CN112565993A - 骨声纹传感器和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种骨声纹传感器和电子设备，所述骨声纹传感器包括壳体、拾振组件、线圈和传感器芯片，所述壳体包括隔板，所述隔板将所述壳体内的空间分隔成拾振腔和封装腔，所述隔板上设有连通所述拾振腔与所述封装腔的传振孔；所述拾振组件包括设于所述拾振腔内的弹性拾振件、及设于所述弹性拾振件的振动调节件，所述弹性拾振件将所述拾振腔分隔成第一腔体和第二腔体；所述振动调节件具有磁性，或者，所述振动调节件为可磁化件；所述线圈安装于所述壳体，所述振动调节件位于所述线圈所产生的磁场内；所述传感器芯片设于所述封装腔内。如此，调节骨声纹传感器的灵敏度。

Description

骨声纹传感器和电子设备

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。

拾振单元通常包括拾振壳体、设于拾振壳体内的弹性膜、及设置在所述弹性膜上的振动调节件(即质量块)，振动调节件可以很大程度地影响骨声纹传感器的灵敏度。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种新的骨声纹传感器。

为实现上述目的，本发明提出一种骨声纹传感器，包括：

壳体，所述壳体包括隔板，所述隔板将所述壳体内的空间分隔成拾振腔和封装腔，所述隔板上设有连通所述拾振腔与所述封装腔的传振孔；

拾振组件，所述拾振组件包括设于所述拾振腔内的弹性拾振件、及设于所述弹性拾振件的振动调节件，所述弹性拾振件将所述拾振腔分隔成第一腔体和第二腔体，所述第一腔体与所述传振孔连通；所述振动调节件具有磁性，或者，所述振动调节件为可磁化件；

线圈，所述线圈安装于所述壳体，所述振动调节件位于所述线圈所产生的磁场内；以及

传感器芯片，所述传感器芯片设于所述封装腔内。

可选地，所述线圈安装于所述隔板。

可选地，所述线圈安装于所述隔板的朝向所述拾振组件的表面，或者，所述线圈埋设在所述隔板内。

可选地，所述隔板为电路板。

可选地，所述隔板为电子设备的电控板。

可选地，所述线圈为同心圆结构或同心矩形结构。

可选地，所述线圈包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈与所述第二线圈分别设于所述拾振组件的两侧。

可选地，所述弹性拾振件为振膜；或者，

所述弹性拾振件包括安装于所述壳体的安装环、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，所述振动调节件设于拾振片的一表面。

可选地，所述壳体还包括一端敞口设置的拾振壳，所述拾振壳的敞口端安装于所述隔板，所述拾振壳与所述隔板之间围合形成所述拾振腔，所述拾振组件安装于所述拾振壳的侧壁；和/或，

所述壳体还包括一端敞口设置的封装壳，所述封装壳的敞口端安装于所述隔板，所述封装壳与所述隔板之间围合形成所述封装腔，所述传感器芯片设于所述隔板，且所述传感器芯片的背腔与所述传振孔连通。

本发明还提出一种电子设备，所述电子设备包括如上所述的骨声纹传感器；

或者，

所述电子设备包括线圈、外壳、及设于所述外壳内的骨声纹传感器，所述骨声纹传感器包括壳体、拾振组件和传感器芯片，所述壳体包括隔板，所述隔板将所述壳体内的空间分隔成拾振腔和封装腔，所述隔板上设有连通所述拾振腔与所述封装腔的传振孔；所述拾振组件包括设于所述拾振腔内的弹性拾振件、及设于所述弹性拾振件的振动调节件，所述弹性拾振件将所述拾振腔分隔成第一腔体和第二腔体，所述第一腔体与所述传振孔连通；所述振动调节件具有磁性，或者，所述振动调节件为可磁化件；所述传感器芯片设于所述封装腔内；所述线圈安装在所述外壳上，且所述振动调节件位于所述线圈所产生的磁场内。

本发明骨声纹传感器，通过使振动调节件具有磁性，并通过增设线圈，以利用线圈产生磁场，可以改变振动调节件的受力情况，从而可以调节骨声纹传感器的灵敏度。

具体的，当线圈产生的磁场的强度较大时，振动调节件受力较大，使得弹性拾振件不易振动，骨声纹传感器的灵敏度较低；当线圈产生的磁场的强度较小时，振动调节件受力较小，使得弹性拾振件容易振动，骨声纹传感器的灵敏度较高。

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一实施例的结构示意图；

图2为本发明中的线圈的第一实施例的结构示意图；

图3为本发明中的线圈的第二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方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种骨声纹传感器。其中，骨声纹传感器用于电子设备，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，所述骨声纹传感器包括壳体、拾振组件、线圈和传感器芯片。

其中，所述壳体10包括隔板11，所述隔板11将所述壳体10内的空间分隔成拾振腔12和封装腔13，所述隔板11上设有连通拾振腔12与封装腔13的传振孔111。

其中，所述拾振组件20包括设于所述拾振腔12内的弹性拾振件21、及设于弹性拾振件21的振动调节件22，所述弹性拾振件21将所述拾振腔12分隔成第一腔体和第二腔体，所述第一腔体与所述传振孔111连通。所述振动调节件22具有磁性，或者，所述振动调节件22为可磁化件。需要说明的是，对于“振动调节件22为可磁化件”的方案，可在骨声纹传感器100工作前，对振动调节件22磁化，使其具有磁性。

其中，所述线圈30安装于所述壳体10，所述振动调节件22位于线圈30所产生的磁场内

其中，所述传感器芯片40设于所述封装腔13内。

具体的，所述线圈30所产生的磁场的磁场方向与弹性拾振件21的振动方向一致，所述振动调节件22与线圈30相吸或相斥。

可选地，所述振动调节件22振动所处的磁场为均匀磁场或近似均匀磁场。

工作时，弹性拾振件21用于拾外界(如佩戴者，或其他振动源，下文以佩戴者为例进行说明)的骨振动而振动，并将该振动通过传振孔111传递给传感器芯片40(即，使传感器芯片40的感应膜42振动)，所述传感器芯片40从而产生电信号。其中，所述振动调节件22可对弹性拾振件21的振动进行调节，使弹性拾振件21的振动与外界骨振动匹配性更好，从而可提高骨声纹传感器100的灵敏度；而且，振动调节件22随弹性拾振件21一同振动，可增加拾振组件20的质量，从而可以有效避免外界因素(如声波)对弹性拾振件21的振动的干扰。

而且，本发明中，通过使振动调节件22具有磁性，并通过增设线圈30，以利用线圈30产生磁场，可以改变振动调节件22的受力情况，从而可以调节骨声纹传感器100的灵敏度。

具体的，当线圈30产生的磁场的强度较大时，振动调节件22受力较大，使得弹性拾振件21不易振动，骨声纹传感器100的灵敏度较低；当线圈30产生的磁场的强度较小时，振动调节件22受力较小，使得弹性拾振件21容易振动，骨声纹传感器100的灵敏度较高。

进一步地，如图1所示，所述壳体10还包括一端敞口设置的封装壳15，所述封装壳15的敞口端安装于隔板11(的一表面)，所述封装壳15与隔板11之间围合形成所述封装腔13。

具体的，如图1所示，所述传感器芯片40设于隔板11，且所述传感器芯片40的背腔41与传振孔111连通。

进一步地，如图1所示，所述骨声纹传感器100还包括设于封装腔13内的ASIC(Application Specific Integrated Circuit)芯片，所述ASIC芯片50与传感器芯片40电连接，以对传感器芯片40产生的电信号进行处理。

具体的，所述ASIC芯片50设于隔板11。

进一步地，如图1所示，所述隔板11为电路板，如PCB等，所述ASIC芯片50与隔板11电连接。

进一步地，如图1所示，所述封装壳15包括两端呈敞口设置的围板151、及设于所述围板151一端的连接板152。

其中，所述连接板152与隔板11相对设置，所述连接板152用于安装于电子设备的电控板。具体来说，所述电子设备包括电控板，当骨声纹传感器100应用于电子设备时，所述封装壳15的连接板152安装于(如贴装于)电控板，以使骨声纹传感器100安装在电控板上。

具体的，所述连接板152上设有用于与外部电路(即电子设备的电控板)电连接的电连接部153，所述封装壳15还包括埋设于围板151内的电连接件154，电连接件154电连接基板与电连接部153，以实现与外部电路连接。

当然，于其他实施例中，也可直接将隔板11设置为电子设备的电控板，此时封装壳15可设置为一体设置的金属壳。

进一步地，如图1所示，所述线圈30安装于隔板11。这样可以利用骨声纹传感器100的原有结构安装线圈30，从而可简化骨声纹传感器100的结构。

具体的，所述线圈30可安装(如贴装等)在隔板11的朝向所述拾振组件20的表面，也可埋设在隔板11内。其中，对于线圈30埋设在隔板11内的方案，可直接在隔板11内蚀刻形成线圈30。

当然，于其他实施例中，也可增设支撑结构，以对线圈30进行支撑和定位，如在隔板11与弹性拾振件21之间设置支撑网或十字支撑架，以用于安装线圈30，等等。

在具体实施例中，对所述线圈30的形状不作限定，如在线圈30的第一实施例中，如图2所示，可以使线圈30绕制为同心圆结构；又如在线圈30的第二实施例中，如图3所示，也可以使线圈30绕制为同心矩形结构；等等。

进一步地，如图1所示，所述壳体10还包括一端敞口设置的拾振壳14，所述拾振壳14的敞口端安装于隔板11(的另一表面)，所述拾振壳14与所述隔板11之间围合形成拾振腔12，所述拾振组件20安装于拾振壳14的侧壁，以将拾振腔12内的空间分隔成第一腔体和第二腔体。

具体的，如图1所示，所述第一腔体位于拾振组件20的下方，所述第二腔体位于拾振组件20的上方。

可选地，所述传感器芯片40可以为麦克风芯片或压力传感器芯片40，也即传感器单元可以采用MEMS麦克风或MEMS压力传感器，如此，可以降低骨声纹传感器100模组的设计难度。

进一步地，如图1所示，所述弹性拾振件21为振膜，所述振膜的周缘安装于拾振壳14的侧壁。

在应用时，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。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，也可使弹性拾振件21设置为其他结构形式，如在弹性拾振件21的第二实施例中，可使所述弹性拾振件21包括安装于壳体10(可选为拾振壳14的侧壁)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、及设于所述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22设于拾振片的一表面；等等。

在本发明的另一实施例中，其区别主要在于，所述线圈30包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈与第二线圈分别设于拾振组件的两侧。如此，可提高线圈产生的磁场的均匀性。

在该实施例中，所述拾振壳14包括与隔板11相对设置的顶板，所述第一线圈30安装于隔板11，所述第二线圈30安装于顶板。可选地，所述第二线圈30既可以安装在顶板的朝向弹性拾振件21的表面，也可安装在顶板的远离弹性拾振件21的表面，还可以埋设在顶板内。

本发明还提出一种电子设备，该电子设备包括骨声纹传感器，该骨声纹传感器的具体结构参照上述实施例，由于本发明电子设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

本发明还提出一种电子设备，其区别主要在于，所述线圈的设置位置不同。具体来说，所述电子设备包括线圈、外壳、及设于所述外壳内的骨声纹传感器，所述骨声纹传感器包括壳体、拾振组件和传感器芯片，所述壳体包括隔板，所述隔板将所述壳体内的空间分隔成拾振腔和封装腔，所述隔板上设有连通所述拾振腔与所述封装腔的传振孔；所述拾振组件包括设于所述拾振腔内的弹性拾振件、及设于所述弹性拾振件的振动调节件，所述弹性拾振件将所述拾振腔分隔成第一腔体和第二腔体，所述第一腔体与所述传振孔连通；所述振动调节件具有磁性，或者，所述振动调节件为可磁化件；所述传感器芯片设于所述封装腔内；所述线圈安装在所述外壳上，且所述振动调节件位于所述线圈所产生的磁场内。即是说，在该实施例中，所述线圈安装在骨声纹传感器外，并安装在外壳上。可以理解，该实施例中的电子设备也至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

在该实施例中，可选地，所述外壳具有与弹性拾振件相对设置的壳壁，所述线圈安装在该壳壁上。

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，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体包括隔板，所述隔板将所述壳体内的空间分隔成拾振腔和封装腔，所述隔板上设有连通所述拾振腔与所述封装腔的传振孔；

拾振组件，所述拾振组件包括设于所述拾振腔内的弹性拾振件、及设于所述弹性拾振件的振动调节件，所述弹性拾振件将所述拾振腔分隔成第一腔体和第二腔体，所述第一腔体与所述传振孔连通；所述振动调节件具有磁性，或者，所述振动调节件为可磁化件；

线圈，所述线圈安装于所述壳体，所述振动调节件位于所述线圈所产生的磁场内；以及

传感器芯片，所述传感器芯片设于所述封装腔内。

2.如权利要求1所述的骨声纹传感器，其特征在于，所述线圈安装于所述隔板。

3.如权利要求2所述的骨声纹传感器，其特征在于，所述线圈安装于所述隔板的朝向所述拾振组件的表面，或者，所述线圈埋设在所述隔板内。

4.如权利要求3所述的骨声纹传感器，其特征在于，所述隔板为电路板。

5.如权利要求4所述的骨声纹传感器，其特征在于，所述隔板为电子设备的电控板。

6.如权利要求1所述的骨声纹传感器，其特征在于，所述线圈为同心圆结构或同心矩形结构。

7.如权利要求1所述的骨声纹传感器，其特征在于，所述线圈包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈与所述第二线圈分别设于所述拾振组件的两侧。

8.如权利要求1至6中任意一项所述的骨声纹传感器，其特征在于，所述弹性拾振件为振膜；或者，

所述弹性拾振件包括安装于所述壳体的安装环、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，所述振动调节件设于拾振片的一表面。

9.如权利要求1至6中任意一项所述的骨声纹传感器，其特征在于，所述壳体还包括一端敞口设置的拾振壳，所述拾振壳的敞口端安装于所述隔板，所述拾振壳与所述隔板之间围合形成所述拾振腔，所述拾振组件安装于所述拾振壳的侧壁；和/或，

所述壳体还包括一端敞口设置的封装壳，所述封装壳的敞口端安装于所述隔板，所述封装壳与所述隔板之间围合形成所述封装腔，所述传感器芯片设于所述隔板，且所述传感器芯片的背腔与所述传振孔连通。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1至9任一项所述的骨声纹传感器；

或者，

所述电子设备包括线圈、外壳、及设于所述外壳内的骨声纹传感器，所述骨声纹传感器包括壳体、拾振组件和传感器芯片，所述壳体包括隔板，所述隔板将所述壳体内的空间分隔成拾振腔和封装腔，所述隔板上设有连通所述拾振腔与所述封装腔的传振孔；所述拾振组件包括设于所述拾振腔内的弹性拾振件、及设于所述弹性拾振件的振动调节件，所述弹性拾振件将所述拾振腔分隔成第一腔体和第二腔体，所述第一腔体与所述传振孔连通；所述振动调节件具有磁性，或者，所述振动调节件为可磁化件；所述传感器芯片设于所述封装腔内；所述线圈安装在所述外壳上，且所述振动调节件位于所述线圈所产生的磁场内。

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