TWI732617B - 振動感測器 - Google Patents

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TWI732617B TW109122296A TW109122296A TWI732617B TW I732617 B TWI732617 B TW I732617B TW 109122296 A TW109122296 A TW 109122296A TW 109122296 A TW109122296 A TW 109122296A TW I732617 B TWI732617 B TW I732617B
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張朝森
張詠翔
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美律實業股份有限公司
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Abstract

一種振動感測器包含承載板、電路板殼體、金屬殼體、加壓組件以及感測器。電路板殼體配置於承載板之表面上，且與承載板共同定義第一空腔。金屬殼體配置於承載板之另一表面上，且與承載板共同定義第二空腔。加壓組件設置於第一空腔與第二空腔其中之一者內，其中加壓組件包含振膜以及設置於振膜上之質量塊。感測器設置於第一空腔與第二空腔其中之另一者內。承載板具有第一通孔及第二通孔，第一通孔錯位於加壓組件及感測器，第二通孔對位於加壓組件及感測器之間。

Description

振動感測器
本發明是關於一種感測器，特別是關於一種振動感測器。
目前手持式電子裝置或穿戴式電子裝置均需要振動感測器所提供的功能，因此對振動感測器的效能要求也越來越高。因此，各供應商皆積極尋求高訊噪比振動感測器的解決方案。
本發明提出一種創新的振動感測器，藉以解決先前技術的問題。
於本發明的一實施例中，一種振動感測器包含承載板、電路板殼體、金屬殼體、加壓組件以及感測器。電路板殼體配置於承載板之一表面上，且與承載板共同定義第一空腔。金屬殼體配置於承載板相對於電路板殼體之另一表面上，且與承載板共同定義第二空腔。加壓組件設置於第一空腔與第二空腔其中之一者內，其中加壓組件至少包含一振膜以及設置於振膜上之一質量塊。感測器設置於第一空腔與第二空腔其中之另一者內。承載板具有第一通孔及第二通孔，第一通孔錯位於加壓組件及感測器並使第一空腔與第二空腔彼此空氣連通，第二通孔對位於加壓組件及感測器之間，使得感測器、承載板與振膜共同定義第三空腔。
於本發明的一實施例中，第一空腔與第三空腔彼此空氣不連通。
於本發明的一實施例中，第二空腔與第三空腔彼此空氣不連通。
於本發明的一實施例中，承載板為絕緣材料所製成。
於本發明的一實施例中，感測器晶片以金屬導線沿承載板的表面佈線，並藉金屬導線電性連接至電路板殼體。
於本發明的一實施例中，承載板具有一環繞凸部，振膜覆蓋於環繞凸部上。
於本發明的一實施例中，振膜對應覆蓋第二通孔，且暴露第一通孔。
於本發明的一實施例中，當承載板為矩形時，第一通孔位於矩形的其中一角。
於本發明的一實施例中，感測器為一麥克風元件。
於本發明的一實施例中，質量塊不位於第三空腔內。
於本發明的一實施例中，振膜沿著承載板的周緣配置。
綜上所述，本發明之振動感測器包含第一、二、三空腔，並設置加壓組件與感測器於第一、二空腔內。承載板具有第一通孔與第二通孔。第一通孔錯位於加壓組件及感測器並使第一空腔與第二空腔彼此空氣連通。第二通孔對位於加壓組件及感測器之間，使得感測器、承載板與振膜共同定義第三空腔。振動感測器藉此能獲取更高訊噪比的訊號。
以下將以實施方式對上述之說明作詳細的描述，並對本發明之技術方案提供更進一步的解釋。
為了使本發明之敘述更加詳盡與完備，可參照所附之圖式及以下所述各種實施例，圖式中相同之號碼代表相同或相似之元件。另一方面，眾所周知的元件與步驟並未描述於實施例中，以避免對本發明造成不必要的限制。
於實施方式與申請專利範圍中，除非內文中對於冠詞有所特別限定，否則『一』與『該』可泛指單一個或複數個。
請參照第1圖，其繪示根據本發明之一實施例的振動感測器之剖面圖。一種振動感測器100a包含承載板106、電路板殼體102、金屬殼體120、加壓組件以及壓力感測組件。電路板殼體102配置於承載板106之一表面上，且電路板殼體102的周緣連接至承載板106的周緣而共同定義第一空腔（A）。金屬殼體120配置於承載板106相對於電路板殼體102之另一表面上，且金屬殼體120的周緣連接至承載板106的周緣而共同定義第二空腔（B）。在本實施例中，承載板106具有一環繞凸部106c，振膜130覆蓋於環繞凸部106c上，且振膜130的面積小於承載板106的面積，但不以此為限。
加壓組件至少包含一振膜130以及設置於振膜上之一質量塊132。承載板106具有一環繞凸部106c，振膜130覆蓋於環繞凸部106c上。壓力感測組件至少包含一感測器108與一控制晶片110。當外界振動時，加壓組件產生連帶的振動，壓力感測組件用以感測加壓組件振動產生的壓力變化。在本實施例中，感測器108為一麥克風元件，控制晶片110則用以接收並處理麥克風元件所測得的訊號。
在本實施例中，壓力感測組件設置於第一空腔（A）內，加壓組件設置於第二空腔（B）內，但不以此為限。
承載板106具有第一通孔106a及第二通孔106b，第一通孔106a錯位於加壓組件及感測器，並使第一空腔（A）與第二空腔（B）彼此空氣連通，第二通孔106b對位於加壓組件及感測器之間，使得感測器108、承載板106與振膜130共同定義第三空腔（C）。換言之，振膜130對應覆蓋第二通孔106b，但未覆蓋（或暴露）第一通孔106a。在本實施例中，第一空腔（A）與第三空腔（C）彼此空氣不連通，第二空腔（B）與第三空腔（C）彼此空氣不連通，並藉由上述第一、二通孔（106a、106b）的設置，使得加壓組件及壓力感測組件運作後能獲取較靈敏的感度及更高訊噪比的訊號。
在本實施例中，質量塊132位於第二空腔（B）內，而不位於第三空腔（C）內，使得振膜130的振動幅度較不受限，但不以此為限。
在本實施例中，承載板106為絕緣材料所製成，還包含金屬導線112沿承載板106的表面佈線。控制晶片110與感測器108均藉金屬導線112電性連接至電路板殼體102。在其他可能的實施例中，控制晶片可配置於電路板殼體之外部（即第一空腔（A）外），感測器則藉金屬導線電性連接至殼體外部的控制晶片，或者控制晶片可直接整合在感測器上。
請參照第2圖，其繪示根據本發明之另一實施例的振動感測器之剖面圖。振動感測器100b不同於振動感測器100a在於加壓組件及壓力感測組件的位置。在本實施例中，加壓組件設置於第一空腔（A）內，壓力感測組件設置於第二空腔（B）內。具體而言，振膜130以及質量塊132設置於第一空腔（A）內，感測器108與控制晶片110設置於第二空腔（B）內。雖然加壓組件及壓力感測組件的位置不同了，第一空腔（A）與第三空腔（C）彼此空氣不連通，第二空腔（B）與第三空腔（C）彼此空氣不連通，並藉由上述第一、二通孔（106a、106b）的設置，使得加壓組件及壓力感測組件運作後仍能獲取較靈敏的感度及更高訊噪比的訊號。在本實施例中，質量塊132位於第一空腔（A）內，而不位於第三空腔（C）內，使得振膜130的振動幅度較不受限，但不以此為限。在其他可能的實施例中，控制晶片可配置於金屬殼體之外部（即第二空腔（B）外），感測器則藉金屬導線電性連接至殼體外部的控制晶片，或者控制晶片可直接整合在感測器上。
請參照第3圖，其繪示根據本發明之又一實施例的振動感測器之底視圖。此圖繪示第一、二通孔（106a、106b）、感測器108以及控制晶片110在承載板106的位置。當承載板106為矩形時，複數個第一通孔106a位於矩形承載板106的其中一角，且錯位於振膜130。具體而言，第一通孔106a位於承載板106上振膜130所未對應覆蓋的一角落區域。進一步而言，振膜130可沿著承載板106的周緣配置，藉以擴大振膜130之覆蓋面積使得第三空腔(C)能產生更大的空氣壓力，增加感測器108之靈敏度。
本發明之振動感測器包含第一、二、三空腔，並設置加壓組件與感測器於第一、二空腔內。承載板具有第一通孔與第二通孔。第一通孔錯位於加壓組件及感測器並使第一空腔與第二空腔彼此空氣連通。第二通孔對位於加壓組件及感測器之間，使得感測器、承載板與振膜共同定義第三空腔，其中第三空腔為一密閉腔體。當加壓組件運動時會擠壓到第一空腔與該第二空腔之間彼此流通的空氣壓力，同時拉動第三空腔之空氣壓力，感測器在一拉一推的空氣壓力作用下使得第三空腔能產生更大的空氣壓力變化，藉此能提高振動感測器之靈敏度，獲取更高訊噪比的感測訊號。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，於不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100a:振動感測器
100b:振動感測器
102:電路板殼體
106:承載板 106a:第一通孔 106b:第二通孔 106c:環繞凸部 108:感測器 110:控制晶片 112:金屬導線 120:金屬殼體 130:振膜 132:質量塊 A:第一空腔 B:第二空腔 C:第三空腔
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下： 第1圖係繪示根據本發明之一實施例的振動感測器之剖面圖； 第2圖係繪示根據本發明之另一實施例的振動感測器之剖面圖；以及 第3圖係繪示根據本發明之又一實施例的振動感測器之底視圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100a:振動感測器
102:電路板殼體
106:承載板
106a:第一通孔
106b:第二通孔
106c:環繞凸部
108:感測器
110:控制晶片
112:金屬導線
120:金屬殼體
130:振膜
132:質量塊
A:第一空腔
B:第二空腔
C:第三空腔

Claims (11)

  1. 一種振動感測器，包含：一承載板；一電路板殼體，配置於該承載板之一表面上，且與該承載板共同定義第一空腔；一金屬殼體，配置於該承載板相對於該電路板殼體之另一表面上，且與該承載板共同定義第二空腔；一加壓組件，設置於該第一空腔與該第二空腔其中之一者內，其中該加壓組件至少包含一振膜以及設置於該振膜上之一質量塊；以及一感測器，設置於該第一空腔與該第二空腔其中之另一者內；其中該承載板具有第一通孔及第二通孔，該第一通孔錯位於該加壓組件及感測器並使該第一空腔與該第二空腔彼此空氣連通，該第二通孔對位於該加壓組件及該感測器之間，使得該感測器、該承載板與該振膜共同定義第三空腔。
  2. 如請求項1所述之振動感測器，其中該第一空腔與該第三空腔彼此空氣不連通。
  3. 如請求項1所述之振動感測器，其中該第二空腔與該第三空腔彼此空氣不連通。
  4. 如請求項1所述之振動感測器，其中該承載 板為絕緣材料所製成。
  5. 如請求項4所述之振動感測器，還包含金屬導線沿該承載板的表面佈線，該感測器藉該金屬導線電性連接至該電路板殼體。
  6. 如請求項1所述之振動感測器，其中該承載板具有一環繞凸部，該振膜覆蓋於該環繞凸部上。
  7. 如請求項1所述之振動感測器，其中該振膜對應覆蓋於該第二通孔，且暴露於該第一通孔。
  8. 如請求項1所述之振動感測器，其中當該承載板為矩形時，該第一通孔位於該矩形的其中一角。
  9. 如請求項1所述之振動感測器，其中該感測器為一麥克風元件。
  10. 如請求項1所述之振動感測器，其中該質量塊不位於該第三空腔內。
  11. 如請求項8所述之振動感測器，其中該振膜沿著該承載板的周緣配置。
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