麦克风单元以及设有该麦克风单元的声音输入装置的制造方法
【专利说明】麦克风单元以及设有该麦克风单元的声音输入装置
[0001]本申请是申请日为2011年5月27日、申请号为201180027374.7、发明名称为“麦克风单元以及设有该麦克风单元的声音输入装置”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及一种具有将输入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。本发明还涉及一种包含有这种麦克风单元的声音输入装置。
【背景技术】
[0003]通常，具有将输入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应用于各种类型的声音输入装置(例如，诸如移动电话和收发器之类的声音通信装置、诸如声音识别系统之类的利用输入声音分析技术的信息处理系统以及录音装置)。这种麦克风单元例如可能需要抑制背景噪声并且仅接收近处声音，或者可能需要不仅接收近处声音而且还接收远处声音。
[0004]作为并入了麦克风单元的声音输入装置的示例，以下将描述移动电话。当使用移动电话开始通话时，用户通常手持移动电话，将他的嘴巴靠近麦克风部并使用它。因此，并入到移动电话中的麦克风通常需要具有抑制背景噪声并且仅接收近处声音的功能(作为近讲麦克风的功能)。作为如上所述的麦克风，例如，在专利文献1中描述的差分麦克风是合适的。
[0005]然而，在现今的移动电话中，存在具有例如在车辆行驶时不需要手持移动电话而进行通话的免提功能的移动电话以及具有录像功能的移动电话。当利用免提功能来使用移动电话时，由于用户的嘴巴是处于离开移动电话的位置(例如，处于50cm远的位置)，因而麦克风需要具有不仅接收近处声音而且接收远处声音的功能。在录像过程中，由于需要对进行录像的地点的周边情况进行录制，因而麦克风需要具有不仅接收近处声音而且接收远处声音的功能。
[0006]换句话说，近年来移动电话已经变得多功能功能化，因而并入到移动电话中的麦克风需要具有抑制背景噪声而且仅接收近处声音的功能和不仅接收近处声音而且接收远处声音的功能这两种功能。满足这种要求的一种方式是在移动电话中单独地并入具有作为近讲麦克风功能的麦克风单元和还能接收远处声音的全向性麦克风单元。
[0007]另一种方式是将例如专利文献2中公开的麦克风单元应用于移动电话中。在专利文献2中公开的麦克风单元中，能够通过打开/关闭系统系统来使得用于输入声音的两个开口部之一在打开状态和关闭状态之间切换。当两个开口部均打开时，专利文献2中公开的麦克风单元用作双向性差分麦克风，而当两个开口部之一关闭时，该麦克风单元用作全向性麦克风。
[0008]当该麦克风单元用作双向性差分麦克风时，由于可以抑制背景噪声而且仅接收近处声音，因而它适用于用户在手持移动电话的同时使用移动电话的情况。另一方面，当该麦克风单元用作全向性麦克风时，由于它还可以接收远处声音，因而它适用于当使用免提功能或录像功能的情况。
[0009]相关技术文献
[0010]专利文献
[0011]专利文献1:JP-A-2009-188943
[0012]专利文献2:JP-A-2009-135777
【发明内容】
[0013]本发明要解决的问题
[0014]然而，如上所述，当单独地并入具有作为近讲麦克风功能的麦克风单元和全向性麦克风单元时，需要增大移动电话中其上安装有麦克风单元的安装基板的面积。由于近年来对于减小移动电话尺寸的需求强劲，因而，如上所述，不希望增大其上安装有麦克风单元的安装基板的面积。
[0015]在专利文献2中，使用机械机构来在作为双向性差分麦克风的功能和作为全向性麦克风单元的功能之间切换其功能。由于机械机构在掉落时容易受到冲击，而且还容易被磨损，因而存在对于耐用性方面的担心。
[0016]考虑前述问题，本发明的目的是提供一种小尺寸麦克风单元，易于用来使得声音输入装置多功能化。本发明的另一个目的是提供一种并入了这种麦克风单元的高质量声音输入装置。
[0017]解决问题的方式
[0018]为了实现上述目的，根据本发明，提供了一种麦克风单元，包括:第一振动部，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，基于第二膜片的振动将声音信号转换成电信号；以及壳体，容纳所述第一振动部和所述第二振动部于其中，并且包括面向外部的第一音孔和第二音孔，其中，所述壳体包括具有安装表面的安装部，所述第一振动部和所述第二振动部安装在所述安装表面上，所述第一音孔和所述第二音孔设置在所述安装部的所述安装表面的背表面中，在所述壳体中，设置有第一声音通道，所述第一声音通道将经由所述第一音孔输入的声波传输至所述第一膜片的一个表面，并且还将所述声波传输到所述第二膜片的一个表面，并且设置有第二声音通道，所述第二声音通道将经由所述第二音孔输入的声波传输至所述第二膜片的另一个表面，所述第一膜片的另一个表面面向形成在所述壳体内的气密空间。
[0019]通过如上所述配置的麦克风单元，可以通过利用第一振动部来获得作为不仅能够接收近处声音而且还能够接收远处声音的全向性麦克风的功能，而且可以通过利用第二振动部来获得作为具有优秀的远处噪声抑制性能的双向性差分麦克风的功能。因此，容易实现应用了该麦克风单元的声音输入装置(例如，移动电话)的功能性。作为具体示例，如下的方法是可行的:例如，在通过移动电话讲话的应用中，利用作为双向性差分麦克风的功能来减少背景噪声，而在免提应用或者录像应用中，利用作为全向性麦克风的功能。由于如上所述配置的麦克风单元具有这两种功能，因而不需要单独地安装两个麦克风单元。因此，可以容地减小声音输入装置的尺寸增大。
[0020]优选的是，在如上所述配置的麦克风单元中，所述壳体还包括盖部，所述盖部覆盖所述安装部，以和所述安装部一起形成用来容纳所述第一振动部的第一容纳空间和用来容纳所述第二振动部的第二容纳空间，在所述安装表面中设置有被所述第一振动部覆盖的第一开口部和被所述第二振动部覆盖的第二开口部，所述第一声音通道是用所述第一音孔、第一开口部、第二开口部以及形成在所述安装部内并且使得所述第一音孔与所述第一开口部和所述第二开口部连通的中空空间形成的，所述第二声音通道是用所述第二音孔和所述第二容纳空间形成的，所述第二音孔是穿过所述安装部的通孔。
[0021]在这种配置中，在安装部内形成中空空间来获得声音通道，因而可以容易地减小具有如上所述两种功能的麦克风单元的厚度。这种配置中，第一容纳空间形成面向第一膜片另一个表面的气密空间(背室)。由于能够利用例如设置在该盖部中的凹入空间来形成该气密空间，因而容易实现大容量的背室。当增大背室容量时，振动部的振动膜容易变化，结果是可以增强振动部的灵敏度。因此，在这种配置中，增强了当获得作为全向性麦克风的功能时所利用的第一振动部的灵敏度，因而可以实现具有高SNR(信噪比)的麦克风单元。
[0022]优选的是，在如上所述配置的麦克风单元中，所述壳体还包括盖部，所述盖部覆盖所述安装部，以和所述安装部一起形成用来容纳所述第一振动部和所述第二振动部的容纳空间，在所述安装表面中设置有被所述第二振动部覆盖的开口部，所述第一声音通道是用第一音孔和所述容纳空间形成的，所述第一音孔是穿过所述安装部的通孔，所述第二声音通道是用所述第二音孔、所述开口部以及形成在所述安装部内并且使得所述第二音孔与所述开口部连通的中空空间形成的。
[0023]由于在这种配置中还在安装部内形成了中空空间来获得声音通道，因而可以容易地减小具有如上所述这两种功能的麦克风单元的厚度。
[0024]优选的是，如上所述配置的麦克风单元还包括电路部，该电路部安装在所述安装部上并且处理在所述第一振动部和所述第二振动部中获得的电信号。在这种情况下，优选的是，所述电路部是用第一电路部和第二电路部形成的，所述第一电路部处理在所述第一振动部中获得的电信号，所述第二电路部处理在所述第二电路部中获得的电信号。可以通过一个电路部来处理在第一振动部和第二振动部中获得的电信号。此外，该电路部可以以单片方式(monolithically)形成在第一振动部或第二振动部上。优选的是，当将电路部安装在安装部上时，在安装表面上形成有用于电连接到所述电路部的电极，此外在所述安装部的背表面上形成有电连接到所述安装表面上的所述电极的背表面电极焊垫。这样，容易将该麦克风单元安装在声音输入装置中。
[0025]优选的是，在如上所述配置的麦克风单元中，在所述安装部的所述安装表面的所述背表面上，形成有密封部，以当所述密封部被安装到安装基板上包围所述第一音孔和所述第二音孔的周边时产生气密性。
[0026]在这种配置中，当将麦克风单元安装在声音输入装置的安装基板上时，可以方便地无需额外准备用来防止声音泄漏的垫圈。
[0027]为了实现上述目的，根据本发明，提供了一种包括如上所述配置的麦克风单元的声音输入装置。
[0028]在这种配置中，由于麦克风单元具有用作还能够接收远处声音的全向性麦克风的功能和用作具有优秀的远处噪声抑制性能的双向性差分麦克风的功能这两种功能，因而可以提供用来根据所使用的模式选择性使用麦克风功能的高质量声音输入装置。还可以减小这种高质量声音输入装置的尺寸。
[0029]本发明的优点
[0030]根据本发明，可以提供容易使得声音输入装置多功能化的小尺寸麦克风单元。而且，根据本发明，可以提供包含有这种麦克风单元的高质量声音输入装置。
【附图说明】
[0031]图1A是示出从斜向上方向看去根据实施例一的麦克风单元的外形配置的示意性透视图；
[0032]图1B是示出从斜向上方向看去根据实施例一的麦克风单元的外形配置的示意性透视图；
[0033]图2是示出根据实施例一的麦克风单元的配置的分解透视图；
[0034]图3是沿着图1A中根据实施例一的麦克风单元的A-A位置截取的示意性剖视图；
[0035]图4A是用来示意并入到根据实施例一的麦克风单元中的安装部的配置的示意性平面图，是安装部的第一平板的上表面视图；
[0036]图4B是用来示意并入到根据实施例一的麦克风单元中的安装部的配置的示意性平面图，是安装部的第二平板的上表面视图；
[0037]图4C是用来示意并入到根据实施例一的麦克风单元中的安装部的配置的示意性平面图，是安装部的第三平板的上表面视图；
[0038]图5A是用来示意并入到根据实施例一的麦克风单元中的盖部的配置的示意性平面图，是示出第一配置示例的盖部的图；
[0039]图5B是用来示意并入到根据实施例一的麦克风单元中的盖部的配置的示意性平面图，是示出第二配置示例的盖部的图；
[0040]图6是示出并入到根据实施例一的麦克风单元中的MEMS芯片的配置的示意性剖视图；
[0041]图7是示出根据实施例一的麦克风单元的配置的框图；
[0042]图8是示出从上看去并入到根据实施例一的麦克风单元中的安装部的示意性平面图，是示出安装了 MEMS芯片和ASIC的状态下的图；
[0043]图9是示出声压P和到声源的距离R之间的关系的曲线图；
[0044]图10A是用来示意根据实施例一的麦克风单元的方向性特性的图；是用来示意当利用第一 MEMS芯片侧时的方向性特性的图；
[0045]图10B是用来示意根据实施例一的麦克风单元的方向性特性的图；是用来示意当利用第二 MEMS芯片侧时的方向性特性的图；
[0046]图11是用来示意根据实施例一的麦克风单元的麦克风特性的曲线图；
[0047]图12是示出麦克风中背室容量和麦克风灵敏度之间的关系的曲线图；
[0048]图13是用来示意通过背室容量改变麦克风灵敏度和频率之间的关系的曲线图；
[0049]图14是用来示意根据实施例一的麦克风单元的第一改型例的剖视图；
[0050]图15是用来示意根据实施例一的麦克风单元的第二改型例的透视图；
[0051]图16是用来示意根据实施例一的麦克风单元的第三改型例的框图；
[0052]图17是用来示意根据实施例一的麦克风单元的第三改型例的配置的图，是从上看去并入到麦克风单元中的安装部的示意性平面图；
[0053]图18是用来示意根据实施例一的麦克风单元的第三改型例的另一种配置的图，是从上看去并入到麦克风单元中的安装部的示意性平面图；
[0054]图19是用来示意根据实施例一的麦克风单元的第四改型例的框图；
[0055]图20是用来示意根据实施例一的麦克风单元的第五改型例的框图；
[0056]图21是是示出根据实施例二的麦克风单元的配置的示意性剖视图；
[0057]图22是示出应用了实施例一的麦克风单元的移动电话实施例的示意性配置的平面图；
[0058]图23是沿着图22的B_B位置截取的示意性剖视图；
[0059]图24是安装有在先前申请中公开的麦克风单元的移动电话的示意性剖视图；
[0060]图25是用来示意根据本实施例的声音输入装置的改型例的框图；以及
[0061]图26是示出传统麦克风单元的配置的示意性剖视图。
【具体实施方式】
[0062]以下将参照附图详细描述根据本发明的麦克风单元和声音输入装置的实施例。
[0063](麦克