JP4913908B2 - 可変指向性マイクロホン組立体及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、可変指向性マイクロホンに関し、さらに詳細には、マイクロホン素子をマイクロホン本体を用いてコンパクトに実装して小型化を可能にし、コイルスプリングを用いた接触で信号を伝達して、マイクロホン素子の交替が容易で維持補修費を節減することができる可変指向性マイクロホン組立体及びその製造方法に関する。

一般的に、マイクロホンは、指向特性によって無指向性（全方向）マイクロホンと指向性マイクロホンに区分され、指向性マイクロホンは、両方向性（Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ）マイクロホン及び単方向性（Ｕｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ）マイクロホンに区分される。両方向性マイクロホンは、前方及び後方入射音に対して充実に再生し、側方角から入射する音に対しては減殺特性を現わして、音源に対するポーラパターン（ｐｏｌａｒ ｐａｔｔｅｒｎ）が８字形に現れ、近接効果（Ｎｅａｒ ｆｉｅｌｄ）特性が良好なことから、雑音の激しい競技場のアナウンスなどに広く使われる。単一指向性マイクロホンは、広い前方入射音に応じて出力値を維持し、後方入射音源は出力値を相殺して前方音源に対するＳ／Ｎ比を改善したマイクロホンであって、明瞭度が良いことから音声認識用装備に広く使われる。

通常、指向性マイクロホンは、１つのマイクロホンを用い、ケースとＰＣＢ面にそれぞれ音孔を形成して、前方音と後方音の位相差を利用して指向性を有するようにするが、２つの無指向性マイクロホンを用いて可変指向性を有するようにする可変指向性マイクロホンが開発されてある。

２つの無指向性マイクロホン素子を用いて１つの可変指向性マイクロホン組立体を製造する場合、従来はプリント回路基板に２つの無指向性マイクロホン素子と半導体集積回路素子を直接実装することで、マイクロホン素子の不良による維持補修の際に基板全体を交替しなければならないので、費用が増加する問題点があった。また、従来は、音響特性を補う機具構成が不十分で音質が落ち、小型化が難しい問題点があった。

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、マイクロホン素子と半導体集積回路素子をマイクロホン本体を用いてコンパクトに配置し、コイルスプリングを介してマイクロホンの信号を連結することで、マイクロホン素子の交替が可能で、維持補修費を節減することができ、小型化を可能にし、音質を改善した可変指向性マイクロホン組立体及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成すべく、本発明によるマイクロホン組立体は、一面に接続端子が形成され、他面に半導体集積回路素子が実装されたプリント回路基板と、一面に前記半導体集積回路素子を実装するための実装空間が形成されており、他面にマイクロホン素子を実装するための２つの実装空間が形成されており、前記実装空間に実装されたマイクロホン素子を前記プリント回路基板と接触させるためのコイルスプリング挿入孔が形成されているマイクロホン本体と、前記マイクロホン実装空間に実装される２つのマイクロホン素子と、前記コイルスプリング挿入孔に挿入されて、前記マイクロホン素子をプリント回路基板と電気的に連結するためのコイルスプリングと、底面に音響孔が形成されており、前記マイクロホン素子と前記半導体集積回路素子が結合されたマイクロホン本体を挿入し、カーリングして、組立体を固定するためのケースと、を含んで構成されることを特徴とする。

上記目的を達成すべく、本発明によるマイクロホン組立体の製造方法は、プリント回路基板（ＰＣＢ）に半導体集積回路素子を表面実装（ＳＭＴ）方式で実装し、ブリッジを切断してＰＣＢを準備する段階と、マイクロホン本体を準備する段階と、マイクロホン本体のコイルスプリング挿入孔にコイルスプリングを挿入する段階と、マイクロホン本体の実装空間にマイクロホン素子を挿入し、クッションを付着させる段階と、前記マイクロホン本体の実装空間に、投入された前記ＰＣＢの半導体集積回路素子を挿入して、前記ＰＣＢと前記マイクロホン本体を結合させた後、投入されたケースに挿入してカーリングする段階と、を含むことを特徴とする。

本発明によるマイクロホン組立体は、マイクロホン素子と半導体集積回路素子をマイクロホン本体を用いてコンパクトに配置し、コイルスプリングを介してマイクロホンの信号を連結することで、マイクロホン素子の交替が可能で維持補修費を節減することができ、小型化を可能にし、音質を向上させることができる。

本発明による可変指向性マイクロホン組立体を上方から見た分解斜視図である。 本発明による可変指向性マイクロホン組立体を下方から見た分解斜視図である。 本発明による可変指向性マイクロホン組立体の製造手順を示すフローチャートである。 本発明による製造工程を説明するための図である。 本発明による製造工程を説明するための図である。 本発明による製造工程を説明するための図である。 本発明による製造工程を説明するための図である。 本発明による製造工程を説明するための図である。 本発明による可変指向性マイクロホンの部分切開斜視図である。 本発明による可変指向性マイクロホンの断面図である。

本発明と本発明の実施によって達成される技術的課題は、以下で説明する本発明の好ましい実施例によってさらに明確になるであろう。次の実施例は、本発明を説明するために例示されたものに過ぎず、本発明の範囲を限定するためのものではない。

図１は、本発明による可変指向性マイクロホン組立体を上方から見た分解斜視図であり、図２は、本発明による可変指向性マイクロホン組立体を下方から見た分解斜視図であり、図３は、本発明による可変指向性マイクロホン組立体の製造手順を示すフローチャートである。

本発明による可変指向性マイクロホン組立体１００は、図１及び図２に示すように、一面に接続端子１１０ａが形成され、他面に半導体集積回路素子１６０が実装されたプリント回路基板１１０と、一面に半導体集積回路素子１６０を実装するための実装空間１２４が形成されており、他面にマイクロホン素子１３０−１、１３０−２を実装するための２つの実装空間１２２−１、１２２−２が形成されており、前記実装空間１２２−１、１２２−２に実装されたマイクロホン素子１３０−１、１３０−２をプリント回路基板１１０と接触させるためのコイルスプリング挿入孔１２６が形成されているマイクロホン本体１２０と、前記マイクロホン実装空間１２２−１、１２２−２に実装される２つのマイクロホン素子１３０−１、１３０−２と、前記コイルスプリング挿入孔１２６に挿入されて前記マイクロホン素子１３０−１、１３０−２をプリント回路基板１１０と電気的に連結するためのコイルスプリング１２８と、マイクロホン素子１３０−１、１３０−２を保護するためのクッション１３２−１、１３２−２と、マイクロホン素子１３０−１、１３０−２と半導体集積回路素子１６０が結合されたマイクロホン本体１２０を挿入しカーリングして、組立体を固定するためのケース１４０と、ケース１４０の底面の外側に付着する塵埃防止布１５０とで構成される。

図１及び図２を参照すると、プリント回路基板（ＰＣＢ）１１０の一面には、外部と信号を連結するための接続端子１１０ａが形成されており、他面には、２つのマイクロホン素子１３０−１、１３０−２から入力された信号を適切に遅延及び統合して所望の指向性音響信号を生成するための半導体集積回路素子１６０が実装されている。

マイクロホン本体１２０は、ＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）やＴＰＥ（ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ ｅｌａｓｔｏｍｅｒ）材質の射出物であって、一面の中央部分には半導体集積回路素子１６０を実装するための実装空間１２４が形成されており、他面にはマイクロホン素子１３０−１、１３０−２を実装するための２つの実装空間１２２−１、１２２−２が形成されている。また、マイクロホン本体１２０には、実装空間１２２−１、１２２−２に実装されたマイクロホン素子１３０−１、１３０−２をプリント回路基板１１０と接触させるためのコイルスプリング挿入孔１２６が形成されている。このように本発明は、マイクロホン１３０−１、１３０−２のための実装空間が形成されたマイクロホン本体１２０により機械的に固定されるので、コンパクトな空間活用が可能で、音響空間による良好な音質特性を得ることができる。

ケース１４０は、一面が開口され、底面には２つのマイクロホン素子１３０−１、１３０−２に音を流入させるための２つの音響孔１４２−１、１４２−２が形成された矩形筒からなり、マイクロホン本体１２０とマイクロホン素子１３０−１、１３０−２が実装されたプリント回路基板１１０などの各部品が実装された後、ケース端部１４０ａがカーリングされて、組立体を完成することができる構造になっている。

マイクロホン本体１２０の実装空間に実装される第１マイクロホン素子１３０−１と第２マイクロホン素子１３０−２は、外部から流入した音圧の振動を電気的信号に変換する通常の無指向性コンデンサマイクロホンであり、プリント回路基板１１０に実装される半導体集積回路素子１６０は、第１マイクロホン素子１３０−１と第２マイクロホン１３０−２素子から伝達された電気的音響信号を処理して、可変指向性の電気的音響信号を生成するデジタル信号処理器（ＤＳＰ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏr）或いはアナログ信号処理器（ＡＳＰ：Ａｎａｌｏｇ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）である。

このような本発明の可変指向性マイクロホン組立体１００を製造する手順は、図３に示すように、ＰＣＢ１１０に半導体集積回路素子１６０を表面実装（ＳＭＴ）方式で実装し、ブリッジを切断して、ＰＣＢ１１０を準備する段階Ｓ２−１、Ｓ２−２と、ケース１４０を成形する段階Ｓ３と、マイクロホン本体１２０を準備する段階Ｓ１−１と、マイクロホン本体１２０のコイルスプリング挿入孔１２６にコイルスプリング１２８を挿入する段階Ｓ１−２と、マイクロホン本体１２０の実装空間１２２−１、１２２−２にマイクロホン素子１３０−１、１３０−２を挿入し、クッション１３２−１、１３２−２を付着させる段階Ｓ１−３と、マイクロホン本体１２０の実装空間１２４に、投入されたＰＣＢ１１０の半導体集積回路素子１６０を挿入して、ＰＣＢ１１０とマイクロホン本体１２０を結合した後、投入されたケース１４０に挿入してカーリングする段階Ｓ１−４と、完成されたケース１４０の音響孔が形成された面に、塵埃と湿気の侵入を防止するための塵埃防止布１５０を付着させる段階Ｓ１−５とで構成される。

図３を参照すると、段階Ｓ１−１では、マイクロホン本体１２０を準備し、段階Ｓ１−２では、図４に示すように、マイクロホン本体１２０のコイルスプリング挿入孔１２６にコイルスプリング１２８を挿入し、段階Ｓ１−３では、図５に示すように、マイクロホン本体のマイクロホン実装空間１２２−１、１２２−２にマイクロホン素子１３０−１、１３０−２を挿入した後、クッション１３２−１、１３２−２をマイクロホン１３０−１、１３０−２に接着剤で付着させる。

一方、段階Ｓ２−１では、図６に示すように、プリント回路基板１１０に半導体集積回路素子１６０を表面実装方式で実装した後、段階Ｓ２−２で、図７に示すように、ブリッジを切断して、半導体集積回路素子１６０が実装されたＰＣＢ１１０を準備し、段階Ｓ３では、ケースを成形してケース１４０を準備する。

続いて、段階Ｓ１−４では、図８に示すように、ケース１４０にマイクロホン本体１２０とＰＣＢ１１０を挿入した後、ケースの端部１４０ａをカーリングして組立を完成する。その後、段階Ｓ１−５では、組み立てられたケース１４０の底面外側に、音響孔１４２−１、１４２−２を通して塵埃などがマイクロホン内部に侵入することを防止するための塵埃防止布１５０を付着させる。

図９は、本発明によって組立完成された可変指向性マイクロホンの部分切開斜視図であり、図１０は、本発明によって組立完成された可変指向性マイクロホンの断面図である。

図９及び度１０を参照すると、本発明による可変指向性マイクロホン１００は、矩形平板のプリント回路基板１１０の内側に半導体集積回路素子１６０が実装されており、半導体集積回路素子１６０は、マイクロホン本体１２０の実装空間１２４に挿入され、それぞれのマイクロホン素子１３０−１、１３０−２は、マイクロホン本体のマイクロホン実装空間１２２−１、１２２−２に実装され、コイルスプリング１２８を介してプリント回路基板１１０と電気的に連結されている。

そして、マイクロホン素子１３０−１、１３０−２とケース１４０とは、クッション１３２−１、１３２−２によって緩衝されながら接触し、ケース１４０の外側には塵埃防止布１５０が付着して、ケース１４０の音響孔１４２１−１、１４２−２を通して異物がマイクロホン内部に流入することが防止される。

このような本発明の可変指向性マイクロホン１００は、プリント回路基板１１０の外側に形成された接続端子１１０ａを介して電子製品（図示せず）と電気的に接続され、電源が供給されると、ケース１４０に形成された第１音響孔１４２−１を通して第１マイクロホン素子１３０−１に流入した音響から電気的音響信号を生成して、コイルスプリング１２８を介してプリント回路基板１１０に実装された半導体集積回路素子１６０に伝達し、ケース１４０に形成された第２音響孔１４２−２を通して第２マイクロホン素子１３０−２に流入した音響から電気的音響信号を生成して、コイルスプリング１２８を介してプリント回路基板１１０に実装された半導体集積回路素子１６０に伝達する。半導体集積回路素子１６０は、第１マイクロホン素子１３０−１と第２マイクロホン素子１３０−２から伝達された電気的音響信号を処理して、可変指向性の電気的音響信号を生成し、接続端子１１０ａを介して電子製品（例えば、携帯電話など）に提供する。

以上、本発明は図面に示す一実施例を参照して説明されたが、本技術分野の通常の知識を有する者であればこれから様々な変形及び均等な他の実施例が可能であるということを理解するであろう。

１００：可変指向性マイクロホン組立体
１１０：プリント回路基板
１２０：マイクロホン本体
１２２−１、１２２−２：マイクロホン実装空間
１２４：半導体素子実装空間
１２６：コイルスプリング挿入孔
１２８：コイルスプリング
１３０−１、１３０−２：マイクロホン素子
１３２−１、１３２−２：クッション
１４０：ケース
１４２−１、１４２−２：音響孔
１５０：塵埃防止布
１６０：半導体集積回路素子

Claims (5)

1. 一面に接続端子が形成され、他面に半導体集積回路素子が実装されたプリント回路基板と、
   一面に前記半導体集積回路素子を実装するための実装空間が形成されており、他面にマイクロホン素子を実装するための２つの実装空間が形成されており、前記実装空間に実装されたマイクロホン素子を前記プリント回路基板と接触させるための挿入孔が形成されているマイクロホン本体と、
   前記マイクロホン実装空間に実装される２つのマイクロホン素子と、
   前記挿入孔に挿入されて、前記マイクロホン素子をプリント回路基板と電気的に連結するための導電手段と、
   底面に音響孔が形成されており、前記マイクロホン素子と前記半導体集積回路素子が結合されたマイクロホン本体を挿入し、カーリングして、組立体を固定するためのケースと、を含んで構成されることを特徴とする可変指向性マイクロホン組立体。
2. 前記各マイクロホン素子に付着するクッションと、
   音響孔が形成された前記ケースの外側面に付着する塵埃防止布と、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の可変指向性マイクロホン組立体。
3. 前記マイクロホン本体は、ＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）やＴＰＥ（ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ ｅｌａｓｔｏｍｅｒ）材質の射出物であり、前記半導体集積回路素子は、デジタル信号処理器（ＤＳＰ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）或いはアナログ信号処理器（ＡＳＰ：Ａｎａｌｏｇ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）であることを特徴とする請求項２に記載の可変指向性マイクロホン組立体。
4. プリント回路基板（ＰＣＢ）に半導体集積回路素子を表面実装（ＳＭＴ）方式で実装し、ブリッジを切断してＰＣＢを準備する段階と、
   マイクロホン本体を準備する段階と、
   マイクロホン本体の挿入孔に導電手段を挿入する段階と、
   マイクロホン本体の実装空間にマイクロホン素子を挿入し、クッションを付着させる段階と、
   前記マイクロホン本体の実装空間に、投入された前記ＰＣＢの半導体集積回路素子を挿入して、前記ＰＣＢと前記マイクロホン本体を結合させた後、投入されたケースに挿入してカーリングする段階と、を含むことを特徴とする可変指向性マイクロホン組立体の製造方法。
5. 前記完成されたケースの音響孔が形成された面に、塵埃と湿気の侵入を防止するための塵埃防止布を付着させる段階をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の可変指向性マイクロホン組立体の製造方法。

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