CN113141566A - 用于传声器的拾音组件和骨传导传声器以及电子产品 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于传声器的拾音组件，包括：柱状导电环、振膜、质量块、极板；所述振膜绷紧在所述柱状导电环的一个端面上；所述质量块粘贴在所述振膜中心处，所述质量块的贴合所述振膜的一侧设置有排气结构，所述排气结构被配置为能排出所述质量块与所述振膜之间的气体；所述极板与所述振膜之间绝缘形成可变电容；所述极板与所述柱状导电环位于所述振膜的不同侧。本发明通过在所述拾音组件上设置质量块，并且在质量块上设置排气结构，以提高传声器的拾振效果。

Description

用于传声器的拾音组件和骨传导传声器以及电子产品

技术领域

本发明涉及传声器技术领域，更具体地，涉及一种用于传声器的拾音组件和骨传导传声器以及电子产品。

背景技术

驻极体传声器是利用可变电容作为拾音组件的一种麦克风形式，而驻极体骨传导传声器是利用骨传导技术通过可变电容收集声音，声波通过骨头的振动传至麦克风，这种传声器省去了传统声波传递的步骤，能在嘈杂的环境中实现清晰的声音还原。

驻极体骨传导传声器的传声效果很大程度上取决于拾音组件以及传声器内部的结构。骨传导传声器由于是经过骨头传递声音，因此需要拾音组件屏蔽掉声波传递的部分，才能达到更好地传声效果，但目前骨传导传声器的屏蔽声波传递的效果并不理想。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种解决上述技术问题的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于传声器的拾音组件，包括：

柱状导电环，

振膜，所述振膜绷紧在所述柱状导电环的一个端面上；

质量块，所述质量块粘贴在所述振膜中心处，所述质量块的贴合所述振膜的一侧设置有排气结构，所述排气结构被配置为能排出所述质量块与所述振膜之间的气体；

极板，所述极板与所述振膜之间绝缘形成可变电容；所述极板与所述柱状导电环位于所述振膜的不同侧。

可选地，所述排气结构包含至少一个排气孔。

可选地，所述排气孔的至少一部分延伸至所述质量块的边缘。

可选地，所述排气孔的数量为三个，三个所述排气孔呈正三角形均布在所述质量块上。

可选地，所述质量块与所述振膜上贯穿设置有均压孔，所述均压孔被配置为能平衡所述振膜两侧的气压。

根据本发明的第二方面，提供了一种骨传导传声器，包括：

外壳、电路板和拾音组件；

所述拾音组件包括振膜、质量块和极板；所述质量块粘贴在所述振膜中心处，所述极板与所述振膜之间绝缘形成可变电容；

所述电路板与所述外壳粘接形成封闭的空腔，所述电路板或所述外壳上设置有泄气孔，所述泄气孔为通孔；

所述拾音组件固定设置在所述空腔内，所述振膜将所述空腔隔成前腔和后腔；所述拾音组件与所述外壳和所述电路板分别连接。

可选地，所述拾音组件被配置为所述第一方面的拾音组件。

可选地，所述极板设置在所述振膜的粘接有所述质量块的一侧。

可选地，所述拾音组件与所述外壳和所述电路板形成前置式连接或背极式连接；

所述前置式连接被配置为，所述振膜通过所述柱状导电环与所述电路板连接，所述极板与所述外壳连接；

所述背极式连接被配置为，所述振膜通过所述柱状导电环与所述外壳连接，所述极板与所述电路板连接。

可选地，所述前置式连接时，所述柱状导电环和所述振膜与所述外壳之间设置有绝缘体。

可选地，所述背极式连接时，所述极板通过导电体与所述电路板连接，所述导电体为栅环。

可选地，所述极板和所述栅环与所述外壳之间设置有绝缘体。

根据本发明的第三方面，提供了一种电子产品，包含第二方面所述的骨传导传声器。

本发明的一个技术效果在于，通过在所述拾音组件上设置质量块，并且在质量块上设置排气结构，使所述质量块与所述振膜粘接贴合时两者之间不易产生气泡，使振膜更平坦，可以明显提高将其用在传声器中的拾振效果。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本申请中的振膜与质量块粘接示意图。

图2a至图5b是本申请中的振膜、质量块以及柱状导电环的各种位置示意图。

图6至图8是本申请中的前置式骨传导传声器的示意图。

图9至图10是本申请中的背极式骨传导传声器的示意图。

附图标记说明：

1-拾音组件；11-柱状导电环；12-振膜；13-质量块；131-排气结构；132-均压孔；14-极板；15-导电体；16-垫片；2-外壳；21-第一泄气孔；22-防尘网；3-电路板；31-第二泄气孔；4-空腔；5-绝缘体；6-EMI元件；7-FET或ASIC。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

拾音组件1是传声器中的重要组成部分，用于将传声器接收到的声音转换成电流或电压信号进行传递。而在驻极体骨传导传声器中，拾音组件1是由振膜12、质量块13和极板14组成的一个可变电容，声音的振动会通过骨头的振动传递给质量块13，质量块13带着振膜12通过振幅的大小引起其与极板14之间的有效电容发生变化，即振膜12或者极板14上的电压发生变化，进而转换为电流信号传递出去，使得声音形式得以传递和保存。其中，在本申请中，有效电容是指骨传导振动引起的变化电容；拾音可以理解为，实现拾取骨传递的振动，并将此振动保存转换为电流信号的过程。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于传声器的拾音组件1，包括：柱状导电环11、振膜12、质量块13、极板14；所述振膜12绷紧在所述柱状导电环11的一个端面上；所述质量块13粘贴在所述振膜12中心处，所述质量块13的贴合所述振膜12的一侧设置有排气结构131，所述排气结构131被配置为能排出所述质量块13与所述振膜12之间的气体；所述极板14与所述振膜12之间绝缘形成可变电容；所述极板14与所述柱状导电环11位于所述振膜12的不同侧。

如图1至图5b所示，在本实施例提供的拾音组件1中，振膜12绷紧固定在柱状导电环11上，振膜12的振动转换成电信号以后可直接从柱状导电环11导出，在实际应用中，可直接将柱状导电环11连接到其它器件上，振膜12不需要再固定在其它器件上，使得拾音组件1能够作为一个整体被直接装配在电子产品中，省去了复杂的装配步骤。其中，振膜12的材质可以为PI、PPS、PET等，再通过对上述材料单面或双面镀镍或金等金属制成，既保证了振膜12的振动特性，又能使得振动信号很好地传递出去，提高了拾振效果。另外，柱状导电环11可以通过拉伸、冲压、刻蚀等工艺制成，具体可以根据拾音组件1的装配空间要求来选择。柱状导电环11一般采用金属等导电材料制成，其形状以圆环形为优，但具体可以根据应用场景来做选择，本申请对此不作限制。

在本实施例中，质量块13设置在振膜12的中心位置，可使得振膜12的最大振幅区的振动效果和振幅变化更加明显和容易捕捉，其振动幅度转化成电流信号也便更强，传递的振动信号也会更加准确。质量块13与振膜12可以采用胶水、双面胶等粘性物质粘合固定在一起。由于粘性物质本身可能含有气泡，或者在粘接过程中，质量块13与振膜12之间贴合不够紧密，容易导致贴合有质量块13的振膜12部分产生气泡或鼓包，从而影响振膜12的振动效果；另外，为了产品结构的轻薄化，留给振膜12的振动空间往往比较有限，而振膜12上的气泡或者鼓包在有限的振动空间中，便容易触碰到周围的器件，导致振膜12拾取到其它振动形式，影响拾振效果。或者气泡或鼓包在振膜12振动过程中触碰到极板14，导致极板14与振膜12形成的可变电容失效，导致传声效果不佳。另外，气泡也会影响振膜12与质量块13之间的粘接牢固性。

为了解决上述问题，本实施例在质量块13贴近振膜12的一侧上设置了排气结构131，排气可以为孔状或者其它形状均可，这些排气结构131可以设置多个，具体根据质量块13的大小或粘合物质的气泡含量等来选择，本实施例对此不做限制。排气结构131可以将振膜12上的鼓包或者气泡吸收，即在将质量块13与振膜12粘合时，那些气泡或鼓包中的空气可通过排气结构131排出振膜12，以使得两者的贴合更加紧密和平整，提高拾音组件1的拾振效果，提高振动传递性能和准确性。另外，还能提高振膜12与质量块13粘接的牢固性，延长其使用寿命。

可选地，所述排气结构131包含至少一个排气孔。

在本实施例中，排气结构131为排气孔，其可以为盲孔，也可以为通孔。具体可根据排气需求来选择。而为了尽可能地消除振膜12上的气泡，排气孔的数量可以有更多选择，例如两个、三个，甚至更多个。但排气孔并不是越多越好，具体需要根据质量块13的大小、排气需求、粘性物质的性质等来选择。排气结构131设置为孔状，一方面在制造中容易实现，另一方面孔状的排气结构131可以更容易实现在质量块13上的均匀布置，使质量块13的中心不偏移振膜12中心，以保证拾振效果。

可选地，所述排气孔的至少一部分延伸至所述质量块13的边缘。

如图2所示，在振膜12与质量块13粘合的过程中，如果出现的气泡较多，而排气孔的数量又有数量限制或者排气孔为盲孔时，气泡的排出较为缓慢，此时将排气孔的至少一部分延伸至质量块13的边缘(例如豆芽形)，可以引导进入排气孔中的气体尽快排出，提高排气性能。

可选地，所述排气孔的数量为三个，三个所述排气孔呈正三角形均布在所述质量块13上。

在本实施例中，排气孔的数量为三个时，既保证了排气效果，又方便生产，且均布的排气孔也保证了质量块13的重心不偏移振膜12中心，提高了生产效率，保证了拾振效果。

可选地，所述质量块13与所述振膜12上贯穿设置有均压孔132，所述均压孔132被配置为能平衡所述振膜12两侧的气压。

在振膜12振动的过程中，如果振膜12两侧(前腔和后腔)的气体压强不平衡，振膜12的振动则会受到气流的干扰，另外，在环境温度等的影响下，还会造成振膜12的膨胀或收缩，从而导致振膜12的拾取振动的效果不佳。在振膜12和质量块13上设置均压孔132，此均压孔132同时贯穿振膜12和质量块13，可以使振膜12两侧的气压平衡，提高振膜12拾音的准确性，屏蔽掉气流干扰。值得注意的是，质量块13上不容易打过小的均压孔132，而振膜12上的均压孔132过大会影响到振膜12的振动效果，因此，在必要的情况下，振膜12与质量块13上的均压孔132可以设置为大小不等的两个贯穿的通孔，以平衡质量块13与振膜12各自的性质。

现有技术中的骨传导传声器，振膜12在接收到骨传导振动的同时，也会接收到许多外界气流或者声音的振动干扰，使得传声效果不佳。

本发明还提供了一种可以优化传声效果的骨传导传声器，其包括：外壳2、电路板3和拾音组件1；所述拾音组件1包括振膜12、质量块13和极板14；所述质量块13粘贴在所述振膜12中心处，所述极板14与所述振膜12之间绝缘形成可变电容；所述电路板3与所述外壳2粘接形成封闭的空腔4，所述电路板3或所述外壳2上设置有泄气孔，所述泄气孔为通孔；所述拾音组件1固定设置在所述空腔4内，所述振膜12将所述空腔4隔成前腔和后腔；所述拾音组件1与所述外壳2和所述电路板3分别连接。

本实施例提供的骨传导传声器，在结构上，外壳2与电路板3形成了一个密闭的空腔4，而拾音组件1设置在空腔4内，将空腔4分隔成了前腔和后腔。拾音组件1在空腔4中的位置关系不同，可以得到不同传递效果的传声器。同时，电路板3或者外壳2上设置的泄气孔(如图6、图7、图9所示，为在外壳2上设置的第一泄气孔21；如图8和图10所示，为在电路板3上设置的第二泄气孔31)不仅可以均衡传声器内外的气压差，还可以增加声学抑制，将传入传声器内部的环境等声波形式的振动抵消，以提升振膜12拾取机械振动(骨传导振动)的效果，提升传声效果。拾音组件1与外壳2和电路板3分别连接是指，振膜12与外壳2连接，极板14与电路板3连接，或者也可以是振膜12与电路板3连接，极板14与外壳2连接。振膜12或者极板14与外壳2连接时为接地状态；振膜12或极板14与电路板3连接时可以将振膜12与极板14形成的电容的变化量转换为电信号传递给电路板3，通过上述过程，传声器可以将骨传导传递的振动进行更完整和更准确地传递。

可选地，所述拾音组件被配置为本申请第一方面所述的拾音组件。

在本实施例中，由于骨传导传声器采用了设置有排气结构131的拾音组件1，使得振膜12与质量块13的贴合中不易产生气泡，提升质量块13的粘接力，同时避免产生的气泡影响振膜振动，使得骨传导传声器的传声效果更佳。

可选地，所述极板14设置在所述振膜12的粘接有所述质量块13的一侧。

如图2a至图5b所示，本申请中的骨传导传声器采用的的拾音组件1的振膜12与质量块13以及柱状导电环11可以有至少以下几种位置关系。例如，质量块13与柱状导电环11位于振膜12的同一侧(如图2a、2b、4a、4b所示)，其中，柱状导电环11可以通过拉伸工艺制成(如图2a、2b所示)，质量块13上还可以设置均压孔132(如图2b、4b)。又如，质量块13与柱状导电环11位于振膜12的不同侧(如图3a、3b、5a、5b所示)，其中柱状导电环11可以通过刻蚀或冲压工艺制成(如图5a、5b所示)，质量块13上还可以设置均压孔132(如图3b、5b)。另外，振膜与极板之间需要进行绝缘，如图6至图10所示，可以在两者之间加设垫片16，一方面起到支撑作用，另一方面实现绝缘效果。

在本实施例中，骨传导传声器采用的拾音组件1的极板14设置在振膜12的粘接有质量块13的一侧，如图7至图10所示。这种布置方式，振膜12上的质量块13距离极板14的距离较近，可以有效提升有效电容，降低无效电容，进而提升骨传导传声器的灵敏度。具体来说，振膜12与极板14构成了一个平行板电容器(即可变电容)，而振膜12与质量块13组成了平行板电容器的一个极，极板14则是平行板电容器的另外一个极。此时，振膜12在拾取振动后，振膜12的中心部分进行振动，而边缘部分几乎不振动，那么振动部分引起的电容变化即为有效电容，在振膜12中心粘接质量块13，会进一步增大振膜12中心部分的振动，平行板电容器的大部分电容聚集在质量块13与极板14之间，而质量块13与极板14在振膜12的同一侧，两者的距离较近，使得有效电容大大提高，进一步提升了整个产品的灵敏度。

可选地，所述拾音组件1与所述外壳2和所述电路板3形成前置式连接或背极式连接；所述前置式连接被配置为，所述振膜12通过所述柱状导电环11与所述电路板3连接，所述极板14与所述外壳2连接；所述背极式连接被配置为，所述振膜12通过所述柱状导电环11与所述外壳2连接，所述极板14与所述电路板3连接。

在本实施例中，拾音组件1与外壳2、电路板3的连接方式至少包括以下两种，即前置式和背极式。

前置式连接可以参考图6至图8，这种连接方式的振膜12与极板14的位置关系为，振膜12设置在极板14上方，拾音组件1的振膜12(可变电容的一个极)通过柱状导电环11与电路板3连接，可以传递可变电容的电压信号，而拾音组件1的极板14(可变电容的另一个极)与外壳2连接，实现接地。其中，振膜12的上方为后腔，下方为前腔，后腔的空间较大，此时，振膜12、质量块13和柱状导电环11的位置关系可以采用图2a至图3b所示的结构，柱状导电环11通过拉伸工艺制成，其厚度较高，不仅可用于振膜12与电路板3的连接器件，还能作为支撑件，支撑产品的内部结构，节省了产品的内部空间。

背极式连接可以参考图9至图10，这种连接方式振膜12与极板14的位置关系为，极板14设置在振膜12的上方，拾音组件1的极板14与电路板3连接，可传递可变电容的电压信号，而拾音组件1的振膜12通过柱状导电环11与外壳2连接，实现接地。其中，振膜12的上方为后腔，下方为前腔，而前腔的空间较小，此时，振膜12、质量块13和柱状导电环11的位置关系可以采用图4a至图5b所示的结构，柱状导电环11可以通过刻蚀或冲压的工艺制成，其厚度较薄，既节省了材料，由能实现振膜12的接地。

上述两种连接方式，优选的，可以将质量块13设置在振膜12与柱状导电环11不同侧，同时，质量块13与振膜12上设置均压孔132。极板14设置在振膜12的设置有质量块13的一侧(如图7至图10所示)，使得可变电容的有效电容增加，提升了产品拾取振动的灵敏度，优化了骨传导传声器的传声效果。而均压孔132配合泄气孔(第一泄气孔21或第二泄气孔31)的设置可以打通前腔和后腔，提升振动灵敏度，降低声学灵敏度。

可选地，所述前置式连接时，所述柱状导电环11和所述振膜12与所述外壳2之间设置有绝缘体5。

在前置式连接中，振膜12通过导电环与电路板3连接，极板14与外壳2连接接地，振膜12与外壳2之间需要采取绝缘措施，防止振膜12也与外壳2连接接地，导致可变电容失效。本实施例中的绝缘体5被设置为只要能实现振膜12与外壳2绝缘即可，对于绝缘体5的材料和形式不作限制。例如，在振膜12与外壳2之间设置空腔4，空腔4内为绝缘气体，例如空气，便可很好地实现绝缘的目的。另外，也可以设置绝缘垫片等材料。

可选地，所述背极式连接时，所述极板14通过导电体15与所述电路板3连接，所述导电体15为栅环。

在背极式连接中，振膜12通过较薄的柱状导电环11与外壳2连接，而极板14与电路板3连接，此时，极板14处于的后腔空间较大，可以设置栅环实现与电路板3连接，此时，栅环不仅可以作为导电体15用于传递极板14上的电压，也可以作为产品内部结构的支撑件，节省了内部空间。

可选地，所述极板14和所述栅环与所述外壳2之间设置有绝缘体5。

在这种实施方式中，与前置式连接相反，极板14与电路板3连接，则对极板14与外壳2之间需要做绝缘，在两者之间设置绝缘体5，可以防止极板14与外壳2连接导通，导致可变电容失效。本实施例对此处的绝缘体5的材料和形式亦不做限制。

另外，在所述外壳2上设置有泄气孔时，所述泄气孔上设置有防尘网22。外壳2上的第一泄气孔21，一方面可以均衡空腔4内外的气体压强，防止振膜12受到气压的破坏，另一方面，可以将传递到传声器内部的环境噪音由第一泄气孔21排出，降低振膜12拾取到气流振动的灵敏度，提高拾音组件1拾取机械振动(即骨传导的振动)的能力，从而降低环境噪音的干扰，提高骨传导传声器的骨传导效果。在泄气孔上设置防尘网22，可以在提高骨传导效果的同时，防止环境的微尘等进入产品内部，影响产品内部各器件的功能。

另外，如果在电路板3上设置第二泄气孔31，为了防止电路板3上的第二泄气孔31在环境温湿度的影响下发生堵塞，可以通过对第二泄气孔31进行钻孔或金属化通孔来实现。

参考图6至图10，对于上述各种骨传导传声器，可以在其内部设置EMI元件6(EMI是指电子产品工作会对周边的其他电子产品造成干扰)，以减小EMI(电磁)干扰；设置FET或ASIC 7，(FET为场效应管，ASIC为特殊应用集成电路)对电路进行放大等作用，使传声器实现更准确的传声效果。

本发明还提供了一种电子产品，包含本申请所述的极体骨传导传声器。

在本实施例中，所述电子产品包含本申请中的任意一种骨传导传声器，采用了上述传声器的电子产品，其能够准确地传递骨传导的声音振动，更好地屏蔽环境杂音的振动传递，提升了产品整体的用户体验性能。另外，本申请中的传声器体积小，器件少，可极大地节省电子产品的内部空间，实现电子产品的轻薄化。在本实施例中，所述电子产品可以为耳机、手机、平板等，本申请对此不作限制。

上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (13)

1.一种用于传声器的拾音组件，其特征在于，包括：

柱状导电环，

振膜，所述振膜绷紧在所述柱状导电环的一个端面上；

质量块，所述质量块粘贴在所述振膜中心处，所述质量块的贴合所述振膜的一侧设置有排气结构，所述排气结构被配置为能排出所述质量块与所述振膜之间的气体；

极板，所述极板与所述振膜之间绝缘形成可变电容；所述极板与所述柱状导电环位于所述振膜的不同侧。

2.根据权利要求1所述的一种拾音组件，其特征在于，所述排气结构包含至少一个排气孔。

3.根据权利要求2所述的一种拾音组件，其特征在于，所述排气孔的至少一部分延伸至所述质量块的边缘。

4.根据权利要求2所述的一种拾音组件，其特征在于，所述排气孔的数量为三个，三个所述排气孔呈正三角形均布在所述质量块上。

5.根据权利要求1所述的一种拾音组件，其特征在于，所述质量块与所述振膜上贯穿设置有均压孔，所述均压孔被配置为能平衡所述振膜两侧的气压。

6.一种骨传导传声器，其特征在于，包括：

外壳、电路板和拾音组件；

所述拾音组件包括振膜、质量块和极板；所述质量块粘贴在所述振膜中心处，所述极板与所述振膜之间绝缘形成可变电容；

所述电路板与所述外壳粘接形成封闭的空腔，所述电路板或所述外壳上设置有泄气孔，所述泄气孔为通孔；

所述拾音组件固定设置在所述空腔内，所述振膜将所述空腔隔成前腔和后腔；所述拾音组件与所述外壳和所述电路板分别连接。

7.根据权利要求6所述的骨传导传声器，其特征在于，所述拾音组件被配置为权利要求1-5任意一项所述的拾音组件。

8.根据权利要求6或7所述的骨传导传声器，其特征在于，所述极板设置在所述振膜的粘接有所述质量块的一侧。

9.根据权利要求6或7所述的骨传导传声器，其特征在于，所述拾音组件与所述外壳和所述电路板形成前置式连接或背极式连接；

所述前置式连接被配置为，所述振膜通过所述柱状导电环与所述电路板连接，所述极板与所述外壳连接；

所述背极式连接被配置为，所述振膜通过所述柱状导电环与所述外壳连接，所述极板与所述电路板连接。

10.根据权利要求9所述的骨传导传声器，其特征在于，所述前置式连接时，所述柱状导电环和所述振膜与所述外壳之间设置有绝缘体。

11.根据权利要求9所述的骨传导传声器，其特征在于，所述背极式连接时，所述极板通过导电体与所述电路板连接，所述导电体为栅环。

12.根据权利要求11所述的骨传导传声器，其特征在于，所述极板和所述栅环与所述外壳之间设置有绝缘体。

13.一种电子产品，其特征在于，包含权利要求6-12任意一项所述的骨传导传声器。

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