(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
差動マイクロホンユニットであって、
振動板を含む仕切り部と、前記仕切り部を搭載し、内部において基板面に対して平行な方向に延在する内部空間を有する積層基板と、前記仕切り部を覆い前記積層基板の一方の面に被せて蓋部空間を形成する蓋部と、を含み、
前記差動マイクロホンユニットの同一の外面に設けられた第１開口部及び第２開口部を有し、
前記第１開口部は、前記内部空間介して前記振動板の一方の面と連通し、
前記第２開口部は、前記蓋部空間を介して前記振動板の他方の面に連通する、差動マイクロホンユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の差動マイクロホンユニットにおいて、
前記仕切り部は、前記内部空間と前記蓋部空間とを仕切る、差動マイクロホンユニット。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の差動マイクロホンユニットにおいて、
前記積層基板は、貫通孔を持つ複数の基板を積層して形成され、隣り合う前記基板のそれぞれの貫通孔の領域が互いに重なる、差動マイクロホンユニット。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の差動マイクロホンユニットにおいて、
前記振動板の振動に基づく信号を処理する信号処理回路をさらに含み、
前記仕切り部及び前記信号処理回路は、前記第２開口部と連通する前記蓋部空間内の前記積層基板の一方の面に設けられている、差動マイクロホンユニット。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の差動マイクロホンユニットにおいて、
前記第１開口部と前記第２開口部との間隔は５．２ｍｍ以下である、差動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、マイクロホンユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
電話などによる通話や、音声認識、音声録音などに際しては、目的の音声（話者の声）のみを集音することが好ましい。しかし、音声入力装置の使用環境では、背景雑音など目的の音声以外の音が存在することがある。そのため、雑音が存在する環境で使用される場合にも目的の音声を正確に抽出することを可能にする、すなわち雑音を除去する機能を有する音声入力装置の開発が進んでいる。
【０００３】
また、近年では、電子機器の小型化が進んでおり、音声入力装置を小型化する技術が重要になっている。
【特許文献１】特開２００７−８１６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
遠方ノイズを抑圧する接話マイクロホンとして、２つのマイクロホンからの電圧信号の差を示す差分信号を生成して利用する差動マイクが知られている。しかし、２つのマイクロホンを用いるが故に、差動マイクを高密度に実装し、マイクロホンユニットを小型化することは困難であった。
【０００５】
本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、差動マイクを高密度に実装し、小型化した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】
【０００６】
（１）本発明に係るマイクロホンユニットは、
マイク基板と、振動板を含む仕切り部と、前記マイク基板の一方の面側に被せる蓋部を含むマイクロホンユニットであって、
前記蓋部は、一方の面に設けられた蓋部開口部と、前記蓋部開口部を介して外部と連通する蓋部内部空間を有し、
前記マイク基板は、一方の面に設けられた第１の基板開口部及び第３の基板開口部と、他方の面に設けられた第２の基板開口部及び第４の基板開口部と、第１の基板内部空間及び第２の基板内部空間を有し、
前記第１の基板内部空間は、前記第１の基板開口部及び前記蓋部開口部を介して前記蓋部内部空間と連通するとともに、前記第２の基板開口部を介して前記外部と連通し、
前記第２の基板内部空間は、前記第３の基板開口部及び前記蓋部開口部を介して前記蓋部内部空間と連通するとともに、前記第４の基板開口部を介して前記外部と連通し、
前記仕切り部は、前記第１の基板開口部と前記蓋部開口部との連通口を覆い、
前記振動板は、前記第１の基板開口部と前記蓋部開口部との連通口の少なくとも一部を覆うことを特徴とする。
【０００７】
仕切り部は、いわゆるメムス（ＭＥＭＳ：Micro Electro Mechanical Systems）として構成されてもよい。また、振動板については無機圧電薄膜、あるいは有機圧電薄膜を使用して、圧電効果により音響−電気変換するようなものであってもよいし、エレクトレット膜を使用しても構わない。また、マイク基板については、絶縁成形基材、焼成セラミックス、ガラスエポキシ、プラスチック等の材料により構成されるものであってよい。
【０００８】
本発明によると、１枚の振動板で構成された差動マイクを高密度に実装したマイクロホンユニットが実現可能になる。
【０００９】
（２）このマイクロホンユニットであって、
前記蓋部内部空間は、前記蓋部開口部の鉛直方向に設けられてもよい。
【００１０】
（３）このマイクロホンユニットであって、
前記第１の基板内部空間は、前記第１の基板開口部の鉛直方向に設けられてもよい。
【００１１】
（４）このマイクロホンユニットであって、
前記第１の基板内部空間は、前記第２の基板開口部の鉛直方向に設けられてもよい。
【００１２】
（５）このマイクロホンユニットであって、
前記第１の基板開口部は、前記第２の基板開口部の鉛直方向とは重ならない位置に設けられ、
前記第２の基板開口部は、前記第１の基板開口部の鉛直方向とは重ならない位置に設けられてもよい。
【００１３】
（６）このマイクロホンユニットであって、
前記蓋部内部空間内の、前記マイク基板の一方の面側に配置された信号処理回路を含んでもよい。
【００１４】
（７）このマイクロホンユニットであって、
前記マイク基板の他方の面側に、前記信号処理回路と電気的に接続した電極部を含んでもよい。
【００１５】
（８）このマイクロホンユニットであって、
前記第２の基板開口部から振動板までの音波到達時間と、前記第４の基板開口部から振動板までの音波到達時間が等しくなってもよい。
【００１６】
（９）このマイクロホンユニットであって、
第１の貫通孔及び第２の貫通孔を有する配線基板を含み、
前記配線基板は、前記第１の貫通孔が、前記第２の基板開口部を介して前記第１の基板内部空間と連通し、前記第２の貫通孔が、前記第４の基板開口部を介して前記第２の基板内部空間及び前記蓋部内部空間と連通する位置に配置されてもよい。
【００１７】
（１０）このマイクロホンユニットであって、
前記配線基板の一方の面の、前記第１の貫通孔を囲む領域と、前記マイク基板の他方の面の前記第２の開口部を囲む領域が対向して接合され、
前記配線基板の一方の面の、前記第２の貫通孔を囲む領域と、前記マイク基板の他方の面の前記第４の開口部を囲む領域が対向して接合されていてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を適用した実施の形態について図面を参照して説明する。ただし、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。また、本発明は、以下の内容を自由に組み合わせたものを含むものとする。
【００１９】
なお、以下に説明するマイクロホンユニットは、例えば、携帯電話や公衆電話、トランシーバー、ヘッドセット等の音声通信機器や、あるいは、録音機器やアンプシステム（拡声器）、マイクシステムなどに適用することができる。
【００２０】
１．第１の実施の形態に係るマイクロホンユニット
第１の実施の形態に係るマイクロホンユニット１の構成について、図１（Ａ）乃至図１（Ｃ）及び図２を参照して説明する。
【００２１】
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は、本実施の形態に係るマイクロホンユニットの構成の一例を示す図である。図１（Ａ）は本実施の形態に係るマイクロホンユニット１の断面図、図１（Ｂ）は本実施の形態に係るマイクロホンユニット１の平面図を模式的に表した図である。
【００２２】
本実施の形態に係るマイクロホンユニット１は、マイク基板１０、仕切り部２０及び蓋部３０を含む。
【００２３】
蓋部３０は、マイク基板１０の一方の面側に被せる構造になっている。また、蓋部３０は、一方の面に設けられた蓋部開口部３１と、蓋部開口部３１を介して蓋部の外部と連通する蓋部内部空間３２を有する。蓋部内部空間３２は、蓋部開口部３１の鉛直方向のみに設けられてもよい。
【００２４】
蓋部内部空間３２の形状は特に限定されるものではないが、例えば直方体としてもよい。また、蓋部開口部３１の形状は特に限定されるものではないが、例えば長方形としてもよく、蓋部内部空間３２が直方体である場合には、蓋部内部空間３２の１つの面全体に蓋部開口部３１を配置してもよい。
【００２５】
マイク基板１０は、一方の面に設けられた第１の基板開口部１１及び第３の基板開口部１３と、他方の面に設けられた第２の基板開口部１２及び第４の基板開口部１４と、第１の基板内部空間１５及び第２の基板内部空間１６を有する。
【００２６】
第１の基板内部空間１５は、第１の基板開口部１１及び蓋部開口部３１を介して蓋部内部空間３２と連通するとともに、第２の基板開口部１２を介して外部と連通する。
【００２７】
第２の基板内部空間１６は、第３の基板開口部１３及び蓋部開口部３１を介して蓋部内部空間３２と連通するとともに、第４の基板開口部１４を介して外部と連通する。
【００２８】
第１の基板内部空間１５及び第２の基板内部空間１６の形状は特に限定されるものではないが、例えば直方体や円柱形としてもよい。また、第１の基板開口部１１、第２の基板開口部１２、第３の基板開口部１３及び第４の基板開口部１４の形状は特に限定されるものではないが、例えば円形や長方形としてもよい。さらに、第１の基板開口部１１と第２の基板開口部１２、第３の基板開口部１３と第４の基板開口部１４の形状を、それぞれ同形としてもよい。
【００２９】
また、第１の基板内部空間１５は、第１の基板開口部１１及び第２の基板開口部１２の鉛直方向にのみ備えられていてもよい。同様に、第２の基板内部空間１６は、第３の基板開口部１３及び第４の基板開口部１４の鉛直方向にのみ備えられていてもよい。
【００３０】
なお、マイク基板１０は、絶縁成形基材、焼成セラミックス、ガラスエポキシ、プラスチック等の材料で形成されてもよい。
【００３１】
仕切り部２０は、第１の基板開口部１１と蓋部開口部３１との連通口を覆う位置に配置される。すなわち、本実施の形態に係るマイクロホンユニット１においては、第１の基板内部空間１５と蓋部内部空間３２とは、仕切り部２０によって仕切られ、互いに連通しないものである。
【００３２】
仕切り部２０は、その一部に振動板２２を含む。振動板２２は、音波が入射すると法線方向に振動する部材である。そして、マイクロホンユニット１では、振動板２２の振動に基づいて電気信号を抽出することで、振動板２２に入射した音声を示す電気信号を取得する。すなわち、振動板２２は、マイクロホンの振動板である。
【００３３】
振動板２２は、基板開口部１１の一部を覆う位置に配置されている。なお、振動板２２の振動面の位置は、第１の基板開口部１１の開口面と一致していても一致していなくてもよい。また、仕切り部２０は、振動板２２を保持する保持部２４を有していてもよい。
【００３４】
以下、本実施の形態に適用可能なマイクロホンの一例として、コンデンサ型マイクロホン２００の構成について説明する。図２は、コンデンサ型マイクロホン２００の構成を模式的に示した断面図である。
【００３５】
コンデンサ型マイクロホン２００は、振動板２０２を有する。なお、振動板２０２が、本実施の形態に係るマイクロホンユニット１の振動板２２に相当する。振動板２０２は、音波を受けて振動する膜（薄膜）で、導電性を有し、電極の一端を形成している。コンデンサ型マイクロホン２００は、また、電極２０４を有する。電極２０４は、振動板２０２と対向、近接して配置されている。これにより、振動板２０２と電極２０４とは容量を形成する。コンデンサ型マイクロホン２００に音波が入射すると、振動板２０２が振動して、振動板２０２と電極２０４との間隔が変化し、振動板２０２と電極２０４との間の静電容量が変化する。この静電容量の変化を、例えば電圧の変化として取り出すことによって、振動板２０２の振動に基づく電気信号を取得することができる。すなわち、コンデンサ型マイクロホン２００に入射する音波を、電気信号に変換して出力することができる。なお、コンデンサ型マイクロホン２００では、電極２０４は、音波の影響を受けない構造をなしていてもよい。例えば、電極２０４はメッシュ構造をなしていてもよい。
【００３６】
ただし、本発明に適用可能なマイクロホン（振動板２２）は、コンデンサ型マイクロホンに限られるものではなく、既に公知となっているいずれかのマイクロホンを適用することができる。例えば、振動板２２は、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、種々のマイクロホンの振動板であってもよい。
【００３７】
あるいは、振動板２２は、半導体膜（例えばシリコン膜）であってもよい。すなわち、振動板２２は、シリコンマイク（Ｓｉマイク）の振動板であってもよい。シリコンマイクを利用することで、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。
【００３８】
なお、振動板２２の形状は特に限定されるものではない。例えば、振動板２２の外形は円形をなしていてもよい。
【００３９】
本実施の形態に係るマイクロホンユニット１は、信号処理回路４０を含んでもよい。信号処理回路４０は、振動板２２の振動に基づく信号を増幅する等の処理を行う。信号処理回路４０は、蓋部内部空間３２内の、マイク基板１０の一方の面側に配置されてもよい。信号処理回路４０は振動板２２の近くに配置することが好ましい。振動板２２の振動に基づく信号が微弱である場合には、外部電磁ノイズの影響を極力抑え、ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）を向上させることができる。また、信号処理回路４０は増幅回路だけでなく、ＡＤ変換器等を内蔵し、デジタル出力するような構成であっても構わない。
【００４０】
本実施の形態に係るマイクロホンユニット１は、電極５１乃至５４を含んでもよい。電極５１乃至５４は、図示しない配線基板等と信号処理回路４０を電気的に接続する。なお、図１（Ｂ）では、円柱形の電極が４つ示されているが、電極の形状及び数は、特に限定されない。
【００４１】
次に、図１（Ｃ）を用いて、本実施の形態に係るマイクロホンユニット１の動作を説明する。
【００４２】
振動板２２の一方には、第４の基板開口部１４から入射し、第２の基板内部空間１６及び蓋部内部空間３２を通過して振動板２２に達する音波の音圧Ｐｆ１が入射され、振動板２２の他方には、第２の基板開口部１２から入射し、第１の基板内部空間１５を通過して振動板２２に達する音波の音圧Ｐｂ１が入射されることになる。よって、振動板２２は、音圧Ｐｆ１と音圧Ｐｂ１の差に基づいて振動することになる。すなわち、振動板２２は、差動マイクの振動板として動作する。
【００４３】
ここで、良好な差動マイク特性を得るためには、マイク基板１０と保持部２４間の接着が重要となる。マイク基板１０と保持部２４との間に音響的なリークがあると、第２の基板開口部１２から入る音圧が振動板２２に伝達できなくなり、良好な差動マイク特性を得ることができない。本実施例では、第１の基板開口部１１において、振動板２２を保持する保持部２４の下面の４辺全てがマイク基板１０の上面と密着しているため、この一面についてシール材等による音響リーク対策を施すことにより、ばらつきなく良好な差動マイク特性を得ることができ、環境変化に対しても強いマイクロホンユニットを得ることができる。
【００４４】
したがって、本実施の形態におけるマイクロホンユニットによれば、マイク基板１０の同一面上の２点における音波を入力とし音圧差を検出することができる。また、１枚の振動板で構成された差動マイクを高密度に実装することで、小型で軽量なマイクロホンユニットが実現できる。
【００４５】
また、採音口として機能する第２の基板開口部１２及び第４の基板開口部１４と電極５１乃至５４が、マイク基板１０の同一面側にあるため、配線基板の裏側に配置可能なマイクロホンユニットが実現できる。
【００４６】
２．第２の実施の形態に係るマイクロホンユニット
第２の実施の形態に係るマイクロホンユニット２の構成について、図３（Ａ）乃至図３（Ｃ）を参照して説明する。
【００４７】
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、本実施の形態に係るマイクロホンユニットの構成の一例を示す図である。図３（Ａ）は本実施の形態に係るマイクロホンユニット２の断面図、図３（Ｂ）は本実施の形態に係るマイクロホンユニット２の平面図を模式的に表した図である。なお、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）を用いて説明したマイクロホンユニット１と同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４８】
本実施の形態に係るマイクロホンユニット２は、マイク基板１７、仕切り部２０及び蓋部３０を含む。仕切り部２０及び蓋部３０の構成は、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）を用いて説明したマイクロホンユニット１と同一である。
【００４９】
マイク基板１７は、一方の面に設けられた第１の基板開口部１１及び第３の基板開口部１３と、他方の面に設けられた第２の基板開口部１２及び第４の基板開口部１４と、第１の基板内部空間１５及び第２の基板内部空間１６を有する。
【００５０】
第１の基板内部空間１５は、第１の基板開口部１１及び蓋部開口部３１を介して蓋部内部空間３２と連通するとともに、第２の基板開口部１２を介して外部と連通する。
【００５１】
第２の基板内部空間１６は、第３の基板開口部１３及び蓋部開口部３１を介して蓋部内部空間３２と連通するとともに、第４の基板開口部１４を介して外部と連通する。
【００５２】
第１の基板内部空間１５及び第２の基板内部空間１６の形状は特に限定されるものではないが、例えば直方体や円柱形としてもよい。また、第１の基板開口部１１、第２の基板開口部１２、第３の基板開口部１３及び第４の基板開口部１４の形状は特に限定されるものではないが、例えば円形や長方形としてもよい。さらに、第１の基板開口部１１と第２の基板開口部１２、第３の基板開口部１３と第４の基板開口部１４の形状を、それぞれ同形としてもよい。
【００５３】
第１の基板開口部１１は、第２の基板開口部１２の鉛直方向とは重ならない位置に設けられ、第２の基板開口部１２は、第１の基板開口部１１の鉛直方向とは重ならない位置に設けられてもよい。また、第２の基板内部空間１６は、第３の基板開口部１３及び第４の基板開口部１４の鉛直方向にのみ設けられてもよい。
【００５４】
なお、マイク基板１７は、絶縁成形基材、焼成セラミックス、ガラスエポキシ、プラスチック等の材料で形成されてもよい。また、第１の基板内部空間１５及び第２の基板内部空間１６を有するマイク基板１７は、例えば、貫通孔を有する基板と貫通孔を有さない基板を貼り合わせることによって製造したりすることが可能である。
【００５５】
本実施の形態に係るマイクロホンユニット２は、信号処理回路４０及び電極５１乃至５４を含んでもよい。信号処理回路４０及び電極５１乃至５４の構成は、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）を用いて説明したマイクロホンユニット１と同一である。
【００５６】
次に、図３（Ｃ）を用いて、本実施の形態に係るマイクロホンユニット２の動作を説明する。
【００５７】
振動板２２の一方には、第４の基板開口部１４から入射し、第２の基板内部空間１６及び蓋部内部空間３２を通過して振動板２２に達する音波の音圧Ｐｆ２が入射され、振動板２２の他方には、第２の基板開口部１２から入射し、第１の基板内部空間１５を通過して振動板２２に達する音波の音圧Ｐｂ２が入射されることになる。よって、振動板２２は、音圧Ｐｆ２と音圧Ｐｂ２の差に基づいて振動することになる。すなわち、振動板２２は、差動マイクの振動板として動作する。
【００５８】
ここで、良好な差動マイク特性を得るためには、マイク基板１７と保持部２４間の接着が重要となる。マイク基板１７と保持部２４との間に音響的なリークがあると、第２の基板開口部１２から入る音圧が振動板２２に伝達できなくなり、良好な差動マイク特性を得ることができない。本実施例では、第１の基板開口部１１において、振動板２２を保持する保持部２４の下面の４辺全てがマイク基板１７の上面と密着しているため、この一面についてシール材等による音響リーク対策を施すことにより、ばらつきなく良好な差動マイク特性を得ることができ、環境変化に対しても強いマイクロホンユニットを得ることができる。
【００５９】
したがって、本実施の形態におけるマイクロホンユニットによれば、マイク基板１７の同一面上の２点における音波を入力とし音圧差を検出することができる。また、１枚の振動板で構成された差動マイクを高密度に実装することで、小型で軽量なマイクロホンユニットが実現できる。
【００６０】
また、採音口として機能する第２の基板開口部１２及び第４の基板開口部１４と電極５１乃至５４が、マイク基板１７の同一面側にあるため、配線基板の裏側に配置可能なマイクロホンユニットが実現できる。
【００６１】
さらに、第４の基板開口部１４から振動板２２までの音波到達時間と、第２の基板開口部１２から振動板２２までの音波到達時間が等しくなるように構成してもよい。音波到達時間を等しくするために、例えば、第４の基板開口部１４から振動板２２までの音波の経路長と、第２の基板開口部１２から振動板２２までの音波の経路長が等しくなるように構成してもよい。経路長は、例えば、経路の断面の中心を結ぶ線の長さであってもよい。好ましくは、経路長の比率は±２０％（８０％以上１２０％以下の範囲）で等しくし、音響インピーダンスをほぼ等しくすることにより、特に高周波帯域での差動マイク特性が良好にできる。
【００６２】
この構成により、第４の基板開口部１４及び第２の基板開口部１２から振動板２２に到達する音波の到達時間、すなわち位相を揃えることができ、より精度の高い雑音除去機能を実現することができる。
【００６３】
３．第３の実施の形態に係るマイクロホンユニット
第３の実施の形態に係るマイクロホンユニット３の構成について、図４（Ａ）乃至図４（Ｃ）を参照して説明する。
【００６４】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、本実施の形態に係るマイクロホンユニットの構成の一例を示す図である。図４（Ａ）は本実施の形態に係るマイクロホンユニット３の断面図、図４（Ｂ）は本実施の形態に係るマイクロホンユニット３の平面図を模式的に表した図である。なお、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）を用いて説明したマイクロホンユニット１と同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６５】
本実施の形態に係るマイクロホンユニット３は、マイク基板１８、仕切り部２０及び蓋部３３を含む。
【００６６】
蓋部３３は、マイク基板１８の一方の面側に被せる構造になっている。また、蓋部３３は、一方の面に設けられた蓋部開口部３１と、蓋部開口部３１を介して蓋部の外部と連通する蓋部内部空間３２を有する。蓋部内部空間３２は、蓋部開口部３１の鉛直方向にのみ設けられてもよい。
【００６７】
蓋部内部空間３２の形状は特に限定されるものではないが、例えば直方体としてもよい。また、蓋部開口部３１の形状は特に限定されるものではないが、例えば長方形としてもよく、蓋部内部空間３２が直方体である場合には、蓋部内部空間３２の１つの面全体に蓋部開口部３１を配置してもよい。
【００６８】
マイク基板１８は、一方の面に設けられた第１の基板開口部１１及び第３の基板開口部１３と、他方の面に設けられた第２の基板開口部１２及び第４の基板開口部１４と、第１の基板内部空間１５及び第２の基板内部空間１６を有する。
【００６９】
第１の基板内部空間１５は、第１の基板開口部１１及び蓋部開口部３１を介して蓋部内部空間３２と連通するとともに、第２の基板開口部１２を介して外部と連通する。
【００７０】
第２の基板内部空間１６は、第３の基板開口部１３及び蓋部開口部３１を介して蓋部内部空間３２と連通するとともに、第４の基板開口部１４を介して外部と連通する。
【００７１】
第１の基板内部空間１５及び第２の基板内部空間１６の形状は特に限定されるものではないが、例えば直方体や円柱形としてもよい。また、第１の基板開口部１１、第２の基板開口部１２、第３の基板開口部１３及び第４の基板開口部１４の形状は特に限定されるものではないが、例えば円形や長方形としてもよい。さらに、第３の基板開口部１３と第４の基板開口部１４の形状を、それぞれ同形としてもよい。
【００７２】
第１の基板内部空間１５は、第１の基板開口部１１の鉛直方向の基板内部にのみ設けられてもよい。また、第２の基板内部空間１６は、第３の基板開口部１３及び第４の基板開口部１４の鉛直方向にのみ設けられてもよい。
【００７３】
なお、マイク基板１８は、絶縁成形基材、焼成セラミックス、ガラスエポキシ、プラスチック等の材料で形成されてもよい。また、第１の基板内部空間１５及び第２の基板内部空間１６を有するマイク基板１８は、例えば、凸部を有する型を絶縁成形基材に押圧することによって製造した後に貫通孔を形成したり、所望の型を用いて焼成セラミックスによって製造した後に貫通孔を形成したり、異なる配置の貫通孔を有する基板を貼り合わせることによって製造したりすることが可能である。
【００７４】
仕切り部２０は、第１の基板開口部１１と蓋部開口部３１との連通口を覆う位置に配置される。すなわち、本実施の形態に係るマイクロホンユニット１においては、第１の基板内部空間１５と蓋部内部空間３２とは、仕切り部２０によって仕切られ、互いに連通しないものである。本実施の形態においては、蓋部３３が第１の基板開口部１１の一部を覆っているため、第１の基板開口部のうち蓋部３３に覆われていない部分を仕切り部２０で覆っている。
【００７５】
仕切り部２０は、その一部に振動板２２を含む。振動板２２は、基板開口部１１の一部を覆う位置に配置されている。なお、振動板２２の振動面の位置は、第１の基板開口部１１の開口面と一致していても一致していなくてもよい。
【００７６】
仕切り部２０そのものについての他の構成は、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）を用いて説明したマイクロホンユニット１と同一である。
【００７７】
本実施の形態に係るマイクロホンユニット３は、信号処理回路４０及び電極５１乃至５４を含んでもよい。信号処理回路４０及び電極５１乃至５４の構成は、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）を用いて説明したマイクロホンユニット１と同一である。
【００７８】
次に、図４（Ｃ）を用いて、本実施の形態に係るマイクロホンユニット３の動作を説明する。
【００７９】
振動板２２の一方には、第４の基板開口部１４から入射し、第２の基板内部空間１６及び蓋部内部空間３２を通過して振動板２２に達する音波の音圧Ｐｆ３が入射され、振動板２２の他方には、第２の基板開口部１２から入射し、第１の基板内部空間１５を通過して振動板２２に達する音波の音圧Ｐｂ３が入射されることになる。よって、振動板２２は、音圧Ｐｆ３と音圧Ｐｂ３の差に基づいて振動することになる。すなわち、振動板２２は、差動マイクの振動板として動作する。
【００８０】
ここで、良好な差動マイク特性を得るためには、マイク基板１８と保持部２４間の接着が重要となる。マイク基板１８と保持部２４との間に音響的なリークがあると、第２の基板開口部１２から入る音圧が振動板２２に伝達できなくなり、良好な差動マイク特性を得ることができない。本実施例では、第１の基板開口部１１において、振動板２２を保持する保持部２４の下面の４辺全てがマイク基板１８の上面と密着しているため、この一面についてシール材等による音響リーク対策を施すことにより、ばらつきなく良好な差動マイク特性を得ることができ、環境変化に対しても強いマイクロホンユニットを得ることができる。
【００８１】
したがって、本実施の形態におけるマイクロホンユニットによれば、マイク基板１８の同一面上の２点における音波を入力とし音圧差を検出することができる。また、１枚の振動板で構成された差動マイクを高密度に実装することで、小型で軽量なマイクロホンユニットが実現できる。
【００８２】
また、採音口として機能する第２の基板開口部１２及び第４の基板開口部１４と電極５１乃至５４が、マイク基板１８の同一面側にあるため、配線基板の裏側に配置可能なマイクロホンユニットが実現できる。
【００８３】
さらに、第４の基板開口部１４から振動板２２までの音波到達時間と、第２の基板開口部１２から振動板２２までの音波到達時間が等しくなるように構成してもよい。音波到達時間を等しくするために、例えば、第４の基板開口部１４から振動板２２までの音波の経路長と、第２の基板開口部１２から振動板２２までの音波の経路長が等しくなるように構成してもよい。経路長は、例えば、経路の断面の中心を結ぶ線の長さであってもよい。好ましくは、経路長の比率は±２０％（８０％以上１２０％以下の範囲）で等しくし、音響インピーダンスをほぼ等しくすることにより、特に高周波帯域での差動マイク特性が良好にできる。
【００８４】
この構成により、第４の基板開口部１４及び第２の基板開口部１２から振動板２２に到達する音波の到達時間、すなわち位相を揃えることができ、より精度の高い雑音除去機能を実現することができる。
【００８５】
４．第４の実施の形態に係るマイクロホンユニット
第４の実施の形態に係るマイクロホンユニット４の構成について、図５（Ａ）乃至図５（Ｃ）を参照して説明する。
【００８６】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、本実施の形態に係るマイクロホンユニットの構成の一例を示す図である。図５（Ａ）は本実施の形態に係るマイクロホンユニット４の断面図、図５（Ｂ）は本実施の形態に係るマイクロホンユニット４の平面図を模式的に表した図である。なお、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）を用いて説明したマイクロホンユニット１と同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００８７】
本実施の形態に係るマイクロホンユニット４は、マイク基板１９、仕切り部２０及び蓋部３０を含む。仕切り部２０及び蓋部３０の構成は、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）を用いて説明したマイクロホンユニット１と同一である。
【００８８】
マイク基板１９は、一方の面に設けられた第１の基板開口部１１及び第３の基板開口部１３と、他方の面に設けられた第２の基板開口部１２及び第４の基板開口部１４と、第１の基板内部空間１５及び第２の基板内部空間１６を有する。
【００８９】
第１の基板内部空間１５は、第１の基板開口部１１及び蓋部開口部３１を介して蓋部内部空間３２と連通するとともに、第２の基板開口部１２を介して外部と連通する。
【００９０】
第２の基板内部空間１６は、第３の基板開口部１３及び蓋部開口部３１を介して蓋部内部空間３２と連通するとともに、第４の基板開口部１４を介して外部と連通する。
【００９１】
第１の基板内部空間１５及び第２の基板内部空間１６の形状は特に限定されるものではないが、例えば直方体や円柱形としてもよい。また、第１の基板開口部１１、第２の基板開口部１２、第３の基板開口部１３及び第４の基板開口部１４の形状は特に限定されるものではないが、例えば円形や長方形としてもよい。さらに、第３の基板開口部１３と第４の基板開口部１４の形状を、それぞれ同形としてもよい。
【００９２】
第１の基板内部空間１５は、第２の基板開口部１２の鉛直方向の基板内部にのみ設けられてもよい。また、第２の基板内部空間１６は、第３の基板開口部１３及び第４の基板開口部１４の鉛直方向にのみ設けられてもよい。
【００９３】
なお、マイク基板１９は、絶縁成形基材、焼成セラミックス、ガラスエポキシ、プラスチック等の材料で形成されてもよい。また、第１の基板内部空間１５及び第２の基板内部空間１６を有するマイク基板１９は、例えば、凸部を有する型を絶縁成形基材に押圧することによって製造した後に貫通孔を形成したり、所望の型を用いて焼成セラミックスによって製造した後に貫通孔を形成したり、異なる配置の貫通孔を有する基板を貼り合わせることによって製造したりすることが可能である。
【００９４】
本実施の形態に係るマイクロホンユニット４は、信号処理回路４０及び電極５１乃至５４を含んでもよい。信号処理回路４０及び電極５１乃至５４の構成は、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）を用いて説明したマイクロホンユニット１と同一である。
【００９５】
本実施の形態に係るマイクロホンユニット４は、配線基板６０と接合してもよい。配線基板６０は、第１の貫通孔８１及び第２の貫通孔８２を含む。配線基板６０は、第１の貫通孔８１が、第２の基板開口部１２を介して第１の基板内部空間１５と連通し、第２の貫通孔８２が、第４の基板開口部１４を介して第２の基板内部空間１６及び蓋部内部空間３２と連通する位置に配置されてもよい。配線基板６０は、マイク基板１６を保持し、振動板２２の振動に基づく電気信号を他の回路等へ導く配線等が形成される。
【００９６】
本実施の形態に係るマイクロホンユニット４は、配線基板６０と接合することにより、配線基板６０により第２の基板開口部１２の一部を塞いでもよい。
【００９７】
また、本実施の形態に係るマイクロホンユニット４は、振動板２２の振動に基づく電気信号を、電極５１乃至５４を介して配線基板６０へ導いてもよい。なお、図５（Ｂ）では、電極が４つ示されているが、電極の形状及び数は、特に限定されない。
【００９８】
配線基板６０とマイク基板１９の接合は、配線基板６０の一方の面において第１の貫通孔８１を全方向に囲む領域と、マイク基板１９の他方の面において第２の基板開口部１２を全方向に囲む領域が対向して接合されていてもよい。例えば、配線基板６０の一方の面において第１の貫通孔８１の周囲を途切れることなく囲み、マイク基板１９の他方の面において第２の基板開口部１２の周囲を途切れることなく囲む、マイク基板１９と配線基板６０を接合するシール部７１を含んでもよい。これにより、マイク基板１９と配線基板６０の隙間から第２の基板開口部１２に入り込む音声（音響リーク）を防ぐことができる。
【００９９】
配線基板６０とマイク基板１９の接合は、配線基板６０の一方の面において第２の貫通孔８２を全方向に囲む領域と、マイク基板１９の他方の面において第４の基板開口部１４を全方向に囲む領域が対向して接合されていてもよい。例えば、配線基板６０の一方の面において第２の貫通孔８２の周囲を途切れることなく囲み、マイク基板１９の他方の面において第４の基板開口部１４の周囲を途切れることなく囲む、マイク基板１９と配線基板６０を接合するシール部７２を含んでもよい。これにより、マイク基板１９と配線基板６０の隙間から第２の基板開口部１２に入り込む音声（音響リーク）を防ぐことができる。
【０１００】
シール部７１及び７２は、例えば半田により形成されてもよい。また例えば、銀ペーストのような導電性接着剤や、特に導電性のない接着剤により形成されてもよい。また例えば、粘着シール等気密性を確保できる材料により形成されてもよい。
【０１０１】
ここで、マイク基板１９について、配線基板６０を利用して第２の基板開口部１２の一部を塞いで第１の基板内部空間１５を確保する構成とすることにより、第２の実施の形態で説明したマイク基板１７や第３の実施の形態で説明したマイク基板１８のような、第１の基板内部空間１５の上部を封止する部材が不要となるため、マイク基板の厚みを抑えることが可能であり、薄型のマイクロホンユニット４を実現することができる。
【０１０２】
次に、図５（Ｃ）を用いて、本実施の形態に係るマイクロホンユニット４の動作を説明する。
【０１０３】
振動板２２の一方には、第４の基板開口部１４から入射し、第２の基板内部空間１６及び蓋部内部空間３２を通過して振動板２２に達する音波の音圧Ｐｆ４が入射され、振動板２２の他方には、第２の基板開口部１２から入射し、第１の基板内部空間１５を通過して振動板２２に達する音波の音圧Ｐｂ４が入射されることになる。よって、振動板２２は、音圧Ｐｆ４と音圧Ｐｂ４の差に基づいて振動することになる。すなわち、振動板２２は、差動マイクの振動板として動作する。
【０１０４】
ここで、良好な差動マイク特性を得るためには、マイク基板１９と保持部２４間の接着が重要となる。マイク基板１９と保持部２４との間に音響的なリークがあると、第２の基板開口部１２から入る音圧が振動板２２に伝達できなくなり、良好な差動マイク特性を得ることができない。本実施例では、第１の基板開口部１１において、振動板２２を保持する保持部２４の下面の４辺全てがマイク基板１９の上面と密着しているため、この一面についてシール材等による音響リーク対策を施すことにより、ばらつきなく良好な差動マイク特性を得ることができ、環境変化に対しても強いマイクロホンユニットを得ることができる。
【０１０５】
したがって、本実施の形態におけるマイクロホンユニットによれば、マイク基板１９の同一面上の２点における音波を入力とし音圧差を検出することができる。また、１枚の振動板で構成された差動マイクを高密度に実装することで、小型で軽量なマイクロホンユニットが実現できる。
【０１０６】
また、採音口として機能する第２の基板開口部１２及び第４の基板開口部１４と電極５１乃至５４が、マイク基板１８の同一面側にあるため、配線基板の裏側に配置可能なマイクロホンユニットが実現できる。
【０１０７】
さらに、第４の基板開口部１４から振動板２２までの音波到達時間と、第２の基板開口部１２から振動板２２までの音波到達時間が等しくなるように構成してもよい。音波到達時間を等しくするために、例えば、第４の基板開口部１４から振動板２２までの音波の経路長と、第２の基板開口部１２から振動板２２までの音波の経路長が等しくなるように構成してもよい。経路長は、例えば、経路の断面の中心を結ぶ線の長さであってもよい。好ましくは、経路長の比率は±２０％（８０％以上１２０％以下の範囲）で等しくし、音響インピーダンスをほぼ等しくすることにより、特に高周波帯域での差動マイク特性が良好にできる。
【０１０８】
この構成により、第４の基板開口部１４及び第２の基板開口部１２から振動板２２に到達する音波の到達時間、すなわち位相を揃えることができ、より精度の高い雑音除去機能を実現することができる。
【０１０９】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【０１１０】
例えば、第１乃至第３の実施の形態において説明したマイクロホンユニット１乃至３についても、第４の実施の形態において説明したマイクロホンユニット４と同様に、２つの貫通孔を有する配線基板と接合した構成が可能である。
【０１１１】
なお、好ましくは第１の蓋部開口部１１と第３の蓋部開口部１３の間隔は５．２ｍｍ以下とすることにより、遠方ノイズ抑圧特性の優れた差動マイクロホンを実現することができる。
【０１１２】
また、第１乃至第３の実施の形態に記載のマイクロホンユニット１乃至３について、第１の蓋部開口部１１と第３の蓋部開口部１３の面積比率は±２０％以内（８０％以上１２０％以下の範囲）で等しくし、音響インピーダンスをほぼ等しくすることにより、特に高周波帯域での差動マイク特性が良好にできる。
【０１１３】
さらに、第１の基板内部空間１５の容積と、第２の基板内部空間１６と蓋部内部空間３２の容積の和との容積比率は±５０％以内（５０％以上１５０％以下の範囲）で等しくし、音響インピーダンスをほぼ等しくすることにより、特に高周波帯域での差動マイク特性が良好にできる。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】第１の実施の形態に係るマイクロホンユニットの構成。
【図２】コンデンサ型マイクロホンの構成。
【図３】第２の実施の形態に係るマイクロホンユニットの構成。
【図４】第３の実施の形態に係るマイクロホンユニットの構成。
【図５】第４の実施の形態に係るマイクロホンユニットの構成。
【符号の説明】
【０１１５】
１〜４  マイクロホンユニット、１０  マイク基板、１１  第１の基板開口部、１２  第２の基板開口部、１３  第３の基板開口部、１４  第４の基板開口部、１５  第１の基板内部空間、１６  第２の基板内部空間、１７〜１９  マイク基板、２０  仕切り部、２２  振動板、２４  保持部、３０  蓋部、３１  蓋部開口部、３２  蓋部内部空間、４０  信号処理回路、５１〜５４  電極、６０  配線基板、７１〜７２  シール部、８１  第１の貫通孔、８２  第２の貫通孔、２００  コンデンサ型マイクロホン、２０２  振動板、２０４  電極
【図１】
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【図２】
0005022261.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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