(57)【要約】【課題】  薄型・小型化が商品訴求のポイントとされる携帯電話等の携帯端末においては、その実装制約から複数のマイクロホンを実装するのは困難である。このため、薄型携帯端末において、複数のマイクロホンを容易に搭載できる実装技術が要求されてきている。本発明は、このような要求に応えるべく、複数のマイクロホンを容易に搭載できる携帯端末を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明による携帯端末は、基板と、該基板の一方の面上に配置された第１マイクロホンと、該基板の他方の面上に配置された第２マイクロホン及び第３マイクロホンと、を備え、該第１マイクロホンの中心軸と該第２マイクロホンの中心軸とは同軸となり、該第３マイクロホンは、該第２マイクロホンに近接し、かつ、該第２マイクロホンの中心軸と該第３マイクロホンの中心軸とが直交するように設けられている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
該基板の一方の面上に配置された第１マイクロホンと、
該基板の他方の面上に配置された第２マイクロホン及び第３マイクロホンと、
を備え、
該第１マイクロホンの中心軸と該第２マイクロホンの中心軸とは同軸となり、
該第３マイクロホンは、該第２マイクロホンに近接し、かつ、該第２マイクロホンの中心軸と該第３マイクロホンの中心軸とが直交するように設けられた携帯端末。
【請求項２】
該基板の該一方の面上に配置された第４マイクロホンと、
該基板の該他方の面上に配置された第５マイクロホン及び第６マイクロホンと、
をさらに備え、
該第４マイクロホンの中心軸と該第５マイクロホンの中心軸とは同軸となり、
該第６マイクロホンは、該第５マイクロホンに近接し、かつ、該第６マイクロホンの中心軸と該第５マイクロホンの中心軸とが直交するように設けられた請求項１に記載の携帯端末。
【請求項３】
基板を準備し、
該基板の一方の面上に第１マイクロホンを配置し、
該基板の他方の面上に第２マイクロホンを、該第１マイクロホンの中心軸と該第２マイクロホンの中心軸とが同軸となるように配置し、
該基板の該他方の面上に第３マイクロホンを、該第２マイクロホンと該第３マイクロホンが近接し、かつ、該第２マイクロホンの中心軸と該第３マイクロホンの中心軸とが直交するように配置する携帯端末の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の携帯端末の製造方法において、さらに、
該基板の該一方の面上に第４マイクロホンを配置し、
該基板の該他方の面上に第５マイクロホン、該第４マイクロホンの中心軸と該第５マイクロホンの中心軸とが同軸となるように配置し、
該基板の該他方の面上に第６マイクロホンを、該第５マイクロホンと該第６マイクロホンが近接し、かつ、該第５マイクロホンの中心軸と該第６マイクロホンの中心軸とが直交するように配置する携帯端末の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話やスマートフォン等の携帯端末における電気音響変換器としてのマイクロホンの配置構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話の汎用性が高まるにつれ、より高いレベルの通話特性が要求されてきている。
関連技術として、通話特性を向上させる技術として、マイクロホンから周囲雑音を検知し、雑音に対して逆位相の音を放射させることで能動的に雑音抑圧を行う、いわゆるノイズキャンセリング技術が活発に開発されている（たとえば、特許文献１）。この雑音処理技術では、周囲雑音をより正確に検知するために、複数のマイクロホンを利用するのが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２５８８０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、薄型・小型化が商品訴求のポイントとされる携帯電話等の携帯端末においては、その実装制約から複数のマイクロホンを実装するのは困難である。このため、薄型携帯端末において、複数のマイクロホンを容易に搭載できる実装技術が要求されてきている。
【０００５】
そこで、本発明は、このような要求に応えるべく、複数のマイクロホンが容易に搭載された携帯端末及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による携帯端末は、
基板と、
該基板の一方の面上に配置された第１マイクロホンと、
該基板の他方の面上に配置された第２マイクロホン及び第３マイクロホンと、
を備え、
該第１マイクロホンの中心軸と該第２マイクロホンの中心軸とは同軸となり、
該第３マイクロホンは、該第２マイクロホンに近接し、かつ、該第２マイクロホンの中心軸と該第３マイクロホンの中心軸とが直交するように設けられている。
【０００７】
本発明による携帯端末の製造方法は、
基板を準備し、
該基板の一方の面上に第１マイクロホンを配置し、
該基板の他方の面上に第２マイクロホンを、該第１マイクロホンの中心軸と該第２マイクロホンの中心軸とが同軸となるように配置し、
該基板の該他方の面上に第３マイクロホンを、該第２マイクロホンと該第３マイクロホンが近接し、かつ、該第２マイクロホンの中心軸と該第３マイクロホンの中心軸とが直交するように配置するステップを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数のマイクロホンを携帯端末に容易に搭載できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１実施形態に係る携帯端末１の斜視図である。
【図２】図２は、図１のＡＡ断面図である。
【図３】図３は、第２実施形態に係る携帯端末２１の斜視図である。
【図４】図４は、図３のＢＢ断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を用いて、本発明に係る携帯端末の実施形態について説明する。同一の部材ないし同一の機能部分については、異なる実施形態であっても同一の符号を付して説明する。なお、各図面は、発明の実施形態を説明するための模式的なものであって実際の製品を表すものではなく、発明の要部を説明するためにスケールに忠実とはなっていない。
【００１１】
（１）第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態である携帯端末１の斜視図である。携帯端末１としては、携帯電話機、スマートフォン、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙ−ｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ハンディターミナル、デジタルカメラ、等の種々の形態をとることができる。
【００１２】
図１に示されているように、携帯端末１は、筐体２と入力表示パネル３を備え、たとえば、上面／底面軸方向（縦方向）に１２０．０ｍｍ、左側面／右側面軸方向（横方向）に６０．０ｍｍ、そして正面／背面軸方向（厚さ方向）に８．０ｍｍの直方体形状をしている。
さらに、携帯端末１は、正面音孔４、背面音孔５、及び底面音孔６を備える。
携帯端末１には、不図示のキー入力部が設けられていてもよい。
なお、正面、背面、又は底面等の呼び方は、図１に定義されたところに従って呼ぶことにする。
【００１３】
図２は、第１実施形態の携帯端末１のＡＡ断面図である。
図２に示されているように、筐体２は、正面筐体２−１と、背面筐体２−２とを備える。
また、入力表示パネル３は、入力機能を担うタッチパネル要素３−１と、その背面に設けられた表示機能を担うＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）要素３−２と、を備える。
タッチパネル要素３−１は、たとえば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）による透明電極が成膜されたガラス面とフィルム面を備える抵抗膜方式のタッチパネルを備える。
ＬＣＤ要素３−２は、ガラス基板間に液晶が封入されたＬＣＤパネルやバックライトを備える。
タッチパネル要素３−１とＬＣＤ要素３−２は、不図示のフレキシブルプリント基板により基板７に電気的に接続されている。
【００１４】
携帯端末１は、さらに、各音孔４〜６に対向するように受音面が向けられたマイクロホン４Ｍ、５Ｍ、及び６Ｍを備える。
マイクロホン４Ｍ〜６Ｍの形状は、たとえば、上面／底面軸方向（縦方向）に３．０ｍｍ、左側面／右側面軸方向（横方向）に４．０ｍｍの四角形状をし、そして正面／背面軸方向（厚さ方向）に１．２ｍｍとなった直方体形状をしているが、丸型円筒形を含めその他の形状のものであってもよい。
図２に示されているように、マイクロホン４Ｍの中心軸とマイクロホン５Ｍの中心軸は同軸となるように、また、マイクロホン６Ｍの中心軸はマイクロホン５Ｍの中心軸と直交するように設けられている。
なお、本明細書又は添付の特許請求の範囲において用いられる「同軸」との用語は、完全な同軸に限定する趣旨でなく、多少のずれがある場合を含む略同軸の意味である。同様に、「直交」との用語も、略直交の意味である。
【００１５】
マイクロホン４Ｍ、５Ｍは、その裏面（受音面と反対面）に不図示の接続用端子が設けられており、基板７に電気的に接続されている。
また、マイクロホン６Ｍは、厚さ１．２ｍｍの面が基板７と接するように倒立して、かつマイクロホン５Ｍに近接して設けられている。マイクロホン６Ｍの接続用端子は、マイクロホン４Ｍ、５Ｍと同様に裏面に設けられていてもよいが、適宜加工してプリント基板７と接する面に設けられていてもよい。いずれにしても、マイクロホン６Ｍの出力は、プリント基板７に供給される。
【００１６】
なお、マイクロホン６Ｍは、マイクロホン５Ｍと一体として取り扱うことが可能な１つの部品に加工されていてもよい。したがって、本明細書又は添付の特許請求の範囲において用いられる「近接」との用語は、２つのマイクロホンが近くに位置する場合だけでなく、２つのマイクロホンが接して一体となっている場合を含むものである。
【００１７】
マイクロホン４Ｍ〜６Ｍと音孔４〜６の間には、不図示の防水膜や、音孔からの音が筐体２の内部空間に漏れ出て音響特性が低下しないようにするための不図示のシール材が設けられる。
また、マイクロホン４Ｍ側の筐体内空間と、マイクロホン５Ｍ及び６Ｍ側の筐体内空間との間で音漏れが生じるようであれば、適当な箇所に不図示のシール材を配置するのが好ましい。
【００１８】
マイクロホン４Ｍ〜６Ｍは、一体として差動型のマイクロホンを形成する。
ここで、差動型のマイクロホンとは、音波の圧力勾配を利用したマイクロホンをいう。すなわち、音源からの距離が近い範囲では音圧が急激に減衰するので近接した２点で収音しても圧力勾配が生じるが、音源からの距離が遠い範囲では音圧の減衰が緩やかになるので近接した２点で収音すれば圧力勾配を無視できるという音波の性質を利用したノイズキャンセルのためのマイクロホンをいう（たとえば、特開昭６２−２０３４５３）。点音源であれば、−６ｄＢ／ｄｄで音圧が減衰する。
圧力の勾配を検出する方法としては、１つのマイクロホンの振動膜の表側と裏側の音響的差分を取る方法もあるが、本発明では以下に説明するように電気的差分が取られる。
【００１９】
すなわち、図２の携帯端末１の近距離に存在するユーザーの発話音声は、マイクロホン４Ｍまでの距離とマイクロホン５Ｍまでの距離とが異なるので、マイクロホン４Ｍでの発話音声の音圧ＳＰ１とマイクロホン５Ｍでの発話音声の音圧ＳＰ２とに有意な差が現れる。
これに対し、携帯端末１の遠距離に存在する音源からのノイズとしての音波については、その音源からのマイクロホン４Ｍ及びマイクロホン５Ｍまでの距離は音源が遠くにあるため同一とみなすことができ、マイクロホン４Ｍでのノイズの音圧ＳＰ３とマイクロホン５Ｍでのノイズの音圧ＳＰ４とに差が現れない。
したがって、マイクロホン４Ｍとマイクロホン５Ｍの出力間の電気的差分を取れば、ノイズがキャンセルされた発話音声のみによる信号が得られる。
このようにして、マイクロホン４Ｍとマイクロホン５Ｍにより、差動型のマイクロホンが形成される。
【００２０】
本発明では、指向性と検出感度を高めるためにマイクロホン６Ｍが設けられている。
マイクロホン５Ｍの電気回路の後段とマイクロホン６Ｍの電気回路の後段とにそれぞれ乗算部を設け、各乗算部により例えば１／２の係数をマイクロホン５Ｍ、６Ｍからの各出力に乗算した上で加算した信号と、マイクロホン４Ｍの出力信号との差分を取ることにより、マイクロホン４Ｍと、マイクロホン５Ｍ、６Ｍとにより差動型のマイクロホンが形成される。係数の具体的値をどのように設定するかは、どのような指向特性を持たせたいかということに応じて任意に設定されよう。
このように、マイクロホン４Ｍ、マイクロホン５Ｍ、及びマイクロホン６Ｍは、一体として機能するので、これらを総称して適宜「第１のマイクロホンセット」と言うことにする。
【００２１】
以上のように、マイクロホン４Ｍと、マイクロホン５Ｍ及びマイクロホン６Ｍとで、差動型のマイクロホンが形成される。
また、マイクロホン６Ｍを倒立するように設けることにより、マイクロホン５Ｍとは異なる方向の音を集音することができ（指向性の拡大）、検出感度を上げることができる。
また、マイクロホン６Ｍを倒立させることによりマイクロホン６Ｍとマイクロホン５Ｍの近接配置を可能としたので、省スペース高効率配置という実装制約を克服しつつ多くのマイクを配置することが可能となる。
【００２２】
（２）第２実施形態
図３は、本発明の第２実施形態である携帯端末２１の斜視図である。
第２実施形態に係る携帯端末２１は、第１実施形態の第１のマイクロホンセットと対応する構成及び機能を有する第２のマイクロホンセットをさらに備える。すなわち、図３に示されているように、音孔８、９、及び１０が、入力表示パネル３を挟んで音孔４〜６と対応する位置に設けられ、図４に示されているように、音孔８〜１０に対向してマイクロホン８Ｍ、９Ｍ、及び１０Ｍが基板７上に設けられている。
第１のマイクロホンセットと第２のマイクロホンセットは、同時に作動させて２つのマイクセットでノイズキャンセルを実行してもよいし、高い音圧レベルを検出するマイクセットのみを作動させてもよいし、不図示の傾斜センサの出力に応じて一方のマイクセットのみを作動させてもよい。
【００２３】
（３）その他の変更実施形態
以上の第１実施形態及び第２実施形態においては、スピーカセットが筐体の一辺の中央部付近に設けられる形態を示したが、スピーカセットの配置位置は多様な形態が可能である。
たとえば、スピーカセットを筐体の角付近に設けてもよいし、複数のスピーカセットを筐体の隣り合う辺に沿って設けてもよい。
【００２４】
（４）付記１乃至４
以下、本発明の一側面について、付言する。
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
＜付記１＞
付記１に係る発明は、
基板と、
該基板の一方の面上に配置された第１マイクロホンと、
該基板の他方の面上に配置された第２マイクロホン及び第３マイクロホンと、
を備え、
該第１マイクロホンの中心軸と該第２マイクロホンの中心軸とは同軸となり、
該第３マイクロホンは、該第２マイクロホンに近接し、かつ、該第２マイクロホンの中心軸と該第３マイクロホンの中心軸とが直交するように設けられた携帯端末である。
＜付記２＞
付記２に係る発明は、
該基板の該一方の面上に配置された第４マイクロホンと、
該基板の該他方の面上に配置された第５マイクロホン及び第６マイクロホンと、
をさらに備え、
該第４マイクロホンの中心軸と該第５マイクロホンの中心軸とは同軸となり、
該第６マイクロホンは、該第５マイクロホンに近接し、かつ、該第６マイクロホンの中心軸と該第５マイクロホンの中心軸とが直交するように設けられた付記１に記載の携帯端末である。
＜付記３＞
付記３に係る発明は、
基板を準備し、
該基板の一方の面上に第１マイクロホンを配置し、
該基板の他方の面上に第２マイクロホンを、該第１マイクロホンの中心軸と該第２マイクロホンの中心軸とが同軸となるように配置し、
該基板の該他方の面上に第３マイクロホンを、該第２マイクロホンと該第３マイクロホンが近接し、かつ、該第２マイクロホンの中心軸と該第３マイクロホンの中心軸とが直交するように配置する携帯端末の製造方法である。
＜付記４＞
付記４に係る発明は、
付記３に記載の携帯端末の製造方法において、さらに、
該基板の該一方の面上に第４マイクロホンを配置し、
該基板の該他方の面上に第５マイクロホン、該第４マイクロホンの中心軸と該第５マイクロホンの中心軸とが同軸となるように配置し、
該基板の該他方の面上に第６マイクロホンを、該第５マイクロホンと該第６マイクロホンが近接し、かつ、該第５マイクロホンの中心軸と該第６マイクロホンの中心軸とが直交するように配置する携帯端末の製造方法である。
【符号の説明】
【００２５】
４Ｍ  マイクロホン（第１マイクロホン）
５Ｍ  マイクロホン（第２マイクロホン）
６Ｍ  マイクロホン（第３マイクロホン）
７  プリント基板（基板）
８Ｍ  マイクロホン（第４マイクロホン）
９Ｍ  マイクロホン（第５マイクロホン）
１０Ｍ  マイクロホン（第６マイクロホン）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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