CN110139199A - 安装在移动终端中的压电扬声器单元 - Google Patents
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Abstract
提供一种安装在移动终端中的压电扬声器单元。该压电扬声器单元包括板、装配到板的中心部分的压电体以及边缘型支撑构件，该边缘型支撑构件沿着板的边缘支撑板的一个表面，并且在其中提供空间，该板可在该空间中变形。其中，在该支撑构件中形成有至少一个开口，该开口的一侧与该空间连通，另一侧与该支撑构件的外部连通，以将通过该板的振动在该空间中产生的声音释放到该支撑构件的外部。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年2月2日提交的韩国专利申请10-2018-0013512号的优先权和权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本发明涉及一种压电扬声器，更具体地说，涉及一种安装在移动终端中的压电扬声器单元。
背景技术
通常，扬声器是一种音频装置，其将电信号转换为膜的振动，在空气中产生纵波，并复制声波。对于播放音乐或语音，通常使用具有相对高性能的动态扬声器。动态扬声器使用这样的原理，其中当语音信号电流被施加到永磁体的磁场中的线圈时，根据电流的强度向线圈施加机械力并启动运动。这种动态扬声器需要用于在其中安装线圈和永磁体的空间，特别是在厚度方向上足够的空间。
然而，近来，随着诸如智能电话、平板个人计算机(PC)、膝上型PC等移动终端小型化并且变得更薄，需要在这样的移动终端中安装占用较少空间的扬声器。为此，作为动态扬声器的替代，出现了能够以更小的厚度实现的压电扬声器。
压电扬声器使用这样的原理，其中当电信号被施加到装配于薄板的压电体时，与之相关地，压电体伸长或收缩，并且该板进行垂直弯曲(vertical curvature)运动以产生声音。由于这种压电扬声器不需要线圈和永久磁体，因此可以实现更小且更薄的扬声器。
然而，由于压电扬声器在其低频带中表现不佳并且在高频带中表现出过度的声压特性，因此不可能在其范围内提供良好平衡的音质特性。因此，压电扬声器尚未普遍应用于需要特定水平以上的音质的移动终端。
发明内容
本发明旨在提供一种安装在移动终端中的压电扬声器单元，其具有更好的音质特性。
本发明的一个方面提供一种安装在移动终端上的压电扬声器单元，所述压电扬声器单元包括：板；压电体，其装配到所述板的中心部分；以及边缘型支撑构件，其沿着所述板的边缘支撑所述板的一个表面，并且在其中提供空间，所述板可在所述空间中变形。其中，在所述支撑构件中形成有至少一个开口，所述开口的一侧与所述空间连通，另一侧与所述支撑构件的外部连通，以将通过所述板的振动在所述空间中产生的声音释放到所述支撑构件的外部。
所述开口可以被形成为与形成在所述移动终端的外壳的侧表面中的至少一个扬声器孔连通。
可以形成有多个所述扬声器孔，并且所述开口可以被一体地形成为与所述多个扬声器孔连通。
可以形成有多个所述扬声器孔，并且多个所述开口可以被形成为与所述多个扬声器孔连通。
所述开口可以具有从所述支撑构件向上或向下开口的凹槽形状。
所述开口可以具有穿过所述支撑构件的侧表面的孔形状。
所述压电扬声器单元可以进一步包括边缘型粘合层，所述边缘型粘合层沿着所述板的所述一个表面的边缘形成在所述支撑构件和所述板之间。
本发明的另一方面提供一种移动终端的外壳，所述移动终端上安装有压电扬声器单元。其中，所述外壳具有内底部表面和内侧表面，在所述内侧表面中形成有至少一个扬声器孔。所述压电扬声器单元包括：板；压电体，其装配到所述板的中心部分；以及边缘型支撑构件，其沿着所述板的边缘支撑所述板的一个表面，并且在其中提供空间，所述板可在所述空间中变形。此外，在所述支撑构件中形成有至少一个开口，所述开口的一侧与所述空间连通，另一侧与形成在所述移动终端的所述外壳的所述侧表面中的所述至少一个扬声器孔连通，以通过所述扬声器孔释放由所述板的振动在所述空间中产生的声音。
其中形成有所述开口的所述支撑构件的侧表面可以与其中形成有所述扬声器孔的所述外壳的内侧表面接触。
附图说明
通过参考附图详细描述本发明的示例性实施例，本发明的上述和其他目的、特征和优点对于本领域普通技术人员将变得更加明显，其中：
图1示出根据本发明实施例的安装在移动终端中的压电扬声器单元的状态；
图2是根据本发明第一实施例的压电扬声器单元的分解透视图；
图3是根据本发明第一实施例的压电扬声器单元的横断面图；
图4是根据本发明第二实施例的压电扬声器单元的分解透视图；
图5是根据本发明第二实施例的压电扬声器单元的横断面图；
图6示出根据从本发明第一实施例修改的另一实施例的在支撑构件中形成的开口的形状；
图7示出根据从本发明第二实施例修改的另一实施例的在支撑构件中形成的开口的形状；
图8A示出在普通压电扬声器单元中从板向上产生声音的状态，图8B示出根据本发明实施例的声音通过形成在支撑构件中的开口向支撑构件的侧表面释放的状态；和
图9是示出图8A和8B的情况下收集的声音的频率特性之间的比较的曲线图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。在以下描述和附图中，基本相同的元件用相同的附图标记表示，并且将省略重复的描述。在本发明的描述中，当认为会模糊本发明的本质时，将省略对现有技术的公知功能或部件的详细描述。
图1示出根据本发明实施例的安装在移动终端中的压电扬声器单元100的状态。
该移动终端包括其上可安装扬声器的所有便携式终端，例如智能电话、平板个人计算机(PC)、膝上型PC、便携式多媒体播放器(PMP)等。
该移动终端的外壳10具有其中安装有诸如压电扬声器单元100、电路板(未示出)等各种部件的内部空间和在其内部的底部表面10a，并且外壳10的侧表面10b中包括一个或多个扬声器孔10c。外壳10的顶部可以被盖子、显示面板、玻璃面板等覆盖。
压电扬声器单元100被安装成使得其一个侧表面与形成有扬声器孔10c的外壳10的内表面接触。根据本发明的实施例，通过覆盖外壳10的盖子、显示面板、玻璃面板等抑制从压电扬声器单元100向上产生的声音从外壳10向外释放。另一方面，声音从压电扬声器单元100的侧表面释放，以便通过外壳10的扬声器孔10c释放。
图2和图3是根据本发明第一实施例的压电扬声器单元的视图。图2是分解透视图，图3是横断面图。
根据该实施例的压电扬声器单元包括板110、装配到板110的一个表面的中心部分的压电体120、装配到外壳10的底部表面10a并支撑板110的支撑构件130、以及在板110和支撑构件130之间的粘合层140。
板110通常具有四边形形状并且可以包括金属材料或聚合物材料。在金属材料的情况下，例如，可以包括不锈钢等。在聚合物材料的情况下，例如，可以包括聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、热塑性聚氨酯(TPU)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。在聚合物材料的板110的情况下，边缘形状的框架可以沿着板110的边缘装配到板110的顶部和底部中的每一个。
可以使用具有优异压电性能的材料制成压电体120，如石英、电气石、罗谢尔盐、钛酸钡、磷酸一铵、酒石酸乙二胺等。可以使用粘合剂(未示出)将压电体120装配到板110。
支撑构件130沿着板110的一个表面的边缘支撑板110，并且沿着板110的所述一个表面的边缘具有四边形边缘形状，以在其中提供空间S，板110可在空间S中变形。当电信号被施加到压电体120时，压电体120关于电信号伸长或收缩，使得板110垂直振动并产生声音。
粘合剂层140执行将支撑构件130粘附到板110的功能，并且类似于支撑构件130，具有沿着板110的所述一个表面的边缘的四边形边缘形状。
板110进行垂直弯曲运动，使得从板110向上和向下产生声音。在普通扬声器结构的情况下，为了释放从板110向上产生的声音，可以在板110上方的外壳10的盖子(未示出)的一部分中形成扬声器孔，或者可以在外壳10的侧表面10b的与板110的顶部对应的部分中形成扬声器孔。
然而，根据本发明的实施例，使用覆盖外壳10的盖子、显示面板或玻璃面板来抑制从板110向上产生的声音从外壳10向外释放，并且在支撑构件130的四个侧表面中的与外壳10的内表面接触的一些侧表面中形成至少一个开口130c，以将在板110下方的空间S中产生的声音从支撑构件130向外释放。其中，开口130c被形成为与形成在外壳10的侧表面10b中的扬声器孔10c连通，使得在板110下方的空间S中产生的声音通过开口130c和扬声器孔10c从外壳10向外释放。
根据本发明的第一实施例，如图2中所示，多个这样的开口130c可以被形成为与多个这样的扬声器孔10c连通，并且可以具有从支撑构件130向上开口的凹槽形状。另一方面，开口130c可以具有从支撑构件130向下开口的凹槽形状。
支撑构件130的上表面可以与扬声器孔10c的上表面齐平或者形成在扬声器孔10c的上表面上方，并且板110的一个侧表面被设置为与外壳10的其中形成有扬声器孔10c的内表面接触，使得板110上方的空间可以与扬声器孔10c在空间上隔离。于是，抑制了从板110向上产生的声音从外壳10通过扬声器孔10c向外释放。
在从板110向上产生声音的情况下，其低频带的性能像普通压电扬声器一样相对劣化，并且在其高频带中示出过度的声压特性，使得不提供总带宽的平衡音质特征。
然而，从板110向下产生的声音被限制在由外壳10的底部表面10a、支撑构件130和板110围绕的腔型空间S中，使得音质由于共振现象而被修正，例如在低频带中被加强并且在高频带中被抑制。因此，具有如上所述的修正的音质的声音通过支撑构件130的开口130c和外壳10的扬声器孔10c被释放。即，释放出压电扬声器的低频带的性能劣化并且高频带的过度声压特性的长期问题被改善的声音。
图4和图5是根据本发明第二实施例的压电扬声器单元的视图。图4是分解透视图，图5是横断面图。在下文中，由于第二实施例大体上与第一实施例相同，因此仅描述与第一实施例的不同之处。
尽管在第一实施例中形成在支撑构件130中的开口130c具有从支撑构件130向上开口的凹槽形状，但是在第二实施例中，支撑构件131的开口130c可以具有穿过支撑构件131的侧表面的孔形状。
图6示出根据从本发明第一实施例修改的另一实施例的形成在支撑构件中的开口132c的形状。
尽管在第一实施例中形成在支撑构件130中的多个开口130c具有与多个扬声器孔10c连通的凹槽形状，但是如图所示，开口132c可以具有同时与多个扬声器孔10c连通的一体形成的凹槽形状。
图7示出根据从本发明第二实施例修改的另一实施例的形成在支撑构件中的开口133c的形状。
尽管在第一实施例中形成在支撑构件130中的多个开口130c具有穿过支撑构件131的侧表面与多个扬声器孔10c连通的多个孔的形状，但是如图所示，开口133c可以具有穿过支撑构件的侧表面的同时与多个扬声器孔10c连通的一体形成的孔的形状。
图8A示出在普通压电扬声器单元中从板向上产生声音的状态。图8B示出根据本发明实施例的声音通过形成在支撑构件中的开口向支撑构件的侧表面排出的状态。
图9是示出图8A和图8B的情况下收集的声音的频率特征之间的比较的曲线图。参考图9，x轴表示频率，例如，20k表示2兆赫兹(MHz)。y轴表示声压的水平，并且dBSPL用作其单位。
参考图9，在(b)的情况下，与(a)相比，可以看出声压在低频带中被增强并且在高频带中被抑制。也就是说，通过形成在支撑构件中的开口向支撑构件的侧表面释放的声音在低频带中被增强并且在高频带中被抑制，从而在其范围内具有更加平衡的音质特征。
根据本发明的实施例，支撑构件沿着板的边缘支撑板，压电体装配到该板，并且该支撑构件提供空间，该板可在该空间中变形，该支撑构件中包括至少一个开口，该开口的一侧与该空间连通，另一侧与该支撑构件的外部连通，以便通过该开口将通过板的振动在该空间中产生的声音释放到该支撑构件的外部。与从该板向上产生的声音相比，所释放的声音在其低频带中被增强并且在其高频带中被抑制，使得可以在其范围内提供良好平衡的音质特征。
上面已经描述了本发明的示例性实施例。本领域普通技术人员可以理解，可以在不脱离本发明的本质特征的情况下进行修改。因此，所公开的实施例应该以描述性的观点来考虑，而不是限制性的。本发明的范围由权利要求限定，而不是由以上描述限定，并且应该理解，在其等同范围内的所有差异都包括在本发明中。
Claims (9)
1.一种安装在移动终端中的压电扬声器单元，所述压电扬声器单元包括：
板；
压电体，其装配到所述板的中心部分；以及
边缘型支撑构件，其沿着所述板的边缘支撑所述板的一个表面，并且在其中提供空间，所述板可在所述空间中变形，
其中在所述支撑构件中形成有至少一个开口，所述开口的一侧与所述空间连通，另一侧与所述支撑构件的外部连通，以将通过所述板的振动在所述空间中产生的声音释放到所述支撑构件的外部。
2.根据权利要求1所述的压电扬声器单元，其中所述开口被形成为与形成在所述移动终端的外壳的侧表面中的至少一个扬声器孔连通。
3.根据权利要求2所述的压电扬声器单元，其中形成有多个所述扬声器孔，并且
其中所述开口被一体地形成为与所述多个扬声器孔连通。
4.根据权利要求2所述的压电扬声器单元，其中形成有多个所述扬声器孔，并且
其中多个所述开口被形成为与所述多个扬声器孔连通。
5.根据权利要求1所述的压电扬声器单元，其中所述开口具有从所述支撑构件向上或向下开口的凹槽形状。
6.根据权利要求1所述的压电扬声器单元，其中所述开口具有穿过所述支撑构件的侧表面的孔形状。
7.根据权利要求1所述的压电扬声器单元，还包括边缘型粘合剂层，所述边缘型粘合剂层沿着所述板的所述一个表面的边缘形成在所述支撑构件和所述板之间。
8.一种移动终端的外壳，所述移动终端上安装有压电扬声器单元，其中所述外壳具有内底部表面和内侧表面，在所述内侧表面中形成有至少一个扬声器孔，
其中所述压电扬声器单元包括：
板；
压电体，其装配到所述板的中心部分；以及
边缘型支撑构件，其沿着所述板的边缘支撑所述板的一个表面，并且在其中提供空间，所述板可在所述空间中变形，并且
其中在所述支撑构件中形成有至少一个开口，所述开口的一侧与所述空间连通，另一侧与形成在所述移动终端的所述外壳的所述侧表面中的所述至少一个扬声器孔连通，以通过所述扬声器孔释放由所述板的振动在所述空间中产生的声音。
9.根据权利要求8所述的外壳，其中形成有所述开口的所述支撑构件的侧表面与其中形成有所述扬声器孔的所述外壳的内侧表面接触。
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