特開 2022-161471 マイクモジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022161471

(43)【公開日】2022-10-21

(54)【発明の名称】マイクモジュール

(51)【国際特許分類】

   H04R 3/00 20060101AFI20221014BHJP

   H03F 3/181 20060101ALI20221014BHJP

【ＦＩ】

H04R3/00 320

H03F3/181 210

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021066324

(22)【出願日】2021-04-09

(71)【出願人】

【識別番号】000191238

【氏名又は名称】日清紡マイクロデバイス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】根本 竜平

【テーマコード（参考）】

5D220

5J500

【Ｆターム（参考）】

5D220BA22

5J500AA02

5J500AA51

5J500AC36

5J500AF18

5J500AH39

5J500AH42

5J500AK00

5J500AK11

5J500AK17

5J500AK32

5J500AK33

5J500AK34

5J500AK48

5J500AK49

5J500AK64

5J500AM22

5J500AS01

5J500AT01

5J500AT07

5J500LV02

5J500LV07

5J500RG05

(57)【要約】      （修正有）

【課題】消費電力を低減できるマイクモジュールを提供する。
【解決手段】マイクモジュール１００は、静電容量型のマイク１０と、マイクに接続されたプリアンプ２０とを備える。プリアンプは、第１の電圧を受ける電源端子２０ａと、第１の電圧より高い第２の電圧を生成する昇圧回路３０と、昇圧回路とマイクの一端とが接続された第１の接続状態と電源端子とマイクの一端とが接続された第２の接続状態とを切り替える第１のスイッチ８と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

静電容量型のマイクと、
前記マイクに接続されたプリアンプと、
を備え、
前記プリアンプは、
第１の電圧を受ける電源端子と、
前記第１の電圧より高い第２の電圧を生成する昇圧回路と、
前記昇圧回路と前記マイクの一端とが接続された第１の接続状態と前記電源端子と前記マイクの一端とが接続された第２の接続状態とを切り替える第１のスイッチと、
を有する
マイクモジュール。

【請求項2】

前記プリアンプは、
出力端子と、
前記マイクの他端に接続された増幅回路と、
前記マイクの他端に接続可能である比較回路と、
前記増幅回路及び前記出力端子が接続された第３の接続状態と前記比較回路及び前記出力端子が接続された第４の接続状態とを切り替える第２のスイッチと、
をさらに有する
請求項１に記載のマイクモジュール。

【請求項3】

前記プリアンプは、第１のモードにおいて、前記第１のスイッチで前記第１の接続状態に切り替え、前記第２のスイッチで前記第３の接続状態に切り替え、第２のモードにおいて、前記第１のスイッチで前記第２の接続状態に切り替え、前記第２のスイッチで前記第４の接続状態に切り替える
請求項２に記載のマイクモジュール。

【請求項4】

前記プリアンプは、前記第１のモードにおいて、前記昇圧回路を動作させ、前記第２のモードにおいて、前記昇圧回路を停止させる
請求項３に記載のマイクモジュール。

【請求項5】

前記プリアンプは、前記第１のモードにおいて、前記増幅回路を第１の駆動力で動作させ、前記第２のモードにおいて、前記増幅回路を前記第１の駆動力より小さい第２の駆動力で動作させる
請求項３に記載のマイクモジュール。

【請求項6】

前記第１のモードは、前記マイクから出力される信号を増幅するモードであり、
前記第２のモードは、前記マイクから出力される信号が所定のレベルを超えるか否かを検出するモードである
請求項３に記載のマイクモジュール。

【請求項7】

前記プリアンプは、前記第１のスイッチの制御ノードに接続された制御回路をさらに有する
請求項１に記載のマイクモジュール。

【請求項8】

前記プリアンプは、前記第１のスイッチの制御ノードに接続された制御端子をさらに有する
請求項１に記載のマイクモジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書の実施形態は、マイクモジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

静電容量型のマイク及びプリアンプを有するマイクモジュールでは、プリアンプで昇圧された電圧がマイクに定常的に供給され、マイクからの信号がプリアンプで増幅され後段へ出力される（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－５６６９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

マイクモジュールでは、プリアンプの動作モードとして、マイクからの信号を増幅する第１のモードに加えて、マイクからの信号が所定のレベルを超えるか否かを検出する第２のモードを有することがある。

【0005】

しかし、プリアンプで昇圧された電圧がマイクに定常的に供給されると、プリアンプが第２のモードで動作する際にも大きな電流を流し続けることになり、消費電力が無駄に増加する可能性があり、消費電力を低減することが望まれる。

【0006】

本発明の目的は、上記に鑑みてなされたものであって、消費電力を低減できるマイクモジュールを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の１つの側面にかかるマイクモジュールは、静電容量型のマイクと、前記マイクに接続されたプリアンプとを備え、前記プリアンプは、第１の電圧を受ける電源端子と、前記第１の電圧より高い第２の電圧を生成する昇圧回路と、前記昇圧回路と前記マイクの一端とが接続された第１の接続状態と前記電源端子と前記マイクの一端とが接続された第２の接続状態とを切り替える第１のスイッチとを有する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、消費電力を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態に係るマイクモジュールの構成を示す図。

【図2】実施形態に係るマイクモジュールの動作モードを示す図。

【図3】実施形態に係るマイクモジュールの動作を示すフローチャート。

【図4】実施形態の第１の変形例に係るマイクモジュールの構成を示す図。

【図5】実施形態の第２の変形例に係るマイクモジュールの構成を示す図。

【図6】実施形態の第３の変形例に係るマイクモジュールの構成を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照しながら、マイクモジュールの実施形態について詳細に説明する。以下の実施形態では、同一の参照符号を付した部分は同様の動作を行うものとして、重複する説明は適宜省略する。

【0011】

（実施形態）
実施形態に係るマイクモジュールは、マイク及びプリアンプを有する。マイクモジュールにおけるマイクは、コンデンサ型マイクの一種である静電容量型のマイクであり、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）チップとして構成され得る。ＥＣＭ（Ｅｌｅｃｔｒｅｔ Ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ Ｍｉｃｒｏｐｈｏｎｅ）型のマイクや圧電型のマイクと異なり、静電容量型のマイクは、動作するためにバイアス電圧の供給を受けるタイプのマイクである。プリアンプは、電源電圧を昇圧してバイアス電圧を生成し、バイアス電圧をマイクに定常的に供給する。これにより、マイクの感度が仕様に合った感度に調整され得る。

【0012】

マイクからの信号は、プリアンプで処理される。マイクモジュールは、その動作モードとして、マイクからの信号をプリアンプで増幅する第１のモードに加えて、マイクからの信号が所定のレベルを超えるか否かをプリアンプで検出する第２のモードを有することがある。プリアンプで昇圧されたバイアス電圧がマイクに定常的に供給されると、第２のモードで動作する際にもプリアンプで大きな電流を流し続けることになり、消費電力が無駄に増加する可能性がある。

【0013】

そこで、本実施形態では、マイクモジュールのプリアンプにおいて、マイクへ供給すべきバイアス電圧を昇圧電圧と昇圧前の電源電圧とで切り替え可能に構成することで、動作モードに応じた消費電力の低減を可能にする。

【0014】

具体的には、マイクモジュール１００は、図１に示すように構成され得る。図１は、マイクモジュール１００の構成を示す図である。マイクモジュール１００は、マイク１０及びプリアンプ２０を有する。マイク１０は、動作するためにバイアス電圧の供給を受けるタイプのマイクであり、例えば、静電容量型のマイクである。プリアンプ２０は、マイク１０に接続される。プリアンプ２０は、マイク１０へバイアス電圧を供給可能であり、マイクからの信号を処理可能である。

【0015】

マイク１０は、ＭＥＭＳチップとして構成され得る。この場合、マイク１０は、ＭＥＭＳマイクとも呼ばれる。プリアンプ２０は、半導体チップとして構成され得る。これにより、マイク１０及びプリアンプ２０の小型化が可能であり、例えば、共通の回路基板上に実装され得る。

【0016】

マイク１０は、入力端子１０ａ、出力端子１０ｂ、チップ本体１１及びトランスデューサ１２を有する。入力端子１０ａは、ラインＬ１を介してプリアンプ２０に電気的に接続される。出力端子１０ｂは、ラインＬ２を介してプリアンプ２０に電気的に接続される。トランスデューサ１２は、振動電極１２ａ及び固定電極１２ｂを有する。振動電極１２ａは、チップ本体１１に固定される。振動電極１２ａは、チップ本体１１上に配されたラインＬ１１を介して入力端子１０ａに電気的に接続される。固定電極１２ｂは、チップ本体１１に振動可能に支持される。固定電極１２ｂは、チップ本体１１上に配されたラインＬ１２を介して出力端子１０ｂに電気的に接続される。

【0017】

トランスデューサ１２は、音声を電気信号に変換する。トランスデューサ１２において、振動電極１２ａがプリアンプ２０からラインＬ１、入力端子１０ａ、ラインＬ１１経由でバイアス電圧を印加された状態で、固定電極１２ｂが音波を受けると、振動電極１２ａ及び固定電極１２ｂ間の間隔が変化し、その変化に応じた電圧が信号として固定電極１２ｂに発生する。このとき、トランスデューサ１２は、振動電極１２ａに印加されるバイアス電圧の大きさが大きいほど、間隔の変化に応じて固定電極１２ｂに発生する信号の強度が大きくなり得る。固定電極１２ｂで発生した信号は、ラインＬ１２、出力端子１０ｂ、ラインＬ２経由でプリアンプ２０へ出力される。

【0018】

プリアンプ２０は、入力端子２０ａ、出力端子２０ｂ、入力端子２０ｃ、出力端子２０ｄ、入力端子２０ｅ、チップ本体２１、昇圧回路３０、スイッチ（第１のスイッチ）８、増幅回路５、比較回路６、スイッチ（第２のスイッチ）７、及びスイッチ９を有する。入力端子２０ａは、電源端子であり、外部（例えば、コントローラ）から電源電圧ＶＤＤを受ける。出力端子２０ｂは、マイク１０への接続端子であり、ラインＬ１を介してマイク１０の入力端子１０ａに接続される。入力端子２０ｃは、マイク１０への接続端子であり、ラインＬ２を介してマイク１０の出力端子１０ｂに接続される。出力端子２０ｄは、後段の回路への接続端子であり、出力信号ＯＵＴを後段の回路へ出力する。入力端子２０ｅは、グランド端子であり、外部（例えば、コントローラ）からグランド電圧ＧＮＤを受ける。電源電圧ＶＤＤ及びグランド電圧ＧＮＤは、プリアンプ２０内の各回路へ供給され得る。

【0019】

昇圧回路３０は、スイッチ９とスイッチ８との間に電気的に接続される。昇圧回路３０は、電源電圧ＶＤＤを受けると、電源電圧ＶＤＤを昇圧してバイアス電圧を生成し、バイアス電圧を出力する。

【0020】

昇圧回路３０は、バンドギャップ回路（ＢＧＲ：Ｂａｎｄ Ｇａｐ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）３１、発振回路（ＯＳＣ：Ｏｓｃｉｌａｔｏｒ）３２、チャージポンプ回路（ＣＰ：Ｃｈａｒｇｅ Ｐｕｍｐ）３３を有する。バンドギャップ回路３１、発振回路３２、チャージポンプ回路３３は、スイッチ９に対して並列に接続され、スイッチ８に対して直列に接続されている。すなわち、バンドギャップ回路３１、発振回路３２、チャージポンプ回路３３のそれぞれの入力ノード３１ａ、３２ａ、３３ａがスイッチ９の他端９ｂに接続され、スイッチ９の一端９ａはスイッチ８の第２端８ｂに接続される。また、スイッチ８の第３端８ｃが昇圧回路３０の出力ノード３３ｃに接続される。バンドギャップ回路３１は、ラインＬ２２、スイッチ９、入力ノード３１ａを介して電源電圧ＶＤＤを受けると、電源電圧ＶＤＤ及びグランド電圧ＧＮＤを用いてバンドギャップに応じた基準電圧を生成し、基準電圧を出力ノード３１ｂから発振回路３２へ供給する。発振回路３２は、ラインＬ２２、スイッチ９、入力ノード３２ａを介して電源電圧ＶＤＤを受け、入力ノード３２ｂを介して基準電圧を受けると、電源電圧ＶＤＤ、基準電圧及びグランド電圧ＧＮＤを用いて発振動作を行い、基準電圧に応じた周波数を有する発振信号を出力ノード３２ｃからチャージポンプ回路３３へ供給する。チャージポンプ回路３３は、ラインＬ２２、スイッチ９、入力ノード３３ａを介して電源電圧ＶＤＤを受け、入力ノード３３ｂを介して発振信号を受けると、電源電圧ＶＤＤ、発振信号及びグランド電圧ＧＮＤを用いて電源電圧ＶＤＤが昇圧されたバイアス電圧を生成し出力ノード３３ｃから出力する。

【0021】

スイッチ９は、入力端子２０ａと昇圧回路３０との間に電気的に接続される。スイッチ９は、オンすることで、昇圧回路３０を入力端子２０ａに電気的に接続する。スイッチ９は、オフすることで、昇圧回路３０を入力端子２０ａから電気的に遮断する。

【0022】

スイッチ９は、一端９ａがラインＬ２２、ラインＬ２１を介して入力端子２０ａに電気的に接続され、他端９ｂがバンドギャップ回路３１、発振回路３２、チャージポンプ回路３３のそれぞれに電気的に接続される。ラインＬ２２は、ノードＮ１とスイッチ９との間に電気的に接続される。ノードＮ１は、ラインＬ２１における入力端子２０ａとスイッチ８との間のノードである。スイッチ９は、オンすることで、バンドギャップ回路３１、発振回路３２、チャージポンプ回路３３のそれぞれを入力端子２０ａに電気的に接続する。スイッチ９は、オフすることで、バンドギャップ回路３１、発振回路３２、チャージポンプ回路３３のそれぞれを入力端子２０ａから電気的に遮断する。

【0023】

スイッチ８は、入力端子２０ａ及び昇圧回路３０とマイク１０の入力端子１０ａとの間に電気的に接続される。スイッチ８は、第１の接続状態と第２の接続状態とを切り替える。第１の接続状態は、昇圧回路３０とマイク１０の入力端子１０ａとが接続された状態である。第２の接続状態は、入力端子（電源端子）２０ａとマイク１０の入力端子１０ａとが接続された状態である。

【0024】

スイッチ８は、第１端８ａが出力端子２０ｂ及びラインＬ１を介してマイク１０の入力端子１０ａに電気的に接続され、第２端８ｂが入力端子２０ａに電気的に接続され、第３端８ｃが昇圧回路３０に電気的に接続される。スイッチ８は、第１端８ａを第３端８ｃに接続することで第１の接続状態に切り替え、第１端８ａを第２端８ｂに接続することで第２の接続状態に切り替える。

【0025】

第１の接続状態では、昇圧回路３０で電源電圧ＶＤＤから昇圧された電圧が、ラインＬ２３、スイッチ８、ラインＬ２４、出力端子２０ｂ、ラインＬ１、入力端子１０ａ、ラインＬ１１を介してトランスデューサ１２の振動電極１２ａに伝達され得る。すなわち、プリアンプ２０は、スイッチ８で第１の接続状態に切り替えることにより、電源電圧ＶＤＤより高い電圧をバイアス電圧としてマイク１０へ供給可能である。

【0026】

第２の接続状態では、入力端子２０ａで受けた電源電圧ＶＤＤがラインＬ２１、スイッチ８、ラインＬ２４、出力端子２０ｂ、ラインＬ１、入力端子１０ａ、ラインＬ１１を介してトランスデューサ１２の振動電極１２ａに伝達され得る。すなわち、プリアンプ２０は、スイッチ８で第２の接続状態に切り替えることにより、電源電圧ＶＤＤをバイアス電圧としてマイク１０へ供給可能である。

【0027】

増幅回路５は、マイク１０の出力端子１０ｂと比較回路６及びスイッチ７との間に電気的に接続される。増幅回路５は、電源電圧ＶＤＤ及びグランド電圧ＧＮＤを用いて動作する。増幅回路５は、マイク１０から出力される信号を増幅する。

【0028】

増幅回路５は、入力ノード５ａがラインＬ２５、入力端子２０ｃ、ラインＬ２を介してマイク１０の出力端子１０ｂに電気的に接続される。増幅回路５は、出力ノード５ｂが、ラインＬ２５を介してスイッチ７へ電気的に接続されるとともに、ラインＬ２５、ラインＬ２６を介して比較回路６へ電気的に接続される。ラインＬ２６は、ノードＮ２とスイッチ７との間に電気的に接続される。ノードＮ２は、ラインＬ２５における増幅回路５の出力ノード５ｂとスイッチ７との間のノードである。

【0029】

比較回路６は、マイク１０の出力端子１０ｂとスイッチ７との間に電気的に接続され、例えば増幅回路５とスイッチ７との間に電気的に接続可能である。比較回路６は、ラインＬ２５をバイパスするラインＬ２６上に配されている。比較回路６は、電源電圧ＶＤＤ及びグランド電圧ＧＮＤを用いて動作する。比較回路６は、マイク１０から出力され増幅回路５で増幅された信号を受け、その信号のレベルを閾値レベルと比較し、比較結果の信号を出力する。閾値レベルは、マイク１０へ音声入力が行われた場合に、マイクモジュール１００が動作モードをマイクからの信号を増幅する第１のモードに切り替えるべき信号のレベルに応じて、所望の値に設定される。

【0030】

比較回路６は、入力ノード６ａがノードＮ２、増幅回路５、入力端子２０ｃ、ラインＬ２を介してマイク１０の出力端子１０ｂに電気的に接続され、出力ノード６ｂがスイッチ７へ電気的に接続される。

【0031】

スイッチ７は、増幅回路５及び比較回路６と出力端子２０ｄの間に電気的に接続される。スイッチ７は、第３の接続状態と第４の接続状態とを切り替える。第３の接続状態は、増幅回路５と出力端子２０ｄとが接続された状態である。第４の接続状態は、比較回路６と出力端子２０ｄとが接続された状態である。第４の接続状態では、増幅回路５が比較回路６を介して出力端子２０ｄに接続されていてもよい。

【0032】

スイッチ７は、第１端７ａが出力端子２０ｄに電気的に接続され、第２端７ｂがノードＮ２を介して増幅回路５の出力ノード５ｂに電気的に接続され、第３端７ｃが比較回路６の出力ノード６ｂに電気的に接続される。スイッチ７は、第１端７ａを第２端７ｂに接続することで第３の接続状態に切り替え、第１端７ａを第３端７ｃに接続することで第４の接続状態に切り替える。

【0033】

第３の接続状態では、入力端子２０ｃから出力端子２０ｄに至る経路から比較回路６が電気的に遮断され、増幅回路５で増幅された信号が比較回路６を経由せずに出力端子２０ｄに伝達され得る。すなわち、プリアンプ２０は、スイッチ７で第３の接続状態に切り替えることにより、増幅回路５で増幅された信号を出力信号ＯＵＴとして出力可能である。

【0034】

第４の接続状態では、入力端子２０ｃから出力端子２０ｄに至る経路に比較回路６が電気的に挿入され、増幅回路５で増幅された信号が比較回路６に入力され、比較回路６で信号のレベルと閾値レベルとが比較される。そして、比較回路６で比較された結果を示す信号が出力端子２０ｄに伝達され得る。すなわち、プリアンプ２０は、スイッチ７で第４の接続状態に切り替えることにより、比較回路６の比較結果の信号を出力信号ＯＵＴとして出力可能である。

【0035】

マイクモジュール１００は、その動作モードとして、図２に示すように、第１のモード及び第２のモードを有する。図２は、マイクモジュール１００の動作モードを示す図であり、図２（ａ）が第１のモードを示し、図２（ｂ）が第２のモードを示す。

【0036】

第１のモードは、プリアンプ２０で音声処理を行う通常の動作モードであり、第２のモードは、待機状態の動作モードである。第１のモードでは、マイク１０からの信号をプリアンプ２０で音声信号として増幅するが、第２のモードでは、マイク１０からの信号に対してプリアンプ２０で所定のレベルを超えるか否かを検出する。そのため、第１のモードでは、マイク１０からの信号には音声信号としてＳＮ比を確保可能な信号強度が要求されるが、第２のモードでは、マイク１０からの信号には所定のレベルを超えるか否かを検出可能な程度の信号強度が要求される。すなわち、第２のモードでマイク１０からの信号に要求される信号強度は、第１のモードでマイク１０からの信号に要求される信号強度より小さい。

【0037】

このため、図２（ａ）に示すように、プリアンプ２０は、第１のモードにおいて、スイッチ８で第１の接続状態に切り替え、スイッチ７で第３の接続状態に切り替える。これにより、第１のモードにおいて、昇圧回路３０で昇圧された電圧がバイアス電圧としてマイク１０へ供給され、マイク１０から信号が第１のモードに応じた信号強度でプリアンプ２０へ供給され得る。また、マイク１０から信号が増幅回路５で増幅され、増幅後の信号が比較回路６を経由せずに出力端子２０ｄから後段の回路へ出力信号ＯＵＴとして出力され得る。

【0038】

図２（ｂ）に示すように、プリアンプ２０は、第２のモードにおいて、スイッチ８で第２の接続状態に切り替え、スイッチ７で第４の接続状態に切り替える。これにより、第２のモードにおいて、電源電圧ＶＤＤがバイアス電圧としてマイク１０へ供給され、マイク１０から信号が第２のモードに応じた信号強度でプリアンプ２０へ供給され得る。また、マイク１０から信号が増幅回路５で増幅され、増幅後の信号のレベルが比較回路６で閾値レベルと比較され、比較結果の信号が出力端子２０ｄから後段の回路へ出力信号ＯＵＴとして出力され得る。

【0039】

すなわち、第２のモードでは、プリアンプ２０が第１のモードより低い電圧をバイアス電圧としてマイク１０へ供給するので、プリアンプ２０の消費電力を容易に低減できる。

【0040】

第２のモードでは、昇圧回路３０で昇圧された電圧がバイアス電圧として用いられないので、昇圧回路３０を停止させることができる。このため、プリアンプ２０は、図２（ａ）に示す第１のモードにおいて、スイッチ９をオン状態に維持して昇圧回路３０を動作させ、図２（ｂ）に示す第２のモードにおいて、スイッチ９をオフ状態に維持して昇圧回路３０を停止させてもよい。これにより、第２のモードでは、第１のモードより、プリアンプ２０の消費電力を容易に低減できる。

【0041】

第２のモードでは、増幅回路５の駆動力は信号を伝送可能な程度でよい。このため、プリアンプ２０は、図２（ａ）に示す第１のモードにおいて、増幅回路５を第１の駆動力で動作させ、図２（ｂ）に示す第２のモードにおいて、増幅回路５を第２の駆動力で動作させる。第２の駆動力は、第１の駆動力より小さい駆動力である。例えば、増幅回路５が可変電流源を有する場合、プリアンプ２０は、第１のモードにおいて、可変電流源より第１の駆動電流を供給し、第２のモードにおいて、可変電流源より第１の駆動電流より低い第２の駆動電流を供給してもよい。これにより、第２のモードでは、第１のモードより、プリアンプ２０の消費電力を容易に低減できる。

【0042】

また、マイクモジュール１００は、所定の条件が成立することに応じて、第１のモード及び第２のモードの間でプリアンプ２０の動作モードを遷移させることが可能である。マイクモジュール１００は、例えば、図３に示すような動作モードの遷移を行ってもよい。図３は、マイクモジュール１００の動作を示すフローチャートである。

【0043】

マイクモジュール１００は、起動されると、第１のモードで動作する（Ｓ１）。例えば、プリアンプ２０は、マイクモジュール１００の起動時に、スイッチ８で第２の接続状態に切り替えられており、スイッチ７で第４の接続状態に切り替えられている。あるいは、プリアンプ２０は、マイクモジュール１００の起動に応じて、スイッチ８で第２の接続状態に切り替え、スイッチ７で第４の接続状態に切り替える。これにより、昇圧回路３０で昇圧された電圧がバイアス電圧としてプリアンプ２０からマイク１０へ供給され、マイク１０から信号が第１のモードに応じた信号強度でプリアンプ２０へ供給され得る。

【0044】

マイクモジュール１００は、マイク１０からの信号レベルが閾値レベル以下であるか否か判断する（Ｓ２）。閾値レベルは、マイク１０へ音声入力が行われた場合にマイク１０で発生する信号レベルの下限に対応する。マイクモジュール１００は、信号レベルが閾値レベルを超えていれば（Ｓ２でＮｏ）、処理をＳ１に戻す。

【0045】

マイクモジュール１００は、信号レベルが閾値レベル以下になると（Ｓ２でＹｅｓ）、信号レベルが継続的に閾値レベル以下である継続時間を計測する。マイクモジュール１００は、継続時間が閾値時間未満であれば（Ｓ３でＮｏ）、処理をＳ１に戻す。閾値時間は、マイク１０へ音声入力が行われていない場合に信号レベルが閾値レベル未満となる時間の下限に対応する。

【0046】

マイクモジュール１００は、継続時間が閾値時間以上となると（Ｓ３でＹｅｓ）、マイク１０へ音声入力が行われない待機状態になったとして、動作モードを第１のモードから第２のモードへ切り替える（Ｓ４）。すなわち、プリアンプ２０は、スイッチ８で第２の接続状態に切り替え、スイッチ７で第４の接続状態に切り替える。これにより、マイクモジュール１００は、第２のモードで動作し（Ｓ５）、電源電圧ＶＤＤがバイアス電圧としてプリアンプ２０からマイク１０へ供給され、マイク１０から信号が第２のモードに応じた信号強度でプリアンプ２０へ供給され得る。

【0047】

マイクモジュール１００は、マイク１０からの信号レベルが閾値レベル以下であるか否か判断する（Ｓ６）。マイクモジュール１００は、信号レベルが閾値レベル以下であれば（Ｓ６でＹｅｓ）、処理をＳ５に戻す。

【0048】

マイクモジュール１００は、信号レベルが閾値レベルを超えると（Ｓ６でＮｏ）、マイク１０へ音声入力が行われる状態になったとして、動作モードを第２のモードから第１のモードへ切り替える（Ｓ７）。すなわち、プリアンプ２０は、スイッチ８で第１の接続状態に切り替え、スイッチ７で第３の接続状態に切り替える。これにより、マイクモジュール１００は、第１のモードで動作し（Ｓ１）、昇圧回路３０で昇圧された電圧がバイアス電圧としてプリアンプ２０からマイク１０へ供給され、マイク１０から信号が第１のモードに応じた信号強度でプリアンプ２０へ供給され得る。そして、Ｓ２以降の動作が行われる。

【0049】

以上のように、本実施形態では、マイクモジュール１００のプリアンプ２０は、マイクへ供給すべきバイアス電圧を昇圧電圧と昇圧前の電源電圧ＶＤＤとで切り替え可能に構成される。例えば、プリアンプ２０で音声処理を行う第１のモードにおいて、マイクへ供給すべきバイアス電圧を昇圧電圧とし、待機状態である第２のモードにおいて、マイクへ供給すべきバイアス電圧を昇圧前の電源電圧ＶＤＤとする。これにより、動作モードに応じて、プリアンプ２０の消費電力を低減できる。

【0050】

なお、実施形態の第１の変形例として、マイクモジュール２００において、図４に示すように、プリアンプ２２０内に動作モードの遷移のためのコントロールロジック回路（制御回路）２４０が設けられていてもよい。図４は、実施形態の第１の変形例に係るマイクモジュール２００の構成を示す図である。プリアンプ２２０は、コントロールロジック回路２４０をさらに有する。コントロールロジック回路２４０は、比較回路６とスイッチ８、増幅回路５、スイッチ９、スイッチ７との間に電気的に接続される。コントロールロジック回路２４０は、タイマ２４１を有し、タイマ２４１で時間を計測可能である。コントロールロジック回路２４０は、比較回路６の比較結果の信号を受け、タイマ２４１で時間を計測したり、スイッチ８、増幅回路５、スイッチ９、スイッチ７をそれぞれ制御したりすることができる。

【0051】

コントロールロジック回路２４０は、入力ノード２４０ａがノードＮ３を介して比較回路６の出力ノード６ｂに電気的に接続される。ノードＮ３は、ラインＬ２６における比較回路６とスイッチ７との間のノードである。コントロールロジック回路２４０は、出力ノード２４０ｂが、スイッチ８の制御ノード８ｄ、スイッチ７の制御ノード７ｄ、スイッチ９の制御ノード９ｃ、増幅回路５の制御ノード５ｃに電気的に接続される。

【0052】

第１のモードにおいて、スイッチ８は、コントロールロジック回路２４０から制御ノード８ｄで受ける制御信号に応じて第１の接続状態に切り替える。スイッチ７は、コントロールロジック回路２４０から制御ノード７ｄで受ける制御信号に応じて第３の接続状態に切り替える。スイッチ９は、コントロールロジック回路２４０から制御ノード９ｃで受ける制御信号に応じてオン状態に維持される。増幅回路５は、コントロールロジック回路２４０から制御ノード５ｃで受ける制御信号に応じて第１の駆動力で動作する。

【0053】

第２のモードにおいて、スイッチ８は、コントロールロジック回路２４０から制御ノード８ｄで受ける制御信号に応じて第２の接続状態に切り替える。スイッチ７は、コントロールロジック回路２４０から制御ノード７ｄで受ける制御信号に応じて第４の接続状態に切り替える。スイッチ９は、コントロールロジック回路２４０から制御ノード９ｃで受ける制御信号に応じてオフ状態に維持される。増幅回路５は、コントロールロジック回路２４０から制御ノード５ｃで受ける制御信号に応じて第２の駆動力で動作する。

【0054】

また、コントロールロジック回路２４０は、図３に例示する動作モードの遷移の制御を行うことができる。コントロールロジック回路２４０は、第１のモードで動作する際（Ｓ１）、第１の接続状態に切り替えるようにスイッチ８を制御し、第３の接続状態に切り替えるようにスイッチ７を制御し得る。

【0055】

コントロールロジック回路２４０は、比較回路６の比較結果の信号に応じて、マイク１０からの信号レベルが閾値レベル以下であるか否か判断する（Ｓ２）。コントロールロジック回路２４０は、信号レベルが閾値レベルを超えていれば（Ｓ２でＮｏ）、処理をＳ１に戻す。コントロールロジック回路２４０は、信号レベルが閾値レベル以下になると（Ｓ２でＹｅｓ）、信号レベルが継続的に閾値レベル以下である継続時間をタイマ２４１で計測する。コントロールロジック回路２４０は、継続時間が閾値時間未満であれば（Ｓ３でＮｏ）、処理をＳ１に戻す。コントロールロジック回路２４０は、継続時間が閾値時間以上となると（Ｓ３でＹｅｓ）、動作モードを第１のモードから第２のモードへ切り替える（Ｓ４）。すなわち、コントロールロジック回路２４０は、第２の接続状態に切り替えるようにスイッチ８を制御し、第４の接続状態に切り替えるようにスイッチ７を制御する。これにより、マイクモジュール２００は、第２のモードで動作する（Ｓ５）。

【0056】

コントロールロジック回路２４０は、比較回路６の比較結果の信号に応じて、マイク１０からの信号レベルが閾値レベル以下であるか否か判断する（Ｓ６）。コントロールロジック回路２４０は、信号レベルが閾値レベル以下であれば（Ｓ６でＹｅｓ）、処理をＳ５に戻す。コントロールロジック回路２４０は、信号レベルが閾値レベルを超えると（Ｓ６でＮｏ）、動作モードを第２のモードから第１のモードへ切り替える（Ｓ７）。すなわち、コントロールロジック回路２４０は、第１の接続状態に切り替えるようにスイッチ８を制御し、第３の接続状態に切り替えるようにスイッチ７を制御する。

【0057】

このように、マイクモジュール２００において、動作モードの遷移のための制御がプリアンプ２０内で行われる。これにより、動作モードに応じてプリアンプ２０の後段で動作させる回路を制限できる。この結果、マイクモジュール２００全体として、動作モードに応じて消費電力を低減できる。

【0058】

あるいは、実施形態の第２の変形例として、マイクモジュール３００において、プリアンプ３２０は、図５に示すように、スイッチ７が省略された構成であってもよい。図５は、実施形態の第２の変形例に係るマイクモジュール３００の構成を示す図である。プリアンプ３２０は、スイッチ７（図４参照）が省略され、出力端子２０ｆをさらに有する。出力端子２０ｆは、ラインＬ２６を介して比較回路６の出力ノード６ｂに電気的に接続される。これにより、プリアンプ３２０は、第１のモード及び第２のモードのそれぞれにおいて、比較回路６の比較結果の信号ＤＥＴＥＣＴを後段の回路へ出力できる。

【0059】

このように、マイクモジュール３００において、プリアンプ３２０はスイッチ７が省略された構成である。これにより、スイッチ７を動作させるための電力を削減できるので、プリアンプ２０の消費電力をさらに低減できる。

【0060】

あるいは、実施形態の第３の変形例として、マイクモジュール４００において、図６に示すように、プリアンプ４２０の後段に動作モードの遷移のためのコントロールロジック回路（制御回路）２４０が設けられていてもよい。図６は、実施形態の第３の変形例に係るマイクモジュール４００の構成を示す図である。

【0061】

マイクモジュール４００は、マイク１０及びプリアンプ４２０に加えて、ＡＳＩＣ回路ブロック４５０、信号処理回路（Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）ブロック４６０を有する。プリアンプ４２０は、図５に示す構成に対して、コントロールロジック回路２４０が省略され、入力端子２０ｇをさらに有する。入力端子２０ｇは、制御信号を受けるための制御端子であり、スイッチ８の制御ノード８ｄ、スイッチ９の制御ノード９ｃ、増幅回路５の制御ノード５ｃに電気的に接続される。

【0062】

ＡＳＩＣ回路ブロック４５０は、入力端子４５０ａ、入力端子４５０ｂ、出力端子４５０ｃ、出力端子４５０ｄ、アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）回路４５１、及びコントロールロジック回路２４０を有する。入力端子４５０ａは、プリアンプ４２０の出力端子２０ｆに電気的に接続され、比較回路６の比較結果の信号ＤＥＴＥＣＴを受ける。入力端子４５０ｂは、プリアンプ４２０の出力端子２０ｄに電気的に接続され、増幅回路５で増幅された信号ＯＵＴを受ける。アナログデジタルコンバータ回路４５１は、入力ノード４５１ａが入力端子４５０ｂに電気的に接続され、出力ノード４５１ｂがコントロールロジック回路２４０の入力ノード２４０ｃと出力端子４５０ｄとに電気的に接続されている。出力端子４５０ｄは、信号処理回路ブロック４６０の入力端子４６０ｂに電気的に接続される。これにより、増幅回路５で増幅された信号ＯＵＴ（アナログ信号）がアナログデジタルコンバータ回路４５１でデジタル信号に変換され、デジタル信号が信号処理回路ブロック４６０で信号処理され得る。

【0063】

コントロールロジック回路２４０は、入力ノード２４０ａが入力端子４５０ａに接続され、出力ノード２４０ｂが出力端子４５０ｃに電気的に接続される。出力端子４５０ｃは、プリアンプ４２０の入力端子２０ｇと信号処理回路ブロック４６０の入力端子４６０ａとに電気的に接続される。

【0064】

第１のモードにおいて、スイッチ８は、コントロールロジック回路２４０から出力端子４５０ｃ及び入力端子２０ｇを介して制御ノード８ｄで受ける制御信号に応じて第１の接続状態に切り替える。スイッチ９は、コントロールロジック回路２４０から出力端子４５０ｃ及び入力端子２０ｇを介して制御ノード９ｃで受ける制御信号に応じてオン状態に維持される。増幅回路５は、コントロールロジック回路２４０から出力端子４５０ｃ及び入力端子２０ｇを介して制御ノード５ｃで受ける制御信号に応じて第１の駆動力で動作する。

【0065】

第２のモードにおいて、スイッチ８は、コントロールロジック回路２４０から出力端子４５０ｃ及び入力端子２０ｇを介して制御ノード８ｄで受ける制御信号に応じて第２の接続状態に切り替える。スイッチ９は、コントロールロジック回路２４０から出力端子４５０ｃ及び入力端子２０ｇを介して制御ノード９ｃで受ける制御信号に応じてオフ状態に維持される。増幅回路５は、コントロールロジック回路２４０から出力端子４５０ｃ及び入力端子２０ｇを介して制御ノード５ｃで受ける制御信号に応じて第２の駆動力で動作する。

【0066】

また、コントロールロジック回路２４０は、図３に例示する動作モードの遷移の制御を行うことができる点は、第１の変形例と同様である。

【0067】

このように、マイクモジュール４００において、動作モードの遷移のための制御がプリアンプ４２０の後段で行われる。これにより、動作モードに応じてプリアンプ２０で動作させる回路を制限できる。この結果、マイクモジュール４００全体として、動作モードに応じて消費電力を低減できる。

【0068】

以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上記新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0069】

５ 増幅回路
６ 比較回路
７ スイッチ
８ スイッチ
９ スイッチ
１０ マイク
２０，２２０，３２０，４２０ プリアンプ
３０ 昇圧回路
１００，２００，３００，４００ マイクモジュール
２４０ コントロールロジック回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】