KR20140138116A - 마이크로폰 장치, 마이크로폰 유닛, 마이크로폰 구조 및 이를 이용한 전자 기기 - Google Patents

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KR20140138116A
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Abstract

과제
풍잡음의 집음을 억제할 수 있으며, 디지털 신호 처리를 필요 최저한으로 또는 불필요하도록 할 수 있는 마이크로폰 유닛의 제공.
해결 수단
마이크로폰과, 제1 음향 투과성 재료와, 제2 음향 투과성 재료를 적어도 가지는 마이크로폰 유닛으로서, 상기 제1 음향 투과성 재료는 섬유가 서로 교락한 섬유 재료이며, 상기 제2 음향 투과성 재료는 그물망 형태 부재 또는 복수의 구멍이 마련된 다공 부재이고, 상기 마이크로폰이 상기 제1 음향 투과성 재료, 상기 제2 음향 투과성 재료의 순으로 보호되어 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 마이크로폰 유닛.

Description

마이크로폰 장치, 마이크로폰 유닛, 마이크로폰 구조 및 이를 이용한 전자 기기{MICROPHONE DEVICE, MICROPHONE UNIT, MICROPHONE STRUCTURE, AND ELECTRONIC EQUIPMENT USING THESE}
본 발명은 마이크로폰 장치, 마이크로폰 구조 및 이를 이용한 전자 기기에 관한 것이다.
보다 구체적으로 본 발명은 풍절음(風切音)이나 풍잡음(風雜音)을 저감시킨 마이크로폰 유닛 및 마이크로폰 구조에 관한 것이다. 특히, 비디오 카메라나 휴대 전화 등의 AV·IT 기기에 내장되는 용도에 관한 것이다.
기기 본체에 내장된 마이크로폰 장치에 의해 집음(集音)을 수행하는 카메라, 비디오 카메라, 휴대 전화 등의 전자 기기에서는 마이크로폰 근방에서 발생하는 바람이나 사람의 호흡 등에서 유래하는 잡음(풍잡음)까지 집음해버린다.
따라서, 풍잡음의 집음을 억제하기 위한 다양한 기술이 개시되어 있다.
예를 들면, 특허문헌 1에는 마이크로폰 장치에 의해 집음한 음성 신호를 디지털 신호 처리함으로써 입력 음성으로부터 풍잡음을 저감하는 기술이 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 2에는 탄성 부재를 개재시켜 마이크로폰이나 마이크로폰 커버를 장착함으로써 비디오 카메라 등의 전자 기기 내부에서 발생하는 음이나 전자 기기의 케이스를 매개로 전달되는 진동이나 노이즈를 억제하는 기술이 개시되어 있다.
보다 상세하게는 종래의 마이크로폰용 풍방(風防)은 Windscreen 등으로 불리며, 대부분은 우레탄 등의 다공질재를 충전한 것과 같은 구조, 또는 비닐계, 플라스틱계 재료를 발포시킨 것과 같은 양태의 것이었다. 이들 풍방을 마이크로폰의 주변에 설치하여 풍절음을 방지한다. 이들 풍방에 있어서 구성 소재 표면에 방수 도장, 방수 스프레이 등의 처리를 실시하여 잠정 기간만 방수성을 나타내도록 의도한 것도 여기저기에 보였다.
최근, AV·IT 기기가 급속하게 발달하고 비디오 카메라처럼 옥외에서 사용되는 기기나, 휴대 전화와 같이 사람의 얼굴 부근에서 집음하는 기기가 보급되어 소형화한 마이크로폰 유닛이 내장되어 있는 AV·IT 기기가 많이 존재한다. 이들 AV·IT 기기에 있어서는 마이크 근방에서 발생하는 바람이나 사람의 호흡 등에서 유래하는 잡음(풍잡음)까지 집음해버리기 때문에 그 대책이 필요하지만, 전술한 바와 같은 다공질재나 발포재를 이용하면 마이크로폰 유닛 자체가 대형화해버려 현실적이지 않다. 따라서, 집음한 음성 신호를 디지털 신호 처리함으로써 잡음을 소거(해당 음역의 감쇠·결락)하고 있다.
일본 특개 2010-157964호 공보 일본 특개 2005-354581호 공보 일본 특개 2001-193330호 공보
그러나, 디지털 신호 처리라고 하는 전기적 처리에 의해 풍잡음의 집음을 억제하는 기술에 의하면 해당 신호 처리 회로가 필요하게 되어 비용이 상승하게 된다.
또한, 탄성 부재를 개재시켜 진동이나 노이즈를 억제하는 기술에 의하면 케이스 등의 개체를 매개로 전달되는 진동에는 효과적이지만 공기를 매개로 전달되는 풍잡음의 집음을 효과적으로 방지하는 것은 곤란하다.
본 발명은 상술의 기술적 배경으로부터 이루어진 것으로서 전기적인 신호 처리에 의하지 않고 풍잡음의 집음을 억제할 수 있는 마이크로폰 장치 및 이를 이용한 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
보다 상세하게는, 풍잡음 소거를 위한 디지털 신호 처리는 풍잡음만을 선택적으로 소거하는 것은 기술적으로 불가능하기 때문에 풍잡음으로 생각되는 대역의 입력을 제한(감쇠)하는 방법이 일반적으로 행해지고 있다. 풍잡음의 대역은 인간의 음성 대역을 포함하거나 또는 이에 가깝기 때문에 풍잡음 소거를 위한 음성 입력 제한 하에서 녹음된 음성은 알아듣기 어렵거나 전체적으로 분명하지 못한 음성이 되는 등 음성파형 위상의 흐트러짐 등에 수반하여 음질이 열화해버린다든지 한다. 따라서 본 발명은 풍잡음의 집음을 억제할 수 있으며 디지털 신호 처리를 필요 최저한으로 또는 불필요하도록 할 수 있는 마이크로폰 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명 (1-1)의 마이크로폰 장치는, 외방(外方)으로 개구한 마이크로폰 설치실이 형성된 케이스와, 상기 마이크로폰 설치실 내에 수납된 마이크로폰과, 다수의 관통공이 형성되며 상기 마이크로폰 설치실을 덮는 커버 부재와, 상기 마이크로폰 설치실을 상기 커버 부재 측의 제1 공간과 상기 마이크로폰 측의 제2 공간에 구획함과 아울러 음향 성분을 투과하는 음향 투과 부재를 가지며, 상기 음향 투과 부재는 섬유를 포함하여 구성되는 원료를 서로 교락(交絡)함으로써 얻어지는 섬유 재료를 포함하며, 상기 섬유 재료의 투기도(透氣度)가 0.5s/100ml 미만인 것을 특징으로 한다.
본 발명 (1-2)는, 본 발명 (1-1)에 있어서 상기 섬유는 금속 섬유 또는 불소 섬유인 것을 특징으로 한다.
본 발명 (1-3)은, 본 발명 (1-1) 또는 본 발명 (1-2)에 있어서 상기 케이스와 상기 마이크로폰 사이, 상기 커버 부재와 상기 마이크로폰 사이 및 상기 음향 투과 부재와 상기 마이크로폰 사이 중 적어도 어느 하나의 사이에 배치되어, 상기 케이스, 상기 커버 부재 또는 상기 음향 투과 부재를 매개로 상기 마이크로폰에 전달되는 진동을 감쇠 또는 차단하는 탄성 부재를 더 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명 (1-4)의 전자 기기는 본 발명 (1-1)∼본 발명 (1-3) 중 어느 하나의 마이크로폰 장치가 장착되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명 (1-4)는, 본 발명 (3)에 있어서 상기 전자 기기는 수평 방향으로 된 장치 케이스를 촬영자가 한 손으로 파지하는 형태의 촬상 장치이며, 상기 마이크로폰 장치는 상기 장치 케이스의 파지 위치보다도 촬영자 측에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명 (2)는 마이크로폰과, 제1 음향 투과성 재료와, 제2 음향 투과성 재료를 적어도 가지는 마이크로폰 유닛으로서, 상기 제1 음향 투과성 재료는 섬유가 서로 교락한 섬유 재료이며, 상기 제2 음향 투과성 재료는 그물망 형태 부재 또는 복수의 구멍이 마련된 다공 부재이고, 상기 마이크로폰이 상기 제1 음향 투과성 재료, 상기 제2 음향 투과성 재료의 순으로 보호되어 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 마이크로폰 유닛이다.
본 발명에 따르면, 커버 부재와 음향 투과 부재에 의해 풍잡음이 감쇠되며, 전기적인 신호 처리에 의하지 않고 풍잡음의 집음을 억제하는 것이 가능하게 된다.
또한, 탄성 부재를 이용하면 기기 내부에서 발생하는 음이나 진동 등의 노이즈의 집음을 억제하는 것이 가능하게 된다.
즉, 본 발명에 의하면 풍잡음의 집음을 억제할 수 있으며, 디지털 신호 처리를 필요 최저한으로 또는 불필요하도록 할 수 있는 마이크로폰 유닛을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태(제1 실시형태)에 관한 마이크로폰 장치가 내장된 본 발명의 전자 기기의 일례로서의 비디오 카메라를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 비디오 카메라에 내장된 마이크로폰 장치의 일례로서의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태(제1 실시형태)에 관한 마이크로폰 장치의 평가 시험에 이용한 시스템의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태(제1 실시형태)에 관한 마이크로폰 장치의 평가 시험에서의 풍잡음의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태(제1 실시형태)에 관한 마이크로폰 장치의 평가 시험에서의 삽입손실(insertion loss)의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6은 도 1의 비디오 카메라에 내장된 마이크로폰 장치의 변형예로서의 단면도이다.
도 7은 도 1의 비디오 카메라에 내장된 마이크로폰 장치의 다른 변형예로서의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시형태(제1 실시형태)에 관한 마이크로폰 장치가 내장된 본 발명의 전자 기기의 변형예로서의 비디오 카메라를 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시형태(제1 실시형태)에 관한 마이크로폰 장치가 내장된 본 발명의 전자 기기의 다른 변형예로서의 비디오 카메라를 나타내는 사시도이다.
도 10은 마이크로폰과 제1 음향 투과성 재료가 동일한 부재 상에 없는 제2 실시형태에 관한 마이크로폰 유닛이다.
도 11은 마이크로폰과 제1 음향 투과성 재료가 동일한 부재 상에 있는 제3 실시형태에 관한 마이크로폰 유닛이다.
도 12는 제1 음향 투과성 재료가 탄성 부재를 개재시켜 설치되어 있는 제4 실시형태에 관한 마이크로폰 유닛이다.
도 13은 본 발명의 마이크로폰 유닛을 전자 기기에 적용한 제5 실시형태에 관한 마이크로폰 유닛이다.
도 14는 제1 음향 투과성 재료를 탄성 부재로서 사용한 제6 실시형태에 관한 마이크로폰 구조이다.
도 15는 풍절음 저감 효과 평가의 검증에 이용한 측정 평가 시스템의 개략도이다.
도 16은 제4 실시형태에서의 풍절음 저감 효과 평가 데이터이다.
도 17은 제4 실시형태에 관한 각 음향 투과성 재료에 대한 주파수와 삽입손실과의 관계를 측정한 것이다.
(제1 실시형태)
이하, 본 발명의 일례로서의 실시형태에 대하여 도면에 기초하여 상세히 설명한다. 단, 하기 실시형태는 어디까지나 일례에 지나지 않으며 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다. 또한, 실시형태를 설명하기 위한 도면에 있어서, 동일한 구성 요소에는 원칙으로서 동일한 부호를 붙이고, 그 반복 설명은 생략한다. 또한, 이하에서는 본 발명의 일례로서 제1 실시형태로부터 제6 실시형태를 설명하지만 이들 실시형태 각각의 어느 구성을 다른 어느 실시형태에 포함시켜도 된다. 예를 들면, 제1 실시형태의 어느 구성 요소와 제2 실시형태의 어느 구성 요소를 제6 실시형태에 포함시킨 것은 제6 실시형태의 변형예가 된다.
도 1은 본 발명에서의 전자 기기의 일 실시형태인 비디오 카메라(11)(촬상 장치)를 비스듬히 전방으로부터 나타내는 사시도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 비디오 카메라 케이스(11a)(장치 케이스)의 전면에는 촬상 대상물의 영상을 광학적으로 굴절시켜 수속(收束)시키기 위한 렌즈(14)가 배치되어 있으며, 상기 렌즈(14)를 통과한 영상이 CCD 촬상판 등의 개체 촬상 소자에 결상되어 전기 신호인 비디오 신호로 출력된다.
비디오 카메라 케이스(11a)에서의 렌즈(14) 하방의 양측에는 촬상되는 영상과 링크하여 상기 영상의 음성을 집음하기 위한 마이크로폰 장치(12)가 장착되어 있다(내장되어 있다).
여기에서 도면을 향해 우측의 마이크로폰 장치(12a)는 촬영자에 대하여 좌측의 음을 녹음하도록 배치되며, 도면을 향해 좌측의 마이크로폰 장치(12b)는 촬영자에 대하여 우측의 음을 녹음하도록 배치된다. 따라서, 녹음된 음은 현장감이 있는 2채널의 음성으로 재생되는 스테레오 재생이 된다.
또한, 마이크로폰 장치(12)의 상세한 점에 대해서는 후술한다.
도 1에 있어서, 비디오 카메라 케이스(11a)의 측부에는 액정 패널(도시하지 않음)이 포함된 개폐식 모니터부(15)가 마련되어 있다. 촬영자는 상기 모니터부(15)를 가로 방향으로 펼치듯 열어 상하로 틸팅시키면서 각도를 조정해 두고, 모니터부(15)의 액정 패널을 보면서 촬영하도록 되어 있다. 또한, 비디오 카메라 케이스(11a)에는 촬영시나 편집시에 이용되는 다양한 버튼이나 램프, 레버, 단자 등이 설치되어 있다.
도 2는 이상과 같은 구성을 갖는 본 실시형태의 비디오 카메라에 장착된 마이크로폰 장치(12)의 단면도이다.
도 2에 나타낸 바와 같이 마이크로폰 장치(12)는 외방(外方: 바깥쪽)으로 개구한 마이크로폰 설치실(21a)이 형성된 마이크로폰 케이스(케이스)(21)를 갖고 있다. 이 마이크로폰 케이스(21)는 비디오 카메라 케이스(11a)의 내측에 형성된 지지돌기(16)에 둘레가 지지되도록 하여 비디오 카메라 케이스(11a)의 내부에 장착되어 있으며, 지지돌기(16)의 선단에 형성된 탈락 방지용 걸림부(16a)와 걸림으로써 상기 지지돌기(16)로부터의 탈락이 방지되어 있다.
마이크로폰 설치실(21a) 내에는 예를 들면, 엘라스토머와 같은 고무상 탄성체로 이루어진 탄성 부재(23)를 개재시켜 마이크로폰(22)이 수납되어 있다.
이와 같이 마이크로폰 케이스(21)와 마이크로폰(22) 사이에 탄성 부재(23)를 배치함으로써 마이크로폰 케이스(21)를 매개로 마이크로폰(22)에 전달되는 진동이 상기 탄성 부재(23)에 의해 감쇠(또는 차단)되며, 기기 내부에서 발생하는 음이나 진동 등의 노이즈의 집음이 억제되게 된다.
또한, 마이크로폰(22)은 본 실시형태에서는 콘덴서 마이크로폰과 마이크로폰용 프리앰프로 구성되어 있으며, 마이크로폰(22)의 음성 신호를 신호 처리부에 전달하기 위한 배선(도시하지 않음)에 의해 접속되어 있다.
단, 마이크로폰(22)에는 공지의 다양한 종류의 마이크로폰(예를 들면, 무빙·코일형, 리본형, 카본 마이크, 압전 마이크 등)을 사용할 수 있으며, 본 실시형태에 나타내는 콘덴서형에 한정되는 것은 아니다. 또한, 신호 처리부로는 코드리스에 의한 무선 접속이 되어 있어도 무방하다.
마이크로폰 설치실(21a)은 커버 부재(13)에 의해 덮혀져 있다. 이 커버 부재(13)는 예를 들면 각(角) 형의 다수의 관통공(13a)이 형성된 형상을 나타내고 있으며, 외부로부터 가해지는 물리적인 충격으로부터 내부를 보호할 뿐만 아니라 관통공(13a)에 의해 외부음을 집음할 수 있도록 되어 있다. 또한, 커버 부재(13)는 본 실시형태에 있어서는 비디오 카메라 케이스(11a)와 일체 성형된 수지제로 되어 있다. 단, 커버 부재(13)는 비디오 카메라 케이스(11a)와는 별체로 되어 있어도 무방하다.
또한, 커버 부재(13)의 소재는 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 금속제, 수지제 등으로 할 수 있다. 또한, 관통공(13a)의 형상도 특별히 한정되는 것은 아니며, 둥근 형 또는 각 형 어느 것이어도 된다. 따라서, 커버 부재(13)는 철사 모양이나 실 모양의 금속이나 수지를 짜서 관통공(13a)을 형성한 것이든지 판상체에 타발하여 관통공(13a)을 형성한 것이어도 무방하다. 아울러, 관통공(13a)의 개구 직경, 구멍 수, 개구율도 특별히 한정되는 것은 아니다.
또, 전술한 마이크로폰 설치실(21a) 내에는 상기 마이크로폰 설치실(21a)을 커버 부재(13)측의 제1 공간(21a-1)과 마이크로폰(22) 측의 제2 공간(21a-2)으로 구획함과 아울러 음향 성분(20∼20kHz)을 투과하는 음향 투과 부재(24)가 배치되어 있다. 이 음향 투과 부재(24)는 전술한 마이크로폰 케이스(21)의 상부에 형성된 단차부에 실리도록 하여 상기 마이크로폰 케이스(21)와 비디오 카메라 케이스(11a)에 끼여져 고정되어 있다.
음향 투과 부재(24)는 섬유를 포함하여 구성되는 원료를 서로 교락함으로써 얻어지는 섬유 재료로 이루어져 있으며, 상기 섬유 재료의 투기도는 0.5s/100ml 미만으로 되어 있다. 이는 음향 투과 부재(24)로 이용되는 섬유 재료의 투기도가 0.5s/100ml 미만인 것에 의해 높은 음향 투과성을 가지는 것으로 되기 때문이다. 또한, 섬유를 포함하여 구성되는 원료를 서로 교락함으로써 얻어지는 섬유 재료이기 때문에 무수히 많은 불규칙한 공극을 갖는 정도의 섬유의 밀도로 되어 있어 풍절음의 원인이 되는 바람이 차단되기 때문이다.
즉, 섬유 재료로 이루어진 음향 투과 부재(24)가 공기 분자 덩어리의 이동인 「바람」에 대해서는 차폐물, 또는 이동 방향 변환 장치(플랩)로서 기능하며, 또한 기압 변화의 이동(매체 자체는 진동만 하며 이동하지 않음)인 「소리」에 대해서는 거의 완전한 투과성을 나타내고 있기 때문이다.
또한, 음향 투과 부재(24)는 섬유 재료 자체가 자립성(강성)을 가지는 경우, 다른 부재를 병용할 필요는 없지만 예를 들면, 2개의 망상체(網狀體) 사이에 섬유 재료를 끼워 넣은 구성을 가져도 무방하다.
여기에서, 음향 투과 부재(24)에 대하여 상세히 설명한다.
전술한 바와 같이, 음향 투과 부재(24)는 음향 성분(20∼20kHz)을 투과하며 이를 구성하는 섬유 재료는 투기도가 0.5s/100ml 미만이다. 상기 성질을 가짐에 따라 음향 투과성이 현저하게 향상된다. 투기도라는 것은 일정 면적을 일정 공기가 일정 압력 하에서 통과하는데 걸린 시간을 의미하며, 본원에서는 시트 상(狀)의 음향 투과성 재료에 대하여 100ml의 공기가 통과하는데 요구되는 시간이다. 투기도는 JIS P8117에 규정되어 있는 걸리(gurley)법에 의해 측정한다.
또한 투기도가 0.5s/100ml 미만이라는 것은 본원의 측정에 이용한 장치에서의 측정 가능 범위가 0.5s/100ml 이상으로 되어 있으며, 음향 투과 부재(24)의 투기도는 이 측정 가능 범위를 밑돌았기 때문이다.
음향 투과 부재(24)는 섬유를 포함하여 구성되는 원료를 서로 교락함으로써 얻어진다. 예를 들면, 습식 초조(抄造)법으로 초지(抄紙)함으로써 섬유가 서로 교락해 있는 섬유 재료가 얻어진다. 섬유 재료의 제조에 이용되는 원료는 본 실시형태에서는 금속 섬유 또는 불소 섬유이다. 또한, 음향 투과 부재(24)로 이용되는 섬유 재료는 두께 3mm 이하이며, 바람직하게는 두께 10㎛∼2000㎛, 보다 바람직하게는 두께 20㎛∼1500㎛이다. 이러한 두께로 함으로써 어느 정도의 강성을 가지며 최소한의 심플한 골조로 효과적인 풍절음 저감 효과를 얻을 수 있다.
단, 섬유 재료의 원료는 금속 섬유나 불소 섬유에 한정되는 것은 아니며, 또한 두께도 상기 수치에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 섬유 재료의 원료로서의 금속 섬유 재료에 대하여 설명한다.
음향 투과 부재(24)로서 금속 섬유를 이용하여 습식 초조에 의해 제조하는 경우, 금속 섬유 재료는 1종 또는 2종 이상의 금속 섬유를 포함하여 구성되는 슬러리를 습식 초조법으로 초지함으로써 얻게 되는 것이며, 금속 섬유를 이용하여 압축 성형에 의해 제조하는 경우, 금속 섬유의 집합체를 가열하에서 가압함으로써 얻게 되는 것인데, 모두 금속 섬유가 서로 교락해 있는 금속 섬유 재료이다. 금속 섬유 재료의 형상에 대해서는 특별히 한정되지 않지만 금속 섬유 시트인 것이 바람직하다.
이하, 금속 섬유의 재료, 구조 및 제조 방법에 대하여 상술한다. 또한, 상기 금속 섬유 재료 및 그 제조 방법으로서 일본공개특허공보 제2000-80591호, 일본 특허 제2649768호 및 일본 특허 제2562761호의 기재 내용도 본 명세서에 포함되어 있는 것으로 한다.
금속 섬유 재료인 1종 또는 2종 이상의 금속 섬유로는 스테인리스, 알루미늄, 황동, 구리, 티타늄, 니켈, 금, 백금, 납 등의 금속 재료를 소재로 하는 섬유로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 조합이다.
금속 섬유 재료는 금속 섬유가 서로 교락한 구조를 취하고 있다. 또한 상기 금속 섬유를 구성하는 금속 섬유는 1㎛∼50㎛, 바람직하게는 2㎛∼30㎛, 보다 바람직하게는 8㎛∼20㎛의 섬유 직경을 갖는 것이다. 이러한 금속 섬유라면 금속 섬유끼리를 교락시키는데 바람직하며, 또한 이러한 금속 섬유끼리 교락시킴으로써 표면에 보풀 일어남이 적고 음향 투과성이 있는 금속 섬유 시트로 하는 것이 가능해진다.
금속 섬유 재료의 습식 초조법에 의한 제조 방법은 1종 또는 2종 이상의 금속 섬유를 포함하여 구성되는 슬러리를 습식 초조법에 의해 시트 형성할 때에 망상(網上)의 수분을 포함한 시트를 형성하고 있는 상기 금속 섬유를 서로 교락시키는 섬유 교락 처리 공정을 포함하여 구성된다.
여기에서, 섬유 교락 처리 공정으로는 예를 들면, 초지 후의 금속 섬유 시트면에 고압 제트 수류(水流)를 분사하는 섬유 교락 처리 공정을 채용하는 것이 바람직하고, 구체적으로는 시트가 흐르는 방향에 직교하는 방향으로 복수의 노즐을 배열하고, 이 복수의 노즐로부터 동시에 고압 제트 수류를 분사함으로써 시트 전체에 걸쳐 금속 섬유끼리를 교락시키는 것이 가능하다. 즉, 습식 초지에 의해 평면 방향으로 불규칙하게 교차한 금속 섬유로 구성되는 시트에 예를 들면, 고압 제트 수류를 시트의 Z축 방향으로 분사함으로써 고압 제트 수류가 분사된 부분의 금속 섬유가 Z축 방향으로 배향한다. 이 Z축 방향으로 배향한 금속 섬유가 평면 방향으로 불규칙하게 배향한 금속 섬유 간에 얽혀 각 섬유가 서로 3차원적으로 얽혀 짜진 상태, 즉 교락함으로써 물리적 강도를 얻을 수 있는 것이다.
또한, 초조 방법은 예를 들면, 장망초지(長網抄紙), 원망초지(円網抄紙), 경사 와이어 초지 등, 필요에 따라 다양한 방법을 채용할 수 있다. 또한, 장섬유의 금속 섬유를 포함하는 슬러리를 제조하는 경우, 금속 섬유의 수중에서의 분산성이 악화되는 경우가 있으므로 증점(增粘) 작용이 있는 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알코올, 카복시메틸셀룰로스(CMC) 등의 고분자 수용액을 소량 첨가해도 된다.
금속 섬유 재료의 압축 성형에 의한 제조 방법은 우선은 섬유를 모으고, 예비적으로 압축 등을 함으로써 웹(web)을 형성하거나, 또는 섬유 간의 결합을 부여하기 위하여 섬유 간에 바인더를 함침시킨 후에 예비적으로 압축 등을 한다. 이 후, 금속 섬유의 집합체를 가열 하에서 가압하여 금속 섬유 시트가 형성된다. 이러한 바인더로는 특별히 한정되지 않지만 예를 들면, 아크릴계 접착제, 에폭시계 접착제, 우레탄계 접착제 등의 유기계 바인더 외에 콜로이드 실리카, 물유리, 규산소다 등의 무기질 접착제를 이용할 수 있다. 또한, 바인더를 함침하는 대신에 섬유 표면에 열접착성 수지를 미리 피복해 두고, 금속 섬유의 집합체를 적층한 후에 가열하여 접착해도 된다. 바인더의 함침량은 시트의 면 중량 1000g/m2에 대하여 5∼130g이 바람직하며, 20∼70g이 보다 바람직하다.
금속 섬유의 집합체를 가열하에서 가압하여 시트가 형성된다. 가열 조건은 사용하는 바인더나 열접착성 수지의 건조 온도나 경화 온도를 고려하여 설정되지만 가열 온도는 통상 50∼1000℃ 정도이다. 가압 압력은 섬유의 탄력성, 음향 투과 부재(24)의 두께, 음향 투과 부재(24)의 광투과율을 고려하여 조절된다. 또한, 스프레이법에 의해 바인더를 함침시킨 경우에는 스프레이 처리하기 전에 금속 섬유층을 프레스 가공 등에 의해 소정 두께로 성형하는 것이 바람직하다.
또한, 금속 섬유 재료의 제조 방법은 상술한 습식 초조 공정 후, 얻어진 금속 섬유 재료를 진공 중 또는 비산화 분위기 내에서 금속 섬유의 융점 이하의 온도로 소결하는 소결 공정을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다(압축 성형의 경우는 가온·가압이 이 소결 공정을 대신한다). 즉, 상술한 습식 초조 공정 후, 소결 공정이 실시되면 섬유 교락 처리가 이루어지기 때문에 금속 섬유 재료에 유기 바인더 등을 첨가할 필요가 없어 유기 바인더 등의 분해 가스가 소결 공정에 있어서 장해가 되는 경우도 없고, 금속 특유의 광택면을 갖는 금속 섬유 재료를 제조하는 것이 가능하게 된다. 또한, 금속 섬유가 교락해 있으므로 소결 후의 금속 섬유 재료의 강도를 한층 향상하는 것이 가능해 진다. 아울러, 금속 섬유 재료를 소결함으로써 높은 음향 투과성을 나타내며 방수성이 우수한 재료로 된다. 소결하지 않은 경우, 잔존하는 증점 작용이 있는 고분자가 물을 흡수하여 방수성이 떨어질 가능성이 있다.
다음으로, 섬유 재료의 원료로서의 불소 섬유 재료에 대하여 설명한다.
섬유로서 불소 섬유를 사용한 경우, 불소 섬유 재료는 불규칙 방향으로 배향한 단섬유 형태의 불소 섬유로 구성되며 상기 섬유의 섬유 사이가 열융착에 의해 결합되어 있는 재료(종이)이다.
이하, 불소 섬유의 재료 및 제조 방법에 대하여 상술한다. 또한, 상기 불소 섬유 재료 및 그 제조 방법으로서 일본특허공개공보 소63-165598호의 기재 내용도 본 명세서에 포함되어 있는 것으로 한다.
불소 섬유는 열가소성 불소 수지로부터 제조되는 것으로, 그 주성분으로는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 테트라플루오로에틸렌(TFE), 퍼플루오로에테르(PFE), 테트라플루오로에틸렌과 헥사플루오로프로필렌과의 공중합체(FEP), 테트라플루오로에틸렌과 에틸렌 또는 프로필렌과의 공중합체(ETFE), 불화비닐리덴계 수지(PVDF), 폴리클로로트리플루오로에틸렌 수지(PCTFE), 불화비닐계 수지(PVF)가 있지만 불소 수지로부터 만들어진 것이라면 이들에 한정되지 않으며, 또한 이들 또는 다른 수지와 혼합하여 사용할 수도 있다. 여기에서, 상기 불소 섬유는 습식 초지법에 의해 지상물(紙狀物)로 하기 위하여 섬유 길이가 1∼20mm인 단섬유인 것이 바람직하고, 또한 그 섬유 직경은 2∼30㎛인 것이 바람직하다.
불소 섬유 재료는 불소 섬유와 자기 접착 기능을 갖는 물질을 습식 초조법에 의해 혼초 및 건조하여 얻은 불소 섬유 혼초지 재료를 불소 섬유의 연화점 이상에서 열압착하여 불소 섬유의 섬유 사이를 열융착시킨 후, 자기 접착 기능을 갖는 물질을 용매에 의해 용해 제거하고 필요에 따라 재건조함으로써 제조할 수 있다.
여기에서, 자기 접착 기능을 갖는 물질로는 통상 제지용으로 이용되는 목재, 면, 마, 짚 등의 식물 섬유로 이루어진 천연 펄프, 폴리비닐알코올(PVA), 폴리에스테르, 방향족 폴리아미드, 아크릴계, 폴리올레핀계의 열가소성 합성 고분자로 이루어진 합성 펄프나 합성 섬유, 또한 천연 고분자나 합성 고분자로 이루어진 제지용 지력 증강제 등을 이용할 수 있지만, 자기 접착성의 기능이 있어 불소 섬유와 혼재하여 물에 분산할 수 있는 것이라면 이들에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 이상에서 설명한 음향 투과 부재(24)로서 불소 섬유 시트(불소 섬유 재료) 및 금속 섬유 시트(금속 섬유 재료)에 대하여, 얻어지는 시트의 구체적인 제조예에 대하여 설명한다. 본원에서는 예를 들면 이하의 시트를 음향 투과 부재(24)로 이용할 수 있다. 단, 이들은 하나의 예이며, 본 발명의 음향 투과 부재는 섬유를 포함하여 구성되는 원료를 습식 초조법으로 초지함으로써 얻어지는 섬유 재료를 포함하고, 상기 섬유 재료의 투기도가 0.5s/100ml 미만이라면 충분하며 이들에 한정되는 것은 아니다.
(1) 제조예 1(불소 섬유 시트)
테트라플루오로에틸렌과 에틸렌의 공중합체로 이루어진 열가소성 불소 섬유(아사히 글라스사 제품 아플론 COP, 10㎛φ×11mm품 사용) 80중량부와 고해도(叩解度) 40°SR에 고해된 NBKP 20부를 물에 분산 혼합하고, 베타인형 양성 계면활성제(다이와 화학 공업사 제품, 데스그란 B 사용)를 원료에 대하여(불소 섬유와 펄프에 대하여, 이하 동일) 0.5% 첨가하고, 원료 농도 0.5%로 교반기에 의해 분해하였다. 그 후 아크릴아미드계 분산제(다이아플록사 제품 아크리퍼스 PMP 사용)를 원료에 대하여 1% 가하고, TAPPI 스탠더드 시트 머신으로 시트화하여 건조하고 칭량하여 115g/d의 불소 섬유 혼초지를 얻었다. 그 후 이 불소 섬유 초지를 220℃ 10kg/cm2로 20분간 가열 가압 처리하고 추가로 상온에서 98% H2SO4 액에 침지하여 불소 섬유 혼초지 중의 펄프분을 용해하였으며, 이를 물로 씻고 다시 건조하여 제조예 1에 관한 불소 초지를 얻었다.
(2) 제조예 2(불소 섬유 시트)
제조예 2에서는 표 1에 나타낸 초지의 두께로 한 점과, 얻어진 초지에 의해 높은 압력으로 가압 처리를 실시한 점 이외는 제조예 1과 동일한 방법으로 제조예 2에 관한 불소 초지를 얻었다.
(3) 제조예 3(금속 섬유 시트)
섬유 길이 4mm, 섬유 직경 8㎛의 스테인리스 섬유(상품명 사스믹, 도쿄 제강사 제품) 60중량부, 미세상(狀) 도전성 금속으로서 섬유 길이 4mm, 섬유 직경 30㎛의 구리 섬유(상품명 카프론, 에스코사 제품) 20중량부 및 수중 용해도 70℃인 PVA 섬유(피브리본드 VPB 105-1-3 쿠라레이사 제품) 20중량부로 이루어진 슬러리를 습식 초지법에 의해 탈수 프레스, 가열 건조하여 100g/m2의 금속 섬유 시트를 얻었다. 얻어진 상기 시트를 표면 온도가 160℃인 가열 롤을 이용하여 선압 300kg/cm, 속도 5m/min의 조건으로 가열 압착하였다. 다음으로 상기 압착한 금속 섬유 시트를 가압을 실시하지 않고 수소 가스 분위기의 연속 소결로(메쉬벨트식 브레이징로)를 이용하여 열처리 온도 1120℃, 속도 15cm/min으로 소결처리를 행하고 평량 80g/m2, 밀도 1.69g/cm3의 스테인리스 섬유 표면에 구리가 융착하여 피복된 제조예 3의 금속 섬유 소결 시트를 얻었다.
(4) 제조예 4(금속 섬유 시트)
연속 소결로에 의한 소결을 실시하지 않았다는 점 이외는 제조예 3과 동일한 방법으로 제조예 4의 금속 섬유 시트를 얻었다.
(5) 제조예 5(금속 섬유 시트)
스테인리스 AISI316L의 선 직경 30㎛의 섬유를 사용하고, 이를 균일하게 되도록 중첩시켜 면 모양의 웹을 작성하였다. 이 웹을 단위면적당 중량이 950g/m2이 되도록 무게를 재고 두께가 800㎛가 되도록 평판 사이에서 압축하였다. 압축하여 판 모양으로 된 것을 소결로에 넣고 진공 분위기 중에서 1100℃로 가열하여 소결시켜 샘플로 하였다.
이들 제조예 1∼5의 시트의 투기도, 두께 및 음향 투과성에 대하여 표 1에 나타낸다.
시료 소재 투기도
(s/100ml)		 두께
(㎛)		 소결 음향 투과성
제조예 1 불소수지 섬유 0 250 유 ○
제조예 2 불소수지 섬유 0 33 유 ◎
제조예 3 스테인리스 섬유 시트 0 35 유 ◎
제조예 4 스테인리스 섬유 시트 0 39 무 ◎
제조예 5 스테인리스 섬유 시트 0 800 유 ◎
표 1에 있어서, 투기도는 JIS P8117에 규정되어 있는 걸리법에 의해 걸리식 덴소미터(주식회사 야스다세이키 제작소, 형식번호: No.323)를 이용하여 측정하였다.
또한, 음향 투과성(삽입손실)은, 유효 직경 십여 cm의 스피커를 장착한 약 2250cm3의 발음 장치의 전면에 각 제조예 1∼4의 섬유 시트를 설치하고, 스피커의 전면으로부터 1500mm의 위치에 설치한 마이크로 측정되는 전송 주파수 특성을 측정하여 그 변화를 측정하였다. 스피커에는 약 100Hz로부터 10kHz까지 주파수 변조를 걸지 않은 정현파 스윕을 신호로서 이용하였다. 표 1의 음향 투과성은 각 1/1 옥타브 대역에서 5dB 이내의 경우를 ○, 3dB 이내의 경우를 ◎로 하였다.
또한, 표 1에 있어서 투기도가 0s/100ml이라는 것은 0.5s/100ml 미만을 의미한다.
또, 이렇게 섬유를 포함하여 구성되는 원료를 서로 교락함으로써 얻어지는 섬유 재료를 포함하고, 상기 섬유 재료의 투기도가 0.5s/100ml 미만인 시트로 이루어진 음향 투과 부재(24)를 이용한 마이크로폰 장치(12)(도 1, 도 2)의 풍잡음의 집음 특성에 대하여 설명한다.
여기에서, 상기 특성의 평가 시험에 이용한 시스템의 개념도를 도 3에 나타낸다. 본 평가 시험에서는 무향실에서 송풍기(FAN)로부터 3.3m/s의 풍속(풍절음의 발생이 확인되거나 또는 풍절음의 저감을 관측할 수 있는 범위)으로 1000mm 떨어진 장소에 설치된 비디오 카메라(11)의 마이크로폰 장치(12)로 바람을 보냈다. 그리고 상기 마이크로폰 장치(12)에 커버 부재(13) 및 음향 투과 부재(24)가 함께 있는 경우, 아무것도 없는 경우, 음향 투과 부재(24)만 있는 경우 및 커버 부재(13)만 있는 경우에서 측정한 마이크로폰 장치(12)의 출력 응답으로 풍잡음을 평가하였다.
또한, 비디오 카메라(11)에 대하여 송풍기(FAN)와 약 30°의 각도를 갖고 스피커를 설치하여 음성(오디오 주파수 대역 20∼20000Hz의 음)을 보내고 동일하게 하여 삽입손실을 평가하였다.
풍잡음의 측정 결과를 도 4에 나타낸다. 도 4에서 부호 A는 커버 부재(13) 및 음향 투과 부재(24)가 함께 있는 경우의 출력 특성, 부호 B는 커버 부재(13) 및 음향 투과 부재(24) 아무것도 없는 경우의 출력 특성, 부호 C는 음향 투과 부재(24)만이 있는 경우의 출력 특성, 부호 D는 커버 부재(13)만이 있는 경우의 출력 특성, 부호 E는 송풍기의 모터 음(측정 한계)의 출력 특성이다.
도시하는 바와 같이 커버 부재(13) 및 음향 투과 부재(24)가 함께 있는 경우(부호 A)에는 아무것도 없는 경우(부호 B)와 비교하여 풍잡음이 약 35dB(500Hz) 저감되었다. 여기에서, 음향 투과 부재(24)만이 있는 경우(부호 C)에서도 풍잡음의 저감 효과는 확인할 수 있지만, 단독으로는 거의 풍잡음의 저감 효과를 확인할 수 없는 커버 부재(13)(부호 D)를 음향 투과 부재(24)와 병용함으로써 부호 A에 보이는 것처럼 큰 폭의 풍잡음 저감 효과를 확인할 수 있음을 알았다.
삽입손실의 측정 결과를 도 5에 나타낸다. 도 5에 있어서, 부호 W는 커버 부재(13) 및 음향 투과 부재(24)가 함께 있는 경우의 출력 특성, 부호 X는 커버 부재(13) 및 음향 투과 부재(24)가 아무것도 없는 경우의 출력 특성, 부호 Y는 음향 투과 부재(24)만이 있는 경우의 출력 특성, 부호 Z는 실내 암소음(暗騷音)(측정 환경)의 출력 특성이다.
도시한 바와 같이, 커버 부재(13) 및 음향 투과 부재(24)가 함께 있는 경우(부호 W)에는, 아무것도 없는 경우(부호 X), 음향 투과 부재(24)만이 있는 경우(부호 Y) 중 어느 경우라도 음향 성분(20∼20kHz)의 대역 주파수에서의 출력 파형은 거의 변화하지 않는다. 이로부터, 커버 부재(23) 및 음향 투과 부재(24)가 함께 있는 경우에도 삽입손실은 거의 발생하지 않으며 음향 성분에 대해서는 양호한 투과성을 갖고 있음(음질에 영향이 없음)을 알았다.
이와 같이, 본 실시형태의 마이크로폰 장치(12)에 의하면 커버 부재(13)와 음향 투과 부재(24)에 의해 풍잡음이 큰 폭으로 감쇠되고 있으며, 전기적인 신호 처리에 의하지 않고 풍잡음의 집음을 억제하는 것이 가능하게 된다.
또, 도 2에 나타내는 마이크로폰 장치(12)에서는 마이크로폰 케이스(21)가 비디오 카메라 케이스(11a)와 별체로 되어 있지만 본 발명에서는 이러한 구조에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 도 6에 도시하는 바와 같이, 마이크로폰 케이스(21)의 일부를 이루는 주벽부(21-1)가 비디오 카메라 케이스(11a)와 일체로 형성되고, 상기 주벽부(21-1)의 선단에 형성된 탈락 방지용 걸림부(21-1a)에 마이크로폰 케이스(21)의 다른 일부를 이루는 저면판(21-2)이 걸리도록 하고, 이들 주벽부(21-1)와 저면판(21-2)으로 마이크로폰 케이스(21)를 구성하도록 해도 된다.
또한, 도 2에 나타내는 마이크로폰 장치(12)에서는 탄성 부재(23)는 마이크로폰 케이스(21)와 마이크로폰(22)과의 사이에 배치되어 있지만 도 6에 도시한 바와 같이 음향 투과 부재(24)와 마이크로폰(22)과의 사이에 배치되도록 해도 된다. 또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 커버 부재(13)를 비디오 카메라 케이스(11a)와는 별체로 형성하고, 상기 커버 부재(13)를 탄성 부재(23)와 마이크로폰 케이스(21)(또는 비디오 카메라 케이스(11a))에 끼우도록 하여 탄성 부재(23)를 커버 부재(13)와 마이크로폰(22) 사이에 배치되도록 해도 된다.
즉, 탄성 부재(23)는 마이크로폰 케이스(21)와 마이크로폰(22) 사이, 커버 부재(13)와 마이크로폰(22) 사이 및 음향 투과 부재(24)와 마이크로폰(22) 사이 중 적어도 어느 하나의 사이에 배치되도록 함으로써 마이크로폰 케이스(21), 커버 부재(13) 또는 음향 투과 부재(24)를 매개로 마이크로폰(22)에 전달되는 진동이 감쇠(또는 차단)된다면 무방하다. 단, 이 탄성 부재(23)는 필수가 아니라, 예를 들면 마이크로폰(22)을 직접 마이크로폰 케이스(21)에 설치해도 된다.
또, 도 6에 있어서, 저면판(21-2)에는 구멍(21-2a)이 형성되며, 마이크로폰(22)으로부터 연장된 배선(25)이 도출되어 있다.
또한, 마이크로폰 장치(12)의 장착 위치에 대해서도 도 1에 도시한 바와 같은 비디오 카메라 케이스(11a)의 전면 하부에 한정되는 것이 아니라, 예를 들면 도 8에 도시하는 바와 같이 비디오 카메라 케이스(11a)의 상부면에 배치하여도 좋다.
여기에서, 촬상 장치인 비디오 카메라(11)에는 도 9(도 1이나 도 8도 동일)에서 나타내는 바와 같이, 수평 방향으로 된 장치 케이스인 비디오 카메라 케이스(11a)를 촬영자가 한 손을 그립 벨트에 넣어 그 한 손으로 파지하는 형태, 즉 파지 타입이 널리 알려져 있다.
이 파지 타입의 비디오 카메라(11)의 경우에는 마이크로폰 장치(12)(12a, 12b)는 도시하는 바와 같이 비디오 카메라 케이스(11a)를 파지하고 있는 손가락의 위치(엄지 손가락은 녹화의 시작/정지 버튼(18)을 조작하는 손가락이기 때문에 엄지 손가락 이외의 손가락 위치) 즉 파지 위치보다도 촬영자 측에 배치하여도 무방하다.
이 경우, 마이크로폰 장치(12)의 위치는 도 9에 도시하는 비디오 카메라 케이스(11a)의 상부면 이외에도 예를 들면 비디오 카메라 케이스(11a)의 렌즈(14)의 장착면과는 반대측의 면 등이라도 무방하다.
음은 회절하는 것이기 때문에 파지 위치보다도 촬영자 측에 마이크로폰 장치를 배치하여도 집음이 가능하다는 점에 더해, 촬영자 자신이나 비디오 카메라(11)를 파지하고 있는 손이 풍방의 기능을 다 하도록 되어 있어 마이크로폰 장치(12)에 닿는 바람을 감소시키는 것이 가능하게 된다.
이상 본 발명자에 의해 이루어진 발명을 실시형태에 기초하여 구체적으로 설명하였지만 본 명세서에서 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며, 개시된 기술에 한정되는 것은 아님을 고려해야 한다. 즉, 본 발명의 기술적인 범위는 상기 실시형태에서의 설명을 기초로 제한적으로 해석되는 것이 아니라 어디까지나 특허청구범위의 기재를 따라 해석되어야만 하며, 특허청구범위의 기재 기술과 균등한 기술 및 특허 청구 범위의 요지를 일탈하지 않는 한에서의 전체 변경을 포함한다.
예를 들면, 이상의 설명에서는 본 발명의 마이크로폰 장치가 전자 기기의 일례인 비디오 카메라에 내장된 형태이지만 전자 기기와는 분리된 단독의 마이크로폰 장치로 파악할 수가 있다.
또한, 탄성 부재는 마이크로폰에 전달되는 진동을 감쇠 또는 차단할 수 있는 소재의 것이라면 본 실시형태에서 이용되고 있는 것과 같은 고무상 탄성체로 이루어진 엘라스토머에 한정되는 것은 아니다.
(제2 실시형태∼제6 실시형태)
다음으로, 본 발명의 다른 실시형태를 설명한다. 여기에서, 본 형태에 관한 마이크로폰 유닛은 마이크로폰과, 제1 음향 투과성 재료와, 제2 음향 투과성 재료를 적어도 갖는 마이크로폰 유닛으로서, 상기 제1 음향 투과성 재료는 섬유가 서로 교락한 섬유 재료이며, 상기 제2 음향 투과성 재료는 복수의 구멍이 설치된 다공부재 또는 그물망 형태 부재이고, 상기 마이크로폰이 상기 제1 음향 투과성 재료, 상기 제2 음향 투과성 재료 순으로 보호되고 있도록 구성되어 있다.
<<전체 구조>>
여기에서, 도 10∼도 14를 참조해가면서 본 형태에 관한 마이크로폰 유닛(단, 도 14는 마이크로폰 구조)의 구체예를 설명한다.
<마이크로폰과 제1 음향 투과성 재료가 동일 부재상에 없는 예>
도 10은 제2 실시형태에 관한 마이크로폰 유닛이다. 이 마이크로폰 유닛(1)은 완전 일체형 유닛 예이다. 여기에서, 마이크로폰 유닛(1)은 마이크 홀더(1a)와, 마이크 홀더(1a) 내에 수납된 마이크(1b)와, 마이크로폰(1b)과 접촉하지 않은 형태로 마이크로폰(1b)을 피복하도록 마이크 홀더(1a)에 고정되어 있는 제1 음향 투과성 재료(1c)(본 예에서는 마이크 홀더(1a)의 상부 가장자리에 고정되어 있지만 이에 한정되지는 않음)와, 제1 음향 투과성 재료(1c)와 이격된 형태로 제1 음향 투과성 재료(1c)를 피복하도록 마이크 홀더(1a)에 고정되어 있는 제2 음향 투과성 재료(1d)(본 예에서는 마이크 홀더(1a)의 상부 가장자리에 고정되어 있지만 이에 한정되지는 않음)와, 마이크로폰(1b)의 토대가 되는, 탄성 부재(예를 들면 실리콘 고무)로 이루어진 마이크 쿠션(1e)을 갖는다. 또한, 제1 음향 투과성 재료(1c)와 제2 음향 투과성 재료(1d)가 어느 개소에 있어서도 비접촉 상태이다. 이처럼, 제1 음향 투과성 재료(1c)의 위치는 마이크로폰(1b)의 외측이며, 또한 제2 음향 투과성 재료(1d)보다도 내측에 배치되어 있다. 또한, 마이크로폰(1b)과, 제1 음향 투과성 재료(1c) 및 제2 음향 투과성 재료(1d)가 별개의 토대로 지지되고 있기 때문에 제1 음향 투과성 재료(1c)나 제2 음향 투과성 재료(1d)에 외력(예를 들면 바람이나 진동)이 인가된 경우라도 상기 외력에 기인한 잡음을 직접 감수하는 것을 회피할 수 있다.
<마이크로폰과 제1 음향 투과성 재료가 동일 부재 상에 있는 예>
다음으로, 도 11은 제3 실시형태에 관한 마이크로폰 유닛이다. 이 마이크로폰 유닛(2)도 제2 실시형태와 동일하게 완전 일체형 유닛의 예이다. 여기에서, 마이크로폰 유닛(2)은 마이크 홀더(2a)와, 마이크 홀더(2a) 내에 수납된 마이크로폰(2b)과, 마이크로폰(2b)과 접촉하지 않은 형태로 마이크로폰(2b)을 피복하도록 마이크 대(2f)에 고정되어 있는 제1 음향 투과성 재료(2c)(본 예에서는 마이크 대(2f)의 상부면에 고정되어 있지만 이에 한정되지는 않음)와, 제1 음향 투과성 재료(2c)와 이격된 형태로 제1 음향 투과성 재료(2c)를 피복하도록 마이크 홀더(2a)에 고정되어 있는 제2 음향 투과성 재료(2d)(본 예에서는 마이크 홀더(2a) 상부 가장자리에 고정되어 있지만 이에 한정되지는 않음)와, 마이크 대(2f)의 토대가 되는, 탄성 부재(예를 들면 실리콘 고무)로 이루어진 마이크 쿠션(2e)과, 마이크로폰(2b) 및 제1 음향 투과성 재료(2c)를 탑재한 마이크 대(2f)를 가진다. 이와 같이, 제2 실시형태와 마찬가지로 제1 음향 투과성 재료(2c)의 위치는 마이크로폰(2b)의 외측이며, 또한, 제2 음향 투과성 재료(2d)보다도 내측에 배치되어 있다. 단, 제2 실시형태와는 다르게, 마이크로폰(2b)과 제1 음향 투과성 재료(2c)는 공통의 토대(마이크 대(2f))에서 지지되어 있다. 여기에서, 마이크 대(2f)는 마이크 홀더(2a)와는 비접촉 상태가 되도록 구성되어 있다. 따라서, 어느 정도 진동해도 마이크 홀더(2a)와 마이크 대(2f)가 접촉하지 않는 한, 진동에 기인한 잡음을 마이크로폰(2b)이 감수하는 사태를 효과적으로 방지하는 것이 가능하게 된다.
<마이크로폰과 제1 음향 투과성 재료가 탄성 부재상에 있는 예>
다음으로, 도 12는 제4 실시형태에 관한 마이크로폰 유닛이다. 이 마이크로폰 유닛(3)도 제2 실시형태와 동일하게 완전 일체형의 유닛 예이다. 여기에서, 마이크로폰 유닛(3)은 마이크 홀더(3a)와, 마이크 홀더(3a) 내에 수납된 마이크(3b)와, 마이크로폰(3b)과 접촉하지 않은 형태로 마이크로폰(3b)을 피복하도록 하여 마이크 쿠션(3e)에 고정되어 있는 제1 음향 투과성 재료(3c)와, 제1 음향 투과성 재료(3c)와 이격된 형태로 제1 음향 투과성 재료(3c)를 피복하도록 마이크 홀더(3a)에 탄성 부재(3g)를 매개로 고정되어 있는 제2 음향 투과성 재료(3d)(본 예에서는 마이크 홀더(3a)의 상부 가장자리에 고정되어 있지만 이에 한정되지는 않음)와, 마이크로폰(3b)의 토대가 되는, 탄성 부재(예를 들면 실리콘 고무)로 이루어진 마이크 쿠션(3e)을 갖는다. 이와 같이, 제2 실시형태 및 제3 실시형태와 동일하게 제1 음향 투과성 재료(3c)의 위치는 마이크로폰(3b)의 외측이며, 또한 제2 음향 투과성 재료(3d)보다도 내측에 배치되어 있다. 단, 제2 실시형태나 제3 실시형태와는 달리, 제2 음향 투과성 재료(3d)도 마이크로폰(3b)과는 공통의 토대(마이크 쿠션(3e)) 이외에 탄성 부재를 매개로 설치되어 있다. 이에 따라, 제2 음향 투과성 재료(3d)에 외력(예를 들면 바람이나 진동)이 인가된 경우라도 상기 외력에 기인한 잡음을 직접 감수하는 것을 회피할 수 있다. 또한, 탄성 부재(3e) 및 탄성 부재(3g)의 소재는 동일하거나 상이해도 무방하다.
<마이크로폰 유닛의 전자 기기로의 설치를 모식적으로 나타낸 예>
다음으로, 도 13은 제5 실시형태에 관한 마이크로폰 유닛이다. 이 마이크로폰 유닛(1)은 기기 본체(H)에 설치된 공극에 매립되는 파트(4a∼c, 4e)와, 기기 본체(H)의 공극 개구부에 끼워지는 파트(4d)가 물리적으로 분리된 유닛의 예이다. 여기에서, 기기 본체 마이크로폰 유닛(4)은 마이크 홀더(4a)와, 마이크 홀더(4a) 내에 수납된 마이크로폰(4b)과, 마이크로폰(4b)과 접촉하지 않은 형태로 마이크로폰(4b)을 피복하도록 마이크 홀더(4a)에 고정되어 있는 제1 음향 투과성 재료(4c)(본 예에서는 마이크 홀더(4a)의 상부 가장자리에 고정되어 있지만 이에 한정되지는 않음)와, 제1 음향 투과성 재료(4c)와 이격된 형태로 제1 음향 투과성 재료(4c)를 피복하도록 기기 본체(H)에 고정되어 있는 제2 음향 투과성 재료(4d)(본 예에서는 마이크로폰 유닛(4)을 수납하기 위하여 기기 본체(H)에 설치된 공극의 단부를 걸림부재로 고정하도록 구성되었지만 이에 한정되지는 않음)와, 마이크로폰(4b)의 토대가 되는, 탄성 부재(예를 들면 실리콘 고무)로 이루어진 마이크 쿠션(4e)을 갖는다. 이와 같이 제1 음향 투과성 재료(4c)의 위치는 마이크로폰(4b)의 외측이며, 또한 제2 음향 투과성 재료(4c)보다도 내측에 배치되어 있다. 또한 마이크로폰(4b)과 제1 음향 투과성 재료(4c) 및 제2 음향 투과성 재료(4d)가 별개의 토대로 지지되어 있기 때문에 제1 음향 투과성 재료(4c)나 제2 음향 투과성 재료(4d)에 외력(예를 들면 바람이나 진동)이 인가된 경우에도 상기 외력에 기인한 잡음을 직접 감수하는 것을 회피할 수 있다.
<제1 음향 투과성 재료가 탄성 부재인 예>
다음으로, 도 14는 제6 실시태양에 관한 마이크로폰 구조이다. 또한, 상기 실시형태는 다른 실시형태와 달리 유닛이 아니라(다른 실시형태도 유닛인 것이 바람직하지만 유닛일 필요는 없음), 마이크로폰 구조이다(도면 중 상부). 여기에서, 도면에 도시된 바와 같이, 케이스 상부면에 장착된 제2 음향 투과 재료(도면 중 점선)와, 케이스 내측 안쪽면에 장착된 제1 음향 투과 재료(도면 중 반타원형의 실선)와, 제1 음향 투과 재료의 안쪽면에 장착된 마이크로폰(도면 중 장방형의 실선)으로 구성된다. 또한, 도면 중의 우측에 기재된 반타원형의 이중선은 렌즈이며, 케이스의 중앙에 기재된 장방형의 점선은 내부 구조(전자 부품 등)를 나타낸 것이다. 여기에서, 마이크로폰의 제1 음향 투과 재료로의 장착에 대해서는 마이크로폰의 집음 측이 제1 음향 투과 재료의 이면 측이 되도록 장착되어 있다. 이렇게 구성함으로써 외부로부터의 음은 제2 음향 투과 재료→제1 음향 투과 재료→마이크로폰으로 유도된다. 이 결과, 다른 실시형태와 마찬가지로, 풍절음을 방지할 수 있을뿐만 아니라 제1 음향 투과 재료가 탄성 부재로서 기능하는 결과, 다른 실시형태와 마찬가지로 진동 등에 기인한 잡음을 마이크로폰이 감수하는 사태를 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
또한, 도 10∼도 14에 관한 마이크로폰 유닛(도 14는 마이크로폰 구조)은 음향 투과성 재료로서 제1 음향 투과성 재료 및 제2 음향 투과성 재료만이 존재하는 예지만, 추가로 하나 또는 복수의 음향 투과성 재료를 가지고 있어도 무방하다(예를 들면, 제1 음향 투과성 재료와 제2 음향 투과성 재료 사이, 제2 음향 투과성 재료의 외측). 예를 들면, 제2 음향 투과성 재료에 상당하는 음향 투과성 재료를 복수 사용할 수도 있다. 복수 사용하는 경우는 복수의 제2 음향 투과성 재료를 서로 간격을 두게 하고, 제1 음향 투과성 재료에 먼 측부터 순서대로 임피던스가 큰, 즉 그물 눈(網目)이 성긴 제2 음향 투과성 재료로부터 순서대로 촘촘한 제2 음향 투과성 재료로 하는 것이 바람직하다. 단, 제2 음향 투과성 재료를 복수 사용하는 경우, 각 제2 음향 투과성 재료 사이의 공기층 수가 증가하기 때문에 공기층에서의 공진에 의한 것으로 생각되는 저음역의 음향 투과성의 현저한 저하가 보인다는 점에서 집음이 필요한 음역과의 관계를 고려할 필요가 있다. 다음으로, 본 형태에 관한 마이크로폰 유닛을 구성하는 각 부재를 순서대로 설명한다.
<<제1 음향 투과성 재료>>
본 형태에 이용되는 제1 음향 투과성 재료는 섬유가 서로 교락하여 이루어지는 섬유부재이다(바람직하게는 부직 시트). 이하, 소재, 구조, 성질 및 제조 방법을 순서대로 설명한다.
<소재>
제1 음향 투과성 재료에 이용되는 섬유(베이스 섬유)로는 금속 섬유, 수지 섬유 또는 이들을 조합한 복합 섬유를 들 수 있다. 이들 중에서도 금속 섬유를 이용함으로써 자립성을 담보하기 쉬워진다. 또한, 이들 베이스 섬유 외에 다른 성분(이것에 대해서는 제조방법에서 설명하지만 예를 들면 자기 접착 기능을 갖는 물질)을 함유하고 있어도 된다.
금속 섬유로는 특별히 한정되지 않지만, 스테인리스, 알루미늄, 황동, 구리, 티타늄, 니켈, 금, 백금, 납 등의 금속 재료를 소재로 하는 섬유로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 조합을 들 수 있다.
수지 섬유로는 불소 섬유가 바람직하다. 여기에서 불소 섬유로는 열가소성 불소 수지로부터 선택되는 것이 바람직하며, 예를 들면 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 테트라플루오로에틸렌(TFE), 퍼플루오로에테르(PFE), 테트라플루오로에틸렌과 헥사플루오로프로필렌과의 공중합체(FEP), 테트라플루오로에틸렌과 에틸렌 또는 프로필렌과의 공중합체(ETFE), 불화비닐리덴계 수지(PVDF), 폴리클로로트리플루오로에틸렌 수지(PCTFE), 불화비닐계 수지(PVF)를 들 수 있다.
<구조>
제1 음향 투과성 재료의 두께는 3mm 이하인 것이 바람직하며, 50㎛∼2000㎛가 보다 바람직하고, 100㎛∼1500㎛가 더욱 바람직하며, 500㎛∼1000㎛가 특히 바람직하다. 상기의 공극률을 갖는 재료에 있어서 상기 범위의 두께로 함으로써 높은 음향 투과성을 갖는 재료가 얻어진다.
제1 음향 투과성 재료의 형상은 특별히 한정되지 않으며 평탄상(도 12 중의 제1 음향 투과성 재료(3c), 도 13 중의 제1 음향 투과성 재료(4c))이어도 무방하고, 반구상 또는 돔상(도 10 중의 제1 음향 투과성 재료(1c), 도 11 중의 제1 음향 투과성 재료(2c))이어도 무방하다.
제1 음향 투과성 재료에 이용되는 섬유의 직경은 특별히 한정되지 않지만 예를 들면 1∼50㎛가 보다 바람직하고, 1∼40㎛가 보다 바람직하며, 2∼30㎛가 더욱 바람직하다. 이러한 범위의 섬유 직경으로 함으로써 섬유의 강도를 높일 수 있을뿐만 아니라 적절한 음향 투과성을 얻기 쉬워진다.
<성질>
본 형태에 이용되는 제1 음향 투과성 재료의 테이버 강직도(Taber stiffness)는 5mN·m 이상이며, 8mN·m 이상이 바람직하고, 10mN·m 이상이 보다 바람직하다. 테이버 강직도의 상한값은 특별히 한정되지 않지만 예를 들면 100mN·m이다. 상기 범위의 테이버 강직도를 가짐으로써 자립성을 갖는 재료를 얻을 수 있다. 테이버 강직도는 JIS-P8125를 따라 측정한다. 또한, 테이버 강직도의 값은 당업자의 지식에 기초하여, 사용하는 섬유의 경도나 제1 음향 투과성 재료의 밀도나 압축 성형에서의 압력에 따라 조정할 수 있다.
본 형태에 이용되는 제1 음향 투과성 재료의 굽힘 항력(resistance to bending)은 100mN 이상이며, 150mN 이상이 바람직하고, 200mN 이상이 보다 바람직하다. 굽힘 항력의 상한값은 특별히 한정되지 않지만 예를 들면 2000mN이다. 상기 범위의 굽힘 항력을 가짐으로써 자립성을 갖는 재료를 얻을 수 있다. 굽힘 항력은 JIS-P8125의 테이버 강직도 시험에 따라 측정하여 얻은 값이다. 또한, 굽힘 항력 값은 당업자의 지식에 기초하여, 사용하는 섬유의 경도나 제1 음향 투과성 재료의 밀도나 압축 성형에서의 압력에 따라 조정할 수 있다.
본 형태에 이용되는 제1 음향 투과성 재료의 공극률은 50% 이상이며, 60∼90%가 바람직하고, 70∼90%가 보다 바람직하다. 공극률의 상한은 특별히 한정되지 않지만 예를 들면 95%이다. 섬유가 교락하여 이루어진 재료에 있어서, 공극률이 상기 범위 내에 포함되는 재료를 선택함으로써 자립성을 계속 가지면서 음향 투과성이 담보된다고 하는 효과를 나타낸다.
음향 투과의 각도 의존성을 고려하면 제1 음향 투과성 재료의 공극률은 80∼90%인 것이 특히 바람직하다. 이러한 범위로 함으로써 재료에 대한 음의 입사 각도에 거의 의존하지 않는, 높은 음향 투과성을 발휘할 수 있다.
공극률은 제1 음향 투과성 재료의 체적에 대하여 섬유가 존재하지 않는 공간의 비율로, 제1 음향 투과성 재료의 체적과 비중 및 섬유 소재의 비중으로부터 산출된다.
공극률(%) = (1-음향 투과성 재료의 중량/(음향 투과성 재료의 체적×섬유의 비중))×100
또한, 공극률의 값은 당업자의 지식에 기초하여, 사용하는 섬유의 굵기, 양 또는 섬유가 교락한 재료의 밀도나 압축 성형에서의 압력에 따라 조정할 수 있다.
본 형태에 이용되는 제1 음향 투과성 재료는 63Hz∼8kHz의 각 1/1 옥타브 대역에서 5dB 이하의 삽입손실인 것이 바람직하고, 3dB 이하가 보다 바람직하다.
<제조 방법>
제1 음향 투과성 재료는 섬유를 압축 성형하는 방법이나 섬유를 포함하여 구성되는 원료를 습식 초조법으로 초지함으로써 얻어진다.
압축 성형에 따라 금속 섬유 또는 수지 섬유(예를 들면 불소 섬유)를 이용하여 본 형태의 제1 음향 투과성 재료를 제조하는 경우에는 우선은 섬유를 모으고, 예비적으로 압축 등을 함으로써 웹을 형성한다. 또는 섬유 간의 결합을 부여하기 위하여 섬유 간에 바인더를 함침시켜도 된다. 이러한 바인더로는 특별히 한정되지 않지만 예를 들면, 아크릴계 접착제, 에폭시계 접착제, 우레탄계 접착제 등의 유기계 바인더 외에 콜로이드 실리카, 물유리, 규산소다 등의 무기질 접착제를 이용할 수 있다. 또한, 바인더를 함침하는 대신에 섬유 표면에 열접착성 수지를 미리 피복해 두고, 금속 섬유의 집합체를 적층한 후에 가열하고 접착해도 된다. 바인더의 함침량은 시트의 면 중량 1000g/m2에 대하여 5∼130g이 바람직하며, 20∼70g이 보다 바람직하다.
금속 섬유의 집합체를 가열하에서 가압하여 시트가 형성된다. 가열 조건은 사용하는 바인더나 열접착성 수지의 건조 온도나 경화 온도를 고려하여 설정되지만 가열 온도는 통상 50∼1000℃ 정도이다. 가압 압력은 섬유의 탄력성, 제1 음향 투과성 재료의 두께, 제1 음향 투과성 재료의 광투과율을 고려하여 조절된다. 또한, 스프레이법에 의해 바인더를 함침시키는 경우에는 스프레이 처리하기 전에 금속 섬유층을 프레스 가공 등에 의해 소정 두께로 성형하는 것이 바람직하다.
금속 섬유를 이용한 경우의 제1 음향 투과성 재료는 금속 섬유를 포함하여 구성되는 슬러리를 습식 초조법에 의해 시트 형성할 수 있다. 또한, 금속 섬유를 포함하는 슬러리를 제조하는 경우, 금속 섬유의 수중에서의 분산성이 악화되는 경우가 있으므로 증점 작용이 있는 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알코올, 카복시메틸셀룰로스(CMC) 등의 고분자 수용액을 소량 첨가해도 된다. 또한, 초조 방법은 예를 들면, 장망(長網)초지, 원망(円網)초지, 경사 와이어 초지 등, 필요에 따라 다양한 방법을 채용할 수 있다.
습식 초조법을 이용하는 때에는 망상(網上)의 수분을 포함한 시트를 형성하고 있는 상기 금속 섬유를 서로 교락시키는 섬유 교락 처리 공정을 거쳐 제조되는 것이 바람직하다. 여기에서, 섬유 교락 처리 공정으로는 예를 들면, 초지 후의 금속 섬유 시트면에 고압 제트 수류를 분사하는 섬유 교락 처리 공정을 채용하는 것이 바람직하고, 구체적으로는 시트가 흐르는 방향에 직교하는 방향으로 복수의 노즐을 배열하고, 이 복수의 노즐로부터 동시에 고압 제트 수류를 분사함으로써 시트 전체에 걸쳐 금속 섬유끼리를 교락시키는 것이 가능하다.
또한, 금속 섬유 재료의 제조 방법은 상술한 습식 초조 공정 후, 얻은 금속 섬유 재료를 진공 중 또는 비산화 분위기 중에서 금속 섬유의 융점 이하의 온도로 소결하는 소결 공정을 포함하는 것이 바람직하다. 금속 섬유가 교락하고 있으므로 소결 후의 금속 섬유 재료의 강도를 높이는 것이 가능하게 된다. 그리고, 금속 섬유 재료를 소결함으로써 높은 음향 투과성을 나타내며, 방수성(JIS IP×2 이상)이 우수한 재료가 된다. 소결하지 않은 경우, 잔존하는 증점 작용이 있는 고분자가 물을 흡수하는데, 즉 방수성이 떨어질 가능성이 있다.
불소 섬유를 이용한 경우의 음향 투과성 재료의 제조 방법은 불소 섬유와 자기 접착 기능을 갖는 물질을 습식 초조법에 의해 혼초하고 건조하여 얻은 불소 섬유 혼초지 재료를 불소 섬유의 연화점 이상으로 열압착하여 불소 섬유의 섬유 사이를 열융착시킨 후, 자기 접착 기능을 갖는 물질을 용매에 의해 용해 제거하고 필요에 따라 재건조함으로써 제조할 수 있다. 여기에서, 자기 접착 기능을 갖는 물질로는 통상 제지용으로 이용되는 목재, 면, 마, 짚 등의 식물 섬유로 이루어진 천연 펄프, 폴리비닐알코올(PVA), 폴리에스테르, 방향족 폴리아미드, 아크릴계, 폴리올레핀계의 열가소성 합성 고분자로 이루어진 합성 펄프나 합성 섬유, 또한 천연 고분자나 합성 고분자로 이루어진 제지용 지력 증강제 등을 이용할 수 있지만, 자기 접착성의 기능이 있어 불소 섬유와 혼재하여 물에 분산할 수 있는 것이라면 이들에 한정되는 것은 아니다.
<<제2 음향 투과성 재료>>
본 형태에 이용되는 제2 음향 투과성 재료는 제1 음향 투과성 재료의 마이크 홀더와는 반대 측에, 제1 음향 투과성 재료와는 간격을 두고 설치된다. 제2 음향 투과성 재료를 제1 음향 투과성 재료의 전면에 설치함으로써 제1 음향 투과성 재료 단체에 비해 풍잡음이 저감된다. 이 메커니즘의 상세한 점은 명확하지 않지만, 제2 음향 투과성 재료를 설치함으로써 바람이 제1 음향 투과성 재료에 직접 부딪힘으로써 발생한다고 생각되는 공진음을 억제하거나, 제2 음향 투과성 재료가 난류의 발생을 막음으로 인한 풍잡음의 발생을 저감시키거나 하는 이유 등으로 추측된다. 이하, 소재 및 구조를 순서대로 설명한다.
<소재>
제2 음향 투과성 재료에 사용되는 재료로는 특별히 제한은 없지만 플라스틱 재료, 예를 들면 나일론, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, ABS(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체) 수지나 금속 재료, 예를 들면 철, 알루미늄, 스테인리스가 바람직하게 이용된다.
<구조>
제2 음향 투과성 재료는 제1 음향 투과성 재료의 표면에 바람 등의 잡음원이 되는 기류가 직접 부딪히지 않는 것이라면 무방하며, 그리고 제2 음향 투과성 재료를 통하여 안쪽에 설치된 제1 음향 투과성 재료를 눈으로 확인할 수 없을 정도까지 그물눈이 촘촘할 필요도 없다.
따라서, 제2 음향 투과성 재료의 제1 바람직한 태양은 제1 음향 투과성 재료보다 임피던스가 작게 되는 복수의 구멍이 설치된 것이 바람직하고, 가공하는 점이나 AV·IT 기기로의 설치를 고려하면 망목 형상(메쉬 형상)인 것의 경우에는 그 망목의 크기는 5∼100메쉬의 것이 바람직하며, 10∼20메쉬의 것이 보다 바람직하고, 또는 그 구멍 직경이 0.1∼3.0mmφ의 것이 바람직하고, 0.5∼2.0mmφ의 것이 보다 바람직하다. 또한, 구멍의 크기는 모두 동일하거나 상이해도 무방하다. 또한, 제2 음향 투과성 재료의 제2 바람직한 태양은 전체 면적에 대한 구멍 면적의 합계치(개구율)가 15% 이상인 것이 바람직하고, 25% 이상인 것이 보다 바람직하며, 50% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 개구율의 상한은 특별히 없지만 제2 음향 투과성 재료로서의 형상을 최저한 유지할 필요가 있으므로 바람직하게는 95% 이하이다. 또한, 구멍의 형상은 불문하며, 원 모양이어도 사각이어도 부정형이어도 된다. 한편, 구멍의 형상이 원형이 아닌 경우의 구멍 직경은 상기 구멍의 면적(개구부의 면적)과 동일한 면적을 갖는 원의 직경으로 한다.
제2 음향 투과성 재료의 형상은 특별히 한정되지 않으며 평탄상(도 13 중의 제2 음향 투과성 재료(4d))이어도 반구상 또는 돔상(도 10 중의 제2 음향 투과성 재료(1d), 도 11 중의 제2 음향 투과성 재료(2d), 도 12 중의 제2 음향 투과성 재료(3d))이어도 된다.
제2 음향 투과성 재료를 설치하는 경우, 마이크 홀더 또는 AV·IT 기기 케이스와의 사이에 탄성 부재를 만들어 설치할 수 있다. 탄성 부재를 설치함으로써 제2 음향 투과성 재료에 생기는 진동을 흡수할 수가 있으며, 풍잡음을 보다 저감시킬 수 있다.
<<마이크 홀더>>
본 형태에 이용되는 마이크 홀더는 마이크로폰을 고정하는 기능 외에, 공진음이나 진동음, 설치하는 AV·IT 기기의 내부 작동음이나 진동음을 차폐하는 기능을 갖는다. 이들 공진음, 작동음, 진동음을 막을 목적으로 마이크 홀더에는 탄성 부재가 마련되며 이 쿠션 부재 상에 마이크로폰을 마련하는 구성이 바람직하다.
탄성 부재로는 공진음, 작동음, 진동음을 마이크로폰에 전달시키지 않는다면 무방하고, AV·IT 기기에 일반적으로 사용되고 있는 재료여도 무방하다. 예를 들면, 우레탄 고무, 천연 고무, 실리콘 고무 등의 고무상 부재를 바람직하게 들 수 있다. 또한, 제1 음향 투과성 재료도 탄성부재로서 기능한다.
<<작용>>
본 형태의 마이크로폰 유닛은 풍절음 저감 효과 평가 방법에 있어서, 풍속 2.7m의 바람에 대하여 500Hz에서 △20dBA 이상의 풍절음 저감 효과를 갖는 것이 바람직하다. 여기에서, 풍절음 저감 효과 평가 시험에서는 무향실에서 송풍기 등으로부터 2.7m/s의 풍속(풍절음 발생이 확인되거나 또는 풍절음 저감을 관측할 수 있는 범위)으로 바람을 보내고, 제1 음향 투과성 재료와 제2 음향 투과성 재료가 모두 없는 채로 관측되는 마이크로폰 출력 응답에 대하여, 상기 부재를 장착한 상태에서 측정한 응답이 소음 레벨(dBA)로 S(dBA) 저감된 경우, 풍절음 저감 효과 △S(dBA)로 부르는 것으로 한다. 여기에서, 도 15는 풍절음 저감 효과 평가의 검증에 이용한 측정 평가 시스템의 개략도이다.
이하 실시예에 있어서, 제1 음향 투과성 재료로 다음의 것을 사용하였다.
(제1 음향 투과성 재료 A)
스테인리스 AISI316L의 선 직경 30㎛의 섬유를 사용하고, 이를 균일하게 되도록 중첩하여 면 모양의 웹을 작성하였다. 이 웹을 단위 면적당 중량이 950g/m2이 되도록 칭량하고, 두께가 800㎛가 되도록 평판 사이에서 압축하였다. 압축하여 판상으로 된 것을 소결로에 넣고, 진공 분위기 중에서 1100℃로 가열하고 소결시켜 샘플로 하였다. 완성된 샘플의 테이버 강직도는 33.0mN·m, 굽힘 항력은 683mN, 공극률은 84.8%, 63Hz∼8kHz의 각 1/1 옥타브 대역에서 3dB 이하의 삽입손실이 있었다.
(제1 음향 투과성 재료 B)
알루미늄의 선 직경 30㎛의 섬유를 사용하여, 실시예 1과 동일하게 웹을 작성하였다. 이 웹을 단위 면적당 중량이 800g/m2이 되도록 칭량하고, 두께가 1000㎛가 되도록 평판 사이에서 압축하였다. 압축하여 판상이 된 것을 소결로에 넣고, 수소 분위기 중에서 800℃로 가열하고 소결시켜 샘플로 하였다. 완성된 샘플의 테이버 강직도는 11.9mN·m, 굽힘 항력은 245mN, 공극률은 70.5%, 63Hz∼8kHz의 각 1/1 옥타브 대역에서 5dB 이하의 삽입손실이 있었다.
(제1 음향 투과성 재료 C)
스테인리스 섬유 시트 「토미 파일렉 SS」SS8-50M(신토모에가와제지 제품)을 샘플로 하였다. 본 샘플의 테이버 강직도 0.31mN·m, 굽힘 항력 6.31mN, 공극률 86.5%, 63Hz∼8kHz의 각 1/1 옥타브 대역에서 3dB 이하의 삽입손실이 있었다.
(제1 음향 투과성 재료 D)
불소 섬유 시트 「토미 파일렉 F」R-250(신토모에가와제지 제품)을 샘플로 하였다. 본 샘플의 테이버 강직도 0.23mN·m, 굽힘 항력 4.76mN, 공극률 70.3%, 63Hz∼8kHz의 각 1/1 옥타브 대역에서 3dB 이하의 삽입손실이 있었다.
실시예 1, 2
도 10에 나타내는 구성의 마이크로폰 유닛을 작성하였다. 제2 음향 투과성 재료에는 나일론제의 망(구멍 직경 1.4mm 각(角), 개구율 70%)을 사용하였다. 제1 음향 투과성 재료 A를 이용한 것을 실시예 1, 제1 음향 투과성 재료 B를 사용한 것을 실시예 2로 하였다.
실시예 3∼6
도 12에 나타내는 구성의 마이크로폰 유닛을 작성하였다. 제2 음향 투과성 재료에는 나일론제의 망(구멍 직경 1.4mm 각(角), 개구율 70%)을 사용하였다. 제1 음향 투과성 재료 A, B, C, D를 이용한 것을 순서대로 실시예 3, 4, 5, 6으로 하였다.
실시예 7∼10
도 13에 나타내는 구성의 마이크로폰 유닛을 작성하였다. 제2 음향 투과성 재료에는 ABS제의 펀치 구멍(구멍 직경 0.5mm, 개구율 27%)이 열려있는 것을 사용하였다. 제1 음향 투과성 재료 A, B, C, D를 이용한 것을 순서대로 실시예 7, 8, 9, 10으로 하였다.
실시예 1∼10에 관한 마이크로폰 유닛을 디지털 비디오에 장착하고, 도 15에 따른 측정 평가 시스템을 이용하여 풍절음 저감 효과 평가를 검증하였다. 그 결과, 어떤 실시예에 관해서도 (1) 음향 투과성 재료를 아무것도 장착하지 않았던 경우와 제2 음향 투과성 재료만을 장착한 경우에 대해서는 거의 효과에 차이가 나지 않았고, (2) 제1 음향 투과성 재료만을 장착한 경우에는 상당한 풍절음 저감 효과를 확인할 수 있었으며, (3) 제1 음향 투과성 재료와 제2 음향 투과성 재료를 장착한 경우에는 한층 더 풍절음 저감효과를 확인할 수 있었고, (4) 추가로, 제1 음향 투과성 재료와 제2 음향 투과성 재료의 장착 위치를 역으로 한 경우에는 제1 음향 투과성 재료만을 장착한 경우와 동등 효과를 나타냄을 확인할 수 있었으며, (5) 제1 음향 투과성 재료가 63Hz∼8kHz의 각 1/1 옥타브 대역에서 5dB 이하의 삽입손실이 있었는데, 즉 음질이나 음량에 대한 영향이 거의 없음을 확인할 수 있었다(바람을 발생시키지 않은 조건 하에서 측정)는 결과가 얻어졌다. 또한, 다른 실시예에 관해서도 대략 동일한 결과였다. 한편, 도 16은 실시예 3에서의 풍절음 저감효과 평가 데이터이다. 도면 중, 「모터 음」은 백그라운드 잡음, 즉 풍절음이 아닌 모터 또는 송풍기 날개 자체가 발생시키는 소음이다(CONTROL). 또한 「대책없음」은 제1 음향 투과성 재료 및 제2 음향 투과성 재료 중 어느 것도 설치되지 않은 태양이다(상기 CONTROL과의 차이 분이 풍절음 유래의 증가분이 된다). 「TTP1」은 제1 음향 투과성 재료만을 장착하고 있는 태양이다. 「TTP2」는 제2 음향 투과성 재료만을 장착하고 있는 태양이다. 「TTP1+TTP2」는 제1 음향 투과성 재료의 외측에 제2 음향 투과성 재료 중 어느 것이라도 장착되어 있는 태양이다. 횡축은 주파수(Hz)이며, 종축은 dB이다. 또한, 도 17은 실시예 3에 관한 각 음향 투과성 재료에 대한 주파수와 삽입손실과의 관계를 측정한 것이다. 「암실소음」은 백그라운드 잡음, 즉 스피커(SP)의 음성 출력이 없는 상태에서의 실내에 발생하고 있는 음이다. 또한, 「대책없음」은 제1 음향 투과성 재료 및 제2 음향 투과성 재료 중 어느 것도 설치되어 있지 않은 태양이다(상기의 CONTROL과의 차이 분이 스피커로부터의 음의 입력분이 된다). 「TTP1」은 제1 음향 투과성 재료만을 장착하고 있는 태양이다. 「TTP1+TTP2」는 제1 음향 투과성 재료의 외측에 제2 음향 투과성 재료 중 어느 것이라도 장착되어 있는 태양이다.
산업상 이용 가능성
이상 설명에서는 본 발명의 마이크로폰 장치를 전자 기기의 일례인 촬상 장치로서의 비디오 카메라에 적용한 경우가 개시되어 있지만, 본 발명의 전자 기기는 비디오 카메라에 한정되는 것이 아니며, 휴대 전화나 카메라 등, 집음 기능을 갖는 다양한 전자 기기에 적용할 수 있다.
11 비디오 카메라
11a 비디오 카메라 케이스
12, 12a, 12b 마이크로폰 장치
13 커버 부재
13a 관통공
14 렌즈
15 모니터부
16 지지돌기
16a 탈락 방지용 걸림부
17 그립 벨트
18 시작/정지 버튼
21 마이크로폰 케이스
21-1 주벽부
21-1a 탈락 방지용 걸림부
21-2 저면판
21-2a 구멍
21a 마이크로폰 설치실
21a-1 제1 공간
21a-2 제2 공간
22 마이크로폰
23 탄성 부재
24 음향 투과 부재
25 배선

Claims (26)

  1. 외방(外方)으로 개구한 마이크로폰 설치실이 형성된 케이스와,
    상기 마이크로폰 설치실 내에 수납된 마이크로폰과,
    다수의 관통공이 형성되며, 상기 마이크로폰 설치실을 덮는 커버 부재와,
    상기 마이크로폰 설치실을 상기 커버 부재 측의 제1 공간과 상기 마이크로폰 측의 제2 공간으로 구획함과 아울러 음향 성분을 투과하는 음향 투과 부재를 가지며,
    상기 음향 투과 부재는, 섬유를 포함하여 구성되는 원료를 서로 교락함으로써 얻어지는 섬유 재료를 포함하고, 상기 섬유 재료의 투기도(透氣度)가 0.5s/100ml 미만인 것을 특징으로 하는 마이크로폰 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 섬유는 금속 섬유 또는 불소 섬유인 것을 특징으로 하는 마이크로폰 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 케이스와 상기 마이크로폰 사이, 상기 커버 부재와 상기 마이크로폰 사이 및 상기 음향 투과 부재와 상기 마이크로폰 사이 중 적어도 어느 하나의 사이에 배치되어, 상기 케이스, 상기 커버 부재 또는 상기 음향 투과 부재를 매개로 상기 마이크로폰에 전달되는 진동을 감쇠 또는 차단하는 탄성 부재를 더 갖는 것을 특징으로 하는 마이크로폰 장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 마이크로폰 장치가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 전자 기기는 수평 방향으로 된 장치 케이스를 촬영자가 한 손으로 파지하는 형태의 촬상 장치이며,
    상기 마이크로폰 장치는 상기 장치 케이스의 파지 위치보다도 촬영자 측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  6. 마이크로폰과, 제1 음향 투과성 재료와, 제2 음향 투과성 재료를 적어도 가지는 마이크로폰 유닛으로서,
    상기 제1 음향 투과성 재료는 섬유가 서로 교락한 섬유 재료이며,
    상기 제2 음향 투과성 재료는 그물망 형태 부재 또는 복수의 구멍이 마련된 다공 부재이고,
    상기 마이크로폰이 상기 제1 음향 투과성 재료, 상기 제2 음향 투과성 재료의 순으로 보호되어 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 마이크로폰 유닛.
  7. 청구항 6에 있어서,
    풍속 2.7m/s의 바람에 대하여, △20dBA 이상의 풍절음 저감 효과를 갖는 것을 특징으로 하는 마이크로폰 유닛.
  8. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 음향 투과성 재료가 탄성 부재를 개재시켜 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 마이크로폰 유닛.
  9. 청구항 6 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 섬유는 섬유 직경이 1∼50㎛의 금속 섬유 또는 수지 섬유인 것을 특징으로 하는 마이크로폰 유닛.
  10. 청구항 6 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 음향 투과성 재료는 테이버 강직도가 5mN·m 이상, 굽힘 항력이 100mN 이상, 공극률이 50% 이상, 두께가 3mm 이하인 것을 특징으로 하는 마이크로폰 유닛.
  11. 청구항 6 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마이크로폰이 마이크 홀더 내에 설치된 탄성 부재로 이루어진 마이크 쿠션 상에 설치되고, 상기 제1 음향 투과성 재료 및 상기 제2 음향 투과성 재료는 모두 상기 마이크 쿠션 상에 고정되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 마이크로폰 유닛.
  12. 청구항 6 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    63Hz∼8kHz의 각 1/1 옥타브 대역에서 5dB 이하의 삽입손실인 것을 특징으로 하는 마이크로폰 유닛.
  13. 마이크로폰과,
    다수의 관통공이 형성된 커버 부재와,
    상기 커버 부재와 마이크로폰 사이에 개재된, 음향 성분을 투과하는 음향 투과 부재를 가지며,
    상기 음향 투과 부재는, 섬유를 포함하여 구성되는 원료를 서로 교락함으로써 얻어지는 섬유 재료를 포함하고, 상기 섬유 재료의 투기도가 0.5s/100ml 미만인 것을 특징으로 하는 마이크로폰 구조.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 섬유는 금속 섬유 또는 불소 섬유인 것을 특징으로 하는 마이크로폰 구조.
  15. 청구항 13 또는 청구항 14에 있어서,
    상기 커버 부재와 상기 마이크로폰 사이 및 상기 음향 투과 부재와 상기 마이크로폰 사이 중 적어도 어느 하나의 사이에 배치되어, 상기 커버 부재 또는 상기 음향 투과 부재를 매개로 상기 마이크로폰에 전달되는 진동을 감쇠 또는 차단하는 탄성부재를 더 갖는 것을 특징으로 하는 마이크로폰 구조.
  16. 청구항 13 또는 청구항 14에 있어서,
    상기 음향 투과 부재에 마이크로폰이 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 마이크로폰 구조.
  17. 청구항 13 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 기재된 마이크로폰 구조가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 전자 기기는 수평 방향으로 된 장치 케이스를 촬영자가 한 손으로 파지하는 형태의 촬상 장치이며,
    상기 마이크로폰 구조는 상기 장치 케이스의 파지 위치보다도 촬영자 측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  19. 마이크로폰과, 제1 음향 투과성 재료와, 제2 음향 투과성 재료를 적어도 가지는 마이크로폰 구조로서,
    상기 제1 음향 투과성 재료는 섬유가 서로 교락한 섬유 재료이며,
    상기 제2 음향 투과성 재료는 그물망 형태 부재 또는 복수의 구멍이 마련된 다공 부재이고,
    상기 마이크로폰이 상기 제1 음향 투과성 재료, 상기 제2 음향 투과성 재료의 순으로 보호되어 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 마이크로폰 구조.
  20. 청구항 19에 있어서,
    풍속 2.7m/s의 바람에 대하여, △20dBA 이상의 풍절음 저감 효과를 갖는 것을 특징으로 하는 마이크로폰 구조.
  21. 청구항 19 또는 청구항 20에 있어서,
    상기 제1 음향 투과성 재료가 탄성 부재를 개재시켜 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 마이크로폰 구조.
  22. 청구항 19 또는 청구항 20에 있어서,
    상기 마이크로폰이 상기 제1 음향 투과성 재료에 장착되어 있는 마이크로폰 구조.
  23. 청구항 19 내지 청구항 22 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 섬유는 섬유 직경이 1∼50㎛의 금속 섬유 또는 수지 섬유인 것을 특징으로 하는 마이크로폰 구조.
  24. 청구항 19 내지 청구항 23 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 음향 투과성 재료는 테이버 강직도가 5mN·m 이상, 굽힘 항력이 100mN 이상, 공극률이 50% 이상, 두께가 3mm 이하인 것을 특징으로 하는 마이크로폰 구조.
  25. 청구항 19 내지 청구항 21, 청구항 23 및 청구항 24 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마이크로폰이 탄성 부재로 이루어진 마이크 쿠션 상에 설치되고, 상기 제1 음향 투과성 재료 및 상기 제2 음향 투과성 재료는 모두 상기 마이크 쿠션 상에 고정되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 마이크로폰 구조.
  26. 청구항 19 내지 청구항 25 중 어느 한 항에 있어서,
    63Hz∼8kHz의 각 1/1 옥타브 대역에서 5dB 이하의 삽입손실인 것을 특징으로 하는 마이크로폰 구조.
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