用于穿戴式电子设备的发声装置模组及穿戴式电子设备的制作方法

1.本技术属于声学技术领域，尤其涉及一种用于穿戴式电子设备的发声装置模组及可穿戴式电子设备。


背景技术：

2.随着虚拟现实市场的快速发展，越来越多的消费者愿意尝试其带来的前所未有的视觉体验，因此，vr产品的消费力也在迅猛的增长。而高质量的音频效果能够大大提升vr产品使用过程中的沉浸感，高功率和大尺寸的扬声器有利于提升音频性能。但是增大扬声器的功率与尺寸虽然可以有效的提高音频性能，同时也会使得振动强度增加而干扰电子产品中的其他部件。例如，vr设备中往往会设置惯性传感器、陀螺仪等，用于辨识设备的空间位置。如果扬声器的振动强度过大，有可能被上述传感器检测到，从而造成传感器检测出现错误，对产品的正常使用造成干扰。更严重的情况下，有可能出现扬声器造成产品的其他部件的损坏。
3.对此，有必要对电子产品中的发声装置进行改进，减少其对外界的振动干扰。


技术实现要素：

4.本技术实施例的一个目的是提供一种用于穿戴式电子设备的发声装置模组及可穿戴式电子设备的新技术方案。
5.根据本技术实施例的第一个方面，提供一种用于穿戴式电子设备的发声装置模组，包括：
6.模组壳体和发声单体，所述发声单体的端面上设置有振膜，所述发声单体固定设置在所述模组壳体中；
7.避震组件，所述避震组件包括弹性连接件和振动板，所述振动板通过弹性连接件悬设在所述模组壳体内，所述避震组件与所述发声单体的端面连接，所述弹性连接件的边缘连接在所述模组壳体的内表面上，所述避震组件将所述模组壳体的内腔分隔形成前声腔和后声腔，所述振动板被配置为能在所述振膜振动的情况下被动振动；
8.所述模组壳体上开设有前声孔，所述前声孔通过所述前声腔与所述振膜形成连通关系，所述模组壳体上开设有后声孔，所述后声孔通过所述后声腔与所述振动板形成连通关系。
9.可选地，所述振动板呈环状结构，所述振动板环绕在所述振膜周围。
10.可选地，所述弹性连接件包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件连接在所述发声单体与所述振动板之间，所述第二连接件连接在所述振动板与所述模组壳体的内表面之间。
11.可选地，所述振动板与所述发声单体的端面齐平。
12.可选地，所述模组壳体内设置有定位槽，所述发声单体设置在所述定位槽内，所述发声单体的端面从所述定位槽上露出，所述定位槽将所述发声单体的主体结构与所述后声
腔隔开。
13.可选地，所述模组壳体的内表面上形成有承载凸缘，所述弹性连接件的边缘连接在所述承载凸缘上。
14.可选地，所述模组壳体内形成有分隔板，所述分隔板上形成有装配孔，所述避震组件设置在所述装配孔内，所述弹性连接件的边缘连接在所述装配孔的边缘上；
15.所述分隔板与所述避震组件将所述模组壳体的内腔分隔形成前声腔和后声腔。
16.可选地，所述弹性连接件通过粘接或热熔的方式与所述发声单体、所述振动板、所述模组壳体的内表面连接。
17.可选地，前声孔的开设方向相对垂直于所述振膜的振动方向；
18.所述后声腔的开设方向相对垂直于所述振动板的振动方向。
19.根据本技术实施例的第二个方面，提供了一种可穿戴式电子设备，上述发声装置模组应用于穿戴式电子设备，包括：
20.主机体和佩戴装置，所述佩戴装置与所述主机体连接，所述佩戴装置被配置为用于将所述主机体佩戴于预定目标上；
21.所述发声装置模组设置在所述佩戴装置或所述主机体上。
22.本技术实施例的技术效果在于：
23.1、通过在模组壳体与发声单体之间设置避震组件，使发生单体与避震组件耦合形成主动隔振结构，从而削弱发声单体发声时向模组壳体的传播的振动，从而减小发声装置模组对电子产品中其他部件的干扰及影响。
24.2、通过在模组壳体上开设前声孔和后声孔，可以使得其声波叠加，有利于提升低频性能。
25.通过以下参照附图对本技术的示例性实施例的详细描述，本技术的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
26.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本技术的实施例，并且连同其说明一起用于解释本技术的原理。
27.图1为本技术实施例的主动隔振原理简图；
28.图2为本技术实施例的阻尼因数变化曲线图；
29.图3为本技术实施例的声波叠加示意图；
30.图4为本技术实施例的发声装置模组的剖视示意图；
31.图5为本技术实施例的发声装置模组的爆炸示意图；
32.图6为本技术实施例的发声装置模组的应用示意图；
33.图7为本技术实施例的发声装置模组的应用示意图；
34.图8为本技术实施例的发声装置模组的频率响仿真数据对比图；
35.图9为本技术实施例的发声装置模组的测试数据图；
36.图10为本技术实施例的分隔板的结构示意图。
37.附图标记说明：发声装置模组100；模组壳体1；前声孔11；后声孔12；前声腔13；后声腔14；承载凸缘15；定位槽16；避震组件2；弹性连接件21；第一连接件22；第二连接件23；
振动板24；发声单体3；振膜31；分隔板4；装配孔41；人耳5。
具体实施方式
38.现在将参照附图来详细描述本技术的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。
39.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。
40.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
41.在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
42.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
43.根据本技术实施例的第一个方面，提供一种用于穿戴式电子设备的发声装置模组100，包括：
44.模组壳体1和发声单体3，所述发声单体3的端面上设置有振膜31，所述发声单体3固定设置在所述模组壳体1中；
45.避震组件2，所述避震组件2包括弹性连接件21和振动板24，所述振动板24通过弹性连接件21悬设在所述模组壳体1内，所述避震组件2与所述发声单体3的端面连接，所述弹性连接件21的边缘连接在所述模组壳体1的内表面上，所述避震组件2将所述模组壳体1的内腔分隔形成前声腔13和后声腔14，所述振动板24被配置为能在所述振膜31振动的情况下被动振动；
46.所述模组壳体1上开设有前声孔11，所述前声孔11通过所述前声腔13与所述振膜31形成连通关系，所述模组壳体1上开设有后声孔12，所述后声孔12通过所述后声腔14与所述振动板24形成连通关系。
47.如图4所示，发生单体的端面上设置有振膜31，振膜31位于发声单体3的端面处，从发声单体3的表面上可以看到振膜31，便于振膜31振动时产生的声音向外传播。
48.如图4和图5所示，模组壳体1与发声单体3之间设置有避震组件2，发生单体与避震组件2耦合形成主动隔振结构，从而削弱发声单体3发声时向模组壳体1的传播的振动，从而减小发声装置模组100对电子产品中其他部件的干扰及影响。
49.进一步说明，避震组件2包括弹性连接件21和振动板24，振动板24通过弹性连接件21将其悬设在模组壳体1的内部。在一个实施方式中，弹性连接件21连接发声单体3与振动板24，和弹性连接件21连接振动板24与模组壳体1。发声单体3、弹性连接件21以及振动板24耦合连接形成主动隔振结构。当发声单体3接收到电信号并使得振膜31产生振动时，一方面其产生的声音能够正常的向外传播；另一方面，发声单体3自身难以避免会被振膜31连带着产生振动，发声单体3自身的振动传导至振动板24上，振动板24以及与振动板24连接的弹性连接件21会对振动形成缓冲吸收作用，从而减小发声装置模组100对电子产品中其他部件的干扰及影响。
50.如图6所示，避震组件2设置在模组壳体1的内部，避震组件2和发声单体3将模组壳体1的内腔分隔形成前声腔13和后声腔14。模组壳体1的侧端上开设有前声孔11，振膜31设置在发声单体3朝向前声腔13的一侧，前声孔11通过前声腔13与振膜31形成连通关系，振膜31工作振动时产生声音后，声波会经过前声腔13通过前声孔11传至人耳5中。模组壳体1的侧端上还开设有后声孔12，后声孔12通过后声腔14与振动板24形成连通关系，振膜31振动产生的气流会导致振动板24上下振动，振动板24上下产生的声波信号会经过后声腔14通过后声孔12传至人耳5中。由于振动板24上下振动是通过振膜31运动导致的，所以振动板24振动频率和振幅与振膜31振动的频率和振幅相同，根据声波叠加原理，相同频率和振幅的两个声源组合形成一个幅值加倍的叠加声压，有利于提升低频性能，有利于提高使用者的听感体验。
51.优选地，弹性连接件21可以选择金属、塑胶、或者植物纤维等可以提供内阻及弹性的材料。这种材料的弹性连接件21能够更好的为发声单体3提供缓冲、消震作用。
52.可选地，所述振动板24呈环状结构，所述振动板24环绕在所述振膜31周围。
53.如图4和图5所示，振动板24可以呈环状结构。在弹性连接件21将连接发声单体3与振动板24，和弹性连接件21连接振动板24与模组壳体1的实施方式中，振动板24的结构发声单体3的结构相适配，振动板24环绕在振膜31的周围，更有利于其接收来自振膜31的振动。
54.可选地，所述弹性连接件21包括第一连接件22和第二连接件23，所述第一连接件22连接在所述发声单体3与所述振动板24之间，所述第二连接件23连接在所述振动板24与所述模组壳体1的内表面之间。
55.如图4所示，弹性连接件21包括第一连接件22和第二连接件23，第一连接板被配置为连接发声单体3与振动板24，第二连接件23被配置为连接振动板24与模组壳体1。发声单体3自身难以避免会被振膜31连带着产生振动，发声单体3自身的振动传导至振动板24上，振动板24在第一连接件22与第二连接件23之间振动，第一连接件22与第二连接件23会为振动板24的振动提供内阻，会对振动形成缓冲吸收作用，从而减小发声装置模组100对电子产品中其他部件的干扰及影响。
56.进一步可选地，一方面，为了使弹性连接件21能够更好的为发声单体3提供振动缓冲作用，发挥类似弹簧的缓冲性能；另一方面，为了使弹性连接件21的结构更适配于发声单体3的整体结构形状，弹性连接件21可以制备成类似于振膜31的结构，例如，弹性连接件21上具有折环部。折环部的弯曲延伸结构能够更好地沿着预定方向形成弹性变形，而且其结构形式与作为振动主体的振膜31结构相似，更容易与振动板24结合对其振动形成抵消、缓冲作用。在弹性连接件21将连接发声单体3与振动板24，和弹性连接件21连接振动板24与模组壳体1的实施方式中，第一连接件22可以布设在发声单体3的周围，使折环部能够随着振膜31的振动形成缓冲。
57.在一个优选的实施例中，第一连接件22和第二连接件23可以为金属、塑胶或植物纤维等可以提供内阻及弹性的材料，且第一连接件22和第二连接件23可以同时应用不同材料，以便提供不同的阻尼来平衡扬声器单体在不同位置的质量不均匀问题，例如，前连接件选择金属材质，后连接件选择塑料材质。
58.可选地，所述振动板24与所述发声单体3的端面齐平。
59.如图4所示，振动板24的端面与发生单体3的上端面齐平，当发声单体3振动时，便
于振动板24缓冲吸收发声单体3的传出的振动。
60.可选地，所述模组壳体1内设置有定位槽16，所述发声单体3设置在所述定位槽16内，所述发声单体3的端面从所述定位槽16上露出，所述定位槽16将所述发声单体3的主体结构与所述后声腔14隔开。
61.如图4和图5所示，模组壳体1的内部设置有形状与发声单体3形状相适配的定位槽16，将发声单体3固定在定位槽16内，这样，当振膜31发生振动时，发声单体3自身随之产生的振动也能够更未定并且具有相对固定的振动方向，避免出现发声单体3自身振动时出现偏斜等现象，这样设计，对发声单体3具有良好的作用，可以避免发声单体3与模组壳体1之间发生碰撞或者出现明显的偏斜而损坏弹性连接件21。
62.进一步地，如果发神单体自身振动不稳定，也有可能造成传声位置、方向发生细微变化，或者对振膜31的振动造成反向干扰，从而对使用者的听觉感受造成影响。
63.进一步地，定位槽16将发声单体3的主体结构与后声腔14隔开，避免发声单体3产生的振动会通过后声腔14传出，进一步避免了振动板24上下振动产生的声波信号经过后声腔14通过后声孔12传出的声音会包含杂质。
64.可选地，所述模组壳体1的内表面上形成有承载凸缘15，所述弹性连接件21的边缘连接在所述承载凸缘15上。
65.如图4所示，在一个实施方式中，模组壳体1的内部形成为承载凸缘15，第二连接件23的一个连接端与承载凸缘15连接，第二连接件23的另一个连接端与振动板24连接，第一连接件22的两个连接端分别与发声单体3和振动板24连接。通过承载凸缘15与发声单体3有利于在模组壳体1的内部对避震组件2形成支撑作用，提高避震组件2的连接可靠性，并且装配工艺相对更简单。
66.可选地，所述模组壳体1内形成有分隔板4，所述分隔板4上形成有装配孔41，所述避震组件2设置在所述装配孔41内，所述弹性连接件21的边缘连接在所述装配孔41的边缘上；
67.所述分隔板4与所述避震组件2将所述模组壳体1的内腔分隔形成前声腔13和后声腔14。
68.在另一个实施例中，如图10所示，在模组壳体1的内部设置分隔板4，分隔板4布设有多个装配孔41，发声单体3设置在其中一个装配孔41的内部，上述装配孔41的位置与定位槽16的位置相对应，发声单体3的端面从定位槽16上露出并伸出分隔板4在前声腔13的端面齐平。通过定位槽16与上述装配孔41将发声单体3与分隔板4固定在一起，当振膜31发生振动时，发声单体3自身随之产生振动时，避免出现发声单体3自身振动时出现偏斜等现象，这样设计，对发声单体3具有良好的作用，可以避免发声单体3与模组壳体1之间发生碰撞或者出现明显的偏斜而损坏弹性连接件21。
69.在上述实施例中，避震组件2设置在另一个装配孔41的内部。弹性连接件21的一个连接端连接在上述装配孔41的边缘上，振动板24的边缘连接在弹性连接件21另一个连接端上。弹性连接件21和振动板24耦合连接形成主动隔振结构。当发声单体3接收到电信号并使得振膜31产生振动时，一方面其产生的声音能够正常的向外传播；另一方面，振膜31产生的气流导致振动板24振动，振动板24以及与振动板24连接的弹性连接件21会对振动形成缓冲吸收作用，从而减小发声装置模组100对电子产品中其他部件的干扰及影响。
70.可选地，所述弹性连接件21通过粘接或热熔的方式与所述发声单体3、所述振动板24、所述模组壳体1的内表面连接。
71.本实施例中，第一连接件22与发声单体3、第一连接件22与振动板24、第二连接件23与振动板24、第二连接件23与模组壳体1、弹性连接件21与分隔板4、弹性连接件21与振动板24均通过粘接或热熔的连接方式。
72.可选地，前声孔11的开设方向相对垂直于所述振膜31的振动方向；
73.所述后声腔14的开设方向相对垂直于所述振动板24的振动方向。
74.如图6所示，在模组壳体1的侧面开设有前声孔11，前声孔11通过前声腔13与振膜31连通，并且前声孔11开设的方向与振膜31振动的方向垂直，可以改变声音传播的方向，便于人耳5听到的声音更加清晰。在模组壳体1的侧面开设有后声孔12，后声孔12通过后声腔14与振动板24连通，并且后声孔12开设的方向与振动板24振动的方向垂直，可以改变声音传播的方向，便于人耳5听到的声音更加清晰。
75.发声装置模组100的应用原理为：如图1所示，质量mm代表需要排除外界干扰的装置，有一个与外界接触的固体，在装置与固体之间插入一个具有弹性系数km和力阻rm的弹簧。当有一个简谐力f0对质量mm作用时，通过弹簧传递给固体的力f会比f0大大减弱，这种隔振就是主动隔振。其中振动板24相当于原理图中的质量mm，弹性连接件21相当于原理图中的弹簧，产品相当于原理图中固体。
76.如图2所示的q变化曲线，纵轴为df，横轴为z，曲线为q，其中df为传递比，z为频率比，q为阻尼因数，图中标有阻尼因数不同时的曲线变化，其中q取值分别为0.5、0.7、1.0、1.7、2.5、5以及∞，由图中的曲线可以看出当z＝zc＝√2时，存在一个分界线，大于该值时的传递比总是小于1，并随着q的增大而越来越小，而小于该值时，传递比总是大于1，并且还存在峰值，因此只有当频率f》√2f0时，弹簧可以起到隔振作用，而且越远离系统固有频率隔振越好，这种情况下f0作用在mm上并通过rm传递到基础上的力f将受到很大抑制。
77.如图3所示的声波叠加示意图，假设有两个相距为l的声源，它们振动的频率、振幅及相位均相同。由于每一个声源的辐射声压已知为因此两个声源的辐射声压叠加起来，就可以得到合成声场的声压为：
[0078][0079]
由图可见有如下近似关系：
[0080]
r1≈r
‑△
，r1≈r+
△
[0081]
其中为两个声源到观察点的声程差的一半，将r1及r2带入上式则得到
[0082][0083]
当两个声源靠得很近时，kl＜＜1，合成声压为
[0084][0085]
此时，组合声源已经相当于一个幅值加倍的叠加声场辐射了。
[0086]
如图8所示，根据声波叠加原理，相同频率和振幅的两个声源组合形成一个幅值加倍的叠加声压，有利于提升低频性能，通过图8的仿真数据也可进一步证明，该设计方案具有提升低频性能的优势。
[0087]
如图9所示，其中y轴时产品振动位移大小，x轴为产品使用频率，从数据中可以看出，应用发声装置模组100在各个频率段的振动位移明显小于普通扬声器的振动位移，由此可以说明，避震组件2与发声单体3形成主动隔振结构，即当发声单体3振动的时候，避震组件2可以起到隔振的作用，从而会减小发声单体3工作时所产生的振动通过产品的固体结构传导到产品主体部分，从而可以避免发声单体3振动影响产品的使用。
[0088]
根据本技术实施例的第二个方面，提供了一种可穿戴式电子设备，上述发声装置模组100应用于穿戴式电子设备，包括：
[0089]
主机体和佩戴装置，所述佩戴装置与所述主机体连接，所述佩戴装置被配置为用于将所述主机体佩戴于预定目标上；
[0090]
所述发声装置模组100设置在所述佩戴装置或所述主机体上。其中vr/ar产品中通常设置有惯性传感器，当发声单体3振动传导至产品时，会影响惯性传感器的性能，从而会影响用户的体验，另一方面，发声单体3振动传导至产品时，产品会随之振动，由于为佩戴式产品，用户从而会感觉到产品的振动，也会影响用户的体验，因此在vr/ar产品中设置上述的发声装置模组100，则可以避免上述问题。
[0091]
虽然已经通过例子对本技术的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本技术的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本技术的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本技术的范围由所附权利要求来限定。