CN105072549A - 骨传导装置及包含该装置的手机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种骨传导装置及包含该装置的手机，其中骨传导装置包括传振层以及设置在传振层上的压电薄膜层，其中，压电薄膜层用于在逆压电效应下使传振层产生振动效应，压电薄膜层与控制器内的音频电信号放大电路电连接，音频电信号放大电路与音频信号源电连接。通过在传振层上设置压电薄膜层，根据骨传导原理，利用压电材料的逆压电效应，将音频信号源的音频电信号转换为传振层的振动信号，使用者在接触传振层的时候，可以将振动信号传输到大脑听觉神经，进行破译后产生听觉；由于压电薄膜层采用的是薄膜结构，可以减小骨传导装置的体积，节省骨传导装置的安装空间；另外采用骨传导装置传播声音，可以避免在传振层上开设出音孔，保证外观美观。

Description

骨传导装置及包含该装置的手机

技术领域

本发明涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种骨传导装置及包含该装置的手机。

背景技术

目前市面上的手机所使用的受话器大多为气导式受话器，气导式受话器结构复杂，占用结构空间较大，而且为了配合气导式受话器的声音输出顺畅，手机的屏幕上还必须开设出音孔，否则声音将无法传递出来。另外，如果在比较嘈杂的环境内使用手机，气导式受话器还会受到外界干扰，给使用者带来很大的不便。

因此，亟需设计一种结构简单、受话器占用结构空间小、声音传递效果好的手机。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种骨传导装置，其结构简单、占用结构面积小，无需在支撑的传振层上开设出音孔。

本发明的另一个目的在于提供一种手机，其采用骨传导装置作为受话器，节省了PCB布局空间，且屏幕也不需要单独开设出音孔，外形上更加美观。

本发明的又一个目的在于提供一种手机，可以使手机在嘈杂环境内接听电话不受影响。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种骨传导装置，其包括传振层以及设置在传振层上的压电薄膜层，其中，所述压电薄膜层用于在逆压电效应下使所述传振层产生振动效应，所述压电薄膜层与控制器内的音频电信号放大电路电连接，所述音频电信号放大电路与音频信号源电连接。

还提供一种手机，包括屏幕，在所述屏幕内设置如上所述骨传导装置，其中，所述骨传导装置的压电薄膜层与控制器内的音频电信号放大电路电连接，所述音频电信号放大电路与音频信号源电连接。

本发明的有益效果为：本发明的骨传导装置通过在传振层上设置压电薄膜层，根据骨传导原理，利用压电材料的逆压电效应，将音频信号源的音频电信号转换为传振层的振动信号，使用者在接触传振层的时候，可以将振动信号传输到大脑听觉神经，进行破译后产生听觉；由于压电薄膜层采用的是薄膜结构，可以减小骨传导装置的体积，节省骨传导装置的安装空间；另外采用骨传导装置传播声音，可以避免在传振层上开设出音孔，保证外观美观。而本发明的手机通过将骨传导装置设置在屏幕内，使骨传导装置成为手机的受话器，可以节省PCB的布局空间，在手机的屏幕上也不需要开设出音孔，使手机的外观更加美观，另外，此类受话器可以使手机在嘈杂环境内接听电话不受影响，提高用户体验。

附图说明

图1为本发明一实施例所述的骨传导装置的结构剖视示意图。

图2为本发明一实施例所述的骨传导装置的立体结构示意图。

图3为本发明另一实施例所述的骨传导装置的立体结构示意图。

图4为本发明一实施例所述的手机的屏幕的结构剖视示意图。

图5为本发明另一实施例所述的手机的屏幕的结构剖视示意图。

图6为本发明另一实施例所述的手机的屏幕的结构剖视示意图。

图7为本发明另一实施例所述的手机的屏幕的结构剖视示意图。

图8为本发明另一实施例所述的手机的屏幕的结构剖视示意图。

图9为本发明的手机的骨传导的流程示意图。

图1至3中：

1、传振层；2、压电薄膜层。

图4至7中：

110、保护玻璃；120、显示面板；121、第一玻璃基板；122、液晶层；123、第二玻璃基板；130、压电薄膜层；140、触控层。

图8中：

210、保护玻璃；220、压电薄膜层；230、第一偏光片；240、第一玻璃层；250、滤镜；260、触控层；270、显示面板；271、液晶显示玻璃；272、第二偏光片；273、第二玻璃层。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

图1是本发明一实施例所述的移动终端的结构剖视示意图。如图1所示，于本实施例中，骨传导装置包括传振层1以及设置在传振层1上的压电薄膜层2，其中，所述压电薄膜层2用于在逆压电效应下使所述传振层1产生振动效应，所述压电薄膜层2与控制器内的音频电信号放大电路电连接，所述音频电信号放大电路与音频信号源电连接。通过在传振层1上设置压电薄膜层2，根据骨传导原理，利用压电材料的逆压电效应，将音频信号源的音频电信号转换为传振层1的振动信号，使用者在接触传振层1的时候，可以将振动信号传输到大脑听觉神经，进行破译后产生听觉；由于压电薄膜层2采用的是薄膜结构，可以减小骨传导装置的体积，节省骨传导装置的安装空间；另外采用骨传导装置传播声音，可以避免在传振层1上开设出音孔，保证外观美观。

逆压电效应的工作原理如下：当在压电材料的极化方向上施加电场时，这些压电材料在电场力的作用下内部会出现较强的内应力而发生变形，压电材料在交变电场的作用下，其内应力和形变都会发生周期性的变化，从而产生机械振动。当电场消失后，压电材料的变形也会随之消失，这种把电能转换为机械能的现象称之为逆压电效应。

如图1所示，于本实施例中，在所述传振层1上涂抹压电材料以形成所述压电薄膜层2。压电材料可以设置为熔体状态并涂抹在传振层1上，可以减少压电薄膜层2的厚度，进而减小骨传导装置的体积，节省骨传导装置的安装空间。

如图1所示，在本发明的其它实施例中，在所述传振层1上蚀刻压电材料以形成所述压电薄膜层2。蚀刻可以使压电薄膜层2与传振层1之间的结合力更大，保证压电薄膜层2与传振层1的连接可靠性，且还可以减少压电薄膜层2的厚度，进而减小骨传导装置的体积，节省骨传导装置的安装空间。

如图1所示，在本发明的其它实施例中，所述压电薄膜层2粘贴在所述传振层1上。利用额外的粘接材料将压电薄膜层2粘接在传振层1上，可以在保证压电薄膜层2与传振层1之间的结合力的同时降低操作难度，且此安装方式也能减少压电薄膜层2的厚度，进而减小骨传导装置的体积，节省骨传导装置的安装空间。

在本发明的一个实施例中，所述压电薄膜层采用无机压电材料制成；优选的，所述压电薄膜层采用压电晶体或压电陶瓷制成。更加优选的，所述压电薄膜层采用水晶、稼酸锂、锗酸锂、锗酸钛、铁晶体管铌酸锂、钛酸钡、锆钛酸铅、改性锆钛酸铅、偏铌酸铅、铌酸铅钡锂、改性钛酸铅中的任意一种制成。

无机压电材料分为压电晶体和压电陶瓷。压电晶体一般是指压电单晶体；压电陶瓷则泛指压电多晶体。

其中，压电陶瓷是指用必要成份的原料进行混合、成型、高温烧结，由粉粒之间的固相反应和烧结过程而获得的微细晶粒无规则集合而成的多晶体。具有压电性的陶瓷称压电陶瓷，实际上也是铁电陶瓷。在这种陶瓷的晶粒之中存在铁电畴，铁电畴由自发极化方向反向平行的180畴和自发极化方向互相垂直的90畴组成，这些电畴在人工极化(施加强直流电场)条件下，自发极化依外电场方向充分排列并在撤消外电场后保持剩余极化强度，因此具有宏观压电性。如：钛酸钡BT、锆钛酸铅PZT、改性锆钛酸铅、偏铌酸铅、铌酸铅钡锂PBLN、改性钛酸铅PT等。这类材料的研制成功，促进了声换能器，压电传感器的各种压电器件性能的改善和提高。

压电晶体一般指压电单晶体，是指按晶体空间点阵长程有序生长而成的晶体。这种晶体结构无对称中心，因此具有压电性。如水晶(石英晶体)、镓酸锂、锗酸锂、锗酸钛以及铁晶体管铌酸锂、钽酸锂等。

相比较而言，压电陶瓷压电性强、介电常数高、可以加工成任意形状，但机械品质因子较低、电损耗较大、稳定性差，因而适合于大功率换能器和宽带滤波器等应用，但对高频、高稳定应用不理想。石英等压电单晶压电性弱，介电常数很低，受切型限制存在尺寸局限，但稳定性很高，机械品质因子高，多用来作标准频率控制的振子、高选择性(多属高频狭带通)的滤波器以及高频、高温超声换能器等。

在本发明的另一个实施例中，所述压电薄膜层采用有机压电材料制成；优选的，所述压电薄膜层为PVDF压电膜、PZT-PVDF复合压电膜、PVDF与尼龙11共混膜。

PVDF压电膜的压电系数高，具有薄、重量轻、体积小、结构简单、可黏贴于材料的表面的特点，与结构有着良好的相容性，并可在结构中大面积使用。同样的，含有PVDF的聚合物、共和物和复合物也具有较高的压电性。

有机压电材料又称压电聚合物，如聚偏氟乙烯(PVDF)及其它为代表的其他有机压电材料。这类材料及其材质柔韧，低密度，低阻抗和高压电电压常数等优点为世人瞩目，且发展十分迅速，水声超声测量，压力传感，引燃引爆等方面获得应用。不足之处是压电应变常数偏低，使之作为有源发射换能器受到很大的限制。

图2是本发明一实施例所述的骨传导装置的立体结构示意图。如图2所示，所述压电薄膜层2设置在所述传振层1的其中一个表面上，且覆盖此表面的至少三分之一部分。在具体使用的过程中，当压电薄膜层2覆盖传振层1的其中一个表面的至少三分之一的时候，骨传导装置在传播声音的过程中，使用者的耳骨或靠近耳朵的头骨与此区域接触时，即能听到声音。

图3是本发明另一实施例所述的骨传导装置的立体结构示意图。如图3所示，所述压电薄膜层2覆盖所述传振层1中的其中一个表面。在骨传导装置传播声音的过程中，使用者的耳骨或靠近耳朵的头骨与传振层1的任意位置接触时，都能听到声音。

在本发明的其它实施例中，所述压电薄膜层2的厚度为30～130μm。

如图4至9所示，本发明实施例还提供一种手机，包括屏幕，在所述屏幕内设置如上所述骨传导装置100，其中，所述骨传导装置100的压电薄膜层110与控制器内的音频电信号放大电路电连接，所述音频电信号放大电路与音频信号源电连接。通过将骨传导装置100设置在屏幕内，使骨传导装置100成为手机的受话器，可以节省PCB的布局空间，在手机的屏幕上也不需要开设出音孔，使手机的外观更加美观，另外，此类受话器可以使手机在嘈杂环境内接听电话不受影响，提高用户体验。

图4是本发明一实施例所述的手机的屏幕的结构剖视示意图。如图4所示，于本实施例中，所述屏幕包括依次设置的保护玻璃110和显示面板120，所述压电薄膜层130设置在所述保护玻璃110靠近所述显示面板120的一侧，所述压电薄膜层130与所述保护玻璃110构成所述骨传导装置。

图5是本发明一实施例所述的手机的屏幕的结构剖视示意图。如图5所示，于本实施例中，所述屏幕包括依次设置的保护玻璃110、触控层140和显示面板120，所述压电薄膜层130设置在所述保护玻璃110靠近所述触控层140的一侧，所述压电薄膜层130与所述保护玻璃110构成所述骨传导装置。

图6是本发明一实施例所述的手机的屏幕的结构剖视示意图。如图6所示，于本实施例中，所述屏幕包括依次设置的保护玻璃110、触控层140和显示面板120，所述显示面板120包括依次设置的第一玻璃基板121、液晶层122、第二玻璃基板123，所述压电薄膜层130设置在所述第一玻璃基板121靠近所述液晶层122的一侧，所述压电薄膜层130与所述第一玻璃基板121构成所述骨传导装置。

图7是本发明一实施例所述的手机的屏幕的结构剖视示意图。如图7所示，于本实施例中，所述屏幕包括依次设置的保护玻璃110、触控层140和显示面板120，所述显示面板120包括依次设置的第一玻璃基板121、液晶层122、第二玻璃基板123，所述压电薄膜层130设置在所述第一玻璃基板121靠近触控层140的一侧，所述压电薄膜层130与所述第一玻璃基板121构成所述骨传导装置。

图8是本发明一实施例所述的手机的屏幕的结构剖视示意图。如图8所示，于本实施例中，所述屏幕包括依次设置的保护玻璃210、触控层260、显示面板270，其中，保护玻璃210与触控层260之间依次设置第一偏光片230、第一玻璃层240、滤镜250，所述显示面板270包括依次设置在所述触控层260远离滤镜250的一侧的液晶显示玻璃271、第二偏光片272以及第二玻璃层273。

在本实施例中，压电薄膜层220设置在保护玻璃210靠近第一偏光片230的一侧，压电薄膜层220与保护玻璃210构成骨传导装置。

在本发明的其它实施例中，压电薄膜层220还可以设置在第一玻璃层240靠近第一偏光片230的一侧或设置在第一玻璃层240靠近滤镜250的一侧，压电薄膜层220与第一玻璃层240构成骨传导装置。

在本发明的其它实施例中，压电薄膜层220还可以设置在第二玻璃层271靠近第二偏光片272的一侧，压电薄膜层220与第二玻璃层271构成骨传导装置。

图9是本发明实施例所述的手机的骨传导的流程示意图。如图9所示，手机的控制器接收到音频信号源传递过来的音频信号后，通过音频电信号放大电路将此音频信号放大处理，并将放大处理后的音频电信号传递给压电薄膜层，利用压电薄膜层的逆压电效应使手机的屏幕内的传振层产生振动，进而带动手机屏幕振动，使用者的颅骨等贴紧手机的屏幕，振动通过颅骨带动耳蜗壁振动，在使用者的耳内产生听觉。

本发明的“第一”、“第二”等等，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种骨传导装置，其特征在于，包括传振层以及设置在传振层上的压电薄膜层，其中，所述压电薄膜层用于在逆压电效应下使所述传振层产生振动效应，所述压电薄膜层与控制器内的音频电信号放大电路电连接，所述音频电信号放大电路与音频信号源电连接。

2.根据权利要求1所述的骨传导装置，其特征在于，在所述传振层上涂抹压电材料以形成所述压电薄膜层；或，

在所述传振层上蚀刻压电材料以形成所述压电薄膜层；或，

所述压电薄膜层粘贴在所述传振层上。

3.根据权利要求1所述的骨传导装置，其特征在于，所述压电薄膜层采用无机压电材料制成；

优选的，所述压电薄膜层采用压电晶体或压电陶瓷制成。

4.根据权利要求1所述的骨传导装置，其特征在于，所述压电薄膜层采用有机压电材料制成；

优选的，所述压电薄膜层为PVDF压电膜、PZT-PVDF复合压电膜、PVDF与尼龙11共混膜。

5.根据权利要求1至4任一项所述的骨传导装置，其特征在于，所述压电薄膜层覆盖所述传振层中的其中一个表面；或，所述压电薄膜层设置在所述传振层的其中一个表面上，且覆盖此表面的至少三分之一部分。

6.根据权利要求1至4任一项所述的骨传导装置，其特征在于，所述压电薄膜层的厚度为30～130μm。

7.一种手机，其特征在于，包括屏幕，在所述屏幕内设置如权利要求1至5任一项所述骨传导装置，其中，所述骨传导装置的压电薄膜层与控制器内的音频电信号放大电路电连接，所述音频电信号放大电路与音频信号源电连接。

8.根据权利要求7所述的手机，其特征在于，所述屏幕包括依次设置的保护玻璃和显示面板，所述压电薄膜层设置在所述保护玻璃靠近所述显示面板的一侧，所述压电薄膜层与所述保护玻璃构成所述骨传导装置。

9.根据权利要求7所述的手机，其特征在于，所述屏幕包括依次设置的保护玻璃、触控层和显示面板，所述压电薄膜层设置在所述保护玻璃靠近所述触控层的一侧，所述压电薄膜层与所述保护玻璃构成所述骨传导装置。

10.根据权利要求7所述的手机，其特征在于，所述屏幕包括依次设置的保护玻璃、触控层和显示面板，所述显示面板包括依次设置的第一玻璃基板、液晶层、第二玻璃基板，所述压电薄膜层设置在所述第一玻璃基板靠近触控层的一侧，或，所述压电薄膜层设置在所述第一玻璃基板靠近所述液晶层的一侧，所述压电薄膜层与所述第一玻璃基板构成所述骨传导装置。