(57)【要約】【課題】  目的の音声を高感度で集音し、目的の音声以外の音を除去する機能を有するマイクロフォンシステム、音声入力装置及びこれらの製造方法を提供する。【解決手段】  第１及び第２のマイクロフォン（１０、２０）は、マイクロフォンシステムが予定している音源位置に基づいて前記マイクロフォンシステムに対して相対的に設定した基準位置（１００）から第１及び第２のマイクロフォンの位置を通る直線（１１０）に下ろした垂線（１２０）と、第１及び第２のマイクロフォン（１０、２０）の設置位置と基準位置（１００）を結ぶ直線とのなす角（θ）が、基準位置（１００）からの音に対する感度が指向特性の最大値に対して所定割合以上になるように設定した所定角度になるように配置する。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のマイクロフォンと、
第２のマイクロフォンと、
前記第１のマイクロフォンで取得された第１の電圧信号と、前記第２のマイクロフォンで取得された第２の電圧信号とを受け付けて、前記第１及び第２の電圧信号の差を示す差分信号を生成する差分信号生成部と、を含むマイクロフォンシステムであって、
前記第１及び第２のマイクロフォンは、前記マイクロフォンシステムが予定している音源位置に基づいて前記マイクロフォンシステムに対して相対的に設定した基準位置から前記第１及び第２のマイクロフォンの位置を通る直線に下ろした垂線と、前記第１及び第２のマイクロフォンの設置位置と前記基準位置を結ぶ直線とのなす角が、前記基準位置からの音に対する感度が指向特性の最大値に対して所定割合以上になるように設定した所定角度になるように配置されることを特徴とするマイクロフォンシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のマイクロフォンシステムであって、
前記所定角度が３０度以上１５０度以下又は２１０度以上３３０度以下の範囲のいずれかの値になるように配置されることを特徴とするマイクロフォンシステム。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれかに記載のマイクロフォンシステムであって、
前記第１及び第２のマイクロフォンは、半導体装置として構成されることを特徴とするマイクロフォンシステム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のマイクロフォンシステムと、
スピーカと、を含む音声入力装置であって、
前記基準位置は、前記スピーカの位置に基づいて設定されることを特徴とする音声入力装置。
【請求項５】
請求項４に記載の音声入力装置であって、
前記基準位置が設定される基準位置範囲は、前記スピーカに最も近い第１の基準位置から前記スピーカに最も遠い第２の基準位置までの範囲をもつものであり、
前記第１の基準位置から前記第１及び第２のマイクロフォンの位置を通る直線に下ろした第１の垂線の足を第１の境界位置、前記第２の基準位置から前記第１及び第２のマイクロフォンの位置を通る直線に下ろした第２の垂線の足を第２の境界位置とし、
前記第１の垂線と、前記第１及び第２のマイクロフォンの設置位置と前記音源を結ぶ直線とのなす角が前記所定角度を満たさない範囲を第１の禁止範囲とし、
前記第２の垂線と、前記第１及び第２のマイクロフォンの設置位置と前記音源を結ぶ直線とのなす角が前記所定角度を満たさない範囲を第２の禁止範囲とし、
前記第１の境界位置から前記第２の境界位置までの範囲を第３の禁止範囲とし、
前記第１及び第２のマイクロフォンは、前記第１乃至第３の禁止範囲以外に配置されることを特徴とする音声入力装置。
【請求項６】
請求項５に記載の音声入力装置であって、
前記所定角度が３０度以上１５０度以下又は２１０度以上３３０度以下の範囲のいずれかの値になるように配置されることを特徴とする音声入力装置。
【請求項７】
請求項４乃至６のいずれかに記載の音声入力装置であって、
前記第１及び第２のマイクロフォンは、前記スピーカと前記第１及び第２のマイクロフォンの設置位置との距離が０ｍｍ以上７５ｍｍ以下又は１７５ｍｍ以上になる位置に配置されることを特徴とする音声入力装置。
【請求項８】
第１のマイクロフォンと、
第２のマイクロフォンと、
前記第１のマイクロフォンで取得された第１の電圧信号と、前記第２のマイクロフォンで取得された第２の電圧信号とを受け付けて、前記第１及び第２の電圧信号の差を示す差分信号を生成する差分信号生成部と、を含むマイクロフォンシステムの製造方法であって、
前記第１及び第２のマイクロフォンは、前記マイクロフォンシステムが予定している音源位置に基づいて前記マイクロフォンシステムに対して相対的に設定した基準位置から前記第１及び第２のマイクロフォンの位置を通る直線に下ろした垂線と、前記第１及び第２のマイクロフォンの設置位置と前記基準位置を結ぶ直線とのなす角が、前記基準位置からの音に対する感度が指向特性の最大値に対して所定割合以上になるように設定した所定角度になるように配置することを特徴とするマイクロフォンシステムの製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載のマイクロフォンシステムの製造方法であって、
前記所定角度が３０度以上１５０度以下又は２１０度以上３３０度以下の範囲のいずれかの値になるように配置することを特徴とするマイクロフォンシステムの製造方法。
【請求項１０】
第１のマイクロフォンと、
第２のマイクロフォンと、
前記第１のマイクロフォンで取得された第１の電圧信号と、前記第２のマイクロフォンで取得された第２の電圧信号とを受け付けて、前記第１及び第２の電圧信号の差を示す差分信号を生成する差分信号生成部と、を含むマイクロフォンシステムと、
スピーカと、を含む音声入力装置の製造方法であって、
前記第１及び第２のマイクロフォンは、前記マイクロフォンシステムが予定している音源位置に基づいて前記マイクロフォンシステムに対して相対的に設定した基準位置から前記第１及び第２のマイクロフォンの位置を通る直線に下ろした垂線と、前記第１及び第２のマイクロフォンの設置位置と前記基準位置を結ぶ直線とのなす角が、前記基準位置からの音に対する感度が最大値に対して所定割合以上になるように設定した所定角度になるように配置し、
前記基準位置は、前記スピーカの位置に基づいて設定することを特徴とする音声入力装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項９又は１０のいずれかに記載の音声入力装置の製造方法であって、
前記基準位置が設定される基準位置範囲は、前記スピーカに最も近い第１の基準位置から前記スピーカに最も遠い第２の基準位置までの範囲をもつものであり、
前記第１の基準位置から前記第１及び第２のマイクロフォンの位置を通る直線に下ろした第１の垂線の足を第１の境界位置、前記第２の基準位置から前記第１及び第２のマイクロフォンの位置を通る直線に下ろした第２の垂線の足を第２の境界位置とし、
前記第１の垂線と、前記第１及び第２のマイクロフォンの設置位置と前記音源を結ぶ直線とのなす角が前記所定角度を満たさない範囲を第１の禁止範囲とし、
前記第２の垂線と、前記第１及び第２のマイクロフォンの設置位置と前記音源を結ぶ直線とのなす角が前記所定角度を満たさない範囲を第２の禁止範囲とし、
前記第１の境界位置から前記第２の境界位置までの範囲を第３の禁止範囲とし、
前記第１及び第２のマイクロフォンは、前記第１乃至第３の禁止範囲以外に配置することを特徴とする音声入力装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項１０又は１１のいずれかに記載の音声入力装置の製造方法であって、
前記第１及び第２のマイクロフォンは、前記スピーカと前記第１及び第２のマイクロフォンの設置位置との距離が０ｍｍ以上７５ｍｍ以下又は１７５ｍｍ以上になる位置に配置することを特徴とする音声入力装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロフォンシステム、音声入力装置及びこれらの製造方法に関する。
【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（ユーザの音声）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】
雑音が存在する使用環境で雑音を除去する技術として、マイクロフォンに鋭い指向性を持たせることにより雑音を除去する方法が知られている。
【０００４】
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】特開平７−３２２３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
指向性を持ったマイクロフォンとして、２つのマイクロフォ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。図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）は、通常の単体マイクと差動マイクの指向特性を示す領域を模式的に示した図である。音源の方向に対する音圧レベル（マイクロフォンの感度）を、中心から領域９００、領域９１０−１及び領域９１０−２の外縁までの距離で示している。
【０００６】
図１３（Ａ）は、中央に無指向性の単体マイクを配置した場合の指向特性を示す図である。無指向性マイクの場合には指向性はなく、各方向で音圧レベル（マイクロフォンの感度）は一定である。
【０００７】
図１３（Ｂ）は、２つのマイクロフォンからなる差動マイクの指向特性を示す図である。２つのマイクロフォンの位置と角度との関係は図１４に示すように、２つのマイクロフォンを結ぶ直線に対する垂線方向を０度としている。差動マイクの指向特性は、９０度方向と２７０度方向では音圧レベル（マイクロフォンの感度）が最大値となり、０度方向と１８０度方向では音圧レベル（マイクロフォンの感度）が０となる両指向性となる。
【０００８】
したがって、差動マイクを用いて目的の音声のみを集音するためには、音源に対する差動マイクの配置が重要となる。
【０００９】
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、目的の音声を高感度で集音し、目的の音声以外の音を除去する機能を有するマイクロフォンシステム、音声入力装置及びこれらの製造方法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】
（１）本発明に係るマイクロフォンシステムは、
第１のマイクロフォンと、
第２のマイクロフォンと、
前記第１のマイクロフォンで取得された第１の電圧信号と、前記第２のマイクロフォンで取得された第２の電圧信号とを受け付けて、前記第１及び第２の電圧信号の差を示す差分信号を生成する差分信号生成部と、を含むマイクロフォンシステムであって、
前記第１及び第２のマイクロフォンは、前記マイクロフォンシステムが予定している音源位置に基づいて前記マイクロフォンシステムに対して相対的に設定した基準位置から前記第１及び第２のマイクロフォンの位置を通る直線に下ろした垂線と、前記第１及び第２のマイクロフォンの設置位置と前記基準位置を結ぶ直線とのなす角が、前記基準位置からの音に対する感度が指向特性の最大値に対して所定割合以上になるように設定した所定角度になるように配置されることを特徴とする。
【００１１】
マイクロフォンの位置は、マイクロフォンが採音口を有する場合には採音口の位置としてもよく、マイクロフォンが採音口を有していない場合には振動膜の位置としてもよい。
【００１２】
第１及び第２のマイクロフォンの設置位置とは、例えば第１のマイクロフォンの位置、第２のマイクロフォンの位置、第１及び第２のマイクロフォンの位置の中点、その他第１及び第２のマイクロフォンの近傍から選択した代表点であってもよい。
【００１３】
所定割合は、人間の聴覚特性を考慮して、例えば感度の最大値から約−６ｄＢ以内（−６ｄＢ以上０ｄＢ以下の範囲）、より好ましくは感度の最大値から約−３ｄＢ以内（−３ｄＢ以上０ｄＢ以下の範囲）としてもよい。
【００１４】
このマイクロフォンシステムによると、２つのマイクロフォンを基準位置からの音に対する感度が指向特性の最大値に対して所定割合以上になるように設定した所定角度になるように配置することにより、目的の音声は高感度で集音することができ、目的の音声以外の音は差動マイクの指向性及び距離による減衰特性により除去することができる。
【００１５】
（２）このマイクロフォンシステムであって、
前記所定角度が３０度以上１５０度以下又は２１０度以上３３０度以下の範囲のいずれかの値になるように配置されてもよい。
【００１６】
このマイクロフォンシステムによると、基準位置からの音に対する感度が、感度の最大値から約−６ｄＢ以内とすることができる。
【００１７】
（３）このマイクロフォンシステムであって、
前記第１及び第２のマイクロフォンは、半導体装置として構成されてもよい。
【００１８】
例えば、第１及び第２のマイクロフォンは、シリコンマイク（Ｓｉマイク）であってもよい。そして、第１及び第２のマイクロフォンは、１つの半導体基板として構成されてもよい。このとき、第１及び第２のマイクロフォンと、差分信号生成部とが、１つの半導体基板として構成されてもよい。また、第１及び第２のマイクロフォンと、差分信号生成部とは、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、振動膜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構わない。
【００１９】
このマイクロフォンシステムによると、マイクロフォンを半導体装置として構成することにより、マイクロフォンシステム全体として小型化が可能になる。
【００２０】
（４）このマイクロフォンシステムと、
スピーカと、を含む音声入力装置であって、
前記基準位置は、前記スピーカの位置に基づいて設定されてもよい。
【００２１】
この音声入力装置によると、話者の声は高感度で集音することができ、話者の声以外の音は差動マイクの指向性及び距離による減衰特性により除去することができる。
【００２２】
（５）この音声入力装置であって、
前記基準位置が設定される基準位置範囲は、前記スピーカに最も近い第１の基準位置から前記スピーカに最も遠い第２の基準位置までの範囲をもつものであり、
前記第１の基準位置から前記第１及び第２のマイクロフォンの位置を通る直線に下ろした第１の垂線の足を第１の境界位置、前記第２の基準位置から前記第１及び第２のマイクロフォンの位置を通る直線に下ろした第２の垂線の足を第２の境界位置とし、
前記第１の垂線と、前記第１及び第２のマイクロフォンの設置位置と前記音源を結ぶ直線とのなす角が前記所定角度を満たさない範囲を第１の禁止範囲とし、
前記第２の垂線と、前記第１及び第２のマイクロフォンの設置位置と前記音源を結ぶ直線とのなす角が前記所定角度を満たさない範囲を第２の禁止範囲とし、
前記第１の境界位置から前記第２の境界位置までの範囲を第３の禁止範囲とし、
前記第１及び第２のマイクロフォンは、前記第１乃至第３の禁止範囲以外に配置されてもよい。
【００２３】
標準的な人間の顔の大きさを考慮すると、例えばスピーカから第１の境界位置までは１００ｍｍ程度、スピーカから第２の境界位置までは１５０ｍｍ程度とすることができる。また、音声入力装置の通常の使用形態を考慮すると、例えば基準位置から第１及び第２のマイクロフォンの中点までの長さは、５０ｍｍ程度とすることができる。
【００２４】
この音声入力装置によると、基準位置が一定の範囲を持って設定される場合にも、話者の声は高感度で集音することができ、話者の声以外の音は差動マイクの指向性及び距離による減衰特性により除去することができる。
【００２５】
（６）この音声入力装置であって、
前記所定角度が３０度以上１５０度以下又は２１０度以上３３０度以下の範囲のいずれかの値になるように配置されてもよい。
【００２６】
この音声入力装置によると、話者の声に対する感度が、感度の最大値から約−６ｄＢ以内とする音声入力装置を提供することができる。
【００２７】
（７）この音声入力装置であって、
前記第１及び第２のマイクロフォンは、前記スピーカと前記第１及び第２のマイクロフォンの設置位置との距離が０ｍｍ以上７５ｍｍ以下又は１７５ｍｍ以上になる位置に配置してもよい。
【００２８】
この音声入力装置によると、話者の声に対する感度が、感度の最大値から約−６ｄＢ以内とする音声入力装置を提供することができる。
【００２９】
（８）本発明に係るマイクロフォンシステムの製造方法は、
第１のマイクロフォンと、
第２のマイクロフォンと、
前記第１のマイクロフォンで取得された第１の電圧信号と、前記第２のマイクロフォンで取得された第２の電圧信号とを受け付けて、前記第１及び第２の電圧信号の差を示す差分信号を生成する差分信号生成部と、を含むマイクロフォンシステムの製造方法であって、
前記第１及び第２のマイクロフォンは、前記マイクロフォンシステムが予定している音源位置に基づいて前記マイクロフォンシステムに対して相対的に設定した基準位置から前記第１及び第２のマイクロフォンの位置を通る直線に下ろした垂線と、前記第１及び第２のマイクロフォンの設置位置と前記基準位置を結ぶ直線とのなす角が、前記基準位置からの音に対する感度が指向特性の最大値に対して所定割合以上になるように設定した所定角度になるように配置することを特徴とする。
【００３０】
本発明によると、２つのマイクロフォンを基準位置からの音に対する感度が指向特性の最大値に対して所定割合以上になるように設定した所定角度になるように配置することにより、目的の音声は高感度で集音することができ、目的の音声以外の音は差動マイクの指向性及び距離による減衰特性により除去することができるマイクロフォンシステムを製造する方法を提供することができる。
【００３１】
（９）このマイクロフォンシステムの製造方法であって、
前記所定角度が３０度以上１５０度以下又は２１０度以上３３０度以下の範囲のいずれかの値になるように配置してもよい。
【００３２】
このマイクロフォンシステムの製造方法によると、基準位置からの音に対する感度が、感度の最大値から約−６ｄＢ以内とすることができるマイクロフォンシステムを製造する方法を提供することができる。
【００３３】
（１０）本発明に係る音声入力装置の製造方法は、
第１のマイクロフォンと、
第２のマイクロフォンと、
前記第１のマイクロフォンで取得された第１の電圧信号と、前記第２のマイクロフォンで取得された第２の電圧信号とを受け付けて、前記第１及び第２の電圧信号の差を示す差分信号を生成する差分信号生成部と、を含むマイクロフォンシステムと、
スピーカと、を含む音声入力装置の製造方法であって、
前記第１及び第２のマイクロフォンは、前記マイクロフォンシステムが予定している音源位置に基づいて前記マイクロフォンシステムに対して相対的に設定した基準位置から前記第１及び第２のマイクロフォンの位置を通る直線に下ろした垂線と、前記第１及び第２のマイクロフォンの設置位置と前記基準位置を結ぶ直線とのなす角が、前記基準位置からの音に対する感度が最大値に対して所定割合以上になるように設定した所定角度になるように配置し、
前記基準位置は、前記スピーカの位置に基づいて設定することを特徴とする。
【００３４】
この音声入力装置の製造方法によると、話者の声は高感度で集音することができ、話者の声以外の音は差動マイクの指向性及び距離による減衰特性により除去することができる音声入力装置を製造する方法を提供することができる。
【００３５】
（１１）この音声入力装置の製造方法であって、
前記基準位置が設定される基準位置範囲は、前記スピーカに最も近い第１の基準位置から前記スピーカに最も遠い第２の基準位置までの範囲をもつものであり、
前記第１の基準位置から前記第１及び第２のマイクロフォンの位置を通る直線に下ろした第１の垂線の足を第１の境界位置、前記第２の基準位置から前記第１及び第２のマイクロフォンの位置を通る直線に下ろした第２の垂線の足を第２の境界位置とし、
前記第１の垂線と、前記第１及び第２のマイクロフォンの設置位置と前記音源を結ぶ直線とのなす角が前記所定角度を満たさない範囲を第１の禁止範囲とし、
前記第２の垂線と、前記第１及び第２のマイクロフォンの設置位置と前記音源を結ぶ直線とのなす角が前記所定角度を満たさない範囲を第２の禁止範囲とし、
前記第１の境界位置から前記第２の境界位置までの範囲を第３の禁止範囲とし、
前記第１及び第２のマイクロフォンは、前記第１乃至第３の禁止範囲以外に配置してもよい。
【００３６】
この音声入力装置の製造方法によると、基準位置が一定の範囲を持って設定される場合にも、話者の声は高感度で集音することができ、話者の声以外の音は差動マイクの指向性及び距離による減衰特性により除去することができる音声入力装置を製造する方法を提供することができる。
【００３７】
（１２）この音声入力装置の製造方法であって、
前記第１及び第２のマイクロフォンは、前記スピーカと前記第１及び第２のマイクロフォンの設置位置との距離が０ｍｍ以上７５ｍｍ以下又は１７５ｍｍ以上になる位置に配置してもよい。
【００３８】
この音声入力装置の製造方法によると、話者の声に対する感度が、感度の最大値から約−６ｄＢ以内とすることができる音声入力装置を製造する方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
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。
【００４０】
１．マイクロフォンシステム及びその製造方法
はじめに、図１乃至図６を参照して、本発明を適用した実施の形態に係るマイクロフォンシステム１の構成について説明する。なお、以下に説明するマイクロフォンシステム１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。
【００４１】
図１は、本発明を適用した実施の形態に係るマイクロフォンシステムの構成の一例を示す図である。本実施の形態に係るマイクロフォンシステムは、第１の振動膜１２を有する第１のマイクロフォン１０と、第２の振動膜２２を有する第２のマイクロフォン２０とを含む。ここで、マイクロフォンとは、音響信号を電気信号へ変換する電気音響変換器である。第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０は、それぞれ、第１及び第２の振動膜１２及び２２（振動膜）の振動を、電圧信号として出力する変換器であってもよい。
【００４２】
本実施の形態に係るマイクロフォンシステム１では、第１のマイクロフォン１０は第１の電圧信号を生成する。また、第２のマイクロフォン２０は第２の電圧信号を生成する。すなわち、第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０で生成された電圧信号を、それぞれ、第１及び第２の電圧信号と呼んでもよい。
【００４３】
第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０の機構については特に限定されるものではない。図２には、第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０に適用可能なマイクロフォンの一例として、コンデンサ型マイクロフォン５０の構造を示す。コンデンサ型マイクロフォン５０は、振動膜５２を有する。振動膜５２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フォン５０は、また、電極５４を有する。電極５４は、振動膜５２と対向して配置されている。これにより、振動膜５２と電極５４とは容量を形成する。コンデンサ型マイクロフォン５０に音波が入射すると、振動膜５２が振動して、振動膜５２と電極５４との間隔が変化し、振動膜５２と電極５４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出力することによって、コンデンサ型マイクロフォン５０に入射する音波を、電気信号に変換することができる。なお、コンデンサ型マイクロフォン５０では、電極５４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５４はメッシュ構造をなしていてもよい。
【００４４】
ただし、本発明に適用可能なマイクロフォンは、コンデンサ型マイクロフォ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フォンを適用することができる。例えば、第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０として、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）等のマイクロフォンを適用してもよい。
【００４５】
第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０は、第１及び第２の振動膜１２及び２２がシリコンによって構成されたシリコンマイク（Ｓｉマイク）であってもよい。シリコンマイクを利用することで、第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０の小型化、及び、高性能化を実現することができる。このとき、第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０は、１つの集積回路装置として構成されていてもよい。すなわち、第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０は、１つの半導体基板に構成されていてもよい。このとき、後述する差分信号生成部３０も、同一の半導体基板に形成されていてもよい。すなわち、第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０は、いわゆるメムス（MEMS：Micro Electro Mechanical Systems）として構成されていてもよい。ただし、第１のマイクロフォン１０と第２のマイクロフォン２０とは、別々のシリコンマイクとして構成されていてもよい。また、振動膜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構わない。
【００４６】
なお、本実施の形態に係るマイクロフォンシステム１では、第１及び第２の振動膜１２及び２２の向きは、特に限定されるものではない。第１及び第２の振動膜１２及び２２は、法線が平行になるように配置されていてもよい。このとき、第１及び第２の振動膜１２及び２２は、法線が同一直線にならないように配置されていてもよい。例えば、第１及び第２の振動膜１２及び２２は、図示しない基部（例えば回路基板）の表面に、間隔をあけて配置されていてもよい。あるいは、第１及び第２の振動膜１２及び２２は、法線方向にずれて配置されていてもよい。ただし、第１及び第２の振動膜１２及び２２は、法線が平行にならないように配置されていてもよい。第１及び第２の振動膜１２及び２２は、法線が直交するように配置されていてもよい。
【００４７】
本実施の形態に係るマイクロフォンシステム１は、差分信号生成部３０を有する。差分信号生成部３０は、第１のマイクロフォン１０で取得された第１の電圧信号と、第２のマイクロフォン２０で取得された第２の電圧信号との差（電圧差）を示す差分信号を生成する。差分信号生成部３０の機能は、専用のハードウェア回路（差分信号生成回路）によって実現してもよく、ＣＰＵなどによる信号処理によって実現してもよい。
【００４８】
本実施の形態に係るマイクロフォンシステムは、差分信号を増幅する信号増幅部をさらに含んでいてもよい。差分信号生成部３０と信号増幅部とは、１つの制御回路によって実現してもよい。ただし、本実施の形態に係るマイクロフォンシステム１は、信号増幅部を内部に持たない構成をなしていてもよい。
【００４９】
図３には、差分信号生成部３０と信号増幅部とを実現可能な回路の一例を示す。図３に示す回路によれば、第１及び第２の電圧信号を受け付けて、その差を示す差分信号を１０倍に増幅した信号を出力することになる。ただし、差分信号生成部３０及び信号増幅部を実現するための回路構成は、これに限られるものではない。
【００５０】
本実施の形態に係るマイクロフォンシステム１は、筐体４０を含んでいてもよい。このとき、マイクロフォンシステムの外形は、筐体４０によって構成されていてもよい。筐体４０には基本姿勢が設定されていてもよく、これにより、入力音声の進行径路を規制することができる。第１及び第２の振動膜１２及び２２は、筐体４０の表面に形成されていてもよい。あるいは、第１及び第２の振動膜１２及び２２は、筐体４０に形成された開口（採音口）と対向するように、筐体４０内部に配置されていてもよい。
【００５１】
図４は、本実施の形態に係るマイクロフォンシステム１の配置手法について説明する図である。
【００５２】
基準位置１００は、マイクロフォンシステム１が予定している音源位置に基づいてマイクロフォンシステムに対して相対的に設定した位置である。すなわち、本実施の形態においては基準位置１００に音源があるものと考えてよい。
【００５３】
直線１１０は、第１のマイクロフォン１０及び第２のマイクロフォン２０の位置を通る直線である。マイクロフォンの位置は、マイクロフォンが採音口を有する場合には採音口の位置としてもよく、マイクロフォンが採音口を有していない場合には振動膜の位置としてもよい。
【００５４】
垂線１２０は、基準位置１００から直線１１０に下ろした垂線である。
【００５５】
直線１３０は、第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０の設置位置と基準位置１００を結ぶ直線である。第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０の設置位置は、例えば第１のマイクロフォン１０の位置、第２のマイクロフォン２０の位置、第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０の位置の中点、その他第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０の近傍から選択した代表点であってもよい。本実施の形態においては、第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０の設置位置を第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０の位置の中点としている。
【００５６】
θは、垂線１２０と直線１３０のなす角である。θの値は直線１１０に対する第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０の設置位置を通る垂線１３５と、直線１３０とのなす角θ’と同じ値である。
【００５７】
図５は、本実施の形態のマイクロフォンシステムを構成する、第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０を有する差動マイクの指向特性の一例（実測値）を示すグラフである。図５のグラフは、音源から差動マイクまでの距離を一定とし、θの値を変化させたときに、差動マイクが検知する音圧レベルを相対値で示したものである。横軸はθの値、縦軸は音圧レベルである。本測定では、音圧レベルは差動マイクの感度と比例するものと考えてよい。θの値は０度から１８０度まで、入力する音声の周波数は、人間の可聴帯域を考慮して、０．３ｋＨｚ、０．５ｋＨｚ、１ｋＨｚ、３ｋＨｚ、５ｋＨｚ、７ｋＨｚの６種類で測定している。図１３（Ｂ）に示す模式図と同様に、音圧レベルはθの値が９０度で最大値になり、０度及び１８０度に近づくほど小さくなっている。したがって、差動マイクを用いて目的の音声のみを集音するためには、音源に対する差動マイクの配置が重要となる。
【００５８】
そこで、マイクロフォンシステム１において、基準位置１００からの音に対する感度が指向特性の最大値に対して所定割合以上になるようにθの値を設定することにより、目的の音声を高感度で集音することができる。
【００５９】
例えば、基準位置１００からの音に対する感度を、感度の最大値から約−６ｄＢ以内とするには、θの値を３０度以上１５０度以下に設定すればよい。また、例えば、基準位置１００からの音に対する感度を、感度の最大値から約−３ｄＢ以内とするには、θの値を４５度以上１３５度以下に設定すればよい。
【００６０】
なお、図５のグラフでは、θの値は０度から１８０度までであったが、図１３（Ｂ）の指向特性図に示すように、１８０度から３６０度までの指向特性も０度から１８０度と同様である。したがって、例えば、基準位置１００からの音に対する感度を、感度の最大値から約−６ｄＢ以内とするには、θの値を２１０度以上３３０度以下に設定してもよい。また、例えば、基準位置１００からの音に対する感度を、感度の最大値から約−３ｄＢ以内とするには、θの値を２２５度以上３１５度以下に設定してもよい。
【００６１】
次に、目的の音声以外の音（雑音）を除去する原理について説明する。雑音の除去には差動マイクの指向性及び距離による減衰特性を利用する。
【００６２】
図５のグラフを用いて説明したとおり、差動マイクの感度はθの値が９０度で最大値になり、０度及び１８０度に近づくほど小さくなる。すなわち、θの値が０度付近及び１８０度付近となるような位置からの雑音に対しては感度が小さくなる。したがって、θの値が０度付近及び１８０度付近となるような位置からの雑音は、差動マイクの指向特性により除去できる。
【００６３】
また、音波は、媒質中を進行するにつれ減衰し、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するため、音圧Ｐは、音源からの距離Ｒとの関係において、
【００６４】
【数１】
2009130619.tif 000003
と表すことができる。なお、式（１）中、Ｋは比例定数である。図６には、式（１）を表すグラフを示すが、本図からもわかるように、音圧（音波の強度・振幅）は、音源に近い位置（グラフの左側）では急激に減衰し、音源から離れるほどなだらかに減衰する。本実施の形態に係るマイクロフォンシステム１では、この距離による減衰特性を利用して雑音成分を除去する。
【００６５】
すなわち、特に接話型のマイクロフォンシステムでは、ユーザは、雑音の音源よりも、第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０（第１及び第２の振動膜１２及び２２）に近い位置から音声を発する。そのため、第１及び第２の振動膜１２及び２２の間で、ユーザの音声は大きく減衰し、第１及び第２の電圧信号に含まれるユーザ音声の強度には差が現れる。これに対して、雑音成分は、ユーザの音声に比べて音源が遠いため、第１及び第２の振動膜１２及び２２の間でほとんど減衰しない。そのため、第１及び第２の電圧信号に含まれる雑音の強度には、差が現れないとみなすことができる。このことから、第１及び第２の電圧信号の差を検出すれば雑音が消去されるため、雑音成分が含まれない、ユーザの音声成分のみを示す電圧信号（差分信号）を取得することができる。すなわち、差分信号を、雑音成分が除去されたユーザの音声を示す信号であるとみなすことができる。
【００６６】
このように、本実施の形態のマイクロフォンシステムによれば、目的の音声は高感度で集音することができ、目的の音声以外の音は差動マイクの指向性及び距離による減衰特性により除去することができる。
【００６７】
また、第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０を基準位置１００からの音に対する感度が指向特性の最大値に対して所定割合以上になるように設定した所定角度になるように配置することにより、目的の音声は高感度で集音することができ、目的の音声以外の音は差動マイクの指向性及び距離による減衰特性により除去することができるマイクロフォンシステムを製造することができる。
【００６８】
２．音声入力装置及びその製造方法
はじめに、図７乃至図１２を参照して、本発明を適用した実施の形態に係る音声入力装置２の構成について説明する。なお、以下に説明する音声入力装置２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などに適用することができる。
【００６９】
図７は、本発明を適用した実施の形態に係る音声入力装置の構成の一例を示す図である。本実施の形態に係る音声入力装置２は、マイクロフォンシステム１を含む。マイクロフォンシステム１は、例えば図１に示すように、第１のマイクロフォン１０、第２のマイクロフォン１２及び差分信号生成部３０を含む構成である。マイクロフォンシステム１の詳細な実施の形態は、図１乃至図６を参照して既に説明したとおりであるので、再度の説明は省略する。
【００７０】
本実施の形態に係る音声入力装置２は、スピーカ１５０を含む。スピーカ１５０は公知・周知のスピーカで構成され、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などに使用されるスピーカでもよい。
【００７１】
本実施の形態に係る音声入力装置２は、筐体３を含んでいてもよい。このとき、音声入力装置２の外形は、筐体３によって構成されてもよい。第１のマイクロフォン１０及び第２のマイクロフォン１２は、筐体３の表面に形成されていてもよい。あるいは、第１のマイクロフォン１０及び第２のマイクロフォン１２は、筐体３の表面に形成された開口（採音口）と対向するように、筐体３の内部に配置されていてもよい。同様に、スピーカ１５０は、筐体３の表面に形成されていてもよく、筐体３の表面に形成された開口と対向するように、筐体３の内部に配置されていてもよい。
【００７２】
筐体３は、マイクロフォンシステム１とスピーカ１５０を含む任意の形態である。携帯電話を例に図８乃至図１０を用いて説明する。筐体３は、図８に示すように一体として可動部を有さない形態でもよい。また、筐体３は、図９に示すように折り畳み部３００を含み、筐体全体の外形が変化する形態であってもよい。さらに、筐体３は、図１０に示すようにフリッパ部４００を含み、筐体の一部の外形が変化する形態であってもよい。
【００７３】
図１１は、スピーカ１５０と話者の頭部２００位置関係を説明する図である。なお、図４及び図７と共通する部分には同一の符号を付す。
【００７４】
マイクロフォンシステム１、スピーカ１５０、筐体３については、図７を用いて既に説明したとおりであるので、再度の説明は省略する。
【００７５】
音声入力装置２と、耳２１０と口２２０を含む話者の頭部２００の配置は、音声入力装置２の使用形態により、スピーカ１５０との関係で相対的に決定される。例えば、音声入力装置２が携帯電話の場合、通話時にはスピーカ１５０と耳２１０とは近接した配置になることが想定される。また、耳２１０と口２２０の配置は、標準的な人間の顔の大きさを考慮して推定できる。例えば、起立時において耳２１０と口２２０の高さの差ｈは１００ｍｍ乃至１５０ｍｍ程度である。
【００７６】
したがって、音声入力装置２が予定している音源位置、すなわち口２２０の位置は、スピーカ１５０の位置に基づいて音声入力装置２に対して相対的に設定することができる。本実施の形態においては、スピーカ１５０の位置に基づいて音声入力装置２に対して相対的に設定した位置を基準位置１００としている。
【００７７】
直線１１０は、第１のマイクロフォン１０及び第２のマイクロフォン２０の位置を通る直線である。マイクロフォンの位置は、マイクロフォンが採音口を有する場合には採音口の位置としてもよく、マイクロフォンが採音口を有していない場合には振動膜の位置としてもよい。
【００７８】
垂線１２０は、基準位置１００から直線１１０に下ろした垂線である。
【００７９】
直線１３０は、第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０の設置位置と基準位置１００を結ぶ直線である。第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０の設置位置は、例えば第１のマイクロフォン１０の位置、第２のマイクロフォン２０の位置、第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０の位置の中点、その他第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０の近傍から選択した代表点であってもよい。本実施の形態においては、第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０の設置位置を第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０の位置の中点としている。
【００８０】
θは、垂線１２０と直線１３０のなす角である。
【００８１】
本実施の形態のマイクロフォンシステムを構成する、第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０を有する差動マイクの指向特性の一例（実測値）は図５のグラフに示したとおりであり、差動マイクを用いて目的の音声のみを集音するためには、音源に対する差動マイクの配置が重要となる。
【００８２】
そこで、音声入力装置２において、基準位置１００からの音に対する感度が指向特性の最大値に対して所定割合以上になるようにθの値を設定することにより、目的の音声を高感度で集音することができる。
【００８３】
例えば、基準位置１００からの音に対する感度を、感度の最大値から約−６ｄＢ以内とするには、θの値を３０度以上１５０度以下に設定すればよい。また、例えば、基準位置１００からの音に対する感度を、感度の最大値から約−３ｄＢ以内とするには、θの値を４５度以上１３５度以下に設定すればよい。
【００８４】
なお、図５のグラフでは、θの値は０度から１８０度までであったが、図１３（Ｂ）の指向特性図に示すように、１８０度から３６０度までの指向特性も０度から１８０度と同様である。したがって、例えば、基準位置１００からの音に対する感度を、感度の最大値から約−６ｄＢ以内とするには、θの値を２１０度以上３３０度以下に設定してもよい。また、例えば、基準位置１００からの音に対する感度を、感度の最大値から約−３ｄＢ以内とするには、θの値を２２５度以上３１５度以下に設定してもよい。
【００８５】
図１２は、マイクロフォンシステム１が予定している音源位置、すなわち基準位置が一定の範囲を持っている場合における本実施の形態に係る音声入力装置２の配置を説明するための図である。前述したように、例えば、音声入力装置２が携帯電話の場合、通話時にはスピーカ１５０と耳２１０とは近接した配置になることが想定される。また、耳２１０と口２２０の配置は、標準的な人間の顔の大きさを考慮して推定できる。例えば、起立時において耳２１０と口２２０の高さの差ｈは１００ｍｍ乃至１５０ｍｍ程度である。したがって、マイクロフォンシステム１が予定している音源位置、すなわち基準位置に一定の範囲（上述の例の場合には５０ｍｍ程度）を持たせる意義も存在する。
【００８６】
なお、図１１に示した話者の頭部２００、耳２１０、口２２０との位置関係は、図１１及び図１２で共通するので、図１２では記載を省略した。また、説明図面を簡潔にするために、図１２では筐体３についても記載を省略した。
【００８７】
図１２を用いて、基準位置が、スピーカ１５０に最も近い第１の基準位置１０１からスピーカ１５０に最も遠い第２の基準位置１０２までの基準位置範囲１０３を持っている場合について説明する。
【００８８】
直線１１０は、第１のマイクロフォン１０及び第２のマイクロフォン２０の位置を通る直線である。マイクロフォンの位置は、マイクロフォンが採音口を有する場合には採音口の位置としてもよく、マイクロフォンが採音口を有していない場合には振動膜の位置としてもよい。
【００８９】
垂線１２１は、第１の基準位置１０１から直線１１０に下ろした第１の垂線であり、垂線１２１の足を第１の境界位置１６１としている。
【００９０】
垂線１２２は、第２の基準位置１０２から直線１１０に下ろした第２の垂線であり、垂線１２２の足を第２の境界位置１６２としている。
【００９１】
直線１３１は、マイクロフォンシステムが１−１の位置に配置された場合の、第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０の設置位置１９１と第１の基準位置１０１を結ぶ直線である。直線１３２は、マイクロフォンシステムが１−２の位置に配置された場合の、第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０の設置位置１９２と第１の基準位置１０１を結ぶ直線である。直線１３３は、マイクロフォンシステムが１−３の位置に配置された場合の、第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０の設置位置１９３と第２の基準位置１０２を結ぶ直線である。直線１３４は、マイクロフォンシステムが１−４の位置に配置された場合の、第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０の設置位置１９４と第２の基準位置１０２を結ぶ直線である。第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０の設置位置は、例えば第１のマイクロフォン１０の位置、第２のマイクロフォン２０の位置、第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０の位置の中点、その他第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０の近傍から選択した代表点であってもよい。本実施の形態においては、第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０の設置位置を第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０の位置の中点としている。
【００９２】
θ１−１は、第１の垂線１２１と直線１３１のなす角である。θ１−２は、第１の垂線１２１と直線１３２のなす角である。θ２−１は、第２の垂線１２２と直線１３３のなす角である。θ２−２は、第２の垂線１２２と直線１３４のなす角である。
【００９３】
本実施の形態のマイクロフォンシステムを構成する、第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０を有する差動マイクの指向特性の一例（実測値）は、図５に示したとおりであり、差動マイクを用いて目的の音声のみを集音するためには、音源に対する差動マイクの配置が重要となる。
【００９４】
そこでまず、音声入力装置２において、第１の基準位置１０１からの音に対する感度が指向特性の最大値に対して所定割合未満になるようにθ１−１の値を設定した場合の第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０の配置位置を、配置位置１９１の位置とする。また、音声入力装置２において、第１の基準位置１０１からの音に対する感度が指向特性の最大値に対して所定割合未満になるようにθ１−２の値を設定した場合の第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０の配置位置を、配置位置１９２の位置とする。さらに、音声入力装置２において、第２の基準位置１０２からの音に対する感度が指向特性の最大値に対して所定割合未満になるようにθ２−１の値を設定した場合の第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０の配置位置を、配置位置１９３の位置とする。そして、音声入力装置２において、第２の基準位置１０２からの音に対する感度が指向特性の最大値に対して所定割合未満になるようにθ２−２の値を設定した場合の第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０の配置位置を、配置位置１９４の位置とする。
【００９５】
このときまず、配置位置１９１から配置位置１９２の範囲は、第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０を配置した場合に第１の基準位置１０１からの音に対する感度が指向特性の最大値に対して所定割合未満となる位置範囲である。この範囲を第１の禁止範囲１７１とする。
【００９６】
また、配置位置１９３から配置位置１９４の範囲は、第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０を配置した場合に第２の基準位置１０２からの音に対する感度が指向特性の最大値に対して所定割合未満となる位置範囲である。この範囲を第２の禁止範囲１７２とする。
【００９７】
さらに、第１の境界位置１６１から第２の境界位置１６２の範囲は、基準位置すなわち音源の位置が、基準位置範囲１０３の範囲に存在するとき、第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０を配置した場合に、基準位置から第１及び第２のマイクロフォンの位置を通る直線に下ろした垂線と、第１及び第２のマイクロフォンの設置位置と基準位置を結ぶ直線とのなす角が０度になり得る範囲である。この範囲を第３の禁止範囲１７３とする。
【００９８】
したがって、第１乃至第３の禁止範囲１７１乃至１７３以外に配置することにより、基準位置範囲１０３の範囲に存在する基準位置からの音に対する感度が指向特性の最大値に対して所定割合以上とすることができる。すなわち、目的の音声を高感度で集音することができる。
【００９９】
例えば、基準位置からの音に対する感度を、感度の最大値から約−６ｄＢ以内とするには、θ１−１乃至θ２−２の値を３０度以上１５０度以下に設定すればよい。また、例えば、基準位置からの音に対する感度を、感度の最大値から約−３ｄＢ以内とするには、θ１−１乃至θ２−２の値を４５度以上１３５度以下に設定すればよい。
【０１００】
なお、図１３（Ｂ）の指向特性図に示すように、１８０度から３６０度までの指向特性も０度から１８０度と同様である。したがって、例えば、基準位置からの音に対する感度を、感度の最大値から約−６ｄＢ以内とするには、θ１−１乃至θ２−２の値を２１０度以上３３０度以下に設定してもよい。また、例えば、基準位置からの音に対する感度を、感度の最大値から約−３ｄＢ以内とするには、θ１−１乃至θ２−２の値を２２５度以上３１５度以下に設定してもよい。
【０１０１】
また、基準位置範囲１０３は、例えば、起立時において耳２１０と口２２０の高さの差は１００ｍｍ乃至１５０ｍｍ程度であることを考慮して、５０ｍｍ程度としてもよい。さらに、例えば携帯電話のような音声入力装置の通常の使用形態では、音源（口）から第１及び第２のマイクロフォンまでの距離、すなわち直線１３１乃至直線１３４の長さは５０ｍｍ程度としてもよい。
【０１０２】
この場合に、例えば基準位置からの音に対する感度を、感度の最大値から約−６ｄＢ以内とするには、スピーカ１５０と配置位置１９１の距離ＳＭ１は、θ１−１の値を３０度として、
【０１０３】
【数２】
2009130619.tif 000004
となる。同様に、スピーカ１５０と配置位置１９４の距離ＳＭ２は、θ２−２の値を３０度として、
【０１０４】
【数３】
2009130619.tif 000005
となる。
【０１０５】
したがって、スピーカ１５０と第１及び第２のマイクロフォンの設置位置との距離を０ｍｍ以上７５ｍｍ以下又は１７５ｍｍ以上とすることにより、話者の声に対する感度が、感度の最大値から約−６ｄＢ以内とする音声入力装置とすることができる。
【０１０６】
また、例えば基準位置からの音に対する感度を、感度の最大値から約−３ｄＢ以内とするには、スピーカ１５０と配置位置１９１の距離ＳＭ１は、θ１−１の値を４５度として、
【０１０７】
【数４】
2009130619.tif 000006
となる。同様に、スピーカ１５０と配置位置１９４の距離ＳＭ２は、θ２−２の値を４５度として、
【０１０８】
【数５】
2009130619.tif 000007
となる。
【０１０９】
したがって、スピーカ１５０と第１及び第２のマイクロフォンの設置位置との距離を０ｍｍ以上６４．６ｍｍ以下又は１８５．４ｍｍ以上とすることにより、話者の声に対する感度が、感度の最大値から約−３ｄＢ以内とする音声入力装置とすることができる。
【０１１０】
次に、目的の音声以外の音（雑音）を除去する原理について説明する。雑音の除去には差動マイクの指向性及び距離による減衰特性を利用する。
【０１１１】
図５のグラフを用いて説明したとおり、差動マイクの感度はθの値が９０度で最大値になり、０度及び１８０度に近づくほど小さくなる。すなわち、θの値が０度付近及び１８０度付近となるような位置からの雑音に対しては感度が小さくなる。したがって、θの値が０度付近及び１８０度付近となるような位置からの雑音は、差動マイクの指向特性により除去できる。特に、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などにおいては、話者の頭部２００と同程度の高さで話者よりも音声入力装置２から離れた音源からの雑音、例えば他人の話し声などが多いことが知られている。すなわち、図５に示す指向特性における０度付近又は１８０度付近の雑音が多い。したがって、差動マイクの指向性により雑音を除去することができる。
【０１１２】
また、図６及び式（１）を用いて説明したとおり、音圧（音波の強度・振幅）は、音源に近い位置（グラフの左側）では急激に減衰し、音源から離れるほどなだらかに減衰する。本実施の形態に係る音声入力装置２では、この距離による減衰特性を利用して雑音成分を除去する。
【０１１３】
すなわち、特に接話型の音声入力装置では、ユーザは、雑音の音源よりも、第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０（第１及び第２の振動膜１２及び２２）に近い位置から音声を発する。そのため、第１及び第２の振動膜１２及び２２の間で、ユーザの音声は大きく減衰し、第１及び第２の電圧信号に含まれるユーザ音声の強度には差が現れる。これに対して、雑音成分は、ユーザの音声に比べて音源が遠いため、第１及び第２の振動膜１２及び２２の間でほとんど減衰しない。そのため、第１及び第２の電圧信号に含まれる雑音の強度には、差が現れないとみなすことができる。このことから、第１及び第２の電圧信号の差を検出すれば雑音が消去されるため、雑音成分が含まれない、ユーザの音声成分のみを示す電圧信号（差分信号）を取得することができる。すなわち、差分信号を、雑音成分が除去されたユーザの音声を示す信号であるとみなすことができる。
【０１１４】
このように、本実施の形態の音声入力装置によれば、目的の音声は高感度で集音することができ、目的の音声以外の音は差動マイクの指向性及び距離による減衰特性により除去することができる。
【０１１５】
また、第１及び第２のマイクロフォン１０及び２０を基準位置１００からの音に対する感度が指向特性の最大値に対して所定割合以上になるように設定した所定角度になるように配置することにより、目的の音声は高感度で集音することができ、目的の音声以外の音は差動マイクの指向性及び距離による減衰特性により除去することができる音声入力装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】マイクロフォンシステムについて説明するための図。
【図２】マイクロフォンシステムについて説明するための図。
【図３】マイクロフォンシステムについて説明するための図。
【図４】マイクロフォンシステムについて説明するための図。
【図５】マイクロフォンシステムについて説明するための図。
【図６】マイクロフォンシステムについて説明するための図。
【図７】音声入力装置について説明するための図。
【図８】音声入力装置について説明するための図。
【図９】音声入力装置について説明するための図。
【図１０】音声入力装置について説明するための図。
【図１１】音声入力装置について説明するための図。
【図１２】音声入力装置について説明するための図。
【図１３】差動マイクの指向特性について説明するための図。
【図１４】差動マイクの指向特性について説明するための図。
【符号の説明】
【０１１７】
１  マイクロフォンシステム、２  音声入力装置、３  筐体、１０  第１のマイクロフォン、１２  第１の振動膜、２０  第２のマイクロフォン、２２  第２の振動膜、３０  差分信号生成部、４０  筐体、５０  コンデンサ型マイクロフォン、５２  振動膜、５４  電極、１００  基準位置、１０１  第１の基準位置、１０２  第２の基準位置、１０３  基準位置範囲、１１０  直線、１２０  垂線、１２１  第１の垂線、１２２  第２の垂線、１３０〜１３４  直線、１３５  垂線、θ  角、θ’  角、θ１−１  角、θ１−２  角、θ２−１  角、θ２−２  角、１５０  スピーカ、１６１  第１の境界位置、１６２  第２の境界位置、１７１  第１の禁止範囲、１７２  第２の禁止範囲、１７３  第３の禁止範囲、１９１〜１９４  配置位置、２００  話者の頭部、２１０  耳、２２０  口、３００  折り畳み部、４００  フリッパ部、９００  領域、９１０  領域
【図１】
2009130619.tif 000008
【図２】
2009130619.tif 000009
【図３】
2009130619.tif 000010
【図４】
2009130619.tif 000011
【図５】
2009130619.tif 000012
【図６】
2009130619.tif 000013
【図７】
2009130619.tif 000014
【図８】
2009130619.tif 000015
【図９】
2009130619.tif 000016
【図１０】
2009130619.tif 000017
【図１１】
2009130619.tif 000018
【図１２】
2009130619.tif 000019
【図１３】
2009130619.tif 000020
【図１４】
2009130619.tif 000021