[发明专利]横向模式电容式麦克风

说明书

本发明提供了一种包括MEMS麦克风的电容式麦克风。在所述麦克风中，可移动或可偏转的薄膜/隔膜相对于固定背板以横向方式移动，而不是朝向固定背板/从固定背板移动。基本上避免了挤压膜阻尼，并且显著改善了麦克风的性能。

技术领域

本发明总地涉及一种横向模式电容式麦克风。本发明的麦克风可以应用在智能手机、电话、助听器、用于音乐厅和公共事件的公共广播系统、电影制作、直播和录制的音频工程、双向无线电、扩音器、无线电和电视广播，以及应用在用于录制声音、语音识别、VoIP以及用于非声学目的例如超声波传感器或爆震传感器等等的计算机中。

背景技术

麦克风是将声音转换为电信号的换能器。在麦克风的不同设计中，常规地采用所谓的“平行板”电容式设计来构造电容式麦克风或电容器(condenser)麦克风。与需要声波做更多工作的其他麦克风类型不同，在电容式麦克风中只有非常小的块(mass)需要由入射声波移动。电容式麦克风通常产生高质量的音频信号，并且从电话发送器到便宜的卡拉OK麦克风再到高保真录制麦克风，现在是在消费电子产品、实验室和录制室应用中的热门选择。

图1是现有技术中的平行电容式麦克风的示意图。几乎平行地紧密放置两个薄层101和102。它们中的一个是固定背板101，并且另一个是可移动/可偏转的薄膜/隔膜102，其可以由声压移动或驱动。隔膜102充当电容器的一个板，并且其振动产生在两个层101和102之间的距离的变化，以及在它们之间的互电容的变化。

“挤压膜”和“被挤压膜”是指用于对移动组件相对于固定组件的振动运动进行阻尼的一类液压或气动阻尼器。当移动组件垂直移动并紧密靠近固定组件的表面(例如，在大约2和50微米之间)时，被挤压膜阻尼出现。被挤压膜效果产生于压缩和膨胀被困在移动板和固体表面之间的空间中的流体(例如，气体或液体)。流体具有高阻力，并且随着流体流过移动板和固体表面之间的空间，阻尼移动组件的运动。

在如图1所示的电容式麦克风中，当两个层101和102彼此紧密靠近且其间布置有空气时，挤压膜阻尼出现。层101和102被安置得如此紧密在一起(例如，在5μm以内)，使得空气可以被“挤压”和“拉伸”以减缓薄膜/隔膜101的移动。随着层101和102之间的间隙收缩，空气必须流出该区域。因此，空气的流动粘度引起了抵抗移动薄膜/隔膜101的运动的力。当薄膜/隔膜101具有大的表面积与间隙长度比时，挤压膜阻尼是显著的。两个层101和102之间的这种挤压膜阻尼变成机械噪声源，这是整个麦克风结构中的所有噪声源中的主导因素。

有利的是，本发明提供了一种麦克风设计，其中由于可移动薄膜/隔膜没有移动进入固定背板，因此基本上避免了挤压膜阻尼。

发明内容

本发明提供一种电容式麦克风，其包括第一电导体和第二电导体。这两个导体被配置为在它们之间具有相对空间关系，使得它们之间能够生成互电容。可以通过声压沿着3D空间中的影响方向的范围对第一电导体和/或第二电导体进行影响，改变所述相对空间关系以及互电容两者。在给定声压的同一力度/强度时，可以通过声压沿着上述影响方向的范围中的一个方向对第一电导体和/或第二电导体进行影响来最多地改变(或最大地改变)互电容。这样的方向被定义为主方向。第一电导体在垂直于主方向的概念平面(conceptualplane)上具有沿着主方向的第一凸起。第二电导体在概念平面上具有沿着主方向的第二凸起。第一凸起和第二凸起之间具有最短的距离Dmin，并且不管第一电导体和/或第二电导体是否沿着主方向受声压影响，Dmin保持大于零。

在结合附图时，根据以下对实施本发明的最佳模式的详细描述，本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点是显而易见的。

附图说明