МИКРОФОНЫ С КОСТНОЙ ПРОВОДИМОСТЬЮ Российский патент 2023 года по МПК H04R9/02 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее раскрытие относится к области техники слухового оборудования и, в частности, к микрофону с костной проводимостью.

Уровень техники

Микрофон принимает внешний сигнал вибрации, использует блок акустического преобразователя для преобразования сигнала вибрации в электрический сигнал и выводит электрический сигнал после обработки электрического сигнала схемой выходных устройств. Микрофон с воздушной проводимостью принимает акустический сигнал воздушной проводимости и акустический сигнал передается посредством воздуха, то есть, микрофон с воздушной проводимостью принимает сигнал вибрации воздуха. Микрофон с костной проводимостью принимает акустический сигнал костной проводимости и акустический сигнал передается через человеческие кости, то есть, микрофон с костной проводимостью принимает сигнал вибрации костей. По сравнению с микрофоном с воздушной проводимостью, микрофон с костной проводимостью обладает преимуществами защищенности от шумов. В шумной окружающей среде работа микрофона с костной проводимостью меньше нарушается окружающим шумом и такой микрофон хорошо воспринимает человеческие голоса.

Конструкция настоящего микрофона с костной проводимостью весьма сложная, что требует производственного процесса высокого слоя. Недостаточная прочность соединений отдельных компонент может создавать недостаточную надежность, которая влияет на выходной сигнал. Поэтому желательно обеспечить микрофон с костной проводимостью с простой конструкцией и повышенной прочностью.

Раскрытие сущности изобретения

Один из подходов настоящего раскрытия представляет микрофон с костной проводимостью. Микрофон с костной проводимостью может содержать слоистую конструкцию и базовую конструкцию. Слоистая конструкция может быть образована блоком вибрации и блоком акустического преобразователя. Базовая конструкция может быть выполнена с возможностью нагружать слоистую конструкцию. По меньшей мере одна сторона слоистой конструкции может быть физически соединена с базовой конструкцией. Базовая конструкция может вибрировать на основе внешнего сигнала вибрации, блок вибрации может деформироваться в ответ на вибрацию базовой конструкции, и блок акустического преобразователя может формировать электрический сигнал на основе деформации блока вибрации.

В некоторых вариантах осуществления резонансная частота микрофона с костной проводимостью может быть в пределах 2,5 кГц - 4,5 кГц.

В некоторых вариантах осуществления резонансная частота микрофона с костной проводимостью может быть в пределах 2,5 кГц - 3,5 кГц.

В некоторых вариантах осуществления базовая конструкция может содержать конструкцию полой рамки. Один конец слоистой конструкции может быть соединен с базовой конструкцией, а другой конец слоистой конструкции может быть подвешен в месте полости конструкции полой рамки.

В некоторых вариантах осуществления блок вибрации может содержать по меньшей мере один упругий слой. Блок акустического преобразователя может содержать по меньшей мере слой первого электрода, пьезоэлектрический слой и слой второго электрода, расположенные в последовательности сверху вниз. Указанный по меньшей мере один упругий слой может быть расположен на верхней поверхности слоя первого электрода или на нижней поверхности слоя второго электрода.

В некоторых вариантах осуществления блок акустического преобразователя может дополнительно содержать затравочный слой. Затравочный слой может быть расположен на нижней поверхности слоя второго электрода.

В некоторых вариантах осуществления площадь покрытия слоя первого электрода, пьезоэлектрического слоя или слоя второго электрода может быть меньше или равна площади слоистой конструкции. Слой первого электрода, пьезоэлектрический слой или слой второго электрода могут быть расположены вблизи соединения между слоистой конструкцией и базовой конструкцией.

В некоторых вариантах осуществления блок вибрации может содержать по меньшей мере один упругий слой, блок акустического преобразователя может содержать по меньшей мере слой электродов и пьезоэлектрический слой, и указанный по меньшей мере один упругий слой может быть расположен на поверхности слоя электродов.

В некоторых вариантах осуществления слой электродов может содержать первый электрод и второй электрод. Первый электрод может быть изогнут в первую конструкцию гребенчатой формы, а второй электрод может быть изогнут во вторую конструкцию гребенчатой формы. Первая конструкция гребенчатой формы может соответствовать второй конструкции гребенчатой формы для формирования слоя электродов. Слой электродов может быть расположен на верхней поверхности или на нижней поверхности пьезоэлектрического слоя.

В некоторых вариантах осуществления первая конструкция гребенчатой формы и вторая конструкция гребенчатой формы могут проходить вдоль направления длины слоистой конструкции. В некоторых вариантах осуществления резонансная частота микрофона с костной проводимостью может положительно коррелироваться с жесткостью блока вибрации.

В некоторых вариантах осуществления резонансная частота микрофона с костной проводимостью может отрицательно коррелироваться с массой слоистой конструкции.

В некоторых вариантах осуществления блок вибрации может содержать подвешенную мембранную конструкцию. Блок акустического преобразователя может содержать слой первого электрода, пьезоэлектрический слой и слой второго электрода, расположенные в последовательности сверху вниз. Подвешенная мембранная конструкция может быть соединена с базовой конструкцией через круговую сторону подвешенной мембранной конструкции, и блок акустического преобразователя может быть расположен на верхней поверхности или на нижней поверхности подвешенной мембранной конструкции.

В некоторых вариантах осуществления подвешенная мембранная конструкция может содержать множество отверстий. Множество отверстий могут быть распределены вдоль внешнего кругового направления или внутреннего кругового направления блока акустического преобразователя.

В некоторых вариантах осуществления множество отверстий могут быть круглыми отверстиями и радиусы круговых отверстий могут быть в пределах 20 мкм – 300 мкм.

В некоторых вариантах осуществления форма, образуемая множеством отверстий, может соответствовать форме блока акустического преобразователя.

В некоторых вариантах осуществления форма множества отверстий может соответствовать форме блока акустического преобразователя.

В некоторых вариантах осуществления множество отверстий могут быть распределены по кругу вдоль внешнего кругового направления или внутреннего кругового направления блока акустического преобразователя.

В некоторых вариантах осуществления радиус круга может быть в пределах 300 мкм – 700 мкм.

В некоторых вариантах осуществления расстояние по радиусу от края эффективного блока акустического преобразователя до центров множества отверстий может быть в пределах 50 мкм – 400 мкм.

В некоторых вариантах осуществления эффективный блок акустического преобразователя может быть кольцевой структурой, и внутренний диаметр блока акустического преобразователя может быть в пределах 100 мкм – 700 мкм.

В некоторых вариантах осуществления эффективный блок акустического преобразователя может быть кольцевой структурой, и внешний диаметр блока акустического преобразователя может быть в пределах 110 мкм – 710 мкм.

В некоторых вариантах осуществления расстояние по радиусу от края блока акустического преобразователя до центров множества отверстий может быть в пределах 100 мкм – 400 мкм.

В некоторых вариантах осуществления блок акустического преобразователя может быть кольцевой структурой. Толщина конструкции подвешенной мембраны, расположенной во внутренней области кольцевой структуры, может быть больше, чем толщина подвешенной мембранной конструкции, расположенной во внешней области кольцевой структуры.

В некоторых вариантах осуществления блок акустического преобразователя может быть кольцевой структурой. Плотность подвешенной мембранной конструкции, расположенной во внутренней области кольцевой структуры, может быть больше, чем плотность подвешенной мембранной конструкции, расположенной во внешней области кольцевой структуры.

В некоторых вариантах осуществления толщина подвешенной мембранной конструкции может быть в пределах 0,5 мкм – 10 мкм.

В некоторых вариантах осуществления форма конструкции подвешенной мембраны может быть круглой, эллиптической, многоугольной или неправильной.

В некоторых вариантах осуществления форма конструкции подвешенной мембраны может быть круговой, и радиус конструкции подвешенной мембраны может быть в пределах 500 мкм - 1500 мкм.

В некоторых вариантах осуществления толщина слоя первого электрода может быть в пределах 80 нм - 250 нм.

В некоторых вариантах осуществления толщина пьезоэлектрического слоя может быть в пределах 0,8 мкм - 5 мкм.

В некоторых вариантах осуществления толщина слоя второго электрода может быть в пределах 80 нм - 250 нм.

В некоторых вариантах осуществления блок вибрации может дополнительно содержать элемент массы. Элемент массы может быть расположен на верхней поверхности или на нижней поверхности конструкции подвешенной мембраны.

В некоторых вариантах осуществления блок акустического преобразователя и элемент массы могут быть соответственно расположены на различных сторонах конструкции подвешенной мембраны.

В некоторых вариантах осуществления блок акустического преобразователя и элемент массы могут быть расположены на одной и той же стороне конструкции подвешенной мембраны. Блок акустического преобразователя может быть кольцевой конструкцией, и кольцевая конструкция распределена по окружности элемента массы.

В некоторых вариантах осуществления элемент массы может быть цилиндром, и радиус поперечного сечения элемента массы в направлении, перпендикулярном толщине, может быть в пределах 100 мкм - 700 мкм.

В некоторых вариантах осуществления элемент массы может быть цилиндром, и толщина элемента массы может быть в пределах 20 мкм - 400 мкм.

В некоторых вариантах осуществления на конструкции подвешенной мембраны может быть расположена конструкция выводов. Слой первого электрода и слой второго электрода могут быть соединены с базовой конструкцией через конструкцию выводов. Ширина конструкции выводов находится в пределах 2 мкм - 100 мкм.

В некоторых вариантах осуществления конструкция выводов может содержать первый вывод и второй вывод. Один конец первого вывода может быть соединен со слоем первого электрода, а другой конец первого вывода может быть соединен с базовой конструкцией. Один конец второго вывода может быть соединен со слоем второго электрода, а другой конец второго вывода может быть соединен с базовой конструкцией.

В некоторых вариантах осуществления блок вибрации может дополнительно содержать элемент массы. Элемент массы может быть расположен на верхней поверхности или на нижней поверхности конструкции подвешенной мембраны. Конструкция подвешенной мембраны может содержать множество отверстий. Множество отверстий могут быть распределены вдоль кругового направления блока акустического преобразователя.

В некоторых вариантах осуществления отношение интенсивности электрического сигнала к интенсивности шумов микрофона с костной проводимостью составляет 50%-100% от отношения максимальной интенсивности электрического сигнала к интенсивности шумов.

В некоторых вариантах осуществления блок вибрации может содержать по меньшей мере один опорный рычаг и элемент массы. Элемент массы может быть соединен с базовой конструкцией через указанный по меньшей мере один опорный рычаг.

В некоторых вариантах осуществления указанный по меньшей мере один опорный рычаг может содержать по меньшей мере один упругий слой, и блок акустического преобразователя может быть расположен на верхней поверхности, на нижней поверхности или внутри указанного по меньшей мере одного опорного рычага.

В некоторых вариантах осуществления блок акустического преобразователя может содержать слой первого электрода, пьезоэлектрический слой и слой второго электрода, расположенные последовательно сверху вниз. Слой первого электрода или слой второго электрода могут быть соединены с верхней поверхностью или с нижней поверхностью указанного по меньшей мере одного опорного рычага.

В некоторых вариантах осуществления элемент массы может быть расположен на верхней поверхности или на нижней поверхности слоя первого электрода или слоя второго электрода.

В некоторых вариантах осуществления площадь слоя первого электрода, пьезоэлектрического слоя или слоя второго электрода может быть меньше или равна площади опорного рычага. Часть или все из слоя первого электрода, пьезоэлектрического слоя или слоя второго электрода могут покрывать верхнюю поверхность или нижнюю поверхность указанного по меньшей мере одного опорного рычага.

В некоторых вариантах осуществления площадь слоя первого электрода может быть меньше или равна площади пьезоэлектрического слоя, и вся область слоя первого электрода может быть расположена на поверхности пьезоэлектрического слоя.

В некоторых вариантах осуществления слой первого электрода, пьезоэлектрический слой и слой второго электрода блока акустического преобразователя могут находиться вблизи элемента массы или места соединения между опорным рычагом и базовой структурой.

В некоторых вариантах осуществления указанный по меньшей мере один опорный рычаг может содержать по меньшей мере один упругий слой. Указанный по меньшей мере один упругий слой может быть расположен на верхней поверхности или на нижней поверхности слоя первого электрода или слоя второго электрода.

В некоторых вариантах осуществления микрофон с костной проводимостью может дополнительно содержать ограничительную конструкцию. Ограничительная конструкция может быть расположена в месте расположения полости базовой конструкции. Ограничительная конструкция может быть соединена с базовой конструкцией, и ограничительная конструкция может быть расположена выше или ниже элемента массы.

В некоторых вариантах осуществления вышеупомянутый микрофон с костной проводимостью может дополнительно содержать по меньшей мере один слой поглощающей структуры. Указанный по меньшей мере один слой поглощающей структуры может покрывать верхнюю поверхность, нижнюю поверхность или внутреннюю часть слоистой конструкции.

Краткое описание чертежей

Настоящее раскрытие дополнительно проиллюстрировано с точки зрения примерных вариантов осуществления. Эти примерные варианты осуществления описаны подробно со ссылкой на чертежи. Эти варианты осуществления не создают ограничений. В этих вариантах осуществления одна и та же ссылочная позиция обозначает одну и ту же конструкцию, где:

фиг. 1 – схематичное изображение микрофона с костной проводимостью, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 2 – вид в разрезе вдоль оси А-А микрофона с костной проводимостью, показанного на фиг. 1, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 3 – схематичное изображение другого микрофон с костной проводимостью, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 4 – схематичное изображение микрофона с костной проводимостью, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 5 – схематичное изображение микрофона с костной проводимостью, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 6 – вид в разрезе частичной конструкции микрофона с костной проводимостью, показанного на фиг. 5, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 7 – схематичное изображение микрофона с костной проводимостью, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 8 – схематичное изображение микрофона с костной проводимостью, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 9 – вид в разрезе вдоль оси C-C микрофона с костной проводимостью, показанного на фиг. 8, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 10 – схематичное изображение микрофона с костной проводимостью, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 11 – схематичное изображение микрофона с костной проводимостью, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 12 – схематичное изображение микрофона с костной проводимостью, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 13 – схематичное изображение микрофона с костной проводимостью, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 14 – схематичное изображение микрофона с костной проводимостью, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 15 – схематичное изображение микрофона с костной проводимостью, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 16 – схематичное изображение микрофона с костной проводимостью, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 17 – частотная характеристика, иллюстрирующая изменение собственной частоты слоистой конструкции, соответствующая некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 18 – частотная характеристика микрофона с костной проводимостью со слоем поглощающей структуры и без него, соответствующая некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 19 – вид в разрезе микрофона с костной проводимостью, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 20 – вид в разрезе микрофона с костной проводимостью, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 21 – вид в разрезе микрофона с костной проводимостью, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 22 – конструкция подвешенной мембраны и отверстия в микрофоне с костной проводимостью, соответствующем некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 23 – конструкция подвешенной мембраны и отверстия дыры в другом микрофоне с костной проводимостью, соответствующем некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 24 – конструкция подвешенной мембраны и отверстия в другом микрофоне с костной проводимостью, соответствующем некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 25 – конструкция подвешенной мембраны и отверстия в другом микрофоне с костной проводимостью, соответствующем некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 26 – конструкция подвешенной мембраны и отверстия в другом микрофоне с костной проводимостью, соответствующем некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 27 – блок акустического преобразователя в микрофоне с костной проводимостью, соответствующем некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 28 – конструкция выводов в микрофоне с костной проводимостью, соответствующем некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 29 – конструкция выводов в другом микрофоне с костной проводимостью, соответствующем некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 30 - вид в разрезе частичной конструкции микрофона с костной проводимостью, показанного на фиг. 7, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 31A-31C – различные элементы массы в микрофоне с костной проводимостью, соответствующем некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 32A-32D – различные блоки акустического преобразователя в микрофоне с костной проводимостью, соответствующем некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 33A-33B – различные конструкции выводов в микрофоне с костной проводимостью, соответствующем некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 34 – конструкция выводов в другом микрофоне с костной проводимостью, соответствующем некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 35 – схематичное изображение микрофона с костной проводимостью, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 36 – вид в разрезе частичной конструкции микрофона с костной проводимостью, показанного на фиг. 35, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 37 – резонансная характеристика микрофона с костной проводимостью, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 38 – резонансная характеристика другого микрофона с костной проводимостью, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия.

Осуществление изобретения

Чтобы более ясно проиллюстрировать технические решения вариантов осуществления настоящего раскрытия, далее кратко представляются чертежи, которые должны использоваться при чтении описаний вариантов осуществления. Очевидно, что сопроводительные чертежи в последующем описании являются только некоторыми примерами или вариантами осуществления настоящего раскрытия, и специалисты в данной области техники без творческих усилий могут также применить настоящее раскрытие к другим подобным сценариям в соответствии с чертежами. Если из контекста явно не следует или контекст говорит иное, одна и та же ссылочная позиция на чертежах относится к одной и той же конструкции или операции. Следует понимать, что чертежи представлены только в целях иллюстрации и описания и не предназначены ограничивать объем настоящего раскрытия. Следует понимать, что чертежи приведены не в масштабе.

Следует понимать, что, для удобства описания настоящего раскрытия, «центр», «верхняя поверхность», «нижняя поверхность», «верхний», «нижний», «верхняя часть», «нижняя часть», «внутренние», «наружные», «осевые», «радиальные», «периферийные», «внешние» и другие обозначенные позиционные соотношения основаны на позиционных соотношениях, показанных на чертежах, и не указывают, что упоминаемые устройства, компоненты или блоки должны иметь определенные позиционные соотношения, что не должно истолковываться как ограничение настоящего раскрытия.

Следует понимать, что термины «система», «устройство», «блок» и/или «модуль», используемые здесь, являются одним из способов отличия различных компонент, элементов, деталей, секций или блоков разных уровней. Однако слова могут заменяться другими словами, если эти другие слова могут достигать той же цели.

Как это используется в раскрытии и добавленной формуле изобретения, формы единственного числа содержат формы множественного числа, если содержание явно не диктует иное. В целом, термины «содержат», «содержит» и/или «содержащий», «включают», «включает» и/или «включающий» просто подсказывают необходимость включения этапов и элементов, которые были ясно определены, и эти этапы и элементы не составляют эксклюзивный список. Способы или устройства могут также содержать другие этапы или элементы.

Блок-схема последовательности выполнения операций в настоящем раскрытии используется для иллюстрирования операций, выполняемых системой в соответствии с вариантами осуществления настоящего раскрытия. Следует понимать, что предшествующие или последующие операции могут не обязательно выполняться точно в указанном порядке. Вместо этого различные этапы могут выполняться в обратном порядке или одновременно. В то же время, к этим процедурам могут быть добавлены другие операции или какие-то этап или этапы могут быть удалены из этих процедур.

При описании в настоящем раскрытии технологий, связанных с костной проводимостью, будут использоваться описания «микрофона с костной проводимостью», «устройства передачи звука с костной проводимостью» или «устройства микрофона», который является только формой применения костной проводимости. Устройства с костной проводимостью, упомянутые выше в различных описаниях, эквивалентны. Для удобства описания процесс использования и применения блока формирования звука будет описан ниже, принимая микрофон с костной проводимостью в качестве примера. Следует заметить, что вышеупомянутое описание представляется только в иллюстративных целях и не предназначено ограничивать объем настоящего раскрытия.

Микрофон с костной проводимостью, представляемый некоторыми вариантами осуществления настоящего раскрытия, может содержать базовую конструкцию и слоистую конструкцию. В некоторых вариантах осуществления базовая конструкция может быть правильной или неправильной трехмерной структурой с полой деталью внутри базовой конструкции. Например, базовая конструкция может быть конструкцией полой рамки, включая, но не ограничиваясь только этим, правильные формы, такие как прямоугольная рамка, круглая рамка, правильная многоугольная рамка или любые неправильные формы. Слоистая конструкция может быть расположена в месте расположения полости в базовой конструкции или, по меньшей мере частично, подвешена над местоположением полости в основной конструкции. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере, часть слоистой конструкции может быть физически соединена с базовой конструкцией. «Соединение» здесь может пониматься так, что после того, как слоистая конструкция и базовая конструкция соответственно подготовлены, слоистая конструкция и базовая конструкция могут быть жестко соединены посредством сварки, клепки, зажима, болтов и т.д., или слоистая конструкция может быть нанесена на базовую конструкцию путем физического осаждения (например, физического осаждения паров) или химического осаждения (например, химического осаждения паров) во время процесса подготовки. В некоторых вариантах осуществления, по меньшей мере, часть слоистой конструкции может быть прикреплена к верхней поверхности или к нижней поверхности базовой конструкции. По меньшей мере, часть слоистой конструкции может также быть прикреплена к боковой стене базовой конструкции. Например, слоистая конструкция может быть консолью. Консоль может быть конструкцией, имеющей форму пластины. Один конец консоли может быть присоединен к верхней поверхности, нижней поверхности базовой конструкции или к боковой стенке, где определено положение полости в базовой конструкции, а другой конец консоли не должен присоединяться или связываться с базовой конструкцией, так, чтобы другой конец консоли мог быть подвешен в месте расположения полости в базовой конструкции. Как другой пример, слоистая конструкция может содержать слой диафрагмы (также называемой конструкцией подвешенной мембраны). Конструкция подвешенной мембраны может жестко присоединяться к базовой конструкции. Слоистая конструкция может быть расположена на верхней поверхности или на нижней поверхности конструкции подвешенной мембраны. Как другой пример, слоистая конструкция может содержать элемент массы и один или несколько опорных рычагов. Элемент массы может быть жестко присоединен к базовой конструкции через один или несколько опорных рычагов. Один конец опорного рычага может быть присоединен к базовой конструкции, а другой конец опорного рычага может быть присоединен к элементу массы, так чтобы элемент массы и часть опорного рычага могли быть подвешены в месте расположения полости в базовой конструкции. Следует знать, что выражения «расположенный в месте расположения полости в базовой конструкции» или «подвешенный в месте расположения полости в базовой конструкции», упомянутые в настоящем раскрытии, могут означать «подвешенный в, ниже или выше места расположения полости в базовой конструкции». В некоторых вариантах осуществления слоистая конструкция может содержать блок вибрации и блок акустического преобразователя. Конкретно, базовая конструкция может вибрировать на основе внешнего сигнала вибрации. Блок вибрации может деформироваться в ответ на вибрацию базовой конструкции. Блок акустического преобразователя может формировать электрический сигнал на основе деформации блока вибрации. Должно быть понятно, что описание здесь блока вибрации и блока акустического преобразователя служит только в целях удобства представления принципа работы слоистой конструкции и не ограничивает фактический состав и структуру слоистой конструкции. На самом деле, блок вибрации может быть не нужен и его функция может быть полностью реализована блоком акустического преобразователя. Например, после того, как в конструкцию блока акустического преобразователя внесены определенные изменения, блок акустического преобразователя может напрямую реагировать на вибрацию базовой конструкции, чтобы формировать электрический сигнал.

Блок вибрации может относиться к части слоистой конструкции, которая подвержена деформации при действии внешней силы или инерции. Блок вибрации может быть выполнен с возможностью передачи деформации, вызванной внешней силой или инерцией, блоку акустического преобразователя. В некоторых вариантах осуществления блок вибрации и блок акустического преобразователя могут перекрываться для формирования слоистой конструкции. Блок акустического преобразователя может быть расположен сверху блока вибрации, и блок акустического преобразователя может также быть расположен снизу блока вибрации. Например, когда слоистая конструкция является консолью, блок вибрации может содержать по меньшей мере один упругий слой. Блок акустического преобразователя может содержать слой первого слой электрода, пьезоэлектрический слой и слой второго электрода, расположенные последовательно сверху вниз. Упругий слой может быть расположен на поверхности слоя первого электрода или слоя второго электрода. Упругий слой может деформироваться во время процесса вибрации. Пьезоэлектрический слой может формировать электрический сигнал на основе деформации упругого слоя. Слой первого электрода и слой второго электрода могут получать сигнал. Как другой пример, блок вибрации может также быть конструкцией подвешенной мембраны. Изменяя плотность определенной области конструкции подвешенной мембраны путем перфорации отверстий в конструкции подвешенной мембраны или установки противовеса (также называемого элементом массы) на конструкцию подвешенной мембраны, конструкция подвешенной мембраны вблизи блока акустического преобразователя может деформироваться при действии внешней силы, таким образом, приводя в действие блок акустического преобразователя для формирования электрического сигнала. Как другой пример, блок вибрации может содержать по меньшей мере один опорный рычаг и элемент массы. Элемент массы может быть подвешен в месте расположения полости в базовой конструкции через опорный рычаг. Когда базовая конструкция вибрирует, опорный рычаг и элемент массы блока вибрации могут перемещаться относительно базовой конструкции и опорный рычаг может деформироваться для воздействия на блок акустического преобразователя, чтобы формировать электрический сигнал.

Блок акустического преобразователя может относиться к части слоистой конструкции, которая преобразует деформацию блока вибрации в электрический сигнал. В некоторых вариантах осуществления блок акустического преобразователя может содержать по меньшей мере два слоя электродов (например, слой первого электрода и слой второго электрода) и пьезоэлектрический слой. Пьезоэлектрический слой может быть расположен между слоем первого электрода и слоем второго электрода. Пьезоэлектрический слой может относиться к конструкции, которая формирует напряжение на двух концах пьезоэлектрического слоя, когда прикладывается внешняя сила. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический слой может быть пьезоэлектрической полимерной пленкой, полученной процессом осаждения полупроводника (например, магнетронное напыление, металлоорганическое химическое осаждение паров (Metal-organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD)). В варианте осуществления настоящего раскрытия пьезоэлектрический слой может формировать электрическое напряжение под действием напряжения деформации блока вибрации. Слой первого электрода и слой второго электрода могут получать напряжение (электрический сигнал). В некоторых вариантах осуществления материал пьезоэлектрического слоя может содержать пьезоэлектрический пленочный материал. Пьезоэлектрический пленочный материал может быть пленочным материалом (таким как пленочный материал AlN), изготовленным посредством процесса осаждения (такого как процесс осаждения при магнетронном напылении). В некоторых других вариантах осуществления материал пьезоэлектрического слоя может содержать пьезоэлектрический кристаллический материал и пьезоэлектрический керамический материал. Пьезоэлектрический кристалл может относиться к пьезоэлектрическому монокристаллу. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический кристаллический материал может содержать кристалл, сфалерит, борацит, турмалин, цинкит, арсенид галлия, титанат бария, и его производные кристаллические структуры, KH₂PO₄, NaKC₄H₄O₆ · 4H₂O (соль Рошеля) и т.д. или любое их сочетание. Пьезоэлектрический керамический материал может относиться к пьезоэлектрическому поликристаллу, сформированному случайным набором мелких зерен, полученных путем твердотельной реакции и спекания порошков различных материалов. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический керамический материал может содержать титанат бария (BT), цирконат титанат свинца (PZT), барий-литиевый ниобат свинца (PBLN), модифицированный титанат свинца, алюминиевый нитрид (AIN), окись цинка (ZnO) или любое их сочетание. В некоторых вариантах осуществления слой пьезоэлектрического материала может также быть полимерным пьезоэлектрическим материалом, таким как фторид поливинилиден (PVDF).

В некоторых вариантах осуществления базовая конструкция и слоистая конструкция могут быть расположены в корпусе микрофона с костной проводимостью. Базовая конструкция может быть жестко присоединена к внутренней стенке корпуса, и слоистая конструкция может быть нагружена базовой конструкцией. Когда корпус микрофона с костной проводимостью вибрирует под действием внешней силы (например, вибрация лица, когда человек говорит, приводит в движение корпус и вибрирует), вибрация корпуса приводит в движение базовую конструкцию, которая вибрирует. Дополнительно, когда блок вибрации деформируется, пьезоэлектрический слой блока акустического преобразователя может подвергаться напряжению деформации блока вибрации для формирования разности потенциалов (напряжения). По меньшей мере два слоя электродов (например, слой первого электрода и слой второго электрода), соответственно расположенные на верхней поверхности и на нижней поверхности пьезоэлектрического слоя в блоке акустического преобразователя, могут получать разность потенциалов для преобразования внешнего сигнала вибрации в электрический сигнал. Только в иллюстративных целях, микрофон с костной проводимостью, описанный в вариантах осуществления настоящего раскрытия, может быть применен к наушнику (например, наушнику с костной проводимостью или к наушнику с воздушной проводимостью), очкам, устройству виртуальной реальности, шлему и т.д. Микрофон с костной проводимостью может быть помещен на человеческую голову (например, лицо), шею, около ушей и на макушку. Микрофон с костной проводимостью может получать сигнал вибрации костей, когда человек говорит, и преобразовывать сигнал вибрации в электрический сигнал, чтобы реализовать получение звука. Следует заметить, что базовая конструкция не ограничивается конструкцией, которая независима от корпуса микрофона с костной проводимостью. В некоторых вариантах осуществления базовая конструкция может также быть частью корпуса микрофона с костной проводимостью.

После получения внешнего сигнала вибрации микрофон с костной проводимостью (или устройство распространения звука посредством костной проводимости) может использовать слоистую структуру (включая блок акустического преобразователя и блок вибрации), чтобы преобразовать сигнал вибрации в электрический сигнал и вывести электрический сигнал после того, как электрический сигнал будет обработан схемой выходных устройств. Резонанс может также упоминаться как «резонансная вибрация». При воздействии внешнего сигнала вибрации на микрофон с костной проводимостью, когда частота внешней силы совпадает или очень близка к собственной частоте колебаний системы, явление резкого увеличения амплитуды может рассматриваться как резонанс, и частота резонанса может упоминаться как «резонансная частота». Микрофон с костной проводимостью может иметь собственную частоту. Когда частота внешнего сигнала вибрации близка к собственной частоте, слоистая конструкция может формировать большую амплитуду, создавая, таким образом, больший электрический сигнал. Поэтому реакция микрофона с костной проводимостью на внешнюю вибрацию может проявляться в формировании форманты вблизи собственной частоты. По сути, резонансная частота микрофона с костной проводимостью может быть, в основном, равна собственной частоте. В некоторых вариантах осуществления собственная частота микрофона с костной проводимостью может относиться к собственной частоте слоистой конструкции. В некоторых вариантах осуществления собственная частота слоистой конструкции может быть в пределах 4 кГц - 4,5 кГц. В некоторых вариантах осуществления, так как сигнал с костной проводимостью человеческого тела быстро затухает после 1 кГц, желательно корректировать резонансную частоту микрофона с костной проводимостью (или собственную частоту слоистой конструкции) в диапазон тональных частот 1 кГц - 5 кГц. В некоторых вариантах осуществления резонансная частота микрофона с костной проводимостью может корректироваться в диапазон тональных частот 2 кГц-5 кГц. В некоторых вариантах осуществления резонансная частота микрофона с костной проводимостью может корректироваться в диапазон тональных частот 2,5 кГц – 4,5 кГц. В некоторых вариантах осуществления резонансная частота микрофона с костной проводимостью может корректироваться в диапазон тональных частот 3 кГц – 4,5 кГц. В некоторых вариантах осуществления резонансная частота микрофона с костной проводимостью может корректироваться в диапазон тональных частот 2,5 кГц – 3,5 кГц. В соответствии с корректировкой вышеупомянутого диапазона резонансных частот, форманта микрофона с костной проводимостью может быть расположена в пределах тональных частот 2,5 кГц-4,5 кГц, повышая, таким образом, чувствительность микрофона с костной проводимостью в ответ на вибрацию в пределах тональных частот (например, в пределах частот перед формантой, т.е. 20 Гц - 5 кГц).

Так как микрофон с костной проводимостью может быть эквивалентен модели системы «масса-пружина-затухание», микрофон с костной проводимостью может быть эквивалентен системе «масса-пружина-затухание», создающей вынужденную вибрацию под действием возбуждающей силы во время операции, и ее закон вибрации может соответствовать закону системы «масса-пружина-затухание». Поэтому резонансная частота микрофона с костной проводимостью может быть связана с эквивалентной жесткостью и эквивалентной массой внутренних компонентов (например, блока вибрации или слоистой конструкции) микрофона с костной проводимостью. Таким образом, резонансная частота микрофона с костной проводимостью может положительно коррелироваться с эквивалентной жесткостью внутренних компонент микрофона с костной проводимостью, и отрицательно коррелироваться с эквивалентной массой внутренних компонент микрофона с костной проводимостью. Эквивалентная жесткость может быть жесткостью после того, как микрофон с костной проводимостью эквивалентен модели системы «масса- пружина- затухание», и эквивалентная масса является массой после того, как микрофон с костной проводимостью эквивалентен модели системы «масса-пружина-затухание». Таким образом, для корректировки резонансной частоты (или собственной частоты) микрофона с костной проводимостью необходимо скорректировать эквивалентную жесткость и эквивалентную массу блока вибрации или слоистой конструкции.

Для микрофона с костной проводимостью микрофон с костной проводимостью при работе может быть эквивалентен принудительной вибрации модели системы «масса-пружина-затухание» при возбуждении внешней силой и закон вибрации микрофона с костной проводимостью соответствует закону модели системы «масса-пружина-затухание». Под действием возбуждающей внешней силы параметры влияния на резонансную частоту f₀ могут содержать, но не ограничиваясь системой, эквивалентную жесткость k, эквивалентную массу m системы и эквивалентный относительный коэффициент ζ затухания (коэффициент поглощения) системы. В некоторых вариантах осуществления эквивалентная жесткость k системы может положительно коррелироваться с системной резонансной частотой f₀ микрофона с костной проводимостью, эквивалентная масса m системы может отрицательно коррелироваться с системной резонансной частотой f0 микрофона с костной проводимостью и эквивалентный относительный коэффициент ζ затухания (коэффициент поглощения) системы может отрицательно коррелироваться с системной резонансной частотой f₀ микрофона с костной проводимостью. В некоторых вариантах осуществления может положительно коррелироваться с резонансной частотой f₀ в системе микрофона с костной проводимостью. В некоторых вариантах осуществления частотная характеристика может удовлетворять следующей формуле (1):

, … (1)

где f₀ - резонансная частота системы микрофона с костной проводимостью, k - эквивалентная жесткость системы, m - эквивалентная масса системы, и ζ - эквивалентный относительный коэффициент затухания системы (коэффициент поглощения).

Для большинства микрофонов с костной проводимостью, особенно пьезоэлектрических микрофонов с костной проводимостью, коэффициент ζ эквивалентного относительного поглощения системы может быть обычно мал и резонансная частота f₀ системы может, главным образом, зависеть от эквивалентной жесткости и эквивалентной массы. Принимая микрофон с костной проводимостью, показанный на фиг. 5, в качестве примера, конструкция 530 подвешенной мембраны может обеспечить функции пружины, поглощения и массы для системы вибрации. Поэтому конструкция 530 подвешенной мембраны может влиять, главным образом, на эквивалентная жесткость k системы и может также влиять на эквивалентную массу m системы. Принимая микрофон с костной проводимостью, показанный на фиг. 7, в качестве примера, конструкция 730 подвешенной мембраны может обеспечивать функции пружины и поглощения для системы вибрации и элемент 740 массы может обеспечить функцию массы. Поэтому конструкция 730 подвешенной мембраны может влиять, главным образом, на эквивалентная жесткость k системы и может также влиять на эквивалентную массу m системы. Элемент 740 массы может влиять, главным образом, на эквивалентная масса m системы и может также влиять на эквивалентную жесткость k системы. Для микрофона с костной проводимостью с относительно сложной конструкцией трудно теоретически определить резонансную частоту f₀ микрофона с костной проводимостью. Частотная характеристика микрофона с костной проводимостью может быть определена путем создания модели соответствующей структуры и параметров, используя инструмент моделирования конечного элемента. В некоторых вариантах осуществления слой электродов (включая слой первого электрода и слой второго электрода), пьезоэлектрический слой, упругий слой и элемент массы, описанные ниже, может быть изготовлены путем выбора различных материалов и резонансная частота f₀ микрофона с костной проводимостью может быть корректироваться. В некоторых вариантах осуществления резонансная частота f₀ микрофона с костной проводимостью может корректироваться путем разработки конструкции микрофона с костной проводимостью, такой как конструкция опорного рычага и элемента массы, конструкция консоли, конструкция перфорированной подвешенной мембраны и конструкция подвешенной мембраны и элемента массы. В некоторых вариантах осуществления резонансная частота f₀ микрофона с костной проводимостью может корректироваться, проектируя размеры различных компонентов, таких как длина, ширина и толщина опорного рычага, элемента массы, консоли, подвешенной мембраны и т.д.

В некоторых вариантах осуществления эквивалентная жесткость и эквивалентная масса могут корректироваться, изменяя структурные параметры блока вибрации и блока акустического преобразователя, так чтобы собственная частота слоистой конструкции могла быть понижена до тонального диапазона частот. Например, эквивалентная жесткость блока вибрации может корректироваться, организуя отверстия на блоке вибрации. Как другой пример, эквивалентная масса слоистого блока может корректироваться, устанавливая элемент массы в блок вибрации. Как другой пример, эквивалентная жесткость слоистого блока может корректироваться, устанавливая опорный рычаг в блоке вибрации. Дополнительные подробности о корректировке структурных параметров блока вибрации и блока акустического преобразователя смотрите в приведенном ниже описании, которое здесь не повторяется.

Отношение сигнал-шум (signal noise ratio, SNR) относится к отношению сигнала к шуму в электронном устройстве или в электронной системе. В микрофоне с костной проводимостью, чем больше SNR, тем больше интенсивность электрического сигнала микрофона с костной проводимостью и ниже шум, и тем лучше результат действия микрофона с костной проводимостью. Поэтому SNR может быть очень важным параметром в процессе проектирования микрофона с костной проводимостью. В некоторых вариантах осуществления SNR может быть связан с чувствительностью v_s микрофона с костной проводимостью и фонового шума v_ntrms микрофона с костной проводимостью. В некоторых вариантах осуществления SNR может положительно коррелироваться с чувствительностью v_s микрофона с костной проводимостью и SNR может отрицательно коррелироваться с фоновым шумом v_ntrms микрофона с костной проводимостью. В некоторых вариантах осуществления SNR может положительно коррелироваться с . В некоторых вариантах осуществления SNR микрофона с костной проводимостью может быть вычислен согласно следующей формуле (2):

, … (2)

где v_s - чувствительность микрофона с костной проводимостью. v_s может быть связана с пьезоэлектрической константой и внутренним напряжением пьезоэлектрического слоя (например, первого пьезоэлектрического слоя), где пьезоэлектрическая константа может быть связана с материалом пьезоэлектрического слоя, и внутреннее напряжение пьезоэлектрического слоя может быть связано со структурой и внешней нагрузкой микрофона с костной проводимостью. В некоторых вариантах осуществления, после того, как модель установлена, чувствительность v_s структур различных микрофонов с костной проводимостью при соответствующих внешних нагрузках может быть определена посредством способа числового вычисления конечного элемента. v_ntrms является фоновым шумом микрофона с костной проводимостью. Фоновый шум v_ntrms микрофона с костной проводимостью может определяться такими параметрами, как фоновый шум v_narms схемы усилителя (ASIC), и фоновый шум v_nsrms преобразователя (блок акустического преобразователя). Фоновый шум v_ntrms микрофона с костной проводимостью может положительно коррелироваться с значением фонового шума схемы усилителя (ASIC) v_narms и значением фонового шума преобразователя v_nsrms преобразователя. v_narms является фоновым шумом схемы усилителя (ASIC), который может быть вычислен в процессе проектирования усилителя или получен из производителя. В некоторых вариантах осуществления фоновый шум v_ntrms микрофона с костной проводимостью может быть связан с параметрами, такими как диэлектрические потери tanδ пьезоэлектрического слоя (например, первого пьезоэлектрического слоя), диэлектрическая постоянная ε_r пьезоэлектрического слоя (например, первого пьезоэлектрического слоя), толщина d пьезоэлектрического слоя (например, первого пьезоэлектрического слоя), площадь S блока эффективного акустического преобразователя микрофона с костной проводимостью, нижняя граничная частота f₀ фонового шума микрофона с костной проводимостью и верхняя граничная частота f₁ фонового шума микрофона с костной проводимостью.

В некоторых вариантах осуществления фоновый шум v_ntrms микрофона с костной проводимостью может положительно коррелироваться с такими параметрами, такими диэлектрическая постоянная ε_r пьезоэлектрического слоя (например, первого пьезоэлектрического слоя), толщина d пьезоэлектрического слоя (например, первого пьезоэлектрического слоя), и верхняя граничная частота f₁ фонового шума микрофона с костной проводимостью. Фоновый шум v_ntrms микрофона с костной проводимостью может отрицательно коррелироваться с площадью S блока эффективного акустического преобразователя микрофона с костной проводимостью, нижней граничной частотой f₀ фонового шума микрофона с костной проводимостью и диэлектрическими потерями tanδ пьезоэлектрического слоя (например, первого пьезоэлектрического слоя). В некоторых вариантах осуществления фоновый шум v_ntrms микрофона с костной проводимостью может быть вычислен по следующей формуле (3):

… (3).

Где - коэффициент усиления схемы усилителя, который может быть вычислен в процессе проектирования схемы усилителя или получен от производителя. tan δ – диэлектрические потери пьезоэлектрического слоя (например, первого пьезоэлектрического слоя), ε_r – диэлектрическая постоянная пьезоэлектрического слоя (например, первого пьезоэлектрического слоя), d – толщина пьезоэлектрического слоя (например, первого пьезоэлектрического слоя), S – площадь блока эффективного акустического преобразователя микрофона с костной проводимостью, f₀ – нижняя граничная частота фонового шума микрофона с костной проводимостью, и f₁ – верхняя граничная частота фонового шума микрофона с костной проводимостью.

Формула (4) может служить для определения SNR микрофона с костной проводимостью, подставляя формулу (3) в формулу (2):

… (4).

За обозначением каждого параметра в формуле (4) обратитесь к приведенным выше объяснениям. В вышеупомянутой формуле (4) диэлектрические потери tanδ пьезоэлектрического материала и диэлектрическая постоянная ε_r пьезоэлектрического материала могут быть связан с материалом пьезоэлектрического слоя (например, первого пьезоэлектрического слоя). Из приведенной выше формулы (4) видно, что SNR может быть связан с площадью блока эффективного акустического преобразователя, толщиной пьезоэлектрического слоя (например, первого пьезоэлектрического слоя), материалом пьезоэлектрического слоя (например, первого пьезоэлектрического слоя), чувствительностью (чувствительностью, определяемой материалом и структурой микрофона с костной проводимостью) или другими факторами.

В соответствии с формулой для определения SNR микрофона с костной проводимостью, предложенной в настоящем раскрытии, соответственно разработаны слой электродов (слой первого электрода и слой второго электрода), пьезоэлектрический слой (первый пьезоэлектрический слой и второй пьезоэлектрический слой), упругий слой и элемент массы и разработана конструкция микрофона с костной проводимостью, так чтобы построение конструкции могло отвечать требованиям диапазона резонансной частоты f₀ при максимизации SNR микрофона с костной проводимостью. Например, могут быть разработаны конструкция перфорированной подвешенной мембраны, конструкция подвешенной мембраны и элемента массы, конструкции консоли или конструкция опорного рычага и элемента массы и т.д., а также размеры различных компонент микрофонов с костной проводимостью, такие как размер конструкции подвешенной мембраны, количество и размер отверстий в конструкции подвешенной мембраны, размер и толщина элемента массы и площадь блока эффективного акустического преобразователя и т.д. Только для примера, в конструкции перфорированной подвешенной мембраны жесткость и масса конструкции подвешенной мембраны могут корректироваться при проектировании блока акустического преобразователя, выбора материала и размера каждой части конструкции подвешенной мембраны и количества и размера отверстий и т.д., так чтобы в блоке акустического преобразователя могла возникать концентрация напряжения. Концентрация напряжения в блоке акустического преобразователя может увеличивать выходной электрический сигнал микрофона с костной проводимостью, максимизируя, таким образом, выходную чувствительность и SNR микрофона с костной проводимостью. Только как пример, в конструкции подвешенной мембраны и элемента массы, жесткость конструкции подвешенной мембраны и элемента массы могут корректироваться, выбирая материал и размеры блока акустического преобразователя, конструкцию подвешенной мембраны и элемента массы, так чтобы концентрация напряжения могла происходить в блоке акустического преобразователя. Концентрация напряжения в блоке акустического преобразователя может увеличивать выходной электрический сигнал микрофона с костной проводимостью, максимизируя, таким образом, выходную чувствительность и SNR микрофона с костной проводимостью. В вышеупомянутом процессе проектирования, чтобы удостовериться, что конструкция микрофона с костной проводимостью имеет повышенную надежность, SNR может корректироваться, корректируя материал, конструкцию и размеры различных компонент, так чтобы SNR был меньше, чем максимальный SNR. Например, SNR может быть разработан как 80%-100% от максимального SNR. SNR может быть разработан как 50%-100% от максимального SNR. SNR может быть разработан как 20%-100% от максимального SNR.

На фиг. 1 схематично представлен микрофон с костной проводимостью, соответствующий некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. На фиг. 2 представлен вид в разрезе вдоль оси А-А микрофона с костной проводимостью, показанного на фиг. 1, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия.

Как показано на фиг. 1 и 2, микрофон 100 с костной проводимостью может содержать базовую конструкцию 110 и слоистую конструкцию, и, по меньшей мере, часть слоистой конструкции соединяется с базовой конструкцией 110. Базовая конструкция 110 может быть конструкцией в виде полой рамки и часть слоистой конструкции (например, конец слоистой конструкции, дальний от места соединения базовой конструкции 110 и слоистой конструкции) может быть расположена в месте расположения полости в конструкции полой рамки. Следует заметить, что конструкция рамки может не ограничиваться формой параллелепипеда, показанной на фиг. 1. В некоторых вариантах осуществления конструкция рамки может быть правильной или неправильной конструкцией, такой как призма или цилиндр. В некоторых вариантах осуществления слоистая конструкция может быть жестко присоединена к базовой конструкции 110 в форме консоли. Дополнительно, слоистая конструкция может содержать фиксированный конец и свободный конец. Фиксированный конец слоистой конструкции может быть устойчиво присоединен к конструкции рамки, а свободный конец слоистой конструкции не может присоединяться или контактировать с конструкцией рамки, так, чтобы свободный конец слоистой конструкции мог быть подвешен в полости полой конструкции рамки. В некоторых вариантах осуществления фиксированный конец слоистой конструкции может быть присоединен к верхней поверхности, к нижней поверхности базовой конструкции 110 или к боковой стенке, где находится место расположения полости в базовой конструкции 110. В некоторых вариантах осуществления боковая стенка, на которой располагается полость базовой конструкции 110, может также быть снабжена монтажной канавкой, приспособленной к фиксированному концу слоистой конструкции, так чтобы фиксированный конец слоистой конструкции мог быть присоединен к базовой конструкции 110 совместно действующим способом. В некоторых вариантах осуществления для улучшения прочности между слоистой конструкцией и базовой конструкцией 110, слоистая конструкция может содержать соединительное основание 140. Только для примера, как показано на фиг. 1, соединительное основание 140 может жестко присоединяться к фиксированному концу слоистой конструкции. В некоторых вариантах осуществления фиксированный конец соединительного основания 140 может быть расположен на верхней поверхности или на нижней поверхности базовой конструкции 110. В некоторых вариантах осуществления фиксированный конец соединительного основания 140 может также быть расположен на боковой стенке, где находится место полости базовой конструкции 110. Например, боковая стенка, где находится место полости базовой конструкции 110, можно быть снабжена монтажной канавкой, приспособленной к фиксированному концу, так чтобы фиксированный конец слоистой конструкции мог присоединяться к базовой конструкции 110 через монтажную канавку. «Соединение» здесь может пониматься как жесткое соединение слоистой конструкции и базовой конструкции 110 посредством сварки, клепки, склеивания, болтового соединения, зажима и т.д. после соответствующей подготовки слоистой конструкции и базовой конструкции 110, или нанесения слоистой конструкции на базовую конструкцию 110 посредством физического осаждения (например, физическое осаждение пара) или химического осаждения (например, химического осаждения пара) во время производственного процесса. В некоторых вариантах осуществления соединительное основание 140 может быть отдельной от слоистой конструкции конструкцией или формироваться вместе со слоистой конструкцией.

В некоторых вариантах осуществления слоистая конструкция может содержать блок 120 акустического преобразователя и блок 130 вибрации. Блок 130 вибрации можно отнести к части слоистой конструкции, которая может создавать упругую деформацию. Блок 120 акустического преобразователя можно отнести к части слоистой конструкции, которая преобразует деформацию блока 120 вибрации в электрический сигнал. В некоторых вариантах осуществления блок 130 вибрации может быть расположен на верхней поверхности или на нижней поверхности блока 120 акустического преобразователя. В некоторых вариантах осуществления блок 130 вибрации может содержать по меньшей мере один упругий слой. Только для иллюстрации, блок 130 вибрации, показанный на фиг. 1, может содержать первый упругий слой и второй упругий слой 132, расположенные последовательно сверху вниз. Первый упругий слой 131 и второй упругий слой 132 могут быть конструкциями в форме пластины, изготовленной из полупроводникового материала. В некоторых вариантах осуществления полупроводниковый материал может содержать диоксид кремния, нитрид кремния, нитрид галлия, окись цинка, карбид кремния и т.п. В некоторых вариантах осуществления материалы первого упругого слоя 131 и второго упругого слоя 132 могут быть одинаковыми или разными. В некоторых вариантах осуществления блок 120 акустического преобразователя может содержать, по меньшей мере, слой 121 первого электрода, пьезоэлектрический слой 122 и слой 123 второго электрода, расположенные последовательно сверху вниз. Упругий слой (например, первый упругий слой 131 и второй упругий слой 132) могут быть расположены на верхней поверхности слоя 121 первого электрода или на нижней поверхности слоя 123 второго электрода. Пьезоэлектрический слой 122 может формировать напряжение (разность потенциалов) при напряжении деформации блока 130 вибрации (например, первый упругий слой 131 и второй упругий слой 132) на основе пьезоэлектрического эффекта, и слой 121 первого электрода и слой 123 второго электрода могут передавать напряжение (электрический сигнал). В некоторых вариантах осуществления материал пьезоэлектрического слоя может содержать пьезоэлектрический пленочный материал. Пьезоэлектрический пленочный материал может быть пленочным материалом (таким как пленочный материал AlN), подготовленный посредством процесса осаждения (таким как процесс осаждения с магнетронным напылением). В других вариантах осуществления материал пьезоэлектрического слоя 122 может содержать пьезоэлектрический кристаллический материал и пьезоэлектрический керамический материал. Пьезоэлектрический кристаллический материал может относиться к пьезоэлектрическому монокристаллу. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический кристаллический материал может содержать кварц, сфалерит, борацит, турмалин, цинкит, арсенид галлия, титанат бария и их производные кристаллические структуры, KH₂PO₄, NaKC₄H₄O₆ · 4H₂O (соль Rochellel) и т.п. или любое их сочетание. Пьезоэлектрический керамический материал может относиться к пьезоэлектрическим поликристаллам, сформированным случайным набором мелких зерен, полученных твердотельной реакцией и спеканием порошков различных материалов. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический керамический материал может содержать титанат бария (BT), титанат цирконат свинца (PZT), литий-бариевый ниобат свинца (PBLN), модифицированный титанат-алюминиевый нитрид свинца (AIN), окись цинка (ZnO) и т.п. или любое их сочетание. В некоторых вариантах осуществления слой пьезоэлектрического материала может также быть пьезоэлектрическим полимерным материалом, таким как фторид поливинилиден (PVDF). В некоторых вариантах осуществления слой 121 первого электрода и слой 123 второго электрода могут быть конструкциями из проводящего материала. Для примера, проводящие материалы могут содержать металл, сплав, оксид металла, графен и т.п., или любое их сочетание. В некоторых вариантах осуществления металл и сплав могут содержать никель, железо, свинец, платину, титан, медь, молибден, цинк или любое их сочетание. В некоторых вариантах осуществления сплав может быть медно-цинковым сплавом, медно-оловянным сплавом, медно-никелевым-кремниевым сплавом, медно- хромовым сплавом, медно-серебряным сплавом и т.п. или любым их сочетанием. В некоторых вариантах осуществления металлические оксиды могут содержать RuO₂, MnO₂, PbO₂, NiO и т.п. или любое их сочетание.

Когда между слоистой конструкцией и базовой конструкцией 110 возникает относительное движение, степени деформации блока 130 вибрации (например, первый упругий слой 131 или второй упругий слой 132) в слоистой конструкции в различных местах могут быть различными, т.е. различные места расположения блока 130 вибрации может иметь различные напряжения деформации на пьезоэлектрическом слое 122 блока 120 акустического преобразователя. В некоторых вариантах осуществления для повышения чувствительности микрофона с костной проводимостью блок 120 акустического преобразователя может быть установлен только в месте наибольшей степени деформации блока 130 вибрации, улучшая, таким образом, SNR микрофона 100 с костной проводимостью. Соответственно, площадь слоя 121 первого электрода, пьезоэлектрического слоя 122 и/или слоя 123 второго электрода блока 120 акустического преобразователя может быть меньше или равна площади блока 120 вибрации. В некоторых вариантах осуществления для дальнейшего улучшения SNR микрофона 100 с костной проводимостью, площадь, покрытая блоком 120 акустического преобразователя на блоке 130 вибрации, может быть меньше или равна 1/2 площади блока 130 вибрации. Предпочтительно, площадь, покрытая блоком 120 акустического преобразователя на блоке 130 вибрации, может быть меньше или равна 1/3 площади блока 130 вибрации. Дополнительно предпочтительно, площадь, покрытая блоком 120 акустического преобразователя на блоке 130 вибрации, может быть меньше или равна 1/4 площади блока 130 вибрации. Дополнительно, в некоторых вариантах осуществления, местоположение блока 120 акустического преобразователя может быть близко к месту соединения между слоистой конструкцией и базовой конструкцией 110. Блок 130 вибрации (например, упругий слой) может создавать большую степень деформации, когда внешняя сила прикладывается вблизи соединения слоистой конструкции и базовой конструкции 110, и блок 120 акустического преобразователя может также быть подвергнут большому напряжению деформации вблизи соединения слоистой конструкции и базовой структуры 110. Блок 120 акустического преобразователя может быть установлена в области с большим напряжением деформации, чтобы улучшить SNR микрофона 100 с костной проводимостью на основе повышения чувствительности микрофона 100 с костной проводимостью. Следует заметить, что блок 120 акустического преобразователя вблизи места соединения слоистой конструкции и базовой конструкции 110 действует относительно свободного конца слоистой конструкции. То есть, расстояние от блока 120 акустического преобразователя до соединения между слоистой конструкцией и базовой конструкцией 110 может быть меньше, чем расстояние от блока 120 акустического преобразователя до свободного конца. В некоторых вариантах осуществления чувствительность и SNR микрофона 100 с костной проводимостью могут быть улучшены только путем корректировки площади и местоположения пьезоэлектрического слоя 122 в блоке 120 акустического преобразователя. Например, слой 121 первого электрода и слой 123 второго электрода могут полностью или частично покрывать поверхность блока 130 вибрации и площадь пьезоэлектрического слоя 122 может быть меньше или равна площади слоя 121 первого электрода или слоя 123 второго электрода. В некоторых вариантах осуществления площадь, покрытая пьезоэлектрическим слоем 122 на слое 121 первого электрода или на слое 123 второго электрода, может быть меньше или равна 1/2 площади слоя 121 первого электрода или слоя 123 второго электрода. Предпочтительно, площадь, покрытая пьезоэлектрическим слоем 122 на слое 121 первого электрода или на слое 123 второго электрода, может быть меньше или равна 1/3 площади слоя 121 первого электрода или слоя 123 второго электрода. Дополнительно предпочтительно, площадь, покрытая пьезоэлектрическим слоем 122 на слое 121 первого электрода или на слое 123 второго электрода, может быть меньше или равна 1/4 площади слоя 121 первого электрода или слоя 123 второго электрода. В некоторых вариантах осуществления для предотвращения короткого замыкания, вызванного соединением между слоем 121 первого электрода и слоем 123 второго электрода, площадь слоя 121 первого электрода может быть меньше, чем площадь пьезоэлектрического слоя 122 или слоя 123 второго электрода. Например, площадь пьезоэлектрического слоя 122, слоя 123 второго электрода или блока 130 вибрации может быть одинаковой, и площадь слоя 121 первого электрода может быть меньше, чем площадь блока 130 вибрации 130 (например, упругого слоя), пьезоэлектрического слоя 122 или слоя 123 второго электрода. В этом случае, вся область слоя 121 первого электрода может быть расположен на поверхности пьезоэлектрического слоя 122 и край слоя 121 первого электрода может иметь некоторое расстояние от края пьезоэлектрического слоя 122, так чтобы слой 121 первого электрода мог избежать области плохого качества материала на краю пьезоэлектрического слоя 122, дополнительно улучшая SNR микрофона 100 с костной проводимостью.

В некоторых вариантах осуществления, чтобы увеличить выходной электрический сигнал и повысить SNR микрофона с костной проводимостью, пьезоэлектрический слой 122 может быть расположен на одной стороне нейтрального слоя слоистой конструкции. Нейтральный слой может относиться к плоскому слою, напряжение деформации, когда в слоистой конструкции происходит деформация, приблизительно является нулевым. В некоторых вариантах осуществления SNR микрофона с костной проводимостью может также быть улучшен путем корректировки (например, увеличения) градиента изменения напряжения и напряжения пьезоэлектрического слоя 122 на единицу толщины. В некоторых вариантах осуществления SNR и чувствительность микрофона 100 с костной проводимостью также могут быть улучшены путем корректировки формы, толщины, материала и размера (например, длины, ширины и толщины) блока 120 акустического преобразователя (например, слоя 121 первого электрода, пьезоэлектрического слоя 122, слоя 123 второго электрода) и блока 130 вибрации (например, первого упругого слоя 131, второго упругого слоя 132).

В некоторых вариантах осуществления для управления деформацией перекоса слоистой конструкции необходимо сбалансировать напряжение в каждом слое слоистой конструкции, так чтобы верхняя и нижняя части нейтрального слоя консоли могли быть подвергнуты одинаковому типу напряжения (например, напряжению растяжения, напряжению сжатия) и величина напряжения может быть равной. Например, когда пьезоэлектрический слой 122 является слоем материала AIN, пьезоэлектрический слой 122 может быть расположен на одной стороне нейтрального слоя консоли. Слой материала AlN может обычно подвергаться напряжению растяжения и всестороннее напряжение упругого слоя с другой стороны нейтрального слоя также может быть напряжением растяжения.

В некоторых вариантах осуществления блок 120 акустического преобразователя может дополнительно содержать затравочный слой (не показан на чертеже) для обеспечения хорошей поверхностной структуры роста для других слоев. Затравочный слой может быть расположен на нижней поверхности слоя 123 второго электрода. В некоторых вариантах осуществления материал затравочного слоя может совпадать с материалом пьезоэлектрического слоя 122. Например, когда материалом пьезоэлектрического слоя 122 является AlN, материалом затравочного слоя также может быть AlN. Следует заметить, что когда блок 120 акустического преобразователя расположен на нижней поверхности слоя 123 второго электрода, затравочный слой может быть расположен на верхней поверхности слоя 121 первого электрода. Дополнительно, когда блок 120 акустического преобразователя содержит затравочный слой, блок 130 вибрации (например, первый упругий слой 131, второй упругий слой 132) может быть расположен на поверхности затравочного слоя, дальней от пьезоэлектрического слоя 122. В других вариантах осуществления материал затравочного слоя может также отличаться от материала пьезоэлектрического слоя 122.

Следует заметить, что форма слоистой конструкции не может ограничиваться прямоугольником, показанным на фиг. 1, и может также быть правильными или неправильными формами, такими как треугольник, трапецоид, круг, полукруг, 1/4 круга, эллипс и полуэллипс, что дополнительно здесь не ограничивается. Кроме того, количество слоистых структур может не ограничиваться одной, как показано на фиг. 1, а их может также быть 2, 3, 4 или больше. Различные слоистые конструкции могут подвешиваться рядом друг с другом в месте расположения полости в базовой конструкции или могут подвешиваться в месте расположения полости базовой конструкции в последовательности вдоль направления расположения каждого слоя слоистой конструкции.

На фиг. 3 схематично показан другой микрофон с костной проводимостью, соответствующий некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Микрофон 300 с костной проводимостью, показанный на фиг. 3, может быть, по существу, таким же, как микрофон 100 с костной проводимостью, показанный на фиг. 1. Основное различие состоит в отличии формы слоистой конструкции микрофона 300 с костной проводимостью, показанного на фиг. 3. Как показано на фиг. 3, микрофон 300 с костной проводимостью может содержать базовую конструкцию 310 и слоистую конструкцию. Форма слоистой конструкции может быть трапециевидной. Дополнительно, ширина слоистой конструкции в микрофоне 300 с костной проводимостью может постепенно уменьшаться от свободного конца к фиксированному концу. В других вариантах осуществления ширина слоистой конструкции в микрофоне с костной проводимостью 300 может постепенно увеличиваться от свободного конца к фиксированному концу. Следует заметить, что конструкция базовой конструкции 310 здесь может быть подобна конструкции базовой конструкции 110 и конструкция блока 330 вибрации может быть подобна конструкции блока 130 вибрации. Для получения дополнительной информации о слое 321 первого электрода, пьезоэлектрическом слое 322 и слое 323 второго электрода блока 320 акустического преобразователя и о первом упругом слое 331 и втором упругом слое 332 в блоке 320 вибрации, обратитесь к содержанию описания каждого слоя блока 320 акустического преобразователя и блока 130 вибрации 130, показанных на фиг. 1. Кроме того, другие компоненты (например, затравочный слой) в блоке 120 акустического преобразователя и блоке 130 вибрации также могут быть применимы к микрофону 300 костной проводимости, показанному на фиг. 3, описание которых здесь не повторяется.

На фиг. 4 схематично представлен микрофон с костной проводимостью, соответствующий другим вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 4, микрофон 400 с костной проводимостью может содержать базовую конструкцию 410 и слоистую конструкцию, и по меньшей мере часть слоистой конструкции соединяется с базовой конструкцией 410. В некоторых вариантах осуществления базовая конструкция 410 может быть рамочной конструкцией с полостью и часть слоистой конструкции (например, конец слоистой конструкции, удаленный от места соединения базовой конструкции 410 и слоистой конструкции) может быть расположена в месте расположения полости в полой рамочной конструкции. Следует заметить, что рабочая конструкция может не ограничиваться формой кубоида, показанной на фиг. 4. В некоторых вариантах осуществления рамочная конструкция может быть конструкцией правильной или неправильной формы, такой как призма или цилиндр. В некоторых вариантах осуществления слоистая конструкция может быть жестко соединена с базовой конструкцией 410 в виде консоли. Дополнительно, слоистая конструкция может содержать фиксированный конец и свободный конец. Фиксированный конец слоистой конструкции может быть жестко присоединен к рамочной конструкции, а свободный конец слоистой конструкции не может соединяться или контактировать с рамочной конструкцией, так чтобы свободный конец слоистой конструкции мог висеть в месте расположения полости в полой рамочной конструкции. В некоторых вариантах осуществления фиксированный конец слоистой конструкции может быть присоединен к верхней поверхности, нижней поверхности базовой конструкции 410 или к боковой стенке, на которой находится место расположения полости в базовой конструкции 410. В некоторых вариантах осуществления боковая стенка, на которой находится место расположения полости в базовой конструкции 410, может также быть снабжена монтажной канавкой, приспособленной к фиксированному концу слоистой конструкции, так чтобы фиксированный конец слоистой конструкции и базовая конструкция 410 могли соединяться взаимным способом. «Соединение» здесь может пониматься как жесткое соединение слоистой конструкции и базовой конструкции 410 посредством сварки, клепки, зажима, болтов и т.д., после соответствующей подготовки слоистой конструкции и базовой конструкции 410. В некоторых вариантах осуществления слоистая конструкция может также быть нанесена на базовую конструкцию 410 путем физического осаждениям (например, физического осаждения пара) или химического осаждения (например, химического осаждения пара) во время производственного процесса. В некоторых вариантах осуществления на базовой конструкции 410 могут быть расположены одна или несколько слоистых структур. Например, количество слоистых структур может быть 1, 2, 3, 7 и т.д. Дополнительно, несколько слоистых структур могут быть равномерно расположены с равными расстояниями вдоль кругового направления базовой конструкции 410 или могут также располагаться неравномерно.

В некоторых вариантах осуществления слоистая конструкция может содержать блок 420 акустического преобразователя и блок 430 вибрации. Блок 430 вибрации может быть расположен на верхней поверхности или на нижней поверхности блока 420 акустического преобразователя. В некоторых вариантах осуществления блок 430 вибрации может содержать по меньшей мере один упругий слой. Упругий слой может быть структурой, имеющей форму пластины, изготовленной из полупроводникового материала. В некоторых вариантах осуществления полупроводниковый материал может содержать диоксид кремния, нитрид кремния, нитрид галлия, окись цинка, карбид кремния и т.п. В некоторых вариантах осуществления блок 420 акустического преобразователя может содержать слой электродов и пьезоэлектрический слой 423. Слой электродов может содержать первый электрод 421 и второй электрод 422. В варианте осуществления настоящего раскрытия пьезоэлектрический слой 423 может формировать напряжение (разность потенциалов) под действием напряжения деформации блока 420 вибрации на основе пьезоэлектрического эффекта и первый электрод 421 и второй электрод 422 могут выводить напряжение (электрический сигнал). В некоторых вариантах осуществления первый электрод 421 и второй электрод 422 могут быть расположены на одной и той же поверхности (например, на верхней поверхности или на нижней поверхности) пьезоэлектрического слоя 423 с промежутками и слой электродов и блок 430 вибрации могут быть расположены на различных поверхностях пьезоэлектрического слоя 423. Например, когда блок 430 вибрации расположен на нижней поверхности пьезоэлектрического слоя 423, слой электродов (первый электрод 421 и второй электрод 422) может быть расположен на верхней поверхности пьезоэлектрического слоя 423. Как другой пример, когда блок 430 вибрации расположен на верхней поверхности пьезоэлектрического слоя 423, слой электродов (первый электрод 421 и второй электрод 422) может быть расположен на нижней поверхности пьезоэлектрического слоя 423. В некоторых вариантах осуществления слой электродов и блок 430 вибрации 430 могут также быть расположены на одной и той же стороне пьезоэлектрического слоя 423. Например, слой электродов может быть расположен между пьезоэлектрическим слоем 423 и блоком 430 вибрации. В некоторых вариантах осуществления первый электрод 421 может быть изогнут в первую конструкцию 4210 гребенчатой формы. Первая конструкция 4210 гребенчатой формы может содержать множество гребенчатых конструкций. Между смежными гребенчатыми конструкциями первой гребенчатой структуры 4210 существует первый промежуток. Первый промежуток может быть одинаковым или разным. Второй электрод 422 может быть изогнут во вторую конструкцию 4220 гребенчатой формы. Вторая конструкция 4220 гребенчатой формы может содержать множество гребенчатых конструкций. Между смежными гребенчатыми конструкциями второй гребенчатой конструкции 4220 существует второй промежуток. Второй промежуток может быть одинаковым или разным. Первая конструкция 4210 гребенчатой формы и вторая конструкция 4220 гребенчатой формы могут согласовываться для формирования слоя электродов. Дополнительно, гребенчатые конструкции первой гребенчатой конструкции 4210 могут вставляться во второй интервал второй гребенчатой конструкции 4220, и гребенчатые конструкция второй гребенчатой конструкции 4220 могут вставляться в первый промежуток первой гребенчатой конструкции 4210, так чтобы они соответствовали друг другу для формирования слоя электродов. Первая конструкция 4210 гребенчатой формы и вторая конструкция 4220 гребенчатой формы могут вставляться друг в друга, так чтобы первый электрод 421 и второй электрод 422 могли располагаться компактно, но не пересекались. В некоторых вариантах осуществления первая конструкция 4210 гребенчатой формы и вторая конструкция 4220 гребенчатой формы могут проходить вдоль направления длины консоли (например, в направления от фиксированного конца до свободного конца). В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический слой 423 может быть предпочтительно пьезоэлектрическим керамическим материалом. Когда пьезоэлектрический слой 423 является пьезоэлектрическим керамическим материалом, направление поляризации пьезоэлектрического слоя 423 может совпадать с направлением длины консоли. Характеристика пьезоэлектрической константы d33 пьезоэлектрической керамики может использоваться, чтобы значительно увеличить выходной сигнал и повысить чувствительность. Пьезоэлектрическая константа d33 может относиться к коэффициенту пропорциональности для преобразования механической энергии в электрическую энергию пьезоэлектрическим слоем. Следует заметить, что пьезоэлектрический слой 423, показанный на фиг. 4, может также быть изготовлен из других материалов. Когда направление поляризации пьезоэлектрического слоя 423 из других материалов совпадает с направлением толщины консоли, блок 420 акустического преобразователя может быть заменен блоком 120 акустического преобразователя, показанным на фиг. 1.

Когда между слоистой конструкцией и базовой конструкцией 410 имеет место относительное движение, степени деформации блока 430 вибрации в слоистой конструкции в различных местах могут отличаться, т.е. различные места блока 430 вибрации могут иметь различные напряжения деформации на пьезоэлектрическом слое 423 блока 420 акустического преобразователя. В некоторых вариантах осуществления для повышения чувствительности микрофона с костной проводимостью блок 420 акустического преобразователя может устанавливаться только в месте большой степени деформации блока 430 вибрации 430, повышая, таким образом, SNR микрофона с 400 костной проводимостью. Соответственно, площадь слоя электродов и/или пьезоэлектрического слоя 423 блока 420 акустического преобразователя может быть меньше или равна площади блока 430 вибрации. В некоторых вариантах осуществления для дальнейшего увеличения SNR микрофона 400 с костной проводимостью площадь, покрытая блоком 420 акустического преобразователя на блоке 430 вибрации, может быть меньше, чем площадь блока 430 вибрации. Предпочтительно, площадь, покрытая блоком 420 акустического преобразователя на блоке 430 вибрации, может быть меньше или равна 1/2 площади блока 430 вибрации. Предпочтительно, площадь, покрытая блоком 420 акустического преобразователя на блоке 430 вибрации, может быть меньше или равна 1/3 площади блока 430 вибрации. Дополнительно, предпочтительно, площадь, покрытая блоком 420 акустического преобразователя на блоке 430 вибрации, может быть меньше или равна 1/4 площади блока 430 вибрации. Дополнительно, в некоторых вариантах осуществления, блок 420 акустического преобразователя может находиться вблизи места соединения между слоистой конструкцией и базовой конструкцией 410. Так как блок 430 вибрации (например, упругий слой) может создавать большую степень деформации вблизи места соединения слоистой конструкции и базовой конструкции 410, блок 420 акустического преобразователя может также быть подвергнут большому напряжению деформации около места соединения слоистой конструкции и базовой конструкции 410. Поэтому блок 420 акустического преобразователя может быть расположена в области с относительно большим напряжением деформации для повышения SNR микрофона 400 с костной проводимостью на основе повышения чувствительности микрофона 400 с костной проводимостью. Следует заметить, что блок 420 акустического преобразователя, ближний к соединению между слоистой конструкцией 410 и базовой конструкцией, может располагаться относительно свободного конца слоистой конструкции, т.е. расстояние от блока 420 акустического преобразователя до соединения слоистой конструкции и базовой конструкции 410 может быть меньше, чем расстояние от блока 420 акустического преобразователя до свободного конца. В некоторых вариантах осуществления чувствительность и SNR микрофона 100 с костной проводимостью могут быть улучшены только путем корректировки площади и положения пьезоэлектрического слоя 423 в блоке 420 акустического преобразователя. Например, слой электродов может полностью или частично покрывать поверхность блока 430 вибрации и площадь пьезоэлектрического слоя 423 может быть меньше или равна площади слоя электродов. Предпочтительно, площадь, покрытая пьезоэлектрическим слоем 423 на блоке 130 вибрации, может быть меньше или равна 1/2 площади слоя электродов. Предпочтительно, площадь, покрытая пьезоэлектрическим слоем 423 на блоке 430 вибрации, может быть меньше или равна 1/3 площади пьезоэлектрического слоя. Дополнительно предпочтительно, площадь, покрытая пьезоэлектрическим слоем 423 на блоке 430 вибрации, может быть меньше или равна 1/4 площади слоя электродов. В некоторых вариантах осуществления площадь пьезоэлектрического слоя 423 может совпадать с площадью блока 430 вибрации. Вся область слоя электродов может быть расположена на пьезоэлектрическом слое 423 и край слоя электродов может иметь некоторое расстояние от края пьезоэлектрического слоя 423, так чтобы первый электрод 421 и второй электрод 422 в слое электродов могли избежать области существенно плохого качества на краю пьезоэлектрического слоя 423, дополнительно улучшая, таким образом, SNR микрофона 400 с костной проводимостью.

В некоторых вариантах осуществления, чтобы увеличить выходной электрический сигнал и улучшить SNR микрофона с костной проводимостью, форма, толщина, материал и размер (например, длина, ширина, толщина) блока 420 акустического преобразователя (например, первого электрода 421, пьезоэлектрического слоя 423 и второго электрод 422) и блока 430 вибрации 430 (например, упругого слоя) могут корректироваться для повышения SNR и чувствительности микрофона 400 с костной проводимостью.

В некоторых вариантах осуществления, чтобы увеличить выходной электрический сигнал и повысить микрофона с костной проводимостью, длина и ширина одиночной гребенчатой конструкции, промежуток между гребенчатыми конструкциями (например, первый промежуток и второй промежуток) первой гребенчатой конструкции 4210 и второй гребенчатой конструкции 4220, и длина всего блока акустического преобразователя 420 могут корректироваться, чтобы увеличить выходной электрический сигнал напряжения и повысить SNR микрофона с костной проводимостью.

На фиг. 5 схематично представлен микрофон с костной проводимостью, соответствующий некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. На фиг. 6 представлен вид в разрезе частичной конструкции микрофона с костной проводимостью, показанного на фиг. 5, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 5 и 6, микрофон 500 с костной проводимостью может содержать базовую конструкцию 510 и слоистую конструкцию и, по меньшей мере, часть слоистой конструкции соединена с базовой конструкцией 510. В некоторых вариантах осуществления базовая конструкция 510 может быть полой рамочной конструкцией и часть слоистой конструкции может быть расположена в месте расположения полости в полой рамочной конструкции. Следует заметить, что рамочная конструкция не может ограничиваться формой кубоида, показанной на фиг. 5. В некоторых вариантах осуществления рамочная конструкция может быть правильной или неправильной конструкцией, такой как призма или цилиндр.

В некоторых вариантах осуществления слоистая конструкция может содержать блок 520 акустического преобразователя и блок вибрации.

В некоторых вариантах осуществления резонансная частота микрофона с костной проводимостью (или устройства передачи звука с использованием костной проводимости) может положительно коррелироваться с жесткостью блока вибрации. Когда другие параметры (например, масса слоистой конструкции и т.д.) остаются постоянными, то чем больше жесткость блока вибрации, тем выше резонансная частота микрофона с костной проводимостью. Чем меньше жесткость блока вибрации, тем ниже резонансная частота микрофона с костной проводимостью.

В некоторых вариантах осуществления резонансная частота микрофона с костной проводимостью может отрицательно коррелироваться с массой слоистой конструкции. Когда другие параметры (например, жесткость блока вибрации и т.д.) остаются постоянными, чем больше масса слоистой конструкции, тем ниже резонансная частота микрофона с костной проводимостью, и чем меньше масса слоистой конструкции, тем выше резонансная частота микрофона с костной проводимостью.

В некоторых вариантах осуществления блок вибрации может быть расположен на верхней поверхности или на нижней поверхности блока 520 акустического преобразователя. Как показано на фиг. 5, блок вибрации может содержать конструкцию 530 подвешенной мембраны. Конструкция 530 подвешенной мембраны может быть закреплена на базовой конструкции 510, соединяя периферийную сторону с базовой конструкцией 510. Центральная область конструкции 530 подвешенной мембраны может быть подвешена в месте расположения полости в базовой конструкции 510. В некоторых вариантах осуществления конструкция 530 подвешенной мембраны может быть расположена на верхней поверхности или на нижней поверхности базовой конструкции 510. В некоторых вариантах осуществления периферийная сторона конструкции 530 подвешенной мембраны может также быть присоединена к внутренней стенке места расположения полости в базовой конструкции 510. «Соединение» здесь может пониматься как крепление конструкции 530 подвешенной мембраны к верхней поверхности или к нижней поверхности базовой конструкции 510 или к боковой стенке места расположения полости на базовой конструкции 510 посредством механического крепления (например, прочного склеивания, клепки, зажима, вкладывания и т.д.) после подготовки конструкции 530 подвешенной мембраны и базовой конструкции 510, соответственно, или нанесение конструкции 530 подвешенной мембраны на базовую конструкцию путем физического осаждениям (например, физического осаждения паров) или химического осаждения паров (например, химическое осаждение паров ) во время процесса подготовки.

В некоторых вариантах осуществления жесткость блока вибрации может быть жесткостью конструкции 530 подвешенной мембраны.

В некоторых вариантах осуществления конструкция 530 подвешенной мембраны может содержать по меньшей мере один упругий слой. Упругий слой может быть пленочной структурой, изготовленной из полупроводникового материала. В некоторых вариантах осуществления полупроводниковый материал может содержать диоксид кремния, нитрид кремния, нитрид галлия, окись цинка, карбид кремния, монокристаллический кремний, поликристаллический кремний и т.п. В некоторых вариантах осуществления конструкция 530 подвешенной мембраны может быть изготовлена из одного из вышеупомянутых полупроводниковых материалов или из двух или более вышеупомянутых полупроводниковых материалов, уложенных друг на друга вдоль направления толщины. Например, конструкция 530 подвешенной мембраны может быть композитным слоем монокристаллического кремния (или поликристаллического кремния) и диоксида кремния, композитного слоя монокристаллического кремния (или поликристаллического кремния) и нитрида кремния или композитного слоя нитрида кремния и монокристаллического кремния (или поликристаллического кремния) и диоксида кремния.

В некоторых вариантах осуществления форма конструкции 530 подвешенной мембраны может быть кругом, эллипсом или треугольником, четырехугольником, пятиугольником, шестиугольником и другими многоугольниками или другими произвольными формами. Например, как показано на фиг. 22, форма конструкции 530 подвешенной мембраны может быть четырехугольником. В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 23, форма конструкции 530 подвешенной мембраны может быть кругом. В некоторых вариантах осуществления форма конструкции 530 подвешенной мембраны может быть кругом и радиус конструкции 530 подвешенной мембраны может быть в пределах 500 мкм – 1500 мкм. В некоторых вариантах осуществления радиус конструкции 530 подвешенной мембраны может быть в пределах 520 мкм – 1400 мкм. В некоторых вариантах осуществления радиус конструкции 530 подвешенной мембраны может быть в пределах 550 мкм – 1300 мкм. В некоторых вариантах осуществления радиус конструкции 530 подвешенной мембраны может быть в пределах 570 мкм – 1200 мкм. В некоторых вариантах осуществления радиус конструкции 530 подвешенной мембраны может быть в пределах 600 мкм – 1100 мкм. В некоторых вариантах осуществления радиус конструкции 530 подвешенной мембраны может быть в пределах 630 мкм – 1000 мкм. В некоторых вариантах осуществления радиус конструкции 530 подвешенной мембраны может быть в пределах 650 мкм – 900 мкм. В некоторых вариантах осуществления радиус конструкции 530 подвешенной мембраны может быть в пределах 670 мкм – 850 мкм. Следует заметить, что форма и размер (например, радиус) конструкции 530 подвешенной мембраны в настоящем раскрытии могут быть формой и размером поперечного сечения, перпендикулярного направлению толщины (направлению, указанному стрелкой на фиг. 6).

В некоторых вариантах осуществления блок 520 акустического преобразователя может быть расположен на верхней поверхности или на нижней поверхности конструкции 530 подвешенной мембраны.

В некоторых вариантах осуществления конструкция 530 подвешенной мембраны может содержать отверстие 5300, расположенное на внешней стороне или на внутренней стороне блока 520 акустического преобразователя. В некоторых вариантах осуществления конструкция 530 подвешенной мембраны может содержать множество отверстий 5300, распределенных вокруг центра блока 520 акустического преобразователя вдоль кругового направления (например, внешнего кругового направления и/или внутреннего кругового направления) блока 520 акустического преобразователя. Следует понимать, что путем размещения множества отверстий 5300 в конструкции 530 подвешенной мембраны жесткость конструкции 530 подвешенной мембраны 530 может быть скорректирована в различных местах так, чтобы жесткость конструкции 530 подвешенной мембраны в области около множества отверстий 5300 могла быть уменьшена, и жесткость конструкции 530 подвешенной мембраны в области вдали от множества отверстий 5300 может быть относительно большой. Когда между конструкцией 530 подвешенной мембраны и базовой конструкцией структурой 510 имеет место относительное движение, степень деформации конструкции 530 подвешенной мембраны в области вблизи множества отверстий 5300 может быть относительно большой, а степень деформации конструкции 530 подвешенной мембраны в области, дальней от множества отверстий 5300, может быть маленькой. В этом случае, блок 520 акустического преобразователя может быть помещен в область вблизи множества отверстий 5300 на конструкции 530 подвешенной мембраны, чтобы способствовать повышенному получению сигнала вибрации блоком 520 акустического преобразователя, эффективно улучшая, таким образом чувствительность микрофона 500 с костной проводимостью. В то же время, конструкция каждого компонента в микрофоне 500 с костной проводимостью может быть относительно простой, что удобен для изготовления или сборки.

В некоторых вариантах осуществления отверстия 5300 в конструкции 530 подвешенной мембраны могут иметь любую форму, такую как круглое отверстие, эллиптическое отверстие, квадратное отверстие или другие многоугольные отверстия. Например, как показано на фиг. 22 и 23, отверстия 5300 могут быть квадратными отверстиями. Например, как показано на фиг. 24, отверстия 5300 могут быть отверстиями неправильной формы. Предпочтительно, как показано на фиг. 25 и 26, отверстия 5300 могут быть круглыми отверстиями, которые могут снижать концентрацию местного напряжения и повышать чувствительность микрофона с костной проводимостью. В некоторых вариантах осуществления отверстия 5300 могут быть круглыми отверстиями и радиусы отверстий 5300 могут быть в пределах 20 мкм – 300 мкм. В некоторых вариантах осуществления радиусы отверстий 5300 могут быть в пределах 25 мкм – 250 мкм. В некоторых вариантах осуществления отверстия 5300 могут быть несквозными отверстиями (например, канавки в подвешенной мембране). В некоторых вариантах осуществления отверстия 5300 могут быть сквозными отверстиями. В некоторых вариантах осуществления количество отверстий 5300 может быть одним или более. Например, количество отверстий 5300 может быть 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16 и 18.

В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 22-24, отверстия 5300 могут быть распределены во внешнем круговом направлении блока 520 акустического преобразователя. В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 25, отверстия 5300 могут также быть распределены во внутреннем круговом направлении блока 520 акустического преобразователя. В некоторых вариантах осуществления отверстия 5300 могут быть равномерно или неравномерно распределены во внешнем круговом направлении и/или во внутреннем круговом направлении блока 520 акустического преобразователя. Предпочтительно, как показано на фиг. 23-25, отверстия 5300 могут с равными расстояниями и равномерно распределяться во внешнем круговом направлении и/или во внутреннем круговом направлении блока 520 акустического преобразователя. В некоторых вариантах осуществления отверстия 5300 могут быть включены в один, два и более кругов. Например, как показано на фиг. 23-25, отверстия 5300 могут быть включены в один круг. Как другой пример, как показано на фиг. 26, отверстия 5300 могут быть включены в два круга. Предпочтительно, отверстия 5300 могут быть включены в один круг. В некоторых вариантах осуществления форма, образуемая отверстиями 5300, может быть круговой, овальной, квадратной, многоугольной или другими правильными или неправильными формами. Следует заметить, что форма, образуемая отверстиями 5300 в настоящем раскрытии, может быть формой, образуемой вокруг центра круга (или центра) отверстий 5300, и размер формы, образуемой вокруг центра круга отверстиями 5300, может быть расстоянием между двумя самыми дальними точками на форме, образуемой отверстиями 5300 вокруг центра круга. Например, форма, образуемая отверстиями 5300 вокруг центра круга, может быть кругом, и размер формы, образуемой отверстиями 5300 вокруг центра круга, может относиться к диаметру круга. Как другой пример, форма, образуемой отверстиями 5300 вокруг центра круга, может быть квадратом, и размер формы, образуемой отверстиями 5300 вокруг центра круга, может относиться к длине диагонали квадрата. Как другой пример, форма, образуемая отверстиями 5300 вокруг центра круга, может быть неправильной формой, и размер формы, образуемой отверстиями 5300 вокруг центра круга, может относиться к расстоянию между двумя самыми дальними вершинами неправильной формы.

В некоторых вариантах осуществления форма блока 520 акустического преобразователя может содержать квадрат, круг, эллипс, изогнутое кольцо, многоугольную форму или другие правильные или неправильные формы. Например, как показано на фиг. 22, форма блока 520 акустического преобразователя может быть квадратом. Как другой пример, как показано на фиг. 23-27, форма блока 520 акустического преобразователя может быть кольцом. В некоторых вариантах осуществления форма блока 520 акустического преобразователя может быть кольцом с одним или несколькими отверстиями. Например, как показано на фиг. 27, форма блока 520 акустического преобразователя может быть кольцом с двумя отверстиями. В некоторых вариантах осуществления блок 520 акустического преобразователя может быть круговым замкнутым кольцом.

Следует заметить, что форма блока 520 акустического преобразователя в одном или нескольких вариантах осуществления настоящего раскрытия может относиться к форме поперечного сечения, перпендикулярного направлению толщины (направлению, показанному стрелкой на фиг. 6) блока акустического преобразователя.

В некоторых вариантах осуществления соответствующие размеры блока 520 акустического преобразователя (например, внутренний или внешний диаметр блока акустического преобразователя) могут влиять на резонансную частоту системы вибрации. В некоторых вариантах осуществления размер блока акустического преобразователя может содержать внешний диаметр и/или внутренний диаметр поперечного сечения блока акустического преобразователя, перпендикулярного направлению толщины. В некоторых вариантах осуществления внешний диаметр блока 520 акустического преобразователя может относиться к внешнему диаметру поперечного сечения блока 520 акустического преобразователя, перпендикулярного направлению толщины. В некоторых вариантах осуществления внутренний диаметр блока 520 акустического преобразователя может относиться к внутреннему диаметру поперечного сечения блока 520 акустического преобразователя, перпендикулярного направлению толщины. Внешний диаметр поперечного сечения может относиться к расстоянию между двумя самыми дальними точками на внешнем краю поперечного сечения. Например, если поперечное сечение является круглым, внешний диаметр поперечного сечения может относиться к диаметру круга. Для другого примера, если поперечное сечение является эллипсом, внешний диаметр поперечного сечения может относиться к наружному диаметру эллипса. Как другой пример, если поперечное сечение является прямоугольником, внешний диаметр поперечного сечения может относиться к длине диагонали прямоугольника. Как другой пример, если поперечное сечение является трапецией, внешний диаметр поперечного сечения может относиться к расстоянию между двумя самыми дальними вершинами четырехугольника. Внутренний диаметр поперечного сечения может относиться к расстоянию между двумя самыми ближними точками на внутреннем краю поперечного сечения, и прямая линия, проходящая через две самых ближние точки, может проходить через геометрический центр внутреннего края. Например, если форма внутреннего края поперечного сечения является кругом, внутренний диаметр поперечного сечения может относиться к диаметру круга. Как другой пример, если форма внутреннего края поперечного сечения является эллипсом, внутренний диаметр поперечного сечения может относиться к внутреннему диаметру эллипса. Как другой пример, если форма внутреннего края поперечного сечения является прямоугольником, внутренний диаметр поперечного сечения может относиться к длине короткой стороны прямоугольника.

В некоторых вариантах осуществления блок 520 акустического преобразователя 520 может содержать, по меньшей мере, блок эффективного акустического преобразователя. Блок эффективного акустического преобразователя может относиться к частичной конструкции блока акустического преобразователя, которая в конечном счете выводит электрический сигнал. В некоторых вариантах осуществления внутренний диаметр блока 520 эффективного акустического преобразователя может быть в пределах 100 мкм – 700 мкм. В некоторых вариантах осуществления внутренний диаметр блока 520 эффективного акустического преобразователя может быть в пределах 130 мкм – 600 мкм. В некоторых вариантах осуществления внутренний диаметр блока 520 эффективного акустического преобразователя может быть в пределах 150 мкм – 500 мкм. В некоторых вариантах осуществления внутренний диаметр блока 520 эффективного акустического преобразователя может быть в пределах 200 мкм – 400 мкм. В некоторых вариантах осуществления внешний диаметр блока 520 эффективного акустического преобразователя может быть в пределах 110 мкм – 710 мкм. В некоторых вариантах осуществления внешний диаметр блока 520 эффективного акустического преобразователя может быть в пределах 150 мкм – 650 мкм. В некоторых вариантах осуществления внешний диаметр блока эффективного акустического преобразователя может быть в пределах 200 мкм – 620 мкм. В некоторых вариантах осуществления внешний диаметр блока 520 эффективного акустического преобразователя может быть в пределах 250 мкм – 600 мкм.

В некоторых вариантах осуществления форма, покрытая множеством отверстий 5300, может совпадать с формой блока 520 акустического преобразователя. Например, как показано на фиг. 22, форма блока 520 акустического преобразователя может быть квадратной, и форма, покрытая множеством отверстий 5300, может быть квадратной. Для другого примера, как показано на фиг. 23, форма, покрытая множеством отверстий 5300, может быть круглой, и форма блока 520 акустического преобразователя может быть круглой. В некоторых вариантах осуществления формы отверстий 5300 могут совпадать с формой блока 520 акустического преобразователя. Например, как показано на фиг. 22, формы множества отверстий 5300 могут быть квадратными, и форма блока 520 акустического преобразователя может быть квадратной. Предпочтительно, множество отверстий 5300 могут быть распределены по круглой форме вдоль внешнего кругового направления блока 520 акустического преобразователя. В некоторых вариантах осуществления формы множества отверстий 5300 могут быть совпадающими или несовпадающими. Например, форма множества отверстий 5300 может быть одной из таких форм, как круглая, эллиптическая, квадратная, многоугольная или неправильная форма. Например, формы множества отверстий 5300 могут содержать сочетание двух или больше круглых, овальных, квадратных, многоугольных и неправильных форм. В некоторых вариантах осуществления радиус круга, покрытого множеством отверстий 5300, может быть в пределах 300 мкм – 700 мкм. В некоторых вариантах осуществления радиус круга, покрытого множеством отверстий 5300, может быть в пределах 350 мкм – 650 мкм.

В некоторых вариантах осуществления внешний диаметр блока 520 эффективного акустического преобразователя может быть меньше, равен, или больше, чем размер формы, покрытой центром круга каждого из множества отверстий 5300. В некоторых вариантах осуществления внутренний диаметр блока 520 эффективного акустического преобразователя может быть меньше, равен или больше, чем размер формы, покрытой центром круга каждого из множества отверстий 5300. Предпочтительно, форма блока 520 акустического преобразователя может быть кольцом (т.е. внутренние и внешние стороны поперечного сечения блока 520 акустического преобразователя, перпендикулярного направлению толщины, могут быть круглыми), и форма, покрытая множеством отверстий 5300, может быть круглой, радиус внутреннего края блока 520 эффективного акустического преобразователя (т.е. радиус внутри поперечного разреза блока 520 эффективного акустического преобразователя, перпендикулярный направлению толщины) может быть меньше, чем радиус круга, покрытого множеством отверстий 5300. В некоторых вариантах осуществления радиус внутреннего края блока 520 эффективного акустического преобразователя может быть меньше, чем радиус круга, покрытого множеством отверстий 5300, и разница между радиусом внутреннего края блока 520 эффективного акустического преобразователя и радиусом круга, покрытого множеством отверстий 5300, может быть в пределах 50 мкм – 300 мкм. В некоторых вариантах осуществления разница между радиусом внутреннего края блока 520 эффективного акустического преобразователя и радиусом круга, покрытого множеством отверстий 5300, может быть в пределах 70 мкм – 250 мкм. В некоторых вариантах осуществления разница между радиусом внутреннего края блока 520 эффективного акустического преобразователя и радиусом круга, покрытого множеством отверстий 5300, может быть в пределах 90 мкм – 230 мкм.

В некоторых вариантах осуществления внешний диаметр блока 520 эффективного акустического преобразователя может быть меньше, равен или больше, чем размер полой полости базовой конструкции 510. В некоторых вариантах осуществления внутренний диаметр блока 520 эффективного акустического преобразователя 520 может быть меньше, чем, равный, или больше, чем размер полой полости базовой конструкции 510. Размер полой полости базовой конструкции 510 может быть расстоянием между двумя самыми дальними точками на внутреннем краю поперечного сечения базовой конструкции 510, перпендикулярного направлению толщины. Форма и размер внутреннего края поперечного сечения на базовой конструкции 510, перпендикулярного направлению толщины, могут быть подобны форме, покрытой центром круга множества отверстий 5300, и размеру формы, который здесь не повторяется. Предпочтительно, внешний диаметр блока 520 эффективного акустического преобразователя может быть меньше, чем размер полой полости базовой конструкции 510. В некоторых вариантах осуществления внешний диаметр блока 520 эффективного акустического преобразователя может быть меньше, чем размер полой полости базовой конструкции 510, и разница между размером полой полости базовой конструкции 510 и внешним диаметром блока 520 эффективного акустического преобразователя может быть в пределах 5 мкм – 400 мкм. В некоторых вариантах осуществления форма блока 520 акустического преобразователя и форма полой полости базовой конструкции 510 могут быть одинаковыми или различными. В некоторых вариантах осуществления, когда форма блока 520 акустического преобразователя и форма полой полости базовой конструкции 510 являются одинаковыми, разница между размером полой полости базовой конструкции 510 и внешним диаметром блока 520 эффективного акустического преобразователя может быть в пределах 5 мкм – 400 мкм. Например, форма блока 520 акустического преобразователя может быть кольцом, форма полой полости базовой конструкции 510 может быть кругом и разница между внешним диаметром блока 520 эффективного акустического преобразователя и размером полой полости базовой конструкции 510 может быть в пределах 5 мкм – 400 мкм. В некоторых вариантах осуществления разница между максимальным внешним диаметром блока 520 эффективного акустического преобразователя и максимальным размером полой полости базовой конструкции 510 может быть в пределах 20 мкм – 380 мкм. В некоторых вариантах осуществления разница между максимальным внешним диаметром блока 520 эффективного акустического преобразователя и максимальным размером полой полости базовой конструкции 510 может быть в пределах 50 мкм – 350 мкм. В некоторых вариантах осуществления разница между максимальным внешним диаметром блока 520 эффективного акустического преобразователя и максимальным размером полой полости базовой конструкции 510 может быть в пределах 80 мкм – 320 мкм.

В некоторых вариантах осуществления резонансная частота (создающая резонансную частоту в пределах 2 кГц – 5 кГц) и распределение напряжений микрофона 500 с костной проводимостью могут также корректироваться путем изменения размера, количества, расстояния и положения множества отверстий 5300, чтобы повысить чувствительность микрофона 500 с костной проводимостью. Следует заметить, что резонансная частота может не ограничиваться вышеупомянутым диапазоном 2 кГц – 5 кГц, но может также быть в пределах 3 кГц – 4,5 кГц или 4 кГц – 4,5 кГц. Диапазон резонансной частоты может корректироваться в соответствии с различными сценариями заявки, что здесь дополнительно не ограничивается.

В соответствии с фиг. 5 и 6, в некоторых вариантах осуществления блок 520 акустического преобразователя может содержать слой 52 первого электрода, пьезоэлектрический слой 522 и слой 523 второго электрода, расположенные последовательно сверху вниз, положение слоя 521 первого электрода и положение слоя 523 второго электрода могут взаимно меняться местами. Пьезоэлектрический слой 522 может формировать напряжение (разность потенциалов) под действием напряжения деформации блока вибрации (например, конструкции 530 подвешенной мембраны) на основе пьезоэлектрического эффекта и слой 521 первого электрода и слой 523 второго электрода могут выводить напряжение (электрический сигнал). В некоторых вариантах осуществления материал пьезоэлектрического слоя может содержать пьезоэлектрический пленочный материал и пьезоэлектрический пленочный материал может быть пленочным материалом (например, пленочным материалом AlN) приготовленным процессом осаждения (таким как процесс осаждения при магнетронном распылении). В других вариантах осуществления материал пьезоэлектрического слоя может содержать пьезоэлектрический кристаллический материал и пьезоэлектрический керамический материал. Пьезоэлектрический кристалл может относиться к пьезоэлектрическому монокристаллу. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический кристаллический материал может содержать кварц, сфалерит, борацит, турмалин, цинкит, GaAs, титанат бария, и их производные кристаллические структуры, KH₂PO₄, NaKCH₄O₆ · 4H₂O (соль Рошеля), сахар и т.п., или любое их сочетание. Пьезоэлектрический керамический материал может относиться к пьезоэлектрическому поликристаллу, сформированному случайным набором мелких зерен, полученных твердотельной реакцией и спеканием различных порошковых материалов. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический керамический материал может содержать титанат бария (BT), цирконат титаната свинца (PZT), литий-бариевый ниобат свинца (PBLN), модифицированный нитрид алюминия титаната свинца (AIN), окись цинка (ZnO) и т.п. или любое их сочетание. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический слой 522 может также быть полимерным пьезоэлектрическим материалом, таким как фторид поливинилиден (PVDF). В некоторых вариантах осуществления слой 521 первого электрода и слой 523 второго электрода могут быть изготовлены из проводящего материала. Для примера, проводящий материал может содержать металл, сплава, окисел металла, графен и т.п., или любое их сочетание. В некоторых вариантах осуществления металл и сплав могут содержать никель, железо, свинец, платину, титан, медь, молибден, цинк и т.п. или любое их сочетание. В некоторых вариантах осуществления сплав может содержать медно-цинковый сплав, медно-оловянный сплав, медно-кремний-никелевый сплав, медно-хромовый сплав, медно-серебряный сплав и т.п. или любое их сочетание. В некоторых вариантах осуществления материал окиси металла может содержать RuO₂, MnO₂, PbO₂, NiO и т.п. или любое их сочетание.

В некоторых вариантах осуществления блок эффективного акустического преобразователя может содержать область перекрытия слоя 521 первого электрода, пьезоэлектрического слоя 522 и слоя 523 второго электрода. Например, слой 521 первого электрода, пьезоэлектрический слой 522 и слой 523 второго электрода имеют одинаковые форму и площадь и частично покрывают конструкцию 530 подвешенной мембраны 530. Тогда слой 521 первого электрода, пьезоэлектрический слой 522 и слой 523 второго электрода могут быть эффективными блоками преобразования мощности. Как другой пример, слой 521 первого электрода и пьезоэлектрический слой 522 могут частично покрывать конструкцию 530 подвешенной мембраны и слой 523 второго электрода может полностью покрывать конструкцию 530 подвешенной мембраны, тогда части слоя 521 первого электрода, пьезоэлектрического слоя 522 и слоя 523 второго электрода, которые следуют друг за другом вдоль направления толщины, могут сформировать блок эффективного акустического преобразователя. Следует заметить, что размер (например, внутренний диаметр, внешний диаметр) и соответствующие параметры (например, разница между радиусом внутреннего края блока 520 акустического преобразователя и радиусом круга, покрытого множеством отверстий 5300, диапазон разниц между размером полой полости базовой конструкции 510 и внешним диаметром блока 520 акустического преобразователя, расстояние по радиусу от края блока 520 акустического преобразователя до центра каждой отверстия 5300) блока акустического преобразователя могут быть размером и соответствующими параметрами блока эффективного акустического преобразователя.

В некоторых вариантах осуществления блок 520 акустического преобразователя может дополнительно содержать затравочный слой. Затравочный слой может оптимизировать структуру решетки слоя 521 первого электрода, слоя 523 второго электрода и пьезоэлектрического слоя 522, наносимую на затравочный слой, чтобы гарантировать качество блока 520 акустического преобразователя и увеличить адгезию мембраны. В некоторых вариантах осуществления затравочный слой может быть подготовлен на кремниевой подложке способом физического осаждения паров (physical vapor deposition, PVD) или способом химического осаждения паров (chemical vapor deposition, CVD). В некоторых вариантах осуществления толщина затравочного слоя может быть в пределах 5 нм – 200 нм. В некоторых вариантах осуществления толщина затравочного слоя может быть в пределах 8 нм – 150 нм. Следует заметить, что блок 520 акустического преобразователя может также не иметь затравочного слоя. В некоторых вариантах осуществления слой 523 второго электрода может быть подготовлен на верхней поверхности затравочного слоя или на верхней поверхности кремниевой подложки способом PVD или способом CVD. В некоторых вариантах осуществления толщина слоя 523 второго электрода может быть в пределах 80 нм – 250 нм. В некоторых вариантах осуществления толщина слоя 523 второго электрода может быть в пределах 100 нм – 200 нм. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический слой 522 может быть подготовлен на верхней поверхности слоя 523 второго электрода способом PVD или способом CVD. В некоторых вариантах осуществления толщина пьезоэлектрического слоя 522 может быть в пределах 0,8 мкм – 5 мкм. В некоторых вариантах осуществления толщина пьезоэлектрического слоя 522 может быть в пределах 0,8 мкм – 4 мкм. В некоторых вариантах осуществления слой 521 первого электрода может быть подготовлен на верхней поверхности пьезоэлектрического слоя 522 способом PVD или способом CVD. В некоторых вариантах осуществления толщина слоя 521 первого электрода может быть в пределах 80 нм – 250 нм. В некоторых вариантах осуществления толщина слоя 521 первого электрода может быть в пределах 90 нм – 230 нм. В некоторых вариантах осуществления травление может также выполняться последовательно на слое 521 первого электрода, пьезоэлектрическом слое 522 и слое 523 второго электрода. В некоторых вариантах осуществления травление слоя 521 первого электрода, пьезоэлектрического слоя 522 и слоя 523 второго электрода может выполняться способом сухого травления или способом жидкостного травления.

Как показано на фиг. 5, в некоторых вариантах осуществления множество отверстий 5300 могут покрывать круговую область. Для улучшения эффекта вывода звукового давления блока 520 акустического преобразователя, блок 520 акустического преобразователя может быть расположен в области конструкции 530 подвешенной мембраны 530 вблизи множества отверстий. Дополнительно, блок 520 акустического преобразователя может иметь кольцевую конструкцию и быть распределен вдоль внутренней стороны круговой области, покрытой множеством отверстий 5300. Как показано на фиг. 23-24, блоки 520 акустического преобразователя могут быть распределены вдоль внутренней стороны круговой области, покрытой множеством отверстий 5300. В некоторых вариантах осуществления блок 520 акустического преобразователя в кольцевой конструкции может также быть распределен вдоль внешней стороны круговой области, покрытой множеством отверстий 5300. Как показано на фиг. 25, блок 520 акустического преобразователя может быть распределен вдоль внешней стороны круговой области, покрытой множеством отверстий 5300. Предпочтительно, блок 520 акустического преобразователя в кольцевой конструкции может быть распределен вдоль внутренней стороны круговой области, покрытой множеством отверстий 5300, и круговая область, покрытая множеством отверстий 5300, может быть распределена в базовой конструкции 510. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический слой 522 блока 520 акустического преобразователя может быть пьезоэлектрическим кольцом и слой 521 первого электрода и слой 523 второго электрода, расположенные на верхней и нижней поверхностях пьезоэлектрического кольца, могут быть кольцами электродов.

В некоторых вариантах осуществления эквивалентная жесткость и эквивалентная масса микрофона 500 с костной проводимостью могут корректироваться путем корректировки размера, количества и распределения местоположений множества отверстий 5300 конструкции 530 подвешенной мембраны 530, а также формы, размера и расположения блока 520 акустического преобразователя, чтобы скорректировать резонансную частоту и распределение напряжений микрофона 500 с костной проводимостью и дополнительно скорректировать выходной электрический сигнал микрофона 500 с костной проводимостью для повышения чувствительности микрофона 500 с костной проводимостью. В некоторых вариантах осуществления отверстия 5300 в конструкции 530 подвешенной мембраны могут быть выполнены посредством травления. В некоторых вариантах осуществления процесс травления может содержать процесс сухого травления или процесс жидкостного травления.

В некоторых вариантах осуществления блок 520 акустического блоке преобразователя можно дополнительно быть снабжен конструкцией 5200 выводов, который используется для передачи электрического сигнала, полученного кольцами электродов (например, слоем 521 первого электрода и слоем 523 второго электрода), последующим схемам. В некоторых вариантах осуществления слой 521 первого электрода и слой 523 второго электрода могут быть присоединены к базовой конструкции 510 через конструкцию 5200 выводов. В некоторых вариантах осуществления конструкция 5200 выводов может содержать первый вывод и второй вывод. Один конец первого вывода может быть присоединен к слою 521 первого электрода, а другой конец первого вывода может быть присоединен к базовой конструкции 510. Один конец второго вывода может быть присоединен к слою 521 второго электрода, а другой конец второго вывода может быть присоединен к базовой конструкции 510.

В некоторых вариантах осуществления резонансная частота может также уменьшаться путем корректировки формы, размера (например, длины, ширины, толщины) и материала конструкции 5200 выводов для увеличения выходного электрического сигнала микрофона 500 с костной проводимостью, повышая, тем самым, чувствительность микрофона 500 с костной проводимостью.

В некоторых вариантах осуществления конструкция 5200 выводов может иметь форму прямой линии, ломаной линии или изогнутой линии. Предпочтительно, как показано на фиг. 22-27, конструкция 5200 выводов может иметь форму прямой линии. В другом примере, как показано на фиг. 28, конструкция 5200 выводов может иметь форму изогнутой линии. В некоторых вариантах осуществления ширина конструкции 5200 выводов (ширина d, как показано на фиг. 27 и 28), может быть в пределах 2 мкм – 100 мкм. В некоторых вариантах осуществления ширина конструкции 5200 выводов может быть в пределах 10 мкм – 100 мкм. В некоторых вариантах осуществления ширина конструкции 5200 выводов может быть в пределах 15 мкм – 90 мкм. В некоторых вариантах осуществления ширина конструкции 5200 выводов может быть в пределах 20 мкм – 80 мкм.

На фиг. 29 представлена конструкция выводов в другом микрофоне с костной проводимостью, соответствующем некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. В некоторых вариантах осуществления слой 521 первого электрода может быть присоединен к верхней поверхности, к нижней поверхности или к боковой поверхности базовой конструкции 510 через конструкцию 5200 выводов. В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 29, слой 521 первого электрода может быть присоединен к контактной площадке 5210 через конструкцию 5200 выводов. Контактная площадка 5210 может быть расположена на верхней поверхности, на нижней поверхности или на боковой поверхности базовой конструкции 510. Как показано на фиг. 29, контактная площадка 5210 может быть расположена на верхней поверхности базовой конструкции 510 для передачи электрического сигнала между блоком 520 акустического преобразователя и корпусом или конструкцией 5200 выводов и т.д. Слой 521 первого электрода может быть присоединен к контактной площадке 5210 через конструкцию 5200 выводов для уменьшения электрического сигнала между блоком 520 акустического преобразователя 520 и корпусом или конструкцией 5200 выводов, уменьшая, таким образом, паразитную емкость и повышая чувствительность микрофона 500 с костной проводимостью. В некоторых вариантах осуществления форма контактной площадки 5210 может быть кругом, эллипсом, треугольником, многоугольником или неправильной формой. В некоторых вариантах осуществления максимальный размер контактной площадки 5210 может быть в пределах 80 мкм – 500 мкм. Максимальный размер может быть длиной стороны или диаметром. Например, форма контактной площадки 5210 может быть прямоугольной, и максимальная длина стороны контактной площадки 5210 может быть в пределах 80 мкм – 500 мкм. Как другой пример, форма контактной площадки 5210 может быть круглой и максимальный диаметр контактной площадки 5210 может быть в пределах 80 мкм – 500 мкм. В некоторых вариантах осуществления максимальный размер контактной площадки 5210 может быть в пределах 85 мкм – 450 мкм. В некоторых вариантах осуществления максимальный размер контактной площадки 5210 может быть в пределах 90 мкм – 400 мкм. Следует заметить, что форма и размер контактной площадки 5210 в настоящем раскрытии могут быть формой и размером поперечного сечения, перпендикулярного направлению толщины. В некоторых вариантах осуществления контактная площадка 5210 может быть подготовлена путем нанесения на нее одного или нескольких слоев металла (например, Pt, Au, Ti, Cr, Ti/Au, и т.д.), которые просты для сварки. Предпочтительно, металл, осажденный на контактную площадку 5210, может быть Ti/Au или Gr/Au. В некоторых вариантах осуществления контактная площадка 5210 может быть подготовлена процессом обратной литографии металла (metal lift-off process, LIFT-OFF). В некоторых вариантах осуществления толщина слоя осаждения на контактной площадке 5210 может быть в пределах 100 нм – 300 нм. Предпочтительно, толщина слоя осаждения на контактной площадке может быть в пределах 150 нм – 250 нм. В некоторых вариантах осуществления покрытие и фотолитографическое проявление могут также быть выполнены на обратной стороне кремниевой подложки для получения шаблонного глубокого свободного кремниевого окна. Кремний может вытравливаться до оксидного слоя кремниевой подложки, используя процесс помощью глубокого травления кремния и затем оксидный слой кремниевой подложки может быть удален для получения микрофона 3100 с костной проводимостью.

В некоторых вариантах осуществления, для увеличения выходного электрического сигнала микрофона 500 с костной проводимостью расстояние по радиусу от края блока 520 эффективного акустического преобразователя (например, в кольцевой конструкции) до центра каждой отверстия 5300 может быть в пределах 50 мкм – 400 мкм. Край блока 520 эффективного акустического преобразователя (например, в кольцевой конструкции) может быть внутренним краем или внешним краем. В некоторых вариантах осуществления расстояние по радиусу от края блока 520 эффективного акустического преобразователя (например, в кольцевой конструкции) до центра каждого отверстия 5300 может быть в пределах 100 мкм – 350 мкм. Предпочтительно, расстояние по радиусу от края блока 520 эффективного акустического преобразователя (например, в кольцевой конструкции) до центра каждого отверстия 5300 может быть в пределах 150 мкм – 300 мкм. Дополнительно, предпочтительно расстояние по радиусу от края блока 520 эффективного акустического преобразователя (например, в кольцевой конструкции) до центра каждого отверстия 5300 может быть в пределах 150 мкм – 250 мкм.

В некоторых вариантах осуществления толщина или плотность различных областей конструкции 530 подвешенной мембраны могут быть одинаковы. В некоторых вариантах осуществления толщина конструкции 530 подвешенной мембраны может быть в пределах 0,5 мкм – 10 мкм. Предпочтительно, толщина конструкции подвешенной мембраны может быть в пределах 0,5 мкм – 5 мкм. В некоторых альтернативных вариантах осуществления напряжение деформации в различных местах конструкции 530 подвешенной мембраны может также изменяться путем корректировки толщины или плотности различных областей конструкции 530 подвешенной мембраны. Только в иллюстративных целях, в некоторых вариантах осуществления блок 520 акустического преобразователя может быть выполнен как кольцевая конструкция и толщина конструкции 530 подвешенной мембраны на внутренней стороне кольцевой конструкции может быть больше, чем толщина на внешней стороне кольцевой конструкции. Толщина внутренней области или внешней области кольцевой конструкции на фиг. 6 может быть размером в направлении толщины. В других вариантах осуществления плотность конструкции 530 подвешенной мембраны в области внутри кольцевой конструкции может быть больше, чем плотность в области снаружи кольцевой конструкции. Изменяя плотность или толщину конструкции 530 подвешенной мембраны в различных местах, масса подвешенной мембраны, расположенной во внутренней области кольцевой конструкции, может быть больше, чем масса подвешенной мембраны, расположенной в наружной области кольцевой конструкции, или жесткость подвешенной мембраны, расположенной во внутренней области кольцевой конструкции, может быть меньше, чем жесткость подвешенной мембраны, расположенной в наружной области кольцевой конструкции. Когда между конструкцией 530 подвешенной мембраны и базовой структурой 510 возникает относительное движение, степень деформации конструкции 530 подвешенной мембраны (т.е. внутренней области конструкции 530 подвешенной мембраны) вблизи кольцевой конструкции блока 520 акустического преобразователя может быть относительно большой, и результирующее напряжение деформации может также быть большим, так что электрический сигнал с выхода микрофона 500 с костной проводимость, может стать больше и чувствительность микрофона 500 с костной проводимостью может быть выше.

Следует заметить, что форма области, покрытой множеством отверстий 5300 может не ограничиваться кругом, показанным на фиг. 5, и может также быть полукругом, 1/4 кругом (крыльчатка с центральным углом 90°), эллипсом, полуэллипсом, треугольником, прямоугольником или другими правильными или неправильными формами. Форма блока 520 акустического преобразователя может адаптивно корректироваться в соответствии с формой области, покрытой множеством отверстий 5300. Например, когда форма области, покрытой множеством отверстий 5300, является прямоугольником, форма блока 520 акустического преобразователя может быть прямоугольной и блок 520 акустического преобразователя в прямоугольной форме может быть распределен вдоль внутренней стороны или внешней стороны прямоугольника, покрытого множеством отверстий 5300. Как другой пример, когда форма области, покрытой множеством отверстий 5300, является полукругом, форма блока 520 акустического преобразователя может быть полукруглой формой и блок 520 акустического преобразователя в полукруглой форме может быть распределен вдоль внутренней стороны или внешней стороны прямоугольной формы, покрытой множеством отверстий 5300. В некоторых вариантах осуществления конструкция 530 подвешенной мембраны, показанная на фиг. 5, может не иметь никаких отверстий.

На фиг. 7 схематично представлен микрофон с костной проводимостью, соответствующий некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. На фиг. 30 представлен вид в разрезе частичной конструкции микрофона с костной проводимостью, показанного на фиг. 7, соответствующий некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия.

Конструкция микрофона 700 с костной проводимостью, показанного на фиг. 7, является, по существу, такой же, как микрофона 500 с костной проводимостью, показанного на фиг. 5. Различие состоит в том, что блок вибрации микрофона 700 с костной проводимостью, показанного на фиг. 7, может содержать конструкцию 730 подвешенной мембраны и элемент 740 массы.

Как показано на фиг. 7 и 30, микрофон 700 с костной проводимостью может содержать базовую конструкцию 710 и слоистую конструкцию и, по меньшей мере, часть слоистой конструкции соединена с базовой конструкцией 710. В некоторых вариантах осуществления базовая конструкция 710 может быть полой рамочной конструкцией и часть слоистой конструкции может быть расположена в месте полости в полой рамочной конструкции. Следует заметить, что рамочная конструкция не может ограничиваться формой кубоида, показанной на фиг. 7. В некоторых вариантах осуществления рамочная конструкция может быть конструкцией правильной или неправильной формы, такой как призма или цилиндр.

В некоторых вариантах осуществления слоистая конструкция может содержать блок 720 акустического преобразователя и блок вибрации. В некоторых вариантах осуществления блок вибрации может быть расположен на верхней поверхности или на нижней поверхности акустического преобразователя 720. Как показано на фиг. 7, блок вибрации может содержать конструкцию 730 подвешенной мембраны и элемент 740 массы. Элемент 740 массы может быть расположен на верхней поверхности или на нижней поверхности конструкции 730 подвешенной мембраны. В некоторых вариантах осуществления конструкция 730 подвешенной мембраны может быть расположена на верхней поверхности или на нижней поверхности базовой конструкции 710. В некоторых вариантах осуществления периферийная сторона конструкции 730 подвешенной мембраны может также быть присоединена к внутренней стенке в месте полости базовой конструкции 710. «Соединение» здесь может пониматься как жесткое крепление конструкции 730 подвешенной мембраны к верхней поверхности или к нижней поверхности базовой конструкции 710 или к боковой стенке места расположения полости базовой конструкции 710 посредством механического крепления (например, прочного приклеивания, клепки, зажима, вложения и т.д.) после подготовки конструкции 730 подвешенной мембраны и базовой конструкции 710, соответственно, или осаждения конструкции 730 подвешенной мембраны на базовую конструкцию 710 посредством физического осаждения (например, физического осаждения пара) или химического осаждения (например, химического осаждения пара) во время производственного процесса.

В некоторых вариантах осуществления форма конструкции подвешенной мембраны 730 может быть кругом, эллипсом, треугольником, четырехугольником, пятиугольником, шестиугольником, или другими многоугольниками или любой другой формой. Предпочтительно, как показано на фиг. 31A-31C, форма конструкции 730 подвешенной мембраны может быть круговой. Для получения дополнительной информации о конструкции подвешенной мембраны 730, обратитесь к описанию конструкции 530 подвешенной мембраны, показанной на фиг. 5, которое здесь не повторяется.

В некоторых вариантах осуществления масса слоистой конструкции может содержать массу элемента 740 массы. Когда между блоком вибрации и базовой структурой 710 возникает относительное движение, вес элемента 740 массы и вес конструкции 730 подвешенной мембраны могут отличаться, и степень деформации области конструкции 730 подвешенной мембраны вблизи элемента 740 массы или там, где располагается элемент 740 массы, может быть больше, чем степень деформации области конструкции 730 подвешенной мембраны вдали от элемента массы. Для увеличения выходного звукового давления микрофона 700 с костной проводимостью, блок 720 акустического преобразователя может быть распределен вдоль кругового направления элемента 740 массы. В некоторых вариантах осуществления форма 720 акустического преобразователя может совпадать или отличаться от формы элемента 740 массы. Предпочтительно, форма блока 720 акустического преобразователя может совпадать с формой элемента 740 массы, так чтобы блок 720 акустического преобразователя в каждом положении мог быть близок к элементу 740 массы, дополнительно улучшая, таким образом, выходной электрический сигнал микрофона 700 с костной проводимостью. Например, элемент 740 массы может быть цилиндрической конструкцией, блок 720 акустического преобразователя может быть кольцевой конструкцией и внутренний диаметр 720 акустического преобразователя в кольцевой форме может быть больше, чем радиус элемента 740 массы, так, чтобы блок 720 акустического преобразователя мог быть расположен вдоль кругового направления элемента 740 массы. Следует заметить, что форма и размер акустического преобразователя 720 и элемента 740 массы в настоящем раскрытии могут быть формой и размером поперечного сечения, перпендикулярного к направлению толщины.

В некоторых вариантах осуществления блок 720 акустического преобразователя может содержать слой 721 первого электрода, слой 723 второго электрода и пьезоэлектрический слой 722, расположенный между двумя слоями электродов. Слой 721 первого электрода, пьезоэлектрический слой 722 и слой 723 второго электрода могут быть объединены для формирования конструкции, приспособленной к форме элемента 740 массы. Например, элемент 740 массы может быть цилиндрической структурой и блок 720 акустического преобразователя может быть кольцевой структурой. В этом случае слой 721 первого электрода, пьезоэлектрический слой 722 и слой 723 второго электрода все могут быть кольцевыми конструкциями и могут быть расположены и объединены последовательно сверху донизу для формирования кольцевой конструкции.

В некоторых вариантах осуществления форма блока 720 акустического преобразователя может быть круговым кольцом, многоугольным кольцом или изогнутым кольцом. Например, как показано на фиг. 31A-31C, форма блока 720 акустического преобразователя может быть круговым кольцом. Как другой пример, как показано на фиг. 32A, форма блока 720 акустического преобразователя может быть обычным шестиугольным кольцом. Как другой пример, как показано на фиг. 32C-32D, форма блока 720 акустического преобразователя может быть обычным четырехугольным кольцом. В некоторых вариантах осуществления форма блока 720 акустического преобразователя может быть замкнутым кольцом, разрезным кольцом или многосегментным кольцом. Например, как показано на фиг. 32A, форма блока 720 акустического преобразователя может быть замкнутым кольцом. Как другой пример, как показано на фиг. 32B, форма блока 720 акустического преобразователя может быть круговым кольцом с двумя сегментами. Предпочтительно, как показано на фиг. 31A-31C, форма блока 720 акустического преобразователя может быть круговым замкнутым кольцом.

В некоторых вариантах осуществления внутренний диаметр и внешний диаметр блока 720 акустического преобразователя могут влиять на резонансную частоту системы вибрации. В некоторых вариантах осуществления внутренний диаметр блока 720 акустического преобразователя может быть в пределах 100 мкм – 700 мкм. В некоторых вариантах осуществления внешний диаметр блока 720 акустического преобразователя может быть в пределах 110 мкм – 710 мкм. Внутренний диаметр и внешний диаметр блока 720 акустического преобразователя могут быть подобны диаметрам блока 520 акустического преобразователя. Для получения дополнительной информации, обратитесь к соответствующим описаниям фиг. 5, которые здесь не повторяются.

В некоторых вариантах осуществления внешний диаметр блока 720 акустического преобразователя может быть меньше, равен или больше, чем поперечное сечение элемента 740 массы, перпендикулярное направлению толщины. В некоторых вариантах осуществления внутренний диаметр блока 720 акустического преобразователя может быть меньше, равен или больше, чем поперечное сечение элемента 740 массы, перпендикулярное направлению толщины. Предпочтительно, поперечное сечение элемента 740 массы, перпендикулярное направлению толщины, может быть круглым, а внутренний диаметр блока 720 акустического преобразователя может быть немного больше, чем диаметр поперечного сечения элемента 740 массы, перпендикулярного направлению толщины. В некоторых вариантах осуществления внутренний диаметр блока 720 акустического преобразователя может быть больше, чем диаметр поперечного сечения элемента 740 массы, перпендикулярного направлению толщины, и разница между внутренним диаметром блока 720 акустического преобразователя и диаметром поперечного сечения элемента 740 массы, перпендикулярного направлению толщины, может быть в пределах 5 мкм – 200 мкм. В некоторых вариантах осуществления внутренний диаметр блока 720 акустического преобразователя может быть на 10 мкм – 180 мкм больше, чем диаметр элемента массы. В некоторых вариантах осуществления внутренний диаметр блока 720 акустического преобразователя может быть на 20 мкм – 160 мкм больше, чем диаметр элемента массы. В некоторых вариантах осуществления внутренний диаметр блока 720 акустического преобразователя может быть на 30 мкм – 140 мкм больше, чем диаметр элемента массы. В некоторых вариантах осуществления внутренний диаметр блока 720 акустического преобразователя может быть на 40 мкм – 120 мкм больше, чем диаметр элемента массы.

В некоторых вариантах осуществления внешний диаметр блока 720 акустического преобразователя может быть меньше, равен или больше, чем размер полости полой базовой конструкции. В некоторых вариантах осуществления внутренний диаметр блока 720 акустического преобразователя может быть меньше, равен или больше, чем размер полости полой базовой конструкции. Полость полой базовой конструкции может быть подобна полости полой базовой конструкции 510. Для получения дополнительной информации обратитесь к соответствующим описаниям фиг. 5, которые здесь не повторяются. Предпочтительно, внешний диаметр блока 720 акустического преобразователя может быть меньше, чем размер полости полой базовой конструкции. В некоторых вариантах осуществления внешний диаметр блока 720 акустического преобразователя может быть меньше, чем размер полости полой базовой конструкции и разница между размером полости полой базовой конструкции и внешним диаметром блока 720 акустического преобразователя может быть в пределах 5 мкм – 400 мкм. Для размера блока 720 акустического преобразователя и размера полости полой базовой конструкции, обратитесь к описанию на фиг. 5, которое здесь не повторяется.

В некоторых вариантах осуществления количество элементов 740 массы может быть одним или несколькими. В некоторых вариантах осуществления множество элементов 740 массы могут быть равномерно расположены вдоль внутренней стороны блока 720 акустического преобразователя. В некоторых вариантах осуществления форма элемента 740 массы может быть цилиндрической, многоугольной, сферической или неправильной формой. Например, как показано на фиг. 32A, форма элемента 740 массы может быть правильной шестиугольной призмой. Например, как показано на фиг. 32B, форма элемента 740 массы может быть цилиндрической. Например, как показано на фиг. 32C-32D, форма элемента 740 массы может быть четырехугольной призмой. Следует заметить, что описание формы каждого компонента в микрофоне с костной проводимостью в настоящем описании может относиться к внешней форме каждого компонента или к форме поперечного сечения каждого компонента, перпендикулярного направлению толщины.

В некоторых вариантах осуществления форма элемента 740 массы может быть цилиндрической и радиус поперечного сечения элемента 740 массы, перпендикулярного направлению толщины, может быть в пределах 100 мкм – 700 мкм. В некоторых вариантах осуществления радиус поперечного сечения элемента 740 массы 740, перпендикулярного направлению толщины, может быть в пределах 120 мкм – 600 мкм. В некоторых вариантах осуществления радиус поперечного сечения элемента 740 массы, перпендикулярного направлению толщины может быть в пределах 140 мкм – 500 мкм. В некоторых вариантах осуществления радиус поперечного сечения элемента 740 массы, перпендикулярного направлению толщины, может быть в пределах 160 мкм – 400 мкм. В некоторых вариантах осуществления радиус поперечного сечения элемента 740 массы, перпендикулярного направлению толщины, может быть в пределах 200 мкм – 350 мкм. В некоторых вариантах осуществления осевая толщина (или называемая толщиной вдоль направления толщины) элемента 740 массы может быть в пределах 20 мкм – 400 мкм. В некоторых вариантах осуществления осевая толщина может быть в пределах 25 мкм – 300 мкм. В некоторых вариантах осуществления осевая толщина может быть в пределах 30 мкм – 200 мкм. В некоторых вариантах осуществления осевая толщина может быть в пределах 35 мкм – 150 мкм.

В некоторых вариантах осуществления элемент 740 массы может быть однослойной структурой или многослойной структурой. В некоторых вариантах осуществления, когда элемент 740 массы является однослойной структурой, элемент 740 массы может быть изготовлен из единственного материала. В некоторых вариантах осуществления единственный материал может содержать, но не ограничиваясь только этим, любой из материалов на базе кремния, таких как монокристаллический кремний, поликристаллический кремний, диоксид кремния, нитрид кремния или карбид кремния. Предпочтительно, элемент 740 массы может быть монокристаллическим кремнием или поликристаллическим кремнием. В некоторых вариантах осуществления, когда элемент 740 массы является многослойной структурой, элемент 740 массы может быть изготовлен из различных материалов. В некоторых вариантах осуществления различные материалы могут содержать, но не ограничиваясь только этим, два или более из материалов на базе кремния, таких как монокристаллический кремний, поликристаллический кремний, диоксид кремния, нитрид кремния или карбид кремния.

В некоторых вариантах осуществления блок 720 акустического преобразователя и элемент 740 массы могут быть расположены на разных сторонах конструкции 730 подвешенной мембраны или расположены на одной и той же стороне конструкции 730 подвешенной мембраны. Например, блок 720 акустического преобразователя и элемент 740 массы оба могут быть расположены на верхней поверхности или на нижней поверхности конструкции 730 подвешенной мембраны. Блок 720 акустического преобразователя может быть распределен вдоль кругового направления элемента 740 массы. Как другой пример, блок 720 акустического преобразователя может быть расположен на верхней поверхности конструкции 730 подвешенной мембраны. Элемент 740 массы может быть расположен на нижней поверхности конструкции 730 подвешенной мембраны. В этом случае, проекция элемента 740 массы на конструкцию 730 подвешенной мембраны может находиться в области блока 720 акустического преобразователя. Как другой пример, блок 720 акустического преобразователя может быть расположен на нижней поверхности конструкции 730 подвешенной мембраны. Элемент 740 массы может быть расположен на верхней поверхности конструкции 730 подвешенной мембраны. В этом случае, проекция элемента 740 массы на конструкцию 730 подвешенной мембраны может находиться в области быть блока 720 акустического преобразователя.

В некоторых вариантах осуществления элемент 740 массы может быть расположен коаксиально с блоком 720 акустического преобразователя или полостью полой базовой конструкции 710. Например, как показано на фиг. 31A-31B, элемент 740 массы может быть расположен коаксиально с блоком 720 акустического преобразователя. В некоторых вариантах осуществления элемент 740 массы не может быть расположен коаксиально с блоком 720 акустического преобразователя или полостью полой базовой конструкции 710. Например, как показано на фиг. 31C, элемент 740 массы может быть расположен не коаксиально с блоком 720 акустического преобразователя. В некоторых вариантах осуществления отклонение оси между элементом 740 массы и блоком 720 акустического преобразователя может быть в пределах 0 мкм–50 мкм. В некоторых вариантах осуществления отклонение оси между элементом 740 массы и блоком 720 акустического преобразователя может быть в пределах 5 мкм–45 мкм. В некоторых вариантах осуществления отклонение оси может быть в пределах 10 мкм–40 мкм. В некоторых вариантах осуществления отклонение оси может быть в пределах 15 мкм 35 мкм. В некоторых вариантах осуществления отклонение оси может быть в пределах 20 мкм – 30 мкм. Так как элемент 740 массы и блок 720 акустического преобразователя не коаксиальны, выходное напряжение и выходной электрический сигнал могут уменьшиться. Предпочтительно, отклонение оси между элементом 740 массы и блоком 720 акустического преобразователя должно быть 0 мкм, т.е. элемент 740 массы и блок 720 акустического преобразователя должны быть расположены коаксиально.

В некоторых вариантах осуществления элемент 740 массы может быть подготовлен на базовом материале (тот же материал, что и материал базовой конструкции 710) посредством фотолитографии, травления или других процессов. Дополнительно, связывание слоистого слоя может быть выполнено на базовом материале, приготовленном с массовым элементом 740, и базовом материале, приготовленном с конструкцией 730 подвешенной мембраны и базовой конструкцией 710. В некоторых вариантах осуществления область связывания может быть область элемента массы 740. В некоторых других вариантах осуществления область связывания может содержать область элемента 740 массы и часть базовой конструкции 710. Может понадобиться зарезервировать на базовой конструкции 710 отверстия в блоке акустического преобразователя и в области контактной площадки. В некоторых вариантах осуществления площадь области связывания на базовой конструкции 710 может составлять 10%-90% области базовой конструкции 710 вдоль поперечного сечения, перпендикулярного направлению толщины. В некоторых вариантах осуществления процесс утончения пластины может использоваться для удаления избытков материалов на материале подложки, в местах, где располагается элемент 740 массы, кроме мест, где нет элемента 740 массы. В других вариантах осуществления элемент 740 массы может быть дополнительно подготовлен на материале подложки блока 720 акустического преобразователя. А именно, с другой стороны материала подложки блока 720 акустического преобразователя (сторона напротив блока 720 акустического преобразователя), могут быть выполнены такие операции, как покрытие, фотолитография и проявление и затем травление на определенную глубину может быть выполнено с помощью процесса глубокого травления кремния. Затем элемент 740 массы может быть вытравлен с помощью глубокого кремниевого процесса травления.

В некоторых вариантах осуществления на материале подложки может быть подготовлен барьерный слой травления. Барьерный слой травления может упростить точное управление размером слоя электродов (например, слоя первого электрода или слоя второго электрода) и барьерный слой травления может также препятствовать тому, чтобы последующий процесс травления повредил материал подложки. Конкретно, барьерный слой травления может быть подготовлен на материале подложки посредством химического осаждения пара (CVD) или термического оксидирования. В некоторых вариантах осуществления толщина барьерного слоя травления может быть в пределах 100 нм – 2 мкм. В некоторых вариантах осуществления толщина барьерного слоя травления может быть в пределах 300 нм – 1 мкм. В некоторых вариантах осуществления барьерный слой травления может также быть удален фотолитографией и процессами травления, чтобы получить микрофон с костной проводимостью.

В некоторых вариантах осуществления выходной электрический сигнал микрофона 700 с костной проводимостью может быть увеличен, изменяя размер, форму, и положение элемента 740 массы и положение, форму и размер пьезоэлектрического слоя. В некоторых вариантах осуществления эффект вывода под действием звукового давления микрофона 700 с костной проводимостью может также быть улучшен, изменяя форму, материал и размер конструкции 730 подвешенной мембраны. Здесь, конструкции и параметры слоя 721 первого электрода, слоя 723 второго электрода и пьезоэлектрического слоя 722 блока 720 акустического преобразователя могут быть подобны конструкциям и параметрам слоя 521 первого электрода, слоя 523 второго электрода и пьезоэлектрического слоя 522 акустического преобразователя 520 на фиг. 5. Конструкции и параметры конструкции 730 подвешенной мембраны подобны конструкциям и параметрам конструкции 530 подвешенной мембраны. Конструкция 7200 выводов может быть подобна конструкции 5200 выводов.

В некоторых вариантах осуществления блока 720 акустического преобразователя может дополнительно обеспечиваться конструкция 7200 выводов. Конструкция 7200 выводов может быть выполнена с возможностью передачи электрического сигнала, полученного кольцами электродов (например, слоем 721 первого электрода и слоем второго 723 электрода), на последующие схемы. В некоторых вариантах осуществления слой 721 первого электрода и слой 723 второго электрода могут быть присоединены к базовой конструкции 710 через конструкцию 7200 выводов. А именно, конструкция 7200 выводов может содержать первый вывод и второй вывод. Один конец первого вывода может быть присоединен к слою 721 первого электрода, а другой конец первого вывода может быть присоединен к базовой конструкции, один конец второго вывода может быть присоединен к слою 721 второго электрода, и другой конец второго вывода может быть присоединен к базовой конструкции.

В некоторых вариантах осуществления эквивалентная жесткость и эквивалентная масса микрофона 500 с костной проводимостью могут также быть скорректированы путем изменения формы, размера (например, длины, ширины и толщины) и материала конструкции 7200 выводов для увеличения выходного электрического сигнала микрофона 700 с костной проводимостью, улучшая, таким образом, чувствительность микрофона 500 с костной проводимостью.

В некоторых вариантах осуществления конструкция 7200 выводов может иметь форму прямой линии, ломаной линии или изогнутой линии. Например, как показано на фиг. 31A-31C, конструкция 7200 выводов может иметь форму прямой линии. Согласно другому примеру, как показано на фиг. 33A, конструкция 7200 выводов может иметь форму кривой линии. Согласно другому примеру, как показано на фиг. 33B, конструкция 7200 выводов может иметь форму ломаной линии. В некоторых вариантах осуществления ширина конструкции 7200 выводов может быть в пределах 10 мкм – 100 мкм. В некоторых вариантах осуществления ширина конструкции 7200 выводов может быть в пределах 15 мкм – 90 мкм. В некоторых вариантах осуществления ширина может быть в пределах 20 мкм – 80 мкм.

На фиг. 34 схематично представлена конструкция выводов в другом микрофоне с костной проводимостью, соответствующем некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 34, слой 721 первого электрода может быть присоединен к контактной площадке 7210 через конструкцию 7200 выводов. Контактная площадка 7210 может быть расположена на верхней поверхности, на нижней поверхности или на боковой поверхности базовой конструкции 710. Как показано на фиг. 34, контактная площадка 7210 может быть расположена на верхней поверхности базовой конструкции 710 для передачи электрического сигнала между блоком 720 акустического преобразователя и корпусом или конструкцией 7200 выводов. Соединяя слой 721 первого электрода с контактной площадкой 7210 через конструкцию 7200 выводов, электрический сигнал между блоком 720 акустического преобразователя и корпусом или конструкцией 7200 выводов может быть уменьшен, уменьшая, таким образом, паразитную емкость и повышая чувствительность микрофона 700 с костной проводимостью. В некоторых вариантах осуществления форма контактной площадки 7210 может быть кругом, эллипсом, треугольником, многоугольником или неправильной формой. Дополнительное описание контактной площадки 7210 смотрите в описании контактной площадки 5210 на фиг. 5, которое здесь не повторяется.

Конструкции и параметры слоя 721 первого электрода, слоя 723 второго электрода и пьезоэлектрического слоя 722 блока 720 акустического преобразователя, показанного на фиг. 7, могут быть подобны конструкциям и параметрам слоя 521 первого электрода, слоя 523 второго электрода и пьезоэлектрического слоя 522 акустического преобразователя 520, показанных на фиг. 5. Конструкции и параметры конструкции 730 подвешенной мембраны могут быть подобны конструкциям и параметрам конструкции 530 подвешенной мембраны. Конструкция 7200 выводов может быть подобна конструкции 5200 выводов. Для получения дополнительной информации обратитесь к соответствующим описаниям на фиг. 5, которые здесь не повторяются.

Конструкции, описанные в одном или нескольких вышеупомянутых вариантах осуществления, могут объединяться друг с другом. Например, блок вибрации может содержать структуру подвешенной мембраны и блок массы и конструкция подвешенной мембраны может содержать по меньшей мере одно отверстие. Для получения дополнительной информации обратитесь к описаниям фиг. 35 и 36.

На фиг. 35 схематично представлен микрофон с костной проводимостью, соответствующий некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. На фиг. 36 представлен вид в разрезе частичной конструкции микрофона с костной проводимостью, показанного на фиг. 35 и соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 35 и 36, микрофон 3500 с костной проводимостью может содержать базовую конструкцию 3510 и слоистую конструкцию, и по меньшей мере часть слоистой конструкции соединяется с базовой конструкцией 3510. В некоторых вариантах осуществления базовая конструкция 3510 может быть полой рамочной конструкцией и часть слоистой конструкции может быть расположена в месте расположения полости полой рамочной конструкции. Следует заметить, что рамочная конструкция может не ограничиваться формой параллелепипеда, показанной на фиг. 35. В некоторых вариантах осуществления конструкция кадра может быть правильной или неправильной конструкцией, такой как призма или цилиндр.

В некоторых вариантах осуществления слоистая конструкция может содержать блок 3520 акустического преобразователя и блок вибрации. Как показано на фиг. 35, блок вибрации может содержать конструкцию 3530 подвешенной мембраны. Конструкция 3530 подвешенной мембраны может быть закреплена на базовой конструкции 3510, соединяя периферийную сторону с базовой конструкцией 3510. Центральная область конструкции 3530 подвешенной мембраны может быть подвешена в месте расположения полости в базовой конструкции 3510. В некоторых вариантах осуществления конструкция 3530 подвешенной мембраны может быть расположена на верхней поверхности или на нижней поверхности базовой конструкции 3510. В некоторых вариантах осуществления периферийная сторона конструкции 3530 подвешенной мембраны может также быть присоединена к внутренней стене в месте расположения полости в базовой конструкции 3510.

В некоторых вариантах осуществления конструкция подвешенной мембраны 3530 может содержать по меньшей мере один упругий слой. Упругий слой может быть конструкцией в форме мембраны, изготовленной из полупроводникового материала. В некоторых вариантах осуществления полупроводниковый материал может содержать диоксид кремния, нитрид кремния, нитрид галлия, окись цинка, карбид кремния, монокристаллический кремний, поликристаллический кремний и т.п. В некоторых вариантах осуществления конструкция 3530 подвешенной мембраны может содержать множество отверстий 35300, распределенных вокруг центра блока 3520 акустического преобразователя вдоль кругового направления (например, внешнего кругового направления и/или внутреннего кругового направления) блока 3520 акустического преобразователя. Конструкция и параметры конструкции 3530 подвешенной мембраны и конструкция подвешенной мембраны 530 могут быть подобны. Для получения дополнительной информации обратитесь к соответствующим описаниям на фиг. 5, которые здесь не повторяются.

В некоторых вариантах осуществления блок 3520 акустического преобразователя может быть расположена на верхней поверхности или на нижней поверхности конструкции 3530 подвешенной мембраны. Например, как показано на фиг. 35 и 36, блок 3520 акустического преобразования может быть расположен на верхней поверхности конструкции 3530 подвешенной мембраны. Согласно фиг. 35 и 36, в некоторых вариантах осуществления, блок 3520 акустического преобразователя может содержать слой 3521 первого электрода, пьезоэлектрический слой 3522 и слой 3523 второго электрода, расположенные последовательно сверху вниз. Местоположение слоя первого электрода и местоположение слоя 3523 второго электрода могут меняться местами. Конструкция и параметры блока 3520 акустического преобразователя могут быть подобны конструкции и параметрам блока 520 акустического преобразователя или конструкции и параметрам блока 720 акустического преобразователя. Для получения дополнительной информации обратитесь к соответствующим описаниям на фиг. 5 или фиг. 7, которые здесь не повторяются.

В некоторых вариантах осуществления блок вибрации может дополнительно содержать элемент 3540 массы (не показан на фиг. 35) и элемент 3540 массы может быть расположен на верхней поверхности или на нижней поверхности конструкции 3530 подвешенной мембраны. Например, как показано на фиг. 36, элемент 3540 массы может быть расположен на нижней поверхности конструкции 3530 подвешенной мембраны. Конструкция и параметры элемента 3540 массы могут быть подобны конструкции и параметрам элемента 740 массы. Для получения дополнительной информации обратитесь к соответствующим описаниям на фиг. 7, которые здесь не повторяются.

На основе одного или нескольких вышеупомянутых вариантов осуществления, резонансные характеристики микрофона с костной проводимостью со множеством круговых отверстий в конструкции с подвешенной мембраной и микрофона с костной проводимостью с элементом массы под конструкцией подвешенной мембраны могут быть соответственно описаны на фиг. 37 и 38. Следует заметить, что конструктивные установки микрофона с костной проводимостью, соответствующего фиг. 37 и 38, служат только для иллюстрации, что резонансная частота микрофона с костной проводимостью может корректироваться путем установки отверстий и элемента массы в конструкции подвешенной мембраны и не может ограничивать объем защиты настоящего раскрытия.

На фиг. 37 представлена резонансная характеристика микрофона с костной проводимостью, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. На фиг. 38 показана резонансная характеристика другого микрофона с костной проводимостью, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Следует заметить, что резонансная характеристика может быть частотной характеристикой. Микрофон с костной проводимостью, соответствующий резонансной характеристике, показанной на фиг. 37, может быть микрофоном с круговой конструкцией подвешенной мембраны, показанной на фиг. 28, причем круговая конструкция содержит множество сквозных отверстий. Количество отверстий может быть в пределах 2 – 18 и отверстия образуют один или два круга и распределяются по кругу. Радиусы отверстий могут быть в пределах 20 мкм – 300 мкм, и радиусы кругов, покрывающих отверстия, могут быть в пределах 300 мкм – 700 мкм. Толщина конструкции подвешенной мембраны может быть в пределах 0,5 мкм – 10 мкм. Форма конструкции подвешенной мембраны может быть круговой и радиус конструкции подвешенной мембраны может быть в пределах 500 мкм – 1500 мкм. Блок акустического преобразователя может быть круговым замкнутым кольцом с внутренним диаметром 100 мкм – 700 мкм и внешним диаметром 110 мкм – 710 мкм. Микрофон с костной проводимостью, соответствующий резонансной характеристике, показанной на фиг. 38, может быть структурой круговой конструкции подвешенной мембраны и кругового элемента массы, показанных на фиг. 31A. Количество элементов массы может быть 1-3 и форма элемента массы может быть цилиндрической. Толщина элемента массы может быть в пределах 20 мкм – 400 мкм, радиус поперечного сечения элемента массы, перпендикулярного направлению толщины, может быть в пределах 100 мкм – 700 мкм, и элемент массы и блок акустического преобразователя могут быть расположены коаксиально. Толщина конструкции подвешенной мембраны может быть в пределах 0,5 мкм – 10 мкм. Форма конструкции подвешенной мембраны может быть круглой. Радиус конструкции подвешенной мембраны может быть в пределах 500 мкм – 1500 мкм. Блок акустического преобразователя может быть круговым замкнутым кольцом с внутренним диаметром 100 мкм – 700 мкм и внешним диаметром 110 мкм – 710 мкм.

Как видно на фиг. 37, что диапазон резонансных частот может составлять 2 кГц – 5 кГц (пик резонансной частоты может приходиться на частоту 3,8 кГц). На фиг. Фиг. 38 видно, что резонансная частота может приходиться на диапазон 3 кГц – 5,5 кГц (пик резонансной частоты может быть на частоте 4,5 кГц). Резонансная частота микрофона с костной проводимостью может корректироваться, чтобы попадать в диапазон 3 кГц – 4,5 кГц, корректируя количество, размер, места расположения и распределение отверстий, а также размер, форму, местоположение, вес и т.д. элемента массы, корректируя, таким образом, выходной электрический сигнал микрофона с костной проводимостью и повышая чувствительность микрофона с костной проводимостью.

На фиг. 8 схематично показан микрофон с костной проводимостью, соответствующий некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. На фиг. 9 представлен видом в разрезе вдоль оси С-С микрофона с костной проводимостью, показанного на фиг. 8, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 8, базовая конструкция 810 может быть рамочной параллелепипедной конструкцией. В некоторых вариантах осуществления внутренняя часть базовой конструкции 810 может содержать полость, выполненную с возможностью размещения блока 820 акустического преобразователя и блока вибрации. В некоторых вариантах осуществления форма полости может быть круглой, четырехугольной (например, прямоугольной, параллелограммом), пятиугольной, шестиугольной, семиугольной, восьмиугольной и другими правильными или неправильными формами. В некоторых вариантах осуществления размер одной стороны прямоугольной полости может быть в пределах 0,8 мм – 2 мм. Предпочтительно, размер одной стороны прямоугольной полости может быть в пределах 1 мм – 1,5 мм. В некоторых вариантах осуществления блок вибрации может содержать четыре опорных рычага 830 и элемент 840 массы. Один конец каждого из четырех опорных рычагов 830 может прикрепляться к верхней поверхности или к нижней поверхности базовой конструкции 810 или к боковой стенке, на которой определено местоположение полости базовой конструкции 810, а другой конец каждого из четырех опорных рычагов 830 может быть прикреплен к верхней поверхности, к нижней поверхности или к круговой боковой стенке элемента 840 массы. В некоторых вариантах осуществления элемент 840 массы может выступать вверх и/или вниз относительно опорных рычагов 830. Например, когда концы четырех опорных рычагов 830 крепятся к верхней поверхности элемента 840 массы, элемент 840 массы может выступать вниз относительно опорных рычагов 830. Как другой пример, когда концы четырех опорных рычагов 830 прикрепляются к нижней поверхности элемента 840 массы, элемент 840 массы может выступать вверх относительно опорных рычагов 830. Как другой пример, когда концы четырех опорных рычагов 830 прикрепляются к круговой боковой стенке стороны элемента 840 массы, элемент 840 массы может выступать вверх и вниз относительно опорных рычагов 830. В некоторых вариантах осуществления форма опорных рычагов 830 может быть трапецеидальной. Конец каждого из опорных рычагов 830 с меньшей шириной может быть прикреплен к элементу 840 массы, а конец каждого из опорных рычагов 830 с большей шириной может быть прикреплен к базовой конструкции 810.

В некоторых вариантах осуществления каждый из опорных рычагов 830 может содержать по меньшей мере один упругий слой. Упругий слой может быть структурой, имеющей форму пластины, изготовленной из полупроводникового материала. В некоторых вариантах осуществления полупроводниковый материал может содержать кремний, диоксид кремния, нитрид кремния, нитрид галлия, окись цинка, карбид кремния и т.п. В некоторых вариантах осуществления материалы различных упругих слоев опорных рычагов 830 могут быть одинаковыми или разными. Дополнительно, микрофон 800 с костной проводимостью может содержать блок 820 акустического преобразователя. Блок 820 акустического преобразователя может содержать слой 821 первого электрода, пьезоэлектрический слой 822 и слой 823 второго электрода, расположенные последовательно сверху вниз. Слой 821 первого электрода или слой 823 второго электрода могут быть присоединены к верхней поверхности или к нижней поверхности опорных рычагов 830 (например, к упругому слою). В некоторых вариантах осуществления, когда опорные рычаги 830 содержат множество упругих слоев, блок 820 акустического преобразователя может также быть расположен среди множества упругих слоев. Пьезоэлектрический слой 822 может формировать напряжение (разность потенциалов) под действием напряжения деформации блока вибрации (например, опорного рычага 830 и элемента 840 массы) на основе пьезоэлектрического эффекта и слой 821 первого электрода и слой 823 второго электрода могут выводить напряжение (электрический сигнал). Чтобы получить резонансную частоту микрофона 800 с костной проводимостью в определенном частотном диапазоне (например, 2000 Гц – 5000 Гц), материалы и толщина блока 820 акустического преобразователя (например, слой 821 первого электрода, слой 823 второго электрода и пьезоэлектрический слой 822), блока вибрации (например, опорного рычага 830) могут корректироваться. В некоторых вариантах осуществления блок 820 акустического преобразователя может также содержать слой электродов проводного монтажа (слой PAD), расположенный на слое 821 первого электрода и на слое 823 второго электрода. Слой 821 первого электрода и слой 823 второго электрода могут быть соединены с внешней схемой посредством внешнего монтажа (например, золотыми проволоками, алюминиевыми проволоками и т.д.), чтобы выводить сигнал напряжения, присутствующего между слоем 821 первого электрода и слоем 823 второго электрода, на схему обработки выходного устройства. В некоторых вариантах осуществления материал проводного монтажа слоя электродов медную фольгу, титан, медь и т.п. В некоторых вариантах осуществления толщина слоя электрода проводного монтажа может быть в пределах 100 нм – 200 нм. Предпочтительно, толщина проводного монтажа слоя электродов может быть в пределах 150 нм – 200 нм. В некоторых вариантах осуществления блок 820 акустического преобразователя может дополнительно содержать затравочный слой. Затравочный слой может быть расположен между слоем 823 второго электрода и опорным рычагом 830. В некоторых вариантах осуществления материал затравочного слоя может совпадать с материалом пьезоэлектрического слоя 822. Например, когда материалом пьезоэлектрического слоя 822 является AlN, материалом затравочного слоя может также быть AlN. В некоторых вариантах осуществления материал затравочного слоя может также отличаться от материала пьезоэлектрического слоя 822. Следует заметить, что конкретное значение резонансной частоты вышеупомянутого микрофона 800 с костной проводимостью может не ограничиваться диапазоном 2000 Гц – 5000 Гц и может также быть в пределах 4000 Гц – 5000 Гц или 2300 Гц – 3300 Гц и т.д. Конкретный частотный диапазон может корректироваться в соответствии с фактической ситуацией. Кроме того, когда элемент 840 массы выступает вверх относительно опорных рычагов 830, блок 820 акустического преобразователя может быть расположена на нижней поверхности опорных рычагов 830 и затравочный слой может быть расположен между элементом 840 массы и опорными рычагами 830.

В некоторых вариантах осуществления элемент 840 массы может быть однослойной конструкцией или многослойной конструкцией. В некоторых вариантах осуществления элемент 840 массы может быть многослойной конструкцией. Количество слоев элемента 840 массы, материал и параметры, соответствующие каждой конструкции слоя, могут совпадать или отличаться от упругого слоя опорных рычагов 830 и блока 820 акустического преобразователя. В некоторых вариантах осуществления форма элемента 840 массы может быть круглой, полукруглой, эллипсоидной, треугольной, четырехугольной, пятиугольной, шестиугольной, семиугольной, восьмиугольной или другими правильными или неправильными формами. В некоторых вариантах осуществления толщина элемента 840 массы может совпадать или отличаться от общей толщины опорных рычагов 830 и блока 820 акустического преобразователя. Для материала и размера элемента 840 массы, когда он является многослойной конструкцией, обратитесь к описаниям упругого слоя опорных рычагов 830 и блока 820 акустического преобразователя, которые здесь не повторяются. Кроме того, материалы и параметры конструкции каждого упругого слоя и блока 820 акустического преобразователя могут также быть применимы к микрофону с костной проводимостью, показанному на фиг. 1, 3-5, и 7.

В некоторых вариантах осуществления блок 820 акустического преобразователя может содержать, по меньшей мере, блок эффективного акустического преобразователя. Блок эффективного акустического преобразователя может относиться к частичной конструкции акустического преобразователя, которая, в конечном счете, создает электрический сигнал. Например, слой 821 первого электрода, пьезоэлектрический слой 822 и слой 823 второго электрода могут иметь одинаковые форму и площадь и частично покрывать опорные рычаге 830 (упругий слой) и тогда слой 821 первого электрода, пьезоэлектрический слой 822 и слой 823 второго электрода могут быть блоками эффективного преобразователя. Как другой пример, слой 821 первого электрода и пьезоэлектрический слой 822 могут частично покрывать опорные рычаги 830, а слой 823 второго электрода может полностью покрывать опорные рычаги 830, тогда слой 821 первого электрода, пьезоэлектрический слой 822 и часть слоя 823 второго электрода, соответствующая слою 821 первого электрода, могут образовывать блок эффективного акустического преобразователя. Как другой пример, слой 821 первого электрода может частично покрывать опорные рычаги 830, а пьезоэлектрический слой 822 и слой 823 второго электрода могут полностью покрывать опорные рычаги 830, тогда слой 821 первого электрода, часть пьезоэлектрического слоя 822, соответствующая слою 821 первого электрода, и часть слоя 823 второго электрода, соответствующая слою 821 первого электрода, может образовывать блок эффективного преобразователя. Как другой пример, слой 821 первого электрода, пьезоэлектрический слой 822 и слой 823 второго электрода могут полностью покрывать опорные рычаги 830, но слой 821 первого электрода может быть разделен на множество независимых электродов посредством расположения изолированных канавок (например, изолированные канавки 8200 для электродов), тогда независимая часть электрода слоя 821 первого электрода, которая выводит электрический сигнал, соответствующий пьезоэлектрический слой 822 и часть слоя 823 второго электрода могут образовывать блок эффективного преобразователя. Независимая область электрода в слое 821 первого электрода, которая не выводит электрический сигнал, независимый электрод в слое 821 первого электрода, который не выводит электрический сигнал и пьезоэлектрический слой 822, соответствующий изолированным канавкам и области слоя 823 второго электрода могут не обеспечивать электрический сигнал и могут, главным образом, обеспечивать механический эффект. Для повышения SNR микрофона 800 с костной проводимостью блок эффективного акустического преобразователя может быть расположен в месте расположения опорных рычагов 830 вблизи элемента 840 массы или около места соединения между опорными рычагами 830 и базовой конструкцией 810. Предпочтительно, блок эффективного акустического преобразователя может быть расположена в месте, в котором опорные рычаги 830 находятся вблизи от элемента 840 массы. В некоторых вариантах осуществления, когда блок эффективного акустического преобразователя расположен в месте расположения опорных рычагов 830 вблизи элемента 840 массы или около места соединения между опорными рычагами 830 и базовой конструкцией 810, отношение площади покрытия блока эффективного акустического преобразователя на опорных рычагах 830 к площади опорных рычагов 830 может быть в пределах 5%-40%. Предпочтительно, отношение площади покрытия блока эффективного акустического преобразователя на опорных рычагах 830 к площади опорных рычагов 830 может быть в пределах 10%-35%. Дополнительно предпочтительно, отношение площади покрытия блока эффективного акустического преобразователя на опорных рычагах 830 к площади опорных рычагов 830 может быть в пределах 15%-20%.

SNR микрофона 800 с костной проводимостью может положительно коррелироваться с интенсивностью выходного электрического сигнала. Когда слоистая конструкция перемещается относительно базовой конструкции, напряжение деформации в месте соединения между опорными рычагами 830 и элементом 840 массы и в месте соединения между опорными рычагами 830 и базовой конструкции 810 может больше напряжения деформации относительно средней области опорных рычагов 830. Соответственно, интенсивность выходного напряжения в месте соединения между опорными рычагами 830 и элементом 840 массы и в месте соединения между опорными рычагами 830 и базовой конструкцией 810 может быть относительно выше, чем интенсивность выходного напряжения в средней области опорных рычагов 830. В некоторых вариантах осуществления, когда блок 820 акустического преобразователя полностью или почти полностью покрывает верхнюю поверхность или нижнюю поверхность опорных рычагов 830, для повышения SNR микрофона 800 с костной проводимостью изолирующая канавка электрода может быть расположена в слое 821 первого электрода. Изолирующая канавка 8200 электрода может разделить слой 821 первого электрода на две части, так чтобы часть слоя 821 первого электрода могла находиться ближе к элементу 840 массы, а другая часть слоя 821 первого электрода могла находиться вблизи места соединения опорных рычагов 830 и базовой конструкции 810. Слой 821 первого электрода и соответствующий пьезоэлектрический слой 822 и часть из этих двух частей, разделенных изолированной канавкой 8200 электрода в слое 823 второго электрода, от которого выводится электрический сигнал, является блоком эффективного акустического преобразования энергии. В некоторых вариантах электрод изолирующая канавка 8200 электрода может быть прямой, проходящей вдоль направления ширины опорных рычагов 830. В некоторых вариантах осуществления ширина изолированной канавки 8200 электрода может быть в пределах 2 мкм – 20 мкм. Предпочтительно, ширина изолированной канавки 8200 электрода может быть в пределах 4 мкм – 10 мкм.

Следует заметить, что изолирующая канавка 8200 электрода может не ограничиваться прямой линией, проходящей вдоль направления ширины опорных рычагов 830, и может также быть изогнутой линией, согнутой линией, волнистой линией и т.п. Кроме того, изолирующая канавка 8200 электрода может не проходить вдоль направления ширины опорных рычагов 830, так как изолирующая канавка 8201 электрода, показанная на фиг. 10. Изолирующая канавка электрода может использоваться только для разделения блока 820 акустического преобразователя на несколько частей, что дополнительно здесь не ограничивается.

Как показано на фиг. 10, когда частичная конструкция блока 820 акустического преобразователя (например, блока акустического преобразователя между изолированной канавкой 8201 электрода и элементом 840 массы на фиг. 10) установлена в месте, в котором опорные рычаги 830 находятся вблизи элемента 840 массы, слой 821 первого электрода и/или слой 823 второго электрода могут дополнительно содержать вывод электрода. Принимая в качестве примера слой 821 первого электрода, изолирующая канавка 8201 электрода может разделить слой первого 821 электрода на две части. Часть слоя 821 первого электрода может присоединяться к элементу 840 массы или вблизи элемента 840 массы, а другая часть слоя 821 первого электрода может присоединяться вблизи соединения опорных рычагов 830 и базовой конструкции 810. Для вывода напряжения блока 820 акустического преобразователя, находящегося вблизи элемента 840 массы, частичная область (область слоя 821 первого электрода, расположенная на краю опорных рычагов 830, показанных на чертеже) может быть отделена от слоя первого электрода, ближнего к месту соединения между опорными рычагами 830 и базовой конструкцией 810. Частичная область регион может электрически соединить часть блока 820 акустического преобразователя, присоединенного к элементу 840 массы или вблизи к элементу 840 массы, с блоком обработки микрофона 800 костной проводимости. В некоторых вариантах осуществления ширина вывода электрода может быть в пределах 4 мкм – 20 мкм. Предпочтительно, ширина вывода электрода может быть в пределах 4 мкм – 10 мкм. В некоторых вариантах осуществления вывод электрода может быть расположен в любом месте в направлении ширины опорных рычагов 830. Например, вывод электрода может быть расположен в центре опорных рычагов 830 или около края в направлении ширины. Предпочтительно, вывод электрода может быть расположен вблизи края опорных рычагов 830 в направлении ширины. Использования проводников в блоке 820 акустического преобразователя можно избежать, соответственно располагая выводы 8211, и конструкция относительно проста, что удобно для последующего производства и сборки.

Полагая, что у пьезоэлектрического материала пьезоэлектрического слоя 822 за счет травления в области вблизи края опорного рычага 830 может возникнуть шероховатость, качество пьезоэлектрического материала может ухудшиться. В некоторых вариантах осуществления, когда площадь пьезоэлектрического слоя 822 равна площади слоя 823 второго электрода, чтобы заставить слой 821 первого электрода располагаться в области пьезоэлектрического материала с лучшим качеством, площадью пьезоэлектрического слоя 822 могут быть меньше, чем площадь слоя 821 первого электрода, так чтобы область края слоя 821 первого электрода мог избежать области края пьезоэлектрического слоя 822 и канавка отодвигания электрода (не показана на чертеже) может быть сформирована между слоем 821 первого электрода и пьезоэлектрическим уровнем 822. Области с плохим качеством на краю пьезоэлектрического слоя 822 можно избежать от слоя 821 первого электрода и слоя 823 второго электрода, устанавливая канавку отодвигания электрода, улучшая таким образом, SNR микрофона с костной проводимостью. В некоторых вариантах осуществления ширина канавки отодвигания электрода может быть в пределах 2 мкм – 20 мкм. Предпочтительно, ширина канавки отодвигания электрода может быть в пределах 2 мкм – 10 мкм.

Как показано на фиг. 10, принимая элемент 840 массы, выступающий вниз относительно опорных рычагов 830 в качестве примера, блок 820 акустического преобразователя может дополнительно содержать дополнительную область 8210, проходящую вдоль направления длины опорных рычагов 830. Дополнительная область 8210 может быть расположена на верхней поверхности элемента 840 массы. В некоторых вариантах осуществления изолирующая канавка 8201 электрода может быть расположена на краю верхней поверхности дополнительной области 8210 на верхней поверхности элемента 840 массы для предотвращения чрезмерной концентрации напряжения опорных рычагов 830, улучшая, таким образом, устойчивость опорных рычагов 830. В некоторых вариантах осуществления длина дополнительной области 8210 может быть больше, чем ширина опорных рычагов 830. Длина дополнительной области 8210 может соответствовать ширине опорных рычагов 830. В некоторых вариантах осуществления длина дополнительной области 8210 может быть в пределах 4 мкм – 30 мкм. Предпочтительно, длина дополнительной области 8210 может быть в пределах 4 мкм – 15 мкм. В некоторых вариантах осуществления длина дополнительной области 8210 на элементе 840 массы может иметь ширину, в 1,2-2 раза большую, чем ширина соединительной детали между опорными рычагами 830 и краем элемента 840 массы. Предпочтительно, длина дополнительной области 8210 на элементе 840 массы может быть в 1,2-1,5 раз больше ширины соединительной детали между опорными рычагами 830 и краем элемента 840 массы.

На фиг. 11 схематично представлен микрофон с костной проводимостью, соответствующий некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Полная конструкция микрофона 1000 с костной проводимостью, показанная на фиг. 11, является, по существу, такой же, как конструкция микрофона 800 с костной проводимостью, показанного на фиг. 8. Различие состоит в том, что формы опорных рычагов рук поддержки могут отличаться. Как показано на фиг. 11, базовая конструкция 1010 может быть рамочной параллелепипедной конструкцией. В некоторых вариантах осуществления внутренняя часть базовой конструкции 1010 может содержать полость, выполненную с возможностью подвески блока акустического преобразователя и блока вибрации. В некоторых вариантах осуществления форма полости может быть круглой, четырехугольной (например, прямоугольник, параллелограмм), пятиугольником, шестиугольником, семиугольником, восьмиугольником или другими правильными или неправильными формами. В некоторых вариантах осуществления блок вибрации может содержать четыре опорных рычага 1030 и элемент массы 1040. Один конец каждой из четырех опорных рычагов 1030 может быть присоединен к верхней поверхности или к нижней поверхности базовой конструкции 1010 или к боковой стенке, где расположена полость базовой конструкции 1010, а другой конец каждого из четырех опорных рычагов 1030 может быть присоединен к верхней поверхности, к нижней поверхности или к круговой боковой стенке элемента 1040 массы. В некоторых вариантах осуществления элемент 1040 массы может выступать вверх и/или вниз относительно опорных рычагов 1030. Например, когда концы четырех опорных рычагов 1030 присоединяются к верхней поверхности элемента 1040 массы, элемент 1040 массы может выступать вниз относительно опорных рычагов 1030. Как другой пример, когда концы четырех опорных рычагов 1030 присоединены к нижней поверхности элемента 1040 массы, элемент 1040 массы может выступать вверх относительно опорных рычагов 1030. Как другой пример, когда концы четырех опорных рычагов 1030 присоединены к круговым боковым стенкам элемента 1040 массы, элемент 1040 массы может выступать вверх и вниз относительно опорных рычагов 1030. В некоторых вариантах осуществления формы опорных рычагов 1030 могут быть прямоугольниками. Один конец каждого из опорных рычагов 1030 может быть присоединен к элементу 1040 массы, а другой конец каждого из опорных рычагов 1030 может быть присоединен к базовой конструкции 1010.

В некоторых вариантах осуществления для повышения SNR микрофона 1000 с костной проводимостью, блок эффективная эффективного акустического преобразователя может быть расположен в месте расположения опорных рычагов 1030 вблизи элемента 1040 массы или вблизи места соединения опорных рычагов 1030 и базовой конструкции 1010. Предпочтительно, блок эффективного акустического преобразователя может быть расположен в месте расположения опорных рычагов 1030 вблизи элемента 1040 массы. В некоторых вариантах осуществления, когда блок эффективного акустического преобразователя расположен в месте расположения опорных рычагов 1030 вблизи элемента 1040 массы или вблизи места соединения опорных рычагов 1030 и базовой конструкции 1010, отношение площади покрытия блока эффективного акустического преобразователя на опорных блоках 1030 к площади опорных рычагов 1030 может быть в пределах 5%-40%. Предпочтительно, отношение площади покрытия блока эффективного акустического преобразователя на опорных рычагах 1030 к площади опорных рычагов 1030 может быть в пределах 10%-35%. Дополнительно, предпочтительно отношение площади покрытия блока 1020 эффективного акустического преобразователя на опорных рычагах 1030 к площади опорных рычагов 1030 может быть в пределах 15%-20%.

SNR микрофона с костной проводимостью 1000 может положительно коррелироваться с мощностью выходного электрического сигнала. Когда слоистая конструкция движется относительно базовой конструкции, напряжения деформации в месте соединения опорных рычагов 1030 и элемента 1040 массы и в месте соединении опорных рычагов 1030 и базовой конструкции 1010 могут быть больше относительно напряжения деформации в средней области опорных рычагов 1030. Дополнительно, интенсивность выходного напряжения в месте соединения опорных рычагов 1030 и элемента 1040 массы и в месте соединении опорных рычагов 1030 и базовой конструкции 1010 может быть относительно выше, чем интенсивность выходного напряжения в средней области опорных рычагов 1030. В некоторых вариантах осуществления, когда блок акустического преобразователя полностью или почти полностью покрывает верхнюю поверхность или нижнюю поверхность опорных рычагов 1030, для повышения SNR микрофона 1000 с костной проводимостью изолирующая канавка 1050 электрода может быть расположена в слое первого электрода. Изолирующая канавка 1050 электрода может разделить слой первого электрода на две части, так, чтобы часть слоя первого электрода могла находиться вблизи элемента 1040 массы, а другая часть слоя первого электрода могла находиться вблизи места соединения опорных рычагов 1030 и базовой конструкции 1010. В некоторых вариантах осуществления изолирующая канавка 1050 электрода может иметь форму прямой линии, проходящей вдоль направления ширины опорных рычагов 1030. В некоторых вариантах осуществления ширина изолированной канавки электрода может быть в пределах 2 мкм – 20 мкм. Предпочтительно, ширина изолированной канавки 1050 электрода может быть в пределах 4 мкм – 10 мкм.

Следует заметить, что форма изолирующей канавки 1050 элемента может отличаться от прямой линией, проходящей вдоль направления ширины опорного рычага 1030, но может также быть изогнутой линий, ломаной линией, волнистой линией и т.п. Кроме того, изолирующая канавка 1050 электрода может не проходить вдоль направления ширины опорных рычагов 1030, таких как изолирующая канавка 11200 электрода, показанная на фиг. 12. Изолирующая канавка электрода может использоваться только для разделения блока акустического преобразователя на несколько частей, что дополнительно здесь не ограничивается.

Как показано на фиг. 12, когда частичная конструкция акустического преобразователя (например, блок акустического преобразователя между изолирующей канавкой 11200 электрода и элементом 1140 массы 1140 на фиг. 12) расположена в месте расположения опорных рычагов 1130 вблизи от элемента массы 1140, слой 1121 первого электрода и/или слой второго электрода могут также содержать вывод электрода. Принимая в качестве примера слой 1121 первого электрода, изолирующая канавка 11200 электрода может разделить слой 1121 первого электрода на две части. Часть слоя 1121 первого электрода может быть присоединена к элементу 1140 массы или находится вблизи элемента 1140 массы, а другая часть слоя 1121 первого электрода может находиться вблизи места соединения опорных рычагов 1130 и базовой структуры 1110. Для вывода напряжения блока акустического преобразователя вблизи от элемента 1140 массы области части (область слоя 1120 первого электрода, расположенная на краю опорных рычагов 1130, показанных на чертеже), может быть отделена от слоя 1121 первого электрода вблизи места соединения опорных рычагов 1130 и базовой конструкции 1110 посредством изолирующей канавки 11200 электрода. Эта часть области может электрически соединять часть акустического преобразователя, присоединенную к элементу 1140 или близко элемента 1140 массы, с блоком обработки микрофона с костной проводимостью. В некоторых вариантах осуществления ширина вывода электрода может быть в пределах 4 мкм – 20 мкм. Предпочтительно, ширина вывода электрода может быть в пределах 4 мкм – 10 мкм. В некоторых вариантах осуществления вывод электрода может быть расположен в любом месте в направлении ширины опорных рычагов 1130. Например, вывод электрода может быть расположен в центре опорных рычагов 1130 или около края в направлении ширины. Предпочтительно, вывод электрода может быть расположен около края опорных рычагов 1130 в направлении ширины. Использования монтажных проводников в блоке акустического преобразователя можно избежать путем соответствующего расположения выводов электродов и конструкция является относительно простой и удобной для последующего изготовления и сборки.

Как показано на фиг. 13, качество пьезоэлектрического материала может ухудшаться, поскольку область пьезоэлектрического материала пьезоэлектрического слоя вблизи от края опорных рычагов может становиться шероховатой из-за травления. В некоторых вариантах осуществления, когда площадь пьезоэлектрического слоя равна площади слоя второго электрода, чтобы заставить слой первого электрода располагаться в области пьезоэлектрического материала с лучшим качеством, площадь пьезоэлектрического слоя может быть меньше, чем площадь слоя первого электрода, так чтобы граничная область слоя первого электрода не совпадала с граничной областью пьезоэлектрического слоя и между слоем 1121 первого электрода и пьезоэлектрическим слоем могла быть сформирована канавка 11212 отодвигания электрода. Образуя канавку 11212 отодвигания электрода, область с плохим качеством края пьезоэлектрического слоя можно отодвинуть от слоя первого электрода и слоя второго электрода, повышая, таким образом, SNR микрофона с костной проводимостью. В некоторых вариантах осуществления ширина канавки 11212 отодвигания электрода может быть в пределах 2 мкм – 20 мкм. Предпочтительно, ширина канавки 11212 отодвигания электрода может быть в пределах 2 мкм – 10 мкм.

Как показано на фиг. 14, в некоторых вариантах осуществления, принимая элемент 1140 массы, выступающий вниз относительно опорных рычагов 1130, в качестве примера, блок акустического преобразователя может дополнительно содержать дополнительную область 11210, проходящую вдоль направления длины опорных рычагов 1130. Дополнительная область 11210 может быть расположена на верхней поверхности элемента 1140 массы. В некоторых вариантах осуществления изолирующая канавка 11200 электрода может быть расположена на краю дополнительной области 11210 на верхней поверхности элемента 1140 массы для предотвращения чрезмерной концентрации напряжения опорных рычагов 1130, тем самым, повышая устойчивость опорных рычагов 1130. В некоторых вариантах осуществления длина дополнительной области 11210 может быть больше, чем ширина опорных рычагов 1130. Длина дополнительной области 11210 может соответствовать ширине опорных рычагов 1130. В некоторых вариантах осуществления длина дополнительной области 11210 может быть в пределах 4 мкм – 30 мкм. Предпочтительно, длина дополнительной области 11210 может быть в пределах 4 мкм – 15 мкм. В некоторых вариантах осуществления длина дополнительной области 11210 на элементе 1140 массы может иметь ширину, в 1,2-2 раза большую ширины соединительной детали между опорными рычагами 1130 и краем элемента 1140 массы. Предпочтительно, длина дополнительной области 11210 на элементе 1140 массы может иметь ширину, в 1,2-1,5 раза большую, чем ширина соединительной части между опорными рычагами 1130 и краем элемента 1140 массы. Для материалов, размеров и других параметров блока акустического преобразователя, слоя первого электрода, слоя второго электрода, пьезоэлектрического слоя, блока вибрации и элемента 1140 массы в варианте осуществления, обратитесь к описаниям фиг. 8-10, которые здесь не повторяются.

На фиг. 15 схематично представлен другой микрофон с костной проводимостью, соответствующий некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Конструкция микрофона 1500 с костной проводимостью, показанная на фиг. 15, по существу, может быть такой же, как микрофона 800 с костной проводимостью, показанного на фиг. 8. Различие может состоять в способе соединения между опорными рычагами и базовой конструкцией. Как показано на фиг. 15, базовая конструкция 1510 может быть рамочной параллелограммной конструкцией. В некоторых вариантах осуществления внутренняя часть базовой конструкции 1510 может содержать место расположения полости, выполненное с возможностью подвести блока акустического преобразователя и блока вибрации. В некоторых вариантах осуществления блок вибрации может содержать четыре опорного рычага 1530 и элемент 1540 массы. Один конец каждого из четырех опорных рычагов 1530 может быть присоединен к верхней поверхности или к нижней поверхности базовой конструкции 1510 или к боковой стенке, где находится место расположения полости базовой конструкции 1510, а другой конец каждого из четырех опорных рычагов 1530, может быть присоединен к верхней поверхности, к нижней поверхности или к круговой боковой стенке элемента 1540 массы. В некоторых вариантах осуществления элемент 1540 массы может выступать вверх и/или вниз относительно опорных рычагов 1530. Например, когда концы четырех опорных рычагов 1530 присоединены к верхней поверхности элемента 1540 массы, элемент 1540 массы может выступать вниз относительно опорных рычагов 1530. Как другой пример, когда концы четырех опорных рычагов 1530 присоединены к нижней поверхности элемента 1540 массы, элемент 1540 массы может выступать вверх относительно опорных рычагов 1530. Как другой пример, когда концы четырех опорных рычагов 1530 присоединены к круговой боковой стенке элемента 1540 массы, элемент 1540 массы может выступать вверх и вниз относительно опорных рычагов 1530. В некоторых вариантах осуществления форма опорных рычагов 1530 может быть трапецевидной. Конец каждого из опорных рычагов 1530 с большей шириной может быть присоединен к элементу 1540 массы, а конец каждого из опорных рычагов 1530 с меньшей шириной может быть присоединен к базовой конструкции 1510. Следует заметить, что, конструкция, размер, толщина или другие параметры блока 820 акустического преобразователя, слоя 821 первого электрода, слоя 823 второго электрода, пьезоэлектрического слоя 822, блока вибрации, элемента 840 массы, дополнительной области 8210, изолирующей канавки 8201 электрода, канавки отодвигания электрода, изолирующей канавки 8200 электрода и других компонент, показанных на фиг. 8-10, могут быть применены к микрофону 1500 с костной проводимостью, что дополнительно здесь не описывается.

На фиг. 16 схематично представлен микрофон с костной проводимостью, соответствующий некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Конструкция микрофона 1600 с костной проводимостью, показанного на фиг. 16, по существу, может быть такой же как микрофона 800 с костной проводимостью, показанного на фиг. 8. Различие состоит в том, что конструкции опорных рычагов 1630 в микрофоне 1600 с костной проводимостью могут отличаться от конструкции опорных рычагов 830 в микрофоне 800 с костной проводимостью. В некоторых вариантах осуществления внутренняя части базовой конструкции 1610 может содержать место расположения полости, выполненное с возможностью подвешивания блока акустического преобразователя и блока вибрации. В некоторых вариантах осуществления блок вибрации может содержать четыре опорных рычага 1630 и элемент 1640 массы. Один конец каждого из четырех опорных рычагов 1630 может быть присоединен к верхней поверхности или к нижней поверхности базовой конструкции 1610 или к боковой стенке, где находится место расположения полости базовой конструкции 1610, а другой конец каждого из четырех опорных рычагов 1630, может быть присоединен к верхней поверхности, к нижней поверхности или к круговой боковой стенке элемента 1640 массы. В некоторых вариантах осуществления элемент 1640 массы может выступать вверх и/или вниз относительно опорных рычагов 1630. Например, когда концы четырех опорных рычагов 1630 присоединены к верхней поверхности элемента 1640 массы, элемент 1640 массы может выступать вниз относительно опорных рычагов 1630. Как другой пример, когда концы четырех опорных рычагов 1630 присоединены к нижней поверхности элемента 1640 массы, элемент 1640 массы может выступать вверх относительно опорных рычагов 1630. Как другой пример, когда концы четырех опорных рычагов 1630 присоединены к круговой боковой стенке элемента 1630 массы, элемент 840 массы может выступать вверх и вниз относительно опорных рычагов 1630. В некоторых вариантах осуществления верхняя поверхность элемента 1640 массы и верхняя поверхность опорных рычагов 1630 могут быть расположены в одной и той же горизонтальной плоскости и/или нижняя поверхность элемента 1640 массы и нижняя поверхность опорных рычагов 1630 могут быть расположены в одной и той же горизонтальной плоскости. В некоторых вариантах осуществления форма опорных рычагов 1630 может быть приблизительно L-образной. Как показано на фиг. 16, опорный рычаг 1630 может иметь первый опорный рычаг 1631 и второй опорный рычаг 1632. Одна оконечная часть первого опорного рычага 1631 может быть присоединена к одной оконечной части второго опорного рычага 1632. Между первым опорным рычагом 1631 и вторым опорным рычагом 1632 может образовываться определенный прилежащий угол. В некоторых вариантах осуществления прилежащий угол может быть в пределах 75° - 105°. В некоторых вариантах осуществления один конец первого опорного рычага 1631, дальний от места соединения первого опорного рычага 1631 и второго опорного рычага 1632, может быть присоединен к базовой конструкции 1610, а один конец второго опорного рычага 1632, дальний от места соединения первого опорного рычага 1631 и второго опорного рычага 1632, может быть присоединен к верхней поверхности, к нижней поверхности или к круговой боковой стенке элемента 1640 массы, так, чтобы элемент 1640 массы мог быть подвешен в месте расположения полости в базовой конструкции 1610.

В некоторых вариантах осуществления блок акустического преобразователя может быть многослойной конструкцией. Блок акустического преобразователя может содержать слой первого, слой второго электрода, пьезоэлектрический слой, упругий слой, затравочный слой, изолирующую канавку электрода, изолирующую структуру электрода связи или другие конструкции. По конструкции каждого слоя блока акустического преобразователя, элемента 1640 массы 1640 и т.д., обратитесь к описаниям блока 820 акустического преобразователя, слоя 821 первого электрода, слоя 823 второго электрода, пьезоэлектрического слоя 822, блока вибрации, элемента 840 массы, дополнительной области 8210, изолирующей канавки 8201 электрода, канавки отодвигания электрода и изолирующей канавки 8200 электрода, которые дополнительно здесь не описываются.

В некоторых вариантах осуществления микрофон с костной проводимостью, описанный в любом из вышеупомянутых вариантов осуществления, может дополнительно содержать ограничительную конструкцию (не показана на чертеже). Ограничительная конструкция может быть конструкцией, имеющей форму пластины. В некоторых вариантах осуществления ограничительная конструкция может быть расположена в месте расположения полости базовой конструкции. Ограничительная конструкция может быть расположена выше или ниже слоистой конструкции и устанавливаться напротив слоистой конструкции. В некоторых вариантах осуществления, когда базовая конструкция является вертикально проходящей конструкцией, ограничительная конструкция может также быть расположена сверху или снизу базовой конструкции. Ограничительная конструкция и блоки массы слоистой конструкции могут быть расположены с промежутками. Ограничительная конструкция может ограничивать амплитуду блоков массы в слоистой конструкции, когда она подвергается большому воздействию, чтобы избежать повреждения устройства из-за серьезной вибрации. В некоторых вариантах осуществления ограничительная конструкция может быть жесткой конструкцией (например, ограничительным блоком) или конструкцией с определенной упругостью (например, упругая подушка, буферная консоль или буферный опорный рычаг и ограничительный блок и т.д.).

Слоистая конструкция может иметь собственную частоту. Когда частота внешнего сигнала вибрации близка к собственной частоте, слоистая конструкция может формировать большую амплитуду, создавая, таким образом, больший электрический сигнал. Поэтому реакция микрофона с костной проводимостью на внешнюю вибрацию может представляться как образование форманты вблизи собственной частоты. В некоторых вариантах осуществления, изменяя параметры слоистой конструкции, собственная частота слоистой конструкции может быть смещена к полосу тональных частот, так чтобы форманта микрофона с костной проводимостью могла быть расположена в речевом диапазоне, улучшая, таким образом, чувствительность микрофона с костной проводимостью к вибрации в полосе тональных частот (например, частотный диапазон перед формантой). Как показано на фиг. 17, частота, соответствующая форманте 1701 на частотной характеристике (сплошная линия на фиг. 17), предшествующая собственной частоте слоистой конструкции может быть относительно меньше частоты, соответствующей форманте 1702 на частотной характеристике (пунктирная линия на фиг. 17) неизмененной собственной частоты слоистой конструкции. Для сигнала внешней вибрации, частота которого меньше, чем частота форманты 1701, микрофон с костной проводимостью, соответствующий сплошной линии, может иметь более высокую чувствительность.

Формула результирующего смещения слоистой конструкции может иметь следующий вид:

, … (5)

Где M – масса слоистой конструкции, R – затуханием слоистой конструкции, K – коэффициент упругости слоистой конструкции, F – амплитуда возбуждающей силы, x_a – смещение слоистой конструкции, ω – круговая частота внешней силы, и ω₀ – собственная частота слоистой конструкции. Когда круговая частота внешней силы ω < ω₀ (ω₀=F/M), ωM < Kω^-1. Если собственная частота ω₀ слоистой конструкции уменьшается (путем увеличения M или уменьшения K или одновременного увеличения M и уменьшения K), то |ωM <Kω^-1| может уменьшаться и соответствующее выходное смещение x_a смещения может увеличиваться. Когда частота возбуждающей силы ω = ω₀, ωM = Kω^-1. Когда собственная частота ω₀ устройства преобразования вибрации в электрический сигнал (слоистая конструкция) изменяется, соответствующее выходное смещение x_a может быть неизменным. Когда частота возбуждающей силы ω > ω₀, ωM > Kω^-1. Если собственная частота ω₀ устройства преобразования вибрации в электрический сигнал уменьшается (путем увеличения M или уменьшения K или одновременного увеличения M и уменьшения K), то |ωM – Kω^-1| может увеличиться и соответствующее выходное смещение x_a может уменьшиться.

Когда форманта продвигается, в полосе тональных частот возможен пик. Когда микрофон с костной проводимостью собирает сигнал, в полосе частоты форманты может иметься слишком большой сигнал, который вызывает эффект перегрузки. В некоторых вариантах осуществления, для улучшения качества звукового сигнала, собираемого микрофоном с костной проводимостью, в слоистую конструкцию может быть помещен слой поглощающей структуры. Слой поглощающей структуры может увеличивать потерю энергии слоистой конструкции во время процесса вибрации, особенно, потерю на резонансной частоте. Здесь, для описания коэффициента поглощения может использоваться следующим образом обратная величина 1/Q механической добротности:

… (6)

где Q^-1 – величина, обратная добротности, также называемая коэффициентом η конструктивных потерь, ∆f - разность частот f1-f2 на уровне половы резонансной амплитуды (также называемая полосой пропускания на уровне -3 дБ), и f₀ - резонансная частота.

Соотношение между коэффициентом η потерь слоистой конструкции и коэффициентом потерь tanδ поглощающего материала может быть следующим:

, … (7)

где X параметр сдвига, связанный с толщиной и свойствами материала каждого слоя слоистой конструкции. Y - параметр жесткости, связанный с толщиной и модулем Юнга каждого слоя слоистой конструкции.

В соответствии с формулой (6) и формулой (7) можно видеть, что корректируя материал слоя конструктивного поглощения и материал каждого слоя слоистой конструкции, коэффициент η потерь слоистой конструкции может корректирован в нужном диапазоне. Когда затухание слоя конструктивного поглощения увеличивается, механическая добротность Q может уменьшиться и соответствующая полоса пропускания на уровне -3 дБ может увеличиться. Затухание слоя конструктивного поглощения может отличаться при различных состояниях напряжения (деформации). Например, большее затухание может быть представлено при высоком напряжении или при большой амплитуде. Поэтому могут использоваться характеристики слоистой конструкции с малой амплитудой в нерезонансной области и большой амплитудой в резонансной области, значение Q в резонансной области может быть уменьшено при гарантии, что чувствительность микрофона с костной проводимостью в нерезонансной области не уменьшается, добавляя слой конструктивного поглощения, так чтобы частотная характеристика микрофона с костной проводимостью могла быть относительно плоской во всей полосе частот. На фиг. 18 представлена частотная характеристика микрофона с костной проводимостью со слоем конструктивного поглощения или без него соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 18, частотная характеристика 1802 электрического сигнала с выхода микрофона с костной проводимостью со слоем конструктивного поглощения, может быть плоской относительно частотной характеристики 1801 электрического сигнала с выхода микрофона с костной проводимостью без слоя конструктивного поглощения.

В некоторых вариантах осуществления микрофон с костной проводимостью может содержать по меньшей мере один слой конструктивного поглощения. Периферийная сторона по меньшей мере одного слоя конструктивного поглощения может быть присоединена к базовой конструкции. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один слой конструктивного поглощения может быть расположен на верхней и/или на нижней поверхности слоистой конструкции или между многослойными структурами слоистой конструкции. В некоторых вариантах осуществления для макроразмерной слоистой конструкции и базовой конструкции, слой конструктивного поглощения может быть напрямую связан с поверхностью базовой конструкции или слоистой конструкции. В некоторых вариантах осуществления, для устройства MEMS, слой конструктивного поглощения может быть присоединен к слоистой конструкции и к базовой конструкции при помощи полупроводникового процесса, такого как испарение, покрытие способом центрифугирования, микросборка и т.п. В некоторых вариантах осуществления форма слоя конструктивного поглощения может быть правильной или неправильной формой, такой как круг, эллипс, треугольник, четырехугольник, шестиугольник и восьмиугольник. В некоторых вариантах осуществления эффект вывода электрического сигнала микрофона с костной проводимостью может быть улучшен посредством выбора материала, размера, толщины и т.д. поглощающей мембраны.

Для более ясного описания слоя конструктивного поглощения микрофон с костной проводимостью в форме консоли (например, микрофон 100 с костной проводимостью, показанный на фиг. 1, микрофон 300 с костной проводимостью, показанный на фиг. 3, и микрофон 400 с костной проводимостью, показанный на фиг. 4) может использоваться в качестве примерной иллюстрации. На фиг. 19 представлен вид в разрезе микрофона с костной проводимостью, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 19, микрофон 1900 с костной проводимостью может содержать базовую конструкцию 1910, слоистую конструкцию 1920 и слой 1930 конструктивного поглощения затухания. Дополнительно, один конец слоистой конструкции 1920 может быть присоединен к верхней поверхности базовой конструкции 1910, другой конец слоистой конструкции 1920 может быть подвешен в месте расположения полости в базовой конструкции 1910 и слой 1930 конструктивного поглощения может быть расположен на верхней поверхности слоистой конструкции 1920. Площадь слоя 1930 конструктивного поглощения может быть больше, чем площадь слоистой конструкции 1920, т.е. слой 1930 конструктивного поглощения может не только покрывать верхнюю поверхность слоистой конструкции 1920, но может дополнительно покрыть зазор между слоистой конструкцией 1920 и базовой конструкцией 1910. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере часть круговой стороны слоя 1930 конструктивного поглощения может быть прикреплена к базовой конструкции 1910.

На фиг. 20 представлен вид в разрезе микрофона с костной проводимостью, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 20, микрофон 2000 с костной проводимостью может содержать базовую конструкцию 2010, слоистую конструкцию 2020 и два слоя конструктивного поглощения. Два слоя конструктивного поглощения могут содержать первый слой 2030 конструктивного поглощения и второй слой 2040 конструктивного поглощения. Дополнительно, второй слой 2040 конструктивного поглощения может быть присоединен к верхней поверхности базовой конструкции 2010 и нижняя поверхность слоистой конструкции 2020 может быть присоединена к верхней поверхности второго слоя 2030 конструктивного поглощения. Один конец слоистой конструкции 2020 может быть подвешен в месте расположения полости в базовой конструкции 2010. Первый слой 2030 конструктивного поглощения может быть расположен на верхней поверхности слоистой конструкции 2020. Площадь первого слоя 2030 конструктивного поглощения и/или второго слоя 2040 конструктивного поглощения может быть больше, чем площадь слоистой конструкции 2020.

На фиг. 21 представлен вид в разрезе микрофона с костной проводимостью, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 21, микрофон 2100 с костной проводимостью 2100 может содержать базовую конструкцию 2110, слоистую конструкцию 2120 и слой 2130 конструктивного поглощения. Дополнительно, слой 2130 конструктивного поглощения может быть расположен на нижней поверхности базовой конструкции 2110. Нижняя поверхность слоистой конструкции 2120 может быть присоединена к верхней поверхности слоя 2130 конструктивного поглощения. Один конец слоистой конструкции 2120 может быть подвешен в месте расположения полости в базовой конструкции 2110.

Следует заметить, что положение слоя конструктивного поглощения (например, слоя 1930 конструктивного поглощения) не может ограничиваться верхней поверхностью и/или нижней поверхностью вышеупомянутой слоистой конструкции, показанной на фиг. 19-21, и слой может также быть расположен между многослойными конструкциями слоистой конструкции. Например, слой конструктивного поглощения может быть расположен между упругим слоем и слоем первого электрода. Как другой пример, слой конструктивного поглощения может также быть расположен между первым упругим слоем и вторым упругим слоем. Кроме того, слой конструктивного поглощения может не ограничиваться вышеупомянутым микрофоном с костной проводимостью в форме консоли и может также быть применен к микрофону с костной проводимостью, показанному на фиг. 5, 7, 8, 11, 15, и 16, описание которых здесь не повторяется.

Выше была описана базовая концепция, предназначенная, очевидно, для специалистов в данной области техники, причем приведенное выше раскрытие является только примером и не представляет собой ограничение настоящего раскрытия. Хотя здесь явно не указано, квалифицированные специалисты в данной области техники могут вносить различные модификации, улучшения и поправки настоящего раскрытия. Эти модификации, улучшения и поправки предназначаются, чтобы быть предложенными настоящим раскрытием и находятся в рамках сущности и объема защиты примерных вариантов осуществления настоящего раскрытия.

Кроме того, для описания вариантов осуществления настоящего раскрытия была использована определенная терминология. Например, «один из вариантов осуществления», «вариант осуществления» и/или «некоторые варианты осуществления» могут указывать конкретный признак, конструкцию или характеристику, связанные по меньшей мере с одним вариантом осуществления настоящего раскрытия. Поэтому следует подчеркнуть и отметить, что две или более ссылок на «один из вариантов осуществления» или «вариант осуществления» или «альтернативный вариант осуществления» в различных местах в настоящем раскрытии не обязательно относятся к одному и тому же варианту осуществления. Кроме того, некоторые признаки, конструкции или характеристики одного или нескольких вариантов осуществления настоящего раскрытия могут должным образом объединяться.

Кроме того, специалисты в данной области техники должны понимать, что различные подходы настоящего раскрытия могут быть проиллюстрированы и описаны посредством нескольких патентоспособных категорий или ситуаций, включая любые новые и полезные процессы, машины, продукты или сочетания материалов или любые новые и полезные улучшения. Соответственно, все подходы настоящего раскрытия могут выполняться полностью аппаратными средствами, могут выполняться полностью программным обеспечением (в том числе, встроенным микропрограммным обеспечением, резидентным программным обеспечением, микрокодом и т.д.), или могут выполняться сочетанием аппаратного и программного обеспечения. Вышеупомянутые аппаратные средства или программное обеспечение могут упоминаться как «блок», «модуль», «механизм», «блок», «компонент» или «система». Кроме того, подходы настоящего раскрытия могут представляться как компьютерный продукт, расположенный на одном или более нескольких считываемых компьютером носителях, продукте, содержащем считываемую компьютером управляющую программу.

Кроме того, если в формуле изобретения явно не указано, порядок обработки элементов и последовательностей, описанный в раскрытии, использование чисел и букв или использование других обозначений не применяются для ограничения порядка выполнения потока операций и способов настоящего раскрытия. Хотя вышеупомянутое раскрытие обсуждается через различные примеры, которые в настоящее время считаются множеством полезных вариантов осуществления раскрытия, следует понимать, что такие подробности служат только для этой цели, и что добавленная формула изобретения не ограничивается раскрытыми вариантами осуществления, а, наоборот, предназначены охватывать модификации и эквивалентные построения, которые попадают в рамки сущности и объема раскрытых вариантов осуществления. Например, хотя описанные выше системные компоненты могут быть реализованы как устройства, они могут также быть реализованы как только программное решение, такое как установка описанной системы на существующее устройство обработки или на мобильное устройство.

Точно также, следует понимать, что в приведенном выше описании вариантов осуществления настоящего раскрытия различные признаки иногда группируются в единый вариант осуществления, чертеж или их описание с целью оптимизации раскрытия для понимания одного или более различных вариантов осуществления. Однако настоящее раскрытие не означает, что объект настоящего раскрытия требует большего количества функций, чем функций, упомянутых в формуле изобретения. На самом деле, количество признаков вариантов осуществления являются меньшим, чем все признаки единого варианта осуществления, раскрытого выше.

В некоторых вариантах осуществления используются числа, описывающие количество компонент и атрибутов. Следует понимать, что такие числа, используемые в описании вариантов осуществления, используют в некоторых примерах выражения «примерно», «приблизительно» или «по существу». Если не указано иное, «примерно», «приблизительно» или «по существу» указывает, что установленное значение допускает изменение в пределах ±20%. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления, числовые параметры, используемые в раскрытии и формуле осуществления, являются приближениями, которые могут варьироваться в зависимости от желаемых характеристик отдельных вариантов осуществления. В некоторых вариантах осуществления числовые параметры должны принимать указанные значащие цифры и принимать общепринятый способ сохранения цифр. Несмотря на то, что числовые поля и параметры, используемые в некоторых вариантах осуществления настоящего раскрытия для подтверждения ширины их пределов, являются приближениями, в частности, вариантами осуществления, такие численные значения устанавливаются настолько точно, насколько это практически возможно.

Все содержание каждого патента, раскрытия патента, публикация раскрытия патента и другого материала, такой как статья, книга, спецификация, публикация, документ и т.д., процитированные в настоящем раскрытии, настоящим включаются в настоящем раскрытие посредством ссылок. Архивные документы заявки, которые несовместимы или противоречат содержанию настоящего раскрытия, исключаются как документы (в настоящее время или после этого добавленные к настоящему раскрытию), ограничивающие самый широкий объем формулы изобретения настоящего раскрытия. Следует заметить, что, если между описаниями, определениями и/или терминами, используемыми в приложенных материалах настоящего раскрытия существует несоответствие или противоречие, содержание настоящего раскрытия, описания, определения и/или термины, используемые в настоящем раскрытии, должны преобладать.

Наконец, следует понимать, что варианты осуществления, описанные в настоящем раскрытии, являются просто иллюстрацией принципов вариантов осуществления настоящего раскрытия. Другие модификации, которые могут использоваться, могут попадать в рамки настоящего раскрытия. Таким образом, в качестве примера, но не ограничения, альтернативные конфигурации вариантов осуществления настоящего раскрытия могут использоваться в соответствии с изложенными здесь принципами. Соответственно, варианты осуществления настоящего раскрытия не ограничиваются вариантами осуществлениями, явно представленными и описанными в настоящем раскрытии.

Изобретение относится к акустике. Микрофон с костной проводимостью, содержащий: слоистую конструкцию, сформированную блоком вибрации и блоком акустического преобразователя; и базовую конструкцию, выполненную с возможностью нагружать слоистую конструкцию, причем по меньшей мере одна сторона слоистой конструкции физически соединена с базовой конструкцией; при этом базовая конструкция выполнена с возможностью вибрировать на основе сигнала внешней вибрации, и блок вибрации выполнен с возможностью деформироваться в ответ на вибрацию базовой конструкции; и блок акустического преобразователя выполнен с возможностью формировать электрический сигнал на основе деформации блока вибрации, причем резонансная частота микрофона с костной проводимостью находится в пределах 2,5 кГц – 4,5 кГц, блок вибрации содержит конструкцию подвешенной мембраны, причем конструкция подвешенной мембраны соединена с базовой конструкцией через круговую сторону конструкции подвешенной мембраны, и блок акустического преобразователя расположен на верхней поверхности или на нижней поверхности конструкции подвешенной мембраны; блок акустического преобразователя является кольцевой структурой, и толщина конструкции подвешенной мембраны, расположенной во внутренней области кольцевой структуры, больше, чем толщина конструкции подвешенной мембраны, расположенной во внешней области кольцевой структуры. Технический результат – улучшение качества распознавания человеческой речи даже в условиях зашумленной среды. 8 з.п. ф-лы, 44 ил.

1. Микрофон с костной проводимостью, содержащий:

слоистую конструкцию, сформированную блоком вибрации и блоком акустического преобразователя; и

базовую конструкцию, выполненную с возможностью нагружать слоистую конструкцию, причем по меньшей мере одна сторона слоистой конструкции физически соединена с базовой конструкцией; при этом

базовая конструкция выполнена с возможностью вибрировать на основе сигнала внешней вибрации, и блок вибрации выполнен с возможностью деформироваться в ответ на вибрацию базовой конструкции; и блок акустического преобразователя выполнен с возможностью формировать электрический сигнал на основе деформации блока вибрации, причем резонансная частота микрофона с костной проводимостью находится в пределах 2,5 кГц – 4,5 кГц,

блок вибрации содержит конструкцию подвешенной мембраны, причем конструкция подвешенной мембраны соединена с базовой конструкцией через круговую сторону конструкции подвешенной мембраны, и блок акустического преобразователя расположен на верхней поверхности или на нижней поверхности конструкции подвешенной мембраны;

блок акустического преобразователя является кольцевой структурой, и толщина конструкции подвешенной мембраны, расположенной во внутренней области кольцевой структуры, больше, чем толщина конструкции подвешенной мембраны, расположенной во внешней области кольцевой структуры.

2. Микрофон с костной проводимостью по п. 1, в котором резонансная частота микрофона с костной проводимостью положительно коррелируется с жесткостью блока вибрации, или резонансная частота микрофона с костной проводимостью отрицательно коррелируется с массой слоистой конструкции.

3. Микрофон с костной проводимостью по п. 1, в котором блок акустического преобразователя содержит слой первого электрода, пьезоэлектрический слой и слой второго электрода, расположенные последовательно сверху вниз.

4. Микрофон с костной проводимостью по п. 1, в котором конструкция подвешенной мембраны содержит множество отверстий, причем множество отверстий распределены по внешнему круговому направлению или внутреннему круговому направлению блока акустического преобразователя.

5. Микрофон с костной проводимостью по п. 4, в котором форма, образуемая множеством отверстий, соответствует форме блока акустического преобразователя.

6. Микрофон с костной проводимостью по п. 4, в котором множество отверстий распределены по кругу вдоль внешнего кругового направления или внутреннего кругового направления блока акустического преобразователя, причем радиус круга находится в пределах 300 мкм - 700 мкм.

7. Микрофон с костной проводимостью по любому из пп. 4-6, в котором блок акустического преобразователя содержит по меньшей мере блок эффективного акустического преобразователя, и расстояние по радиусу от края блока эффективного акустического преобразователя до центров множества отверстий находится в пределах 50 мкм - 400 мкм.

8. Микрофон с костной проводимостью по п. 7, в котором блок акустического преобразователя является кольцевой структурой, и внутренний диаметр блока эффективного акустического преобразователя находится в пределах 100 мкм - 700 мкм или внешний диаметр блока эффективного акустического преобразователя находится в пределах 110 мкм - 710 мкм.

9. Микрофон с костной проводимостью по любому из пп. 3-6, в котором толщина слоя первого электрода находится в пределах 80 нм - 250 нм, толщина пьезоэлектрического слоя находится в пределах 0,8 мкм - 5 мкм, или толщина слоя второго электрода находится в пределах 80 нм - 250 нм.