JP2014158140A - 音声入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感度が良好で、ノイズ抑圧性能に優れる音声入力装置を提供する。
【解決手段】音声入力装置１は、第１の集音孔２ａと第２の集音孔２ｂとが形成される筐体２と、第１のマイク音孔１２ａと第２のマイク音孔１２ｂとが形成されるマイクロホン筐体１００と、振動板１３１を含む振動部１３と、第１の集音孔２ａと第１のマイク音孔１２ａとを連通する第１の音道部６ａ、７ａと、第２の集音孔２ｂと第２のマイク音孔１２ｂとを連通する第２の音道部６ｂ、７ｂと、第１のマイク音孔１２ａと振動板１３１の一方面とを連通する第１のマイク内空間１２ｃと、第２のマイク音孔１２ｂと振動板１３１の他方面とを連通する第２のマイク内空間１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、を備える。第１の集音孔２ａと第２の集音孔２ｂとの間隔Ｘが、第１のマイク音孔１２ａと第２のマイク音孔１２ｂとの間隔Ｙよりも広い。
【選択図】図２

Description

本発明は、音声入力装置に関する。

従来、音声入力が可能であるとともに、入力された音声に関する信号処理を実行する音声入力装置が知られている。例えば、携帯電話機やヘッドセット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、音声入力方式のリモートコントローラ等）、或いは、録音機器等に、音声入力装置が適用されている。

音声入力装置の内部にはマイクロホン部が設けられるが、このマイクロホン部の構造として、従来、様々な提案がされている（例えば特許文献１参照）。特許文献１には、ポートからダイアフラムに音響エネルギーを伝達する導管を４つ備える構造のマイクロホンが開示されている。このマイクロホンにおいては、４つの導管の長さ及び断面積は全て等価になっている。

特開平７−３０７９９０号公報

ところで、本出願人は、背景ノイズの抑圧性能に優れる差動マイクロホンの開発を行っている。この差動マイクロホンは、外部の音を、振動板の一方面に導く第１導音空間と振動板の他方面に導く第２導音空間とを備えている。そして、当該差動マイクロホンは、振動板の両面に加わる音圧差によって振動板を振動させ、当該振動に基づいて入力音を電気信号へと変換する構成になっている。

このような差動マイクロホンを音声入力装置に適用するにあたっては、マイクロホンの感度の確保と、ノイズ抑圧性能の確保との両立が求められる。例えば、小型化や薄型化の要求を考慮して差動マイクロホンを構成した場合、特許文献１のように複数の導音空間（第１導音空間と第２導音空間）を等価とすることは難しい。この結果、例えば良好なノイズ抑圧性能を如何に確保するか等が課題になる。

以上の点に鑑みて、本発明の目的は、マイクロホンの感度を良好としつつ、ノイズ抑圧性能に優れる音声入力装置を提供することである。

上記目的を達成するために本発明の音声入力装置は、第１の集音孔と第２の集音孔とが形成される筐体と、前記筐体の内部に設けられて、第１のマイク音孔と第２のマイク音孔とが形成されるマイクロホン筐体と、前記マイクロホン筐体の内部に設けられて、振動板を含む振動部と、前記第１の集音孔と前記第１のマイク音孔とを連通する第１の音道部と、前記第２の集音孔と前記第２のマイク音孔とを連通する第２の音道部と、前記マイクロホン筐体内部に設けられて、前記第１のマイク音孔と前記振動板の一方面とを連通する第１のマイク内空間と、前記マイクロホン筐体内部に設けられて、前記第２のマイク音孔と前記振動板の他方面とを連通する第２のマイク内空間と、を備え、前記第１の集音孔と前記第２の集音孔との間隔が、前記第１のマイク音孔と前記第２のマイク音孔との間隔よりも広い構成（第１の構成）になっている。

本構成によれば、音声入力装置の筐体内に、振動板の両面に加わる音圧の差によって振動板を振動させて、入力音を電気信号に変換する差動マイクロホンが含まれる構成が得られる。このために、本構成によれば、ノイズ抑圧性能に優れる音声入力装置が得られる。そして、筐体に設けられる２つの集音孔の間隔が、当該筐体内に配置されるマイクロホン筐体に設けられる２つのマイク音孔の間隔よりも広く形成されているので、筐体内に設けられるマイクロホンを小型としつつ、マイクロホンの感度を向上できる。

上記第１の構成の音声入力装置において、前記第１の集音孔と前記第２の集音孔とは、前記筐体の同一面に設けられ、前記第１のマイク音孔と前記第２のマイク音孔とは、前記マイクロホン筐体の同一面に設けられている構成（第２の構成）であるのが好ましい。本構成によれば、筐体に設けられる集音孔と、筐体内に配置されるマイクロホン筐体に設けられるマイク音孔とを連通する経路が複雑になることを避けられる。

上記第１又は第２の構成の音声入力装置において、前記第１の集音孔、前記第１の音道部、前記第１のマイク音孔、及び、前記第１のマイク内空間を用いて形成される第１の空間は、ヘルムホルツ共鳴器でモデル化できる構造を有しており、前記第２の集音孔、前記第２の音道部、前記第２のマイク音孔、及び、前記第２のマイク内空間を用いて形成される第２の空間は、共鳴管でモデル化できる構造を有している構成（第３の構成）であるのが好ましい。本構成によれば、筐体内に配置されるマイクロホン筐体の薄型化や小型化を図り易い。

上記第３の構成の音声入力装置は、前記第１の空間の共振周波数と前記第２の空間の共振周波数との差の大きさ（差の絶対値）が３ｋＨｚ以下に設けられている構成（第４の構成）であるのが好ましい。本構成によれば、良好なノイズ抑圧性能を得やすい。なお、第１の空間（ヘルムヘルツ共鳴器でモデル化される）の共振周波数と第２の空間（共鳴管でモデル化される）の共振周波数との差の大きさは、特にこれらの共振周波数が使用周波数帯域内にある場合には、できる限り小さく設計するのが好ましい。

上記第３の構成の音声入力装置は、前記第１の空間の共振周波数と前記第２の空間の共振周波数とが略同一に設けられている構成（第５の構成）であるのが好ましい。本構成によれば、良好なノイズ抑圧性能を得やすい。また、本構成によれば、第１の空間及び第２の空間の共振周波数に由来するピーク（全部或いは一部）が使用周波数帯内に入ってくるような場合でも、同一素材の音響抵抗部材を用いてピークの影響を抑制することが可能である。すなわち、本構成によれば、マイクロホンの感度の確保と、ノイズ抑圧性能の確保との両立を図り易い。

上記第３の構成の音声入力装置は、以下の式（Ａ）を満たすように形成されている構成（第６の構成）であるのが好ましい。本構成は、ヘルムヘルツ共鳴器でモデル化される第１の空間の共振周波数と、共鳴管でモデル化される第２の空間の共振周波数とが一致するように設計された構成である。このために、上述の第５の構成の場合と同様に、マイクロホンの感度の確保と、ノイズ抑圧性能の確保との両立を図り易い。
Ｌ₁＝４Ｓ／（π²Ｖ）・Ｌ₂ ²−０．６√（４Ｓ／π） （Ａ）
Ｌ₁：前記第１の集音孔から前記第１のマイク内空間に至るまでの経路長
Ｌ₂：前記第２の集音孔から前記振動板の他方面に至るまでの経路長
Ｓ：前記第１の集音孔の断面積
Ｖ：前記第１のマイク内空間の容積

本発明によれば、マイクロホンの感度を良好としつつ、ノイズ抑圧性能に優れる音声入力装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係るヘッドセットの外観構成を示す概略斜視図 図１のＡ−Ａ位置における概略断面図 本発明の実施形態に係るヘッドセットが備えるマイクロホン部の外観構成を示す概略斜視図 図３に示すマイクロホン部の構成を示す概略分解斜視図 本発明の実施形態に係るヘッドセットが備えるマイクロホン部の基板部を上から見た場合の概略平面図 本発明の実施形態に係るヘッドセットが備えるマイクロホン部の蓋部を下から見た場合の概略平面図 音圧と音源からの距離との関係を示すグラフ 本発明の実施形態に係るヘッドセットが備えるマイクロホン部の指向特性を示す模式図 ヘルムホルツ共鳴器の模式図 共鳴管の模式図 本発明の実施形態に係るヘッドセットが備える第１の空間と第２の空間における、経路長と共振周波数の関係を示すグラフ 本発明の実施形態に係るマイクロホン搭載構造における空間の周波数特性について説明するための模式図 本発明の実施形態に係るヘッドセットが備えるマイクロホン部の構成の変形例を説明するための図 本発明の実施形態に係るヘッドセットが備えるマイクロホン部の構成の他の変形例を説明するための図

以下、本発明の音声入力装置の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明の音声入力装置がヘッドセットに適用される場合を例に、以下説明する。

＜ヘッドセットの概略構成＞
図１は、本発明の実施形態に係るヘッドセット１の外観構成を示す概略斜視図である。ヘッドセット１を構成する筐体２は細長い形状になっており、この筐体２の一端側にスピーカー部３が配置され、他端側にマイクロホン部（不図示）が配置される。筐体２のマイクロホン部が配置される側には、マイクロホン部への音の入力を可能とする第１の集音孔２ａと第２の集音孔２ｂとが、同一面に形成されている。ヘッドセット１は、スピーカー部３の先端に設けられるイヤーピース４が人の耳穴に挿入され、２つの集音孔２ａ、２ｂが人の口元に配置された状態で使用される。なお、ヘッドセット１は、不図示の装着機構によって人体の一部（耳や頭等）に装着可能になっている。

なお、本実施形態においては、第１の集音孔２ａと第２の集音孔２ｂとは同一形状、同一サイズになっている。集音孔２ａ、２ｂの形状は、本実施形態では平面視略スタジアム形状（略矩形状）とされているが、これに限らず、例えば平面視円形状等としてもよい。

図２は、図１のＡ−Ａ位置における概略断面図である。図２に示すように、筐体２の内部には、実装基板５に実装されたマイクロホン部（マイクロホンユニット）１０が、当該マイクロホン部１０と筐体２との間にシール材（ガスケット）６が配置された状態で取り付けられている。なお、本実施形態では、マイクロホン部１０には、外部電磁界に対する耐性を向上させるためにシールドカバー７が取り付けられているが、このシールドカバー７は場合によっては設けられなくてもよい。

＜マイクロホン部の詳細構成＞
次に、ヘッドセット１が備えるマイクロホン部１０の構成について詳細に説明する。図３は、本発明の実施形態に係るヘッドセット１が備えるマイクロホン部１０の外観構成を示す概略斜視図である。図４は、図３に示すマイクロホン部１０の構成を示す概略分解斜視図である。図３及び図４に示すように、外形略直方体状に形成されるマイクロホン部１０は、基板部１１と、基板部１１上に配置される蓋部１２と、を備えている。基板部１１と蓋部１２とによって、マイクロホン筐体１００（本発明のマイクロホン筐体の一例）が構成される。

平面視略矩形状に設けられる基板部１１の中央寄りには、平面視略円形状の第１の開口部１１ａが形成されている（図２及び図４参照）。また、基板部１１の長手方向の一端側（図２及び図４において左端側）には、平面視略スタジアム形状（略矩形状）の第２の開口部１１ｂが形成されている。図２に示すように、基板部１１の内部には、第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとを連通する基板内部空間１１ｃが形成されている。

なお、このような構成の基板部１１は、特に限定されるものではないが、複数（例えば３枚）の基板を重ね合わせることによって形成することができる。

図２及び図４に示されるように、基板部１１の上面には、第１の開口部１１ａを覆うように、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）チップ１３が配置される。また、基板部１１の上面には、ＭＥＭＳチップ１３に隣り合うように、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）１４が配置される。

なお、図２及び図４に示すように、ＭＥＭＳチップ１３（本発明の振動部の一例）は、振動板１３１と、振動板１３１と所定間隔をあけて対向配置される固定電極１３２とを備えている。すなわち、ＭＥＭＳチップ１３は、コンデンサ型のマイクロホンチップを構成している。ＡＳＩＣ１４は、ＭＥＭＳチップ１３の静電容量の変化（振動板１３１の振動に由来する）に基づいて取り出される電気信号を増幅処理する。なお、ＡＳＩＣ１４は、ＭＥＭＳチップ１３と一体的に形成されてもよい。また、本発明の振動部は、コンデンサ型のマイクロホンチップ以外の構成であっても構わない。

図５は、本発明の実施形態に係るヘッドセット１が備えるマイクロホン部１０の基板部１１を上から見た場合の概略平面図で、ＭＥＭＳチップ１３及びＡＳＩＣ１４が搭載された状態を示している。図５を参照して、ＭＥＭＳチップ１３及びＡＳＩＣ１４の電気的な接続関係等について説明しておく。

ＭＥＭＳチップ１３及びＡＳＩＣ１４は、基板部１１上にダイボンド材（例えばエポキシ樹脂系やシリコーン樹脂系の接着剤等）を用いて接合されている。なお、ＭＥＭＳチップ１３は、音響リークを防止すべく、その底面と基板部１１の上面との間に隙間が生じないように、基板部１１上に接合されている。ＭＥＭＳチップ１３は、ＡＳＩＣ１４にワイヤ１５（好ましくは金線）によって電気的に接続されている。

ＡＳＩＣ１４は、ワイヤ１５によって基板部１１の上面に形成される複数の電極端子１６ａ、１６ｂ、１６ｃのそれぞれと電気的に接続されている。電極端子１６ａは電源電圧（ＶＤＤ）入力用の電源用端子で、電極端子１６ｂはＡＳＩＣ１４で増幅処理された電気信号を出力する出力端子で、電極端子１６ｃはグランド接続用のＧＮＤ端子である。

電源端子１６ａは、図示しない配線（貫通配線を含む）を介して、基板部１１の下面に設けられる外部接続用の電源パッド１７ａ（図２参照）に電気的に接続されている。出力端子１６ｂは、図示しない配線（貫通配線を含む）を介して、基板部１１の下面に設けられる外部接続用の出力パッド１７ｂ（図２参照）に電気的に接続されている。ＧＮＤ端子１６ｃは、図示しない配線（貫通配線を含む）を介して、基板部１１の下面に設けられる外部接続用のＧＮＤパッド（不図示）に電気的に接続されている。

図６は、本発明の実施形態に係るヘッドセット１が備えるマイクロホン部１０の蓋部１２を下から見た場合の概略平面図である。外形が略直方体形状に設けられる蓋部１２は、その長手方向（図６において左右方向）及び短手方向（図６において上下方向）のサイズが、基板部１１の長手方向（図５の左右方向）及び短手方向（図５の左右方向）のサイズと略同一に設けられている。

図６（図２等も参照）に示すように、蓋部１２の長手方向の一端側（図６の右側）には、平面視略スタジアム形状（略矩形状）の貫通孔１２ａが設けられる。また、蓋部１２の長手方向の他端側（図６の左側）には、平面視した場合の形状及びサイズが貫通孔１２ａと略同一に設けられる貫通孔１２ｂが設けられる。２つの貫通孔１２ａ、１２ｂは、蓋部１２（マイクロホン筐体１００）の同一面に形成されている。平面視した場合において、２つの貫通孔１２ａ、１２ｂの配置は、蓋部１２の中心を基準として略対称配置となっており、その間隔（中心間距離）は例えば５ｍｍ程度とされる。なお、貫通孔１２ａは、本発明の第１のマイク音孔に相当し、以下、そのように呼称する。また、貫通孔１２ｂは、本発明の第２のマイク音孔に相当し、以下、そのように呼称する。

また、蓋部１２には、図６に示すように、平面視略長方形状の凹部１２ｃが形成されている。この凹部１２ｃは、その一部が蓋部１２に設けられる第１のマイク音孔１２ａと重なるように設けられている。なお、凹部１２ｃは、第２のマイク音孔１２ｂとは繋がっていない。

ＭＥＭＳチップ１３及びＡＳＩＣ１４が搭載された基板部１１上に、蓋部１２が配置される（被せられる）ことによって、マイクロホン部１０が得られる。この際、ＭＥＭＳチップ１３及びＡＳＩＣ１４は、凹部１２ｃ内に配置される。また、蓋部１２は、第２のマイク音孔１２ｂが第２の開口部１１ｂ（基板部１１上に設けられる）と重なり合うように配置される。

なお、蓋部１２は、例えば接着剤や接着シート等を利用して、音響リークが生じないように基板部１１上に接合される。また、本実施形態のマイクロホン部１０においては、音波が第１のマイク音孔１２ａから振動板１３１の上面に至るまでの経路長と、音波が第２のマイク音孔１２ｂから振動板１３１の下面に至るまでの経路長とは、略同一となるように設けられている。これは一例にすぎず、前述の２つの経路長は一致していなくてもよい。

図２のマイクロホン部１０を参照して、第１のマイク音孔１２ａから入力された音波は、蓋部１２の凹部１２ｃ（本発明の第１のマイク内空間に相当する）内を伝搬して、ＭＥＭＳチップ１３の振動板１３１の上面に至る。また、第２のマイク音孔１２ｂから入力された音波は、第２の開口部１１ｂと、基板内部空間１１ｃと、第１の開口部１３１ｂとを用いて形成される空間（本発明の第２のマイク内空間に相当する）を伝搬して、ＭＥＭＳチップ１３の振動板１３１の下面に至る。なお、ＭＥＭＳチップ１３の固定電極１３２には複数の貫通孔が形成されており、音波は固定電極１３２を通過可能になっている。

振動板１３１は、第１のマイク音孔１２ａから振動板１３１の上面に入力された音波と、第２のマイク音孔１２ｂから振動板１３１の下面に入力された音波と、の差圧によって振動する。そして、当該振動の発生により、ＭＥＭＳチップ１３において静電容量の変化が生じる。ＡＳＩＣ１４は、ＭＥＭＳチップ１３の静電容量の変化に基づいて取り出した電気信号を増幅処理して出力パッド１６ｂ（図５参照）に出力する。出力パッド１６ｂに出力された電気信号は、外部接続用の出力パッド１７ｂを介して実装基板５へと出力される。

ここで、マイクロホン部１０の特性について説明しておく。図７は、音圧と音源からの距離との関係を示すグラフである。図７に示すように、音波の音圧（音波の強度・振幅）は、空気等の媒質中を進行するにつれて減衰する。すなわち、音圧は音源からの距離に反比例し、音圧Ｐと距離Ｒとの関係は以下の式（１）のように表せる。なお、式（１）におけるｋは比例定数である。
Ｐ＝ｋ／Ｒ （１）

図７及び式（１）から明らかなように、音圧は音源に近い位置では急激に減衰し、音源から離れるほどなだらかに減衰する。このことから、２つの位置間の距離が同じ（Δｄ）であっても、音源から距離が小さい位置では２つの位置（Ｒ１とＲ２）の間で音圧が大きく減衰し、音源からの距離が大きい位置では２つの位置（Ｒ３とＲ４）の間で音圧があまり減衰しないことがわかる。

図８は、本発明の実施形態に係るヘッドセット１が備えるマイクロホン部１０の指向特性を示す模式図である。なお、図８においては、マイクロホン部１０の姿勢（向き）は、図２に示す姿勢（向き）と同一であることを想定している。音源から振動板１３１までの距離が一定であれば、音源が０°又は１８０°の方向にある時に振動板１３１に加わる音圧が最大となる。これは、音波が第１のマイク音孔１２ａから振動板１３１の上面に至る距離と、音波が第２のマイク音孔１２ｂから振動板１３１の下面へと至る距離との差が最も大きくなるからである。

これに対し、音源が９０°又は２７０°の方向にある時に振動板１３１に加わる音圧が最小（０）になる。これは、音波が第１のマイク音孔１２ａから振動板１３１の上面に至る距離と、音波が第２のマイク音孔１２ｂから振動板１３１の下面へと至る距離との差がほぼ０となるからである。すなわち、マイクロホン部１０は、０°及び１８０°の方向から入射される音波に対して感度が高く、９０°及び２７０°の方向から入射される音波に対して感度が低い両指向性を示す。

マイクロホン部１０の近傍で発生する目的音の音圧は、第１のマイク音孔１２ａと第２のマイク音孔１２ｂとの間で大きく減衰する。このために、マイクロホン部１０の近傍で発生する目的音の音圧については、振動板１３１の上面における音圧と、その下面における音圧との間で大きな差が生じる。一方、背景ノイズは、目的音に比べて音源が遠い位置にあるために、第１のマイク音孔１２ａと第２のマイク音孔１２ｂとの間での減衰は小さい。このために、背景ノイズについては、振動板１３１の上面における音圧と、その下面における音圧との差は小さくなる。なお、ここでは、音源から第１のマイク音孔１２ａまでの距離と、音源から第２のマイク音孔１２ｂまでの距離とが異なる場合を前提としている。

振動板１３１にて受音される背景ノイズの音圧差は小さいために、背景ノイズの音圧は振動板１３１にてほぼ打ち消される。これに対して、振動板１３１にて受音される上記目的音の音圧差は大きいために、上記目的音の音圧は振動板１３１で打ち消されない。このため、マイクロホン部１０は、その近傍で発生する目的音について、背景ノイズを低減して集音する機能に優れることになる。

＜マイクロホン部の搭載構造＞
次に、以上のように構成されるマイクロホン部１０をヘッドセット１（音声入力装置）に搭載する場合の搭載構造について詳細に説明する。

上述のように、マイクロホン部１０は、シールドカバー７を被せられた状態で実装基板５に実装され、筐体２内に配置される（図２参照）。そして、シールドカバー７が被せられたマイクロホン部１０と筐体２との間には、音漏れ等を防止するシール材６が挟み込まれた状態とされる。

シールドカバー７には、第１のマイク音孔１２ａと連通する第１の貫通孔７ａが形成されるとともに、第２のマイク音孔１２ｂと連通する第２の貫通孔７ｂが形成される。シール材６には、筐体２に設けられる第１の集音孔２ａと、マイクロホン筐体１００に被せられたシールドカバー７に設けられる第１の貫通孔７ａとを連通する第１の導音路６ａが形成されている。また、シール材６には、筐体２に設けられる第２の集音孔２ｂと、マイクロホン筐体１００に被せられたシールドカバー７に設けられる第２の貫通孔７ｂとを連通する第２の導音路６ｂが形成されている。

なお、第１の導音路６ａ及び第１の貫通孔７ａは、本発明の第１の音道部に相当する。また、第２の導音路６ｂ及び第２の貫通孔７ｂは、本発明の第２の音道部に相当する。

第１の導音路６ａは、第１の貫通孔７ａ上にまっすぐ延びるのではなく、マイクロホン部１０から離れる方向（図２の右方向）に折れ曲がった構造になっている。また、第２の導音路６ｂも、第２の貫通孔７ｂ上にまっすぐ延びるのではなく、マイクロホン部１０から離れる方向（図２の左方向）に折れ曲がった構造になっている。そして、このような構造が採用されるために、第１の集音孔２ａと第２の集音孔２ｂとの間隔Ｘ（中心間距離）は、第１のマイク音孔１２ａと第２のマイク音孔１２ｂとの間隔Ｙ（中心間距離）よりも広く（大きく）なっている。

このような構成の採用によって、ヘッドセット１内に配置されるマイクロホン部１０のサイズを小型としつつ、マイクロホン部１０におけるマイク感度（マイク出力）の向上を図ることが可能になる。第１の集音孔２ａと第２の集音孔２ｂとの間隔Ｘを広げることによって、マイクロホン部１０の近傍で発生する音について、振動板１３１の上面に至る音圧と、振動板１３１の下面に至る音圧との音圧差を大きくできるからである。

そして、本実施形態のマイクロホン搭載構造では、上述のようにしてマイク感度の向上を図りつつ、マイクロホン部１０におけるノイズ抑圧性能が劣化するのを防止する工夫を行っている。以下、これについて説明する。

本実施形態のマイクロホン搭載構造においては、外部の音波を振動板１３１に伝搬する空間として、第１の空間ＳＰ１と第２の空間ＳＰ２とが形成されている。ここで、第１の空間ＳＰ１は、第１の集音孔２ａと、第１の音道部（第１の導音路６ａ及び第１の貫通孔７ａで形成される）と、第１のマイク音孔１２ａと、第１のマイク内空間（凹部１２ｃによって形成される空間）と、を用いて形成される空間である。また、第２の空間ＳＰ２は、第２の集音孔２ａと、第２の音道部（第２の導音路６ｂ及び第２の貫通孔７ｂで形成される）と、第２のマイク音孔１２ｂと、第２のマイク内空間（第２の開口部１１ｂ、基板内部空間１１ｃ、及び第１の開口部１１ａによって形成される）と、を用いて形成される空間である。

第１の空間ＳＰ１は、第１の集音孔２ａから第１のマイク音孔１２ａまでが比較的狭く、凹部１２ｃにおいて体積が拡がった形状になっている。このために、第１の空間ＳＰ１は、公知のヘルムホルツ共鳴器（図９に示す）と同様に振舞うものと考えられる。第１の空間ＳＰ１をヘルムホルツ共鳴器としてモデル化した場合、第１の空間ＳＰ１の共振周波数ｆ₀は、以下の式（２）で与えられる。
ｆ₀＝Ｃ／（２π）・√（Ｓ／（Ｖ（Ｌ₁＋０．６ｄ））） （２）
Ｃ：音速
Ｓ：第１の集音孔２ａの断面積
Ｖ：凹部１２ｃ（第１のマイク内空間）の容積
Ｌ₁：第１の集音孔２ａから凹部１２ｃに至るまでの経路長（図２参照）
ｄ：第１の集音孔２ａの直径
なお、本実施形態のように第１の集音孔２ａが円形でない場合には、ｄは、例えば断面積Ｓから得られる換算直径であってよい。

一方、第２の空間ＳＰ２は、第２の集音孔２ｂから振動板１３１の下面に至るまで細長い管と見なせる形状になっている。このために、第２の空間ＳＰ２は、公知の共鳴管（図１０に示す）と同様に振舞うものと考えられる。第２の空間ＳＰ２を共鳴管としてモデル化した場合、第２の空間ＳＰ２の共振周波数ｆ₀は、以下の式（３）で与えられる。
ｆ₀＝Ｃ／（４Ｌ₂） （３）
Ｃ：音速
Ｌ₂：第２の集音孔２ｂから振動板１３１の下面に至るまでの経路長（図２参照）

なお、式（２）、（３）において、経路長（Ｌ₁、Ｌ₂）は、例えば各空間の中心を通る直線を結んで得られる合計の距離であってよい。

図１１は、本発明の実施形態に係るヘッドセット１が備える第１の空間ＳＰ１と第２の空間ＳＰ２における、経路長と共振周波数の関係を示すグラフである。図１１において、符号ａは第１の空間ＳＰ１のグラフを示しており、符号ｂは第２の空間ＳＰ２のグラフを示している。図１１において、経路長は、第１の空間ＳＰ１の場合、上述のＬ₁が対応し、第２の空間ＳＰ２の場合、上述のＬ₂が対応する。図１１からもわかるように、第１の空間ＳＰ１と第２の空間ＳＰ２とは異なる形状（異なるモデルで共振周波数が求められる構成）であるために、経路長に対する共振周波数の変化の仕方が異なる。

２つの空間ＳＰ１、ＳＰ２の共振周波数は、図１２に示す模式図のように、できる限り使用周波数帯域より高くなるように設計するのが好ましい。これにより、マイクロホン部１０において、良好なノイズ抑圧性能を発揮できる。なお、図１２におけるピークは共振周波数に由来する。

ただし、良好なマイクロホン感度を得るべく、第１の集音孔２ａと第２の集音孔２ｂとの間隔を拡げた場合、２つの空間ＳＰ１、ＳＰ２の共振周波数は低くなり、使用周波数帯域に近づいてくる（図１１も参照）。そして、このことが、場合によっては、使用周波数帯域におけるマイクロホン部１０の性能（ノイズ抑圧性能及び周波数特性等）に悪影響を与える場合がある。このような場合には、第１の空間ＳＰ１の共振周波数と第２の空間ＳＰ２の共振周波数との差が、できるだけ小さくなるように構成するのが好ましく、例えば３ｋＨｚ程度以下とするのが好ましい。そして、この差をできるだけ小さくすれば、例えば同一素材の音響抵抗部材を用いて、２つの空間ＳＰ１、ＳＰ２におけるピーク（図１２参照）の影響を抑えて、マイクロホン部１０のノイズ抑圧性能等が劣化することを抑制できる。

上述の場合には、第１の空間ＳＰ１の共振周波数と第２の空間ＳＰ２の共振周波数とを同一にするのがより好ましい。ただし、同一素材の音響抵抗部材を用いて性能の劣化を抑制できる範囲で、２つの空間ＳＰ１、ＳＰ２の共振周波数に差があっても構わない。

なお、音響抵抗部材としては、例えば、樹脂（例えばポリエステルやナイロン等）やステンレス等によって形成されるメッシュ部材やフェルト等が挙げられる。音響抵抗部材は、集音孔２ａ、２ｂを覆うように配置されたり、各空間ＳＰ１、ＳＰ２内において、音道を塞ぐように配置されたりしてよい。

２つの空間ＳＰ１、ＳＰ２の共振周波数が同一とされる場合には、以下の式（４）を満たすように、マイクロホン部１０の搭載構造が設計されればよい。なお、式（４）は、式（２）と式（３）におけるｆ₀が同一であるとして、式（２）と式（３）とから導出した式である。
Ｌ₁＝４Ｓ／（π²Ｖ）・Ｌ₂ ²−０．６√（４Ｓ／π） （４）

（実施例１）
Ｘ（第１の集音孔２ａと第２の集音孔２ｂとの間隔）＝Δ１０ｍｍ、Ｓ（第１の集音孔２ａの断面積）＝１．４５ｍｍ²、Ｖ（凹部１２ｃ（第１のマイク内空間）の容積）＝１０ｍｍ³とする。この場合、Ｌ₁＝４．３ｍｍ、Ｌ₂＝９．２ｍｍとすることで、２つの空間ＳＰ１、ＳＰ２の共振周波数をいずれも９．２ｋＨｚとすることができる。このような構成では、例えば、使用周波数帯域の上限値が７ｋＨｚの場合でも、良好なマイク感度、及び、良好なノイズ抑圧性能を得られる。なお、使用周波数帯域の下限値としては、特に限定する趣旨ではないが、３００Ｈｚ程度が挙げられる。

（実施例２）
Ｘ（第１の集音孔２ａと第２の集音孔２ｂとの間隔）＝Δ２０ｍｍ、Ｓ（第１の集音孔２ａの断面積）＝１．４５ｍｍ²、Ｖ（凹部１２ｃ（第１のマイク内空間）の容積）＝１０ｍｍ³とする。この場合、Ｌ₁＝１０ｍｍ、Ｌ₂＝１３．５ｍｍとすることで、２つの空間ＳＰ１、ＳＰ２の共振周波数をいずれも６．３ｋＨｚとすることができる。このような構成では、例えば、使用周波数帯域の上限値が３．４ｋＨｚの場合、良好なマイク感度、及び、良好なノイズ抑圧性能を得られる。

ただし、この例では、例えば使用周波数帯域の上限値が７ｋＨｚの場合、ピークの一部が使用周波数帯域内に入ってくる。このような場合でも、２つの空間ＳＰ１、ＳＰ２の共振周波数が一致しているために、例えば２つの空間ＳＰ１、ＳＰ２に対して同一素材の音響抵抗部材を配置することによって、ピークの影響を抑制できる。すなわち、音響抵抗部材を用いて、容易に、良好なマイク感度、及び、良好なノイズ抑圧性能を有するヘッドセット１を提供できる。

＜その他＞
以上に示した実施形態は本発明の例示であり、本発明の適用範囲は、以上に示した実施形態の構成に限定されるものではない。本発明の技術思想を超えない範囲で、以上の実施形態は適宜変更されてよいのは勿論である。

例えば、以上に示したマイクロホン部１０の構成は一例に過ぎず、種々の変形が可能である。例えば、以上においては、マイクロホン部１０が備える２つのマイク音孔１２ａ、１２ｂが蓋部１２に設けられる構成としたが、例えば、図１３に示すように、２つのマイク音孔は、蓋部１２ではなく、基板部１１に設けられてもよい。基板部１１における貫通孔ＳＨ１、ＳＨ２がマイク音孔に対応している。

この場合、図１３に示すように、実装基板５に２つの貫通孔５ａ、５ｂが設けられることになる。そして、図１３に示す例では、第１の導音路６ａと貫通孔５ａとを用いて本発明の第１の音道部が形成され、第２の導音路６ｂと貫通孔５ｂとを用いて本発明の第２の音道部が形成されることになる。図１３に示す構成においても、一方の空間ＳＰ１はヘルムホルツ共鳴器でモデル化することができ、他方の空間ＳＰ２は共鳴管でモデル化することができる。なお、図１３に示す構成でも、蓋部１２にシールドカバーが被せられてもよい。

また、図１４に示すように、マイクロホン部１０の凹部１２ｃ（蓋部１２に設けられる）には、ＭＥＭＳチップ１３とは別に、ＭＥＭＳチップ１８が追加配置されてもよい。このＭＥＭＳチップ１８は、無指向性のマイクロホンとして機能を発揮するために設けられてよい。このような構成とすることで、ヘッドセット１の機能の幅が広がる。また、このような構成は、１つのパッケージで、両指向性の差動マイクロホンと、無指向性のマイクロホンとを構成するものであり、小型化と多機能化とを両立できるといった利点を有する。

また、以上においては、本発明がヘッドセットに適用される場合を示したが、本発明は、ヘッドセットに限らず、携帯電話機等の他の音声通信機器や、情報処理システム（音声認証システム、翻訳機等）、録音機器等の他の音声入力装置に適用されても構わない。

１ ヘッドセット（音声入力装置）
２ 筐体
２ａ 第１の集音孔
２ｂ 第２の集音孔
６ａ 第１の導音路（第１の音道部の一部）
６ｂ 第２の導音路（第２の音道部の一部）
７ａ 第１の貫通孔（第１の音道部の一部）
７ｂ 第２の貫通孔（第２の音道部の一部）
１１ 基板部（マイクロホン筐体の一部）
１１ａ 第１の開口部（第２のマイク内空間の一部）
１１ｂ 第２の開口部（第２のマイク内空間の一部）
１１ｃ 基板内部空間（第２のマイク内空間の一部）
１２ 蓋部（マイクロホン筐体の一部）
１２ａ 第１のマイク音孔
１２ｂ 第２のマイク音孔
１２ｃ 凹部（第１のマイク内空間）
１３ ＭＥＭＳチップ（振動部）
１００ マイクロホン筐体
１３１ 振動板
ＳＰ１ 第１の空間
ＳＰ２ 第２の空間

Claims (6)

1. 第１の集音孔と第２の集音孔とが形成される筐体と、
   前記筐体の内部に設けられて、第１のマイク音孔と第２のマイク音孔とが形成されるマイクロホン筐体と、
   前記マイクロホン筐体の内部に設けられて、振動板を含む振動部と、
   前記第１の集音孔と前記第１のマイク音孔とを連通する第１の音道部と、
   前記第２の集音孔と前記第２のマイク音孔とを連通する第２の音道部と、
   前記マイクロホン筐体内部に設けられて、前記第１のマイク音孔と前記振動板の一方面とを連通する第１のマイク内空間と、
   前記マイクロホン筐体内部に設けられて、前記第２のマイク音孔と前記振動板の他方面とを連通する第２のマイク内空間と、
   を備え、
   前記第１の集音孔と前記第２の集音孔との間隔が、前記第１のマイク音孔と前記第２のマイク音孔との間隔よりも広いことを特徴とする音声入力装置。
2. 前記第１の集音孔と前記第２の集音孔とは、前記筐体の同一面に設けられ、
   前記第１のマイク音孔と前記第２のマイク音孔とは、前記マイクロホン筐体の同一面に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の音声入力装置。
3. 前記第１の集音孔、前記第１の音道部、前記第１のマイク音孔、及び、前記第１のマイク内空間を用いて形成される第１の空間は、ヘルムホルツ共鳴器でモデル化できる構造を有しており、
   前記第２の集音孔、前記第２の音道部、前記第２のマイク音孔、及び、前記第２のマイク内空間を用いて形成される第２の空間は、共鳴管でモデル化できる構造を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の音声入力装置。
4. 前記第１の空間の共振周波数と前記第２の空間の共振周波数との差の大きさが３ｋＨｚ以下に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の音声入力装置。
5. 前記第１の空間の共振周波数と前記第２の空間の共振周波数とが略同一に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の音声入力装置。
6. 以下の式（Ａ）を満たすように形成されていることを特徴とする請求項３に記載の音声入力装置。
   Ｌ₁＝４Ｓ／（π²Ｖ）・Ｌ₂ ²−０．６√（４Ｓ／π） （Ａ）
   Ｌ₁：前記第１の集音孔から前記第１のマイク内空間に至るまでの経路長
   Ｌ₂：前記第２の集音孔から前記振動板の他方面に至るまでの経路長
   Ｓ：前記第１の集音孔の断面積
   Ｖ：前記第１のマイク内空間の容積

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