CN101322435A - 平衡电枢骨导振动器 - Google Patents

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CN101322435A CNA2006800449866A CN200680044986A CN101322435A CN 101322435 A CN101322435 A CN 101322435A CN A2006800449866 A CNA2006800449866 A CN A2006800449866A CN 200680044986 A CN200680044986 A CN 200680044986A CN 101322435 A CN101322435 A CN 101322435A
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Abstract

一种骨导换能器，其适于用在诸如助听器、耳内监听器、耳机、电子听力保护装置以及非常小型的声学扬声器之类的收听装置中，其具有布置在外壳内的端部质量组件。该端部质量组件安装到声学组件并经由接合组件操作地接合到马达组件。

Description

平衡电枢骨导振动器
技术领域
本专利总体涉及用于诸如助听器等的助听装置中的换能器，更具体地涉及平衡电枢骨导接收器，使用者可利用该平衡电枢骨导接收器通过直接将振动传递至骨结构而听到声音。
背景技术
助听器是一类耳戴声学装置，并且近年来实现助听器和其它类型的耳戴声学装置的技术已经迅速发展。该领域中的技术进步不断改进这些装置的小型化、接收、佩戴舒适度、使用寿命和功效，而且可以增加这些装置的式样和类型的数量。例如，存在几种不同的助听器式样，包括：耳后式(BTE)、耳内或全耳内式(ITE)、耳道式(ITC)以及全耳道式(CIC)。随着耳戴声学装置性能的不断提高以及对于耳戴声学装置类型或式样的新需求，在改进所用的小型声学换能器的内在性能方面的需求日益增加。
通常，诸如助听器等的助听装置包括传声器组件、放大器和接收器(扬声器)组件。传声器组件接收声波并产生表示这些声波的电子信号。放大器接收电子信号、调整电子信号并将调整后的电子信号(例如，经处理的信号)传送至接收器组件。接收器组件又将经处理的电子信号转化为声能，以传递给使用者。
已经研发了各种类型的骨导扬声器来通过骨振动感测可听声音并且将转化的振动传递至耳蜗。骨导扬声器可包括容纳在壳体中的轭、音圈、磁体、隔膜、弹簧和振动块。振动块的中心部分通过例如多个螺钉安装到壳体的内表面。弹簧的外周部分固定地嵌入壳体的内表面，并且其中心部分固定安装到轭的中心部分的下表面。组件的这一布置具有若干缺点。典型扬声器的制造和组装在将振动块对中到壳体时可能很复杂且劳动特别密集。而且，材料的物理体积对扬声器的尺寸施加了限制，从而使尺寸难以减小。
附图说明
为了更加彻底地理解本公开，将参照以下详细说明和附图，附图中：
图1是平衡电枢骨导振动器的所述实施方式的立体图；
图2是图1所示的平衡电枢骨导振动器的所述实施方式的剖面图；并且
图3是表示平衡电枢骨导振动器的振动响应的曲线图。
具体实施方式
虽然本公开描述了容易进行各种修改的结构和方法的实施方式以及替代形式，但在附图中以实施例方式示出并且下面将详细描述的实施方式以实施例方式呈现。然而应理解，本公开不旨在将本发明限于描述的具体形式，而是相反地，本发明旨在涵盖落在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有修改、替代和等同物。
而且应理解，在本公开中除非在使用语句“在本文中使用时，术语‘__’在这里限定为意思是…”或者类似语句来限定表述术语，否则并不旨在明确地或隐含地将该术语的含义限定为超出其一般或普通意义之外，并且这样的术语不应解释为受限在基于本公开中任一部分(除了权利要求的语言之外)中的任何阐述的范围内。尽管在本专利中对本公开所附的权利要求中陈述的任何术语都是以含义自洽的方式引用的，但是这仅是为了清楚而不会使读者混淆的目的，而并不是说这些权利要求术语隐含地或以其他方式限制为单一含义。除非不陈述任何结构而通过引述词语“装置”和功能来限定权利要求元素，否则任何权利要求元素的范围都不应在适用35U.S.C.§112第六款的基础上来加以解释。
图1表示平衡电枢骨导换能器100的立体图。换能器100可改型为接收器、振动器或者其它此类装置，并且可用在助听器、耳内监听器、耳机、电子听力保护装置以及非常小型的声学扬声器中。骨导振动器100包括外壳102和通过任意适当方式固定到外壳102的电端子108。外壳102在形状上呈矩形，具有盖104和通过任意适当方式附接到盖104的底部106。在可选实施方式中，外壳102可制造成各种构造，例如筒形、D形、梯形、大致方形或任意其它理想的几何形状。此外，外壳102的规模和尺寸可基于预期的应用、工作情况、所需部件等改变。换能器的工作部件(如图2所示)封装在外壳102内。在使用中，换能器100布置在声学装置(未示出)内，使得外壳102紧密接合到使用者的骨骼，即使用者头部耳蜗附近，以利于声学信号的骨导。
图2表示换能器100的工作部件150的剖面图。部件150可包括马达组件110、接合组件120、声学组件122和端部质量组件124。马达组件110可包括电枢122、线圈114、一对磁体116以及磁轭118。可用作驱动磁体的该对磁体116安装在磁轭118内。在该对磁体116之间可形成接收电枢112的第一气隙130。线圈114在第一气隙130附近限定了接收电枢112的第二气隙132。在线圈114与磁轭118之间可形成接收接合组件120的第三气隙134。为了降低对振动的敏感性，可以设置缓冲器(未示出)以防止可能发生在电枢112上的潜在的破坏性偏转，如美国专利申请No.60/721,251(其公开内容通过引用结合于此)所公开的那样。电枢112可呈大致U形带，具有固定端112a和可动端112b。可动端电枢112a延伸穿过形成在马达组件110之间的气隙130、132、134。本领域技术人员将理解，这里所述的实施方式的原理和优点可用于所有类型的换能器，例如使用E形电枢或具有不同构造的换能器。
接合组件120可以是驱动杆、连杆组件、多个连杆组件等，并且可由导电材料制成。接合组件120的一端可接合到声学组件122，接合组件120的另一端可接合到电枢122b的可动端以驱动声学组件122。在线圈114与磁轭118之间可设置用于保持接合组件120的定位构件(未示出)，如上述美国专利申请No.60/721,251所公开的那样。或者，缓冲器、定位构件和线圈114可成型为一体以简化批量生产中的组装。声学组件122可包括叶片(paddle)126和通过任意适当方式附接到叶片126的柔性薄膜128。然而，声学组件122可利用多个叶片层，如美国专利申请No.60/665,700、No.10/719,809和No.09/755,664所公开的那样，这些专利申 民工`5请的公开内容通过引用结合于此。用于制造声学组件122的材料以及由此产生的刚度可能影响声学组件122的运动，从而影响其性能。
在一个实施方式中，端部质量组件124通过诸如粘合的任意适当方式安装到声学组件122的顶面。将端部质量组件124安装到声学组件122可有助于在与运动质量无关的指定频率范围内控制声学组件122的刚度。端部质量组件124可由诸如钽的非常硬的材料或者其它类似材料制成，可采用密度约13,000kg/m3至19,500kg/m3或者弹性模量约为70GPa至420GPa的材料来影响整个声学组件122的谐振频率或者声学组件122的运动质量。可向声学组件122的铰接部136施加一定量的粘合剂138以增大铰接部136周围的刚度并且增强对声学组件122的运动的控制。围绕铰接部136的枢转运动在输送声学输出声压的同时提供了对声学组件122的运动的控制。
或者，端部质量组件124可以是混合式或复合式结构。该结构可包括金属基板，例如密度约7850kg/m3的钢基板，通过粘合、焊接、离子/金属淀积或任意适当的技术在该基板上固定第二质量体或结构，例如密度为8570kg/m3的铌质量体，铌质量体在结合时实现了预期范围内的密度和刚度。另外，端部质量组件的一部分质量可通过改变其尺寸(例如加厚)而结合到隔膜本身中。改变后的薄膜可提供理想的质量和刚度，并且/或者该改变后的薄膜可与指定的端部质量组件组合以再次实现理想的质量和刚度。
在操作中，代表来自电端子108的输入音频信号的电流施加到线圈114，通过电枢112、驱动磁体116和磁轭118从线圈114产生对应的交流(a.c.)磁通量。另外，横穿气隙产生对应的直流(d.c.)磁通量通路。可动端电枢112b响应于由马达组件110产生的磁通量产生的电磁力而振动，这又导致接合组件120运动。声学组件122和端部质量组件124响应于被线圈114驱动的可动端电枢112b的运动而运动。换能器100利用可动端电枢112b、声学组件122和端部质量组件124的对应运动而产生输出声学信号，使得端部质量组件124的振动传递至使用者的骨骼结构，这样使用者可以听到声音。
图3是表示平衡电枢换能器100的振动响应的曲线图。该曲线图表明振动响应得以改进(例如减小)。换能器100在感知未调整语音的频率范围内在500Hz处具有峰值频率。
通过引用将在此引用的包括公报、专利申请以及专利的全部参考文件并入于此，就如同单独并明确表明通过引用并入每份参考文件并且在此对每份参考文件进行了全面阐述一样。
在对本发明进行描述的语境下(特别是在以下权利要求的语境下)除非在此以其它方式指出或者明显与上下文相矛盾，否则使用术语“一”、“一个”和“所述”以及类似的指代应被视为涵盖了单数和复数。除非在此以其它方式指出，否则在此引用数值范围仅旨在用作对落入该范围内的各单独值进行单独引用的简写方法，并且各单独值被并入本说明书中，就如同在此单独引用该数值一样。除非在此以其它方式指出或在其它情况下明显与上下文相矛盾，否则在此描述的全部方法都可以按任何合适的顺序执行。除非另有说明，否则使用在此提供的任何和所有实施例或示例式语言(例如，“如”)仅在于更好地阐释本发明，而非对本发明的范围进行限制。本说明书中的任何语言都不应被视为表明没有要求保护的要素是实施本发明所必需的。
在此描述了本发明的优选实施方式，这包括发明者已知的用于实施本发明的最佳模式。应当理解，例示的实施例仅是示例性的，而不应被视为对本发明范围的限制。

Claims (20)

1.一种声学换能器，该声学换能器包括：
用于该换能器的外壳，该外壳限定出内部和外部，在该外壳上布置有电端子；
马达组件，该马达组件布置在所述外壳内，并接合到所述电端子以接收代表待转换的音频信号的电信号；
声学组件，该声学组件布置在所述外壳内，并经由接合组件接合到所述马达组件；以及
端部质量组件，该端部质量组件布置在所述外壳内，并接合到所述声学组件。
2.如权利要求1所述的声学组件，其中，所述端部质量组件粘合到所述声学组件。
3.如权利要求1所述的声学换能器，其中，所述声学组件具有一表面，所述端部质量组件接合到该表面。
4.如权利要求2所述的声学换能器，其中，所述端部质量组件粘合到所述表面。
5.如权利要求3所述的声学换能器，其中，所述端部质量组件影响所述声学组件的机械性质。
6.如权利要求5所述的声学换能器，其中，声学性质是在给定频率范围内的刚度。
7.如权利要求1所述的声学组件，其中，所述端部质量组件的密度从约13,000kg/m3到约19,500kg/m3。
8.如权利要求1所述的声学组件，其中，所述端部质量组件的密度为约16,650kg/m3。
9.如权利要求1所述的声学换能器，其中，所述端部质量组件的弹性模量为约70GPa到约420GPa。
10.如权利要求8所述的声学换能器，其中，所述弹性模量为约184GPa。
11.如权利要求1所述的声学换能器，其中，一铰接部将所述声学组件接合在所述外壳内，用于使其在该外壳内围绕该铰接部运动，一质量体接合到所述铰接部并影响该铰接部的刚性。
12.如权利要求9所述的声学换能器，其中，所述质量包括粘合剂的质量。
13.如权利要求1所述的声学换能器，其中，所述端部质量组件包括第一材料和第二材料的组合。
14.如权利要求1所述的声学换能器，其中，所述端部质量组件包括基板和形成在该基板上的材料质量体。
15.如权利要求1所述的声学换能器，其中，所述端部质量组件包括隔膜。
16.一种制造声学换能器的方法，该方法包括：
设置用于该换能器的外壳，该外壳限定出内部和外部，并包括布置在该外壳上的电端子；
设置马达组件，并将该马达组件布置在所述外壳内；
将所述马达组件接合到所述电端子以接收代表待转换的音频信号的电信号；
设置声学组件，并将该声学组件布置在所述外壳内；
将所述马达组件接合到所述声学组件；
设置端部质量组件；以及
将该端部质量组件直接接合到所述声学组件。
17.如权利要求16所述的方法，其中，接合所述端部质量组件包括将所述端部质量组件粘合到所述声学组件。
18.如权利要求16所述的方法，其中，所述声学组件具有基板，且接合所述端部质量组件包括将所述端部质量组件接合到所述基板。
19.如权利要求18所述的方法，其中，将所述端部质量组件接合到所述基板包括将所述端部质量组件粘合、焊接或金属淀积到所述基板中的一种。
20.如权利要求16所述的方法，该方法还包括设置将所述声学组件接合在所述外壳内的铰接部，用于使其在该外壳内围绕该铰接部运动，并将一质量体接合到所述铰接部以影响该铰接部的刚性。
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