(57)【要約】【課題】本発明は、ＭＥＭＳマイクロフォンを含む容量性マイクロフォンを提供する。【解決手段】マイクロフォンにおいて、可動性または変形性のメンブレン／ダイアフラムは、固定された背面板に向かって／背面板から遠ざかるように運動するのではなく、固定された背面板に対して水平に運動する。スクイーズフィルム減衰は実質的に防止され、マイクロフォンの性能は顕著に向上する。【選択図】図２Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
間に相対的な空間関係性を有するように構成された第１の導電体及び第２の導電体を含む容量性マイクロフォンであって、
相互キャパシタンスが前記第１の導電体と前記第２の導電体との間に発生可能であり、
前記相対的な空間関係性及び前記相互キャパシタンスがともに、前記第１の導電体及び／または前記第２の導電体に、３Ｄ空間におけるある範囲の衝撃方向に沿って加えられた音響圧力の衝撃によって変化可能であり、
前記相互キャパシタンスが、前記第１の導電体及び／または前記第２の導電体に、前記ある範囲の衝撃方向のうち１つの方向に沿って加えられた音響圧力の衝撃によって最も変化し、前記１つの方向が主方向として定義され、
前記第１の導電体が、前記主方向に対して垂直な仮想平面上に、前記主方向に沿って第１の突出部を有し、
前記第２の導電体が前記仮想平面上に前記主方向に沿って第２の突出部を有し、
前記第１の突出部及び前記第２の突出部が、その間に最短距離Ｄｍｉｎを有し、Ｄｍｉｎが、前記第１の導電体及び／または前記第２の導電体が前記主方向に沿って音響圧力によって衝撃を受けるか否かにかかわらずゼロより大きい状態を維持する、容量性マイクロフォン。
【請求項２】
前記第１の導電体及び前記第２の導電体が、互いに独立に、ポリシリコン、金、銀、ニッケル、アルミニウム、銅、クロム、チタン、タングステンまたは白金からなる、請求項１に記載の容量性マイクロフォン。
【請求項３】
ＭＥＭＳマイクロフォンである、請求項２に記載の容量性マイクロフォン。
【請求項４】
基板をさらに含み、前記基板を前記仮想平面として見ることができ、前記第１の導電体及び前記第２の導電体が前記基板の上方に横並びに構築される、請求項３に記載の容量性マイクロフォン。
【請求項５】
前記第１の導電体が前記基板に対して固定され、前記第２の導電体が前記基板に対して可動性であるメンブレンを含み、前記主方向が前記メンブレンの平面に対して垂直である、請求項４に記載の容量性マイクロフォン。
【請求項６】
前記可動性メンブレンが、３つまたはそれ以上の懸架部、例えば４つの懸架部を介して前記基板に取り付けられた、請求項５に記載の容量性マイクロフォン。
【請求項７】
前記懸架部が、折りたたまれた対称的な片持ち梁を含む、請求項６に記載の容量性マイクロフォン。
【請求項８】
前記第１の導電体が第１の組の櫛歯部を含み、前記可動性メンブレンが、前記メンブレンの辺縁領域の周りに第２の組の櫛歯部を含み、前記２つの組の櫛歯部が互いに交互配置された、請求項５に記載の容量性マイクロフォン。
【請求項９】
前記第２の組の櫛歯部が、前記第１の組の櫛歯部に対して水平方向に移動可能であり、前記メンブレンと前記基板との間の間隙内に位置する空気からの抵抗が低減される、請求項８に記載の容量性マイクロフォン。
【請求項１０】
前記第１の組の櫛歯部及び前記第２の組の櫛歯部が、同一の形状および寸法を有する、請求項８に記載の容量性マイクロフォン。
【請求項１１】
各櫛歯が、前記主方向に沿って測定された同じ幅を有し、前記第１の組の櫛歯部及び前記第２の組の櫛歯部が、前記主方向に沿って位置シフトを有する、請求項１０に記載の容量性マイクロフォン。
【請求項１２】
前記主方向に沿った前記位置シフトが、前記幅の３分の１である、請求項１１に記載の容量性マイクロフォン。
【請求項１３】
前記可動性メンブレンが正方形である、請求項５に記載の容量性マイクロフォン。
【請求項１４】
前記可動性メンブレンを１つまたは複数含む、請求項１３に記載の容量性マイクロフォン。
【請求項１５】
２×２アレイ構成に配置された４つの可動性メンブレンを含む、請求項１４に記載の容量性マイクロフォン。
【請求項１６】
前記メンブレンと前記基板との間の間隙に流入／間隙から流出する空気の流速を制限する空気流動制限部をさらに含む、請求項５に記載の容量性マイクロフォン。
【請求項１７】
前記空気流動制限部が、空気が前記メンブレンと前記基板との間の間隙に流入／間隙から流出するための空気流路の大きさを低減する、請求項１６に記載の容量性マイクロフォン。
【請求項１８】
前記空気流動制限部が、空気が前記メンブレンと前記基板との間の間隙に流入／間隙から流出するための空気流路の長さを増大する、請求項１６に記載の容量性マイクロフォン。
【請求項１９】
前記空気流動制限部が、溝内の挿入部を含む、請求項１６に記載の容量性マイクロフォン。
【請求項２０】
前記メンブレンと前記基板との間の間隙に流入／間隙から流出する空気の流速を制限する少なくとも２つの空気流動制限部をさらに含む、請求項５に記載の容量性マイクロフォン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して水平モード容量性マイクロフォンに関する。本発明のマイクロフォンは、スマートフォン、電話、補聴器、コンサートホール及び公共イベントのためのパブリックアクセスシステム、モーションピクチャー生成、ライブ及び録音されたオーディオエンジニアリング、双方向ラジオ、メガフォン、ラジオ及びテレビ放送、並びに音声録音、音声認識、ＶｏＩＰ、及び超音波センサまたはノックセンサなどの非聴覚目的のためのコンピュータへ応用されうる。
【背景技術】
【０００２】
マイクロフォンは、音声を電気信号に変換するトランスデューサである。マイクロフォンの様々な設計の中でも、容量性マイクロフォンまたはコンデンサマイクロフォンは、いわゆる「平行平板」容量性設計を採用して従来構築されている。音波がより多くの作用を及ぼす必要がある他の種類のマイクロフォンと異なり、容量性マイクロフォンでは非常に小さな質量が、入射する音波によって動かされる必要があるのみである。容量性マイクロフォンは一般に、高品質音声信号を発生させ、現在、電話の送信器から高価でないカラオケ用のマイクロフォン、ハイファイ録音マイクロフォンまでに渡る家電製品、研究用及び録音スタジオ用途において、一般的な選択肢となっている。
【０００３】
図１は、従来技術の平行容量性マイクロフォンの概略図である。２つの薄層１０１、１０２が、ほぼ平行に、近接して配置されている。それらの一方は固定された背面板１０１であり、もう一方は可動性／変形性のメンブレン／ダイアフラム１０２であり、これは音圧によって動かされ、または駆動されることができる。ダイアフラム１０２は、キャパシタの１つの平板として働き、その振動は２つの層１０１と１０２との間の距離の変化を生じ、それらの間の相互キャパシタンスを変化させる。
【０００４】
「スクイーズフィルム」または「スクイーズドフィルム」とは、固定された構成要素に対して動く構成要素の振動運動を減衰させる、水圧または空気圧のダンパーの一種を指す。スクイーズドフィルム減衰は、移動する構成要素が、固定された構成要素の表面に対して垂直に、近接して移動している（例えば、約２から５０マイクロメートル）際に生じる。スクイーズドフィルム効果は、移動する平板と固体表面との間の空間内に捉えられた流体（例えば気体または液体）を圧縮し、拡張する結果として生じる。流体は高い抵抗を有し、流体が移動する平板と固体表面との間の空間を通って流れる際に、移動する構成要素の運動を減衰する。
【０００５】
図１に示されるような容量性マイクロフォンにおいて、スクイーズフィルム減衰は、２つの層１０１、１０２がたがいに近接し、それらの間に空気が配置された場合に生じる。層１０１、１０２は、非常に近接して配置され（例えば５μｍ以内）、空気は「絞られ」、「引き延ばされ」て、メンブレン／ダイアフラム１０１の運動を減速させうる。層１０１、１０２間の間隙が小さくなると、空気はその領域から流出しなければならない。そのため、空気の流動粘性が、運動するメンブレン／ダイアフラム１０１の運動の抵抗となる力を発生させる。スクイーズフィルム減衰は、メンブレン／ダイアフラム１０１が、間隙の長さに対する表面積の大きな比を有する場合に顕著である。そのような２つの層１０１、１０２の間のスクイーズフィルム減衰は、機械的なノイズ源になり、マイクロフォンの構造全体におけるすべてのノイズ源の中で支配的な因子になる。
【０００６】
有利には、本発明は、可動性メンブレン／ダイアフラムが固定された背面板に向かって移動しないため、スクイーズフィルム減衰が実質的に防止されるマイクロフォンの設計を提供する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、第１の導電体及び第２の導電体を含む容量性マイクロフォンを提供する。２つの導電体は、間に相対的な空間関係性を有するように構成され、相互キャパシタンスがそれらの間に発生可能である。相対的な空間関係性及び相互キャパシタンスがともに、第１の導電体及び／または第２の導電体に、３Ｄ空間におけるある範囲の衝撃方向に沿って加えられた音響圧力の衝撃によって変化可能である。同じ強度／強さの音響圧力が与えられると、相互キャパシタンスが、第１の導電体及び／または第２の導電体に、前述の範囲の衝撃方向のうち１つの方向に沿って加えられた音響圧力の衝撃によって最も変化する（または最大限変化する）ことができる。そのような方向が主方向として定義される。第１の導電体が、主方向に対して垂直な仮想平面上に、主方向に沿って第１の突出部を有する。第２の導電体が仮想平面上に主方向に沿って第２の突出部を有する。第１の突出部及び第２の突出部が、その間に最短距離Ｄｍｉｎを有し、Ｄｍｉｎが、第１の導電体及び／または第２の導電体が主方向に沿って音響圧力によって衝撃を受けるか否かにかかわらずゼロより大きい状態を維持する。
【０００８】
本発明の前述の特徴及び利点並びに他の特徴及び利点は、添付する図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態についての以下の詳細な説明から容易に明らかになる。
【０００９】
本発明は、限定としてではなく、例として、添付する図面内の図に示され、図面中で類似する参照符号は類似する要素を指す。すべての図は概略的であり、概して、本発明を明らかにするために必要である部分のみを示している。説明の簡略化及び明確化のために、図面内に示され、以下で議論される要素は、必ずしもスケール通りに描かれていない。周知の構造及びデバイスは、本発明を不要にあいまいにすることを避けるために、簡略化した形態で示される。その他の部分は、省略され、または単に示唆されうる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】先行技術の従来の容量性マイクロフォンを示す。
【図２Ａ】本発明の例示的な実施形態に従う水平モード容量性マイクロフォンを概略的に示す。
【図２Ｂ】本発明の例示的な実施形態に従う水平モード容量性マイクロフォンを示す。
【図３】ある範囲の方向に沿ってマイクロフォンに衝撃を与える音響圧力を示す。
【図４】本発明の例示的な実施形態に従うマイクロフォンの内部構成要素について、どのように主方向を決定するかについての方法論を示す。
【図５】本発明の例示的な実施形態に従うＭＥＭＳ容量性マイクロフォンを概略的に示す。
【図６】本発明の例示的な実施形態に従う櫛歯構成を有する第１／第２の導電体を示す。
【図７】本発明の例示的な実施形態に従う図６の２つの櫛歯部の間の空間的関係性を示す。
【図８】４つの可動性メンブレンが、本発明の例示的な実施形態に従う２×２アレイ構成に配置されることを示す。
【図９】本発明の例示的な実施形態に従う１つまたは複数、例えば２つの空気流動制限部の設計を示す。
【図１０】空気の漏洩に起因して、マイクロフォンの感度が低周波数において低下することを示す。
【図１１】本発明の例示的な実施形態に従って空気の漏洩が低減／防止された周波数応答を示す。
【図１２】本発明の例示的な実施形態に従う水平モードマイク（マイクロフォン）の設計の周波数応答を示す。
【図１３】比較のための従来のマイクの設計の周波数応答を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下の説明において、例示の目的のために、複数の特定の詳細が、本発明の完全な理解をもたらすように記述される。しかし、本発明は、これらの特定の詳細以外で、または等価な構成で実施されうることは当業者には明らかである。
【００１２】
数値範囲が本明細書に開示され、そうでなければ特定されている場合、そのような範囲は連続的であり、範囲の最小値及び最大値の両方を、そのような最小値と最大値との間のすべての値とともに含む。さらに、範囲が整数を指す場合、最小値からそのような範囲の最大値までを含む整数のみが含まれる。さらに、複数の範囲が特徴または特性として記述されている場合、そのような範囲は組み合わせられうる。
【００１３】
図２Ａは、本発明の様々な実施形態に従うＭＥＭＳマイクロフォンなどの容量性マイクロフォン２００を示している。第１の導電体２０１及び第２の導電体２０２は、相互キャパシタンスがそれらの間に生じうるように、それらの間に相対的な空間関係性を有するように構成される。第１の導電体２０１及び第２の導電体２０２は、互いに独立にポリシリコン、金、銀、ニッケル、アルミニウム、銅、クロム、チタン、タングステン及び白金からなる。相互キャパシタンスとともに相対的な空間関係性は両方とも、第１の導電体２０１及び／または第２の導電体２０２に衝撃を与える音響圧力によって変動しうる。図３に示されるように、音響圧力は２０１及び／または２０２に、点線で示されるような３Ｄ空間内のある範囲の衝撃方向に沿って衝撃を与えうる。同じ強度／強さの音響圧力を与えると、相互キャパシタンスは、図３に示されるような前述の範囲の衝撃方向のうち特定の方向に沿って、第１の導電体２０１及び／または第２の導電体２０２に衝撃を与える音圧によって最も変化されうる（または最大限変化されうる）。３Ｄ空間から同じ強度を有する音響圧力の様々な衝撃方向（Ｉｍｐａｃｔｉｎｇ  Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ  ｏｆ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｐｒｅｓｕｒｅ  ｆｒｏｍ  ３Ｄ  Ｓｐａｃｅ  Ｗｉｔｈ  Ｓａｍｅ  Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ：ＩＤＡＰＷＳＩ）によって生じる相互キャパシタンスの変動（ΔＭＣ）は、図４に概念的にプロットされている。主方向は、ΔＭＣのピーク値を発生させる衝撃方向として定義され、図２Ａでは方向２１０としてラベルされている。同じ強度／強さの音響圧力が与えられると、相対的な空間関係性は、図３に示されるようなある範囲の衝撃方向の中で特定の方向Ｘに沿って第１の導電体２０１及び／または第２の導電体２０２に衝撃を与える音響圧力によって最も変化しうる（または最大限変化しうる）ことは了解されるべきである。方向Ｘは、上記で定義された主方向２１０と同じまたは違うものでありうる。本発明のいくつかの実施形態において、主方向は方向Ｘとして入れ替えて定義されうる。
【００１４】
図２Ａを再び参照すると、第１の導電体２０１は、主方向２１０に沿って、主方向２１０に対して垂直な仮想平面２２０上に第１の突出部２０１Ｐを有する。第２の導電体２０２は、主方向２１０に沿って、仮想平面２２０ｅ上に第２の突出部２０２Ｐを有する。第１の突出部２０１Ｐ及び第２の突出部２０２Ｐは、それらの間の最短距離Ｄｍｉｎを有する。本発明において、Ｄｍｉｎは一定または変動性でありうるが、第１の導電体２０１及び／または第２の導電体２０２が、主方向２１０に沿って音響圧力によって衝撃を受けるか否かにかかわらず、常にゼロより大きい。図２Ｂは図２Ａのマイクロフォンの例示的な実施形態を示している。第１の導電体２０１は静止しており、先行技術の固定された背面板と同様の機能を有する。図１の可動性／変形性のメンブレン／ダイアフラム１０２に類似する、第２の導電体２０２の大きな平坦な領域は、音響圧力を受けて、平坦な領域に対して垂直な主方向に沿って上下に運動する。しかし、導電体２０１、２０２は、横並びの空間関係性を有して構成される。キャパシタの１つの平板として、第２の導電体２０２は第１の導電体２０１の方へ、及び第１の導電体２０１から離れるように運動することはしない。その代わり、第２の導電体２０２は第１の導電体２０１の上方に水平に移動し、または「滑り込み」、２０１と２０２との間の重複領域の変化を発生させ、そのためそれらの間の相互キャパシタンスを変動させる。そのような導電体２０１と２０２との間の相対的な移動に基づく容量性マイクロフォンは、本発明において水平モード容量性マイクロフォンと呼ぶ。
【００１５】
本発明の例示的な実施形態において、マイクロフォンはＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）マイクロフォンでありえ、ＡＫＡチップ／シリコンマイクロフォンでありうる。典型的には、感圧性ダイアフラムはＭＥＭＳプロセス技術によってシリコンウェハに直接エッチングされ、通常は集積された前段増幅器を伴う。デジタルＭＥＭＳマイクロフォンに関して、チップデジタルマイクロフォンを作るのと同じＣＭＯＳチップ上に、組込みアナログデジタル変換（ＡＤＣ）回路を含んでもよく、そのため、デジタル製品とより容易に集積されうる。
【００１６】
図５に示された実施形態において、容量性マイクロフォン２００は、シリコンなどの基板２３０を含みうる。基板２３０は、図２Ａでは仮想平面２２０として見ることができる。第１の導電体２０１及び第２の導電体２０２は、基板２３０の上方に横並びに構築されうる。代替的に、第１の導電体２０１は、図５に示されるように第２の導電体２０２を取り囲みうる。例示的な実施形態において、第１の導電体２０１は基板２３０に対して固定される。その一方で、第２の導電体２０２は、基板２３０に対して可動性のメンブレンでありうる。主方向は、メンブレン平面２０２に対して垂直でありうる（垂直である）。可動性メンブレン２０２は、４つの懸架部２０２Ｓなどの３つまたはそれ以上の懸架部２０２Ｓを介して、基板２３０に取り付けられうる。後述し、例示するように、各懸架部２０２Ｓは、折りたたまれた対称的な片持ち梁を含みうる。
【００１７】
図６に示された実施形態において、第１の導電体２０１は第１の組の櫛歯部２０１ｆを含む。第２の導電体２０２としての可動性メンブレンは、メンブレンの辺縁領域の周りに第２の組の櫛歯部２０２ｆを含む。２つの組の櫛歯部２０１ｆ、２０２ｆは、互いに交互配置された状態である。第２の組の櫛歯部２０２ｆは、第１の組の櫛歯部２０１ｆに対して、メンブレン平面２０２に垂直な主方向に沿って移動可能である。そのため、メンブレン２０２と基板との間の間隙内に位置する空気からの抵抗は低減され、例えば、スクイーズフィルム減衰が２５倍低減される。好適な実施形態において、第１の組の櫛歯部２０１ｆ及び第２の組の櫛歯部２０２ｆは、同一の形状および寸法を有する。図７に示されるように、各櫛歯部は、主方向２１０に沿って測定された同じ幅Ｗを有し、第１の組の櫛歯部２０１ｆ及び第２の組の櫛歯部２０２ｆは、音波によって引き起こされる振動が存在しない場合は、主方向２１０に沿った位置シフトＰＳを有する。例えば、主方向２１０に沿った位置シフトＰＳは、幅Ｗの３分の１、すなわちＰＳ＝１／３＊Ｗでありうる。換言すれば、第１の組の櫛歯部２０１ｆ及び第２の組の櫛歯部２０２ｆは、音波によって引き起こされる振動が存在しない場合は、主方向２１０に沿った２／３＊Ｗの重複を有する。
【００１８】
複数の実施形態において、可動性メンブレン２０２は正方形の形状を有しうる。図８に示されるように、本発明の容量性マイクロフォンは、１つ以上の可動性メンブレンを含みうる。例えば、４つの可動性メンブレンが、２×２のアレイ構成に配置可能である。
【００１９】
図９に示されたいくつかの実施形態において、本発明の容量性マイクロフォンは、メンブレン２０２と基板２３０との間の間隙に流入／間隙から流出する空気の流速を制限する１つまたは複数、例えば２つの空気流動制限部２４１を含む。空気流動制限部２４１は、空気が間隙に流入／間隙から流出するための空気流路２４０の大きさを低減するように設計されうる。代替的に、または追加的に、空気流動制限部２４１は、空気が間隙に流入／間隙から流出するための空気流路２４０の長さを増加させうる。例えば、空気流動制限部２４１は、溝２４３内に挿入部２４２を含んでもよく、これは単に空気流路２４０の大きさを低減するだけでなく、空気流路２４０の長さを増加させる。
【００２０】
再び図６及び７を参照すると、櫛歯部２０１ｆはアンカーに固定され、櫛歯部２０２ｆはメンブレン形状の第２の導電体２０２（以後、単純化のためにメンブレン２０２とする）と一体化される。メンブレン２０２が音波によって振動すると、櫛歯部２０２ｆはメンブレン２０２と一緒に運動する。２つの隣り合う櫛歯部２０１ｆと２０２ｆとの間の重複領域は、この動きに従って変化し、キャパシタンスも変化する。最終的に、従来の容量性マイクロフォンと同じキャパシタンス変化の信号が検出される。
【００２１】
漏洩は、常にマイクロフォンの設計において重要な問題である。図１に示されるような従来の平行平板の設計では、これは典型的には空気をゆっくりと通過させるためにエッジの周囲に２つの小さな穴を有し、低周波数でメンブレン１０１の両側の空気圧のバランスを保つ。これが所望の漏洩である。しかし、大きな漏洩は、何らかの低周波数音波をメンブレン振動から穴を介して容易に逃げ出させることとなり、低周波数における感度の低下につながるため、望ましくない。図１０は、感度が、漏洩によって低周波数で低下することを示している。典型的な容量性ＭＥＭＳマイクロフォンでは、周波数範囲は１００Ｈｚから２０ｋＨｚの間であり、そのため図１０の感度の低下は望ましくない。
【００２２】
この大きな漏洩を防ぐために、より好適な構造が設計され、図９に示されており、これは漏洩防止の溝またはスロット及び壁を示している。再び図９を参照すると、空気流動制限部２４１は、本発明のマイクロフォンにおける空気の漏洩を防ぐための構造として機能しうる。空気流動制限部２４１は、溝２４３内への挿入部２４２を含み、これは単に空気流路２４０の大きさを低減するだけでなく、空気流路２４０の長さを増加させる。ＭＥＭＳマイクロフォンでは、深いスロットが基板上に、正方形のメンブレン２０２のエッジの周りにエッチングされてもよく、メンブレン２０２に接続された壁２４２が、長く細い空気チューブ２４０を形成するように堆積され、これは大きな音響抵抗を与える。図１１は、漏洩が防止された周波数応答を示している。この漏洩防止構造は、周波数応答プロットを１００Ｈｚから１０００Ｈｚの範囲でより平坦に保つ顕著な効果を有する。空気抵抗のレベルは、基板上にエッチングされたスロットの深さによって制御されうる。スロットがより深くなると、抵抗がより高くなる。
【００２３】
以下では、本発明の好適な実施形態を、いくつかの理論及びモデリングを使用して分析する。しかし、本発明はいずれの特定の理論及びモデリングによって制限または拘束されるものでもないことは理解すべきである。
【００２４】
圧力ノイズＮｐは、次のように定義可能である。
【００２５】
【数１】
2018110394.tif 000003
【００２６】
ここで、ｋＴは３００ｋにおけるボルツマン定数（１．３８×１０−２３Ｊ／Ｋ＊３００Ｋ）であり、Ｒａは系全体の音響抵抗であり、Ａｍはメンブレンの面積である。
【００２７】
感度及び信号対ノイズ比（ＳＮＲ）は、マイクロフォンの性能を記述するうえで最も重要な２つの因子である。標準的な計算として、２０μＰａの音圧が、１音声単位または０ｄＢとしてマークされる。
ｄＢ単位の音声レベル＝２０ｌｏｇ（音声単位）        （２）
【００２８】
１音声単位が存在する場合、ｄＢ単位の音声レベルはゼロになる。しかし、１Ｐａと等価な音圧である５００００音声単位が存在する場合、ｄＢ単位の音声レベルは９４ｄＢとなる。等価ノイズレベル（Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ  Ｎｏｉｓｅ  Ｌｅｖｅｌ、ＥＮＬ）は、１Ｐａにおけるノイズレベルを表すためによく用いられる。そのため、ＳＮＲは次のように得られる。
【００２９】
【数２】
2018110394.tif 000004
【００３０】
本発明に従う水平モードマイクロフォンの実施形態の性能が、評価され、推定され、表１に列挙されている。非常に小さなスクイーズフィルム減衰に起因して、単一のメンブレンの等価ノイズレベル（ＥＮＬ）は４ｄＢだけ低下しうる。さらに、４ダイアレイは、ノイズを２倍（すなわち６ｄＢ）低下させうる。そのため、最終的なＳＮＲは１０ｄＢの改善を有しうる。
【００３１】
【表１】
2018110394.tif 000005
【００３２】
周波数応答の比較については、水平モード設計は図１２に示されるように減衰が低くなるため、より高いＱ値を有する。しかし、同時に、漏洩レベルが依然として十分低くないため、１０ｋＨｚから１００Ｈｚのより大きな感度範囲も有する。比較のために図１３は、従来のマイクの設計についての周波数応答を示している。
【００３３】
より平坦な周波数応答曲線を有するために、より深い漏洩防止スロット及び壁、または同じ２つのスロットのいずれかをマイクロフォン構造に導入することができる。設計は、１つまたは複数のスロット／溝を追加することによって改良されうる。図９の下図に示されるように、そのような２つのスロットは、表２に示されるように性能を顕著に改善することができる。
【００３４】
【表２】
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【００３５】
前述の明細書において、本発明の実施形態が、実施ごとに異なりうる複数の特定の詳細を参照して説明された。従って、明細書及び図面は、限定的な意味ではなくむしろ例示的なものとみなされるべきである。本発明の範囲の唯一かつ排他的な指標及び、本発明の範囲であると出願人に意図されるものは、本出願による特許請求の範囲の文言通り、及び等価な範囲であり、そのような特許請求の範囲が由来する特定の形態において、任意の事後の修正を含む。
【符号の説明】
【００３６】
１０１、１０２  薄層
２００  容量性マイクロフォン
２０１  第１の導電体
２０１Ｐ  第１の突出部
２０１ｆ  第１の組の櫛歯部
２０２  第２の導電体
２０２Ｐ第２の突出部
２０２Ｓ  懸架部
２０２ｆ  第２の組の櫛歯部
２１０  主方向
２２０  仮想平面
２３０  基板
２４０  空気流路
２４１  空気流動制限部
２４２  挿入部
２４３  溝
【図１】
2018110394.tif 000007
【図２Ａ】
2018110394.tif 000008
【図２Ｂ】
2018110394.tif 000009
【図３】
2018110394.tif 000010
【図４】
2018110394.tif 000011
【図５】
2018110394.tif 000012
【図６】
2018110394.tif 000013
【図７】
2018110394.tif 000014
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【外国語明細書】
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