CN105228067A - 发音装置和耳机 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种发音装置和耳机，其中发音装置包括密闭腔体和压电薄膜；所述密闭腔体的侧壁上设置过音孔，所述密闭腔体的全部或部分侧壁为柔性侧壁，所述柔性侧壁上固定贴附有压电薄膜；所述压电薄膜通过导电装置接收驱动电压而发生形变，拉扯所述柔性侧壁收缩、扩张使密闭腔体内的气体震动产生声波，声波通过所述过音孔传导至密闭腔体外部。压电薄膜的质量大大小于现有扬声器技术中的线圈及纸盆，可以获得极佳的频响和灵敏度，可以使用电压驱动，相比现有技术的动圈式扬声器使用电流驱动，可以大大提高播放的保真度。
Description
技术领域
本发明涉及到声音发生装置，特别是涉及到一种发音装置和耳机。
背景技术
耳机是一对转换单元，它接受媒体播放器或接收器所发出的电讯号，利用贴近耳朵的扬声器将其转化成可以听到的音波。耳机一般是与媒体播放器可分离的，利用一个插头连接。好处是在不影响旁人的情况下，可独自聆听音响；亦可隔开周围环境的声响，对在录音室、DJ、旅途、运动等在噪吵环境下使用的人很有帮助。
耳机相对于扬声器而言具有失真小的优点，但是仍存在失真，如何减小失真，是耳机发展的一直在不断改进的方向之一。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种可以提高保真度和灵敏度的发音装置和耳机。
为了实现上述发明目的，本发明首先提出一种发音装置，包括密闭腔体和压电薄膜；
所述密闭腔体的侧壁上设置过音孔，所述密闭腔体的全部或部分侧壁为柔性侧壁，所述柔性侧壁上固定贴附有压电薄膜；
所述压电薄膜通过导电装置接收驱动电压而发生形变，拉扯所述柔性侧壁收缩、扩张使密闭腔体内的气体震动产生声波，声波通过所述过音孔传导至密闭腔体外部。
进一步地，所述压电薄膜为带状，所述密闭腔体为一端密闭，另一端设置所述过音孔的柔性导管；
所述压电薄膜螺旋状地贴附于柔性导管的内壁和/或外壁上。
进一步地，所述发音装置还包括电压驱动电路，所述电压驱动电路的一端连接所述压电薄膜的输入端，另一端连接所述导电装置。
进一步地，所述密闭腔体的体积与压电薄膜的面积比值至少小于1.5。
进一步地，当所述压电薄膜设置于柔性侧壁的外侧时，对应所述压电薄膜设置保护装置。
本发明还提供一种耳机，包括发音装置、导音管和耳塞；
所述发音装置，包括密闭腔体和压电薄膜，所所述密闭腔体的侧壁上设置过音孔，所述密闭腔体的全部或部分侧壁为柔性侧壁，所述柔性侧壁上固定贴附有压电薄膜；
所述导音管的一端连接于密闭腔体，且该端端口连接所述过音孔；所述导音管的另一端设置所述耳塞；
所述压电薄膜通过导电装置接收驱动电压而发生形变，拉扯所述柔性侧壁收缩、扩张而使密闭腔体内的气体震动产生声波，声波通过过音孔传导至导音管，当耳塞塞入人耳时，声波在耳道内传播。
进一步地，所述压电薄膜为带状，所述密闭腔体为一端密闭，另一端设置所述过音孔的柔性导管；
所述压电薄膜螺旋状地贴附于柔性导管的内壁和/或外壁上。
进一步地，所述发音装置还包括电压驱动电路，所述电压驱动电路的一端连接所述压电薄膜的输入端，另一端连接所述导电装置。
进一步地，所述密闭腔体内的体积与压电薄膜的面积比值至少小于1.5。
进一步地，当所述压电薄膜设置于柔性侧壁的外侧时，对应所述压电薄膜设置保护装置。
本发明的发音装置和耳机，将压电薄膜设置于密闭腔体的柔性侧壁上，密闭腔体设置过音孔，当压电薄膜接收到驱动电压时，压电薄膜会产生相应的形变，主要是压电薄膜的表面积发生变化，从而拉扯柔性侧壁挤压密闭腔体内的空气产生相应的震动而生成声波，因为压电薄膜的质量小于现有技术的线圈及纸盆，而且是压电薄膜自身发生形变，所以可以减低能量的损失；可以使用电压驱动，相比现有技术的线圈及纸盆使用电流驱动，无电感存在，不会出现电压在前电流滞后的情况发生，提高声波的保真度和灵敏度，还可以得到极宽的频率响应。
附图说明
图1为本发明一实施例的发音装置的结构示意图；
图2为本发明一具体实施例的发音装置的结构示意图；
图3为本发明另一实施例的耳机的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，本发明实施例中提供一种发音装置，包括密闭腔体10和压电薄膜20；所述密闭腔体10的侧壁上设置过音孔11，所述密闭腔体10的全部或部分侧壁为柔性侧壁，所述柔性侧壁上固定贴附有压电薄膜20；所述压电薄膜20通过导电装置30接收驱动电压而发生形变，拉扯所述柔性侧壁收缩、扩张使密闭腔体10内的气体震动产生声波，声波通过所述过音孔11传导至密闭腔体10外部。
上述压电薄膜20一般为压电聚偏氟乙烯PVDF高分子膜，是一种受到外力干扰而变形后，会产生相应电信号的薄膜，同一个压电薄膜20具有形变越大，产生的电信号越大的特点，同样的，当外部压电薄膜20输入电信号时，压电薄膜20会发生形变，即变面积会发生变化。
上述密闭空腔是一个内部充满空气的腔体，该密闭腔体10与外界唯一的交流通道即为上述的过音孔11，由于过音孔11的存在，使密闭腔体10内的气体压强与外部气体压强相同。
本实施例的发音装置，充分的利用压电薄膜20接收电信号后会发生形变的特点而实现的。当密闭腔体10内的压电薄膜20通过导电装置30与外部驱动电路连接时，驱动电路向压电薄膜20输入电压，压电薄膜20根据接收电压的大小快速的进行形变，从而拉扯柔性侧壁压缩密闭腔体10气体震动生成声波，声波会从过音孔11传出。因为压电薄膜20的质量小于现有技术的线圈及纸盆，而且是压电薄膜20自身发生形变，所以可以减低能量的损失；可以使用电压驱动，相比现有技术的动圈式震动使用电流驱动，无电感存在，所以不会出现电压在前电流滞后的情况发生，提高声波的保真度和灵敏度，还可以得到极宽的频率响应。
在本实施例中，为了提高上述发音装置的发音效果，压电薄膜20的面积与密闭空腔的体积之比越大越好，因为压电薄膜20的面积越大，密闭腔体10的体积越小，压电薄膜20发生形变时，密闭腔体10内的空气震动越明显，声波的强度会更大，提高本实施例的发音装置的发音效果，降低驱动电路的驱动要求。在一实施例中，如果压电薄膜20的面积很小，而密闭腔体10的体积很大，压电薄膜20发生形变，虽然可以产生震动而使其周围形成声波，但是由于密闭腔体10太大，导致声波强度微弱。
参照图2，本实施例中，上述压电薄膜20为带状，密闭腔体10为一端密闭，另一端设置所述过音孔11的柔性导管；压电薄膜20螺旋状地贴附于柔性导管的内壁上，在其它实施例中，压电薄膜20也可以螺旋状地贴附于柔性导管的外壁，或者同时螺旋状地贴附于柔性导管的内壁和外壁。螺旋状贴附可以增加压电薄膜20的面积，压电薄膜20发生形变时可以使柔性导管更大幅度的压缩或拉伸柔性导管内的气体，产生声强度更大的声音。本实施例中，柔性导管的直径越细，柔性导管的长度越长，产生的声音质量也好。本实施例中，一般使用粘胶使压电薄膜20贴附于所述软导管的侧壁上。
本实施例中，上述发音装置还包括电压驱动电路，设置于密闭腔体10的内部，所述电压驱动电路的一端连接所述压电薄膜20的输入端，另一端连接所述导电装置30，电压驱动电路直接输入电压至压电薄膜20，无电感现象发生，提高发音装置的保真度和灵敏度，使发音装置具有极宽的频率响应。在另一实施例中，电压驱动电路设置密闭腔体10的外部，一端穿过密闭腔体10的侧壁与压电薄膜20的输入端连接，另一端与导电装置30连接，将驱动电压作用于压电薄膜20。
本实施例中，上述密闭腔体10内的体积与压电薄膜20的面积比值至少为1.5，可以更好的将电信号转换为声音信号。
本实施例中，当上述所述压电薄膜设置于柔性侧壁的外侧时，对应所述压电薄膜设置保护装置。比如，在一实施例中，上述压电薄膜20为带状，密闭腔体10为一端密闭，另一端设置所述过音孔11的柔性导管；压电薄膜20螺旋状地贴附于柔性导管的外壁上，然后再柔性导管的外侧套接另一保护软管，即压电薄膜通过粘胶螺旋状的固定在柔性导管上，然后保护软管在套在柔性导管的外侧，保护压电薄膜。
本实施例的发音装置，将压电薄膜20设置于密闭腔体10的柔性侧壁上内，密闭腔体10设置过音孔11，当压电薄膜20接收到驱动电压时，压电薄膜20会产生相应的形变，主要是压电薄膜20的表面积发生变化，从而拉扯柔性侧壁挤压密闭腔体10内的空气产生相应的震动而生成声波，因为压电薄膜20的质量小于现有技术的动圈式震动，而且是压电薄膜20自身发生形变，所以可以减低能量的损失；可以使用电压驱动，相比现有技术的线圈及纸盆使用电流驱动，无电感存在，不会出现电压在前电流滞后的情况发生，提高声波的保真度和灵敏度，还可以得到极宽的频率响应。
参照图3，本发明实施例中还提供一种耳机，发音装置、导音管40和耳塞50，其中发音装置包括密闭腔体10和压电薄膜20；所述密闭腔体10的侧壁上设置过音孔11，所述密闭腔体10的全部或部分侧壁为柔性侧壁，所述柔性侧壁上固定贴附有压电薄膜20；所述导音管40的一端连接于密闭腔体10，且该端端口连接所述过音孔11；所述导音管40的另一端设置所述耳塞50；所述压电薄膜20通过导电装置30接收驱动电压而发生形变，拉扯所述柔性侧壁收缩、扩张使密闭腔体10内的气体震动产生声波，声波通过过音孔11传导至导音管40，当耳塞50塞入人耳时，声波在耳道内传播。本实施例的耳机，在使用时，将耳塞50塞入人耳后，耳塞50会简单的封闭外耳道，使内耳形成一个密闭的传声通道，当密闭腔体10内产生声波后，会传递到人的内耳，在内耳产生明显的声音刺激。
上述压电薄膜20一般为压电聚偏氟乙烯PVDF高分子膜，是一种受到外力干扰而变形后，会产生相应电信号的薄膜，同一个压电薄膜20具有形变越大，产生的电信号越大的特点，同样的，当外部压电薄膜20输入电信号时，压电薄膜20会发生形变，即变面积会发生变化。
上述密闭空腔是一个内部充满空气的腔体，该密闭腔体10与外界唯一的交流通道即为上述的过音孔11，由于过音孔11的存在，使密闭腔体10内的气体压强与外部气体压强相同。
本实施例的耳机，充分的利用压电薄膜20接收电信号后会发生形变的特点而实现的。当密闭腔体10内的压电薄膜20通过导电装置30与外部驱动电路连接时，驱动电路向压电薄膜20输入电压，压电薄膜20根据接收电压的大小快速的进行形变，从而拉扯柔性侧壁压缩密闭腔体10气体震动生成声波，声波会从过音孔11传出。因为压电薄膜20的质量小于现有技术的线圈及纸盆，而且是压电薄膜20自身发生形变，所以可以减低能量的损失；可以使用电压驱动，相比现有技术的动圈式震动使用电流驱动，无电感存在，所以不会出现电压在前电流滞后的情况发生，提高声波的保真度和灵敏度，还可以得到极宽的频率响应。
在本实施例中，为了提高上述发音装置的发音效果，压电薄膜20的面积与密闭空腔的体积之比越大越好，因为压电薄膜20的面积越大，密闭腔体10的体积越小，压电薄膜20发生形变时，密闭腔体10内的空气震动越明显，声波的强度会更大，提高本实施例的发音装置的发音效果，降低驱动电路的驱动要求。在一实施例中，如果压电薄膜20的面积很小，而密闭腔体10的体积很大，压电薄膜20发生形变，虽然可以产生震动而使其周围形成声波，但是由于密闭腔体10太大，导致声波强度微弱。
参照图2，本实施例中，上述压电薄膜20为带状，密闭腔体10为一端密闭，另一端设置所述过音孔11的柔性导管；压电薄膜20螺旋状地贴附于柔性导管的内壁上，在其它实施例中，压电薄膜20也可以螺旋状地贴附于柔性导管的外壁，或者同时螺旋状地贴附于柔性导管的内壁和外壁。螺旋状贴附可以增加压电薄膜20的面积，压电薄膜20发生形变时可以使柔性导管更大幅度的压缩或拉伸柔性导管内的气体，产生声强度更大的声音。本实施例中，柔性导管的直径越细，柔性导管的长度越长，产生的声音质量也好。本实施例中，一般使用粘胶使压电薄膜20贴附于所述软导管的侧壁上。
本实施例中，上述发音装置还包括电压驱动电路，设置于密闭腔体10的内部，所述电压驱动电路的一端连接所述压电薄膜20的输入端，另一端连接所述导电装置30，电压驱动电路直接输入电压至压电薄膜20，无电感现象发生，提高发音装置的保真度和灵敏度，使发音装置具有极宽的频率响应。在另一实施例中，电压驱动电路设置密闭腔体10的外部，一端穿过密闭腔体10的侧壁与压电薄膜20的输入端连接，另一端与导电装置30连接，将驱动电压作用于压电薄膜20。
本实施例中，上述密闭腔体10内的体积与压电薄膜20的面积比值至少为1.5，可以更好的将电信号转换为声音信号。
本实施例中，当上述所述压电薄膜设置于柔性侧壁的外侧时，对应所述压电薄膜设置保护装置。比如，在一实施例中，上述压电薄膜20为带状，密闭腔体10为一端密闭，另一端设置所述过音孔11的柔性导管；压电薄膜20螺旋状地贴附于柔性导管的外壁上，然后再柔性导管的外侧套接另一保护软管，即压电薄膜通过粘胶螺旋状的固定在柔性导管上，然后保护软管在套在柔性导管的外侧，保护压电薄膜。
本实施例的耳机，将压电薄膜20设置于密闭腔体10的柔性侧壁上内，密闭腔体10设置过音孔11，当压电薄膜20接收到驱动电压时，压电薄膜20会产生相应的形变，主要是压电薄膜20的表面积发生变化，从而拉扯柔性侧壁挤压密闭腔体10内的空气产生相应的震动而生成声波，因为压电薄膜20的质量小于现有技术的动圈式震动，而且是压电薄膜20自身发生形变，所以可以减低能量的损失；可以使用电压驱动，相比现有技术的线圈及纸盆使用电流驱动，无电感存在，不会出现电压在前电流滞后的情况发生，提高声波的保真度和灵敏度，还可以得到极宽的频率响应。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种发音装置，其特征在于，包括密闭腔体和压电薄膜；
所述密闭腔体的侧壁上设置过音孔，所述密闭腔体的全部或部分侧壁为柔性侧壁，所述柔性侧壁上固定贴附有压电薄膜；
所述压电薄膜通过导电装置接收驱动电压而发生形变，拉扯所述柔性侧壁收缩、扩张使密闭腔体内的气体震动产生声波，声波通过所述过音孔传导至密闭腔体外部。
2.根据权利要求1所述的发音装置，其特征在于，所述压电薄膜为带状，所述密闭腔体为一端密闭，另一端设置所述过音孔的柔性导管；
所述压电薄膜螺旋状地贴附于柔性导管的内壁和/或外壁上。
3.根据权利要求1所述的发音装置，其特征在于，还包括电压驱动电路，所述电压驱动电路的一端连接所述压电薄膜的输入端，另一端连接所述导电装置。
4.根据权利要求1所述的发音装置，其特征在于，所述密闭腔体的体积与压电薄膜的面积比值至少小于1.5。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的发音装置，其特征在于，当所述压电薄膜设置于柔性侧壁的外侧时，对应所述压电薄膜设置保护装置。
6.一种耳机，其特征在于，包括发音装置、导音管和耳塞；
所述发音装置，包括密闭腔体和压电薄膜，所所述密闭腔体的侧壁上设置过音孔，所述密闭腔体的全部或部分侧壁为柔性侧壁，所述柔性侧壁上固定贴附有压电薄膜；
所述导音管的一端连接于密闭腔体，且该端端口连接所述过音孔；所述导音管的另一端设置所述耳塞；
所述压电薄膜通过导电装置接收驱动电压而发生形变，拉扯所述柔性侧壁收缩、扩张而使密闭腔体内的气体震动产生声波，声波通过过音孔传导至导音管，当耳塞塞入人耳时，声波在耳道内传播。
7.根据权利要求6所述的耳机，其特征在于，所述压电薄膜为带状，所述密闭腔体为一端密闭，另一端设置所述过音孔的柔性导管；
所述压电薄膜螺旋状地贴附于柔性导管的内壁和/或外壁上。
8.根据权利要求6所述的耳机，其特征在于，还包括电压驱动电路，所述电压驱动电路的一端连接所述压电薄膜的输入端，另一端连接所述导电装置。
9.根据权利要求6所述的耳机，其特征在于，所述密闭腔体内的体积与压电薄膜的面积比值至少小于1.5。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的耳机，其特征在于，当所述压电薄膜设置于柔性侧壁的外侧时，对应所述压电薄膜设置保护装置。
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