[发明专利]空腔和活性区域

说明书

本发明涉及用于提供和/或接收可听声音的方法和装置。具体地，本发明涉及装置如微型扬声器，其包括包含具有多孔网状结构的自支撑整体状元件形式的吸附剂元件的活性区域。所述吸附剂元件包括包含微孔有机聚合物(MOP)材料的吸附剂材料。本发明的装置适用于电子设备如移动或便携式电子设备，以提供改善的可听声音。

本发明涉及一种用于提供和/或接收可听声音的方法和装置。具体地，但非排他地，本发明涉及适用于电子设备例如移动或便携式电子设备的装置，诸如用于提供可听声音的微型扬声器。

便携式消费电子设备，诸如耳机、头戴式耳机、耳塞、平板电脑和移动电话或其他此类移动电子设备，已经持续变得越来越紧凑。随着系统外机/外壳变得越来越小以及用于扬声器集成的可用空间减少，因此用于扬声器后腔体积(back volume)的可用空间减小，低频声学性能随之下降。这样的扬声器是用于提供可听声音的装置的示例。

为了克服这种性能限制，已经开发出许多形式的吸附剂材料，其利用吸附/解吸作用以增加这些越来越小的空腔的声学顺应性，从而改善低频响应。这些材料通常由沸石和各种形式的活性炭(AC)和/或碳纳米角组成。这些材料具有与它们的使用相关的主要缺点。

例如，基于沸石的材料倾向于是天然强亲水的，这意味着当它们暴露于空气中的湿气时，其声学性能显著降低。为了克服这一点，已经开发出许多策略，主要分为屏障方法和吸附剂材料本身的疏水处理。这些技术可能是复杂的，需要若干后处理，并且可能具有可疑的耐用性。

碳基材料具有一个单独的问题，即它们是导电的，因此如果该材料干扰电子电路，则可能导致短路。这些类型的材料也可能掩盖或干扰放置它们的任何设备的射频发射。许多微型扬声器壳体在它们的背面直接印有相关设备的天线，这一事实加剧了该问题。

因此，需要一种具有高声学性能的非导电且天然疏水的吸附剂材料，其可以以使声学工程师可用的小后腔体积形状因子完全最大化的方式进行部署。

金属有机骨架(MOF)材料已经单独开发，主要用于过滤和气体存储应用。这些材料是天然的电绝缘体，并且具有可调整以适应于应用需求的微孔几何形状，特征在于表面积大大超过常规吸附剂材料如活性炭的表面积。

传统上，这些材料易碎、昂贵且不稳定，尽管现在出现了一些在工业规模上可行的材料，例如基于富马酸铝的MOF。然而，对于在高达1000Hz的频率下发生的吸附/解吸，如微型扬声器应用中所需要的，材料的晶粒尺寸必须非常小。这导致三个问题。

首先，与大多数沸石和其他高度微孔材料一样，小的晶粒尺寸增强了材料吸收湿气的潜力。其次，小的晶粒尺寸导致材料堆积成非常致密的层，这可能导致材料的流阻率变得太高。这导致微孔无法进入声学场。换句话说，当材料堆积成致密的床时，它会在声学上停止工作。第三，使用小晶粒材料导致增加粉末损失到系统中并进入相邻部件或外部空气的可能性。此外，根据某些现有技术，将材料结合到固体块中将导致至少一些微孔被掩盖，从而导致性能损失。

本发明的目的是至少部分减轻一个或多个上述问题。

本发明的某些实施方案的目的是提供用于提供和/或接收可听声音的装置，例如微型扬声器，其适用于与移动电子设备(本文所用的术语“移动电子设备”包括移动电话，智能电话，笔记本电脑，平板电脑或个人助理，用于显示图像的电子设备如电视、监视器、视听投影仪等，扬声器如便携式扬声器、智能扬声器或蓝牙扬声器、车载扬声器，可穿戴电子设备如手表、助听器、可穿戴计算机、耳机、可穿戴智能设备、可穿戴导航辅助设备和头戴式耳机)一起使用，该装置包括一个或多个相对于常规技术具有出色声学性能的扬声器和/或麦克风。

本发明的某些实施方案的目的是提供一种微型扬声器或微型扬声器壳体，也就是说小型扬声器，其包括一个或多个包含吸附剂元件的活性区域，所述吸附剂元件具有吸附剂材料从扬声器泄漏的小风险，其非常用户友好并且既可以在微型扬声器被安装到移动电子设备中之前，也可以追溯到预先制造或预先存在的移动电子设备，其作为简单部件可以容易且干净地被插入微型扬声器或电子设备中。