CN209314103U - 振动传感器和音频设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种振动传感器和音频设备，振动传感器包括外壳，所述外壳形成有容纳腔，所述容纳腔形成有开口；MEMS麦克风，所述MEMS麦克风将所述开口封堵，所述MEMS麦克风的声孔与所述容纳腔连通；第一振膜，所述第一振膜可振动地设置于所述容纳腔；质量块，所述质量块固定设置于所述第一振膜的表面；以及缓冲结构，所述缓冲结构设于所述容纳腔内，所述缓冲结构用于限制所述第一振膜的振动幅度。本实用新型技术方案旨在外部振动的振动幅度较大时，防止振膜损坏，方便用户使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及传感器技术领域，特别涉及一种振动传感器和应用该振动传感器的音频设备。
背景技术
目前现有的振动传感器包括振动感应装置及将振动转化为电信号的振动检测装置，振动感应装置具有感应振动的振膜，该振膜在接收到外部振动后进行谐振，从而产生谐振气波，该振动检测装置通过检测谐振气波，将振动信号转换，并输出，实现振动传感的功能。但是，在外部振动的振动幅度较大时，振膜的振动幅度同样会较大，如此，容易损坏振膜，不利于用户使用。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是提供一种振动传感器，旨在外部振动的振动幅度较大时，防止振膜损坏，方便用户使用。
为实现上述目的，本实用新型提供的振动传感器，包括：
外壳，所述外壳形成有容纳腔，所述容纳腔形成有开口；
MEMS麦克风，所述MEMS麦克风将所述开口封堵，所述MEMS麦克风的声孔与所述容纳腔连通；
第一振膜，所述第一振膜可振动地设置于所述容纳腔；
质量块，所述质量块固定设置于所述第一振膜的表面；以及
缓冲结构，所述缓冲结构设于所述容纳腔内，所述缓冲结构用于限制所述第一振膜的振动幅度。
可选地，所述缓冲结构包括第一缓冲部和第二缓冲部，所述第一缓冲部和所述第二缓冲部沿所述第一振膜的振动方向分别设于所述第一振膜的两侧。
可选地，所述第一缓冲部包括至少一第一缓冲块，所述第一缓冲块设于所述容纳腔的内壁面，并正对所述第一振膜；
所述第二缓冲部包括至少一第二缓冲块，所述第二缓冲块设于所述MEMS麦克风封堵所述外壳一侧的表面，并正对所述第一振膜。
可选地，所述第一缓冲块及所述第二缓冲块均为多个；
每一所述第一缓冲块与每一所述第二缓冲块相对设置于所述第一振膜两侧；
或者，所述第一缓冲块与所述第二缓冲块交替设置于所述第一振膜两侧。
可选地，所述质量块贴合于所述第一振膜背离所述MEMS麦克风的表面，定义所述第一缓冲块至所述质量块的间距为h，定义所述第二缓冲块至所述第一振膜的间距为s，h与s的关系为：h＝s；
或者，所述质量块贴合于所述第一振膜朝向所述MEMS麦克风的表面，定义所述第一缓冲块至所述第一振膜的间距为h，定义所述第二缓冲块至所述质量块的间距为s，h与s的关系为：h＝s。
可选地，所述第一缓冲部包括至少一第三缓冲块，所述第三缓冲块设于所述质量块远离所述第一振膜一侧的表面；
所述第二缓冲部包括至少一第四缓冲块，所述第四缓冲块设于所述第一振膜远离所述质量块一侧的表面。
可选地，所述第三缓冲块及所述第四缓冲块均为多个；
每一所述第三缓冲块与所述第四缓冲块在所述第一振膜上的投影位置重叠；
或者，每一所述第三缓冲块与所述第四缓冲块在所述第二振膜上的投影位置交错。
可选地，定义所述第三缓冲块至所述第三缓冲块正对的所述容纳腔的平面的距离为h，定义所述第四缓冲块至其正对的所述容纳腔的平面的距离为s，h与s的关系为：h＝s。
可选地，所述h的取值范围为：5um≤h≤500um。
可选地，所述缓冲结构为柔性材料。
本实用新型还提出一种音频设备，包括振动传感器，该振动传感器包括：
外壳，所述外壳形成有容纳腔，所述容纳腔形成有开口；
MEMS麦克风，所述MEMS麦克风将所述开口封堵，所述MEMS麦克风的声孔与所述容纳腔连通；
第一振膜，所述第一振膜可振动地设置于所述容纳腔；
质量块，所述质量块固定设置于所述第一振膜的表面；以及
缓冲结构，所述缓冲结构设于所述容纳腔内，所述缓冲结构用于限制所述第一振膜的振动幅度。
本实用新型的技术方案通过将外壳与电路板组件相互固定，使外壳形成的容纳腔被封堵，并在该容纳腔内设置与电路板组件电性连接的MEMS麦克风，以及在该容纳腔内设置第一振膜和质量块，再将缓冲结构限制第一振膜的振动幅度。当需要使用振动传感器时，在外壳背离容纳腔的一侧输入振动信号或压力信号，第一振膜和质量块被该振动信号或压力信号激励，质量块和第一振膜产生振动，从而容纳腔的气体产生振动，以使容纳腔内的气压产生变化，MEMS麦克风感应容纳腔内气体产生的振动，并将感应到的信息转换成可以检测的电信号，传递到电路板组件。并且由于设置了缓冲结构，限制了第一振膜的振动间距，从而防止第一振膜的过度振动，从而可以防止第一振膜因振动幅度过大而造成损坏。如此，本实用新型的技术方案可以在外部振动的振动幅度较大时，防止振膜损坏，方便用户使用。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型振动传感器一实施例的结构示意图；
图2为本实用新型振动传感器的缓冲结构一实施例的结构示意图；
图3为本实用新型振动传感器又一实施例的结构示意图；
图4为本实用新型振动传感器再一实施例的结构示意图；
图5为本实用新型振动传感器另一实施例的结构示意图。
附图标号说明：
| 标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
| 100 | 振动传感器 | 313 | 容纳腔 |
| 11 | 电路板组件 | 314 | 通气孔 |
| 111 | 第一电路板 | 332 | 第一振膜 |
| 1111 | 贯穿孔 | 334 | 质量块 |
| 112 | 第二电路板 | 50 | 连接块 |
| 113 | 谐振腔 | 70 | 缓冲结构 |
| 114 | 支撑块 | 71 | 第一缓冲部 |
| 115 | ASIC芯片 | 711 | 第一缓冲块 |
| 13 | MEMS麦克风芯片 | 713 | 第三缓冲块 |
| 1311 | 第一支架 | 72 | 限位槽 |
| 1312 | 第二振膜 | 73 | 第二缓冲部 |
| 31 | 外壳 | 731 | 第二缓冲块 |
| 311 | 顶板 | 733 | 第四缓冲块 |
| 312 | 侧板 |
本实用新型目的的实现、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
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)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，在本实用新型中涉及“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，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，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
本实用新型提出一种振动传感器100。
参照图1，本实用新型技术方案提出的振动传感器100包括：
外壳31，所述外壳31形成有容纳腔313，所述容纳腔313形成有开口；
MEMS麦克风，所述MEMS麦克风将所述开口封堵，所述MEMS麦克风的声孔1111与所述容纳腔313连通；
第一振膜332，所述第一振膜332可振动地设置于所述容纳腔313；
质量块334，所述质量块334固定设置于所述第一振膜332的表面；以及
缓冲结构70，所述缓冲结构70设于所述容纳腔313内，所述缓冲结构70用于限制所述第一振膜332的振动幅度。
本实施例的技术方案MEMS麦克风，本实施例中MEMS麦克风包括电路板组件11及MEMS麦克风芯片13；通过将外壳31与电路板组件11相互固定，使外壳31形成的容纳腔313被封堵，并在该容纳腔313内设置与电路板组件11电性连接的MEMS麦克风芯片13，以及在该容纳腔313内设置第一振膜332和质量块334，再将缓冲结构70用于限位第一振膜332的振动幅度。当需要使用振动传感器100时，在外壳31背离容纳腔313的一侧输入振动信号或压力信号，第一振膜332和质量块334被该振动信号或压力信号激励，质量块334和第一振膜332产生振动，从而容纳腔313的气体产生振动，以使容纳腔313内的气压产生变化，容纳腔313内的气压变化通过MEMS麦克风的声孔1111传入MEMS麦克风内使MEMS麦克风芯片13感应容纳腔313内气体产生的振动，并将感应到的信息转换成可以检测的电信号，传递到电路板组件11。并且由于设置了缓冲结构70，从而防止第一振膜332的过度振动，从而可以防止第一振膜332因振动幅度过大而造成损坏。如此，本实用新型的技术方案可以在外部振动的振动幅度较大时，防止振膜损坏，方便用户使用。
在本申请的一实施例中，MEMS麦克风芯片13可以通过焊锡实现与电路板组件11的电性连接诶，外壳31可以通过胶接件与电路板组件11固定，或者通过卡扣或连接件与电路板组件11固定，只要便于MEMS麦克风芯片13可以较好的感应容纳腔313内气体产生的振动即可。
进一步地，所述MEMS麦克风芯片13为MEMS(Microelectro Mechanical Systems，微机电系统)麦克风，所述电路板组件11还设有ASIC芯片15，所述ASIC芯片15容置于所述容纳腔313内，并与所述MEMS麦克风芯片13电性连接。MEMS麦克风芯片13在不同温度下的性能都十分稳定，其敏感性不会受温度、振动、湿度和时间的影响。由于耐热性强，MEMS麦克风芯片13可承受260℃的高温回流焊，而性能不会有任何变化。由于组装前后敏感性变化很小，还可以节省制造过程中的音频调试成本。ASIC(Application Specific IntegratedCircuit)芯片为MEMS麦克风芯片13提供外部偏置，有效的偏置将使MEMS麦克风芯片13在整个操作温度范围内都可保持稳定的声学和电气参数，还支持具有不同敏感性的麦克风设计。
在本实施例中，该外壳31大致呈顶部为矩形的直四棱柱状设置，该外壳31的材质可以采用金属(金属的材质可选择不锈钢材料、铝质材料，铝合金材料、铜质材料、铜合金材料、铁质材料、铁合金材料等)、塑料(塑料可选择硬质塑料，如ABS、POM、PS、PMMA、PC、PET、PBT、PPO等)，以及其他合金材料等。如此，更加有利于提升外壳31的设置稳定性，从而有效提升外壳31的实用性、可靠性、及耐久性。
设置质量块334可以让其在接收振动或压力信号后，带动第一振膜332振动，从而引起压力变化。质量块334可以使振动感应装置30的感应效果更好，可以在细微振动下具有更敏感的响应。该质量块334的质量m可以为0.003mg≤m≤0.5mg，当质量块334的质量过小，或过大都不利于质量块334带动第一振膜332的振动。为了使振动感应装置30的灵敏度较高，可以将质量块334的质量m设置为0.004mg、0.004mg、0.005mg、0.008mg、0.009mg、0.01mg、0.03mg、0.05mg、0.08mg、0.09mg、0.1mg、0.2mg、0.3mg、0.4mg等。该质量块334可以为弹片、横梁或其他结构，在与第一振膜332振动时，为第一振膜332提供支撑。
参照图2，在本申请的一实施例中，缓冲结构70具有延其长度方向设置的限位槽72，该第一振膜332的部分伸入限位槽72设置，通过限位槽72即可较好地限制第一振膜332的振动幅度。在本实施例中缓冲结构70可以固定于电路板组件11或者固定于外壳31，只要能较好地对第一振膜332进行限位缓冲即可。在本实施例中，第一缓冲部71和第二缓冲部73分别为限位槽72相对的两槽壁，第一振膜332伸入限位槽72内的深度影响限位的效果，所以在考虑不影响音效的情况下，可以尽量将第一振膜332伸入限位槽72内。
所述缓冲结构70包括第一缓冲部71和第二缓冲部73，所述第一缓冲部71和所述第二缓冲部73沿所述第一振膜332的振动方向分别设于所述第一振膜332的两侧。由于沿第一振膜332的振动方向在第一振膜332的两侧分别设置第一缓冲部71和第二缓冲部73，从而限制了第一振膜332的振动间距。
参照图1，在本申请的一实施例中，所述第一缓冲部71包括至少一第一缓冲块711，所述第一缓冲块711设于所述容纳腔313的内壁面，并正对所述第一振膜332；
所述第二缓冲部73包括至少一第二缓冲块731，所述第二缓冲块731设于所述MEMS麦克风封堵所述外壳31一侧的表面，并正对所述第一振膜332。在本实施例中，由于第一振膜332的振动方向是在容纳腔313的高度方向振动的，所以在容纳腔313正对第一振膜332表面设置第一缓冲块711，在电路板组件11正对第一振膜332的表面设置第二缓冲块731(即，于第一振膜332的振动方向设置第一缓冲块711和第二缓冲块731)可以很好的限位第一振膜332的振动幅度，防止第一振膜332的振动幅度过大造成损坏，保证振动传感器100的效果。
在本申请的一实施例中，所述第一缓冲块711的数量为多个，多个所述第一缓冲块711间隔设置于所述所述容纳腔313的内壁面，多个所述第一缓冲块711均正对所述第一振膜332；
所述第二缓冲块731的数量为多个，多个所述第二缓冲块731间隔设置于所述所述容纳腔313的内壁面，多个所述第二缓冲块731均正对所述第一振膜332。在本实施例中，设置多个第一缓冲块711和第二缓冲块731可以对第一振膜332的振动起到很好的保护作用，使第一振膜332具有更多的缓冲支点，从而有效防止第一振膜332的振动幅度过大。
可以理解的是，该第一缓冲块711和第二缓冲块731的材质可以采用硬质材料，只要便于限位即可，具体的，可以采用金属材料或者硬质塑料等。
优选的，该缓冲结构70的材质、所述第一缓冲块711和所述第二缓冲块731的材质为柔性材料。具体的，该第一缓冲块711和所述第二缓冲块731的材质可以采用橡胶件(橡胶的可以选择天然橡胶或合成橡胶)橡胶属于完全无定型聚合物，在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状，可以很好地实现第一缓冲块711和所述第二缓冲块731缓冲保护第一振膜332。或者该第一缓冲块711和所述第二缓冲块731的材质可以采用硅胶件(可选择有机硅胶或无机硅胶)，硅胶具有较好的化学稳定性并且具备较好的柔韧性，可以很好地实现第一缓冲块711和所述第二缓冲块731缓冲保护第一振膜332。
参照图1，在本申请的一实施例中，每一所述第一缓冲块711与每一所述第二缓冲块731相对设置于所述第一振膜332两侧；相对设置的第一缓冲块711和第二缓冲块731具有较好的支撑限位功能，可以较好保证第一振膜332受到限位的力量均匀，防止第一振膜332的振动幅度过大。
在本申请的一实施例中，所述第一缓冲块711与所述第二缓冲块731交替设置于所述第一振膜332两侧。交错设置的第一缓冲块711和第二缓冲块731可以在不同位置对第一振膜332的振动提供支撑和限位，如此可以较大地削弱第一振膜332的振动量，同样可以较好地防止第一振膜332的振动幅度过大。
在本申请的一实施例中，位于所述第一振膜332同一侧的第一缓冲块711和/或第二缓冲块731的高度自中间向边缘逐渐减小，由于中部的第一振膜332振动幅度较大，所以可以在第一振膜332的中部设置高度较高的第一缓冲块711和/或第二缓冲块731，防止第一振膜332的振动较大，而边缘部分的第一振膜332振动幅度较小，可以将该位置的第一缓冲块711和/或第二缓冲块731高度设置较低，具体的第一缓冲块711的第二缓冲块731的高度可以根据实际需要进行设定，在本实施例中不做进一步限定。
参照图1，在本申请的一实施例中，所述质量块334贴合于所述第一振膜332背离所述MEMS麦克风的表面，定义所述第一缓冲块711至所述质量块334的间距为h，定义所述第二缓冲块731至所述第一振膜332的间距为s，h与s的关系为：h＝s；由于第一振膜332的振动是均匀振动的，所以第一缓冲块711与质量块334的间距和第二缓冲块731与第一振膜332的间距相等，从而保证在不损坏第一振膜332振动波形的情况下，对第一振膜332的振动幅度进行限制。
在本申请的一实施例中，所述质量块334贴合于所述第一振膜332朝向所述MEMS麦克风的表面，定义所述第一缓冲块711至所述第一振膜332的间距为h，定义所述第二缓冲块731至所述质量块334的间距为s，h与s的关系为：h＝s。由于第一振膜332的振动是均匀振动的，所以第一缓冲块711与第一振膜332的间距和第二缓冲块731与质量块334的间距相等，从而保证在不损坏第一振膜332振动波形的情况下，对第一振膜332的振动幅度进行限制。
在本申请的一实施例中，所述h的取值范围为：5um≤h≤500um。由于s与h的取值一致，所以可以理解的是该s的取值范围同样为：5um≤s≤500um。当h与s的取值低于5um时，第一缓冲块711或第二缓冲块731距离第一振膜332或质量块334的间距太小，从而第一振膜332的振动幅度太小，不利于振动传感器100对其余波段的波进行感应，限制了振动传感器100的使用范围；当h与s的取值高于500um时，第一振膜332的振动幅度即为1000um，如此，第一振膜332的振动幅度较大，容易造成第一振膜332损坏；当h与s的取值为5um-500um时，一方面便于保证振动传感器100具有较广的使用范围，另一方面便于防止第一振膜332的振动幅度较大，保证振动传感器100的正常使用。可以理解的是，该h与s的取值还可以为10um、50um、100um、120um、150um、200um、300um、400um、450um等，均可便于保证振动传感器100具有较广的使用范围，另一方面便于防止第一振膜332的振动幅度较大，保证振动传感器100的正常使用。
参照图5，在本申请的一实施例中，所述第一缓冲部71包括至少一第三缓冲块713，所述第三缓冲块713设于所述质量块334远离所述第一振膜332一侧的表面；
所述第二缓冲部73包括至少一第四缓冲块733，所述第四缓冲块733设于所述第一振膜332远离所述质量块334一侧的表面。在本实施例中，由于第一振膜332的振动方向是在容纳腔313的高度方向振动的，所以在质量块334远离所述第一振膜332一侧的表面第三缓冲块713，在第一振膜332远离所述质量块334一侧的表面设置第四缓冲块733(即，于第一振膜332的振动方向设置第三缓冲块713和第四缓冲块733)可以很好的限位第一振膜332的振动幅度，防止第一振膜332的振动幅度过大造成损坏，保证振动传感器100的效果。
参照图5，在本申请的一实施例中，所述第三缓冲块713及所述第四缓冲块733均为多个；
每一所述第三缓冲块713与所述第四缓冲块733在所述第一振膜332上的投影位置重叠；相对设置的第三缓冲块713和第四缓冲块733具有较好的支撑限位功能，可以较好保证第一振膜332受到限位的力量均匀，防止第一振膜332的振动幅度过大。
或者，每一所述第三缓冲块713与所述第四缓冲块733在所述第二振膜1312上的投影位置交错。交错设置的第三缓冲块713和第四缓冲块733可以在不同位置对第一振膜332的振动提供支撑和限位，如此可以较大地削弱第一振膜332的振动量，同样可以较好地防止第一振膜332的振动幅度过大。
参照图3以及图4，还可以通过设置第一缓冲块711与第四缓冲块733，或者第二缓冲块731与第三缓冲块713的组合，同样可以实现很好限制第一振膜332的振动幅度。
参照图5，在本申请的一实施例中，定义所述第三缓冲块713至所述第三缓冲块713正对的所述容纳腔313的平面的距离为h，定义所述第四缓冲块733至其正对的所述容纳腔313的平面的距离为s，h与s的关系为：h＝s。由于第一振膜332的振动是均匀振动的，所以第一缓冲块711与第一振膜332的间距和第二缓冲块731与质量块334的间距相等，从而保证在不损坏第一振膜332振动波形的情况下，对第一振膜332的振动幅度进行限制。
在本申请的一实施例中，所述电路板组件11还设有ASIC芯片15，所述ASIC芯片15与所述MEMS麦克风芯片13电性连接；
所述电路板组件11包括第一电路板111，所述第一电路板111封堵所述开口，所述第二缓冲部73设于所述第一电路板111的一表面，所述第一电路板111还设有贯穿孔1111，所述第一振膜332罩盖所述贯穿孔1111。
在本申请的一实施例中，所述电路板组件11还包括第二电路板112，所述第一电路板111和第二电路板112之间形成有谐振腔113，所述外壳31设于所述第一电路板111背离所述谐振腔113的一表面，所述贯穿孔1111连通所述容纳腔313和所述谐振腔113，所述ASIC芯片15和所述MEMS麦克风芯片13均设于所述谐振腔113内；
所述MEMS麦克风芯片13包括第一支架1311和第二振膜1312，所述第一支架1311环绕贯穿孔1111设置，所述第二振膜1312固定于所述第一支架1311，并罩盖所述贯穿孔1111设置。
在本实施例中，MEMS麦克风芯片13的制造过程是，首先在晶圆上沉积数层不同的物质，然后蚀去无用的物质，在基础晶片形成一个腔室，在腔室覆盖一层能够运动的振膜(即第二振膜1312)和一个固定的背板(即第一支架1311).背板具有较好的刚性，采用通孔结构。第二振膜1312较薄，易弯曲。当气压变换时，第二振膜1312会随着气压变化而弯曲，第二振膜1312弯曲时其与第一支架1311之间的电容量将会变化，从而ASIC芯片15可以将这种电容信号转换成电信号。
当在背离容纳腔313的一侧输入振动信号或压力信号(在此定义为振动源)，从而容纳腔313的气体产生振动，振动的气体带动第二振膜1312产生振动，由于第二振膜1312罩盖贯穿孔1111，并且在贯穿孔1111的另一侧设置谐振腔113，第二振膜1312进行细微振动时，容易将振膜远离振动源的一侧进行压缩，从而减小第二振膜1312的振动阻力，使其能够容易地在细微的空气振动下产生振动响应，从而使MEMS麦克风芯片13的灵敏度较高。可以理解的是，该谐振腔113的体积越大越好，越大的谐振腔113，其空气较多，便于第二振膜1312的振动。在本申请的一实施例中，谐振腔113的体积为0.1-5mm3，如此设置一方面可以使第二振膜1312较好的振动，另一方面可以减少振动传感器100的体积，其综合性较高。可以理解的是，第一电路板111和第二电路板112112可以通过设置支撑块114，从而形成谐振腔113。
在本申请的一实施例中，外壳31包括顶板311和自顶板311延伸的侧板312，该顶板311和侧板312共同围合形成容纳腔313，该第一振膜332的边缘与顶板311固定连接，设于顶板311可以便于传递顶板311的压力或振动，从而使容纳腔313内的气压产生变化；
或者该第一振膜332的边缘与侧板312固定连接，设于顶板311可以便于传递侧板312的压力或振动，从而使容纳腔313内的气压产生变化。
将第一振膜332设于外壳31正对MEMS麦克风芯片13的表面，便于MEMS麦克风芯片13直接感应第一振膜332引起的气压变化，从而提高振动传感器100的传感效果。
在本申请的一实施例中，所述振动传感器100还包括用于连接电路板组件11和所述外壳31的连接块50，所述连接块50环绕所述开口设置，并位于所述电路板组件11和所述外壳31之间，所述第一振膜332的外边缘固定于所述连接块50和所述外壳31之间。设置连接块50便于外壳31与电路板组件11连接，并且为第一振膜332的振动提供振动行程，具体的，可以将胶水铺设于连接件的两侧，再将电路板组件11和外壳31与连接件粘了胶水的两侧固定。
在本申请的一实施例中，所述第一振膜332在上下方向的投影面积大于所述第二振膜1312在上下方向的投影面积。第一振膜332与容纳腔313内气体的接触面积更大，使其可以更好地振动气体，第二振膜1312的面积较小，使MEMS麦克风芯片13会对由安装在同一PCB上的扬声器引起的PCB噪声产生更低的振动耦合，方便使用。
在本申请的一实施例中，该质量块334的厚度由边缘至中心逐渐增加，从而使其振动的效果更好。
在本申请的一实施例中，所述外壳31形成有通气孔314，所述通气孔314将外部环境与所述容纳腔313连通，在第一振膜332振动时，封闭的空间会对第一振膜332的振动产生振动阻力，不利于第一振膜332带动容纳腔313内的气体振动，从而引起气压变化，设置通气孔314可以便于与外部连通，从而减小第一振膜332振动时的阻力。该通气孔314的数量和位置可以根据实际需要进行设定，只要便于减小第一振膜332的振动阻力即可。
在实际应用中，可以通过其他封装形式的MEMS麦克风与外壳31配合，只要保证MEMS麦克风的声孔1111与容纳腔313连通，使容纳腔313内的气压变化通过MEMS麦克风的声孔1111传入MEMS麦克风内，保证MEMS麦克风能够拾取感应容纳腔313内气体振动产生的压力变化信号即可。
本实用新型还提出一种音频设备(未图示)，该音频设备包括振动传感器100，该振动传感器100包括：外壳31，所述外壳31形成有容纳腔313，所述容纳腔313形成有开口；
电路板组件11，所述电路板组件11与所述外壳31固定连接，并将所述开口封堵；
MEMS麦克风芯片13，所述MEMS麦克风芯片13设于所述电路板组件11的一表面，并与所述电路板组件11电性连接；
第一振膜332，所述第一振膜332可振动地设置于所述容纳腔313；
质量块334，所述质量块334贴合设置于所述第一振膜332的表面；以及
缓冲结构70，所述缓冲结构70设于所述容纳腔313内，所述缓冲结构70包括第一缓冲部71和第二缓冲部73，所述第一缓冲部71和所述第二缓冲部73沿所述第一振膜332的振动方向分别设于所述第一振膜332的两侧。
可以理解的是，该音频设备可以为骨传导麦克风。该音频设备还包括安装孔，从而便于将振动传感器100的外壳31部分显露，从而便于感应振动。
由于本音频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。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型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实用新型的专利保护范围内。
Claims (11)
1.一种振动传感器，其特征在于，包括：
外壳，所述外壳形成有容纳腔，所述容纳腔形成有开口；
MEMS麦克风，所述MEMS麦克风将所述开口封堵，所述MEMS麦克风的声孔与所述容纳腔连通；
第一振膜，所述第一振膜可振动地设置于所述容纳腔；
质量块，所述质量块固定设置于所述第一振膜的表面；以及
缓冲结构，所述缓冲结构设于所述容纳腔内，所述缓冲结构用于限制所述第一振膜的振动幅度。
2.如权利要求1所述的振动传感器，其特征在于，所述缓冲结构包括第一缓冲部和第二缓冲部，所述第一缓冲部和所述第二缓冲部沿所述第一振膜的振动方向分别设于所述第一振膜的两侧。
3.如权利要求2所述的振动传感器，其特征在于，所述第一缓冲部包括至少一第一缓冲块，所述第一缓冲块设于所述容纳腔的内壁面，并正对所述第一振膜；
所述第二缓冲部包括至少一第二缓冲块，所述第二缓冲块设于所述MEMS麦克风封堵所述外壳一侧的表面，并正对所述第一振膜。
4.如权利要求3所述的振动传感器，其特征在于，所述第一缓冲块及所述第二缓冲块均为多个；
每一所述第一缓冲块与每一所述第二缓冲块相对设置于所述第一振膜两侧；
或者，所述第一缓冲块与所述第二缓冲块交替设置于所述第一振膜两侧。
5.如权利要求3所述的振动传感器，其特征在于，所述质量块贴合于所述第一振膜背离所述MEMS麦克风的表面，定义所述第一缓冲块至所述质量块的间距为h，定义所述第二缓冲块至所述第一振膜的间距为s，h与s的关系为：h＝s；
或者，所述质量块贴合于所述第一振膜朝向所述MEMS麦克风的表面，定义所述第一缓冲块至所述第一振膜的间距为h，定义所述第二缓冲块至所述质量块的间距为s，h与s的关系为：h＝s。
6.如权利要求2所述的振动传感器，其特征在于，所述第一缓冲部包括至少一第三缓冲块，所述第三缓冲块设于所述质量块远离所述第一振膜一侧的表面；
所述第二缓冲部包括至少一第四缓冲块，所述第四缓冲块设于所述第一振膜远离所述质量块一侧的表面。
7.如权利要求6所述的振动传感器，其特征在于，所述第三缓冲块及所述第四缓冲块均为多个；
每一所述第三缓冲块与所述第四缓冲块在所述第一振膜上的投影位置重叠；
或者，每一所述第三缓冲块与所述第四缓冲块在所述第二振膜上的投影位置交错。
8.如权利要求6所述的振动传感器，其特征在于，定义所述第三缓冲块至所述第三缓冲块正对的所述容纳腔的平面的距离为h，定义所述第四缓冲块至其正对的所述容纳腔的平面的距离为s，h与s的关系为：h＝s。
9.如权利要求5或8所述的振动传感器，其特征在于，所述h的取值范围为：5um≤h≤500um。
10.如权利要求1所述的振动传感器，其特征在于，所述缓冲结构为柔性材料。
11.一种音频设备，其特征在于，包括如权利要求1至10中任一项所述的振动传感器。
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|---|---|
| CN (1) | CN209314103U (zh) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110631685A (zh) * | 2019-09-05 | 2019-12-31 | 无锡韦尔半导体有限公司 | 一种振动检测装置及其制造方法 |
| CN110944274A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-03-31 | 武汉大学 | 一种基于Piston-mode的带质量负载可调谐MEMS压电声换能器 |
| CN110972045A (zh) * | 2019-11-18 | 2020-04-07 | 歌尔股份有限公司 | 一种振动感测装置以及电子设备 |
| CN111131988A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-05-08 | 歌尔股份有限公司 | 振动传感器和音频设备 |
| CN112161698A (zh) * | 2020-03-25 | 2021-01-01 | 美律电子(深圳)有限公司 | 振动感测器 |
| WO2021134214A1 (zh) * | 2019-12-30 | 2021-07-08 | 瑞声声学科技(深圳)有限公司 | 发声器件 |
| US20210364346A1 (en) * | 2020-03-25 | 2021-11-25 | Merry Electronics Co., Ltd. | Vibration sensor |
| CN113891224A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-01-04 | 安徽奥飞声学科技有限公司 | 一种mems结构及其制造方法 |
| WO2022000852A1 (zh) * | 2020-06-30 | 2022-01-06 | 瑞声声学科技(深圳)有限公司 | 振动传感器 |
| WO2022062002A1 (zh) * | 2020-09-25 | 2022-03-31 | 瑞声声学科技(深圳)有限公司 | 一种骨传导麦克风 |
| WO2022061979A1 (zh) * | 2020-09-25 | 2022-03-31 | 瑞声声学科技(深圳)有限公司 | 一种骨传导麦克风 |
| CN114598977A (zh) * | 2022-05-10 | 2022-06-07 | 迈感微电子(上海)有限公司 | 一种mems麦克风和语音通讯设备 |
| WO2022262226A1 (zh) * | 2021-06-18 | 2022-12-22 | 深圳市韶音科技有限公司 | 一种振动传感器 |
| WO2023015478A1 (zh) * | 2021-08-11 | 2023-02-16 | 深圳市韶音科技有限公司 | 一种振动传感器 |
| EP4142308A4 (en) * | 2021-07-16 | 2023-05-10 | Shenzhen Voxtech Co., Ltd. | DETECTION DEVICE |
| RU2809948C1 (ru) * | 2020-12-28 | 2023-12-19 | Шэньчжэнь Шокз Ко., Лтд. | Датчик вибрации |
-
2019
- 2019-03-27 CN CN201920403570.3U patent/CN209314103U/zh active Active
Cited By (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110631685A (zh) * | 2019-09-05 | 2019-12-31 | 无锡韦尔半导体有限公司 | 一种振动检测装置及其制造方法 |
| CN110972045B (zh) * | 2019-11-18 | 2021-11-16 | 潍坊歌尔微电子有限公司 | 一种振动感测装置以及电子设备 |
| CN110972045A (zh) * | 2019-11-18 | 2020-04-07 | 歌尔股份有限公司 | 一种振动感测装置以及电子设备 |
| CN110944274A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-03-31 | 武汉大学 | 一种基于Piston-mode的带质量负载可调谐MEMS压电声换能器 |
| CN110944274B (zh) * | 2019-11-20 | 2020-12-18 | 武汉大学 | 一种基于Piston-mode的带质量负载可调谐MEMS压电声换能器 |
| CN111131988A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-05-08 | 歌尔股份有限公司 | 振动传感器和音频设备 |
| CN111131988B (zh) * | 2019-12-30 | 2021-06-18 | 歌尔股份有限公司 | 振动传感器和音频设备 |
| WO2021134214A1 (zh) * | 2019-12-30 | 2021-07-08 | 瑞声声学科技(深圳)有限公司 | 发声器件 |
| US20210302227A1 (en) * | 2020-03-25 | 2021-09-30 | Merry Electronics Co., Ltd. | Vibration sensor |
| CN112161698A (zh) * | 2020-03-25 | 2021-01-01 | 美律电子(深圳)有限公司 | 振动感测器 |
| US20210364346A1 (en) * | 2020-03-25 | 2021-11-25 | Merry Electronics Co., Ltd. | Vibration sensor |
| US11781901B2 (en) * | 2020-03-25 | 2023-10-10 | Merry Electronics Co., Ltd. | Vibration sensor with pressure enhancement |
| US11619544B2 (en) * | 2020-03-25 | 2023-04-04 | Merry Electronics Co., Ltd. | Vibration sensor having vent for pressure enhancing member |
| US11467027B2 (en) * | 2020-03-25 | 2022-10-11 | Merry Electronics Co., Ltd. | Vibration sensor for obtaining signals with high signal-to-noise ratio |
| WO2022000852A1 (zh) * | 2020-06-30 | 2022-01-06 | 瑞声声学科技(深圳)有限公司 | 振动传感器 |
| WO2022061979A1 (zh) * | 2020-09-25 | 2022-03-31 | 瑞声声学科技(深圳)有限公司 | 一种骨传导麦克风 |
| WO2022062002A1 (zh) * | 2020-09-25 | 2022-03-31 | 瑞声声学科技(深圳)有限公司 | 一种骨传导麦克风 |
| RU2809948C1 (ru) * | 2020-12-28 | 2023-12-19 | Шэньчжэнь Шокз Ко., Лтд. | Датчик вибрации |
| RU2818792C1 (ru) * | 2020-12-28 | 2024-05-06 | Шэньчжэнь Шокз Ко., Лтд. | Датчики вибрации |
| WO2022262226A1 (zh) * | 2021-06-18 | 2022-12-22 | 深圳市韶音科技有限公司 | 一种振动传感器 |
| EP4142308A4 (en) * | 2021-07-16 | 2023-05-10 | Shenzhen Voxtech Co., Ltd. | DETECTION DEVICE |
| US11698292B2 (en) | 2021-07-16 | 2023-07-11 | Shenzhen Shokz Co., Ltd. | Sensing devices |
| WO2023015478A1 (zh) * | 2021-08-11 | 2023-02-16 | 深圳市韶音科技有限公司 | 一种振动传感器 |
| US11662248B2 (en) | 2021-08-11 | 2023-05-30 | Shenzhen Shokz Co., Ltd. | Vibration sensors |
| CN113891224A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-01-04 | 安徽奥飞声学科技有限公司 | 一种mems结构及其制造方法 |
| CN113891224B (zh) * | 2021-10-29 | 2024-03-26 | 安徽奥飞声学科技有限公司 | 一种mems结构及其制造方法 |
| CN114598977B (zh) * | 2022-05-10 | 2022-09-09 | 迈感微电子(上海)有限公司 | 一种mems麦克风和语音通讯设备 |
| CN114598977A (zh) * | 2022-05-10 | 2022-06-07 | 迈感微电子(上海)有限公司 | 一种mems麦克风和语音通讯设备 |
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