KR20090053721A - 마이크로폰 시스템, 소리 입력 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음원에 대한 기준 위치에 위치하도록 된 하우징; 하우징내 제 1 위치에서 음원으로부터의 소리를 수취하도록 된 제 1 마이크로폰; 하우징내 제 2 위치에서 음원으로부터의 소리를 수취하도록 된 제 2 마이크로폰; 및 차동 신호 발생기로 구성되며; 제 1 및 제 2 위치가 제 1 선상에 배치되며; 제 1 선이 제 1 위치와 제 2 위치 사이가 아닌 제 3 위치에서 음원으로부터 신장되는 제 2 선과 직교되게 교차하며, 제 1 및 제 2 위치 사이인 제 4 위치에서 음원으로부터 신장되는 제 3 선과 비스듬히 교차하며, 그 때 하우징이 기준 위치에 위치하는 마이크로폰 시스템에 관한 것이다.

마이크로폰, 마이크로폰 시스템, 전압신호, 차동신호, 차동신호발생기, 스피커, 소리입력장치

Description

마이크로폰 시스템, 소리 입력 장치 및 그 제조 방법 {Microphone System, Sound Input Apparatus and Method for Manufacturing the Same}

본 발명은 마이크로폰 시스템, 소리 입력 장치 및 마이크로폰 시스템과 소리 입력 장치를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.

전화 통화, 연설 인식, 녹음등이 수행될 때, 목표 소리 ( 사용자의 소리 )만을 모으는 것이 바람직하다. 그러나, 소리 입력 장치의 사용 환경 상 배경 소음과 같은 목표 소리가 아닌 다른 소리들이 존재한다. 결과적으로, 소음들을 제거할 수 있는 기능을 갖는 소리 입력 장치가 활발하게 개발되고 있으며, JP-A-7-322388 에도 게재되어 있다.

소음들이 존재하는 사용 환경하에서 그 소음들을 제거할 수 있는 아이디어로서, 마이크로폰에 예리한 지향성( sharp directivity )을 가함으로써 소음들을 제거하기 위한 방법이 이 기술 분야에서 제안되어 왔다.

또한, 최근에는 전자 장치들의 콤팩트화가 진행되고 있으므로, 소리 입력 장 치들을 콤팩트하게 할 수 있는 이런 기술적 아이디어는 중요한 요인을 구성하기도 한다.

2 세트의 마이크로폰들로부터 출력된 전압 신호들 사이의 차이를 지시하는 차이 신호를 발생한 후, 발생된 차이 신호를 활용하는 차동 ( differential )마이크로폰이 지향성을 갖는 마이크로폰으로서 알려져 있다. 도 13A 및 도 13B 는 보통의 단일 마이크로폰의 지향 특성을 나타내는 구역과 차동 마이크로폰의 지향 특성을 나타내는 다른 구역을 개략적으로 도시하는 도면이다. 음원의 방향에 대한 음압 레벨 ( 마이크로폰의 감도 )은 중심들로부터 구역(900)의 외연, 구역 (910-1) 및 구역(910-2)까지 측정된 거리들로 나타내어진다.

도 13A 는 무지향성 특성을 갖는 단일 마이크로폰이 중심에 배치된 경우에 얻어지는 지향 특성을 도시하는 도면이다. 무지향성 마이크로폰은 지향성을 갖지 않지만, 각 방향을 따른 음압 레벨 ( 즉, 마이크로폰의 감도 )은 일정하다.

도 13B 는 2 세트의 마이크로폰으로 구성된 차동 마이크로폰의 지향 특성을 나타내는 도면이다. 이들 2 개의 마이크로폰의 위치와 각 사이의 관계가 제 14 도에 도시되며, 2 개의 마이크로폰을 연결하는 직선에 대한 수직각을 0 도로 정의한다. 차동 마이크로폰의 지향 특성은, 음압 레벨 ( 마이크로폰의 감도 )이 90 도 방향과 270 도 방향의 2 개 방향을 따라 최대치가 되며, 음압 레벨 ( 마이크로폰의 감도 )이 0 도 방향과 180 도 방향의 2 개 방향을 따라 영이 되는, 이중 ( dual ) 지향 특성이 된다.

따라서, 차동 마이크로폰을 사용함으로써 목표 소리만을 수집하기 위해서는 한 음원에 대한 차동 마이크로폰의 배치가 중요한 요인을 구성한다.

따라서, 본 발명의 이점은 고감도로 목표 소리만을 수집할 수 있으며, 목표 소리가 아닌 다른 소리들을 제거할 수 있는 기능들을 구비한 마이크로폰 시스템과 소리 입력 장치를 제공하며, 또한 이런 마이크로폰 시스템과 소리 입력 장치를 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 1 면에 따라서, 음원에 대한 기준 위치에 위치하도록 된 하우징; 하우징내 제 1 위치에서 음원으로부터의 소리를 수취하며, 제 1 위치에서 수취한 소리에 따라 제 1 전압 신호를 발생하도록 된 제 1 마이크로폰; 하우징내 제 2 위치에서 음원으로부터의 소리를 수취하며, 제 2 위치에서 수취한 소리에 따라 제 2 전압 신호를 발생하도록 된 제 2 마이크로폰; 및 제 1 전압 신호와 제 2 전압 신호를 수취하며, 제 1 전압 신호와 제 2 전압 신호 사이의 차이를 나타내는 차동 신호를 발생하는 차동 신호 발생기로 구성되며; 제 1 및 제 2 위치가 제 1 선상에 배치되며; 제 1 선이 제 1 위치와 제 2 위치 사이가 아닌 제 3 위치에서 음원으로부터 신장되는 제 2 선과 직교되게 교차하며, 제 1 및 제 2 위치 사이인 제 4 위치에서 음원으로부터 신장되는 제 3 선과 비스듬히 교차하며, 그 때 하우징이 기준 위치에 위치하는 마이크로폰 시스템이 제공된다.

마이크로폰의 위치는 마이크로폰이 소리 수집 포오트(port)를 가질 때에는 소리 수집 포오트의 위치로 세트되기도 하지만, 마이크로폰이 소리 수집 포오트를 갖지 않을 때에는 진동 필름의 위치로 세트되기도 한다.

제 1 및 제 2 마이크로폰의 세팅 위치들은 예를 들어 제 1 마이크로폰의 위치, 제 2 마이크로폰의 위치, 제 1 및 제 2 마이크로폰의 위치 사이의 중심 위치, 또는 제 1 및 제 2 마이크로폰의 주위의 점들로부터 선택된 전형적인 점들로부터 선택되기도 한다.

미리 정한 비율은 인간의 청각을 고려하여 감도의 최대치로부터 대략 -6 dB 보다 작거나 같은 비율로 ( 즉, -6 dB 보다 크거나 같게, 그리고 0 dB 보다 작거나 같은 범위로 ) 선택되기도 한다. 더 바람직하게, 미리 정한 비율은 인간의 청각을 고려하여 감도의 최대치로부터 대략 -3 dB 보다 작거나 같은 비율로 ( 즉, -3 dB 보다 크거나 같게, 그리고 0 dB 보다 작거나 같은 범위로 ) 선택되기도 한다.

전술한 마이크로폰 시스템에 따라서, 2개 세트의 마이크로폰이 그들의 감도가 지향 특성의 최대치에 대해 미리 정한 비율보다 크거나 같은 비율이 되게 미리 정한 각도로 배치되므로, 목표 소리가 고감도로 수집될 수 있으며, 목표 소리를 제외한 소리는 차동 마이크로폰의 지향성과 거리에 의해 유발된 감쇠 특성에 의해 제거될 수 있다.

본 발명의 다른 하나의 1 면에 따라서, 전술한 전술한 마이크로폰 시스템에서, 제 2 선과 제 3 선이 30 도 내지 150 도의 범위 또는 210 도 내지 330 도의 범위내인 각도를 한정하게 제 1 위치와 제 2 위치가 배치된다.

전술한 마이크로폰 시스템에 따라서, 기준 위치로부터 발생된 소리에 대한 감도가 감도의 최대치로부터 대략 -6 dB 보다 작거나 같게 되게 선택될 수 있다.

본 발명의 또 다른 1 면에 따라서, 전술한 마이크로폰 시스템에서, 제 1 및 제 2 마이크로폰은 반도체 장치이다.

예를 들어, 제 1 및 제 2 마이크로폰은 실리콘 마이크로폰( Si 마이크로폰)으로 제조되기도 한다. 그리고, 제 1 및 제 2 마이크로폰은 택일적으로 단일 집적회로 장치로서 제조되기도 한다.　이 때, 제 1 및 제 2 마이크로폰은 택일적으로 차동 신호 발생 유닛과 조합하여 단일 반도체 기체 ( substrate )상에 제조되기도 한다.　차동 신호 발생 회로와 제 1 및 제 2 마이크로폰은 택일적으로 소위 “ 엠이엠에스 ( 마이크로 일렉트로 미캐니칼 시스템 )”로서 배치되기도 한다. 제 1 및 제 2 진동 필름(12,22)은 무기 압전 박 필름 또는 유기 압전 박 필름을 사용함으로써 압전 효과를 기초로 하여 음향-전기 변환 작업을 수행하는 진동 필름에 의해 택일적으로 실현되기도 한다.

전술한 마이크로폰 시스템에서, 실리콘 마이크로폰 이 사용되므로, 전체 마이크로폰 시스템이 콤팩트하게 제조될 수 있다.

본 발명의 또 다른 1 면에 따라서, 전술한 마이크로폰 시스템과 하우징과 제 1 선상에 배치된 스피커를 포함하는 소리 입력 장치에서, 스피커가 소리를 발생하도록 되며, 전술한 기준 위치가 스피커의 위치를 기초로 하여 세트되기도 한다.

전술한 소리 입력 장치에 따라서, 말하는 사람의 소리를 고감도로 수집할 수 있으며, 말하는 사람의 소리를 제외한 소리가 차동 마이크로폰의 지향 특성과 거리에 의해 유발된 감쇠 특성에 의해 제거될 수 있다.

본 발명의 또 다른 1 면에 따라서, 전술한 소리 입력 장치에서, 기준 위치가 세트된 기준 위치 범위는 스피커에 대해 가장 가까운 위치에 위치하는 제 1 기준 위치로부터 스피커에 대해 가장 먼 위치에 위치하는 제 2 기준 위치까지로 한정된 범위를 가지며; 제 1 기준 위치로부터 제 1 및 제 2 마이크로폰의 위치를 통과하는 직선까지 그려진 제 1 직교선의 푸트가 제 1 경계 위치로 추정되고, 제 2 기준 위치로부터 제 1 및 제 2 마이크로폰의 위치를 통과하는 직선까지 그려진 제 2 직교선의 푸트가 제 2 경계 위치로 추정되며; 각도가 미리 정한 각도를 만족시킬 수 없고, 그 각도가 제 1 직교선과 제 1 및 제 2 마이크로폰의 세팅 위치와 음원을 연결하는 직선 사이에서 한정되는 범위가 제 1 금지 범위로 추정되고; 각도가 미리 정한 각도를 만족시킬 수 없고, 그 각도가 제 2 직교선과 제 1 및 제 2 마이크로폰의 세팅 위치와 음원을 연결하는 직선 사이에서 한정되는 범위가 제 2 금지 범위로 추정되고; 제 1 경계 범위로부터 제 2 경계 범위까지 한정된 범위가 제 3 금지 범위로 추정되며; 제 1 및 제 2 마이크로폰이 제 1 금지 범위내지 제 2 금지 범위를 제외한 어떤 범위에도 배치되기도 한다.

사람 얼굴의 표준 크기를 고려하면, 예를 들어 스피커로부터 제 1 경계 구역까지의 치수는 대략 100 mm 로 정해지기도 하며, 스피커로부터 제 2 경계 구역까지의 드른 치수는 대략 150 mm 로 정해지기도 한다. 또한, 소리 입력 장치의 보통 사용 모우드가 고려될 때 예를 들어 기준 위치로부터 제 1 및 제 2 마이크로폰 사이의 중심 위치까지의 길이는 대략 50 mm 로 정해지기도 한다.

이 소리 입력 장치에 따라서, 기준 위치가 일정한 범위를 기초로 하여 세트 되는 경우라 하더라도 말하는 사람의 소리는 고감도로 수집될 수 있으며, 말하는 사람의 소리를 제외한 소리가 차동 마이크로폰의 지향성과 거리에 의해 유발된 감쇠 특성에 의해 제거될 수 있다.

본 발명의 또 다른 1 면에 따라서, 전술한 소리 입력 장치에서, 제 1 및 제 2 마이크로폰은 미리 정한 각도가 30 도보다 크거나 같은, 그리고 150 도보다 작거나 같은, 아니면 210 도보다 크거나 같은, 그리고 330 도보다 작거나 같은 각도 범위내가 되도록 배치된다.

전술한 소리 입력 장치에 따라서, 말하는 사람의 소리에 대한 감도가 감도의 최대치로부터 대략 -6 dB 보다 작거나 같게 되게 세트될 수 있는 소리 입력 장치가 제공될 수 있다.

본 발명의 또 다른 1 면에 따라서, 전술한 소리 입력 장치에서, 스피커와 제 4 위치사이의 거리는 영 내지 75 mm 의 범위 또는 175 mm 보다 작지 않은 범위내에 있다.

전술한 소리 입력 장치에 따라서, 말하는 사람의 소리에 대한 감도가 감도의 최대치로부터 대략 -6 dB 보다 작거나 같게 되게 세트될 수 있는 소리 입력 장치가 제공될 수 있다.

본 발명의 또 다른 1 면에 따라서, 음원에 대한 기준 위치내에 위치하도록 된 하우징을 제공하고; 하우징내 제 2 위치에 음원으로부터 소리를 수취하기 위한 제 1 마이크로폰을 배치하며; 하우징내 제 1 위치에 음원으로부터 소리를 수취하기 위한 제 2 마이크로폰을 배치하는 것을 포함하며; 제 1 선이 제 1 위치와 제 2 위 치 사이가 아닌 제 3 위치에서 음원으로부터 신장되는 제 2 선과 직교되게 교차하며, 제 1 및 제 2 위치 사이인 제 4 위치에서 음원으로부터 신장되는 제 3 선과 비스듬히 교차하도록 제 1 및 제 2 위치가 제 1 선상에 배치되며, 그 때 하우징이 기준 위치에 위치하는 마이크로폰 시스템을 제조하기 위한 방법이 제공된다.

본 발명에 따라서, 마이크로폰 시스템을 제조하기 위한 이런 방법이 제공된다. 즉, 이 제조 방법에서, 기준 위치로부터의 소리에 대한 감도가 그 지향 특성의 최대치에 대한 미리 정한 비율보다 크거나 같은 비율이 되도록 세트된 미리 정한 각도가 되는 세팅 각도로 2 세트의 마이크로폰이 배치되므로, 목표 소리가 고감도로 수집될 수 있으며, 목표 소리를 제외한 소리는 차동 마이크로폰의 지향성과 거리에 의해 유발된 감쇠 특성에 의해 제거될 수 있다.

본 발명의 또 다른 1 면에 따라서, 전술한 마이크로폰 시스템을 제조하기 위한 방법에서, 제 2 선 및 제 3 선이 마이크로폰은 미리 정한 각도가 30 도 내지 150 도의 범위 또는 210 도 내지 330 도의 범위 내인 각도를 한정하도록 제 1 위치 및 제 2 위치가 배치된다.

전술한 마이크로폰 시스템을 제조하기 위한 방법에서, 기준 위치로부터의 소리에 대한 감도가 감도의 최대치로부터 대략 -6 dB 보다 작거나 같게 되게 세트될 수 있는 마이크로폰 시스템을 제조하기 위한 방법이 제공될 수 있다.

본 발명의 또 다른 1 면에 따라서, 전술한 방법에 의해 얻은 마이크로폰 시스템을 제공하며, 하우징내 제 1 선상에 소리를 발생하기 위한 스피커를 배치하는 것을 포함하는 소리 입력 장치를 제조하기 위한 방법이 제공된다.

소리 입력 장치를 제조하기 위한 방법에 따라서, 말하는 사람의 소리는 고감도로 수집될 수 있으며, 말하는 사람의 소리를 제외한 소리가 차동 마이크로폰의 지향 특성과 거리에 의해 유발된 감쇠 특성에 의해 제거될 수 있는 소리 입력 장치 제조 방법이 제공될 수 있다.

본 발명의 또 다른 1 면에 따라서, 전술한 소리 입력 장치를 제조하기 위한 방법에서, 기준 위치가 세트된 기준 위치 범위는 스피커에 대해 가장 가까운 위치에 위치하는 제 1 기준 위치로부터 스피커에 대해 가장 먼 위치에 위치하는 제 2 기준 위치까지로 한정된 범위를 가지며; 제 1 기준 위치로부터 제 1 및 제 2 마이크로폰의 위치를 통과하는 직선까지 그려진 제 1 직교선의 푸트가 제 1 경계 위치로 추정되고, 제 2 기준 위치로부터 제 1 및 제 2 마이크로폰의 위치를 통과하는 직선까지 그려진 제 2 직교선의 푸트가 제 2 경계 위치로 추정되며; 각도가 미리 정한 각도를 만족시킬 수 없고, 그 각도가 제 1 직교선과 제 1 및 제 2 마이크로폰의 세팅 위치와 음원을 연결하는 직선 사이에서 한정되는 범위가 제 1 금지 범위로 추정되고; 각도가 미리 정한 각도를 만족시킬 수 없고, 그 각도가 제 2 직교선과 제 1 및 제 2 마이크로폰의 세팅 위치와 음원을 연결하는 직선 사이에서 한정되는 범위가 제 2 금지 범위로 추정되고; 제 1 경계 범위로부터 제 2 경계 범위까지 한정된 범위가 제 3 금지 범위로 추정되며; 제 1 및 제 2 마이크로폰이 제 1 금지 범위내지 제 2 금지 범위를 제외한 어떤 범위에도 배치되기도 한다.

소리 입력 장치를 제조하기 위한 방법에 따라서, 기준 위치가 일정한 범위를 갖도록 세트되는 경우라 하더라도 말하는 사람의 소리는 고감도로 수집될 수 있으 며, 말하는 사람의 소리를 제외한 소리가 차동 마이크로폰의 지향 특성과 거리에 의해 유발된 감쇠 특성에 의해 제거될 수 있다.

본 발명의 또 다른 1 면에 따라서, 소리 입력 장치를 제조하기 위한 방법에서, 스피커와 제 4 위치사이의 거리는 영 내지 75 mm 의 범위 또는 175 mm 보다 작지 않은 범위내에 있다.

전술한 소리 입력 장치 제조 방법에 따라서, 말하는 사람의 소리에 대한 감도가 감도의 최대치로부터 대략 -6 dB 보다 작거나 같게 되게 세트될 수 있는 소리 입력 장치가 제공될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 실시예의 소리 입력 장치에 따라서, 목표 소리가 고감도로 수집될 수 있으며, 목표 소리를 제외한 소리는 차동 마이크로폰의 지향성과 거리에 의해 유발된 감쇠 특성에 의해 제거될 수 있다.

또한, 제 1 및 제 2 마이크로폰의 감도가 지향 특성의 최대치에 대해 미리 정한 비율보다 크거나 같은 비율이 되게 제 1 마이크로폰 및 제 2 마이크로폰이 미리 정한 각도로 배치되므로, 목표 소리가 고감도로 수집될 수 있으며, 목표 소리를 제외한 소리는 차동 마이크로폰의 지향성과 거리에 의해 유발된 감쇠 특성에 의해 제거될 수 있는 소리 입력 장치를 제조할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예를 도면들에 의거하여 설명하면 다음과 같다. 본 발명이 후술하는 실시예들에 한정되지 않은 것은 이해되어야 한다. 또한, 본 발명은 후술하는 내용들을 서로 자유롭게 결합함으로써 도출될 수 있는 다양한 종류의 기술적 아이디어들을 포함할 수도 있는 것은 추정되어야 한다.

먼저, 도 1 내지 6 에서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마이크로폰 시스템 ( 1 )의 배치가 설명된다. 후술하는 마이크로폰 시스템 ( 1 )은 예를 들어, 휴대 전화, 공중 전화, 송수신기, 헤드 세트 등과 같은 음성 전달 장치, 또는 녹음 장치, 증폭 시스템 ( 확성기 ) 등과 같은 데에도 적용되기도 한다.

도 1 은 본 발명의 본 실시예에 따른 마이크로폰 시스템 ( 1 )의 배치에 대한 1 예를 개략적으로 도시하는 도면이다. 이 마이크로폰 시스템 ( 1 )은 제 1 진동필름(12)을 갖는 제 1 마이크로폰(10)과 제 2 진동필름(22)을 갖는 제 2 마이크로폰(20)을 포함한다. 이 예에서, 마이크로폰은 음향 신호를 전기 신호로 변환하는 전자-음향 변환기에 상응한다. 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)은 각기 전압 신호로서 제 1 진동 필름(12) 및 제 2 진동 필름(22)으로부터 발생된 진동을 출력하는 변환기에 의해 택일적으로 대체되기도 한다.

본 실시예에 따른 마이크로폰 시스템(1)에 있어서, 제 1 마이크로폰(10)은 제 1 전압 신호를 발생한다. 또한, 제 2 마이크로폰(20)은 제 2 전압 신호를 발생한다. 즉, 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)에서 발생된 이들 전압 신호는 제 1 전압 신호 와 2 전압 신호로 호칭되기도 한다.

제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)의 기구에 대한 특정한 제한은 없다. 제 2 도는 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)에 적용될 수 있는 마이크로폰의 1 예로서 커패시터 형 마이크로폰(50)의 구조를 도시한다. 커패시터 형 마이크로폰(50)은 진동 필름(52)을 포함한다. 진동 필름(52)은 음파를 수취함으로써 진동되며 전도율을 가지며 전극의 1 단자상에 형성되는 필름( 박( thin ) 필름 )에 상응한다. 커패시터 형 마이크로폰(50)은 또한 전극(54)을 포함한다. 은 진동 필름(52)과 대향하여 배치된다. 결과적으로, 진동 필름(52)과 전극(54)은 커패시턴스를 형성한다. 음파가 커패시터 형 마이크로폰(50)에 도입될 때 진동 필름(52)이 진동되며, 따라서 진동 필름(52)과 전극(54)사이의 간격이 변화되므로, 진동 필름(52)과 전극(54)사이의 커패시턴스가 변화된다. 이 커패시턴스 변화가 예를 들어 전압 변화로서 출력되면, 커패시터 형 마이크로폰(50)에 도입된 음파는 전기 신호로 변환될 수 있다. 커패시터 형 마이크로폰(50)에서, 전극(54)은 음파에 의해 영향을 받지 않는 구조로 제조되기도 한다. 예를 들어, 전극(54)은 메쉬 ( mesh ) 구조를 갖기도 한다.

본 발명에 따른 마이크로폰은 전술한 커패시터 형 마이크로폰(50)만으로 제한되는 것이 아니라 이 기술 분야에서 공지된 어떤 다른 마이크로폰이 될 수도 있음은 이해되어야 한다. 예를 들어, 제 1 마이크로폰(10)과 제 2 마이크로폰(20),동적 형( dynamic type )마이크로폰, 전기-자기 형 마이크로폰, 압전 형 ( 결정 형 )마이크로폰 등이 될 수도 있다.

택일적으로, 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)은 제 1 및 제 2 진동 필름(12,22)이 실리콘을 사용하여 제조되는 실리콘 마이크로폰 ( Si 마이크로폰 )에 의해 실현되기도 한다. 이런 실리콘 마이크로폰 이 사용되므로, 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)은 콤팩트하게 제조되며 높은 성능을 실현하기도 한다. 이 때, 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)은 택일적으로 단일 집적회로 장치로서 제조되기도 한다. 즉, 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)은 택일적으로 단일 반도체 기체상에 제조되기도 한다. 이 때, 차동 신호 발생 유닛(30) ( 후술될 것임 )이 동일한 단일 반도체 기체상에 형성되기도 한다. 다시 말하면, 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)은 택일적으로 소위 “ 엠이엠에스 ( 마이크로 일렉트로 미캐니칼 시스템 )”로서 배치되기도 한다. 제 1 마이크로폰(10)과 제 2 마이크로폰(20)은 택일적으로 독립적으로 분리된 실리콘 마이크로폰으로 구성되기도 한다. 그리고, 제 1 및 제 2 진동 필름(12,22)은 무기 압전 박 필름 또는 유기 압전 박 필름을 사용함으로써 압전 효과를 기초로 하여 음향-전기 변환 작업을 수행하는 진동 필름에 의해 택일적으로 실현되기도 한다.

본 실시예에 따른 마이크로폰 시스템 ( 1 )에서, 제 1 및 제 2 진동 필름(12,22)의 방향에 대해서는 특정한 제한이 없다. 택일적으로, 제 1 및 제 2 진동 필름(12,22)은 그 법선 ( normal )이 서로에 대해 평행하게 배치되기도 한다. 이 때, 제 1 및 제 2 진동 필름(12,22)은 택일적으로 그 법선이 동일한 직선이 되지 않게 배치되기도 한다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 진동 필름(12,22)은 이들 진동 필름(12,22)들이 간격을 확보함으로써 기부 ( 예를 들어, 도시하지 않은 회로판 )의 표면상에 분리되게 배치되도록 택일적으로 배치된다. 택일적으로, 제 1 및 제 2 진동 필름(12,22)은 이들 진동 필름(12,22)의 위치가 법선 방향을 따라 이동 되도록 배치되기도 한다. 제 1 및 제 2 진동 필름(12,22)은 그 법선이 서로에 대해 평행하지 않도록 배치되기도 한다. 택일적으로, 제 1 및 제 2 진동 필름(12,22)은 그 법선이 서로에 대해 직각으로 교차하도록 배치되기도 한다.

본 실시예에 따른 마이크로폰 시스템 ( 1 )은 전술한 차동 신호 발생 유닛(30)을 구비한다. 차동 신호 발생 유닛(30)은 제 1 마이크로폰(10)에 의해 얻은 제 1 전압 신호와 제 2 마이크로폰(20)에 의해 얻은 제 21 전압 신호 사이의 차이 ( 즉, 전압 차이 )를 나타내는 차동 신호를 발생한다. 차동 신호 발생 유닛(30)의 기능은 배타적으로 사용된 하드웨어 회로 ( 차동 신호 발생 회로 )를 사용함으로써 실현되거나, CPU 에 의한 신호 처리 조작을 실행함으로써 택일적으로 실현되기도 한다.

본 실시예에 따른 마이크로폰 시스템 ( 1 )은 또한 차동 신호를 증폭하는 신호 증폭 유닛을 포함한다. 택일적으로, 차동 신호 발생 유닛(30)과 신호 증폭 유닛은 단일 제어 회로에 의해 실현되기도 한다. 본 실시예에 따른 마이크로폰 시스템 ( 1 )은 택일적으로 내부에 신호 증폭 유닛을 갖지 않게 배치되기도 한다.

도 3 은 차동 신호 발생 유닛(30)과 신호 증폭 유닛을 실현할 수 있는 회로에 관한 1 예를 도시한다. 도 3 에 도시한 회로에 따라서, 제 1 및 제 2 전압 신호를 받으면, 그 차이를 나타내는 차이 신호를 10 배로 증폭함으로써 발생되는 신호가 출력된다. 차동 신호 발생 유닛(30)과 신호 증폭 유닛을 실현할 수 있는 회로 배치는 전술한 실행 가능한 회로에 한정되지 않는다.

택일적으로, 본 실시예에 따른 마이크로폰 시스템 ( 1 )은 하우징(40)을 포 함한다. 이 경우, 마이크로폰 시스템 ( 1 )의 외형은 하우징(40)으로 제조되기도 한다. 또한, 기본 자세는 하우징(40)에 세트되므로 입력 소리의 이동 경로는 이 하우징(40)에 의해 한정되기도 한다. 택일적으로, 제 1 및 제 2 진동 필름(12,22)은 하우징(40)의 표면상에 형성되기도 한다. 달리, 제 1 및 제 2 진동 필름(12,22)은 제 1 및 제 2 진동 필름(12,22)이 하우징(40)내에 형성된 개구부 ( 소리 수집부 )에 대향하게 위치하도록 하우징(40)내에 배치되기도 한다.

도 4 는 본 실시예에 따른 마이크로폰 시스템 ( 1 )의 배치 방법을 설명하기 위한 도면이다.

기준 위치(100)는 마이크로폰 시스템 ( 1 )에 대해 미리 정한 음원 위치를 기초로 하여 마이크로폰 시스템 ( 1 )에 의해 상대적으로 세트된 위치와 상응한다. 다시 말하면, 본 실시예에서 음원은 기준 위치(100)에 위치한다고 생각할 수 있다.

직선(110)은 제 1 마이크로폰(10)의 위치와 제 2 마이크로폰(20)의 위치를 통과하는 직선과 상응한다. 마이크로폰의 위치는 마이크로폰이 소리 수집 포오트를 가질 때에는 소리 수집 포오트의 위치로 한정되기도 하지만, 마이크로폰이 소리 수집 포오트를 갖지 않을 때에는 진동 필름의 위치로 한정되기도 한다.

직교선(perpendicular)(120)은 기준 위치(100)로부터 직선(110)까지 그려진 직교선과 상응한다.

직선(130)은 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)의 세팅 위치들과 기준 위치(100)를 연결하는 직선과 상응한다. 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)의 세팅 위치들은 예를 들어 제 1 마이크로폰(10)의 위치, 제 2 마이크로폰(20)의 위치, 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)의 위치 사이의 중심 위치, 또는 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)의 주위의 점들로부터 선택된 전형적인 점들로 한정되기도 한다. 본 실시예에서, 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)의 세팅 위치들은 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)의 위치들 사이의 중심 위치로 한정된다.

부호 “θ”는 직교선(120)과 직선(130)에 의해 한정된 각도를 나타낸다. 이 각도 “θ”의 값은 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)의 세팅 위치들을 통과하는 직교선(135)과 직선(130)에 의해 한정된 다른 각도 “θ”의 값과 동등하다.

도 5 는 본 실시예에 따른 마이크로폰 시스템( 1 )을 구성하는 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)을 갖는 마이크로폰의 지향 특성의 (실제로 측정된 값들의) 1 예를 도시하는 그래프다.

도 5 의 그래프에서, 음원으로부터 차동 마이크로폰까지의 거리가 일정할 때, 각도 “θ”의 값이 변화하면, 차동 마이크로폰에 의해 검출된 음압 레벨은 상대적인 값을 기초로 하여 표시된다. 이 그래프의 가로좌표는 각도 “θ”의 값을 나타내고, 그 세로좌표는 음압 레벨을 나타낸다. 본 측정 작업에서, 음압 레벨은 차동 마이크로폰의 감도에 비례함은 알 수 있다. 차동 마이크로폰의 지향 특성은 각도 “θ”의 값이 영 도 내지 180 도 에서 선택되고, 입력될 소리의 주파수에 대해서는 인간의 가청 주파수 범위를 고려하여 6 종류의 주파수, 즉 0.3 KHz, 0.5 KHz, 1 KHz, 3 KHz, 5 KHz, 및 7 KHz 의 주파수가 사용되는 조건하에서 측정되었다. 도 13B 에서와 유사하게, 각도 “θ”의 값이 90 도 일 때 음압 레벨이 최대 레벨이 되며, 음압이 감소하다가, 각도 “θ”의 값이 0 도 및 180 도에 근접할 수록 더 감소한다. 결과적으로, 차동 마이크로폰을 사용하여 목표 소리만을 수집하기 위해서는 음원에 대한 차동 마이크로폰의 배치가 중요한 요인이 된다.

따라서, 마이크로폰 시스템( 1 )에서, 각도 “θ”의 값은 기준 위치(100)로부터의 소리에 대한 감도가 그 지향 특성의 최대치에 대한 미리 정한 비율보다 크거나 같은 비율이 되도록 세트되므로 목표 소리가 고감도로 수집될 수 있다.

예를 들어, 기준 위치(100)로부터의 소리에 대한 감도가 감도의 최대치로부터 대략 -6 dB 되게 세트되도록, 각도 “θ”의 값은 30 도보다 크거나 같게, 그리고 150 도보다 작거나 같게 세트되기도 한다. 또한, 예를 들어, 기준 위치(100)로부터의 소리에 대한 감도가 감도의 최대치로부터 대략 -3 dB 되게 세트되도록, 각도 “θ”의 값은 45 도보다 크거나 같게, 그리고 135 도보다 작거나 같게 세트되기도 한다.

비록 각도 “θ”의 값이 도 5 의 그래프에서 0 도 내지 180 도에 대해 한정되어 있더라도 180 도 내지 360 도의 “θ”의 값에 대한 지향 특성은 ( 도 13B 의 지향 특성 도면에 나타나 있는 바와 같이 ) 0 도 내지 180 도의 “θ”의 값에 대한 지향 특성과 유사함은 이해되어야 한다. 따라서, 예를 들어, 기준 위치(100)로부터의 소리에 대한 감도가 감도의 최대치로부터 대략 -6 dB 되게 세트되도록, 각도 “θ”의 값은 210 도보다 크거나 같게, 그리고 330 도보다 작거나 같게 세트되기도 한다. 또한, 예를 들어, 기준 위치(100)로부터의 소리에 대한 감도가 감도의 최대치로부터 대략 -3 dB 되게 세트되도록, 각도 “θ”의 값은 225 도보다 크거나 같게, 그리고 315 도보다 작거나 같게 세트되기도 한다.

다음, 목표 소리를 제외한 소리( 소음 )를 제거할 수 있는 기본 아이디어를 설명한다. 소음을 제거하기 위하여, 차동 마이크로폰의 지향 특성과 거리에 의해 유발된 감쇠 특성이 활용된다.

도 5 의 그래프를 참조하여 전술한 바와 같이, 차동 마이크로폰의 감도는 각도 “θ”의 값이 90 도 일 때 최대 레벨이 되며, 각도 “θ”의 값이 0 도 및 180 도에 근접할수록 차동 마이크로폰의 감도는 더 감소한다. 다시 말하면, 차동 마이크로폰의 감도는 각도 “θ”의 값이 0 도 및 180 도에 근접하는 위치로부터 발생된 소음에 대해 감소한다. 따라서, 각도 “θ”의 값이 0 도 및 180 도에 근접하는 위치로부터 발생된 소음은 차동 마이크로폰의 지향 특성을 기초로 하여 제거될 수 있다.

또한, 소리가 매체를 통해 전파되는 동안, 소리는 감쇠되므로, 음압( 음파의 강도와 진폭 )은 낮아진다. 음압은 음원으로부터 측정된 거리에 반비례한다. 음압 “P" 는 음압 “P" 와 음원으로부터의 거리 "R" 사이의 관계에 따라 하기 식 ( 1 )에 의해 표시될 수 있다.

[ 식 1 ]

P = K x 1/R - - - ( 1 )

여기서, 부호 K 는 비례 상수다. 도 6 은 전술한 식( 1 )을 나타내는 그래프다. 이 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 음압( 음파의 강도와 진폭 )“P" 는 음원에 가까운 위치에서 급속히 감쇠되며, 그 위치가 음원으로부터 분리될수록 음압 "P" 는 완만하게 감쇠된다. 본 실시예에 따른 마이크로폰 시스템 ( 1 )에서, 소음 성분은 거리에 의해 유발된 감쇠 특성을 활용함으로써 제거된다.

즉, 더 구체적으로, 접화 마이크로폰에서, 사용자는 소음의 음원보다 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)(제 1 및 제 2 진동 필름(12,22))에 가까운 위치로부터 소리를 발생한다. 결과적으로, 사용자의 소리가 제 1 진동 필름(12)과 제 2 진동 필름(22) 사이에서 크게 감쇠하므로, 제 1 및 제 2 전압 신호에 포함된 사용자 소리의 강도 차이가 나타나기도 한다. 역으로, 소음의 음원이 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)에 대해 멀리 분리되므로, 사용자의 소리와 비교할 때, 소음 성분은 제 1 및 제 2 진동 필름(12,22)사이에서 실질적으로 감쇠되지 않는다. 따라서, 제 1 및 제 2 전압 신호에 포함된 소음의 강도 사이의 차이는 없다고 간주되기도 한다. 이런 상황에서, 제 1 전압 신호와 제 2 전압 신호 사이에서 차이가 검출되지 않으면 소음들이 소거되므로, 소음 성분을 포함하지 않으며 사용자의 소리 성분만을 나타내는 전압 신호 ( 차동 신호 )가 얻어질 수 있다. 다시 말하면, 차동 신호는 그것으로부터 소음 성분이 제거되며 사용자의 소리를 나타내는 신호로 간주될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 실시예의 마이크로폰 시스템( 1 )에 따라서, 목표 소리가 고감도로 수집될 수 있으며, 목표 소리를 제외한 소리는 차동 마이크로폰의 지향성과 거리에 의해 유발된 감쇠 특성에 의해 제거될 수 있다.

또한, 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)의 감도가 지향 특성의 최대치에 대해 미리 정한 비율보다 크거나 같은 비율이 되게 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)이 미리 정한 각도로 배치되므로, 목표 소리가 고감도로 수집될 수 있으며, 목표 소리 를 제외한 소리는 차동 마이크로폰의 지향성과 거리에 의해 유발된 감쇠 특성에 의해 제거될 수 있는 마이크로폰 시스템을 제조할 수 있다.

먼저, 도 7 내지 도 12 를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 소리 입력 장치( 2 )의 배치가 설명된다. 후술하는 소리 입력 장치( 2 )는 예를 들어, 휴대 전화, 공중 전화, 송수신기, 헤드 세트 등과 같은 음성 전달 장치에 적용되기도 한다.

도 7 은 본 발명의 본 실시예에 따른 소리 입력 장치( 2 ) 의 배치에 대한 1 예를 개략적으로 도시하는 도면이다. 이 소리 입력 장치( 2 )는 마이크로폰 시스템( 1 )을 포함한다. 예를 들어, 도 1 에 도시한 바와 같이, 마이크로폰 시스템( 1 )은 제 1 마이크로폰(10), 제 2 마이크로폰(20), 차동 신호 발생 유닛(30)을 포함함으로써 배치된다. 마이크로폰 시스템( 1 )의 상세한 내용은 도 1 내지 도 6 을 참조하여 이미 설명되었으므로, 그 설명은 이 실시예에서는 생략될 것이다.

본 실시예에 따른 소리 입력 장치( 2 )는 스피커(150)를 포함한다. 스피커(150)는 이 기술 분야에서 공지 또는 주지된 스피커로 배치된다. 예를 들어, 휴대 전화, 공중 전화, 송수신기, 헤드 세트 등과 같은 음성 전달 장치에서 사용되는 스피커들이 택일적으로 사용되기도 한다.

택일적으로, 본 실시예에 따른 소리 입력 장치( 2 )는 하우징( 3 )을 포함한다. 이 택일적인 경우, 소리 입력 장치( 2 )의 외형은 하우징( 3 )으로 제조되기도 한다. 또한, 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)은 하우징( 3 )상에 형성된다. 달리, 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)은 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)이 하우 징( 3 )내에 형성된 개구부 ( 소리 수집 포오트 )와 대향되게 위치하도록 하우징( 3 )내에 배치되기도 한다.

하우징( 3 )은 마이크로폰 시스템( 1 )과 스피커(150)를 포함함으로써 임의적으로 제조되기도 한다. 이제, 도 8 내지 도 10 을 참조하여 휴대 전화가 예시된다. 도 8 에 도시한 바와 같이, 하우징( 3 )은 가동부( movable portion )가 일체로서 마련되지 않음으로써 실현되기도 한다. 또한, 도 9 에 도시한 바와 같이, 하우징( 3 )은 폴딩부 ( folding portion ) (300)를 포함함으로써 실현되기도 하며, 전체 하우징의 외형이 변화된다. 그리고, 도 10 에 도시한 바와 같이, 하우징( 3 )은 플리퍼부 ( flipper portion ) (400)를 포함함으로써 실현되기도 하며, 하우징의 일부의 외형이 변화된다.

도 11 은 스피커(150)와 말하는 사람의 머리부(200)사이의 위치 관계를 설명하는 설명도다. 도 4 및 도 7 에 공통적으로 표시된 구조 요소들을 표시하기 위해서는 동일한 부호가 사용됨이 이해되어야 한다.

마이크로폰 시스템( 1 ), 스피커(150) 및 하우징( 3 )에 관한 내용은 이미 설명되었으므로 그 설명은 생략될 것이다.

소리 입력 장치( 2 )와 귀(210) 및 입(220)을 갖는 말하는 사람의 머리부(200) 사이의 배치는 소리 입력 장치( 2 )의 사용 모우드에 따라 스피커(150)와의 관계를 기초로 하여 상대적으로 결정된다. 예를 들어 소리 입력 장치( 2 )가 휴대 전화일 경우 상기 배치는 말하는 사람이 전화 통화를 할 때 스피커(150)가 귀(210)에 가깝게 위치하도록 이루어진다. 또한, 귀(210)와 입(220) 사이의 배치는 사람 얼굴의 표준 치수를 고려하여 예정된다. 예를 들어 사람이 서 있을 때 귀(210)와 입(220) 사이의 높이의 차이 “h" 는 대략 100 mm 내지 150 mm 이다.

따라서, 소리 입력 장치( 2 )에 의해 예정된 음원의 위치, 즉 입(220)의 위치는 스피커(150)의 위치를 고려하여 소리 입력 장치( 2 )에 대해 상대적으로 세트될 수 있다. 본 실시예에서, 이런 위치는 기준 위치(100)로 한정되며, 그것은 스피커(150)의 위치를 고려하여 소리 입력 장치( 2 )에 대해 상대적으로 세트된다.

직선(110)은 제 1 마이크로폰(10)의 위치와 제 2 마이크로폰(20)의 위치를 통과하는 직선과 상응한다. 마이크로폰의 위치는 마이크로폰이 소리 수집 포오트(port)를 가질 때에는 소리 수집 포오트의 위치로 한정되기도 하지만, 마이크로폰이 소리 수집 포오트(port)를 갖지 않을 때에는 진동 필름의 위치로 한정되기도 한다.

직교선(perpendicular)(120)은 기준 위치(100)로부터 직선(110)까지 그려진 직교선과 상응한다.

직선(130)은 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)의 세팅 위치들과 기준 위치(100)를 연결하는 직선과 상응한다. 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)의 세팅 위치들은 예를 들어 제 1 마이크로폰(10)의 위치, 제 2 마이크로폰(20)의 위치, 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)의 위치 사이의 중심 위치, 또는 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)의 주위의 점들로부터 선택된 전형적인 점들로 한정되기도 한다. 본 실시예에서, 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)의 세팅 위치들은 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)의 위치들 사이의 중심 위치로 한정된다.

부호 “θ”는 수직선(120)과 직선(130)에 의해 한정된 각도를 나타낸다.

도 5 의 그래프에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 마이크로폰 시스템( 1 )을 구성하는 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)을 갖는 차동 마이크로폰의 지향 특성의 실제로 측정된 값들의 1 예가 도시된다. 따라서, 차동 마이크로폰을 사용하여 목표 소리만을 수집하기 위해서는 음원에 대한 차동 마이크로폰의 배치가 중요한 요인이 된다.

따라서, 소리 입력 장치( 2 )에서, 각도 “θ”의 값은 기준 위치(100)로부터의 소리에 대한 감도가 그 지향 특성의 최대치에 대한 미리 정한 비율보다 크거나 같은 비율이 되도록 세트되므로 목표 소리가 고감도로 수집될 수 있다.

예를 들어, 기준 위치(100)로부터의 소리에 대한 감도가 감도의 최대치로부터 대략 -6 dB 되게 세트되도록, 각도 “θ”의 값은 30 도보다 크거나 같게, 그리고 150 도보다 작거나 같게 세트되기도 한다. 또한, 예를 들어, 기준 위치(100)로부터의 소리에 대한 감도가 감도의 최대치로부터 대략 -3 dB 되게 세트되도록, 각도 “θ”의 값은 45 도보다 크거나 같게, 그리고 135 도보다 작거나 같게 세트되기도 한다.

비록 각도 “θ”의 값이 도 5 의 그래프에서 0 도 내지 180 도에 대해 한정되어 있더라도 180 도 내지 360 도의 “θ”의 값에 대한 지향 특성은 ( 도 13B 의 지향 특성 도면에 나타나 있는 바와 같이 ) 0 도 내지 180 도의 “θ”의 값에 대한 지향 특성과 유사함은 이해되어야 한다. 따라서, 예를 들어, 기준 위치(100)로부터의 소리에 대한 감도가 감도의 최대치로부터 대략 -6 dB 되게 세트되도록, 각 도 “θ”의 값은 210 도보다 크거나 같게, 그리고 330 도보다 작거나 같게 세트되기도 한다. 또한, 예를 들어, 기준 위치(100)로부터의 소리에 대한 감도가 감도의 최대치로부터 대략 -3 dB 되게 세트되도록, 각도 “θ”의 값은 225 도보다 크거나 같게, 그리고 315 도보다 작거나 같게 세트되기도 한다.

도 12 는 마이크로폰 시스템( 1 )에 의해 예정된 음원의 위치, 즉 기준 위치가 미리 결정된 범위를 포함하는 본 실시예에 따른 소리 입력 장치( 2 )의 배치를 설명하기 위한 도면이다. 예를 들어 소리 입력 장치( 2 )가 휴대 전화일 경우 상기 배치는 말하는 사람이 전화 통화를 할 때 스피커(150)가 귀(210)에 가깝게 위치하도록 이루어진다. 또한, 귀(210)와 입(220) 사이의 배치는 사람 얼굴의 표준 치수를 고려하여 예정된다. 예를 들어 사람이 서 있을 때 귀(210)와 입(220) 사이의 높이의 차이 “h" 는 대략 100 mm 내지 150 mm 이다. 따라서, 그것은 마이크로폰 시스템( 1 )에 의해 예정된 음원의 위치, 즉 기준 위치가 예정된 범위 ( 전술한 경우에는 대략 50 mm )인 것을 의미한다.

도 11 에 도시된 말하는 사람의 머리부(200), 귀(210) 및 입(220) 사이의 위치 관계는 도 11 및 도 12 의 예들에 공통적으로 적용되므로 이 위치 관계는 도 12 에서는 생략된다. 또한, 설명과 도면을 간단하게 하기 위하여 하우징( 3 )도 도 12 에서는 생략된다.

도 12 를 참조하여, 기준 위치가 스피커(150)로부터 가장 가까운 위치인 제 1 기준 위치(101)로부터 스피커(150)로부터 가장 먼 위치인 제 2 기준 위치(102)까지로 한정된 기준 위치 범위(103)를 갖는 경우를 설명한다.

직선(110)은 제 1 마이크로폰(10)의 위치와 제 2 마이크로폰(20)의 위치를 통과하는 직선과 상응한다. 마이크로폰의 위치는 마이크로폰이 소리 수집 포오트(port)를 가질 때에는 소리 수집 포오트의 위치로 한정되기도 하지만, 마이크로폰이 소리 수집 포오트(port)를 갖지 않을 때에는 진동 필름의 위치로 한정되기도 한다.

직교선(121)은 제 1 기준 위치(101)로부터 직선(110)까지 그려진 제 1 직교선과 상응하며 그 푸트(foot)는 제 1 경계 위치(161)로 한정된다.

직교선(122)은 제 2 기준 위치(102)로부터 직선(110)까지 그려진 제 2 직교 선과 상응하며 그 푸트(foot)는 제 2 경계 위치(162)로 한정된다.

직선(131)은 마이크로폰 시스템( 1 )이 위치(1-1)에 배치되는 경우에 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)의 세팅 위치(191)와 제 1 기준 위치(101)를 연결하는 직선과 상응한다. 직선(132)은 마이크로폰 시스템( 1 )이 위치(1-2)에 배치되는 경우에 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)의 세팅 위치(192)와 제 1 기준 위치(101)를 연결하는 직선과 상응한다. 직선(133)은 마이크로폰 시스템( 1 )이 위치(1-3)에 배치되는 경우에 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)의 세팅 위치(193)와 제 1 기준 위치(102)를 연결하는 직선과 상응한다. 직선(134)은 마이크로폰 시스템( 1 )이 위치(1-4)에 배치되는 경우에 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)의 세팅 위치(194)와 제 1 기준 위치(102)를 연결하는 직선과 상응한다. 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)의 세팅 위치들은 예를 들어 제 1 마이크로폰(10)의 위치, 제 2 마이크로폰(20)의 위치, 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)의 위치 사이의 중심 위치, 또는 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)의 주위의 점들로부터 선택된 전형적인 점들로 한정되기도 한다. 본 실시예에서, 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)의 세팅 위치들은 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)의 위치들 사이의 중심 위치로 한정된다.

부호 “θ1-1”은 제 1 직교선(121)과 직선(131)에 의해 한정된 각도를 나타낸다. 부호 “θ1-2”은 제 1 직교선(121)과 직선(132)에 의해 한정된 각도를 나타낸다. 부호 “θ2-1”은 제 2 직교선(122)과 직선(133)에 의해 한정된 각도를 나타낸다. 부호 “θ2-2”은 제 2 직교선(122)과 직선(134)에 의해 한정된 각도를 나타낸다.

도 5 의 그래프에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 마이크로폰 시스템을 구성하는 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)을 갖는 차동 마이크로폰의 지향 특성의 실제로 측정된 값들의 1 예가 도시된다. 따라서, 차동 마이크로폰을 사용하여 목표 소리만을 수집하기 위해서는 음원에 대한 차동 마이크로폰의 배치가 중요한 요인이 된다.

이 목적으로, 먼저 소리 입력 장치( 2 )에서, 제 1 기준 위치(101)로부터의 소리에 대한 감도가 지향 특성의 최대치에 대한 미리 정한 비율보다 작은 비율이 되도록 각도“θ1-1”의 값이 세트되는 경우에 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)을 위한 배치 위치가 배치 위치(191)의 위치로 추정된다. 또한, 소리 입력 장치( 2 )에서, 제 1 기준 위치(101)로부터의 소리에 대한 감도가 지향 특성의 최대치에 대한 미리 정한 비율보다 작은 비율이 되도록 각도“θ1-2”의 값이 세트되는 경우에 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)을 위한 배치 위치가 배치 위치(192)의 위치로 추 정된다. 그리고, 소리 입력 장치( 2 )에서, 제 2 기준 위치(102)로부터의 소리에 대한 감도가 지향 특성의 최대치에 대한 미리 정한 비율보다 작은 비율이 되도록 각도“θ2-1”의 값이 세트되는 경우에 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)을 위한 배치 위치가 배치 위치(193)의 위치로 추정된다. 다음, 소리 입력 장치( 2 )에서, 제 2 기준 위치(102)로부터의 소리에 대한 감도가 지향 특성의 최대치에 대한 미리 정한 비율보다 작은 비율이 되도록 각도“θ2-2”의 값이 세트되는 경우에 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)을 위한 배치 위치가 배치 위치(194)의 위치로 추정된다.

이 때, 먼저, 배치 위치(191)로부터 배치 위치(192)까지 한정된 범위는 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)이 배치되면 제 1 기준 위치(101)로부터의 소리에 대한 감도가 지향 특성의 최대치에 대한 미리 정한 비율보다 작은 비율이 되는 위치 범위와 상응한다. 이 범위는 제 1 금지 범위(171)로 추정된다.

또한, 배치 위치(193)로부터 배치 위치(194)까지 한정된 범위는 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)이 배치되면 제 2 기준 위치(102)로부터의 소리에 대한 감도가 지향 특성의 최대치에 대한 미리 정한 비율보다 작은 비율이 되는 위치 범위와 상응한다. 이 범위는 제 2 금지 범위(172)로 추정된다.

그리고, 제 1 경계 위치(161)로부터 제 2 경계 위치(162)까지의 범위는 다음과 같은 범위와 상응한다. 즉, 기준 위치( 즉, 음원의 위치 )가 기준 위치 범위(103)의 범위내에 위치할 때, 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)이 배치되는 경우, 기준 위치로부터 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)의 위치를 관통하기 위한 직선까지 그려진 직교선과, 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)의 세팅 위치들과 기준 위치 를 연결하는 또 하나의 직선에 의해 한정되는 각도가 영도가 된다. 이 범위는 제 3 금지 범위(173)로 추정된다.

따라서, 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)이 제 1 금지 범위(171)내지 제 3 금지 범위(173)가 아닌 다른 범위내에 배치되므로, 기준 위치 범위(103)의 범위내에 위치한 기준 위치로부터 발생한 소리에 대한 감도는 지향 특성의 최대치에 대한 미리 정한 비율보다 크거나 같은 비율로 세트될 수 있다. 다시 말하면, 목표 소리는 고감도로 수집될 수 있다.

예를 들어, 기준 위치로부터의 소리에 대한 감도가 감도의 최대치로부터 대략 -6 dB 되게 세트되도록, 각도 “θ1-1”내지 “θ2-2”의 값은 30 도보다 크거나 같게, 그리고 150 도보다 작거나 같게 세트되기도 한다. 또한, 예를 들어, 기준 위치로부터의 소리에 대한 감도가 감도의 최대치로부터 대략 -3 dB 되게 세트되도록, 각도 “θ1-1”내지 “θ2-2”의 값은 45 도보다 크거나 같게, 그리고 135 도보다 작거나 같게 세트되기도 한다.

도 13B 의 지향 특성 도면에 도시된 바와 같이. 각도 180 도 내지 360 도의 값에 대한 지향 특성이 각도 0 도 내지 180 도의 값에 대한 지향 특성과 유사함은 이해되어야 한다. 따라서, 예를 들어, 기준 위치로부터의 소리에 대한 감도가 감도의 최대치로부터 대략 -6 dB 되게 세트되도록, 각도 “θ1-1”내지 “θ2-2”의 값은 210 도보다 크거나 같게, 그리고 330 도보다 작거나 같게 세트되기도 한다. 또한, 예를 들어, 기준 위치(100)로부터의 소리에 대한 감도가 감도의 최대치로부터 대략 -3 dB 되게 세트되도록, 각도 “θ1-1”내지 “θ2-2”의 값은 225 도보다 크 거나 같게, 그리고 315 도보다 작거나 같게 세트되기도 한다.

택일적으로, 기준 위치 범위(103)는 예를 들어 말하는 사람이 서 있을 때 귀(210)와 입(220)사이의 차이가 대략 100 mm 내지 150 mm 인 치수 문제를 고려하여 대략 50 mm 로 선택되기도 한다. 그리고, 예를 들어 휴대 전화 같은 소리 입력 장치의 보통 사용 모우드하에서 음원( 즉, 입 )으로부터 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)까지의 거리가 택일적으로 대략 50 mm 로 선택되기도 하며, 즉 직선(131)으로부터 직선(134)까지의 길이가 대략 50 mm 로 선택되기도 한다.

이 경우, 예들 들어 기준 위치로부터 발생된 소리에 대한 감도가 감도의 최대치로부터 대략 -6 dB 낮게 되게 세트되도록, 스피커(150)와 배치 위치(191)사이의 거리“SM1" 은 각도 “θ1-1”의 값이 30 도임을 추정하여 하기 식 ( 2 )에 의해 주어진다.

[ 식 2 ]

SM1 ≤ 100-50 X sin 30° = 대략 75 [mm] - - - ( 2 )

유사하게, 스피커(150)와 배치 위치(194)사이의 거리“SM2" 는 각도 “θ2-2”의 값이 30 도임을 추정하여 하기 식 ( 2 )에 의해 주어진다.

[ 식 3 ]

SM2 ≥ 150+50 X sin 30° = 대략 175 [mm] - - - ( 3 )

따라서, 스피커(150)와 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)의 세팅 위치 사이의 거리가 0 mm 보다 길거나 같으며 75 mm 보다 짧거나 같으며, 아니면 175 mm 보다 길거나 같게 세트되므로, 말하는 사람에 대한 감도가 감도의 최대치로부터 대략 -6 dB 낮게 되게 세트되는 소리 입력 장치가 형성될 수 있다.

또한, 예들 들어 기준 위치로부터 발생된 소리에 대한 감도가 감도의 최대치로부터 대략 -3 dB 낮게 되게 세트되도록, 스피커(150)와 배치 위치(191)사이의 거리“SM1" 은 각도 “θ1-1”의 값이 45 도임을 추정하여 하기 식 ( 4 )에 의해 주어진다.

[ 식 4 ]

SM1 ≤ 100-50 X sin 45° = 대략 64.6 [mm] - - - ( 4 )

유사하게, 스피커(150)와 배치 위치(194)사이의 거리“SM2" 는 각도 “θ2-2”의 값이 45 도임을 추정하여 하기 식 ( 2 )에 의해 주어진다.

[ 식 5 ]

SM2 ≥ 150+50 X sin 45° = 대략 185.4 [mm] - - - ( 5 )

따라서, 스피커(150)와 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)의 세팅 위치 사이의 거리가 0 mm 보다 길거나 같으며 64.6 mm 보다 짧거나 같으며, 아니면 185.4 mm 보다 길거나 같게 세트되므로, 말하는 사람에 대한 감도가 감도의 최대치로부터 대략 -3 dB 낮게 되게 세트되는 소리 입력 장치가 형성될 수 있다.

다음, 목표 소리를 제외한 소리( 소음 )를 제거할 수 있는 기본 아이디어를 설명한다. 소음을 제거하기 위하여, 차동 마이크로폰의 지향 특성과 거리에 의해 유발된 감쇠 특성이 활용된다.

도 5 의 그래프를 참조하여 전술한 바와 같이, 차동 마이크로폰의 감도는 각도 “θ”의 값이 90 도 일 때 최대 레벨이 되며, 각도 “θ”의 값이 0 도 및 180 도에 근접할수록 차동 마이크로폰의 감도는 더 감소한다. 다시 말하면, 차동 마이크로폰의 감도는 각도 “θ”의 값이 0 도 및 180 도에 근접하는 위치로부터 발생된 소음에 대해 감소한다. 따라서, 각도 “θ”의 값이 0 도 및 180 도에 근접하는 위치로부터 발생된 소음은 차동 마이크로폰의 지향 특성을 기초로 하여 제거될 수 있다. 더 구체적으로, 예를 들어 휴대 전화, 공중 전화, 송수신기, 헤드 세트와 같은 소리 전달 기구에서 후술하는 소음에 관한 사실은 공지되어 있다 : 즉, 말하는 사람의 머리부(200)의 높이와 대략 같은 높이에서 예를 들어 다른 사람으로부터 발생한 차라리 말하는 사람이 아닌 소리 입력 장치( 2 )로부터 멀리 분리된 음원으로부터 소음이 발생될 가능성이 많다. 다시 말하면, 도 5 에 도시된 지향 특성에서 0 도 또는 180 도의 주위의 각도에서 소음이 많다. 따라서, 차동 마이크로폰의 지향 특성을 기초로 하여 소음이 제거될 수 있다.

도 6 의 설명과 상기 식 ( 1 )으로부터 알 수 있는 바와 같이, 음압( 음파의 강도와 진폭 )“P" 는 음원에 가까운 위치에서 급속히 감쇠되며, 그 위치가 음원으로부터 분리될수록 음압 “P" 는 완만하게 감쇠된다. 본 실시예에 따른 소리 입력 장치 ( 2 )에서, 소음 성분은 거리에 의해 유발된 감쇠 특성을 활용함으로써 제거된다.

즉, 더 구체적으로, 접화형 소리 입력 장치에서, 사용자는 소음의 음원보다 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)(제 1 및 제 2 진동 필름(12,22))에 가까운 위치로부터 소리를 발생한다. 결과적으로, 사용자의 소리가 제 1 진동 필름(12)과 제 2 진동 필름(22) 사이에서 크게 감쇠하므로, 제 1 및 제 2 전압 신호에 포함된 사 용자 소리의 강도 차이가 나타나기도 한다. 역으로, 소음의 음원이 제 1 및 제 2 마이크로폰(10,20)에 대해 멀리 분리되므로, 사용자의 소리와 비교할 때, 소음 성분은 제 1 및 제 2 진동 필름(12,22)사이에서 실질적으로 감쇠되지 않는다. 따라서, 제 1 및 제 2 전압 신호에 포함된 소음의 강도 사이의 차이는 없다고 간주되기도 한다. 이런 상황에서, 제 1 전압 신호와 제 2 전압 신호 사이에서 차이가 검출되면 소음들이 소거되므로, 소음 성분을 포함하지 않으며 사용자의 소리 성분만을 나타내는 전압 신호 ( 차동 신호 )가 얻어질 수 있다. 다시 말하면, 차동 신호는 그것으로부터 소음 성분이 제거되며 사용자의 소리를 나타내는 신호로 간주될 수 있다.

전술한 발명이 많은 방식으로 변경되기도 함은 명백하다. 이런 변경들은 본 발명의 정신과 범위를 일탈하는 것으로 간주되지 않으며, 이런 변경들이 이어지는 특허 청구의 범위의 범위내에 포함된다는 것은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자들에게는 명백할 것이다.

도 15 에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 소리-유입구 ( sound-inlet )(512,514)가 육면체 구조 ( 다면체 구조 )로 된 하우징(510)의 단일면(515)내에 형성된다. 변형예로서, 제 1 및 제 2 소리-유입구(512,514)가 택일적으로 각기 다면체 구조의 다른 면내에 형성되기도 한다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 소리-유입구 (512,514)가 서로에 대향하게 위치하는 다면체 구조의 면내에 택일적으로 각기 형성되기도 하거나 서로에 인접하게 위치하는 다면체 구조의 면내에 택일적으로 각기 형성되기도 한다. 택일적으로, 복수개의 제 1 소리-유입구(512)와 복수개 의 제 2 소리-유입구(514)가 하우징(510)내에 형성되기도 한다.

도 15 에 도시된 바와 같이, 마이크로폰 유닛(5110)은 간막이 부재(520)를 갖는다. 간막이 부재(520)는 하우징(510)내 내측 공간(5100)이 나누어 지도록 마련된다. 간막이 부재(520)는 하우징(510)내 내측 공간(5100)이 제 1 공간(5102)과 제 2 공간(5104)로 나누어 지도록 마련된다. 다시 말하면, 제 1 공간(5102)과 제 2 공간(5104)은 하우징(510)과 간막이 부재(520)에 의해 구분된 공간과 상응한다.

택일적으로, 음파를 전파할 수 있는 매체가 제 1 공간(5102)과 제 2 공간(5104)사이에서 이동되지 않게 ( 이동될 수 없게 )간막이 부재(520)가 마련되기도 한다. 예를 들어, 간막이 부재(520)는 하우징(510)내 내측 공간(5100)( 제 1 및 제 2 공간(5102,5104))을 기밀되게 분리하는 기밀 격벽( bulkhead )로 제조되기도 한다.

도 15 에 도시된 바와 같이, 적어도 일부의 간막이 부재(520)가 진동 필름(530)에 의해 형성되기도 한다. 진동 필름(530)은 음파가 이 부재에 도입될 때 법선 방향을 따라 진동되는 부재와 상응한다. 그 때, 마이크로폰 유닛(5110)에서, 진동 필름(530)의 진동을 기초로 하여 전기 신호가 추출되므로, 진동 필름(530)에 도입되는 소리를 나타내는 전기 신호가 얻어진다. 다시 말하면, 진동 필름(530)은 마이크로폰의 진동 필름 ( 즉, 음향 신호를 전기 신호로 변환하기 위한 전기/음향 변환기 )에 의해 실현되기도 한다. 또한, 진동 필름(530)은 제 1 표면(535)은 제 2 표면(537)을 갖는다. 제 1 표면(535)은 제 1 공간(5102)을 면하는 표면이며, 제 2 표면(537)은 제 2 공간(5104)을 면하는 표면이다. 회로(1000)는 제 1 소리-유입 구(512)를 통해 입력된 소리와 제 2 소리-유입구(514)를 통해 입력된 소리 사이의 차이를 나타낼 수 있는 신호를 발생한다. 그리고, 제 1 소리-유입구(512)를 통해 입력된 소리는 제 1 표면(535)상에 수취되고, 제 2 소리-유입구(514)를 통해 입력된 소리는 제 2 표면(537)상에 수취된 후, 소리들 사이의 차이가 진동 필름(530)에 의해 기계적으로 검출된다. 그리고, 상기 형상은 단일 진동 필름을 포함하므로, 그 형상은 용이하게 실현될 수 있다.

상기 형상에 따라서, 제 1 소리-유입구(512), 제 1 표면(535) 및 제 1 공간(5102)은 제 1 마이크로폰과 상응한다. 그리고, 제 2 소리-유입구(514), 제 2 표면(537) 및 제 2 공간(5104)은 제 1 마이크로폰과 상응한다. 따라서, 본 발명은 도 15 에 도시한 형상에 적용할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 1 실시예에 따른 마이크로폰 시스템을 설명하는 설명도.

도 2 는 도 1 의 본 실시예에 따른 마이크로폰 시스템을 설명하는 설명도.

도 3 은 도 1 의 마이크로폰 시스템에 사용된 차동 신호 발생 유닛과 신호

증폭 유닛을 실현할 수 있는 회로도.

도 4 는 도 1 의 본 실시예에 따른 마이크로폰 시스템을 설명하는 설명도.

도 5 는 도 1 의 본 실시예에 따른 마이크로폰 시스템을 설명하는 설명도.

도 6 는 도 1 의 본 실시예에 따른 마이크로폰 시스템을 설명하는 설명도.

도 7 는 도 1 의 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 소리 입력 장치를

설명하는 설명도.

도 8 는 도 7 의 본 실시예에 따른 소리 입력 장치를 설명하는 설명도.

도 9 는 도 7 의 본 실시예에 따른 소리 입력 장치를 설명하는 설명도.

도 10 는 도 7 의 본 실시예에 따른 소리 입력 장치를 설명하는 설명도.

도 11 는 도 7 의 본 실시예에 따른 소리 입력 장치를 설명하는 설명도.

도 12 는 도 7 의 본 실시예에 따른 소리 입력 장치를 설명하는 설명도.

도 13A 및 도 13B 는 차동 마이크로폰의 지향 특성을 설명하는 설명도.

도 14 는 차동 마이크로폰의 지향 특성을 설명하는 설명도.

도 15 는 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 마이크로폰 시스템을 설명하는 설명도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 - 마이크로폰 시스템 2 - 소리 입력 장치

3 - 하우징 10 - 제 1 마이크로폰

12 - 제 1 진동필름 20 - 제 2 마이크로폰

22 - 제 2 진동필름 30 - 차동 신호 발생 유닛

54 - 전극 150 - 스피커

Claims (10)

1. 음원에 대한 기준 위치에 위치하도록 된 하우징; 하우징내 제 1 위치에서 음원으로부터의 소리를 수취하며, 제 1 위치에서 수취한 소리에 따라 제 1 전압 신호를 발생하도록 된 제 1 마이크로폰; 하우징내 제 2 위치에서 음원으로부터의 소리를 수취하며, 제 2 위치에서 수취한 소리에 따라 제 2 전압 신호를 발생하도록 된 제 2 마이크로폰; 및 제 1 전압 신호와 제 2 전압 신호를 수취하며, 제 1 전압 신호와 제 2 전압 신호 사이의 차이를 나타내는 차동 신호를 발생하는 차동 신호 발생기로 구성되며; 제 1 및 제 2 위치가 제 1 선상에 배치되며; 제 1 선이 제 1 위치와 제 2 위치 사이가 아닌 제 3 위치에서 음원으로부터 신장되는 제 2 선과 직교되게 교차하며, 제 1 및 제 2 위치 사이인 제 4 위치에서 음원으로부터 신장되는 제 3 선과 비스듬히 교차하며, 그 때 하우징이 기준 위치에 위치하는 마이크로폰 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 제 2 선과 제 3 선이 30 도 내지 150 도의 범위 또는 210 도 내지 330 도의 범위내에 있는 각도를 한정하도록 제 1 위치와 제 2 위치가 배치되는 마이크로폰 시스템.
3. 제 1 항에 있어서, 제 1 및 제 2 마이크로폰이 반도체 장치인 마이크로폰 시스템.
4. 제 1 항에 따른 마이크로폰 시스템, 및 하우징내 제 1 선상에 배치되며 소리를 발생하도록 된 스피커로 구성되는 소리 입력 장치.
5. 제 4 항에 있어서, 스피커와 제 4 위치 사이의 거리가 영 내지 75 mm 의 범위 또는 175 mm 보다 작지 않은 범위내인 소리 입력 장치.
6. 음원에 대한 기준 위치내에 위치하도록 된 하우징을 제공하고; 하우징내 제 2 위치에 음원으로부터 소리를 수취하기 위한 제 1 마이크로폰을 배치하며; 하우징내 제 1 위치에 음원으로부터 소리를 수취하기 위한 제 2 마이크로폰을 배치하는 것으로 구성되며; 제 1 선이 제 1 위치와 제 2 위치 사이가 아닌 제 3 위치에서 음원으로부터 신장되는 제 2 선과 직교되게 교차하며, 제 1 및 제 2 위치 사이인 제 4 위치에서 음원으로부터 신장되는 제 3 선과 비스듬히 교차하도록 제 1 및 제 2 위치가 제 1 선상에 배치되며, 그 때 하우징이 기준 위치에 위치하는 마이크로폰 시스템을 제조하기 위한 방법.
7. 제 6 항에 있어서, 제 2 선과 제 3 선이 30 도 내지 150 도의 범위 또는 210 도 내지 330 도의 범위내에 있는 각도를 한정하도록 제 1 위치와 제 2 위치가 배치되는 방법.
8. 제 7 항에 따른 방법에 의해 얻은 마이크로폰 시스템을 제공하며, 하우징내 제 1 선상에 소리를 발생하기 위한 스피커를 배치하는 것으로 구성되는 소리 입력 장치를 제조하기 위한 방법.
9. 제 8 항에 있어서, 스피커와 제 4 위치 사이의 거리가 영 내지 75 mm 의 범위 또는 175 mm 보다 작지 않은 범위내인 스피커가 배치되는 방법.
10. 음원에 대한 기준 위치에 위치하도록 되고, 제 1 위치에 제 1 소리-유입구와 제 2 위치에 제 2 소리-유입구를 갖게 형성된 하우징; 및 제 1 소리-유입구를 통해 입력된 소리와 제 2 소리-유입구를 통해 입력된 소리 사이의 차이를 나타낼 수 있는 신호를 발생하도록 된 회로로 구성되며; 제 1 및 제 2 위치가 제 1 선상에 배치되고; 제 1 선이 제 1 위치와 제 2 위치 사이가 아닌 제 3 위치에서 음원으로 부터 신장되는 제 2 선과 직교되게 교차하며, 제 1 및 제 2 위치 사이인 제 4 위치에서 음원으로부터 신장되는 제 3 선과 비스듬히 교차하며, 그 때 하우징이 기준 위치에 위치하는 마이크로폰 시스템.

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