CN103888879A - 一种指向性mems麦克风 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种指向性MEMS麦克风，包括外壳、固定设置在外壳上与其围成空腔的电路板、设置在外壳与电路板之间的声音传输通道结构件、MEMS传感器和ASIC芯片。声音传输通道结构件将空腔分隔为设置有第一音孔的第一空腔和设置有第二音孔的第二空腔；彼此电联接的MEMS传感器和ASIC芯片都设置在第一空腔中；MEMS传感器与电路板共同围成第三空腔；在电路板中设置有连通第二空腔与第三空腔的传输通道。本发明所提供的指向性MEMS麦克风通过改变声波的传输距离，使声压和相位产生差异。MEMS传感器在由上述两路有声压与相位差异的声波的共同作用下产生电信号输出，解决了现有产品无法实现声音的指向性的问题。

Description

一种指向性MEMS麦克风

技术领域

本发明涉及声电转换技术领域，更具体地说，涉及一种指向性MEMS麦克风。

背景技术

现有MEMS（Micro-Electro-Mechanical System，微机电***）麦克风采用顶部进音设计。即如图1中所示，音孔05设置在外壳01之上；MEMS传感器04与ASIC（Application Specific Integrated Circuit，功能集成电路）芯片03均设置在电路板02上，并通过导线形成电连接。声音从音孔05进入由外壳01与电路板02围成的前腔06（与外界相连通）之中，并作用在MEMS传感器04振膜上。由于仅设置单一的音孔05，此类结构的MEMS麦克风只能做全指向性麦克风，无法实现声音的指向性。

由以上所述，如何提供一种新型结构的MEMS麦克风，以解决现有产品无法实现声音的指向性的问题，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种指向性MEMS麦克风，以解决现有产品无法实现声音的指向性的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种指向性MEMS麦克风，包括电路板、与电路板密封相连围成空腔的外壳、均设置在电路板上且彼此电联接的MEMS传感器和ASIC芯片，外壳上设置有第一音孔和第二音孔；

还包括设置在外壳与电路板之间的声音传输通道结构件，声音传输通道结构件将空腔分隔为第一空腔和第二空腔；

第一音孔设置在围成第一空腔部分的外壳上，第二音孔设置在围成第二空腔部分的外壳上；

MEMS传感器和ASIC芯片设置在第一空腔中；

MEMS传感器与电路板共同围成第三空腔；

电路板内部设置有连通第二空腔与第三空腔的传输通道。

优选地，在上述的指向性MEMS麦克风中，第一音孔和/或第二音孔上设置有阻尼网。

优选地，在上述的指向性MEMS麦克风中，阻尼网设置在外壳的内壁上。

优选地，在上述的指向性MEMS麦克风中，第二空腔和第三空腔的体积之和不大于第一空腔的体积。

优选地，在上述的指向性MEMS麦克风中，声音传输通道结构件设置在外壳中靠近MEMS传感器的一侧。

优选地，在上述的指向性MEMS麦克风中，声音传输通道结构件设置在外壳中靠近ASIC芯片的一侧。

优选地，在上述的指向性MEMS麦克风中，声音传输通道结构件与外壳和/或声音传输通道结构件与电路板之间设置有密封材料。

优选地，在上述的指向性MEMS麦克风中，密封材料为泡棉、焊锡膏或胶粘剂。

优选地，在上述的指向性MEMS麦克风中，声音传输通道结构件为方形板、弧形板或异形板。

优选地，在上述的指向性MEMS麦克风中，声音传输通道结构件包括与外壳的内壁相贴合的第一立板、与电路板相贴合的第二立板及连接第一立板和第二立板的水平隔板，第一立板和第二立板垂直于电路板。

本发明提供了一种指向性MEMS麦克风，包括电路板、外壳、声音传输通道结构件、MEMS传感器和ASIC芯片。外壳固定设置在电路板上，两者围成空腔外壳上设置有第一音孔和第二音孔；声音传输通道结构件设置在外壳与电路板之间，将空腔分隔为第一空腔和第二空腔，第一音孔设置在围成第一空腔的外壳上，第二音孔设置在围成第二空腔的外壳上；MEMS传感器和ASIC芯片都设置在第一空腔中，彼此电联接；MEMS传感器与电路板共同围成第三空腔；在电路板中设置有连通第二空腔与第三空腔的传输通道。

与现有的MEMS麦克风相比，本发明所提供的MEMS麦克风的外壳上设置有第一音孔和第二音孔，外壳与电路板之间则被声音传输通道结构件分隔为第一空腔和第二空腔。由第一音孔传递进来的声波传送至第一空腔（MEMS传感器的上方）中，由第二音孔传递进来的声波经第二空腔和传输通道，被传送至第三空腔（MEMS传感器的下方）中。由于声波传输距离的不同，导致声压和相位产生差异。MEMS传感器在由上述两路有声压与相位差异的声波的共同作用下产生电信号输出，因此实现指向性，解决了现有产品无法实现声音的指向性的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有MEMS麦克风的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供指向性MEMS麦克风的示意图；

图3为本发明实施例所提供设置有阻尼网的指向性MEMS麦克风的示意图；

图4为本发明另一实施例所提供指向性MEMS麦克风的示意图；

图5采用异形板结构的声音传输通道结构件的指向性MEMS麦克风的示意图。

以上图1-5中：

外壳01、电路板02、ASIC芯片03、MEMS传感器04、音孔05、前腔06、后腔07；

电路板1、传输通道11、外壳2、声音传输通道结构件3、密封材料31、第一立板32、第二立板33、水平隔板34、MEMS传感器4、ASIC芯片5、第一空腔61、第二空腔62、第三空腔63、第一音孔71、第二音孔72、阻尼网8

具体实施方式

本发明实施例公开了一种指向性MEMS麦克风，以解决现有产品无法实现声音的指向性的问题。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图2，本发明实施例所提供的指向性MEMS麦克风中，包括电路板1、外壳2、声音传输通道结构件3、MEMS传感器4和ASIC芯片5。

电路板1与外壳2密封相连，两者共同围成一空腔。

声音传输通道结构件3设置在电路板1与外壳2之间，将上述的空腔分隔为第一空腔61和第二空腔62。

外壳1在其围成第一空腔61的部分上设置有第一音孔71；同时，在其围成第二空腔62的部分上设置有第二音孔72。

MEMS传感器4和ASIC芯片5彼此间电联接，且都设置在第一空腔61中的电路板1上。MEMS传感器4与电路板1共同围成第三空腔63。

在电路板1的内部设置有传输通道11，该传输通道11的一端与第二空腔62相连通，另一端与第三空腔63相连通。

本实施例所提供指向性MEMS麦克风在工作时，声波由第一音孔71和第二音孔72进入麦克风内部。由第一音孔71传递进来的声波被传送至第一空腔61（MEMS传感器4的上方）中；有第二音孔72传递进来的声波，经由第二空腔62和传输通道11，被传送至第三空腔63（MEMS传感器4的下方）中。由于声波传输距离的不同，其声压和相位产生了差异。MEMS传感器4在由上述两路有声压与相位差异的声波的共同作用下产生电信号输出，因此实现指向性，解决了现有产品无法实现声音的指向性的问题。

为了调节上述实施例所提供指向性MEMS麦克风的声学特性，进一步的，在本发明另一实施例所提供的技术方案中，设置有阻尼网8。

如图3中所示，在第一音孔71和第二音孔72上都设置有阻尼网8。优选地，利用粘胶、卡扣等，将阻尼网8固定设置在外壳1的内壁上。

阻尼网8阻挡外界气流，防止其快速涌入麦克风内部，对气压变化起到缓冲作用，从而改善了本实施例所提供指向性MEMS麦克风的声学特性。同时，设置阻尼网8能够避免异物经由第一音孔71或第二音孔72进入麦克风内部，对本实施例所提供指向性MEMS麦克风起到保护作用。

本领域技术人员可以理解的是，阻尼网8既可以同时设置在第一音孔6和第二音孔7上，也可以根据需要，仅将阻尼网8设置在第一音孔71或第二音孔72上。

在现有的麦克风中，如图1中所示，由于前腔06的体积远大于MEMS传感器04的后腔07（后腔07为MEMS传感器04中振膜、传感器外壳和电路板02共 同围成的腔体，不与外界连通），导致采用该类设计的MEMS麦克风灵敏度较低。

为了进一步提高本发明实施例所提供指向性MEMS麦克风的灵敏度，在上述实施例所提供的技术方案中，第二空腔62和第三空腔63的体积之和不大于第一空腔61的体积。

如图2和图3中所示，在上述实施例所提供的指向性MEMS麦克风中，第二空腔62和第三空腔63相当于现有麦克风中的前腔，第一空腔61相当于现有麦克风中的后腔。

通过调整“前腔”与“后腔”的体积比例关系，使前腔体积小于或等于后腔的体积，从而改善了本发明实施例所提供指向性MEMS麦克风的灵敏度。

本领域技术人员可以理解的是，声音传输通道结构件3既可以如图2和图3中所示，设置在外壳1中靠近MEMS传感器4的一侧；也可以如图4中所示，设置在靠近ASIC芯片5的一侧。其具体的选择需要根据实际需要进行判断，此处不再赘述。

为了进一步提高本发明实施例所提供指向性MEMS麦克风的性能，在上述实施例所提供的技术方案中，在声音传输通道结构件3和外壳2之间设置密封材料31，以加强第一空腔61与第二空腔62之间的密封，避免声波泄露，提高本实施例所提供指向性MEMS麦克风的灵敏度与信噪比。

本领域技术人员可以理解的是，还可以在声音传输通道结构件3和电路板1之间设置密封材料31，或是在电路板1、外壳2和声音传输通道结构件3三者之间均设置密封材料31，以保证第一空腔61与第二空腔62之间的密封效果。

具体的，在上述实施例所提供MEMS麦克风中，密封材料31为泡棉、焊锡膏或胶粘剂。

进一步的，上述的实施例所提供指向性MEMS麦克风中，声音传输通道结构件3可以为方形板（如图2、图3和图4中所示），还可以为弧形板或异形板。

作为优选方案，本发明实施例所提供指向性MEMS麦克风中使用如图5中所示的异形板结构的声音传输通道结构件3。

声音传输通道结构件3中包括第一立板32、第二立板33和水平隔板34。其中，第一立板32与外壳2的内壁相贴合，第二立板33与电路板1相贴合，两者均垂直于电路板1设置。水平隔板34连接第一立板32与第二立板33。

异形板结构的声音传输通道结构件3增加了声波在MEMS麦克风中的折返次数，对气流起到了更好的缓冲作用。

具体的，在上述实施例所提供的MEMS麦克风中，传输通道11既可以为直接在电路板1中加工出的中空通道，也可以为设置在电路板1上的独立部件。如，首先在电路板1上设置槽状的安装位，再在安装位的表面设置覆盖件，将其部分遮盖，从而形成“中空管道”式结构。本领域技术人员根据常用手段，能够利用多种的方式实现MEMS麦克风中传输通道这一结构，此处不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种指向性MEMS麦克风，包括电路板、与所述电路板密封相连围成空腔的外壳、均设置在所述电路板上且彼此电联接的MEMS传感器和ASIC芯片，其特征在于，所述外壳上设置有第一音孔和第二音孔；

还包括设置在所述外壳与所述电路板之间的声音传输通道结构件，所述声音传输通道结构件将所述空腔分隔为第一空腔和第二空腔；

所述第一音孔设置在围成第一空腔部分的外壳上，所述第二音孔设置在围成第二空腔部分的外壳上；

所述MEMS传感器和所述ASIC芯片设置在所述第一空腔中；

所述MEMS传感器与所述电路板共同围成第三空腔；

所述电路板内部设置有连通所述第二空腔与所述第三空腔的传输通道。

2.根据权利要求1所述的指向性MEMS麦克风，其特征在于，所述第一音孔和/或所述第二音孔上设置有阻尼网。

3.根据权利要求2所述的指向性MEMS麦克风，其特征在于，所述阻尼网设置在所述外壳的内壁上。

4.根据权利要求1所述的指向性MEMS麦克风，其特征在于，所述第二空腔和所述第三空腔的体积之和不大于所述第一空腔的体积。

5.根据权利要求1所述的指向性MEMS麦克风，其特征在于，所述声音传输通道结构件设置在所述外壳中靠近所述MEMS传感器的一侧。

6.根据权利要求1所述的指向性MEMS麦克风，其特征在于，所述声音传输通道结构件设置在所述外壳中靠近所述ASIC芯片的一侧。

7.根据权利要求1所述的指向性MEMS麦克风，其特征在于，所述声音传输通道结构件与所述外壳和/或所述声音传输通道结构件与所述电路板之间设置有密封材料。

8.根据权利要求7所述的指向性MEMS麦克风，其特征在于，所述密封材料为泡棉、焊锡膏或胶粘剂。

9.根据权利要求1所述的指向性MEMS麦克风，其特征在于，所述声音传输通道结构件为方形板、弧形板或异形板。

10.根据权利要求1所述的指向性MEMS麦克风，其特征在于，所述声音传输通道结构件包括与所述外壳的内壁相贴合的第一立板、与所述电路板相贴合的第二立板及连接所述第一立板和所述第二立板的水平隔板，所述第一立板和所述第二立板垂直于所述电路板。

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