(57)【要約】【課題】小型化を保持しつつ、シーリング性能を向上させる。【解決手段】第１の音孔４６を有するプリント基板４１と、第１の音孔４６を覆うようにプリント基板４１上に実装されたマイクロフォン素子４３と、第２の音孔５１を有し、第２の音孔５１と第１の音孔４６とが対向するようにプリント基板４１を収納するマイクロフォン筐体と、第２の音孔５１と第１の音孔４６との間に配設されて、第１の音孔４６及び第２の音孔５１と連通する第３の音孔３１と、第３の音孔３１の一端側でプリント基板４１と当接する第１の当接面８１と、第３の音孔３１の他端側でマイクロフォン筐体と当接する第２の当接面８２を有する鍔部３２と、を有するブッシュ３０と、を備える、マイクロフォン。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の音孔を有するプリント基板と、
前記第１の音孔を覆うように前記プリント基板上に実装されたマイクロフォン素子と、
第２の音孔を有し、前記第２の音孔と前記第１の音孔とが対向するように前記プリント基板を収納するマイクロフォン筐体と、
前記第２の音孔と前記第１の音孔の間に配設されて、前記第１の音孔及び前記第２の音孔と連通する第３の音孔と、前記第３の音孔の一端側で前記プリント基板と当接する第１の当接面と、前記第３の音孔の他端側で前記マイクロフォン筐体と当接する第２の当接面を有する鍔部と、を有するブッシュと、を備え、
前記マイクロフォン素子は、外部からの音波を、前記第２の音孔、前記第３の音孔及び前記第１の音孔を経由して収音するマイクロフォン。
【請求項２】
前記第３の音孔内に設けられた第１のフィルタをさらに備えた
請求項１に記載のマイクロフォン。
【請求項３】
前記第１のフィルタがソリッドフィルタである 
請求項２に記載のマイクロフォン。
【請求項４】
前記第１のフィルタが導電性である
請求項２又は３に記載のマイクロフォン。
【請求項５】
前記第１のフィルタが撥水性材料により形成され、又は、前記第１のフィルタの少なくとも表面の一部に撥水加工が施されている
請求項２〜４の何れか一項に記載のマイクロフォン。
【請求項６】
前記第３の音孔を塞ぐようにして設けられた撥水性の第２のフィルタをさらに備えた
請求項１〜５の何れか一項に記載のマイクロフォン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、マイクロフォンに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、騒音が大きい環境下でも、騒音を構造的に入りづらくする、あるいは、複数の素子を用いて指向性合成や雑音抑圧といった信号処理を行うことによって騒音を小さくするといった、より高性能のマイクロフォンモジュールが開発されている。このような高性能のマイクロフォンモジュールは、車両内でのハンズフリー通話用や音声認識用などとして普及してきている。例えば特許文献１に開示されているようなＭＥＭＳ工法などを用いた面実装可能、かつ、小型・薄型の実装型マイクセンサーを活用した小型・薄型マイクロフォンモジュール構造の先行技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１８３９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
マイク性能の向上には、マイクセンサーの音孔の周辺での音漏れの防止、複数経路での音の進入による騒音自体の侵入の防止、および、複数のマイクセンサーの信号を利用した信号処理性能の劣化の防止が必要となる。このため、シーリング機能を備えた構造、すなわち構成部品間がシーリングされた構造が必須となる。
【０００５】
しかしながら、前述した従来の車載用マイクロフォンでは、マイクロフォンとベゼルとのシーリングを担うブッシュに関して次のような課題がある。つまり、ブッシュとベゼルとの接触面積を大きく取ることができず高いシーリング性能を確保できない、あるいは、前記接触面積を大きく取ろうとすると実装面積を大きくとることができず、小型化に支障が生じる。
【０００６】
また、シーリングを強化するためには、ベゼルとケースとの間に、シーリング用の部品もしくは粘着剤などを設けることが可能であるが、部品点数の増加や作業工数の増加が発生し、コストアップの要因となる。
【０００７】
更に、近年、例えばハンズフリーのワイドバンド化／スーパーワイドバンド化など、車載マイクロフォンに対して広帯域での周波数特性の平坦化が要求されている。しかし、車載マイクロフォンの小型化に伴い音道が細長くなるといった形状的な理由により共鳴が引き起こされてしまい、これが上記の周波数特性の要求を満たすうえで支障となる可能性がある。
【０００８】
本開示の目的は、小型化を保持しつつ、シーリング性能を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した課題を解決する主たる本開示は、第１の音孔を有するプリント基板と、前記第１の音孔を覆うように前記プリント基板上に実装されたマイクロフォン素子と、第２の音孔を有し、前記第２の音孔と前記第１の音孔とが対向するように前記プリント基板を収納するマイクロフォン筐体と、前記第２の音孔と前記第１の音孔の間に配設されて、前記第１の音孔及び前記第２の音孔と連通する第３の音孔と、前記第３の音孔の一端側で前記プリント基板と当接する第１の当接面と、前記第３の音孔の他端側で前記マイクロフォン筐体と当接する第２の当接面を有する鍔部と、を有するブッシュと、を備え、前記マイクロフォン素子は、外部からの音波を、前記第２の音孔、前記第３の音孔及び前記第１の音孔を経由して収音するマイクロフォンである。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、小型化を保持しつつ、シーリング性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示の実施の形態１の車載用マイクロフォンの構造を示す模式図
【図２】本開示の実施の形態２の車載用マイクロフォンの構造を示す模式図
【図３】本開示の実施の形態３の車載用マイクロフォンの構造を示す模式図
【図４】本開示の実施の形態１の変形例の車載用マイクロフォンの構造を示す模式図
【図５】本開示の実施の形態３の変形例の車載用マイクロフォンの構造を示す模式図
【図６】本開示の実施の形態３の変形例の車載用マイクロフォンの構造を示す模式図
【図７】本開示の実施の形態１の変形例の車載用マイクロフォンの構造を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下に示す各実施の形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の各実施の形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除するものではない。また、各実施の形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。さらに、各実施の形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。
【００１３】
また、各実施の形態を説明するための全図において、同一要素は原則として同一の符号を付し、その説明を省略することもある。
【００１４】
尚、以下では、下音孔型実装マイクセンサー４３が到来する音波を収音する方向を下方とした例を説明する。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、本開示の実施の形態１の車載用マイクロフォンの構造を示す模式図である。
【００１６】
本実施形態の車載用マイクロフォンは、下音孔型実装マイクセンサー４３（マイクロフォン素子）と、プリント基板４１と、コネクタ１０と、ブッシュ３０と、パネル２０と、ベゼル５０とを備える。
【００１７】
ここでは、車載用マイクロフォンは、パネル２０とベゼル５０とコネクタ１０とで形成される収納空間内に、プリント基板４１を収納する構成となっている。換言すると、パネル２０、ベゼル５０及びコネクタ１０とによって、マイクロフォン筐体を構成している。
【００１８】
より詳細には、プリント基板４１には、収音用のプリント基板音孔４６（第１の音孔）が形成され、プリント基板音孔４６上に当該プリント基板音孔４６を覆うように下音孔型実装マイクセンサー４３が配設されている。下音孔型実装マイクセンサー４３は、例えば、ＭＥＭＳ工法によって形成された表面実装型のシリコンマイクである。
【００１９】
また、プリント基板４１には、電気回路を形成するための実装部品４２が配設され、当該実装部品４２には、コネクタ１０のコネクタピン１１が接続されている。そして、下音孔型実装マイクセンサー４３で生成された電気信号は、実装部品４２及びコネクタピン１１を介して、外部に出力される。
【００２０】
プリント基板４１の直下には、シーリング材としてブッシュ３０が配設されている。ブッシュ３０は、プリント基板音孔４６と後述のベゼル音孔５１（第２の音孔）との間に配設されている。
【００２１】
ブッシュ３０は、プリント基板音孔４６の周囲に設置される。ブッシュ３０には、その側面下端に外鍔状のブッシュシーリングリブ３２（鍔部）が備えられている。
【００２２】
ブッシュ３０は、上下方向に延在するブッシュ音孔３１（第３の音孔）と、プリント基板４１の下面と当接する当接面８１（第１の当接面）と、ベゼル５０の下方側の内面と当接する当接面８２（第２の当接面）とを有している。
【００２３】
ブッシュ音孔３１は、プリント基板音孔４６と、プリント基板音孔４６に対向配置されたベゼル音孔５１とを連通させるように配設されている。そして、ベゼル音孔５１に進入した音波は、当該ブッシュ音孔３１とプリント基板音孔４６を経由して、下音孔型実装マイクセンサー４３に伝搬する。
【００２４】
ブッシュ３０は、プリント基板４１との当接面８１及びベゼル５０との当接面８２において、プリント基板４１の下面及びベゼル５０の下方側の内面と密着するように当接している。
【００２５】
当接面８１は、ブッシュ音孔３１の上端側においてプリント基板４１の下面と当接する部位である。この当接面８１は、ブッシュ音孔３１の周囲を囲繞するようにして、プリント基板４１の下面と当接する。
【００２６】
当接面８２は、ブッシュ音孔３１の下端側においてベゼル５０の下方側の内面と当接する部位であり、ブッシュシーリングリブ３２の下面である。当接面８２は、ブッシュ音孔３１の周囲を囲繞するようにして、ベゼル５０の下方側の内面と当接する。当接面８２は、外鍔状のブッシュシーリングリブ３２の下面により構成される。
【００２７】
ブッシュ３０は、弾性材料で形成され、当接面８１及び当接面８２においては、プリント基板４１の下面及びベゼル５０の下方側の内面に密着している。これによって、ブッシュ３０は、ベゼル音孔５１から進入した音波がブッシュ音孔３１から漏れ出たり、ベゼル音孔５１以外の領域から進入した音波が回り込んで、ブッシュ音孔３１及びプリント基板音孔４６に入り込んだりすることを防止する。上述したとおり当接面８２が、外鍔状のブッシュシーリングリブ３２の下面により構成されるので、ブッシュシーリングリブ３２を設けない場合に比べて、当接面８２の面積すなわちブッシュ３０とベゼル５０との接触面を増加することができる。これにより、音波のベゼル音孔５１からの漏出や、音波がベゼル音孔５１以外の領域からの進入を効果的に防止できる。
【００２８】
マイクロフォンモジュールの性能としては、ベゼル５０を設けない構造であっても達成可能であるが、本実施形態の車載用マイクロフォンでは、上述のとおりパネル２０の周囲に外装用部品としてベゼル５０がさらに備えられている。車両用マイクロフォンモジュールなど、複数デザインに対応する必要があるマイクロフォンモジュールでは、外装用部品であるベゼル５０を別途設置することが一般的である。
【００２９】
ベゼル５０内に設けられたベゼルスリット５２に、コネクタ１０に設けられた勘合爪１２が嵌合されることにより、ベゼル５０とコネクタ１０とが組み付けられる。
【００３０】
このとき、プリント基板４１の下面と、パネル２０の下側の内面との間の寸法は、ブッシュ３０の外形の高さと同じか、あるいはブッシュ３０の外形の高さのほうが大きくなるように設定されている。後者の場合は、ブッシュ３０が圧縮されることとなる。
【００３１】
更に、防塵や外観性の確保など、必要に応じて、ブッシュ３０のベゼル５０側を塞ぐように、フェルト２５を、両面テープなどを使用して設置してもよい。ブッシュ３０に設けられたフェルト貼り付け穴３３（フェルト２５を貼り付けるための凹所）の深さを、フェルト２５の厚みよりも大きく設定することで、フェルト２５によるシーリング性能を確保できる。フェルト２５は、本発明の第２のフィルタを構成する。第２のフィルタは、音波を通し、防塵機能を有するものであればよく、フェルトに限定されない。
【００３２】
なお、フェルト２５を撥水性材料により形成することで、ブッシュ音穴３１を経由して液体が下音孔型実装マイクセンサー４３まで到達するのを抑制することができる。
【００３３】
話者が発した声などの収音対象音は、本来、収音対象音経路を通って下音孔型実装マイクセンサー４３に入る。すなわち、前述の収音対象音は、本来、ベゼル５０に設けられたベゼル音孔５１、ブッシュ３０内に設置されたブッシュ音孔３１、および、プリント基板音孔４６をこの順に通過して下音孔型実装マイクセンサー４３に入る。
【００３４】
下音孔型実装マイクセンサー４３に入った収音対象音は、下音孔型実装マイクセンサー４３にて電気信号に変換される。その電気信号は、プリント基板４１上の電気回路により、出力信号に変換され、コネクタピン１１から出力される。
【００３５】
この際、ブッシュシーリングリブ３２とベゼル５０との間のシーリング、換言すればブッシュシーリングリブ３２における当接面８２のシーリングが悪い場合、前述の本来の収音対象音経路以外から収音対象音が進入する。この場合、本来の収音対象音経路との経路差に起因して、収音対象音に位相ズレが発生することから、エコーが発生する。
【００３６】
また、下音孔型実装マイクセンサー４３が複数ある場合には、位相ずれが生じた音波により生成された信号が混在し、信号処理の過程でも、マイクロフォンモジュールの性能劣化を引き起こす。また、車両に対する実際の搭載例には、コネクタ１０上部からノイズが進入する例もあり、当接面８１あるいは当接面８２からノイズが進入するおそれもある。そのため、上記のごとくノイズ低減のためのシーリング構造が、マイクロフォンモジュール性能の劣化を防ぐこととなる。
【００３７】
本実施の形態では、ブッシュ３０は、ブッシュシーリングリブ３２を含めて、軟式材料（弾性材）にて製造し、かつ、プリント基板音孔４６からベゼル音孔５１へと連結されるブッシュ音孔３１を有する。この結果、マイクモジュールの全体構造の小型・薄型化を実現した上で、当接面８１あるいは当接面８２のシーリングを高性能に達成し、かつ、シーリングを強化するためのベゼル５０とパネル２０との間のシーリング用の部品もしくは粘着剤などが不要であることから、安価かつ構成することが可能となる。
【００３８】
なお、下音孔型実装マイクセンサー４３が複数ある場合は、各下音孔型実装マイクセンサー４３のプリント基板音孔４６のそれぞれに対して、１組のベゼル音孔５１およびブッシュ音孔３１を設置するのが好ましい。これにより、下音孔型実装マイクセンサー４３に入力される音がより均一になり、信号処理の性能がより向上する。この場合、複数のブッシュ音孔３１をそれぞれ同じ形状とすることにより、下音孔型実装マイクセンサー４３に入力される音がより均一となり、信号処理の性能がより向上する。
【００３９】
なお、図４に示すごとく、図１示す構成よりもベゼル音孔５１を大きく取り、ブッシュ３０の当接面８２以外の部分にフェルト２５を貼り付け、ブッシュ音孔３１を小さくしてもよい。これにより、当接面８１あるいは当接面８２のシーリングを高性能に達成したうえで、車載マイクロフォンの更なる小型化が可能となる。すなわち、図４に示す構成では、ベゼル音孔５１を、ブッシュ音孔３１をよりも大きくすることで、フェルト２５を直接にブッシュ３０に貼り付けることができ、フェルト２５が、ブッシュ３０とベゼル５０との間に介在しない。したがって、フェルト２５とブッシュ３０とのシーリング性を向上でき、車載マイクロフォンをさらに小型化できる。
【００４０】
また、プリント基板４１、実装部品４２及び下音孔型実装マイクセンサー４３からなる実装マイクセンサーを使用することにより、リード線などのマイクープリント基板との接続用部品が不要となり、部品点数の省略が可能となる。したがって、マイクモジュール全体構造の小型・薄型化をした上で、マイク性能向上のためのベゼル−マイクモジュール間のシーリングも同時に達成できる。
【００４１】
また、図７に示すごとく、ベゼル５０にザグリ加工を行って凹所５３を設け、この凹所５３の下面を当接面８２としてもよい。これにより、ブッシュ３０がより下方に配置されるようになり、ブッシュ３０上の下音孔型実装マイクセンサー４３をベゼル５０の下側の表面に近づけることができる。すなわち、収音対象音経路を短くして、収音対象音経路による周波数特性への影響を低減できる。
【００４２】
かつ、部品点数や作業工数を増やすことがないため、高性能、かつ、安価なマイクロフォンを提供することが可能となる。
【００４３】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２の車載用マイクロフォンの構造を示す模式図である。
【００４４】
図２に示す実施の形態２の車載用マイクロフォンでは、フェルト２５（図１参照）に替えて、ブッシュ音孔３１内に、ソリッドフィルタ６０（第１のフィルタ）を有している。ここで、ソリッドフィルタ６０とは、微細空洞を有し、比較的硬く形状が一定の固体により形成される音響フィルタであり、例えば微細空洞を有した焼結体である。微細空洞を有した物体は、それを通過する音の高域特性を下げる効果がある。したがって、ブッシュ音孔３１内にソリッドフィルタ６０を設ければ、例えば車載用マイクロフォンの小型化に伴いブッシュ音孔３１などの音道が細くなった場合、あるいは、長くなった場合に発生する高域での共鳴を相殺する効果が得られる。すなわち、下音孔型実装マイクセンサー４３に印加される音の、特に高域に対する周波数特性を調整して周波数特性を平坦化できる。したがって、車載マイクロフォンを使用するアプリケーションからのマイクへの広帯域での周波数特性の平坦化の要求に対して、ソリッドフィルタ６０を設けることは有効である。また、ソリッドフィルタ６０は、形状が一定しているため、布により形成された音響フィルタに比べて取り扱いが容易である。なお、ソリッドフィルタ６０に替えて固体ではない軟性のフィルタを使用してもよい。
【００４５】
なお、周波数の高域の振幅を下げる手法として、実施の形態１においてフェルト２５に通気度の低いものを使用することも考えられるが、フェルト２５を使用してシーリング性能を保持するためには、フェルト貼り付け穴３３が必要となる。本実施の形態２の車載マイクロフォンでは、フェルト２５に替えてソリッドフィルタ６０を使用するので、フェルト貼り付け穴３３が不要になる。したがって、本実施の形態２の車載マイクロフォンは、フェルト貼り付け穴３３の面積分だけ、小型化に対して有利となる。すなわち、本実施の形態２の車載マイクロフォンは、実施の形態１と同様のシーリング性能と信号処理との各優位性を保持した上で、車載マイクロフォンに印加される音の周波数特性の良好な調整および車載マイクロフォンの更なる小型化を達成できる。
【００４６】
なお、ソリッドフィルタ６０を、撥水性の材料により形成することで、もしくは、ソリッドフィルタ６０の少なくともベゼル側の面６１（以下「ソリッドフィルタベゼル側面６１」という）に撥水加工を施すことで、ブッシュ音穴３１経由での下音孔型実装マイクセンサー４３への液体の侵入を抑制できる。
【００４７】
（実施の形態３）
図３は、本開示の実施の形態３の車載用マイクロフォンの構造を示す模式図である。
【００４８】
図３に示す本実施の形態３の車載用マイクロフォンでは、ソリッドフィルタ６０を金属などの導電性材質とする、もしくは、ソリッドフィルタ６０に金属メッキするなどしてその表面を導電性としている。
【００４９】
更にプリント基板４１に設けたプリント基板アースランド４７とソリッドフィルタ６０と接触させもしくは接合し、ソリッドフィルタ６０とプリント基板アースランド４７とを電気的に導通させている。
【００５０】
この構造により、実施の形態２の効果に加えて、ソリッドフィルタ６０に電波ノイズや静電気に対するシールド性能を付与して、ブッシュ音孔３１側から侵入してくる電波ノイズあるいは静電気に対して耐性を付与できる効果が得られる。
【００５１】
なお、ソリッドフィルタ６０を導電性かつ撥水性とする、あるいは、少なくともソリッドフィルタベゼル側面６１に撥水加工処理を施すことで、液体がブッシュ音孔３１経由して下音孔型実装マイクセンサー４３に侵入することを抑制できる。
【００５２】
なお、図５または図６に示す車載用マイクロフォンは、図３に示す実施の形態３の構成に対して、撥水性材料で形成したフェルト２５をブッシュ音孔３１のベゼル５０側を塞ぐように設けたものである。
【００５３】
換言すれば、図５に示す車載用マイクロフォンは、図１に示す車載用マイクロフォンの構成に対して、フェルト２５を撥水性とし、プリント基板４１に設けたプリント基板アースランド４７と、ブッシュ音穴３１内に設けた導電性のソリッドフィルタ６０とを電気的に導通させたものである。また、図６に示す車載用マイクロフォンは、図４に示す車載用マイクロフォンの構成に対して、フェルト２５を撥水性とし、プリント基板４１に設けたプリント基板アースランド４７と、ブッシュ音穴３１内に設けた導電性のソリッドフィルタ６０とを電気的に導通させたものである。
【００５４】
図５および図６に示す車載用マイクロフォンにおいても、ブッシュ音孔３１側から侵入してくる電波ノイズあるいは静電気に対して耐性を付与でき、かつ、ブッシュ音穴３１経由にて下音孔型実装マイクセンサー４３に液体が侵入することを抑制できる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本開示の車載用マイクロフォンは、例えば車両内などの高性能かつ小型・薄型を必要とされるマイクロフォンモジュールなどに利用される。
【符号の説明】
【００５６】
１０  コネクタ
１１  コネクタピン
２０  パネル
２２  勘合爪
２５  フェルト（第２のフィルタ）
３０  ブッシュ
３１  ブッシュ音孔（第３の音孔）
３２  ブッシュシーリングリブ（鍔部）
３３  フェルト貼り付け穴
４１  プリント基板
４２  実装部品
４３  下音孔型実装マイクセンサー（マイクロフォン素子）
４６  プリント基板音孔（第１の音孔）
４７  プリント基板アースランド
５０  ベゼル
５１  ベゼル音孔（第２の音孔）
５２  ベゼルスリット
５３  凹所
６０  ソリッドフィルタ（第１のフィルタ）
６１  ソリッドフィルタベゼル側面
８１  当接面（第１の当接面）
８２  当接面（第２の当接面）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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