CN109348386B - 驱动装置和电子组件 - Google Patents

Abstract

公开了一种驱动装置和电子组件，所述驱动装置包括底座、悬臂机构和压电换能器。悬臂机构包括至少一个与底座之间具有间隙的悬臂，压电换能器设置于所述间隙内，压电换能器的两端分别与悬臂和底座连接。压电换能器可以将电能和机械能进行相互转换并通过悬臂将机械能传输至悬臂的末端以增大压电换能器的振动振幅。本发明实施例结构简单，可以替换多媒体设备上设置的传统扬声器或受话器，增大振动振幅，提升扬声器的灵敏度和音质。

Description

驱动装置和电子组件

技术领域

本发明涉及多媒体电子器件领域，具体涉及一种驱动装置和电子组件。

背景技术

随着移动互联网的不断发展，智能移动设备已经成为生活中必不可少的物品。而智能移动设备的通讯等语音功能是必备条件之一，因此智能移动设备中的扬声器至关重要。目前压电式扬声器都是将压电换能器作为驱动器与屏幕直接连接，驱动屏幕进行振动发声。由于压电换能器在驱动屏幕进行发声时，只是对压电换能器附近的屏幕进行驱动，使得屏幕振动时的振幅有限，声学性能可调范围较窄。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种驱动装置和电子组件，可以通过压电换能器将电能和机械能进行相互转换并通过悬臂进行传输增大压电换能器的振动振幅。

本发明实施例的第一方面，提供了一种驱动装置，包括：

底座；

悬臂机构，与所述底座固定连接，所述悬臂机构包括至少一个与所述底座之间具有间隙的悬臂；

至少一个压电换能器，设置于所述间隙内，两端分别与所述悬臂和所述底座连接，用于带动所述悬臂振动。

优选地，所述悬臂机构还包括：

固定部件，与所述底座固定连接；

连接部件，连接在所述固定部件和悬臂之间以形成所述间隙。

优选地，所述悬臂机构包括两个悬臂，所述两个悬臂基本对称地设置在所述固定部件的两侧。

优选地，所述固定部件设置有榫槽，所述底座设置有与所述榫槽相匹配连接的榫头。

优选地，所述悬臂的端部设置有凸块。

优选地，所述压电换能器设置在所述悬臂的两个端部之间。

本发明实施例的第二方面，提供了一种电子组件，包括：

至少一个面振动组件，具有能振动的面；

多个如第一方面所述的驱动装置，所述驱动装置与所述面振动组件连接，所述驱动装置被配置为将电能和机械能进行相互转换；

柔性电路板，与所述驱动装置电连接。

优选地，所述面振动组件为显示屏组件或与所述显示屏组件相对设置的后壳。

优选地，所述电子组件还包括：

固定组件，设置于所述面振动组件之间，用于固定所述驱动装置。

优选地，所述驱动装置设置于所述固定组件的侧边中心、靠近固定组件侧边的顶角和所述固定组件的中间位置中的至少一种。

优选地，至少部分压电换能器被配置为受控振动以驱动所述面振动组件振动。

优选地，至少部分压电换能器被配置为将施加于所述面振动组件的外力转换为电反馈信号。

本发明实施例公开了一种驱动装置和电子组件，所述驱动装置包括底座、悬臂机构和压电换能器。悬臂机构包括至少一个与底座之间具有间隙的悬臂，压电换能器设置于所述间隙内，压电换能器的两端分别与悬臂和底座连接。压电换能器可以将电能和机械能进行相互转换并通过悬臂将机械能传输至悬臂的末端以增大压电换能器的振动振幅。本发明实施例结构简单，可以替换多媒体设备上设置的传统扬声器或受话器，增大振动振幅，提升扬声器的灵敏度和音质。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明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是本发明第一实施例的驱动装置的结构示意图；

图2是本发明第一实施例的驱动装置的原理示意图；

图3是本发明第一实施例的驱动装置的结构示意图；

图4是本发明第二实施例的电子组件的结构示意图；

图5是本发明第二实施例的电子组件的爆炸示意图；

图6是本发明第二实施例的显示屏组件的结构示意图；

图7是本发明第三实施例的电子组件的结构示意图；

图8是本发明第三实施例的电子组件的局部剖视图；

图9是本发明第四实施例的电子组件的结构示意图。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，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发明。为了避免混淆本发明的实质，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，否则整个说明书和权利要求书中的“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。

在本发明的描述中，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，在本发明的描述中，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发明中的具体含义。

实施例一：

图1为本实施例的驱动装置的结构示意图。在本实施例中，所述驱动装置4包括底座41、悬臂机构42和压电换能器43。所述悬臂机构42包括悬臂421、固定部件422和连接部件424。悬臂421和固定部件422通过连接部件424连接，如图1所示。固定部件422与底座41的一端固定连接，使得悬臂421与底座41之间形成间隙。压电换能器43设置于所述间隙内，压电换能器43的两端分别与所述悬臂421和底座41连接，用于带动悬臂421振动。优选地，所述压电换能器43可以设置在所述悬臂421的两个端部之间，具体位置可以根据需要进行调节。所述压电换能器43还设置有电极。当压电换能器43接收到电信号时，将电能转换为机械能进行振动，并将机械能传递到悬臂421的端部进行振动，由此增大压电换能器43振动的振幅。其中，所述固定部件422与底座41固定连接，其固定连接方式可以为螺栓连接、焊接或粘接。优选地，所述固定部件422通过螺栓与底座41进行连接，可以方便及时的更换损坏的压电换能器43。

在本实施例中，所述悬臂421的端部设置有凸块421a，凸块421a用于与面振动组件连接。当压电换能器43将机械能传输至悬臂421的端部时，可以驱动与其连接的面振动组件振动。在本实施例中，悬臂421与连接部件424连接的一端可以设定为固定不动的端点a，底座41设定为固定不动的边。根据三角形原理，当压电换能器43伸缩时，悬臂421的端部即凸块421a处的伸缩范围b大于压电换能器43自身的伸缩范围c，如图2所示。在本实施例中，由于悬臂421可以跟随压电换能器43伸缩移动，所以本实施例中的悬臂421的材料应当具有一定的弹性。

在另一可选实现方式中，悬臂机构42包括两个悬臂421、423。悬臂421、423基本对称地设置在固定部件422的两侧，如图3所示。固定部件422与底座41的中间部位固定连接，使得悬臂421、423分别与底座41的两侧之间形成间隙。优选地，所述固定部件422设置有榫槽422a，所述底座41设置有与所述榫槽422a相匹配连接的榫头411，固定部件422与底座41可以通过榫卯结构连接，以防止悬臂和底座41发生相对横向移动，如图3所示。在两个间隙内分别固定设置一个压电换能器43，当压电换能器43接收到电信号时，将电能转换为机械能，并将机械能传递到悬臂421、423的端部进行振动。优选地，所述压电换能器43可以设置于所述悬臂的两个端部之间，具体位置可以根据需要进行调节。在本实施例中，所述悬臂421、423的端部分别设置有凸块421a、423a，凸块421a、423a分别用于与面振动组件的不同部位连接，以使得压电换能器43可以通过悬臂421驱动面振动组件振动。

在另一可选实现方式中，悬臂机构42还可以包括三个悬臂421、四个悬臂421或更多数量的悬臂421。每个悬臂421与底座41之间均形成间隙，在每个间隙内分别设置一个压电换能器43，以带动对应的悬臂421振动。当悬臂机构42包括三个悬臂421时，其中一个悬臂421与其它两个悬臂421以基本垂直地方式设置在固定部件422的一侧。三个悬臂421分别与底座41形成间隙，以使得在每个间隙内均可以设置一个压电换能器43，以带动对应的悬臂421振动。当悬臂机构42包括四个悬臂421时，其中两个悬臂421与其它两个悬臂421以基本垂直地方式设置在固定部件422的四个方向。四个悬臂421分别与底座41形成间隙，以使得在每个间隙内均可以设置一个压电换能器43，以带动对应的悬臂421振动。悬臂机构42通过设置不同数量的悬臂421，以增加压电换能器43的数量，最终增加可驱动面振动组件的振动面积，提高振动效率。

所述压电换能器43可以设置为圆柱体或长方体。所述压电换能器43的大小可以根据具体结构需求进行选择。在本实施例中，压电换能器43可以为多层叠堆压电陶瓷器件，可用于微观定位、阀门控制、减震及声波的产生。压电陶瓷器件作为机电换能器能将电信号转换成机械位移并应用于调节控制系统。多层堆叠结构压电陶瓷具有体积小、位移分辨率高、响应速度快、低电压驱动、输出力大等优点。优选的，多层叠堆压电陶瓷器件的层数大于等于10层。

实施例二：

图4-图6为本实施例的电子组件的示意图。如图4-图6所示，电子组件包括面振动组件、固定组件3、驱动装置4和柔性电路板5(图中未示出)。具体地，在本实施例中，面振动组件为显示屏组件1。所述电子组件还设置有与所述显示屏组件1相对设置的后壳2。固定组件3、驱动装置4和柔性电路板5分别设置于所述显示屏组件1和后壳2之间。其中，固定组件3用于固定所述驱动装置4。驱动装置4与显示屏组件1连接，驱动装置4被配置为将电能和机械能进行相互转换以驱动显示屏组件1振动发声。柔性电路板5与驱动装置4电连接，用于为驱动装置4提供电信号。在本实施例中，所述驱动装置4与实施例一中驱动装置4的结构相同。

显示屏组件1包括透明前壳11和显示屏12。所述透明前壳11的长、宽尺寸均大于显示屏12的长宽尺寸，且透明前壳11设置有向下开口的槽，显示屏12设置于所述透明前壳11的开口槽内，与所述透明前壳11贴合安装，使得所述显示屏12与所述开口槽的顶端重合，由此可以降低电子组件的整体厚度，如图6所示。所述透明前壳11的材料为透明玻璃，可以通过透明玻璃看到显示屏12上显示的信息。

在本实施例中，所述固定组件3用于固定所述驱动装置4。优选地，固定组件3设置有多个限位槽，所述限位槽可以设置于所述固定组件3的侧边中心或者侧边的其它位置。所述限位槽的开口朝向显示屏组件1，驱动装置4的数量与所述限位槽的数量相同，驱动装置4设置于对应的限位槽内，以使得悬臂的端部可以与透明前壳11连接，驱动装置4将振动直接传递至透明前壳11，未与显示屏12接触，延长了显示屏12的使用寿命。在本实施例中，所述驱动装置4可以通过螺栓与限位槽的底部进行连接，一方面可以通过螺栓将固定部件422、底座41与固定组件3相互实现固定连接，节约零件数量；另一方面还可以及时的更换损坏的压电换能器43。

在本实施例中，限位槽和驱动装置4的数量和位置可以根据需要自行设置，比如仅在设备原本受话器附近设置驱动装置4，驱动装置4工作时仅推动局部透明前壳11振动发声，完成受话器的功能；或者，设置四个驱动装置4，在固定组件3四条侧边的中心位置各设置一个驱动装置4。

在本实施例中，压电换能器43可以根据正逆压电效应将电能和所述压电换能器43的机械能进行相互转换以使得电子组件可以实现相应的功能。优选地，电子组件工作时，可以通过控制电路将驱动信号经由柔性电路板5传输至压电换能器43，压电换能器43根据驱动信号将电能转换为机械能，压电换能器43沿与显示屏12垂直的方向进行伸缩振动进而通过悬臂421带动显示屏组件1进行振动。其中，压电换能器43可以根据不同的驱动信号将电信号转换为音频频率范围内的机械振动或非音频频率范围内的机械振动。当所述压电换能器43在音频频率范围内振动时可以驱动所述显示屏组件1振动发声。当所述压电换能器43在非音频范围内振动时可以提供振动提示。

在本实施例中，固定组件3设置有四个限位槽，分别设置于固定组件3的四个侧边的中心位置。对应地，所述四个限位槽内分别设置有驱动装置4。在具体的控制方案上，可以将四个驱动装置4通过驱动信号进行相同或不同的控制，进而实现多种功能。其中，可以将部分压电换能器43通过驱动信号进行统一控制转换为音频频率范围内的机械振动进而带动显示屏组件1进行局部振动发声，其可以作为通讯设备通话时的受话器使用，和/或，将部分压电换能器43通过驱动信号进行统一控制转换为非音频频率范围内的机械振动进而带动显示屏组件1进行局部振动，其可以作为通讯设备振动提示功能。同时，也可以对全部的压电换能器43通过驱动信号进行统一控制转换为音频频率范围内的机械振动进而带动显示屏组件1进行全部区域振动发声，其可以作为通讯设备的铃声功能。电子组件中的控制电路也可以设置为同一驱动信号驱动固定组件3中两个相对侧边中心的驱动装置4(长侧边或短侧边)在振动时与其它驱动装置4的振动相位不同，由此可以减轻显示屏高频振动的本征模态效果，提升高频音质。

在另一方面，压电换能器43也可以根据正压电效应将施加于所述显示屏12的外力转换为电信号。所述正压电效应是指压电换能器43在受到外力时会产生相应的压缩或伸长等形状变化，压电换能器43的表面带电产生电信号。在本实施例中，当显示屏12受到外力时，所述压力通过悬臂421传递给压电换能器43，压电换能器43进行相应的伸缩振动，通过控制电路将伸缩振动转换为电信号。其中，电子组件可以将部分压电换能器43配置为将所述显示屏12感应到的音频范围内的振动转换为电信号；和/或，将所述压电换能器43配置为将所述显示屏感应到的按压外力转换为电信号，实现相应控制功能。例如，通过按压激活显示屏，实现压力按键的功能。

在本实施例中，将部分压电换能器43配置为将所述显示屏12感应到的音频范围内的振动转换为电反馈信号即将压电换能器43作为反馈单元将显示屏12的振动状态和强度的电反馈信号回传至电子组件；电子组件根据电反馈信号调整振动驱动信号，包括振动驱动信号的幅度和频率特性，然后将调整后的振动驱动信号发送至另一部分压电换能器43。另一部分压电换能器43被配置为在接收到驱动信号时将驱动信号转换为音频频率范围内伸缩振动进而驱动所述显示屏12振动发声，进而可以实现闭环控制来自动调整电子组件的频响曲线。

本实施例的压电换能器将电能和机械能进行相互转换后通过悬臂机构传输至显示屏组件使得电子组件在实现不同的功能的同时增大振幅调节范围，进一步提高了扬声器的灵敏度和音质。

实施例三：

图7-图8为本实施例的电子组件的结构示意图。本实施例与实施例二的区别仅在于，在本实施例中，面振动组件为后壳2。所述驱动装置4的悬臂的端部与后壳2连接，用于驱动后壳2振动发声。驱动装置4固定于固定组件3上。优选地，所述固定组件3可以设置多个限位槽。所述限位槽的开口朝向后壳2，所述限位槽可以设置于所述固定组件3的任意位置。优选地，所述限位槽设置于固定组件3的中间位置和/或靠近侧边的顶角位置。驱动装置4的数量与所述限位槽的数量相同，驱动装置4设置于对应的限位槽内，以使得驱动装置4可以与后壳2连接，驱动后壳2振动发声。本实施例中，驱动装置4的结构与实施例一相同。驱动装置4中设置的凸块与后壳2连接，悬臂与后壳2之间可以形成间隙，压电换能器43可以将机械能传输至悬臂的端部进而驱动后壳2振动发声。由此，压电换能器43可以通过悬臂的传输增大后壳振动的振幅，提高了扬声器的灵敏度和音质。

实施例四：

图9为本实施例的电子组件的结构示意图。本实施例与实施例二、实施例三的区别仅在于，本实施例的面振动组件为显示屏组件1和后壳2。本实施例中的一部分驱动装置4的悬臂端部与后壳2连接，用于驱动后壳2振动发声；另外一部分驱动装置4的悬臂端部与显示屏组件1连接，用于驱动显示屏组件1振动发声。所有的驱动装置4均固定于固定组件3上。优选地，所述固定组件3可以设置多个限位槽。所述部分限位槽的开口朝向后壳2，其余部分限位槽的开口朝向显示屏组件1。其中，开口朝向显示屏组件1的限位槽设置于固定组件3侧边的位置，可以避免驱动装置4与显示屏12直接接触，延长了显示屏12的使用寿命。开口朝向后壳2的限位槽可以设置于固定组件3的其它任意位置。

驱动装置4的数量与所述限位槽的数量相同，驱动装置4设置于对应的限位槽内，以使得驱动装置4可以分别与显示屏组件1、后壳2连接以驱动显示屏组件1和/或后壳2振动发声。本实施例中，驱动装置4的结构与实施例一相同。设置于开口朝向显示屏组件1的限位槽的驱动装置4的凸块与透明前壳11连接。设置于开口朝向显示屏组件1的限位槽的驱动装置4的凸块与后壳2连接。悬臂421分别与显示屏组件1、后壳2之间形成间隙，压电换能器43将机械能传输至悬臂421的端部进而驱动显示屏组件1和/或后壳2振动发声。由此，压电换能器43通过悬臂421的传输增大显示屏组件1和后壳2振动的振幅，提高扬声器的灵敏度和音质。

本发明实施例公开了一种驱动装置和电子组件，所述驱动装置包括底座、悬臂机构和压电换能器。悬臂机构包括至少一个与底座之间具有间隙的悬臂，压电换能器设置于所述间隙内，压电换能器的两端分别与悬臂和底座连接。压电换能器可以将电能和机械能进行相互转换并通过悬臂将机械能传输至悬臂的末端以增大压电换能器的振动振幅。本发明实施例结构简单，可以替换多媒体设备上设置的传统扬声器或受话器，增大振动振幅，提升扬声器的灵敏度和音质。

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

Claims (9)

1.一种驱动装置，其特征在于，包括：

底座；

固定部件，与所述底座固定连接；

悬臂机构，与所述底座固定连接，所述悬臂机构包括两个与所述底座之间具有间隙的悬臂，所述悬臂的端部设置有凸块，两个所述悬臂对称地设置在所述固定部件的两侧；

连接部件，连接在所述固定部件和所述悬臂之间以形成所述间隙；

至少一个压电换能器，设置于所述间隙内，两端分别与所述悬臂和所述底座连接，用于带动所述悬臂振动。

2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述固定部件设置有榫槽，所述底座设置有与所述榫槽相匹配连接的榫头。

3.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述压电换能器设置在所述悬臂的两个端部之间。

4.一种电子组件，其特征在于，包括：

至少一个面振动组件，具有能振动的面；

多个如权利要求1-3中任一项所述的驱动装置，所述驱动装置与所述面振动组件连接，所述驱动装置被配置为将电能和机械能进行相互转换；

柔性电路板，与所述驱动装置电连接。

5.根据权利要求4所述的电子组件，其特征在于，所述面振动组件为显示屏组件或与所述显示屏组件相对设置的后壳。

6.根据权利要求4所述的电子组件，其特征在于，所述电子组件还包括：

固定组件，设置于所述面振动组件之间，用于固定所述驱动装置。

7.根据权利要求6所述的电子组件，其特征在于，所述驱动装置设置于所述固定组件的侧边中心、靠近固定组件侧边的顶角和所述固定组件的中间位置中的至少一种。

8.根据权利要求4所述的电子组件，其特征在于，至少部分压电换能器被配置为受控振动以驱动所述面振动组件振动。

9.根据权利要求4所述的电子组件，其特征在于，至少部分压电换能器被配置为将施加于所述面振动组件的外力转换为电反馈信号。