專利名稱：麥克風(fēng)單元及包括該麥克風(fēng)單元的語(yǔ)音輸入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種麥克風(fēng)單兀，該麥克風(fēng)單兀具有將輸入的聲音轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并將該電信號(hào)輸出的功能。本發(fā)明涉及ー種包括這種麥克風(fēng)單元的語(yǔ)音輸入裝置。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)實(shí)踐中，包括將輸入的聲音轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并將該電信號(hào)輸出的功能的麥克風(fēng)單元已經(jīng)被應(yīng)用于各種類型的語(yǔ)音輸入裝置(例如，移動(dòng)電話、收發(fā)器以及其他語(yǔ)音通信裝置；使用了輸入語(yǔ)音分析技術(shù)的語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)和其他信息處理系統(tǒng)；錄音裝置；等等)。存在對(duì)于能夠抑制背景噪聲并且只提取近處聲音的麥克風(fēng)單元的需求，同吋，也存在對(duì)于不僅提取近處聲音而且也提取遠(yuǎn)處聲音的麥克風(fēng)單元的需求。以下以移動(dòng)電話作為包括麥克風(fēng)單元的語(yǔ)音輸入裝置的例子來(lái)進(jìn)行描述。當(dāng)用移 動(dòng)電話打電話時(shí)，通常，用戶將移動(dòng)電話拿在手里，并在使用時(shí)將其嘴巴靠近麥克風(fēng)部分。因此，一般而言，需要設(shè)置到移動(dòng)電話上的麥克風(fēng)具有抑制背景噪聲并且只提取近處聲音的功能(作為近講麥克風(fēng)的功能)。然而，近年來(lái)，移動(dòng)電話提供免提功能，這樣，例如在開車的同時(shí)也能打電話而不需要將電話拿在手里，并且麥克風(fēng)單元提供錄像功能。在通過免提功能使用移動(dòng)電話的情況下，由于用戶嘴巴的位置是在離開移動(dòng)電話的位置，因而需要麥克風(fēng)具有不僅提取近處聲音而且提取遠(yuǎn)處聲音的功能。還需要麥克風(fēng)具有在錄像情況下不僅提取近處聲音而且還提取遠(yuǎn)處聲音的功能，因?yàn)樵阡浵竦臅r(shí)候必須對(duì)周圍區(qū)域進(jìn)行錄音。具體而言，由于近年來(lái)移動(dòng)電話變得多功能化，因而需要抑制背景噪聲且只提取近處聲音的功能以及不僅提取近處聲音而且還提取遠(yuǎn)處聲音的功能這兩種功能。為了適應(yīng)這種需求，ー種可能是單獨(dú)安裝包括作為近講麥克風(fēng)功能的麥克風(fēng)單元以及還能夠提取遠(yuǎn)處聲音的全向性麥克風(fēng)單元。另ー種可能的方法是例如將專利文獻(xiàn)I中公開的麥克風(fēng)單元應(yīng)用于移動(dòng)電話。專利文獻(xiàn)I中公開的麥克風(fēng)單元被設(shè)計(jì)為通過打開和關(guān)閉機(jī)制使得用于輸入語(yǔ)音的兩個(gè)開ロ部之一在打開狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)之間切換。專利文獻(xiàn)I公開的麥克風(fēng)單元在兩個(gè)開ロ部均打開時(shí)用作雙向性差分麥克風(fēng)，在兩個(gè)開ロ部之ー關(guān)閉時(shí)用作全向性麥克風(fēng)。當(dāng)該麥克風(fēng)單元用作雙向性差分麥克風(fēng)時(shí)，它適用于用戶通過手持方式使用移動(dòng)電話的情況，因?yàn)樵擕溈孙L(fēng)單元能夠抑制背景噪聲并且只提取近處聲音。當(dāng)該麥克風(fēng)單元用作全向性麥克風(fēng)時(shí)，它適用于使用了免提功能或錄像功能的情況，因?yàn)樗€能夠提取遠(yuǎn)處的聲音。引用清單專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本未審查專利申請(qǐng)?zhí)?009-135777發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題然而，在如上所述將包括作為近講麥克風(fēng)功能的麥克風(fēng)單元和全向性麥克風(fēng)單元単獨(dú)安裝的情況下，必須提高用來(lái)將該麥克風(fēng)單元安裝在移動(dòng)電話中的安裝基板的表面面積。由于近年來(lái)對(duì)于移動(dòng)電話小型化的需求強(qiáng)勁，因而需要提高用來(lái)安裝麥克風(fēng)單元的安裝基板表面面積的上述適應(yīng)(adaption)是不希望的。專利文獻(xiàn)I的結(jié)構(gòu)是使用機(jī)械機(jī)構(gòu)而在呈現(xiàn)雙向性差分麥克風(fēng)的功能和呈現(xiàn)全向性麥克風(fēng)的功能之間切換的結(jié)構(gòu)。因?yàn)闄C(jī)械機(jī)構(gòu)抵抗掉落時(shí)的沖擊カ的能力弱而且易磨損，因而存在對(duì)于機(jī)械機(jī)構(gòu)耐用性方面的擔(dān)憂。考慮到上述問題，本發(fā)明的ー個(gè)目的是提供ー種小型麥克風(fēng)單元，易于用來(lái)使得語(yǔ)音輸入裝置多功能化。本發(fā)明的另ー個(gè)目的是提供一種包括這種麥克風(fēng)單元的高質(zhì)量的語(yǔ)音輸入裝置。 解決問題的方案為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種麥克風(fēng)單元包括第一振動(dòng)部，用于基于第一膜片的振動(dòng)將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；第二振動(dòng)部，用于基于第二膜片的振動(dòng)將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；以及殼體，用于容納所述第一振動(dòng)部和所述第二振動(dòng)部，所述殼體設(shè)置有第一音孔和第二音孔；所述麥克風(fēng)單元的特征在于，所述殼體設(shè)置有第一聲音通道，用于將從所述第一音孔輸入的聲壓傳輸至所述第一膜片的ー個(gè)表面并且傳輸至所述第二膜片的ー個(gè)表面；第二聲音通道，用于將從所述第二音孔輸入的聲壓傳輸至所述第二膜片的另ー個(gè)表面；以及密封空間，面向所述第一膜片的另ー個(gè)表面。根據(jù)本發(fā)明的麥克風(fēng)單元，獲得了全向性麥克風(fēng)的功能，其中，使用第一振動(dòng)部不僅能夠提取近處的聲音而且能夠提取遠(yuǎn)處的聲音，而且使用第二振動(dòng)部獲得了具有優(yōu)秀遠(yuǎn)處噪聲抑制性能的雙向性差分麥克風(fēng)的功能。因此，該麥克風(fēng)單元容易適用于為應(yīng)用了該麥克風(fēng)單元的語(yǔ)音輸入裝置(例如，移動(dòng)電話等)賦予多功能化性能。給出的ー個(gè)具體的例子是，ー種可能的使用方式是在移動(dòng)電話的近講模式中使用雙向性差分麥克風(fēng)的功能，在免提模式或錄像模式中使用全向性麥克風(fēng)的功能。由于本發(fā)明的麥克風(fēng)單元具有這兩種功能，因而無(wú)需単獨(dú)地安裝兩個(gè)麥克風(fēng)單元，并且易于將語(yǔ)音輸入裝置的尺寸最小化。以上描述的麥克風(fēng)單元的結(jié)構(gòu)可以設(shè)計(jì)為使得殼體包括安裝部和蓋體，所述安裝部用于安裝所述第一振動(dòng)部和所述第二振動(dòng)部，所述蓋體用于和所述安裝部一起形成用于容納所述第一振動(dòng)部和所述第二振動(dòng)部的容納空間，所述蓋體位于所述安裝部上方；在所述安裝部中形成有第一開ロ部、第二開ロ部以及用于將所述第一開ロ部和所述第二開ロ部連通的中空空間；在所述蓋體中形成有所述第一音孔、所述第二音孔以及與所述第一音孔連通并且用于形成所述容納空間的凹部空間；所述第二振動(dòng)部布置在所述安裝部中以遮擋所述第一開ロ部；所述第一聲音通道是使用所述第一音孔和所述容納空間來(lái)形成的；以及所述第二聲音通道是使用所述第二音孔、所述第二開ロ部、所述中空空間以及所述第一開ロ部來(lái)形成的。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，用為數(shù)不多的構(gòu)件獲得了構(gòu)成該麥克風(fēng)單元的殼體，容易使得該麥克風(fēng)單元更小更薄。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于該結(jié)構(gòu)可以具有設(shè)置到相同表面上的兩個(gè)音孔，因而能夠?qū)⒃擕溈孙L(fēng)單元應(yīng)用于語(yǔ)音輸入裝置，而不會(huì)使得語(yǔ)音輸入裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。以上描述的麥克風(fēng)單元的結(jié)構(gòu)可以設(shè)計(jì)為使得所述密封空間形成在所述第一膜片和所述安裝部的安裝有所述第一振動(dòng)部的安裝表面之間。以上描述的該結(jié)構(gòu)的麥克風(fēng)單元可以設(shè)計(jì)為使得所述第一振動(dòng)部布置為遮擋形成在所述安裝部中的槽部的開ロ表面，所述槽部是所述密封空間的一部分。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，提高了設(shè)置到第一膜片另ー表面?zhèn)?聲壓沒有被傳輸?shù)降末`側(cè)的表面)的密封空間(背室)的容積。因此，能夠改善第一振動(dòng)部的麥克風(fēng)靈敏度。以上描述的該結(jié)構(gòu)的麥克風(fēng)單元可以設(shè)計(jì)為使得構(gòu)成所述密封空間一部分的通孔形成在所述安裝部中，所述通孔的一個(gè)開ロ被所述第一振動(dòng)部遮擋，另ー個(gè)開ロ被布置在所述第一振動(dòng)部安裝側(cè)的相對(duì)側(cè)上的安裝基板遮擋。這種結(jié)構(gòu)可以提高第一振動(dòng)部背室的容積，并且改善第一振動(dòng)部的麥克風(fēng)靈敏度。以上描述的該結(jié)構(gòu)的麥克風(fēng)單元可以設(shè)計(jì)為使得所述殼體包括安裝部和蓋體，所述安裝部用于安裝所述第一振動(dòng)部和所述第二振動(dòng)部，所述蓋體用于和所述安裝部一起形成用于容納所述第一振動(dòng)部的第一容納空間以及用于容納所述第二振動(dòng)部的第二容納空間，所述蓋體位于所述安裝部上方；在所述安裝部中形成有第一開ロ部、第二開ロ部、第三 開ロ部以及用于將所述第一開ロ部、第二開ロ部以及第三開ロ部連通的中空空間；在所述蓋體中形成有所述第一音孔、所述第二音孔、用于形成所述第一容納空間的第一凹部空間以及與所述第二音孔連通并且用于形成所述第二容納空間的第二凹部空間；所述第一振動(dòng)部布置在所述安裝部中以遮擋所述第一開ロ部；所述第二振動(dòng)部布置在所述安裝部中以遮擋所述第二開ロ部；所述第一聲音通道是使用所述第一音孔、所述第三開ロ部、所述中空空間、所述第一開ロ部以及所述第二開ロ部形成的；所述第二聲音通道是使用所述第二音孔和所述第二容納空間形成的；以及所述密封空間是使用所述第一容納空間形成的。即使采用這種結(jié)構(gòu)，也能用為數(shù)不多的構(gòu)件獲得麥克風(fēng)單元的殼體，并且容易使得麥克風(fēng)單元更小更薄。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于該結(jié)構(gòu)可以具有設(shè)置到相同表面的兩個(gè)音孔，因而能夠?qū)⒃擕溈孙L(fēng)單元應(yīng)用于語(yǔ)音輸入裝置，而不會(huì)使得語(yǔ)音輸入裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。以上描述的該結(jié)構(gòu)的麥克風(fēng)單元可以設(shè)計(jì)為使得所述安裝部包括基底和麥克風(fēng)基板，所述第一振動(dòng)部和所述第二振動(dòng)部安裝在所述麥克風(fēng)基板上，所述麥克風(fēng)基板層疊在所述基底上。如同該結(jié)構(gòu)中那樣，由于安裝部是多個(gè)構(gòu)件，因而容易形成第二聲音通道。以上描述的該結(jié)構(gòu)的麥克風(fēng)單元可以包括第一電路部和第二電路部，所述第一電路部用于處理從所述第一振動(dòng)部獲得的電信號(hào)，所述第二電路部用于處理從所述第二振動(dòng)部獲得的電信號(hào)，或者可以包括一個(gè)電路部，用于處理從所述第一振動(dòng)部和所述第二振動(dòng)部獲得的電信號(hào)。在以上描述的該結(jié)構(gòu)的麥克風(fēng)單元中，當(dāng)有一個(gè)電路部吋，該電路部?jī)?yōu)選地布置為位于所述第一振動(dòng)部和所述第二振動(dòng)部中間。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，兩個(gè)振動(dòng)部均能夠布置在該電路部附近。因此，根據(jù)該結(jié)構(gòu)的麥克風(fēng)單元，使得電磁噪聲的影響最小化，并且容易保證令人滿意的信噪比(SNR)。以上描述的該結(jié)構(gòu)的麥克風(fēng)單元可以設(shè)計(jì)為設(shè)置有用于輸入來(lái)自外部的切換信號(hào)的切換電極，并且所述電路部包括用于基于所述切換信號(hào)執(zhí)行切換動(dòng)作的切換電路。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠選擇性地輸出對(duì)應(yīng)于所述第一振動(dòng)部的信號(hào)或者對(duì)應(yīng)于所述第二振動(dòng)部的信號(hào)，而且不需要將其輸出位置切換就能夠?qū)⑦@兩種信號(hào)輸出。以上描述的該結(jié)構(gòu)的麥克風(fēng)單元可以設(shè)計(jì)為使得所述切換電路基于所述切換信號(hào)執(zhí)行切換動(dòng)作從而向外部輸出對(duì)應(yīng)于所述第一振動(dòng)部的信號(hào)或者對(duì)應(yīng)于所述第二振動(dòng)部的信號(hào)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，無(wú)需為應(yīng)用了該麥克風(fēng)單元的語(yǔ)音輸入裝置設(shè)置用來(lái)選擇使用這兩種信號(hào)中的哪ー種的切換電路。以上描述的該結(jié)構(gòu)的麥克風(fēng)單元可以設(shè)計(jì)為使得所述電路部単獨(dú)地輸出對(duì)應(yīng)于所述第一振動(dòng)部的信號(hào)和對(duì)應(yīng)于所述第二振動(dòng)部的信號(hào)。當(dāng)使用如該結(jié)構(gòu)那樣獨(dú)立地將這兩種信號(hào)輸出的結(jié)構(gòu)時(shí)，能夠執(zhí)行使用這兩種信號(hào)的運(yùn)算處理以控制應(yīng)用了該麥克風(fēng)單元的語(yǔ)音輸入裝置中的方向特性。為了實(shí)現(xiàn)以上描述的目的，本發(fā)明的特征在于語(yǔ)音輸入裝置包括以上描述結(jié)構(gòu)的麥克風(fēng)單元。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于麥克風(fēng)單元包括以下兩種功能作為還能夠提取遠(yuǎn)處聲音的全向性麥克風(fēng)的功能，以及作為提取近處聲音并且具有優(yōu)秀遠(yuǎn)處噪聲抑制性能的雙向性差分麥克風(fēng)的功能，因而可以提供能夠選擇性地以每ー模式使用麥克風(fēng)功能的高質(zhì)量語(yǔ)音輸入 裝置。本發(fā)明的有益效果根據(jù)本發(fā)明，能夠提供易于適用于使得語(yǔ)音輸入裝置多功能化的小型化麥克風(fēng)單元。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供包括這種麥克風(fēng)單元的高質(zhì)量的語(yǔ)音輸入裝置。


圖I是示出第一實(shí)施例的麥克風(fēng)單元的外形結(jié)構(gòu)的示意性透視圖。圖2是示出第一實(shí)施例的麥克風(fēng)單元的結(jié)構(gòu)的分解透視圖。圖3A是從上看時(shí)構(gòu)成第一實(shí)施例的麥克風(fēng)單元的蓋體的示意性平面圖。圖3B是從上看時(shí)構(gòu)成第一實(shí)施例的麥克風(fēng)單元的麥克風(fēng)基板的示意性平面圖。圖3C是從上看時(shí)構(gòu)成第一實(shí)施例的麥克風(fēng)單元的基底的示意性平面圖。圖4是圖I中位置A-A處的示意性剖視圖。圖5是示出設(shè)置到第一實(shí)施例的麥克風(fēng)單元上的MEMS芯片結(jié)構(gòu)的示意性剖視圖。圖6是不出第一實(shí)施例的麥克風(fēng)單兀結(jié)構(gòu)的方框圖。圖7是示出聲壓P和到聲源的距離R之間的關(guān)系的曲線圖。圖8A是用于描述本實(shí)施例的麥克風(fēng)單元的方向特性并且用于描述只使用了第一MEMS芯片的情況下的方向特性的圖。圖SB是用于描述本實(shí)施例的麥克風(fēng)單元的方向特性并且用于描述只使用了第MEMS芯片的情況下的方向特性的圖。圖9是用于描述麥克風(fēng)單元特性的曲線圖。圖10是示出第二實(shí)施例的麥克風(fēng)單元結(jié)構(gòu)的方框圖。圖11是從上看時(shí)設(shè)置到第二實(shí)施例的麥克風(fēng)單元的麥克風(fēng)基板的示意性平面圖。圖12是示出第三實(shí)施例的麥克風(fēng)單元結(jié)構(gòu)的方框圖。圖13是從上看時(shí)設(shè)置到第三實(shí)施例的麥克風(fēng)單元的麥克風(fēng)基板的示意性平面圖。圖14是示出第四實(shí)施例的麥克風(fēng)單元結(jié)構(gòu)的示意性剖視圖。
圖15是從上看時(shí)設(shè)置到第四實(shí)施例的麥克風(fēng)單元的麥克風(fēng)基板的示意性平面圖。圖16是示出第四實(shí)施例的麥克風(fēng)單元結(jié)構(gòu)的方框圖。圖17A是從上看時(shí)構(gòu)成第五實(shí)施例的麥克風(fēng)單元的蓋體的示意性平面圖。圖17B是從上看時(shí)構(gòu)成第五實(shí)施例的麥克風(fēng)單元的麥克風(fēng)基板的示意性平面圖。圖17C是從上看時(shí)構(gòu)成第五實(shí)施例的麥克風(fēng)單元的基底的示意性平面圖。圖18A是示出第五實(shí)施例的麥克風(fēng)單元結(jié)構(gòu)的示意性剖視圖，是圖17A中位置C-C處的示意性剖視圖。圖18B是示出第五實(shí)施例的麥克風(fēng)單元結(jié)構(gòu)的示意性剖視圖，是圖17A中位置D-D處的示意性剖視圖。 圖19A是從上看時(shí)構(gòu)成第六實(shí)施例的麥克風(fēng)單元的蓋體的示意性平面圖。圖19B是從上看時(shí)構(gòu)成第六實(shí)施例的麥克風(fēng)單元的麥克風(fēng)基板的示意性平面圖。圖19C是從上看時(shí)構(gòu)成第六實(shí)施例的麥克風(fēng)單元的基底的示意性平面圖。圖20是示出第六實(shí)施例的麥克風(fēng)單元結(jié)構(gòu)的示意性剖視圖。圖21是示出應(yīng)用了第一實(shí)施例的麥克風(fēng)單元的移動(dòng)電話實(shí)施例的示意性結(jié)構(gòu)的圖。圖22是圖21中位置B-B處的示意性剖視圖。圖23是用于描述這些實(shí)施例的語(yǔ)音輸入裝置的改型例的方框圖。圖24A是用于描述這些實(shí)施例的麥克風(fēng)單元的一改型例的示意性剖視圖。圖24B是用于描述這些實(shí)施例的麥克風(fēng)單元的另一改型例的示意性剖視圖。圖24C是用于描述這些實(shí)施例的麥克風(fēng)單元的又一改型例的示意性剖視圖。
具體實(shí)施例方式以下參照附圖詳細(xì)描述應(yīng)用了本發(fā)明的麥克風(fēng)單元以及語(yǔ)音輸入裝置的實(shí)施例。(麥克風(fēng)單元)首先，將描述應(yīng)用了本發(fā)明的麥克風(fēng)單元的實(shí)施例。 I、第一實(shí)施例的麥克風(fēng)單元圖I是示出第一實(shí)施例的麥克風(fēng)單元的外形結(jié)構(gòu)的示意性透視圖。圖2是示出第一實(shí)施例的麥克風(fēng)單元的結(jié)構(gòu)的分解透視圖。圖3A、圖3B和圖3C是從上看時(shí)構(gòu)成第一實(shí)施例的麥克風(fēng)單元的構(gòu)件的示意性平面圖，其中，圖3A是從上看時(shí)蓋體的視圖，圖3B是從上看時(shí)配置有微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)芯片和專用集成電路(ASIC)的麥克風(fēng)基板的視圖，圖3C是從上看時(shí)基底的視圖。圖4是圖I中位置A-A處的示意性剖視圖。圖5是示出設(shè)置到第一實(shí)施例的麥克風(fēng)單元上的MEMS芯片結(jié)構(gòu)的示意性剖視圖。圖6是示出第一實(shí)施例的麥克風(fēng)單元結(jié)構(gòu)的方框圖。將參照這些圖描述第一實(shí)施例的麥克風(fēng)單元I的結(jié)構(gòu)。如圖I到圖4所示，第一實(shí)施例的麥克風(fēng)單元I大致具有這樣的結(jié)構(gòu)包括基底
11、層疊在基底11上的麥克風(fēng)基板12以及位于麥克風(fēng)基板12頂表面(與面向基底11的表面相對(duì)的表面)側(cè)上的蓋體13?；?1由板狀構(gòu)件形成，該板狀構(gòu)件具有例如圖2和圖3C的平面圖中所示的基本上為矩形的形狀，在基底頂表面Ila縱長(zhǎng)方向上的一個(gè)端部附近(圖3C中左側(cè)附近)形成有第一槽部111，該第一槽部111在平面圖中具有基本上為T形的形狀。例如，該基底11可以使用FR-4或其他基板材料來(lái)形成，并且例如可以使用LCP、PPS或其他樹脂通過樹脂模鑄來(lái)獲得。在基底11由FR-4或其他基板材料形成的情況下，例如，第一槽部111優(yōu)選地使用夸1J刨工具(router)形成。例如，在如圖2和圖3B所示平面圖中，麥克風(fēng)基板12形成為基本上為矩形的形狀，并且麥克風(fēng)基板12的板狀表面(頂表面12a)的尺寸與基底11的板狀表面(頂表面Ila)的尺寸實(shí)質(zhì)上相同。如圖2所示，第一開口部121形成在麥克風(fēng)基板12中頂表面12a的中間位置附近，第二開口部122形成在頂表面12a縱長(zhǎng)方向上的一個(gè)端部(與基底11的第一槽部111所形成的側(cè)相同的側(cè))附近。第一開口部121是由通孔形成，該通孔在平面圖中具有基本上為圓形的形狀，當(dāng)該麥克風(fēng)基板12層疊在基底11上時(shí)，基板的位置設(shè)置為與形成在基底11中的第一槽部111的一部分(更準(zhǔn)確地來(lái)講，是平行于基底11的縱長(zhǎng)方向而延伸的部分的一部分)重疊。第二開口部122是通孔，該通孔在平面圖中具有基本上為矩形的形狀，第二開口部122的縱 長(zhǎng)方向是麥克風(fēng)基板12的橫向方向(圖3B中從上到下的方向)。第二開口部122的位置和尺寸設(shè)置為與形成在基底11中的第一槽部111的橫向方向延伸部分重疊。構(gòu)成麥克風(fēng)基板12的材料沒有特別的限制，但是優(yōu)選地使用傳統(tǒng)已知的材料作為基板材料，例如使用FR-4、陶瓷、聚酰亞胺膜等。如圖3B和圖4所示，安裝在麥克風(fēng)基板12的頂表面12a上的是第一MEMS芯片14、第二 MEMS芯片15和ASIC 16。此處描述安裝在麥克風(fēng)基板12上的MEME芯片14、15以及ASIC 16的結(jié)構(gòu)。第一 MEMS芯片14和第二 MEMS芯片15這二者均是由硅芯片形成并且這二者具有相同的結(jié)構(gòu)。因此，以第一 MEMS芯片14為例描述MEMS芯片的結(jié)構(gòu)。在圖5中，括號(hào)里的標(biāo)記是對(duì)應(yīng)于第二 MEMS芯片15的標(biāo)記。如圖5所示，第一 MEMS芯片14具有絕緣的第一基底基板141、第一膜片142、第一絕緣層143以及第一固定電極144。在第一基底基板141中形成有開口 141a，該開口 141a在平面圖中具有基本上為圓形的形狀。設(shè)置在第一基底基板141的頂部的第一膜片142是響應(yīng)于聲壓而振動(dòng)(在圖5中在從上到下的方向上振動(dòng))的薄膜，并且導(dǎo)電。設(shè)置了第一絕緣層143，從而布置第一絕緣層143以在第一膜片142和第一固定電極144之間創(chuàng)建間隙Gp，并且在第一絕緣層143中間形成通孔143a，該通孔143a在平面圖中具有基本上為圓形的形狀。布置在第一絕緣層143的頂部上的固定電極144布置為面向第一膜片142同時(shí)基本上平行,在第一膜片142和第一固定電極144之間形成了電容器電容。在第一固定電極144中形成有多個(gè)通孔144a從而使得聲波能夠通過，來(lái)自第一膜片142頂側(cè)的聲波到達(dá)第一膜片142的頂表面142a。因而，在配置為電容器型麥克風(fēng)的第一MEMS芯片14中，當(dāng)使得第一膜片142由于聲波而振動(dòng)時(shí)，第一膜片142和第一固定電極144之間的靜電電容是變化的。因此,入射到第一 MEMS芯片14上的聲波(聲信號(hào))被作為電信號(hào)提取出。類似地，第二 MEMS芯片15包括第二基底基板151、第二膜片152、第二絕緣層153以及第二固定電極154，入射到第二MEMS芯片15的聲波(聲信號(hào))也被作為電信號(hào)提取出。具體而言，第一 MEMS芯片14和第二 MEMS芯片15具有將聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的功能。
MEMS芯片14、15的結(jié)構(gòu)不限于本實(shí)施的結(jié)構(gòu)。例如，在本實(shí)施例中，膜片142、152比固定電極144、154低，然而也可以使用將該關(guān)系倒置(即膜片在上而固定電極在下的關(guān)系)的結(jié)構(gòu)。ASIC 16是集成電路,用來(lái)放大基于第一 MEMS芯片14的靜電電容的變化(源于第一膜片142的振動(dòng))而提取出的電信號(hào)以及基于第二 MEMS芯片15的靜電電容的變化(源于第二膜片152的振動(dòng))而提取出的電信號(hào)。如圖6所示，ASIC 16包括電荷泵電路161，該電荷泵電路161用于將旁路電壓施加至第一 MEMS芯片14和第二 MEMS芯片15。電荷泵電路161提高電源電壓(例如，從大約
I.5V到3V，到大約6V到10V)并且將旁路電壓施加至第一 MEMS芯片14和第二 MEMS芯片15。該ASIC 16還包括第一放大器電路162和第二放大器電路163,該第一放大器電路162用于檢測(cè)第一 MEMS芯片14中靜電電容的變化，該第二放大器電路163用于檢測(cè)第二 MEMS芯片15中靜電電容的變化。由第一放大器電路162和第二放大器電路163放大后的電信號(hào)被獨(dú)立地從ASIC 16輸出。 本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中將共用的旁路電壓施加至第一 MEMS芯片14和第二 MEMS芯片15，然而本發(fā)明不限于這種結(jié)構(gòu)。例如，可以設(shè)置兩個(gè)電荷泵電路161，并且可以單獨(dú)地向第一 MEMS芯片14和第二 MEMS芯片15施加旁路電壓。采用這種結(jié)構(gòu)，能夠減少第一 MEMS芯片14和第二 MEMS芯片15之間出現(xiàn)串音(crosstalk)的可能性。如圖4所示，在麥克風(fēng)單元I中，兩個(gè)MEMS芯片14、15安裝在麥克風(fēng)基板12上，膜片142、152取向?yàn)榕c麥克風(fēng)基板12的頂表面12a幾乎平行。在麥克風(fēng)單元I中，MEMS芯片14、15和ASIC 16安裝為在麥克風(fēng)基板12頂表面12a的縱長(zhǎng)方向(圖3B和圖4中從左到右的方向)上對(duì)齊成一行。對(duì)齊順序?yàn)?參見圖3B和圖4，從左邊開始)第二 MEMS芯片
15、ASIC 16 和第一 MEMS 芯片 14。如圖3B和圖4所示，第二 MEMS芯片15安裝在麥克風(fēng)基板12的頂表面12a上，從而使得第二膜片152覆蓋形成在麥克風(fēng)基板12中的第一開口部121。第一開口部121被第
一MEMS芯片15遮擋。通過裸片接合和配線接合將兩個(gè)MEMS芯片14、15和ASIC 16安裝在麥克風(fēng)基板12上。具體而言，通過裸片接合材料(未示出)(例如，基于環(huán)氧樹脂或基于硅樹脂的粘合劑等)將第一 MEMS芯片14和第二 MEMS芯片15面向麥克風(fēng)基板12的頂表面12a的整個(gè)底表面無(wú)間隙地接合。以這種方式接合，保證將不會(huì)出現(xiàn)從形成于麥克風(fēng)基板12的頂表面12a和MEMS芯片14、15的底表面之間的間隙泄露出聲音的情況。如圖3B所示，兩個(gè)MEMS芯片14、15均通過配線17電連接至ASIC 16。面向麥克風(fēng)基板12頂表面12a的ASIC 16的底表面通過裸片接合材料(未不出)接合至麥克風(fēng)基板12的頂表面12a。如圖3B所示，該ASIC 16還通過配線17電連接至形成在麥克風(fēng)基板12頂表面12a上的多個(gè)電極端子18a、18b、18c、18d中的每一個(gè)。形成在麥克風(fēng)基板12中的多個(gè)電極端子18a到18d由如下端子組成用于輸入電源電壓(VDD)的電源端子18a、用于輸出經(jīng)過ASIC 16的第一放大器電路162放大后的電信號(hào)的第一輸出端子18b、用于輸出經(jīng)過ASIC 16的第二放大器電路163放大后的電信號(hào)的第二輸出端子18c以及用于接地連接的GND端子18d。通過形成在麥克風(fēng)基板12和基底11上的配線(包括穿通配線)(未示出)，設(shè)置到麥克風(fēng)基板12頂表面12a的多個(gè)電極端子18a到18d中的每一個(gè)均電連接至形成在基底11的底表面Ilb (參見圖4)上的數(shù)個(gè)外部連接電極19 (具體而言，電源電極19a,第一輸出電極19b，第二輸出電極19c和GND電極19d(參見圖6))。使用數(shù)個(gè)外部連接電極19從而將形成在安裝基板(麥克風(fēng)單元I安裝該安裝基板上)上的數(shù)個(gè)連接端子連接起來(lái)。上面的描述涉及的結(jié)構(gòu)是兩個(gè)MEMS芯片14、15和ASIC 16通過配線接合安裝，當(dāng)然，這兩個(gè)芯片MEMS14、15和ASIC 16也可以通過倒裝芯片的方式來(lái)安裝。如圖I到圖4所示，蓋體13的外形是基本上為長(zhǎng)方體的形狀，并且在蓋體13中形成有基本上為長(zhǎng)方體形狀的凹部空間131。凹部空間131具有延伸到蓋體13縱長(zhǎng)方向上一個(gè)端部側(cè)(圖4中的右側(cè))附近但是沒有延伸至另一個(gè)端部側(cè)(圖4中的左側(cè))附近的結(jié)構(gòu)。蓋體13位于麥克風(fēng)基板12上方，凹部空間131和麥克風(fēng)基板12的取向?yàn)槊嫦虮舜?，從而在凹部空間131和麥克風(fēng)基板12之間形成用來(lái)容納兩個(gè)MEMS芯片14、15和ASIC 16的容納空間。
蓋體13縱長(zhǎng)方向(圖3A中從左到右的方向)的長(zhǎng)度和橫向方向(圖3A中從上到下的方向)的長(zhǎng)度設(shè)置為與麥克風(fēng)基板12的頂表面12a的尺寸實(shí)質(zhì)上(substantially)相等。因此，在麥克風(fēng)基板12和蓋體13層疊在基底11上的麥克風(fēng)單元I中，側(cè)表面部分實(shí)質(zhì)上齊平(flush)。在蓋體頂表面13a的縱長(zhǎng)方向上的一個(gè)端部側(cè)(圖3A中的右側(cè))形成有第一長(zhǎng)孔132，該第一長(zhǎng)孔132在平面圖中具有基本上是橢圓的形狀，該橢圓形狀的主軸方向是蓋體13的橫向方向。例如，如圖4所示，第一長(zhǎng)孔132與蓋體13的凹部空間131連通。在蓋體頂表面13a的縱長(zhǎng)方向上的另一個(gè)端部側(cè)(圖3A中的左側(cè))形成有第二長(zhǎng)孔133，該第二長(zhǎng)孔133在平面圖中具有基本上是橢圓的形狀，該橢圓形狀的主軸方向是蓋體13的橫向方向。例如，如圖4所示，第二長(zhǎng)孔133是從蓋體13的頂表面13a到底表面13b穿過的通孔。第二長(zhǎng)孔133的位置被調(diào)節(jié)為當(dāng)蓋體13覆蓋麥克風(fēng)基板12時(shí)第二長(zhǎng)孔133與形成在麥克風(fēng)基板12中的第二開口部122連通。由于形成在蓋體13中的第一長(zhǎng)孔132和第二長(zhǎng)孔133是用來(lái)將聲音引導(dǎo)進(jìn)入由基底11、麥克風(fēng)基板12以及蓋體13形成的殼體10中的孔，因而在下文中將第一長(zhǎng)孔132稱作第一音孔132，而將第二長(zhǎng)孔133稱作第二音孔133。例如，構(gòu)成蓋體13的材料可以是諸如液晶高分子(LCP)或聚苯硫醚(PPS)之類的樹脂，并且例如還可以是與麥克風(fēng)基板12的材料相同的基板材料，例如FR-4。按照基底11、麥克風(fēng)基板12 (在麥克風(fēng)基板12上安裝有兩個(gè)MEMS芯片14、15以及ASIC 16)和蓋體13這樣的順序?qū)⒒?1、麥克風(fēng)基板12和蓋體13從底部開始依次層疊并使用例如構(gòu)件之間的粘合劑等粘附在一起，進(jìn)而獲得了例如圖I所示的麥克風(fēng)單元I。如圖4所示，在麥克風(fēng)單元I中，經(jīng)由第一音孔132從外部輸入的聲波穿過容納空間(形成在蓋體13的凹部空間131和麥克風(fēng)基板12的頂表面12a之間的空間)并到達(dá)第一膜片142的頂表面142a和第二膜片152的頂表面152a。經(jīng)由第二音孔133從外部輸入的聲波穿過第二開口部122、中空空間(使用基底11的第一槽部111和麥克風(fēng)基板12的底表面12b形成的空間)以及第一開口部121，并到達(dá)第二膜片152的底表面152b。換句話說，麥克風(fēng)單兀11設(shè)置有第一聲音通道41和第二聲音通道42,該第一聲音通道41用于將從第一音孔132輸入的聲壓傳輸至第一膜片142的一個(gè)表面(頂表面142a)并且還傳輸至第二膜片152的一個(gè)表面(頂表面152a),該第二聲音通道42用于將從第二音孔133輸入的聲壓傳輸至第二膜片152的另一個(gè)表面(底表面152b)。第一膜片142的另一個(gè)表面(底表面142b)面向密封空間(背室)S,在密封空間S中沒有聲音泄露。第一 MEMS芯片14是本發(fā)明第一振動(dòng)部的實(shí)施例。第二 MEMS芯片15是本發(fā)明第二振動(dòng)部的實(shí)施例。ASIC 16是本發(fā)明電路部的實(shí)施例。組合在一起的基底11、麥克風(fēng)基板12以及蓋體13是本發(fā)明殼體的實(shí)施例。組合在一起的基底11和麥克風(fēng)基板12是本發(fā)明安裝部的實(shí)施例。使用基底11的第一槽部111和麥克風(fēng)基板12的底表面12b獲得了本發(fā)明中空空間(該空間將第一開口部121和第二開口部122連通)的實(shí)施例。在本實(shí)施例的麥克風(fēng)單元I中，構(gòu)成殼體10的基底11、麥克風(fēng)基板12以及蓋體13都是由基板材料FR-4支撐的。因而，當(dāng)構(gòu)成殼體10的材料均是相同材料時(shí)，就能夠避免出現(xiàn)如下的情況在將麥克風(fēng)單元I回流安裝到安裝基板的情況下，由于組成構(gòu)件膨脹系 數(shù)的差異導(dǎo)致向安裝在麥克風(fēng)基板12上的MEMS芯片14、15增加了不必要的應(yīng)力。具體而言，避免了麥克風(fēng)單元I的特性變差。在本實(shí)施例中，構(gòu)成本發(fā)明安裝部的基底11是平板，但是不限于這種形狀。具體而言，基底的形狀例如可以是具有用來(lái)容納麥克風(fēng)基板12和蓋體13的容納凹度的盒體形狀等。通過以這種方式配置，能夠更容易地使得基底11、麥克風(fēng)基板12和蓋體13位置上對(duì)齊，并且更容易組裝麥克風(fēng)單元I。在本實(shí)施例中，形成在基底11中的第一槽部111的形狀在平面圖中是基本上為T形的形狀，但是不限于這種結(jié)構(gòu)。具體而言，例如，該形狀可以是在平面圖中基本上是矩形(圖3C中的虛線示出的結(jié)構(gòu))。通過使用例如本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，能夠保證用作聲音通道的空間的截面面積達(dá)到一定程度，并且能夠增大麥克風(fēng)基板12被基底11支撐的表面面積。因而容易避免麥克風(fēng)基板12的彎曲導(dǎo)致中空空間(該中空空間是使用麥克風(fēng)基板12的底表面12b和基底11的第一槽部111形成的)的截面面積減小的情況。在本實(shí)施例中，形成在蓋體13中的第一音孔132和第二音孔133是長(zhǎng)孔形狀，但是不限于這種結(jié)構(gòu)，例如可以是在平面圖中具有基本上為圓形形狀的孔等。本結(jié)構(gòu)中的長(zhǎng)孔形狀是優(yōu)選的，因?yàn)槟軌蛞种汽溈孙L(fēng)單元I縱長(zhǎng)方向(等效于圖4中從左到右的方向)上長(zhǎng)度增加，并且能夠增大音孔的截面面積?；谙嗤脑颍O(shè)置到麥克風(fēng)基板12上的第二開口部122也是長(zhǎng)孔形狀，但是該形狀也可以被適當(dāng)?shù)馗男?。在本?shí)施例中，第二開口部122(第二開口部122是從第二音孔133輸入的聲波的通道)通過一個(gè)大的通孔形成。然而該結(jié)構(gòu)不限于此，例如，也可以使用沿著麥克風(fēng)基板12的橫向方向(圖3B中從上到下的方向)對(duì)齊的多個(gè)小的(小于本實(shí)施例的第二開口部122的尺寸)通孔作為從第二音孔133輸入的聲波的通道，來(lái)代替第二開口部122。這種結(jié)構(gòu)使得容易形成設(shè)置到麥克風(fēng)基板12以保證從第二音孔133輸入的聲波通道的通孔。具有多個(gè)通孔的原因是為了提高該通道的截面面積。在本實(shí)施例中，ASIC 16配置為,被布置從而位于于兩個(gè)MEMS芯片14、15之間,但不是通過限制的方式必須設(shè)置這種結(jié)構(gòu)。在ASIC 16配置為位于兩個(gè)MEMS芯片14、15之間的情況下，像本實(shí)施例中一樣，MEMS芯片14、15和ASIC 16容易通過配線17電連接。由于MEMS芯片14、15和ASIC 16之間的距離較短，因而從麥克風(fēng)單元I輸出的信號(hào)較少受到電磁噪聲的影響，并且容易保證令人滿意的SNR。
接下來(lái)，描述第一實(shí)施例的麥克風(fēng)單元I的運(yùn)行效果。當(dāng)麥克風(fēng)單兀I外部出現(xiàn)聲音時(shí)，從第一音孔132輸入的聲波經(jīng)過第一聲音通道41到達(dá)第一膜片142的頂表面142a，第一膜片142振動(dòng)。進(jìn)而在第一 MEMS芯片14中出現(xiàn)靜電電容變化。基于第一 MEMS芯片14的靜電電容變化而提取出的電信號(hào)被第一放大器電路162放大并從第一輸出電極19b輸出(參見圖4和圖6)。當(dāng)麥克風(fēng)單兀I外部出現(xiàn)聲音時(shí)，從第一音孔132輸入的聲波經(jīng)過第一聲音通道41到達(dá)第二振動(dòng)膜152的頂表面152a，并且從第二音孔133輸入的聲波經(jīng)過第二聲音通道42到達(dá)第二膜片152的底表面152b。因此，由于施加到頂表面152a的聲壓和施加到底表面152b的聲壓之間的聲壓差，第二膜片152振動(dòng)。進(jìn)而在第二 MEMS芯片15中出現(xiàn)靜電電容變化?；诘诙?MEMS芯片15的靜電電容變化而提取的電信號(hào)被第二放大器電路163放大并且從第二輸出電極19c輸出(參見圖4和圖6)。 因而，在麥克風(fēng)單元I中，使用第一 MEMS芯片14獲得的信號(hào)和使用第二 MEMS芯片15獲得的信號(hào)被單獨(dú)地輸出到外部。在只使用第一 MEMS芯片14的情況下和只使用第
二MEMS芯片15的情況下，麥克風(fēng)單元I顯示出不同的性質(zhì)。這將在下文進(jìn)行描述。在進(jìn)行該描述之前，將描述聲波的性質(zhì)。圖7是示出聲壓P和到聲源的距離R之間的關(guān)系的曲線圖。如圖7所示，隨著經(jīng)由空氣或其他介質(zhì)傳播，聲波衰減，并且聲壓(聲波的強(qiáng)度/幅度)減小。聲壓與到聲源的距離成反比，聲壓P和距離R之間的關(guān)系由如下公式
(I)表示。公式(I)中的字母k表示比例常數(shù)。P=k/R (I)從圖7和公式(I)可以清楚地看出，聲壓在聲源附近的位置迅速衰減(曲線圖的左側(cè))，而在距離聲源較遠(yuǎn)的位置以較慢的速率衰減(曲線圖中的右側(cè))。具體而言，傳輸至與聲源之間的距離差量為A d的兩個(gè)位置(Rl和R2，以及R3和R4)的聲壓從Rl到R2 (Rl和R2到聲源的距離小)劇烈衰減(P1-P2)，但是從R3到R4 (R3和R4到聲源的距離源大)并沒有衰減太多(P3-P4)。圖8A和圖8B是用于描述本實(shí)施例的麥克風(fēng)單元的方向特性的圖，其中，圖8A是用于描述只使用第一 MEMS芯片14的情況下的方向特性的圖，圖SB是用于描述只使用第二MEMS芯片15的情況下的方向特性的圖。在圖8A和圖8B中，麥克風(fēng)單元I的取向假設(shè)與圖4所示的取向相同。當(dāng)從聲源到第一膜片142的距離時(shí)，不管聲源處于什么方向，施加到第一膜片142上的聲壓也一定。具體而言，如圖8A所示，在只使用第一 MEMS芯片14的情況下，麥克風(fēng)單元I顯示出全向性特性，均勻地接收從所有方向入射的聲波。在只使用第二 MEMS芯片15的情況下，麥克風(fēng)單元I沒有顯示出全向性特性，但是顯示出如圖8B所示的雙向性特性。當(dāng)從聲源到第二膜片152的距離一定時(shí)，施加到第二膜片152的聲壓在聲源位于0°或180°方向時(shí)達(dá)到最大。這是因?yàn)槁暡◤牡谝灰艨?32到達(dá)第二膜片152的頂表面152a所用的距離與聲波從第二音孔133到達(dá)第二膜片152的底表面152b所用的距離之間的差將最大。另一方面，當(dāng)聲源是處于90°或270°方向時(shí)，施加到第二膜片152的聲波達(dá)到最小(O)。這是因?yàn)槁暡◤牡谝灰艨?32到達(dá)第二膜片152的頂表面152a所用的距離與聲波從第二音孔133到達(dá)第二膜片152的底表面152b所用的距離實(shí)質(zhì)上沒有差別。具體而言，在只使用第二 MEMS芯片15的情況下，麥克風(fēng)單元I顯示出易于接收從0°和180°方向入射的聲波但是不易接收從90°和270°方向入射的聲波的性質(zhì)(雙向性特性)。圖9是示出麥克風(fēng)單元特性的曲線圖，其中，水平軸表示轉(zhuǎn)換成對(duì)數(shù)的到聲源的距離R，垂直軸表示施加到麥克 風(fēng)單元的膜片上的聲壓水平。在圖9中，A示出只使用第一MEMS芯片14的情況下麥克風(fēng)單元的特性，B示出只使用第二 MEMS芯片15的情況下麥克風(fēng)單元的特性。在第一 MEMS芯片14中，由于施加到一個(gè)表面142a的聲壓,第一膜片142振動(dòng),而在第二 MEMS芯片15中，由于施加到兩個(gè)表面152a、152b的聲壓差，第二膜片152振動(dòng)。因此，如圖9所示，只使用第二 MEMS芯片15的情況與只使用第一 MEMS芯片14的情況相比，振幅相對(duì)于到聲源的距離下降更迅速并且距離衰減更大。換句話說，在只使用第一 MEMS芯片14的情況下，與只使用第二 MEMS芯片15的情況相比，麥克風(fēng)單元I從距離麥克風(fēng)單元I較遠(yuǎn)的聲源提取遠(yuǎn)距離聲音的功能更優(yōu)。另一方面，在只使用第二 MEMS芯片15的情況下，在麥克風(fēng)單元I附近出現(xiàn)目標(biāo)聲音，麥克風(fēng)單元I去除背景噪聲(指除了目標(biāo)聲音之外的聲音)并且提取目標(biāo)聲音的功能更優(yōu)。進(jìn)一步描述后一種情況。麥克風(fēng)單元I附近出現(xiàn)的目標(biāo)聲音的聲壓在第二膜片152的頂表面152a和底表面152b之間顯著衰減，并且傳輸至第二膜片152的頂表面152a的聲壓和傳輸至第二膜片152的底表面152b聲壓之間存在很大差異。由于背景噪聲是在比目標(biāo)聲音距離聲源更遠(yuǎn)的位置，因而在第二膜片152的頂表面152a和底表面152b之間實(shí)質(zhì)上沒有衰減，并且在傳輸至第二膜片152的頂表面152a的聲壓和傳輸至第二膜片152的底表面152b的聲壓之間存在極小的聲壓差異。這里，前提是從聲源到第一音孔132的距離和從聲源到第二音孔133的距離之間有差異。由于第二膜片152接收到的背景噪聲的聲壓差小，因而背景噪聲的聲壓在第二膜片152內(nèi)實(shí)質(zhì)上被消除了。由于第二膜片152接收到的目標(biāo)聲音的聲壓差大，因而目標(biāo)聲音的聲壓在第二膜片152內(nèi)不能被消除。因此，通過第二膜片152的振動(dòng)獲得的信號(hào)被當(dāng)作從中已經(jīng)去除了背景噪聲的目標(biāo)聲音的信號(hào)。因此，在只使用第二 MEMS芯片15的情況下，麥克風(fēng)單元I去除背景噪聲并提取它附近出現(xiàn)的目標(biāo)聲音的功能更優(yōu)。如上所述，在麥克風(fēng)單元I中，從第一 MEMS芯片14提取出的信號(hào)和從第二 MEMS芯片15提取出的信號(hào)被單獨(dú)地處理(放大)并且被單獨(dú)地輸出到外部。因此，在應(yīng)用了麥克風(fēng)單元I的語(yǔ)音輸入裝置中，如果可能適當(dāng)?shù)剡x擇使用從MEMS芯片14、15輸出的信號(hào)中的哪一個(gè)，則麥克風(fēng)單元能夠用來(lái)使得語(yǔ)音輸入裝置多功能化。作為一個(gè)具體的例子，描述將麥克風(fēng)單元I應(yīng)用于移動(dòng)電話的情況。在用移動(dòng)電話通信期間，通常用戶用他們的嘴巴講話，嘴巴在麥克風(fēng)單元I附近。因此，作為移動(dòng)電話通信期間的功能，麥克風(fēng)單元優(yōu)選地能夠去除背景噪聲并且只提取目標(biāo)聲音。因此，在通信期間，例如，優(yōu)選的是，在從麥克風(fēng)單元I輸出的多個(gè)信號(hào)中，只使用從第二 MEMS芯片15提取出的信號(hào)。如上所述，近年來(lái)移動(dòng)電話具備免提功能和錄像功能。當(dāng)以這種模式使用移動(dòng)電話時(shí)，需要能夠提取距離麥克風(fēng)單元I較遠(yuǎn)的聲音。為此，當(dāng)使用移動(dòng)電話的免提功能或錄像功能時(shí)，優(yōu)選的是，在從麥克風(fēng)單元I輸出的多個(gè)信號(hào)中，只使用從第一 MEMS芯片14提取出的信號(hào)。
如上所述，本實(shí)施例的麥克風(fēng)單元I的結(jié)構(gòu)具備以下兩種功能作為具有優(yōu)秀遠(yuǎn)處噪聲抑制性能的雙向性差分麥克風(fēng)的功能，以及作為能夠從位置遠(yuǎn)離麥克風(fēng)單元I的聲源提取遠(yuǎn)距離聲音的全向性麥克風(fēng)的功能。因此，本實(shí)施例的麥克風(fēng)單元容易適用于為應(yīng)用了該麥克風(fēng)單元的語(yǔ)音輸入裝置賦予多功能化性能。由于本實(shí)施例的麥克風(fēng)單元I具有這些功能中的兩種，因而無(wú)需像傳統(tǒng)實(shí)踐中那樣單獨(dú)地安裝兩個(gè)麥克風(fēng)單元，并且易于抑制語(yǔ)音輸入裝置尺寸增大。麥克風(fēng)單元I的結(jié)構(gòu)是，第一聲音通道41和第二聲音通道42由三個(gè)構(gòu)件形成基底11、麥克風(fēng)基板12以及蓋體13。該結(jié)構(gòu)易于組裝，尺寸減小，而且制成后更輕薄。由于在這種結(jié)構(gòu)中，兩個(gè)音孔132、133設(shè)置到了相同的表面13a (頂表面)上，因而容易使得應(yīng)用了該麥克風(fēng)單元的語(yǔ)音輸入裝置的結(jié)構(gòu)(聲音通道的結(jié)構(gòu))成為簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例的麥克風(fēng)單元I配置為具有兩個(gè)MEMS芯片14、15。然而，因?yàn)樵摻Y(jié)構(gòu)只是在原本配置給具有優(yōu)秀遠(yuǎn)處噪聲抑制性能的雙向性差分麥克風(fēng)(該麥克風(fēng)單元是本發(fā)明的發(fā)明人之前研發(fā)的)的空間中額外布置了一個(gè)MEMS芯片，因而即使增加了該MEMS芯片， 麥克風(fēng)單元的尺寸也不會(huì)增大。下文對(duì)此進(jìn)行描述。在本實(shí)施例的麥克風(fēng)單元I中，當(dāng)將第一 MEMS芯片14取出時(shí)，獲得具有優(yōu)秀遠(yuǎn)處噪聲抑制性能的雙向性差分麥克風(fēng)單元。在該麥克風(fēng)單元中，兩個(gè)音孔132、133的中心之間的距離優(yōu)選地是大約5mm。原因如下。當(dāng)?shù)谝灰艨?32和第二音孔133之間的距離太小時(shí)，施加到第二膜片152的頂表面152a和底表面152b上的聲壓差小，第二膜片152的幅度小，并且從ASCI16輸出的電信號(hào)的SNR差。因此，優(yōu)選的是，將第一音孔132和第二音孔133之間的距離提高到一定程度。另一方面，當(dāng)?shù)谝灰艨?32和第二音孔133之間的距離太大時(shí)，存在較大的時(shí)間差(S卩，從聲源產(chǎn)生的聲波穿過第一音孔132和第二音孔133到達(dá)第一膜片152的相位差)，并且噪聲去除性能下降。因此，第一音孔132和第二音孔133的中心之間的距離優(yōu)選的是大于或等于4mm且小于或等于6mm,更優(yōu)選的是大約5mm。例如，本實(shí)施例的麥克風(fēng)單元I中使用的MEMS芯片14、15的長(zhǎng)度(在平行于連接兩個(gè)音孔132、133的中心的線的方向上的長(zhǎng)度、圖4中從左到右的長(zhǎng)度)是大約1mm，并且例如相同方向上ASIC16的長(zhǎng)度是大約0. 7mm。當(dāng)使得麥克風(fēng)單元具有差分麥克風(fēng)的功能時(shí)，優(yōu)選地，將該麥克風(fēng)單兀配置為聲波從第一音孔132到達(dá)第二膜片152的頂表面152a所用的時(shí)間與聲波從第二音孔133到達(dá)第二膜片152的底表面152b所用的時(shí)間實(shí)質(zhì)上相同。因此，第二 MEMS芯片15布置在容納空間(形成在蓋體13的凹部空間131和麥克風(fēng)基板12的頂表面12a之間的空間)中離開第一音孔132的位置(圖4中容納空間左邊附近的位置)。因此，在具有優(yōu)秀遠(yuǎn)處噪聲抑制性能的雙向性差分麥克風(fēng)單元的容納空間中，本來(lái)就存在能夠布置第一 MEMS芯片14的空間。因而，可以減小本實(shí)施例的麥克風(fēng)單元I的尺寸，其中，在作為具有優(yōu)秀遠(yuǎn)處噪聲抑制性能的雙向性差分麥克風(fēng)的功能的基礎(chǔ)上，增加了作為能夠從位置離開麥克風(fēng)單元I的聲源提取遠(yuǎn)距離聲音的全向性麥克風(fēng)的功能。在本實(shí)施例，用于檢測(cè)第一 MEMS芯片14中靜電電容變化的第一放大器電路162的放大器增益和用于檢測(cè)第二 MEMS芯片15中靜電電容變化的第二放大器電路163的放大器增益可以設(shè)置為不同的增益。因?yàn)榈诙?MEMS芯片15的第二膜片152是由于施加到兩個(gè)表面152a、152b上的聲壓差而振動(dòng)，因此,其振幅小于第一 MEMS芯片14的第一膜片142的振幅。因此，例如，可以將第二放大器電路163的放大器增益提高為大于第一放大器電路162的放大器增益。能夠使得第一放大器電路162的輸出信號(hào)幅度和第二放大器電路163的輸出信號(hào)幅度實(shí)質(zhì)上相等。更具體而言，當(dāng)兩個(gè)音孔132、133的中心之間的距離是大約5mm時(shí),優(yōu)選的是,將第二放大器電路163的放大器增益設(shè)置為比第一放大器電路162的放大器增益高大約6到14dB。2、第二實(shí)施例的麥克風(fēng)單元接下來(lái)將描述第二實(shí)施例的麥克風(fēng)單元。第二實(shí)施例的麥克風(fēng)單元的大部分結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例的麥克風(fēng)單元I相同。以下只描述不同的部分。使用相同的標(biāo)記來(lái)描述與第一實(shí)施例的麥克風(fēng)單元I重復(fù)的部分。圖10是示出第二實(shí)施例的麥克風(fēng)單元結(jié)構(gòu)的方框圖。如圖10所示，在第二實(shí)施例的麥克風(fēng)單元2中，設(shè)置有用于輸入來(lái)自外部(安裝有麥克風(fēng)單元2的語(yǔ)音輸入裝置)的 切換信號(hào)的切換電極19e,該麥克風(fēng)單兀與第一實(shí)施例的麥克風(fēng)單兀I的不同之處在于,設(shè)置到ASIC 16上的切換電路164是通過經(jīng)由切換電極19e發(fā)送的切換信號(hào)驅(qū)動(dòng)的。由于該結(jié)構(gòu)設(shè)置有切換電極19e，因而如圖11所示，在麥克風(fēng)基板12的頂表面12a上設(shè)置切換端子18e。如圖10所不,切換電路164是用于在向外輸出從第一放大器電路162輸出的信號(hào)和向外輸出從第二放大器電路163輸出的信號(hào)之間切換的電路。具體而言,在第二實(shí)施例的麥克風(fēng)單元2中，從麥克風(fēng)單元2輸出的信號(hào)或者只是從第一 MEMS芯片14提取出的信號(hào)或者只是從第二 MEMS芯片15提取出的信號(hào)。因此，與第一實(shí)施例的麥克風(fēng)單元I不同，在第二實(shí)施例的麥克風(fēng)單元2中，在設(shè)置到基底11底表面Ilb的數(shù)個(gè)外部連接電極19中包括信號(hào)輸出電極(第一輸出電極19b)。與此相關(guān)，如圖11所示，只將第一輸出端子18b設(shè)置到麥克風(fēng)基板12的頂表面12a，而省略了第二輸出端子18c (還參見圖3B)。例如，根據(jù)切換信號(hào)的切換電路164的切換動(dòng)作優(yōu)選地配置為使用信號(hào)H (高電平)和L (低電平)。將描述第二實(shí)施例的麥克風(fēng)單元2的運(yùn)行效果。當(dāng)麥克風(fēng)單元2外部出現(xiàn)聲音時(shí)，從第一音孔132輸入的聲波經(jīng)過第一聲音通道41到達(dá)第一膜片142的頂表面142a,第一膜片142振動(dòng)。進(jìn)而第一 MEMS芯片14中的靜電電容發(fā)生變化?；诘谝?MEMS芯片14的靜電電容的變化提取出的電信號(hào)由第一放大器電路162放大。當(dāng)切換電路164基于輸入至切換電極19e的切換信號(hào)將第一放大器電路162與第一輸出電極19b連接時(shí),放大后的信號(hào)從第一輸出電極19b輸出(參見圖10)。當(dāng)麥克風(fēng)單元2外部出現(xiàn)聲音時(shí)，從第一音孔132輸入的聲波經(jīng)過第一聲音通道41還到達(dá)第二膜片152的頂表面152a，并且從第二音孔133輸入的聲波經(jīng)過第二聲音通道42到達(dá)第二膜片152的底表面152b。因此，由于施加到頂表面152a的聲壓和施加到底表面152b的聲壓之間的聲壓差，第二膜片152振動(dòng)。進(jìn)而第二 MEMS芯片15中的靜電電容發(fā)生變化?；诘诙?MEMS芯片15的靜電電容變化提取出的電信號(hào)由第二放大器電路163放大。當(dāng)切換電路164基于輸入至切換電極19e的切換信號(hào)將第二放大器電路163與第一輸出電極19b連接時(shí),放大后的信號(hào)從第一輸出電極19b輸出(參見圖10)。
與第一實(shí)施例的情況類似，第二實(shí)施例的麥克風(fēng)單元2也配置為包括以下兩種功能作為具有優(yōu)秀遠(yuǎn)處噪聲抑制性能的雙向性差分麥克風(fēng)的功能，以及作為能夠從位置離開麥克風(fēng)單元2的聲源提取遠(yuǎn)距離聲音的全向性麥克風(fēng)的功能。然而，與第一實(shí)施例的情況不同，在麥克風(fēng)單兀2中，基于切換信號(hào)，只輸出對(duì)應(yīng)于這兩種功能中的一種功能的信號(hào)。在這種結(jié)構(gòu)的情況下，如同第一實(shí)施例的情況那樣，在安裝了麥克風(fēng)單兀2的語(yǔ)音輸入裝置中，無(wú)需執(zhí)行切換動(dòng)作來(lái)選擇使用兩個(gè)輸入語(yǔ)音信號(hào)中的哪一個(gè)。本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)是，設(shè)置了兩個(gè)放大器電路162、163，在放大器電路162、163之后設(shè)置了切換電路164，對(duì)應(yīng)于第一 MEMS芯片的信號(hào)和對(duì)應(yīng)于第二 MEMS芯片15的信號(hào)被切換并輸出。由于優(yōu)選的是可以切換并輸出對(duì)應(yīng)于第一 MEMS芯片14的信號(hào)和對(duì)應(yīng)于第二MEMS芯片15的信號(hào)，因而該結(jié)構(gòu)可以只具有一個(gè)放大器電路，而且，例如，用于根據(jù)切換信號(hào)執(zhí)行切換動(dòng)作的切換電路可以布置在該放大器電路和兩個(gè)MEMS芯片14、15之間。在如同本實(shí)施例那樣設(shè)置了兩個(gè)放大器電路162、163的情況下，兩個(gè)放大器電路162,163的放大器增益可以設(shè)置成不同的增益。此處，第二放大器電路163的放大器增益優(yōu)選地大于第一放大器電路162的放大器增益。 本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)是，向第一 MEMS芯片14和第二 MEMS芯片施加了共享的旁路電壓，但本實(shí)施例不限于此而是可以具有其他結(jié)構(gòu)。具體而言，例如，可以使用切換信號(hào)和切換電路來(lái)確定將第一MEMS芯片14和第二MEMS芯片15中哪一個(gè)與電荷泵電路161電連接。這樣就減小了在第一 MEMS芯片14和第二 MEMS芯片15之間出現(xiàn)串音的可能性。3、第三實(shí)施例的麥克風(fēng)單元接下來(lái)將描述第三實(shí)施例的麥克風(fēng)單元。第三實(shí)施例的麥克風(fēng)單元的大部分結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例的麥克風(fēng)單元I相同。以下只描述不同的部分。使用相同的標(biāo)記來(lái)描述與第一實(shí)施例的麥克風(fēng)單元I重復(fù)的部分。圖12是示出第三實(shí)施例的麥克風(fēng)單元結(jié)構(gòu)的方框圖。如圖12所示，在第三實(shí)施例的麥克風(fēng)單元3中，設(shè)置有用于輸入來(lái)自外部(安裝有麥克風(fēng)單元3的語(yǔ)音輸入裝置)的切換信號(hào)的切換電極19e,該麥克風(fēng)單兀與第一實(shí)施例的麥克風(fēng)單兀I的不同之處在于,設(shè)置到ASIC 16上的切換電路164是通過經(jīng)由切換電極19e發(fā)送的切換信號(hào)驅(qū)動(dòng)的。由于該結(jié)構(gòu)設(shè)置有切換電極19e，因而如圖13所示，在麥克風(fēng)基板12的頂表面12a上設(shè)置切換端子18e。切換電路164具有如下結(jié)構(gòu)在使得兩個(gè)輸出電極19b、19c (數(shù)個(gè)外部連接電極19中的一些)中哪一個(gè)輸出從第一放大器電路162輸出的信號(hào)和從第二放大器電路163輸出的信號(hào)之間切換(該功能與第二實(shí)施例的切換電路不同)。具體而言，當(dāng)根據(jù)從切換電極19e輸入的切換信號(hào)切換電路164是處于第一模式時(shí)，對(duì)應(yīng)于第一 MEMS芯片14的信號(hào)從第一輸出電極19b輸出，而對(duì)應(yīng)于第二 MEMS芯片15的信號(hào)從第二輸出電極19c輸出。當(dāng)根據(jù)該切換信號(hào)切換電路164是處于第二模式時(shí),對(duì)應(yīng)于第二 MEMS芯片15的信號(hào)從第一輸出電極19b輸出，而對(duì)應(yīng)于第一 MEMS芯片14的信號(hào)從第二輸出電極19c輸出。例如，切換電路164根據(jù)切換信號(hào)的切換動(dòng)作優(yōu)選地配置為使用信號(hào)H (高電平)和L (低電平)。在麥克風(fēng)單元和語(yǔ)音輸入裝置是由不同的制造方制造的情況下，假設(shè)以下類型的制造方是在制造語(yǔ)音輸入裝置的制造方之列(A)更傾向于像第一實(shí)施例的麥克風(fēng)單元I中那樣，將對(duì)應(yīng)于第一MEMS芯片14的信號(hào)和對(duì)應(yīng)于第二 MEMS芯片15的信號(hào)這兩個(gè)信號(hào)均從麥克風(fēng)單元輸出的那些制造方。(B)更傾向于像第二實(shí)施例的麥克風(fēng)單元2中那樣，通過根據(jù)切換信號(hào)的切換來(lái)確定將對(duì)應(yīng)于第一 MEMS芯片14的信號(hào)和對(duì)應(yīng)于第二 MEMS芯片15的信號(hào)中哪一個(gè)從麥克風(fēng)單元輸出的制造方。就此而言，第三實(shí)施例的麥克風(fēng)單元3具有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗梢赃m用于上述(A)和(B)兩種類型的制造方。在本實(shí)施例中，兩個(gè)放大器電路162、163的放大器增益也可以設(shè)置為不同的增
益。此處，第二放大器電路163的放大器增益優(yōu)選地大于第一放大器電路162的放大器增.、
Mo4、第四實(shí)施例的麥克風(fēng)單元接下來(lái)將描述第四實(shí)施例的麥克風(fēng)單元。第四實(shí)施例的麥克風(fēng)單元的大部分結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例的麥克風(fēng)單元I相同。以下只描述不同的部分。使用相同的標(biāo)記來(lái)描述與第一實(shí)施例的麥克風(fēng)單元I重復(fù)的部分。圖14是示出第四實(shí)施例的麥克風(fēng)單元結(jié)構(gòu)的示意性剖視圖。圖14的截取位置假設(shè)與圖4的位置相同。圖15是從上看時(shí)設(shè)置到第四實(shí)施例的麥克風(fēng)單元的麥克風(fēng)基板的示意性平面圖。圖16是示出第四實(shí)施例的麥克風(fēng)單元結(jié)構(gòu)的方框圖。第四實(shí)施例的麥克風(fēng)單元6與第一實(shí)施例的麥克風(fēng)單元I最主要的不同之處在于安裝在麥克風(fēng)基板12上的ASIC的數(shù)量。具體而言，第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)是，由第一 MEMS芯片14提取出的電信號(hào)和由第二MEMS芯片15提取出的電信號(hào)均是由一個(gè)ASIC 16放大。然而，在第四實(shí)施例的麥克風(fēng)單元6中，基于第一 MEMS芯片14的靜電電容變化提取出的電信號(hào)由第一 ASIC21放大，基于第二 MEMS芯片15的靜電電容變化提取出的電信號(hào)由第二 ASIC22放大。在第四實(shí)施例的麥克風(fēng)單兀6中，如圖15所不,第一 ASIC 21布置為與第一 MEMS芯片14在橫向方向(麥克風(fēng)基板12的橫向方向)上對(duì)齊，第二 ASIC 22布置為與第二 MEMS芯片15在縱長(zhǎng)方向(麥克風(fēng)基板12的縱長(zhǎng)方向)上對(duì)齊。兩個(gè)ASIC 21、22布置在哪里可以適當(dāng)?shù)馗淖?。第?MEMS芯片14通過配線17電連接至第一 ASIC 21，第二 MEMS芯片15通過配線17電連接至第二 ASIC。如圖16所不,第一 ASIC 21包括用于向第一 MEMS芯片14施加旁路電壓的電荷泵電路212。電荷泵電路211提高電源電壓VDD以將旁路電壓施加給第一 MEMS芯片14。第一 ASIC 21還包括用于檢測(cè)第一 MEMS芯片14中靜電電容變化的放大器電路212。由放大器電路212放大后的電信號(hào)從第一 ASIC 21輸出(OUT I)。類似地，第二 ASIC 22也包括用于向第二MEMS芯片15施加旁路電壓的電荷泵電路221以及用于檢測(cè)靜電電容變化并輸出放大后的電信號(hào)(OUT 2)的放大器電路222。如圖15所示，第一 ASIC 12通過配線17與形成在麥克風(fēng)基板12頂表面12a上的多個(gè)電極端子23a、23b、23c中的每一個(gè)電連接。電極端子23a是用于輸入電源電壓(VDD)的電源端子，電極端子23b是用于輸出由第一 ASIC 21的放大器電路212放大后的電信號(hào)的第一輸出端子，電極端子23c是用于連接到地的GND端子。
類似地，第二 ASIC 22通過配線17與形成在麥克風(fēng)基板12頂表面12a上的多個(gè)電極端子24a、24b、24c中的每一個(gè)電連接。電極端子24a是用于輸入電源電壓(VDD)的電源端子，電極端子24b是用于輸出由第二 ASIC 22的放大器電路222放大后的電信號(hào)的第二輸出端子，電極端子24c是用于連接到地的GND端子。電極端子23a和24a電連接至設(shè)置在基底11底表面Ilb上的電源電極焊墊19a(包括在數(shù)個(gè)外部連接電極19中)。第一輸出端子23b電連接至設(shè)置在基底11底表面Ilb上的第一輸出電極焊墊19b(包括在數(shù)個(gè)外部連接電極19中)。第二輸出端子24b電連接至設(shè)置在基底11底表面Ilb上的第二輸出電極焊墊19c (包括在數(shù)個(gè)外部連接電極19中)。GND電極23c和24c電連接至設(shè)置在基底11底表面Ilb上的GND電極焊墊19b。第四實(shí)施例的麥克風(fēng)單元6與第一實(shí)施例的麥克風(fēng)單元I的不同之處還在于，在設(shè)置于由基底11和麥克風(fēng)基板12配置的安裝部中的聲音通道(第二聲音通道42的一部分)的壁表面以及蓋體13的內(nèi)壁上形成有涂層CL。 例如，在基底11、麥克風(fēng)基板12和蓋體13的材料均是容易受到處理過的表面(經(jīng)過切割、加工等處理的表面)產(chǎn)生的纖維性粉塵影響的基板材料(例如，玻璃環(huán)氧基板)的情況下，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)如下問題粉塵填充到MEME芯片14、15的固定電極144、154和膜片142、152之間的間隙(例如，大約Iiim)中，MEMS芯片14、15停止正常工作。當(dāng)像第四實(shí)施例的麥克風(fēng)單元6那樣涂敷涂層CL時(shí)，能夠防止微細(xì)粉塵的產(chǎn)生，并且可以解決上述問題。例如，使用電鍍(plating)技術(shù)可以獲得涂層CL，或者更具體而言，例如通過Cu電鍍可以獲得涂層CL。還可以通過幕涂(curtain coating)能夠曝光和顯影的抗蝕劑材料來(lái)獲得涂層CL。涂層CL還可以由多層構(gòu)成。第四實(shí)施例的麥克風(fēng)單元6配置有涂層CL，該涂層CL設(shè)置到安裝部(由基底11和麥克風(fēng)基板12形成)和蓋體13，但是麥克風(fēng)單元不限于這種結(jié)構(gòu)，而是可以例如配置為將涂層CL只設(shè)置到安裝部。設(shè)置到安裝部和蓋體13的涂層CL (Cu鍍層作為具體的例子)也可以連接到靜態(tài)電位(GND)。這種結(jié)構(gòu)使得可以電磁屏蔽MEMS芯片14、15的頂部和底部，并且還使得可以提高抵抗外部電磁場(chǎng)的耐性(以防止外部噪聲滲入)。在第四實(shí)施例的麥克風(fēng)單元6中，除了 LCP、PPS或其他樹脂材料、FR-4或其他玻璃環(huán)氧材料以及樹脂之外，蓋體13還可以由鋁、黃銅、鐵、銅或其他導(dǎo)電金屬材料構(gòu)成。通過將金屬部與用戶基板或安裝部的GND部連接也可以提供電磁屏蔽效果。即使是在蓋體13由諸如玻璃環(huán)氧材料或陶瓷材料等絕緣材料構(gòu)成的情況下，也可以通過在表面上涂敷導(dǎo)電鍍層來(lái)提供與金屬電磁屏蔽相同的效果。具體而言，通過在蓋體13的頂部和側(cè)部的外壁表面上涂覆導(dǎo)電鍍層(金屬鍍層)并且將蓋體與用戶基板或安裝部的GND部連接，能夠提供電磁屏蔽效果。為了使得麥克風(fēng)單元6更薄，必須減小結(jié)構(gòu)組件的厚度，但是當(dāng)樹脂材料和玻璃環(huán)氧材料是0. 2mm或更小厚度時(shí)，它們的強(qiáng)度變得極弱，例如由于外部聲壓導(dǎo)致外壁振動(dòng)之類的問題出現(xiàn)，削弱了麥克風(fēng)本來(lái)具有的聲音提取能力。通過在蓋體13的外壁表面上形成導(dǎo)電金屬膜，能夠提高蓋體13的機(jī)械強(qiáng)度從而提高抵抗外部應(yīng)力的耐性，而且麥克風(fēng)單元本來(lái)具有的聲音提取能力能夠得以呈現(xiàn)且不必要的振動(dòng)減少。設(shè)置到安裝部和蓋體13的涂層CL (具體而言，Cu鍍層)可以連接到靜態(tài)電位(GND或電源)。通過設(shè)置到安裝部的涂層CL，MEMS芯片14、15抵抗來(lái)自下方的外部電磁場(chǎng)的耐性能夠得到改善。通過設(shè)置到蓋體13的涂層CL，MEMS芯片14、15抵抗來(lái)自上方的外部電磁場(chǎng)的耐性也能夠得到改善。進(jìn)而，可以為MEMS芯片13、15的頂側(cè)和底側(cè)提供電磁屏蔽，并且可以顯著地改善抵抗外部電磁場(chǎng)的耐性(以防止外部電磁場(chǎng)噪聲的滲入)。應(yīng)當(dāng)清楚，通過布置電磁罩來(lái)覆蓋麥克風(fēng)單元6的殼體10也可以獲得電磁屏蔽。而且，使用上述涂層的粉塵抵御措施還能夠應(yīng)用于第一到第三實(shí)施例的麥克風(fēng)單元I到麥克風(fēng)單元3。在第四實(shí)施例的麥克風(fēng)單兀6中,類似于第一實(shí)施例，從第一 MEMS芯片14提取出的信號(hào)和從第二 MEMS芯片15提取出的信號(hào)被單獨(dú)地處理(放大)并且被單獨(dú)地輸出到外部。因此，當(dāng)在應(yīng)用了麥克風(fēng)單元6的語(yǔ)音輸入裝置中適當(dāng)?shù)剡x擇并使用從MEMS芯片14、15輸出的信號(hào)中的一者時(shí)，采用該方法能夠適應(yīng)于使得語(yǔ)音輸入裝置多功能化。用于檢測(cè)第一MEMS芯片14中靜電電容變化的放大器電路212的放大器增益和用于檢測(cè)第二 MEMS芯片15中靜電電容變化的放大器電路222的放大器增益可以設(shè)置為不同 的增益。第二 ASIC 22的放大器電路222的放大器增益優(yōu)選地大于第一 ASIC 21的放大器電路212的放大器增益。5、第五實(shí)施例的麥克風(fēng)單元 接下來(lái)將描述第五實(shí)施例的麥克風(fēng)單元。與第四實(shí)施例的麥克風(fēng)單元6類似，第五實(shí)施例的麥克風(fēng)單元具有兩個(gè)MEMS芯片14、15和兩個(gè)ASIC 21、22。用于從MEMS芯片14、15提取電信號(hào)的結(jié)構(gòu)(電處理結(jié)構(gòu))與第四實(shí)施例的麥克風(fēng)單元6相同。然而，第五實(shí)施例的麥克風(fēng)單兀與第四實(shí)施例的麥克風(fēng)單兀6的顯著不同之處在于,第一 MEMS芯片14和第二 MEMS芯片15容納在單獨(dú)的空間中。下文集中描述該不同之處。與第四實(shí)施例的麥克風(fēng)單元6重復(fù)的部分用相同的標(biāo)記表示，并且當(dāng)描述不是特別必要時(shí)將省略其描述。圖17A、圖17B和圖17C是從上看時(shí)構(gòu)成第五實(shí)施例的麥克風(fēng)單元的構(gòu)件的示意性平面圖，其中，圖17A是從上看時(shí)蓋體的視圖，圖17B是從上看時(shí)安裝了 MEMS芯片和ASIC的麥克風(fēng)基板的視圖，圖17C是從上看時(shí)基底的視圖。圖18A和圖18B是不出第五實(shí)施例的麥克風(fēng)單元結(jié)構(gòu)的示意性剖視圖，其中，圖18A是圖17A中位置C-C處的示意性剖視圖(假設(shè)圖17A到圖17C中的構(gòu)件處于層疊狀態(tài)的情況下的剖視圖)，圖18B是圖17A中位置D-D處的示意性剖視圖。如圖17C所不,第一槽部711形成在基底71中靠近其頂表面71a縱長(zhǎng)方向上的一個(gè)端部附近(靠近圖17C中的左側(cè))，第一槽部711在平面圖中具有基本上為矩形的形狀，基底71在平面圖中具有基本上為矩形的形狀。第一槽部711的形狀只是一個(gè)例子，并且能夠適當(dāng)?shù)匦薷?。例如，如圖3C所示的在平面圖中具有基本上是T形形狀的兩個(gè)槽也可以形成為在基底71的橫向方向上對(duì)齊的形狀。如圖17B、圖18A和圖18B所示，在平面圖中具有基本上為矩形形狀的麥克風(fēng)基板72中，在其頂表面72a的中心附近，形成有被第一 MEMS芯片14覆蓋的第一開口部721以及被第二 MEMS芯片15覆蓋的第二開口部722。第一開口部721和第二開口部722布置為在麥克風(fēng)基板72的橫向方向上對(duì)齊。在麥克風(fēng)基板72頂表面72a的縱長(zhǎng)方向上一個(gè)端部附近形成有第三開口部723 (與基底71的第一槽部711所形成的側(cè)相同的側(cè))。第一開口部721和第二開口部722是由在平面圖中基本上為圓形形狀的通孔形成，當(dāng)將麥克風(fēng)基板72層疊在基底71上時(shí)，開口部的位置為與形成在基底71中的第一槽部711重疊。第三開口部723是由在平面圖中基本上為矩形形狀的通孔形成，該矩形形狀的縱長(zhǎng)方向是麥克風(fēng)基板72的橫向方向(圖17B中從上到下的方向)。設(shè)置第三開口部722的位置和尺寸使得它與形成在基底71中的第一槽部711重疊。在本實(shí)施例中，兩個(gè)ASIC 21、22布置為分別與MEMS芯片14、15在麥克風(fēng)基板72的縱長(zhǎng)方向上對(duì)齊，但是它們的位置可以適當(dāng)?shù)匦薷?。蓋體73形成為基本上是平行六面體形狀，并且如圖17A所示，在蓋體73中形成在平面圖中基本上為矩形形狀的第一凹部空間731a以及在平面圖中基本上為L(zhǎng)形形狀的第二凹部空間731b。通過將蓋體73布置在麥克風(fēng)基板72上方，在第一凹部空間731a和麥克風(fēng)基板72之間獲得了用于容納第一 MEMS芯片14和第一 ASIC 21的第一容納空間，并且在第二凹部空間731b和麥克風(fēng)基板72之間獲得了用于容納第二 MEMS芯片15和第二 ASIC22的第二容納空間。

在蓋體73中，第一音孔732形成在縱長(zhǎng)方向的一個(gè)端部，第二音孔733形成在縱長(zhǎng)方向上的另一個(gè)端部。第一音孔732是從蓋體73的頂表面73a到底表面73b穿過的通孔，并且該通孔在平面圖中基本上為橢圓形的形狀，當(dāng)蓋體73布置在麥克風(fēng)基板72上方時(shí)，第一音孔732的位置被調(diào)整為該音孔與形成在麥克風(fēng)基板72中的第三開口部723連通。在平面圖中基本上為橢圓形形狀的第二音孔733與蓋體73的第二凹部空間731b連通。例如，按照基底71、麥克風(fēng)基板72 (在該麥克風(fēng)基板72上安裝有兩個(gè)MEMS芯片14、15和兩個(gè)ASIC 21,22)和蓋體73這樣的順序?qū)⑸鲜龌?1、麥克風(fēng)基板72和蓋體73從底部開始依次層疊并使用例如構(gòu)件之間的粘合劑等粘附在一起，進(jìn)而獲得了例如圖18A和圖18B所示的麥克風(fēng)單元7。在麥克風(fēng)單元7中，經(jīng)由第一音孔732從外部輸入的聲波穿過第三開口部723、中空空間(使用基底71的第一槽部711和麥克風(fēng)基板72的底表面72b形成的空間)以及第一開口部721到達(dá)第一膜片142的底表面142b (參見圖18A)，并且還穿過第三開口部723、前述中空空間和第二開口部722到達(dá)第二膜片152的底表面152b(參見圖18B)。經(jīng)由第二音孔733從外部輸入的聲波穿過第二容納空間(形成在蓋體73的第二凹部空間731b和麥克風(fēng)基板72的頂表面72a之間的空間)到達(dá)第二膜片152的頂表面152a (參見圖 18B)。換句話說，麥克風(fēng)單兀7的殼體70設(shè)置有第一聲音通道41和第二聲音通道42,第一聲音通道41用于將從第一音孔732輸入的聲壓傳輸?shù)降谝荒て?42的一個(gè)表面(底表面142b)并且還傳輸?shù)降诙て?52的一個(gè)表面(底表面152b),第二聲音通道42用于將從第二音孔733輸入的聲壓傳輸至第二膜片152的另一個(gè)表面(頂表面152a)。第一膜片142的另一個(gè)表面(底表面142b)面向其中沒有聲音泄露的密封空間(背室)，并且該空間是使用第二容納空間(形成在蓋體73的第一凹部空間731a和麥克風(fēng)基板72的頂表面72a之間的空間)形成的。第五實(shí)施例的麥克風(fēng)單元7也配置為包括以下兩種功能作為具有優(yōu)秀遠(yuǎn)處噪聲抑制性能(通過使用從第二 MEMS芯片15提取出的信號(hào)獲得)的雙向性差分麥克風(fēng)的功能，以及作為能夠提取遠(yuǎn)距離聲音(通過使用從第一 MEMS芯片14提取出的信號(hào)獲得)的全向性麥克風(fēng)的功能。因此，第五實(shí)施例的麥克風(fēng)單元7也容易適用于為應(yīng)用了該麥克風(fēng)單元的語(yǔ)音輸入裝置賦予多功能化性能。在本實(shí)施例的情況下，容易提高第一 MEMS芯片14中的背室容量，并且容易改善使用第一 MEMS芯片14時(shí)的麥克風(fēng)靈敏度。
當(dāng)采用第五實(shí)施例的結(jié)構(gòu)時(shí)，ASIC的數(shù)量可以是一個(gè)。類似于第四實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，可以將涂層CL設(shè)置到聲音通道中的一些以及蓋體73的內(nèi)部，從而當(dāng)采用第五實(shí)施例的結(jié)構(gòu)時(shí)也采取粉塵抵御措施。6、第六實(shí)施例的麥克風(fēng)單元接下來(lái)將描述第六實(shí)施例的麥克風(fēng)單元。類似于第五實(shí)施例的麥克風(fēng)單元7，第六實(shí)施例的麥克風(fēng)單元配置為具有兩個(gè)MEMS芯片14、15和兩個(gè)ASIC 21、22，其中第一 MEMS芯片14和第二 MEMS芯片15容納在單獨(dú)的空間中。在第五實(shí)施例中，這兩個(gè)MEMS芯片14、15布置為在麥克風(fēng)基板72的橫向方向上對(duì)齊，但是在第六實(shí)施例中，MEMS芯片14、15布置為在麥克風(fēng)基板的縱長(zhǎng)方向上對(duì)齊。以下將集中描述該區(qū)別之處。與第五實(shí)施例的麥克風(fēng)單元7重復(fù)的部分將使用相同的標(biāo)記表示，并且當(dāng)描述不是特別必要時(shí)將省略其描述。圖19A、圖19B和圖19C是從上看時(shí)構(gòu)成第六實(shí)施例的麥克風(fēng)單元的構(gòu)件的示意性平面圖，其中，圖19a是從上看時(shí)蓋體的視圖，圖19B是從上看時(shí)安裝了 MEMS芯片和ASIC的麥克風(fēng)基板的視圖，圖19C是從上看時(shí)基底的視圖。圖20是示出第六實(shí)施例的麥克風(fēng)單 元結(jié)構(gòu)的示意性剖視圖(與圖4所示的截取位置相同的剖視圖)。如圖19C所示，在平面圖中基本上為矩形形狀的基底81中，在平面圖中基本上為十字形形狀的第一槽部811形成在從基底頂表面81a的中心部略微偏移的位置(在縱長(zhǎng)方向上偏移)。第一槽部811的形狀只是一個(gè)例子并且可以適當(dāng)?shù)匦薷?。例如，該形狀可以是在平面圖基本上為矩形或其他形狀。如圖19和圖20所示，在平面圖中基本上為矩形形狀的麥克風(fēng)基板82中，在其頂表面82a中形成有由第一 MEMS芯片14覆蓋的第一開口部821和被第二 MEMS芯片15覆蓋的第二開口部822。第一開口部821和第二開口部822布置為在麥克風(fēng)基板82的縱長(zhǎng)方向上對(duì)齊。在麥克風(fēng)基板82的頂表面82a中形成有第三開口部823，該第三開口部823位于第一開口部821和第二開口部822之間。當(dāng)麥克風(fēng)基板82層疊在基底81上時(shí)，平面圖中基本上為圓形形狀的通孔形成的第一開口部821的位置為與形成在基底81中的第一槽部811的縱長(zhǎng)延伸部分的一個(gè)端部偵儀圖19C和圖20中的左側(cè))重疊。當(dāng)麥克風(fēng)基板82層疊在基底81上時(shí)，由平面圖中基本上為圓形形狀的通孔形成的第二開口部822的位置是與形成在基底81中的第一槽部811的縱長(zhǎng)延伸部分的另一個(gè)端部側(cè)(圖19C和圖20中的右側(cè))重疊。第三開口部823是由平面圖中基本上為矩形形狀的通孔形成的，該矩形形狀的縱長(zhǎng)方向是該麥克風(fēng)基板82的橫向方向(圖19B中從上到下的方向)。設(shè)置第三開口部823的位置和尺寸從而使得它與形成在基底81中的第一槽部811的橫向延伸部分重疊。在本實(shí)施例中，第一 ASIC 21布置為與第一 MEMS芯片14在麥克風(fēng)基板82的橫向方向上對(duì)齊，第二ASIC 22布置為與第二MEMS芯片15在麥克風(fēng)基板82的縱長(zhǎng)方向上對(duì)齊，但是這些位置可以適當(dāng)?shù)匦薷?。蓋體83形成為基本上是平行六面體的形狀，并且如圖19A所示，在蓋體83中形成有在平面圖中基本上為矩形形狀的第一凹部空間831a以及在平面圖中基本上為矩形形狀的第二凹部空間831b。通過將蓋體83設(shè)置在麥克風(fēng)基板82上，在第一凹部空間831a和麥克風(fēng)基板82之間獲得了用于容納第一 MEMS芯片14和第一 ASIC 21的第一容納空間，并且在第二凹部空間831b和麥克風(fēng)基板82之間獲得了用于容納第二 MEMS芯片15和第二ASIC22的第二容納空間。在蓋體83中，第一音孔832形成在第一凹部空間831a和第二凹部空間831b之間，并且第二音孔833形成在縱長(zhǎng)方向上的一個(gè)端部(設(shè)置有第二凹部空間831b的一側(cè)的端部)。第一音孔832是從蓋體83的頂表面83a到底表面83b穿過并且在平面圖中基本上為橢圓形狀的通孔，當(dāng)將蓋體83設(shè)置在麥克風(fēng)基板82上時(shí)，第一音孔832的位置被調(diào)整為該音孔與形成在麥克風(fēng)基板82中的第三開口部823連通。在平面圖中基本上為橢圓形狀的第二音孔833與蓋體83的第二凹部空間831b連通。例如，按照基底81、麥克風(fēng)基板82 (在該麥克風(fēng)基板72上安裝有兩個(gè)MEMS芯片
14、15和兩個(gè)ASIC 21,22和及蓋體83這樣的順序?qū)⑸鲜龌?1、麥克風(fēng)基板82和蓋體83從底部開始依次層疊并使用例如構(gòu)件之間的粘合劑等粘附在一起，進(jìn)而獲得了例如圖20所示的麥克風(fēng)單元8。在麥克風(fēng)單元8中，經(jīng)由第一音孔832從外部輸入的聲波穿過第三開口部823、中空空間(使用基底81的第一槽部811和麥克風(fēng)基板82的底表面82b形成的空間)以及第一開口部821到達(dá)第一膜片142的底表面142b，并且還穿過第三開口部823、前 述中空空間和第二開口部822到達(dá)第二膜片152的底表面152b。經(jīng)由第二音孔833從外部輸入的聲波穿過第二容納空間(形成在蓋體83的第二凹部空間831b和麥克風(fēng)基板82的頂表面82a之間的空間)到達(dá)第二膜片152的頂表面152a。換句話說，麥克風(fēng)單元8的殼體80設(shè)置有第一聲音通道41和第二聲音通道42，第一聲音通道41用于將從第一音孔832輸入的聲壓傳輸?shù)降谝荒て?42的一個(gè)表面(底表面142b)并且還傳輸?shù)降诙て?52的一個(gè)表面(底表面152b),第二聲音通道42用于將從第二音孔733輸入的聲壓傳輸至第二膜片152的另一個(gè)表面(頂表面152a)。第一膜片142的另一個(gè)表面(底表面142b)面向其中沒有聲音泄露的密封空間(背室)，并且該空間是使用第二容納空間(形成在蓋體83的第一凹部空間831a和麥克風(fēng)基板82的頂表面82a之間的空間)形成的。第六實(shí)施例的麥克風(fēng)單元8也配置為包括以下兩種功能作為具有優(yōu)秀遠(yuǎn)處噪聲抑制性能(通過使用從第二 MEMS芯片15提取出的信號(hào)獲得)的雙向性差分麥克風(fēng)的功能，以及作為能夠提取遠(yuǎn)距離聲音(通過使用從第一 MEMS芯片14提取出的信號(hào)獲得)的全向性麥克風(fēng)的功能。因此，第六實(shí)施例的麥克風(fēng)單元8也容易適用于為應(yīng)用了該麥克風(fēng)單元的語(yǔ)音輸入裝置賦予多功能化性能。在本實(shí)施例的情況下，容易提高第一 MEMS芯片14中的背室容量，并且容易改善使用第一 MEMS芯片14時(shí)的麥克風(fēng)靈敏度。當(dāng)采用第六實(shí)施例的結(jié)構(gòu)時(shí)，ASIC的數(shù)量可以是一個(gè)。類似于第四實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，可以將涂層CL設(shè)置到聲音通道中的一些以及蓋體83的內(nèi)部，從而當(dāng)采用第六實(shí)施例的結(jié)構(gòu)時(shí)也采取粉塵抵御措施。(應(yīng)用了本發(fā)明的麥克風(fēng)單元的語(yǔ)音輸入裝置)以下描述應(yīng)用了本發(fā)明的麥克風(fēng)單元的語(yǔ)音輸入裝置結(jié)構(gòu)的例子。以語(yǔ)音輸入裝置是移動(dòng)電話的情況為例進(jìn)行描述。并且以麥克風(fēng)單元是第一實(shí)施例的麥克風(fēng)單元為例進(jìn)行描述。圖21是示出應(yīng)用了第一實(shí)施例的麥克風(fēng)單元的移動(dòng)電話實(shí)施例的示意性結(jié)構(gòu)的圖。圖22是圖21中位置B-B處的示意性剖視圖。如圖21所示，在移動(dòng)電話5的殼體51的底部側(cè)設(shè)置有兩個(gè)音孔511、512，并且用戶的語(yǔ)音經(jīng)由這兩個(gè)音孔511、512輸入至麥克風(fēng)單元I中，麥克風(fēng)單元I布置在該殼體51中。麥克風(fēng)單兀I布置為，使得第一音孔132與形成在移動(dòng)電話5的殼體51中的音孔511重疊，且第二音孔133與移動(dòng)電話5的殼體51中的音孔512重疊。因此，在移動(dòng)電話5的殼體51外部出現(xiàn)的語(yǔ)音穿過麥克風(fēng)單元I的第二聲音通道41到達(dá)第一 MEMS芯片14的第一膜片142的頂表面142a。在移動(dòng)電話5的殼體51外部出現(xiàn)的語(yǔ)音還穿過麥克風(fēng)單元I的第一聲音通道41到達(dá)第二 MEMS芯片15的第二膜片152的頂表面152a，并且穿過第二聲音通道42到達(dá)第二 MEMS芯片15的第二膜片152的底表面152b。在本實(shí)施例的移動(dòng)電話5中，在殼體51和麥克風(fēng)單元I之間布置有彈性體(墊圈)53。在該彈性體53中形成有開口 531、532從而使得在殼體51外部出現(xiàn)的語(yǔ)音對(duì)應(yīng)于設(shè)置在麥克風(fēng)單元I中的兩個(gè)聲音通道41、42被獨(dú)立地并且有效地輸入。設(shè)置了彈性體53從而確保密封性，保證沒有任何聲音泄露。 如圖22所示，麥克風(fēng)單元I安裝在設(shè)置于移動(dòng)電話5的殼體51內(nèi)部的安裝基板52上。該安裝基板52設(shè)置有與麥克風(fēng)單元I的多個(gè)外部連接焊墊19電連接的多個(gè)電極焊墊，并且例如，麥克風(fēng)單元I使用焊料等安裝到安裝基板52。進(jìn)而，將電源電壓提供至麥克風(fēng)單元1，并且從麥克風(fēng)單元I輸出的電信號(hào)被發(fā)送給設(shè)置到安裝基板52上的語(yǔ)音信號(hào)處理器(未示出)。在近講模式期間，例如，語(yǔ)音信號(hào)處理器使用從麥克風(fēng)單元I中輸出的多個(gè)信號(hào)中對(duì)應(yīng)于第二 MEMS芯片15的信號(hào)來(lái)執(zhí)行處理。例如，在免提模式或錄像模式期間，該處理器使用從麥克風(fēng)單元I中輸出的多個(gè)信號(hào)中對(duì)應(yīng)于第一 MEMS芯片14的信號(hào)來(lái)執(zhí)行處理。進(jìn)而能夠在每一種模式下執(zhí)行優(yōu)選的信號(hào)處理。優(yōu)選的是，例如，通過向移動(dòng)電話5提供模式切換按鈕(輸入部)，能夠執(zhí)行近講模式和免提模式(和/或錄像模式)之間的切換。通過該輸入部選擇的模式信息被配置為輸出至語(yǔ)音信號(hào)處理器，從而使得能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)應(yīng)于每一種模式下的適當(dāng)?shù)男盘?hào)處理。當(dāng)將第二實(shí)施例的麥克風(fēng)單元2應(yīng)用于移動(dòng)電話5時(shí)，例如，在近講模式期間，用于通知該模式的切換信號(hào)被輸入至麥克風(fēng)單元2。因此，由于切換電路164的工作，對(duì)應(yīng)于第二 MEMS芯片15的信號(hào)從麥克風(fēng)單元2輸出，并且語(yǔ)音信號(hào)處理器使用對(duì)應(yīng)于第二 MEMS芯片15的信號(hào)執(zhí)行處理。例如，在免提模式或錄像模式期間，由于輸入了切換信號(hào)的切換電路164的工作,對(duì)應(yīng)于第一 MEMS芯片14的信號(hào)從麥克風(fēng)單兀2輸出，語(yǔ)音信號(hào)處理器使用對(duì)應(yīng)于第一 MEMS芯片14的信號(hào)執(zhí)行處理。進(jìn)而能夠在每一種模式下執(zhí)行優(yōu)選的信號(hào)處理。應(yīng)用于移動(dòng)電話5的麥克風(fēng)單元以與第一或第三到第六實(shí)施例相同的方式配置，在對(duì)應(yīng)于第一 MEMS芯片14的信號(hào)和對(duì)應(yīng)于第二 MEMS芯片的信號(hào)這兩種信號(hào)均從麥克風(fēng)單元1、3、6、7、8 (參見圖23)輸出的情況下，可以在語(yǔ)音信號(hào)處理器54中使用這兩種信號(hào)執(zhí)行加法、減法或過濾。執(zhí)行這些處理，可以控制語(yǔ)音輸入裝置的方向特性，并且可以提取指定區(qū)域的語(yǔ)音。例如，全向性、超心形(hyper cardioid)、超級(jí)心形(supercardioid)、單向性以及其他希望的方向特性均能夠獲得。例如，此處用于控制方向特性的處理是由語(yǔ)音輸入裝置執(zhí)行的結(jié)構(gòu)，但是該結(jié)構(gòu)可以具有處理器，該處理器能夠執(zhí)行用于控制方向特性的處理并且設(shè)置在麥克風(fēng)單元1、3的 ASIC 16 中。(其他)以上示出的麥克風(fēng)單元1、2、3、6、7、8和語(yǔ)音輸入裝置5示例性地描述了本發(fā)明的實(shí)施例，然而本發(fā)明的應(yīng)用范圍不限于以上示出的實(shí)施例。具體而言，在不脫離本發(fā)明目的的范圍內(nèi)，可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行各種改型。例如，以上示出的麥克風(fēng)單元1、2、3、6可以被改型為如圖24A、24B和24C中示出的結(jié)構(gòu)中的任意一種。具體而言，如圖24A所示，第一 MEMS芯片14可以布置為遮擋設(shè)置在麥克風(fēng)基板12上且在平面圖中基本上為圓形形狀的通孔123的頂表面。這種結(jié)構(gòu)擴(kuò)大了第一膜片142的底表面142b下方的密閉(airtight)空間(背室)，并且因而提高了第一 MEMS芯片14的麥克風(fēng)靈敏度。設(shè)置到麥克風(fēng)基板12上的通孔123是設(shè)置到安裝部的槽部的實(shí)施例，該安裝部由本發(fā)明的基底11和麥克風(fēng)基板12形成，并且通孔123的頂表面是本發(fā)明槽部的開口表面的實(shí)施例。 如圖24B所示，第一 MEMS芯片14可以設(shè)置為遮擋通孔123并且還遮擋槽部112，通孔123設(shè)置在麥克風(fēng)基板12上并且在平面圖中基本上為圓形形狀，槽部112設(shè)置在基底11上從而與通孔123連通，并且在平面圖中基本上為圓形形狀。這種結(jié)構(gòu)(與圖24A相比)進(jìn)一步擴(kuò)大了第一膜片142的底表面142b下方的密閉空間(背室)，因而能夠進(jìn)一步提高第一 MEMS芯片14的麥克風(fēng)靈敏度。更優(yōu)選的是，設(shè)置到基底11上的槽部112的開口表面面積大于通孔123的開口表面面積，如圖24B中虛線圓圈內(nèi)所示。設(shè)置到麥克風(fēng)基板12的通孔123和設(shè)置到基底11的槽部112是設(shè)置到由本發(fā)明的基底和麥克風(fēng)基板12形成的安裝部的槽部的實(shí)施例，并且通孔123的頂表面是本發(fā)明槽部的開口表面的實(shí)施例。如圖24C所不，可以設(shè)置穿過麥克風(fēng)基板12和基底11并且在平面圖中基本上為圓形形狀的通孔101 (穿過麥克風(fēng)基板12的通孔123和穿過基底11的通孔113的組合)，通孔101—個(gè)開口可以被第一 MEMS芯片14遮擋，另一個(gè)開口可以被安裝基板52 (麥克風(fēng)單元1、2、3、6安裝在安裝基板52上)遮擋并密封。這種結(jié)構(gòu)(與圖24A和圖24B相比)進(jìn)一步擴(kuò)大了第一膜片142的底表面142b下方的密閉空間(背室)，因而能夠進(jìn)一步提高第一MEMS芯片14的麥克風(fēng)靈敏度。在這種情況下，必須設(shè)置密閉維持部102從而包圍基底11的底表面Ilb下方的通孔101的外圍，以維持背室的密閉性。例如，該密閉維持部102可以是設(shè)置為焊料接合部從而包圍通孔101的外圍。這樣，通過將麥克風(fēng)單元1、2、3、6安裝到安裝基板52上時(shí)的焊料接合處理，可以確保背室中的密閉性。在第一和第六實(shí)施例的麥克風(fēng)單元中，基底11、81的第一槽部在平面圖中基本上為T形或十字形，但是這么設(shè)置的原因是為了確保用作聲音入口(第二音孔133或第一音孔832)的部分的開口表面面積更大，并且減小第二聲音通道42或第一聲音容道41的容積。因而，能夠?qū)⒌诙曇敉ǖ?2或第一聲音通道41的聲學(xué)共振頻率設(shè)置為更高的頻率，并且可以使得麥克風(fēng)特性更令人滿意。此處是關(guān)于共振頻率的補(bǔ)充描述。通常來(lái)講，在包括聲學(xué)空間(聲音通道)和與該空間接合的聲音入口的模型的情況中，該模型維持唯一的聲學(xué)共振頻率。該共振稱作亥姆霍茲(Helmholtz)共振。從定性的角度來(lái)講，聲音入口表面面積S越大并且聲學(xué)空間的容量V越小，共振頻率越高；聲音入口表面面積S越小并且聲學(xué)空間的容量V越大,共振頻率越低。當(dāng)共振頻率降低并且接近語(yǔ)音頻帶(大約IOkHz)時(shí)，它對(duì)于麥克風(fēng)的頻率特性和靈敏度特性具有負(fù)面影響。因此，共振頻率優(yōu)選地設(shè)置為盡可能高。在以上的描述中，第二聲音通道42或第一聲音通道41在平面圖中基本上為T形或十字形，但是不限于這種形狀，第二聲音通道42或第一聲音通道41優(yōu)選地根據(jù)MEMS芯片和ASIC的布局來(lái)設(shè)計(jì)，從而使得聲音通道的空間容積最小。在以上示出的實(shí)施例中，本發(fā)明的第一膜片和第二膜片配置為使用半導(dǎo)體制造技術(shù)形成的MEMS芯片14、15，但是不限于這種結(jié)構(gòu)。例如，第一膜片和/或第二膜片可以是使用駐極體膜(electret film)的電容器麥克風(fēng)等。在以上描述的實(shí)施例中，采用所謂的電容器型麥克風(fēng)作為本發(fā)明第一膜片和第二膜片的結(jié)構(gòu)。然而，本發(fā)明還能夠應(yīng)用于采用除了電容器型麥克風(fēng)單元之外的結(jié)構(gòu)的麥克風(fēng)單元。例如，本發(fā)明還能夠應(yīng)用于采用了電動(dòng)型(動(dòng)電型)、電磁型(磁性)、壓電型或其他類型的麥克風(fēng)等的麥克風(fēng)單元中。
在以上描述的實(shí)施例中，ASIC 16、21、22 (電路部)配置為包括在麥克風(fēng)單元1、2、
3、6、7、8內(nèi)部，但是該電路部也可以布置在麥克風(fēng)單元外部。在以上描述的實(shí)施例中，MEMS芯片14、15和ASIC 16、21、22由單獨(dú)的芯片構(gòu)成，但是安裝在ASIC上的集成電路可以形成為位于形成有MEMS芯片的硅基板上的單塊(monolithic)集成電路。此外，麥克風(fēng)單元的形狀不限于本實(shí)施例的形狀，當(dāng)然也可以修改為其他的形狀。工業(yè)應(yīng)用適用性 例如，本發(fā)明的麥克風(fēng)單元能夠適當(dāng)?shù)赜糜谝苿?dòng)電話。附圖標(biāo)記說明1、2、3、6、7、8 麥克風(fēng)單元5移動(dòng)電話(語(yǔ)音輸入裝置)10、70、80殼體11、71、81基底(殼體的一部分，安裝部的一部分)12、72、82麥克風(fēng)基板(殼體的一部分，安裝部的一部分)13、73、83蓋體14第一 MEMS芯片(第一振動(dòng)部)15第MEMS芯片(第二振動(dòng)部)16ASIC (電路部)19e切換電極21第一 ASIC (第一電路部)22第ASIC (第二電路部)41第一聲音通道42第二聲音通道101通孔(形成在安裝部中的通孔)111、711、811 第一槽部(中空空間的構(gòu)成元件)112槽部(形成在安裝部中的槽部的構(gòu)成元件)121、721、821 第一開口部122、722、822 第二開口部
123通孔(形成在安裝部中的槽部的構(gòu)成元件)131凹部空間(容納空間的構(gòu)成元件)132、732、832第一音孔133、733、833第二音孔142第一膜片142a第一膜片的頂表面(一個(gè)表面)152第二膜片152a第二膜片的頂表面(一個(gè)表面)
152b第二膜片的底表面(另一個(gè)表面)164切換電路723,823第三開口部731a、831a第一凹部空間(第一容納空間的構(gòu)成元件)731b,831b第二凹部空間(第二容納空間的構(gòu)成元件)S密封空間
權(quán)利要求
1.一種麥克風(fēng)單兀，包括 第一振動(dòng)部，用于基于第一膜片的振動(dòng)將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)； 第二振動(dòng)部，用于基于第二膜片的振動(dòng)將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；以及殼體，用于容納所述第一振動(dòng)部和所述第二振動(dòng)部，所述殼體設(shè)置有第一音孔和第二音孔； 其中，所述殼體設(shè)置有 第一聲音通道，用于將從所述第一音孔輸入的聲壓傳輸至所述第一膜片的ー個(gè)表面并且傳輸至所述第二膜片的ー個(gè)表面； 第二聲音通道，用于將從所述第二音孔輸入的聲壓傳輸至所述第二膜片的另ー個(gè)表面；以及 密封空間，面向所述第一膜片的另ー個(gè)表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的麥克風(fēng)單元，其中，所述殼體包括安裝部和蓋體，所述安裝部用于安裝所述第一振動(dòng)部和所述第二振動(dòng)部，所述蓋體用于和所述安裝部一起形成用于容納所述第一振動(dòng)部和所述第二振動(dòng)部的容納空間，所述蓋體位于所述安裝部上方； 在所述安裝部中形成有第一開ロ部、第二開ロ部以及用于將所述第一開ロ部和所述第ニ開ロ部連通的中空空間； 在所述蓋體中形成有所述第一音孔、所述第二音孔以及與所述第一音孔連通并且用于形成所述容納空間的凹部空間； 所述第二振動(dòng)部布置在所述安裝部中以遮擋所述第一開ロ部； 所述第一聲音通道是使用所述第一音孔和所述容納空間來(lái)形成的；以及所述第二聲音通道是使用所述第二音孔、所述第二開ロ部、所述中空空間以及所述第一開ロ部來(lái)形成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的麥克風(fēng)單元，其中，所述密封空間形成在所述第一膜片和所述安裝部的安裝有所述第一振動(dòng)部的安裝表面之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的麥克風(fēng)單元，其中，所述第一振動(dòng)部布置為遮擋形成在所述安裝部中的槽部的開ロ表面，所述槽部是所述密封空間的一部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的麥克風(fēng)單元，其中，構(gòu)成所述密封空間一部分的通孔形成在所述安裝部中，所述通孔的一個(gè)開ロ被所述第一振動(dòng)部遮擋，另ー個(gè)開ロ被布置在所述第一振動(dòng)部安裝側(cè)的相對(duì)側(cè)上的安裝基板遮擋。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的麥克風(fēng)單元，其中，所述殼體包括安裝部和蓋體，所述安裝部用于安裝所述第一振動(dòng)部和所述第二振動(dòng)部，所述蓋體用于和所述安裝部一起形成用于容納所述第一振動(dòng)部的第一容納空間以及用于容納所述第二振動(dòng)部的第二容納空間，所述蓋體位于所述安裝部上方； 在所述安裝部中形成有第一開ロ部、第二開ロ部、第三開ロ部以及用于將所述第一開ロ部、第二開ロ部以及第三開ロ部連通的中空空間； 在所述蓋體中形成有所述第一音孔、所述第二音孔、用于形成所述第一容納空間的第一凹部空間以及與所述第二音孔連通并且用于形成所述第二容納空間的第二凹部空間；所述第一振動(dòng)部布置在所述安裝部中以遮擋所述第一開ロ部； 所述第二振動(dòng)部布置在所述安裝部中以遮擋所述第二開ロ部；所述第一聲音通道是使用所述第一音孔、所述第三開ロ部、所述中空空間、所述第一開ロ部以及所述第二開ロ部形成的； 所述第二聲音通道是使用所述第二音孔和所述第二容納空間形成的；以及 所述密封空間是使用所述第一容納空間形成的。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6中任ー權(quán)利要求所述的麥克風(fēng)單元，其中，所述安裝部包括基底和麥克風(fēng)基板，所述第一振動(dòng)部和所述第二振動(dòng)部安裝在所述麥克風(fēng)基板上，所述麥克風(fēng)基板層疊在所述基底上。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至6中任ー權(quán)利要求所述的麥克風(fēng)單元，包括第一電路部和第二電路部，所述第一電路部用于處理從所述第一振動(dòng)部獲得的電信號(hào)，所述第二電路部用于處理從所述第二振動(dòng)部獲得的電信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至6中任ー權(quán)利要求所述的麥克風(fēng)單元，包括一個(gè)電路部，用于處理 從所述第一振動(dòng)部和所述第二振動(dòng)部獲得的電信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的麥克風(fēng)單元，其中，所述電路部布置在所述第一振動(dòng)部與所述第二振動(dòng)部之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的麥克風(fēng)單元，其中，所述電路部単獨(dú)地輸出對(duì)應(yīng)于所述第一振動(dòng)部的信號(hào)和對(duì)應(yīng)于所述第二振動(dòng)部的信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的麥克風(fēng)單元，其中，設(shè)置有用于輸入來(lái)自外部的切換信號(hào)的切換電極；并且 所述電路部包括用于基于所述切換信號(hào)執(zhí)行切換動(dòng)作的切換電路。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的麥克風(fēng)單元，其中，所述切換電路基于所述切換信號(hào)執(zhí)行切換動(dòng)作，從而向外部輸出對(duì)應(yīng)于所述第一振動(dòng)部的信號(hào)或者對(duì)應(yīng)于所述第二振動(dòng)部的信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的麥克風(fēng)單元，其中，所述電路部単獨(dú)地輸出對(duì)應(yīng)于所述第ー振動(dòng)部的信號(hào)和對(duì)應(yīng)于所述第二振動(dòng)部的信號(hào)。
15.ー種語(yǔ)音輸入裝置，包括根據(jù)權(quán)利要求I至6中任ー權(quán)利要求所述的麥克風(fēng)單元。
全文摘要
一種麥克風(fēng)單元(1)包括第一振動(dòng)部(14)、第二振動(dòng)部(15)以及用于容納所述第一振動(dòng)部(14)和所述第二振動(dòng)部(15)的殼體(10)，所述殼體設(shè)置有第一音孔(132)和第二音孔(133)。所述殼體(10)設(shè)置有第一聲音通道(41)，用于將從所述第一音孔(132)輸入的聲壓傳輸至第一膜片(142)的一個(gè)表面(142a)并且傳輸至第二膜片(152)的一個(gè)表面(152a)；第二聲音通道(42)，用于將從所述第二音孔(133)輸入的聲壓傳輸至所述第二膜片(152)的另一個(gè)表面(152b)；以及密封空間(S)，面向所述第一膜片(14)的另一個(gè)表面(142b)。
文檔編號(hào)H04R1/38GK102742299SQ20108005915
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者堀邊隆介, 梅田修志, 豬田岳司, 田中史記 申請(qǐng)人:船井電機(jī)株式會(huì)社