JPH057390A

JPH057390A - マイクロホンユニツトの取付構造

Info

Publication number: JPH057390A
Application number: JP28993291A
Authority: JP
Inventors: Fujio Hayakawa; 富士男早川; Toshio Tanaka; 稔男田中; Tsutomu Kobayashi; 力小林; Naoki Ikeda; 直樹池田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-11-09
Filing date: 1991-11-06
Publication date: 1993-01-14
Anticipated expiration: 2012-03-12
Also published as: JP2590651B2

Abstract

(57)【要約】【目的】小型かつ薄型の筐体において、指向性をそこ
なわないマイクロホンユニット取付構造を得ること。【構成】マイクロホンユニット１１の背面に背面気室
を設け、筐体１０の下方の背面または下面に、背面気室
１６と連結した背面音孔１８ａを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は薄形でかつ容積の小さ
い筐体内に装着されるマイクロホンユニットの取付構造
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１３は例えば特開昭６３−２３２７９
８号公報に示された従来のマイクロホンユニットの取付
構造を示す断面図である。図において、１０は筐体、１
１は差動型のマイクロホンユニット（以下、「マイクロ
ホンユニット」という。）、１１ａはその背面に形成さ
れている複数の小さな開孔、１５は正面音孔、１６は背
面気室、１７は正面気室、１８は背面音孔で、この従来
例では、マイクロホンユニット１１の正面と背面に同程
度の大きさの正面気室１７と背面気室１６を設けるとと
もに、筐体１０の同じ面に正面音孔１５と背面音孔１８
とを設けている。

【０００３】また、実公昭５７−６０３０６号公報に示
された従来例では、マイクロホンユニットを金網で覆う
ことによって、背面を開放に近い状態とし、マイクロホ
ンユニットのもつ指向性が損なわれないようにしてい
る。

【０００４】また、携帯用の録音機やビデオテープレコ
ーダでは、マイクロホンユニットを通気性のある連続気
泡ウレタン樹脂材で包み、筐体の外に取り付けていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の単一指向性のマ
イクロホンユニットの取付構造は以上のように構成され
ているので、マイクロホンユニットの背面を覆って雨な
どがマイクロホンユニット内に侵入するのを防止するこ
とが困難であり、また薄形で小型の筐体内に、電池や電
子回路部品等とともに実装することが難しく、さらに筐
体のデザイン上の制約があるなどの課題があった。

【０００６】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、薄形でかつ小型の筐体内の小さな
スペースにマイクロホンユニットを装着して指向性を保
つことができ、さらにデザイン上の制約の少ないマイク
ロホンユニットの取付構造を得ることを目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係るマイクロ
ホンユニットの取付構造は、筐体の内部に取り付けられ
た差動型マイクロホンユニットの正面に小径の正面音孔
を設けるとともに、背面に所定の容積の気室を設け、こ
の背面気室につながる背面音孔を、正面音孔が形成され
ている筐体面とは異なる筐体面に開口するように設けた
ことを特徴とする。

【０００８】また、この発明は、複数の背面音孔を設け
たことを特徴とする。

【０００９】また、この発明は、マイクロホンユニット
が幅広に形成された筐体の下方中央部に配設されてお
り、かつ、背面音孔が筐体の背面の下方または下面に形
成されていることを特徴とする。

【００１０】また、この発明は、受話器が配設されてい
る筐体内の空間と、マイクロホンユニットが配設されて
いる筐体内の空間および背面気室の間を気密に封止する
気密封止部材を設けたことを特徴とする。

【００１１】また、この発明は、マイクロホンユニット
の前面と正面音孔の間に配設されている防滴部材を設け
たことを特徴とする。

【００１２】

【作用】この発明における背面気室および背面音孔は、
筐体外部から到来する音波の振幅および位相を変化させ
てマイクロホンユニットの背面に音波を導くので、薄形
でかつ小容積の筐体においてもマイクロホンユニットの
単一指向性が得られる。

【００１３】また、マイクロホンユニットを、幅広に形
成された筐体の下方中央部に配設するとともに、背面音
孔を筐体の背面の下方または下面に形成したので、操作
時に指先で正面音孔や背面音孔を塞ぐおそれが少なくな
る。

【００１４】また、受話器が配設されている筐体内の空
間と、マイクロホンユニットが配設されている筐体内の
空間および背面気室との間を気密封止部材で気密に封止
したので、ハウリングの発生が防止できる。

【００１５】また、マイクロホンユニットの前面と正面
音孔の間に防滴部材を設けたので、正面音孔からマイク
ロホンユニット内に雨などの水滴が侵入するのを防止で
きる。

【００１６】

【実施例】実施例１．以下、この発明の実施例１を図に
ついて説明する。図１において、マイクロホンユニット
１１は、軟質のゴムホルダ１２で保持され、屋外の携帯
に耐える強固な材質の筐体１０内に格納されている。マ
イクロホンユニット１１の正面にあたる部分筐体１０に
は、直径約２ｍｍの正面音孔１５が設けられており、マ
イクロホンユニット１１の背面には、約０．０４ｃｃの
背面気室１６が設けられており、筐体１０の下側面に
は、背面気室１６につながる約４ｍｍ²の背面音孔１８
ａが形成されている。

【００１７】仕切板１０ａの背後には、厚さ６ｍｍ程度
のＮｉ−Ｃｄ電池１４が装着されており、マイクロホン
ユニット１１は直径６ｍｍ、厚さ５ｍｍ程度の大きさの
ものが使用されるので、全体として２０ｍｍ未満の薄い
小容積の電話器に構成されている。

【００１８】次に、この実施例の音響的動作を説明す
る。マイクロホンユニット１１の正面方向（これを０°
とする）から到来する音波は、正面開孔１５を通ってマ
イクロホンユニット１１の振動板を振動させるととも
に、音波の一部は筐体１０に沿って回折し、振幅および
位相が変化して背面音孔１８ａに到達する。背面音孔１
８ａに到達した音波は背面気室１６のスチフネス、音響
抵抗などの影響を受け、その振幅および位相が更に変化
してマイクロホンユニット１１の背面に到達する。

【００１９】この音波は、マイクロホンユニット１１の
背面に形成されている複数の小さな開孔を通ってマイク
ロホンユニット１１内に入り、振動板を背後から振動さ
せる。このため、マイクロホンユニット１１の出力は、
正面音孔１５を通った音波による振動と背面音孔１８ａ
を通った音波による振動との差となる。

【００２０】次に、正面音孔１５および背面音孔１８ａ
が音波の振動および位相に与える影響を説明する。正面
音孔１５では、音孔部の音響抵抗およびイナータンスの
影響が主体であるが、音孔面積が直径１〜３ｍｍ相当の
大きさであれば、その影響は小さいことが実験的に確か
められている。

【００２１】他方、背面音孔１８ａを通った音波は、背
面音孔１８ａおよび背面気室１６の影響を受けるため、
正面開孔１５のそれよりも複雑であり、しかも影響の度
合いも大きい。

【００２２】背面音孔１８ａおよび背面気室１６の音響
等価回路は、図２のように表わされる。図において、Ｆ
₂は背面音孔１８ａの開口面における音圧、ｒ₂は背面
音孔１８ａの音響抵抗、ｍ₂は背面音孔１８ａのイナー
タンス、ｓは背面気室１６のスチフネス、Ｚ₁₈₀はマイ
クロホンユニット１１を背面からみたときの音響インピ
ーダンス、ξ₂は背面音孔１８ａにおける空気の体積速
度、ξ₁₈₀はマイクロホンユニット１１の背面における
体積速度である。

【００２３】マイクロホンユニット１１の背面の体積速
度ξ₁₈₀は、図２から、 ξ₁₈₀＝Ｆ₂／（Ｚ₁₈₀＋Ｚ₂＋Ｚ₁₈₀・Ｚ₂・ｊω／ｓ） ……（１）但し、背面音孔１８ａの音響インピーダンスＺ₂はＺ₂＝（ｒ₂＋ｊω・ｍ₂） ωは角周波数である。

【００２４】マイクロホンユニット１１の背面には、直
径１ｍｍ程度の小孔があけられており、その音響抵抗分
はかなり大きい。背面音孔１８ａはマイクロホンユニッ
ト１１の背面小孔より大きいので、｜Ｚ₂／Ｚ₁₈₀｜≪ １である。

【００２５】また、背面音孔１８ａのイナータンスｍ₂
は音響抵抗ｒ₂より小さい。したがって（１）式は次式
のように近似される。｜ξ₁₈₀｜≒｜Ｆ₂／Ｚ₁₈₀｜・〔１／｛１＋（ω・ｒ₂／ｓ）²｝^1/2〕 ……（２）上式において、｜Ｆ₂／Ｚ₁₈₀｜はマイクロホンユニッ
ト１１の背面が開放されている場合の空気の体積速度で
あり、第２項は背面音孔１８と背面気室１６が体積速度
に与える影響の度合を示している。

【００２６】この第２項の音響抵抗およびスチフネス
は、背面音孔１８ａの開孔面積、形状および背面気室１
６の容積にもとづいて計算できることは公知であり、目
安として、例えば背面音孔１８ａの開孔面積が直径１〜
１０ｍｍ相当の大きさであり、かつ背面気室１６の容積
が０．０２ｃｃ〜１０ｃｃ程度であれば、音声帯域（３
００〜３０００Ｈｚ）内において次式（ω・ｒ₂／ｓ）² ＜１ ……（３）が成立し、このときの体積速度｜ξ₁₈₀｜は０．７｜Ｆ₂／Ｚ₁₈₀｜＜｜ξ₁₈₀｜＜Ｆ₂／Ｚ₁₈₀｜ ……（４）となる。

【００２７】この体積速度の振幅は開放時の振幅の少な
くとも０．７倍以上であり、背面気室１６および背面音
孔１８ａによる減衰は小さく、指向性に与える影響も小
さい。

【００２８】この実施例のように、薄形で小容積の筐体
１０内に小形のマイクロホンユニット１１を内蔵させて
指向性を得ようとする場合、大きな気室を設けることは
筐体１０内の空間の効率的利用の点から不利である。

【００２９】また、筐体内部に２個のマイクロホンユニ
ットを内蔵して、その差出力で指向性を得る方法では、
少なくともマイクロホンユニット２つ分の内部容積が必
要となるが、この実施例のように、１つのマイクロホン
ユニットを内蔵させ、背面気室１６の容積をマイクロホ
ンユニット１１の体積未満に設定すると最も空間の利用
効率が良く、良好な指向性を得ることができる。

【００３０】マイクロホンユニット１１には、直径６ｍ
ｍ、厚さ５ｍｍないし直径１０ｍｍ、厚さ１０ｍｍ程度
のサイズのものが利用できるので、この場合の背面気室
１６の容積は約０．１ｃｃ〜０．８ｃｃとなり、小形化
を考慮すると、背面気室１６の実用的な容積範囲は０．
０２ｃｃ〜０．８ｃｃとなるが、この容積範囲において
も（４）式は成立し、体積速度の振幅変化は小さいの
で、このときの指向性の劣化は同程度と予想され、その
劣化の度合は音圧表示で−３ｄＢ〜０ｄＢに収まる。

【００３１】他方、マイクロホンユニット１１の開放時
の指向性は、１ｋＨｚで−６〜−１０ｄＢであるから、
背面気室１６および背面音孔１８による影響分−３ｄＢ
〜０ｄＢを差し引いても−３〜−７ｄＢであり、実用的
な指向性が得られる。

【００３２】図３は、図１に示した取付構造において前
述したように、正面音孔１５が直径２．４ｍｍ、背面気
室１６の容積が約０．０４ｃｃおよび背面音孔１８ａの
面積が４ｍｍ²である場合の実測して得られた指向周波
数特性図で、横軸は周波数、縦軸はマイクロホンユニッ
ト１１の相対感度で、正面方向（０°）の音源に対する
マイクロホン感度と、背面方向（１８０°) の音源に対
するマイクロホン感度を示しており、背面方向の感度が
小さく、実用上、十分な指向性が得られている。

【００３３】なお、この実施例では、背面音孔１８ａを
筐体１０の下側面に設けたが、このようにすると、筐体
１０の下方を握り持って通話しても、手のひらで背面音
孔１８ａが塞がれて指向性が劣化するおそれが少ない利
点がある。

【００３４】また、背面音孔１８ａは、正面音孔１５が
設けられている筐体面以外の筐体面に設けられていれば
同様に作用するので、背面音孔１８ａの位置およびマイ
クロホンユニット１１の取付位置は筐体１０の左右端で
あっても、中央であっても、さらに左右の側であっても
よいので、筐体のデザイン上の制約が少なくなる。

【００３５】実施例２．図４はこの発明の実施例２の断
面図で、電池１４の一部を切り欠いて背面音孔１８ｂを
設け、背面気室１６をＬ字形に形成したものである。こ
のように、背面気室１６がＬ字形に曲がっていても、容
積が同じであれば、スチフネスの値に大きな違いはない
ので、背面音孔１８ｂの面積および背面気室１６の容積
を図１に示した実施例と同様の値に選べば、同様の効果
が得られる。

【００３６】実施例３．図５はこの発明の実施例３の断
面図で、電池１４の一部分に音波を導く音響管１９を取
り付け、その先端部分に背面音孔１８ｃを形成したもの
である。この実施例においては、背面気室の全容積が音
響管１９の容積とマイクロホンユニット１１の背面気室
１６の容積の加算値となり、（３）式を満たす所定の全
容積、所定の開孔面積に形成すれば、前記各実施例と同
様の効果が得られる。

【００３７】実施例４．図６はこの発明の実施例４の断
面図で、マイクロホンユニット１１の背面から、筐体１
０の背面まで、直線状の背面音孔１８ｄを設けたもので
ある。この実施例では背面音孔１８ｄと正面音孔１５の
距離が離れるので、より低い周波数まで相殺できる効果
があり、背面気室１６の容積および背面音孔１８ｄの面
積を図１に示した実施例と同様の値に選ぶと、同様の効
果が得られる。

【００３８】実施例５．図７はこの発明の実施例５の断
面図で、図４に示した実施例に、背面音孔１８ａを付加
したものである。この実施例では、２つの背面音孔１８
ａ，１８ｂに到達する音波の振幅および位相が相違する
ので、（１）式に対応するマイクロホンユニット１１の
背面の体積速度ξ₁₈₀は、図８から次式のようになる。

【００３９】 ξ₁₈₀＝Ｆ₂／（Ｚ₁₈₀＋Ｚ₂₃＋Ｚ₁₈₀・Ｚ₂₃・ｊω／ｓ） ……（５）但し、Ｚ₂₃＝ (ｒ²＋ｊω・ｍ₂) (ｒ²＋ｊω・ｍ₃) ／｛ｒ₂＋ｒ₃＋ｊω（ｍ₂＋ｍ₃）｝ ωは角周波数となり、背面音孔１８ａ, １８ｂのイナー
タンスｍ₂，ｍ₃が、音響抵抗ｒ₂，ｒ₃より小さく、
かつ、｜Ｚ₂₃／Ｚ₁₈₀｜≪１のときは、（５）式は次式のように近似される。｜ξ₁₈₀｜＝｜Ｆ₂／Ｚ₁₈₀｜・〔１／｛１＋（ω・ｒ₂₃／ｓ）²｝^1/2〕 ……（６）但し、ｒ₂₃＝ｒ₂・ｒ₃／（ｒ₂＋ｒ₃）である。

【００４０】背面音孔１８ａ，１８ｂの開口面積が、図
１の実施例と同様に直径１〜１０ｍｍ相当の大きさであ
り、かつ、背面気室１６の容積が０．０５ｃｃ〜１０ｃ
ｃ程度であれば、音声帯域（３００〜３０００Ｈｚ）内
において、次式（ω・ｒ₂₃／ｓ）² ……（７）が成立し、このときの体積速度｜ξ₁₈₀｜は（４）式の
ようになり、背面気室１６および背面音孔１８ａ, １８
ｂによる減衰は小さく、指向性に与える影響も小さいの
で、図１の実施例１と同様の大きさのマイクロホンユニ
ット１１を用いた場合の背面気室１６の実用的な容積範
囲は、図１の実施例１と同様に０．０２ｃｃ〜０．８ｃ
ｃとなり、背面気室１６の容積、２つの背面音孔１８
ａ, １８ｂの大きさが（７）式を満たせば、同様の指向
性が得られる。

【００４１】この実施例５では、２つの背面音孔１８
ａ, １８ｂを離れた位置に設けたので、手のひらで同時
に２つの背面音孔１８ａ, １８ｂが塞がれることによる
指向性の劣化が起こりにくくなる利点が得られる。

【００４２】また、二つの背面音孔１８ａ, １８ｂの大
きさを変えても、合成された音響抵抗が所定範囲内であ
ればよく、意匠上、目につき易い位置の背面音孔は小さ
く、目につきにくい位置の背面音孔を大きくすればよい
ので、筐体のデザイン上の自由度が更に向上する。

【００４３】実施例６．図９はこの発明の実施例６の断
面図で、図５に示した実施例３に背面音孔１８ａを付加
したもので、図７の実施例５と同じ条件を満たせば、同
様の指向性が得られる。

【００４４】なお、実施例５および６では、２つの背面
音孔を設けたが、３つまたはそれ以上の数であってもよ
く、この場合の音響インピーダンスＺは、各背面音孔の
音響インピーダンスの並列接続となるので、同様の手法
で開口面積を決定すればよい。

【００４５】また、背面気室１６、背面音孔１８ａ〜１
８ｄおよび音響管１９を合成樹脂、または金属で一体に
形成した構造でも、気室、音孔の音響的動作は同様であ
るので、同様の効果を奏する。

【００４６】実施例７．図１０はこの発明の実施例７の
断面図で、筐体１０は前側筐体１９，背面筐体２０およ
びこれに続く仕切板１０ａで構成され、前側筐体１９の
下方中央部に形成されたマイクロホンユニット１１を収
納する円筒状の突起部２１で区切られた収納部２２内に
は、受話器２３、液晶表示部２４および操作ボタン部２
５が配設されており、収納部２２と背面気室１６の間
は、気密封止部材２６で気密に封止されている。

【００４７】また、２７は防滴部材で、例えば、ポリエ
チレンを焼結したシート材で構成され、雨滴や水滴の侵
入を阻止するとともに十分な通気性を有し、マイクロホ
ンユニット１１の前面と正面音孔１５の間に配設されて
いる。

【００４８】図１１は図１０のマイクロホンユニット装
着部分のＸ１−Ｘ２線矢視正面図で、２８はサウンダ、
２９は前面筐体１９内に形成されたサウンダ収納部、３
０はサウンダゴムホルダ、３１は前面筐体１９に形成さ
れたサウンダ音孔で、サウンダ音孔３１とサウンダ２８
の音孔とが密着するように構成され、サウンダ２８の音
圧損が小さくなるようにしている。

【００４９】この実施例７によれば、膨出部２６ａで気
密に保持された気密封止部材２６により、受話器２３が
配設されている収納部２２内と、背面気室１６を含むマ
イクロホンユニット１１が配設されている空間との間を
気密に遮断しているので、ハウリングの発生が防止され
る。

【００５０】また、防滴部材２７で正面音孔１５を塞ぐ
ようにしたので、正面音孔１５から侵入した雨滴や水滴
がマイクロホンユニット１１内に侵入するのを防ぐこと
ができる。

【００５１】実施例８．図１２はこの発明の実施例８の
断面図で、気密封止部材２６を、ゴムホルダ３０と一体
に形成したものである。このゴムホルダ３０は、マイク
ロホンユニット１１の重量が約１ｇ程度と軽いので、十
分に軟らかい材質が適当であり、例えば、硬度４０°〜
７０°ＨＳＡのシリコンゴムが適している。

【００５２】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、差動
型マイクロホンユニットを収容する筐体の当該マイクロ
ホンユニットの正面に当たる部分には正面音孔を設け、
当該マイクロホンユニットの背面に当該マイクロホンユ
ニットよりは小さい容積の背面気室を設けるとともに、
上記正面音孔が設けられている筐体面とは異なる向きの
筐体面に、上記背面気室に連通する背面音孔を設けたの
で、薄形でかつ小容積の筐体であっても指向性が得られ
るとともに、筐体のデザイン上の自由度が大きくなる利
点が得られる。

【００５３】また、背面音孔を複数にわけて設けたの
で、手のひらで背面音孔が塞がれることによる指向性の
劣化が起りにくくなるとともに、さらに、筐体のデザイ
ン上の自由度が大きくなる利点が得られる。

【００５４】また、マイクロホンユニットを幅広に形成
した筐体の下方中央部に配設し、かつ、背面音孔を筐体
の下方の背面または下面に形成したので、操作時に指先
で正面音孔または背面音孔が塞がれることが少なくな
る。

【００５５】また、筐体内の受話器が配設されている空
間と、マイクロホンユニットが配設されている空間を気
密に封止する構成としたので、ハウリングの発生が少な
くなる。

【００５６】また、マイクロホンユニットに通じている
正面音孔とマイクロホンユニットの間を、十分な通気性
を有する防滴部材で塞いだ構成としたので、正面音孔か
らマイクロホンユニット内に雨滴や水滴が侵入するのを
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示す断面図である。

【図２】実施例１の音響等価回路を示す図である。

【図３】実施例１の指向性を示す特性図である。

【図４】この発明の実施例２を示す断面図である。

【図５】この発明の実施例３を示す断面図である。

【図６】この発明の実施例４を示す断面図である。

【図７】この発明の実施例５を示す断面図である。

【図８】実施例５の音響等価回路を示す図である。

【図９】この発明の実施例６を示す断面図である。

【図１０】この発明の実施例７を示す断面図である。

【図１１】実施例７のマイクロホンユニット取付部の正
面図である。

【図１２】この発明の実施例８を示す断面図である。

【図１３】従来のマイクロホンユニットの取付構造を示
す断面図である。

【符号の説明】

１０筐体１１マイクロホンユニット１５正面音孔１６背面気室１８ａ背面音孔１８ｂ背面音孔１８ｃ背面音孔１８ｄ背面音孔１９音響管２２収納部２３受話器２６気密封止部材２７防滴部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者池田直樹兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社通信機製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】薄形でかつ小容積の筐体内に差動型マイ
クロホンユニットを装着したものにおいて、前記マイク
ロホンユニットの正面には直接小径の正面音孔を設け、
当該マイクロホンユニットの背面には上記マイクロホン
ユニットの容積より小さい容積の背面気室を設けるとと
もに、この背面気室につながる背面音孔を前記正面音孔
が設けられている筐体面とは異なる筐体面に開口するよ
うに設けたことを特徴とするマイクロホンユニットの取
付構造。
【請求項２】請求項１において、複数の背面音孔を設
けたことを特徴とするマイクロホンユニットの取付構
造。
【請求項３】請求項１において、マイクロホンユニッ
トが、幅広に形成された筐体の下方中央部に配設されて
おり、かつ、背面音孔が筐体の背面の下方または下面に
形成されていることを特徴とするマイクロホンユニット
の取付構造。
【請求項４】請求項１において、筐体内の受話器が装
着されている空間と、マイクロホンユニットが装着され
ている空間および背面気室との間を気密に封止する気密
封止部材を備えたことを特徴とするマイクロホンユニッ
トの取付構造。
【請求項５】請求項１において、マイクロホンユニッ
トの前面と正面音孔の間に配設されている防滴部材を備
えたことを特徴とするマイクロホンユニットの取付構
造。