用于可佩戴音频设备中振动减轻的高顺应性微型扬声器制造技术

一种音频系统包括被配置成发出声音的扬声器。扬声器被容纳在外壳中，外壳形成位于扬声器的相对侧的前腔和后腔。该外壳包括：至少一个输出端口，其被配置为从前腔输出声音的第一部分；以及至少一个后端口，其被配置为从后腔输出声音的第二部分。声音的第二部分与第一部分实质上异相。音频系统的等效声学容积(Vas)大于前腔的容积的十倍，并且大于后腔的容积的十倍。容积的十倍。容积的十倍。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于可佩戴音频设备中振动减轻的高顺应性微型扬声器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2019年3月21日提交的第62/821,915号美国申请和2019年8月29日提交的第16/555,058号美国申请的优先权，出于所有目的，这些申请的全部内容通过引用被并入本文。
[0003]背景
[0004]本公开总体上涉及头戴装置(headset)的扬声器，更具体地说，涉及高顺应性(compliance)微型扬声器。
[0005]高性能扬声器是为消费电子设备产生高质量音频的重要部件。随着消费电子产品变得更小、更轻且更易佩戴，许多设计约束(尺寸、重量、功耗等)被置于扬声器中，同时仍然希望获得良好的音频质量。因此，期望一种尺寸小、重量轻且功耗低的高性能扬声器。
[0006]概述
[0007]根据本专利技术的一个方面，提供了一种音频系统，包括：扬声器，其被配置为发出声音；以及容纳扬声器的外壳的至少一部分，该外壳形成位于扬声器的相对侧的前腔和后腔，并且该外壳包括：至少一个输出端口，其被配置为从前腔输出声音的第一部分；以及至少一个后端口，其被配置为从后腔输出声音的第二部分，并且声音的第二部分与声音的第一部分实质上异相，其中音频系统的等效声学容积(Vas)大于前腔的容积的十倍并且大于后腔的容积的十倍。
[0008]优选地，扬声器是高顺应性扬声器，其包括机械顺应性(Cms)至少为10毫米/牛顿的膜，该膜被配置成产生发出的声音。
[0009]方便地，至少一个后端口是被配置为衰减(dampen)声音的第二部分的阻性端口(resistive port)。
[0010]优选地，扬声器具有矩形形状。
[0011]方便地，声音的第二部分与声音的第一部分有180
°
的相位偏移。
[0012]优选地，外壳包括两个后端口。
[0013]方便地，音频组件包括整个外壳，并且整个外壳耦合到头戴装置的框架。
[0014]优选地，扬声器具有小于0.1的力比，其中该力比等于将扬声器的膜移位0.3毫米所需的力除以参考力。
[0015]根据本专利技术的另一方面，提供了一种头戴装置，包括：框架；以及一种音频系统，包括：被配置为发出声音的扬声器；以及外壳的至少一部分，该外壳耦合到框架并容纳扬声器，该外壳形成由扬声器分隔的前腔和后腔，并且该外壳包括：至少一个输出端口，其被配置为从前腔输出声音的第一部分；以及至少一个后端口，其被配置为从后腔输出声音的第二部分，并且声音的第二部分与第一部分实质上异相，其中音频系统的等效声学容积(Vas)大于前腔的容积的十倍并且大于后腔的容积的十倍。
[0016]优选地，扬声器是高顺应性扬声器，其包括机械顺应性(Cms)至少为10毫米/牛顿的膜，该膜被配置成产生发出的声音。
[0017]方便地，高顺应性扬声器具有矩形形状。
[0018]优选地，至少一个输出端口面向框架的内侧，并且至少一个后端口面向框架的外侧。
[0019]方便地，音频系统包括以扬声器阵列耦合到框架的多个外壳，多个外壳中的每个外壳容纳一个或更多个扬声器。
[0020]优选地，外壳被定位在框架的腿部上，外壳具有细长的椭圆形形状，外壳从框架的腿部在对应于用户耳朵的方向上延伸，并且输出端口被定位在外壳的靠近用户耳朵的下部，使得声音的第一部分指向用户耳朵。
[0021]方便的是，扬声器位于外壳的下部。
[0022]高顺应性扬声器和前腔可以优选地位于外壳的上部并与输出端口间隔开。
[0023]优选地，头戴装置还包括：外壳内的音频波导，该音频波导将前腔连接到输出端口，其中声音的第一部分从前腔通过音频波导传播到输出端口。
[0024]方便地，框架形成外壳的至少一部分。
[0025]优选地，声音的第二部分与声音的第一部分有180
°
的相位偏移。
[0026]根据本专利技术的另一方面，提供了一种音频系统，包括：扬声器，其被配置为发出声音并被容纳在作为头戴装置一部分的外壳内，该外壳形成位于扬声器的相对侧的前腔和后腔，并且该外壳包括：至少一个输出端口，其被配置为从前腔输出声音的第一部分；以及至少一个后端口，其被配置为从后腔输出声音的第二部分，并且声音的第二部分实质上与声音的第一部分异相，其中音频系统的等效声学容积(Vas)大于前腔的容积的十倍并且大于后腔的容积的十倍。
[0027]一种音频系统，包括被配置为发出声音的扬声器，以及容纳扬声器的外壳的至少一部分。扬声器是高顺应性扬声器，包括具有高的机械顺应性(Cms)的换能器。根据一些实施例，换能器可以是具有高Cms(例如，大于10mm/N)的隔膜，在本文中也被称为“膜”。扬声器可以被设计成使得减轻施加到扬声器所安装到的周围结构(例如，个人音频设备)的振动。容纳扬声器的外壳形成位于扬声器的相对侧的前腔和后腔。外壳包括至少一个输出端口和至少一个后端口。该至少一个输出端口被配置为从前腔输出声音的第一部分，并且该至少一个后端口被配置为从后腔输出声音的第二部分。声音的第二部分与声音的第一部分实质上异相。音频系统的等效声学容积(Vas)大于前腔的容积的十倍，并且大于后腔的容积的十倍。通过将高顺应性扬声器与包括至少一个输出端口和至少一个后端口的外壳相结合，音频系统可以实现高Vas，同时保持外壳和扬声器的相对小的形状因数(例如，具有小于5立方厘米的物理体积)和重量(例如，小于4克)。
[0028]在一些实施例中，音频系统可以是个人音频设备(例如，头戴装置)的一部分。例如，音频系统可以耦合到头戴装置的框架。音频系统具有相对低的谐振频率，这提高了音频系统的功率效率，并减少了耦合到外壳和扬声器的结构(例如头戴装置的框架)中的不希望的振动。
[0029]根据一些实施例，从音频系统发出的总声音可以具有偶极子配置(dipole configuration)，使得声音的第一部分在远场中与声音的第二部分相消干涉，导致声音低程度地泄漏到远场中。这样，音频系统可以选择性地在近场中向用户的耳朵传递声音。
[0030]包括高Cms膜的高顺应性扬声器可以具有矩形形状。低谐振频率和提高的功率效率可能部分是由于高顺应性扬声器的形状。在其他实施例中，高顺应性扬声器可以具有不
同的形状。例如，音频系统可以包括具有椭圆形形状的高顺应性扬声器。
[0031]附图简述
[0032]图1是根据一个或更多个实施例的实现为眼镜设备的头戴装置的透视图。
[0033]图2A示出了根据一个或更多个实施例的高顺应性扬声器的前视图，该高顺应性扬声器包括具有高机械顺应性(Cms)的膜。
[0034]图2B示出了根据一个或更多个实施例的沿着图2A所示的高顺应性扬声器的线I至I
’
的横截面。
[0035]图3A示出了根据一个或更多个实施例的容纳矩形高顺应性扬声器的外壳的分解图。
[0036]图3B示出了根据一个或更多个实施例的图3A所示的外壳的后视图，该外壳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种音频系统，包括：扬声器，其被配置为发出声音；和外壳的至少一部分，所述外壳容纳扬声器，所述外壳形成位于所述扬声器的相对侧的前腔和后腔，并且所述外壳包括：至少一个输出端口，其被配置为从所述前腔输出所述声音的第一部分，以及至少一个后端口，其被配置为从所述后腔输出所述声音的第二部分，并且所述声音的第二部分与所述声音的第一部分实质上异相，其中，所述音频系统的等效声学容积(Vas)大于所述前腔的容积的十倍并且大于所述后腔的容积的十倍。2.根据权利要求1所述的音频系统，其中，所述扬声器是高顺应性扬声器，所述高顺应性扬声器包括机械顺应性(Cms)至少为10毫米/牛顿的膜，所述膜被配置为产生所发出的声音。3.根据权利要求1或2所述的音频系统，其中，所述至少一个后端口是被配置为衰减所述声音的第二部分的阻性端口。4.根据任一前述权利要求所述的音频系统，以及以下中的任何一个或更多个成立：a)其中，所述扬声器具有矩形形状；或者b)其中，所述声音的第二部分与所述声音的第一部分有180
°
的相位偏移；或者c)其中，所述外壳包括两个后端口；或者d)其中，所述音频组件包括整个所述外壳，并且整个所述外壳耦合到头戴装置的框架；或者e)其中，所述扬声器具有小于0.1的力比，其中，所述力比等于将所述扬声器的膜移位0.3毫米所需的力除以参考力。5.一种头戴装置，包括：框架；和音频系统，其包括：扬声器，其被配置为发出声音；和外壳的至少一部分，所述外壳耦合到所述框架并容纳所述扬声器，所述外壳形成由所述扬声器分隔的前腔和后腔，并且所述外壳包括：至少一个输出端口，其被配置为从所述前腔输出所述声音的第一部分，以及至少一个后端口，其被配置为从所述后腔输出所述声音的第二部分，并且所述声音的第二部分与所述第一部分实质上异相，其中，所述音频系统的等效声学容积(Vas)大于所述前腔的容积的十倍并且大于所述后腔的容积的十倍。6.根据权利要求5所述的头戴装置，其中，所述扬声器是高顺应性扬声器，所述高顺应性扬声器包括机械顺应性(Cms)至少为10毫...

【专利技术属性】
技术研发人员：大石哲郎，赵楚明，盖尔蒙特，
申请(专利权)人：脸谱科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：