CN107889036A - 一种低漏音骨传导扬声器单元 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低漏音骨传导扬声器单元，包括骨传导振子、阻尼弹簧减振器、单元壳体、面板，所述面板被固定在骨传导振子上方；所述阻尼弹簧减振器的一端固定于单元壳体内，另一端与骨传导振子结合，用于承载骨传导振子，同时抑制骨传导振子本体音频振动向单元壳体传递,降低骨传导扬声器单元漏音。通过采用阻尼弹簧减振器作为减振介质元件，抑制骨传导振子的音频振动能量向单元壳体传递的效率，进而降低单元壳体推动外界空气振动的强度，可显著降低骨传导扬声器单元的漏音程度，满足骨传导产品多应用场景的需求。

Description

一种低漏音骨传导扬声器单元

技术领域

本发明涉及电声产品技术领域，更具体地说，特别涉及一种低漏音骨传导扬声器单元。

背景技术

骨传导扬声器可以将音频电信号转变为机械振动，使用者通过颅骨接收振动，并将振动能量转换为可听到的音频，具有安全、舒适、健康的独特优点。但是，当前各类骨传导整机产品普遍存在较高的漏音，在安静环境下使用，不仅导致音频信息外泄，给使用者带来尴尬，也容易干扰他人，这项普遍性的缺陷已影响到产品的推广应用前景。

目前公知的多项防漏音骨传导扬声器专利，将骨传导振子本体内置于封闭的单元壳体，采用固定形态的弹性垫层作为骨传导振子固定安装的垫层，其目的是为了增加缓冲，降低骨传导振子传递到单元壳体上的音频频域振动幅度，以此降低单元壳体推动外界空气振动的强度，进而减少漏音声压。例如一项PCT专利申请号为JP2013/078995的日本专利,公开了一种骨传导扬声器单元，其描述的骨传导扬声器本体隔着弹性基部配置于所述外壳内的基座上，弹性基部利用聚氨酯泡沫、丙烯泡沫等发泡材料，或者低硬度的硅酮橡胶、聚氨酯橡胶和其他橡胶材料，并进一步在弹性基部的下侧设置空隙，使得骨传导扬声器本体对外壳的接触程度进一步减少，提高漏音的隔绝效果。

但是，以上述材料所制成的固态弹性介质垫层作为减振介质，其缓和冲击和吸收振动的能力很弱，尤其在中音频频域，振动能量的传递效率较高，导致单元外壳产生谐振，且传递效率并不因骨传导扬声器本体对单元外壳的接触面积程度减少而显著降低，因而采用该技术方案制造的骨传导扬声器单元，其总体防漏音效果非常有限，远不能满足用户在户内使用的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低漏音骨传导扬声器单元，通过采用阻尼弹簧减振器作为减振介质元件，有效抑制骨传导振子本体音频振动能量传递到单元壳体，从而显著降低漏音水平。

为实现上述目的，本发明提供一种低漏音骨传导扬声器单元，其特征在于所述低漏音骨传导扬声器单元包括骨传导振子、阻尼弹簧减振器、单元壳体、面板；所述面板被固定在骨传导振子上方；所述阻尼弹簧减振器的一端固定于单元壳体内，另一端与骨传导振子结合，用于承载骨传导振子，同时抑制骨传导振子本体振动向单元壳体传递, 降低骨传导扬声器单元漏音。

进一步的，所述阻尼弹簧减振器安装在单元壳体的底座上，或是单元壳体的侧壁上。

进一步的，所述单元壳体内阻尼弹簧减振器的数量可以是一只，或是数只。

进一步的，所述阻尼弹簧减振器的一端或是两端为基板，基板材料为金属、塑胶或硅胶。

进一步的，所述阻尼弹簧减振器与骨传导振子之间采用套接、粘接或焊接的方式结合。

进一步的，所述阻尼弹簧减振器与单元壳体之间采用套接、粘接或焊接的方式结合。

进一步的，所述单元壳体的形状为长方体、正方体或圆柱体。

进一步的，所述骨传导振子的形状为长方体、正方体或圆柱体。

进一步的，所述骨传导振子包括电磁式骨传导振子和压电式骨传导振子。

进一步的，所述面板的底面与骨传导振子的顶端之间保留一定的空气间隙。

本发明的有益效果是，通过采用阻尼弹簧减振器作为音频振动的减振介质元件，有效抑制骨传导振子的本体音频振动向单元壳体进行传递，从而显著降低骨传导扬声器单元的漏音，提升用户体验水平，且工艺简单，制造成本低，可有效扩大骨传导整机产品的推广应用。

附图说明

为清楚说明本发明实施例的技术方案，下面对实施例描述中所需的附图作简要介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以据此获得其他的附图，均属于本发明公开和保护的范围。

图1为本发明中实施例一的骨传导扬声器单元的内部结构示意图；

图2为本发明实施例一的抑制漏音频响对比效果图；

图3为本发明中实施例二的骨传导扬声器单元的内部结构示意图；

图4为本发明实施例二的抑制漏音频响对比效果图；

图5为本发明中实施例三的骨传导扬声器单元的内部结构示意图；

图6为本发明实施例三的抑制漏音频响对比效果图；

具体实施方式

以下根据附图对本发明的原理和特征进行描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在不脱离本发明本质和精神的情况下，对实施低漏音骨传导扬声器单元制作的具体方式与步骤上进行形式和细节上的各种修正和改变，所获得的所有其他实施例，均属于本发明公开和保护的范围。

本发明专利，采用阻尼弹簧减振器作为骨传导振子支座的减振介质元件，替代固定形态的弹性垫层。由于骨传导扬声器单元的安装空间有限，一般采用定制尺寸微小的阻尼弹簧减振器作为减振介质元件，弹簧材料、线径、外径的选择，需保证其弹性系数稍大于骨传导振子弹片的弹性系数，以保证在人体头骨施压骨传导扬声器面板时，能可靠接触到骨传导振子的振动端，并接收到来自于骨传导振子的振动能量。阻尼弹簧减振器的外形尺寸确定后，阻尼弹簧减振器固有的谐振频率也基本确定，控制在数十赫兹以下，而骨传导振子输出音频一般集中在中高音频频域500Hz -5KHz，500Hz以下和5KHz以上的振动能量比较微弱，所以阻尼弹簧减振器作为骨传导振子与单元壳体之间的音频振动减震介质元件，与单元外壳结合后，骨传导振子向单元壳体直接传递的音频振动幅度，因阻尼弹簧减振器吸收动能而大幅衰减，无法进一步向阻尼弹簧减振器之后的单元壳体传递，相当于在骨传导扬声器单元壳体前加入一只中高频音频振动的滤波器，将可听音频的漏音程度抑制到非常小的水平上。经对比测试，采用阻尼弹簧减振器作为骨传导振子的音频振动减震介质元件，与使用硬度为40度的硅胶材料作为弹性垫层相比较，无论是以密闭的腔体，还是以骨传导整机产品为单元载体，在30厘米距离处测量骨传导扬声器单元的漏音声压，在500-5000Hz音频频域的大部分范围内可达到6-10dB的降低值，部分频域可达到10dB以上的降低值，并将音频频域内的绝对漏音声压值控制在50dB分贝以下，这不仅在降低漏音问题上获得效果显著的改进措施，且改善后的漏音水平已完全可以满足用户在公共场景使用骨传导产品的隐私需求，也不会侵扰到他人。

下面结合各实施例，对本发明的技术方案作进一步的说明。

实施例一

图1所示为一种底座固定式的低漏音骨传导扬声器单元，包括骨传导振子11、阻尼弹簧减振器12、单元壳体13、面板14，形成相对密闭的骨传导扬声器单元。单元壳体13的形状为长方体，可采用塑胶材料预制；单元内置两只阻尼弹簧减振器12，一端被套接固定在单元壳体13的底座上，用于抑制骨传导振子11音频振动直接向单元壳体13传递；骨传导振子11为长方体形状，其底座面被固定在阻尼弹簧减振器12的另一端金属基板上，两者结合面可以采用导热胶粘接；面板14采用弹性材料，包括硅胶、橡胶、TPU等材料，采用胶水粘接安装在单元壳体13的上方，其底面与骨传导振子11的振动头顶端留有一定的空气间隙，保证在面板14未受压时不会向外输出音频振动。

播放音频时，骨传导振子11产生振动，其本体振动能量沿着骨传导振子11的底座面、阻尼弹簧减振器12和单元壳体13底座的路径，向单元壳体13传递。由于阻尼弹簧减振器12具有缓和冲击和吸收振动的能力，使得传递到单元壳体13的音频域振动能量被大幅度衰减，显著降低了因单元壳体13谐振而推动单元壳体13外空气振动产生的漏音，从而将单元总体漏音程度降低到最小水平。

图2为本发明实施例一的抑制漏音频响对比效果图。其中，曲线1为采用硅胶作为骨传导振子11底座弹性垫层的骨传导扬声器单元漏音声压频响曲线，曲线2为采用阻尼弹簧扬声器12作为骨传导振子11底座减振介质元件的骨传导扬声器单元漏音声压频响曲线。

从图2中可以看到，采用阻尼弹簧减振器12的骨传导扬声器单元方案，在骨传导扬声器输出的音频频域具有更加平稳均衡的漏音抑制效果，最大峰谷差值不超过5dB，而采用硅胶垫层方案的最大峰谷差值则达到接近15dB，这说明选择阻尼弹簧减振器12作为减振介质元件，与普通的弹性垫层相比，具有非常显著的抑制漏音作用。

同时看到，从1000Hz起，采用阻尼弹簧减振器12的骨传导扬声器单元对漏音的抑制效果开始增强；在2000 Hz附近、2750～3500Hz频域、4250 Hz附近，对漏音的抑制效果非常显著，漏音降低值超过了10dB；在其余的频域，漏音降低值也达到了6～10dB。

更为重要的是，骨传导扬声器单元在采用阻尼弹簧减振器12后，在500～5000Hz频域其最高的漏音绝对值也未超过50 dB，这就使得传统上泄露隐私、干扰旁人的骨传导整机产品在经此改进后，不仅可以在嘈杂的户外使用，而且完全可以应用在比较安静的户内环境，从而大大拓宽使用场景。

显而易见，当骨传导振子11底座面的长宽比较小时，也可以采用一只直径较大的阻尼弹簧减振器12，承载骨传导振子11，以保证骨传导振子11安装的稳定性。

显而易见，骨传导振子11的形状也可以是正方体、圆柱体。当骨传导振子11的形状为正方体、圆柱体时，单元壳体13也可以分别采用正方体、圆柱体的形状用于内置骨传导振子11。在此形状下，可以采用四只阻尼弹簧减振器12，在壳体底座平面内按照稳定承载骨传导振子11的方式分布，用于承载骨传导振子11，以保证骨传导振子11安装的稳定性。

本实施例说明，在其他条件均保持不变的状态下，仅需通过采用阻尼弹簧减振器12替代弹性垫层，就可以为骨传导扬声器单元漏音程度的降低带来显著进步。

实施例二

图3所示为一种支架悬挂固定式的低漏音骨传导扬声器单元，包括骨传导振子21、阻尼弹簧减振器22、单元壳体23、面板24，形成相对密闭的骨传导扬声器单元，单元壳体23的形状为长方体，采用塑胶材料预制。其中，两只阻尼弹簧减振器22被分别固定在单元壳体23长端的两侧侧壁上，用于抑制骨传导振子21底座的音频振动直接向单元壳体23的侧壁传递；骨传导振子21为长方体形状，其两端支架25被分别悬置在阻尼弹簧减振器22的金属基板上，骨传导振子21的底座面悬空在单元壳体23底座上方。面板24采用弹性材料，包括硅胶、橡胶、TPU等材料，采用胶水粘接安装在单元壳体23的上方，其底面与骨传导振子21的振动头顶端留有一定的空气间隙，保证在面板24无受压接触时不会输出音频振动。

播放音频时，骨传导振子21本体产生振动，其振动能量沿着骨传导振子21、支架25、阻尼弹簧减振器22的路径，直接向单元壳体23的侧壁传递。由于阻尼弹簧减振器22具有缓和冲击和吸收振动的能力，使得直接传递到单元壳体23侧壁的音频域振动幅度被大幅度衰减，显著降低因单元壳体23谐振而推动单元壳体23外空气振动产生较大的漏音，从而将单元总体漏音程度降低到最小水平。

图4为本发明实施例二的抑制漏音频响对比效果图。其中，曲线1为采用硅胶作为支架25垫层的骨传导扬声器单元漏音声压频响曲线，曲线2为采用阻尼弹簧减振器22作为支架25承载元件的骨传导扬声器单元漏音声压频响曲线。

从图4中可以看到，采用阻尼弹簧减振器22的骨传导扬声器单元方案，在骨传导扬声器输出的音频频域具有更加平稳均衡的漏音抑制效果，最大峰谷差值不超过5dB，而采用硅胶垫层方案的最大峰谷差值则达到接近15dB，这说明选择阻尼弹簧减振器22作为减振介质元件，与普通的弹性垫层相比，具有非常显著的抑制漏音作用。

同时看到，从1250Hz起，采用阻尼弹簧减振器22的骨传导扬声器单元对漏音的抑制效果开始增强；在2000 Hz附近、2750～3500Hz频域，对漏音的抑制效果非常显著，漏音降低值超过了10dB；在其余的频域，漏音降低值也达到了6～10dB。

更为重要的是，骨传导扬声器单元在采用阻尼弹簧减振器22后，在500～5000Hz频域，其最高的漏音值也未超过50 dB，这使得采用该单元的骨传导整机产品不仅可以在嘈杂的户外使用，而且完全可以应用在比较安静的户内环境，大大拓宽了应用场景。

显而易见，骨传导振子21的形状也可以是正方体、圆柱体。当骨传导振子21的形状为正方体、圆柱体时，单元壳体23也可以分别采用正方体、圆柱体的形状用于内置骨传导振子21。在此形状下，可以采用四只阻尼弹簧减振器22，按照平面内每隔90度相邻分布，预装在单元壳体23的侧壁上，骨传导振子21的环形支架被固定在四只阻尼弹簧减振器22上，以保证骨传导振子21安装的稳定性。

本实施例说明，在其他条件均保持不变的状态下，仅需通过采用阻尼弹簧减振器22替代弹性垫层，就可以对骨传导扬声器单元漏音程度的降低带来显著进步。

实施例三

图5所示为一种整机安装式的低漏音骨传导扬声器单元，包括骨传导振子31、阻尼弹簧减振器32、单元壳体33、面板34，形成开放式的骨传导扬声器单元。其中，单元壳体33为整机产品的壳体，内置两只阻尼弹簧减振器32，阻尼弹簧减振器32的一端被套接固定在整机壳体的基座上，用于抑制骨传导振子31本体的音频振动直接向整机壳体传递；骨传导振子31为长方体形状，其底座面被固定在阻尼弹簧减振器32的另一端金属平板上，结合面可以采用导热胶粘接；面板采用弹性材料，包括硅胶、橡胶、TPU等材料，采用胶水粘接安装在单元壳体33的上方，其底面与骨传导振子31的振动头顶端留有一定的空气间隙，保证在面板34未受压时不会输出音频振动。

播放音频时，骨传导振子31产生振动，其本体振动能量沿着骨传导振子31底座面、阻尼弹簧减振器32和整机壳体的路径，向整机壳体传递。由于阻尼弹簧减振器31具有缓和冲击和吸收振动的能力，使得传递到整机壳体的音频频域振动幅度被大幅度衰减，进而避免整机结构谐振而推动空气振动产生漏音，从而将整机产品的总体漏音降低到最小水平。

图6为本发明实施例三的抑制漏音频响对比效果图。其中，曲线1为采用硅胶作为骨传导振子31底座弹性垫层的骨传导扬声器单元漏音声压频响曲线，曲线2为采用阻尼弹簧扬声器32作为骨传导振子31底座减振介质元件的骨传导扬声器单元漏音声压频响曲线。

从图6中可以看到，采用阻尼弹簧减振器32的骨传导扬声器单元方案，在骨传导扬声器输出的音频频域具有更加均衡的漏音效果，最大峰谷差值不超过5dB，而采用硅胶垫层方案的最大峰谷差值则达到接近15dB，这说明阻尼弹簧减振器32在抑制漏音的效果上，与普通的弹性垫层相比具有显著的进步。

同时看到，从1250Hz起，采用阻尼弹簧减振器32的骨传导扬声器单元对漏音的抑制效果开始增强；在2000 Hz附近、2750～3750Hz频域，对漏音的抑制效果非常显著，漏音降低值超过了10dB；在其余的频域，漏音降低值也达到了6～10dB。

更为重要的是，骨传导扬声器单元在采用阻尼弹簧减振器32后，在500～5000Hz频域其最高的漏音绝对值也未超过50 dB，这使得采用该单元的骨传导整机产品不仅可以在嘈杂的户外使用，而且完全可以应用在比较安静的户内环境，大大拓宽了应用场景。

显而易见，当骨传导振子31底座面的长宽比较小时，也可以采用一只直径较大的阻尼弹簧减振器32，承载骨传导振子31，以保证骨传导振子11安装的稳定性。

显而易见，骨传导振子31的形状也可以是正方体、圆柱体。当骨传导振子31的形状为正方体、圆柱体时，可以采用四只阻尼弹簧减振器32，在壳体底座平面内按照稳定承载骨传导振子31的方式分布，用于承载骨传导振子31，以保证骨传导振子31安装的稳定性。

本实施例说明，在其他条件均保持不变的状态下，仅需通过采用阻尼弹簧减振器替代弹性垫层，就可以对骨传导扬声器单元漏音的降低带来显著进步。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低漏音骨传导扬声器单元，其特征在于所述低漏音骨传导扬声器单元包括骨传导振子、阻尼弹簧减振器、单元壳体、面板；所述面板被固定在骨传导振子上方；所述阻尼弹簧减振器的一端固定于单元壳体内，另一端与骨传导振子结合，用于承载骨传导振子，同时抑制骨传导振子本体振动向单元壳体传递。

2.根据权利要求1所述的一种骨传导扬声器单元，其特征在于所述阻尼弹簧减振器固定在单元壳体的底座上，或是单元壳体的侧壁上。

3.根据权利要求1所述的一种骨传导扬声器单元，其特征在于所述单元壳体内阻尼弹簧减振器的数量可以是一只，或是数只。

4.根据权利要求1所述的一种骨传导扬声器单元，其特征在于所述阻尼弹簧减振器的一端或是两端为基板，基板材料为金属、塑胶或硅胶。

5.根据权利要求1所述的一种骨传导扬声器单元，其特征在于阻尼弹簧减振器与骨传导振子之间采用套接、粘接、焊接的方式结合。

6.根据权利要求1所述的一种骨传导扬声器单元，其特征在于阻尼弹簧减振器与单元壳体之间采用套接、粘接、焊接的方式结合。

7.根据权利要求1所述的一种骨传导扬声器单元，其特征在于所述所述单元壳体的形状可以采用长方体、正方体、圆柱体。

8.根据权利要求1所述的一种骨传导扬声器单元，其特征在于所述所述骨传导振子的形状可以为长方体、正方体、圆柱体。

9.根据权利要求1所述的一种骨传导扬声器单元，其特征在于所述骨传导振子包括电磁式骨传导振子和压电式骨传导振子。

10.根据权利要求1所述的一种骨传导扬声器单元，其特征在于所述面板的底面与骨传导振子的顶端之间保留一定空气间隙。