CN210202072U - 电声转换器件及应用其的电子设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种电声转换器件及应用其的电子设备，电声转换器件包括框架、基板、压电元件、配重块和从动片，通过将两个以上的压电元件对称地设置在基板的一个平面或两个平面的两端，实现对连接在基板上的配重块和与配重块连接的从动片的平衡驱动，从而可以带动与从动片连接的发声结构振动发声。本实用新型实施例的电声转换器件结构简单、灵敏度高、发热量低、厚度小，具有较好的音质，适于在各种发声设备中广泛应用。

Description

电声转换器件及应用其的电子设备

技术领域

本实用新型涉及电声转换技术领域，具体涉及一种电声转换器件及应用其的电子设备。

背景技术

随着电子通信技术的发展，电子设备的使用越来越普及，用户对电子设备的体验要求也越来越高，各种电子设备被要求具有更小的厚度和体积。

目前市场上的电子设备的发声技术多为带有音圈、磁路***的电磁驱动方式和利用逆压电效应的压电驱动方式两种。采用电磁驱动方式的电声转换器件的结构复杂、厚度较大且发热量较大。压电驱动方式的电声转换器件具有厚度较小、重量小等优点，因此广泛应用在小型设备的音响输出，但是，目前的压电发声器件多采用单个压电元件，其灵敏度较低、总谐波失真较大，其音质难以满足用户的要求，需要从结构上进行改进。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种厚度小、驱动稳定、结构简单的电声转换器件及应用其的电子设备，以解决现有压电发声元件灵敏度较低、音质欠佳的缺点。

本实用新型实施例提供了一种电声转换器件，包括：

框架；

基板，所述基板的材质被配置为使所述电声转换器件获得锁期望的频响曲线特性；

至少两个压电元件，与所述基板连接，被配置为受控驱动所述基板相对于所述框架振动；

从动片；以及

配重块，连接所述基板和所述从动片；

其中，所述基板与所述压电元件连接的区域与所述配重块和所述基板连接的区域不相重叠。

优选地，所述基板的两端与所述框架固定连接，所述压电元件的整体设置在所述基板上。

优选地，所述压电元件固定连接在所述基板的端部和所述框架之间。

优选地，所述基板包括相对的第一表面和第二表面，所述压电元件固定连接于所述第一表面和/或所述第二表面。

优选地，所述配重块固定连接于所述第一表面和/或所述第二表面的中部。

优选地，所述压电元件有两个，对称布置在所述第一表面或所述第二表面的两端。

优选地，所述框架包括：

边框；

安装区域，被配置为与所述基板或所述压电元件连接；以及

容纳槽，被配置为容纳所述基板和/或所述压电元件，所述容纳槽的深度被配置为供所述基板和/或所述压电元件在所述容纳槽中振动。

优选地，所述安装区域的长度被配置为预定长度以使得所述基板的形变区域获得所期望的频响曲线特性。

优选地，所述从动片的面积大于配重块的截面积。

本实用新型实施例还提供了一种电子设备，包括屏幕和如本实用新型实施例提供的上述任一电声转换器件；

其中，所述从动片与所述屏幕固定连接。

本实用新型实施例的电声转换器件包括框架、基板、压电元件、配重块和从动片，通过将两个以上的压电元件对称地设置在基板的一个平面或两个平面的两端，实现对连接在基板上的配重块和与配重块连接的从动片的平衡驱动，从而可以带动与从动片连接的发声结构振动发声。本实用新型实施例的电声转换器件结构简单、灵敏度高、发热量低、厚度小，具有较好的音质，适于在各种发声设备中广泛应用。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1是本实用新型第一实施例的电声转换器件的结构示意图；

图2是本实用新型第一实施例的电声转换器件的结构***图；

图3是本实用新型第一实施例的电声转换器件的A-A剖视图；

图4是本实用新型第二实施例的电声转换器件的框架的结构示意图；

图5是本实用新型第三实施例的电声转换器件的剖视图；

图6是本实用新型第四实施例的电声转换器件的剖视图；

图7是本实用新型第五实施例的电子设备的结构***图；

图8是本实用新型第五实施例的电子设备的剖视图。

附图标记说明：

1-框架；11-边框；12-安装区域；13-容纳槽；2-基板；3-压电元件；4-配重块；5-从动片；6-屏幕；7-中框；8-后盖。

具体实施方式

以下基于实施例对本实用新型进行描述，但是本实用新型并不仅仅限于这些实施例。在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。为了避免混淆本实用新型的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个申请文件中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

当一元件或层被提及为在另一元件或层“上”、“被接合到”、“被连接到”或“被联接到”另一元件或层时，其可直接在另一元件或层上、被直接接合、连接或联接到另一元件或层，或者可存在中间元件或层。相比之下，当一元件被提及为“直接”在另一元件或层“上”、“直接被接合到”、“直接被连接到”或“直接被联接到”另一元件或层时，可不存在中间元件或层。用于描述元件之间关系的其它词语应该以相似方式被解释(例如，“之间”与“直接在之间”，“邻近”与“直接邻近”等)。如在此使用的，术语“和/或”包括一个或更多关联的所列项目中的任一或全部组合。

为易于说明，诸如“内”、“外”、“之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等等的空间相关术语在此被用于描述图中例示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。将理解的是，空间相关术语可意欲包含设备在使用或操作中的除图中描绘的方位之外的不同的方位。例如，如果图中的设备被翻转，则被描述为在其它元件或特征“下方”或“之下”的元件于是将被定位为在该其它元件或特征“上方”。因而，示例术语“下方”能包含上方和下方的方位二者。设备可以以其它方式被定向(旋转90度或处于其它方位)，并且在此使用的空间相关描述词应该被相应地解释。

实施例一：

图1是本实施例的电声转换器件的结构示意图，图2是本实施例的电声转换器件的结构***图。如图1-图2所示，电声转换器件包括框架1、基板2、压电元件3、从动片5和配重块4。基板2固定安装在框架1上，基板2具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面为基板2朝向从动片5的一侧表面，压电元件3固定连接在基板2的第一表面上，基板2第一表面中部两个压电元件3之间留有空白区域，从动片5与配重块4的一侧连接，配重块4的另一侧连接于基板2的所述空白区域。

电声转换器件中各个组件之间的连接，可采用粘接、铆接、焊接、螺栓连接等固定连接方式。优选地，本实施例采用粘接的方式，即借助胶粘剂在组件表面上的粘合力，将组件之间牢固地连接在一起。由于所述电声转换器件的各个组件厚度较小，相对于铆接、螺栓连接等机械连接方式，采用粘接的方式可以使连接部分的应力分布更加均匀，防止组件的损坏，并能够降低成本、减轻电声转换器件的重量。

图3是本实施例的电声转换器件的A-A剖视图，图3为图1中的电声转换器件沿A-A方向剖切的结构示意图。如图2-图3所示，框架1包括边框11、安装区域12和容纳槽13，安装区域12和容纳槽13的宽度与基板2的宽度相匹配，以不影响基板2正常工作为宜。基板2的第二表面的两端粘接在安装区域12上，基板2的中间部分可以在容纳槽13内振动。基板2可以为钢片、塑料薄片等韧性较好的薄片状材料，本领域技术人员可根据期望获得的频响曲线特性而选择基板2的材料、尺寸等参数。优选地，安装区域12的厚度小于边框11的厚度，电声转换器件安装后，在初始状态(未对电声转换器件施加外力且未对压电元件3通电的状态)下，压电元件3的非粘接面一侧的高度与所述框架1基本平齐，从而可以减小电声转换器件的厚度，并且能够防止基板2产生相对位移。容纳槽13可以为贯通的孔，也可以为底面低于安装区域12的盲孔。如果安装槽为盲孔，则其深度应该以基板2在预定的工作振动范围内不接触所述盲孔为宜。优选地，容纳槽13为贯通的孔，可以进一步减小电声转换器件的厚度。

压电元件是利用逆压电效应来实现电能和机械能转换的元件。逆压电效应是指对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象。将压电元件与振膜等结构连接，使压电元件带动振膜等产生振动，进而推动空气振动，产生声压，发出声音。应用于发声器件的压电元件主要有压电陶瓷、压电聚合物和复合压电材料，本领域技术人员可根据需要选择具体的压电元件种类。

如图1-图3所示，在本实施例中，设置有两个压电元件3，两个压电元件3对称地粘接在基板2的第一表面上，且压电元件3的整体均设置在基板2的第一表面上。两个压电元件3对称设置，可以实现电声转换器件平衡、稳定的驱动，可以有效降低总谐波失真，从而提升音质，而且多个压电元件3相比单个压电元件3驱动力更强，灵敏度更高。应理解，也可以设置多于两个压电元件3，例如设置为三个或四个。优选地，安装时，压电元件3不与框架1相接触，防止压电元件3与框架1发生干涉而影响电声转换器件的正常工作。

配重块4粘接在基板2第一表面中央上的两个压电元件3之间的空白区域。由于基板2的弯曲形变十分微小，因此设置配重块4，以放大基板2的变形，从而能够增大电声转换器件的振幅和调整电声转换器件的频响曲线特性。配重块4可采用密度较大的铜、铁等材料制成，以减小电声转换器件的体积。优选地，配重块4安装后的高度大于压电元件2和框架1的边框11的高度，以防止与配重块4连接的从动片5与压电元件2或边框11接触而影响电声转换器件的正常工作。本领域技术人员可根据期望获得的频响曲线特性而设计配重块4的具体尺寸和重量，必要时，在基板2的第二表面的中央也可增设配重块4。

在另一种可选的实施方式中，两个压电元件3对称地粘接在基板2的第二表面上，且压电元件3的整体均设置在基板2的第二表面上。配重块4粘接在基板2的第一表面的中央，必要时，基板2的第二表面也可设置配重块4。从动片5与设置在第一表面的配重块4粘接。

从动片5的一侧粘接于基板2第一表面的配重块4上，另一侧用于与适于受电声转换器件驱动发声的元器件连接，如薄膜、电子设备的屏幕等。从动片5不与基板2、压电元件3或框架1接触。从动片5为薄片状结构，在本实施例中，从动片5为钢片，钢片具有较好的强度和韧性，同时也能达到较小的厚度。应理解，从动片5也可以被设置为其它材料，例如，其它金属材料或高分子聚合物材料。本领域技术人员可以根据期望获得的频响曲线特性以及电声转换器件驱动的灵敏度来设计从动片5的面积。一般地，从动片5的面积比与之粘接的配重块4的截面积大，从而能在保证电声转换器件的灵敏度的情况下减小电声转换器件的长度，同时，与薄膜、屏幕等发声结构连接时，较大的连接面积可以防止所述发声结构因从动片5传递的应力过于集中而破损。

对压电元件3通电时，由于逆压电效应，压电元件3产生伸张或收缩的现象，压电元件3的伸张或收缩会带动基板2产生弯曲形变，从而带动配重块4及从动片5上下(上下的方向对应于图3中的上下方向)振动，最终从动片5带动与之连接的所述发声结构振动发声。

本实用新型实施例的电声转换器件包括框架、基板、压电元件、配重块和从动片，通过将两个以上的压电元件对称地设置在基板的一个平面或两个平面的两端，实现对连接在基板上的配重块和与配重块连接的从动片的平衡驱动，从而可以带动与从动片连接的发声结构振动发声。本实用新型实施例的电声转换器件结构简单、灵敏度高、发热量低、厚度小，具有较好的音质，适于在各种发声设备中广泛应用。

实施例二：

图4是本实施例的电声转换器件的框架的结构示意图。如图4所示，框架1包括边框11、安装区域12和容纳槽13。在本实施例中，所述安装区域12的长度较长，即所述基板2与安装区域12的粘接面积较大，使得基板2的弯曲形变区域缩小，从而使电声转换器件的振幅减小，改变电声转换器件的频响曲线特征。

本实施例的基板2、压电元件3、配重块4、从动片5以及框架1的边框11和容纳槽13的结构、尺寸、连接关系和连接方式等均与实施例一中相同，在此不再赘述。

实施例三：

图5是本实施例的电声转换器件的剖视图，其剖切方向参见图1的A-A方向。如图5所示，在本实施例中，基板2的两端不与安装区域12连接，而是两个压电元件3的一端与框架1其中一端的安装区域12粘接，压电元件3的另一端与基板2粘接，基板2不与框架1接触。在本实施例中，基板2的长度较短，基板2的弯曲形变区域较小，从而能够在不改变其它构件的情况下，通过改变基板2的尺寸而改变电声转换器件的频响曲线特性。同时，压电元件3直接与安装区域12粘接，使基板2完全位于容纳槽13中，可以减小电声转换器件整体的厚度。

本实施例的基板2、压电元件3、配重块4、从动片5和框架1的结构、尺寸和连接方式等均与实施例一至实施例二中相同，在此不再赘述。

实施例四：

图6是本实施例的电声转换器件的剖视图，其剖切方向参考图1的A-A方向。如图6所示，在本实施例中，包括四个压电元件3，基板2的第一平面和第二平面均分别对称地设置两个压电元件3。相对于实施例一至实施例三，本实施例的电声转换器件具有更大的驱动力，灵敏度更高。

本实施例的基板2、压电元件3、配重块4、从动片5和框架1的结构、尺寸和连接方式等均与实施例一至实施例三中相同，在此不再赘述。

实施例五：

实施例一至实施例四的电声转换器件可以应用于多种具有发声或振动功能的电子设备上，例如智能手机、平板电脑、手持游戏机、音箱等。本实施例提供了一种电子设备，其具有实施例一至实施例四的任一所述电声转换器件。下面以所述电声转换器件应用于手机为例进行说明。

图7是本实施例的电子设备的结构***图，图8是实施例的电子设备的剖视图，图8的剖切方向可参考图1的A-A方向。如图7-图8所示，所述手机包括电声转换器件和屏幕6，所述电声转换器件的结构与实施例一中的电声转换器件相同，包括框架1、基板2、两个压电元件3、配重块4和从动片5，两个压电元件3完全设置于基板2的第一表面上，当然，本领域技术人员也可以采用本实用新型其他实施例的电声转换器件。所述手机还包括中框7和后盖8，后盖8可以由高分子聚合材料(如聚碳酸酯、凯夫拉纤维、玻璃纤维等)金属材料(如铝合金、不锈钢等)或无机非金属材料(如陶瓷等)等制成。由于陶瓷等部分无机非金属材料易碎，不能充当支撑结构件，所以所述中框7可以由高分子聚合材料或金属材料等制成，优选地，可以采用铝合金、钛合金等强度较高的金属材料。后盖8与中框7的一侧固定连接，屏幕6与中框7的另一侧固定连接，所述电声转换器件设置在由后盖8、中框7和屏幕6组成的空腔内。电声转换器件的框架1的两端与所述中框7固定连接，当后盖8为强度较高的金属或高分子聚合物等材料时，所述框架1也可以和所述后盖8的内侧(朝向屏幕6的一侧)固定连接。可选地，所述中框7的内侧具有凸台，所述框架1放置在所述凸台上并与所述中框固定连接，以使所述电声转换器件获得稳定的支撑。所述电声转换器件与中框7或后盖8的连接方式可采用螺栓连接、焊接、粘接等，当所述框架1与后盖8连接时，优选地，采用粘接的连接方式，即，将框架1通过粘接剂与后盖8紧密地连接，使贴合面的面积最大且无空隙，能够使所述电声转换器件得到良好的固定。电声转换器件的从动片5连接于所述屏幕6。优选地，从动片5采用粘接的方式与屏幕6连接，使连接面充分接触，可以将电声转换器件的振动最大程度地传递到屏幕6上，从而提高发声效果。

在另一种可选的实施方式中，电声转换器件的框架1与所述手机的中框7连接，从动片5与后盖8连接，即所述电声转换器件可以驱动后盖8振动发声。

在本实施例中，所述手机还包括电源和处理器，压电元件3的电极与所述电源连接，所述电源受所述处理器的控制对压电元件3施加相应的电场，使压电元件3变形，带动基板2、配重块4和从动片5振动，进而带动屏幕或后盖振动发声。

在本实施例中，所述电声转换器件的数量和布置位置可由本领域技术人员根据需要进行设计，以不影响所述手机内的其他元器件的布置为佳。所述电声转换器件同时也可以作为振动反馈元件，驱动屏幕振动作为对用户操作的反馈信号。

本实施例的电子设备中应用了对应的电声转换器件，相对于采用电磁驱动方式的发声元件厚度更薄、重量更轻，可以使电子设备实现轻薄化，且相对于传统的压电发声结构音质更好，从而可以提升用户的使用体验。同时，应用本实用新型的实施例对应的电声转换器件后，电子设备的屏幕或外壳等构件直接作为发声源，无需另外设置音孔，有利于实现电子设备的防水防尘，并且可以提高电子设备的屏占比。

本领域技术人员应当明白，手机仅为本实施例的电子设备的其中一种示例，所述电子设备还可以是耳机、音箱等，相应地，所述从动片与振膜等发声结构连接，带动所述振膜等发声结构振动发声。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域技术人员而言，本实用新型可以有各种改动和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电声转换器件，其特征在于，包括：

框架(1)；

基板(2)；

至少两个压电元件(3)，与所述基板(2)连接，被配置为受控驱动所述基板(2)相对于所述框架(1)振动；

从动片(5)；以及

配重块(4)，连接所述基板(2)和所述从动片(5)；

其中，所述基板(2)与所述压电元件(3)连接的区域与所述配重块(4)和所述基板(2)连接的区域不相重叠。

2.根据权利要求1所述的电声转换器件，其特征在于，所述基板(2)的两端与所述框架(1)固定连接，所述压电元件(3)的整体设置在所述基板(2)上。

3.根据权利要求1所述的电声转换器件，其特征在于，所述压电元件(3)固定连接在所述基板(2)的端部和所述框架(1)之间。

4.根据权利要求1所述的电声转换器件，其特征在于，所述基板(2)包括相对的第一表面和第二表面，所述压电元件(3)固定连接于所述第一表面和/或所述第二表面。

5.根据权利要求4所述的电声转换器件，其特征在于，所述配重块(4)固定连接于所述第一表面和/或所述第二表面的中部。

6.根据权利要求5所述的电声转换器件，其特征在于，所述压电元件(3)有两个，对称布置在所述第一表面或所述第二表面的两端。

7.根据权利要求1所述的电声转换器件，其特征在于，所述框架(1)包括：

边框(11)；

安装区域(12)，被配置为与所述基板(2)或所述压电元件(3)连接；以及

容纳槽(13)，被配置为容纳所述基板(2)和/或所述压电元件(3)，所述容纳槽(13)的深度被配置为供所述基板(2)和/或所述压电元件(3)在所述容纳槽(13)中振动。

8.根据权利要求7所述的电声转换器件，其特征在于，所述安装区域(12)的长度被配置为预定长度以使得所述基板(2)的形变区域获得所期望的频响曲线特性。

9.根据权利要求1所述的电声转换器件，其特征在于，所述从动片(5)的面积大于所述配重块(4)的截面积。

10.一种电子设备，其特征在于，包括屏幕(6)和如权利要求1-9中任一项所述的电声转换器件；

其中，所述从动片(5)与所述屏幕(6)固定连接。

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