CN114245277A - 利用压电片驱动发声的扬声器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种利用压电片驱动发声的扬声器，它利用压电片的电—力变换特性而产生的效应来推动振动膜而实现发声作用。压电片自身振动和振动膜受策动而振动产生综合的、互补的效果。它包括扬声器主体和支承结构，扬声器主体至少包括内部功能层；支承结构用于支承和固定扬声器主体，内部设置有压电片驱动器；内部功能层包括设有多个漏孔的骨架和粘贴于骨架上的振动膜，振动膜具有金属面层，金属面层上粘贴有平面形式的压电片，压电片具有电连接于金属面层的第一面和远离振动膜的第二面，压电片的第二面和金属面层分别电连接于压电片驱动器。本发明的扬声器具有极好的音频特性和独特的造型。

Description

利用压电片驱动发声的扬声器

技术领域

本发明涉及扬声器技术领域，具体涉及一种利用压电片驱动发声的扬声器。

背景技术

受话器(扬声器)之类的电声器件的发声原理基本上有三种类型：

①是基于通电线圈在磁场中受到安培力而策动的；

②是基于静电力(包括驻极体上的电荷间的作用力)间的相互作用力而策动的；

③是利用压电体之类的材料的本身而有的电—力变换特性而产生的效应来达到驱动作用并发声的。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是，提供一种利用压电片驱动发声的扬声器。它利用压电片的电—力变换特性而产生的效应来推动振动膜而实现发声作用。压电片自身振动和振动膜受策动而振动产生综合的、互补的效果。

本发明采用的技术方案如下：一种利用压电片驱动发声的扬声器，其特征在于，包括扬声器主体和支承结构，所述扬声器主体至少包括内部功能层；所述支承结构用于支承和固定所述扬声器主体，内部设置有压电片驱动器；所述内部功能层包括设有多个漏孔的骨架和粘贴于所述骨架上的振动膜，所述振动膜具有金属面层，所述金属面层上粘贴有平面形式的压电片，所述压电片具有电连接于所述金属面层的第一面和远离所述振动膜的第二面，所述压电片的第二面和所述金属面层分别电连接于所述压电片驱动器。

一种可行的实施方式中，所述扬声器主体采用为上端直径小、下端直径大、内部中空的台灯罩形状。

一种可行的实施方式中，所述扬声器主体还包括中间导电层和外部保护层；所述中间导电层，包括设于所述内部功能层上端和/或下端的金属环，所述金属环与所述振动膜的金属面层电连接；所述外部保护层，覆盖于所述内部功能层和所述中间导电层的外部。

一种可行的实施方式中，所述支承结构包括：底盘，竖立在所述底盘上的立柱，固定在所述立柱上的固定环，以及从所述固定环延伸出的多个支撑杆；所述扬声器主体套设在所述支承结构上，被所述立柱以及所述多个支撑杆支承和固定。

一种可行的实施方式中，所述底盘内部形成空腔，设置有包括所述压电片驱动器在内的电气部分。

一种可行的实施方式中，所述立柱具有中空内腔，所述金属内腔布置有用来电连接所述压电片和所述压电片驱动器的金属导线。

一种可行的实施方式中，所述扬声器还包括：设置在所述立柱上的LED发光条。

一种可行的实施方式中，所述台灯罩形状的扬声器主体被设有漏孔的骨架分成很多个格区，每个格区的漏孔及覆盖在该漏孔上的振动膜构成一个相对独立的振动单元；换句话说，所述振动膜被多个漏孔分隔为多个振动单元；其中，每个振动单元上都粘贴有压电片。原理上是压电片本身振动发声和由压电片驱动格区振动膜振动发声，两者复合发声，以产生综合的、互补的效果。

一种可行的实施方式中，每个振动单元上粘贴有多个所述压电片，多个所述压电片长短不一且平行布置。

一种可行的实施方式中，所述振动膜为金属膜或者聚合物膜或者生物膜，所述金属面层为蒸镀在所述振动膜表面的金属层。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明的扬声器是一种利用压电片和振动膜复合的超薄扬声器，它利用压电片的电—力变换特性而产生的效应来推动振动膜而实现发声作用。压电片自身振动和振动膜受策动而振动产生综合的、互补的效果，可以改善扬声器的低频特性，使得扬声器在全频段具有较好的音频特性。并且，该扬声器的振动膜粘贴在骨架上，被骨架上的多个漏孔分隔为多个相对独立的振动单元，相当于多个扬声器单元组成的阵列，确保极好的音频特性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例和现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例的一种利用压电片驱动发声的扬声器的剖视结构图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面通过具体实施例，对比本发明方案分别进行详细的说明。

请参考图1，本发明的一个实施例，提供一种利用压电片驱动发声的扬声器。它利用压电片的电—力变换特性而产生的效应来推动振动膜而实现发声作用。压电片自身振动和振动膜受策动而振动产生综合的、互补的效果。

如图1所示，该扬声器包括扬声器主体1和支承结构2。其中，所述支承结构2用于支承和固定扬声器主体1。所述扬声器主体1至少包括内部功能层11；进一步的，还可以包括中间导电层12和外部保护层13。

所述内部功能层11可包括设有多个漏孔的骨架和粘贴于所述骨架上的振动膜，所述振动膜具有金属面层，所述金属面层上粘贴有平面形式的压电片，所述压电片具有电连接于所述金属面层的第一面和远离所述振动膜的第二面，所述压电片的第二面和所述金属面层分别电连接于压电片驱动器。压电片驱动器可以设置在支承结构2的内部。

所述中间导电层12，包括设于所述内部功能层上端和/或下端的金属环，所述金属环与所述振动膜的金属面层电连接。

所述外部保护层13，覆盖于所述内部功能层和所述中间导电层的外部，起到保护扬声器主体的作用。

可选的，所述内部功能层11中，所述振动膜被多个所述漏孔分隔为多个振动单元，每个振动单元上都粘贴有所述压电片。具体的，每个振动单元上可以粘贴有多个压电片，且多个压电片长短不一且平行布置。

可选的，所述扬声器主体1采用为上端直径小、下端直径大、内部中空的台灯罩形状。台灯罩形状的扬声器主体1以套设方式安装在支承结构2上，构成整体形状为台灯造型的扬声器系统。

可选的，所述支承结构2包括：底盘21，竖立在所述底盘21上的立柱22，固定在所述立柱22上的固定环23，以及从所述固定环23延伸出的多个支撑杆24；所述扬声器主体1套设在所述支承结构2上，被所述立柱22以及所述多个支撑杆24支承和固定。

可选的，所述立柱22上还设置有起发光照明作用的LED发光条25。使得该扬声器系统不仅在造型上类似于台灯，且实际上具有台灯的作用，相当于将扬声器和台灯合二为一。LED发光条25可以设有多条，例如，可以在立柱22外表面竖立安放3～4条LED发光条供照明用。

可选的，底盘21是有内部空腔的，其作用一是稳定整个扬声器系统，二是空腔内可以安放压电片驱动器等电气部分(还可以包括控制部分)。

可选的，立柱22是中空的，其作用一是支撑扬声器系统，并通过固定环23、支撑杆24支撑、固定利用平面压电片驱动发声的台灯灯罩式的扬声器主体1，二是可以从其中空内腔中走线，用来电连接压电片和压电片驱动器的金属导线可以从其中走过，立柱22顶部除了走线外，也可以起固定扬声器主体1的作用。

为便于理解本发明，进一步详细描述上述扬声器主体1的组成及其材料。

如上所述，扬声器主体1为利用平面压电片驱动发声的台灯罩形状的扬声器结构，它分三层。最里面的一层是内部功能层，其骨架可以由牢固的塑料材料制成且设有多个漏孔，其上粘贴绷紧的振动膜，振动膜可通过蒸镀工艺形成一层导电的金属层作为金属面层，金属面层朝外(远离骨架)。在被各个漏孔分隔多个单振膜塑料膜的金属面层上，可以用导电胶张贴两面设有金属材料的尺寸一致或尺寸不一的压电片例如陶瓷压电片。压电片朝外的第二面(第二电极)可以用金属导线引出，通过立柱中空内腔连接到底盘内的压电驱动器，压电片朝内的第一面(第一电极)电连接中间导电层。

中间导电层可以是在内部功能层上部(上端)和/或下部(下端)安放的薄铜环，它的作用是和振动膜表面导电的金属面层电连接，也就是和压电片的第一面(第一电极)相接，并且，中间导电层也利用穿过立柱中空内腔的金属导线连接到底盘内的压电驱动器。

可选的，本实施例中的压电片可采用长度一致或者长短不一的PZT(锆钛酸铅)多层复合压电电声换能片。当然，也可以用其他材质的压电片。压电片的的两面(两极)分别通过金属导线连接到底盘的压电片驱动器的两个输出端子上，接受其驱动。

最外层的外部保护层，其作用是例如利用较宽的框架条或其它结构，遮盖住压电片等不外露，对内部功能层和中间导电层起到保护作用。可选的，外部保护层的内表面部分，可以贴上透明塑料膜以保护最里层的振动膜表面的金属面层。

可选的，本实施例中，振动膜可以采用塑料膜如聚合物振动膜(例如是：聚酰亚胺振膜)，另外可以是金属膜，也可以是一种生物膜(例如是：蛇皮、魚皮等动物皮膜)。振动膜与压电片复合形成超薄扬声器，作为扬声器主体。

其中，若使用金属膜，则应是薄的金属膜。可选的，采用金属膜时，作为扬声器主体的第二层的中间导电层，即在内部功能层上部和/或下部安放的薄铜环可以省去，可以改用塑料材质的绝缘环来隔离绝缘。即，中间导电层可以包括金属环和/或绝缘环，具体根据振动膜的材质决定。

由于材质的不同，当振动膜是使用聚合物振动膜(例如是：聚酰亚胺振膜)、还是使用金属膜，或是使用某种生物膜(例如是：蛇皮、魚皮等动物皮膜)时，其与压电片复合而得到的扬声器主体，其频响特性不同，效果也不一样，实际应用中可以根据需要而选用。

以上，本实施例公开了一种利用压电片驱动发声的扬声器。该扬声器利用压电片的电—力变换特性而产生的效应来推动张紧设置的振动膜而达到驱动、发声作用。它利用压电片的电—力变换特性而产生的效应来推动振动膜而实现发声作用。压电片自身振动和振动膜受策动而振动产生综合的、互补的效果。并且，该扬声器在造型上采用台灯的造型，它是一种利用平面压电片驱动发声的台灯扬声器。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

①本发明的扬声器是一种利用压电片和振动膜复合的超薄扬声器，它利用压电片的电—力变换特性而产生的效应来推动振动膜而达到驱动、发声作用。压电片自身振动和振动膜受策动而振动产生综合的、互补的效果，可以改善扬声器的低频特性，使得扬声器在全频段具有较好的音频特性。该扬声器的振动膜粘贴在骨架上，被骨架上的多个漏孔分隔为多个相对独立的振动单元，相当于多个扬声器单元组成的阵列，具有极好的音频特性。

②本发明的扬声器，其扬声器主体采用台灯罩形状，套设在下方的支承结构上，整体为台灯的造型，相当于将扬声器与台灯合二为一，具有较高的美观价值和使用价值。

以上，通过具体实施例对本发明的技术方案进行了详细说明。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

应当理解，上述各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。本领域的普通技术人员，可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和保护范围。

Claims (10)

1.一种利用压电片驱动发声的扬声器，其特征在于，包括扬声器主体和支承结构，所述扬声器主体至少包括内部功能层；

所述支承结构用于支承和固定所述扬声器主体，内部设置有压电片驱动器；

所述内部功能层包括设有多个漏孔的骨架和粘贴于所述骨架上的振动膜，所述振动膜具有金属面层，所述金属面层上粘贴有平面形式的压电片，所述压电片具有电连接于所述金属面层的第一面和远离所述振动膜的第二面，所述压电片的第二面和所述金属面层分别电连接于所述压电片驱动器。

2.根据权利要求1所述的扬声器，其特征在于，所述扬声器主体采用为上端直径小、下端直径大、内部中空的台灯罩形状。

3.根据权利要求1或2所述的扬声器，其特征在于，所述扬声器主体还包括中间导电层和外部保护层；

所述中间导电层，包括设于所述内部功能层上端和/或下端的金属环，所述金属环与所述振动膜的金属面层电连接；

所述外部保护层，覆盖于所述内部功能层和所述中间导电层的外部。

4.根据权利要求3所述的扬声器，其特征在于，所述支承结构包括：底盘，竖立在所述底盘上的立柱，固定在所述立柱上的固定环，以及从所述固定环延伸出的多个支撑杆；所述扬声器主体套设在所述支承结构上，被所述立柱以及所述多个支撑杆支承和固定。

5.根据权利要求4所述的扬声器，其特征在于，所述底盘内部形成空腔，设置有包括所述压电片驱动器在内的电气部分。

6.根据权利要求4所述的扬声器，其特征在于，所述立柱具有中空内腔，所述金属内腔布置有用来电连接所述压电片和所述压电片驱动器的金属导线。

7.根据权利要求4所述的扬声器，其特征在于，还包括：设置在所述立柱上的LED发光条。

8.根据权利要求1所述的扬声器，其特征在于，所述振动膜被多个所述漏孔分隔为多个振动单元，每个振动单元上粘贴有所述压电片。

9.根据权利要求8所述的扬声器，其特征在于，每个振动单元上粘贴有多个所述压电片，多个所述压电片长短不一且平行布置。

10.根据权利要求1所述的扬声器，其特征在于，所述振动膜为金属膜或者聚合物膜或者生物膜，所述金属面层为蒸镀在所述振动膜表面的金属层。

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