JP2023539972A - マイクロフォン - Google Patents
マイクロフォン Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023539972A JP2023539972A JP2022564423A JP2022564423A JP2023539972A JP 2023539972 A JP2023539972 A JP 2023539972A JP 2022564423 A JP2022564423 A JP 2022564423A JP 2022564423 A JP2022564423 A JP 2022564423A JP 2023539972 A JP2023539972 A JP 2023539972A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acoustic
- microphone
- resonant frequency
- cavity
- conduit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 claims abstract description 113
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 60
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims abstract description 49
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 90
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 36
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 16
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 35
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 23
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 16
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 16
- 230000008859 change Effects 0.000 description 15
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 14
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 14
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 12
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 11
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 11
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 9
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 7
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 229910001020 Au alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N acrylonitrile butadiene styrene Chemical compound C=CC=C.C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 1
- 239000004676 acrylonitrile butadiene styrene Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- JRBRVDCKNXZZGH-UHFFFAOYSA-N alumane;copper Chemical compound [AlH3].[Cu] JRBRVDCKNXZZGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- QRJOYPHTNNOAOJ-UHFFFAOYSA-N copper gold Chemical compound [Cu].[Au] QRJOYPHTNNOAOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 230000009365 direct transmission Effects 0.000 description 1
- 238000010291 electrical method Methods 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000006261 foam material Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000007499 fusion processing Methods 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003353 gold alloy Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920000052 poly(p-xylylene) Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- JLGLQAWTXXGVEM-UHFFFAOYSA-N triethylene glycol monomethyl ether Chemical compound COCCOCCOCCO JLGLQAWTXXGVEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R9/00—Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
- H04R9/08—Microphones
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
- H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
- H04R1/22—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only
- H04R1/222—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only for microphones
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
- H04R1/08—Mouthpieces; Microphones; Attachments therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
- H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
- H04R1/22—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only
- H04R1/28—Transducer mountings or enclosures modified by provision of mechanical or acoustic impedances, e.g. resonator, damping means
- H04R1/2807—Enclosures comprising vibrating or resonating arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
- H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
- H04R1/22—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only
- H04R1/28—Transducer mountings or enclosures modified by provision of mechanical or acoustic impedances, e.g. resonator, damping means
- H04R1/2807—Enclosures comprising vibrating or resonating arrangements
- H04R1/2838—Enclosures comprising vibrating or resonating arrangements of the bandpass type
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
- H04R3/005—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for combining the signals of two or more microphones
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R19/00—Electrostatic transducers
- H04R19/04—Microphones
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R2201/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones covered by H04R1/00 but not provided for in any of its subgroups
- H04R2201/003—Mems transducers or their use
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R2430/00—Signal processing covered by H04R, not provided for in its groups
- H04R2430/03—Synergistic effects of band splitting and sub-band processing
Abstract
本明細書は、マイクロフォンを提供する。マイクロフォンは、少なくとも１つの音響電気変換器及び音響構造を含んでもよい。音響電気変換器は、音声信号を電気信号に変換するために用いられてもよい。音響構造は、音導管及び音響キャビティを含んでもよく、音響キャビティは、音響電気変換器と音響的に連通し、かつ音導管を介してマイクロフォンの外部と音響的に連通してもよい。音響構造は、第１の共振周波数を有してもよく、音響電気変換器は、第２の共振周波数を有してもよく、第１の共振周波数と第２の共振周波数との差の絶対値は、１００Ｈｚ以上である。本明細書に係るマイクロフォンは、異なる音響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。
Description
本明細書は、音響装置の分野に関し、特にマイクロフォンに関する。
フィルタリング及び分周技術は、信号処理において広く応用され、音声認識、ノイズ低減、信号増強などの信号処理技術の基礎として、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される。従来のフィルタリング又は分周方法は、ハードウェア回路又はソフトウェアプログラムを用いる技術である。ハードウェア回路を利用して信号のフィルタリング又は分周を実現する技術は、電子素子の特性の影響を受けやすく、かつ回路が複雑である。ソフトウェアアルゴリズムを利用して信号のフィルタリング又は分周を行うことは、計算が複雑であり、時間がかかり、かつ計算資源に対する要求が高い。また、従来の信号のフィルタリング又は分周処理技術は、サンプリング周波数の影響を受ける可能性があり、信号歪み、雑音混入などの問題を引き起こしやすい。
したがって、音響装置の構造を簡略化し、音響装置の品質係数（Ｑ値）及び感度を向上させるより効率的な信号分周装置及び方法を提供する必要がある。
本明細書の一態様は、マイクロフォンを提供する。前記マイクロフォンは、少なくとも１つの音響電気変換器及び音響構造を含んでもよい。前記少なくとも１つの音響電気変換器は、音声信号を電気信号に変換するために用いられてもよい。前記音響構造は、音導管及び音響キャビティを含んでもよく、前記音響キャビティは、前記音響電気変換器と音響的に連通し、かつ前記音導管を介して前記マイクロフォンの外部と音響的に連通してもよい。前記音響構造は、第１の共振周波数を有してもよく、前記音響電気変換器は、第２の共振周波数を有してもよく、前記第１の共振周波数と前記第２の共振周波数との差の絶対値は、１００Ｈｚ以上であってもよい。
いくつかの実施例において、前記マイクロフォンの前記第１の共振周波数での応答の感度は、前記少なくとも１つの音響電気変換器の前記第１の共振周波数での応答の感度より大きくてもよい。
いくつかの実施例において、前記第１の共振周波数は、前記音響構造の構造パラメータに関連し、前記音響構造の構造パラメータは、前記音導管の形状、前記音導管の寸法、前記音響キャビティの寸法、前記音導管又は前記音響キャビティの音響抵抗、前記音導管の側壁の内面粗さなど、又はそれら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、前記少なくとも１つの音響電気変換器及び前記音響キャビティは、前記ハウジング内に位置してもよく、前記ハウジングは、前記音響キャビティを形成する第１の側壁を含んでもよい。
いくつかの実施例において、前記音導管の第１端は、前記第１の側壁に位置してもよく、前記音導管の第２端は、前記第１の側壁から離れ、かつ前記ハウジングの外部に位置してもよい。
いくつかの実施例において、前記音導管の第１端は、前記第１の側壁に位置してもよく、前記音導管の第２端は、前記第１の側壁から離れ、かつ前記音響キャビティ内に延在してもよい。
いくつかの実施例において、前記音導管の第１端は、前記第１の側壁から離れ、かつ前記ハウジングの外部に位置してもよく、前記音導管の第２端は、前記音響キャビティ内に延在してもよい。
いくつかの実施例において、前記音導管の孔の側壁は、前記音導管の中心軸に対して傾斜角を有してもよく、前記傾斜角の角度は、０°～２０°の範囲内にあってもよい。
いくつかの実施例において、前記音導管又は前記音響キャビティ内に音響抵抗構造が設置されてもよく、前記音響抵抗構造は、前記音響構造の帯域幅を調整するために用いられてもよい。
いくつかの実施例において、前記音響抵抗構造の音響抵抗値の範囲は、１ＭＫＳ Ｒａｙｌｓ～１００ＭＫＳ Ｒａｙｌｓであってもよい。
いくつかの実施例において、前記音響抵抗構造の厚さは、２０ミクロン～３００ミクロンであってもよく、前記音響抵抗構造の孔径は、２０ミクロン～３００ミクロンであってもよく、前記音響抵抗構造の開孔率は、３０％～５０％であってもよい。
いくつかの実施例において、前記音響抵抗構造は、前記音導管を形成する側壁の、前記第１の側壁から離れた外面と、前記音導管の内部と、前記第１の側壁の内面と、前記音響キャビティ内と、前記音響電気変換器の孔部を形成する第２の側壁の内面と、前記第２の側壁の外面と、前記音響電気変換器の前記孔部の内部と、のうちの１つ又は複数の位置に設置されてもよい。
いくつかの実施例において、前記音導管の孔径は、前記音導管の長さの２倍以下であってもよい。
いくつかの実施例において、前記音導管の孔径は、０．１ミリメートル～１０ミリメートルであってもよく、前記音導管の長さは、１ミリメートル～８ミリメートルであってもよい。
いくつかの実施例において、前記音導管を形成する側壁の内面粗さは、０．８以下であってもよい。
いくつかの実施例において、前記音響キャビティの内径は、前記音響キャビティの厚さ以上であってもよい。
いくつかの実施例において、前記音響キャビティの内径は、１ミリメートル～２０ミリメートルであってもよく、前記音響キャビティの厚さは、１ミリメートル～２０ミリメートルであってもよい。
いくつかの実施例において、前記マイクロフォンは、第２の音響構造をさらに含んでもよく、前記第２の音響構造は、第２の音導管及び第２の音響キャビティを含んでもよく、前記第２の音響キャビティは、前記第２の音導管を介して前記マイクロフォンの外部と音響的に連通してもよい。前記第２の音響構造は、第３の共振周波数を有してもよく、前記第３の共振周波数は、前記第１の共振周波数とは異なってもよい。
いくつかの実施例において、前記第３の共振周波数が前記第１の共振周波数より大きいとき、前記マイクロフォンの第３の共振周波数での応答の感度と前記音響電気変換器の第３の共振周波数での応答の感度との差は、前記マイクロフォンの前記第１の共振周波数での応答の感度と前記音響電気変換器の前記第１の共振周波数での応答の感度との差より大きくてもよい。
いくつかの実施例において、前記第２の音響キャビティは、前記音導管を介して前記音響キャビティと音響的に連通してもよい。
いくつかの実施例において、前記マイクロフォンは、第３の音響構造をさらに含んでもよく、前記第３の音響構造は、第３の音導管、第４の音導管及び第３の音響キャビティを含んでもよく、前記音響キャビティは、前記第３の音導管を介して前記第３の音響キャビティと音響的に連通してもよく、前記第２の音響キャビティは、前記第２の音導管を介して前記マイクロフォンの外部と音響的に連通してもよく、かつ前記第４の音導管を介して前記第３の音響キャビティと音響的に連通してもよく、前記第３の音響キャビティは、前記音響電気変換器と音響的に連通してもよい。前記第３の音響構造は、第４の共振周波数を有してもよく、前記第４の共振周波数は、前記第３の共振周波数及び前記第１の共振周波数とは異なってもよい。
いくつかの実施例において、前記少なくとも１つの音響電気変換器は、第２の音響電気変換器を含んでもよく、前記第２の音響キャビティは、前記第２の音響電気変換器と音響的に連通してもよい。
いくつかの実施例において、前記マイクロフォンは、エレクトレット型マイクロフォン又はシリコンマイクロフォンを含んでもよい。
本明細書の別の態様は、マイクロフォンを提供する。前記マイクロフォンは、少なくとも１つの音響電気変換器、第１の音響構造及び第２の音響構造を含んでもよい。前記少なくとも１つの音響電気変換器は、音声信号を電気信号に変換するために用いられてもよい。前記第１の音響構造は、第１の音導管及び第１の音響キャビティを含んでもよく、前記第２の音響構造は、第２の音導管及び第２の音響キャビティを含んでもよい。前記第１の音導管は、前記マイクロフォンの外部と音響的に連通してもよく、前記第１の音響キャビティは、前記第２の音導管を介して前記第２の音響キャビティと連通してもよい。前記第２の音響キャビティは、前記音響電気変換器と音響的に連通してもよい。前記第１の音響構造は、第１の共振周波数を有してもよく、前記第２の音響構造は、第２の共振周波数を有してもよく、前記第１の共振周波数は、前記第２の共振周波数とは異なってもよい。
いくつかの実施例において、前記第１の共振周波数又は第２の共振周波数の範囲は、１００Ｈｚ～１５０００Ｈｚであってもよい。
いくつかの実施例において、前記第１の共振周波数は、前記第１の音響構造の構造パラメータに関連してもよく、前記第２の共振周波数は、前記第２の音響構造の構造パラメータに関連してもよい。
付加的な特徴は、以下の説明において部分的に説明され、当業者であれば、以下の内容及び図面を参照することにより明らかになり、又は実施例の生成又は操作により理解することができる。本発明の特徴は、以下の詳細な実施例に説明される方法、ツール及び組み合わせの様々な態様を実施又は使用することにより実現及び取得することができる。
本明細書は、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。
本明細書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、単に本明細書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明細書を他の類似するシナリオに応用することができる。これらの例示的な実施例は、当業者が本発明をよりよく理解して実施することを可能にするためのものに過ぎず、いかなる方法でも本発明の範囲を限定するものではないことが理解されたい。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「部品」、「アセンブリ」、「素子」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。
要素の間（例えば、部品の間）の空間的及び機能的関係は、「接続」、「接合」、「インタフェース」及び「結合」を含む様々な用語を用いて説明される。本明細書において第１の要素と第２の要素との間の関係を説明する場合、「直接」と明確に説明されない限り、該関係は、第１の要素と第２の要素との間に他の中間要素が存在しないという直接関係、及び第１の要素と第２の要素との間に（空間的又は機能的に）１つ以上の中間要素が存在するという間接関係を含む。逆に、素子が別の素子に「直接」接続、接合、インタフェース又は結合されると記載されている場合、中間素子が存在しない。また、様々な方式で素子の間の空間的及び機能的関係を実現することができる。例えば、２つの素子の間の機械的接続は、溶接接続、キー接続、ピン接続、締り嵌め接続など、又はその任意の組み合わせを含んでもよい。要素の間の関係を説明するための他の用語は、同様の方式で説明すべきである（例えば、「の間」、「…との間」、「隣接」及び「直接隣接」など）。
理解されるように、本明細書で使用される「第１の」、「第２の」、「第３の」などの用語は、様々な素子を説明するために用いられてもよい。これらの用語は、ある素子と他の素子とを区別するためにのみ用いられ、素子の範囲を限定することを意図しない。例えば、第１の素子は、第２の素子と称されてもよく、同様に、第２の素子は、第１の素子と称されてもよい。
本明細書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、特に単数形を指すものではなく、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。用語「基づく」とは、「少なくとも部分的に基づく」ということである。用語「１つの実施例」は、「少なくとも１つの実施例」を表す。用語「他の実施例」は、「少なくとも１つの他の実施例」を表す。その他の用語の関連定義については後述する。以下、一般性を失うことなく、本発明におけるフィルタリング／分周の関連技術を説明する場合、「マイクロフォン」又は「マイク」の説明を採用する。該説明は、単に伝導の応用の一形態に過ぎず、当業者であれば、「マイクロフォン」又は「マイク」は、例えば「水中聴音器」、「トランスデューサ」、「音響光学変調器」又は「音響電気変換装置」などの他の同様の言葉に置き換えられてもよい。当業者であれば、マイクロフォン装置の基本的な原理を理解した後、この原理から逸脱することなく、マイクロフォンを実施する具体的な形態及びステップの方式及び詳細において様々な修正及び変更を行うことができる。しかしながら、これらの修正及び変更は、本明細書の保護範囲内にある。
本明細書は、マイクロフォンを提供する。マイクロフォンは、少なくとも１つの音響電気変換器及び音響構造を含んでもよい。少なくとも１つの音響電気変換器は、音声信号を電気信号に変換するために用いられてもよい。音響構造は、音導管及び音響キャビティを含む。音響キャビティは、音響電気変換器と音響的に連通し、かつ音導管を介してマイクロフォンの外部と音響的に連通する。音響構造の音導管及び音響キャビティは、音の周波数成分を調整する機能を有するフィルタを構成してもよい。該解決手段は、フィルタリングを実現するために大量の複雑な回路を必要とせず、音響構造自体の構造特性を用いて音声信号に対してフィルタリング及び／又はサブバンド分周を行い、回路設計の困難を低減する。音響構造のフィルタリング特性は、その構造の物理的特性により決定され、フィルタリングのプロセスは、リアルタイムに行われる。
いくつかの実施例において、音響構造は、その対応する共振周波数で音を「増幅」してもよい。音響構造の共振周波数は、音響構造の構造パラメータを変更することにより調整してもよい。音響構造の構造パラメータは、音導管の形状、音導管の寸法、音響キャビティの寸法、音導管又は音響キャビティの音響抵抗、音導管の側壁の内面粗さ、音導管における吸音材料の厚さなど、又はそれら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、異なる共振周波数を有する複数の音響構造を並列接続、直列接続又はそれらの組み合わせで設置することにより、音声信号における異なる共振周波数に対応する周波数成分をそれぞれ選別し、音声信号へのサブバンド分周を実現することができる。この場合、マイクロフォンの周波数応答は、異なる音響構造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２２に示す周波数応答曲線２２１０）。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してサブバンド分周処理を行うことを実現し、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、本明細書のいくつかの実施例に係る例示的なマイクロフォンの概略図である。図１に示すように、マイクロフォン１００は、音響構造１１０、少なくとも１つの音響電気変換器１２０、サンプラ１３０及び信号プロセッサ１４０を含んでもよい。
いくつかの実施例において、マイクロフォン１００は、音声信号を電気信号に変換する任意の音声信号処理装置、例えば、マイク、水中聴音器、音響光学変調器など、又は他の音響電気変換装置を含んでもよい。いくつかの実施例において、エネルギー交換原理で区別すると、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を含んでもよい。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、空気伝導マイクロフォンなど、又はそれら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、製造方法で区別すると、マイクロフォン１００は、エレクトレット型マイクロフォン、シリコンマイクロフォンなどを含んでもよい。いくつかの実施例において、マイクロフォン１００は、モバイルデバイス（例えば、携帯電話、ボイスレコーダなど）、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、車両内蔵装置、監視装置、医療装置、スポーツ用品、玩具、ウェアラブルデバイス（例えば、イヤホン、ヘルメット、メガネ、ネックレスなど）などの収音機能を有する装置に設置されてもよい。
音響構造１１０は、外部音声信号を少なくとも１つの音響電気変換器１２０に伝達してもよい。音声信号が音響構造１１０を通過するとき、音響構造１１０は、音声信号に対して特定の調整（例えば、フィルタリング、音声信号の帯域幅の変更、特定の周波数の音声信号の増幅など）を行ってもよい。いくつかの実施例において、音響構造１１０は、音導管及び音響キャビティを含んでもよい。音響キャビティは、音響電気変換器１２０と音響的に連通し、音響構造１１０により調整された音響信号を音響電気変換器１２０に伝送するために用いられる。音響キャビティは、音声信号を受信するために、音導管を介してマイクロフォン１００の外部環境と音響的に連通してもよい。音声信号は、オーディオ信号を生成できるいずれの音源に由来するものであってもよい。音源は、生体（例えば、マイクロフォン１００のユーザ）、非生体（例えば、ＣＤプレーヤ、テレビ、オーディオなど）など、又はそれら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、音声信号は、環境音声を含んでもよい。
いくつかの実施例において、音響構造１１０が第１の共振周波数を有することは、音声信号の第１の共振周波数での周波数成分が共振を発生させ、該周波数成分により音響電気変換器１２０に伝達される音量が増加することを意味する。したがって、音響構造１１０の設置により、マイクロフォン１００の周波数応答曲線は、第１の共振周波数で共振ピークを生成し、第１の共振周波数を含む特定の帯域内でマイクロフォン１００の感度を向上させることができる。音響構造１１０がマイクロフォン１００の周波数応答曲線に与える影響について、図２Ａ～図２２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１００における音響構造１１０の数は、実際の必要に応じて設定することができる。例えば、マイクロフォン１００は、複数（例えば、２つ、３つ、５つ、６～２４個など）の音響構造１１０を含んでもよい。いくつかの実施例において、マイクロフォン１００における複数の音響構造１１０は、異なる周波数応答を有してもよく、例えば、マイクロフォン１００における複数の音響構造１１０は、異なる共振周波数及び／又は帯域幅を有してもよい。帯域幅とは、周波数応答曲線における３ｄＢ点の間の周波数範囲であってもよい。いくつかの実施例において、複数の音響構造１００により処理された後、音声信号は、分周されて、異なる帯域範囲を有する複数のサブバンド音声信号（例えば、サブバンド音声信号１１１１、サブバンド音声信号１１１２、…、サブバンド音声信号１１１ｎ）を生成してもよい。サブバンド音声信号とは、元の音声信号の帯域幅より小さい帯域幅を有する信号である。サブバンド音声信号の帯域は、音声信号の帯域範囲内であってもよい。例えば、音声信号の帯域範囲は１００Ｈｚ～２００００Ｈｚであり、１つの音響構造１１０を設置して、音声信号をフィルタリングし、帯域範囲が１００Ｈｚ～２００Ｈｚである１つのサブバンド音声信号を生成してもよい。また、例えば、１１個の音響構造１１０を設置して、音声信号を分周し、帯域範囲が５００Ｈｚ～７００Ｈｚ、７００Ｈｚ～１０００Ｈｚ、１０００Ｈｚ～１３００Ｈｚ、１３００Ｈｚ～１７００Ｈｚ、１７００Ｈｚ～２２００Ｈｚ、２２００Ｈｚ～３０００Ｈｚ、３０００Ｈｚ～３８００Ｈｚ、３８００Ｈｚ～４７００Ｈｚ、４７００Ｈｚ～５７００Ｈｚ、５７００Ｈｚ～７０００Ｈｚ、７０００Ｈｚ～１２０００Ｈｚである１１個のサブバンド音声信号を生成してもよい。また、例えば、１６個の音響構造１１０を設置して、音声信号を分周し、帯域範囲が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である１６個のサブバンド音声信号を生成してもよい。さらに、例えば、２４個の音響構造１１０を設置して、音声信号を分周し、帯域範囲が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である２４個のサブバンド音声信号を生成してもよい。音響構造を用いてフィルタリング及び分周を行うことで、音声信号に対してリアルタイムのフィルタリング及び／分周を行い、後続のハードウェアによる音声信号処理プロセスにおける雑音混入を低減し、信号歪みを回避することができる。
いくつかの実施例において、マイクロフォン１００における複数の音響構造１１０は、並列接続、直列接続又はそれらの組み合わせで設置されてもよい。複数の音響構造の設置の詳細について、図１７～図２０及びその関連説明を参照することができる。
音響構造１１０は、音響構造１１０により調整された音声信号を音響電気変換器１２０に伝送して電気信号に変換するために、音響電気変換器１２０に接続されてもよい。いくつかの実施例において、音響電気変換器１２０は、コンデンサ型音響電気変換器、圧電型音響電気変換器など、又はそれら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、音声信号の振動（例えば、空気振動、固体振動、液体振動、磁気誘導振動、電気誘導振動など）は、音響電気変換器１２０の１つ以上のパラメータ（例えば、静電容量、電荷、加速度、光強度、周波数応答など又はそれらの組み合わせ）の変化を引き起こしてもよく、変化したパラメータが電気的方法を利用して検出され、かつ振動に対応する電気信号が出力されてもよい。例えば、圧電型音響電気変換器は、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、圧電型音響電気変換器は、１つの片持ち梁構造（又は振動膜構造）を含み、片持ち梁構造は、受信した音声信号の作用で変形し、変形した片持ち梁構造による逆圧電効果は、電気信号を生成してもよい。また、例えば、コンデンサ型音響電気変換器は、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、コンデンサ型音響電気変換器は、第１の片持ち梁構造及び第２の片持ち梁構造を含み、第１の片持ち梁構造及び第２の片持ち梁構造は、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してもよい。第１の片持ち梁構造と第２の片持ち梁構造は、両者の間の間隔の変化を静電容量の変化に変換することにより、振動信号から電気信号への変換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器１２０は、同じ又は異なる周波数応答を有してもよい。例えば、異なる周波数応答を有する音響電気変換器１２０は、同一の音声信号を検出し、異なる音響電気変換器１２０は、異なる共振周波数を有するサブバンド電気信号を生成してもよい。
いくつかの実施例において、音響電気変換器１２０の数は、１つ以上であってもよく、例えば、音響電気変換器１２０は、音響電気変換器１２１、音響電気変換器１２２、…、音響電気変換器１２ｎを含んでもよい。いくつかの実施例において、音響電気変換器１２０のうちの１つ以上の音響電気変換器は、音響構造１１０と様々な方式で連通してもよい。例えば、マイクロフォン１００における複数の音響構造１１０は、同一の音響電気変換器１２０に接続されてもよい。また、例えば、複数の音響構造１１０のうちの各音響構造は、１つの音響電気変換器１２０に接続されてもよい。
いくつかの実施例において、音響電気変換器１２０のうちの１つ以上の音響電気変換器は、音響構造１１０から伝達された音声信号を電気信号に変換するために用いられてもよい。例えば、音響電気変換器１２０は、音響構造１１０によりフィルタリングされた音声信号を対応する電気信号に変換してもよい。また、例えば、音響電気変換器１２０のうちの複数の音響電気変換器は、複数の音響構造１１０により分周されたサブバンド音声信号を対応する複数のサブバンド電気信号にそれぞれ変換してもよい。単に一例として、音響電気変換器１２０は、それぞれサブバンド音声信号１１１１、サブバンド音声信号１１１２、…、サブバンド音声信号１１１ｎをサブバンド電気信号１２１１、サブバンド電気信号１２１２、…、サブバンド電気信号１２１ｎに変換してもよい。
音響電気変換器１２０は、生成したサブバンド電気信号（又は電気信号）をサンプラ１３０に伝送してもよい。いくつかの実施例において、１つ以上のサブバンド電気信号は、異なる並列回路媒体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、複数のサブバンド電気信号は、１つの回路媒体を共用して、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。
サンプラ１３０は、音響電気変換器１２０により生成された１つ以上のサブバンド電気信号を受信し、かつ１つ以上のサブバンド電気信号をサンプリングし、対応するデジタル信号を生成するために、音響電気変換器１２０と通信してもよい。
いくつかの実施例において、サンプラ１３０は、１つ以上のサンプラ（例えば、サンプラ１３１、サンプラ１３２、…、サンプラ１３ｎ）を含んでもよい。各サンプラは、各サブバンド電気信号をサンプリングしてもよい。例えば、サンプラ１３１は、サブバンド電気信号１２１１をサンプリングし、デジタル信号１３１１を生成してもよい。また、例えば、サンプラ１３２は、サブバンド電気信号１２１２をサンプリングし、デジタル信号１３１２を生成してもよい。さらに、例えば、サンプラ１３ｎは、サブバンド電気信号１２１ｎをサンプリングし、デジタル信号１３１ｎを生成してもよい。
いくつかの実施例において、サンプラ１３０は、バンドパスサンプリング技術を使用してサブバンド電気信号をサンプリングしてもよい。例えば、サブバンド電気信号の帯域幅（３ｄＢ）に基づいてサンプラ１３０のサンプリング周波数を設定してもよい。いくつかの実施例において、サンプラ１３０は、サブバンド電気信号における最高周波数の２倍以上のサンプリング周波数で上記サブバンド電気信号をサンプリングしてもよい。いくつかの実施例において、サンプラ１３０は、サブバンド電気信号における最高周波数の２倍以上かつサブバンド電気信号における最高周波数の４倍以下のサンプリング周波数でサブバンド電気信号をサンプリングしてもよい。従来のサンプリング方式（例えば、帯域幅サンプリング技術、ローパスサンプリング技術など）に比べて、バンドパスサンプリング技術を用いてサンプリングすると、サンプラ１３０は、比較的低いサンプリング周波数を用いてサンプリングすることにより、サンプリングプロセスの難しさ及びコストを低減することができる。
いくつかの実施例において、サンプラ１３０のサンプリング周波数の大きさは、サンプラ１３０のサンプリングのカットオフ周波数に影響を与えてもよい。いくつかの実施例において、サンプリング周波数が大きいほど、カットオフ周波数が高くなり、サンプリング可能な帯域範囲が大きくなり、信号プロセッサ１４０がサンプラ１３０により生成されたデジタル信号を処理するとき、同じフーリエ変換点数で、サンプリング周波数が大きいほど、対応する周波数分解能が低くなる。したがって、異なる周波数範囲にあるサブバンド電気信号に対して、サンプラ１３０は、異なるサンプリング周波数を用いてサンプリングしてもよい。例えば、低周波数範囲にあるサブバンド電気信号（例えば、周波数が第１の周波数閾値より小さいサブバンド電気信号）に対して、サンプラ１３０は、サンプリングのカットオフ周波数を低くするように、低いサンプリング周波数を用いてもよい。また、例えば、周波数範囲が中高周波数にあるサブバンド電気信号（例えば、周波数が第２の周波数閾値より大きく、第３の周波数閾値より小さいサブバンド電気信号）に対して、サンプラ１３０は、サンプリングのカットオフ周波数を比較的高くするように、高いサンプリング周波数を用いてもよい。さらに、例えば、サンプラ１３０のサンプリングのカットオフ周波数は、サブバンドの共振周波数の３ｄＢ帯域幅の周波数ポイントでの周波数より０Ｈｚ～５００Ｈｚだけ高くてもよい。
サンプラ１３０は、生成された１つ以上のデジタル信号を信号プロセッサ１４０に伝送してもよい。１つ以上のデジタル信号は、異なる並列回路媒体を介して個別に伝送されてもよい。いくつかの実施例において、１つ以上のデジタル信号は、１つの回路媒体を共用して、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伝送されてもよい。デジタル信号の伝送について、サブバンド電気信号の伝送を参照することができる。
信号プロセッサ１４０は、マイクロフォン１００の他のアセンブリからデータを受信し、かつ処理してもよい。例えば、信号プロセッサ１４０は、サンプラ１３０から伝送されたデジタル信号を処理してもよい。いくつかの実施例において、信号プロセッサ１４０は、サンプラ１３０から伝送された各サブバンド電気信号を単独に処理して、対応するデジタル信号を生成してもよい。例えば、異なるサブバンド電気信号（例えば、異なる音響構造、音響電気変換器などにより処理されたサブバンド電気信号）は、異なる位相、対応する周波数などを有する可能性があり、信号プロセッサ１４０は、各サブバンド電気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、信号プロセッサ１４０は、サンプラ１３０から複数のサブバンド電気信号を取得し、かつ複数のサブバンド電気信号に対して処理（例えば、融合処理）を行い、マイクロフォン１００の広帯域信号を生成してもよい。
いくつかの実施例において、信号プロセッサ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、サンプラ１３０から出力されたデジタル信号に、特定の帯域（例えば、デジタル信号に対応する帯域）で、利得及び／又は減衰を付与するように構成されてもよい。デジタル信号に利得を付与するとは、信号増幅量を増加させることであり、デジタル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、デジタル信号を圧縮及び／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、デジタル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、信号プロセッサ１４０は、マイクロフォン１００の内部に位置してもよい。例えば、信号プロセッサ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、信号プロセッサ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についての説明は、例示を目的としたものに過ぎず、本明細書の範囲を限定することを意図しない。当業者であれば、本明細書の説明に基づいて様々な変更及び修正を行うことができる。例えば、サンプラ１３０及び信号プロセッサ１４０は、１つのアセンブリ（例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ））に統合されてもよい。これらの変更及び修正は、本明細書の保護範囲内にある。
図２Ａは、本明細書のいくつかの実施例に係る例示的なマイクロフォンの概略図である。図２Ａに示すように、マイクロフォン２００は、ハウジング２１０、少なくとも１つの音響電気変換器２２０及び音響構造２３０を含んでもよい。
ハウジング２１０は、マイクロフォン２００の１つ以上のアセンブリ（例えば、少なくとも１つの音響電気変換器２２０、音響構造２３０の少なくとも一部など）を収容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２１０は、直方体、円柱体、角柱、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２１０は、内部が中空の構造体であり、１つ以上の音響キャビティ、例えば、音響キャビティ２３１及び音響キャビティ２４０を形成してもよい。音響キャビティ２４０は、音響電気変換器２２０及び特定用途向け集積回路２５０を収容してもよい。音響キャビティ２３１は、音響構造２３０の少なくとも一部としてもよく、それを収容してもよい。いくつかの実施例において、ハウジング２１０は、１つの音響キャビティのみを含んでもよい。一例として、図２Ｂは、本明細書のいくつかの実施例に係る例示的なマイクロフォンの概略図である。マイクロフォン２０５のハウジング２１０は、音響キャビティ２４０を形成してもよい。マイクロフォン２０５の１つ以上のアセンブリ、例えば、音響電気変換器２２０、特定用途向け集積回路２５０及び音響構造２３０の少なくとも一部（例えば、音響キャビティ２３１）は、音響キャビティ２４０内に位置してもよい。この場合、ハウジング２１０によって形成された音響キャビティ２４０は、音響構造２３０の音響キャビティ２３１と重なる。音響構造２３０は、音響電気変換器２２０と直接的に音響的に連通してもよい。音響構造２３０と音響電気変換器２２０との直接音響連通は、音響電気変換器２２０が「前部キャビティ」及び「後部キャビティ」を含んでもよく、「前部キャビティ」又は「後部キャビティ」内の音声信号が音響電気変換器２２０の１つ以上のパラメータの変化を引き起こすことができると理解され得る。図２Ａに示すマイクロフォン２００において、音声信号は、音響構造２３０（例えば、音導管２３２及び音響キャビティ２３１）を通過し、音響電気変換器２２０の孔部２２１を通って音響電気変換器２２０の「後部キャビティ」に伝送され、音響電気変換器２２０の１つ以上のパラメータの変化を引き起こす。図２Ｂに示すマイクロフォン２０５において、ハウジング２１０によって形成された音響キャビティ２４０は、音響構造２３０の音響キャビティ２３１と重なり、音響電気変換器２２０の「前部キャビティ」が音響構造の音響キャビティ２３１と重なると考えられてもよく、音声信号は、音響構造２３０を通過して音響電気変換器２２０の１つ以上のパラメータの変化を直接的に引き起こす。説明の便宜上、本明細書は、主に音響キャビティ２３１と音響キャビティ２４０が（図２Ａに示すように）重なることなく、少なくとも１つの音響電気変換器２２０が音響キャビティ２４０に設置される場合を例として説明し、音響キャビティ２３１と音響キャビティ２４０が重なる場合は、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、ハウジング２１０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、少なくとも１つの音響電気変換器２２０は、音声信号を電気信号に変換するために用いられてもよい。少なくとも１つの音響電気変換器２２０は、１つ以上の孔部２２１を含んでもよい。音響構造２３０は、音響電気変換器２２０の１つ以上の孔部２２１を介して少なくとも１つの音響電気変換器２２０と連通し、かつ音響構造２３０により調整された音声信号を音響電気変換器２２０に伝達してもよい。例えば、マイクロフォン２００がピックアップした外部音声信号は、音響構造２３０により調整（例えば、フィルタリング、分周、増幅など処理）され、孔部２２１を通って音響電気変換器２２０のキャビティ（もしあれば）に入ってもよい。音響電気変換器２２０は、該音声信号をピックアップし、かつ電気信号に変換してもよい。
いくつかの実施例において、音響構造２３０は、音響キャビティ２３１及び音導管２３２を含んでもよい。音響構造２３０は、音導管２３２を介してマイクロフォン２００の外部と連通してもよい。いくつかの実施例において、ハウジング２１０は、ハウジング内の空間を形成するために、複数の側壁を含んでもよい。音導管２３２は、ハウジング２１０における音響キャビティ２３１を形成する第１の側壁２１１に位置してもよい。具体的には、音導管２３２の第１端（例えば、音響キャビティ２３１に近い一端）は、ハウジング２１０の第１の側壁２１１に位置してもよく、音導管２３２の第２端（例えば、音響キャビティ２３１から比較的遠い一端）は、第１の側壁２１１から離れ、かつハウジング２１０の外部に位置してもよい。外部音声信号は、音導管２３２の第２端から音導管２３２に入り、かつ音導管２３２の第１端から音響キャビティ２３１に伝送されてもよい。いくつかの実施例において、音響構造２３０の音導管２３２は、他の適切な位置に設置されてもよく、音導管の位置設置について、図５～図９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、音響構造２３０は、第１の共振周波数を有し、即ち、音声信号における第１の共振周波数の成分は、音響構造２３０内で共振を発生させてもよい。いくつかの実施例において、第１の共振周波数は、音響構造２３０の構造パラメータに関連する。音響構造２３０の構造パラメータは、音導管２３２の形状、音導管２３２の寸法、音響キャビティ２３１の寸法、音導管２３２又は音響キャビティ２３１の音響抵抗、音導管２３２の側壁の内面粗さ、音導管における吸音材料（例えば、繊維材料、発泡材料など）の厚さ、音響キャビティ内壁の剛性など、又はそれら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、音響構造２３０の構造パラメータを設定することにより、音響構造２３０により調整された音声信号は、電気信号に変換された後に、第１の共振周波数の箇所で共振ピークを有することができる。
音導管２３２の形状は、直方体、円柱体、多角柱体などの規則的及び／又は不規則な形状を含んでもよい。いくつかの実施例において、音導管２３２は、１つ以上の側壁で囲まれて形成されてもよい。音導管２３２の側壁２３３の形状は、直方体、円柱体などの規則的及び／又は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、図３に示すように、音導管２３２の側壁２３３の長さ（例えば、図２Ａにおいて、側壁２３３のＸ軸方向に沿った長さと音導管２３２の孔径との和）は、ハウジング２１０のＸ軸方向に沿った長さと同じであってもよい。いくつかの実施例において、音導管２３２の側壁２３３の長さは、ハウジング２１０の長さとは異なってもよい。例えば、図３は、本明細書のいくつかの実施例に係る例示的なマイクロフォンの概略図であり、図３に示すように、音導管２３２の第１端は、ハウジング２１０の第１の側壁２１１に位置し、音導管２３２の第２端は、第１の側壁２１１から離れ、かつハウジング２１０の外部に位置する。音導管２３２の孔の側壁２３３のＸ軸方向に沿った長さは、ハウジング２１０のＸ軸方向に沿った長さより小さい。
音導管２３２の孔径、長さなどの構造パラメータ、音響キャビティ２３１の内径、長さ、厚さなどの構造パラメータは、必要（例えば、目標共振周波数、目標帯域幅など）に応じて設定することができる。音導管の長さとは、音導管の中心軸方向（例えば、図２ＡにおけるＹ軸方向）に沿った音導管２３２の全長である。いくつかの実施例において、音導管２３２の長さは、音導管の等価長さ、即ち音導管の中心軸方向に沿った長さに、音導管の直径と長さ補正係数との積を加算する長さであってもよい。図２Ａに示すように、音響キャビティ２３１の長さとは、音響キャビティ２３１のＸ軸方向に沿った寸法である。音響キャビティ２３１の厚さとは、音響キャビティ２３１のＹ軸方向に沿った寸法である。いくつかの実施例において、音導管２３２の孔径は、音導管２３２の長さの２倍以下であってもよい。いくつかの実施例において、音導管２３２の孔径は、音導管２３２の長さの１．５倍以下であってもよい。例えば、音導管２３２の断面（例えば、音導管の中心軸方向に垂直な方向（例えば、ＸＺ平面に平行な断面））が円形である場合、音導管２３２の孔径は、０．５ミリメートル～１０ミリメートルの範囲内にあってもよく、音導管２３２の長さは、１ミリメートル～８ミリメートルの範囲内にあってもよい。また、例えば、音導管２３２の断面が円形である場合、音導管２３２の孔径は、１ミリメートル～４ミリメートルであってもよく、音導管２３２の長さは、１ミリメートル～１０ミリメートルであってもよい。いくつかの実施例において、音響キャビティ２３１の内径は、音響キャビティ２３１の厚さ以上であってもよい。いくつかの実施例において、音響キャビティ２３１の内径は、音響キャビティ２３１の厚さの０．８倍以上であってもよい。例えば、音響キャビティ２３１の、その長手方向に垂直な断面（例えば、音響キャビティ２３１のＹＺ平面に平行な断面）が円形である場合、音響キャビティ２３１の内径は、１ミリメートル～２０ミリメートルの範囲内にあって、音響キャビティ２３１の厚さは、１ミリメートル～２０ミリメートルの範囲内にあってもよい。いくつかの実施例において、音響キャビティ２３１の断面が円形である場合、音響キャビティ２３１の内径は、１ミリメートル～１５ミリメートルの範囲内にあって、音響キャビティ２３１の厚さは、１ミリメートル～１０ミリメートルの範囲内にあってもよい。
なお、音響キャビティ２３１及び／又は音導管２３２の断面形状は、上記円形に限定されず、他の形状、例えば、長方形、楕円形、五角形などであってもよい。いくつかの実施例において、音響キャビティ２３１及び／又は音導管２３２の断面形状が他の形状（非円形）である場合、音響キャビティ２３１の内径及び／又は音導管２３２の孔径（又は厚さ、長さ）は、等価内径又は等価孔径に等価してもよい。等価内径を例として、他の断面形状を有する音響キャビティ２３１は、その容積に等しい、断面形状が円形の音響キャビティ及び／又は音導管の内径で表してもよい。例えば、音響キャビティ２３１の断面が方形である場合、音響キャビティ２３１の等価内径は、１ミリメートル～６ミリメートルの範囲内にあってもよく、音響キャビティ２３１の厚さは、１ミリメートル～４ミリメートルの範囲内にあってもよい。また、例えば、音響キャビティ２３１の断面が方形である場合、音響キャビティ２３１の等価内径は、１ミリメートル～５ミリメートルの範囲内にあってもよく、音響キャビティ２３１の厚さは、１ミリメートル～３ミリメートルの範囲内にあってもよい。
いくつかの実施例において、音導管２３２の側壁２３３は、１つ又は複数の材料で製造されてもよい。側壁２３３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（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ、ＰＩ）、パリレン（Ｐａｒｙｌｅｎｅ）、ポリジメチルシロキサン（Ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ、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。
上記マイクロフォン２００についての説明は、例示を目的としたものに過ぎず、本明細書の範囲を限定することを意図しない。当業者であれば、本明細書の説明に基づいて様々な変更及び修正を行うことができる。これらの変更及び修正は、本明細書の保護範囲内にある。
図４は、本明細書のいくつかの実施例に係る例示的なマイクロフォンの周波数応答曲線の概略図である。図４に示すように、周波数応答曲線４１０は、音響電気変換器（例えば、音響電気変換器２２０）の周波数応答曲線であり、周波数応答曲線４２０は、音響構造（例えば、音響構造２３０）の周波数応答曲線である。周波数応答曲線４１０が周波数ｆ０の箇所で共振ピークを有する場合、周波数ｆ０は、音響電気変換器の共振周波数と称されてもよい（第２の共振周波数と称されてもよい）。いくつかの実施例において、音響電気変換器の共振周波数は、音響電気変換器の構造パラメータに関連する。音響電気変換器の構造パラメータは、音響電気変換器（例えば、音響電気変換器２２０）の材質、寸法、質量、タイプ（例えば、圧電型、コンデンサ型など）、配列方式などを含んでもよい。周波数応答曲線４２０の周波数ｆ１において、音響構造が受信した音声信号と共振することにより、音声信号における周波数ｆ１を含む帯域信号を増幅し、共振が発生する周波数ｆ１は、音響構造の共振周波数と称されてもよい（第１の共振周波数と称されてもよい）。音響構造の共振周波数は、式（１）で表すことができる。
ここで、ｆは、音響構造の共振周波数を表し、ｃ０は、空気中の音速を表し、Ｓは、音導管の断面積を表し、ｌは、音導管の長さを表し、Ｖは、音響キャビティの体積を表す。
式（１）から分かるように、音響構造の共振周波数は、音響構造における音導管の断面積、音導管の長さ及び音響キャビティの体積に関連し、具体的には、音響構造の共振周波数は、音導管の断面積とは正の相関関係にあり、音導管の長さ及び／又は音響キャビティの体積とは負の相関関係にある。音響構造の構造パラメータ、例えば、音導管の形状、音導管の寸法、音響キャビティの体積など、又はそれらの組み合わせを設定することにより、音響構造の共振周波数を調整することができる。例えば、音導管の長さと音響キャビティの体積が変化しないまま、音導管の孔径を小さくすることにより、音導管の断面積を減少させ、音響構造の共振周波数を低下させることができる。また、例えば、音導管の断面積及び音導管の長さが変化しないまま、音響キャビティの体積を減少させることにより、音響構造の共振周波数を向上させることができる。さらに、例えば、音導管の断面積及び長さが変化しないまま、音響キャビティの体積を増加させることにより、音響構造の共振周波数を低下させることができる。
いくつかの実施例において、マイクロフォンの低周波数範囲内での音声信号への応答を向上させるために、音響構造の構造パラメータは、第１の共振周波数ｆ１が第２の共振周波数ｆ０より小さくなるように設定されてもよい。いくつかの実施例において、マイクロフォンの周波数応答をより大きな周波数範囲内で平坦に保持するために、音響構造の構造パラメータは、第１の共振周波数ｆ１と第２の共振周波数ｆ０との差が周波数閾値以上であるように設定されてもよい。周波数閾値は、実際の必要に応じて決定することができ、例えば、５Ｈｚ、１０Ｈｚ、１００Ｈｚ、１０００Ｈｚなどに設定されてもよい。いくつかの実施例において、異なる周波数範囲でマイクロフォンの周波数応答の感度を向上させるために、第１の共振周波数ｆ１は、第２の共振周波数ｆ０以上であってもよい。
いくつかの実施例において、音声信号が音響構造により調整された後、第１の共振周波数ｆ１を含む特定の帯域範囲内の音声信号が増幅されることにより、マイクロフォン全体の第１の周波数ｆ１での応答の感度を音響電気変換器の第１の周波数での応答の感度より大きくし、マイクロフォンの第１の共振周波数の近傍での感度及びＱ値を向上させることができる（例えば、マイクロフォンの感度の周波数ｆ１での向上は、図４における△Ｖ１で表すことができる）。いくつかの実施例において、マイクロフォンに音響構造を設置することにより、音響電気変換器の感度に比べて、マイクロフォンの異なる周波数範囲内での感度を５ｄＢＶ～４０ｄＢＶ向上させることができる。いくつかの実施例において、マイクロフォンに音響構造を設置することにより、マイクロフォンの異なる帯域範囲内での感度を１０ｄＢＶ～２０ｄＢＶ向上させることができる。いくつかの実施例において、マイクロフォンの異なる周波数範囲内での感度の向上代は、異なってもよい。例えば、周波数が高いほど、マイクロフォンの対応する帯域範囲での感度の向上代が大きくなる。いくつかの実施例において、マイクロフォンの感度の向上代は、周波数範囲内の感度の傾きの変化で表されてもよい。いくつかの実施例において、マイクロフォンの異なる周波数範囲内での感度の傾きの変化範囲は、０．０００５ｄＢＶ／Ｈｚ～０．００５ｄＢＶ／Ｈｚにあってもよい。いくつかの実施例において、マイクロフォンの異なる周波数範囲内での感度の傾きの変化範囲は、０．００１ｄＢＶ／Ｈｚ～０．００３ｄＢＶ／Ｈｚにあってもよい。いくつかの実施例において、マイクロフォンの異なる周波数範囲内での感度の傾きの変化範囲は、０．００２ｄＢＶ／Ｈｚ～０．００４ｄＢＶ／Ｈｚにあってもよい。
いくつかの実施例において、音響構造の第１の共振周波数での周波数応答曲線の帯域幅は、式（２）で表すことができる。
ここで、△ｆは、音響構造の周波数応答の帯域幅を表し、ｆは、音響構造の共振周波数を表し、Ｒ’ａは、音導管の総音響抵抗（音導管の音響抵抗及び放射音響抵抗を含む）を表し、Ｍ’ａは、音導管の総音質（音導管の音質及び放射音の音質を含む）を表し、Ｗｒは、音響構造の共振角周波数を表し、ｆは、音響構造の共振周波数を表す。
式（２）から分かるように、音響構造の共振周波数が決定される場合、音導管の音響抵抗を調整することにより、音響構造の帯域幅を調整することができる。いくつかの実施例において、マイクロフォンに音響抵抗構造を設置して、音響抵抗構造の孔径、厚さ、開孔率などを調整することにより、音響抵抗構造の音響抵抗値を調整し、さらに音響構造の帯域幅を調整してもよい。音響抵抗構造の詳細について、図１０～図１６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、音導管の側壁の内面粗さを調整することにより、音導管の音響抵抗を調整し、音響構造の周波数応答曲線の帯域幅を調整することができる。いくつかの実施例において、音導管の側壁の内面粗さは、０．８以下であってもよい。いくつかの実施例において、音導管の側壁の内面粗さは、０．４以下であってもよい。マイクロフォンの周波数応答曲線の３ｄＢ帯域幅を例とすれば、音響構造の構造パラメータを調整することにより、マイクロフォンの周波数応答曲線の３ｄＢ帯域幅は、１００Ｈｚ～１５００Ｈｚであってもよい。いくつかの実施例において、各音響構造に対応する音導管の側壁の内面粗さを調整することにより、マイクロフォンの異なる共振周波数での３ｄＢ帯域幅を異なる程度拡大させてもよい。例えば、各音響構造に対応する音導管の側壁の内面粗さを調整することにより、音響構造の共振周波数が高いほど、マイクロフォンの、その対応する共振周波数での３ｄＢ帯域幅を大きく拡大させる。いくつかの実施例において、マイクロフォンの異なる共振周波数での３ｄＢ帯域幅の拡大量は、帯域幅の傾きの変化で表されてもよい。いくつかの実施例において、マイクロフォンの周波数範囲内での３ｄＢ帯域幅の傾きの変化範囲は、０．０１Ｈｚ／Ｈｚ～０．１Ｈｚ／Ｈｚにあってもよい。いくつかの実施例において、マイクロフォンの周波数範囲内での３ｄＢ帯域幅の傾きの変化範囲は、０．０５Ｈｚ／Ｈｚ～０．１Ｈｚ／Ｈｚにあってもよい。いくつかの実施例において、マイクロフォンの周波数範囲内での３ｄＢ帯域幅の傾きの変化範囲は、０．０２Ｈｚ／Ｈｚ～０．０６Ｈｚ／Ｈｚにあってもよい。
いくつかの実施例において、音響構造の音声信号の音圧に対する増幅倍数（利得と称されてもよい）は、式（３）で表すことができる。
ここで、ＡＰは、音圧の増幅倍数であり、ｌ０は、音導管の長さであり、ｓは、音導管の断面積であり、Ｖは、音響キャビティの体積である。
式（３）から分かるように、音響構造の音声信号の音圧に対する増幅倍数は、音導管の長さ、音導管の断面積及び音響キャビティの体積に関連する。具体的には、音響構造の音声信号の音圧に対する増幅倍数は、音導管の長さ及び音響キャビティの体積とは正の相関関係にあり、音導管の断面積とは負の相関関係にある。
式（１）に基づいて、式（３）は、式（４）に変換されてもよい。
ここで、ＡＰは、音圧の増幅倍数を表し、ｃ０は、空気中の音速を表し、ｌは、音導管の長さを表し、ｆは、音響構造の共振周波数を表し、Ｒは、音響キャビティの半径を表す。
式（４）から分かるように、他の条件（例えば、音導管の長さ、音響キャビティの半径など）が一定である場合、音響構造の音声信号の音圧に対する増幅倍数ＡＰは、音響構造の共振周波数ｆに関連し、具体的には、音圧増幅倍数ＡＰは、音響構造の共振周波数ｆとは負の相関関係にあり、共振周波数ｆが小さいほど、音圧の増幅倍数ＡＰが大きくなり、共振周波数ｆが大きいほど、音圧の増幅倍数ＡＰが小さくなる。即ち、音響構造は、比較的低い共振周波数（例えば、中低帯域の共振周波数）で、音声信号に対して比較的大きい増幅倍数を有する。音響構造のパラメータを設定することにより、マイクロフォンの共振周波数、帯域幅、音声信号における特定の周波数成分に対する増幅倍数、感度の向上代、Ｑ値などを変更することができる。音響構造のパラメータは、音導管の形状、音導管の寸法、音響キャビティの寸法、音導管又は音響キャビティの音響抵抗、音導管の側壁の内面粗さ、音導管における吸音材料の厚さなど、又はそれらの組み合わせを含んでもよい。
図５は、本明細書のいくつかの実施例に係る例示的なマイクロフォンの概略図である。図５に示すように、マイクロフォン５００は、ハウジング５１０、少なくとも１つの音響電気変換器５２０及び音響構造５３０を含んでもよい。図５に示すマイクロフォン５００における１つ以上のアセンブリは、マイクロフォン２００における１つ以上のアセンブリと同じ又は類似であってもよい。例えば、マイクロフォン５００におけるハウジング５１０、音響電気変換器５２０、音響電気変換器５２０の孔部５２１、音響キャビティ５４０、特定用途向け集積回路５５０などは、図３に示すマイクロフォン２００におけるハウジング２１０、音響電気変換器２２０、音響電気変換器２２０の孔部２２１、音響キャビティ２４０、特定用途向け集積回路２５０などと同じ又は類似であってもよい。マイクロフォン２００の音響構造２３０との相違点は、マイクロフォン５００の音響構造５３０における音導管５３２の形状及び／又は位置である。
図５に示すように、音響構造５３０は、音響キャビティ５３１及び音導管５３２を含んでもよい。音響キャビティ５３１は、音響電気変換器５２０の孔部５２１を介して音響電気変換器５２０と音響的に連通してもよい。音響キャビティ５３１は、音導管５３２を介してマイクロフォン５００の外部と音響的に連通してもよい。音導管５３２の第１端は、ハウジング５１０の第１の側壁５１１に位置し、音導管５３２の第２端は、音響キャビティ５３１内に位置し、音導管５３２の側壁５３３は、第１の側壁５１１から音響キャビティ５３１の内部に延在する。外部音声信号は、音導管５３２の第１端から音導管５３２の内部に入り、かつ音導管５３２の第２端から音響キャビティ５３１に伝送される。音導管５３２の第２端を音響キャビティ５３１内に延在するように設置することにより、マイクロフォン５００の寸法をさらに大きくすることなく、音導管５３２の長さ及び音響キャビティ５３１の体積を増加させることができる。式（１）から分かるように、音導管５３２の長さ及び音響キャビティ５３１の体積を増加させると、マイクロフォン５００の周波数応答曲線が比較的低い共振周波数で共振ピークを有するように、音響構造５３０の共振周波数を低下させることができる。
いくつかの実施例において、音導管５３２の長さ、形状などを設定することにより、音響構造５３０の共振周波数をさらに調整することができる。単に一例として、図６は、本明細書のいくつかの実施例に係る例示的なマイクロフォンの概略図である。図６に示すように、音導管５３２は、直線折曲げ構造であり、音導管５３２の第１端が、ハウジング５１０の第１の側壁５１１に位置し、音導管５３２の第２端が、音響キャビティ５３１内に位置し、音導管５３２の側壁５３３が、第１の側壁５１１から音響キャビティ５３１内に延在する。音導管５３２を折曲げ形状に設定することにより、音響キャビティ５３１の寸法を大幅に小さくすることなく、音導管５３２の長さを増加させ、音響構造５３０の共振周波数を低下させ、マイクロフォン５００の低周波数範囲での応答の感度及び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、音導管５３２の構造は、（例えば、図５に示す）上記直線構造、（例えば、図６に示す）直線折曲げ構造に限定されず、他のタイプの構造であってもよく、例えば、音響抵抗を低減するために、円弧状湾曲構造などに設計してもよい。いくつかの実施例において、音響抵抗を調整するために、音導管の２セグメント間の夾角を調整してもよい。例えば、２セグメントの中心線の夾角範囲は、６０°～１５０°であってもよく、また、例えば、２セグメントの中心線の夾角範囲は、６０°～９０°であってもよい。また、例えば、２セグメントの中心線の夾角範囲は、９０°～１２０°であってもよい。２セグメントの中心線の夾角範囲は、１２０°～１５０°であってもよい。
いくつかの実施例において、音導管５３２の第１端は、第１の側壁５１１から離れ、かつハウジング５１０の外部に位置してもよく、音導管５３２の第２端は、音響キャビティ５３１内に位置してもよく、音導管５３２の側壁５３３は、ハウジング５１０の側壁５１１から音響キャビティ５３１内に延在してもよい。単に一例として、図７は、本明細書のいくつかの実施例に係る例示的なマイクロフォンの概略図である。図７に示すように、マイクロフォン５００の音導管５３２は、ハウジング５１０の第１の側壁５１１を貫通し、音導管５３２の第１端は、第１の側壁５１１から離れてハウジング５１０の外部に延在し、かつハウジング５１０の外部に位置し、音導管５３２の第２端は、第１の側壁５１１から離れて音響キャビティ５３１の内部に延在し、音導管５３２の第２端は、音響キャビティ５３１内に位置する。外部音声信号は、音導管５３２の第１端から音導管５３２に入り、かつ音導管５３２の第２端から音響キャビティ５３１に伝送することができる。
図８は、本明細書のいくつかの実施例に係る例示的なマイクロフォンの概略図である。図８に示すように、マイクロフォン８００は、ハウジング８１０、少なくとも１つの音響電気変換器８２０及び音響構造８３０を含んでもよい。図８に示すマイクロフォン８００における１つ以上のアセンブリは、図５に示すマイクロフォン５００における１つ以上のアセンブリ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におけるハウジング８１０、音響電気変換器８２０、音響電気変換器８２０の孔部８２１、音響キャビティ８４０、特定用途向け集積回路８５０などは、マイクロフォン５００におけるハウジング５１０、音響電気変換器５２０、音響電気変換器５２０の孔部５２１、音響キャビティ５４０、特定用途向け集積回路５５０などと同じ又は類似であってもよい。マイクロフォン８００とマイクロフォン５００との相違点は、音響構造８３０の音導管８３２の位置及び／又は形状である。
図８に示すように、音響構造８３０は、音響キャビティ８３１及び音導管８３２を含んでもよい。音導管８３２は、音導管８３２を形成する１つ以上の側壁、例えば、側壁８３３及び側壁８３４を含んでもよい。いくつかの実施例において、側壁８３３及び側壁８３４は、一体であってもよく、音導管８３２の同一の側壁の異なる部分であってもよい。例えば、側壁８３３と側壁８３４は、一体成形されてもよい。いくつかの実施例において、側壁８３３と側壁８３４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、音導管８３２の１つ以上の側壁は、音導管８３２の中心軸８３５に対して特定の傾斜角を有してもよい。側壁８３３を例として説明すると、音導管８３２の側壁８３３は、音導管８３２の中心軸８３５に対して傾斜角αを有する。いくつかの実施例において、図８に示すように、音導管８３２の中心軸が音響キャビティ８３１に指す方向を正方向とすれば、音導管８３２の孔径が中心軸８３５の正方向に沿って径方向内向きに縮小する場合、即ち音導管８３２の側壁８３３及び／又は側壁８３４が音導管８３２の中心軸８３５の正方向に沿って中心軸８３５の方向に接近する場合、傾斜角αの角度は、０°～９０°の間の任意の数値であってもよい。例えば、傾斜角αの角度は、０°～３０°の間の任意の数値であってもよい。また、例えば、傾斜角αの角度は、３０°～４５°の間の任意の数値であってもよい。また、例えば、傾斜角αの角度は、４５°～６０°の間の任意の数値であってもよい。また、例えば、傾斜角αの角度は、６０°～９０°の間の任意の数値であってもよい。
いくつかの実施例において、図９に示すように、音導管８３２の孔径が中心軸８３５の正方向に沿って径方向外向きに拡大する場合、即ち音導管８３２の側壁８３３及び／又は側壁８３４が音導管８３２の中心軸８３５の正方向に沿って中心軸８３５から離れる方向に延在する場合、音導管８３２の側壁（例えば、音導管の側壁８３３及び／又は側壁８３４）が音導管の中心軸８３５に対して有する傾斜角βの角度は、０°～９０°の間の任意の数値であってもよい。例えば、傾斜角βの角度は、０°～１０°の間の任意の数値であってもよい。また、例えば、傾斜角βの角度は、１０°～２０°の間の任意の数値であってもよい。また、例えば、傾斜角βの角度は、０°～３０°の間の任意の数値であってもよい。また、例えば、傾斜角βの角度は、３０°～４５°の間の任意の数値であってもよい。また、例えば、傾斜角βの角度は、４５°～６０°の間の任意の数値であってもよい。また、例えば、傾斜角βの角度は、６０°～９０°の間の任意の数値であってもよい。
音導管８３２の側壁が音導管８３２の中心軸に対して特定の傾斜角を有するように設置することにより、音導管８３２の長さ及び音導管８３２の第１端（例えば、ハウジング８１０の第１の側壁８１１に位置するか又は第１の側壁８１１から離れ、かつマイクロフォン８００の外部に位置する一端）の外径を変更することなく、マイクロフォン８００の共振周波数の位置を調整することができる。例えば、音導管８３２の孔径が中心軸８３５の正方向に沿って径方向内向きに縮小する場合、音導管８３２の長さ及び音導管８３２の第１端の孔径を変更することなく、音導管８３２の第２端（例えば、音響キャビティ８３１内に延在する一端）の断面の寸法を小さくすることにより、音響構造８３０の共振周波数を低下させることができる。また、例えば、音導管８３２の孔径が中心軸８３５の正方向に沿って径方向外向きに拡大する場合、音導管８３２の長さ及び音導管８３２の第１端の孔径を変更することなく、音導管８３２の第２端の断面の寸法を大きくすることにより、音響構造８３０の共振周波数を向上させることができる。
いくつかの実施例において、音響キャビティ８３１の断面（例えば、ＸＺ平面に平行な断面）が円形である場合、音導管８３２の第１端の孔径は、音導管８３２の長さの１．５倍以下であってもよい。いくつかの実施例において、音導管８３２の第１端の孔径は、０．１ミリメートル～３ミリメートルの範囲内にあってもよく、音導管８３２の長さは、１ミリメートル～４ミリメートルの範囲内にあってもよい。いくつかの実施例において、音導管８３２の第１端の孔径は、０．１ミリメートル～２ミリメートルの範囲内にあってもよく、音導管８３２の長さは、１ミリメートル～３ミリメートルの範囲内にあってもよい。
図１０は、本明細書のいくつかの実施例に係る例示的なマイクロフォンの概略図である。図１０に示すように、マイクロフォン１０００は、ハウジング１０１０、少なくとも１つの音響電気変換器１０２０及び音響構造１０３０を含んでもよい。音響構造１０３０は、音導管１０３２及び音響キャビティ１０３１を含んでもよい。図１０に示すマイクロフォン１０００における１つ以上のアセンブリは、図２Ａに示すマイクロフォン２００における１つ以上のアセンブリ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におけるハウジング１０１０、音響電気変換器１０２０、音響電気変換器１０２０の孔部１０２１、音響構造１０３０、音響キャビティ１０４０、特定用途向け集積回路１０５０などは、図３に示すマイクロフォン２００におけるハウジング２１０、音響電気変換器２２０、音響電気変換器２２０の孔部２２１、音響構造２３０、音響キャビティ２４０など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、マイクロフォン１０００とマイクロフォン２００との相違点は、マイクロフォン１０００が音響抵抗構造１０６０を含んでもよいということである。式（２）から分かるように、音響抵抗構造１０６０は、音響構造１０３０の帯域幅を調整するために用いられてもよい。いくつかの実施例において、音響抵抗構造１０６０は、膜状音響抵抗構造、網状音響抵抗構造、板状音響抵抗構造など、又はそれら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、音響抵抗構造１０６０は、単層ダンパ構造、多層ダンパ構造など、又は他のダンパ構造を含んでもよい。多層ダンパ構造は、単一の多層ダンパ構造を含んでもよく、複数の単層ダンパ構造で構成されたダンパ構造を含んでもよい。
いくつかの実施例において、音響抵抗構造１０６０は、音導管１０３２を形成する側壁１０３３の、ハウジング１０１０の第１の側壁１０１１から離れた外面と、音導管１０３２の内部と、第１の側壁１０１１の内面と、第１の側壁１０１１の外面と、音響キャビティ１０３１内と、音響電気変換器１０２０の孔部１０２１を形成する第２の側壁１０５１の内面と、第２の側壁１０５１の外面と、音響電気変換器１０２０の孔部１０２１の内部など、又はそれらの組み合わせに設置されてもよい。
図１０に示すように、音響抵抗構造１０６０は、単層ダンパ構造の形式で、音導管１０３２を形成する側壁１０３３の、第１の側壁１０１１から離れた外面に設置されてもよい。音響抵抗構造１０６０の材質、寸法、厚さなどは、実際の必要に応じて設定することができる。例えば、音響抵抗構造１０６０のＸ軸方向に沿った長さは、音導管１０３２とその側壁１０３３との長さの和に等しくてもよい。また、例えば、音響抵抗構造１０６０のＸ軸方向に沿った長さは、音導管１０３２の孔径以上であってもよい。また、例えば、音響抵抗構造１０６０のＺ軸方向に沿った幅は、音導管１０３２の側壁１０３３の幅以上であってもよい。
図１１に示すように、音響抵抗構造１０６０は、単層ダンパ構造の形式で第１の側壁１０１１の内面に設置されてもよい。いくつかの実施例において、音響抵抗構造１０６０は、ハウジング１０１０の１つ以上の側壁（例えば、ハウジング１０１０の側壁１０１１、側壁１０１２、側壁１０１３など）に接続されてもよい。音響抵抗構造１０６０の材質、寸法、厚さなどは、実際の必要に応じて設定することができる。例えば、音響抵抗構造１０６０のＸ軸方向に沿った長さは、ハウジング１０１０の側壁１０１１のＸ軸方向に沿った長さ以下であってもよい。また、例えば、音響抵抗構造１０６０のＺ軸方向に沿った幅は、ハウジング１０１０の側壁１０１１のＺ軸方向に沿った幅以下であってもよい。また、例えば、音響抵抗構造１０６０の寸法は、音導管１０３２の孔径より大きくてもよく、等しくてもよく、小さくてもよい。
図１２に示すように、音響抵抗構造１０６０は、単層ダンパ構造の形式で音響キャビティ１０３１内に設置されてもよく、音導管１０３２を形成する側壁と接触してもよく、接触しなくてもよい。例えば、音響抵抗構造１０６０の両端は、それぞれハウジング１０１０の側壁１０１２及び／又は側壁１０１３に接続されてもよい。図１３に示すように、音響抵抗構造１０６０は、単層ダンパ構造の形式で、音響電気変換器１０２０の孔部１０２１を形成する第２の側壁１０５１の外面に設置されてもよく、第２の側壁１０５１に物理的に接続されてもよく、接続されなくてもよい。例えば、音響抵抗構造１０６０の両端は、それぞれハウジング１０１０の側壁１０１２と側壁１０１３に接続されてもよい。また、例えば、音響抵抗構造１０６０は、第２の側壁１０５１に物理的に接続されてもよい。いくつかの実施例において、音響抵抗構造１０６０の寸法は、第２の側壁１０５１の寸法と同じでもよく、異なってもよい。例えば、音響抵抗構造１０６０のＸ軸方向に沿った長さは、第２の側壁１０５１のＸ軸に沿った長さと孔部１０２１の孔径との和より大きくてもよく、等しくてもよく、小さくてもよい。いくつかの実施例において、音響抵抗構造１０６０の寸法は、音響電気変換器１０２０の孔部１０２１の寸法より大きくてもよい。
図１４に示すように、音響抵抗構造１０６０は、単層ダンパ構造の形式で音導管１０３２の内部に設置されてもよく、導音孔の側壁１０３３の全部又は一部に接続されてもよい。いくつかの実施例において、音響抵抗構造１０６０の材質、寸法、厚さなどは、実際の必要に応じて設定することができる。例えば、音響抵抗構造１０６０のＹ軸方向に沿った厚さは、音導管１０３２のＹ軸方向に沿った長さより大きくてもよく、等しくてもよく、小さくてもよい。また、例えば、音響抵抗構造１０６０のＸ軸方向に沿った長さは、音導管１０３２の孔径より大きくてもよく、等しくてもよく、小さくてもよい。
図１５は、本明細書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１５に示すように、音響抵抗構造１０６０は、二層ダンパ構造を含んでもよく、二層ダンパ構造は、第１の音響抵抗構造１０６１及び第２の音響抵抗構造１０６２を含んでもよい。第１の音響抵抗構造１０６１は、音導管１０３２を形成する側壁１０３３の、ハウジング１０１０の第１の側壁１０１１から離れた外面に設置されてもよく、第１の側壁１０１１の外面に物理的に接続されてもよく、接続されなくてもよい。第２の音響抵抗構造１０６２は、第１の側壁１０１１の内面に設置されてもよく、第１の側壁１０１１の内面に物理的に接続されてもよく、接続されなくてもよい。いくつかの実施例において、第１の音響抵抗構造１０６１及び第２の音響抵抗構造１０６２の位置、寸法、材質などは、実際の必要に応じて設定することができ、同じであってもよく、異なってもよい。例えば、第１の音響抵抗構造１０６１及び／又は第２の音響抵抗構造１０６２は、音響キャビティ１０３１内に設置されてもよい（例えば、第２の側壁１０５１、第１の側壁１０１１、側壁１０１２、側壁１０１３などに物理的に接続される）。また、例えば、第１の音響抵抗構造１０６１及び／又は第２の音響抵抗構造１０６２は、音響電気変換器１０２０の孔部１０２１内に設置されてもよい。また、例えば、第１の音響抵抗構造１０６１及び／又は第２の音響抵抗構造１０６２は、音導管１０３２内に設置されてもよい。さらに、例えば、第１の音響抵抗構造１０６１及び／又は第２の音響抵抗構造１０６２は、音導管１０３２の側壁１０３３の外面に設置されてもよい。
いくつかの実施例において、音響抵抗構造１０６０のパラメータを調整することにより、音響抵抗構造１０６０の音響抵抗値を変更することができる。いくつかの実施例において、音響抵抗構造１０６０のパラメータは、音響抵抗構造１０６０の厚さ、孔径、開孔率などを含むが、これらに限定されない。いくつかの実施例において、音響抵抗構造１０６０の厚さは、２０ミクロン～３００ミクロンであってもよい。いくつかの実施例において、音響抵抗構造１０６０の厚さは、１０ミクロン～４００ミクロンであってもよい。いくつかの実施例において、音響抵抗構造１０６０の孔径は、２０ミクロン～３００ミクロンであってもよい。いくつかの実施例において、音響抵抗構造１０６０の孔径は、３０ミクロン～３００ミクロンであってもよい。いくつかの実施例において、音響抵抗構造１０６０の孔径は、１０ミクロン～４００ミクロンであってもよい。いくつかの実施例において、音響抵抗構造１０６０の開孔率は、１０％～５０％であってもよい。いくつかの実施例において、音響抵抗構造１０６０の開孔率は、３０％～５０％であってもよい。いくつかの実施例において、音響抵抗構造１０６０の開孔率は、２０％～４０％であってもよい。いくつかの実施例において、音響抵抗構造１０６０の開孔率は、２５％～４５％であってもよい。いくつかの実施例において、音響抵抗構造１０６０の音響抵抗値の範囲は、１ＭＫＳ Ｒａｙｌｓ～１００ＭＫＳ Ｒａｙｌｓである。いくつかの実施例において、音響抵抗構造１０６０のパラメータ（例えば、孔径、厚さ、開孔率など）を調整することにより、音響抵抗構造１０６０の音響抵抗値を１０ＭＫＳ Ｒａｙｌｓ～９０ＭＫＳ Ｒａｙｌｓ、２０ＭＫＳ Ｒａｙｌｓ～８０ＭＫＳ Ｒａｙｌｓ、３０ＭＫＳ Ｒａｙｌｓ～７０ＭＫＳ Ｒａｙｌｓ、４０ＭＫＳ Ｒａｙｌｓ～６０ＭＫＳ Ｒａｙｌｓ、５０ＭＫＳ Ｒａｙｌｓにすることができる。
いくつかの実施例において、マイクロフォンに音響抵抗構造を設置することにより、マイクロフォンの音響構造の音響抵抗を増加させ、さらにマイクロフォンの周波数応答の帯域幅（３ｄＢ）及び／又はＱ値を調整することができる。いくつかの実施例において、異なる音響抵抗値を有する音響抵抗構造が、マイクロフォンの周波数応答のＱ値に異なる程度の影響を与えてもよい。図１６は、本明細書のいくつかの実施例に係る例示的なマイクロフォンの周波数応答曲線である。図１６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、マイクロフォンの周波数応答を表し、単位は、ｄＢである。曲線１６１０は、音響抵抗構造が設置されていないマイクロフォンの周波数応答を表し、曲線１６１５は、３ＭＫＳ Ｒａｙｌｓの音響抵抗値を有する音響抵抗構造が設置されたマイクロフォンの周波数応答を表し、曲線１６２０は、２０ＭＫＳ Ｒａｙｌｓの音響抵抗値を有する音響抵抗構造が設置されたマイクロフォンの周波数応答を表し、曲線１６３０は、６５ＭＫＳ Ｒａｙｌｓの音響抵抗値を有する音響抵抗構造が設置されたマイクロフォンの周波数応答を表し、曲線１６４０は、１６０ＭＫＳ Ｒａｙｌｓの音響抵抗値を有する音響抵抗構造が設置されたマイクロフォンの周波数応答を表し、曲線１６５０は、４０００ＭＫＳ Ｒａｙｌｓの音響抵抗値を有する音響抵抗構造が設置されたマイクロフォンの周波数応答を表す。図１６から分かるように、音響抵抗構造の音響抵抗値の増加につれて、マイクロフォンの周波数応答曲線の帯域幅が増加し、マイクロフォンの周波数応答が低下する。したがって、マイクロフォンの音響抵抗構造の音響抵抗値を設定することにより、マイクロフォンのＱ値を調整することができる。いくつかの実施例において、音響抵抗構造の音響抵抗値の増加につれて、マイクロフォンのＱ値が低下するため、実際の必要に応じて、音響抵抗構造の音響抵抗値を選択して、マイクロフォンの目標Ｑ値及び目標帯域幅を取得してもよい。例えば、音響抵抗構造の音響抵抗値は、２０ＭＫＳ Ｒａｙｌｓ以下に設定され、対応する目標帯域幅（３ｄＢ）が３００Ｈｚ以上であってもよい。また、例えば、音響抵抗構造の音響抵抗値は、１００ＭＫＳ Ｒａｙｌｓ以下で、対応する目標帯域幅（３ｄＢ）が１０００Ｈｚ以上であってもよい。
図１７は、本明細書のいくつかの実施例に係る例示的なマイクロフォンの概略図である。図１７に示すように、マイクロフォン１７００は、ハウジング１７１０、少なくとも１つの音響電気変換器１７２０、音響構造１７３０、音響キャビティ１７４０及び音響構造１７７０（第２の音響構造と称されてもよい）を含んでもよい。マイクロフォン１７００における１つ以上のアセンブリは、図３に示すマイクロフォン３００における１つ以上の対応するアセンブリと同じ又は類似であってもよい。例えば、ハウジング１７１０、少なくとも１つの音響電気変換器１７２０、音響構造１７３０、音響キャビティ１７４０、特定用途向け集積回路１７５０などは、図３に示すマイクロフォン２００におけるハウジング２１０、少なくとも１つの音響電気変換器２２０、音響構造２３０、音響キャビティ２４０、特定用途向け集積回路２５０などと同じ又は類似である。マイクロフォン１７００とマイクロフォン２００との相違点は、マイクロフォン１７００が第２の音響構造１７７０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、第２の音響構造１７７０は、音響構造１７３０と直列に設置されてもよい。第２の音響構造１７７０と音響構造１７３０との直列設置とは、第２の音響構造１７７０の第２の音響キャビティ１７７１が音響構造１７３０の音導管１７３２を介して音響構造１７３０の音響キャビティ１７３１と音響的に連通できるということである。いくつかの実施例において、第２の音響構造１７７０の第２の音響キャビティ１７７１は、第２の音導管１７７２を介してマイクロフォン１７００の外部と音響的に連通する。いくつかの実施例において、音導管１７３２は、音響キャビティ１７３１を構成する側壁１７１１に設置されてもよく、第２の音導管１７７２は、第２の音響キャビティ１７７１を構成する側壁１７１２に設置されてもよい。
いくつかの実施例において、マイクロフォン１７００がピックアップした外部音声信号は、まず第２の音響構造１７７０により調整（例えば、フィルタリング）され、さらに音導管１７３２により音響構造１７３０に伝送され、該音声信号は、音響構造１７３０により再び調整され、二次調整された音声信号は、さらに孔部１７２１を通ってマイクロフォン１７００の音響キャビティ１７４０に入り、電気信号を生成してもよい。
いくつかの実施例において、第２の音響構造１７７０の構造パラメータは、音響構造１７３０の構造パラメータと同じであってもよく、異なってもよい。例えば、音響構造１７７０の形状は、円柱体であってもよく、音響構造１７３０の形状は、円柱体であってもよい。また、例えば、音響構造１７７０の音響抵抗値は、音響構造１７３０の音響抵抗値より小さくてもよい。音響構造１７３０及び／又は音響構造１７７０の構造パラメータの設定について、図２Ａ、図３及び図５～図１５並びにその関連する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、第２の音響構造１７７０は、共振周波数（第３の共振周波数と称されてもよい）を有してもよい。音声信号の第３の共振周波数での周波数成分が共振することにより、第２の音響構造１７７０は、音声信号における第３の共振周波数の近傍にある周波数成分を増幅することができる。音響構造１７３０は、第１の共振周波数を有してもよく、第２の音響構造１７７０により増幅された音声信号の第１の共振周波数での周波数成分が共振することにより、音響構造１７３０は、音声信号における第１の共振周波数の近傍にある周波数成分を続いて増幅することができる。特定の音響構造が特定の周波数範囲にある音声成分のみに対して高い増幅効果を有することを考慮し、理解を容易にするために、１つの音響構造で増幅された音声信号を、該音響構造に対応する共振周波数でのサブバンド音声信号と見なされてもよい。例えば、上記第２の音響構造１７７０により増幅された音声は、第３の共振周波数でのサブバンド音声信号と見なされてもよく、音響構造１７３０により続いて増幅された音声信号は、第１の共振周波数での別のサブバンド音声信号を生成する。増幅された音声信号は、音響電気変換器１７２０に伝送され、対応する電気信号を生成する。このような方式により、音響構造１７３０及び第２の音響構造１７７０は、それぞれ第１の共振周波数と第３の共振周波数を含む帯域で、マイクロフォン１７００のＱ値を向上させ、マイクロフォン１７００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、異なる共振周波数で、（音響電気変換器に対する）マイクロフォン１７００の感度の向上代は、同じであってもよく、異なってもよい。例えば、第３の共振周波数が第１の共振周波数より大きい場合、マイクロフォン１７００の第３の共振周波数での応答の感度は、マイクロフォン１７００の第１の共振周波数での応答の感度より大きい。いくつかの実施例において、音響構造１７７０及び／又は音響構造１７３０の構造パラメータを調整することにより、音響構造１７７０及び／又は音響構造１７３０の共振周波数を調整することができる。いくつかの実施例において、音響構造１７３０に対応する第１の共振周波数及び第２の音響構造１７７０に対応する第３の共振周波数は、実際の状況に応じて設定することができる。例えば、マイクロフォン１７００の中低帯域での感度を向上させるために、第１の共振周波数及び第３の共振周波数は、第２の共振周波数より小さくてもよい。また、例えば、特定の周波数範囲内でマイクロフォン１７００の感度及びＱ値を向上させるために、第１の共振周波数と第３の共振周波数との差の絶対値は、周波数閾値（例えば、１００Ｈｚ、２００Ｈｚ、１０００Ｈｚなど）より小さくてもよい。また、例えば、マイクロフォン１７００の周波数応答曲線をより平坦にし、マイクロフォン１７００の広帯域での感度を向上させるために、第１の共振周波数は、第２の共振周波数より大きくてもよく、第３の共振周波数は、第２の共振周波数より小さくてもよい。
上記マイクロフォン１７００についての説明は、例示を目的としたものに過ぎず、本明細書の範囲を限定することを意図しない。当業者であれば、本明細書の説明に基づいて様々な変更及び修正を行うことができる。いくつかの実施例において、マイクロフォン１７００は、複数の音響構造（例えば、３つ、５つ、１１個、１４個、６４個など）を含んでもよい。いくつかの実施例において、マイクロフォンにおける音響構造の接続方式は、直列接続、並列接続又はそれら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、第１の共振周波数、第２の共振周波数、第３の共振周波数の大きさは、実際の必要に応じて調整することができる。例えば、第１の共振周波数及び／又は第３の共振周波数は、第２の共振周波数より小さくてもよく、等しくてもよく、大きくてもよい。また、例えば、第１の共振周波数は、第３の共振周波数より小さくてもよく、等しくてもよく、大きくてもよい。これらの変更及び修正は、本明細書の保護範囲内にある。
図１８は、本明細書のいくつかの実施例に係る例示的なマイクロフォンの概略図である。図１８に示すように、マイクロフォン１８００は、ハウジング１８１０、少なくとも１つの音響電気変換器１８２０、音響構造１８３０、第２の音響構造１８７０及び第３の音響構造１８８０を含んでもよい。
いくつかの実施例において、ハウジング１８１０は、マイクロフォン１８００における１つ以上のアセンブリ（例えば、音響電気変換器１８２０、音響構造１８３０、第２の音響構造１８７０及び／又は第３の音響構造１８８０の少なくとも一部）を収容するために用いられてもよい。マイクロフォン１８００における１つ以上のアセンブリは、図１７に示すマイクロフォン１７００における１つ以上のアセンブリと同じ又は類似であってもよい。例えば、ハウジング１８１０、少なくとも１つの音響電気変換器１８２０、音響構造１８３０、音響キャビティ１８４０、特定用途向け集積回路１８５０などは、図１７に示すマイクロフォン１７００におけるハウジング１７１０、少なくとも１つの音響電気変換器１７２０、音響構造１７３０、音響キャビティ１７４０、特定用途向け集積回路１７５０などと同じ又は類似である。マイクロフォン１８００とマイクロフォン１７００との相違点は、マイクロフォン１８００に含まれる音響構造の数及び接続方式などがマイクロフォン１７００と異なってもよいということである。
いくつかの実施例において、ハウジング１８１０は、内部が中空の構造体であってもよく、１つ以上の音響キャビティ、例えば、音響キャビティ１８４０、音響構造１８３０、第２の音響構造１８７０、第３の音響構造１８８０などを形成してもよい。いくつかの実施例において、音響電気変換器１８２０は、音響キャビティ１８４０内に設置されてもよい。いくつかの実施例において、音響電気変換器１８２０は、孔部１８２１を含んでもよい。第３の音響構造１８８０は、孔部１８２１を介して音響電気変換器１８２０と音響的に連通してもよい。いくつかの実施例において、音響構造１８３０は、音導管１８３１及び音響キャビティ１８３２を含んでもよく、第２の音響構造１８７０は、第２の音導管１８７１及び第２の音響キャビティ１８７２を含んでもよく、第３の音響構造１８８０は、第３の音導管１８８１、第４の音導管１８８２及び第３の音響キャビティ１８８３を含んでもよい。音響キャビティ１８３２は、第３の音導管１８８１を介して第３の音響キャビティ１８８３と音響的に連通してもよい。音響キャビティ１８３２は、音導管１８３１を介してマイクロフォン１８００の外部と音響的に連通してもよい。第２の音響キャビティ１８７２は、第４の音導管１８８２を介して第３の音響キャビティ１８８３と音響的に連通してもよい。第２の音響キャビティ１８７２は、第２の音導管１８７１を介してマイクロフォン１８００の外部と音響的に連通してもよい。第３の音響キャビティ１８８３は、音響電気変換器１８２０の孔部１８２１を介して音響電気変換器１８２０と音響的に連通してもよい。
いくつかの実施例において、音響構造１８３０は、第１の共振周波数を有し、音響電気変換器１８２０は、第２の共振周波数を有し、第２の音響構造１８７０は、第３の共振周波数を有し、第３の音響構造１８８０は、第４の共振周波数を有する。いくつかの実施例において、第１の共振周波数、第３の共振周波数及び／又は第４の共振周波数は、第２の共振周波数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、第１の共振周波数、第３の共振周波数及び／又は第４の共振周波数は、同じであってもよく、異なってもよい。例えば、マイクロフォン１８００の広帯域範囲内での感度を向上させるために、第１の共振周波数は、１００００Ｈｚより大きくてもよく、第２の共振周波数は、５００～７００Ｈｚの範囲内にあってもよく、第３の共振周波数は、７００Ｈｚ～１０００Ｈｚの範囲内にあってもよく、第４の共振周波数は、１０００Ｈｚ～１３００Ｈｚの範囲内にあってもよい。また、例えば、マイクロフォン１８００の中低帯域内での周波数応答及び感度を向上させるために、第１の共振周波数、第３の共振周波数及び第４の共振周波数は、第２の共振周波数より小さくてもよい。また、例えば、マイクロフォン１８００の広帯域範囲内での感度を向上させるために、第１の共振周波数、第３の共振周波数及び第４の共振周波数のうち、一部の共振周波数は、第２の共振周波数より小さく、他の一部の共振周波数は、第２の共振周波数より大きくてもよい。さらに、例えば、マイクロフォン１８００の特定の範囲内での感度及びＱ値を向上させるために、第１の共振周波数、第３の共振周波数及び第４の共振周波数は、この特定の周波数範囲にあってもよい。
マイクロフォン１８００を使用して音声信号処理を行う場合、音声信号は、音導管１８３１を介して音響構造１８３０の音響キャビティ１８３２に入り、及び／又は第２の音導管１８７１を介して第２の音響構造１８７０の第２の音響キャビティ１８７２に入ってもよい。音響構造１８３０は、音声信号を調整し、第１の共振周波数で、第１の共振ピークを有する第１のサブバンド音声信号を生成してもよい。同様に、第２の音響構造１８７０は、音声信号を処理し、第３の共振周波数で、第２の共振ピークを有する第２のサブバンド音声信号を生成してもよい。音響構造１８３０及び／又は第２の音響構造１８７０により調整して生成された第１のサブバンド音声信号及び／又は第２のサブバンド音声信号は、それぞれ第３の音導管１８８１と第４の音導管１８８２を介して第３の音響キャビティ１８８３に入ってもよい。第３の音響構造１８８０は、続いて第１のサブバンド音声信号及び第２のサブバンド音声信号を調整し、第４の共振周波数で、第３の共振ピークを有する第３のサブバンド音声信号を生成してもよい。音響構造１８３０、第２の音響構造１８７０及び第３の音響構造１８８０により生成された第１のサブバンド音声信号、第２のサブバンド音声信号及び第３のサブバンド音声信号は、音響電気変換器１８２０の孔部１８２１を通って音響電気変換器１８２０に伝送されてもよい。音響電気変換器１８２０は、第１のサブバンド音声信号、第２のサブバンド音声信号及び第３のサブバンド音声信号に基づいて電気信号を生成してもよい。
なお、マイクロフォン１８００に含まれる音響構造は、図１８に示す音響構造１８３０、第２の音響構造１８７０及び第３の音響構造１８８０に限定されず、マイクロフォン１８００に含まれる音響構造の数、音響構造の構造パラメータ、音響構造の数、音響構造の接続方式などは、実際の必要（例えば、目標共振周波数、目標感度、サブバンド電気信号の数など）に応じて設定することができる。単に一例として、図１９は、本明細書のいくつかの実施例に係る例示的なマイクロフォンの概略図である。図１９に示すように、マイクロフォン１９００は、ハウジング１９１０、音響電気変換器１９２０、音響キャビティ１９４０、音響構造１９０１、音響構造１９０２、音響構造１９０３、音響構造１９０４、音響構造１９０５、音響構造１９０６及び音響構造１９０７を含んでもよい。音響電気変換器１９２０は、上記音響キャビティ１９４０内に設置されてもよい。音響電気変換器１９２０は、孔部１９２１を含んでもよい。音響構造１９０７は、音響キャビティ１９７３と、音響構造１９０１、音響構造１９０２、音響構造１９０３、音響構造１９０４、音響構造１９０５、音響構造１９０６にそれぞれ連通する６つの音導管とを含んでもよい。マイクロフォン１９００のアセンブリ及び音声信号の処理プロセスは、図１８におけるマイクロフォン１８００と類似し、ここでは説明を省略する。
図２０は、本明細書のいくつかの実施例に係る例示的なマイクロフォンの概略図である。図２０に示すように、マイクロフォン２０００は、ハウジング２０１０、音響キャビティ２０４０、音響電気変換器２０２０及び音響構造２０３０を含んでもよい。いくつかの実施例において、音響電気変換器２０２０は、音響キャビティ２０４０内に設置されてもよい。いくつかの実施例において、音響電気変換器２０２０は、複数の音響電気変換器、例えば、音響電気変換器２０２１、第２の音響電気変換器２０２２、第３の音響電気変換器２０２３、第４の音響電気変換器２０２４、第５の音響電気変換器２０２５及び第６の音響電気変換器２０２６を含んでもよい。いくつかの実施例において、音響構造２０３０は、複数の音響構造、例えば、音響構造２０３１、第２の音響構造２０３２、第３の音響構造２０３３、第４の音響構造２０３４、第５の音響構造２０３５、第６の音響構造２０３６を含んでもよい。いくつかの実施例において、マイクロフォン２０００における各音響構造は、１つの音響電気変換器に対応して設置され、例えば、音響構造２０３１は、音響電気変換器２０２１の孔部を介して音響電気変換器２０２１と音響的に連通し、第２の音響構造２０３２は、第２の音響電気変換器２０２２の孔部を介して第２の音響電気変換器２０２２と音響的に連通し、第３の音響構造２０３３は、第３の音響電気変換器２０２３の孔部を介して第３の音響電気変換器２０２３と音響的に連通し、第４の音響構造２０３４は、第４の音響電気変換器２０２４の孔部を介して第４の音響電気変換器２０２４と音響的に連通し、第５の音響構造２０３５は、第５の音響電気変換器２０２５の孔部を介して第５の音響電気変換器２０２５と音響的に連通し、第６の音響構造２０３６は、第６の音響電気変換器２０２６の孔部２０６３を介して第６音響電気変換器２０２６と音響的に連通する。第６の音響構造２０３６を例として説明すると、第６の音響構造２０３６は、音導管２０６１及び音響キャビティ２０６２を含む。第６の音響構造２０３６は、音導管２０６１を介してマイクロフォン２０００の外部と音響的に連通し、音声信号を受信するために用いられる。第６の音響構造２０３６の音響キャビティ２０６２は、音響電気変換器２０２６の孔部２０６３を介して音響電気変換器２０２６と音響的に連通する。いくつかの実施例において、マイクロフォンにおけるすべての音響構造は、１つの音響電気変換器に対応してもよい。例えば、音響構造２０３１、第２の音響構造２０３２、第３の音響構造２０３３、第４の音響構造２０３４、第５の音響構造２０３５、第６の音響構造２０３６の音導管は、それぞれマイクロフォン２０００の外部と音響的に連通してもよく、その音響キャビティは、上記音響電気変換器と音響的に連通してもよい。また、例えば、マイクロフォン２０００は、複数の音響電気変換器を含んでもよく、音響構造２０３１、第２の音響構造２０３２、第３の音響構造２０３３、第４の音響構造２０３４、第５の音響構造２０３５、第６の音響構造２０３６のうち、一部の音響構造は、複数の音響電気変換器のうちの１つの音響電気変換器と音響的に連通して、他の一部の音響構造は、他の音響電気変換器と音響的に連通してもよい。また、例えば、マイクロフォン２０００は、複数の音響電気変換器を含んでもよく、音響構造２０３１の音響キャビティは、第２の音響構造２０３２の音導管を介して第２の音響構造の音響キャビティと音響的に連通してもよく、第２の音響構造２０３２の音響キャビティは、第３の音響構造２０３３の音導管を介して第３の音響構造２０３３の音響キャビティと音響的に連通してもよい。第４の音響構造２０３４は、第５の音響構造２０３５の音導管を介して第５の音響構造２０３５の音響キャビティと音響的に連通してもよく、第５の音響構造２０３５の音響キャビティは、第６の音響構造２０３６の音導管２０６１を介して第６の音響構造２０３６の音響キャビティ２０６２と音響的に連通してもよい。第３の音響構造２０３３の音響キャビティ及び第６の音響構造２０３６の音響キャビティ２０６２は、同じ又は異なる音響電気変換器と音響的に連通してもよい。このような変形は、いずれも本明細書の保護範囲内にある。
いくつかの実施例において、音響構造２０３０における各音響構造は、受信した音声信号を調整し、サブバンド音声信号を生成してもよい。生成されたサブバンド音声信号は、各音響構造と音響的に連通する音響電気変換器に伝送されてもよく、音響電気変換器は、受信したサブバンド音声信号をサブバンド電気信号に変換する。いくつかの実施例において、音響構造２０３０における音響構造は、異なる共振周波数を有してもよく、この場合、音響構造２０３０における音響構造が、異なる共振周波数を有するサブバンド音声信号を生成し、音響電気変換器２０２０における音響構造に対応する音響電気変換器が変換して、異なる共振周波数を有するサブバンド電気信号を生成してもよい。いくつかの実施例において、音響構造２０３０及び／又は音響電気変換器２０２０の数は、実際の状況に応じて設定することができる。例えば、生成する必要があるサブバンド音声信号及び／又はサブバンド電気信号の数に基づいて、音響構造２０３０及び／又は音響電気変換器２０２０の数を設定することができる。単に一例として、生成する必要があるサブバンド電気信号が６つである場合、図２０に示すように、６つの音響構造を設置してもよく、マイクロフォン２０００は、６つのサブバンド電気信号を出力してもよく、その共振周波数範囲は、それぞれ５００Ｈｚ～７００Ｈｚ、１０００Ｈｚ～１３００Ｈｚ、１７００Ｈｚ～２２００Ｈｚ、３０００Ｈｚ～３８００Ｈｚ、４７００Ｈｚ～５７００Ｈｚ、７０００Ｈｚ～１２０００Ｈｚであってもよい。また、例えば、マイクロフォン２０００から出力される６つのサブバンド電気信号の共振周波数範囲は、それぞれ５００Ｈｚ～６４０Ｈｚ、６４０Ｈｚ～７８０Ｈｚ、７８０Ｈｚ～９３０Ｈｚ、９４０Ｈｚ～１１００Ｈｚ、１１００Ｈｚ～１３００Ｈｚ、１３００Ｈｚ～１５００Ｈｚであってもよい。また、例えば、マイクロフォン２０００から出力される６つのサブバンド電気信号の共振周波数範囲は、それぞれ２０Ｈｚ～１２０Ｈｚ、１２０Ｈｚ～２１０Ｈｚ、２１０Ｈｚ～３２０Ｈｚ、３２０Ｈｚ～４１０Ｈｚ、４１０Ｈｚ～５００Ｈｚ、５００Ｈｚ～６４０Ｈｚであってもよい。
いくつかの実施例において、マイクロフォンに１つ以上の音響構造、例えば、マイクロフォン１７００における音響構造１７３０及び音響構造１７７０、マイクロフォン１８００における音響構造１８３０、音響構造１８７０及び音響構造１８８０、マイクロフォン１９００における音響構造１９０１、音響構造１９０２、音響構造１９０３、音響構造１９０４、音響構造１９０５及び音響構造１９０６を設置することにより、マイクロフォンの共振周波数を増加させ、さらにマイクロフォンの広帯域範囲での感度を向上させることができる。また、複数の音響構造及び／又は音響電気変換器の接続方式の設定、例えば、図２０に示すマイクロフォン２０００における各音響構造と１つの音響電気変換器との対応設置により、マイクロフォン２０００の広帯域範囲での感度を向上させ、さらに音声信号を分周し、サブバンド電気信号を生成し、後続のハードウェア処理の負担を軽減することができる。
図２１は、本明細書のいくつかの実施例に係る例示的なマイクロフォンの周波数応答曲線の概略図である。図２１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、マイクロフォンの周波数応答を表し、単位は、ｄＢＶである。マイクロフォンが１１個の音響構造を含むことを例として、図２１における１１本の破線は、１１個の音響構造の周波数応答曲線を表す。いくつかの実施例において、１１個の音響構造の周波数応答曲線は、人間の耳に聞こえる２０Ｈｚ～２０ｋＨｚの帯域範囲をカバーすることができる。図２１における実線は、マイクロフォンの周波数応答曲線２１１０を表す。理解を容易にするために、マイクロフォンの周波数応答曲線２１１０は、１１個の音響構造の周波数応答曲線を融合して得られたものと見なされてもよい。いくつかの実施例において、１つ以上の音響構造の周波数応答曲線を調整することにより、マイクロフォンの目標周波数応答曲線への調整を実現することができる。例えば、人の声の基本周波数は、基本的に約１００Ｈｚ～３００Ｈｚの間に集中し、大部分の音声情報も中低帯域範囲に集中しているため、サブバンド音声信号の処理後に通話効果が低下しないという前提で、高帯域のサブバンド音声信号の数を減少させてもよい（即ち共振周波数が高帯域にある音響構造の数を減少させる）。また、例えば、２つ以上の音響構造の周波数応答曲線（例えば、隣接する２つの周波数応答曲線）の交差点において、融合して生成されたマイクロフォンの周波数応答曲線には、ピットを形成する可能性がある。ここで、ピットは、融合後の周波数応答曲線（例えば、曲線２１１０）における隣接するピークとボトムとの間の周波数応答の差（例えば、図２１に示す△ｄＢＶ）と理解されてもよい。ピットの形成は、マイクロフォンの周波数応答を大きく変動させ、さらにマイクロフォンの感度及び／又はＱ値に影響を与える可能性がある。いくつかの実施例において、音響構造の構造パラメータを調整し、例えば、音導管の断面積を減少させ、音導管の長さを増加させ、音響キャビティの体積を増加させることにより、音響構造の共振周波数を低下させることができる。いくつかの実施例において、音響構造の構造パラメータを調整し、例えば、マイクロフォンに音響抵抗構造を設置することにより、音響構造の周波数応答曲線の帯域幅を増加させ、融合後の周波数応答曲線２１１０の高周波数範囲内に形成する大きなピットを軽減させ、マイクロフォンの性能を向上させることができる。例えば、図２２は、本明細書のいくつかの実施例に係る例示的なマイクロフォンの周波数応答曲線である。図２２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、マイクロフォンの周波数応答を表し、単位は、ｄＢＶである。ここで、各破線は、それぞれマイクロフォンの１１個の音響構造の周波数応答曲線を表すことができる。図２１における１１本の破線に対応する１１個の音響構造に比べて、図２２における１１本の破線に対応する１１個の音響構造は、比較的高い音響抵抗を有してもよく、例えば、図２２における１１本の破線に対応する１１個の音響構造の音導管の側壁の内面が比較的粗かったり、音導管又は音響キャビティ内に音響抵抗構造が設置されていたり、音導管が比較的小さい寸法を有したりする。図２１における音響構造の周波数応答曲線２１１０に比べて、図２２に示す音響構造の応答曲線２２１０（特に比較的高い周波数の応答曲線）は、比較的広い帯域幅を有する。１１個の音響構造の周波数応答曲線から融合されたマイクロフォンの周波数応答曲線のピット（例えば、図２２に示す△ｄＢＶ）は、比較的小さく、融合された周波数応答曲線２２１０は、より平坦である。
上記で基本概念を説明してきたが、当業者にとっては、上記発明の開示は、単なる例として提示されているに過ぎず、本明細書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、本明細書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、本明細書によって示唆されることが意図されておるため、本明細書の例示的な実施例の精神及び範囲内にある。
さらに、本明細書の実施例を説明するために、本明細書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、本明細書の少なくとも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、本明細書の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、本明細書の各態様は、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。
さらに、特許請求の範囲に明確に記載されていない限り、本明細書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、本明細書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、本明細書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、本明細書の実施例の前述の説明では、本明細書を簡略化して、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よう。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よう。特に明記しない限り、「約」、「ほぼ」又は「実質的」は、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データは、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、数値データについては、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。本明細書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デ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。
１００、２００、２０５、５００、８００、１０００、１７００、１８００、１９００、２０００ マイクロフォン
２１０、５１０、８１０、１０１０、１７１０、１８１０、１９１０、２０１０ ハウジング
１２０、２２０、５２０、８２０、１０２０、１７２０、１８２０、１９２０、２０２０ 音響電気変換器
１１０、２３０、５３０、８３０、１０３０、１７３０、１８３０、１９０１、１９０２、１９０３、１９０４、１９０５、１９０６、１９０７、２０３０ 音響構造
２３１、２４０、５３１、５４０、８３１、８４０、１０３１、１０４０、１７３１、１７４０、１８３２、１８４０、１９４０、１９７３、２０４０、２０６２ 音響キャビティ
２５０、５５０、８５０、１０５０、１７５０、１８５０ 特定用途向け集積回路
２３２、５３２、８３２、１０３２、１７３２、１８３１、２０６１ 音導管
１３０、１３１、１３２、１３ｎ サンプラ
１４０ 信号プロセッサ
２１０、５１０、８１０、１０１０、１７１０、１８１０、１９１０、２０１０ ハウジング
１２０、２２０、５２０、８２０、１０２０、１７２０、１８２０、１９２０、２０２０ 音響電気変換器
１１０、２３０、５３０、８３０、１０３０、１７３０、１８３０、１９０１、１９０２、１９０３、１９０４、１９０５、１９０６、１９０７、２０３０ 音響構造
２３１、２４０、５３１、５４０、８３１、８４０、１０３１、１０４０、１７３１、１７４０、１８３２、１８４０、１９４０、１９７３、２０４０、２０６２ 音響キャビティ
２５０、５５０、８５０、１０５０、１７５０、１８５０ 特定用途向け集積回路
２３２、５３２、８３２、１０３２、１７３２、１８３１、２０６１ 音導管
１３０、１３１、１３２、１３ｎ サンプラ
１４０ 信号プロセッサ
Claims (26)
- マイクロフォンであって、
音声信号を電気信号に変換する少なくとも１つの音響電気変換器と、
音導管及び音響キャビティを含む音響構造と、を含み、
前記音響キャビティは、前記音響電気変換器と音響的に連通し、かつ前記音導管を介して前記マイクロフォンの外部と音響的に連通し、
前記音響構造は、第１の共振周波数を有し、前記音響電気変換器は、第２の共振周波数を有し、前記第１の共振周波数と前記第２の共振周波数との差の絶対値は、１００Ｈｚ以上であるマイクロフォン。 - 前記第１の共振周波数での応答の感度は、前記少なくとも１つの音響電気変換器の前記第１の共振周波数での応答の感度より大きい、ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロフォン。
- 前記第１の共振周波数は、前記音響構造の構造パラメータに関連し、前記音響構造の構造パラメータは、前記音導管の形状、前記音導管の寸法、前記音響キャビティの寸法、前記音導管又は前記音響キャビティの音響抵抗、前記音導管を形成する側壁の内面粗さのうちの１つ又は複数を含む、ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロフォン。
- ハウジングをさらに含み、前記少なくとも１つの音響電気変換器及び前記音響キャビティは、前記ハウジング内に位置し、前記ハウジングは、前記音響キャビティを形成する第１の側壁を含む、ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロフォン。
- 前記音導管の第１端は、前記第１の側壁に位置し、前記音導管の第２端は、前記第１の側壁から離れ、かつ前記ハウジングの外部に位置する、ことを特徴とする請求項４に記載のマイクロフォン。
- 前記音導管の第１端は、前記第１の側壁に位置し、前記音導管の第２端は、前記第１の側壁から離れ、かつ前記音響キャビティ内に延在する、ことを特徴とする請求項４に記載のマイクロフォン。
- 前記音導管の第１端は、前記第１の側壁から離れ、かつ前記ハウジングの外部に位置し、前記音導管の第２端は、前記音響キャビティ内に延在する、ことを特徴とする請求項４に記載のマイクロフォン。
- 前記音導管の孔の側壁は、前記音導管の中心軸に対して傾斜角を有し、前記傾斜角の角度は、０°～２０°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。
- 前記音導管又は前記音響キャビティ内に音響抵抗構造が設置され、前記音響抵抗構造は、前記音響構造の帯域幅を調整するために用いられる、ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロフォン。
- 前記音響抵抗構造の音響抵抗値の範囲は、１ＭＫＳ Ｒａｙｌｓ～１００ＭＫＳ Ｒａｙｌｓである、ことを特徴とする請求項９に記載のマイクロフォン。
- 前記音響抵抗構造の厚さは、２０ミクロン～３００ミクロンであり、前記音響抵抗構造の孔径は、２０ミクロン～３００ミクロンであり、及び／又は前記音響抵抗構造の開孔率は、３０％～５０％である、ことを特徴とする請求項９に記載のマイクロフォン。
- 前記音響抵抗構造は、前記音導管を形成する側壁の、第１の側壁から離れた外面と、前記音導管の内部と、前記第１の側壁の内面と、前記音響キャビティ内と、前記音響電気変換器の孔部を形成する第２の側壁の内面と、前記第２の側壁の外面と、前記音響電気変換器の前記孔部の内部と、のうちの１つ又は複数の位置に設置される、ことを特徴とする請求項９に記載のマイクロフォン。
- 前記音導管の孔径は、前記音導管の長さの２倍以下である、ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロフォン。
- 前記音導管の孔径は、０．１ミリメートル～１０ミリメートルであり、前記音導管の長さは、１ミリメートル～８ミリメートルである、ことを特徴とする請求項１３に記載のマイクロフォン。
- 前記音導管を形成する側壁の内面粗さは、０．８以下である、ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロフォン。
- 前記音響キャビティの内径は、前記音響キャビティの厚さ以上である、ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロフォン。
- 前記音響キャビティの内径は、１ミリメートル～２０ミリメートルであり、前記音響キャビティの厚さは、１ミリメートル～２０ミリメートルである、ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロフォン。
- 請求項１に記載のマイクロフォンであって、
第２の音響構造をさらに含み、前記第２の音響構造は、第２の音導管及び第２の音響キャビティを含み、前記第２の音響キャビティは、前記第２の音導管を介して前記マイクロフォンの外部と音響的に連通し、
前記第２の音響構造は、第３の共振周波数を有し、前記第３の共振周波数は、前記第１の共振周波数とは異なる、ことを特徴とするマイクロフォン。 - 前記第３の共振周波数が前記第１の共振周波数より大きいとき、前記第３の共振周波数での応答の感度と前記音響電気変換器の前記第３の共振周波数での応答の感度との差は、前記第１の共振周波数での応答の感度と前記音響電気変換器の前記第１の共振周波数での応答の感度との差より大きい、ことを特徴とする請求項１８に記載のマイクロフォン。
- 前記第２の音響キャビティは、前記音導管を介して前記音響キャビティと音響的に連通する、ことを特徴とする請求項１８に記載のマイクロフォン。
- 請求項１８に記載のマイクロフォンであって、
第３の音響構造をさらに含み、前記第３の音響構造は、第３の音導管、第４の音導管及び第３の音響キャビティを含み、
前記音響キャビティは、前記第３の音導管を介して前記第３の音響キャビティと音響的に連通し、
前記第２の音響キャビティは、前記第２の音導管を介して前記マイクロフォンの外部と音響的に連通し、かつ前記第４の音導管を介して前記第３の音響キャビティと音響的に連通し、
前記第３の音響キャビティは、前記音響電気変換器と音響的に連通し、
前記第３の音響構造は、第４の共振周波数を有し、前記第４の共振周波数は、前記第３の共振周波数及び前記第１の共振周波数とは異なる、ことを特徴とするマイクロフォン。 - 前記少なくとも１つの音響電気変換器は、第２の音響電気変換器をさらに含み、前記第２の音響キャビティは、前記第２の音響電気変換器と音響的に連通する、ことを特徴とする請求項１８に記載のマイクロフォン。
- エレクトレット型マイクロフォン又はシリコンマイクロフォンを含む、ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロフォン。
- マイクロフォンであって、
音声信号を電気信号に変換する少なくとも１つの音響電気変換器と、
第１の音導管及び第１の音響キャビティを含む第１の音響構造と、
第２の音導管及び第２の音響キャビティを含む第２の音響構造と、を含み、
前記第１の音導管は、前記マイクロフォンの外部と音響的に連通し、前記第１の音響キャビティは、前記第２の音導管を介して前記第２の音響キャビティと連通し、前記第２の音響キャビティは、前記音響電気変換器と音響的に連通し、前記第１の音響構造は、第１の共振周波数を有し、前記第２の音響構造は、第２の共振周波数を有し、前記第１の共振周波数は、前記第２の共振周波数とは異なる、マイクロフォン。 - 前記第１の共振周波数又は第２の共振周波数の範囲は、１００Ｈｚ～１５０００Ｈｚである、ことを特徴とする請求項２４に記載のマイクロフォン。
- 前記第１の共振周波数は、前記第１の音響構造の構造パラメータに関連し、前記第２の共振周波数は、前記第２の音響構造の構造パラメータに関連する、ことを特徴とする請求項２４に記載のマイクロフォン。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/CN2021/112062 WO2023015486A1 (zh) | 2021-08-11 | 2021-08-11 | 一种传声器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023539972A true JP2023539972A (ja) | 2023-09-21 |
Family
ID=85177031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022564423A Pending JP2023539972A (ja) | 2021-08-11 | 2021-08-11 | マイクロフォン |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230045906A1 (ja) |
| EP (1) | EP4161099A4 (ja) |
| JP (1) | JP2023539972A (ja) |
| KR (1) | KR20230024880A (ja) |
| CN (1) | CN115968550A (ja) |
| WO (1) | WO2023015486A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11935695B2 (en) | 2021-12-23 | 2024-03-19 | Knowles Electronics, Llc | Shock protection implemented in a balanced armature receiver |
| US20230217154A1 (en) * | 2021-12-30 | 2023-07-06 | Knowles Electronics, Llc | Acoustic sensor assembly having improved frequency response |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5745588A (en) * | 1996-05-31 | 1998-04-28 | Lucent Technologies Inc. | Differential microphone assembly with passive suppression of resonances |
| US6151399A (en) * | 1996-12-31 | 2000-11-21 | Etymotic Research, Inc. | Directional microphone system providing for ease of assembly and disassembly |
| JPH10271195A (ja) * | 1997-03-25 | 1998-10-09 | Mitsubishi Electric Corp | 移動体通信端末 |
| NO328582B1 (no) * | 2006-12-29 | 2010-03-22 | Tandberg Telecom As | Mikrofon for lydkildesporing |
| US9275628B2 (en) * | 2008-05-05 | 2016-03-01 | Bonnie S. Schnitta | Tunable frequency acoustic structures |
| JP5325555B2 (ja) * | 2008-12-05 | 2013-10-23 | 船井電機株式会社 | マイクロホンユニット |
| JP5325554B2 (ja) * | 2008-12-05 | 2013-10-23 | 船井電機株式会社 | 音声入力装置 |
| US8116499B2 (en) * | 2009-01-23 | 2012-02-14 | John Grant | Microphone adaptor for altering the geometry of a microphone without altering its frequency response characteristics |
| US8804982B2 (en) * | 2011-04-02 | 2014-08-12 | Harman International Industries, Inc. | Dual cell MEMS assembly |
| US8724841B2 (en) * | 2012-08-30 | 2014-05-13 | Apple Inc. | Microphone with acoustic mesh to protect against sudden acoustic shock |
| US20140126733A1 (en) * | 2012-11-02 | 2014-05-08 | Daniel M. Gauger, Jr. | User Interface for ANR Headphones with Active Hear-Through |
| EP3169082A1 (en) * | 2015-10-20 | 2017-05-17 | Sonion Nederland B.V. | Microphone assembly with suppressed frequency response |
| JP6656110B2 (ja) * | 2016-07-27 | 2020-03-04 | 日本ゴア株式会社 | 防水通音カバー、防水通音カバー部材および音響装置 |
| GB2561020B (en) * | 2017-03-30 | 2020-04-22 | Cirrus Logic Int Semiconductor Ltd | Apparatus and methods for monitoring a microphone |
| US11769510B2 (en) * | 2017-09-29 | 2023-09-26 | Cirrus Logic Inc. | Microphone authentication |
| US10405086B2 (en) * | 2017-11-06 | 2019-09-03 | Bose Corporation | Microphone cavity |
| CN111031462A (zh) * | 2019-11-12 | 2020-04-17 | 山东新港电子科技有限公司 | 前置后音腔mems mic |
| CN213403429U (zh) * | 2020-09-10 | 2021-06-08 | 安克创新科技股份有限公司 | 一种耳机 |
-
2021
- 2021-08-11 KR KR1020227037215A patent/KR20230024880A/ko unknown
- 2021-08-11 WO PCT/CN2021/112062 patent/WO2023015486A1/zh unknown
- 2021-08-11 CN CN202180014811.5A patent/CN115968550A/zh active Pending
- 2021-08-11 EP EP21923602.3A patent/EP4161099A4/en active Pending
- 2021-08-11 JP JP2022564423A patent/JP2023539972A/ja active Pending
-
2022
- 2022-07-29 US US17/816,007 patent/US20230045906A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115968550A (zh) | 2023-04-14 |
| KR20230024880A (ko) | 2023-02-21 |
| WO2023015486A1 (zh) | 2023-02-16 |
| US20230045906A1 (en) | 2023-02-16 |
| EP4161099A1 (en) | 2023-04-05 |
| EP4161099A4 (en) | 2023-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20230045906A1 (en) | Microphones | |
| WO2009145096A1 (ja) | 音声入力装置及びその製造方法、並びに、情報処理システム | |
| JP5129024B2 (ja) | 音声入力装置及び音声会議システム | |
| WO2009142249A1 (ja) | 音声入力装置及びその製造方法、並びに、情報処理システム | |
| US20220230654A1 (en) | Signal processing device having multiple acoustic-electric transducers | |
| US20240071358A1 (en) | Systems and methods for noise reduction using sub-band noise reduction technique | |
| CN101442695B (zh) | 麦克风系统、声音输入设备和制造所述系统和设备的方法 | |
| WO2008062848A1 (fr) | Dispositif d'entrée vocale, procédé de production de ce dernier et système de traitement d'informations | |
| CN106162476B (zh) | 抗低频噪音的麦克风单体 | |
| RU2792082C1 (ru) | Микрофоны | |
| CN115706880A (zh) | 一种传声器 | |
| RU2800552C1 (ru) | Микрофон | |
| JP4212635B1 (ja) | 音声入力装置及びその製造方法、並びに、情報処理システム | |
| US11924608B2 (en) | Microphone | |
| US20230300519A1 (en) | Vibration sensors | |
| WO2023272906A1 (zh) | 一种振动传感器 | |
| CN115914935A (zh) | 一种传声器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221021 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221021 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231218 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240314 |