JP2008301434A - 音響センサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】音圧に感応する振動電極板24が対向電極板25に対向し、静電容量型の音響センサを構成する。対向電極板25には、振動を通過させるための音響孔が開口している。対向電極板25に開口された音響孔は、比較的開口面積の小さな複数個の音響孔31と、比較的開口面積の大きな1個の音響孔36とからなり、音響孔31、36は等間隔で格子状に配置されている。また、ダイアフラム28の幅をLとするとき、開口面積の大きな音響孔36は、対向電極板25においてダイアフラム28の中心と対向する位置を中心とする半径r=L/4の円形領域aの内部に設けている。
【選択図】図7
Description
(1) 音圧を音響孔から逃がして、対向電極板に音圧が印加されないようにする。
(2) 微小ギャップ中の空気を音響孔から逃がすことにより、空気による振動電極板のダンピングを防止する。
(3) マイクロマシニング(半導体微細加工)技術を利用して振動電極板と対向電極板の間の微小ギャップを作製する際に、エッチングホールとなる。
このような音響センサの製造後の検査工程においては、振動電極板と対向電極板の間のギャップ距離や振動電極板の振動特性などを計測することにより、音響センサの検査を行なうことが望まれる。しかしながら、特許文献1や特許文献2に記載されている音響センサでは、振動電極板が対向電極板で覆われているので、表面側から直接振動電極板を検査することはできない。また、振動電極板と対向電極板の間の微小ギャップは、裏面側では振動電極板により覆われているので、音響センサの裏面側から検査を行なうこともできない。
また、静電容量型の音響センサの場合には、その製造工程や使用中において、図2に示すように振動電極板12が対向電極板13に固着することがある(以下、振動電極板の一部又はほぼ全体が対向電極板に固着してギャップがなくなった状態、あるいはその現象をスティックと呼ぶ。)。こうして振動電極板12が対向電極板13にスティックすると、振動電極板12の振動が妨げられるので、音響センサ11によって音響振動を検出することができなくなる。
また、従来の音響センサでは、音響孔が小さいので、振動電極板が振動したときに振動電極板と対向電極板の間の微小ギャップ内の空気がスムーズに音響孔から出入りできない。そのため、振動電極板は微小ギャップ内の空気によって振動をダンピング(エアダンピング)され、音響センサの感度を低下させる原因となっていた。
以下、図4〜図9を参照して本発明の第1の実施形態を説明する。図4は第1の実施形態による音響センサ21を示す斜視図であり、図5はその分解斜視図である。また、図6は図4のY−Y線に沿った断面図である。
図10は本発明の第2の実施形態による音響センサ41を模式的に表した平面図である。この音響センサ41にあっては、対向電極板25に複数個の音響孔36を設けている。音響孔36は音響孔31と同じピッチで設けてあり、音響孔36、31は均等に配列されている。これはエッチングにより音響孔31及び36を開口する際に、均等にエッチングを行えるようにするためである。
図13は本発明の第3の実施形態による音響センサ51を模式的に表した平面図である。この音響センサ51にあっては、対向電極板25において、ダイアフラム28の中心と対向する位置に開口径の大きな音響孔36を設けている。また、対向電極板25において、ダイアフラム28の中心と対向する点を中心とする円形領域a内には、円形領域a外における音響孔31と同じ開口径で、かつ、円形領域a外における音響孔31のピッチよりも小さなピッチで、音響孔31を密に設けている。この円形領域aの半径rは、第1の実施形態の場合と同様な理由から、r=L/4とすることが望ましい。例えば、円形領域aの外側では第1の実施形態の場合と同様に音響孔31のピッチを50μmとしているとすると、円形領域aの内部では、音響孔31のピッチは25μmとなっている。
22 シリコン基板
24 振動電極板
25 対向電極板
28 ダイアフラム
30 固定電極
31 音響孔
36 音響孔
41 音響センサ
51 音響センサ
w 水
Claims (6)
- 基板と、
前記基板上に固定され、複数の音響孔を開口された対向電極板と、
前記基板と前記対向電極板との間で、前記対向電極板と空隙をあけて設けられた、音圧に感応する振動電極板と、
を有する音響センサにおいて、
前記音響孔は、複数の第1の音響孔と、前記第1の音響孔よりも開口面積の大きな第2の音響孔とからなり、
前記第2の音響孔は、前記対向電極板において、前記振動電極板の可動部分の中央部に対向する領域に配置されていることを特徴とする音響センサ。 - 前記振動電極板の前記可動部分の幅をLとするとき、
前記第2の音響孔は、前記対向電極板において、前記可動部分の中心に対向する位置を中心とする半径がL/4の円形の領域の内部に設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の音響センサ。 - 前記第2の音響孔を唯一つ有することを特徴とする、請求項1に記載の音響センサ。
- 前記第2の音響孔は、前記対向電極板において、前記振動電極板の前記可動部分の中心に対向する位置に設けられていることを特徴とする、請求項3に記載の音響センサ。
- 前記第2の音響孔を複数有することを特徴とする、請求項1に記載の音響センサ。
- 前記第1の音響孔は、前記対向電極板において、前記振動電極板の前記可動部分の中央部に対向する領域で、その外側の領域よりも密に配置されていることを特徴とする、請求項1に記載の音響センサ。
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