特表 2024-518138 ＭＥＭＳマイクロフォン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-04-25

(54)【発明の名称】ＭＥＭＳマイクロフォン

(51)【国際特許分類】

   H04R 19/04 20060101AFI20240418BHJP

   H04R 3/00 20060101ALI20240418BHJP

【ＦＩ】

H04R19/04

H04R3/00 320

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022575849

(86)(22)【出願日】2022-05-18

(85)【翻訳文提出日】2022-12-08

(86)【国際出願番号】 CN2022093437

(87)【国際公開番号】W WO2023201811

(87)【国際公開日】2023-10-26

(31)【優先権主張番号】202220933196.X

(32)【優先日】2022-04-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】511027518

【氏名又は名称】エーエーシーアコースティックテクノロジーズ（シンセン）カンパニーリミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＡＣ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（Ｓｈｅｎｚｈｅｎ）Ｃｏ．，Ｌｔｄ

(74)【代理人】

【識別番号】100128347

【弁理士】

【氏名又は名称】西内 盛二

(72)【発明者】

【氏名】タン，シュウソン

(72)【発明者】

【氏名】チャン，ヤンモン

(72)【発明者】

【氏名】チュア，ティオンキー

(72)【発明者】

【氏名】蒲 景▲シン▼

(72)【発明者】

【氏名】▲張▼ 睿

【テーマコード（参考）】

5D021

5D220

【Ｆターム（参考）】

5D021CC19

5D220BA01

5D220BA22

5D220BC01

(57)【要約】

【課題】本発明は、ＭＥＭＳマイクロフォンを提供する。
【解決手段】ＭＥＭＳマイクロフォンは、収容空間を有するハウジングと、前記ハウジングを貫通する音孔と、前記収容空間内に収容されたＭＥＭＳマイクロフォンチップ及びＡＳＩＣチップと、減算器とを含み、前記ＭＥＭＳマイクロフォンチップは、少なくとも第１ＭＥＭＳマイクロフォンチップ及び第２ＭＥＭＳマイクロフォンチップを含み、前記第１ＭＥＭＳマイクロフォンチップの周波数応答落下特性と前記第２ＭＥＭＳマイクロフォンチップの周波数応答落下特性は異なり、前記第１ＭＥＭＳマイクロフォンチップの出力信号及び前記第２ＭＥＭＳマイクロフォンチップの出力信号は、いずれも前記減算器に出力され、且つ減算器により減算処理された後で前記ＡＳＩＣチップに出力される。関連技術に比べて、本発明のＭＥＭＳマイクロフォンは、耐干渉性能が良く、且つ感度が高い。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

収容空間を有するハウジングと、前記ハウジングを貫通する音孔と、前記収容空間内に収容されたＭＥＭＳマイクロフォンチップ及びＡＳＩＣチップとを含むＭＥＭＳマイクロフォンであって、
前記ＭＥＭＳマイクロフォンチップは、少なくとも第１ＭＥＭＳマイクロフォンチップ及び第２ＭＥＭＳマイクロフォンチップを含み、前記第１ＭＥＭＳマイクロフォンチップの周波数応答落下特性と前記第２ＭＥＭＳマイクロフォンチップの周波数応答落下特性は、異なり、前記ＭＥＭＳマイクロフォンは、更に減算器を含み、前記第１ＭＥＭＳマイクロフォンチップの出力信号及び前記第２ＭＥＭＳマイクロフォンチップの出力信号は、いずれも前記減算器に入力され、且つ前記減算器により減算処理された後で前記ＡＳＩＣチップの入力信号となることを特徴とするＭＥＭＳマイクロフォン。

【請求項2】

前記第１ＭＥＭＳマイクロフォンチップの周波数応答落下特性は、１ＫＨｚより小さく、前記第２ＭＥＭＳマイクロフォンチップの周波数応答落下特性の範囲は、１ＫＨｚ～３０ＫＨｚであることを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳマイクロフォン。

【請求項3】

前記第１ＭＥＭＳマイクロフォンチップと前記第２ＭＥＭＳマイクロフォンチップは、一体に集積され、ＭＥＭＳマイクロフォンチップユニットとなることを特徴とする請求項２に記載のＭＥＭＳマイクロフォン。

【請求項4】

前記第１ＭＥＭＳマイクロフォンチップと前記第２ＭＥＭＳマイクロフォンチップとの周波数応答共振ピークは、同じであることを特徴とする請求項２に記載のＭＥＭＳマイクロフォン。

【請求項5】

前記第１ＭＥＭＳマイクロフォンチップの周波数応答共振ピークは、前記第２ＭＥＭＳマイクロフォンチップの周波数応答共振ピークより大きいことを特徴とする請求項２に記載のＭＥＭＳマイクロフォン。

【請求項6】

前記第１ＭＥＭＳマイクロフォンチップの周波数応答共振ピークは、前記第２ＭＥＭＳマイクロフォンチップの周波数応答共振ピークより小さいことを特徴とする請求項２に記載のＭＥＭＳマイクロフォン。

【請求項7】

前記第１ＭＥＭＳマイクロフォンチップの周波数応答共振ピーク及び前記第２ＭＥＭＳマイクロフォンチップの周波数応答共振ピークは、いずれも２０ＫＨｚより大きいことを特徴とする請求項４～６のいずれか１項に記載のＭＥＭＳマイクロフォン。

【請求項8】

前記減算器は、前記ＡＳＩＣチップ内に集積されることを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳマイクロフォン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、音響電気変換装置に関し、特にＭＥＭＳマイクロフォンに関する。

【背景技術】

【0002】

微小電気機械システム（Ｍｉｃｒｏ－Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ、ＭＥＭＳ）マイクロフォンは、ＭＥＭＳ技術に基づいて製造された音響電気トランスデューサであり、体積が小さく、周波数応答特性が高く、ノイズが低いなどの特徴を有し、モバイル端末に不可欠なデバイスの１つである。

【0003】

従来技術のＭＥＭＳマイクロフォンは、容量検出に基づくＭＥＭＳマイクロフォンチップ、及び、特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ、ＡＳＩＣ）チップを含み、ＭＥＭＳマイクロフォンチップの容量は、入力音声信号の相違に応じて変化し、更にＡＳＩＣチップを利用して変化した容量信号を処理して出力することにより音声のピックアップを実現する。

【0004】

しかしながら、大電力超音波送受信器の広範な応用に伴い、ＭＥＭＳマイクロフォンが当該音波周波数帯域で過負荷を起すことにより雑音を引き起こす。当該雑音の大きさは、超音波送受信器自体の電力の大きさ、ＭＥＭＳマイクロフォンからの距離、ＭＥＭＳマイクロフォンの当該周波数帯域における感度に依存する。オーディオハードウェアｃｏｄｅｃ規格の４８ＫＨｚのサンプリングは、２４ＫＨｚ以上の周波数の音声をフィルタリングするが、当該歪みは、既にＭＥＭＳマイクロフォンの内部で生成され且つ低周波数に延び、振幅が小さいが聴感が明らかであるノイズを引き起こし、すなわち耐干渉性能が悪く、感度が低い。

【0005】

したがって、上記技術的課題を解決する新たなＭＥＭＳマイクロフォンを提供する必要がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明が解決しようとする技術的課題は、耐干渉性能が良く、且つ感度が高いＭＥＭＳマイクロフォンを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記技術的問題を解決するために、本発明は、ＭＥＭＳマイクロフォンを提供する。当該ＭＥＭＳマイクロフォンは、収容空間を有するハウジングと、前記ハウジングを貫通する音孔と、前記収容空間内に収容されたＭＥＭＳマイクロフォンチップ及びＡＳＩＣチップとを含み、前記ＭＥＭＳマイクロフォンチップは、少なくとも第１ＭＥＭＳマイクロフォンチップ及び第２ＭＥＭＳマイクロフォンチップを含み、前記第１ＭＥＭＳマイクロフォンチップの周波数応答落下特性と前記第２ＭＥＭＳマイクロフォンチップの周波数応答落下特性は、異なり、前記ＭＥＭＳマイクロフォンは、更に減算器を含み、前記第１ＭＥＭＳマイクロフォンチップの出力信号及び前記第２ＭＥＭＳマイクロフォンチップの出力信号は、いずれも前記減算器に入力され、且つ前記減算器により減算処理された後で前記ＡＳＩＣチップの入力信号となる。

【0008】

好ましくは、前記第１ＭＥＭＳマイクロフォンチップの周波数応答落下特性は、１ＫＨｚより小さく、前記第２ＭＥＭＳマイクロフォンチップの周波数応答落下特性の範囲は、１ＫＨｚ～３０ＫＨｚである。

【0009】

好ましくは、前記第１ＭＥＭＳマイクロフォンチップと前記第２ＭＥＭＳマイクロフォンチップは、一体に集積され、ＭＥＭＳマイクロフォンチップユニットとなる。

【0010】

好ましくは、前記第１ＭＥＭＳマイクロフォンチップと前記第２ＭＥＭＳマイクロフォンチップとの周波数応答共振ピークは、同じである。

【0011】

好ましくは、前記第１ＭＥＭＳマイクロフォンチップの周波数応答共振ピークは、前記第２ＭＥＭＳマイクロフォンチップの周波数応答共振ピークより大きい。

【0012】

好ましくは、前記第１ＭＥＭＳマイクロフォンチップの周波数応答共振ピークは、前記第２ＭＥＭＳマイクロフォンチップの周波数応答共振ピークより小さい。

【0013】

好ましくは、前記第１ＭＥＭＳマイクロフォンチップの周波数応答共振ピーク、及び、前記第２ＭＥＭＳマイクロフォンチップの周波数応答共振ピークは、いずれも２０ＫＨｚより大きい。

【0014】

好ましくは、前記減算器は、前記ＡＳＩＣチップ内に集積される。

【発明の効果】

【0015】

関連技術に比べて、本発明のＭＥＭＳマイクロフォンは、少なくとも２つのＭＥＭＳマイクロフォンチップを設けるとともに、２つのＭＥＭＳマイクロフォンチップの周波数応答落下特性を異ならせ、２つのＭＥＭＳマイクロフォンチップの出力がいずれも減算器に接続され、２つのＭＥＭＳマイクロフォンチップから出力された２つの信号を減算器により減算を実施した後、超音波周波数帯域信号を互いに相殺する一方、他の周波数帯域の信号を保留し、更にＡＳＩＣチップに出力して処理した後に発音デバイスに伝送して発音を実現することにより、ＭＥＭＳマイクロフォンの耐干渉性能を効果的に向上させ且つ感度を改善する。

【0016】

本発明の実施例における技術的解決手段をより明確に説明するために、以下に実施例の説明に必要な図面を簡単に紹介し、明らかに、以下に説明する図面は、単に本発明のいくつかの実施例であり、当業者にとって、創造的労働をしない前提で、更にこれらの図面に基づいて他の図面を取得することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明に関わるＭＥＭＳマイクロフォンの実施形態１の構造ブロック図である。

【図2】本発明に関わるＭＥＭＳマイクロフォンの第１ＭＥＭＳマイクロフォンチップと第２ＭＥＭＳマイクロフォンチップの周波数応答共振ピークが同じである場合の性能曲線であり、そのうち、図２（ａ）は、信号処理前の性能曲線であり、図２（ｂ）は、信号処理後の性能曲線である。

【図3】本発明に関わるＭＥＭＳマイクロフォンの第１ＭＥＭＳマイクロフォンチップの周波数応答共振ピークが第２ＭＥＭＳマイクロフォンチップの周波数応答共振ピークより大きい場合の性能曲線であり、そのうち、図３（ａ）は、信号処理前の性能曲線であり、図３（ｂ）は、信号処理後の性能曲線である。

【図4】本発明に関わるＭＥＭＳマイクロフォンの第１ＭＥＭＳマイクロフォンチップの周波数応答共振ピークが第２ＭＥＭＳマイクロフォンチップの周波数応答共振ピークより小さい場合の性能曲線であり、そのうち、図４（ａ）は、信号処理前の性能曲線であり、図４（ｂ）は、信号処理後の性能曲線である。

【図5】本発明に関わるＭＥＭＳマイクロフォンの実施形態２の構造ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下本発明の実施例における図面を参照して、本発明の実施例における技術的解決手段を明確で、完全に説明し、明らかに、説明された実施例は本発明の一部の実施例だけであり、全ての実施例ではない。本発明の実施例に基づいて、当業者が創造的労働をしない前提で得られた全ての他の実施例は、いずれも本発明の保護範囲に属するものとする。

【0019】

図１に示すように、本発明は、ＭＥＭＳマイクロフォン１００を提供し、収容空間を有するハウジング１と、前記ハウジング１を貫通する音孔と、前記収容空間内に収容されたＭＥＭＳマイクロフォンチップ２及びＡＳＩＣチップ３と、減算器４とを含む。

【0020】

前記ＭＥＭＳマイクロフォンチップ３は、少なくとも２つのＭＥＭＳマイクロフォンチップを含み、本実施形態において第１ＭＥＭＳマイクロフォンチップ２１及び第２ＭＥＭＳマイクロフォンチップ２２を含む。

【0021】

ここで、前記第１ＭＥＭＳマイクロフォンチップ２１の周波数応答落下特性（ｒｏｌｌ ｏｆ）と前記第２ＭＥＭＳマイクロフォンチップ２２の周波数応答落下特性とが異なる。

【0022】

ここで、周波数応答落下特性（ｒｏｌｌ ｏｆ）は、その周波数点に対応する感度が１ＫＨｚの感度よりも３ｄＢ低い、すなわち周波数応答曲線において３ｄＢ減衰する周波数点として定義される。

【0023】

前記第１ＭＥＭＳマイクロフォンチップ２１の出力信号、及び、前記第２ＭＥＭＳマイクロフォンチップ２２の出力信号は、いずれも前記減算器４に入力され、且つ前記減算器４により減算処理された後で前記ＡＳＩＣチップ３の入力信号となる。すなわち、第１ＭＥＭＳマイクロフォンチップ２１、及び、前記第２ＭＥＭＳマイクロフォンチップ２２は、減算器４に直接接続されてもよく、他の信号処理（例えば、信号増幅、フィルタリングなど）を経た後で減算器４に接続されてもよい。

【0024】

具体的には、本実施形態において、前記第１ＭＥＭＳマイクロフォンチップ２１の出力端、及び、前記第２ＭＥＭＳマイクロフォンチップ２２の出力端は、それぞれ前記減算器４の第１入力端、及び、第２入力端に接続され、前記減算器４の出力端は、前記ＡＳＩＣチップ３の入力端に接続される。第１ＭＥＭＳマイクロフォンチップ２１、及び、第２ＭＥＭＳマイクロフォンチップ２２がそれぞれ生成した２つの信号は、減算器４により減算された後、超音波周波数帯域信号が互いに相殺され、他の周波数帯域信号が保持される。

【0025】

好ましくは、前記減算器４は、前記ＡＳＩＣチップ３内に集積され、ＭＥＭＳマイクロフォンに対する占有体積を効果的に減少させることができ、小型化に役立つ。

【0026】

本実施形態では、具体的には、前記第１ＭＥＭＳマイクロフォンチップ２１の周波数応答落下特性は、１ＫＨｚより小さく、前記第２ＭＥＭＳマイクロフォンチップ２２の周波数応答落下特性の範囲は、１ＫＨｚ～３０ＫＨｚである。２つの信号が減算により演算された後、超音波周波数帯域信号が互いに相殺され、他の周波数帯域信号が残され、前記第１ＭＥＭＳマイクロフォンチップ２１の周波数応答共振ピーク、及び、前記第２ＭＥＭＳマイクロフォンチップ２２の周波数応答共振ピークがいずれも２０ＫＨｚより大きい。

【0027】

前記第１ＭＥＭＳマイクロフォンチップ２１と前記第２ＭＥＭＳマイクロフォンチップ２２との周波数応答共振ピークは、同じである。図２に示すように、そのうち、図２（ａ）は、信号処理前の性能曲線であり、図２（ｂ）は、信号処理後の性能曲線であり、２つの経路の信号が減算により演算された後、超音波周波数帯域信号が互いに相殺され、他の周波数帯域の信号が保持されることが分かる。

【0028】

前記第１ＭＥＭＳマイクロフォンチップ２１の周波数応答共振ピークは、前記第２ＭＥＭＳマイクロフォンチップ２２の周波数応答共振ピークより大きい。図３に示すように、そのうち、図３（ａ）は、信号処理前の性能曲線であり、図３（ｂ）は、信号処理後の性能曲線であり、２つの経路の信号が減算により演算された後、超音波周波数帯域信号が互いに相殺され、他の周波数帯域の信号が保持されることが分かる。

【0029】

前記第１ＭＥＭＳマイクロフォンチップ２１の周波数応答共振ピークは、前記第２ＭＥＭＳマイクロフォンチップ２２の周波数応答共振ピークより小さい。図４に示すように、そのうち、図４（ａ）は、信号処理前の性能曲線であり、図４（ｂ）は、信号処理後の性能曲線である。２つの信号が減算により演算された後、超音波周波数帯域信号が互いに相殺され、他の周波数帯域の信号が保持されることが分かる。

【0030】

本発明は、更に別の実施形態を提供し、それは上記実施形態と基本的に同じであり、同じ部分の説明を省略し、異なることは、図５に示すように、前記第１ＭＥＭＳマイクロフォンチップと前記第２ＭＥＭＳマイクロフォンチップは、一体に集積され、ＭＥＭＳマイクロフォンチップユニット２０となり、それによりＭＥＭＳマイクロフォンに対する占有体積を効果的に減少させることができ、小型化に役立つ。

【0031】

関連技術に比べて、本発明のＭＥＭＳマイクロフォンは、少なくとも２つのＭＥＭＳマイクロフォンチップを設けるとともに、２つのＭＥＭＳマイクロフォンチップの周波数応答落下特性を異ならせ、２つのＭＥＭＳマイクロフォンチップの出力がいずれも減算器に接続され、２つのＭＥＭＳマイクロフォンチップから出力された２つの信号を減算器により減算を実施した後、超音波周波数帯域信号を互いに相殺し、他の周波数帯域の信号を保留し、更にＡＳＩＣチップに出力して処理した後に発音デバイスに伝送して発音を実現することにより、ＭＥＭＳマイクロフォンの耐干渉性能を効果的に向上させ且つ感度を改善する。

【0032】

以上は本発明の実施例だけであり、本発明の特許範囲を限定するものではなく、本発明の明細書及び図面内容を利用して行われた等価構造又は等価フロー変換、又は他の関連する技術分野に直接的又は間接的に応用され、いずれも同様に本発明の特許保護範囲内に含まれる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【国際調査報告】