(57)【要約】【課題】マイクロホンユニットにおいて、遠方ノイズを抑圧しつつ、ヌルポイントの位置から発せられた音の検出感度を向上する。【解決手段】マイクロホンユニット１は、第１のマイク部２ａ及び第２のマイク部２ｂと、遅延器３とを備えており、第１のマイク部２ａと第２のマイク部２ｂに音が入力され、第１のマイク部２ａの出力信号を遅延器３によって遅延し、遅延器３により遅延された第１のマイク部２ａの出力信号と第２のマイク部２ｂの出力信号との差分信号によって音を検出する。遅延器３は、第１のマイク部２ａと第２のマイク部２ｂとの距離をΔｒ、第１のマイク部２ａの出力信号の遅延量をＤとしたときに、０．７６≦Ｄ／Δｒ≦２．０の関係を満たすように、第１のマイク部２ａの出力信号を遅延させる。Ｄ／Δｒ≦２．０であることにより、遠方ノイズが抑圧され、０．７６≦Ｄ／Δｒであることにより、ヌルポイントから発せられた音の検出感度が高まる。【選択図】図２
2010206541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音を電気信号に変換して出力する第１のマイク部及び第２のマイク部を備え、
前記第１のマイク部と前記第２のマイク部に音が入力され、
前記第１のマイク部の出力信号と前記第２のマイク部の出力信号に基いて音を検出するマイクロホンユニットにおいて、
前記第１のマイク部の出力信号を遅延させる遅延手段を備え、
前記遅延手段は、前記第１のマイク部と前記第２のマイク部との距離をΔｒ、前記第１のマイク部の出力信号を遅延させる遅延量をＤとしたときに、０．７６≦Ｄ／Δｒ≦２．０の関係を満たすように、前記第１のマイク部の出力信号を遅延させ、
前記遅延手段により遅延された前記第１のマイク部の出力信号と前記第２のマイク部の出力信号との差分信号によって音を検出する、
ことを特徴とするマイクロホンユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音（すなわち空気の振動）を検出し、検出した音を電気信号に変換して出力するマイクロホンユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、マイクロホンユニットにおいて、音を電気信号に変換して出力する第１のマイク部及び第２のマイク部を備え、第１のマイク部と第２のマイク部の両方に音が入力されるようにし、第１のマイク部の出力信号と第２のマイク部の出力信号との差によって音を検出するようにしたものがある。このようなマイクロホンユニットは、差動型のマイクロホンユニットの一種であり、「８」の字形の双指向性を有しており、１つのマイク部の出力信号によって音を検出する無指向性のマイクロホンユニットと比較して、遠方ノイズを抑圧する（遠距離の位置から発せられた音の検出感度を抑圧する）効果を有している。
【０００３】
差動型のマイクロホンユニットと無指向性のマイクロホンユニットにおける音源距離（音の発せられる位置）と検出感度との関係は、図１２に示すようになる。図１２に示す関係から判るように、近距離位置から発せられる音の検出感度と遠距離位置から発せられる音の検出感度との差（近距離位置から発せられる音の検出感度に対する遠距離位置から発せられる音の検出感度の低下の度合い）は、差動型のマイクロホンユニットの方が無指向性のマイクロホンユニットよりも大きい。つまり、差動型のマイクロホンユニットは、無指向性のマイクロホンユニットと比較して、遠方ノイズを抑圧する効果を有している。
【０００４】
一方、双指向性の第１のマイクロホンと無指向性の第２のマイクロホンを近接して配置し、第１のマイクロホンの出力信号と第２のマイクロホンの出力信号から、所定の相関を有する信号を抽出することにより、指向特性を狭い角度範囲で高いものとするようにした音声信号処理装置が知られている（例えば特許文献１参照）。また、４つのマイクカプセルを具備し、それら４つのマイクカプセルの出力信号から、ステレオ音声信号を得るようにしたステレオマイクロホン装置が知られている（例えば特許文献２参照）。また、複数のマイクロホンの入力信号から音声信号を減算して、その減算した信号から音声信号以外の騒音信号を推定し、そして、入力信号のスペクトル成分から騒音信号のスペクトルを減算することによって、騒音信号を抑圧するようにした騒音抑圧装置が知られている（例えば特許文献３参照）。また、第１のマイクロホンと第２のマイクロホンを備え、第２のマイクロホンの出力信号を遅延させたうえで位相反転させ、この位相反転させた第２のマイクロホンの出力信号と第１のマイクロホンの出力信号とを加算増幅することにより、周囲騒音をキャンセルするようにした音声入力装置が知られている（例えば特許文献４参照）。また、湾曲反射体によって周囲騒音を偏向させることにより、雑音を排除するようにした雑音制御装置が知られている（例えば特許文献５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１８０８９６号公報
【特許文献３】特許第３６２０１３３号公報
【特許文献３】特開２００３−４４０８７号公報
【特許文献４】特開平５−２８４５８８号公報
【特許文献５】特表２００２−５０７３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した従来のマイクロホンユニットにおいて、音の発せられる位置（音源の位置）について考えたとき、第１のマイク部の出力信号の位相と第２のマイク部の出力信号の位相が等しくなる位置が存在する。このような位置は、ヌルポイントと呼ばれる。
【０００７】
従来の差動型のマイクロホンユニットでは、ヌルポイントは、音源から第１のマイク部まで音が伝播する時間と音源から第２のマイク部まで音が伝播する時間が等しい位置、すなわち、音源から第１のマイク部までの距離と音源から第２のマイク部までの距離が等しい位置に形成される。このため、従来のマイクロホンユニットでは、ヌルポイントから発せられた音は、第１のマイク部に入力される音波の位相及び振幅と第２のマイク部に入力される音波の位相及び振幅とが等しくなり、その結果、ヌルポイントから発せられた音による第１のマイク部の出力信号の位相及び振幅と第２のマイク部の出力信号の位相及び振幅とが等しくなる。従って、従来のマイクロホンユニットでは、ヌルポイントから発せられた音によっては、第１のマイク部の出力信号と第２のマイク部の出力信号とに差を生じず、ヌルポイントから発せられた音に対する検出出力がゼロとなる。
【０００８】
従来の差動型のマイクロホンユニットを携帯電話機等に搭載した場合、近距離の話者の声を捉えて、遠距離のノイズを抑圧することができるというメリットが得られるが、話者の口がヌルポイントに位置すると、音声レベルが大きく低下し、通話音声を聞き取れないといった問題が発生する。特に、図１３に示すように、差動型のマイクロホンユニット８０の第１のマイク部８１ａの受音部８２ａと第２のマイク部８１ｂの受音部８２ｂを、携帯電話機９０の筺体９１の同一側面に形成された受音口９２ａ、９２ｂに臨むように配置した場合に、このような問題が発生しやすい。なお、上述した特許文献１乃至特許文献５に開示の内容を適用したとしても、上記の問題を解決することはできない。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、遠方ノイズを抑圧しつつ、ヌルポイントの位置から発せられた音の検出感度を向上することができるマイクロホンユニット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】
【００１０】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、音を電気信号に変換して出力する第１のマイク部及び第２のマイク部を備え、第１のマイク部と第２のマイク部に音が入力され、第１のマイク部の出力信号と第２のマイク部の出力信号に基いて音を検出するマイクロホンユニットにおいて、第１のマイク部の出力信号を遅延させる遅延手段を備え、遅延手段は、第１のマイク部と第２のマイク部との距離をΔｒ、第１のマイク部の出力信号を遅延させる遅延量をＤとしたときに、０．７６≦Ｄ／Δｒ≦２．０の関係を満たすように、第１のマイク部の出力信号を遅延させ、遅延手段により遅延された第１のマイク部の出力信号と第２のマイク部の出力信号との差分信号によって音を検出するものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、第１のマイク部の出力信号を遅延させることにより、ヌルポイントは、音源から第１のマイク部までの距離と音源から第２のマイク部までの距離とが異なる位置に発生する。これにより、ヌルポイントから発せられた音は、第１のマイク部に入力される音波の振幅と第２のマイク部に入力される音波の振幅が異なることになり、その結果、ヌルポイントから発せられた音による第１のマイク部の出力信号の振幅と第２のマイク部の出力信号の振幅が異なることになる。つまり、ヌルポイントから発せられた音による第１のマイク部の出力信号の位相と第２のマイク部の出力信号の位相が等しくても、ヌルポイントから発せられた音による第１のマイク部の出力信号の振幅と第２のマイク部の出力信号の振幅が異なることになる。従って、ヌルポイントから発せられた音によって、第１のマイク部の出力信号と第２のマイク部の出力信号とに差を生じることになり、ヌルポイントから発せられた音に対する検出出力はゼロとならず、ヌルポイントから発せられた音に対する検出出力を得ることができる。
【００１２】
しかも、第１のマイク部と第２のマイク部との距離をΔｒ、第１のマイク部の出力信号を遅延量をＤとしたときに、０．７６≦Ｄ／Δｒ≦２．０の関係を満たすように、第１のマイク部の出力信号を遅延させることにより、遠方ノイズを抑圧しつつ、かつ、ヌルポイントから発せられた音に対して所望以上の検出感度を確保することができる。
【００１３】
また、第１のマイク部の出力信号を遅延させることにより、ヌルポイントが第１のマイクまでの距離と第２のマイク部までの距離が異なる位置に形成されることから、有感度角度範囲を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るマイクロホンユニットの構成を示す斜視図。
【図２】同マイクロホンユニットの電気的ブロック構成図。
【図３】（ａ）（ｂ）は同マイクロホンユニットによる、第１のマイク部の出力信号の遅延量とヌルポイントとの関係を示す図。
【図４】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）は同マイクロホンユニットの、遠距離音源５００ｍｍにおける感度特性を示す図。
【図５】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）は同マイクロホンユニットの、近距離音源２５ｍｍにおける感度特性を示す図。
【図６】同マイクロホンユニットの、近距離音源２５ｍｍにおける感度特性を示す図であり、図５（ａ）〜（ｆ）を展開して重ねた図。
【図７】同マイクロホンユニットによる、第１のマイク部の出力信号の遅延量とヌルポイントでのゲイン低下との関係を示す図。
【図８】同マイクロホンユニットによる、第１のマイク部の出力信号の遅延量とノイズ抑圧効果との関係を示す図。
【図９】同マイクロホンユニットの携帯電話機への搭載例を示す断面図。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係るマイクロホンユニットの構成を示す断面図。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係るマイクロホンユニットの構成を示す断面図。
【図１２】従来の差動型のマイクロホンユニットと無指向性のマイクロホンユニットにおける音源距離と検出感度との関係を示す図。
【図１３】従来のマイクロホンユニットの携帯電話機への搭載例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を具体化した実施形態によるマイクロホンユニットについて図面を参照して説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態によるマイクロホンユニットの構成を示す。マイクロホンユニット１は、例えば携帯電話機や補聴器などの製品に組み込んで用いられ、空気中を伝播する音（すなわち空気の振動）を検出し、検出した音を電気信号に変換して出力する装置である。
【００１６】
マイクロホンユニット１は、音を電気信号に変換して出力する第１のマイク部２ａ及び第２のマイク部２ｂと、第１のマイク部２ａ及び第２のマイク部２ｂが実装される実装基板１０等を備える。このマイクロホンユニット１は、差動型のマイクロホンユニットであり、第１のマイク部２ａの出力信号と第２のマイク部２ｂの出力信号に基いて音を検出するようになっている。
【００１７】
第１のマイク部２ａは、受音部２０ａから音が入力され、入力された音を電気信号に変換し、入力された音の位相及び振幅に対応する位相及び振幅の電気信号を出力信号として出力する。第２のマイク部２ｂは、第１のマイク部２ａと同種のものであり、受音部２０ｂから音が入力され、入力された音を電気信号に変換し、入力された音の位相及び振幅に対応する位相及び振幅の電気信号を出力信号として出力する。第１のマイク部２ａ及び第２のマイク部２ｂは、第１のマイク部２ａの受音部２０ａと第２のマイク部２ｂの受音部２０を同じ方向に向けて、実装基板１０に実装されている。
【００１８】
第１のマイク部２ａ及び第２のマイク部２ｂは、振動板と背電極で構成したコンデンサを有しており、入力された音によって振動する振動板の振動を、振動板と背電極で構成したコンデンサの静電容量の変化として検出することにより、入力された音を検出して、検出した音の位相及び振幅に対応する位相及び振幅の電気信号を出力信号として出力するものである。これら第１のマイク部２ａ及び第２のマイク部２ｂの振動板と背電極は、いわゆるＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）として構成されている。すなわち、第１のマイク部２ａ及び第２のマイク部２ｂの振動板と背電極は、半導体の微細加工技術を応用して作製されたものであり、導電性を持たせたシリコン（例えばイオン注入やイオン打ち込みなどの処理を施したシリコン）により形成されている。第１のマイク部２ａ及び第２のマイク部２ｂは、振動板と背電極がシリコンにより形成されていることからシリコンマイクと呼ばれるものである。振動板と背電極をＭＥＭＳとして構成することにより（第１のマイク部２ａ及び第２のマイク部２ｂをシリコンマイクとすることにより）、マイクロホンユニット１の小型化、及び高性能化を実現することができる。
【００１９】
図２は、マイクロホンユニット１の電気的ブロック構成を示す。マイクロホンユニット１は、上述の構成に加え、第１のマイク部２ａの出力信号を遅延させる遅延器３と、第１のマイク部２ａの出力信号と第２のマイク部２ｂの出力信号との差分信号を出力する減算器４等を備える。
【００２０】
遅延器３は、入力信号を遅延させて出力するものであり、入力信号として、第１のマイク部２ａの出力信号が入力されるようになっている。従って、遅延器３は、第１のマイク部２ａの出力信号を遅延させて出力する。遅延器３は、第１のマイク部２ａと第２のマイク部２ｂとの距離（第１のマイク部２ａの受音部２０ａと第２のマイク部２ｂの受音部２０ｂとの距離）をΔｒ、第１のマイク部２ａの出力信号を遅延させる遅延量（遅延時間）をＤとしたときに、０．７６≦Ｄ／Δｒ≦２．０の関係を満たすように、第１のマイク部２ａの出力信号を遅延させる。第１のマイク部２ａと第２のマイク部２ｂとの距離Δｒは、５ｍｍ以下に設定することが好ましい。距離Δｒを５ｍｍ以下に設定することにより、全方位の遠方ノイズを効果的に抑圧することができる。本実施形態では、Δｒ＝５ｍｍとしている。
【００２１】
減算器４は、２つの入力信号を差分演算して、２つの入力信号の差分信号を出力するものであり、２つの入力信号として、遅延器３の出力信号すなわち遅延器３により遅延された第１のマイク部２ａの出力信号と、第２のマイク部２ｂの出力信号が入力されるようになっている。従って、減算器４は、遅延器３により遅延された第１のマイク部２ａの出力信号と第２のマイク部２ｂの出力信号との差分信号を出力する。この差分信号は、マイクロホンユニット１により検出した音の電気信号として出力される。
【００２２】
このような構成のマイクロホンユニット１において、音は、第１のマイク部２ａと第２のマイク部２ｂに入力され、第１のマイク部２ａから、第１のマイク部２ａに入力された音の位相及び振幅に対応した位相及び振幅の電気信号が出力されると共に、第２のマイク部２ｂから、第２のマイク部２ｂに入力された音の位相及び振幅に対応した位相及び振幅の電気信号が出力される。そして、第１のマイク部２ａの出力信号（第１のマイク部２ａに入力された音の位相及び振幅に対応した位相及び振幅の電気信号）は、遅延器３により遅延されたうえで、減算器４に入力され、第２のマイク部２ｂの出力信号（第２のマイク部２ｂに入力された音の位相及び振幅に対応した位相及び振幅の電気信号）は、遅延されることなく、減算器４に入力される。これにより、減算器４から、遅延器３により遅延された第１のマイク部２ａの出力信号と第２のマイク部２ｂの出力信号との差分信号が出力される。
【００２３】
つまり、マイクロホンユニット１は、第１のマイク部２ａと第２のマイク部２ｂの両方に音が入力され、遅延器３により遅延された第１のマイク部２ａの出力信号（遅延器３により遅延された、第１のマイク部２ａに入力された音の位相及び振幅に対応した位相及び振幅の電気信号）と第２のマイク部２ｂの出力信号（遅延されていない、第２のマイク部２ｂに入力された音の位相及び振幅に対応する位相及び振幅の電気信号）との差分信号によって音を検出する。
【００２４】
図３（ａ）（ｂ）は、上記遅延量Ｄ（遅延器３が遅延する第１のマイク部１ａの出力信号の遅延時間）とヌルポイントとの関係を示す。ヌルポイントとは、音の発せられる位置（音源の位置）について考えたときに、第１のマイク部２ａの出力信号の位相と第２のマイク部２ｂの出力信号の位相が等しくなる音源位置のことである。従って、遅延量Ｄを考慮すると、ヌルポイントは、第１のマイク部２ａまで音が伝播する時間と第２のマイク部２ｂまで音が伝播する時間との差が、遅延量Ｄと等しくなるような音源位置である。つまり、ヌルポイントは、遅延量Ｄに相当する音の伝播距離をＲｄとし、また、ヌルポイントから第１のマイク部２ａまでの距離をＲａ、ヌルポイントから第２のマイク部２ｂまでの距離をＲｂとすると、距離Ｒａと距離Ｒｂとの差が一定で距離Ｒｄとなるような位置である。
【００２５】
すなわち、ヌルポイントは、図３（ａ）に示すように、第１のマイク部２ａの位置をＦａ、第２のマイク部２ｂの位置をＦｂ、第１のマイク部２ａと第２のマイク部２ｂの中間点をＯとすると、曲面Ｓ上の位置Ｐとなる。曲面Ｓは、Ｒｂ−Ｒａ＝Ｒｄとなる位置Ｐの集合（軌跡）であり、位置Ｆａと位置Ｆｂを結ぶ線分Ｌ上に頂点Ｓｏがあって、線分Ｌを軸として回転対象な曲面となっている。中間点Ｏと頂点Ｓｏとの距離は、（１／２）×Ｒｄとなる。曲面Ｓは、遅延量Ｄが大きくなるほど、頂点Ｓｏが中間点Ｏから遠ざかると共に、曲率が大きくなり、一方、遅延量Ｄが小さくなるほど、頂点Ｓｏが中間点Ｏに近づくと共に、曲率が小さくなる。遅延量Ｄが０の場合には、ヌルポイントは、図３（ｂ）に示すように、平面Ｔ上の位置Ｑとなる。平面Ｔは、Ｒｂ−Ｒａ＝０となるような位置Ｑの集合（軌跡）であり、中間点Ｏを通って、線分Ｌに垂直な平面である。
【００２６】
このように、本発明のマイクロホンユニット１によれば、第１のマイク部２ａの出力信号を遅延させることにより、ヌルポイントは、第１のマイク部２ａまでの距離と第２のマイク部２ｂまでの距離が異なる位置（曲面Ｓ上の位置）となる。
【００２７】
これにより、ヌルポイントから発せられた音は、球面状に拡がりながら（従って、伝播する距離に応じて振幅が減衰しながら）、第１のマイク部２ａまでと第２のマイク部２ｂまでの異なる距離を伝播することになり、第１のマイク部２ａに入力される音の振幅と第２のマイク部２ｂに入力される音の振幅が異なることになる。その結果、ヌルポイントから発せられた音による第１のマイク部２ａの出力信号の振幅と第２のマイク部２ｂの出力信号の振幅が異なることになる。
【００２８】
つまり、ヌルポイントから発せられた音による第１のマイク部２ａの出力信号の位相と第２のマイク部２ｂの出力信号の位相が等しくても、ヌルポイントから発せられた音による第１のマイク部２ａの出力信号の振幅と第２のマイク部２ｂの出力信号の振幅が異なることになる。
【００２９】
従って、ヌルポイントから発せられた音によって、第１のマイク部２ａの出力信号と第２のマイク部２ｂの出力信号とに差を生じることになり、ヌルポイントから発せられた音を検出することができる。
【００３０】
図４（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）は、遠方ノイズを想定した遠距離音源５００ｍｍにおける、上記遅延量Ｄの異なる遅延量での、マイクロホンユニット１の感度特性を示す。また、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）、図６は、接話話者を想定した近距離音源２５ｍｍにおける、上記遅延量Ｄの異なる遅延量での、マイクロホンユニット１の感度特性を示す。
【００３１】
図４（ａ）〜（ｆ）、図５（ａ）〜（ｆ）において、座標の原点は、マイクロホンユニット１の第１のマイク部２ａと第２のマイク部２ｂとの中間点に対応しており、座標の０°方向は、マイクロホンユニット１の第１のマイク部２ａと第２のマイク部２ｂとの中間点から見たときの、第２のマイク部２ｂの位置する方向に対応している。図６は、図５（ａ）〜（ｆ）を展開して同じ座標上に重ねたものである。但し、図６では、図５（ａ）〜（ｆ）における０°方向の位置から発せられた音の検出感度（最大感度）を０ｄＢとしている。図４（ａ）〜（ｆ）、図５（ａ）〜（ｆ）、図６における感度特性は、本発明のマイクロホンユニット１として第１のマイク部２ａと第２のマイク部２ｂとの距離Δｒが５ｍｍであるものを用い、音の周波数を人の声のメイン周波数である１ｋＨｚとした場合に得られた結果である。
【００３２】
図４（ａ）〜（ｆ）から判るように、遠方ノイズを想定した遠距離音源５００ｍｍにおいては、遅延量Ｄが０μｓの場合には、ヌルポイントの発生位置は９０°の方向と２７０°の方向（すなわち、第１のマイク部２ａまでの距離と第２のマイク部２ｂまでの距離が等しい位置）にあり、そして、遅延量Ｄが付加されると、ヌルポイントの発生位置は変化し、遅延量Ｄが大きいほど、ヌルポイントの発生位置は９０°の方向と２７０°の方向から１８０°の方向に近くなっている。また、遅延量Ｄが０μｓの場合には、ヌルポイントから発せられた音の検出感度は０であり、そして、遅延量Ｄが大きいほど、ヌルポイントから発せられた音の検出感度は高く（最大感度（０°方向の位置から発せられた音の検出感度）に対するヌルポイントから発せられた音の検出感度の落ち込みは少なく）なっている。
【００３３】
また、図５（ａ）〜（ｆ）、図６から判るように、接話話者を想定した近距離音源２５ｍｍにおいても、遅延量Ｄが０μｓの場合には、ヌルポイントの発生位置は９０°の方向と２７０°の方向にあり、そして、遅延量Ｄが付加されると、ヌルポイントの発生位置は変化し、遅延量Ｄが大きいほど、ヌルポイントの発生位置は９０°の方向と２７０°の方向から１８０°の方向に近くなっている。また、遅延量Ｄが０μｓの場合には、ヌルポイントから発せられた音の検出感度は０であり、そして、遅延量Ｄが大きいほど、ヌルポイントから発せられた音の検出感度は高く（最大感度（０°方向の位置から発せられた音の検出感度）に対するヌルポイントから発せられた音の検出感度の落ち込みが少なく）なっている。また、最大感度（０°方向の位置から発せられた音の検出感度）から−１０ｄＢまでの検出感度の角度範囲を有感度角度範囲として定義すると、遅延量Ｄが０μｓの場合には、有感度角度範囲は１４０°であり、そして、遅延量Ｄが大きいほど、有感度角度範囲は拡大し、遅延量Ｄが１１．３μｓの場合には、有感度角度範囲は１７０°になっている。
【００３４】
図７は、接話話者を想定した近距離音源２５ｍｍにおける、上記遅延量Ｄとヌルポイントでのゲイン低下との関係を示す。ヌルポイントでのゲイン低下とは、最大感度を基準とした、ヌルポイントから発せられた音の検出感度の低下であり、ヌルポイントでのゲイン低下が小さいほど、ヌルポイントから発せられた音の検出感度が高いことを示している。遅延量Ｄを異ならせたときのヌルポイントでのゲイン低下を図７に示す。図７において、横軸は、遅延量Ｄを示しており、縦軸は、遅延量Ｄにおけるヌルポイントでのゲイン低下を示している。なお、縦軸は、数値の絶対値がヌルポイントでのゲイン低下の大きさを示しており、数値の絶対値が小さいほど、ヌルポイントでのゲイン低下が小さいことを示している。ヌルポイントでのゲイン低下は、上記図５（ａ）〜（ｆ）及び図６に示す結果に基いて得られた結果である。すなわち、ヌルポイントでのゲイン低下は、本発明のマイクロホンユニット１として第１のマイク部２ａと第２のマイク部２ｂとの距離Δｒが５ｍｍであるものを用い、音の周波数を人の声のメイン周波数である１ｋＨｚとした場合に得られた結果である。
【００３５】
ヌルポイントでのゲイン低下は、実用的な観点から、２０ｄＢ以下に抑える必要がある。つまり、人の聴感上、音を聴き取り易いと感じるには、ヌルポイントでのゲイン低下を２０ｄＢ以下に抑える必要がある。
【００３６】
図７に示す結果から判るように、遅延量Ｄが小さいほど、ヌルポイントでのゲイン低下が大きく、遅延量Ｄが大きいほど、ヌルポイントでのゲイン低下が小さくなり、そして、遅延量Ｄが３．８μｓ以上の場合に、ヌルポイントでのゲイン低下が２０ｄＢ以下になる、という結果が得られた。すなわち、遅延量Ｄを第１のマイク部２ａと第２のマイク部２ｂとの距離Δｒ（＝５ｍｍ）で除算して一般化して考えると、Ｄ／Δｒ［μｓ／ｍｍ］が０．７６以上の場合に、ヌルポイントでのゲイン低下が２０ｄＢ以下になる、という結果が得られた。
【００３７】
また、本発明のマイクロホンユニット１として第１のマイク部２ａと第２のマイク部２ｂとの距離Δｒが２ｍｍ、１０ｍｍであるものを用いた結果においても、同様に、Ｄ／Δｒ［μｓ／ｍｍ］が０．７６以上の場合に、ヌルポイントでのゲイン低下が２０ｄＢ以下になる、という結果が得られた。
【００３８】
これらの結果から、実用的な観点でヌルポイントでのゲイン低下を抑えて、ヌルポイントの位置から発せられた音の検出感度を向上するには、Ｄ／Δｒ［μｓ／ｍｍ］を０．７６以上にする必要があることが導き出される。従って、０．７６≦Ｄ／Δｒとすることにより、実用的な観点でヌルポイントでのゲイン低下を抑えて、ヌルポイントの位置から発せられた音の検出感度を向上することができる。
【００３９】
図８は、上記遅延量Ｄとノイズ抑圧効果との関係を示す。ノイズ抑圧効果とは、遠方ノイズを抑圧する（遠距離の位置から発せられた音の検出感度を抑圧する）効果であり、無指向性の（１つのマイク部の出力信号によって音を検出する、ノイズ抑圧効果を有さない）一般的なマイクロホンユニットにおける近距離位置からの音（検出する必要のある音（例えば話者の声））の検出感度と遠距離位置からの音（検出する必要のないノイズ）の検出感度との差を基準とした、本発明のマイクロホンユニット１における近距離位置からの音の検出感度と遠距離位置からの音の検出感度との差の優位性である。遅延量Ｄを異ならせて、ノイズ抑圧効果を実測した。この実測結果を図８に示す。図８において、横軸は、遅延量Ｄを示しており、縦軸は、遅延量Ｄにおけるノイズ抑圧効果を示している。なお、縦軸は、数値が大きいほど、ノイズ抑圧効果が高いことを示している。ノイズ抑圧効果の実測は、本発明のマイクロホンユニット１として第１のマイク部２ａと第２のマイク部２ｂとの距離Δｒが５ｍｍであるものを用い、実際の騒音環境下に測定機器（無指向性のマイクロホンユニットと本発明のマイクロホンユニット１）を配置して実測することにより行った。
【００４０】
ノイズ抑圧効果は、実用的な観点から、６ｄＢ以上が必要である。つまり、人の聴感上、ノイズが抑圧されていると感じるには、６ｄＢ以上のノイズ抑圧効果が必要である。
【００４１】
図８に示す実測結果から判るように、遅延量Ｄが小さいほど、ノイズ抑圧効果が高く、遅延量Ｄが大きいほど、ノイズ抑圧効果が低くなり、そして、遅延量Ｄが１０μｓ以下の場合に、ノイズ抑圧効果が６ｄＢ以上確保できる、という実測結果が得られた。すなわち、遅延量Ｄを第１のマイク部２ａと第２のマイク部２ｂとの距離Δｒ（＝５ｍｍ）で除算して一般化して考えると、Ｄ／Δｒ［μｓ／ｍｍ］が２．０以下の場合に、ノイズ抑圧効果が６ｄＢ以上得られる、という実測結果が得られた。
【００４２】
また、本発明のマイクロホンユニット１として第１のマイク部２ａと第２のマイク部２ｂとの距離Δｒが２ｍｍ、１０ｍｍであるものを用いて行った実測においても、同様に、Ｄ／Δｒ［μｓ／ｍｍ］が２．０以下の場合にノイズ抑圧効果が６ｄＢ以上になる、という実測結果が得られた。
【００４３】
これらの実測結果から、実用的な観点でノイズ抑圧効果を得て、遠方ノイズを抑圧するには、Ｄ／Δｒ［μｓ／ｍｍ］を２．０以下にする必要があることが導き出される。従って、Ｄ／Δｒ≦２．０とすることにより、実用的な観点でノイズ抑圧効果を得て、遠方ノイズを抑圧することができる。
【００４４】
本発明のマイクロホンユニット１では、上述のように、０．７６≦Ｄ／Δｒ≦２．０の関係を満たすように、第１のマイク部２ａの出力信号を遅延器３によって遅延量Ｄだけ遅延させる。従って、本発明のマイクロホンユニット１によれば、Ｄ／Δｒ≦２．０であることにより、遠方ノイズを抑圧することができると共に、０．７６≦Ｄ／Δｒであることにより、ヌルポイントの位置から発せられた音の検出感度を向上することができる。つまり、本発明のマイクロホンユニット１によれば、０．７６≦Ｄ／Δｒ≦２．０の関係を満たすように、第１のマイク部２ａの出力信号を遅延量Ｄだけ遅延させることにより、遠方ノイズを抑圧しつつ、ヌルポイントから発せられた音の検出感度を向上することができる。
【００４５】
また、本発明のマイクロホンユニット１では、第１のマイク部２ａの出力信号を遅延量Ｄだけ遅延させることにより、上述のように、ヌルポイントは、第１のマイク部２ａまでの距離と第２のマイク部２ｂまでの距離が異なる位置となる。そして、ヌルポイント以外の位置から発せられた音の検出感度を実測した結果、ヌルポイント以外の位置から発せられた音を良好な感度で検出できるという実測結果が得られた。従って、本発明のマイクロホンユニット１によれば、有感度角度範囲を拡大することができる。
【００４６】
以上説明したように、本発明のマイクロホンユニット１によれば、遠方ノイズを抑圧しつつ、ヌルポイントから発せられた音の検出感度を向上することができ、また、有感度角度範囲を拡大することができる。
【００４７】
つまり、本発明のマイクロホンユニット１によれば、差動型マイクロホンユニットの特徴である遠方ノイズ抑圧特性を生かしつつ、かつ、ヌルポイントが話者の方向に発生する場合においても、ヌルポイントの影響による話者音声レベルの低下を最小限に抑えることができて、話者の声が消失するといった問題を解消することでき、特に、携帯電話機に搭載した場合に良好な音声品質を実現することが可能である。
【００４８】
図９は、本発明のマイクロホンユニット１の携帯電話機への搭載例を示す。本発明のマイクロホンユニット１は、例えば、第１のマイク部２ａの受音部２０ａ及び第２のマイク部２ｂの受音部２０ｂが、携帯電話機９０の筺体９１の同一側面に形成された受音口９２ａ、９２ｂに臨むように（携帯電話機９０の話者に対向する面に平行となるように）、携帯電話機９０に搭載される。マイクロホンユニット１をこのように携帯電話機９０に搭載した場合には、ヌルポイントが話者の方向に発生する。
【００４９】
本発明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１をこのように携帯電話機９０に搭載した場合でも（ヌルポイントが話者の方向に発生する場合でも）、ヌルポイントから発せられた音の検出感度を向上することができ、また、有感度角度範囲を拡大することができるため、ヌルポイントの影響によって通話音声を聞き取れない（話者の声が消失する）といった問題を解消することができ、良好な音声品質を実現することができる。このように、本発明のマイクロホンユニット１によれば、携帯電話機９０に搭載した場合に、良好な音声品質を実現することが可能である。
【００５０】
＜第２の実施形態＞
図１０は、第２の実施形態によるマイクロホンユニットの構成を示す。本実施形態のマイクロホンユニット１は、上記第１の実施形態の構成に加え、第１のマイク部２ａ及び第２のマイク部２ｂを覆うカバー５をさらに備えている。また、本実施形態のマイクロホンユニット１は、上記第１の実施形態における遅延器３を備えていない。すなわち、本実施形態のマイクロホンユニット１は、第１のマイク部２ａの出力信号（遅延されていない、第１のマイク部２ａに入力された音の位相及び振幅に対応した位相及び振幅の電気信号）と第２のマイク部２ｂの出力信号（遅延されていない、第２のマイク部２ｂに入力された音の位相及び振幅に対応する位相及び振幅の電気信号）との差分信号によって音を検出する。
【００５１】
カバー５は、実装基板１０の端部全周に接合されている。カバー５には、音を入力するための第１の開口５ａと第２の開口５ｂが設けられている。第１の開口５ａと第２の開口５ｂは、カバー５の同一平面上（マイクロホンユニット１の同一平面上）に設けられている。第１の開口５ａから第１のマイク部２ａまで（受音部２０ａまで）の距離（音の伝播経路の長さ）と、第２の開口５ｂから第２のマイク部２ｂまで（受音部２０ｂまで）の距離（音の伝播経路の長さ）とは、相違した距離になっており、第１の開口５ａから第１のマイク部２ａまでの距離が第２の開口５ｂから第２のマイク部２ｂまでの距離よりも長くなっている。
【００５２】
第１の開口５ａから第１のマイク部２ａまでの距離と第２の開口５ｂから第２のマイク部２ｂまでの距離とが相違することによって、第１の開口５ａから第１のマイク部２ａまで音が伝播する時間と、第２の開口５ｂから第２のマイク部２ｂまで音が伝播する時間とに、時間差が生じる。本実施形態では、この時間差によって、ヌルポイントは、第１の開口５ａまでの距離（第１のマイク部２ａまでの距離）と第２の開口５ｂまでの距離（第２のマイク部２ｂまでの距離）が異なる位置に形成される。
【００５３】
第１の開口５ａから第１のマイク部２ａまでの距離と第２の開口５ｂから第２のマイク部２ｂまでの距離との相違は、第１の開口５ａと第２の開口５ｂとの距離をΔｒ、第１の開口５ａから第１のマイク部２ａまで音が伝播する時間と第２の開口５ｂから第２のマイク部２ｂまで音が伝播する時間との時間差をＤとしたときに、０．７６≦Ｄ／Δｒ≦２．０の関係を満たすように、時間差Ｄを生じさせるようになっている。つまり、第１の開口５ａから第１のマイク部２ａまでの距離と第２の開口５ｂから第２のマイク部２ｂまでの距離は、０．７６≦Ｄ／Δｒ≦２．０の関係を満たす時間差Ｄを生じさせるように、設計されている。第１の開口５ａと第２の開口５ｂとの距離Δｒは、５ｍｍ以下に設定することが好ましい。距離Δｒを５ｍｍ以下に設定することにより、全方位の遠方ノイズを効果的に抑圧することができる。本実施形態では、Δｒ＝５ｍｍとしている。
【００５４】
本実施形態における他の構成については、上記第１の実施形態と同様である。本実施形態のマイクロホンユニット１によれば、上記第１の実施形態と同様の作用、効果が得られる。
【００５５】
＜第３の実施形態＞
図１１は、第３の実施形態によるマイクロホンユニットの構成を示す。本実施形態のマイクロホンユニット１は、上記第１の実施形態の構成に加え、第１のマイク部２ａ及び第２のマイク部２ｂを覆うカバー５と、音の伝播を遅延させる伝播遅延部材６とをさらに備えている。また、本実施形態のマイクロホンユニット１は、上記第１の実施形態における遅延器３を備えていない。
【００５６】
カバー５は、実装基板１０の端部全周に接合されている。カバー５には、音を入力するための第１の開口５ａと第２の開口５ｂが設けられている。第１の開口５ａと第２の開口５ｂは、カバー５の同一平面上（マイクロホンユニット１の同一平面上）に設けられている。第１の開口５ａから第１のマイク部２ａまで（受音部２０ａまで）の距離と、第２の開口５ｂから第２のマイク部２ｂまで（受音部２０ｂまで）の距離は、同じ距離になっている。
【００５７】
伝播遅延部材６は、例えばフェルトと呼ばれる材料によって構成されており、音の振幅は減衰させずに、音の位相を遅延させる（すなわち、音の伝播を遅延させる）ものである。伝播遅延部材６は、第１の開口５ａと第１のマイク部２ａとの間（すなわち、第１の開口５ａから第１のマイク部２ａまでの音の伝播経路中）に設けられている。
【００５８】
伝播遅延部材６が第１の開口５ａと第１のマイク部２ａとの間に設けられていることによって、第１の開口５ａから第２のマイク部２ａまで音が伝播する時間と、第２の開口５ｂから第２のマイク部２ｂまで音が伝播する時間とに、時間差が生じる。本実施形態では、この時間差によって、ヌルポイントは、第１の開口５ａまでの距離（第１のマイク部２ａまでの距離）と第２の開口５ｂまでの距離（第２のマイク部２ｂまでの距離）が異なる位置に形成される。
【００５９】
伝播遅延部材６は、第１の開口５ａと第２の開口５ｂとの距離をΔｒ、第１の開口５ａから第１のマイク部２ａまで音が伝播する時間と第２の開口５ｂから第２のマイク部２ｂまで音が伝播する時間との時間差をＤとしたときに、０．７６≦Ｄ／Δｒ≦２．０の関係を満たすように、時間差Ｄを生じさせるようになっている。第１の開口５ａと第２の開口５ｂとの距離Δｒは、５ｍｍ以下に設定することが好ましい。距離Δｒを５ｍｍ以下に設定することにより、全方位の遠方ノイズを効果的に抑圧することができる。本実施形態では、Δｒ＝５ｍｍとしている。
【００６０】
本実施形態における他の構成については、上記第１の実施形態と同様である。本実施形態のマイクロホンユニット１によれば、上記第１の実施形態と同様の作用、効果が得られる。
【００６１】
なお、本発明は、上記各実施形態の構成に限られず、種々の変形が可能である。例えば、上記第１の実施形態において、第１のマイク部の出力信号を遅延器によって遅延させることに替えて、第２のマイク部の出力信号を遅延器によって遅延させるようにしてもよい。また、上記第１の実施形態において、遅延器に替えて、第１のマイク部の受音部の上、又は第２のマイク部の受音部の上のいずれか一方に、音の伝播を遅延させる伝播遅延部材（例えばフェルトと呼ばれる材料によって構成されている）を配置してもよい。このような構成によっても、上記第１の実施形態と同様の作用、効果が得られる。また、上記第１乃至第３の実施形態において、第１のマイク部及び第２のマイク部は、振動板と背電極がＭＥＭＳとして構成されたもの（シリコンマイク）に限られず、例えば、振動板がエレクトレット膜（残留分極を有する誘電体）により形成されたエレクトレットコンデンサ型のマイクであってもよく、また、動電型（ダイナミック型）、電磁型（マグネティック型）、圧電型（クリスタル型）等のマイクであってもよい。また、上記第２及び第３の実施形態において、第１の開口５ａと第２の開口５ｂは、カバー５の異なる面上（マイクロホンユニットの異なる面上）に設けられていてもよい。このような構成であっても、上記第２及び第３の実施形態と同様の作用、効果が得られる。
【００６２】
本発明は、差動型マイクロホンユニットの特徴である遠方ノイズ抑圧特性を生かしつつ、かつ、ヌルポイントが話者の方向に発生する場合においても、話者音声レベルの低下を最小限に抑えることができて、話者の声が消失するといった問題を解消することできるため、特に、携帯電話機に搭載した場合に良好な音声品質を実現することが可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１    マイクロホンユニット
２ａ    第１のマイク部
２ｂ    第２のマイク部
３    遅延器
４    減算器
５    カバー
５ａ    第１の開口
５ｂ    第２の開口
６    伝播遅延部材
１０    実装基板
２０ａ    第１のマイク部の受音部
２０ｂ    第２のマイク部の受音部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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