特表 2024-532634 振動センサ

(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】2024-09-10

(54)【発明の名称】振動センサ

(51)【国際特許分類】

   H04R 1/40 20060101AFI20240903BHJP

   H04R 1/02 20060101ALI20240903BHJP

【ＦＩ】

H04R1/40 320A

H04R1/02 106

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022576215

(86)(22)【出願日】2022-09-20

(85)【翻訳文提出日】2022-12-09

(86)【国際出願番号】 CN2022119759

(87)【国際公開番号】W WO2024031783

(87)【国際公開日】2024-02-15

(31)【優先権主張番号】202222116541.3

(32)【優先日】2022-08-11

(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

【住所又は居所原語表記】Ａ－Ｂｌｏｃｋ， Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ Ｓｈｅｎｚｈｅｎ Ｂｒａｎｃｈ， Ｎｏ．６ Ｙｕｅｘｉｎｇ ３ｒｄ Ｒｏａｄ， Ｓｏｕｔｈ Ｈｉ－Ｔｅｃｈ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐａｒｋ， Ｎａｎｓｈａｎ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ， Ｓｈｅｎｚｈｅｎ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５１８０５７ Ｐｅｏｐｌｅ’ｓ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｃｈｉｎａ

(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】▲張▼ 金宇

【テーマコード（参考）】

5D017

5D018

【Ｆターム（参考）】

5D017BC18

5D018BB23

5D018BB25

(57)【要約】

【課題】本発明は振動センサを提供する。
【解決手段】振動センサは配線板と、配線板の対向する両側にそれぞれ固定された振動ピックアップ構造及び信号ピックアップアセンブリとを含み、振動ピックアップ構造は２つずつ互いに独立した、第１振動チャンバ内～第３振動チャンバ内にそれぞれ収容された第１振動ピックアップ構造～第３振動ピックアップ構造を含み、信号ピックアップアセンブリは第１～第３ＭＥＭＳマイクロフォンを含み、第１振動ピックアップ構造は第１軸に沿って振動する第１振動膜を含み、第２振動ピックアップ構造は第２軸に沿って振動する第２振動膜を含み、第３振動ピックアップ構造は第３軸に沿って振動する第３振動膜を含み、第１軸～第３軸は互いに垂直である。振動センサは３つの方向の振動信号を同時にピックアップすることができ、且つ感知された振動信号を電気信号に変換し、振動センサの感度及び帯域幅を効果的に向上させる。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

配線板と、前記配線板の対向する両側にそれぞれ固定された振動ピックアップ構造及び信号ピックアップアセンブリとを含む振動センサであって、
前記振動ピックアップ構造は、２つずつ互いに独立した第１振動チャンバ、第２振動チャンバ及び第３振動チャンバを含み、前記振動ピックアップ構造は、前記第１振動チャンバ内に収容された第１振動ピックアップ構造と、前記第２振動チャンバ内に収容された第２振動ピックアップ構造と、前記第３振動チャンバ内に収容された第３振動ピックアップ構造とを更に含み、
前記信号ピックアップアセンブリは、前記第１振動チャンバに対応して設けられた第１ＭＥＭＳマイクロフォンと、前記第２振動チャンバに対応して設けられた第２ＭＥＭＳマイクロフォンと、前記第３振動チャンバに対応して設けられた第３ＭＥＭＳマイクロフォンとを含み、
前記配線板には、前記第１振動チャンバと前記第１ＭＥＭＳマイクロフォンとを連通する第１スルーホールと、前記第２振動チャンバと前記第２ＭＥＭＳマイクロフォンとを連通する第２スルーホールと、前記第３振動チャンバと前記第３ＭＥＭＳマイクロフォンとを連通する第３スルーホールとが設けられ、
前記第１振動ピックアップ構造は、前記第１振動チャンバ内で第１軸に沿って振動可能である第１振動膜を含み、前記第２振動ピックアップ構造は、前記第２振動チャンバ内で第２軸に沿って振動可能である第２振動膜を含み、前記第３振動ピックアップ構造は、前記第３振動チャンバ内で第３軸に沿って振動可能である第３振動膜を含み、前記第１軸、前記第２軸及び前記第３軸は、互いに垂直であることを特徴とする振動センサ。

【請求項2】

前記第１振動ピックアップ構造は、前記第１振動膜に固定された第１振動片を更に含み、前記第１振動片は、前記配線板に固定された固定端と、前記固定端から前記第１振動チャンバ内まで延在する自由端とを含むことを特徴とする請求項１に記載の振動センサ。

【請求項3】

前記第１振動ピックアップ構造は、前記第１振動片の第１振動膜から離れる側に固定された第１質量ブロックを更に含むことを特徴とする請求項２に記載の振動センサ。

【請求項4】

前記振動ピックアップ構造は、前記配線板に固定されたブラケットと、前記ブラケットに蓋設された上カバーとを更に含み、前記第１振動チャンバ、前記第２振動チャンバ及び前記第３振動チャンバは、いずれも前記上カバーと前記ブラケットとで囲設されて形成されることを特徴とする請求項３に記載の振動センサ。

【請求項5】

前記第１振動膜は、前記ブラケットに固定され、且つ前記第１振動チャンバを互いに独立した第１上振動チャンバ及び第１下振動チャンバに仕切り、前記第１スルーホールは、前記第１上振動チャンバと前記第１ＭＥＭＳマイクロフォンとを接続する第１上連通孔と、前記第１下振動チャンバと前記第１ＭＥＭＳマイクロフォンとを連通する第１下連通孔とを含むことを特徴とする請求項４に記載の振動センサ。

【請求項6】

前記第１ＭＥＭＳマイクロフォンは、前記配線板に固定され且つバックチャンバを有するＭＥＭＳチップと、前記配線板に固定され且つ前記ＭＥＭＳチップの上方に蓋設されたハウジングとを含み、前記ＭＥＭＳチップ、前記配線板及び前記ハウジングは、囲設して内チャンバを形成し、前記第１上連通孔は、前記第１上振動チャンバと前記内チャンバとを連通し、前記第１下連通孔は、前記第１下振動チャンバと前記バックチャンバとを連通することを特徴とする請求項５に記載の振動センサ。

【請求項7】

前記第１スルーホールは、第１方向に沿って前記配線板を貫通し、前記ブラケットは、前記配線板に固定された第１端部と、前記第１方向に沿って第１端部から離れる第２端部とを含み、前記ブラケットの前記第１方向に垂直な断面面積は、前記第１端部から前記第２端部まで徐々に減少することを特徴とする請求項６に記載の振動センサ。

【請求項8】

前記固定端には、前記第１方向に沿ってそれを貫通し、且つ前記第１上連通孔に対応して連通する第１貫通孔が開設され、前記第１貫通孔は、前記第１上振動チャンバと前記第１上連通孔及び前記内チャンバとを連通することを特徴とする請求項７に記載の振動センサ。

【請求項9】

前記ブラケットには、前記第１方向に沿ってそれを貫通し、且つ前記第１下連通孔に対応して連通する第２貫通孔が開設され、前記第２貫通孔は、前記第１下振動チャンバと前記第１下連通孔及び前記バックチャンバとを連通することを特徴とする請求項８に記載の振動センサ。

【請求項10】

前記上カバーは、前記第２端部に固定された上固定部と、前記配線板に固定された下固定部と、前記上固定部と前記下固定部とを接続する中間接続部とを含み、前記中間接続部と前記第１振動膜は、前記第１軸に沿って間隔を隔てて設けられていることを特徴とする請求項９に記載の振動センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、センサの技術分野に関し、特に振動信号を電気信号に変換する振動センサに関する。

【背景技術】

【0002】

振動センサは、振動信号を電気信号に変換するためのものであり、車載分野に広く応用されている。車載アクティブノイズ低減技術は、振動センサによって車体振動信号をピックアップして回路において逆相を行ってからホーンを介して車室内で再生することにより、外部から車内に伝達されたノイズを相殺する必要があり、運転体験を改善する。

【0003】

関連技術において、一般的に、加速度計で振動信号をピックアップする。加速度計が安定した加速度信号を正確に測定することができるが、アクティブノイズ低減処理は、変化する信号のみに関心し、加速度の絶対数値に関心しない。また、加速度計は、一般的に、高速応答が困難であり、帯域幅が限られ、価格も比較的高価である。加速度計の他に、関連技術では、振動ピックアップ構造も利用して振動信号を変化する圧力に変換してからマイクロフォンでピックアップするが、通常の振動ピックアップ構造は、一方向の振動信号しかピックアップすることができない。それは、振動トリガとして利用可能であるが、アクティブノイズ低減に適用することができない。更に、１つのチャンバの圧力変化しか利用できないため、感度が低く、帯域幅も狭い。

【0004】

したがって、上記技術課題を解決するために、新たな振動センサを提供することが必要である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、感度が高く且つより広い帯域幅を有する振動センサを提供することを目的とする。

【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、振動センサを提供し、前記振動センサは、配線板と、前記配線板の対向する両側にそれぞれ固定された振動ピックアップ構造及び信号ピックアップアセンブリとを含み、
前記振動ピックアップ構造は、２つずつ互いに独立した第１振動チャンバ、第２振動チャンバ及び第３振動チャンバを含み、前記振動ピックアップ構造は、前記第１振動チャンバ内に収容された第１振動ピックアップ構造と、前記第２振動チャンバ内に収容された第２振動ピックアップ構造と、前記第３振動チャンバ内に収容された第３振動ピックアップ構造とを更に含み、
前記信号ピックアップアセンブリは、前記第１振動チャンバに対応して設けられた第１ＭＥＭＳマイクロフォンと、前記第２振動チャンバに対応して設けられた第２ＭＥＭＳマイクロフォンと、前記第３振動チャンバに対応して設けられた第３ＭＥＭＳマイクロフォンとを含み、
前記配線板には、前記第１振動チャンバと前記第１ＭＥＭＳマイクロフォンとを連通する第１スルーホールと、前記第２振動チャンバと前記第２ＭＥＭＳマイクロフォンとを連通する第２スルーホールと、前記第３振動チャンバと前記第３ＭＥＭＳマイクロフォンとを連通する第３スルーホールとが設けられ、
前記第１振動ピックアップ構造は、前記第１振動チャンバ内で第１軸に沿って振動可能である第１振動膜を含み、前記第２振動ピックアップ構造は、前記第２振動チャンバ内で第２軸に沿って振動可能である第２振動膜を含み、前記第３振動ピックアップ構造は、前記第３振動チャンバ内で第３軸に沿って振動可能である第３振動膜を含み、前記第１軸、前記第２軸及び前記第３軸は、互いに垂直である。

【0007】

好ましくは、前記第１振動ピックアップ構造は、前記第１振動膜に固定された第１振動片を更に含み、前記第１振動片は、前記配線板に固定された固定端と、前記固定端から第１振動チャンバ内まで延在する自由端とを含む。

【0008】

好ましくは、前記第１振動ピックアップ構造は、前記第１振動片の第１振動膜から離れる側に固定された第１質量ブロックを更に含む。

【0009】

好ましくは、前記振動ピックアップ構造は、前記配線板に固定されたブラケットと、前記ブラケットに蓋設された上カバーとを更に含み、前記第１振動チャンバ、前記第２振動チャンバ及び前記第３振動チャンバは、いずれも前記上カバーと前記ブラケットで囲設されて形成される。

【0010】

好ましくは、前記第１振動膜は、前記ブラケットに固定され、且つ前記第１振動チャンバを互いに独立した第１上振動チャンバ及び第１下振動チャンバに仕切り、前記第１スルーホールは、前記第１上振動チャンバと前記第１ＭＥＭＳマイクロフォンとを接続する第１上連通孔と、前記第１下振動チャンバと前記第１ＭＥＭＳマイクロフォンとを連通する第１下連通孔とを含む。

【0011】

好ましくは、前記第１ＭＥＭＳマイクロフォンは、前記配線板に固定され且つバックチャンバを有するＭＥＭＳチップと、前記配線板に固定され且つ前記ＭＥＭＳチップの上方に蓋設されたハウジングとを含み、前記ＭＥＭＳチップ、前記配線板及び前記ハウジングは、囲設して内チャンバを形成し、前記第１上連通孔は、前記第１上振動チャンバと前記内チャンバとを連通し、前記第１下連通孔は、前記第１下振動チャンバと前記バックチャンバとを連通する。

【0012】

好ましくは、前記第１スルーホールは、第１方向に沿って前記配線板を貫通し、前記ブラケットは、前記配線板に固定された第１端部と、前記第１方向に沿って第１端部から離れる第２端部とを含み、前記ブラケットの前記第１方向に垂直な断面面積は、前記第１端部から前記第２端部まで徐々に減少する。

【0013】

好ましくは、前記固定端には、前記第１方向に沿ってそれを貫通し、且つ前記第１上連通孔に対応して連通する第１貫通孔が開設され、前記第１貫通孔は、前記第１上振動チャンバと前記第１上連通孔及び前記内チャンバとを連通する。

【0014】

好ましくは、前記ブラケットには、前記第１方向に沿ってそれを貫通し、且つ前記第１下連通孔に対応して連通する第２貫通孔が開設され、前記第２貫通孔は、前記第１下振動チャンバと前記第１下連通孔及び前記バックチャンバとを連通する。

【0015】

好ましくは、前記上カバーは、前記第２端部に固定された上固定部と、前記配線板に固定された下固定部と、前記上固定部と前記下固定部とを接続する中間接続部とを含み、前記中間接続部と前記第１振動膜は、前記第１軸に沿って間隔を隔てて設けられている。

【発明の効果】

【0016】

関連技術に比べて、本発明に係る振動センサは、配線板と、前記配線板の対向する両側にそれぞれ固定された振動ピックアップ構造及び信号ピックアップアセンブリとを含み、前記振動ピックアップ構造は、２つずつ互いに独立した、第１振動チャンバ内に収容された第１振動ピックアップ構造と、第２振動チャンバ内に収容された第２振動ピックアップ構造と、第３振動チャンバ内に収容された第３振動ピックアップ構造とを含む。前記信号ピックアップアセンブリは、前記第１振動チャンバに対応して設けられた第１ＭＥＭＳマイクロフォンと、前記第２振動チャンバに対応して設けられた第２ＭＥＭＳマイクロフォンと、前記第３振動チャンバに対応して設けられた第３ＭＥＭＳマイクロフォンとを含む。前記配線板には、前記第１振動チャンバと前記第１ＭＥＭＳマイクロフォンとを連通する第１スルーホールと、前記第２振動チャンバと前記第２ＭＥＭＳマイクロフォンとを連通する第２スルーホールと、前記第３振動チャンバと前記第３ＭＥＭＳマイクロフォンとを連通する第３スルーホールとが設けられている。前記第１振動ピックアップ構造は、第１軸に沿って振動する第１振動膜を含み、前記第２振動ピックアップ構造は、第２軸に沿って振動する第２振動膜を含み、前記第３振動ピックアップ構造は、第３軸に沿って振動する第３振動膜を含み、前記第１軸、前記第２軸及び前記第３軸は、互いに垂直である。上記構造設計により、振動センサは、３つの方向の振動信号を同時にピックアップすることができ、且つ感知された振動信号を電気信号に変換し、振動センサの感度及び帯域幅を効果的に向上させる。

【0017】

本発明の実施例における技術案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】

【0018】

【図1】本発明における振動センサの斜視図である。

【図2】本発明における振動センサの分解斜視図である。

【図3】本発明における振動センサにおける振動ピックアップ構造の斜視図である。

【図4】本発明における振動センサにおける振動ピックアップ構造の分解斜視図である。

【図5】図１におけるＡ－Ａ線に沿った断面図である。

【図6】本発明における振動センサの斜視図である。

【図7】図６におけるＢ－Ｂ線に沿った断面図である。

【図8】図６におけるＣ－Ｃ線に沿った断面図である。

【図9】本発明における振動センサにおける第１ＭＥＭＳマイクロフォンの構造概略図である。

【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案を明確で、完全に説明する。

【0020】

図１～図９に示すように、本発明は、振動センサ１００を提供し、当該振動センサ１００は、配線板１と、前記配線板１の対向する両側にそれぞれ固定された振動ピックアップ構造２及び信号ピックアップアセンブリ３とを含む。

【0021】

前記振動ピックアップ構造２は、前記配線板１に固定されたブラケット２１と、前記ブラケット２１に蓋設された上カバー２２と、振動信号をピックアップするための第１振動ピックアップ構造２３、第２振動ピックアップ構造２４及び第３振動ピックアップ構造２５とを含み、具体的には、前記ブラケット２１と前記上カバー２２は、囲んで２つずつ独立した第１振動チャンバ２６、第２振動チャンバ２７及び第３振動チャンバ２８を形成し、ここで、前記第１振動ピックアップ構造２３は、前記第１振動チャンバ２６に収容され、前記第２振動ピックアップ構造２４は、前記第２振動チャンバ２７に収容され、前記第３振動ピックアップ構造２８は、前記第３振動チャンバ２６に収容されている。

【0022】

前記信号ピックアップアセンブリ３は、前記第１振動チャンバ２６に対応して設けられた第１ＭＥＭＳマイクロフォン３１と、前記第２振動チャンバ２７に対応して設けられた第２ＭＥＭＳマイクロフォン３２と、前記第３振動チャンバ２８に対応して設けられた第３ＭＥＭＳマイクロフォン３３とを含み、理解されるように、前記第１ＭＥＭＳマイクロフォン３１、前記第２ＭＥＭＳマイクロフォン３２及び前記第３ＭＥＭＳマイクロフォン３３の具体的な構造は、同じであってもよく、異なってもよく、ピックアップ信号の作用を果たすことができればよく、本実施例において、前記第１ＭＥＭＳマイクロフォン３１、前記第２ＭＥＭＳマイクロフォン３２及び前記第３ＭＥＭＳマイクロフォン３３の具体的な構造は、同じであり、以下に前記第１ＭＥＭＳマイクロフォン３１の構造について説明し、前記第１ＭＥＭＳマイクロフォン３１は、前記配線板１に固定され且つバックチャンバ３１１を有するＭＥＭＳチップ３１２と、前記配線板１に固定され且つ前記ＭＥＭＳチップ３１２の上方に蓋設されたハウジング３１３とを含み、前記ＭＥＭＳチップ３１２、前記配線板１及び前記ハウジング３１３は、囲設して内チャンバ３１４を形成し、前記ＭＥＭＳチップ３１２は、静電容量式ＭＥＭＳチップである。理解されるように、前記第１ＭＥＭＳマイクロフォン３１にはそれぞれ、前記バックチャンバ３１１及び前記内チャンバ３１４に対応する音孔が開設されることにより、前記振動ピックアップ構造２の圧力信号が前記信号ピックアップアセンブリ３に伝達される。

【0023】

前記振動ピックアップ構造２がピックアップした振動信号を前記信号ピックアップアセンブリ３に伝達するために、前記配線板１には、前記第１振動チャンバ２６と前記第１ＭＥＭＳマイクロフォン３１とを連通する第１スルーホール１１と、前記第２振動チャンバ２７と前記第２ＭＥＭＳマイクロフォン３２とを連通する第２スルーホール１２と、前記第３振動チャンバ２８と前記第３ＭＥＭＳマイクロフォン３３とを連通する第３スルーホール１３とが設けられている。前記第１スルーホール１１、前記第２スルーホール１２及び前記第３スルーホール１３は、いずれも第１方向Ｄに沿って前記配線板１を貫通する。

【0024】

具体的には、前記第１振動ピックアップ構造２３は、前記第１振動チャンバ２６内で第１軸Ｘに沿って振動可能である第１振動膜２３１と、前記第１振動膜２３１に固定された第１振動片２３２とを含み、前記第２振動ピックアップ構造２４は、前記第２振動チャンバ２７内で第２軸Ｙに沿って振動可能である第２振動膜２４１と、前記第２振動膜２４１に固定された第２振動片２４２とを含み、前記第３振動ピックアップ構造２５は、前記第３振動チャンバ２８内で第３軸Ｚに沿って振動可能である第３振動膜２５１と、前記第２振動膜２５１に固定された第３振動片２５３とを含み、前記第１軸Ｘ、前記第２軸Ｙ及び前記第３軸Ｚは、互いに垂直であり、すなわち、３つの異なる振動ピックアップ構造内の振動膜は、３つの直交する方向に沿って振動し、３つの方向の振動信号を圧力変化信号に変換し、且つ対応するＭＥＭＳマイクロフォンマイクロフォンを介してピックアップし、本実施例において、前記第１振動ピックアップ構造２３、前記第２振動ピックアップ構造２４及び前記第３振動ピックアップ構造２５は、構造が同じであり、重複な説明を回避するために、以下に前記第１振動ピックアップ構造２３と前記第１ＭＥＭＳマイクロフォン３１とを結合して本発明に係る前記振動センサ１００の動作原理を更に説明する。

【0025】

図７～図９に示すように、前記第１振動膜２３１は、前記ブラケット２１に固定され、且つ前記第１振動チャンバ２６を互いに独立した第１上振動チャンバ２６１と第１下振動チャンバ２６２に仕切り、ここで、前記第１スルーホール１１は、前記第１上振動チャンバ２６１と前記第１ＭＥＭＳマイクロフォン３１とを接続する第１上連通孔１１１と、前記第１下振動チャンバ２６２と前記第１ＭＥＭＳマイクロフォン３１とを連通する第１下連通孔１１２とを含み、具体的には、前記第１上連通孔１１１は、前記第１上振動チャンバ２６１と前記内チャンバ３１４とを連通し、前記第１下連通孔１１２は、前記第１下振動チャンバ２６２と前記バックチャンバ３１１とを連通する。更に、前記第１振動片２３２は、前記配線板１に固定された固定端２３２１と、前記固定端２３２１から前記第１振動チャンバ２６まで延在する自由端２３２２とを含み、前記固定端２３２１には、第１方向Ｄに沿ってそれを貫通し、且つ前記第１上連通孔１１１に対応して連通する第１貫通孔２３２３が開設され、前記第１貫通孔２３２３は、前記第１上振動チャンバ２６１と前記第１上連通孔１１１及び前記内チャンバ３１４とを連通する。前記第１振動ピックアップ構造２３が外部のノイズによる振動を感じて前記第１振動膜２３１が前記第１軸Ｘに沿って振動する時に、前記第１振動片２３２の自由端２３２２が共に振動するように駆動するため、前記第１振動片２３２に周期的な変形が発生し、前記第１上振動チャンバ２６１内の圧力が増大し、前記第１貫通孔２３２３及び前記第１上連通孔１１１によって正圧力を前記第１ＭＥＭＳマイクロフォン３１の内チャンバ３１４に印加し、即ち前記ＭＥＭＳチップ３１２の下面に印加し、それとともに前記第１下振動チャンバ２６２内の圧力が減少し、前記第１下連通孔１１２によって負圧力を前記ＭＥＭＳチップ３１２の上面に印加し、次に前記ＭＥＭＳチップ３１２は、変化した圧力信号を電気信号に変換して出力する。前記第１振動膜２３１の面積は、前記ＭＥＭＳチップ３１２内の振動膜の面積よりもはるかに大きいため、前記第１振動膜２３１は、非常に小さい振幅（典型的には振幅が０．００００２ナノメートル～２ナノメートルである）だけで、前記ＭＥＭＳチップ３１２の動作を駆動することができる。理解されるように、前記第２振動ピックアップ構造２４及び前記第３振動ピックアップ構造２５の動作原理は、前記第１振動ピックアップ構造２３と同じであり、且つ前記第１振動ピックアップ構造２３における前記第１振動膜２３１、前記第２振動ピックアップ構造２４における前記第２振動膜２４１及び前記第３振動ピックアップ構造２５における前記第３振動膜２５１は、互いに直交する前記第１軸Ｘ、前記第２軸Ｙ及び前記第３軸Ｚのそれぞれに沿って振動し、３つの方向の振動信号を同時にピックアップすることができ、それにより前記第１振動チャンバ２６、前記第２振動チャンバ２７及び前記第３振動チャンバ２８の３つのチャンバ内の圧力変化をそれぞれ利用し、振動センサ１００の感度及び帯域幅を効果的に向上させる。また、本発明に係る前記振動センサ１００を車載シーンに適用するときに、低コストで三軸振動信号をピックアップするＰＤＭ出力を実現するだけでなく、外部のオーディオ処理チップとの良好な互換性を有し、ノイズ低減機能を効果的に実現する。且つ従来のＭＥＭＳマイクロフォンチップの供給能力が十分であり、プロセスが成熟し、技術の制約を受けない。

【0026】

更に、前記ブラケット２１は、前記配線板１に固定された第１端部２１１と、前記第１方向Ｄに沿って第１端部２１１から離れる第２端部２１２とを含み、前記ブラケット２１の前記第１方向Ｄに垂直な断面面積は、前記第１端部２１１から前記第２端部２１２まで徐々に減少する。

【0027】

更に、前記ブラケット２１には、前記第１方向Ｄに沿ってそれを貫通し且つ前記第１下連通孔１１２に対応して連通する第２貫通孔２１３が開設され、前記第２貫通孔２１３は、前記第１下振動チャンバ２６２と前記第１下連通孔１１２及び前記バックチャンバ３１１とを連通する。即ち、前記第１下振動チャンバ２６２内の圧力変化は、順に前記第２貫通孔２１３及び前記第１下連通孔１１２を介して前記ＭＥＭＳチップ３１２に伝達される。

【0028】

理解されるように、前記上カバー２２は、前記第２端部２１２に固定された上固定部２２１と、前記配線板１に固定された下固定部２２２と、前記上固定部２２１と前記下固定部２２２とを接続する中間接続部２２３とを含み、分かるように、前記中間接続部２２３と前記第３振動膜２５１は、前記第３軸Ｘに沿って間隔を隔てて設けられている。同様に理解されるように、前記中間接続部２２３と前記第１振動膜２３１は、前記第１軸Ｘに沿って間隔を隔てて設けられ、前記中間接続部２２３と前記第２振動膜２４１は、前記第２軸Ｙに沿って間隔を隔てて設けられ、前記第１振動片２３２の前記固定端２３２１は、前記配線板１と前記下固定部２２２との間に固定されている。前記振動センサ１００の感度を更に向上させるために、前記第１振動ピックアップ構造２３は、前記第１振動膜２３１に固定された第１質量ブロック２３３を更に含む。

【0029】

説明すべきことは、前記第２振動ピックアップ構造２４と前記第２ＭＥＭＳマイクロフォン３２、前記第３振動ピックアップ構造２５と前記第３ＭＥＭＳマイクロフォン３３の具体的な構造及び動作原理は、前記第１振動ピックアップ構造２３と前記第１ＭＥＭＳマイクロフォン３１と同じであり、且つ前記第２スルーホール１２と前記第３スルーホール１３は、前記第１スルーホール１１との構造及び役割が同じであり、ここでそれを繰り返して説明しない。

【0030】

関連技術に比べて、本発明に係る振動センサは、配線板と、前記配線板の対向する両側にそれぞれ固定された振動ピックアップ構造及び信号ピックアップアセンブリとを含み、前記振動ピックアップ構造は、２つずつ互いに独立した、第１振動チャンバ内に収容された第１振動ピックアップ構造と、第２振動チャンバ内に収容された第２振動ピックアップ構造と、第３振動チャンバ内に収容された第３振動ピックアップ構造とを含み、前記信号ピックアップアセンブリは、前記第１振動チャンバに対応して設けられた第１ＭＥＭＳマイクロフォンと、前記第２振動チャンバに対応して設けられた第２ＭＥＭＳマイクロフォンと、前記第３振動チャンバに対応して設けられた第３ＭＥＭＳマイクロフォンとを含み、前記配線板には、前記第１振動チャンバと前記第１ＭＥＭＳマイクロフォンとを連通する第１スルーホールと、前記第２振動チャンバと前記第２ＭＥＭＳマイクロフォンとを連通する第２スルーホールと、前記第３振動チャンバと前記第３ＭＥＭＳマイクロフォンとを連通する第３スルーホールとが設けられ、前記第１振動ピックアップ構造は、第１軸に沿って振動する第１振動膜を含み、前記第２振動ピックアップ構造は、第２軸に沿って振動する第２振動膜を含み、前記第３振動ピックアップ構造は、第３軸に沿って振動する第３振動膜を含み、前記第１軸、前記第２軸及び前記第３軸は、互いに垂直である。上記構造設計により、振動センサは、３つの方向の振動信号を同時にピックアップすることができ、且つ感知された振動信号を電気信号に変換し、振動センサの感度及び帯域幅を効果的に向上させる。

【0031】

上述したのは、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】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【国際調査報告】