの実施例において、前記マイクロフォンは、異なる音響電気変換素子から出力された電気信号をデジタル信号に変換するように構成される少なくとも１つのサンプリングモジュールをさらに含み、前記サンプリングモジュールは、異なるサンプリング周波数を用いて、異なる音響電気変換素子から出力された電気信号をサンプリングする。

本願は、例示的な実施例によってさらに説明し、これらの例示的な実施例を図面を参照して詳細に説明する。これらの実施例は、限定的なものではなく、これらの実施例では、同じ符号は同じ構造を表す。

本願のいくつかの実施例に係るサブバンド分周処理の例示的なフローチャートである。 本願のいくつかの実施例に係るサブバンド分周処理の例示的なフローチャートである。 本願のいくつかの実施例に係る音響電気変換素子のばね－質量－ダンパシステムの概略図である。 本願のいくつかの実施例に係るばね－質量－ダンパシステムの変位共振曲線の例示的な正規化の概略図である。 本願のいくつかの実施例に係るマイクロフォンの概略構成図である。 図５におけるマイクロフォンのＡ－Ａ方向に沿う概略断面図である。 図５におけるマイクロフォンのＡ－Ａ方向に垂直な方向に沿う概略断面図である。 本願のいくつかの実施例に係る片持ち梁構造の分布概略図である。 本願のいくつかの実施例に係る片持ち梁構造の分布概略図である。 本願のいくつかの実施例に係るマイクロフォンの概略構成図である。 本願のいくつかの実施例に係るマイクロフォンの周波数応答曲線の概略図である。 本願のいくつかの実施例に係るマイクロフォンの概略構成図である。 本願のいくつかの実施例に係るマイクロフォンの概略構成図である。 本願のいくつかの実施例に係るマイクロフォンの概略構成図である。 本願のいくつかの実施例に係るマイクロフォンの概略構成図である。 本願のいくつかの実施例に係るマイクロフォンの概略構成図である。 本願のいくつかの実施例に係るマイクロフォンの概略構成図である。 本願のいくつかの実施例に係るマイクロフォンの概略断面図である。 本願のいくつかの実施例に係るマイクロフォンの概略断面図である。 本願のいくつかの実施例に係るマイクロフォンの概略断面図である。 本願のいくつかの実施例に係るマイクロフォンの概略断面図である。 本願のいくつかの実施例に係るマイクロフォンの概略構成図である。 本願のいくつかの実施例に係るマイクロフォンの概略構成図である。 本願のいくつかの実施例に係るマイクロフォンの概略構成図である。

本願の実施例の技術的解決手段をより明確に説明するために、以下、実施例の説明に必要な図面を簡単に説明する。明らかに、以下に説明される図面は、単に本願の例又は実施例の一部に過ぎず、当業者であれば、創造的な労力を要することなく、これらの図面に基づいて本願を他の類似するシナリオに応用することができる。言語環境から明らかではないか又は明記されていない限り、図面において同じ符号は同じ構造又は操作を表す。

本明細書で使用される「システム」、「装置」、「ユニット」及び／又は「モジュール」は、レベルの異なる様々なアセンブリ、素子、部品、部分又は組立体を区別するための方法であることが理解されよう。しかしながら、他の用語が同じ目的を達成することができれば、上記用語の代わりに他の表現を用いることができる。

本願及び特許請求の範囲に示すように、文脈が明確に別段の指示をしない限り、「一」、「１個」、「１種」及び／又は「該」などの用語は、特に単数形を意味するものではなく、複数形を含んでもよい。一般的には、用語「含む」及び「含有」は、明確に特定されたステップ及び要素のみを含むように提示し、これらのステップ及び要素は、排他的な羅列ではなく、方法又は設備は、他のステップ又は要素も含む可能性がある。

本願において、フローチャートを用いて本願の実施例に係るシステムが実行する操作を説明する。先行及び後続の操作は、必ずしも順序に応じて正確に実行されるとは限らないことが理解されよう。その代わりに、様々なステップを逆の順序で、又は同時に処理してもよい。また、他の操作をこれらのプロセスに追加してもよく、これらのプロセスから１つ以上の操作を除去してもよい。

本明細書は、マイクロフォンを説明する。マイクロフォンは、音声信号を電気信号に変換するトランスデューサである。いくつかの実施例において、マイクロフォンは、可動コイル型マイクロフォン、リボン型マイクロフォン、コンデンサ型マイクロフォン、圧電型マイクロフォン、エレクトレット型マイクロフォン、電磁型マイクロフォン、カーボンマイクロフォンなど、又はそれらの任意の組み合わせであってもよい。いくつかの実施例において、音声収集方式で区別すると、マイクロフォンは、骨伝導マイクロフォン及び空気伝導マイクロフォンを含んでもよい。本明細書の実施例に係るマイクロフォンは、ハウジング構造、振動ピックアップ部及び少なくとも２つの音響電気変換素子を含んでもよい。ハウジング構造は、振動ピックアップ部及び少なくとも２つの音響電気変換素子を積載するように構成されてもよい。いくつかの実施例において、ハウジング構造は、直方体、円柱体又は他の不規則な構造体であってもよい。いくつかの実施例において、ハウジング構造は、内部が中空の構造体であってもよい。ハウジング構造は、音響キャビティを独立して形成してもよく、振動ピックアップ部及び少なくとも２つの音響電気変換素子は、ハウジング構造の音響キャビティ内に位置してもよい。いくつかの実施例において、振動ピックアップ部は、ハウジング構造の側壁に接続されてもよく、振動ピックアップ部は、ハウジング構造に伝達された外部音声信号に応答して振動してもよい。いくつかの実施例において、振動ピックアップ部の振動を受け、かつ受信された振動信号を電気信号に変換して出力するために、少なくとも２つの音響電気変換素子は、振動ピックアップ部に直接又は間接的に接続されてもよい。

いくつかの実施例において、異なる音響電気変換素子（例えば、片持ち梁構造）は、振動ピックアップ部の振動に対して異なる周波数応答を有してもよい。例えば、各音響電気変換素子は、いずれも自体の共振周波数を有し、各音響電気変換素子は、いずれもその自体の共振周波数の近傍にある音声成分に対して高い応答を有する。いくつかの実施例において、各音響電気変換素子の音声信号又は振動信号に対する応答は、いずれもその対応する周波数応答曲線により説明することができる（例えば、図９に示す周波数応答曲線９２０及び周波数応答曲線９３０）。いくつかの実施例において、各音響電気変換素子（例えば、片持ち梁構造）の構造、寸法、材料などをそれぞれ設定することにより、異なる音響電気変換素子が、異なる周波数幅及び異なる共振周波数を有する周波数応答をそれぞれ有することを実現することができる。例えば、長さの異なる片持ち梁構造を設置することにより、長さの異なる片持ち梁構造の共振周波数をそれぞれ３００Ｈｚ～５００Ｈｚ、５００Ｈｚ～７００Ｈｚ、７００Ｈｚ～１０００Ｈｚ、２２００Ｈｚ～３０００Ｈｚ、４７００Ｈｚ～５７００Ｈｚ、７０００Ｈｚ～１２０００Ｈｚなどの周波数範囲内にすることができる。いくつかの実施例において、各音響電気変換素子がその共振ピークの近傍のみに高い感度を保持し、すなわち、音響電気変換素子のその共振ピークでの感度が他の領域（特に共振ピーク位置から遠い領域）での感度よりはるかに大きいため、複数の音響電気変換部材を利用して、そのそれぞれの共振ピークの近傍にある音声信号に対して音響電気変換を行うことにより、音声信号に対するサブバンド分周を実現することができる。いくつかの実施例において、異なる音響電気変換素子のうち、少なくとも２つの音響電気変換素子の共振周波数の差が５０００Ｈｚより大きい。いくつかの実施例において、異なる音響電気変換素子のうち、少なくとも２つの音響電気変換素子の共振周波数の差が３０００Ｈｚより大きい。いくつかの実施例において、異なる音響電気変換素子のうち、少なくとも２つの音響電気変換素子の共振周波数の差が２０００Ｈｚより大きい。いくつかの実施例において、異なる音響電気変換素子のうち、少なくとも２つの音響電気変換素子の共振周波数の差が１０００Ｈｚより大きい。いくつかの実施例において、異なる音響電気変換素子のうち、少なくとも２つの音響電気変換素子の共振周波数の差が５００Ｈｚより大きい。いくつかの実施例において、異なる音響電気変換素子のうち、少なくとも２つの音響電気変換素子の共振周波数の差が２００Ｈｚより大きい。いくつかの実施例において、異なる音響電気変換素子のうち、少なくとも２つの音響電気変換素子の共振周波数の差が１００Ｈｚより大きい。該内容への説明を容易にするために、単に例示的な説明として、２０Ｈｚ～１５０００Ｈｚ内に、マイクロフォンは１００個のサブバンドを含んでもよく、各サブバンドの帯域幅は約１５０Ｈｚであり、最小共振周波数が位置する周波数帯域範囲は２０Ｈｚ～１７０Ｈｚであり、最大共振周波数が位置する周波数帯域範囲は１４８５０Ｈｚ～１５０００Ｈｚであり、最大共振周波数（例えば、約１４９２０Ｈｚ）と最小共振周波数（例えば、約９５Ｈｚ）との差は約１４８２５Ｈｚである。また、例えば、２０Ｈｚ～１００００Ｈｚ内に、マイクロフォンは４０個のサブバンドを含んでもよく、各サブバンドの帯域幅は２５０Ｈｚであり、最小共振周波数が位置する周波数帯域範囲は２０Ｈｚ～２７０Ｈｚであり、最大共振周波数が位置する周波数帯域範囲は９７５０Ｈｚ～１００００Ｈｚであり、最大共振周波数（例えば、約９８７５Ｈｚ）と最小共振周波数（例えば、約１４５Ｈｚ）との差は約９７３０Ｈｚである。さらに、例えば、２０Ｈｚ～１００００Ｈｚ内に、マイクロフォンは１０個のサブバンドを含んでもよく、各サブバンドの帯域幅は１０００Ｈｚであり、最小共振周波数が位置する周波数帯域範囲は２０Ｈｚ～１０２０Ｈｚであり、最大共振周波数が位置する周波数帯域範囲は９０００Ｈｚ～１００００Ｈｚであり、最大共振周波数（例えば、約９５００Ｈｚ）と最小共振周波数（例えば、約５１０Ｈｚ）との差は約８０９０Ｈｚである。なお、上記は単に例示的な説明であり、選択された周波数帯域範囲、サブバンドの数、帯域幅などの具体的な数値は、様々な応用シーン（例えば、室内通話シーン、室外雑音シーンなど）に応じて適応的に調整することができ、ここではさらに限定しない。マイクロフォンの周波数応答は、異なる音響電気変換素子の周波数応答の融合によって形成された信号対雑音比が高い、より平坦な周波数応答曲線と見なしてもよい（例えば、図９に示す周波数応答曲線９１０）。本明細書の実施例に係るマイクロフォンは、ハードウェア回路（例えば、フィルタ回路）又はソフトウェアアルゴリズムを利用することなく、自体の構造によりフルバンド信号に対するサブバンド分周処理を実現し、ハードウェア回路の複雑な設計、ソフトウェアアルゴリズムによる計算資源の大量占用、信号歪み、雑音混入をもたらすという問題を回避し、さらにマイクロフォンの複雑さ及び製造コストを低減することができる。一方、本明細書の実施例に係るマイクロフォンは、信号対雑音比が高い、より平坦な周波数応答曲線を出力し、マイクロフォンの信号品質を向上させることができる。また、異なる音響電気変換素子（例えば、片持ち梁構造）を設置することにより、マイクロフォンシステムにおいて、周波数範囲の異なる共振ピークを付加し、マイクロフォンの複数の共振ピークの近傍での感度を向上させ、さらにマイクロフォンの広帯域全体での感度を向上させることができる。

図１は、本願のいくつかの実施例に係るサブバンド分周処理の例示的なフローチャートである。図１に示すように、いくつかの実施例において、マイクロフォン１００は、音響電気変換素子１１０、サンプリングモジュール１２０、サブバンド分周モジュール１３０及び信号処理モジュール１４０を含んでもよい。

マイクロフォン１００は、音声信号を電気信号に変換するトランスデューサである。いくつかの実施例において、マイクロフォン１００は、可動コイル型マイクロフォン、リボン型マイクロフォン、コンデンサ型マイクロフォン、圧電型マイクロフォン、エレクトレット型マイクロフォン、電磁型マイクロフォン、カーボンマイクロフォンなど、又はそれらの任意の組み合わせであってもよい。いくつかの実施例において、音声収集方式で区別すると、マイクロフォン１００は、骨伝導マイクロフォン及び空気伝導マイクロフォンを含んでもよい。

音響電気変換素子１１０は、振動を受けて電気信号を生成するように構成される。骨伝導マイクロフォンを例として、いくつかの実施例において、マイクロフォン１００は、ハウジング構造と、ハウジング構造内に収容され、ハウジング構造に伝達された外部音声信号に応答して振動する振動ピックアップ部と、をさらに含んでもよい。空気伝導マイクロフォンを例として、いくつかの実施例において、振動ピックアップ部とハウジング構造は、少なくとも１つの音響キャビティを画成し、少なくとも１つの音響キャビティは、第１の音響キャビティを含み、ハウジング構造は、１つ以上の孔部を含み、１つ以上の孔部は、第１の音響キャビティに位置し、１つ以上の孔部は、外部音声信号を第１の音響キャビティに導入することができ、振動ピックアップ部は、ハウジング構造に伝達されてさらに第１の音響キャビティ内に入る音声信号に応答して振動し、音響電気変換素子１１０は、振動ピックアップ部の振動を受けて電気信号を生成する。

いくつかの実施例において、音響電気変換素子１１０は、音声信号を電気信号に変換することができる。いくつかの実施例において、音響電気変換素子１１０は、コンデンサ型音響電気変換素子又は圧電型変換素子を含んでもよい。いくつかの実施例において、圧電型変換素子は、測定される非電気量（例えば、圧力、変位など）の変化を電圧の変化に変換する素子であってもよい。例えば、圧電型変換素子は、１つの片持ち梁構造を含んでもよく、片持ち梁構造は、振動ピックアップ部の振動で変形することができ、変形した片持ち梁構造による逆圧電効果は、電気信号を生成することができる。いくつかの実施例において、コンデンサ型音響電気変換素子は、測定される非電気量（例えば、変位、圧力、光強度、加速度など）の変化を電気容量の変化に変換する素子であってもよい。例えば、コンデンサ型変換素子は、第１の片持ち梁構造及び第２の片持ち梁構造を含んでもよく、第１の片持ち梁構造及び第２の片持ち梁構造は、振動ピックアップ部の振動で程度の異なる変形を発生させることにより、第１の片持ち梁構造と第２の片持ち梁構造との間の間隔を変化させることができる。音響電気変換素子１１０の具体的な構造について、本願の明細書の図５、図８及びその関連説明を参照することができる。

サンプリングモジュール１２０は、サンプリング周波数に基づいて電気信号に対してサンプリング（及び保持）、量子化及び符号化を行うことにより、電気信号をデジタル信号に変換することを実現することができる。いくつかの実施例において、サンプリングモジュール１２０は、サンプリング回路、アナログデジタル変換器などを含んでもよい。具体的には、サンプリング回路は、サンプリングモジュール１２０に入力された連続的な電気信号に対して離散化処理を行い、すなわち、サンプリング周波数に基づいて連続的な電気信号をサンプリングし、一連の離散的なサンプリング値（即ちサンプリング信号）を取得することができる。

サブバンド分周モジュール１３０は、デジタル信号を複数のサブバンド分周信号に分解することができる。いくつかの実施例において、サブバンド分周モジュール１３０は、電子部品（例えば、フィルタ、分周器など）を含んでもよい。いくつかの実施例において、フィルタは、自体の周波数の特性に基づいて特定の周波数範囲内の電気信号を選択し、他の周波数範囲内の電気信号を減衰させることができる。フィルタの周波数の特性は、フィルタ回路における抵抗、コンデンサ、インダクタンスなどの素子のパラメータを調整して実現することができる。いくつかの実施例において、サブバンド分周モジュール１３０は、異なる周波数の特性を有する複数のフィルタを含んでもよく、異なる周波数の特性を有するフィルタは、それぞれ自体の共振周波数範囲内に共振を発生させ、対応する共振周波数範囲内の電気信号をそれぞれ選択することにより、広い周波数帯域の電気信号を複数のサブバンド分周信号に分解することができる。いくつかの実施例において、さらにバックエンドアルゴリズムにより信号に対してサブバンド分周処理を行ってもよい。いくつかの実施例において、バックエンドアルゴリズムは、線形予測分析（ＬＰＣ）、線形予測ケプストラム係数（ＬＰＣＣ）、メル周波数ケプストラム係数（ＭＦＣＣ）などのうちの１つ又は複数を含むが、これらに限定されない。

信号処理モジュール１４０は、サブバンド分周信号を処理することができる。いくつかの実施例において、信号処理モジュール１４０は、等化器、ダイナミックレンジコントローラ、位相プロセッサなどのうちの１つ又は複数を含んでもよい。いくつかの実施例において、等化器は、サブバンド分周モジュール１３０から出力されたサブバンド分周信号に、特定の周波数帯域（例えば、サブバンド分周信号に対応する周波数帯域）に応じて、利得及び／又は減衰を付与するように構成されてもよい。サブバンド分周信号に利得を付与するとは、信号増幅量を増大させることであり、サブバンド分周信号に減衰を付与するとは、信号増幅量を低減することである。いくつかの実施例において、ダイナミックレンジコントローラは、サブバンド分周信号を圧縮及び／又は増幅するように構成されてもよい。サブバンド分周電気信号を圧縮及び／又は増幅するとは、マイクロフォン１００において入力された信号と出力された信号との間の比率を減少及び／又は増加させることである。いくつかの実施例において、位相プロセッサは、サブバンド分周信号の位相を調整するように構成されてもよい。いくつかの実施例において、信号処理モジュール１４０は、マイクロフォン１００の内部に位置してもよい。例えば、信号処理モジュール１４０は、マイクロフォン１００のハウジング構造によって独立して形成された音響キャビティ内に位置してもよい。いくつかの実施例において、信号処理モジュール１４０は、他の電子装置、例えば、イヤホン、モバイルデバイス、タブレットコンピュータ、ノートパソコンなどのうちの１種又はそれらの任意の組み合わせに位置してもよい。いくつかの実施例において、モバイルデバイスは、携帯電話、スマートホームデバイス、スマートモバイルデバイスなど、又はそれらの任意の組み合わせを含むが、これらに限定されない。いくつかの実施例において、スマートホームデバイスは、スマート電気器具の制御装置、スマート監視装置、スマートテレビ、スマートカメラなど、又はそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。いくつかの実施例において、スマートモバイルデバイスは、スマートフォン、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、ゲーム装置、ナビゲーション装置、ＰＯＳ装置など、又はそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。

上記マイクロフォン１００の動作プロセスにおいて、サブバンド分周モジュール１３０が電子部品であるとき、その電子部品の特性の影響を受け、サブバンド分周モジュール１３０のフィルタ回路は、より高い分周フィルタ効果を達成するために、一般的に設計が複雑である。一方、サブバンド分周モジュール１３０がバックエンドアルゴリズムによりサブバンド分周を実現する場合、バックエンドアルゴリズムの計算資源に対する要求が高く、処理する必要があるデータ量が大きいため、計算時間が長すぎ、バックエンドアルゴリズムによりサブバンド分周を実現することは、処理プロセスにおいて音声信号の歪み、雑音混入の問題を引き起こし、音質に影響を与える場合がある。したがって、上記サブバンド分周方法に存在する問題に対して、本明細書は、マイクロフォンにおけるフィルタ回路の設計が複雑で、バックエンドアルゴリズムの計算量が大きいという問題を解決すると共に、マイクロフォンのＱ値及び感度を向上させるマイクロフォンを提供し、マイクロフォンの内容について、本願の明細書の図２～図２０及びその関連説明を参照することができる。

なお、マイクロフォン１００の構成部分は、図１に示す音響電気変換素子１１０、サンプリングモジュール１２０、サブバンド分周モジュール１３０及び信号処理モジュール１４０に限定されず、他のモジュールを含んでもよい。また、音響電気変換素子１１０、サンプリングモジュール１２０、サブバンド分周モジュール１３０及び信号処理モジュール１４０は、１つのシステムとしてもよく、マイクロフォン１００は、該システムの一部として、音響電気変換素子１１０のみを含んでもよい。サンプリングモジュール１２０、サブバンド分周モジュール１３０及び信号処理モジュール１４０は、マイクロフォン１００の外に設置されて、音響電気変換素子１１０から出力された電気信号が、後続の処理を行うために、有線又は無線の方式で対応するモジュールに伝達されてもよい。

図２は、本願のいくつかの実施例に係るサブバンド分周処理の例示的なフローチャートである。図２に示すように、いくつかの実施例において、マイクロフォン２００は、少なくとも２つの音響電気変換素子２１０、サンプリングモジュール２２０及び信号処理モジュール２３０を含んでもよい。マイクロフォン２００は、外部音声信号をピックアップし、かつ音声信号を音響電気変換素子２１０に伝達し、音響電気変換素子は、音声信号（例えば、振動）を電気信号に変換することができる。いくつかの実施例において、少なくとも２つの音響電気変換素子２１０のうちの各音響電気変換素子（例えば、第１の音響電気変換素子、第２の音響電気変換素子、……第ｎ音響電気変換素子など）が、音声信号に対して異なる周波数応答をそれぞれ有するため、各音響電気変換素子から主に出力された電気信号はそれぞれ、異なる周波数範囲及び周波数帯域幅（すなわちサブバンド分周電気信号１、……サブバンド分周電気信号ｎなど）に対応する。例えば、音響電気変換素子は、第１の音響電気変換素子、第２の音響電気変換素子、第３の音響電気変換素子、及び第４の音響電気変換素子を含み、それらがそれぞれ第１の周波数応答、第２の周波数応答、第３の周波数応答及び第４の周波数応答を有してもよい。いくつかの実施例において、第１の周波数応答、第２の周波数応答、第３の周波数応答及び第４の周波数応答にそれぞれ対応する周波数範囲は異なってもよい。或いは、第１の周波数応答、第２の周波数応答及び第３の周波数応答にそれぞれ対応する周波数範囲は、互いに異なって、第４の周波数応答の周波数範囲は、第３の周波数応答の周波数範囲と同じであってもよい。いくつかの実施例において、第１の周波数応答、第２の周波数応答、第３の周波数応答及び第４の周波数応答に対応する周波数帯域幅は、同じであってもよく、異なってもよい。例えば、第２の周波数応答の周波数帯域幅は、第１の周波数応答の周波数帯域幅より大きく、第３の周波数応答の周波数帯域幅は、第２の周波数応答の周波数帯域幅より大きい。また、例えば、第４の周波数応答に対応する周波数帯域幅は、第３の周波数応答に対応する周波数帯域幅に等しい。いくつかの実施例において、異なる音響電気変換素子に対応する周波数範囲は、互いに重なってもよく、重ならなくてもよい。例えば、第１の周波数応答と第２の周波数応答は、隣接する２つのサブバンドのうちの１つにそれぞれ対応し、第２の周波数応答の周波数範囲は、第１の周波数応答の周波数範囲の少なくとも一部を含み、第２の周波数応答の周波数範囲と第１の周波数応答の周波数範囲は、重なる部分を有する。また、例えば、第１の周波数応答と第４の周波数応答は、隣接しない２つのサブバンドのうちの１つにそれぞれ対応し、第４の周波数応答の周波数範囲と第１の周波数応答の周波数範囲は、同じ周波数又は周波数範囲を有さず、この場合、第４の周波数応答と第１の周波数応答は、重ならない。いくつかの実施例において、異なる音響電気変換素子に対応する共振周波数は、異なってもよい。例えば、第１の周波数応答、第２の周波数応答、第３の周波数応答、及び第４の周波数応答にそれぞれ対応する共振周波数は、徐々に増大する。いくつかの実施例において、第２の周波数応答と第１の周波数応答は、半電力点に近接又は位置する位置で交差してもよい。例えば、第２の周波数応答の共振周波数は、第１の周波数応答の共振周波数より大きく、第２の周波数応答の半電力点は、第１の周波数応答の半電力点と交差する。いくつかの実施例において、第２の周波数応答と第１の周波数応答は、半電力点に近接しない位置で交差してもよい。

いくつかの実施例において、片持ち梁構造の寸法（例えば、長さ、幅、厚さなど）、材料などを調整することにより、異なる片持ち梁構造に、それぞれ所望の周波数範囲内に共振を発生させ、さらに異なる共振周波数範囲に対応する周波数応答を取得することができる。片持ち梁が直方体構造であることを例示的に説明すると、いくつかの実施例において、音響電気変換素子２５０の共振周波数は、片持ち梁構造の長さと負の相関関係にある。例えば、音響電気変換素子２５０は、第１の音響電気変換素子及び第２の音響電気変換素子を含んでもよく、第１の音響電気変換素子は、第１の片持ち梁構造を含んでもよく、第２の音響電気変換素子は、第２の片持ち梁構造を含んでもよく、第１の片持ち梁構造の長さは、第２の片持ち梁構造の長さより大きく、第１の音響電気変換素子に対応する共振周波数は、第２の音響電気変換素子に対応する共振周波数より低い。なお、ここで、第１の片持ち梁構造と第２の片持ち梁構造は長さが異なる以外、他のパラメータ（例えば、幅、厚さ、材料）が同じである。他のいくつかの実施例において、異なる片持ち梁構造の共振周波数を調整するために、異なる片持ち梁構造の長さ、幅、厚さ、材料は、いずれも調整されてもよい。

いくつかの実施例において、複数のサブバンド分周電気信号は、異なる並列回路を介してそれぞれ伝送されてもよい。いくつかの実施例において、複数のサブバンド分周電気信号は、１つの回路を共用して、特定のプロトコルルールに従って特定のフォーマットで出力されてもよい。いくつかの実施例において、特定のプロトコルルールは、直接伝送、振幅変調、周波数変調などのうちの１つ又は複数を含むが、これらに限定されない。いくつかの実施例において、回路媒体は、同軸ケーブル、通信ケーブル、フレキシブルケーブル、スパイラルケーブル、非金属シースケーブル、金属シースケーブル、多芯ケーブル、ツイストペアケーブル、フラットケーブル、シールドケーブル、電気通信ケーブル、ツインナックスケーブル、平行二芯線、ツイストペア線、光ファイバ、赤外線、電磁波、音波などのうちの１つ又は複数を含むが、これらに限定されない。いくつかの実施例において、特定のフォーマットは、ＣＤ、ＷＡＶＥ、ＡＩＦＦ、ＭＰＥＧ－１、ＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ－３、ＭＰＥＧ－４、ＭＩＤＩ、ＷＭＡ、Ｒｅａｌ Ａｕｄｉｏ、ＶＱＦ、ＡＭＲ、ＡＰＥ、ＦＬＡＣ、ＡＡＣなどのうちの１つ又は複数を含むが、これらに限定されない。いくつかの実施例において、伝送プロトコルは、ＡＥＳ３、ＥＢＵ、ＡＤＡＴ、Ｉ２Ｓ、ＴＤＭ、ＭＩＤＩ、ＣｏｂｒａＮｅｔ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ ＡＶＢ、Ｄａｎｔｅ、ＩＴＵ－Ｔ Ｇ．７２８、ＩＴＵ－Ｔ Ｇ．７１１、ＩＴＵ－Ｔ Ｇ．７２２、ＩＴＵ－Ｔ Ｇ．７２２．１、ＩＴＵ－Ｔ Ｇ．７２２．１ Ａｎｎｅｘ Ｃ、ＡＡＣ－ＬＤなどのうちの１つ又は複数を含むが、これらに限定されない。

いくつかの実施例において、音響電気変換素子２１０における各音響電気変換素子（例えば、第１の音響電気変換素子、……第ｎ音響電気変換素子）は、それに対応するサブバンド分周電気信号（例えば、サブバンド分周電気信号１、……サブバンド分周電気信号ｎ）をそれぞれ出力し、さらに対応するサンプリングモジュール２２０（例えば、第１のサンプリングモジュール１、……第ｎサンプリングモジュールなど）にそれぞれ伝送してサンプリングすることにより、サブバンド分周電気信号（例えば、サブバンド分周電気信号１、……サブバンド分周電気信号ｎなど）をそれぞれ、それに対応するデジタル信号（例えば、デジタル信号１、……デジタル信号ｎなど）に変換する。例えば、第１のサンプリングモジュールは、サブバンド分周電気信号１をサンプリングすることにより、サブバンド分周電気信号１をデジタル信号１に変換することができる。なお、サブバンド分周電気信号は、サブバンドと略称されてもよい。いくつかの実施例において、サンプリングモジュール２２０の数は、音響電気変換素子２１０の数と異なってもよい。例えば、複数の音響電気変換素子から出力されたサブバンド分周電気信号は、同一のサンプリングモジュールにより同じサンプリング周波数でサンプリングされてもよい。いくつかの実施例において、隣接する２つ以上の音響電気変換素子から出力されたサブバンド分周電気信号の周波数範囲が比較的近く、サブバンド分周電気信号の変換効率を向上させるために、同一のサンプリングモジュールは、隣接する２つ以上の音響電気変換素子から出力されたサブバンド分周電気信号をサンプリングしてもよい。サンプリング周波数、サンプリングのデータ量及びサンプリングの難しさを低減するために、いくつかの実施例において、サンプリングモジュール２２０のサンプリング周波数は、異なるサブバンド分周電気信号の周波数範囲に基づいて決定されてもよい。これは、異なるサブバンド分周電気信号が異なる周波数範囲を有し、異なるサンプリング周波数に基づいて、サンプリングモジュールが異なるサブバンド分周電気信号を処理できると理解してもよい。例えば、低周波数範囲にあるサブバンド分周電気信号に対して、低いサンプリング周波数を用いることにより、低いカットオフ周波数を保証する。また、例えば、中高周波数範囲にあるサブバンド分周電気信号に対して、高いサンプリング周波数を用いることにより、比較的高いカットオフ周波数を保証する。サンプリングモジュールは、異なるサンプリング周波数に基づいて異なるサブバンド分周電気信号を処理することにより、サンプリングのデータ量を低減すると共に、サンプリングの難しさ及びコストを低減することができる。また、異なるサンプリング周波数によりサブバンド信号を処理し、サブバンド分周及びサンプリングの処理プロセスにおいて信号歪み及び雑音混入などの問題が発生することを回避する。いくつかの実施例において、各サブバンド分周電気信号に対応するサンプリングモジュールのサンプリングカットオフ周波数は、該サブバンド分周電気信号に対応する共振周波数範囲（以下では「帯域幅」と略称される）における最大周波数より、特定値だけ大きくてもよい。ここで、サブバンド分周電気信号に対応する共振周波数範囲は、サブバンド分周電気信号の３ｄＢの帯域幅を指し、応答の振幅が共振ピークの１／２に低下するときに画定された周波数範囲と理解されてもよい。いくつかの実施例において、該特定値の範囲は、５００Ｈｚより大きくてもよい。いくつかの実施例において、該特定値の範囲は、６００Ｈｚより大きくてもよい。いくつかの実施例において、該特定値の範囲は、８００Ｈｚより大きくてもよい。サブバンド分周電気信号の変換品質をさらに向上させるために、いくつかの実施例において、サンプリング周波数は、サブバンド分周電気信号の帯域幅の最高周波数の２倍以上であってもよい。いくつかの実施例において、サンプリング周波数は、サブバンド分周電気信号の帯域幅の最高周波数の３倍以上であってもよい。いくつかの実施例において、サンプリング周波数は、サブバンド分周電気信号の帯域幅の最高周波数の２倍以上、サブバンド分周電気信号の帯域幅の最高周波数の４倍以下であってもよい。

いくつかの実施例において、サンプリングモジュール２２０のうちの各サンプリングモジュールから出力されたデジタル信号（例えば、デジタル信号１、……デジタル信号ｎなど）は、信号処理を行うために、信号処理モジュール２３０にさらに伝送されてもよい。いくつかの実施例において、複数のデジタル信号は、異なる並列回路を介して信号処理モジュール２３０にそれぞれ伝送されてもよい。いくつかの実施例において、複数のデジタル信号は、１つの回路を共用して、特定のプロトコルルールに従って特定のフォーマットで信号処理モジュール２３０に伝送されてもよい。

いくつかの実施例において、異なる周波数応答の特性を有する音響電気変換素子（例えば、片持ち梁構造）をマイクロフォンに設置することにより、音響電気変換素子が広帯域の音声信号に対してサブバンド分解を直接的に行うことを実現して、ハードウェア回路又はソフトウェアアルゴリズムを用いることで、ハードウェア回路の複雑な設計、ソフトウェアアルゴリズムによる計算資源の大量占用、信号歪み、雑音混入をもたらすという問題を回避し、さらにマイクロフォンの複雑さ及び製造コストを低減することができる。

なお、マイクロフォン２００の構成部分は、図２に示す音響電気変換素子２１０、サンプリングモジュール２２０及び信号処理モジュール２３０に限定されず、他のモジュール、例えば、振動ピックアップ部、振動伝達部、回路モジュールなど、又はそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。また、図２において記載したｎ（例えば、第ｎの音響電気変換素子、第ｎのサンプリングモジュールなど）は、２以上の整数であってもよく、ｎの具体的な数値は、実際の応用シーンに応じて適応的に調整できるということは理解できるであろう。

音響電気変換素子の理解を容易にするために、いくつかの実施例において、マイクロフォンの音響電気変換素子は、ばね－質量－ダンパシステムとほぼ同等であってもよい。マイクロフォンが動作するとき、ばね－質量－ダンパシステムは、励起源（例えば、振動ピックアップ部の振動）の作用で振動する可能性がある。図３は、本願のいくつかの実施例に係る音響電気変換素子のばね－質量－ダンパシステムの概略図である。図３に示すように、ばね－質量－ダンパシステムは、微分方程式（１）に従って移動してもよい。

ここで、Ｍは、ばね－質量－ダンパシステムにおける質量を表し、ｘは、ばね－質量－ダンパシステムにおける変位を表し、Ｒは、ばね－質量－ダンパシステムにおけるダンパを表し、Ｋは、ばね－質量－ダンパシステムにおける弾性係数を表し、Ｆは、駆動力の振幅を表し、ωは、外力の角周波数を表す。

微分方程式（１）を解いて定常状態（２）での変位を取得することができる。

ここで、ｘは、出力電気信号の値に等しい、マイクロフォンが動作するときのばね－質量－ダンパシステムにおける変形を表し、

におけるＸ_ａは、出力変位を表し、Ｚは、機械的インピーダンスを表し、θは、発振位相を表す。

変位振幅の比率Ａの正規化は、方程式（３）で表現してもよい。

ここで、

におけるＸ_ａ０は、定常状態での変位幅（又はω＝０であるときの変位幅）を表し、

における

は、外力周波数と固有周波数との比率を表し、ω_０＝Ｋ／Ｍにおけるω_０は、振動の角周波数を表し、

におけるＱ_ｍは、機械的品質係数を表す。

図４は、本願のいくつかの実施例に係るばね－質量－ダンパシステムの変位共振曲線の例示的な正規化の概略図である。横軸は、ばね－質量－ダンパシステムにおける実際の振動周波数とその固有周波数との比率を表すことができ、縦軸は、ばね－質量－ダンパシステムの正規化変位を表すことができる。図４における各曲線は、異なるパラメータを有するばね－質量－ダンパシステムの変位共振曲線をそれぞれ表すことができるということは理解できるであろう。いくつかの実施例において、マイクロフォンは、音響電気変換素子とハウジング構造との間の相対変位により電気信号を生成してもよい。例えば、エレクトレット型マイクロフォンは、変形する振動膜と基板との間の距離の変化に基づいて電気信号を生成することができる。別の例として、片持ち梁式骨伝導マイクロフォンは、変形する片持ち梁構造による逆圧電効果、又は片持ち梁間の距離変化による容量変化に基づいて電気信号を生成することができる。いくつかの実施例において、片持ち梁構造の変形による変位が大きいほど、マイクロフォンから出力された電気信号が大きくなる。図４に示すように、ばね－質量－ダンパシステムの実際の振動周波数とその固有周波数が同じ又はほぼ同じである場合（すなわち、ばね－質量－ダンパシステムの実際の振動周波数とその固有周波数との比率ω／ω_０が１に等しいか又はほぼ等しい場合）、ばね－質量－ダンパシステムの正規化変位が大きくなり、変位共振曲線における共振ピークの３ｄＢの帯域幅（共振周波数範囲と理解してもよい）が狭くなる。上記方程式（３）から分かるように、ばね－質量－ダンパシステムの正規化変位が大きいほど、マイクロフォンのＱ値が大きくなる。

図５は、本願のいくつかの実施例に係るマイクロフォンの概略構成図である。図５に示すように、マイクロフォン５００は、ハウジング構造５１０、少なくとも２つの音響電気変換素子５２０及び振動ピックアップ部５２２を含んでもよい。ハウジング構造５１０は、振動ピックアップ部５２２及び音響電気変換素子５２０を積載するように構成されてもよい。いくつかの実施例において、ハウジング構造５１０は、直方体、円柱体、円錐台などの規則的な構造体、又は他の不規則な構造体であってもよい。いくつかの実施例において、ハウジング構造５１０は、内部が中空の構造体であり、ハウジング構造５１０は、音響キャビティを独立して形成してもよく、振動ピックアップ部５２２及び少なくとも２つの音響電気変換素子５２０は、該音響キャビティ内に位置してもよい。いくつかの実施例において、ハウジング構造５１０の材質は、金属、合金材料、ポリマー材料（例えば、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリプロピレンなど）などのうちの１つ又は複数を含むが、これらに限定されない。いくつかの実施例において、振動ピックアップ部５２２は、ハウジング構造５１０で形成された音響キャビティを第１の音響キャビティ５３０及び第２の音響キャビティ５４０を含む複数のキャビティに仕切るために、ハウジング構造５１０の側壁に接続されてもよい。

いくつかの実施例において、ハウジング構造５１０の第１の音響キャビティ５３０に対応する側壁に１つ以上の孔部５１１が開設されてもよく、１つ以上の孔部５１１は、第１の音響キャビティ５３０に位置し、かつ外部音声信号を第１の音響キャビティ５３０に導入してもよい。いくつかの実施例において、外部音声信号は、孔部５１１からマイクロフォン５００の第１の音響キャビティ５３０に入り、かつ第１の音響キャビティ５３０内の空気を振動させてもよい。振動ピックアップ部５２２は、空気の振動信号をピックアップし、かつ振動信号を音響電気変換素子５２０に伝達してもよく、音響電気変換素子５２０は、該振動信号を受信し、かつ振動信号を電気信号に変換して出力する。

いくつかの実施例において、振動ピックアップ部５２２は、上から下へ順に設置された第１の振動ピックアップ部５２２１及び第２の振動ピックアップ部５２２２を含んでもよい。第１の振動ピックアップ部５２２１及び第２の振動ピックアップ部５２２２は、その周側によりハウジング構造５１０に接続されてもよく、第１の振動ピックアップ部５２２１及び第２の振動ピックアップ部５２２２の少なくとも一部の構造は、孔部５１１を通ってマイクロフォン５００に入った音声信号に応答して振動してもよい。いくつかの実施例において、振動ピックアップ部５２２の材料は、半導体材料、金属材料、金属合金、有機材料などのうちの１つ又は複数を含むが、これらに限定されない。いくつかの実施例において、半導体材料は、ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素などを含むが、これらに限定されない。いくつかの実施例において、金属材料は、銅、アルミニウム、クロム、チタン、金などを含むが、これらに限定されない。いくつかの実施例において、金属合金は、銅アルミニウム合金、銅金合金、チタン合金、アルミニウム合金などを含むが、これらに限定されない。いくつかの実施例において、有機材料は、ポリイミド、パリレン、ＰＤＭＳ、シリコンゲル、シリカゲルなどを含むが、これらに限定されない。いくつかの実施例において、振動ピックアップ部５２２の構造は、板状構造、柱状構造などであってもよい。

いくつかの実施例において、振動ピックアップ部５２２における異なる領域は、異なる材料で製造されてもよい。例えば、振動ピックアップ部５２２における振動伝達部５２３と接触する部分、振動ピックアップ部５２２におけるキャビティ５５０に対応する部分の材料は、剛性材料であってもよく、その剛性は、振動ピックアップ部５２２における他の領域、例えば、主に空気振動に応答してハウジング構造５１０に対して移動するエッジ領域の剛性より大きい。いくつかの実施例において、振動ピックアップ部５２２における剛性材料で構成された部分構造は、第１の音響キャビティ５３０内の空気振動の作用でほとんど変形しないため、キャビティ５５０の体積を基本的に一定に保持し、キャビティ５５０の体積変化による音響電気変換素子１３２０への影響を回避し、さらに音響電気変換素子５２０が受信した振動ピックアップ部５２２の振動信号を所望の周波数帯域範囲内の電気信号に変換できるよう保証することができる。いくつかの実施例において、キャビティ５５０は、真空キャビティであってもよい。音響電気変換素子５２０は、真空キャビティ内に位置し、音響電気変換素子５２０が音響キャビティの空気と接触することを回避し、さらに音響電気変換動作プロセスにおける音響キャビティの空気振動が音響電気変換素子５２０に与える影響を解決し、すなわちマイクロフォンの大きなノイズフロアの問題を解決する。一方、音響電気変換素子５２０は、真空キャビティ内に位置することにより、音響電気変換素子５２０が振動において気体と摩擦することを回避し、マイクロフォン５００の真空キャビティの内部の空気ダンパを減少させ、マイクロフォン５００のＱ値を向上させることができる。いくつかの実施例において、キャビティ５５０の真空度は、１００Ｐａより小さくてもよい。いくつかの実施例において、キャビティ５５０の真空度は、１０^－６Ｐａ～１００Ｐａであってもよい。いくつかの実施例において、キャビティ５５０の真空度は、１０^－３Ｐａ～１００Ｐａであってもよい。いくつかの実施例において、キャビティ５５０の真空度は、１Ｐａ～１００Ｐａであってもよい。

いくつかの実施例において、マイクロフォン５００は、振動伝達部５２３を含んでもよい。振動伝達部５２３は、第１の振動ピックアップ部５２２１と第２の振動ピックアップ部５２２２との間に位置してもよい。振動伝達部５２３の上面は、第１の振動ピックアップ部５２２１の下面に接続され、振動伝達部５２３の下面は、第２の振動ピックアップ部５２２２の上面に接続される。いくつかの実施例において、振動伝達部５２３、第１の振動ピックアップ部５２２１、第２の振動ピックアップ部５２２２の間にキャビティ５５０を形成してもよく、音響電気変換素子５２０はキャビティ５５０内に位置してもよい。具体的には、音響電気変換素子５２０の一端は、振動伝達部５２３の内壁に接続されてもよく、音響電気変換素子５２０の他端は、キャビティ５５０内に宙吊りに設置されてもよい。いくつかの実施例において、振動ピックアップ部５２２（例えば、第１の振動ピックアップ部５２２１、第２の振動ピックアップ部５２２２）は、振動伝達部５２３により振動信号を音響電気変換素子５２０に伝達することができる。いくつかの実施例において、振動伝達部５２３の材料は、半導体材料、金属材料、金属合金、有機材料などのうちの１つ又は複数を含むが、これらに限定されない。いくつかの実施例において、振動伝達部５２３の材料と振動ピックアップ部５２２の材料は、同じであってもよく、異なってもよい。いくつかの実施例において、振動伝達部５２３と振動ピックアップ部５２２は、一体成形された構造であってもよい。いくつかの実施例において、振動伝達部５２３と振動ピックアップ部５２２は、互いに独立した構造であってもよい。いくつかの実施例において、振動伝達部５２３は、管状構造、環状構造、四角形、五角形などの規則的及び／又は不規則な多角形構造であってもよい。

なお、代替的な実施例において、振動ピックアップ部５２２は、第１の振動ピックアップ部５２２１のみを含んでもよく、第１の振動ピックアップ部５２２１は、その周側によりハウジング構造５１０に接続され、１つ以上の音響電気変換素子５２０は、第１の振動ピックアップ部５２２１に直接又は間接的に接続されてもよい。例えば、音響電気変換素子５２０は、第１の振動ピックアップ部５２２１の上面又は下面に位置してもよく、音響電気変換素子５２０の数が複数であるとき、複数の音響電気変換素子５２０は、第１の振動ピックアップ部５２２１の上面又は下面に間隔を隔てて分布し、複数の音響電気変換素子５２０は、互いに接触しない。また、例えば、音響電気変換素子５２０は、他の構造（例えば、振動伝達部５２３）により第１の振動ピックアップ部５２２１に接続されてもよい。第１の振動ピックアップ部５２２１が孔部５１１を通ってマイクロフォン５００に入った音声信号に応答して振動し、音響電気変換素子５２０が第１の振動ピックアップ部５２２１又は振動伝達部５２３の振動を電気信号に変換してもよい。

いくつかの実施例において、複数の音響電気変換素子５２０は、振動伝達部５２３の内壁に間隔を隔てて分布してもよい。なお、ここで、間隔を隔てて分布するとは、水平方向（図５に示すＡ－Ａ方向に垂直な方向）又は鉛直方向（図５に示すＡ－Ａ方向）であってもよい。例えば、振動伝達部５２３が環状管状構造であるとき、鉛直方向において、複数の音響電気変換素子５２０は、上から下へ順に間隔を隔てて分布してもよい。図６Ａは、図５におけるマイクロフォンのＡ－Ａ方向に沿う概略断面図である。図６Ａに示すように、複数の音響電気変換素子５２０は、振動伝達部５２３の内壁に順に間隔を隔てて分布してもよく、かつ水平方向において、間隔を隔てて分布する複数の音響電気変換素子５２０は、同一の平面上又はほぼ平行になる。図６Ｂは、図５におけるマイクロフォンのＡ－Ａ方向に垂直な方向に沿う概略断面図である。図６Ｂに示すように、水平方向において、各音響電気変換素子５２０における振動伝達部５３０との固定端は、振動伝達部５２３の環状内壁に間隔を隔てて分布してもよく、音響電気変換素子５２０の固定端と振動伝達部５２３とは、ほぼ垂直であってもよく、音響電気変換素子５２０の他端（自由端とも称される）は、振動伝達部５２３の中心の方向に延在し、かつキャビティ５５０内に宙吊りにされることにより、音響電気変換素子５２０は、水平方向において環状に分布する。いくつかの実施例において、振動伝達部５２３が多角形管状構造（例えば、三角形、五角形、六角形など）であるとき、水平方向において、複数の音響電気変換素子５２０の固定端は、振動伝達部５２３の各側壁に沿って間隔を隔てて分布してもよい。図７Ａは、本願のいくつかの実施例に係る音響電気変換素子の水平方向での分布概略図である。図７Ａに示すように、振動伝達部５２３は、四角形構造であり、複数の音響電気変換素子５２０は、振動伝達部５２３の４つの側壁に交互に分布してもよい。図７Ｂは、本願のいくつかの実施例に係る音響電気変換素子の分布概略図である。図７Ｂに示すように、振動伝達部５２３は、六角形構造であり、長さの異なる片持ち梁構造５２１は、振動伝達部５２３の６つの側壁に交互に分布してもよい。複数の音響電気変換素子５２０が振動伝達部５２３の内壁に間隔を隔てて分布することにより、キャビティ５５０の空間の利用率を向上させ、マイクロフォン５００の全体体積を低減することができる。

なお、水平方向又は鉛直方向において、複数の音響電気変換素子５２０は、振動伝達部５２３のすべての内壁に間隔を隔てて分布することに限定されず、複数の音響電気変換素子５２０は、振動伝達部５２３の１つの側壁又は一部の側壁に設置されてもよく、複数の音響電気変換素子５２０は、同一の水平面上に位置してもよい。例えば、振動伝達部５２３は、直方体構造であり、複数の音響電気変換素子５２０は、直方体構造の１つの側壁、対向又は隣接する２つの側壁、又は任意の３つの側壁に同時に設置されてもよい。複数の音響電気変換素子５２０の分布方式について、その数又はキャビティ５５０の大きさに応じて適応的に調整することができ、ここではさらに限定しない。

いくつかの実施例において、各音響電気変換素子５２０は、１つの片持ち梁構造を含んでもよく、片持ち梁構造の一端は、振動伝達部５２３の内壁に接続されてもよく、片持ち梁構造の他端は、キャビティ５５０内に宙吊りに設置されてもよい。

いくつかの実施例において、片持ち梁構造は、第１の電極層、圧電層、第２の電極層、弾性層及びベース層を含んでもよい。第１の電極層、圧電層、第２の電極層は、上から下へ順に設置されてもよく、弾性層は、第１の電極層の上面又は第２の電極層の下面に位置してもよく、ベース層は、弾性層の上面又は下面に位置してもよい。いくつかの実施例において、外部音声信号は、孔部５１１を通ってマイクロフォン５００の第１の音響キャビティ５３０に入り、かつ第１の音響キャビティ５３０内の空気を振動させることができる。振動ピックアップ部５２２は、空気の振動信号をピックアップし、かつ振動信号を振動伝達部５２３により音響電気変換素子５２０（例えば、片持ち梁構造）に伝達し、片持ち梁構造における弾性層を振動信号の作用で変形させることができる。いくつかの実施例において、圧電層は、弾性層の変形に基づいて電気信号を生成することができ、第１の電極層及び第２の電極層は、該電気信号を収集することができる。いくつかの実施例において、圧電層は、圧電効果に基づいて、弾性層の変形応力の作用で電圧（電位差）を生成することができ、第１の電極層及び第２の電極層は、該電圧（電気信号）を導出することができる。

いくつかの実施例において、弾性層は、１つ又は複数の半導体材料で支持された膜状構造又はブロック状構造であってもよい。いくつかの実施例において、半導体材料は、ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、炭化ケイ素などを含むが、これらに限定されない。いくつかの実施例において、圧電層の材料は、圧電結晶材料及び圧電セラミック材料を含んでもよい。圧電結晶材料とは、圧電単結晶である。いくつかの実施例において、圧電結晶材料は、水晶、閃亜鉛鉱、方硼石、電気石、紅亜鉛鉱、ＧａＡｓ、チタン酸バリウム及びその誘導体結晶、ＫＨ_２ＰＯ_４、ＮａＫＣ_４Ｈ_４Ｏ_６・４Ｈ_２Ｏ（ロッシェル塩）など、又はそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。圧電セラミック材料とは、異なる材料の粉末間の固相反応と焼結により得られた微細結晶粒がランダムに集合した圧電多結晶体である。いくつかの実施例において、圧電セラミック材料は、チタン酸バリウム（ＢＴ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、ニオブ酸鉛バリウムリチウム（ＰＢＬＮ）、改質チタン酸鉛（ＰＴ）、窒化アルミニウム（ＡＩＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）など、又はそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。いくつかの実施例において、圧電層の材料は、圧電ポリマー材料、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）などであってもよい。いくつかの実施例において、第１の電極層及び第２の電極層は、導電性材質の構造であってもよい。例示的な導電性材質は、金属、合金材料、金属酸化物材料、グラフェンなど、又はそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。いくつかの実施例において、金属と合金材料は、ニッケル、鉄、鉛、白金、チタン、銅、モリブデン、亜鉛、又はそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。いくつかの実施例において、合金材料は、銅亜鉛合金、銅錫合金、銅ニッケルケイ素合金、銅クロム合金、銅銀合金など、又はそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。いくつかの実施例において、金属酸化物材料は、ＲｕＯ_２、ＭｎＯ_２、ＰｂＯ_２、ＮｉＯなど、又はそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。

いくつかの実施例において、片持ち梁構造は、ボンディングワイヤ電極層（ＰＡＤ層）を含んでもよく、ボンディングワイヤ電極層は、第１の電極層及び第２の電極層上に位置してもよく、外部ボンディングワイヤ（例えば、金線、アルミニウム線など）の方式で第１の電極層及び第２の電極層を外部回路に接続することにより、第１の電極層と第２の電極層との間の電圧信号をバックエンド処理回路に出力する。いくつかの実施例において、ボンディングワイヤ電極層の材料は、銅箔、チタン、銅などを含んでもよい。いくつかの実施例において、ボンディングワイヤ電極層と第１の電極層（又は第２の電極層）の材料は、同じであってもよい。いくつかの実施例において、ボンディングワイヤ電極層と第１の電極層（又は第２の電極層）の材料は、異なってもよい。

他のいくつかの実施例において、片持ち梁構造は、少なくとも１つの弾性層、電極層及び圧電層を含んでもよく、弾性層は、電極層の表面に位置してもよく、電極層は、圧電層の上面又は下面に位置してもよい。いくつかの実施例において、電極層は、第１の電極及び第２の電極を含んでもよい。第１の電極と第２の電極は、第１の櫛歯状構造に折り曲げられてもよく、第１の櫛歯状構造と第２の櫛歯状構造は、複数の櫛歯構造を含んでもよく、第１の櫛歯状構造の隣接する櫛歯構造の間にも、第２の櫛歯状構造の隣接する櫛歯構造の間にも、一定の間隔を有し、該間隔は、同じであってもよく、異なってもよい。第１の櫛歯状構造は、第２の櫛歯状構造と嵌合して電極層を形成し、さらに、第１の櫛歯状構造の櫛歯構造は、第２の櫛歯状構造の間隔へ入り込み、第２の櫛歯状構造の櫛歯構造は、第１の櫛歯状構造の間隔へ入り込むことにより、互いに嵌合して電極層を形成してもよい。第１の櫛歯状構造と第２の櫛歯状構造が互いに嵌合することにより、第１の電極と第２の電極は、コンパクトに配列されるが、交差しない。いくつかの実施例において、第１の櫛歯状構造及び第２の櫛歯状構造は、片持ち梁の長手方向（例えば、固定端から自由端への方向）に沿って延在する。弾性層及び圧電層のさらなる説明について、図５及びその関連説明を参照することができる。いくつかの実施例において、異なる音響電気変換素子５２０における各片持ち梁構造は、それぞれ片持ち梁共振システムを構成してもよく、該システムの共振周波数は、式（４）で表すことができる。

ここで、ｆ_０は、共振システムの共振周波数を表し、ｋは、共振システムの剛性を表し、ｍは、共振システムの質量を表す。式（４）から分かるように、片持ち梁共振システムの剛性とその質量との比率ｋ／ｍの値が小さくなると、共振システムの共振周波数ｆ_０も低下する。いくつかの実施例において、共振システムの共振周波数を変更することにより、共振システムの特定の（例えば、共振周波数より小さい）周波数範囲での感度を向上させることができる。

いくつかの実施例において、片持ち梁構造が直方体構造であるとき、片持ち梁共振システムの共振周波数の計算式（４）は、さらに式（５）で表すことができる。

ここで、ｆ_０は、共振システムの共振周波数を表し、Ｅは、片持ち梁構造の材料の弾性率を表し、ｌは、片持ち梁構造の断面二次モーメント（片持ち梁構造の長さと理解されてもよい）を表し、ρは、片持ち梁構造の密度を表し、Ａは、片持ち梁構造の断面積を表す。

、ここで、ｂは、片持ち梁構造の断面の幅を表し、
ｈは、片持ち梁構造の断面の高さを表す。式（５）から分かるように、片持ち梁構造の断面寸法（すなわち、片持ち梁構造の幅及び高さ）、材料が同じであるとき、片持ち梁構造の長さが長いほど、片持ち梁構造の共振周波数が小さくなる。

上記説明に基づいて、いくつかの実施例において、異なる音響電気変換素子５２０（例えば、長さの異なる片持ち梁構造）を設置することにより、異なる音響電気変換素子５２０にそれぞれ異なる共振周波数を備えさせ、振動伝達部５２３の振動信号に対して異なる周波数応答を生成することができる。いくつかの実施例において、片持ち梁構造のパラメータ（例えば、長さ、幅、厚さ、材料など）を設定することにより、異なる共振周波数に対応する周波数応答を取得することができる。いくつかの実施例において、片持ち梁構造に対応する共振周波数は、片持ち梁構造のその振動方向に垂直な長さと負の相関関係にあってもよく、すなわち片持ち梁構造のその振動方向に垂直な長さが長いほど、片持ち梁構造に対応する共振周波数が小さくなる。例えば、図７Ａにおける第１の片持ち梁構造５２１１のその振動方向に垂直な長さは、第２の片持ち梁構造５２１２のその振動方向に垂直な長さより大きく、第１の片持ち梁構造５２１１に対応する共振周波数は、第２の片持ち梁構造５２１２に対応する共振周波数より低い。いくつかの実施例において、片持ち梁構造の長さを調整することにより、異なる片持ち梁構造に対応する複数の共振周波数のうちの少なくとも２つを２０Ｈｚ～１６０００Ｈｚの範囲内にすることができる。いくつかの実施例において、片持ち梁構造の長さを調整することにより、異なる片持ち梁構造に対応する複数の共振周波数のうちの少なくとも２つを１００Ｈｚ～１２０００Ｈｚの範囲内にすることができる。片持ち梁構造は、その共振周波数の近傍にある振動に敏感であるため、片持ち梁構造が振動信号に対して周波数選択の特性を有すると考えられてもよく、すなわち、片持ち梁構造は、主に振動信号のうち、その共振周波数の近傍にあるサブバンド振動信号を電気信号に変換する。したがって、いくつかの実施例において、異なる長さに設定することにより、異なる片持ち梁構造が異なる共振周波数を有し、各共振周波数の近傍においてそれぞれサブバンドを形成することができる。例えば、複数の片持ち梁構造により人声の周波数範囲内に１１個のサブバンドを設定してもよく、１１個のサブバンドにそれぞれ対応する片持ち梁構造の共振周波数は、それぞれ５００Ｈｚ～７００Ｈｚ、７００Ｈｚ～１０００Ｈｚ、１０００Ｈｚ～１３００Ｈｚ、１３００Ｈｚ～１７００Ｈｚ、１７００Ｈｚ～２２００Ｈｚ、２２００Ｈｚ～３０００Ｈｚ、３０００Ｈｚ～３８００Ｈｚ、３８００Ｈｚ～４７００Ｈｚ、４７００Ｈｚ～５７００Ｈｚ、５７００Ｈｚ～７０００Ｈｚ、７０００Ｈｚ～１２０００Ｈｚにあってもよい。また、例えば、複数の片持ち梁構造により人声の周波数範囲内に１６個のサブバンドを設定してもよく、１６個のサブバンドにそれぞれ対応する片持ち梁構造の共振周波数は、それぞれ５００Ｈｚ～６４０Ｈｚ、６４０Ｈｚ～７８０Ｈｚ、７８０Ｈｚ～９３０Ｈｚ、９４０Ｈｚ～１１００Ｈｚ、１１００Ｈｚ～１３００Ｈｚ、１３００Ｈｚ～１５００Ｈｚ、１５００Ｈｚ～１７５０Ｈｚ、１７５０Ｈｚ～１９００Ｈｚ、１９００Ｈｚ～２３５０Ｈｚ、２３５０Ｈｚ～２７００Ｈｚ、２７００Ｈｚ～３２００Ｈｚ、３２００Ｈｚ～３８００Ｈｚ、３８００Ｈｚ～４５００Ｈｚ、４５００Ｈｚ～５５００Ｈｚ、５５００Ｈｚ～６６００Ｈｚ、６６００Ｈｚ～８０００Ｈｚにあってもよい。さらに、例えば、複数の片持ち梁構造により人声の周波数範囲内に２４個のサブバンドを設定してもよく、２４個のサブバンドにそれぞれ対応する片持ち梁構造の共振周波数は、それぞれ２０Ｈｚ～１２０Ｈｚ、１２０Ｈｚ～２１０Ｈｚ、２１０Ｈｚ～３２０Ｈｚ、３２０Ｈｚ～４１０Ｈｚ、４１０Ｈｚ～５００Ｈｚ、５００Ｈｚ～６４０Ｈｚ、６４０Ｈｚ～７８０Ｈｚ、７８０Ｈｚ～９３０Ｈｚ、９４０Ｈｚ～１１００Ｈｚ、１１００Ｈｚ～１３００Ｈｚ、１３００Ｈｚ～１５００Ｈｚ、１５００Ｈｚ～１７５０Ｈｚ、１７５０Ｈｚ～１９００Ｈｚ、１９００Ｈｚ～２３５０Ｈｚ、２３５０Ｈｚ～２７００Ｈｚ、２７００Ｈｚ～３２００Ｈｚ、３２００Ｈｚ～３８００Ｈｚ、３８００Ｈｚ～４５００Ｈｚ、４５００Ｈｚ～５５００Ｈｚ、５５００Ｈｚ～６６００Ｈｚ、６６００Ｈｚ～７９００Ｈｚ、７９００Ｈｚ～９６００Ｈｚ、９６００Ｈｚ～１２１００Ｈｚ、１２１００Ｈｚ～１６０００Ｈｚにあってもよい。片持ち梁構造が直方体状であることを例示的に説明すると、いくつかの実施例において、複数の片持ち梁構造の長さを異なるように調整することにより、人声の周波数範囲（例えば、２０Ｈｚ～１６０００Ｈｚ）内に少なくとも５つのサブバンドを形成してもよい。いくつかの実施例において、複数の片持ち梁構造の長さを異なるように調整することにより、人声の周波数範囲（例えば、２０Ｈｚ～１６０００Ｈｚ）内に５個～１１個のサブバンドを形成してもよい。いくつかの実施例において、複数の片持ち梁構造の長さを異なるように調整することにより、人声の周波数範囲（例えば、２０Ｈｚ～１６０００Ｈｚ）内に５個～１６個のサブバンドを形成してもよい。いくつかの実施例において、複数の片持ち梁構造の長さを異なるように調整することにより、人声の周波数範囲（例えば、２０Ｈｚ～１６０００Ｈｚ）内に６個～２４個のサブバンドを形成してもよい。なお、音響電気変換素子（又は片持ち梁構造）、サブバンドの数、各サブバンドにそれぞれ対応する共振周波数の周波数範囲は上記説明に限定されず、それらはマイクロフォンの応用シーン、マイクロフォンの寸法などの具体的な状況に応じて適応的に調整することができ、ここではさらに限定しない。また、片持ち梁構造は、上記直方体状に限定されず、片持ち梁構造は、他の形状であってもよく、片持ち梁構造の断面形状は、三角形、半円形、菱形、五角形、六角形などの規則的又は不規則な形状であってもよく、また、片持ち梁構造の質量又は剛性に関連するパラメータを調整することにより、異なる片持ち梁が異なる共振周波数を有することができる。

いくつかの実施例において、さらに第１の音響キャビティ５３０及び／又は孔部５１１の構造、寸法、内面粗さなどのパラメータ情報を調整することにより、マイクロフォン５００の音響電気変換素子５２０がそれぞれ所望の周波数範囲内に共振を発生可能にすることができる。例えば、第１の音響キャビティ５３０の形状、キャビティの体積及び内面粗さを調整して、振動信号へのサブバンド分解を実現することにより、第１の音響キャビティ５３０に入る音声は、特定のサブバンドの周波数を有することができる。第１の音響キャビティ５３０及び／又は孔部５１１の構造、寸法、内面粗さなどのパラメータ情報を調整することにより、マイクロフォン５００がそれぞれ所望の周波数範囲内に共振を発生可能にすることができるという内容について、本願と同じ日付きに出願された「マイクロフォン」という名称の特許出願を参照することができ、ここでは説明を省略する。

図８は、本願のいくつかの実施例に係るマイクロフォンの概略構成図である。図８に示すように、マイクロフォン８００は、ハウジング構造８１０、音響電気変換素子８２０及び振動ピックアップ部８２２を含んでもよい。図８に示すマイクロフォン８００は、図５に示すマイクロフォン５００と同じ又は類似であってもよい。例えば、マイクロフォン８００のハウジング構造８１０は、マイクロフォン５００のハウジング構造５１０と同じ又は類似であってもよい。また、例えば、マイクロフォン８００の第１の音響キャビティ８３０、第２の音響キャビティ８４０、キャビティ８５０は、それぞれマイクロフォン５００の第１の音響キャビティ５３０、第２の音響キャビティ５４０、キャビティ５５０と同じ又は類似であってもよい。さらに、例えば、マイクロフォン８００の振動ピックアップ部８２２（例えば、第１の振動ピックアップ部８２２１、第２の振動ピックアップ部８２２２）は、マイクロフォン５００の振動ピックアップ部５２２（例えば、第１の振動ピックアップ部５２２１、第２の振動ピックアップ部５２２２）と同じ又は類似であってもよい。マイクロフォン８００のさらなる構造（例えば、孔部８１１、振動伝達部８２３など）について、図５及びその関連説明を参照することができる。

いくつかの実施例において、図８に示すマイクロフォン８００と図５に示すマイクロフォン５００との主な相違点は、マイクロフォン８００の各音響電気変換素子８２０が第１の片持ち梁構造８２１１及び第２の片持ち梁構造８２１２を含んでもよいということであり、ここで、第１の片持ち梁構造８２１１及び第２の片持ち梁構造８２１２は２つの電極板と見なしてもよい。いくつかの実施例において、第１の片持ち梁構造８２１１と第２の片持ち梁構造８２１２は、対向して設置されてもよく、かつ第１の片持ち梁構造８２１１と第２の片持ち梁構造８２１２は、対向面積を有する。いくつかの実施例において、第１の片持ち梁構造８２１１及び第２の片持ち梁構造８２１２は、鉛直に配置され、このときの対向面積は、第１の片持ち梁構造８２１１の下面が第２の片持ち梁構造８２１２の上面と対向する面積であると理解されてもよい。いくつかの実施例において、第１の片持ち梁構造８２１１と第２の片持ち梁構造８２１２とは、第１の間隔ｄ１を有してもよい。第１の片持ち梁構造８２１１及び第２の片持ち梁構造８２１２は、振動伝達部８２３の振動信号を受信すると、それぞれの振動方向（第１の間隔ｄ１の延長方向）に程度の異なる変形を発生させ、第１の間隔ｄ１を変化させることができる。第１の片持ち梁構造８２１１及び第２の片持ち梁構造８２１２は、第１の間隔ｄ１の変化に基づいて、受信した振動伝達部８２３の振動信号を電気信号に変換することができる。

第１の片持ち梁構造８２１１と第２の片持ち梁構造８２１２に、その振動方向に程度の異なる変形を発生させるために、いくつかの実施例において、第１の片持ち梁構造８２１１の剛性と第２の片持ち梁構造８２１２の剛性は異なってもよい。振動伝達部８２３の振動信号の作用で、剛性が比較的小さい片持ち梁構造は、ある程度の変形を発生させることができ、剛性が比較的大きい片持ち梁構造は、ほぼ変形しないか又は剛性が比較的小さい片持ち梁構造より変形量が小さいと考えられてもよい。いくつかの実施例において、マイクロフォン８００が動作状態にあるとき、比較的小さい剛性を有する片持ち梁構造（例えば、第２の片持ち梁構造８２１２）が振動伝達部８２３の振動に応答して変形し、比較的大きい剛性を有する片持ち梁構造（例えば、第１の片持ち梁構造８２１１）が変形することなく振動伝達部８２３と共に振動することにより、第１の間隔ｄ１を変化させてもよい。

いくつかの実施例において、音響電気変換素子８２０内の比較的小さい剛性を有する片持ち梁構造の共振周波数は、人の耳の聴覚範囲内（例えば、１２０００Ｈｚ内）の周波数範囲にあってもよい。いくつかの実施例において、音響電気変換素子８２０内の比較的大きい剛性を有する片持ち梁構造の共振周波数は、人の耳が感知しにくい（例えば、１２０００Ｈｚより大きい）周波数範囲にあってもよい。いくつかの実施例において、音響電気変換素子８２０内の第１の片持ち梁構造８２１１（又は第２の片持ち梁構造８２１２）の剛性は、第１の片持ち梁構造８２１１（又は第２の片持ち梁構造８２１２）の材料、長さ、幅又は厚さなどを調整することによって実現することができる。いくつかの実施例において、異なる音響電気変換素子８２０に対応する各組の片持ち梁構造のパラメータ（例えば、片持ち梁構造の材料、厚さ、長さ、幅など）を調整することにより、異なる共振周波数に対応する異なる周波数応答を取得する。いくつかの実施例において、異なる音響電気変換素子８２０に対応する各組の片持ち梁構造（例えば、第１の片持ち梁構造８２１１及び第２の片持ち梁構造８２１２）の長さを調整することにより、異なる音響電気変換素子８２０に対応する複数の共振周波数のうちの少なくとも２つを２０Ｈｚ～１６０００Ｈｚの範囲内にしてもよい。いくつかの実施例において、異なる音響電気変換素子８２０に対応する各組の片持ち梁構造（例えば、第１の片持ち梁構造８２１１及び第２の片持ち梁構造８２１２）の長さを調整することにより、異なる音響電気変換素子８２０に対応する複数の共振周波数のうちの少なくとも２つを１００Ｈｚ～１２００Ｈｚの範囲内にしてもよい。音響電気変換素子８２０に対応する一組の片持ち梁構造（例えば、第１の片持ち梁構造８２１１及び第２の片持ち梁構造８２１２）は、その共振周波数の近傍での振動に敏感であるため、音響電気変換素子８２０に対応する一組の片持ち梁構造が振動信号に対して周波数選択の特性を有すると考えられてもよく、すなわち、音響電気変換素子８２０に対応する一組の片持ち梁構造は、主に振動信号のうち、その共振周波数の近傍にあるサブバンド振動信号を電気信号に変換する。したがって、いくつかの実施例において、異なる長さに設定することにより、異なる音響電気変換素子８２０に対応する複数組の片持ち梁構造が異なる共振周波数を有し、各共振周波数の近傍においてそれぞれサブバンドを形成することができる。いくつかの実施例において、複数組の片持ち梁構造により人声の周波数範囲（例えば、２０Ｈｚ～１６０００Ｈｚ）内に少なくとも５つのサブバンドを設定してもよい。例えば、複数組の片持ち梁構造により人声の周波数範囲内に１１個のサブバンドを設定してもよく、１１個のサブバンドにそれぞれ対応する各組の片持ち梁構造の共振周波数は、それぞれ５００Ｈｚ～７００Ｈｚ、７００Ｈｚ～１０００Ｈｚ、１０００Ｈｚ～１３００Ｈｚ、１３００Ｈｚ～１７００Ｈｚ、１７００Ｈｚ～２２００Ｈｚ、２２００Ｈｚ～３０００Ｈｚ、３０００Ｈｚ～３８００Ｈｚ、３８００Ｈｚ～４７００Ｈｚ、４７００Ｈｚ～５７００Ｈｚ、５７００Ｈｚ～７０００Ｈｚ、７０００Ｈｚ～１２０００Ｈｚにあってもよい。また、例えば、複数組の片持ち梁構造により人声の周波数範囲内に１６個のサブバンドを設定してもよく、１６個のサブバンドにそれぞれ対応する各組の片持ち梁構造の共振周波数は、それぞれ５００Ｈｚ～６４０Ｈｚ、６４０Ｈｚ～７８０Ｈｚ、７８０Ｈｚ～９３０Ｈｚ、９４０Ｈｚ～１１００Ｈｚ、１１００Ｈｚ～１３００Ｈｚ、１３００Ｈｚ～１５００Ｈｚ、１５００Ｈｚ～１７５０Ｈｚ、１７５０Ｈｚ～１９００Ｈｚ、１９００Ｈｚ～２３５０Ｈｚ、２３５０Ｈｚ～２７００Ｈｚ、２７００Ｈｚ～３２００Ｈｚ、３２００Ｈｚ～３８００Ｈｚ、３８００Ｈｚ～４５００Ｈｚ、４５００Ｈｚ～５５００Ｈｚ、５５００Ｈｚ～６６００Ｈｚ、６６００Ｈｚ～８０００Ｈｚにあってもよい。さらに、例えば、複数組の片持ち梁構造により人声の周波数範囲内に２４個のサブバンドを設定してもよく、２４個のサブバンドにそれぞれ対応する各組の片持ち梁構造の共振周波数は、それぞれ２０Ｈｚ～１２０Ｈｚ、１２０Ｈｚ～２１０Ｈｚ、２１０Ｈｚ～３２０Ｈｚ、３２０Ｈｚ～４１０Ｈｚ、４１０Ｈｚ～５００Ｈｚ、５００Ｈｚ～６４０Ｈｚ、６４０Ｈｚ～７８０Ｈｚ、７８０Ｈｚ～９３０Ｈｚ、９４０Ｈｚ～１１００Ｈｚ、１１００Ｈｚ～１３００Ｈｚ、１３００Ｈｚ～１５００Ｈｚ、１５００Ｈｚ～１７５０Ｈｚ、１７５０Ｈｚ～１９００Ｈｚ、１９００Ｈｚ～２３５０Ｈｚ、２３５０Ｈｚ～２７００Ｈｚ、２７００Ｈｚ～３２００Ｈｚ、３２００Ｈｚ～３８００Ｈｚ、３８００Ｈｚ～４５００Ｈｚ、４５００Ｈｚ～５５００Ｈｚ、５５００Ｈｚ～６６００Ｈｚ、６６００Ｈｚ～７９００Ｈｚ、７９００Ｈｚ～９６００Ｈｚ、９６００Ｈｚ～１２１００Ｈｚ、１２１００Ｈｚ～１６０００Ｈｚにあってもよい。いくつかの実施例において、複数組の片持ち梁構造の長さを異なるように調整することにより、異なる音響電気変換素子８２０は、人声の周波数範囲（例えば、２０Ｈｚ～１６０００Ｈｚ）内に５個～５０個のサブバンドを形成してもよい。好ましくは、複数組の片持ち梁構造の長さを異なるように設定することにより、複数組の片持ち梁構造は、人声の周波数範囲（例えば、２０Ｈｚ～１６０００Ｈｚ）内に６個～２４個のサブバンドを形成してもよい。

図９は、本願のいくつかの実施例に係るマイクロフォンの周波数応答曲線の概略図である。図９に示すように、横軸は、周波数を表し、単位は、Ｈｚであり、縦軸は、マイクロフォンから出力された音声信号の周波数応答を表し、単位は、ｄＢである。ここで、マイクロフォンとは、マイクロフォン５００、マイクロフォン８００、マイクロフォン１０００、マイクロフォン１１００、マイクロフォン１３００、マイクロフォン１４００、マイクロフォン１５００、マイクロフォン１８００、マイクロフォン１９００、マイクロフォン２０００などであってもよい。図９における各破線は、マイクロフォンの各音響電気変換素子にそれぞれ対応する周波数応答曲線を表すことができる。図９における各周波数応答曲線から分かるように、各音響電気変換素子は、いずれも自体の共振周波数を有し（例えば、周波数応答曲線９２０の共振周波数が約３５０Ｈｚであり、周波数応答曲線９３０の共振周波数が約１５００Ｈｚである）、外部音声信号がマイクロフォンに伝達されるとき、各音響電気変換素子がいずれも自体の共振周波数の近傍にある振動信号により敏感であるため、各音響電気変換素子から出力される電気信号は、主にその共振周波数に対応するサブバンド信号を含む。いくつかの実施例において、各音響電気変換素子の共振ピークでの出力は、その自体の平坦領域での出力よりはるかに大きく、各音響電気変換部材の周波数応答曲線における共振ピークに近接する周波数帯域を選択することにより、音声信号に対応するフルバンド信号に対するサブバンド分周を実現することができる。いくつかの実施例において、図９における各周波数応答曲線を融合することで、信号対雑音比が高く、かつより平坦なマイクロフォンの周波数応答曲線９１０を取得することができる。また、異なる音響電気変換素子（片持ち梁構造）を設置することにより、マイクロフォンシステムにおいて周波数範囲の異なる共振ピークを付加し、マイクロフォンの複数の共振ピークの近傍での感度を向上させ、さらにマイクロフォンの広帯域全体での感度を向上させることができる。

マイクロフォンに複数の音響電気変換素子を設置し、音響電気変換素子（例えば、片持ち梁構造）が異なる共振周波数の特性を有することを利用することにより、振動信号に対するフィルタリング及び帯域分解を実現し、マイクロフォンにおける複雑なフィルタ回路、ソフトウェアアルゴリズムによる計算資源の大量占用、信号歪み、雑音混入をもたらすという問題を回避し、さらにマイクロフォンの複雑さ及び製造コストを低減することができる。

図１０は、本願のいくつかの実施例に係るマイクロフォンの概略構成図である。図１０に示すように、マイクロフォン１０００は、ハウジング構造１０１０、音響電気変換素子１０２０及び振動ピックアップ部１０２２を含んでもよい。図１０に示すマイクロフォン１０００は、図５に示すマイクロフォン５００と同じ又は類似であってもよい。例えば、マイクロフォン１０００のハウジング構造１０１０は、マイクロフォン５００のハウジング構造５１０と同じ又は類似であってもよい。また、例えば、マイクロフォン１０００の第１の音響キャビティ１０３０、第２の音響キャビティ１０４０、キャビティ１０５０は、それぞれマイクロフォン５００の第１の音響キャビティ５３０、第２の音響キャビティ５４０、キャビティ５５０と同じ又は類似であってもよい。さらに、例えば、マイクロフォン１０００の振動ピックアップ部１０２２（例えば、第１の振動ピックアップ部１０２２１、第２の振動ピックアップ部１０２２２）は、マイクロフォン５００の振動ピックアップ部５２２（例えば、第１の振動ピックアップ部５２２１、第２の振動ピックアップ部５２２２）と同じ又は類似であってもよい。マイクロフォン１０００のさらなる構造（例えば、孔部１０１１、振動伝達部１０２３、音響電気変換素子１０２０など）について、図５及びその関連説明を参照することができる。

いくつかの実施例において、図１０に示すマイクロフォン１０００と図５に示すマイクロフォン５００との主な相違点は、マイクロフォン１０００が１つ以上の膜構造１０６０を含んでもよいということである。いくつかの実施例において、膜構造１０６０は、音響電気変換素子１０２０の上面及び／又は下面に位置してもよい。例えば、膜構造１０６０は、単層膜構造であって、音響電気変換素子１０２０の上面又は下面に位置してもよい。また、例えば、膜構造１０６０は、二層膜であって、音響電気変換素子１０２０の上面に位置する第１の膜構造と、音響電気変換素子１０２０の下面に位置する第２の膜構造と、を含んでもよい。音響電気変換素子１０２０の表面に膜構造１０６０を設置することにより、音響電気変換素子１０２０の共振周波数を調整することができ、いくつかの実施例において、膜構造１０６０の材料、寸法（例えば長さ、幅）、厚さなどを調整することにより、音響電気変換素子１０２０の共振周波数に影響を与えることができる。膜構造１０６０のパラメータ情報（例えば、材料、寸法、厚さなど）及び音響電気変換素子１０２０（例えば、片持ち梁構造）を調整することにより、各音響電気変換素子１０２０が所望の周波数範囲内に共振を発生させることができる。一方、音響電気変換素子１０２０の表面に膜構造１０６０を設置することにより、マイクロフォン１０００の過負荷による音響電気変換素子１０２０への損傷を回避し、マイクロフォン１０００の信頼性を向上させることができる。それ以外に、音響電気変換素子１０２０の表面に膜構造１０６０を設置することにより、応力によるマイクロフォン１０００の変形量を低減し、実際の製品を設計目標により適合させることができる。

いくつかの実施例において、膜構造１０６０は、音響電気変換素子１０２０の上面及び／又は下面を全部又は部分的に被覆してもよい。例えば、各音響電気変換素子１０２０の上面又は下面には対応する膜構造１０６０が被覆され、膜構造１０６０は、対応する音響電気変換素子１０２０の上面又は下面を全部被覆してもよく、膜構造１０６０は、対応する音響電気変換素子１０２０の上面又は下面を部分的に被覆してもよい。また、例えば、水平方向に見ると、複数の音響電気変換素子１０２０が同時に同一の水平面に位置するとき、１つの膜構造１０６０は、同時に同一の水平面にある複数の音響電気変換素子１０２０の上面又は下面を全部被覆してもよく、例えば、ここで、膜構造１０６０は、その周側により振動伝達部１０２３の内壁に接続されることにより、キャビティ１０５０を互いに独立した上下２つのキャビティに仕切る。さらに、例えば、膜構造１０６０の形状は、振動伝達部１０２３の断面形状と同じであってもよく、膜構造１０６０は、その周側により振動伝達部１０２３の内壁に接続され、膜構造１０６０の中間部分は、１つの孔部（図１０には図示せず）を含んでもよく、膜構造１０６０は、同時に同一の水平面にある複数の音響電気変換素子１０２０の上面又は下面を部分的に被覆してもよく、かつキャビティ１０５０を連通する上下２つのキャビティに仕切ってもよい。

いくつかの実施例において、膜構造１０６０の材料は、半導体材料、金属材料、金属合金、有機材料などのうちの１つ又は複数を含むが、これらに限定されない。いくつかの実施例において、半導体材料は、ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素などを含むが、これらに限定されない。いくつかの実施例において、金属材料は、銅、アルミニウム、クロム、チタン、金などを含むが、これらに限定されない。いくつかの実施例において、金属合金は、銅アルミニウム合金、銅金合金、チタン合金、アルミニウム合金などを含むが、これらに限定されない。いくつかの実施例において、有機材料は、ポリイミド、パリレン、ＰＤＭＳ、シリコンゲル、シリカゲルなどを含むが、これらに限定されない。

図１１は、本願のいくつかの実施例に係るマイクロフォンの概略構成図である。図１１に示すマイクロフォン１１００は、図８に示すマイクロフォン８００と同じ又は類似であってもよい。例えば、マイクロフォン１１００のハウジング構造１１１０は、マイクロフォン８００のハウジング構造８１０と同じ又は類似であってもよい。また、例えば、マイクロフォン１１００の第１の音響キャビティ１１３０、第２の音響キャビティ１１４０、キャビティ１１５０は、それぞれマイクロフォン８００の第１の音響キャビティ８３０、第２の音響キャビティ８４０、キャビティ８５０と同じ又は類似であってもよい。さらに、例えば、マイクロフォン１１００の振動ピックアップ部１１２２（例えば、第１の振動ピックアップ部１１２２１、第２の振動ピックアップ部１１２２２）は、マイクロフォン８００の振動ピックアップ部８２２（例えば、第１の振動ピックアップ部８２２１、第２の振動ピックアップ部８２２２）と同じ又は類似であってもよい。マイクロフォン１１００のさらなる構造（例えば、孔部１１１１、振動伝達部１１２３、音響電気変換素子１１２０など）について、図８及びその関連説明を参照することができる。

いくつかの実施例において、図１１に示すマイクロフォン１１００と図８に示すマイクロフォン８００との主な相違点は、マイクロフォン１１００が１つ以上の膜構造１１６０を含んでもよいということである。いくつかの実施例において、膜構造１１６０は、音響電気変換素子１１２０の比較的小さい剛性を有する片持ち梁構造（例えば、第２の片持ち梁構造１１２１２）の上面及び／又は下面に位置してもよい。例えば、膜構造１１６０は、単層膜構造であって、第２の片持ち梁構造１１２１２の上面又は下面に位置してもよい。また、例えば、膜構造１１６０は、二層膜であって、第２の片持ち梁構造１１２１２の上面に位置する第１の膜構造と、第２の片持ち梁構造１１２１２の下面に位置する第２の膜構造と、を含んでもよい。いくつかの実施例において、膜構造１１６０は、第２の片持ち梁構造１１２１２の上面及び／又は下面を全部又は部分的に被覆してもよい。例えば、各第２の片持ち梁構造１１２１２の上面又は下面には対応する膜構造１１６０が被覆され、膜構造１１６０は、対応する第２の片持ち梁構造１１２１２の上面又は下面を全部被覆してもよく、膜構造１１６０は、対応する第２の片持ち梁構造１１２１２の上面又は下面を部分的に被覆してもよい。第２の片持ち梁構造１１２１２の上面及び下面を全部又は部分的に被覆する膜構造１１６０のさらなる内容について、図１０及びその関連説明を参照することができる。

いくつかの実施例において、膜構造１１６０は、音響電気変換素子１１２０の比較的大きい剛性を有する片持ち梁構造（例えば、第１の片持ち梁構造１１２１１）の上面及び／又は下面に位置してもよい。膜構造１１６０が第１の片持ち梁構造１１２１１の上面及び／又は下面に位置する形態は、膜構造１１６０が第２の片持ち梁構造１１２１２の上面及び／又は下面に位置する形態と類似し、ここでは説明を省略する。

いくつかの実施例において、膜構造１１６０は、同時に音響電気変換素子１１２０の比較的小さい剛性を有する片持ち梁構造（例えば、第２の片持ち梁構造１１２１２）の上面及び／又は下面と、比較的大きい剛性を有する片持ち梁構造（例えば、第１の片持ち梁構造１１２１１）の上面及び／又は下面とに位置してもよい。例えば、図１２は、本願のいくつかの実施例に係るマイクロフォンの概略構成図であり、図１２に示すように、膜構造１１６０は、同時に第１の片持ち梁構造１１２１１の上面と第２の片持ち梁構造１１２１２の下面に位置する。いくつかの実施例において、比較的大きい剛性を有する片持ち梁構造（例えば、第１の片持ち梁構造１１２１１）の上面及び／又は下面に膜構造１１６０を設置することにより、比較的大きい剛性を有する片持ち梁構造の振動伝達部１１２３に対する変形を防止し、マイクロフォン１１００の感度を向上させることができる。一方、第２の片持ち梁構造１１２１２又は第１の片持ち梁構造１１２１１の表面に膜構造１０６０を設置することにより、応力による第２の片持ち梁構造１１２１２又は第１の片持ち梁構造１１２１１の変形量を調整し、第２の片持ち梁構造１１２１２と第１の片持ち梁構造１１２１１の間隔を正確に制御することができる。

図１３は、本願のいくつかの実施例に係るマイクロフォンの概略構成図である。図１３に示すように、マイクロフォン１３００は、ハウジング構造１３１０、音響電気変換素子１３２０及び振動ピックアップ部１３２２を含んでもよい。図１３に示すマイクロフォン１３００は、図５に示すマイクロフォン５００と同じ又は類似であってもよい。例えば、マイクロフォン１３００のハウジング構造１３１０は、マイクロフォン５００のハウジング構造５１０と同じ又は類似であってもよい。また、例えば、マイクロフォン１３００の第１の音響キャビティ１３３０、第２の音響キャビティ１３４０、キャビティ１３５０は、それぞれマイクロフォン５００の第１の音響キャビティ５３０、第２の音響キャビティ５４０、キャビティ５５０と同じ又は類似であってもよい。マイクロフォン１３００のさらなる構造（例えば、孔部１３１１、振動伝達部１３２３、音響電気変換素子１３２０など）について、図５及びその関連説明を参照することができる。

いくつかの実施例において、図１３に示すマイクロフォン１３００と図５に示すマイクロフォン５００との主な相違点は、振動ピックアップ部１３２２である。いくつかの実施例において、振動ピックアップ部１３２２は、第１の振動ピックアップ部１３２２１、第２の振動ピックアップ部１３２２２及び第３の振動ピックアップ部１３２２３を含んでもよい。いくつかの実施例において、第１の振動ピックアップ部１３２２１、振動伝達部１３２３、第２の振動ピックアップ部１３２２２は、上から下へ順に設置され、具体的には、第１の振動ピックアップ部１３２２１の下面は、振動伝達部１３２３の上面に接続され、第２の振動ピックアップ部１３２２２の上面は、振動伝達部１３２３の下面に接続され、第１の振動ピックアップ部１３２２１と、第２の振動ピックアップ部１３２２２と、振動伝達部１３２３との間にキャビティ１３５０が画成されてもよく、音響電気変換素子１３２０は、キャビティ１３５０内に位置する。いくつかの実施例において、第３の振動ピックアップ部１３２２３は、振動伝達部１３２３とハウジング構造１３１０の内壁との間に接続される。マイクロフォン１３００が動作するとき、音声信号が孔部１３１１を通って第１の音響キャビティ１３３０に入り、かつ振動ピックアップ部１３２２に作用することにより、第３の振動ピックアップ部１３２２３を振動させることができ、第３の振動ピックアップ部１３２２３は、振動を振動伝達部１３２３により音響電気変換素子１３２０に伝達する。

いくつかの実施例において、第３の振動ピックアップ部１３２２３は、１つ以上の薄膜構造を含んでもよく、該薄膜構造は、振動伝達部１３２３及びハウジング構造１３１０に適合する。例えば、ハウジング構造１３１０及び振動伝達部１３２３がいずれも円柱状の構造であるとき、第３の振動ピックアップ部１３２２３は、環状の薄膜構造であってもよく、環状の薄膜構造の周側の外壁は、ハウジング構造１３１０に接続され、環状の薄膜構造の周側の内壁は、振動伝達部１３２３に接続される。また、例えば、ハウジング構造１３１０が円柱状の構造であり、振動伝達部１３２３が直方体構造であるとき、第３の振動ピックアップ部１３２２３は、中心部位に長方形の孔部を有する円形の薄膜構造であってもよく、該薄膜構造の周側の外壁は、ハウジング構造１３１０に接続され、薄膜構造の内壁は、振動伝達部１３２３に接続される。なお、第３の振動ピックアップ部１３２２３の形状は、前述の環状及び長方形に限定されず、他の形状、例えば、五角形、六角形などの規則的及び／又は不規則な形状の薄膜構造であってもよく、第３の振動ピックアップ部１３２２３の形状及び構造は、ハウジング構造１３１０及び振動伝達部１３２３の形状に応じて適応的に調整することができる。

いくつかの実施例において、第３の振動ピックアップ部１３２２３の材料は、半導体材料、金属材料、金属合金、有機材料などのうちの１つ又は複数を含むが、これらに限定されない。いくつかの実施例において、半導体材料は、ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素などを含むが、これらに限定されない。いくつかの実施例において、金属材料は、銅、アルミニウム、クロム、チタン、金などを含むが、これらに限定されない。いくつかの実施例において、金属合金は、銅アルミニウム合金、銅金合金、チタン合金、アルミニウム合金などを含むが、これらに限定されない。いくつかの実施例において、有機材料は、ポリイミド、パリレン、ＰＤＭＳ、シリコンゲル、シリカゲルなどを含むが、これらに限定されない。

いくつかの実施例において、第１の振動ピックアップ部１３２２１の材料及び／又は第２の振動ピックアップ部１３２２２の材料は、可撓性材料であってもよい。第１の振動ピックアップ部１３２２１及び第２の振動ピックアップ部１３２２２の材料と、第３の振動ピックアップ部１３２２３の材料とがいずれも可撓性材料であってもよい。この場合、第１の振動ピックアップ部１３２２１及び第２の振動ピックアップ部１３２２２は、振動ピックアップ部１３２２の一部として（すなわち、第１の振動ピックアップ部１３２２１及び第２の振動ピックアップ部１３２２２が振動信号をピックアップするために用いられる）、第１の音響キャビティ１３３０内の空気振動の作用で変形することができる。いくつかの実施例において、第１の振動ピックアップ部１３２２１の材料及び第２の振動ピックアップ部１３２２２の材料は、剛性材料であってもよい。この場合、第１の振動ピックアップ部１３２２１及び第２の振動ピックアップ部１３２２２は、第１の音響キャビティ１３３０内の空気振動の作用で変形しない。いくつかの実施例において、第１の振動ピックアップ部１３２２１及び第２の振動ピックアップ部１３２２２が剛性材料であるため、マイクロフォン１３００が動作するとき、キャビティ１３５０の体積を基本的に一定に保持することができ、キャビティ１３５０の体積変化による音響電気変換素子１３２０への影響を回避し、さらに音響電気変換素子１３２０が所望の周波数範囲内に共振を発生させることを保証することができる。

いくつかの実施例において、マイクロフォン１３００は、少なくとも１つの膜構造（図示せず）を含んでもよく、少なくとも１つの膜構造は、音響電気変換素子１３２０の上面及び／又は下面に位置してもよい。少なくとも１つの膜構造の詳細について、図１０及びその関連説明を参照することができ、ここでは説明を省略する。

図１４は、本願のいくつかの実施例に係るマイクロフォンの概略構成図である。図１４に示すように、マイクロフォン１４００は、ハウジング構造１４１０、音響電気変換素子１４２０及び振動ピックアップ部１４２２を含んでもよい。図１４に示すマイクロフォン１４００は、図８に示すマイクロフォン８００と同じ又は類似であってもよい。例えば、マイクロフォン１４００のハウジング構造１４１０は、マイクロフォン８００のハウジング構造８１０と同じ又は類似であってもよい。また、例えば、マイクロフォン１４００の第１の音響キャビティ１４３０、第２の音響キャビティ１４４０、キャビティ１４５０は、それぞれマイクロフォン８００の第１の音響キャビティ８３０、第２の音響キャビティ８４０、キャビティ８５０と同じ又は類似であってもよい。マイクロフォン１４００のさらなる構造（例えば、孔部１４１１、振動伝達部１４２３、音響電気変換素子１４２０など）について、図８及びその関連説明を参照することができる。

いくつかの実施例において、図１４に示すマイクロフォン１４００と図８に示すマイクロフォン８００との主な相違点は、振動ピックアップ部１４２２である。いくつかの実施例において、振動ピックアップ部１４２２は、第１の振動ピックアップ部１４２２１、第２の振動ピックアップ部１４２２２及び第３の振動ピックアップ部１４２２３を含んでもよい。いくつかの実施例において、第１の振動ピックアップ部１４２２１、振動伝達部１４２３、第２の振動ピックアップ部１４２２２は、上から下へ順に設置され、具体的には、第１の振動ピックアップ部１４２２１の下面は、振動伝達部１４２３の上面に接続されてもよく、第２の振動ピックアップ部１４２２２の上面は、振動伝達部１４２３の下面に接続されてもよく、第１の振動ピックアップ部１４２２１、第２の振動ピックアップ部１４２２２と振動伝達部１４２３との間にキャビティ１４５０が画成されてもよく、音響電気変換素子１４２０は、キャビティ１４５０内に位置する。いくつかの実施例において、第３の振動ピックアップ部１４２２３は、振動伝達部１４２３とハウジング構造１４１０の内壁との間に接続される。マイクロフォン１４００が動作するとき、音声信号は、孔部１４１１を通って第１の音響キャビティ１４３０に入り、かつ第３の振動ピックアップ部１４２２３に作用してそれを振動させることができ、第３の振動ピックアップ部１４２２３は、振動を振動伝達部１４２３により音響電気変換素子１４２０に伝達する。第３の振動ピックアップ部１４２２３の詳細について、図１３及びその関連説明を参照することができ、ここでは説明を省略する。

いくつかの実施例において、マイクロフォン１４００は、少なくとも１つの膜構造（図示せず）を含んでもよく、少なくとも１つの膜構造は、音響電気変換素子１４２０の上面及び／又は下面に位置してもよい。少なくとも１つの膜構造の詳細について、図１０～図１２及びその関連説明を参照することができ、ここでは説明を省略する。

図１５は、本願のいくつかの実施例に係るマイクロフォンの概略構成図である。図１５に示すように、マイクロフォン１５００は、ハウジング構造１５１０、音響電気変換素子１５２０及び振動ピックアップ部１５２２を含んでもよい。図１５に示すマイクロフォン１５００は、図１３に示すマイクロフォン１３００と同じ又は類似であってもよい。例えば、マイクロフォン１５００のハウジング構造１５１０は、マイクロフォン１３００のハウジング構造１３１０と同じ又は類似であってもよい。また、例えば、マイクロフォン１５００の第１の音響キャビティ１５３０、第２の音響キャビティ１５４０、キャビティ１５５０は、それぞれマイクロフォン１３００の第１の音響キャビティ１３３０、第２の音響キャビティ１３４０、キャビティ１３５０と同じ又は類似であってもよい。さらに、例えば、マイクロフォン１５００の振動ピックアップ部１５２２（例えば、第１の振動ピックアップ部１５２２１、第２の振動ピックアップ部１５２２２、第３の振動ピックアップ部１５２２３）は、マイクロフォン１３００の振動ピックアップ部１３２２（例えば、第１の振動ピックアップ部１３２２１、第２の振動ピックアップ部１３２２２、第３の振動ピックアップ部１３２２３）と同じ又は類似であってもよい。マイクロフォン１５００のさらなる構造（例えば、孔部１５１１、振動伝達部１５２３、音響電気変換素子１５２０など）について、図１３及びその関連説明を参照することができる。

いくつかの実施例において、図１５に示すマイクロフォン１５００と図１３に示すマイクロフォン１３００との主な相違点は、マイクロフォン１５００が１つ以上の支持構造１５６０を含んでもよいということである。いくつかの実施例において、支持構造１５６０は、キャビティ１５５０内に設置されてもよく、支持構造１５６０の上面は、第１の振動ピックアップ部１５２２１の下面に接続されてもよく、支持構造１５６０の下面は、第２の振動ピックアップ部１５２２２の上面に接続されてもよい。キャビティ内に支持構造１５６０を設置し、支持構造１５６０をそれぞれ第１の振動ピックアップ部１５２２１と第２の振動ピックアップ部１５２２２に接続することにより、第１の振動ピックアップ部１５２２１と第２の振動ピックアップ部１５２２２の剛性をさらに向上させ、第１の振動ピックアップ部１５２２１と第２の振動ピックアップ部１５２２２が第１の音響キャビティ１５３０内の空気振動の影響を受けて変形することのないようにし、さらにマイクロフォン１５００の内部素子（例えば、第１の振動ピックアップ部１５２２１、第２の振動ピックアップ部１５２２２）の振動モードを減少させることができる。一方、支持構造１５６０をそれぞれ第１の振動ピックアップ部１５２２１と第２の振動ピックアップ部１５２２２に接続することにより、マイクロフォン１５００の過負荷の場合での信頼性も向上させることができる。

いくつかの実施例において、支持構造１５６０の形状は、板状構造、円柱体、円錐台、直方体、角錐台、六面体などの規則的及び／又は不規則な構造であってもよい。いくつかの実施例において、支持構造１５６０の材料は、半導体材料、金属材料、金属合金、有機材料などのうちの１つ又は複数を含むが、これらに限定されない。いくつかの実施例において、半導体材料は、ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素などを含むが、これらに限定されない。いくつかの実施例において、金属材料は、銅、アルミニウム、クロム、チタン、金などを含むが、これらに限定されない。いくつかの実施例において、金属合金は、銅アルミニウム合金、銅金合金、チタン合金、アルミニウム合金などを含むが、これらに限定されない。いくつかの実施例において、有機材料は、ポリイミド、パリレン、ＰＤＭＳ、シリコンゲル、シリカゲルなどを含むが、これらに限定されない。

図１５に示すように、いくつかの実施例において、音響電気変換素子１５２０における自由端（即ちキャビティ１５５０内に宙吊りにされた端部）と支持構造１５６０との間の第２の間隔ｄ２を２ｕｍ以上にすることにより、音響電気変換素子１５２０が振動において支持構造１５６０と衝突することを防止する。また、第２の間隔ｄ２が小さい（例えば、第２の間隔ｄ２が２０ｕｍ以下である）とき、マイクロフォン１５００全体の体積を効果的に低減することができる。いくつかの実施例において、各音響電気変換素子１５２０（例えば、長さの異なる片持ち梁構造）における自由端と支持構造１５６０との第２の間隔ｄ２は異なってもよい。いくつかの実施例において、形状、寸法の異なる支持構造１５６０を設計し、かつ支持構造１５６０の位置を調整することにより、複数の音響電気変換素子１５２０（例えば、片持ち梁構造）をキャビティ１５５０内に緊密に配置し、マイクロフォン１５００の全体寸法を小さくすることができる。図１６Ａ及び図１６Ｂは、本願のいくつかの実施例に係るマイクロフォンの異なる方向での概略断面図であり、図１６Ａ及び図１６Ｂに示すように、支持構造１５６０が楕円柱体であるとき、支持構造１５６０、振動伝達部、及び振動ピックアップ部は、キャビティ１５５０において環状又は略環状のキャビティを画成し、複数の音響電気変換素子１５２０は、該キャビティ内に位置し、かつ支持構造１５６０の周側に沿って間隔を隔てて分布する。いくつかの実施例において、支持構造１５６０は、キャビティ１５５０の中心位置に位置してもよい。例えば、図１７Ａは、本願のいくつかの実施例に係るマイクロフォンの概略断面図であり、図１７Ａに示すように、支持構造１５６０は、キャビティ１５５０の中心位置に位置する。ここで、中心位置は、キャビティ１５５０の幾何学的な中心であってもよい。いくつかの実施例において、支持構造１５６０は、キャビティ１５５０における、振動伝達部１５２３のいずれか一端に近接する位置に設置されてもよい。例えば、図１７Ｂは、本願のいくつかの実施例に係るマイクロフォンの概略断面図であり、図１７Ｂに示すように、支持構造１５６０は、キャビティ１５５０における、振動伝達部１５２３の側壁Ｌに近接する位置に位置する。なお、支持構造１５６０の形状、配置方式、位置、材料などは、音響電気変換素子１５２０の長さ、数量及び分布方式などに応じて適応的に調整することができ、ここではさらに限定しない。

いくつかの実施例において、マイクロフォン１５００は、少なくとも１つの膜構造（図示せず）を含んでもよく、少なくとも１つの膜構造は、音響電気変換素子１５２０の上面及び／又は下面に設置されてもよい。いくつかの実施例において、膜構造の中部位置に、支持構造１５６０が貫通するための孔部が設置されてもよく、該孔部は、支持構造の断面形状と同じであってもよく、異なってもよい。いくつかの実施例において、支持構造１５６０の周側の側壁は、膜構造における孔部の周側に部分的に接続されてもよく、膜構造における孔部の周側に部分的に接続されなくてもよい。膜構造の形状、材質、構造などのさらなる説明について、図１０及びその関連説明を参照することができる。

なお、支持構造は、他の実施例におけるマイクロフォンに適用されてもよく、例えば、図５に示すマイクロフォン５００、図８に示すマイクロフォン８００、図１０に示すマイクロフォン１０００、図１１に示すマイクロフォン１１００、図１２に示すマイクロフォン１２００に適用されてもよく、支持構造が他のマイクロフォンに適用されるとき、支持構造の形状、位置、材料は、具体的な状況に応じて適応的に調整することができる。

図１８は、本願のいくつかの実施例に係るマイクロフォンの概略構成図である。図１８に示すように、マイクロフォン１８００は、ハウジング構造１８１０、音響電気変換素子１８２０及び振動ピックアップ部１８２２を含んでもよい。図１８に示すマイクロフォン１８００は、図１４に示すマイクロフォン１４００と同じ又は類似であってもよい。例えば、マイクロフォン１８００のハウジング構造１８１０は、マイクロフォン１４００のハウジング構造１４１０と同じ又は類似であってもよい。また、例えば、マイクロフォン１８００の第１の音響キャビティ１８３０、第２の音響キャビティ１８４０、キャビティ１８５０は、それぞれマイクロフォン１４００の第１の音響キャビティ１４３０、第２の音響キャビティ１４４０、キャビティ１４５０と同じ又は類似であってもよい。さらに、例えば、マイクロフォン１８００の振動ピックアップ部１８２２（例えば、第１の振動ピックアップ部１８２２１、第２の振動ピックアップ部１８２２２、第３の振動ピックアップ部１８２２３）は、マイクロフォン１４００の振動ピックアップ部１４２２（例えば、第１の振動ピックアップ部１４２２１、第２の振動ピックアップ部１４２２２、第３の振動ピックアップ部１４２２３）と同じ又は類似であってもよい。マイクロフォン１８００のさらなる構造（例えば、孔部１８１１、振動伝達部１８２３、音響電気変換素子１８２０など）について、図１４及びその関連説明を参照することができる。

いくつかの実施例において、図１８に示すマイクロフォン１８００と図１４に示すマイクロフォン１４００との主な相違点は、マイクロフォン１８００が支持構造１８６０を含んでもよいということである。いくつかの実施例において、支持構造１８６０の上面は、第１の振動ピックアップ部１８２２１の下面に接続されてもよく、支持構造１８６０の下面は、第２の振動ピックアップ部１８２２２の上面に接続されてもよい。いくつかの実施例において、少なくとも２つの音響電気変換素子１８２０の自由端（すなわち、キャビティ１８５０内に宙吊りにされた端部）と支持構造１８６０とは、第２の間隔ｄ２を有してもよい。支持構造１８６０のさらなる説明について、図１５及びその関連説明を参照することができる。

いくつかの実施例において、マイクロフォン１８００は、少なくとも１つの膜構造（図示せず）を含んでもよく、支持構造１８６０を含むマイクロフォン１８００の少なくとも１つの膜構造の詳細な説明について、図１１、図１２、図１５及びその関連説明を参照することができる。

なお、本実施例における支持構造は、図１５及び図１８において説明されたマイクロフォンに限定されず、支持構造は、他の実施例に説明されたマイクロフォン、例えば、図５、図８、図１０、図１１、図１２などにおけるマイクロフォンに適用されてもよく、ここでは限定しない。

図１９は、本願のいくつかの実施例に係るマイクロフォンの概略構成図である。いくつかの実施例において、マイクロフォンは、骨伝導マイクロフォンであってもよく、図１９に示すように、骨伝導マイクロフォン１９００は、ハウジング構造１９１０、音響電気変換素子１９２０及び振動ピックアップ部１９２２を含んでもよい。図１９に示す骨伝導マイクロフォン１９００の部品、例えば、音響電気変換素子１９２０、第１の音響キャビティ１９３０、第２の音響キャビティ１９４０、キャビティ１９５０、振動伝達部１９２３、支持構造１９６０などは、図１５に示すマイクロフォン１５００の部品と同じ又は類似であってもよい。

いくつかの実施例において、骨伝導マイクロフォン１９００と図１５に示すマイクロフォン１５００との相違点は、振動ピックアップの方式が異なるということであり、マイクロフォン１５００の振動ピックアップ部１５２２（例えば、第１の振動ピックアップ部１５２２１、第２の振動ピックアップ部１５２２２、第３の振動ピックアップ部１５２２３）は、孔部１５１１を通って第１の音響キャビティ１５３０内に伝達された空気の振動信号をピックアップするが、骨伝導マイクロフォン１９００のハウジング構造１９１０は、孔部を含まず、骨伝導マイクロフォン１９００は、振動ピックアップ部１９２２（例えば、第３の振動ピックアップ部１９２２３）によりハウジング構造１９１０の振動に応答して振動信号を生成する。具体的には、ハウジング構造１９１０は、外部音声信号に基づいて振動することができ、第３の振動ピックアップ部１９２２３は、ハウジング構造１９１０の振動に応答して振動信号を生成し、かつ振動信号を振動伝達部１９２３により音響電気変換素子１９２０に伝達することができ、音響電気変換素子１９２０は、振動信号を電気信号に変換して出力する。

図２０は、本願のいくつかの実施例に係るマイクロフォンの概略構成図である。図２０に示すように、骨伝導マイクロフォン２０００は、ハウジング構造２０１０、音響電気変換素子２０２０及び振動ピックアップ部２０２２を含んでもよい。図２０に示す骨伝導マイクロフォン２０００の部品、例えば、音響電気変換素子２０２０、第１の音響キャビティ２０３０、第２の音響キャビティ２０４０、キャビティ２０５０、振動伝達部２０２３、支持構造２０６０などは、図１８に示すマイクロフォン１８００の部品と同じ又は類似であってもよい。

いくつかの実施例において、骨伝導マイクロフォン２０００と図１８に示すマイクロフォン１８００との相違点は、振動ピックアップの方式が異なるということであり、マイクロフォン１８００の振動ピックアップ部１８２２（例えば、第１の振動ピックアップ部１８２２１、第２の振動ピックアップ部１８２２２、第３の振動ピックアップ部１８２２３）は、孔部１８１１を通って第１の音響キャビティ１８３０内に伝達された空気の振動信号をピックアップするが、骨伝導マイクロフォン２０００のハウジング構造２０１０は、孔部を含まず、骨伝導マイクロフォン２０００は、振動ピックアップ部２０２２（例えば、第３の振動ピックアップ部２０２２３）によりハウジング構造２０１０の振動に応答して振動信号を生成する。いくつかの実施例において、ハウジング構造２０１０は、外部音声信号に基づいて振動することができ、第３の振動ピックアップ部２０２２３は、ハウジング構造２０１０の振動に応答して振動信号を生成し、かつ振動信号を振動伝達部２０２３により音響電気変換素子２０２０に伝達することができ、音響電気変換素子２０２０は、振動信号を電気信号に変換して出力する。

なお、図５に示すマイクロフォン５００、図８に示すマイクロフォン８００、図１０に示すマイクロフォン１０００、図１１に示すマイクロフォン１１００、図１２に示すマイクロフォン１２００は、骨伝導マイクロフォンとして使用されてもよい。例えば、ここで、マイクロフォンは、孔部が設置されず、ハウジング構造が外部音声信号に基づいて振動し、第１の振動ピックアップ部又は第２の振動ピックアップ部がハウジング構造の振動に応答して振動信号を生成し、かつ振動を振動伝達部により音響電気変換素子に伝達し、音響電気変換素子が振動信号を電気信号に変換して出力してもよい。

上記で基本概念を説明してきたが、当業者にとっては、上記詳細な開示は、単なる例として提示されているに過ぎず、本願を限定するものではないことは明らかである。本明細書において明確に記載されていないが、当業者は、本願に対して様々な変更、改良及び修正を行うことができる。これらの変更、改良及び修正は、本願によって示唆されることが意図されておるため、本願の例示的な実施例の精神及び範囲内にある。

さらに、本願の実施例を説明するために、本願において特定の用語が使用されている。例えば、「１つの実施例」、「一実施例」、及び／又は「いくつかの実施例」は、本願の少なくとも１つの実施例に関連した特定の特徴、構造又は特性を意味する。したがって、本明細書の様々な部分における「一実施例」又は「１つの実施例」又は「１つの代替的な実施例」の２つ以上の言及は、必ずしもすべてが同一の実施例を指すとは限らないことを強調し、理解されたい。また、本願の１つ以上の実施例における特定の特徴、構造又は特性は、適切に組み合わせられてもよい。

さらに、当業者には理解されように、本願の各態様は、任意の新規かつ有用なプロセス、機械、製品又は物質の組み合わせ、又はそれらへの任意の新規かつ有用な改善を含む、いくつかの特許可能なクラス又はコンテキストで、例示及び説明され得る。よって、本願の各態様は、完全にハードウェアによって実行されてもよく、完全にソフトウェア（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）によって実行されてもよく、ハードウェア及びソフトウェアの組み合わせによって実行されてもよい。以上のハードウェア又はソフトウェアは、いずれも「データブロック」、「モジュール」、「エンジン」、「ユニット」、「アセンブリ」又は「システム」と呼ばれてもよい。さらに、本願の各態様は、コンピュータ読み取り可能なプログラムコードを含む１つ以上のコンピュータ読み取り可能な媒体に具現化されたコンピュータプログラム製品の形態を取ることができる。

コンピュータ記憶媒体は、例えばベースバンド上に、又は搬送波の一部として、コンピュータプログラムコードを含む伝播データ信号を含み得る。該伝播信号は、電磁的な形態、光学的な形態など、又は適切な組み合わせ形態の様々な形態であってもよい。コンピュータ記憶媒体は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体以外の任意のコンピュータ読み取り可能な媒体であってもよく、該媒体は、命令実行システム、装置又は設備に接続されることにより、使用されるプログラムの通信、伝播又は伝送を実現することができる。コンピュータ記憶媒体上のプログラムコードは、無線、ケーブル、光ファイバケーブル、ＲＦを含む任意の適切な媒体、又は類似の媒体、又は上記媒体の任意の組み合わせを介して伝播され得る。

本願の各部分の操作に必要なコンピュータプログラムコードは、Ｊａｖａ、Ｓｃａｌａ、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｅｉｆｆｅｌ、ＪＡＤＥ、Ｅｍｅｒａｌｄ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、ＶＢ．ＮＥＴ、Ｐｙｔｈｏｎなどのようなオブジェクト指向プログラミング言語、Ｃ言語、Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ、Ｆｏｒｔｒａｎ ２００３、Ｐｅｒｌ、ＣＯＢＯＬ ２００２、ＰＨＰ、ＡＢＡＰのような一般的な手続き型プログラミング言語、Ｐｙｔｈｏｎ、Ｒｕｂｙ及びＧｒｏｏｖｙのような動的プログラミング言語、又は他のプログラミング言語などを含む、いずれか１つ又は複数のプログラミング言語で記述することができる。該プログラムコードは、完全にユーザコンピュータ上で実行されてもよく、独立したソフトウェアパッケージとしてユーザコンピュータ上で実行されてもよく、一部がユーザコンピュータ上で実行され、一部がリモートコンピュータ上で実行されてもよく、完全にリモートコンピュータ又はサーバ上で実行されてもよい。後者の場合、リモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）又はワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）などの任意のネットワーク形態でユーザコンピュータに接続されてもよく、或いは、（例えばインターネットを介して）外部コンピュータに接続されて、又はクラウドコンピューティング環境において、又はソフトウェア・アズ・ア・サービス（ＳａａＳ）などのサービスとして利用してもよい。

さらに、特許請求の範囲に明確に記載されていない限り、本願に記載の処理要素又はシーケンスの順序、英数字の使用、又は他の名称の使用は、本願の手順及び方法の順序を限定するものではない。上記開示において、発明の様々な有用な実施例であると現在考えられるものを様々な例を通して説明しているが、そのような詳細は、単にその目的のためであり、添付の特許請求の範囲は、開示される実施例に限定されないが、反対に、本願の実施例の趣旨及び範囲内にあるすべての修正及び等価な組み合わせをカバーするように意図されることが理解されよう。例えば、上述したシステムアセンブリは、ハードウェアデバイスにより実装されてもよいが、ソフトウェアのみのソリューション、例えば、既存のサーバ又はモバイルデバイスに説明されたシステムをインストールすることにより実装されてもよい。

同様に、本願の実施例の前述の説明では、本開示を簡略化して、１つ以上の発明の実施例への理解を助ける目的で、様々な特徴が１つの実施例、図面又はその説明にまとめられることがあることが理解されるであろう。しかしながら、このような開示方法は、特許請求される主題が各請求項で列挙されるよりも多くの特徴を必要とするという意図を反映するものとして解釈されるべきではない。むしろ、特許請求される主題は、前述の単一の開示された実施形態のすべての特徴より少ない場合がある。

いくつかの実施例において成分及び属性の数を説明する数字が使用されており、このような実施例を説明するための数字は、いくつかの例において修飾語「約」、「ほぼ」又は「実質的」によって修飾されるものとして理解されるべきである。特に明記しない限り、「約」、「ほぼ」又は「実質的」は、上記数字が説明する値の±２０％の変動が許容されることを示す。よって、いくつかの実施例において、明細書及び特許請求の範囲において使用されている数値パラメータは、いずれも特定の実施例に必要な特性に応じて変化し得る近似値である。いくつかの実施例において、数値パラメータについては、規定された有効桁数を考慮すると共に、通常の丸め手法を適用するべきである。本願のいくつかの実施例におけるその範囲を決定するための数値範囲及びパラメータは近似値であるにもかかわらず、特定の実施例では、このような数値は可能な限り正確に設定される。

本願において参照されているすべての特許、特許出願、公開特許公報、及び、論文、書籍、仕様書、刊行物、文書などのような他の資料は、本願の内容と一致しないか又は矛盾する出願経過文書、及び（現在又は後に本願に関連する）本願の特許請求項の最も広い範囲に関して限定的な影響を有し得る文書を除いて、その全体が参照により本願に組み込まれる。なお、本願の添付資料における説明、定義、及び／又は用語の使用が本願に記載の内容と一致しないか又は矛盾する場合、本願における説明、定義、及び／又は用語の使用を優先するものとする。

最後に、本願に記載の実施例は、単に本願の実施例の原理を説明するものであることが理解されよう。他の変形例も本願の範囲内にある可能性がある。したがって、限定するものではなく、例として、本願の実施例の代替構成は、本願の教示と一致するように見なされてもよい。よって、本願の実施例は、本願において明確に紹介して説明された実施例に限定されない。

１００、２００、５００、８００、１０００、１１００、１２００、１３００、１４００、１５００、１８００、１９００、２０００ マイクロフォン
１１０、２１０、５２０、８２０、１０２０、１１２０、１３２０、１４２０、１５２０、１８２０、１９２０、２０２０ 音響電気変換素子
１２０、２２０ サンプリングモジュール
１３０ サブバンド分周モジュール
１４０、２３０ 信号処理モジュール
５１０、８１０、１０１０、１１１０、１３１０、１４１０、１５１０、１８１０、１９１０、２０１０ ハウジング構造
５２２、８２２、１０２２、１１２２、１３２２、１４２２、１５２２、１８２２、１９２２、２０２２ 振動ピックアップ部
５１１、８１１、１０１１、１１１１、１３１１、１４１１、１５１１、１８１１ 孔部
５２３、８２３、１０２３、１１２３、１３２３、１４２３、１５２３、１８２３、１９２３、２０２３ 振動伝達部

Claims (22)

1. ハウジング構造と、
   前記ハウジング構造の振動に応答して振動する振動ピックアップ部と、
   それぞれ前記振動ピックアップ部の振動を受けて電気信号を生成するように構成される少なくとも２つの音響電気変換素子と、を含み、
   前記少なくとも２つの音響電気変換素子は、前記振動ピックアップ部の振動に対して、異なる周波数応答を有する、ことを特徴とするマイクロフォン。
2. 各前記音響電気変換素子に対応する周波数応答は、少なくとも１つの共振周波数を含み、前記少なくとも２つの音響電気変換素子に対応する複数の共振周波数のうちの少なくとも２つは、２０Ｈｚ～１６０００Ｈｚの範囲内にある、ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロフォン。
3. 前記少なくとも２つの音響電気変換素子に対応するサブバンドの数は、５つ以上である、ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロフォン。
4. 前記振動ピックアップ部と前記ハウジング構造は、少なくとも１つの音響キャビティを画成し、前記少なくとも１つの音響キャビティは、第１の音響キャビティを含み、
   前記ハウジング構造は、少なくとも１つの孔部を含み、前記少なくとも１つの孔部は、前記第１の音響キャビティに位置し、前記少なくとも１つの孔部は、外部音声信号を前記第１の音響キャビティに導入し、
   前記振動ピックアップ部は、前記第１の音響キャビティ内の音声信号に応答して振動し、前記少なくとも２つの音響電気変換素子は、それぞれ前記振動ピックアップ部の振動を受けて電気信号を生成する、ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロフォン。
5. 前記振動ピックアップ部は、その周側により前記ハウジング構造に接続され、前記振動ピックアップ部の少なくとも一部の構造は、外部音声信号に応答して振動する、ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロフォン。
6. 前記振動ピックアップ部は、第１の振動ピックアップ部を含み、前記少なくとも２つの音響電気変換素子は、前記第１の振動ピックアップ部に直接又は間接的に接続される、ことを特徴とする請求項５に記載のマイクロフォン。
7. 前記振動ピックアップ部は、上から下へ順に設置された第１の振動ピックアップ部及び第２の振動ピックアップ部を含み、前記第１の振動ピックアップ部及び前記第２の振動ピックアップ部は、その周側により前記ハウジング構造に接続され、前記第１の振動ピックアップ部及び前記第２の振動ピックアップ部の少なくとも一部の構造は、前記外部音声信号に応答して振動する、ことを特徴とする請求項５に記載のマイクロフォン。
8. 前記第１の振動ピックアップ部と前記第２の振動ピックアップ部との間に、管状構造を呈する振動伝達部が設置され、前記振動伝達部、前記第１の振動ピックアップ部及び前記第２の振動ピックアップ部の間にキャビティが画成される、ことを特徴とする請求項７に記載のマイクロフォン。
9. 前記振動ピックアップ部は、第１の振動ピックアップ部、第２の振動ピックアップ部及び第３の振動ピックアップ部を含み、前記第１の振動ピックアップ部と前記第２の振動ピックアップ部は、上下に対向して設置され、前記第１の振動ピックアップ部と前記第２の振動ピックアップ部との間に、管状構造を呈する振動伝達部が設置され、前記振動伝達部、前記第１の振動ピックアップ部及び前記第２の振動ピックアップ部の間にキャビティが画成され、
   前記第３の振動ピックアップ部は、前記振動伝達部と前記ハウジング構造の内壁との間に接続され、
   前記第３の振動ピックアップ部は、前記外部音声信号に応答して振動する、ことを特徴とする請求項５に記載のマイクロフォン。
10. 各前記音響電気変換素子は、１つの片持ち梁構造を含み、前記片持ち梁構造の一端は、前記振動伝達部の内壁に接続され、前記片持ち梁構造の他端は、前記キャビティ内に宙吊りに設置され、前記片持ち梁構造が振動信号に基づいて変形することにより、前記振動信号を電気信号に変換する、ことを特徴とする請求項７～９のいずれか一項に記載のマイクロフォン。
11. 異なる前記片持ち梁構造は、前記振動伝達部の内壁に間隔を隔てて分布する、ことを特徴とする請求項１０に記載のマイクロフォン。
12. 前記少なくとも２つの音響電気変換素子にそれぞれ対応する前記片持ち梁構造の寸法又は材料は異なる、ことを特徴とする請求項１０に記載のマイクロフォン。
13. 前記少なくとも２つの音響電気変換素子は、第１の片持ち梁構造及び第２の片持ち梁構造を含み、前記第１の片持ち梁のその振動方向に垂直な長さは、第２の片持ち梁のその振動方向に垂直な長さより大きく、前記第１の片持ち梁に対応する共振周波数は、前記第２の片持ち梁に対応する共振周波数より低い、ことを特徴とする請求項１２に記載のマイクロフォン。
14. 前記片持ち梁構造は、第１の電極層、圧電層、第２の電極層、弾性層、ベース層を含み、前記第１の電極層、前記圧電層及び前記第２の電極層は、上から下へ順に設置され、前記弾性層は、前記第１の電極層の上面又は前記第２の電極層の下面に位置し、前記ベース層は、前記弾性層の上面又は下面に位置する、ことを特徴とする請求項１０に記載のマイクロフォン。
15. 前記片持ち梁構造は、少なくとも１つの弾性層、電極層及び圧電層を含み、前記少なくとも１つの弾性層は、前記電極層の表面に位置し、前記電極層は、第１の電極及び第２の電極を含み、前記第１の電極は、第１の櫛歯状構造に折り曲げられ、前記第２の電極は、第２の櫛歯状構造に折り曲げられ、前記第１の櫛歯状構造は、前記第２の櫛歯状構造と嵌合して前記電極層を形成し、前記電極層は、前記圧電層の上面又は下面に位置し、前記第１の櫛歯状構造及び前記第２の櫛歯状構造は、前記片持ち梁構造の長手方向に沿って延在する、ことを特徴とする請求項１０に記載のマイクロフォン。
16. 各前記音響電気変換素子は、第１の片持ち梁構造及び第２の片持ち梁構造を含み、前記第１の片持ち梁構造と前記第２の片持ち梁構造は、対向して設置され、かつ前記第１の片持ち梁構造と前記第２の片持ち梁構造とは、第１の間隔を有し、前記第１の片持ち梁構造と前記第２の片持ち梁構造との前記第１の間隔が振動信号に基づいて変化することにより、前記振動信号を電気信号に変換する、ことを特徴とする請求項７～９のいずれか一項に記載のマイクロフォン。
17. 各前記音響電気変換素子に対応する前記第１の片持ち梁構造及び前記第２の片持ち梁構造は、前記振動伝達部の周側の内壁に間隔を隔てて分布する、ことを特徴とする請求項１６に記載のマイクロフォン。
18. 前記第１の片持ち梁構造の剛性は、前記第２の片持ち梁構造の剛性とは異なる、ことを特徴とする請求項１７に記載のマイクロフォン。
19. 少なくとも１つの膜構造を含み、前記少なくとも１つの膜構造は、前記音響電気変換素子の上面及び／又は下面に位置する、ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロフォン。
20. 前記少なくとも１つの膜構造は、前記音響電気変換素子の上面及び／又は下面を全部又は部分的に被覆する、ことを特徴とする請求項１９に記載のマイクロフォン。
21. 少なくとも１つの支持構造を含み、前記少なくとも１つの支持構造の一端は、前記振動ピックアップ部のうちの第１の振動ピックアップ部に接続され、前記支持構造の他端は、前記振動ピックアップ部のうちの第２の振動ピックアップ部に接続され、前記少なくとも２つの音響電気変換素子の自由端と前記支持構造とは、第２の間隔を有する、ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロフォン。
22. 異なる音響電気変換素子から出力された電気信号をデジタル信号に変換するように構成される少なくとも１つのサンプリングモジュールをさらに含み、前記サンプリングモジュールは、異なるサンプリング周波数を用いて、異なる音響電気変換素子から出力された電気信号をサンプリングする、ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロフォン。

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