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，vr/ar产品逐步进入大众视野，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，然而伴随vr/ar产品视频技术的不断迭代其相对应的音频效果提升也就成了此类产品发展的必然趋势。因此，一些小功率的微型扬声器的声学性能将无法满足日趋严苛的音频效果要求，取而代之的是功率以及尺寸均较大的微型扬声器。扬声器的功率增大能够有效提高声学性能，但振动强度的增加有可能干扰电子产品中的其它部件。例如，vr/ar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，从而造成传感器的错误检测，对产品的正常使用造成干扰。更严重的情况下，可能出现扬声器造成产品的其它部件损坏。
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；
7.发声单体，所述发声单体的端面上设置有振膜；
8.弹性连接件，所述弹性连接件具有第一连接端和第二连接端，所述第一连接端与所述发声单体连接，所述第二连接端与所述模组壳体内形成连接，所述弹性连接件将所述发声单体悬于所述模组壳体内；
9.所述模组壳体具有前声腔，所述振膜暴露在所述前声腔中，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。
10.可选地，所述弹性连接件包括前连接件和后连接件，所述前连接件的第一连接端连接在所述发声单体的端面上。
11.可选地，所述后连接件的第一连接端连接在所述发声单体的侧壁或底面上。
12.可选地，所述弹性连接件呈环形结构，所述弹性连接件环绕在所述发声单体周围，所述弹性连接件的第一连接端围绕着所述振膜连接在所述发声单体的端面上。
13.可选地，还包括连接支撑件，所述连接支撑件固定在所述弹性连接件的第二连接端上，所述连接支撑件被配置为用于对所述第二连接端进行支撑；
14.所述连接支撑件与所述模组壳体的内表面相对固定。
15.可选地，还包括连接支撑件，所述连接支撑件设置在所述前连接件和后连接件之间，所述连接支撑件被配置为用于对前连接件和后连接件提供相对支撑。
16.可选地，所述连接支撑件连接在所述前连接件的第二连接端和后连接件的第二连接端之间；
17.所述连接支撑件与所述模组壳体的内表面固定连接。
18.可选地，所述模组壳体的内部形成有支撑凸缘，所述弹性连接件的第二连接端与所述支撑凸缘形成固定连接关系；
19.所述支撑凸缘被配置为用于在模组壳体内分隔构成前声腔。
20.可选地，所述前声孔开设在所述模组壳体的侧面，所述前声孔的开设方向相对垂直于所述振膜的振动方向。
21.可选地，所述弹性连接件使得所述发声单体的浮动方向平行于所述振膜的振动方向。
22.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：
23.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；
24.所述的发声装置模组，所述发声装置模组设置在所述佩戴装置或所述主机体上。
25.本技术实施例的技术效果在于：
26.通过在模组壳体与发声单体之间设置弹性连接件，使弹性连接件与发声单体形成主动隔振结构。本技术方案能够削弱发声单体工作时其振动向模组壳体以及外围其它部件的传播。减小发声装置模组对电子产品中其它部件的干扰影响。
27.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
28.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。
29.图1为本技术实施例的主动隔振原理简图；
30.图2为本技术实施例的阻尼因数变化曲线图；
31.图3为本技术实施例的发声装置模组的剖视示意图；
32.图4为本技术实施例的发声装置模组的剖视示意图；
33.图5为本技术实施例的发声装置模组的爆炸示意图；
34.图6为本技术实施例的发声装置模组的应用示意图；
35.图7为本技术实施例的发声装置模组的测试数据图。
36.附图标记说明：发声装置模组100；发声单体1；振膜11；模组壳体2；支撑凸缘21；前声腔22；前声孔23；弹性连接件3；前连接件31；后连接件32；折环部33；连接支撑件4；人耳8。
具体实施方式
37.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。
38.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。
39.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。
40.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。
41.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。
42.本技术在一个实施例中提供了一种用于穿戴式电子设备的发声装置模组100，包括：模组壳体2；发声单体1，所述发声单体1的端面上设置有振膜11；弹性连接件3，所述弹性连接件3具有第一连接端和第二连接端，所述第一连接端与所述发声单体1连接，所述第二连接端连接在所述模组壳体2内，所述弹性连接件3将所述发声单体1悬于所述模组壳体2内；所述模组壳体2具有前声腔22，所述振膜11暴露在所述前声腔22中，所述模组壳体2上开设有前声孔23，所述前声孔23通过所述前声腔22与所述振膜11形成连通关系。
43.如图3所示，发声单体1的端面上设置有振膜11，振膜11可以位于发声单体1的端面处，从发声单体1的表面上能够看到所述振膜11，以便振膜11振动时产生的声音能够向外传播。弹性连接件3的第一连接端与发声单体1连接，弹性连接件3的第二连接端用于连接到其它的固定部件，弹性连接件3位发声单体1提供了具有弹性缓冲的支撑、承载作用。当发声单体1接收到电信号并使振膜产生振动时，一方面其产生的声音能够正常向外传播；另一方面，发声单体1自身难以避免的会被振膜连带着产生振动，发声单体1自身的振动传导至与其连接的弹性连接件3上，弹性连接件在发声单体1的带动下发生变形，对振动形成缓冲吸收作用。弹性连接件3与发声单体1自身形成主动隔振结构，即当发声单体1振动的时候，弹性连接件3可以起到隔振的作用，从而会减小发声单体1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1振动影响其周边的其它部件。
44.如图4所示，发声单体1与弹性连接件3设置在模组壳体2中，模组壳体2中设置有前声腔22，发声单体1设置有振膜11的端面朝向前声腔22并暴露在前声腔22内，模组壳体2上开设有前声孔23，前声孔23与前声腔22相连通，所以前声孔23通过前声腔22与振膜11形成连通关系，当振膜11工作振动时产生声音后，声波会经过前声腔22通过前声孔23传出。如图4所示，弹性连接件3的第二连接端连接在了模组壳体2的内部，也即，通过模组壳体2内表面的刚性支撑作用，弹性连接件3为连接在其第一连接端的发声单体1提供了具有弹性的支撑作用。发声单体1在弹性连接件3的支撑作用下，可以正常发声并且在一定程度上随着振膜的振动而发声振动。优选地，弹性连接件3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3能够更好的为发声单体1提供缓冲、消震作用。
45.本实施例中，可选地，所述弹性连接件3包括前连接件31和后连接件32，如图3至图5所示。所述前连接件31的第一连接端连接在所述发声单体1的端面上。
46.本实施例中，所述后连接件32的第一连接端连接在所述发声单体1的侧壁或底面上。
47.本实施例中，所述弹性连接件3呈环形结构，所述弹性连接件3环绕在所述发声单体1周围，所述弹性连接件3的第一连接端围绕着所述振膜11连接在所述发声单体1的端面上。
48.如图3所示，弹性连接件3包括前连接件31和后连接件32，前连接件31通过胶粘或者热熔的连接方式与发声单体1的端面连接；后连接件32可以通过胶粘或者热熔的连接方式与发声单体1的侧壁连接，或者后连接件32还可以通过胶粘或者热熔的连接方式与发声单体1的底面连接。
49.利用前连接件31和后连接件32为发声单体1提供弹性连接、支撑，能够使得发声单体1收到的支撑和缓冲作用更均匀、平衡。例如，前连接件31连接在发声单体1的前端面上，后连接件32连接在所述发声单体1的底面上。这样，发声单体1能够受到前后两个方向的弹性支撑，在其振膜11发生振动时，发声单体1自身随之产生的振动也能够更稳定并且具有相对固定的振动方向。避免出现发声单体1自身振动时出现偏摆、倾斜等现象，这种设计对发声单体1具有良好的作用，预防其与模组壳体2内壁发生碰撞或者因出现明显的偏摆振动而损坏弹性连接件3。进一步地，前连接件31和后连接件32的设计也防止发声单体1自身的振动对发声效果造成影响，如果发声单体1自身的振动不稳定，也有可能造成传声位置、方向发生细微变化，或者对振膜11的振动造成反向干扰，从而对使用者的听觉感受造成影响。
50.在本技术方案的其它可选实施方式中，也可以仅采用一个弹性连接件3对发声单体1进行支撑和缓冲，本技术方案并不排斥这种实施形式。在发声装置模组100内部空间不足、发声单体1质量相对较小等情况下，并非必须采用前连接件31和后连接件32两个弹性连接件。
51.可选地，在一种可选的实施方式中，前连接件31连接在发声单体1的前端面上，后连接件32则连接在发声单体1的底面上。这种实施方式使得前连接件31和后连接件32位于发声单体1的前后两端上，能够更好的为发声单体1提供平衡的支撑作用。在另一种实施方式中，所述后连接件32可以连接在发声单体1的侧壁上。也即，发声单体1的底端区域相对于所述后连接件32向底面方向凸出一小段结构。这种设计更适用于需要压缩发声装置模组100的厚度尺寸，或者模组壳体2内部空间不足的方案中。这种实施方式中，前连接件31和后连接件32之间的距离相对更近，在模组壳体2上的连接处占用的区域较小，有利于节省空间。
52.可选地，一方面，为了使弹性连接件3能够更好的为发声单体1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3的结构更适配于发声单体1的整体结构形状，所述弹性连接件3可以制备成类似于振膜11的结构，例如，弹性连接件3上具有折环部33。所述折环部33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11结构相似，更容易对其振动形成抵消、缓冲作用。一个或多个弹性连接件3可以布设在发声单体1的周围，使折环部33能够随着振膜11的振动形成缓冲。
53.进一步可选地，所述前连接件31和后连接件32上均可以形成有折环部33，便于与发声单体1形成隔振结构，当发声单体1工作时产生振动时，前连接件31和后连接件32的端面上由于有起伏，会将振动分解为不同的程度的振动，从而会减小发声单体1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1振动影响周边
的其它部件。
54.在一个优选的实施例中，前连接件31和后连接件32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，且前连接件31和后连接件32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。
55.可选地，所述弹性连接件3可以呈环形结构，如图3所示。环状的弹性连接件3能够从发声单体1周围提供均匀、平稳的弹性支撑，提高连接可靠性的同时能够有效为发声单体1的振动提供导向和缓冲作用，大幅降低振膜11、发声单体1振动对外界的影响。
56.进一步地，在采用前连接件31和后连接件32的实施方式中，呈环形的前连接件31的第一连接端端围绕着振膜11连接在发声单体1的端面上，便于前连接件31接收发声单体1工作时的振动，通过前连接件31减小将振动通过产品的固体结构传导到产品主体部分。前连接件31更靠近振膜11或者直接与振膜11的边缘接触，环形结构更有利于其接收来自振膜11的振动。
57.在一种可选的实施方式中，还可以包括连接支撑件4，所述连接支撑件4固定在所述弹性连接件3的第二连接端上，所述连接支撑件4被配置为用于对所述第二连接端进行支撑；
58.所述连接支撑件4与所述模组壳体2的内表面相对固定。
59.可选地，在配置有前连接件31和后连接件32的实施方式中，所述连接支撑件4设置在所述前连接件31和后连接件32之间，所述连接支撑件4被配置为用于对前连接件31和后连接件32提供相对支撑。
60.可选地，所述连接支撑件4连接在所述前连接件31的第二连接端和后连接件32的第二连接端之间；
61.所述连接支撑件4与所述模组壳体2的内表面固定连接。
62.在一个实施例中，连接支撑件4固定在弹性连接件3的第二连接端上，连接支撑件4与弹性连接件3通过胶粘或者热熔的方式连接，连接支撑件4一方面用于将弹性连接件3固定在模组壳体2上，另一方面可以进一步减小发声单体1的振动被传导到模组壳体2上。由于弹性连接件3相对较软，不易与模组壳体2的内表面进行装配，通过设置连接支撑件4，一方面，由于弹性连接件3的材质相对较软，仅靠自身无法固定在模组壳体2上，所以可以为弹性连接件3提供支撑的效果；另一方面，弹性连接件3与连接支撑件4固定连接，可以为弹性连接件3提供定型的效果。所以连接支撑件4能够起到配合连接、方便装配的作用。连接支撑件4与模组壳体2的内表面可以采用超声焊接、热熔焊接等方式实现固定连接。
63.如图3所示，在另一个实施例中，连接支撑件4设置在前连接件31的第二连接端和后连接件32的第二连接端之间，其上下两端为前连接件31和后连接件32提供整体支撑作用。连接支撑件4与前连接件31通过胶粘或者热熔连接，连接支撑件4与后连接件32通过胶粘或者热熔连接，连接支撑件4一方面用于将前连接件31和后连接件32固定在模组壳体2上，另一方面可以进一步减小发声单体1的振动被传导到模组壳体2上。这种实施方式的另一个优点在于，前连接件31和后连接件32的第二端通过支撑件整体连接到模组壳体2内部，其结构一致性得到提高，不易出现前连接件31和后连接件32作用在模组壳体2上的连接作用力不均匀、相互拉扯的情况。这样，发声单体1固定在模组壳体2内的可靠性得到大幅提
升。
64.进一步说明，由于前连接件31和后连接件32的材质相对较软，仅靠自身无法固定在模组壳体2上，所以支撑连接件4可以为前连接件31和后连接件32提供支撑的效果。前连接件31和后连接件32与连接支撑件4固定连接，支撑连接件4可以为前连接件31和后连接件3提供定型的效果。
65.如图4所示，连接支撑件4的外端面与模组壳体2的内表面连接，连接支撑件4与模组壳体2通过胶粘或者热熔的方式连接。
66.可选地，所述模组壳体2的内部形成有支撑凸缘21，所述弹性连接件3的第二连接端与所述支撑凸缘21形成固定连接关系；
67.所述支撑凸缘21被配置为用于在模组壳体2内分隔构成前声腔22。
68.如图4所示，模组壳体2的内部形成有支撑凸缘21，弹性连接件3的第二连接端与支撑凸缘21形成固定连接关系，其中弹性连接件3与连接支撑件4固定连接，连接支撑件4与支撑凸缘21固定连接，从而使得发声单体1、弹性连接件3、连接支撑件4均固定在模组壳体2的内部。通过布设支撑凸缘21，有利于在模组壳体2内部对发声单体1形成支撑作用，提高支撑可靠性，并且装配工艺相对更简单。另外，发声装置模组100的前声腔22和后声腔通常不形成连通关系，利用支撑凸缘21与弹性连接件3的连接关系，能够更便捷的将前声腔22与后声腔的区域隔开，有利于简化发声装置模组100内部的结构复杂度。
69.在一个优选的实施例中，连接支撑件4与支撑凸缘21之间设置有减震圈，可以进一步减小发声单体1的振动传导到模组壳体2上。
70.并且，发声单体1、弹性连接件3、连接支撑件4将模组壳体2的内部的空腔分隔构成前声腔22。
71.本实施例中，所述前声孔23开设在所述模组壳体2的侧面，所述前声孔23的开设方向相对垂直于所述振膜11的振动方向。
72.如图6所示，在模组壳体2的侧面开设有前声孔23，前声孔23通过前声腔22与振膜11连通，并且前声孔23开设的方向与振膜11振动的方向垂直，可以改变声音传播的方向，便于人耳8听到的声音更加清晰。
73.本实施例中，可选地，所述弹性连接件3使得所述发声单体1的浮动方向平行于所述振膜11的振动方向。例如，在所述弹性连接件3形成具有折环部33的、类似于振膜11的技术方案中，可以将弹性连接件3与振膜11设计成基本平行的相对姿态。这样，在振动过程中，弹性连接件3能够有效对振膜11的振动形成缓冲隔振作用。并且，振膜11与弹性连接件3的振动方向基本一致，不易出现部件之间相互拉扯、碰撞的风险，保证结构可靠性。
74.如图4所示，弹性连接与发声单体1固定连接，使得弹性连接件3在提供内阻和弹性的同时，还能够保证发声单体1的振动保持水平，即发声单体1振动的方向与振膜11振动的方向平行，从而减小因无法固定导致的非线性振动。
75.如图7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在频率90hz处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，弹性连接件3与发声单体1自身重量形成一种主动隔振系统，即当发声单体1振动的时候，弹性连接件3可以起到隔振的作用，从而会减小发声单体1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1振动影响产品使用时的
视觉和感觉。
76.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，有一个简谐力f0对它作用，如果该装置直接放置于一个固体上面，则这种简谐力会经过质量mm直接传递给固体，从而通过这个固体会影响外界环境，欲要把这个振动与外界隔离可以在质量mm与固体之间增加一个带有力阻rm的弹簧，使通过弹簧传递给固体的力f比f0大大减弱，其中发声单体相当于原理图中的质量mm，弹性连接件相当于原理图中带有力阻rm的弹簧，固体相当于产品。
77.如图2所示的q变化曲线，纵轴为df，横轴为z，曲线为qm，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。
78.除此之外，本技术的实施例中还提供了一种可穿戴式电子设备，包括：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；所述的发声装置模组100，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。
79.在本实施中，可穿戴式电子设备为vr/ar产品，发声装置模组100设置在主机体或者佩戴装置中。
80.其中vr/ar产品中通常设置有惯性传感器，当发声单体1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1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。
81.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。