ЗВУКОПЕРЕДАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА С КОСТНОЙ ПРОВОДИМОСТЬЮ Российский патент 2023 года по МПК H04R9/02 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее раскрытие относится, в общем, к технической области звукопередающего устройства и, в частности, к звукопередающему устройству с костной проводимостью.

Уровень техники

Микрофон принимает внешний вибрационный сигнал, использует блок акустического преобразователя для преобразования вибрационного сигнала в электрический сигнал и выводит электрический сигнал после обработки внутренней схемой. Микрофон с воздушной проводимостью принимает звуковой сигнал воздушной проводимости, и звуковой сигнал передается по воздуху, то есть микрофон с воздушной проводимостью принимает сигнал воздушной вибрации. Микрофон с костной проводимостью принимает звуковой сигнал костной проводимости, и звуковой сигнал передается через кости человека, то есть микрофон с костной проводимостью принимает сигнал костной вибрации. По сравнению с микрофоном с воздушной звукопроводимостью микрофон с костной проводимостью имеет преимущества в помехоустойчивости. В шумной среде микрофон с костной проводимостью менее подвержен влиянию окружающего шума, который может хорошо улавливать человеческие голоса.

Существующие микрофоны с костной проводимостью слишком сложны, что требует процесса подготовки высокого уровня. Недостаточная прочность связи между некоторыми их компонентами вызывает проблему недостаточной надежности, которая влияет на выходной сигнал. Таким образом, желательно создать звукопередающее устройство с костной проводимостью с простой конструкцией и большей стабильностью.

Раскрытие сущности изобретения

В одном аспекте настоящего раскрытия предложено звукопередающее устройство с костной проводимостью. Звукопередающее устройство с костной проводимостью может содержать многослойную структуру и базовую структуру. Многослойная структура может быть образована вибрационным блоком и блоком акустического преобразователя. Базовая структура может быть выполнена так, чтобы нагружать многослойную структуру, и по меньшей мере одна сторона многослойной структуры может быть физически соединена с базовой структурой. Базовая структура может вибрировать на основе внешнего вибрационного сигнала, и вибрационный блок может деформироваться в ответ на вибрацию базовой структуры. Блок акустического преобразователя может вырабатывать электрический сигнал в зависимости от деформации вибрационного блока.

В некоторых вариантах осуществления базовая структура может включать в себя полую рамную структуру. Один конец многослойной структуры может быть соединен с базовой структурой, и другой конец многослойной структуры может быть подвешен в полой части рамной структуры.

В некоторых вариантах осуществления вибрационный блок может включать в себя по меньшей мере один упругий слой. Блок акустического преобразователя может включать в себя по меньшей мере первый электродный слой, пьезоэлектрический слой и второй электродный слой, расположенные последовательно сверху вниз. Указанный по меньшей мере один упругий слой может быть расположен на верхней поверхности первого электродного слоя или нижней поверхности второго электродного слоя.

В некоторых вариантах осуществления блок акустического преобразователя может дополнительно включать в себя затравочный слой, и затравочный слой может быть расположен на нижней поверхности второго электродного слоя.

В некоторых вариантах осуществления площадь покрытия первого электродного слоя, пьезоэлектрического слоя или второго электродного слоя может быть меньше или равна площади многослойной структуры, и первый электродный слой, пьезоэлектрический слой или второй электродный слой может находиться рядом с местом соединения многослойной структуры с базовой структурой.

В некоторых вариантах осуществления вибрационный блок может включать в себя по меньшей мере один упругий слой, и блок акустического преобразователя может включать в себя по меньшей мере электродный слой и пьезоэлектрический слой. Указанный по меньшей мере один упругий слой может быть расположен на поверхности электродного слоя.

В некоторых вариантах осуществления электродный слой может включать в себя первый электрод и второй электрод. Первый электрод может быть изогнут в первую гребенчатую структуру, и второй электрод может быть изогнут во вторую гребенчатую структуру. Первая гребенчатая структура и вторая гребенчатая структура могут сопрягаться друг с другом с образованием электродного слоя. Электродный слой может быть расположен на верхней поверхности или нижней поверхности пьезоэлектрического слоя.

В некоторых вариантах осуществления первая гребенчатая структура и вторая гребенчатая структура могут проходить в направлении длины многослойной структуры.

В некоторых вариантах осуществления вибрационный блок может включать в себя подвесную мембранную структуру. Блок акустического преобразователя может включать в себя первый электродный слой, пьезоэлектрический слой и второй электродный слой, расположенные последовательно сверху вниз. Подвесная мембранная структура может быть соединена с базовой структурой через периферийную сторону подвесной мембранной структуры, и блок акустического преобразователя может быть расположен на верхней поверхности или нижней поверхности подвесной мембранной структуры.

В некоторых вариантах осуществления подвесная мембранная структура может включать в себя множество отверстий, и множество отверстий может быть распределено вдоль окружного направления блока акустического преобразователя.

В некоторых вариантах осуществления радиальные расстояния от края блока акустического преобразователя до центров множества отверстий могут находиться в диапазоне от 100 мкм до 400 мкм.

В некоторых вариантах осуществления блок акустического преобразователя может иметь кольцевую структуру, и толщина подвесной мембранной структуры, расположенной во внутренней области кольцевой структуры, может быть больше, чем толщина подвесной мембранной структуры, расположенной во внешней области кольцевой структуры.

В некоторых вариантах осуществления блок акустического преобразователя может иметь кольцевую структуру, и плотность подвесной мембранной структуры, расположенной во внутренней области кольцевой структуры, может быть больше, чем плотность подвесной мембранной структуры, расположенной во внешней области кольцевой структуры.

В некоторых вариантах осуществления вибрационный блок может дополнительно включать в себя элемент груза, и элемент груза может быть расположен на верхней поверхности или нижней поверхности подвесной мембранной структуры.

В некоторых вариантах осуществления блок акустического преобразователя и элемент груза могут быть расположены соответственно на разных сторонах подвесной мембранной структуры.

В некоторых вариантах осуществления блок акустического преобразователя и элемент груза могут быть расположены на одной стороне подвесной мембранной структуры. Блок акустического преобразователя может иметь кольцевую структуру, и кольцевая структура может быть распределена вдоль окружного направления элемента груза.

В некоторых вариантах осуществления вибрационный блок может включать в себя по меньшей мере один опорный кронштейн и элемент груза, и элемент груза может быть соединен с базовой структурой по меньшей мере через один опорный кронштейн.

В некоторых вариантах осуществления указанный по меньшей мере один опорный кронштейн может включать в себя по меньшей мере один упругий слой, и блок акустического преобразователя может быть расположен на верхней поверхности, нижней поверхности или внутри указанного по меньшей мере одного опорного кронштейна.

В некоторых вариантах осуществления блок акустического преобразователя может включать в себя первый электродный слой, пьезоэлектрический слой и второй электродный слой, расположенные последовательно сверху вниз. Первый электродный слой или второй электродный слой могут быть соединены с верхней поверхностью или нижней поверхностью указанного по меньшей мере одного опорного кронштейна.

В некоторых вариантах осуществления элемент груза может быть расположен на верхней поверхности или нижней поверхности первого электродного слоя или на верхней поверхности или нижней поверхности второго электродного слоя.

В некоторых вариантах осуществления площадь первого электродного слоя, пьезоэлектрического слоя или второго электродного слоя может быть меньше или равна площади указанного по меньшей мере одного опорного кронштейна, и часть или весь первый электрод слой, пьезоэлектрический слой или второй электродный слой могут покрывать верхнюю поверхность или нижнюю поверхность указанного по меньшей мере одного опорного кронштейна.

В некоторых вариантах осуществления площадь первого электродного слоя может быть меньше или равна площади пьезоэлектрического слоя, и вся область первого электродного слоя может быть расположена на поверхности пьезоэлектрического слоя.

В некоторых вариантах осуществления первый электродный слой, пьезоэлектрический слой и второй электродный слой блока акустического преобразователя могут располагаться рядом с элементом груза или с местом соединения между опорным кронштейном и базовой структурой.

В некоторых вариантах осуществления указанный по меньшей мере один опорный кронштейн может включать в себя по меньшей мере один упругий слой, и указанный по меньшей мере один упругий слой может быть расположен на верхней поверхности или нижней поверхности первого электродного слоя или на верхней поверхности или нижней поверхности второго электродного слоя.

В некоторых вариантах осуществления звукопередающее устройство с костной проводимостью может дополнительно содержать ограничивающую структуру, расположенную в полой части базовой структуры. Ограничивающая структура может быть соединена с базовой структурой, и ограничивающая структура может располагаться выше или ниже элемента груза.

В некоторых вариантах осуществления любое из вышеперечисленных звукопередающих устройств с костной проводимостью может дополнительно содержать по меньшей мере один демпфирующий слой. Указанный по меньшей мере один демпфирующий слой может покрывать верхнюю поверхность, нижнюю поверхность или внутреннюю часть многослойной структуры.

Краткое описание чертежей

Настоящее раскрытие дополнительно проиллюстрировано с точки зрения примерных вариантов осуществления. Эти примерные варианты осуществления подробно описаны со ссылкой на чертежи. Эти варианты осуществления не являются ограничивающими, и в этих вариантах осуществления одна и та же ссылочная позиция указывает одну и ту же структуру, где:

фиг. 1 – схематичное представление, иллюстрирующее звукопередающее устройство с костной проводимостью согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 2 – вид в разрезе звукопередающего устройства с костной проводимостью, показанного на фиг. 1, вдоль оси AA согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 3 – схематичное представление, иллюстрирующее другое звукопередающее устройство с костной проводимостью согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 4 – схематичное представление, иллюстрирующее звукопередающее устройство с костной проводимостью согласно другим вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 5 – схематичное представление, иллюстрирующее звукопередающее устройство с костной проводимостью согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 6 – вид в разрезе частичной структуры звукопередающего устройства с костной проводимостью, показанного на фиг. 5, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 7 – схематичное представление, иллюстрирующее звукопередающее устройство с костной проводимостью согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 8 – схематичное представление звукопередающего устройства с костной проводимостью согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 9 – вид в разрезе звукопередающего устройства с костной проводимостью, показанного на фиг. 8, вдоль оси CC согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 10 – схематичное представление, иллюстрирующее звукопередающее устройство с костной проводимостью согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 11 – схематичное представление, иллюстрирующее звукопередающее устройство с костной проводимостью согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 12 – схематичное представление, иллюстрирующее звукопередающее устройство с костной проводимостью согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 13 – схематичное представление, иллюстрирующее звукопередающее устройство с костной проводимостью согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 14 – схематичное представление, иллюстрирующее звукопередающее устройство с костной проводимостью согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 15 – схематичное представление, иллюстрирующее звукопередающее устройство с костной проводимостью согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 16 – схематичное представление, иллюстрирующее звукопередающее устройство с костной проводимостью согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 17 – кривая частотной характеристики, иллюстрирующая увеличение собственной частоты многослойной структуры согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 18 – частотная характеристика, иллюстрирующая звукопередающее устройство с костной проводимостью со слоем демпфирующей структуры или без него согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 19 – вид в разрезе звукопередающего устройства с костной проводимостью согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 20 – вид в разрезе звукопередающего устройства с костной проводимостью согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия; и

фиг. 21 – вид в разрезе звукопередающего устройства с костной проводимостью согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия.

Осуществление изобретения

Для того, чтобы более четко проиллюстрировать технические решения вариантов осуществления настоящего раскрытия, ниже кратко описаны чертежи, которые необходимо использовать при описании вариантов осуществления. Очевидно, что чертежи, описанные ниже, являются лишь некоторыми примерами или вариантами осуществления настоящего раскрытия. Специалисты, имеющие обычные навыки в данной области техники, могут без приложения дополнительных творческих усилий применить настоящее раскрытие к другим подобным сценариям в соответствии с этими чертежами. Если это явно не получено из контекста или контекст не иллюстрирует иное, одна и та же ссылочная позиция на чертежах относится к одной и той же структуре или операции. Следует понимать, что чертежи предназначены только для целей иллюстрации и описания и не предназначены для ограничения объема раскрытия. Следует понимать, что чертежи выполнены не в масштабе.

Следует понимать, что для удобства описания настоящего раскрытия термины «центр», «верхняя поверхность», «нижняя поверхность», «верхний», «нижний», «верх», «низ», "внутренний", "внешний", "осевой", "радиальный", "периферийный", "наружный" и другие указанные позиционные соотношения основаны на позиционных соотношениях, показанных на чертежах, и не указывают на то, что упомянутые устройства, компоненты или блоки должны иметь конкретное позиционное соотношение, что не может быть истолковано как ограничение настоящего раскрытия.

Следует понимать, что используемые в данном документе термины «система», «устройство», «блок» и/или «модуль» представляют собой способ различения различных компонентов, элементов, частей, участков или сборок разных уровней. Однако слова могут быть заменены другими выражениями, если другие слова могут достичь той же цели.

Используемые в настоящем раскрытии и прилагаемой формуле изобретения слова в форме единственного числа не обязательно относятся к единственному числу и могут также включать в себя формы множественного числа, если из содержания явно не следует иное. В общем, термины «содержать», «содержит» и/или «содержащий», «включать в себя», «включает в себя» и/или «включающий в себя» просто предполагают включение этапов и элементов, которые были четко определены, и эти этапы и элементы не являются исчерпывающим перечнем. Способы или устройства могут также включать в себя другие этапы или элементы.

Блок-схема последовательности операций используется в настоящем раскрытии для иллюстрации операций, выполняемых системой согласно вариантам осуществления настоящего раскрытия. Следует понимать, что предшествующие или последующие операции не обязательно выполняются в точно определенном порядке. Вместо этого различные этапы могут выполняться в обратном порядке или одновременно. Между тем, к этим процедурам могут быть добавлены другие операции, либо из этих процедур может быть удален определенный этап или этапы.

Звукопередающее устройство с костной проводимостью, предусмотренное некоторыми вариантами осуществления настоящего раскрытия, может включать в себя базовую структуру и многослойную структуру. В некоторых вариантах осуществления базовая структура может быть правильной или неправильной трехмерной структурой с полой частью внутри базовой структуры. Например, базовая структура может представлять собой полую рамную структуру, включая, но без ограничений, правильные формы, такие как прямоугольная рама, круглая рама, правильная многоугольная рама и любые неправильные формы. Многослойная структура может быть расположена в полой части базовой структуры или по меньшей мере частично подвешена над полой частью базовой структуры. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере часть многослойной структуры может быть физически соединена с базовой структурой. Под используемым в данном документе термином «соединение» следует понимать то, что после того, как многослойная структура и базовая структура, соответственно, подготовлены, многослойная структура и базовая структура могут быть прочно соединены посредством сварки, клепки, зажима, болтов и т.д., или многослойная структура может быть нанесена на базовую структуру путем физического осаждения (например, физического осаждения из паровой фазы) или химического осаждения (например, химического осаждения из паровой фазы) в процессе изготовления. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере часть многослойной структуры может быть закреплена на верхней поверхности или нижней поверхности базовой структуры, и по меньшей мере часть многослойной структуры может быть также закреплена на боковой стенке базовой структуры. Например, многослойная структура может представлять собой консольную балку. Консольная балка может быть пластинчатой структурой. Один конец консольной балки может быть соединен с верхней поверхностью или нижней поверхностью базовой структуры или боковой стенкой, на которой расположена полая часть базовой структуры, и другой конец консольной балки не может быть соединен или соприкасаться с базовой структурой, так что другой конец консольной балки подвешен в полой части базовой структуры. В качестве другого примера многослойная структура может включать в себя диафрагменный слой (также называемый подвесной мембранной структурой). Подвесная мембранная структура может быть жестко соединена с базовой структурой. Многослойная структура может быть расположена на верхней поверхности или нижней поверхности подвесной мембранной структуры. В качестве другого примера многослойная структура может включать в себя элемент груза и один или несколько опорных кронштейнов. Элемент груза может быть жестко соединен с базовой структурой посредством одного или нескольких опорных кронштейнов. Один конец опорного кронштейна может быть соединен с базовой структурой, и другой конец опорного кронштейна может быть соединен с элементом груза, так что элемент груза и часть опорного кронштейна могут быть подвешены в полой части базовой структуры. Следует понимать, что термин «расположенный в полой части базовой структуры» или «подвешенный в полой части базовой структуры», упомянутый в настоящем описании, может означать «подвешенный на, ниже или над полой частью базовой структуры». В некоторых вариантах осуществления многослойная структура может включать в себя вибрационный блок и блок акустического преобразователя. В частности, базовая структура может вибрировать под действием внешнего вибрационного сигнала, и вибрационный блок может деформироваться в ответ на вибрацию базовой структуры; и блок акустического преобразователя может вырабатывать электрический сигнал в зависимости от деформации вибрационного блока. Следует понимать, что описание вибрационного блока и блока акустического преобразователя приведено здесь только с целью удобного представления принципа работы многослойной структуры и не ограничивает фактический состав и структуру многослойной структуры. На самом деле вибрационный блок может и не понадобиться, и его функцию может полностью выполнять блок акустического преобразователя. Например, после внесения определенных изменений в конструкцию блока акустического преобразователя, блок акустического преобразователя может непосредственно реагировать на вибрацию базовой структуры для выработки электрического сигнала.

Вибрационный блок может относиться к части многослойной структуры, которая легко деформируется под действием внешней силы. Вибрационный блок может использоваться для передачи деформации, вызванной внешней силой, блоку акустического преобразователя. В некоторых вариантах осуществления вибрационный блок и блок акустического преобразователя могут перекрываться, образуя многослойную структуру. Блок акустического преобразователя может быть расположен на верхнем слое вибрационного блока. Блок акустического преобразователя может быть также расположен на нижнем слое вибрационного блока. Например, когда многослойная структура представляет собой консольную балку, вибрационный блок может включать в себя по меньшей мере один упругий слой, и блок акустического преобразователя может включать в себя первый электродный слой, пьезоэлектрический слой и второй электродный слой, расположенные последовательно сверху вниз. Упругий слой может быть расположен на поверхности первого электродного слоя или на поверхности второго электродного слоя. Упругий слой может деформироваться в процессе вибрации. Пьезоэлектрический слой может вырабатывать электрический сигнал в зависимости от деформации упругого слоя. Первый электродный слой и второй электродный слой могут получать электрический сигнал. В качестве другого примера вибрационный блок также может представлять собой подвесную мембранную структуру. Путем изменения плотности определенной области подвесной мембранной структуры, пробивки отверстий в подвесной мембранной структуры или установки противовеса (также называемого элементом груза) на подвесной мембранной структуры, подвесная мембранная структура рядом с блоком акустического преобразователя может с большей вероятностью деформироваться под действием внешней силы, тем самым заставляя блок акустического преобразователя вырабатывать электрический сигнал. В качестве другого примера вибрационный блок может включать в себя по меньшей мере один опорный кронштейн и элемент груза. Элемент груза может быть подвешен в полой части базовой структуры по меньшей мере через один опорный кронштейн. Когда базовая структура вибрирует, опорный кронштейн и элемент груза вибрационного блока могут перемещаться относительно базовой структуры. Опорный кронштейн может деформироваться, воздействуя на блок акустического преобразователя для выработки электрического сигнала.

Блок акустического преобразователя может относиться к части многослойной структуры, которая преобразует деформацию вибрационного блока в электрический сигнал. В некоторых вариантах осуществления блок акустического преобразователя может включать в себя по меньшей мере два электродных слоя (например, первый электродный слой и второй электродный слой) и пьезоэлектрический слой. Пьезоэлектрический слой может быть расположен между первым электродным слоем и вторым электродным слоем. Пьезоэлектрический слой может относиться к структуре, которая вырабатывает напряжение на двух концах пьезоэлектрического слоя под действием внешней силы. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический слой может представлять собой пьезоэлектрическую полимерную мембрану, полученную в процессе полупроводникового осаждения (например, магнетронного напыления, химического осаждения из паровой фазы металлоорганических соединений (MOCVD)). В вариантах осуществления настоящего раскрытия пьезоэлектрический слой может вырабатывать напряжение под напряжением деформации вибрационного блока. Первый электродный слой и второй электродный слой могут получать напряжение (электрический сигнал). В некоторых вариантах осуществления материалы пьезоэлектрического слоя могут включать в себя пьезоэлектрический кристаллический материал и пьезоэлектрический керамический материал. Пьезоэлектрический кристалл может относиться к пьезоэлектрическому монокристаллу. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический кристаллический материал может включать в себя кристалл, сфалерит, боборит, турмалин, цинкит, GaAs, кристаллы титаната бария и его производной структуры, KH₂PO_4, NaKC₄H₄O₆·4H₂O (сегнетова соль) и т.д. или любое их сочетание. Пьезоэлектрический керамический материал может относиться к пьезоэлектрическому поликристаллу, полученному случайным набором мелких зерен, полученных в ходе реакции в твердом состоянии и спекания порошков различных материалов. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический керамический материал может включать в себя титанат бария (BT), цирконат-титанат свинца (PZT), ниобат лития-бария-свинца (PBLN), модифицированный титанат свинца (PT), нитрид алюминия (AIN), оксид цинка (ZnO) или любое их сочетание. В некоторых вариантах осуществления материал пьезоэлектрического слоя также может представлять собой пьезоэлектрический полимерный материал, такой как поливинилиденфторид (PVDF) и т.д.

В некоторых вариантах осуществления базовая структура и многослойная структура могут быть расположены в корпусе звукопередающего устройства с костной проводимостью. Базовая структура может быть жестко соединена с внутренней стенкой корпуса. Многослойная структура может быть нагружена на базовую структуру. Когда корпус звукопередающего устройства с костной проводимостью вибрирует под действием внешней силы (например, когда человек говорит, вибрация лица вызывает вибрацию корпуса), вибрация корпуса вызывает вибрацию базовой структуры. Так как многослойная структура и структура корпуса (или базовая структура) имеют разные свойства, движение между многослойной структурой и корпусом может быть не совсем постоянным, что приводит к относительному движению, которое, в свою очередь, вызывает деформацию вибрационного блока многослойной структуры. Кроме того, когда вибрационный блок деформируется, пьезоэлектрический слой блока акустического преобразователя может подвергаться деформационному напряжению вибрационного блока для создания разности потенциалов (напряжения). По меньшей мере два электродных слоя (например, первый электродный слой и второй электродный слой), соответственно, расположенные на верхней и нижней поверхностях пьезоэлектрического слоя в блоке акустического преобразователя, могут получать разность потенциалов для преобразования внешнего вибрационного сигнала в электрический сигнал. Исключительно в качестве иллюстрации, звукопередающее устройство с костной проводимостью, описанное в вариантах осуществления настоящего раскрытия, может быть применено к наушнику (например, наушнику с костной проводимостью или наушнику с воздушной проводимостью), очкам, оборудованию виртуальной реальности, шлему и т.д. Звукопередающее устройство с костной проводимостью может быть размещено на голове человека (например, на лице), шее, около ушей и на макушке головы. Звукопередающее устройство с костной проводимостью может получать сигнал вибрации кости, когда человек говорит, и преобразовывать сигнал вибрации в электрический сигнал для осуществления улавливания звука. Следует отметить, что базовая структура может не ограничиваться структурой, независимой от корпуса звукопередающего устройства с костной проводимостью. В некоторых вариантах осуществления базовая структура может также быть частью корпуса звукопередающего устройства с костной проводимостью.

На фиг. 1 показано схематичное представление, иллюстрирующее звукопередающее устройство с костной проводимостью согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. На фиг. 2 показан вид в разрезе звукопередающего устройства с костной проводимостью, показанного на фиг. 1, вдоль оси AA согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия.

Как показано на фиг. 1 и 2, звукопередающее устройство 100 с костной проводимостью может включать в себя базовую структуру 110 и многослойную структуру, и по меньшей мере часть многослойной структуры может быть соединена с базовой структурой 110. Базовая структура 110 может представлять собой полую рамную структуру, и часть многослойной структуры (например, конец многослойной структуры, удаленный от места соединения между базовой структурой 110 и многослойной структурой) может быть расположена в полой части полой рамной структуры. Следует отметить, что рамная структура не ограничивается прямоугольным параллелепипедом, показанным на фиг. 1. В некоторых вариантах осуществления рамная структура может быть правильной или неправильной формы, такой как призма, цилиндр и т.д. В некоторых вариантах осуществления многослойная структура может быть жестко соединена с базовой структурой 110 в виде консольной балки. Кроме того, многослойная структура может включать в себя неподвижный конец и свободный конец. Неподвижный конец многослойной структуры может быть жестко соединен с рамной структурой, и свободный конец многослойной структуры не может быть соединен или соприкасаться с рамной структурой, так что свободный конец многослойной структуры может быть подвешен в полой части рамной структуры. В некоторых вариантах осуществления неподвижный конец многослойной структуры может быть соединен с верхней поверхностью или нижней поверхностью базовой структуры 110 или с боковой стенкой, на которой расположена полая часть базовой структуры 110. В некоторых вариантах осуществления боковая стенка, на которой расположена полая часть базовой структуры 110, может быть также снабжена монтажным пазом, приспособленным к неподвижному концу многослойной структуры, так что неподвижный конец многослойной структуры и базовая структура 110 могут быть связаны во взаимодействующей манере. В некоторых вариантах осуществления для того, чтобы повысить стабильность между многослойной структурой и базовой структурой 110, многослойная структура может включать в себя соединительное основание 140. Только в качестве примера, как показано на фиг. 1, соединительное основание 140 может быть неподвижно соединено с неподвижным концом многослойной структуры. В некоторых вариантах осуществления неподвижный конец соединительного основания 140 может быть расположен на верхней поверхности или нижней поверхности базовой структуры 110. В некоторых вариантах осуществления неподвижный конец соединительного основания 140 может быть также расположен на боковой стенке, где расположена полая часть базовой структуры 110. Например, боковая стенка, на которой расположена полая часть базовой структуры 110, может быть снабжена монтажным пазом, приспособленным к неподвижному концу, так что неподвижный конец многослойной структуры и базовая структура 110 могут быть соединены во взаимодействующей манере через монтажный паз. Под используемым в данном документе термином «соединение» следует понимать прочное соединение многослойной структуры и базовой структуры 110 посредством сварки, заклепывания, склеивания, скрепления болтами, зажима и т.д. после подготовки многослойной структуры и базовой структуры 110, соответственно, или нанесения многослойной структуры на базовую структуру 110 путем физического осаждения (например, физического осаждения из паровой фазы) или химического осаждения (например, химического осаждения из паровой фазы) в процессе подготовки. В некоторых вариантах осуществления соединительное основание 140 может быть структурой, независимой от многослойной структуры, или может быть сформирована за одно целое с многослойной структуры.

В некоторых вариантах осуществления многослойная структура может включать в себя блок 120 акустического преобразователя и вибрационный блок 130. Вибрационный блок 130 может относиться к части многослойной структуры, которая может вызывать упругую деформацию. Блок 120 акустического преобразователя может относиться к части многослойной структуры, которая преобразует деформацию вибрационного блока 120 в электрический сигнал. В некоторых вариантах осуществления вибрационный блок 130 может быть расположен на верхней поверхности или нижней поверхности блока 120 акустического преобразователя. В некоторых вариантах осуществления вибрационный блок 130 может включать в себя по меньшей мере один упругий слой. Исключительно в иллюстративных целях, вибрационный блок 130, как показано на фиг.1, может включать в себя первый упругий слой 131 и второй упругий слой 132, расположенные последовательно сверху вниз. Первый упругий слой 131 и второй упругий слой 132 могут представлять собой пластинчатые структуры из полупроводниковых материалов. В некоторых вариантах осуществления полупроводниковые материалы могут включать в себя диоксид кремния, нитрид кремния, нитрид галлия, оксид цинка, карбид кремния и т.д. В некоторых вариантах осуществления материалы первого упругого слоя 131 и второго упругого слоя 132 могут быть одинаковыми или разными. В некоторых вариантах осуществления блок 120 акустического преобразователя может включать в себя по меньшей мере первый электродный слой 121, пьезоэлектрический слой 122 и второй электродный слой 123, расположенные последовательно сверху вниз. Упругие слои (например, первый упругий слой 131 и второй упругий слой 132) могут быть расположены на верхней поверхности первого электродного слоя 121 или на нижней поверхности второго электродного слоя 123. Пьезоэлектрический слой 122 может вырабатывать напряжение (разность потенциалов) при деформационном напряжении вибрационного блока 130 (например, первого упругого слоя 131 и второго упругого слоя 132) на основе пьезоэлектрического эффекта. Первый электродный слой 121 и второй электродный слой 123 могут выдавать напряжение (электрический сигнал). В некоторых вариантах осуществления материал пьезоэлектрического слоя может включать в себя пьезоэлектрический кристаллический материал и пьезоэлектрический керамический материал. Материал пьезоэлектрического кристалла может относиться к пьезоэлектрическому монокристаллу. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический кристаллический материал может включать в себя кристалл, сфалерит, боборит, турмалин, цинкит, GaAs, кристаллы титаната бария и его производной структуры, KH₂PO₄, NaKC₄H₄O₆·4H₂O (сегнетова соль) и т.д. или любое их сочетание. Пьезоэлектрический керамический материал может относиться к пьезоэлектрическому поликристаллу, полученному случайным набором мелких зерен, полученных в ходе реакции в твердом состоянии и спекания порошков различных материалов. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический керамический материал может включать в себя титанат бария (BT), цирконат-титанат свинца (PZT), ниобат лития-бария-свинца (PBLN), модифицированный титанат свинца (PT), нитрид алюминия (AIN), оксид цинка (ZnO) и т.д. или любое их сочетание. В некоторых вариантах осуществления материал пьезоэлектрического слоя может также представлять собой пьезоэлектрический полимерный материал, такой как поливинилиденфторид (PVDF) и т.д. В некоторых вариантах осуществления первый электродный слой 121 и второй электродный слой 123 могут иметь структуру из проводящего материала. Например, проводящий материал может включать в себя металл, материал из сплава, материал из оксида металла, графен и т.д. или любое их сочетание. В некоторых вариантах осуществления металл и материал сплава могут включать в себя никель, железо, свинец, платину, титан, медь, молибден, цинк или любое их сочетание. В некоторых вариантах осуществления материал сплава может включать в себя сплав меди-цинка, сплав меди-олова, сплав меди-никеля-кремния, сплав меди-хрома, сплав меди-серебра и т.д. или любое их сочетание. В некоторых вариантах осуществления материал на основе оксида металла может включать в себя RuO₂, MnO₂, PbO₂, NiO и т.д. или любое их сочетание.

Когда между многослойной структурой и базовой структурой 110 происходит относительное движение, степень деформации вибрационного блока 130 (например, первого упругого слоя 131 или второго упругого слоя 132) в многослойной структуре в разных положениях может быть разной, то есть разные положения вибрационного блока 130 могут иметь разные деформационные напряжения в пьезоэлектрическом слое 122 блока 120 акустического преобразователя. В некоторых вариантах осуществления для того, чтобы повысить чувствительность звукопередающего устройства с костной проводимостью, блок 120 акустического преобразователя может располагаться только в положении, где степень деформации вибрационного блока 130 является большой, тем самым повышая отношение сигнал-шум (SNR) звукопередающего устройства 100 с костной проводимостью. Соответственно, площадь первого электродного слоя 121, пьезоэлектрического слоя 122 и/или второго электродного слоя 123 блока 120 акустического преобразователя может быть меньше или равен площади вибрационного блока 130. В некоторых вариантах осуществления для дальнейшего повышения SNR звукопередающего устройства 100 с костной проводимостью площадь, охватываемая блоком 120 акустического преобразователя на вибрационном блоке 130, может быть меньше или равна 1/2 площади вибрационного блока 130. Предпочтительно, чтобы площадь, охватываемая узлом 120 акустического преобразователя на вибрационном узле 130, была меньше или равна 1/3 площади вибрационного блока 130. Кроме того, предпочтительно, чтобы площадь, охватываемая узлом 120 акустического преобразователя на вибрационный блок 130 была меньше или равна 1/4 площади вибрационного блока 130. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления положение блока 120 акустического преобразователя может находиться рядом с местом соединения между многослойной структурой и базовой структурой 110. Степень деформации вибрационного блока 130 (например, упругого слоя) может быть большой тогда, когда вибрационный узел подвергается воздействию внешней силы вблизи места соединения между многослойной структурой и базовой структурой 110. Мощность блока 120 акустического преобразователя может быть также большой вблизи места соединения между многослойной структурой и базовой структурой 110. Блок 120 акустического преобразователя может быть расположен в области с большим деформационным напряжением для повышения SNR звукопередающего устройства 100 с костной проводимостью на основе повышения чувствительности звукопередающего устройства 100 с костной проводимостью. Следует отметить, что блок 120 акустического преобразователя может находиться рядом с местом соединения между многослойной структурой и базовой структурой 110 относительно свободного конца многослойной структуры. То есть расстояние от блока 120 акустического преобразователя до места соединения многослойной структуры с базовой структурой 110 может быть меньше, чем расстояние от блока 120 акустического преобразователя до свободного конца многослойной структуры. В некоторых вариантах осуществления чувствительность и SNR звукопередающего устройства 100 с костной проводимостью можно повысить только за счет регулировки площади и положения пьезоэлектрического слоя 122 в блоке 120 акустического преобразователя. Например, первый электродный слой 121 и второй электродный слой 123 может полностью или частично покрывать поверхность вибрационного блока 130, и площадь пьезоэлектрического слоя 122 может быть меньше или равна площади первого электродного слоя 121 или второго электродного слоя 123. В некоторых вариантах осуществления, площадь, покрытая пьезоэлектрическим слоем 122 на первом электродном слое 121 или втором электродном слое 123, может быть меньше или равна 1/2 площади первого электродного слоя 121 или второго электродного слоя 123. Предпочтительно, площадь покрытая пьезоэлектрическим слоем 122 на первом электродном слое 121 или втором электродном слое 123, может быть меньше или равна 1/3 площади первого электродного слоя 121 или второй электродный слой 123. Более предпочтительно, площадь, покрытая пьезоэлектрическим слоем 122 на первом электродном слое 121 или втором электродном слое 123, может быть меньше или равна 1/4 площади первого электродного слоя 121 или второго электродного слоя 123. В некоторых вариантах осуществления для предотвращения короткого замыкания, вызванного соединением между первым электродным слоем 121 и вторым электродным слоем 123, площадь первого электродного слоя 121 может быть меньше площади пьезоэлектрического слоя 122 или второго электродного слоя 123. Например, площадь пьезоэлектрического слоя 122, второго электродного слоя 123 и вибрационного блока 130 может быть одинаковой, и площадь первого электродного слоя 121 может быть меньше площади вибрационного блока 130 (например, упругий слой), пьезоэлектрического слоя 122 или второго электродного слоя 123. В этом случае вся область первого электродного слоя 121 может быть расположена на поверхности пьезоэлектрического слоя 122, и край первого электродного слоя 121 может располагаться на определенном расстоянии от края пьезоэлектрического слоя 122, поэтому можно предотвратить нахождение области первого электродного слоя 121 с плохим качеством материала на краю пьезоэлектрического слоя 122, чтобы дополнительно повысить SNR звукопередающего устройства 100 с костной проводимостью.

В некоторых вариантах осуществления для увеличения выходного электрического сигнала и повышения SNR звукопередающего устройства с костной проводимостью пьезоэлектрический слой 122 может быть расположен на одной стороне нейтрального слоя многослойной структуры. Нейтральный слой может относиться к плоскому слою, чье деформационное напряжение приблизительно равно нулю тогда, когда деформация происходит в многослойной структуре. В некоторых вариантах осуществления SNR звукопередающего устройства с костной проводимостью можно также повысить путем регулировки (например, увеличения) напряжения и градиента изменения напряжения пьезоэлектрического слоя 122 на единицу толщины. В некоторых вариантах осуществления SNR и чувствительность звукопередающего устройства 100 с костной проводимостью можно повысить путем регулировки формы, толщины, материала и размера (например, длины, ширины и толщины) блока 120 акустического преобразователя (например, первого электродного слоя 121, пьезоэлектрического слоя 122 и второго электродного слоя 123) и вибрационного устройства 130 (например, первого упругого слоя 131 и второго упругого слоя 132).

В некоторых вариантах осуществления для того, чтобы контролировать деформацию, связанную с искривлением многослойной структуры, необходимо сбалансировать напряжение каждого слоя в многослойной структуре, чтобы верхняя и нижняя части нейтрального слоя консольной балки могли бы подвергаться напряжению (например, растяжению и сжатию) одного и того же типа и размера. Например, когда пьезоэлектрический слой 122 представляет собой слой материала AIN, пьезоэлектрический слой 122 может быть расположен на одной стороне нейтрального слоя консольной балки. В общем, напряжение слоя материала AlN может быть растягивающим напряжением, и всестороннее напряжение упругого слоя на другой стороне нейтрального слоя может быть также растягивающим напряжением.

В некоторых вариантах осуществления акустический преобразователь 120 может дополнительно включать в себя затравочный слой (не показан на фигуре) для обеспечения хорошей структуры поверхности роста для других слоев. Затравочный слой может быть расположен на нижней поверхности второго электродного слоя 123. В некоторых вариантах осуществления материал затравочного слоя может быть таким же, как и материал пьезоэлектрического слоя 122. Например, когда материалом пьезоэлектрического слоя 122 является AlN, материалом затравочного слоя также может быть AlN. Следует отметить, что, когда блок 120 акустического преобразователя расположен на нижней поверхности второго электродного слоя 123, затравочный слой может располагаться на верхней поверхности первого электродного слоя 121. Кроме того, когда блок 120 акустического преобразователя включает в себя затравочный слой, вибрационный блок 130 (например, первый упругий слой 131 и второй упругий слой 132) могут быть расположены на поверхности затравочного слоя вдали от пьезоэлектрического слоя 122. В некоторых вариантах осуществления материал затравочного слоя также может отличаться от материала пьезоэлектрического слоя 122.

Следует отметить, что форма многослойной структуры может не ограничиваться прямоугольником, показанным на фиг. 1, и может также иметь правильную или неправильную форму, такую как треугольник, трапеция, круг, полукруг, 1/4 круга, эллипс, полуэллипс и т.д., которые в данном документе дополнительно не ограничиваются. В дополнение к этому, количество многослойных структур не ограничивается одной многослойной структурой, показанной на фиг.1, и может быть также равно 2, 3, 4 или более. Различные многослойные структуры могут быть подвешены бок о бок в полой части базовой структуры или могут быть подвешены в полой части базовой структуры последовательно в направлении расположения каждого слоя многослойной структуры.

На фиг. 3 показано схематичное представление, иллюстрирующее другое звукопередающее устройство с костной проводимостью согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Звукопередающее устройство 300 с костной проводимостью, показанное на фиг. 3, может быть по существу таким же, как и звукопередающее устройство 100 с костной проводимостью, показанное на фиг. 1. Основное отличие состоит в том, что отличается форма многослойной структуры звукопередающего устройства 300 с костной проводимостью, показанного на фиг. 3. Как показано на фиг. 3, звукопередающего устройства 300 с костной проводимостью может включать в себя базовую структуру 310 и многослойную структуру. Многослойная структура может иметь трапециевидную форму. Кроме того, ширина многослойной структуры в звукопередающем устройстве 300 с костной проводимостью может постепенно уменьшаться от свободного конца к неподвижному концу. В других вариантах осуществления ширина многослойной структуры в звукопередающем устройстве 300 с костной проводимостью может постепенно увеличиваться от свободного конца к неподвижному концу. Следует отметить, что конструкция базовой структуры 310 аналогична конструкции базовой структуры 110, и конструкция вибрационного блока 330 аналогична конструкции вибрационного блока 130. Для получения подробной информации о первом электроде 321 пьезоэлектрический слой 322 и второй электрод 323 в блоке акустического преобразователя 320, а также о первом упругом слое 331 и втором упругом слое 332 в вибрационном блоке 330, следует обратиться к описанию каждого слоя блока 120 акустического преобразователя и вибрационного блока 130, которые показаны на фиг. 1. В дополнение к этому, другие компоненты (например, затравочный слой) в блоке 120 акустического преобразователя и вибрационном блоке 130 могут быть также применимы к звукопередающему устройству 300 с костной проводимостью, показанному на фиг. 3, описание которого здесь не повторяется.

На фиг. 4 показано схематичное представление, иллюстрирующее звукопередающее устройство с костной проводимостью согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 4, звукопередающее устройство 400 с костной проводимостью может включать в себя базовую структуру 410 и многослойную структуру, и по меньшей мере часть многослойной структуры может быть соединена с базовой структурой 410. В некоторых вариантах осуществления базовая структура 410 может представлять собой полую рамную структуру, и часть многослойной структуры (например, конец многослойной структуры, удаленный от места соединения между базовой структурой 410 и многослойной структуры) может быть расположена в полой части полой рамной структуры. Следует отметить, что рамная структура может не ограничиваться прямоугольным параллелепипедом, показанным на фиг.4. В некоторых вариантах осуществления рамная структура может иметь правильную или неправильную форму, такую как призма или цилиндр и т.д. В некоторых вариантах осуществления многослойная структура может быть жестко соединена с базовой структурой 410 в виде консольной балки. Кроме того, многослойная структура может включать в себя неподвижный конец и свободный конец. Неподвижный конец многослойной структуры может быть жестко соединен с рамной структурой, и свободный конец многослойной структуры не может быть соединен или соприкасаться с рамной структурой, поэтому свободный конец многослойной структуры может быть подвешен в полой части полой рамной структуры. В некоторых вариантах осуществления неподвижный конец многослойной структуры может быть соединен с верхней поверхностью или нижней поверхностью базовой структуры 410 или с боковой стенкой, на которой расположена полая часть базовой структуры 410. В некоторых вариантах осуществления боковая стенка, на которой расположена полая часть базовой структуры 410, может быть также снабжена монтажным пазом, приспособленным к неподвижному концу многослойной структуры, поэтому неподвижный конец многослойной структуры и базовая структура 410 могут быть соединены во взаимодействующей манере. Под используемым в данном документе термином «соединение» следует понимать неподвижное соединение многослойной структуры и базовой структуры 410 посредством сварки, заклепывания, зажима, болтов и т.д. после подготовки многослойной структуры и базовой структуры 410, соответственно. В некоторых вариантах осуществления многослойная структура может быть также нанесена на базовую структуру 410 путем физического осаждения (например, физического осаждения из паровой фазы) или химического осаждения (например, химического осаждения из паровой фазы) в процессе подготовки. В некоторых вариантах осуществления одна или несколько многослойных структур могут быть расположены на базовой структуре 410. Например, количество многослойных структур может быть равно 1, 2, 3, 7 и т.д. Кроме того, множество многослойных структур может быть равноудаленно и равномерно расположены по окружности базовой структуры 410 или могут быть расположены неравномерно по окружности базовой структуры 410.

В некоторых вариантах осуществления многослойная структура может включать в себя блок 420 акустического преобразователя и вибрационный блок 430. Вибрационный блок 430 может быть расположен на верхней поверхности или нижней поверхности блока 420 акустического преобразователя. В некоторых вариантах осуществления вибрационный блок 430 может включать в себя по меньшей мере один упругий слой. Упругий слой может представлять собой пластинчатую структуру из полупроводникового материала. В некоторых вариантах осуществления полупроводниковый материал может включать в себя диоксид кремния, нитрид кремния, нитрид галлия, оксид цинка, карбид кремния и т.д. В некоторых вариантах осуществления блок 420 акустического преобразователя может включать в себя электродный слой и пьезоэлектрический слой 423. Электродный слой может включать в себя первый электрод 421 и второй электрод 422. В вариантах осуществления настоящего раскрытия пьезоэлектрический слой 423 может вырабатывать напряжение (разность потенциалов) под действием деформационного напряжения вибрационного блока 430 на основе пьезоэлектрического эффекта. Первый электрод 421 и второй электрод 422 могут передавать напряжение (электрический сигнал). В некоторых вариантах осуществления первый электрод 421 и второй электрод 422 могут быть расположены на одной и той же поверхности (например, на верхней поверхности или нижней поверхности) пьезоэлектрического слоя 423 с промежутками. Электродный слой и вибрационный блок 430 могут быть расположены на разных поверхностях пьезоэлектрического слоя 423. Например, когда вибрационный блок 430 расположен на нижней поверхности пьезоэлектрического слоя 423, электродный слой (первый электрод 421 и второй электрод 422) может быть расположен на верхней поверхности пьезоэлектрического слоя 423. В качестве другого примера, когда вибрационный блок 430 расположен на верхней поверхности пьезоэлектрического слоя 423, электродный слой (первый электрод 421 и второй электрод 422) может быть расположен на нижней поверхности пьезоэлектрического слоя 423. В некоторых вариантах осуществления электродный слой и вибрационный блок 430 также могут быть расположены на одной стороне пьезоэлектрического слоя 423. Например, электродный слой может быть расположен между пьезоэлектрическим слоем 423 и вибрационным блоком 430. В некоторых вариантах осуществления первый электрод 421 может быть изогнут в первую гребенчатую структуру 4210. Первая гребенчатая структура 4210, может включать в себя несколько гребенчатых структур. Существует первое расстояние между соседними гребенчатыми структурами первой гребенчатой структуры 4210, и первое расстояние может быть одинаковым или разным. Второй электрод 422 может быть изогнут во вторую гребенчатую структуру 4220. Вторая гребенчатая структура 4220 может включать в себя несколько гребенчатых структур. Существует второе расстояние между соседними гребенчатыми структурами второй гребенчатой структуры 4220, и второе расстояние может быть одинаковым или разным. Первая гребенчатая структура 4210 и вторая гребенчатая структура 4220 могут сопрягаться друг с другом с образованием электродного слоя. Кроме того, гребенчатые структуры первой гребенчатой структуры 4210 могут продолжаться во второй промежуток второй гребенчатой структуры 4220, и гребенчатые структуры второй гребенчатой структуры 4220 могут продолжаться в первый промежуток первой гребенчатой структуры 4210 таким образом, чтобы сопрягаться друг с другом с образованием электродного слой. Первая гребенчатая структура 4210 и вторая гребенчатая структура 4220 могут сопрягаться друг с другом, поэтому первый электрод 421 и второй электрод 422 расположены компактно, но не пересекаются. В некоторых вариантах осуществления первая гребенчатая структура 4210 и вторая гребенчатая структура 4220 продолжаются вдоль направления длины (например, в направлении от неподвижного конца к свободному концу) консольной балки. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический слой 423 предпочтительно может представлять собой пьезоэлектрический керамический материал. Когда пьезоэлектрический слой 423 представляет собой пьезоэлектрический керамический материал, направление поляризации пьезоэлектрического слоя 423 может совпадать с направлением длины консольной балки. Выходной сигнал можно значительно повысить, и чувствительность можно повысить на основе характеристики пьезоэлектрической постоянной d33. Пьезоэлектрическая постоянная d33 может относиться к постоянной пропорциональности для преобразования механической энергии в электрическую посредством пьезоэлектрического слоя. Следует отметить, что пьезоэлектрический слой 423, показанный на фиг. 4, может быть также выполнен из других материалов. Когда направление поляризации пьезоэлектрического слоя 423, изготовленного из других материалов, совпадает с направлением толщины консольной балки, блок 120 акустического преобразователя, показанный на фиг. 1, может заменить на блок 420 акустического преобразователя.

Когда между многослойной структурой и базовой структурой 410 происходит относительное движение, степень деформации вибрационного блока 430 в многослойной структуре может быть разной в разных положениях. Другими словами, различные положения вибрационного блока 430 могут иметь разные деформационные напряжения в пьезоэлектрическом слое 423 блока 420 акустического преобразователя. В некоторых вариантах осуществления для того, чтобы повысить чувствительность звукопередающего устройства с костной проводимостью, блок 420 акустического преобразователя может быть расположен только в положении, где степень деформации вибрационного блока 430 больше, тем самым повышая SNR звукопередающего устройства 400 с костной проводимостью. Соответственно, площадь электродного слоя и/или пьезоэлектрического слоя 423 блока 420 акустического преобразователя может быть меньше или равна площади вибрационного блока 430. В некоторых вариантах осуществления для того, чтобы дополнительно повысить SNR звукопередающего устройства 400 с костной проводимостью, площадь, охватываемая блоком 420 акустического преобразователя на вибрационном блоке 430, может быть меньше, чем площадь вибрационного блока 430. Предпочтительно площадь, охватываемая блоком 420 акустического преобразователя на вибрационном блоке 430, может быть меньше или равна 1/2 площади вибрационного блока 430. Предпочтительно площадь, охватываемая блоком 420 акустического преобразователя на вибрационном узле 430, может быть меньше или равна 1/3 площади вибрационного блока 430. Кроме того, предпочтительно площадь, охватываемая блоком 420 акустического преобразователя на вибрационном блоке 430, может быть меньше или равна 1/4 площади вибрационного блока 430. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления блок 420 акустического преобразователя может быть расположен рядом с местом соединения между многослойной структурой и базовой структурой 410. Степень деформации вибрационного блока 430 (например, упругого слоя) может быть большой тогда, когда вибрационный блок 430 подвергается воздействию внешней силы вблизи места соединения между многослойной структурой и базовой структурой 410. Деформационное напряжение блока 420 акустического преобразователя может быть также большим вблизи места соединения между многослойной структурой и базовой структурой 410. Таким образом, блок 420 акустического преобразователя может быть расположен в области с большим деформационным напряжением для повышения SNR звукопередающего устройства 400 с костной проводимостью на основе повышения чувствительности звукопередающего устройства 400 с костной проводимостью. Следует отметить, что блок 420 акустического преобразователя может находиться рядом с местом соединения между и многослойной структуры 410 относительно свободного конца многослойной структуры. То есть расстояние от блока 420 акустического преобразователя до места соединения между многослойной структурой и базовой структурой 410 может быть меньше, чем расстояние от блока 420 акустического преобразователя до свободного конца. В некоторых вариантах осуществления чувствительность и SNR звукопередающего устройства 100 с костной проводимостью можно повысить только за счет регулировки площади и положения пьезоэлектрического слоя 423 в блоке 420 акустического преобразователя. Например, электродный слой может полностью или частично покрывают поверхность вибрационного блока 430, и площадь пьезоэлектрического слоя 423 может быть меньше или равна площади электродного слоя. Предпочтительно площадь, покрытая пьезоэлектрическим слоем 423 на вибрационном блоке 130, может быть меньше или равна 1/2 площади электродного слоя. Предпочтительно площадь, покрытая пьезоэлектрическим слоем 423 на вибрационном блоке 430, может быть меньше или равна 1/3 площади пьезоэлектрического слоя. Кроме того, предпочтительно, чтобы площадь, покрытая пьезоэлектрическим слоем 423 на вибрационном блоке 430, была меньше или равна 1/4 площади электродного слоя. В некоторых вариантах осуществления площадь пьезоэлектрического слоя 423 может быть такой же, как площадь вибрационного блока 430, вся область электродного слоя может быть расположена на пьезоэлектрическом слое 423, и край электродного слоя может находиться на определенном расстоянии от края пьезоэлектрического слоя 423 для того, чтобы первый электрод 421 и второй электрод 422 в электродном слое могли избежать попадания в область с плохим качеством материала на краю пьезоэлектрического слоя 423, тем самым дополнительно повышая SNR звукопередающего устройства 400 с костной проводимостью.

В некоторых вариантах осуществления форму, толщину, материал и размер (например, длину, ширину и толщину) блока 420 акустического преобразователя (например, первого электрода 421, пьезоэлектрического слоя 423 и второго электрода 422) и вибрационного блока 430 (например, упругий слой) можно отрегулировать для увеличения выходного электрического сигнала и повышения SNR и чувствительности звукопередающего устройства 400 с костной проводимостью.

В некоторых вариантах осуществления длину и ширину одной гребенчатой структуры из первой гребенчатой структуры 4210 и второй гребенчатой структуры 4220, расстояние между гребенчатыми структурами (например, первое расстояние и второе расстояние) и длину всего блока 420 акустического преобразователя можно также отрегулировать для увеличения выходного электрического сигнала напряжения и повышения SNR звукопередающего устройства с костной проводимостью.

На фиг.5 показано схематичное представление, иллюстрирующее звукопередающее устройство с костной проводимостью согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. На фиг. 6 показан вид в разрезе частичной структуры звукопередающего устройства с костной проводимостью, показанного на фиг. 5, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 5 и 6, звукопередающее устройство 500 с костной проводимостью может включать в себя базовую структуру 510 и многослойную структуру, и по меньшей мере часть многослойной структуры может быть соединена с базовой структурой 510. В некоторых вариантах осуществления базовая структура 510 может представлять собой полую рамную структуру, и часть многослойной структуры может быть расположена в полой части полой рамной структуры. Следует отметить, что рамная структура может не ограничиваться прямоугольным параллелепипедом, показанным на фиг. 5. В некоторых вариантах осуществления рамная структура может быть правильной или неправильной формы, такой как призма или цилиндр и т.д.

В некоторых вариантах осуществления многослойная структура может включать в себя блок 520 акустического преобразователя и вибрационный блок. В некоторых вариантах осуществления вибрационный блок может быть расположен на верхней поверхности или нижней поверхности блока 520 акустического преобразователя. Как показано на фиг. 5, вибрационный блок может включать в себя подвесную мембранную структуру 530. Подвесную мембранную структуру 530 можно закрепить на базовой структуры 510 путем присоединения периферийной стороны подвесной мембранной структуры к базовой структуре 510. Центральная область подвесной мембранной структуры 530 может быть подвешена в полой части базовой структуры 510. В некоторых вариантах осуществления подвесная мембранная структура 530 может быть расположена на верхней поверхности или нижней поверхности базовой структуры 510. В некоторых вариантах осуществления периферийная сторона подвесной мембранной структуры 530 может быть также соединена с внутренней стенкой полой части базовой структуры 510. Под используемым в данном документе термином «соединение» следует понимать крепление подвесной мембранной структуры 530 к верхней поверхности или нижней поверхности базовой структуры, или к боковой стенке полой части базовой структуры 510 путем механического закрепления (например, прочного склеивания, заклепывания, зажима, вставки и т.д.) после подготовки подвесной мембранной структуры 530 и базовой структуру 510, соответственно, или нанесения подвесной мембранной структуры 530 на базовую структуру 510 путем физического осаждения (например, физического осаждения из паровой фазы) или химического осаждения (например, химического осаждения из паровой фазы) в процессе приготовления. В некоторых вариантах осуществления подвесная мембранная структура 530 может включать в себя по меньшей мере один упругий слой. Упругий слой может представлять собой мембранную структуру из полупроводникового материала. В некоторых вариантах осуществления полупроводниковый материал может включать в себя диоксид кремния, нитрид кремния, нитрид галлия, оксид цинка, карбид кремния и т.д. В некоторых вариантах осуществления форма подвесной мембранной структуры 530 может представлять собой многоугольник, такой как круг, эллипс, треугольник, четырехугольник, пятиугольник, шестиугольник или любую другую форму.

В некоторых вариантах осуществления блок 520 акустического преобразователя может быть расположен на верхней поверхности или нижней поверхности подвесной мембранной структуры 530. В некоторых вариантах осуществления подвесная мембранная структура 530 может включать в себя множество отверстий 5300, распределенных по центру блока 520 акустического преобразователя вдоль окружного направления блока 520 акустического преобразователя. Можно понять, что путем установки множества отверстий 5300 в подвесной мембранной структуры 530 можно регулировать жесткость подвесной мембранной структуры 530 в различных положениях, таким образом, можно уменьшить жесткость подвесной мембранной структуры 530 в области вблизи множества отверстий 5300, и жесткость подвесной мембранной структуры 530 на удалении от множества отверстий 5300 может быть относительно большой. Когда между подвесной мембранной структурой 530 и базовой структурой 510 происходит относительное перемещение, степень деформации подвесной мембранной структуры 530 в области вблизи множества отверстий 5300 может быть относительно большой, и степень деформации подвесной мембранной структуры 530 на удалении от области множества отверстий 5300 может быть маленькой. В это время блок 520 акустического преобразователя может быть расположен в области подвесной мембранной структуры рядом с множеством отверстий 5300, что может способствовать получению вибрационного сигнала блоком 520 акустического преобразователя, тем самым эффективно повышая чувствительность звукопередающего устройства 500 с костной проводимостью. Между тем, конструкция каждого компонента звукопередающего устройства 500 с костной проводимостью может быть относительно простой, что удобно для производства или сборки. В некоторых вариантах осуществления отверстия 5300 в подвесной мембранной структуры 530 могут иметь любую форму, такую как круглое отверстие, эллиптическое отверстие, квадратное отверстие или другие многоугольные отверстия. В некоторых вариантах осуществления резонансную частоту (резонансную частоту в диапазоне от 2 кГц до 5 кГц) и распределение напряжения звукопередающего устройства 500 с костной проводимостью можно также регулировать путем изменения размера, количества, расстояния между отверстиями и расположения множества отверстий 5300 для повышения чувствительности звукопередающего устройства 500 с костной проводимостью. Следует отметить, что резонансная частота может не ограничиваться вышеупомянутым диапазоном от 2 кГц до 5 кГц, но также может находиться в диапазоне от 3 кГц до 4,5 кГц или от 4 кГц до 4,5 кГц. Диапазон значений резонансной частоты может быть отрегулирован в соответствии с различными сценариями применения, что не имеет дополнительных ограничений в данном документе.

В сочетании с фиг. 5 и 6, в некоторых вариантах осуществления блок 520 акустического преобразователя может включать в себя первый электродный слой 52, пьезоэлектрический слой 522 и второй электродный слой 523, расположенные последовательно сверху вниз. Положение первого электродного слоя 521 и положение второго электродного слоя 523 можно поменять местами. Пьезоэлектрический слой 522 может вырабатывать напряжение (разность потенциалов) при деформационном напряжении вибрационного блока (например, подвесной мембранной структуры 530) на основе пьезоэлектрического эффекта. Первый электродный слой 521 и второй электродный слой 523 могут выдавать напряжение (электрический сигнал). В некоторых вариантах осуществления материал пьезоэлектрического слоя может включать в себя пьезоэлектрический кристаллический материал и пьезоэлектрический керамический материал. Пьезоэлектрический кристалл может относиться к пьезоэлектрическому монокристаллу. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический кристаллический материал может включать в себя кристалл, сфалерит, боборит, турмалин, цинкит, GaAs, кристаллы титаната бария и его производной структуры, KH₂PO₄, NaKC₄H₄O₆·4H₂O (сегнетова соль), сахар и т.д. или любое их сочетание. Пьезоэлектрический керамический материал может относиться к пьезоэлектрическому поликристаллу, полученному случайным набором мелких зерен, полученных в ходе реакции в твердом состоянии и спекания порошков различных материалов. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический керамический материал может включать в себя титанат бария (BT), цирконат свинца титанат (PZT), ниобат лития-бария-свинца (PBLN), модифицированный титанат свинца (PT), нитрид алюминия (AIN), оксид цинка (ZnO) и т.д. или любое их сочетание. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический слой 522 также может представлять собой пьезоэлектрический полимерный материал, такой как поливинилиденфторид (PVDF). В некоторых вариантах осуществления первый электродный слой 521 и второй электродный слой 523 могут иметь структуру из проводящего материала. Например, проводящий материал может включать в себя металл, материал сплава, материал оксида металла, графен и т.д. или любое их сочетание. В некоторых вариантах осуществления металл и материал сплава могут включать в себя никель, железо, свинец, платину, титан, медь, молибден, цинк и т.д. или любое их сочетание. В некоторых вариантах осуществления материал сплава может включать в себя сплав меди-цинка, сплав меди-олова, сплав меди-никеля-кремния, сплав меди-хрома, сплав меди-серебра и т.д. или любое их сочетание. В некоторых вариантах осуществления материал на основе оксида металла может включать в себя RuO₂, MnO₂, PbO₂, NiO и т.д. или любое их сочетание.

Как показано на фиг. 5, в некоторых вариантах осуществления множество отверстий 5300 может охватывать круглую область. Для того, чтобы повысить выходной эффект акустического давления блока 520 акустического преобразователя, блок 520 акустического преобразователя может быть расположен в области подвесной мембранной структуры 530 рядом с множеством отверстий. Кроме того, блок 520 акустического преобразователя может иметь кольцевую структуру, распределенную вдоль внутренней стороны круглой области, окруженной множеством отверстий 5300. В некоторых вариантах осуществления блок 520 акустического преобразователя в кольцевой структуре может быть также распределен вдоль внешней стороны круглой области, окруженной множеством отверстий 5300. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический слой 522 блока 520 акустического преобразователя может представлять собой пьезоэлектрическое кольцо. Первый электродный слой 521 и второй электродный слой 523, расположенные на верхней и нижней поверхностях пьезоэлектрического кольца, могут быть электродными кольцами. В некоторых вариантах осуществления блок 520 акустического преобразователя может быть дополнительно снабжен выводной структурой 5200, которая может использоваться для передачи электрического сигнала, полученного электродными кольцами (например, первым электродным слоем 521 и вторым электродным слоем 523), в последующую схему. В некоторых вариантах осуществления для повышения выходного электрического сигнала звукопередающего устройства 500 с костной проводимостью радиальное расстояние от края блока 520 акустического преобразователя (например, кольцевой структуры) до центра каждого отверстия 5300 может находиться в пределах диапазона 100 мкм - 400 мкм. Предпочтительно радиальное расстояние от края блока 520 акустического преобразователя (например, кольцевой структуры) до центра каждого отверстия 5300 может находиться в диапазоне от 150 мкм до 300 мкм. Кроме того, предпочтительно, чтобы радиальное расстояние от края блока 520 акустического преобразователя (например, кольцевой структуры) до центра каждого отверстия 5300 могло находиться в диапазоне от 150 мкм до 250 мкм.

В некоторых вариантах осуществления выходной электрический сигнал звукопередающего устройства 500 с костной проводимостью может быть также повышен путем регулировки формы, размера (например, длины, ширины и толщины) и материала выводной структуры 5200.

В альтернативных вариантах осуществления деформационное напряжение подвесной мембранной структуры 530 может быть также изменено в различных позициях путем регулировки толщины или плотности различных областей подвесной мембранной структуры 530. Только в иллюстративных целях в некоторых вариантах осуществления акустические блок преобразователя 520 может иметь кольцевую структуру. Толщина подвесной мембранной структуры 530, расположенной во внутренней области кольцевой структуры, может быть больше, чем толщина подвесной мембранной структуры 530, расположенной во внешней области кольцевой структуры. В некоторых вариантах осуществления плотность подвесной мембранной структуры 530, расположенной во внутренней области кольцевой структуры, может быть больше, чем плотность подвесной мембранной структуры 530, расположенной во внешней области кольцевой структуры. За счет изменения плотности или толщины подвесной мембранной структуры 530 в различных позициях, масса подвесной мембраны, расположенной во внутренней области кольцевой структуры, может быть больше, чем масса подвесной мембраны, расположенной во внешней области кольцевой структуры. Когда между подвесной мембранной структурой 530 и базовой структурой 510 происходит относительное перемещение, степень деформации подвесной мембранной структуры 530 вблизи кольцевой структуры блока 520 акустического преобразователя может быть большой, и создаваемое деформационное напряжение является большим, тем самым повышая выходной электрический сигнал звукопередающего устройства 500 с костной проводимостью.

Следует отметить, что форма области, окруженной множеством отверстий 5300, может не ограничиваться кругом, показанным на фиг.5, и возможны также другие правильные или неправильные формы, такие как полукруг, четверть круга, эллипс, полуэллипс, треугольник, прямоугольник и т.д. Форма блока 520 акустического преобразователя может адаптивно регулироваться в соответствии с формой области, окруженной множеством отверстий 5300. Например, когда форма области, окруженной множеством отверстий 5300, представляет собой прямоугольник, форма блока 520 акустического преобразователя может быть прямоугольной. Прямоугольные блоки 520 акустических преобразователей в прямоугольнике могут быть распределены вдоль внутренней стороны или внешней стороны прямоугольника, окруженного множеством отверстий 5300. В качестве другого примера, когда форма области, окруженной множеством отверстий 5300, представляет собой полукруг, форма блока 520 акустического преобразователя может быть полукольцом. Блок 520 акустического преобразователя в виде полукольца может быть распределен вдоль внутренней стороны или внешней стороны прямоугольника, окруженного множеством отверстий 5300. В некоторых вариантах осуществления подвесная мембранная структура 530, показанная на фиг. 5, может не иметь отверстия.

На фиг. 7 показано схематичное представление, иллюстрирующее звукопередающее устройство с костной проводимостью согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Конструкция звукопередающего устройства 700 с костной проводимостью, показанного на фиг.7, может быть по существу такой же, как у звукопередающего устройства 500 с костной проводимостью, показанного на фиг.5. Отличие состоит в том, что вибрационный блок звукопередающего устройства 700 с костной проводимостью, показанного на фиг.7, может включать в себя подвесную мембранную структуру 730 и элемент 740 груза.

Как показано на фиг.7, звукопередающее устройство 700 с костной проводимостью может включать в себя базовую структуру 710 и многослойную структуру, и по меньшей мере часть многослойной структуры может быть соединена с базовой структурой 710. В некоторых вариантах осуществления базовая структура 710 может представлять собой полую рамную структуру, и часть многослойной структуры может быть расположена в полой части полой рамной структуры. Следует отметить, что рамная структура может не ограничиваться прямоугольным параллелепипедом, показанным на фиг.7. В некоторых вариантах осуществления рамная структура может быть правильной или неправильной формы, такой как призма или цилиндр и т.д.

В некоторых вариантах осуществления многослойная структура может включать в себя блок 720 акустического преобразователя и вибрационный блок. В некоторых вариантах осуществления вибрационный блок может быть расположен на верхней поверхности или нижней поверхности блока 720 акустического преобразователя. Как показано на фиг.7, вибрационный блок может включать в себя подвесную мембранную структуру 730 и элемент 740 груза. Элемент 740 груза может быть расположен на верхней поверхности или нижней поверхности подвесной мембранной структуры 730. В некоторых вариантах осуществления подвесная мембранная структура 730 может располагаться на верхней поверхности или нижней поверхности базовой структуры 710. В некоторых вариантах осуществления периферийная сторона подвесной мембранной структуры 730 может быть также соединена с внутренней стенкой полой части базовой структуры 710. Под используемым в данном документе термином «соединение» следует понимать прикрепление подвесной мембранной структуры 730 к верхней поверхности или нижней поверхности базовой структуры 710 или к боковой стенке полой части базовой структуры путем механического крепления (например, прочного склеивания, заклепывания, зажима, вставки и т.д.) после подготовки подвесной мембранной структуры 730 и базовой структуре 710, соответственно, или нанесения подвесной пленочной структуры 730 на базовую структуру 710 путем физического осаждения (например, физического осаждения из паровой фазы) или химического осаждения (например, химического осаждения из паровой фазы) в процессе приготовления. Когда между вибрационным блоком и базовой структурой 710 происходит относительное перемещение, вес элемента 740 груза и вес подвесной мембранной структуры 730 могут различаться, и степень деформации области подвесной мембранной структуры 730, где элемент 740 груза расположен рядом с элементом 730 груза, может быть больше, чем степень деформации области подвесной мембранной структуры 730, расположенной на удалении от элемента груза. Для того, чтобы увеличить выходное акустическое давление звукопередающего устройства 700 с костной проводимостью, блок 720 акустического преобразователя может быть распределен вдоль окружного направления элемента 740 груза. В некоторых вариантах осуществления форма блока 720 акустического преобразователя может совпадать или отличаться от формы элемента 740 груза. Предпочтительно форма блока 720 акустического преобразователя может быть такой же, как у элемента 740 груза, поэтому каждая позиция блока 720 акустического преобразователя может находиться рядом с элементом 740 груза, тем самым дополнительно повышая выходной электрический сигнал звукопередающего устройства 700 с костной проводимостью. Например, элемент 740 груза может иметь цилиндрическую структуру, и блок 720 акустического преобразователя может иметь кольцевую структуру. Внутренний диаметр блока 720 акустического преобразователя в кольцевой структуре может быть больше, чем радиус элемента 740 груза, поэтому блок 720 акустического преобразователя может быть расположен вдоль окружного направления элемента 740 груза. В некоторых вариантах осуществления блок 720 акустического преобразователя может включать в себя первый электродный слой, второй электродный слой и пьезоэлектрический слой, расположенный между первым электродным слоем и вторым электродным слоем. Первый электродный слой, пьезоэлектрический слой и второй электродный слой могут быть объединены для образования структуры, приспособленной к элементу 740 груза. Например, элемент 740 груза может иметь цилиндрическую структуру, и блок 720 акустического преобразователя может иметь кольцевую структуру. В то же время, весь первый электродный слой, пьезоэлектрический слой и второй электродный слой могут представлять собой кольцевые структуры. Первый электродный слой, пьезоэлектрический слой и второй электродный слой могут быть расположены и объединены последовательно сверху вниз для образования кольцевой структуры.

В некоторых вариантах осуществления блок 720 акустического преобразователя и элемент 740 груза могут быть расположены на разных сторонах подвесной мембранной структуры 730 или расположены на одной стороне подвесной мембранной структуры 730. Например, как блок 720 акустического преобразователя, так и элемент 740 груза могут быть расположены на верхней поверхности или нижней поверхности подвесной мембранной структуры 730. Блок 720 акустического преобразователя может быть распределен вдоль окружного направления элемента 740 груза. В качестве другого примера, блок 720 акустического преобразователя может быть расположен на верхней поверхности подвесной мембранной структуры 730, и элемент 740 груза может быть расположен на нижней поверхности подвесной мембранной структуры 730. В это время проекция элемента 740 груза на подвесную мембранную структуру 730 может находиться в области блока 720 акустического преобразователя.

В некоторых вариантах осуществления выходной электрический сигнал звукопередающего устройства 700 с костной проводимостью можно улучшить путем изменения размера, формы и положения элемента 740 груза, и также положения, формы и размера пьезоэлектрического слоя. В некоторых вариантах осуществления эффект выходного акустического давления звукопередающего устройства 700 с костной проводимостью можно также улучшить путем изменения формы, материала и размера подвесной мембранной структуры 730. В данном документе конструкции и параметры первого электродного слоя, второго электродного слоя и пьезоэлектрического слоя блока 720 акустического преобразователя могут быть аналогичны конструкции и параметрам первого электродного слоя 521, второго электродного слоя 523 и пьезоэлектрического слоя 522 блока 520 акустического преобразователя, показанного на фиг.5, конструкция и параметры подвесной пленочной структуры 730 могут быть аналогичны конструкциям и параметрам подвесной пленочной структуры 530, и структуры выводной структуры 7200 могут быть аналогичны конструкциям выводной структуры 5200, которые в дальнейшем повторно не описываются здесь.

На фиг.8 показано схематичное представление, иллюстрирующее звукопередающее устройство с костной проводимостью согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. На фиг.9 показан вид в разрезе звукопередающего устройства с костной проводимостью, показанного на фиг.8, вдоль оси CC согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг.8, базовая структура 810 может быть прямоугольной рамной структурой. В некоторых вариантах осуществления внутренняя часть базовой структуры 810 может включать в себя полую часть, предназначенную для размещения блока 820 акустического преобразователя и вибрационного блока. В некоторых вариантах осуществления форма полой части может быть кругом, четырехугольником (например, прямоугольником, параллелограммом), пятиугольником, шестиугольником, семиугольником, восьмиугольником или другими правильными или неправильными формами. В некоторых вариантах осуществления размер одного края прямоугольной полости может находиться в диапазоне от 0,8 мм до 2 мм. Предпочтительно размер одного края прямоугольной полости может находиться в диапазоне 1-1,5 мм. В некоторых вариантах осуществления вибрационный блок может включать в себя четыре опорных кронштейна 830 и элемент 840 груза. Один конец каждого из четырех опорных кронштейнов 830 может быть соединен с верхней или нижней поверхностью базовой структуры 810 или с боковой стенкой, где расположена полая часть базовой структуры 810. Другой конец каждого из четырех опорных кронштейнов 830 может быть соединен с верхней поверхностью, нижней поверхностью или периферийной боковой стенкой элемента 840 груза. В некоторых вариантах осуществления элемент 840 груза может выступать вверх и/или вниз относительно опорных кронштейнов 830. Например, когда концы четырех опорных кронштейнов 830 соединены с верхней поверхностью элемента 840 груза, элемент 840 груза может выступать вниз относительно опорных кронштейнов 830. В качестве другого примера, когда концы четырех опорных кронштейнов 830 соединены с нижней поверхностью элемента 840 груза, элемент 840 груза может выступать вверх относительно опорных кронштейнов 830. В качестве другого примера, когда концы четырех опорных кронштейнов 830 соединены с периферийной боковой стенки элемента 840 груза, элемент 840 груза может выступать вверх и вниз относительно опорных кронштейнов 830. В некоторых вариантах осуществления форма каждого из опорных кронштейнов 830 может быть трапециевидной. Конец каждого из опорных кронштейнов 830 с малой шириной может быть соединен с элементом 840 груза, и конец каждого из опорных кронштейнов 830 с большой шириной может быть соединен с базовой структурой 810.

В некоторых вариантах осуществления каждый из опорных кронштейнов 830 может включать в себя по меньшей мере один упругий слой. Упругий слой может представлять собой пластинчатую структуру из полупроводникового материала. В некоторых вариантах осуществления полупроводниковый материал может включать в себя кремний, диоксид кремния, нитрид кремния, нитрид галлия, оксид цинка, карбид кремния и т.д. В некоторых вариантах осуществления материалы различных упругих слоев опорных кронштейнов 830 могут быть одинаковыми или разными. Кроме того, звукопередающее устройство 800 с костной проводимостью может включать в себя блок 820 акустического преобразователя. Блок 820 акустического преобразователя может включать в себя первый электродный слой 821, пьезоэлектрический слой 822 и второй электродный слой 823, расположенные последовательно сверху вниз. Первый электродный слой 821 или второй электродный слой 823 могут быть соединены с верхней поверхностью или нижней поверхностью каждого из опорных кронштейнов 830 (например, упругого слоя). В некоторых вариантах осуществления, когда опорные кронштейны 830 включают в себя множество упругих слоев, блок 820 акустического преобразователя может быть также расположен среди множества упругих слоев. Пьезоэлектрический слой 822 может вырабатывать напряжение (разность потенциалов) при деформационном напряжении вибрационного блока (например, опорных кронштейнов 830 и элемента 840 груза) на основе пьезоэлектрического эффекта. Первый электродный слой 821 и второй электродный слой 823 могут выдавать напряжение (электрический сигнал). Для того, чтобы резонансная частота звукопередающего устройства 800 с костной проводимостью находилась в определенном диапазоне частот (например, 2000–5000 Гц), можно регулировать материал и толщину блока 820 акустического преобразователя (например, первого электродного слоя 821, второго электродного слоя 823 и пьезоэлектрического слоя 822) и вибрационного блока (например, опорных кронштейнов 830). В некоторых вариантах осуществления блок 820 акустического преобразователя может также включать в себя слой для проводного соединения электродов (слой PAD). Слой для проводного соединения электродов может быть расположен на первом электродном слое 821 и втором электродном слое 823. Первый электродный слой 821 и второй электродный слой 823 могут быть соединены с внешней цепью через внешнюю проводку (например, золотую проволоку, алюминиевая проволока и т.д.) для подачи сигнала напряжения между первым электродным слоем 821 и вторым электродным слоем 823 на схему окончательной обработки. В некоторых вариантах осуществления материал слоя для проводного соединения электродов может включать в себя медную фольгу, титан, медь и т.д. В некоторых вариантах осуществления толщина слоя для проводного соединения электродов может находиться в диапазоне 100-200 нм. Предпочтительно толщина слоя для проводного соединения электродов может находиться в диапазоне 150-200 нм. В некоторых вариантах осуществления блок 820 акустического преобразователя может дополнительно включать в себя затравочный слой. Затравочный слой может быть расположен между вторым электродным слоем 823 и опорными кронштейнами 830. В некоторых вариантах осуществления материал затравочного слоя может быть таким же, как и материал пьезоэлектрического слоя 822. Например, когда материалом пьезоэлектрического слоя 822 является AlN, материалом затравочного слоя является тоже AlN. В некоторых вариантах осуществления материал затравочного слоя также может отличаться от материала пьезоэлектрического слоя 822. Следует отметить, что конкретный частотный диапазон значений резонансной частоты вышеупомянутого звукопередающего устройства 800 с костной проводимостью может не ограничиваться диапазоном 2000–5000 Гц. Конкретный диапазон частот также может составлять 4000–5000 Гц или 2300–3300 Гц и т.д. Конкретный диапазон частот может быть определен в соответствии с реальной ситуацией. В дополнение к этому, когда элемент 840 груза выступает вверх относительно опорных кронштейнов 830, блок 820 акустического преобразователя может располагаться на нижней поверхности опорных кронштейнов 830, и затравочный слой может располагаться между элементом 840 груза и опорными кронштейнами 830.

В некоторых вариантах осуществления элемент 840 груза может иметь однослойную структуру или многослойную структуру. В некоторых вариантах осуществления элемент 840 груза может представлять собой многослойную структуру. Количество слоев элемента 840 груза, а также материалы и параметры, соответствующие структуре каждого слоя, могут быть такими же, как и у упругого слоя опорных кронштейнов 830 и блока 820 акустического преобразователя, или отличаться от них. В некоторых вариантах осуществления форма элемента 840 груза может представлять собой круг, полукруг, эллипс, треугольник, четырехугольник, пятиугольник, шестиугольник, семиугольник, восьмиугольник или другие правильные или неправильные формы. В некоторых вариантах осуществления толщина элемента 840 груза может совпадать или отличаться от общей толщины опорных кронштейнов 830 и блока 820 акустического преобразователя. В отношении материала и размера элемента 840 груза, когда элемент 840 груза имеет многослойную структуру, следует обратиться к описанию упругого слоя опорных кронштейнов 830 и блока 820 акустического преобразователя, описание которых в данном документе не повторяется. В дополнение к этому, материал и параметры структуры каждого слоя упругого слоя и блока 820 акустического преобразователя также могут быть применены в звукопередающем устройстве с костной проводимостью, показанном на фиг.1, 3, 4, 5 и 7.

В некоторых вариантах осуществления блок 820 акустического преобразователя может по меньшей мере включать в себя эффективный блок акустического преобразователя. Эффективный блок акустического преобразователя может относиться к частичной структуре блока акустического преобразователя, которая в конечном счете вносит вклад в электрический сигнал. Например, первый электродный слой 821, пьезоэлектрический слой 822 и второй электродный слой 823 имеют одинаковую форму и площадь и частично покрывают опорные кронштейны 830 (упругий слой), таким образом, первый электродный слой 821, пьезоэлектрический слой 822 и второй электродный слой могут представлять собой эффективный блок акустического преобразователя. В качестве другого примера первый электродный слой 821 и пьезоэлектрический слой 822 частично покрывают опорные кронштейны 830, и второй электродный слой 823 полностью покрывает опорные кронштейны 830, затем первый электродный слой 821, пьезоэлектрический слой 822 и часть второго электродного слоя 823, соответствующая первому электродному слою 821, могут образовывать эффективный блок акустического преобразователя. В качестве другого примера, первый электродный слой 821 частично покрывает опорные кронштейны 830, и пьезоэлектрический слой 822 и второй электродный слой 823 полностью покрывают опорные кронштейны 830, затем первый электродный слой 821, часть пьезоэлектрического слоя 822, соответствующая первому электродному слою 821 и часть второго электродного слоя 823, соответствующая первому электродному слою 821, могут образовывать эффективный блок преобразователя. В качестве другого примера, первый электродный слой 821, пьезоэлектрический слой 822 и второй электродный слой 823 полностью покрывают опорные кронштейны 830, но первый электродный слой 821 разделен на множество независимых электродов за счет размещения изолирующих канавок (например, изолирующих электроды канавок 8200), затем независимая электродная часть первого электродного слоя 821, которая выводит электрический сигнал, часть пьезоэлектрического слоя 822, соответствующая независимой электродной части первого электродного слоя 821, и часть второго электродного слоя 823, соответствующая независимой электродной части первого электродного слоя 821, могут образовывать эффективный блок преобразователя. Независимая область электродов в первом электродном слое 821, которая не выводит электрический сигнал, область пьезоэлектрического слоя 822, соответствующая независимым электродам в первом электродном слое 821, которые не выводят электрический сигнал, и изолирующим канавкам, и область второго электродного слоя 823, соответствующая независимым электродам в первом электродном слое 821, которые не выводят электрический сигнал, обеспечивают в основном не электрический сигнал, а механический эффект. Для того, чтобы повысить SNR звукопередающего устройства 800 с костной проводимостью, эффективный блок акустического преобразователя может быть расположен в месте расположения опорных кронштейнов 830 вблизи элемента 840 груза или рядом с местом соединения между опорными кронштейнами 830 и базовой структурой 810. Предпочтительно блок эффективного акустического преобразователя может быть расположен в позиции опорного кронштейна 830 вблизи элемента 840 груза. В некоторых вариантах осуществления, когда блок эффективного акустического преобразователя расположен в позиции опорных кронштейнов 830 рядом с элементом 840 массы или рядом с местом соединения между опорными кронштейнами 830 и базовой структурой 810, отношение площади покрытия блока эффективного акустического преобразователя, расположенного на опорных кронштейнах 830, к площади опорных кронштейнов 830 может находиться в диапазоне от 5% до 40%. Предпочтительно отношение площади покрытия эффективного блока акустического преобразователя на опорных кронштейнах 830 к площади опорных кронштейнов 830 может находиться в диапазоне от 10% до 35%. Кроме того, предпочтительно отношение площади покрытия эффективного блока акустического преобразователя на опорных кронштейнах 830 к площади опорных кронштейнов 830 может находиться в диапазоне 15%-20%.

SNR звукопередающего устройства 800 с костной проводимостью может иметь положительную корреляцию с интенсивностью выходного электрического сигнала. Когда многослойная структура перемещается относительно базовой структуры, деформационное напряжение в месте соединения между опорными кронштейнами 830 и элементом 840 груза и деформационное напряжение в месте соединения между опорными кронштейнами 830 и базовой структурой 810 могут быть относительно большими, по сравнению с деформационным напряжением средней области опорных кронштейнов 830. Соответственно, интенсивность выходного напряжения в месте соединения между опорными кронштейнами 830 и элементом 840 груза и интенсивность выходного напряжения в месте соединения между опорными кронштейнами 830 и базовой структурой 810 могут быть относительно большими, по сравнению с интенсивностью выходного напряжения в средней области опорных кронштейнов 830. В некоторых вариантах осуществления, когда блок 820 акустического преобразователя полностью или почти полностью покрывает верхнюю поверхность или нижнюю поверхность опорных кронштейнов 830, чтобы повысить SNR звукопередающего устройства 800 с костной проводимостью, изолирующая электроды канавка 8200 может быть расположена на первом электродном слое 821. Изолирующая электроды канавка 8200 может разделять первый электродный слой 821 на две части, поэтому часть первого электродного слоя 821 может находиться рядом с элементом 840 груза, и другая часть первого электродного слоя 821 может находиться рядом с местом соединения между опорными кронштейнами 830 и базовой структурой 810. Первый электродный слой 821 и соответствующий пьезоэлектрический слой 822, а также часть двух частей второго электродного слоя 823, разделенного изолирующей электроды канавкой 8200, которая выводит электрический сигнал, могут представлять собой блок эффективного акустического преобразователя. В некоторых вариантах осуществления изолирующая электроды канавка 8200 может представлять собой прямую линию, проходящую вдоль направления ширины опорных кронштейнов 830. В некоторых вариантах осуществления ширина изолирующей электроды канавки 8200 может находиться в диапазоне от 2 мкм до 20 мкм. Предпочтительно ширина изолирующей электроды канавки 8200 может находиться в диапазоне от 4 мкм до 10 мкм.

Следует отметить, что изолирующая электроды канавка 8200 может не ограничиваться прямой линией, проходящей вдоль направления ширины опорных кронштейнов 830, но также может представлять собой кривую, изогнутую линию, волнистую линию и т.д. В дополнение к этому, изолирующая электроды канавка 8200, например, изолирующая электроды канавка 8201, показанная на фиг.10, может не продолжаться вдоль направления ширины опорных кронштейнов 830. Изолирующая электроды канавка 8200 нужна только для того, чтобы разделить блок 820 акустического преобразователя на несколько частей, что не имеет дополнительных ограничений в данном документе.

Как показано на фиг.10, когда частичная структура (например, блок акустического преобразователя между изолирующими электроды канавками 8201 и элементом 840 груза, которые показаны на фиг.10) блока 820 акустического преобразователя расположена в позиции опорных кронштейнов 830 рядом с элементом 840 груза, первый электродный слой 821 и/или второй электродный слой 823 могут дополнительно включать в себя вывод электрода. Взяв в качестве примера первый электродный слой 821, изолирующие электроды канавки 8201 делят первый электродный слой 821 на две части. Часть первого электродного слоя 821 может быть соединена с элементом 840 груза или может находиться рядом с элементом 840 груза, и другая часть первого электродного слоя 821 может находиться рядом с местом соединения между опорными кронштейнами 830 и базовой структурой 810. Для того, чтобы выводить напряжение блока 820 акустического преобразователя рядом с элементом 840 груза, частичная область может быть отделена от первого электродного слоя рядом с местом соединения между опорными кронштейнами 830 и базовой структурой 810 (на фигуре первого электродного слоя 821, расположенного на краю опорных кронштейнов 830) с помощью изолирующих электроды канавок 8201. Эта частичная область может электрически соединять часть блока 820 акустического преобразователя, соединенную с элементом 840 груза или расположенную рядом с элементом 840 груза, со звукопередающим устройством 800 с костной проводимостью. В некоторых вариантах осуществления ширина вывода электрода может находиться в диапазоне от 4 мкм до 20 мкм. Предпочтительно ширина вывода электрода может находиться в диапазоне от 4 мкм до 10 мкм. В некоторых вариантах осуществления вывод электрода может быть расположен в любой позиции по ширине опорных кронштейнов 830. Например, вывод электрода может быть расположен в центре опорного кронштейна 830 или в позиции опорного кронштейна 830 рядом с краем в направлении ширины. Предпочтительно вывод электрода может быть расположен в позиции опорных кронштейнов 830 рядом с краем в направлении ширины. Использование токопроводящего провода в блоке 820 акустического преобразователя можно избежать за счет размещения вывода 8211 электрода, и конструкция блока 820 акустического преобразователя может быть относительно простой, что удобно для последующего изготовления и сборки.

Учитывая, что пьезоэлектрический материал пьезоэлектрического слоя 822 может стать шероховатым в области вблизи края опорного кронштейна 830 из-за травления, качество пьезоэлектрического материала может ухудшиться. В некоторых вариантах осуществления, когда площадь пьезоэлектрического слоя 822 является такой же, как и площадь второго электродного слоя 823, чтобы первый электродный слой 821 располагался в области пьезоэлектрического слоя с хорошим пьезоэлектрическим материалом, площадь пьезоэлектрического слоя 822 может быть меньше, чем площадь первого электродного слоя 821, поэтому краевая область первого электродного слоя 821 может скрыть краевую область пьезоэлектрического слоя 822, и канавка для отвода электрода (не показана на чертеже) может быть сформирована между первым электродным слоем 821 и пьезоэлектрическим слоем 822. Первый электродный слой 821 и второй электродный слой 823 позволяют избежать области пьезоэлектрического слоя 822 с плохим качеством кромки за счет размещения канавки для отвода электрода, тем самым повышая SNR выходного сигнала звукопередающего устройства с костной проводимостью. В некоторых вариантах осуществления ширина канавки для отвода электрода может находиться в диапазоне от 2 мкм до 20 мкм. Предпочтительно ширина канавки для отвода электрода может находиться в диапазоне от 2 мкм до 10 мкм.

Как показано на фиг.10, взяв в качестве примера элемент 840 груза, выступающий вниз относительно опорных кронштейнов 830, блок 820 акустического преобразователя может дополнительно включать в себя протяженную область 8210, продолжающуюся вдоль направления длины опорных кронштейнов 830. Протяженная область 8210 может быть расположена на верхней поверхности элемента 840 груза. В некоторых вариантах осуществления изолирующая электроды канавка 8201 может быть размещена на краю протяженной области 8210, расположенной на верхней поверхности элемента 840 груза, для предотвращения чрезмерной концентрации напряжения опорных кронштейнов 830, тем самым повышая устойчивость опорных кронштейнов 830. В некоторых вариантах осуществления длина протяженной области 8210 может быть больше ширины опорных кронштейнов 830. В данном документе длина протяженной области 8210 может соответствовать ширине вдоль опорного кронштейна 830. В некоторых вариантах осуществления длина протяженной области 8210 может находиться в диапазоне от 4 мкм до 30 мкм. Предпочтительно длина протяженной области 8210 может находиться в диапазоне от 4 мкм до 15 мкм. В некоторых вариантах осуществления длина протяженной области 8210 на элементе 840 груза может в 1,2-2 раза превышать ширину соединительной части между опорным кронштейном 830 и краем элемента 840 груза. Предпочтительно длина протяженной области 8210 на элементе 840 груза может быть в 1,2-1,5 раза больше ширины соединительной части между опорным кронштейном 830 и краем элемента 840 груза.

На фиг.11 показано схематичное представление, иллюстрирующее звукопередающее устройство с костной проводимостью согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Общая конструкция звукопередающего устройства 1000 с костной проводимостью, показанного на фиг.11, может быть по существу такой же, как у звукопередающего устройства 800 с костной проводимостью, показанного на фиг.8. Различие состоит в другой форме опорного кронштейна. Как показано на фиг.11, базовая структура 1010 может быть прямоугольной рамной структурой. В некоторых вариантах осуществления внутренняя часть базовой структуры 1010 может включать в себя полую часть, предназначенную для подвешивания блока акустического преобразователя и вибрационного блока. В некоторых вариантах осуществления форма полой части может представлять собой круг, четырехугольник (например, прямоугольник и параллелограмм), пятиугольник, шестиугольник, семиугольник, восьмиугольник или другие правильные или неправильные формы. В некоторых вариантах осуществления вибрационный блок может включать в себя четыре опорных кронштейна 1030 и элемент 1040 груза. Один конец каждого из четырех опорных кронштейнов 1030 может быть соединен с верхней или нижней поверхностью базовой структуры 1010 или с боковой стенкой, где расположена полая часть базовой структуры 1010, и другой конец каждого из четырех опорных кронштейнов 1030 может быть соединен с верхней поверхностью, нижней поверхностью или периферийной боковой стенкой элемента 1040 груза. В некоторых вариантах осуществления, элемент 1040 груза может выступать вверх и/или вниз относительно опорных кронштейнов 1030. Например, когда концы четырех опорных кронштейнов 1030 соединены с верхней поверхностью элемента 1040 груза, элемент 1040 груза может выступать вниз относительно опорных кронштейнов 1030. В качестве другого примера, когда концы четырех опорных кронштейнов 1030 соединены с нижней поверхностью элемента 1040 груза, элемент 1040 груза может выступать вверх относительно опорных кронштейнов 1030. В качестве другого примера, например, когда концы четырех опорных кронштейнов 1030 соединены с периферийной боковой стенкой элемента 1040 груза, элемент 1040 груза может выступать вверх и вниз относительно опорных кронштейнов 1030. В некоторых вариантах осуществления форма кронштейнов поддержки 1030 может представлять собой прямоугольник. Один конец каждого из опорных кронштейнов 1030 может быть соединен с элементом груза 1040, и другой конец каждого из опорных кронштейнов 1030 может быть соединен с базовой структурой 1010.

В некоторых вариантах осуществления для того, чтобы повысить SNR звукопередающего устройства 1000 с костной проводимостью, блок эффективного акустического преобразователя может быть размещен в позиции опорного кронштейна 1030 вблизи элемента 1040 груза или вблизи места соединения между опорными кронштейнами 1030 и базовой структуры 1010. Предпочтительно, блок эффективного акустического преобразователя может быть расположен в позиции опорных кронштейнов 1030 рядом с элементом 1040 груза. В некоторых вариантах осуществления, когда блок эффективного акустического преобразователя расположен в позиции опорных кронштейнов 1030 рядом с элементом груза 1040 или рядом с местом соединения между опорными кронштейнами 1030 и базовой структурой 1010, отношение площади покрытия блока эффективного акустического преобразователя на опорных кронштейнах 1030 к площади опорных кронштейнов 1030 может находиться в диапазоне 5%-40%. Предпочтительно отношение площади покрытия эффективного блока акустического преобразователя на опорных кронштейнах 1030 к площади опорных кронштейнов 1030 может находиться в диапазоне от 10% до 35%. Кроме того, предпочтительно отношение площади покрытия эффективного блока 1020 акустического преобразователя на опорных кронштейнах 1030 к площади опорных кронштейнов 1030 может находиться в диапазоне от 15% до 20%.

SNR звукопередающего устройства 1000 с костной проводимостью может иметь положительную корреляцию с интенсивностью выходного электрического сигнала. Когда многослойная структура перемещается относительно базовой структуры, деформационное напряжение в месте соединения между опорными кронштейнами 1030 и элементом груза 1040 и деформационное напряжение в месте соединения между опорными кронштейнами 1030 и базовой структурой 1010 могут быть относительно большими, по сравнению деформационным напряжением средней области опорных кронштейнов 1030. Кроме того, интенсивность выходного напряжения соединения между опорными кронштейнами 1030 и элементом груза 1040 и интенсивность выходного напряжения соединения между опорными кронштейнами 1030 и базовой структурой 1010 могут быть относительно большими, по сравнению интенсивностью выходного напряжения средней области опорных кронштейнов 1030. В некоторых вариантах осуществления, когда блок акустического преобразователя полностью или почти полностью покрывает верхнюю поверхность или нижнюю поверхность опорных кронштейнов 1030, чтобы повысить SNR звукопередающего устройства 1000 с костной проводимостью, изолирующая электроды канавка 1050 может быть расположена на первом электродном слое. Изолирующая электроды канавка 1050 может разделять первый электродный слой на две части, поэтому одна часть первого электродного слоя может находиться рядом с элементом груза 1040, и другая часть первого электродного слоя может находиться рядом с местом соединения между опорными кронштейнами 1030 и базовой структурой 1010. В некоторых вариантах осуществления изолирующая электроды канавка 1050 может представлять собой прямую линию, проходящую вдоль ширины опорных кронштейнов 1030. В некоторых вариантах осуществления ширина изолирующей электроды канавки 1050, может находиться в диапазоне от 2 мкм до 20 мкм. Предпочтительно ширина изолирующей электроды канавки 1050, может находиться в диапазоне от 4 мкм до 10 мкм.

Следует отметить, что изолирующая электроды канавка 1050 может не ограничиваться прямой линией, проходящей вдоль направления ширины опорных кронштейнов 1030, но также может представлять собой кривую, изогнутую линию, волнистую линию и т.д. В дополнение к этому, изолирующая электроды канавка 1050, например, изолирующая электроды канавка 11200, показанная на фиг.12, может не продолжаться вдоль направления ширины опорных кронштейнов 1030. Изолирующая электроды канавка может разделять блок акустического преобразователя на множество частей, что не имеет дополнительных ограничений в данном документе.

Как показано на фиг.12, когда частичная структура (например, блок акустического преобразователя между изолирующей электроды канавкой 11200 и элементом груза 1140, показанным на фиг.12) блока акустического преобразователя расположена в позиции опорных кронштейнов 1130 рядом с элементом груза 1140, первый электродный слой 1121 и/или второй электродный слой могут также включать в себя вывод электрода. Взяв в качестве примера первый электродный слой 1121, изолирующая электроды канавка 11200 может разделять первый электродный слой 1121 на две части. Одна часть первого электродного слоя 1121 может быть соединена с элементом груза 1140 или расположена рядом с элементом груза 1140, и другая часть первого электродного слоя 1121 может находиться рядом с местом соединения между опорными кронштейнами 1130 и базовой структурой 1110. Для того чтобы выводить напряжение блока акустического преобразователя рядом с элементом груза 1140, часть области может быть отделена от первого электродного слоя 1121, расположенного рядом с местом соединения между опорными кронштейнами 1130 и базовой структурой 1110 (первого электродного слоя 1121, расположенного на краю опорных кронштейнов 1130 на фигуре). Эта часть области может электрически соединять часть блока акустического преобразователя, соединенную с элементом груза 1140 или расположенную рядом с элементом груза 1140, с блоком обработки звукопередающего устройства 12 с костной проводимостью. В некоторых вариантах осуществления ширина вывода электрода может находиться в диапазоне от 4 мкм до 20 мкм. Предпочтительно ширина вывода электрода может находиться в диапазоне от 4 мкм до 10 мкм. В некоторых вариантах осуществления вывод электрода может быть расположен в любой позиции опорных кронштейнов 1130 в направлении ширины. Например, вывод электрода может быть расположен в центре опорных кронштейнов 1130 или в позиции опорных кронштейнов 1130 близко к краю в направлении ширины. Предпочтительно вывод электрода может быть расположен в позиции опорных кронштейнов 1130 близко к краю в направлении ширины. Использование токопроводящего провода в блоке акустического преобразователя можно избежать за счет размещения вывода электрода, и конструкция блока акустического преобразователя относительно является простой, что удобно для последующего изготовления и сборки.

Как показано на фиг.13, пьезоэлектрический материал пьезоэлектрического слоя может стать шероховатым в области, близкой к краю опорных кронштейнов, из-за травления, поэтому качество пьезоэлектрического материала может ухудшиться. В некоторых вариантах осуществления, когда площадь пьезоэлектрического слоя является такой же, как и площадь второго электродного слоя, чтобы первый электродный слой 1121 располагался в области пьезоэлектрического слоя с хорошим пьезоэлектрическим материалом, площадь пьезоэлектрический слой может быть меньше, чем площадь первого электродного слоя 1121, поэтому краевая область первого электродного слоя 1121 может скрыть краевую область пьезоэлектрического слоя, и между первым электродным слоем 1121 и пьезоэлектрическим слоем может быть образована канавка 11212 для отвода электрода. Первый электродный слой и второй электродный слой позволяют избежать области пьезоэлектрического слоя с плохим качеством кромки за счет размещения канавки 11212 для отвода электрода, тем самым повышая ОСШ выходного сигнала звукопередающего устройства 10 с костной проводимостью. В некоторых вариантах осуществления ширина канавки 11212 для отвода электрода может находиться в диапазоне от 2 мкм до 20 мкм. Предпочтительно ширина канавки 11212 для отвода электрода может находиться в диапазоне от 2 мкм до 10 мкм.

Как показано на фиг.14, в некоторых вариантах осуществления, взяв в качестве примера элемент 1140 груза, выступающий вниз относительно опорных кронштейнов 1130, блок акустического преобразователя может дополнительно включать в себя протяженную область 11210, продолжающуюся вдоль направления длины опорных кронштейнов 1130. Протяженная область 11210 может быть расположен на верхней поверхности элемента 1140 груза. В некоторых вариантах осуществления изолирующая электроды канавка 11200 может быть расположена в краевой позиции протяженной области 11210, расположенной на верхней поверхности элемента 1140 груза, чтобы предотвратить чрезмерную концентрацию напряжения опорных кронштейнов 1130, тем самым повышая устойчивость опорных кронштейнов 1130. В некоторых вариантах осуществления длина протяженной области 11210 может быть больше ширины опорных кронштейнов 1130. В данном документе длина протяженной области 11210 может соответствовать ширине опорных кронштейнов 1130. В некоторых вариантах осуществления длина протяженной области 11210 может находиться в диапазоне от 4 мкм до 30 мкм. Предпочтительно длина протяженной области 11210 может находиться в диапазоне от 4 мкм до 15 мкм. В некоторых вариантах осуществления длина протяженной области 11210 на элементе 1140 груза может в 1,2–2 раза превышать ширину соединительной части между опорными кронштейнами 1130 и краем элемента 1140 груза. Предпочтительно длина протяженной области 11210 на элементе 1140 груза может быть в 1,2-1,5 раза больше ширины соединительной части между опорными кронштейнами 1130 и краем элемента 1140 груза. В отношении параметров, таких как материал и размер блока акустического преобразователя, первый электродный слой, второй электродный слой, пьезоэлектрический слой, вибрационный блок и элемент 1140 груза, представленных в данном варианте осуществления, следует обратиться к описаниям со ссылкой на фиг.8-10, которые в данном документе не повторяются.

На фиг.15 показано схематичное представление, иллюстрирующее другое звукопередающее устройство с костной проводимостью согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Структура звукопередающего устройства 1500 с костной проводимостью, показанного на фиг.15, может быть по существу такой же, как у звукопередающего устройства 800 с костной проводимостью, показанного на фиг.8. Различие может состоять в том, что способ соединения между опорными кронштейнами и базовой структурой является другим. Как показано на фиг.15, базовая структура 1510 может быть прямоугольной рамной структурой. В некоторых вариантах осуществления внутренняя часть базовой структуры 1510 может включать в себя полую часть, предназначенную для подвешивания блока акустического преобразователя и вибрационного блока. В некоторых вариантах осуществления вибрационный блок может включать в себя четыре опорных кронштейна 1530 и элемент 1540 груза. Один конец каждого из четырех опорных кронштейнов 1530 может быть соединен с верхней или нижней поверхностью базовой структуры 1510 или с боковой стенкой, где расположена полая часть базовой структуры 1510, и другой конец каждого из четырех опорных кронштейнов 1530 может быть соединен с верхней поверхностью, нижней поверхностью или периферийной боковой стенкой элемента 1540 груза. В некоторых вариантах осуществления, элемент 1540 груза может выступать вверх и/или вниз относительно опорных кронштейнов 1530. Например, когда концы четырех опорных кронштейнов 1530 соединены с верхней поверхностью элемента 1540 груза, элемент 1540 груза может выступать вниз относительно опорных кронштейнов 1530. В качестве другого примера, когда концы четырех опорных кронштейнов 1530 соединены с нижней поверхностью элемента 1540 груза, элемент 1540 груза может выступать вверх относительно опорных кронштейнов 1530. Для другого примера достаточно, когда концы четырех опорных кронштейнов 1530 соединены с периферийной боковой стенкой элемента 1540 груза, элемент 1540 груза может выступать вверх и вниз относительно опорных кронштейнов 1030. В некоторых вариантах осуществления форма каждого из опорные кронштейны 1530 может быть трапециевидной. Конец каждого из опорных кронштейнов 1530 большой ширины может быть соединен с элементом груза 1540, и конец каждого из опорных кронштейнов 1530 малой ширины может быть соединен с базовой структурой 1510. Следует отметить, что структура, размер, толщина и другие параметры блока 820 акустического преобразователя, первого электродного слоя 821, второго электродного слоя 823, пьезоэлектрического слоя 822, вибрационного блока, элемента 840 груза, протяженной области 8210, изолирующей электроды канавки 8201, канавки для отвода электрода, изолирующей электроды канавки 8200 и других компонентов, показанных на фиг.8-10, могут применяться к звукопередающему устройству 1500 с костной проводимостью, которое здесь дополнительно не описывается.

На фиг.16 показано схематичное представление, иллюстрирующее звукопередающее устройство с костной проводимостью согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Конструкция звукопередающего устройства 1600 с костной проводимостью, показанного на фиг.16, может быть по существу такой же, как у звукопередающего устройства 800 с костной проводимостью, показанного на фиг.8. Различие состоит в том, что конструкция каждого из опорных кронштейнов 1630 звукопередающего устройства 1600 с костной проводимостью может отличаться от конструкции каждого из опорных кронштейнов 830 звукопередающего устройства 800 с костной проводимостью. В некоторых вариантах осуществления внутренняя часть базовой структуры 1610 может включать в себя полую часть, предназначенную для подвешивания блока акустического преобразователя и вибрационного блока. В некоторых вариантах осуществления вибрационный блок может включать в себя четыре опорных кронштейна 1630 и элемент 1640 груза. Один конец каждого из четырех опорных кронштейнов 1630 может быть соединен с верхней или нижней поверхностью базовой структуры 1610 или с боковой стенкой, где расположена полая часть базовой структуры 1610, и другой конец каждого из опорных кронштейнов 1630 может быть соединен с верхней поверхностью, нижней поверхностью или периферийной боковой стенкой элемента 1640 груза. В некоторых вариантах осуществления элемент 1640 груза может выступать вверх и/или вниз относительно опорных кронштейнов 1630. Например, когда концы четырех опорных кронштейнов 1630 соединены с верхней поверхностью элемента 1640 груза, элемент 1640 груза может выступать вниз относительно опорных кронштейнов 1630. В качестве другого примера, когда концы четырех опорных кронштейнов 1630 соединены с нижней поверхностью элемента 1640 груза, элемент 1640 груза может выступать вверх относительно опорных кронштейнов 1630. В качестве другого примера, когда концы четырех опорных кронштейнов 1630 соединены с периферийной боковой стенкой элемента 1640 груза, элемент 840 груза может выступать вверх и вниз относительно опорных кронштейнов 1630. В некоторых вариантах осуществления верхняя поверхность элемента 1640 груза и верхняя поверхность опорных кронштейнов 1630 могут находиться в одной и той же горизонтальной плоскости, и/или нижняя поверхность элемента 1640 груза и нижняя поверхность опорных кронштейнов 1630 могут находиться в одной и той же горизонтальной плоскости. В некоторых вариантах осуществления форма каждого из опорных кронштейнов 1630 может быть приблизительно L-образной. Как показано на фиг.16, опорные кронштейны 1630 могут включать в себя первый опорный кронштейн 1631 и второй опорный кронштейн 1632. Одна концевая часть первого опорного кронштейна 1631 может быть соединена с одной концевой частью второго опорного кронштейна 1632. Определенный прилежащий угол может быть образован между первым опорным кронштейном 1631 и вторым опорным кронштейном 1632. В некоторых вариантах осуществления прилежащий угол может находиться в диапазоне 75°-105°. В некоторых вариантах осуществления один конец первого опорного кронштейна 1631, удаленный от места соединения между первым опорным кронштейном 1631 и вторым опорным кронштейном 1632, может быть соединен с базовой структурой 1610, и один конец второго опорного кронштейна 1632, удаленный от места соединения между первым опорным кронштейном 1631 и вторым опорным кронштейном 1632, может быть соединен с верхней поверхностью, нижней поверхностью или периферийной боковой стенкой элемента 1640 груза, поэтому элемент 1640 груза может быть подвешен в полой части базовой структуры 1610.

В некоторых вариантах осуществления блок акустического преобразователя может представлять собой многослойную структуру. Блок акустического преобразователя может включать в себя первый электродный слой, второй электродный слой, пьезоэлектрический слой, упругий слой, затравочный слой, изолирующую электроды канавку, канавку для отвода электрода или другие структуры. В отношении структуры каждого слоя блока акустического преобразователя, элемента 1640 груза и т.д. следует обратиться к описаниям блока 820 акустического преобразователя, первого электродного слоя 821, второго электродного слоя 823, пьезоэлектрического слоя 822, вибрационного блока, элемента 840 груза, протяженной области 8210, изолирующей электроды канавки 8201, канавку для отвода электрода и изолирующей электроды канавки 8200, которые показаны на фиг.8-10 настоящего раскрытия, которые здесь дополнительно не приводятся.

В некоторых вариантах осуществления звукопередающее устройство с костной проводимостью, описанное в любом из вышеприведенных вариантов осуществления, может дополнительно включать в себя ограничивающую структуру (не показана на фигуре). Ограничивающей структурой может быть пластинчатая структура. В некоторых вариантах ограничивающая структура может быть расположена в полой части базовой структуры. Ограничивающая структура может располагаться выше или ниже многослойной структуры и располагаться напротив многослойной структуры. В некоторых вариантах осуществления, когда базовая структура представляет собой вертикально проникающую структуру, ограничивающая структура может также располагаться наверху или внизу базовой структуры. Ограничивающая структура и элемент груза многослойной структуры могут располагаться с промежутками. Ограничивающая структура может ограничивать амплитуду элемента груза в многослойной структуре, когда многослойная структура подвергается сильному удару, во избежание повреждения устройства из-за сильной вибрации. В некоторых вариантах осуществления ограничивающая структура может быть также жесткой структурой (например, ограничительным блоком) или конструкцией с определенной упругостью (например, упругой прослойкой, буферной консольной балкой или как буферной опорой, так и ограничительным блоком).

Многослойная структура имеет собственную частоту. Когда частота внешнего вибрационного сигнала близка к собственной частоте, многослойная структура может вырабатывать большую амплитуду, тем самым выдавая больший электрический сигнал. Таким образом, отклик звукопередающего устройства с костной проводимостью на внешнюю вибрацию может представлять собой формирование форманты, близкой к собственной частоте. В некоторых вариантах осуществления собственная частота многослойной структуры может быть сдвинута в диапазон звуковых частот путем изменения параметров многослойной структуры, поэтому форманта звукопередающего устройства с костной проводимостью может находиться в пределах диапазона звуковых частот, тем самым повышая чувствительность звукопередающего устройства с костной проводимостью в ответ на вибрацию в диапазоне голосовых частот (например, в диапазоне частот перед формантой). Как показано на фиг.17, частота форманты 1701 на частотной характеристике (сплошная кривая на фиг.17) опережения собственной частоты многослойной структуры может быть относительно меньше, чем частота форманты 1702 на частотной характеристике (пунктирная кривая на фиг.17) неизменной собственной частоты многослойной структуры. Для сигнала внешней вибрации, чья частота меньше частоты форманты 1701, звукопередающее устройство с костной проводимостью, соответствующее сплошной кривой, может иметь более высокую чувствительность.

Формула выходного смещения многослойной структуры выглядит следующим образом:

(1),

где М – масса многослойной структуры, R – коэффициент демпфирования многослойной структуры, K – коэффициент упругости многослойной структуры, F – амплитуда движущей силы, – смещение многослойной структуры, ω – круговая частота внешней силы, и – собственная частота многослойной структуры. Когда круговая частота внешней силы Если собственная частота многослойной структуры уменьшается (за счет увеличения М или уменьшения K, как за счет увеличения М, так и уменьшения K), то уменьшается, и соответствующее выходное смещение увеличивается. Когда частота возбуждающей силы При изменении собственной частоты устройства преобразования виброэлектрического сигнала (многослойной структуры) соответствующее выходное перемещение остается неизменным. Когда частота возбуждающей силы Если собственная частота виброэлектрического преобразователя сигнала уменьшается (за счет увеличения М или уменьшения К, либо как за счет увеличения М, так и уменьшения К), то увеличивается, и соответствующее выходное смещение уменьшается.

С опережением форманты в полосе голосовых частот может появиться пик. Когда звукопередающее устройство с костной проводимостью принимает сигнал, в полосе частот форманты может быть слишком большой сигнал, что ухудшает эффект связи. В некоторых вариантах осуществления для повышения качества звукового сигнала, принимаемого звукопередающим устройством с костной проводимостью, на многослойной структуре может быть размещен слой демпфирующей структуры. Слой демпфирующей структуры может увеличивать потери энергии многослойной структуры во время процесса вибрации, особенно потери в полосе резонансных частот. В данном документе обратная величина 1/Q механической добротности используется для описания коэффициента демпфирования следующим образом:

(2),

где – величина, обратная добротности, который также называется коэффициентом структурных потерь, – разность частот (также называемая полосой пропускания 3 дБ) на половине амплитуды при резонансе, и – резонансная частота.

Соотношение между коэффициентом η потерь многослойной структуры и коэффициентом tan δ потерь демпфирующего материала может быть следующим:

(3),

где X – параметр сдвига, который связан с толщиной и свойствами материала каждого слоя многослойной структуры. Y – параметр жесткости, который связан с толщиной и модулем Юнга каждого слоя многослойной структуры.

В соответствии с формулой (2) и формулой (3) видно, что путем регулировки материала слоя демпфирующей структуры и материала каждого слоя многослойной структуры коэффициент η потерь многослойной структуры можно регулировать в подходящем диапазоне. По мере увеличения демпфирования слоя демпфирующей структуры многослойной структуры механическая добротность Q уменьшается, и соответствующая полоса пропускания увеличивается на 3 дБ. Демпфирование слоя демпфирующей структуры может быть различным при различных напряженных (деформированных) состояниях. Например, демпфирование может быть больше при высоком напряжении или большой амплитуде. Таким образом, можно использовать характеристики многослойной структуры с малой амплитудой в нерезонансной области и большой амплитудой в резонансной области, добавляя слой демпфирующей структуры, можно уменьшить значение добротности в резонансной области, при этом гарантирую то, что чувствительность микрофона с костной проводимостью в нерезонансной области не снижается, поэтому частотная характеристика звукопередающего устройства с костной проводимостью является относительно плоской во всем диапазоне частот. На фиг.18 показана частотная характеристика, иллюстрирующая звукопередающее устройство с костной проводимостью со слоем демпфирующей структуры или без него согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг.18, частотная характеристика 1802 электрического сигнала, выводимого звукопередающим устройством с костной проводимостью с использованием слоя демпфирующей структуры, может быть относительно плоской по сравнению с кривой частотной характеристики 1801 электрического сигнала, выводимого звукопередающим устройством с костной проводимостью без использования слоя демпфирующей структуры.

В некоторых вариантах осуществления звукопередающее устройство с костной проводимостью может включать в себя по меньшей мере один слой демпфирующей структуры. Окружная сторона по меньшей мере одного слоя демпфирующей структуры может быть соединена с базовой структурой. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один слой демпфирующей структуры может быть расположен на верхней поверхности и/или нижней поверхности многослойной структуры или между многослойной структурой многослойной структуры. В некоторых вариантах осуществления для макроразмерной многослойной структуры и базовой структуры слой демпфирующей структуры может быть непосредственно соединен с поверхностью базовой структуры или многослойной структуры. В некоторых вариантах осуществления для устройств с микроэлектромеханической системой (MEMS) слой демпфирующей структуры может быть соединен с многослойной структуры и базовой структурой с использованием полупроводниковых процессов, таких как испарение, центрифугирование, микросборка и т.д. В некоторых вариантах осуществления форма слоя демпфирующей структуры может быть правильной формы, такой как круг, эллипс, треугольник, четырехугольник, шестиугольник, восьмиугольник и т.д. В некоторых вариантах осуществления выходной эффект электрического сигнала звукопередающего устройства с костной проводимостью можно повысить за счет выбора материала, размера, толщины и т.д. демпфирующей мембраны.

Для того, чтобы более четко описать слой демпфирующей структуры, звукопередающее устройство с костной проводимостью в виде консольной балки (например, звукопередающее устройство 100 с костной проводимостью, показанное на фиг.1, звукопередающее устройство 300 с костной проводимостью, показанное на фиг.3, звукопередающее устройство 400 с костной проводимостью, показанное на фиг.4) можно использовать в качестве примерной иллюстрации. На фиг.19 показан вид в разрезе звукопередающего устройства с костной проводимостью согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг.19, звукопередающее устройство 1900 с костной проводимостью может включать в себя базовую структуру 1910, многослойную структуру 1920 и слой 1930 демпфирующей структуры. Кроме того, один конец многослойной структуры 1920 может быть соединен с верхней поверхностью базовой структуры 1910, и другой конец многослойной структуры 1920 может быть подвешен в полой части базовой структуры 1910. Слой 1930 демпфирующей структуры может быть расположен на верхней поверхности многослойной структуры 1920. Площадь слоя 1930 демпфирующей структуры может быть больше, чем площадь многослойной структуры 1920, то есть слой 1930 демпфирующей структуры может не только покрывать верхнюю поверхность многослойной структуры 1920, но также может закрывать зазор между многослойной структурой 1920 и базовой структурой 1910. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере часть периферийной стороны слоя 1930 демпфирующей структуры может быть закреплена на базовой структуры 1910.

На фиг.20 показан вид в разрезе звукопередающего устройства с костной проводимостью согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг.20, звукопередающее устройство 2000 с костной проводимостью может включать в себя базовую структуру 2010, многослойную структуру 2020 и два слоя демпфирующей структуры. Два слоя демпфирующей структуры могут включать в себя первый слой 2030 демпфирующей структуры и второй слой 2040 демпфирующей структуры. Кроме того, второй слой 2040 демпфирующей структуры может быть соединен с верхней поверхностью базовой структуры 2010. Нижняя поверхность многослойной структуры 2020 может быть соединена с верхней поверхностью второго слоя 2030 демпфирующей структуры. Один конец многослойной структуры 2020 может быть подвешен в полой части базовой структуры 2010. Первый слой 2030 демпфирующей структуры может быть расположен на верхней поверхности многослойной структуры 2020. Площадь первого слоя 2030 демпфирующей структуры и/или второго слоя 2040 демпфирующей структуры может быть больше, чем площадь многослойной структуры 2020.

На фиг.21 показан вид в разрезе звукопередающего устройства с костной проводимостью согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг.21, звукопередающее устройство 2100 с костной проводимостью может включать в себя базовую структуру 2110, многослойную структуру 2120 и слой 2130 демпфирующей структуры. Кроме того, слой 2130 демпфирующей структуры может быть расположен на нижней поверхности базовой структуры 2110. Поверхность многослойной структуры 2120 может быть соединена с верхней поверхностью слоя 2130 демпфирующей структуры. Один конец многослойной структуры 2120 может быть подвешен в полой части базовой структуры 2110.

Следует отметить, что слой демпфирующей структуры (например, слой 1930 демпфирующей структуры) может не ограничиваться расположением на верхней поверхности и/или нижней поверхности вышеупомянутой многослойной структуры, показанной на фиг.19-21, и может также располагаться между структурами с несколькими слоями многослойной структуры. Например, слой демпфирующей структуры может быть расположен между упругим слоем и первым электродным слоем. В качестве другого примера, слой демпфирующей структуры может быть также расположен между первым упругим слоем и вторым упругим слоем. В дополнение к этому, слой демпфирующей структуры может не ограничиваться применением в вышеупомянутом звукопередающем устройстве с костной проводимостью в виде консольной балки, и может быть также применен к звукопередающему устройству с костной проводимостью, показанному на фиг.5, 7, 8, 11, 15 и 16, которые здесь не повторяются.

Выше было приведено описание основной концепции. Очевидно, что для специалистов в данной области техники приведенное выше подробное раскрытие является лишь примером и не является ограничением настоящего раскрытия. Хотя это прямо не указано здесь, специалисты в данной области техники могут вносить различные модификации, улучшения и поправки в настоящее раскрытие. Предполагается, что такие модификации, улучшения и поправки будут предложены в настоящем раскрытии, поэтому такие модификации, улучшения и поправки по-прежнему находятся в пределах сущности и объема проиллюстрированных вариантов осуществления настоящего раскрытия.

Более того, для описания вариантов осуществления настоящего раскрытия использовалась определенная терминология. Например, «один вариант осуществления», «вариант осуществления» и/или «некоторые варианты осуществления» относятся к определенному признаку, конструкции или характеристике, относящейся по меньшей мере к одному варианту осуществления настоящего раскрытия. Таким образом, следует подчеркнуть и отметить, что две или более ссылок на «вариант осуществления», «один вариант осуществления» или «альтернативный вариант осуществления» в разных местах настоящего раскрытия не обязательно относятся к одному и тому же варианту осуществления. В дополнение к этому, некоторые признаки, конструкции или характеристики могут быть надлежащим образом объединены в одном или нескольких вариантах осуществления настоящего раскрытия.

Кроме того, специалистам в данной области техники может быть понятно, что различные аспекты настоящего раскрытия могут быть проиллюстрированы и описаны с помощью нескольких патентоспособных категорий или ситуаций, включая любые новые и полезные процессы, машины, продукты или комбинации материалов или любые новые и полезные улучшения. Соответственно, все аспекты настоящего раскрытия могут быть выполнены полностью с помощью аппаратных средств, могут быть выполнены полностью с помощью программного обеспечения (включая аппаратно-программное обеспечение, резидентное программное обеспечение, микрокод и т.д.) или могут быть выполнены с помощью сочетания аппаратных средств и программного обеспечения. Вышеупомянутые аппаратные средства или программное обеспечение могут упоминаться как «блок данных», «модуль», «движок», «блок», «компонент» или «система». Кроме того, аспекты настоящего раскрытия могут быть воплощены в виде компьютерного продукта, расположенного на одном или нескольких машиночитаемых носителях информации, при этом продукт включает в себя машиночитаемый программный код.

Кроме того, если это явно не указано в формуле изобретения, порядок элементов и последовательностей обработки, описанных в настоящем раскрытии, использование цифр и букв или использование других названий не предназначены для ограничения порядка процедур и способов настоящего раскрытия. Хотя в приведенном выше раскрытии на различных примерах обсуждается то, что в настоящее время считается множеством полезных вариантов осуществления настоящего раскрытия, следует понимать, что такие детали предназначены исключительно для этой цели, и что прилагаемая формула изобретения не ограничивается раскрытыми вариантами осуществления, но, напротив, предназначена для охвата модификаций и эквивалентных устройств, которые находятся в пределах сущности и объема раскрытых вариантов осуществления. Например, хотя системные компоненты, описанные выше, могут быть реализованы как аппаратные устройства, они также могут быть реализованы как чисто программное решение, такое как установка описанной системы на существующее устройство обработки или мобильное устройство.

Аналогично, следует понимать, что в приведенном выше описании вариантов осуществления настоящего раскрытия различные признаки иногда сгруппированы вместе в одном варианте осуществления, в одной фигуре или ее описании с целью упорядочения раскрытия и помощи в понимании одного или нескольких различных вариантов осуществления. Однако настоящее раскрытие не означает, что объект настоящего раскрытия требует большего количества признаков, чем те признаки, которые упомянуты в формуле изобретения. Скорее, заявленный предмет изобретения может состоять не только во всех признаках одного раскрытого выше варианта осуществления.

В некоторых вариантах осуществления используются числа, описывающие количество компонентов и атрибутов. Следует понимать, что такие числа, используемые в описании вариантов осуществления, в некоторых примерах используют модификаторы «примерно», «приблизительно» или «по существу». Если не указано иное, «примерно», «приблизительно» или «по существу» означает то, что для указанного числа допускается отклонение ±20%. Соответственно, в некоторых вариантах числовые параметры, изложенные в описании и формуле изобретения, являются приближенными значениями, которые могут варьироваться в зависимости от желаемых характеристик отдельных вариантов осуществления. В некоторых вариантах числовые параметры должны учитывать указанные значащие цифры и использовать общий способ сохранения цифр. Несмотря на то, что числовые поля и параметры, используемые в некоторых вариантах осуществления настоящего раскрытия для подтверждения широты их диапазонов, являются приблизительными, в конкретных вариантах осуществления такие числовые значения устанавливаются настолько точно, насколько это практически возможно.

Что касается каждого патента, патентной заявки, публикации патентной заявки или других материалов, таких как статьи, книги, спецификации, публикации, документы и т.п., процитированных в настоящем раскрытии, то их содержание включено в настоящее раскрытие во всей своей полноте в качестве ссылки. Документы, касающиеся предыстории настоящей заявки, которые не согласуются или противоречат содержанию настоящего раскрытия, исключаются, а также исключаются документы (в настоящее время или позже приложенные к настоящему раскрытию), которые ограничивают самый широкий объем формулы изобретения настоящего раскрытия. Следует отметить, что если существует какое-либо несоответствие или противоречие между описаниями, определениями и/или терминами, используемыми в приложенных материалах настоящего раскрытия, и содержанием настоящего раскрытия, преимущественную силу будут иметь описания, определения и/или термины, используемые в настоящем раскрытии.

Наконец, следует понимать, что варианты осуществления, описанные в настоящем раскрытии, являются просто иллюстрацией принципов вариантов осуществления настоящего раскрытия. Другие модификации, которые могут быть использованы, могут находиться в пределах объема настоящего раскрытия. Таким образом, в качестве примера, но не ограничения, альтернативные конфигурации вариантов осуществления настоящего раскрытия могут быть использованы в соответствии с приведенными в данном документе идеями. Соответственно, варианты осуществления настоящего раскрытия не ограничиваются вариантами осуществления, явно представленными и описанными в настоящем раскрытии.

Изобретение относится к акустике. Звукопередающее устройство с костной проводимостью, содержащее: многослойную структуру, образованную вибрационным блоком и блоком акустического преобразователя; и базовую структуру, выполненную с возможностью нагружать многослойную структуру, причем по меньшей мере одна сторона многослойной структуры физически соединена с базовой структурой; при этом базовая структура выполнена с возможностью вибрировать под действием внешнего вибрационного сигнала, и вибрационный блок выполнен с возможностью деформироваться в ответ на вибрацию базовой структуры; и блок акустического преобразователя выполнен с возможностью вырабатывать электрический сигнал в зависимости от деформации вибрационного блока, причем вибрационный блок включает в себя по меньшей мере один опорный кронштейн и элемент груза, и элемент груза соединен с базовой структурой через указанный по меньшей мере один опорный кронштейн, причем блок акустического преобразователя расположен на верхней поверхности, нижней поверхности или внутри указанного по меньшей мере одного опорного кронштейна. Технический результат – повышение качества звука. 8 з.п. ф-лы, 21 ил.

1. Звукопередающее устройство с костной проводимостью, содержащее:

многослойную структуру, образованную вибрационным блоком и блоком акустического преобразователя; и

базовую структуру, выполненную с возможностью нагружать многослойную структуру, причем по меньшей мере одна сторона многослойной структуры физически соединена с базовой структурой; при этом

базовая структура выполнена с возможностью вибрировать под действием внешнего вибрационного сигнала, и вибрационный блок выполнен с возможностью деформироваться в ответ на вибрацию базовой структуры; и блок акустического преобразователя выполнен с возможностью вырабатывать электрический сигнал в зависимости от деформации вибрационного блока, причем вибрационный блок включает в себя по меньшей мере один опорный кронштейн и элемент груза, и элемент груза соединен с базовой структурой через указанный по меньшей мере один опорный кронштейн, причем блок акустического преобразователя расположен на верхней поверхности, нижней поверхности или внутри указанного по меньшей мере одного опорного кронштейна.

2. Звукопередающее устройство с костной проводимостью по п.1, в котором базовая структура включает в себя полую рамную структуру, один конец многослойной структуры соединен с базовой структурой, а другой конец многослойной структуры подвешен в полой части полой рамной структуры.

3. Звукопередающее устройство с костной проводимостью по п.2, в котором вибрационный блок содержит по меньшей мере один упругий слой, и блок акустического преобразователя включает в себя по меньшей мере электродный слой и пьезоэлектрический слой, причем указанный по меньшей мере один упругий слой расположен на поверхности электродного слоя.

4. Звукопередающее устройство с костной проводимостью по п.3, в котором электродный слой включает в себя первый электрод и второй электрод, причем первый электрод изогнут в первую гребенчатую структуру, а второй электрод изогнут во вторую гребенчатую структуру, первая гребенчатая структура и вторая гребенчатая структура сопряжены друг с другом с образованием электродного слоя, и электродный слой расположен на верхней поверхности или нижней поверхности пьезоэлектрического слоя.

5. Звукопередающее устройство с костной проводимостью по п.1, в котором вибрационный блок включает в себя подвесную мембранную структуру, и блок акустического преобразователя включает в себя первый электродный слой, пьезоэлектрический слой и второй электродный слой, расположенные последовательно сверху вниз, подвесная мембранная структура соединена с базовой структурой через периферийную сторону подвесной мембранной структуры, и блок акустического преобразователя расположен на верхней поверхности или нижней поверхности подвесной мембранной структуры.

6. Звукопередающее устройство с костной проводимостью по п.5, в котором подвесная мембранная структура включает в себя множество отверстий, и множество отверстий распределены вдоль окружного направления блока акустического преобразователя.

7. Звукопередающее устройство с костной проводимостью по п.5, в котором блок акустического преобразователя представляет собой кольцевую структуру, и толщина мембранной структуры, расположенной во внутренней области кольцевой структуры, больше, чем толщина мембранной структуры, расположенной в внешней области кольцевой структуры, или плотность подвесной мембранной структуры, расположенной во внутренней области кольцевой структуры, больше, чем плотность мембранной структуры, расположенной в внешней области кольцевой структуры.

8. Звукопередающее устройство с костной проводимостью по любому из пп.5-7, в котором вибрационный блок дополнительно содержит элемент груза, причем элемент груза расположен на верхней поверхности или нижней поверхности подвесной мембранной структуры.

9. Звукопередающее устройство с костной проводимостью по п.1, в котором блок акустического преобразователя включает в себя первый электродный слой, пьезоэлектрический слой и второй электродный слой, расположенные последовательно сверху вниз, и первый электродный слой или второй электродный слой соединен с верхней поверхностью или нижней поверхностью указанного по меньшей мере одного опорного кронштейна.