(57)【要約】【課題】マイク装置を物にぶつけるなどして該マイク装置に衝撃を与えたときに衝撃音の発生を抑制する。【解決手段】２組のコンデンサマイク素子１２，１４を互いに逆向きに配置する。コンデンサマイク素子１２，１４のダイアフラム２０，１２０どうしおよびバックプレート２６，１２６どうしをそれぞれ電気的に相互に接続する。ダイアフラム２０，１２０は外部からの音声に対しては互いに同相で変位し、外部からの衝撃に対しては互いに逆相で変位する。これにより音声に対しては感度が良好で衝撃に対しては感度が低いコンデンサマイク装置が実現される。【選択図】図１
2008199227.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイアフラムとバックプレートを適宜の空隙を隔ててそれぞれ対向配置した特性が等しい２組のコンデンサマイク素子を互いに逆向きに配置し、これら両コンデンサマイク素子のダイアフラムどうしおよびバックプレートどうしをそれぞれ電気的に相互に接続してなるコンデンサマイク装置。
【請求項２】
前記バックプレートに外部からの音波が進入する透孔が形成され、前記ダイアフラムの前記バックプレートが配置された側と反対の面側にバックキャビティが形成され、前記ダイアフラムの周縁部には前記バックキャビティに連通し該バックキャビティを前記バックプレートの透孔を介して外気に連通させる透孔が形成され、前記バックキャビティはその内径が前記ダイアフラムに近い側で大きく遠い側で小さくなるように軸方向の途中位置に音響抵抗を構成する段差が形成されている請求項１記載のコンデンサマイク装置。
【請求項３】
１枚のバックプレートを挟んでその両面側に適宜の空隙を隔ててダイアフラムをそれぞれ対向配置して２組のコンデンサマイク素子を構成し、該両ダイアフラムどうしを電気的に相互に接続してなるコンデンサマイク装置。
【請求項４】
前記２組のコンデンサマイク素子がそれぞれＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子で構成されている請求項１から３のいずれか１つに記載のコンデンサマイク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はコンデンサマイク装置（エレクトレットコンデンサマイク装置を含む）の改良に関し、コンデンサマイク装置を物にぶつけるなどして該コンデンサマイク装置に衝撃を与えたときの衝撃音の発生を抑制したものである。
【背景技術】
【０００２】
マイク装置を使用中に誤って物などにぶつけるとその衝撃で該マイク装置のダイアフラムが振動して無用な衝撃音を発する（拾う）ことがある。このような衝撃音の発生を抑制する従来技術として下記特許文献１記載の手法があった。これは電話機や無線機の送受話器に２個のマイク素子を搭載し、音声に対しては一方のマイク素子を他方のマイク素子よりも感度を低くし、衝撃による振動音に対しては両マイク素子の感度を等しくし、両マイク素子の出力信号を互いに打ち消し合うように演算処理したものである。これによれば音声は両マイク素子で拾う量が大きく異なるので演算処理であまり打ち消されず、衝撃による振動音は両マイク素子で拾う量が等しいので演算処理で大きく打ち消される。その結果音声に対しては良好な感度が得られ、衝撃に対しては感度が低くなって衝撃音の発生を抑制することができる。
【特許文献１】特開２００１−３６６０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１記載の手法によれば両マイク素子の出力信号の演算処理が必要であった。この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、両マイク素子の出力信号の演算処理を不要にしたコンデンサマイク装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明のコンデンサマイク装置はダイアフラムとバックプレートを適宜の空隙を隔ててそれぞれ対向配置した特性が等しい２組のコンデンサマイク素子を互いに逆向きに配置し、これら両コンデンサマイク素子のダイアフラムどうしおよびバックプレートどうしをそれぞれ電気的に相互に接続してなるものである。
【０００５】
この発明によれば２組のコンデンサマイク素子を互いに逆向きに配置したので、２組のコンデンサマイク素子のダイアフラムはバックプレートに対し、音声に対しては互いに同相で変位し、衝撃に対しては互いに逆相で変位する。したがって音声に対しては２組のコンデンサマイク素子の容量変化が同相で生じるので、両コンデンサマイク素子を合わせたコンデンサマイク装置全体としての容量変化は１組分の容量変化よりも大きくなる。これに対し衝撃に対しては２組のコンデンサマイク素子の容量変化は互いに逆相で生じるので、両コンデンサマイク素子を合わせたコンデンサマイク装置全体としての容量変化は１組分の容量変化よりも小さくなる。これにより音声に対しては良好な感度を確保しつつ、衝撃に対しては感度が低いコンデンサマイク装置が実現される。したがってこのコンデンサマイク装置を物にぶつけるなどして衝撃を与えても衝撃音が発生しにくくなる。よって２組のコンデンサマイク素子で拾った振動音を打ち消すための演算処理は不要となる。
【０００６】
この発明のコンデンサマイク装置は、例えば前記バックプレートに外部からの音波が進入する透孔が形成され、前記ダイアフラムの前記バックプレートが配置された側と反対の面側にバックキャビティが形成され、前記ダイアフラムの周縁部には前記バックキャビティに連通し該バックキャビティを前記バックプレートの透孔を介して外気に連通させる透孔が形成され、前記バックキャビティはその内径が前記ダイアフラムに近い側で大きく遠い側で小さくなるように軸方向の途中位置に音響抵抗を構成する段差が形成されているものとして構成することができる。これによればダイアフラムの周縁部には透孔が形成されているが、段差の存在により音波はダイアフラムの周縁部の透孔を通してバックキャビティに回り込みにくくなるので音声に対しダイアフラムが十分に振動し、十分な感度を得ることができる。
【０００７】
この発明の別のコンデンサマイク装置は１枚のバックプレートを挟んでその両面側に適宜の空隙を隔ててダイアフラムをそれぞれ対向配置して２組のコンデンサマイク素子を構成し、該両ダイアフラムどうしを電気的に相互に接続してなるものである。
【０００８】
この別の発明によれば互いに逆向きに配置した２組のコンデンサマイク素子が構成されるので、このコンデンサマイク装置を物にぶつけるなどして衝撃を与えても衝撃音が発生しにくくなる。しかもバックプレートが２組のコンデンサマイク素子で共用されているので、バックプレートを２組のコンデンサマイク素子で個別に具える場合に比べて構成が簡素化される。
【０００９】
この発明のコンデンサマイク装置は前記２組のコンデンサマイク素子がそれぞれＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子で構成されているものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
《実施の形態１》
この発明のコンデンサマイク装置の実施の形態１を図１にマイクアセンブリ全体を長手方向に沿って半割にした断面図で示す。またその分解斜視図を図２に示す。図１においてコンデンサマイク装置１０は２組のコンデンサマイク素子１２，１４で構成される。両コンデンサマイク素子１２，１４は互いに背中合わせに配置し相互に接合して一体化されて、コンデンサマイク装置１０を構成する。このコンデンサマイク素子１２，１４はそれぞれＭＥＭＳプロセスを利用していわゆるシリコンマイクとして構成されている。あるいはコンデンサマイク装置１０が比較的大型の場合は個別の部品を組み立てて両コンデンサマイク素子１２，１４を構成することもできる。
【００１１】
はじめにコンデンサマイク素子１２について説明する。コンデンサマイク素子１２はシリコン等の基板１６の表面にシリカ膜等による絶縁層１８を成膜し、その上にダイアフラム（振動板）２０を構成する導電膜２２、シリカ膜等による絶縁層２４、バックプレート（背極板、固定電極）２６を構成する導電膜２８を半導体製造プロセスにより順次積層成膜して構成されている。基板１６の中央部には断面円形の開口部（貫通孔）３０が形成されている。絶縁層１８，２４の中央部には基板１６の開口部３０と同軸に形成され該開口部３０に連通する断面円形の開口部（貫通孔）３２が形成されている。基板１６の開口部３０は絶縁層１８の開口部３２よりも小径に形成され、両開口部３０，３２の境界部分に段差４１が形成されている。基板１６の開口部３０はバックキャビティ（背面空気室）３８を構成する。バックプレート２６とダイアフラム２０との間には所定長の空隙３３が形成されている。バックプレート２６には複数の透孔３４が形成されている。外部で発生した音声による音波はこの透孔３４から空隙３３内に入り、ダイアフラム２０を振動させる。
【００１２】
ダイアフラム２０の周縁部には気圧調整用の孔３６（スリット）が形成され、バックキャビティ３８をバックプレート２６の透孔３４および透孔４０（後述）を介して外気に連通させている。気圧調整用透孔３６の幅（スリット幅）は温度変化にかかわらずバックキャビティ３８内の気圧がダイアフラム２０の上方空間の気圧に等しく保たれるのに十分な程度の比較的狭い幅でよい。バックプレート２６の透孔３４，４０を介して外部からダイアフラム２０の表面側に進入した音波は気圧調整用透孔３６を通してバックキャビティ３８に回り込もうとするが、基板１６の開口部３０は絶縁層１８の開口部３２よりも小径に形成されているので、バックキャビティ３８はその軸方向の途中位置にある段差４１（両開口部３０，３２の境界部分）で音響抵抗が大きくなっており、音波は気圧調整用透孔３６を通してバックキャビティ３８に回り込みにくくなっている。音波がバックキャビティ３８に回り込むとダイアフラム２０の表裏両面で音波が打ち消し合うため、ダイアフラム２０の振動が減少し、音声に対する感度が低下するが、上記構成によれば段差４１の存在により音波は気圧調整用透孔３６を通してバックキャビティ３８に回り込みにくくなっているので音声に対しダイアフラム２０が十分に振動し、十分な感度を得ることができる。
【００１３】
コンデンサマイク素子１２をバックプレート２６側から見た平面図を図３に示す。図１に示したコンデンサマイク素子１２の断面構造は図３のＡ−Ａ矢視位置の断面に相当する。図３においてダイアフラム２０は平面形状が開口部３２よりも僅かに小径の円形に形成され、その外周縁部には外方に突出した支持部２０ａが等角度間隔で形成配置されている。ダイアフラム２０は開口部３２に対し同心状に配置され、支持部２０ａで絶縁層１８の上に固定支持される。これにより開口部３２とダイアフラム２０の外周縁部との間には狭幅の気圧調整用透孔３６が形成される。支持部２０ａの１つ（２０ａ’）は延長されてリード線２０ｂを構成している。リード線２０ｂの端部は絶縁層２４を貫通して絶縁層２４の表面に達し端子下地２０ｃを構成している。端子下地２０ｃの表面にはアルミ膜等による端子２３が被覆形成されている。
【００１４】
図３においてバックプレート２６はダイアフラム２０よりも小径の円形に形成され、その外周縁部には外方に突出した支持部２６ａが等角度間隔で形成配置されている。バックプレート２６は開口部３２に対し同心状に配置され、支持部２６ａで絶縁層２４の上に固定支持される。これにより開口部３２とバックプレート２６の外周縁部との間にはダイアフラム２０の周縁部の透孔３６（スリット）よりも広幅の透孔４０（スリット）が形成される。音波はこの透孔４０とバックプレート２６の面内に形成された透孔３４の双方を通して空隙３３内に入りダイアフラム２０を駆動する。支持部２６ａの１つ（２６ａ’）は延長されてリード線２６ｂを構成している。リード線２６ｂの端部は絶縁層２４の表面で端子下地２６ｃを構成している。端子下地２６ｃの表面にはアルミ膜等による端子２７が被覆形成されている。
【００１５】
ＭＥＭＳプロセス（半導体製造プロセス）によるコンデンサマイク素子１２の製造工程の一例を説明する。
（１）開口部３０が未だ形成されていない基板１６に絶縁層１８と導電膜２２を順次成膜する。
（２）導電膜２２をフォトリソグラフィ技術によりパターニングし、ダイアフラム２０およびこれにつながる支持部２０ａ，２０ａ’、リード線２０ｂ（図３）を形成する。
（３）絶縁層２４を成膜する。
（４）絶縁層２４の一部にリード線２０ｂに通じる貫通孔をエッチングで形成する。
（５）絶縁層２４の上に導電膜２８を成膜する。このとき導電膜２８は絶縁層２４の上記貫通孔内にも堆積し、ダイアフラム２０のリード線２０ｂと連結されて導通する。
（６）導電膜２８をフォトリソグラフィ技術によりパターニングし、バックプレート２６およびこれにつながる支持部２６ａ．２６ａ’、リード線２６ｂ、端子下地２６ｃを形成する。このとき同時にバックプレート２６に透孔３４を形成する。またダイアフラム２０のリード線２０ｂにつながる端子下地２０ｃも同時に形成する。
（７）少なくとも端子２３，２７を形成する領域を覆うようにアルミ等をスパッタリング等で成膜し、フォトリソグラフィ技術によりパターニングし、端子下地２０ｃに導通する端子２３と、端子下地２６ｃに導通する端子２７をそれぞれ形成する。
（８）基板１６の裏面を絶縁層１８が露出するまでエッチングして開口部３０を形成する。
（９）基板１６の表裏両面側からフッ酸等のエッチング液を用いて絶縁層１８，２４の中央部を選択的にエッチング除去する。すなわちエッチング液は基板１６の裏面側については開口部３０から進入し絶縁層１８の中央部をエッチング除去して開口部３２を形成する。またエッチング液は基板１６の表面側については透孔３４，４０から進入して絶縁層２４の中央部をエッチング除去して空隙３３を形成する。またこれらエッチングにより透孔３６が形成され、開口部３０，３２と空隙３３が連通する。
以上のようにしてコンデンサマイク素子１２が作られる。
【００１６】
他方のコンデンサマイク素子１４はコンデンサマイク素子１２と同一構造（ただし端子は図３、図４に示すように対称配置）とされている。これにより両コンデンサマイク素子１２，１４は慣性モーメントが等しい等相互に同一特性とされている。コンデンサマイク素子１４は前述したコンデンサマイク素子１２の製法と同じ方法で製造することができる。なおコンデンサマイク素子１４についてはコンデンサマイク素子１２と共通する箇所には１００番違いの符号を付してその説明を省略する。図１に示したコンデンサマイク素子１４の断面構造は図４のＢ−Ｂ矢視位置の断面に相当する。
【００１７】
以上の構成のコンデンサマイク素子１２，１４は接着剤で互いに背中合わせに気密に接合して一体化されて図１のコンデンサマイク装置１０が構成される。両コンデンサマイク素子１２，１４のバックキャビティ３８，１３８は相互に連通している。このコンデンサマイク装置１０は装置基板４２に搭載して使用される。すなわち装置基板４２には図２に示すようにプラスチックやガラエポ（ガラスエポキシ）等の絶縁体による台座４４，４６，４８が接着剤で固定設置されている。台座４８は２段に構成されており、その低い方の台座部分４８ａの高さは台座４４，４６とほぼ同じ高さに構成されている。低い方の台座部分４８ａから高い方の台座部分４８ｂにかけてはプリント配線等による２本のリード線５０，５２が平行に形成されている。リード線５０には低い方の台座部分４８ａに１つの端子５０ａが形成され、高い方の台座部分４８ｂに２つの端子５０ｂ，５０ｃが形成されている。またリード線５２には低い方の台座部分４８ａに１つの端子５２ａが形成され、高い方の台座部分４８ｂに２つの端子５２ｂ，５２ｃが形成されている。
【００１８】
コンデンサマイク装置１０は下面四隅付近を台座４４，４６および低い方の台座部分４８ａに支持されて装置基板４２に対し水平の姿勢に接合固定される。すなわちコンデンサマイク装置１０は台座４４，４６に接着剤５１，５３で接合され、台座部分４８ａの端子５０ａ，５２ａに導電性接着剤５４，５６で固定接合される。このときコンデンサマイク素子１４のダイアフラム１２０の端子１２３は導電性接着剤５４を介して台座部分４８ａの端子５０ａに電気的に接続される。また同コンデンサマイク素子１４のバックプレート１２６の端子１２７は導電性接着剤５６を介して台座部分４８ａの端子５２ａに電気的に接続される。このようにしてコンデンサマイク装置１０が台座４４，４６および低い方の台座部分４８ａに支持されて接合固定された状態では、図１に示すようにコンデンサマイク装置１０と装置基板４２との間に音波が入り込む空隙５８が形成される。したがって台座４４，４６および台座部分４８ａは音波が入り込むのに十分な高さの空隙５８を形成できる高さに設定する。装置基板４２上にはこのほかにインピーダンス変換用ＬＳＩ５９が接着剤で固定設置される。
【００１９】
以上のようにして装置基板４２上にコンデンサマイク装置１０とインピーダンス変換用ＬＳＩ５９が搭載されたマイクアセンブリ６４上の配線について説明する。図２においてコンデンサマイク素子１２のダイアフラム２０の端子２３にはリード線６０の一端部が半田付けで接続される。リード線６０の他端部は台座４８上の端子５０ｂに半田付けで接続される。これにより両コンデンサマイク素子１２，１４のダイアフラム２０，１２０どうしはリード線５０，６０を介して電気的に（同電位に）接続される。コンデンサマイク素子１２のバックプレート２６の端子１２７にはリード線６２の一端部が半田付けで接続される。リード線６２の他端部は台座４８上の端子５２ｂに半田付けで接続される。これにより両コンデンサマイク素子１２，１４のバックプレート２６，１２６どうしはリード線５２，６２を介して電気的に（同電位に）接続される。
【００２０】
台座４８上のダイアフラム用端子５０ｃとインピーダンス変換用ＬＳＩ５９の端子６６とはリード線７０を半田付けして相互に接続される。バックプレート用端子５２ｃとインピーダンス変換用ＬＳＩ５９の端子６８とはリード線７２を半田付けして相互に接続される。インピーダンス変換用ＬＳＩ５９の端子７４，７６にはリード線７８，８０がそれぞれ接続される。以上の構成のマイクアセンブリ６４は各種マイク装置（ステージ用マイク、スタジオ用マイク等）、電話機や無線機の送受話器、携帯電話機、録音機等の各種機器に組み込まれて使用される。
【００２１】
以上説明した構造のマイクアセンブリ６４の回路図を図５に示す。両コンデンサマイク素子１２，１４のダイアフラム２０，１２０どうしはリード線５０，６０を介して電気的に接続されている。また両コンデンサマイク素子１２，１４のバックプレート２６，１２６どうしはリード線５２，６２を介して電気的に接続されている。インピーダンス変換用ＬＳＩ５９の端子７６にはリード線８０を介して例えば３Ｖの電源電圧が供給される。この電圧はチャージポンプ８２で例えば１１Ｖに昇圧されてコンデンサマイク装置１０のバックプレート２６，１２６にバイアス電圧として印加される。コンデンサマイク装置１０のダイアフラム２０，１２０はギガオーム〜テラオームオーダーの高抵抗８４を介して接地されている。抵抗８４の両端の電圧（ダイアフラム２０，１２０の電位）はインピーダンス変換器を構成するバッファアンプ８６に入力される。バッファアンプ８６の出力信号は端子７４からリード線７８を介して出力され後段のアンプ（図示せず）に供給される。
【００２２】
図５の回路によればダイアフラム２０，１２０が振動すると、該振動に伴うダイアフラム２０，１２０とバックプレート２６，１２６間の距離の変動によりコンデンサマイク素子１２，１４の容量がそれぞれ変化する。すなわちコンデンサマイク素子１２，１４は該距離が狭くなるタイミングでは容量が大きくなり、該距離が広くなるタイミングでは容量が小さくなる。コンデンサマイク素子１２，１４はダイアフラム２０，１２０とバックプレート２６，１２６がそれぞれ電気的に接続されているので、コンデンサマイク素子１２，１４全体で１つのコンデンサを構成し、全体としての容量変化は各コンデンサマイク素子１２，１４の容量変化の合計値となる。このコンデンサマイク素子１２，１４の容量変化の合計値は高抵抗８４によりダイアフラム２０，１２０の電位の変動として現れ、この電位の変動がバッファアンプ８６を介して出力される。
【００２３】
図６はマイクアセンブリ６４を搭載した機器に外部から音声による音波が加わったときと、該機器が物にぶつかるなどして外部から衝撃が加わったときのコンデンサマイク装置１０のダイアフラム２０，１２０の動作の違いおよびコンデンサマイク素子１２，１４の容量の関係を模式的に示す。図６（ａ）は音波も衝撃も加わっていない中立状態を示す。このとき両コンデンサマイク素子１２，１４の容量は等しい。したがってこのときの各コンデンサマイク素子１２，１４の容量をそれぞれＣとすると、コンデンサマイク装置１０全体で２Ｃの容量となる。
【００２４】
図６（ｂ）は外部から音声による音波が加わったときの動作を示す。このときコンデンサマイク装置１０のダイアフラム２０，１２０には均等に音波が加わる。すなわち図１に示すようにコンデンサマイク素子１２側では音波はバックプレート２６の透孔３４から進入してダイアフラム２０を振動させる。またコンデンサマイク素子１４側では音波は装置基板４２とコンデンサマイク装置１０との間の空隙５８を通ってバックプレート１２６の透孔１３４から進入しダイアフラム１２０を振動させる。このとき図６（ｂ）に示すようにダイアフラム２０，１２０はバックプレート２６，１２６に対し同時に離隔し（左図）かつ接近する（右図）ように振動する。つまりダイアフラム２０，１２０はバックプレート２６，１２６に対し同相で変位する。図６（ａ）の中立状態に対しダイアフラム２０，１２０がバックプレート２６，１２６から離隔したときの容量変化量をそれぞれ−αとし、ダイアフラム２０，１２０がバックプレート２６，１２６に接近したときの容量変化量をそれぞれ＋αとすると、コンデンサマイク装置１０全体の容量はダイアフラム２０，１２０がバックプレート２６，１２６から離隔したときは２（Ｃ−α）となり、ダイアフラム２０，１２０がバックプレート２６，１２６に接近したときは２（Ｃ＋α）となる。したがって理想状態でコンデンサマイク装置１０全体の容量変化量は±２αとなり、各コンデンサマイク素子１２，１４の単独の容量変化量±αに比べて２倍の容量変化量となる。これにより音声に対しては各コンデンサマイク素子１２，１４を単独で使用した場合と同等の感度が得られ、Ｓ／Ｎ比は各コンデンサマイク素子１２，１４を単独で使用した場合よりも改善される。
【００２５】
図６（ｃ）は外部から衝撃が加わったときの動作を示す。このときコンデンサマイク装置１０のダイアフラム２０，１２０には同一方向に同じ大きさの衝撃が加わるので、ダイアフラム２０，１２０は該衝撃による慣性で同一方向に同一量変位する。このときコンデンサマイク素子１２，１４は互いに背中合わせに配置されているのでダイアフラム２０，１２０はバックプレート２６，１２６に対する離隔、接近の関係が互いに逆となるように変位する。すなわち図６（ｃ）左図に示すようにダイアフラム２０がバックプレート２６から離隔するときはダイアフラム１２０はバックプレート２６に接近する。また図６（ｃ）右図に示すようにダイアフラム２０がバックプレート２６に接近するときはダイアフラム１２０はバックプレート２６から離隔する。つまりダイアフラム２０，１２０はバックプレート２６，１２６に対し逆相で変位する。したがって理想状態でコンデンサマイク装置１０全体の容量は図６（ｃ）左図の場合は（Ｃ−α）＋（Ｃ＋α）＝２Ｃとなり、同右図の場合は（Ｃ＋α）＋（Ｃ−α）＝２Ｃとなって、図６（ａ）の中立状態の容量のまま変化しない。これにより各コンデンサマイク素子１２，１４を単独で使用した場合に比べて外部からの衝撃に対する感度が低下し、衝撃音の発生を抑制することができる。
【００２６】
《実施の形態２》
この発明のコンデンサマイク装置の実施の形態２を図７にマイクアセンブリ全体を長手方向に沿って半割にした断面図で示す。またその分解斜視図を図８に示す。実施の形態２において前記実施の形態１と共通する箇所には２００番違いの符号を付す。図７においてコンデンサマイク装置２１０は２組のコンデンサマイク素子２１２，２１４で構成される。両コンデンサマイク素子２１２，２１４は前記実施の形態１とは逆に互いに向かい合わせに配置され、スペーサ２１３，２１５，２１７，２１９を挟んで相互に接合して一体化されて、コンデンサマイク装置２１０を構成する。このコンデンサマイク素子２１２，２１４はそれぞれＭＥＭＳプロセスを利用していわゆるシリコンマイクとして構成されている。あるいはコンデンサマイク装置２１０が比較的大型の場合は個別の部品を組み立てて両コンデンサマイク素子２１２，２１４を構成することもできる。コンデンサマイク素子２１２をバックプレート２２６側から見た平面図を図９に示す。図７に示したコンデンサマイク素子２１２の断面構造は図９のＣ−Ｃ矢視位置の断面に相当する。またコンデンサマイク素子２１４をバックプレート３２６側から見た平面図を図１０に示す。図７に示したコンデンサマイク素子２１４の断面構造は図１０のＤ−Ｄ矢視位置の断面に相当する。
【００２７】
実施の形態２について実施の形態１と異なる部分について説明する。コンデンサマイク素子２１２のバックキャビティ２３８は基板２１６の開放端部に板材２１１を接着剤で接合して封止される。コンデンサマイク素子２１２の表面には四隅付近にシリカ膜等の絶縁体による同一高さのスペーサ２１３，２１５，２１７，２１９がバックプレート２２６等他のパターンと重ならないように形成されている。コンデンサマイク素子２１４の基板３１６はコンデンサマイク素子２１２の基板２１６よりも延長して形成されている。この延長された部分にダイアフラム３２０の端子３２３，３２９とバックプレート３２６の端子３２７，３３１が形成されている。端子３２３，３２９は相互につながっている。端子３２７，３３１は相互につながっている。コンデンサマイク素子２１２，２１４は実施の形態１のコンデンサマイク素子１２，１４と同じ半導体製造プロセスによる方法でそれぞれ製造することができる。
【００２８】
コンデンサマイク素子２１２，２１４は互いに向かい合わせに配置して、コンデンサマイク素子２１２のスペーサ２１３，２１５，２１７，２１９の先端部をコンデンサマイク素子２１４の表面に接着剤で接合して一体化して図７のコンデンサマイク装置２１０が構成される。これによりコンデンサマイク素子２１２，２１４間に音波が入り込む空隙２２１が形成され、外部からの音波はこの空隙２２１を通って各コンデンサマイク素子２１２，２１４に入り込む。したがってスペーサ２１３，２１５，２１７，２１９は音波が入り込むのに十分な高さに設定する。
【００２９】
マイクアセンブリ２６４上の配線について説明する。図８においてコンデンサマイク素子２１２の端子２２３とコンデンサマイク素子２１４の端子３２３は互いに対面した位置に配置され、これら両端子２２３，３２３間にハンダボール２６０を挟み込み、該ハンダボール２６０を熱で溶かすことにより両端子２２３，３２３は接続される。これにより両コンデンサマイク素子２１２，２１４のダイアフラム２２０，３２０どうしはハンダボール２６０を介して電気的に（同電位に）接続される。同様に、コンデンサマイク素子２１２の端子２２７とコンデンサマイク素子２１４の端子３２７は互いに対面した位置に配置され、これら両端子２２７，３２７間にハンダボール２６２を挟み込み、該ハンダボール２６２を熱で溶かすことにより両端子２２７，３２７は接続される。これにより両コンデンサマイク素子２１２，２１４のバックプレート２２６，３２６どうしはハンダボール２６２を介して電気的に（同電位に）接続される。
【００３０】
コンデンサマイク素子２１４上のダイアフラム用端子３２９とインピーダンス変換用ＬＳＩ２５９の端子２６６とはリード線２７０を半田付けして相互に接続される。コンデンサマイク素子２１４上のバックプレート用端子３３１とインピーダンス変換用ＬＳＩ２５９の端子２６８とはリード線２７２を半田付けして相互に接続される。インピーダンス変換用ＬＳＩ２５９の端子２７４，２７６にはリード線２７８，２８０がそれぞれ接続される。以上の配線によれば実施の形態１について示した図５と同様の回路構成となる。
【００３１】
以上の構成のマイクアセンブリ２６４を搭載した機器に外部から音声による音波が加わったときと、該機器が物にぶつかるなどして外部から衝撃が加わったときの動作を説明する。図７において、外部から音声による音波が加わると、この音波はスペーサ２１３，２１５，２１７，２１９によって形成された空隙２２１からコンデンサマイク素子２１２のバックプレート２２６の透孔２３４を通ってダイアフラム２２０を振動させる。同様にコンデンサマイク素子２１４のバックプレート３２６の透孔３３４を通ってダイアフラム３２０を振動させる。このときダイアフラム２２０，３２０はバックプレート２２６，３２６に対し同時に離隔しかつ接近するように振動する。つまりダイアフラム２２０，３２０はバックプレート２２６，３２６に対し同相で変位する。したがって実施の形態１と同様に、理想状態でコンデンサマイク装置２１０全体の容量変化量は、各コンデンサマイク素子２１２，２１４の単独の容量変化量に比べて２倍の容量変化量となる。これにより音声に対しては各コンデンサマイク素子２１２，２１４を単独で使用した場合と同等の感度が得られ、Ｓ／Ｎ比は各コンデンサマイク素子２１２，２１４を単独で使用した場合よりも改善される。
【００３２】
一方外部から衝撃が加わったときはコンデンサマイク装置２１０のダイアフラム２２０，３２０には同一方向に同じ大きさの衝撃が加わる。このときコンデンサマイク素子２１２，２１４は互いに背中合わせに配置されているのでダイアフラム２２０，３２０はバックプレート２２６，３２６に対する離隔、接近の関係が互いに逆となるように振動する。つまりダイアフラム２２０，３２０はバックプレート２２６，３２６に対し逆相で変位する。したがって実施の形態１と同様に、理想状態でコンデンサマイク装置２１０全体の容量は変化しない。これにより各コンデンサマイク素子２１２，２１４を単独で使用した場合に比べて外部からの衝撃に対する感度が低下し、衝撃音の発生を抑制することができる。
【００３３】
《実施の形態３》
この発明のコンデンサマイク装置の実施の形態３を図１１にマイクアセンブリ全体を長手方向に沿って半割にした断面図で示す。またその分解斜視図を図１２に示す。図１１においてコンデンサマイク装置４１０は２組のコンデンサマイク素子４１２，４１４で構成される。両コンデンサマイク素子４１２，４１４はバックプレート４１６を共通にしてその上下に等しい間隔の空隙４１８，４２０を隔ててダイアフラム４２２，４２４をそれぞれ配置して構成される。コンデンサマイク装置４１０はＭＥＭＳプロセスを利用していわゆるシリコンマイクとして構成されている。あるいはコンデンサマイク装置４１０が比較的大型の場合は個別の部品を組み立てて構成することもできる。
【００３４】
コンデンサマイク装置４１０の詳細構成について説明する。コンデンサマイク装置４１０はシリコン等の基板４２６の表面にシリカ膜等による絶縁層４２８、ダイアフラム４２４、絶縁層４３０、バックプレート４１６、絶縁層４３２、ダイアフラム４２２を順次配置形成して構成される。基板４２６の中央部には断面円形の開口部（貫通孔）４３４が形成されている。絶縁層４２８、４３０，４３２の中央部にもそれぞれ開口部（貫通孔）４３６，４３８，４４０が形成されている。バックプレート４１６には透孔は無く、空隙４１８，４２０間はバックプレート４１６によって遮断されている。ダイアフラム４２２，４２４には気圧調整用の狭幅の透孔４４２，４４４がそれぞれ形成され、空隙４１８，４２０を外気に連通させている。両ダイアフラム４２２，４２４は絶縁層４３０，４３２内を貫通するリード線４４６を介して相互に電気的に接続され、コンデンサマイク装置４１０の表面に端子４４８を構成している。バックプレート４１６のリード線４５０は絶縁層４３２内を貫通してコンデンサマイク装置４１０の表面に端子４５２を構成している。
【００３５】
ＭＥＭＳプロセスによるコンデンサマイク装置４１０の製造工程の一例を説明する。
（１）開口部４３４が未だ形成されていない基板４２６に絶縁層４２８と導電膜４２５を順次成膜する。
（２）導電膜４２５をフォトリソグラフィ技術によりパターニングし、ダイアフラム４２４およびこれにつながる支持部４２４ａを形成する。支持部４２４ａのうちの１本４２４ａ’はリード線４４６に連結するために延長形成されている。
（３）絶縁層４３０を成膜する。
（４）絶縁層４３０の上に導電膜４２７を成膜する。
（５）導電膜４２７をフォトリソグラフィ技術によりパターニングし、バックプレート４１６を形成する。バックプレート４１６の外周縁の一部は延長されてリード線４１６ａを構成する。
（７）絶縁層４３２を成膜する。
（８）絶縁層４３０，４３２の一部にダイアフラム４２４のリード線４２４ａ’に通じる貫通孔をエッチングで形成する。また絶縁層４３２の別の箇所にバックプレート４１６のリード線４１６ａに通じる貫通孔をエッチングで形成する。
（９）絶縁層４３２の上に導電膜４２９を成膜する。このとき導電膜４２９は絶縁層４３０，４３２に連通して形成された貫通孔内にも堆積してリード線４４６を構成する。このリード線４４６はダイアフラム４２４のリード線４２４ａ’と連結されて導通する。また導電膜４２９は絶縁層４３２の別の箇所に形成された貫通孔内にも堆積してリード線４５０を構成する。このリード線４５０はバックプレート４１６のリード線４１６ａと連結されて導通する。
（１０）導電膜４２９をフォトリソグラフィ技術によりパターニングし、ダイアフラム４２２およびこれにつながる支持部４２２ａを形成する。支持部４２２ａのうちの１本４２２ａ’は延長形成されて端子４４８を構成する。端子４４８はリード線４４６に連結されている。またバックプレート４１６のリード線４１６ａ，４５０につながる端子４５２もこのパターニングで同時に形成される。
（１１）基板４２６の裏面を絶縁層４２８が露出するまでエッチングして開口部４３４を形成する。
（１２）基板４２６の表裏両面側からフッ酸等のエッチング液を用いて絶縁層４２８，４３０，４３２の中央部を選択的にエッチング除去する。エッチング液は基板４２６の裏面側については開口部４３４から進入し絶縁層４２８の中央部をエッチング除去して開口部４３６を形成する。さらにエッチング液は透孔４４４から進入して絶縁層４３２の中央部をエッチング除去してダイアフラム４２４とバックプレート４１６の間に空隙４２０を形成する。またエッチング液は基板４２６の表面側については透孔４４２から進入して絶縁層４３２の中央部をエッチング除去してダイアフラム４２２とバックプレート４１６の間に空隙４１８を形成する。
以上のようにしてコンデンサマイク装置４１０が作られる。
【００３６】
装置基板４５４にはプラスチックやガラエポ等の絶縁体による台座４５６，４５８，４６０，４６２が接着剤で固定設置されている。コンデンサマイク装置４１０は下面四隅付近がこれら台座４５６，４５８，４６０，４６２上に接着剤で固定され、装置基板４５４に対し水平の姿勢に支持される。これによりコンデンサマイク装置４１０と装置基板４５４との間に音波が入り込む空隙４５６が形成される。したがって台座４５６，４５８，４６０，４６２は音波が入り込むのに十分な高さの空隙４５６を形成できる高さに設定する。装置基板４５４上にはこのほかにインピーダンス変換用ＬＳＩ４６４が接着剤で固定設置される。
【００３７】
以上のようにして装置基板４５４上にコンデンサマイク装置４１０とインピーダンス変換用ＬＳＩ４６４が搭載されたマイクアセンブリ４６６上の配線について説明する。図１２においてダイアフラム４２２，４２４の端子４４８にはリード線４６８の一端部が半田付けで接続される。リード線４６８の他端部はインピーダンス変換用ＬＳＩ４６４の端子４７０に半田付けで接続される。またバックプレート４１６の端子４５２にはリード線４７２の一端部が半田付けで接続される。リード線４７２の他端部はインピーダンス変換用ＬＳＩ４６４の端子４７４に半田付けで接続される。インピーダンス変換用ＬＳＩ４６４の端子４７６，４７８にはリード線４８０，４８２がそれぞれ接続される。以上の構成のマイクアセンブリ６４は各種マイク装置（ステージ用マイク、スタジオ用マイク等）、電話機や無線機の送受話器、携帯電話機、録音機等の各種機器に組み込まれて使用される。
【００３８】
以上説明した構造のマイクアセンブリ４６６の回路図を図１３に示す。バックプレート４１６は両コンデンサマイク素子４１２，４１４で共通に使用される。ダイアフラム４２２，４２４はコンデンサマイク装置４１０内のリード線４４６を介して電気的に（同電位に）接続されている。インピーダンス変換用ＬＳＩ４６４にはリード線４８２を介して例えば３Ｖの電源電圧が供給される。この電圧はチャージポンプ４８４で例えば１１Ｖに昇圧されてコンデンサマイク装置４１０のバックプレート４１６にバイアス電圧として印加される。コンデンサマイク装置４１０のダイアフラム４２２，４２４はギガオーム〜テラオームオーダーの高抵抗４８６を介して接地されている。抵抗４８６の両端の電圧（ダイアフラム４２２，４２４の電位）はインピーダンス変換器を構成するバッファアンプ４８８に入力される。バッファアンプ４８８の出力信号はリード線４８０を介して出力され後段のアンプ（図示せず）に供給される。
【００３９】
ダイアフラム４２２，４２４は外部からの音声に対しては同相で変位する。したがってこのとき実施の形態１，２と同様に、理想状態でコンデンサマイク装置４１０全体の容量変化量は、各コンデンサマイク素子４１２，４１４の単独の容量変化量に比べて２倍の容量変化量となる。これにより音声に対しては各コンデンサマイク素子４１２，４１４を単独で使用した場合と同等の感度が得られ、Ｓ／Ｎ比は各コンデンサマイク素子４１２，４１４を単独で使用した場合よりも改善される。
【００４０】
一方ダイアフラム４２２，４２４は外部からの衝撃に対しては逆相で変位する。したがってこのとき実施の形態１，２と同様に、理想状態でコンデンサマイク装置４１０全体の容量は変化しない。これにより各コンデンサマイク素子４１２，４１４を単独で使用した場合に比べて外部からの衝撃に対する感度が低下し、衝撃音の発生を抑制することができる。
【００４１】
なお前記実施の形態では２組のコンデンサマイク素子を同軸に配したが、軸を相互にずらして配置する（平行に配置する）こともできる。またこの発明はエレクトレットコンデンサマイク装置にも適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明のコンデンサマイク装置の実施の形態１を示す図で、同装置を搭載したマイクアセンブリ全体を長手方向に沿って半割にして示した断面図である。
【図２】図１のマイクアセンブリの分解斜視図である。
【図３】図１のコンデンサマイク素子１２をバックプレート２６側から見た平面図である。
【図４】図１のコンデンサマイク素子１４をバックプレート１２６側から見た平面図である。
【図５】図１のマイクアセンブリの回路図である。
【図６】図１のマイクアセンブリを搭載した機器に外部から音声による音波が加わったときと、該機器が物にぶつかるなどして外部から衝撃が加わったときのコンデンサマイク装置１０のダイアフラム２０，１２０の動作の違いおよびコンデンサマイク素子１２，１４の容量の関係を示す模式図である。
【図７】この発明のコンデンサマイク装置の実施の形態２を示す図で、同装置を搭載したマイクアセンブリ全体を長手方向に沿って半割にして示した断面図である。
【図８】図７のマイクアセンブリの分解斜視図である。
【図９】図７のコンデンサマイク素子２１２をバックプレート２２６側から見た平面図である。
【図１０】図７のコンデンサマイク素子２１４をバックプレート３２６側から見た平面図である。
【図１１】この発明のコンデンサマイク装置の実施の形態３を示す図で、同装置を搭載したマイクアセンブリ全体を長手方向に沿って半割にして示した断面図である。
【図１２】図１１のマイクアセンブリの分解斜視図である。
【図１３】図１１のマイクアセンブリの回路図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０，２１０，４１０…コンデンサマイク装置、１２，１４，２１２，２１４，４１２，４１４…コンデンサマイク素子、２０，１２０，２２０，３２０，４２２，４２４…ダイアフラム、２６，１２６，２２６，３２６，４１６…バックプレート、３３，１３３，２３３，３３３，４１８，４２０…空隙、３４，３６，４０，１３４，１３６，１４０，２３４，２３６，２４０，３３４，３３６，３４０…透孔、３８，１３８，２３８，３３８…バックキャビティ、４１，１４１，２４１，３４１…段差。
【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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