JP2008278476A - コンデンサマイク装置のｓｎ比改善方法およびコンデンサマイク装置並びにコンデンサマイク装置搭載機器 - Google Patents

Abstract

【課題】コンデンサマイク装置のＳＮ比を改善する。
【解決手段】シリコンマイク１０の音響穴２４が形成されたマイクパッケージ１２の内部空間２６にマイクチップ１４を収容配置する。外部からの音を音響穴２４から取り込みマイクパッケージ１２の内部空間２６を経てマイクチップ１４で受音する。音響穴２４とマイクパッケージ１２の内部空間２６によるヘルムホルツ共鳴の共鳴周波数を可聴周波数帯域内に設定する。シリコンマイク１０を携帯電話機４０に搭載する場合は、音響穴の長さが機器筐体４２とガスケット４８の厚さ分（またはさらに基板４３とシール材５４の厚さを加えた分）長くなるのでヘルムホルツ共鳴周波数は低下する。マイクチップ１４の出力信号をインピーダンス変換器３０に入力する。インピーダンス変換器３０の出力信号のヘルムホルツ共鳴周波数を含む帯域を減衰手段２８，３６，３８で選択的に減衰させて該出力信号の周波数特性を平坦化する。
【選択図】図１

Description

この発明はコンデンサマイク装置（エレクトレットコンデンサマイク装置を含む）のＳＮ比を改善する方法およびＳＮ比を改善したコンデンサマイク装置に関する。またこの発明はコンデンサマイク装置のＳＮ比を改善したコンデンサマイク装置搭載機器に関する。

携帯電話機に搭載されるマイクは小型軽量であることが要求され、最近この要求に応えるマイクとしてＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を利用して製造されるコンデンサマイク装置であるいわゆるシリコンマイク（ＭＥＭＳマイク）が採用され始めている。
「Microphone Handbook」、 vol.1、Bruel ＆ Kjaer、pp.4-8乃至4-11

コンデンサマイク素子は出力インピーダンスが高いため、その出力信号はインピーダンス変換器を介して取り出される。インピーダンス変換器は一般にＦＥＴ（電界効果トランジスタ）とその入力側に配置されたバイアス抵抗（ギガオーム〜テラオームオーダー）とを具備して構成されるが、これらＦＥＴやバイアス抵抗から熱雑音（ホワイトノイズ）が発生され、これがＳＮ比を低下させる原因となる。非特許文献１にはコンデンサマイク装置で使用されるインピーダンス変換器から発生する雑音について記述されている。

この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、コンデンサマイク装置のＳＮ比を改善する方法およびＳＮ比を改善したコンデンサマイク装置を提供しようとするものである。またこの発明はコンデンサマイク装置のＳＮ比を改善したコンデンサマイク装置搭載機器を提供しようとするものである。

この発明のコンデンサマイク装置のＳＮ比改善方法は、音響穴が形成されたマイクパッケージの内部空間にコンデンサマイク素子を収容配置し、外部からの音を前記音響穴から取り込み前記マイクパッケージの内部空間を経て前記コンデンサマイク素子で受音するコンデンサマイク装置のＳＮ比を改善する方法であって、前記音響穴と前記マイクパッケージの内部空間によるヘルムホルツ共鳴の共鳴周波数を可聴周波数帯域内に設定し、前記コンデンサマイク素子の出力信号をインピーダンス変換器に入力し、該インピーダンス変換器の出力信号の前記ヘルムホルツ共鳴周波数を含む帯域を選択的に減衰させて該出力信号の周波数特性を平坦化するものである。

このＳＮ比改善方法によれば、外部からの音声はヘルムホルツ共鳴で可聴周波数の特定の帯域のレベルが増大した状態でコンデンサマイク素子に受音され、その後該増大した帯域が減衰されて周波数特性が平坦化されるので、インピーダンス変換器で発生する雑音のうち該帯域の成分が減衰される。これによりＳＮ比が改善される。

この発明のコンデンサマイク装置のＳＮ比改善方法は、機器に搭載したコンデンサマイク装置のＳＮ比を改善する方法であって、前記コンデンサマイク装置は音響穴が形成されたマイクパッケージの内部空間にコンデンサマイク素子を収容配置し、前記機器はその機器筐体に音響穴を有しかつ前記コンデンサマイク装置を該機器筐体内に前記音響穴どうしを連通させて配置し、外部からの音を前記機器筐体の音響穴を通して前記コンデンサマイク装置の音響穴に取り込み前記マイクパッケージの内部空間を経て前記コンデンサマイク素子で受音させ、前記機器筐体の音響穴から前記コンデンサマイク装置の音響穴に至る開口と前記マイクパッケージの内部空間によるヘルムホルツ共鳴の共鳴周波数を可聴周波数帯域内に設定し、前記コンデンサマイク素子の出力信号をインピーダンス変換器に入力し、該インピーダンス変換器の出力信号の前記ヘルムホルツ共鳴周波数を含む帯域を選択的に減衰させて該出力信号の周波数特性を平坦化するものである。このＳＮ比改善方法によれば、機器に搭載した状態でコンデンサマイク装置のＳＮ比を改善することができる。

この発明のＳＮ比改善方法は、前記機器筐体と前記コンデンサマイク装置との間に、音響穴を有するガスケット（パッキン）を気密に配置し、前記機器筐体の音響穴と前記ガスケットの音響穴と前記コンデンサマイク装置の音響穴とを相互に連通させることができる。またこの発明のＳＮ改善方法は前記コンデンサマイク装置を機器基板に搭載し、該機器基板には音響穴を形成し、前記マイクパッケージの音響穴は前記機器基板に対向する面に形成し、該マイクパッケージの音響穴と該機器基板の音響穴どうしを気密に連通し、該機器基板の前記コンデンサマイク装置が搭載された側の反対側の面と前記機器筐体との間に、音響穴を有するガスケットを気密に配置し、前記機器筐体の音響穴と前記ガスケットの音響穴と前記機器基板の音響穴と前記コンデンサマイク装置の音響穴とを相互に連通させることができる。またこの発明のＳＮ比改善方法において、前記共鳴周波数は例えば５００Ｈｚ〜１０ｋＨｚ、好ましくは６ｋＨｚ±１ｋＨｚに設定することができる。

この発明のコンデンサマイク装置は、音響穴が形成されたマイクパッケージの内部空間にコンデンサマイク素子を収容配置し、外部からの音を前記音響穴から取り込み前記マイクパッケージの内部空間を経て前記コンデンサマイク素子で受音するコンデンサマイク装置において、前記音響穴と前記マイクパッケージの内部空間によるヘルムホルツ共鳴の共鳴周波数を可聴周波数帯域内に設定し、前記コンデンサマイク素子の出力信号をインピーダンス変換器に入力し、該インピーダンス変換器の出力信号の前記ヘルムホルツ共鳴周波数を含む帯域を減衰手段で選択的に減衰させて該出力信号の周波数特性を平坦化するものである。

この発明のコンデンサマイク装置は、機器に搭載されるコンデンサマイク装置であって、該コンデンサマイク装置は音響穴が形成されたマイクパッケージの内部空間にコンデンサマイク素子を収容配置したものであり、前記機器はその機器筐体に音響穴を有しかつ前記コンデンサマイク装置を該機器筐体内に前記音響穴どうしを連通させて配置し、外部からの音を前記機器筐体の音響穴を通して前記コンデンサマイク装置の音響穴に取り込み前記マイクパッケージの内部空間を経て前記コンデンサマイク素子で受音させるものであり、前記機器筐体の音響穴から前記コンデンサマイク装置の音響穴に至る開口と前記マイクパッケージの内部空間によるヘルムホルツ共鳴の共鳴周波数は可聴周波数帯域内に設定されるものであり、前記コンデンサマイク素子の出力信号をインピーダンス変換器に入力し、該インピーダンス変換器の出力信号の前記ヘルムホルツ共鳴周波数を含む帯域を減衰手段で選択的に減衰させて該出力信号の周波数特性を平坦化するものである。前記機器は例えば前記機器筐体と前記コンデンサマイク装置との間にガスケットを挟み込み、前記機器筐体の音響穴と前記コンデンサマイク装置の音響穴とを前記ガスケットの音響穴を介して相互に連通させるものとすることができる。

この発明のコンデンサマイク装置は前記インピーダンス変換器および前記減衰手段が前記マイクパッケージの内部空間に配置されているものとすることができる。これによればマイクパッケージの外部にインピーダンス変換器および減衰手段を配置して信号線を介しマイクパッケージとインピーダンス変換器および減衰手段を接続する場合に比べて電波等の外来雑音が信号線からマイク信号に混入するのを防ぐことができる。またこの発明のコンデンサマイク装置は前記減衰手段が、前記インピーダンス変換器の出力信号を入力し、該出力信号から前記ヘルムホルツ共鳴周波数を含む帯域を抽出するバンドパスフィルタと、前記コンデンサマイク素子の出力信号から該抽出した信号を引き算して前記インピーダンス変換器に入力する引算器とを具備し、該インピーダンス変換器の出力から前記周波数特性が平坦化された信号を得るものとすることができる。またこの発明のコンデンサマイク装置は前記減衰手段が、前記インピーダンス変換器の出力信号を入力する引算器と、該引算器の出力信号から前記ヘルムホルツ共鳴周波数を含む帯域を抽出するバンドパスフィルタとを具備し、前記引算器は前記インピーダンス変換器の出力信号から前記バンドパスフィルタで抽出した信号を引き算し、前記引算器の出力から前記周波数特性が平坦化された信号を得るものとすることができる。

この発明のコンデンサマイク装置は前記減衰手段が前記インピーダンス変換器の出力信号を入力し、該出力信号に含まれる前記ヘルムホルツ共鳴周波数を含む帯域を減衰させる帯域減衰フィルタを具備し、該帯域減衰フィルタから前記周波数特性が平坦化された信号を得るものとすることができる。また前記減衰手段は複数種類の減衰特性を切り換えて設定できるものとすることができる。また前記減衰手段は可聴周波数帯域を複数分割した帯域ごとに減衰量を設定できるものとすることができる。

この発明のコンデンサマイク装置搭載機器は、コンデンサマイク装置を搭載した機器であって、前記コンデンサマイク装置は音響穴が形成されたマイクパッケージの内部空間にコンデンサマイク素子を収容配置したものであり、前記機器はその機器筐体に音響穴を有しかつ前記コンデンサマイク装置を該機器筐体内に前記音響穴どうしを連通させて配置し、外部からの音を前記機器筐体の音響穴を通して前記コンデンサマイク装置の音響穴に取り込み前記マイクパッケージの内部空間を経て前記コンデンサマイク素子で受音させるものであり、前記音響穴と前記マイクパッケージの内部空間によるヘルムホルツ共鳴の共鳴周波数を可聴周波数帯域内に設定し、前記コンデンサマイク素子の出力信号をインピーダンス変換器に入力し、該インピーダンス変換器の出力信号の前記ヘルムホルツ共鳴周波数を含む帯域を減衰手段で選択的に減衰させて該出力信号の周波数特性を平坦化するものである。

＜＜コンデンサマイク装置単体の実施の形態＞＞
以下この発明をシリコンマイクに適用した実施の形態を説明する。この発明によるシリコンマイクのメカ構成を図２に示す。（ａ）は平面図、（ｂ）は内部構造を示す縦断面図である。シリコンマイク１０はマイクパッケージ１２内にマイクチップ１４（ＭＥＭＳチップ）とＬＳＩチップ１６を収容して構成されている。マイクパッケージ１２は例えば底板１８がプリント基板、側壁２０が金属、蓋板２２が金属薄板で構成されている。両チップ１４，１６はプリント基板１８の上面に固定されている。蓋板２２には円形の音響穴２４が開設されている。外部からの音は音響穴２４から入り込み、マイクパッケージ１２の内部空間２６を介してマイクチップ１４の上面の受音面（シリコン膜によるダイアフラム）に受音される。ＬＳＩチップ１６内にはインピーダンス変換器およびフィルタ等が構成され、マイクチップ１４の出力信号に対しインピーダンス変換処理およびフィルタ処理を施して出力する。ＬＳＩチップ１６の出力信号はプリント基板１８の裏面に形成された端子（図示せず）から取り出され、外部回路（アンプ等）に供給される。なお蓋板２２に形成する音響穴２４は１個に限らず図３に示すように複数個（この例では３個）形成することもできる。またフィルタはＬＳＩチップ１６内に構成せずに個別部品としてプリント基板１８上に配設することもできる。

マイクパッケージ１２は音響穴２４と内部空間２６とでヘルムホルツ共鳴を生じる。このヘルムホルツ共鳴による共鳴周波数が可聴周波数帯域内の所定の周波数となるようにマイクパッケージ１２が設計されている。マイクパッケージ１２のヘルムホルツ共鳴周波数について説明する。ヘルムホルツ共鳴器としてのマイクパッケージ１２の電気的等価回路は図４に示すようにＬＣ共振回路を構成する。したがってマイクパッケージ１２で構成されるヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数ｆ_ｃは（１）式で表される。

ｆ_ｃ＝１／｛２π（ｎＬＣ）^１／２｝ ・・・（１）
但し、ｎは音響穴２４の数である（ｎ＝１，２，３，・・・）。

ここで、
Ｖ：マイクパッケージ内部空間２６の容積（両チップ１４，１６およびポッティング剤の容積を差し引いた分の容積）（ｍ^３）
ｄ：音響穴２４が形成されている蓋板２２の板厚（ｍ）
ｒ：音響穴２４の半径（ｍ）
ρ：空気の密度（≒１．２５ｋｇ／ｍ^３）
ｃ：空気の音速（≒３４０ｍ／ｓｅｃ）
と定義すると、図４のｎＬ、Ｃはそれぞれ（２）、（３）式のように表される。

ｎＬ＝（ｎρ／πｒ^２）×｛ｄ＋（１６ｒ／３π）｝ ・・・（２）
Ｃ＝Ｖ／ρｃ^２ ・・・（３）

（１）式によれば共鳴周波数ｆ_ｃを下げるためには音響穴２４の数ｎを多くするか、ＬまたはＣの値を大きくすればよい。そして（２）式によれば、音響穴２４の数ｎが同じであれば、Ｌを大きくするためには音響穴２４の半径ｒを小さくしまたは蓋板２２の板厚ｄを大きくすればよい。また（３）式によればＣを大きくするためにはマイクパッケージ内部空間２６の容積Ｖを大きくすればよい。

マイクパッケージ１２の共鳴周波数ｆ_ｃの設定例を説明する。図５は聴覚補正特性（Ａ特性）を示す。Ａ特性の３ｄＢ通過帯域は約５００〜１０ｋＨｚであるため、共鳴周波数ｆ_ｃはこの帯域内にあることが望ましい。Ａ特性の３ｄＢ通過帯域の外でも可聴周波数帯域内であれば雑音低減効果が得られるが、Ａ特性の３ｄＢ通過帯域内に設定した場合に比べると雑音低減効果は低くなる。また共鳴周波数ｆ_ｃをＡ特性のピーク周波数（２．５ｋＨｚ）に設定するときが最も大きい雑音低減効果が得られることが予想されるが、その場合最終的にフラットな特性が得られるのは３．２ｋＨｚ（＝２．５ｋＨｚ×１．３倍）位までとなる。このシリコンマイク１０を携帯電話機等の小型端末の用途（主に音声を拾音することを目的とした用途）に使用する場合を想定すると、大体２００Ｈｚ〜８ｋＨｚまでフラットな特性であることが望ましいため、その場合の共鳴周波数ｆ_ｃは６ｋＨｚ付近（６ｋＨｚ±１ｋＨｚ）に設定するとよい。

マイクパッケージ１２の設計例を説明する。
《設計例１》
ｒ（音響穴の半径）＝０．３５ｍｍ
ｎ（音響穴の数）＝１
Ｖ（マイクパッケージ内部空間の容積）＝３．８３×１０^−９ｍ^３
ｄ（蓋板の板厚）＝０．１ｍｍ
に設計する。設計例１による共鳴周波数ｆ_ｃの計算値は約２０ｋＨｚとなる。図６は設計例１による音響周波数特性の実測値である。図６によれば共鳴周波数ｆ_ｃの実測値は１８ｋＨｚであり、計算値よりもやや低くなっている。共鳴のピークの裾は共鳴周波数ｆ_ｃよりも高い方の側で共鳴周波数ｆ_ｃの約１．３倍（２３ｋＨｚ）まで延びている。

《設計例２》
ｒ（音響穴の半径）＝０．０５ｍｍ
ｎ（音響穴の数）＝３
Ｖ（マイクパッケージ内部空間の容積）＝３．８３×１０^−９ｍ^３
ｄ（蓋板の板厚）＝０．１ｍｍ
に設計する。設計例２による共鳴周波数ｆ_ｃの計算値は約２．５ｋＨｚとなる。

《設計例３》
ｒ（音響穴の半径）＝０．１ｍｍ
ｎ（音響穴の数）＝５
Ｖ（マイクパッケージ内部空間の容積）＝３．８３×１０^−９ｍ^３
ｄ（蓋板の板厚）＝０．１ｍｍ
に設計する。設計例３による共鳴周波数ｆ_ｃの計算値は約５．５ｋＨｚとなる。

以上説明したメカ構成を有するシリコンマイク１０の電気回路構成の実施の形態を図１に示す（電源系統は図示せず）。外部からの音はシリコンマイク１０のマイクパッケージ１２に開口している音響穴２４から取り込まれ、内部空間２６を介してマイクチップ１４に受音される。マイクチップ１４の出力信号はＬＳＩチップ１６に入力される。ＬＳＩチップ１６に入力されたマイク信号は引算器２８を介してインピーダンス変換器３０でインピーダンス変換される。インピーダンス変換器３０はＦＥＴで構成されたバッファアンプ３２とその入力側に配置されたバイアス抵抗（ギガオーム〜テラオームオーダー）３４等で構成されるものであり、これらバッファアンプ３２のＦＥＴやバイアス抵抗３４から発生する熱雑音（ホワイトノイズ）が信号のＳＮ比を低下させる。

インピーダンス変換器３０の出力信号はバンドパスフィルタ３６に入力され、共鳴周波数ｆ_ｃを含む帯域成分が抽出される。この抽出された帯域成分は適宜ゲイン調整されて引算器２８に帰還される。引算器２８は入力信号からこの共鳴周波数ｆ_ｃを含む帯域成分を引き算する。これにより入力信号の共鳴周波数ｆ_ｃを含む帯域が選択的に所定量減衰され、該信号の周波数特性が平坦化される。このときインピーダンス変換器３０で発生した熱雑音は引算器２８で反転されてインピーダンス変換器３０の入力に帰還されることになる。この熱雑音はホワイトノイズであるため全ての周波数を含む。このためバンドパスフィルタ３６の遅延時間（時定数）を充分短く設定すれば、該時定数によって決まる周波数（バンドパスフィルタ３６の通過帯域よりも高い周波数）よりも低い周波数（つまりバンドパスフィルタ３６の通過帯域）ではインピーダンス変換器３０で発生する熱雑音と引算器２８に帰還される信号は相関が強くなるので、該帰還信号を引算器２８で反転してインピーダンス変換器３０に入力することにより、インピーダンス変換器３０で発生する熱雑音を打ち消すことができる。これによりインピーダンス変換器３０で発生した熱雑音のうち共鳴周波数ｆ_ｃ近辺の帯域成分が減衰される。この周波数特性が平坦化されかつ共鳴周波数ｆ_ｃ近辺の熱雑音成分が減衰された信号がシリコンマイク１０から出力される。

図１の回路においてバンドパスフィルタ３６による帰還回路により入力信号のレベルが平坦化されかつインピーダンス変換器３０で発生した熱雑音が減衰されるメカニズムの詳細を説明する。図７は図１の回路１６内の構成をモデル化して示したものである。ここで、
Ｘ：回路１６の入力信号
Ｙ：回路１６の出力信号
ｘ_１：インピーダンス変換器３０の入力信号
ｘ_２：引算器２８に入力される帰還信号
Ｎ：インピーダンス変換器３０で発生する雑音
ａ：バンドパスフィルタ３６のゲイン（ａ≠１）
とする。またバンドパスフィルタ３６は説明を簡単にするため単位時間Ｔの遅延に置き換えた。

図７より
ｘ_１＝Ｘ−ｘ_２ ・・・（４）
ｘ_２＝ｚ^−１ａＹ ・・・（５）
Ｙ＝Ｎ＋ｘ_１ ・・・（６）
（４）、（５）式より
ｘ_１＝Ｘ−ｚ^−１ａＹ ・・・（７）
（６）、（７）式より
Ｙ＝Ｎ＋Ｘ−ｚ^−１ａＹ
（１＋ａｚ^−１）Ｙ＝Ｎ＋Ｘ
∴Ｙ＝｛ｚ／（ｚ＋ａ）｝・（Ｎ＋Ｘ） ・・・（８）

ｚ／（ｚ＋ａ）の周波数特性のｚ平面による表現を図８に示す。図８においてＦｓはサンプリング周波数でＦｓ＝１／Ｔ（Ｔは前出の単位時間）である。図８によればｚ／（ｚ＋ａ）はｚ＝０に零点があり、ｚ＝−ａに極がある。
ｚ／（ｚ＋ａ）の振幅応答Ｍ_（ωＴ）を計算すると、
Ｍ_（ωＴ）＝１／｛（ｃｏｓωＴ＋ａ）^２＋ｓｉｎ^２ωＴ｝^１／２
＝１／（１＋２ａ・ｃｏｓωＴ＋ａ^２）^１／２
ここでＴが充分に小さいとすると、ｃｏｓωＴ≒１（つまりＦｓ≫可聴域）であるから
Ｍ_（ωＴ）≒１／（１＋ａ）
となり、バンドパスフィルタ３６のゲインａを調整することで、（８）式のＮ（インピーダンス変換器３０で発生する雑音）およびＸ（回路１６の入力信号）の振幅を制御できることになる。すなわちバンドパスフィルタ３６による帰還回路を配置することにより、任意の帯域（バンドパスフィルタ３６の通過帯域）についてＮおよびＸの振幅を制御することができる（通過帯域外ではａ＝０と考えればよい）。そしてバンドパスフィルタ３６の通過帯域を共鳴周波数ｆ_ｃを含む帯域（共鳴によって入力信号Ｘのレベルが増大する帯域）に設定することにより、入力信号Ｘのレベルを平坦化しかつインピーダンス変換器３０で発生した熱雑音を減衰させることができる。

図１の回路による動作を図９に基づいて説明する。図９は可聴周波数帯域の特性（模式図）を示したものである。（ａ）は外部で発生する音の周波数特性で、ここでは平坦な特性であるとする。（ｂ）はこの外部からの音がシリコンマイク１０のマイクチップ１４で受音されたときに、マイクチップ１４から出力される音声信号の周波数特性である。これによればマイクパッケージ１２による共鳴により共鳴周波数ｆ_ｃの帯域成分が増大している。（ｃ）はバンドパスフィルタ３６による帰還がない場合にＬＳＩチップ１６から出力される音声信号の周波数特性である。点線はＬＳＩチップ１６内のバッファアンプ３２のＦＥＴやバイアス抵抗３４から発生する熱雑音である。（ｄ）はバンドパスフィルタ３６で抽出された共鳴周波数ｆ_ｃを含む帯域成分である。点線は同時に抽出されるこの帯域の熱雑音成分である。（ｅ）はバンドパスフィルタ３６による帰還がある場合にＬＳＩチップ１６から出力される音声信号の周波数特性である。引算器２８で、共鳴周波数ｆ_ｃの帯域成分が増大した入力信号から共鳴周波数ｆ_ｃを含む帰還信号を引き算することにより、入力信号の共鳴周波数ｆ_ｃを含む帯域が選択的に所定量減衰される。これにより引算器２８から出力される信号の周波数特性が平坦化される。同時に、インピーダンス変換器３０で発生した熱雑音のうち共鳴周波数ｆ_ｃ近辺の帯域成分が減衰される。これによりマイク信号のＳＮ比が改善される。

シリコンマイク１０の電気回路構成の他の実施の形態を図１０に示す（電源系統は図示せず）。図１と共通する部分には同一の符号を用いる。外部からの音はシリコンマイク１０のマイクパッケージ１２の音響穴２４から取り込まれ、内部空間２６を介してマイクチップ１４に受音される。マイクチップ１４の出力信号はＬＳＩチップ１６に入力される。ＬＳＩチップ１６に入力されたマイク信号はインピーダンス変換器３０でインピーダンス変換される。インピーダンス変換器３０はＦＥＴで構成されたバッファアンプ３２とその入力側に配置されたバイアス抵抗３４等で構成されるものであり、これらバッファアンプ３２のＦＥＴやバイアス抵抗３４から発生する熱雑音が信号のＳＮ比を低下させる。

インピーダンス変換器３０の出力信号は帯域減衰フィルタ３８に入力され、共鳴周波数ｆ_ｃを含む帯域成分が選択的に所定量減衰され、該信号の周波数特性が平坦化される。これに伴いインピーダンス変換器３０で発生した熱雑音のうち共鳴周波数ｆ_ｃ近辺の帯域成分も減衰される。この周波数特性が平坦化されかつ共鳴周波数ｆ_ｃ近辺の熱雑音成分が減衰された信号がシリコンマイク１０から出力される。

図１０の回路による動作を図１１に基づいて説明する。図１１は可聴周波数帯域の特性（模式図）を示したものである。（ａ）は外部で発生する音の周波数特性で、ここでは平坦な特性であるとする。（ｂ）はこの外部からの音がシリコンマイク１０のマイクチップ１４で受音されたときに、マイクチップ１４から出力される音声信号の周波数特性である。これによればマイクパッケージ１２による共鳴により共鳴周波数ｆ_ｃの帯域成分が増大している。（ｃ）はＬＳＩチップ１６から出力される音声信号の周波数特性である。点線はＬＳＩチップ１６内のバッファアンプ３２のＦＥＴやバイアス抵抗３４から発生する熱雑音である。（ｄ）は帯域減衰フィルタ３８から出力される音声信号の周波数特性である。入力信号の共鳴周波数ｆ_ｃを含む帯域が選択的に所定量減衰され、周波数特性が平坦化されている。同時に、インピーダンス変換器３０で発生した熱雑音のうち共鳴周波数ｆ_ｃ近辺の帯域成分が減衰される。これによりマイク信号のＳＮ比が改善される。

＜＜コンデンサマイク装置搭載機器の実施の形態＞＞
この発明をコンデンサマイク装置搭載機器に適用した実施の形態を説明する。前記コンデンサマイク装置単体の実施の形態と共通する部分には同一の符号を用いる。図１２はこの発明のコンデンサマイク装置を搭載した携帯電話機（携帯電話受信端末）４０の該搭載箇所のメカ構成を断面図で示す。携帯電話機４０の機器筐体４２の前面には通話口として音響穴４４が形成されている。機器筐体４２内にはシリコンマイク１０が収容配置されている。シリコンマイク１０は裏面に形成された接続端子４１を機器基板４３の所定位置にハンダ付けして該機器基板４３に固定されている。シリコンマイク１０は前記コンデンサマイク装置単体の実施の形態で説明したシリコンマイク１０と同様の構成を有するもので、マイクパッケージ１２内にマイクチップ１４（ＭＥＭＳチップ）とＬＳＩチップ１６を収容している。マイクパッケージ１２は、金属、導電層を含むセラミックスや樹脂モールド、プリント基板などで形成されている。例えば、例えば底板１８がプリント基板、側壁２０が導電層を含むセラミックスや樹脂モールド、蓋板２２が金属薄板で構成されている。両チップ１４，１６はプリント基板１８の上面に固定されている。蓋板２２には円形の音響穴２４が１個開設されている。マイクチップ１４はダイアフラム１３とバックプレート１５を所定の空隙を介して対向配置している。ＬＳＩチップ１６はポッティング剤４４で密封されている。シリコンマイク１０は機器筐体４２の前面の背後位置に音響穴２４，４４どうしを相互に連通させて配置されている。機器筐体４２とシリコンマイク１０との間には音響穴２４，４４を包囲するように気密用のガスケット４６が気密に挟み込まれている。外部からの音は機器筐体４２の音響穴４４から取り込まれ、ガスケット４６の音響穴４８およびシリコンマイク１０の音響穴２４を通ってマイクパッケージ１２の内部空間２６に入り込み、マイクチップ１４のダイアフラム１３に受音される。ＬＳＩチップ１６内にはインピーダンス変換器およびフィルタ等が構成され、マイクチップ１４の出力信号に対しインピーダンス変換処理およびフィルタ処理を施して出力する。ＬＳＩチップ１６の出力信号はプリント基板１８の裏面に形成された接続端子４１から取り出され、機器基板４３上に構成された外部回路（アンプ等）に供給される。

図１２のメカ構成によれば、機器筐体４２の音響穴４４からガスケット４６の音響穴４８を経てシリコンマイク１０の音響穴２４に至る開口５０（ダクト、ポート）とマイクパッケージ１２の内部空間２６との組み合わせによりヘルムホルツ共鳴を生じる。ヘルムホルツ共鳴の共鳴周波数は開口５０の長さに応じて変化するから、図１２のメカ構成によるヘルムホルツ共鳴周波数（開口５０の長さは音響穴４４，４８，２４の各長さを足した長さ）は、シリコンマイク１０単体のヘルムホルツ共鳴周波数（開口の長さは音響穴２４のみによる長さ）と異なったものとなる（低くなる）。この実施の形態では図１２のメカ構成によるヘルムホルツ共鳴周波数を可聴周波数帯域内の所望の周波数に設定し、インピーダンス変換器の出力信号のヘルムホルツ共鳴周波数を含む帯域を減衰手段で選択的に減衰させて該出力信号の周波数特性を平坦化している。

図１２のメカ構成で使用されるシリコンマイク１０の電気回路構成の実施の形態を図１３に示す（電源系統は図示せず）。外部からの音は開口５０（機器筐体４２、ガスケット４６、シリコンマイク１０の各音響穴４４，４８，２４を連結したもの）から取り込まれ、内部空間２６を介してマイクチップ１４に受音される。マイクチップ１４の出力信号はＬＳＩチップ１６に入力される。ＬＳＩチップ１６に入力されたマイク信号はインピーダンス変換器３０でインピーダンス変換される。インピーダンス変換器３０はＦＥＴで構成されたバッファアンプ３２とその入力側に配置されたバイアス抵抗（ギガオーム〜テラオームオーダー）３４等で構成されるものであり、これらバッファアンプ３２のＦＥＴやバイアス抵抗３４から発生する熱雑音（ホワイトノイズ）が信号のＳＮ比を低下させる。インピーダンス変換されたマイク信号は引算器２８を介してバンドパスフィルタ３６に入力され、共鳴周波数ｆ_ｃを含む帯域成分が抽出される。この抽出された帯域成分は適宜ゲイン調整されて引算器２８に帰還される。引算器２８は入力信号からこの共鳴周波数ｆ_ｃを含む帯域成分を引き算する。これにより入力信号の共鳴周波数ｆ_ｃを含む帯域が選択的に所定量減衰され、該信号の周波数特性が平坦化される。したがってインピーダンス変換器３０で発生した熱雑音のうち共鳴周波数ｆ_ｃ近辺の帯域成分が減衰されその分ＳＮ比が改善される。この周波数特性が平坦化されかつ共鳴周波数ｆ_ｃ近辺の熱雑音成分が減衰された信号がシリコンマイク１０から出力される。図１２の回路による動作は前出の図９と同様になる。

なおバンドパスフィルタ３６には予め、中心周波数が異なる複数のフィルタ特性３６−１，３６−２，３６−３，・・・が用意されており、このシリコンマイク１０を搭載する機器に応じて、その共鳴周波数ｆ_ｃに合致した（または該共鳴周波数ｆ_ｃに近い）中心周波数を有するフィルタ特性を選択的に設定する。携帯電話機の場合は機種が異なっても機器筐体４２の大きさやガスケット４６の寸法は機種によってそれほど大きな違いはないので、このようにいくつかのフィルタ特性をプリセットとして用意しておきこれらを切り換えることで、１種類のシリコンマイク１０で様々な機種に対応できるようになる。例えば機器筐体４２＋ガスケット４６の厚みが１ｃｍ位であれば共鳴周波数ｆ_ｃは６ｋＨｚ位になり、同厚みが１ｍｍ位であれば共鳴周波数はｆ_ｃは１３ｋＨｚ位になるので、この周波数範囲をカバーできるようにフィルタ特性３６−１，３６−２，３６−３，・・・を用意すればよい。そしてシリコンマイク１０を機器筐体４２に実装して共鳴周波数ｆ_ｃを測定し、測定された共鳴周波数ｆ_ｃに最も近い中心周波数を有するフィルタ特性をその機器筐体４２を使用する機種に共通のフィルタ特性として設定すればよい。フィルタ特性の切り換えは、バンドパスフィルタ３６がディジタルフィルタで構成される場合は例えば、フィルタ特性３６−１，３６−２，３６−３，・・・を実現するフィルタ係数を予めＬＳＩチップ１６内のメモリ（図示せず）に記憶しておき、外部からのフィルタ特性選択操作により該当するフィルタ係数を読み出して該ディジタルフィルタに設定することにより行うことができる。

この発明を適用した携帯電話機の設計例を説明する。

《携帯電話機の設計例》
［ａ］シリコンマイク１０のマイクパッケージ１２（直方体状、図１４参照）
縦（内寸）ａ＝３．７ｍｍ
横（内寸）ｂ＝２．４５ｍｍ
高さ（内寸）ｃ＝０．７７５ｍｍ
音響穴２４（円形）の半径ｄ＝０．３８ｍｍ
容積（ａ×ｂ×ｃ）Ｖpkg＝７．０３×１０^−９ｍ^３
音響穴２４の面積（πｄ^２）Ｄ＝４．５４×１０^−７ｍ^２
蓋板２２の板厚Ｌpkg＝１．００×１０^−４ｍ

［ｂ］マイクチップ１４（直方体状）
縦＝１．６ｍｍ
横＝１．６ｍｍ
高さ＝０．３ｍｍ
体積Ｖmic＝１．３６×１０^−９ｍ^３

［ｃ］ＬＳＩチップ１６（直方体状）
縦＝１．５ｍｍ
横＝１．５ｍｍ
高さ＝０．３ｍｍ
体積Ｖlsi＝６．７５×１０^−１０ｍ^３

［ｄ］ポッティング剤４４
体積（マイクチップ１４の体積と同程度）Ｖpt＝１．３６×１０^−９ｍ^３

［ｅ］機器筐体４２およびガスケット４６
音響穴４４，４８（円形）の半径（マイクパッケージ１２の音響穴２４と同じ）ｄ＝０．３８ｍｍ
音響穴４４，４８（円形）の面積（πｄ^２）Ｄ＝４．５４×１０^−７ｍ^２
機器筐体４２＋ガスケット４６の厚み（例）Ｌbg＝３．００×１０^−３ｍ

上記［ａ］〜［ｄ］の設計によるシリコンマイク１０単体のヘルムホルツ共鳴周波数ｆ_ｃを計算する。
空気の密度ρ＝１．２３ｋｇ／ｍ^３
音速ｃ＝３４３ｍ／ｓｅｃ
実効容積Ｖp＝Ｖpkg−Ｖmic−Ｖlsi−Ｖpt＝３．６４×１０^−９ｍ^３
音響穴数ｎ＝１
音響穴２４の断面積Ｄ＝４．５４×１０^−７ｍ^２
音響穴２４の半径ｄ＝０．０００３８ｍ
音響穴２４の長さＬ（＝Ｌpkg）＝１．００×１０^−４ｍ
スティフネスｓ（＝ρ・ｃ^２・Ｄ^２／Ｖp）＝８．１９Ｎ／ｍ
開口端補正係数ｒ＝２．５４６４８１
補正値（＝ｒ・ｄ）＝０．０００９６８
マスｍ（＝ρ・ｎ・Ｄ・（Ｌ＋ｒ・ｄ））＝５．９６×１０^−１０ｋｇ
ヘルムホルツ共鳴周波数ｆ_ｃ（＝１／２π・（ｓ／ｍ）^１／２）＝１８６５９Ｈｚ
なお上記［ａ］〜［ｄ］の設計によるシリコンマイク１０単体のヘルムホルツ共鳴周波数ｆ_ｃの実測値は１８０００Ｈｚであった。

次に上記［ａ］〜［ｅ］の設計による、シリコンマイク１０を携帯電話機４０の機器筐体４２に組み込んだ状態（図１２）でのヘルムホルツ共鳴周波数ｆ_ｃを計算する。
空気の密度ρ＝１．２３ｋｇ／ｍ^３
音速ｃ＝３４３ｍ／ｓｅｃ
実効容積Ｖp＝Ｖpkg−Ｖmic−Ｖlsi−Ｖpt＝３．６４×１０^−９ｍ^３
音響穴数ｎ＝１
音響穴２４の断面積Ｄ＝４．５４×１０^−７ｍ^２
音響穴２４の半径ｄ＝０．０００３８ｍ
音響穴２４の長さＬ（＝Ｌpkg＋Ｌbg）＝３．１０×１０^−３ｍ
スティフネスｓ（＝ρ・ｃ^２・Ｄ^２／Ｖp）＝８．１９Ｎ／ｍ
開口端補正係数ｒ＝２．５４６４８１
補正値（＝ｒ・ｄ）＝０．０００９６８
マスｍ（＝ρ・ｎ・Ｄ・（Ｌ＋ｒ・ｄ））＝２．２７×１０^−９ｋｇ
ヘルムホルツ共鳴周波数ｆ_ｃ（＝１／２π・（ｓ／ｍ）^１／２）＝９５６０Ｈｚ

図１５の特性ａは上記［ａ］〜［ｄ］の設計によるシリコンマイク１０単体の周波数特性（フィルタ処理がない場合、実測値）を示し、特性ｂは上記［ａ］〜［ｅ］の設計による、シリコンマイク１０を携帯電話機４０の機器筐体４２に組み込んだ状態でのシリコンマイク１０の周波数特性（フィルタ処理がない場合、計算値）を示す。特性ａ，ｂから、シリコンマイク１０を携帯電話機に搭載すると、シリコンマイク１０単体の場合よりもヘルムホルツ共鳴周波数が低下することがわかる。そこで携帯電話機に搭載した状態でのシリコンマイク１０の周波数特性ｂに合わせて、バンドパスフィルタ３６と引算器２８とによる減衰手段で図１６に特性ｃで示すようなフィルタ特性を設定する。すなわちこのフィルタ特性ｃは携帯電話機に搭載した状態でのヘルムホルツ共鳴周波数ｆ_ｃを中心に減衰する特性である。図１５のマイク特性ｂのシリコンマイク１０の出力信号をこのフィルタ特性ｃでフィルタ処理することにより、図１６に特性ｄで示すように平坦な出力特性を得ることができる。

＜＜コンデンサマイク装置搭載機器の他の実施の形態＞＞
図１２の実施の形態ではシリコンマイク１０の音響穴２４をマイクパッケージ１２の上面（蓋板２２）に設けることとしたが、これに限られるものではなく、音響穴２４を例えばマイクパッケージ１２の下面（底板１８）に設けてもよい。そのように構成した実施の形態を図１７に示す。図１２と共通する部分には同一の符号を用いる。この携帯電話機５１は図１２の携帯電話機４０においてシリコンマイク１０を搭載した機器基板４３を表裏反転し、かつマイクパッケージ１２の底板１８から機器基板４３にかけて連通する音響穴を形成し、該音響穴をガスケット４６の音響穴４８を介して機器筐体４２の音響穴４４に連通させるようにしたものである。すなわちマイクパッケージ１２の底板１８には円形の音響穴２４’が開設されている。機器基板４３には音響穴２４’と同軸に円形の音響穴５２が開設されている。マイクパッケージ１２の底板１８と機器基板４３との間には音響穴２４’、５２を包囲するように気密用のシール材（ガスケット、接着剤等）５４が気密に挟み込まれている。機器筐体４２と機器基板４３との間には音響穴４４、５２を包囲するように気密用のガスケット４６が気密に挟み込まれている。これにより機器筐体４２の音響穴４４、ガスケット４６の音響穴４８、機器基板４３の音響穴５２、シール材５４の音響穴５６、マイクパッケージ１２の底板１８の音響穴２４’（いずれも同一径の円形の穴）は同軸かつ気密に相互に連通する。

外部からの音は機器筐体４２の音響穴４４から取り込まれ、ガスケット４６の音響穴４８、機器基板４３の音響穴５２、シール材５４の音響穴５６、マイクパッケージ１２の底板１８の音響穴２４’を通ってマイクパッケージ１２の内部空間２６に入り込み、マイクチップ１４のダイアフラム１３に受音される。ＬＳＩチップ１６内にはインピーダンス変換器およびフィルタ等が構成され、マイクチップ１４の出力信号に対しインピーダンス変換処理およびフィルタ処理を施して出力する。ＬＳＩチップ１６の出力信号はプリント基板１８の裏面に形成された接続端子４１から取り出され、機器基板４３上に構成された外部回路（アンプ等）に供給される。

図１７のメカ構成によれば、機器筐体４２の音響穴４４からシリコンマイク１０の音響穴２４’に至る開口５０’（ダクト、ポート）とマイクパッケージ１２の内部空間２６との組み合わせによりヘルムホルツ共鳴を生じる。ヘルムホルツ共鳴の共鳴周波数は開口５０’の長さに応じて変化するから、図１７のメカ構成によるヘルムホルツ共鳴周波数（開口５０’の長さは音響穴４４，４８，５２，５６，２４’の各長さを足した長さ）は、シリコンマイク１０単体のヘルムホルツ共鳴周波数（開口の長さは音響穴２４のみによる長さ）と異なったものとなる（低くなる）。図１７のメカ構成によるヘルムホルツ共鳴周波数を可聴周波数帯域内の所望の周波数に設定し、インピーダンス変換器の出力信号のヘルムホルツ共鳴周波数を含む帯域を減衰手段で選択的に減衰させて該出力信号の周波数特性を平坦化する。図１７のメカ構成で使用されるシリコンマイク１０の電気回路構成は前出の図１３と同様とすることができる。

なお前記実施の形態では減衰手段として１つのフィルタを用いるようにしたが、これに限らずグラフィックイコライザのように可聴周波数帯域を複数分割した帯域ごとに減衰量を設定する複数のフィルタを用いることもできる。例えば図１０の帯域減衰フィルタ３８を図１８のように、可聴周波帯域を複数分割した周波数帯域１，２，３，・・・ごとに可変フィルタ３７−１，３７−２，３７−３，・・・を用意したフィルタバンクとして構成することができる。各可変フィルタ３７−１，３７−２，３７−３，・・・は例えば−１０ｄＢ、−５ｄＢ、−３ｄＢ、０ｄＢ、＋３ｄＢのようにゲインをそれぞれ切り換えることができる。シリコンマイク１０を機器筐体４２に実装して共鳴周波数ｆ_ｃを測定し、測定された共鳴周波数ｆ_ｃを効果的に減衰させるように各可変フィルタ３７−１，３７−２，３７−３，・・・のゲインを設定する。そしてこの設定されたゲインをその機器筐体４２を使用する機種に共通のゲインとして設定すればよい。この帯域可変フィルタ３８では入力信号（図１０のインピーダンス変換器３０の出力信号）は各可変フィルタ３７−１，３７−２，３７−３，・・・に共通に入力され、各周波数帯域ごとに、設定されたゲインが付与されて共鳴周波数ｆ_ｃを中心とする帯域が効果的に減衰される。各可変フィルタ３７−１，３７−２，３７−３，・・・の出力信号は加算器３９で加算されてシリコンマイク１０から出力される。

なお前記実施の形態ではこの発明をシリコンマイクに適用した場合について説明したが、シリコンマイク以外のコンデンサマイク装置（エレクトレットコンデンサマイク装置を含む）にもこの発明を適用することができる。

この発明をシリコンマイクに適用した実施の形態を示す図で、図２、図３のシリコンマイクの電気回路構成を示すブロック図である。 この発明を適用したシリコンマイクのメカ構成を示す平面図および内部構造を示す縦断面図である。 この発明を適用したシリコンマイクの他のメカ構成を示す平面図である。 図２、図３のシリコンマイクのマイクパッケージのヘルムホルツ共鳴器としての電気的等価回路を示す図である。 聴覚補正特性（Ａ特性）を示す図である。 マイクパッケージの設計例１による音響周波数特性の実測値を示す図である。 図１の回路１６内の構成をモデル化して示した等価回路図である。 （８）式のｚ／（ｚ＋ａ）の周波数特性のｚ平面による表現を示す図である。 図１の回路による動作を説明する可聴周波数帯域の特性図（模式図）である。 図２、図３のシリコンマイクの他の電気回路構成を示すブロック図である。 図１０の回路による動作を説明する可聴周波数帯域の特性図（模式図）である。 この発明をコンデンサマイク装置搭載機器に適用した実施の形態を示す図で、この発明のコンデンサマイク装置を搭載した携帯電話機の該搭載箇所のメカ構成を示す断面図である。 図１２のメカ構成で使用されるシリコンマイクの電気回路構成の実施の形態を示す回路図である。 携帯電話機の設計例におけるシリコンマイクのマイクパッケージの設計を示す斜視図である。 携帯電話機の設計例におけるシリコンマイク単体の周波数特性と携帯電話機に搭載した状態でのシリコンマイクの周波数特性（いずれもフィルタ処理がない場合）を示す図である。 携帯電話機に搭載した状態でのシリコンマイクの周波数特性に合わせて設定したフィルタ特性と、携帯電話機に搭載したシリコンマイクの出力を該フィルタ特性でフィルタ処理した出力特性を示す図である。 この発明をコンデンサマイク装置搭載機器に適用した他の実施の形態を示す図で、この発明のコンデンサマイク装置を搭載した携帯電話機の該搭載箇所のメカ構成を示す断面図である。 図１０の帯域減衰フィルタ３８の構成例を示す回路図である。

符号の説明

１０…シリコンマイク（コンデンサマイク装置）、１２…マイクパッケージ、１４…マイクチップ（コンデンサマイク素子）、１６…ＬＳＩチップ、２４、２４’…シリコンマイクの音響穴、２６…マイクパッケージの内部空間、２８，３６…減衰手段（２８…引算器、３６…バンドパスフィルタ）、３０…インピーダンス変換器、３８…減衰手段（帯域減衰フィルタ）、４０，５１…携帯電話機（機器）、４２…機器筐体、４３…機器基板、４４…機器筐体の音響穴、４６…ガスケット、４８…ガスケットの音響穴、５０，５０’…開口、５２…機器基板の音響穴、５４…シール材、５６…シール材の音響穴。

Claims (14)

1. 音響穴が形成されたマイクパッケージの内部空間にコンデンサマイク素子を収容配置し、外部からの音を前記音響穴から取り込み前記マイクパッケージの内部空間を経て前記コンデンサマイク素子で受音するコンデンサマイク装置のＳＮ比を改善する方法であって、
   前記音響穴と前記マイクパッケージの内部空間によるヘルムホルツ共鳴の共鳴周波数を可聴周波数帯域内に設定し、
   前記コンデンサマイク素子の出力信号をインピーダンス変換器に入力し、
   該インピーダンス変換器の出力信号の前記ヘルムホルツ共鳴周波数を含む帯域を選択的に減衰させて該出力信号の周波数特性を平坦化する
   コンデンサマイク装置のＳＮ比改善方法。
2. 機器に搭載したコンデンサマイク装置のＳＮ比を改善する方法であって、
   前記コンデンサマイク装置は音響穴が形成されたマイクパッケージの内部空間にコンデンサマイク素子を収容配置し、前記機器はその機器筐体に音響穴を有しかつ前記コンデンサマイク装置を該機器筐体内に前記音響穴どうしを連通させて配置し、外部からの音を前記機器筐体の音響穴を通して前記コンデンサマイク装置の音響穴に取り込み前記マイクパッケージの内部空間を経て前記コンデンサマイク素子で受音させ、
   前記機器筐体の音響穴から前記コンデンサマイク装置の音響穴に至る開口と前記マイクパッケージの内部空間によるヘルムホルツ共鳴の共鳴周波数を可聴周波数帯域内に設定し、
   前記コンデンサマイク素子の出力信号をインピーダンス変換器に入力し、
   該インピーダンス変換器の出力信号の前記ヘルムホルツ共鳴周波数を含む帯域を選択的に減衰させて該出力信号の周波数特性を平坦化する
   コンデンサマイク装置のＳＮ比改善方法。
3. 前記機器筐体と前記コンデンサマイク装置との間に、音響穴を有するガスケットを気密に配置し、前記機器筐体の音響穴と前記ガスケットの音響穴と前記コンデンサマイク装置の音響穴とを相互に連通させてなる請求項２記載のコンデンサマイク装置のＳＮ比改善方法。
4. 前記コンデンサマイク装置を機器基板に搭載し、該機器基板には音響穴を形成し、前記マイクパッケージの音響穴は前記機器基板に対向する面に形成し、該マイクパッケージの音響穴と該機器基板の音響穴どうしを気密に連通し、該機器基板の前記コンデンサマイク装置が搭載された側の反対側の面と前記機器筐体との間に、音響穴を有するガスケットを気密に配置し、前記機器筐体の音響穴と前記ガスケットの音響穴と前記機器基板の音響穴と前記コンデンサマイク装置の音響穴とを相互に連通させてなる請求項２記載のコンデンサマイク装置のＳＮ比改善方法。
5. 前記共鳴周波数を５００Ｈｚ〜１０ｋＨｚ、好ましくは６ｋＨｚ±１ｋＨｚに設定してなる請求項１から４のいずれか１つに記載のコンデンサマイク装置のＳＮ比改善方法。
6. 音響穴が形成されたマイクパッケージの内部空間にコンデンサマイク素子を収容配置し、外部からの音を前記音響穴から取り込み前記マイクパッケージの内部空間を経て前記コンデンサマイク素子で受音するコンデンサマイク装置において、
   前記音響穴と前記マイクパッケージの内部空間によるヘルムホルツ共鳴の共鳴周波数を可聴周波数帯域内に設定し、
   前記コンデンサマイク素子の出力信号をインピーダンス変換器に入力し、
   該インピーダンス変換器の出力信号の前記ヘルムホルツ共鳴周波数を含む帯域を減衰手段で選択的に減衰させて該出力信号の周波数特性を平坦化する
   コンデンサマイク装置。
7. 機器に搭載されるコンデンサマイク装置であって、
   該コンデンサマイク装置は音響穴が形成されたマイクパッケージの内部空間にコンデンサマイク素子を収容配置したものであり、
   前記機器はその機器筐体に音響穴を有しかつ前記コンデンサマイク装置を該機器筐体内に前記音響穴どうしを連通させて配置し、外部からの音を前記機器筐体の音響穴を通して前記コンデンサマイク装置の音響穴に取り込み前記マイクパッケージの内部空間を経て前記コンデンサマイク素子で受音させるものであり、
   前記機器筐体の音響穴から前記コンデンサマイク装置の音響穴に至る開口と前記マイクパッケージの内部空間によるヘルムホルツ共鳴の共鳴周波数は可聴周波数帯域内に設定されるものであり、
   前記コンデンサマイク素子の出力信号をインピーダンス変換器に入力し、
   該インピーダンス変換器の出力信号の前記ヘルムホルツ共鳴周波数を含む帯域を減衰手段で選択的に減衰させて該出力信号の周波数特性を平坦化する
   コンデンサマイク装置。
8. 前記インピーダンス変換器および前記減衰手段が前記マイクパッケージの内部空間に配置されている請求項６または７記載のコンデンサマイク装置。
9. 前記減衰手段が、前記インピーダンス変換器の出力信号を入力し、該出力信号から前記ヘルムホルツ共鳴周波数を含む帯域を抽出するバンドパスフィルタと、前記コンデンサマイク素子の出力信号から該抽出した信号を引き算して前記インピーダンス変換器に入力する引算器とを具備し、
   該インピーダンス変換器の出力から前記周波数特性が平坦化された信号を得る請求項６から８のいずれか１つに記載のコンデンサマイク装置。
   
10. 前記減衰手段が、前記インピーダンス変換器の出力信号を入力する引算器と、該引算器の出力信号から前記ヘルムホルツ共鳴周波数を含む帯域を抽出するバンドパスフィルタとを具備し、
    前記引算器は前記インピーダンス変換器の出力信号から前記バンドパスフィルタで抽出した信号を引き算し、
    前記引算器の出力から前記周波数特性が平坦化された信号を得る請求項６から８のいずれか１つに記載のコンデンサマイク装置。
11. 前記減衰手段が前記インピーダンス変換器の出力信号を入力し、該出力信号に含まれる前記ヘルムホルツ共鳴周波数を含む帯域を減衰させる帯域減衰フィルタを具備し、
    該帯域減衰フィルタから前記周波数特性が平坦化された信号を得る請求項６から８のいずれか１つに記載のコンデンサマイク装置。
12. 前記減衰手段は複数種類の減衰特性を切り換えて設定できるものである請求項６から１１のいずれか１つに記載のコンデンサマイク装置。
13. 前記減衰手段は可聴周波数帯域を複数分割した帯域ごとに減衰量を設定できるものである請求項６から１１のいずれか１つに記載のコンデンサマイク装置。
14. コンデンサマイク装置を搭載した機器であって、
    前記コンデンサマイク装置は音響穴が形成されたマイクパッケージの内部空間にコンデンサマイク素子を収容配置したものであり、
    前記機器はその機器筐体に音響穴を有しかつ前記コンデンサマイク装置を該機器筐体内に前記音響穴どうしを連通させて配置し、外部からの音を前記機器筐体の音響穴を通して前記コンデンサマイク装置の音響穴に取り込み前記マイクパッケージの内部空間を経て前記コンデンサマイク素子で受音させるものであり、
    前記音響穴と前記マイクパッケージの内部空間によるヘルムホルツ共鳴の共鳴周波数を可聴周波数帯域内に設定し、
    前記コンデンサマイク素子の出力信号をインピーダンス変換器に入力し、
    該インピーダンス変換器の出力信号の前記ヘルムホルツ共鳴周波数を含む帯域を減衰手段で選択的に減衰させて該出力信号の周波数特性を平坦化する
    コンデンサマイク装置搭載機器。

Images