在MEMS麦克风中识别光干涉制造技术

一种微机电系统(MEMS)麦克风包括用于接收声信号的腔。声信号引起振膜相对于一个或多个其他表面移动，进而得到表示接收到的声信号的电信号。光传感器被包括在MEMS麦克风的套件内，使得光传感器的输出表示与声信号一起接收的光信号。使用光传感器的输出以限制对声输出信号的光干涉的方式来修改表示接收到的声信号的电信号。号的电信号。号的电信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在MEMS麦克风中识别光干涉

技术介绍

[0001]移动和智能设备正在向越来越多的环境激增，实现诸如虚拟助手、家庭自动化和车辆控制之类的大量应用。使用得越来越多的一个用户输入方式是语音输入。诸如数字助理之类的系统越来越能够识别特定用户(例如，通过语音、音调等)并且理解和处理日益复杂的命令。因为语音控制是“免提的”，所以它常常是提供这种输入最方便的方式。因此，诸如微机电系统(MEMS)麦克风之类的小型麦克风已扩散到诸如计算机、电话、手表、锁、电器、无线耳塞、增强现实系统等各种各样的“智能”设备。随着语音控制应用变得更普遍，这些系统越来越多地执行关键功能，诸如控制对安全位置或操作设备的访问。
[0002]因此，诸如MEMS麦克风之类的组件准确地捕获和处理接收到的诸如语音命令之类的声信号是重要的。这种声信号通常经由部分暴露于外部环境的进出口接收，进出口诸如暴露腔，其接收声信号并且为响应于声信号的可移动振膜接收声信号提供路径。进出口还至少部分暴露于外部环境的其他方面。可能影响麦克风性能的一个这样的方面是光能。鉴于典型麦克风的小尺寸和微观移动，施加到麦克风的光源可能生成电信号(例如，基于由光能的光子产生的能量)，在某些情形下，该电信号可能会干涉声信号的电气表示。在诸如针对性使用激光之类的某些情形下，光甚至可以被调制以“模拟”声信号，从而导致错误的命令或者为黑客提供机制以接入关键设备功能。

技术实现思路

[0003]在本公开的实施例中，一种微机电系统(MEMS)麦克风套件包括：MEMS层，所述MEMS层包括能响应于接收到的声信号而移动的MEMS振膜；光传感器，所述光传感器处于所述MEMS麦克风套件的暴露表面上的位置处，并且被配置为基于在所述位置处接收的光来输出光信号；以及处理电路，所述处理电路联接到所述MEMS层和所述光传感器。所述处理电路被配置为响应于接收到的所述声信号而输出与所述MEMS振膜的移动对应的麦克风信号，并且其中，基于所述光信号来修改所述麦克风信号。
[0004]在本公开的实施例中，一种系统包括微机电系统(MEMS)麦克风套件，该MEMS麦克风套件包括MEMS层。所述MEMS层包括能响应于接收到的声信号而移动的MEMS振膜；光传感器，所述光传感器处于所述MEMS麦克风套件的暴露表面上的位置处，并且被配置为基于在所述位置处接收的光来输出光信号；以及处理电路，所述处理电路联接到所述MEMS层和所述光传感器。所述处理电路被配置为响应于接收到的所述声信号而输出与所述MEMS振膜的移动对应的麦克风信号，并且输出与所述光信号对应的光输出信号。
[0005]在本公开的实施例中，一种用于基于接收到的光信号来修改微机电系统(MEMS)麦克风的操作的方法，包括：在所述MEMS麦克风的MEMS振膜处，接收所接收的所述声信号；以及由包括所述MEMS振膜的电容器响应于接收到的所述声信号而生成表示所述MEMS振膜的移动的信号。所述方法还可以包括在所述MEMS麦克风的暴露表面上的位置处的光传感器处接收光，以及由所述光传感器基于在所述位置处接收的光来生成光信号。所述方法还可以包括通过所述MEMS麦克风的处理电路，接收表示所述MEMS振膜的移动的信号和所述光信
号，以及由所述处理电路基于表示所述MEMS振膜的移动的信号和所述光信号来生成麦克风信号。
附图说明
[0006]通过结合附图考虑以下的详细描述，本公开的以上特征和其他特征、其性质和各种优点将更清楚，在附图中：
[0007]图1示出了按照本公开的实施例的例示性MEMS麦克风套件；
[0008]图2示出了按照本公开的实施例的接收光干涉的例示性MEMS麦克风套件；
[0009]图3示出了按照本公开的实施例的包括位于MEMS麦克风的处理电路处的光传感器的例示性MEMS麦克风套件；
[0010]图4示出了按照本公开的实施例的包括位于MEMS麦克风的多个位置处的光传感器的例示性MEMS麦克风套件；
[0011]图5示出了按照本公开的实施例的MEMS麦克风的例示性处理电路；
[0012]图6示出了按照本公开的实施例的MEMS麦克风的例示性处理电路；
[0013]图7示出了按照本公开的实施例的MEMS麦克风的例示性处理电路；
[0014]图8示出了按照本公开的实施例的MEMS麦克风的例示性处理电路；
[0015]图9示出了按照本公开的实施例的MEMS麦克风的例示性处理电路；以及
[0016]图10描绘了按照本公开的一些实施例的用于基于光信号来操作MEMS麦克风的过程的例示性流程图。
具体实施方式
[0017]小型麦克风被部分暴露于外部环境，使得麦克风的一个或多个前腔被暴露以接收诸如人类语言和语音命令之类的声信号。声信号与小型麦克风的一个以上组件(例如，MEMS组件、压电组件等)相互作用，使得生成和处理声信号的电气表示以输出麦克风信号，该麦克风信号是接收到的声信号的电气(例如，模拟和/或数字)表示，可以被其他组件(例如，主机处理器)用来执行诸如音频捕获、语言识别和语音命令之类的功能。在MEMS麦克风的示例中，振膜可以暴露于前腔并且被设计为使得其响应于声信号而移动。振膜相对于诸如背板之类的通常固定的表面的移动可以诸如通过电容信号来感测，并且所产生的电容信号可以被处理，以生成诸如麦克风信号之类的输出信号。该处理可以全部或部分地通过与MEMS麦克风集成的处理电路来执行，处理电路诸如至少部分地位于MEMS麦克风的后腔内的专用集成电路(ASIC)。
[0018]诸如光之类的外部干涉源也可能经由MEMS麦克风的部分暴露部分被接收，使得也在MEM麦克风的前腔内接收光。光也可能传播到MEMS麦克风的其他部分，包括经由振膜(例如，用于成形和悬挂振膜)和背板(例如，使前腔与后腔之间的压力能够均衡的均衡通道)的空隙传播到后腔。光可能进一步在后腔内反射，从而传播到诸如MEMS麦克风的处理电路之类的组件。根据频率、强度、持续时间、模式和其他类似变量，光能可能产生噪声，该噪声降低了输出麦克风的信号对接收到的声信号的表示的准确性。光可能在MEMS麦克风的组件中被吸收并且被转换成电信号，该电信号干涉接收到的声信号(例如，光子和/或产生的热量改变MEMS组件的移动，或前腔和/或后腔的声特性以及光子在ASIC的半导体材料中形成电
子
‑
空穴对，并且所得的电信号干涉ASIC中的内部电路，诸如放大器、偏置发生器、振荡器、比较器、模数转换器等)。
[0019]一个或多个光传感器可以位于MEMS麦克风上或其附近的各种位置处，诸如，位于附接到MEMS麦克风的其他组件(例如，电路板、外壳等)上、MEMS麦克风的外表面上、MEMS麦克风的前腔或后腔内、MEMS麦克风的电容式感测组件(例如，振膜和/或背板)上或其附近，以及靠近MEMS麦克风处理电路的组件或作为MEMS麦克风处理电路的组件。可以接收光传感器的输出，并且以使得它们可以与在接收到光能时生成的麦克风信号相关联的方式处理它们。例如，MEMS麦克风的处理电路接收并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种微机电系统MEMS麦克风套件，包括：MEMS层，所述MEMS层包括能响应于接收到的声信号而移动的MEMS振膜；光传感器，所述光传感器处于所述MEMS麦克风套件的暴露表面上的位置处，并且被配置为基于在所述位置处接收的光来输出光信号；以及处理电路，所述处理电路联接到所述MEMS层和所述光传感器，其中，所述处理电路被配置为响应于接收到的所述声信号而输出与所述MEMS振膜的移动对应的麦克风信号，并且其中，基于所述光信号来修改所述麦克风信号。2.根据权利要求1所述的MEMS麦克风套件，其中，所述MEMS麦克风套件的所述暴露表面包括所述MEMS层的暴露表面。3.根据权利要求2所述的MEMS麦克风套件，还包括前腔，所述前腔包括用于要提供到所述MEMS振膜的接收到的声信号的接收容积，其中，所述暴露表面位于所述前腔内。4.根据权利要求3所述的MEMS麦克风套件，其中，所述暴露表面沿着所述前腔的外表面定位或者位于所述MEMS麦克风套件的基板的表面上。5.根据权利要求4所述的MEMS麦克风套件，其中，所述光传感器部分地突出于所述前腔内。6.根据权利要求1所述的MEMS麦克风套件，其中，所述MEMS麦克风套件的所述暴露表面包括所述处理电路的暴露表面。7.根据权利要求6所述的MEMS麦克风，还包括后腔，其中，所述处理电路的所述暴露表面被暴露于所述后腔。8.根据权利要求6所述的MEMS麦克风，其中，所述处理电路的所述暴露表面被暴露于所述MEMS麦克风套件的外部容积。9.根据权利要求8所述的MEMS麦克风，还包括位于所述处理电路和所述外部容积之间的基板以及所述基板的将所述光传感器暴露于所述外部容积的通孔。10.根据权利要求6所述的MEMS麦克风套件，其中，所述处理电路包括专用集成电路ASIC，并且其中，所述MEMS麦克风套件的所述暴露表面包括所述ASIC的暴露表面。11.根据权利要求10所述的MEMS麦克风套件，其中，所述光传感器包括所述ASIC的集成组件。12.根据权利要求1所述的MEMS麦克风套件，其中，所述光传感器包括第一光传感器，所述暴露表面上的位置包括第一暴露表面上的第一位置，并且所述光信号包括第一光信号，还包括：第二光传感器，所述第二光传感器处于所述MEMS麦克风套件的第二暴露表面上的第二位置处，并且被配置为基于在所述第二位置处接收的光来输出第二光信号，其中，所述处理电路还被配置为基于所述第二光信号来修改所述麦克风信号。13.根据权利要求1所述的MEMS麦克风套件，其中，由与所述处理电路分开的数字信号处理器基于所述光信号来修改所述麦克风信号。14.根据权利要求1所述的MEMS麦克风套件，其中，所述麦克风信号的修改包括去除所述麦克风信号的对应于所述光信号的一部分。15.根据权利要求14所述的MEMS麦克风套件，其中，去除所述麦克风信号的对应于所述光信号的一部分包括从所述麦克风信号的模拟形式中减去所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：应美盛股份有限公司，
类型：发明
国别省市：