CN103000801A - 换能器与能量转换模块 - Google Patents

换能器与能量转换模块 Download PDF

Info

Publication number
CN103000801A
CN103000801A CN2011102914738A CN201110291473A CN103000801A CN 103000801 A CN103000801 A CN 103000801A CN 2011102914738 A CN2011102914738 A CN 2011102914738A CN 201110291473 A CN201110291473 A CN 201110291473A CN 103000801 A CN103000801 A CN 103000801A
Authority
CN
China
Prior art keywords
intellectual material
material layer
transducer
layer
conductive layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011102914738A
Other languages
English (en)
Inventor
简嘉男
庄财裕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chief Land Electronic Co Ltd
Original Assignee
Chief Land Electronic Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chief Land Electronic Co Ltd filed Critical Chief Land Electronic Co Ltd
Publication of CN103000801A publication Critical patent/CN103000801A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/16Stator cores with slots for windings
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/017Gesture based interaction, e.g. based on a set of recognized hand gestures
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/26Rotor cores with slots for windings
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/20Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
    • H10N30/204Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using bending displacement, e.g. unimorph, bimorph or multimorph cantilever or membrane benders
    • H10N30/2041Beam type
    • H10N30/2042Cantilevers, i.e. having one fixed end

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)

Abstract

本发明是有关于一种换能器与能量转换模块,该换能器的导电层上具有一ㄇ形开缝,ㄇ形开缝的开口朝向摆动端,其目的在于加强换能器的触觉回馈效果、声音输出效果,或可用以调整共振模态。本发明亦揭露具有换能器的能量转换模块。

Description

换能器与能量转换模块
技术领域
本发明涉及一种换能器(transducer),特别是涉及一种使用换能器的能量转换模块。
背景技术
换能器是一种能量转换装置,用于将一种能量型态转换为另一种能量型态。常见的换能器例如马达或发电机,其中马达将输入的电能,藉由电磁感应,转换为机械能输出,而发电机则是将输入的机械能转换成电能。
此外,能量转换亦可利用智能材料(smart material)实现。当给予一外部刺激(stimuli),例如应力、温度、电、磁场、pH、湿度等,会造成智能材料的一或多个性质改变;利用此特性,可达成能量转换的目的。常见的智能材料例如压电材料(piezoelectric material)、电活性聚合物(Electro-Active Polymer,EAP)、形状记忆合金(Shape Memory Alloy,SMA)、磁致伸缩材料(Magnetostrictive Material)、电致伸缩材料(Electrostrictive Material)等等。
利用智能材料制成的换能器可应用于许多产品,例如定位元件、感应器、喷墨打印机等。以压电材料为例,通常利用其逆压电效应(ConversePiezoelectric Effect)的特性设计换能器;当给予一电场,压电材料会在电场正交方向膨胀或收缩,如此可将电能转换成机械能,反的亦然。
为了提高输出能量或反应(response)值,可将智能材料堆叠或串联。以压电材料为例,多压电晶片(multimorph)具有最大输出能量,双压电晶片(bimorph)次之,单压电晶片(unimorph)最小;然而,使用压电材料愈多,成本也愈高,组装也愈复杂。
再者,传统压电元件的触觉回馈效果及声音输出效果有限,或无法任意调整共振模态;因此,如何创新一种革新的架构,可加强换能器的触觉回馈效果、声音输出效果,或可用以调整共振模态,实属当前重要研发课题之一,亦成为当前业界极需改进的目标。
发明内容
本发明的目的在于,提出一种换能器或能量转换模块,可在低成本条件下,提高能量转换效率。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种换能器,包含:一导电层,该导电层的一端为一固定端,另一端为一摆动端,且该导电层具有一开缝,该开缝的开口朝向该摆动端。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的换能器,其中该第一智能材料层与该第二智能材料层所在区域,分别形成一第一作动区与一第二作动区。
前述的换能器,其中该第一智能材料层与该第二智能材料层的材质包含压电材料或电活性聚合物。
前述的换能器,其中该换能器更包含:一第三智能材料层,位于该导电层下方,且对应于该第一智能材料层;一第三电极层,位于该第三智能材料层下方;一第四智能材料层,位于该导电层下方,且对应于该第四智能材料层;以及一第四电极层,位于该第四智能材料层下方。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种换能器,其包含:一导电层,该导电层的一中央区段为一固定端,两端为两摆动端,且该导电层具有两开缝,该两开缝的开口分别朝向该两摆动端。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的换能器,其还包含:一第一智能材料层,设置于该固定端与该两开缝之间的该导电层上;两第二智能材料层,分别设置于两该开缝与两该摆动端之间的该导电层上;一第一电极层,位于该第一智能材料层上;两第二电极层,分别位于该两第二智能材料层上。
前述的换能器,其中该第一智能材料层与该第二智能材料层所在区域,分别形成两第一作动区与两第二作动区。
前述的换能器,其中该第一智能材料层与该第二智能材料层的材质包含压电材料或电活性聚合物。
前述的换能器,其中该换能器更包含:一第三智能材料层,位于该导电层下方,且对应于该第一智能材料层;一第三电极层,位于该第三智能材料层下方;两第四智能材料层,位于该导电层下方,且分别对应于两该第二智能材料层;以及两第四电极层,分别位于两该第四智能材料层下方。
本发明的目的及解决其技术问题另外再采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种能量转换模块,其包含:一第一平板;以及一换能器,该换能器包含一导电层,该导电层的中央区段为一固定端,该导电层的两端为两摆动端,或者,该导电层的一端为一固定端,另一端为一摆动端;其中,该导电层更包含至少一开缝,该开缝的开口朝向该摆动端。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的能量转换模块,其还包含:一第一智能材料层,设置于该固定端与该开缝之间的该导电层上;至少一第二智能材料层,设置于该开缝与该摆动端之间的该导电层上;一第一电极层,位于该第一智能材料层上;以及至少一第二电极层,分别位于该至少一第二智能材料层上。
前述的能量转换模块,其中该第一智能材料层与该第二智能材料层包含压电材料或电活性聚合物。
前述的能量转换模块,该换能器更包含:一第三智能材料层,位于该导电层下方,且对应于该第一智能材料层;一第三电极层,位于该第三智能材料层下方;至少一第四智能材料层,位于该导电层下方,且分别对应于该至少一第二智能材料层;以及至少一第四电极层,分别位于该至少一第四智能材料层下方。
前述的能量转换模块,该第一平板为荧幕、触控面板、框架(frame)、基板或壳体(housing)。
前述的能量转换模块,该换能器利用一第一支撑件与该第一平板固定。
前述的能量转换模块,该换能器利用一第二支撑件与一第二平板固定,其中该第二平板为荧幕、触控面板、框架、基板或壳体。
前述的能量转换模块,该第一支撑件与该第二支撑件的至少其中之一包含一智能材料或一阻尼器。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知,为达到上述目的,本发明第一实施例提供一种换能器,其导电层一端为固定端,另端为摆动端;在该导电层上具有一ㄇ形开缝,该ㄇ形开缝的开口朝向摆动端。
本发明第二实施例提供一种换能器,其以导电层的中央区段为固定端,两边缘端为摆动端;在固定端两侧的导电层上各具有一ㄇ形开缝,其开口分别朝向同侧的摆动端。
本发明第三实施例提供一种能量转换模块,其结合第一实施例或第二实施例所述的换能器以及至少一平板。藉此,可加强触觉回馈效果、声音输出的效果,或可调整共振模态(resonant mode)。
借由上述技术方案,本发明换能器与能量转换模块至少具有下列优点及有益效果:本发明的能转换模块,藉由具有开缝结构的换能器,以及质量块的配置,以加强换能器的触觉回馈效果、声音输出效果,或可用以调整共振模态。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举较佳实施例,并配合附图,详细说明如下。
附图说明
图1A与图1B显示本发明第一实施例的换能器。
图2A与图2B显示本发明第二实施例的换能器。
图3显示根据本发明第一实施例的一种双压电晶片。
图4A至4B显示图1B与图3的实施例中,增加了至少一质量块。
图5显示根据本发明第二实施例的一种双压电晶片。
图6A至6B显示图2B与图5的实施例中,增加了至少一质量块。
图7A至图7B显示数种换能器,归类于本发明第二实施例。
图8A至图8C显示数种换能器,归类于本发明第二实施例。
图9A至9D显示本发明第三实施例的能量转换模块。
图10A至10D显示本发明第四实施例的能量转换模块。
图11A与11B显示本发明第五实施例的能量转换模块。
图12A至12D显示本发明第六实施例的能量转换模块。
1:能量转换模块            10:换能器
11:第一平板               12A/B:支撑件
13:第二平板               30E:导电层
100:ㄇ形开缝              101:第一智能材料层
101E:第一电极层           102:第二智能材料层
102E:第二电极层           103:第三智能材料层
103E:第三电极层           104:第四智能材料层
104E:第四电极层           A:摆动端
B1:第一作动区             B2:第二作动区
C:固定区                  D:自由端
F1/F2/F1′/F2′:惯性力    M1/M2:振动
S:固定区域/支撑件         θ:夹角
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本发明提出的换能器与能量转换模块其具体实施方式、结构、特征及其功效,详细说明如后。
本发明实施例揭露一种换能器与具有换能器的能量转换模块。换能器包含有导电层、智能材料层与电极层。导电层的一端为固定端,另一端为摆动端;或中央区段为固定端,两端为摆动端。导电层上具有开缝,其开口朝向摆动端,而智能材料层设置于开缝与固定端之间,以及开缝与摆动端之间的导电层上。电极层形成于各智能材料层上。
在本说明书中,「中央区段」是指一物件的中央位置或其邻近位置。
其中,智能材料层可包含,但不限于,压电(piezoelectric)材料(例如锆钛酸铅(lead zirconate titanate,PZT))、电活性聚合物(electroactive polymer,EAP)、形状记忆合金(shape memory Alloy,SMA)、磁性收缩材料(magnetostrictive material)、pH感应聚合物(pH-sensitivepolymers)、温感聚合物(temperature-responsive polymers)等或其组合。
此外,换能器、智能材料层与开缝的形状,可以是规则或不规则的,例如矩形、圆形、多边形,或其组合。较佳地,换能器的形状近似矩形,开缝的形状近似ㄇ形或U形。
以下各实施例的换能器以电能转换为机械能为例,但不限于此。
图1A与图1B显示本发明第一实施例的换能器10,其中图1A为俯视图,图1B为剖视图。如图1A与1B,换能器10包含一导电层30E,其具有两端,A端与C端,其中C端为固定端、A端为摆动端。导电层30E还具有一个ㄇ形开缝100,其开口朝向摆动端A。此外,第一智能材料层101,设置于ㄇ形开缝100与固定端C之间的导电层30E上;第二智能材料层102,设置于ㄇ形开缝100与摆动端A之间的导电层30E上;第一电极层101E,位于第一智能材料层101上;第二电极层102E,位于第二智能材料层102上。
当电能供应于导电层30E、第一电极层101E、第二电极层102E,第一作动区B1为第一智能材料层101的作动区段,第二作动区B2为第二智能材料层102的作动区段,而ㄇ型开缝100的目的是在第二作动区B2形成摆动端A及自由端D。
当给予驱动信号于第一电极层101E与导电层30E时,第一智能材料层101会在第一作动区B1产生摆动,且其摆动由固定端C延伸放大至摆动端A,使其做上下摆荡运动M1,M1的上下摆荡会使摆动端A产生一往复的惯性力F1,而摆动端A往复的惯性力F1会给予固定端C产生往复的惯性力F1’,因为换能器的结构(导电层30E、第一智能材料层101、第二智能材料层102、第一电极层101E、第二电极层102E)具有可挠性,少许力量会转成换能器结构的弯矩,故F1’的值会小于但趋近F1的值。
同时,当给予驱动信号于第二电极层102E与导电层30E时,第二智能材料层102会在第二作动区B2产生振动,第二智能材料层102会以摆动端A做为支点,在自由端D产生一往复的上下摆荡运动运动M2,M2的上下摆荡会使摆动端A产生一个往复的惯性力F2,而摆动端A往复的惯性力F2会给予固定端C产生往复的惯性力F2’,因为换能器的结构(导电层30E、第一智能材料层101、第二智能材料层102、第一电极层101E、第二电极层102E)具有可挠性,少许力量会转成换能器结构的弯矩,故F2’小于但趋近于F2。
藉此,换能器10在固定端C的总输出力为F1’+F2’。实施上,可分别给予第一智能材料层101与第二智能材料层102不同的驱动信号,使固定端C产生不同的惯性合力组合,以加强换能器的触觉回馈效果、声音输出效果,或可用以调整共振模态。
图2A与图2B显示本发明第二实施例的换能器10,其中图2A为俯视图,图2B为剖视图。如图2A与2B,换能器10包含一导电层30E,其两端作为摆动端A,以及一中央区段作为固定端C。导电层30E还具有两个ㄇ形开缝100,其开口分别朝向同侧摆动端A。此外,一第一智能材料层101,设置于两ㄇ形开缝100之间的导电层30E上;两第二智能材料层102,分别设置于两ㄇ形开缝100与两摆动端A之间的导电层30E上;一第一电极层101E,位于第一智能材料层101上;两第二电极层102E,分别位于两第二智能材料层102上。
当电能供应于导电层30E、第一电极层101E、第二电极层102E,第一作动区B1为第一智能材料层101的作动区段,第二作动区B2为第二智能材料层102的作动区段,而ㄇ型开缝100的目的是在第二作动区B2形成摆动端A及自由端D。
当给予驱动信号于第一电极层101E与导电层30E时,第一智能材料层101会在第一作动区B1产生摆动,且其摆动由固定端C向两侧延伸放大至两摆动端A,使其做上下摆荡运动M1,M1的上下摆荡会使两摆动端A产生一往复的惯性力F1,而两摆动端A往复的惯性力F1会给予固定端C产生往复的惯性力F1’,因为换能器的结构(导电层30E、第一智能材料层101、第二智能材料层102、第一电极层101E、第二电极层102E)具有可挠性,少许力量会转成换能器结构的弯矩,故F1’的值会小于但趋近F1的值。
同时,当给予驱动信号于第二电极层102E与导电层30E时,第二智能材料层102会在第二作动区B2产生振动,第二智能材料层102会以摆动端A做为支点,在自由端D产生一往复的上下摆荡运动M2,M2的上下摆荡会使摆动端A产生一个往复的惯性力F2,而摆动端A往复的惯性力F2会给予固定端C产生往复的惯性力F2’,因为换能器的导电层30E等具有可挠性,少许力量会转成换能器结构的弯矩,故F2’的值小于但趋近于F2的值。
藉此,换能器10在固定端C的总输出力为F1’+2F2’。实施上,可分别给予第一智能材料层101与第二智能材料层102不同的驱动信号,使固定端C产生不同的惯性合力组合,以加强换能器的触觉回馈效果、声音输出效果,或可用以调整共振模态。
在实施上,第一实施例的换能器10也可以采用二或多层的智能材料层。图3显示一种具有两层智能材料层换能器10的剖视图。接续如图1B的结构,换能器10还包含:位于导电层30E下方,且位置对应于第一智能材料层101的第三智能材料层103;位于第三智能材料层103下方的第三电极层103E;位于导电层30E下方,且位置对应于第二智能材料层102的第四智能材料层104;以及位于第四智能材料层104下方的第四电极层104E。同理,可以相同方法形成具有多层智能材料层的换能器10。
此外,为了进一步增加惯性力、增加振动幅度,或调整共振模态(resonant mode),可在换能器10的适当位置,增加至少一质量块。图4A至4B分别显示图1B与图3的换能器10,可在第二电极层102E与第四电极层104E的适当位置,增加至少一质量块120。质量块120可使用各种形状的各种材质,例如高密度材质,例如金属,或高杨氏系数(Young’s modulus)材质,例如氧化锆。注意质量块120的位置与数量,并不限于图中所示。
增加质量块120因改变整体结构的质量,进而改变其自然共振频率,且质量块120增加了第二智能材料层102与第四智能材料层104的质量负载,当信号驱动第二智能材料层102与第四智能材料层104时,第二智能材料层102与第四智能材料层104会以摆动端A作为支点,在自由端D形成上下往复摆动,质量块102的配置,会对自由端D增加负担,但又要维持在自由端D的往复运动,因此质量块102的负载会增加摆动端A的惯性力,摆动端A的惯性力就会附加给固定端C,因此质量块120可以增加固定端C的惯性力输出。
在实施上,第二实施例的换能器10也可以采用二或多层的智能材料层。图5显示一种具有两层智能材料层换能器10的剖视图。接续如图2B的结构,换能器10还包含:位于导电层30E下方,且对应于第一智能材料层101的第三智能材料层103;位于第三智能材料层103下方的第三电极层103E;位于导电层30E下方,且分别对应于两第二智能材料层102的两第四智能材料层104;以及分别位于两第四智能材料层104下方的两第四电极层104E。同理,可以相同方法形成具有多层智能材料层的换能器10。
此外,为了进一步增加惯性力、增加振动幅度,或调整共振模态(resonant mode),可在换能器10的适当位置,增加至少一质量块。图6A至6B分别显示图2B与图5的换能器10,可在第二电极层102E与第四电极层104E的适当位置,增加至少一质量块120。质量块120可使用各种形状的各种材质,例如高密度材质,例如金属,或高杨氏系数(Young’s modulus)材质,例如氧化锆。注意质量块120的位置与数量,并不限于图中所示。
图7A至图7B显示一种换能器10的上视图,其可归类于本发明第二实施例的变形,此处换能器10以单压电、双压电或多层压电晶片为例,但不限于此。此外,符号S表示实作上可能的固定区域或者一支撑件。在本实施例,换能器10的形状为十字形,导电层30E的中央区段为固定端,且具有四个摆动端A,以及四个ㄇ形开缝100,其开口分别朝向四个摆动端A。此外,如果是单压电晶片,第一电极层101E与其下方的第一智能材料101设置于四个ㄇ形开缝100之间的导电层30E上,且每个开缝100与摆动端A之间设置一第二电极层102E与其下方的第二智能材料层102。此外,如图7B所示,换能器10可具有质量块120,且质量块120的数量与位置不限于图中所示。
图8A至图8C显示数种换能器10的上视图,其可归类于本发明第二实施例的变形,此处换能器10以单压电、双压电或多层压电晶片为例,但不限于此。在本实施例,换能器10的形状为圆形,其导电层30E的中央区段作为固定端C、边缘可视为摆动端A。导电层30E具有多个ㄇ形开缝100,其开口分别朝向摆动端A。此外,如果是单压电晶片,第一电极层101E与其下方的第一智能材料101设置于多个ㄇ形开缝100与固定端C之间的导电层30E上,且每个开缝100与摆动端A之间设置一第二电极层102E与其下方的第二智能材料层102。此外,换能器10可在适当位置,设置至少一质量块120(未图示)。
利用本发明各实施例的换能器,可应用于一种能量转换模块,以提升其能量转换效率。
图9A至9D显示本发明第三实施例的能量转换模块1。在本实施例,能量转换模块1主要包含换能器10与第一平板11。其中,换能器10可包含本发明第一实施例的各种换能器,例如图1A至图1B、图3、图4A至图4B所示的换能器10。换能器10以固定端C固定于第一平板11,且两者具有一夹角θ;在本文中,「固定」的方式可包含,但不限于,黏固、嵌入、顶抵、锁固、镙固、焊接,或其他本领域所知悉的方法。实作上,换能器10可以是平面状,如图9A与图9B所示,但也可以是弯曲状,如图9C与图9D所示。在本实施例,换能器10具有至少一开缝100(参见相关实施例,例如图1A)其开口朝向摆动端A。第一平板11可以是荧幕、触控面板、框架(frame)、基板或壳体(housing)。在本实施例,当换能器10受到电能驱动时,由于固定端C固定,摆动端A的振动会使固定端C产生惯性力量,使第一平板11振动而推动空气,因而产生声波(acoustic wave)或产生触觉回馈(haptic feedback)。
图10A至10D显示本发明第四实施例的能量转换模块1。本实施例可视为第三实施例的变化,两者差别在于,本实施例利用支撑件12A,或支撑件12A/B,使换能器10的固定端C,固定于第一平板11,或第一平板11与第二平板13。其中,支撑件12A的第一端固定于第一平板11,而第二端固定于换能器10的固定端C;支撑件12B的第一端固定于换能器10的固定端C,而第二端固定于第二平板13。在本发明,支撑件12A/B可以是任何材质,例如金属、聚合物;结构可以是空心或实心;形状可为筒状、柱状或其他形状;且数目可以为一或多个。在一些实施例,支撑件12A/B的至少其中之一可以是一阻尼器(damper),其可以为弹性体,例如弹簧、弹性橡胶;在另一实施例,支撑件12A/B的至少其中之一可以是智能材料。此外,如图10A与图10B,第一平板11与支撑件12A,以及第二平板13与支撑件12B,可以是分开制作;如图10C与图10D,第一平板11与支撑件12A,以及第二平板13与支撑件12B,可以是一体成型。
图11A与11B显示本发明第五实施例的能量转换模块1。在本实施例,能量转换模块1主要包含换能器10与第一平板11。其中,换能器10可包含本发明第二实施例的各种换能器,例如图2A至图2B、图5、图6A至图6B、图7A至图7B、图8A至图8C所示的换能器10。换能器10的中央区段作为固定端C,固定于第一平板11。实作上,换能器10可以是弯曲状,如图11A所示,但也可以是平板曲折状,如图11B所示。在本实施例,换能器10具有至少两开缝101(参见相关实施例,例如图2A)其开口分别朝向换能器10的摆动端A。第一平板11可以是荧幕、触控面板、框架、基板或壳体。在本实施例,当换能器10受到电能驱动时,由于中央区段C固定,换能器10在两边缘区段的振动会使中央区段C产生惯性力量,使第一平板11振动而推动空气,因而产生声波或产生触觉回馈。
图12A至12D显示本发明第六实施例的能量转换模块1。本实施例可视为第五实施例的变化,两者差别在于,本实施例利用支撑件12A,或支撑件12A/B,使换能器10的中央区段,固定于第一平板11,或第一平板11与第二平板13之间。其中,支撑件12A的第一端固定于第一平板11,而第二端固定于换能器10的中央区段;支撑件12B的第一端固定于换能器10的中央区段,而第二端固定于第二平板13。关于支撑件12A/B的细节可参照先前说明。此外,如图12A与图12B,第一平板11与支撑件12A,以及第二平板13与支撑件12B,可以是分开制作;如图12C与图12D,第一平板11与支撑件12A,以及第二平板13与支撑件12B,可以是一体成型。
以上,本发明实施例的能转换模块,藉由具有开缝结构的换能器,以及质量块的配置,以加强换能器的触觉回馈效果、声音输出效果,或可用以调整共振模态。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (18)

1.一种换能器,其特征在于其包含:
一导电层,该导电层的一端为一固定端,另一端为一摆动端,且该导电层具有一开缝,该开缝的开口朝向该摆动端。
2.根据权利要求1所述的换能器,其特征在于其还包含:
一第一智能材料层,设置于该固定端与该开缝之间的该导电层上;
一第二智能材料层,设置于该开缝与该摆动端之间的该导电层上;
一第一电极层,位于该第一智能材料层上;以及
一第二电极层,位于该第二智能材料层上。
3.根据权利要求2所述的换能器,其特征在于该第一智能材料层与该第二智能材料层所在区域,分别形成一第一作动区与一第二作动区。
4.根据权利要求2所述的换能器,其特征在于该第一智能材料层与该第二智能材料层的材质包含压电材料或电活性聚合物。
5.根据权利要求2所述的换能器,其特征在于该换能器更包含:
一第三智能材料层,位于该导电层下方,且对应于该第一智能材料层;
一第三电极层,位于该第三智能材料层下方;
一第四智能材料层,位于该导电层下方,且对应于该第四智能材料层;以及
一第四电极层,位于该第四智能材料层下方。
6.一种换能器,其特征在于其包含:
一导电层,该导电层的一中央区段为一固定端,两端为两摆动端,且该导电层具有两开缝,该两开缝的开口分别朝向该两摆动端。
7.根据权利要求6所述的换能器,其特征在于其还包含:
一第一智能材料层,设置于该固定端与该两开缝之间的该导电层上;
两第二智能材料层,分别设置于两该开缝与两该摆动端之间的该导电层上;
一第一电极层,位于该第一智能材料层上;
两第二电极层,分别位于该两第二智能材料层上。
8.根据权利要求7所述的换能器,其特征在于该第一智能材料层与该第二智能材料层所在区域,分别形成两第一作动区与两第二作动区。
9.根据权利要求7所述的换能器,其特征在于该第一智能材料层与该第二智能材料层的材质包含压电材料或电活性聚合物。
10.根据权利要求7所述的换能器,其特征在于该换能器更包含:
一第三智能材料层,位于该导电层下方,且对应于该第一智能材料层;
一第三电极层,位于该第三智能材料层下方;
两第四智能材料层,位于该导电层下方,且分别对应于两该第二智能材料层;以及
两第四电极层,分别位于两该第四智能材料层下方。
11.一种能量转换模块,其特征在于其包含:
一第一平板;以及
一换能器,该换能器包含一导电层,该导电层的中央区段为一固定端,该导电层的两端为两摆动端,或者,该导电层的一端为一固定端,另一端为一摆动端;
其中,该导电层更包含至少一开缝,该开缝的开口朝向该摆动端。
12.根据权利要求11所述的能量转换模块,其特征在于其还包含:
一第一智能材料层,设置于该固定端与该开缝之间的该导电层上;
至少一第二智能材料层,设置于该开缝与该摆动端之间的该导电层上;
一第一电极层,位于该第一智能材料层上;以及
至少一第二电极层,分别位于该至少一第二智能材料层上。
13.根据权利要求12所述的能量转换模块,其特征在于该第一智能材料层与该第二智能材料层包含压电材料或电活性聚合物。
14.根据权利要求12所述的能量转换模块,其特征在于该换能器更包含:
一第三智能材料层,位于该导电层下方,且对应于该第一智能材料层;
一第三电极层,位于该第三智能材料层下方;
至少一第四智能材料层,位于该导电层下方,且分别对应于该至少一第二智能材料层;以及
至少一第四电极层,分别位于该至少一第四智能材料层下方。
15.根据权利要求11所述的能量转换模块,其特征在于该第一平板为荧幕、触控面板、框架、基板或壳体。
16.根据权利要求15所述的能量转换模块,其特征在于该换能器利用一第一支撑件与该第一平板固定。
17.根据权利要求16所述的能量转换模块,其特征在于该换能器利用一第二支撑件与一第二平板固定,其中该第二平板为荧幕、触控面板、框架、基板或壳体。
18.根据权利要求17所述的能量转换模块,其特征在于该第一支撑件与该第二支撑件的至少其中之一包含一智能材料或一阻尼器。
CN2011102914738A 2011-09-19 2011-09-23 换能器与能量转换模块 Pending CN103000801A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW100133579A TW201314979A (zh) 2011-09-19 2011-09-19 換能器與能量轉換模組
TW100133579 2011-09-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103000801A true CN103000801A (zh) 2013-03-27

Family

ID=44862495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011102914738A Pending CN103000801A (zh) 2011-09-19 2011-09-23 换能器与能量转换模块

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20130069483A1 (zh)
EP (1) EP2571071A3 (zh)
JP (1) JP2013066137A (zh)
KR (1) KR20130030704A (zh)
CN (1) CN103000801A (zh)
TW (1) TW201314979A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109580780A (zh) * 2018-12-14 2019-04-05 天津工业大学 手持式敲击检测仪及检测方法
CN110692259A (zh) * 2017-12-13 2020-01-14 谷歌有限责任公司 包括模式化电极的分布式模式扬声器致动器

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015183756A1 (en) 2014-05-31 2015-12-03 Apple Inc. Message user interfaces for capture and transmittal of media and location content
DE202015006142U1 (de) 2014-09-02 2015-12-09 Apple Inc. Elektronische Touch-Kommunikation
EP3189409B1 (en) 2014-09-02 2020-01-29 Apple Inc. Reduced-size interfaces for managing alerts
WO2016036415A1 (en) 2014-09-02 2016-03-10 Apple Inc. Electronic message user interface
US10747498B2 (en) 2015-09-08 2020-08-18 Apple Inc. Zero latency digital assistant
US9854156B1 (en) 2016-06-12 2017-12-26 Apple Inc. User interface for camera effects
US10496808B2 (en) 2016-10-25 2019-12-03 Apple Inc. User interface for managing access to credentials for use in an operation
CN109287140B (zh) 2017-05-16 2020-07-28 苹果公司 计算机实现的方法、计算机可读存储介质和电子设备
DE112019000018T5 (de) 2018-05-07 2020-01-09 Apple Inc. Anheben, um zu sprechen
KR102083505B1 (ko) * 2018-10-05 2020-03-02 서울대학교산학협력단 유도초음파용 트랜스듀서의 출력/감도를 향상하는 공진기 장치 및 출력 향상 조절 방법
FR3091414B1 (fr) * 2018-12-31 2023-05-12 Hap2U Actionneurs piézoélectriques à déformation amplifiée
DE112020002566T5 (de) 2019-06-01 2022-05-12 Apple Inc. Benutzerschnittstellen zur zyklusverfolgung
TWI817583B (zh) * 2022-06-27 2023-10-01 佳世達科技股份有限公司 超聲波換能器模組

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1750380A (zh) * 2004-09-16 2006-03-22 株式会社东芝 压电致动器和微机电器件
US20060207340A1 (en) * 2003-09-11 2006-09-21 New Transducers Limited Transducer
US20090051251A1 (en) * 2007-08-24 2009-02-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Piezoelectric driven mems apparatus and portable terminal
WO2009153757A1 (en) * 2008-06-19 2009-12-23 Nxp B.V. Piezoelectric bimorph switch

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6321518A (ja) * 1986-07-15 1988-01-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 振動センサ
JPH0252255A (ja) * 1988-08-16 1990-02-21 Ricoh Co Ltd 振動測定装置
JPH0744848B2 (ja) * 1990-06-19 1995-05-15 松下電器産業株式会社 角度調節装置
JP3030574B2 (ja) * 1990-08-16 2000-04-10 キヤノン株式会社 微小変位型情報検知探針素子及びこれを用いた走査型トンネル顕微鏡、原子間力顕微鏡、情報処理装置
JP3939048B2 (ja) * 1999-05-17 2007-06-27 セイコーインスツル株式会社 圧電アクチュエータ
SG88807A1 (en) * 1999-12-17 2002-05-21 Matsushita Electric Works Ltd Infrared ray receiving element and infrared ray sensor using the same
US6629462B2 (en) * 2000-07-24 2003-10-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Acceleration sensor, an acceleration detection apparatus, and a positioning device
JP4732876B2 (ja) * 2005-11-30 2011-07-27 株式会社日立製作所 アクチュエータ、アクチュエータモジュールおよびアクチュエータモジュール製造方法
US7948153B1 (en) * 2008-05-14 2011-05-24 Sandia Corporation Piezoelectric energy harvester having planform-tapered interdigitated beams
JP5191939B2 (ja) * 2009-03-31 2013-05-08 スタンレー電気株式会社 光偏向器用アクチュエータ装置
JP2010273408A (ja) * 2009-05-19 2010-12-02 Emprie Technology Development LLC 電力装置、電力発生方法、電力装置の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060207340A1 (en) * 2003-09-11 2006-09-21 New Transducers Limited Transducer
CN1750380A (zh) * 2004-09-16 2006-03-22 株式会社东芝 压电致动器和微机电器件
US20090051251A1 (en) * 2007-08-24 2009-02-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Piezoelectric driven mems apparatus and portable terminal
WO2009153757A1 (en) * 2008-06-19 2009-12-23 Nxp B.V. Piezoelectric bimorph switch

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110692259A (zh) * 2017-12-13 2020-01-14 谷歌有限责任公司 包括模式化电极的分布式模式扬声器致动器
US11032643B2 (en) 2017-12-13 2021-06-08 Google Llc Distributed mode loudspeaker actuator including patterned electrodes
CN110692259B (zh) * 2017-12-13 2022-03-01 谷歌有限责任公司 包括模式化电极的分布式模式扬声器致动器
CN109580780A (zh) * 2018-12-14 2019-04-05 天津工业大学 手持式敲击检测仪及检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013066137A (ja) 2013-04-11
US20130069483A1 (en) 2013-03-21
EP2571071A3 (en) 2015-01-21
TW201314979A (zh) 2013-04-01
KR20130030704A (ko) 2013-03-27
EP2571071A2 (en) 2013-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103000801A (zh) 换能器与能量转换模块
EP2555267A1 (en) Transducer module
US9662680B2 (en) Ultrasonic transducer
JP2019530111A (ja) 触覚フィードバックを発生するためのデバイス
JP4069160B2 (ja) 超音波アクチュエータ
CN106198724B (zh) 一种多稳态超声检测传感器
JP4069161B2 (ja) 圧電素子及び超音波アクチュエータ
KR20120105785A (ko) 압전 소자
JP5549164B2 (ja) 圧電発電機
KR20190039203A (ko) 압전 액츄에이터, 수중 음향 트랜스듀서 및 수중 음향 트랜스듀서의 제조 방법
CN102946579B (zh) 振动材料、虚拟触觉生成器、触控模组及振膜
JP5969863B2 (ja) 圧電素子、音響発生器、音響発生装置及び電子機器
CN102833657A (zh) 能量转换模块
EP2555175A1 (en) Transducer module
KR101544834B1 (ko) 압전진동발생기
CN103444207B (zh) 振荡器和电子设备
US20130101145A1 (en) Transducer module
KR101010738B1 (ko) 압전 스피커
JP2007312600A (ja) 圧電素子及び超音波アクチュエータ
RU2636255C2 (ru) Пьезоактюатор изгибного типа
US20120321824A1 (en) Transducer module
KR101568773B1 (ko) 압전진동발생기
CN102932717A (zh) 能量转换模块
CN102931868A (zh) 能量转换模块

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130327