CN112203192A - 一种发声装置 - Google Patents

Abstract

现在的智能手机、平板电脑等电子设备机身做得越来越薄、屏占比越来越大，如果要做成真正的全面屏，必须解决在屏幕上需要为扬声器开设出声孔的问题。现有技术中是利用屏幕振动发声来解决的，利用屏幕代替了传统扬声器的振膜，而屏幕发声存在音量小、声音方向性较差、中低频失真严重等问题，使用体验较差。本发明提供了一种发声装置，可以解决在屏幕上需要为扬声器开设出声孔的问题，所述发声装置包括：两个固定极板、振膜、音频功率放大器和静电荷发生模块；所述振膜是透明的，所述的两个固定极板中至少有一个是透明的。

Description

一种发声装置

技术领域：

本发明涉及电声技术领域，尤其涉及一种发声装置。

背景技术：

随着显示技术和芯片制造工艺的进步，现在的智能手机、平板电脑和电视等电子设备机身做得越来越薄；另外，为了取得更好的视觉效果，增大屏占比，这些电子设备屏幕的边框做得越来越窄；为了提高防水防尘的效果，设备机身要尽量减少开孔；而扬声器发出的声音需要通过一定的通道或孔才可以较好地传到设备外面。

以手机为例，全面屏智能手机的音频解决方案主要有两种：一种是在屏幕上留有放置听筒的位置，比如iphone系列的手机就是采用这种方案，优点是可以使用传统的扬声器和听筒，音质较好，缺点是做不成真正的全面屏，屏占比不高；另一种是放弃听筒，利用手机屏幕振动发声，手机屏幕取代了扬声器的振膜，比如小米MIX、vivo NEX、华为P30系列和华为P40系列都采用了这种方案。

利用手机屏幕发声，虽然解决了需要在屏幕上为听筒开设出声孔的问题，增大了屏占比，防尘效果也更好，但同时也带来了新的问题：音质不如使用听筒的好，失真较严重，尤其是中低频失真更严重，体验较差；声音的方向性不好，接听电话有漏音；在安静的地方接听电话，旁边的人听得很清楚，影响通话的私密性，在嘈杂的地方接听电话，听不清楚对方在说什么，声音音量又太小。

本发明的技术方案可以解决上述屏幕发声存在的问题。

发明内容：

为解决全面屏电子设备需要在设备屏幕上开设传导声波的出声孔的问题，同时获得好的音质以及较大的屏占比，本发明提供了如下技术方案：

如图1为本发明提供的一种发声装置的原理图，包括：固定极板(101)、固定极板(102)、振膜(103)、音频功率放大器和静电荷发生模块；所述固定极板(101)与固定极板(102)正对、平行放置，所述振膜(103)平行放置于所述固定极板(101)和固定极板(102)之间；所述固定极板(101)和固定极板(102)均是由导电材料制成的，所述导电材料的电阻率在0～10^－5Ω·m之间，所述振膜(103)由很薄的(约零点几至几微米厚)、柔性的、具有足够机械强度的薄膜制成，所述薄膜的电阻率在10^－5～10¹⁰Ω·m之间；本发明的技术特征在于：所述固定极板(101)、固定极板(102)和振膜(103)都是透明的，所述固定极板(101)和固定极板(102)均是由透明导电材料制成的，所述透明导电材料的电阻率在0～10^－3Ω·m之间，所述振膜(103)由很薄的(约零点几至几微米厚)、柔性的、具有足够机械强度的透明薄膜制成，所述透明薄膜的电阻率在10^－5～10¹²Ω·m之间，在所述固定极板(101)上开设有用以传导声波的孔，所述孔的直径在微米至毫米级，所述孔的形状可以是圆形、矩形、菱形或其它形状，只要能使所述振膜(103)振动产生的声波可以顺利传导通过即可；所述静电荷发生模块给所述振膜(103)提供静电荷，所述音频功率放大器对音频信号进行电压、电流的放大，当所述音频功率放大器输出的信号加在所述固定极板(101)和固定极板(102)上时，在所述固定极板(101)和固定极板(102)之间产生随所述信号变化的电场，带有静电荷的所述振膜(103)受所述电场施加的电场力的作用而振动产生声音。

如果设备的显示屏幕被设置在所述固定极板(102)和所述振膜(103)之间，则所述固定极板(102)可以是透明的，也可以是不透明的，比如在实施例2中就是这样设计的，即用固定极板(501)取代了固定极板(102)。

附图说明：

图1为本发明提供的发声装置的原理图；

图2为将图1所示的装置水平放置后从上左侧(或上右侧)看到的的立体图；

图3为实施例1的示意图；

图4为从上左侧(或上右侧)看到的图3的立体图；

图5为实施例2的示意图；

图6从从上左侧(或上右侧)看到的图5的立体图；

图7为实施例3的示意图；

图8为实施例4的示意图；

图9为实施例5的示意图；

图10为实施例6的示意图；

图11为实施例7的示意图；

图12为从前右侧面看到的图11立体图；

图13为实施例8的示意图；

图14为从前右侧面看到的图13立体图；

具体实施方式：

下面结合附图用具体实施例来说明本发明技术方案的实现方法：

实施例1：本发明提供的发声装置可以应用在智能手机、平板电脑等需要有触控屏的电子设备中，如图3所示，包括：显示屏(301)、固定极板(102)、振膜(103)、固定极板(101)、触控屏(302)、盖板玻璃(303)、音频功率放大器和静电荷发生模块；所述显示屏(301)、固定极板(102)、振膜(103)、固定极板(101)、触控屏(302)、盖板玻璃(303)按图3所示顺序依次相互平行放置；所述固定极板(101)、固定极板(102)均是由透明导电材料制成，所述透明导电材料的电阻率在0～10^－3Ω·m之间，所述振膜(103)由很薄的(约零点几至几微米厚)、柔性的、具有足够机械强度的透明薄膜制成，所述透明薄膜的电阻率在10^－5～10¹²Ω·m之间，在所述固定极板(101)、触控屏(302)和盖板玻璃(303)上均开设有用来传导声波的孔，所述的这些孔的直径在微米至毫米级，所述孔的形状可以是圆形、矩形、菱形或其他形状，只要能使所述振膜(103)振动产生的声波可以顺利传导通过即可，所述的这些孔要相互对齐以使所述振膜(103)振动产生的声波能够顺利传导到所述电子设备以外的空间；所述静电荷发生模块给所述振膜(103)提供静电荷，所述音频功率放大器对音频信号进行电压、电流的放大，当所述音频功率放大器输出的信号加在所述固定极板(101)和固定极板(102)上时，在所述固定极板(101)和固定极板(102)之间产生随所述信号变化的电场，带有静电荷的所述振膜(103)受到所述电场施加的电场力作用而振动产生声音，所述声音通过所述的孔传到所述电子设备以外的空间。

实施例2：本发明提供的发声装置可以应用在智能手机、平板电脑等需要有触控屏的电子设备中，如图5所示，包括：固定极板(501)、显示屏(301)、振膜(103)、固定极板(101)、触控屏(302)、盖板玻璃(303)、音频功率放大器和静电荷发生模块；所述固定极板(501)、显示屏(301)、振膜(103)、固定极板(101)、触控屏(302)、盖板玻璃(303)按图5所示顺序依次相互平行放置；所述固定极板(101)、固定极板(501)均是由导电材料制成，所述导电材料的电阻率在0～10^－3Ω·m之间，所述固定极板(101)是透明的，所述固定极板(501)可以是透明的也可以的不透明的，所述振膜(103)由很薄的(约零点几至几微米厚)、柔性的、具有足够机械强度的透明薄膜制成，所述透明薄膜的电阻率在10^－5～10¹²Ω·m之间；在所述固定极板(101)、触控屏(302)和盖板玻璃(303)上均开设有用来传导声波的孔，所述的这些孔的直径在微米至毫米级，所述孔的形状可以是圆形、矩形、菱形或其他形状，只要能使所述振膜(103)振动产生的声波可以顺利传导通过即可，所述的这些孔要相互对齐以使所述振膜(103)振动产生的声波能够顺利传导到所述电子设备以外的空间；所述静电荷发生模块给所述振膜(103)提供静电荷，所述音频功率放大器对音频信号进行电压、电流的放大，当所述音频功率放大器输出的信号加在所述固定极板(101)和固定极板(501)上时，在所述固定极板(101)和固定极板(501)之间产生随所述信号变化的电场，带有静电荷的所述振膜(103)受到所述电场施加的电场力的作用而振动产生声音，所述声音通过所述的孔传到所述电子设备以外的空间。

实施例3：本发明提供的发声装置可以应用在智能手机、平板电脑等需要有触控屏的电子设备中，如图7所示，包括：显示屏(301)、固定极板(702)、振膜(703)、固定极板(701)、固定极板(704)、振膜(705)、固定极板(706)、透明填充材料(707)、触控屏(302)、盖板玻璃(303)、音频功率放大器和静电荷发生模块；所述固定极板(701)、固定极板(702)、固定极板(704)、固定极板(706)均是由透明导电材料制成，所述透明导电材料的电阻率在0～10^－3Ω·m之间，所述振膜(703)、振膜(705)均由很薄的(约零点几至几微米厚)、柔性的、具有足够机械强度的透明薄膜制成，所述透明薄膜的电阻率在10^－5～10¹²Ω·m之间，在所述固定极板(701)、固定极板(704)、触控屏(302)和盖板玻璃(303)上均开设有用来传导声波的孔，所述的这些孔的直径在微米至毫米级，所述孔的形状可以是圆形、矩形、菱形或其他形状，只要能使所述振膜(703)和所述振膜(705)振动产生的声波可以顺利传导通过即可，所述的这些孔要相互对齐以使所述振膜(703)和所述振膜(705)振动产生的声波能够顺利传导到所述电子设备以外的空间；所述固定极板(701)、振膜(703)、固定极板(702)设置在所述显示屏(301)的底部，所述固定极板(704)、振膜(705)、固定极板(706)设置在所述显示屏(301)的顶部；所述静电荷发生模块给所述振膜(703)和所述振膜(705)提供静电荷，所述音频功率放大器对音频信号进行电压、电流的放大，所述音频功率放大器输出两路音频信号，一路加在所述固定极板(701)和所述固定极板(702)上，另一路加在所述固定极板(704)和所述固定极板(706)上，两路信号分别在所述固定极板(701)和固定极板(702)之间、所述固定极板(704)和固定极板(706)之间产生随所述信号变化的电场，所述振膜(703)和振膜(705)受到所述电场施加的电场力的作用而振动产生声音，所述声音通过所述的孔传到所述电子设备以外的空间。

实施例4：本发明提供的发声装置可以应用在智能手机、平板电脑等需要有触控屏的电子设备中，如图8所示，包括：固定极板(801)、固定极板(802)、显示屏(301)、振膜(703)、振膜(705)、固定极板(701)、固定极板(704)、透明填充材料(707)、触控屏(302)、盖板玻璃(303)、音频功率放大器和静电荷发生模块；所述固定极板(801)、固定极板(802)、显示屏(301)、振膜(703)、振膜(705)、固定极板(701)、固定极板(704)、透明填充材料(707)、触控屏(302)、盖板玻璃(303)按照图8所示顺序依次相互平行放置；所述固定极板(701)、固定极板(801)、固定极板(704)、固定极板(802)均是由导电材料制成，所述导电材料的电阻率在0～10^－3Ω·m之间，所述固定极板(701)、固定极板(704)是透明的，所述固定极板(801)、固定极板(802)可以是透明的也可以是不透明的，所述振膜(703)、振膜(705)均由很薄的(约零点几至几微米厚)、柔性的、具有足够机械强度的透明薄膜制成，所述透明薄膜的电阻率在10^－5～10¹²Ω·m之间；在所述固定极板(701)、固定极板(704)、触控屏(302)和盖板玻璃(303)上均开设有用来传导声波的孔，所述的这些孔的直径在微米至毫米级，所述孔的形状可以是圆形、矩形、菱形或其他形状，只要能使所述振膜(703)和振膜(705)振动产生的声波可以顺利传导通过即可，所述的这些孔要相互对齐以使所述振膜(703)和所述振膜(705)振动产生的声波能够顺利传导到所述电子设备以外的空间；所述固定极板(701)、振膜(703)、固定极板(801)设置在所述显示屏(301)的底部，所述固定极板(704)、振膜(705)、固定极板(802)设置在所述显示屏(301)的顶部；所述静电荷发生模块给所述振膜(703)和所述振膜(705)提供静电荷，所述音频功率放大器对音频信号进行电压、电流的放大，所述音频功率放大器输出两路音频信号，一路加在所述固定极板(701)和所述固定极板(801)上，另一路加在所述固定极板(704)和所述固定极板(802)上，两路信号分别在所述固定极板(701)和固定极板(801)之间、所述固定极板(704)和固定极板(802)之间产生随所述信号变化的电场，所述振膜(703)和所述振膜(705)受到所述电场施加的电场力的作用而振动产生声音，所述声音通过所述的孔传到所述电子设备以外的空间。

实施例5：本发明提供的发声装置可以应用在智能手机、平板电脑等需要有触控屏的电子设备中，如图9所示，包括：显示屏(301)、固定极板(702)、振膜(703)、固定极板(701)、固定极板(902)、振膜(903)、固定极板(901)、固定极板(706)、振膜(705)、固定极板(704)、触控屏(302)、盖板玻璃(303)、音频功率放大器和静电荷发生模块；所述固定极板(701)、固定极板(702)、固定极板(901)、固定极板(902)、固定极板(704)、固定极板(706)均是由透明导电材料制成，所述透明导电材料的电阻率在0～10^－3Ω·m之间，所述振膜(703)、振膜(903)、振膜(705)均由很薄的(约零点几至几微米厚)、柔性的、具有足够机械强度的透明薄膜制成，所述透明薄膜的电阻率在10^－5～10¹²Ω·m之间；在所述固定极板(701)、固定极板(901)、固定极板(704)、触控屏(302)和盖板玻璃(303)上均开设有用来传导声波的孔，所述的这些孔的直径在微米至毫米级，所述孔的形状可以是圆形、矩形、菱形或其他形状，只要能使所述振膜(703)、振膜(903)和振膜(705)振动产生的声波可以顺利传导通过即可，所述的这些孔要相互对齐以使所述振膜(703)、振膜(903)和振膜(705)振动产生的声波能够传到所述电子设备以外的空间；所述固定极板(701)、振膜(703)、固定极板(702)设置在所述显示屏(301)的底部，所述固定极板(704)、振膜(705)、固定极板(706)设置在所述显示屏(301)的顶部，所述固定极板(901)、振膜(903)、固定极板(902)设置在所述显示屏(301)的中部；所述静电荷发生模块给所述振膜(703)、所述振膜(903)和所述振膜(705)提供静电荷，所述音频功率放大器对音频信号进行电压、电流的放大，所述音频功率放大器输出三路音频信号，一路加在所述固定极板(701)和固定极板(702)上，另一路加在所述固定极板(704)和固定极板(706)上，最后一路加在所述固定极板(901)和固定极板(902)上，三路信号分别在所述固定极板(701)和固定极板(702)之间、所述固定极板(704)和固定极板(706)之间、所述固定极板(901)和固定极板(902)之间产生随所述信号变化的电场，所述振膜(703)、振膜(903)和振膜(705)受到所述电场施加的电场力振动而产生声音，所述声音通过所述的孔传到所述电子设备以外的空间。

实施例6：本发明提供的发声装置可以应用在智能手机、平板电脑等需要有触控屏的电子设备中，如图10所示，包括：固定极板(801)、固定极板(1001)、固定极板(802)、显示屏(301)、振膜(703)、振膜(903)、振膜(705)、固定极板(701)、固定极板(901)、固定极板(704)、触控屏(302)、盖板玻璃(303)、音频功率放大器和静电荷发生模块；所述固定极板(701)、固定极板(801)、固定极板(901)、固定极板(1001)、固定极板(704)、固定极板(802)均是由导电材料制成，所述导电材料的电阻率在0～10^－3Ω·m之间，所述固定极板(701)、固定极板(901)、固定极板(704)均是透明的，所述固定极板(801)、固定极板(1001)、固定极板(802)可以是透明的也可以是不透明的，所述振膜(703)、振膜(903)、振膜(705)均由很薄的(约零点几至几微米厚)、柔性的、具有足够机械强度的透明薄膜制成，所述透明薄膜的电阻率在10^－5～10¹²Ω·m之间；在所述固定极板(701)、固定极板(901)、固定极板(704)、触控屏(302)和盖板玻璃(303)上均开设有用来传导声波的孔，所述的这些孔的直径在微米至毫米级，所述孔的形状可以是圆形、矩形、菱形或其他形状，只要能使所述振膜(703)、振膜(903和振膜(705)振动产生的声波可以顺利传导通过即可，所述的这些孔要相互对齐以使所述振膜(703)、振膜(903)和振膜(705)振动产生的声波能够传到所述电子设备以外的空间；所述固定极板(701)、振膜(703)、固定极板(801)设置在所述显示屏(301)的底部，所述固定极板(704)、振膜(705)、固定极板(802)设置在所述显示屏(301)的顶部，所述固定极板(901)、振膜(903)、固定极板(1001)设置在所述显示屏(301)的中部；所述静电荷发生模块给所述振膜(703)、振膜(903)和振膜(705)提供静电荷，所述音频功率放大器对音频信号进行电压、电流的放大，所述音频功率放大器输出三路音频信号，一路加在所述固定极板(701)和固定极板(801)上，另一路加在所述固定极板(704)和固定极板(802)上，最后一路加在所述固定极板(901)和固定极板(1001)上，三路信号分别在所述固定极板(701)和固定极板(801)之间、所述固定极板(704)和固定极板(802)之间、所述固定极板(901)和固定极板(1001)之间产生随所述信号变化的电场，所述振膜(703)、振膜(903)和振膜(705)受到所述电场施加的电场力振动而产生声音，所述声音通过所述的孔传到所述电子设备以外的空间。

实施例7：本发明提供的发声装置可以应用在不需要有触控屏的电子设备中，比如电视机，如图11所示，包括：盖板玻璃(303)、固定极板(101)、振膜(103)、固定极板(102)、显示屏(1101)、音频功率放大器和静电荷发生模块；所述固定极板(101)、固定极板(102)均是由透明导电材料制成，所述透明导电材料的电阻率在0～10^－3Ω·m之间，所述振膜(103)由很薄的(约零点几至几微米厚)、柔性的、具有足够机械强度的透明薄膜制成，所述透明薄膜的电阻率在10^－5～10¹²Ω·m之间，在所述固定极板(101)和盖板玻璃(303)上均开设有用来传导声波的孔，所述的这些孔的直径在微米至毫米级，所述孔的形状可以是圆形、矩形、菱形或其他形状，只要能使所述振膜(103)振动产生的声波可以顺利传导通过即可，所述的这些孔要相互对齐以保证所述振膜(103)振动产生的声波能够顺利传导到所述电子设备以外的空间；所述静电荷发生模块给所述振膜(103)提供静电荷，所述音频功率放大器对音频信号进行电压、电流的放大，当所述音频功率放大器输出的信号加在所述固定极板(101)和固定极板(102)上时，在所述固定极板(101)和固定极板(102)之间产生随所述信号变化的电场，带有静电荷的所述振膜(103)受到所述电场施加的电场力作用而振动产生声音，所述声音通过所述的孔传到所述电子设备以外的空间。

实施例8：本发明提供的发声装置可以应用在不需要有触控屏的电子设备中，比如电视机，如图13所示，包括：盖板玻璃(303)、固定极板(101)、振膜(103)、显示屏(1101)、固定极板(1301)、音频功率放大器和静电荷发生模块；所述固定极板(101)、固定极板(1301)均是由导电材料制成，所述导电材料的电阻率在0～10^－3Ω·m之间，所述固定极板(101)是透明的，所述固定极板(1301)可以是透明的也可以的不透明的，所述振膜(103)由很薄的(约零点几至几微米厚)、柔性的、具有足够机械强度的透明薄膜制成，所述透明薄膜的电阻率在10^－5～10¹²Ω·m之间；在所述固定极板(101)和盖板玻璃(303)上均开设有用来传导声波的孔，所述的这些孔的直径在微米至毫米级，所述孔的形状可以是圆形、矩形、菱形或其他形状，只要能使所述振膜(103)振动产生的声波可以顺利传导通过即可，所述的这些孔要相互对齐以保证所述振膜(103)振动产生的声波能够顺利传导到所述电子设备以外的空间；所述静电荷发生模块给所述振膜(103)提供静电荷，所述音频功率放大器对音频信号进行电压、电流的放大，当所述音频功率放大器输出的信号加在所述固定极板(101)和固定极板(1301)上时，在所述固定极板(101)和固定极板(1301)之间产生随所述信号变化的电场，带有静电荷的所述振膜(103)受到所述电场施加的电场力作用而振动产生声音，所述声音通过所述的孔传到所述电子设备以外的空间。

上述各实施例是从具体实现方式上对本发明的技术方案所做的描述，以使本领域的技术人员可以更清楚、更准确地理解本发明技术方案的核心思路，作为本领域一般技术人员，可以在不改变本发明技术方案核心思路的基础上，对这些实施例进行适当的等效变换或重新组合以达到同样的技术效果，故这些实施例不能作为对本发明内容的限制，本发明要求保护的范围以权利要求书所界定的范围为准。

Claims (7)

1.一种发声装置，包括固定极板(101)、固定极板(102)、振膜(103)、音频功率放大器和静电荷发生模块，其特征在于：所述的固定极板(101)、固定极板(102)和振膜(103)均是透明的；所述固定极板(101)和固定极板(102)相对平行放置，所述振膜(103)平行放置于所述固定极板(101)和固定极板(102)之间；静电荷发生模块给所述振膜(103)提供静电荷，输入音频信号经所述音频功率放大器进行电压或电流放大后加在所述的固定极板(101)和固定极板(102)上，在所述固定极板(101)和固定极板(102)之间产生随所述信号变化的电场，带有静电荷的所述振膜(103)受所述电场施加的电场力的作用而振动产生声音。

2.根据权利要求1所述的发声装置，其特征在于:所述的固定极板(101)和固定极板(102)均是由透明导电材料制成，所述透明导电材料的电阻率在0～10^－3Ω·m之间。

3.根据权利要求1所述的发声装置，其特征在于:所述振膜(103)由透明薄膜制成，所述透明薄膜的电阻率在10^－5～10¹²Ω·m之间。

4.一种发声装置，包括固定极板(101)、固定极板(501)、振膜(103)、音频功率放大器和静电荷发生模块，其特征在于：所述的固定极板(101)和振膜(103)均是透明的；所述固定极板(501)可以是透明的也可以是不透明的；所述固定极板(101)和固定极板(501)相对平行放置，所述振膜(103)平行放置于所述固定极板(101)和固定极板(501)之间；静电荷发生模块给所述振膜(103)提供静电荷，输入音频信号经所述音频功率放大器进行电压或电流放大后加在所述的固定极板(101)和固定极板(501)上，在所述固定极板(101)和固定极板(501)之间产生随所述信号变化的电场，带有静电荷的所述振膜(103)受所述电场施加的电场力的作用而振动产生声音。

5.根据权利要求4所述的发声装置，其特征在于:所述的固定极板(101)是由透明导电材料制成的，所述透明导电材料的电阻率在0～10^－3Ω·m之间。

6.根据权利要求4所述的发声装置，其特征在于:所述的固定极板(501)是由导电材料制成的，所述导电材料的电阻率在0～10^－3Ω·m之间。

7.根据权利要求4所述的发声装置，其特征在于:所述振膜(103)由透明薄膜制成，所述透明薄膜的电阻率在10^－5～10¹²Ω·m之间。

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