TW202322638A - 傳聲器 - Google Patents
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Abstract
本說明書提供了一種傳聲器,包括:聲電轉換器,用於將聲音信號轉換為電信號;聲學結構,聲學結構包括導聲管和聲學腔體,聲學腔體與聲電轉換器聲學連通,並通過導聲管與傳聲器的外部聲學連通;其中,聲學結構具有第一諧振頻率,聲電轉換器具有第二諧振頻率,第一諧振頻率與第二諧振頻率差值的絕對值不大於1000 Hz。
Description
本申請案涉及聲學裝置領域,特別涉及一種傳聲器。
本申請案主張於2021年11月25日提交之申請號為202111415470.0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成電信號的換能器。外部聲音信號可以從殼體上的孔部進入傳聲器的內部腔體,並引起腔體內的空氣產生振動。傳聲器的聲電轉換器可以接收空氣振動信號,並將振動信號轉換為電信號輸出。聲電轉換器具有諧振頻率,振動感測裝置對外部振動信號的回應可以表現為其對應的頻率響應曲線在諧振頻率附近產生諧振峰。聲電轉換器在其諧振頻率處產生共振的共振強度相對有限,使得傳聲器的靈敏度相對較低。因此,希望提供一種傳聲器,使其在諧振頻率處具有相對較高的靈敏度。
本說明書的一些實施例提供一種傳聲器,包括:聲電轉換器,用於將聲音信號轉換為電信號;聲學結構,所述聲學結構包括導聲管和聲學腔體,所述聲學腔體與所述聲電轉換器聲學連通,並通過所述導聲管與所述傳聲器的外部聲學連通;其中,所述聲學結構具有第一諧振頻率,所述聲電轉換器具有第二諧振頻率,所述第一諧振頻率與所述第二諧振頻率差值的絕對值不大於1000 Hz。
在一些實施例中,所述傳聲器進一步包括殼體、板體和進聲孔,所述進聲孔設置於所述板體上,所述板體將所述殼體內的空間分為至少兩個腔體,所述至少兩個腔體包括第一腔體和所述聲學腔體,所述導聲管設置於構成所述聲學腔體的腔體壁上,所述聲電轉換器設置於所述第一腔體中,所述聲學腔體通過所述進聲孔與所述聲電轉換器聲學連通。
在一些實施例中,所述聲電轉換器位於所述聲學結構的聲學腔體中,所述聲音信號通過所述導聲管進入所述聲學腔體並傳遞至所述聲電轉換器。
在一些實施例中,所述第一諧振頻率與所述第二諧振頻率相等。
在一些實施例中,所述傳聲器在所述第一諧振頻率處回應的靈敏度大於所述聲電轉換器在所述第一諧振頻率處回應的靈敏度,和/或所述傳聲器在所述第二諧振頻率處回應的靈敏度大於所述聲電轉換器在所述第二諧振頻率處回應的靈敏度。
在一些實施例中,所述傳聲器進一步包括第二聲學結構,所述第二聲學結構包括第二導聲管和第二聲學腔體,所述第二聲學腔體通過所述第二導聲管與所述傳聲器的外部聲學連通;所述第二聲學腔體通過所述導聲管與所述聲學腔體聲學連通;其中,所述第二聲學結構具有第三諧振頻率,所述第三諧振頻率與所述第一諧振頻率和/或所述第二諧振頻率不同,所述第三諧振頻率、所述第一諧振頻率以及所述第二諧振頻率相互之間的差值的絕對值的範圍為100 Hz - 1000 Hz。
在一些實施例中,所述傳聲器進一步包括第二聲學結構,所述第二聲學結構包括第二導聲管和第二聲學腔體,所述第二聲學腔體通過所述第二導聲管與所述傳聲器的外部聲學連通;所述第二聲學腔體通過所述導聲管與所述聲學腔體聲學連通;其中,所述第二聲學結構具有第三諧振頻率,所述第三諧振頻率、所述第一諧振頻率以及所述第二諧振頻率中至少有兩個諧振頻率的數值相同。
在一些實施例中,所述傳聲器進一步包括第一板體、第二板體以及進聲孔,所述進聲孔設置於所述第一板體上,所述導聲管設置於所述第二板體上,所述第一板體和所述第二板體將所述殼體內的空間分為第一腔體、所述聲學腔體以及所述第二聲學腔體;所述第一板體和所述殼體的至少一部分限定所述第一腔體,所述聲電轉換器設置於所述第一腔體中;所述第一板體和所述第二板體以及所述殼體的至少一部分限定所述聲學腔體;所述第二板體和所述殼體的至少一部分限定所述第二聲學腔體,所述第二導聲管設置於構成所述第二聲學腔體的腔體壁上。
在一些實施例中,進一步包括第二聲學結構和第三聲學結構,所述第二聲學結構包括第二導聲管和第二聲學腔體;所述第三聲學結構包括第三導聲管、第四導聲管和第三聲學腔體;所述聲學腔體通過所述第三導聲管與所述第三聲學腔體聲學連通;所述第二聲學腔體通過所述第二導聲管與所述聲學傳聲器的外部聲學連通,並通過所述第四導聲管與所述第三聲學腔體聲學連通;所述第三聲學腔體與所述聲電轉換器聲學連通。
在一些實施例中,所述傳聲器進一步包括第一板體、第二板體、第三板體以及進聲孔,其中,所述進聲孔設置於所述第一板體上,所述第三導聲管、所述第四導聲管設置於所述第二板體上,所述第三板體可以與所述第二板體和所述殼體物理連接;述第一板體和所述殼體的至少一部分限定第一腔體,所述聲電轉換器位於所述第一腔體中;所述第一板體、所述第二板體以及所述殼體的至少一部分限定所述第三聲學腔體;所述第二板體、所述第三板體以及所述殼體的至少一部分限定所述聲學腔體,所述導聲管設置於構成所述聲學腔體的腔體壁上;所述第二板體、所述第三板體以及所述殼體的至少一部分限定所述第二聲學腔體,所述第二導聲管設置於構成所述第二聲學腔體的腔體壁上。
在一些實施例中,所述第二聲學結構具有第三諧振頻率,所述第三聲學結構在具有第四諧振頻率;所述第四諧振頻率、第三諧振頻率、所述第一諧振頻率以及所述第二諧振頻率不同,所述第四諧振頻率、第三諧振頻率、所述第一諧振頻率以及所述第二諧振頻率相互之間的差值的絕對值的範圍為100 Hz - 1000 Hz。
在一些實施例中,所述第二聲學結構具有第三諧振頻率,所述第三聲學結構在具有第四諧振頻率;所述第四諧振頻率、第三諧振頻率、所述第一諧振頻率以及所述第二諧振頻率中至少有兩個諧振頻率的數值相同。
在一些實施例中,所述聲學結構包括多個聲學子結構,所述聲電轉換器包括多個,所述聲電轉換器與所述聲學子結構一一對應,每個所述聲學子結構均包括所述子導聲管和所述聲學子腔體,每個所述聲學子結構的所述聲學子腔體與對應的所述聲電轉換器聲學連通,並通過所述子導聲管與所述傳聲器的外部聲學連通。
在一些實施例中,所述聲學子結構的諧振頻率與其對應的所述聲電轉換器的諧振頻率的差值的絕對值不大於200 Hz。
在一些實施例中,所述聲學子結構的諧振頻率與其對應的所述聲電轉換器的諧振頻率相等。
在一些實施例中,所述傳聲器在所述聲學子結構的諧振頻率處回應的靈敏度大於所述聲電轉換器在所述聲學子結構的諧振頻率處回應的靈敏度,和/或所述傳聲器在所述聲電轉換器的諧振頻率處回應的靈敏度大於所述聲電轉換器在其諧振頻率處回應的靈敏度。
為了更清楚地說明本說明書的實施例的技術方案,下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹。顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本說明書的一些示例或實施例,對於所屬技術領域中具有通常知識者來講,在不付出進步性努力的前提下,還可以根據這些附圖將本說明書應用於其他類似情景。應當理解,給出這些示例性實施例僅僅是為了使相關領域的技術人員能夠更好地理解進而實現本發明,而並非以任何方式限制本發明的範圍。除非從語言環境中顯而易見或另做說明,圖中相同的元件符號代表相同結構或操作。
應當理解,本文使用的「系統」、「裝置」、「單元」和/或「部件」、「元件」、「元件」是用於區分不同級別的不同元件、組件、部件、部分或裝配的一種方法。然而,如果其他詞語可實現相同的目的,則可通過其他表達來替換所述詞語。
使用各種術語描述元素之間(例如,部件之間)的空間和功能關係,包括「連接」、「接合」、「介接」和「耦合」。除非明確描述為「直接」,否則在本說明書中描述第一和第二元素之間的關係時,該關係包括在第一和第二元素之間不存在其他中間元素的直接關係,以及在第一和第二元素之間存在(空間或功能上)一個或以上中間元素的間接關係。相反,當元件被稱為「直接」連接、接合、介接或耦合到另一元件時,不存在中間元件。另外,可以以各種方式實現元件之間的空間和功能關係。例如,兩個元件之間的機械連接可包括焊接連接、鍵連接、銷連接、干涉配合連接等,或其任何組合。用於描述元素之間關係的其他詞語應以類似的方式解釋(例如,「之間」、「與......之間」、「相鄰」與「直接相鄰」等)。
應當理解,本文中使用的術語「第一」、「第二」、「第三」等可用於描述各種元件。這些僅用於將一種元件與另一種元件區分開,並不旨在限制元件的範圍。例如,第一元件也可以稱為第二元件,類似地,第二元件也可以稱為第一元件。
如本說明書和申請專利範圍中所示,除非上下文明確提示例外情形,「一」、「一個」、「一種」和/或「該」等詞並非特指單數,也可包括複數。一般說來,術語「包括」與「包含」僅提示包括已明確標識的步驟和元素,而這些步驟和元素不構成一個排它性的羅列,方法或者設備也可能包含其他的步驟或元素。術語「基於」是「至少部分地基於」。術語「一個實施例」表示「至少一個實施例」;術語「另一實施例」表示「至少一個另外的實施例」。其他術語的相關定義將在下文描述中給出。以下,不失一般性,在描述本發明中關於振動信號相關技術時,將採用「傳聲器」或「麥克風」的描述。該描述僅僅為傳導應用的一種形式,對於該領域的普通技術人員來說,「傳聲器」或「麥克風」也可用其他同類詞語代替,比如「水聽器」、「換能器」、「聲-光調製器」或「聲-電轉換裝置」等。對於本領域的專業人員來說,在瞭解傳聲器裝置的基本原理後,可能在不背離這一原理的情況下,對實施傳聲器的具體方式與步驟進行形式和細節上的各種修正和改變。然而,這些修正和改變仍在本說明書的保護範圍內。
本說明書提供了一種傳聲器。傳聲器可以包括聲電轉換器以及聲學結構。聲電轉換器包括基體和與基體連接的振膜。聲電轉換器可以用於將聲音信號轉換為電信號。聲學結構包括導聲管和聲學腔體。聲學腔體與聲電轉換器聲學連通,並通過導聲管與傳聲器的外部聲學連通。聲學結構的導聲管和聲學腔體可以構成具有調節聲音頻率成分功能的濾波器。聲學結構的濾波特性由其結構的結構參數決定,濾波的過程即時發生。聲學結構可以具有第一諧振頻率,即聲音信號中第一諧振頻率的成分會在聲學結構內產生共振,第一諧振頻率附近的頻率成分得到放大。聲電轉換器可以具有第二諧振頻率,即聲音信號中第二諧振頻率的成分會在聲電轉換器進行聲電轉換過程中產生共振,第二諧振頻率附近的頻率成分得到放大。在一些實施例中,可以通過調整聲電轉換器和/或聲學結構的結構參數,調整第一諧振頻率和/或第二諧振頻率的大小、位置等。例如,可以通過調整聲電轉換器的等效剛度、等效質量,降低第一諧振頻率,使得第一諧振頻率與第二諧振頻率差值的絕對值可以不大於1000Hz,從而可以使得聲音信號在第一諧振頻率附近的頻率成分得到放大的同時,第二諧振頻率附近的頻率成分得到第二次「放大」,從而提高傳聲器在第二諧振頻率對應的諧振峰附近的Q值和靈敏度。在一些實施例中,可以通過調整第一諧振頻率,使得第一諧振頻率等於第二諧振頻率,從而可以使得聲音信號在第一諧振頻率/第二諧振頻率附近的頻率成分得到兩次「放大」,在不增加聲電轉換器數量的前提下,可以提高傳聲器在第一諧振頻率對應的諧振峰附近的Q值和靈敏度。
圖1是根據本說明書一些實施例所示的傳聲器的簡易結構示意圖。如圖1所示,傳聲器100可以包括殼體110、聲電轉換器120、聲學結構130、第一腔體140以及專用積體電路150。
在一些實施例中,傳聲器100可以包括任何將聲音信號轉換為電信號的聲音信號處理設備,例如,麥克風、水聽器、聲光調製器等或其他聲電轉換設備。在一些實施例中,以換能原理進行區分,傳聲器100可以包括動圈式傳聲器、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100可以包括氣傳導(即空氣傳導)傳聲器,或氣傳導與骨傳導結合的傳聲器組合。在一些實施例中,按照生產工藝進行區分,傳聲器100可以包括駐極體傳聲器、矽傳聲器等。在一些實施例中,傳聲器100可以設置在移動設備(例如,手機、錄音筆等)、平板電腦、膝上型電腦、車輛內置設備、監控設備、醫療設備、運動器材、玩具、可穿戴設備(例如,耳機、頭盔、眼鏡、項鍊等)等具有拾音功能的設備上。
殼體110可以被配置為容納傳聲器100的一個或多個元件(例如,至少一個聲電轉換器120、聲學結構130等)。在一些實施例中,殼體110可以是長方體、圓柱體、菱柱、圓臺等規則結構體或其他不規則結構體。在一些實施例中,殼體110為內部中空的結構體,可以形成一個或多個聲學腔體。在一些實施例中,傳聲器100可以包括板體(例如,圖14所示的板體1412),板體1412可以位於殼體110所形成的聲學腔體中。例如,板體1412的周側可以與殼體110的內壁連接,從而將殼體110形成的聲學腔體分隔為聲學腔體131和第一腔體140。第一腔體140可以用於容納聲電轉換器120以及專用積體電路150。聲學腔體131可以容納或作為聲學結構130的至少一部分。在一些實施例中,聲電轉換器120可以設置於聲學結構130的聲學腔體131中。關於聲電轉換器設置在聲學結構的聲學腔體中的細節可以參見圖2及其相關描述。為描述方便,本說明書主要以聲電轉換器120設置於第一腔體140為例進行說明,聲電轉換器120設置於聲學結構130的聲學腔體131的情況可以相同或類似。
在一些實施例中,殼體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,聲電轉換器120可以用於將聲音信號轉換為電信號。示例性的,以圖14所示的實施例為例進行說明,傳聲器1400可以包括一個或多個進聲孔1421,一個或多個進聲孔1421位於板體1412上。聲學結構1430可以通過板體1412上的一個或多個進聲孔1421與至少一個聲電轉換器1420連通,並將經過聲學結構1430調節後的聲音信號傳遞至聲電轉換器1420。又例如,傳聲器1400拾取的外部聲音信號經過聲學結構1430調節(例如,濾波、分頻、放大等處理)後,可以從進聲孔1421進入聲學轉換器1420的腔體(如果有的話)。聲電轉換器120可以拾取該聲音信號並轉換為電信號。
在一些實施例中,聲電轉換器120可以包括電容式聲電轉換器、壓電式聲電轉換器、駐極體式聲電轉換器、電磁式聲電轉換器、帶式聲電轉換器等中的一種或多種。在一些實施例中,聲音信號的振動(例如,空氣振動、固體振動、液體振動、磁致振動、電致振動等)可以引起聲電轉換器120的一個或多個參數的變化(例如,電容、電荷、加速度、光強度、頻率響應等或其組合),變化的參數可以利用電學的方法檢測出來並輸出與聲音信號對應的電信號。壓電式聲電轉換器可以是將被測量的非電量(例如,壓力、位移等)的變化轉換為電壓的變化的元件。例如,壓電式聲電轉換器可以包括一個懸臂樑結構(或者振膜122),懸臂樑結構在接收到的聲音信號的作用下可以產生變形,變形的懸臂樑結構引起的逆壓電效應可以產生電信號。電容式聲電轉換器可以是將被測量的非電量(例如,位移、壓力、光強、加速度等)的變化轉換為電容量的變化的元件。例如,電容式聲電轉換器可以包括第一懸臂樑結構和第二懸臂樑結構,第一懸臂樑結構和第二懸臂樑結構在振動下可以產生不同程度的變形,從而使得第一懸臂樑結構和第二懸臂樑結構之間的間距改變。第一懸臂樑結構和第二懸臂樑結構可以將二者之間的間距的變化轉換為電容的變化,從而實現振動信號到電信號的轉換。
在一些實施例中,聲電轉換器120可以具有第二諧振頻率,即聲音信號中第二諧振頻率的成分會在聲電轉換器120進行聲電轉換過程中產生共振,從而使得傳聲器100的頻率響應曲線在第二諧振頻率處來產生第二諧振峰。在一些實施例中,第二諧振頻率與聲電轉換器120的結構參數有關。在一些實施例中,聲電轉換器的結構參數可以包括但不限於聲電轉換器的類型、聲電轉換器的材料、聲電轉換器的尺寸、聲電轉換器的排布方式、聲電轉換器的內部元件的結構中的一個或多個。例如,聲電轉換器的尺寸可以包括聲電轉換器的內部元件(例如,懸臂樑、振膜122、質量元件等)的長度、寬度、厚度等。聲電轉換器的材料可以包括構成聲電轉換器的內部元件(例如,振膜)的各層(例如,彈性層、壓電層、電極層等)的材料。聲電轉換器的排布方式可以包括線性排布、環形排布、螺旋排布等中的一種或多種。聲電轉換器的內部元件的結構可以包括構成聲電轉換器的內部元件(例如,振膜)的結構。在一些實施例中,聲電轉換器120的數量可以根據實際需要設置。例如,傳聲器100中的多個聲學結構130可以與同一個聲電轉換器120連接。又例如,多個聲學結構130中的每個聲學結構可以與一個聲電轉換器120連接。
在一些實施例中,聲電轉換器120可以包括基體121和與基體121連接的振膜122。在一些實施例中,基體121可以為內部具有中空部分的規則或不規則的立體結構。例如,可以是中空的框架結構體,包括但不限於矩形框、圓形框、正多邊形框等規則形狀,以及任何不規則形狀。振膜122可以位於基體121的中空部分,或者至少部分懸空設置在基體121中空部分的上方。位於基體121的中空部分的這一部分振膜122可以稱為換能區域123。換能區域123可以將聲音信號轉為電信號。在一些實施例中,振膜122的至少部分結構與基體121通過物理方式進行連接。這裡的「連接」可以理解為在分別製備振膜122和基體121後,將振膜122和基體121通過膠黏、焊接、鉚接、卡接、螺栓連接等方式固定連接,或者在製備過程中,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)的方式將振膜122沉積在基體121上。在一些實施例中,振膜122的至少部分結構可以固定於基體121的上表面或下表面,振膜122的至少部分結構也可以固定於基體121的側壁。例如,振膜122周側可以與基體121的上表面、下表面或基體121中中空部分所在的側壁連接。需要知道的是,本說明書中所說的「位於基體121的中空部分」或「懸空設置於基體121的中空部分」,可以表示懸空設置於基體121中空部分的內部、下方或者上方。例如,在圖4所示的實施例中,振膜322的一部分(即換能區域323)懸空設置於基體321中空部分的上方。在一些實施例中,振膜122可以包括振動單元和聲學換能單元。在一些應用場景中,振膜122可以基於外部振動信號產生振動,振動單元回應於振膜122的振動發生形變;聲學換能單元可以基於振動單元的形變產生電信號。本說明書對振動單元和聲學換能單元的描述只是出於方便介紹振膜122工作原理的目的,並不限制振膜122的實際組成和結構。在另一些實施例中,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振膜122的振動而產生電信號。
聲學換能單元是指振膜122中將振動單元的形變轉換為電信號的部分。在一些實施例中,聲學換能單元可以包括至少兩個電極層(例如,第一電極層和第二電極層)、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,壓電層可以是半導體的沉積工藝(例如磁控濺射、有機金屬化學氣相沉積(Metal-organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD))獲得的壓電聚合物薄膜。在本說明書的實施例中,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。在一些實施例中,壓電層的材料可以包括壓電薄膜材料,壓電薄膜材料可以是通過沉積工藝(如磁控濺射沉積工藝)而製成的薄膜材料(如AIN薄膜材料)。在另一些實施例中,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、砷化鎵(GaAs)、鈦酸鋇(BT)及其衍生結構晶體、KH
2PO
4、KNaC
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、鋯鈦酸鉛(PZT)、鈮酸鉛鋇鋰(PBLN)、改性鈦酸鉛、氮化鋁(AIN)、氧化鋅(ZnO)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(PVDF)等。
在一些實施例中,基體121和振膜122可以位於殼體110內,基體121與殼體110內壁固定連接,振膜122承載於基體121。空氣振動可以經由傳聲器100的入聲孔進入聲電轉換器內部,並帶動振膜122振動。示例性的,在圖14所示的實施例中,空氣振動可以依次經過導聲管1432和進聲孔1421進入聲電轉換器的內部,引起振膜122振動,從而導致振膜122的振動單元發生形變。在一些實施例中,當振動單元發生形變時,聲學換能單元的壓電層受到振動單元的形變應力產生電勢差(電壓),聲學換能單元中分別位於壓電層上表面和下表面的至少兩個電極層(例如,第一電極層和第二電極層)可以採集該電勢差,從而將外部振動信號轉化為電信號。僅作為示例性說明,本說明書實施例中描述的聲電轉換器120可以應用於耳機(例如,空氣傳導耳機)、眼鏡、虛擬實境設備、頭盔等,聲電轉換器120可以拾取振動信號(例如,空氣振動),並轉換為電信號,實現聲音的採集。需要注意的是,基體121不限於相對聲電轉換器120的殼體獨立的結構,在一些實施例中,基體121還可以為聲電轉換器120的殼體的一部分。
聲電轉換器120接收外界振動信號(例如,空氣振動信號)後,利用振膜122(包括聲學換能單元和振動單元)將振動信號轉換為電信號,通過後端電路(例如,專用積體電路150)處理後輸出電信號。諧振也可以稱為「共振」,聲電轉換器120在外部振動信號的作用下,當外力作用頻率與系統固有振盪頻率相同或很接近時,振幅急劇增大的現象稱為諧振,產生諧振時的頻率稱「諧振頻率」。如前述實施例所述,在本說明書中,聲電轉換器120的諧振頻率可以稱為第二諧振頻率。聲電轉換器120具有自然頻率。當外部振動信號的頻率接近該自然頻率時,振膜122會產生較大的振幅,從而輸出較大的電信號。因此,聲電轉換器120對外部振動的回應會表現為在自然頻率附近產生共振峰。因此,聲電轉換器120的諧振頻率在數值上與自然頻率基本相等。在一些實施例中,聲電轉換器120的自然頻率可以指振膜122的自然頻率。
在一些實施例中,對於聲電轉換器120而言,其工作時可以等效為圖2所示的質量-彈簧-阻尼系統模型在激振外力作用下做受迫振動,其振動規律符合質量-彈簧-阻尼系統模型的規律。該系統的運動可用式(1)的微分方程式進行描述:
(1)
其中,
為系統的質量,
為系統的阻尼,
為系統的彈性係數,
為驅動力幅值,
為系統的位移,
為驅動力角頻率。基於公式(1)求解穩態位移可得:
(2)
其中,
。
進一步的,基於公式(1)和公式(2)可以得到位移振幅比值(歸一化)方程式:
(3)
其中,
可以表示系統的頻率,
表示系統的諧振頻率,也即第二諧振頻率
,
,
可以表示力學品質因子,
可以表示靜態位移振幅(或稱
時的位移振幅)。
在一些實施例中,在激振外力作用下,第二諧振頻率的影響參數可以包括但不限於系統等效剛度、系統等效質量、系統等效相對阻尼係數(阻尼比)。在一些實施例中,系統等效剛度與聲電轉換器的系統上諧振頻率呈正相關,系統等效質量與聲電轉換器的系統上的第二諧振頻率呈負相關,系統等效相對阻尼係數(阻尼比)與聲電轉換器的系統上的第二諧振頻率呈負相關。在一些實施例中,頻率響應滿足如下公式:
(4)
其中:
為聲電轉換器120的系統上的諧振頻率,
為系統等效剛度,
m為系統等效質量,
為系統等效相對阻尼係數(阻尼比)。
在一些實施例中,對於大部分聲電轉換器,特別是壓電類聲電轉換器,其系統等效相對阻尼係數通常很小,系統的諧振頻率主要受等效剛度和等效質量的影響。以圖3和圖4所示的聲電轉換器320為例,其振膜322為振動系統提供彈簧和阻尼作用以及質量作用。因此,振膜322主要影響系統等效剛度
,同時也影響系統等效質量
。以圖10和圖11所示的聲電轉換器1020為例,其振膜1022為振動系統提供彈簧和阻尼作用,質量元件1025提供質量作用。因此,振膜1022主要影響系統等效剛度
,同時也影響系統等效質量
;質量元件1025主要影響系統等效質量
,同時也影響系統等效剛度
。因此,諧振頻率公式(4)可以簡化為:
(5)
基於公式(5)可以得知,聲電轉換器120的諧振頻率(即第二諧振頻率
)與其內部元件(例如,振膜122)的等效剛度
和等效質量
有關,即,聲電轉換器120的第二諧振頻率
與其內部元件的等效剛度
成正相關的關係,與其內部元件的等效質量
成負相關的關係。其中,等效剛度
可以為聲電轉換器120等效為質量-彈簧-阻尼系統模型後的剛度,等效質量
為聲電轉換器120等效為質量-彈簧-阻尼系統模型後的質量。在一些實施例中,為了調整聲電轉換器120的第二諧振頻率
,可以對振膜122的等效剛度
和/或等效質量
進行調整。
在一些實施例中,可以通過選取不同的材料來製作下文中所述的振膜122以及質量元件(例如,圖11的質量元件1025)等來調整聲電轉換器120的第二諧振頻率
。在一些實施例中,可以通過設計聲電轉換器120的結構,例如,具有不同楊氏模量的振膜122的結構、開設通孔(例如,圖9的通孔92211)的振膜122的結構、振膜122加質量元件的結構,可以調整聲電轉換器120的第二諧振頻率
。在一些實施例中,可以通過設計不同部件的尺寸,例如,設計振膜122、質量元件等的長度、寬度、厚度等尺寸,可以調整聲電轉換器120的第二諧振頻率
。
在一些實施例中,可以通過減小振膜122的等效剛度
來減小聲電轉換器120的第二諧振頻率
。在一些實施例中,換能區域123可以包括第一區域1231和第二區域1232。其中,第一區域1231的楊氏模量大於第二區域1232的楊氏模量。在本實施例中,通過將振膜122分成具有不同楊氏模量的第一區域1231和第二區域1232,並且第二區域1232的楊氏模量相較於第一區域1231的楊氏模量較小,進而能夠有效降低振膜122的等效剛度
,最終降低聲電轉換器120的第二諧振頻率
。
在一些實施例中,第一區域1231和第二區域1232的形狀可以包括矩形、圓形、梯形、三角形、扇形等規則形狀或不規則形狀的其中一種或其組合。例如,在圖3所示的實施例中,第一區域3231為圓形。又例如,第一區域1231的形狀可以為圓環形。所述第一區域1231和第二區域1232的形狀可以是指第一區域1231和第二區域1232沿振膜122的厚度方向投影的形狀。
在一些實施例中,第一區域1231和第二區域1232的形狀可以相同或不同。例如,第一區域1231和第二區域1232的形狀可以均為圓環形。在另一示例中,如圖3和圖4所示,第一區域3231的形狀可以為圓形,第二區域3232的形狀可以為圓環形,且第二區域3232環繞在第一區域3231的圓周。
在一些實施例中,第一區域1231和第二區域1232的等效剛度
直接影響聲電轉換器120的等效剛度
。第一區域1231和第二區域1232的等效剛度
與構成第一區域1231和第二區域1232的材料的楊氏模量呈正相關。因此需要對第一區域1231和第二區域1232的楊氏模量進行控制,以達到期望的第二諧振頻率
。
在一些實施例中,可以通過改變製作的材料來改變第一區域1231和第二區域1232的楊氏模量。在一些實施例中,可以採用半導體材料製作第一區域,例如,矽、氧化矽、氮化矽、碳化矽等。在一些實施例中,可以採用高分子材料製作第二區域1232。例如,聚醯亞胺(Polyimide,PI)、聚二甲基矽氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)、聚對二甲苯(Parylene)、水凝膠、各種光刻膠、以及各種膠水等,包括但不限於凝膠類、有機矽膠、丙烯酸類、聚氨酯類、橡膠類、環氧類、熱熔類、光固化類等等。在一些實施例中,製作第二區域1232的材料可以為有機矽黏接類膠水、有機矽密封類膠水。
在一些實施例中,第一區域1231的楊氏模量的數值範圍可以包括30 GPa - 400 GPa。在一些實施例中,第一區域1231的楊氏模量的數值範圍可以包括40 GPa - 300 Gpa。在一些實施例中,第一區域1231的楊氏模量的數值範圍可以包括50 GPa - 200 GPa。在一些實施例中,第二區域1232的楊氏模量的數值範圍可以包括50 kPa - 20 GPa。在一些實施例中,第二區域1232的楊氏模量的數值範圍可以包括75 kPa - 15 GPa。在一些實施例中,第二區域1232的楊氏模量的數值範圍可以包括100 kPa - 10 GPa。
在本說明書實施例中,可以認為振膜122的每一處的厚度相同或近似相同。所述近似相同可以是指兩處厚度之差不超過設定的厚度差閾值範圍。例如,厚度差不超過振膜122厚度的1%、2%、5%等。在一些實施例中,可能會影響振膜122的等效剛度
的因素包括第一區域1231和第二區域1232的面積(即第一區域1231和第二區域1232沿振膜122的厚度方向的投影面積),所以還需要對第一區域1231和第二區域1232的面積進行控制。在一些實施例中,第二區域1232的面積與第一區域1231的面積之比的數值範圍可以包括5% - 2000%。在一些實施例中,第二區域1232的面積與第一區域1231的面積之比的數值範圍可以包括7.5% – 1500%。在一些實施例中,第二區域1232的面積與第一區域1231的面積之比的數值範圍可以包括10% – 1000%。
在一些實施例中,振膜122可以包括第一振膜(例如,圖8的第一振膜7221)和第二振膜(例如,圖8的第二振膜7222)。第一振膜7221的周側與基體721連接,第一振膜7221的換能區域723中開設有通孔72211。第二振膜7222設置在第一振膜7221的上表面並將通孔72211遮蓋,所述第一振膜7221的楊氏模量大於第二振膜7222的楊氏模量。在一些情況下,通過設置第二振膜7222對通孔7221進行遮蓋,可以有效保證聲電轉換器720的氣密性。在一些情況下,可以通過更換不同楊氏模量的第二振膜7222來調節振膜722整體的等效剛度
,從而對聲電轉換器720的第二諧振頻率
進行調節。
在一些實施例中,通孔的數量可以為一個、兩個、三個或更多。例如,換能區域123的形狀為圓形,通孔的數量可以為一個且設置在振膜122(例如,振膜122的換能區域123)的中心(即通孔的中心與振膜122的中心重合或近似重合)。又例如,在圖7所示的實施例中,第一振膜7221上一共設置有十個通孔72211。
在一些實施例中,多個通孔可以按照一定規律或者隨機設置在振膜122上(例如,換能區域123)。示例性的,在圖7所示的實施例中,第一振膜7221的換能區域723的形狀為圓形,十個通孔72211可以環繞第一振膜7221的中心設置,也可以理解為沿第一振膜7221的換能區域723的圓周間隔設置。在另一示例中,多個通孔可以排列成矩陣形式。再又一示例中,多個通孔可以排列成線狀。
在一些實施例中,振膜122的等效剛度
與通孔的直徑有關,例如,通孔的直徑越大,則振膜122的剛度越小,通孔的直徑越小,振膜122的剛度越大。基於上述原因,需要對通孔的直徑進行控制。在一些實施例中,通孔的直徑的數值範圍可以包括10 um - 400 um。在一些實施例中,通孔的直徑的數值範圍可以包括15 um – 300 um。在一些實施例中,通孔的直徑的數值範圍可以包括20 um – 200 um。在本實施例中,可以通過調節通孔的孔徑來調整振膜122的等效剛度
,達到期望的聲電轉換器120的第二諧振頻率
的目的。
在一些實施例中,第二振膜可以僅對通孔進行遮蓋。例如,在圖7和圖8所示的實施例中,第二振膜7222的形狀為圓環形,當第二振膜7222設置在第一振膜7221的上表面時剛好可以覆蓋十個通孔72211。在另一些實施例中,第二振膜可以覆蓋整個第一振膜的上表面。例如,在圖9所示的實施例中,第一振膜9221和第二振膜9222均為矩形,且第二振膜9222與第一振膜9221的長度、寬度相同或近似相同。這裡所說的近似相同可以是指長度差、寬度不超過設定的閾值。例如,長度差不超過第一振膜9221的長度的1%、2%、3%、5%。
在一些實施例中,第一振膜和第二振膜的楊氏模量與聲電轉換器120的等效剛度
呈正相關,因此需要對第一振膜和第二振膜的楊氏模量進行控制,以達到期望的第二諧振頻率
。在一些實施例中,第一振膜的楊氏模量的數值範圍可以包括20 GPa - 500 GPa。在一些實施例中,第一振膜的楊氏模量的數值範圍可以包括30 GPa - 300 GPa。在一些實施例中,第一振膜的楊氏模量的數值範圍可以包括50 GPa - 200 GPa。在一些實施例中,第二振膜的楊氏模量的數值範圍可以包括40 kPa - 40 GPa。在一些實施例中,第二振膜的楊氏模量的數值範圍可以包括60 kPa - 20 GPa。在一些實施例中,第二振膜的楊氏模量的數值範圍可以包括100 kPa - 10 GPa。
在一些實施例中,第一振膜和第二振膜整體的等效剛度
與第一振膜和第二振膜的厚度有關,因此需要將第一振膜和第二振膜的厚度控制在一定範圍內。在一些實施例中,第一振膜的厚度與第二振膜的厚度之比的數值範圍可以包括0.5 - 100。在一些實施例中,第一振膜的厚度與第二振膜的厚度之比的數值範圍可以包括0.75 - 75。在一些實施例中,第一振膜的厚度與第二振膜的厚度之比的數值範圍可以包括1 - 50。在一些實施例中,第一振膜的厚度的數值範圍可以包括200 nm - 10 um。在一些實施例中,第一振膜的厚度的數值範圍可以包括300 nm - 5 um。在一些實施例中,第一振膜的厚度的數值範圍可以包括500 nm - 2 um。在一些實施例中,第二振膜的厚度的數值範圍可以包括200 nm – 100 um。在一些實施例中,第二振膜的厚度的數值範圍可以包括300 nm – 75 um。在一些實施例中,第二振膜的厚度的數值範圍可以包括500 nm –50 um。
在一些實施例中,聲電轉換器120可以包括與振膜122連接的質量元件(例如,圖10和圖11的質量元件1025)。在一些情況下,通過質量元件的設計,使得聲電轉換器120構成的諧振系統中的質量變化貢獻大於剛度貢獻,增加聲電轉換器120的等效質量
,降低聲電轉換器120的第二諧振頻率
。
在一些實施例中,質量元件可以與振膜122連接,並且質量元件在振膜122的振動方向(即垂直於振膜122平面的方向)上。在一些實施例中,質量元件的投影可以位於振膜122的投影內。在一些實施例中,質量元件可以設置在振膜122的上表面或者下表面。如圖11和圖12所示,質量元件1025和質量元件1125分別設置在振膜1022的下表面和振膜1122的上表面。在一些實施例中,振膜122的中心位置至少設置有一個質量元件。中心位置指的是與振膜122邊緣之間的距離大於或等於預設距離的位置。在一些實施例中,質量元件的中心線與振膜122中心線之間的距離,大於或等於質量元件中心線與振膜122的邊緣之間的距離。
在一些實施例中,質量元件的數量可以是一個、兩個或兩個以上。示例性的,在圖10-圖13所示的實施例中,質量元件的數量均為一個。在一些替代性實施例中,質量元件的數量可以為兩個及以上。在質量元件為兩個或兩個以上時,各個質量元件的形狀、大小和/或材質可以相同,也可以不同。在一些實施例中,為防止非平滑的曲線過度導致角點處應力過於集中,因此,本說明書實施例選擇振膜122在沿振膜122厚度方向上的投影為圓形。
在一些實施例中,質量元件可以是任意便於製作的構件,包括但不限於柱狀構件、塊狀構件、條狀構件、杆狀構件、片狀構件、球狀構件等。在一些具體實施例中,質量元件可以是配重塊。配重塊可以具有不同的規格,以便於進行更換提供不同的質量。在一些實施例中,配重塊沿垂直於振膜122振動方向上的投影形狀可以包括但不限於三角形、矩形、梯形、倒梯形、圓形等。示例性的,在圖10-圖13所示的實施例中,配重塊沿垂直於振膜122振動方向上的投影形狀可以為圓形。
在一些實施例中,當聲電轉換器120接收空氣振動信號時,質量元件可以回應於空氣振動信號進行振動。在一些實施例中,當聲電轉換器120應用於振動感測器或傳聲器(例如,傳聲器100)時,質量元件的材料密度對振動感測器或傳聲器的頻率響應曲線的諧振峰和靈敏度有較大影響。例如,在同等體積的情況下,質量元件的密度越大,其質量越大,振動感測器或傳聲器的諧振峰就越向低頻移動,使振動感測器或傳聲裝置的低頻靈敏度上升。在一些實施例中,質量元件的材料可以為密度大於一定密度閾值(例如,6 g/cm
3)的材料。在一些實施例中,質量元件的材料密度的數值範圍可以包括6 g/cm
3- 20g/cm
3。在一些實施例中,質量元件的材料密度的數值範圍可以包括6 g/cm
3– 15 g/cm
3。在一些實施例中,質量元件的材料密度的數值範圍可以包括6 g/cm
3– 10 g/cm
3。在一些實施例中,質量元件的材料密度的數值範圍可以包括6 g/cm
3– 8 g/cm
3。在一些實施例中,質量元件的材質可以是金屬材料或非金屬材料。示例性的金屬材料可以包括但不限於鋼材(例如,不銹鋼、碳素鋼等)、輕質合金(例如,鋁合金、鈹銅、鎂合金、鈦合金等)等,或其任意組合。示例性的非金屬材料可以包括但不限於聚氨酯發泡材料、玻璃纖維、碳纖維、石墨纖維、碳化矽纖維、矽、氧化矽、氮化矽等。
類似的,質量元件的尺寸可能會影響聲電轉換器120的體積以及性能,也同樣需要進行控制。為了方便描述,本說明書的質量元件可以為圓柱狀構件。在一些實施例中,振膜122半徑與質量元件半徑之比的數值範圍可以包括0.8 - 10。在一些實施例中,振膜122半徑與質量元件半徑之比的數值範圍可以包括1 - 7.5。在一些實施例中,振膜122半徑與質量元件半徑之比的數值範圍可以包括1.2 - 5。在一些實施例中,振膜122半徑的數值範圍可以包括100 um - 2500 um。在一些實施例中,振膜122半徑的數值範圍可以包括200 um - 2000 um。在一些實施例中,振膜122半徑的數值範圍可以包括300 um - 1500 um。在一些實施例中,質量元件半徑的數值範圍可以包括10 um - 3125 um。在一些實施例中,質量元件半徑的數值範圍可以包括27 um - 2000 um。在一些實施例中,質量元件半徑的數值範圍可以包括60 um - 1250 um。
在一些實施例中,質量元件可以與前述實施例中的包括第一區域1231和第二區域1232的振膜122相結合。例如,振膜122的換能區域123包括第一區域1231和第二區域1232,質量元件可以設置在第一區域1231和/或第二區域1232中。在一些情況下,將換能區域123設置為具有不同楊氏模量的第一區域1231和第二區域1232,以及在第一區域1231和/或第二區域1232中設置質量元件,可以在調整聲電轉換器的等效剛度
和等效質量
的同時,提高第二諧振頻率
的降低幅度。在一些實施例中,質量元件可以與前述實施例中的開設有通孔的振膜122相結合。例如,振膜122包括開設有通孔的第一振膜,和設置在第一振膜上表面且遮蓋第一振膜上表面的第二振膜,質量元件可以設置在第一振膜的下表面,和/或設置在第二振膜遠離第一振膜的一側。
在一些實施例中,聲電轉換器120可以應用於振動感測器或者傳聲器(例如,傳聲器100)中。示例性的,聲電轉換器120可以應用於麥克風中,通過其換能區域123將接收到的聲音信號轉換為電信號。在一些實施例中,麥克風可以包括電容式麥克風、壓電式麥克風、壓阻式麥克風等。在一些實施例中,聲電轉換器120還可以應用於電容式麥克風中。此時的聲電轉換器120還包括背極板124,背極板124的周側嵌設於基體121中,且與振膜122形成的夾角角度在預設角度範圍內。在一些實施例中,預設角度範圍的數值範圍可以包括0度-5度。在一些實施例中,預設角度範圍的數值範圍可以包括0度-2度。在一些實施例中,背極板124與振膜122可以相互平行。振膜122和背極板124形成平行板電容器結構。當振膜122感受到外部的音訊聲壓信號後,振膜122與背極板124之間的距離改變,改變電容容量以及電壓,再通過專用積體電路150將電容變化轉化為電壓信號的變化並進行輸出。
在一些實施例中,聲學結構130可以包括聲學腔體131和導聲管132。在一些實施例中,聲學結構130可以通過導聲管132與傳聲器100的外部連通。在一些實施例中,導聲管132可以設置在構成聲學腔體131的腔體壁上。示例性的,以圖14所示的傳聲器1400為例進行說明,例如,導聲管1432可以設置在腔體壁1411上。又例如,導聲管1432的第一端可以位於構成聲學腔體1431的腔體壁(例如,腔體壁1411)上,導聲管1432的第二端可以延伸至殼體1410的外部。再例如,導聲管1432的第一端可以位於構成聲學腔體1431的腔體壁(例如,腔體壁1411)上,導聲管1432的第二端可以延伸至聲學腔體1431中。外部聲音信號可以通過導聲管1432傳至聲學腔體1431。
在一些實施例中,導聲管132的尺寸、形狀、位置等參數可以根據實際需要設置,例如,期望的聲學結構130的諧振頻率(也可以稱為第一諧振頻率)。導聲管132的形狀可以包括長方體、圓柱體、多菱柱體等規則和/或不規則形狀。在一些實施例中,導聲管132的結構可以是變直徑結構。例如,導聲管132的一個或多個側壁可以與導聲管132的中心軸形成一定的傾斜角,使得導聲管132第一端的管徑與第二端的管徑不同。
在一些實施例中,聲學結構130可以具有第一諧振頻率,即聲音信號中第一諧振頻率的頻率成分會在聲學結構130內產生共振,從而增大該頻率成分傳遞到聲電轉換器120的音量。因此,聲學結構130的設置可以使得傳聲器100的頻率響應曲線在第一諧振頻率處來產生諧振峰,從而可以在包含第一諧振頻率的一定頻段內提高傳聲器100的靈敏度。在一些實施例中,第一諧振頻率與聲學結構130的結構參數有關。在一些實施例中,聲學結構130的結構參數可以包括但不限於導聲管132的形狀、導聲管132的尺寸、聲學腔體131的尺寸、導聲管132或聲學腔體131的聲阻(如果有的話)、導聲管132的側壁的內表面的粗糙度、導聲管132中吸聲材料(如果有的話)的厚度、聲學腔體131內壁的剛度等或其組合。在一些實施例中,通過設置聲學結構130的結構參數,可以使得經過聲學結構130調節後的聲音信號在轉化為電信號後在第一諧振頻率處具有諧振峰。
在一些實施例中,當聲波在聲學結構130中傳播時,若導聲管132的半徑較粗或者聲波的頻率較低,則可以認為聲波在聲學結構130中傳播時不存在聲阻抗,因而不存在熱損耗。然而,在另一些實施例中,當導聲管132的半徑較小或者聲波的頻率較高時,導聲管132的管壁對媒質質點(例如,聲音在空氣中傳播,空氣就是聲音的介質,而空氣中的某一點即為媒質質點)的運動產生影響,這種影響會引起聲波傳遞過程中的熱損耗。
在一些實施例中,當導聲管132的半徑的數值範圍在0.005mm - 0.5mm之間時,可以稱符合這種條件半徑的導聲管132為微孔管。聲波在微孔管中傳播時的聲阻抗較大,其聲阻抗可以通過以下公式計算得到:
(6)
其中,
為聲阻抗;
為導聲管132的半徑;
為流體的切變黏滯係數;
為媒質密度;
為導聲管132的長度;
為複數;
為人為定義量。在一些實施例中,人為定義量
可以通過下述公式計算得到:
(7)
其中,
為聲波的角頻率。
在一些實施例中,根據公式(6)和公式(7)可以得知,當導聲管132為微孔管時,其聲阻抗中的聲阻與導聲管132的半徑的四次方成反比,聲抗與導聲管132的半徑的二次方成反比。其中,聲阻抗整體隨著導聲管132的半徑的減小,聲阻抗以指數形式增加。同時聲阻抗還與導聲管132的長度成線性反比關係。
基於上述原因,在一些實施例中,可以通過增加導聲管132的長度和/或增加導聲管132的半徑來減小聲波在傳播過程中的熱損耗,實現聲學結構130對聲音信號的靈敏度大幅提升的目的。
在一些實施例中,導聲管132沿其長度方向的橫截面形狀可以包括但不限於圓形、矩形、三角形、梯形等。在本說明書具體實施例中,導聲管132的橫截面形狀可以為圓形。
在一些實施例中,導聲管132的內徑的數值範圍可以包括0.1mm - 3mm。所示內徑是指導聲管132的直徑。在一些實施例中,導聲管132的內徑的數值範圍可以包括0.2mm - 2mm。在一些實施例中,導聲管132的內徑的數值範圍可以包括0.3mm - 1mm。
在一些實施例中,導聲管132的長度的數值範圍可以包括1mm - 4mm。在一些實施例中,導聲管132的長度的數值範圍可以包括1mm - 3mm。在一些實施例中,導聲管132的長度的數值範圍可以包括1mm - 2mm。在一些實施例中,導聲管132的長度的數值範圍可以包括1mm - 1.5mm。
在一些實施例中,導聲管132的內徑與導聲管132的長度之比不大於1.5。在一些實施例中,導聲管132的內徑與導聲管132的長度之比不大於1.2。在一些實施例中,導聲管132的內徑與導聲管132的長度之比不大於1。在一些實施例中,導聲管132的內徑與導聲管132的長度之比不大於0.5。
在一些實施例中,聲學腔體131沿其厚度方向上的橫截面形狀可以包括但不限於圓形、矩形、梯形、三角形、多邊形等。在本說明書實施例中,聲學腔體131的形狀可以為圓形或方形。
在一些實施例中,聲學腔體131的內徑和厚度也會對聲學結構130的性能產生影響。
在一些實施例中,聲學腔體131的等效(體積等效)內徑的數值範圍包括1 mm - 6 mm。所述等效內徑可以是指與該聲學腔體的腔體體積相同的,且沿其厚度方向的橫截面形狀為圓形的聲學腔體的內徑。在一些實施例中,聲學腔體131的等效內徑的數值範圍包括1 mm - 5 mm。在一些實施例中,聲學腔體131的等效內徑的數值範圍包括1 mm - 4 mm。在一些實施例中,聲學腔體131的等效內徑的數值範圍包括1 mm - 3 mm。
在一些實施例中,聲學腔體131的厚度的數值範圍包括1 mm - 4 mm。在一些實施例中,聲學腔體131的厚度的數值範圍包括1 mm - 3 mm。在一些實施例中,聲學腔體131的厚度的數值範圍包括1 mm - 2 mm。在一些實施例中,聲學腔體131的厚度的數值範圍包括1 mm - 1.5 mm。
在一些實施例中,聲學腔體131的等效內徑與聲學腔體131的厚度之比大於或等於1。在一些實施例中,聲學腔體131的等效內徑與聲學腔體131的厚度之比大於或等於1.5。在一些實施例中,聲學腔體131的等效內徑與聲學腔體131的厚度之比大於或等於2。
在一些實施例中,聲學結構130的第一諧振頻率可以與聲電轉換器120的第二諧振頻率(例如,第二諧振頻率
)相同或不同。例如,第一諧振頻率可以小於第二諧振頻率。在這種情況下,通過設置聲學結構130引入的第一諧振頻率可以在相對較低的頻率範圍內提高傳聲器100的靈敏度。又例如,第一諧振頻率可以大於第二諧振頻率。在這種情況下,通過設置聲學結構130引入的第一諧振頻率可以在相對較高的頻率範圍內提高傳聲器100的靈敏度。又例如,第一諧振頻率與第二諧振頻率差值的絕對值不大於頻率閾值。在一些實施例中,頻率閾值可以根據實際需要進行設置。例如,頻率閾值可以為1000Hz、500Hz、200Hz、100Hz等。在這種情況下,可以使得傳聲器100在第一諧振頻率和第二諧振頻率處的諧振峰得到提高,進而可以利用一個傳聲器100實現兩個高Q值(Q值為品質因子)的諧振峰輸出。再例如,第一諧振頻率可以等於第二諧振頻率。在這種情況下,傳聲器100在第一諧振頻率/第二諧振頻率處可以產生兩次諧振,從而可以提高傳聲器100在諧振峰處的靈敏度,使得傳聲器100產生的電信號具有更高Q值的諧振峰。關於第一諧振頻率和第二諧振頻率的細節可以參見圖16和圖17及其相關描述。
在一些實施例中,傳聲器100可以包括多個聲學結構130,多個聲學結構130可以並聯、串聯或其組合設置。在一些實施例中,傳聲器100中的多個聲學結構130可以具有相同或不同的第一諧振頻率。當傳聲器100中的多個聲學結構130具有相同的第一諧振頻率時,通過在傳聲器100中設置聲學結構130可以提高傳聲器100在第一諧振頻率處的Q值和靈敏度。當傳聲器100中的多個聲學結構130具有不同的第一諧振頻率時,通過在傳聲器00中設置聲學結構130可以提高傳聲器100在較寬的頻率範圍的靈敏度。
專用積體電路150可以從聲電轉換器120獲取電信號並進行信號處理。在一些實施例中,專用積體電路150可以通過導線(例如金線、銅線、鋁線等)與聲電轉換器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。
關於上述傳聲器100的描述僅是出於闡述的目的,並不旨在限制本說明書的範圍。對於所屬技術領域中具有通常知識者來說,可以根據本說明書的描述,做出各種各樣的變化和修改。這些變化和修改仍在本說明書的保護範圍內。
圖3是根據本說明書的一些實施例所示的示例性聲電轉換器的示意圖;圖4是圖3所示A-A截面示意圖。如圖3和圖4所示,聲電轉換器320可以包括基體321和振膜322,振膜322的周側與基體321通過物理方式進行連接,包括但不限於黏接、焊接、鉚接、螺釘連接、一體成型等。
在一些實施例中,基體321可以為具有一中空腔體的框架結構,振膜322的周側與該中空腔體的側壁連接。例如,在圖4中,基體321為具有一圓柱形中空腔體的矩形框架,振膜322為矩形膜狀結構,振膜322的周側與矩形框架連接。在一些實施例中,振膜322與基體321可以限定出換能區域323。如圖4所示,振膜322未與基體321連接的部分,即位於中空腔體內的部分振膜322可以作為換能區域323,該換能區域323的形狀為圓形。
在一些實施例中,換能區域323包括第一區域3231和第二區域3232。其中,第一區域3231的形狀為圓形,第二區域3232的形狀為圓環形,且第二區域3232環繞在第一區域3231的周側。在一些實施例中,第一區域3231的楊氏模量大於第二區域3232的楊氏模量。第一區域3231和第二區域3232的楊氏模量的數值範圍可以參見本說明書其他實施例的描述。
圖5是根據本說明書的另一些實施例所示的示例性聲電轉換器的示意圖;圖6是圖5所示B-B截面示意圖。如圖5和圖6所示,聲電轉換器520可以包括基體521、振膜522以及背極板524。
圖5和圖6所示的聲電轉換器520中的基體521可以與圖3和4所示的聲電轉換器中320的基體321相同或相似。例如,聲電轉換器520中的基體521、第一區域5231與聲電轉換器中320的基體321、第一區域3231相同或相似。不同的是,聲電轉換器320可以應用於壓電式麥克風或者壓阻式麥克風中。而聲電轉換器520還包括背極板524,因此聲電轉換器520可以應用於電容式麥克風。所述背極板524的周側嵌設在基體521框架中,且背極板524位於靠近振膜522的下表面的一側。
此外,在一些實施例中,聲電轉換器520的振膜522與基體521限定出換能區域523(換能區域523是振膜522的一部分)。換能區域523可以包括第一區域5231和第二區域5232。第一區域5231與圖4中的第一區域3231相同或相似。第二區域5232還可以包括第三子區域52321和第四子區域52322。第三子區域52321和第四子區域52322分別具有不同的楊氏模量。在一些實施例中,第三子區域52321的楊氏模量可以大於第四子區域52322的楊氏模量。在一些實施例中,第一區域5231為圓形,第二區域5232為圓環形。第三子區域52321和第四子區域52322的形狀均為扇環形,且第三子區域52321和第四子區域52322的數量均為兩個,第三子區域52321和第四子區域52322相互間隔連接形成圓環形的第二區域5232。
圖7是根據本說明書的又一些實施例所示的示例性聲電轉換器的示意圖;圖8是圖7所示C-C截面示意圖;圖9是根據本說明書的一些實施例所示的示例性聲電轉換器的截面示意圖。如圖7和圖8所示,聲電轉換器720可以包括基體721和與基體721連接的振膜722。
圖7和圖8所示的聲電轉換器720中的基體721可以與圖3和4所示的聲電轉換器中的基體321相同或相似。不同的是,聲電轉換器720的振膜722包括第一振膜7221和第二振膜7222。第一振膜7221的楊氏模量大於第二振膜7222的楊氏模量。第一振膜7221上開設有通孔72211,第二振膜7222設置在第一振膜7221的上表面且將通孔72211遮蓋。在一些情況下,在楊氏模量較大的第一振膜7221上開設通孔72211可以降低第一振膜7221的剛度,從而減小聲電轉換器720的等效剛度,減小聲電轉換器720的第二諧振頻率。此外,在一些情況下,利用楊氏模量較小的第二振膜7222對通孔72211進行遮蓋,可以保證聲電轉換器720的氣密性以及協助調解聲電轉換器720的第二諧振頻率。
在一些實施例中,第一振膜7221的換能區域723的形狀為圓形,通孔72211的數量為十個,十個通孔72211環繞第一振膜7221的中心設置,也可以理解為環繞換能區域723的圓周設置。在一些實施例中,所有通孔72211的孔徑可以相同或不同。在本實施例中,所有通孔72211的孔徑相同。在一些實施例中,第二振膜7222可以為圓環形,圓環形的第二振膜7222可以設置在第一振膜7221上以同時遮蓋所有通孔7221。
在另一些實施例中,第二振膜可以覆蓋整個第一振膜的上表面。圖9示出了振膜921的另一種設置形式。在一些實施例中,聲電轉換器920可以包括基體921和與基體921連接的振膜922。
圖9所示的聲電轉換器720中的基體921、第一振膜9221以及設置在第一振膜9221上的換能區域923和通孔92211可以與圖7和圖8所示的聲電轉換器中的基體721、第一振膜7221、換能區域723、通孔72211相同或相似。不同的是,聲電轉換器920的第一振膜9221和第二振膜9222均為矩形,且第二振膜9222與第一振膜9221的長度、寬度相同或近似相同,以使得第二振膜9222可以覆蓋整個第一振膜9221的上表面。在一些實施例中,第一振膜9221和第二振膜9222可以通過物理方式進行連接。連接的方式包括但不限於焊接、黏接、鉚接、一體成型等。
圖10是根據本說明書的再一些實施例所示的示例性聲電轉換器的示意圖;圖11是圖10所示D-D截面示意圖;圖12是根據本說明書的另一些實施例所示的示例性聲電轉換器的截面示意圖。如圖10和圖11所示,聲電轉換器1020可以包括基體1021、振膜1022和質量元件1025(例如,配重塊)。振膜1022的周側與基體1021連接,並與基體1021形成換能區域1023。質量元件1025設置在基體1021的換能區域1023中。在一些情況下,通過在振膜1022上設置質量元件1025來提高聲電轉換器1020的等效質量,可以有效降低聲電轉換器1020的諧振頻率。在一些情況下,通過更換不同重量的質量元件1025,可以對聲電轉換器1020的等效質量進行調節,使聲電轉換器1020的諧振頻率達到目標頻率。
如圖10和圖11所示,基體1021與振膜1022限定出的換能區域1023的形狀為圓形。質量元件1025沿振膜1022的厚度方向的投影形狀也為圓形,且兩者的圓心重合。在一些實施例中,質量元件1025可以設置在振膜1022的上表面或者下表面。例如,在圖10和圖11所示的實施例中,質量元件1025設置在振膜1022的下表面。又例如,在圖12所示的實施例中,質量元件1225設置在振膜1222的上表面。在一些實施例中,質量元件1025和振膜1022可以通過物理方式進行連接,包括但不限於黏接、焊接、鉚接、螺釘連接、一體成型等。
圖10-圖12所示的聲電轉換器(聲電轉換器1020、1220)可以與圖3和4所示的聲電轉換器320相同或相似。例如,聲電轉換器(圖10和11所示的聲電轉換器1020、圖12所示的1220)的基體(圖10和圖11所示的基體1021、圖12所示的基體1221)、振膜(圖10和圖11所示的振膜1022、圖12所示的振膜1222)等可以與聲電轉換器320中的基體321、振膜322等分別相同或類似,此處不再贅述。不同的是,由振膜與基體限定的換能區域(圖10和圖11所示的換能區域1023、圖12所示的換能區域1223)並沒有區分出第一區域(如圖3和圖4所示的第一區域3231)以及第二區域(如圖3和圖4所示的第二區域3232)。
圖13是根據本說明書的又一些實施例所示的示例性聲電轉換器的截面示意圖。如圖13所示,聲電轉換器1320可以包括基體1321、振膜1322、質量元件1325以及背極板1324。振膜1322的周側與基體1321連接,並與基體1321形成換能區域1323。質量元件1325設置在基體1321的換能區域1323中。圖13所示的聲電轉換器1320中的基體1321可以與圖12所示的聲電轉換器1220中的基體1221相同或相似。例如,聲電轉換器1320的基體1321、振膜1322、質量元件1325等可以與聲電轉換器1220中的基體1221、振膜1222、質量元件1225等分別相同或類似,此處不再贅述。不同的是,聲電轉換器1220可以應用於壓電式麥克風或者壓阻式麥克風中。而聲電轉換器1320聲電轉換器1320還包括背極板1324,因此可以應用於電容式麥克風。所述背極板1324的周側嵌設在基體1321框架中,背極板1324的周側嵌設在基體1321中且設置在靠近振膜1322下表面的一側。
圖14是根據本說明書的一些實施例所示的示例性傳聲器的示意圖。如圖14所示,傳聲器1400可以包括殼體1410、板體1412、聲學結構1430、聲電轉換器1420以及專用積體電路1450。
其中,板體1412的周側與殼體1410的內壁連接,板體1412將殼體1410形成的腔體分割成聲學腔體1431和第一腔體1440。聲電轉換器1420與專用積體電路1450連接並且均容納在第一腔體1440中。此外,在板體1412上還開設有進聲孔1421,進聲孔1421可以聲學連通聲學腔體1431和聲電轉換器1420,並將經過聲學結構1430調節後的聲音信號傳遞至聲電轉換器1420,聲電轉換器1420可以拾取該聲音信號並轉換為電信號。
聲學腔體1431可以作為聲學結構1430的一部分。如圖14所示,聲學腔體1431和第一腔體1440分別位於板體1412的兩側。其中,腔體壁1411、一部分殼體1410以及板體1412圍合成聲學腔體1431。此外,腔體壁1411上還開設有導聲管1432,導聲管1432可以將聲學腔體1431與傳聲器1400的外部聲學連通。外部聲音信號可以通過導聲管1432傳至聲學腔體1431。
圖15是根據本說明書的一些實施例所示的示例性傳聲器的示意圖。如圖15所示,傳聲器1500可以包括殼體1510、聲學結構1530、聲電轉換器1520以及專用積體電路1550。
圖15所示的傳聲器1500中的一個或多個元件可以與圖14所示的傳聲器1400中的一個或多個元件相同或類似。例如,傳聲器1500中的殼體1510、聲電轉換器1520、聲學結構1530、導聲管1532、專用積體電路1550等可以與傳聲器1400中的殼體1410、聲電轉換器1420、聲學結構1430、導聲管1432、專用積體電路1450等分別相同或類似。與傳聲器1400不同的是,傳聲器1500的聲電轉換器1520和/或專用積體電路1550可以位於聲學結構1530的聲學腔體1531中。
在一些實施例中,聲學結構1530可以與聲電轉換器1520直接聲學連通。聲學結構1530和聲電轉換器1520直接聲學連通可以理解為:聲電轉換器1520可以包括「前腔」和「後腔」,「前腔」或「後腔」中的聲音信號可以引起聲電轉換器1520的一個或多個參數的變化。示例性的,在圖14所示的傳聲器1400中,聲音信號經過聲學結構1430(例如,導聲管1432和聲學腔體1431),再通過聲電轉換器1420的進聲孔1421傳到聲電轉換器1420的「後腔」,引起聲電轉換器1420的一個或多個參數的變化。在另一示例中,如圖15所示的傳聲器1500中,可以認為殼體1510形成的第一腔體1540與聲學結構1530的聲學腔體1531重合,聲電轉換器1520的「前腔」與聲學結構的聲學腔體1531重合,聲音信號經過聲學結構1530後直接引起聲電轉換器1520的一個或多個參數的變化。
圖16是根據本說明書的一些實施例所示的示例性傳聲器的頻率響應曲線的示意圖。如圖16所示,頻率響應曲線1610為聲電轉換器(例如,聲電轉換器1420)的頻率響應曲線,頻率響應曲線1620為聲學結構(例如,聲學結構1430)的頻率響應曲線,頻率響應曲線1630為傳聲器(例如,傳聲器1400)的頻率響應曲線。在頻率
處,聲電轉換器與其接收到的聲音信號發生共振,使得包含頻率
的頻段信號放大,頻率響應曲線1610在頻率
處具有諧振峰,則頻率
可以稱為聲電轉換器的諧振頻率(即第二諧振頻率)。在頻率
處,聲學結構與接收到的聲音信號發生共振,使得包含頻率
的頻段信號放大,頻率響應曲線1620在頻率
具有諧振峰,則頻率
可以稱為聲學結構的諧振頻率(即第一諧振頻率)。
在一些實施例中,需要控制第一諧振頻率和/或第二諧振頻率的範圍,以便於可以在人聲的頻率範圍內對使用者發出的聲音信號進行接收。在一些實施例中,第一諧振頻率和/或第二諧振頻率的範圍可以為10Hz-20000Hz。在一些實施例中,第一諧振頻率和/或第二諧振頻率的範圍可以為20Hz-20000Hz。在一些實施例中,第一諧振頻率和/或第二諧振頻率的範圍可以為50Hz-20000Hz。在一些實施例中,第一諧振頻率和/或第二諧振頻率的範圍可以為100Hz-12000Hz。
在一些實施例中,第一諧振頻率可以與聲學結構的結構參數有關。聲學結構的諧振頻率可以表示為公式(8):
, (8)
其中,
表示聲學結構的諧振頻率,
表示空氣中的聲速,
表示導聲管的橫截面積,
表示導聲管的長度,
表示聲學腔體的體積。
根據公式(8)可知,聲學結構的諧振頻率與聲學結構中導聲管的橫截面積、導聲管的長度以及聲學腔體的體積有關。示例性的,聲學結構的諧振頻率與導聲管的橫截面積成正相關,與導聲管的長度和/或聲學腔體的體積成負相關。在一些實施例中,可以通過設置聲學結構的結構參數,例如,導聲管的形狀、導聲管的尺寸、聲學腔體的體積等或其組合,調整聲學結構的諧振頻率。例如,在導聲管的長度和聲學腔體的體積不變的情況下,可以通過減小導聲管的孔徑,以減小導聲管的橫截面積,從而降低聲學結構的諧振頻率。又例如,在導聲管的橫截面積和導聲管的長度不變的情況下,可以通過減小聲學腔體的體積,提高聲學結構的諧振頻率。再例如,在導聲管的橫截面積和長度不變的情況下,可以通過增大聲學腔體的體積,降低聲學結構的諧振頻率。
在一些實施例中,聲電轉換器的諧振頻率可以與聲電轉換器的結構參數有關。聲電轉換器的結構參數可以包括聲電轉換器的類型、聲電轉換器的材料、聲電轉換器的尺寸、聲電轉換器的排布方式等或其組合。僅作為示例,以聲電轉換器為長方體懸臂樑結構為例進行說明。在一些實施例中,在其他參數(例如,寬度,厚度、材料)相同的情況下,聲電轉換器的諧振頻率與懸臂樑結構的長度呈負相關。
在一些實施例中,可以通過調整聲電轉換器和/或聲學結構的結構參數,調節聲電轉換器的諧振頻率和/或聲學結構的諧振頻率,從而獲取聲電轉換器和/或聲學結構理想的諧振頻率,進而獲取傳聲器理想的頻率響應曲線。
在一些實施例中,為了提高傳聲器在第一諧振頻率
和/或第二諧振頻率
處對聲音信號的回應的靈敏度,可以設置聲學結構的結構參數,使得第一諧振頻率
與第二諧振頻率
的差值的絕對值可以不大於設定的閾值。在一些實施例中,第一諧振頻率
與第二諧振頻率
的差值的絕對值可以不大於1000Hz。在一些實施例中,第一諧振頻率
與第二諧振頻率
的差值的絕對值可以小於1000Hz。在一些實施例中,第一諧振頻率
與第二諧振頻率
的差值的絕對值可以小於800Hz。在一些實施例中,第一諧振頻率
與第二諧振頻率
的差值的絕對值的範圍可以在100Hz-200Hz之間。在一些實施例中,第一諧振頻率
與第二諧振頻率
的差值的絕對值的範圍可以在0Hz-100Hz之間。在一些實施例中,第一諧振頻率
與第二諧振頻率
的差值的絕對值可以為0,即第一諧振頻率
與第二諧振頻率
的相同。在一些實施例中,通過設置聲學結構和/或聲電轉換器的結構參數可以使得第一諧振頻率
和第二諧振頻率
差值的絕對值相對較小。在這種情況下,聲音信號在第一諧振頻率
處與聲音信號產生共振,包含第一諧振頻率
的一定頻段內的頻率成分被放大。聲電轉換器在第二諧振頻率
處與聲音信號產生共振,使得包含第二諧振頻率
的一定頻段內的信號被放大,由於聲學結構的第一諧振頻率
與聲電轉換器的第二諧振頻率
的差值的絕對值相對較小(例如,小於1000 Hz),使得第一諧振頻率
附近的頻率成分和/或第二諧振頻率
附近的頻率成分可以被「放大」,從而可以在不增加傳聲器體積的前提下,使得傳聲器具有兩個高Q值的諧振峰,例如,圖16中的諧振峰1631和諧振峰1632。在一些實施例中,傳聲器在第一諧振頻率
處的靈敏度可以大於聲學結構在第一諧頻率
處的靈敏度,如圖16中所示,兩者的差值可以用△V1表示。在一些實施例中,傳聲器在第二諧振頻率
處的靈敏度可以大於聲電轉換器在第二諧振頻率
處的靈敏度,如圖16所示,兩者的差值可以用△V2表示。
在一些實施例中,可以通過設置聲學結構和/或聲電轉換器的結構參數使得第一諧振頻率
與第二諧振頻率
相等,也即第一諧振頻率
與第二諧振頻率
的差值的絕對值為0Hz。為描述方便,本實施例以圖17為例進行說明。圖17是根據本說明書一些實施例所示的示例性傳聲器的頻率響應曲線的示意圖。如圖17所示,頻率響應曲線1710為聲電轉換器(例如,聲電轉換器1420)的頻率響應曲線,頻率響應曲線1720為設置有聲學結構(例如,聲學結構1430)的傳聲器(例如,傳聲器1400)的頻率響應曲線。在一些實施例中,聲音信號在第一諧振頻率
處與聲音信號產生共振,包含第一諧振頻率
的一定頻段內的頻率成分被放大。聲電轉換器在第二諧振頻率
處與聲音信號產生共振,使得包含第二諧振頻率
的一定頻段內的信號被放大,由於聲學結構的第一諧振頻率
與聲電轉換器的第二諧振頻率
相等,使得第一諧振頻率
附近的頻率成分和/或第二諧振頻率
附近的頻率成分可以被兩次「放大」,從而可以在不增加傳聲器體積的前提下,提高傳聲器在第一諧振頻率
/第二諧振頻率
附近的靈敏度和Q值。如圖17所示,傳聲器在第一諧振頻率
/第二諧振頻率
處的靈敏度的提升值可以用△V3表示。
在一些實施例中,通過在傳聲器中設置聲學結構,相比於聲電轉換器的靈敏度,可以使得傳聲器在不同諧振頻率範圍內的靈敏度提高5 dBV-60 dBV。在一些實施例中,通過在傳聲器中設置聲學結構,可以使得傳聲器在不同諧振頻段範圍內的靈敏度提高10 dBV-40 dBV。在一些實施例中,傳聲器在不同的諧振頻率範圍內的靈敏度的增加量可以不同。例如,諧振頻率越高,傳聲器在對應頻段範圍的靈敏度的增加量越大。在一些實施例中,傳聲器的靈敏度的增加量可以用頻率範圍內靈敏度的斜率變化來表示。在一些實施例中,傳聲器在不同諧振頻率範圍內的靈敏度的斜率變化範圍可以位於0.0005 dBV/Hz-0.05 dBV/Hz。在一些實施例中,傳聲器在不同諧振頻率範圍內的靈敏度的斜率變化範圍可以位於0.001 dBV/Hz-0.03 dBV/Hz。在一些實施例中,傳聲器在不同諧振頻率範圍內的靈敏度的斜率變化範圍可以位於0.002 dBV/Hz-0.04 dBV/Hz。
圖18是根據本說明書的一些實施例所示的示例性傳聲器的示意圖。如圖18所示,傳聲器1800可以包括殼體1810、至少一個聲電轉換器1820、進聲孔1821、聲學結構1830、第一腔體1840、專用積體電路1850、第二聲學結構1870。
傳聲器1800中的一個或多個元件可以與圖14所示的傳聲器1400中的一個或多個元件相同或相似。例如,傳聲器1800中殼體1810、第一板體1812、至少一個聲電轉換器1820、進聲孔1821、聲學結構1830以及第一腔體1840、專用積體電路1850等可以與傳聲器1400中的殼體1410、板體1412、至少一個聲電轉換器1420、進聲孔1421、聲學結構1430、第一腔體1440、專用積體電路1450等分別相同或相似。傳聲器1800與傳聲器1400的區別之處在於,傳聲器1800還可以包括第二聲學結構1870。
在一些實施例中,傳聲器1800可以包括第一板體1812和第二板體1813。第一板體1812和第二板體1813由上至下依次設置於殼體1810形成的腔體中。第一板體1812和第二板體1813的周側可以與殼體1810的內壁連接,從而將殼體1810形成的腔體分為第一腔體1840、聲學腔體1831以及第二聲學腔體1871。具體地,第一板體1812和殼體1810的至少一部分可以構成第一腔體1840,第一腔體1840可以用於容納傳聲器1800的至少部分結構(例如,至少一個聲電轉換器1820、專用積體電路1850等)。第一板體1812、第二板體1813以及殼體1810的至少一部分可以限定或形成聲學腔體1831,聲學腔體1831作為聲學結構1830的部分結構。第二板體1813以及殼體1810的至少一部分可以限定或形成第二聲學腔體1871,第二聲學腔體1871作為第二聲學結構1870的部分結構。
在一些實施例中,第二聲學結構1870可以與聲學結構1830串聯、並聯或以其他合適的方式設置。如圖18所示,第二聲學結構1870可以與聲學結構1830串聯設置。第二聲學結構1870和聲學結構1830串聯設置指的是第二聲學結構1870的第二聲學腔體1871可以通過聲學結構1830的導聲管1832與聲學結構1830的聲學腔體1831聲學連通。在一些實施例中,聲學結構1830的導聲管1832可以位於第二板體1813上,聲學腔體1831可以通過導聲管1832可以與第二聲學結構1870的第二聲學腔體1871聲學連通。在一些實施例中,第二聲學結構1870的第二導聲管1872可以設置於構成第二聲學腔體1871的腔體壁1811上。第二聲學結構1870的第二聲學腔體1871通過第二導聲管1872與傳聲器1800的外部聲學連通。在一些實施例中,進聲孔1821可以設置於第一板體1812上。聲學結構1830可以通過進聲孔1821與聲電轉換器1820聲學連通。元件A與元件B聲學連通指的是聲音信號可以通過元件A傳遞至元件B。例如,第二聲學腔體1871通過導聲管1832與聲學腔體1831聲學連通指的是,聲音信號可以從第二聲學腔體1871通過導聲管1832傳遞至聲學腔體1831。又例如,第二聲學腔體1871通過第二導聲管1872與傳聲器1800的外部聲學連通指的是,聲音信號可以通過第二導聲管1872進入聲學腔體1871。再例如,聲學結構1830可以通過進聲孔1821與聲電轉換器1820聲學連通指的是,聲音信號可以從聲學結構1830通過進聲孔1821傳遞至聲電轉換器1820。關於聲學結構的連接方式的設置可以參考圖20-圖22及其相關描述。
在一些實施例中,傳聲器1800拾取的外部聲音信號可以先經過第二聲學結構1870調節(例如,濾波、放大等),再通過導聲管1832傳送至聲學結構1830,聲學結構1830對該聲音信號再次進行調節(例如,濾波、放大等),經過二次調節的聲音信號進一步地經進聲孔1821進入聲電轉換器1820,聲電轉換器1820可以來產生與聲音信號對應的電信號。
在一些實施例中,第二聲學結構1870的結構參數與聲學結構1830的結構參數可以相同或不同。例如,第二聲學結構1870的形狀可以為圓柱體,聲學結構1830的形狀可以為圓柱體。又例如,第二聲學結構1870的第二導聲管1872內壁的粗糙度可以與聲學結構1830的導聲管1832的內壁的粗糙度相同或不同。又例如,第二聲學結構1870的第二導聲管1872的管徑可以與聲學結構1830的導聲管1832的管徑相同或不同。再例如,第二聲學結構1870的第二聲學腔體1871的尺寸(例如,長度、寬度、深度等)可以與聲學結構1830的聲學腔體1831的尺寸相同或不同。
在一些實施例中,第二聲學結構1870的諧振頻率(也可以稱為第三諧振頻率)可以在一定範圍內。聲音信號在第三諧振頻率處的頻率成分會產生共振,使得第二聲學結構1870可以放大聲音信號中第三諧振頻率附近的頻率成分。聲學結構1830可以具有第一諧振頻率,經過第二聲學結構1870放大後的聲音信號在第一諧振頻率處的頻率成分會產生共振,使得聲學結構1830可以繼續放大聲音信號中第一諧振頻率附近的頻率成分。考慮到特定聲學結構只對特定頻率範圍的聲音成分有較好的放大效果,為方便理解,可以將經過一個聲學結構放大後的聲音信號看作該聲學結構對應諧振頻率處的子帶聲信號。例如,上述經由第二聲學結構1870放大後的聲音可以被看作是在第三諧振頻率處的子帶聲信號,經由聲學結構1830繼續放大的聲音信號會產生在第一諧振頻率處的另一子帶聲信號。經過放大後的聲音信號傳送到聲電轉換器1820,由此產生相應的電信號。通過這種方式,聲學結構1830和第二聲學結構1870可以分別在包括第一諧振頻率以及第三諧振頻率的頻段,提高傳聲器1800的Q值,從而提高傳聲器1800的靈敏度。在一些實施例中,不同的諧振頻率處,傳聲器1800靈敏度的增加量(相對於聲學轉換器)可以相同或不同。例如,當第三諧振頻率大於第一諧振頻率時,傳聲器1800在第三諧振頻率處回應的靈敏度大於傳聲器1800在第一諧振頻率處回應的靈敏度。在一些實施例中,可以通過調節第二聲學結構1870和/或聲學結構1830的結構參數,調節第二聲學結構1870和/或聲學結構1830的諧振頻率。在一些實施例中,聲學結構1830對應的第一諧振頻率以及第二聲學結構1870對應的第三諧振頻率可以根據實際情況進行設置。例如,第一諧振頻率和第三諧振頻率可以小於第二諧振頻率,從而可以提高傳聲器1800在中低頻段的靈敏度。又例如,第一諧振頻率和第三諧振頻率差值的絕對值可以小於頻率閾值(例如,100Hz、200Hz、1000Hz等),從而可以在一定的頻率範圍內提高傳聲器1800的靈敏度和Q值。又例如,第一諧振頻率可以大於第二諧振頻率,第三諧振頻率可以小於第二諧振頻率,從而可以使得傳聲器1800的頻率響應曲線更加平坦,提高傳聲器1800在較寬頻段的靈敏度。關於傳聲器1800的頻率響應的更多細節可以參考圖19及其相關描述。
關於上述傳聲器1800的描述僅是出於闡述的目的,並不旨在限制本說明書的範圍。對於所屬技術領域中具有通常知識者來說,可以根據本說明書的描述,做出各種各樣的變化和修改。在一些實施例中,傳聲器1800可以包括多個聲學結構(例如,3個、5個、11個、14個、64個等)。在一些實施例中,傳聲器中的聲學結構的連接方式可以是串聯、並聯或其組合。在一些實施例中,第一諧振頻率、第二諧振頻率、第三諧振頻率的大小可以根據實際需要進行調整。例如,第一諧振頻率和/或第三諧振頻率可以小於、等於或大於第二諧振頻率。又例如,第一諧振頻率可以小於、等於或大於第三諧振頻率。這些變化和修改仍在本說明書的保護範圍內。
圖19是根據本說明書的一些實施例所示的示例性傳聲器的頻率響應曲線的示意圖。如圖19所示,頻率響應曲線1910為聲電轉換器(例如,聲電轉換器1820)的頻率響應曲線,頻率響應曲線1920為聲學結構(例如,聲學結構1830)的頻率響應曲線,頻率響應曲線1930為第二聲學結構(例如,第二聲學結構1870)的頻率響應曲線,頻率響應曲線1940為傳聲器(例如,傳聲器1800)的頻率響應曲線。
頻率響應曲線1910在頻率
處具有諧振峰,則頻率
可以稱為聲電轉換器的諧振頻率(也可以稱為第二諧振頻率)。在頻率響應曲線1920的頻率
處,聲學結構與接收到的聲音信號發生共振,使得包含頻率
的頻段信號放大,頻率響應曲線1920在頻率
處具有諧振峰。發聲共振的頻率
可以稱為聲學結構的諧振頻率(也可以稱為第一諧振頻率)。在頻率響應曲線1930的頻率
處,第二聲學結構與接收到的聲音信號發生共振,使得包含頻率
的頻段信號放大,頻率響應曲線1930在頻率
處具有諧振峰,發聲共振的頻率
可以稱為第二聲學結構的諧振頻率(也可以稱為第三諧振頻率)。
在一些實施例中,可以設置多個(例如,2個、3個、5個、8個、11個、16個等)聲學結構,多個聲學結構的頻率響應曲線可以在相同或不同的頻率處具有諧振峰,從而可以在聲電轉換器的頻率響應曲線的諧振峰的基礎上,使得傳聲器的頻率響應曲線1940在不同的頻率處具有多個諧振峰。在一些實施例中,通過選擇和/或調節多個聲學結構的諧振頻率,可以得到期望的或理想的傳聲器的頻率響應曲線。例如,第一諧振頻率
和第三諧振頻率
可以小於第二諧振頻率
,從而可以提高傳聲器在中低頻段的靈敏度。又例如,第一諧振頻率
和第三諧振頻率
可以大於第二諧振頻率
,從而可以提高傳聲器在中高頻段的靈敏度。又例如,第一諧振頻率
和/或第三諧振頻率
與第二諧振頻率
的差值的絕對值可以小於頻率閾值(例如,100Hz、200Hz、500Hz、1000Hz等),從而可以使得傳聲器在第一諧振頻率
、第二諧振頻率
和/或第三諧振頻率
處的靈敏度和Q值得到提高。也就是說,傳聲器在第一諧振頻率
處回應的靈敏度可以大於聲學結構在第一諧振頻率
處回應的靈敏度,傳聲器在第二諧振頻率
處回應的靈敏度可以大於聲電轉換器在第二諧振頻率
處回應的靈敏度,和/或傳聲器在第三諧振頻率
處回應的靈敏度可以大於第二聲學結構在第三諧振頻率
處回應的靈敏度,進而可以使得傳聲器具有多個(例如,圖19中的3個)高Q值的諧振峰。又例如,第二諧振頻率
可以大於第一諧振頻率
,第三諧振頻率
可以小於第一諧振頻率
,從而可以使得傳聲器的頻率響應曲線更加平坦,提高傳聲器在較寬頻段的靈敏度。在一些實施例中,第三諧振頻率、第一諧振頻率和第二諧振頻率中的至少兩個諧振頻率可以相同。例如,第二諧振頻率
、第三諧振頻率
與第一諧振頻率
相等。在這種情況下,第二聲學結構在第三諧振頻率
處與聲音信號產生共振,使得包含第三諧振頻率
的一定頻段內的信號被放大。聲學結構在第一諧振頻率
處於聲音信號共振,使得包含第一諧振頻率
的一定頻段內的信號被放大。聲電轉換器在第二諧振頻率
處與聲音信號產生共振,使得包含第二諧振頻率
的一定頻段內的信號被放大。由於第二諧振頻率
、第三諧振頻率
與第一諧振頻率
相等,因此聲音信號在傳聲器中可以經過三次放大,從而提高傳聲器的Q值和靈敏度。
圖20是根據本說明書的一些實施例所示的示例性傳聲器的示意圖;圖21是根據本說明書的一些實施例所示的示例性傳聲器的示意圖。如圖20所示,傳聲器2000可以包括殼體2010、至少一個聲電轉換器2020、聲學結構2030、第二聲學結構2070和第三聲學結構2080。其中,聲學結構2030可以包括導聲管2031和聲學腔體2032,第二聲學結構2070可以包括第二導聲管2071和第二聲學腔體2072,第三聲學結構2080可以包括第三導聲管2081、第四導聲管2082和第三聲學腔體2083。
傳聲器2000中的一個或多個元件可以與圖18所示的傳聲器1800中的一個或多個元件相同或相似。例如,傳聲器2000中的殼體2010、至少一個聲電轉換器2020、進聲孔2021以及第一腔體2040等與傳聲器1800中的殼體1810、至少一個聲電轉換器1820、進聲孔1821以及第一腔體1840等分別相同或者相似。
在一些實施例中,傳聲器2000可以包括第一板體2012、第二板體2013和第三板體2014。第一板體2012和第二板體2013可以由上至下依次設置於殼體2010形成的腔體中。第一板體2012可以與第二板體2013和殼體物理連接。第二板體2013和第三板體2014的周側可以與殼體2010的內壁連接。在一些實施例中,第一板體2012和殼體2010的至少一部分可以限定或形成第一腔體2040。
在一些實施例中,傳聲器2000的隔離件2015設置在第二板體2013與第三板體2014之間,將第二板體2013與第三板體2014之間的空間分隔開來。
在一些實施例中,第一板體2012和殼體2010的至少一部分可以限定或形成第一腔體2040。在一些實施例中,第一板體2012、第二板體2013以及殼體2010的至少一部分可以限定或形成第三聲學腔體2083。在一些實施例中,第二板體2013、第三板體2014、殼體的至少一部分以及隔離件2015可以限定或形成聲學腔體2032。在一些實施例中,第二板體2013、第三板體2014、殼體的至少一部分以及隔離件2015可以限定或形成第二聲學腔體2072。其中,第三板體2014可以作為第二聲學腔體2072和第三聲學腔體2032的腔體壁811,第二導聲管2071和導聲管2031可以開設在腔體壁2011上。
在一些實施例中,傳聲器2000的進聲孔2021可以設置於第一板體2012上,第三聲學結構2080的第三聲學腔體2083可以通過進聲孔2021與聲電轉換器2020聲學連通。在一些實施例中,第三聲學結構2080的第三導聲管2081和第四導聲管2082可以設置於第二板體2013上,聲學結構2030的聲學腔體2032可以通過第三導聲管2081與第三聲學結構2080的第三聲學腔體2083聲學連通,第二聲學結構2070的第二聲學腔體2072可以通過第四導聲管2082與第三聲學腔體2083聲學連通。
在一些實施例中,聲學結構2030的諧振頻率可以稱為第一諧振頻率,聲電轉換器2020的諧振頻率可以稱為第二諧振頻率,第二聲學結構2070的諧振頻率可以稱為第三諧振頻率,第三聲學結構2080的諧振頻率可以稱為第四諧振頻率。在一些實施例中,第一諧振頻率、第三諧振頻率和/或第四諧振頻率可以與第二諧振頻率可以相同或不同。例如,第一諧振頻率、第三諧振頻率、第四諧振頻率以及第二諧振頻率相互之間的差值的絕對值可以大於頻率閾值(例如,100Hz、200Hz、500Hz、1000Hz等)。又例如,第一諧振頻率、第三諧振頻率、第四諧振頻率以及第二諧振頻率相互之間的差值的絕對值可以小於頻率閾值(例如,100Hz、200Hz、500Hz、1000Hz等)。在一些實施例中,第三諧振頻率、第四諧振頻率和第二諧振頻率中的至少兩個可以相同。例如,第二諧振頻率
、第三諧振頻率
可以與第四諧振頻率
相等。在這種情況下,第二聲學結構在第三諧振頻率
處於聲音信號共振,使得包含第三諧振頻率
的一定頻段內的信號被放大。第三聲學結構在第四諧振頻率
處與聲音信號產生共振,使得包含第四諧振頻率
的一定頻段內的信號被放大。聲電轉換器在第二諧振頻率
處與聲音信號產生共振,使得包含第二諧振頻率
的一定頻段內的信號被放大。由於第二諧振頻率
、第三諧振頻率
可以與第四諧振頻率
相等,因此聲音信號在傳聲器中可以經過三次放大,從而提高傳聲器的Q值和靈敏度。
使用傳聲器2000進行聲音信號處理時,聲音信號可以通過導聲管2031和第二導聲管2071分別進入聲學結構2030的聲學腔體2032和第二聲學結構2070的第二聲學腔體2072。聲學結構2030可以對聲音信號進行調節,聲音信號在第一諧振頻率處的頻率成分會產生共振,使得聲學結構2030可以放大聲音信號中第一諧振頻率附近的頻率成分。類似地,第二聲學結構2070可以對聲音信號進行處理,聲音信號在第三諧振頻率處的頻率成分會產生共振,使得第二聲學結構2070可以放大聲音信號中第三諧振頻率附近的頻率成分。由聲學結構2030和第二聲學結構2070調節後的聲音信號可以分別通過第三導聲管2081和第四導聲管2082進入第三聲學腔體2083。第三聲學結構2080可以繼續調節聲音信號,聲音信號在第四諧振頻率處的頻率成分會產生共振,使得第三聲學結構2080可以放大聲音信號中第四諧振頻率附近的頻率成分。經過聲學結構2030、第二聲學結構2070以及第三聲學結構2080調節的聲音信號可以通過聲電轉換器2020的進聲孔2021傳送至聲電轉換器2020。聲電轉換器2020可以根據經過調節的聲音信號來產生電信號。
需要說明的是,傳聲器2000包括的聲學結構不限於圖20所示的聲學結構2030、第二聲學結構2070和第三聲學結構2080,傳聲器2000包括的聲學結構的個數、聲學結構的結構參數、聲學結構的數量、聲學結構的連接方式等可以根據實際需要(例如,期望的或/理想的諧振頻率、靈敏度等)進行設置。圖21示出了另一種傳聲器2100的結構示意圖。與圖20的傳聲器2000不同的是,傳聲器2100包含的聲學結構的數量更多。如圖21所示,傳聲器2100包括殼體2110、聲電轉換器2120、第一板體2112以及若干聲學結構。聲電轉換器2120容納在殼體2110與第一板體2112構成的第一腔體2140中,通過進聲孔2121與聲電轉換器2120的外部聲學連通。若干聲學結構包括聲學結構2131、聲學結構2132、聲學結構2133、聲學結構2134、聲學結構2135、聲學結構2136以及聲學結構2137。其中,聲學結構2137包括聲學腔體21373以及6個導聲管,6個導聲管分別與聲學結構2131、聲學結構2132、聲學結構2133、聲學結構2134、聲學結構2135、聲學結構2136連通。聲學結構2137的聲學腔體21373通過進聲孔2121與第一腔體2140聲學連通。傳聲器2100元件以及聲音信號的處理過程可以參考圖18中的傳聲器1800和圖20中的傳聲器2000,在此不再贅述。
圖22是根據本說明書的一些實施例所示的示例性傳聲器的示意圖。如圖22所示,傳聲器2200可以包括殼體2210、聲電轉換器2220、聲學結構2230以及第一腔體2240。在一些實施例中,傳聲器2200可以包括第一板體2211,第一板體2211可以位於殼體2210所形成的空間中。在一些實施例中,第一板體2211的周側可以與殼體2210的內壁連接,從而將殼體2210形成的空間分隔為聲學腔體(例如,第二聲學子結構2232的第二聲學子腔體22322)和第一腔體2240。第一腔體2240可以用於容納聲電轉換器2220以及專用積體電路2250。在一些實施例中,聲電轉換器2220可以包括多個聲電轉換器,例如,第一聲電轉換器2221、第二聲電轉換器2222、第三聲電轉換器2223、第四聲電轉換器2224、第五聲電轉換器2225以及第六聲電轉換器2226。在一些實施例中,聲學結構2230可以包括多個聲學子結構,例如,第一聲學子結構2231、第二聲學子結構2232、第三聲學子結構2233、第四聲學子結構2234、第五聲學子結構2235、第六聲學子結構2236。在一些實施例中,傳聲器2200中的每一子聲學結構與一個聲電轉換器一一對應,即一個聲學子結構與一個聲電轉換器對應設置。例如,第一聲學子結構2231通過傳聲器2200的第一板體2211上的第一子進聲孔與第一聲電轉換器2221聲學連通、第二聲學子結構2232通過第一板體2211上的第二子進聲孔與第二聲電轉換器2222聲學連通、第三聲學子結構2233通過第一板體2211上的第三子進聲孔與第三聲電轉換器2223聲學連通、第四聲學子結構2234通過第一板體2211上的第四子進聲孔與第四聲電轉換器2224聲學連通、第五聲學子結構2235通過第一板體2211上的第五子進聲孔與第五聲電轉換器2225聲學連通、第六聲學子結構2236通過第一板體2211上的第六子進聲孔與第六聲電轉換器2226聲學連通。為描述方便,以第二聲學子結構2232為例進行說明,第二聲學子結構2232包括第二子導聲管22321和第二聲學子腔體22322。第二聲學子結構2232通過第二子導聲管22321與傳聲器2200的外部聲學連通,用於接收聲音信號。第二聲學子結構2232的第二聲學子腔體22322通過第一板體2211上的第二子進聲孔2212與第二聲電轉換器2222聲學連通。在一些實施例中,每個子聲學結構可以與對應的一個聲電轉換器進行組合,例如,第一聲學子結構2231通過傳聲器2300的第一板體2311上的第一子進聲孔與聲電轉換器2221聲學連通。每個聲學子結構會將放大的聲音信號傳遞至對應的聲電轉換器,最後各個聲電轉換器會將接收到的聲音信號轉換為電信號並輸入到專用積體電路2250中進行處理。
在一些實施例中,傳聲器中的所有聲學子結構可以對應一個聲學轉換器。例如,第一聲學子結構2231、第二聲學子結構2232、第三聲學子結構2233、第四聲學子結構2234、第五聲學子結構2235、第六聲學子結構2236的導聲管可以分別與傳聲器2200的外部聲學連通,其聲學子腔體可以與所述聲學轉換器聲學連通。又例如,傳聲器2200可以包括多個聲電轉換器,第一聲學子結構2231、第二聲學子結構2232、第三聲學子結構2233、第四聲學子結構2234、第五聲學子結構2235、第六聲學子結構2236中的一部分聲學子結構可以與多個聲學轉換器中的一個聲電轉換器聲學連通,另一部分聲學子結構可以與另一聲電轉換器聲學連通。又例如,傳聲器2200可以包括多個聲電轉換器,第一聲學子結構2231的聲學子腔體可以通過第二聲學子結構2232的第二子導聲管22321與第二聲學子結構2232的第二聲學子腔體22322聲學連通。第二聲學子結構2232的第二聲學子腔體22322可以通過第三聲學子結構2233的第三子導聲管與第三聲學子結構2233的第三聲學子腔體聲學連通。第四聲學子結構2234可以通過第五聲學子結構2235的第五子導聲管與第五聲學子結構2235的第五聲學子腔體聲學連通。第五聲學子結構2235的第五聲學子腔體可以通過第六聲學子結構2236的第六子導聲管與第六聲學子結構的第六聲學子腔體2262聲學連通。第三聲學子結構2233的第三聲學子腔體以及第六聲學子結構2236的第六聲學子腔體可以與相同或不同的聲電轉換器聲學連通。諸如此類的變形,都在本發明的保護範圍內。
在一些實施例中,聲學結構2230中的每一聲學子結構可以分別具有特定的諧振頻率,經過每一聲學子結構調節後的聲音信號可以傳遞至與每一聲學子結構聲學連通的聲電轉換器,聲電轉換器將接收到的聲音信號轉換為電信號。例如,第二聲學子結構2232可以具有第三諧振頻率,第二聲學子結構2232可以調節聲音信號,聲音信號在第三諧振頻率處的頻率成分會產生共振,使得第二聲學子結構2232可以放大聲音信號中第三諧振頻率附近的頻率成分。經過第二聲學子結構2232調節的聲音信號可以通過第一板體2211上的第二子進聲孔2212傳送至第二聲電轉換器2222。
在一些實施例中,聲電轉換器2220中的每一聲電轉換器可以分別具有特定的諧振頻率,每一聲電轉換器可以通過相應的進聲孔分別接收經過每一聲學子結構調節後的聲音信號,並將該聲音信號中包含每一聲電轉換器的諧振頻率的一定頻段範圍的信號轉換為電信號。例如,第二聲電轉換器2222可以具有第五諧振頻率,第二聲電轉換器2222可以通過第二子進聲孔2212接收經過第二聲學子結構2222調節後的聲音信號,並將該聲音信號中包含第五諧振頻率的一定頻段範圍的信號轉換為電信號。在一些實施例中,聲電轉換器2220中的每一聲電轉換器具有的諧振頻率可以不同,從而可以將聲音信號中不同頻率範圍的信號分別轉換成對應的電信號,進而使得傳聲器輸出的電信號具有更寬的頻率範圍,提高傳聲器在更寬頻率範圍內Q值和靈敏度。關於聲電轉換器的諧振頻率的調整方法可以參見與本發明同日遞交的名稱為「傳聲器」的發明,在此不做贅述。
在一些實施例中,通過在傳聲器中設置一個或多個聲學結構。例如,傳聲器1800中的聲學結構1830、第二聲學結構1870,傳聲器2000中的聲學結構2030、第二聲學結構2070、第三聲學結構2080,可以增加傳聲器的諧振頻率,進而可以提高傳聲器在較寬的頻帶範圍的靈敏度。此外,通過設置多個聲學結構和/或聲電轉換器的連接方式,例如,圖22所示的傳聲器2200中的每一聲學子結構與一個聲電轉換器對應設置,可以提高傳聲器2200在較寬的頻帶範圍的靈敏度。
圖23是根據本說明書的一些實施例所示的示例性傳聲器的頻率響應曲線的示意圖。如圖23所示,頻率響應曲線2310可以為第一聲電轉換器(例如,第一聲電轉換器2221)的頻率響應曲線,頻率響應曲線2320為第一聲學子結構(例如,第一聲學子結構2231)的頻率響應曲線,頻率響應曲線2330為第二聲學子結構(例如,第二聲學子結構2232)的頻率響應曲線,頻率響應曲線2340為第二聲電轉換器(例如,第二聲電轉換器2222)的頻率響應曲線,頻率響應曲線2350為傳聲器(例如,傳聲器2200)的頻率響應曲線。頻率響應曲線2310在第二諧振頻率
處具有諧振峰,也就是說,在第二諧振頻率
處,由於諧振作用,聲音信號中包括第二諧振頻率
的頻率成分可以在聲電轉換器中被放大。在頻率響應曲線2320的第一諧振頻率
處,聲學子結構與接收到的聲音信號發生共振,使得包含第一諧振頻率
的頻段信號放大。在頻率響應曲線2330的第三諧振頻率
處,第二聲學子結構2232與接收到的聲音信號發生共振,使得包含第三諧振頻率
的頻段信號放大。在頻率響應曲線2340的第四諧振頻率
處,由於諧振作用,聲音信號中包括第四諧振頻率
的頻率成分可以在第二聲電轉換器2222中被放大。
在一些實施例中,可以使得每個聲學子結構的諧振頻率與對應的聲電轉換器的諧振頻率不同,以形成分子帶mic陣列。例如,如圖23和24所示,第一聲電轉換器2221的諧振頻率(即第二諧振頻率
)與第一聲學子結構2231的諧振頻率(即第一諧振頻率
)不同;第二聲學子結構2232的諧振頻率(即第三諧振頻率
)與第二聲電轉換器2222的諧振頻率(即第四諧振頻率
)不同,因此形成一個分子帶mic陣列。
在一些實施例中,可以設置多個聲電轉換器,例如,第一聲電轉換器2221、第二聲電轉換器2222等,多個聲電轉換器的頻率響應曲線可以在相同或不同的頻率處具有諧振峰,從而可以使得傳聲器的頻率響應曲線2350在不同的頻率處具有多個諧振峰。在一些實施例中,通過選擇和/或調節多個聲電轉換器的諧振頻率,可以得到期望的或理想的傳聲器的頻率響應曲線。例如,第三諧振頻率
可以小於第四諧振頻率
,從而可以提高傳聲器在中低頻段的靈敏度。第二聲學子結構2232在第三諧振頻率
處與聲音信號產生共振,使得包含第三諧振頻率
的一定頻段內的信號被放大。第二聲電轉換器2222在第四諧振頻率
處與聲音信號產生共振,使得包含第四諧振頻率
的一定頻段內的信號被放大。聲音信號在傳聲器中可以經過兩次放大,從而提高傳聲器的Q值和靈敏度。
在一些實施例中,聲學子結構的諧振頻率與其對應的聲電轉換器的諧振頻率的差值的絕對值可以不大於設定的閾值。為了方便描述,以第二聲學子結構2232和第二聲電轉換器2222為例進行說明。在一些實施例中,第四諧振頻率
與第三諧振頻率
的差值的絕對值可以小於1200Hz。在一些實施例中,第四諧振頻率
與第三諧振頻率
的差值的絕對值可以小於1000Hz。在一些實施例中,第四諧振頻率
與第三諧振頻率
的差值的絕對值可以小於800Hz。在一些實施例中,第四諧振頻率
與第三諧振頻率
的差值的絕對值的範圍為100Hz-1000Hz。在一些實施例中,第四諧振頻率
與第三諧振頻率
的差值的絕對值的範圍為50Hz-800Hz。在一些實施例中,第四諧振頻率
與第三諧振頻率
的差值的絕對值的範圍為0Hz-500Hz。在一些實施例中,聲學子結構的諧振頻率與其對應的聲電轉換器的諧振頻率可以相等。為了方便描述,同樣以第二聲學子結構2232和第二聲電轉換器2222為例進行說明。在一些實施例中,第二聲電轉換器2222的第四諧振頻率
與第二聲學子結構2232的第三諧振頻率
可以相等,即第二聲電轉換器2222的第四諧振頻率
與第二聲學子結構2232的第三諧振頻率
的差值的絕對值為0,進一步提高傳聲器在第三諧振頻率
和/或第四諧振頻率
處對聲音信號的回應的靈敏度。
在一些實施例中,第四諧振頻率
與第三諧振頻率
的差值的絕對值可以小於頻率閾值(例如,100Hz、200Hz、500Hz、1000Hz等),從而可以使得傳聲器在第四諧振頻率
和/或第三諧振頻率
處的靈敏度和Q值得到提高。也就是說,傳聲器在第三諧振頻率
處回應的靈敏度可以大於第二聲學子結構2232在第三諧振頻率
處回應的靈敏度,傳聲器在第四諧振頻率
處回應的靈敏度可以大於第二聲電轉換器2222在第四諧振頻率
處回應的靈敏度。
圖24是根據本發明的一些實施例所示的示例性傳聲器的頻率響應曲線的示意圖。如圖24所示,頻率響應曲線2411、頻率響應曲線2421、頻率響應曲線2431、頻率響應曲線2441、頻率響應曲線2451、頻率響應曲線2461分別為聲電轉換器(例如,圖22所示的第一聲電轉換器2221、第二聲電轉換器2222、第三聲電轉換器2223、第四聲電轉換器2224、第五聲電轉換器2225、第六聲電轉換器2226)的頻率響應曲線。頻率響應曲線2412、頻率響應曲線2422、頻率響應曲線2432、頻率響應曲線2442、頻率響應曲線2452、頻率響應曲線2462分別為包括一個聲學子結構與對應的聲電轉換器組合的頻率響應曲線(例如,圖22所示的第一聲學子結構2231與第一聲電轉換器2221組合、第二聲學子結構2232與第二聲電轉換器2222組合、第三聲學子結構2233與第三聲電轉換器2223組合、第四聲學子結構2234與第四聲電轉換器2224組合、第五聲學子結構2235與第五聲電轉換器2225組合、第六聲學子結構2236與第六聲電轉換器2226組合)。頻率響應曲線2430為傳聲器(例如,傳聲器2200)的頻率響應曲線。如圖24所示,頻率響應曲線2412可以是第一聲電轉換器2221的頻率響應曲線2411與第一聲學子結構2231的頻率響應曲線(未示出)疊加而成的。其中,第一聲電轉換器2221的諧振頻率與第一聲學子結構2231的諧振頻率相等。頻率響應曲線2422可以是第二聲電轉換器2222的頻率響應曲線2421與第二聲學子結構2232的頻率響應曲線(未示出)疊加而成的。其中,第二聲電轉換器2222的諧振頻率與第二聲學子結構2232的諧振頻率相等。頻率響應曲線2432可以是第三聲電轉換器2223的頻率響應曲線2431與第三聲學子結構2233的頻率響應曲線(未示出)疊加而成的。其中,第三聲電轉換器2223的諧振頻率與第三聲學子結構2233的諧振頻率相等。頻率響應曲線2442可以是第四聲電轉換器2224的頻率響應曲線2441與第四聲學子結構2234的頻率響應曲線(未示出)疊加而成的。其中,第四聲電轉換器2224的諧振頻率與第四聲學子結構2234的諧振頻率相等。頻率響應曲線2452可以是第五聲電轉換器2225的頻率響應曲線2451與第五聲學子結構2235的頻率響應曲線(未示出)疊加而成的。其中,第五聲電轉換器2225的諧振頻率與第五聲學子結構2235的諧振頻率相等。頻率響應曲線2462可以是第六聲電轉換器2226的頻率響應曲線2461與第六聲學子結構2236的頻率響應曲線(未示出)疊加而成的。其中,第六聲電轉換器2226的諧振頻率與第六聲學子結構2236的諧振頻率相等。頻率響應曲線2430可以由頻率響應曲線2412、頻率響應曲線2422、頻率響應曲線2432、頻率響應曲線2442、頻率響應曲線2452、頻率響應曲線2462進行演算法合成得到。在一些實施例中,通過將傳聲器中每一聲電轉換器(或每一聲學子結構)具有的諧振頻率設置於不同的頻率範圍,可以使得傳聲器在更寬的頻率範圍內具有較大的輸出,同時也使得傳聲器的頻率響應曲線(例如,頻率響應曲線2430)更加平滑。
在一些實施例中,可以在傳聲器中設置多個聲電轉換器(例如,圖22中的第一聲電轉換器2221、第二聲電轉換器2222、第三聲電轉換器2223、第四聲電轉換器2224、第五聲電轉換器2225、第六聲電轉換器2226),多個聲電轉換器可以具有相同或不同的諧振頻率,使得多個聲電轉換器在其對應的頻率響應曲線中分別具有諧振峰,從而使得傳聲器的頻率響應曲線中具有多個諧振峰,進而提高傳聲器在更寬的頻率範圍內的輸出。在一些實施例中,為了提高傳聲器在聲電轉換器和/或聲學子結構的諧振頻率處對聲音信號的回應的靈敏度,可以設置聲電轉換器的結構參數和與該聲電轉換器聲學連通的聲學子結構的結構參數,使得聲電轉換器的諧振頻率與聲電轉換器聲學連通的聲學子結構的諧振頻率的差值的絕對值小於頻率閾值(例如,100Hz、200Hz、500Hz、1000Hz等)。在一些實施例中,聲電轉換器的諧振頻率可以等於與聲電轉換器聲學連通的聲學子結構的諧振頻率。聲學子結構在其諧振頻率處與聲音信號產生共振,使得包含該諧振頻率的一定頻段內的頻率成分被放大。聲電轉換器(與聲學子結構聲學連通)在其諧振頻率處與聲音信號產生共振,使得包含其諧振頻率的一定頻段內的信號被放大,由於聲學子結構的諧振頻率與聲電轉換器的諧振頻率相等,使得聲學子結構的諧振頻率附近的頻率成分和/或聲電轉換器的諧振頻率附近的頻率成分可以被兩次「放大」,從而可以在不增加傳聲器體積的前提下,提高傳聲器在聲學子結構的諧振頻率和/或聲電轉換器的諧振頻率附近的靈敏度和Q值。
上文已對基本概念做了描述,顯然,對於所屬技術領域中具有通常知識者來說,上述發明披露僅僅作為示例,而並不構成對本說明書的限定。雖然此處並沒有明確說明,所屬技術領域中具有通常知識者可能會對本說明書進行各種修改、改進和修正。該類修改、改進和修正在本說明書中被建議,所以該類修改、改進、修正仍屬於本說明書示範實施例的精神和範圍。
同時,本說明書使用了特定詞語來描述本說明書的實施例。如「一個實施例」、「一實施例」和/或「一些實施例」意指與本說明書至少一個實施例相關的某一特徵、結構或特點。因此,應強調並注意的是,本說明書中在不同位置兩次或多次提及的「一實施例」或「一個實施例」或「一替代性實施例」並不一定是指同一實施例。此外,本說明書的一個或多個實施例中的某些特徵、結構或特點可以進行適當的組合。
此外,所屬技術領域中具有通常知識者可以理解,本說明書的各方面可以通過若干具有可專利性的種類或情況進行說明和描述,包括任何新的和有用的工序、機器、產品或物質的組合或對他們的任何新的和有用的改進。
此外,除非申請專利範圍書中明確說明,本說明書處理元素和序列的順序、數位字母的使用或其他名稱的使用,並非用於限定本說明書流程和方法的順序。儘管上述披露中通過各種示例討論了一些目前認為有用的發明實施例,但應當理解的是,該類細節僅起到說明的目的,附加的申請專利範圍書並不僅限於披露的實施例,相反,申請專利範圍書旨在覆蓋所有符合本說明書實施例實質和範圍的修正和均等組合。例如,雖然以上所描述的系統元件可以通過硬體設備實現,但是也可以只通過軟體的解決方案得以實現,如在現有的伺服器或移動設備上安裝所描述的系統。
同理,應當注意的是,為了簡化本說明書披露的表述,從而幫助對一個或多個發明實施例的理解,前文對本說明書實施例的描述中,有時會將多種特徵歸併至一個實施例、附圖或對其的描述中。但是,這種披露方法並不意味著本說明書物件所需要的特徵比申請專利範圍書中提及的特徵多。實際上,實施例的特徵要少於上述披露的單個實施例的全部特徵。一些實施例中使用了描述成分、屬性數量的數位,應當理解的是,此類用於實施例描述的數字,在一些示例中使用了修飾詞「大約」、「近似」或「大體上」等來修飾。除非另外說明,「大約」、「近似」或「大體上」表明數字允許有±20%的變化。相應地,在一些實施例中,說明書和申請專利範圍書中使用的數值資料均為近似值,該近似值根據個別實施例所需特點可以發生改變。在一些實施例中,數值資料應考慮規定的有效數位並採用一般位數保留的方法。儘管本說明書一些實施例中用於確認其範圍廣度的數值域和資料為近似值,在具體實施例中,此類數值的設定在可行範圍內盡可能精確。
110:殼體
120:聲電轉換器
121:基體
122:振膜
123:換能區域
1231:第一區域
1232:第二區域
130:聲學結構
131:聲學腔體
132:導聲管
140:第一腔體
150:專用積體電路
100:傳聲器
320:聲電轉換器
321:基體
322:振膜
323:換能區域
3231:第一區域
3232:第二區域
520:聲電轉換器
521:基體
522:振膜
523:換能區域
5231:第一區域
5232:第二區域
52321:第三子區域
52322:第四子區域
524:背極板
720:聲電轉換器
721:基體
722:振膜
7222:第二振膜
7221:第一振膜
72211:通孔
723:換能區域
920:聲電轉換器
921:基體
922:振膜
923:換能區域
9221:第一振膜
9222:第二振膜
92211:通孔
1020:聲電轉換器
1021:基體
1022:振膜
1023:換能區域
1025:質量元件
1320:聲電轉換器
1321:基體
1322:振膜
1323:換能區域
1324:背極板
1325:質量元件
1400:傳聲器
1410:殼體
1420:聲電轉換器
1421:進聲孔
1411:腔體壁
1412:板體
1430:聲學結構
1431:聲學腔體
1432:導聲管
1440:第一腔體
1450:專用積體電路
1500:傳聲器
1510:殼體
1520:聲電轉換器
1530:聲學結構
1531:聲學腔體
1532:導聲管
1540:第一腔體
1550:專用積體電路
1610:聲電轉換器頻率響應曲線
1620:聲學結構頻率響應曲線
1630:傳聲器頻率響應曲線
1631:諧振峰
1632:諧振峰
1710:聲電轉換器頻率響應曲線
1720:傳聲器頻率響應曲線
1800:傳聲器
1810:殼體
1820:聲電轉換器
1830:聲學結構
1840:第一腔體
1850:專用積體電路
1870:第二聲學結構
1821:進聲孔
1811:腔體壁
1812:第一板體
1813:第二板體
1831:聲學腔體
1832:導聲管
1871:第二聲學腔體
1872:第二導聲管
1910:聲電轉換器頻率響應曲線
1920:聲學結構頻率響應曲線
1930:第二聲學結構頻率響應曲線
1940:傳聲器頻率響應曲線
2000:傳聲器
2010:殼體
2020:聲電轉換器
2030:聲學結構
2040:第一腔體
2070:第二聲學結構
2080:第三聲學結構
2011:腔體壁
2012:第一板體
2013:第二板體
2015:隔離件
2021:進聲孔
2031:導聲管
2032:聲學腔體
2081:第三導聲管
2082:第四導聲管
2083:第三聲學腔體
2071:第二導聲管
2072:第二聲學腔體
2100:傳聲器
2110:殼體
2120:聲電轉換器
2121:進聲孔
2112:第一板體
2131:聲學結構
2132:聲學結構
2133:聲學結構
2134:聲學結構
2135:聲學結構
2136:聲學結構
2137:聲學結構
21373:聲學腔體
2140:第一腔體
2200:傳聲器
2210:殼體
2220:聲電轉換器
2230:聲學結構
2240:第一腔體
2250:專用積體電路
2221:第一聲電轉換器
2222:第二聲電轉換器
2223:第三聲電轉換器
2224:第四聲電轉換器
2225:第五聲電轉換器
2226:第六聲電轉換器
2231:第一聲學子結構
2232:第二聲學子結構
2233:第三聲學子結構
2234:第四聲學子結構
2235:第五聲學子結構
2236:第六聲學子結構
2211:第一板體
2212:第二子進聲孔
22322:第二聲學子腔體
22321:第二子導聲管
2310:第一聲電轉換器頻率響應曲線
2320:第一聲學子結構頻率響應曲線
2330:第二聲學子結構頻率響應曲線
2340:第二聲電轉換器頻率響應曲線
2350:傳聲器頻率響應曲線
2412:頻率響應曲線
2422:頻率響應曲線
2432:頻率響應曲線
2442:頻率響應曲線
2452:頻率響應曲線
2462:頻率響應曲線
2430:傳聲器頻率響應曲線
2411:第一聲電轉換器頻率響應曲線
2421:第二聲電轉換器頻率響應曲線
2431:第三聲電轉換器頻率響應曲線
2441:第四聲電轉換器頻率響應曲線
2451:第五聲電轉換器頻率響應曲線
2461:第六聲電轉換器頻率響應曲線
本發明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]係根據本發明一些實施例所示的傳聲器的簡易結構示意圖;
[圖2]係根據本發明一些實施例所示的聲電轉換器的簡化力學模型示意圖;
[圖3]係根據本發明一些實施例所示的示例性聲電轉換器的示意圖;
[圖4]係圖3所示A-A截面示意圖;
[圖5]係根據本發明另一些實施例所示的示例性聲電轉換器的示意圖。
[圖6]係圖5所示B-B截面示意圖;
[圖7]係根據本發明又一些實施例所示的示例性聲電轉換器的示意圖。
[圖8]係圖7所示C-C截面示意圖;
[圖9]係根據本發明一些實施例所示的示例性聲電轉換器的截面示意圖;
[圖10]係根據本發明再一些實施例所示的示例性聲電轉換器的示意圖;
[圖11]係圖10所示D-D截面示意圖;
[圖12]係根據本發明的另一些實施例所示的示例性聲電轉換器的截面示意圖;
[圖13]係根據本發明的又一些實施例所示的示例性聲電轉換器的截面示意圖;
[圖14]係根據本發明的一些實施例所示的示例性傳聲器的示意圖;
[圖15]係根據本發明的一些實施例所示的示例性傳聲器的示意圖;
[圖16]係根據本發明的一些實施例所示的示例性傳聲器的頻率響應曲線的示意圖;
[圖17]係根據本發明的一些實施例所示的示例性傳聲器的頻率響應曲線的示意圖;
[圖18]係根據本發明的一些實施例所示的示例性傳聲器的示意圖;
[圖19]係根據本發明的一些實施例所示的示例性傳聲器的頻率響應曲線的示意圖;
[圖20]係根據本發明的一些實施例所示的示例性傳聲器的示意圖;
[圖21]係根據本發明的一些實施例所示的示例性傳聲器的示意圖;
[圖22]係根據本發明的一些實施例所示的示例性傳聲器的示意圖;
[圖23]係根據本發明的一些實施例所示的示例性傳聲器的頻率響應曲線的示意圖;
[圖24]係根據本發明的一些實施例所示的示例性傳聲器的頻率響應曲線的示意圖。
110:殼體
120:聲電轉換器
121:基體
122:振膜
123:換能區域
1231:第一區域
1232:第二區域
130:聲學結構
131:聲學腔體
132:導聲管
140:第一腔體
150:專用積體電路
100:傳聲器
Claims (16)
- 一種傳聲器,包括: 聲電轉換器,用於將聲音信號轉換為電信號; 聲學結構,所述聲學結構包括導聲管和聲學腔體,所述聲學腔體與所述聲電轉換器聲學連通,並通過所述導聲管與所述傳聲器的外部聲學連通;其中, 所述聲學結構具有第一諧振頻率,所述聲電轉換器具有第二諧振頻率,所述第一諧振頻率與所述第二諧振頻率差值的絕對值不大於1000 Hz。
- 如請求項1之傳聲器,其中,所述傳聲器進一步包括殼體、板體和進聲孔,所述進聲孔設置於所述板體上,所述板體將所述殼體內的空間分為至少兩個腔體,所述至少兩個腔體包括第一腔體和所述聲學腔體,所述導聲管設置於構成所述聲學腔體的腔體壁上,所述聲電轉換器設置於所述第一腔體中,所述聲學腔體通過所述進聲孔與所述聲電轉換器聲學連通。
- 如請求項1之傳聲器,其中,所述聲電轉換器位於所述聲學結構的所述聲學腔體中,所述聲音信號通過所述導聲管進入所述聲學腔體並傳遞至所述聲電轉換器。
- 如請求項1之傳聲器,其中,所述第一諧振頻率與所述第二諧振頻率相等。
- 如請求項1之傳聲器,其中,所述傳聲器在所述第一諧振頻率處回應的靈敏度大於所述聲電轉換器在所述第一諧振頻率處回應的靈敏度,和/或所述傳聲器在所述第二諧振頻率處回應的靈敏度大於所述聲電轉換器在所述第二諧振頻率處回應的靈敏度。
- 如請求項1之傳聲器,其中,所述傳聲器進一步包括第二聲學結構,所述第二聲學結構包括第二導聲管和第二聲學腔體,所述第二聲學腔體通過所述第二導聲管與所述傳聲器的所述外部聲學連通; 所述第二聲學腔體通過所述導聲管與所述聲學腔體聲學連通;其中, 所述第二聲學結構具有第三諧振頻率,所述第三諧振頻率與所述第一諧振頻率和/或所述第二諧振頻率不同,所述第三諧振頻率、所述第一諧振頻率以及所述第二諧振頻率相互之間的差值的絕對值的範圍為100 Hz - 1000 Hz。
- 如請求項1之傳聲器,其中,所述傳聲器進一步包括第二聲學結構,所述第二聲學結構包括第二導聲管和第二聲學腔體,所述第二聲學腔體通過所述第二導聲管與所述傳聲器的所述外部聲學連通; 所述第二聲學腔體通過所述導聲管與所述聲學腔體聲學連通;其中, 所述第二聲學結構具有第三諧振頻率,所述第三諧振頻率、所述第一諧振頻率以及所述第二諧振頻率中至少有兩個諧振頻率的數值相同。
- 如請求項6或8之傳聲器,其中,所述傳聲器進一步包括第一板體、第二板體以及進聲孔,所述進聲孔設置於所述第一板體上,所述導聲管設置於所述第二板體上,所述第一板體和所述第二板體將所述殼體內的空間分為第一腔體、所述聲學腔體以及所述第二聲學腔體; 所述第一板體和所述殼體的至少一部分限定所述第一腔體,所述聲電轉換器設置於所述第一腔體中; 所述第一板體和所述第二板體以及所述殼體的至少一部分限定所述聲學腔體; 所述第二板體和所述殼體的至少一部分限定所述第二聲學腔體,所述第二導聲管設置於構成所述第二聲學腔體的腔體壁上。
- 如請求項1之傳聲器,其中,進一步包括第二聲學結構和第三聲學結構,所述第二聲學結構包括第二導聲管和第二聲學腔體; 所述第三聲學結構包括第三導聲管、第四導聲管和第三聲學腔體; 所述聲學腔體通過所述第三導聲管與所述第三聲學腔體聲學連通; 所述第二聲學腔體通過所述第二導聲管與所述聲學傳聲器的所述外部聲學連通,並通過所述第四導聲管與所述第三聲學腔體聲學連通; 所述第三聲學腔體與所述聲電轉換器聲學連通。
- 如請求項9之傳聲器,其中,所述傳聲器進一步包括第一板體、第二板體、第三板體以及進聲孔,其中,所述進聲孔設置於所述第一板體上,所述第三導聲管、所述第四導聲管設置於所述第二板體上,所述第三板體可以與所述第二板體和所述殼體物理連接; 所述第一板體和所述殼體的至少一部分限定第一腔體,所述聲電轉換器位於所述第一腔體中; 所述第一板體、所述第二板體以及所述殼體的至少一部分限定所述第三聲學腔體; 所述第二板體、所述第三板體以及所述殼體的至少一部分限定所述聲學腔體,所述導聲管設置於構成所述聲學腔體的腔體壁上; 所述第二板體、所述第三板體以及所述殼體的至少一部分限定所述第二聲學腔體,所述第二導聲管設置於構成所述第二聲學腔體的腔體壁上。
- 如請求項9之傳聲器,其中,所述第二聲學結構具有第三諧振頻率,所述第三聲學結構在具有第四諧振頻率; 所述第四諧振頻率、所述第三諧振頻率、所述第一諧振頻率以及所述第二諧振頻率不同,所述第四諧振頻率、所述第三諧振頻率、所述第一諧振頻率以及所述第二諧振頻率相互之間的差值的絕對值的範圍為100 Hz - 1000 Hz。
- 如請求項9之傳聲器,其中,所述第二聲學結構具有第三諧振頻率,所述第三聲學結構在具有第四諧振頻率; 所述第四諧振頻率、所述第三諧振頻率、所述第一諧振頻率以及所述第二諧振頻率中至少有兩個諧振頻率的數值相同。
- 如請求項1之傳聲器,其中,所述聲學結構包括多個聲學子結構,所述聲電轉換器包括多個,所述聲電轉換器與所述聲學子結構一一對應,每個所述聲學子結構均包括所述子導聲管和所述聲學子腔體,每個所述聲學子結構的所述聲學子腔體與對應的所述聲電轉換器聲學連通,並通過所述子導聲管與所述傳聲器的所述外部聲學連通。
- 如請求項13之傳聲器,其中,所述聲學子結構的諧振頻率與其對應的所述聲電轉換器的諧振頻率的差值的絕對值不大於200 Hz。
- 如請求項14之傳聲器,其中,所述聲學子結構的所述諧振頻率與其對應的所述聲電轉換器的所述諧振頻率相等。
- 如請求項13之傳聲器,其中,所述傳聲器在所述聲學子結構的諧振頻率處回應的靈敏度大於所述聲電轉換器在所述聲學子結構的諧振頻率處回應的靈敏度,和/或 所述傳聲器在所述聲電轉換器的諧振頻率處回應的靈敏度大於所述聲電轉換器在其諧振頻率處回應的靈敏度。
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