CN108933980B - 用于测量微型扬声器中的隔膜位移和温度的传感器组件 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“用于测量微型扬声器中的隔膜位移和温度的传感器组件”。本文公开了一种包括微型扬声器的微型扬声器组件，该微型扬声器具有顶板、平行于顶板的底板，耦接到顶板或底板中的一者的磁体组件、定位在磁体组件和顶板或底板之间的顺应性构件，以及耦接到顺应性构件的音圈，所述顺应性构件能够操作以响应于声音输入而移位。该组件还包括光学传感器，所述光学传感器耦接到微型扬声器，所述光学传感器具有光发射器和光检测器，所述光发射器和所述光检测器固定地耦接到顶板或底板，并且所述光学传感器能够操作以产生与顺应性构件的位移对应的位移信号和与磁体组件的温度对应的温度信号。

Description

用于测量微型扬声器中的隔膜位移和温度的传感器组件
技术领域
本发明的一个实施例涉及具有用于测量换能器特性的光学传感器的换能器，更具体地讲，具有用于测量隔膜位移和温度的反射式光学接近传感器的微型扬声器。还描述了其它实施方案并要求对其进行保护。
背景技术
在现代消费电子产品中，随着数字音频信号处理和音频内容传送的不断改进，音频功能正在发挥越来越大的作用。在这方面，范围广泛的消费电子设备可以从音频性能的改进中受益。例如，智能电话包括例如电声换能器(诸如喇叭扩音器和耳机接收器)，其可以从音频性能的改善中受益。然而，智能手机没有足够的空间容纳更大的高保真声音输出设备。这对于某些便携式个人计算机诸如膝上型电脑、笔记本电脑和平板电脑，并且在较小程度上，对于内置扬声器的台式个人计算机也是如此。许多这些设备使用通常被称为“微型扬声器”的扬声器。微型扬声器是扬声器的小型化版本，使用移动音圈马达驱动声音输出。动圈式电机可包括定位在框架内的隔膜、音圈和磁体组件。此外，与音圈的电连接件通常由从音圈延伸至其他固定部件的电线组成。在一些情况下，希望实时测量和/或监测微型扬声器特性以便对扬声器行为进行建模和预测。然而，由于微型扬声器的相对紧凑性质，将用于测量/监测的电子部件结合到扬声器设计中是很困难的。
发明内容
本发明的一个实施方案涉及换能器，该换能器具有用于测量换能器的声音辐射或声音拾取表面(例如隔膜)的位移的传感器。传感器还可操作以测量换能器内的温度。例如，换能器可以是微型扬声器，并且传感器可以是反射式光学传感器。反射式光学传感器可集成在微型扬声器内，使得微型扬声器和光学传感器是单个单元或模块的一部分。例如，在一个实施方案中，光学传感器可沿微型扬声器隔膜的一侧并且与微型扬声器磁体相邻安装，使得其可用于检测隔膜的位移和磁体的芯温度。隔膜位移检测可用于对微型扬声器的行为进行建模和预测。例如，使用位移数据，可以对微型扬声器的非线性进行测量和补偿，并且可实现位移控制算法(例如，防止崩溃)。
此外，关于温度检测，光学传感器可包括放置在磁体的例如腔体内的光发射器(例如发光二极管(LED))和光检测器。由于LED与磁体的接近， LED可用于直接测量磁芯温度。具体地讲，已认识到，随着LED的接合温度升高，恒定电流处的LED正向电压(Vf)线性减小。此外，应当理解， LED的接合温度是围绕LED的环境温度的函数。换句话讲，LED的接合温度可被理解为对应于周围磁体的温度。例如，随着磁体温度的增加，LED 的接合温度将进一步升高；这将继而导致LED正向电压(Vf)降低。因此， LED的正向电压(Vf)可用于确定微型扬声器内的磁芯温度。磁芯温度可实时检测，并用作扬声器保护系统，防止磁体过热(退磁)。例如，这些实时测量可用于在磁体过热的情况下，降低对扬声器的供电(例如，减小超过温度阈值的音圈信号电压)，以降低磁体的超过其操作极限的温度。此外，温度测量可用作材料/磁体等级选择的设计工具，并且用于在扬声器设计中使磁体等级固定。例如，已认识到NdFeB磁体可用于空间受限的微型扬声器驱动器中，因为按体积来讲它们是最强类型的永久磁体。钕(Nd)、铁(Fe)和硼 (B)的基础组合物与若干其他重稀土元素相结合，其主要目的是在一定程度上增加对材料的耐温性。材料成分中包含的这些重稀土元素越多，在材料退磁发生之前磁体可能接触到的温度越高。然而，重稀土元素是高耗能地从矿石中提取出来的，全球范围内拥有有限数量的沉积物并且通常配置在具有铀和钍等放射性材料的沉积物中。因此，不同等级的NdFeB材料可用于针对不同温度性能要求的不同组合物。因此，将适当的磁体等级与换能器应用相匹配以便减少重稀土元素的使用，这是很重要的。因此，能够检测磁体的磁芯温度并降低扬声器功率以避免如本文所公开的过热，允许在不出现过热的情况下使用/选择在成分中几乎没有重金属元素的磁体等级。
代表性地，在一个实施方案中，本发明涉及一种包括微型扬声器的微型扬声器组件，该微型扬声器具有顶板、平行于顶板的底板，耦接到顶板或底板中的一者的磁体组件、定位在磁体组件和顶板或底板之间的顺应性构件，以及耦接到顺应性构件的音圈，所述顺应性构件能够操作以响应于声音输入(例如，音频信号输入)而移位。该组件还可包括光学传感器，所述光学传感器耦接到微型扬声器，所述光学传感器具有光发射器和光检测器，所述光发射器和所述光检测器固定地耦接到顶板或底板，并且所述光学传感器能够操作以产生与顺应性构件的位移对应的位移信号和与磁体组件的温度对应的温度信号。光发射器能够操作以沿顺应性构件的方向发射光，并且光检测器能够操作以检测从顺应性构件反射的光以产生位移信号。磁体组件可包括形成于其中的腔体，并且光发射器和光检测器可定位在该腔体内。在一些实施方案中，磁体组件、光发射器和光检测器可耦接到微型扬声器的底板。在另一些实施方案中，磁体组件可耦接到微型扬声器的底板，并且光发射器和光检测器可耦接到微型扬声器的顶板。在一些情况下，光学传感器能够操作以检测所述顺应性构件在与光学传感器的线性响应区域对应的距离范围内的位移。组件还可包括电路，该电路能够操作以处理由光学传感器输出的位移信号和温度信号。位移信号可对应于由所述光检测器检测到的光的强度，并且电路能够操作以基于所检测到的所述光的所述强度来测量所述顺应性构件的位移。在一些情况下，光学传感器为第一光学传感器，并且位移信号为指示顺应性构件的第一部分的位移的第一位移信号，组件还包括第二光学传感器，其中第二光学传感器能够操作以输出指示所述顺应性构件的第二部分的位移的第二位移信号，并且电路还能够操作以基于第一位移信号和第二位移信号来检测顺应性构件的倾斜度。在一些实施方案中，温度信号对应于光发射器的正向电压信号，并且电路能够操作以基于正向电压信号来测量磁体组件的温度。此外，电路还能够操作以基于所述磁体组件的所述温度来改变对所述微型扬声器的功率输入以使所述微型扬声器免于过热。另外，电路还能够操作以改变对光学传感器的功率输入，以补偿由于磁体组件的温度所致的光学传感器的输出的变化。
在其它实施方案中，本公开涉及一种包括电动扬声器的电动扬声器组件，所述电动扬声器具有顶板、平行于顶板的底板、耦接到顶板或底板中的一者的磁体组件、定位在磁体组件和顶板或底板之间的隔膜，以及耦接到隔膜的音圈，所述隔膜能够操作以响应于声音输入而移位。该组件还可包括光学接近传感器，所述光学接近传感器定位在磁体组件的腔体内，所述光学接近传感器具有能够操作以沿隔膜的方向发射电磁辐射的光束的发光二极管(LED)和能够操作以检测来自隔膜的电磁辐射的光束的反射的光检测器。LED和光检测器可固定地定位在底板上，使得它们位于同一平面上。磁体组件的腔体可位于磁体组件的中心内。在一些情况下，光学接近传感器能够操作以基于电磁辐射的光束的反射来检测隔膜的位移。此外，光学接近传感器能够操作以检测磁体组件的温度。在另一个实施方案中，光学接近传感器能够操作以检测隔膜的倾斜度。
在其他实施方案中，本发明涉及包括换能器的换能器组件，所述换能器具有磁体组件、悬置在磁体组件之上的顺应性构件，以及耦接到顺应性构件的音圈，所述顺应性构件能够操作以响应于声音输入而移位。该组件还可包括耦接到微型扬声器的反射式光学传感器，所述反射式光学传感器能够操作以(1)通过检测从顺应性构件反射出的光来检测顺应性构件的位移并产生相应的位移信号，并且(2)检测磁体组件的温度并产生相应的温度信号。最后，该组件可包括电路，所述电路能够操作以接收位移信号和温度信号，并且测量顺应性构件的位移和磁体组件的温度。反射式光学传感器可包括光发射器和光检测器，并且其中光发射器向顺应性构件发射电磁辐射的光束，并且光检测器检测从顺应性构件反射出来的光束以产生位移信号。在其它实施方案中，反射式光学传感器可包括光发射器和光检测器，并且光发射器和光检测器可沿着换能器的与顺应性构件平行的表面定位。反射式光学传感器能够操作以检测顺应性构件在距光学传感器2mm或更小的距离范围内的位移。反射式光学传感器可包括定位在磁体组件的腔体内的发光二极管(LED)和光检测器。此外，反射式光学传感器可包括发光二极管(LED)，并且电路基于LED的正向电压信号来测量磁体组件的温度。电路还能够操作以确定磁体组件的温度何时高于预定阈值温度，并改变对换能器的供电。此外，电路还能够操作以确定磁体组件的温度并改变对反射式光学传感器的供电(例如，调节LED电流)，以补偿由于磁体组件的温度所致的光学传感器的输出的变化。电路还能够操作以基于顺应性构件的所测量的位移来检测顺应性构件的倾斜度。在一些情况下，换能器为微型扬声器，并且顺应性构件具有2mm或更小的最大位移距离。
以上概述不包括本发明的所有方面的详尽列表。可预期的是，本发明包括可由上文概述的各个方面以及在下文的具体实施方式中公开并且在随该专利申请提交的权利要求书中特别指出的各个方面的所有合适的组合来实施的所有系统和方法。此类组合具有未在上述发明内容中具体阐述的特定优点。
附图说明
在附图的图示中通过举例而非限制的方式示出了实施方案，在附图中类似的附图标号指示类似的元件。应当指出的是，在本公开中提到“一”或“一个”实施方案未必是同一实施方案，并且其意指至少一个。
图1示出了换能器组件的一个实施方案的横截面侧视图。
图2示出了图1的换能器组件的磁体组件的俯视平面图。
图3示出了换能器组件的另一个实施方案的横截面侧视图。
图4示出了换能器组件的另一个实施方案的横截面侧视图。
图5为示出使用本文所公开的光学传感器测量位移的短距离响应区域的曲线图。
图6示出了使用光学传感器测量隔膜位移的一个示例性过程。
图7示出了比较经温度补偿和未经温度补偿的光系统输出的曲线图的一个示例性实施方案。
图8示出了用于响应于温度变化补偿光学传感器输出的一个示例性过程。
图9示出了用于响应于温度升高来控制磁体温度的一个示例性过程。
图10示出了电子设备的一个实施方案的简化示意图的一个实施方案，其中可以在该电子设备中实现换能器组件。
图11示出了电子设备的实施方案的一些组成部件的框图，其中可在该电子设备中实现本发明的实施方案。
具体实施方式
在这个章节中，我们将参考附图来解释本发明的若干优选实施方案。每当在实施方案中描述的部件的形状、相对位置和其它方面未明确限定时，本发明的范围并不仅局限于所示出的部件，所示出的部件仅用于例证的目的。另外，虽然阐述了许多细节，但应当理解，本发明的一些实施方案可在没有这些细节的情况下被实施。在其他情况下，未详细示出熟知的结构和技术，以免模糊对本描述的理解。
本文中所使用的术语仅仅是为了描述特定实施方案并非旨在对本发明进行限制。空间相关术语，诸如“在……之下”、“在……下方”、“下”、“在……上方”、“上”等可在本文中用于描述的方便，以描述一个元件或特征部与另外一个或多个元件或一个或多个特征部的关系，如在附图中示出的。应当理解，空间相对术语旨在涵盖除了在附图所示取向之外的设备使用或操作过程中的不同取向。例如，如果图中的设备被翻转，则被描述为在其他元件或特征部“下方”或“之下”的元件然后可被取向成在其他元件或特征部“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可涵盖在……上方和在……下方这两个取向。设备可以另外的方式被取向 (例如，旋转90度或在其他的取向)，并且在本文中使用的空间相对描述词被相应地解释。
如本文所用，单数形式“一个”(“a”,“an”)和“该”旨在同样包括复数形式，除非上下文另外指出。应当进一步理解，术语“包括” (“comprises”和/或“comprising”)限定了所述特征、步骤、操作、元件、和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、部件、和/或其集合的存在或添加。
本文所用的术语“或”以及“和/或”应被解释为包含在内或意指任何一个或任何组合。因此，“A、B或C”或“A、B和/或C”指“以下中的任意一种：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C。”仅当元素、功能、步骤或动作的组合以某种方式固有地互相排斥时，才会出现这个定义的例外。
图1示出了换能器组件的一个实施方案的横截面侧视图。换能器组件 100可包括换能器102和光学传感器126。在一个实施方案中，换能器102 可以是将输入到换能器的电子音频信号转换成声音的电换能器。例如，换能器102可以是电动扬声器，例如微型扬声器，并且包括各种微扬声器部件。如本文所用，术语“微型扬声器”可指相对紧凑的扬声器组件，例如 10mm到75mm的驱动器或10mm到20mm的驱动器(如沿直径或最长长度尺寸所测量的)，并且其可具有例如2毫米(mm)或更小的最大隔膜偏移 (例如，移动范围)。
换能器102可包括壳体104，壳体104限定各种换能器(例如，微型扬声器)部件被定位于其内或以其他方式与之相关联的内腔。壳体104可具有顶侧106、底侧108和将顶侧106连接至底侧108的支撑构件110。在一些实施方案中，顶侧106和底侧108均可为基本上平坦的构件，例如，基本上平行于彼此的板状构件。支撑构件110可为连接到顶侧106和底侧108并支撑该顶侧和底侧的垂直取向构件(例如，侧壁)。此外，尽管未示出，但至少一个声学端口可通过壳体104的顶侧106、底侧108或支撑构件110中的一者形成，以允许将声音从换能器102输出到周围环境。
换能器102还可使顺应性构件112、音圈114和磁体组件116包括在壳体104内。顺应性构件112例如可为响应于电子音频信号输入而振动的任何类型的声音辐射表面，以将声音输出到围绕壳体104的周围环境。例如，顺应性构件112可为用于扬声器组件中以输出声音的膜、板、隔膜或其他类似结构。顺应性构件112可以是如图所示的基本上平坦的或平面的结构，由此使其基本上平行于顶侧106和/或底侧108。然而，设想在其他实施方案中，顺应性构件112可具有其他构型，例如，构件可具有穹顶形状，或具有任何形状和尺寸的位于构件的其余部分的平面之外的一部分(例如，中心部分)，例如平面外区域。顺应性构件112可通过悬置构件146悬置于支撑构件110。悬置构件146可以是相对顺应性构件，例如比顺应性构件112更具顺应性。因此，悬置构件146可允许顺应性构件112相对于固定支撑构件110以类似于活塞的方式(例如，在平行于竖直的支撑构件110 的竖直方向上，如箭头所示)移动(例如，振动)。
音圈114可进一步地附接到顺应性构件112或以其他方式悬置于顺应性构件112。构成音圈114的线材的线圈可直接附接到顺应性构件112或围绕线轴卷绕，该线轴直接附接到顺应性构件112。顺应性构件112和相关联的音圈114可被定位在磁体组件116之上或以其他方式悬置在磁体组件116 上方。尽管未示出，但电力(例如，音圈信号或电流)可通过线材(未示出)提供至音圈114，以产生磁场并有助于驱动音圈114并继而驱动顺应性构件 112的移动。
磁体组件116可包括顶板118、磁体120和托架，在一些实施方案中，托架也可形成壳体104的底侧108。磁体120可以是产生磁场的永久磁体，并且还可限定其内悬置有音圈114的间隙122。磁体组件116和移动音圈 114的恒定磁场产生力，该力继而驱动音圈114和相关联的顺应性构件112 的移动。
除了在磁体组件116内形成的间隙122之外，磁体组件116还可包括其内可定位光学传感器126的腔体124。例如，如图2更清楚地看出，图2 示出了磁体组件116的顶视图，磁体组件116包括间隙122(以容纳如图1 所示的音圈114)，并且还包括形成在磁体120的中心区域内的腔体124。例如，腔体124可完全向内或沿径向向内形成到间隙122。然后光学传感器 126定位在腔体124内，使其与磁体组件116的磁体120相邻或位于该磁体内。光学传感器126与顺应性构件112和磁体组件116的接近允许光学传感器126用于测量顺应性构件112的位移和磁体组件116的温度，如将结合图5至图9更详细描述的。
现在返回图1，将更详细地描述光学传感器126的各个方面。具体地讲，光学传感器126可为适于检测顺应性构件112的位移和磁体组件116 的温度的任何类型的光学传感器。例如，光学传感器126可以是反射式光学传感器，更具体地，可以是基于从顺应性构件112反射到光学传感器126 的光的强度来检测顺应性构件112的移动或位移的反射式光学接近传感器。典型地，光学传感器126可包括定位在腔体124内并面向顺应性构件 112的光发射器128和光检测器130。光发射器128可为适于向顺应性构件 112发射光并且由光检测器130检测的任何类型的光发射设备。例如，光发射器128可以是发光二极管(LED)，该发光二极管以电磁辐射(例如，红外线)的光束的形式向顺应性构件112发射光。进一步指出的是，在一些实施方案中，光发射器128也发射除了激光之外的光。然后发射光由顺应性构件112反射回光检测器130，并且由光检测器130检测。光检测器130可例如为适于检测从顺应性构件112反射的光的光电二极管传感器。然后可产生表示由光检测器130检测到的光的强度(例如，反射回的光子的强度)的信号(例如，位移信号)并通过光学传感器126输出至相关联的处理或控制电路 (例如，专用集成电路(ASIC))，以便测量顺应性构件112的位移。此外，由于LED为相邻磁体组件116，因此电路140(或另一个电路)可进一步使用光发射器128的正向电压(Vf)来确定磁体组件116的磁芯温度。用于检测和测量换能器组件100的位移和温度特性的处理操作将在参考图5至图6更详细地描述。
此外，在一些实施方案中，光学传感器126还可包括框架132，该框架包括包含光发射器128和光检测器130的独立隔室以防止两者之间的非预期串扰或其他干扰。此外，可将光学元件134中的一个或多个光学元件安装到框架132以分别控制从光发射器128和光检测器130输出和/或输入到光发射器128和光检测器130的光。例如，光学元件134可以是使光集中(例如，准直)到如图所示的发射锥体142和接收锥体144中以便于检测的透镜。无论光学传感器126的具体部件如何，应当认识到，包括光发射器 128和光检测器130在内的整个光学传感器126沿顺应性构件112的同一侧定位。例如，可将光发射器128和光检测器130安装在磁体组件116的腔体124内，使得它们位于基本上相同的平面内，或安装在换能器组件100的基本上平面的并且平行于顶侧106、底侧108或顺应性构件112的表面 136上。换句话讲，光学传感器126可在顺应性构件112下方并且沿着平行于顺应性构件112的表面136定位，使得由光发射器128输出的光朝向顺应性构件112的底侧。然后从光发射器128发射出的光从顺应性构件112 的底侧反射出来并返回到光检测器130以进行检测。在这方面，光学传感器126被认为是反射式传感器，这点与透射式传感器相反，在透射式传感器中光是在没有反射的情况下由光检测器进行检测。
然而，在其他实施方案中，光学传感器126可沿着换能器组件壳体 104的顶侧106定位，使其沿向下方向发射光。图3示出了具有沿其顶侧定位的光学传感器的换能器组件的一个实施方案的横截面侧视图。典型地，图3的换能器组件300与图1的换能器组件100基本上相同，不同之处在于，在该实施方案中，光学传感器126沿壳体104的顶部106定位。在这方面，光发射器128沿向下方向向顺应性构件112发出光，并且光以向上方向反射回光检测器130。磁体组件116仍可沿着换能器组件300的底侧 108(例如，与顶侧106相对的顺应性构件112的一侧)定位。在该实施方案中，由于光学传感器126不再定位在磁体组件116内，因此可省略腔体 124。然而，应设想到，尽管光学传感器126不在磁体组件116的腔体内，但它仍足够靠近磁体组件116以检测磁体组件116的热输出，继而用于检测并测量磁体组件116的温度。
此外，在另一个实施方案中，换能器组件内可包括两个光学传感器以检测顺应性构件的倾斜度。典型地，图4示出了换能器组件400的横截面侧视图，该换能器组件与换能器组件100基本上相同，不同之处在于，在该实施方案中，两个光学传感器定位在壳体内。典型地，类似于换能器组件100，换能器组件400包括具有顺应性构件112、音圈114和磁体组件116的换能器102。然而，在该实施方案中，第一光学传感器126A被定位在磁体组件116的第一腔体124A内，并且第二光学传感器126B被定位在磁体组件116的第二腔体124B内。第一光学传感器126A和第二光学传感器126B与先前参考图1所论述的光学传感器126基本上相同，不同之处在于，它们定位在顺应性构件112的近端处，而不是定位在顺应性构件112 的中心处。在这方面，第一光学传感器126A可用于检测顺应性构件112的一端的位移，而第二光学传感器126B可用于检测顺应性构件112的另一端的位移。通过将由第一光学传感器126A产生的位移信号与由第二光学传感器126B产生的位移信号进行比较来确定在顺应性构件112的每一端处的位移上的任何差异，并将该差异用作顺应性构件倾斜度的量度。这种比较(包括倾斜度和倾斜度测量)可由相关电路140进行处理和确定。
应当理解，在图1、图3和图4中各自所示的各个换能器组件100、 300和400中，光学传感器126(和光学传感器126A、126B)靠近顺应性构件 112定位并且在相对短距离范围内操作。换句话讲，相比于常规光学接近传感器，光学传感器126在更短的距离范围内操作。典型地，图5为示出使用本文所公开的光学传感器测量位移的短距离响应区域的曲线图。具体地讲，如从图500可以看出的，其中光学传感器信号由y轴502表示，并且目标距离(例如，传感器与顺应性构件之间的距离)由x轴504表示，曲线 506的线性响应区域508是在最大信号点之前(例如，到区域508的右侧)的区域。例如，线性响应区域508可对应于约2毫米(mm)或更小的短距离范围，或从约0.2mm到约1.6mm的短距离范围，或从约0.3mm到约1.5mm 的短距离范围。换句话讲，目标(例如，顺应性构件112)与光学传感器(例如光学传感器126)之间的距离为约2mm或更小。在这一极短的范围内，随着顺应性构件的位移增加，更多的光从顺应性构件反射出来。这继而导致光电流增加。因此，该短距离范围响应区域(例如，在图5中的最大信号点之前的区域)可利用适当的校准和曲线拟合技术用于通过超近距离测量精确地测量顺应性构件的位移。
图6示出了使用光学传感器126测量隔膜位移的一个示例性过程。典型地，过程600可包括将光(例如，IR辐射的光束)从光发射器(例如，光发射器128)发射到换能器隔膜或顺应性构件(例如，顺应性构件112)(框 602)。隔膜可为合适的材料或结构，以允许光反射回光检测器(例如，光检测器130)(框604)。例如，隔膜可具有朗伯表面，该朗伯表面允许将光漫反射回光检测器。然后可通过光检测器检测反射光(框606)。光检测器继而可输出与反射光的强度对应的位移信号(框608)。例如，位移信号可对应于反射回光检测器上的光子的数量。在一些实施方案中，反射光(或反射的光子数量)的强度随着隔膜位移的增加而增加，这是由于发射光(例如，光发射锥体142内的光)和反射光(例如，光接收锥体144内的光)在短距离范围内的更大重叠所致。然后可对位移信号进行处理和测量以确定隔膜位移(框610)。例如，位移信号可输出至控制电路(例如ASIC)以便信号处理。隔膜位移测量可用于对微型扬声器的行为进行建模和预测。例如，使用位移数据，可以对微型扬声器的非线性进行测量和补偿，并且可实现位移控制算法(例如，防止崩溃)。
此外，已认识到，本文所公开的任何换能器组件实施方案中的温度变化可能影响例如位移测量和/或换能器性能的精度。因此，通过进一步使用光学传感器来检测温度(或温度变化)，可以补偿并可能避免由导致位移检测和/或换能器性能准确性提高的这些温度变化所引起的任何误差。例如，随着温度升高(例如，磁体加热)，LED和/或光电二极管输出可降低或以其他方式减小。这继而可能导致位移测量中的一些误差漂移。然而，该误差可通过调节LED电流来减小，使得光学传感器(或光系统)输出保持恒定，而不论温度高低。图7示出了比较经温度补偿和未经温度补偿的光系统输出的曲线图的一个示例性实施方案。具体地，在图700中，光系统输出(Volts) 由y轴702示出，并且温度由x轴704示出。曲线706示出了未经温度补偿的光系统输出。如从曲线706可看出的，随着温度增加，光系统输出减小或降低。另一方面，曲线708示出了通过本文所公开的温度补偿的光系统输出。如从曲线708可看出的，在例如LED电流被调节(例如，增大)时，随着温度升高，光系统输出保持相对恒定。这继而允许更精确的位移测量。
在一个实施方案中，所测量的温度可以是磁体组件核心温度。在该实施方案中，由于光学传感器，并且更具体地，光学传感器LED在磁体附近，因此磁体的热输出将对LED的接合温度造成影响(例如，使LED的接合温度升高或降低)。继而，已认识到，随着LED的接合温度升高，LED 正向电压(Vf)(在恒定电流处)线性减小。因此，可使用光学传感器LED的正向电压(Vf)来确定磁体的温度。然后，可使用该信息来应用补偿算法。例如，在一个实施方案中，可使用具有多组拟合系数的算法(例如，保持LED 电流恒定)或可使用LED电流补偿算法(例如，保持拟合系数恒定)。在一个实施方案中，该算法可具有针对20度或更高(例如，从20度到30度)的阈值温度的一个系数，针对30度或更高(例如，从30度到40度)的阈值温度的第二系数，以及针对40度或更高(例如，从40度到50度)的阈值温度的第三系数。在另一个实施方案中，当温度变化时，可相应地调节LED电流 (例如，LED电流增加)以补偿原本将导致光系统输出中的信号减小继而导致位移测量中的不准确的部分。应当理解，尽管在一个实施方案中，该算法可包括针对各种温度范围的多个校准，但在其他实施方案中，算法可考虑变化的LED电流并确保在某一位移处在变化温度下(使用Vf)的相同的光电二极管输出(没有多个校准和/或系数)。
图8示出了用于响应于温度变化补偿光学传感器输出的一个示例性过程。典型地，在一个实施方案中，过程800包括输出与换能器组件的温度对应的温度信号(框802)。例如，温度信号可为光学传感器LED(例如，光发射器128)的正向电压(Vf)，并且换能器组件可为磁体组件(例如，磁体组件116)。然后可例如通过控制电路(例如，ASIC)来处理温度信号并测量换能器组件的温度(框804)。然后可将所测量的温度输入到LED电流温度补偿方程(框806)。然后可相应地调节LED电流以补偿光学传感器输出中减小的信号(框806)。过程800可为连续循环，由此使得其在操作808完成时返回到操作802。
此外，除了使用温度测量来提高位移测量的准确性之外，还可使用温度测量来保护换能器组件。例如，温度测量可用于防止磁体过热(退磁)。例如，如前所述，这些实时测量可用于降低对扬声器的供电(例如，降低音圈信号电压)，并从而降低磁体的温度。图9示出了用于响应于温度升高来控制磁体温度的一个示例性过程。典型地，在一个实施方案中，过程900包括输出与换能器(例如，换能器102)内的磁体组件(例如，磁体组件 116)的温度对应的温度信号(框902)。例如，温度信号可以是如前论述的光学传感器LED(例如，光发射器128)的正向电压(Vf)。然后可处理温度信号并测量磁体组件的温度(框904)。例如，可通过控制电路(例如，ASIC)来处理和测量温度。然后可将所测量的温度与预定阈值温度进行比较以确定其是否高于阈值温度(框906)。例如，阈值温度可为与已知危害磁体操作(例如，导致磁体过热)的一个或多个温度相对应的温度(或温度范围)。当发现温度高于该阈值温度时，可调节，例如降低磁体的温度，例如可通过降低对换能器组件的供电以降低磁体温度(框908)。换能器组件可例如为可有助于磁体温度增加的音圈(例如，音圈114)。此外，在温度不高于预定阈值温度(或范围)的一些实施方案中，过程可返回到操作902。
此外，由于磁体温度可实时控制，因此可选择具有较低操作限制(例如，成分中几乎没有重稀土元素的磁体等级)的磁体组件。在这方面，温度测量可用作材料/磁体等级选择的设计工具，并且用于在扬声器设计中使磁体等级固定。例如，已认识到NdFeB磁体可用于空间受限的微型扬声器驱动器中，因为按体积来讲它们是最强类型的永久磁体。钕(Nd)、铁(Fe)和硼 (B)的基础组合物与若干其他重稀土元素相结合，其主要目的是在一定程度上增加对材料的耐温性。材料成分中包含的这些重稀土元素越多，在材料退磁发生之前磁体可能接触到的温度越高。然而，重稀土元素是高耗能地从矿石中提取出来的，全球范围内拥有有限数量的沉积物并且通常配置在具有铀和钍等放射性材料的沉积物中。因此，不同等级的NdFeB材料可用于针对不同温度性能要求的不同组合物。因此，将适当的磁体等级与换能器应用相匹配以便减少重稀土元素的使用，这是很重要的。因此，能够检测磁体的磁芯温度并降低扬声器功率以避免如本文所公开的过热，允许在不出现过热的情况下使用/选择在成分中几乎没有重金属元素的磁体等级。
图10示出了其中可以实施诸如本文所描述的微型扬声器或其他换能器器件的电子设备的一个实施方案的简化示意图的一个实施方案。如图10所示，微型扬声器可以被集成在消费电子设备1002内诸如智能电话，用户可以使用智能电话通过无线通信网络与通信设备1004的远端用户进行通话；在另一个示例中，微型扬声器可集成在平板电脑1006的外壳内。这些仅是其中可使用本文所述的微型扬声器装置的两个例子；然而，设想微型扬声器可与其中需要MEMS器件，例如光学MEMS麦克风(如平板电脑、台式计算设备或其他显示设备)的任何类型的电子设备一起使用。
图11示出了电子设备的实施方案的一些组成部件的框图，其中可在该电子设备中实现本发明的实施方案。设备1100可为例如多种不同类型的消费电子设备中的任一种，例如参考图10所论述的。例如，设备1100可以是任何配备麦克风的移动设备，诸如蜂窝电话、智能电话、媒体播放器或平板式便携式计算机。
在这方面，电子设备1100包括与相机电路1106、运动传感器1104、存储设备1108、存储器1114、显示器1122和用户输入界面1124交互的处理器1112。主处理器1112还可与通信电路1102、主电源1110、扬声器 1118和麦克风1120进行交互。扬声器1118可以是微型扬声器组件，诸如参照图1所描述的微型扬声器组件。电子设备1100的各种部件可以数字地互连，并且由处理器1112所执行的软件栈使用或管理。这里示出或描述的许多部件可以被实现为一个或多个专用硬件单元和/或编程的处理器(软件由处理器例如处理器1112执行)。
处理器1112通过执行在设备1100上实现的一个或多个应用程序或操作系统程序的一些或全部操作，通过执行可在存储设备1108上找到针对其 (软件代码和数据)的指令来控制设备1100的整体操作。处理器1112可以例如驱动显示器1122并且通过用户输入界面1124(其可以作为单个触敏显示面板的一部分与显示器1122集成)来接收用户输入。此外，处理器 1112可将音频信号发送到扬声器1118以促进扬声器1118的操作。
存储设备1108使用非易失性固态存储器(例如，闪存)和/或动态非易失性存储设备(例如，旋转磁盘驱动器)来提供相对大量的“永久性”数据存储。存储设备1108可包括本地存储和远程服务器上的存储空间。存储设备1108可以存储数据以及在更高级别控制和管理设备1100的不同功能的软件组件。
除了存储设备1108之外，还可存在存储器1114(也称为主存储器或程序存储器)，其提供对存储的代码和数据相对更快的访问，所述代码和数据由处理器1112执行。存储器1114可包括固态随机存取存储器 (RAM)，例如，静态RAM或动态RAM。可存在一个或多个处理器，例如，处理器1112，所述处理器运行或执行各种软件程序、模块或指令集 (例如，应用程序)，其在永久性地存储在存储设备1108的同时已经被传送到存储器1114执行，从而执行上述各种功能。
设备1100还可包括通信电路1102。通信电路1102可包括用于有线通信或无线通信(诸如双向通话和数据传输)的部件。例如，通信电路1102 可包括耦接到天线的RF通信电路，使得设备1100的用户可以通过无线通信网络发出或接收呼叫。RF通信电路可包括RF收发器和蜂窝基带处理器以通过蜂窝网络启用呼叫。例如，通信电路1102可包括Wi-Fi通信电路，使得设备1100的用户可以使用互联网协议语音(VOIP)连接来发出或发起呼叫，通过无线局域网传输数据。
设备可包括扬声器1118。扬声器1118可以是包括诸如参照图1所描述的光学传感器的微型扬声器。在这方面，扬声器1118可为电声换能器或传感器，该换能器或传感器将电信号输入(例如，声输入)转换为声音。电路 (例如，电路140)可电连接至处理器1112和电源1110以有利于扬声器操作，包括如前所述的隔膜位移测量和温度补偿。
设备1100可包括可以用于检测设备1100的移动的运动传感器1104，也称惯性传感器。运动传感器1104可包括位置、取向和移动(POM)传感器，诸如加速度计、陀螺仪、光传感器、红外(IR)传感器、接近传感器、电容接近传感器、声学传感器、声波或声纳传感器、雷达传感器、图像传感器、视频传感器、全球定位(GPS)检测器、RF或声学多普勒探测仪、指南针、磁力仪或其他类似传感器。例如，运动传感器1104可以是光传感器，该传感器通过检测环境光线的强度或环境光线强度的突然改变来检测设备 1100的移动或不移动。运动传感器1104基于设备1100的位置、取向和移动中的至少一者来生成信号。该信号可包括运动的特征，诸如加速度、速度、方向、方向改变、持续时间、振幅、频率或者任何其他运动表征。处理器1112接收传感器信号并且部分地基于传感器信号来控制设备1100的一个或多个操作。
设备1100还包括实现设备1100的数字相机功能的相机电路1106。一个或多个固态图像传感器内置在设备1100中，并且每个固态图像传感器可以位于包括相应透镜的光学系统的焦平面处。在图像传感器上形成相机视野内的场景的光学图像，并且传感器通过以数字图像或图片的形式捕获场景来进行响应，该数字图像或图片由像素构成，然后可将图像和图片存储在存储设备1108中。相机电路1106也可用于捕获场景的视频图像。
设备1100还包括主电源1110(诸如内置电池)作为主电源。
虽然已描述并且在附图中示出了某些实施方案，但应当理解，此类实施方案仅用于说明广义的发明而非对其进行限制，并且本发明并不限于所示和所述的特定构造和布置，因为对于本领域的普通技术人员而言可想到各种其他修改。例如，本文所公开的设备和处理步骤可对应于包括光学传感器的任何类型的换能器组件(例如麦克风)，所述光学传感器可得益于隔膜位移测量和温度检测。因此，要将描述视为示例性的而非限制性的。

Claims (24)

1.一种微型扬声器组件，包括：
微型扬声器，所述微型扬声器具有顶板、平行于所述顶板的底板、耦接到所述顶板或所述底板中的一者的磁体组件、定位在所述磁体组件和所述顶板或所述底板之间的顺应性构件，以及耦接到所述顺应性构件的音圈，所述顺应性构件能够操作以响应于声音输入而移位；
光学传感器，所述光学传感器耦接到所述微型扬声器，所述光学传感器具有光发射器和光检测器，所述光发射器和所述光检测器固定地耦接到所述顶板或所述底板，并且所述光学传感器能够操作以产生与所述顺应性构件的位移对应的位移信号和与所述磁体组件的温度对应的温度信号；以及
电路，所述电路能够操作以处理由所述光学传感器输出的所述位移信号和所述温度信号，
其中所述温度信号对应于所述光发射器的正向电压信号，并且所述电路能够操作以基于所述正向电压信号来测量所述磁体组件的温度。
2.根据权利要求1所述的微型扬声器组件，其中所述光发射器能够操作以沿所述顺应性构件的方向发射光，并且所述光检测器能够操作以检测从所述顺应性构件反射的光以产生所述位移信号。
3.根据权利要求1所述的微型扬声器组件，其中所述磁体组件包括形成于其中的腔体，并且所述光发射器和所述光检测器定位在所述腔体内。
4.根据权利要求1所述的微型扬声器组件，其中所述磁体组件、所述光发射器和所述光检测器耦接到所述微型扬声器的所述底板。
5.根据权利要求1所述的微型扬声器组件，其中所述磁体组件耦接到所述微型扬声器的所述底板，并且所述光发射器和所述光检测器耦接到所述微型扬声器的所述顶板。
6.根据权利要求1所述的微型扬声器组件，其中所述光学传感器能够操作以检测所述顺应性构件在与所述光学传感器的线性响应区域对应的距离范围内的位移。
7.根据权利要求1所述的微型扬声器组件，其中所述位移信号对应于由所述光检测器检测到的光的强度，并且所述电路能够操作以基于所检测到的所述光的所述强度来测量所述顺应性构件的位移。
8.根据权利要求1所述的微型扬声器组件，其中所述光学传感器为第一光学传感器，并且所述位移信号为指示所述顺应性构件的第一部分的位移的第一位移信号，所述微型扬声器组件还包括第二光学传感器，其中所述第二光学传感器能够操作以输出指示所述顺应性构件的第二部分的位移的第二位移信号，并且其中所述电路还能够操作以基于所述第一位移信号和所述第二位移信号来检测所述顺应性构件的倾斜度。
9.根据权利要求1所述的微型扬声器组件，其中所述电路还能够操作以基于所述磁体组件的所述温度来改变对所述微型扬声器的功率输入以使所述微型扬声器免于过热。
10.根据权利要求1所述的微型扬声器组件，其中所述电路还能够操作以改变对所述光学传感器的功率输入，以补偿由于所述磁体组件的所述温度所致的所述光学传感器的输出的变化。
11.一种微型扬声器组件，包括：
电动扬声器，所述电动扬声器具有顶板、平行于所述顶板的底板、耦接到所述顶板或所述底板中的一者的磁体组件、定位在所述磁体组件和所述顶板或所述底板之间的隔膜，以及耦接到所述隔膜的音圈，所述隔膜能够操作以响应于声音输入而移位；
光学接近传感器，所述光学接近传感器定位在所述磁体组件的腔体内，所述光学接近传感器具有能够操作以沿所述隔膜的方向发射电磁辐射的光束的发光二极管LED和能够操作以检测来自所述隔膜的所述电磁辐射的光束的反射的光检测器，所述光学接近传感器能够操作以检测所述磁体组件的温度并生成温度信号；以及
电路，所述电路能够操作以处理由所述光学接近传感器输出的所述温度信号，
其中所述温度信号对应于所述LED的正向电压信号，并且所述电路能够操作以基于所述正向电压信号来测量所述磁体组件的温度。
12.根据权利要求11所述的微型扬声器组件，其中所述LED和所述光检测器固定地定位在所述底板上，使得它们位于同一平面上。
13.根据权利要求11所述的微型扬声器组件，其中所述腔体位于所述磁体组件的中心内。
14.根据权利要求11所述的微型扬声器组件，其中所述光学接近传感器能够操作以基于所述电磁辐射的光束的反射来检测所述隔膜的位移。
15.根据权利要求11所述的微型扬声器组件，其中所述光学接近传感器能够操作以检测所述隔膜的倾斜度。
16.一种换能器组件，包括：
换能器，所述换能器具有磁体组件、悬置在所述磁体组件之上的顺应性构件，以及耦接到所述顺应性构件的音圈，所述顺应性构件能够操作以响应于声音输入而移位；
耦接到所述换能器的反射式光学传感器，所述反射式光学传感器能够操作以(1)通过检测从所述顺应性构件反射出的光来检测所述顺应性构件的位移并产生相应的位移信号，并且(2)检测所述磁体组件的温度并产生相应的温度信号；以及
电路，所述电路能够操作以接收所述位移信号和所述温度信号，并且测量所述顺应性构件的所述位移和所述磁体组件的所述温度，
其中所述反射式光学传感器包括发光二极管LED，并且所述电路基于所述LED的正向电压信号来测量所述磁体组件的所述温度。
17.根据权利要求16所述的换能器组件，其中所述反射式光学传感器包括光发射器和光检测器，并且其中所述光发射器向所述顺应性构件发射电磁辐射的光束，并且所述光检测器检测从所述顺应性构件反射出来的光束以产生所述位移信号。
18.根据权利要求16所述的换能器组件，其中所述反射式光学传感器包括光发射器和光检测器，并且其中所述光发射器和所述光检测器沿着所述换能器的与所述顺应性构件平行的表面定位。
19.根据权利要求16所述的换能器组件，其中所述反射式光学传感器能够操作以检测所述顺应性构件在距所述光学传感器2mm或更小的距离范围内的位移。
20.根据权利要求16所述的换能器组件，其中所述反射式光学传感器包括定位在所述磁体组件的腔体内的发光二极管(LED)和光检测器。
21.根据权利要求16所述的换能器组件，其中所述电路还能够操作以确定所述磁体组件的所述温度何时高于预定阈值温度，并改变对所述换能器的供电。
22.根据权利要求16所述的换能器组件，其中所述电路还能够操作以改变对所述反射式光学传感器的供电，以补偿由于所述磁体组件的所述温度所致的所述反射式光学传感器的输出的变化。
23.根据权利要求16所述的换能器组件，其中所述电路还能够操作以基于所述顺应性构件的所测量的位移来检测所述顺应性构件的倾斜度。
24.根据权利要求16所述的换能器组件，其中所述换能器为微型扬声器，并且所述顺应性构件具有2mm或更小的最大位移距离。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107211218B (zh) 2014-11-28 2021-05-18 奥德拉声学公司 高位移声学换能器系统
US10034109B2 (en) * 2015-04-09 2018-07-24 Audera Acoustics Inc. Acoustic transducer systems with position sensing
US10932072B2 (en) * 2018-05-01 2021-02-23 Analog Devices, Inc. Optical measurement of displacement
US20210021918A1 (en) * 2018-09-06 2021-01-21 Goertek Inc. Method for displacement measurement in a driver and speaker
KR102637019B1 (ko) * 2018-11-05 2024-02-16 삼성전자 주식회사 기울어진 진동판을 갖는 스피커 모듈 및 상기 스피커 모듈을 포함하는 전자 장치
CN112019987A (zh) * 2019-05-31 2020-12-01 华为技术有限公司 扬声器装置及扬声器的输出调节方法
CN110519458A (zh) * 2019-08-27 2019-11-29 广东小天才科技有限公司 一种电子设备和应用于电子设备的控制方法
CN110839196B (zh) * 2019-10-28 2021-06-08 华为终端有限公司 一种电子设备及其播放控制方法
WO2021102056A1 (en) 2019-11-19 2021-05-27 Dolby Laboratories Licensing Corporation Acoustic transducer having drop ring connected at resonant node
CA3165686A1 (en) * 2020-01-21 2021-07-29 Clean Energy Labs, Llc Electroacoustic drivers and loudspeakers containing same
CN112146789A (zh) * 2020-09-15 2020-12-29 南京慧卉飞电子商务有限公司 一种利用磁流变液的智能化音响检测装置
GB2614715B (en) * 2022-01-12 2024-01-31 Veinsense Ltd A Sensor
JP2023125746A (ja) * 2022-02-28 2023-09-07 アルプスアルパイン株式会社 スピーカの歪み補正装置及びスピーカユニット
US20240048911A1 (en) * 2022-08-05 2024-02-08 Bose Corporation Grain boundary diffusion for high coercivity magnets for loudspeakers

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1402955A (zh) * 1999-12-03 2003-03-12 株式会社建伍 采用光学器件的声电换能器
CN104662398A (zh) * 2012-07-20 2015-05-27 雅马哈株式会社 用于声音信号转换装置的温度测量设备和保护设备
CN204993820U (zh) * 2015-07-09 2016-01-20 张扬 微型发声器

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1568026A (en) 1978-01-27 1980-05-21 Philips Nv Electrodynamic loudspeaker
NL8301460A (nl) * 1983-04-26 1984-11-16 Philips Nv Elektroakoestische omzettereenheid met verlaagde resonantiefrekwentie.
US4868401A (en) * 1988-10-03 1989-09-19 Erickson Ronnie D Method and means for measuring distance of a moving object from a fixed point of reference
US6694037B1 (en) * 1999-12-10 2004-02-17 Robert Steven Robinson Spider-less loudspeaker with active restoring apparatus
JP3953752B2 (ja) * 2001-06-19 2007-08-08 株式会社ケンウッド 光音響変換装置の振動板構造
US6801058B1 (en) * 2003-04-07 2004-10-05 Texas Instruments Incorporated Circuit and method for over-current sensing and control
US7961892B2 (en) 2003-07-28 2011-06-14 Texas Instruments Incorporated Apparatus and method for monitoring speaker cone displacement in an audio speaker
US7642742B2 (en) * 2003-12-01 2010-01-05 Societe Bic Fuel cell system with fuel supply monitoring system and method of use
US7826629B2 (en) * 2006-01-19 2010-11-02 State University New York Optical sensing in a directional MEMS microphone
US8204269B2 (en) * 2008-08-08 2012-06-19 Sahyoun Joseph Y Low profile audio speaker with minimization of voice coil wobble, protection and cooling
US8264171B1 (en) 2009-05-22 2012-09-11 Ixys Corporation In-situ LED junction temperature monitoring using LED as temperature sensor
US9900690B2 (en) * 2012-09-24 2018-02-20 Cirrus Logic International Semiconductor Ltd. Control and protection of loudspeakers
CN203279151U (zh) * 2013-05-08 2013-11-06 杭州百事特电子有限公司 脉冲波形驱动器及电磁式蜂鸣器
US9404860B2 (en) * 2014-05-09 2016-08-02 Apple Inc. Micro-electro-mechanical system optical sensor with tilt plates
US9510110B2 (en) * 2014-07-07 2016-11-29 Apple Inc. Open top back plate optical microphone
US9510074B2 (en) * 2014-07-07 2016-11-29 Apple Inc. Grating only optical microphone
US9661420B2 (en) * 2014-08-19 2017-05-23 Apple Inc. Moving coil motor arrangement with a sound outlet for reducing magnetic particle ingress in transducers
JP6432260B2 (ja) * 2014-09-30 2018-12-05 富士通株式会社 振動検出部品、これを用いた音響装置及び情報機器
US10034109B2 (en) * 2015-04-09 2018-07-24 Audera Acoustics Inc. Acoustic transducer systems with position sensing

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1402955A (zh) * 1999-12-03 2003-03-12 株式会社建伍 采用光学器件的声电换能器
CN104662398A (zh) * 2012-07-20 2015-05-27 雅马哈株式会社 用于声音信号转换装置的温度测量设备和保护设备
CN204993820U (zh) * 2015-07-09 2016-01-20 张扬 微型发声器

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