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WO2009119852A1 - マイクロフォンユニット、接話型の音声入力装置、情報処理システム、及びマイクロフォンユニットの製造方法 - Google Patents

マイクロフォンユニット、接話型の音声入力装置、情報処理システム、及びマイクロフォンユニットの製造方法 Download PDF

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Publication number
WO2009119852A1
WO2009119852A1 PCT/JP2009/056393 JP2009056393W WO2009119852A1 WO 2009119852 A1 WO2009119852 A1 WO 2009119852A1 JP 2009056393 W JP2009056393 W JP 2009056393W WO 2009119852 A1 WO2009119852 A1 WO 2009119852A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
microphone unit
microphone
space
distance
hole
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/056393
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
陸男 高野
精 杉山
敏美 福岡
雅敏 小野
隆介 堀邊
史記 田中
英樹 丁子
岳司 猪田
Original Assignee
株式会社船井電機新応用技術研究所
船井電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社船井電機新応用技術研究所, 船井電機株式会社 filed Critical 株式会社船井電機新応用技術研究所
Priority to EP09725960A priority Critical patent/EP2265038A4/en
Priority to CN200980111077.3A priority patent/CN101981942B/zh
Priority to US12/934,809 priority patent/US8605930B2/en
Publication of WO2009119852A1 publication Critical patent/WO2009119852A1/ja

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/32—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only
    • H04R1/34—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by using a single transducer with sound reflecting, diffracting, directing or guiding means
    • H04R1/38—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by using a single transducer with sound reflecting, diffracting, directing or guiding means in which sound waves act upon both sides of a diaphragm and incorporating acoustic phase-shifting means, e.g. pressure-gradient microphone
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones

Definitions

  • the present invention relates to a microphone unit, a close-talking voice input device, an information processing system, and a method for manufacturing the microphone unit.
  • the microphone unit has a sharp directivity, or the arrival direction of the sound wave is identified using the difference in the arrival time of the sound wave, and the noise is removed by signal processing.
  • An object of the present invention is to provide a high-quality microphone unit, a close-talking voice input device, an information processing system, and a method for manufacturing a microphone unit that have a small outer shape and can remove deep noise.
  • the microphone unit according to the present invention is A housing having an internal space; A partition member provided in the housing, which divides the internal space into a first space and a second space, at least a part of which is made of a vibrating membrane; An electric signal output circuit for outputting an electric signal based on vibration of the vibrating membrane; Including
  • the housing has a first through hole that communicates the first space and the external space of the housing, and a second through hole that communicates the second space and the external space of the housing. And are formed.
  • the noise component has almost the same sound pressure, and therefore cancels with the diaphragm. Therefore, the sound pressure that vibrates the diaphragm can be regarded as the sound pressure indicating the user voice, and the electric signal acquired based on the vibration of the diaphragm is an electric signal indicating the user voice from which noise has been removed. It can be considered as a signal.
  • the partition member is A medium that propagates a sound wave may be provided so as not to move between the first and second spaces inside the housing.
  • the outer shape of the housing is a polyhedron,
  • the first and second through holes may be formed on one surface of the polyhedron.
  • the first and second through holes may be formed on the same surface of the polyhedron.
  • the first and second through holes may be formed in the same direction.
  • the vibrating membrane is The normal may be arranged so as to be parallel to the surface.
  • the vibrating membrane is The normal line may be arranged so as to be orthogonal to the plane.
  • the vibrating membrane is You may arrange
  • the vibrating membrane is You may arrange
  • the vibrating membrane is The distance from the first through hole and the distance from the second through hole may not be equal.
  • the partition member is You may arrange
  • the distance between the centers of the first and second through holes may be 5.2 mm or less.
  • At least a part of the electric signal output circuit may be formed inside the casing.
  • the housing is The inner space and the outer space of the casing may be shielded electromagnetically.
  • the vibrating membrane may be composed of a vibrator having an SN ratio of about 60 decibels or more.
  • it may be composed of a vibrator having an SN ratio of 60 decibels or more, or may be composed of a vibrator having 60 ⁇ ⁇ decibels or more.
  • the sound pressure when the diaphragm is used as a differential microphone is the sound pressure when the diaphragm is used as a single microphone with respect to the sound having a frequency band of 10 kHz or less between the centers of the first and second through holes.
  • the distance may be set so as not to exceed.
  • the distance between the centers of the first and second through holes may be set to a distance that does not exceed the sound pressure when the pressure is used as a single microphone.
  • the sound pressure when the diaphragm is used as a differential microphone is used as a single microphone in all directions.
  • the distance may be set within a range that does not exceed the sound pressure.
  • the extraction target frequency is the frequency of the sound that you want to extract with this microphone.
  • the distance between the centers of the first and second through holes may be set with a frequency of 7 kHz or less as an extraction target frequency.
  • the present invention provides: A close-talking type voice input device on which the microphone unit described above is mounted.
  • this voice input device it is possible to acquire an electric signal indicating a user voice from which noise has been accurately removed. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a voice input device that makes it possible to realize highly accurate voice recognition processing, voice authentication processing, command generation processing based on input voice, and the like.
  • a voice input device includes: The outer shape of the housing is a polyhedron, The first and second through holes may be formed on one surface of the polyhedron.
  • a voice input device includes: The distance between the centers of the first and second through holes may be 5.2 mm or less.
  • a voice input device includes:
  • the vibrating membrane may be composed of a vibrator having an SN ratio of about 60 decibels or more.
  • a voice input device includes: The sound pressure when the diaphragm is used as a differential microphone is the sound pressure when the diaphragm is used as a single microphone with respect to the sound having a frequency band of 10 kHz or less between the centers of the first and second through holes.
  • the distance may be set so as not to exceed.
  • a voice input device includes: When the distance between the centers of the first and second through-holes is an extraction target frequency band, the sound pressure when the diaphragm is used as a differential microphone is used as a single microphone in all directions. The distance may be set within a range that does not exceed the sound pressure.
  • the present invention provides: A microphone unit according to any of the above, An information processing system including an analysis processing unit that performs analysis processing of sound incident on the microphone unit based on the electrical signal.
  • this information processing system it is possible to acquire an electric signal indicating a user voice from which noise has been accurately removed. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a voice input device that makes it possible to realize highly accurate voice recognition processing, voice authentication processing, command generation processing based on input voice, and the like.
  • a method for manufacturing a microphone unit includes: A housing having an internal space, a partition member provided in the housing, which divides the internal space into a first space and a second space, at least a part of which is made of a vibrating membrane; and the vibration An electric signal output circuit for outputting an electric signal based on vibration of the membrane, and a method of manufacturing a microphone unit,
  • the sound pressure when the diaphragm is used as a differential microphone is the sound pressure when the diaphragm is used as a differential microphone with respect to the sound in the frequency band of 10 kHz or less with respect to the distance between the centers of the first and second through holes.
  • the first through hole that communicates the first space and the external space of the housing, the second space, and the external space of the housing according to the set center-to-center distance. And a procedure for forming a second through hole communicating with the second through hole.
  • the distance between the centers of the first and second through holes may be set to a distance that does not exceed the sound pressure when the pressure is used as a single microphone.
  • a method for manufacturing a microphone unit includes: A housing having an internal space, a partition member provided in the housing, which divides the internal space into a first space and a second space, at least a part of which is made of a vibrating membrane; and the vibration An electric signal output circuit for outputting an electric signal based on vibration of the membrane, and a method of manufacturing a microphone unit,
  • the distance between the centers of the first and second through-holes is the case where the sound pressure when the diaphragm is used as a differential microphone with respect to the sound in the extraction target frequency band is used as a single microphone in all directions.
  • Procedure to set the distance within the range not exceeding the sound pressure According to a set center-to-center distance, the first through hole that communicates the first space and the external space of the housing, the second space, and the external space of the housing according to the set center-to-center distance. And a procedure for forming a second through hole communicating with the second through hole.
  • the extraction target frequency is a frequency of a sound to be extracted by this microphone, and may be a frequency of 7 kHz or less, for example.
  • the figure for demonstrating a microphone unit The figure for demonstrating a microphone unit.
  • the flowchart figure which shows the procedure which manufactures a microphone unit.
  • voice input apparatus The figure for demonstrating an audio
  • 1 is a schematic diagram of an information processing system.
  • the figure for demonstrating the microphone unit which concerns on a modification The figure for demonstrating the microphone unit which concerns on a modification. The figure for demonstrating the microphone unit which concerns on a modification. The figure for demonstrating the microphone unit which concerns on a modification. The figure for demonstrating the microphone unit which concerns on a modification. The figure for demonstrating the microphone unit which concerns on a modification. The figure for demonstrating the microphone unit which concerns on a modification. The figure for demonstrating the microphone unit which concerns on a modification. The figure for demonstrating the microphone unit which concerns on a modification. The figure for demonstrating the microphone unit which concerns on a modification. The figure for demonstrating the relationship of the attenuation factor of a differential sound pressure in case the distance between microphones is 5 mm. The figure for demonstrating the relationship of the attenuation factor of a differential sound pressure in case the distance between microphones is 10 mm.
  • the figure for demonstrating the directivity of the differential microphone when the distance between microphones is 5 mm, the frequency band is 300 Hz, and the distance between the microphone and the sound source is 2.5 cm and 1 m.
  • the figure for demonstrating the directivity of the differential microphone when the distance between microphones is 10 mm, the frequency band is 300 Hz, and the distance between the microphone and the sound source is 2.5 cm and 1 m.
  • the figure for demonstrating the directivity of the differential microphone when the distance between microphones is 20 mm, the frequency band is 300 Hz, and the distance between the microphone and the sound source is 2.5 cm and 1 m.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of the microphone unit 1.
  • FIG. 2A is a schematic sectional view of the microphone unit 1.
  • FIG. 2 (B) is the figure which observed the partition member 20 from the front.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of the microphone unit 1.
  • FIG. 2 (B) is the figure which observed the partition member 20 from the front.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of the microphone unit 1.
  • FIG. 2A is a schematic sectional view of the microphone unit 1.
  • FIG. 2 (B) is the figure which observed the partition member 20 from the front.
  • FIG. 2 (B) is the figure which observed the partition member 20 from the front.
  • the microphone unit 1 includes a housing 10 as shown in FIG. 1 and FIG.
  • the housing 10 is a member that forms the outer shape of the microphone unit 1.
  • the outer shape of the housing 10 (microphone unit 1) may have a polyhedral structure.
  • the outer shape of the housing 10 may be a hexahedron (a cuboid or a cube) as shown in FIG.
  • the outer shape of the housing 10 may have a polyhedral structure other than a hexahedron.
  • casing 10 may be structures other than a polyhedron, such as a spherical structure (hemispherical structure).
  • the housing 10 partitions an internal space 100 (first space 102 and second space 104) and an external space (external space 110).
  • the housing 10 may have a shielding structure (electromagnetic shielding structure) that shields the internal space 100 and the external space 110 electrically and magnetically. Accordingly, a vibration film 30 and an electric signal output circuit 40, which will be described later, disposed in the internal space 100 of the housing 10 can be made less susceptible to the influence of electronic components disposed in the external space 110 of the housing 10. . Therefore, the microphone unit 1 according to the present embodiment has a highly accurate noise removal function.
  • the housing 10 is formed with a through hole that allows the internal space 100 and the external space 110 of the housing 10 to communicate with each other.
  • the housing 10 is formed with a first through hole 12 and a second through hole 14.
  • the first through hole 12 is a through hole that communicates the first space 102 and the external space 110.
  • the second through hole 14 is a through hole that communicates the second space 104 and the external space 110. Note that the first space 102 and the second space 104 will be described in detail later.
  • the shape of the 1st through-hole 12 and the 2nd through-hole 14 is not specifically limited, For example, as shown in FIG. 1, you may be circular. However, the shape of the first through hole 12 and the second through hole 14 may be a shape other than a circle, for example, a rectangle.
  • the first through-hole 12 and the second through-hole 14 are formed as one surface 15 of the casing 10 having a hexahedral structure (polyhedral structure). Is formed.
  • the first through hole 12 and the second through hole 14 may be formed on different surfaces of the polyhedron, respectively.
  • the first through hole 12 and the second through hole 14 may be formed on opposing surfaces of the hexahedron, or may be formed on adjacent surfaces of the hexahedron.
  • the housing 10 is formed with one first through hole 12 and one second through hole 14.
  • a plurality of first through holes 12 and a plurality of second through holes 14 may be formed in the housing 10.
  • the microphone unit 1 includes a partition member 20 as shown in FIGS. 2 (A) and 2 (B).
  • FIG. 2B is a view of the partition member 20 observed from the front.
  • the partition member 20 is provided in the housing 10 so as to divide the internal space 100.
  • the partition member 20 is provided so as to divide the internal space 100 into a first space 102 and a second space 104. That is, it can be said that the first space 102 and the second space 104 are spaces partitioned by the housing 10 and the partition member 20, respectively.
  • the partition member 20 may be provided so that the medium that propagates the sound wave does not move between the first space 102 and the second space 104 inside the housing 10 (so that the medium cannot move).
  • the partition member 20 may be an airtight partition that airtightly separates the internal space 100 (the first space 102 and the second space 104) inside the housing 10.
  • the vibration film 30 is a member that vibrates in the normal direction when a sound wave enters.
  • an electrical signal indicating the sound incident on the diaphragm 30 is acquired by extracting an electrical signal based on the vibration of the diaphragm 30.
  • the vibration film 30 may be a vibration film of a microphone (an electroacoustic transducer that converts an acoustic signal into an electric signal).
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the condenser microphone 200.
  • the condenser microphone 200 has a vibration film 202.
  • the vibration film 202 corresponds to the vibration film 30 of the microphone unit 1 according to the present embodiment.
  • the vibration film 202 is a film (thin film) that vibrates in response to sound waves, has conductivity, and forms one end of the electrode.
  • the condenser microphone 200 also has an electrode 204.
  • the electrode 204 is disposed to face the vibration film 202. Thereby, the vibrating membrane 202 and the electrode 204 form a capacitance.
  • the vibration film 202 vibrates, the distance between the vibration film 202 and the electrode 204 changes, and the capacitance between the vibration film 202 and the electrode 204 changes.
  • an electrical signal based on the vibration of the vibration film 202 can be acquired. That is, the sound wave incident on the condenser microphone 200 can be converted into an electric signal and output.
  • the electrode 204 may have a structure that is not affected by sound waves.
  • the electrode 204 may have a mesh structure.
  • the diaphragm 30 of the microphone 1 according to the present embodiment is not limited to the condenser microphone 200 described above.
  • an electrodynamic type dynamic type
  • an electromagnetic type electromagnetic type
  • a piezoelectric type crystal type
  • Various microphone diaphragms may be applied.
  • the vibration film 30 may be a semiconductor film (for example, a silicon film). That is, the vibration film 30 may be a vibration film of a silicon microphone (Si microphone). By using the silicon microphone, the microphone unit 1 can be reduced in size and enhanced in performance.
  • the outer shape of the vibrating membrane 30 is not particularly limited. As shown in FIG. 2B, the outer shape of the vibrating membrane 30 may be circular. At this time, the vibration film 30 and the first through hole 12 and the second through hole 14 may have a circular shape with the same diameter (substantially). However, the vibration film 30 may be larger or smaller than the first through hole 12 and the second through hole 14.
  • the vibration film 30 has a first surface 35 and a second surface 37. The first surface 35 is a surface of the vibration film 30 on the first space 102 side, and the second surface 37 is a surface of the vibration film 30 on the second space 104 side.
  • the vibrating membrane 30 may be provided such that the normal line extends in parallel to the surface 15 of the housing 10 as shown in FIG.
  • the vibration film 30 may be provided so as to be orthogonal to the surface 15.
  • the vibration film 30 may be disposed on the side (near the side) of the second through hole 14. That is, the vibration film 30 may be arranged such that the distance from the first through hole 12 and the distance from the second through hole 14 are not equal.
  • the vibration film 30 may be disposed between the first through hole 12 and the second through hole 14.
  • the partition member 20 may include a holding portion 32 that holds the vibrating membrane 30 as shown in FIGS. 2 (A) and 2 (B).
  • the holding unit 32 may be in close contact with the inner wall surface of the housing 10.
  • the first space 102 and the second space 104 can be hermetically separated by bringing the holding portion 32 into close contact with the inner wall surface of the housing 10.
  • the microphone unit 1 includes an electric signal output circuit 40 that outputs an electric signal based on the vibration of the vibrating membrane 30. At least a part of the electric signal output circuit 40 may be formed in the internal space 100 of the housing 10. The electric signal output circuit 40 may be formed on the inner wall surface of the housing 10, for example. That is, in the present embodiment, the housing 10 may be used as a circuit board for an electric circuit.
  • FIG. 4 shows an example of an electric signal output circuit 40 applicable to the microphone unit 1 according to the present embodiment.
  • the electric signal output circuit 40 may be configured to amplify and output an electric signal based on a change in capacitance of the capacitor 42 (capacitor-type microphone having the vibrating membrane 30) by the signal amplifying circuit 44.
  • the capacitor 42 may constitute a part of the diaphragm unit 41, for example.
  • the electrical signal output circuit 40 may include a charge-up circuit 46 and an operational amplifier 48. As a result, it is possible to accurately acquire a change in the capacitance of the capacitor 42.
  • the capacitor 42, the signal amplification circuit 44, the charge-up circuit 46, and the operational amplifier 48 may be formed on the inner wall surface of the housing 10.
  • the electric signal output circuit 40 may include a gain adjustment circuit 45.
  • the gain adjustment circuit 45 plays a role of adjusting the amplification factor (gain) of the signal amplification circuit 44.
  • the gain adjustment circuit 45 may be provided inside the housing 10 or may be provided outside the housing 10.
  • the electric signal output circuit 40 may be realized by forming an integrated circuit on a semiconductor substrate provided in the silicon microphone.
  • the electric signal output circuit 40 may further include a conversion circuit that converts an analog signal into a digital signal, a compression circuit that compresses (encodes) the digital signal, and the like.
  • the vibrating membrane 30 may be composed of a vibrator having an SN ratio of about 60 dB or more.
  • the vibrator functions as a differential microphone, the SN ratio is lower than when the vibrator functions as a single microphone. Therefore, a microphone unit with high sensitivity can be realized by configuring the vibrating membrane 30 using a vibrator having an excellent SN ratio (for example, a MEMS vibrator having an SN ratio of approximately 60 dB or more).
  • the microphone unit 1 when the distance between the speaker and the microphone is about 2.5 cm (the narrative microphone unit) and the single microphone is used as a differential microphone, the sensitivity is 10 times that of the single microphone. Decrease by about decibel.
  • the microphone unit 1 according to the present embodiment has a sensitivity level necessary for functioning as a microphone by including the vibration film 30 including a vibrator having an S / N ratio of approximately 60 dB or more.
  • the microphone unit 1 As described above, the microphone unit 1 according to the present embodiment has a highly accurate noise removal function despite a simple configuration. Hereinafter, the principle of noise removal of the microphone unit 1 will be described.
  • the vibrating membrane 30 receives sound pressure from both sides (the first surface 35 and the second surface 37). Therefore, if sound pressures of the same magnitude are simultaneously applied to both sides of the vibration film 30, the two sound pressures cancel each other out with the vibration film 30, and do not become a force for vibrating the vibration film 30. On the contrary, when there is a difference in the sound pressure received on both sides of the vibration film 30, the vibration film 30 vibrates due to the difference in the sound pressure.
  • the sound pressure of the sound wave incident on the first through hole 12 and the second through hole 14 is evenly transmitted to the inner wall surfaces of the first space 102 and the second space 104 according to the Pascal principle. Therefore, the surface on the first space 102 side (first surface 35) in the vibration film 30 receives a sound pressure equal to the sound pressure incident on the first through hole 12, and the second space 104 in the vibration film 30. The side surface (second surface 37) receives a sound pressure equal to the sound pressure incident on the second through hole 14.
  • the sound pressure received by the first surface 35 and the second surface 37 is the sound pressure of the sound incident on the first through hole 12 and the second through hole 14, respectively. It vibrates due to a difference in sound pressure of sound waves that enter from the first through hole 12 and the second through hole 14 and reach the first surface 35 and the second surface 37.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between the sound pressure P according to the equation (1) and the distance R from the sound source.
  • the sound pressure (sound wave amplitude) is a position close to the sound source. In the (left side of the graph), it attenuates rapidly, and gradually decreases away from the sound source.
  • the microphone unit 1 When the microphone unit 1 is applied to a close-talking voice input device, the user's voice is generated from the vicinity of the first through hole 12 and the second through hole 14 of the microphone unit 1. Therefore, the user's voice is greatly attenuated between the first through hole 12 and the second through hole 14, and the sound pressure of the user voice incident on the first through hole 12 and the second through hole 14, that is, A large difference appears in the sound pressure of the user voice incident on the first surface 35 and the second surface 37.
  • the noise component is present at a position farther from the first through hole 12 and the second through hole 14 of the microphone unit 1 than the user's voice. Therefore, the sound pressure of noise hardly attenuates between the first through hole 12 and the second through hole 14, and becomes the sound pressure of noise incident on the first through hole 12 and the second through hole 14. There is almost no difference.
  • the vibrating membrane 30 vibrates due to the difference in sound pressure between sound waves that are simultaneously incident on the first surface 35 and the second surface 37.
  • the difference between the sound pressures of noise incident on the first surface 35 and the second surface 37 is very small and is canceled by the vibration film 30.
  • the difference in sound pressure between user sounds incident on the first surface 35 and the second surface 37 is large, the user sound is not canceled by the vibration film 30 and vibrates the vibration film 30.
  • the diaphragm 30 of the microphone unit 1 is vibrating by the voice of the user.
  • the electrical signal output from the electrical signal output circuit 40 of the microphone unit 1 can be regarded as a signal indicating the user voice from which noise has been removed.
  • the microphone unit 1 by applying the microphone unit 1 according to the present embodiment to the voice input device, it is possible to acquire an electric signal indicating a user voice from which noise has been removed with a simple configuration.
  • Conditions for realizing a more accurate noise removal function with the microphone unit 1 As described above, according to the microphone unit 1, it is possible to acquire an electrical signal indicating a user voice from which noise has been removed. However, the sound wave includes a phase component. Therefore, if the phase difference of the sound wave incident on the first surface 35 and the second surface 37 of the vibration film 30 from the first through hole 12 and the second through hole 14 is taken into consideration, noise removal with higher accuracy is performed. It is possible to derive a condition (design condition of the microphone unit 1) capable of realizing the function. Hereinafter, conditions that the microphone unit 1 should satisfy in order to realize a more accurate noise removal function will be described.
  • a noise component included in a sound pressure difference that vibrates the vibrating membrane 30 (difference in sound pressure applied to the first surface 35 and the second surface 37, hereinafter referred to as “differential sound pressure” as appropriate). Can be made smaller than the noise component included in the sound pressure incident on the first surface 35 or the second surface 37. More specifically, the noise intensity ratio indicating the ratio of the intensity of the noise component included in the differential sound pressure to the intensity of the noise component included in the sound pressure incident on the first surface 35 or the second surface 37 is a differential sound. The user voice component intensity included in the pressure is smaller than a user voice intensity ratio indicating a ratio of the intensity of the user voice component included in the sound pressure incident on the first surface 35 or the second surface 37. As described above, since the microphone unit 1 has an excellent noise removal function, a signal output based on the differential sound pressure that vibrates the vibrating membrane 30 can be regarded as a signal indicating the user voice.
  • the sound pressure of sound incident on the first surface 35 and the second surface 37 (the first through hole 12 and the second through hole 14) of the vibration film 30 will be examined. Assuming that the distance from the sound source of the user voice to the first through hole 12 is R and the distance between the centers of the first through hole 12 and the second through hole 14 is ⁇ r, if the phase difference is ignored, the first penetration
  • the sound pressures (intensities) P (S1) and P (S2) of the user voice that enter the hole 12 and the second through hole 14 are:
  • ⁇ r is sufficiently smaller than R.
  • ⁇ is a phase difference
  • the user voice intensity ratio ⁇ (S) is It is expressed.
  • the magnitude of the user voice strength ratio ⁇ (S) is
  • the term sin ⁇ t ⁇ sin ( ⁇ t ⁇ ) represents the intensity ratio of the phase component
  • the ⁇ r / Rsin ⁇ t term represents the intensity ratio of the amplitude component. Even if it is a user voice component, the phase difference component becomes noise with respect to the amplitude component, so that the intensity ratio of the phase component is sufficiently smaller than the intensity ratio of the amplitude component in order to accurately extract the user voice. is required. That is, sin ⁇ t ⁇ sin ( ⁇ t ⁇ ) and ⁇ r / Rsin ⁇ t are
  • the microphone unit 1 Considering the amplitude component of Equation (10), the microphone unit 1 according to the present embodiment is
  • ⁇ r can be regarded as sufficiently small as compared with R, so sin ( ⁇ / 2) can be regarded as sufficiently small,
  • the expression (D) can be expressed as
  • the user voice can be extracted with high accuracy if the microphone unit 1 satisfies the relationship represented by the equation (E).
  • the amplitude of the noise component that enters from the first through-hole 12 and reaches the first surface 35 is A
  • the amplitude of the noise component that enters from the second through-hole 14 and reaches the second surface 37 Is A ′, the sound pressures Q (N1) and Q (N2) of the noise considering the phase difference component are
  • the noise intensity indicating the ratio of the intensity of the noise component included in the differential sound pressure to the intensity of the sound pressure of the noise component incident from the first through hole 12 and reaching the first surface 35
  • the ratio ⁇ (N) is
  • equation (17) is
  • ⁇ r / R is the intensity ratio of the amplitude component of the user voice, as shown in Expression (A). From the formula (F), it can be seen that in the microphone unit 1, the noise intensity ratio is smaller than the intensity ratio ⁇ r / R of the user voice.
  • the microphone unit 1 according to the present embodiment since the intensity ratio of the phase component of the user voice is smaller than the intensity ratio of the amplitude component (see Expression (B)), the noise intensity ratio is It becomes smaller than the voice intensity ratio (see formula (F)). Therefore, the microphone unit 1 according to the present embodiment has an excellent noise removal function.
  • the value of ⁇ r / ⁇ indicating the ratio between the center-to-center distance ⁇ r of the first through hole 12 and the second through hole 14 and the noise wavelength ⁇ , and the noise intensity ratio
  • the microphone unit 1 may be manufactured using data indicating the correspondence relationship with the intensity ratio based on the phase component of noise.
  • FIG. 6 shows an example of data representing the correspondence between the phase difference and the intensity ratio when the horizontal axis is ⁇ / 2 ⁇ and the vertical axis is the intensity ratio (decibel value) based on the phase component of noise. .
  • the phase difference ⁇ can be expressed as a function of ⁇ r / ⁇ , which is the ratio of the distance ⁇ r to the wavelength ⁇ , as shown in Equation (12), and the horizontal axis in FIG. 6 is regarded as ⁇ r / ⁇ . Can do. That is, FIG. 6 can be said to be data indicating a correspondence relationship between the intensity ratio based on the phase component of noise and ⁇ r / ⁇ .
  • FIG. 7 is a flowchart for explaining a procedure for manufacturing the microphone unit 1 using this data.
  • step S10 data (see FIG. 6) showing the correspondence between the noise intensity ratio (intensity ratio based on the noise phase component) and ⁇ r / ⁇ is prepared (step S10).
  • the noise intensity ratio is set according to the application (step S12). In the present embodiment, it is necessary to set the noise intensity ratio so that the noise intensity decreases. Therefore, in this step, the noise intensity ratio is set to 0 dB or less.
  • step S14 a value of ⁇ r / ⁇ corresponding to the noise intensity ratio is derived (step S14).
  • the conditions for the noise intensity ratio to be 0 dB or less are examined. Referring to FIG. 6, it can be seen that the value of ⁇ r / ⁇ may be 0.16 or less in order to make the noise intensity ratio 0 dB or less. That is, it is understood that the value of ⁇ r may be 55.46 mm or less, and this is a necessary condition for the microphone unit 1 (housing 10).
  • the value of ⁇ r / ⁇ may be set to 0.015 in order to reduce the noise intensity by 20 dB.
  • ⁇ 0.347 m
  • this condition is satisfied when the value of ⁇ r is 5.199 mm or less. That is, if ⁇ r is set to about 5.2 mm or less, a microphone unit having a noise removal function can be manufactured.
  • the distance between the sound source of the user voice and the microphone unit 1 (the first through hole 12 and the second through hole 14). Is usually 5 cm or less. Further, the distance between the sound source of the user voice and the microphone unit 1 (the first through hole 12 and the second through hole 14) can be set by the design of the casing in which the microphone unit 1 is housed. Therefore, the value of ⁇ r / R that is the intensity ratio of the user's voice becomes larger than 0.1 (noise intensity ratio), and it can be seen that the noise removal function is realized.
  • noise is not normally limited to a single frequency.
  • the noise having a frequency lower than the noise assumed as the main noise has a longer wavelength than that of the main noise, so that the value of ⁇ r / ⁇ becomes small and is removed by the microphone unit 1.
  • the sound wave decays faster as the frequency is higher.
  • noise having a higher frequency than the noise assumed as the main noise attenuates faster than the main noise, so that the influence on the microphone unit 1 (vibrating membrane 30) can be ignored. Therefore, the microphone unit 1 according to the present embodiment can exhibit an excellent noise removal function even in an environment where noise having a frequency different from that assumed as main noise exists.
  • the microphone unit 1 according to the present embodiment is configured to be able to remove noise with the largest phase difference. Therefore, according to the microphone unit 1 according to the present embodiment, it is possible to remove noise incident from all directions.
  • an electric signal indicating a sound from which a noise component has been removed can be obtained simply by acquiring an electric signal indicating the vibration of the vibration film 30 (an electric signal based on the vibration of the vibration film 30). Can be acquired. That is, the microphone unit 1 can realize a noise removal function without performing complicated analysis calculation processing. Therefore, a high-quality microphone unit capable of deep noise removal with a simple configuration can be provided. In particular, a microphone unit capable of realizing a more accurate noise removal function by setting the center-to-center distance ⁇ r between the first through hole 12 and the second through hole 14 to 5.2 mm or less is provided. be able to.
  • the sound pressure when the diaphragm 30 is used as a differential microphone is used as a single microphone with respect to the sound in the frequency band of 10 kHz or less when the distance between the centers of the first through hole 12 and the second through hole 14 is 10 kHz. It is also possible to set the distance within a range that does not exceed the sound pressure in such a case.
  • the first through hole 12 and the second through hole 14 are arranged along the traveling direction of the sound (for example, sound) of the sound source, and the diaphragm 30 is used as a differential microphone for the sound from the traveling direction.
  • the distance between the centers of the first and second through holes may be set to a distance that does not exceed the sound pressure when the sound pressure is used as a single microphone.
  • FIG. 22 to 24 are diagrams for explaining the relationship between the distance between the microphones and the attenuation rate of the differential sound pressure.
  • FIG. 22 shows the distribution of differential sound pressure when a sound having frequencies of 1 kHz, 7 kHz, and 10 kHz is captured by a differential microphone when the distance between microphones ( ⁇ r) is 5 mm.
  • FIG. 23 shows the distribution of differential sound pressure when a sound having frequencies of 1 kHz, 7 kHz, and 10 kHz is captured by a differential microphone when the distance between microphones ( ⁇ r) is 10 mm.
  • FIG. 24 shows the distribution of differential sound pressure when a sound having frequencies of 1 kHz, 7 kHz, and 10 kHz is captured by a differential microphone when the distance between microphones ( ⁇ r) is 20 mm.
  • the horizontal axis is ⁇ r / ⁇
  • the vertical axis is the differential sound pressure.
  • the differential sound pressure is the sound pressure when used as a differential microphone, and the sound pressure when the microphone constituting the differential microphone is the same as the differential sound pressure is defined as 0 dB. Yes.
  • the graphs of FIGS. 22 to 24 show the transition of the differential sound pressure corresponding to ⁇ r / ⁇ , and it can be considered that the area where the vertical axis is 0 dB or more has a large delay distortion (noise).
  • the differential sound pressure is 0 decibel or less for any frequency of 1 kHz, 7 kHz, and 10 kHz.
  • the differential sound pressure is 0 decibel or less for sounds having frequencies of 1 kHz and 7 kHz, but the differential sound pressure is not suitable for sounds having a frequency of 10 kHz.
  • the delay distortion (noise) is larger than 0 dB.
  • the differential sound pressure is 0 decibel or less for the sound of 1 kHz frequency, but the differential sound pressure is 0 decibel for the sound of 7 kHz and 10 kHz.
  • delay distortion noise
  • the speaker voice can be faithfully extracted up to the frequency of 10 kHz band, and the effect of suppressing far-field noise is high.
  • a microphone can be realized.
  • the distance between the centers of the first through hole 12 and the second through hole 14 is set to about 5 mm to 6 mm (more specifically, 5.2 mm or less), so that the talk up to the 10 kHz band is possible. It is possible to realize a microphone unit that faithfully extracts a person's voice and has a high distant noise suppression effect.
  • the housing 10 (the first through hole 12 and the second through hole 14 can be removed so that incident noise can be removed so that the noise intensity ratio based on the phase difference is maximized. Position) can be designed. Therefore, according to the microphone unit 1, noise incident from all directions can be removed. That is, according to the present invention, it is possible to provide a microphone unit that can remove noise incident from all directions.
  • 25 (A) and 25 (B) to 31 (A) and 31 (B) are for explaining the directivity of the differential microphone for each frequency band, distance between microphones, and distance between microphones and sound sources.
  • FIG. 25 (A) and 25 (B) to 31 (A) and 31 (B) are for explaining the directivity of the differential microphone for each frequency band, distance between microphones, and distance between microphones and sound sources.
  • 25 (A) and 25 (B) show that the frequency band of the sound source is 1 kHz, the distance between the microphones is 5 mm, and the distance between the microphone and the sound source is 2.5 cm (the distance from the mouth of the narrative speaker to the microphone). It is a figure which shows the directivity of the differential microphone in the case of 1 m (equivalent to a distant noise).
  • Reference numeral 1110 is a graph showing the sensitivity (differential sound pressure) with respect to all directions of the differential microphone, and shows the directivity characteristics of the differential microphone.
  • Reference numeral 1112 is a graph showing sensitivity (sound pressure) with respect to all directions when the differential microphone is used as a single microphone, and shows the directivity characteristics of the single microphone.
  • 1114 is a first direction for causing sound waves to reach both sides of a microphone when a differential microphone is realized by a straight line connecting both microphones when two microphones are used to form a differential microphone.
  • Direction of the straight line connecting the through hole and the second through hole (0 ° -180 °, the two microphones M1, M2 constituting the differential microphone or the first through hole and the second through hole are on this straight line Is placed).
  • the direction of this straight line is 0 degrees and 180 degrees, and the direction perpendicular to the direction of this straight line is 90 degrees and 270 degrees.
  • the single microphones take sound uniformly from all directions and have no directivity. Further, the sound pressure acquired is attenuated as the sound source is further away.
  • the differential microphone has a somewhat uniform directivity in all directions although the sensitivity is somewhat lowered in the directions of 90 degrees and 270 degrees.
  • the sound pressure acquired from the single microphone is attenuated, and the sound pressure acquired is attenuated as the sound source is distant as in the single microphone.
  • the region surrounded by the differential sound pressure graph 1120 indicating the directivity of the differential microphone is the single microphone. It is included in the area surrounded by the graph 1122 indicating the directivity, and it can be said that the differential microphone is superior in the far-field noise suppressing effect as compared with the single microphone.
  • 26A and 26B illustrate the directivity of the differential microphone when the frequency band of the sound source is 1 kHz, the distance between the microphones is 10 mm, and the distance between the microphone and the sound source is 2.5 cm and 1 m, respectively.
  • FIG. 26B Even in such a case, as shown in FIG. 26B, the region surrounded by the graph 1140 indicating the directivity of the differential microphone is included in the region surrounded by the graph 1422 indicating the directivity of the single microphone, It can be said that the differential microphone has an excellent effect of suppressing far-field noise compared to a single microphone.
  • 27A and 27B show the directivity of the differential microphone when the frequency band of the sound source is 1 kHz, the distance between the microphones is 20 mm, and the distance between the microphone and the sound source is 2.5 cm and 1 m, respectively. It is. Even in such a case, as shown in FIG. 27B, the region surrounded by the graph 1160 indicating the directivity of the differential microphone is included in the region surrounded by the graph 1462 indicating the directivity of the single microphone, It can be said that the differential microphone has an excellent effect of suppressing far-field noise compared to a single microphone.
  • the differential microphone 28A and 28B show the directivity of the differential microphone when the frequency band of the sound source is 7 kHz, the distance between the microphones is 5 mm, and the distance between the microphone and the sound source is 2.5 cm and 1 m, respectively. It is. Even in such a case, as shown in FIG. 28B, the region surrounded by the graph 1180 indicating the directivity of the differential microphone is included in the region surrounded by the graph 1182 indicating the directivity of the single microphone, It can be said that the differential microphone has an excellent effect of suppressing far-field noise compared to a single microphone.
  • 29A and 29B show the directivity of the differential microphone when the frequency band of the sound source is 7 kHz, the distance between the microphones is 10 mm, and the distance between the microphone and the sound source is 2.5 cm and 1 m, respectively. It is. In such a case, as shown in FIG. 29B, the region surrounded by the graph 1200 indicating the directivity of the differential microphone is not included in the region surrounded by the graph 1202 indicating the directivity of the single microphone.
  • the differential microphone cannot be said to have an excellent effect of suppressing far-field noise compared to a single microphone.
  • 30A and 30B are diagrams showing the directivity of the differential microphone when the frequency band of the sound source is 7 kHz, the distance between the microphones is 20 mm, and the distance between the microphone and the sound source is 2.5 cm and 1 m, respectively. It is. Even in such a case, as shown in FIG. 30B, the region surrounded by the graph 1220 indicating the directivity of the differential microphone is not included in the region surrounded by the graph 1222 indicating the directivity of the single microphone. The differential microphone cannot be said to have an excellent effect of suppressing far-field noise compared to a single microphone.
  • 31A and 31B are diagrams showing the directivity of the differential microphone when the frequency band of the sound source is 300 Hz, the distance between the microphones is 5 mm, and the distance between the microphone and the sound source is 2.5 cm and 1 m, respectively. It is.
  • the region surrounded by the graph 1240 indicating the directivity of the differential microphone is included in the region surrounded by the graph 1242 indicating the directivity of the single microphone. It can be said that the differential microphone has an excellent effect of suppressing far-field noise compared to a single microphone.
  • 32A and 32B show the directivity of the differential microphone when the frequency band of the sound source is 300 Hz, the distance between the microphones is 10 mm, and the distance between the microphone and the sound source is 2.5 cm and 1 m, respectively. It is. Also in such a case, as shown in FIG. 32B, the region surrounded by the graph 1260 indicating the directivity of the differential microphone is included in the region surrounded by the graph 1262 indicating the directivity of the single microphone, It can be said that the differential microphone has an excellent effect of suppressing far-field noise compared to a single microphone.
  • 33A and 33B show the directivity of the differential microphone when the frequency band of the sound source is 300 Hz, the distance between the microphones is 20 mm, and the distance between the microphone and the sound source is 2.5 cm and 1 m, respectively. It is. Also in such a case, as shown in FIG. 33B, the region surrounded by the graph 1280 indicating the directivity of the differential microphone is included in the region surrounded by the graph 1282 indicating the directivity of the single microphone, It can be said that the differential microphone has an excellent effect of suppressing far-field noise compared to a single microphone.
  • the sound frequency band is 1 kHz, 7 kHz, or 300 Hz.
  • the region surrounded by the graph indicating the directivity of the differential microphone is included in the region surrounded by the graph indicating the directivity of the single microphone. That is, in the case where the distance between the microphones is 5 mm, the differential microphone is superior to the far-field noise suppression effect in comparison with the single microphone when the sound frequency band is 7 kHz or less.
  • the directivity of the differential microphone is set when the sound frequency band is 7 kHz.
  • the area surrounded by the graph indicating the directivity is not included in the area surrounded by the graph indicating the directivity of the single microphone. That is, in the case where the distance between the microphones is 10 mm, the differential microphone cannot be said to have an excellent far-field noise suppressing effect as compared with the single microphone when the sound frequency band is around 7 kHz.
  • the differential microphone When the distance between the microphones is 20 mm, as shown in FIGS. 27 (B), 30 (B), and 33 (B), when the sound frequency band is 7 kHz, the differential microphone The region surrounded by the graph indicating directivity is not included in the region surrounded by the graph indicating directivity of the single microphone. That is, in the case where the distance between the microphones is 20 mm, the differential microphone cannot be said to be superior in the far noise suppression effect as compared with the single microphone when the sound frequency band is around 7 kHz.
  • the distance between the differential microphones is set to about 5 mm to 6 mm (more specifically, 5.2 mm or less), it is possible to suppress far-end noise in all directions regardless of directivity for sounds of 7 kHz or lower. It can be said that the effect is higher than that of a single microphone.
  • the same can be said about the distance between the first through hole and the second through hole for allowing the sound wave to reach both sides of the microphone. Therefore, in the present embodiment, by setting the distance between the centers of the first through hole 12 and the second through hole 14 to about 5 mm to 6 mm (more specifically, 5.2 mm or less), the 7 kHz band or less.
  • a microphone unit capable of suppressing far-field noise in all directions regardless of directivity can be realized.
  • the microphone unit 1 it is also possible to remove the user sound component that is incident on the vibration film 30 (the first surface 35 and the second surface 37) after being reflected by a wall or the like. Specifically, since the user sound reflected by a wall or the like is incident on the microphone unit 1 after propagating a long distance, it can be regarded as a sound generated from a sound source that exists farther than a normal user sound, and Since the energy is largely lost due to the reflection, the sound pressure is not greatly attenuated between the first through hole 12 and the second through hole 14 like the noise component. Therefore, according to the microphone unit 1, the user voice component incident after being reflected by the wall or the like is also removed (as a kind of noise) in the same manner as the noise.
  • the microphone unit 1 If the microphone unit 1 is used, it is possible to acquire a signal indicating user voice that does not include noise. Therefore, by using the microphone unit 1, highly accurate voice recognition, voice authentication, and command generation processing can be realized.
  • the voice input device 2 described below is a close-talking type voice input device, for example, a voice communication device such as a mobile phone or a transceiver, or an information processing system using technology for analyzing input voice. (Voice authentication system, voice recognition system, command generation system, electronic dictionary, translator, voice input remote controller, etc.), recording equipment, amplifier system (loudspeaker), microphone system, etc. .
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the structure of the voice input device 2.
  • the arrow shown in the upper left of FIG. 8 indicates the input direction of the user voice.
  • the voice input device 2 has a housing 50.
  • the casing 50 is a member that forms the outer shape of the voice input device 2.
  • a basic posture may be set in the housing 50, thereby restricting the travel path of the user voice.
  • the housing 50 may be formed with an opening 52 for receiving the user's voice.
  • the microphone unit 1 is installed inside the housing 50.
  • the microphone unit 1 may be installed in the housing 50 such that the first through hole 12 and the second through hole 14 overlap the opening 52, respectively.
  • the internal space of the microphone unit 1 communicates with the outside through the first through hole 12, the second through hole 14, and the opening 52 that overlaps these through holes.
  • the microphone unit 1 may be installed in the housing 50 via the elastic body 54. This makes it difficult for the vibration of the casing 50 of the voice input device 2 to be transmitted to the casing 10 of the microphone unit 1, so that the microphone unit 1 can be operated with high accuracy.
  • the microphone unit 1 may be installed in the housing 50 such that the first through hole 12 and the second through hole 14 are arranged so as to be shifted along the traveling direction of the user voice. Then, the through hole disposed on the upstream side of the travel path of the user voice may be the first through hole 12, and the through hole disposed on the downstream side may be the second through hole 14.
  • the microphone unit 1 in which the vibration film 30 is disposed on the side of the second through hole 14 is disposed as described above, the user voice is transmitted to both surfaces of the vibration film 30 (the first surface 35 and the second surface 37). ) At the same time.
  • the distance from the center of the first through hole 12 to the first surface 35 is substantially equal to the distance from the first through hole 12 to the second through hole 14.
  • the time required for the user voice that has passed through the first through hole 12 to enter the first surface 35 is the second time when the user sound wave that has passed over the first through hole 12 passes through the second through hole 14. Is approximately equal to the time required to enter the surface 37. That is, the time taken for the voice uttered by the user to enter the first surface 35 is equal to the time taken for the sound to enter the second surface 37. Therefore, the user voice can be incident on the first surface 35 and the second surface 37 at the same time, and the vibration film 30 can be vibrated so that noise due to phase shift does not occur.
  • FIG. 9 is a block diagram for explaining the function of the voice input device 2.
  • the voice input device 2 has a microphone unit 1.
  • the microphone unit 1 outputs an electric signal generated based on the vibration of the vibration film 30. Note that the electric signal output from the microphone unit 1 is an electric signal indicating the user voice from which the noise component has been removed.
  • the voice input device 2 may have an arithmetic processing unit 60.
  • the arithmetic processing unit 60 performs various arithmetic processes based on the electric signal output from the microphone unit 1 (electric signal output circuit 40).
  • the arithmetic processing unit 60 may perform analysis processing on the electrical signal.
  • the arithmetic processing unit 60 may perform processing (so-called voice authentication processing) for identifying a person who has uttered a user voice by analyzing an output signal from the microphone unit 1.
  • the arithmetic processing part 60 may perform the process (what is called a speech recognition process) which specifies the content of a user voice by analyzing the output signal of the microphone unit 1.
  • the arithmetic processing unit 60 may perform processing for creating various commands based on an output signal from the microphone unit 1.
  • the arithmetic processing unit 60 may perform processing for amplifying the output signal from the microphone unit 1.
  • the arithmetic processing unit 60 may control the operation of the communication processing unit 70 described later. Note that the arithmetic processing unit 60 may realize the above functions by signal processing using a CPU or a memory. Or the arithmetic processing part 60 may implement
  • the voice input device 2 may further include a communication processing unit 70.
  • the communication processing unit 70 controls communication between the voice input device 2 and another terminal (such as a mobile phone terminal or a host computer).
  • the communication processing unit 70 may have a function of transmitting a signal (an output signal from the microphone unit 1) to another terminal via a network.
  • the communication processing unit 70 may also have a function of receiving signals from other terminals via a network.
  • the host computer may analyze the output signal acquired via the communication processing unit 70 and perform various information processing such as voice recognition processing, voice authentication processing, command generation processing, and data storage processing. Good. That is, the voice input device 2 may constitute an information processing system in cooperation with other terminals. In other words, the voice input device 2 may be regarded as an information input terminal that constructs an information processing system. However, the voice input device 2 may not have the communication processing unit 70.
  • the arithmetic processing unit 60 and the communication processing unit 70 described above may be arranged in the housing 50 as a packaged semiconductor device (integrated circuit device).
  • the present invention is not limited to this.
  • the arithmetic processing unit 60 may be disposed outside the housing 50.
  • the arithmetic processing unit 60 may acquire a differential signal via the communication processing unit 70.
  • the voice input device 2 may further include a display device such as a display panel and a voice output device such as a speaker.
  • the voice input device 2 may further include an operation key for inputting operation information.
  • the voice input device 2 may have the above configuration.
  • the voice input device 2 uses a microphone unit 1. Therefore, the voice input device 2 can acquire a signal indicating input voice that does not include noise, and can realize highly accurate voice recognition, voice authentication, and command generation processing.
  • the voice input device 2 is applied to a microphone system, the user's voice output from the speaker is also removed as noise. Therefore, it is possible to provide a microphone system in which howling hardly occurs.
  • FIGS. 10 to 12 show a mobile phone 300, a microphone (microphone system) 400, and a remote controller 500 as examples of the voice input device 2, respectively.
  • FIG. 13 is a schematic diagram of an information processing system 600 including a voice input device 602 as an information input terminal and a host computer 604.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made.
  • the present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same objects and effects).
  • the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced.
  • the present invention includes a configuration that exhibits the same operational effects as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object.
  • the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.
  • FIG. 14 shows a microphone unit 3 according to a first modification of the embodiment to which the present invention is applied.
  • the microphone unit 3 includes a vibration film 80.
  • the vibrating membrane 80 constitutes a part of a partition member that divides the internal space 100 of the housing 10 into a first space 112 and a second space 114.
  • the vibration film 80 is provided so that the normal line is orthogonal to the surface 15 (that is, parallel to the surface 15).
  • the vibrating membrane 80 does not overlap the first through hole 12 and the second through hole 14 on the side of the second through hole 14 (below the first through hole 12 and the second through hole 14). May be provided at a position other than.
  • the vibration film 80 may be disposed with a space from the inner wall surface of the housing 10.
  • FIG. 15 shows a microphone unit 4 according to a second modification of the embodiment to which the present invention is applied.
  • the microphone unit 4 includes a vibration film 90.
  • the vibration film 90 constitutes a part of a partition member that divides the internal space 100 of the housing 10 into a first space 122 and a second space 124.
  • the vibration film 90 is provided so that the normal line is orthogonal to the surface 15.
  • the vibration film 90 may be provided so as to be flush with the inner wall surface (surface opposite to the surface 15) of the housing 10.
  • the vibration film 90 may be provided so as to block the second through-hole 14 from the inside of the housing 10 (the internal space 100 side). That is, in the microphone unit 3, the space inside the second through hole 14 may be the second space 124, and the space other than the second space 124 in the internal space 100 may be the first space 122. According to this, it becomes possible to design the housing
  • FIG. 16 shows a microphone unit 5 according to a third modification of the embodiment to which the present invention is applied.
  • the microphone unit 5 includes a housing 11. An internal space 101 is formed inside the housing 11. The internal space 101 of the housing 11 is divided into a first region 132 and a second region 134 by the partition member 20. In the microphone unit 5, the partition member 20 is disposed on the side of the second through hole 14. In the microphone unit 5, the partition member 20 divides the internal space 101 so that the volumes of the first space 132 and the second space 134 are equal.
  • FIG. 17 shows a microphone unit 6 according to a fourth modification of the embodiment to which the present invention is applied.
  • the microphone unit 6 has a partition member 21 as shown in FIG.
  • the partition member 21 has a vibration film 31.
  • the vibration film 31 is held inside the housing 10 so that the normal line obliquely intersects the surface 15.
  • FIG. 18 shows a microphone unit 7 according to a fifth modification of the embodiment to which the present invention is applied.
  • the partition member 20 is disposed between the first through hole 12 and the second through hole 14. That is, the distance between the first through hole 12 and the partition member 20 is equal to the distance between the second through hole 14 and the partition member 20.
  • the partition member 20 may be arranged so as to equally divide the internal space 100 of the housing 10.
  • FIG. 19 shows a microphone unit 8 according to a sixth modification of the embodiment to which the present invention is applied.
  • the housing has a structure having a convex curved surface 16.
  • the first through hole 12 and the second through hole 14 are formed in a convex curved surface 16.
  • FIG. 20 shows a microphone unit 9 according to a seventh modification of the embodiment to which the present invention is applied.
  • the casing has a concave curved surface 17 as shown in FIG. 20.
  • the first through hole 12 and the second through hole 14 may be disposed on both sides of the concave curved surface 17. However, the first through hole 12 and the second through hole 14 may be formed in the concave curved surface 17.
  • FIG. 21 shows a microphone unit 13 according to an eighth modification of the embodiment to which the present invention is applied.
  • the microphone unit 13 has a structure in which the housing has a spherical surface 18 as shown in FIG.
  • the bottom surface of the spherical surface 18 may be circular, but is not limited thereto, and the bottom surface may be elliptical.
  • the first through hole 12 and the second through hole 14 are formed in a spherical surface 18.
  • These microphone units can provide the same effects as described above. Therefore, by acquiring an electrical signal based on the vibration of the diaphragm, it is possible to acquire an electrical signal indicating a user voice that does not include a noise component.

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Abstract

　本発明のマイクロフォンユニット１は、内部空間１００を有する筐体１０と、筐体内に設けられた、内部空間を第１の空間１０２と第２の空間１０４とに分割する、少なくとも一部が振動膜３０で構成された仕切り部材２０と、振動膜の振動に基づいて電気信号を出力する電気信号出力回路４０と、を含む。筐体１０には、第１の空間１０２と筐体の外部空間とを連通する第１の貫通穴１２と、第２の空間１０４と筐体の外部空間とを連通する第２の貫通穴１４とが形成されている。本発明によれば、外形が小さく、かつ、深い雑音除去が可能な高品質のマイクロフォンユニットを提供することができる。

Description

マイクロフォンユニット、接話型の音声入力装置、情報処理システム、及びマイクロフォンユニットの製造方法
　本発明は、マイクロフォンユニット、接話型の音声入力装置、情報処理システム、及びマイクロフォンユニットの製造方法に関する。
　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）を収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、雑音が存在する環境で使用される場合にもユーザの音声を正確に抽出することが可能にする、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。
　雑音が存在する使用環境で雑音を除去する技術として、マイクロフォンユニットに鋭い指向性を持たせること、あるいは、音波の到来時刻差を利用して音波の到来方向を識別して信号処理により雑音を除去する方法が知られている（例えば、日本国特許出願公開平７－３１２６３８号公報、日本国特許出願公開平９－３３１３７７号公報、日本国特許出願公開２００１－１８６２４１号公報参照）。
　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。
　マイクロフォンユニットに鋭い指向性を持たせるためには、多数の振動膜を並べる必要があり、小型化が難しかった。
　また、音波の到来時刻差を利用して音波の到来方向を精度よく検出するためには、複数の振動膜を、可聴音波の数波長分の１程度の間隔で設置する必要があるため、小型化が難しかった。
　本発明の目的は、外形が小さく、かつ、深い雑音除去が可能な高品質のマイクロフォンユニット、接話型音声入力装置、情報処理システム、及びマイクロフォンユニットの製造方法を提供することにある。
　（１）本発明に係るマイクロフォンユニットは、
　内部空間を有する筐体と、
　前記筐体内に設けられた、前記内部空間を第１の空間と第２の空間とに分割する、少なくとも一部が振動膜で構成された仕切り部材と、
　前記振動膜の振動に基づいて電気信号を出力する電気信号出力回路と、
　を含み、
　前記筐体には、前記第１の空間と前記筐体の外部空間とを連通する第１の貫通穴と、前記第２の空間と前記筐体の外部空間とを連通する第２の貫通穴とが形成されている。
　本発明によると、振動膜の両面に、ユーザ音声及び雑音が入射する。振動膜の両面に入射する音声のうち、雑音成分は、ほぼ同じ音圧になるため、振動膜で打ち消しあう。その
ため、振動膜を振動させる音圧は、ユーザ音声を示す音圧であるとみなすことができ、振動膜の振動に基づいて取得された電気信号は、雑音が除去された、ユーザ音声を示す電気信号であるとみなすことができる。
　このことから、本発明によると、簡単な構成で、深い雑音除去が可能な高品質のマイクロフォンユニットを提供することができる。
　（２）このマイクロフォンユニットにおいて、
　前記仕切り部材は、
　音波を伝搬する媒質が、前記筐体の内部で、前記第１及び第２の空間の間を移動しないように設けられていてもよい。
　（３）このマイクロフォンユニットにおいて、
　前記筐体の外形は多面体となっており、
　前記第１及び第２の貫通穴は、前記多面体の１つの面に形成されていてもよい。
　すなわち、このマイクロフォンユニットでは、第１及び第２の貫通穴は、多面体の同じ面に形成されていてもよい。言い換えると、第１及び第２の貫通穴は、同じ方向を向いて形成されていてもよい。これにより、第１及び第２の貫通穴から、筐体内部に入射する雑音の音圧を（ほぼ）等しくすることができるため、雑音を、精度良く除去することが可能になる。
　（４）このマイクロフォンユニットにおいて、
　前記振動膜は、
　法線が、前記面に平行になるように配置されていてもよい。
　（５）このマイクロフォンユニットにおいて、
　前記振動膜は、
　法線が、前記面と直交するように配置されていてもよい。
　（６）このマイクロフォンユニットにおいて、
　前記振動膜は、
　前記第１又は第２の貫通穴と重複しないように配置されていてもよい。
　これによると、第１及び第２の貫通穴を介して、内部空間に異物が入り込んだ場合でも、当該異物によって振動膜が直接損傷を受ける可能性を低くすることができる。
　（７）このマイクロフォンユニットにおいて、
　前記振動膜は、
　前記第１又は第２の貫通穴の側方に配置されていてもよい。
　（８）このマイクロフォンユニットにおいて、
　前記振動膜は、
　前記第１の貫通穴からの距離と、前記第２の貫通穴からの距離とが等しくならないように配置されていてもよい。
　（９）このマイクロフォンユニットにおいて、
　前記仕切り部材は、
　前記第１及び第２の空間の容積が同じになるように配置されていてもよい。
　（１０）このマイクロフォンユニットにおいて、
　前記第１及び第２の貫通穴の中心間距離が５．２ｍｍ以下であってもよい。
　（１１）このマイクロフォンユニットにおいて、
　前記電気信号出力回路の少なくとも一部は、前記筐体の内部に形成されていてもよい。
　（１２）このマイクロフォンユニットにおいて、
　前記筐体は、
　前記内部空間と前記筐体の外部空間とを電磁的に遮蔽する遮蔽構造となっていてもよい。
　（１３）このマイクロフォンユニットにおいて、
　前記振動膜を、ＳＮ比が約６０デシベル以上の振動子で構成してもよい。
　例えばＳＮ比が６０デシベル以上の振動子で構成してもよいし、６０±αデシベル以上の振動子で構成してもよい。
　（１４）このマイクロフォンユニットにおいて、
　前記第１及び第２の貫通穴の中心間距離が、１０kHz以下の周波数帯域の音に対して、前記振動膜を差動マイクとして使用した場合の音圧が単体マイクとして使用した場合の音圧を上回らない範囲の距離に設定されていてもよい。
　前記第１及び第２の貫通穴を音源の音（例えば音声）の進行方向に沿って配置して、前記進行方向からの音に対して、前記振動膜を差動マイクとして使用した場合の音圧が単体マイクとして使用した場合の音圧を上回らない範囲の距離に前記第１及び第２の貫通穴の中心間距離が設定されていてもよい。
　（１５）このマイクロフォンユニットにおいて、
　前記第１及び第２の貫通穴の中心間距離が、抽出対象周波数帯域の音に対して、前記振動膜を差動マイクとして使用した場合の音圧が全方位において単体マイクとして使用した場合の音圧を上回らない範囲の距離に設定されていてもよい。
　抽出対象周波数は、本マイクロフォンで抽出したい音の周波数である。例えば７kHz以下の周波数を抽出対象周波数として前記第１及び第２の貫通穴の中心間距離が設定されていてもよい。
　（１６）本発明は、
　上記のいずれかに記載のマイクロフォンユニットが実装された、接話型の音声入力装置である。
　この音声入力装置によると、雑音が精度よく除去された、ユーザ音声を示す電気信号を取得することができる。そのため、本発明によると、精度の高い音声認識処理や、音声認証処理、あるいは、入力音声に基づくコマンド生成処理などの実現を可能にする音声入力装置を提供することができる。
　（１７）本発明にかかる音声入力装置は、
　前記筐体の外形は多面体となっており、
　前記第１及び第２の貫通穴は、前記多面体の１つの面に形成されていてもよい。
　（１８）本発明にかかる音声入力装置は、
　前記第１及び第２の貫通穴の中心間距離が５．２ｍｍ以下であってもよい。
　（１９）本発明にかかる音声入力装置は、
　前記振動膜を、ＳＮ比が約６０デシベル以上の振動子で構成してもよい。
　（２０）本発明にかかる音声入力装置は、
　前記第１及び第２の貫通穴の中心間距離が、１０kHz以下の周波数帯域の音に対して、前記振動膜を差動マイクとして使用した場合の音圧が単体マイクとして使用した場合の音圧を上回らない範囲の距離に設定されていてもよい。
　（２１）本発明にかかる音声入力装置は、
　前記第１及び第２の貫通穴の中心間距離が、抽出対象周波数帯域の音に対して、前記振動膜を差動マイクとして使用した場合の音圧が全方位において単体マイクとして使用した場合の音圧を上回らない範囲の距離に設定されていてもよい。
　（２２）本発明は、
　上記のいずれかに記載のマイクロフォンユニットと、
　前記電気信号に基づいて、前記マイクロフォンユニットに入射した音声の解析処理を行う解析処理部と、を含む情報処理システムである。
　この情報処理システムによると、雑音が精度よく除去された、ユーザ音声を示す電気信号を取得することができる。そのため、本発明によると、精度の高い音声認識処理や、音声認証処理、あるいは、入力音声に基づくコマンド生成処理などの実現を可能にする音声入力装置を提供することができる。
　（２３）本発明に係るマイクロフォンユニットの製造方法は、
　内部空間を有する筐体と、前記筐体内に設けられた、前記内部空間を第１の空間と第２の空間とに分割する、少なくとも一部が振動膜で構成された仕切り部材と、前記振動膜の振動に基づいて電気信号を出力する電気信号出力回路と、を含むマイクロフォンユニットの製造方法であって、
　前記第１及び第２の貫通穴の中心間距離を、１０kHz以下の周波数帯域の音に対して、前記振動膜を差動マイクとして使用した場合の音圧が単体マイクとして使用した場合の音圧を上回らない範囲の距離に設定する手順と、
　設定された中心間距離に従って、前記筐体に、前記第１の空間と前記筐体の外部空間とを連通する第１の貫通穴と、前記第２の空間と前記筐体の外部空間とを連通する第２の貫通穴とを形成する手順と、を含むことを特徴とする。
　前記第１及び第２の貫通穴を音源の音（例えば音声）の進行方向に沿って配置して、前記進行方向からの音に対して、前記振動膜を差動マイクとして使用した場合の音圧が単体マイクとして使用した場合の音圧を上回らない範囲の距離に前記第１及び第２の貫通穴の中心間距離を設定してもよい。
　（２４）本発明に係るマイクロフォンユニットの製造方法は、
　内部空間を有する筐体と、前記筐体内に設けられた、前記内部空間を第１の空間と第２の空間とに分割する、少なくとも一部が振動膜で構成された仕切り部材と、前記振動膜の振動に基づいて電気信号を出力する電気信号出力回路と、を含むマイクロフォンユニットの製造方法であって、
　前記第１及び第２の貫通穴の中心間距離を、抽出対象周波数帯域の音に対して、前記振動膜を差動マイクとして使用した場合の音圧が全方位において単体マイクとして使用した場合の音圧を上回らない範囲の距離に設定する手順と、
　設定された中心間距離に従って、前記筐体に、前記第１の空間と前記筐体の外部空間とを連通する第１の貫通穴と、前記第２の空間と前記筐体の外部空間とを連通する第２の貫通穴とを形成する手順と、を含むことを特徴とする。
　抽出対象周波数は、本マイクロフォンで抽出したい音の周波数であり、例えば７kHz以下の周波数としてもよい。
マイクロフォンユニットについて説明するための図。 マイクロフォンユニットについて説明するための図。 マイクロフォンユニットについて説明するための図。 マイクロフォンユニットについて説明するための図。 音波の減衰特性について説明するための図。 位相差と強度比との対応関係を表すデータの一例を示す図。 マイクロフォンユニットを製造する手順を示すフローチャート図。 音声入力装置について説明するための図。 音声入力装置について説明するための図。 音声入力装置の一例としての携帯電話を示す図。 音声入力装置の一例としてのマイクを示す図。 音声入力装置の一例としてのリモートコントローラを示す図。 情報処理システムの概略図。 変形例に係るマイクロフォンユニットについて説明するための図。 変形例に係るマイクロフォンユニットについて説明するための図。 変形例に係るマイクロフォンユニットについて説明するための図。 変形例に係るマイクロフォンユニットについて説明するための図。 変形例に係るマイクロフォンユニットについて説明するための図。 変形例に係るマイクロフォンユニットについて説明するための図。 変形例に係るマイクロフォンユニットについて説明するための図。 変形例に係るマイクロフォンユニットについて説明するための図。 マイク間距離が５mmの場合の差動音圧の減衰率の関係について説明するための図。 マイク間距離が１０mmの場合の差動音圧の減衰率の関係について説明するための図。 マイク間距離が２０mmの場合の差動音圧の減衰率の関係について説明するための図。 マイク間距離５mm、周波数帯域１kHz、マイク－音源間の距離２．５cm、１mの場合の差動マイクの指向性について説明するための図。 マイク間距離１０mm、周波数帯域１kHz、マイク－音源間の距離２．５cm、１mの場合の差動マイクの指向性について説明するための図。 マイク間距離２０mm、周波数帯域１kHz、マイク－音源間の距離２．５cm、１mの場合の差動マイクの指向性について説明するための図。 マイク間距離５mm、周波数帯域７kHz、マイク－音源間の距離２．５cm、１mの場合の差動マイクの指向性について説明するための図。 マイク間距離１０mm、周波数帯域７kHz、マイク－音源間の距離２．５cm、１mの場合の差動マイクの指向性について説明するための図。 マイク間距離２０mm、周波数帯域７kHz、マイク－音源間の距離２．５cm、１mの場合の差動マイクの指向性について説明するための図。 マイク間距離５mm、周波数帯域３００Hz、マイク－音源間の距離２．５cm、１mの場合の差動マイクの指向性について説明するための図。 マイク間距離１０mm、周波数帯域３００Hz、マイク－音源間の距離２．５cm、１mの場合の差動マイクの指向性について説明するための図。 マイク間距離２０mm、周波数帯域３００Hz、マイク－音源間の距離２．５cm、１mの場合の差動マイクの指向性について説明するための図。
符号の説明
　１…マイクロフォンユニット、　２…音声入力装置、　３…マイクロフォンユニット、　４…マイクロフォンユニット、　５…マイクロフォンユニット、　６…マイクロフォンユニット、　７…マイクロフォンユニット、　８…マイクロフォンユニット、　９…マイクロフォンユニット、　１０…筐体、　１１…筐体、　１２…第１の貫通穴、　１３…マイクロフォンユニット、　１４…第２の貫通穴、　１６…凸曲面、　１７…凹曲面、　１８…球面、　２０…仕切り部材、　２１…仕切り部材、　３０…振動膜、　３１…振動膜、　３２…保持部、　４０…電気信号出力回路、　４１…振動膜ユニット、　４２…コンデンサ、　４４…信号増幅回路、　４５…ゲイン調整回路、　４６…チャージアップ回路、　４８…オペアンプ、　５０…筐体、　５２…開口、　５４…弾性体、　６０…演算処理部、　７０…通信処理部、　８０…振動膜、　１００…内部空間、　１０１…内部空間、　１０２…第１の空間、　１０４…第２の空間、　１１２…第１の空間、　１１４…第２の空間、　１１０…外部空間、　１１２…第１の空間、　１１４…第２の空間、　１２２…第１の空間、　１２４…第２の空間、　１３２…第１の空間、　１３４…第２の空間、　２００…コンデンサ型マイクロフォン、　２０２…振動膜、　２０４…電極、　３００…携帯電話、　４００…マイク、　５００…リモートコントローラ、　６００…情報処理システム、　６０２…音声入力装置、　６０４…ホストコンピュータ
　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。
　１．マイクロフォンユニット１の構成
　はじめに、本実施の形態に係るマイクロフォンユニット１の構成について説明する。図１は、マイクロフォンユニット１の概略斜視図である。また、図２（Ａ）は、マイクロフォンユニット１の概略断面図である。また、図２（Ｂ）は、仕切り部材２０を正面から観察した図である。また、図２（Ｂ）は、
　本実施の形態に係るマイクロフォンユニット１は、図１及び図２（Ａ）に示すように、筐体１０を含む。筐体１０は、マイクロフォンユニット１の外形を構成する部材である。筐体１０（マイクロフォンユニット１）の外形は多面体構造となっていてもよい。筐体１０の外形は、図１に示すように、六面体（直方体又は立方体）となっていてもよい。ただし、筐体１０の外形は六面体以外の多面体構造となっていてもよい。あるいは、筐体１０の外形は、球状構造（半球状構造）等の、多面体以外の構造となっていてもよい。
　筐体１０は、図２（Ａ）に示すように、内部空間１００（第１の空間１０２及び第２の空間１０４）と外部の空間（外部空間１１０）とを区画する。筐体１０は、内部空間１００と外部空間１１０とを電気的・磁気的に遮蔽する遮蔽構造（電磁シールド構造）をなしていてもよい。これにより、筐体１０の内部空間１００内に配される後述の振動膜３０及び電気信号出力回路４０が、筐体１０の外部空間１１０に配される電子部品の影響を受けにくくすることができる。したがって、本実施の形態に係るマイクロフォンユニット１は、精度の高い雑音除去機能を有する。
　筐体１０には、図１及び図２（Ａ）に示すように、筐体１０の内部空間１００と外部空間１１０とを連通させる貫通穴が形成されている。本実施の形態では、筐体１０には、第１の貫通穴１２と第２の貫通穴１４とが形成されている。ここで、第１の貫通穴１２は、第１の空間１０２と外部空間１１０とを連通する貫通穴である。また、第２の貫通穴１４は、第２の空間１０４と外部空間１１０とを連通する貫通穴である。なお、第１の空間１０２及び第２の空間１０４については後で詳述する。第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４の形状は特に限定されるものではないが、例えば図１に示すように、円形となっていてもよい。ただし、第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４の形状は、円形以外の形状であってもよく、例えば矩形であってもよい。
　本実施の形態では、図１及び図２（Ａ）に示すように、第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４は、六面体構造（多面体構造）をなす筐体１０の１つの面１５に形成されている。ただし、変形例として、第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４は、それぞれ、多面体の異なる面に形成されていてもよい。例えば、第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４は、六面体の対向する面に形成されていてもよく、六面体の隣り合う面に形成されていてもよい。また、本実施の形態では、筐体１０には、１つの第１の貫通穴１２と１つの第２の貫通穴１４とが形成されている。しかしながら、筐体１０には、複数の第１の貫通穴１２及び複数の第２の貫通穴１４が形成されていてもよい。
　本実施の形態に係るマイクロフォンユニット１は、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、仕切り部材２０を含む。ここで、図２（Ｂ）は、仕切り部材２０を正面から観察した図である。仕切り部材２０は、筐体１０内に、内部空間１００を分割するように設けられる。本実施の形態では、仕切り部材２０は、内部空間１００を、第１の空間１０２及び第２の空間１０４に分割するように設けられる。すなわち、第１の空間１０２及び第２の空間１０４は、それぞれ、筐体１０及び仕切り部材２０で区画された空間であるといえる。
　仕切り部材２０は、音波を伝搬する媒質が、筐体１０の内部で、第１の空間１０２と第２の空間１０４との間を移動しないように（移動できないように）設けられていてもよい。例えば、仕切り部材２０は、内部空間１００（第１の空間１０２及び第２の空間１０４）を筐体１０内部で気密に分離する、気密隔壁であってもよい。
　仕切り部材２０は、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、少なくとも一部が振動膜３０で構成されている。振動膜３０は、音波が入射すると、法線方向に振動する部材である。そして、マイクロフォンユニット１では、振動膜３０の振動に基づいて電気信号を抽出することで、振動膜３０に入射した音声を示す電気信号を取得する。すなわち、振動膜３０は、マイクロフォン（音響信号を電気信号に変換する電気音響変換器）の振動膜であってもよい。
　以下、本実施の形態に係るマイクロフォン１に適用可能なコンデンサ型マイクロフォン２００の構成について説明する。なお、図３は、コンデンサ型マイクロフォン２００について説明するための図である。
　コンデンサ型マイクロフォン２００は、振動膜２０２を有する。なお、振動膜２０２が、本実施の形態に係るマイクロフォンユニット１の振動膜３０に相当する。振動膜２０２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２００は、また、電極２０４を有する。電極２０４は、振動膜２０２と対向して配置されている。これにより、振動膜２０２と電極２０４とは容量を形成する。コンデンサ型マイクロフォン２００に音波が入射すると、振動膜２０２が振動して、振動膜２０２と電極２０４との間隔が変化し、振動膜２０２と電極２０４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取り出すことによって、振動膜２０２の振動に基づく電気信号を取得することができる。すなわち、コンデンサ型マイクロフォン２００に入射する音波を、電気信号に変換して出力することができる。なお、コンデンサ型マイクロフォン２００では、電極２０４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２０４はメッシュ構造をなしていてもよい。
　なお、本実施の形態に係るマイクロフォン１の振動膜３０には、上記のコンデンサ型マイクロフォン２００に限られず、例えば、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、種々のマイクロフォンの振動膜を適用してもよい。
　あるいは、振動膜３０は、半導体膜（例えばシリコン膜）であってもよい。すなわち、振動膜３０は、シリコンマイク（Ｓｉマイク）の振動膜であってもよい。シリコンマイクを利用することで、マイクロフォンユニット１を小型化、及び、高性能化することができる。
　振動膜３０の外形は特に限定されるものではない。図２（Ｂ）に示すように、振動膜３０の外形は円形をなしていてもよい。このとき、振動膜３０と第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４とは、径が（ほぼ）同じ円形であってもよい。ただし、振動膜３０は、第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４よりも大きくてもよく、小さくてもよい。また、振動膜３０は、第１の面３５及び第２の面３７を有する。第１の面３５は、振動膜３０における第１の空間１０２側の面であり、第２の面３７は、振動膜３０における第２の空間１０４側の面である。
　なお、本実施の形態では、振動膜３０は、図２（Ａ）に示すように、法線が筐体１０の面１５に平行に延びるように設けられていてもよい。言い換えると、振動膜３０は、面１５と直交するように設けられていてもよい。そして、振動膜３０は、第２の貫通穴１４の側方（近傍）に配置されていてもよい。すなわち、振動膜３０は、第１の貫通穴１２からの距離と、第２の貫通穴１４からの距離とが等しくならないように配置されていてもよい。ただし、変形例として、振動膜３０は、第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４の中間に配置されていてもよい。
　本実施の形態では、仕切り部材２０は、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、振動膜３０を保持する保持部３２を含んでいてもよい。そして、保持部３２は、筐体１０の内壁面に密着していてもよい。保持部３２を筐体１０の内壁面に密着させることで、第１の空間１０２及び第２の空間１０４を気密に分離することができる。
　本実施の形態に係るマイクロフォンユニット１は、振動膜３０の振動に基づいて電気信号を出力する電気信号出力回路４０を含む。電気信号出力回路４０は、少なくとも一部が、筐体１０の内部空間１００内に形成されてもよい。電気信号出力回路４０は、例えば、筐体１０の内壁面に形成されてもよい。すなわち、本実施の形態では、筐体１０を電気回路の回路基板として利用してもよい。
　図４には、本実施の形態に係るマイクロフォンユニット１に適用可能な電気信号出力回路４０の一例を示す。電気信号出力回路４０は、コンデンサ４２（振動膜３０を有するコンデンサ型マイクロフォン）の静電容量の変化に基づく電気信号を、信号増幅回路４４で増幅して出力するように構成されていてもよい。コンデンサ４２は、例えば、振動膜ユニット４１の一部を構成していてもよい。なお、電気信号出力回路４０は、チャージアップ回路４６と、オペアンプ４８とを含んで構成されていてもよい。これにより、コンデンサ４２の静電容量の変化を精密に取得することが可能になる。本実施の形態では、例えば、コンデンサ４２、信号増幅回路４４、チャージアップ回路４６、オペアンプ４８は、筐体１０の内壁面に形成されていてもよい。また、電気信号出力回路４０は、ゲイン調整回路４５を含んでいてもよい。ゲイン調整回路４５は、信号増幅回路４４の増幅率（ゲイン）を調整する役割を果たす。ゲイン調整回路４５は、筐体１０の内部に設けられていてもよいが、筐体１０の外部に設けられていてもよい。
　ただし、振動膜３０としてシリコンマイクを適用する場合には、電気信号出力回路４０は、シリコンマイクに設けられた半導体基板に集積回路を形成することによって実現してもよい。
　また、電気信号出力回路４０は、アナログ信号をデジタル信号に変換する変換回路や、デジタル信号を圧縮（符号化）する圧縮回路などをさらに含んでいてもよい。
　また、振動膜３０を、ＳＮ比が約６０デシベル以上の振動子で構成してもよい。振動子を差動マイクとして機能させる場合には単体マイクとして機能させる場合に比べてＳＮ比が低下する。従って、ＳＮ比に優れた振動子（例えば、ＳＮ比が略６０デシベル以上のＭＥＭＳ振動子）を用いて振動膜３０を構成することで、感度のよいマイクロフォンユニットを実現することができる。
　例えば、話者とマイク間の距離を約２．５cm程度（説話型のマイクロフォンユニット）として、単体マイクを差動マイクとして使用する場合には、単体マイクとし使用する場合に比べて感度が１０数デシベル程度低下する。しかしながら、本実施の形態に係るマイクロフォンユニット１は、ＳＮ比が約６０デシベル以上の振動子で構成された振動膜３０を有することにより、マイクとして機能するために必要感度レベルを有する。
　以上のように、本実施の形態に係るマイクロフォンユニット１は、簡単な構成にもかかわらず、精度の高い雑音除去機能を有する。以下、マイクロフォンユニット１の雑音除去原理について説明する。
　２．マイクロフォンユニット１の雑音除去原理
　（１）マイクロフォンユニット１の構成と、振動膜３０の振動原理
　はじめに、マイクロフォンユニット１の構成から導き出される、振動膜３０の振動原理について説明する。
　本実施の形態に係るマイクロフォンユニット１において、振動膜３０は、両側（第１の面３５及び第２の面３７）から音圧を受ける。そのため、振動膜３０の両側に、同時に、同じ大きさの音圧がかかると、当該２つの音圧は振動膜３０で打ち消しあい、振動膜３０を振動させる力とはならない。これとは逆に、振動膜３０の両側に受ける音圧に差があるときは、振動膜３０は、その音圧の差によって振動する。
　また、第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４に入射した音波の音圧は、パスカルの原理により、第１の空間１０２及び第２の空間１０４の内壁面に均等に伝達される。そのため、振動膜３０における第１の空間１０２側の面（第１の面３５）は、第１の貫通穴１２に入射した音圧と等しい音圧を受け、振動膜３０における第２の空間１０４側の面（第２の面３７）は、第２の貫通穴１４に入射した音圧と等しい音圧を受ける。
　すなわち、第１の面３５及び第２の面３７が受ける音圧は、それぞれ、第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４に入射した音の音圧であり、振動膜３０は、第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４から入射して第１の面３５及び第２の面３７へと到達する音波の音圧の差によって振動する。
　（２）音波の性質
　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、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
と表すことができる。なお、式（１）中、ｋは比例定数である。図５には、式（１）による音圧Ｐと音源からの距離Ｒとの関係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。
　マイクロフォンユニット１を接話型の音声入力装置に適用する場合、ユーザの音声は、マイクロフォンユニット１の第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４の近傍から発生する。そのため、ユーザの音声は、第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４の間で大きく減衰し、第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４に入射するユーザ音声の音圧、すなわち、第１の面３５及び第２の面３７に入射するユーザ音声の音圧には、大きな差が現れる。
　これに対し、雑音成分は、ユーザの音声に比べて、音源が、マイクロフォンユニット１の第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４から遠い位置に存在する。そのため、雑音の音圧は、第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４の間でほとんど減衰せず、第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４に入射する雑音の音圧には、ほとんど差が現れない。
　（３）雑音除去原理
　上述したように、振動膜３０は、第１の面３５及び第２の面３７に同時に入射する音波の音圧の差によって振動する。そして、第１の面３５及び第２の面３７に入射する雑音の音圧の差は非常に小さいため、振動膜３０で打ち消される。これに対して、第１の面３５及び第２の面３７に入射するユーザ音声の音圧の差は大きいため、ユーザ音声は振動膜３０で打ち消されず、振動膜３０を振動させる。
　このことから、マイクロフォンユニット１の振動膜３０は、ユーザの音声によって振動しているとみなすことができる。そのため、マイクロフォンユニット１の電気信号出力回路４０から出力される電気信号は、雑音が除去された、ユーザ音声を示す信号とみなすことができる。
　すなわち、音声入力装置に本実施の形態に係るマイクロフォンユニット１を適用することにより、簡易な構成で、雑音が除去されたユーザ音声を示す電気信号を取得することができる。
　３．マイクロフォンユニット１で、より精度の高い雑音除去機能を実現するための条件
　上述したように、マイクロフォンユニット１によると、雑音が除去された、ユーザ音声を示す電気信号を取得することが可能になる。ただし、音波は位相成分を含んでいる。そのため、第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４から振動膜３０の第１の面３５及び第２の面３７へと入射する音波の位相差を考慮すれば、より精度の高い雑音除去機能を実現することが可能な条件（マイクロフォンユニット１の設計条件）を導出することができる。以下、より精度の高い雑音除去機能を実現するために、マイクロフォンユニット１が満たすべき条件について説明する。
　マイクロフォンユニット１によると、振動膜３０を振動させる音圧差（第１の面３５及び第２の面３７が受ける音圧の差：以下、適宜、「差分音圧」と称する）に含まれる雑音成分を、第１の面３５又は第２の面３７に入射する音圧に含まれる雑音成分よりも小さくすることができる。より詳しくは、差分音圧に含まれる雑音成分の強度の、第１の面３５又は第２の面３７に入射する音圧に含まれる雑音成分の強度に対する比を示す雑音強度比が、差分音圧に含まれるユーザ音声成分の強度の、第１の面３５又は第２の面３７に入射する音圧に含まれるユーザ音声成分の強度に対する比を示すユーザ音声強度比よりも小さくなる。このように、マイクロフォンユニット１は、優れた雑音除去機能を有するので、振動膜３０を振動させる差分音圧に基づいて出力される信号を、ユーザ音声を示す信号とみなすことができる。
　以下、この雑音除去機能を実現するために、マイクロフォンユニット１（筐体１０）が満たすべき具体的な条件について説明する。
　はじめに、振動膜３０の第１の面３５及び第２の面３７（第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４）に入射する音声の音圧について検討する。ユーザ音声の音源から第１の貫通穴１２までの距離をＲ、第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４の中心間距離をΔｒとすると、位相差を無視すれば、第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４に入射する、ユーザ音声の音圧（強度）Ｐ（Ｓ１）及びＰ（Ｓ２）は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
と表すことができる。
　そのため、ユーザ音声の位相差を無視したときの、第１の面３５（第１の貫通穴１２）に入射するユーザ音声の音圧の強度に対する、差分音圧に含まれるユーザ音声成分の強度の比率を示すユーザ音声強度比ρ（Ｐ）は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
と表される。
　ここで、マイクロフォンユニット１が接話型の音声入力装置に利用される場合、ΔｒはＲに比べて充分小さいとみなすことができる。
　そのため、上述の式（４）は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
と変形することができる。
　すなわち、ユーザ音声の位相差を無視した場合のユーザ音声強度比は、式（Ａ）と表されることがわかる。
　ところで、ユーザ音声の位相差を考慮すると、ユーザ音声の音圧Ｑ（Ｓ１）及びＱ（Ｓ２）は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
と表すことができる。なお、式中、αは位相差である。
　このとき、ユーザ音声強度比ρ（Ｓ）は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 と表される。式（７）を考慮すると、ユーザ音声強度比ρ（Ｓ）の大きさは、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
と表すことができる。
　ところで、式（８）のうち、sinωt－sin（ωt－α）項は位相成分の強度比を示し、Δｒ／Ｒsinωt項は振幅成分の強度比を示す。ユーザ音声成分であっても、位相差成分は、振幅成分に対するノイズとなるため、ユーザ音声を精度よく抽出するためには、位相成分の強度比が、振幅成分の強度比よりも充分に小さいことが必要である。すなわち、sinωt－sin（ωt－α）と、Δｒ／Ｒsinωtとは、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
の関係を満たしていることが重要である。
　ここで、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
と表すことができるため、上述の式（Ｂ）は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
と表すことができる。
　式（１０）の振幅成分を考慮すると、本実施の形態に係るマイクロフォンユニット１は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
を満たす必要があることがわかる。
　なお、上述したように、ΔｒはＲに比べて充分小さいとみなすことができるため、sin（α／２）は充分小さいとみなすことができ、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
と近似することができる。
　そのため、式（Ｃ）は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
と変形することができる。
　また、位相差であるαとΔｒとの関係を、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
と表せば、式（Ｄ）は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
と変形することができる。
　すなわち、本実施の形態では、マイクロフォンユニット１が式（Ｅ）に示す関係を満たしていれば、ユーザ音声を精度よく抽出することができる。
　次に、第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４から入射して第１の面３５及び第２の面３７へと到達する雑音の音圧について検討する。
　第１の貫通穴１２から入射して第１の面３５へと到達する雑音成分の振幅をＡとし、第２の貫通穴１４から入射して第２の面３７へと到達する雑音成分の振幅をＡ´とすると、位相差成分を考慮した雑音の音圧Ｑ（Ｎ１）及びＱ（Ｎ２）は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000016
と表すことができ、第１の貫通穴１２から入射して第１の面３５へと到達する雑音成分の音圧の強度に対する、差分音圧に含まれる雑音成分の強度の比率を示す雑音強度比ρ（Ｎ）は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000017
と表すことができる。
　なお、先に説明したように、第１の貫通穴１２から入射して第１の面３５へと到達する雑音成分の振幅（強度）と、第２の貫通穴１４から入射して第２の面３７へと到達する雑音成分の振幅（強度）はほぼ同じであることから、Ａ＝Ａ´と扱うことができる。したがって、上記の式（１５）は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000018
と変形することができる。
　そして、雑音強度比の大きさは、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000019
と表すことができる。
　ここで、上述の式（９）を考慮すると、式（１７）は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000020
と変形することができる。
　そして、式（１１）を考慮すると、式（１８）は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000021
と変形することができる。
　ここで、式（Ｄ）を参照すれば、雑音強度比の大きさは、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000022
と表すことができる。なお、Δｒ／Ｒとは、式（Ａ）に示すように、ユーザ音声の振幅成分の強度比である。式（Ｆ）から、このマイクロフォンユニット１では、雑音強度比がユーザ音声の強度比Δｒ／Ｒよりも小さくなることがわかる。
　以上のことから、本実施の形態に係るマイクロフォンユニット１によれば、ユーザ音声の位相成分の強度比が振幅成分の強度比よりも小さくなる（式（Ｂ）参照）ので、雑音強度比がユーザ音声強度比よりも小さくなる（式（Ｆ）参照）。したがって、本実施の形態に係るマイクロフォンユニット１は、優れた雑音除去機能を有する。
　４．マイクロフォンユニット１の製造方法
　以下、本実施の形態に係るマイクロフォンユニット１の製造方法について説明する。本実施の形態に係るマイクロフォンユニット１では、第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４の中心間距離Δｒと雑音の波長λとの比率を示すΔｒ／λの値と、雑音強度比（雑音の位相成分に基づく強度比）との対応関係を示すデータを利用して、マイクロフォンユニット１を製造してもよい。
　雑音の位相成分に基づく強度比は、上述した式（１８）で表される。そのため、雑音の位相成分に基づく強度比のデシベル値は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000023
と表すことができる。
　そして、式（２０）のαに各値を代入すれば、位相差αと、雑音の位相成分に基づく強度比との対応関係を明らかにすることができる。図６には、横軸をα／２πとし、縦軸に雑音の位相成分に基づく強度比（デシベル値）を取った時の、位相差と強度比との対応関係を表すデータの一例を示す。
　なお、位相差αは、式（１２）に示すように、距離Δｒと波長λとの比であるΔｒ／λの関数で表すことができ、図６の横軸は、Δｒ／λとみなすことができる。すなわち、図６は、雑音の位相成分に基づく強度比と、Δｒ／λとの対応関係を示すデータであるといえる。
　本実施の形態では、このデータを利用して、マイクロフォンユニット１を製造する。図７は、このデータを利用してマイクロフォンユニット１を製造する手順について説明するためのフローチャート図である。
　はじめに、雑音の強度比（雑音の位相成分に基づく強度比）と、Δｒ／λとの対応関係を示すデータ（図６参照）を用意する（ステップＳ１０）。
　次に、用途に応じて、雑音の強度比を設定する（ステップＳ１２）。なお、本実施の形態では、雑音の強度が低下するように雑音の強度比を設定する必要がある。そのため、本ステップでは、雑音の強度比を、０ｄＢ以下に設定する。
　次に、当該データに基づいて、雑音の強度比に対応するΔｒ／λの値を導出する（ステップＳ１４）。
　そして、λに主要な雑音の波長を代入することによって、Δｒが満たすべき条件を導出する（ステップＳ１６）。
　具体例として、主要な雑音が１ＫＨｚであり、その波長が０．３４７ｍとなる環境下で、雑音の強度が２０ｄＢ低下するマイクロフォンユニット１を製造する場合について考える。
　はじめに、雑音の強度比が０ｄＢ以下になるための条件について検討する。図６を参照すると、雑音の強度比を０ｄＢ以下とするためには、Δｒ／λの値を０．１６以下とすればよいことがわかる。すなわち、Δｒの値が５５．４６ｍｍ以下とすればよいことがわかり、これが、マイクロフォンユニット１（筐体１０）の必要条件となる。
　次に、１ＫＨｚの雑音の強度を２０ｄＢ低下させるための条件について考える。図６を参照すると、雑音の強度を２０ｄＢ低下させるためには、Δｒ／λの値を０．０１５とすればよいことがわかる。そして、λ＝０．３４７ｍとすると、Δｒの値が５．１９９ｍｍ以下のときに、この条件を満たすことがわかる。すなわち、Δｒを約５．２ｍｍ以下に設定すれば、雑音除去機能を有するマイクロフォンユニットを製造することが可能になる。
　なお、本実施の形態に係るマイクロフォンユニット１を接話型の音声入力装置に利用する場合、ユーザ音声の音源とマイクロフォンユニット１（第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４）との間隔は、通常５ｃｍ以下である。また、ユーザ音声の音源とマイクロフォンユニット１（第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４）との間隔は、マイクロフォンユニット１が収納される筐体の設計によって設定することが可能である。そのため、ユーザの音声の強度比であるΔｒ／Ｒの値は、０．１（雑音の強度比）よりも大きくなり、雑音除去機能が実現されることがわかる。
　なお、通常、雑音は単一の周波数に限定されるものではない。しかし、主要な雑音として想定された雑音よりも周波数の低い雑音は、当該主要な雑音よりも波長が長くなるため、Δｒ／λの値は小さくなり、このマイクロフォンユニット１で除去される。また、音波は、周波数が高いほどエネルギーの減衰が早い。そのため、主要な雑音として想定された雑音よりも周波数の高い雑音は、当該主要な雑音よりも早く減衰するため、マイクロフォンユニット１（振動膜３０）に与える影響を無視することができる。このことから、本実施の形態に係るマイクロフォンユニット１は、主要な雑音として想定された雑音とは異なる周波数の雑音が存在する環境下でも、優れた雑音除去機能を発揮することができる。
　また、本実施の形態では、式（１２）からもわかるように、第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４を結ぶ直線上から入射する雑音を想定した。この雑音は、第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４の見かけ上の間隔が最も大きくなる雑音であり、現実の使用環境において、位相差が最も大きくなる雑音である。すなわち、本実施の形態に係るマイクロフォンユニット１は、位相差が最も大きくなる雑音を除去することが可能に構成されている。そのため、本実施の形態に係るマイクロフォンユニット１によると、すべての方向から入射する雑音を除去することができる。
　５．効果
　以下、マイクロフォンユニット１が奏する効果についてまとめる。
　先に説明したように、マイクロフォンユニット１によると、振動膜３０の振動を示す電気信号（振動膜３０の振動に基づく電気信号）取得するだけで、雑音成分が除去された音声を示す電気信号を取得することができる。すなわち、マイクロフォンユニット１では、複雑な解析演算処理を行うことなく雑音除去機能を実現することができる。そのため、簡単な構成で、深い雑音除去が可能な高品質のマイクロフォンユニットを提供することができる。特に、第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４の中心間距離Δｒを５．２ｍｍ以下に設定することで、より精度の高い雑音除去機能を実現することが可能なマイクロフォンユニットを提供することができる。
　また第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４の中心間距離を、１０kHz以下の周波数帯域の音に対して、振動膜３０を差動マイクとして使用した場合の音圧が単体マイクとして使用した場合の音圧を上回らない範囲の距離に設定してもよい。
　第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４を音源の音（例えば音声）の進行方向に沿って配置して、前記進行方向からの音に対して、振動膜３０を差動マイクとして使用した場合の音圧が単体マイクとして使用した場合の音圧を上回らない範囲の距離に前記第１及び第２の貫通穴の中心間距離を設定されていてもよい。
　図２２から図２４はマイク間距離と差動音圧の減衰率の関係について説明するための図である。そして、図２２には、マイク間距離（Δｒ）が５mmである場合の、１kHz、７kHz、１０kHzの周波数の音を差動マイクでとらえた場合の差動音圧の分布を示している。また、図２３には、マイク間距離（Δｒ）が１０mmである場合の、１kHz、７kHz、１０kHzの周波数の音を差動マイクでとらえた場合の差動音圧の分布を示している。また、図２４には、マイク間距離（Δｒ）が２０mmである場合の、１kHz、７kHz、１０kHzの周波数の音を差動マイクでとらえた場合の差動音圧の分布を示している。
　図２２から図２４において、横軸はΔｒ／λであり、縦軸は差動音圧である。差動音圧とは差動マイクとして使用した場合の音圧であり、差動マイクを構成するマイクを単体マイクとして使用した場合の音圧が差動音圧と同じになるところを０デシベルとしている。
　すなわち図２２から図２４のグラフは、Δｒ／λに対応した差動音圧の遷移を示しており、縦軸が０デシベル以上のエリアは、遅延ひずみ（ノイズ）が大きいと考えることができる。
　図２２に示すように、マイク間距離が５mmの場合には、１kHz、７kHz、１０kHzのいずれの周波数の音についても差動音圧は０デシベル以下である。
　また、図２３に示すように、マイク間距離が１０mmになると、１kHz、７kHzの周波数の音については差動音圧は０デシベル以下であるが、１０kHzの周波数の音については差動音圧が０デシベル以上となり遅延ひずみ（ノイズ）が大きくなっている。
　また、図２４に示すように、マイク間距離が２０mmになると、１kHzの周波数の音については差動音圧は０デシベル以下であるが、７kHz、１０kHzの音については差動音圧が０デシベル以上となり遅延ひずみ（ノイズ）が大きくなっている。
　従って、マイク間距離を約５mm～６mm程度（より具体的には５．２ｍｍ以下）にすることで、周波数が１０kHz帯域のまで話者音声を忠実に抽出し、かつ遠方雑音の抑制効果の高いマイクロフォンを実現することができる。
　本実施の形態では、第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４の中心間距離を約５mm～６mm程度（より具体的には５．２mm以下）にすることで、１０kHz帯域のまで話者音声を忠実に抽出し、かつ遠方雑音の抑制効果の高いマイクロフォンユニットを実現することができる。
　また、マイクロフォンユニット１では、位相差に基づく雑音強度比が最も大きくなるように入射する雑音を除去することができるように、筐体１０（第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４の位置）を設計することが可能になる。そのため、このマイクロフォンユニット１によると、全方位から入射する雑音を除去することができる。すなわち、本発明によると、全方位から入射する雑音を除去することが可能なマイクロフォンユニットを提供することができる。
　図２５（Ａ）および図２５（Ｂ）から図３１（Ａ）および図３１（Ｂ）は、周波数帯域とマイク間距離とマイク－音源間の距離毎の差動マイクの指向性について説明するための図である。
　図２５（Ａ）および図２５（Ｂ）は、音源の周波数帯域が１kHz、マイク間距離が５mm、マイク－音源間距離がそれぞれ２．５cm（説話型の話者の口元からマイクまでの距離に相当）、１m（遠方雑音に相当）の場合の差動マイクの指向性を示す図である。
　１１１０は、差動マイクの全方位に対する感度（差動音圧）を示すグラフであり、差動マイクの指向特性を示している。また、１１１２は、差動マイクを単体マイクとして使用した場合の全方位に対する感度（音圧）を示すグラフであり、単体マイクの指向特性を示している。
　１１１４は、マイクを2つ用いて差動マイクを構成する場合の両マイクを結ぶ直線の方向又はマイクを１つで差動マイクを実現する場合にマイクの両面に音波を到達させるための第１の貫通穴と第２の貫通穴を結ぶ直線の方向（０度－１８０度、差動マイクを構成する２つのマイクＭ１、Ｍ２又は第１の貫通穴と第２の貫通穴はこの直線上に置かれている）を示している。この直線の方向を０度、１８０度とし、この直線の方向と直角な方向を９０度、２７０度とする。
　１１１２、１１２２に示すように、単体マイクは、全方位から均一に音を取っており指向性を有していない。また、音源が遠くなるほど取得する音圧は減衰している。
　１１１０、１１２０に示すように、差動マイクは９０度、２７０度方向で多少感度が落ちるが全方位にほぼ均一な指向性を有している。また単体マイクより取得する音圧が減衰しており、単体マイクと同様に音源が遠くなるほど取得する音圧は減衰している。
　図２５（Ｂ）に示すように、音源の周波数帯域が１ｋHz、マイク間距離が５mmの場合には、差動マイクの指向性を示す差動音圧のグラフ１１２０で囲まれる領域は単体マイクの指向性を示すグラフ１１２２で囲まれる領域に内包されており、差動マイクは単体マイクに比べ遠方雑音の抑制効果に優れているといえる。
　図２６（Ａ）および図２６（Ｂ）は、音源の周波数帯域が１ｋHz、マイク間距離が１０mm、マイク－音源間距離がそれぞれ２．５cm、１mの場合の差動マイクの指向性を説明する図である。かかる場合にも、図２６（Ｂ）に示すように、差動マイクの指向性を示すグラフ１１４０で囲まれる領域は、単体マイクの指向性を示すグラフ１４２２で囲まれる領域に内包されており、差動マイクは単体マイクに比べ遠方雑音の抑制効果に優れているといえる。
　図２７（Ａ）および図２７（Ｂ）は、音源の周波数帯域が１ｋHz、マイク間距離が２０mm、マイク－音源間距離がそれぞれ２．５cm、１mの場合の差動マイクの指向性を示す図である。かかる場合にも、図２７（Ｂ）に示すように、差動マイクの指向性を示すグラフ１１６０で囲まれる領域は、単体マイクの指向性を示すグラフ１４６２で囲まれる領域に内包されており、差動マイクは単体マイクに比べ遠方雑音の抑制効果に優れているといえる。
　図２８（Ａ）および図２８（Ｂ）は、音源の周波数帯域が７ｋHz、マイク間距離が５mm、マイク－音源間距離がそれぞれ２．５cm、１mの場合の差動マイクの指向性を示す図である。かかる場合にも、図２８（Ｂ）に示すように、差動マイクの指向性を示すグラフ１１８０で囲まれる領域は、単体マイクの指向性を示すグラフ１１８２で囲まれる領域に内包されており、差動マイクは単体マイクに比べ遠方雑音の抑制効果に優れているといえる。
　図２９（Ａ）および図２９（Ｂ）は、音源の周波数帯域が７ｋHz、マイク間距離が１０mm、マイク－音源間距離がそれぞれ２．５cm、１mの場合の差動マイクの指向性を示す図である。かかる場合には、図２９（Ｂ）に示すように、差動マイクの指向性を示すグラフ１２００で囲まれる領域は、単体マイクの指向性を示すグラフ１２０２で囲まれる領域に内包されておらず、差動マイクは単体マイクに比べ遠方雑音の抑制効果に優れているとはいえない。
　図３０（Ａ）および図３０（Ｂ）は、音源の周波数帯域が７ｋHz、マイク間距離が２０mm、マイク－音源間距離がそれぞれ２．５cm、１mの場合の差動マイクの指向性を示す図である。かかる場合にも、図３０（Ｂ）に示すように、差動マイクの指向性を示すグラフ１２２０で囲まれる領域は、単体マイクの指向性を示すグラフ１２２２で囲まれる領域に内包されておらず、差動マイクは単体マイクに比べ遠方雑音の抑制効果に優れているとはいえない。
　図３１（Ａ）および図３１（Ｂ）は、音源の周波数帯域が３００Hz、マイク間距離が５mm、マイク－音源間距離がそれぞれ２．５cm、１mの場合の差動マイクの指向性を示す図である。かかる場合には、図３１（Ｂ）に示すように、差動マイクの指向性を示すグラフ１２４０で囲まれる領域は、単体マイクの指向性を示すグラフ１２４２で囲まれる領域に内包されており、差動マイクは単体マイクに比べ遠方雑音の抑制効果に優れているといえる。
　図３２（Ａ）および図３２（Ｂ）は、音源の周波数帯域が３００Hz、マイク間距離が１０mm、マイク－音源間距離がそれぞれ２．５cm、１mの場合の差動マイクの指向性を示す図である。かかる場合にも、図３２（Ｂ）に示すように、差動マイクの指向性を示すグラフ１２６０で囲まれる領域は、単体マイクの指向性を示すグラフ１２６２で囲まれる領域に内包されており、差動マイクは単体マイクに比べ遠方雑音の抑制効果に優れているといえる。
　図３３（Ａ）および図３３（Ｂ）は、音源の周波数帯域が３００Hz、マイク間距離が２０mm、マイク－音源間距離がそれぞれ２．５cm、１mの場合の差動マイクの指向性を示す図である。かかる場合にも、図３３（Ｂ）に示すように、差動マイクの指向性を示すグラフ１２８０で囲まれる領域は、単体マイクの指向性を示すグラフ１２８２で囲まれる領域に内包されており、差動マイクは単体マイクに比べ遠方雑音の抑制効果に優れているといえる。
　マイク間距離が５mmである場合には、図２５（Ｂ）、図２８（Ｂ）、図３１（Ｂ）に示すように、音の周波数帯域が１ｋHz、７ｋHz、３００Hzのいずれの場合についても、差動マイクの指向性を示すグラフで囲まれる領域は、単体マイクの指向性を示すグラフで囲まれる領域に内包されている。すなわち、マイク間距離が５mmである場合については音の周波数帯域が７ｋHz以下の帯域では、差動マイクは単体マイクに比べ遠方雑音の抑制効果に優れているといえる。
　ところがマイク間距離が１０mmである場合には、図２６（Ｂ）、図２９（Ｂ）、図３２（Ｂ）に示すように、音の周波数帯域が７ｋHzの場合には、差動マイクの指向性を示すグラフで囲まれる領域は、単体マイクの指向性を示すグラフで囲まれる領域に内包されていない。すなわち、マイク間距離が１０mmである場合については音の周波数帯域が７ｋHz付近では、差動マイクは単体マイクに比べ遠方雑音の抑制効果に優れているといえない。
　また、マイク間距離が２０mmである場合には、図２７（Ｂ）、図３０（Ｂ）、図３３（Ｂ）に示すように、音の周波数帯域が７ｋHzの場合には、差動マイクの指向性を示すグラフで囲まれる領域は、単体マイクの指向性を示すグラフで囲まれる領域に内包されていない。すなわち、マイク間距離が２０mmである場合については音の周波数帯域が７ｋHz付近では、差動マイクは単体マイクに比べ遠方雑音の抑制効果に優れているといえない。
　従って、差動マイクのマイク間距離を約５ｍｍ～６mm程度（より具体的には５．２ｍｍ以下）にすることで、７ｋHz帯域以下の音については指向性によらず全方位の遠方雑音の抑圧効果が単体マイクに比べ高いといえる。
　なお、マイク１つで差動マイクを実現する場合には、マイクの両面に音波を到達させるための第１の貫通穴と第２の貫通穴の距離について上記と同様のことがいえる。従って、本実施の形態では、第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４の中心間距離を約５ｍｍ～６mm程度（より具体的には５．２ｍｍ以下）にすることで、７ｋHz帯域以下の音については指向性によらず全方位の遠方雑音を抑圧することが可能なマイクロフォンユニットを実現することができる。
　なお、マイクロフォンユニット１によると、壁などで反射した後に振動膜３０（第１の面３５及び第２の面３７）に入射したユーザ音声成分も除去することができる。詳しくは、壁などで反射したユーザ音声は、長距離を伝搬した後にマイクロフォンユニット１に入射するため、通常のユーザ音声よりも遠くに存在する音源から発生した音声であるとみなすことができ、かつ、反射により大きくエネルギーを消失しているため、雑音成分と同様に、第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４の間で音圧が大きく減衰することがない。そのため、このマイクロフォンユニット１によると、壁などで反射した後に入射するユーザ音声成分も、雑音と同様に（雑音の一種として）除去される。
　そして、マイクロフォンユニット１を利用すれば、雑音を含まない、ユーザ音声を示す信号を取得することができる。そのため、マイクロフォンユニット１を利用することで、精度の高い音声認識や音声認証、コマンド生成処理を実現することができる。
　６．音声入力装置
　次に、マイクロフォンユニット１を有する音声入力装置２について説明する。
　（１）音声入力装置２の構成
　はじめに、音声入力装置２の構成について説明する。図８及び図９は、音声入力装置２の構成について説明するための図である。なお、以下に説明する音声入力装置２は、接話型の音声入力装置であって、例えば、携帯電話やトランシーバー等の音声通信機器や、入力された音声を解析する技術を利用した情報処理システム（音声認証システム、音声認識システム、コマンド生成システム、電子辞書、翻訳機や、音声入力方式のリモートコントローラなど）、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。
　図８は、音声入力装置２の構造を説明するための図である。図８の左上に示す矢印は、ユーザ音声の入力方向を示す。
　音声入力装置２は、筐体５０を有する。筐体５０は、音声入力装置２の外形を構成する部材である。筐体５０には基本姿勢が設定されていてもよく、これにより、ユーザ音声の進行径路を規制することができる。筐体５０には、ユーザの音声を受け付けるための開口５２が形成されていてもよい。
　音声入力装置２では、マイクロフォンユニット１は、筐体５０内部に設置される。このとき、マイクロフォンユニット１は、第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４がそれぞれ開口５２と重なるように、筐体５０に設置されてもよい。これにより、マイクロフォンユニット１の内部空間は、第１の貫通穴１２、第２の貫通穴１４、及びこれらの貫通穴と重なる開口５２を通じて外部に連通する。マイクロフォンユニット１は、弾性体５４を介して、筐体５０に設置されていてもよい。これにより、音声入力装置２の筐体５０の振動がマイクロフォンユニット１の筐体１０に伝わりにくくなるため、マイクロフォンユニット１を精度よく動作させることができる。
　マイクロフォンユニット１は、第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４がユーザ音声の進行方向に沿ってずれて配置されるように、筐体５０に設置されていてもよい。そして、ユーザ音声の進行径路の上流側に配置される貫通穴を第１の貫通穴１２とし、下流側に配置される貫通穴を第２の貫通穴１４としてもよい。振動膜３０が第２の貫通穴１４の側方に配置されたマイクロフォンユニット１を、上記のように配置すると、ユーザ音声を、振動膜３０の両面（第１の面３５及び第２の面３７）に同時に入射させることができる。詳しくは、マイクロフォンユニット１では、第１の貫通穴１２の中心から第１の面３５までの距離が、第１の貫通穴１２から第２の貫通穴１４までの距離とほぼ等しくなるため、第１の貫通穴１２を通過したユーザ音声が第１の面３５に入射するまでに必要な時間は、第１の貫通穴１２上を通過したユーザ音波が第２の貫通穴１４を介して第２の面３７に入射するまでに必要な時間と、ほぼ等しくなる。すなわち、ユーザが発声した音声が、第１の面３５に入射するまでにかかる時間と、第２の面３７に入射するまでにかかる時間とが等しくなる。そのため、ユーザ音声を、第１の面３５及び第２の面３７に同時に入射させることができ、位相ずれによるノイズが発生しないように、振動膜３０を振動させることができる。言い換えると、先に説明した式（８）においてα＝０となり、sinωt－sin（ωt－α）＝０となることから、Δｒ／Ｒsinωt項（振幅成分）が抽出されることがわかる。そのため、人の音声としては高周波帯域である７ＫＨｚ程度のユーザ音声が入力された場合でも、第１の面３５に入射する音圧と第２の面３７に入射する音圧との位相ひずみの影響を無視することができ、ユーザ音声を正確に示す電気信号を取得することが可能になる。
　（２）音声入力装置２の機能
　次に、図９を参照して、音声入力装置２の機能について説明する。なお、図９は、音声入力装置２の機能を説明するためのブロック図である。
　音声入力装置２は、マイクロフォンユニット１を有する。マイクロフォンユニット１は、振動膜３０の振動に基づいて生成された電気信号を出力する。なお、マイクロフォンユニット１から出力される電気信号は、雑音成分が除去された、ユーザ音声を示す電気信号である。
　音声入力装置２は、演算処理部６０を有していてもよい。演算処理部６０は、マイクロフォンユニット１（電気信号出力回路４０）から出力された電気信号に基づいて各種の演算処理を行う。演算処理部６０は、電気信号に対する解析処理を行ってもよい。演算処理部６０は、マイクロフォンユニット１からの出力信号を解析することにより、ユーザ音声を発した人物を特定する処理（いわゆる音声認証処理）を行ってもよい。あるいは、演算処理部６０は、マイクロフォンユニット１の出力信号を解析処理することにより、ユーザ音声の内容を特定する処理（いわゆる音声認識処理）を行ってもよい。演算処理部６０は、マイクロフォンユニット１からの出力信号に基づいて、各種のコマンドを作成する処理を行ってもよい。演算処理部６０は、マイクロフォンユニット１からの出力信号を増幅する処理を行ってもよい。また、演算処理部６０は、後述する通信処理部７０の動作を制御してもよい。なお、演算処理部６０は、上記各機能を、ＣＰＵやメモリによる信号処理によって実現してもよい。あるいは、演算処理部６０は、上記各機能を、専用のハードウエアによって実現してもよい。
　音声入力装置２は、通信処理部７０をさらに含んでいてもよい。通信処理部７０は、音声入力装置２と、他の端末（携帯電話端末や、ホストコンピュータなど）との通信を制御する。通信処理部７０は、ネットワークを介して、他の端末に信号（マイクロフォンユニット１からの出力信号）を送信する機能を有していてもよい。通信処理部７０は、また、ネットワークを介して、他の端末から信号を受信する機能を有していてもよい。そして、例えばホストコンピュータで、通信処理部７０を介して取得した出力信号を解析処理して、音声認識処理や音声認証処理、コマンド生成処理や、データ蓄積処理など、種々の情報処理を行ってもよい。すなわち、音声入力装置２は、他の端末と協働して、情報処理システムを構成していてもよい。言い換えると、音声入力装置２は、情報処理システムを構築する情報入力端末であるとみなしてもよい。ただし、音声入力装置２は、通信処理部７０を有しない構成となっていてもよい。
　なお、上述した演算処理部６０及び通信処理部７０は、パッケージングされた半導体装置（集積回路装置）として、筐体５０内に配置されていてもよい。ただし、本発明はこれに限られるものではない。例えば、演算処理部６０は、筐体５０の外部に配置されていてもよい。演算処理部６０が筐体５０の外部に配置されている場合、演算処理部６０は、通信処理部７０を介して、差分信号を取得してもよい。
　なお、音声入力装置２は、表示パネルなどの表示装置や、スピーカ等の音声出力装置をさらに含んでいてもよい。また、音声入力装置２は、操作情報を入力するための操作キーをさらに含んでいてもよい。
　音声入力装置２は、以上の構成をなしていてもよい。この音声入力装置２は、マイクロフォンユニット１を利用する。そのため、この音声入力装置２は、雑音を含まない、入力音声を示す信号を取得することができ、精度の高い音声認識や音声認証、コマンド生成処理を実現することができる。
　また、音声入力装置２をマイクシステムに適用すれば、スピーカから出力されるユーザの声も、雑音として除去される。そのため、ハウリングが起こりにくいマイクシステムを提供することができる。
　図１０～図１２には、音声入力装置２の例として、携帯電話３００、マイク（マイクシステム）４００、及び、リモートコントローラ５００を、それぞれ示す。また、図１３には、情報入力端末としての音声入力装置６０２と、ホストコンピュータ６０４とを含む、情報処理システム６００の概略図を示す。
　７．変形例
　なお、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
　以下、具体的な変形例を示す。
　（１）第１の変形例
　図１４には、本発明を適用した実施の形態の第１の変形例に係るマイクロフォンユニット３を示す。
　マイクロフォンユニット３は、振動膜８０を含む。振動膜８０は、筐体１０の内部空間１００を第１の空間１１２と、第２の空間１１４とに分割する仕切り部材の一部を構成する。振動膜８０は、法線が面１５と直交するように（すなわち、面１５と平行になるように）設けられている。振動膜８０は、第２の貫通穴１４の側方に、第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４と重複しないように（第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４の下方を除く位置に）設けられていてもよい。また、振動膜８０は、筐体１０の内壁面と間隔をあけて配置されていてもよい。
　（２）第２の変形例
　図１５には、本発明を適用した実施の形態の第２の変形例に係るマイクロフォンユニット４を示す。
　マイクロフォンユニット４は、振動膜９０を含む。振動膜９０は、筐体１０の内部空間１００を第１の空間１２２と、第２の空間１２４とに分割する仕切り部材の一部を構成する。振動膜９０は、法線が面１５と直交するように設けられている。振動膜９０は、筐体１０の内壁面（面１５とは反対側の面）と面一になるように設けられていてもよい。振動膜９０は、筐体１０の内側（内部空間１００側）から、第２の貫通穴１４をふさぐように設けられていてもよい。すなわち、マイクロフォンユニット３では、第２の貫通穴１４の内側の空間を第２の空間１２４とし、内部空間１００のうち、第２の空間１２４以外の空間を第１の空間１２２としてもよい。これによると、筐体１０を薄く設計することが可能になる。
　（３）第３の変形例
　図１６には、本発明を適用した実施の形態の第３の変形例に係るマイクロフォンユニット５を示す。
　マイクロフォンユニット５は、筐体１１を含む。筐体１１の内側には、内部空間１０１が形成される。そして、筐体１１の内部空間１０１は、仕切り部材２０によって、第１の領域１３２と第２の領域１３４とに分割されている。マイクロフォンユニット５では、仕切り部材２０は、第２の貫通穴１４の側方に配置される。また、マイクロフォンユニット５では、仕切り部材２０は、内部空間１０１を、第１の空間１３２及び第２の空間１３４の容積が等しくなるように分割する。
　（４）第４の変形例
　図１７には、本発明を適用した実施の形態の第４の変形例に係るマイクロフォンユニット６を示す。
　マイクロフォンユニット６は、図１７に示すように、仕切り部材２１を有する。そして、仕切り部材２１は、振動膜３１を有する。振動膜３１は、筐体１０内部で、法線が面１５と斜めに交差するように保持されている。
　（５）第５の変形例
　図１８には、本発明を適用した実施の形態の第５の変形例に係るマイクロフォンユニット７を示す。
　マイクロフォンユニット７では、図１８に示すように、仕切り部材２０が、第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４の中間に配置されている。すなわち、第１の貫通穴１２と仕切り部材２０との距離が、第２の貫通穴１４と仕切り部材２０との距離と等しくなっている。なお、マイクロフォンユニット７では、仕切り部材２０は、筐体１０の内部空間１００を均等に分割するように配置されていてもよい。
　（６）第６の変形例
　図１９には、本発明を適用した実施の形態の第６の変形例に係るマイクロフォンユニット８を示す。
　マイクロフォンユニット８では、図１９に示すように、筐体が、凸曲面１６を有する構造となっている。そして、第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４は、凸曲面１６に形成されている。
　（７）第７の変形例
　図２０には、本発明を適用した実施の形態の第７の変形例に係るマイクロフォンユニット９を示す。
　マイクロフォンユニット９では、図２０に示すように、筐体が、凹曲面１７を有する構造となっている。そして、第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４は、凹曲面１７の両側に配置されていてもよい。ただし、第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４は、凹曲面１７に形成されていてもよい。
　（８）第８の変形例
　図２１には、本発明を適用した実施の形態の第８の変形例に係るマイクロフォンユニット１３を示す。
　マイクロフォンユニット１３では、図２１に示すように、筐体が、球面１８を有する構造となっている。なお、球面１８の底面は円形であってもよいが、これに限られるものではなく、底面は楕円形となっていてもよい。そして、第１の貫通穴１２及び第２の貫通穴１４は、球面１８に形成されている。
　これらのマイクロフォンユニットによっても、上述と同様の効果を奏することができる。そのため、振動膜の振動に基づいて電気信号を取得することで、雑音成分を含まない、ユーザ音声を示す電気信号を取得することができる。
　本出願は、２００８年３月２７日出願の日本特許出願（特願２００８－０８３２９４）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

Claims (24)

  1. 　内部空間を有する筐体と、
    　前記筐体内に設けられた、前記内部空間を第１の空間と第２の空間とに分割する、少なくとも一部が振動膜で構成された仕切り部材と、
    　前記振動膜の振動に基づいて電気信号を出力する電気信号出力回路と、
    　を含み、
    　前記筐体には、前記第１の空間と前記筐体の外部空間とを連通する第１の貫通穴と、前記第２の空間と前記筐体の外部空間とを連通する第２の貫通穴とが形成されているマイクロフォンユニット。
  2. 　請求項１記載のマイクロフォンユニットにおいて、
    　前記仕切り部材は、
    　音波を伝搬する媒質が、前記筐体の内部で、前記第１及び第２の空間の間を移動しないように設けられているマイクロフォンユニット。
  3. 　請求項１又は請求項２記載のマイクロフォンユニットにおいて、
    　前記筐体の外形は多面体となっており、
    　前記第１及び第２の貫通穴は、前記多面体の１つの面に形成されているマイクロフォンユニット。
  4. 　請求項３記載のマイクロフォンユニットにおいて、
    　前記振動膜は、
    　法線が、前記面に平行になるように配置されているマイクロフォンユニット。
  5. 　請求項３記載のマイクロフォンユニットにおいて、
    　前記振動膜は、
    　法線が、前記面と直交するように配置されているマイクロフォンユニット。
  6. 　請求項１から請求項５のいずれかに記載のマイクロフォンユニットにおいて、
    　前記振動膜は、
    　前記第１又は第２の貫通穴と重複しないように配置されているマイクロフォンユニット。
  7. 　請求項１から請求項６のいずれかに記載のマイクロフォンユニットにおいて、
    　前記振動膜は、
    　前記第１又は第２の貫通穴の側方に配置されているマイクロフォンユニット。
  8. 　請求項１から請求項７のいずれかに記載のマイクロフォンユニットにおいて、
    　前記振動膜は、
    　前記第１の貫通穴からの距離と、前記第２の貫通穴からの距離とが等しくならないように配置されているマイクロフォンユニット。
  9. 　請求項１から請求項８のいずれかに記載のマイクロフォンユニットにおいて、
    　前記仕切り部材は、
    　前記第１及び第２の空間の容積が同じになるように配置されているマイクロフォンユニット。
  10. 　請求項１から請求項９のいずれかに記載のマイクロフォンユニットにおいて、
    　前記第１及び第２の貫通穴の中心間距離が５．２ｍｍ以下であるマイクロフォンユニット。
  11. 　請求項１から請求項１０のいずれかに記載のマイクロフォンユニットにおいて、
    　前記電気信号出力回路の少なくとも一部は、前記筐体の内部に形成されているマイクロフォンユニット。
  12. 　請求項１から請求項１１のいずれかに記載のマイクロフォンユニットにおいて、
    　前記筐体は、
    　前記内部空間と前記筐体の外部空間とを電磁的に遮蔽する遮蔽構造となっているマイクロフォンユニット。
  13. 　請求項１から請求項１２のいずれかに記載のマイクロフォンユニットにおいて、
    　前記振動膜を、ＳＮ比が６０デシベル以上の振動子で構成することを特徴とするマイクロフォンユニット。
  14. 　請求項１から請求項１３のいずれかに記載のマイクロフォンユニットにおいて、
    　前記第１及び第２の貫通穴の中心間距離が、１０kHz以下の周波数帯域の音に対して、前記振動膜を差動マイクとして使用した場合の音圧が単体マイクとして使用した場合の音圧を上回らない範囲の距離に設定されていることを特徴とするマイクロフォンユニット。
  15. 　請求項１から請求項１４のいずれかに記載のマイクロフォンユニットにおいて、
    　前記第１及び第２の貫通穴の中心間距離が、抽出対象周波数帯域の音に対して、前記振動膜を差動マイクとして使用した場合の音圧が全方位において単体マイクとして使用した場合の音圧を上回らない範囲の距離に設定されていることを特徴とするマイクロフォンユニット。
  16. 　請求項１から請求項１５のいずれかに記載のマイクロフォンユニットが実装された、接話型の音声入力装置。
  17. 　請求項１６に記載の音声入力装置において、
    　前記筐体の外形は多面体となっており、
    　前記第１及び第２の貫通穴は、前記多面体の１つの面に形成されている音声入力装置。
  18. 　請求項１６から請求項１７のいずれかに記載の音声入力装置において、
    　前記第１及び第２の貫通穴の中心間距離が５．２ｍｍ以下である音声入力装置。
  19. 　請求項１６から請求項１８のいずれかに記載の音声入力装置において、
    　前記振動膜を、ＳＮ比が６０デシベル以上の振動子で構成することを特徴とする音声入力装置。
  20. 　請求項１６から請求項１９のいずれかに記載の音声入力装置において、
    　前記第１及び第２の貫通穴の中心間距離が、１０kHz以下の周波数帯域の音に対して、前記振動膜を差動マイクとして使用した場合の音圧が単体マイクとして使用した場合の音圧を上回らない範囲の距離に設定されていることを特徴とする音声入力装置。
  21. 　請求項１６から請求項２０のいずれかに記載の音声入力装置において、
    　前記第１及び第２の貫通穴の中心間距離が、抽出対象周波数帯域の音に対して、前記振動膜を差動マイクとして使用した場合の音圧が全方位において単体マイクとして使用した場合の音圧を上回らない範囲の距離に設定されていることを特徴とする音声入力装置。
  22. 　請求項１から請求項１５のいずれかに記載のマイクロフォンユニットと、
    　前記電気信号に基づいて、前記マイクロフォンユニットに入射した音声の解析処理を行う解析処理部と、を含む情報処理システム。
  23. 　内部空間を有する筐体と、前記筐体内に設けられた、前記内部空間を第１の空間と第２の空間とに分割する、少なくとも一部が振動膜で構成された仕切り部材と、前記振動膜の振動に基づいて電気信号を出力する電気信号出力回路と、を含むマイクロフォンユニットの製造方法であって、
    　第１及び第２の貫通穴の中心間距離を、１０kHz以下の周波数帯域の音に対して、前記振動膜を差動マイクとして使用した場合の音圧が単体マイクとして使用した場合の音圧を上回らない範囲の距離に設定する手順と、
    　設定された中心間距離に従って、前記筐体に、前記第１の空間と前記筐体の外部空間とを連通する第１の貫通穴と、前記第２の空間と前記筐体の外部空間とを連通する第２の貫通穴とを形成する手順と、を含むことを特徴とするマイクロフォンユニットの製造方法。
  24. 　内部空間を有する筐体と、前記筐体内に設けられた、前記内部空間を第１の空間と第２の空間とに分割する、少なくとも一部が振動膜で構成された仕切り部材と、前記振動膜の振動に基づいて電気信号を出力する電気信号出力回路と、を含むマイクロフォンユニットの製造方法であって、
    　第１及び第２の貫通穴の中心間距離を、抽出対象周波数帯域の音に対して、前記振動膜を差動マイクとして使用した場合の音圧が全方位において単体マイクとして使用した場合の音圧を上回らない範囲の距離に設定する手順と、
    　設定された中心間距離に従って、前記筐体に、前記第１の空間と前記筐体の外部空間とを連通する第１の貫通穴と、前記第２の空間と前記筐体の外部空間とを連通する第２の貫通穴とを形成する手順と、を含むことを特徴とするマイクロフォンユニットの製造方法。
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