小型MEMS加速度傳感器實現(xiàn)在耳朵中嵌入人工內(nèi)耳 (2005-06-15)
發(fā)布時間:2007-12-04
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美國斯坦福大學(xué)日前披露了使用小型MEMS加速度傳感器,在耳朵中嵌入人工內(nèi)耳的技術(shù)。在韓國漢城召開的MEMS技術(shù)國際學(xué)術(shù)會議“TRANSDUCERS’05”上進行了技術(shù)發(fā)表。
此次發(fā)表的是通過被稱為耳小骨的骨頭,將鼓膜振動傳導(dǎo)給加速度傳感器來捕捉聲音的技術(shù)。目前一般采用在耳外裝麥克的方法,但這種方法捕捉不到風(fēng)嘯等人耳聽不到的聲音。而要想把麥克置入耳中,為了避免水分和灰塵等進入麥克內(nèi)部,就必須將麥克密封起來。但業(yè)界認(rèn)為將麥克密封起來以后,存在靈敏度下降的問題。此次則采用了利用加速度傳感器而不是麥克得到與聲壓相應(yīng)的振動的方法。
采用密閉式封裝,尺寸僅387μm×387μm×230μm。重量為100μg。這樣的尺寸對于構(gòu)成耳小骨的3塊骨頭顯得非常小,能夠裝在骨頭上。另外,相對于耳小骨近50mg的重量也非常輕,即使裝在這塊骨頭上,對鼓膜傳導(dǎo)的振動也不會產(chǎn)生太大的影響。
實驗得知,100~10kHz頻帶的60至120dB聲壓對于耳小骨就相當(dāng)于40μ~3g(1g為9.8m/秒2)的加速度。此次使用的加速度傳感器分辨率為0.47mg/(Hz的平方根),因此聽不到頻率在100Hz以下的聲波。
此次開發(fā)的3軸加速度傳感器采用由橫梁支撐重量的結(jié)構(gòu),在橫梁的側(cè)面裝有壓電電阻元件。在上面涂覆厚20μm的epi-poly膜后進行封裝。