CN108353233A - 声音输出装置 - Google Patents

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CN108353233A CN201680064935.3A CN201680064935A CN108353233A CN 108353233 A CN108353233 A CN 108353233A CN 201680064935 A CN201680064935 A CN 201680064935A CN 108353233 A CN108353233 A CN 108353233A
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朴相勳
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Abstract

本发明提供一种声音输出装置。所述声音输出装置包括：第一声音输出部；第二声音输出部，被安置成接触所述第一声音输出部的至少一部分；以及壳体，用以容置所述第一声音输出部及所述第二声音输出部。

Description

声音输出装置
技术领域
本发明涉及一种声音输出装置，且更具体而言，涉及一种能够改良包括低音调声带及高音调声带的可听频带的输出特性的声音输出装置。
背景技术
通常，压电组件代表具有在机械能与电能之间相互转换的特性的组件。亦即，在压电组件中，当施加压力时会产生电压(压电效应)，且当施加电压时会由于内部压力的改变而使得体积或长度增大或减小(逆压电效应)。压电组件由压电层及安置于压电层的顶表面上的电极构成，以根据经由所述电极施加于所述压电层的电压来改变压力。
可通过使用上述压电组件来制造例如压电扬声器及振动组件等各种组件。在上述各种组件中，压电扬声器是通过经由膜片对压电板的机械移动进行声学转换来产生具有所期望频带的声音的组件。相较于现有技术中的动态扬声器，压电扬声器的厚度薄、重量轻、且功率消耗低。因此，压电扬声器可用于例如微型化的、薄的、及重量轻的智能电话等电子组件中。然而，在压电扬声器中，由于高音调声音强且低音调声音弱，因此很难进行长时间的收听。
通常，动态扬声器广泛用于播放音乐。动态扬声器利用以下原理：当语音信号电流流过设置于磁体的磁场中的音圈时，会根据电流强度而对音圈施加机械力以产生移动。动态扬声器适用于实现低音调声音，但相对地不适用于实现高音调声音。因此，动态扬声器无法提供高质量声音。
(现有技术文献)
韩国专利公开案第2014-0083860号
韩国专利登记第10-1212705号
发明内容
技术问题
本发明提供一种声音输出装置，所述声音输出装置具有压电扬声器及动态扬声器的全部优点。
本发明提供一种声音输出装置，以同时改良低音调声音特性及高音调声音特性。
技术解决方案
根据示例性实施例，一种声音输出装置包括：第一声音输出部；第二声音输出部，被安置成接触所述第一声音输出部的至少一部分；以及壳体，用以容置所述第一声音输出部及所述第二声音输出部。
所述第一声音输出部可包括音圈及振动构件，且所述第二声音输出部包括压电板。
在所述振动构件的一个区域中可界定有开口，且膜片及所述压电板可设置于所述开口上。
所述压电板可安置于所述振动构件的一个区域上。
所述壳体可包括下部壳体及上部壳体，且所述振动构件的边缘可固持于所述下部壳体与所述上部壳体之间。
所述第二声音输出部可安置于所述上部壳体的一侧。
所述声音输出装置更包括界定于所述上部壳体中的孔，以发出自所述第一声音输出部及所述第二声音输出部产生的声音。
所述壳体所具有的大小可足以被插入使用者的耳朵内以及自所述第二声音输出部插入所述耳朵内。
有利效果
在根据示例性实施例的声音输出装置中，压电扬声器设置于动态扬声器的振动构件上。因此，示例性实施例可通过将在低音调声音中具有优异特性的动态扬声器与在高音调声音中具有优异特性的压电扬声器组合成单个单元来改良在可听频带中的声音特性。此外，根据实施例的声音输出装置可被实现为扬声器及耳机。
附图说明
图1是根据示例性实施例的声音输出装置的分解透视图。
图2是根据示例性实施例的声音输出装置的组合剖视图。
图3是根据另一示例性实施例的声音输出装置的分解透视图。
图4是根据另一示例性实施例的声音输出装置的组合剖视图。
具体实施方式
以下，将参照附图来详细阐述具体实施例。然而，本发明可被实施为不同形式且不应被解释为仅限于本文中所提出的实施例。相反，提供该些实施例是为了使本揭示内容将透彻及完整，且将向本领域技术人员全面传达本发明的范围。
图1是根据示例性实施例的声音输出装置的分解透视图，且图2是声音输出装置的组合剖视图。
参照图1至图2，根据示例性实施例的声音输出装置可包括：壳体(100)，其中设置有预定空间；第一声音输出部(200)，设置于壳体(100)内；以及第二声音输出部(300)，设置于壳体(100)内且接触第一声音输出部(200)的至少一部分。此处，第一声音输出部(200)可包括音圈(230)及根据音圈(230)中的电流改变而振动的振动构件(240)。此外，第一声音输出部(200)可包括通过使用上述振动来使振动构件(，240)振动以输出声音的动态扬声器。此外，第二声音输出部(300)包括压电板(310)及膜片(320)。亦即，第二声音输出部(300)可包括通过膜片(320)对压电板(310)的机械移动进行声学转换的压电扬声器。
壳体(100)中具有预定空间且容置第一声音输出部(200)及第二声音输出部(300)。壳体(100)包括下部壳体(110)及上部壳体(120)，且下部壳体(110)耦合至上部壳体(120)以在其中界定所述预定空间。下部壳体(110)可包括具有近似圆形形状及预定高度的第一区(111)以及界定于第一区(111)上方的第二区(112)，第二区(112)为近似圆形形状且具有预定高度。然而，除圆形形状外，第一区(111)及第二区(112)亦可被设置为例如正方形形状及类似形状等多边形形状。此处，第二区(112)可具有较第一区(111)的高度大的高度。此外，第二区(112)可具有较第一区(111)的宽度大的宽度。作为另外一种选择，第二区(112)可具有小于或等于第一区(111)的高度的高度。第一区(111)可包括具有近似圆形形状的第一水平部分(111a)及第一垂直部分(111b)，第一垂直部分(111b)形成于自第一水平部分(111a)的边缘向上的预定高度处以在其中界定预定空间。第二区(112)可包括相对于第一垂直部分(111b)的上部边缘在水平方向上具有预定宽度的第二水平部分(112a)及相对于第二水平部分(112a)的边缘向上具有预定高度的第二垂直部分(112b)以在其中提供预定空间。因此，第二区(112)可具有较第一区(111)内部空间大的内部空间。此外，第二区(112)可更包括延伸部分(112c)，延伸部分(112c)通过自第二垂直部分(112b)的上部边缘向外延伸预定宽度且接着自此向上界定而形成。
上部壳体(120)可具有面对下部壳体(110)的内部空间的凹陷区。亦即，上部壳体(120)可包括具有近似圆形板形状的第三水平部分(121)以及自第三水平部分(121)的边缘在向下的方向上(即，在下部壳体(110)的方向上)延伸的第三垂直部分(122)。此处，上部壳体(120)的第三垂直部分(122)插入第二区(112)的延伸部分(112c)内，且因此上部壳体(120)可耦合至下部壳体(110)。此外，多个孔(123)界定于上部壳体(120)的第三水平部分(121)中。孔(123)被设置用于将在第一声音输出部(200)及第二声音输出部(300)中产生的声音自壳体(100)的内部发出至外部。孔(123)可被界定为具有相同直径且处于相同距离的多个孔。作为另外一种选择，至少一个孔可被界定为具有不同于其他孔的直径与距离。举例而言，界定于上部壳体(120)的中央部分中的一个孔(123)具有第一直径。另一方面，界定于所述一个孔周围的多个孔(123)中的每一者可具有较所述第一直径小的第二直径。此外，所述多个孔(123)可具有自所述中央部分向外逐渐减小的直径。孔(123)可被界定为具有与第一声音输出部(200)的顶表面面积(即，振动构件(240)的面积)的5％至90％对应的总面积。作为另外一种选择，孔(123)可被界定为具有与第一声音输出部(200)的顶表面面积的10％至60％对应的总面积。此外，孔(123)亦可被界定为具有与第一声音输出部(200)的顶表面面积的15％至30％对应的总面积。
第一声音输出部(200)可包括：磁体(210)；板(220)，设置于磁体(210)上；音圈(230)，设置成围绕板(220)及围绕磁体(210)的至少一部分；以及振动构件(240)，设置于板(220)上方且具有固定至壳体(110)的边缘，音圈(230)固定至所述边缘。此处，磁体(210)及板(220)可容置于下部壳体(110)的第一区(111)内侧，且音圈(230)可容置于下部壳体(110)的第二区(112)内侧。此外，振动构件(240)可设置于第二区(112)上方以覆盖下部壳体(110)的第二区(112)。此处，下部壳体(110)将由磁体(210)产生的磁场感应至板(220)，从而使得音圈(230)最大程度地受到由磁体(210)产生的磁力的影响。
磁体(210)固定至下部壳体(110)的第一区(111)的内侧的底部。亦即，磁体(210)固定至第一水平部分(111a)的顶表面。磁体(210)可具有与下部壳体(110)的第一区(111)的内部形状对应的形状。举例而言，当第一区(111a)的内侧被设置为近似圆柱形形状时，磁体(210)可具有近似圆柱形形状。此处，磁体(210)可具有小于或等于第一区(111)的高度的高度。此外，磁体(210)可具有较第一区(111)的直径小的直径。因此，磁体(210)可在下部壳体(110)的第一区(111)中自第一区(111)的内壁间隔开预定距离。
板(220)可安置于磁体(210)上。此处，板(220)可具有与磁体(210)的平面相同的形状。亦即，板(220)可被设置为具有预定厚度的圆形板形状。此处，板(220)可具有小于下部壳体(110)的第一区(111)的内径且大于或等于磁体(210)的直径的直径。因此，板(220)可具有自第一区(111)的内表面间隔开预定距离的外表面。此外，磁体(210)及设置于磁体(210)上的板(220)的总高度可等于第一区(111)的高度。亦即，板(220)与第一区(111)的顶表面可互相齐平。板(220)使得由磁体(210)产生的磁力线被音圈(230)收集。
音圈(230)可自振动构件(240)的底表面安置于下部壳体(110)的第一区(111)与磁体(210)之间。举例而言，音圈(230)具有与振动构件(240)的底表面接触的一端及延伸至第一区(111)的内侧的另一端。亦即，音圈(230)可安置于板(220)及磁体(210)与第一区(111)之间以围绕板(220)及安置于板(220)下方的磁体(210)的一部分。此外，音圈(230)的上部部分接触振动构件(240)的底表面。音圈(230)通过输入连续改变的电信号来产生不断改变的磁场，且因此音圈(230)通过因与磁体(210)产生的磁场的干涉而引起的交互作用发生振动。
振动构件(240)具有固定于下部壳体(110)与上部壳体(120)之间的边缘且被设置为覆盖下部壳体(120)。此处，开口(241)被界定为使振动构件(240)的中央区域开口，且振动构件(240)自开口(241)以预定角度向上延伸，从而使得振动构件(240)的边缘固持于下部壳体(110)与上部壳体(120)之间。举例而言，振动构件(240)可具有面对板(220)的开口区且自开口区的边缘延伸至下部壳体(110)的第二区(112)的延伸部分(112c)。此外，第二声音输出部(300)可被设置于振动构件(240)的开口(241)上。振动构件(240)可由聚合物系材料或纸浆系材料形成。
第一声音输出部(200)构成闭合回路，其中自磁体(210)产生的磁场经由设置于磁体(210)上的板(220)移动至安置于第一声音输出部(200)下方的下部壳体(110)的第一区(111)，且接着再一次移动至磁体(210)。当施加电流至音圈(230)以磁化音圈(230)时，移动至板(220)与界定于板(220)下方的第一区(111)之间的空间的磁场根据音圈(230)的磁极性对音圈(230)进行拉动或推动。亦即，当音圈(230)的磁极性与界定于板(220)下方的第一区(111)的磁极性相同时，音圈(230)被音圈(230)与第一区(111)之间的排斥力推出以使得音圈(230)向前移动。作为另外一种选择，当板(220)的磁极性不同于界定于板(220)下方的第一区(111)的磁极性时，音圈(230)会被板(220)与第一区(111)之间的吸引力向后拉动。当音圈(230)如以上所述移动时，音圈(230)所固定至的振动构件(240)前后移动以使空气振动，从而产生声音。
第二声音输出部(300)可包括压电板(310)及膜片(320)。此处，膜片(320)具有与振动构件(240)接触的边缘并安置于开口(241)上，且压电板(310)安置于膜片(320)的顶表面上。因此，膜片(320)自板(220)间隔开预定距离以面对板(220)。压电板(310)可具有例如具有预定厚度的圆形板形状。作为另外一种选择，除圆形形状外，压电板(310)亦可具有各种形状，例如正方形形状、矩形形状、卵圆形形状及多边形形状。压电板(310)可包括基板及安置于基板的至少一个表面上的压电层。举例而言，压电板(310)可被设置为其中压电层安置于基板的两个表面上的双压电芯片(bimorph)型压电组件或其中压电层安置于基板的一个表面上的单压电芯片(unimorph)型压电组件。可层压至少一个层来形成压电层。举例而言，可将多个层彼此层压来形成压电层。此外，可在压电层的顶表面及底表面的每一者上形成电极。亦即，所述多个压电层及所述多个电极交替地彼此层压来达成压电板(310)。此处，压电层可由例如PZT(铅、锆、钛)压电材料、NKN(钠、钾、铌)压电材料、BNT(铋、钠、钛)压电材料或聚合物系压电材料形成。此外，压电层可在不同于彼此的方向上极化或在相同的方向上极化且接着彼此层压。亦即，当所述多个压电层形成于基板的一个表面上时，压电层的极化可在彼此相反的方向上或在相同的方向上交替地形成。此外，基板可由例如金属或塑料等具有其中在维持对压电层进行层压的结构的同时会产生振动的性质的材料形成。然而，压电板(310)可不使用压电层及基板。举例而言，未极化的压电层可设置于压电板(310)的中央部分处，且在不同于彼此的方向上极化的多个压电层可层压于上述压电层的上方及下方以形成压电板(310)。此外，驱动信号被施加至的电极图案(图中未示出)形成于压电板(310)的表面的上部部分上。可将电极图案中的至少两个或更多个电极图案形成为彼此间隔开并连接至连接端子(图中未示出)，以使得经由连接端子自电子组件(例如，辅助行动组件)输入声音信号。
膜片(320)可被设置为其大小大于压电板(310)的大小的近似圆形板形状。压电板(310)通过黏着剂而被黏结至振动板(320)的顶表面。振动板(320)可由聚合物系材料或纸浆系材料形成。举例而言，膜片(320)可由树脂膜形成。亦即，膜片(320)可由具有大的损耗系数且杨氏模量(Young′s modulus)为1百万帕斯卡至10百万帕斯卡的材料(例如乙烯丙烯橡胶系(ethylene propylene rubber-based)材料及苯乙烯丁二烯橡胶系(styrenebutadiene rubber-based)材料)形成。此外，膜片(320)可具有与振动构件(240)接触的下部边缘。亦即，振动板(320)可安置于振动构件(240)的开口上以面对板(220)。可根据预定信号来驱动第二声音输出部(300)以输出在高音调声音中具有优异特性的声音。
此外，根据示例性实施例的声音输出装置可以如下方式制造：磁体(210)及板(220)设置于下部壳体(110)的第一区(111)的内侧；在下方设置有音圈(230)且在上方设置有膜片(320)及压电板(310)的振动构件(240)被安置成使得音圈(230)围绕板(220)及围绕磁体(210)的一部分且振动构件(240)的边缘安放于第二区的延伸部分(112c)上，且接着第三垂直部分(122)插入至延伸部分(112c)内。作为另外一种选择，可在将振动构件(240)提前安放于延伸部分(112c)上之后将膜片(310)及压电板(330)黏着至振动构件(240)的开口(241)。
此外，根据示例性实施例的声音输出装置可被制造成扬声器(例如汽车用扬声器及家用扬声器)或耳机(例如由放大器、耳塞及中空型管嘴构成的管道型耳机(canal-typeearphone))。当声音输出装置被制造成耳机时，壳体(100)可被制造成具有能够被插入耳朵内的近似大小。此处，壳体(100)可自上部壳体(120)插入至耳朵内。
如上所述，根据示例性实施例的声音输出装置包括位于第一声音输出部(200)的振动构件(240)的开口上的第二声音输出部(300)的膜片(320)及压电板(310)。此外，可对第一声音输出部(200)的音圈(230)与第二声音输出部(300)的压电板(310)施加相同的电信号。由于电信号施加至压电板(310)，因此在振动构件(240)中会产生适用于低音调声音频带的声音，且经过膜片(320)产生适用于高音调声音频带的声音。举例而言，在频率范围最高达近似7千赫的低音调声音中具有优异特性的第一声音输出部(100)(即，动态扬声器)及在频率为8千赫或以上的高音调声音中具有优异特性的第二声音输出部(200)(即，压电扬声器)可安置于壳体(300)内以改良在包括低音调声音频带及高音调声音频带的可听频带中的声音特性。亦即，根据示例性实施例的声音输出装置在范围最高达近似1.5千赫的频率中具有与动态扬声器几乎相同的声音特性，且在近似1.5千赫或以上的频率中具有优于压电扬声器的声音特性。
图3是根据另一示例性实施例的声音输出装置的分解透视图，且图4是所述声音输出装置的组合剖视图。
参照图3至图4，根据另一示例性实施例的声音输出装置可包括：壳体(100)，其中设置有预定空间；第一声音输出部(200)，设置于壳体(100)内；以及第二声音输出部(300)，在第一声音输出部(200)上方设置于壳体(100)中。此处，壳体(100)可包括下部壳体(110)及上部壳体(120)，且第一声音输出部(200)可包括包含磁体(210)、板(220)、音圈(230)及振动构件(240)的动态扬声器。此外，第二声音输出部(300)可包括包含设置于振动构件(240)上的压电板(310)的压电扬声器。在另一示例性实施例中，未在第一声音输出部(200)的振动构件(240)中界定开口。振动构件(240)可被划分成第一区域及第二区域。亦即，第一区域可具有近似圆形板形状且可界定于振动构件(240)的中央部分中，振动构件(240)自板(220)间隔开预定距离以面对板(220)，且第二区域被界定成自第一区域的边缘向上延伸。此处，在另一示例性实施例中，压电板(310)可安置于振动构件(240)的预定区域上，例如安置于其中央部分的第一区域中。因此，压电板(310)及振动构件(240)与压电板(310)接触的一个区域(即，第一区域)可起到膜片的作用以充当第二声音输出部(300)。此外，未与压电板(310)接触的第二区域可用作第一声音输出部(200)的膜片。亦即，振动构件(240)可同时用作第一声音输出部(200)及第二声音输出部(300)。
如上所述，已参照以上实施例对本发明的技术理念进行了具体阐述，但应注意，上述实施例仅用于说明而并非用于限制本发明。此外，本领域技术人员将理解，在本发明的技术理念范围内可作出各种实施例。

Claims (8)

1.一种声音输出装置，包括：
第一声音输出部；
第二声音输出部，被安置成接触所述第一声音输出部的至少一部分；以及
壳体，用以容置所述第一声音输出部及所述第二声音输出部。
2.根据权利要求1所述的声音输出装置，其中所述第一声音输出部包括音圈及振动构件，且所述第二声音输出部包括压电板。
3.根据权利要求2所述的声音输出装置，其中在所述振动构件的一个区域中界定有开口，且膜片及所述压电板设置于所述开口上。
4.根据权利要求2所述的声音输出装置，其中所述压电板安置于所述振动构件的一个区域上。
5.根据权利要求2所述的声音输出装置，其中所述壳体包括下部壳体及上部壳体，且所述振动构件的边缘固持于所述下部壳体与所述上部壳体之间。
6.根据权利要求5所述的声音输出装置，其中所述第二声音输出部安置于所述上部壳体的一侧。
7.根据权利要求6所述的声音输出装置，还包括界定于所述上部壳体中的孔，以发出自所述第一声音输出部及所述第二声音输出部产生的声音。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的声音输出装置，其中所述壳体所具有的大小足以被插入使用者的耳朵内以及自所述第二声音输出部插入所述耳朵内。
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