专利名称：监控换能器系统及其制造方法
监控换能器系统及其制造方法 相关申请的交叉参考本申请根据35 U.S.C. § 119(e)要求2006年4月4日提交的名为"监 控换能器系统及其制造方法"的美国临时申请No.60/744,229的权益，为 此将其公开内容结合于此。
背景技术：
诸如传声器、接收器和扬声器的换能器在诸如助听器、耳机、耳内 监听器、头戴耳机、蓝牙无线耳机等的许多收听装置中很有用。例如， 诸如完全充满耳道外部的耳内监听器的收听装置包括较大的输入转换器 (即传声器)、放大部分和接收器。输入信号由输入转换器接收并转换成 电输入信号。该信号供给至放大部分以在传输给接收器之前进行进一步 处理和放大。构造成接收处理后信号的接收器将信号转换为声信号以传 输给佩戴者。一种典型的传声器使用容纳在壳体中的驻极体部分(膜片和背板) 和电子处理系统。传声器的总高度，即壳体的高度由驻极体部分和电子 处理系统的构造限定。基于传声器的通常组装方式，驻极体部分放置在 电子处理系统的上方或下方。传统上用于工作部件的外壳为矩形。当传 声器与耳道内壁接合时，由于外壳的形状而引起使用者在佩戴时明显不适。由于上述原因，并由于下面描述的对于本领域技术人员在阅读和理 解本说明书之后显而易见的其它原因，本领域非常需要改进的换能器监控系统来克服这些问题。
为了更加完整地理解本公开，应参考以下详细描述和附图，附图中 图1是根据本发明的不同实施方式的收听装置的框图；图2是根据本发明的不同实施方式的换能器监控系统的立体图；图3是根据本发明的不同实施方式的换能器监控系统和管组件的立体图；图4是根据本发明的不同实施方式的薄传声器单元的分解图； 图5是图4的薄传声器单元的剖面图；图6是根据本发明的不同实施方式的薄传声器单元的另一实施方式 的剖面图。技术人员应理解，为了简单和清楚示出了图中的元件。还应理解， 某些操作和/或步骤可能以特定的发生顺序进行描述，但本领域技术人员 应理解这些关于顺序的特定性实际上是不需要的。而且应理解这里所用 的术语和表述具有一般意义，如同与它们各自的调查研究领域相关的术 语和表述一样，除非在本文中指明了特定的意义。
具体实施方式
虽然本公开易于产生各种修改和替代形式，但在图中以实施例的形 式示出了某些实施方式，下面将详细描述这些实施方式。然而应理解， 本公开不是为了将本发明限制在所述的特定形式，而是相反，本发明旨 在覆盖落在由所附权利要求限定的发明精神和范围内的所有修改、替代 和等同。图1是收听装置4的框图，收听装置4例如是助听器、耳内监听器、 电子听力保护装置、蓝牙无线耳机、耳机等。收听装置4实际上还可以 是任何类型的音频收听装置。收听装置4包括外部传声器6、处理电路系 统8和换能器监控系统10。外部传声器6从收听装置的佩戴者的外部声 学环境接收声能，并将声音转换为对应的电信号，电信号又被提供给处 理电路系统8。虽然图1示出了一个传声器，但传声器6可包括一个或多 个传声器换能器而不超出本发明的范围。换能器监控系统10包括内部传声器12和接收器14。进入内部传声 器12的耳道内声压水平(SPL)，即堵塞效应被转换为电信号，电信号又
被传输给处理电路系统8。处理电路系统8例如是数字处理系统、声测量系统、滤波系统、控制信号系统、转换器、声压水平调节系统或它们的组合，其接收来自外部传声器6和内部传声器12的信号，然后在将信号 传输给接收器14之前处理信号。接收器14将处理电路系统8提供的处 理后信号转换为用于传输给使用者的声信号。虽然图1示出了一个接收 器，但接收器14可包括均接合到传声器12的一个或多个接收换能器而 不超出本发明的范围。接收器14可以是硅(微电子机械，MEMS)接收 器、平衡电枢接收器、或者动圈接收器，这取决于期望的应用。其它类 型的接收器也是可行的。传声器6、 12可以是硅(微电子机械，MEMS) 电容传声器、驻极体传声器、全向传声器、定向传声器或电动传声器， 这取决于期望的应用。传声器6、 12实际上可以是任何类型的传声器。根据传声器类型，传声器6、 12可包括马达组件(未示出)和电路 组件(未示出)，电路组件与马达组件串联布置，但未堆叠在马达组件的 上方或下方。下面将描述马达组件和电路组件的形成。图2至3表示换能器监控系统10的一个实施方式。系统10处理来 自外部环境用于与佩戴者通信的音频信号，并且还设置用于监控耳道内 的SPL。为此，系统10可包括内部传声器12和接收器14。传声器12可 安装到接收器14上，该安装可通过任何传统的附接方法实现。在这方面， 传声器12和接收器14可形成图2所示的联合传声器一接收器组件。然 而，该安装不是本发明所需要或必需的，传声器12可与接收器14分离 地存在于系统10内。传声器12可包括锥形壳体16、外部端子20和声孔 18。壳体16如图所示包括盖16a和基部16b，基部16b通过任何传统附 接方法附接到盖16a以保持工作部件(例如公知的电路组件和马达组件)。 如图2所示，壳体16在声孔18附近成锥形以更好地装配到耳道和/或结 合系统10的收听装置内，并且进一步容纳下面将讨论的工作部件。外部 端子20联接到处理电路系统(见图1)并且可安装到壳体16的后部16d。 声孔18可设置在壳体16的前部16c处，或者设置在壳体16上任何方便 且可操作的位置。传声器12感测耳道内表示耳道内SPL的声信号。传声 器12将这些声信号转换成电信号，这些电信号在传输给接收器14之前
可与其它信号一起由处理电路系统(见图1)进行处理。接收器14可包括壳体22、外部端子26和声孔24。壳体22包括盖 22a和基部22b，基部16b通过任何传统附接方法附接到盖22a以保持工 作部件(例如公知的电路组件、马达组件和耦合组件)。联接到处理电路 系统(见图1)的外部端子26可安装到壳体22的后部22d，声孔24可 设置在壳体22的前部22c处。当然端子26和声孔24可设置在壳体22 上任何方便且可操作的位置。接收器14可对从处理电路系统(见图1) 接收到的处理后信号进行操作，以生成声信号，然后声信号通过接收器 14的声孔24传输给耳道。在可选布置中，传声器12和接收器14的外部 端子20、 26可结合为一个端子以使电连接的数量最少。如图3所示，任 选的管件27联接到换能器监控系统10。第一管部28可安装到传声器12， 第二管部29可安装到接收器14。如图3所示，第一管件和第二管件可以 是单个双重管腔结构或具有单独通道28'和29'的管件27。可选地，可使 用单独的管结构。每个通道28，、 29'与传声器12和接收器14的相应声 孔18、 24适当地对齐。应理解，管的长度可以改变而不脱离本发明的范 围。图4表示传声器50的分解图。传声器50包括电路组件32和也公知 为驻极体部分的马达组件30。马达组件30包括膜片(未示出)、背板30b 和夹在膜片(未示出)与背板30b之间的框架30c。应理解，传声器50 通常基于电容和所生成的电信号的变化操作，所述改变是由于膜片(未 示出)暴露于声压而相对于背板30b的固定电极运动而产生的。声压可 以来自于耳道前方存在的声能或者来自于其它源头。电路组件32经由连 接引线38电联接到马达组件30。电路组件32可包括前置放大器，例如 源极跟随场效应晶体管(FET)集成电路，或者任何适当的信号处理和放 大电路。传声器50可以是内部传声器12 (见图1)、外部传声器4(见图 2)或它们的组合。图5表示传声器12的示例性实施方式的剖面图。马达组件30布置 在壳体16中，使得马达组件30的一侧固定附接到前部16c的内表面， 马达组件30的相反侧固定附接到盖16a的内表面。马达组件30形成的
包围区域40a构成前容积40a,其中膜片30a向下面向盖16a的内表面和 前部16c的内表面。形成在前部16c上的声孔18与前容积40a连通以允 许信号进入传声器12。电路组件32邻近马达组件30的相反侧定位，在 该相反侧附近附接到基部16a的内表面并且自身邻近基部16a的内表面。 电路组件32在壳体内附接到后部16d的内表面。用于将射频干扰(RFI) 接地的带状线34和用于提供输入/输出/电源的多个连接线(未示出)延 伸穿过在壳体16的后部16d上形成的孔18'。所述线又联接到外部端子 20。如图5所示，不像通常那样将马达组件30堆叠在电路组件32的上 方或下方，而是将马达组件30布置成可以描述为与电路组件32成串联 或并排的关系。该布置有利地减小了传声器12的总高度，例如减小了传 统传声器的约5%至约90%。更具体地说，传声器12的高度可以从约 0.5mm至Imm。传声器12的盖I6a还可形成有锥形部分以允许传声器和 /或对应的外壳深度装配到耳道内，而且允许装配到较小的收听装置内。 图1所示的外部传声器6可按照与用于换能器监控系统10或任何其它收 听装置的传声器12相同的方式组装。传声器12的尺寸(例如厚度和长度)可进一步减小。壳体16可形 成为包括一孔。该孔可形成在壳体的单个壁(例如16a、 16b或16d)中， 或者可形成在两个壁的相交处。例如，在壁16a与壁16d相交处可形成 一孔。电路组件32的电路板部分可定位并固定在开口内，从而可减小壳 体16的内部尺寸并对应地减小壳体的外部尺寸。可选地，所述开口可形 成在壁16b与壁16d的相交处，并且电路组件32的电路板部分定位并固 定在开口内。在后一布置中，应理解电路组件32定位在马达组件30下 方，而不是处于典型的驻极体传声器的堆叠布置。使壳体形成为包括电 路组件32的一部分有利地允许减少或消除连接线，因为外部端子可直接 形成在电路组件32上以及在电路组件32的电路板部分上或电路板部分 内形成为迹线的任何连接线上。而且，将连接线设置为电路组件32的电 路板部分上或电路板部分内的迹线明显降低了制造/组装复杂性。壳体尺 寸的进一步减小可通过将马达组件30的框架构件的全部或一部分形成在 一个或多个壳体壁中而实现。所得到的传声器高度紧凑且制造简单。
图6表示传声器12的另一实施方式的剖面图。可在壳体的盖16a上 形成通风孔46。通风孔46可具有约0.008英寸的尺寸并且可通过任何适 当的技术形成。通风孔46的最终尺寸和位置取决于应用。盖16a的具有 尺寸不同于(例如小于)通风孔46的通风孔49的构件48可与通风孔46 叠置，并且可通过任何适当技术形成。当通风孔46具有约0.008英寸的 尺寸时，通风孔49可具有约0.001英寸的尺寸。可选地，盖16a的通风 孔46可包括多个更小的孔。优选地，多个小孔具有声阻，该声阻选择为 基本等同于单孔声学通风孔的声阻。构件48由不锈钢制成。使用其它类 型的材料用于壳体也是可行的。通风孔46、 49有利于前容积40a与传声 器壳体16外侧周围之间的压力均衡。可设置任选的减振件以覆盖第一通 风孔46或第二通风孔49，并防止碎屑堵塞通风孔46、 49。该减振件还 可修正传声器12的声学特性。通过引证将在此引用的包括公开文件、专利申请以及专利的全部参 考文件并入于此，如同单独并且明确地指示通过引证并入每份参考文件 并且在此对每份参考文件进行了全面阐述一样。在此描述了本发明的优选实施方式，包括发明者已知的用于实施本 发明的最佳模式。应当理解，例示的实施例仅是示例性的，而不应被视 为对本发明的范围进行了限制。
权利要求
1. 一种传声器组件，该传声器组件包括壳体，该壳体具有限定容积的顶部壳体和底部壳体；马达组件，该马达组件具有可动膜片和与该可动膜片相对的背板；以及电路组件，该电路组件包括用于与所述膜片或背板接触的连接引线，其中该电路组件和马达组件以该电路组件和马达组件非堆叠布置的方式串联布置。
2. 根据权利要求1所述的传声器组件，其中，所述电路组件固定附 接到所述底部壳体的内表面。
3. 根据权利要求1所述的传声器组件，其中，在所述底部壳体或所 述顶部壳体上形成开口，所述电路组件延伸到该开口中并形成所述壳体 的一部分。
4. 根据权利要求1所述的传声器组件，其中，所述马达组件包括被 中心部分隔开的第一端部和第二端部，其中所述第一端部和第二端部的 一部分固定附接到所述底部壳体的内表面。
5. 根据权利要求1所述的传声器组件，其中，所述马达组件将所述 容积分为前容积和后容积。
6. 根据权利要求5所述的传声器组件，其中，在所述底部壳体或所 述顶部壳体上形成与所述前容积连通的声孔，该声孔允许声信号进入所 述传声器组件。
7. 根据权利要求5所述的传声器组件，其中， 一声管在声学上联接 到所述声孔。
8. 根据权利要求5所述的传声器组件，其中，在所述底部壳体或所 述顶部壳体上形成通风孔，该通风孔将所述前容积与环境连通。
9. 根据权利要求8所述的传声器组件，该传声器组件包括具有较小 通风孔的构件，该较小通风孔与所述通风孔叠加。
10. —种包括至少一个传声器组件的系统，该传声器组件包括 壳体，该壳体具有限定容积的顶部壳体和底部壳体，其中所述底部 壳体或顶部壳体的一部分为锥形；马达组件和电路组件，该电路组件包括用于与所述膜片或背板接触 的连接引线，其中该电路组件和马达组件以该电路组件和马达组件非堆 叠布置的方式串联布置。
11. 根据权利要求10所述的系统，该系统还包括形成在所述底部壳 体或所述顶部壳体上的开口，所述电路组件延伸到该开口中并形成所述 壳体的一部分。
12. 根据权利要求10所述的系统，其中，所述马达组件将所述容积 分为前容积和后容积。
13. 根据权利要求10所述的系统，该系统包括邻近所述底部壳体或 所述顶部壳体的锥形部分形成的声孔，该声孔与所述前容积连通，并允 许声信号进入所述传声器组件。
14. 根据权利要求13所述的系统，该系统还包括一声管，该声管具 有与所述声孔连通的通道，并固定附接到所述传声器壳体。
15. 根据权利要求10所述的系统，其中，所述电路组件固定附接到 所述底部壳体或所述顶部壳体的内表面。
16. 根据权利要求10所述的系统，其中，所述马达组件包括被中心 部分隔开的第一端部和第二端部，其中所述第一端部和第二端部的一部 分固定附接到所述底部壳体或所述顶部壳体的内表面。
17. 根据权利要求10所述的系统，该系统还包括至少一个接收器组 件，其中该接收器组件联接到所述传声器组件。
18. 根据权利要求17所述的系统，其中，所述接收器组件包括壳体， 其中该接收器壳体固定联接到所述传声器壳体的非锥形部分。
19. 根据权利要求18所述的系统，该系统包括形成在所述接收器壳 体上的声孔。
20. 根据权利要求19所述的系统，该系统包括附接到所述系统的声 管，该声管限定第一和第二通道，所述第一通道与所述传声器声孔连通， 所述第二通道与所述接收器声孔连通。
21. 根据权利要求18所述的系统，该系统还包括声管，该声管附接 到所述接收器壳体，使得该声管的通道与所述声孔连通。
22. 根据权利要求10所述的传声器组件，其中，在所述底部壳体或 所述顶部壳体上形成通风孔，该通风孔将所述容积与环境连通。
23. 根据权利要求22所述的传声器组件，该传声器组件包括具有较 小通风孔的构件，该较小通风孔与所述通风孔叠加。
24. —种收听装置，该收听装置包括外部传声器，该外部传声器用于接收声能并将声能转换为电信号； 处理电路系统，该处理电路系统电联接到所述外部传声器；以及 换能器监控系统，该换能器监控系统包括至少一个内部传声器、该内部传声器具有马达组件和电路组件；其中该电路组件和马达组件以该电路组件和马达组件非堆叠布置的方式串联布置。
25. 根据权利要求24所述的收听装置，其中，所述换能器监控系统 还包括接收器组件，其中该接收器组件电联接到所述处理电路系统。
26. 根据权利要求24所述的收听装置，其中，所述处理电路系统从 包括数字处理系统、声测量系统、滤波系统、控制信号系统、转换器、 声压水平调节系统或其组合的组中选择。
27. 根据权利要求24所述的收听装置，其中，所述外部传声器包括 马达组件和电路组件，其中该外部传声器的电路组件和马达组件以该外 部传声器的电路组件和马达组件非堆叠布置的方式串联布置。
28. —种制造传声器组件的方法，该方法包括 提供壳体，该壳体包括顶部壳体和底部壳体； 在所述壳体内布置包括马达组件和电路组件的换能器；并且 以该电路组件和马达组件非堆叠布置的方式串联布置所述电路组件和所述马达组件。
29. 根据权利要求27所述的方法，该方法包括将所述电路组件联接到所述底部壳体的内表面。
30. 根据权利要求27所述的方法，该方法包括在所述底部壳体或顶部壳体上形成开口 ，并使所述电路组件延伸到所述开口中。
31. 根据权利要求27所述的方法，所述马达组件包括被中心部分隔 开的第一端部和第二端部，所述方法包括将所述第一端部和第二端部的 一部分联接到所述底部壳体的内表面。
32. 根据权利要求27所述的方法，该方法包括在所述底部壳体或所 述顶部壳体上设置声孔，该声孔允许声信号进入所述传声器组件。
33. 根据权利要求27所述的方法，该方法包括将声管联接至所述声孔。
34. 根据权利要求27所述的方法，该方法包括在所述底部壳体或所 述顶部壳体上形成通风孔。
35. 根据权利要求27所述的方法，该方法包括设置具有较小通风孔 的构件并使该构件的较小通风孔叠加在所述底部壳体或所述顶部壳体的 通风孔之上。
36. —种包括联接在一起的传声器组件和接收器组件的监控系统， 该传声器组件包括壳体，该壳体具有限定容积的顶部壳体和底部壳体，其中所述底部 壳体或顶部壳体的一部分为锥形；马达组件和电路组件，该电路组件包括用于与所述膜片或背板接触 的连接引线，其中该电路组件和马达组件以该电路组件和马达组件非堆 叠布置方式串联布置。
37. 根据权利要求36所述的系统，该系统还包括形成在所述底部壳 体或所述顶部壳体上的开口，所述电路组件延伸到该开口中并形成所述 壳体的一部分。
38. 根据权利要求36所述的系统，其中，所述马达组件将所述容积 分为前容积和后容积。
39. 根据权利要求36所述的系统，该系统包括邻近所述底部壳体或 所述顶部壳体的锥形部分形成的声孔，该声孔与所述前容积连通，并允 许声信号进入所述传声器组件。
40. 根据权利要求39所述的系统，该系统还包括声管，该声管具有与所述声孔连通的通道，并固定附接到所述传声器壳体。
41. 根据权利要求36所述的系统，其中，所述电路组件固定附接到 所述底部壳体或顶部壳体的内表面。
42. 根据权利要求36所述的系统，所述马达组件包括被中心部分隔 开的第一端部和第二端部，其中所述第一端部和第二端部的一部分固定 附接到所述底部壳体或所述顶部壳体的内表面。
43. 根据权利要求36所述的系统，其中，所述接收器组件包括壳体， 其中该接收器壳体固定联接到所述传声器壳体的非锥形部分。
44. 根据权利要求43所述的系统，该系统包括形成在所述接收器壳 体上的声孔。
45. 根据权利要求45所述的系统，该系统包括附接到所述系统的声 管，该声管限定第一和第二通道，所述第一通道与所述传声器声孔连通， 所述第二通道与所述接收器声孔连通。
46. 根据权利要求44所述的系统，该系统还包括声管，该声管附接 到所述接收器壳体，使得该声管的通道与所述声孔连通。
47. 根据权利要求36所述的传声器组件，该传声器组件包括形成在 传声器组件的所述底部壳体或所述顶部壳体上的通风孔，该通风孔将所 述容积与环境连通。
48. 根据权利要求22所述的传声器组件，该传声器组件包括具有较 小通风孔的构件，该较小通风孔与所述通风孔叠置。
全文摘要
一种传声器组件包括壳体，该壳体具有限定容积并固定附接在一起的顶部壳体和底部壳体。该传声器组件还包括布置在壳体内的马达组件和电路组件。该马达组件包括背板和膜片。该马达组件还包括被中心部分隔开的第一端部和第二端部，其中所述第一端部和第二端部的一部分固定附接到所述顶部壳体或底部壳体的内表面。电路组件包括用于与所述膜片或背板接触的连接引线。该电路组件与马达组件串联布置，而未堆叠在马达组件的上方或下方。
文档编号H04R19/04GK101401449SQ200780008866
公开日2009年4月1日 申请日期2007年4月4日 优先权日2006年4月4日
发明者约翰·比尔德 申请人:美商楼氏电子有限公司