CN109618268A - 扬声器以及其微机电致动器 - Google Patents

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Abstract

一种扬声器包含一振动膜以及一微机电致动组件。微机电致动组件包含一力耦合件与至少一个第一封闭悬臂环，第一封闭悬臂环环绕于力耦合件周围且以多个第一桥接件连接彼此，且力耦合件连接至振动膜。微机电致动组件经施加电压使力耦合件致动振动膜产生轴向振动。

Description

扬声器以及其微机电致动器
技术领域
本申请涉及一种扬声器，特别是涉及一种具有微机电致动器的扬声器。
背景技术
听音乐已成为现代人生活中用于调节紧张、单调的生活不可缺少的重要部分，所以一般消费性产品的如喇叭、耳机等扬声器所表现出音乐的音质，会影响消费者在聆听音乐时对扬声器的使用体验。随着消费者对音质的要求越来越高，对于一般消费性产品的扬声器的要求也日趋受到重视，因此需要改善音质和提高消费者的使用体验，这就需要扬声器制造商持续不断投注心力。
扬声器包含多种大小不一且适用不同需求的态样。无线入耳式耳机可以让使用者在更多状况下，如运动时，仍能配戴耳机享受音乐。无线入耳式耳机不但需要体积小，还需让发声单体降低耗能，才能符合长时间连续使用的需求。如何在体积较小低耗能的扬声器中输出高音质是扬声器制造商研发的方向之一。
发明内容
基于此，有必要针对传统技术中低能耗的扬声器音质不高的问题，提供一种具有微机电致动器的扬声器。
在本申请的一实施例中，一种微机电致动器的平板形组件包含一力耦合件与一第一封闭悬臂环。第一封闭悬臂环环绕于力耦合件周围且以多个第一桥接件连接彼此。第一封闭悬臂环具有不连续的多个第一压电材料区，其中所述多个第一压电材料区经施加电压后朝向平板形组件的法线方向弯折。
在本申请的一实施例中，第一封闭悬臂环为一圆形封闭悬臂环。
在本申请的一实施例中，平板形组件还包含多个外桥接件连接至一外支撑件。
在本申请的一实施例中，外支撑件包含一电极结构经所述外桥接件电连接至所述多个第一压电材料区。
在本申请的一实施例中，第一封闭悬臂环还具有不连续的多个第二压电材料区，其中所述多个第一压电材料区与所述多个第二压电材料区彼此电性连接。
在本申请的一实施例中，第一封闭悬臂环用多个第二桥接件连接至一第二封闭悬臂环。
在本申请的一实施例中，第二封闭悬臂环具有不连续的多个第二压电材料区，所述多个第一、二压电材料区的位置彼此错开。
在本申请的一实施例中，所述多个第一压电材料区与所述多个第二压电材料区彼此电性连接且材料不同。
在本申请的一实施例中，所述多个第一压电材料区与所述多个第二压电材料区彼此电性连接且施加不同极性方向的电压。
在本申请的一实施例中，第二封闭悬臂环具有不连续的多个第二压电材料区，紧邻每一第二桥接件的第一、二压电材料区经施加电压后朝向相反方向弯折。
在本申请的一实施例中，紧邻每一第二桥接件的第一、二压电材料区经施加电压后朝向平板形组件法线的二个相反方向弯折。
在本申请的一实施例中，紧邻每一第一桥接件的第一压电材料区与紧邻每一第二桥接件的第一压电材料区经施加电压后朝向相反方向弯折。
在本申请的一实施例中，所述多个第一桥接件与所述多个第二桥接件彼此错位配置。
在本申请的一实施例中，所述多个第一桥接件彼此等间距配置，或所述多个第二桥接件彼此等间距配置。
在本申请的一实施例中，一种扬声器包含一振动膜以及一微机电致动组件。微机电致动组件包含一力耦合件与至少一个第一封闭悬臂环。第一封闭悬臂环环绕于力耦合件周围且以多个第一桥接件连接彼此，且力耦合件连接至振动膜，其中微机电致动组件经施加电压使力耦合件致动振动膜产生轴向振动。
本申请提出的扬声器因为其微机电致动器的压电材料区的配置方式且其悬臂环由内而外层层封闭环绕于力耦合件外，而能产生更稳定且轴向形变距离更大的振动，从而使扬声器的振动膜能输出高质量的声音。
以下将以实施方式对上述的说明作详细的描述，并对本申请的技术方案提供更进一步的解释。
附图说明
图1为本申请一实施例中的一种微机电致动器的俯视图；
图2为本申请另一实施例中的一种微机电致动器的俯视图；
图3为本申请另一实施例中的一种微机电致动器的俯视图；
图4为图2或图3所示的微机电致动器运作时的部分侧视图；
图5为图3所示的微机电致动器运作时的部分侧视图；
图6为本申请又一实施例中的一种微机电致动器的俯视图；
图7为本申请又一实施例中的一种微机电致动器的俯视图；以及
图8为本申请一实施例中的一种具有微机电致动器的扬声器的运作示意图。
符号说明：
100a 微机电致动器
100b 微机电致动器
100c 微机电致动器
100d 微机电致动器
100e 微机电致动器
101 力耦合件
102 封闭悬臂环
102a 压电材料区
102b 压电材料区
103 桥接件
104 封闭悬臂环
104a 压电材料区
104b 压电材料区
105 桥接件
106 封闭悬臂环
107 桥接件
108 电极结构
109 桥接件
120 方向
120a 方向
120b 方向
140 中介结构
150 振动膜
200 扬声器
具体实施方式
为了使本申请的叙述更加详尽与完备，可参照所附的附图及以下所述各种实施例，附图中相同的号码代表相同或相似的组件。另一方面，众所周知的组件与步骤并未描述在实施例中，以避免对本申请造成不必要的限制。
在实施方式与申请专利范围中，除非内文中对于冠词有所特别限定，否则“一”与“该”该可泛指1个或大于1个。
请参见图1，为本申请包含两个封闭悬臂环实施例的一种微机电致动器的俯视图。微机电致动器100a为一平板形组件的致动器，其包含一力耦合件101、封闭悬臂环102、封闭悬臂环104等。封闭悬臂环102环绕于力耦合件101周围且用多个桥接件103连接彼此。封闭悬臂环104环绕于封闭悬臂环102周围且用多个桥接件105连接彼此。封闭悬臂环104也可以桥接件107为外桥接件连接至其外支撑件。所谓微机电致动器(microelectromechanicalactuator)是指以半导体制程整合微电子与微机械结构而制造的致动器，当半导体制程进一步微缩时，使致动器的运作功耗能进一步降低。
在本实施例中，封闭悬臂环102与封闭悬臂环104可以是圆形封闭悬臂环，但不以此为限定。例如，封闭悬臂环可以是椭圆形或多边形的封闭悬臂环。
在本实施例中，所述多个桥接件103与所述多个桥接件105的位置彼此错开，使得力耦合件101能产生更稳定且轴向形变距离更大的振动，然而所述多个桥接件103与所述多个桥接件107的位置也可以因其它设计需求彼此对齐。
在本实施例中，封闭悬臂环102与封闭悬臂环104皆可以具有均匀等宽的悬臂，但不以此为限定。
封闭悬臂环102具有不连续的多个压电材料区102a。所述多个压电材料区102a经施加电压后朝向平板形组件的法线方向(例如，垂直图面的方向)弯折。在本实施例中，每一个压电材料区102a可以以桥接件105的位置为中心在封闭悬臂环102上朝向二侧等距延伸，但不以此为限定。
封闭悬臂环104具有不连续的多个压电材料区104a，且所述多个压电材料区(102a,104a)的位置彼此错开。所述多个压电材料区104a经施加电压后亦朝向平板形组件的法线方向(例如，垂直图面的方向)弯折。当所述多个压电材料区(102a,104a)同时加电压时，皆朝向平板形组件的相同法线方向弯折，使致动器沿法线方向的形变量加大。在本实施例中，每一个压电材料区104a可以以桥接件107的位置为中心在封闭悬臂环104上朝向二侧等距延伸，但不以此为限定。
微机电致动器100a的外支撑件还包含一电极结构108经桥接件(例如103、105、107等)电连接至微机电系统内的各压电材料区以供应运作所需的用电。
请参见图2，为本申请另一实施例中的一种微机电致动器的俯视图。微机电致动器100b也可以为一平板形组件的致动器，其与微机电致动器100a的主要差异在于封闭悬臂环104上的压电材料区设计。
请同时参在图2和图4，其中图4为图2的微机电致动器运作时的部分侧视图。封闭悬臂环104具有不连续的多个压电材料区104b，紧邻每一桥接件105的压电材料区(102a,104b)经施加电压后朝向相反方向弯折。例如，压电材料区102a的两端以桥接件105为中心朝向方向120a弯折成一弧形，而压电材料区104b的两端以桥接件105为中心朝向方向120b弯折成一弧形，方向120a、120b为致动器平板形组件的法线方向120上的两个相反方向(请同时参照图8)。在本实施例中，每一个压电材料区104b可以以桥接件105的位置为中心在封闭悬臂环104上朝向二侧等距延伸，但不以此为限定。
请参见图3，为照本申请另一实施例中的一种微机电致动器的俯视图。微机电致动器100c也为一平板形组件的致动器，其与微机电致动器100b的主要差异在于封闭悬臂环102、104上的压电材料区设计。
请同时参见图3～5，图4和图5为图3的微机电致动器运作时的部分侧视图。微机电致动器100c相比于微机电致动器100b，在封闭悬臂环102增加了不连续的多个压电材料区102b，且在封闭悬臂环104增加了不连续的多个压电材料区104a。在本实施例中，在封闭悬臂环102上的所述多个压电材料区102a与所述多个压电材料区102b彼此是电性连接的；而封闭悬臂环104的所述多个压电材料区104a与所述多个压电材料区104b彼此可以是电性连接的，但不以此为限定。
在本实施例中，紧邻每一桥接件105的压电材料区(102a,104b)朝向相反方向弯折，例如压电材料区102a的两端以桥接件105为中心朝方向120a弯折成一弧形，而压电材料区104b的两端以桥接件105为中心朝向方向120b弯折成一弧形。紧邻每一桥接件103的压电材料区102b与紧邻每一桥接件105的压电材料区102a经施加电压后朝向相反方向弯折，例如压电材料区102b的两端以桥接件103为中心朝向方向120b弯折成一弧形，而压电材料区102a的两端以桥接件105为中心朝向方向120a弯折成一弧形。紧邻每一桥接件103的压电材料区102b与紧邻每一桥接件107的压电材料区104a经施加电压后朝向相反方向弯折，例如压电材料区102b的两端以桥接件103为中心朝向方向120b弯折成一弧形，而压电材料区104a的两端以桥接件107为中心朝向方向120a弯折成一弧形。上述的方向120a、120b为致动器平板形组件的法线方向120上的两个相反方向(请同时参见图8)。微机电致动器100c的压电材料区的设计相比于微机电致动器100b，能在法线方向120上产生更大的轴向形变量。在本实施例中，每一个压电材料区102b可以以桥接件103的位置为中心在封闭悬臂环102上朝向二侧等距延伸，但不以此为限定。
在上述实施例中压电材料区向反方向弯折，可借由材料不同或电性偏压极性的不同来达成。例如，上述压电材料区102a与压电材料区104b是由不同材料构成，当施加相同极性的偏压时，能使得压电材料区102a与压电材料区104b朝向相反方向弯折。例如，上述压电材料区102a与压电材料区104b是由相同材料构成，当施加相反极性的偏压时，亦能致使压电材料区102a与压电材料区104b朝向相反方向弯折。上述压电材料区102a与压电材料区104b可以彼此电性连接，但不以此为限定。
请参见图6，为本申请又一实施例中的一种微机电致动器的俯视图。微机电致动器100d也为一平板形组件的致动器，其相比于前述微机电致动器的主要差异在于封闭悬臂环的数量。
微机电致动器100d包含一力耦合件101、封闭悬臂环102、封闭悬臂环104以及封闭悬臂环106等。封闭悬臂环102环绕于力耦合件101周围且以多个桥接件103连接彼此。封闭悬臂环104环绕于封闭悬臂环102周围且以多个桥接件105连接彼此。封闭悬臂环106环绕于封闭悬臂环104周围且以多个桥接件107连接彼此。封闭悬臂环106再以桥接件109为外桥接件连接至其外支撑件。
在上述的实施例中，所述多个桥接件103与所述多个桥接件105的位置彼此错开，而所述多个桥接件103与所述多个桥接件107的位置可以彼此对齐，但不以此为限定。所述多个桥接件105与所述多个桥接件107的位置彼此错开，而所述多个桥接件105与所述多个桥接件109的位置可以彼此对齐，但不以此为限定。
在上述的实施例中，所述多个桥接件103彼此等间距配置，所述多个桥接件105彼此等间距配置，所述多个桥接件107彼此等间距配置，所述多个桥接件109彼此等间距配置，但不以此为限定。
请参见图7，为本申请又一实施例中的一种微机电致动器的俯视图。微机电致动器100e也为一平板形组件的致动器，其相比于前述微机电致动器的主要差异在于桥接件的数量。
微机电致动器100e包含一力耦合件101、封闭悬臂环102以及封闭悬臂环104等。封闭悬臂环102环绕于力耦合件101周围且以4个桥接件103连接彼此。封闭悬臂环104环绕于封闭悬臂环102周围且以4个桥接件105连接彼此。相比于前述微机电致动器，微机电致动器100e在相邻的封闭悬臂环之间设计更多的桥接件。更多的桥接件虽无法产生更大的轴向形变量，但却有利于致动器运作时整体架构的稳定性。
在上述的实施例中，多个封闭悬臂环由内而外层层封闭环绕于力耦合件外，且所述多个悬臂环与力耦合件彼此为同心的结构(例如力耦合件的圆心也为所述多个悬臂环的几何形状的中心)，但不以此为限定。
请参见图8，为本申请一实施例中的一种具有微机电致动器的扬声器的运作示意图。扬声器200包含一振动膜150以及一微机电致动组件(例如上述的微机电致动器100a、100b、100c、100d或100e)。微机电致动组件的力耦合件101可直接连接至振动膜150或以中介结构140连接至振动膜150。如先前实施例所述，借由封闭悬臂环102、104上配置的压电材料区，经施加电压产生沿平板组件的法线方向120的弯折，进而推动振动膜150产生轴向振动。
综上所述，本申请的扬声器因其微机电致动器的压电材料区的配置方式且其悬臂环由内而外层层封闭环绕于力耦合件外，而能产生更稳定且轴向形变距离更大的振动，从而使扬声器的振动膜能输出高质量的声音。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (15)

1.一种微机电致动器，其特征在于，包含：
一平板形组件包含一力耦合件与一第一封闭悬臂环，所述第一封闭悬臂环环绕于所述力耦合件周围且以多个第一桥接件连接彼此，其中所述第一封闭悬臂环具有不连续的多个第一压电材料区，其中所述多个第一压电材料区经施加电压后朝向所述平板形组件的法线方向弯折。
2.根据权利要求1所述的微机电致动器，其特征在于，所述第一封闭悬臂环为一圆形封闭悬臂环。
3.根据权利要求1所述的微机电致动器，其特征在于，所述平板形组件还包含多个外桥接件连接至一外支撑件。
4.根据权利要求3所述的微机电致动器，其特征在于，所述外支撑件包含一电极结构经所述多个外桥接件电连接至所述多个第一压电材料区。
5.根据权利要求1所述的微机电致动器，其特征在于，所述第一封闭悬臂环还具有不连续的多个第二压电材料区，其中所述多个第一压电材料区与所述多个第二压电材料区彼此电性连接。
6.根据权利要求1所述的微机电致动器，其特征在于，所述第一封闭悬臂环以多个第二桥接件连接至一第二封闭悬臂环。
7.根据权利要求6所述的微机电致动器，其特征在于，所述第二封闭悬臂环具有不连续的多个第二压电材料区，所述多个第一、二压电材料区的位置彼此错开。
8.根据权利要求7所述的微机电致动器，其特征在于，所述多个第一压电材料区与所述多个第二压电材料区彼此电性连接且材料不同。
9.根据权利要求7所述的微机电致动器，其特征在于，所述多个第一压电材料区与所述多个第二压电材料区彼此电性连接且施加不同极性方向的电压。
10.根据权利要求6所述的微机电致动器，其特征在于，所述第二封闭悬臂环具有不连续的多个第二压电材料区，紧邻每一所述第二桥接件的所述第一、二压电材料区经施加电压后朝向相反方向弯折。
11.根据权利要求10所述的微机电致动器，其特征在于，紧邻每一所述第二桥接件的所述第一、二压电材料区经施加电压后朝向所述平板形组件法线的二个相反方向弯折。
12.根据权利要求10所述的微机电致动器，其特征在于，紧邻每一所述第一桥接件的所述第一压电材料区与紧邻每一所述第二桥接件的所述第一压电材料区经施加电压后朝向相反方向弯折。
13.根据权利要求6所述的微机电致动器，其特征在于，所述多个第一桥接件与所述多个第二桥接件彼此错位配置。
14.根据权利要求6所述的微机电致动器，其特征在于，所述多个第一桥接件彼此等间距配置，或所述多个第二桥接件彼此等间距配置。
15.一种扬声器，其特征在于，包含：
一振动膜；以及
一微机电致动组件包含一力耦合件与至少一个第一封闭悬臂环，所述第一封闭悬臂环环绕于所述力耦合件周围且以多个第一桥接件连接彼此，且所述力耦合件连接至所述振动膜，其中所述微机电致动组件经施加电压使所述力耦合件致动所述振动膜产生轴向振动。
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