特表 2024-519234 振動膜及びＭＥＭＳセンサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-05-10

(54)【発明の名称】振動膜及びＭＥＭＳセンサ

(51)【国際特許分類】

   H04R 7/04 20060101AFI20240501BHJP

   H04R 19/04 20060101ALI20240501BHJP

【ＦＩ】

H04R7/04

H04R19/04

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022577225

(86)(22)【出願日】2022-05-18

(85)【翻訳文提出日】2022-12-14

(86)【国際出願番号】 CN2022093423

(87)【国際公開番号】W WO2023206642

(87)【国際公開日】2023-11-02

(31)【優先権主張番号】202221018386.5

(32)【優先日】2022-04-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】511027518

【氏名又は名称】エーエーシーアコースティックテクノロジーズ（シンセン）カンパニーリミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＡＣ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（Ｓｈｅｎｚｈｅｎ）Ｃｏ．，Ｌｔｄ

(74)【代理人】

【識別番号】100128347

【弁理士】

【氏名又は名称】西内 盛二

(72)【発明者】

【氏名】王 琳琳

(72)【発明者】

【氏名】▲趙▼ ▲転▼▲転▼

(72)【発明者】

【氏名】王 ▲凱▼杰

(72)【発明者】

【氏名】石 正雨

(72)【発明者】

【氏名】阮 玉明

(72)【発明者】

【氏名】▲張▼ 睿

【テーマコード（参考）】

5D016

5D021

【Ｆターム（参考）】

5D016AA03

5D016AA04

5D016BA01

5D016BA04

5D016BA05

5D016FA03

5D021CC02

(57)【要約】

【課題】本発明は、振動膜及び当該振動膜を用いるＭＥＭＳセンサを提供する。
【解決手段】
前記振動膜は、矩形振動膜であり、振動膜は、振動膜本体部と、前記振動膜本体部の外側に設けられ且つ前記振動膜の４つの角部に位置する固定部と、前記矩形振動膜の４つの角部が前記振動膜本体部の方向へ凹んで形成された窪み部とを含み、前記固定部は、前記振動膜における前記窪み部が形成されたエッジに沿って設けられた少なくとも２つの固定アンカーポイントを含む。本発明は、振動膜の有効感応面積及びＭＥＭＳセンサの音響性能を向上させる。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

振動膜であって、
前記振動膜は、矩形振動膜であり、前記振動膜は、振動膜本体部と、前記振動膜本体部の外側に設けられ且つ前記振動膜の４つの角部に位置する固定部と、前記矩形振動膜の４つの角部が前記振動膜本体部の方向へ凹んで形成された窪み部とを含み、前記固定部は、前記振動膜における前記窪み部が形成されたエッジに沿って設けられた少なくとも２つの固定アンカーポイントを含むことを特徴とする振動膜。

【請求項2】

前記固定アンカーポイントは、２つあり、前記固定アンカーポイントは、前記振動膜における前記窪み部が形成されたエッジの両端に対称的に設けられることを特徴とする請求項１に記載の振動膜。

【請求項3】

各角部における前記窪み部が振動膜の対角線に沿った深さは、前記矩形振動膜の対角線の長さの１／１０を超えないことを特徴とする請求項１に記載の振動膜。

【請求項4】

前記固定アンカーポイントの数は、２つより大きく、前記固定アンカーポイントは、前記振動膜における前記窪み部が形成されたエッジに沿って前記矩形振動膜の直線エッジまで延在することを特徴とする請求項１に記載の振動膜。

【請求項5】

前記振動膜は、前記窪み部の後方に設けられた円弧状の蛇腹部を含むことを特徴とする請求項１に記載の振動膜。

【請求項6】

前記蛇腹部は、等間隔で設けられた複数の同心円弧状突起部で構成されることを特徴とする請求項５に記載の振動膜。

【請求項7】

ＭＥＭＳセンサであって、
前記ＭＥＭＳセンサは、チャンバを有するベースと、前記ベースに固定された振動膜と、前記振動膜を覆うバックプレートとを含み、
前記振動膜は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の振動膜であることを特徴とするＭＥＭＳセンサ。

【請求項8】

前記バックプレートは、バックプレート本体部と、前記バックプレート本体部から折り曲げて延在して前記ベースに固定された支持部とを含むことを特徴とする請求項７に記載のＭＥＭＳセンサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、振動膜及び当該振動膜を用いるＭＥＭＳセンサに関し、特に振動膜上の固定構造に関する。

【背景技術】

【0002】

無線通信の発展に伴い、ユーザーは、携帯電話の通話品質に対する要求がますます高くなり、マイクロフォンは、携帯電話の音声ピックアップ装置として、その設計の良否が携帯電話の通話品質に直接影響する。

【0003】

現在では携帯電話に広く応用されたマイクロフォンは、ＭＥＭＳマイクロフォンであり、本発明に関連するＭＥＭＳセンサは、ベースと、振動膜とバックプレートとからなるコンデンサシステムとを含み、振動膜とバックプレートは、対向し且つ間隔を隔てて設けられる。振動膜が音波の作用で振動するため、振動膜とバックプレートとの間の距離が変化し、更にコンデンサシステムの容量も変化し、それにより音波信号が電気信号に変換される。しかし、振動膜の固定方式として、一般的に振動膜の外側部分全体をベースに貼り合わせて固定するため、振動膜の感応領域が減っており、ＭＥＭＳセンサの音響性能が低くなってしまった。

【0004】

したがって、上記技術的課題を解決する新たな振動膜及び当該振動膜を用いるＭＥＭＳセンサを提供する必要がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、有効感応領域の面積を増加させる振動膜を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明は、振動膜を提供し、前記振動膜は、矩形振動膜であり、前記振動膜は、振動膜本体部と、前記振動膜本体部の外側に設けられ且つ前記振動膜の４つの角部に位置する固定部と、前記矩形振動膜の４つの角部が前記振動膜本体部の方向へ凹んで形成された窪み部とを含み、前記固定部は、前記振動膜における前記窪み部が形成されたエッジに沿って設けられた少なくとも２つの固定アンカーポイントを含む。

【0007】

好ましくは、前記固定アンカーポイントは、２つあり、前記固定アンカーポイントは、前記振動膜における前記窪み部が形成されたエッジの両端に対称的に設けられる。

【0008】

好ましくは、各角部における前記窪み部が振動膜の対角線に沿った深さは、前記矩形振動膜の対角線の長さの１／１０を超えない。

【0009】

好ましくは、前記固定アンカーポイントの数は、２つより大きく、前記固定アンカーポイントは、前記振動膜における前記窪み部が形成されたエッジに沿って前記矩形振動膜の直線エッジまで延在する。

【0010】

好ましくは、前記振動膜は、前記窪み部の後方に設けられた円弧状の蛇腹部を含む。

【0011】

好ましくは、前記蛇腹部は、等間隔で設けられた複数の同心円弧状突起部で構成される。

【0012】

本発明は、更にＭＥＭＳセンサを提供し、前記ＭＥＭＳセンサは、チャンバを有するベースと、前記ベースに固定された振動膜と、前記振動膜を覆うバックプレートとを含み、前記振動膜は、矩形振動膜であり、前記振動膜は、振動膜本体部と、前記振動膜本体部の外側に設けられ且つ前記振動膜の４つの角部に位置する固定部と、前記矩形振動膜の４つの角部が前記振動膜本体部の方向へ凹んで形成された窪み部とを含み、前記固定部は、前記振動膜における前記窪み部が形成されたエッジに沿って設けられた少なくとも２つの固定アンカーポイントを含む。

【0013】

好ましくは、前記バックプレートは、バックプレート本体部及び前記バックプレート本体部から折り曲げて延在して前記ベースに固定された支持部を含む。

【発明の効果】

【0014】

関連技術に比べて、本発明は、ＭＥＭＳセンサに用いられる振動膜を提供し、前記振動膜は、矩形振動膜であり、前記振動膜は、振動膜本体部と、前記振動膜本体部の外側に設けられ且つ前記振動膜の４つの角部に位置する固定部と、前記矩形振動膜の４つの角部が前記振動膜本体部の方向へ凹んで形成された窪み部とを含み、前記固定部は、前記振動膜における前記窪み部が形成されたエッジに沿って設けられた少なくとも２つの固定アンカーポイントを含む。本発明は、主に振動膜の振動膜本体部の外側に固定アンカーポイントを設けることにより、振動膜全体が固定アンカーポイントにより固定されるため、振動膜の有効感応面積を増大させ、それによりＭＥＭＳセンサの音響性能を向上させるという目的を達成する。

【0015】

本発明の実施例における技術的解決手段をより明確に説明するために、以下に実施例の説明に必要な図面を簡単に紹介し、明らかに、以下に説明する図面は、単に本発明のいくつかの実施例であり、当業者にとって、創造的な労力を要することなく、更にこれらの図面に基づいて他の図面を取得することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明に係るＭＥＭＳセンサの立体構造概略図である。

【図2】図１に示すＭＥＭＳセンサの分解図である。

【図3】図１におけるＡ－Ａ線に沿った断面図である。

【図4】図１に示すＭＥＭＳセンサの平面図である。

【図5】本発明に係る別の振動膜の立体構造概略図である。

【図6】従来の技術におけるセンサ中のベース及び振動膜の平面図である。

【図7】従来の技術における別のセンサ中のベース及び振動膜の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

説明すべきものとして、本発明の実施例における全ての方向性指示（例えば上、下、左、右、前、後、内、外、頂部、底部…）は、ある特定の姿勢（例えば図面に示す）での各部材の間の相対的な位置関係等を解釈するために用いられ、当該特定の姿勢が変化すると、当該方向性指示もそれに応じて変化する。

【0018】

なお、素子が他の素子に「固定」又は「設けられる」と呼ばれるとき、当該素子は、他の素子に直接存在し、又は、同時に仲介素子が存在し得る。素子が別の素子に「接続」されていると呼ばれる場合、当該素子は、別の素子に直接接続され、又は同時に仲介素子が存在し得る。

【0019】

以下本発明の実施例における図面を参照して、本発明の実施例における技術的解決手段を明確で、完全に説明し、明らかに、説明された実施例は本発明の一部の実施例だけであり、全ての実施例ではない。本発明の実施例に基づいて、当該分野の当業者が創造的な労働をしない前提で得られた全ての他の実施例は、いずれも本発明の保護範囲に属するものとする。

【0020】

図１～５に示すように、本発明に関わるＭＥＭＳセンサ１００は、電子デバイスに用いることができ、前記ＭＥＭＳセンサ１００は、チャンバ１０を有するベース１と、前記ベース１に固定された振動膜２と、前記振動膜２を覆うバックプレート３とを含む。

【0021】

前記チャンバ１０は、前記ベース１を貫通して設けられる。

【0022】

前記振動膜２は、矩形振動膜であり、前記振動膜２は、振動膜本体部２１と、前記振動膜本体部２１の外側に設けられ且つ前記振動膜２の４つの角部に位置する固定部２２と、前記矩形振動膜の４つの角部が前記振動膜本体部２１の方向へ凹んで形成された窪み部２３とを含み、前記固定部２２は、前記振動膜２における前記窪み部２３が形成されたエッジに沿って設けられた少なくとも２つの固定アンカーポイント２２０を含む。図４に示すように、当該実施例における各角部での前記固定アンカーポイント２２０は、２つあってもよく、前記固定アンカーポイント２２０は、前記振動膜２における前記窪み部２３が形成されたエッジの両端に対称的に設けられる。当然のことながら、前記固定アンカーポイント２２０の数は、２つより大きくてもよく、図５に示すように、各角部での前記固定アンカーポイント２２０は、前記振動膜２における前記窪み部２３が形成されたエッジに沿って前記矩形振動膜の直線エッジまで延在し、当該図４に示す実施例において、振動膜２全体の固定アンカーポイント２２０の数は、６つあり、他の実施例において、実際の需要に応じて、例えば、異なる振動膜の剛性需要に応じて固定アンカーポイントの数、サイズの大きさ及び分布の位置を調整してもよい。

【0023】

各角部における前記窪み部２３が振動膜の対角線に沿った深さは、前記矩形振動膜の対角線の長さの１／１０を超えない。前記振動膜２は、前記窪み部２３の後方に設けられた円弧状の蛇腹部２４を含み、前記蛇腹部２４は、等間隔で設けられた複数の同心円弧状突起部２４０で構成される。前記固定アンカーポイント２２０は、前記振動膜２における前記窪み部２３が形成されたエッジに沿って前記矩形振動膜の直線エッジまで延在し、且つ前記蛇腹部２４まで延在しない。

【0024】

図４に示すように、本発明のセンサは、全体寸法が１ｍｍ×１ｍｍの正方形に設けることを例とし、その辺長Ｘが１ｍｍであり、本発明の振動膜が窪み部及び固定アンカーポイントを設けることにより固定されるため、前記振動膜の有効感応領域面積ａが振動膜全体の面積の６８％に達することができる。従来の技術における２種類の振動膜を例とし、図６を参照して、第一種の従来技術のセンサ中のベース及び振動膜の平面図であり、センサは、振動膜４を含み、振動膜４も正方形振動膜であり、全体のセンサの辺長は、Ｙであり、振動膜４は、本体部４１、本体部４１の外側に設けられ且つ振動膜の４つの角部の位置に設けられた複数の延在部４２、及び、延在部４２の端部に設けられた固定部４３を含み、当該センサは、全体のサイズが１ｍｍ×１ｍｍであるように設けられた場合、すなわち辺長Ｙが１ｍｍであり、その振動膜の有効感応領域面積ｂは、振動膜全体の面積の４５％までしか達成できない。なお、図７を参照して、第二種の従来技術のセンサにおけるベース及び振動膜の平面図であり、振動膜５は、円形振動膜であり、センサは、正方形であり、辺長は、Ｚであり、振動膜５は、本体部５１、本体部５１の外側に設けられて延在する複数の延在部５２、及び、延在部５２の端部に設けられた固定部５３を含み、当該センサは、全体のサイズが１ｍｍ×１ｍｍであるように設けられた場合、すなわち外フレームの辺長Ｚが１ｍｍであり、その振動膜の有効感応領域面積ｃは、振動膜全体の面積の４４％までしか達成できない。

【0025】

以上から分かるように、本発明は、振動膜の有効感応領域面積を最大限に利用することができ、それによりセンサの感度を向上させる。

【0026】

前記バックプレート３には、それを貫通する複数の貫通孔３０が開設され、前記バックプレート３は、バックプレート本体部３１と、前記バックプレート本体部３１から折り曲げて延在して前記ベース１に固定された支持部３２とを含む。前記バックプレート本体部３１と支持部３２は、収容空間を囲み、前記振動膜２は、前記収容空間に収容される。

【0027】

関連技術に比べて、本発明は、ＭＥＭＳセンサに用いられる振動膜を提供し、前記振動膜は、矩形振動膜であり、前記振動膜は、振動膜本体部と、前記振動膜本体部の外側に設けられ且つ前記振動膜の４つの角部に位置する固定部と、前記矩形振動膜の４つの角部が前記振動膜本体部の方向へ凹んで形成された窪み部とを含み、前記固定部は、前記振動膜における前記窪み部が形成されたエッジに沿って設けられた少なくとも２つの固定アンカーポイントを含む。本発明は、主に振動膜の振動膜本体部の外側に固定アンカーポイントを設けることにより、振動膜全体が固定アンカーポイントにより固定されるため、振動膜の有効感応面積を増大させ、それによりＭＥＭＳセンサの音響性能を向上させるという目的を達成する。

【0028】

上述したのは、本発明の実施形態に過ぎない。なお、当業者にとって、本発明の創造的構想から逸脱することなく、更に改善することができるが、これらの改善は、いずれも本発明の保護範囲に含まれる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【国際調査報告】