CN101940002A - 麦克风单元 - Google Patents
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Abstract
一种麦克风单元(2)，包括：麦克风基板(13)；以及具有振动板(22)的分隔单元(20)。麦克风基板(13)具有第一基板开口(14)和第二基板开口(15)。分隔单元(20)覆盖第一基板开口(14)并且振动板(22)覆盖第一基板开口(14)的一部分，以形成内部空间，该内部空间至少包括形成在麦克风基板(13)中的基板内单元空间(12)，并且通过第一基板开口(14)和第二基板开口(15)与振动板(22)的外部连通。这实现了这样一种麦克风单元，其中高密度地安装由单个振动板配置的差分麦克风。
Description
技术领域
本发明涉及一种麦克风单元。
背景技术
在通过电话等进行的通信、声音识别、声音记录等中，优选仅收集目标声音(讲话者的声音)。然而，在声音输入装置的使用环境中，有时除了目标声音之外还会有例如背景噪声之类的声音。因此，正在推进这样一种声音输入装置的发展，该声音输入装置即使在将装置用于有噪声的环境中的情况下也允许准确提取目标声音，即，具有去除噪声的功能。
此外，近年来，电子装置变得越来越小，从而用于缩小声音输入装置尺寸的技术变得越来越重要。
专利文献：JP-A-2007-81614
发明内容
本发明要解决的问题
作为抑制远处噪声的一种近讲麦克风(close-talking microphone)，公知一种差分麦克风(differential microphone)，其产生并使用表示来自两个麦克风的电压信号之间的差的差分信号。然而，由于使用了两个麦克风，因此难以通过高密度地安装差分麦克风(即，通过在小区域中安装差分麦克风)来减小麦克风单元的尺寸。
已经考虑到上述情形而作出了本发明，并且本发明的目的是提供一种麦克风单元，其通过高密度地安装差分麦克风来减小尺寸。
用于解决问题的方法
(1)根据本发明的麦克风单元是这样一种麦克风单元，其包括麦克风基板和具有振动板的分隔部；并通过作用于所述振动板的两个表面上的声压之间的差使所述振动板振动，从而将输入声波转换成电信号；其中，
所述麦克风基板具有被设置在一个表面上的第一基板开口部和第二基板开口部；
所述分隔部覆盖所述第一基板开口部；
所述振动板覆盖所述第一基板开口部的至少一部分；以及
形成一内部空间，所述内部空间为至少包括形成在所述麦克风基板内部的基板内部空间的空间；并且通过所述第一基板开口部和所述第二基板开口部使所述振动板与外部连通。
分隔部可形成为所谓的MEMS(微机电系统)。此外，振动板可为这样一种物体，其使用无机压电薄膜或有机压电薄膜通过压电效应执行声-电转换；或可为驻极体膜(electret film)。此外，麦克风基板可由绝缘模制材料、烧结陶瓷、玻璃环氧树脂、塑料等制成。
根据本发明，可以实现这样一种麦克风单元，其中高密度地安装由振动板组成的差分麦克风。
(2)在麦克风单元中，基板内部空间可沿在两端包括所述第一基板开口部和所述第二基板开口部的区域的竖直方向设置。
(3)麦克风单元包括盖部，该盖部被放在所述麦克风基板的一个表面侧(one-surface side)上；其中
所述盖部具有：第一盖部开口部、第二盖部开口部、第三盖部开口部、第四盖部开口部、第一盖部内部空间以及第二盖部内部空间，其中所述第一盖部内部空间将所述第一盖部开口部和所述第二盖部开口部彼此连接，所述第二盖部内部空间将所述第三盖部开口部和所述第四盖部开口部彼此连接；
所述第一盖部内部空间通过所述第一盖部开口部与外部连通，并通过所述第二盖部开口部与所述内部空间连通；以及
所述第二盖部内部空间通过所述第三盖部开口部与外部连通，并可以至少在部分的所述第四盖部开口部处通过分隔部与所述内部空间分隔。
(4)在麦克风单元中，可通过以形成所述基板内部空间的方式将多个基板彼此贴附而形成所述麦克风基板。
(5)在麦克风单元中，所述麦克风基板具有设置在另一表面上的第三基板开口部；并且
除了所述第一基板开口部和所述第二基板开口部之外，所述内部空间还可通过所述第三基板开口部将所述振动板与外部彼此连接。
(6)在麦克风单元中，所述基板内部空间可沿所述第三基板开口部的竖直方向设置。
(7)麦克风单元包括配线基板；其中
所述配线基板设置在所述麦克风基板的另一表面侧上，并且接合到所述另一表面侧以覆盖所述第三基板开口部。
(8)在麦克风单元中，从所述第一盖部开口部到所述振动板的声波抵达时间与从所述第三盖部开口部到所述振动板的声波抵达时间可以彼此相等。
(9)麦克风单元可包括信号处理电路，所述信号处理电路设置在所述麦克风基板的一个表面侧上并设置在所述第二盖部内部空间中。
附图说明
图1A为示出根据第一实施例的麦克风单元的结构的视图。
图1B为用于描述根据第一实施例的麦克风单元的操作的剖面图。
图2A为示出根据第一实施例的麦克风单元的麦克风基板的结构性实例的视图，即，为示出通过将两个基板彼此贴附(attach)而形成的麦克风基板的下基板的结构的示意性平面图。
图2B为示出根据第一实施例的麦克风单元的麦克风基板的结构性实例的视图，即，为示出通过将两个基板彼此贴附而形成的麦克风基板的上基板的结构的示意性平面图。
图3为示意性示出电容型麦克风的结构的剖面图。
图4A为示出根据第二实施例的麦克风单元的结构的视图。
图4B为用于描述根据第二实施例的麦克风单元的操作的剖面图。
图5A为示出根据第二实施例的麦克风单元的麦克风基板的结构性实例的视图，即，为示出通过将三个基板彼此贴附而形成的麦克风基板的下基板的结构的示意性平面图。
图5B为示出根据第二实施例的麦克风单元的麦克风基板的结构性实例的视图，即，为示出通过将三个基板彼此贴附而形成的麦克风基板的中间基板的结构的示意性平面图。
图5C为示出根据第二实施例的麦克风单元的麦克风基板的结构性实例的视图，即，为示出通过将三个基板彼此贴附而形成的麦克风基板的上基板的结构的示意性平面图。
图6为示出根据第二实施例的麦克风单元的麦克风基板的另一结构性实例的视图。
图7A为示出根据第三实施例的麦克风单元的结构的视图。
图7B为用于描述根据第二实施例的麦克风单元的操作的剖面图。
图8A为示出根据第三实施例的麦克风单元的麦克风基板的结构性实例的视图，即，为示出通过将两个基板彼此贴附而形成的麦克风基板的下基板的结构的示意性平面图。
图8B为示出根据第三实施例的麦克风单元的麦克风基板的结构性实例的视图，即，为示出通过将两个基板彼此贴附而形成的麦克风基板的上基板的结构的示意性平面图。
图9A为示出根据第四实施例的麦克风单元的结构的视图。
图9B为用于描述根据第四实施例的麦克风单元的操作的剖面图。
图10A为示出根据第五实施例的麦克风单元的结构的视图。
图10B为用于描述根据第五实施例的麦克风单元的操作的剖面图。
图11A为示出根据第六实施例的麦克风单元的结构的视图。
图11B为用于描述根据第六实施例的麦克风单元的操作的剖面图。
其中，附图标记说明如下：
1-6 麦克风单元
10、13、16 麦克风基板
11 基板开口部
12 基板内部空间
14 第一基板开口部
15 第二基板开口部
17 第三基板开口部
20 分隔部
22 振动板
24 保持部
30 配线基板
31-32 电极
33 密封部
40 盖部
41 第一盖部开口部
42 第二盖部开口部
43 第三盖部开口部
44 第四盖部开口部
45 第一盖部内部空间
46 第二盖部内部空间
50 信号处理电路
200 电容型麦克风
202 振动板
204 电极
具体实施方式
在下文中，将参照附图对应用本发明的各个实施例进行描述。然而，本发明不限于下述这些实施例。此外，本发明覆盖了下述内容的自由组合。
此处，在下文中描述的麦克风单元可应用于例如声音通信装置(例如移动电话、公用电话、收发机、耳机等)，或可应用于记录装置、放大系统(扩音器)、麦克风系统等。
1.根据第一实施例的麦克风单元
参照图1A、图1B、图2A、图2B以及图3来描述根据第一实施例的麦克风单元1的结构。
图1A为示出根据第一实施例的麦克风单元的结构的视图：上部视图为根据本实施例的麦克风单元1的剖面图；下部视图为示意性示出根据本实施例的麦克风单元1的平面图的视图。
根据本实施例的麦克风单元1包括麦克风基板，即麦克基板(mike substrate)10。麦克基板10具有：面向一个表面的基板开口部11；以及通过基板开口部11与外部连通的基板内部空间12。基板内部空间12可仅沿基板开口部11的竖直方向设置。
基板内部空间12的形状没有特别限制，例如可为长方体。此外，基板开口部11的形状也没有特别限制，例如可为长方形；在基板内部空间12为长方体的情况下，基板开口部11可设置在基板内部空间12的整个一个表面上。
麦克基板10可由例如绝缘模制材料、烧结陶瓷、环氧树脂、塑料等材料制成。此外，可以通过如下方式来制造具有基板内部空间12的麦克基板10：例如，通过相对于绝缘模制材料推动具有凸部的模具；使用期望的模具利用烧结陶瓷；或通过贴附多个基板，其中一些基板具有通孔而其它基板不具有通孔。
图2A和图2B为用于描述通过贴附多个基板(其中一些基板具有通孔而其它基板不具有通孔)而制造的麦克基板10的结构性实例的视图。图2A为示出通过将两个基板彼此贴附而形成的麦克基板10的下基板的结构的示意性平面图；图2B为示出通过将两个基板彼此贴附而形成的麦克基板10的上基板的结构的示意性平面图。可以通过将具有通孔102a的上基板102贴附到不具有通孔的下基板101上来获得麦克基板10，其中当以平面的方式(planar fashion)来看时该通孔102a实质上具有长方形的形状。
根据本实施例的麦克风单元1包括分隔部20。分隔部20设置在覆盖部分基板开口部11的位置处。
分隔部20包括位于其一部分的振动板22。振动板22为当施加声波时沿法线方向振动的构件。而且，在麦克风单元1中，基于振动板22的振动来提取电信号，从而获得表示被施加到振动板22的声音的电信号。换言之，振动板22为麦克风的振动板。
振动板22设置在覆盖部分基板开口部11的位置处。在此，振动板22的振动表面的位置可与基板开口部11的开口表面相匹配，也可不与其相匹配。此外，分隔部20可具有保持振动板22的保持部24。
在下文中，作为可应用于本实施例的麦克风的一实例，描述了电容型麦克风200的结构。图3为示意性示出电容型麦克风200的结构的剖面图。
电容型麦克风200具有振动板202。此处，振动板202对应于根据本实施例的麦克风单元1的振动板22。振动板202为接收声波以进行振动、具有导电性并形成电极的一端的膜(薄膜)。电容型麦克风200还具有电极204。电极204设置为面向并接近振动板202。这样，振动板202和电极204限定出电容(capacity)。当声波进入电容型麦克风200时，振动板202振动并且振动板202与电极204之间的距离改变，从而振动板202与电极204之间的静电容量改变。例如，通过捕获静电容量中的变化作为电压变化，可以基于振动板202的振动来获得电信号。换言之，可以将进入电容型麦克风200的声波转换成电信号并输出该电信号。此处，在电容型麦克风200中，电极204可具有不受声波影响的结构。例如，电极204可具有网孔结构。
然而，本发明可应用的麦克风(振动板22)不限于电容型麦克风；还可应用于已知的任意麦克风。例如，振动板22可为用于各种麦克风的振动板，这些麦克风例如为电动型(动力型)、电磁型(磁体型)、压电型(晶体型)等。
或者，振动板22可为半导体膜(例如硅膜)。换言之，振动板22可为用于硅麦克(Si麦克)的振动板。通过使用硅麦克，能够实现麦克风单元1的尺寸减小和高性能。
此处，振动板22的形状没有特别限制。例如，振动板22的形状可为圆形。
图1B为用于描述根据本实施例的麦克风单元1的操作的剖面图。
声波的声压Pf1(其在没有穿过基板内部空间12的情况下到达振动板22)被施加到振动板22的一个表面；声波的声压Pb1(其穿过基板内部空间12到达振动板22)被施加到振动板22的另一个表面。因此，振动板22基于声压Pf1和声压Pb1之间的差进行操作。换言之，振动板22操作为差分麦克的振动板。
因此，根据本实施例中的麦克风单元，能够通过将麦克基板10的同一表面上的两点处的声波用作输入来检测声压差。此外，通过以高密度安装由一个振动板组成的差分麦克，能够实现尺寸小、重量轻的麦克风单元。
2.根据第二实施例的麦克风单元
参照图4A、图4B、图5A-图5C以及图6来描述根据第二实施例的麦克风单元2的结构。
图4A为示出根据本实施例的麦克风单元的结构的实例的视图：上部视图为根据本实施例的麦克风单元2的剖面图；下部视图为示意性示出根据本实施例的麦克风单元2的平面图的视图。此处，由相同的附图标记来表示与通过使用图1A描述的麦克风单元1的结构相同的结构；并且省略了其详细描述。
根据本实施例的麦克风单元2包括麦克基板13。麦克基板13具有：面向一个表面的第一基板开口部14和第二基板开口部15；以及通过第一基板开口部14和第二基板开口部15与外部连通的基板内部空间12。基板内部空间12可仅沿在两端处包括第一基板开口部14和第二基板开口部15的一区域的竖向方向设置。
基板内部空间12的形状没有特别限制，例如可为长方体。此外，第一基板开口部14和第二基板开口部15的形状也没有特别限制，例如可为圆形或长方形。此外，在基板内部空间12为长方体的情况下，第一基板开口部14和第二基板开口部15可设置在基板内部空间12的一个表面的两端。
麦克基板13可由例如绝缘模制材料、烧结陶瓷、环氧树脂、塑料等材料制成。此外，可以例如通过贴附多个基板(其中一些基板具有通孔而其它基板不具有通孔)来制造具有基板内部空间12的麦克基板13。
图5A和图5C为用于描述通过贴附多个基板(其中一些基板具有通孔而其它基板不具有通孔)而制造的麦克基板13的结构性实例的视图。图5A为示出通过将三个基板彼此贴附而形成的麦克基板13的下基板的结构的示意性平面图；图5B为示出通过将三个基板彼此贴附而形成的麦克基板13的中间基板的结构的示意性平面图；图5C为示出通过将三个基板彼此贴附而形成的麦克基板13的上基板的结构的示意性平面图。通过将具有通孔132a(其中当以平面的方式来看时该通孔132a实质上具有长方形的形状)的中间基板132贴附到不具有通孔的下基板131上，并且进一步贴附具有两个通孔133a、133b(其中当以平面的方式来看时该通孔133a、133b实质上具有长方形的形状)的上基板133，能够获得麦克基板13。
此处，通过制备下基板134来代替制备下基板131和中间基板132作为不具有通孔的基板，其中，当以图6示出的平面的方式来看时下基板134具有实质上为长方形形状的槽部134a；并且通过将具有两个通孔133a、133b的上述上基板133贴附到下基板134，可获得麦克基板13。
根据本实施例的麦克风单元2包括分隔部20。分隔部20设置在覆盖整个第一基板开口部14的位置。分隔部20的结构与通过使用图1A进行描述的麦克风单元1的分隔部20的结构相同。分隔部20的振动板22设置在覆盖部分第一基板开口部14的位置。此处，振动板22的振动表面的位置可与第一基板开口部14的开口表面相匹配，也可不与其相匹配。
图4B为用于描述根据本实施例的麦克风单元2的操作的剖面图。
声波的声压Pf2(其在未穿过基板内部空间12的情况下到达振动板22)被施加到振动板22的一个表面；声波的声压Pb2(其穿过基板内部空间12到达振动板22)被施加到振动板22的另一个表面。因此，振动板22基于声压Pf2和声压Pb2之间的差进行操作。换言之，振动板22作为差分麦克的振动板进行操作。
此处，为了获得优良的差分麦克特性，麦克基板13和保持部24之间的粘合(adhesion)变得重要。如果在麦克基板13与保持部24之间有声学泄露，则从第二基板开口部15进入的声压不能到达振动板22，从而不能获得优良的差分麦克特性。在本实施例中，保持振动板22的保持部24的下表面的所有四个边缘均与麦克基板13的上表面紧密接触，换言之，通过密封件等执行对这一个表面的声学泄露测量，能够获得优良且均衡的差分麦克特性，并且能够获得还能抵抗环境变化的麦克风单元。
因此，根据本实施例中的麦克风单元，能够通过将麦克基板13的同一表面上的两点处的声波用作输入来检测声压差。此外，通过高密度地安装由一个振动板组成的差分麦克，能够实现尺寸小、重量轻的麦克风单元。
3.根据第三实施例的麦克风单元
参照图7A、图7B、图8A以及图8B来描述根据第三实施例的麦克风单元3的结构。
图7A为示出根据本实施例的麦克风单元的结构的实例的视图：上部视图为根据本实施例的麦克风单元3的剖面图；下部视图为示意性示出根据本实施例的麦克风单元3的平面图的视图。此处，由相同的附图标记来表示与通过使用图1A描述的麦克风单元1的结构以及与通过使用图4A描述的麦克风单元2的结构相同的结构；并且省略了其详细描述。
根据本实施例的麦克风单元3包括麦克基板16。麦克基板16具有：面向一个表面的第一基板开口部14和第二基板开口部15；面向另一表面的第三基板开口部17；以及通过第一基板开口部14、第二基板开口部15以及第三基板开口部17与外部连通的基板内部空间12。基板内部空间12可仅沿第三基板开口部17的竖直方向设置。
基板内部空间12的形状没有特别限制，例如可为长方体。此外，第一基板开口部14、第二基板开口部15以及第三基板开口部17的形状也没有特别限制，例如可为圆形或长方形。而且，在内部空间12为长方体的情况下，第一基板开口部14和第二基板开口部15可设置在长方体的相对面之一的两端，第三基板开口部17可设置在长方体的另一个相对面上。此外，在基板内部空间12为长方体的情况下，基板内部空间12的整个一个表面可为第三基板开口部17。
麦克基板16可由例如绝缘模制材料、烧结陶瓷、环氧树脂、塑料等材料制成。此外，可以通过如下方式来制造具有基板内部空间12的麦克基板16：例如，通过相对于绝缘模制材料推动具有凸部的模具并且通过在该制造步骤后形成通孔；使用期望模具利用烧结陶瓷并且在该制造步骤后形成通孔；或通过贴附具有彼此不同配置的通孔的多个基板。
图8A和图8B为用于描述通过贴附多个基板(具有彼此不同配置的通孔)而制造的麦克基板16的结构性实例的视图。图8A为示出通过将两个基板彼此贴附而形成的麦克风基板16的下基板的结构的示意性平面图；图8B为示出通过将两个基板彼此贴附而形成的麦克基板16的上基板的结构的示意性平面图。通过将具有两个通孔162a、162b(当以平面的方式来看时实质上具有长方形的形状)的上基板162贴附到具有一个通孔(当以平面的方式来看时实质上具有长方形的形状)的下基板161上，能够获得麦克基板16。
根据本实施例的麦克风单元3包括分隔部20。分隔部20设置在覆盖整个第一基板开口部14的位置。分隔部20的结构与通过使用图1A进行描述的麦克风单元1的分隔部20的结构以及与通过使用图4A进行描述的麦克风单元2的分隔部20的结构相同。此处，振动板22的振动表面的位置可与第一基板开口部14的开口表面相匹配，也可不与其相匹配。
如图7B所示，根据本实施例的麦克风单元3可接合到配线基板30。配线基板30保持麦克基板16并且在其上形成配线等，其中，所述配线等将基于振动板22的振动的电信号引导至其它电路。此外，根据本实施例的麦克风单元3可包括用于将基于振动板22的振动的电信号引导至配线基板30的电极31和32。此处，这两个电极如图7B所示；但是，电极的形状和数量没有特别限制。
在根据本实施例的麦克风单元3中，如图7B所示，第三基板开口部17能够通过接合到配线基板30而被遮住(block)，并且其变为能够将基板内部空间12用作声波路径。
配线基板30可被接合到在麦克基板16的另一表面上沿所有方向环绕第三基板开口部17的区域。例如，配线基板30可包括密封部33，该密封部33在麦克基板16的另一表面上无间断地环绕第三基板开口部17的周围，并将麦克基板16和配线基板30彼此接合。这样，能够防止声音(声学泄露)通过麦克基板16和配线基板30之间的间隙进入第三基板开口部17。
密封部33例如可由焊料形成。此外，例如，密封部33可由导电粘合剂(例如银浆等)形成，或由不特别具有导电性的粘合剂形成。此外，例如，密封部33可由能够确保气密性的材料(例如粘合密封剂等)形成。
接下来，通过使用图7B描述根据本实施例的麦克风单元3的操作。
声波的声压Pf3(其在未穿过内部空间12的情况下到达振动板22)被施加到振动板22的一个表面；声波的声压Pb3(其穿过内部空间12到达振动板22)被施加到振动板22的另一个表面。因此，振动板22基于声压Pf3和声压Pb3之间的差进行操作。换言之，振动板22作为差分麦克的振动板进行操作。
此处，为了获得优良的差分麦克特性，麦克基板16和保持部24之间的粘合变得重要。如果在麦克基板16和保持部24之间有声学泄露，则从第二基板开口部15进入的声压不能到达振动板22，从而不能获得优良的差分麦克特性。在本实施例中，在第一基板开口部14中，保持振动板22的保持部24的下表面的所有四个边缘均与麦克基板16的上表面紧密接触，换言之，通过密封件等执行对这一个表面的声学泄露测量，能够获得优良的均衡的差分麦克特性，并且能够获得还能抵抗环境改变的麦克风单元。
而且，对于麦克基板16而言，通过由配线基板30遮住第三基板开口部17来确保基板内部空间12，如第二实施例中示出的麦克基板13中密封基板内部空间12的下部之类的构件变得不必要了，从而能够抑制麦克基板的厚度并且能够实现薄的麦克风单元3。
因此，根据本实施例中的麦克风单元，可以通过将麦克16的同一表面上的两点处的声波用作输入来检测声压差。此外，通过高密度地安装由一个振动板组成的差分麦克，能够实现尺寸小、重量轻的麦克风单元。
4.根据第四实施例的麦克风单元
参照图9A以及图9B来描述根据第四实施例的麦克风单元4的结构。
图9A为示出根据本实施例的麦克风单元的结构的实例的视图：上部视图为根据本实施例的麦克风单元4的剖面图；下部视图为示意性示出根据本实施例的麦克风单元4的平面图的视图。此处，由相同的附图标记来表示与通过使用图1A描述的麦克风单元1的结构相同的结构；并且省略了其详细描述。
根据本实施例的麦克风单元4包括麦克基板10。麦克基板10具有：面向一个表面的基板开口部11；以及通过基板开口部11与外部连通的基板内部空间12。基板内部空间12可仅沿基板开口部11的竖直方向设置。此外，根据本实施例的麦克风单元4包括分隔部20。分隔部20设置在覆盖部分基板开口部11的位置。此外，分隔部20的振动板22设置在覆盖部分基板开口部的位置。这些结构与通过使用图1A描述的麦克风单元1的结构相同。
根据本实施例的麦克风单元4包括盖部40，该盖部40被放在麦克基板10的一个表面侧上。盖部40具有：第一盖部开口部41、第二盖部开口部42、第三盖部开口部43、第四盖部开口部44、第一盖部内部空间45以及第二盖部内部空间46，其中第一盖部内部空间45将第一盖部开口部41和第二盖部开口部42彼此连接，第二盖部内部空间46将第三盖部开口部43和第四盖部开口部44彼此连接。
第一盖部内部空间45通过第一盖部开口部41与外部连通，并通过第二盖部开口部42与基板内部空间12连通。第一盖部开口部41和第二盖部开口部42的形状没有特别限制，例如可为长方形或圆形。此外，部分第二盖部开口部42可面向麦克基板10的一个表面。
第二盖部内部空间46通过第三盖部开口部43与外部连通，并在至少部分第四盖部开口部44处通过分隔部20与基板内部空间12分隔开。第三盖部开口部43和第四盖部开口部44的形状没有特别限制，例如可为长方形或圆形。此外，部分第四盖部开口部44可面向麦克基板10的一个表面。
根据本实施例的麦克风单元4可包括信号处理电路50。信号处理电路50执行多种处理，例如对基于振动板22的振动等的信号进行放大。信号处理电路50可设置在作为麦克基板10的一部分且位于第二盖部内部空间46中的一个表面侧上。优选地，信号处理电路50靠近振动板22设置。在基于振动板22的振动的信号微弱的情况下，能够通过将外部电磁噪声的影响抑制到尽可能小来提高SNR(信噪比)。此外，信号处理电路50可具有不仅合并了放大电路而且还合并了AD转换器等并且执行数字输出的结构。
图9B为用于描述根据本实施例的麦克风单元4的操作的剖面图。
声波的声压Pf4(其从第三盖部开口部43进入，穿过第二盖部内部空间46并且到达振动板22)被施加到振动板22的一个表面；声波的声压Pb4(其从第一盖部开口部41进入，穿过第一盖部内部空间45和基板内部空间12并且到达振动板22)被施加到振动板22的另一个表面。因此，振动板22基于声压Pf4和声压Pb4之间的差进行操作。换言之，振动板22作为差分麦克的振动板进行操作。
因此，根据本实施例中的麦克风单元，可以通过将盖部40上的两点处(即第一盖部开口部41和第三盖部开口部43)的声波用作输入来检测声压差。此外，通过高密度地安装由一个振动板组成的差分麦克，能够实现尺寸小、重量轻的麦克风单元。
此外，可采用如下结构，在该结构中，从第一盖部开口部41到振动板22的声波抵达时间与从第三盖部开口部43到振动板22的声波抵达时间变为彼此相等。为了使声波抵达时间彼此相等，可采用如下结构，在该结构中，例如从第一盖部开口部41到振动板22的声波路径长度和从第三盖部开口部43到振动板22的声波路径长度变为彼此相等。路径长度例如可为连接路径的剖面的中心的线的长度。优选地，路径长度之间的比率为±20％(从80％以上到120％以下的范围)以及路径长度相等，从而声阻抗近似相等，并且尤其可以提高高频带中的差分麦克特性。
根据此结构，能够使声波抵达时间相匹配，即，能够使从第一盖部开口部41到振动板22的相位以及从第三盖部开口部43到振动板22的相位彼此相匹配，从而能够实现更高精度的噪声去除功能。
5.根据第五实施例的麦克风单元
参照图10A以及图10B来描述根据第五实施例的麦克风单元5的结构。
图10A为示出根据本实施例的麦克风单元的结构的实例的视图：上部视图为根据本实施例的麦克风单元5的剖面图；下部视图为示意性示出根据本实施例的麦克风单元5的平面图的视图。此处，由相同的附图标记来表示与通过使用图4A描述的麦克风单元2的结构以及与通过使用图9A描述的与麦克风单元4的结构相同的结构；并且省略了其详细描述。
根据本实施例的麦克风单元5包括麦克基板13。麦克基板13具有：面向一个表面的第一基板开口部14和第二基板开口部15；以及通过第一基板开口部14和第二基板开口部15与外部连通的基板内部空间12。基板内部空间12可仅沿在两端处包括第一基板开口部14和第二基板开口部15的区域的竖直方向设置。此外，根据本实施例的麦克风单元5包括分隔部20。分隔部20设置在覆盖整个第一基板开口部14的位置。此外，分隔部20的振动板22设置在覆盖部分第一基板开口部14的位置。这些结构与通过使用图4A进行描述的麦克风单元2的结构相同。
根据本实施例的麦克风单元5包括盖部40，该盖部40被放在麦克基板13的一个表面侧上。盖部40具有：第一盖部开口部41、第二盖部开口部42、第三盖部开口部43、第四盖部开口部44、第一盖部内部空间45以及第二盖部内部空间46。此外，根据本实施例的麦克风单元5可包括信号处理电路50。这些结构与通过使用图9A进行描述的麦克风单元4的结构相同。
图10B为用于描述根据本实施例的麦克风单元5的操作的剖面图。
声波的声压Pf5(其从第三盖部开口部43进入，穿过第二盖部内部空间46，并且到达振动板22)被施加到振动板22的一个表面；声波的声压Pb5(其从第一盖部开口部41进入，穿过第一盖部内部空间45和基板内部空间12，并且到达振动板22)被施加到振动板22的另一个表面。因此，振动板22基于声压Pf5和声压Pb5之间的差进行操作。换言之，振动板22作为差分麦克的振动板进行操作。
此处，为了获得优良的差分麦克特性，麦克基板13和保持部24之间的粘合变得重要。如果在麦克基板13和保持部24之间有声学泄露，则从第二基板开口部15进入的声压不能到达振动板22，从而不能获得优良的差分麦克特性。在本实施例中，在第一基板开口部14中，保持振动板22的保持部24的下表面的所有四个边缘均与麦克基板13的上表面紧密接触，通过密封件等执行对这一个表面的声学泄露测量，能够获得优良的均衡的差分麦克特性，并且能够获得还能抵抗环境变化的麦克风单元。
因此，根据本实施例中的麦克风单元，能够通过将盖部40上的两点处(即，第一盖部开口部41和第三盖部开口部43)的声波用作输入来检测声压差。此外，通过高密度地安装由一个振动板组成的差分麦克，能够实现尺寸小、重量轻的麦克风单元。
此外，可采用如下结构，在该结构中，从第一盖部开口部41到振动板22的声波抵达时间与从第三盖部开口部43到振动板22的声波抵达时间变为彼此相等。为了使声波抵达时间彼此相等，可采用如下结构，在该结构中，例如从第一盖部开口部41到振动板22的声波路径长度和从第三盖部开口部43到振动板22的声波路径长度变为彼此相等。路径长度例如可为连接路径的剖面的中心的线的长度。优选地，路径长度的比率为±20％(从80％以上到120％以下的范围)以及路径长度相等，从而声阻抗近似相等，并且可以尤其提高高频带中的差分麦克特性。
根据此结构，能够使声波抵达时间相匹配，即，能够使从第一盖部开口部41到振动板22的相位以及从第三盖部开口部43到振动板22的相位彼此相匹配，并能够实现更高精度的噪声去除功能。
6.根据第六实施例的麦克风单元
参照图11A以及图11B来描述根据第六实施例的麦克风单元6的结构。
图11A为示出根据本实施例的麦克风单元的结构的实例的视图：上部视图为根据本实施例的麦克风单元6的剖面图；下部视图为示意性示出根据本实施例的麦克风单元6的平面图的视图。此处，由相同的附图标记来表示与通过使用图7A描述的麦克风单元3的结构以及与通过使用图9A描述的与麦克风单元4的结构相同的结构；并且省略了其详细描述。
根据本实施例的麦克风单元6包括麦克基板16。麦克基板16具有：面向一个表面的第一基板开口部14和第二基板开口部15；面向另一表面的第三基板开口部17；以及通过第一基板开口部14、第二基板开口部15以及第三基板开口部17与外部连通的基板内部空间12。基板内部空间12可仅沿第三基板开口部17的竖直方向设置。此外，根据本实施例的麦克风单元6包括分隔部20。分隔部20设置在覆盖整个第一基板开口部14的位置。此外，分隔部20的振动板22设置在覆盖部分第一基板开口部14的位置。这些结构与通过使用图7A进行描述的麦克风单元3的结构相同。
根据本实施例的麦克风单元6包括盖部40，该盖部40被放在麦克基板16的一个表面侧上。盖部40包括：第一盖部开口部41、第二盖部开口部42、第三盖部开口部43、第四盖部开口部44、第一盖部内部空间45以及第二盖部内部空间46。此外，根据本实施例的麦克风单元6可包括信号处理电路50。这些结构与通过使用图9A进行描述的麦克风单元4的结构相同。
如图11B所示，根据本实施例的麦克风单元6可接合到配线基板30。配线基板30保持麦克基板16并且在其上形成配线等，其中，所述配线将基于振动板22的振动的电信号引导至其它电路。此外，根据本实施例的麦克风单元6可包括用于将基于振动板22的振动的电信号引导至配线基板30的电极31和32。此处，这两个电极如图11B所示；但是，电极的形状和数量没有特别限制。
在根据本实施例的麦克风单元6中，如图11B所示，第三基板开口部17能够通过接合到配线基板30而被遮住，并且其变为能够将基板内部空间12用作声波路径。
配线基板30可被接合到在麦克基板16的另一表面上沿所有方向环绕第三基板开口部17的区域。例如，配线基板30可包括密封部33，该密封部33在麦克基板16的另一表面上无间断地环绕第三基板开口部17的周围，并将麦克基板16和配线基板30彼此接合。这样，能够防止声音(声学泄露)通过麦克基板16和配线基板30之间的间隙进入第三基板开口部17。
密封部33例如可由焊料形成。此外，例如，密封部33可由导电粘合剂(例如银浆等)形成，或由不具有导电性的粘合剂形成。此外，例如，密封部33可由能够确保气密性的材料(例如粘合密封剂等)形成。
接着，通过使用图11B描述根据本实施例的麦克风单元6的操作。
声波的声压Pf6(其从第三盖部开口部43进入，穿过第二盖部内部空间46，并且到达振动板22)被施加到振动板22的一个表面；声波的声压Pb6(其从第一盖部开口部41进入，穿过第一盖部内部空间45和基板内部空间12，并且到达振动板22)被施加到振动板22的另一个表面。因此，振动板22基于声压Pf6和声压Pb6之间的差进行操作。换言之，振动板22作为差分麦克的振动板进行操作。
此处，为了获得优良的差分麦克特性，麦克基板16和保持部24之间的粘合变得重要。如果在麦克基板16和保持部24之间有声学泄露，则从第二基板开口部15进入的声压不能到达振动板22，从而不能获得优良的差分麦克特性。在本实施例中，在第一基板开口部14中，保持振动板22的保持部24的下表面的所有四个边缘均与麦克基板16的上表面紧密接触，通过密封件等执行对这一个表面的声学泄露测量，从而能够获得优良的均衡的差分麦克特性，并且能够获得还能抵抗环境变化的麦克风单元。
而且，对于麦克基板16而言，通过由配线基板30遮住第三基板开口部17来确保基板内部空间12，如第五实施例中示出的麦克基板13中密封基板内部空间12的下部之类的构件变得不必要了，从而能够抑制麦克基板的厚度并且能够实现薄的麦克风单元6。
因此，根据本实施例中的麦克风单元，能够通过将盖部40上的两点处(即，第一盖部开口部41和第三盖部开口部43)的声波用作输入来检测声压差。此外，通过高密度地安装由一个振动板组成的差分麦克，能够实现尺寸小、重量轻的麦克风单元。
此外，可采用如下结构，在该结构中，从第一盖部开口部41到振动板22的声波抵达时间与从第三盖部开口部43到振动板22的声波抵达时间变为彼此相等。为了使声波抵达时间彼此相等，可采用如下结构，在该结构中，例如从第一盖部开口部41到振动板22的声波路径长度和从第三盖部开口部43到振动板22的声波路径长度变为彼此相等。路径长度例如可为连接路径的剖面的中心的线的长度。优选地，路径长度之间的比率为±20％(从80％以上到120％以下的范围)以及路径长度相等，从而声阻抗近似相等，并且尤其能够提高高频带中的差分麦克特性。
根据此结构，能够使声波抵达时间相匹配，即，能够使从第一盖部开口部41到振动板22的相位以及从第三盖部开口部43到振动板22的相位彼此相匹配，并能够实现更高精度的噪声去除功能。
本发明基本上覆盖了与多个实施例中描述的结构相同的结构(例如，具有相同功能、方法和结果的结构，或具有相同目的和效果的结构)。此外，本发明覆盖了实施例中描述的结构中的非实体部分(insubstantial portion)被另一部分取代的结构。此外，本发明覆盖了能够与实施例中描述的结构执行相同操作和效果或达到相同目的的结构。此外，本发明覆盖了现有技术被加入到实施例中描述的结构的结构。
例如，如下结构是可能的，其中将与通过使用图1A和图1B描述的麦克风单元1类似的结构(在麦克基板的一个表面上具有开口部)以及与通过使用图7A和图7B描述的麦克风单元3和通过使用图11A和图11B描述的麦克风单元6类似的结构(在麦克基板的另一个表面上具有第三开口部)彼此结合。
此处，对于第四到第六实施例中描述的麦克风单元4-6，第一盖部开口部41与第三盖部开口部43之间的距离优选被设为5.2毫米或更短，从而能够实现远距离噪声抑制特性优良的差分麦克风。
此外，通过将第一盖部开口部41和第三盖部开口部43的面积比调整到±20％内(从高于80％到低于120％的范围)，从而声阻抗近似相等，并且能够特别提高高频带的差分麦克特性。
此外，通过将基板内部空间12的体积与第一盖部内部空间45的体积之和与第三盖部内部空间46的体积之间的体积比调整到±50％内(高于50％到低于150％的范围)，从而声学阻抗近似相等，并且能够特别提高高频带的差分麦克特性。
Claims (9)
1.一种麦克风单元，包括麦克风基板和具有振动板的分隔部；并通过作用于所述振动板的两个表面上的声压之间的差使所述振动板振动，从而将输入声波转换成电信号；其中，所述麦克风基板具有设置在一个表面上的第一基板开口部和第二基板开口部；
所述分隔部覆盖所述第一基板开口部；
所述振动板覆盖所述第一基板开口部的至少一部分；以及
形成一内部空间，所述内部空间为至少包括形成在所述麦克风基板内部的基板内部空间的空间，并且通过所述第一基板开口部和所述第二基板开口部将所述振动板与外部连通。
2.根据权利要求1所述的麦克风单元，其中所述基板内部空间沿在两端包括所述第一基板开口部和所述第二基板开口部的区域的竖直方向设置。
3.根据权利要求1所述的麦克风单元，还包括盖部，所述盖部被放在所述麦克风基板的一个表面侧上；其中
所述盖部包括：第一盖部开口部、第二盖部开口部、第三盖部开口部、第四盖部开口部、第一盖部内部空间以及第二盖部内部空间，其中所述第一盖部内部空间将所述第一盖部开口部和所述第二盖部开口部彼此连接，所述第二盖部内部空间将所述第三盖部开口部和所述第四盖部开口部彼此连接；
所述第一盖部内部空间通过所述第一盖部开口部与外部连通，并通过所述第二盖部开口部与所述内部空间连通；以及
所述第二盖部内部空间通过所述第三盖部开口部与外部连通，并在所述第四盖部开口部的至少一部分通过所述分隔部与所述内部空间分隔。
4.根据权利要求1所述的麦克风单元，其中所述麦克风基板通过以形成所述基板内部空间的方式将多个基板彼此贴附而形成。
5.根据权利要求1所述的麦克风单元，其中所述麦克风基板具有设置在另一表面上的第三基板开口部；并且
除了所述第一基板开口部和所述第二基板开口部之外，所述内部空间通过所述第三基板开口部将所述振动板与外部彼此连接。
6.根据权利要求5所述的麦克风单元，其中所述基板内部空间沿所述第三基板开口部的竖直方向设置。
7.根据权利要求5所述的麦克风单元，还包括配线基板；其中
所述配线基板设置在所述麦克风基板的另一表面侧上，并接合到所述另一表面侧以覆盖所述第三基板开口部。
8.根据权利要求3所述的麦克风单元，其中
从所述第一盖部开口部到所述振动板的声波抵达时间与从所述第三盖部开口部到所述振动板的声波抵达时间彼此相等。
9.根据权利要求3所述的麦克风单元，还包括信号处理电路，所述信号处理电路设置在所述麦克风基板的所述一个表面侧上并设置在所述第二盖部内部空间中。
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