TWI818600B - 用於壓電揚聲器的壓電單元 - Google Patents

Abstract

一種壓電單元，適用於一壓電揚聲器且包含：一基板，具有一第一矩形區塊、一第二矩形區塊，及一連接在該等第一及第二矩形區塊間的中間區塊；一第一電極，設置於該第一矩形區塊之一第一表面的一部份；一第二電極，設置於該第二矩形區塊之一第一表面的一部份，該等第一及第二電極組成一正電極；一第三電極，設置於該第一矩形區塊之一第二表面的一部份，該第一矩形區塊的該等第一與第二表面相對應；及一第四電極，設置於該第二矩形區塊之一第二表面的一部份，該等第三及第四電極組成一負電極，該第二矩形區塊的該等第一與第二表面相對應。

Description

用於壓電揚聲器的壓電單元

本發明是有關於一種單元，特別是指一種用於壓電揚聲器的壓電單元。

現有壓電揚聲器所發出的聲音經量測後所得之頻率響應圖在低頻範圍內的聲壓曲線不平坦，即該壓電揚聲器的低頻特性較差，造成該壓電揚聲器具有音頻失真的問題，導致使用者在使用上不易對該壓電揚聲器進行頻率響應的調校。因此，如何提升該壓電揚聲器的低頻音域品質為相關業者所需解決的問題。

因此，本發明的一目的，即在提供一種能夠克服先前技術缺點之用於壓電揚聲器的壓電單元。

於是，本發明壓電單元，適用於一壓電揚聲器，包含一基板，及第一至第四電極。

該基板具有一第一矩形區塊、一第二矩形區塊，及一連接在該等第一及第二矩形區塊間的中間區塊。

該第一電極設置於該第一矩形區塊之一第一表面的一部份。

該第二電極設置於該第二矩形區塊之一第一表面的一部份，該等第一及第二電極組成一正電極。

該第三電極設置於該第一矩形區塊之一第二表面的一部份，該第一矩形區塊的該等第一與第二表面相對應。

該第四電極設置於該第二矩形區塊之一第二表面的一部份，該等第三及第四電極組成一負電極，該第二矩形區塊的該等第一與第二表面相對應。

本發明的功效在於：利用本發明之該等第一至第四電極有效抑制對應之壓電揚聲器產生非主要模態的振幅情況，如此一來，對使用本發明之該壓電單元之壓電揚聲器所量得之聲壓曲線相較於現有壓電揚聲器的聲壓曲線較平坦，進而具有較穩定的低頻特性。

參閱圖1至圖3，本發明壓電單元之一實施例適用於一壓電揚聲器（圖未示）。該壓電單元透過小面積的墊塊（圖未示）連接該壓電揚聲器的一振膜。由於該壓電單元連接該振膜的技術已為通常知識者所熟知，且其並非本發明的特徵，故在此省略其細節不再贅述。當該壓電單元接收到電壓時，會產生壓電效應，以致該壓電單元會隨之產生振動，使該振膜發生彎曲變形，從而產生振動來推動空氣振動，以產生聲波，以使該壓電揚聲器發出聲音。本發明該壓電單元包含一基板1，及第一至第四電極2、3、4、5 。

該基板1是由一第一矩形區塊11、一第二矩形區塊12，及一連接在該等第一及第二矩形區塊11、12間的中間區塊13所組成。在本實施例中，該中間區塊13的一正表面與一反表面各自的一表面中點設置有該墊塊（圖未示）。該基板1為一不鏽鋼基板。該等第一與第二矩形區塊11、12各自具有一第一表面（即，正表面），及一與該第一表面相對應的第二表面（即，反表面）。

該第一矩形區塊11的該第一表面具有第一至第四頂點111~114。該第一矩形區塊11的該第二表面具有第一至第四頂點111’~114’。該第二矩形區塊12的該第一表面具有第一至第四頂點121~124。該第二矩形區塊12的該第二表面具有第一至第四頂點121’~124’。於該第一矩形區塊11的該第一表面中，該第一頂點111鄰近該等第二與第四頂點112、114，該第二頂點112鄰近該等第一與第三頂點111、113，該第三頂點113鄰近該等第二與第四頂點112、114。該第一矩形區塊11的該第二表面及該第二矩形區塊12的該等第一與第二表面中的頂點位置順序與該第一矩形區塊11的該第一表面相同，故不再贅述。該中間區塊13的一第一側面連接該第一矩形區塊11之該等第一與第二表面的該等第二與第三頂點112、113、112’、113’。該中間區塊13的一第二側面連接該第二矩形區塊12之該等第一與第二表面的該等第一與第四頂點121、124、121’、124’。該中間區塊13的該等第一與第二側面相對應。

該第一電極2設置於該第一矩形區塊11之該第一表面的一部份。該第二電極3設置於該第二矩形區塊12之該第一表面的一部份。該等第一及第二電極2、3組成一正電極。該第三電極4設置於該第一矩形區塊11之該第二表面的一部份，該第四電極5設置於該第二矩形區塊12之該第二表面的一部份。該等第三及第四電極4、5組成一負電極。在該實施例中，該等第一至第四電極2~5中的每一者為一三邊形結構。該第一電極2具有第一至第三頂點21~23。該第二電極3具有第一至第三頂點31~33。該第三電極4具有第一至第三頂點41~43。該第四電極5具有第一至第三頂點51~53。於該第一矩形區塊11中，該第一表面之該等第二與第三頂點112、113間之一連線的一中間點作為一第一中點，該第二表面之該等第二與第三頂點112’、113’間之一連線的一中間點作為一第二中點。於該第二矩形區塊12中，該第一表面之該等第一與第四頂點121、124間之一連線的一中間點作為一第三中點，該第二表面之該等第一與第四頂點121’、124’間之一連線的一中間點作為一第四中點。

該等第一與第三電極2、4的該等第一頂點21、41分別位於該第一矩形區塊11之該等第一與第二表面的該等第一頂點111、111’。該等第一與第三電極2、4的該等第二頂點22、42分別位於該第一矩形區塊11之該等第一與第二中點。該等第一與第三電極2、4的該等第三頂點23、43分別位於該第一矩形區塊11之該等第一與第二表面的該等第四頂點114、114’。 在該實施例中，於該等第一與第三電極2、4的每一者中，該等第一與第二頂點21、22(41、42)間及該等第二與第三頂點22、23(42、43)間的邊各自為一弧狀邊，該等第一與第三頂點21、23(41、43)間的邊為一直線邊。

該等第二與第四電極3、5的該等第一頂點31、51分別位於該第二矩形區塊12之該等第一與第二表面的該等第二頂點122、122’。該等第二與第四電極3、5的該等第二頂點32、52分別位於該第二矩形區塊12之該等第一與第二表面的該等第三頂點123、123’。該等第二與第四電極3、5的該等第三頂點33、53分別位於該第二矩形區塊12之該等第三與第四中點。在該實施例中，於該等第二與第四電極3、5的每一者中，該等第一與第三頂點31、33(51、53)間及該等第二與第三頂點32、33(52、53)間的邊各自為該弧狀邊，該等第一與第二頂點31、32(51、52)間的邊為該直線邊。

參閱圖4與圖5，繪示出本發明另一實施例的壓電單元，其與該實施例相似，二者差異在於以第一至第四電極6、7、8、9分別取代該等第一至第四電極2~5（見圖3）。在該另一實施例中，該等第一至第四電極6~9中的每一者為一四邊形結構。該第一電極6具有第一至第四頂點61~64。該第二電極7具有第一至第四頂點71~74。該第三電極8具有第一至第四頂點81~84。該第四電極9具有第一至第四頂點91~94。

在該另一實施例中，該等第一與第三電極6、8的該等第一頂點61、71分別位於該第一矩形區塊11之該等第一與第二表面的該等第一頂點111、111’。該第一電極6的該等第二與第三頂點62、63分別與該第一矩形區塊11之該第一表面的該等第二與第三頂點112、113間隔一相同距離。該第三電極8的該等第二與第三頂點82、83分別與該第一矩形區塊11之該第二表面的該等第二與第三頂點112’、113’間隔該相同距離。該等第一與第三電極6、8的該等第四頂點64、74分別位於該第一矩形區塊11之該等第一與第二表面的該等第四頂點114、114’。該第一電極6的該等第二與第三頂點62、63之間隔距離大於該相同距離。該第三電極8的該等第二與第三頂點82、83之間隔距離大於該相同距離。

在該另一實施例中，該第二電極7的該等第一與第四頂點71、74分別與該第二矩形區塊12之該第一表面的該等第一與第四頂點121、124間隔該相同距離。該第四電極9的該等第一與第四頂點91、94分別與該第二矩形區塊12之該第二表面的該等第一與第四頂點121’、124’間隔該相同距離。該等第二與第四電極7、9的該等第二頂點72、92分別位於該第二矩形區塊12之該等第一與第二表面的該等第二頂點122、122’。該等第二與第四電極7、9的該等第三頂點73、93分別位於該第二矩形區塊12之該等第一與第二表面的該等第三頂點123、123’。該第二電極7的該等第一與第四頂點71、74之間隔大於該相同距離。該第四電極9的該等第一與第四頂點91、94之間隔大於該相同距離。

在該另一實施例中，於該等第一至第四電極6~9的每一者中，該等第一與第二頂點61、62(71、72)、(81、82)、(91、92)間及該等第三與第四頂點63、64(73、74)、(83、84)、(93、94)間的邊各自為一弧狀邊。該等第一與第四頂點61、64(71、74)、(81、84)、(91、94)間及該等第二與第三頂點62、63(72、73)、(82、83)、(92、93)間的邊各自為一直線邊。

參閱圖6，為使用該實施例與該另一實施例之該壓電單元之壓電揚聲器與現有壓電揚聲器各自於一自由音場之一聲壓級（Sound pressure level）對一頻率之變化的一模擬圖。圖6中，符號P1代表現有壓電揚聲器的聲壓模擬曲線，符號P2代表使用該實施例之該壓電單元之壓電揚聲器的聲壓模擬曲線，及符號P3代表使用該另一實施例之該壓電單元之壓電揚聲器的聲壓模擬曲線。聲壓量測點的位置與每一壓電揚聲器之該振膜距離為10公分，每一壓電揚聲器之該正電極與該負電極相配合所接收之一驅動電壓為15V的交流信號。由圖6可知，對利用本發明之壓電揚聲器所量得之聲壓模擬曲線P2、P3相較於現有壓電揚聲器的聲壓模擬曲線P1更加平坦，且於頻率600Hz至2000Hz頻率區間的聲壓級大約維持在55dB，如此，利用本發明之該壓電單元之壓電揚聲器相較於現有壓電揚聲器在低頻確實具有穩定的聲壓，即利用本發明之壓電揚聲器具有較好的低頻特性。

參閱圖7，為使用該實施例與該另一實施例之該壓電單元之壓電揚聲器與現有壓電揚聲器各自於一封閉音場之一聲壓級對一頻率之變化的一模擬圖。圖7之相關量測設定及符號P1~P3之定義與圖6相同，故不再贅述。由圖7可知，於低頻期間，如頻率600Hz至2000Hz，對利用本發明之該壓電單元之壓電揚聲器所量得之聲壓模擬曲線P2、P3相較於現有壓電揚聲器的聲壓模擬曲線P1較平坦，確實具有較好的低頻特性。

綜上所述，由於本發明之該等第一至第四電極2~5與該等第一至第四電極6~9可有效抑制對應之壓電揚聲器產生非主要模態的振福情況（主要模態即為一第一模態，該第一模態為該中間區塊13具有較高的振福，而該等第一與第二矩形區塊11、12具有較低的振福），如此一來，對使用本發明之該壓電單元之壓電揚聲器所量得之聲壓曲線相較於現有壓電揚聲器的聲壓曲線較平坦，進而具有較穩定的低頻特性，可改善現有壓電揚聲器具有音頻失真的問題，且在使用上較容易對該壓電揚聲器進行頻率響應的調校。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

1:基板 11:第一矩形區塊 111~114:第一至第四頂點 111’~114’:第一至第四頂點 12:第二矩形區塊 121~124:第一至第四頂點 121’~124’:第一至第四頂點 13:中間區塊 2、3、4、5:第一至第四電極 21~23:第一至第三頂點 31~33:第一至第三頂點 41~43:第一至第三頂點 51~53:第一至第三頂點 6、7、8、9:第一至第四電極 61~64:第一至第四頂點 71~74:第一至第四頂點 81~84:第一至第四頂點 91~94:第一至第四頂點 P1~P3:聲壓模擬曲線

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是本發明壓電單元之一實施例的一正面視圖； 圖2是該實施例的一反面視圖； 圖3是該實施例的一側面視圖； 圖4是本發明壓電單元之另一實施例的一正面視圖； 圖5是該另一實施例的一反面視圖； 圖6是說明使用該實施例與該另一實施例之該壓電單元之壓電揚聲器與現有壓電揚聲器各自於一自由音場之一聲壓級對一頻率之變化的一模擬圖；及 圖7是說明使用該實施例與該另一實施例之該壓電單元之壓電揚聲器與現有壓電揚聲器各自於一封閉音場之一聲壓級對一頻率之變化的一模擬圖。

1:基板

11:第一矩形區塊

111~114:第一至第四頂點

12:第二矩形區塊

121~124:第一至第四頂點

13:中間區塊

2、3:第一及第二電極

21~23:第一至第三頂點

31~33:第一至第三頂點

Claims (9)

1. 一種壓電單元，適用於一壓電揚聲器，包含： 一基板，具有一第一矩形區塊、一第二矩形區塊，及一連接在該等第一及第二矩形區塊間的中間區塊； 一第一電極，設置於該第一矩形區塊之一第一表面的一部份； 一第二電極，設置於該第二矩形區塊之一第一表面的一部份，該等第一及第二電極組成一正電極； 一第三電極，設置於該第一矩形區塊之一第二表面的一部份，該第一矩形區塊的該等第一與第二表面相對應；及 一第四電極，設置於該第二矩形區塊之一第二表面的一部份，該等第三及第四電極組成一負電極，該第二矩形區塊的該等第一與第二表面相對應。
2. 如請求項1所述的壓電單元，其中， 該等第一與第二矩形區塊的該等第一與第二表面各自具有第一至第四頂點，該第一頂點鄰近該等第二與第四頂點，該第二頂點鄰近該等第一與第三頂點，該第三頂點鄰近該等第二與第四頂點， 該中間區塊的一第一側面連接該第一矩形區塊之該等第一與第二表面的該等第二與第三頂點，該中間區塊的一第二側面連接該第二矩形區塊之該等第一與第二表面的該等第一與第四頂點，該中間區塊的該等第一與第二側面相對應，及 該等第一至第四電極中的每一者為一三邊形結構。
3. 如請求項2所述的壓電單元，其中， 該等第一至第四電極中的每一者具有第一至第三頂點， 於該第一矩形區塊中，該第一表面之該等第二與第三頂點間之一連線的一中間點作為一第一中點，該第二表面之該等第二與第三頂點間之一連線的一中間點作為一第二中點，於該第二矩形區塊中，該第一表面之該等第一與第四頂點間之一連線的一中間點作為一第三中點，該第二表面之該等第一與第四頂點間之一連線的一中間點作為一第四中點， 該等第一與第三電極的該等第一頂點分別位於該第一矩形區塊之該等第一與第二表面的該等第一頂點，該等第一與第三電極的該等第二頂點分別位於該第一矩形區塊之該等第一與第二中點，該等第一與第三電極的該等第三頂點分別位於該第一矩形區塊之該等第一與第二表面的該等第四頂點，及 該等第二與第四電極的該等第一頂點分別位於該第二矩形區塊之該等第一與第二表面的該等第二頂點，該等第二與第四電極的該等第二頂點分別位於該第二矩形區塊之該等第一與第二表面的該等第三頂點，該等第二與第四電極的該等第三頂點分別位於該第二矩形區塊之該等第三與第四中點。
4. 如請求項3所述的壓電單元，其中， 於該等第一與第三電極的每一者中，該等第一與第二頂點間及該等第二與第三頂點間的邊各自為一弧狀邊，該等第一與第三頂點間的邊為一直線邊，及 於該等第二與第四電極的每一者中，該等第一與第三頂點間及該等第二與第三頂點間的邊各自為該弧狀邊，該等第一與第二頂點間的邊為該直線邊。
5. 如請求項1所述的壓電單元，其中， 該等第一與第二矩形區塊的該等第一與第二表面各自具有第一至第四頂點，該第一頂點鄰近該等第二與第四頂點，該第二頂點鄰近該等第一與第三頂點，該第三頂點鄰近該等第二與第四頂點， 該中間區塊的一第一側面連接該第一矩形區塊之該等第一與第二表面的該等第二與第三頂點，該中間區塊的一第二側面連接該第二矩形區塊之該等第一與第二表面的該等第一與第四頂點，該中間區塊的該等第一與第二側面相對應，及 該等第一至第四電極中的每一者為一四邊形結構。
6. 如請求項5所述的壓電單元，其中，該等第一至第四電極中的每一者具有第一至第四頂點， 該等第一與第三電極的該等第一頂點分別位於該第一矩形區塊之該等第一與第二表面的該等第一頂點，該第一電極的該等第二與第三頂點分別與該第一矩形區塊之該第一表面的該等第二與第三頂點間隔一相同距離，該第三電極的該等第二與第三頂點分別與該第一矩形區塊之該第二表面的該等第二與第三頂點間隔該相同距離，該等第一與第三電極的該等第四頂點分別位於該第一矩形區塊之該等第一與第二表面的該等第四頂點，及 該第二電極的該等第一與第四頂點分別與該第二矩形區塊之該第一表面的該等第一與第四頂點間隔該相同距離，該第四電極的該等第一與第四頂點分別與該第二矩形區塊之該第二表面的該等第一與第四頂點間隔該相同距離，該等第二與第四電極的該等第二頂點分別位於該第二矩形區塊之該等第一與第二表面的該等第二頂點，該等第二與第四電極的該等第三頂點分別位於該第二矩形區塊之該等第一與第二表面的該等第三頂點。
7. 如請求項6所述的壓電單元，其中，該等第一與第三電極各自的該等第二與第三頂點之間隔距離大於該相同距離，該等第二與第四電極各自的該等第一與第四頂點之間隔距離大於該相同距離。
8. 如請求項6所述的壓電單元，其中，於該等第一至第四電極的每一者中，該等第一與第二頂點間及該等第三與第四頂點間的邊各自為一弧狀邊，該等第一與第四頂點間及該等第二與第三頂點間的邊各自為一直線邊。
9. 如請求項1所述的壓電單元，其中，該基板為一不鏽鋼基板。

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