DE112010002028T5 - Mikrofon mit verringerter Schwingungsempfindlichkeit - Google Patents
Mikrofon mit verringerter Schwingungsempfindlichkeit Download PDFInfo
- Publication number
- DE112010002028T5 DE112010002028T5 DE112010002028T DE112010002028T DE112010002028T5 DE 112010002028 T5 DE112010002028 T5 DE 112010002028T5 DE 112010002028 T DE112010002028 T DE 112010002028T DE 112010002028 T DE112010002028 T DE 112010002028T DE 112010002028 T5 DE112010002028 T5 DE 112010002028T5
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- transducer
- substrate layer
- microphone
- volume
- microphone assembly
- 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.)
- Withdrawn
Links
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 title description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 55
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 29
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 230000004044 response Effects 0.000 description 9
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- -1 As FR-4 Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 230000010255 response to auditory stimulus Effects 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
- H04R1/22—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only
- H04R1/222—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only for microphones
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R25/00—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
- H04R25/40—Arrangements for obtaining a desired directivity characteristic
- H04R25/405—Arrangements for obtaining a desired directivity characteristic by combining a plurality of transducers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R9/00—Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
- H04R9/08—Microphones
-
- 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
- H04R1/02—Casings; Cabinets ; Supports therefor; Mountings therein
- H04R1/04—Structural association of microphone with electric circuitry therefor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Otolaryngology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Neurosurgery (AREA)
- Details Of Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
- Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
Abstract
Eine Mikrofonanordnung weist einen ersten Wandler und einen zweiten Wandler auf. Der erste Wandler ist mit einer ersten Substratschicht an einer ersten Seite der ersten Substratschicht verbunden. Der zweite Wandler ist mit einer zweiten Substratschicht an einer zweiten Seite der zweiten Substratschicht verbunden. Die erste Seite und die zweite Seite liegen einander gegenüber. Die erste Substratschicht und die zweite Substratschicht sind im Wesentlichen parallel und mechanisch miteinander verbunden. Der erste Wandler und der zweite Wandler haben ein gemeinsames Volumen, und dieses gemeinsame Volumen ist entweder ein vorderes Volumen oder ein hinteres Volumen.
Description
- QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
- Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Nutzen der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 61/179,064, eingereicht am 18. Mai 2009, deren Inhalt hier durch Bezugnahme vollumfänglich enthalten ist.
- TECHNISCHES GEBIET
- Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Mikrofonausführung mit zwei oder mehr Wandlerelementen zum Minimieren der Schwingungsempfindlichkeit.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
- Für ein umfassendes Verständnis der Offenbarung sollte auf die folgende ausführliche Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen werden.
-
1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Mikrofons, das mehrere Wandler verwendet, um Schwingungsempfindlichkeit zu minimieren, in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; -
2 zeigt eine Querschnittsansicht eines anderen Mikrofons mit einem anderen Portierungsschema in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; -
3 zeigt eine Querschnittsansicht eines weiteren Mikrofons, das eine Wandleranordnung verwendet, in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; -
4 zeigt ein äquivalentes Schaltbild der Ausführungsform von1 im Ansprechen auf Schalldruck; -
5 zeigt ein äquivalentes Schaltbild der Ausführungsform von1 im Ansprechen auf eine Schwingungserregung; -
6 zeigt eine Querschnittsansicht einer Mikrofonanordnung in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; -
7 zeigt eine Querschnittsansicht einer anderen Mikrofonanordnung in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und -
8 zeigt eine Querschnittsansicht einer noch anderen Mikrofonanordnung in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. - Der Fachmann erkennt, daß Elemente in den Figuren aus Vereinfachungs- und Klarheitsgründen dargestellt sind. Es ist weiter zu erkennen, daß bestimmte Aktionen und/oder Schritte in einer bestimmten Reihenfolge des Auftretens beschrieben oder dargestellt sein können, wohingegen der Fachmann versteht, daß solch eine spezielle Reihenfolge nicht wirklich erforderlich ist. Es ist auch zu verstehen, daß hier benutzte Terme/Ausdrücke ihre gewöhnliche Bedeutung haben, wie sie solchen Termen/Ausdrücken in Bezug auf ihre jeweiligen Gebiete zukommt, außer dort, wo hier spezielle Bedeutungen gesondert definiert sind.
- AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
- Obgleich die vorliegende Offenbarung zahlreiche Modifikationen und alternative Formen zulässt, werden bestimmte Ausführungsformen beispielhaft in den Zeichnungen dargestellt und diese Ausführungsformen werden ausführlich hier beschrieben. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die vorliegende Offenbarung die Erfindung nicht auf die jeweiligen beschriebenen Formen beschränken soll, sondern die Erfindung soll im Gegenteil alle Modifikationen, Alternativen und Äquivalente abdecken, die dem Geist und dem Umfang der Erfindung entsprechen, die von den beigefügten Ansprüchen definiert sind.
- Bei vielen dieser Ausführungsformen weist eine Mikrofonanordnung einen ersten Wandler und einen zweiten Wandler auf. Der erste Wandler ist mit einer ersten Substratschicht an einer ersten Seite der ersten Substratschicht verbunden. Der zweite Wandler ist mit einer zweiten Substratschicht an einer zweiten Seite der zweiten Substratschicht verbunden. Die erste Seite und die zweite Seite liegen einander gegenüber. Die erste Substratschicht und die zweite Substratschicht sind im Wesentlichen parallel und mechanisch miteinander verbunden. Der erste Wandler und der zweite Wandler haben ein gemeinsames Volumen, und dieses gemeinsame Volumen ist entweder ein vorderes Volumen oder ein hinteres Volumen.
- Bei einigen Aspekten weist die Mikrofonanordnung einen dritten Wandler auf, der mit der ersten Substratschicht verbunden ist, und einen vierten Wandler, der mit der zweiten Substratschicht verbunden ist. Die dritten und vierten Wandler stehen mit dem gemeinsamen Volumen in Verbindung. Bei einigen Beispielen ist die Gesamtzahl an Wandlern eine gerade ganze Zahl und die Gesamtzahl an Wandlern ist unter der ersten Substratschicht und der zweiten Substratschicht gleichmäßig (d. h. in gleicher Anzahl) aufgeteilt.
- Bei anderen Beispielen ist die erste Substratschicht eine Ablenkplatte. Bei noch anderen Beispielen weist die Mikrofonanordnung eine Abdeckung auf. Die Abdeckung umschließt im Wesentlichen den ersten Wandler, und die Abdeckung hat eine Schallöffnung. Bei noch anderen Beispielen ist die Schallöffnung zwischen dem ersten Wandler und dem zweiten Wandler angeordnet.
- Bei anderen dieser Ausführungsformen weist eine Mikrofonanordnung einen ersten Wandler und einen zweiten Wandler auf. Der erste Wandler ist mit einer ersten Substratschicht an einer ersten Seite der ersten Substratschicht verbunden. Der zweite Wandler ist mit einer zweiten Substratschicht an einer zweiten Seite der zweiten Substratschicht verbunden. Die erste Seite und die zweite Seite liegen einander gegenüber. Die erste Substratschicht und die zweite Substratschicht sind im Wesentlichen parallel und mechanisch miteinander verbunden. Zwischen der ersten Substratschicht und der zweiten Substratschicht ist ein Schalleingang vorhanden. Der Schalleingang kommuniziert Schallsignale an den ersten Wandler und den zweiten Wandler.
- Bei einigen Aspekten haben der erste Wandler und der zweite Wandler ein gemeinsames vorderes Volumen. Bei anderen Aspekten weist die Mikrofonanordnung des Weiteren eine Abdeckung auf, die im Wesentlichen den ersten Wandler umschließt. Bei anderen Beispielen weist die Mikrofonanordnung des Weiteren eine Schallöffnung auf, die in der Abdeckung ausgebildet ist. Bei noch anderen Aspekten sind der erste Wandler und der zweite Wandler abgeglichen.
-
1 zeigt ein Mikrofon1 mit mehreren akustischen Wandlerelementen2 ,4 , die so konfiguriert sind, dass sie die Schwingungsempfindlichkeit verringern und das Signal-Rausch-Verhältnis verbessern. Die Mikrofonbaugruppe oder -anordnung1 kann aus Materialien wie z. B. rostfreiem Stahl oder einem anderen gestanzten Metall, oder dergleichen hergestellt sein. Schall kann in Form von Schallwellen durch eine Schallöffnung6 in die Mikrofonanordnung1 eintreten, die in einem mittleren Volumen10 angeordnet ist, das sich in dem Gehäuse12 zwischen einander gegenüberliegenden oberen und unteren Wandlerelementen2 und4 befindet. Bei einer Ausführungsform kann eine Abdeckung einen Teil des Gehäuses bereitstellen. Ein oberes Volumen5 oder Hohlraum kann als Bereich definiert sein, der sich horizontal von einer Seite8 des Mikrofons1 zu einer Seite14 , und vertikal von einem Substrat, beispielsweise einer Ablenkplatte9 , zu einer oberen Wand oder Oberfläche13 des Mikrofons1 erstreckt. Bei einer Ausführungsform kann das Substrat eine einzige Schicht sein oder aus mehreren Schichten zusammengesetzt sein. Die Ablenkplatte9 befindet sich zwischen dem oberen Volumen5 und dem mittleren oder gemeinsamen Volumen10 und kann Schallisolierung zwischen den beiden Volumen bereitstellen. Bei dieser Ausführungsform ist das Volumen10 ein gemeinsames vorderes Volumen. Die obere Ablenkplatte9 kann aus Materialien wie z. B. Metall, Keramik, FR-4, oder dergleichen hergestellt sein. Ein oberes akustisches Wandlerelement4 , das mit der Ablenkplatte9 beispielsweise durch ein Auflötverfahren, durch Adhäsionskleben oder ein anderes von einem Fachmann in Erwägung gezogenes Verfahren in Verbindung stehen kann, ist über der oberen Ablenkplatte9 positioniert. Das obere Wandlerelement4 kann beispielsweise ein MEMS-Mikrofon-Wandler sein. Eine obere integrierte Pufferschaltung7 ist neben dem oberen Wandlerelement4 angeordnet und beispielsweise durch Drahtbonden oder (nicht gezeigte) eingebettete Spuren in der Ablenkplatte9 elektrisch mit dem Wandlerelement4 verbunden. Das obere akustische Wandlerelement4 enthält eine Schallöffnung15 , um zu ermöglichen, dass Schallwellen auf das Wandlerelement4 auftreffen, was zu einem elektrischen Ausgang führt, der von der integrierten Pufferschaltung7 zwischengespeichert wird. Das obere Wandlerelement4 und die obere integrierte Pufferschaltung7 sind in dem oberen Volumen5 untergebracht. - Ein unteres Volumen
16 kann als Bereich definiert sein, der sich horizontal von der Seite8 der Mikrofonanordnung1 zu der Seite14 , und vertikal von einem zweiten Substrat, beispielsweise einer Ablenkplatte18 , zu einer Oberfläche17 des Mikrofons erstreckt. Die Ablenkplatte18 befindet sich zwischen dem unteren Volumen16 und dem mittleren Volumen10 und kann Schallisolierung zwischen den beiden Volumen bereitstellen. Die untere Ablenkplatte18 kann aus Materialien wie Metall, Keramik, FR-4, oder dergleichen hergestellt sein. Ein unteres akustisches Wandlerelement2 , das mit der Ablenkplatte18 beispielsweise durch ein Auflötverfahren, durch Adhäsionskleben oder ein anderes von einem Fachmann in Erwägung gezogenes Verfahren in Verbindung stehen kann, ist über der unteren Ablenkplatte18 positioniert. Das untere Wandlerelement2 kann beispielsweise ein MEMS-Mikrofon-Wandler sein. Eine untere integrierte Pufferschaltung20 ist neben dem unteren Wandlerelement2 angeordnet und beispielsweise durch Drahtbonden oder eingebettete Spuren in der Ablenkplatte18 elektrisch mit dem Wandlerelement2 verbunden. Die untere integrierte Pufferschaltung20 kann beispielsweise durch ein Auflötverfahren, durch Adhäsionskleben oder ein anderes von einem Fachmann in Erwägung gezogenes Verfahren mit der Ablenkplatte18 in Verbindung stehen. Das untere akustische Wandlerelement2 enthält eine Schallöffnung22 , um zu ermöglichen, dass Schallwellen auf das Wandlerelement2 auftreffen, was zu einem elektrischen Ausgang führt, der von der integrierten Pufferschaltung20 zwischengespeichert wird. Das untere Wandlerelement2 und die untere integrierte Pufferschaltung20 sind in einem unteren Hohlraum oder Volumen16 untergebracht. Es ist wichtig anzumerken, dass die Wandlerelemente2 ,4 entlang einer Oberfläche ihrer jeweiligen Ablenkplatten vertikal ausgerichtet sein können oder nicht. Tatsächlich ist vorgesehen, dass die Wandlerelemente an unterschiedlichen Stellen entlang der Ablenkplatten in nicht paralleler, nicht linearer oder anderweitig nicht ausgerichteter Anordnung positioniert sein können. - Die obere Ablenkplatte
9 und die untere Ablenkplatte18 können in einem Winkel von annähernd 180 Grad zueinander ausgerichtet sein. Bei einer Ausführungsform haben die obere integrierte Pufferschaltung7 und die untere integrierte Pufferschaltung20 die gleiche Gestaltung und sind im Hinblick auf Verstärkung und Phasenansprechen gut aneinander angepasst. In4 ist ein Schaltbild290 gezeigt, das darstellt, dass das Addieren der Ausgänge der oberen integrierten Pufferschaltung7 und der unteren integrierten Pufferschaltung20 zu einem Mikrofon1 führt, das eine Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses (Signal to Noise Ratio; SNR) gegenüber der Leistung eines einzelnen Mikrofons erreicht. Wie in der in1 gezeigten Konfiguration dargestellt ist, erzeugt ein zeitlich variierender Schalldruck, der an der Schallöffnung6 ankommt, Wandlerausgangssignale A und B, die gleichphasig sind. Das Addieren der Ausgänge führt zu einem Ausgang, der mit der Gleichung AUS = A·G1 + B·G2 berechnet wird. Für Puffer mit Einheitsverstärkung, bei denen G1 = G2 = 1 gilt, und bei denen die Wandlerelemente A und B abgeglichen sind, gilt AUS = 2·A. Anders ausgedrückt ist der Ausgang des Systems das Doppelte eines einzelnen Wandlersystems. Daraus folgt, dass das unkorrelierte Rauschansprechen des addierten Systems sich addiert zu AUS2 = A2 + B2, oder AUS = sqrt(2)·A. In Anbetracht des Drucks und des Rauschansprechens kann der Signal-Rausch-Verhältnis-Nutzen(2·A)/(sqrt(2)·A) oder 3 dB besser sein, als bei einem einzelnen Wandlersystem. -
5 zeigt ein äquivalentes Schwingungsschema270 für das in1 dargestellte System. Für eine in dem System in das obere Wandlerelement4 und das untere Wandlerelement2 induzierte normale Schwingung führt die um 180 Grad entgegengesetzte physikalische Ausrichtung der Wandler zu einem Ausgang eines Wandlers, der von dem des anderen Wandlers phasenverschieden ist. Das durch das Addiernetzwerk ausgegebene Resultat ist AUS = A·G1 – B·G2 im Ansprechen auf die Schwingung. Für Puffer mit Einheitsverstärkung, bei denen G1 = G2 = 1 gilt, und bei denen die Wandlerelemente A und B abgeglichen sind, gilt AUS = A – A = 0. Anders ausgedrückt ist der Ausgang des Systems theoretisch Null. Die Umkehr eines Wandlers ermöglicht das Entfernen des schwingungsinduzierten Signals. - Bei einer Ausführungsform können MEMS-Wandlerelemente verwendet werden. Durch Verwenden von MEMS-Wandlerelementen können gewisse Vorteile realisiert werden. Beispielsweise kann die geringere Größe von akustischen MEMS-Wandlern die Verwendung mehrerer Wandlerelemente ermöglichen, und eine kleine Gesamtbaugruppe beizubehalten. Da bei MEMS-Wandlern Halbleiterverfahren verwenden, können Elemente in einem Wafer im Hinblick auf Empfindlichkeit gegenüber der menschlichen Hörfrequenz-Bandbreite, die allgemein bei 20 Hz bis 20 kHz liegt, gut abgestimmt werden. Die Empfindlichkeit von Mikrofon-Kondensatorwandlern wird durch Membranmasse, Nachgiebigkeit und Motorabstand bestimmt. Diese Parameter können gesteuert werden, da sie sich auf die Ablagerungsstärke und die Materialeigenschaften der dünnen Filme beziehen, die bei Halbleiterherstellungsverfahren verwendet werden, um die bei MEMS und Halbleitervorrichtungen verwendeten Materialien abzuscheiden. Die Verwendung gut abgestimmter Wandler kann zu optimaler Leistung für Schwingungsempfindlichkeit führen.
- Mehrere abgestimmte Wandlerelemente, die in einer einzigen Mikrofon-Baugruppe zusammengefasst sind, können fähig sein, weitere Verbesserungen im Signal-Rausch-Verhältnis zu erreichen. Der Grad der Verbesserungen kann direkt mit der Anzahl der verwendeten Wandler in Beziehung gesetzt werden.
3 zeigt ein Mikrofon101 in einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Mikrofon101 hat einen ähnlichen Aufbau wie das vorstehende Mikrofon1 , und deshalb sind gleiche Elemente mit ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Wandler104a ,104b sind mit der Ablenkplatte109 verbunden. Die Wandler102a ,102b sind mit der Ablenkplatte118 verbunden. Alle Wandler104a ,104b ,102a ,102b haben ein gemeinsames Volumen, in diesem Fall das gemeinsame vordere Volumen110 . Wenn die akustischen Antworten addiert werden, wie in4 gezeigt ist, kann der Grad der Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses (Signal Noise Ratio, SNR) mit der Anzahl akustischer Wandlerelemente zunehmen, basierend auf der Formel: SNR = S/N, wobei S = A + B + ... + n und N2 = A2 + B2 + ... + n2. „n” repräsentiert die Anzahl der insgesamt verwendeten Wandlerelemente. Ein höheres Signal-Rausch-Verhältnis kann erreicht werden, wenn noch mehr Wandler verwendet werden, als die bei der Ausführungsform von3 gezeigten. Wie bereits erwähnt, sollte beachtet werden, dass die Wandlerelemente entlang einer Oberfläche ihrer jeweiligen Ablenkplatten vertikal ausgerichtet sein können oder nicht. Tatsächlich ist vorgesehen, dass die Wandlerelemente an unterschiedlichen Stellen entlang der Ablenkplatten in nicht paralleler, nicht linearer oder anderweitig nicht ausgerichteter Anordnung positioniert sein können. - Wie bei dem Beispiel von
3 gezeigt ist, sind mehrere Wandlerelemente gleichmäßig auf der ersten und der zweiten Substratschicht verteilt. Diese besondere Anordnung verbessert das Signal-Rausch-Verhältnis signifikant, während verbesserte Schwingungsleistung beibehalten wird. Allgemein ausgedrückt ist eine gerade Gesamtanzahl von Wandlern auf zwei Substratschichten angeordnet (z. B. n = 2, 4, 6 oder 8, usw., wobei n die Gesamtanzahl der verwendeten Wandler ist). Bei dem bestimmten Beispiel von3 ist n = 4, und zwei Wandler sind auf jeder Substratschicht angeordnet. -
2 zeigt ein anderes Mikrofon201 in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Mikrofon201 hat einen ähnlichen Aufbau wie die vorstehenden Mikrofone1 und101 , und deshalb sind gleiche Elemente mit ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet. Das Mikrofon201 hat eine Öffnung250 in einem oberen Volumen205 und eine Öffnung252 in einem unteren Volumen216 . Zwischen dem oberen Volumen und dem unteren Volumen befindet sich ein mittleres Volumen210 . Bei dieser Ausführungsform ist das mittlere Volumen210 ein gemeinsames hinteres Volumen. Bei dieser Ausführungsform enthält das mittlere Volumen210 keine Schallöffnung. Wie für das Mikrofon1 , repräsentiert4 das äquivalente Schaltungsmodell für das Mikrofon201 . -
6 zeigt eine Querschnittsansicht einer Mikrofonanordnung300 in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Anordnung300 weist eine Abstandsschicht302 auf, die zwischen zwei Substratschichten304 ,306 vorgesehen ist. Die Abstandsschicht302 kann aus Polyimid oder einem ähnlichen Material oder ähnlichen Materialien hergestellt sein. Die Polyimidschicht302 kann lasergeschnitten sein und als Kleber fungieren. Die Substratschichten304 ,306 können beide oder nicht beide aus PCB-Materialien wie z. B. FR-4, PTFE, Polyimid oder aus Keramiksubstratmaterialien wie z. B. Aluminiumoxid oder dergleichen hergestellt sein. Die Wandlerelemente310 ,320 können an den Substratschichten304 ,306 montiert oder anderweitig befestigt sein. Die Wandlerelemente310 ,230 können beispielsweise MEMS-Wandlerelemente sein. Gehäuse312 ,322 können vorgesehen sein, um die Wandlerelemente310 ,320 einzuhausen. Die Gehäuse können eine Abdeckung für die Wandler310 ,320 bereitstellen. Die Gehäuse312 ,322 können Öffnungen314 ,324 aufweisen. Schallöffnungen330 ,332 können in den Substratschichten304 ,306 vorgesehen sein, um zu ermöglichen, dass Schallwellen in die Mikrofonanordnung300 eintreten. Die Schallwellen können sich entlang eines Schallpfads340 fortbewegen und durch Schalleinlässe350 ,352 an die Wandlerelemente310 ,320 durchlaufen. Diese Ausführungsform kann es dem Benutzer ermöglichen, das Ansprechen weiter zu modifizieren, indem zusätzliche Volumen oder Kanäle an die Öffnungen314 und324 angeschlossen werden. Diese Ausführungsform kann auch Richtungsverhalten zeigen. -
7 zeigt eine Querschnittsansicht einer Mikrofonanordnung400 in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Mikrofonanordnung400 hat einen ähnlichen Aufbau wie die vorstehende Mikrofonanordnung300 , und deshalb sind gleiche Elemente mit ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet. Bei dieser Ausführungsform ist nur die Öffnung424 in dem Gehäuse422 vorgesehen. Diese Ausführungsform kann es dem Benutzer ermöglichen, das Ansprechen weiter zu modifizieren, indem zusätzliche Volumen oder Kanäle an die Öffnung424 angeschlossen werden. Diese Ausführungsform kann auch Richtungsverhalten zeigen. -
8 zeigt eine Querschnittsansicht einer Mikrofonanordnung500 in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Mikrofonanordnung500 hat einen ähnlichen Aufbau wie die vorstehenden Mikrofonanordnungen300 ,400 , und deshalb sind gleiche Elemente mit ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet. Bei dieser Ausführungsform sind in dem Gehäuse512 ,522 keine Öffnungen vorgesehen. Diese Ausführungsform kann ähnlich arbeiten wie die Ausführungsform von1 . Die Form des Kanals540 kann die Frequenzantwort ebenfalls beeinflussen. Somit kann dies ein Verfahren sein, einige Frequenzbereiche akustisch herauszufiltern. - Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden hier beschrieben, einschließlich der besten den Erfindern bekannten Art und Weise zum Ausführen der Erfindung. Es ist selbstverständlich, dass die gezeigten Ausführungsformen nur beispielhaft sind und nicht so verstanden werden sollen, dass sie den Umfang der Erfindung einschränken.
Claims (11)
- Mikrofonanordnung mit: einem ersten Wandler, der mit einer ersten Substratschicht an einer ersten Seite der ersten Substratschicht verbunden ist; einem zweiten Wandler, der mit einer zweiten Substratschicht an einer zweiten Seite der zweiten Substratschicht verbunden ist; wobei die erste Seite und die zweite Seite einander gegenüberliegen; wobei die erste Substratschicht und die zweite Substratschicht im Wesentlichen parallel sind und mechanisch miteinander verbunden sind; wobei der erste Wandler und der zweite Wandler ein gemeinsames Volumen haben, wobei das gemeinsame Volumen entweder ein vorderes Volumen oder ein hinteres Volumen ist.
- Mikrofonanordnung nach Anspruch 1, die des Weiteren aufweist: einen dritten Wandler, der mit der ersten Substratschicht verbunden ist, und einen vierten Wandler, der mit der zweiten Substratschicht verbunden ist, wobei der dritte und der vierte Wandler mit dem gemeinsamen Volumen in Verbindung stehen.
- Mikrofonanordnung nach Anspruch 1, wobei die erste Substratschicht eine Ablenkplatte ist.
- Mikrofonanordnung nach Anspruch 1, die des Weiteren aufweist: eine Abdeckung, die im Wesentlichen den ersten Wandler umschließt, wobei die Abdeckung eine Schallöffnung hat.
- Mikrofonanordnung nach Anspruch 4, wobei die Schallöffnung sich zwischen dem ersten Wandler und dem zweiten Wandler befindet.
- Mikrofonanordnung nach Anspruch 1, wobei die Gesamtzahl an Wandlern eine gerade ganze Zahl ist und die Wandler in gleicher Zahl unter der ersten Substratschicht und der zweiten Substratschicht aufgeteilt sind.
- Mikrofonanordnung, die aufweist: einen ersten Wandler, der mit einer ersten Substratschicht an einer ersten Seite der ersten Substratschicht verbunden ist; einen zweiten Wandler, der mit einer zweiten Substratschicht an einer zweiten Seite der zweiten Substratschicht verbunden ist; wobei die erste Seite und die zweite Seite einander gegenüberliegen; wobei die erste Substratschicht und die zweite Substratschicht im Wesentlichen parallel sind und mechanisch miteinander verbunden sind; wobei ein Schalleinlass zwischen der ersten Substratschicht und der zweiten Substratschicht vorhanden ist; und wobei der Schalleinlass Schallsignale an den ersten Wandler und den zweiten Wandler kommuniziert.
- Mikrofonanordnung nach Anspruch 7, wobei der erste Wandler und der zweite Wandler einen gemeinsames vorderes Volumen haben.
- Mikrofonanordnung nach Anspruch 7, die des Weiteren aufweist: eine Abdeckung, die im Wesentlichen den ersten Wandler umschließt.
- Mikrofonanordnung nach Anspruch 9, die des Weiteren aufweist: eine Schallöffnung, die in der Abdeckung ausgebildet ist.
- Mikrofonanordnung nach Anspruch 7, wobei der erste Wandler und der zweite Wandler abgeglichen sind.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US17906409P | 2009-05-18 | 2009-05-18 | |
US61/179,064 | 2009-05-18 | ||
PCT/US2010/035194 WO2010135280A2 (en) | 2009-05-18 | 2010-05-18 | Microphone having reduced vibration sensitivity |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE112010002028T5 true DE112010002028T5 (de) | 2012-08-02 |
Family
ID=43126723
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE112010002028T Withdrawn DE112010002028T5 (de) | 2009-05-18 | 2010-05-18 | Mikrofon mit verringerter Schwingungsempfindlichkeit |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US20100303274A1 (de) |
JP (1) | JP2012527835A (de) |
KR (1) | KR20120014591A (de) |
CN (1) | CN102428711A (de) |
DE (1) | DE112010002028T5 (de) |
WO (1) | WO2010135280A2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015103321B4 (de) | 2014-03-06 | 2018-06-14 | Infineon Technologies Ag | Doppelmembran-Mems-Mikrophon ohne Rückplattenelement |
Families Citing this family (34)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7434305B2 (en) | 2000-11-28 | 2008-10-14 | Knowles Electronics, Llc. | Method of manufacturing a microphone |
KR20120014591A (ko) * | 2009-05-18 | 2012-02-17 | 노우레스 일렉트로닉스, 엘엘시 | 감소된 진동 감도를 갖는 마이크로폰 |
US8804982B2 (en) * | 2011-04-02 | 2014-08-12 | Harman International Industries, Inc. | Dual cell MEMS assembly |
US8689607B2 (en) * | 2011-05-04 | 2014-04-08 | Honeywell International Inc. | Apparatus and method of photoacoustic sensor signal acquisition |
US8948420B2 (en) * | 2011-08-02 | 2015-02-03 | Robert Bosch Gmbh | MEMS microphone |
WO2013066343A1 (en) | 2011-11-04 | 2013-05-10 | Knowles Electronics, Llc | Embedded dielectric as a barrier in an acoustic device and method of manufacture |
US9402118B2 (en) | 2012-07-27 | 2016-07-26 | Knowles Electronics, Llc | Housing and method to control solder creep on housing |
US9491539B2 (en) | 2012-08-01 | 2016-11-08 | Knowles Electronics, Llc | MEMS apparatus disposed on assembly lid |
WO2014100184A1 (en) | 2012-12-19 | 2014-06-26 | Knowles Electronics, Llc | Apparatus and method for high voltage i/o electro-static discharge protection |
US9173024B2 (en) | 2013-01-31 | 2015-10-27 | Invensense, Inc. | Noise mitigating microphone system |
US9124220B2 (en) | 2013-03-14 | 2015-09-01 | Robert Bosch Gmbh | Differential microphone with dual polarity bias |
US9467785B2 (en) | 2013-03-28 | 2016-10-11 | Knowles Electronics, Llc | MEMS apparatus with increased back volume |
WO2014193307A1 (en) * | 2013-05-31 | 2014-12-04 | Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. | Mems microphone modules and wafer-level techniques for fabricating the same |
US9332330B2 (en) * | 2013-07-22 | 2016-05-03 | Infineon Technologies Ag | Surface mountable microphone package, a microphone arrangement, a mobile phone and a method for recording microphone signals |
US9432759B2 (en) * | 2013-07-22 | 2016-08-30 | Infineon Technologies Ag | Surface mountable microphone package, a microphone arrangement, a mobile phone and a method for recording microphone signals |
DE102013214823A1 (de) * | 2013-07-30 | 2015-02-05 | Robert Bosch Gmbh | Mikrofonbauteil mit mindestens zwei MEMS-Mikrofonbauelementen |
CN104602171A (zh) * | 2013-10-30 | 2015-05-06 | 北京卓锐微技术有限公司 | 一种集成的硅电容麦克风 |
US10589987B2 (en) * | 2013-11-06 | 2020-03-17 | Infineon Technologies Ag | System and method for a MEMS transducer |
US9307328B2 (en) | 2014-01-09 | 2016-04-05 | Knowles Electronics, Llc | Interposer for MEMS-on-lid microphone |
US20150237429A1 (en) * | 2014-02-14 | 2015-08-20 | Knowles Electronics, Llc | Microphone In Speaker Assembly |
DE102014112784A1 (de) | 2014-09-04 | 2016-03-10 | USound GmbH | Lautsprecheranordnung |
US9554214B2 (en) | 2014-10-02 | 2017-01-24 | Knowles Electronics, Llc | Signal processing platform in an acoustic capture device |
US9800971B2 (en) | 2015-03-17 | 2017-10-24 | Knowles Electronics, Llc | Acoustic apparatus with side port |
US10123112B2 (en) | 2015-12-04 | 2018-11-06 | Invensense, Inc. | Microphone package with an integrated digital signal processor |
ITUA20162957A1 (it) * | 2016-04-28 | 2017-10-28 | St Microelectronics Srl | Modulo di trasduzione multi-dispositivo, apparecchiatura includente il modulo di trasduzione e metodo di fabbricazione del modulo di trasduzione |
US11166098B2 (en) * | 2017-01-20 | 2021-11-02 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Acoustic input devices comprising acoustic ports and transducers |
US10516948B2 (en) | 2017-02-28 | 2019-12-24 | USound GmbH | Loudspeaker arrangement |
CN112673646B (zh) * | 2018-08-13 | 2023-12-12 | 奥正有限公司 | 包含非音频传感器的抗干扰换能器设备 |
JP2020036215A (ja) | 2018-08-30 | 2020-03-05 | Tdk株式会社 | Memsマイクロフォン |
JP2020036214A (ja) | 2018-08-30 | 2020-03-05 | Tdk株式会社 | Memsマイクロフォン |
US11158300B2 (en) | 2019-09-16 | 2021-10-26 | Crestron Electronics, Inc. | Speakerphone system that corrects for mechanical vibrations on an enclosure of the speakerphone using an output of a mechanical vibration sensor and an output of a microphone generated by acoustic signals and mechanical vibrations |
CN111918191A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-11-10 | 钰太芯微电子科技(上海)有限公司 | 一种组合封装的麦克风 |
TWI756976B (zh) * | 2020-12-10 | 2022-03-01 | 美律實業股份有限公司 | 麥克風模組 |
CN113301486B (zh) * | 2021-06-17 | 2022-04-29 | 甬矽电子(宁波)股份有限公司 | 双硅麦封装结构和双硅麦封装结构的制备方法 |
Family Cites Families (35)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT211394B (de) * | 1959-10-09 | 1960-10-10 | Goerike Rudolf | Kondensatormikrophon |
GB1515287A (en) * | 1974-05-30 | 1978-06-21 | Plessey Co Ltd | Piezoelectric transducers |
GB1487847A (en) * | 1974-09-25 | 1977-10-05 | Ard Anstalt | Microphone units |
FR2450019A1 (fr) * | 1979-02-23 | 1980-09-19 | Thomson Brandt | Caisson basse frequence, notamment pour systeme acoustique triphonique |
FR2511570A1 (fr) * | 1981-08-11 | 1983-02-18 | Thomson Csf | Transducteur electroacoustique a polymere piezoelectrique |
JPS60111129A (ja) * | 1983-11-21 | 1985-06-17 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | 圧力センサ |
DE3832943A1 (de) * | 1988-09-28 | 1990-03-29 | Siemens Ag | Oberflaechenwellenfilter |
US5363452A (en) * | 1992-05-19 | 1994-11-08 | Shure Brothers, Inc. | Microphone for use in a vibrating environment |
US5335282A (en) * | 1992-07-22 | 1994-08-02 | Cardas George F | Signal summing non-microphonic differential microphone |
DE4307825C2 (de) * | 1993-03-12 | 1997-10-23 | Sennheiser Electronic | Doppelwandler für Kondensatormikrofone mit variabler Richtcharakteristik |
US5452268A (en) * | 1994-08-12 | 1995-09-19 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Acoustic transducer with improved low frequency response |
DK172085B1 (da) * | 1995-06-23 | 1997-10-13 | Microtronic As | Mikromekanisk mikrofon |
US5878147A (en) * | 1996-12-31 | 1999-03-02 | Etymotic Research, Inc. | Directional microphone assembly |
CA2315417A1 (en) * | 1999-08-11 | 2001-02-11 | Hiroshi Une | Electret capacitor microphone |
US6522762B1 (en) * | 1999-09-07 | 2003-02-18 | Microtronic A/S | Silicon-based sensor system |
DK1214864T3 (da) * | 1999-09-06 | 2003-08-25 | Sonionmems As | Siliciumbaseret sensorsystem |
US7043035B2 (en) * | 1999-12-09 | 2006-05-09 | Sonionmicrotronic Nederland B.V. | Miniature microphone |
US20030123683A1 (en) * | 2000-03-07 | 2003-07-03 | George Raicevich | Double-capacitor microphone |
US7166910B2 (en) * | 2000-11-28 | 2007-01-23 | Knowles Electronics Llc | Miniature silicon condenser microphone |
US20040101153A1 (en) * | 2001-05-08 | 2004-05-27 | Oleg Grudin | Gas flow sensor, speaker system and microphone, utilizing measurement absolute of time-variations in absolute pressure |
US7245726B2 (en) * | 2001-10-03 | 2007-07-17 | Adaptive Technologies, Inc. | Noise canceling microphone system and method for designing the same |
JP3985609B2 (ja) * | 2002-07-04 | 2007-10-03 | ソニー株式会社 | コンデンサーマイクロホン |
KR20060064795A (ko) * | 2004-12-09 | 2006-06-14 | 삼성전자주식회사 | 듀얼 마이크로폰 장치 |
DE102005008511B4 (de) * | 2005-02-24 | 2019-09-12 | Tdk Corporation | MEMS-Mikrofon |
DE102005008514B4 (de) * | 2005-02-24 | 2019-05-16 | Tdk Corporation | Mikrofonmembran und Mikrofon mit der Mikrofonmembran |
SG130158A1 (en) * | 2005-08-20 | 2007-03-20 | Bse Co Ltd | Silicon based condenser microphone and packaging method for the same |
JP2008199226A (ja) * | 2007-02-09 | 2008-08-28 | Yamaha Corp | コンデンサマイク装置 |
US20080192963A1 (en) * | 2007-02-09 | 2008-08-14 | Yamaha Corporation | Condenser microphone |
US20080192962A1 (en) * | 2007-02-13 | 2008-08-14 | Sonion Nederland B.V. | Microphone with dual transducers |
WO2010045107A2 (en) * | 2008-10-14 | 2010-04-22 | Knowles Electronics, Llc | Microphone having multiple transducer elements |
DE102008058787B4 (de) * | 2008-11-24 | 2017-06-08 | Sennheiser Electronic Gmbh & Co. Kg | Mikrofon |
EP2252077B1 (de) * | 2009-05-11 | 2012-07-11 | STMicroelectronics Srl | Anordnung eines kapazitiven mikroelektromechanischen Akustikwandlers und Verpackung dafür |
KR20120014591A (ko) * | 2009-05-18 | 2012-02-17 | 노우레스 일렉트로닉스, 엘엘시 | 감소된 진동 감도를 갖는 마이크로폰 |
JP4505035B1 (ja) * | 2009-06-02 | 2010-07-14 | パナソニック株式会社 | ステレオマイクロホン装置 |
JP5606194B2 (ja) * | 2010-07-14 | 2014-10-15 | 株式会社オーディオテクニカ | 狭指向性コンデンサマイクロホン |
-
2010
- 2010-05-18 KR KR1020117030368A patent/KR20120014591A/ko not_active Application Discontinuation
- 2010-05-18 JP JP2012511948A patent/JP2012527835A/ja active Pending
- 2010-05-18 DE DE112010002028T patent/DE112010002028T5/de not_active Withdrawn
- 2010-05-18 CN CN2010800216862A patent/CN102428711A/zh active Pending
- 2010-05-18 US US12/781,918 patent/US20100303274A1/en not_active Abandoned
- 2010-05-18 WO PCT/US2010/035194 patent/WO2010135280A2/en active Application Filing
-
2011
- 2011-10-21 US US13/278,580 patent/US20120039499A1/en not_active Abandoned
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015103321B4 (de) | 2014-03-06 | 2018-06-14 | Infineon Technologies Ag | Doppelmembran-Mems-Mikrophon ohne Rückplattenelement |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012527835A (ja) | 2012-11-08 |
WO2010135280A2 (en) | 2010-11-25 |
WO2010135280A3 (en) | 2011-03-03 |
US20120039499A1 (en) | 2012-02-16 |
KR20120014591A (ko) | 2012-02-17 |
US20100303274A1 (en) | 2010-12-02 |
CN102428711A (zh) | 2012-04-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE112010002028T5 (de) | Mikrofon mit verringerter Schwingungsempfindlichkeit | |
DE112013006821B4 (de) | Kapazitiver Sensor, Akustiksensor, und Mikrophon | |
DE69012911T2 (de) | Lautsprechersystem. | |
DE68925434T2 (de) | Elektroakustische Antriebsschaltung | |
DE102009010278B4 (de) | Lautsprecher | |
DE69330567T2 (de) | Gerät für rauschkompensation für ein kraftfahrzeug | |
DE4446690B4 (de) | Lautsprecheranordnung | |
DE3587217T2 (de) | Gradientmikrophon zweiter ordnung mit einseitiger richtcharakteristik. | |
DE69831458T2 (de) | Mittelpunkt-stereowiedergabesystem für musikinstrumente | |
DE3046416A1 (de) | Fernkonferenz-mikrophonanordnungen | |
DE3786040T2 (de) | Stereophonischer Lautsprecher. | |
EP1624718B1 (de) | Lautsprechergruppierungsanordnung | |
DE69736941T2 (de) | Lautsprechervorrichtung | |
DE3907275C2 (de) | Tonsystem | |
DE102020113974A1 (de) | Entlüftete akustische wandler und verwandte verfahren und systeme | |
DE102005051591A1 (de) | Lautsprechervorrichtung | |
DE69915518T2 (de) | Im-ohrkanal-richthörgerät mit zwei-eingänge-mikrofon | |
DE19703311A1 (de) | Grenzflächenmikrofon | |
DE69908930T2 (de) | Telefon mit mitteln zur niederfrequenzgangsverbesserung | |
DE3825973C2 (de) | ||
EP1927263B1 (de) | Kapazitiver schallwandler mit perforierter dämpfungsscheibe | |
DE3733095C2 (de) | ||
DE19900969C2 (de) | Schlitzmikrofon | |
EP2158789B1 (de) | Membrananordnung für einen air-motion-transformer (amt) und schallwandler mit einer solchen membrananordnung | |
DE3107293A1 (de) | Anordnung zur frequenzgangverbesserung fuer elektroakustische wandler |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |