JP2010130615A - マイクロフォン - Google Patents
マイクロフォン Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010130615A JP2010130615A JP2008306165A JP2008306165A JP2010130615A JP 2010130615 A JP2010130615 A JP 2010130615A JP 2008306165 A JP2008306165 A JP 2008306165A JP 2008306165 A JP2008306165 A JP 2008306165A JP 2010130615 A JP2010130615 A JP 2010130615A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diaphragm
- microphone
- base substrate
- fixed electrode
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Pressure Sensors (AREA)
- Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)
Abstract
【解決手段】マイクロフォンは、ベース基板31に形成された空所311上に架け渡されている第1の梁23と、弾性部材23bを介して第1の梁23により弾性支持され、空所311内にてベース基板面に対して垂直に配置されている振動板21と、ベース基板31の空所311上に架け渡されている第2の梁24と、第2の梁24により支持され、空所311内にて振動板21に隙間を介して対向配置されている固定電極22とを、ベース基板31に複数配置した。そのため、振動板21および固定電極22の面積を従来よりも大きくすることが可能となり、マイクロフォンの小型化を図りつつ、感度向上を図ることができる。
【選択図】図2
Description
固定電極を、第2の梁によって各々支持された2つの部分電極に分割するようにしても良い。
また、振動板または固定電極を移動し、振動板と固定電極との隙間を調整する隙間調整機構を設けるようにしても良い。
隙間調整機構としては、振動板または固定電極と連結された可動櫛歯電極と、空隙を有して可動櫛歯電極と噛合する固定櫛歯電極とを備え、可動櫛歯電極と固定櫛歯電極との間に電圧を印加することにより、振動板または固定電極を移動するものがある。
さらに、複数の振動ユニットを、振動板の法線方向が異なる複数種類の振動ユニットで構成するようにしても良い。
本発明は、ベース基板に形成された第1の空所上にベース基板面に対して平行に架け渡された第1の固定電極と、第1の空所内にて第1の固定電極と所定間隔を空けて対向配置される第1の振動板とを備えるマイクロフォンに適用され、ベース基板に形成された第2の空所上に架け渡されている第1の梁と、弾性部材を介して第1の梁により弾性支持され、第2の空所内にてベース基板面に対して垂直に配置されている第2の振動板と、第2の空所上に架け渡されている第2の梁と、第2の梁により支持され、第2の空所内にて第2の振動板に隙間を介して対向配置されている第2の固定電極とを備えたことを特徴とする。
本発明によるマイクロフォンは、ベース基板に形成された空所上に架け渡されている第1の梁と、弾性部材を介して第1の梁により弾性支持され、空所内にてベース基板面に対して垂直に配置されている振動板と、ベース基板の空所上に架け渡されている第2の梁と、第2の梁により支持され、空所内にて振動板に隙間を介して対向配置されている固定電極とを備えたことを特徴とする。
なお、マイクロフォンを、SOI(Silicon on Insulator)基板をフォトリソグラフィー法で加工して形成するようにしても良い。
−第1の実施の形態−
図1は、本実施の形態の指向性マイクロフォンの概略構成を示す図である。図1において、(a)はマイクロフォン1の平面図を示し、(b)は(a)のB−B断面を示す。マイクロフォン1は、図1(b)に示すように下部Si層30,SiO2層20,上部Si層10の3層構造を有するSOI(Silicon on Insulator)基板を用いて、マイクロマシニング技術、或いはフォトリソグラフィー技術により作製される。下部Si層30により形成されるベース31には開口311が形成され、開口311の中央には4本の支柱33で支持された中央支持部32が形成されている。ベース31と中央支持部32との間には、8つの振動ユニット2(2-1〜2-8)が架け渡されるように円形状に配置されている。
ここでは、図4に示すような構成で考える。
一般的に、実際に使用する状態においては平行平板電極間にかかる直流電圧Epは、図5に示すように何らかのインピーダンスを通じて供給される。このインピーダンスは、コンデンサーマイクロフォンなどの応用においては通常大きな値を持っている。そのため、電極101の変位により静電容量が変化した場合、直流電圧Ep も変化する。また、平行平板電極の静電容量C0と抵抗R0とによる時定数も相当に大きな値となるため、マイクロフォンとして使用する周波数範囲では電荷の移動はほとんど行われない。
e=−R0i …(19)
とでき、また、次式(20)が成り立つので、式(19),(20)を式(18)に代入することにより次式(21)が得られる。この等価回路は図6のように書き表すことができる。
v=jω・x …(20)
図16,17は、本発明によるマイクロフォンの第2の実施の形態を示す図である。図16はマイクロフォン1の平面図であり、振動板および固定電極が基板面に平行な振動ユニット7が基板中央に配置され、振動ユニット7の周囲に4つの振動ユニット2が配置されている。図7はD1−D1断面図であり、振動ユニット7の断面を示す。
図18,19は、本発明によるマイクロフォンの第3の実施の形態を説明する図である。上述した振動ユニット2では、振動板21の中央部分を弾性支持しているので、図18(a)に示すように、音源が振動板21の法線に対して斜め方向にある場合、振動板21上の位置によって音源からの音波の到達時間や音圧が違うことから、振動板21の法線が音源方向を向くように振動板21が傾く。そして、傾いた状態で音波の出力に応じて振動板21が振動することになる。
上述した実施の形態のようなマイクロフォンの場合、振動板と固定電極とのギャップをより狭く設定することにより、より感度を向上させることができる。しかし、上述した実施の形態に示す構成の場合、加工可能なギャップ寸法はエッチングプロセスによって決まってしまう。そこで、第4の実施の形態では、ギャップ寸法が可変な構成を振動ユニットに設けた。
(1)本発明によるマイクロフォンでは、図2に示すように、ベース31の開口311上に架け渡されている梁23と、弾性部23bを介して梁23により弾性支持され、開口311内にてベース31の基板面に対して垂直に配置されている振動板21と、開口311上に架け渡されている梁24により支持され、開口311内にて振動板21に隙間を介して対向配置されている固定電極22とを備えている。そのため、振動ユニット2の形成に必要とされる基板面積に対して、振動板21および固定電極22の面積をより大きくすることが可能となる。その結果、マイクロフォンの小型化を図りつつ、感度向上を図ることができる。
Claims (8)
- ベース基板に形成された空所上に架け渡されている第1の梁と、
弾性部材を介して前記第1の梁により弾性支持され、前記空所内にてベース基板面に対して垂直に配置されている振動板と、
前記ベース基板の前記空所上に架け渡されている第2の梁と、
前記第2の梁により支持され、前記空所内にて前記振動板に隙間を介して対向配置されている固定電極とを備えた振動ユニットを、前記ベース基板に複数配置したことを特徴とするマイクロフォン。 - 請求項1に記載のマイクロフォンにおいて、
前記固定電極は、前記第2の梁によって各々支持された2つの部分電極に分割されていることを特徴とするマイクロフォン。 - 請求項1または2に記載のマイクロフォンにおいて、
前記振動板または前記固定電極を移動し、前記振動板と前記固定電極との隙間を調整する隙間調整機構を設けたことを特徴とするマイクロフォン。 - 請求項3に記載のマイクロフォンにおいて、
前記隙間調整機構は、前記振動板または前記固定電極と連結された可動櫛歯電極と、空隙を有して前記可動櫛歯電極と噛合する固定櫛歯電極とを備え、
前記可動櫛歯電極と前記固定櫛歯電極との間に電圧を印加することにより、前記振動板または前記固定電極を移動することを特徴とするマイクロフォン。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載のマイクロフォンにおいて、
前記複数の振動ユニットは、前記振動板の法線方向が異なる複数種類の振動ユニットで構成されていることを特徴とするマイクロフォン。 - ベース基板に形成された第1の空所上にベース基板面に対して平行に架け渡された第1の固定電極と、前記第1の空所内にて前記第1の固定電極と所定間隔を空けて対向配置される第1の振動板とを備えるマイクロフォンにおいて、
前記ベース基板に形成された第2の空所上に架け渡されている第1の梁と、
弾性部材を介して前記第1の梁により弾性支持され、前記第2の空所内にてベース基板面に対して垂直に配置されている第2の振動板と、
前記第2の空所上に架け渡されている第2の梁と、
前記第2の梁により支持され、前記第2の空所内にて前記第2の振動板に隙間を介して対向配置されている第2の固定電極とを備えた振動ユニットを、前記ベース基板に複数配置したことを特徴とするマイクロフォン。 - ベース基板に形成された空所上に架け渡されている第1の梁と、
弾性部材を介して前記第1の梁により弾性支持され、前記空所内にてベース基板面に対して垂直に配置されている振動板と、
前記ベース基板の前記空所上に架け渡されている第2の梁と、
前記第2の梁により支持され、前記空所内にて前記振動板に隙間を介して対向配置されている固定電極とを備えた振動ユニットを備えたことを特徴とするマイクロフォン。 - 請求項1〜7のいずれか一項に記載のマイクロフォンにおいて、
SOI(Silicon on Insulator)基板をフォトリソグラフィー法で加工して形成したことを特徴とするマイクロフォン。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008306165A JP4933517B2 (ja) | 2008-12-01 | 2008-12-01 | マイクロフォン |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008306165A JP4933517B2 (ja) | 2008-12-01 | 2008-12-01 | マイクロフォン |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010130615A true JP2010130615A (ja) | 2010-06-10 |
JP4933517B2 JP4933517B2 (ja) | 2012-05-16 |
Family
ID=42330611
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008306165A Expired - Fee Related JP4933517B2 (ja) | 2008-12-01 | 2008-12-01 | マイクロフォン |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4933517B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012033806A (ja) * | 2010-08-02 | 2012-02-16 | Canon Inc | 電気機械変換装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005088187A (ja) * | 2003-08-12 | 2005-04-07 | Fujitsu Ltd | マイクロ構造体の製造方法 |
JP2007174165A (ja) * | 2005-12-21 | 2007-07-05 | Rion Co Ltd | マイクロホン及びこれを用いた補聴器 |
JP2008252847A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Matsushita Electric Works Ltd | 静電型トランスデューサ |
JP2008259061A (ja) * | 2007-04-06 | 2008-10-23 | Matsushita Electric Works Ltd | 静電型トランスデューサ |
JP2008259062A (ja) * | 2007-04-06 | 2008-10-23 | Matsushita Electric Works Ltd | 静電型トランスデューサ |
-
2008
- 2008-12-01 JP JP2008306165A patent/JP4933517B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005088187A (ja) * | 2003-08-12 | 2005-04-07 | Fujitsu Ltd | マイクロ構造体の製造方法 |
JP2007174165A (ja) * | 2005-12-21 | 2007-07-05 | Rion Co Ltd | マイクロホン及びこれを用いた補聴器 |
JP2008252847A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Matsushita Electric Works Ltd | 静電型トランスデューサ |
JP2008259061A (ja) * | 2007-04-06 | 2008-10-23 | Matsushita Electric Works Ltd | 静電型トランスデューサ |
JP2008259062A (ja) * | 2007-04-06 | 2008-10-23 | Matsushita Electric Works Ltd | 静電型トランスデューサ |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012033806A (ja) * | 2010-08-02 | 2012-02-16 | Canon Inc | 電気機械変換装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4933517B2 (ja) | 2012-05-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5275488B2 (ja) | 指向性マイクロフォン | |
US7888840B2 (en) | Microphone and a method of manufacturing a microphone | |
US6622368B1 (en) | Method of manufacturing a transducer having a diaphragm with a predetermined tension | |
EP1762823A2 (en) | Combined sensor and its fabrication method | |
KR20170054258A (ko) | 차동 콤 드라이브 mems를 위한 시스템 및 방법 | |
JP4101785B2 (ja) | コンデンサーマイクロフォン及びその作製方法 | |
KR20150140582A (ko) | 마이크로폰용 시스템 및 방법 | |
JP2004061235A (ja) | 容量式力学量センサ、その製造方法、及び容量式力学量センサを有する検出装置 | |
WO2010096020A1 (en) | Miniaturized piezoelectric accelerometers | |
CN110149582A (zh) | 一种mems结构的制备方法 | |
JP2007228345A (ja) | コンデンサマイクロホン | |
CN110113700A (zh) | 一种mems结构 | |
CN111065889B (zh) | 振动陀螺仪 | |
JP4933517B2 (ja) | マイクロフォン | |
JP2007243757A (ja) | コンデンサマイクロホン | |
JP2001004658A (ja) | 2軸半導体加速度センサおよびその製造方法 | |
JPH07167885A (ja) | 半導体加速度センサ及びその製造方法、ならびに当該半導体加速度センサによる加速度検出方式 | |
JP2011196966A (ja) | 慣性センサ | |
CN115077508A (zh) | 一种mems器件及其形成方法 | |
JP5052589B2 (ja) | マイクロフォン | |
JP5453791B2 (ja) | 圧電体素子及びその製造方法、並びに該圧電体素子を用いた角速度センサ | |
JP2019049434A (ja) | 加速度センサ | |
JP2000049358A (ja) | 表面マイクロマシンおよびその製造方法 | |
JP4611005B2 (ja) | センサ素子 | |
JP2008259062A (ja) | 静電型トランスデューサ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100621 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120131 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120216 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150224 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |