CN106034276A - 音频感测器件及用于获取关于音频信号的频域信息的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了具有共振器阵列的音频感测器件以及利用该音频感测器件获得关于音频信号的频域信息的方法。音频感测器件包括：基板，具有形成在其中的空腔；膜，提供在基板上并覆盖空腔；以及多个共振器，提供在膜上并分别感测不同频带的声音频率。

Description

音频感测器件及用于获取关于音频信号的频域信息的装置
技术领域
按照示范性实施例的装置和方法涉及音频感测(audio sensing)，更具体地，涉及具有共振器阵列的音频感测器件(audio sensing device)以及利用该音频感测器件获取频率信息的方法。
背景技术
声音的频域信息可以在诸如移动电话、计算机、家用电器、汽车等的环境中被分析。通常，音频信号(audio signal)的频域信息在音频信号输入到话筒(microphone)时获得。音频信号可以具有宽频带特性，并可以经过模拟数字转换器(ADC)且进行傅里叶变换。然而，因为傅里叶变换是复杂且繁重的，所以该频率信息获取方法需要大量的计算。
在移动电话、计算机、家用电器、汽车、智能家居等中，音频接收器应当总是处于用于执行声音命令的就绪状态。此外，为了分辨高级信息，声音频域信息应当被连续地分析。此外，为了将说话者的音频信号与周围噪声分离，可以利用关于该噪声的频率特性。当周围噪声被连续地分析并被存储在数据库中时，可以被有效地消除噪声。周围噪声的分析可以用于帮助识别动作的位置和类型。为此，可以一直监测关于周围噪声的频域信息。
为此，会需要具有低功率和快响应速度并能够以始终就绪状态来监测频域信息的方案。通常，具有宽频带特性的音频信号的频域信息在该音频信号被输入到话筒、经过模拟-数字转换器(ADC)并进行傅里叶变换时获得。然而，频率信息获取方法由于傅里叶变换而需要大量的计算，这是繁重的。鉴于功率管理，在上述方法中一直监测频域信息不是优选的。
发明内容
示范性实施例克服上述缺点以及其它没有在上面描述的缺点。此外，示范性实施例不要求克服上面描述的缺点，示范性实施例可以不克服上面描述的任何问题。
一个或多个示范性实施例提供一种具有共振器阵列的音频感测器件以及利用该音频感测器件获取频率信息的方法。
额外的方面将在以下的描述中被部分地阐述，并将部分地从该描述而显然，或者可以通过实践给出的示范性实施例而掌握。
根据示范性实施例的方法，提供一种音频感测器件，其包括：基板，具有形成在其中的空腔；膜，提供在基板上并覆盖空腔；以及多个共振器，提供在膜上并分别配置为感测不同频带的声音频率。
多个共振器可以设置在空腔内部并且空腔的内部保持在真空状态。空腔内部中的真空度小于或等于100Torr。多个共振器一维或二维地布置在膜上。多个共振器的数量可以在几十至几千的范围内。
多个共振器的每个可以包括提供在膜上的第一电极以及固定地提供在膜上并与第一电极间隔开的第二电极。第一电极可以是公共电极。第一绝缘层可以提供在膜和第一电极之间。第二绝缘层可以插设在第一电极和第二电极之间并可以提供在第一电极和第二电极中的一个上。第二电极的一端或相反的两端可以固定在膜上。第一和第二电极可以包括导电材料。
多个共振器的每个可以包括固定地提供在膜上的第一电极、与第一电极间隔开的第二电极以及提供在第一和第二电极之间的压电层。第一电极的一端或相反的两端可以固定在膜上。绝缘层可以提供在膜和第一电极之间。压电层可以包括ZnO、SnO、锆钛酸铅(PZT)、ZnSnO3、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚(偏二氟乙烯-三氟乙烯)(P(VDF-TrFE))、AlN和铌镁酸铅-钛酸铅(PMN-PT)中的至少一个。
第一和第二电极可以包括导电材料。多个共振器中的至少两个可以感测相同的频带的频率。基板可以包括硅。膜可以包括硅、硅氧化物、硅氮化物、金属和聚合物中的至少一个。
要被感测的声音频带可以通过改变多个共振器的尺寸来调整。膜可以配置为接收可听频率范围或超声波范围的输入音频信号。
根据另一个示范性实施例的方面，提供一种音频感测器件，包括：膜，配置为响应于声音而振动；以及多个共振器，提供在膜上并分别配置为感测声音的不同的频带。
多个共振器可以设置在真空状态。
多个共振器的每个可以包括提供在膜上的第一电极以及固定地提供在膜上并与第一电极间隔开的第二电极。第一电极可以是公共电极。第一绝缘层可以提供在膜和第一电极之间。用于在第一电极与第二电极之间绝缘的第二绝缘层可以提供在第一电极和第二电极中的至少一个上。第二电极的一端或相反的两端可以固定在膜上。第一和第二电极可以包括导电材料。
多个共振器的每个可以包括固定地提供在膜上的第一电极、与第一电极间隔开的第二电极以及提供在第一和第二电极之间的压电层。第一电极的一端或相反的两端可以固定在膜上。绝缘层可以提供在膜和第一电极之间。压电层可以包括ZnO、SnO、PZT、ZnSnO3、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚(偏二氟乙烯-三氟乙烯)(P(VDF-TrFE))、AlN和PMN-PT中的至少一个。
多个共振器中的至少两个可以感测相同的频带的频率。基板可以包括硅。膜可以包括硅、硅氧化物、硅氮化物、金属和聚合物中的至少一个。要被感测的声音频带可以能够通过改变多个共振器的尺寸来调整。
附图说明
从以下结合附图对示范性实施例的描述，以上和/或其它方面将变得明显并更易于理解，附图中：
图1是根据示范性实施例的音频感测器件的透视图；
图2是根据示范性实施例的图1的音频感测器件的基板的透视图；
图3是根据示范性实施例的膜(membrane)的透视图，在该膜上提供图1的音频感测器件的共振器；
图4是根据示范性实施例的图3的示例的放大图；
图5是示出根据示范性实施例的提供在图1的音频感测器件中的膜上的共振器的阵列的平面图；
图6是根据示范性实施例的图1的音频感测器件的截面图；
图7是示出根据示范性实施例的图1的音频感测器件的操作的视图；
图8A至8E是示出根据示范性实施例的布置在膜上的共振器阵列的各种变形示例的平面图；
图9是根据另一个示范性实施例的共振器的截面图；
图10是根据另一个示范性实施例的共振器的截面图；
图11是根据另一个示范性实施例的共振器的截面图；
图12是根据另一个示范性实施例的共振器的截面图；
图13是根据另一个示范性实施例的共振器的截面图；
图14A和14B是示出根据示范性实施例，在图1的音频感测器件中当共振器的环境压力分别被设为约760Torr和约100mTorr时共振器的表现的图形；
图15A至15D是示出根据示范性实施例，在图1的音频感测器件中根据每个共振器的长度变化的共振器的表现(behavior)的图形；
图16A和16B是分别示出根据示范性实施例，在图1的音频感测器件中在增益调节(gain adjustment)之前和之后共振器的表现的图形；
图17A至17C是示出根据示范性实施例，在图1的音频感测器件中具有相等间隔的共振频率的共振器的表现的图形；
图18A至18E是示出根据示范性实施例，在图1的音频感测器件中具有不等间隔的共振频率的共振器的表现的图形；
图19A至19C是示出根据示范性实施例，在图1的音频感测器件中根据共振器的环境压力的共振器的表现的图形；
图19D是示出根据示范性实施例的图19A至19C的共振器当中的带宽比较的结果的图形；以及
图20是示出利用根据示范性实施例的音频感测器件获得频率的方法的示意图。
具体实施方式
现在将参照示范性实施例，其示例在附图中示出，其中同样的附图标记始终指代同样的元件，并且为了说明的方便和清晰，附图中示出的每个层的厚度或尺寸可以被夸大或缩小。在这点上，一个或多个示范性实施例可以具有不同的形式，而不应被解释为限于这里阐述的描述。
因此，以下通过参照附图描述了示范性实施例以说明本说明书的各方面。在下面的描述中，当一层被描述为存在于另一层上时，该层可以直接存在于该另一层上或其它层可以插设在两者之间。此外，因为在下面的实施例中形成每个层的材料是示范性的，所以可以使用其它的材料。当在这里使用时，术语“和/或”包括一个或多个所列相关项目的任意和所有组合。诸如“...中的至少一个”的表述，当在一列元件之后时，修饰整列元件，而不修饰该列中的个别元件。
根据这里提供的示范性实施例，多个共振器被提供在音频感测器件中并选择性地感测预定频带的声音频率。因此，可以容易地获得关于在外部输入的音频信号的频域信息。根据一个或多个示范性实施例，因为除去了耗费大量电力的傅里叶变换过程并且这样的傅里叶变换功能通过具有机械结构的共振器阵列来体现，所以可以极大地降低功率消耗。
此外，因为信号直接响应外部音频信号被输出，所以频域信息可以被快速获得。因此，音频信号的频域信息可以在始终就绪状态下利用低功率被快速地实时监测。此外，可以有效地除去附近产生的噪声。
图1是根据示范性实施例的图1的音频感测器件100的透视图。图2是根据示范性实施例的图1的音频感测器件100的基板的透视图。图3是根据示范性实施例的膜(membrane)的透视图，其中该膜上设置图1的音频感测器件的共振器(resonator)。图4是根据示范性实施例的图3的一部分的放大图。
参照图1至4，音频感测器件100包括基板110、膜120以及多个共振器130。例如硅基板可以被用作基板110。然而，示范性实施例不限于此，应当理解，基板110可以包括各种其它材料。空腔110a(图2中示出)以预定深度形成在基板110的表面中。
膜120(图1所示)设置在基板110的一个表面处以覆盖空腔110a。例如，空腔110a的内部可以保持在真空状态。空腔110a的内部的真空状态可以保持在低于大气压力的压力，例如在等于或小于约100Torr的真空度，尤其在等于或小于约1000mTorr的真空度，但是示范性实施例不限于此。膜120可以包括例如硅、硅氧化物、硅氮化物、金属、聚合物或类似物中的一种或多种。然而，这些材料是示范性的，应当理解，膜120可以包括各种其它材料。
膜120可以接收宽频带的音频信号。例如，膜120可以接收在从约20Hz～约20kHz的可听频率范围内的音频信号。作为另一示例，膜120可以接收在约20kHz或更高的超音频范围内的音频信号或在约20Hz或更低的亚音频范围内的音频信号。
共振器130布置在膜120的表面上并可以具有预定形状。在图1的示例中，共振器130设置在膜120的接触形成在基板110中的空腔110a的内表面上，并设置在保持真空状态的空腔110a的内部。根据各种实施例，如果共振器130的周围环境保持在真空状态，则可以改善共振器130的品质因子(Q因子)。
共振器130可以感测具有不同带宽的声音频率。例如，共振器130可以在膜120上具有不同的尺寸。也就是，共振器130可以被提供在膜120上使得它们具有不同的长度、宽度和/或厚度。尽管提供在膜120上的共振器130的数目可以例如为几十至几千，但是示范性实施例不限于此，共振器130的数目可以根据设计条件而被不同地改变。绝缘层可以进一步形成在膜120的其上设置共振器130的内表面上。当膜120包括导电材料时，绝缘层可以用于使膜120和共振器130绝缘。
每个共振器130可以是静电共振器。参照图3和4的示例，第一电极131设置在膜120的内表面上，而具有不同长度的多个第二电极132被提供并与第一电极131间隔开。每个第二电极132的相反两端被固定在膜120的内表面上。每个共振器130包括彼此间隔开的第一电极131和第二电极132。第一电极131和第二电极132可以包括导电材料，例如具有优良的电导率的金属。然而，示范性实施例不限于此。例如，第一电极131和第二电极132可以包括透明导电材料诸如铟锡氧化物(ITO)。
第一电极131可以设置在膜120的面对空腔110a的内表面上。第一电极131可以是如图3和图4所示的公共电极。作为另一个示例，第一电极131可以是被设置为对应于每个第二电极132的单独的电极。第二电极132与第一电极131间隔开，并且具有固定在膜120的内表面上的相反两端。第二电极132可以每个具有约几微米或更小的宽度、几微米或更小的厚度以及几毫米或更小的长度。作为示例，具有以上精细尺寸的共振器130可以通过微机电系统(MEMS)制造。
在具有以上结构的静电预定共振器(electro-static predeterminedresonator)130中，第二电极132随着膜120的移动而振动。在此示例中，第一电极131和第二电极132之间的间隔改变，第一电极131和第二电极132之间的电容可以相应地变化。电信号可以根据电容的变化被从第一电极131和第二电极132感测到。结果，预定共振器130可以感测特定范围的声音频率。例如，能够被预定共振器130感测的频率范围可以由对应于预定共振器130的长度的第二电极132的长度来确定。
图1的音频感测器件100可以通过在真空状态下将其中形成有空腔110a的基板110和其上形成有共振器130的膜120接合而制造。真空状态可以在等于或小于约100Torr的真空度，例如如上所述的约1000mTorr。膜120的其中布置共振器130的表面可以被接合到基板110的其中形成空腔110a的表面。因此，共振器130可以设置在空腔110a内部。例如，当基板110和膜120二者均由硅形成时，基板110和膜120可以通过硅直接键合(silicondirect bonding，SDB)而接合到彼此。作为另一示例，当基板110和膜120由不同的材料形成时，基板110和膜120的接合可以通过例如粘合剂接合来进行。然而，示范性实施例不限于此，基板110和膜120可以通过各种其它的接合方法而接合到彼此。
图5是示出根据示范性实施例在图1的音频感测器件100中设置在膜120上的共振器130的阵列的平面图。
参照图5，共振器130被二维地布置在膜120上。在此示例中，共振器130沿着彼此平行并彼此相反的第一方向L1和第二方向L2布置在膜120上。此外，共振器130具有彼此不同的长度并布置为使得共振器130的长度在第一方向L1和第二方向L2上减小。具体地，第一多个共振器130沿着第一方向L1布置在膜120上且其中的共振器130的长度沿着第一方向L1减小，第二多个共振器130沿着第二方向L2布置在膜120上且共振器130的长度沿着第二方向L2上减小，第一多个共振器130和第二多个共振器130可以一一对应地设置，且第一多个共振器130中最长的共振器和最短的共振器的长度可以分别与第二多个共振器130中最长的共振器的长度和最短的共振器的长度相同。然而，这仅是一个示例，共振器130可以以不同方式一维、二维或三维地布置在膜120上。
图6是根据示范性实施例的图1的音频感测器件100的截面图。在图6中，附图标记130i和132i分别表示布置在膜120上的共振器130中的第i个共振器和第i个第二电极，附图标记130j和132j分别表示第j个共振器和第j个第二电极。第i个共振器130i具有比第j个共振器130j的长度长的长度。
在图6的音频感测器件100中，当外部音频信号被输入到膜120时，膜120响应于所输入的音频信号而振动。膜120可以接收宽频带的音频信号。例如，膜120可以接收在约20Hz～约20kHz之间的可听频率范围的音频信号。作为另一示例，膜120可以接收具有约20kHz或更高的超音频范围的音频信号或具有在约20Hz或更低的亚音频范围内的音频信号。
当膜120响应于所输入的音频信号而振动时，布置在膜120上的共振器130振动。例如，每个第二电极132以对应于膜120的移动的预定频率振动。因此，具有彼此不同长度的共振器130可以感测不同频带的声音频率。如图6所示，因为第i个共振器130i具有比第j个共振器130j长的长度，所以第i个共振器130i在比第j个共振器130j低的频率振动。因此，第i个共振器130i可以感测音频信号当中的第一范围的声音频率，第j个共振器130j可以感测音频信号当中的比第一范围高的第二范围的声音频率。因此，当具有不同长度的共振器130布置在膜120上时，每个共振器130可以选择性地感测与每个共振器130相应的范围的声音频率。
图7是示出根据示范性实施例的音频感测器件100的操作的视图。
参照图7，膜120在预定音频信号被输入时振动，布置在膜120上的共振器130随着膜120的振动而振动。膜120可以在与输入的音频信号相应的相对宽频带的频率振动，每个共振器130可以在关于该宽频带的相对窄的频带的共振频率振动。因此，每个共振器130可以选择性地感测彼此不同的频带的声音频率。输入到膜120的音频信号的频域信息可以通过分析被选择性地感测的不同频带的声音频率而获得。
例如，音频感测器件100可以仅感测膜120的振动，宽频带的音频信号信息可以另外地或独立地获得。在此示例中，压电方法可以用作仅感测膜120的振动的方法。如图6所示，膜120可以提供有压电器件140，压电器件140包括两个电极141和143以及插设在两个电极141和143之间的压电元件142。当膜120振动时，压电元件142变形，因此，仅膜120的振动可以被感测。作为另一示例，膜120的振动可以利用电容方法来感测。通过感测膜120的振动获得的信号仅是将被输入到膜120的声音恢复为原样的音频信号，如图6所示。通过仅感测膜120的振动而获得的信号可以提供关于原音频信号的基本信息，像一般的音频传感器诸如话筒的输出一样。因此，音频感测器件100可以不仅利用共振器130获得关于不同频带的声音频率的信息，而且仅利用膜120的振动获得关于原音频信号的信息。
根据示范性实施例的音频感测器件100，因为除去了耗费大量电力的傅里叶变换过程，所以可以极大地降低功率消耗。替代地，这样的傅里叶变换功能通过允许功耗被极大地减少的机械结构的共振器阵列来实现。因此，音频信号的频域信息可以通过始终处于就绪状态下的利用低功率且具有快响应速度的音频感测器件100来监测。此外，因为能够感测各种频带的频率的共振器通过微机电系统(MEMS)工艺被制造为非常小，所以共振器可以被集成在小的区域中。
在以上描述的示范性实施例中，共振器130布置在膜120上并具有彼此不同的长度。然而，音频感测器件不限于此，共振器130中的一些可以具有相同的长度。例如，每对共振器可以具有相同的长度，因此，发送预定频带的声音频率的灵敏度可以被改善或以别的方式增大。
此外，一个或多个示范性实施例，共振器130的尺寸当中的长度可以改变从而实现不同频带的声音频率的感测。作为另一示例，可以改变共振器的宽度和/或厚度以实现不同频带的声音频率的感测。换句话说，能够感测不同频带的声音频率的共振器可以通过改变布置在膜120上的每个共振器130的长度、宽度和厚度中的至少一个而实现。尽管共振器130接收的频带由根据共振器130的尺寸确定的共振频率和Q值来确定，但是该频率的信号幅度可以根据共振器在膜120上的位置而改变。
图8A至8E是示出根据示范性实施例的布置在膜120上的共振器130的阵列的各种示例的平面图。
参照图8A，共振器130被二维地布置在膜120上。例如，共振器130布置为使得共振器130的长度在彼此垂直的第一方向L1和第二方向L2上减小。具体地，第一多个共振器130沿着第一方向L1布置在膜120上且其中的共振器130的长度沿着第一方向L1减小，第二多个共振器130沿着第二方向L2布置在膜120上且共振器130的长度沿着第二方向L2上减小，第一多个共振器130和第二多个共振器130可以一一对应地设置，且第一多个共振器130中最长的共振器和最短的共振器的长度可以分别与第二多个共振器130中最长的共振器的长度和最短的共振器的长度相同。
参照图8B，共振器130一维地布置在膜120上，使得共振器130的长度在第一方向L1上减小。例如，共振器130可以在第一方向L1上成指数地(exponentially)减小。
参照图8C，共振器130关于膜120在第二方向L2上的中心线对称地布置在膜120上，使得共振器130的长度在第一方向L1上减小。在此示例中，共振器130的长度可以从其顶部和底部成指数地减小。
参照图8D，共振器130一维地布置在膜120上，使得共振器130的长度在第一方向L1上增大然后减小。换句话说，共振器130以集中的形式布置在膜120上。在此示例中，共振器130的长度可以从最左边的共振器130向中央的共振器130成指数地增大，然后从中央的共振器130向最右边的共振器130成指数地减小。
参照图8E，共振器130一维地布置在膜120上，使得共振器130的长度在第一方向L1上减小然后增大。换句话说，共振器130以被分配到左边和右边的形式布置在膜120上。在此示例中，共振器130的长度可以从最左边的共振器130向中央的共振器130成指数地减小，然后从中央的共振器130向最右边的共振器130成指数地增大。
应当理解，图8A-8E中共振器130的布置仅是示范的。还应该理解，在一个或多个示范性实施例中，共振器130可以以一维、二维或三维的各种形式布置在膜120上。共振器130可以全部具有不同的长度或共振器130中的一些可以具有相同的长度。此外，每个共振器130的宽度和/或厚度可以被不同地改变。也就是说，共振器130的长度、宽度和厚度中的一种或多种可以改变。此外，共振器130的位置可以改变。
图9是根据示范性实施例的共振器230的截面图。
参照图9，共振器230可以是设置在膜120上的静电共振器。在此示例中，第一绝缘层121进一步形成在膜120的设置共振器230的内表面上。当膜120包括导电材料时，第一绝缘层121可以使膜120与共振器230绝缘。因此，当膜120由绝缘材料形成时，可以不包括第一绝缘层121。
共振器230可以包括彼此间隔开的第一和第二电极231和232以及设置在第二电极232的面对第一电极231的表面上的第二绝缘层233。第二绝缘层233防止第一电极231和第二电极232彼此电接触。虽然图9示范地示出其中第二绝缘层233仅形成在第二电极232上的示例，但是第二绝缘层可以形成在第一电极231上或形成在第一和第二电极231和232两者上。此外，共振器230可以通过MEMS工艺被制造为精细的尺寸。
图10是根据另一示范性实施例的共振器330的截面图。
参照图10，共振器330可以是设置在膜120上的静电共振器。在此示例中，绝缘层121'形成在膜120的设置共振器330的内表面上。第二电极332的与第一电极331间隔开的一端被固定在膜120上，第二电极332的另一端与第一电极331间隔开而没有被固定到膜120上。
图11是根据另一示范性实施例的共振器430的截面图。在图11的共振器430中，与图9的共振器230不同，第二电极432的一端和第二绝缘层433的一端被固定到膜120，它们各自的另一端与第一电极431间隔开而没有被固定在膜120上。
图12是根据另一示范性实施例的共振器530的截面图。参照图12，共振器530可以是设置在膜120上的压电共振器。
在此示例中，共振器530包括彼此间隔开的第一和第二电极531和532以及设置在第一和第二电极531和532之间的压电层533。第一电极531的相反两端被固定到膜120的内表面上，第一电极531的中央部分与膜120间隔开。压电层533包括可通过变形产生电能的压电材料。例如，压电层533可以包括ZnO、SnO、PZT、ZnSnO3、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚(偏二氟乙烯-三氟乙烯)(P(VDF-TrFE))、AlN或PMN-PT。然而，示范性实施例不限于此，压电层533可以包括各种其它压电材料。
在压电共振器型的共振器530中，当共振器530随着膜120的移动而振动时，设置在第一电极531和第二电极532之间的压电层533可以变形。响应于压电层533被变形，可以从第一电极531和第二电极532感测到电信号。因此，共振器530可以选择性地感测特定频带的声音频率。此外，共振器530可感测的频带可以通过调整共振器530的长度、宽度和厚度中的至少之一来调整。
图13是根据另一示范性实施例的共振器630的截面图。在图13的共振器630中，与图12的共振器530不同，第一电极631、第二电极632和压电层633的一端被固定到膜120，它们各自的另一端与膜120间隔开而没有被固定在膜120上。
图14A和14B是示出根据示范性实施例，在图1的音频感测器件100中共振器130根据环境压力的表现的图形。例如，图14A示出在图1的音频感测器件100中当共振器130的环境压力被设定为约760Torr(1大气压)时共振器130的表现。图14B示出当共振器130的环境压力被设定为约100mTorr时共振器130的表现。
参照图14A，当共振器130的环境压力被设定为约760Torr(1大气压)时，共振器130由于大的阻尼几乎不具有对于输入到膜120的音频信号的频率分辨率。参照图14B，当共振器130的环境压力被设定为约100mTorr时，共振器130的Q因子被改善并且输入到膜120的音频信号可以分离成多个具有特定带宽的频率。因而，在根据本示范性实施例的音频感测器件100中，为了选择性地感测不同频带的频率，空腔110a的其中设置共振器130的内部可以保持在低于大气压力的真空状态。例如，形成在基板110中的空腔110a的内部可以保持在约100Torr或更低的压力。作为非限制性的示例，空腔110a的内部可以保持在约1000mTorr或更低的压力。然而，本示范性实施例不限于此。
图15A至15D是示出在图1的音频感测器件100中共振器130根据共振器130的长度变化的表现的图形。
图15A和15B示出图1的音频感测器件100的共振器130的长度的变化。Y轴上的梁长度(beam length)表示每个共振器130的长度。当共振器130具有如图15A所示的线性形状的恒定长度变化时，共振器130的表现可以为如图15C所示。作为另一示例，当共振器130具有如图15B所示的弯曲形状的不一致的长度变化时，共振器130的表现如图15D所示。图15C和15D示出在其中环境压力被设定为约100mTorr的示例中共振器的表现。
参照图15C，具有如图15A所示的形状的长度变化的共振器130不具有以恒定间隔彼此间隔开的共振频率。相反，参照图15D，具有如图15B所示的形状的长度变化的共振器130具有以恒定间隔彼此间隔开的共振频率。因此，共振频率之间的间隔可以通过改变共振器130的长度而以各种方式诸如等间隔、成几何级数增减的间隔(geometric interval)、谐波间隔(harmonicinterval)等来调整。
图16A和16B是分别示出在图1的音频感测器件100中在增益调节之前和之后共振器130的表现的图形。例如，图16A示出在增益调节之前共振器130的表现，图16B示出在增益调节之后共振器130的表现。
如图16A所示，在增益调节之前，共振器130可以具有在相应的共振频率具有不同幅度的信号，但是在增益调节之后，共振器130可以输出在相应的共振频率具有相同幅度的信号，如图16B所示。因此，在共振器130的共振频率的输出信号的幅度可以通过增益调节而被调整为相同。
图17A示出在图1的音频感测器件100中具有相等间隔的共振频率的共振器130的表现。例如，图17A示出其中六十四(64)个共振器130布置为使得共振频率在约500Hz～约20kHz之间具有相等间隔的示例。共振器130的环境压力为约100mTorr，每个共振器130的宽度和厚度，例如每个第二电极132的宽度和厚度，分别为约5μm和约0.5μm。共振器130的长度，例如第二电极132的长度，可以为约0.2mm～约0.8mm。在共振器130中，第一电极131和第二电极132之间的间隙被设定为约0.5μm。
图17B示出图17A的共振器130的长度的变化，图17C示出图17A的共振器130的Q因子的变化。在图17B中，梁长度表示每个共振器130的长度，例如每个第二电极132的长度。当共振器130具有如图17B所示的长度变化和如图17C所示的Q因子变化时，共振频率可以以如图17A所示的恒定间隔布置并且带宽可以保持为恒定。
图18A示出根据示范性实施例在图1的音频感测器件100中具有不等间隔的共振频率的共振器130的表现。例如，图18A示出其中四十五(45)个共振器130被布置为使得共振频率在约300Hz～约20kHz之间具有不相等的间隔例如伽玛调(gamma-tone)形状的示例。在此示例中，共振器130的环境压力被设定为约100mTorr，共振器130的厚度被设定为0.5μm。每个共振器130的长度被设定为约0.2mm～约0.8mm，每个共振器130的宽度被设定为约2.5μm～约25μm。此外，在共振器130中，第一电极131和第二电极132之间的间隙被设定为约0.5μm。
图18B和18C分别示出图18A的共振器130的长度变化和宽度变化。在这些示例中，梁长度和梁宽度(beam width)表示每个共振器130的长度和宽度，例如每个第二电极132的长度和宽度。图18D示出图18A的共振器130的Q因子的变化的示例。图18E示出图18A的每个共振器130的带宽的示例。
在图18D中，共振器130具有恒定Q因子并且共振频率以不相等的间隔布置，例如布置为伽玛风格形状，当共振器130具有如图18B和18C所示的长度变化和宽度变化时。此外，共振频率的带宽随着共振频率之间的间隔增大而逐渐地增大，如图18E所示。
图19A至19C是示出根据示范性实施例在图1的音频感测器件100中根据共振器130的环境压力的共振器130的表现的图形。
图19A至19C示出在增益调节之后共振器130的表现。例如，图19A示出在音频感测器件100中当共振器130的环境压力为约10mTorr时共振器130的表现。图19B示出当共振器130的环境压力为约100mTorr时共振器130的表现。图19C示出当共振器130的环境压力为约1000mTorr时共振器130的表现。图19D是示出图19A至19C的共振器之间的带宽比较的结果的图形。
参照图19D，共振器130的频带宽度在环境压力为约1000mTorr时最大，如图19C所示，并且共振器130的频带宽度在环境压力为约10mTorr时最小，如图19A所示。因此，共振器130的频带宽度随着环境压力减小而减小。换句话说，共振器130的Q因子随着环境压力减小而增大。因此，共振器130的频率选择性可以随着环境压力减小而增强。
图14A至19D中示出的上述频率表现是作为模拟音频感测器件100的结果的非限制性示例，并且将获得关于音频信号的信息的方法描述为当预定频带的音频信号被输入到膜120时共振器130选择性地感测彼此不同的频带的频率。
如上所述，在一个或多个示范性实施例中，关于宽频带的音频信号的信息可以通过仅感测膜120的振动而另外或独立地获得。通过仅感测膜120的振动获得的信号可以是将输入到膜120的声音恢复为原样的音频信号，如图6所示。通过仅感测膜120的振动获得的信号可以提供关于原音频信号的基本信息，像一般的音频感测器件诸如话筒的输出一样。
现在将参照图20描述利用以上描述的音频感测器件获得关于音频信号的频域信息的方法。
参照图20，当预定的音频信号被输入到音频感测器件100时，图1的每个共振器130选择性地感测预定频带的频率。接下来，被共振器130选择性地感测的不同频带的频率通过例如模拟数字转换器(ADC)800归一化。然而，在此示例中，ADC 800不需要通过傅里叶变换将音频信号分离成多个不同的频带，因为多个共振器已经感测了多个不同频带的频率。相反，在信号从模拟信号转变成数字信号之前，不同的频带被音频感测器件100感测。
谱图(spectrogram)900利用归一化的频率信息获得，因此，可以获得关于输入到音频感测器件100的音频信号的频域信息。尽管在以上描述中描述了仅设置在膜120上的共振器130选择性地感测预定频带的频率的情形，但是可以增加通过仅感测由输入的音频信号产生的膜120的振动而采集关于宽频带的音频信号的信息的过程。例如，压电型感测可以用作用于仅感测膜120的振动的方法。然而，示范性实施例不限于此，电容型感测可以用作另一示例。此外，关于输入到音频感测器件100的音频信号的信息可以通过仅感测膜120的振动而被独立地采集。
根据以上示范性实施例，设置在音频感测器件中的多个共振器可以选择性地感测预定频带的声音频率，可以容易地获得关于在外部输入的音频信号的频域信息。在以上音频感测器件中，因为除去了耗费大量电力的傅里叶变换过程并且这样的傅里叶变换功能通过机械结构的共振器阵列来体现，所以可以极大地降低功率消耗。此外，因为信号直接响应外部音频信号而输出，所以频域信息可以被快速地获得。因此，音频信号的频域信息可以在始终就绪的状态下以低功率被快速地实时监测。此外，可以有效地除去附近产生的噪声。此外，因为共振器可以通过微机电系统(MEMS)工艺在膜上制造为非常小，所以用于选择性地感测许多不同频带的频率的许多共振器可以被集成在小的区域中。
根据一个或多个示范性实施例的如上所述配置的音频感测器件可以被应用于各种领域。例如，音频感测器件可以被应用于语音识别和控制的领域。在此示例中，当音频感测器件识别说话者的声音时，家庭或车辆中的装置或移动设备可以工作或开启。
此外，音频感测器件可以应用于上下文知晓的领域。在此示例中，音频感测器件可以分析附近产生的声音并确定关于围绕使用者的环境的信息。因此，使用者可以被提供适合于可帮助使用者有效地执行工作的环境的信息。
作为另一示例，音频感测器件可以被应用于降低噪声或改善呼叫品质的领域。在此示例中，通过经由音频感测器件一直监控附近产生的噪声的状态并在呼叫期间或根据声音命令预先除去该噪声，可以改善呼叫品质或可以提高语音识别速度。此外，音频感测器件可以被应用于各种领域，诸如需要高性能和长的电池寿命的助听器以及感测前提(premises)危险诸如跌落、伤害、物体下落、侵扰、尖叫声等的领域。
本申请要求于2014年8月13日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2014-0105431的优先权，其公开内容通过引用整体结合于此。

Claims (42)

1.一种音频感测器件，包括：
基板，其中形成有空腔；
膜，设置在所述基板上并覆盖所述空腔；以及
多个共振器，设置在所述膜上并分别配置为感测不同频带的声音频率。
2.如权利要求1所述的音频感测器件，其中所述多个共振器设置在所述空腔的内部并且所述空腔的内部保持在真空状态。
3.如权利要求2所述的音频感测器件，其中所述空腔内部中的真空度小于或等于100Torr。
4.如权利要求1所述的音频感测器件，其中所述多个共振器一维或二维地布置在所述膜上。
5.如权利要求1所述的音频感测器件，其中所述多个共振器的数量在几十至几千的范围内。
6.如权利要求1所述的音频感测器件，其中所述多个共振器的每个包括：
第一电极，设置在所述膜上；以及
第二电极，固定地设置在所述膜上并与所述第一电极间隔开。
7.如权利要求1所述的音频感测器件，其中所述第一电极是公共电极。
8.如权利要求6所述的音频感测器件，还包括插设在所述膜和所述第一电极之间的绝缘层。
9.如权利要求6所述的音频感测器件，其中所述多个共振器的每个还包括插设在所述第一电极和所述第二电极之间并设置在所述第一电极和所述第二电极中的其中一个上的绝缘层。
10.如权利要求6所述的音频感测器件，其中所述第二电极的一端或相反两端被固定在所述膜上。
11.如权利要求6所述的音频感测器件，其中所述第一电极和所述第二电极包括导电材料。
12.如权利要求1所述的音频感测器件，其中所述多个共振器的每个包括：
固定地设置在所述膜上的第一电极；
与所述第一电极间隔开的第二电极；以及
插置在所述第一电极和所述第二电极之间的压电层。
13.如权利要求12所述的音频感测器件，其中所述第一电极的一端或相反两端被固定在所述膜上。
14.如权利要求12所述的音频感测器件，还包括插设在所述膜和所述第一电极之间的绝缘层。
15.如权利要求12所述的音频感测器件，其中所述压电层包括ZnO、SnO、PZT、ZnSnO3、聚偏二氟乙烯、聚(偏二氟乙烯-三氟乙烯)、AlN和PMN-PT中的至少一种。
16.如权利要求12所述的音频感测器件，其中所述第一电极和所述第二电极包括导电材料。
17.如权利要求1所述的音频感测器件，其中所述多个共振器中的至少两个配置为感测相同频带的声音频率。
18.如权利要求1所述的音频感测器件，其中所述基板包括硅。
19.如权利要求1所述的音频感测器件，其中所述膜包括硅、硅氧化物、硅氮化物、金属和聚合物中的至少一种。
20.如权利要求1所述的音频感测器件，其中被所述多个共振器感测的声音频带对应于所述多个共振器的尺寸。
21.如权利要求1所述的音频感测器件，其中所述膜配置为接收可听频率范围或超音频范围的输入音频信号。
22.一种音频感测器件，包括：
膜，配置为响应于声音而振动；以及
多个共振器，设置在所述膜上并分别配置为感测声音的不同频带。
23.如权利要求22所述的音频感测器件，其中所述多个共振器设置在真空状态下。
24.如权利要求22所述的音频感测器件，其中所述多个共振器的每个包括：
设置在所述膜上的第一电极；以及
固定地设置在所述膜上并与所述第一电极间隔开的第二电极。
25.如权利要求24所述的音频感测器件，其中所述第一电极是公共电极。
26.如权利要求24所述的音频感测器件，还包括插设在所述膜和所述第一电极之间的绝缘层。
27.如权利要求24所述的音频感测器件，其中所述多个共振器的每个还包括插设在所述第一电极和所述第二电极之间并提供在所述第一电极和所述第二电极中的其中一个上的绝缘层。
28.如权利要求24所述的音频感测器件，其中所述第二电极的一端或相反两端被固定在所述膜上。
29.如权利要求24所述的音频感测器件，其中所述第一电极和所述第二电极包括导电材料。
30.如权利要求22所述的音频感测器件，其中所述多个共振器的每个包括：
固定地设置在所述膜上的第一电极；
与所述第一电极间隔开的第二电极；以及
插设在所述第一电极和所述第二电极之间的压电层。
31.如权利要求30所述的音频感测器件，其中所述第一电极的一端或相反两端被固定在所述膜上。
32.如权利要求30所述的音频感测器件，还包括插设在所述膜和所述第一电极之间的绝缘层。
33.如权利要求30所述的音频感测器件，其中所述压电层包括ZnO、SnO、PZT、ZnSnO3、聚偏二氟乙烯、聚(偏二氟乙烯-三氟乙烯)、AlN和PMN-PT中的至少一种。
34.如权利要求30所述的音频感测器件，其中所述第一电极和所述第二电极包括导电材料。
35.如权利要求22所述的音频感测器件，其中所述多个共振器中的至少两个配置为感测相同频带的频率。
36.如权利要求30所述的音频感测器件，其中所述基板包括硅。
37.如权利要求22所述的音频感测器件，其中所述膜包括硅、硅氧化物、硅氮化物、金属和聚合物中的至少一种。
38.如权利要求22所述的音频感测器件，其中被所述多个共振器感测的声音频带对应于所述多个共振器的尺寸。
39.一种用于获取关于音频信号的频域信息的装置，所述装置包括：
音频感测器件，包括基板、设置在所述基板的表面上的膜以及配置为分别感测多个不同频带的多个共振器；和
模拟数字转换器，配置为将由所述多个共振器感测的音频信号的所述多个不同频带转换成数字信号。
40.如权利要求39所述的装置，其中所述多个共振器布置为使得所述多个共振器在尺寸上从所述膜的第一侧到所述膜的第二侧增大。
41.如权利要求39所述的装置，其中所述多个共振器包括沿第一轴布置的第一多个共振器以及沿垂直于所述第一轴的第二轴布置的第二多个共振器。
42.如权利要求39所述的装置，其中所述多个共振器布置为使得所述多个共振器在尺寸上从所述膜的第一侧到所述膜的第二侧成指数地增大或减小。
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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108069385A (zh) * 2017-11-30 2018-05-25 中国电子科技集团公司第三研究所 一种质点振速测量敏感结构及制备方法
CN109520608A (zh) * 2017-09-19 2019-03-26 三星电子株式会社 声音/振动频谱分析设备及获取和分析频率信息的方法
CN109756832A (zh) * 2017-11-05 2019-05-14 知微电子有限公司 空气脉冲产生元件及发声装置
CN109982198A (zh) * 2017-12-27 2019-07-05 三星电子株式会社 定向麦克风
CN110121633A (zh) * 2016-12-29 2019-08-13 三星电子株式会社 用于通过使用谐振器来识别说话者的方法及设备
WO2020000649A1 (zh) * 2018-06-25 2020-01-02 歌尔股份有限公司 Mems电容式麦克风
WO2020000650A1 (zh) * 2018-06-25 2020-01-02 歌尔股份有限公司 Mems麦克风
CN110850360A (zh) * 2018-08-21 2020-02-28 三星电子株式会社 声音方向检测传感器以及包括其的电子装置
CN111829646A (zh) * 2020-07-27 2020-10-27 中国电子科技集团公司第三研究所 一种宽响应频带的质点振速传感器
CN113115167A (zh) * 2020-01-13 2021-07-13 三星电子株式会社 定向声学传感器
CN113330754A (zh) * 2019-01-11 2021-08-31 海米迪纳私人有限公司 声学设备
WO2022007016A1 (zh) * 2020-07-10 2022-01-13 瑞声声学科技(深圳)有限公司 一种压电式麦克风及其制备工艺
WO2023015477A1 (zh) * 2021-08-11 2023-02-16 深圳市韶音科技有限公司 一种传声器
WO2023184403A1 (zh) * 2022-03-31 2023-10-05 京东方科技集团股份有限公司 麦克风、显示面板
WO2023221069A1 (zh) * 2022-05-20 2023-11-23 深圳市韶音科技有限公司 振动传感器以及麦克风

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11665482B2 (en) 2011-12-23 2023-05-30 Shenzhen Shokz Co., Ltd. Bone conduction speaker and compound vibration device thereof
WO2020051786A1 (en) * 2018-09-12 2020-03-19 Shenzhen Voxtech Co., Ltd. Signal processing device having multiple acoustic-electric transducers
US11589172B2 (en) 2014-01-06 2023-02-21 Shenzhen Shokz Co., Ltd. Systems and methods for suppressing sound leakage
KR101718214B1 (ko) * 2015-06-09 2017-03-20 한국과학기술원 사물인터넷용 초저전력 유연압전 음성인식 센서
US10840430B2 (en) * 2016-06-30 2020-11-17 Intel Corporation Piezoelectric package-integrated sensing devices
KR20180015482A (ko) * 2016-08-03 2018-02-13 삼성전자주식회사 음향 스펙트럼 분석기 및 이에 구비된 공진기들의 배열방법
KR20180037841A (ko) 2016-10-05 2018-04-13 삼성전자주식회사 공진기를 포함하는 필터 시스템
KR20180051189A (ko) 2016-11-08 2018-05-16 삼성전자주식회사 자동 음성 트리거 방법 및 이를 적용한 음향 분석기
KR20180052038A (ko) 2016-11-09 2018-05-17 삼성전자주식회사 멀티 공진기 시스템
KR102364853B1 (ko) * 2017-07-18 2022-02-18 삼성전자주식회사 음향 센싱 소자의 신호 처리 방법과 음향 센싱 시스템
KR102452948B1 (ko) 2017-07-18 2022-10-11 삼성전자주식회사 미소 기계식 공진기 및 이를 포함하는 공진기 시스템
GB2565375A (en) * 2017-08-11 2019-02-13 Cirrus Logic Int Semiconductor Ltd MEMS devices and processes
GB2565376B (en) * 2017-08-11 2020-03-25 Cirrus Logic Int Semiconductor Ltd MEMS devices and processes
JP2019041359A (ja) * 2017-08-29 2019-03-14 オンキヨー株式会社 スピーカ装置
KR102335774B1 (ko) * 2017-09-01 2021-12-06 삼성전자주식회사 다중 공진기 어레이를 포함하는 소리 방향 탐지 센서
KR102623514B1 (ko) * 2017-10-23 2024-01-11 삼성전자주식회사 음성신호 처리장치 및 그 동작방법
KR102452952B1 (ko) * 2017-12-06 2022-10-12 삼성전자주식회사 방향성 음향 센서 및 이를 포함하는 전자 장치
KR102126204B1 (ko) * 2018-05-30 2020-07-07 한국과학기술원 커브드 형태의 복수의 주파수 채널을 갖는 음성인식 센서
EP3579578B1 (en) * 2018-06-07 2022-02-23 Sonion Nederland B.V. Miniature receiver
KR102184932B1 (ko) * 2018-07-19 2020-12-01 한국과학기술원 다채널을 이용한 음성인식 방법
KR102607863B1 (ko) 2018-12-03 2023-12-01 삼성전자주식회사 음원 분리 장치 및 음원 분리 방법
DE102018221181A1 (de) * 2018-12-07 2020-06-10 Zf Friedrichshafen Ag Resonatoranordnung
US10756746B2 (en) 2018-12-20 2020-08-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Analog digital converter, integrated circuit, and sensor system
KR20200083818A (ko) * 2018-12-28 2020-07-09 삼성전자주식회사 공진기 및 그 제조방법과, 공진기를 포함하는 스트레인 센서 및 센서 어레이
EP3739904A1 (de) * 2019-05-14 2020-11-18 FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Akustisches biegewandlersystem und akustische vorrichtung
KR20200133632A (ko) * 2019-05-20 2020-11-30 삼성전자주식회사 지향성 음향 센서 및 이를 이용한 음원 거리 측정방법
KR102626924B1 (ko) 2019-06-20 2024-01-19 삼성전자주식회사 지향성 음향 센서와, 이를 이용한 지향 특성의 조절 방법 및 특정 방향의 음향 신호 감쇄 방법
KR102400357B1 (ko) * 2020-06-30 2022-05-23 한국과학기술원 상이한 두께를 갖는 음성 센서 및 이를 이용한 음성 센싱 방법
KR20220037551A (ko) 2020-09-17 2022-03-25 삼성전자주식회사 공진기 및 차동 증폭기를 포함하는 센서 인터페이스
KR20220041432A (ko) * 2020-09-25 2022-04-01 삼성전자주식회사 음향 신호를 이용한 거리 측정 시스템 및 방법
KR20220099209A (ko) * 2021-01-05 2022-07-13 삼성전자주식회사 음향 센서 어셈블리 및 이를 이용하여 음향을 센싱하는 방법
US20220391170A1 (en) * 2021-06-04 2022-12-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for signal processing
CN113852897A (zh) * 2021-08-02 2021-12-28 天津大学 压电mems扬声器及其设计方法、电子设备
KR20230069710A (ko) * 2021-11-12 2023-05-19 삼성전자주식회사 지향성 음향 센서
KR20230086877A (ko) 2021-12-08 2023-06-16 삼성전자주식회사 지향성 음향 센서
KR20230095689A (ko) 2021-12-22 2023-06-29 삼성전자주식회사 마이크로폰 패키지 및 이를 포함하는 전자 장치
WO2024058281A1 (ko) * 2022-09-13 2024-03-21 엘지전자 주식회사 디스플레이 장치 및 그의 회로 보드 소음 제거 방법

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6438243B1 (en) * 1997-11-28 2002-08-20 Sumitomo Metal Industries Ltd. Vibration wave detector
CN1595799A (zh) * 2003-09-12 2005-03-16 松下电器产业株式会社 薄膜体声波谐振器以及制造该谐振器滤波器，复合电子元器件和通信器件的方法
CN1747322A (zh) * 2004-09-07 2006-03-15 株式会社村田制作所 制造压电谐振器的方法
WO2007111405A1 (en) * 2006-03-27 2007-10-04 Ci-Moo Song Electroacoustic transducer having multi-channel diaphragm and hearing aid using the same
US20090140612A1 (en) * 2005-07-06 2009-06-04 Naoki Ikeuchi Vibration-Wave Detector
CN203432678U (zh) * 2013-08-06 2014-02-12 常州智梭传感科技有限公司 一种抵抗同频干扰的声表面波传感器

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1806871A (en) * 1931-05-26 Search room u
DE3731196A1 (de) 1987-09-17 1989-03-30 Messerschmitt Boelkow Blohm Frequenzselektiver schallwandler
US5303210A (en) * 1992-10-29 1994-04-12 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Integrated resonant cavity acoustic transducer
US5619476A (en) 1994-10-21 1997-04-08 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Jr. Univ. Electrostatic ultrasonic transducer
DE19643893A1 (de) 1996-10-30 1998-05-07 Siemens Ag Ultraschallwandler in Oberflächen-Mikromechanik
JP3248452B2 (ja) * 1997-05-26 2002-01-21 住友金属工業株式会社 音響センサ
IT1295031B1 (it) 1997-09-18 1999-04-27 Abb Kent Taylor Spa Procedimento per la fabbricazione di un dispositivo di misura di pressione dotato di elemento risonante
JP3348687B2 (ja) * 1998-05-22 2002-11-20 住友金属工業株式会社 振動波検出方法及び装置
JP3348686B2 (ja) * 1998-05-22 2002-11-20 住友金属工業株式会社 振動波検出方法及び装置
JP3344335B2 (ja) 1998-10-28 2002-11-11 住友金属工業株式会社 音響センサ
JP3353728B2 (ja) 1999-01-06 2002-12-03 住友金属工業株式会社 音響振動センサ
US6314057B1 (en) 1999-05-11 2001-11-06 Rodney J Solomon Micro-machined ultrasonic transducer array
US6651504B1 (en) * 1999-09-16 2003-11-25 Ut-Battelle, Llc Acoustic sensors using microstructures tunable with energy other than acoustic energy
US6430109B1 (en) 1999-09-30 2002-08-06 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Array of capacitive micromachined ultrasonic transducer elements with through wafer via connections
US6443901B1 (en) 2000-06-15 2002-09-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Capacitive micromachined ultrasonic transducers
US6585653B2 (en) 2001-07-31 2003-07-01 Koninklijke Philips Electronics N.V. Micro-machined ultrasonic transducer (MUT) array
US7646133B2 (en) 2004-02-27 2010-01-12 Georgia Tech Research Corporation Asymmetric membrane cMUT devices and fabrication methods
US7321181B2 (en) 2004-04-07 2008-01-22 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Capacitive membrane ultrasonic transducers with reduced bulk wave generation and method
JP4434082B2 (ja) 2004-09-07 2010-03-17 株式会社村田製作所 圧電共振子の製造方法
JP2006200976A (ja) * 2005-01-19 2006-08-03 Denso Corp 超音波センサ
KR100691152B1 (ko) 2005-02-28 2007-03-09 삼성전기주식회사 박막 벌크 음향 공진기
US7227432B2 (en) 2005-06-30 2007-06-05 Robert Bosch Gmbh MEMS resonator array structure and method of operating and using same
US7615834B2 (en) 2006-02-28 2009-11-10 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Capacitive micromachined ultrasonic transducer(CMUT) with varying thickness membrane
US7745973B2 (en) 2006-05-03 2010-06-29 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Acoustic crosstalk reduction for capacitive micromachined ultrasonic transducers in immersion
US20080315331A1 (en) 2007-06-25 2008-12-25 Robert Gideon Wodnicki Ultrasound system with through via interconnect structure
KR100999838B1 (ko) * 2008-05-09 2010-12-09 한국과학기술원 다중외팔보 mems 센서의 제조방법 및 다중외팔보 mems 센서를 이용한 음원위치 추정방법
US20100117485A1 (en) * 2008-11-13 2010-05-13 Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd. Piezoelectric transducers with noise-cancelling electrodes
FR2968861B1 (fr) 2010-12-10 2013-09-27 Commissariat Energie Atomique Procédé de fabrication d'un résonateur a ondes acoustiques comprenant une membrane suspendue
KR101630759B1 (ko) 2010-12-14 2016-06-16 삼성전자주식회사 초음파 변환기의 셀, 채널 및 이를 포함하는 초음파 변환기
KR20130012500A (ko) 2011-07-25 2013-02-04 삼성전자주식회사 칩 패키지 구조물 및 그 제조 방법
KR101781553B1 (ko) 2011-08-22 2017-09-26 삼성전자주식회사 용량성 트랜스듀서와 그 제조 및 동작방법
KR101761819B1 (ko) 2011-08-24 2017-07-26 삼성전자주식회사 초음파 변환기 및 그 제조 방법
KR101813183B1 (ko) 2011-12-19 2017-12-29 삼성전자주식회사 초음파 변환기의 셀, 소자, 이를 포함하는 초음파 변환기 및 그 제조 방법
KR101919118B1 (ko) 2012-01-18 2018-11-15 삼성전자주식회사 체적 음향 공진기
KR101851568B1 (ko) 2012-08-29 2018-04-24 삼성전자주식회사 초음파 변환기 및 그 제조방법
KR101909131B1 (ko) 2012-09-11 2018-12-18 삼성전자주식회사 초음파 변환기 및 그 제조방법
KR20140033992A (ko) 2012-09-11 2014-03-19 삼성전자주식회사 초음파 변환기
KR101919013B1 (ko) 2012-09-13 2019-02-08 삼성전자주식회사 미세가공 초음파 변환기 어레이
KR101851569B1 (ko) 2012-11-28 2018-04-24 삼성전자주식회사 초음파 변환기 및 그 제조방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6438243B1 (en) * 1997-11-28 2002-08-20 Sumitomo Metal Industries Ltd. Vibration wave detector
CN1595799A (zh) * 2003-09-12 2005-03-16 松下电器产业株式会社 薄膜体声波谐振器以及制造该谐振器滤波器，复合电子元器件和通信器件的方法
CN1747322A (zh) * 2004-09-07 2006-03-15 株式会社村田制作所 制造压电谐振器的方法
US20090140612A1 (en) * 2005-07-06 2009-06-04 Naoki Ikeuchi Vibration-Wave Detector
WO2007111405A1 (en) * 2006-03-27 2007-10-04 Ci-Moo Song Electroacoustic transducer having multi-channel diaphragm and hearing aid using the same
CN203432678U (zh) * 2013-08-06 2014-02-12 常州智梭传感科技有限公司 一种抵抗同频干扰的声表面波传感器

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110121633A (zh) * 2016-12-29 2019-08-13 三星电子株式会社 用于通过使用谐振器来识别说话者的方法及设备
US11341973B2 (en) 2016-12-29 2022-05-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for recognizing speaker by using a resonator
US11887606B2 (en) 2016-12-29 2024-01-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for recognizing speaker by using a resonator
CN109520608A (zh) * 2017-09-19 2019-03-26 三星电子株式会社 声音/振动频谱分析设备及获取和分析频率信息的方法
CN109520608B (zh) * 2017-09-19 2022-06-10 三星电子株式会社 声音/振动频谱分析设备及获取和分析频率信息的方法
CN109756832A (zh) * 2017-11-05 2019-05-14 知微电子有限公司 空气脉冲产生元件及发声装置
CN108069385A (zh) * 2017-11-30 2018-05-25 中国电子科技集团公司第三研究所 一种质点振速测量敏感结构及制备方法
CN108069385B (zh) * 2017-11-30 2019-08-23 中国电子科技集团公司第三研究所 一种质点振速测量敏感结构及制备方法
CN109982198A (zh) * 2017-12-27 2019-07-05 三星电子株式会社 定向麦克风
CN109982198B (zh) * 2017-12-27 2022-07-29 三星电子株式会社 定向麦克风
WO2020000649A1 (zh) * 2018-06-25 2020-01-02 歌尔股份有限公司 Mems电容式麦克风
WO2020000650A1 (zh) * 2018-06-25 2020-01-02 歌尔股份有限公司 Mems麦克风
CN110850360B (zh) * 2018-08-21 2024-06-28 三星电子株式会社 声音方向检测传感器以及包括其的电子装置
CN110850360A (zh) * 2018-08-21 2020-02-28 三星电子株式会社 声音方向检测传感器以及包括其的电子装置
CN113330754A (zh) * 2019-01-11 2021-08-31 海米迪纳私人有限公司 声学设备
CN113115167A (zh) * 2020-01-13 2021-07-13 三星电子株式会社 定向声学传感器
WO2022007016A1 (zh) * 2020-07-10 2022-01-13 瑞声声学科技(深圳)有限公司 一种压电式麦克风及其制备工艺
CN111829646B (zh) * 2020-07-27 2022-06-28 中国电子科技集团公司第三研究所 一种宽响应频带的质点振速传感器
CN111829646A (zh) * 2020-07-27 2020-10-27 中国电子科技集团公司第三研究所 一种宽响应频带的质点振速传感器
WO2023015477A1 (zh) * 2021-08-11 2023-02-16 深圳市韶音科技有限公司 一种传声器
WO2023184403A1 (zh) * 2022-03-31 2023-10-05 京东方科技集团股份有限公司 麦克风、显示面板
WO2023221069A1 (zh) * 2022-05-20 2023-11-23 深圳市韶音科技有限公司 振动传感器以及麦克风

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