CN203734836U - 多层独石双晶式压电骨传导振子 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种多层独石双晶式压电骨传导振子，所述振子外观呈长方形结构，其长宽比≥3.5，厚度≥0.5mm，所述振子包括两部分，这两部分由两个极化方向相反的单晶压电陶瓷片通过烧结相互叠层在一起，两个极化方向相反的单晶压电陶瓷片中间设置有一层中间隔离陶瓷层；每个单晶压电陶瓷片由N层压电陶瓷层叠合烧结制成，每层压电陶瓷层之间设置有一电极层，电极层通过叉指的方式并联连接；所述电极层包括正电极层、负电极层和接地电极层。本实用新型具有无电磁辐射，功耗低，响应速度快，质量轻，体积小，结构精巧，兼具气导及骨导功能，通话语音清晰且无须开出音孔，便于整机防水设计等优点。
Description
技术领域
本实用新型属于压电骨导听觉装置技术领域，具体涉及到一种独石双晶式压电骨传导振子，可用于手机骨传导受话器，骨传导蓝牙耳机，骨传导通信头戴受话器，骨传导助听器耳机，眼镜式、运动式骨传导听觉装置等。
背景技术
骨传导听觉装置不仅适用于具有传导性听力障碍的患者，也适用于正常人，使正常人的双耳得到解放，更适用于消防、战斗等对通讯有特殊要求的特殊场合。压电式骨传导听觉装置采用多层独石双晶式压电骨传导振子为声振动元件，将音讯信号转化为振动信号，经由脑颅骨刺激听神经使人产生听觉。此装置可用于手机骨传导受话器，骨传导蓝牙耳机，骨传导通信头戴受话器，骨传导助听器耳机，眼镜式、运动式骨传导听觉装置等，可以供传导性听觉障碍的人及正常人进行多方面的使用。具有无电磁辐射，功耗低，响应速度快，质量轻，结构精巧，兼具气导及骨导功能，通话语音清晰等优点。
目前，传统的骨传导听觉装置多为电磁式骨传导，利用电磁反应将通信设备所发出的声信号转为机械振动信号，经由脑颅骨刺激听神经使人产生听觉，存在体积大，耗能高，易受电磁干扰等缺点。压电骨传导振子多采用陶瓷粘接在金属薄片上制成或单纯由两个单晶陶瓷片叠合烧结制得，存在影响振动效率、可靠性降低的问题。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种多层独石双晶式压电骨传导振子，具有无电磁辐射，功耗低，响应速度快，质量轻，结构精巧，兼具气导及骨导功能，通话语音清晰且无须开出音孔，便于整机防水设计等优点。
本实用新型的技术方案是：一种多层独石双晶式压电骨传导振子，其特征在于：所述振子表面呈长方形结构，其长宽比≥3.8，厚度≥0.5mm；所述振子包括两部分，这两部分由两个极化方向相反的单晶压电陶瓷片通过烧结相互叠层在一起，两个极化方向相反的单晶压电陶瓷片中间设置有一层中间隔离陶瓷层；单晶压电陶瓷片分别由N层压电陶瓷层叠合烧结制成，每层压电陶瓷层之间设置有一电极层，电极层通过叉指的方式并联连接；所述电极层包括正电极层、负电极层和接地电极层，其中正电极层通过侧棱电极与正电极并联连接，负电极层通过侧棱电极与负电极并联连接，接地电极层通过侧棱电极与接地电极并联连接；正电极、负电极分布在所述振子表面的同一侧，紧挨接地电极。
N层至少为8层。
所述电极层采用纯银浆作为电极材料。
本实用新型电极层采用纯银浆电极材料，取代了惯用的Ag/Pd电极材料，降低了烧结温度，达到900℃低温烧结，大大降低了成本，更易于生产。制作工艺简单，可靠性高。
本实用新型所述振子外观呈长方形结构，其长宽比≥3.5，厚度≥0.5mm，特殊的长，宽，厚，使得所述振子成为力量传递器件。用本振子为声振动元件，将音讯信号转化为振动信号，将振动力量传递到脑颅骨后，刺激听神经使人产生听觉，达到骨传导的效果。
本实用新型在两个极化方向相反的单晶压电陶瓷片中间设置有一层中间隔离陶瓷层，中间隔离陶瓷层能使两个单晶陶瓷片工作时各自发挥出最大的电容量，避免相互干扰，从而提高能量转换率，使振子的性能更好。降低了陶瓷片断裂风险，大大提高了产品的可靠性。
本实用新型独石双晶式压电振子包括正电极、负电极及接地电极，在正、负电极同时加电时，其中一部分正电极和接地电极之间的陶瓷层实现弯曲振动，而另一部分负电极和接地电极之间的陶瓷层实现拉伸振动，从而形成自主弯曲振动的双晶片结构。无需金属片和粘接剂的粘接即可产生较纯的振动模式，使得听觉装置的音量更大，音质更好，性能更稳定，并且可以大大减小整体厚度，适应电子元器件的微型化的需要。
本实用新型独石双晶式压电振子特有的表面结构：正电极，负电极分布在振子表面的同一侧，紧挨接地电极，这样可利用较小尺寸的FPCB作为电信号输入端，在手机骨传导受话器，骨传导蓝牙耳机，骨传导通信头戴受话器，骨传导助听器耳机，眼镜式、运动式骨传导听觉装置安装时便于安装，且所占空间较小。
附图说明
图1是本实用新型表面结构示意图。
图2是本实用新型内部结构示意图。
图3是本实用新型电路连接示意图。
图4-1是本实用新型应用连接正面示意图。
图4-2是本实用新型应用连接反面示意图。
图5是本实用新型与其它类型骨导受话器的性能对比曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
如图1所示，多层独石双晶式压电骨传导振子由正电极1，负电极2，接地电极3三部分构成，内部正电极层通过侧棱电极4与正电极1并联连接，内部负电极层通过侧棱电极5与负电极2并联连接，内部接地电极通过侧棱电极6与接地电极3并联连接。
如图1所示，多层独石双晶式压电骨传导振子表面呈长方形结构，其长宽比≥3.8，厚度≥0.5mm。
本多层独石双晶式压电骨传导振子由N层（N≥8）压电陶瓷层叠合烧结制成，为独石结构，每层压电陶瓷层之间设置有一电极层，电极层采用纯银浆作为电极材料。
如图2所示，多层独石双晶式压电骨传导振子分成两部分，这两部分由两个极化方向相反的单晶压电陶瓷片7和9通过共烧相互叠层在一起，单晶压电陶瓷片7和9的各自电极层之间通过叉指的电极连接方式实现并联连接，两个单晶陶瓷片7和9之间设置有中间隔离陶瓷层8，这种特有的结构使每个单晶陶瓷片7和9都能发挥出最佳的电容量，大大提高了压电振子的有效作用力，提高了单体的灵敏度，使得同样规格大小的压电振子能量转化率提高，从而音量更大，音质更好，性能更稳定。
如图2所示，多层独石双晶式压电骨传导振子的厚度≥0.5mm，特殊的长，宽，厚，使得所述振子成为力量传递器件。用本振子为声振动元件，将音讯信号转化为振动信号，将振动力量传递到脑颅骨后，刺激听神经使人产生听觉，达到骨传导的效果。
如图3所示，当正电压同时加在正电极1和负电极2时，通过逆压电效应，正电极1和接地电极3之间的陶瓷层叠合共烧形成的单晶陶瓷片7缩短，负电极2和接地电极3之间的陶瓷层叠合共烧形成的单晶陶瓷片9伸长，整个陶瓷片产生凸型弯曲形变；当负电压同时加在正电极1极和负电极2时，通过逆压电效应，正电极1和接地电极3之间的陶瓷层叠合共烧形成的单晶陶瓷片7伸长，负电极2和接地电极3之间的陶瓷层叠合共烧形成的单晶陶瓷片9缩短，整个陶瓷片产生凹型弯曲形变。此时压电陶瓷片接交流电源时，陶瓷片呈现弯曲振动，且双晶式的结构增大了陶瓷的振幅和力量。
如图3、图4-1和图4-2所示，正电极，负电极分布在振子表面的同一侧，紧挨接地电极，这样可利用较小尺寸的FPCB作为电信号输入端，在手机骨传导受话器，骨传导蓝牙耳机，骨传导通信头戴受话器，骨传导助听器耳机，眼镜式、运动式骨传导听觉装置安装时便于安装，且所占空间较小。
如图5所示，展示了三种不同骨传导受话器的频响测试曲线。曲线1是本实用新型的多层独石双晶式压电骨传导振子的频响测试曲线，曲线2是单纯由两个单晶陶瓷片叠合烧结制得的骨传导双晶压电陶瓷片（没有中间隔离层）的频响测试曲线，曲线3是压电陶瓷片粘接在金属薄片上制成骨导受话器的频响测试曲线。曲线1平均dB值85dB，曲线2平均dB值75dB，曲线3平均dB值55dB，意味着音量1>2>3，即性能1优于2，优于3。
Claims (3)
1.一种多层独石双晶式压电骨传导振子，其特征是所述振子表面呈长方形结构，其长宽比≥3.8，厚度≥0.5mm；所述振子包括两部分，这两部分由两个极化方向相反的单晶压电陶瓷片(7)和(9)通过烧结相互叠层在一起，两个极化方向相反的单晶压电陶瓷片中间设置有中间隔离陶瓷层(8)；单晶压电陶瓷片(7)和(9)分别由N层压电陶瓷层叠合烧结制成，每层压电陶瓷层之间设置有一电极层，电极层通过叉指的方式并联连接；所述电极层分为正电极层、负电极层和接地电极层，其中正电极层通过侧棱电极(4)与表面正电极(1)并联连接，负电极层通过侧棱电极(5)与表面负电极(2)并联连接，接地电极层通过侧棱电极(6)与表面接地电极(3)并联连接；正电极(1)、负电极(2)分布在所述振子表面的同一侧，紧挨接地电极(3)。
2.如权利要求1所述的多层独石双晶式压电骨传导振子，其特征是所述电极层采用纯银浆作为电极材料。
3.如权利要求1所述的多层独石双晶式压电骨传导振子，其特征是N层至少为8层。
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