CN115460498A - 发声器件 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种发声器件，涉及穿戴设备技术领域。发声器件包括外壳、发声单体和调节组件，外壳具有收容空间，发声单体收容于收容空间，发声单体将收容空间分隔为前腔和后腔，所述发声单体以及所述外壳中的至少一者具有连通孔，所述连通孔与所述前腔连通；调节组件包括膜片和压电驱动件，膜片设置于连通孔处，压电驱动件沿膜片的厚度方向叠设于膜片上，压电驱动件用于驱动膜片发生形变，在膜片处于第一状态的情况下，连通孔闭合，在膜片处于第二状态的情况下，连通孔导通。

Description

发声器件

技术领域

本申请属于电声转换技术领域，具体涉及一种发声器件。

背景技术

相关技术中，耳机具有与耳道结构适配的外形，以实现物理降噪，降低外部环境音影响，提升用户感受到的音质效果。但是用户佩戴耳机时，耳机的振膜振动会造成耳道内空气压缩，使得耳道内空气压强增大，导致部分用户感到不适。为了降低该不适感，在耳机设置连通孔，通过连通孔连通前腔和外部空间或连通前腔和后腔，以平衡耳道内空气压强。但是保持常开状态连通孔会降低耳机的被动降噪效果、降低耳机的低频发声效果等，导致耳机音质不佳。

发明内容

本申请旨在提供一种发声器件，至少解决发声器件中常开的连通孔降低发声器件音质的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提出了一种发声器件，包括：

具有收容空间的外壳；

发声单体，收容于收容空间，发声单体将收容空间分隔为前腔和后腔，发声单体以及外壳中的至少一者具有连通孔，连通孔与前腔连通；

调节组件，包括膜片和压电驱动件，膜片设置于连通孔处，压电驱动件沿膜片的厚度方向叠设于膜片上，压电驱动件用于驱动膜片发生形变，

在膜片处于第一状态的情况下，连通孔闭合，在膜片处于第二状态的情况下，连通孔导通。

在本申请的实施例中，通过设置调节组件，从而根据需要通过处于第一状态的膜片实现连通孔的闭合，或通过处于第二状态的膜片实现连通孔的导通，在设置于发声单体的连通孔导通情况下，前腔和后腔可以通过该连通孔平衡气压，提高发声器件的低频发声效果，在设置于发声单体的连通孔闭合的情况下，前腔和后腔不同通过连通孔连通，降低发声器件的低频发声效果；在设置于外壳的连通孔导通情况下，前腔和外部空间可以通过该连通孔平衡气压，降低由于振膜振动导致的用户耳道压强过高，在设置于发声单体的连通孔闭合的情况下，连通孔不连通前腔和外部空间，提高发声器件的物理降噪效果；，本申请提供的发声器件可以根据通场景需求调节连通孔的导通或闭合，以提高发声器件音质。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本申请的发声器件的实施例的拆解结构示意图；

图2是根据本申请的发声器件的实施例的结构示意图；

图3是根据本申请的调节组件处于第一状态的实施例的剖面结构示意图；

图4是根据本申请的发声单体的实施例的结构示意图；

图5是根据本申请的发声器件的实施例的立体结构示意图；

图6是根据本申请的发声器件的实施例的部分立体结构示意图；

图7是根据本申请的发声器件的实施例的部分立体结构示意图；

图8是根据本申请的调节组件处于第二状态的实施例的剖面结构示意图：

图9是根据本申请的调节组件处于第一状态的实施例的剖面结构示意图；

图10是根据本申请的调节组件处于第二状态的实施例的剖面结构示意图；

图11是根据本申请的调节组件处于第二状态的实施例的剖面结构示意图；

图12是根据本申请的调节组件处于第二状态的实施例的剖面结构示意图；

图13是根据本申请的调节组件处于第一状态的实施例的剖面结构示意图；

图14是根据本申请的调节组件的实施例的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面结合图1至图3描述根据本申请实施例的发声器件100。

如图1、图2和图3所示，本申请实施例提供一种发声器件100，该发声器件100包括外壳1、发声单体2和调节组件3，外壳1具有收容空间，发声单体2收容于收容空间，发声单体2将收容空间分隔为前腔20和后腔30，所述发声单体2以及所述外壳1中的至少一者具有连通孔40，所述连通孔20与所述前腔20连通；调节组件3包括膜片31和压电驱动件32，膜片31设置于连通孔40处，压电驱动件32设于膜片31上，压电驱动件32用于驱动膜片31发生形变，在膜片31处于第一状态的情况下，连通孔40闭合；在膜片31处于第二状态的情况下，连通孔40导通。

该发声器件100具体可以是入耳式耳机、耳塞式耳机等形式的耳机。外壳1可以包括前壳11和后壳12，两者盖合形成收容空间。发声单体2为发声器件100中唯一或主要的电声转换组件，即发声单体2为可以将电信号转变为声信号的换能器件。本申请提供的发声单体2可以为动圈式发声单体、电容式发声单体、电磁式发声单体、或压电式发声单体等，本领域技术人员可以根据需要进行选择。可选地，发声单体2为动圈式发声单体，发声单体2包括具有磁间隙的磁路系统、插入磁间隙的音圈、以及固设于音圈上的振膜，在磁路系统产生的磁场作用下，音圈通电后发生振动，从而带动振膜振动发声。

发声单体2收容于外壳的收容空间内并将收容空间分隔为前腔20和后腔30，前腔20为振膜背离音圈一侧的空间，可以为前壳11与发声单体2合围形成的空间，后腔30为振膜靠近音圈一侧的空间，可以为后壳12与发声单体2合围形成的空间。为了保证发声单体2产生的声音可以顺利传导至外部，在外壳1上还开设有与前腔20连通的一个或多个出音孔60。在用户使用发声器件100时，至少一个出音孔60连通耳道和前腔20，以使得发声单体2产生的声音可以通过前腔20、耳道传导至用户耳膜。

调节组件3的膜片31的外边沿可以与外壳1或发声单体2连接，以实现膜片31设置于连通孔40处，当然膜片31也可以设置于支架上，支架可以与外壳或发声单体2连接，通过支架支撑膜片31设置于连通孔40处。

请结合参阅图4，在发声单体2上开设有连通孔40的情况下，该连通孔40可以开设于发声单体2的盆架上、或是与盆架连接的其他连接件上，连通孔40可以连通前腔20和后腔30，前腔20和后腔30可以通过该连通孔40平衡气压，该连通孔40还可以调节频响，使得前腔20内的声波可以通过连通孔40与后腔30内的声波相互作用，提高发声器件100的低频发声效果。膜片31可以设置在发声单体2靠近前腔20的一侧，也可以设置在发声单体2靠近后腔30的一侧，当然在连通孔40具有足够深度的情况下，膜片31还可以设置在连通孔40中。

请参阅图5、图6和图7，在形成前腔20的外壳1上开设有连通孔40的情况下，该连通孔40可以贯穿外壳1，连通孔40可以连通前腔20和外部空间，该连通孔40可以作为前泄气孔平衡前腔20气压。同样膜片31可以设置在外壳1靠近前腔20的一侧，也可以设置在外壳1靠近后腔30的一侧，当然在连通孔40具有足够深度的情况下，膜片31还可以设置在连通孔40中。示例性地，如图7所示实施例中，膜片31贴合在外壳1内侧并可以闭合连通孔40。

可以同时在发声单体2、以及形成前腔20的外壳1上设置连通孔40，也可以在其中一者开设连通孔40，本领域技术人员可以根据具体需要自行选择。

请结合参阅图8，膜片31可以为具有一定形变能力的材料制成，例如：工程塑料(如PEEK、PAR等)、弹性体材料(如TPU、TPEE、硅橡胶等)等。膜片31为片状结构以方便压电驱动件32驱动其发生弯折形变。在膜片31处于第一状态下，膜片31的厚度方向X与连通孔40内气流流动方向一致。

压电驱动件32为利用逆压电效应将电能转变为机械能的器件。压电驱动件32可以在给定一定交流电的作用下，发生一定的拉伸或收缩，从而驱动叠设在其一侧的膜片31一并发生形变。在膜片31处于第一状态的情况下，膜片31可以处于平展状态，膜片31可以闭合连通孔40，使得连通孔40闭合；如图8所示实施例中，在膜片31处于第二状态的情况下，膜片31受到压电驱动件32的作用发生形变，使得膜片31不能闭合连通孔40，连通孔40导通。当然不同电场强度的作用下，膜片31受到压电驱动件32的作用力不同，使得膜片31发生形变的程度不同，从而可以通过控制压电驱动件32的电场强度以驱动膜片31发生不同程度的形变，以获得具有不同导通口径的连通孔40，即具有不同泄气量的连通孔40。

在本申请提供的发声器件100中，通过设置调节组件3，从而根据需要通过处于第一状态的膜片31实现连通孔40的闭合，或通过处于第二状态的膜片31实现连通孔40的导通，在设置于发声单体2的连通孔40导通情况下，前腔20和后腔30可以通过该连通孔40平衡气压，提高发声器件100的低频发声效果，在设置于发声单体2的连通孔40闭合的情况下，前腔20和后腔30不同通过连通孔40连通，降低发声器件100的低频发声效果；在设置于外壳的连通孔40导通情况下，前腔20和外部空间可以通过该连通孔40平衡气压，降低由于振膜振动导致的用户耳道压强过高，在设置于发声单体2的连通孔40闭合的情况下，连通孔40不连通前腔20和外部空间，提高发声器件100的物理降噪效果，所以本申请提供的发声器件100可以根据通场景需求调节连通孔40的导通或闭合，以提高发声器件音质。

请参阅图9，在另一些实施例中，调节组件3还包括压电感应件33，压电感应件33沿厚度方向X叠设于膜片31上，以将膜片31的形变转化为电信号。

与前述压电驱动件32将电信号转化为机械能不同的是，压电感应件33用于将机械能转化为电信号。在前腔20的气压过大时，膜片31在压差作用下会发生向远离前腔20方向的形变，在前腔20的气压过小时，膜片31在压差作用下会发生向靠近前腔20方向的形变，叠设在膜片31上的压电感应件33受到膜片31形变产生的机械力，压电感应件33将该机械力转化为感应电信号，通过分析该感应电信号，可以得到前腔20的气压值。

压电感应件33可以与外部控制芯片电连接，外部控制芯片可以根据压电感应件33生成的感应电信号分析得到前腔20的气压是否符合发声器件100运行规则，在压电感应件33生成的电信号不符合发声器件100运行规则的情况下，外部控制芯片可以向压电驱动件32发送驱动电信号，以控制压电驱动件32驱动膜片31形变，以使前腔20的气压符合发声器件100运行模式需要。

例如：在前腔20的气压过大时，膜片31向远离前腔20方向的形变，叠设在膜片31上的压电感应件33受到膜片31形变产生的机械力，并将该机械力转化为感应电信号，外部控制芯片可以判断该感应电信号是否大于预设舒适阈值，感应电信号大于预设舒适阈值，则表示前腔20气压过大可能导致用户不适。在感应电信号大于预设舒适阈值的情况下，外部控制芯片向压电驱动件32发送驱动电信号，压电驱动件32根据该驱动电信号驱动膜片31发生形变，外部空间和后腔30中的至少一者通过连通孔40和前腔20连通，以使前腔20与外部空间气压平衡，或前腔20与后腔30气压平衡，降低前腔20的气压。

在一些实施例中，膜片31包括多个子膜片311，在膜片31处于第一状态的情况下，多个子膜片311相互拼接；在膜片31处于第二状态的情况下，至少一个子膜片311弯折，弯折的子膜片311与相邻子膜片311之间形成间隙34。

各子膜片311可以具有不同形状，也可以具有相同形状。多个子膜片311可以沿连通孔40的周向依次设置，简化各子膜片311的排布。膜片31处于第一状态的情况下，各子膜片311相互拼接，相邻子膜片311之间可以部分重叠，也可以相邻接触设置，只要各子膜片311形成的整体结构可以闭合连通孔40即可。可以设置多个子膜片311的部分区域连接同一压电驱动件32，使得同一压电驱动件32可以同时驱动多个子膜片311发生形变，还可以设置多个子膜片311之中仅一个子膜片311与压电驱动件32，使得压电驱动件32仅可以驱动多个子膜片311中的一个子膜片311发生形变。本领域技术人员可以理解的是，在子膜片311发生形变的情况下，各子膜片311的相对位置关系发生改变，如图10所示实施例，发生形变的子膜片311和未发生形变的子膜片311之间可以形成供气流流动的间隙34，，使得连通孔40导通。或者如图11所示实施例，发生形变的子膜片311和发生形变的子膜片311之间可以形成供气流流动的间隙34，使得连通孔40导通。

示例性地，子膜片311的数量为两个，两个子膜片311均为形状大小一致的矩形，连通孔40呈椭圆形，膜片31处于第一状态的情况下，两子膜片311的侧边相邻设置，两个子膜片311拼接形成闭合连通孔40的矩形结构，膜片31处于第二状态的情况下，两子膜片311发生一定程度的弯折形变，两子膜片311靠近膜片31中轴线的一端形成间隙34。

示例性地，子膜片311的数量为三个，三个子膜片311均为形状大小一致的扇形，连通孔40呈圆形，膜片31处于第一状态的情况下，三子膜片311的侧边相邻设置，三个子膜片311拼接形成闭合连通孔40的圆形结构，膜片31处于第二状态的情况下，三子膜片311中的一个子膜片311发生一定程度的弯折形变，三子膜片311靠近膜片31中轴线的一端形成间隙34。

示例性地，子膜片311的数量为四个，四个子膜片311均为形状大小一致的三角形，连通孔40呈矩形，膜片31处于第一状态的情况下，四子膜片311部分重叠设置，四个子膜片311拼接形成闭合连通孔40的矩形结构，请膜片31处于第二状态的情况下，四子膜片311中的两个子膜片311发生一定程度的弯折形变，四子膜片311靠近膜片31中轴线的一端形成间隙34。

连通孔40两端的空气可以通过该间隙34进行流通，所以通过设置多个子膜片311，从而可以通过压电驱动件32实现部分或全部子膜片311发生形变，以获得具有不同泄气量的连通孔40。

在一实施例中，压电驱动件32的数量为多个，多个压电驱动件32与多个子膜片311一一对应连接，从而可以通过各个压电驱动件32驱动各子膜片311发生形变。

请参阅图12，在一些实施例中，相邻两个子膜片311连接的压电驱动件32分别设置在膜片31的不同侧，压电驱动件32用于驱动与其连接的子膜片311向靠近压电驱动件32的方向弯折。

根据压电驱动件32驱动子膜片311发生形变的原理可知，压电驱动件32在电场作用下发生垂直于厚度方向的伸缩，而在大小相同的电场作用下，相邻两个压电驱动件32发生相同程度的伸缩形变，相比于相邻两个子膜片311连接的压电驱动件32设置在膜片31的同侧，例如图11所示实施例，将压电驱动件32连接在膜片311厚度方向的不同侧，获得的间隙34的尺寸更大。所以通过将相邻两个子膜片311连接的压电驱动件32分别设置在膜片31的不同侧，从而可以控制各子膜片311向不同方向弯折，以通过较小电压获得更大的间隙34。

在一实施例中，压电驱动件32沿膜片31的厚度方向叠设于膜片31上，压电驱动件32沿厚度方向的投影至少部分落在膜片31上，即压电驱动件32的尺寸可以小于或等于膜片31。压电驱动件32的尺寸越大，压电驱动件32和膜片31的接触面积越大，从而使得压电驱动件32驱动的膜片31面积越大。请参阅图13，在图13所示实施例中，压电驱动件32的尺寸小于膜片31。由于压电驱动件32具有一定的厚度，在相同压差作用下，压电驱动件32的尺寸越小，膜片31发生形变的幅度越大，即压电感应件33的灵敏度越高。本领域技术人员可以根据需要确定压电驱动件32相对于膜片31的比例关系。

请结合参阅图14，在一些实施例中，压电驱动件32包括第一驱动电极321、第二驱动电极322和压电驱动层323，第一驱动电极321与膜片31连接，第二驱动电极322设置于第一驱动电极321远离膜片31的一侧，压电驱动层323设置于第一驱动电极321和第二驱动电极322之间。

压电驱动层323具体可以是压电陶瓷材料。第一驱动电极321和第二驱动电极322相互配合以向压电驱动层323施加电压，压电驱动层323在沿厚度方向的电场作用，产生垂直该厚度方向的收缩力，从而驱动与其连接的子膜片311发生弯折形变。本领域技术人员可以理解的关于压电材料，可以通过压电常数Dij表示其压电转换能力，其中i代表电学方向，j代表力学方向，i为1、2或3分别表示产生电荷的表面垂直于x轴、y轴或z轴；j＝1、2、3、4、5或6，分别表示沿x轴、y轴、z轴方向作用的正应力和垂直于x轴、y轴、z轴平面内作用的剪切力。由前述分析可知压电驱动层323可采用D31工作模式，其电场方向和机械力方向垂直。

设置一个压电感应件33即可判断前腔20的压强是否合适，所以在一些实施例中，在多个子膜片311中仅设置一个子膜片311与压电感应件33叠设，并且为了提高压电感应件33的灵敏度，将压电感应件33和压电驱动件32分设置于膜片31的沿厚度方向的相对两侧，使得压电感应件33和压电驱动件32均与膜片31有较大的接触面积。

为了保证膜片31整体的重量平衡，调节组件3还包括配重件4，配重件4的重量与压电感应件33的重量相同，压电感应件33的数量至少为一个，子膜片311与压电感应件33或配重件4中的任意一个连接。可以认为没有连接压电感应件33的子膜片311对应连接配重件4，从而使得每个子膜片311均连接有相同重量的压电感应件33或配重件4。

配重件4可以是不接电的压电感应件33，也可以是采用其他材料制备的与压电感应件33体积、重量一致的零部件。

在一些实施例中，压电感应件33包括第一感应电极331、第二感应电极332和压电感应层333，第一感应电极331与膜片31连接，第二感应电极332设置于第一感应电极331远离膜片31的一侧，压电感应层333设置于第一感应电极331和第二感应电极332之间。

压电感应层333具体可以是压电陶瓷材料。膜片31受到压差作用发生弯折形变的情况下，膜片31对压电感应层333产生沿厚度方向的机械力，压电感应层333在该机械力作用下使得第一感应电极331和第二感应电极332之间的电荷发生变化，向外输出变化的感应电信号。由前述分析可知压电感应层333采用D33工作模式，其电场方向和机械力方向相同。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种发声器件，其特征在于，包括：

具有收容空间的外壳；

发声单体，收容于所述收容空间，所述发声单体将所述收容空间分隔为前腔和后腔，所述发声单体以及所述外壳中的至少一者具有连通孔，所述连通孔与所述前腔连通；

调节组件，包括膜片和压电驱动件，所述膜片设置于所述连通孔处，所述压电驱动件设于所述膜片上，所述压电驱动件用于驱动所述膜片发生形变，

在所述膜片处于第一状态的情况下，所述连通孔闭合；

在所述膜片处于第二状态的情况下，所述连通孔导通。

2.根据权利要求1所述的发声器件，其特征在于，所述调节组件还包括：

压电感应件，沿所述厚度方向叠设于所述膜片上，以将所述膜片的形变转化为电信号。

3.根据权利要求1或2所述的发声器件，其特征在于，所述膜片包括多个子膜片，在所述膜片处于所述第一状态的情况下，多个所述子膜片相互拼接；在所述膜片处于所述第二状态的情况下，至少一个所述子膜片弯折，弯折的所述子膜片与相邻所述子膜片之间形成间隙。

4.根据权利要求3所述的发声器件，其特征在于，多个所述子膜片沿所述连通孔的周向依次设置。

5.根据权利要求3所述的发声器件，其特征在于，所述压电驱动件的数量为多个，多个所述压电驱动件与多个所述子膜片一一对应连接。

6.根据权利要求5所述的发声器件，其特征在于，相邻两个所述子膜片连接的所述压电驱动件分别设置在所述膜片的不同侧，所述压电驱动件用于驱动与其连接的所述子膜片向靠近所述压电驱动件的方向弯折。

7.根据权利要求3所述的发声器件，其特征在于，所述调节组件还包括配重件，所述配重件的重量与所述压电感应件的重量相同，所述压电感应件的数量至少为一个，所述子膜片与所述压电感应件或所述配重件中的任意一个连接。

8.根据权利要求2所述的发声器件，其特征在于，所述压电感应件包括第一感应电极、第二感应电极和压电感应层，所述第一感应电极与所述膜片连接，所述第二感应电极设置于所述第一感应电极远离所述膜片的一侧，所述压电感应层设置于所述第一感应电极和第二感应电极之间。

9.根据权利要求1所述的发声器件，其特征在于，所述压电驱动件沿所述膜片的厚度方向叠设于所述膜片上，所述压电驱动件沿所述厚度方向的投影至少部分落在所述膜片上。

10.根据权利要求1所述的发声器件，其特征在于，所述压电驱动件包括第一驱动电极、第二驱动电极和压电驱动层，所述第一驱动电极与所述膜片连接，所述第二驱动电极设置于所述第一驱动电极远离所述膜片的一侧，所述压电驱动层设置于所述第一驱动电极和第二驱动电极之间。

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