KR20050067668A - 광학식 마이크로폰 - Google Patents

광학식 마이크로폰 Download PDF

Info

Publication number
KR20050067668A
KR20050067668A KR1020030098668A KR20030098668A KR20050067668A KR 20050067668 A KR20050067668 A KR 20050067668A KR 1020030098668 A KR1020030098668 A KR 1020030098668A KR 20030098668 A KR20030098668 A KR 20030098668A KR 20050067668 A KR20050067668 A KR 20050067668A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
light receiving
lower substrate
receiving unit
light source
Prior art date
Application number
KR1020030098668A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100521695B1 (ko
Inventor
이경일
이대성
황학인
Original Assignee
전자부품연구원
부전전자부품 주식회사
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 전자부품연구원, 부전전자부품 주식회사 filed Critical 전자부품연구원
Priority to KR10-2003-0098668A priority Critical patent/KR100521695B1/ko
Publication of KR20050067668A publication Critical patent/KR20050067668A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100521695B1 publication Critical patent/KR100521695B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R31/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of transducers or diaphragms therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/08—Mouthpieces; Microphones; Attachments therefor

Abstract

광섬유의 정렬작업 등을 하지 않고, 반도체 제조공정 등으로 간단히 제조할 수 있고, 소형화가 가능하며, 배치공정에 의해 간단히 제조하여 생산비를 절감할 수 있다.
하부기판과, 상기 하부기판에 상호간에 소정의 간격을 두고 형성되는 광원 및 수광부와, 상기 하부기판의 광원과 수광부의 사이에 형성되고 하부가 외부로 노출되어 음파에 의해 진동되는 진동판과, 상기 하부기판의 상부에 부착되고, 상기 광원에서 발생된 광이 상기 진동판에서 반사되어 상기 수광부로 입사되게 하기 위한 반사각을 가지는 반사부가 형성된 상부기판으로 이루어지고, 상기 하부기판에, 상기 수광부가 출력하는 전기적인 신호를 처리하는 신호 처리부가 더 포함되거나, 상기 상부기판에, 상기 수광부가 출력하는 전기적인 신호를 처리하는 신호 처리부가 더 포함되고, 수광부와 신호 처리부가 와이어 본딩으로 연결된다.

Description

광학식 마이크로폰{Optical microphone}
본 발명은 음파의 진동을 전기적인 신호로 변환하는 광학식 마이크로폰에 관한 것이다.
일반적으로 광학식 마이크로폰은 전자기 잡음에 매우 강한 특성을 가지고 있다. 그러므로 특수한 환경에서 여러 가지의 특성을 측정하는데 광학식 마이크로폰이 많이 사용되고 있는 것으로서 종래의 광학식 마이크로폰으로서는 미국특허 제5,262,884호 및 미국특허 제5,333,205호가 알려져 있다.
상기 미국특허 제5,262,884호는 도 1에 도시된 바와 같이 내부가 중공이고, 대략 원통형으로 이루어진 본체(100)의 전면에 진동판(110)이 설치되고, 본체(100)의 내측에는 광원(도면에 도시되지 않았음)에서 발생된 광을 상기 진동판(110)으로 전송하는 제 1 광섬유(120)와, 상기 진동판(110)에서 반사되는 광을 입사 받아 광신호 처리부(도면에 도시되지 않았음)로 전송하는 제 2 광섬유(130)가 구비된다.
이러한 구성을 가지는 종래의 광학식 마이크로폰은 광원에서 발생된 광이 제 1 광섬유(120)를 통해 진동판(110)으로 입사되어 반사되고, 진동판(110)에서 반사된 광은 제 2 광섬유(130)를 통해 광신호 처리부로 전송하게 된다.
이와 같은 상태에서 소정의 음파에 의해 진동판(110)이 진동하게 되면, 진동판(110)에서의 반사되는 광의 각도가 가변되고, 광의 반사각도의 가변에 따라 제 2 광섬유(130)를 통해 광신호 처리부로 전송되는 광량이 가변되는 간섭현상이 발생하게 되는 것으로서 광신호 처리부는 광량의 변화를 전기적인 신호로 변환하게 된다.
그리고 미국특허 제5,333,205호는 도 2에 도시된 바와 같이 보호 케이스(200)의 전면에 복수의 음파 통과구멍(210)이 형성되고, 보호 케이스(200)의 내측에는 진동판(220)이 설치된다. 그리고 소정의 광원(도면에 도시되지 않았음)에서 발생되는 광을 상기 진동판(220)으로 전송하는 제 1 광섬유(230)와, 상기 진동판(220)에서 반사된 광을 입사 받아 광신호 처리부(도면에 도시되지 않았음)로 전송하는 제 2 광섬유(240)로 구성된다.
이와 같이 구성된 종래의 광학식 마이크로폰은 상기한 미국특허 제5,262,884호와 마찬가지로 광원에서 발생된 광이 제 1 광섬유(230)를 통해 진동판(220)으로 입사되어 반사되고, 진동판(220)에서 반사된 광은 제 2 광섬유(240)를 통해 광신호 처리부로 전송하게 되며, 소정의 음파가 음파 통과구멍(210)을 통해 진동판(220)에 닿게 되어 진동판(220)이 진동하게 되면, 진동판(220)에서의 반사되는 광의 각도가 가변되고, 광의 반사각도의 가변에 따라 제 2 광섬유(240)를 통해 광신호 처리부로 전송되는 광량이 가변되는 간섭현상이 발생하게 되는 것으로서 광신호 처리부는 전송 받은 광량의 변화를 전기적인 신호로 변환하게 된다.
그러나 상기한 종래의 기술들은 모두 제 1 광섬유(120)(230)가 전송하는 광이 진동판(110)(220)에서 반사된 후 제 2 광섬유(130)(240)로 입사되도록 정밀하게 정렬해야 되는 것으로 진동판(110)(220)과 제 1 광섬유(120)(230) 및 제 2 광섬유(130)(240)의 정렬 작업이 매우 어렵고, 이로 인하여 많은 제조비용이 소요되며, 또한 각 부위들을 하나씩 조립하여 광학식 마이크로폰의 크기를 작게 제조하는데 한계가 있었다.
본 발명의 목적은 광섬유의 정렬작업 등을 하지 않고, 반도체 제조공정을 이용하여 간단히 제조할 수 있는 광학식 마이크로폰을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 소형화가 가능하고, 배치공정에 의해 간단히 제조하여 생산비를 절감할 수 있는 광학식 마이크로폰을 제공하는데 있다.
이러한 목적을 가지는 본 발명의 광학식 마이크로폰은, 하부기판과, 상기 하부기판에 상호간에 소정의 간격을 두고 형성되는 광원 및 수광부와, 상기 하부기판의 광원과 수광부의 사이에 형성되고 하부가 외부로 노출되어 음파에 의해 진동되는 진동판과, 상기 하부기판의 상부에 부착되고, 상기 광원에서 발생된 광이 상기 진동판에서 반사되어 상기 수광부로 입사되게 하기 위한 반사각을 가지는 반사부가 형성된 상부기판으로 구성됨을 특징으로 한다.
그리고 상기 하부기판에, 상기 수광부가 출력하는 전기적인 신호를 처리하는 신호 처리부가 더 포함되거나, 상기 상부기판에, 상기 수광부가 출력하는 전기적인 신호를 처리하는 신호 처리부가 더 포함되고, 수광부와 신호 처리부가 와이어 본딩으로 연결되고, 상기 신호 처리부는, 상기 수광부의 전기적인 신호를 증폭하는 증폭기인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 수광부는, 제 1 및 제 2 수광부로 이루어지고, 상기 반사부는, 제 1 및 제 2 수광부로 입사되는 광량이 동일하게 되도록 반사각이 형성되며, 상기 신호 처리부는, 상기 제 1 및 제 2 수광부가 출력하는 전기적인 신호를 차동 증폭하는 차동 증폭기인 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도 3 내지 도 5의 도면을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 광학식 마이크로폰의 일 실시 예의 구성을 분해하여 보인 단면도이다. 여기서, 부호 300은 실리콘 등의 반도체로 된 하부기판이다. 상기 하부기판(300)에는 광원(310) 및 수광부(320)가 상호간에 소정의 간격을 두고 제조된다.
부호 330은 음파에 의해 진동하는 진동판이다. 상기 진동판(330)은, 하부기판(300)의 광원(310) 및 수광부(320)의 사이에 일체로 제조되는 것으로서 하부는 통상의 반도체 식각공정 등을 통해 식각되어 외부로 노출되고, 외부로부터 입력되는 음파에 의해 진동된다.
부호 340은 상기 하부기판(300)의 상부에 접착제 등으로 부착되고, 실리콘 등의 반도체로 된 상부기판이다. 상기 상부기판(340)의 하부에는 상기 광원(310)에서 출력되는 광을 반사시켜 상기 수광부(320)로 입사되게 반사각을 갖는 반사부(350)가 형성된다.
부호 360은 상기 수광부(320)가 광을 수광하여 출력하는 전기적인 신호를 처리하는 신호처리부로서 상기 하부기판(300)의 일측에 제조된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 광학식 마이크로폰의 일 실시 예는 도 4에 도시된 바와 같이 하부기판(300)의 상부에 상부기판(340)이 접착제 등으로 부착된다.
그리고 광원(310)에 전원이 인가될 경우에 광원(310)이 광을 발생하고, 발생한 광의 일부는 상부기판(340)에 형성되어 있는 반사부(350)에서 반사되어 수광부(320)로 입사되고, 나머지 일부의 광은 반사부(350) 및 진동판(330)에서 순차적으로 반사되면서 수광부(320)로 입사되는 것으로서 수광부(320)는 입사되는 광량에 따른 소정 레벨의 전기적인 신호를 출력하고, 출력한 전기적인 신호는 신호처리부에서 처리되어 외부로 출력된다.
이와 같은 상태에서 음파가 입력되어 진동판(330)이 진동하게 되면, 진동판(330)에서 반사되는 광의 반사각이 가변되어 수광부(320)로 수광되는 두 광이 간섭을 일으키게 된다. 그러면, 수광부(320)로 수광되는 광량이 가변되어 수광부(320)에서 출력되는 전기적인 신호가 가변되고, 상기 수광부(320)에서 가변 출력되는 전기적인 신호를 신호처리부(360)가 처리하여 외부로 출력하게 된다. 여기서, 상기 신호 처리부(360)는 예를 들면 증폭기로서 수광부(320)에서 가변 출력되는 전기적인 신호를 증폭하여 외부로 출력한다.
도 5는 본 발명의 광학식 마이크로폰의 다른 실시 예의 구성을 보인 도면이다. 이에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시 예는 하부기판(300)에 하나의 수광부(320) 대신에 두 개의 수광부(320a)(320b)를 형성하고, 상기 광원(310)에서 출력되는 광이 진동판(330)에서 반사되어 두 수광부(320a)(320b)에 동일한 광량으로 입사 즉, 상기 진동판(330)이 진동하지 않을 경우에 수광부(320a)(320b)로 입사되는 광량이 동일하게 되도록 상기 상부기판(340)의 반사부(340)의 반사각을 형성한다.
그리고 상기 신호처리부(360)는 상기 2개의 수광부(320a)(320b)가 출력하는 전기적인 신호를 차동 증폭하는 차동 증폭기로 형성한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시 예는 광원(310)이 발생하는 광은 상부기판(340) 내부의 반사부(350)와 진동판(330)에서 반사되어 수광부(320a)(320b)로 입사되는 것으로서 두 수광부(320a)(320b)로 입사되는 광량에 따른 소정 레벨의 전기적인 신호를 출력하고, 수광부(320a)(320b)의 출력신호를 신호 처리부(360) 즉, 차동 증폭기가 차동 증폭하게 된다.
여기서, 입력되는 음파가 없어 진동판(330)이 진동하지 않을 경우에 수광부(320a)(320b)로 각기 입사되는 광량에 동일하여 각기 출력하는 전기적인 신호의 레벨이 동일하므로 신호 처리부(360)에서 출력되는 전기적인 신호는 없게 된다.
이와 같은 상태에서 음파가 입력되어 진동판(330)이 진동하게 되면, 진동판(330)에서 반사되는 광의 반사각이 가변되고, 그 반사각의 가변에 따라 수광부(320a)(320b)로 수광되는 광량이 서로 상이하게 된다.
그러면, 두 수광부(320a)(320b)에서 출력되는 전기적인 신호의 레벨이 상이하게 되고, 수광부(320a)(320b)에서 출력되는 전기적인 신호의 레벨 차이를 신호 처리부(360)가 차동 증폭하여 음파의 세기에 따른 레벨의 전기적인 신호를 출력하게 된다.
한편, 상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다. 예를 들면, 상기에서는 보호 덮개(340)에 형성되는 반사부(350)에 대하여 두 가지를 예로 들어 설명한 것으로서 본 발명을 실시함에 있어서는 이에 한정되지 않고, 광원(310)에서 발생된 광이 진동판(330)에서 반사되어 수광부(320)(320a)(320b)로 입사되게 할 수 있는 여러 가지의 형상으로 간단히 변형 실시할 수 있고, 또한 상기 신호처리부(360)를 상부기판(340)에 형성하고, 와이어 본딩 작업으로 수광부(320)(320a)(320b)와 신호처리부(360)를 연결할 수도 있는 등 여러 가지로 변형 실시할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 반도체 제조공정을 통해 하부기판 상에 광원, 수광부 및 진동판을 형성함과 아울러 반사부를 가지는 상부기판을 형성하고, 배치 공정에서 하부기판 및 상부기판을 정렬 및 부착하여 제조하는 것으로서 광학식 마이크로폰의 소형화가 가능하고, 광섬유의 정렬 등이 필요 없어 제조가 용이함은 물론 제조비용을 절감할 수 있다.
도 1은 종래의 광학식 마이크로폰의 일 예의 구성을 보인 도면.
도 2는 종래의 광학식 마이크로폰의 다른 예의 구성을 보인 도면.
도 3은 본 발명의 광학식 마이크로폰의 일 실시 예의 구성을 보인 분해 도면.
도 4는 본 발명의 광학식 마이크로폰의 일 실시 예의 구성을 조립하여 광의 진행경로를 보인 도면.
도 5는 본 발명의 광학식 마이크로폰의 다른 실시 예의 구성을 보인 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
300 : 하부기판 310 : 광원
320, 320a, 320b : 수광부 330 : 진동판
340 : 상부기판 350 : 반사부
360 : 신호 처리부

Claims (5)

  1. 하부기판;
    상기 하부기판 상에 상호간에 소정의 간격을 두고 형성되는 광원 및 수광부;
    상기 하부기판의 광원과 수광부의 사이에 형성되고 하부가 외부로 노출되어 음파에 의해 진동되는 진동판; 및
    상기 하부기판의 상부에 부착되고, 상기 광원에서 발생된 광이 상기 진동판에서 반사되어 상기 수광부로 입사되게 하기 위한 반사각을 가지는 반사부가 형성된 상부기판으로 구성된 광학식 마이크로폰.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 하부기판에는;
    상기 수광부가 출력하는 전기적인 신호를 처리하는 신호 처리부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 광학식 마이크로폰.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 상부기판에는;
    상기 수광부가 출력하는 전기적인 신호를 처리하는 신호 처리부가 더 포함되고, 수광부와 신호 처리부가 와이어 본딩으로 연결되는 것을 특징으로 하는 광학식 마이크로폰.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 신호 처리부는;
    상기 수광부의 전기적인 신호를 증폭하는 증폭기인 것을 특징으로 하는 광학식 마이크로폰.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 수광부는, 제 1 및 제 2 수광부로 이루어지고,
    상기 반사부는, 제 1 및 제 2 수광부로 입사되는 광량이 동일하게 되도록 반사각이 형성되며,
    상기 신호 처리부는, 상기 제 1 및 제 2 수광부가 출력하는 전기적인 신호를 차동 증폭하는 차동 증폭기인 것을 특징으로 하는 광학식 마이크로폰.
KR10-2003-0098668A 2003-12-29 2003-12-29 광학식 마이크로폰 KR100521695B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0098668A KR100521695B1 (ko) 2003-12-29 2003-12-29 광학식 마이크로폰

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0098668A KR100521695B1 (ko) 2003-12-29 2003-12-29 광학식 마이크로폰

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050067668A true KR20050067668A (ko) 2005-07-05
KR100521695B1 KR100521695B1 (ko) 2005-10-17

Family

ID=37258300

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2003-0098668A KR100521695B1 (ko) 2003-12-29 2003-12-29 광학식 마이크로폰

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100521695B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100853857B1 (ko) * 2006-12-29 2008-08-22 한국표준과학연구원 광 마이크로폰 및 그 제작 방법
KR101418750B1 (ko) * 2012-12-27 2014-07-11 전자부품연구원 광 마이크로폰 및 제작 방법
KR101692255B1 (ko) 2015-10-06 2017-01-04 서강대학교산학협력단 간섭계를 이용한 마이크로폰
KR20190070104A (ko) * 2017-12-12 2019-06-20 한국산업기술대학교산학협력단 마이크로폰 장치 및 제조방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190091877A (ko) 2018-01-29 2019-08-07 부산대학교 산학협력단 광 마이크로폰

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100853857B1 (ko) * 2006-12-29 2008-08-22 한국표준과학연구원 광 마이크로폰 및 그 제작 방법
KR101418750B1 (ko) * 2012-12-27 2014-07-11 전자부품연구원 광 마이크로폰 및 제작 방법
KR101692255B1 (ko) 2015-10-06 2017-01-04 서강대학교산학협력단 간섭계를 이용한 마이크로폰
KR20190070104A (ko) * 2017-12-12 2019-06-20 한국산업기술대학교산학협력단 마이크로폰 장치 및 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR100521695B1 (ko) 2005-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100437142B1 (ko) 광 마이크로 폰
JP5200737B2 (ja) 差動マイクロホンユニット
WO1993007686A1 (en) Optical microphone with vibrating optical element
US4228379A (en) Diaphragm type piezoelectric electroacoustic transducer
KR100637563B1 (ko) 광학식 음향전기 변환장치
CN107911782B (zh) 一种光纤传声器探头及光纤传声器系统
EP3794842A1 (en) Optical microphone assembly
JP3951613B2 (ja) マイクロホン
KR100521695B1 (ko) 광학식 마이크로폰
KR20210148211A (ko) 마이크로폰 하우징
KR20080031477A (ko) 마이크로폰 소자
US20160273943A1 (en) Sonar system and method using arrays of optical ring resonator sensors
JP3639483B2 (ja) 音響電気変換装置
US20200404430A1 (en) Device for Sensing a Motion of a Deflective Surface
JP2001157298A (ja) 光学式マイクロホンおよびその製造方法
US20240101410A1 (en) Mems optical microphone
JP5419254B2 (ja) マイクロホンユニット
JP6193279B2 (ja) 光マイクロフォン、および補聴器
CN113328811B (zh) 声波收发装置及电子设备
US11509984B2 (en) Microphone module
JPH02190099A (ja) 光学式マイクロホン
JP3481180B2 (ja) 音響電気変換装置
CN115866497A (zh) 一种mems光学麦克风
JP2001245396A (ja) 音響電気変換装置
JPS6396520A (ja) 音響センサ

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20080716

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee