敞開式麥克風(fēng)模塊的制作方法
【專利摘要】一種麥克風(fēng)模塊，該麥克風(fēng)模塊包括殼體和麥克風(fēng)裝置。殼體包括延伸穿過殼體的端口。麥克風(fēng)裝置被布置在殼體中，并且借助殼體來限定后部擴(kuò)展容積。該麥克風(fēng)裝置包括麥克風(fēng)裝置殼體、聲學(xué)感測(cè)元件、前部容積和后部容積。聲學(xué)感測(cè)元件被布置在麥克風(fēng)裝置殼體內(nèi)。麥克風(fēng)裝置殼體中的開口允許后部擴(kuò)展容積與后部容積連通。
【專利說明】敞開式麥克風(fēng)模塊
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]根據(jù)U.S.C.第119條(e)的第35條，本申請(qǐng)要求于2011年10月25日提交的題為“敞開式麥克風(fēng)模塊”的美國臨時(shí)申請(qǐng)N0.61/551，078的權(quán)益，其內(nèi)容通過整體引用被并入本文。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本申請(qǐng)涉及一種聲學(xué)裝置，并且更具體地涉及這些裝置的操作特性和/或尺寸的改進(jìn)。
【背景技術(shù)】
[0004]各種類型的麥克風(fēng)和接收器已經(jīng)使用了多年。在這些裝置中，不同的電氣部件被一起容納在殼體或組件中。例如，麥克風(fēng)通常包括具有駐極體或微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)裝置、膜片和集成電路的聲學(xué)感測(cè)元件，其中其他部件和這些部件被收納在殼體內(nèi)。其他類型的聲學(xué)裝置可以包括其他類型的部件。這些裝置可以用于諸如助聽器的聽力儀器中或者用于諸如移動(dòng)電話和計(jì)算機(jī)的其它電子裝置中。
[0005]麥克風(fēng)和接收器通常被布置在其他裝置中，例如，個(gè)人電腦、移動(dòng)電話和聽力儀器中。麥克風(fēng)可以被放置在布置于這些裝置中的模塊中。具體地舉例來說，可以將兩個(gè)麥克風(fēng)布置在模塊中，并且該模塊被布置在聽力儀器中。麥克風(fēng)常常需要被構(gòu)造成具有特定尺寸以使之有效。更具體地，當(dāng)被布置在聽力儀器中時(shí)，儀器殼體通常必須具有特定尺寸來保持麥克風(fēng)。
[0006]布置有麥克風(fēng)和接收器的不同的裝置的尺寸正在不斷地減小。例如，存在對(duì)更小的、重量減輕的、更修型和/或更輕便的聽力儀器、移動(dòng)電話和個(gè)人計(jì)算機(jī)的幾乎不變的消費(fèi)需求。然而，在之前的一些方式中，麥克風(fēng)的尺寸只能被減少至一定的尺寸。如果麥克風(fēng)被減小至低于這些尺寸，則其性能將會(huì)削弱。因此，由于聲學(xué)儀器只能被減小至一定尺寸，因此上面提到的各種裝置也只能被減小至一定的尺寸。這導(dǎo)致了對(duì)之前的方法的不滿意。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]應(yīng)參照下面的具體描述和附圖來更全面地理解本公開，其中:
[0008]圖1是利用根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的聲學(xué)路徑的裝置的框圖；
[0009]圖2A和2B是根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的具有兩個(gè)麥克風(fēng)的模塊的側(cè)剖圖；
[0010]圖3A、3B和3C是根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的具有兩個(gè)麥克風(fēng)的模塊的側(cè)剖圖，該模塊利用支架來支撐外部后部容積；
[0011]圖4A是示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的本文所描述的裝置的靈敏度響應(yīng)的曲線圖；
[0012]圖4B是示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的本文所描述的裝置的輸入?yún)⒖荚肼暤那€圖。[0013]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，附圖中的元件以簡(jiǎn)化且清楚的方式被示出。還應(yīng)理解的是，一定的動(dòng)作和/或步驟可以以具體的發(fā)生順序進(jìn)行描述和說明，而本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，實(shí)際上并不需要這種順序的指定。還應(yīng)理解的是，除了特定的含義已在本文中以其它方式列出之外，本文中所使用的術(shù)語和表述具有如與其所對(duì)應(yīng)的相應(yīng)調(diào)查和研究領(lǐng)域的術(shù)語和表述相符的普通含義。
【具體實(shí)施方式】
[0014]在之前的方法中，麥克風(fēng)包括單一的殼體，在該殼體中，容納有包括聲學(xué)感測(cè)元件、前部容積和后部(背部)容積在內(nèi)的所有部件。在這些之前的方法中，單一的殼體可能不適于助聽器。相反，在本文中描述的方法中，利用聲學(xué)儀器裝置、模塊、組件和/或聽力儀器殼體中的其它未被占用的空間來增加麥克風(fēng)的后部容積。通過利用其它未被利用的空間，可以減小麥克風(fēng)殼體的整體尺寸。同時(shí)，增加的后部容積至少改進(jìn)了麥克風(fēng)的一些操作特性(例如，其靈敏度)或者至少將操作特性保持在可接受的范圍內(nèi)。
[0015]在許多這些實(shí)施方式中，麥克風(fēng)模塊包括外部殼體和麥克風(fēng)裝置。外部殼體包括延伸穿過外部殼體的端口。麥克風(fēng)裝置被布置在外部殼體中，并且與外部殼體一起限定了擴(kuò)展的后部容積。該麥克風(fēng)裝置包括麥克風(fēng)裝置殼體、聲學(xué)感測(cè)元件、前部容積和后部容積。聲學(xué)感測(cè)元件被布置在麥克風(fēng)裝置殼體內(nèi)。前部容積與麥克風(fēng)模塊的端口連通，并且由聲學(xué)感測(cè)元件的第一側(cè)和麥克風(fēng)裝置殼體限定。后部容積由聲學(xué)感測(cè)元件的第二側(cè)和麥克風(fēng)裝置殼體限定。麥克風(fēng)裝置殼體中的開口允許擴(kuò)展的后部容積與后部容積連通。
[0016]在其他方面中，聲學(xué)感測(cè)元件包括膜片和帶電板。在另外的其他方面中，后部容積和擴(kuò)展容積與端口聲學(xué)隔離。在又其他方面中，麥克風(fēng)裝置的開口跨過整個(gè)后部容積延伸。
[0017]現(xiàn)在參照?qǐng)D1，描述了系統(tǒng)的一個(gè)示例，該系統(tǒng)利用未被占用的空間來增加至少一個(gè)麥克風(fēng)的后部容積。麥克風(fēng)模塊100包括麥克風(fēng)102。該麥克風(fēng)102包括殼體101、聲音端口 104、包括膜片106和帶電板108的聲學(xué)感測(cè)元件111、前部容積110和后部容積112。后部容積與擴(kuò)展的后部容積114經(jīng)由開口 103連通。擴(kuò)展的后部容積114由模塊100的殼體、麥克風(fēng)102的配置和/或模塊100的內(nèi)部部件形成和限定。
[0018]在操作中，氣流(由箭頭標(biāo)記170指示)經(jīng)由第一端口 104進(jìn)入麥克風(fēng)，到達(dá)第一前部容積110中。該氣流170使膜片106移動(dòng)，這穿過感測(cè)元件111上產(chǎn)生了代表聲音的變化電壓。
[0019]氣流還在第一后部容積和第一擴(kuò)展的后部容積之間移動(dòng)。因此，后部容積不被限制為與殼體一起的后部容積。在這方面，通過使用擴(kuò)展的后部容積來增加該后部容積。由于后部容積已經(jīng)通過對(duì)未被利用的空間的使用而得以增加，因此麥克風(fēng)102具有改善了的諸如靈敏度的操作特性。在其他方面中，后部容積112可以被減少，并且用擴(kuò)展的后部容積114來替代。
[0020]在一個(gè)方面中，本文所描述的麥克風(fēng)要求麥克風(fēng)的后部容積和后部容積所通入的容積(即擴(kuò)展容積)與麥克風(fēng)的聲音端口(在麥克風(fēng)外部)聲學(xué)隔離。這種聲學(xué)隔離可以通過將擴(kuò)展容積相對(duì)于外部環(huán)境進(jìn)行密封來實(shí)現(xiàn)。相反，之前的敞開式麥克風(fēng)(例如具有氣壓釋放件(barometric relief)的麥克風(fēng)和/或定向麥克風(fēng))利用或者需要從后部容積至聲學(xué)端口的返回路徑(經(jīng)由麥克風(fēng)外部的路徑)。[0021]在一個(gè)方面中，位于另一模塊中的麥克風(fēng)的殼體被打開，以允許后部容積與擴(kuò)展的后部容積連通。也就是說，無需開口 103，殼體101打開以將麥克風(fēng)的內(nèi)部部件露出。
[0022]在本方法的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)中，麥克風(fēng)模塊100可以更窄，高度更低，長(zhǎng)度更短，重量更輕和/或尺寸更小。也就是說，模塊100內(nèi)的麥克風(fēng)殼體內(nèi)的后部容積可以被定制為更小尺寸，這是因?yàn)閿U(kuò)展的后部容積可以被利用。因此，麥克風(fēng)模塊100可以具有比原本可能的尺寸更小的尺寸。
[0023]現(xiàn)在參照?qǐng)D2A和2B，描述使用未被利用的空間來增大后部容積的系統(tǒng)的另一示例。麥克風(fēng)模塊200包括第一麥克風(fēng)202和第二麥克風(fēng)252。第一麥克風(fēng)202包括第一殼體201、第一聲音端口 204、包括第一膜片206和第一帶電板208的第一聲學(xué)感測(cè)兀件211、第一前部容積210和第一后部容積212。第一后部容積與第一擴(kuò)展的后部容積214經(jīng)由開口 203連通。第二麥克風(fēng)252包括第二殼體251、第二聲音端口 254、包括第二膜片256和第二帶電板258的第二聲學(xué)感測(cè)元件261、第二前部容積260和第二后部容積262。第二后部容積與第二擴(kuò)展的后部容積264經(jīng)由開口 253連通。應(yīng)該理解的是，盡管示出了兩個(gè)麥克風(fēng)，但是可以使用任何數(shù)量的麥克風(fēng)。擴(kuò)展的后部容積通過模塊200的殼體、麥克風(fēng)在模塊內(nèi)的配置和/或模塊的內(nèi)部部件來形成和限定。
[0024]在操作中，氣流(由箭頭標(biāo)記270指示)經(jīng)由第一端口 204進(jìn)入麥克風(fēng)，而到達(dá)第一前部容積210中。該氣流270使第一膜片206移動(dòng)，這穿過感測(cè)元件211 (或261)上產(chǎn)生了代表聲音的變化的電壓。
[0025]氣流272還在第一后部容積和第一擴(kuò)展的后部容積之間移動(dòng)。因此，后部容積不被限制為殼體內(nèi)的后部容積。在這方面，通過使用擴(kuò)展的后部容積來增加該后部容積。由于后部容積已經(jīng)通過對(duì)模塊200內(nèi)的未被利用的空間的使用而得以增加，因此麥克風(fēng)具有改進(jìn)的操作特性(諸如靈敏度)。
[0026]在一個(gè)方面中，殼體被打開以允許后部容積與擴(kuò)展的后部容積連通。也就是說，無需開口 203和253，并且殼體201和251打開以將麥克風(fēng)的內(nèi)部部件露出。
[0027]在本方法的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)中，麥克風(fēng)模塊200可以更窄、高度更低或者尺寸更小。也就是說，模塊200內(nèi)的單獨(dú)的麥克風(fēng)的后部容積可以被定制為更小尺寸，這是因?yàn)榭梢岳脭U(kuò)展的后部容積。因此，麥克風(fēng)模塊200可以具有比原本可能的尺寸更小的尺寸。
[0028]現(xiàn)在參照?qǐng)D3A、3B和3C，描述利用被浪費(fèi)的空間來增大后部容積的系統(tǒng)的另一示例。麥克風(fēng)模塊300包括麥克風(fēng)302。麥克風(fēng)302包括殼體301、聲音端口 304、包括膜片306和帶電板308的聲學(xué)感測(cè)元件311、前部容積310和后部容積312。后部容積與擴(kuò)展的后部容積314經(jīng)由開口 303連通。第二麥克風(fēng)也在圖3A、3B和3C中被示出。然而為了簡(jiǎn)化，與麥克風(fēng)302相同或類似的該第二麥克風(fēng)未被標(biāo)記出。
[0029]在操作中，氣流(由箭頭標(biāo)記370指示)經(jīng)由第一端口 304進(jìn)入麥克風(fēng)，而到達(dá)第一前部容積310中。該氣流使膜片306移動(dòng)，這穿過聲學(xué)感測(cè)元件311產(chǎn)生了代表聲音的變化的電壓。
[0030]支架或支撐件320用于將麥克風(fēng)保持就位和/或支撐后部容積室。第二支架322支撐第二麥克風(fēng)326的第二擴(kuò)展的容積。應(yīng)該理解的是，第二麥克風(fēng)以與第一麥克風(fēng)相似或相同的方式構(gòu)成。還將理解的是第一麥克風(fēng)和第二麥克風(fēng)以類似于相對(duì)于圖1、圖2A和2B所描述的麥克風(fēng)的方式進(jìn)行操作，在此不再對(duì)其進(jìn)行描述。[0031]現(xiàn)在參照?qǐng)D4A，描述示出了本文所描述的裝置的靈敏度響應(yīng)的曲線圖。可以看出當(dāng)外部容積(擴(kuò)展的后部容積)的容積增加時(shí)，靈敏度增加。
[0032]現(xiàn)在參照?qǐng)D4B，描述示出了本文所描述的裝置的輸入?yún)⒖荚肼暤那€圖?？梢钥闯霎?dāng)外部容積(擴(kuò)展的后部容積)的容積增加時(shí)，輸入?yún)⒖荚肼暅p小。
[0033]本文對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了描述，所述優(yōu)選實(shí)施方式包括發(fā)明人已知的用于執(zhí)行本發(fā)明的最佳模式。應(yīng)該理解的是，所示的實(shí)施方式只是示例性的，并且不應(yīng)該被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明范圍的限定。
【權(quán)利要求】
1.一種麥克風(fēng)模塊，該麥克風(fēng)模塊包括: 外部殼體和延伸穿過該外部殼體的端口； 麥克風(fēng)裝置，該麥克風(fēng)裝置被布置在所述外部殼體中，并且與所述外部殼體一起限定了擴(kuò)展的后部容積，所述麥克風(fēng)裝置包括: -麥克風(fēng)裝置殼體 -聲學(xué)感測(cè)元件，該聲學(xué)感測(cè)元件被布置在所述麥克風(fēng)裝置殼體內(nèi)； -前部容積，該前部容積與所述麥克風(fēng)模塊的所述端口連通，所述前部容積由所述聲學(xué)感測(cè)元件的第一側(cè)和所述麥克風(fēng)裝置殼體限定； -后部容積，該后部容積由所述聲學(xué)感測(cè)元件的第二側(cè)和所述麥克風(fēng)裝置殼體限定； -位于所述麥克風(fēng)裝置殼體中的開口，該開口允許所述擴(kuò)展的后部容積與所述后部容積連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的麥克風(fēng)，其中，所述聲學(xué)感測(cè)元件包括膜片和帶電板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的麥克風(fēng)，其中，所述后部容積和所述擴(kuò)展的后部容積與所述端口聲學(xué)上隔離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的麥克風(fēng)，其中，所述麥克風(fēng)裝置的所述開口跨過整個(gè)所述后部容積延伸。
【文檔編號(hào)】H01L29/84GK103999485SQ201280064072
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月25日
【發(fā)明者】M·J·阿布里, M·曼利 申請(qǐng)人:美商樓氏電子有限公司