定向声传感器的制作方法

定向声传感器
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年8月19日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10-2020-0104154的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文中。
技术领域
3.本公开的示例实施例涉及定向声传感器。


背景技术：

4.安装在家用电器、视频显示装置、虚拟现实装置、增强现实装置、人工智能扬声器等上的用于检测声音的方向和识别语音的声传感器的可用性日益增强。最近，已经开发了定向声传感器，该定向声传感器通过将由压力差引起的机械运动转换成电信号来检测声信号。


技术实现要素：

5.示例实施例提供了定向声传感器。
6.附加方面部分地将在接下来的描述中进行阐述，且部分地将通过该描述而变得清楚明白，或者可以通过实践本公开的示例实施例而获知。
7.根据示例实施例的一个方面，一种声传感器可以包括：支撑件；以及多个谐振器，设置在支撑件上，并且在长度方向上延伸。多个谐振器中的每个谐振器可以包括：基部；以及框体，设置在基部上并且在长度方向上沿着基部的长度连续延伸。基部的厚度小于框体的厚度。
8.多个谐振器中的每个谐振器的谐振频率可以与预定谐振器的谐振频率相同，其中预定谐振器具有与多个谐振器中的每个谐振器相同的长度，并且预定谐振器的框体厚度等于基部厚度。
9.框体可以与支撑件一体地形成。
10.基部和框体中的每一个可以包括硅。
11.框体可以沿着长度方向设置在基部的相对的侧边缘上。
12.框体可以沿着宽度方向设置在基部的边缘上。
13.框体可以与基部的侧边缘间隔开。
14.多个谐振器中的每个谐振器可以包括：致动部，被配置为响应于输入的声信号而运动；以及感测部，被配置为检测致动部的运动。
15.多个谐振器中的每个谐振器可以包括：悬臂梁，具有固定到支撑件的第一端和被配置为在支撑件的腔体之中自由地运动的第二端。
16.多个谐振器中的每个谐振器的谐振频率可以与多个谐振器中的其他谐振器的谐振频率不同。
17.根据示例实施例的一个方面，一种电子设备可以包括声传感器。声传感器可以包
括：支撑件；以及多个谐振器，设置在支撑件上，并且在长度方向上延伸。多个谐振器中的每个谐振器可以包括：基部；以及框体，设置在基部上并且在长度方向上沿着基部连续延伸。基部的厚度小于框体的厚度。
18.根据示例实施例的一个方面，一种声传感器可以包括：支撑件；以及多个谐振器，设置在支撑件上，并且在长度方向上延伸。多个谐振器中的每个谐振器可以包括：基部、以及在基部中形成至特定深度的凹槽图案。
19.多个谐振器中的每个谐振器的谐振频率可以与预定谐振器的谐振频率相同，其中预定谐振器具有与多个谐振器中的每个谐振器相同的长度，并且预定谐振器不具有形成在其基部中的凹槽图案。
20.凹槽图案可以形成为规则形状。
21.多个谐振器中的每个谐振器的谐振频率可以与多个谐振器中的其他谐振器的谐振频率不同。
22.根据示例实施例的一个方面，一种电子设备可以包括声传感器。声传感器可以包括：支撑件；以及多个谐振器，设置在支撑件上，并且在长度方向上延伸。多个谐振器中的每个谐振器可以包括：基部、以及在基部中形成至特定深度的凹槽图案。
23.根据示例实施例的一个方面，一种声传感器可以包括：支撑件；以及多个谐振器，设置在支撑件上，并且在长度方向上延伸。多个谐振器中的每个谐振器包括：基部、以及在基部中形成且在厚度方向上延伸穿过基部的凹槽图案。
24.多个谐振器中的每个谐振器的谐振频率可以与预定谐振器的谐振频率相同，其中预定谐振器具有与多个谐振器中的每个谐振器相同的长度，并且预定谐振器不具有形成在其基部中的凹槽图案。
25.凹槽图案可以形成为规则形状。
26.根据示例实施例的一个方面，一种电子设备可以包括声传感器。声传感器可以包括：支撑件；以及多个谐振器，设置在支撑件上，并且在长度方向上延伸。多个谐振器中的每个谐振器可以包括：基部、以及在基部中形成且在厚度方向上延伸穿过基部的凹槽图案。
附图说明
27.根据以下结合附图的描述，本公开的某些示例实施例的上述和其他方面、特征以及优点将更清楚，在附图中：
28.图1是一般定向声传感器的透视图；
29.图2是图1的部分a的放大视图；
30.图3是沿图2的线iii-iii
′
截取的截面图；
31.图4示出关于图1的定向声传感器的定向特性的测量结果的示例；
32.图5是关于图1的定向声传感器的频率响应特性的测量结果的曲线图；
33.图6a是一般定向声传感器的谐振器的截面图；
34.图6b是根据图6a的谐振器的厚度的改变的惯性矩的相对比“a1”、以及用于使谐振频率保持恒定的谐振器的长度的相对比“b1”的曲线图；
35.图7是根据示例实施例的定向声传感器的透视图；
36.图8是图7的部分b的放大视图；
37.图9是沿图8的线ix-ix
′
截取的截面图；
38.图10a是根据示例实施例的定向声传感器的谐振器的截面图；
39.图10b是根据图10a的谐振器的厚度的改变的惯性矩的相对比“a2”、以及用于使谐振频率保持恒定的谐振器的长度相对比“b2”的曲线图；
40.图11是根据示例实施例的谐振器的带宽根据谐振器的截面面积改变而改变的仿真结果的曲线图；
41.图12是将根据相关技术的谐振器的带宽与根据示例实施例的谐振器的带宽进行对比的仿真结果的曲线图；
42.图13a是测量一般定向声传感器的频率响应特性的仿真结果的曲线图；
43.图13b是测量一般声传感器的频率响应特性的仿真结果的曲线图；
44.图13c是测量根据示例实施例的定向声传感器的频率响应特性的仿真结果的曲线图；
45.图14a是通过一般定向声传感器的频率响应特性的实际试验的测量结果的曲线图；
46.图14b是通过根据示例实施例的定向声传感器的频率响应特性的实际试验的测量结果的曲线图；
47.图15a是测量一般定向声传感器的频率响应特性的仿真结果的曲线图；
48.图15b是测量根据示例实施例的定向声传感器的频率响应特性的仿真结果的曲线图；
49.图16是根据另一个示例实施例的定向声传感器的谐振器的透视图；
50.图17是根据另一个示例实施例的定向声传感器的谐振器的透视图；
51.图18是根据另一个示例实施例的定向声传感器的谐振器的透视图；
52.图19是根据另一个示例实施例的定向声传感器的谐振器的透视图；以及
53.图20是根据示例实施例的电子设备的透视图。
具体实施方式
54.现在详细参考实施例，在附图中示出了实施例的示例，其中，贯穿附图相似的附图标记表示相似的元件。在这点上，示例性实施例可以具有不同形式，并且不应当被解释为受限于本文所阐明的描述。因此，下面仅通过参考附图描述示例实施例，以解释各个方面。本文中所使用的术语“和/或”包括相关联的列出项中的一个或多个的任意和所有组合。称为“......中的至少一个”之类的表述在元件列表之后时修饰整个元件列表，而不是修饰列表中的单独元件。
55.为了便于解释和清楚，附图中示出的每个层的厚度或尺寸可能被夸大。以下描述的示例实施例是仅仅是示例，并且可以根据示例实施例进行各种修改。
56.当组成元件被描述为被设置、被布置(等等)在另一组成元件“上方”、“上面”、“下方”、“下面”、“的上侧上”、“的下侧上”、“的右侧上”、“的左侧上”等时，该组成元件可以直接接触该另一组成元件，或者可以在该组成元件和该另一组成元件之间提供另一元件。在说明书中以单数形式使用的表述也包括其复数形式的表述，除非上下文另外清楚指定。当部件被描述为“包括”特定的组成元件时，除非另外指定，否则该部件可以包括另一组成元件。
57.在描述本公开的上下文中使用术语“一”、“一个”和“所述”及相似指代词应被解释为涵盖所述指代词修饰的术语的单数和复数两种情况。此外，可以按照任何合适的顺序执行本文中描述的所有方法的步骤，除非本文另外指出或者上下文另外清楚指定。本公开不限于所描述的步骤顺序。
58.说明书中记载的诸如“～部”、“～单元”、“～模块”和“～块”之类的术语可以表示用于处理至少一个功能或操作的单元，并且该单元可以通过硬件、软件或硬件和软件的组合来实现。
59.各附图中示出的连接线或连接器表示各元件之间的功能关系和/或物理或逻辑耦接。应该注意，在实际设备中可以存在许多替代或者附加的功能关系、物理连接或逻辑连接。
60.本文中提供的任何和所有示例或语言(例如，“诸如”)的使用仅意在更好地描述本公开的示例实施例且不对本公开的范围施加限制，除非另外说明。
61.图1是一般定向声传感器100
′
的透视图。图2是图1的部分a的放大视图。图3是沿图2的线iii-iii
′
截取的截面图。
62.参考图1、图2和图3，一般定向声传感器100
′
可以包括：支撑件110和设置在支撑件110上的多个谐振器120
′
。腔体110a形成在支撑件110中。谐振器120
′
可以以特定的形状设置在支撑件110的腔体110a上。
63.谐振器120
′
中的每一个可以形成悬臂梁，该悬臂梁具有固定到支撑件110的第一端部和被配置为自由地运动的第二端部。谐振器120
′
中的每一个可以包括：致动部130
′
，响应于输入的声信号而运动；以及感测部140
′
，被配置为检测致动部130
′
的运动。致动部130
′
可以在谐振器120
′
的长度方向(图1中的x轴方向)上从支撑件110朝着腔体110a延伸。感测部140
′
可以设置在致动部130
′
的表面上，以检测致动部130
′
的运动。感测部140可以包括压电装置，该压电装置被配置为基于压电体的变形而生成电能。
64.致动部130
′
可以具有长度l1
′
、宽度w1
′
以及厚度t1
′
。致动部130
′
的被配置为基于输入的声信号接收压力的部分的面积可以是l1
′×
w1
′
。
65.各个谐振器120
′
可以被配置为具有不同的谐振频率。因此，各个谐振器120
′
可以具有不同的尺寸。例如，各个谐振器120
′
可以具有不同的长度、宽度和/或厚度。图1示出各个谐振器120
′
具有不同的长度的情况。
66.图4示出关于图1的定向声传感器100
′
的定向特性的测量结果的示例。如图4所示，一般定向声传感器100
′
表现出双方向性，即，在z轴方向上的0
°
方向和180
°
方向的方向性。图5是关于图1的一般定向声传感器100
′
的频率响应特性的测量结果的曲线图。
67.在图1的一般定向声传感器100
′
中，由于减小其尺寸的方法而减少了谐振器120
′
的数量。在这种情况下，在图5所示的频率响应特性中，纹波的竖直宽度增大，以致于平坦特性变差。因此，一般定向声传感器100
′
的声音质量可能下降。
68.为了通过使用有限数量的谐振器来实现宽的频段并且改善平坦特性，每个谐振器具有宽的带宽，相应地，谐振器的品质因数应该较小。
69.谐振器的品质因数(q)可以通过以下等式[等式1]表示。
[0070]
q＝(m
×
f)/c.........[等式1]
[0071]
在等式1中，“m”表示有效质量，“f”表示谐振频率，并且“c”表示阻尼系数。
[0072]
参考等式1，为了减小品质因数，同时保持谐振器的恒定的谐振频率，谐振器的质量应该减小。
[0073]
在图1的一般定向声传感器100
′
中，当为了减小谐振器120
′
中的每一个的质量而减小致动部130
′
中的每一个的厚度时，谐振器120
′
中的每一个的长度应该减小，以保持恒定的谐振频率，如下文所述。然而，在这种情况下，由于配置为接收输入的声信号的压力的部分的面积减小，灵敏度可能下降。因此，在图1的一般定向声传感器100
′
中，当通过减小谐振器120
′
中的每一个的厚度而减小品质因数时，可以改善平坦特性，但是灵敏度可能下降。
[0074]
图6a是图2的谐振器120
′
的致动部130
′
的截面图。图6b是通过将图6a的谐振器120
′
的厚度从1.5μm逐渐地减小所测量的惯性矩的相对比“a1”、以及用于使谐振频率保持恒定的谐振器的长度的相对比“b1”的曲线图。谐振器120
′
的宽度是100μm。
[0075]
在图6b中，“a/a
ref”表示谐振器120
′
的截面面积的相对比，并且“a
ref”表示当谐振器120
′
的厚度是1.5μm时谐振器120
′
的截面面积。“a1”表示指示惯性矩的相对比(i/i
ref
)的曲线，“i
ref”表示当谐振器120
′
的厚度是1.5μm时谐振器120
′
的惯性矩。“b1”表示用于使谐振频率保持恒定的谐振器的长度的相对比(l/l
ref
)，“l
ref”表示当谐振器120
′
的厚度是1.5μm时谐振器120
′
的长度。
[0076]
参考图6b，由于图6a所示的谐振器120
′
的厚度从1.5μm逐渐地减小，以致于谐振器120
′
的截面面积减小，因此谐振器120
′
的惯性矩也可以减小。在这种情况下，为了减小谐振器120
′
的厚度且同时保持谐振器120
′
的恒定的谐振频率，谐振器120
′
的长度应该减小。
[0077]
因此，在图1的一般定向声传感器100
′
中，当通过减小谐振器120
′
的厚度而减小了谐振器120
′
的质量时，谐振器120
′
的长度应该减小，以保持恒定的谐振频率。因此，配置为接收输入的声信号的压力的部分的面积减小，导致一般定向声传感器100
′
的灵敏度下降。
[0078]
图7是根据示例实施例的定向声传感器100的透视图。图8是图7的部分b的放大视图，图9是沿图8的线ix-ix
′
截取的截面图。
[0079]
参考图7至图9，定向声传感器100可以包括：支撑件110和设置在支撑件110上的多个谐振器120。腔体110a形成在支撑件110中。例如，硅基板可以用作支撑件110，但是本公开不限于此。谐振器120可以设置在支撑件110的腔体110a上。谐振器120可以设置成共面而不彼此交叠。
[0080]
谐振器120中的每一个可以形成：悬臂梁，具有固定到支撑件110的第一端部和被配置为自由地运动的第二端部。图7示出谐振器120被配置为在z轴方向上竖直运动的示例实施例。
[0081]
谐振器120中的每一个可以具有长度l1和宽度w1。配置为接收输入的声信号的压力的部分的面积可以是l1
×
w1。
[0082]
例如，当图8的谐振器120的谐振频率与图2的谐振器120
′
的谐振频率相同时，图8的谐振器120的长度l1和宽度w1可以与图2的谐振器120
′
的长度l1
′
和宽度w1
′
相同。在这种情况下，图8的谐振器120和图2的谐振器120
′
中被配置为接收输入的声信号的压力的部分可以具有相同的面积。
[0083]
谐振器120中的每一个可以包括：致动部130，响应于输入的声信号而运动；以及感测部140，被配置为检测致动部130的运动。致动部130可以在谐振器120的长度方向(图7中的x轴方向)上从支撑件110朝着腔体110a延伸。致动部130的第一端部固定到支撑件110。致
动部130可以与支撑件110一体地形成。在这种情况下，致动部130可以包括例如硅。然而，本公开不限于此，并且致动部130可以不与支撑件110一体地形成。
[0084]
致动部130中的每一个的谐振器120可以包括：基部131；以及框体132，设置在基部131的两侧处。框体132可以与谐振器120的长度方向(图8中的x轴方向)平行地连续地设置。具体地，框体132可以沿着基部131的两个侧边缘连续地设置。
[0085]
框体132可以在长度方向上沿着基部131的整个长度延伸。例如，如图8所示，框体132在长度方向上沿着基部131的整个长度延伸。备选地，框体132可以在长度方向上沿着基部131的基本上整个长度延伸。例如，框体132可以沿着基部131的75％、80％、85％、90％、95％、97％等延伸。因为基部131比框体132更薄，所以与具有与谐振器120相同的长度和恒定厚度的对比谐振器相比，谐振器120包括更小的质量。通过沿着基部131的整个长度、或基本上整个长度延伸，框体132可以使谐振器120具有与对比谐振器相似的或相同的谐振频率。以这种方式，与对比谐振器相比，谐振器120可以具有改善的带宽、更小的品质因数、改善的平坦特性、以及改善的声音质量。
[0086]
基部131可以具有宽度w2，并且框体132可以具有宽度w3。例如，框体132的宽度w3可以小于基部131的宽度w2，但是本公开不限于此。框体132可以具有厚度t1，并且基部131可以具有厚度t2(即，小于框体132的厚度t1)。
[0087]
例如，当图8的谐振器120具有与图2的谐振器120
′
相同的谐振频率时，图8所示的框体132的厚度t1可以与图2所示的致动部130
′
的厚度t1
′
相同。
[0088]
当图8的谐振器120的长度l1和宽度w1与图2的谐振器120
′
的长度l1
′
和宽度w1
′
相同、并且图8所示的框体132的厚度t1与图2所示的致动部130
′
的厚度t1
′
相同时，图8的谐振器120的谐振频率可以与图2的谐振器120
′
的谐振频率相同。
[0089]
感测部140可以设置在致动部130的一个表面上，并且可以被配置为检测致动部130的运动。感测部140可以包括压电装置，该压电装置被配置为基于压电体的变形而生成电能。在这种情况下，感测部140可以包括：两个电极；以及设置在这两个电极之间的压电层。
[0090]
各个谐振器120可以被配置为检测不同频段的声频。换言之，各个谐振器120可以具有不同的谐振频率。在这种情况下，各个谐振器120可以具有不同的尺寸。例如，各个谐振器120可以具有不同的长度、宽度和/或厚度。图7示出各个谐振器120具有不同的长度的情况。根据示例实施例的定向声传感器100可以具有方向性，例如，沿z轴方向的双向方向性等，这与图1的一般定向声传感器100
′
相似。
[0091]
在根据示例实施例的定向声传感器100中，因为致动部130包括框体132和具有厚度t2(即小于框体132的厚度t1)的基部131，所以质量可以相对于图2的谐振器120
′
减小，同时保持了谐振频率，如下所述。因此，由于谐振器的品质因数120减小，其带宽可以增大，因此，定向声传感器100的平坦特性和声音质量可以改善。
[0092]
图10a是图8的致动部130的截面图，其中基部131具有厚度t。谐振器120可以包括硅。在图10a中，基部131的宽度w2和框体132的宽度w3分别是80μm和10μm，并且框体132的厚度t1是1.5μm。
[0093]
图10b是通过将图10a的谐振器120的厚度从1.5μm逐渐地减小所测量的惯性矩的相对比“a2”、以及用于使谐振频率保持恒定的谐振器的长度的相对比“b2”的曲线图。
[0094]
在图10b中，“a/a
ref”表示谐振器120的截面面积的相对比，并且“a
ref”表示当基部131的厚度是1.5μm时谐振器131的截面面积。“a2”是指示惯性矩的相对比i/i
ref
的曲线，“i
ref”表示当基部131的厚度是1.5μm时谐振器120的惯性矩。“b2”是用于使谐振频率保持恒定的谐振器的长度的相对比l/l
ref
，“l
ref”表示当基部131的厚度是1.5μm时谐振器120的长度。
[0095]
参考图10b，由于图10a所示的谐振器120的基部131的厚度从1.5μm逐渐地减小，以致于谐振器120的截面面积减小，因此谐振器120的惯性矩最初逐渐地减小并且稍后变为恒定。因此，此时，在不显著减小谐振器120的长度的情况下，谐振器120的谐振频率保持恒定。
[0096]
因此，在图10a的谐振器120中，可以通过在不改变谐振器120的长度的情况下减小框体132内的基部131的厚度t，来减小谐振器120的质量而不会改变谐振频率。
[0097]
图11是根据示例实施例的谐振器120的带宽根据谐振器120的截面面积改变而改变的仿真结果的曲线图。图11示出改变图10a的谐振器120中的基部131的厚度t时的测量结果的结果。其中基部131的厚度t是1.5μm的谐振器120可以与具有1.5μm厚度和100μm宽度的图2的一般谐振器120
′
相对应。
[0098]
参考图11，当根据示例实施例的谐振器120的截面面积与图2的一般谐振器120
′
的截面面积相比减小大约一半、且根据示例实施例的谐振器120的质量因此与图2的一般谐振器120
′
的质量相比减小大约二分之一时，根据示例实施例的谐振器120的带宽与图2的一般谐振器120
′
的带宽相比增大大约两倍。
[0099]
图12是将图2的一般谐振器120
′
的带宽与根据示例实施例的谐振器120的带宽进行对比的仿真结果的曲线图。图2的一般谐振器120
′
对应于图10a中的基部131的厚度t是1.5μm的谐振器120，而根据示例实施例的谐振器120对应于图10a中的基部131的厚度t是0.5μm的情况。
[0100]
在图12中，“c1”表示图2的一般谐振器120
′
的频率响应特性，而“c2”表示根据示例实施例的谐振器120的频率响应特性。
[0101]
参考图12，针对第二谐振模式，图2的一般谐振器120
′
的所测量的带宽是大约125hz，而根据示例实施例的谐振器120的所测量的带宽是大约275hz。因此，根据示例实施例的谐振器120的带宽与图2的一般谐振器120
′
的带宽相比增大了大约两倍或更多。以这种方式，根据示例实施例的谐振器120的品质因数与图2的谐振器的品质因数120
′
相比减小了大约二分之一或更多，而不会造成谐振频率的改变。
[0102]
因此，因为根据示例实施例的谐振器120被配置为将具有比框体132的厚度t1小的厚度t2的基部131设置在框体132之间，所以可以在保持谐振频率的同时，减小谐振器120的质量。因此，与图2的一般谐振器120
′
相比，在根据示例实施例的谐振器120中，可以减小品质因数并且可以增大带宽。
[0103]
图13a是测量一般定向声传感器100
′
的频率响应特性的仿真结果的曲线图。一般定向声传感器100
′
(即，图1的一般定向声传感器100
′
)可以包括三十二(32)个谐振器120
′
。谐振器120
′
中的每一个可以包括硅并且具有1.5μm厚度和100μm宽度。
[0104]
参考图13a，在300hz至7000hz的频率范围中，所测量的灵敏度是大约43db，并且所测量的平坦度是大约3.3db。平坦度是指频率响应特性曲线中的纹波的竖直宽度的尺寸。
[0105]
图13b是测量一般定向声传感器100
′
的频率响应特性的仿真结果的曲线图。一般
定向声传感器100
′
包括十六个(16)谐振器120
′
，但是其他与图13a中使用的定向声传感器100
′
相同。
[0106]
参考图13b，在300hz至7000hz的频率范围中，所测量的灵敏度是大约45db，并且所测量的平坦度是大约5.5db。在图13a和图13b之间的比较之中，由于在一般定向声传感器100
′
中减少了谐振器120
′
的数量，因此平坦度下降。
[0107]
图13c是测量根据示例实施例的定向声传感器的频率响应特性的仿真结果的曲线图。定向声传感器100(即，图7所示的定向声传感器100)可以包括十六(16)个谐振器120。谐振器120中的每一个可以包括硅。基部131的厚度t和宽度分别是0.5μm和80μm，并且框体132的厚度和宽度分别是1.5μm和10μm。
[0108]
参考图13c，在300hz至7000hz的频率范围中，所测量的灵敏度是大约40db，并且所测量的平坦度是大约2.4db。在图13b和图13c之间的比较之中，当谐振器120
′
和谐振器120的数量相同时，根据示例实施例的定向声传感器100与一般定向声传感器100
′
相比具有显著改善的平坦度和相似的灵敏度。此外，参考图13a和13c，参照根据示例实施例的定向声传感器100，即使当谐振器120的数量减少一半时，与一般定向声传感器100
′
相比，在灵敏度相似的同时也改善了平坦度。
[0109]
图14a是通过一般定向声传感器100
′
的频率响应特性的实际试验的测量结果的曲线图。一般定向声传感器100
′
(即，图1的一般定向声传感器100
′
)可以包括三十二(32)个谐振器120
′
。谐振器120
′
中的每一个可以包括硅并且具有1.5μm厚度和100μm宽度。参考图14a，在300hz至7000hz的频率范围中，所测量的灵敏度是大约43.5db，并且所测量的平坦度是大约6db。
[0110]
图14b是通过根据示例实施例的定向声传感器100的频率响应特性的实际试验的测量结果的曲线图。定向声传感器100(即，图7所示的定向声传感器100)可以包括十六(16)个谐振器120。谐振器120中的每一个可以包括硅。基部131的厚度t和宽度分别是0.5μm和80μm，并且框体132的厚度和宽度分别是1.5μm和10μm。参考图14b，在300hz至7000hz的频率范围中，所测量的灵敏度是大约43db，并且所测量的平坦度是大约8db。
[0111]
在图14a和图14b之间的比较之中，包括三十二(32)个谐振器120
′
的一般定向声传感器100
′
和包括十六(16)个谐振器120的根据示例实施例的定向声传感器100具有彼此相似的灵敏度和平坦度。
[0112]
图15a是一般定向声传感器100
′
的频率响应特性的测量结果的仿真结果的曲线图，其与图13a的曲线图相同。一般定向声传感器100
′
(即，图1的一般定向声传感器100
′
)可以包括三十二(32)个谐振器120
′
。谐振器120
′
中的每一个可以包括硅并且具有1.5μm厚度和100μm宽度。参考图15a，在300hz至7000hz的频率范围中，所测量的灵敏度是大约43db，并且所测量的平坦度是大约3.3db。
[0113]
图15b是根据示例实施例的定向声传感器100的频率响应特性的测量结果的仿真结果的曲线图。定向声传感器100(即，图7所示的定向声传感器100)可以包括三十二(32)个谐振器120。谐振器120中的每一个可以包括硅。基部131的厚度t和宽度分别是0.5μm和80μm，并且框体132的厚度和宽度分别是1.5μm和10μm。参考图15b，在300hz至7000hz的频率范围中，所测量的灵敏度是大约41.5db，并且所测量的平坦度是大约2.1db。
[0114]
参考图15a和15b，当谐振器120
′
和谐振器120的数量彼此相同时，根据示例实施例
的定向声传感器100与一般定向声传感器100
′
相比具有相似的灵敏度和改善的平坦度。
[0115]
如上所述，在根据示例实施例的定向声传感器100中，因为谐振器120中的每一个被配置为使基部131具有比框体132的厚度t1小的厚度t2，所以可以在保持恒定的谐振频率的同时减小谐振器120中的每一个的质量。因此，与图2的一般谐振器120
′
相比，可以减小品质因数并且可以增大带宽。
[0116]
因此，在根据示例实施例的定向声传感器100中，由于谐振器120中的每一个可以在保持恒定的谐振频率的同时具有宽的带宽，因此平坦特性可以改善。因此，即使当谐振器120的数量相对于一般定向声传感器100
′
减少时，也可以基本上保持灵敏度和声音质量。
[0117]
因此，参考根据示例实施例的定向声传感器100，因为可以在保持灵敏度和平坦特性的同时减少谐振器120的数量，所以与图1的一般定向声传感器100
′
相比，价格竞争力可以提高。此外，参考根据示例实施例的定向声传感器100，当谐振器120的数量与图1的一般定向声传感器100
′
的数量相同时，与图1的一般定向声传感器100
′
相比，谐振器120可以基于平坦特性的改善而改善声音质量。
[0118]
图16是根据另一个示例实施例的定向声传感器的谐振器200的透视图。虽然图16中示出了单个谐振器220，但是应该理解，定向声传感器可以包括附加的谐振器，并且各个谐振器可以具有不同的谐振频率。在下面的描述中，主要描述与上述实施例的差别。
[0119]
参考图16，谐振器220可以包括：致动部230，配置为响应于输入的声信号而运动；以及感测部140，被配置为检测致动部230的运动。致动部230可以在谐振器220的长度方向上从支撑件110延伸。
[0120]
谐振器220的致动部230可以包括：基部231；以及框体232，设置在基部231上。因为基部231被配置为具有比框体232的厚度小的厚度，因此如上所述，谐振器的质量220相对于图2的谐振器120
′
可以减小。
[0121]
框体232沿着基部231的边缘设置。具体地，框体232可以设置在基部231的两个边缘和基部231前部的边缘处。设置在基部231的各个侧边缘处的每个框体232可以与谐振器220的长度方向平行地连续设置。
[0122]
框体232可以在长度方向上沿着基部231的整个长度延伸，并且可以在宽度方向上沿着基部231的宽度延伸。例如，如图16所示，框体232在长度方向上沿着基部231的整个长度延伸，并且在宽度方向上沿着基部231的宽度延伸。备选地，框体232可以在长度方向上沿着基部231的基本上整个长度延伸。例如，框体232可以沿着基部231的75％、80％、85％、90％、95％、97％等延伸。因为基部231比框体232更薄，所以与具有与谐振器220相同的长度和恒定厚度的对比谐振器相比，谐振器220包括更小的质量。通过沿着基部231的整个长度、或基本上整个长度延伸，框体232可以使谐振器220具有与对比谐振器相似的或相同的谐振频率。以这种方式，与对比谐振器相比，谐振器220可以具有改善的带宽、更小的品质因数、改善的平坦特性、以及改善的声音质量。
[0123]
在示例实施例中，因为谐振器220被配置为使基部231具有比框体232的厚度小的厚度，所以与上述图2的谐振器120
′
相比，谐振器的质量220可以减小，同时保持恒定的谐振频率。因此，谐振器的品质因数220可以减小并且带宽可以增大。
[0124]
图17是根据另一个示例实施例的定向声传感器的谐振器320的透视图。
[0125]
参考图17，谐振器320的致动部330可以包括：基部331；以及框体332，设置在基部
331上。基部331可以被配置为，具有小于框体332的厚度的厚度，如上所述。
[0126]
框体332可以沿着谐振器320的长度方向在基部331的内部连续设置。例如，如图17所示，框体332设置在基部331在宽度方向(图17所示的y方向)上的内部。即，框体332可以与基部331的侧边缘间隔开。例如，框体332可以设置在基部331在宽度方向上的中心处、朝向基部331在宽度方向上的中心、偏离基部331在宽度方向上的中心，等等。虽然图17示出了作为示例的单个框体332，但是本公开不限于此，并且可以在基部331上和其内部设置多个框体332。
[0127]
框体132可以在长度方向上沿着基部331的整个长度延伸。例如，如图17所示，框体332在长度方向上沿着基部331的整个长度延伸。备选地，框体332可以在长度方向上沿着基部331的基本上整个长度延伸。例如，框体332可以沿着基部331的75％、80％、85％、90％、95％、97％等延伸。因为基部331比框体332更薄，所以与具有与谐振器320相同的长度和恒定厚度的对比谐振器相比，谐振器320包括更小的质量。通过沿着基部331的整个长度、或基本上整个长度延伸，框体332可以使谐振器320具有与对比谐振器相似的或相同的谐振频率。以这种方式，与对比谐振器相比，谐振器320可以具有改善的带宽、更小的品质因数、改善的平坦特性、以及改善的声音质量。
[0128]
图18是根据另一个示例实施例的定向声传感器的谐振器420的透视图。
[0129]
参考图18，谐振器420的致动部430可以包括：基部431；以及在基部131中形成至特定深度的凹槽图案432。例如，凹槽图案432可以在基部131中形成至预定深度，例如，基部431的深度的10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、92％、100％等。备选地，凹槽图案432可以被形成为在厚度方向(图18的z轴方向)上延伸穿过基部。凹槽图案432可以以规则形状形成在基部431中。由于凹槽图案432在基部431中形成至特定深度，因此与图2的谐振器120
′
相比，谐振器的质量420可以减小。规则形状可以指恒定的或预定的形状和图案，并且在各个凹槽之间可以包括相似的空间。凹槽可以是圆形、矩形、方形、椭圆形或其他形状。
[0130]
图18的谐振器420可以具有与未在其中形成凹槽图案432的谐振器(例如，应用于图1的一般定向声传感器100
′
的图2的谐振器120
′
)相同的谐振频率。
[0131]
在示例实施例中，因为谐振器420包括在基部431中形成至特定深度的凹槽图案432，所以谐振器的质量420可以减小，同时保持恒定的谐振频率。因此，与图2的一般谐振器120
′
相比，可以减小品质因数并且可以增大带宽。
[0132]
图19是根据另一个示例实施例的定向声传感器的谐振器520的透视图。
[0133]
参考图19，谐振器520的致动部530可以包括：基部531；以及形成在基部531中的多个通孔532。通孔532可以以规则形状形成在基部531中。规则形状可以指恒定的或预定的形状和图案，并且在各个通孔之间可以包括相似的空间。通孔可以是圆形、矩形、方形、椭圆形或其他形状。
[0134]
图19的谐振器520可以具有与未在其中形成通孔532的谐振器(例如，应用于图1的一般定向声传感器100
′
的图2的谐振器120
′
)相同的谐振频率。通孔532中的每一个可以被形成为包括小于可听频段的波长的尺寸。
[0135]
在示例实施例中，因为谐振器520包括形成在基部531中的通孔532，并且因为通孔532中的每一个可以包括小于可听频段的波长的尺寸，所以谐振器的质量520可以减小，同
时保持恒定的谐振频率。因此，与图2的一般谐振器120
′
相比，可以减小品质因数并且可以增大带宽。
[0136]
上述定向声传感器可以应用于电子设备，例如，诸如应用了语音接口技术的人工智能(ai)扬声器、电视(tv)等。图20示出采用了被配置为识别用户语音的定向声传感器600的tv 1000的示例。此外，上述定向声传感器可以应用于包括家用电器的各种电子设备，例如，空调、冰箱、空气净化器等。
[0137]
在上述根据示例实施例的定向声传感器中，因为每个谐振器在保持恒定的谐振频率的同时具有宽的带宽，所以平坦特性可以改善。因此，即使当谐振器的数量减少时，与一般定向声传感器相比，也可以基本上保持灵敏度和声音质量。因此，参考根据示例实施例的定向声传感器，因为可以在保持灵敏度和平坦特性的同时减少谐振器的数量，所以与一般定向声传感器相比，价格竞争力可以提高。此外，参考根据示例实施例的定向声传感器，当谐振器的数量与现有的定向声传感器的数量相同时，平坦特性改善，因此声音质量可以改善。
[0138]
应该理解的是，本文所述的示例实施例应该仅被认为是描述性的而不是为了限制的目的。对每个示例实施例中的特征或方面的描述应当典型地被看作是可用于其他示例实施例中的其他类似特征或方面。尽管已参考附图描述了一个或多个示例实施例，但本领域普通技术人员应当理解，在不脱离所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节上的多种改变。