[发明专利]紧凑型骨传导音频换能器在审

专利信息
申请号: 201380061225.1 申请日: 2013-10-10
公开(公告)号: CN104838667A 公开(公告)日: 2015-08-12
发明(设计)人: J.J.赫本斯特赖特 申请(专利权)人: 谷歌公司
主分类号: H04R1/00 分类号: H04R1/00;H04R9/02
代理公司: 北京市柳沈律师事务所 11105 代理人: 邵亚丽
地址: 美国加利*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 紧凑型 传导 音频 换能器
【说明书】:

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年10月22日递交的美国申请13/657,824号的优先权,在此通过引用将该申请全部并入。

背景技术

诸如个人计算机、膝上型计算机、平板计算机、蜂窝电话和无数类型的具备联网能力的设备之类的计算设备在现代生活的许多方面中正越来越普遍。随着时间的流逝,这些设备向用户提供信息的方式正变得更智能、更高效、更直观和/或不那么突兀。

计算硬件、外设以及传感器、检测器以及图像和音频处理器的微型化趋势以及其它技术已帮助打开了一个有时被称为“可佩戴计算”(wearable computing)的领域。尤其,在图像和视觉处理和制作的领域中,已经可能考虑这样的可佩戴显示器:其将“近眼显示”元件放置得足够靠近佩戴者的(一只或两只)眼睛以使得显示的图像被佩戴者感知到。

可佩戴计算系统可被配置为被佩戴得邻近佩戴者的头部以允许与佩戴者的听觉和/或视觉交界(interface)。例如,可佩戴计算系统可实现为头盔或一副眼镜。为了将音频信号传输给佩戴者,可佩戴计算系统可作为免手持耳机或头戴式受话器工作,采用扬声器来产生声音。在麦克风和扬声器中采用了音频换能器(transducer)。典型的音频换能器通过经由线圈发送电信号以产生时变磁场来将电信号转换成声波,其中该时变磁场起到移动连接到薄膜的小磁体的作用。时变磁场振动该磁体,该磁体振动该薄膜,这导致声波行经空气。声换能器也可通过类似的过程来将声波转化成电信号,该过程利用压敏薄膜来创建在线圈中——例如在麦克风中——产生电信号的时变磁场。

生物领域中的声音感知,例如人耳中的声音感知,也涉及将声波转换成电信号。对于传统的声音感知,进入的声波被外耳引导向耳道,在这里鼓膜(耳鼓膜)被刺激以根据接收到的声压力波而振动。压力波信息随后被中耳中的三个小的听小骨转化并加以频率偏移。听小骨机械地刺激另一薄膜,该另一薄膜分离内耳的液体填充腔,其中包括耳蜗。衬在耳蜗内里的毛发在被通过耳蜗中的液体传输的压力波刺激时充当频率特定机械换能器以激活向大脑发送信号的神经元,从而允许对声音的感知。

骨传导换能器通过直接刺激中耳中的听小骨并且有效地绕过外耳来创建声音感知。骨传导换能器联接(couple)到头骨或下颚上的骨性(bony)表面,例如耳后的乳突骨表面,以创建传播到听小骨的振动,并从而在不直接振动鼓膜的情况下允许声音感知。骨传导换能器由放置在头骨或下颚的骨性结构上的振动砧子(anvil)来将振动传输到内耳。这种骨传导换能器可包括适合于与头部的骨性部分进行接触的砧子,其可被安放到换能器,该换能器可根据接收到的电信号来振动砧子。

发明内容

公开了一种用于可佩戴计算系统的骨传导换能器。该骨传导换能器可包括磁性膜片(diaphragm),该磁性膜片被配置为响应于由根据电输入信号操作的电磁线圈生成的时变磁场而振动。磁性膜片被一对悬臂式弹簧片弹性悬挂(suspend)在电磁线圈上方以允许朝向和远离线圈偏移,该对悬臂式弹簧片从换能器的相反两侧伸出以连接到磁性膜片的相反两侧。该骨传导换能器被包括在可佩戴计算系统中以被抵着佩戴者的头部的骨性结构来布置。在操作期间,振动换能器中的振动创建传播经过佩戴者的下颚和/或头骨的振动以刺激佩戴者的内耳并且响应于骨传导换能器中的振动来实现声音感知。

本公开的一些实施例提供了一种换能器,其包括电磁体、磁性膜片和一对悬臂式柔性支撑臂。电磁体可包括围绕中央磁芯的导电线圈,其中导电线圈被配置为由电输入信号驱动来生成磁场。磁性膜片可被配置为响应于所生成的磁场而机械地振动。该对悬臂式柔性支撑臂可将磁性膜片弹性联接到框架。框架可连接到电磁体以使得当电磁体被电输入信号驱动时磁性膜片相对于框架振动。该对悬臂式柔性支撑臂可连接到磁性膜片的相反两侧并且该对悬臂式柔性支撑臂中的每一者可邻近磁性膜片的未连接到该对悬臂式柔性支撑臂中的任一者的各相反两侧延伸。

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