CN112333618A - 骨声纹传感器模组和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种骨声纹传感器模组和电子设备。其中，所述骨声纹传感器模组包括：电控板，所述电控板上设有传振通道，所述电控板具有第一表面；拾振单元，所述拾振单元安装于所述第一表面，所述拾振单元用于拾取外界的骨振动信号而产生响应振动信号；以及传感器单元，所述传感器单元安装于所述第一表面，所述传感器单元与所述拾振单元在第一方向上依次分布，所述传振通道连通所述拾振单元与所述传感器单元，以使所述响应振动信号通过所述传振通道传递给所述传感器单元。如此，可降低骨声纹传感器模组的整体高度，以有利于降低电子设备的高度。

Description

骨声纹传感器模组和电子设备

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，特别涉及一种骨声纹传感器模组和电子设备。

背景技术

骨声纹传感器是利用人讲话时引起的头颈部骨骼的轻微振动，来把声音信号收集起来转为电信号的。由于它不同于传统麦克风的通过空气传导采集声音，所以可以在很嘈杂的环境里也可以把声音高清晰的传出来。在许多场合如火灾现场，带着防毒而具的消防人员不能用嘴直接对着麦克风讲话，因此此时可以利用骨声纹传感器。随着电子产品的发展，骨声纹传感器的应用越来越广泛。

相关技术中，骨声纹传感器通常包括拾振单元和传感器单元，拾振单元用于拾取外界的骨振动信号，并传递给传感器单元；传感器单元用于将振动信号转化为电信号。

当将骨声纹传感器应用到电子设备上时，通常将骨声纹传感器作为一个单独的元器件贴装到电控板上使用。这样就会使拾振单元和传感器单元在远离电控板的方向上依次堆叠，从而会对电子设备的高度影响较大。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种骨声纹传感器模组，旨在解决相关技术中，将骨声纹传感器应用到电子设备上时，对电子设备的高度影响较大的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种骨声纹传感器模组，包括：

电控板，所述电控板上设有传振通道，所述电控板具有第一表面；

拾振单元，所述拾振单元安装于所述第一表面，所述拾振单元用于拾取外界的骨振动信号而产生响应振动信号；以及

传感器单元，所述传感器单元安装于所述第一表面，所述传振通道连通所述拾振单元与所述传感器单元，以使所述响应振动信号通过所述传振通道传递给所述传感器单元。

可选地，所述传振通道具有间隔分布在所述第一表面的第一传振口和第二传振口；

所述传感器单元包括第一壳体、及设于所述第一壳体的内侧的传感器芯片，所述第一壳体安装于所述第一表面，且所述传感器芯片的背腔与所述第一传振口连通；

所述拾振单元包括第二壳体、及设于所述第二壳体内的弹性拾振件，所述第二壳体安装于所述第一表面，所述第二壳体的内部空间与所述第二传振口连通。

可选地，所述第一壳体的一端呈敞口设置，所述第一壳体的敞口端安装于所述第一表面，所述传感器芯片安装于所述第一表面，以使传感器芯片的背腔与所述第一传振口连通。

可选地，所述第一壳体包括基板和一端敞口设置的壳本体，所述基板设于所述壳本体的敞口端，所述传感器芯片设于所述基板，所述基板安装于所述第一表面，所述基板上设有连通所述传感器芯片的背腔与所述第一传振口的传振通孔。

可选地，所述第二壳体的一端呈敞口设置，所述第二壳体的敞口端安装于所述第一表面，以与所述第二传振口连通。

可选地，所述传振通道为U形通道或V形通道。

可选地，所述第一表面设有安装槽，所述拾振单元安装于所述安装槽的底部。

可选地，所述弹性拾振件为振膜。

可选地，所述弹性拾振件包括设于所述第二壳体的壳壁的安装环、位于所述安装环内且与所述安装环间隔设置的拾振片、连接所述安装环与所述拾振片的连接臂、及设于所述安装环与所述拾振片之间的间隙内的弹性密封膜。

本发明还提出一种电子设备，包括如上所述的骨声纹传感器模组。

本发明中的骨声纹传感器模组，将拾振单元和传感器单元分拆，以分别安装到电控板的第一表面；并通过在电控板上开设传振通道，以连通拾振单元和传感器单元，从而可使所述拾振单元拾取外界振动而产生的响应振动信号可通过传振通道传递给传感器单元，以使所述传感器单元根据接收到的响应振动信号而产生电信号。

而且，通过使拾振单元和传感器单元分别安装在电控板的同一表面，可不用在远离电控板的方向上依次堆叠传感器单元和拾振单元，从而可降低骨声纹传感器模组的整体高度，从而有利于降低电子设备的高度。

同时，由于将拾振单元和传感器单元分拆，可降低对传感器单元的要求，可使传感器单元的选型更广，有利于降低成本和提高骨声纹传感器模组的实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明骨声纹传感器模组一实施例的结构示意图；

图2为本发明骨声纹传感器模组另一实施例的结构示意图；

图3为本发明骨声纹传感器模组又一实施例的结构示意图；

图4为本发明骨声纹传感器模组再一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。

本发明提出一种骨声纹传感器模组和电子设备。其中，骨声纹传感器模组用于电子设备，该电子设备可以是但不限于头戴设备、耳机、智能手表、智能手环、车载降噪设备及振动感测装置等本领域技术人员所熟知的电子设备。

在本发明一实施例中，如图1所示，所述骨声纹传感器模组100包括电控板30、拾振单元10和传感器单元20。

其中，所述电控板30即为电子设备的电路板(如PCB板等)，传感器单元20和拾振单元10安装在电控板30上。

具体的，所述电控板30具有第一表面31和第二表面32，所述电控板30上设有传振通道33。

其中，所述拾振单元10安装于第一表面31，所述拾振单元10用于拾取外界(如佩戴者，或其他振动源，下文以佩戴者为例进行说明)的骨振动信号而产生响应振动信号，即是说，外界的骨振动传递给拾振单元10，拾振单元10的弹性拾振件振动而产生响应振动信号。

其中，所述传感器单元20安装于第一表面31，所述传振通道33连通拾振单元10与传感器单元20，以使所述响应振动信号通过传振通道33传递给传感器单元20，所述传感器单元20用于根据接收到的振动信号而产生电信号。

可以理解，所述拾振单元10、传感器单元20以及电控板30之间形成有包括传振通道33的密闭传振气道，以使所述响应振动信号通过该密闭传振气道传递给传感器单元20。

本发明中的骨声纹传感器模组100，将拾振单元10和传感器单元20分拆，以分别安装到电控板30的第一表面31；并通过在电控板30上开设传振通道33，以连通拾振单元10和传感器单元20，从而可使所述拾振单元10拾取外界振动而产生的响应振动信号可通过传振通道33传递给传感器单元20，以使所述传感器单元20根据接收到的响应振动信号而产生电信号。

而且，通过使拾振单元10和传感器单元20分别安装在电控板30的同一表面，可不用在远离电控板30的方向上依次堆叠传感器单元20和拾振单元10，从而可降低骨声纹传感器模组100的整体高度，从而有利于降低电子设备的高度。

同时，由于将拾振单元10和传感器单元20分拆，可降低对传感器单元20的要求，可使传感器单元20的选型更广，有利于降低成本和提高骨声纹传感器模组100的实用性。

即是说，本发明骨声纹传感器模组100的整体高度较低，且成本也较低。

具体来说，如图1所示，所述传振通道33具有间隔分布在第一表面31上的第一传振口331和第二传振口332，所述传感器单元20覆盖第一传振口331，以使传振通道33通过第一传振口331与传感器单元20连通，所述拾振单元10覆盖第二传振口332，以使传振通道33通过第二传振口332与拾振单元10连通。

进一步地，如图1所示，所述拾振单元10包括第二壳体11、及设于第二壳体11内的弹性拾振件12，所述第二壳体11安装于第一表面31，所述第二壳体11的内部空间与第二传振口332连通。

具体的，如图1所示，所述第二壳体11的一端呈敞口设置，所述第二壳体11的敞口端安装于第一表面31，以与第二传振口332连通。其中，所述第二传振口332位于所述第二壳体11的敞口的内侧，以使其与第二壳体11连通。如此，可简化第二壳体11的结构。

具体的，如图1所示，所述弹性拾振件12安装于第二壳体11的周壁，以将第二壳体11内的空间分隔成第一腔体111和第二腔体112，所述第一腔体111与第二腔体112分别位于弹性拾振件12的两侧，所述第二传振口332与第一腔体111连通。

具体的，如图1所示，所述传感器单元20包括第一壳体21、及设于所述第一壳体21的内侧的传感器芯片22，所述第一壳体21安装于第一表面31，且所述传感器芯片22的背腔221与第一传振口331连通。其中，所述传感器芯片22的背腔221对应第一传振口331设置，以使所述传感器芯片22的背腔221与第一传振口331连。

其中，所述第一腔体111、传振通道33和传感器芯片22的背腔221等共同形成密闭传振气道。

工作时，外界骨振动通过第二壳体11传递给弹性拾振件12，从而使弹性拾振件12振动，从而策动第一腔体111、传振通道33及传感器芯片22的背腔221内的气体振动，以将振动传递给传感器芯片22(即，使传感器芯片22的感应膜222振动)，所述传感器芯片22从而产生电信号，如此实现将骨振动转换成电信号。

进一步地，如图1所示，所述第一壳体21包括基板212和一端敞口设置的壳本体213，所述基板212设于壳本体213的敞口端，所述传感器芯片22设于基板212，所述基板212安装于第一表面31，所述基板212上设有连通传感器芯片22的背腔221与第一传振口331的传振通孔211。

具体的，所述壳本体213包括两端敞口的围板2132、及设于围板2132一端的顶板2131，基板212设于围板2132的另一端，顶板2131与基板212相对设置，基板212为PCB板。

如此，通过使传感器芯片22安装于基板212，并使基板212安装于电控板30上，可降低对壳本体213的要求，而不用像相关设计中使壳本体213与基板212形成三层PCB板结构(即顶板2131、围板2132及基板212三者均为PCB板)，从而可降低成本，而且还可使传感器单元20选型更广(即对壳本体213的要求降低)，如可使壳本体213为围板2132与顶板2131一体设置的金属壳体等。

进一步地，如图1所示，所述传感器单元20还包括与传感器芯片22电连接的ASIC(Application Specific Integrated Circuit)芯片，所述ASIC芯片23与传感器芯片22电连接，以对传感器芯片22产生的电信号进行处理。

具体的，所述ASIC芯片23安装于第一壳体21内，并设于基板212的表面。

进一步地，如图1所示，所述基板212的朝向电控板30的表面设有电连接部2121，所述电连接部2121与电控板30电连接，以实现电控板30与骨声纹传感模组的电连接。可选地，所述电连接部2121为焊接管脚。

进一步地，如图1所示，所述传振通道33为U形通道。

具体的，如图1所示，所述传感器单元20与拾振单元10在第一方向上间隔分布，所述传振通道33包括沿第一方向延伸的第一通道333、设于所述第一通道333的一端并连通第一通道333与第一传振口331的第二通道334、及设于第一通道333的另一端并连通第一通道333与第二传振口332的第三通道335，这样第一通道333、第二通道334和第三通道335三者形成U形的传振通道33。其中，所述第一通道333设于电控板30的内部。

可选地，所述第一通道333与第二通道334连通处弧形过渡连接；和/或，所述第一通道333与第三通道335连通处弧形过渡连接。如此，可降低振动传递时的能量损耗。

具体的，所述第二通道334和第三通道335均沿电控板30的厚度方向延伸。可选地，所述第二通道334和第三通道335均既可以为竖直通道，也可以为倾斜通道。

进一步地，如图1所示，所述拾振单元10还包括设置在弹性拾振件12上的振动调节件13。

其中，所述振动调节件13用于对弹性拾振件12的振动进行调节，使弹性拾振件12的振动与佩戴者的骨振动信号匹配性更好，从而可提高骨声纹传感器模组100的灵敏度。而且，振动调节件13随弹性拾振件12一同振动，可增加弹性拾振件12振动时的质量，从而可以有效避免外界因素(如声波)的干扰。

可选地，所述振动调节件13可以通过胶体粘接在弹性拾振件12上。

可选地，所述振动调节件13可以设于弹性拾振件12的任意一面；即是说，所述振动调节件13既可以设于第一腔体111内，也可以设于第二腔体112内。

可选地，所述振动调节件13为质量块。

进一步地，所述弹性拾振件12为振膜，所述振动调节件13设于所述振膜。

其中，振膜可以采用具有弹性形变能力的膜片，包括但不限于塑料膜片、纸质膜片、金属膜片、生物膜片等。而且，振膜可以采用单层结构，也可以采用多层复合的膜片。而且，振膜可以采用单一材质，也可以采用不同材质复合而成。在此不再具体说明。

当然，于其他实施例中，所述弹性拾振件12也可设置为其他结构形式，如在弹性拾振件12的第二实施例中，所述弹性拾振件12包括设于所述第二壳体11的壳壁的安装环、位于所述安装环内且与安装环间隔设置的拾振片、连接安装环与拾振片的连接臂、及设于安装环与拾振片之间的间隙内的弹性密封膜，所述振动调节件13设于拾振片。

可选地，所述传感器芯片22可以为麦克风芯片或压力传感器芯片22，也即传感器单元20可以采用MEMS麦克风或MEMS压力传感器，如此，可以降低骨声纹传感器模组100的设计难度。

进一步地，如图1所示，所述第一壳体21或者第二壳体11上设有泄气孔14，所述泄气孔14用于在装配骨声纹传感器模组100时泄压。可选地，所述泄气孔14开设于第二壳体11上，并与第二腔体112连通。

具体来说，所述泄气孔14用于实现骨声纹传感器模组100的内部振动空间与外部环境连通，这样，在装配骨声纹传感器模组100时，可避免由于该内部振动空间与外部环境存在气压差而导致传感器芯片22失效。

但是，在骨声纹传感器模组100应用时，即将其应用到电子设备上时，泄气孔14需要被封堵，以免其影响骨声纹传感器模组100的性能。可选地，可以通过密封胶水、或粘接密封胶带、或添加密封塞等形式将泄气孔14封堵。

在本发明的另一实施例中，如图2所示，也提出一种骨声纹传感器模组100，其与上一实施例的不同之处主要在于第一壳体21的结构形式不同。

在该实施例中，具体的，如图2所示，所述第一壳体21的一端呈敞口设置，所述第一壳体21的敞口端安装于第一表面31，所述传感器芯片22安装于第一表面31，以使传感器芯片22的背腔221与第一传振口331连通。

在该实施例中，取消了基板212，而使第一的敞口端和传感器芯片22直接安装在电控板30的第一表面31，一方面可以进一步地降低骨声纹传感器模组100的整体高度；另一方面由于取消了基板212，也可以进一步地降低生产成本、及简化组装步骤；再者，通过使传感器芯片22直接安装在电控板30上而可使传感器的背腔221直接与第一传振口331连通，可降低振动传递过程中的能量损失。

在该实施例中，具体的，如图2所示，所述ASIC芯片23设于电控板30上，且ASIC芯片23既可以安装在第一壳体21内，也可以设置在第一壳体21外。

在该实施例中，具体的，所述第一壳体21可选为金属壳体。

在本发明的又一实施例中，如图3所示，也提出一种骨声纹传感器模组100，其与以上实施例的不同之处主要在于对拾振单元10在第一表面31的安装作了进一步地设置。

具体来说，在该实施例中，如图3所示，所述第一表面31设有安装槽34，所述拾振单元10安装于安装槽34的底部。

具体的，所述第二传振口332设于安装槽34的底部，所述第二壳体11的敞口端也安装于安装槽34的底部，且第二传振口332位于第二壳体11的敞口的内侧，以使第二传振口332与第二壳体11的第一腔体111直接连通。

如此，通过在第一表面31设置安装槽34，以安装拾振单元10，可实现利用电控板30的厚度以将拾振单元10至少部分埋设在电控板30内，以便于降低骨声纹传感器模组100在拾振单元10处整体高度，而且，还可便于对拾振单元10进行保护，以减少外界对拾振单元10的干扰。

在具体实施例中，所述传振通道33也可以设置为其他形状。

如在本发明的再一实施例中，如图4所示，也提出一种骨声纹传感器模组100，其与以上实施例的不同之处主要在于传振通道33的形状不同；在该实施例中，所述传振通道33为V形通道。

在该实施例中，具体的，如图4所示，所述传振通道33包括与第一传振口331连通、并向靠近拾振单元10的方向倾斜延伸的第四通道336，以及与第二传振口332连通、并向靠近传感器单元20的方向倾斜延伸的第五通道337，所述第四通道336与第五通道337相交并连通。这样，所述第四通道336与第五通道337形成V形的传振通道33。

在该实施例中，所述第四通道336与第五通道337均既可以设置为直通道、也可设置为弧形通道。

在该实施例中，可选地，所述第四通道336与第五通道337连通处圆弧过渡连接。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种骨声纹传感器模组，其特征在于，包括：

电控板，所述电控板上设有传振通道，所述电控板具有第一表面；

拾振单元，所述拾振单元安装于所述第一表面，所述拾振单元用于拾取外界的骨振动信号而产生响应振动信号；以及

传感器单元，所述传感器单元安装于所述第一表面，所述传振通道连通所述拾振单元与所述传感器单元，以使所述响应振动信号通过所述传振通道传递给所述传感器单元。

2.如权利要求1所述的骨声纹传感器模组，其特征在于，所述传振通道具有间隔分布在所述第一表面的第一传振口和第二传振口；

所述传感器单元包括第一壳体、及设于所述第一壳体的内侧的传感器芯片，所述第一壳体安装于所述第一表面，且所述传感器芯片的背腔与所述第一传振口连通；

所述拾振单元包括第二壳体、及设于所述第二壳体内的弹性拾振件，所述第二壳体安装于所述第一表面，所述第二壳体的内部空间与所述第二传振口连通。

3.如权利要求2所述的骨声纹传感器模组，其特征在于，所述第一壳体的一端呈敞口设置，所述第一壳体的敞口端安装于所述第一表面，所述传感器芯片安装于所述第一表面，以使传感器芯片的背腔与所述第一传振口连通。

4.如权利要求2所述的骨声纹传感器模组，其特征在于，所述第一壳体包括基板和一端敞口设置的壳本体，所述基板设于所述壳本体的敞口端，所述传感器芯片设于所述基板，所述基板安装于所述第一表面，所述基板上设有连通所述传感器芯片的背腔与所述第一传振口的传振通孔。

5.如权利要求2所述的骨声纹传感器模组，其特征在于，所述第二壳体的一端呈敞口设置，所述第二壳体的敞口端安装于所述第一表面，以与所述第二传振口连通。

6.如权利要求1至5中任意一项所述的骨声纹传感器模组，其特征在于，所述传振通道为U形通道或V形通道。

7.如权利要求1至5中任意一项所述的骨声纹传感器模组，其特征在于，所述第一表面设有安装槽，所述拾振单元安装于所述安装槽的底部。

8.如权利要求1至5中任意一项所述的骨声纹传感器模组，其特征在于，所述弹性拾振件为振膜。

9.如权利要求1至5中任意一项所述的骨声纹传感器模组，其特征在于，所述弹性拾振件包括设于所述第二壳体的壳壁的安装环、位于所述安装环内且与所述安装环间隔设置的拾振片、连接所述安装环与所述拾振片的连接臂、及设于所述安装环与所述拾振片之间的间隙内的弹性密封膜。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至9中任意一项所述的骨声纹传感器模组。

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