CN114501253B - 振动传感器及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种振动传感器及电子设备，所述振动传感器包括：基板；侧壁环，所述侧壁环为环装结构，所述侧壁环设置于所述基板；拾振单元，所述拾振单元设置于所述侧壁环远离所述基板的一侧，所述基板、所述侧壁环和所述拾振单元围合形成第一腔体，所述拾振单元上设置有第一泄气孔；传感器芯片，所述传感器芯片设置于所述基板，所述传感器芯片位于所述第一腔体内；外壳，所述外壳扣合于所述拾振单元，所述外壳与所述拾振单元围合形成第二腔体，所述外壳上设置有第二泄气孔。本公开实施例的一个技术效果在于，通过在基板上设置侧壁环形成支撑，为拾振单元提供连接结构，提高了拾振单元的结构稳定性，避免拾振单元失效。

Description

振动传感器及电子设备

技术领域

本发明涉及振动传感器技术领域，更具体地，涉及一种振动传感器及电子设备。

背景技术

目前，振动传感器用于感知外界振动或压力信号，通过振动传感器能够拾取振动信号。将振动传感器应用于电子产品中，以满足电子产品的不同功能。

现有的振动传感器中的拾振单元用于拾取振动信号，传感器芯片用于感应拾振单元拾取振动信号后的振动状态。现有的拾振单元在振动传感器内的结构稳定性差，容易导致振动传感器的拾振能力降低，振动传感器容易失效。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种振动传感器及电子设备的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种振动传感器，所述振动传感器包括：

基板；

侧壁环，所述侧壁环为环装结构，所述侧壁环设置于所述基板；

拾振单元，所述拾振单元设置于所述侧壁环远离所述基板的一侧，所述基板、所述侧壁环和所述拾振单元围合形成第一腔体，所述拾振单元上设置有第一泄气孔；

传感器芯片，所述传感器芯片设置于所述基板，所述传感器芯片位于所述第一腔体内；

外壳，所述外壳扣合于所述拾振单元，所述外壳与所述拾振单元围合形成第二腔体，所述外壳上设置有第二泄气孔。

可选地，所述侧壁环设置有向内侧延伸的支撑平台，所述拾振单元与所述支撑平台连接。

可选地，所述拾振单元包括弹性膜和质量块所述弹性膜与所述侧壁环连接，所述质量块设置于所述弹性膜，所述第一泄气孔贯穿所述质量块和所述弹性膜。

可选地，所述弹性膜上设置有振环，所述弹性膜通过所述振环与所述侧壁环连接。

可选地，所述弹性膜与所述侧壁环的内侧壁连接。

可选地，所述弹性膜的至少一侧表面设置有所述质量块。

可选地，所述拾振单元包括弹性膜和质量块所述弹性膜与所述侧壁环连接，所述质量块设置于所述弹性膜，所述弹性膜为透气膜，所述透气膜具有透气孔，所述透气孔形成所述第一泄气孔。

可选地，所述传感器芯片包括感应芯片和信号处理芯片，所述信号处理芯片与所述感应芯片及所述基板电连接；

所述感应芯片包括支撑环和感应膜，所述支撑环设置于所述基板，所述感应膜覆盖于所述支撑环的远离所述基板的一侧，以形成背腔。

可选地，所述基板具有有第三腔体，所述基板设置有通孔，所述通孔连通所述背腔与所述第三腔体。

可选地，所述外壳包括顶板和环绕所述顶板设置的侧板，所述侧板与所述侧壁环连接，所述第二泄气孔设置于所述顶板。

根据本发明的第二方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括如第一方面任意一项所述的振动传感器。

根据本公开的一个实施例，通过在基板上设置侧壁环形成支撑，为拾振单元提供连接结构，提高了拾振单元的结构稳定性，避免拾振单元失效。

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是本公开的一个实施例中振动传感器的结构示意图之一。

图2是本公开的一个实施例中侧壁环与拾振单元装配的结构示意图。

图3是本公开的一个实施例中振动传感器的结构示意图之二。

图4是本公开的一个实施例中振动传感器的结构示意图之三。

1、基板；10、第三腔体；11、通孔；2、侧壁环；20、第一腔体；21、支撑平台；3、拾振单元；30、第二腔体；31、弹性膜；32、质量块；33、第一泄气孔；4、传感器芯片；40、背腔；41、感应芯片；411、支撑环；412、感应膜；42、信号处理芯片；5、外壳；51、第二泄气孔。

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。

根据本公开的一个实施例，提供了一种振动传感器，如图1-图4所示，该振动传感器包括：

基板1；

侧壁环2，所述侧壁环2为环装结构，所述侧壁环2设置于所述基板1。

拾振单元3，所述拾振单元3设置于所述侧壁环2远离所述基板1的一侧，所述基板1、所述侧壁环2和所述拾振单元3围合形成第一腔体20，所述拾振单元3上设置有第一泄气孔33。

传感器芯片4，所述传感器芯片4设置于所述基板1，所述传感器芯片4位于所述第一腔体20内。

外壳5，所述外壳5扣合于所述拾振单元3，所述外壳5与所述拾振单元3围合形成第二腔体30，所述外壳5上设置有第二泄气孔51。

在该实施例中，通过在基板1上设置侧壁环2形成支撑，为拾振单元3提供连接结构，提高了拾振单元3的结构稳定性，避免拾振单元3失效。

在该振动传感器的结构中，拾振单元3能够在受到振动的影响下发生振动。拾振单元3振动的过程中带动第一腔体20内的气体流动，以产生气压变化。传感器芯片4接收到第一腔体20内的气压变化，并将感应到的气压变化转换为电信号通过基板1输出。

侧壁环2设置在基板1上，为振动传感器的结构提供支撑。例如，为拾振单元3提供了足够的安装空间，提高了拾振单元3的结构稳定性。并且侧壁环2与基板1以及拾振单元3组成了空间体积更小的第一腔体20，提高了传感器芯片4对拾振单元3振动时气压变化的捕捉效果。例如，第一腔体20的体积更小，拾振单元3振动作用到第一腔体20内时，气压变化的程度更大。这样传感器芯片4能够接收到更加精确的信息，提高了振动传感器的感测灵敏度。

可选地，侧壁环2的内壁与传感器芯片4之间具有间隙。本领域技术人员根据传感器芯片4的体积设置侧壁环2的厚度，以减小第一腔体20的体积。

外壳5对拾振单元3形成保护作用，并且能够屏蔽外界信号对传感器芯片4的干扰。

第一泄气孔33能够平衡第一腔体20与第二腔体30之间的气压，避免在拾振单元3振动过程中第一腔体20内气压过大造成拾振单元3损伤的情况出现。

第二泄气孔51能够平衡第二腔体30与振动传感器外界的气压。

外壳5扣合于拾振单元3上，可以是外壳5与拾振单元3连接。也可以是外壳5与侧壁环2连接，使拾振单元3位于外壳5的内侧。

例如，侧壁环2通过粘接或焊接的方法与基板1连接，以形成牢固的支撑以及连接作用。

可选地，侧壁环2选用抗电磁干扰材质，侧壁环2接地，以能够为传感器芯片4提供屏蔽干扰的作用。

可选地，第一泄气孔33可以设置一个或多个。

在一个实施例中，如图1-图4所示，所述侧壁环2设置有向内侧延伸的支撑平台21，所述拾振单元3与所述支撑平台21连接。

在该实施例中，支撑平台21在侧壁环2的内侧形成安装结构，为拾振单元3提供更大的安装空间，以进一步提高拾振单元3安装在侧壁环2上的牢固程度。

可选地，支撑平台21的远离基板1一侧的表面与侧壁环2的远离基板1一侧的端面齐平，以便于设置拾振单元3。

例如，支撑平台21包括多个分布于侧壁环2内侧的凸台。或者，支撑平台21为环状平台。

在一个实施例中，如图1-图4所示，所述拾振单元3包括弹性膜31和质量块32所述弹性膜31与所述侧壁环2连接，所述质量块32设置于所述弹性膜31，所述第一泄气孔33贯穿所述质量块32和所述弹性膜31。

在该实施例中，弹性膜31设置在侧壁环2上，在受到振动的影响时，弹性膜31发生振动。质量块32作为配重，能够提高弹性膜31振动的幅度，以增加拾振单元3对第一腔体20内气压的影响。

第一泄气孔33贯穿质量块32和弹性膜31，为第一腔体20提供泄压功能。

可选地，弹性膜31与侧壁环2的远离基板1的一侧连接。例如，将弹性膜31覆盖在侧壁环2的端部，使弹性膜31对侧壁环2的内部形成封闭。

例如，弹性膜31覆盖在支撑平台21上，支撑平台21增加了弹性膜31与侧壁环2连接的面积，提高了结构的牢固程度。

在一个实施例中，所述弹性膜31上设置有振环，所述弹性膜31通过所述振环与所述侧壁环2连接。

在该实施例中，将振环、弹性膜31和质量块32装配为一个整体后，将振环设置在侧壁环2上，简化了振动传感器的装配工艺。

例如，振环为环状结构，振环与侧壁环2同轴设置。

振环的结构为拾振单元3与侧壁环2连接提供了更多的连接方式。例如，振环提供了设置胶粘的刚性结构，便于操作。相较于柔软的弹性膜31更容易装配。

振环可以选用金属材质，起到屏蔽外界信号的作用。振环还可以选用非金属材质。

在一个实施例中，所述弹性膜31与所述侧壁环2的内侧壁连接。

在该实施例中，弹性膜31设置在侧壁环2的内侧，使侧壁环2的端部留出更多空间，以提供外壳5与侧壁环2连接的结构。

将弹性膜31设置在侧壁环2的内侧，能够通过设置弹性膜31沿侧壁环2的轴向的位置调整第一腔体20的大小。这样能够使第一腔体20保持更小的体积，提高拾振单元3振动时对第一腔体20内气压的影响，从而提高传感器芯片4接收到的气压变化的强度。

在一个实施例中，如图1-图4所示，所述弹性膜31的至少一侧表面设置有所述质量块32。

质量块32作为配重设置于弹性膜31上。可以在弹性膜31的一侧设置质量块32，也可以在弹性膜31的两侧均设置质量块32。

可选地，至少在弹性膜31的朝向第一腔体20一侧的表面设置有质量块32。质量块32的结构能够占用第一腔体20内的体积，以进一步减小第一腔体20的体积。

在一个实施例中，如图1-图4所示，所述拾振单元3包括弹性膜31和质量块32所述弹性膜31与所述侧壁环2连接，所述质量块32设置于所述弹性膜31，所述弹性膜31为透气膜，所述透气膜具有透气孔，所述透气孔形成所述第一泄气孔33。

在该实施例中，通过透气膜上的透气孔达到平衡第一腔体20与第二腔体30气压的目的，不需要在质量块32上打孔，减少了成型的工序，简化了拾振单元3的结构。

在一个实施例中，如图1-图4所示，所述传感器芯片4包括感应芯片41和信号处理芯片42，所述信号处理芯片42与所述感应芯片41及所述基板1电连接。

所述感应芯片41包括支撑环411和感应膜412，所述支撑环411设置于所述基板1，所述感应膜412覆盖于所述支撑环411的远离所述基板1的一侧，以形成背腔40。

在该实施例中，感应芯片41用于接收第一腔体20内的气压变化信息并转换为电信号。例如，第一腔体20内的气压变化时，感应膜412随着第一腔体20内的气流振动。

信号处理芯片42与感应膜412电连接，将感应膜412转换后的电信号放大并输送至基板1。

支撑环411为感应膜412提供振动的空间，使感应膜412能够有效地随着气流振动。

在一个实施例中，如图1-图4所示，所述基板1具有有第三腔体10，所述基板1设置有通孔11，所述通孔11连通所述背腔40与所述第三腔体10。

在该实施例中，第三腔体10与背腔40连通，能够增大感应芯片41的后音腔体积，以增大感应芯片41的信号输出，提升信噪比。

在一个实施例中，所述外壳5包括顶板和环绕所述顶板设置的侧板，所述侧板与所述侧壁环2连接，所述第二泄气孔51设置于所述顶板。

在该实施例中，侧板与顶板形成外壳5的腔体，外壳5的与顶板相对的一侧具有开口。外壳5扣合于拾振单元3上后，拾振单元3覆盖该开口形成第二腔体30。

例如，弹性膜31与外壳5围合形成第二腔体30。

根据本公开的一个实施例，提供了一种电子设备，该电子设备包括如本公开实施例任意一项所述的振动传感器。

该电子设备具有本公开中振动传感器带来的技术效果。振动传感器的对振动信号感应更加灵敏，振动传感器结构更加牢固，拾振单元3稳定设置在振动传感器内部。电子设备通过该振动传感器能够有效地拾感应动信号，避免感应失效。

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 (10)

1.一种振动传感器，其特征在于，包括：

基板；

侧壁环，所述侧壁环为环装结构，所述侧壁环设置于所述基板；

拾振单元，所述拾振单元设置于所述侧壁环远离所述基板的一侧，所述基板、所述侧壁环和所述拾振单元围合形成第一腔体，所述拾振单元上设置有第一泄气孔，所述侧壁环设置有向内侧延伸的支撑平台，所述拾振单元与所述支撑平台连接，所述支撑平台位于所述第一腔体内；

传感器芯片，所述传感器芯片设置于所述基板，所述传感器芯片位于所述第一腔体内；

外壳，所述外壳扣合于所述拾振单元，所述外壳与所述拾振单元围合形成第二腔体，所述外壳上设置有第二泄气孔。

2.根据权利要求1所述的振动传感器，其特征在于，所述拾振单元包括弹性膜和质量块所述弹性膜与所述侧壁环连接，所述质量块设置于所述弹性膜，所述第一泄气孔贯穿所述质量块和所述弹性膜。

3.根据权利要求2所述的振动传感器，其特征在于，所述弹性膜上设置有振环，所述弹性膜通过所述振环与所述侧壁环连接。

4.根据权利要求2所述的振动传感器，其特征在于，所述弹性膜与所述侧壁环的内侧壁连接。

5.根据权利要求2所述的振动传感器，其特征在于，所述弹性膜的至少一侧表面设置有所述质量块。

6.根据权利要求1所述的振动传感器，其特征在于，所述拾振单元包括弹性膜和质量块所述弹性膜与所述侧壁环连接，所述质量块设置于所述弹性膜，所述弹性膜为透气膜，所述透气膜具有透气孔，所述透气孔形成所述第一泄气孔。

7.根据权利要求1所述的振动传感器，其特征在于，所述传感器芯片包括感应芯片和信号处理芯片，所述信号处理芯片与所述感应芯片及所述基板电连接；

所述感应芯片包括支撑环和感应膜，所述支撑环设置于所述基板，所述感应膜覆盖于所述支撑环的远离所述基板的一侧，以形成背腔。

8.根据权利要求7所述的振动传感器，其特征在于，所述基板具有有第三腔体，所述基板设置有通孔，所述通孔连通所述背腔与所述第三腔体。

9.根据权利要求1所述的振动传感器，其特征在于，所述外壳包括顶板和环绕所述顶板设置的侧板，所述侧板与所述侧壁环连接，所述第二泄气孔设置于所述顶板。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的振动传感器。