骨声纹传感器模组和电子设备的制作方法

[0001]
本实用新型涉及传感器技术领域，特别涉及一种骨声纹传感器模组和电子设备。


背景技术：

[0002]
骨声纹传感器是利用人讲话时引起的头颈部骨骼的轻微振动，来把声音信号收集起来转为电信号的。由于它不同于传统麦克风的通过空气传导采集声音，所以可以在很嘈杂的环境里也可以把声音高清晰的传出来。在许多场合如火灾现场，带着防毒而具的消防人员不能用嘴直接对着麦克风讲话，因此此时可以利用骨声纹传感器。随着电子产品的发展，骨声纹传感器的应用越来越广泛。
[0003]
相关技术中，骨声纹传感器通常包括拾振单元和传感器单元，拾振单元用于拾取外界的骨振动信号，并传递给传感器单元；传感器单元用于将振动信号转化为电信号。
[0004]
当将骨声纹传感器应用到电子设备上时，通常将骨声纹传感器作为一个单独的元器件贴装到主控板上使用。这样就会使拾振单元和传感器单元依次堆叠到主控板上，从而会对电子设备的高度影响较大。


技术实现要素：

[0005]
本实用新型的主要目的是提出一种骨声纹传感器模组，旨在解决相关技术中，将骨声纹传感器应用到电子设备上时，对电子设备的高度影响较大的技术问题。
[0006]
为实现上述目的，本实用新型提出一种骨声纹传感器模组，包括：
[0007]
电控板，所述电控板具有第一表面和第二表面，所述电控板上设有传振孔；
[0008]
拾振单元，所述拾振单元安装于所述第一表面，所述拾振单元用于拾取外界的骨振动信号而产生响应振动信号；以及
[0009]
传感器单元，所述传感器单元安装于所述第二表面，所述传振孔连通所述拾振单元与所述传感器单元，以使所述响应振动信号通过所述传振孔传递给所述传感器单元。
[0010]
可选地，所述传感器单元包括封装壳体、及设于所述封装壳体内的传感器芯片，所述封装壳体安装于所述第二表面，所述封装壳体上设有与所述传振孔连通的声孔。
[0011]
可选地，所述封装壳体包括一端敞口的壳本体、及封盖所述壳本体的敞口的基板，所述基板安装于所述第二表面，所述声孔设于所述基板，所述传感器芯片安装于所述基板、并对应所述声孔设置。
[0012]
可选地，所述传感器单元包括一端敞口的壳本体、及设于所述壳本体内的传感器芯片，所述壳本体的敞口端安装于所述第二表面，所述传感器芯片安装于所述第二表面、并对应所述传振孔设置。
[0013]
可选地，所述拾振单元包括一端敞口的拾振壳体、及设于所述拾振壳体内的弹性膜，所述拾振壳体的敞口端安装于所述第一表面，且所述传振孔设于所述拾振壳体的敞口的内侧。
[0014]
可选地，所述拾振单元还包括设置在所述弹性膜上的振动调节件。
[0015]
可选地，所述振动调节件包括与所述弹性膜连接的调节基部、及设于所述调节基部的表面的调节凸出部，所述调节凸出部伸入所述传振孔内。
[0016]
可选地，所述振动调节件包括与所述弹性膜连接的调节主体、及设于所述调节主体的侧面的侧向凸出部，所述侧向凸出部与所述弹性膜之间形成有避位间隔；或者，
[0017]
所述振动调节件包括与所述弹性膜连接的调节基部、及设于所述调节基部的表面的调节凸出部，所述调节基部包括与所述弹性膜连接的调节主体、及设于所述调节主体的侧面的侧向凸出部，所述侧向凸出部与所述弹性膜之间形成有避位间隔；所述调节凸出部伸入传振孔内。
[0018]
可选地，所述拾振壳体和/或壳本体上设有泄气孔，所述泄气孔用于在装配所述拾振单元与所述传感器单元时泄压。
[0019]
本实用新型还提出一种电子设备，包括如上所述的骨声纹传感器模组。
[0020]
本实用新型骨声纹传感器模组，将拾振单元和传感器单元分拆，并分别安装到电控板的两面；同时，在电控板上设置传振孔，以连通拾振单元和传感器单元，以使所述拾振单元拾取外界振动而产生的响应振动信号可通过传振孔传递给传感器单元。如此，通过使拾振单元和传感器单元分别分布在电控板的两侧，可便于降低骨声纹传感器模组的整体高度。而且，由于将拾振单元和传感器单元分拆，可降低对传感器单元的要求，可使传感器单元的选型更广，有利于降低成本。
附图说明
[0021]
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0022]
图1为本实用新型骨声纹传感器模组一实施例的结构示意图；
[0023]
图2为本实用新型骨声纹传感器模组另一实施例的结构示意图；
[0024]
图3为本实用新型骨声纹传感器模组又一实施例的结构示意图；
[0025]
图4为本实用新型骨声纹传感器模组再一实施例的结构示意图；
[0026]
图5为本实用新型骨声纹传感器模组第五实施例的结构示意图。
[0027]
附图标号说明：
[0028][0029][0030]
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0031]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0032]
需要说明，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
[0033]
另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“a 和/或b”为例，包括a方案，或b方案，或a和b同时满足的方案。
[0034]
本实用新型提出一种骨声纹传感器模组和电子设备。其中，骨声纹传感器模组用于电子设备，该电子设备可以是但不限于头戴设备、耳机、智能手表、智能手环、车载降噪设备及振动感测装置等本领域技术人员所熟知的电子设备。
[0035]
在本实用新型一实施例中，如图1所示，所述骨声纹传感器模组100包括电控板30、拾振单元10和传感器单元20。
[0036]
其中，所述电控板30即为电子设备的电路板(如pcb板等)，传感器单元20安装在电控板30上。
[0037]
其中，所述拾振单元10安装于第一表面31，所述拾振单元10用于拾取外界(如佩戴者，或其他振动源，下文以佩戴者为例进行说明)的骨振动信号而产生响应振动信号。
[0038]
其中，所述传感器单元20安装于第二表面32，所述传振孔33连通拾振单元10与传感器单元20，以使所述响应振动信号通过传振孔33传递给传感器单元20，所述传感器单元20用于根据接收到的振动信号而产生电信号。
[0039]
可以理解，所述拾振单元10、传感器单元20以及电控板30之间形成有包括传振孔33的密闭传振气道，以使所述响应振动信号通过该密闭传振气道传递给传感器单元20。
[0040]
本实用新型骨声纹传感器模组100，将拾振单元10和传感器单元20分拆，并分别安装到电控板30的两面；同时，在电控板30上设置传振孔33，以连通拾振单元10和传感器单元20，以使所述拾振单元10拾取外界振动而产生的响应振动信号可通过传振孔33传递给传感器单元20。如此，通过使拾振单元10和传感器单元20分别分布在电控板30的两侧，可降低骨声纹传感器模组100的整体高度。而且，由于将拾振单元10和传感器单元20分拆，可降低对传感器单元20的要求，可使传感器单元20的选型更广，有利于降低成本和提高骨声纹传感器模组100的实用性。
[0041]
此外，还可使所述拾振单元10与传感器单元20错位设置，即是说，通过使拾振单元10和传感器单元20分别分布在电控板30的两侧，还可以降低本实用新型扬声器模组的装配要求(如精度)，从而可提高装配效率。
[0042]
进一步地，如图1所示，所述传感器单元20包括封装壳体21、及设于封装壳体21内的传感器芯片22，所述封装壳体21安装于第二表面32，所述封装壳体21上设有与传振孔33连通的声孔211。
[0043]
如此，所述响应振动信号可通过声孔211和传振孔33传递到封装壳体21 内，并传递给传感器芯片22，所述传感器芯片22用于将该接收到的振动信号转换为电信号。
[0044]
在具体实施例中，所述封装壳体21及传感器单元20的结构形式有很多，下文将举例进行说明。
[0045]
进一步地，如图1所示，所述封装壳体21包括一端敞口的壳本体217、及封盖所述壳本体217的敞口的基板216，所述基板216安装于第二表面32，所述声孔211设于基板216，所述传感器芯片22安装于基板216、并对应声孔211设置。具体的，所述传感器芯片22的前腔221对应声孔211设置，并与声孔211连通。
[0046]
不失一般性，如图1所示，所述传感器单元20还包括设于封装壳体21 内的asic(application specific integrated circuit)芯片70，所述asic芯片 70与传感器芯片22电连接，以对传感器芯片22产生的电信号进行处理。
[0047]
具体的，所述asic芯片70可设于基板216的表面，或者所述asic芯片70埋设于是基板216内。需要指出的是，将asic芯片70埋设于是基板 216内，可便于组装骨声纹传感器模组100。
[0048]
具体的，所述基板216为电路板，如pcb板，所述asic芯片70与基板 216电连接。
[0049]
可选地，所述基板216的朝向第二表面32的表面设有电连接部2161，所述电连接部2161与主控板电连接，以实现主控板与asic芯片70和传感器芯片22电连接。具体来说，基板216贴装到主控板的第二表面32，且当基板 216贴装到主控板的第二表面32时，可将电连接部2161与电控板30电连接，以使传感器芯片22与外部电路(即电子设备的电路)电连接。
[0050]
需要指出的是，本实施例中对于壳本体217的结构并不作具体限定，其可为一体结构，也可为分体连接结构。且当其为一体结构时，壳本体217可选为金属壳体，如此，可使得传感器单元20的选型更广，可使用普通的基板 216+金属外壳的结构，有利于降低成本。
[0051]
进一步地，如图1所示，所述拾振单元10包括拾振壳体11和设于拾振壳体11内的弹性膜12。
[0052]
具体的，弹性膜12安装在拾振壳体11内，拾振壳体11可对弹性膜12 进行保护。拾振壳体11可将佩戴者说话者时的骨头振动传递给弹性膜12，弹性膜12用于拾取佩戴者说话者时的骨头振动而振动，以形成响应振动信号；其中，弹性膜12在振动时带动密闭传振气道内的气体振动，以将响应振动信号通过该密闭传振气道传递给传感器单元20。
[0053]
其中，弹性膜12可以采用具有弹性形变能力的膜片，包括但不限于塑料膜片、纸质膜片、金属膜片、生物膜片等。而且，弹性膜12可以采用单层结构，也可以采用多层复合的膜片。弹性膜12可以采用单一材质，也可以采用不同材质复合而成。在此不再具体说明。
[0054]
具体的，所述拾振壳体11一端呈敞口设置，即所述拾振壳体11为一端敞口设置的壳体，所述拾振壳体11的敞口端安装于第一表面31，所述主控板封盖拾振壳体11的敞口，且所述传振孔33设于拾振壳体11的敞口的内侧。如此，可简化拾振单元10的结构，便于安装。
[0055]
具体的，如图1所示，所述弹性膜12将拾振壳体11内的空间分隔成第一腔体和第二腔体，所述第一腔体与第二腔体分别位于弹性膜12的两侧(在图所示的状态下，所述第一腔体位于弹性膜12的下侧，第二腔体位于弹性膜 12的上侧)；其中，第二腔体与传振孔33连通。
[0056]
可选地，所述拾振壳体11的敞口端可通过胶体粘接于第一表面31。
[0057]
进一步地，如图1所示，所述拾振单元10还包括设置在弹性膜12上的振动调节件13。
[0058]
其中，所述振动调节件13用于对弹性膜12的振动进行调节，使弹性膜 12的振动与佩戴者的骨振动信号匹配性更好，从而可提高骨声纹传感器模组 100的灵敏度。而且，振动调节件13随弹性膜12一同振动，可增加弹性膜 12振动时的质量，从而可以有效避免外界因素(如声波)的干扰。
[0059]
不失一般性，如图1所示，所述振动调节件13在弹性膜12上的投影应当小于弹性膜12。
[0060]
可选地，所述振动调节件13可以通过胶体粘接在弹性膜12上。
[0061]
可选地，所述振动调节件13可以设于弹性膜12的任意一面；即是说，所述振动调节件13既可以设于第一腔体内，也可以设于第二腔体内。
[0062]
可选地，所述传感器芯片22可以为麦克风芯片或压力传感器芯片22。也即传感器单元20可以采用mems麦克风或mems压力传感器，如此，可以降低骨声纹传感器模组100的设计难度。
[0063]
在本实用新型的另一实施例中，也可去除基板216，而将传感器芯片22 等部件直接安装在主控板上。具体的，如图2所示，所述传感器单元20包括一端敞口的壳本体217、及设于壳本体217内的传感器芯片22，所述壳本体217的敞口端连接于所述第二表面32，所述电控板30封盖壳本体217的敞口，所述传感器芯片22安装于第二表面32、且对应传振孔33设置。具体的，所述传感器芯片22的前腔221对应传振孔33设置，并与传振孔33连通。
[0064]
如此，所述响应振动信号可通过壳本体217的敞口和传振孔33传递到封装壳体21内，并传递给传感器芯片22，所述传感器芯片22用于将接收到的振动信号转换为电信号。
[0065]
而且，由于该实施例中，去除了封装壳体21的基板216，而直接将传感器芯片22安装在主控板上，并使用主控板封盖壳本体217的敞口，不仅可以省下基板216，降低产品成本，还可以减少相应的组装步骤，提高生产效率；而且，同时还可以降低骨声纹传感器模组100的整体高度，从而有利于实现电子设备(特别是对耳机等这类小巧的电子设备)的小型化设计。
[0066]
在该实施例中，不失一般性，如图2所示，所述传感器单元20还包括设于壳本体217内的asic(application specific integrated circuit)芯片70，所述asic芯片70与传感器芯片22电连接，以对传感器芯片22产生的电信号进行处理。具体的，所述asic芯片70可设于第二表面32，或者所述asic 芯片70可埋设于是主控板内。
[0067]
在该实施例中，可选地，可通过胶体连接壳本体217的敞口周缘与电控板30，以使壳本体217安装于电控板30。
[0068]
在具体实施例中，还可以对振动调节件13进行进一步地设计，以下举例进行说明。
[0069]
在本实用新型又一实施例中，如图3所示，所述振动调节件13包括与弹性膜12连接的调节基部131、及设于调节基部131的表面的调节凸出部132，所述调节凸出部132伸入传振孔33内。如此，可提高空间利用率，以增大振动调节件13的质量，从而有利于提高骨声纹传感器模组100的灵敏度。
[0070]
在该实施例中，可以理解，所述振动调节件13设于弹性膜12的朝向传振孔33的一侧。
[0071]
在该实施例中，如图3所示，所述传感器芯片22对应传振孔33设置。
[0072]
可以理解，为了进一步地增大振动调节件13的质量，可增大调节凸出部 132的尺寸，如此，就需要将传振孔33扩大。即是说，通过将传振孔33扩大，可以容纳更大尺寸的调节凸出部132，以便于进一步地增大振动调节件13的质量。
[0073]
在该实施例中，可选地，所述调节凸出部132还可伸入封装壳体21内(也可不伸入封装壳体21内)，具体来说，所述调节凸出部132还可通过传振孔 33伸入传感器芯片22的前腔221内。如此，可降低传感器芯片22的前腔221 对高频的影响，使得高频更平，从而可提高骨声纹传感器模组100的可靠性。
[0074]
在该实施例中，如图3所示，可使所述传振孔33的周缘与传感器芯片22 的前腔221的周缘齐平；或者，所述传振孔33的周缘设于传感器芯片22的前腔221的周缘的外侧。如此，可避免传振孔33对调节凸出部132造成干扰，以便于进一步地增大调节凸出部132的尺寸，以增大振动调节件13的质量。
[0075]
在该实施例中，所述调节凸出部132设于调节基部131的中部。如此，可使得弹性膜12在振动的过程中受力较均匀，以降低破裂的风险；同时，还可提高弹性膜12振动的稳定性，以提高骨声纹传感器模组100的性能。
[0076]
在本实用新型再一实施例中，如图4所示，所述振动调节件13包括与弹性膜12连接的调节主体133、及设于调节主体133的侧面的侧向凸出部134，所述侧向凸出部134与弹性膜12之间形成有避位间隔。具体的，所述侧向凸出部134朝向弹性膜12的侧面，与弹性膜12的表面之间形成有避位间隔。当弹性膜振动时，该避位间隔的大小会随着弹性膜的振动而
发生变化。
[0077]
如此，可在不增大振动调节件13与弹性膜12的连接面积的情况下，有效地利用拾振壳体11内的空间，以增大振动调节件13的质量，从而可提高骨声纹传感器模组100的灵敏度，从而可提高骨声纹传感器模组100的性能；并有利于实现骨声纹传感器模组100的小型化设计。
[0078]
即是说，该实施例中的骨声纹传感器模组100，提升了空间利用率，有利于降低产品尺寸，提升了产品性能。
[0079]
或者，可在不减小振动调节件13的质量的情况下，可减小振动调节件13 与弹性膜12的连接面积，以提高骨声纹传感器模组100的性能。
[0080]
在该实施例中，进一步地，如图4所示，所述侧向凸出部134为环形结构。如此，一方面可降低振动调节件13的制作难度，另一方面还可以较大程度地增大振动调节件13的质量。当然，于该实施例的并列实施例中，也可使：所述侧向凸出部134设有多个，多个所述侧向凸出部134在调节主体133的周向方向上间隔分布。
[0081]
在该实施例中，进一步地，如图4所示，所述调节主体133包括与弹性膜12连接的第一调节部1331、及连接于第一调节部1331的远离弹性膜12的一侧的第二调节部1332，所述侧向凸出部134设于第二调节部1332的侧面。如此，可使得侧向凸出部134与弹性膜12之间形成避位间隔。
[0082]
在该实施例中，既可以使侧向凸出部134、第一调节部1331及第二调节部1332三者一体设置；也可以使侧向凸出部134与第二调节部1332一体设置，并与第一调节部1331分体配合连接。
[0083]
在该实施例中，进一步地，如图4所示，所述侧向凸出部134的厚度与第二调节部1332的厚度相等。如此，使得振动调节件13为台阶式结构，从而可较大程度地增大振动调节件13的质量。
[0084]
在该实施例中，进一步地，如图4所示，所述侧向凸出部134的外轮廓形状与第一调节部1331的外轮廓形状相同。
[0085]
在该实施例中，进一步地，所述第二调节部1332的厚度与第一调节部1331 的厚度的比值大于或等于0.1，且小于或等于100。可以理解，若该比值过大，则容易使侧向凸出部134在振动的过程中与弹性膜12干涉；若该比值过小，则不利于增大振动调节件13的质量。可选地，所述第二调节部1332的厚度与第一调节部1331的厚度的比值大于或等于0.2，且小于或等于10；或者，所述第二调节部1332的厚度与第一调节部1331的厚度的比值大于或等于0.3，且小于或等于6。
[0086]
在该实施例中，进一步地，所述侧向凸出部134与第二调节部1332在所述弹性膜12上的投影具有第一面积，所述第一调节部1331在弹性膜12上的投影具有第二面积，所述第二面积与第一面积的比值大于1，且小于或等于 100。可以理解，若该比值过小，则不利于增大振动调节件13的质量；若该比值过大，则容易造成“头重脚轻”。可选地，所述第二面积与第一面积的比值大于或等于1.1，且小于或等于10；或者，所述第二面积与第一面积的比值大于或等于1.2，且小于或等于6。
[0087]
在该实施例中，所述振动调节件13可设于弹性膜12的任意一面。
[0088]
当然，在该实施例中，通过对侧向凸出部134进行设计，可使得振动调节件13为三
阶、或四阶、或更多阶的台阶式结构。
[0089]
当然，在该实施例中，通过对侧向凸出部134进行设计，也可以使所述振动调节件13的纵截面(即过振动调节件13的中心线的截面)为梯形、或腰形。
[0090]
另外，需要指出的是，以上各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
[0091]
如在本实用新型第五实施例中，如图5所示，可使振动调节件13包括与弹性膜12连接的调节基部131、及设于所述调节基部131的表面的调节凸出部132，所述调节基部131包括与弹性膜12连接的调节主体133、及设于调节主体133的侧面的侧向凸出部134，所述侧向凸出部134与弹性膜12之间形成有避位间隔；所述调节凸出部132伸入传振孔33内。具体的，所述侧向凸出部134朝向弹性膜12的侧面，与弹性膜12的表面之间形成有避位间隔。当弹性膜振动时，该避位间隔的大小会随着弹性膜的振动而发生变化。
[0092]
如此，可较大程度地提高空间利用率，以增大振动调节件13的质量，从而可提高骨声纹传感器模组100的灵敏度，以提高骨声纹传感器模组100的性能；并有利于实现骨声纹传感器模组100的小型化设计。
[0093]
在以上实施例中，进一步地，如图1-5所示，所述拾振壳体11和/或壳本体217上设有泄气孔212，所述泄气孔212用于在装配拾振单元10、传感器单元20及电控板30时泄压。具体的，所述泄气孔212与外部环境连通。如此，通过设置泄气孔212，在装配拾振单元10、传感器单元20及电控板30 时，可避免由于壳本体217或拾振壳体11内外空间的气压差而导致拾振单元 10或传感器芯片22失效，从而可降低骨声纹传感器模组100的装配难度。
[0094]
但是，在骨声纹传感器模组100应用时，即将其应用到电子设备上时，泄气孔212需要被封堵，以免其影响骨声纹传感器模组100的性能。可选地，可以通过密封胶、或粘接密封胶带、或添加密封塞等形式将泄气孔212封堵。
[0095]
需要指出的是，如图1所示，若泄气孔212设于拾振壳体11，可选地，所述泄气孔212与第一腔体连通，如所述泄气孔212设于拾振壳体11的顶部；可选地，所述泄气孔212为环形孔。如图3所示，若所述泄气孔212设置在壳本体217上，可选地，所述泄气孔212远离传感器芯片22设置。
[0096]
对于泄气孔212的数量和大小，在此不作限定，设计时可以根据实际情况进行设定。
[0097]
可选地，所述弹性膜12与所述振动调节件13上设有第一通气孔121。
[0098]
可选地，所述传感器芯片22的感应膜222上设有第二通气孔223。
[0099]
可选地，如图1所示，所述电子设备还包括第一元器件80和第二元器件 90，所述第一元器件80与第二元器件90分别设于主控板的两侧，即第一元器件80设于第一表面31，第二元器件90设于第二表面32。其中，所述第一元器件80可为电阻或电容等功能器件，所述第二元器件90可为电阻或电容等功能器件。
[0100]
以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。