用于机械振动噪声消除的双元件MEMS扩音器的制作方法

本申请要求于2014年3月17日提交的美国专利申请No.14/216,686的优先权，其通过引用全文结合于此。

背景技术：

除非这里另有表示，该部分中描述的材料对于本申请的权利要求来说不是现有技术，并且不因包括在该部分中而被承认是现有技术。

典型的微型机电系统(MEMS)扩音器包括柔性安装的振动膜和刚性的背板，它们一起形成可变电容器。当声压力波入射在MEMS扩音器上时，振动膜相对于背板运动，导致可变电容器的电容上的变化。电容上的变化转换成对应于声压力波的音频信号。

技术实现要素：

尽管，在典型的MEMS扩音器中，希望振动膜仅作为声压力波的结果相对于背板运动，但是，实际上，振动膜可能由于机械振动以及声压力波而相对于背板额外运动。结果，从电容上的变化转换的音频信号可能反映机械振动和声压力波二者，在音频信号中导致不希望的噪声。

所公开的是通过实现在音频信号中取消机械振动而在音频信号中最小化噪声的系统、装置和方法。

在一个方面中，公开一种设备，其可包括扩音器和集成电路。扩音器可包括第一振动膜，该第一振动膜设置为使第一振动膜响应于扩音器的环境中的声压力波相对于第一背板运动。第一振动膜还可设置为使第一振动膜也响应于扩音器的机械振动相对于第一背板运动。第一振动膜相对于第一背板的运动可导致第一振动膜和第一背板之间的第一电容变化。扩音器还可包括第二振动膜，第二振动膜基本上与扩音器的环境声学隔离，从而第二振动膜响应于环境中的声压力波基本上不相对于第二背板运动。第二振动膜可响应于扩音器的机械振动相对于第二背板运动。第二振动膜相对于第二背板的运动可导致第二振动膜和第二背板之间的第二电容变化。集成电路可配置为根据第一电容变化和第二电容变化之差产生音频信号。

在另一个方面中，公开一种扩音器，其可包括第一振动膜，该第一振动膜设置为使第一振动膜响应于扩音器的环境中的声压力波相对于第一背板运动。第一振动膜还可设置为使第一振动膜也响应于扩音器的机械振动相对于第一背板运动。第一振动膜相对于第一背板的运动可导致第一振动膜和第一背板之间的第一电容变化。扩音器还可包括第二振动膜，第二振动膜基本上与扩音器的环境声学隔离，从而第二振动膜响应于环境中的声压力波基本上不相对于第二背板运动。第二振动膜可响应于扩音器的机械振动相对于第二背板运动。第二振动膜相对于第二背板的运动可导致第二振动膜和第二背板之间的第二电容变化。

在再一个方面中，公开一种方法，该方法可包括决定扩音器的第一振动膜和第一背板之间的第一电容变化。第一电容变化可根据第一振动膜相对于第一背板的运动决定。第一振动膜可响应于扩音器的环境中的声压力波和扩音器的机械振动二者相对于第一背板运动。该方法还可包括决定扩音器的第二振动膜和第二背板之间的第二电容变化。第二电容变化可根据第二振动膜相对于第二背板的运动决定。第二振动膜可响应于扩音器的环境中的声压力波基本上不相对于第二背板运动，但是第二振动膜可响应于扩音器的机械振动相对于第二背板运动。该方法还可包括根据第一电容变化和第二电容变化之差产生音频信号。

在又一个方面中，公开了一种装置，其可包括用于确定扩音器中第一振动膜和扩音器中第一背板之间的第一电容变化的机构，其中第一电容变化基于第一振动膜响应声压力波和机械振动相对于第一背板的运动。该装置还可包括用于确定扩音器中第二振动膜和扩音器中第二背板之间的第二电容变化的机构，其中第二电容变化基于第二振动膜响应机械振动相对于第二背板的运动。该装置还可包括用于根据第一电容变化和第二电容变化确定音频信号的机构。

这些以及其它方面、优点和选择性方案通过参考适当的附图阅读下面的具体实施方式对本领域的普通技术人员将变得明显易懂。

附图说明

图1A示出了根据示例性实施例的可穿戴计算机系统。

图1B示出了图1A所示的可穿戴计算机装置的替换图。

图1C示出了根据示例性实施例的另一可穿戴计算机系统。

图1D示出了根据示例性实施例的另一可穿戴计算机系统。

图1E至1G是由佩戴者佩戴的图1D所示的可穿戴计算机系统的简化图。

图2是根据示例性实施例的计算机装置的简化方块图。

图3示出了典型的微型机电系统扩音器。

图4A至4D示出了根据示例性实施例的示例性微型机电系统扩音器。

图5是根据示例性实施例的微型机电系统扩音器的简化方块图。

图6是示出根据示例性实施例的方法的流程图。

具体实施方式

这里描述示例性方法和系统。应理解，这里使用的词语“示例”、“示例性的”和“图解的”是指“用作示例、例子或图示”。这里描述为“示例”、是“示例性的”或是“图解的”的任何实施例或特征不必须解释为与其它实施例或特征相比是优选或有利的。这里描述的示例性实施例不意味着是限制。容易理解，本公开的各方面，如这里总体上描述和附图中图示的，可以各种不同配置来设置、替代、结合、分离和设计，其全部这里明确地预期。

I.概述

如上所述，典型的微型机电系统(MEMS)扩音器可包括柔性安装的振动膜和刚性背板，它们一起形成可变电容器。当声压力波入射在扩音器上时，振动膜可相对于背板运动(例如，振动)。在振动膜振动时，振动膜和背板之间的电容变化。电容随着时间的变化可转换成对应于声压力波的音频信号(例如，模拟声压力波的音频信号)。特别是，音频信号可产生与声压力波基本上相同的声音。

尽管在典型的扩音器中希望振动膜仅响应于声压力波相对于背板运动，但是，实际上振动膜也响应于机械振动相对于背板运动。结果，从电容上的变化转换的音频信号可能反映机械振动和声压力波二者，在音频信号中导致不希望的机械振动诱导噪声。

所公开的是一种扩音器，该扩音器通过消除音频信号中的机械振动而在音频信号中最小化机械振动诱导的噪声。为此，扩音器可包括第一背板、第一振动膜、第二背板和第二振动膜。

第一振动膜可暴露到包括声压力波的环境。因此，第一振动膜可响应于声压力波相对于第一背板运动。然而，第一振动膜也可响应于扩音器的机械振动相对于第一背板运动。第一振动膜和第一背板之间的第一电容变化可因此基于声压力波和机械振动二者。换言之，第一电容变化将包括声电容变化和机械电容变化二者。

第二振动膜可基本上与环境声学隔离，从而第二振动膜基本上不响应于声压力波相对于第二背板运动，但是第二振动膜可响应于扩音器的机械振动相对于第二背板运动。因此，第二振动膜和第二背板之间的第二电容变化可基于机械振动(且基本上不基于声压力波)。换言之，第二电容变化将基本上仅包括机械电容变化。

扩音器还可包括集成电路，集成电路配置为根据第一电容变化和第二电容变化决定用于扩音器的声学信号。因为第一电容变化和第二电容变化的每一个包括机械电容变化，所以机械电容变化可被消除，基本上仅留下第一电容变化的声电容变化。音频信号可根据声电容变化决定。这样，所公开的扩音器可在音频信号中最小化由机械振动导致的噪声。

所公开的扩音器可具有任何的应用数，并且可包括在任何数量的装置中。为了图示的目的，下面根据大量的可穿戴计算机装置描述所公开的扩音器，扩音器可集成在该可穿戴计算机装置中或者扩音器与其一起实施。然而，应理解，所公开的扩音器也可集成和/或实施有其它装置。例如，所公开的扩音器可与其它消费者电子装置结合使用。特别是，所公开的扩音器可用在还包括扬声器的消费者电子装置中，这可能倾向于由连接到扩音器的扬声器振动导致的回音挑战。作为另一个示例，所公开的扩音器可用在为高振动环境设计的装置中，例如与运动车辆或机械一起使用的装置和/或活动用户所用的装置。其它的示例也是可能的。

下面描述示例性可穿戴计算机装置、示例性扩音器和用于可穿戴计算机装置和/或扩音器的示例性方法。

II.示例性可穿戴计算机装置

诸如个人计算机、膝上计算机、平板电脑的计算机装置、蜂窝电话和不计其数的互联网装置在现代生活的很多方面日益普遍。随着时间的推移，这些装置给用户提供信息的方式正变得更加智能、更加直观和/或不那么突兀。

尤其是，计算机硬件、外围设备以及传感器、检测器以及图像和音频处理器的小型化倾向已经帮助开启了一个领域，有时称为“可穿戴计算”。特别是，在图像和视频处理和产生领域，已经变得能考虑可穿戴显示器，其将图形显示放置得足够靠近佩戴者(或用户)眼睛，从而所显示的图像呈现为通常大小的图像，如可显示在传统图像显示装置上的那样。相关的技术可称为“近眼显示”。

近眼显示的可穿戴计算装置也可称为“头可安装显示器”(HMDs)、“头安装式显示器”、“头安装式装置”或“头可安装装置”。头可安装显示器放置图形显示器或显示器靠近佩戴者的一个或两个眼睛。为了在显示器上产生图像，可采用计算机处理系统。这样的显示器可占据佩戴者的全部视野，或者仅占据佩戴者视野的一部分。此外，头戴式显示器可变化尺寸，例如，采取诸如眼镜式显示器的较小形式或诸如头盔的较大形式。

可穿戴显示器的已有和预期的用途包括具有增强现实或虚拟现实的用户实时互动的应用。这样的应用可为任务关键或安全关键，例如在公共安全或航空设置上。应用也可为娱乐的，例如互动游戏。很多其它的应用也是可能的。

现在，更加详细地描述其中可实施示例性实施例的系统和装置。通常，示例性系统可实施成或可采取可穿戴计算机(也称为可穿戴计算装置)的形式。在示例性实施例中，可穿戴计算机采取头可安装装置(HMD)的形式或包括头可安装装置(HMD)。

示例性系统也可实施成或采取其它装置的形式，尤其是，如移动电话。此外，示例性系统可采取非临时计算机可读介质的形式，其具有存储其上的由处理器可执行的程序指令以提供这里描述的功能性。示例性系统也可采取诸如可穿戴计算机或移动电话的装置或者这样装置的子系统的形式，其包括具有存储其上的这样程序指令的非临时计算机可读介质。

HMD可通常为能戴在头上的任何显示装置，并且将显示器放置在佩戴者的一个或两个眼睛前面。HMD可采取诸如头盔或眼镜的各种形式。这样，称谓“眼镜”或“眼镜式”HMD应理解为是指具有眼镜状框架从而可佩带在头上的HMD。此外，示例性实施例可由具有单一显示器或两个显示器的HMD实施或者与其相关，具有单一显示器或两个显示器的HMD可分别称为“单眼”HMD或“双眼”HMD。

图1A示出了根据示例性实施例的可穿戴计算机系统。在图1A中，可穿戴计算机系统采取头可安装装置(HMD)102(也可称为头安装式显示器)的形式。然而，应理解，示例性系统和装置可采取其它类型装置的形式或者实施在其它类型装置内或与其相关，而不脱离本发明的范围。如图1A所示，HMD102包括框架元件、透镜元件110、112、以及延伸的侧臂114、116，框架元件包括透镜框架104、106和中心支架108。中心支架108和延伸的侧臂114、116配置为分别通过用户的鼻子和耳朵将HMD102固定到用户的脸上。

框架元件104、106和108以及延伸的侧臂114、116的每一个可由塑料和/或金属的实心结构形成，或者可由类似材料的空心结构形成以允许配线和部件互连，以通过HMD102引导。其它的材料也是可能的。

透镜元件110、112的每一个的一个或多个可由能适合显示投影图像或图形的任何材料形成。透镜元件110、112的每一个也可为充分透明的以允许使用者通过透镜元件看到。结合透镜元件的这两个特征可便利于增强现实或平视显示，其中投影图像或图形加在如用户通过透镜元件感知的现实世界的情景上。

延伸的侧臂114、116的每一个可为分别远离透镜框架104、106延伸的凸出物，并且可定位在用户的耳朵后与以将HMD102固定到用户。延伸的侧臂114、116还可通过围绕用户头的后部延伸而将HMD102固定到用户。另外或作为选择，例如，HMD102可连接到或固定在头戴式安全帽结构内。HMD的其它配置也是可能的。

HMD102也可包括板载计算系统118、图像采集装置120、传感器122和手指可操作的触摸垫124。板载计算系统118示出为定位在HMD102的延伸的侧臂114上；然而，板载计算系统118可提供在HMD102的其它部分上，或者可定位成远离HMD102(例如，板载计算系统118可有线或无线连接到HMD102)。例如，板载计算系统118可包括处理器和存储器。板载计算系统118可配置为从图像采集装置120和手指可操作的触摸垫124(并且可从其它传感装置、用户接口或二者)接收且分析数据，并且产生由透镜元件110和112输出的图像。

图像采集装置120可为例如摄像机，其配置为采集静态图像和/或采集视频图像。在所示的配置中，图像采集装置120定位在HMD102的延伸侧臂114上；然而，图像采集装置120可提供在HMD102的其它部分上。图像采集装置120可配置为以各种分辨率或以不同的帧速采集图像。具有小形状因素的很多图像采集装置，例如移动电话或网络摄影中所用的摄像机，可结合在HMD102的示例中。

此外，尽管图1A示出了一个图像采集装置120，但是也可采用更多的图像采集装置，并且每一个可配置为采集相同的情景或者采集不同的情景。例如，图像采集装置120可为向前面对以采集用户感知的真实世界的情景的至少一部分。由图像采集装置120采集的该向前面对的图像然后可用于产生增强现实，其中计算机生成的图像呈现为与用户感知的真实世界的情景互动或将其覆盖。

传感器122示出在HMD102的延伸侧臂116上；然而，传感器122可定位在HMD102的其它部分上。为了图示的目的，仅示出了一个传感器122。然而，在示例性实施例中，HMD102可包括多个传感器。例如，HMD102可包括传感器102，例如一个或多个陀螺仪、一个或多个加速计、一个或多个磁力计、一个或多个光传感器、一个或多个红外传感器，和/或一个或多个扩音器，例如下面结合图3-5描述的那些。除了或替代这里具体给出的传感器，可包括其它的感应装置。

手指可操作的触摸垫124示出在HMD102的延伸侧臂114上。然而，手指可操作的触摸垫124可定位在HMD102的其它部分上。再者，不止一个的手指可操作的触摸垫可呈现在HMD102上。手指可操作的触摸垫124可由用户使用以输入指令。在其它的可能性当中，手指可操作的触摸垫124可通过电容感应、电阻感应或表面声波过程感应压力、位置和/或一个或多个手指的运动的至少一个。除了感应平行于或共面于垫表面的方向上、在垂直于垫表面的方向上或二者的运动外，手指可操作的触摸垫124可同时感应一个或多个手指的运动，并且也可感应施加到触摸垫表面的压力水平。在某些实施例中，手指可操作的触摸垫124可由一个或多个半透明或透明的绝缘层和一个或多个半透明或透明的导电层形成。手指可操作的触摸垫124的边缘可形成为具有凸起、锯齿或粗糙的表面，以在用户的手指达到手指可操作的触摸垫124的边缘或其它区域时提供触觉的反馈。如果存在不止一个的手指可操作的触摸垫，则每个手指可操作的触摸垫可单独操作，并且可提供不同的功能。

在进一步方面中，除了或替代通过手指可操作的触摸垫124接收用户输入，HMD102可配置为以各种方式接收用户输入。例如，板载计算机系统118可执行语音到文字过程并且利用将某些特定的语音命令映射到某些动作的语法。另外，HMD102可包括通过其可采集佩戴者语音的一个或多个扩音器，例如下面结合图3-5描述的那些。这样的配置，HMD102可操作为检测语音指令，并且执行对应于语音指令的各种计算功能。

作为另一个示例，HMD102可将一定的头运动解释为用户输入。例如，在佩带HMD102时，HMD102可采用一个或多个陀螺仪和/或一个或多个加速计以检测头运动。HMD102然后可一定的头运动解释为用户输入，例如点头或者向上、下、左或右看。HMD102也可根据运动平移或滚动在显示器中的图形。其它类型的作用也可映射到头运动。

作为再一个示例，HMD102可将一定的手势(例如，佩戴者的单手或双手)解释为用户输入。例如，HMD102可通过分析来自图像采集装置120的图像数据而采集手运动，并且启动限定为与一定手运动对应的动作。

作为进一步示例，HMD102可将眼睛运动解释为用户输入。特别是，HMD102可包括一个或多个向内面对的图像采集装置和/或一个或多个其它向内面对的传感器(未示出)以感测用户的眼睛运动和/或位置。这样，一定的眼睛运动可映射到一定的动作。例如，在其它的可能性当中，一定的动作可限定为对应于眼睛在一定方向上的运动、眨眼和/或闭眼。

HMD102还可包括用于产生音频输出的扬声器125。在一个示例中，扬声器可为骨导扬声器的形式，也称为骨导变换器(BCT)。扬声器125可为例如响应于电音频信号输入产生声音的振动变换器或电声变换器。HMD102的框架可设计为当用户佩戴HMD102时，扬声器125接触佩戴者。作为选择，扬声器125可嵌入在HMD102的框架内，并且定位成在佩戴HMD102时，扬声器125振动框架接触佩戴者的一部分。在任何情况下，HMD102可配置为将音频信号发送到扬声器125，从而扬声器的振动可直接或间接地传递到佩戴者的骨结构。当振动通过骨结构传播到佩戴者的中耳中的骨骼时，佩戴者可将由BCT125提供的振动解释为声音。

各种类型的骨导变换器(BCTs)可根据特定的实施方案来实现。通常，设置为振动HMD102的部件可结合为振动变换器。再次应理解，HMD102可包括单一扬声器125或多个扬声器。另外，扬声器在HMD上的位置(一个或多个)可根据实施方案而变化。例如，扬声器可设置为接近佩戴者的太阳穴(如所示)、在佩戴者的耳朵后、接近佩戴者的鼻子和/或在扬声器125可振动佩戴者的骨结构的任何其它位置。

图1B示出了图1A所示可穿戴计算机装置的替换图。如图1B所示，透镜元件110、112可用作显示元件。HMD102可包括第一投射器128，其连接到延伸侧臂116的内侧表面且配置为将显示器130投影到透镜元件112的内侧表面上。另外或作为选择，第二投射器132可连接到延伸侧臂114的内侧表面且配置为将显示器134到投影透镜元件110的内侧表面上。

透镜元件110、112可用作光投影系统中的合成仪，并且可包括将从投射器128、132投影其上的光反射的涂层。在某些实施例中，反射涂层可不使用(例如，在投射器128、132为扫描激光装置时)。

在选择性实施例中，也可采用其它类型的显示元件。例如，透镜元件110、112自身可包括：诸如电致发光显示器或液晶显示器的透明或半透明矩阵显示器、将图像传送到用户的眼睛的一个或多个波导、或者能够将焦点上近眼图像(in focus near-to-eye)传送到用户的其它光学元件。对应的显示器驱动器可设置在框架元件104、106内用于驱动这样的矩阵显示器。作为选择或另外，激光或LED源和扫描系统可用于直接在用户眼睛的一个或多个的视网膜上引起光栅显示。其它的可能性也可存在。

图1C示出了根据示例性实施例的另一个可穿戴计算系统，其采取HMD152的形式。HMD152可包括框架元件和侧臂，例如关于图1A和1B描述的那些。HMD152可另外包括板载计算机系统154和图像采集装置156，例如关于图1A和1B描述的那些。图像采集装置156示出为安装在HMD152的框架上。然而，图像采集装置156也可安装在其它位置，或者可埋入框架中或以其他方式附着到框架。

如图1C所示，HMD152可包括单一显示器158，其可连接到装置。显示器158可形成在HMD152的透镜元件之一上，例如关于图1A和1B描述的透镜元件，并且可配置为覆盖用户的物理世界景观上的计算机生成图形。显示器158示出为提供在HMD152的透镜中心，然而，显示器158可提供在其它位置，如例如朝着佩戴者视野的上部或下部的任何一个。显示器158通过计算机系统154可控，计算机系统154通过光学波导160连接到显示器158。

图1D示出了根据示例性实施例的另一个可穿戴计算机系统，其采取单眼HMD172的形式。HMD172可包括侧臂173、中心支架174和具有鼻梁架175的桥部。在图1D所示的示例中，中心支架174连接侧臂173。HMD172不包括含有透镜元件的透镜框架。HMD172可另外包括部件机壳176，部件机壳176可包括板载计算系统(未示出)、图像采集装置178和用于操作图像采集装置178(和/或可用于其它目的)的按钮179。部件机壳176也可包括其它电气部件和/或可电连接到在HMD之内或上的其它位置的电气部件。HMD172也可包括BCT186。

HMD172可包括单一显示器180，其可通过部件机壳176连接到侧臂173之一。在示例性实施例中，显示器180可为透视显示器，其由玻璃和/或另外的透明或半透明材料制造，从而佩戴者可通过显示器180看到他们的环境。此外，部件机壳176可包括用于显示器180和/或光学元件(未示出)的光源(未示出)，光学元件将光从光源引导到显示器180。这样，显示器180可包括光学特征，在佩戴HMD172时，将由这样的光源产生的光朝着佩戴者的眼睛引导。

在进一步方面中，HMD172可包括滑动特征184，其可用于调整侧臂173的长度。因此，滑动特征184可用于调整HMD172的适配性。此外，HMD可包括允许佩戴者调整HMD的适配性的其它特征，而不脱离本发明的范围。

图1E至1G是由佩戴者190佩戴的图1D所示HMD172的简图。如图1F所示，在佩戴HMD172时，BCT186设置为在佩戴HMD172时BCT186位于佩戴者的耳朵后。这样，BCT186从图1E所示的透视图不可见。

在所示的示例中，当用户佩戴HMD172时，显示器180可设置为在佩戴HMD172时显示器180定位在用户的眼睛前面或附近。例如，显示器180可定位在中心支架之下和佩戴者的眼睛中心之上，如图1E所示。此外，在所示的配置中，显示器180可从佩戴者的眼睛中心偏移(例如，从而显示器180的中心从佩戴者的视角定位到佩戴者眼睛的右上方)。

如图1E至1G所示的配置，在佩戴HMD172时，显示器180可设置在佩戴者190的视野的周边。因此，如图1F所示，在佩戴者190向前看时，佩戴者190可看到具有他们周边景象的显示器180。结果，在佩戴者的眼睛向前看时，显示器180可在佩戴者的视野的中心部分之外，因为它通常用于日复一日的活动。这样的定位可便利于与其他人通畅的眼睛对眼睛的交流，以及通常提供佩戴者视野的中心部分内通畅的世界景象和感知。此外，在如所示设置显示器180时，佩戴者190可例如通过仅上抬一下眼睛(可能不需要移动他们的头)就可观看到显示器180。这图示为如图1G所示，其中佩戴者移动他们的眼睛向上看，并且将他们的视线与显示器180对齐。佩戴者也可通过向下低头且将他们的眼睛与显示器180对齐而使用显示器。

图2是根据示例性实施例的计算装置210的简化方块图。在示例性实施例中，装置210采用通信链路220(例如，有线或无线连接)到远程装置230。装置210可为能接收数据且显示与数据对应或相关的信息的任何类型的装置。例如，装置210可采取头可安装显示器的形式或包括头可安装显示器，例如参考图1A至1G描述的头安装装置102、152或172。

装置210可包括处理器214和显示器216。显示器216可为例如光学透视显示器、光学环视(see-around)显示器或视频透视显示器。处理器214可从远程装置230接收数据，并且将用于显示的数据配置在显示器216上。处理器214可为任何类型的处理器，例如微处理器或数字显示处理器。

装置210还可包括板载数据储存器，例如连接到处理器214的存储器218。例如，存储器218可保存能由处理器214存取且执行的软件。

远程装置230可为任何类型的计算装置或发射器，包括膝上计算机、移动电话、头可安装显示器、平板计算装置等，配置为将数据传输到装置210。远程装置230和装置210可包含实现通信链路220的硬件，例如处理器、发射器、接收器、天线等。

此外，远程装置230可采取计算系统的形式或者实施成计算系统，其与客户装置通讯且配置为执行代表客户装置的功能，客户装置例如为计算装置210。这样的远程装置230可从另一个计算装置210(例如，HMD102、152或172或移动电话)接收数据，代表装置210执行一定的处理功能，然后发送所产生的数据返回到装置210。该功能性可称为“云”计算。

在图2中，通信链路220示出为无线连接；然而，也可采用有线连接。例如，通信链路220可为诸如通用串行总线的有线串行总线或并联总线。有线连接也可为专用连接。在其它的可能性当中，通信链路220也可为无线连接，其采用例如无线电技术、IEEE 802.11(包括任何的IEEE 802.11版本)中描述的通信协议、蜂窝技术(例如GSM、CDMA、UMTS、EV-DO、WiMAX或LTE)或技术。远程装置230可通过互联网存取，并且可包括与特定网络服务(例如，社交、照片分享、地址薄等)相关的计算集群。

III.示例性扩音器

图3示出了典型的MEMS扩音器300。如所示，扩音器300包括背板304和振动膜306。背板304可为刚性的，而振动膜306可柔性地安装到扩音器300的侧壁308A、B。结果，背板304可在扩音器300使用期间基本上保持静止，而振动膜306可响应于扩音器300中的声压力波302和机械振动而振动。

如所示，扩音器300配置为通过扩音器300中的开口接收声压力波302。作为声压力波302的结果，振动膜306可相对于背板304运动，导致声电容变化ΔCa。然而，扩音器300可进一步经受机械振动，其同样导致振动膜306相对于背板304运动，造成机械电容变化ΔCm。因此，扩音器300的电容变化ΔC可反映声和机械电容变化(ΔCa+ΔCm)二者。为此，基于电容变化ΔC产生的音频信号反映声压力波302，但是作为机械振动的结果也包括噪声。

所公开的扩音器可允许减少来自机械振动的噪声。为此，所公开的扩音器可包括第一振动膜和第一背板，以及第二振动膜和第二背板。下面，结合图4A-D和5描述示例性扩音器。

图4A示出了根据示例性实施例的示例性MEMS扩音器400。如图4A所示，扩音器400可包括第一背板404、第一振动膜406、第二振动膜408、第二背板410和支撑结构412A、B。第一背板404、第一振动膜406、第二振动膜408、第二背板410和支撑结构412A、B的每一个可形成在基板414上，如所示，基板414例如为硅基板。在其它实施例中，第一背板404、第一振动膜406、第二振动膜408、第二背板410和支撑结构412A、B可形成在一个或多个附加层上，附加层自身可形成在基板414上。

在某些实施例中，扩音器400还可包括盖子416，盖子416形成在基板414上以及在第一背板404、第一振动膜406、第二振动膜408、第二背板410和支撑结构412A、B之外。盖子416可用于基本上封闭扩音器400以便例如保护扩音器400。尽管盖子416示出为具有矩形形状，但是，在其它实施例中，盖子416可采取任何其它形状。例如，盖子416可采取用于扩音器400特定应用所希望的形状。其它形状也是可能的。在其它实施例中，例如下面图4B-D所示的那些，扩音器400可根本不包括盖子416。

第一对(即第一振动膜406和第一背板404)和第二对(例如，第二振动膜408和第二背板410)可物理地彼此接近。例如，第一对和第二对可分开毫米级的距离。其它的距离也是可能的。在某些实施例中，例如图4A所示的，壁418可形成在第一对和第二对之间。壁418可用于将第一对与第二对声学隔离。在其它实施例中，第二对可与第一对以其它方式声学隔离。

第一背板404、第一振动膜406、第二振动膜408和第二背板410的每一个可由导体或诸如硅的半导体材料形成。其它的材料也是可能的。通常，第一振动膜406和第二振动膜408可具有基本上相同的成分，并且第一背板404和第二背板410可具有基本上相同的成分。在某些实施例中，第一振动膜406和第二振动膜408可另外具有其它基本上相同的参数，例如基本上相同的质量、悬架刚度和/或表面面积。其它的参数也是可能的。通常，如下面所描述，第一振动膜406和第二振动膜408可设计为响应于扩音器的机械振动经受基本上相同的电容变化。

如所示，第一背板404、第一振动膜406、第二振动膜408和第二背板410的每一个可悬挂在扩音器400的支撑结构412A、412B之间。支撑结构412A、412B可类似地由导体或诸如硅的半导体材料形成。其它的材料也是可能的。如所示，第一背板404和第二背板410可刚性地安装到支撑结构412A、412B，而第一振动膜406和第二振动膜408可柔性地安装到支撑结构412A、412B。

第一背板404和第二背板410的每一个可具有足够大的厚度以基本上是刚性的。第一背板404和第二背板410的厚度可基本上相等。例如，第一背板404和第二背板410的每一个可具有例如4-5μm级的厚度。其它的厚度也是可能的。结果，第一背板404和第二背板410可在扩音器400使用期间保持基本上静止。在某些实施例中，诸如图4A中所示的，第一背板404和第二背板410的每一个可穿孔。穿孔可允许减小背板和振动膜之间的空气压力，因此允许振动膜的振动。

第一振动膜406和第二振动膜408的每一个可柔性地安装到支撑结构412A、B。为此，第一振动膜406和第二振动膜408的每一个可使其边缘像弹簧一样从支撑结构412A、B悬挂。第一振动膜406和第二振动膜408的厚度可基本上相等。例如，第一振动膜406和第二振动膜408的每一个可具有例如1μm级的厚度。其它厚度也是可能的。结果，第一振动膜406和第二振动膜408可在扩音器400使用期间分别相对于第一背板404和第二背板410运动。

第一振动膜406可设置为距第一背板404第一距离，并且第二振动膜408可设置为距第二背板410第二距离。第一距离和第二距离可基本上相等。例如，第一距离和第二距离的每一个可为例如3μm级。其它的第一和第二距离也是可能的。

扩音器400还可包括允许环境中的声压力波402耦合到扩音器400的开口。如所示，第一振动膜406可通过开口暴露到环境，从而声压力波402导致第一振动膜406相对于第一背板404运动。由声压力波402引起的第一振动膜406相对于第一背板404的运动可导致第一振动膜406和第一背板404之间的声电容变化ΔCa。

相比之下，如所示，第二振动膜408可与环境基本上声学隔离，从而声压力波402不导致第二振动膜408相对于第二背板410运动。为此，第二振动膜408可通过例如壁418和/或空气与声压力波402声学分开。作为选择或另外，第二振动膜408可包括穿孔，其设计为允许声压力波402通过第二振动膜408，而不使第二振动膜408相对于第二背板410移动。第二振动膜408也可以以其它方式与声压力波402基本上声学隔离。因此，作为声压力波402的结果，基本上没有声电容变化呈现在第二振动膜408和第二背板410之间。

除了声压力波402外，扩音器400可暴露于机械振动。机械振动可由例如扩音器400的运动而产生。扩音器400的运动可为扩音器400的佩戴者的运动、集成扩音器400的装置的运动(例如，装置的振动)、附近的扬声器、接收器或其它音频输出模块的音频输出产生的振动或其它运动的结果。机械振动的其它来源也是可能的。

机械振动可导致第一振动膜406进一步相对于第一背板404运动。由机械振动引起的第一振动膜406相对于第一背板404的运动可导致第一振动膜406和第一背板404之间的机械电容变化ΔCm。机械振动可进一步导致第二振动膜408相对于第二背板410运动。由于第一振动膜406和第二振动膜408的物理相近和基本上相同的成分、厚度和其它参数，第二振动膜408可相对于第二背板410运动以导致第二振动膜408和第二背板410之间基本上相同的机械电容变化ΔCm。

因此，由声压力波402和机械振动引起的第一振动膜406相对于第一背板404的运动可导致第一振动膜406和第一背板404之间的第一电容变化ΔC₁。第一电容变化ΔC₁可反映声电容变化ΔCa和机械电容变化ΔCm二者：

ΔC₁＝ΔCa+ΔCm。

此外，由机械振动引起的第二振动膜408相对于第二背板410的运动可导致第二振动膜408和第二背板410之间的第二电容变化ΔC₂。第二电容变化ΔC₂可基本上仅反映机械电容变化ΔCm(或者，至少，可由机械电容变化ΔCm占优势和/或近似等于机械电容变化ΔCm)：

ΔC₂＝ΔCm。

扩音器400可包括或可通信地连接到集成电路，集成电路配置为根据第一电容变化ΔC₁和第二电容变化ΔC₂产生音频信号。为此，集成电路可通过从第一电容变化ΔC₁减去第二电容变化ΔC₂而隔离声电容变化ΔCa：

ΔC₁–ΔC₂

(ΔCa+ΔCm)–(ΔCm)

ΔCa

集成电路还可配置为根据隔离的声电容变化ΔCa产生音频信号。

通过从第一电容变化ΔC₁减去第二电容变化ΔC₂，集成电路可基本上消除了机械电容变化ΔCm。这样，集成电路可最小化机械振动产生的音频信号中的噪声。

尽管图4A示出了第一背板404相邻于第二背板410，但是在其它实施例中，第一振动膜406、第一背板404、第二背板410和第二振动膜408的顺序可变化。

例如，图4B示出了根据示例性实施例的另一个示例性扩音器400。图4B所示的扩音器400与上面结合图4A描述扩音器400在形式和操作上基本上相同，除了，如所示，第一振动膜406和第一背板404的位置可颠倒，从而第一振动膜406相邻于第二背板410。

作为另一个示例，图4C示出了根据示例性实施例的另一个示例性扩音器400。图4C所示的扩音器400与上面结合图4A描述的扩音器400在形式和操作上可基本上相同，除了，如所示，第二振动膜408和第二背板410的位置可颠倒，从而第一背板404相邻于第二振动膜408。

作为又一个示例，图4D示出了根据示例性实施例的示例性扩音器400。图4D所示的扩音器400与上面结合图4A描述的扩音器400在形式和操作上可基本上相同，除了，如所示，第一振动膜406和第一背板404的位置可颠倒，并且第二振动膜408和第二背板410的位置可颠倒，从而第一振动膜406相邻于第二振动膜408。

尽管图4B-D所示的扩音器没有示出为包括盖子416，但是，如上面结合图4A所描述，应理解，在某些实施例中，扩音器可包括盖子。扩音器400的其它配置也是可能的。

图5是根据示例性实施例的MEMS扩音器500的简化方块图。如所示，扩音器500包括第一对502、第二对504和集成电路506。

第一对502可包括第一振动膜和第一背板，例如上面结合图4A-D描述的第一振动膜406和第一背板404。第一振动膜可暴露于包括声压力波的环境，并且还可暴露于机械振动。作为声压力波和机械振动的结果，第一振动膜可相对于第一背板运动，导致第一电容变化508呈现在第一振动膜和第一背板之间，如上面所描述。

类似地，第二对504可包括第二振动膜和第二背板，例如上面结合图4A-D所描述的第二振动膜408和第二背板410。第二振动膜可与包括声压力波的环境基本上声学隔离，但是第二振动膜可暴露于机械振动。作为机械振动的结果，第二振动膜可相对于第二背板运动，导致第二电容变化510呈现在第二振动膜和第二背板之间，如上面所描述。

第一对502可配置为将第一电容变化508提供到集成电路506，如所示。为此，第一对502可通过例如引线结合通信地连接到集成电路506。

类似地，第二对504可配置为将第二电容变化510提供到集成电路506，如所示。为此，第二对504可通过例如引线结合通信地连接到集成电路506。

集成电路506可配置为根据第一电容变化508和第二电容变化510产生音频信号512，如上面所描述。为此，集成电路506可将第一电容变化508转换成第一电压信号。因为第一电容变化508由声压力波和机械振动二者导致的第一振动膜相对于第一背板的运动引起，所以第一电压信号可基于声压力波和机械振动二者。集成电路506还可将第二电容变化510转换成第二电压信号。因为第二电容变化510基本上仅由机械振动导致的第二振动膜相对于第二背板的运动引起，所以第二电压信号可基本上仅基于机械振动。

集成电路506还可从第一电压信号减去第二电压信号以产生声学信号。通过从第一电容变化508减去第二电容变化510，集成电路506可基本上消除由机械振动引起的电容变化，如上面所描述。这样，集成电路506可最小化由机械振动引起的音频信号512中的噪声。

在某些实施例中，集成电路506可配置为通过例如调谐和/或调整音频信号512的增益而进一步处理音频信号512。其它的处理也是可能的。

集成电路506可进一步配置为输出音频信号512。集成电路506可输出音频信号512至例如扬声器或其中集成扩音器500(或可与其实施扩音器500)的装置的另一个部件。为此，集成电路506可通过有线和/或无线连接可通信地连接到扬声器或其它部件。集成电路506也可以以其它方式输出音频信号512。

尽管集成电路506示出为集成在扩音器500中，但是，在其它实施例中，集成电路506可远离扩音器500且通信地连接到扩音器500。例如，在扩音器500与装置(例如，可穿戴计算装置)集成的实施例中，集成电路506可以是装置中单独的部件。集成电路506也可采取其它形式。

在某些实施例中，除了配置为产生音频信号512外，集成电路506可配置为另外产生包括机械振动诱导噪声(例如通过仅根据第一电容变化508产生音频信号)的音频信号。作为选择或另外，集成电路506可配置为加速计(例如，通过仅根据第二电容变化510产生加速计信号)。集成电路506也可配置为用于其它功能。

IV.示例性方法

图6是根据示例性实施例的方法600的方块图。方法600表示方法的实施例，该方法例如可与这里描述的扩音器一起使用，扩音器例如分别为上面结合图4A-D和5描述的扩音器400、500。作为选择或另外，方法例如可与这里描述的系统一起使用，该系统例如分别为上面结合图1A-G和2描述的可穿戴计算系统102、152、172和可穿戴计算装置210。

方法600的方块602-606可通过单一系统或通过多个系统实现。例如，所有方块602-606可由扩音器实现，扩音器例如为上面结合图4A-D描述的扩音器400。作为另一个示例，方块602-606的一个或多个可由扩音器实现，扩音器例如为结合图4A-D描述的扩音器400，尽管其它的方块602-606可由可穿戴计算系统实现，例如上面分别参考图1A-G和2描述的可穿戴计算系统102、152、172和可穿戴计算装置210。其它的示例也是可能的。

方法600可包括如方块602-606的一个或多个所示的一个或多个操作、功能或作用。尽管方块以依次顺序示出，但是这些方块也可并行和/或与这里描述的不同顺序执行。再者，各种方块结合成较少的方块，分成另外的方块和/或根据所希望的实施方案去除。

另外，对于这里公开的方法600以及其它过程和方法，流程图示出了本实施例的一种可能实施方案的功能性和操作。这样，每个方块可表示程序代码的模块、片段或一部分，程序代码可包括由处理器可执行的一个或多个指令用于实施过程中的具体逻辑功能或步骤。程序代码可保存在任何类型的计算机可读介质上，例如包括磁盘或硬盘驱动器的保存装置。计算机可读介质可包括非临时计算机可读介质，例如，短时间保存数据的计算机可读介质，如寄存器存储器、处理器缓存和随机存取存储器(RAM)。例如，计算机可读介质也可包括诸如二次或长期存储的非临时介质，如只读存储器(ROM)、光盘或磁盘以及光盘只读存储器(CD-ROM)。计算机可读介质也可为任何其它的易失性或非易失性存储系统。例如，计算机可读介质可看作计算机可读储存介质、可触及储存装置或其它制造品。

另外，对于这里公开的方法600和其它过程，每个方块可表示配置为实现过程中的具体逻辑功能的电路。

如所示，方法600可在方块602开始，确定扩音器的第一振动膜和第一背板之间的第一电容变化。扩音器可采取例如上面结合图4A-D和5分别描述的扩音器400和500的任何一个的形式。第一电容变化可根据第一振动膜相对于第一背板的运动决定。第一振动膜可响应于扩音器的环境中的声压力波和扩音器的机械振动二者相对于第一背板运动。特别是，由声压力波引起的第一振动膜相对于第一背板的运动可导致第一振动膜和第一背板之间的声电容变化ΔCa，如上面所描述的。由扩音器的机械振动引起的第一振动膜相对于第一背板的运动可导致第一振动膜和第一背板之间的机械电容变化ΔCm，如上面所描述的。第一电容变化可由声电容变化ΔCa和机械电容变化ΔCm之和给出：

ΔC₁＝ΔCa+ΔCm。

方法600在方块604继续，决定扩音器的第二振动膜和第二背板之间的第二电容变化。第二电容可根据第二振动膜相对于第二背板的运动确定。第二振动膜可与声压力波基本上声学隔离，从而第二振动膜基本上不响应于扩音器的环境中的声压力波相对于第二背板运动。然而，第二振动膜可响应于扩音器的机械振动相对于第二背板运动。由扩音器的机械振动引起的第二振动膜相对于第二背板的运动可导致第二振动膜和第二背板之间的机械电容变化ΔCm，如上面所描述的。第二电容变化可由机械电容变化ΔCm给出：

ΔC₂＝ΔCm。

方法600在方块606继续，根据第一电容变化ΔC₁和第二电容变化ΔC₂之差产生音频信号。通过确定第一电容变化ΔC₁和第二电容变化ΔC₂之差，机械电容变化ΔCm可消除，并且声电容变化ΔCa可被隔离。

ΔC₁–ΔC₂

(ΔCa+ΔCm)–(ΔCm)

ΔCa。

音频信号然后可根据隔离的声电容变化ΔCa产生。这样，集成电路可最小化由机械振动引起的音频信号中的噪声。

尽管前面描述了处理第一和第二电容变化ΔC_1、2自身，但是在某些实施例中，第一和第二电容变化ΔC_1、2可在处理前转换成电压。特别是，第一电容变化ΔC₁可转换成第一电压信号V₁。与第一电容变化ΔC₁类似，第一电压信号V₁可基于声压力波和机械振动二者：

V₁＝Va+Vm，

其中Va是与声电容变化ΔCa对应的声电压，并且Vm是与机械电容变化ΔCm对应的机械电压。

此外，第二电容变化ΔC₂可转换成第二电压信号V₂。与第二电容变化ΔC₂类似，第二电压信号V₂可基本上仅基于机械振动：

V₂＝Vm

一旦转换，第二电压信号V₂可从第一电压信号V₁减去。通过减去，第二电压信号V₂可从第一电压信号V₁减除，机械电压Vm可消除，并且声电压Va可隔离：

V₁–V₂

(Va+Vm)–(Vm)

Va。

音频信号然后可根据隔离的声电压Va产生。这样，集成电路可最小化由机械振动引起的音频信号中的噪声。

现代装置的实现和它们的生产方法不是绝对的，而是统计上的努力以生产所希望的装置和/或结果。即使对过程的再现性、制造设备的操作、初始和加工材料的性质等给予最大的注意，变化和缺陷也会产生。因此，本公开的描述或其权利要求上的限制不可能或不应该看作是绝对的。为了进一步对此突出，术语“基本上”这里可偶尔使用。虽然很难精确地定义本公开自身的限度，但是我们旨在这样的术语解释为“至很大程度”、“接近于可实施”、和“在技术限度内”等。

V.结论

附图中，类似的附图标记典型地指代类似的部件，除非上下文另有表示。具体实施方式、附图和权利要求中描述的说明性实施例不意味着是限制。其它的实施例也可使用，并且在不脱离这里给出的主题事项的范围的情况下可进行其它变化。容易理解，如这里总体描述的和在附图中示出的本公开的各方面可在广泛种类的不同配置中设置、替代、结合、分开和设计，所有这些在这里明确可预期。

关于图中和这里讨论的任何或所有的消息流图、场景和流程图，每个步骤、方块和/或通信可表示根据示例性实施例的信息处理和/或信息传输。选择性实施例包括在这些示例性实施例的范围内。在这些选择性实施例中，例如，描述为步骤、方块、传输、通信、要求、响应和/或信息的功能可按照所示或所讨论的顺序之外的顺序执行，包括基本上同时或相反的顺序，取决于所涉及的功能性。此外，或多或少的步骤、方块和/或功能可与这里讨论的信息流图、场景和流程图的任何一个一起使用，并且这些信息流图、场景和流程图可彼此、部分或全部结合。

表示信息处理的步骤或方块可对应于能配置为实现这里描述的方法或技术的具体功能的电路。作为选择或另外，表示信息处理的步骤或方块可对应于程序代码(包括相关数据)的模块、片段或一部分。程序代码可包括由处理器可执行的一个或多个指令用于实施方法和技术中的具体逻辑功能或作用。程序代码和/或相关数据可保存在任何类型的计算机可读介质上，例如包括磁盘驱动器、硬盘驱动器的存储装置或其它存储介质。

计算机可读介质也可包括非临时计算机可读介质，例如，短时间保存数据的计算机可读介质，如寄存器存储器、处理器缓存和/或随机存取存储器(RAM)。例如，计算机可读介质也可包括诸如二次或长期储存器的长期保存程序代码和/或数据的非临时计算机可读介质，如只读存储器(ROM)、光盘或磁盘以及光盘只读存储器(CD-ROM)。计算机可读介质也可为任何其它的易失性或非易失性存储系统。例如，计算机可读介质可看作计算机可读存储介质或可触及存储装置。

而且，表示一个或多个信息传输的步骤或方块可对应于相同物理装置中软件和/或硬件模块之间的信息传输。然而，其它的信息传输可在不同的物理装置中的软件模块和/或硬件模块之间。

在这里讨论的系统收集有关用户的个人信息或者可利用个人信息的情形下，用户可提供有控制是否程序或特征收集用户信息(例如，有关用户的社交网络、社交行动或活动、职业、用户的偏爱或用户的当前位置)或控制是否和/或如何接收来自可能对用户更加相关的内容服务器的内容的机会。另外，一定的数据可在它被保存或使用前以一种或多种方式处理，从而去除个人身份信息。例如，用户身份可处理为不能决定用户的个人身份信息，或者用户的地理位置可概括为获得了位置信息(例如，城市、ZIP编码或国家级)，从而不能决定用户的具体位置。因此，用户可支吾控制如何收集有关用户的和内容服务器使用的信息。