TW202308406A - 傳聲器 - Google Patents
傳聲器 Download PDFInfo
- Publication number
- TW202308406A TW202308406A TW111128508A TW111128508A TW202308406A TW 202308406 A TW202308406 A TW 202308406A TW 111128508 A TW111128508 A TW 111128508A TW 111128508 A TW111128508 A TW 111128508A TW 202308406 A TW202308406 A TW 202308406A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- vibration
- pickup part
- vibration pickup
- acoustic
- microphone
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)
Abstract
本申請案揭露了一種傳聲器,包括:殼體結構和振動拾取部,振動拾取部回應於殼體結構的振動而產生振動;振動傳遞部,被配置為傳遞振動拾取部產生的振動;以及聲電轉換組件,被配置為接收振動傳遞部傳遞的振動而產生電信號;其中,振動拾取部與振動傳遞部形成真空腔體,聲電轉換組件位於真空腔體中。本說明書中的傳聲器將聲電轉換組件設置於振動拾取部和振動傳遞部形成的真空腔體中,避免了聲電轉換組件與聲學腔體的空氣相接觸,有效降低了傳聲器的底噪,同時避免聲電轉換組件在振動的流程中與氣體進行摩擦,從而減小傳聲器的真空腔體內部的空氣阻尼,提高傳聲器的Q值。
Description
本申請案涉及傳聲裝置技術領域,特別涉及一種傳聲器。
相關申請案之交叉參考
本申請案主張於2021年8月11日提交之申請號為202110917780.6的中國專利申請案的優先權,其全部內容通過引用的方式併入本文。
傳聲器是一種將聲音信號轉換為電信號的轉換器。以氣傳導麥克風為例,外部聲音信號通過殼體結構上的孔部進入氣傳導麥克風的聲學腔體並傳遞至聲電轉換組件,聲電轉換組件基於該聲音信號產生振動並將振動信號轉換為電信號輸出。傳聲器的聲學腔體內部具有一定氣壓的氣體(例如,空氣),會使得聲音信號在經由傳聲器的聲學腔體傳遞至聲電轉換組件的流程中產生較大的雜訊,降低傳聲器輸出的聲音品質。此外,傳聲器的聲電轉換組件在接收到聲音信號產生振動的流程中,聲電轉換組件會與聲學腔體中的氣體進行摩擦,增大傳聲器的聲學腔體的空氣阻尼,從而降低傳聲器的Q值。
因此,希望提供一種具有低底噪、高Q值的傳聲器。
本申請案實施例提供一種傳聲器,該傳聲器包括:殼體結構;振動拾取部,所述振動拾取部回應於所述殼體結構的振動而產生振動;振動傳遞部,被配置為傳遞所述振動拾取部產生的振動;以及聲電轉換組件,被配置為接收所述振動傳遞部傳遞的振動而產生電信號;其中,所述振動拾取部與所述振動傳遞部形成真空腔體,所述聲電轉換組件位於所述真空腔體中。
相對於現有技術,本揭示內容的實施例中提供的傳聲器的有益效果在於:傳聲器中聲電轉換組件位於振動拾取部和振動傳遞部形成的真空腔體中,外部聲音信號通過孔部進入殼體結構的聲學腔體中,使聲學腔體中的空氣產生振動,振動拾取部和振動傳遞部將振動傳遞至處於真空腔體中的聲電轉換組件,避免了聲電轉換組件與聲學腔體的空氣相接觸,進而解決了聲電轉換組件在聲電轉換工作流程中聲學腔體的空氣振動帶來的影響,也就是說解決了傳聲器底噪較大的問題。此外,聲電轉換組件位於真空腔體中,可以避免聲電轉換組件在振動的流程中與氣體進行摩擦,從而減小傳聲器的真空腔體內部的空氣阻尼,提高傳聲器的Q值。
為了更清楚地說明本申請案實施例的技術方案,下面將對實施例描述中所需要使用的圖式作簡單的介紹。顯而易見地,下面描述中的圖式僅僅是本申請案的一些示例或實施例,對於本領域具有通常知識者來講,在不付出進步性努力的前提下,還可以根據這些圖式將本申請案應用於其它類似情景。除非從語言環境中顯而易見或另做說明,圖中相同標號代表相同結構或操作。
本說明書描述了一種傳聲器。傳聲器是一種將聲音信號轉換成電信號的轉換器。在一些實施例中,傳聲器可以是動圈式傳聲器、帶式傳聲器、電容式傳聲器、壓電式傳聲器、駐極體式傳聲器、電磁式傳聲器、碳粒式傳聲器等或其任意組合。在一些實施例中,以聲音採集的方式進行區分,傳聲器可以包括骨傳導傳聲器和氣傳導傳聲器。本揭示內容的實施例描述的傳聲器可以包括殼體結構、振動拾取部、振動傳遞部和聲電轉換組件。其中,殼體結構可以被配置為承載振動拾取部、振動傳遞部和聲電轉換組件。在一些實施例中,殼體結構可以為內部中空的結構體,殼體結構可以獨立形成聲學腔體,振動拾取部、振動傳遞部和聲電轉換組件可以位於殼體結構的聲學腔體內。在一些實施例中,振動拾取部可以與殼體結構的側壁連接,振動拾取部可以回應於傳遞到殼體結構的外部聲音信號而產生振動。在一些實施例中,振動傳遞部可以與振動拾取部連接,振動傳遞部可以接收振動拾取部的振動,並將振動信號傳遞至聲電轉換組件,聲電轉換組件將振動信號轉換為電信號。在一些實施例中,振動傳遞部與振動拾取部的部分結構(例如,固定部)之間可以形成真空腔體,聲電轉換組件位於真空腔體中。本揭示內容的實施例提供的傳聲器中聲電轉換組件位於振動拾取部和振動傳遞部形成的真空腔體中,外部聲音信號通過孔部進入殼體結構的聲學腔體中,使聲學腔體中的空氣產生振動,振動拾取部和振動傳遞部將振動傳遞至處於真空腔體中的聲電轉換組件,避免了聲電轉換組件與聲學腔體的空氣相接觸,進而解決了聲電轉換組件在聲電轉換工作流程中聲學腔體的空氣振動帶來的影響,也就是說解決了傳聲器底噪較大的問題。此外,聲電轉換組件位於真空腔體中,可以避免聲電轉換組件在振動的流程中與氣體進行摩擦,從而減小傳聲器的真空腔體內部的空氣阻尼,提高傳聲器的Q值。
圖1係根據本申請案一些實施例所示的傳聲器的結構示意圖。如圖1所示,傳聲器100可以包括殼體結構110、聲電轉換組件120和處理器130。傳聲器100可以基於外部信號,例如,聲音信號(如聲波)、機械振動信號等,產生形變及/或位移。所述形變及/或位移可以通過傳聲器100的聲電轉換組件120進一步轉換為電信號。在一些實施例中,傳聲器100可以是氣傳導麥克風或骨傳導麥克風等。氣傳導麥克風是指聲波通過空氣傳導的麥克風。骨傳導麥克風是指聲波以機械振動的方式在固體(例如,骨骼)中傳導的麥克風。
殼體結構110可以為內部中空的結構體,殼體結構110可以獨立形成聲學腔體140,聲電轉換組件120和處理器130位於聲學腔體140內。在一些實施例中,殼體結構110的材質可以包括但不限於金屬、合金材料、高分子材料(例如,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯等)等中的一種或多種。在一些實施例中,殼體結構110的側壁上可以開設有一個或多個孔部111,一個或多個孔部111可以將外部聲音信號導入聲學腔體140。在一些實施例中,外部聲音信號可以從孔部111進入傳聲器100的聲學腔體140,並引起聲學腔體140內的空氣產生振動,聲電轉換組件120可以接收該振動信號並將振動信號轉換為電信號輸出。
聲電轉換組件120用於將外部信號轉換為目標信號。在一些實施例中,聲電轉換組件120可以為疊層結構。在一些實施例中,疊層結構的至少部分結構與殼體結構通過物理方式進行連接。本申請案所述的「連接」可以理解為同一結構上不同部位之間的連接,或者在分別製備不同部件或結構後,將各獨立部件或結構通過焊接、鉚接、卡接、螺栓連接、膠黏劑黏合等方式固定連接,或者在製備流程中,通過物理沉積(例如,物理氣相沉積)或者化學沉積(例如,化學氣相沉積)的方式將第一部件或結構沉積在第二部件或結構上。在一些實施例中,疊層結構的至少部分結構可以固定於殼體結構的側壁。例如,疊層結構可以為懸臂樑,該懸臂樑可以為板狀結構體,懸臂樑的一端與殼體結構的腔體所在的側壁連接,懸臂樑的另一端不與基體結構連接或接觸,使得懸臂樑的另一端懸空設置於殼體結構的腔體。又例如,傳聲器可以包括振膜層(也稱為振動拾取部),振動拾取部與殼體結構固定連接,疊層結構設置於振動拾取部結構的上表面或下表面。需要知道的是,本申請案中所說的「位於腔體」或「懸空設置於腔體」可以表示懸空設置於腔體的內部、下部或者上方。在一些實施例中,聲電轉換組件120也可以通過其他部件(例如,振動拾取部、振動傳遞部)與殼體結構110連接。
在一些實施例中,疊層結構可以包括振動單元和聲學換能單元。振動單元是指疊層結構中受到外力容易發生形變的部分,振動單元可以用於將外力導致的形變傳遞至聲學換能單元。聲學換能單元是指疊層結構中將振動單元的形變轉換為電信號的部分。具體地,外部聲音信號通過進聲孔111進入聲學腔體140,使得聲學腔體140內的空氣產生振動,振動單元回應於聲學腔體140內部空氣的振動發生形變;聲學換能單元基於振動單元的的形變產生電信號。需要知道的是,這裡對振動單元和聲學換能單元的描述只是出於方便介紹疊層結構工作原理的目的,並不限制疊層結構的實際組成和結構。事實上,振動單元可以不是必須的,其功能完全可以由聲學換能單元實現。例如,對聲學換能單元的結構做一定改變後可以由聲學換能單元直接回應於基體結構的振動而產生電信號。
在一些實施例中,振動單元和聲學換能單元重疊形成疊層結構。聲學換能單元可以位於振動單元的上層,聲學換能單元也可以位於振動單元的下層。
在一些實施例中,聲學換能單元可以包括兩個電極層(例如,第一電極層和第二電極層)和壓電層,壓電層可以位於第一電極層和第二電極層之間。壓電層是指受到外力作用時可以在其兩端面產生電壓的結構。在一些實施例中,壓電層可以在振動單元的形變應力作用下產生電壓,第一電極層和第二電極層可以將該電壓(電信號)進行採集。
處理器130可以從聲電轉換組件120獲取電信號並進行信號處理。在一些實施例中,處理器130可以通過導線150(例如金線、銅線、鋁線等)與聲電轉換組件120直接連接。在一些實施例中,所述信號處理可以包括調頻處理、調幅處理、濾波處理、降噪處理等。在一些實施例中,處理器130可以包括但不限於微控制器、微處理器、特定應用積體電路(ASIC)、特定應用指令集處理器(ASIP)、中央處理器(CPU)、物理運算處理器(PPU)、數位訊號處理器(DSP)、現場可程式閘陣列(FPGA)、高級精簡指令集電腦(ARM)、可程式邏輯裝置(PLD)等,或其他類型的處理電路或處理器。
在一些實施例中,傳聲器100作為氣傳導傳聲器(例如,氣傳導麥克風)時,聲學腔體140通過孔部111可以與傳聲器100外部聲學連通,使得聲學腔體140中具有一定氣壓的氣體(例如,空氣)。聲學腔體140內部的氣體會使得聲音信號從孔部111經聲學腔體140傳遞至聲電轉換組件120的流程中,聲學腔體140內部的空氣產生振動,該振動作用於聲電轉換組件120產生振動的同時,會給傳聲器100帶來較大的底噪。另一方面,聲電轉換組件120在接收到聲音信號產生振動的流程中,聲電轉換組件120會與聲學腔體140內部的氣體進行摩擦,增大聲學腔體140內的空氣阻尼,從而減低傳聲器100的Q值。為了解決上述問題,本申請案說明書的實施例中提供一種傳聲器,關於傳聲器的具體內容可以參見以下內容。
圖2係根據本申請案一些實施例所示的傳聲器的結構示意圖。如圖2所示,傳聲器200可以包括殼體結構210、聲電轉換組件220和處理器230。圖2所示的傳聲器200可以與圖1所示的傳聲器100相同或相似。例如,傳聲器200的殼體結構210與傳聲器100的殼體結構110相同或相似。又例如,傳聲器200的聲電轉換組件220與傳聲器100的聲電轉換組件120相同或相似。關於傳聲器200的更多結構(例如,處理器230、導線270等)可以參考圖1及其相關描述。
在一些實施例中,傳聲器200與傳聲器100的區別之處在於,傳聲器200還可以包括振動拾取部260。振動拾取部260位於殼體結構210的聲學腔體內,振動拾取部260的周側可以與殼體結構210的側壁連接,從而將所述聲學腔體分隔為第一聲學腔體240和第二聲學腔體250。在一些實施例中,傳聲器200可以包括一個或多個孔部211,孔部211可以位於第一聲學腔體240對應的殼體結構210的側壁處,孔部211可以將第一聲學腔體240與傳聲器200外部連通。外部的聲音信號可以通過孔部211進入第一聲學腔體240,並引起第一聲學腔體240內的空氣產生振動。振動拾取部260可以拾取第一聲學腔體240內的空氣振動並將振動信號傳遞至聲電轉換組件220。聲電轉換組件220接收振動拾取部260的振動信號並將振動信號轉換成電信號。
在一些實施例中,振動拾取部260的材料可以包括但不限於半導體材料、金屬材料、金屬合金、有機材料等中的一種或多種。在一些實施例中,半導體材料可以包括但不限於矽、二氧化矽、氮化矽、碳化矽等。在一些實施例中,金屬材料可以包括但不限於銅、鋁、鉻、鈦、金等。在一些實施例中,金屬合金可以包括但不限於銅鋁合金、銅金合金、鈦合金、鋁合金等。在一些實施例中,有機材料可以包括但不限於聚醯亞胺、聚對二甲苯、聚二甲基矽氧烷、矽凝膠、矽膠等。在一些實施例中,振動拾取部260的結構可以是板狀結構、柱狀結構等。
在一些實施例中,聲電轉換組件220和處理器230可以位於第二聲學腔體250內。其中,第二聲學腔體250為真空腔體。在一些實施例中,聲電轉換組件220位於第二聲學腔體250中,避免了聲電轉換組件220與第二聲學腔體250中的空氣相接觸,進而解決了聲電轉換組件220在聲電轉換流程中第二聲學腔體250內部空氣振動帶來的影響,也就是說解決了傳聲器200底噪較大的問題。另一方面,聲電轉換組件220位於第二聲學腔體250中,可以避免聲電轉換組件220在振動的流程中與第二聲學腔體250內部的空氣進行摩擦,從而降低第二聲學腔體250內部的空氣阻尼,提高傳聲器200的Q值。在一些實施例中,第二聲學腔體250內部的真空度可以小於100 Pa。在一些實施例中,第二聲學腔體250內部的真空度可以為10
-6Pa至100 Pa。在一些實施例中,第二聲學腔體250內部的真空度可以為10
-7Pa至100 Pa。
為了便於理解聲電轉換組件,在一些實施例中,傳聲器的聲電轉換組件可以近似等效於彈簧-質量-阻尼系統。當傳聲器工作時,彈簧-質量-阻尼系統可能會在激勵源(例如,振動拾取部的振動)的作用下發生振動。圖3係根據本申請案的一些實施例所示的聲電轉換組件的彈簧-質量-阻尼系統的示意圖。如圖3所示,彈簧-質量-阻尼系統可以根據微分方程式(1)進行移動;
,(1)
其中M表示彈簧-質量-阻尼系統的質量、x表示彈簧-質量-阻尼系統的位移、R表示彈簧-質量-阻尼系統的阻尼、K表示彈簧-質量-阻尼的彈性係數、F表示驅動力的振幅、ω表示外力的圓形頻率。
圖4係根據本申請案的一些實施例所示的彈簧-質量-阻尼系統的位移共振曲線的示例性歸一化的示意圖。橫軸可以表示彈簧-質量-阻尼系統的實際振動頻率與其固有頻率的比值,縱軸可以表示彈簧-質量-阻尼系統歸一化位移。可以理解的是,圖4中的各個曲線可以分別表示具有不同參數的彈簧-質量-阻尼系統的位移共振曲線。在一些實施例中,傳聲器可以通過聲電轉換組件和殼體結構之間的相對位移來產生電信號。例如,駐極體傳聲器可以根據變形的振膜與基板之間的距離的變化來產生電信號。作為另一示例,懸臂樑骨傳導傳聲器可以根據由變形的懸臂樑結構引起的逆壓電效應來產生電信號。在一些實施例中,懸臂樑結構變形的位移越大,傳聲器輸出的電信號就越大。如圖4所示,當彈簧-質量-阻尼系統的實際振動頻率與其固有頻率相同或近似相同時(即彈簧-質量-阻尼系統的實際振動頻率與其固有頻率的比值
等於或近似等於1時),彈簧-質量-阻尼系統的歸一化位移越大,並且位移共振曲線中諧振峰的3dB帶寬(這裡可以理解為諧振頻率範圍)越窄。結合上述方程式(3)可知,彈簧-質量-阻尼系統的歸一化位移越大,傳聲器的Q值越大。
圖5係根據本申請案一些實施例所示的傳聲器的結構示意圖。如圖5所示,傳聲器500可以包括殼體結構510、聲電轉換組件520、振動拾取部522和振動傳遞部523。其中,殼體結構510可以被配置為承載振動拾取部522、振動傳遞部523和聲電轉換組件520。在一些實施例中,殼體結構510可以是長方體、圓柱體、圓台等規則結構體或其他不規則結構體。在一些實施例中,殼體結構510為內部中空的結構體,殼體結構510可以獨立形成聲學腔體,振動拾取部522、振動傳遞部523和聲電轉換組件520可以位於該聲學腔體內。在一些實施例中,殼體結構510的材質可以包括但不限於金屬、合金材料、高分子材料(例如,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯等)等中的一種或多種。在一些實施例中,振動拾取部522的周側可以與殼體結構510的側壁連接,從而將殼體結構510形成的聲學腔體分隔形成多個腔體,包括第一聲學腔體530和第二聲學腔體540。
在一些實施例中,殼體結構510與第一聲學腔體530對應的側壁上可以開設有一個或多個孔部511,一個或多個孔部511可以位於第一聲學腔體530處並將外部聲音信號導入第一聲學腔體530。在一些實施例中,外部聲音信號可以從孔部511進入傳聲器500的第一聲學腔體530並引起第一聲學腔體530內的空氣產生振動。振動拾取部522可以拾取空氣振動信號並將振動信號傳遞至聲電轉換組件520,聲電轉換組件520接收該振動信號並將振動信號轉換為電信號輸出。
在一些實施例中,振動拾取部522可以包括由上至下依次設置的第一振動拾取部5221和第二振動拾取部5222。第一振動拾取部5221和第二振動拾取部5222可以通過其周側與殼體結構510連接,第一振動拾取部5221和第二振動拾取部5222的部分結構可以回應於通過孔部511進入傳聲器500的聲音信號產生振動。在一些實施例中,振動拾取部522的材料可以包括但不限於半導體材料、金屬材料、金屬合金、有機材料等中的一種或多種。在一些實施例中,半導體材料可以包括但不限於矽、二氧化矽、氮化矽、碳化矽等。在一些實施例中,金屬材料可以包括但不限於銅、鋁、鉻、鈦、金等。在一些實施例中,金屬合金可以包括但不限於銅鋁合金、銅金合金、鈦合金、鋁合金等。在一些實施例中,有機材料可以包括但不限於聚醯亞胺、聚對二甲苯、聚二甲基矽氧烷、矽凝膠、矽膠等。在一些實施例中,振動拾取部522的結構可以是板狀結構、柱狀結構等。
在一些實施例中,振動拾取部522可以包括彈性部和固定部。僅作為示例,圖6係根據本申請案一些實施例所示的傳聲器的結構示意圖。如圖6所示,第一振動拾取部5221可以包括第一彈性部52211和第一固定部52212。第一彈性部52211的一端與殼體結構510的側壁連接,第一彈性部52211的另一端與第一固定部52212連接,使得第一彈性部52211連接於第一固定部52212和殼體結構510的內壁之間。第二振動拾取部5222可以包括第二彈性部52221和第二固定部52222。第二彈性部52221的一端與殼體結構510的側壁連接,第二彈性部52221的另一端與第二固定部52222連接,使得第二彈性部52221連接於第二固定部52222與殼體結構510的內壁之間。
在一些實施例中,振動傳遞部523可以位於第一振動拾取部5221和第二振動拾取部5222之間。振動傳遞部523的上表面與第一振動拾取部5221的下表面連接,振動傳遞部523的下表面與第二振動拾取部5222的上表面連接。具體地,振動傳遞部523、第一振動拾取部5221的第一固定部52212、第二振動拾取部5222的第二固定部52222之間可以形成真空腔體550,聲電轉換組件520可以位於真空腔體550內。具體地,聲電轉換組件520的一端可以與振動傳遞部523的內壁連接,聲電轉換組件520的另一端可以懸空設置於真空腔體550中。在一些實施例中,振動拾取部522(例如,第一振動拾取部5221的第一彈性部52211、第二振動拾取部5222的第二彈性部52221)拾取的振動可以通過振動傳遞部523傳遞至聲電轉換組件520。在一些實施例中,振動傳遞部523的材料可以包括但不限於半導體材料、金屬材料、金屬合金、有機材料等中的一種或多種。在一些實施例中,振動傳遞部523的材料與振動拾取部522的材料可以相同或不同。在一些實施例中,振動傳遞部523與振動拾取部522可以是一體成型的結構。在一些實施例中,振動傳遞部523與振動拾取部522也可以是相對獨立的結構。在一些實施例中,振動傳遞部523可以是管狀結構、環形結構、四邊形、五邊形等規則及/或不規則多邊形結構。
聲電轉換組件520設置於真空腔體550中,可以避免聲電轉換組件520與真空腔體550內的空氣相接觸,解決了聲電轉換組件520在振動流程中真空腔體550內部空氣振動帶來的影響,進而解決了傳聲器500底噪較大的問題。另一方面,聲電轉換組件520位於真空腔體550中,可以避免聲電轉換組件520與真空腔體550內部的空氣進行摩擦,從而降低真空腔體550內部的空氣阻尼,提高傳聲器500的Q值。為了提高傳聲器500的輸出效果,在一些實施例中,真空腔體550內部的真空度可以小於100 Pa。在一些實施例中,真空腔體550內部的真空度可以為10
-6Pa至100 Pa。在一些實施例中,真空腔體550內部的真空度可以為10
-7Pa至100 Pa。
在一些實施例中,第一固定部52212、第二固定部52222的材料可以與第一彈性部52211、第二彈性部52221的材料不同。例如,在一些實施例中,振動拾取部522的固定部的剛度可以大於彈性部的剛度,即第一固定部52212的剛度可以大於第一彈性部52211的剛度及/或第二固定部52222的剛度可以大於第二彈性部52221的剛度。第一彈性部52211及/或第二彈性部52221可以回應於外部聲音信號產生振動,並將振動信號傳遞至聲電轉換組件520。第一固定部52212和第二固定部52222具有較大的剛度,以保證第一固定部52212、第二固定部52222和振動傳遞部523形成的真空腔體550可以不受外部氣壓的影響。在一些實施例中,為保證真空腔體550可以不受外部氣壓的影響,振動拾取部522的固定部(例如,第一固定部52212、第二固定部52222)的楊氏模量可以大於60 GPa。在一些實施例中,振動拾取部522的固定部(例如,第一固定部52212、第二固定部52222)的楊氏模量可以大於50 GPa。在一些實施例中,振動拾取部522的固定部(例如,第一固定部52212、第二固定部52222)的楊氏模量可以大於40 GPa。
在一些實施例中,為保證真空腔體可以不受外部氣壓的影響,傳聲器還可以包括加固件,加固件可以位於真空腔體對應的振動拾取部的上表面或下表面,從而提高真空腔體對應的部分振動拾取部的剛度。僅作為示例,圖7係根據本申請案一些實施例所示的傳聲器的結構示意圖。如圖7所示,傳聲器500還可以包括加固件560。加固件560可以位於真空腔體550對應的振動拾取部522的上表面或下表面。具體地,加固件560可以分別位於第一振動拾取部5221的下表面、第二振動拾取部5222的上表面,加固件560的周側與振動傳遞部523的內壁連接。在一些實施例中,加固件560的結構可以是板狀結構、柱狀結構等,加固件560的結構可以根據振動傳遞部523的形狀和結構進行適應性調整。需要注意的是,加固件560的位置不限於圖7所示的真空腔體550的內部,還可以位於其他位置。例如,加固件560還可以位於真空腔體550的外部。具體地,加固件560可以位於第一振動拾取部5221的上表面、第二振動拾取部5222的下表面。又例如,加固件560還可以同時位於真空腔體550的內部和外部。具體地,加固件560可以位於第一振動拾取部5221的上表面、第二振動拾取部5222的上表面,或者加固件560可以位於第一振動拾取部5221的上表面、第二振動拾取部5222的下表面,或者加固件560可以位於第一振動拾取部5221的下表面、第二振動拾取部5222的下表面,或者加固件560可以位於第一振動拾取部5221的下表面、第二振動拾取部5222的上表面,又或者加固件560可以位於第一振動拾取部5221的上表面和下表面、第二振動拾取部5222的上表面和下表面。關於加固件560的位置不限於上述的描述,能夠達到保證真空腔體不受外部氣壓的影響的作用均在本說明書的保護範圍內。
在一些實施例中,為保證真空腔體550可以不受外部氣壓的影響,加固件560的剛度大於振動拾取部522的剛度。在一些實施例中,加固件560的楊氏模量可以大於60 GPa。在一些實施例中,加固件560的楊氏模量可以大於50 GPa。在一些實施例中,加固件560的楊氏模量可以大於40 GPa。在一些實施例中,加固件560的材料可以包括但不限於半導體材料、金屬材料、金屬合金、有機材料等中的一種或多種。在一些實施例中,半導體材料可以包括但不限於矽、二氧化矽、氮化矽、碳化矽等。在一些實施例中,金屬材料可以包括但不限於銅、鋁、鉻、鈦、金等。在一些實施例中,金屬合金可以包括但不限於銅鋁合金、銅金合金、鈦合金、鋁合金等。在一些實施例中,有機材料可以包括但不限於聚醯亞胺、聚對二甲苯、聚二甲基矽氧烷、矽凝膠、矽膠等。
真空腔體550的內部氣壓遠低於真空腔體550的外部氣壓,通過在真空腔體550對應的第一振動拾取部5221及/或第二振動拾取部5222處設置加固件560,可以保證真空腔體550不受外部氣壓影響。這裡也可以理解為,通過設置加固件560可以提高真空腔體550對應的第一振動拾取部5221和第二振動拾取部5222的剛度,以避免真空腔體550對應的振動拾取部522在外部氣壓和真空腔體550內部的氣壓差作用下產生變形,從而保證傳聲器500工作時真空腔體550的體積基本保持恒定,進而保證真空腔體550內部的聲電轉換組件520正常工作。需要說明的是,傳聲器500的各部件(例如,第一振動拾取部5221、第二振動拾取部5222、振動傳遞部523、聲電轉換組件520)在生產流程中需要封裝裝置提供所需的真空度,以使得真空腔體550內部的真空度在所需範圍內。
需要注意的是,在可替代實施例中,振動拾取部522可以只包括第一振動拾取部5221,第一振動拾取部5221通過其周側與殼體結構510連接,聲電轉換組件520可以與第一振動拾取部5221直接連接或間接連接。例如,聲電轉換組件520可以位於第一振動拾取部5221的上表面或下表面。又例如,聲電轉換組件520可以通過其他結構(例如,振動傳遞部523)與第一振動拾取部5221實現連接。第一振動拾取部5221可以回應於通過孔部511進入傳聲器500的聲音信號產生振動,聲電轉換組件520可以將第一振動拾取部5221或振動傳遞部523的振動轉換為電信號。
在一些實施例中,聲電轉換組件520可以包括一個或多個聲電轉換組件。在一些實施例中,多個聲電轉換組件520可以間隔分佈於振動傳遞部523的內壁。需要注意的是,這裡的間隔分佈可以是指水平方向(垂直於圖5中所示的A至A方向)或豎直方向(圖5中所示的A至A方向)。例如,振動傳遞部523為環形管狀結構時,在豎直方向上,多個聲電轉換組件520可以由上至下依次間隔分佈。圖8A係圖5中傳聲器沿A至A方向的截面示意圖。如圖8A所示,多個聲電轉換組件520可以依次間隔分佈振動傳遞部523的內壁上,並且在水平方向上,呈間隔分佈的多個聲電轉換組件520在同一平面上或近似平行。圖8B係圖5傳聲器沿垂直於A至A方向的截面示意圖。如圖8B所示,在水平方向上,每個聲電轉換組件520中與振動傳遞部530的固定端可以間隔分佈於振動傳遞部523的環形內壁上,聲電轉換組件520的固定端與振動傳遞部523可以近似垂直,聲電轉換組件520的另一端(也被稱為自由端)向振動傳遞部523的中心方向延伸並懸空於真空腔體550中,使得聲電轉換組件520在水平方向上呈環形分佈。在一些實施例中,振動傳遞部523為多邊形管狀結構(例如,三角形、五邊形、六邊形等)時,在水平方向上,多個聲電轉換組件520固定端也可以沿振動傳遞部523的各側壁間隔分佈。圖9A係根據本申請案一些實施例所示的聲電轉換組件在水平方向的分佈示意圖。如圖9A所示,振動傳遞部523為四邊形結構,多個聲電轉換組件520可以交替分佈在振動傳遞部523的四個側壁上。圖9B係根據本申請案一些實施例所示的聲電轉換組件分佈示意圖。如圖9B所示,振動傳遞部523為六邊形結構,多個聲電轉換組件520可以交替分佈在振動傳遞部523的六個側壁上。在一些實施例中,多個聲電轉換組件520間隔分佈在振動傳遞部523的內壁處可以提高真空腔體550空間的利用率,從而降低傳聲器500的整體體積。
需要注意的是,在水平方向或豎直方向上,多個聲電轉換組件520不限於在振動傳遞部523的所有內壁間隔分佈,多個聲電轉換組件520還可以設置於振動傳遞部523的一個側壁或部分側壁上,或者多個聲電轉換組件520在同一水平面上。例如,振動傳遞部523為長方體結構,多個聲電轉換組件520可以同時設置於長方體結構的一個側壁上、相對或相鄰的兩個側壁上或任意三個側壁上。關於多個聲電轉換組件520的分佈方式可以根據其數量或真空腔體550的大小進行適應性調整,在此不做進一步限定。
在一些實施例中,聲電轉換組件520可以包括一個懸臂樑結構,懸臂樑結構的一端可以與振動傳遞部523的內壁連接,懸臂樑結構的另一端可以懸空設置於真空腔體550中。
在一些實施例中,懸臂樑結構可以包括第一電極層、壓電層、第二電極層、彈性層和基底層。其中,第一電極層、壓電層、第二電極層可以由上至下依次設置,彈性層可以位於第一電極層的上表面或第二電極層的下表面,基底層可以位於彈性層的上表面或下表面。在一些實施例中,外部聲音信號通過孔部511進入傳聲器500的第一聲學腔體530並引起第一聲學腔體530內的空氣產生振動。振動拾取部522(例如,第一彈性部52211)可以拾取空氣振動信號並將振動信號通過振動傳遞部523傳遞至聲電轉換組件520(例如,懸臂樑結構),從而使得懸臂樑結構中的彈性層在振動信號的作用下發生形變。在一些實施例中,壓電層可以基於彈性層的形變產生電信號,第一電極層和第二電極層可以對該電信號進行採集。在一些實施例中,壓電層可以基於壓電效應,在彈性層的形變應力作用下產生電壓(電勢差),第一電極層和第二電極層可以將該電壓(電信號)匯出。
在一些實施例中,懸臂樑結構也可以包括一個或多個彈性層、電極層和壓電層,其中,彈性層可以位於電極層的表面,電極層可以位於壓電層的上表面或下表面。在一些實施例中,電極層可以包括第一電極和第二電極。第一電極和第二電極可以彎折成第一梳齒狀結構,第一梳齒狀結構和第二梳齒狀結構可以包括多個梳齒結構,第一梳齒狀結構的相鄰梳齒結構之間和第一梳齒狀結構的相鄰梳齒結構之間均具有一定間距,該間距可以相同或不同。其中,第一梳齒狀結構與第二梳齒狀結構相配合形成電極層,進一步地,第一梳齒狀結構的梳齒結構可以伸入第二梳齒狀結構的間距處,第二梳齒狀結構的梳齒結構可以伸入第一梳齒狀結構的間距處,從而相互配合形成電極層。第一梳齒狀結構和第二梳齒狀結構互相配合,使得第一電極和第二電極排列緊湊,但不相交。在一些實施例中,第一梳齒狀結構和第二梳齒狀結構沿懸臂樑的長度方向(例如,從固定端到自由端的方向)延伸。
在一些實施例中,彈性層可以為一種或多種半導體材料支撐的膜狀結構或塊狀結構。在一些實施例中,半導體材料可以包括但不限於矽、二氧化矽、氮化矽、氮化鎵、氧化鋅、碳化矽等。在一些實施例中,壓電層的材料可以包括壓電晶體材料和壓電陶瓷材料。壓電晶體材料是指壓電單晶體。在一些實施例中,壓電晶體材料可以包括水晶、閃鋅礦、方硼石、電氣石、紅鋅礦、GaAs、鈦酸鋇及其衍生結構晶體、KH
2PO
4、NaKC
4H
4O
6·4H
2O(酒石酸鉀鈉)等或其任意組合。壓電陶瓷材料是指由不同材料粉粒之間的固相反應和燒結而獲得的微細晶粒無規則集合而成的壓電多晶體。在一些實施例中,壓電陶瓷材料可以包括鈦酸鋇(BT)、鋯鈦酸鉛(PZT)、鈮酸鉛鋇鋰(PBLN)、改性鈦酸鉛(PT)、氮化鋁(AIN)、氧化鋅(ZnO)等或其任意組合。在一些實施例中,壓電層材料還可以為壓電聚合物材料,例如聚偏氟乙烯(polyvinylidene difluoride, PVDF)等。在一些實施例中,第一電極層和第二電極層可以為導電材質結構。示例性的導電材質可以包括金屬、合金材料、金屬氧化物材料、石墨烯等或其任意組合。在一些實施例中,金屬與合金材料可以包括鎳、鐵、鉛、鉑、鈦、銅、鉬、鋅,或其任意組合。在一些實施例中,合金材料可以包括銅鋅合金、銅錫合金、銅鎳矽合金、銅鉻合金、銅銀合金等或其任意組合。在一些實施例中,金屬氧化物材料可以包括RuO
2、MnO
2、PbO
2、NiO等或其任意組合。
在一些實施例中,懸臂樑結構還可以包括綁線電極層(PAD層),綁線電極層可以位於第一電極層和第二電極層上,通過外部綁線(例如,金線、鋁線等)的方式將第一電極層和第二電極層與外部電路連通,從而將第一電極層和第二電極層之間的電壓信號引出至後端處理電路。在一些實施例中,綁線電極層的材料可以包括銅箔、鈦、銅等。在一些實施例中,綁線電極層與第一電極層(或第二電極層)的材料可以相同。在一些實施例中,綁線電極層與第一電極層(或第二電極層)的材料可以不同。
在一些實施例中,可以通過設置懸臂樑結構的參數(例如,懸臂樑結構的長度、寬度、高度、材料等),使得不同懸臂樑結構分別具有不同的諧振頻率,從而對振動傳遞部523的振動信號產生不同的頻率響應。例如,可以通過設置不同長度的懸臂樑結構,使得不同長度的懸臂樑結構具有不同的諧振頻率。不同長度的懸臂樑結構對應的多個諧振頻率可以在100 Hz至12000 Hz的範圍內。由於懸臂樑結構對在其諧振頻率附近的振動敏感,可以認為懸臂樑結構對振動信號具有頻率選擇特性,也就是說,懸臂樑結構會主要將振動信號中在其諧振頻率附近的子帶振動信號轉化為電信號。因此,在一些實施例中,通過設置成不同長度,可以使得不同的懸臂樑結構具有不同的諧振頻率,從而在每個諧振頻率附近分別形成子帶。例如,可以通過多個懸臂樑結構在人聲頻率範圍內設定11個子帶,11個子帶分別對應的懸臂樑結構的諧振頻率可以分別位於500 Hz至700 Hz、700 Hz至1000 Hz、1000 Hz至1300 Hz、1300 Hz至1700 Hz、1700 Hz至2200 Hz、2200 Hz至3000 Hz、3000 Hz至3800 Hz、3800 Hz至4700 Hz、4700 Hz至5700 Hz、5700 Hz至7000 Hz、7000 Hz至12000 Hz。需要說明的是,通過懸臂樑結構在人聲頻率範圍內設定的子帶個數可以傳聲器500的應用場景進行調整,在此不做進一步限定。
圖10係根據本申請案的一些實施例所示的傳聲器的結構示意圖。如圖10所示,傳聲器1000可以包括殼體結構1010、聲電轉換組件1020、振動拾取部1022和振動傳遞部1023。圖10中所示的傳聲器1000可以與圖5和圖6中所示的傳聲器500相同或相似。例如,傳聲器1000的殼體結構1010可以與傳聲器500的殼體結構510相同或相似。又例如,傳聲器1000的第一聲學腔體1030、第二聲學腔體1040、真空腔體1050可以分別與傳聲器500的第一聲學腔體530、第二聲學腔體540、真空腔體550相同或相似。再例如,傳聲器1000的振動拾取部1022(例如,第一振動拾取部10221(例如,第一彈性部102211、第一固定部102212)、第二振動拾取部10222(例如,第二彈性部102221、第二固定部102222))可以與傳聲器500的振動拾取部522(例如,第一振動拾取部5221(例如,第一彈性部52211、第一固定部52212)、第二振動拾取部5222(例如,第二彈性部52221、第二固定部52222))相同或相似。關於傳聲器1000的更多結構(例如,孔部1011、振動傳遞部1023等)可以參考圖5和圖6及其相關描述。
在一些實施例中,圖10中所示的傳聲器1000與圖5所示的傳聲器500的主要區別之處在於,傳聲器1000的聲電轉換組件1020可以包括第一懸臂樑結構10211和第二懸臂樑結構10212,這裡的第一懸臂樑結構10211和第二懸臂樑結構10212相對於兩塊電極板。聲電轉換組件1020對應的第一懸臂樑結構10211和第二懸臂樑結構10212的固定端可以與振動傳遞部1023的內壁連接,第一懸臂樑結構10211和第二懸臂樑結構10212的另一端(也叫自由端)懸空設置於真空腔體1050中。在一些實施例中,第一懸臂樑結構10211和第二懸臂樑結構10212可以相對設置,且第一懸臂樑結構10211和第二懸臂樑結構10212具有正對面積。在一些實施例中,第一懸臂樑結構10211和第二懸臂樑結構10212呈豎直排布,此時正對面積可以理解為,第一懸臂樑結構10211的下表面與第二懸臂樑結構10212的上表面相對的面積。在一些實施例中,第一懸臂樑結構10211與第二懸臂樑結構10212可以具有第一間距d1。第一懸臂樑結構10211和第二懸臂樑結構10212接收振動傳遞部1023的振動信號後,可以分別在其振動方向(第一間距d1的延長方向)上產生不同程度的形變,從而使得第一間距d1發生變化。第一懸臂樑結構10211和第二懸臂樑結構10212可以基於第一間距d1的變化,將接收到的振動傳遞部1023的振動信號轉換為電信號。
為了使第一懸臂樑結構10211與第二懸臂樑結構10212在其振動方向上產生不同程度的形變,在一些實施例中,第一懸臂樑結構10211的剛度與第二懸臂樑結構10212的剛度可以不同。在振動傳遞部1023的振動信號的作用下,剛度較小的懸臂樑結構可以產生一定程度的形變,剛度較大的懸臂樑結構可以近似認為不產生形變或小於剛度較小的懸臂樑結構產生的形變量。在一些實施例中,傳聲器1000處於工作狀態時,具有較小剛度的懸臂樑結構(例如,第二懸臂樑結構10212)可以回應於振動傳遞部1023的振動而產生形變,具有較大剛度的懸臂樑結構(例如,第一懸臂樑結構10211)可以與振動傳遞部1023一起振動而不產生形變,使得第一間距d1發生變化。
在一些實施例中,聲電轉換組件1020中具有較小剛度的懸臂樑結構的諧振頻率可以位於人耳聽覺範圍內的頻率範圍(例如,12000 Hz內)。在一些實施例中,聲電轉換組件1020中具有較大剛度的懸臂樑結構的諧振頻率可以位於人耳不敏感的頻率範圍(例如,大於12000 Hz)。在一些實施例中,聲電轉換組件1020中第一懸臂樑結構10211(或者第二懸臂樑結構10212)的剛度可以通過調整第一懸臂樑結構10211(或者第二懸臂樑結構10212)的材料、長度、寬度或厚度等來實現。在一些實施例中,通過調整聲電轉換組件1020對應的每組懸臂樑結構的參數(例如,懸臂樑結構的材料、厚度、長度、寬度等),以獲取不同對應不同諧振頻率的頻率響應。
圖11係根據本申請案的一些實施例所示的傳聲器的頻率響應曲線示意圖。如圖11所示,橫軸表示頻率,單位是Hz,縱軸表示傳聲器輸出的聲音信號的頻率響應,單位是dB。這裡的傳聲器可以是指傳聲器500、傳聲器1000、傳聲器1200、傳聲器1300、傳聲器1500、傳聲器1600、傳聲器1700、傳聲器2000、傳聲器2100、傳聲器2200等。圖11中的各虛線可以表示傳聲器的各聲電轉換組件分別對應的頻率響應曲線。根據圖11中的各頻率響應曲線可知,每個聲電轉換組件均具有自身的諧振頻率(例如,頻率響應曲線1120的諧振頻率約為350 Hz,頻率響應曲線1130的諧振頻率約為1500 Hz),當外部聲音信號傳遞至傳聲器時,不同聲電轉換組件均對自身諧振頻率附近的振動信號更加敏感,因而各個聲電轉換組件輸出的電信號主要包括與其諧振頻率對應的子帶信號。在一些實施例中,各個聲電轉換組件諧振峰處的輸出遠大於其自身的平坦區輸出,通過選取各個聲電轉換部件的頻率響應曲線中靠近諧振峰的頻段,可以實現對聲音信號對應的全頻帶信號進行子帶分頻。在一些實施例中,將圖11中的各頻率響應曲線融合後可以得到信號雜訊比高、且更加平坦的傳聲器的頻率響應曲線1110。此外,通過設置不同聲電轉換組件(懸臂樑結構),可以在傳聲器系統中增加不同頻率範圍的諧振峰,提升了傳聲器在多個諧振峰附近的靈敏度,進而提升傳聲器在整個寬頻帶的靈敏度。
通過在傳聲器中設置多個聲電轉換組件,利用聲電轉換組件(例如,懸臂樑結構)具有不同諧振頻率的特性,可以實現對振動信號的濾波和頻帶分解,避免了傳聲器中濾波電路的複雜性和以及軟體演算法佔用計算資源較高、帶來信號失真、雜訊引入的問題,進而降低了傳聲器的複雜度和生產成本。
圖12係根據本申請案的一些實施例所示的傳聲器的結構示意圖。如圖12所示,傳聲器1200可以包括殼體結構1210、聲電轉換組件1220、振動傳遞部1223和振動拾取部1222。圖12中所示的傳聲器1200可以與圖5和圖6中所示的傳聲器500相同或相似。例如,傳聲器1200的殼體結構1210可以與傳聲器500的殼體結構510相同或相似。又例如,傳聲器1200的第一聲學腔體1230、第二聲學腔體1240、真空腔體1250可以分別與傳聲器500的第一聲學腔體530、第二聲學腔體540、真空腔體550相同或相似。再例如,傳聲器1200的振動拾取部1222(例如,第一振動拾取部12221(例如,第一彈性部122211、第一固定部122212)、第二振動拾取部12222(例如,第二彈性部122221、第二固定部122222))可以與傳聲器500的振動拾取部522(例如,第一振動拾取部5221(例如,第一彈性部52211、第一固定部52212)、第二振動拾取部5222(例如,第二彈性部52221、第二固定部52222))相同或相似。關於傳聲器1200的更多結構(例如,孔部1211、振動傳遞部1223、聲電轉換組件1220等)可以參考圖5和圖6及其相關描述。
在一些實施例中,圖12中所示的傳聲器1200與圖5所示的傳聲器500的主要區別之處在於,傳聲器1200還可以包括一個或多個膜結構1260。在一些實施例中,膜結構1260可以位於聲電轉換組件1220的上表面及/或下表面。例如,膜結構1260可以是單層膜結構,膜結構1260可以位於聲電轉換組件1220的上表面或下表面。又例如,膜結構1260可以為雙層膜,膜結構1260可以包括第一膜結構和第二膜結構,第一膜結構位於聲電轉換組件1220的上表面,第二膜結構位於聲電轉換組件1220的下表面。通過在聲電轉換組件1220的表面設置膜結構1260可以調整聲電轉換組件1220的諧振頻率,在一些實施例中,通過調整膜結構1260的材料、尺寸(如長度、寬度)、厚度等可以影響聲電轉換組件1220的諧振頻率。一方面,可以通過調整膜結構1260的參數資訊(例如,材料、尺寸、厚度等)和聲電轉換組件1220(例如,懸臂樑結構),使得各聲電轉換組件1220在所需的頻率範圍內產生諧振。另一方面,在聲電轉換組件1220表面設置膜結構1260,可以規避傳聲器1200在超載情況下對聲電轉換組件1220造成的損壞,從而提高傳聲器1200的可靠性。
在一些實施例中,膜結構1260可以全部或局部覆蓋聲電轉換組件1220的上表面及/或下表面。例如,每個聲電轉換組件1220的上表面或下表面覆蓋有相對應的膜結構1260,膜結構1260可以全部覆蓋對應的聲電轉換組件1220的上表面或下表面,或膜結構1260可以局部覆蓋對應的聲電轉換組件1220的上表面或下表面。又例如,在水平方向上看,當多個聲電轉換組件1220同時位於同一水平面時,一個膜結構1260可以同時全部覆蓋多個在同一水平面的聲電轉換組件1220的上表面或下表面,例如,這裡的膜結構1260通過其周側與振動傳遞部1223的內壁連接,從而將真空腔體1250分隔為上下兩個相互獨立的真空腔體。再例如,膜結構1260的形狀可以與振動傳遞部1223的橫截面形狀相同,膜結構1260通過其周側與振動傳遞部1223的內壁連接,膜結構1260的中間部分可以包括一個孔部(圖12中未示出),膜結構1260可以同時局部覆蓋多個在同一水平面的聲電轉換組件1220的上表面或下表面,並使得真空腔體1250被膜結構1260可以分隔成的上下兩個連通的真空腔體。
在一些實施例中,膜結構1260的材料可以包括但不限於半導體材料、金屬材料、金屬合金、有機材料等中的一種或多種。在一些實施例中,半導體材料可以包括但不限於矽、二氧化矽、氮化矽、碳化矽等。在一些實施例中,金屬材料可以包括但不限於銅、鋁、鉻、鈦、金等。在一些實施例中,金屬合金可以包括但不限於銅鋁合金、銅金合金、鈦合金、鋁合金等。在一些實施例中,有機材料可以包括但不限於聚醯亞胺、聚對二甲苯、聚二甲基矽氧烷、矽凝膠、矽膠等。
圖13係根據本申請案的一些實施例所示的傳聲器的結構示意圖。圖13所示的傳聲器1300可以與圖10所示的傳聲器1000相同或相似。例如,傳聲器1300的第一聲學腔體1330、第二聲學腔體1340、真空腔體1350可以分別與傳聲器1000的第一聲學腔體1030、第二聲學腔體1040、真空腔體1050相同或相似。又例如,傳聲器1300的振動拾取部1322(例如,第一振動拾取部13221(例如,第一彈性部132211、第一固定部132212)、第二振動拾取部13222(例如,第二彈性部132221、第二固定部132222))可以與傳聲器1000的振動拾取部1022(例如,第一振動拾取部10221(例如,第一彈性部102211、第一固定部102212)、第二振動拾取部10222(例如,第二彈性部102221、第二固定部102222))相同或相似。關於傳聲器1300的更多結構(例如,殼體結構1310、孔部1311、振動傳遞部1323、聲電轉換組件1320等)可以參考圖10及其相關描述。
在一些實施例中,圖13中所示的傳聲器1300與圖10所示的傳聲器1200的主要區別之處在於,傳聲器1300還可以包括一個或多個膜結構1360。在一些實施例中,膜結構1360可以位於聲電轉換組件1320的具有較小剛度的懸臂樑結構(例如,第二懸臂樑結構13212)的上表面及/或下表面。例如,膜結構1360可以是單層膜結構,膜結構1360可以位於第二懸臂樑結構13212的上表面或下表面。又例如,膜結構1360可以為雙層膜,膜結構1360可以包括第一膜結構和第二膜結構,第一膜結構位於第二懸臂樑結構13212的上表面,第二膜結構位於第二懸臂樑結構13212的下表面。在一些實施例中,膜結構1360可以全部或局部覆蓋第二懸臂樑結構13212的上表面及/或下表面。例如,每個第二懸臂樑結構13212的上表面或下表面覆蓋有相對應的膜結構1360,膜結構1360可以全部覆蓋對應的第二懸臂樑結構13212的上表面或下表面,或膜結構1360可以局部覆蓋對應的第二懸臂樑結構13212的上表面或下表面。關於膜結構1360全部或局部覆蓋第二懸臂樑結構13212的上表面和下表面的更多內容可以參考圖12及其相關描述。
在一些實施例中,膜結構1360也可以位於聲電轉換組件1320的具有較大剛度的懸臂樑結構(例如,第一懸臂樑結構13211)的上表面及/或下表面。膜結構1360位於第一懸臂樑結構13211的上表面及/或下表面的方式與膜結構1360位於第二懸臂樑結構13212的上表面及/或下表面的方式類似,在此不做贅述。
在一些實施例中,膜結構1360還可以同時位於聲電轉換組件1320的具有較小剛度的懸臂樑結構(例如,第二懸臂樑結構13212)的上表面及/或下表面和具有較大剛度的懸臂樑結構(例如,第一懸臂樑結構13211)的上表面及/或下表面。例如,圖14係根據本申請案的一些實施例所示的傳聲器的結構示意圖,如圖14所示,膜結構1360同時位於第一懸臂樑結構13211的上表面和第二懸臂樑結構13212的下表面。在一些實施例中,在具有較大剛度的懸臂樑結構(例如,第一懸臂樑結構13211)的上表面及/或下表面設置膜結構1360,可以使得具有較大剛度的懸臂樑結構相對於振動傳遞部1323不發生形變,提高傳聲器1300的靈敏度。
需要說明的是,圖10所示的傳聲器1000、圖12所示的傳聲器1200和圖13和圖14所示的傳聲器1300中各自對應的振動拾取部不限於通過設置不同剛度的固定部和彈性部以保證真空腔體的穩定性,在一些實施例中,還可以通過在真空腔體對應的振動拾取部處設置加固件來保證真空腔體的穩定性,關於固定件的描述可以參考圖7中及其相關內容,在此不做贅述。
圖15係根據本申請案的一些實施例所示的傳聲器的結構示意圖。如圖15所示,傳聲器1500可以包括殼體結構1510、聲電轉換組件1520、振動拾取部1522和振動傳遞部1523。圖15中所示的傳聲器1500可以與圖5中所示的傳聲器500相同或相似。例如,傳聲器1500的第一聲學腔體1530、第二聲學腔體1540、真空腔體1550可以分別與傳聲器500的第一聲學腔體530、第二聲學腔體540、真空腔體550相同或相似。關於傳聲器1500的更多結構(例如,殼體結構1510、孔部1511、振動傳遞部1523、聲電轉換組件1520等)可以參考圖5及其相關描述。
在一些實施例中,圖15中所示的傳聲器1500與圖5所示的傳聲器500的主要區別之處在於振動拾取部1522。在一些實施例中,振動拾取部1522可以包括第一振動拾取部15221、第二振動拾取部15222和第三振動拾取部15223。在一些實施例中,第一振動拾取部15221和第二振動拾取部15222關於振動傳遞部1523呈上下相對設置,使得振動傳遞部1523位於第一振動拾取部15221和第二振動拾取部15222之間。具體地,第一振動拾取部15221的下表面與振動傳遞部1523的上表面連接,第二振動拾取部15222的上表面與振動傳遞部1523的下表面連接。在一些實施例中,第一振動拾取部15221、第二振動拾取部15222和振動傳遞部1523之間可以形成真空腔體1550,聲電轉換組件1520位於真空腔體1550中。在一些實施例中,第三振動拾取部15223連接於振動傳遞部1523和殼體結構1510的內壁之間。當傳聲器1500工作時,聲音信號可以通過孔部1511進入到第一聲學腔體1530並作用於振動拾取部1522,使得第三振動拾取部15223發生振動,第三振動拾取部15223將振動通過振動傳遞部1523傳遞至聲電轉換組件1520。
在一些實施例中,第三振動拾取部15223可以包括一個或多個薄膜結構,該薄膜結構與振動傳遞部1523和殼體結構1510相適配。例如,殼體結構1510和振動傳遞部1523均為圓柱狀結構時,第三振動拾取部15223可以是一個環形薄膜結構,環形薄膜結構周側的外壁與殼體結構1510連接,環形薄膜結構周側的內壁與振動傳遞部1523連接。又例如,殼體結構1510為圓柱狀結構,振動傳遞部1523為長方體結構時,第三振動拾取部15223可以是一個中心部位具有長方形孔部的圓形薄膜結構,該薄膜結構周側的外壁與殼體結構1510連接,薄膜結構的內壁與振動傳遞部1523連接。需要注意的是,第三振動拾取部15223的形狀不限於前述的環形和長方形,還可以是其他形狀的薄膜結構,例如,五邊形、六邊形等規則及/或不規則形狀,第三振動拾取部15223的形狀和結構可以根據殼體結構1510和振動傳遞部1523的形狀進行適應性調整。
在一些實施例中,第三振動拾取部15223的材料可以包括但不限於半導體材料、金屬材料、金屬合金、有機材料等中的一種或多種。在一些實施例中,半導體材料可以包括但不限於矽、二氧化矽、氮化矽、碳化矽等。在一些實施例中,金屬材料可以包括但不限於銅、鋁、鉻、鈦、金等。在一些實施例中,金屬合金可以包括但不限於銅鋁合金、銅金合金、鈦合金、鋁合金等。在一些實施例中,有機材料可以包括但不限於聚醯亞胺、聚對二甲苯、聚二甲基矽氧烷、矽凝膠、矽膠等。
在一些實施例中,第一振動拾取部15221和第二振動拾取部15222的材料與第三振動拾取部15223的材料不同。例如,在一些實施例中,第一振動拾取部15221的剛度和第二振動拾取部15222的剛度可以大於第三振動拾取部15223的剛度。在一些實施例中,第三振動拾取部15223可以回應於外部聲音信號產生振動,並將振動信號傳遞至聲電轉換組件1520。第一振動拾取部15221和第二振動拾取部15222具有較大的剛度,以保證第一振動拾取部15221、第二振動拾取部15222和振動傳遞部1523形成的真空腔體1550可以不受外部氣壓的影響。在一些實施例中,為保證真空腔體1550不受外部氣壓的影響,第一振動拾取部15221和第二振動拾取部15222的楊氏模量可以大於60 GPa。在一些實施例中,第一振動拾取部15221和第二振動拾取部15222的楊氏模量可以大於50 GPa。在一些實施例中,第一振動拾取部15221和第二振動拾取部15222的楊氏模量可以大於40 GPa。
在一些實施例中,為保證真空腔體1550可以不受外部氣壓的影響,傳聲器1500還可以包括加固件(圖中未示出),加固件可以位於真空腔體1550對應的振動拾取部1522(例如,第一振動拾取部15221、第二振動拾取部15222)的上表面或下表面。具體地,加固件可以分別位於第一振動拾取部15221的下表面、第二振動拾取部15222的上表面,加固件的周側與振動傳遞部1523的內壁連接。關於加固件的結構、位置、材料等的具體內容可以參考圖7及其相關描述。另外,加固件也可以用於本說明書的其他實施例中,例如,圖16所示的傳聲器1600、圖17所示的傳聲器1700、圖20所示的傳聲器2000、圖21所示的傳聲器2100、圖22所示的傳聲器2200。
在一些實施例中,傳聲器1500還可以包括一個或多個膜結構(圖中未示出),膜結構可以位於聲電轉換組件1520的上表面及/或下表面。關於膜結構的詳細內容可以參考圖12及其相關描述,在此不做贅述。
圖16係根據本申請案的一些實施例所示的傳聲器的結構示意圖。如圖16所示,傳聲器1600可以包括殼體結構1610、聲電轉換組件1620、振動拾取部1622和振動傳遞部1623。圖16中所示的傳聲器1600可以與圖10中所示的傳聲器1000相同或相似。例如,傳聲器1600的第一聲學腔體1630、第二聲學腔體1640、真空腔體1650可以分別與傳聲器1000的第一聲學腔體1030、第二聲學腔體1040、真空腔體1050相同或相似。關於傳聲器1600的更多結構(例如,殼體結構1610、孔部1611、振動傳遞部1623、聲電轉換組件1620等)可以參考圖10及其相關描述。
在一些實施例中,圖16中所示的傳聲器1600與圖10所示的傳聲器1000的主要區別之處在於振動拾取部1622。在一些實施例中,振動拾取部1622可以包括第一振動拾取部16221、第二振動拾取部16222和第三振動拾取部16223。在一些實施例中,第一振動拾取部16221和第二振動拾取部16222可以關於振動傳遞部1623呈上下相對設置,使得振動傳遞部1623位於第一振動拾取部16221和第二振動拾取部16222之間。具體地,第一振動拾取部16221的下表面與振動傳遞部1623的上表面連接,第二振動拾取部16222的上表面與振動傳遞部1623的下表面連接。在一些實施例中,第一振動拾取部16221、第二振動拾取部16222和振動傳遞部1623之間可以形成真空腔體1650,聲電轉換組件1620(例如,第一懸臂樑結構16211、第二懸臂樑結構16212)位於真空腔體1650中。
在一些實施例中,第三振動拾取部16223連接於振動傳遞部1623和殼體結構1610的內壁之間。當傳聲器1600工作時,聲音信號可以通過孔部1611進入到第一聲學腔體1630並作用於第三振動拾取部16223發生振動,第三振動拾取部16223將振動通過振動傳遞部1623傳遞至聲電轉換組件1620。關於第三振動拾取部16223的詳細內容可以參考圖15及其相關描述,在此不做贅述。
在一些實施例中,傳聲器1600還可以包括一個或多個膜結構(圖中未示出),膜結構可以位於聲電轉換組件1620的上表面及/或下表面。關於膜結構的詳細內容可以參考圖12ˉ圖14及其相關描述,在此不做贅述。
圖17係根據本申請案的一些實施例所示的傳聲器的結構示意圖。如圖17所示,傳聲器1700可以包括殼體結構1710、聲電轉換組件1720、振動拾取部1722和振動傳遞部1723。圖17中所示的傳聲器1700可以與圖15中所示的傳聲器1500相同或相似。例如,傳聲器1700的第一聲學腔體1730、第二聲學腔體1740、真空腔體1750可以分別與傳聲器1500的第一聲學腔體1530、第二聲學腔體1540、腔體1550相同或相似。又例如,傳聲器1700的振動拾取部1722(例如,第一振動拾取部17221、第二振動拾取部17222、第三振動拾取部17223)可以與傳聲器1500的振動拾取部1522(例如,第一振動拾取部15221、第二振動拾取部15222、第三振動拾取部15223)相同或相似。關於傳聲器1700的更多結構(例如,殼體結構1710、孔部1711、振動傳遞部1723、聲電轉換組件1720等)可以參考圖15及其相關描述。
在一些實施例中,圖17所示的傳聲器1700與圖15所示的傳聲器1500的主要區別之處在於,傳聲器1700還可以包括一個或多個支撐結構1760。在一些實施例中,支撐結構1760可以設置於真空腔體1750中,支撐結構1760的上表面可以與第一振動拾取部17221的下表面連接,支撐結構1760的下表面可以與第二振動拾取部17222的上表面連接。一方面,通過在真空腔體1750中設置支撐結構1760,支撐結構1760分別與第一振動拾取部17221和第二振動拾取部17222連接,進一步提高第一振動拾取部17221和第二振動拾取部17222的剛度,可以使得第一振動拾取部17221和第二振動拾取部17222不受第一聲學腔體1730內空氣振動的影響而產生形變,進而減少傳聲器1700內部器件(如,第一振動拾取部17221、第二振動拾取部17222)的振動模態。同時,支撐結構1760提高第一振動拾取部17221和第二振動拾取部17222的剛度,也可以進一步保證真空腔體1750的體積基本保持恒定,從而使得真空腔體1750內部的真空度在所需範圍內(例如,小於100 Pa),進而降低真空腔體1750內的空氣阻尼對聲電轉換組件1720的影響,提高傳聲器1700的Q值。另一方面,支撐結構1760分別與第一振動拾取部17221和第二振動拾取部17222連接,也可以提高傳聲器1700在超載情況下的可靠性。
在一些實施例中,支撐結構1760的形狀可以是板狀結構、圓柱體、圓台、長方體、錐台、六面體等規則及/或不規則結構。在一些實施例中,支撐結構1760的材料可以包括但不限於半導體材料、金屬材料、金屬合金、有機材料等中的一種或多種。在一些實施例中,半導體材料可以包括但不限於矽、二氧化矽、氮化矽、碳化矽等。在一些實施例中,金屬材料可以包括但不限於銅、鋁、鉻、鈦、金等。在一些實施例中,金屬合金可以包括但不限於銅鋁合金、銅金合金、鈦合金、鋁合金等。在一些實施例中,有機材料可以包括但不限於聚醯亞胺、聚對二甲苯、聚二甲基矽氧烷、矽凝膠、矽膠等。
參照圖17,在一些實施例中,聲電轉換組件1720中的自由端(即懸空於真空腔體1750中的端部)與支撐結構1760之間的第二間距d2不小於2um,以防止聲電轉換組件1720在振動流程中與支撐結構1760發生碰撞。同時,當第二間距d2較小時(例如,第二間距d2不大於20um),可以有效減小傳聲器1700整體的體積。在一些實施例中,不同聲電轉換組件1720(例如,不同長度的懸臂樑結構)中的自由端與支撐結構1760具有的第二間距d2可以是不同的。在一些實施例中,通過設計不同形狀、尺寸的支撐結構1760以及調整支撐結構1760的位置,可以使得多個聲電轉換組件1720(例如,懸臂樑結構)緊密排布在真空腔體1750中,從而使得傳聲器1700的具有較小的整體尺寸。圖18A和圖18B係根據本申請案的一些實施例所示的傳聲器在不同方向的截面示意圖,如圖18A和圖18B所示,支撐結構1760為橢圓柱體時,支撐結構1760、振動傳遞部1723和振動拾取部1722在真空腔體1750中形成環形或類似環形的腔體,多個聲電轉換組件1720位於該腔體中,並沿支撐結構1760的周側間隔分佈。
在一些實施例中,支撐結構1760可以位於真空腔體1750的中心位置。例如,圖19A係根據本申請案的一些實施例所示的傳聲器的截面示意圖,如圖19A所示,支撐結構1760位於真空腔體1750的中心位置。這裡的中心位置可以是真空腔體1750的幾何中心。在一些實施例中,支撐結構1760也可以設置在真空腔體1750中靠近振動傳遞部1723任一端的位置。例如,圖19B係根據本申請案的一些實施例所示的傳聲器的截面示意圖,如圖19B所示,支撐結構1760位於真空腔體1750中靠近振動傳遞部1723的側壁L的位置。需要說明的是,關於支撐結構1750的形狀、排布方式、位置、材料等可以根據聲電轉換組件1720的長度、數量和分佈方式等進行適應調整,在此不做進一步限定。
在一些實施例中,傳聲器1700還可以包括一個或多個膜結構(圖中未示出),膜結構可以設置在聲電轉換組件1720的上表面及/或下表面。在一些實施例中,膜結構的中部位置可以設有供支撐結構1760穿過的孔部,該孔部可以與支撐結構的截面形狀相同或不同。在一些實施例中,支撐結構1760的周側側壁可以與膜結構中孔部的周側部分連接,或者不與膜結構中孔部的周側部分連接。關於膜結構的形狀、材質、結構等更多描述可以參考圖12及其相關描述。
需要注意的是,支撐結構還可以應用於其它實施例中的傳聲器中,例如,可以應用於圖5所示的傳聲器500、圖10所示的傳聲器1000、圖12所示的傳聲器1200、圖13所示的傳聲器1300、圖14所示的傳聲器1200中,支撐結構應用於其他傳聲器時,支撐結構的形狀、位置、材料可以根據具體情況進行適應性調整。
圖20係根據本申請案的一些實施例所示的傳聲器的結構示意圖。如圖20所示,傳聲器2000可以包括殼體結構2010、聲電轉換組件2020、振動拾取部2022和振動傳遞部2023。圖20中所示的傳聲器2000可以與圖16中所示的傳聲器1600相同或相似。例如,傳聲器2000的第一聲學腔體2030、第二聲學腔體2040、真空腔體2050可以分別與傳聲器1600的第一聲學腔體1630、第二聲學腔體1640、真空腔體1650相同或相似。又例如,傳聲器2000的振動拾取部2022(例如,第一振動拾取部20221、第二振動拾取部20222、第三振動拾取部20223)可以與傳聲器1600的振動拾取部1622(例如,第一振動拾取部16221、第二振動拾取部16222、第三振動拾取部16223)相同或相似。關於傳聲器2000的更多結構(例如,殼體結構2010、孔部2011、振動傳遞部2023、聲電轉換組件2020等)可以參考圖16及其相關描述。
在一些實施例中,圖20中所示的傳聲器2000與圖16所示的傳聲器1600的主要區別之處在於,傳聲器2000還可以包括支撐結構2060。在一些實施例中,支撐結構2060的上表面可以與第一振動拾取部20221的下表面連接,支撐結構2060的下表面可以與第二振動拾取部20222的上表面連接。在一些實施例中,聲電轉換組件2020(例如,第一懸臂樑結構20211、第二懸臂樑結構20212)的自由端(即,懸空於真空腔體2050中的端部)可以與支撐結構2060具有第二間距d2。關於支撐結構2060的更多描述可以參考圖17及其相關描述。
在一些實施例中,傳聲器2000還可以包括一個或多個膜結構(圖中未示出),包括支撐結構2060的傳聲器2000的膜結構的詳細描述可以參考圖13、圖14、圖17及其相關描述。
圖21係根據本申請案的一些實施例所示的傳聲器的結構示意圖。在一些實施例中,傳聲器可以為骨傳導傳聲器,如圖21所示,骨傳導傳聲器2100可以包括殼體結構2110、聲電轉換組件2120、振動拾取部2122和振動傳遞部2123。圖21所示的骨傳導傳聲器2100的部件可以與圖17所示的傳聲器1700的部件相同或相似,例如,聲電轉換組件2120、第一聲學腔體2130、第二聲學腔體2140、真空腔體2150、振動拾取部2122(例如,第一振動拾取部21221、第二振動拾取部21222)、振動傳遞部2123、支撐結構2160等。
在一些實施例中,骨傳導傳聲器2100與圖17所示的傳聲器1700的區別之處在於振動拾取方式不同,傳聲器1700的振動拾取部1722(例如,第三振動拾取部17223)拾取通過孔部1711傳遞至第一聲學腔體1730內的空氣的振動信號,而骨傳導傳聲器2100的殼體結構2110不包括孔部,骨傳導傳聲器2100則是通過振動拾取部2122(例如,第三振動拾取部21223)回應於殼體結構2110的振動而產生振動信號。具體地,殼體結構2110可以基於外部聲音信號產生振動,第三振動拾取部21223可以回應於殼體結構2110的振動而產生振動信號,並將振動信號通過振動傳遞部2123傳遞至聲電轉換組件2120,聲電轉換組件2120將振動信號轉換為電信號並進行輸出。
圖22係根據本申請案的一些實施例所示的傳聲器的結構示意圖。如圖22所示,骨傳導傳聲器2200可以包括殼體結構2210、聲電轉換組件2220、振動拾取部2222和振動傳遞部2223。圖22所示的骨傳導傳聲器2200的部件可以與圖20所示的傳聲器2000的部件相同或相似,例如,聲電轉換組件2220、第一聲學腔體2230、第二聲學腔體2240、真空腔體2250、振動拾取部2222(例如,第一振動拾取部22221、第二振動拾取部22222)、振動傳遞部2223、支撐結構2260等。
在一些實施例中,骨傳導傳聲器2200與圖20所示的傳聲器2000的區別之處在於振動拾取方式不同,傳聲器2000的振動拾取部2022(例如,第三振動拾取部20223)拾取通過孔部2011傳遞至第一聲學腔體2030內的空氣的振動信號,而骨傳導傳聲器2200的殼體結構2210不包括孔部,骨傳導傳聲器2200則是通過振動拾取部2222(例如,第三振動拾取部22223)回應於殼體結構2210的振動而產生振動信號。在一些實施例中,殼體結構2210可以基於外部聲音信號產生振動,第三振動拾取部22223可以回應於殼體結構2210的振動而產生振動信號,並將振動信號通過振動傳遞部2223傳遞至聲電轉換組件2220(例如,第一懸臂樑結構22211、第二懸臂樑結構22212),聲電轉換組件2220將振動信號轉換為電信號並進行輸出。
需要注意的是,圖5所示的傳聲器500、圖10所示的傳聲器1000、圖12所示的傳聲器1200、圖13所示的傳聲器1300也可以作為骨傳導傳聲器進行使用,例如,這裡的傳聲器可以不設置孔部,殼體結構可以基於外部聲音信號產生振動,第一振動拾取部或第二振動拾取部可以回應於殼體結構的振動而產生振動信號,並將振動通過振動傳遞部傳遞至聲電轉換組件,聲電轉換組件將振動信號轉換為電信號並進行輸出。
上文已對基本概念做了描述,顯然,對於本領域具有通常知識者來說,上述詳細揭露僅僅作為示例,而並不構成對本發明的限定。雖然此處並沒有明確說明,本領域具有通常知識者可能會對本發明進行各種修改、改進和修正。該類修改、改進和修正在本發明中被建議,所以該類修改、改進、修正仍屬於本發明示範實施例的精神和範圍。
100:傳聲器
110:殼體結構
111:孔部
120:聲電轉換組件
130:處理器
140:聲學腔體
150:導線
200:傳聲器
210:殼體結構
211:孔部
220:聲電轉換組件
230:處理器
240:第一聲學腔體
250:處理器
260:振動拾取部
270:導線
500:傳聲器
510:殼體結構
511:孔部
520:聲電轉換組件
522:振動拾取部
523:振動傳遞部
530:第一聲學腔體
540:第二聲學腔體
550:真空腔體
1000:傳聲器
1010:殼體結構
1011:孔部
1020:聲電轉換組件
1022:振動拾取部
1023:振動傳遞部
1030:第一聲學腔體
1040:第二聲學腔體
1050:真空腔體
1110:頻率響應曲線
1120:頻率響應曲線
1130:頻率響應曲線
1200:傳聲器
1210:殼體結構
1211:孔部
1220:聲電轉換組件
1222:振動拾取部
1223:振動傳遞部
1230:第一聲學腔體
1240:第二聲學腔體
1250:真空腔體
1260:膜結構
1300:傳聲器
1310:殼體結構
1311:孔部
1320:聲電轉換組件
1322:振動拾取部
1323:振動傳遞部
1330:第一聲學腔體
1340:第二聲學腔體
1350:真空腔體
1360:膜結構
1500:傳聲器
1510:殼體結構
1511:孔部
1520:聲電轉換組件
1522:振動拾取部
1523:振動傳遞部
1530:第一聲學腔體
1540:第二聲學腔體
1550:真空腔體
1600:傳聲器
1610:殼體結構
1611:孔部
1620:聲電轉換組件
1622:振動拾取部
1623:振動傳遞部
1630:第一聲學腔體
1640:第二聲學腔體
1650:真空腔體
1700:傳聲器
1710:殼體結構
1711:孔部
1720:聲電轉換組件
1722:振動拾取部
1723:振動傳遞部
1730:第一聲學腔體
1740:第二聲學腔體
1750:真空腔體
1760:支撐結構
2000:傳聲器
2010:殼體結構
2011:孔部
2020:聲電轉換組件
2022:振動拾取部
2023:振動傳遞部
2030:第一聲學腔體
2040:第二聲學腔體
2050:真空腔體
2060:支撐結構
2100:傳聲器
2110:殼體結構
2120:聲電轉換組件
2122:振動拾取部
2123:振動傳遞部
2130:第一聲學腔體
2140:第二聲學腔體
2150:真空腔體
2160:支撐結構
2200:傳聲器
2210:殼體結構
2220:聲電轉換組件
2222:振動拾取部
2223:振動傳遞部
2230:第一聲學腔體
2240:第二聲學腔體
2250:真空腔體
2260:支撐結構
5221:第一振動拾取部
5222:第二振動拾取部
10211:第一懸臂樑結構
10212:第二懸臂樑結構
10221:第一振動拾取部
10222:第二振動拾取部
12221:第一振動拾取部
12222:第二振動拾取部
13211:第一懸臂樑結構
13212:第二懸臂樑結構
13221:第一振動拾取部
13222:第二振動拾取部
15221:第一振動拾取部
15222:第二振動拾取部
15223:第三振動拾取部
16211:第一懸臂樑結構
16212:第二懸臂樑結構
16221:第一振動拾取部
16222:第二振動拾取部
16223:第三振動拾取部
17221:第一振動拾取部
17222:第二振動拾取部
17223:第三振動拾取部
20211:第一懸臂樑結構
20212:第二懸臂樑結構
20221:第一振動拾取部
20222:第二振動拾取部
20223:第三振動拾取部
21221:第一振動拾取部
21222:第二振動拾取部
21223:第三振動拾取部
22211:第一懸臂樑結構
22212:第二懸臂樑結構
22221:第一振動拾取部
22222:第二振動拾取部
22223:第三振動拾取部
52211:第一彈性部
52212:第一固定部
52221:第二彈性部
52222:第二固定部
102211:第一彈性部
102212:第一固定部
102221:第二彈性部
102222:第二固定部
122211:第一彈性部
122212:第一固定部
122221:第二彈性部
122222:第二固定部
132211:第一彈性部
132212:第一固定部
132221:第二彈性部
132222:第二固定部
本申請案將以示例性實施例的方式進一步說明,這些示例性實施例將通過圖式進行詳細描述。這些實施例並非限制性的,在這些實施例中,相同的編號表示相同的結構,其中;
[圖1]係根據本申請案一些實施例所示的傳聲器的結構示意圖;
[圖2]係根據本申請案一些實施例所示的另一種傳聲器的結構示意圖;
[圖3]係根據本申請案一些實施例所示的聲電轉換組件的彈簧-質量-阻尼系統的示意圖;
[圖4]係根據本申請案的一些實施例所示的彈簧-質量-阻尼系統的位移共振曲線的示例性歸一化的示意圖;
[圖5]係根據本申請案一些實施例所示的傳聲器的結構示意圖;
[圖6]係根據本申請案一些實施例所示的傳聲器的結構示意圖;
[圖7]係根據本申請案一些實施例所示的傳聲器的結構示意圖;
[圖8A]係圖5中傳聲器沿A至A方向的截面示意圖;
[圖8B]係圖5傳聲器沿垂直於A至A方向的截面示意圖;
[圖9A]係根據本申請案一些實施例所示的懸臂樑結構分佈示意圖;
[圖9B]係根據本申請案一些實施例所示的懸臂樑結構分佈示意圖;
[圖10]係根據本申請案一些實施例所示的傳聲器的結構示意圖;
[圖11]係根據本申請案一些實施例所示的傳聲器的頻率響應曲線示意圖;
[圖12]係根據本申請案一些實施例所示的傳聲器的結構示意圖;
[圖13]係根據本申請案一些實施例所示的傳聲器的結構示意圖;
[圖14]係根據本申請案一些實施例所示的傳聲器的結構示意圖;
[圖15]係根據本申請案一些實施例所示的傳聲器的結構示意圖;
[圖16]係根據本申請案一些實施例所示的傳聲器的結構示意圖;
[圖17]係根據本申請案一些實施例所示的傳聲器的結構示意圖;
[圖18A]係根據本申請案的一些實施例所示的傳聲器的截面示意圖;
[圖18B]係根據本申請案的一些實施例所示的傳聲器的截面示意圖;
[圖19A]係根據本申請案的一些實施例所示的傳聲器的截面示意圖;
[圖19B]係根據本申請案的一些實施例所示的傳聲器的截面示意圖;
[圖20]係根據本申請案一些實施例所示的傳聲器的結構示意圖;
[圖21]係根據本申請案一些實施例所示的傳聲器的結構示意圖;
[圖22]係根據本申請案一些實施例所示的傳聲器的結構示意圖。
500:傳聲器
510:殼體結構
511:孔部
520:聲電轉換組件
522:振動拾取部
523:振動傳遞部
530:第一聲學腔體
540:第二聲學腔體
550:真空腔體
5221:第一振動拾取部
5222:第二振動拾取部
Claims (10)
- 一種傳聲器,包括: 殼體結構; 振動拾取部,所述振動拾取部回應於所述殼體結構的振動而產生振動; 振動傳遞部,被配置為傳遞所述振動拾取部產生的振動;以及 聲電轉換組件,被配置為接收所述振動傳遞部傳遞的振動而產生電信號; 其中,所述振動拾取部與所述振動傳遞部形成真空腔體,所述聲電轉換組件位於所述真空腔體中。
- 如請求項1之傳聲器,其中,所述真空腔體內部的真空度小於100 Pa。
- 如請求項1之傳聲器,其中,所述真空腔體內部的真空度為10 -6Pa至100 Pa。
- 如請求項1之傳聲器,其中,所述振動拾取部與所述殼體結構形成聲學腔體,所述聲學腔體包括第一聲學腔體;所述殼體結構包括孔部,所述孔部位於與所述第一聲學腔體對應的所述殼體結構的側壁處,所述孔部將所述第一聲學腔體與外部連通;其中,所述振動拾取部回應於通過所述孔部處傳遞的外部聲音信號而產生振動,所述聲電轉換組件接收所述振動拾取部的振動而產生電信號。
- 如請求項1之傳聲器,其中,所述振動拾取部包括由上至下依次設置的第一振動拾取部和第二振動拾取部,所述第一振動拾取部與所述第二振動拾取部之間設有呈管狀結構的所述振動傳遞部;所述振動傳遞部、所述第一振動拾取部和所述第二振動拾取部形成所述真空腔體,所述第一振動拾取部和所述第二振動拾取部通過其周側與所述殼體結構連接;其中,所述第一振動拾取部和所述第二振動拾取部回應於外部聲音信號而產生振動。
- 如請求項5之傳聲器,其中,所述第一振動拾取部或所述第二振動拾取部包括彈性部和固定部,所述第一振動拾取部的固定部和所述第二振動拾取部的固定部以及所述振動傳遞部形成所述真空腔體,所述彈性部連接於所述固定部和所述殼體結構的內壁之間;其中,所述彈性部回應於所述外部聲音信號而產生振動。
- 如請求項6之傳聲器,其中,所述固定部的剛度大於所述彈性部的剛度,所述固定部的楊氏模量大於50 GPa。
- 如請求項5之傳聲器,其中,所述傳聲器還包括加固件,所述加固件位於與所述真空腔體對應的所述第一振動拾取部和所述第二振動拾取部的上表面或下表面。
- 如請求項1之傳聲器,其中,所述振動拾取部包括第一振動拾取部、第二振動拾取部和第三振動拾取部,所述第一振動拾取部和所述第二振動拾取部呈上下相對設置,所述第一振動拾取部與所述第二振動拾取部之間設有呈管狀結構的所述振動傳遞部,所述振動傳遞部、所述第一振動拾取部和所述第二振動拾取部形成所述真空腔體;所述第三振動拾取部連接於所述振動傳遞部和所述殼體結構的內壁之間;其中,所述第三振動拾取部回應於外部聲音信號而產生振動。
- 如請求項9之傳聲器,其中,所述第一振動拾取部和所述第二振動拾取部的剛度大於所述第三振動拾取部的剛度,所述第一振動拾取部和所述第二振動拾取部的楊氏模量大於50 GPa。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110917780.6 | 2021-08-11 | ||
CN202110917780.6A CN115706879A (zh) | 2021-08-11 | 2021-08-11 | 一种传声器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW202308406A true TW202308406A (zh) | 2023-02-16 |
Family
ID=85179688
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW111128508A TW202308406A (zh) | 2021-08-11 | 2022-07-29 | 傳聲器 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115706879A (zh) |
TW (1) | TW202308406A (zh) |
-
2021
- 2021-08-11 CN CN202110917780.6A patent/CN115706879A/zh active Pending
-
2022
- 2022-07-29 TW TW111128508A patent/TW202308406A/zh unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115706879A (zh) | 2023-02-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7430267B2 (ja) | 骨伝導マイクロフォン | |
US20230247352A1 (en) | Bone conduction microphones | |
TW202308406A (zh) | 傳聲器 | |
WO2023015485A1 (zh) | 一种传声器 | |
RU2793293C1 (ru) | Микрофон | |
CN114697822A (zh) | 一种传声器装置 | |
RU2809949C1 (ru) | Звукопередающие устройства с костной проводимостью | |
WO2023015477A1 (zh) | 一种传声器 | |
TW202308403A (zh) | 傳聲器 | |
RU2809760C1 (ru) | Микрофоны с костной проводимостью | |
WO2023092420A1 (zh) | 传声器 | |
RU2802593C1 (ru) | Микрофон костной проводимости | |
WO2022193131A1 (zh) | 振动传感器以及麦克风 | |
JPH0888898A (ja) | 複合圧電スピーカー | |
TW202322638A (zh) | 傳聲器 |