JP5928163B2 - 静電容量型センサ、音響センサ及びマイクロフォン - Google Patents
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Description
以下、図4−7を参照して本発明の実施形態1による音響センサの構造を説明する。図4は、本発明の実施形態1による音響センサ11の分解斜視図である。図5は、音響センサ11の断面図である。図6Aは、音響センサ11の平面図である。図6Bは、図6AのX部拡大図である。図7は、バックプレート18や保護膜30などを除いた音響センサ11の平面図であって、シリコン基板12の上方でダイアフラム13と固定電極板19が重なった様子を表している。ただし、これらの図は、音響センサ11のMEMSによる製造工程を反映したものではない
図21A、図21B、図22A及び図22Bは、スリット34の種々の形態を示す。図21Aは、アコースティックホール24を避けて略直線状のスリット34を設けた場合である。かかる形態によれば、アコースティックホール24を従来どおりの配置に維持したままでスリット34を設けることができる。図21Bは、アコースティックホール24を利用して直線状のスリット34を形成したものである。かかる形態によれば、スリット34を配置するための面積を省スペース化することができる。図22Aは、アコースティックホール24を利用してジグザグ状のスリット34を形成したものである。かかる形態によれば、スリット34を配置するための面積を省スペース化することができる。図22Bは、アコースティックホール24を利用して傾斜した複数本のスリット34を区分的に形成したものである。かかる形態によれば、スリット34の近傍におけるバックプレート18の剛性を維持しつつ、音響センシング部23a、23b間においてバックプレート18の振動による干渉を低減し、高調波歪みを抑制できる。
図23は本発明の実施形態2による音響センサ61を示す平面図である。図24Aは、音響センサ61の固定電極板19を示す平面図である。図24Bは、音響センサ61のダイアフラム13a、13bを示す平面図である。
図25Aは本発明の実施形態3による音響センサ71を示す平面図である。図25Bは、音響センサ71の固定電極板19a、19bとダイアフラム13を示す平面図である。
図26Aは本発明の実施形態3の変形例による音響センサ75を示す平面図である。図26Bは、音響センサ75の固定電極板19a、19bとダイアフラム13を示す平面図である。
図28は、本発明の実施形態4による音響センサ77の構造を示す平面図である。この音響センサ77は、3つの音響センシング部23a、23b、23cを有している。第1音響センシング部23aは、ダイアフラム13aと固定電極板19aによって構成されたコンデンサ構造であって、小音量用の高感度のセンシング部である。第2音響センシング部23bは、ダイアフラム13bと固定電極板19bによって構成されたコンデンサ構造であって、大音量用の低感度のセンシング部である。第3音響センシング部23cは、ダイアフラム13cと固定電極板19cによって構成されたコンデンサ構造であって、中音量用の中感度のセンシング部である。
なお、上記各実施形態においては、第1ダイアフラム13aの面積と第2ダイアフラム13bの面積を異ならせることにより、同じ音圧が加わったときの各ダイアフラム13a、13bの変位量を異ならせ、それによって第1音響センシング部23aと第2音響センシング部23bの感度を異ならせている。これ以外にも、たとえば第2ダイアフラム13bの膜厚を第1ダイアフラム13aの膜厚よりも厚くすることによって第2ダイアフラム13bの変位を小さくし、第2音響センシング部23bの感度を低くしてあってもよい。また、第2ダイアフラム13bの固定ピッチを第1ダイアフラム13aの固定ピッチよりも小さくすることによって第2ダイアフラム13bの変位を小さくし、第2音響センシング部23bの感度を低くしてあってもよい。さらに、第1ダイアフラム13aを梁構造によって支持することで第1ダイアフラム13aの変位を大きくし、第1音響センシング部23aの感度を高くしてあってもよい。
12 シリコン基板
13 ダイアフラム
13a 第1ダイアフラム
13b 第2ダイアフラム
13c 第3ダイアフラム
17 スリット
18、18a、18b、18c バックプレート
19 固定電極板
19a 第1固定電極板
19b 第2固定電極板
19c 第3固定電極板
23a 第1音響センシング部
23b 第2音響センシング部
23c 第3音響センシング部
24 アコースティックホール
25 ストッパ
34、34a、34b バックプレート・スリット
35 ノッチ
41 マイクロフォン
42 回路基板
43 カバー
44 信号処理回路
45 音導入孔
Claims (14)
- 基板の上方に形成された振動電極板と、
前記振動電極板を覆うようにして前記基板の上方に形成されたバックプレートと、
前記振動電極板と対向させるようにして前記バックプレートに設けた固定電極板とを備えた静電容量型センサにおいて、
前記振動電極板と前記固定電極板のうち少なくとも一方が複数領域に分割されていて、分割された各領域毎にそれぞれ前記振動電極板と前記固定電極板からなるセンシング部が形成され、
前記センシング部どうしを区切るようにして、前記バックプレートに、振動の伝搬を抑制するための隔離部を設けたことを特徴とする静電容量型センサ。 - 前記隔離部は、前記バックプレートに形成された1本又は2本以上のスリットであることを特徴とする、請求項1に記載の静電容量型センサ。
- 前記バックプレートのスリットは、前記バックプレートの上面から下面まで貫通していることを特徴とする、請求項2に記載の静電容量型センサ。
- 前記バックプレートのスリットの終端にノッチを形成していることを特徴とする、請求項2に記載の静電容量型センサ。
- 前記ノッチの直径が、前記バックプレートのスリットの幅よりも大きいことを特徴とする、請求項4に記載の静電容量型センサ。
- 前記バックプレート及び前記固定電極板には、複数個の孔が開口され、
前記バックプレートのスリットは、前記孔を避けて直線状に延びていることを特徴とする、請求項2に記載の静電容量型センサ。 - 前記バックプレート及び前記固定電極板には、複数個の孔が開口され、
前記バックプレートのスリットは、前記孔を通過して直線状に延びていることを特徴とする、請求項2に記載の静電容量型センサ。 - 前記バックプレート及び前記固定電極板には、複数個の孔が開口され、
前記バックプレートのスリットは、前記孔を通過してジグザグに延びていることを特徴とする、請求項2に記載の静電容量型センサ。 - 前記バックプレート及び前記固定電極板には、複数個の孔が開口され、
前記バックプレートのスリットは、前記孔と前記孔の間を結ぶように不連続に形成されていることを特徴とする、請求項2に記載の静電容量型センサ。 - 前記バックプレートに形成された複数のスリットが、前記センシング部どうしを区切るようにして飛び飛びに形成されていることを特徴とする、請求項2に記載の静電容量型センサ。
- 前記隔離部の周辺部分において、前記バックプレートの下面にストッパを突設したことを特徴とする、請求項1に記載の静電容量型センサ。
- 前記振動電極板がスリットによって複数領域に分割されており、
前記隔離部が、前記振動電極板のスリットの直上に位置していることを特徴とする、請求項1に記載の静電容量型センサ。 - 請求項1から12のうちいずれか1項に記載の静電容量型センサを利用した音響センサであって、
前記バックプレート及び前記固定電極板には、音響振動を通過させるための複数個の孔が形成され、
音響振動に感応した前記振動電極板と前記固定電極板との間の静電容量の変化により、前記センシング部から信号を出力することを特徴とする音響センサ。 - 請求項13に記載の音響センサと、前記音響センサからの信号を増幅して外部に出力する回路部とを備えたマイクロフォン。
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