CN102742299A - 麦克风单元及包括该麦克风单元的语音输入装置 - Google Patents

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Abstract

一种麦克风单元（1）包括第一振动部（14）、第二振动部（15）以及用于容纳所述第一振动部（14）和所述第二振动部（15）的壳体（10），所述壳体设置有第一音孔（132）和第二音孔（133）。所述壳体（10）设置有：第一声音通道（41），用于将从所述第一音孔（132）输入的声压传输至第一膜片（142）的一个表面（142a）并且传输至第二膜片（152）的一个表面（152a）；第二声音通道（42），用于将从所述第二音孔（133）输入的声压传输至所述第二膜片（152）的另一个表面（152b）；以及密封空间（S），面向所述第一膜片（14）的另一个表面（142b）。

Description

麦克风单元及包括该麦克风单元的语音输入装置
技术领域
本发明涉及一种麦克风单元，该麦克风单元具有将输入的声音转换成电信号并将该电信号输出的功能。本发明涉及一种包括这种麦克风单元的语音输入装置。
背景技术
在传统实践中，包括将输入的声音转换成电信号并将该电信号输出的功能的麦克风单元已经被应用于各种类型的语音输入装置（例如，移动电话、收发器以及其他语音通信装置；使用了输入语音分析技术的语音识别系统和其他信息处理系统；录音装置；等等）。存在对于能够抑制背景噪声并且只提取近处声音的麦克风单元的需求，同时，也存在对于不仅提取近处声音而且也提取远处声音的麦克风单元的需求。
以下以移动电话作为包括麦克风单元的语音输入装置的例子来进行描述。当用移动电话打电话时，通常，用户将移动电话拿在手里，并在使用时将其嘴巴靠近麦克风部分。因此，一般而言，需要设置到移动电话上的麦克风具有抑制背景噪声并且只提取近处声音的功能（作为近讲麦克风的功能）。
然而，近年来，移动电话提供免提功能，这样，例如在开车的同时也能打电话而不需要将电话拿在手里，并且麦克风单元提供录像功能。在通过免提功能使用移动电话的情况下，由于用户嘴巴的位置是在离开移动电话的位置，因而需要麦克风具有不仅提取近处声音而且提取远处声音的功能。还需要麦克风具有在录像情况下不仅提取近处声音而且还提取远处声音的功能，因为在录像的时候必须对周围区域进行录音。
具体而言，由于近年来移动电话变得多功能化，因而需要抑制背景噪声且只提取近处声音的功能以及不仅提取近处声音而且还提取远处声音的功能这两种功能。为了适应这种需求，一种可能是单独安装包括作为近讲麦克风功能的麦克风单元以及还能够提取远处声音的全向性麦克风单元。
另一种可能的方法是例如将专利文献1中公开的麦克风单元应用于移动电话。专利文献1中公开的麦克风单元被设计为通过打开和关闭机制使得用于输入语音的两个开口部之一在打开状态和关闭状态之间切换。专利文献1公开的麦克风单元在两个开口部均打开时用作双向性差分麦克风，在两个开口部之一关闭时用作全向性麦克风。
当该麦克风单元用作双向性差分麦克风时，它适用于用户通过手持方式使用移动电话的情况，因为该麦克风单元能够抑制背景噪声并且只提取近处声音。当该麦克风单元用作全向性麦克风时，它适用于使用了免提功能或录像功能的情况，因为它还能够提取远处的声音。
引用清单
专利文献
专利文献1：日本未审查专利申请号2009-135777
发明内容
技术问题
然而，在如上所述将包括作为近讲麦克风功能的麦克风单元和全向性麦克风单元单独安装的情况下，必须提高用来将该麦克风单元安装在移动电话中的安装基板的表面面积。由于近年来对于移动电话小型化的需求强劲，因而需要提高用来安装麦克风单元的安装基板表面面积的上述适应（adaption）是不希望的。
专利文献1的结构是使用机械机构而在呈现双向性差分麦克风的功能和呈现全向性麦克风的功能之间切换的结构。因为机械机构抵抗掉落时的冲击力的能力弱而且易磨损，因而存在对于机械机构耐用性方面的担忧。
考虑到上述问题，本发明的一个目的是提供一种小型麦克风单元，易于用来使得语音输入装置多功能化。本发明的另一个目的是提供一种包括这种麦克风单元的高质量的语音输入装置。
解决问题的方案
为了实现上述目的，本发明的一种麦克风单元包括：第一振动部，用于基于第一膜片的振动将声音信号转换成电信号；第二振动部，用于基于第二膜片的振动将声音信号转换成电信号；以及壳体，用于容纳所述第一振动部和所述第二振动部，所述壳体设置有第一音孔和第二音孔；所述麦克风单元的特征在于，所述壳体设置有：第一声音通道，用于将从所述第一音孔输入的声压传输至所述第一膜片的一个表面并且传输至所述第二膜片的一个表面；第二声音通道，用于将从所述第二音孔输入的声压传输至所述第二膜片的另一个表面；以及密封空间，面向所述第一膜片的另一个表面。
根据本发明的麦克风单元，获得了全向性麦克风的功能，其中，使用第一振动部不仅能够提取近处的声音而且能够提取远处的声音，而且使用第二振动部获得了具有优秀远处噪声抑制性能的双向性差分麦克风的功能。因此，该麦克风单元容易适用于为应用了该麦克风单元的语音输入装置（例如，移动电话等）赋予多功能化性能。给出的一个具体的例子是，一种可能的使用方式是在移动电话的近讲模式中使用双向性差分麦克风的功能，在免提模式或录像模式中使用全向性麦克风的功能。由于本发明的麦克风单元具有这两种功能，因而无需单独地安装两个麦克风单元，并且易于将语音输入装置的尺寸最小化。
以上描述的麦克风单元的结构可以设计为使得壳体包括安装部和盖体，所述安装部用于安装所述第一振动部和所述第二振动部，所述盖体用于和所述安装部一起形成用于容纳所述第一振动部和所述第二振动部的容纳空间，所述盖体位于所述安装部上方；在所述安装部中形成有第一开口部、第二开口部以及用于将所述第一开口部和所述第二开口部连通的中空空间；在所述盖体中形成有所述第一音孔、所述第二音孔以及与所述第一音孔连通并且用于形成所述容纳空间的凹部空间；所述第二振动部布置在所述安装部中以遮挡所述第一开口部；所述第一声音通道是使用所述第一音孔和所述容纳空间来形成的；以及所述第二声音通道是使用所述第二音孔、所述第二开口部、所述中空空间以及所述第一开口部来形成的。
根据该结构，用为数不多的构件获得了构成该麦克风单元的壳体，容易使得该麦克风单元更小更薄。根据该结构，由于该结构可以具有设置到相同表面上的两个音孔，因而能够将该麦克风单元应用于语音输入装置，而不会使得语音输入装置的结构复杂化。
以上描述的麦克风单元的结构可以设计为使得所述密封空间形成在所述第一膜片和所述安装部的安装有所述第一振动部的安装表面之间。
以上描述的该结构的麦克风单元可以设计为使得所述第一振动部布置为遮挡形成在所述安装部中的槽部的开口表面，所述槽部是所述密封空间的一部分。根据该结构，提高了设置到第一膜片另一表面侧（声压没有被传输到的一侧的表面）的密封空间（背室）的容积。因此，能够改善第一振动部的麦克风灵敏度。
以上描述的该结构的麦克风单元可以设计为使得构成所述密封空间一部分的通孔形成在所述安装部中，所述通孔的一个开口被所述第一振动部遮挡，另一个开口被布置在所述第一振动部安装侧的相对侧上的安装基板遮挡。这种结构可以提高第一振动部背室的容积，并且改善第一振动部的麦克风灵敏度。
以上描述的该结构的麦克风单元可以设计为使得所述壳体包括安装部和盖体，所述安装部用于安装所述第一振动部和所述第二振动部，所述盖体用于和所述安装部一起形成用于容纳所述第一振动部的第一容纳空间以及用于容纳所述第二振动部的第二容纳空间，所述盖体位于所述安装部上方；在所述安装部中形成有第一开口部、第二开口部、第三开口部以及用于将所述第一开口部、第二开口部以及第三开口部连通的中空空间；在所述盖体中形成有所述第一音孔、所述第二音孔、用于形成所述第一容纳空间的第一凹部空间以及与所述第二音孔连通并且用于形成所述第二容纳空间的第二凹部空间；所述第一振动部布置在所述安装部中以遮挡所述第一开口部；所述第二振动部布置在所述安装部中以遮挡所述第二开口部；所述第一声音通道是使用所述第一音孔、所述第三开口部、所述中空空间、所述第一开口部以及所述第二开口部形成的；所述第二声音通道是使用所述第二音孔和所述第二容纳空间形成的；以及所述密封空间是使用所述第一容纳空间形成的。即使采用这种结构，也能用为数不多的构件获得麦克风单元的壳体，并且容易使得麦克风单元更小更薄。根据该结构，由于该结构可以具有设置到相同表面的两个音孔，因而能够将该麦克风单元应用于语音输入装置，而不会使得语音输入装置的结构复杂化。
以上描述的该结构的麦克风单元可以设计为使得所述安装部包括基底和麦克风基板，所述第一振动部和所述第二振动部安装在所述麦克风基板上，所述麦克风基板层叠在所述基底上。如同该结构中那样，由于安装部是多个构件，因而容易形成第二声音通道。
以上描述的该结构的麦克风单元可以包括第一电路部和第二电路部，所述第一电路部用于处理从所述第一振动部获得的电信号，所述第二电路部用于处理从所述第二振动部获得的电信号，或者可以包括一个电路部，用于处理从所述第一振动部和所述第二振动部获得的电信号。
在以上描述的该结构的麦克风单元中，当有一个电路部时，该电路部优选地布置为位于所述第一振动部和所述第二振动部中间。根据该结构，两个振动部均能够布置在该电路部附近。因此，根据该结构的麦克风单元，使得电磁噪声的影响最小化，并且容易保证令人满意的信噪比（SNR）。
以上描述的该结构的麦克风单元可以设计为设置有用于输入来自外部的切换信号的切换电极，并且所述电路部包括用于基于所述切换信号执行切换动作的切换电路。根据该结构，能够选择性地输出对应于所述第一振动部的信号或者对应于所述第二振动部的信号，而且不需要将其输出位置切换就能够将这两种信号输出。
以上描述的该结构的麦克风单元可以设计为使得所述切换电路基于所述切换信号执行切换动作从而向外部输出对应于所述第一振动部的信号或者对应于所述第二振动部的信号。根据该结构，无需为应用了该麦克风单元的语音输入装置设置用来选择使用这两种信号中的哪一种的切换电路。
以上描述的该结构的麦克风单元可以设计为使得所述电路部单独地输出对应于所述第一振动部的信号和对应于所述第二振动部的信号。当使用如该结构那样独立地将这两种信号输出的结构时，能够执行使用这两种信号的运算处理以控制应用了该麦克风单元的语音输入装置中的方向特性。
为了实现以上描述的目的，本发明的特征在于语音输入装置包括以上描述结构的麦克风单元。
根据该结构，由于麦克风单元包括以下两种功能：作为还能够提取远处声音的全向性麦克风的功能，以及作为提取近处声音并且具有优秀远处噪声抑制性能的双向性差分麦克风的功能，因而可以提供能够选择性地以每一模式使用麦克风功能的高质量语音输入装置。
本发明的有益效果
根据本发明，能够提供易于适用于使得语音输入装置多功能化的小型化麦克风单元。根据本发明，能够提供包括这种麦克风单元的高质量的语音输入装置。
附图说明
图1是示出第一实施例的麦克风单元的外形结构的示意性透视图。
图2是示出第一实施例的麦克风单元的结构的分解透视图。
图3A是从上看时构成第一实施例的麦克风单元的盖体的示意性平面图。
图3B是从上看时构成第一实施例的麦克风单元的麦克风基板的示意性平面图。
图3C是从上看时构成第一实施例的麦克风单元的基底的示意性平面图。
图4是图1中位置A-A处的示意性剖视图。
图5是示出设置到第一实施例的麦克风单元上的MEMS芯片结构的示意性剖视图。
图6是示出第一实施例的麦克风单元结构的方框图。
图7是示出声压P和到声源的距离R之间的关系的曲线图。
图8A是用于描述本实施例的麦克风单元的方向特性并且用于描述只使用了第一MEMS芯片的情况下的方向特性的图。
图8B是用于描述本实施例的麦克风单元的方向特性并且用于描述只使用了第MEMS芯片的情况下的方向特性的图。
图9是用于描述麦克风单元特性的曲线图。
图10是示出第二实施例的麦克风单元结构的方框图。
图11是从上看时设置到第二实施例的麦克风单元的麦克风基板的示意性平面图。
图12是示出第三实施例的麦克风单元结构的方框图。
图13是从上看时设置到第三实施例的麦克风单元的麦克风基板的示意性平面图。
图14是示出第四实施例的麦克风单元结构的示意性剖视图。
图15是从上看时设置到第四实施例的麦克风单元的麦克风基板的示意性平面图。
图16是示出第四实施例的麦克风单元结构的方框图。
图17A是从上看时构成第五实施例的麦克风单元的盖体的示意性平面图。
图17B是从上看时构成第五实施例的麦克风单元的麦克风基板的示意性平面图。
图17C是从上看时构成第五实施例的麦克风单元的基底的示意性平面图。
图18A是示出第五实施例的麦克风单元结构的示意性剖视图，是图17A中位置C-C处的示意性剖视图。
图18B是示出第五实施例的麦克风单元结构的示意性剖视图，是图17A中位置D-D处的示意性剖视图。
图19A是从上看时构成第六实施例的麦克风单元的盖体的示意性平面图。
图19B是从上看时构成第六实施例的麦克风单元的麦克风基板的示意性平面图。
图19C是从上看时构成第六实施例的麦克风单元的基底的示意性平面图。
图20是示出第六实施例的麦克风单元结构的示意性剖视图。
图21是示出应用了第一实施例的麦克风单元的移动电话实施例的示意性结构的图。
图22是图21中位置B-B处的示意性剖视图。
图23是用于描述这些实施例的语音输入装置的改型例的方框图。
图24A是用于描述这些实施例的麦克风单元的一改型例的示意性剖视图。
图24B是用于描述这些实施例的麦克风单元的另一改型例的示意性剖视图。
图24C是用于描述这些实施例的麦克风单元的又一改型例的示意性剖视图。
具体实施方式
以下参照附图详细描述应用了本发明的麦克风单元以及语音输入装置的实施例。
（麦克风单元）
首先，将描述应用了本发明的麦克风单元的实施例。
1、第一实施例的麦克风单元
图1是示出第一实施例的麦克风单元的外形结构的示意性透视图。图2是示出第一实施例的麦克风单元的结构的分解透视图。图3A、图3B和图3C是从上看时构成第一实施例的麦克风单元的构件的示意性平面图，其中，图3A是从上看时盖体的视图，图3B是从上看时配置有微机电系统（MEMS）芯片和专用集成电路（ASIC）的麦克风基板的视图，图3C是从上看时基底的视图。图4是图1中位置A-A处的示意性剖视图。图5是示出设置到第一实施例的麦克风单元上的MEMS芯片结构的示意性剖视图。图6是示出第一实施例的麦克风单元结构的方框图。将参照这些图描述第一实施例的麦克风单元1的结构。
如图1到图4所示，第一实施例的麦克风单元1大致具有这样的结构：包括基底11、层叠在基底11上的麦克风基板12以及位于麦克风基板12顶表面（与面向基底11的表面相对的表面）侧上的盖体13。
基底11由板状构件形成，该板状构件具有例如图2和图3C的平面图中所示的基本上为矩形的形状，在基底顶表面11a纵长方向上的一个端部附近（图3C中左侧附近）形成有第一槽部111，该第一槽部111在平面图中具有基本上为T形的形状。例如，该基底11可以使用FR-4或其他基板材料来形成，并且例如可以使用LCP、PPS或其他树脂通过树脂模铸来获得。在基底11由FR-4或其他基板材料形成的情况下，例如，第一槽部111优选地使用刳刨工具（router）形成。
例如，在如图2和图3B所示平面图中，麦克风基板12形成为基本上为矩形的形状，并且麦克风基板12的板状表面（顶表面12a）的尺寸与基底11的板状表面（顶表面11a）的尺寸实质上相同。如图2所示，第一开口部121形成在麦克风基板12中顶表面12a的中间位置附近，第二开口部122形成在顶表面12a纵长方向上的一个端部（与基底11的第一槽部111所形成的侧相同的侧）附近。
第一开口部121是由通孔形成，该通孔在平面图中具有基本上为圆形的形状，当该麦克风基板12层叠在基底11上时，基板的位置设置为与形成在基底11中的第一槽部111的一部分（更准确地来讲，是平行于基底11的纵长方向而延伸的部分的一部分）重叠。第二开口部122是通孔，该通孔在平面图中具有基本上为矩形的形状，第二开口部122的纵长方向是麦克风基板12的横向方向（图3B中从上到下的方向）。第二开口部122的位置和尺寸设置为与形成在基底11中的第一槽部111的横向方向延伸部分重叠。
构成麦克风基板12的材料没有特别的限制，但是优选地使用传统已知的材料作为基板材料，例如使用FR-4、陶瓷、聚酰亚胺膜等。
如图3B和图4所示，安装在麦克风基板12的顶表面12a上的是第一MEMS芯片14、第二MEMS芯片15和ASIC 16。此处描述安装在麦克风基板12上的MEME芯片14、15以及ASIC 16的结构。
第一MEMS芯片14和第二MEMS芯片15这二者均是由硅芯片形成并且这二者具有相同的结构。因此，以第一MEMS芯片14为例描述MEMS芯片的结构。在图5中，括号里的标记是对应于第二MEMS芯片15的标记。
如图5所示，第一MEMS芯片14具有绝缘的第一基底基板141、第一膜片142、第一绝缘层143以及第一固定电极144。在第一基底基板141中形成有开口141a，该开口141a在平面图中具有基本上为圆形的形状。设置在第一基底基板141的顶部的第一膜片142是响应于声压而振动（在图5中在从上到下的方向上振动）的薄膜，并且导电。
设置了第一绝缘层143，从而布置第一绝缘层143以在第一膜片142和第一固定电极144之间创建间隙Gp，并且在第一绝缘层143中间形成通孔143a，该通孔143a在平面图中具有基本上为圆形的形状。布置在第一绝缘层143的顶部上的固定电极144布置为面向第一膜片142同时基本上平行，在第一膜片142和第一固定电极144之间形成了电容器电容。在第一固定电极144中形成有多个通孔144a从而使得声波能够通过，来自第一膜片142顶侧的声波到达第一膜片142的顶表面142a。
因而，在配置为电容器型麦克风的第一MEMS芯片14中，当使得第一膜片142由于声波而振动时，第一膜片142和第一固定电极144之间的静电电容是变化的。因此，入射到第一MEMS芯片14上的声波（声信号）被作为电信号提取出。类似地，第二MEMS芯片15包括第二基底基板151、第二膜片152、第二绝缘层153以及第二固定电极154，入射到第二MEMS芯片15的声波（声信号）也被作为电信号提取出。具体而言，第一MEMS芯片14和第二MEMS芯片15具有将声信号转换成电信号的功能。
MEMS芯片14、15的结构不限于本实施的结构。例如，在本实施例中，膜片142、152比固定电极144、154低，然而也可以使用将该关系倒置（即膜片在上而固定电极在下的关系）的结构。
ASIC 16是集成电路，用来放大基于第一MEMS芯片14的静电电容的变化（源于第一膜片142的振动）而提取出的电信号以及基于第二MEMS芯片15的静电电容的变化（源于第二膜片152的振动）而提取出的电信号。
如图6所示，ASIC 16包括电荷泵电路161，该电荷泵电路161用于将旁路电压施加至第一MEMS芯片14和第二MEMS芯片15。电荷泵电路161提高电源电压（例如，从大约1.5V到3V，到大约6V到10V）并且将旁路电压施加至第一MEMS芯片14和第二MEMS芯片15。该ASIC 16还包括第一放大器电路162和第二放大器电路163，该第一放大器电路162用于检测第一MEMS芯片14中静电电容的变化，该第二放大器电路163用于检测第二MEMS芯片15中静电电容的变化。由第一放大器电路162和第二放大器电路163放大后的电信号被独立地从ASIC 16输出。
本实施例的结构中将共用的旁路电压施加至第一MEMS芯片14和第二MEMS芯片15，然而本发明不限于这种结构。例如，可以设置两个电荷泵电路161，并且可以单独地向第一MEMS芯片14和第二MEMS芯片15施加旁路电压。采用这种结构，能够减少第一MEMS芯片14和第二MEMS芯片15之间出现串音（crosstalk）的可能性。
如图4所示，在麦克风单元1中，两个MEMS芯片14、15安装在麦克风基板12上，膜片142、152取向为与麦克风基板12的顶表面12a几乎平行。在麦克风单元1中，MEMS芯片14、15和ASIC 16安装为在麦克风基板12顶表面12a的纵长方向（图3B和图4中从左到右的方向）上对齐成一行。对齐顺序为（参见图3B和图4，从左边开始）：第二MEMS芯片15、ASIC 16和第一MEMS芯片14。
如图3B和图4所示，第二MEMS芯片15安装在麦克风基板12的顶表面12a上，从而使得第二膜片152覆盖形成在麦克风基板12中的第一开口部121。第一开口部121被第一MEMS芯片15遮挡。
通过裸片接合和配线接合将两个MEMS芯片14、15和ASIC 16安装在麦克风基板12上。具体而言，通过裸片接合材料（未示出）（例如，基于环氧树脂或基于硅树脂的粘合剂等）将第一MEMS芯片14和第二MEMS芯片15面向麦克风基板12的顶表面12a的整个底表面无间隙地接合。以这种方式接合，保证将不会出现从形成于麦克风基板12的顶表面12a和MEMS芯片14、15的底表面之间的间隙泄露出声音的情况。如图3B所示，两个MEMS芯片14、15均通过配线17电连接至ASIC 16。
面向麦克风基板12顶表面12a的ASIC 16的底表面通过裸片接合材料（未示出）接合至麦克风基板12的顶表面12a。如图3B所示，该ASIC 16还通过配线17电连接至形成在麦克风基板12顶表面12a上的多个电极端子18a、18b、18c、18d中的每一个。形成在麦克风基板12中的多个电极端子18a到18d由如下端子组成：用于输入电源电压（VDD）的电源端子18a、用于输出经过ASIC 16的第一放大器电路162放大后的电信号的第一输出端子18b、用于输出经过ASIC 16的第二放大器电路163放大后的电信号的第二输出端子18c以及用于接地连接的GND端子18d。
通过形成在麦克风基板12和基底11上的配线（包括穿通配线）（未示出），设置到麦克风基板12顶表面12a的多个电极端子18a到18d中的每一个均电连接至形成在基底11的底表面11b（参见图4）上的数个外部连接电极19（具体而言，电源电极19a，第一输出电极19b，第二输出电极19c和GND电极19d（参见图6））。使用数个外部连接电极19从而将形成在安装基板（麦克风单元1安装该安装基板上）上的数个连接端子连接起来。
上面的描述涉及的结构是两个MEMS芯片14、15和ASIC 16通过配线接合安装，当然，这两个芯片MEMS14、15和ASIC 16也可以通过倒装芯片的方式来安装。
如图1到图4所示，盖体13的外形是基本上为长方体的形状，并且在盖体13中形成有基本上为长方体形状的凹部空间131。凹部空间131具有延伸到盖体13纵长方向上一个端部侧（图4中的右侧）附近但是没有延伸至另一个端部侧（图4中的左侧）附近的结构。盖体13位于麦克风基板12上方，凹部空间131和麦克风基板12的取向为面向彼此，从而在凹部空间131和麦克风基板12之间形成用来容纳两个MEMS芯片14、15和ASIC 16的容纳空间。
盖体13纵长方向（图3A中从左到右的方向）的长度和横向方向（图3A中从上到下的方向）的长度设置为与麦克风基板12的顶表面12a的尺寸实质上（substantially）相等。因此，在麦克风基板12和盖体13层叠在基底11上的麦克风单元1中，侧表面部分实质上齐平（flush）。
在盖体顶表面13a的纵长方向上的一个端部侧（图3A中的右侧）形成有第一长孔132，该第一长孔132在平面图中具有基本上是椭圆的形状，该椭圆形状的主轴方向是盖体13的横向方向。例如，如图4所示，第一长孔132与盖体13的凹部空间131连通。在盖体顶表面13a的纵长方向上的另一个端部侧（图3A中的左侧）形成有第二长孔133，该第二长孔133在平面图中具有基本上是椭圆的形状，该椭圆形状的主轴方向是盖体13的横向方向。例如，如图4所示，第二长孔133是从盖体13的顶表面13a到底表面13b穿过的通孔。
第二长孔133的位置被调节为当盖体13覆盖麦克风基板12时第二长孔133与形成在麦克风基板12中的第二开口部122连通。
由于形成在盖体13中的第一长孔132和第二长孔133是用来将声音引导进入由基底11、麦克风基板12以及盖体13形成的壳体10中的孔，因而在下文中将第一长孔132称作第一音孔132，而将第二长孔133称作第二音孔133。
例如，构成盖体13的材料可以是诸如液晶高分子（LCP）或聚苯硫醚（PPS）之类的树脂，并且例如还可以是与麦克风基板12的材料相同的基板材料，例如FR-4。
按照基底11、麦克风基板12（在麦克风基板12上安装有两个MEMS芯片14、15以及ASIC 16）和盖体13这样的顺序将基底11、麦克风基板12和盖体13从底部开始依次层叠并使用例如构件之间的粘合剂等粘附在一起，进而获得了例如图1所示的麦克风单元1。如图4所示，在麦克风单元1中，经由第一音孔132从外部输入的声波穿过容纳空间（形成在盖体13的凹部空间131和麦克风基板12的顶表面12a之间的空间）并到达第一膜片142的顶表面142a和第二膜片152的顶表面152a。经由第二音孔133从外部输入的声波穿过第二开口部122、中空空间（使用基底11的第一槽部111和麦克风基板12的底表面12b形成的空间）以及第一开口部121，并到达第二膜片152的底表面152b。
换句话说，麦克风单元11设置有第一声音通道41和第二声音通道42，该第一声音通道41用于将从第一音孔132输入的声压传输至第一膜片142的一个表面（顶表面142a）并且还传输至第二膜片152的一个表面（顶表面152a），该第二声音通道42用于将从第二音孔133输入的声压传输至第二膜片152的另一个表面（底表面152b）。第一膜片142的另一个表面（底表面142b）面向密封空间（背室）S，在密封空间S中没有声音泄露。
第一MEMS芯片14是本发明第一振动部的实施例。第二MEMS芯片15是本发明第二振动部的实施例。ASIC 16是本发明电路部的实施例。组合在一起的基底11、麦克风基板12以及盖体13是本发明壳体的实施例。组合在一起的基底11和麦克风基板12是本发明安装部的实施例。使用基底11的第一槽部111和麦克风基板12的底表面12b获得了本发明中空空间（该空间将第一开口部121和第二开口部122连通）的实施例。
在本实施例的麦克风单元1中，构成壳体10的基底11、麦克风基板12以及盖体13都是由基板材料FR-4支撑的。因而，当构成壳体10的材料均是相同材料时，就能够避免出现如下的情况：在将麦克风单元1回流安装到安装基板的情况下，由于组成构件膨胀系数的差异导致向安装在麦克风基板12上的MEMS芯片14、15增加了不必要的应力。具体而言，避免了麦克风单元1的特性变差。
在本实施例中，构成本发明安装部的基底11是平板，但是不限于这种形状。具体而言，基底的形状例如可以是具有用来容纳麦克风基板12和盖体13的容纳凹度的盒体形状等。通过以这种方式配置，能够更容易地使得基底11、麦克风基板12和盖体13位置上对齐，并且更容易组装麦克风单元1。
在本实施例中，形成在基底11中的第一槽部111的形状在平面图中是基本上为T形的形状，但是不限于这种结构。具体而言，例如，该形状可以是在平面图中基本上是矩形（图3C中的虚线示出的结构）。通过使用例如本实施例的结构，能够保证用作声音通道的空间的截面面积达到一定程度，并且能够增大麦克风基板12被基底11支撑的表面面积。因而容易避免麦克风基板12的弯曲导致中空空间（该中空空间是使用麦克风基板12的底表面12b和基底11的第一槽部111形成的）的截面面积减小的情况。
在本实施例中，形成在盖体13中的第一音孔132和第二音孔133是长孔形状，但是不限于这种结构，例如可以是在平面图中具有基本上为圆形形状的孔等。本结构中的长孔形状是优选的，因为能够抑制麦克风单元1纵长方向（等效于图4中从左到右的方向）上长度增加，并且能够增大音孔的截面面积。
基于相同的原因，设置到麦克风基板12上的第二开口部122也是长孔形状，但是该形状也可以被适当地改型。在本实施例中，第二开口部122（第二开口部122是从第二音孔133输入的声波的通道）通过一个大的通孔形成。然而该结构不限于此，例如，也可以使用沿着麦克风基板12的横向方向（图3B中从上到下的方向）对齐的多个小的（小于本实施例的第二开口部122的尺寸）通孔作为从第二音孔133输入的声波的通道，来代替第二开口部122。这种结构使得容易形成设置到麦克风基板12以保证从第二音孔133输入的声波通道的通孔。具有多个通孔的原因是为了提高该通道的截面面积。
在本实施例中，ASIC 16配置为，被布置从而位于于两个MEMS芯片14、15之间，但不是通过限制的方式必须设置这种结构。在ASIC 16配置为位于两个MEMS芯片14、15之间的情况下，像本实施例中一样，MEMS芯片14、15和ASIC 16容易通过配线17电连接。由于MEMS芯片14、15和ASIC 16之间的距离较短，因而从麦克风单元1输出的信号较少受到电磁噪声的影响，并且容易保证令人满意的SNR。
接下来，描述第一实施例的麦克风单元1的运行效果。
当麦克风单元1外部出现声音时，从第一音孔132输入的声波经过第一声音通道41到达第一膜片142的顶表面142a，第一膜片142振动。进而在第一MEMS芯片14中出现静电电容变化。基于第一MEMS芯片14的静电电容变化而提取出的电信号被第一放大器电路162放大并从第一输出电极19b输出（参见图4和图6）。
当麦克风单元1外部出现声音时，从第一音孔132输入的声波经过第一声音通道41到达第二振动膜152的顶表面152a，并且从第二音孔133输入的声波经过第二声音通道42到达第二膜片152的底表面152b。因此，由于施加到顶表面152a的声压和施加到底表面152b的声压之间的声压差，第二膜片152振动。进而在第二MEMS芯片15中出现静电电容变化。基于第二MEMS芯片15的静电电容变化而提取的电信号被第二放大器电路163放大并且从第二输出电极19c输出（参见图4和图6）。
因而，在麦克风单元1中，使用第一MEMS芯片14获得的信号和使用第二MEMS芯片15获得的信号被单独地输出到外部。在只使用第一MEMS芯片14的情况下和只使用第二MEMS芯片15的情况下，麦克风单元1显示出不同的性质。这将在下文进行描述。
在进行该描述之前，将描述声波的性质。图7是示出声压P和到声源的距离R之间的关系的曲线图。如图7所示，随着经由空气或其他介质传播，声波衰减，并且声压（声波的强度/幅度）减小。声压与到声源的距离成反比，声压P和距离R之间的关系由如下公式（1）表示。公式（1）中的字母k表示比例常数。
P=k/R    (1)
从图7和公式（1）可以清楚地看出，声压在声源附近的位置迅速衰减（曲线图的左侧），而在距离声源较远的位置以较慢的速率衰减（曲线图中的右侧）。具体而言，传输至与声源之间的距离差量为△d的两个位置（R1和R2，以及R3和R4）的声压从R1到R2（R1和R2到声源的距离小）剧烈衰减（P1-P2），但是从R3到R4（R3和R4到声源的距离源大）并没有衰减太多（P3-P4）。
图8A和图8B是用于描述本实施例的麦克风单元的方向特性的图，其中，图8A是用于描述只使用第一MEMS芯片14的情况下的方向特性的图，图8B是用于描述只使用第二MEMS芯片15的情况下的方向特性的图。在图8A和图8B中，麦克风单元1的取向假设与图4所示的取向相同。
当从声源到第一膜片142的距离时，不管声源处于什么方向，施加到第一膜片142上的声压也一定。具体而言，如图8A所示，在只使用第一MEMS芯片14的情况下，麦克风单元1显示出全向性特性，均匀地接收从所有方向入射的声波。
在只使用第二MEMS芯片15的情况下，麦克风单元1没有显示出全向性特性，但是显示出如图8B所示的双向性特性。当从声源到第二膜片152的距离一定时，施加到第二膜片152的声压在声源位于0°或180°方向时达到最大。这是因为声波从第一音孔132到达第二膜片152的顶表面152a所用的距离与声波从第二音孔133到达第二膜片152的底表面152b所用的距离之间的差将最大。
另一方面，当声源是处于90°或270°方向时，施加到第二膜片152的声波达到最小（0）。这是因为声波从第一音孔132到达第二膜片152的顶表面152a所用的距离与声波从第二音孔133到达第二膜片152的底表面152b所用的距离实质上没有差别。具体而言，在只使用第二MEMS芯片15的情况下，麦克风单元1显示出易于接收从0°和180°方向入射的声波但是不易接收从90°和270°方向入射的声波的性质（双向性特性）。
图9是示出麦克风单元特性的曲线图，其中，水平轴表示转换成对数的到声源的距离R，垂直轴表示施加到麦克风单元的膜片上的声压水平。在图9中，A示出只使用第一MEMS芯片14的情况下麦克风单元的特性，B示出只使用第二MEMS芯片15的情况下麦克风单元的特性。
在第一MEMS芯片14中，由于施加到一个表面142a的声压，第一膜片142振动，而在第二MEMS芯片15中，由于施加到两个表面152a、152b的声压差，第二膜片152振动。因此，如图9所示，只使用第二MEMS芯片15的情况与只使用第一MEMS芯片14的情况相比，振幅相对于到声源的距离下降更迅速并且距离衰减更大。
换句话说，在只使用第一MEMS芯片14的情况下，与只使用第二MEMS芯片15的情况相比，麦克风单元1从距离麦克风单元1较远的声源提取远距离声音的功能更优。另一方面，在只使用第二MEMS芯片15的情况下，在麦克风单元1附近出现目标声音，麦克风单元1去除背景噪声（指除了目标声音之外的声音）并且提取目标声音的功能更优。
进一步描述后一种情况。麦克风单元1附近出现的目标声音的声压在第二膜片152的顶表面152a和底表面152b之间显著衰减，并且传输至第二膜片152的顶表面152a的声压和传输至第二膜片152的底表面152b声压之间存在很大差异。由于背景噪声是在比目标声音距离声源更远的位置，因而在第二膜片152的顶表面152a和底表面152b之间实质上没有衰减，并且在传输至第二膜片152的顶表面152a的声压和传输至第二膜片152的底表面152b的声压之间存在极小的声压差异。这里，前提是从声源到第一音孔132的距离和从声源到第二音孔133的距离之间有差异。
由于第二膜片152接收到的背景噪声的声压差小，因而背景噪声的声压在第二膜片152内实质上被消除了。由于第二膜片152接收到的目标声音的声压差大，因而目标声音的声压在第二膜片152内不能被消除。因此，通过第二膜片152的振动获得的信号被当作从中已经去除了背景噪声的目标声音的信号。因此，在只使用第二MEMS芯片15的情况下，麦克风单元1去除背景噪声并提取它附近出现的目标声音的功能更优。
如上所述，在麦克风单元1中，从第一MEMS芯片14提取出的信号和从第二MEMS芯片15提取出的信号被单独地处理（放大）并且被单独地输出到外部。因此，在应用了麦克风单元1的语音输入装置中，如果可能适当地选择使用从MEMS芯片14、15输出的信号中的哪一个，则麦克风单元能够用来使得语音输入装置多功能化。
作为一个具体的例子，描述将麦克风单元1应用于移动电话的情况。在用移动电话通信期间，通常用户用他们的嘴巴讲话，嘴巴在麦克风单元1附近。因此，作为移动电话通信期间的功能，麦克风单元优选地能够去除背景噪声并且只提取目标声音。因此，在通信期间，例如，优选的是，在从麦克风单元1输出的多个信号中，只使用从第二MEMS芯片15提取出的信号。
如上所述，近年来移动电话具备免提功能和录像功能。当以这种模式使用移动电话时，需要能够提取距离麦克风单元1较远的声音。为此，当使用移动电话的免提功能或录像功能时，优选的是，在从麦克风单元1输出的多个信号中，只使用从第一MEMS芯片14提取出的信号。
如上所述，本实施例的麦克风单元1的结构具备以下两种功能：作为具有优秀远处噪声抑制性能的双向性差分麦克风的功能，以及作为能够从位置远离麦克风单元1的声源提取远距离声音的全向性麦克风的功能。因此，本实施例的麦克风单元容易适用于为应用了该麦克风单元的语音输入装置赋予多功能化性能。由于本实施例的麦克风单元1具有这些功能中的两种，因而无需像传统实践中那样单独地安装两个麦克风单元，并且易于抑制语音输入装置尺寸增大。
麦克风单元1的结构是，第一声音通道41和第二声音通道42由三个构件形成：基底11、麦克风基板12以及盖体13。该结构易于组装，尺寸减小，而且制成后更轻薄。由于在这种结构中，两个音孔132、133设置到了相同的表面13a（顶表面）上，因而容易使得应用了该麦克风单元的语音输入装置的结构（声音通道的结构）成为简单的结构。
本实施例的麦克风单元1配置为具有两个MEMS芯片14、15。然而，因为该结构只是在原本配置给具有优秀远处噪声抑制性能的双向性差分麦克风（该麦克风单元是本发明的发明人之前研发的）的空间中额外布置了一个MEMS芯片，因而即使增加了该MEMS芯片，麦克风单元的尺寸也不会增大。下文对此进行描述。
在本实施例的麦克风单元1中，当将第一MEMS芯片14取出时，获得具有优秀远处噪声抑制性能的双向性差分麦克风单元。在该麦克风单元中，两个音孔132、133的中心之间的距离优选地是大约5mm。原因如下。
当第一音孔132和第二音孔133之间的距离太小时，施加到第二膜片152的顶表面152a和底表面152b上的声压差小，第二膜片152的幅度小，并且从ASCI16输出的电信号的SNR差。因此，优选的是，将第一音孔132和第二音孔133之间的距离提高到一定程度。另一方面，当第一音孔132和第二音孔133之间的距离太大时，存在较大的时间差（即，从声源产生的声波穿过第一音孔132和第二音孔133到达第一膜片152的相位差），并且噪声去除性能下降。因此，第一音孔132和第二音孔133的中心之间的距离优选的是大于或等于4mm且小于或等于6mm，更优选的是大约5mm。
例如，本实施例的麦克风单元1中使用的MEMS芯片14、15的长度（在平行于连接两个音孔132、133的中心的线的方向上的长度、图4中从左到右的长度）是大约1mm，并且例如相同方向上ASIC16的长度是大约0.7mm。当使得麦克风单元具有差分麦克风的功能时，优选地，将该麦克风单元配置为声波从第一音孔132到达第二膜片152的顶表面152a所用的时间与声波从第二音孔133到达第二膜片152的底表面152b所用的时间实质上相同。因此，第二MEMS芯片15布置在容纳空间（形成在盖体13的凹部空间131和麦克风基板12的顶表面12a之间的空间）中离开第一音孔132的位置（图4中容纳空间左边附近的位置）。
因此，在具有优秀远处噪声抑制性能的双向性差分麦克风单元的容纳空间中，本来就存在能够布置第一MEMS芯片14的空间。因而，可以减小本实施例的麦克风单元1的尺寸，其中，在作为具有优秀远处噪声抑制性能的双向性差分麦克风的功能的基础上，增加了作为能够从位置离开麦克风单元1的声源提取远距离声音的全向性麦克风的功能。
在本实施例，用于检测第一MEMS芯片14中静电电容变化的第一放大器电路162的放大器增益和用于检测第二MEMS芯片15中静电电容变化的第二放大器电路163的放大器增益可以设置为不同的增益。因为第二MEMS芯片15的第二膜片152是由于施加到两个表面152a、152b上的声压差而振动，因此，其振幅小于第一MEMS芯片14的第一膜片142的振幅。因此，例如，可以将第二放大器电路163的放大器增益提高为大于第一放大器电路162的放大器增益。能够使得第一放大器电路162的输出信号幅度和第二放大器电路163的输出信号幅度实质上相等。更具体而言，当两个音孔132、133的中心之间的距离是大约5mm时，优选的是，将第二放大器电路163的放大器增益设置为比第一放大器电路162的放大器增益高大约6到14dB。
2、第二实施例的麦克风单元
接下来将描述第二实施例的麦克风单元。第二实施例的麦克风单元的大部分结构与第一实施例的麦克风单元1相同。以下只描述不同的部分。使用相同的标记来描述与第一实施例的麦克风单元1重复的部分。
图10是示出第二实施例的麦克风单元结构的方框图。如图10所示，在第二实施例的麦克风单元2中，设置有用于输入来自外部（安装有麦克风单元2的语音输入装置）的切换信号的切换电极19e，该麦克风单元与第一实施例的麦克风单元1的不同之处在于，设置到ASIC 16上的切换电路164是通过经由切换电极19e发送的切换信号驱动的。
由于该结构设置有切换电极19e，因而如图11所示，在麦克风基板12的顶表面12a上设置切换端子18e。
如图10所示，切换电路164是用于在向外输出从第一放大器电路162输出的信号和向外输出从第二放大器电路163输出的信号之间切换的电路。具体而言，在第二实施例的麦克风单元2中，从麦克风单元2输出的信号或者只是从第一MEMS芯片14提取出的信号或者只是从第二MEMS芯片15提取出的信号。
因此，与第一实施例的麦克风单元1不同，在第二实施例的麦克风单元2中，在设置到基底11底表面11b的数个外部连接电极19中包括信号输出电极（第一输出电极19b）。与此相关，如图11所示，只将第一输出端子18b设置到麦克风基板12的顶表面12a，而省略了第二输出端子18c（还参见图3B）。
例如，根据切换信号的切换电路164的切换动作优选地配置为使用信号H（高电平）和L（低电平）。
将描述第二实施例的麦克风单元2的运行效果。
当麦克风单元2外部出现声音时，从第一音孔132输入的声波经过第一声音通道41到达第一膜片142的顶表面142a，第一膜片142振动。进而第一MEMS芯片14中的静电电容发生变化。基于第一MEMS芯片14的静电电容的变化提取出的电信号由第一放大器电路162放大。当切换电路164基于输入至切换电极19e的切换信号将第一放大器电路162与第一输出电极19b连接时，放大后的信号从第一输出电极19b输出（参见图10）。
当麦克风单元2外部出现声音时，从第一音孔132输入的声波经过第一声音通道41还到达第二膜片152的顶表面152a，并且从第二音孔133输入的声波经过第二声音通道42到达第二膜片152的底表面152b。因此，由于施加到顶表面152a的声压和施加到底表面152b的声压之间的声压差，第二膜片152振动。进而第二MEMS芯片15中的静电电容发生变化。基于第二MEMS芯片15的静电电容变化提取出的电信号由第二放大器电路163放大。当切换电路164基于输入至切换电极19e的切换信号将第二放大器电路163与第一输出电极19b连接时，放大后的信号从第一输出电极19b输出（参见图10）。
与第一实施例的情况类似，第二实施例的麦克风单元2也配置为包括以下两种功能：作为具有优秀远处噪声抑制性能的双向性差分麦克风的功能，以及作为能够从位置离开麦克风单元2的声源提取远距离声音的全向性麦克风的功能。然而，与第一实施例的情况不同，在麦克风单元2中，基于切换信号，只输出对应于这两种功能中的一种功能的信号。在这种结构的情况下，如同第一实施例的情况那样，在安装了麦克风单元2的语音输入装置中，无需执行切换动作来选择使用两个输入语音信号中的哪一个。
本实施例的结构是，设置了两个放大器电路162、163，在放大器电路162、163之后设置了切换电路164，对应于第一MEMS芯片的信号和对应于第二MEMS芯片15的信号被切换并输出。由于优选的是可以切换并输出对应于第一MEMS芯片14的信号和对应于第二MEMS芯片15的信号，因而该结构可以只具有一个放大器电路，而且，例如，用于根据切换信号执行切换动作的切换电路可以布置在该放大器电路和两个MEMS芯片14、15之间。
在如同本实施例那样设置了两个放大器电路162、163的情况下，两个放大器电路162、163的放大器增益可以设置成不同的增益。此处，第二放大器电路163的放大器增益优选地大于第一放大器电路162的放大器增益。
本实施例的结构是，向第一MEMS芯片14和第二MEMS芯片施加了共享的旁路电压，但本实施例不限于此而是可以具有其他结构。具体而言，例如，可以使用切换信号和切换电路来确定将第一MEMS芯片14和第二MEMS芯片15中哪一个与电荷泵电路161电连接。这样就减小了在第一MEMS芯片14和第二MEMS芯片15之间出现串音的可能性。
3、第三实施例的麦克风单元
接下来将描述第三实施例的麦克风单元。第三实施例的麦克风单元的大部分结构与第一实施例的麦克风单元1相同。以下只描述不同的部分。使用相同的标记来描述与第一实施例的麦克风单元1重复的部分。
图12是示出第三实施例的麦克风单元结构的方框图。如图12所示，在第三实施例的麦克风单元3中，设置有用于输入来自外部（安装有麦克风单元3的语音输入装置）的切换信号的切换电极19e，该麦克风单元与第一实施例的麦克风单元1的不同之处在于，设置到ASIC 16上的切换电路164是通过经由切换电极19e发送的切换信号驱动的。
由于该结构设置有切换电极19e，因而如图13所示，在麦克风基板12的顶表面12a上设置切换端子18e。
切换电路164具有如下结构：在使得两个输出电极19b、19c（数个外部连接电极19中的一些）中哪一个输出从第一放大器电路162输出的信号和从第二放大器电路163输出的信号之间切换（该功能与第二实施例的切换电路不同）。
具体而言，当根据从切换电极19e输入的切换信号切换电路164是处于第一模式时，对应于第一MEMS芯片14的信号从第一输出电极19b输出，而对应于第二MEMS芯片15的信号从第二输出电极19c输出。当根据该切换信号切换电路164是处于第二模式时，对应于第二MEMS芯片15的信号从第一输出电极19b输出，而对应于第一MEMS芯片14的信号从第二输出电极19c输出。
例如，切换电路164根据切换信号的切换动作优选地配置为使用信号H（高电平）和L（低电平）。
在麦克风单元和语音输入装置是由不同的制造方制造的情况下，假设以下类型的制造方是在制造语音输入装置的制造方之列：
（A）更倾向于像第一实施例的麦克风单元1中那样，将对应于第一MEMS芯片14的信号和对应于第二MEMS芯片15的信号这两个信号均从麦克风单元输出的那些制造方。
（B）更倾向于像第二实施例的麦克风单元2中那样，通过根据切换信号的切换来确定将对应于第一MEMS芯片14的信号和对应于第二MEMS芯片15的信号中哪一个从麦克风单元输出的制造方。
就此而言，第三实施例的麦克风单元3具有优势，因为它可以适用于上述（A）和（B）两种类型的制造方。
在本实施例中，两个放大器电路162、163的放大器增益也可以设置为不同的增益。此处，第二放大器电路163的放大器增益优选地大于第一放大器电路162的放大器增益。
4、第四实施例的麦克风单元
接下来将描述第四实施例的麦克风单元。第四实施例的麦克风单元的大部分结构与第一实施例的麦克风单元1相同。以下只描述不同的部分。使用相同的标记来描述与第一实施例的麦克风单元1重复的部分。
图14是示出第四实施例的麦克风单元结构的示意性剖视图。图14的截取位置假设与图4的位置相同。图15是从上看时设置到第四实施例的麦克风单元的麦克风基板的示意性平面图。图16是示出第四实施例的麦克风单元结构的方框图。
第四实施例的麦克风单元6与第一实施例的麦克风单元1最主要的不同之处在于安装在麦克风基板12上的ASIC的数量。具体而言，第一实施例的结构是，由第一MEMS芯片14提取出的电信号和由第二MEMS芯片15提取出的电信号均是由一个ASIC 16放大。然而，在第四实施例的麦克风单元6中，基于第一MEMS芯片14的静电电容变化提取出的电信号由第一ASIC21放大，基于第二MEMS芯片15的静电电容变化提取出的电信号由第二ASIC 22放大。
在第四实施例的麦克风单元6中，如图15所示，第一ASIC 21布置为与第一MEMS芯片14在横向方向（麦克风基板12的横向方向）上对齐，第二ASIC 22布置为与第二MEMS芯片15在纵长方向（麦克风基板12的纵长方向）上对齐。两个ASIC 21、22布置在哪里可以适当地改变。第一MEMS芯片14通过配线17电连接至第一ASIC 21，第二MEMS芯片15通过配线17电连接至第二ASIC。
如图16所示，第一ASIC 21包括用于向第一MEMS芯片14施加旁路电压的电荷泵电路212。电荷泵电路211提高电源电压VDD以将旁路电压施加给第一MEMS芯片14。第一ASIC 21还包括用于检测第一MEMS芯片14中静电电容变化的放大器电路212。由放大器电路212放大后的电信号从第一ASIC 21输出（OUT 1）。类似地，第二ASIC 22也包括用于向第二MEMS芯片15施加旁路电压的电荷泵电路221以及用于检测静电电容变化并输出放大后的电信号（OUT 2）的放大器电路222。
如图15所示，第一ASIC 12通过配线17与形成在麦克风基板12顶表面12a上的多个电极端子23a、23b、23c中的每一个电连接。电极端子23a是用于输入电源电压（VDD）的电源端子，电极端子23b是用于输出由第一ASIC 21的放大器电路212放大后的电信号的第一输出端子，电极端子23c是用于连接到地的GND端子。
类似地，第二ASIC 22通过配线17与形成在麦克风基板12顶表面12a上的多个电极端子24a、24b、24c中的每一个电连接。电极端子24a是用于输入电源电压（VDD）的电源端子，电极端子24b是用于输出由第二ASIC 22的放大器电路222放大后的电信号的第二输出端子，电极端子24c是用于连接到地的GND端子。
电极端子23a和24a电连接至设置在基底11底表面11b上的电源电极焊垫19a（包括在数个外部连接电极19中）。第一输出端子23b电连接至设置在基底11底表面11b上的第一输出电极焊垫19b（包括在数个外部连接电极19中）。第二输出端子24b电连接至设置在基底11底表面11b上的第二输出电极焊垫19c（包括在数个外部连接电极19中）。GND电极23c和24c电连接至设置在基底11底表面11b上的GND电极焊垫19b。
第四实施例的麦克风单元6与第一实施例的麦克风单元1的不同之处还在于，在设置于由基底11和麦克风基板12配置的安装部中的声音通道（第二声音通道42的一部分）的壁表面以及盖体13的内壁上形成有涂层CL。
例如，在基底11、麦克风基板12和盖体13的材料均是容易受到处理过的表面（经过切割、加工等处理的表面）产生的纤维性粉尘影响的基板材料（例如，玻璃环氧基板）的情况下，有时会出现如下问题：粉尘填充到MEME芯片14、15的固定电极144、154和膜片142、152之间的间隙（例如，大约1μm）中，MEMS芯片14、15停止正常工作。当像第四实施例的麦克风单元6那样涂敷涂层CL时，能够防止微细粉尘的产生，并且可以解决上述问题。
例如，使用电镀（plating）技术可以获得涂层CL，或者更具体而言，例如通过Cu电镀可以获得涂层CL。还可以通过幕涂（curtain coating）能够曝光和显影的抗蚀剂材料来获得涂层CL。涂层CL还可以由多层构成。
第四实施例的麦克风单元6配置有涂层CL，该涂层CL设置到安装部（由基底11和麦克风基板12形成）和盖体13，但是麦克风单元不限于这种结构，而是可以例如配置为将涂层CL只设置到安装部。设置到安装部和盖体13的涂层CL（Cu镀层作为具体的例子）也可以连接到静态电位（GND）。这种结构使得可以电磁屏蔽MEMS芯片14、15的顶部和底部，并且还使得可以提高抵抗外部电磁场的耐性（以防止外部噪声渗入）。
在第四实施例的麦克风单元6中，除了LCP、PPS或其他树脂材料、FR-4或其他玻璃环氧材料以及树脂之外，盖体13还可以由铝、黄铜、铁、铜或其他导电金属材料构成。通过将金属部与用户基板或安装部的GND部连接也可以提供电磁屏蔽效果。即使是在盖体13由诸如玻璃环氧材料或陶瓷材料等绝缘材料构成的情况下，也可以通过在表面上涂敷导电镀层来提供与金属电磁屏蔽相同的效果。具体而言，通过在盖体13的顶部和侧部的外壁表面上涂覆导电镀层（金属镀层）并且将盖体与用户基板或安装部的GND部连接，能够提供电磁屏蔽效果。
为了使得麦克风单元6更薄，必须减小结构组件的厚度，但是当树脂材料和玻璃环氧材料是0.2mm或更小厚度时，它们的强度变得极弱，例如由于外部声压导致外壁振动之类的问题出现，削弱了麦克风本来具有的声音提取能力。通过在盖体13的外壁表面上形成导电金属膜，能够提高盖体13的机械强度从而提高抵抗外部应力的耐性，而且麦克风单元本来具有的声音提取能力能够得以呈现且不必要的振动减少。
设置到安装部和盖体13的涂层CL（具体而言，Cu镀层）可以连接到静态电位（GND或电源）。通过设置到安装部的涂层CL，MEMS芯片14、15抵抗来自下方的外部电磁场的耐性能够得到改善。通过设置到盖体13的涂层CL，MEMS芯片14、15抵抗来自上方的外部电磁场的耐性也能够得到改善。进而，可以为MEMS芯片13、15的顶侧和底侧提供电磁屏蔽，并且可以显著地改善抵抗外部电磁场的耐性（以防止外部电磁场噪声的渗入）。
应当清楚，通过布置电磁罩来覆盖麦克风单元6的壳体10也可以获得电磁屏蔽。而且，使用上述涂层的粉尘抵御措施还能够应用于第一到第三实施例的麦克风单元1到麦克风单元3。
在第四实施例的麦克风单元6中，类似于第一实施例，从第一MEMS芯片14提取出的信号和从第二MEMS芯片15提取出的信号被单独地处理（放大）并且被单独地输出到外部。因此，当在应用了麦克风单元6的语音输入装置中适当地选择并使用从MEMS芯片14、15输出的信号中的一者时，采用该方法能够适应于使得语音输入装置多功能化。
用于检测第一MEMS芯片14中静电电容变化的放大器电路212的放大器增益和用于检测第二MEMS芯片15中静电电容变化的放大器电路222的放大器增益可以设置为不同的增益。第二ASIC 22的放大器电路222的放大器增益优选地大于第一ASIC 21的放大器电路212的放大器增益。
5、第五实施例的麦克风单元
接下来将描述第五实施例的麦克风单元。与第四实施例的麦克风单元6类似，第五实施例的麦克风单元具有两个MEMS芯片14、15和两个ASIC 21、22。用于从MEMS芯片14、15提取电信号的结构（电处理结构）与第四实施例的麦克风单元6相同。然而，第五实施例的麦克风单元与第四实施例的麦克风单元6的显著不同之处在于，第一MEMS芯片14和第二MEMS芯片15容纳在单独的空间中。下文集中描述该不同之处。与第四实施例的麦克风单元6重复的部分用相同的标记表示，并且当描述不是特别必要时将省略其描述。
图17A、图17B和图17C是从上看时构成第五实施例的麦克风单元的构件的示意性平面图，其中，图17A是从上看时盖体的视图，图17B是从上看时安装了MEMS芯片和ASIC的麦克风基板的视图，图17C是从上看时基底的视图。图18A和图18B是示出第五实施例的麦克风单元结构的示意性剖视图，其中，图18A是图17A中位置C-C处的示意性剖视图（假设图17A到图17C中的构件处于层叠状态的情况下的剖视图），图18B是图17A中位置D-D处的示意性剖视图。
如图17C所示，第一槽部711形成在基底71中靠近其顶表面71a纵长方向上的一个端部附近（靠近图17C中的左侧），第一槽部711在平面图中具有基本上为矩形的形状，基底71在平面图中具有基本上为矩形的形状。第一槽部711的形状只是一个例子，并且能够适当地修改。例如，如图3C所示的在平面图中具有基本上是T形形状的两个槽也可以形成为在基底71的横向方向上对齐的形状。
如图17B、图18A和图18B所示，在平面图中具有基本上为矩形形状的麦克风基板72中，在其顶表面72a的中心附近，形成有被第一MEMS芯片14覆盖的第一开口部721以及被第二MEMS芯片15覆盖的第二开口部722。第一开口部721和第二开口部722布置为在麦克风基板72的横向方向上对齐。在麦克风基板72顶表面72a的纵长方向上一个端部附近形成有第三开口部723（与基底71的第一槽部711所形成的侧相同的侧）。
第一开口部721和第二开口部722是由在平面图中基本上为圆形形状的通孔形成，当将麦克风基板72层叠在基底71上时，开口部的位置为与形成在基底71中的第一槽部711重叠。第三开口部723是由在平面图中基本上为矩形形状的通孔形成，该矩形形状的纵长方向是麦克风基板72的横向方向（图17B中从上到下的方向）。设置第三开口部722的位置和尺寸使得它与形成在基底71中的第一槽部711重叠。
在本实施例中，两个ASIC 21、22布置为分别与MEMS芯片14、15在麦克风基板72的纵长方向上对齐，但是它们的位置可以适当地修改。
盖体73形成为基本上是平行六面体形状，并且如图17A所示，在盖体73中形成在平面图中基本上为矩形形状的第一凹部空间731a以及在平面图中基本上为L形形状的第二凹部空间731b。通过将盖体73布置在麦克风基板72上方，在第一凹部空间731a和麦克风基板72之间获得了用于容纳第一MEMS芯片14和第一ASIC 21的第一容纳空间，并且在第二凹部空间731b和麦克风基板72之间获得了用于容纳第二MEMS芯片15和第二ASIC 22的第二容纳空间。
在盖体73中，第一音孔732形成在纵长方向的一个端部，第二音孔733形成在纵长方向上的另一个端部。第一音孔732是从盖体73的顶表面73a到底表面73b穿过的通孔，并且该通孔在平面图中基本上为椭圆形的形状，当盖体73布置在麦克风基板72上方时，第一音孔732的位置被调整为该音孔与形成在麦克风基板72中的第三开口部723连通。在平面图中基本上为椭圆形形状的第二音孔733与盖体73的第二凹部空间731b连通。
例如，按照基底71、麦克风基板72（在该麦克风基板72上安装有两个MEMS芯片14、15和两个ASIC 21、22）和盖体73这样的顺序将上述基底71、麦克风基板72和盖体73从底部开始依次层叠并使用例如构件之间的粘合剂等粘附在一起，进而获得了例如图18A和图18B所示的麦克风单元7。在麦克风单元7中，经由第一音孔732从外部输入的声波穿过第三开口部723、中空空间（使用基底71的第一槽部711和麦克风基板72的底表面72b形成的空间）以及第一开口部721到达第一膜片142的底表面142b（参见图18A），并且还穿过第三开口部723、前述中空空间和第二开口部722到达第二膜片152的底表面152b（参见图18B）。经由第二音孔733从外部输入的声波穿过第二容纳空间（形成在盖体73的第二凹部空间731b和麦克风基板72的顶表面72a之间的空间）到达第二膜片152的顶表面152a（参见图18B）。
换句话说，麦克风单元7的壳体70设置有第一声音通道41和第二声音通道42，第一声音通道41用于将从第一音孔732输入的声压传输到第一膜片142的一个表面（底表面142b）并且还传输到第二膜片152的一个表面（底表面152b），第二声音通道42用于将从第二音孔733输入的声压传输至第二膜片152的另一个表面（顶表面152a）。第一膜片142的另一个表面（底表面142b）面向其中没有声音泄露的密封空间（背室），并且该空间是使用第二容纳空间（形成在盖体73的第一凹部空间731a和麦克风基板72的顶表面72a之间的空间）形成的。
第五实施例的麦克风单元7也配置为包括以下两种功能：作为具有优秀远处噪声抑制性能（通过使用从第二MEMS芯片15提取出的信号获得）的双向性差分麦克风的功能，以及作为能够提取远距离声音（通过使用从第一MEMS芯片14提取出的信号获得）的全向性麦克风的功能。因此，第五实施例的麦克风单元7也容易适用于为应用了该麦克风单元的语音输入装置赋予多功能化性能。在本实施例的情况下，容易提高第一MEMS芯片14中的背室容量，并且容易改善使用第一MEMS芯片14时的麦克风灵敏度。
当采用第五实施例的结构时，ASIC的数量可以是一个。类似于第四实施例的结构，可以将涂层CL设置到声音通道中的一些以及盖体73的内部，从而当采用第五实施例的结构时也采取粉尘抵御措施。
6、第六实施例的麦克风单元
接下来将描述第六实施例的麦克风单元。类似于第五实施例的麦克风单元7，第六实施例的麦克风单元配置为具有两个MEMS芯片14、15和两个ASIC 21、22，其中第一MEMS芯片14和第二MEMS芯片15容纳在单独的空间中。在第五实施例中，这两个MEMS芯片14、15布置为在麦克风基板72的横向方向上对齐，但是在第六实施例中，MEMS芯片14、15布置为在麦克风基板的纵长方向上对齐。以下将集中描述该区别之处。与第五实施例的麦克风单元7重复的部分将使用相同的标记表示，并且当描述不是特别必要时将省略其描述。
图19A、图19B和图19C是从上看时构成第六实施例的麦克风单元的构件的示意性平面图，其中，图19a是从上看时盖体的视图，图19B是从上看时安装了MEMS芯片和ASIC的麦克风基板的视图，图19C是从上看时基底的视图。图20是示出第六实施例的麦克风单元结构的示意性剖视图（与图4所示的截取位置相同的剖视图）。
如图19C所示，在平面图中基本上为矩形形状的基底81中，在平面图中基本上为十字形形状的第一槽部811形成在从基底顶表面81a的中心部略微偏移的位置（在纵长方向上偏移）。第一槽部811的形状只是一个例子并且可以适当地修改。例如，该形状可以是在平面图基本上为矩形或其他形状。
如图19和图20所示，在平面图中基本上为矩形形状的麦克风基板82中，在其顶表面82a中形成有由第一MEMS芯片14覆盖的第一开口部821和被第二MEMS芯片15覆盖的第二开口部822。第一开口部821和第二开口部822布置为在麦克风基板82的纵长方向上对齐。在麦克风基板82的顶表面82a中形成有第三开口部823，该第三开口部823位于第一开口部821和第二开口部822之间。
当麦克风基板82层叠在基底81上时，平面图中基本上为圆形形状的通孔形成的第一开口部821的位置为与形成在基底81中的第一槽部811的纵长延伸部分的一个端部侧（图19C和图20中的左侧）重叠。当麦克风基板82层叠在基底81上时，由平面图中基本上为圆形形状的通孔形成的第二开口部822的位置是与形成在基底81中的第一槽部811的纵长延伸部分的另一个端部侧（图19C和图20中的右侧）重叠。第三开口部823是由平面图中基本上为矩形形状的通孔形成的，该矩形形状的纵长方向是该麦克风基板82的横向方向（图19B中从上到下的方向）。设置第三开口部823的位置和尺寸从而使得它与形成在基底81中的第一槽部811的横向延伸部分重叠。
在本实施例中，第一ASIC 21布置为与第一MEMS芯片14在麦克风基板82的横向方向上对齐，第二ASIC 22布置为与第二MEMS芯片15在麦克风基板82的纵长方向上对齐，但是这些位置可以适当地修改。
盖体83形成为基本上是平行六面体的形状，并且如图19A所示，在盖体83中形成有在平面图中基本上为矩形形状的第一凹部空间831a以及在平面图中基本上为矩形形状的第二凹部空间831b。通过将盖体83设置在麦克风基板82上，在第一凹部空间831a和麦克风基板82之间获得了用于容纳第一MEMS芯片14和第一ASIC 21的第一容纳空间，并且在第二凹部空间831b和麦克风基板82之间获得了用于容纳第二MEMS芯片15和第二ASIC22的第二容纳空间。
在盖体83中，第一音孔832形成在第一凹部空间831a和第二凹部空间831b之间，并且第二音孔833形成在纵长方向上的一个端部（设置有第二凹部空间831b的一侧的端部）。第一音孔832是从盖体83的顶表面83a到底表面83b穿过并且在平面图中基本上为椭圆形状的通孔，当将盖体83设置在麦克风基板82上时，第一音孔832的位置被调整为该音孔与形成在麦克风基板82中的第三开口部823连通。在平面图中基本上为椭圆形状的第二音孔833与盖体83的第二凹部空间831b连通。
例如，按照基底81、麦克风基板82（在该麦克风基板72上安装有两个MEMS芯片14、15和两个ASIC 21、22和及盖体83这样的顺序将上述基底81、麦克风基板82和盖体83从底部开始依次层叠并使用例如构件之间的粘合剂等粘附在一起，进而获得了例如图20所示的麦克风单元8。在麦克风单元8中，经由第一音孔832从外部输入的声波穿过第三开口部823、中空空间（使用基底81的第一槽部811和麦克风基板82的底表面82b形成的空间）以及第一开口部821到达第一膜片142的底表面142b，并且还穿过第三开口部823、前述中空空间和第二开口部822到达第二膜片152的底表面152b。经由第二音孔833从外部输入的声波穿过第二容纳空间（形成在盖体83的第二凹部空间831b和麦克风基板82的顶表面82a之间的空间）到达第二膜片152的顶表面152a。
换句话说，麦克风单元8的壳体80设置有第一声音通道41和第二声音通道42，第一声音通道41用于将从第一音孔832输入的声压传输到第一膜片142的一个表面（底表面142b）并且还传输到第二膜片152的一个表面（底表面152b），第二声音通道42用于将从第二音孔733输入的声压传输至第二膜片152的另一个表面（顶表面152a）。第一膜片142的另一个表面（底表面142b）面向其中没有声音泄露的密封空间（背室），并且该空间是使用第二容纳空间（形成在盖体83的第一凹部空间831a和麦克风基板82的顶表面82a之间的空间）形成的。
第六实施例的麦克风单元8也配置为包括以下两种功能：作为具有优秀远处噪声抑制性能（通过使用从第二MEMS芯片15提取出的信号获得）的双向性差分麦克风的功能，以及作为能够提取远距离声音（通过使用从第一MEMS芯片14提取出的信号获得）的全向性麦克风的功能。因此，第六实施例的麦克风单元8也容易适用于为应用了该麦克风单元的语音输入装置赋予多功能化性能。在本实施例的情况下，容易提高第一MEMS芯片14中的背室容量，并且容易改善使用第一MEMS芯片14时的麦克风灵敏度。
当采用第六实施例的结构时，ASIC的数量可以是一个。类似于第四实施例的结构，可以将涂层CL设置到声音通道中的一些以及盖体83的内部，从而当采用第六实施例的结构时也采取粉尘抵御措施。
（应用了本发明的麦克风单元的语音输入装置）
以下描述应用了本发明的麦克风单元的语音输入装置结构的例子。以语音输入装置是移动电话的情况为例进行描述。并且以麦克风单元是第一实施例的麦克风单元为例进行描述。
图21是示出应用了第一实施例的麦克风单元的移动电话实施例的示意性结构的图。图22是图21中位置B-B处的示意性剖视图。如图21所示，在移动电话5的壳体51的底部侧设置有两个音孔511、512，并且用户的语音经由这两个音孔511、512输入至麦克风单元1中，麦克风单元1布置在该壳体51中。
麦克风单元1布置为，使得第一音孔132与形成在移动电话5的壳体51中的音孔511重叠，且第二音孔133与移动电话5的壳体51中的音孔512重叠。因此，在移动电话5的壳体51外部出现的语音穿过麦克风单元1的第二声音通道41到达第一MEMS芯片14的第一膜片142的顶表面142a。在移动电话5的壳体51外部出现的语音还穿过麦克风单元1的第一声音通道41到达第二MEMS芯片15的第二膜片152的顶表面152a，并且穿过第二声音通道42到达第二MEMS芯片15的第二膜片152的底表面152b。
在本实施例的移动电话5中，在壳体51和麦克风单元1之间布置有弹性体（垫圈）53。在该弹性体53中形成有开口531、532从而使得在壳体51外部出现的语音对应于设置在麦克风单元1中的两个声音通道41、42被独立地并且有效地输入。设置了弹性体53从而确保密封性，保证没有任何声音泄露。
如图22所示，麦克风单元1安装在设置于移动电话5的壳体51内部的安装基板52上。该安装基板52设置有与麦克风单元1的多个外部连接焊垫19电连接的多个电极焊垫，并且例如，麦克风单元1使用焊料等安装到安装基板52。进而，将电源电压提供至麦克风单元1，并且从麦克风单元1输出的电信号被发送给设置到安装基板52上的语音信号处理器（未示出）。
在近讲模式期间，例如，语音信号处理器使用从麦克风单元1中输出的多个信号中对应于第二MEMS芯片15的信号来执行处理。例如，在免提模式或录像模式期间，该处理器使用从麦克风单元1中输出的多个信号中对应于第一MEMS芯片14的信号来执行处理。进而能够在每一种模式下执行优选的信号处理。优选的是，例如，通过向移动电话5提供模式切换按钮（输入部），能够执行近讲模式和免提模式（和/或录像模式）之间的切换。通过该输入部选择的模式信息被配置为输出至语音信号处理器，从而使得能够实现对应于每一种模式下的适当的信号处理。
当将第二实施例的麦克风单元2应用于移动电话5时，例如，在近讲模式期间，用于通知该模式的切换信号被输入至麦克风单元2。因此，由于切换电路164的工作，对应于第二MEMS芯片15的信号从麦克风单元2输出，并且语音信号处理器使用对应于第二MEMS芯片15的信号执行处理。例如，在免提模式或录像模式期间，由于输入了切换信号的切换电路164的工作，对应于第一MEMS芯片14的信号从麦克风单元2输出，语音信号处理器使用对应于第一MEMS芯片14的信号执行处理。进而能够在每一种模式下执行优选的信号处理。
应用于移动电话5的麦克风单元以与第一或第三到第六实施例相同的方式配置，在对应于第一MEMS芯片14的信号和对应于第二MEMS芯片的信号这两种信号均从麦克风单元1、3、6、7、8（参见图23）输出的情况下，可以在语音信号处理器54中使用这两种信号执行加法、减法或过滤。
执行这些处理，可以控制语音输入装置的方向特性，并且可以提取指定区域的语音。例如，全向性、超心形（hyper cardioid）、超级心形（supercardioid）、单向性以及其他希望的方向特性均能够获得。
例如，此处用于控制方向特性的处理是由语音输入装置执行的结构，但是该结构可以具有处理器，该处理器能够执行用于控制方向特性的处理并且设置在麦克风单元1、3的ASIC 16中。
（其他）
以上示出的麦克风单元1、2、3、6、7、8和语音输入装置5示例性地描述了本发明的实施例，然而本发明的应用范围不限于以上示出的实施例。具体而言，在不脱离本发明目的的范围内，可以对上述实施例进行各种改型。
例如，以上示出的麦克风单元1、2、3、6可以被改型为如图24A、24B和24C中示出的结构中的任意一种。具体而言，如图24A所示，第一MEMS芯片14可以布置为遮挡设置在麦克风基板12上且在平面图中基本上为圆形形状的通孔123的顶表面。这种结构扩大了第一膜片142的底表面142b下方的密闭（airtight）空间（背室），并且因而提高了第一MEMS芯片14的麦克风灵敏度。设置到麦克风基板12上的通孔123是设置到安装部的槽部的实施例，该安装部由本发明的基底11和麦克风基板12形成，并且通孔123的顶表面是本发明槽部的开口表面的实施例。
如图24B所示，第一MEMS芯片14可以设置为遮挡通孔123并且还遮挡槽部112，通孔123设置在麦克风基板12上并且在平面图中基本上为圆形形状，槽部112设置在基底11上从而与通孔123连通，并且在平面图中基本上为圆形形状。这种结构（与图24A相比）进一步扩大了第一膜片142的底表面142b下方的密闭空间（背室），因而能够进一步提高第一MEMS芯片14的麦克风灵敏度。更优选的是，设置到基底11上的槽部112的开口表面面积大于通孔123的开口表面面积，如图24B中虚线圆圈内所示。设置到麦克风基板12的通孔123和设置到基底11的槽部112是设置到由本发明的基底和麦克风基板12形成的安装部的槽部的实施例，并且通孔123的顶表面是本发明槽部的开口表面的实施例。
如图24C所示，可以设置穿过麦克风基板12和基底11并且在平面图中基本上为圆形形状的通孔101（穿过麦克风基板12的通孔123和穿过基底11的通孔113的组合），通孔101一个开口可以被第一MEMS芯片14遮挡，另一个开口可以被安装基板52（麦克风单元1、2、3、6安装在安装基板52上）遮挡并密封。这种结构（与图24A和图24B相比）进一步扩大了第一膜片142的底表面142b下方的密闭空间（背室），因而能够进一步提高第一MEMS芯片14的麦克风灵敏度。
在这种情况下，必须设置密闭维持部102从而包围基底11的底表面11b下方的通孔101的外围，以维持背室的密闭性。例如，该密闭维持部102可以是设置为焊料接合部从而包围通孔101的外围。这样，通过将麦克风单元1、2、3、6安装到安装基板52上时的焊料接合处理，可以确保背室中的密闭性。
在第一和第六实施例的麦克风单元中，基底11、81的第一槽部在平面图中基本上为T形或十字形，但是这么设置的原因是为了确保用作声音入口（第二音孔133或第一音孔832）的部分的开口表面面积更大，并且减小第二声音通道42或第一声音容道41的容积。因而，能够将第二声音通道42或第一声音通道41的声学共振频率设置为更高的频率，并且可以使得麦克风特性更令人满意。
此处是关于共振频率的补充描述。通常来讲，在包括声学空间（声音通道）和与该空间接合的声音入口的模型的情况中，该模型维持唯一的声学共振频率。该共振称作亥姆霍兹（Helmholtz）共振。从定性的角度来讲，声音入口表面面积S越大并且声学空间的容量V越小，共振频率越高；声音入口表面面积S越小并且声学空间的容量V越大，共振频率越低。当共振频率降低并且接近语音频带（大约10kHz）时，它对于麦克风的频率特性和灵敏度特性具有负面影响。因此，共振频率优选地设置为尽可能高。
在以上的描述中，第二声音通道42或第一声音通道41在平面图中基本上为T形或十字形，但是不限于这种形状，第二声音通道42或第一声音通道41优选地根据MEMS芯片和ASIC的布局来设计，从而使得声音通道的空间容积最小。
在以上示出的实施例中，本发明的第一膜片和第二膜片配置为使用半导体制造技术形成的MEMS芯片14、15，但是不限于这种结构。例如，第一膜片和/或第二膜片可以是使用驻极体膜（electret film）的电容器麦克风等。
在以上描述的实施例中，采用所谓的电容器型麦克风作为本发明第一膜片和第二膜片的结构。然而，本发明还能够应用于采用除了电容器型麦克风单元之外的结构的麦克风单元。例如，本发明还能够应用于采用了电动型（动电型）、电磁型（磁性）、压电型或其他类型的麦克风等的麦克风单元中。
在以上描述的实施例中，ASIC 16、21、22（电路部）配置为包括在麦克风单元1、2、3、6、7、8内部，但是该电路部也可以布置在麦克风单元外部。在以上描述的实施例中，MEMS芯片14、15和ASIC 16、21、22由单独的芯片构成，但是安装在ASIC上的集成电路可以形成为位于形成有MEMS芯片的硅基板上的单块（monolithic）集成电路。
此外，麦克风单元的形状不限于本实施例的形状，当然也可以修改为其他的形状。
工业应用适用性
例如，本发明的麦克风单元能够适当地用于移动电话。
附图标记说明
1、2、3、6、7、8  麦克风单元
5                 移动电话（语音输入装置）
10、70、80        壳体
11、71、81        基底（壳体的一部分，安装部的一部分）
12、72、82        麦克风基板（壳体的一部分，安装部的一部分）
13、73、83        盖体
14                第一MEMS芯片（第一振动部）
15                第MEMS芯片（第二振动部）
16                ASIC（电路部）
19e               切换电极
21                第一ASIC（第一电路部）
22                第ASIC（第二电路部）
41                第一声音通道
42                第二声音通道
101               通孔（形成在安装部中的通孔）
111、711、811     第一槽部（中空空间的构成元件）
112               槽部（形成在安装部中的槽部的构成元件）
121、721、821     第一开口部
122、722、822     第二开口部
123               通孔（形成在安装部中的槽部的构成元件）
131               凹部空间（容纳空间的构成元件）
132、732、832     第一音孔
133、733、833     第二音孔
142            第一膜片
142a           第一膜片的顶表面（一个表面）
152            第二膜片
152a           第二膜片的顶表面（一个表面）
152b           第二膜片的底表面（另一个表面）
164            切换电路
723、823       第三开口部
731a、831a     第一凹部空间（第一容纳空间的构成元件）
731b、831b     第二凹部空间（第二容纳空间的构成元件）
S              密封空间

Claims (15)

1.一种麦克风单元，包括：
第一振动部，用于基于第一膜片的振动将声音信号转换成电信号；
第二振动部，用于基于第二膜片的振动将声音信号转换成电信号；以及
壳体，用于容纳所述第一振动部和所述第二振动部，所述壳体设置有第一音孔和第二音孔；
其中，所述壳体设置有：
第一声音通道，用于将从所述第一音孔输入的声压传输至所述第一膜片的一个表面并且传输至所述第二膜片的一个表面；
第二声音通道，用于将从所述第二音孔输入的声压传输至所述第二膜片的另一个表面；以及
密封空间，面向所述第一膜片的另一个表面。
2.根据权利要求1所述的麦克风单元，其中，所述壳体包括安装部和盖体，所述安装部用于安装所述第一振动部和所述第二振动部，所述盖体用于和所述安装部一起形成用于容纳所述第一振动部和所述第二振动部的容纳空间，所述盖体位于所述安装部上方；
在所述安装部中形成有第一开口部、第二开口部以及用于将所述第一开口部和所述第二开口部连通的中空空间；
在所述盖体中形成有所述第一音孔、所述第二音孔以及与所述第一音孔连通并且用于形成所述容纳空间的凹部空间；
所述第二振动部布置在所述安装部中以遮挡所述第一开口部；
所述第一声音通道是使用所述第一音孔和所述容纳空间来形成的；以及
所述第二声音通道是使用所述第二音孔、所述第二开口部、所述中空空间以及所述第一开口部来形成的。
3.根据权利要求2所述的麦克风单元，其中，所述密封空间形成在所述第一膜片和所述安装部的安装有所述第一振动部的安装表面之间。
4.根据权利要求2所述的麦克风单元，其中，所述第一振动部布置为遮挡形成在所述安装部中的槽部的开口表面，所述槽部是所述密封空间的一部分。
5.根据权利要求2所述的麦克风单元，其中，构成所述密封空间一部分的通孔形成在所述安装部中，所述通孔的一个开口被所述第一振动部遮挡，另一个开口被布置在所述第一振动部安装侧的相对侧上的安装基板遮挡。
6.根据权利要求1所述的麦克风单元，其中，所述壳体包括安装部和盖体，所述安装部用于安装所述第一振动部和所述第二振动部，所述盖体用于和所述安装部一起形成用于容纳所述第一振动部的第一容纳空间以及用于容纳所述第二振动部的第二容纳空间，所述盖体位于所述安装部上方；
在所述安装部中形成有第一开口部、第二开口部、第三开口部以及用于将所述第一开口部、第二开口部以及第三开口部连通的中空空间；
在所述盖体中形成有所述第一音孔、所述第二音孔、用于形成所述第一容纳空间的第一凹部空间以及与所述第二音孔连通并且用于形成所述第二容纳空间的第二凹部空间；
所述第一振动部布置在所述安装部中以遮挡所述第一开口部；
所述第二振动部布置在所述安装部中以遮挡所述第二开口部；
所述第一声音通道是使用所述第一音孔、所述第三开口部、所述中空空间、所述第一开口部以及所述第二开口部形成的；
所述第二声音通道是使用所述第二音孔和所述第二容纳空间形成的；以及
所述密封空间是使用所述第一容纳空间形成的。
7.根据权利要求2至6中任一权利要求所述的麦克风单元，其中，所述安装部包括基底和麦克风基板，所述第一振动部和所述第二振动部安装在所述麦克风基板上，所述麦克风基板层叠在所述基底上。
8.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的麦克风单元，包括第一电路部和第二电路部，所述第一电路部用于处理从所述第一振动部获得的电信号，所述第二电路部用于处理从所述第二振动部获得的电信号。
9.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的麦克风单元，包括一个电路部，用于处理从所述第一振动部和所述第二振动部获得的电信号。
10.根据权利要求9所述的麦克风单元，其中，所述电路部布置在所述第一振动部与所述第二振动部之间。
11.根据权利要求9所述的麦克风单元，其中，所述电路部单独地输出对应于所述第一振动部的信号和对应于所述第二振动部的信号。
12.根据权利要求9所述的麦克风单元，其中，设置有用于输入来自外部的切换信号的切换电极；并且
所述电路部包括用于基于所述切换信号执行切换动作的切换电路。
13.根据权利要求12所述的麦克风单元，其中，所述切换电路基于所述切换信号执行切换动作，从而向外部输出对应于所述第一振动部的信号或者对应于所述第二振动部的信号。
14.根据权利要求12所述的麦克风单元，其中，所述电路部单独地输出对应于所述第一振动部的信号和对应于所述第二振动部的信号。
15.一种语音输入装置，包括根据权利要求1至6中任一权利要求所述的麦克风单元。
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