マイクロホンユニット及びそれを備えた音声入力装置
【課題】音声入力装置の多機能化に対応しやすい小型なマイクロホンユニットを提供する。
【解決手段】マイクロホンユニット１は、第１の振動部１３と、第２の振動部１５と、第１の振動部１３と第２の振動部１５とを収容するとともに、第１の音孔２３と第２の音孔２５とが設けられる筐体１０と、を備える。筐体１０は、第１の振動部１３と第２の振動部１５とが搭載される搭載面１１ａを有する搭載部１１を含み、筐体１０には、第１の音孔２３から入力される音波を第１の振動板１３４の一方の面に伝達するとともに第２の振動板１５４の一方の面に伝達する第１の音道４１と、第２の音孔２５から入力される音波を第２の振動板１５４の他方の面に伝達する第２の音道４２と、が設けられ、第１の振動板１３４の他方の面は、筐体１０の内部に形成される密閉空間に面している。
【解決手段】マイクロホンユニット１は、第１の振動部１３と、第２の振動部１５と、第１の振動部１３と第２の振動部１５とを収容するとともに、第１の音孔２３と第２の音孔２５とが設けられる筐体１０と、を備える。筐体１０は、第１の振動部１３と第２の振動部１５とが搭載される搭載面１１ａを有する搭載部１１を含み、筐体１０には、第１の音孔２３から入力される音波を第１の振動板１３４の一方の面に伝達するとともに第２の振動板１５４の一方の面に伝達する第１の音道４１と、第２の音孔２５から入力される音波を第２の振動板１５４の他方の面に伝達する第２の音道４２と、が設けられ、第１の振動板１３４の他方の面は、筐体１０の内部に形成される密閉空間に面している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力音を電気信号に変換して出力する機能を備えたマイクロホンユニットに関する。また、本発明は、そのようなマイクロホンユニットを備える音声入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、様々なタイプの音声入力装置（例えば、携帯電話機やトランシーバ等の音声通信機器、音声認証システム等の入力された音声を解析する技術を利用した情報処理システム、録音機器など）に、入力音を電気信号に変換して出力する機能を備えたマイクロホンユニットが適用されている。このようなマイクロホンユニットは、例えば背景雑音を抑圧して近接音のみを収音することが求められることもあれば、近接音のみならず遠方の音も含めて収音することが求められることもある。
【０００３】
以下、マイクロホンユニットを備える音声入力装置の一例として携帯電話機を挙げて説明する。携帯電話機を用いて通話を行う場合、通常は、ユーザは携帯電話機を手で持ち、マイク部分に口を近づけて使用する。このため、携帯電話機に備えられるマイクロホンとしては、一般的に背景雑音を抑圧して近接音のみを収音する機能（接話マイクとしての機能）が求められる。このようなマイクロホンとしては、例えば特許文献１に示されるような差動マイクロホンが好適である。
【０００４】
しかし、近年の携帯電話機の中には、例えば自動車の運転中等において手で持つことなく通話が行えるようにハンズフリー機能を備えたものや、ムービー録画を行える機能を備えたものがある。ハンズフリー機能を用いて携帯電話機を使用する場合には、ユーザの口の位置は携帯電話機から離れた位置（例えば５０ｃｍ離れた位置）にあるために、マイクロホンの機能として、近接音のみならず遠方の音も含めて収音する機能を有することが求められる。また、ムービー録画を行う場合も、録画を行う場の雰囲気を録音する必要があるために、マイクロホンの機能として、近接音のみならず遠方の音も含めて収音する機能を有することが求められる。
【０００５】
すなわち、近年においては、携帯電話機の多機能化により、携帯電話機に搭載されるマイクロホンユニットは、背景雑音を抑圧して近接音のみを収音する機能と、近接音のみならず遠方の音も含めて収音する機能と、の両方の機能を有することが求められるようになっている。このような要求に対応する構成として、接話マイクとしての機能を備えるマイクロホンユニットと、遠方の音も収音可能な全指向性のマイクロホンユニットと、を別個に携帯電話機に搭載することが挙げられる。
【０００６】
また、他の手法として、例えば特許文献２に開示されるマイクロホンユニットを携帯電話機に適用することが挙げられる。特許文献２に開示されるマイクロホンユニットは、音声を入力する２つの開口部のうちの一方を開閉機構によって開放状態と閉塞状態とに切り替えられるようになっている。そして、特許文献２に開示されるマイクロホンユニットは、２つの開口部が開放されている時には両指向性の差動マイクロホンとして機能し、２つの開口部の一方が閉塞されている時には全指向性マイクロホンとして機能する。
【０００７】
両指向性の差動マイクロホンとして機能する場合には、背景雑音を抑圧して近接音のみを収音できるために、携帯電話機をユーザが手に持って使用する場合に適している。一方、全指向性マイクロホンとして機能する場合には、遠方の音も収音できるためにハンズフリー機能やムービー録画機能を使用する場合に適している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−１８８９４３号公報
【特許文献２】特開２００９−１３５７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述のように接話マイクとしての機能を備えるマイクロホンユニットと、全指向性のマイクロホンユニットと、を別個に搭載する場合、携帯電話機におけるマイクロホンユニットを実装する実装基板の面積を大きくする必要が生じる。近年においては、携帯電話機の小型化の要求が強いため、マイクロホンユニットを実装する実装基板の面積の拡大する必要がある上記対応は望ましくない。
【００１０】
また、特許文献２の構成の場合、メカニカルな機構を用いて、両指向性の差動マイクロホンとしての機能を発揮させるか、全指向性マイクロホンとしての機能を発揮させるかを切り替える構成となっている。メカニカルな機構は、落下時の衝撃に弱く、また磨耗し易いために、耐久性の面で懸念がある。
【００１１】
以上の点に鑑みて、本発明の目的は、音声入力装置の多機能化に対応しやすい小型なマイクロホンユニットを提供することである。また、本発明の他の目的は、そのようなマイクロホンを備える高品質の音声入力装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明のマイクロホンユニットは、第１の振動板の振動に基づいて音信号を電気信号に変換する第１の振動部と、第２の振動板の振動に基づいて音信号を電気信号に変換する第２の振動部と、前記第１の振動部と前記第２の振動部とを内部に収容するとともに、外部に面する第１の音孔と第２の音孔とが外部に設けられる筐体と、を備え、前記筐体は、前記第１の振動部と前記第２の振動部とが搭載される搭載面を有する搭載部を含み、前記第１の音孔と前記第２の音孔とは、前記搭載部の前記搭載面の裏面に設けられ、前記筐体には、前記第１の音孔から入力される音波を前記第１の振動板の一方の面に伝達するとともに前記第２の振動板の一方の面に伝達する第１の音道と、前記第２の音孔から入力される音波を前記第２の振動板の他方の面に伝達する第２の音道と、が設けられ、前記第１の振動板の他方の面は、前記筐体の内部に形成される密閉空間に面していることを特徴としている。
【００１３】
本構成のマイクロホンユニットによれば、第１の振動部を利用して近接音のみならず遠方の音も収音できる全指向性マイクロホンとしての機能が得られると共に、第２の振動部を利用して遠方ノイズ抑圧性能に優れた両指向性の差動マイクロホンとしての機能が得られる。このために、マイクロホンユニットが適用される音声入力装置（例えば携帯電話機等）の多機能化に対応しやすい。具体例を挙げると、例えば携帯電話機の接話用途では両指向性の差動マイクロホンとしての機能を利用することで背景雑音を抑えて、ハンズフリー用途やムービー録画用途では全指向性マイクロホンとしての機能を利用するといった使い方が可能になる。そして、本構成のマイクロホンユニットは２つの機能を兼ね備えるために、２つのマイクロホンユニットを別個に搭載する必要がなく、音声入力装置の大型化を抑制しやすい。
【００１４】
上記構成のマイクロホンユニットにおいて、前記筐体は、前記搭載部に被せられて、前記搭載部とともに前記第１の振動部を収容する第１の収容空間と前記第２の振動部を収容する第２の収容空間とを形成する蓋部を更に含み、前記搭載面には、前記第１の振動部に覆い隠される第１の開口部と、前記第２の振動部に覆い隠される第２の開口部と、が設けられ、前記第１の音道は、前記第１の音孔と、前記第１の開口部と、前記第２の開口部と、前記搭載部の内部に形成されて前記第１の音孔と前記第１の開口部及び前記第２の開口部とを連通する中空空間と、を用いて形成され、前記第２の音道は、前記搭載部を貫通する貫通孔である前記第２の音孔と、前記第２の収容空間とを用いて形成されていることとしてもよい。
【００１５】
本構成によれば、搭載部内に中空空間を形成して音道を得る構成であり、上記の２つの機能を発揮するマイクロホンユニットの薄型化を図り易い。また、本構成によれば、第１の収容空間によって第１の振動板の他方の面に面する密閉空間（背室）が形成される。この密閉空間は、例えば蓋部に設けられる凹部空間を利用して形成できるために、その容積を大きく確保することが容易である。そして、背室の容積が大きくなると振動部の振動膜が変位しやすくなり、振動部の感度を向上させることができる。したがって、本構成によれば、全指向性マイクロホンとしての機能を得る際に利用される第１の振動部の感度を向上させ、これにより高ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）のマイクロホンユニットが実現できる。
【００１６】
上記構成のマイクロホンユニットにおいて、前記筐体は、前記搭載部に被せられて前記搭載部とともに前記第１の振動板と前記第２の振動部とを収容する収容空間を形成する蓋部を更に含み、前記搭載面には、前記第２の振動部に覆い隠される開口部が設けられ、前記第１の音道は、前記搭載部を貫通する貫通孔である前記第１の音孔と、前記収容空間とを用いて形成され、前記第２の音道は、前記第２の音孔と、前記開口部と、前記搭載部の内部に形成されて前記第２の音孔と前記開口部とを連通する中空空間と、を用いて形成されていることとしてもよい。
【００１７】
本構成の場合も、搭載部内に中空空間を形成して音道を得る構成であり、上記の２つの機能を発揮するマイクロホンユニットの薄型化を図り易い。
【００１８】
上記構成のマイクロホンユニットにおいて、前記搭載部に搭載されて、前記第１の振動部及び前記第２の振動部で得られた電気信号を処理する電気回路部を備えることとしてもよい。この場合において、前記電気回路部は、前記第１の振動部で得られた電気信号を処理する第１の電気回路部と、前記第２の振動部で得られた電気信号を処理する第２の電気回路部と、からなることとしてもよい。また、前記第１の振動部及び前記第２の振動部で得られた電気信号を１つの電気回路部で処理しても構わない。さらに、電気回路部を前記第１の振動部あるいは前記第２の振動部の上にモノリシックに形成するものであっても構わない。また、前記搭載部に電気回路部を搭載する場合には、前記搭載面に前記電気回路部と電気接続するための電極が形成され、さらに搭載部の表面の電極から前記搭載面の裏面に前記搭載面の電極に電気接続される裏面電極パッドが形成されているのが好ましい。これにより、マイクロホンユニットの音声入力装置への実装が行い易い。
【００１９】
上記構成のマイクロホンユニットにおいて、前記搭載部の前記搭載面の裏面には、前記第１の音孔及び前記第２の音孔の各周囲を囲むように、実装基板に実装された場合に気密性を発揮するシーリング部が形成されていることとしてもよい。
【００２０】
本構成によれば、マイクロホンユニットを音声入力装置の実装基板に実装する際に、別途、音響リークを防止するためのガスケットを用意する必要がないために便利である。
【００２１】
上記目的を達成するために本発明の音声入力装置は、上記構成のマイクロホンユニットを備える音声入力装置であることを特徴としている。
【００２２】
本構成によれば、マイクロホンユニットが、遠方の音も収音できる全指向性マイクロホンとしての機能と、遠方ノイズ抑圧性能に優れる両指向性の差動マイクロホンとしての機能とを兼ね備えるために、使用モードに応じてマイクロホン機能を使い分けられる高品質の音声入力装置を提供できる。また、そのような高品質の音声入力装置を小型とできる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、音声入力装置の多機能化に対応しやすい小型なマイクロホンユニットを提供できる。また、本発明によれば、そのようなマイクロホンユニットを備えた高品質の音声入力装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態のマイクロホンユニットの外観構成を示す概略斜視図
【図２】第１実施形態のマイクロホンユニットの構成を示す分解斜視図
【図３】第１実施形態のマイクロホンユニットを図１のＡ−Ａ位置に沿って切断した場合の概略断面図
【図４】第１実施形態のマイクロホンユニットが備える搭載部の構成を説明するための概略平面図
【図５】第１実施形態のマイクロホンユニットが備える蓋部の構成を説明するための概略平面図
【図６】第１実施形態のマイクロホンユニットが備えるＭＥＭＳチップの構成を示す概略断面図
【図７】第１実施形態のマイクロホンユニットの構成を示すブロック図
【図８】第１実施形態のマイクロホンユニットが備える搭載部を上から見た場合の概略平面図で、ＭＥＭＳチップ及びＡＳＩＣが搭載された状態を示す図
【図９】音圧Ｐと音源からの距離Ｒとの関係を示すグラフ
【図１０】第１実施形態のマイクロホンユニットの指向特性について説明するための図
【図１１】第１実施形態のマイクロホンユニットのマイク特性を説明するためのグラフ
【図１２】マイクロホンにおける、背室容積とマイク感度との関係を示すグラフ
【図１３】マイク感度と周波数との関係が背室容積によって変化することを説明するためのグラフ
【図１４】第１実施形態のマイクロホンユニットの第１変形例を説明するための断面図
【図１５】第１実施形態のマイクロホンユニットの第２変形例を説明するための斜視図
【図１６】第１実施形態のマイクロホンユニットの第３変形例を説明するためのブロック図
【図１７】第１実施形態のマイクロホンユニットの第３変形例の構成を説明するための図で、マイクロホンユニットが備える搭載部を上から見た場合の概略平面図
【図１８】第１実施形態のマイクロホンユニットの第３変形例の別の構成を説明するための図で、マイクロホンユニットが備える搭載部を上から見た場合の概略平面図
【図１９】第１実施形態のマイクロホンユニットの第４変形例を説明するためのブロック図
【図２０】第１実施形態のマイクロホンユニットの第５変形例を説明するためのブロック図
【図２１】第２実施形態のマイクロホンユニットの構成を示す概略断面図
【図２２】第１実施形態のマイクロホンユニットが適用される携帯電話機の実施形態の概略構成を示す平面図
【図２３】図２２のＢ−Ｂ位置における概略断面図
【図２４】先の出願で開示したマイクロホンユニットが実装された携帯電話機の概略断面図
【図２５】本実施形態の音声入力装置の変形例を説明するためのブロック図
【図２６】従来のマイクロホンユニットの構成を示す概略断面図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明が適用されたマイクロホンユニット及び音声入力装置の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２６】
（マイクロホンユニット）
まず、本発明が適用されたマイクロホンユニットの実施形態について説明する。
【００２７】
１．第１実施形態のマイクロホンユニット
図１は、第１実施形態のマイクロホンユニットの外観構成を示す概略斜視図で、図１（ａ）は斜め上から見た図、図１（ｂ）は斜め下から見た図である。図１に示すように、第１実施形態のマイクロホンユニット１は、搭載部１１と、搭載部１１に被せられる蓋部１２とによって形成される略直方体形状の筐体１０を備える構成となっている。
【００２８】
図２は、第１実施形態のマイクロホンユニット構成を示す分解斜視図である。図３は、第１実施形態のマイクロホンユニットを図１のＡ−Ａ位置に沿って切断した場合の概略断面図である。図２及び図３に示すように、搭載部１１と蓋部１２とからなる筐体１０の内部には、第１のＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）チップ１３と、第１のＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）１４と、第２のＭＥＭＳチップ１５と、第２のＡＳＩＣ１６と、が収容されている。以下、各部の詳細について説明する。
【００２９】
図４は、第１実施形態のマイクロホンユニットが備える搭載部の構成を説明するための概略平面図で、図４（ａ）は搭載部を構成する第１平板の上面図、図４（ｂ）は搭載部を構成する第２平板の上面図、図４（ｃ）は搭載部を構成する第３平板の上面図である。なお、図４においては、搭載部１１を構成する平板同士の関係についての理解を容易にするために、各図で示す平板よりも上側に配置される平板に設けられる貫通孔を破線で示している。
【００３０】
図４に示すように、搭載部１１を構成する３つの平板１１１、１１２、１１３はいずれも平面視略矩形状に設けられ、平面視した場合のサイズは略同一のサイズとなっている。図３に示すように、第３平板１１３、第２平板１１２、第１平板１１１の順に下から上へと積み重ねて、平板同士を例えば接着剤や接着シート等を用いて貼り合わせることにより、実施形態の搭載部１１が得られる。搭載部１１を構成する平板１１１〜１１３の材料は特に限定されるものではないが、基板材料として用いられる公知の材料が好適に使用され、例えばＦＲ−４、セラミックス、ポリイミドフィルム等が用いられる。
【００３１】
図４（ａ）に示すように、第１平板１１１には、その長手方向の一方端寄り（図４では左寄り）であって、その短手方向の一方端寄り（図４では下寄り）に平面視略円形状の第１の貫通孔１１１ａが形成されている。また、第１平板１１１には、その略中央部から長手方向の他方端側（図４では右側）にややずれた位置に、平面視略円形状の第２の貫通孔１１１ｂが形成されている。更に、第１平板１１１には、その長手方向の他方端寄り（図４では右寄り）に、第１平板１１１の短手方向（図４では上下方向）が長手方向となる平面視略長方形状（スタジアム形）の第３の貫通孔１１１ｃが形成されている。
【００３２】
図４（ｂ）に示すように、第２平板１１２には、その略中央部から長手方向の一方端寄り（図４では左寄り）に亘って、平面視略Ｔ字状（正確にはＴの字が横を向いている）の第４の貫通孔１１２ａが形成されている。この第４の貫通孔１１２ａは、第１平板１１１に形成される第１の貫通孔１１１ａ及び第２の貫通孔１１１ｂ（破線で示す）と重なり合うように、その位置が決められている。また、第２平板１１２には、その長手方向の他方端寄り（図４では右寄り）に、第２平板１１２の短手方向（図４では上下方向）が長手方向となる平面視略長方形状の第５の貫通孔１１２ｂが形成されている。この第５の貫通孔１１２ｂは第１平板１１１の第３の貫通孔１１１ｃと同形状且つ同サイズに形成されており、その全体が第３の貫通孔１１１ｃに重なり合うように位置が決められている。
【００３３】
図４（ｃ）に示すように、第３平板１１３には、その長手方向の一方端寄り（図４では左寄り）に、第３平板１１３の短手方向（図４では上下方向）が長手方向となる平面視略長方形状の第６の貫通孔１１３ａが形成されている。この第６の貫通孔１１３ａは、その全体が第２平板１１２の第４の貫通孔１１２ａと重なり合うように位置が決められている。また、第３平板１１３には、その長手方向の他方端寄り（図４では右寄り）に、第３平板１１３の短手方向（図４では上下方向）が長手方向となる平面視略長方形状の第７の貫通孔１１３ｂが形成されている。この第７の貫通孔１１３ｂは第２平板１１２の第５の貫通孔１１２ｂと同形状且つ同サイズに形成されており、その全体が第５の貫通孔１１２ｂに重なり合うように位置が決められている。
【００３４】
このように形成される３つの平板１１１〜１１３を、上述のように第３平板１１３、第２平板１１２、第１平板１１１の順に下から上へと積み上げて搭載部１１を形成すると、搭載部１１内には次のような中空空間が形成されることになる。すなわち、図３に示すように、搭載部１１の上面１１ａに設けられる第１の開口部２１（第１の貫通孔１１１ａの上面部）及び第２の開口部２２（第２の貫通孔１１１ｂの上面部）と、搭載部１１の下面１１ｂに設けられる第３の開口部２３（第６の貫通孔１１３ａの下面部）とを連通する中空空間２４が搭載部１１の内部に形成される。また、３つの平板１１１〜１１３を上述のように積み上げて搭載部１１を形成すると、３つの貫通孔１１１ｃ、１１２ｂ、１１３ｂが連なって、搭載部１１を厚み方向に貫く、平面視略長方形状の１つの貫通孔２５が形成される（図３参照）。
【００３５】
なお、搭載部１１には電極パッドや電気配線が形成されているが、これらについては後述する。また、本実施形態では搭載部１１を３つの平板を貼り合わせて得る構成としているが、この構成に限定されず、搭載部１１は１つの平板で構成しても構わないし、３つとは異なる複数の平板で構成しても構わない。また、搭載部１１の形状は板状に限定されない。板状でない搭載部１１を複数の部材で構成する場合には、搭載部１１を構成する部材の中に平板ではない部材が含まれて良い。更に、搭載部１１に形成される開口部２１、２２、２３、中空空間２４、及び貫通孔２５の形状は本実施形態の構成に限定されず、適宜変更可能である。
【００３６】
図５は、第１実施形態のマイクロホンユニットが備える蓋部の構成を説明するための概略平面図で、図５（ａ）は蓋部の第１構成例を示し、図５（ｂ）は蓋部の第２構成例を示している。なお、図５は、蓋部１２を下から見た場合の図である。
【００３７】
蓋部１２は、その外形が略直方体形状に設けられる（図１〜図３参照）。蓋部１２の長手方向（図５の左右方向）及び短手方向（図５の上下方向）の長さは、蓋部１２を搭載部１１に被せて筐体１０を構成した際に、筐体１０の側面部が略面一となるように調整されている。蓋部１２を構成する材料については、例えばＬＣＰ（Liquid Crystal Polymer；液晶ポリマ）やＰＰＳ（polyphenylene sulfide；ポリフェニレンスルファイド）等の樹脂とすることもできる。ここで、樹脂に導電性を持たせるため、ステンレス等の金属フィラーやカーボンを混入しても構わない。また、ＦＲ−４等、セラミックス等の基板材料としても構わない。
【００３８】
図５に示すように、蓋部１２は仕切り部１２ａで仕切られた２つの凹部１２ｂ、１２ｃを有する。このため、蓋部１２を搭載部１１に被せることにより、互いに独立した２つの空間１２１、１２２（図３参照）が得られる。この２つの空間１２１、１２２は、後述のように、それぞれＭＥＭＳチップ及びＡＳＩＣを収容する空間として用いられるために、以下では、空間１２１を第１の収容空間１２１、空間１２２を第２の収容空間１２２と記載する。
【００３９】
蓋部１２に設ける凹部１２ｂ、１２ｃは、図５（ａ）のようにいずれも平面視略矩形状（略直方体形状）としても良い。ただし、搭載部１１に蓋部１２を被せた際に音道として使用される（この点は後述する）第２の収容空間１２２を形成する凹部１２ｃについては、図５（ｂ）のように、平面視略Ｔ字状に形成するのが好ましい。
【００４０】
これにより、第２の収容空間１２２について、音の入り口となる部分（ここでは貫通孔２５とつながる部分）の開口面積を広く確保しつつ、第２の収容空間１２２全体の容積が小さくなるように構成でき、第２の収容空間１２２が持つ音響的な共振周波数を高周波数側に設定することが可能となる。この場合、第２の収容空間１２２に収容される第２のＭＥＭＳチップ１５（図３参照）を用いたマイク特性を良好なものとできる（高周波数側において適切にノイズを抑圧できる）。
【００４１】
ここで、共振周波数について、補足説明する。一般的に、第２の収容空間１２２と、これに繋がる音の入り口が存在するモデルを考えた場合、モデル固有の音響的な共振周波数を持つ。この共振周波数はヘルムホルツ共振と呼ばれるものである。このモデルでは、定性的には、音の入り口の面積Ｓが大きくなるほど、及び／又は、第２の収容空間１２２の体積Ｖが小さくなるほど、共振周波数は高くなる。逆に、音の入り口の面積Ｓが小さくなるほど、及び／又は、第２の収容空間１２２の体積Ｖが大きくなるほど、共振周波数は低くなる。共振周波数が低くなり、音声周波数帯域（〜１０ｋＨｚ）に近接してくると、マイクロホンの周波数特性、感度特性に悪影響を与える。したがって、共振周波数はできるだけ高く設定することが望ましい。
【００４２】
上記において、第２の収容空間１２２を形成する凹部１２ｃについて、平面視略Ｔ字状としたが、この形状に限定されるものではなく、ＭＥＭＳチップ及びＡＳＩＣの配置に応じて、第２の収容空間１２２の体積Ｖが最小となるように設計することが望ましい。なお、搭載部１１を構成するときに、３つの平板のうちの第２平板１１２について、平面視略Ｔ字状の貫通孔１１２ａを形成したのも、同様の理由による。音の入り口となる部分（第６の貫通孔１１３ａとつながる部分）の開口面積を広く確保しつつ、中空空間２４の容積を小さくして、共振周波数を高く設定するようにしている。
【００４３】
図２及び図３に示すように、マイクロホンユニット１においては、搭載部１１に第１のＭＥＭＳチップ１３と第２のＭＥＭＳチップ１５との２つのＭＥＭＳチップが搭載される。この２つのＭＥＭＳチップ１３、１５は、いずれもシリコンチップからなって、その構成は同一である。このため、第１のＭＥＭＳチップ１３の場合を例に、図６を参照しながら、マイクロホンユニット１が備えるＭＥＭＳチップの構成を説明する。なお、図６は、第１実施形態のマイクロホンユニットが備えるＭＥＭＳチップの構成を示す概略断面図である。また、図６において、括弧で示した符号は第２のＭＥＭＳチップ１５に対応する符号である。また、ＭＥＭＳチップは本発明の振動部の実施形態である。
【００４４】
図６に示すように、第１のＭＥＭＳチップ１３は、絶縁性の第１のベース基板１３１と、第１の固定電極１３２と、第１の絶縁層１３３と、第１の振動板１３４と、を有する。
【００４５】
第１のベース基板１３１には、その中央部に平面視略円形状の貫通孔１３１ａが形成されている。第１の固定電極１３２は第１のベース基板１３１の上に配置され、この第１の固定電極１３２には複数の小径の貫通孔１３２ａが形成されている。第１の絶縁層１３３は第１の固定電極１３２の上に配置され、第１のベース基板１３１と同様に、その中央部に平面視略円形状の貫通孔１３３ａが形成されている。第１の絶縁層１３３の上に配置される第１の振動板１３４は、音圧を受けて振動（図６において上下方向に振動）する薄膜で、導電性を有して電極の一端を形成している。第１の絶縁層１３３の存在によって間隔Ｇｐをあけて互いに略平行となるように対向配置される、第１の固定電極１３２と第１の振動板１３４とはコンデンサを形成している。
【００４６】
なお、第１のベース基板１３１に形成される貫通孔１３１ａ、第１の固定電極１３２に形成される複数の貫通孔１３２ａ、及び第１の絶縁層１３３に形成される貫通孔１３３ａの存在により、第１の振動板１３４には、上からだけではなく、下からも音波が到達するようになっている。
【００４７】
このようにコンデンサ型のマイクロホンとして構成される第１のＭＥＭＳチップ１３においては、音波の到来により第１の振動板１３４が振動すると、第１の振動板１３４と第１の固定電極１３２との間の静電容量が変化する。この結果、第１のＭＥＭＳチップ１３に入射した音波（音信号）を電気信号として取り出せる。同様に、第２のベース基板１５１と、第２の固定電極１５２と、第２の絶縁層１５３と、第２の振動板１５４と、を備える第２のＭＥＭＳチップ１５も、入射した音波（音信号）を電気信号として取り出せる。すなわち、第１のＭＥＭＳチップ１３及び第２のＭＥＭＳチップ１５は、音信号を電気信号に変換する機能を有する。
【００４８】
なお、ＭＥＭＳチップ１３、１５の構成は、本実施形態の構成に限定されるものではなく、適宜、その構成を変更しても構わない。例えば、本実施形態では振動板１３４、１５４の方が固定電極１３２、１５２よりも上となっているが、これとは逆の関係（振動板が下で、固定電極が上となる関係）となるように構成しても構わない。
【００４９】
第１のＡＳＩＣ１４は、第１のＭＥＭＳチップ１３の静電容量の変化（第１の振動板１３４の振動に由来する）に基づいて取り出される電気信号を増幅処理する集積回路である。第２のＡＳＩＣ１６は、第２のＭＥＭＳチップ１５の静電容量の変化（第２の振動板１５４の振動に由来する）に基づいて取り出される電気信号を増幅処理する集積回路である。なお、ＡＳＩＣは本発明の電気回路部の実施形態である。
【００５０】
図７に示すように、第１のＡＳＩＣ１４は、第１のＭＥＭＳチップ１３にバイアス電圧を印加するチャージポンプ回路１４１を備える。チャージポンプ回路１４１は、電源電圧ＶＤＤ（例えば１．５〜３Ｖ程度）を昇圧（例えば６〜１０Ｖ程度）して、第１のＭＥＭＳチップ１３にバイアス電圧を印加する。また、第１のＡＳＩＣ１４は、第１のＭＥＭＳチップ１３における静電容量の変化を検出するアンプ回路１４２を備える。アンプ回路１４２で増幅された電気信号は第１のＡＳＩＣ１４から出力される（ＯＵＴ１）。同様に、第２のＡＳＩＣ１６も第２のＭＥＭＳチップ１５にバイアス電圧を印加するチャージポンプ回路１６１と、静電容量の変化を検出して増幅された電気信号を出力する（ＯＵＴ２）アンプ回路１６２を備える。なお、図７は、第１実施形態のマイクロホンユニットの構成を示すブロック図である。
【００５１】
ここで、主に図８を参照して、マイクロホンユニット１における、２つのＭＥＭＳチップ１３、１５及び２つのＡＳＩＣ１４、１６の位置関係及び電気的な接続関係について説明しておく。なお、図８は、第１実施形態のマイクロホンユニットが備える搭載部を上から（搭載面側から）見た場合の概略平面図で、ＭＥＭＳチップ及びＡＳＩＣが搭載された状態を示す図である。
【００５２】
２つのＭＥＭＳチップ１３、１５は、振動板１３４、１５４が搭載部１１の搭載面（上面）１１ａに対して略平行となる姿勢（図３参照）で搭載部１１に搭載される。そして、図８に示すように、搭載部１１の長手方向の一方端寄り（図８では左寄り）において、第１のＭＥＭＳチップ１３と第１のＡＳＩＣ１４とが短手方向に並んだ状態で搭載される。また、搭載部１１の略中央部から長手方向の他方端側（図８では右側）にややずれた位置には第２のＭＥＭＳチップ１５が搭載される。また、搭載部１１には、第２のＭＥＭＳチップ１５を基準にして、長手方向の他方端側（図８では右側）に第２のＡＳＩＣ１６が搭載される。
【００５３】
なお、第１のＭＥＭＳチップ１３は、搭載部１１の搭載面（上面）１１ａに形成される第１の開口部２１（図２及び図３参照）を覆うように、搭載部１１に搭載されている。また、第２のＭＥＭＳチップ１５は、搭載部１１の上面１１ａに形成される第２の開口部２２（図２及び図３参照）を覆うように、搭載部１１に搭載されている。
【００５４】
また、２つのＭＥＭＳチップ１３、１５及び２つのＡＳＩＣ１４、１６の配置の仕方は本実施形態の構成に限定される趣旨ではなく、適宜変更可能である。例えば、ＭＥＭＳチップとＡＳＩＣとで構成される各組について、いずれもＭＥＭＳチップとＡＳＩＣとが長手方向に配列される構成としたり、短手方向に配列される構成としたりしてもよい。
【００５５】
２つのＭＥＭＳチップ１３、１５及び２つのＡＳＩＣ１４、１６は、搭載部１１にダイボンディング及びワイヤボンディングにより実装されている。詳細には、第１のＭＥＭＳチップ１３及び第２のＭＥＭＳチップ１５は、図示しないダイボンド材（例えばエポキシ樹脂系やシリコーン樹脂系の接着剤等）によって、それらの底面と搭載部１１の上面１１ａとの間に隙間ができないように、搭載部１１の上面１１ａに接合されている。このように接合することにより、搭載部１１の上面１１ａとＭＥＭＳチップ１３、１５の底面との間にできる隙間から音が漏れ込むという事態が発生しないようになっている。また、図８に示すように、第１のＭＥＭＳチップ１３は第１のＡＳＩＣ１４に、第２のＭＥＭＳチップ１５は第２のＡＳＩＣ１６に、各々、ワイヤ１７（好ましくは金線）によって電気的に接続されている。
【００５６】
また、２つのＡＳＩＣ１４、１６はいずれも、図示しないダイボンド材によって搭載部１１の搭載面（上面）１１ａと対向する底面が、搭載部１１の上面１１ａに接合されている。図８に示すように、第１のＡＳＩＣ１４は、ワイヤ１７によって搭載部１１の上面１１ａに形成される複数の電極端子１８ａ、１８ｂ、１８ｃのそれぞれと電気的に接続されている。電極端子１８ａは電源電圧（ＶＤＤ）入力用の電源用端子で、電極端子１８ｂは第１のＡＳＩＣ１４のアンプ回路１４２で増幅処理された電気信号を出力する第１の出力端子で、電極端子１８ｃはグランド接続用のＧＮＤ端子である。
【００５７】
同様に、第２のＡＳＩＣ１６は、ワイヤ１７によって搭載部１１の上面１１ａに形成される複数の電極端子１９ａ、１９ｂ、１９ｃのそれぞれと電気的に接続されている。電極端子１９ａは電源電圧（ＶＤＤ）入力用の電源用端子で、電極端子１９ｂは第２のＡＳＩＣ１６のアンプ回路１６２で増幅処理された電気信号を出力する第２の出力端子で、電極端子１９ｃはグランド接続用のＧＮＤ端子である。
【００５８】
搭載部１１の搭載面１１ａの裏面（搭載部１１の下面）１１ｂには、図１（ｂ）や図３に示すように外部接続用電極パッド２０が形成されている。外部接続用電極パッド２０には、電源用電極パッド２０ａ、第１の出力用電極パッド２０ｂ、第２の出力用電極パッド２０ｃ、ＧＮＤ用電極パッド２０ｄ、及びシーリング用電極パッド２０ｅが含まれる。
【００５９】
搭載部１１の上面１１ａに設けられる電源端子１８ａ及び１９ａは搭載部１１に形成される図示しない配線（貫通配線含む）を介して電源用電極パッド２０ａに電気的に接続される。搭載部１１の上面１１ａに設けられる第１の出力端子１８ｂは搭載部１１に形成される図示しない配線（貫通配線含む）を介して第１の出力用電極パッド２０ｂに電気的に接続される。搭載部１１の上面１１ａに設けられる第２の出力端子１９ｂは搭載部１１に形成される図示しない配線（貫通配線含む）を介して第２の出力用電極パッド２０ｃに電気的に接続される。搭載部１１の上面１１ａに設けられるＧＮＤ端子１８ｃ及び１９ｃは搭載部１１に形成される図示しない配線（貫通配線含む）を介してＧＮＤ用電極パッド２０ｄに電気的に接続される。貫通配線については基板製造で一般的に使用されるスルーホールビアにより形成が可能である。
【００６０】
なお、シーリング用電極パッド２０ｅは、マイクロホンユニット１を携帯電話機等の音声入力装置の実装基板に実装する場合に気密性を保つために用いられるものであり、その詳細は後述する。
【００６１】
また、本実施形態においては、２つのＭＥＭＳチップ１３、１５及び２つのＡＳＩＣ１４、１６がワイヤボンディング実装される構成としたが、２つのＭＥＭＳチップ１３、１５及び２つのＡＳＩＣ１４、１６はフリップチップ実装しても勿論構わない。この場合、ＭＥＭＳチップ１３、１５およびＡＳＩＣ１４、１６の下面に電極を形成し、これに対応する電極パッドを搭載部１１の上面に配置し、これらの結線は搭載部１１上に形成された配線パターンにより行う。
【００６２】
２つのＭＥＭＳチップ１３、１５及び２つのＡＳＩＣ１４、１６を搭載した搭載部１１（本実施形態では基板の貼り合わせによって構成されており基板部と表現してもよい）の上に、蓋部１２を気密封止するように接合（例えば接着剤や接着シートが使用される）すると、筐体１０内に第１のＭＥＭＳチップ１３と、第１のＡＳＩＣ１４と、第２のＭＥＭＳチップ１５と、第２のＡＳＩＣ１６と、を備えるマイクロホンユニット１が得られる。なお、マイクロホンユニット１においては、図３に示すように、第１の収容空間１２１に第１のＭＥＭＳチップ１３及び第１のＡＩＳＣ１４が収容され、第２の収容空間１２２に第２のＭＥＭＳチップ１５及び第２のＡＳＩＣ１６が収容される。
【００６３】
このマイクロホンユニット１においては、図３に示すように、外部から第３の開口部２３を介して入力された音波は、中空空間２４及び第１の開口部２１を通って第１の振動板１３４の下面に到達するとともに、中空空間２４及び第２の開口部２２を通って第２の振動板１５４の下面に到達する。また、外部から貫通孔２５を介して入力された音波は、第２の収容空間１２２を通って第２の振動板１５４の上面に到達する。なお、第３の開口部２３及び貫通孔２５は筐体１０内に音波を入力するために使用されるものであるため、以下では、第３の開口部２３を第１の音孔２３、貫通孔２５を第２の音孔２５と表現する。
【００６４】
以上のことから、マイクロホンユニット１には、第１の音孔２３から入力される音波を第１の振動板１３４の一方の面（下面）に伝達するとともに、第２の振動板１５４の一方の面（下面）に伝達する第１の音道４１と、第２の音孔２５から入力される音波を第２の振動板１５４の他方の面（上面）に伝達する第２の音道４２と、が設けられている、と言える。また、マイクロホンユニット１においては、第１の振動板１３４の他方の面（上面）には外部から音波が入力されないようになっており、音響リークのない密閉空間（背室）が形成されている。
【００６５】
なお、マイクロホンユニット１に設けられる第１の音孔２３と第２の音孔２５との間隔（中心間距離）は、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下とするのが好ましく、４ｍｍ以上６ｍｍ以下とするのがより好ましい。２つの音孔２３、２５の間隔が広すぎると、それぞれの音孔２３、２５から入力されて第２の振動板１５４に到達する音波の位相差が大きくなってマイク特性が低下（ノイズ抑圧性能が低下）するため、このような事態を抑制する趣旨である。また、２つの音孔２３、２５の間隔が狭すぎると、第２の振動板１５４の上面と下面に加わる音圧の差が小さくなって第２の振動板１５４の振幅が小さくなり、第２のＡＳＩＣ１６から出力される電気信号のＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）が悪くなるため、このような事態を抑制する趣旨である。
【００６６】
また、広い周波数域で高いノイズ抑圧効果を得るために、音が第１の音孔２３から第１の音道４１（図３参照）を通って第２の振動板１５４へと至る音の伝播距離と、音が第２の音孔２５から第２の音道４２（図３参照）を通って第２の振動板１５４へと至る音の伝播距離とはほぼ等しくなるように設計するのが好ましい。
【００６７】
また、マイクロホンユニット１では、筐体１０に設ける第１の音孔２３及び第２の音孔２５が長孔形状となるように構成しているが、この構成に限定されず、例えば平面視略円形状の孔等としても構わない。ただし、本構成のように、長孔形状とすることにより、例えばマイクロホンユニット１の長手方向（図３の左右方向が該当）の長さが大きくなるのを抑制してパッケージサイズを小さくしつつ、音孔の断面積を大きくできるので好ましい。音孔の断面積を大きくすることによる効果については、すでに説明した通りである。音孔の断面積が大きくなるほど、共振周波数が高くすることができるため、マイクロホンとして広帯域に渡り平坦な性能を得ることができる。
【００６８】
また、第１のＭＥＭＳチップ１３における静電容量の変化を検出するアンプ回路１４２のアンプゲインと、第２のＭＥＭＳチップ１５における静電容量の変化を検出するアンプ回路１６２のアンプゲインとは、異なるゲインに設定してよい。第２のＭＥＭＳチップ１５の第２の振動板１５４は、両面（上面及び下面）に加わる音圧差により振動するため、その振動振幅は、第１のＭＥＭＳチップ１３の第１の振動板１３４の振動振幅よりも小さくなる。このため、例えば第２のＡＳＩＣ１６のアンプ回路１６２のアンプゲインを、第１のＡＳＩＣ１４のアンプ回路１４２のアンプゲインよりも大きくしても構わない。より具体的には、２つの音孔２３、２５の中心間距離が５ｍｍ程度である場合には、第２のＡＳＩＣ１６のアンプ回路１６２のアンプゲインは、第１のＡＳＩＣ１４のアンプ回路１４２のアンプゲインよりも６〜１４ｄＢ程度高い値に設定することが好ましい。これにより、２つのアンプ回路１４２、１６２からの出力信号振幅をほぼ等しくすることができるため、ユーザが両アンプからの出力を選択して切り替えたときに大きな出力振幅変化が生じるのを抑えることができる。
【００６９】
次に、第１実施形態のマイクロホンユニット１の作用効果について説明する。
【００７０】
マイクロホンユニット１の外部で音が生じると、第１の音孔２３から入力された音波が第１の音道４１によって第１の振動板１３４の下面に到達し、第１の振動板１３４が振動する。これにより、第１のＭＥＭＳチップ１３において静電容量の変化が生じる。第１のＭＥＭＳチップ１３の静電容量の変化に基づいて取り出された電気信号は、第１のＡＳＩＣ１４のアンプ回路１４２によって増幅処理されて、最終的に第１の出力用電極パッド２０ｂから出力される（以上、図３及び図７参照）。
【００７１】
また、マイクロホンユニット１の外部で音が生じると、第１の音孔２３から入力された音波が第１の音道４１によって第２の振動板１５４の下面に到達すると共に、第２の音孔２５から入力された音波が第２の音道４２によって第２の振動板１５４の上面に到達する。このために、第２の振動板１５４は、その上面に加わる音圧と下面に加わる音圧との音圧差によって振動する。これにより、第２のＭＥＭＳチップ１５において静電容量の変化が生じる。第２のＭＥＭＳチップ１５の静電容量の変化に基づいて取り出された電気信号は、第２のＡＳＩＣ１６のアンプ回路１６２によって増幅処理されて、最終的に第２の出力用電極パッド２０ｃから出力される（以上、図３及び図７参照）。
【００７２】
以上のように、マイクロホニンユニット１においては、第１のＭＥＭＳチップ１３を用いて得られる信号と、第２のＭＥＭＳチップ１５を用いて得られる信号とが、別々に外部へと出力されるようになっている。ところで、マイクロホンユニット１は、第１のＭＥＭＳチップ１３のみを利用する場合と、第２のＭＥＭＳチップ１５のみを利用する場合とで、異なった性質を示す。これについて、以下説明する。
【００７３】
説明するに先立って、音波の性質について説明しておく。図９は、音圧Ｐと音源からの距離Ｒとの関係を示すグラフである。図９に示すように、音波は、空気等の媒質中を進行するにつれて減衰し、音圧（音波の強度・振幅）が低下する。音圧は、音源からの距離に反比例し、音圧Ｐと距離Ｒとの関係は、以下の式（１）のように表せる。なお、式（１）におけるｋは比例定数である。
Ｐ＝ｋ／Ｒ （１）
【００７４】
図９及び式（１）から明らかなように、音圧は音源に近い位置では急激に減衰（グラフの左側）し、音源から離れるほどなだらかに減衰（グラフの右側）する。すなわち、音源からの距離がΔｄだけ異なる２つの位置（Ｒ１とＲ２、Ｒ３とＲ４）に伝達される音圧は、音源からの距離が小さいＲ１からＲ２においては大きく減衰する（Ｐ１−Ｐ２）が、音源からの距離が大きいＲ３からＲ４においてはあまり減衰しない（Ｐ３−Ｐ４）。
【００７５】
図１０は、第１実施形態のマイクロホンユニットの指向特性について説明するための図で、図１０（ａ）は第１のＭＥＭＳチップ１３側を利用する場合の指向特性を説明するための図、図１０（ｂ）は第２のＭＥＭＳチップ１５側を利用する場合の指向特性を説明するための図である。なお、図１０においては、マイクロホンユニット１の姿勢は図３に示すのと同姿勢を想定している。
【００７６】
音源から第１の振動板１３４までの距離が一定であれば、音源がどの方向にあっても第１の振動板１３４に加わる音圧は一定となる。すなわち、第１のＭＥＭＳチップ１３側を利用する場合、図１０（ａ）に示すように、マイクロホンユニット１は、あらゆる方向から入射される音波を均等に受ける全指向特性を示す。
【００７７】
一方、第２のＭＥＭＳチップ１５側を利用する場合、マイクロホンユニット１は、全指向性特性を示さず、図１０（ｂ）に示すように両指向特性を示す。音源から第２の振動板１５４までの距離が一定であれば、音源が０°又は１８０°の方向にある時に第２の振動板１５４に加わる音圧が最大となる。これは、音波が第１の音孔２３から第２の振動板１５４の下面に至る距離と、音波が第２の音孔２５から第２の振動板１５４の上面へと至る距離との差が最も大きくなるからである。
【００７８】
これに対し、音源が９０°又は２７０°の方向にある時に第２の振動板１５４に加わる音圧が最小（０）になる。これは、音波が第１の音孔２３から第２の振動板１５４の下面に至る距離と、音波が第２の音孔２５から第２の振動板１５４の上面へと至る距離との差がほぼ０となるからである。すなわち、第２のＭＥＭＳチップ１５側を利用する場合、マイクロホンユニット１は、０°及び１８０°の方向から入射される音波に対して感度が高く、９０°及び２７０°の方向から入射される音波に対して感度が低い特性（両指向性）を示す。
【００７９】
図１１は、第１実施形態のマイクロホンユニットのマイク特性を説明するためのグラフで、横軸は音源からの距離Ｒを対数軸で表現したもの、縦軸はマイクロホンユニットの振動板に加わる音圧レベル（ｄＢ）を示す。なお、図１１において、Ａは第１のＭＥＭＳチップ１３側を利用する場合のマイクロホンユニット１のマイク特性を示し、Ｂは第２のＭＥＭＳチップ１５側を利用する場合のマイクロホンユニット１のマイク特性を示す。
【００８０】
第１のＭＥＭＳチップ１３では、第１の振動板１３４は一方の面（下面）に加わる音圧によって振動するが、第２のＭＥＭＳチップ１５では、第２の振動板１５４は両面（上面及び下面）に加わる音圧の差によって振動する。距離減衰特性は、第１のＭＥＭＳチップ１３側を利用する場合、音圧レベルは１／Ｒで減衰するが、第２のＭＥＭＳチップ１５側を利用する場合には、第１のＭＥＭＳチップ１３特性を距離Ｒで微分特性した特性となり、音圧レベルは１／Ｒ2で減衰するような特性となる。このために、図１１に示すように、第１のＭＥＭＳチップ１３側を利用する場合に比べて第２のＭＥＭＳチップ１５側を利用する場合には、音源からの距離に対する振動振幅の低下が急となり、距離減衰が大きくなる。
【００８１】
換言すると、第１のＭＥＭＳチップ１３側を利用する場合、第２のＭＥＭＳチップ１５側を利用する場合に比べて、マイクロホンユニット１は、マイクロホンユニット１から遠く離れた位置に音源がある遠距離音を収音する機能に優れる。一方、第２のＭＥＭＳチップ１５側を利用する場合には、マイクロホンユニット１は、マイクロホンユニット１の近傍で発生する目的音を効率よく収音し、背景雑音（上記目的音でない音を指している）を除去する機能に優れる。
【００８２】
後者について、更に説明する。マイクロホンユニット１の近傍で発生する上記目的音の音圧は、第１の音孔２３と第２の音孔２５との間で大きく減衰し、第２の振動板１５４の上面に伝達される音圧と、第２の振動板１５２の下面に伝達される音圧とは大きな差が生じる。一方、背景雑音は、上記目的の音に比べて音源が遠い位置にあるために、第１の音孔２３と第２の音孔２５との間ではほとんど減衰せず、第２の振動板１５４の上面に伝達される音圧と、第２の振動板１５４の下面に伝達される音圧との音圧差は非常に小さくなる。なお、ここでは、音源から第１の音孔２３までの距離と、音源から第２の音孔２５までの距離とが異なる場合を前提としている。
【００８３】
第２の振動板１５４にて受音される背景雑音の音圧差は非常に小さいために、背景雑音の音圧は第２の振動板１５４にてほぼ打ち消される。これに対して、第２の振動板１５４にて受音される上記目的音の音圧差は大きいために、上記目的音の音圧は第２の振動板１５４で打ち消されない。このため、第２の振動板１５４の振動によって得られた信号は、背景雑音が除去された上記目的音の信号であると見なせる。このため、第２のＭＥＭＳチップ１５側を利用する場合には、マイクロホンユニット１は、その近傍で発生する目的音について背景雑音を除去して収音する機能に優れることになる。
【００８４】
上述のように、マイクロホンユニット１においては、第１のＭＥＭＳチップ１３から取り出される信号と、第２のＭＥＭＳチップ１５から取り出される信号とを、別々に処理（増幅処理）して、別々に外部に出力するようになっている。このため、このマイクロホンユニット１が適用される音声入力装置において、いずれかのＭＥＭＳチップ１３、１５から出力される信号を近接音源の収音あるいは遠方音源の収音のいずれかの目的に応じて適宜選択して使うようにすれば、音声入力装置の多機能に対応できる。
【００８５】
具体例として、マイクロホンユニット１が携帯電話機（音声入力装置の一例）に適用される場合を挙げて説明する。携帯電話機の通話時には、通常は、ユーザはマイクロホンユニット１近傍に口を近づけて話す。このために、携帯電話機の通話時の機能としては、背景雑音を除去して目的音のみを収音できることが望まれる。このため、例えば通話時には、マイクロホニンユニット１から出力される信号のうち、第２のＭＥＭＳチップ１５から取り出される信号を使用するようにすればよい。
【００８６】
上述のように、最近の携帯電話機は、ハンズフリー機能やムービー録画機能を備える。このようなモードで使用する場合は、マイクロホンユニット１から離れた遠方の音を収音できる必要がある。このために、例えば、携帯電話機のハンズフリー機能やムービー録画機能を用いる場合には、マイクロホニンユニット１から出力される信号のうち、第１のＭＥＭＳチップ１３から取り出される信号を使用するようにすればよい。ここで、遠方の音は近接音に対して相対的に入力音圧が低くなるため、高いＳＮＲが要求される。
【００８７】
以上のように、本実施形態のマイクロホンユニット１は、遠方ノイズ抑圧性能に優れた両指向特性の差動マイクロホンとしての機能（ニアフィールド収音機能）と、マイクロホンユニット１から離れた位置に音源がある遠距離音を収音可能な全指向性マイクロホンとしての機能（ファーフィールド収音機能）と、を兼ね備える構成となっている。このために、本実施形態のマイクロホンユニット１によれば、マイクロホンユニットが適用される音声入力装置の多機能化に対応しやすい。
【００８８】
本実施形態のマイクロホンユニット１においては、第１の振動板１３４への音道と、第２の振動板１５４への音道を一部共通化すること、および筐体のスペースを共用することでパッケージの小型化を図っている。具体的には、接話マイクのみの機能を有する図２６に示すような従来マイクロホンＺにおいては、第１の音孔Ｚ３と、第２の音孔Ｚ４（いずれも搭載部Ｚ１の下面側に形成される）との間は一定の距離（例えば５ｍｍ）が物理的に必要である。このため、第１の音孔Ｚ３の上部において蓋部Ｚ２に音響的に使用されない無駄な領域が発生する。本実施形態のマイクロホンユニット１では、この領域に第１の収容空間１２１を設け、第１のＭＥＭＳチップ１３と、第１のＡＳＩＣ１４ を配置して有効利用することで、マイクロホンユニットの小型化を実現している。なお、図２６において、符号Ｚ５はＭＥＭＳチップ、符号Ｚ６はＡＳＩＣである。
【００８９】
また、本実施形態のマイクロホンユニット１は上述の２つの機能を兼ね備えるために、従来のように、互いに異なる機能を有する２つのマイクロホンユニットを別個に搭載する必要がない。このため、多機能の音声入力装置を製造にするにあたって、使用部材の低減とマイクロホンを実装するための実装面積の低減（音声入力装置の大型化の抑制）を図れる。
【００９０】
また、本実施形態のマイクロホンユニット１においては、第１の振動板１３４の上面に面する密閉空間（背室）を蓋部１２に形成される凹部１２ｂを利用して得る構成であるために、背室の容積を大きくしやすい。これは、マイクロホンのＳＮＲ向上に貢献する。
【００９１】
図１２は、マイクロホンにおける、背室容積とマイク感度との関係を示すグラフである。図１２は、背室容積が大きくなるほどマイク感度が向上し、背室容積が小さくなると急激に感度が低下することを示している。小型のマイクロホンを扱う場合、背室の容積を十分に確保することは難しく、背室容積に対する感度変化の大きい領域で設計することが多い。こうした場合には、少しでも背室容積を大きくすることでマイク感度が格段に向上することがわかる。
【００９２】
また、図１３は、マイク感度と周波数との関係が背室容積によって変化することを説明するためのグラフである。図１３から、背室容積が大きくなるほどマイク感度が向上すること、および背室容積が小さい場合には低周波数域においてマイク感度の減衰が発生することがわかる。上記の特性は、振動板の持つバネ係数と収容空間の空気が持つバネ係数のバランスにより決まる。上述のように、第１実施形態のマイクロホンユニット１においては、第１の振動板１３４の上面に面する背室容積を大きく確保することが容易であり、マイク感度の向上を図り易い。このため、第１のＭＥＭＳチップ１３を用いてマイクロホンユニット１から離れた位置に音源がある遠距離音を収音する場合に、マイクロホンユニット１から出力される信号について、高ＳＮＲ化が図れる。
【００９３】
また、本実施形態のマイクロホンユニット１においては、蓋部１２はＬＣＰ、ＰＰＳ等の樹脂材、ＦＲ−４等のガラスエポキシ材、セラミックス材以外にも、アルミ、真鍮、鉄、銅などの導電性を有する金属材料で構成することも可能である、金属部を搭載部１１あるいはユーザ基板のＧＮＤ部と接続することで電磁シールドの効果を持たせることができる。また、樹脂材、ガラスエポキシ材、セラミックス材のような絶縁材料であっても表面に導電性メッキ処理を施すことによっても金属と同様の電磁シールドの効果を持たせることが可能である。具体的には、蓋部１２の上部と側部の外壁面に導電性メッキ（金属メッキ）を施し、搭載部１１あるいはユーザ基板のＧＮＤ部と接続することで電磁シールドの効果を持たせることが可能である。
【００９４】
マイクロホンユニットを薄型化するためには、各構成部品の厚みを薄くする必要があるが、樹脂材、ガラスエポキシ材は０．２ｍｍ以下の厚みになると強度的に非常に弱くなり、壁面が外部音圧によって外壁が振動してマイク本来の収音機能に悪影響を与える等の問題が発生する。蓋部１２の外壁面に導電性の金属膜を形成することにより、蓋部１２の機械的強度を高めて外部応力に対する耐性を高めることができ、また、不要な振動を抑えることでマイク本来の収音機能を発揮することができる。
【００９５】
ここで、第１実施形態のマイクロホンユニット１の変形例を示しておく。
【００９６】
図１４は、第１実施形態のマイクロホンユニットの第１変形例を説明するための断面図である。なお、図１４は図３と同様の断面図である。マイクロホンユニット１の第１変形例では、筐体１０を構成する搭載部１１内に設けられる音道の内壁面と、蓋部１２の内壁と、にコーティング層４３が形成されている。
【００９７】
例えば搭載部１１や蓋部１２の材料としてＦＲ４等の基板材料を使用した場合、その切断面（加工面）から繊維状のダストが発生しやすい。例えば、このようなダストがＭＥＭＥチップ１３、１５の固定電極１３２、１５２に設けられた貫通孔１３２ａ、１５２ａ（図６参照）から電極間内部に侵入すると、固定電極１３２、１５２と振動板１３４、１５４との間が詰まってしまい、ＭＥＭＳチップ１３、１５が正しく機能しなくなるといった問題が発生する。この点、第１変形例のようにコーティング層４３を施すと、微小なダストの発生を防止して、前記問題点を解消することができる。
【００９８】
コーティング層４３は基板製造で多く用いられるメッキ処理技術を利用して得てもよく、より具体的には例えばＣｕメッキ処理、あるいはＣｕ＋Ｎｉメッキ処理等によってコーティング層４３を得てもよい。また、コーティング層４３は露光現像可能なレジスト材料をコーティング処理することによって得てもよい。また、コーティング層４３は複数層で構成してもよく、例えば、Ｃｕメッキ処理後に、更にレジスト材料をコーティング処理することによって得てもよい。マイクロホンユニット１には、第１の音孔２３及び第２の音孔２５の周囲にシーリング用電極パッド２０ｅが形成されている（図１（ｂ）等参照）。この構成では、マイクロホンユニット１を携帯電話機等の音声入力装置に実装する場合に、第１の音孔２３及び第２の音孔２５内に半田が流れ込んで、音道が狭小化したり、塞いでしまう可能性がある。これを防ぐためにＣｕメッキ上にレジスト等の半田をはじく材料をコーディングし、半田の侵入を阻止する方法が有効である。
【００９９】
なお、図１４に示す第１変形例の構成において、搭載部１１及び蓋部１２に設けられるコーティング層４３（具体例としてＣｕメッキ）を固定電位（ＧＮＤあるいは電源）に接続するようにしてもよい。搭載部１１に設けられるコーティング層４３により、ＭＥＭＳチップ１３、１５の下方からの外部電磁界に対する耐性を向上させることができる。また、蓋部１２に設けられるコーティング層４３により、ＭＥＭＳチップ１３、１５の上方から到来する外部電磁界に対する耐性を向上させることができる。これらにより、ＭＥＭＳチップ１３、１５の上下の両側から電磁シールドすることが可能になり、外部電磁界から到来する耐性を大幅に向上させる（外部電磁界ノイズの混入を防止する）ことが可能になる。
【０１００】
また、第１変形例では、搭載部１１及び蓋部１２にコーティング層４３を設ける構成としているが、この構成に限らず、例えば搭載部１１にのみ（すなわち、搭載部１１内に設けられる音道の壁面にのみ）コーティング層４３を設ける構成等としてもよい。
【０１０１】
図１５は、第１実施形態のマイクロホンユニットの第２変形例を説明するための斜視図である。マイクロホンユニット１の第２変形例では、マイクロホンユニット１を構成する筐体１０（搭載部１１と蓋部１２とからなる)を覆うようにシールドカバー４４が設けられた構成となっている。
【０１０２】
導電材料（金属）で構成されるシールドカバー４４は、略箱形状に設けられて蓋部１２側から筐体１０を覆うように被せられ、固定電位（ＧＮＤ）に接続されている。シールドカバー４４はかしめることによって筐体１０に固定されており、シールドカバー４４にはかしめ領域４４ａが設けられている。このように筐体１０をシールドカバー４４で覆うことによって、外部電磁界に対する耐性を向上する（外部電磁界ノイズの混入を防止する）ことが可能である。金属の厚みは５０〜２００μｍ程度が適当である。本変形例においては、金属のプレートでマイク筐体全体を覆う構造となるため、高い電磁シールド効果が得られる。
【０１０３】
図１６は、第１実施形態のマイクロホンユニットの第３変形例を説明するためのブロック図である。マイクロホンユニット１の第３変形例では、第１の収容空間１２１（図３参照）に収容される第１のＡＳＩＣ１４と、第２の収容空間１２２（図３参照）に収容される第２のＡＳＩＣ１６とが集約されて、ＡＳＩＣの数が１つとされている（スペース削減効果を有する）。
【０１０４】
このときの搭載部１１へのＭＥＭＳチップおよびＡＳＩＣの配置の一例を図１７に示す。図１７は、第１実施形態のマイクロホンユニットの第３変形例の構成を説明するための図で、マイクロホンユニットが備える搭載部を上から見た場合の概略平面図である。図１７では、理解を容易にするために、収容空間１２１、１２２も併せて示している。第１のＭＥＭＳチップ１３とＡＳＩＣ４５とは第１の収容空間１２１に配置され、第２のＭＥＭＳチップ１５は第２の収容空間１２２に配置されている。この構成では、ＡＳＩＣ４５とＭＥＭＳチップ１５とをワイヤで直接接続することができないため、第２のＭＥＭＳチップ１５から引き出されたワイヤを搭載部１１上の電極端子１９ｄに接続し、ＡＳＩＣ４５から引き出されたワイヤを搭載部１１上の電極端子１８ｄに接続し、電極端子１８ｄと電極端子１９ｄとの間は搭載部１１に形成された配線パターンＰＷ（点線で示す）で結線すれば良い。なお、ＡＳＩＣ４５は第２の収容空間１２２に配置してもよい。
【０１０５】
また、ＭＥＭＳチップおよびＡＳＩＣの別の配置例を図１８に示す。図１８は、第１実施形態のマイクロホンユニットの第３変形例の別の構成を説明するための図で、マイクロホンユニットが備える搭載部を上から見た場合の概略平面図である。図１８では、図１７同様に、収容空間１２１、１２２も併せて示している。第１のＭＥＭＳチップ１３とＡＳＩＣ４５とは第１の収容空間１２１に配置され、第２のＭＥＭＳチップ１５は第２の収容空間１２２に配置されている。この構成では、ＡＳＩＣ４５とＭＥＭＳチップ１５との電気的な接続をワイヤによって直接接続することができないため、第１のＭＥＭＳチップ１３、第２のＭＥＭＳチップ１５、およびＡＳＩＣ１４の全てを搭載部１１にフリップチップ実装する形態をとっている。チップの裏面には電極パッドを設けられており、搭載部１１側にはチップの電極パッドに対向するように電極が設けられており、双方を半田等により接合する。搭載部１１にはこれらの電極を結線するための配線パターンＰＷ（点線で示す）が設けている。
【０１０６】
ＡＳＩＣ４５は、第１のＭＥＭＳチップ１３及び第２のＭＥＭＳチップ１５にバイアス電圧を印加するチャージポンプ回路４５１を備える。チャージポンプ回路４５１は、電源電圧ＶＤＤ（例えば１．５〜３Ｖ程度）を昇圧（例えば６〜１０Ｖ程度）して、第１のＭＥＭＳチップ１３及び第２のＭＥＭＳチップ１５にバイアス電圧を印加する。また、ＡＳＩＣ４５は、第１のＭＥＭＳチップ１３における静電容量の変化を検出する第１のアンプ回路４５２と、第２のＭＥＭＳチップ１５における静電容量の変化を検出する第２のアンプ回路４５３と、を備える。第１のアンプ回路４５２及び第２のアンプ回路４５３で増幅された電気信号は、それぞれ、独立にＡＳＩＣ４５から出力される。
【０１０７】
第３変形例のマイクロホンユニット１においては、第１のＭＥＭＳチップ１３の静電容量の変化に基づいて取り出された電気信号は、第１のアンプ回路４５２によって増幅処理されて、最終的に第１の出力用電極パッド２０ｂから出力される。また、第２のＭＥＭＳチップ１５の静電容量の変化に基づいて取り出された電気信号は、第２のアンプ回路４５２によって増幅処理されて、最終的に第２の出力用電極パッド２０ｃから出力される。
【０１０８】
なお、ここでは、第１のＭＥＭＳチップ１３と第２のＭＥＭＳチップ１５とに共通のバイアス電圧が印加される構成となっているが、この構成に限られる趣旨ではない。例えば、チャージポンプ回路を２つ設けて、第１のＭＥＭＳチップ１３と第２のＭＥＭＳチップ１５に対して、別々にバイアス電圧を印加するようにしても構わない。このように構成することで、第１のＭＥＭＳチップ１３と第２のＭＥＭＳチップ１５との間でクロストークが生じる可能性を低減できる。
【０１０９】
また、２つのアンプ回路４５２、４５３のアンプゲインは、異なるゲインに設定して構わない。ここで、第２のアンプ回路４５３のアンプゲインを第１のアンプ回路４５２のアンプゲインよりも大きくすることが好ましい。
【０１１０】
図１９は、第１実施形態のマイクロホンユニットの第４変形例を説明するためのブロック図である。この第４変形例のマイクロホンユニット１も第３変形例の場合と同様にＡＳＩＣの数が１つとされている。ただし、次の点で第３変形例とは異なる。すなわち、第４変形例のマイクロホンユニット１では、外部（マイクロホンユニット１が実装される音声入力装置）からスイッチ信号を入力するためのスイッチ用電極パッド２０ｇが設けられて（外部接続用電極パッドとして筐体１０の外部に設けられる）、スイッチ用電極パッド２０ｇを介して与えられるスイッチ信号によってＡＳＩＣ４５に設けられる切替回路４５４が動作するようになっている点で第３変形例の構成と異なる。また、外部への出力するための出力用電極パッドが１つ（出力用電極パッド２０ｆ）となっている点でも第３変形例とは異なる。
【０１１１】
切替回路４５４は、図１９に示すように、第１のアンプ回路４５２から出力される信号と、第２のアンプ回路４５３から出力される信号とのうち、いずれを外部へと出力するかを切り替える回路である。すなわち、第４変形例のマイクロホンユニット１においては、第１のＭＥＭＳチップ１４から取り出された信号と、第２のＭＥＭＳチップ１５から取り出された信号のうちの、いずれか一方のみが出力用電極パッド２０ｆを介して外部へ出力されるようになっている。第４変形例のように構成する場合、マイクロホンユニット１を搭載する音声入力装置側で、入力された２つの音声信号のいずれを使用するかの切替動作を行わなくて済む。
【０１１２】
なお、スイッチ信号による切替回路４５４の切替動作は、例えば信号のＨ（ハイレベル）、Ｌ（ローレベル）を用いる構成等とすればよい。また、第４変形例の構成では、第１のＭＥＭＳチップ１３と第２のＭＥＭＳチップ１５とに共通のバイアス電圧が印加される構成となっているが、これに限らず、他の構成としてもよい。すなわち、例えば、スイッチ信号及び切替回路を用いて、第１のＭＥＭＳチップ１３及び第２のＭＥＭＳチップ１５のうち、いずれがチャージポンプ回路４５１と電気的に接続されるかを切り替えられるようにしてもよい。このようにすれば、第１のＭＥＭＳチップ１３と第２のＭＥＭＳチップ１５との間でクロストークが生じる可能性を低減できる。
【０１１３】
図２０は、第１実施形態のマイクロホンユニットの第５変形例を説明するためのブロック図である。第５変形例のマイクロホンユニット１は、第４変形例と同様に、外部からスイッチ信号を入力するためのスイッチ用電極パッド２０ｇと、ＡＳＩＣ４５に設けられてスイッチ用電極パッド２０ｇを介して与えられるスイッチ信号によって切替動作を行う切替回路４５４と、を備える。ただし、第４変形例の場合と異なり、外部への出力するための出力用電極パッドは２つ（第１の出力用電極パッド２０ｂと第２の出力用電極パッド２０ｃ）となっている。
【０１１４】
切替回路４５４は、第１のアンプ回路４５２から出力される信号と、第２のアンプ回路４５３から出力される信号とが、２つの出力用電極パッド２０ｂ、２０ｃのうち、いずれから出力されるかを切り替えられる構成となっている。
【０１１５】
すなわち、スイッチ用電極パッド２０ｅから入力されるスイッチ信号によって、切替回路４５４が第１のモードとなった場合には、第１の出力用電極パッド２０ｂからは第１のＭＥＭＳチップ１３に対応した信号が出力され、第２の出力用電極パッド２０ｃからは第２のＭＥＭＳチップ１５に対応した信号が出力される。一方、スイッチ信号によって、切替回路４５４が第２のモードとなった場合には、第１の出力用電極パッド２０ｂからは第２のＭＥＭＳチップ１５に対応した信号が出力され、第２の出力用電極パッド２０ｃからは第１のＭＥＭＳチップ１３に対応した信号が出力される。
【０１１６】
マイクロホンユニットと音声入力装置とを製造する製造者が異なる場合、音声入力装置を製造する製造者には、次のようなタイプの者が存在することが想定される。
（Ａ）第１のＭＥＭＳチップ１３に対応する信号と第２のＭＥＭＳチップ１５に対応する信号の両方をマイクロホンユニットから出力して欲しいと考える者。
（Ｂ）第１のＭＥＭＳチップ１３に対応する信号と第２のＭＥＭＳチップ１５に対応する信号とのうち、いずれか一方をスイッチ信号による切り替えによって、マイクロホンユニットから出力して欲しいと考える者。
【０１１７】
この点、第５変形例のマイクロホンユニット１によれば、これ１つで、上記（Ａ）、（Ｂ）のいずれの者にも対応できるので便利である。
【０１１８】
第１実施形態のマイクロホンユニット１の第６変形例について説明する。第６変形例では、シーリング用電極パッド２０ｅが、例えばＧＮＤ用電極パッドや電源電圧（ＶＤＤ）入力用の電源用電極パッドとして使用される。具体例としては、２つあるシーリング用電極パッド２０ｅの両方をＧＮＤ用電極パッドとする構成や、一方をＧＮＤ用電極パッド、他方を電源用電極パッドとする構成が挙げられる。
【０１１９】
このように構成することで、筐体１０の外面（搭載部１１の下面１１ｂ）に形成する外部接続用電極パッド２０の数を減らすことが可能となる。外部接続用電極パッド２０の数を減らした場合、筐体１０の外面に設ける各電極パッドのサイズを大きくできるために、各電極パッドについて、音声入力装置（携帯電話機等）の実装基板への接合強度を高められる。また、２つあるシーリング用電極パッド２０ｅの両方をＧＮＤ用電極パッドとする構成においては、音孔２３、２５の周囲に設けられるシーリング用電極パッド２０ｅを音孔２３、２５の内部まで連続形成する（音孔２３、２５の内壁にスルーホールメッキを施す）ことでＧＮＤを強化して、外部電磁界に対する耐性を向上する（外部電磁界ノイズの混入を防止する）ことも可能になる。
【０１２０】
また第６変形例の構成は、第２変形例で示したようなシールドカバー４４を筐体１０に被せる構成（図１５参照）に対して有利である。すなわち、筐体１０が小型である場合にはかしめ領域４４ａの確保が難しくなる。しかし、第６変形例の構成では外部接続用電極パッド２０の数を減らせるために、かしめ領域４４ａの確保が行い易くなる。
【０１２１】
２．第２実施形態のマイクロホンユニット
次に、第２実施形態のマイクロホンユニットについて説明する。図２１は、第２実施形態のマイクロホンユニットの構成を示す概略断面図である。図２１の切断位置は、図３と同様の位置である。なお、第１実施形態のマイクロホンユニット１と重複する部分には同一の符号を付して説明する。
【０１２２】
第２実施形態のマイクロホンユニット２も、第１実施形態のマイクロホンユニット１と同様に、搭載部５１と蓋部５２とによって構成される筐体５０に、第１のＭＥＭＳチップ１３と、第１のＡＳＩＣ１４と、第２のＭＥＭＳチップ１５と、第２のＡＳＩＣ１６と、が収容された構成となっている。なお、ＭＥＭＳチップ１３、１５及びＡＳＩＣ１４、１６の構成や、それらの位置及び接続関係は、第１実施形態のマイクロホンユニット１と同様であるために、その詳細な説明は省略する。
【０１２３】
搭載部５１は、第１実施形態のマイクロホンユニット１と同様に、例えば複数の平板を貼り合わせることによって形成される。
【０１２４】
搭載部５１の長手方向の一方端寄り（図２１では右寄り）には、ＭＥＭＳチップ１３、１５やＡＳＩＣ１４、１６が搭載される搭載面（上面）５１ａとその裏面（下面）５１ｂとを貫く貫通孔６１（平面視略長方形状）が形成されている。この貫通孔６１は筐体１０内部に音を入力するための音孔であり、以下では第１の音孔６１と表現する。なお、この第１の音孔６１の形状及び形成位置は、第１実施形態の第２の音孔２５と同様である
【０１２５】
また、搭載部５１には、搭載面５１ａの略中央部（正確には中央から長手方向やや右寄り）に第２のＭＥＭＳチップ１５によって覆われる開口部６２（平面視略円形状）が設けられている。また、搭載部５１の搭載面５１ａの裏面５１ｂには第２の音孔となる平面視略長方形状の開口部６３（以下、第２の音孔６３と表現する）が形成されている。そして、搭載部５１内には、開口部６２と第２の音孔６３とを連通する中空空間６４（平面視略Ｔ字状）が形成されている。なお、開口部６２、第２の音孔６３、中空空間６４の形状は、それぞれ、順に、第１実施形態のマイクロホンユニット１の第２の開口部２２、第１の音孔２３、中空空間２４と同様である。
【０１２６】
なお、搭載部５１には、第１実施形態のマイクロホンユニット１の搭載部１１と同様の配線や電極パッド（シーリング用電極パッド２０ｅを含む）が形成されている。
【０１２７】
蓋部５２は、その外形が略直方体形状に設けられ、その長手方向（図２１の左右方向）及び短手方向（図２１の紙面と垂直な方向）の長さは、蓋部５２を搭載部５１に被せて筐体５０を構成した際に、筐体５０の側面部が略面一となるように調整されている。第１実施形態のマイクロホンユニット１の蓋部１２と異なって、その内部には仕切り部は設けられず、蓋部５２は１つの凹部のみを有する。このため、図２１に示すように、蓋部５２を搭載部５１に被せることによって、２つのＭＥＭＳチップ１３、１５及び２つのＡＳＩＣ１４、１６を収容する１つの収容空間５２１が得られる。
【０１２８】
このように構成される第２実施形態のマイクロホンユニット２においては、図２１に示すように、第１の音孔６１から入力された音波が、収容空間５２１を通って第１の振動板１３４の一方の面（上面）に到達するとともに、第２の振動板１５４の一方の面（上面）に到達する。また、第２の音孔６３から入力された音波が、中空空間６４及び開口部６２を通って第２の振動板１５４の他方の面（下面）に到達する。
【０１２９】
すなわち、マイクロホンユニット２においては、第１の音孔６１から入力される音波を第１の振動板１３４の一方の面に伝達するとともに、第２の振動板１５４の一方の面に伝達する第１の音道７１が、第１の音孔６１及び収容空間５２１を用いて形成されている。また、第２の音孔６３から入力される音波を第２の振動板１５４の他方の面に伝達する第２の音道７２が、第２の音孔６３と、中空空間６４と、開口部６２とを用いて形成されている。なお、第１の振動板１３４の他方の面には、外部から音波が入力されないようになっており、音響リークのない密閉空間（背室）が形成されている。
【０１３０】
マイクロホンユニット２の外部で音が生じると、第１の音孔６１から入力された音波が第１の音道７１によって第１の振動板１３４の上面に到達し、第１の振動板１３４が振動する。これにより、第１のＭＥＭＳチップ１３において静電容量の変化が生じる。第１のＭＥＭＳチップ１３の静電容量の変化に基づいて取り出された電気信号は、第１のＡＳＩＣ１４（図２１においては図示されないが、第１のＭＥＭＳチップ１３に対して紙面奥側に存在する）のアンプ回路１４２によって増幅処理されて、最終的に第１の出力用電極パッド２０ｂから出力される。
【０１３１】
また、マイクロホンユニット２の外部で音が生じると、第１の音孔６１から入力された音波が第１の音道７１によって第２の振動板１５４の上面に到達すると共に、第２の音孔６３から入力された音波が第２の音道７２によって第２の振動板１５４の下面に到達する。このために、第２の振動板１５４は、その上面に加わる音圧と下面に加わる音圧との音圧差によって振動する。これにより、第２のＭＥＭＳチップ１５において静電容量の変化が生じる。第２のＭＥＭＳチップ１５の静電容量の変化に基づいて取り出された電気信号は、第２のＡＳＩＣ１６のアンプ回路１６２によって増幅処理されて、最終的に第２の出力用電極パッド２０ｃから出力される。
【０１３２】
第２実施形態のマイクロホンユニット２は、第１実施形態のマイクロホンユニット１と同様に、遠方ノイズ抑圧性能に優れた両指向特性の差動マイクロホンとしての機能（第２のＭＥＭＳチップ１５から取り出される信号を使用することにより得られる）と、遠距離音を収音可能な全指向性マイクロホンとしての機能（第１のＭＥＭＳチップ１３から取り出される信号を使用することにより得られる）と、を兼ね備える構成となっている。このために、第２実施形態のマイクロホンユニット２も、マイクロホンユニットが適用される音声入力装置の多機能化に対応しやすい。
【０１３３】
また、第２実施形態のマイクロホンユニット２は上述の２つの機能を兼ね備えるために、従来のようにこれらの２つの機能を確保するために互いに異なる機能を有する２つのマイクロホンユニットを別個に搭載する必要がない。このため、多機能の音声入力装置を製造にするにあたって、使用部材の低減とマイクロホンを実装するための実装面積の低減（音声入力装置の大型化の抑制）を図れる。
【０１３４】
なお、第２実施形態のマイクロホンユニット２においても、第１実施形態で示した変形例１〜６が適宜適用可能である。
【０１３５】
（本発明のマイクロホンユニットが適用された音声入力装置）
次に、本発明のマイクロホンユニットが、適用された音声入力装置の構成例について説明する。ここでは、音声入力装置が携帯電話機である場合を例に説明する。また、マイクロホンユニットが第１実施形態のマイクロホンユニット１である場合を例に説明する。
【０１３６】
図２２は、第１実施形態のマイクロホンユニットが適用される携帯電話機の実施形態の概略構成を示す平面図である。図２３は、図２２のＢ−Ｂ位置における概略断面図である。図２２に示すように、携帯電話機８の筐体８１の下部側には２つの音孔８１１、８１２が設けられており、この２つの音孔８１１、８１２を介してユーザの音声が筐体８１内部に配置されるマイクロホンユニット１に入力されるようになっている。
【０１３７】
図２３に示すように、携帯電話機８の筐体８１内部には、マイクロホンユニット１が実装される実装基板８２が備えられる。この実装基板８２には、マイクロホンユニット１が備える複数の外部接続用電極パッド２０（シーリング用電極パッド２０ｅ含む）と電気的に接続される複数の電極パッドが設けられており、マイクロホンユニット１は、例えば半田等を用いて実装基板８２と電気的に接続された状態で実装基板８２に固定される。そして、これにより、マイクロホンユニット１に電源電圧が与えられ、また、マイクロホンユニット１から出力される電気信号が、実装基板８２に設けられる音声信号処理部（図示せず）へと送られる。
【０１３８】
実装基板８２には、携帯電話機８の筐体８１に設けられる２つの音孔８１１、８１２の各々に対応した位置に貫通孔８２１、８２２が設けられている。また、携帯電話機８の筐体８１と実装基板８２との間には、音響的なリークを生じることなく、気密性が保てるようにガスケット８３が配置されている。ガスケット８３には、携帯電話機８の筐体８１に設けられる２つの音孔８１１、８１２の各々に対応した位置に貫通孔８３１、８３２が設けられている。
【０１３９】
マイクロホンユニット１は、第１の音孔２３が実装基板８２に設けられる貫通孔８２１に重なり、第２の音孔２５が実装基板８２に設けられる貫通孔８２２に重なるように配置されている。なお、マイクロホンユニット１が実装基板８２に実装される際に、第１の音孔２３及び第２の音孔２５の各周囲に配置されるシーリング用電極パッド２０ｅも実装基板８２に半田接合される。このために、マイクロホンユニット１と実装基板８２との間で、音響的なリークを生じることなく気密性が保たれる。
【０１４０】
携帯電話機８は以上のように構成されるために、携帯電話機８の筐体８１の外部で発生した音声は、携帯電話機８の音孔８１１から入力され、貫通孔８３１（ガスケット８３に設けられる）、貫通孔８２１（実装基板８２に設けられる）を介してマイクロホンユニット１の第１の音孔２３に到達し、更に第１の音道４１を通って、第１のＭＥＭＳチップ１３の第１の振動板１３４の一方の面（図２３では上面）に到達するとともに第２のＭＥＭＳチップ１５の一方の面（図２３では上面）に到達する。また、携帯電話機８の筐体８１の外部で発生した音声は、携帯電話機８の音孔８１２から入力され、貫通孔８３２（ガスケット８３に設けられる）、貫通孔８２２（実装基板８２に設けられる）を介してマイクロホンユニット１の第２の音孔２５に到達し、更に第２の音道４２を通って、第２のＭＥＭＳチップ１５の第２の振動板１５４の他方の面（図２３では下面）に到達する。
【０１４１】
本実施形態の携帯電話機８には、図２２に示すように、接話モードとハンズフリーモード（ムービー録画モードを含むようにしてもよい）とを切り替えるモード切替ボタン８４が設けられている。実装基板８２に設けられる音声信号処理部（図示せず）においては、モード切替ボタン８４によって接話モードが選択された場合には、マイクロホンユニット１から出力される信号のうち、第２のＭＥＭＳチップ１５に対応した信号を使用した処理を行う。また、モード切替ボタン８４によってハンズフリーモード（或いはムービー録画モード）が選択された場合には、マイクロホンユニット１から出力される信号のうち、第１のＭＥＭＳチップ１３に対応した信号を使用した処理を行う。これにより、各モードにおいて好ましい信号処理を行える。
【０１４２】
ところで、本出願人は、例えば接話モードとハンズフリーモードとを切替可能なマイクロホンユニットの別形態を開示した特許出願（特願２００９−２９３９８９号公報）を先に行っている。図２４は、先の出願で開示したマイクロホンユニットが実装された携帯電話機の概略断面図である。先の出願で開示したマイクロホンユニットＸは、ＭＥＭＳチップＸ３、Ｘ４等を搭載する搭載部Ｘ１ではなく、搭載部Ｘ１に被せられる蓋部Ｘ２に音孔（第１の音孔Ｘ５、第２の音孔Ｘ６）が設けられている点で、本願のマイクロホンユニットとは異なる。
【０１４３】
先の出願で開示したマイクロホンユニットＸにおいては、蓋部Ｘ２に形成される第１の音孔Ｘ５と、蓋部Ｘ２を搭載部Ｘ１の上面に被せることによって形成される収容空間Ｘ７とを用いて、第１の音孔Ｘ５から入力される音波を第１の振動板Ｘ３１の一方の面（図２４では上面）に伝達するとともに、第２の振動板Ｘ４１の一方の面（図２４では上面）に伝達する第１の音道Ｐ１が形成されている。また、蓋部Ｘ２に形成される第２の音孔Ｘ６と、搭載部Ｘ１に形成される第１の開口部Ｘ１１、中空空間Ｘ１２、及び第２の開口部Ｘ１３と、を用いて、第２の音孔Ｘ６から入力される音波を第２の振動板Ｘ４１の他方の面（図２４では下面）に伝達する第２の音道Ｐ２が形成されている。なお、第１の振動板Ｘ３１の他方の面（下面）には、外部から音波が入力されないようになっており、音響リークのない密閉空間（背室）が形成されている。
【０１４４】
先の出願で開示したマイクロホンユニットＸは、図２４に示すように、携帯電話機Ｙの筐体Ｙ１内に設けられる実装基板Ｙ２に実装される。この実装基板Ｙ２には、マイクロホンユニットＸが備える複数の外部接続用電極パッドＸ８と電気的に接続される複数の電極パッドが設けられており、マイクロホンユニットＸは例えば半田等を用いて実装基板Ｙ２と電気的に接続される。そして、これにより、マイクロホンユニットＸに電源電圧が与えられ、また、マイクロホンユニットＸから出力される電気信号が、実装基板Ｙ２に設けられる音声信号処理部（図示せず）へと送られる。
【０１４５】
マイクロホンユニットＸは、第１の音孔Ｘ５が携帯電話機Ｙの筐体Ｙ１に形成される音孔Ｙ１１に重なり、第２の音孔Ｘ６が携帯電話機Ｙ１の筐体Ｙ１に形成される音孔Ｙ１２に重なるように配置されている。なお、携帯電話機Ｙの筐体Ｙ１とマイクロホンユニットＸとの間には、音響的なリークを生じることなく気密性を保てるようにガスケットＧが配置されている。ガスケットＧには、携帯電話機Ｙの筐体Ｙ１の音孔Ｙ１１と重なるように貫通孔Ｇ１が、また、携帯電話機Ｙの筐体Ｙ１の音孔Ｙ１２と重なるように貫通孔Ｇ２が形成されている。
【０１４６】
以上のように構成されるマイクロホンユニットＸ（以下、上孔品と表現する）に対する、本実施形態のマイクロホンユニット１、２（以下、下孔品と表現する）の利点について説明しておく。
【０１４７】
下孔品は、上孔品に比べて携帯電話機の筐体と実装基板との間隔ｄ（図２３、２４参照）を狭くできるために、携帯電話機の薄型化を実現し易い。また、上孔品の場合には、マイクロホンユニットＸが実装基板Ｙ２に傾いて取り付けられた場合に、ガスケットＧによる気密性の確保が不十分となる可能性があるが、下孔品ではそのような問題が生じない。
【０１４８】
また、上孔品では、マイクロホンユニットＸを実装基板Ｙ２に実装する際に、実装基板Ｙ２の面内方向や厚み方向に組立て誤差が発生する場合がある。上記面内方向の誤差が発生することを考慮すると、上孔品では例えばガスケットＧに設けられる貫通孔Ｇ１、Ｇ２の開口面積を大きくしておく必要が生じて不利である。ガスケットＧの貫通孔Ｇ１、Ｇ２の開口面積を大きくしすぎると、ガスケットＧとマイクロホンユニットＸとの接触面積が十分に確保できず、気密性の確保が不十分となる可能性がある。また、上記厚み方向の誤差が発生した場合にも気密性の確保が不十分となる可能性があり、ガスケットＧの厚みを厚く設計する必要が生じる。下孔品の場合には、上述のようなマイクロホンユニット１、２の組立て誤差を気にせずにガスケット８３を設計できるために、ガスケット８３の設計余裕度が大きくなる。
【０１４９】
更に、上孔品の場合には、携帯電話機Ｙに搭載する場合に、弾性を有するガスケットＧでマイクロホンユニットＸを押さえつける構成となるために、ＭＥＭＳチップＸ３、Ｘ４に応力が加わってＭＥＭＳチップＸ３、Ｘ４の感度が変化する可能性がある。一方、下孔品では、ガスケット８３とマイクロホンユニット１、２との間に剛性の高い実装基板８２が介在する構成となるために、上述のような応力がＭＥＭＳチップ１３、１５に加わり難い。
【０１５０】
（その他）
以上に示した実施形態のマイクロホンユニット１、２や音声入力装置８は、本発明の例示にすぎず、本発明の適用範囲は、以上に示した実施形態に限定されるものではない。すなわち、本発明の目的を逸脱しない範囲で、以上に示した実施形態について種々の変更を行っても構わない。
【０１５１】
例えば、以上に示した実施形態では、ＡＳＩＣ１４、１６（電気回路部）がマイクロホンユニット１、２内に含まれる構成としたが、電気回路部はマイクロホンユニットの外部に配置しても構わない。また、以上に示した実施形態では、ＭＥＭＳチップ１３、１５とＡＳＩＣ１４、１６とは別チップで構成したが、ＡＳＩＣ１４、１６に搭載される集積回路はＭＥＭＳチップ１３、１５を形成するシリコン基板上にモノリシックで形成するものであっても構わない。
【０１５２】
また、以上に示した実施形態では、第１の音孔２３と第２の音孔２４の周囲の音響シーリング部は電極パッドと兼用し、半田接合することで実現する例を示したが、第１の音孔２３と第２の音孔２４の周囲に熱可塑性の接着シートを貼り付けておくことで、半田リフローと同時にシール接合されるような構成としても構わない。
【０１５３】
また、以上に示した実施形態では、本発明の第１の振動部及び第２の振動部が、半導体製造技術を利用して形成されるＭＥＭＳチップ１３、１５である構成としたが、この構成に限定される趣旨ではない。例えば、第１の振動部及び／又は第２の振動部はエレクトレック膜を使用したコンデンサマイクロホン等であっても構わない。
【０１５４】
また、以上の実施形態では、本発明の第１の振動部及び第２の振動部の構成として、いわゆるコンデンサ型マイクロホンを採用した。しかし、本発明はコンデンサ型マイクロホン以外の構成を採用したマイクロホンユニットにも適用できる。例えば、動電型（ダイナミック型）、電磁型（マグネティック型）、圧電型等のマイクロホン等が採用されたマイクロホンユニットにも本発明は適用できる。
【０１５５】
また、以上に示した本実施形態のマイクロホンユニット１が実装される音声入力装置（携帯電話機８）の変形例として、第１のＭＥＭＳチップ１３に対応した信号と、第２のＭＥＭＳチップ１５に対応した信号とを、音声信号処理部８５（図２５参照）において加算、減算、或いはフィルタ処理を行うようにしてもよい。
【０１５６】
このような処理を行うことによって、音声入力装置（例えば携帯電話機）の指向特性を制御し、特定のエリアの音声を収音するようにできる。例えば、全指向性、ハイパーカーディオイド、スーパーカーディオイド、単一指向性等の任意の指向特性を実現できる。
【０１５７】
なお、指向特性を制御する処理は、ここでは音声入力装置によって行われる構成としているが、マイクロホンユニットのＡＳＩＣを１チップとして、ＡＳＩＣに指向特性を制御する処理を行える処理部を設ける構成としてもよい。
【０１５８】
その他、マイクロホンユニットの形状は本実施形態の形状に限定される趣旨ではなく、種々の形状に変更可能であるのは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【０１５９】
本発明のマイクロホンユニットは、例えば携帯電話機に好適に使用できる。
【符号の説明】
【０１６０】
１、２ マイクロホンユニット
８ 携帯電話機（音声入力装置）
１０、５０ 筐体
１１、５１ 搭載部
１１ａ、５１ａ 搭載面
１１ｂ、５１ｂ 搭載面の裏面
１２、５２ 蓋部
１３ 第１のＭＥＭＳチップ（第１の振動部）
１４ 第１のＡＳＩＣ（第１の電気回路部）
１５ 第２のＭＥＭＳチップ（第２の振動部）
１６ 第２のＡＳＩＣ（第２の電気回路部）
１８ａ〜１８ｃ、１９ａ〜１９ｃ 電極端子（搭載面の電極）
２０ 外部接続用電極パッド（裏面電極パッド）
２０ｅ シーリング用電極パッド（シーリング部）
２１ 第１の開口部
２２ 第２の開口部
２３、６１ 第１の音孔
２４、６４ 中空空間
２５、６３ 第２の音孔
４１、７１ 第１の音道
４２、７２ 第２の音道
４５ ＡＳＩＣ（電気回路部）
６２ 開口部
８２ 実装基板
１２１ 第１の収容空間
１２２ 第２の収容空間
１３４ 第１の振動板
１５４ 第２の振動板
５２１ 収容空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力音を電気信号に変換して出力する機能を備えたマイクロホンユニットに関する。また、本発明は、そのようなマイクロホンユニットを備える音声入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、様々なタイプの音声入力装置（例えば、携帯電話機やトランシーバ等の音声通信機器、音声認証システム等の入力された音声を解析する技術を利用した情報処理システム、録音機器など）に、入力音を電気信号に変換して出力する機能を備えたマイクロホンユニットが適用されている。このようなマイクロホンユニットは、例えば背景雑音を抑圧して近接音のみを収音することが求められることもあれば、近接音のみならず遠方の音も含めて収音することが求められることもある。
【０００３】
以下、マイクロホンユニットを備える音声入力装置の一例として携帯電話機を挙げて説明する。携帯電話機を用いて通話を行う場合、通常は、ユーザは携帯電話機を手で持ち、マイク部分に口を近づけて使用する。このため、携帯電話機に備えられるマイクロホンとしては、一般的に背景雑音を抑圧して近接音のみを収音する機能（接話マイクとしての機能）が求められる。このようなマイクロホンとしては、例えば特許文献１に示されるような差動マイクロホンが好適である。
【０００４】
しかし、近年の携帯電話機の中には、例えば自動車の運転中等において手で持つことなく通話が行えるようにハンズフリー機能を備えたものや、ムービー録画を行える機能を備えたものがある。ハンズフリー機能を用いて携帯電話機を使用する場合には、ユーザの口の位置は携帯電話機から離れた位置（例えば５０ｃｍ離れた位置）にあるために、マイクロホンの機能として、近接音のみならず遠方の音も含めて収音する機能を有することが求められる。また、ムービー録画を行う場合も、録画を行う場の雰囲気を録音する必要があるために、マイクロホンの機能として、近接音のみならず遠方の音も含めて収音する機能を有することが求められる。
【０００５】
すなわち、近年においては、携帯電話機の多機能化により、携帯電話機に搭載されるマイクロホンユニットは、背景雑音を抑圧して近接音のみを収音する機能と、近接音のみならず遠方の音も含めて収音する機能と、の両方の機能を有することが求められるようになっている。このような要求に対応する構成として、接話マイクとしての機能を備えるマイクロホンユニットと、遠方の音も収音可能な全指向性のマイクロホンユニットと、を別個に携帯電話機に搭載することが挙げられる。
【０００６】
また、他の手法として、例えば特許文献２に開示されるマイクロホンユニットを携帯電話機に適用することが挙げられる。特許文献２に開示されるマイクロホンユニットは、音声を入力する２つの開口部のうちの一方を開閉機構によって開放状態と閉塞状態とに切り替えられるようになっている。そして、特許文献２に開示されるマイクロホンユニットは、２つの開口部が開放されている時には両指向性の差動マイクロホンとして機能し、２つの開口部の一方が閉塞されている時には全指向性マイクロホンとして機能する。
【０００７】
両指向性の差動マイクロホンとして機能する場合には、背景雑音を抑圧して近接音のみを収音できるために、携帯電話機をユーザが手に持って使用する場合に適している。一方、全指向性マイクロホンとして機能する場合には、遠方の音も収音できるためにハンズフリー機能やムービー録画機能を使用する場合に適している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−１８８９４３号公報
【特許文献２】特開２００９−１３５７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述のように接話マイクとしての機能を備えるマイクロホンユニットと、全指向性のマイクロホンユニットと、を別個に搭載する場合、携帯電話機におけるマイクロホンユニットを実装する実装基板の面積を大きくする必要が生じる。近年においては、携帯電話機の小型化の要求が強いため、マイクロホンユニットを実装する実装基板の面積の拡大する必要がある上記対応は望ましくない。
【００１０】
また、特許文献２の構成の場合、メカニカルな機構を用いて、両指向性の差動マイクロホンとしての機能を発揮させるか、全指向性マイクロホンとしての機能を発揮させるかを切り替える構成となっている。メカニカルな機構は、落下時の衝撃に弱く、また磨耗し易いために、耐久性の面で懸念がある。
【００１１】
以上の点に鑑みて、本発明の目的は、音声入力装置の多機能化に対応しやすい小型なマイクロホンユニットを提供することである。また、本発明の他の目的は、そのようなマイクロホンを備える高品質の音声入力装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明のマイクロホンユニットは、第１の振動板の振動に基づいて音信号を電気信号に変換する第１の振動部と、第２の振動板の振動に基づいて音信号を電気信号に変換する第２の振動部と、前記第１の振動部と前記第２の振動部とを内部に収容するとともに、外部に面する第１の音孔と第２の音孔とが外部に設けられる筐体と、を備え、前記筐体は、前記第１の振動部と前記第２の振動部とが搭載される搭載面を有する搭載部を含み、前記第１の音孔と前記第２の音孔とは、前記搭載部の前記搭載面の裏面に設けられ、前記筐体には、前記第１の音孔から入力される音波を前記第１の振動板の一方の面に伝達するとともに前記第２の振動板の一方の面に伝達する第１の音道と、前記第２の音孔から入力される音波を前記第２の振動板の他方の面に伝達する第２の音道と、が設けられ、前記第１の振動板の他方の面は、前記筐体の内部に形成される密閉空間に面していることを特徴としている。
【００１３】
本構成のマイクロホンユニットによれば、第１の振動部を利用して近接音のみならず遠方の音も収音できる全指向性マイクロホンとしての機能が得られると共に、第２の振動部を利用して遠方ノイズ抑圧性能に優れた両指向性の差動マイクロホンとしての機能が得られる。このために、マイクロホンユニットが適用される音声入力装置（例えば携帯電話機等）の多機能化に対応しやすい。具体例を挙げると、例えば携帯電話機の接話用途では両指向性の差動マイクロホンとしての機能を利用することで背景雑音を抑えて、ハンズフリー用途やムービー録画用途では全指向性マイクロホンとしての機能を利用するといった使い方が可能になる。そして、本構成のマイクロホンユニットは２つの機能を兼ね備えるために、２つのマイクロホンユニットを別個に搭載する必要がなく、音声入力装置の大型化を抑制しやすい。
【００１４】
上記構成のマイクロホンユニットにおいて、前記筐体は、前記搭載部に被せられて、前記搭載部とともに前記第１の振動部を収容する第１の収容空間と前記第２の振動部を収容する第２の収容空間とを形成する蓋部を更に含み、前記搭載面には、前記第１の振動部に覆い隠される第１の開口部と、前記第２の振動部に覆い隠される第２の開口部と、が設けられ、前記第１の音道は、前記第１の音孔と、前記第１の開口部と、前記第２の開口部と、前記搭載部の内部に形成されて前記第１の音孔と前記第１の開口部及び前記第２の開口部とを連通する中空空間と、を用いて形成され、前記第２の音道は、前記搭載部を貫通する貫通孔である前記第２の音孔と、前記第２の収容空間とを用いて形成されていることとしてもよい。
【００１５】
本構成によれば、搭載部内に中空空間を形成して音道を得る構成であり、上記の２つの機能を発揮するマイクロホンユニットの薄型化を図り易い。また、本構成によれば、第１の収容空間によって第１の振動板の他方の面に面する密閉空間（背室）が形成される。この密閉空間は、例えば蓋部に設けられる凹部空間を利用して形成できるために、その容積を大きく確保することが容易である。そして、背室の容積が大きくなると振動部の振動膜が変位しやすくなり、振動部の感度を向上させることができる。したがって、本構成によれば、全指向性マイクロホンとしての機能を得る際に利用される第１の振動部の感度を向上させ、これにより高ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）のマイクロホンユニットが実現できる。
【００１６】
上記構成のマイクロホンユニットにおいて、前記筐体は、前記搭載部に被せられて前記搭載部とともに前記第１の振動板と前記第２の振動部とを収容する収容空間を形成する蓋部を更に含み、前記搭載面には、前記第２の振動部に覆い隠される開口部が設けられ、前記第１の音道は、前記搭載部を貫通する貫通孔である前記第１の音孔と、前記収容空間とを用いて形成され、前記第２の音道は、前記第２の音孔と、前記開口部と、前記搭載部の内部に形成されて前記第２の音孔と前記開口部とを連通する中空空間と、を用いて形成されていることとしてもよい。
【００１７】
本構成の場合も、搭載部内に中空空間を形成して音道を得る構成であり、上記の２つの機能を発揮するマイクロホンユニットの薄型化を図り易い。
【００１８】
上記構成のマイクロホンユニットにおいて、前記搭載部に搭載されて、前記第１の振動部及び前記第２の振動部で得られた電気信号を処理する電気回路部を備えることとしてもよい。この場合において、前記電気回路部は、前記第１の振動部で得られた電気信号を処理する第１の電気回路部と、前記第２の振動部で得られた電気信号を処理する第２の電気回路部と、からなることとしてもよい。また、前記第１の振動部及び前記第２の振動部で得られた電気信号を１つの電気回路部で処理しても構わない。さらに、電気回路部を前記第１の振動部あるいは前記第２の振動部の上にモノリシックに形成するものであっても構わない。また、前記搭載部に電気回路部を搭載する場合には、前記搭載面に前記電気回路部と電気接続するための電極が形成され、さらに搭載部の表面の電極から前記搭載面の裏面に前記搭載面の電極に電気接続される裏面電極パッドが形成されているのが好ましい。これにより、マイクロホンユニットの音声入力装置への実装が行い易い。
【００１９】
上記構成のマイクロホンユニットにおいて、前記搭載部の前記搭載面の裏面には、前記第１の音孔及び前記第２の音孔の各周囲を囲むように、実装基板に実装された場合に気密性を発揮するシーリング部が形成されていることとしてもよい。
【００２０】
本構成によれば、マイクロホンユニットを音声入力装置の実装基板に実装する際に、別途、音響リークを防止するためのガスケットを用意する必要がないために便利である。
【００２１】
上記目的を達成するために本発明の音声入力装置は、上記構成のマイクロホンユニットを備える音声入力装置であることを特徴としている。
【００２２】
本構成によれば、マイクロホンユニットが、遠方の音も収音できる全指向性マイクロホンとしての機能と、遠方ノイズ抑圧性能に優れる両指向性の差動マイクロホンとしての機能とを兼ね備えるために、使用モードに応じてマイクロホン機能を使い分けられる高品質の音声入力装置を提供できる。また、そのような高品質の音声入力装置を小型とできる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、音声入力装置の多機能化に対応しやすい小型なマイクロホンユニットを提供できる。また、本発明によれば、そのようなマイクロホンユニットを備えた高品質の音声入力装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態のマイクロホンユニットの外観構成を示す概略斜視図
【図２】第１実施形態のマイクロホンユニットの構成を示す分解斜視図
【図３】第１実施形態のマイクロホンユニットを図１のＡ−Ａ位置に沿って切断した場合の概略断面図
【図４】第１実施形態のマイクロホンユニットが備える搭載部の構成を説明するための概略平面図
【図５】第１実施形態のマイクロホンユニットが備える蓋部の構成を説明するための概略平面図
【図６】第１実施形態のマイクロホンユニットが備えるＭＥＭＳチップの構成を示す概略断面図
【図７】第１実施形態のマイクロホンユニットの構成を示すブロック図
【図８】第１実施形態のマイクロホンユニットが備える搭載部を上から見た場合の概略平面図で、ＭＥＭＳチップ及びＡＳＩＣが搭載された状態を示す図
【図９】音圧Ｐと音源からの距離Ｒとの関係を示すグラフ
【図１０】第１実施形態のマイクロホンユニットの指向特性について説明するための図
【図１１】第１実施形態のマイクロホンユニットのマイク特性を説明するためのグラフ
【図１２】マイクロホンにおける、背室容積とマイク感度との関係を示すグラフ
【図１３】マイク感度と周波数との関係が背室容積によって変化することを説明するためのグラフ
【図１４】第１実施形態のマイクロホンユニットの第１変形例を説明するための断面図
【図１５】第１実施形態のマイクロホンユニットの第２変形例を説明するための斜視図
【図１６】第１実施形態のマイクロホンユニットの第３変形例を説明するためのブロック図
【図１７】第１実施形態のマイクロホンユニットの第３変形例の構成を説明するための図で、マイクロホンユニットが備える搭載部を上から見た場合の概略平面図
【図１８】第１実施形態のマイクロホンユニットの第３変形例の別の構成を説明するための図で、マイクロホンユニットが備える搭載部を上から見た場合の概略平面図
【図１９】第１実施形態のマイクロホンユニットの第４変形例を説明するためのブロック図
【図２０】第１実施形態のマイクロホンユニットの第５変形例を説明するためのブロック図
【図２１】第２実施形態のマイクロホンユニットの構成を示す概略断面図
【図２２】第１実施形態のマイクロホンユニットが適用される携帯電話機の実施形態の概略構成を示す平面図
【図２３】図２２のＢ−Ｂ位置における概略断面図
【図２４】先の出願で開示したマイクロホンユニットが実装された携帯電話機の概略断面図
【図２５】本実施形態の音声入力装置の変形例を説明するためのブロック図
【図２６】従来のマイクロホンユニットの構成を示す概略断面図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明が適用されたマイクロホンユニット及び音声入力装置の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２６】
（マイクロホンユニット）
まず、本発明が適用されたマイクロホンユニットの実施形態について説明する。
【００２７】
１．第１実施形態のマイクロホンユニット
図１は、第１実施形態のマイクロホンユニットの外観構成を示す概略斜視図で、図１（ａ）は斜め上から見た図、図１（ｂ）は斜め下から見た図である。図１に示すように、第１実施形態のマイクロホンユニット１は、搭載部１１と、搭載部１１に被せられる蓋部１２とによって形成される略直方体形状の筐体１０を備える構成となっている。
【００２８】
図２は、第１実施形態のマイクロホンユニット構成を示す分解斜視図である。図３は、第１実施形態のマイクロホンユニットを図１のＡ−Ａ位置に沿って切断した場合の概略断面図である。図２及び図３に示すように、搭載部１１と蓋部１２とからなる筐体１０の内部には、第１のＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）チップ１３と、第１のＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）１４と、第２のＭＥＭＳチップ１５と、第２のＡＳＩＣ１６と、が収容されている。以下、各部の詳細について説明する。
【００２９】
図４は、第１実施形態のマイクロホンユニットが備える搭載部の構成を説明するための概略平面図で、図４（ａ）は搭載部を構成する第１平板の上面図、図４（ｂ）は搭載部を構成する第２平板の上面図、図４（ｃ）は搭載部を構成する第３平板の上面図である。なお、図４においては、搭載部１１を構成する平板同士の関係についての理解を容易にするために、各図で示す平板よりも上側に配置される平板に設けられる貫通孔を破線で示している。
【００３０】
図４に示すように、搭載部１１を構成する３つの平板１１１、１１２、１１３はいずれも平面視略矩形状に設けられ、平面視した場合のサイズは略同一のサイズとなっている。図３に示すように、第３平板１１３、第２平板１１２、第１平板１１１の順に下から上へと積み重ねて、平板同士を例えば接着剤や接着シート等を用いて貼り合わせることにより、実施形態の搭載部１１が得られる。搭載部１１を構成する平板１１１〜１１３の材料は特に限定されるものではないが、基板材料として用いられる公知の材料が好適に使用され、例えばＦＲ−４、セラミックス、ポリイミドフィルム等が用いられる。
【００３１】
図４（ａ）に示すように、第１平板１１１には、その長手方向の一方端寄り（図４では左寄り）であって、その短手方向の一方端寄り（図４では下寄り）に平面視略円形状の第１の貫通孔１１１ａが形成されている。また、第１平板１１１には、その略中央部から長手方向の他方端側（図４では右側）にややずれた位置に、平面視略円形状の第２の貫通孔１１１ｂが形成されている。更に、第１平板１１１には、その長手方向の他方端寄り（図４では右寄り）に、第１平板１１１の短手方向（図４では上下方向）が長手方向となる平面視略長方形状（スタジアム形）の第３の貫通孔１１１ｃが形成されている。
【００３２】
図４（ｂ）に示すように、第２平板１１２には、その略中央部から長手方向の一方端寄り（図４では左寄り）に亘って、平面視略Ｔ字状（正確にはＴの字が横を向いている）の第４の貫通孔１１２ａが形成されている。この第４の貫通孔１１２ａは、第１平板１１１に形成される第１の貫通孔１１１ａ及び第２の貫通孔１１１ｂ（破線で示す）と重なり合うように、その位置が決められている。また、第２平板１１２には、その長手方向の他方端寄り（図４では右寄り）に、第２平板１１２の短手方向（図４では上下方向）が長手方向となる平面視略長方形状の第５の貫通孔１１２ｂが形成されている。この第５の貫通孔１１２ｂは第１平板１１１の第３の貫通孔１１１ｃと同形状且つ同サイズに形成されており、その全体が第３の貫通孔１１１ｃに重なり合うように位置が決められている。
【００３３】
図４（ｃ）に示すように、第３平板１１３には、その長手方向の一方端寄り（図４では左寄り）に、第３平板１１３の短手方向（図４では上下方向）が長手方向となる平面視略長方形状の第６の貫通孔１１３ａが形成されている。この第６の貫通孔１１３ａは、その全体が第２平板１１２の第４の貫通孔１１２ａと重なり合うように位置が決められている。また、第３平板１１３には、その長手方向の他方端寄り（図４では右寄り）に、第３平板１１３の短手方向（図４では上下方向）が長手方向となる平面視略長方形状の第７の貫通孔１１３ｂが形成されている。この第７の貫通孔１１３ｂは第２平板１１２の第５の貫通孔１１２ｂと同形状且つ同サイズに形成されており、その全体が第５の貫通孔１１２ｂに重なり合うように位置が決められている。
【００３４】
このように形成される３つの平板１１１〜１１３を、上述のように第３平板１１３、第２平板１１２、第１平板１１１の順に下から上へと積み上げて搭載部１１を形成すると、搭載部１１内には次のような中空空間が形成されることになる。すなわち、図３に示すように、搭載部１１の上面１１ａに設けられる第１の開口部２１（第１の貫通孔１１１ａの上面部）及び第２の開口部２２（第２の貫通孔１１１ｂの上面部）と、搭載部１１の下面１１ｂに設けられる第３の開口部２３（第６の貫通孔１１３ａの下面部）とを連通する中空空間２４が搭載部１１の内部に形成される。また、３つの平板１１１〜１１３を上述のように積み上げて搭載部１１を形成すると、３つの貫通孔１１１ｃ、１１２ｂ、１１３ｂが連なって、搭載部１１を厚み方向に貫く、平面視略長方形状の１つの貫通孔２５が形成される（図３参照）。
【００３５】
なお、搭載部１１には電極パッドや電気配線が形成されているが、これらについては後述する。また、本実施形態では搭載部１１を３つの平板を貼り合わせて得る構成としているが、この構成に限定されず、搭載部１１は１つの平板で構成しても構わないし、３つとは異なる複数の平板で構成しても構わない。また、搭載部１１の形状は板状に限定されない。板状でない搭載部１１を複数の部材で構成する場合には、搭載部１１を構成する部材の中に平板ではない部材が含まれて良い。更に、搭載部１１に形成される開口部２１、２２、２３、中空空間２４、及び貫通孔２５の形状は本実施形態の構成に限定されず、適宜変更可能である。
【００３６】
図５は、第１実施形態のマイクロホンユニットが備える蓋部の構成を説明するための概略平面図で、図５（ａ）は蓋部の第１構成例を示し、図５（ｂ）は蓋部の第２構成例を示している。なお、図５は、蓋部１２を下から見た場合の図である。
【００３７】
蓋部１２は、その外形が略直方体形状に設けられる（図１〜図３参照）。蓋部１２の長手方向（図５の左右方向）及び短手方向（図５の上下方向）の長さは、蓋部１２を搭載部１１に被せて筐体１０を構成した際に、筐体１０の側面部が略面一となるように調整されている。蓋部１２を構成する材料については、例えばＬＣＰ（Liquid Crystal Polymer；液晶ポリマ）やＰＰＳ（polyphenylene sulfide；ポリフェニレンスルファイド）等の樹脂とすることもできる。ここで、樹脂に導電性を持たせるため、ステンレス等の金属フィラーやカーボンを混入しても構わない。また、ＦＲ−４等、セラミックス等の基板材料としても構わない。
【００３８】
図５に示すように、蓋部１２は仕切り部１２ａで仕切られた２つの凹部１２ｂ、１２ｃを有する。このため、蓋部１２を搭載部１１に被せることにより、互いに独立した２つの空間１２１、１２２（図３参照）が得られる。この２つの空間１２１、１２２は、後述のように、それぞれＭＥＭＳチップ及びＡＳＩＣを収容する空間として用いられるために、以下では、空間１２１を第１の収容空間１２１、空間１２２を第２の収容空間１２２と記載する。
【００３９】
蓋部１２に設ける凹部１２ｂ、１２ｃは、図５（ａ）のようにいずれも平面視略矩形状（略直方体形状）としても良い。ただし、搭載部１１に蓋部１２を被せた際に音道として使用される（この点は後述する）第２の収容空間１２２を形成する凹部１２ｃについては、図５（ｂ）のように、平面視略Ｔ字状に形成するのが好ましい。
【００４０】
これにより、第２の収容空間１２２について、音の入り口となる部分（ここでは貫通孔２５とつながる部分）の開口面積を広く確保しつつ、第２の収容空間１２２全体の容積が小さくなるように構成でき、第２の収容空間１２２が持つ音響的な共振周波数を高周波数側に設定することが可能となる。この場合、第２の収容空間１２２に収容される第２のＭＥＭＳチップ１５（図３参照）を用いたマイク特性を良好なものとできる（高周波数側において適切にノイズを抑圧できる）。
【００４１】
ここで、共振周波数について、補足説明する。一般的に、第２の収容空間１２２と、これに繋がる音の入り口が存在するモデルを考えた場合、モデル固有の音響的な共振周波数を持つ。この共振周波数はヘルムホルツ共振と呼ばれるものである。このモデルでは、定性的には、音の入り口の面積Ｓが大きくなるほど、及び／又は、第２の収容空間１２２の体積Ｖが小さくなるほど、共振周波数は高くなる。逆に、音の入り口の面積Ｓが小さくなるほど、及び／又は、第２の収容空間１２２の体積Ｖが大きくなるほど、共振周波数は低くなる。共振周波数が低くなり、音声周波数帯域（〜１０ｋＨｚ）に近接してくると、マイクロホンの周波数特性、感度特性に悪影響を与える。したがって、共振周波数はできるだけ高く設定することが望ましい。
【００４２】
上記において、第２の収容空間１２２を形成する凹部１２ｃについて、平面視略Ｔ字状としたが、この形状に限定されるものではなく、ＭＥＭＳチップ及びＡＳＩＣの配置に応じて、第２の収容空間１２２の体積Ｖが最小となるように設計することが望ましい。なお、搭載部１１を構成するときに、３つの平板のうちの第２平板１１２について、平面視略Ｔ字状の貫通孔１１２ａを形成したのも、同様の理由による。音の入り口となる部分（第６の貫通孔１１３ａとつながる部分）の開口面積を広く確保しつつ、中空空間２４の容積を小さくして、共振周波数を高く設定するようにしている。
【００４３】
図２及び図３に示すように、マイクロホンユニット１においては、搭載部１１に第１のＭＥＭＳチップ１３と第２のＭＥＭＳチップ１５との２つのＭＥＭＳチップが搭載される。この２つのＭＥＭＳチップ１３、１５は、いずれもシリコンチップからなって、その構成は同一である。このため、第１のＭＥＭＳチップ１３の場合を例に、図６を参照しながら、マイクロホンユニット１が備えるＭＥＭＳチップの構成を説明する。なお、図６は、第１実施形態のマイクロホンユニットが備えるＭＥＭＳチップの構成を示す概略断面図である。また、図６において、括弧で示した符号は第２のＭＥＭＳチップ１５に対応する符号である。また、ＭＥＭＳチップは本発明の振動部の実施形態である。
【００４４】
図６に示すように、第１のＭＥＭＳチップ１３は、絶縁性の第１のベース基板１３１と、第１の固定電極１３２と、第１の絶縁層１３３と、第１の振動板１３４と、を有する。
【００４５】
第１のベース基板１３１には、その中央部に平面視略円形状の貫通孔１３１ａが形成されている。第１の固定電極１３２は第１のベース基板１３１の上に配置され、この第１の固定電極１３２には複数の小径の貫通孔１３２ａが形成されている。第１の絶縁層１３３は第１の固定電極１３２の上に配置され、第１のベース基板１３１と同様に、その中央部に平面視略円形状の貫通孔１３３ａが形成されている。第１の絶縁層１３３の上に配置される第１の振動板１３４は、音圧を受けて振動（図６において上下方向に振動）する薄膜で、導電性を有して電極の一端を形成している。第１の絶縁層１３３の存在によって間隔Ｇｐをあけて互いに略平行となるように対向配置される、第１の固定電極１３２と第１の振動板１３４とはコンデンサを形成している。
【００４６】
なお、第１のベース基板１３１に形成される貫通孔１３１ａ、第１の固定電極１３２に形成される複数の貫通孔１３２ａ、及び第１の絶縁層１３３に形成される貫通孔１３３ａの存在により、第１の振動板１３４には、上からだけではなく、下からも音波が到達するようになっている。
【００４７】
このようにコンデンサ型のマイクロホンとして構成される第１のＭＥＭＳチップ１３においては、音波の到来により第１の振動板１３４が振動すると、第１の振動板１３４と第１の固定電極１３２との間の静電容量が変化する。この結果、第１のＭＥＭＳチップ１３に入射した音波（音信号）を電気信号として取り出せる。同様に、第２のベース基板１５１と、第２の固定電極１５２と、第２の絶縁層１５３と、第２の振動板１５４と、を備える第２のＭＥＭＳチップ１５も、入射した音波（音信号）を電気信号として取り出せる。すなわち、第１のＭＥＭＳチップ１３及び第２のＭＥＭＳチップ１５は、音信号を電気信号に変換する機能を有する。
【００４８】
なお、ＭＥＭＳチップ１３、１５の構成は、本実施形態の構成に限定されるものではなく、適宜、その構成を変更しても構わない。例えば、本実施形態では振動板１３４、１５４の方が固定電極１３２、１５２よりも上となっているが、これとは逆の関係（振動板が下で、固定電極が上となる関係）となるように構成しても構わない。
【００４９】
第１のＡＳＩＣ１４は、第１のＭＥＭＳチップ１３の静電容量の変化（第１の振動板１３４の振動に由来する）に基づいて取り出される電気信号を増幅処理する集積回路である。第２のＡＳＩＣ１６は、第２のＭＥＭＳチップ１５の静電容量の変化（第２の振動板１５４の振動に由来する）に基づいて取り出される電気信号を増幅処理する集積回路である。なお、ＡＳＩＣは本発明の電気回路部の実施形態である。
【００５０】
図７に示すように、第１のＡＳＩＣ１４は、第１のＭＥＭＳチップ１３にバイアス電圧を印加するチャージポンプ回路１４１を備える。チャージポンプ回路１４１は、電源電圧ＶＤＤ（例えば１．５〜３Ｖ程度）を昇圧（例えば６〜１０Ｖ程度）して、第１のＭＥＭＳチップ１３にバイアス電圧を印加する。また、第１のＡＳＩＣ１４は、第１のＭＥＭＳチップ１３における静電容量の変化を検出するアンプ回路１４２を備える。アンプ回路１４２で増幅された電気信号は第１のＡＳＩＣ１４から出力される（ＯＵＴ１）。同様に、第２のＡＳＩＣ１６も第２のＭＥＭＳチップ１５にバイアス電圧を印加するチャージポンプ回路１６１と、静電容量の変化を検出して増幅された電気信号を出力する（ＯＵＴ２）アンプ回路１６２を備える。なお、図７は、第１実施形態のマイクロホンユニットの構成を示すブロック図である。
【００５１】
ここで、主に図８を参照して、マイクロホンユニット１における、２つのＭＥＭＳチップ１３、１５及び２つのＡＳＩＣ１４、１６の位置関係及び電気的な接続関係について説明しておく。なお、図８は、第１実施形態のマイクロホンユニットが備える搭載部を上から（搭載面側から）見た場合の概略平面図で、ＭＥＭＳチップ及びＡＳＩＣが搭載された状態を示す図である。
【００５２】
２つのＭＥＭＳチップ１３、１５は、振動板１３４、１５４が搭載部１１の搭載面（上面）１１ａに対して略平行となる姿勢（図３参照）で搭載部１１に搭載される。そして、図８に示すように、搭載部１１の長手方向の一方端寄り（図８では左寄り）において、第１のＭＥＭＳチップ１３と第１のＡＳＩＣ１４とが短手方向に並んだ状態で搭載される。また、搭載部１１の略中央部から長手方向の他方端側（図８では右側）にややずれた位置には第２のＭＥＭＳチップ１５が搭載される。また、搭載部１１には、第２のＭＥＭＳチップ１５を基準にして、長手方向の他方端側（図８では右側）に第２のＡＳＩＣ１６が搭載される。
【００５３】
なお、第１のＭＥＭＳチップ１３は、搭載部１１の搭載面（上面）１１ａに形成される第１の開口部２１（図２及び図３参照）を覆うように、搭載部１１に搭載されている。また、第２のＭＥＭＳチップ１５は、搭載部１１の上面１１ａに形成される第２の開口部２２（図２及び図３参照）を覆うように、搭載部１１に搭載されている。
【００５４】
また、２つのＭＥＭＳチップ１３、１５及び２つのＡＳＩＣ１４、１６の配置の仕方は本実施形態の構成に限定される趣旨ではなく、適宜変更可能である。例えば、ＭＥＭＳチップとＡＳＩＣとで構成される各組について、いずれもＭＥＭＳチップとＡＳＩＣとが長手方向に配列される構成としたり、短手方向に配列される構成としたりしてもよい。
【００５５】
２つのＭＥＭＳチップ１３、１５及び２つのＡＳＩＣ１４、１６は、搭載部１１にダイボンディング及びワイヤボンディングにより実装されている。詳細には、第１のＭＥＭＳチップ１３及び第２のＭＥＭＳチップ１５は、図示しないダイボンド材（例えばエポキシ樹脂系やシリコーン樹脂系の接着剤等）によって、それらの底面と搭載部１１の上面１１ａとの間に隙間ができないように、搭載部１１の上面１１ａに接合されている。このように接合することにより、搭載部１１の上面１１ａとＭＥＭＳチップ１３、１５の底面との間にできる隙間から音が漏れ込むという事態が発生しないようになっている。また、図８に示すように、第１のＭＥＭＳチップ１３は第１のＡＳＩＣ１４に、第２のＭＥＭＳチップ１５は第２のＡＳＩＣ１６に、各々、ワイヤ１７（好ましくは金線）によって電気的に接続されている。
【００５６】
また、２つのＡＳＩＣ１４、１６はいずれも、図示しないダイボンド材によって搭載部１１の搭載面（上面）１１ａと対向する底面が、搭載部１１の上面１１ａに接合されている。図８に示すように、第１のＡＳＩＣ１４は、ワイヤ１７によって搭載部１１の上面１１ａに形成される複数の電極端子１８ａ、１８ｂ、１８ｃのそれぞれと電気的に接続されている。電極端子１８ａは電源電圧（ＶＤＤ）入力用の電源用端子で、電極端子１８ｂは第１のＡＳＩＣ１４のアンプ回路１４２で増幅処理された電気信号を出力する第１の出力端子で、電極端子１８ｃはグランド接続用のＧＮＤ端子である。
【００５７】
同様に、第２のＡＳＩＣ１６は、ワイヤ１７によって搭載部１１の上面１１ａに形成される複数の電極端子１９ａ、１９ｂ、１９ｃのそれぞれと電気的に接続されている。電極端子１９ａは電源電圧（ＶＤＤ）入力用の電源用端子で、電極端子１９ｂは第２のＡＳＩＣ１６のアンプ回路１６２で増幅処理された電気信号を出力する第２の出力端子で、電極端子１９ｃはグランド接続用のＧＮＤ端子である。
【００５８】
搭載部１１の搭載面１１ａの裏面（搭載部１１の下面）１１ｂには、図１（ｂ）や図３に示すように外部接続用電極パッド２０が形成されている。外部接続用電極パッド２０には、電源用電極パッド２０ａ、第１の出力用電極パッド２０ｂ、第２の出力用電極パッド２０ｃ、ＧＮＤ用電極パッド２０ｄ、及びシーリング用電極パッド２０ｅが含まれる。
【００５９】
搭載部１１の上面１１ａに設けられる電源端子１８ａ及び１９ａは搭載部１１に形成される図示しない配線（貫通配線含む）を介して電源用電極パッド２０ａに電気的に接続される。搭載部１１の上面１１ａに設けられる第１の出力端子１８ｂは搭載部１１に形成される図示しない配線（貫通配線含む）を介して第１の出力用電極パッド２０ｂに電気的に接続される。搭載部１１の上面１１ａに設けられる第２の出力端子１９ｂは搭載部１１に形成される図示しない配線（貫通配線含む）を介して第２の出力用電極パッド２０ｃに電気的に接続される。搭載部１１の上面１１ａに設けられるＧＮＤ端子１８ｃ及び１９ｃは搭載部１１に形成される図示しない配線（貫通配線含む）を介してＧＮＤ用電極パッド２０ｄに電気的に接続される。貫通配線については基板製造で一般的に使用されるスルーホールビアにより形成が可能である。
【００６０】
なお、シーリング用電極パッド２０ｅは、マイクロホンユニット１を携帯電話機等の音声入力装置の実装基板に実装する場合に気密性を保つために用いられるものであり、その詳細は後述する。
【００６１】
また、本実施形態においては、２つのＭＥＭＳチップ１３、１５及び２つのＡＳＩＣ１４、１６がワイヤボンディング実装される構成としたが、２つのＭＥＭＳチップ１３、１５及び２つのＡＳＩＣ１４、１６はフリップチップ実装しても勿論構わない。この場合、ＭＥＭＳチップ１３、１５およびＡＳＩＣ１４、１６の下面に電極を形成し、これに対応する電極パッドを搭載部１１の上面に配置し、これらの結線は搭載部１１上に形成された配線パターンにより行う。
【００６２】
２つのＭＥＭＳチップ１３、１５及び２つのＡＳＩＣ１４、１６を搭載した搭載部１１（本実施形態では基板の貼り合わせによって構成されており基板部と表現してもよい）の上に、蓋部１２を気密封止するように接合（例えば接着剤や接着シートが使用される）すると、筐体１０内に第１のＭＥＭＳチップ１３と、第１のＡＳＩＣ１４と、第２のＭＥＭＳチップ１５と、第２のＡＳＩＣ１６と、を備えるマイクロホンユニット１が得られる。なお、マイクロホンユニット１においては、図３に示すように、第１の収容空間１２１に第１のＭＥＭＳチップ１３及び第１のＡＩＳＣ１４が収容され、第２の収容空間１２２に第２のＭＥＭＳチップ１５及び第２のＡＳＩＣ１６が収容される。
【００６３】
このマイクロホンユニット１においては、図３に示すように、外部から第３の開口部２３を介して入力された音波は、中空空間２４及び第１の開口部２１を通って第１の振動板１３４の下面に到達するとともに、中空空間２４及び第２の開口部２２を通って第２の振動板１５４の下面に到達する。また、外部から貫通孔２５を介して入力された音波は、第２の収容空間１２２を通って第２の振動板１５４の上面に到達する。なお、第３の開口部２３及び貫通孔２５は筐体１０内に音波を入力するために使用されるものであるため、以下では、第３の開口部２３を第１の音孔２３、貫通孔２５を第２の音孔２５と表現する。
【００６４】
以上のことから、マイクロホンユニット１には、第１の音孔２３から入力される音波を第１の振動板１３４の一方の面（下面）に伝達するとともに、第２の振動板１５４の一方の面（下面）に伝達する第１の音道４１と、第２の音孔２５から入力される音波を第２の振動板１５４の他方の面（上面）に伝達する第２の音道４２と、が設けられている、と言える。また、マイクロホンユニット１においては、第１の振動板１３４の他方の面（上面）には外部から音波が入力されないようになっており、音響リークのない密閉空間（背室）が形成されている。
【００６５】
なお、マイクロホンユニット１に設けられる第１の音孔２３と第２の音孔２５との間隔（中心間距離）は、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下とするのが好ましく、４ｍｍ以上６ｍｍ以下とするのがより好ましい。２つの音孔２３、２５の間隔が広すぎると、それぞれの音孔２３、２５から入力されて第２の振動板１５４に到達する音波の位相差が大きくなってマイク特性が低下（ノイズ抑圧性能が低下）するため、このような事態を抑制する趣旨である。また、２つの音孔２３、２５の間隔が狭すぎると、第２の振動板１５４の上面と下面に加わる音圧の差が小さくなって第２の振動板１５４の振幅が小さくなり、第２のＡＳＩＣ１６から出力される電気信号のＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）が悪くなるため、このような事態を抑制する趣旨である。
【００６６】
また、広い周波数域で高いノイズ抑圧効果を得るために、音が第１の音孔２３から第１の音道４１（図３参照）を通って第２の振動板１５４へと至る音の伝播距離と、音が第２の音孔２５から第２の音道４２（図３参照）を通って第２の振動板１５４へと至る音の伝播距離とはほぼ等しくなるように設計するのが好ましい。
【００６７】
また、マイクロホンユニット１では、筐体１０に設ける第１の音孔２３及び第２の音孔２５が長孔形状となるように構成しているが、この構成に限定されず、例えば平面視略円形状の孔等としても構わない。ただし、本構成のように、長孔形状とすることにより、例えばマイクロホンユニット１の長手方向（図３の左右方向が該当）の長さが大きくなるのを抑制してパッケージサイズを小さくしつつ、音孔の断面積を大きくできるので好ましい。音孔の断面積を大きくすることによる効果については、すでに説明した通りである。音孔の断面積が大きくなるほど、共振周波数が高くすることができるため、マイクロホンとして広帯域に渡り平坦な性能を得ることができる。
【００６８】
また、第１のＭＥＭＳチップ１３における静電容量の変化を検出するアンプ回路１４２のアンプゲインと、第２のＭＥＭＳチップ１５における静電容量の変化を検出するアンプ回路１６２のアンプゲインとは、異なるゲインに設定してよい。第２のＭＥＭＳチップ１５の第２の振動板１５４は、両面（上面及び下面）に加わる音圧差により振動するため、その振動振幅は、第１のＭＥＭＳチップ１３の第１の振動板１３４の振動振幅よりも小さくなる。このため、例えば第２のＡＳＩＣ１６のアンプ回路１６２のアンプゲインを、第１のＡＳＩＣ１４のアンプ回路１４２のアンプゲインよりも大きくしても構わない。より具体的には、２つの音孔２３、２５の中心間距離が５ｍｍ程度である場合には、第２のＡＳＩＣ１６のアンプ回路１６２のアンプゲインは、第１のＡＳＩＣ１４のアンプ回路１４２のアンプゲインよりも６〜１４ｄＢ程度高い値に設定することが好ましい。これにより、２つのアンプ回路１４２、１６２からの出力信号振幅をほぼ等しくすることができるため、ユーザが両アンプからの出力を選択して切り替えたときに大きな出力振幅変化が生じるのを抑えることができる。
【００６９】
次に、第１実施形態のマイクロホンユニット１の作用効果について説明する。
【００７０】
マイクロホンユニット１の外部で音が生じると、第１の音孔２３から入力された音波が第１の音道４１によって第１の振動板１３４の下面に到達し、第１の振動板１３４が振動する。これにより、第１のＭＥＭＳチップ１３において静電容量の変化が生じる。第１のＭＥＭＳチップ１３の静電容量の変化に基づいて取り出された電気信号は、第１のＡＳＩＣ１４のアンプ回路１４２によって増幅処理されて、最終的に第１の出力用電極パッド２０ｂから出力される（以上、図３及び図７参照）。
【００７１】
また、マイクロホンユニット１の外部で音が生じると、第１の音孔２３から入力された音波が第１の音道４１によって第２の振動板１５４の下面に到達すると共に、第２の音孔２５から入力された音波が第２の音道４２によって第２の振動板１５４の上面に到達する。このために、第２の振動板１５４は、その上面に加わる音圧と下面に加わる音圧との音圧差によって振動する。これにより、第２のＭＥＭＳチップ１５において静電容量の変化が生じる。第２のＭＥＭＳチップ１５の静電容量の変化に基づいて取り出された電気信号は、第２のＡＳＩＣ１６のアンプ回路１６２によって増幅処理されて、最終的に第２の出力用電極パッド２０ｃから出力される（以上、図３及び図７参照）。
【００７２】
以上のように、マイクロホニンユニット１においては、第１のＭＥＭＳチップ１３を用いて得られる信号と、第２のＭＥＭＳチップ１５を用いて得られる信号とが、別々に外部へと出力されるようになっている。ところで、マイクロホンユニット１は、第１のＭＥＭＳチップ１３のみを利用する場合と、第２のＭＥＭＳチップ１５のみを利用する場合とで、異なった性質を示す。これについて、以下説明する。
【００７３】
説明するに先立って、音波の性質について説明しておく。図９は、音圧Ｐと音源からの距離Ｒとの関係を示すグラフである。図９に示すように、音波は、空気等の媒質中を進行するにつれて減衰し、音圧（音波の強度・振幅）が低下する。音圧は、音源からの距離に反比例し、音圧Ｐと距離Ｒとの関係は、以下の式（１）のように表せる。なお、式（１）におけるｋは比例定数である。
Ｐ＝ｋ／Ｒ （１）
【００７４】
図９及び式（１）から明らかなように、音圧は音源に近い位置では急激に減衰（グラフの左側）し、音源から離れるほどなだらかに減衰（グラフの右側）する。すなわち、音源からの距離がΔｄだけ異なる２つの位置（Ｒ１とＲ２、Ｒ３とＲ４）に伝達される音圧は、音源からの距離が小さいＲ１からＲ２においては大きく減衰する（Ｐ１−Ｐ２）が、音源からの距離が大きいＲ３からＲ４においてはあまり減衰しない（Ｐ３−Ｐ４）。
【００７５】
図１０は、第１実施形態のマイクロホンユニットの指向特性について説明するための図で、図１０（ａ）は第１のＭＥＭＳチップ１３側を利用する場合の指向特性を説明するための図、図１０（ｂ）は第２のＭＥＭＳチップ１５側を利用する場合の指向特性を説明するための図である。なお、図１０においては、マイクロホンユニット１の姿勢は図３に示すのと同姿勢を想定している。
【００７６】
音源から第１の振動板１３４までの距離が一定であれば、音源がどの方向にあっても第１の振動板１３４に加わる音圧は一定となる。すなわち、第１のＭＥＭＳチップ１３側を利用する場合、図１０（ａ）に示すように、マイクロホンユニット１は、あらゆる方向から入射される音波を均等に受ける全指向特性を示す。
【００７７】
一方、第２のＭＥＭＳチップ１５側を利用する場合、マイクロホンユニット１は、全指向性特性を示さず、図１０（ｂ）に示すように両指向特性を示す。音源から第２の振動板１５４までの距離が一定であれば、音源が０°又は１８０°の方向にある時に第２の振動板１５４に加わる音圧が最大となる。これは、音波が第１の音孔２３から第２の振動板１５４の下面に至る距離と、音波が第２の音孔２５から第２の振動板１５４の上面へと至る距離との差が最も大きくなるからである。
【００７８】
これに対し、音源が９０°又は２７０°の方向にある時に第２の振動板１５４に加わる音圧が最小（０）になる。これは、音波が第１の音孔２３から第２の振動板１５４の下面に至る距離と、音波が第２の音孔２５から第２の振動板１５４の上面へと至る距離との差がほぼ０となるからである。すなわち、第２のＭＥＭＳチップ１５側を利用する場合、マイクロホンユニット１は、０°及び１８０°の方向から入射される音波に対して感度が高く、９０°及び２７０°の方向から入射される音波に対して感度が低い特性（両指向性）を示す。
【００７９】
図１１は、第１実施形態のマイクロホンユニットのマイク特性を説明するためのグラフで、横軸は音源からの距離Ｒを対数軸で表現したもの、縦軸はマイクロホンユニットの振動板に加わる音圧レベル（ｄＢ）を示す。なお、図１１において、Ａは第１のＭＥＭＳチップ１３側を利用する場合のマイクロホンユニット１のマイク特性を示し、Ｂは第２のＭＥＭＳチップ１５側を利用する場合のマイクロホンユニット１のマイク特性を示す。
【００８０】
第１のＭＥＭＳチップ１３では、第１の振動板１３４は一方の面（下面）に加わる音圧によって振動するが、第２のＭＥＭＳチップ１５では、第２の振動板１５４は両面（上面及び下面）に加わる音圧の差によって振動する。距離減衰特性は、第１のＭＥＭＳチップ１３側を利用する場合、音圧レベルは１／Ｒで減衰するが、第２のＭＥＭＳチップ１５側を利用する場合には、第１のＭＥＭＳチップ１３特性を距離Ｒで微分特性した特性となり、音圧レベルは１／Ｒ2で減衰するような特性となる。このために、図１１に示すように、第１のＭＥＭＳチップ１３側を利用する場合に比べて第２のＭＥＭＳチップ１５側を利用する場合には、音源からの距離に対する振動振幅の低下が急となり、距離減衰が大きくなる。
【００８１】
換言すると、第１のＭＥＭＳチップ１３側を利用する場合、第２のＭＥＭＳチップ１５側を利用する場合に比べて、マイクロホンユニット１は、マイクロホンユニット１から遠く離れた位置に音源がある遠距離音を収音する機能に優れる。一方、第２のＭＥＭＳチップ１５側を利用する場合には、マイクロホンユニット１は、マイクロホンユニット１の近傍で発生する目的音を効率よく収音し、背景雑音（上記目的音でない音を指している）を除去する機能に優れる。
【００８２】
後者について、更に説明する。マイクロホンユニット１の近傍で発生する上記目的音の音圧は、第１の音孔２３と第２の音孔２５との間で大きく減衰し、第２の振動板１５４の上面に伝達される音圧と、第２の振動板１５２の下面に伝達される音圧とは大きな差が生じる。一方、背景雑音は、上記目的の音に比べて音源が遠い位置にあるために、第１の音孔２３と第２の音孔２５との間ではほとんど減衰せず、第２の振動板１５４の上面に伝達される音圧と、第２の振動板１５４の下面に伝達される音圧との音圧差は非常に小さくなる。なお、ここでは、音源から第１の音孔２３までの距離と、音源から第２の音孔２５までの距離とが異なる場合を前提としている。
【００８３】
第２の振動板１５４にて受音される背景雑音の音圧差は非常に小さいために、背景雑音の音圧は第２の振動板１５４にてほぼ打ち消される。これに対して、第２の振動板１５４にて受音される上記目的音の音圧差は大きいために、上記目的音の音圧は第２の振動板１５４で打ち消されない。このため、第２の振動板１５４の振動によって得られた信号は、背景雑音が除去された上記目的音の信号であると見なせる。このため、第２のＭＥＭＳチップ１５側を利用する場合には、マイクロホンユニット１は、その近傍で発生する目的音について背景雑音を除去して収音する機能に優れることになる。
【００８４】
上述のように、マイクロホンユニット１においては、第１のＭＥＭＳチップ１３から取り出される信号と、第２のＭＥＭＳチップ１５から取り出される信号とを、別々に処理（増幅処理）して、別々に外部に出力するようになっている。このため、このマイクロホンユニット１が適用される音声入力装置において、いずれかのＭＥＭＳチップ１３、１５から出力される信号を近接音源の収音あるいは遠方音源の収音のいずれかの目的に応じて適宜選択して使うようにすれば、音声入力装置の多機能に対応できる。
【００８５】
具体例として、マイクロホンユニット１が携帯電話機（音声入力装置の一例）に適用される場合を挙げて説明する。携帯電話機の通話時には、通常は、ユーザはマイクロホンユニット１近傍に口を近づけて話す。このために、携帯電話機の通話時の機能としては、背景雑音を除去して目的音のみを収音できることが望まれる。このため、例えば通話時には、マイクロホニンユニット１から出力される信号のうち、第２のＭＥＭＳチップ１５から取り出される信号を使用するようにすればよい。
【００８６】
上述のように、最近の携帯電話機は、ハンズフリー機能やムービー録画機能を備える。このようなモードで使用する場合は、マイクロホンユニット１から離れた遠方の音を収音できる必要がある。このために、例えば、携帯電話機のハンズフリー機能やムービー録画機能を用いる場合には、マイクロホニンユニット１から出力される信号のうち、第１のＭＥＭＳチップ１３から取り出される信号を使用するようにすればよい。ここで、遠方の音は近接音に対して相対的に入力音圧が低くなるため、高いＳＮＲが要求される。
【００８７】
以上のように、本実施形態のマイクロホンユニット１は、遠方ノイズ抑圧性能に優れた両指向特性の差動マイクロホンとしての機能（ニアフィールド収音機能）と、マイクロホンユニット１から離れた位置に音源がある遠距離音を収音可能な全指向性マイクロホンとしての機能（ファーフィールド収音機能）と、を兼ね備える構成となっている。このために、本実施形態のマイクロホンユニット１によれば、マイクロホンユニットが適用される音声入力装置の多機能化に対応しやすい。
【００８８】
本実施形態のマイクロホンユニット１においては、第１の振動板１３４への音道と、第２の振動板１５４への音道を一部共通化すること、および筐体のスペースを共用することでパッケージの小型化を図っている。具体的には、接話マイクのみの機能を有する図２６に示すような従来マイクロホンＺにおいては、第１の音孔Ｚ３と、第２の音孔Ｚ４（いずれも搭載部Ｚ１の下面側に形成される）との間は一定の距離（例えば５ｍｍ）が物理的に必要である。このため、第１の音孔Ｚ３の上部において蓋部Ｚ２に音響的に使用されない無駄な領域が発生する。本実施形態のマイクロホンユニット１では、この領域に第１の収容空間１２１を設け、第１のＭＥＭＳチップ１３と、第１のＡＳＩＣ１４ を配置して有効利用することで、マイクロホンユニットの小型化を実現している。なお、図２６において、符号Ｚ５はＭＥＭＳチップ、符号Ｚ６はＡＳＩＣである。
【００８９】
また、本実施形態のマイクロホンユニット１は上述の２つの機能を兼ね備えるために、従来のように、互いに異なる機能を有する２つのマイクロホンユニットを別個に搭載する必要がない。このため、多機能の音声入力装置を製造にするにあたって、使用部材の低減とマイクロホンを実装するための実装面積の低減（音声入力装置の大型化の抑制）を図れる。
【００９０】
また、本実施形態のマイクロホンユニット１においては、第１の振動板１３４の上面に面する密閉空間（背室）を蓋部１２に形成される凹部１２ｂを利用して得る構成であるために、背室の容積を大きくしやすい。これは、マイクロホンのＳＮＲ向上に貢献する。
【００９１】
図１２は、マイクロホンにおける、背室容積とマイク感度との関係を示すグラフである。図１２は、背室容積が大きくなるほどマイク感度が向上し、背室容積が小さくなると急激に感度が低下することを示している。小型のマイクロホンを扱う場合、背室の容積を十分に確保することは難しく、背室容積に対する感度変化の大きい領域で設計することが多い。こうした場合には、少しでも背室容積を大きくすることでマイク感度が格段に向上することがわかる。
【００９２】
また、図１３は、マイク感度と周波数との関係が背室容積によって変化することを説明するためのグラフである。図１３から、背室容積が大きくなるほどマイク感度が向上すること、および背室容積が小さい場合には低周波数域においてマイク感度の減衰が発生することがわかる。上記の特性は、振動板の持つバネ係数と収容空間の空気が持つバネ係数のバランスにより決まる。上述のように、第１実施形態のマイクロホンユニット１においては、第１の振動板１３４の上面に面する背室容積を大きく確保することが容易であり、マイク感度の向上を図り易い。このため、第１のＭＥＭＳチップ１３を用いてマイクロホンユニット１から離れた位置に音源がある遠距離音を収音する場合に、マイクロホンユニット１から出力される信号について、高ＳＮＲ化が図れる。
【００９３】
また、本実施形態のマイクロホンユニット１においては、蓋部１２はＬＣＰ、ＰＰＳ等の樹脂材、ＦＲ−４等のガラスエポキシ材、セラミックス材以外にも、アルミ、真鍮、鉄、銅などの導電性を有する金属材料で構成することも可能である、金属部を搭載部１１あるいはユーザ基板のＧＮＤ部と接続することで電磁シールドの効果を持たせることができる。また、樹脂材、ガラスエポキシ材、セラミックス材のような絶縁材料であっても表面に導電性メッキ処理を施すことによっても金属と同様の電磁シールドの効果を持たせることが可能である。具体的には、蓋部１２の上部と側部の外壁面に導電性メッキ（金属メッキ）を施し、搭載部１１あるいはユーザ基板のＧＮＤ部と接続することで電磁シールドの効果を持たせることが可能である。
【００９４】
マイクロホンユニットを薄型化するためには、各構成部品の厚みを薄くする必要があるが、樹脂材、ガラスエポキシ材は０．２ｍｍ以下の厚みになると強度的に非常に弱くなり、壁面が外部音圧によって外壁が振動してマイク本来の収音機能に悪影響を与える等の問題が発生する。蓋部１２の外壁面に導電性の金属膜を形成することにより、蓋部１２の機械的強度を高めて外部応力に対する耐性を高めることができ、また、不要な振動を抑えることでマイク本来の収音機能を発揮することができる。
【００９５】
ここで、第１実施形態のマイクロホンユニット１の変形例を示しておく。
【００９６】
図１４は、第１実施形態のマイクロホンユニットの第１変形例を説明するための断面図である。なお、図１４は図３と同様の断面図である。マイクロホンユニット１の第１変形例では、筐体１０を構成する搭載部１１内に設けられる音道の内壁面と、蓋部１２の内壁と、にコーティング層４３が形成されている。
【００９７】
例えば搭載部１１や蓋部１２の材料としてＦＲ４等の基板材料を使用した場合、その切断面（加工面）から繊維状のダストが発生しやすい。例えば、このようなダストがＭＥＭＥチップ１３、１５の固定電極１３２、１５２に設けられた貫通孔１３２ａ、１５２ａ（図６参照）から電極間内部に侵入すると、固定電極１３２、１５２と振動板１３４、１５４との間が詰まってしまい、ＭＥＭＳチップ１３、１５が正しく機能しなくなるといった問題が発生する。この点、第１変形例のようにコーティング層４３を施すと、微小なダストの発生を防止して、前記問題点を解消することができる。
【００９８】
コーティング層４３は基板製造で多く用いられるメッキ処理技術を利用して得てもよく、より具体的には例えばＣｕメッキ処理、あるいはＣｕ＋Ｎｉメッキ処理等によってコーティング層４３を得てもよい。また、コーティング層４３は露光現像可能なレジスト材料をコーティング処理することによって得てもよい。また、コーティング層４３は複数層で構成してもよく、例えば、Ｃｕメッキ処理後に、更にレジスト材料をコーティング処理することによって得てもよい。マイクロホンユニット１には、第１の音孔２３及び第２の音孔２５の周囲にシーリング用電極パッド２０ｅが形成されている（図１（ｂ）等参照）。この構成では、マイクロホンユニット１を携帯電話機等の音声入力装置に実装する場合に、第１の音孔２３及び第２の音孔２５内に半田が流れ込んで、音道が狭小化したり、塞いでしまう可能性がある。これを防ぐためにＣｕメッキ上にレジスト等の半田をはじく材料をコーディングし、半田の侵入を阻止する方法が有効である。
【００９９】
なお、図１４に示す第１変形例の構成において、搭載部１１及び蓋部１２に設けられるコーティング層４３（具体例としてＣｕメッキ）を固定電位（ＧＮＤあるいは電源）に接続するようにしてもよい。搭載部１１に設けられるコーティング層４３により、ＭＥＭＳチップ１３、１５の下方からの外部電磁界に対する耐性を向上させることができる。また、蓋部１２に設けられるコーティング層４３により、ＭＥＭＳチップ１３、１５の上方から到来する外部電磁界に対する耐性を向上させることができる。これらにより、ＭＥＭＳチップ１３、１５の上下の両側から電磁シールドすることが可能になり、外部電磁界から到来する耐性を大幅に向上させる（外部電磁界ノイズの混入を防止する）ことが可能になる。
【０１００】
また、第１変形例では、搭載部１１及び蓋部１２にコーティング層４３を設ける構成としているが、この構成に限らず、例えば搭載部１１にのみ（すなわち、搭載部１１内に設けられる音道の壁面にのみ）コーティング層４３を設ける構成等としてもよい。
【０１０１】
図１５は、第１実施形態のマイクロホンユニットの第２変形例を説明するための斜視図である。マイクロホンユニット１の第２変形例では、マイクロホンユニット１を構成する筐体１０（搭載部１１と蓋部１２とからなる)を覆うようにシールドカバー４４が設けられた構成となっている。
【０１０２】
導電材料（金属）で構成されるシールドカバー４４は、略箱形状に設けられて蓋部１２側から筐体１０を覆うように被せられ、固定電位（ＧＮＤ）に接続されている。シールドカバー４４はかしめることによって筐体１０に固定されており、シールドカバー４４にはかしめ領域４４ａが設けられている。このように筐体１０をシールドカバー４４で覆うことによって、外部電磁界に対する耐性を向上する（外部電磁界ノイズの混入を防止する）ことが可能である。金属の厚みは５０〜２００μｍ程度が適当である。本変形例においては、金属のプレートでマイク筐体全体を覆う構造となるため、高い電磁シールド効果が得られる。
【０１０３】
図１６は、第１実施形態のマイクロホンユニットの第３変形例を説明するためのブロック図である。マイクロホンユニット１の第３変形例では、第１の収容空間１２１（図３参照）に収容される第１のＡＳＩＣ１４と、第２の収容空間１２２（図３参照）に収容される第２のＡＳＩＣ１６とが集約されて、ＡＳＩＣの数が１つとされている（スペース削減効果を有する）。
【０１０４】
このときの搭載部１１へのＭＥＭＳチップおよびＡＳＩＣの配置の一例を図１７に示す。図１７は、第１実施形態のマイクロホンユニットの第３変形例の構成を説明するための図で、マイクロホンユニットが備える搭載部を上から見た場合の概略平面図である。図１７では、理解を容易にするために、収容空間１２１、１２２も併せて示している。第１のＭＥＭＳチップ１３とＡＳＩＣ４５とは第１の収容空間１２１に配置され、第２のＭＥＭＳチップ１５は第２の収容空間１２２に配置されている。この構成では、ＡＳＩＣ４５とＭＥＭＳチップ１５とをワイヤで直接接続することができないため、第２のＭＥＭＳチップ１５から引き出されたワイヤを搭載部１１上の電極端子１９ｄに接続し、ＡＳＩＣ４５から引き出されたワイヤを搭載部１１上の電極端子１８ｄに接続し、電極端子１８ｄと電極端子１９ｄとの間は搭載部１１に形成された配線パターンＰＷ（点線で示す）で結線すれば良い。なお、ＡＳＩＣ４５は第２の収容空間１２２に配置してもよい。
【０１０５】
また、ＭＥＭＳチップおよびＡＳＩＣの別の配置例を図１８に示す。図１８は、第１実施形態のマイクロホンユニットの第３変形例の別の構成を説明するための図で、マイクロホンユニットが備える搭載部を上から見た場合の概略平面図である。図１８では、図１７同様に、収容空間１２１、１２２も併せて示している。第１のＭＥＭＳチップ１３とＡＳＩＣ４５とは第１の収容空間１２１に配置され、第２のＭＥＭＳチップ１５は第２の収容空間１２２に配置されている。この構成では、ＡＳＩＣ４５とＭＥＭＳチップ１５との電気的な接続をワイヤによって直接接続することができないため、第１のＭＥＭＳチップ１３、第２のＭＥＭＳチップ１５、およびＡＳＩＣ１４の全てを搭載部１１にフリップチップ実装する形態をとっている。チップの裏面には電極パッドを設けられており、搭載部１１側にはチップの電極パッドに対向するように電極が設けられており、双方を半田等により接合する。搭載部１１にはこれらの電極を結線するための配線パターンＰＷ（点線で示す）が設けている。
【０１０６】
ＡＳＩＣ４５は、第１のＭＥＭＳチップ１３及び第２のＭＥＭＳチップ１５にバイアス電圧を印加するチャージポンプ回路４５１を備える。チャージポンプ回路４５１は、電源電圧ＶＤＤ（例えば１．５〜３Ｖ程度）を昇圧（例えば６〜１０Ｖ程度）して、第１のＭＥＭＳチップ１３及び第２のＭＥＭＳチップ１５にバイアス電圧を印加する。また、ＡＳＩＣ４５は、第１のＭＥＭＳチップ１３における静電容量の変化を検出する第１のアンプ回路４５２と、第２のＭＥＭＳチップ１５における静電容量の変化を検出する第２のアンプ回路４５３と、を備える。第１のアンプ回路４５２及び第２のアンプ回路４５３で増幅された電気信号は、それぞれ、独立にＡＳＩＣ４５から出力される。
【０１０７】
第３変形例のマイクロホンユニット１においては、第１のＭＥＭＳチップ１３の静電容量の変化に基づいて取り出された電気信号は、第１のアンプ回路４５２によって増幅処理されて、最終的に第１の出力用電極パッド２０ｂから出力される。また、第２のＭＥＭＳチップ１５の静電容量の変化に基づいて取り出された電気信号は、第２のアンプ回路４５２によって増幅処理されて、最終的に第２の出力用電極パッド２０ｃから出力される。
【０１０８】
なお、ここでは、第１のＭＥＭＳチップ１３と第２のＭＥＭＳチップ１５とに共通のバイアス電圧が印加される構成となっているが、この構成に限られる趣旨ではない。例えば、チャージポンプ回路を２つ設けて、第１のＭＥＭＳチップ１３と第２のＭＥＭＳチップ１５に対して、別々にバイアス電圧を印加するようにしても構わない。このように構成することで、第１のＭＥＭＳチップ１３と第２のＭＥＭＳチップ１５との間でクロストークが生じる可能性を低減できる。
【０１０９】
また、２つのアンプ回路４５２、４５３のアンプゲインは、異なるゲインに設定して構わない。ここで、第２のアンプ回路４５３のアンプゲインを第１のアンプ回路４５２のアンプゲインよりも大きくすることが好ましい。
【０１１０】
図１９は、第１実施形態のマイクロホンユニットの第４変形例を説明するためのブロック図である。この第４変形例のマイクロホンユニット１も第３変形例の場合と同様にＡＳＩＣの数が１つとされている。ただし、次の点で第３変形例とは異なる。すなわち、第４変形例のマイクロホンユニット１では、外部（マイクロホンユニット１が実装される音声入力装置）からスイッチ信号を入力するためのスイッチ用電極パッド２０ｇが設けられて（外部接続用電極パッドとして筐体１０の外部に設けられる）、スイッチ用電極パッド２０ｇを介して与えられるスイッチ信号によってＡＳＩＣ４５に設けられる切替回路４５４が動作するようになっている点で第３変形例の構成と異なる。また、外部への出力するための出力用電極パッドが１つ（出力用電極パッド２０ｆ）となっている点でも第３変形例とは異なる。
【０１１１】
切替回路４５４は、図１９に示すように、第１のアンプ回路４５２から出力される信号と、第２のアンプ回路４５３から出力される信号とのうち、いずれを外部へと出力するかを切り替える回路である。すなわち、第４変形例のマイクロホンユニット１においては、第１のＭＥＭＳチップ１４から取り出された信号と、第２のＭＥＭＳチップ１５から取り出された信号のうちの、いずれか一方のみが出力用電極パッド２０ｆを介して外部へ出力されるようになっている。第４変形例のように構成する場合、マイクロホンユニット１を搭載する音声入力装置側で、入力された２つの音声信号のいずれを使用するかの切替動作を行わなくて済む。
【０１１２】
なお、スイッチ信号による切替回路４５４の切替動作は、例えば信号のＨ（ハイレベル）、Ｌ（ローレベル）を用いる構成等とすればよい。また、第４変形例の構成では、第１のＭＥＭＳチップ１３と第２のＭＥＭＳチップ１５とに共通のバイアス電圧が印加される構成となっているが、これに限らず、他の構成としてもよい。すなわち、例えば、スイッチ信号及び切替回路を用いて、第１のＭＥＭＳチップ１３及び第２のＭＥＭＳチップ１５のうち、いずれがチャージポンプ回路４５１と電気的に接続されるかを切り替えられるようにしてもよい。このようにすれば、第１のＭＥＭＳチップ１３と第２のＭＥＭＳチップ１５との間でクロストークが生じる可能性を低減できる。
【０１１３】
図２０は、第１実施形態のマイクロホンユニットの第５変形例を説明するためのブロック図である。第５変形例のマイクロホンユニット１は、第４変形例と同様に、外部からスイッチ信号を入力するためのスイッチ用電極パッド２０ｇと、ＡＳＩＣ４５に設けられてスイッチ用電極パッド２０ｇを介して与えられるスイッチ信号によって切替動作を行う切替回路４５４と、を備える。ただし、第４変形例の場合と異なり、外部への出力するための出力用電極パッドは２つ（第１の出力用電極パッド２０ｂと第２の出力用電極パッド２０ｃ）となっている。
【０１１４】
切替回路４５４は、第１のアンプ回路４５２から出力される信号と、第２のアンプ回路４５３から出力される信号とが、２つの出力用電極パッド２０ｂ、２０ｃのうち、いずれから出力されるかを切り替えられる構成となっている。
【０１１５】
すなわち、スイッチ用電極パッド２０ｅから入力されるスイッチ信号によって、切替回路４５４が第１のモードとなった場合には、第１の出力用電極パッド２０ｂからは第１のＭＥＭＳチップ１３に対応した信号が出力され、第２の出力用電極パッド２０ｃからは第２のＭＥＭＳチップ１５に対応した信号が出力される。一方、スイッチ信号によって、切替回路４５４が第２のモードとなった場合には、第１の出力用電極パッド２０ｂからは第２のＭＥＭＳチップ１５に対応した信号が出力され、第２の出力用電極パッド２０ｃからは第１のＭＥＭＳチップ１３に対応した信号が出力される。
【０１１６】
マイクロホンユニットと音声入力装置とを製造する製造者が異なる場合、音声入力装置を製造する製造者には、次のようなタイプの者が存在することが想定される。
（Ａ）第１のＭＥＭＳチップ１３に対応する信号と第２のＭＥＭＳチップ１５に対応する信号の両方をマイクロホンユニットから出力して欲しいと考える者。
（Ｂ）第１のＭＥＭＳチップ１３に対応する信号と第２のＭＥＭＳチップ１５に対応する信号とのうち、いずれか一方をスイッチ信号による切り替えによって、マイクロホンユニットから出力して欲しいと考える者。
【０１１７】
この点、第５変形例のマイクロホンユニット１によれば、これ１つで、上記（Ａ）、（Ｂ）のいずれの者にも対応できるので便利である。
【０１１８】
第１実施形態のマイクロホンユニット１の第６変形例について説明する。第６変形例では、シーリング用電極パッド２０ｅが、例えばＧＮＤ用電極パッドや電源電圧（ＶＤＤ）入力用の電源用電極パッドとして使用される。具体例としては、２つあるシーリング用電極パッド２０ｅの両方をＧＮＤ用電極パッドとする構成や、一方をＧＮＤ用電極パッド、他方を電源用電極パッドとする構成が挙げられる。
【０１１９】
このように構成することで、筐体１０の外面（搭載部１１の下面１１ｂ）に形成する外部接続用電極パッド２０の数を減らすことが可能となる。外部接続用電極パッド２０の数を減らした場合、筐体１０の外面に設ける各電極パッドのサイズを大きくできるために、各電極パッドについて、音声入力装置（携帯電話機等）の実装基板への接合強度を高められる。また、２つあるシーリング用電極パッド２０ｅの両方をＧＮＤ用電極パッドとする構成においては、音孔２３、２５の周囲に設けられるシーリング用電極パッド２０ｅを音孔２３、２５の内部まで連続形成する（音孔２３、２５の内壁にスルーホールメッキを施す）ことでＧＮＤを強化して、外部電磁界に対する耐性を向上する（外部電磁界ノイズの混入を防止する）ことも可能になる。
【０１２０】
また第６変形例の構成は、第２変形例で示したようなシールドカバー４４を筐体１０に被せる構成（図１５参照）に対して有利である。すなわち、筐体１０が小型である場合にはかしめ領域４４ａの確保が難しくなる。しかし、第６変形例の構成では外部接続用電極パッド２０の数を減らせるために、かしめ領域４４ａの確保が行い易くなる。
【０１２１】
２．第２実施形態のマイクロホンユニット
次に、第２実施形態のマイクロホンユニットについて説明する。図２１は、第２実施形態のマイクロホンユニットの構成を示す概略断面図である。図２１の切断位置は、図３と同様の位置である。なお、第１実施形態のマイクロホンユニット１と重複する部分には同一の符号を付して説明する。
【０１２２】
第２実施形態のマイクロホンユニット２も、第１実施形態のマイクロホンユニット１と同様に、搭載部５１と蓋部５２とによって構成される筐体５０に、第１のＭＥＭＳチップ１３と、第１のＡＳＩＣ１４と、第２のＭＥＭＳチップ１５と、第２のＡＳＩＣ１６と、が収容された構成となっている。なお、ＭＥＭＳチップ１３、１５及びＡＳＩＣ１４、１６の構成や、それらの位置及び接続関係は、第１実施形態のマイクロホンユニット１と同様であるために、その詳細な説明は省略する。
【０１２３】
搭載部５１は、第１実施形態のマイクロホンユニット１と同様に、例えば複数の平板を貼り合わせることによって形成される。
【０１２４】
搭載部５１の長手方向の一方端寄り（図２１では右寄り）には、ＭＥＭＳチップ１３、１５やＡＳＩＣ１４、１６が搭載される搭載面（上面）５１ａとその裏面（下面）５１ｂとを貫く貫通孔６１（平面視略長方形状）が形成されている。この貫通孔６１は筐体１０内部に音を入力するための音孔であり、以下では第１の音孔６１と表現する。なお、この第１の音孔６１の形状及び形成位置は、第１実施形態の第２の音孔２５と同様である
【０１２５】
また、搭載部５１には、搭載面５１ａの略中央部（正確には中央から長手方向やや右寄り）に第２のＭＥＭＳチップ１５によって覆われる開口部６２（平面視略円形状）が設けられている。また、搭載部５１の搭載面５１ａの裏面５１ｂには第２の音孔となる平面視略長方形状の開口部６３（以下、第２の音孔６３と表現する）が形成されている。そして、搭載部５１内には、開口部６２と第２の音孔６３とを連通する中空空間６４（平面視略Ｔ字状）が形成されている。なお、開口部６２、第２の音孔６３、中空空間６４の形状は、それぞれ、順に、第１実施形態のマイクロホンユニット１の第２の開口部２２、第１の音孔２３、中空空間２４と同様である。
【０１２６】
なお、搭載部５１には、第１実施形態のマイクロホンユニット１の搭載部１１と同様の配線や電極パッド（シーリング用電極パッド２０ｅを含む）が形成されている。
【０１２７】
蓋部５２は、その外形が略直方体形状に設けられ、その長手方向（図２１の左右方向）及び短手方向（図２１の紙面と垂直な方向）の長さは、蓋部５２を搭載部５１に被せて筐体５０を構成した際に、筐体５０の側面部が略面一となるように調整されている。第１実施形態のマイクロホンユニット１の蓋部１２と異なって、その内部には仕切り部は設けられず、蓋部５２は１つの凹部のみを有する。このため、図２１に示すように、蓋部５２を搭載部５１に被せることによって、２つのＭＥＭＳチップ１３、１５及び２つのＡＳＩＣ１４、１６を収容する１つの収容空間５２１が得られる。
【０１２８】
このように構成される第２実施形態のマイクロホンユニット２においては、図２１に示すように、第１の音孔６１から入力された音波が、収容空間５２１を通って第１の振動板１３４の一方の面（上面）に到達するとともに、第２の振動板１５４の一方の面（上面）に到達する。また、第２の音孔６３から入力された音波が、中空空間６４及び開口部６２を通って第２の振動板１５４の他方の面（下面）に到達する。
【０１２９】
すなわち、マイクロホンユニット２においては、第１の音孔６１から入力される音波を第１の振動板１３４の一方の面に伝達するとともに、第２の振動板１５４の一方の面に伝達する第１の音道７１が、第１の音孔６１及び収容空間５２１を用いて形成されている。また、第２の音孔６３から入力される音波を第２の振動板１５４の他方の面に伝達する第２の音道７２が、第２の音孔６３と、中空空間６４と、開口部６２とを用いて形成されている。なお、第１の振動板１３４の他方の面には、外部から音波が入力されないようになっており、音響リークのない密閉空間（背室）が形成されている。
【０１３０】
マイクロホンユニット２の外部で音が生じると、第１の音孔６１から入力された音波が第１の音道７１によって第１の振動板１３４の上面に到達し、第１の振動板１３４が振動する。これにより、第１のＭＥＭＳチップ１３において静電容量の変化が生じる。第１のＭＥＭＳチップ１３の静電容量の変化に基づいて取り出された電気信号は、第１のＡＳＩＣ１４（図２１においては図示されないが、第１のＭＥＭＳチップ１３に対して紙面奥側に存在する）のアンプ回路１４２によって増幅処理されて、最終的に第１の出力用電極パッド２０ｂから出力される。
【０１３１】
また、マイクロホンユニット２の外部で音が生じると、第１の音孔６１から入力された音波が第１の音道７１によって第２の振動板１５４の上面に到達すると共に、第２の音孔６３から入力された音波が第２の音道７２によって第２の振動板１５４の下面に到達する。このために、第２の振動板１５４は、その上面に加わる音圧と下面に加わる音圧との音圧差によって振動する。これにより、第２のＭＥＭＳチップ１５において静電容量の変化が生じる。第２のＭＥＭＳチップ１５の静電容量の変化に基づいて取り出された電気信号は、第２のＡＳＩＣ１６のアンプ回路１６２によって増幅処理されて、最終的に第２の出力用電極パッド２０ｃから出力される。
【０１３２】
第２実施形態のマイクロホンユニット２は、第１実施形態のマイクロホンユニット１と同様に、遠方ノイズ抑圧性能に優れた両指向特性の差動マイクロホンとしての機能（第２のＭＥＭＳチップ１５から取り出される信号を使用することにより得られる）と、遠距離音を収音可能な全指向性マイクロホンとしての機能（第１のＭＥＭＳチップ１３から取り出される信号を使用することにより得られる）と、を兼ね備える構成となっている。このために、第２実施形態のマイクロホンユニット２も、マイクロホンユニットが適用される音声入力装置の多機能化に対応しやすい。
【０１３３】
また、第２実施形態のマイクロホンユニット２は上述の２つの機能を兼ね備えるために、従来のようにこれらの２つの機能を確保するために互いに異なる機能を有する２つのマイクロホンユニットを別個に搭載する必要がない。このため、多機能の音声入力装置を製造にするにあたって、使用部材の低減とマイクロホンを実装するための実装面積の低減（音声入力装置の大型化の抑制）を図れる。
【０１３４】
なお、第２実施形態のマイクロホンユニット２においても、第１実施形態で示した変形例１〜６が適宜適用可能である。
【０１３５】
（本発明のマイクロホンユニットが適用された音声入力装置）
次に、本発明のマイクロホンユニットが、適用された音声入力装置の構成例について説明する。ここでは、音声入力装置が携帯電話機である場合を例に説明する。また、マイクロホンユニットが第１実施形態のマイクロホンユニット１である場合を例に説明する。
【０１３６】
図２２は、第１実施形態のマイクロホンユニットが適用される携帯電話機の実施形態の概略構成を示す平面図である。図２３は、図２２のＢ−Ｂ位置における概略断面図である。図２２に示すように、携帯電話機８の筐体８１の下部側には２つの音孔８１１、８１２が設けられており、この２つの音孔８１１、８１２を介してユーザの音声が筐体８１内部に配置されるマイクロホンユニット１に入力されるようになっている。
【０１３７】
図２３に示すように、携帯電話機８の筐体８１内部には、マイクロホンユニット１が実装される実装基板８２が備えられる。この実装基板８２には、マイクロホンユニット１が備える複数の外部接続用電極パッド２０（シーリング用電極パッド２０ｅ含む）と電気的に接続される複数の電極パッドが設けられており、マイクロホンユニット１は、例えば半田等を用いて実装基板８２と電気的に接続された状態で実装基板８２に固定される。そして、これにより、マイクロホンユニット１に電源電圧が与えられ、また、マイクロホンユニット１から出力される電気信号が、実装基板８２に設けられる音声信号処理部（図示せず）へと送られる。
【０１３８】
実装基板８２には、携帯電話機８の筐体８１に設けられる２つの音孔８１１、８１２の各々に対応した位置に貫通孔８２１、８２２が設けられている。また、携帯電話機８の筐体８１と実装基板８２との間には、音響的なリークを生じることなく、気密性が保てるようにガスケット８３が配置されている。ガスケット８３には、携帯電話機８の筐体８１に設けられる２つの音孔８１１、８１２の各々に対応した位置に貫通孔８３１、８３２が設けられている。
【０１３９】
マイクロホンユニット１は、第１の音孔２３が実装基板８２に設けられる貫通孔８２１に重なり、第２の音孔２５が実装基板８２に設けられる貫通孔８２２に重なるように配置されている。なお、マイクロホンユニット１が実装基板８２に実装される際に、第１の音孔２３及び第２の音孔２５の各周囲に配置されるシーリング用電極パッド２０ｅも実装基板８２に半田接合される。このために、マイクロホンユニット１と実装基板８２との間で、音響的なリークを生じることなく気密性が保たれる。
【０１４０】
携帯電話機８は以上のように構成されるために、携帯電話機８の筐体８１の外部で発生した音声は、携帯電話機８の音孔８１１から入力され、貫通孔８３１（ガスケット８３に設けられる）、貫通孔８２１（実装基板８２に設けられる）を介してマイクロホンユニット１の第１の音孔２３に到達し、更に第１の音道４１を通って、第１のＭＥＭＳチップ１３の第１の振動板１３４の一方の面（図２３では上面）に到達するとともに第２のＭＥＭＳチップ１５の一方の面（図２３では上面）に到達する。また、携帯電話機８の筐体８１の外部で発生した音声は、携帯電話機８の音孔８１２から入力され、貫通孔８３２（ガスケット８３に設けられる）、貫通孔８２２（実装基板８２に設けられる）を介してマイクロホンユニット１の第２の音孔２５に到達し、更に第２の音道４２を通って、第２のＭＥＭＳチップ１５の第２の振動板１５４の他方の面（図２３では下面）に到達する。
【０１４１】
本実施形態の携帯電話機８には、図２２に示すように、接話モードとハンズフリーモード（ムービー録画モードを含むようにしてもよい）とを切り替えるモード切替ボタン８４が設けられている。実装基板８２に設けられる音声信号処理部（図示せず）においては、モード切替ボタン８４によって接話モードが選択された場合には、マイクロホンユニット１から出力される信号のうち、第２のＭＥＭＳチップ１５に対応した信号を使用した処理を行う。また、モード切替ボタン８４によってハンズフリーモード（或いはムービー録画モード）が選択された場合には、マイクロホンユニット１から出力される信号のうち、第１のＭＥＭＳチップ１３に対応した信号を使用した処理を行う。これにより、各モードにおいて好ましい信号処理を行える。
【０１４２】
ところで、本出願人は、例えば接話モードとハンズフリーモードとを切替可能なマイクロホンユニットの別形態を開示した特許出願（特願２００９−２９３９８９号公報）を先に行っている。図２４は、先の出願で開示したマイクロホンユニットが実装された携帯電話機の概略断面図である。先の出願で開示したマイクロホンユニットＸは、ＭＥＭＳチップＸ３、Ｘ４等を搭載する搭載部Ｘ１ではなく、搭載部Ｘ１に被せられる蓋部Ｘ２に音孔（第１の音孔Ｘ５、第２の音孔Ｘ６）が設けられている点で、本願のマイクロホンユニットとは異なる。
【０１４３】
先の出願で開示したマイクロホンユニットＸにおいては、蓋部Ｘ２に形成される第１の音孔Ｘ５と、蓋部Ｘ２を搭載部Ｘ１の上面に被せることによって形成される収容空間Ｘ７とを用いて、第１の音孔Ｘ５から入力される音波を第１の振動板Ｘ３１の一方の面（図２４では上面）に伝達するとともに、第２の振動板Ｘ４１の一方の面（図２４では上面）に伝達する第１の音道Ｐ１が形成されている。また、蓋部Ｘ２に形成される第２の音孔Ｘ６と、搭載部Ｘ１に形成される第１の開口部Ｘ１１、中空空間Ｘ１２、及び第２の開口部Ｘ１３と、を用いて、第２の音孔Ｘ６から入力される音波を第２の振動板Ｘ４１の他方の面（図２４では下面）に伝達する第２の音道Ｐ２が形成されている。なお、第１の振動板Ｘ３１の他方の面（下面）には、外部から音波が入力されないようになっており、音響リークのない密閉空間（背室）が形成されている。
【０１４４】
先の出願で開示したマイクロホンユニットＸは、図２４に示すように、携帯電話機Ｙの筐体Ｙ１内に設けられる実装基板Ｙ２に実装される。この実装基板Ｙ２には、マイクロホンユニットＸが備える複数の外部接続用電極パッドＸ８と電気的に接続される複数の電極パッドが設けられており、マイクロホンユニットＸは例えば半田等を用いて実装基板Ｙ２と電気的に接続される。そして、これにより、マイクロホンユニットＸに電源電圧が与えられ、また、マイクロホンユニットＸから出力される電気信号が、実装基板Ｙ２に設けられる音声信号処理部（図示せず）へと送られる。
【０１４５】
マイクロホンユニットＸは、第１の音孔Ｘ５が携帯電話機Ｙの筐体Ｙ１に形成される音孔Ｙ１１に重なり、第２の音孔Ｘ６が携帯電話機Ｙ１の筐体Ｙ１に形成される音孔Ｙ１２に重なるように配置されている。なお、携帯電話機Ｙの筐体Ｙ１とマイクロホンユニットＸとの間には、音響的なリークを生じることなく気密性を保てるようにガスケットＧが配置されている。ガスケットＧには、携帯電話機Ｙの筐体Ｙ１の音孔Ｙ１１と重なるように貫通孔Ｇ１が、また、携帯電話機Ｙの筐体Ｙ１の音孔Ｙ１２と重なるように貫通孔Ｇ２が形成されている。
【０１４６】
以上のように構成されるマイクロホンユニットＸ（以下、上孔品と表現する）に対する、本実施形態のマイクロホンユニット１、２（以下、下孔品と表現する）の利点について説明しておく。
【０１４７】
下孔品は、上孔品に比べて携帯電話機の筐体と実装基板との間隔ｄ（図２３、２４参照）を狭くできるために、携帯電話機の薄型化を実現し易い。また、上孔品の場合には、マイクロホンユニットＸが実装基板Ｙ２に傾いて取り付けられた場合に、ガスケットＧによる気密性の確保が不十分となる可能性があるが、下孔品ではそのような問題が生じない。
【０１４８】
また、上孔品では、マイクロホンユニットＸを実装基板Ｙ２に実装する際に、実装基板Ｙ２の面内方向や厚み方向に組立て誤差が発生する場合がある。上記面内方向の誤差が発生することを考慮すると、上孔品では例えばガスケットＧに設けられる貫通孔Ｇ１、Ｇ２の開口面積を大きくしておく必要が生じて不利である。ガスケットＧの貫通孔Ｇ１、Ｇ２の開口面積を大きくしすぎると、ガスケットＧとマイクロホンユニットＸとの接触面積が十分に確保できず、気密性の確保が不十分となる可能性がある。また、上記厚み方向の誤差が発生した場合にも気密性の確保が不十分となる可能性があり、ガスケットＧの厚みを厚く設計する必要が生じる。下孔品の場合には、上述のようなマイクロホンユニット１、２の組立て誤差を気にせずにガスケット８３を設計できるために、ガスケット８３の設計余裕度が大きくなる。
【０１４９】
更に、上孔品の場合には、携帯電話機Ｙに搭載する場合に、弾性を有するガスケットＧでマイクロホンユニットＸを押さえつける構成となるために、ＭＥＭＳチップＸ３、Ｘ４に応力が加わってＭＥＭＳチップＸ３、Ｘ４の感度が変化する可能性がある。一方、下孔品では、ガスケット８３とマイクロホンユニット１、２との間に剛性の高い実装基板８２が介在する構成となるために、上述のような応力がＭＥＭＳチップ１３、１５に加わり難い。
【０１５０】
（その他）
以上に示した実施形態のマイクロホンユニット１、２や音声入力装置８は、本発明の例示にすぎず、本発明の適用範囲は、以上に示した実施形態に限定されるものではない。すなわち、本発明の目的を逸脱しない範囲で、以上に示した実施形態について種々の変更を行っても構わない。
【０１５１】
例えば、以上に示した実施形態では、ＡＳＩＣ１４、１６（電気回路部）がマイクロホンユニット１、２内に含まれる構成としたが、電気回路部はマイクロホンユニットの外部に配置しても構わない。また、以上に示した実施形態では、ＭＥＭＳチップ１３、１５とＡＳＩＣ１４、１６とは別チップで構成したが、ＡＳＩＣ１４、１６に搭載される集積回路はＭＥＭＳチップ１３、１５を形成するシリコン基板上にモノリシックで形成するものであっても構わない。
【０１５２】
また、以上に示した実施形態では、第１の音孔２３と第２の音孔２４の周囲の音響シーリング部は電極パッドと兼用し、半田接合することで実現する例を示したが、第１の音孔２３と第２の音孔２４の周囲に熱可塑性の接着シートを貼り付けておくことで、半田リフローと同時にシール接合されるような構成としても構わない。
【０１５３】
また、以上に示した実施形態では、本発明の第１の振動部及び第２の振動部が、半導体製造技術を利用して形成されるＭＥＭＳチップ１３、１５である構成としたが、この構成に限定される趣旨ではない。例えば、第１の振動部及び／又は第２の振動部はエレクトレック膜を使用したコンデンサマイクロホン等であっても構わない。
【０１５４】
また、以上の実施形態では、本発明の第１の振動部及び第２の振動部の構成として、いわゆるコンデンサ型マイクロホンを採用した。しかし、本発明はコンデンサ型マイクロホン以外の構成を採用したマイクロホンユニットにも適用できる。例えば、動電型（ダイナミック型）、電磁型（マグネティック型）、圧電型等のマイクロホン等が採用されたマイクロホンユニットにも本発明は適用できる。
【０１５５】
また、以上に示した本実施形態のマイクロホンユニット１が実装される音声入力装置（携帯電話機８）の変形例として、第１のＭＥＭＳチップ１３に対応した信号と、第２のＭＥＭＳチップ１５に対応した信号とを、音声信号処理部８５（図２５参照）において加算、減算、或いはフィルタ処理を行うようにしてもよい。
【０１５６】
このような処理を行うことによって、音声入力装置（例えば携帯電話機）の指向特性を制御し、特定のエリアの音声を収音するようにできる。例えば、全指向性、ハイパーカーディオイド、スーパーカーディオイド、単一指向性等の任意の指向特性を実現できる。
【０１５７】
なお、指向特性を制御する処理は、ここでは音声入力装置によって行われる構成としているが、マイクロホンユニットのＡＳＩＣを１チップとして、ＡＳＩＣに指向特性を制御する処理を行える処理部を設ける構成としてもよい。
【０１５８】
その他、マイクロホンユニットの形状は本実施形態の形状に限定される趣旨ではなく、種々の形状に変更可能であるのは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【０１５９】
本発明のマイクロホンユニットは、例えば携帯電話機に好適に使用できる。
【符号の説明】
【０１６０】
１、２ マイクロホンユニット
８ 携帯電話機（音声入力装置）
１０、５０ 筐体
１１、５１ 搭載部
１１ａ、５１ａ 搭載面
１１ｂ、５１ｂ 搭載面の裏面
１２、５２ 蓋部
１３ 第１のＭＥＭＳチップ（第１の振動部）
１４ 第１のＡＳＩＣ（第１の電気回路部）
１５ 第２のＭＥＭＳチップ（第２の振動部）
１６ 第２のＡＳＩＣ（第２の電気回路部）
１８ａ〜１８ｃ、１９ａ〜１９ｃ 電極端子（搭載面の電極）
２０ 外部接続用電極パッド（裏面電極パッド）
２０ｅ シーリング用電極パッド（シーリング部）
２１ 第１の開口部
２２ 第２の開口部
２３、６１ 第１の音孔
２４、６４ 中空空間
２５、６３ 第２の音孔
４１、７１ 第１の音道
４２、７２ 第２の音道
４５ ＡＳＩＣ（電気回路部）
６２ 開口部
８２ 実装基板
１２１ 第１の収容空間
１２２ 第２の収容空間
１３４ 第１の振動板
１５４ 第２の振動板
５２１ 収容空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の振動板の振動に基づいて音信号を電気信号に変換する第１の振動部と、
第２の振動板の振動に基づいて音信号を電気信号に変換する第２の振動部と、
前記第１の振動部と前記第２の振動部とを内部に収容するとともに、外部に面する第１の音孔と第２の音孔とが設けられる筐体と、を備え、
前記筐体は、前記第１の振動部と前記第２の振動部とが搭載される搭載面を有する搭載部を含み、
前記第１の音孔と前記第２の音孔とは、前記搭載部の前記搭載面の裏面に設けられ、
前記筐体には、前記第１の音孔から入力される音波を前記第１の振動板の一方の面に伝達するとともに前記第２の振動板の一方の面に伝達する第１の音道と、前記第２の音孔から入力される音波を前記第２の振動板の他方の面に伝達する第２の音道と、が設けられ、
前記第１の振動板の他方の面は、前記筐体の内部に形成される密閉空間に面していることを特徴とするマイクロホンユニット。
【請求項２】
前記筐体は、前記搭載部に被せられて、前記搭載部とともに前記第１の振動部を収容する第１の収容空間と前記第２の振動部を収容する第２の収容空間とを形成する蓋部を更に含み、
前記搭載面には、前記第１の振動部に覆い隠される第１の開口部と、前記第２の振動部に覆い隠される第２の開口部と、が設けられ、
前記第１の音道は、前記第１の音孔と、前記第１の開口部と、前記第２の開口部と、前記搭載部の内部に形成されて前記第１の音孔と前記第１の開口部及び前記第２の開口部とを連通する中空空間と、を用いて形成され、
前記第２の音道は、前記搭載部を貫通する貫通孔である前記第２の音孔と、前記第２の収容空間とを用いて形成されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロホンユニット。
【請求項３】
前記筐体は、前記搭載部に被せられて前記搭載部とともに前記第１の振動板と前記第２の振動部とを収容する収容空間を形成する蓋部を更に含み、
前記搭載面には、前記第２の振動部に覆い隠される開口部が設けられ、
前記第１の音道は、前記搭載部を貫通する貫通孔である前記第１の音孔と、前記収容空間とを用いて形成され、
前記第２の音道は、前記第２の音孔と、前記開口部と、前記搭載部の内部に形成されて前記第２の音孔と前記開口部とを連通する中空空間と、を用いて形成されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロホンユニット。
【請求項４】
前記搭載部に搭載されて、前記第１の振動部及び前記第２の振動部で得られた電気信号を処理する電気回路部を備えること特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のマイクロホンユニット。
【請求項５】
前記電気回路部は、前記第１の振動部で得られた電気信号を処理する第１の電気回路部と、前記第２の振動部で得られた電気信号を処理する第２の電気回路部と、からなることを特徴とする請求項４に記載のマイクロホンユニット。
【請求項６】
前記搭載面に、前記電気回路部と電気接続するための電極が形成され、さらに前記搭載部の裏面に前記搭載面の電極に電気接続される裏面電極パッドが形成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載のマイクロホンユニット。
【請求項７】
前記搭載部の前記搭載面の裏面には、前記第１の音孔及び前記第２の音孔の各周囲を囲むように、実装基板に実装された場合に気密性を発揮するシーリング部が形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のマイクロホンユニット。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載のマイクロホンユニットを備えることを特徴とする音声入力装置。
【請求項１】
第１の振動板の振動に基づいて音信号を電気信号に変換する第１の振動部と、
第２の振動板の振動に基づいて音信号を電気信号に変換する第２の振動部と、
前記第１の振動部と前記第２の振動部とを内部に収容するとともに、外部に面する第１の音孔と第２の音孔とが設けられる筐体と、を備え、
前記筐体は、前記第１の振動部と前記第２の振動部とが搭載される搭載面を有する搭載部を含み、
前記第１の音孔と前記第２の音孔とは、前記搭載部の前記搭載面の裏面に設けられ、
前記筐体には、前記第１の音孔から入力される音波を前記第１の振動板の一方の面に伝達するとともに前記第２の振動板の一方の面に伝達する第１の音道と、前記第２の音孔から入力される音波を前記第２の振動板の他方の面に伝達する第２の音道と、が設けられ、
前記第１の振動板の他方の面は、前記筐体の内部に形成される密閉空間に面していることを特徴とするマイクロホンユニット。
【請求項２】
前記筐体は、前記搭載部に被せられて、前記搭載部とともに前記第１の振動部を収容する第１の収容空間と前記第２の振動部を収容する第２の収容空間とを形成する蓋部を更に含み、
前記搭載面には、前記第１の振動部に覆い隠される第１の開口部と、前記第２の振動部に覆い隠される第２の開口部と、が設けられ、
前記第１の音道は、前記第１の音孔と、前記第１の開口部と、前記第２の開口部と、前記搭載部の内部に形成されて前記第１の音孔と前記第１の開口部及び前記第２の開口部とを連通する中空空間と、を用いて形成され、
前記第２の音道は、前記搭載部を貫通する貫通孔である前記第２の音孔と、前記第２の収容空間とを用いて形成されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロホンユニット。
【請求項３】
前記筐体は、前記搭載部に被せられて前記搭載部とともに前記第１の振動板と前記第２の振動部とを収容する収容空間を形成する蓋部を更に含み、
前記搭載面には、前記第２の振動部に覆い隠される開口部が設けられ、
前記第１の音道は、前記搭載部を貫通する貫通孔である前記第１の音孔と、前記収容空間とを用いて形成され、
前記第２の音道は、前記第２の音孔と、前記開口部と、前記搭載部の内部に形成されて前記第２の音孔と前記開口部とを連通する中空空間と、を用いて形成されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロホンユニット。
【請求項４】
前記搭載部に搭載されて、前記第１の振動部及び前記第２の振動部で得られた電気信号を処理する電気回路部を備えること特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のマイクロホンユニット。
【請求項５】
前記電気回路部は、前記第１の振動部で得られた電気信号を処理する第１の電気回路部と、前記第２の振動部で得られた電気信号を処理する第２の電気回路部と、からなることを特徴とする請求項４に記載のマイクロホンユニット。
【請求項６】
前記搭載面に、前記電気回路部と電気接続するための電極が形成され、さらに前記搭載部の裏面に前記搭載面の電極に電気接続される裏面電極パッドが形成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載のマイクロホンユニット。
【請求項７】
前記搭載部の前記搭載面の裏面には、前記第１の音孔及び前記第２の音孔の各周囲を囲むように、実装基板に実装された場合に気密性を発揮するシーリング部が形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のマイクロホンユニット。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載のマイクロホンユニットを備えることを特徴とする音声入力装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
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【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２０１１−２５４１９３（Ｐ２０１１−２５４１９３Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２５５３１（Ｐ２０１０−１２５５３１）
【出願日】平成２２年６月１日（２０１０．６．１）
【出願人】（０００２０１１１３）船井電機株式会社 (7,855)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１日（２０１０．６．１）
【出願人】（０００２０１１１３）船井電機株式会社 (7,855)
【Ｆターム（参考）】
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