JP2000069595A - 光マイクロフォン - Google Patents
光マイクロフォンInfo
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- JP2000069595A JP2000069595A JP23254898A JP23254898A JP2000069595A JP 2000069595 A JP2000069595 A JP 2000069595A JP 23254898 A JP23254898 A JP 23254898A JP 23254898 A JP23254898 A JP 23254898A JP 2000069595 A JP2000069595 A JP 2000069595A
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R23/00—Transducers other than those covered by groups H04R9/00 - H04R21/00
- H04R23/008—Transducers other than those covered by groups H04R9/00 - H04R21/00 using optical signals for detecting or generating sound
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
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- Acoustics & Sound (AREA)
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- Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)
- Burglar Alarm Systems (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】従来の光マイクロフォンは、異なる高さの発光
・受光素子であっても同一厚の基板が用いられ、発光・
受光素子高さの差により発生した距離も光が伝搬し、光
路長が長くなり、受光素子到達光強度が小さく、メンブ
ラム膜振動による受光素子出力変化が小さくマイクロフ
ォン感度低という欠点があった。 【解決手段】発光素子装着基板厚と発光素子高さの和
と、受光素子装着基板厚と受光素子高さの和とを等しく
し、発光・受光素子高さの差により発生した光伝搬距離
を解消し、光路長を短くし、受光素子到達光強度を大と
し、メンブラム膜振動による受光素子出力変化を大きく
し、マイクロフォン感度を増大させる。
・受光素子であっても同一厚の基板が用いられ、発光・
受光素子高さの差により発生した距離も光が伝搬し、光
路長が長くなり、受光素子到達光強度が小さく、メンブ
ラム膜振動による受光素子出力変化が小さくマイクロフ
ォン感度低という欠点があった。 【解決手段】発光素子装着基板厚と発光素子高さの和
と、受光素子装着基板厚と受光素子高さの和とを等しく
し、発光・受光素子高さの差により発生した光伝搬距離
を解消し、光路長を短くし、受光素子到達光強度を大と
し、メンブラム膜振動による受光素子出力変化を大きく
し、マイクロフォン感度を増大させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明のマイクロフォンは、
自動車電話、携帯電話等に用いられる小型のマイクロフ
ォン分野及び侵入者による圧力変化を利用した侵入者検
出分野で用いられる。
自動車電話、携帯電話等に用いられる小型のマイクロフ
ォン分野及び侵入者による圧力変化を利用した侵入者検
出分野で用いられる。
【０００２】
【従来の技術】光マイクロフォンは、基板上に装着され
た発光・受光素子を透明樹脂で封止し、封止部内には、
発光・受光素子間に光非透過性膜を設けている。透明樹
脂封止部外壁の光出射部、受光部となる領域以外には、
光非透過性膜が形成される。光出射部、受光部上部に
は、音響、圧力等により振動する光反射性を有すメンブ
ラム膜がメンブラム支えによって保持されている。発光
素子からの光は、光出射部より出射され、メンブラム膜
で反射され、受光部より受光素子に至る。振動によりメ
ンブラム膜位置が移動すると反射位置も移動し、受光素
子出力が変化する。この出力を読みとることにより、音
響、圧力等を検出するというのが光マイクロフォンの原
理である。特願平１０−１０７４２７にて述べている様
に、発光・受光素子間の光非透過性膜は、基板上に装着
した発光素子、受光素子を透明樹脂で封止し、封止部を
基板を含めて切断する工程と、少なくとも一方の切断面
に光非透過性膜を形成する工程と、その後発光素子封止
部及び受光素子封止部切断面を接着一体化する工程から
成る方法で製作される。切断面への膜形成は、形成面が
露出しているため、塗布、蒸着等の方法により容易に且
つ欠陥のない膜が形成される。この方法により、発光素
子からの光が直接受光素子に到達することによるメンブ
ラム膜振動によらないバイアス成分発生は解決される。
また、光出射部、受光部は、樹脂封止部上部を平面と
し、この平面内に多角柱又は、円柱の突出部を設ける。
透明性樹脂封止部外壁全面に光非透過性膜を塗布、蒸着
といった方法で形成する。その後、研磨を行い光出射
部、受光部を製作するという方法が採られている。この
方法により、研磨量誤差があっても、光出射部、受光部
面積は変動せず、メンブラム膜入射光量及びメンブラム
膜反射光における受光素子到達光量の製品安定性は高と
なっている。一般的に発光素子としては、近赤外発光ダ
イオードが用いられ、受光素子としては、近赤外フォト
ダイオード、フォトトランジスターが用いられる。近赤
外波長が選ばれているのは、低価格であること及び可視
光外光を迷光としないためである。発光ダイオードは、
GaAs等化合物半導体基板上に作製されたものであり、フ
ォトダイオード、フォトトランジスターは、Si基板上に
作製される。発光・受光素子では、基板材料が異なるた
め素子高さが異なることが多い。発光・受光素子裏面電
極は、導電性接着剤等により、装着する基板にダイボン
ディングされる。表面の一部領域に設けられた表面電極
と装着する基板とは金線等によりワイヤ−ボンディング
される。これまで、素子高さが異なる場合であっても発
光・受光素子装着基板は同一厚さものが用いられてい
た。ワイヤーボンディングに要する高さは、概ね０．３
ｍｍであるため、発光・受光素子装着基板から樹脂封止
部の光出射部、受光部までの高さは高さの高い素子によ
り定まっていた。また、メンブラム膜と樹脂封止部の出
射部との間隔は数十ミクロン程度となっている。よっ
て、発光素子出射光が受光素子に至る光路長は、ほとん
ど樹脂封止部内の距離とみなせ、ワイヤーボンディング
に要する高さの２倍の値と発光・受光素子高さの差との
和による距離を光は伝搬していた。従来の光マイクロフ
ォンの概念図を示したものが図２である。
た発光・受光素子を透明樹脂で封止し、封止部内には、
発光・受光素子間に光非透過性膜を設けている。透明樹
脂封止部外壁の光出射部、受光部となる領域以外には、
光非透過性膜が形成される。光出射部、受光部上部に
は、音響、圧力等により振動する光反射性を有すメンブ
ラム膜がメンブラム支えによって保持されている。発光
素子からの光は、光出射部より出射され、メンブラム膜
で反射され、受光部より受光素子に至る。振動によりメ
ンブラム膜位置が移動すると反射位置も移動し、受光素
子出力が変化する。この出力を読みとることにより、音
響、圧力等を検出するというのが光マイクロフォンの原
理である。特願平１０−１０７４２７にて述べている様
に、発光・受光素子間の光非透過性膜は、基板上に装着
した発光素子、受光素子を透明樹脂で封止し、封止部を
基板を含めて切断する工程と、少なくとも一方の切断面
に光非透過性膜を形成する工程と、その後発光素子封止
部及び受光素子封止部切断面を接着一体化する工程から
成る方法で製作される。切断面への膜形成は、形成面が
露出しているため、塗布、蒸着等の方法により容易に且
つ欠陥のない膜が形成される。この方法により、発光素
子からの光が直接受光素子に到達することによるメンブ
ラム膜振動によらないバイアス成分発生は解決される。
また、光出射部、受光部は、樹脂封止部上部を平面と
し、この平面内に多角柱又は、円柱の突出部を設ける。
透明性樹脂封止部外壁全面に光非透過性膜を塗布、蒸着
といった方法で形成する。その後、研磨を行い光出射
部、受光部を製作するという方法が採られている。この
方法により、研磨量誤差があっても、光出射部、受光部
面積は変動せず、メンブラム膜入射光量及びメンブラム
膜反射光における受光素子到達光量の製品安定性は高と
なっている。一般的に発光素子としては、近赤外発光ダ
イオードが用いられ、受光素子としては、近赤外フォト
ダイオード、フォトトランジスターが用いられる。近赤
外波長が選ばれているのは、低価格であること及び可視
光外光を迷光としないためである。発光ダイオードは、
GaAs等化合物半導体基板上に作製されたものであり、フ
ォトダイオード、フォトトランジスターは、Si基板上に
作製される。発光・受光素子では、基板材料が異なるた
め素子高さが異なることが多い。発光・受光素子裏面電
極は、導電性接着剤等により、装着する基板にダイボン
ディングされる。表面の一部領域に設けられた表面電極
と装着する基板とは金線等によりワイヤ−ボンディング
される。これまで、素子高さが異なる場合であっても発
光・受光素子装着基板は同一厚さものが用いられてい
た。ワイヤーボンディングに要する高さは、概ね０．３
ｍｍであるため、発光・受光素子装着基板から樹脂封止
部の光出射部、受光部までの高さは高さの高い素子によ
り定まっていた。また、メンブラム膜と樹脂封止部の出
射部との間隔は数十ミクロン程度となっている。よっ
て、発光素子出射光が受光素子に至る光路長は、ほとん
ど樹脂封止部内の距離とみなせ、ワイヤーボンディング
に要する高さの２倍の値と発光・受光素子高さの差との
和による距離を光は伝搬していた。従来の光マイクロフ
ォンの概念図を示したものが図２である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】発光・受光素子高さが
異なる場合、従来の光マイクロフォンには、感度低とい
う欠点があった。発光ダイオード出射光強度は、光の広
がりにより、伝搬距離の２乗に反比例する。従来の光マ
イクロフォンでは、発光・受光素子高さの差に起因する
光路も光が伝搬するため、光路長も長く、受光素子到達
光強度が低であった。よって、メンブラム膜振動によっ
て生じる受光素子出力変化も小さく、マイクロフォン感
度が低であった。本発明は、マイクロフォン感度低とい
う技術的欠点を解決することを目的とする。
異なる場合、従来の光マイクロフォンには、感度低とい
う欠点があった。発光ダイオード出射光強度は、光の広
がりにより、伝搬距離の２乗に反比例する。従来の光マ
イクロフォンでは、発光・受光素子高さの差に起因する
光路も光が伝搬するため、光路長も長く、受光素子到達
光強度が低であった。よって、メンブラム膜振動によっ
て生じる受光素子出力変化も小さく、マイクロフォン感
度が低であった。本発明は、マイクロフォン感度低とい
う技術的欠点を解決することを目的とする。
【０００４】
【課題を解消するための手段】発光・受光素子高さが異
なる場合、発光素子装着基板厚と発光素子高さの和と受
光素子装着基板厚と受光素子高さの和とを等しくし、発
光・受光素子高さの差に起因する光路を解消し、光路長
を短くし、受光素子到達光強度を増加させ、メンブラム
膜振動によって生じる受光素子出力変化を大とし、マイ
クロフォン感度を増大させる。
なる場合、発光素子装着基板厚と発光素子高さの和と受
光素子装着基板厚と受光素子高さの和とを等しくし、発
光・受光素子高さの差に起因する光路を解消し、光路長
を短くし、受光素子到達光強度を増加させ、メンブラム
膜振動によって生じる受光素子出力変化を大とし、マイ
クロフォン感度を増大させる。
【０００５】
【発明の実施の形態】発光・受光素子高さが異なる場
合、発光素子装着基板厚と発光素子高さの和と、受光素
子装着基板と受光素子高さの和とを等しくする様に、各
装着基板厚を設定する。そして、発光・受光素子の表面
・裏面電極と各装着基板とをダイボンディング、ワイヤ
ボンディングした後、透明樹脂で封止する。その後、封
止部を基板を含めて切断し、少なくとも一方の切断面に
光非透過性膜を形成し、切断面を接着一体化する。装着
基板は、切断後、再度接着するため、発光素子装着基板
厚と受光素子装着基板厚を変えたものを用いることは、
容易に行われる。さらに、樹脂封止部上部を平面とし、
この平面内に多角柱又は、円柱をの突出部を設ける。樹
脂封止部外壁全面に光非透過性膜を形成した後、研磨を
行い、光出射部、受光部を作製する。本発明により、発
光・受光素子高さの差に起因する光路は解消し、光路長
が短くなり、受光素子到達光強度が増大し、メンブラム
膜振動による受光素子出力変化も大となる。
合、発光素子装着基板厚と発光素子高さの和と、受光素
子装着基板と受光素子高さの和とを等しくする様に、各
装着基板厚を設定する。そして、発光・受光素子の表面
・裏面電極と各装着基板とをダイボンディング、ワイヤ
ボンディングした後、透明樹脂で封止する。その後、封
止部を基板を含めて切断し、少なくとも一方の切断面に
光非透過性膜を形成し、切断面を接着一体化する。装着
基板は、切断後、再度接着するため、発光素子装着基板
厚と受光素子装着基板厚を変えたものを用いることは、
容易に行われる。さらに、樹脂封止部上部を平面とし、
この平面内に多角柱又は、円柱をの突出部を設ける。樹
脂封止部外壁全面に光非透過性膜を形成した後、研磨を
行い、光出射部、受光部を作製する。本発明により、発
光・受光素子高さの差に起因する光路は解消し、光路長
が短くなり、受光素子到達光強度が増大し、メンブラム
膜振動による受光素子出力変化も大となる。
【０００６】
【実施例】一般的な近赤外発光ダイオードの素子高さ
は、０．２ｍｍであり、近赤外フォトダイオード、フォ
トトランジスター高さは０．３ｍｍである。ボンディン
グに要する高さは、概ね０．３ｍｍである。これらの値
を用いると、従来では、発光素子−樹脂封止部出射部ま
での高さは０．４ｍｍ、樹脂封止部受光部−受光素子間
高さは０．３ｍｍであった。本発明により、発光素子装
着基板を受光素子装着基板に対して、０．１ｍｍ厚いも
のを用いると、各々、０．３ｍｍ、０．３ｍｍとなり、
垂直方向距離は８６％に減じる。先に述べた様に、発光
ダイオード出射光の強度は、伝搬距離の２乗に反比例す
る。伝搬距離が８６％となった場合、受光素子到達光強
度は３６％増となり、本発明により大幅な増大が達成さ
れた。図１は、本発明実施例を示したものである。本実
施例は、発光素子高さが受光素子に比べ低い例である
が、発光素子高さが高い例にても本発明が有効であるこ
とは明らかである。
は、０．２ｍｍであり、近赤外フォトダイオード、フォ
トトランジスター高さは０．３ｍｍである。ボンディン
グに要する高さは、概ね０．３ｍｍである。これらの値
を用いると、従来では、発光素子−樹脂封止部出射部ま
での高さは０．４ｍｍ、樹脂封止部受光部−受光素子間
高さは０．３ｍｍであった。本発明により、発光素子装
着基板を受光素子装着基板に対して、０．１ｍｍ厚いも
のを用いると、各々、０．３ｍｍ、０．３ｍｍとなり、
垂直方向距離は８６％に減じる。先に述べた様に、発光
ダイオード出射光の強度は、伝搬距離の２乗に反比例す
る。伝搬距離が８６％となった場合、受光素子到達光強
度は３６％増となり、本発明により大幅な増大が達成さ
れた。図１は、本発明実施例を示したものである。本実
施例は、発光素子高さが受光素子に比べ低い例である
が、発光素子高さが高い例にても本発明が有効であるこ
とは明らかである。
【０００７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により、発光
・受光素子高さの差に起因する光路は解消し、光路長が
短くなり、受光素子到達光強度が増大し、メンブラム膜
振動による受光素子出力変化も大となり、マイクロフォ
ン感度が増大する。
・受光素子高さの差に起因する光路は解消し、光路長が
短くなり、受光素子到達光強度が増大し、メンブラム膜
振動による受光素子出力変化も大となり、マイクロフォ
ン感度が増大する。
【図１】本発明における光マイクロフォンの実施例を示
したものである。
したものである。
【図２】従来の光マイクロフォンを示したものである。
１ 発光素子 ２ 受光素子 ３ 発光素子装着基板 ４ 受光素子装着基板 ５ メンブラム支え ６ メンブラム膜 ７ 光非透過性膜 ８ 光出射部 ９ 受光部 １０ 透明性樹脂 １１ ボンディングワイヤー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H079 AA04 AA07 BA01 CA24 EA33 EA34 HA16 KA14 KA18 KA19 KA20 5C084 AA02 AA07 BB32 BB40 CC19 DD14 DD77 DD87 EE01 5D021 DD04 5F089 BA05 BB03 BB05 BC22 BC25 CA03 GA10
Claims (1)
- 【請求項１】高さが異なる発光素子と受光素子を内蔵す
る光マイクロフォンにおいて、発光素子装着基板厚と発
光素子高さの和と、受光素子装着基板厚と受光素子高さ
の和とを等しくしたことを特徴とする光マイクロフォン
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23254898A JP2000069595A (ja) | 1998-08-19 | 1998-08-19 | 光マイクロフォン |
| US09/798,506 US20020021813A1 (en) | 1998-08-19 | 2001-03-02 | Optical microphone |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23254898A JP2000069595A (ja) | 1998-08-19 | 1998-08-19 | 光マイクロフォン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000069595A true JP2000069595A (ja) | 2000-03-03 |
Family
ID=16941058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23254898A Pending JP2000069595A (ja) | 1998-08-19 | 1998-08-19 | 光マイクロフォン |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20020021813A1 (ja) |
| JP (1) | JP2000069595A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1239699A1 (en) * | 2001-03-05 | 2002-09-11 | Phone-Or Ltd | Microphone utilizing optical signal |
| JP2016134670A (ja) * | 2015-01-16 | 2016-07-25 | 株式会社レーベン販売 | 光マイクロフォン、および補聴器 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004006753A (ja) * | 2002-04-05 | 2004-01-08 | Canon Inc | 光半導体用パッケージ |
-
1998
- 1998-08-19 JP JP23254898A patent/JP2000069595A/ja active Pending
-
2001
- 2001-03-02 US US09/798,506 patent/US20020021813A1/en not_active Abandoned
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1239699A1 (en) * | 2001-03-05 | 2002-09-11 | Phone-Or Ltd | Microphone utilizing optical signal |
| JP2016134670A (ja) * | 2015-01-16 | 2016-07-25 | 株式会社レーベン販売 | 光マイクロフォン、および補聴器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20020021813A1 (en) | 2002-02-21 |
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