一种改善骨传导扬声器音质的骨传导扬声器的制造方法_3

文档序号:9978093阅读:来源:国知局
Pa,更优选地,拉伸强度为33MPa-52MPa,进一步优选地,拉伸强度不小于60MPa。面板 材料的弹性模量可以在I.OGPa-5.OGPa内,更优选地,弹性模量在I. 4GPa_3.OGPa,进一步 优选地,弹性模量在I. 8GPa-2. 5GPa。类似的,面板材料的硬度(洛氏硬度)可以是60-150, 更优选地,硬度可以是80-120,进一步优选地,硬度可以是90-100。特别的,同时考虑面板 材料和拉伸强度,可以是相对密度为I. 02-1. 1,拉伸强度为33MPa-52MPa,更优选地,面板 材料的相对密度为1. 20-1. 45,拉伸强度为56-66MPa。
[0050] 在其他一些实施例中,骨传导扬声器的面板外侧包裹着振动传递层,振动传递层 与皮肤接触,面板和振动传递层组成的振动体系将产生的声音振动传递给人体组织。优选 地,面板外侧包裹一层振动传递层,更优选地,面板外侧包裹多层振动传递层;振动传递层 可以是由一种或多种材料制成,不同振动传递层的材料构成可以相同,也可以不同;多层振 动传递层之间可以是在面板垂直的方向上相互叠加,也可以是在面板水平的方向上铺开排 列,或者以上两种排列方式的组合。振动传递层的面积可以设定为不同的大小,优选地,振 动传递层的面积不小于lcm2,更优选地,振动传递层的面积不小于2cm2,进一步优选地,振 动传递层的面积不小于6cm2。
[0051] 振动传递层的构成可以是具有一定吸附性、柔性、化学性的材料,例如塑料(例如 但不限于高分子聚乙烯、吹塑尼龙、工程塑料等),橡胶,也可以是能达到同样性能的其他单 一或复合材料。对于橡胶的种类,例如但不限于通用性橡胶和特种型橡胶。通用型橡胶包 含但不限于天然橡胶、异戊橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等。特种型橡胶又包含但不 限于丁腈橡胶、硅橡胶、氟橡胶、聚硫橡胶、聚氨酯橡胶、氯醇橡胶、丙烯酸酯橡胶、环氧丙烷 橡胶等。其中,丁苯橡胶包含并不限于乳液聚合丁苯橡胶和溶液聚合丁苯橡胶。对于复合 材料,例如但不限于玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、石墨纤维、纤维、石墨烯纤维、碳化硅纤维或 芳纶纤维等增强材料。也可以是其它有机和/或无机材料的复合物,例如玻璃纤维增强不 饱和聚酯、环氧树脂或酚醛树脂基体组成的各类玻璃钢。其他可用于制成振动传递层的材 料还包括硅胶、聚氨酯(PolyUrethane)、聚碳酸酯(PolyCarbonate)中的一种或多种的组 合。
[0052] 振动传递层的存在能够影响系统的频率响应,改变骨传导扬声器的音质,同时也 能起到对壳内元件的保护作用。例如,振动传递层能够改变面板的振动方式,使得系统整体 的频率响应更平缓。面板的振动方式受到面板本身属性、面板和振动板的连接方式、面板和 振动传递层的连接方式、振动频率等因素的影响。面板本身属性包括但不限于面板的质量、 大小、形状、刚度、振动阻尼等。优选地,可以采用厚度不均匀的面板(例如但不限于,面板 中心厚度大于边缘厚度)。面板和振动板的连接方式包括但不限于胶水粘结、卡接或焊接 等;面板和振动传递层的连接包括但不限于胶水连接;不同的振动频率会对应面板不同的 振动方式,包括面板整体的平移以及不同程度的扭转平移,选择在特定频率范围内具有特 定振动方式的面板可以改变骨传导扬声器的音质。优选地,这里所说的特定的频率范围可 以是20Hz-20000Hz,更优选地,频率范围可以是400Hz-10000Hz,进一步优选地,频率范围 可以是500Hz-2000Hz,再进一步优选地,频率范围可以是800Hz-1500Hz。
[0053] 优选地,以上所描述的振动传递层包裹在面板外侧,构成振动单元的一个侧面。振 动传递层上不同区域对振动的传递效果不同。
[0054] 作为一个具体的实施例,图4-A和4-B分别是面板和振动传递层相连的正视图和 侧视图。其中,面板401与振动传递层403通过胶水402粘结,胶水粘结处位于面板401两 端,面板401位于振动传递层403和壳体404形成的外壳内。
[0055] 面板和振动传递层之间可以采用胶水完全粘贴,则等效地改变了面板的质量、大 小、形状、刚度、振动阻尼、振动模态等属性,也使得振动传递效率更高;面板和传递层之间 也可以只使用胶水部分粘结,则面板和传递层间非粘贴区域存在气体传导,可以增强低频 振动的传递,改善声音中低频的效果,优选地,胶水面积占面板面积的1% -98%,更优选 地,胶水面积占面板面积的5% -90%,再优选地,胶水面积占面板面积的10% -60%,更进 一步优选地,胶水面积占面板面积的20% -40% ;面板和传递层之间也可以不使用胶水粘 结,则面板和传递层的振动传递效率不同于使用胶水粘结的情况,也会改变骨传导扬声器 的音质。在具体的实施例中,改变胶水的粘贴方式能够改变骨传导扬声器中相应组件的振 动方式,从而改变声音的产生和传递效果。进一步的,胶水的性质也会影响骨传导扬声器的 音质,例如胶水的硬度、剪切强度、抗拉强度和延展性等。例如,优选地,胶水抗拉强度不小 于IMPa,更优选地,抗拉强度不小于2MPa,进一步优选地,抗拉强度不小于5MPa;优选地,胶 水的扯断伸长率是100% -500%,更优选地,扯断伸长率是200% -400%;优选地,胶水的剪 切强度不小于2MPa,更优选地,剪切强度不小于3MPa;优选地,胶水的邵氏硬度在25-30,更 优选地,邵氏硬度在30-50。可以使用一种胶水,也可以将不同属性的胶水组合使用。胶水 与面板以及胶水与塑胶间的粘结强度也可以设置在一定范围,例如但不限于,8MPa_14MPa 内。应当注意的是,实施例中的振动传递层材料不限于硅胶,也可以采用塑料、生物材料或 者其它具有一定吸附性、柔性、化学性的材料。本领域的技术人员也可以根据实际需要决定 选用胶水的类型和属性,以及与胶水粘结的面板材料和振动传递层材料,从一定程度上决 定骨传导扬声器的音质。
[0056] 图5是骨传导扬声器振动产生部分中各部件连接方式的一个具体实施例。换能装 置510连接在外壳520上,面板530与振动传递层540之间通过胶水550粘结,振动传递层 540的边缘与壳体520连接。在不同实施例中,可以通过改变胶水550的分布、硬度或数量, 或者改变传递层540的硬度等来改变骨传导扬声器的频率响应,从而改变音质。优选地,面 板和振动传递层间可以不涂抹胶水,更优选地,面板和振动传递层间可以涂满胶水,进一步 优选地,面板和振动传递层间部分区域涂抹胶水,再进一步优选地,面板和振动传递层间涂 抹胶水的区域面积不大于面板的面积。
[0057] 本领域的技术人员可以根据实际需要决定选用胶水的数量,从而达到调节扬声器 音质的效果。如图6所示,在一个实施例中,反映出不同的胶水连接方式对骨传导扬声器的 频率响应的影响。三条曲线分别对应无振动传递层和胶水,振动传递层和面板间未涂满胶 水,以及振动传递层和面板间涂满胶水时的频率响应。可以看出,相对于涂满胶水的情况, 在振动传递层和面板间涂上少量胶水或者不涂胶水时,骨传导扬声器的谐振频率会向低频 偏移。振动传递层和面板间通过胶水的粘结情况,可以反映出振动传递层对振动系统的影 响。因此,改变胶水的粘结方式,可以使得骨传导扬声器的频率响应曲线有明显的变化。
[0058] 本领域的工作人员可以根据实际的频率响应需求,调整和改进胶水的粘结方式、 数量,从而改善系统的音质。类似的,在另一个实施例中,图7反映出不同振动传递层的硬 度对振动响应曲线的影响。实线是采用较硬的传递层的骨传导扬声器所对应的振动响应 曲线,虚线是采用较软的传递层的骨传导扬声器所对应的振动响应曲线。可以看出,采用 不同硬度的振动传递层可以使骨传导扬声器获得不同的频率响应。振动传递层的硬度越 大,传递高频振动的能力越强;振动传递层的硬度越小,则传递低频振动的能力越强。选择 不同材料的振动传递层(不限于硅胶、塑料等)可以获得不同音质。例如,骨传导扬声器 上使用45度硅胶做成的振动传递层可以获得较好的低音效果,使用75度硅胶做成的振动 传递层可以获得较好的高音效果。这里所说的低频指的是小于500Hz的声音,中频指的是 500Hz-4000Hz范围的声音,高频是指大于4000Hz的声音。
[0059] 当然,以上对胶水和振动传递层的描述仅仅是一种可以影响骨传导扬声器音质的 实施例,不应被视为唯一可行的实施方案。显然,对本领域的专业人员来说,在了解影响骨 传导扬声器音质的基本原理后,可能在不背离这一原理的情况下,对骨传导扬声器上振动 产生部分中各个器件以及连接方式进行调整和改变,但这些调整和改变仍在以上描述的保 护范围之内。例如,振动传递层的材料可以是任意的,也可以是根据用户的使用习惯定制 的。在振动传递层和面板间使用固化后具有不同硬度的胶水,也可能对骨传导扬声器的音 质产生影响。此外,增加振动传递层的厚度可以等效为增加了组成的振动系统中的质量,也 可以达到是系统的谐振频率下降的效果。优选地,传递层的厚度为0.lmm-lOmm,更优选地, 厚度为〇. 3mm-5mm,再优选地,厚度为0. 5mm-3mm,进一步优选地,厚度为lmm-2mm。传递层的 拉伸强度、粘度、硬度、撕裂强度、伸长率等也会对系统的音质产生影响。传递层材料的拉伸 强度是指造成传递层样品撕裂时单位范围上所需的力,优选的,拉伸强度为3. 0MPa_13MPa, 更优选地,拉伸强度为4.OMPa-12. 5MPa,进一步优选地,拉伸强度为8. 7MPa-12MPa。优 选地,传递层的邵氏硬度为5-90,更优选地,邵氏硬度为10-80,进一步优选地,邵氏硬度 为20-60。传递层的伸长率指传递层断裂时相对与原长度所增长的百分比,优选地,伸长 率在90% -1200%之间,更优选地,伸长率在160% -700%之间,进一步优选地,伸长率在 300% -900%之间。传递层的撕裂强度指在有切口的传递层上施加力量时阻碍切口或刻 痕扩大的抵抗力,优选地,撕裂强度在7kN/m-70kN/m之间,更优选地,撕裂强度在IlkN/ m_55kN/m之间,进一步优选地,撕裂强度在17kN/m_47kN/m之间。
[0060] 以上描述的面板与振动传递层组成的振动系统中,除了改变面板和传递层的物理 属性,以及面板与振动传递层的粘结方式等方面,也可以从其他方面改变骨传导扬声器的 性能。
[0061] -种精心设计的包含振动传递层的振动产生部分可以进一步有效地降低骨传导 扬声器漏音。优选地,在振动传递层表面打孔可以降低漏音。一个实施例如图8所示,振动 传递层840通胶水850与面板830粘结,振动传递层上与面板的粘结区域凸起程度高于振 动传递层840上非粘结区域,在非粘合区域下方为一空腔。振动传递层840上非粘合区域 和外壳820表面分别开设有引声孔860。优选地,开设部分引声孔的非粘合区域不与使用 者接触。一方面,引声孔860可以有效地减小振动传递层840上非粘合区域面积,可以使得 振动传递层内外空气通透,减小内外气压差,从而减少非粘合区域的振动;另一方面,引声 孔860可以将外壳820内部空气振动所形成的声波引出至外壳820的外部,与外壳820振 动推动壳外空气所形成的漏音声波相消,以降低漏音声波的振幅。具体的,骨传导扬声器在 空间中任一点的漏音大小正比于该点处的声压P,
[0062]其中,
[0063] P=Pc^P1+P2 (1)
[0064]P。是外壳(包括振动传递层上不与皮肤接触的部分)在上述点所生成的声压,P: 是外壳侧面的引声孔所传递的声音在上述点的声压,P2是振动传递层上的引声孔所传递的 声音在上述点的声压,P。、Pi、P2分别是:
[0065]
[0068] 其中,k表示波矢,P。表示空气密度,《表示振动的角频率,R(x',y')表示声源 上一点到空间中一点的距离,S。是未与人脸接触的外壳面域,S1是外壳侧面引声孔的开孔 面域,&是振动传递层上引声孔的开孔面域,W(x,y)表示单位面积的声源强度,奶表示不 同声源在空间一点产生的声压的相位差。值得注意的是,振动传递层上存在不与皮肤接触 的部分区域(例如图8中,振动传递层840上的引声孔860所处的边缘区域),所述区域受 到面板和外壳振动的影响而产生振动,从而对外界辐射声音,以上所提到的外壳面域应包 含此类振动传递层上不与皮肤接触的部分。空间中任一点的声压(角频率为《时)可以 表示为:
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