特表 2024-519235 ＭＥＭＳマイクロフォン

(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】ＭＥＭＳマイクロフォン

(51)【国際特許分類】

   H04R 19/04 20060101AFI20240501BHJP

【ＦＩ】

H04R19/04

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022578987

(86)(22)【出願日】2022-06-07

(85)【翻訳文提出日】2022-12-21

(86)【国際出願番号】 CN2022097266

(87)【国際公開番号】W WO2023206721

(87)【国際公開日】2023-11-02

(31)【優先権主張番号】202220983244.6

(32)【優先日】2022-04-25

(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】▲趙▼ ▲転▼▲転▼

(72)【発明者】

【氏名】石 正雨

(72)【発明者】

【氏名】王 ▲凱▼杰

(72)【発明者】

【氏名】王 琳琳

(72)【発明者】

【氏名】▲張▼ 睿

【テーマコード（参考）】

5D021

【Ｆターム（参考）】

5D021CC05

5D021CC10

(57)【要約】

【課題】本発明は、ＭＥＭＳマイクロフォンを提供する。
【解決手段】ＭＥＭＳマイクロフォンは、バックチャンバを有するベースと前記ベースに設置されたコンデンサシステムとを備え、コンデンサシステムは、バックプレートとバックプレートと対向して設置された振動膜とを備え、振動膜は、バックプレートのベースに近接する側に位置し、振動膜は、振動部と振動部を取り囲んでベースに固定された固定部とを備え、ＭＥＭＳマイクロフォンは、振動膜とバックプレートとの間に位置する支持部材をさらに備え、振動膜の振動部とバックプレートは、支持部材によって固定的に接続され、バックプレートの振動膜に向かう側にストッパ部が設置され、ストッパ部の振動膜の振動方向に沿った投影が振動膜の振動部に位置する。関連技術に比べて、本発明のＭＥＭＳマイクロフォンは、その信号対雑音比を向上させることができる。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バックチャンバを有するベースと、前記ベースに設置されたコンデンサシステムとを備えるＭＥＭＳマイクロフォンであって、
前記コンデンサシステムは、バックプレートと、前記バックプレートと対向して設置された振動膜とを備え、
前記振動膜は、前記バックプレートの前記ベースに近接する側に位置し、
前記振動膜は、振動部と、前記振動部を取り囲んで前記ベースに固定された固定部とを備え、
前記ＭＥＭＳマイクロフォンは、前記振動膜とバックプレートとの間に位置する支持部材をさらに備え、
前記振動膜の振動部と前記バックプレートは、前記支持部材によって固定的に接続され、
前記バックプレートは、その前記振動膜に向かう側にストッパ部が設置され、
前記ストッパ部は、その前記振動膜の振動方向に沿った投影が前記振動膜の振動部に位置する、ことを特徴とするＭＥＭＳマイクロフォン。

【請求項2】

前記振動部と前記固定部との間は、スリットによって隔てられる、ことを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳマイクロフォン。

【請求項3】

前記ストッパ部は連続的な環状構造である、ことを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳマイクロフォン。

【請求項4】

前記ストッパ部には切り欠きが設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳマイクロフォン。

【請求項5】

前記バックプレートは、音孔が設けられた本体部と、前記本体部の外周を取り囲む縁部とを備え、前記ストッパ部は、前記バックプレートの縁部に位置する、ことを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳマイクロフォン。

【請求項6】

前記ストッパ部は、前記バックプレートと一体構造である、ことを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳマイクロフォン。

【請求項7】

前記支持部材は、前記振動膜の振動部の中心位置に接続される、ことを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳマイクロフォン。

【請求項8】

前記支持部材は、前記バックプレートと一体構造である、ことを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳマイクロフォン。

【請求項9】

前記支持部は絶縁材料である、ことを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳマイクロフォン。

【請求項10】

前記支持部材は円柱体である、ことを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳマイクロフォン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気音響変換の分野に関し、特にＭＥＭＳマイクロフォンに関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、移動通信技術は急速に発展し、消費者はますます多くの移動通信装置、例えば携帯電話、インターネットにアクセス可能な携帯電話、パーソナルデジタルアシスタント又は専用通信ネットワークによって通信を行う他の装置を使用していますが、ここでマイクロフォンはその中で重要な部品の一つであり、特にＭＥＭＳマイクロフォンである。

【0003】

ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ－Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ、ＭＥＭＳ）マイクロフォンは、マイクロマシニング技術を利用して製造された電気音響変換器であり、小型で、周波数応答特性がよく、ノイズが低いなどの特徴がある。電子デバイスの小型化・薄型化の発展に伴い、ＭＥＭＳマイクロフォンはますますこれらの装置に広く応用される。

【0004】

関連技術におけるＭＥＭＳマイクロフォンはバックチャンバを有するベースと前記ベースに設置されたコンデンサシステムとを備え、前記コンデンサシステムは、バックプレートと、前記バックプレートと対向して設置された振動膜とを備え、前記振動膜の外縁の全部又は一部はベースに接続されており、このような構造では、ＭＥＭＳマイクロフォンの感度がある程度規制され、信号対雑音比を低下させる。

【0005】

したがって、上記問題を解決するために、改良されたＭＥＭＳマイクロフォン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】

【0006】

本発明の解決しようとする技術課題は、より良い信号対雑音比を有するＭＥＭＳマイクロフォンを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記技術課題を解決するために、本発明は、ＭＥＭＳマイクロフォンを提供し、当該ＭＥＭＳマイクロフォンは、バックチャンバを有するベースと前記ベースに設置されたコンデンサシステムとを備え、前記コンデンサシステムは、バックプレートと、前記バックプレートと対向して設置された振動膜とを備え、前記振動膜は、前記バックプレートの前記ベースに近接する側に設置され、前記振動膜は、振動部と、前記振動部を取り囲んで前記ベースに固定された固定部とを備え、前記ＭＥＭＳマイクロフォンは、前記振動膜とバックプレートとの間に位置する支持部材をさらに備え、前記振動膜の振動部と前記バックプレートは、前記支持部材によって固定的に接続され、前記バックプレートは、その前記振動膜に向かう側にストッパ部が設置され、前記ストッパ部は、その前記振動膜の振動方向に沿った投影が前記振動膜の振動部に位置する。

【0008】

好ましくは、前記振動部と前記固定部との間は、スリットによって隔てられる。

【0009】

好ましくは、前記ストッパ部は連続的な環状構造である。

【0010】

好ましくは、前記ストッパ部には切り欠きが設けられている。

【0011】

好ましくは、前記バックプレートは、音孔が設けられた本体部と、前記本体部の外周を取り囲む縁部とを備え、前記ストッパ部は前記バックプレートの縁部に設置される。

【0012】

好ましくは、前記ストッパ部は、前記バックプレートと一体構造である。

【0013】

好ましくは、前記支持部材は前記振動膜の振動部の中心位置に接続される。

【0014】

好ましくは、前記支持部材と前記バックプレートと一体構造である。

【0015】

好ましくは、前記支持部は絶縁材料である。

【0016】

好ましくは、前記支持部材は円柱体である。

【発明の効果】

【0017】

関連技術に比べて、ＭＥＭＳマイクロフォン１００は、支持部材により振動膜の振動部をバックプレートに接続し、非作動時には振動膜の振動部のエッジがフローティング状態になり、作動時には前記振動部のエッジを前記ストッパ部と貼り合わせて、前記振動膜の残留応力をゼロにし、前記振動膜の感度が前記振動膜の厚さ及び応力に規制されなくなり、上記ＭＥＭＳマイクロフォンの感度と信号対雑音比を向上させ、さらに上記ＭＥＭＳマイクロフォンの音響性能を向上させる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

本発明の実施形態における技術案をより明確に説明するために、以下では、実施形態の説明で使用される必要がある図面を簡単に説明するが、以下の説明における図面は、本発明のいくつかの実施形態に過ぎず、本発明が属する技術分野の当業者にとって、創造的労働をしない前提で、これらの図面に基づいて他の図面を取得することもできることは明らかである。

【図1】本発明の第１実施形態が提供するＭＥＭＳマイクロフォンの概略構造を模式的に示す斜視図である。

【図2】図１に示す前記ＭＥＭＳマイクロフォンの分解図である、

【図3】図１に示す前記ＭＥＭＳマイクロフォンがＡ－Ａ線に沿った断面図である、

【図4】図３に示す前記ＭＥＭＳマイクロフォンのＢ部における拡大構成図である、

【図5】本発明の第二実施形態が提供するＭＥＭＳマイクロフォンの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施形態における図面を参照して、本発明の実施形態における技術案を明確かつ完全に説明するが、説明された実施形態は、本発明の実施形態の一部だけであり、全ての実施形態ではないことは明らかである。本発明の実施形態に基づいて、当該分野の当業者が創造的労働をしない前提で得られた全ての他の実施形態は、いずれも本発明の保護範囲に属するものとする。

【0020】

図１～４に示すように、本発明の第１実施形態のＭＥＭＳマイクロフォン１００は、バックチャンバ１１を有するベース１０と、前記ベース１０に設置されたコンデンサシステム３０２とを備える。コンデンサシステム３２は、バックプレート１３と、前記バックプレート１３と対向して設置された振動膜１２とを備え、前記振動膜１２は、バックプレート１３の前記ベース１０に近接する側に位置する。振動膜１２に音圧が作用すると、バックプレート１３に対向する振動膜１２の面とバックプレート１３に背向する振動膜１２の面には圧力差が生じて、振動膜１２がバックプレート１３に対して近接・離間する動作を行うようにし、それにより振動膜１２とバックプレート１３との間にコンデンサの容量の変化を引き起こし、音声信号から電気信号への変換を図ることができる。

【0021】

前記バックプレート１３は、音孔１３０が設置された本体部１３１と、前記本体部の外周を取り囲む縁部１３２とを備え、前記ＭＥＭＳマイクロフォン１００は、ベース１０に固定された接続部１０１を備え、接続部１０１はコンデンサシステム３２を収容するチャンバを形成し、バックプレート１３の縁部１３２は、接続部１０１の内側に接続されることにより前記ベース１０に固定される。

【0022】

前記振動膜１２は、振動部１２１と、前記振動部１２１を取り囲む固定部１２２とを備え、前記固定部１２２は前記ベース１０に設置された絶縁層３により前記ベース１０に固定され、絶縁層３は前記接続部１０１の内側に設置される。また、振動部１２１と固定部１２２は、スリット１６により間隔を隔てて設置される。スリット１６はＭＥＭＳマイクロフォン１００の低減衰値を調整するために用いられ、それによりＭＥＭＳマイクロフォン１００の性能を調整することが可能である。振動部１２１は、振動膜１２の振動部１２１とバックプレート１３の本体部１３１との間に設置された支持部材１４により前記バックプレート１３に固定的に接続され、それにより振動部１２１がバックプレート１３とベース１０との間に懸架される。それによって、振動膜１２の残留応力がゼロとなり、振動膜１２の感度を向上させ、信号対雑音比を向上させる。

【0023】

また、支持部材１４は絶縁材料であり、バックプレート１３と一体成形されてもよく、独立した部材であってもよい。好ましくは、支持部材１４は振動部１２１の中心位置に固定的に接続され、振動膜１２の不必要な偏向を減少させ、ＭＥＭＳマイクロフォン１００の信頼性を向上させることができる。支持部材１４の形状は限定されず、円柱体であってもよく、正方体又は他の形状であってもよい。

【0024】

本実施形態のＭＥＭＳマイクロフォン１００では、バックプレート１３は、その振動膜１２に向かう側にストッパ部１５がさらに設置されており、ストッパ部１５は、その振動膜１２の振動方向に沿った投影が振動膜１２の振動部に位置する。好ましくは、ストッパ部１５はバックプレート１３の縁部１３２に位置する。電圧を印加しない時には、振動膜１２は、バックプレート１３のストッパ部１５と接触せず、電圧を印加した後、振動膜１２は、バックプレート１３のストッパ部１５と貼り合わされる。このような構造のＭＥＭＳマイクロフォン１００は、振動膜１２の残留応力をゼロにすることができ、振動膜１２の感度が振動膜１２の厚さ及び応力に規制されなくなる。

【0025】

なお、外部音声は、バックチャンバ１１を介して振動膜１２に伝達されてもよく、バックプレート１３の音孔１３０を介して前記振動膜１２に伝達されてもよい。本実施形態は、主にバックプレート１３の音孔１３０を介して外部音声が前記振動膜１２に伝達されることに関するものであり、具体的には、ストッパ部１５が連続的な環状構造であり、外部音声がバックプレート１３の音孔１３０から前記振動膜１２に伝達されて、振動膜１２を振動させるようにするものである。この場合、振動膜１２とバックプレート１３のストッパ部１５が一体に貼り合わせされ、スリット１６が機能しないため、このような構造のＭＥＭＳマイクロフォン１００の性能が向上する。

【0026】

図５に示すように、本発明の第２実施形態のＭＥＭＳマイクロフォン２００であり、第２実施形態は、主に外部音声がバックチャンバ１１’を介して前記振動膜１２’に伝達されることに応じて適応的に調整されたものであり、第２実施形態は、前記ストッパ部１５’に切り欠き１５０’が設けられ、連続的な環状構造ではないという点のみにおいて、第１実施形態と相違する。

【0027】

具体的には、外部音声はバックチャンバ１１’を介して振動膜１２’に直接的に伝達され、スリット１６’とストッパ部１５’の切り欠き１５０’を介して振動膜’の振動部１２１’に伝達されてもよく、この時に、スリット１６’の寸法を調整することで低減衰値を調整することによって、ＭＥＭＳマイクロマイクロフォンの性能を調整することができる。

【0028】

このように、関連技術に比べて、上記ＭＥＭＳマイクロフォン１００は、支持部材１４によって振動膜１２の振動部１２１をバックプレート１３に接続し、非作動時に振動膜１２の振動部１２１のエッジがフローティング状態になり、かつ作動時に前記振動部１２１のエッジを前記ストッパ部１５と貼り合わせて、前記振動膜１２の残留応力をゼロにし、前記振動膜１２の感度が前記振動膜１２の厚さ及び応力に規制されなくなるため、上記ＭＥＭＳマイクロフォン１００の感度と信号対雑音比を向上させ、さらに上記ＭＥＭＳマイクロフォンの音響性能を向上させることができる。

【0029】

上記したのは、本発明の実施形態だけであり、本発明が属する技術分野の当業者にとって、本発明の創造的構想から逸脱しない範囲において種々変更可能であるが、これらはいずれも本発明の保護範囲内に属するものと理解されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【国際調査報告】