CN211930818U - 振动组件、骨声纹传感器和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种振动组件、骨声纹传感器和电子设备。骨声纹传感器包括壳体和振动组件，所述振动组件包括拾振单元、振动调节件和传感器芯片，所述拾振单元包括弹性膜和基板，所述弹性膜设于所述壳体内，所述弹性膜的外缘连接于所述壳体的周壁，所述基板安装在所述弹性膜上；所述拾振单元将所述壳体的内部空间分隔成第一腔体和第二腔体，所述振动调节件设于所述拾振单元的一表面，所述传感器芯片设于所述拾振单元的另一表面。如此，通过在弹性膜上设置振动调节件，可增大驱动弹性膜振动的质量，从而有利于提高骨声纹传感器的灵敏度。

Description

振动组件、骨声纹传感器和电子设备

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，特别涉及一种振动组件、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，骨声纹传感器的一种设计方案为：骨声纹传感器包括分体配合连接的拾振单元和传感器单元，拾振单元与传感器单元之间形成传振气道，拾振单元用于拾取外界的振动信号，并通过传振气道传递给传感器单元；传感器单元用于将振动信号转化为电信号。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种新的骨声纹传感器结构。

为实现上述目的，本实用新型提出一种骨声纹传感器，包括壳体和振动组件，所述振动组件包括：

拾振单元，所述拾振单元包括弹性膜和基板，所述弹性膜设于所述壳体内，所述弹性膜的外缘连接于所述壳体的周壁，所述基板安装在所述弹性膜上；所述拾振单元将所述壳体的内部空间分隔成第一腔体和第二腔体；

振动调节件，所述振动调节件设于所述拾振单元的一表面；以及

传感器芯片，所述传感器芯片设于所述拾振单元的另一表面。

可选地，所述弹性膜为环形膜，所述弹性膜的内缘与所述基板连接，以使所述基板设于所述壳体内；所述传感器芯片与所述振动调节件分别设于所述基板的两个表面。

可选地，所述振动调节件的周缘侧向凸出于所述基板。

可选地，所述基板设于所述弹性膜的一表面，所述振动调节件设于所述弹性膜的另一表面，所述传感器芯片设于所述基板的远离所述弹性膜的表面。

可选地，所述振动调节件包括与所述弹性膜连接的调节主体、及设于所述调节主体的侧面的侧向凸出部，所述侧向凸出部与所述弹性膜之间形成有避位间隔。

可选地，所述振动组件还包括ASIC芯片，所述ASIC芯片设于所述拾振单元，且所述ASIC芯片与所述传感器芯片设于拾振单元的同一表面，所述ASIC芯片与所述传感器芯片电连接。

可选地，所述壳体包括第一壳体及与所述第一壳体配合连接的第二壳体，所述弹性膜的外缘连接于所述第一壳体与所述第二壳体的连接处。

可选地，所述拾振单元还包括支撑环，所述支撑环设于所述第一壳体与所述第二壳体之间，所述弹性膜的外缘连接于所述支撑环。

本实用新型还提出一种振动组件，包括：

支撑环；

拾振单元，所述拾振单元包括弹性膜和基板，所述弹性膜设于所述支撑环的内侧，所述弹性膜的外缘连接于所述支撑环，所述基板安装在所述弹性膜上；

振动调节件，所述振动调节件设于所述拾振单元的一表面；以及

传感器芯片，所述传感器芯片设于所述拾振单元的另一表面，所述传感器芯片与所述振动调节件分别设于所述拾振单元的两侧。

本实用新型还提出一种电子设备，其包括如上所述的骨声纹传感器。

本实用新型骨声纹传感器，通过在壳体内设置弹性膜，可拾取佩戴者的振动；并且弹性膜在壳体内振动，可使得第一腔体与第二腔体内的气压发生变化；从而使得传感器芯片可感测其所在腔体(即第一腔体或第二腔体)内的气压变化，并将该气压变化转换为电信号，从而使得骨声纹传感器可检测出佩戴者发出的振动信号。

而且通过在弹性膜上设置振动调节件，可增大驱动弹性膜振动的质量，从而有利于提高骨声纹传感器的灵敏度。

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为本实用新型骨声纹传感器一实施例的结构示意图；

图2为图1中振动组件的结构示意图；

图3为本实用新型骨声纹传感器另一实施例的结构示意图；

图4为本实用新型骨声纹传感器又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	骨声纹传感器	312	第一围板
10	拾振单元	32	第二壳体
				11	基板	321	底板
12	弹性膜	3211	电连接部
				13	支撑环	322	第二围板
14	连接筋	33	第一腔体
				15	第一电连接件	34	第二腔体
20	振动调节件	40	传感器芯片
				21	调节主体	41	衬底
22	侧向凸出部	42	感应膜
				30	壳体	50	ASIC芯片
31	第一壳体	60	第二电连接件
				311	顶板	1	振动组件

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，若本实用新型实施例中有涉及“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。

本实用新型提出一种骨声纹传感器和电子设备。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。

在本实用新型一实施例中，如图1和2所示，所述骨声纹传感器100包括壳体30和振动组件1，所述振动组件1安装于壳体30。

如图1和2所示，所述振动组件1包括拾振单元10、振动调节件20和传感器芯片40。

其中，所述拾振单元10包括弹性膜12和基板11，所述弹性膜12设于所述壳体30内，所述弹性膜12的外缘连接于壳体30的周壁(在此需要说明的是，壳体30的周壁为壳体30的壳壁，而非单指周壁面)，所述基板11安装在弹性膜12上；所述拾振单元10将壳体30的内部空间分隔成第一腔体33和第二腔体34。

其中，所述振动调节件20设于拾振单元10的一表面。

其中，所述传感器芯片40设于拾振单元10的另一表面，所述传感器芯片40与振动调节件20分别设于拾振单元10的两侧。

可以理解，当传感器芯片40设于第一腔体33内时，振动调节件20则设于第二腔体34内；当传感器芯片40设于第二腔体34内时，振动调节件20则设于第一腔体33内。

工作时，所述拾振单元10用于拾取外界(如佩戴者，或其他振动源，下文以佩戴者为例进行说明)的骨振动信号，即当振动源振动时，振动传递到壳体30上，使壳体30振动，壳体30的振动会传递给弹性膜12；由于弹性膜12上具有基板11、振动调节件20和传感器芯片40等质量元件，并且由于弹性膜12具有弹性，会使得弹性膜12发生振动，弹性膜12在振动的过程中会使得第一腔体33与第二腔体34内的气压发生变化。

设置在弹性膜12上的基板11、振动调节件20和传感器芯片40等部件会随弹性膜12一起振动，其中，振动调节件20为质量件/块，所述振动调节件20用于对弹性膜12的振动进行调节，使弹性膜12的振动与佩戴者的骨振动信号匹配性更好，从而可提高骨声纹传感器100的灵敏度。而且，振动调节件20随弹性膜12一同振动，可增加弹性膜12振动时的质量，从而可以有效避免外界因素(如声波)的干扰。其中，传感器芯片40用于感测其所在腔体(即第一腔体33或第二腔体34)内的气压变化，并将该气压变化转换为电信号。

为了更进一步地解释本实用新型的效果，本实用新型还提出了在设计过程中的一种基础设计，在该基础设计中，骨声纹传感器100并不具有振动调节件20，而采用基板11与传感器芯片40等部件作为质量单元，但是这样会使得驱动弹性膜12振动时的质量不足，从而会影响骨声纹传感器100的灵敏度。而本实用新型骨声纹传感器100，通过在弹性膜12上设置振动调节件20，可增大驱动弹性膜12振动的质量，从而有利于提高骨声纹传感器100的灵敏度。

即是说，本实用新型骨声纹传感器100，通过在壳体30内设置弹性膜12，可拾取佩戴者的振动，并且弹性膜12在壳体30内振动，可使得第一腔体33与第二腔体34内的气压发生变化；传感器芯片40可感测其所在腔体(即第一腔体33或第二腔体34)内的气压变化，并将该气压变化转换为电信号，从而使得骨声纹传感器100可检测出佩戴者发出的振动信号。

而且本实用新型骨声纹传感器100，通过在弹性膜12上设置振动调节件20，可增大驱动弹性膜12振动的质量，从而有利于提高骨声纹传感器100的灵敏度。

此外，由于传感器芯片40与振动调节件20分别设于弹性膜12的两侧，还可提高弹性膜12振动时的均衡性，从而有利于提高骨声纹传感器100的可靠性。

具体的，弹性膜12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、阻尼膜片(如硅胶膜片、或橡胶膜片等)等。而且，弹性膜12可以采用单层结构，也可以采用多层复合的膜片。弹性膜12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。

进一步地，如图1和2所示，所述振动组件1还包括ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit)芯片，所述ASIC芯片50设于拾振单元10上，且与所述传感器芯片40设于拾振单元10的同一表面，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。可选地，所述ASIC芯片50通过金属线等导线与传感器芯片40连接。

具体的，所述基板11为电路板，如PCB板，所述ASIC芯片50与基板11电连接。可选地，所述ASIC芯片50通过金属线等导线与基板11连接。所述基板11用于与外部电路连接。

进一步地，如图1和2所示，所述弹性膜12为环形膜，所述基板11设于弹性膜12的内侧，且所述弹性膜12的内缘与基板11连接，以使基板11设于所述壳体30内。如此，通过将弹性膜12设置为环形膜，可便于节约弹性膜12，以降低成本。

如图1和2所示，所述传感器芯片40与振动调节件20分别设于基板11的两个表面。

如图1和2所示，所述传感器芯片40与ASIC芯片50设于基板11的同一表面。

具体的，所述弹性膜12的内缘连接于基板11的周面的中部，即在基板11的厚度方向上，所述弹性膜12与基板11的两个表面均间隔设置。可选地，所述弹性膜12与基板11的两个表面的间距相等。

进一步地，如图1和2所示，所述振动调节件20的周缘侧向凸出于基板11，所述振动调节件20与弹性膜12间隔设置。如此，可提高空间利用率，以增大振动调节件20的质量，从而可提高骨声纹传感器100的灵敏度，以提高骨声纹传感器100的性能。

当然，在其他实施例中，也可采用其他结构设置基板11与弹性膜12。

如，在本实用新型的另一实施例中，如图3所示，所述基板11设于弹性膜12的一表面，所述振动调节件20设于弹性膜12的另一表面，所述传感器芯片40设于基板11的远离弹性膜12的表面。如此，可降低装配难度。

在该实施例中，所述基板11粘贴于弹性膜12的一表面，和/或，所述振动调节件20粘贴于弹性膜12的另一表面。

如，在本实用新型的又一实施例中，如图4所示，所述基板11设于弹性膜12的一表面，所述振动调节件20设于弹性膜12的另一表面，所述传感器芯片40设于基板11的远离弹性膜12的表面；且所述振动调节件20的周缘侧向凸出于基板11。具体的，可使：所述振动调节件20包括与弹性膜12连接的调节主体21、及设于调节主体21的侧面的侧向凸出部22，所述侧向凸出部22与弹性膜12之间形成有避位间隔。具体的，所述侧向凸出部22朝向弹性膜12的侧面，与弹性膜12的表面之间形成避位间隔。当弹性膜振动时，该避位间隔的大小会随着弹性膜的振动而发生变化。

如此，可在不增大振动调节件20与弹性膜12的连接面积的情况下(以避免影响弹性膜12的振动性能)，有效地利用壳体30内的空间，以增大振动调节件20的质量，从而可提高骨声纹传感器100的灵敏度，从而可提高骨声纹传感器100的性能；并有利于实现骨声纹传感器100的小型化设计。即是说，该实施例中的骨声纹传感器100，提升了空间利用率，有利于降低产品尺寸，提升了产品性能。

在该实施例中，可使：所述侧向凸出部22为环形结构；或者，也可使：所述侧向凸出部22设有多个，多个所述侧向凸出部22在调节主体21的周向方向上间隔分布。

如，在本实用新型的再一实施例中，可使所述弹性膜12中部形成有容置腔，所述基板11安装于容置腔内；所述传感器芯片40与振动调节件20分别设于该容置腔的两侧。

具体的，可通过胶体直接将基板11粘结在弹性膜12片上。

进一步地，如图1和2所示，所述振动调节件20的外轮廓形状与基板11的外轮廓形状相同。具体的，所述振动调节件20与基板11同心设置。

如，所述振动调节件20的外轮廓形状为圆形，所述基板11的外轮廓形状为圆形；或者，所述振动调节件20的外轮廓形状为椭圆形，所述基板11的外轮廓形状为椭圆形；或者，所述振动调节件20的外轮廓形状为方形，所述基板11的外轮廓形状为方形。

如此，如此，可使得弹性膜12在振动的过程中受力较均匀，以降低弹性膜12在振动过程发生破裂等问题的风险。

进一步地，如图1和2所示，所述壳体30包括第一壳体31及与第一壳体31配合连接的第二壳体32，所述弹性膜12的外缘连接于所述第一壳体31与第二壳体32的连接处。如此，可降低安装难度。

具体的，所述拾振单元10与第一壳体31之间形成第一腔体33，所述拾振单元10与第二壳体32之间形成第二腔体34。

如此，可将传感器芯片40、振动调节件20和ASIC芯片50等部件安装拾振单元10上后，再一同安装到第一壳体31与第二壳体32的连接处，从而可使得骨声纹传感器100的组装变得很容易。

可选地，如图1和2所示，所述传感器芯片40和ASIC芯片50设于第二腔体34内。

具体的，所述拾振单元10还包括第一电连接件15，所述第一电连接件15设置在弹性膜12上，所述第一电连接件15一端与基板11电连接，另一端用于与外部电路(即电子设备的电路)电连接。

可选地，如图1和2所示，所述拾振单元10还包括连接筋14，所述连接筋14的一端与基板11连接，另一端连接于壳体30的周壁。其中，所述第一电连接件15埋设在连接筋14内。

如此，连接筋14可对第一电连接件15进行保护，而且连接筋14还可增强结构强度，以提高使用寿命。

具体的，如图1和2所示，所述第一壳体31包括顶板311、及设于顶板311周缘的第一围板312，所述第二壳体32包括底板321及设于底板321周缘的第二围板322，顶板311与底板321相对设置，第一围板312与第二围板322连接，所述弹性膜12的外缘连接于第一围板312与第二围板322的连接处。可以理解，第一围板312和第二围板322组成壳体30的周壁。

可选地，所述第一围板312与顶板311一体设置。

具体的，如图1和2所示，所述底板321的外表面设有电连接部3211(如焊盘等)，所述骨声纹传感器100还包括埋设于第二围板322内的第二电连接件60，所述第二电连接件60一端与基板11电连接，另一端与电连接部3211电连接，电连接部3211用于与外部电路电连接。其中，所述第二电连接件60与第一电连接件15连接，以实现与基板11电连接。可选地，所述底板为电路板，如PCB板等。

具体的，所述电子设备包括主控板，所述骨声纹传感器100安装于主控板上。可选地，所述底板321贴装于主控板上，且电连接部3211与主控板电连接。

当然，需要指出的是，也可将电连接部3211设于顶板311，并将第二点连接件设于第一围板312内。

进一步地，如图1和2所示，所述拾振单元10还包括支撑环13，所述支撑环13设于所述第一壳体31与所述第二壳体32之间，所述弹性膜12的外缘连接于支撑环13。可以理解，支撑环13为环状结构。

如此，可将弹性膜12安装到支撑环13上后，再一同安装到壳体30上，从而可降低弹性膜12安装到壳体30上的难度，且支撑环13还可对弹性膜12进行保护，以避免在安装的过程中损伤弹性膜12。

具体的，如图1和2所示，所述支撑环13设于第一围板312与第二围板322之间。

可选地，所述支撑环13可通过粘结、锡膏焊接的方式与第一围板312连接。

可选地，所述支撑环13可通过粘结、锡膏焊接的方式与第二围板322连接。

具体的，如图1和2所示，所述连接筋14连接支撑环13与基板11。

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，即MEMS麦克风或MEMS压力传感器。如此，可以降低骨声纹传感器100的设计难度。

可选地，如图1和2所示，所述传感器芯片40包括衬底41、及设于衬底41的感应膜42，衬底41连接与拾振单元10。

本实用新型还提出一种振动组件。如图1和2所示，所述振动组件1包括支撑环13、拾振单元10、振动调节件20和传感器芯片40等，所述拾振单元10包括弹性膜12和基板11，所述弹性膜12设于支撑环13的内侧，所述弹性膜12的外缘连接于支撑环13，所述基板11安装在弹性膜12上，所述振动调节件20设于所述拾振单元10的一表面，所述传感器芯片40设于所述拾振单元10的另一表面，所述传感器芯片40与所述振动调节件20分别设于拾振单元10的两侧。如此，可将支撑环13、拾振单元10、振动调节件20和传感器芯片40等先组装成振动组件1，然后再一同安装到壳体30上，从而可降低弹性膜12安装到壳体30上的难度，且支撑环13还可对弹性膜12进行保护，以避免在安装的过程中损伤弹性膜12。

可选地，所述振动组件1包括还包括ASIC(Application Specific IntegratedCircuit)芯片，所述ASIC芯片50设于拾振单元10上，且与所述传感器芯片40设于拾振单元10的同一表面，所述ASIC芯片50与传感器芯片40电连接。

所述振动组件1的其他具体结构设置及效果，可参阅上文，在此不必一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，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发明构思下，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 (10)

1.一种骨声纹传感器，其特征在于，所述骨声纹传感器包括壳体和振动组件，所述振动组件包括：

拾振单元，所述拾振单元包括弹性膜和基板，所述弹性膜设于所述壳体内，所述弹性膜的外缘连接于所述壳体的周壁，所述基板安装在所述弹性膜上；所述拾振单元将所述壳体的内部空间分隔成第一腔体和第二腔体；

振动调节件，所述振动调节件设于所述拾振单元的一表面；以及

传感器芯片，所述传感器芯片设于所述拾振单元的另一表面。

2.如权利要求1所述的骨声纹传感器，其特征在于，所述弹性膜为环形膜，所述弹性膜的内缘与所述基板连接，以使所述基板设于所述壳体内；所述传感器芯片与所述振动调节件分别设于所述基板的两个表面。

3.如权利要求2所述的骨声纹传感器，其特征在于，所述振动调节件的周缘侧向凸出于所述基板。

4.如权利要求1所述的骨声纹传感器，其特征在于，所述基板设于所述弹性膜的一表面，所述振动调节件设于所述弹性膜的另一表面，所述传感器芯片设于所述基板的远离所述弹性膜的表面。

5.如权利要求4所述的骨声纹传感器，其特征在于，所述振动调节件包括与所述弹性膜连接的调节主体、及设于所述调节主体的侧面的侧向凸出部，所述侧向凸出部与所述弹性膜之间形成有避位间隔。

6.如权利要求1至5中任意一项所述的骨声纹传感器，其特征在于，所述振动组件还包括ASIC芯片，所述ASIC芯片设于所述拾振单元，且所述ASIC芯片与所述传感器芯片设于拾振单元的同一表面，所述ASIC芯片与所述传感器芯片电连接。

7.如权利要求1至5中任意一项所述的骨声纹传感器，其特征在于，所述壳体包括第一壳体及与所述第一壳体配合连接的第二壳体，所述弹性膜的外缘连接于所述第一壳体与所述第二壳体的连接处。

8.如权利要求7所述的骨声纹传感器，其特征在于，所述拾振单元还包括支撑环，所述支撑环设于所述第一壳体与所述第二壳体之间，所述弹性膜的外缘连接于所述支撑环。

9.一种振动组件，其特征在于，包括：

支撑环；

拾振单元，所述拾振单元包括弹性膜和基板，所述弹性膜设于所述支撑环的内侧，所述弹性膜的外缘连接于所述支撑环，所述基板安装在所述弹性膜上；

振动调节件，所述振动调节件设于所述拾振单元的一表面；以及

传感器芯片，所述传感器芯片设于所述拾振单元的另一表面，所述传感器芯片与所述振动调节件分别设于所述拾振单元的两侧。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的骨声纹传感器。

Images