CN205596343U - 声学设备和电子装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及声学设备和电子装置。所述声学设备包括麦克风和垫圈。所述麦克风包括具有内表面和外表面的基底。所述内表面大体平行于所述外表面。所述基底具有从所述外表面延伸到所述内表面的端口。所述麦克风包括在所述端口之上联接到所述基底的内表面的微机电系统(MEMS)换能器。所述麦克风具有联接到所述基底并且封装所述MEMS换能器的盖子。垫圈联接到所述基底的所述外表面并且形成通道。所述通道具有第一端和第二端。所述第一端与所述麦克风的端口连通，并且所述通道的第二端与所述基底的边缘大体对齐。

Description

声学设备和电子装置
技术领域
本实用新型涉及声学设备和电子装置，并且更具体地，涉及这些装置的结构以及它们与用户装置的布置。
背景技术
不同类型的声学装置已经被使用了很多年。一种类型的装置是麦克风，而一种类型的麦克风是微机电系统(MEMS)麦克风。MEMS麦克风包括具有至少一个振动膜和至少一个背板的MEMS芯片。该MEMS芯片有时布置在基板或者基底上，并且封装在外壳(例如，杯状或者具有壁的盖)之中。端口可能延伸贯通该基板(对于底部端口装置而言)或者贯通外壳的顶部(对于顶部端口装置而言)。无论如何，声能穿过该端口，使振动膜运动并且产生背板的电势变化，这产生了电信号。该电信号可以进一步被诸如专用集成电路(ASIC)的装置处理。
麦克风被安装或者布置在各种类型的装置中，例如举几个例子，个人计算机、平板电脑、以及助听器。如所述的，端口被布置在麦克风中，经常是贯穿该基底。另一个第二端口也存在于该装置，其中布置了麦克风，并且这一另外的端口允许声音穿过该第二端口到达该装置内部的麦克风。
但是，如此布置麦克风端口有时对于该麦克风所处的装置的结构是不便的。例如，在基底处的麦克风端口可能不与第二端口或者该用户装置的开口对准。这种不对准有时需要调整或者修改该装置的设计，这增加了最终系统的整体成本和复杂度。这些问题导致了一些用户对先前方法的不满。
实用新型内容
根据本实用新型的一个方面，一种声学设备包括：麦克风，所述麦克风包括基底，所述基底具有内表面和外表面，所述内表面大体平行于所述外表面，所述基底具有从所述外表面延伸到所述内表面的端口，所述麦克风包括在所述端口之上联接到所述基 底的所述内表面的微机电系统换能器，即MEMS换能器，所述麦克风具有联接到所述基底并且封装所述MEMS换能器的盖子；垫圈，所述垫圈联接到所述外表面，所述垫圈形成通道，所述通道具有第一端和第二端，所述第一端与所述麦克风的端口连通，并且所述通道的所述第二端与所述基底的边缘大体对齐。
所述通道完全贯穿所述垫圈的厚度延伸。
所述声学设备还包括板，所述板联接到所述垫圈并且覆盖所述通道的至少一些部分。
声能在所述第二端处进入所述通道，沿着所述麦克风的所述基底的表面运动穿过所述通道到达所述通道的所述第一端，并且随后沿着垂直于第一方向的第二方向穿过所述端口。
所述基底的底表面具有第一尺寸和第二尺寸，所述第一尺寸小于所述第二尺寸并且所述通道沿着所述第一尺寸延伸。
所述基底的底表面具有第一尺寸和第二尺寸，所述第一尺寸小于所述第二尺寸并且所述通道沿着所述第二尺寸延伸。
所述麦克风包括集成电路。
所述垫圈由柔性材料构成。
根据本实用新型的另一方面，一种声学设备包括：麦克风，所述麦克风包括基底，所述基底具有内表面和外表面，所述内表面大体平行于所述外表面，所述基底具有从所述外表面延伸到所述内表面的端口，所述麦克风包括在所述端口之上联接到所述基底的所述内表面的微机电系统换能器，即MEMS换能器，所述麦克风具有联接到所述基底并且封装所述MEMS换能器的盖子；垫圈，所述垫圈联接到所述基底的所述外表面，所述垫圈形成通道，所述通道具有第一端和第二端，所述第一端与所述麦克风的端口连通，并且所述通道的所述第二端与所述基底的边缘大体对齐，所述通道完全贯穿所述垫圈的厚度延伸，所述通道是大体笔直的且非弯曲的；板，所述板联接到所述垫圈并且覆盖所述通道的至少一些部分；使得声能在所述第二端处进入所述通道，沿着所述麦克风的所述基底的外表面运动穿过所述通道到达所述通道的所述第一端，并且随后沿着垂直于第一方向的第二方向穿过所述端口。
根据本实用新型的又一方面，一种电子装置包括：麦克风，所述麦克风包括基底，所述基底具有内表面和外表面，所述内表面大体平行于所述外表面，所述基底具有从 所述外表面延伸到所述内表面的端口，所述麦克风包括在所述端口之上联接到所述基底的所述内表面的微机电系统换能器，即MEMS换能器，所述麦克风具有联接到所述基底并且封装所述MEMS换能器的盖子；垫圈，所述垫圈联接到所述基底的所述外表面，所述垫圈形成通道，所述通道具有第一端和第二端，所述第一端与所述麦克风的端口连通，并且所述通道的第二端与所述基底的边缘大体对齐；第二端口，所述第二端口经由通路而与所述通道的所述第二端连通。
附图说明
通过参考下面的详细描述和附图，以更完整地理解本公开，其中：
图1包括根据本实用新型的多个实施例的具有处于未弯曲位置的垫圈的声学设备的立体图；
图2包括根据本实用新型的多个实施例的具有弯曲的或者折叠的垫圈的图1的声学设备的立体图；
图3包括根据本实用新型的多个实施例的具有弯曲的或者折叠的垫圈的图1和图2的声学设备并且示出了面板的立体图；
图4包括根据本实用新型的多个实施例的具有弯曲的或者折叠的垫圈的图1、图2和图3的声学设备并且示出了面板的立体图；
图5包括根据本实用新型的多个实施例的布置在用户装置中的图1、图2、图3和图4的声学设备的侧剖视图；
图6包括根据本实用新型的多个实施例的声学设备的分解立体图。
本领域技术人员将会意识到附图中的元件是为了简便和清楚而示出的。还可以意识到某些动作和/或步骤将会以特定的发生顺序描述或者描绘，而本领域技术人员将会理解对顺序的特殊性不是真实需要的。还可以理解在此使用的术语和表述具有通常意义，如根据针对他们的相应的各自的调查和研究的领域的这一术语和表述，除了其中已经额外规定了特殊含义。
具体实施方式
在本方法中，垫圈被粘接到麦克风并且在一些例子中被卷绕在该麦克风的一端周围，其中该麦克风被布置在其他装置中。面板(或者类似的结构)被布置为抵靠该垫 圈。该垫圈中的开口在该面板和该麦克风之间形成声学路径或者通路。在一些方面，该麦克风密封该端口周围从而无需完全围绕麦克风的主体而手动地分配密封剂。
可以理解到，在此提供的结构有效建立和产生了侧端口麦克风，其中声能从麦克风的侧面进入并且被引导到麦克风中的端口。因此，在装置(例如，助听器、个人计算机、平板电脑、蜂窝电话)中布置麦克风相对于先前的需要考虑主装置的结构以及部件在主装置中的设置来设置麦克风的方法来说可以更加灵活。
在这些实施例中的多个实施例中，声学设备包括麦克风。该麦克风包括布置在基底或者基板上的MEMS装置。端口延伸贯穿该基底或者基板，并且该MEMS装置布置在该端口之上。盖子封装了该MEMS装置。垫圈(其由柔性材料构成)包括通道并且可能围绕该基板的部分延伸。面板或者其他结构围绕着通道和该垫圈的部分延伸。该通道延伸平行于该基底的底表面并且跨越该基底的长度。该面板压缩或覆盖该垫圈。声能进入该通道，沿着该基底穿过该通道，并且进入到该端口。在进入该麦克风之前该声能必须穿过该通道并且因此不是从该装置的外部沿垂直于该麦克风的底表面的方向直接进入该麦克风。
在其他方面，一种设备包括麦克风和垫圈。该麦克风包括具有内表面和外表面的基底。该内表面大体平行于外表面。该基底具有从该外表面延伸到该内表面的端口。该麦克风包括在端口之上联接到该基底的内表面的MEMS换能器。该麦克风具有联接到该基底并且封装了该MEMS换能器的盖子。该垫圈联接到基底的外表面并且形成通道。该通道具有第一端和第二端。该第一端与麦克风的端口连通，并且该通道的第二端大体与该基底的边缘对齐。
现在参考图1至图6，描述了用于侧端口的MEMS垫圈的一个例子。MEMS麦克风100包括基底102(具有底部外表面103、内表面107，以及侧部外表面105)、延伸贯通该基底102的端口104、布置在该基底102上的MEMS装置或者换能器106(包括振动膜和电荷板(charge plate))、布置在该基底上的专用集成电路(ASIC)108、以及布置在该基底102的底部外表面103上并且与该ASIC 108的输出联接的焊盘110。该麦克风100布置在另一个装置126中，例如助听器、平板电脑、蜂窝电话，或者个人计算机。该焊盘110电联接到该ASIC 108并且该ASIC 108电联接到该MEMS装置106。盖子109联接到该基底102并且封装该MEMS装置106和该集成电路108。
在一些方面，垫圈112被围绕该基底102弯曲，并且更具体地围绕该基底102的底部外表面103的一部分并且围绕侧部外表面105弯曲。该垫圈112包括通道114。该通道114与该端口104连通并且允许麦克风100外部的声能124经由通道114而被麦克风100接收。该通道114具有第一端131和第二端132。该通道114的第一端(或者部分)131与麦克风100的端口104连通，并且该通道114的第二端(或者部分)132大体与基底102的边缘133对齐。声能从第二端132移动穿过通道114到达第一端，并且随后进入到端口104中。
面板116压靠垫圈110的部分。该面板116封装全部或者部分垫圈112以及全部或者部分通道114。该面板116还使得麦克风与在该装置中的端口122对齐并挤压垫圈112。举两个例子，该垫圈112由软泡沫或者橡胶构成。其他材料的例子也可以使用，包括非柔性的材料。在此描述的例子中的通道114是大致笔直的。但是，可以意识到，在其他例子中，该通道可以是弧线的、锯齿的，或者非线性的。
垫圈112由任意类型的粘合剂密封到麦克风100。例如，胶带可施加于该垫圈的背面使得其能够被固定至麦克风100。在一些方面，由于垫圈112是由柔性或者可弯曲的材料构成，其还可以以接近90度的角围绕麦克风100被弯曲。其他的角度也是可能的。在其他例子中，垫圈112没有被围绕麦克风弯曲，而是平面的并且大体平行于基底102。
面板116由任意合适的材料构成并且被配置为用于将该装置的输出端口与麦克风100对准的任意结构。如此配置，可以理解到，该麦克风100不一定被定位使得端口104与装置126的输出端口对准。而是，通过使用垫圈112以及垫圈112中的通道114，声能124可以从装置126的外部，通过装置126的端口122，通过通道114被引导到麦克风端口104并且因此进入到麦克风100中。换句话说，声能124在进入麦克风100之前必须穿过通道114并且因此没有从装置126的外部沿垂直于麦克风100的底表面的方向直接进入麦克风100中。这一结构允许在麦克风设计上更大的灵活性以及在装置(例如，举几个例子，蜂窝电话、助听器或者仪器、个人计算机、或者平板电脑)中的部件的设计和配置上的更大的灵活性。
在一个方面中，麦克风100的底表面103具有的第一尺寸短于第二尺寸。通道114沿着第二(较长的)尺寸的部分延伸。在其他例子中，该通道114可沿着该第一(较短的)尺寸延伸。如上所述，通道114可以呈现各种形状，但是在例子中是大致 笔直的。在一些例子中，通道114的第一端(或者部分)131可与通道114的该端对准。在其他例子中，通道114延伸超出第一端(或者部分)131。该通道的第二端132与基底102的边缘(例如，边缘133)对齐或大致对齐。
如上所述，面板116可以由任意合适的材料构成(例如，金属或者塑料)并且可以被以各种不同的方式配置或者设置。面板116可以是将麦克风100与其中布置有麦克风的装置126中的外部端口对准的任意结构。在一方面中并且如本文的例子所示，面板116至少部分地限定了垫圈112中的声学通道或者通路151(例如包括该通道114)，该声学通道或者通路将声音从该装置的外部引导到该麦克风。在这一点上，该装置126还可以包括第二端口152，声音通过该第二端口进入该装置，穿过声学通路151(包括通道114)，并且进入端口104。
在图1、图2、图3和图4的系统的操作的一个例子中，声能124进入用户装置的端口122。该声能沿箭头标记的方向124穿过通路151(包括通道114)。该声能124经由端口104进入麦克风100。MEMS装置106将声能转换为电信号。ASIC 108处理该电信号。处理后的电信号被提供给输出焊盘110。在该用户装置中的其它电子部件还进一步处理由该ASIC 108输出的信号。
如此配置，提供了一种侧端口麦克风，其中该麦克风的端口保持为贯穿麦克风100的基底而物理地定位。声能124从麦克风100的侧面进入该麦克风100并且通过该基底102被引导到该麦克风100中的端口104。因此，麦克风100在该用户装置(例如，举几个例子，助听器、个人计算机、平板电脑，或者蜂窝电话)中的布置比之前的需要考虑主装置的结构以及部件在主装置中的设置来设置麦克风的方法来说可以更加灵活。
现在特别地参考图6，描述了声学设备的另一个例子。在该例子中，垫圈112没有围绕麦克风100的侧面延伸，而是大体平行于麦克风100的基底。在这种情况下，该垫圈112无需由柔性材料构成，由于其无需被弯曲。
在此描述了本实用新型的优选实施例。应当理解的是，示出的实施例仅仅是示例性的，而不是对本实用新型的范围的限制。
相关申请的交叉参考
本申请根据U.S.C.§119(e)要求了2015年3月17日提交的、美国临时申请号62134124、题为“具有侧端口的声学设备”的申请的优先权，其全部内容通过引用合并 于此。

Claims (20)

1.一种声学设备，其特征在于，所述声学设备包括：
麦克风，所述麦克风包括基底，所述基底具有内表面和外表面，所述内表面大体平行于所述外表面，所述基底具有从所述外表面延伸到所述内表面的端口，所述麦克风包括在所述端口之上联接到所述基底的所述内表面的微机电系统换能器，即MEMS换能器，所述麦克风具有联接到所述基底并且封装所述MEMS换能器的盖子；
垫圈，所述垫圈联接到所述外表面，所述垫圈形成通道，所述通道具有第一端和第二端，所述第一端与所述麦克风的端口连通，并且所述通道的所述第二端与所述基底的边缘大体对齐。
2.根据权利要求1所述的声学设备，其特征在于，所述通道完全贯穿所述垫圈的厚度延伸。
3.根据权利要求1所述的声学设备，其特征在于，所述声学设备还包括板，所述板联接到所述垫圈并且覆盖所述通道的至少一些部分。
4.根据权利要求3所述的声学设备，其特征在于，声能在所述第二端处进入所述通道，沿着所述麦克风的所述基底的表面运动穿过所述通道到达所述通道的所述第一端，并且随后沿着垂直于第一方向的第二方向穿过所述端口。
5.根据权利要求1所述的声学设备，其特征在于，所述基底的底表面具有第一尺寸和第二尺寸，所述第一尺寸小于所述第二尺寸并且所述通道沿着所述第一尺寸延伸。
6.根据权利要求1所述的声学设备，其特征在于，所述基底的底表面具有第一尺寸和第二尺寸，所述第一尺寸小于所述第二尺寸并且所述通道沿着所述第二尺寸延伸。
7.根据权利要求1所述的声学设备，其特征在于，所述麦克风包括集成电路。
8.根据权利要求1所述的声学设备，其特征在于，所述垫圈由柔性材料构成。
9.一种声学设备，其特征在于，所述声学设备包括：
麦克风，所述麦克风包括基底，所述基底具有内表面和外表面，所述内表面大体平行于所述外表面，所述基底具有从所述外表面延伸到所述内表面的端口，所述麦克风包括在所述端口之上联接到所述基底的所述内表面的微机电系统换能器，即MEMS 换能器，所述麦克风具有联接到所述基底并且封装所述MEMS换能器的盖子；
垫圈，所述垫圈联接到所述基底的所述外表面，所述垫圈形成通道，所述通道具有第一端和第二端，所述第一端与所述麦克风的端口连通，并且所述通道的所述第二端与所述基底的边缘大体对齐，所述通道完全贯穿所述垫圈的厚度延伸，所述通道是大体笔直的且非弯曲的；
板，所述板联接到所述垫圈并且覆盖所述通道的至少一些部分；
使得声能在所述第二端处进入所述通道，沿着所述麦克风的所述基底的外表面运动穿过所述通道到达所述通道的所述第一端，并且随后沿着垂直于第一方向的第二方向穿过所述端口。
10.根据权利要求9所述的声学设备，其特征在于，所述基底的底表面具有第一尺寸和第二尺寸，所述第一尺寸小于所述第二尺寸并且所述通道沿着所述第一尺寸延伸。
11.根据权利要求9所述的声学设备，其特征在于，所述基底的底表面具有第一尺寸和第二尺寸，所述第一尺寸小于所述第二尺寸并且所述通道沿着所述第二尺寸延伸。
12.根据权利要求9所述的声学设备，其特征在于，所述麦克风包括集成电路。
13.根据权利要求9所述的声学设备，其特征在于，所述垫圈由柔性材料构成。
14.一种电子装置，其特征在于，所述电子装置包括：
麦克风，所述麦克风包括基底，所述基底具有内表面和外表面，所述内表面大体平行于所述外表面，所述基底具有从所述外表面延伸到所述内表面的端口，所述麦克风包括在所述端口之上联接到所述基底的所述内表面的微机电系统换能器，即MEMS换能器，所述麦克风具有联接到所述基底并且封装所述MEMS换能器的盖子；
垫圈，所述垫圈联接到所述基底的所述外表面，所述垫圈形成通道，所述通道具有第一端和第二端，所述第一端与所述麦克风的端口连通，并且所述通道的第二端与所述基底的边缘大体对齐；
第二端口，所述第二端口经由通路而与所述通道的所述第二端连通。
15.根据权利要求14所述的电子装置，其特征在于，所述通道完全贯穿所述垫圈的厚度延伸。
16.根据权利要求15所述的电子装置，其特征在于，所述电子装置还包括板， 所述板联接到所述垫圈并且覆盖所述通道的至少一些部分。
17.根据权利要求16所述的电子装置，其特征在于，声能进入所述第二端口，进入所述通道的第二端，沿着所述麦克风的所述基底的表面运动穿过所述通道到达所述通道的第一端，并且随后沿着垂直于第一方向的第二方向穿过所述端口。
18.根据权利要求15所述的电子装置，其特征在于，所述基底的底表面具有第一尺寸和第二尺寸，所述第一尺寸小于所述第二尺寸并且所述通道沿着所述第一尺寸延伸。
19.根据权利要求15所述的电子装置，其特征在于，所述基底的底表面具有第一尺寸和第二尺寸，所述第一尺寸小于所述第二尺寸并且所述通道沿着所述第二尺寸延伸。
20.根据权利要求15所述的电子装置，其特征在于，所述麦克风包括集成电路。
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