KR20190060158A - Directional microphone - Google Patents

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KR20190060158A
KR20190060158A KR1020170158060A KR20170158060A KR20190060158A KR 20190060158 A KR20190060158 A KR 20190060158A KR 1020170158060 A KR1020170158060 A KR 1020170158060A KR 20170158060 A KR20170158060 A KR 20170158060A KR 20190060158 A KR20190060158 A KR 20190060158A
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박두영
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(주)파트론
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Abstract

The present invention relates to a directional microphone which comprises a board, a housing, a MEMS transducer, and a signal processing device. According to an embodiment of the present invention, the board includes a second sound hole, and the housing includes a first sound hole.

Description

지향성 마이크로폰{Directional microphone}[0001] Directional microphone [0002]

본 발명은 마이크로폰에 관한 것으로, 보다 상세하게는 MEMS 트랜듀서 소자를 포함하고, 지향성 음향특성을 가지는 지향성 MEMS 마이크로폰에 관한 것이다.The present invention relates to a microphone, and more particularly, to a directional MEMS microphone including a MEMS transducer element and having a directional acoustic characteristic.

최근, 휴대폰, 스마트폰 등의 이동 통신용 단말기나, 태블릿PC, MP3 플레이어 등과 같은 전자 장치는 보다 소형화되고 있다. 이에 따라, 전자 장치의 부품 또한 더욱 소형화되고 있다. 따라서, 부품의 물리적 한계를 해결할 수 있는 멤스(Micro Electro Mechanical System: MEMS) 기술 개발이 진행되고 있다.2. Description of the Related Art In recent years, electronic devices such as mobile communication terminals such as mobile phones and smart phones, tablet PCs, and MP3 players have become smaller. As a result, parts of electronic devices are becoming smaller. Therefore, development of a MEMS (Micro Electro Mechanical System) technology capable of solving physical limitations of parts is underway.

멤스 기술은, 집적 회로 기술을 응용한 마이크로 머시닝(micro machining) 기술을 이용하여 마이크로 단위의 초소형 센서, 액츄에이터 또는 전기 기계적 구조체를 제작하는데 응용될 수 있다. 이와 같은 멤스 기술이 적용된 멤스 마이크로폰은 초소형의 소자를 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 하나의 웨이퍼 상에 다수의 멤스 마이크로폰을 제조할 수 있어 대량 생산이 가능하다.MEMS technology can be applied to micro-scale micro-sensors, actuators, or electromechanical structures using micro-machining techniques based on integrated circuit technology. The MEMS microphone with such a MEMS technology not only can realize a very small device, but also can manufacture a large number of MEMS microphones on one wafer, thereby enabling mass production.

이러한 멤스 마이크로폰에 대한 기술은 다양하게 공지되어 있다. 예를 들어, 대한민국공개특허 제10-2007-0053763호(공개일 2007년 5월 25일)의 '실리콘 콘덴서 마이크로폰과 그 제작 방법', 대한민국공개특허 제10-2007-0078391호(공개일 2007년 7월 31일)의 '소형 마이크로폰용 탄성 중합체 실드', 대한민국공개특허 제10-0971293호(공고일 2010년 7월 13일)의 '마이크로폰' 등이 있다.A variety of techniques for such MEMS microphones are known. For example, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2007-0053763 (published May 25, 2007) entitled " Silicon condenser microphone and its manufacturing method ", Korean Patent Publication No. 10-2007-0078391 July 31, 2010), and a microphone of Korean Patent Laid-Open No. 10-0971293 (published on July 13, 2010).

대한민국 공개특허 제10-2007-0053763호(공개일 2007년 5월 25일)Korean Patent Publication No. 10-2007-0053763 (published on May 25, 2007) 대한민국 공개특허 제10-2007-0078391호(공개일 2007년 7월 31일)Korean Patent Publication No. 10-2007-0078391 (Disclosure Date: July 31, 2007) 대한민국 공개특허 제10-0971293호(공고일 2010년 7월 13일)Korean Patent Publication No. 10-0971293 (Published on July 13, 2010)

본 발명이 해결하려는 과제는, 지향성 특성을 가지는 마이크로폰을 제공하는 것이다. A problem to be solved by the present invention is to provide a microphone having a directivity characteristic.

본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 마이크로폰의 지향성 특성을 용이하게 조정할 수 있는 지향성 마이크로폰을 제공하는 것이다.Another object to be solved by the present invention is to provide a directional microphone capable of easily adjusting the directivity characteristic of a microphone.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 지향성 마이크로폰은, 기판, 하우징, MEMS 트랜듀서 및 신호처리소자를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a directional microphone including a substrate, a housing, a MEMS transducer, and a signal processing device.

기판은 제2 음향홀을 포함하고, 하우징에는 제1 음향홀이 형성된다.The substrate includes a second acoustic hole, and a first acoustic hole is formed in the housing.

본 발명의 일 실시예에 따른 지향성 마이크로폰은 지향성 특성을 가져 주 음향을 보다 선명하게 감지할 수 있다는 장점이 있다.The directional microphone according to an embodiment of the present invention has a directivity characteristic and has a merit that it can detect the sound more clearly.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 지향성 마이크로폰은 지향성 특성을 용이하게 조정할 수 있다는 장점이 있다.Further, the directional microphone according to an embodiment of the present invention has an advantage that directivity characteristics can be easily adjusted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지향성 마이크로폰을 위에서 바라본 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지향성 마이크로폰을 뒤에서 바라본 사시도이다.
도 3은 도 1의 A-A를 따라서 절단한 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 MEMS 트랜듀서의 예시적 단면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 지향성 마이크로폰의 사용 상태도이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 지향성 마이크로폰의 단면도이다.1 is a perspective view of a directional microphone according to an embodiment of the present invention.
2 is a rear perspective view of a directional microphone according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
4 is an exemplary cross-sectional view of the MEMS transducer shown in FIG.
5 and 6 are use state diagrams of a directional microphone according to an embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view of a directional microphone according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하는데 있어서, 해당 분야에 이미 공지된 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명을 부가하는 것이 본 발명의 요지를 불분명하게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명에서 이를 일부 생략하도록 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 실시예들을 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 해당 분야의 관련된 사람 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, if it is judged that it is possible to make the gist of the present invention obscure by adding a detailed description of a technique or configuration already known in the field, it is omitted from the detailed description. In addition, terms used in the present specification are terms used to appropriately express the embodiments of the present invention, which may vary depending on the person or custom in the relevant field. Therefore, the definitions of these terms should be based on the contents throughout this specification.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함하는'의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to limit the invention. The singular forms as used herein include plural forms as long as the phrases do not expressly express the opposite meaning thereto. As used herein, the meaning of "comprising" embodies certain features, areas, integers, steps, operations, elements and / or components, And the like.

이하, 첨부된 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 지향성 마이크로폰에 대해서 설명하도록 한다.Hereinafter, a directional microphone according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6 attached hereto.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지향성 마이크로폰을 위에서 바라본 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지향성 마이크로폰을 뒤에서 바라본 사시도이다. 도 3은 도 1의 A-A를 따라서 절단한 단면도이다. 도 4는 도 3에 도시된 MEMS 트랜듀서의 예시적 단면도이다. 도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 지향성 마이크로폰의 사용 상태도이다.1 is a perspective view of a directional microphone according to an embodiment of the present invention. 2 is a rear perspective view of a directional microphone according to an embodiment of the present invention. 3 is a cross-sectional view taken along line A-A in Fig. 4 is an exemplary cross-sectional view of the MEMS transducer shown in FIG. 5 and 6 are use state diagrams of a directional microphone according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지향성 마이크로폰은 기판(100), 하우징(200), MEMS 트랜듀서(400) 및 신호처리소자(500)를 포함한다.1 to 3, a directional microphone according to an embodiment of the present invention includes a substrate 100, a housing 200, a MEMS transducer 400, and a signal processing device 500.

기판(100)은 본 발명의 지향성 마이크로폰의 하부를 이루는 구성으로, 판(plate) 형태로 형성된다. 기판(100)은 인쇄회로기판(PCB; Printed Circuit Board)로 형성될 수 있다. 기판(100)은 구체적으로, 경성의 인쇄회로기판, 반도체 기판, 세라믹 기판 등으로 형성될 수 있다.The substrate 100 is formed in the form of a plate, which is a lower part of the directional microphone of the present invention. The substrate 100 may be formed of a printed circuit board (PCB). The substrate 100 may be specifically formed of a rigid printed circuit board, a semiconductor substrate, a ceramic substrate, or the like.

기판(100)은 제2 음향홀(110)을 포함한다. 제2 음향홀(110)은 기판(100)을 관통하는 형태로 형성된다. 구체적으로, 제2 음향홀(110)은 내측 개구(111)에서 외측 개구(112)까지 연장된다. 제2 음향홀(110)의 내측 개구(111)는 기판의 상면에 형성될 수 있고, 외측 개구(112)는 기판의 측면에 형성될 수 있다. 특히, 제2 음향홀(110)의 내측 개구(111)는 후술할 MEMS 트랜듀서(400)의 하측 공간으로 연결되도록 형성된다.The substrate 100 includes a second acoustic hole 110. The second acoustic holes 110 are formed through the substrate 100. Specifically, the second acoustic hole 110 extends from the inner opening 111 to the outer opening 112. The inner opening 111 of the second acoustic hole 110 may be formed on the upper surface of the substrate and the outer opening 112 may be formed on the side surface of the substrate. In particular, the inner opening 111 of the second acoustic hole 110 is formed to be connected to the lower space of the MEMS transducer 400 to be described later.

제2 음향홀(110)은 기판(100)을 수평 방향으로 관통하는 적어도 일부분을 포함한다. 구체적으로, 제2 음향홀(110)은 수평부(113) 및 수직부(114)를 포함할 수 있다. 수평부(113)는 기판(110)의 상면 및 하면과 수평한 방향으로 기판(110)을 관통하며 연장되는 부분이다. 수직부(114)는 수평부(113)의 일단에서 연결되어 기판(110)의 상면 및 하면과 수직한 방향으로 기판(110)을 관통하며 연장되는 부분이다.The second acoustic hole 110 includes at least a portion that horizontally penetrates the substrate 100. Specifically, the second acoustic hole 110 may include a horizontal portion 113 and a vertical portion 114. The horizontal portion 113 is a portion extending through the substrate 110 in a direction parallel to the upper and lower surfaces of the substrate 110. The vertical part 114 is connected to one end of the horizontal part 113 and extends through the substrate 110 in a direction perpendicular to the upper surface and the lower surface of the substrate 110.

도 1 내지 도 3에서는 제2 음향홀(110)이 단일의 홀 형태로 형성된 것으로 도시되어 있지만, 경우에 따라서는 복수의 홀이 밀집하여 위치한 것일 수도 있다.Although the second acoustic holes 110 are shown as being formed in a single hole shape in FIGS. 1 to 3, in some cases, the plurality of holes may be located closely.

기판(100)의 상면에는 후술할 MEMS 트랜듀서(400) 및 신호처리소자(500) 등이 실장된다. 그리고 기판(100)은 후술할 하우징(200)과 결합되어 내부 공간(S1)을 형성한다.A MEMS transducer 400 and a signal processing element 500 to be described later are mounted on the upper surface of the substrate 100. The substrate 100 is coupled with a housing 200 to be described later to form an internal space S1.

하우징(200)은 기판(100)을 커버하도록 형성된다. 구체적으로, 하우징(200)은 하면이 개방된 형태로 형성되고, 하부가 기판(100)에 의해 덮이도록 결합된다. 기판(100)과 하우징(200)의 결합에 의해, 내부 공간(S1)이 형성되게 된다. 더욱 구체적으로, 하우징(200)은 기판(100)과 이격되어 대향하는 상면과 상기 상면의 테두리 부분에서 하측으로 절곡되어 연장되는 측면을 포함한다. 측면의 하단은 기판(100)과 결합될 수 있다.The housing 200 is formed to cover the substrate 100. Specifically, the housing 200 is formed with the bottom surface opened, and the bottom is coupled to be covered by the substrate 100. The inner space S1 is formed by the combination of the substrate 100 and the housing 200. [ More specifically, the housing 200 includes an upper surface facing away from the substrate 100, and a side bent downwardly from a rim portion of the upper surface. The lower side of the side surface can be coupled with the substrate 100.

하우징(200)은 기판(100)과 솔더(150) 등을 통해서 연결될 수 있다. 도면에는 도시되지 않았지만, 기판(100)에는 접지 전위를 가지는 접지부가 형성되어 있고, 하우징(200)은 기판(100)의 접지부와 전기적으로 연결되어 결합될 수 있다.The housing 200 may be connected to the substrate 100 through a solder 150 or the like. Although not shown in the drawing, a ground portion having a ground potential is formed on the substrate 100, and the housing 200 can be electrically connected to the ground portion of the substrate 100 to be coupled.

하우징(200) 예를 들어, 금속 재질 등으로 형성된 캔(can) 타입일 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 경우에 따라 플라스틱 사출물 또는 기판(100)과 동일한 소재 등으로 형성될 수도 있다.The housing 200 may be of a can type, for example, made of a metal material or the like. However, the present invention is not limited thereto, and may be formed of the same material as the plastic injection molded article or the substrate 100, as the case may be.

하우징(200)은 제1 음향홀(210)을 포함한다. 제1 음향홀(210)은 하우징(200)의 일부를 관통하는 형태로 형성된다. 도 1 내지 도 3에서는 제1 음향홀(210)이 단일의 홀 형태로 형성된 것으로 도시되어 있지만, 경우에 따라서는 복수의 홀이 밀집하여 위치한 것일 수도 있다.The housing 200 includes a first acoustic hole 210. The first acoustic hole 210 is formed to penetrate a part of the housing 200. Although the first acoustic holes 210 are shown as being formed in a single hole shape in FIGS. 1 to 3, in some cases, the plurality of holes may be located closely.

도 3에 도시된 것과 같이, 제1 음향홀(210)은 하우징(200)의 측면을 관통하도록 형성될 수 있다. 구체적으로, 제1 음향홀(210)은 제2 음향홀(110)의 외측 개구(112)가 형성된 부분의 반대 부분에 형성되는 것이 바람직하다. 제1 음향홀(100)의 외측 개구(112)와 제1 음향홀(210)이 서로 반대 방향으로 형성되어 지향성 특징이 더욱 효과적으로 구현될 수 있다.As shown in FIG. 3, the first acoustic hole 210 may be formed to penetrate the side surface of the housing 200. Specifically, it is preferable that the first acoustic hole 210 is formed at an opposite portion of the portion where the outer opening 112 of the second acoustic hole 110 is formed. The outer opening 112 of the first acoustic hole 100 and the first acoustic hole 210 are formed in directions opposite to each other so that the directivity characteristic can be realized more effectively.

MEMS 트랜듀서(400)는 음향 신호를 전기 신호로 변환하는 소자이다. MEMS 트랜듀서(400)는 기판(100)에 실장되어, 기판(100)과 하우징(200)이 형성하는 내부 공간(S1)에 수용되게 된다. 또한, MEMS 트랜듀서(400)는 와이어(450) 등을 통해 기판(100) 또는 신호처리소자(500)와 전기적으로 연결될 수 있다. MEMS 트랜듀서(400)는 변환된 전기 신호를 신호처리소자(500)로 제공한다.The MEMS transducer 400 is an element that converts a sound signal into an electric signal. The MEMS transducer 400 is mounted on the substrate 100 and accommodated in the inner space S1 formed by the substrate 100 and the housing 200. [ In addition, the MEMS transducer 400 may be electrically connected to the substrate 100 or the signal processing device 500 through a wire 450 or the like. The MEMS transducer (400) provides the converted electrical signal to the signal processing element (500).

MEMS 트랜듀서(400)의 구성에 대해서는 도 4를 참조하여 상세하게 설명하도록 한다. 도 4를 참조하면, MEMS 트랜듀서(400)는 바디(149), 백플레이트(back plate)(146) 및 진동판(diaphragm)(148)을 포함할 수 있다. 백플레이트(146)와 진동판(148)은 서로 이격되어 있고(즉, 백플레이트(146)와 진동판(148) 사이에는 캐비티(cavity)가 위치), 진동판(148)이 음압에 의해 진동하면, 백플레이트(146)와의 커패시턴스를 측정하여 음향 신호를 센싱한다. 도면에서는, 백플레이트(146)가 진동판(148)의 위쪽에 배치된 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 백플레이트(146)가 진동판(148)의 아래쪽에 배치되어도 무방하다.The configuration of the MEMS transducer 400 will be described in detail with reference to FIG. Referring to FIG. 4, the MEMS transducer 400 may include a body 149, a back plate 146, and a diaphragm 148. When the back plate 146 and the diaphragm 148 are spaced apart from each other (that is, a cavity is located between the back plate 146 and the diaphragm 148) and the diaphragm 148 is vibrated by the negative pressure, And the capacitance with the plate 146 is measured to sense the acoustic signal. Although the back plate 146 is shown above the diaphragm 148 in the figure, it is not limited thereto. That is, the back plate 146 may be disposed below the diaphragm 148.

신호처리소자(500)는 MEMS 트랜듀서(400)로부터 전달된 전기 신호를 증폭한다. 신호처리소자(500)는 예를 들어, 주문형 반도체 집적 회로(ASIC, Application-Specific Integrated Circuit)로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 신호처리소자(500)는 기판(100)의 상면에 다이 본딩(die bonding) 또는 와이어 본딩(wire bonding) 등에 의해 고정될 수 있다.The signal processing element 500 amplifies the electric signal transmitted from the MEMS transducer 400. The signal processing device 500 may be, for example, an application-specific integrated circuit (ASIC), but is not limited thereto. The signal processing device 500 may be fixed to the upper surface of the substrate 100 by die bonding or wire bonding.

도 5 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 지향성 마이크로폰의 지향성 특성에 대해 설명하도록 한다.5 to 6, the directional characteristics of a directional microphone according to an embodiment of the present invention will be described.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지향성 마이크로폰은 제1 음향 경로(P1)와 제2 음향 경로(P2)를 형성한다.Referring to FIG. 5, the directional microphone according to an embodiment of the present invention forms a first acoustic path P1 and a second acoustic path P2.

제1 음향 경로(P1)는 하우징(200)의 외부로부터 제1 음향홀(210)을 통과하여 MEMS 트랜듀서(400)까지 진행하는 경로이다.The first acoustic path P1 is a path from the outside of the housing 200 to the MEMS transducer 400 through the first acoustic hole 210. [

제2 음향 경로(P2)는 기판(100)의 외부에서 제2 음향홀(110)을 통과하여 MEMS 트랜듀서(400)까지 진행하는 경로이다. 제1 음향 경로(P1)를 따르면 MEMS 트랜듀서(400)의 상부에 도달하게 되고, 제2 음향 경로(P2)를 따르면 MEMS 트랜듀서(400)의 하부에 도달하게 된다.The second acoustic path P 2 is a path extending from the outside of the substrate 100 to the MEMS transducer 400 through the second acoustic hole 110. The first acoustic path P1 follows the top of the MEMS transducer 400 and the second acoustic path P2 follows the bottom of the MEMS transducer 400. [

제2 음향홀(110)의 위치 및 형태에 따라서 제2 음향 경로(P2)는 변경될 수 있다. 구체적으로, 제2 음향홀(110)의 수평부(113)의 길이가 짧으면 제2 음향 경로(P2)가 상대적으로 단축될 수 있다. 그러나 제2 음향홀(210)의 수평부(113)의 길이가 길면, 제2 음향 경로(P2)가 상대적으로 연장될 수 있다.The second acoustic path P2 may be changed depending on the position and the shape of the second acoustic hole 110. [ Specifically, if the length of the horizontal portion 113 of the second acoustic hole 110 is short, the second acoustic path P2 can be relatively shortened. However, if the length of the horizontal portion 113 of the second acoustic hole 210 is long, the second acoustic path P2 can be relatively extended.

본 발명의 일 실시예에 따른 지향성 마이크로폰은 하우징(200)에서 제1 음향홀(210)이 형성된 부분의 외측으로부터 마이크로폰으로 진행하는 음향을 주된 수신 음향으로 수신하는 프론트 타입(front type)에 해당한다. 따라서 마이크로폰의 하우징(200)의 제1 음향홀(210)이 형성된 부분의 외측 방향을 전방으로 지칭하고, 대략적인 그 반대 방향을 후방으로 지칭하도록 한다. 상술한 것과 같이, 하우징(200)의 제1 음향홀(210)이 형성된 부분의 반대 방향에는 제2 음향홀(110)의 외측 개구(113)이 형성된다. 따라서 제2 음향홀(110)의 외측 개구(113)는 후방을 향하는 것으로 이해될 수 있다.The directional microphone according to an embodiment of the present invention corresponds to a front type that receives sound from the outside of the portion where the first acoustic hole 210 is formed in the housing 200 to the microphone as a main receiving sound . Therefore, the outside direction of the portion where the first acoustic hole 210 of the microphone 200 is formed is referred to as front, and the opposite direction is referred to as rearward. As described above, the outer opening 113 of the second acoustic hole 110 is formed in the opposite direction to the portion of the housing 200 where the first acoustic hole 210 is formed. Therefore, it can be understood that the outer opening 113 of the second acoustic hole 110 faces backward.

본 발명의 마이크로폰에 있어서, 전방에서 발생한 음향은 주 음향에 해당하는 것으로 MEMS 트랜듀서(400)가 원활하게 수신하게 된다. 그러나 후방에서 발생한 음향은 노이즈(noise)에 해당하는 것으로 MEMS 트랜듀서(400)에서 제거되어 전방에서 발생한 주 음향의 수신에 영향을 주지 않아야 한다.In the microphone of the present invention, the sound generated in the front corresponds to the main sound, and the MEMS transducer 400 smoothly receives the sound. However, the sound generated from the backside corresponds to noise and should be removed from the MEMS transducer 400 so as not to affect the reception of the main sound generated in the front.

도 6을 참조하면, 후방에서 발생한 노이즈 음향은 제1 음향 경로(P1)를 통해 MEMS 트랜듀서(400)에 도달할 수 있고, 제2 음향 경로(P2)를 통해 MEMS 트랜듀서(400)에 도달할 수 있다. 이 때, 노이즈 음향이 제1 음향 경로(P1)를 통해 MEMS 트랜듀서(400)에 도달하는 제1 시간(T1)과 제2 음향 경로(P2)를 통해 MEMS 트랜듀서(400)에 도달하는 제2 시간(T2)는 서로 동일할 수 있다. 여기서 제1 시간(T1)과 제2 시간(T2)이 동일하다는 의미는 제1 시간(T1)과 제2 시간(T2)이 완전히 동일한 것과, 제조공정상 발생할 수 있는 오차를 포함하는 개념이다. 이는 노이즈 음향이 제2 음향 경로(P2)를 통해 진행할 때, 제2 음향홀(110)을 통과하면서 노이즈 음향의 진행이 지연되기 때문이다. 노이즈 음향이 제2 음향홀(110)을 통과하는 것은 미세천공 플레이트와 같은 재질로 형성된 지연 유닛을 통과하는 것과 유사한 효과를 발생시킨다.6, the noise generated from the rear can reach the MEMS transducer 400 through the first acoustic path P1 and reach the MEMS transducer 400 through the second acoustic path P2. can do. At this time, a first time T1 at which the noise sound reaches the MEMS transducer 400 through the first acoustic path P1 and a second time T2 at which the acoustic sound reaches the MEMS transducer 400 through the second acoustic path P2 The two times T2 may be equal to each other. Here, the first time T1 and the second time T2 are equal to each other, and the first time T1 and the second time T2 are completely equal to each other, and the error includes an error that can occur in a manufacturing process. This is because the progress of the noise sound is delayed while passing through the second acoustic hole 110 when the noise sound proceeds through the second acoustic path P2. The passage of the noise sound through the second acoustic hole 110 produces an effect similar to that through a delay unit formed of the same material as the micro-perforated plate.

이와 같이, 제1 시간(T1)과 제2 시간(T2)이 동일하면, 노이즈 음향이 제1 음향 경로(P1)를 통해 MEMS 트랜듀서(400)에 도달한 것과 노이즈 음향이 제2 음향 경로(P2)를 통해 MEMS 트랜듀서(400)에 도달한 것이 MEMS 트랜듀서(400)의 진동판에 동시에 영향을 주게 된다. 따라서, 서로 다른 경로로 진행한 두 음향이 서로 간섭되어, MEMS 트랜듀서(400)는 노이즈 신호(S1)에 영향을 거의 받지 않는다. 따라서, MEMS 트랜듀서(400)는 전방에서 발생된 주 음향 신호만을 인식하고, 노이즈 신호는 인식하지 않게 된다. 이와 같은 방식으로, 단일지향성(unidirectional) 특성을 구현할 수 있다.As such, if the first time T1 and the second time T2 are the same, the noise sound reaches the MEMS transducer 400 through the first acoustic path P1 and the noise sound reaches the second acoustic path < RTI ID = P2 to the MEMS transducer 400 affects the diaphragm of the MEMS transducer 400 at the same time. Therefore, the two sounds propagated through different paths interfere with each other, and the MEMS transducer 400 is hardly affected by the noise signal S1. Therefore, the MEMS transducer 400 recognizes only the main acoustic signal generated in front, and does not recognize the noise signal. In this way, a unidirectional characteristic can be realized.

노이즈 음향의 진행이 지연되는 정도는 제2 음향홀(110)의 크기 및 형태 등을 변경하여 노이즈 음향의 진행이 지연되는 정도를 조정할 수 있다. 구체적으로, 제2 음향홀(110)의 수평부(113)의 길이 및 폭을 조절하는 것에 의해 달성될 수 있다. 이를 통해, 노이즈의 감쇄 정도 또는 노이즈의 방향을 조정할 수 있다.The extent to which the progress of the noise sound is delayed can be adjusted by adjusting the size and shape of the second acoustic hole 110, thereby adjusting the degree to which the progress of the noise sound is delayed. Specifically, it can be achieved by adjusting the length and width of the horizontal portion 113 of the second acoustic hole 110. As a result, the degree of attenuation of noise or the direction of noise can be adjusted.

이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 지향성 마이크로폰에 대해서 설명하도록 한다.Hereinafter, a directional microphone according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 지향성 마이크로폰의 단면도이다. 설명의 편의상, 도 1 내지 도 6에서 설명한 것과 다른 점을 위주로 설명한다.7 is a cross-sectional view of a directional microphone according to another embodiment of the present invention. For convenience of explanation, the differences from those described in Figs. 1 to 6 will be mainly described.

도 7을 참조하면, 본 실시예의 지향성 마이크로폰은 지연 유닛(600)을 더 포함한다. 지연 유닛(600)은 제2 음향홀(110)을 덮도록 위치할 수 있다.Referring to FIG. 7, the directional microphone of the present embodiment further includes a delay unit 600. The delay unit 600 may be positioned to cover the second acoustic hole 110.

지연 유닛(600)은 제2 음향 경로(P2)를 통해서 들어오는 음향 신호를 지연시키는 역할을 한다. 지연 유닛(600)은 미세천공을 포함하는 플레이트(plate)일 수 있다. 플레이트는 예를 들어, 금속 또는, 실리콘과 같은 반도체일 수도 있다. 금속이나 실리콘은 내열 온도가 상대적으로 높아서, 멤스 마이크로폰의 동작 온도에서 용이하게 견딜 수 있다.The delay unit 600 serves to delay the acoustic signal coming through the second acoustic path P2. The delay unit 600 may be a plate including micro-perforations. The plate may be, for example, a metal or a semiconductor such as silicon. The metal or silicon has a relatively high heat-resistant temperature, and can easily withstand the operating temperature of the MEMS microphone.

또한, 플레이트에는 하나 이상의 미세 천공이 있을 수 있다. 미세 천공의 개수 또는 상기 미세 천공의 크기에 따라, 지연 유닛(600)의 지연 정도가 조절될 수 있다. 즉, 미세 천공의 개수가 많고 크기가 크면, 지연 정도가 적다. 반대로, 미세 천공의 개수가 적고 크기가 작으면, 지연 정도가 크다.Also, the plate may have one or more micropores. Depending on the number of micro-perforations or the size of the micro-perforations, the degree of delay of the delay unit 600 can be adjusted. That is, if the number of microperforations is large and the size is large, the degree of delay is small. Conversely, if the number of microperforations is small and the size is small, the degree of delay is large.

상술한 것과 같이, 제2 음향 경로(P2)를 통해서 MEMS 트랜듀서(400)에 도달하는 음향 신호는 제2 내부 공간(S2)을 통과하면서 지연되는데, 지연 유닛(600)에 의해 지연되는 정도를 증가시킬 수 있다. 경우에 따라서 지연 유닛(600)을 부가하여 제2 음향홀(110)의 길이 및 크기를 감소시킬 수 있으며, 이는 본 발명의 지향성 마이크로폰의 전체적인 크기를 소형화하는데 기여할 수 있다.As described above, the acoustic signal arriving at the MEMS transducer 400 through the second acoustic path P2 is delayed while passing through the second inner space S2, and the degree of delay by the delay unit 600 is . Optionally, the delay unit 600 may be added to reduce the length and size of the second acoustic hole 110, which may contribute to downsizing the overall size of the directional microphone of the present invention.

이상, 본 발명의 지향성 마이크로폰의 실시예들에 대해 설명하였다. 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 본 명세서의 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.The embodiments of the directional microphone of the present invention have been described above. The present invention is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various modifications and changes may be made by those skilled in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the scope of the present invention should be determined not only by the claims of the present specification, but also by equivalents to the claims.

100: 기판 110: 제2 음향홀
200: 하우징 210: 제1 음향홀
400: MEMS 트랜듀서 500: 신호처리소자100: substrate 110: second acoustic hole
200: housing 210: first sound hole
400: MEMS transducer 500: signal processing element

Claims (8)

기판;
상기 기판에 결합되어 내부 공간을 형성하는 하우징;
상기 기판에 결합되고, 상기 내부 공간에 위치하며, 음향신호를 전기 신호로 변환하는 MEMS 트랜듀서; 및
상기 내부 공간에 위치하며, 상기 MEMS 트랜듀서와 전기적으로 연결된 신호처리소자를 포함하고,
상기 하우징에는 상기 내부 공간과 상기 하우징의 외부 공간을 연통하는 제1 음향홀이 형성되고,
상기 기판에는 제2 음향홀이 형성되는 지향성 마이크로폰.
Board;
A housing coupled to the substrate to form an inner space;
A MEMS transducer coupled to the substrate, the MEMS transducer positioned in the interior space and converting an acoustic signal to an electrical signal; And
And a signal processing element located in the inner space and electrically connected to the MEMS transducer,
A first acoustic hole communicating the inner space and the outer space of the housing is formed in the housing,
And a second acoustic hole is formed in the substrate.
제1 항에 있어서,
상기 MEMS 트랜듀서는 진동판을 포함하는 센싱부를 포함하고,
상기 내부 공간은 상기 센싱부에 의해 구분되는 제1 공간 및 제2 공간으로 구분되고,
상기 제1 음향홀은 상기 제1 공간과 연통하고,
상기 제2 음향홀은 상기 제2 공간과 연통하는 지향성 마이크로폰.
The method according to claim 1,
Wherein the MEMS transducer includes a sensing portion including a diaphragm,
Wherein the internal space is divided into a first space and a second space separated by the sensing unit,
The first acoustic hole communicates with the first space,
And the second acoustic hole communicates with the second space.
제1 항에 있어서,
상기 제1 음향홀 및 상기 제2 음향홀은 외부 공간으로 개방된 외부 개구부가 서로 반대 방향으로 형성되는 지향성 마이크로폰.
The method according to claim 1,
Wherein the first acoustic hole and the second acoustic hole are formed so that outer openings opened to an outer space are formed in directions opposite to each other.
제1 항에 있어서,
상기 제2 음향홀은 상기 기판의 내부에 형성되는 제2 음향 경로를 포함하는 지향성 마이크로폰.
The method according to claim 1,
And the second acoustic hole includes a second acoustic path formed inside the substrate.
제4 항에 있어서,
상기 제2 음향 경로는 상기 기판의 내부에서 적어도 1회 이상 절곡되어 지향성 마이크로폰.
5. The method of claim 4,
And the second acoustic path is bent at least once inside the substrate.
제4 항에 있어서,
상기 제1 음향홀은 상기 하우징의 내부에 형성되는 제1 음향 경로를 포함하고,
상기 제1 음향 경로는 상기 제2 음향 경로보다 짧게 형성되는 지향성 마이크로폰.
5. The method of claim 4,
Wherein the first acoustic hole includes a first acoustic path formed inside the housing,
Wherein the first acoustic path is formed to be shorter than the second acoustic path.
제1 항에 있어서,
상기 하우징은 상기 기판에 이격된 상태로 대향되는 상면 및 상기 기판과 상기 상면을 연결하는 측면을 포함하고,
상기 제1 음향홀은 상기 하우징의 측면에 형성되는 지향성 마이크로폰.
The method according to claim 1,
Wherein the housing includes an upper surface opposed to the substrate while being spaced apart from the substrate, and a side surface connecting the substrate and the upper surface,
Wherein the first acoustic hole is formed on a side surface of the housing.
제1 항에 있어서,
상기 기판은 상기 내부 공간과 직접 맞닿는 상면, 상기 상면의 반대면인 하면 및 상기 상면과 상기 하면을 연결하는 측면을 포함하고,
상기 제2 음향홀은 상기 측면에 형성되는 지향성 마이크로폰.The method according to claim 1,
Wherein the substrate includes an upper surface that directly contacts the inner space, a lower surface that is an opposite surface of the upper surface, and a side surface that connects the upper surface and the lower surface,
And the second acoustic hole is formed on the side surface.
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