本说明书一般地涉及音频扬声器,并且更具体地涉及微型扬声器。
背景技术:
1、本说明书涉及微型扬声器。电子设备可以使用扬声器呈现包括音频的多媒体内容以提供音调、语音生成或记录的输出。一些扬声器被设计为具有较小的物理尺寸,用于简单地集成到具有不同尺寸范围的各种电子设备(例如,移动电话、智能家居设备)中。某些扬声器可以生成音频和超声频率两者。微型扬声器是紧凑型扬声器。一些微型扬声器可以在超声频率下产生声音。在超声频率下发射的声音可以用于各种功能,包括距离检测和面部识别。
2、微型扬声器可以包括用于从微型扬声器的腔室排出空气的端口。端口可以位于微型扬声器的一侧。当声波从具有与微型扬声器尺寸大致相同或更小的波长的端口发射时,模态效应可以在腔室中发生,从而引起块状响应。对于超声频率,这可以将设备限制到用于高效操作的窄频带。
技术实现思路
1、公开了压缩驱动器宽带微型扬声器。微型扬声器可以用于在人类可听频率和人类不可听的频率(例如,超声频率)下产生声波。微型扬声器可以是边缘抽头的,其中空气抽头用于从微型扬声器的腔室中的隔膜的外围排出。隔膜可以被配置为在第一轴向方向上振荡。微型扬声器的中心轴线在第一方向上延伸。压力波形式的空气可以通过空气路径向内引导远离微型扬声器的边缘并且朝向微型扬声器的中心轴线。空气路径可以以直角将压力波转向到单个出口管。出口管可以定位在微型扬声器的顶部,其中出口管的区域与微型扬声器的中心轴线相交。
2、压缩驱动器宽带微型扬声器可用于具有执行超声发射和/或检测的微型扬声器的各种装置中。例如,移动电话可以使用超声信号来评估外部区域中的对象,以增加面部授权和防欺骗安全措施的鲁棒性。
3、通常,本说明书中描述的主题的一个创新方面可以体现在微型扬声器中,所述微型扬声器包括:框架,所述框架限定空间;以及致动器,所述致动器定位在所述空间内,所述致动器包括隔膜,所述隔膜被配置成在所述致动器的操作期间在第一方向上振动。所述隔膜的中心轴线在第一方向上延伸。所述微型扬声器包括板组件,所述板组件机械地耦合到所述框架并且限定用于从所述空间排出流体的路径。所述板组件包括:第一板,所述第一板在与所述第一方向正交的平面中延伸,所述第一板限定一个或多个第一孔,所述一个或多个第一孔在所述平面中偏离所述中心轴线;以及第二板,所述第二板限定与所述中心轴线相交的第二孔,所述第二板的第一侧包括:内部区域,所述内部区域邻接所述第二孔;以及外部区域,所述外部区域邻接所述内部区域,所述内部区域相对于所述外部区域凹陷。所述第一板机械地耦合到所述第二板,其中所述第二板的所述第一侧面向所述第一板,所述第一板和所述第二板的内区域限定将一个或多个第一孔流体地耦合到所述第二孔的通道。
4、通常,本说明书中描述的主题的一个创新方面可以体现在包括所述微型扬声器的移动设备中。通常,本说明书中描述的主题的一个创新方面可以体现在包括所述微型扬声器的可穿戴设备中。
5、前述和其他实施例可以各自任选地单独或组合地包括以下特征中的一个或多个。在一些实施方式中,用于从空间排出流体的路径包括:由一个或多个第一孔限定的第一部分;由通道限定的第二部分;以及由第二孔限定的第三部分。
6、在一些实施方式中,路径的第一部分中的流体流的方向与路径的第二部分中的流体流的方向正交。
7、在一些实施方式中,路径的第二部分中的流体流的方向与路径的第三部分中的流体流的方向正交。
8、在一些实施方式中,第二孔的中心在第一方向上与隔膜的中心轴线对准。
9、在一些实施方式中,通道中的流体流的方向相对于中心轴线在向内径向方向上。
10、在一些实施方式中,一个或多个第一孔的总横截面面积与第二孔的横截面面积之间的比率为0.9或更大。
11、在一些实施方式中,一个或多个第一孔的总横截面面积与第二孔的横截面面积之间的比率为1.1或更小。
12、在一些实施方式中,第二孔具有1.5mm或更大的半径。
13、在一些实施方式中,第二孔具有2.0mm或更小的半径。
14、在一些实施方式中,微型扬声器包括相对于框架将隔膜悬挂在空间内的悬架。
15、在一些实施方式中,所述微型扬声器包括:线圈,所述线圈定位在所述空间中,其中所述框架围绕所述线圈的周边延伸,所述线圈耦合到所述隔膜。在微型扬声器的操作期间,通过线圈的电流在第一方向上相对于框架改变线圈和隔膜的相对位移。
16、在一些实施方式中,微型扬声器的带宽包括400hz或更大的频率。
17、在一些实施方式中,微型扬声器的带宽包括50khz或更小的频率。
18、通常,本说明书中描述的主题的一个创新方面可以体现在用于微型扬声器的框架组件中。所述框架组件包括:背板,所述背板在平面中延伸;一个或多个侧壁,所述一个或多个侧壁机械地耦合到所述背板并且在与所述平面正交的第一方向上延伸,所述背板和所述一个或多个侧壁限定空间;以及板组件,所述板组件机械地耦合到所述一个或多个侧壁并且限定用于从所述空间排出流体的路径,所述板组件具有在所述第一方向上延伸的中心轴线。所述板组件包括:第一板,所述第一板平行于所述背板延伸并且限定一个或多个第一孔,所述一个或多个第一孔偏离所述中心轴线;以及第二板,所述第二板限定与所述中心轴线相交的第二孔,所述第二板的第一侧包括:邻接所述第二孔的内部区域;以及邻接所述内部区域的外部区域,所述内部区域相对于所述外部区域凹入。所述第一板机械地耦合到第二板,其中所述第二板的所述第一侧面向所述第一板,所述第一板和所述第二板的内区域限定将一个或多个第一孔流体地耦合到所述第二孔的通道。
19、通常,本说明书中描述的主题的一个创新方面可以体现在包括所述框架组件的微型扬声器中。
20、在一些实施方式中,用于从空间排出流体的路径包括:由一个或多个第一孔限定的第一部分;由通道限定的第二部分;以及由第二孔限定的第三部分。
21、在一些实施方式中,路径的第一部分中的流体流的方向与路径的第二部分中的流体流的方向正交。
22、在一些实施方式中,路径的第二部分中的流体流的方向与路径的第三部分中的流体流的方向正交。
23、在一些实施方式中,第二孔的中心在第一方向上与板组件的中心轴线对准。
24、在一些实施方式中,所述一个或多个第一孔中的每一个具有0.4mm或更小的宽度。
25、在一些实施方式中,通道中的流体流的方向相对于中心轴线在向内径向方向上。
26、在一些实施方式中,一个或多个第一孔的总横截面面积与第二孔的横截面面积之间的比率为0.9或更大。
27、在一些实施方式中,一个或多个第一孔的总横截面面积与第二孔的横截面面积之间的比率为1.1或更小。
28、在一些实施方式中,第二孔具有圆形形状。
29、在一些实施方式中,所述一个或多个第一孔被布置为在所述平面中形成矩形形状,所述一个或多个第一孔中的每一个形成所述矩形形状的周界的一部分。
30、在一些实施方式中,第二板的第一侧的内部区域的外边缘在第一方向上与一个或多个第一孔的外边缘对准。
31、在一些实施方式中,在所述内部区域处,所述第二板具有第一厚度;且在所述外部区域处,所述第二板具有大于所述第一厚度的第二厚度,所述第一厚度与所述第二厚度之间的差为0.5mm或更小。
32、在一些实施方式中,第二孔具有1.5mm或更大的半径。
33、在一些实施方式中,第二孔具有2.0mm或更小的半径。
34、除其它优点外,实施方式的特征在于以高声压级产生音频信号的微型扬声器。与中心抽头的微型扬声器相比,所公开的边缘抽头的微型扬声器可以导致50分贝声压级(spl)的方向增益,并且可以产生更平滑的响应。在通向大气层之前将压力波从边缘区域朝向中心引导可以提高微型扬声器的工作频率的灵活性。微型扬声器的频带可以扩展到例如400hz到50khz的带宽。在一些示例中,外部喇叭可以耦合到出口管,以便提高效率和方向性控制。
35、改进的频率响应可以允许微型扬声器在更小尺寸的容器中产生更高的音量声音。微型扬声器可以以更高的效率和声压级(spl)产生更高频率的音频波。具有压缩驱动器的微型扬声器可以用于诸如移动电话和可穿戴和可听产品的设备中。微型扬声器在大范围的频率上提高效率、平滑性和鲁棒性。可以减少或消除高频处的声压空位(null)。微型扬声器可在较低温度下产生较高压力振幅,从而降低微型扬声器的操作温度。微型扬声器可在较高压力振幅下经历较小位移,从而减少谐波失真。微型扬声器可以改善声波的受控方向性。
36、在附图和以下描述中阐述了一个或多个实现的细节。根据说明书和附图以及权利要求,其他特征、目的和优点将是显而易见的。
1.一种微型扬声器,包括:
2.根据权利要求1所述的微型扬声器,其中,用于从所述空间排出流体的所述路径包括:
3.根据权利要求2所述的微型扬声器,其中,所述路径的所述第一部分中的流体流的方向与所述路径的所述第二部分中的流体流的方向正交。
4.根据权利要求2或3中的任一项所述的微型扬声器,其中,所述路径的所述第二部分中的流体流的方向与所述路径的所述第三部分中的流体流的方向正交。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的微型扬声器,其中,所述第二孔的中心在所述第一方向上与所述隔膜的所述中心轴线对准。
6.根据权利要求1-5中的任一项所述的微型扬声器,其中,所述通道中的流体流的方向相对于所述中心轴线在向内径向方向上。
7.根据权利要求1-6中的任一项所述的微型扬声器,其中,所述一个或多个第一孔的总横截面面积与所述第二孔的横截面面积之间的比率为0.9或更大。
8.根据权利要求1-7中的任一项所述的微型扬声器,其中,所述一个或多个第一孔的总横截面面积与所述第二孔的横截面面积之间的比率为1.1或更小。
9.根据权利要求1-8中的任一项所述的微型扬声器,其中,所述第二孔具有1.5mm或更大的半径。
10.根据权利要求1-9中的任一项所述的微型扬声器,其中,所述第二孔具有2.0mm或更小的半径。
11.根据权利要求1-10中的任一项所述的微型扬声器,包括相对于所述框架将所述隔膜悬挂在所述空间内的悬架。
12.根据权利要求1-11中的任一项所述的微型扬声器,包括:
13.根据权利要求1-12中的任一项所述的微型扬声器,其中,所述微型扬声器的带宽包括400hz或更大的频率。
14.根据权利要求1-13中的任一项所述的微型扬声器,其中,所述微型扬声器的带宽包括50khz或更小的频率。
15.一种移动设备,包括根据权利要求1-14中的任一项所述的微型扬声器。
16.一种可穿戴设备,包括根据权利要求1-14中的任一项所述的微型扬声器。
17.一种用于微型扬声器的框架组件,所述框架组件包括:
18.根据权利要求17所述的框架组件,其中,用于从所述空间排出流体的所述路径包括:
19.根据权利要求18所述的框架组件,其中,所述路径的所述第一部分中的流体流的方向与所述路径的所述第二部分中的流体流的方向正交。
20.根据权利要求17-19中的任一项所述的框架组件,其中,所述路径的所述第二部分中的流体流的方向与所述路径的所述第三部分中的流体流的方向正交。
21.根据权利要求17-20中的任一项所述的框架组件,其中,所述第二孔的中心在所述第一方向上与所述板组件的所述中心轴线对准。
22.根据权利要求17-21中的任一项所述的框架组件,其中,所述一个或多个第一孔中的每一个具有0.4mm或更小的宽度。
23.根据权利要求17-22中的任一项所述的框架组件,其中,所述通道中的流体流的方向相对于所述中心轴线在向内径向方向上。
24.根据权利要求17-23中的任一项所述的框架组件,其中,所述一个或多个第一孔的总横截面面积与所述第二孔的横截面面积之间的比率为0.9或更大。
25.根据权利要求17-24中的任一项所述的框架组件,其中,所述一个或多个第一孔的总横截面面积与所述第二孔的横截面面积之间的比率为1.1或更小。
26.根据权利要求17-25中的任一项所述的框架组件,其中,所述第二孔具有圆形形状。
27.根据权利要求17-26中的任一项所述的框架组件,其中,所述一个或多个第一孔被布置成在所述平面中形成矩形形状,所述一个或多个第一孔中的每一个形成所述矩形形状的周边的一部分。
28.根据权利要求17-27中的任一项所述的框架组件,其中,所述第二板的所述第一侧的所述内部区域的外边缘在所述第一方向上与所述一个或多个第一孔的外边缘对准。
29.根据权利要求17-28中的任一项所述的框架组件,其中:
30.根据权利要求17-29中的任一项所述的框架组件,其中,所述第二孔具有1.5mm或更大的半径。
31.根据权利要求17-30中的任一项所述的框架组件,其中,所述第二孔具有2.0mm或更小的半径。
32.一种微型扬声器,包括根据权利要求17-31中的任一项所述的框架组件。