CN203896502U - 压电型扬声器 - Google Patents

Abstract

一种压电型扬声器，用于将电信号转换为人耳可听到的声音，压电型扬声器包括壳体、分隔部、支撑基座、高音扬声器及动态低音扬声器；分隔部位于壳体，分隔部用于分隔壳体的内部空间。支撑基座位于壳体，支撑基座的一端固定于分隔部；高音扬声器由压电元件所形成，且高音扬声器支撑于支撑基座的另一端；动态低音扬声器设置于壳体中而位于分隔部相对于高音扬声器的另一侧。

Description

压电型扬声器

技术领域

本实用新型涉及一种扬声器，特别涉及一种压电型扬声器。

背景技术

扬声器是一种电声换能器，其是通过物理效应将电能转换为声能，根据不同电声转换的物理效应，可将扬声器区分为多种类型，如电磁式扬声器、压电式扬声器、电容式扬声器或电动式扬声器等等。随着科学技术的飞速发展，电子产品的发展逐渐走向轻量化和小型化。因此，人们可随时随地使用电子产品及其相关的携带型小型化的立体声耳机。当电子产品利用耳机播放声音时，为藉由声音转换器将音频转成使用者可听到音频范围。

现今耳机具有压电元件，用于重播高音区域的音频。并且，耳机亦具有低音扬声器结构，可重现低音区域中的音频。这样的耳机，压电元件较可降低成本并具有以下优点：价格比一般的扬声器(平衡电枢或称动铁单元，简称：BA)低，使用平衡电枢类型的高音扬声器较为便宜且为一般所属领域所知。然而，一般的压电元件为安装在低音环形结构上，具有压电元件的高音扬声器不可能获得所须的谐振频率的声音。此外，在播放低音与高音时，由于低音扬声器和高音扬声器的交叉点(分频点)附近与正在播放的声音重叠，造成声音质量降低的问题。

实用新型内容

有鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种压电型扬声器，用于将电信号转换为人耳可听到的声音。

为达上述目的，本实用新型提供一种压电型扬声器，用于将电信号转换为人耳可听到的声音，该压电型扬声器包括：

一壳体；

一分隔部，位于该壳体，该分隔部用于分隔该壳体的内部空间；

一支撑基座，位于该壳体，该支撑基座的一端固定于该分隔部；

一高音扬声器，其由至少一压电元件所形成，且该高音扬声器支撑于该支撑基座的另一端；及

一动态低音扬声器，设置于该壳体中，该动态低音扬声器位于该分隔部相对于该高音扬声器的另一侧。

上述的压电型扬声器，其中该分隔部包含多个低音调节孔，位于该支撑基座的两侧。

上述的压电型扬声器，其中该壳体包含一框架，该框架平行于该分隔部。

上述的压电型扬声器，其中该壳体包含相间隔的一下壳体及一上壳体，该框架设置在该下壳体的内壁面。

上述的压电型扬声器，其中该框架形成有多个通孔，对应于该些低音调节孔。

上述的压电型扬声器，其中该动态低音扬声器包含一薄膜结构及一低音扬声单元，该薄膜结构与该低音扬声单元位于该分隔部。

上述的压电型扬声器，其中该低音扬声单元包括一音圈、一阻尼器及一磁体，该磁体相邻设置于该动态低音扬声器，该阻尼器的一端连接于该框架，该阻尼器的另一端连接该音圈。

上述的压电型扬声器，其中该动态低音扬声器与该高音扬声器密封于该壳体。

上述的压电型扬声器，其中该高音扬声器更包含一振动片，该振动片贴合该至少一压电元件。

上述的压电型扬声器，其中该高音扬声器更包含多个支撑部，支撑于该振动片、该至少一压电元件或其两者。

综上所述，本实用新型利用支撑基座的一端固定于壳体，支撑基座的另一端支撑于高音扬声器，高音扬声器包含压电元件，因此可调整所须的共振频率及提供所须高音质的声音。高音扬声器为密封状态，但亦未导致声压降低，压电元件亦可确保良好的声压效果。此外，由于低音域的声音是通过分隔部上的低音调节孔而输出、在低音与高音交叉点附近的音量降低，藉此能够在一个较广域的频带内，输出清晰的声音。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

附图说明

图1本实用新型的压电型扬声器实施例的外观示意图；

图2A本实用新型的压电型扬声器实施例的剖视示意图；

图2B本实用新型的压电型扬声器实施例的俯视示意图；

图3A本实用新型的低音扬声单元的外观示意图；

图3B本实用新型的低音扬声单元的剖视示意图；

图4A本实用新型的制造压电元件的示意图(一)；

图4B本实用新型的制造压电元件的示意图(二)；

图4C本实用新型的制造压电元件的示意图(三)；

图5A本实用新型的支撑压电元件的示意图(一)；

图5B本实用新型的支撑压电元件的示意图(二)；

图5C本实用新型的支撑压电元件的示意图(三)；

图6A本实用新型使用耳机实施例的外观示意图；

图6B本实用新型使用耳机实施例的剖视示意图；

图7本实用新型使用另一耳机实施例的剖视示意图；

图8A本实用新型使用又一耳机实施例的外观示意图；

图8B本实用新型使用又一耳机实施例的剖视示意图。

其中，附图标记

10    压电型扬声器

100   壳体

100a  分隔部

110/115下壳体

111/112低音调节孔

120   上壳体

121   支撑基座

122   高音扬声器

140/145框架

141/142通孔

150/155薄膜结构

160   低音扬声单元

161   音圈

162   阻尼器

163   磁铁

200/201耳机

210   壳体

220   外筒

230   耳垫

260～266压电元件

267   电极

270   振动片

280～285 支撑部

400   头戴式耳机

410   壳体

420   缓冲垫

430   分隔膜

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作具体的描述：

图1本实用新型的压电型扬声器实施例的剖视示意图，图2A本实用新型的压电型扬声器实施例的剖视示意图，图2B本实用新型的压电型扬声器实施例的俯视示意图。请参阅图1、图2A及图2B，压电型扬声器10用于将媒体播放器或接收器所输出的电信号转换为人耳可听到的声音，而压电型扬声器10使用换能器的声音驱动方式，压电型扬声器10为具有薄膜结构150(动圈式，Dynamic)及高音扬声器122(压电式)。压电型扬声器10可运用于耳塞式耳机、头戴式耳机或其它声音重播装置(例如音响)。压电型扬声器10包含壳体100、分隔部100a、支撑基座121、高音扬声器122及动态低音扬声器。

壳体100为盒子结构的外型。壳体100包括下壳体110和上壳体120，壳体100的内表面固定有分隔部100a，分隔部100a位于壳体100的内部空间，分隔部100a为水平形状而与壳体100的底表面平行，且分隔部100a将壳体100的内部空间分隔成上、下两个空间。并且，分隔部100a的两侧贯穿有多个低音调节孔111/112。在此，壳体110的直径尺寸约为30mm。此外，壳体100包含一框架140，框架140固定于下壳体110的内壁面，框架140设置于分隔部100a的下方并与分隔部100a平行。框架140的两侧贯穿有多个通孔141/142，多个通孔141/142分别对应于低音调节孔111/112。

支撑基座121为圆筒状结构的外型，支撑基座121的一端固定于分隔部100a，多个低音调节孔111/112对位于支撑基座121的左右两侧。在此，支撑基座121的直径尺寸约为10mm。

高音扬声器122为圆盘状结构的外型，高音扬声器122用于输出高音的区域(5kHz～45kHz)。在此，高音扬声器122其是由压电元件所形成，高音扬声器122支撑于支撑基座121的另一端并形成密封状态，虽然高音扬声器122为密封状态，但亦未导致声压降低。此外，共振频率优选为5kHz～7kHz。在此，高音扬声器122的直径尺寸约为9mm，支撑基座121略大于高音扬声器122。请参阅图5A，本实施例中，高音扬声器122可藉由支撑部280/281支撑于支撑基座121的另一端，并且，藉由调整支撑部280/281支撑于压电元件260的距离来改变播放时的音频频带(共振频率)。

动态低音扬声器包括有薄膜结构150及低音扬声单元160。薄膜结构150设置于壳体100内，薄膜结构150位于分隔部100a，薄膜结构150相对于高音扬声器122的另一侧。在此，薄膜结构150用于输出低音的区域(20Hz～5kHz)。低音扬声单元160位于支撑基座121的内部而相邻于支撑基座121的一端，低音扬声单元160位于分隔部100a，低音扬声单元160对应于薄膜结构150。

低音扬声单元160作动而带动薄膜结构150振动，薄膜结构150在振动时，低音通过低音扬声单元160与框架140下方的腔体空间中，进而输出低音域的声音。并且，低音域的声音通过框架140的多个通孔141/142后，再经由低音调节孔111/112进入上壳体120，进入上壳体120的声音再向外部输出。在此，可藉由低音调节孔111/112的大小或数量来调整低音量，并且，可通过增加低音调节孔111/112的直径大小来增加低音量。在输出低音时，可使基频(F0)变低为所需的低音频率的范围。另外，藉由下壳体110与上壳体120结合，使低音扬声单元160和薄膜结构150密封于壳体100内，并通过密封的方式，可再现较低频率的声音范围。

薄膜结构150的音频与高音扬声器122的音频具有交叉的区域，薄膜结构150与高音扬声器122的交叉点(分频点)大约在3kHz至5kHz之间，输入一个3kHz至5kHz之间的信号，薄膜结构150与高音扬声器122会同时发声。因通过低音调节孔111/112及通孔141/142输出的低音，容易切断中高频率(5kHz以上)的声音，由薄膜结构150输出而通过多个通孔141/142及多个低音调节孔111/112的声音，在交叉点附近的音量降低，藉此能够在一个较广域的频带内，输出清晰的声音。

图3A本实用新型的低音扬声单元的外观示意图，3B本实用新型的低音扬声单元的剖视示意图。参照图3A及图3B，低音扬声单元160包括音圈161、阻尼器162及磁铁163。音圈161为铜线结构，音圈161以音圈骨架为中心缠绕于音圈骨架上。随着薄膜结构150振动，音圈161为上下往复的伸缩作动。本实施例中，阻尼器162为波浪型，其一端连接于框架140，阻尼器162的另一端连接音圈161，并且，框架可为漏斗型结构。磁铁163为环形磁体，磁铁163可为钴磁体或铁氧体，磁铁163设置于薄膜结构150的上方，磁铁163套接于薄膜结构150上所突起的中心杆。

图4A本实用新型的制造压电元件的示意图(一)，参照图4A，说明图2A中的高音扬声器122及其压电元件的放大图。本实施例中，高音扬声器122包含振动片270及压电元件260，形成一种单压电晶片，特别说明的是，图4A为省略振动板270上其它电子零件，如电阻或晶体或振荡电路等。振动片270为树脂或金属所形成，振动片270上贴合压电元件260。并且，压电元件260是以锆钛酸铅(PZT)所形成。在此，压电元件260贴合在振动板270的表面，但不以此为限，振动板270的背面亦可贴合压电元件260。另外，振动片270的表面可进一步贴合2层压电元件260，并在振动片270的背面亦可进一步贴合2层压电元件260，总计为4层的结构，但不以此为限。

图4B本实用新型的制造压电元件的示意图(二)，参照图4B，高音扬声器122包含2个压电元件261/262，形成一种双压电晶片。压电元件261与压电元件262相互贴合，本实施例与上述图4A的实施例相比较，敏感度具有加倍的效果。并且，压电元件261/262的厚度为50μm。

图4C本实用新型的制造压电元件的示意图(三)，参照图4C，高音扬声器122包含4个压电元件263～266，4个压电元件263～266相互贴合，4个压电元件263～266之间设置有3个电极267。本实施例与上述图4A的实施例相比较，敏感度具有4倍的效果。

特别说明的是，耳机用的压电型扬声器10直径大约在8mm至16mm的范围，因此，高音扬声器122的大小亦相对被限制。在此，为了提高高音扬声器122的压电元件260的灵敏度(Sensitivity)，需要降低阻抗。并且，灵敏度越高则阻抗越小，所获得的声压效果较好，而声压越大使音量播放的音量越大。在此，为具有一种低阻抗耳机，提供低阻抗耳机较容易出声与驱动的作用。本实施例中，阻抗X是X＝1/2πfC(f为频率，C为电容)。若降低阻抗时，亦必须升高频率和增加电容。换言之，为了获得所需较佳的灵敏度，电容为100nF则相当于阻抗32Ω的声压。举例而言，若要确保有大约100nF的电容，以9mm的振动片270的直径尺寸为例，可通过在振动片270的表面设置2层压电元件260，并且，在振动片270的背面亦设置2层压电元件260，形成4层压电元件260的结构来达成所需的声压。另外，也可以将振动片270连接放大器以提高声压。

图5A本实用新型的支撑压电元件的示意图(一)。参照图5A，振动片270下方具有支撑部280/281，压电元件260设置于振动片270上方，共振频率是基于支撑部280/281的距离来决定的。其中，支撑部280/281之间的距离宽度，大约相等于压电元件260的长方向的宽度。支撑部280/281的距离宽度愈大，共振频率愈低。在此，由于支撑部280/281间距离较短的关系，共振频率为最高。此外，压电元件260的面积与电容成正比，压电元件260若面积愈广，则声压性能愈高。并且，压电元件260的形状不会影响声压性能，而本实施例中，高音扬声器122为采取较大面积的压电元件260作使用，确保良好且高水准的声压效果。

图5B本实用新型的支撑压电元件的示意图(二)。参照图5B，振动片270上设置有压电元件260，共振频率是基于支撑部282/282的距离来决定，本实施例与图5A的实施例相比，支撑部282/283之间距离大于压电元件260的长方向的宽度。因支撑部282/283之间距离的加大，使得本实施例的共振频率低于图5A所具有的共振频率。

图5C本实用新型的支撑压电元件的示意图(三)。参照图5C，振动片270上设置有压电元件260，而共振频率是基于支撑部284/285的距离来决定。在此，支撑部284/285分别支撑于压电元件260及振动片270，支撑部284/285为同一轴线的排列方式。本实施例相较于上述图5A及图5B的两个例子，本实施例中的共振频率为最低。

图6A本实用新型使用耳机实施例的外观示意图，图6B本实用新型使用耳机实施例的剖视示意图。参阅图6A及图6B，为一种耳塞式的耳机200，耳机200具有圆筒状结构的壳体210，壳体210的一侧突出有圆柱形的外筒220，外筒220的外径比壳体210的外径小，外筒220上套接有耳垫230。壳体210内包括有第2A图中所描述的压电型扬声器10，压电型扬声器10的高音扬声器122相邻于外筒220。并且，压电型扬声器10设置于壳体210内而靠近耳垫230的一侧，压电型扬声器10被包覆于壳体210与耳垫230内。在此，如前所述，高音扬声器122为密封状态，但亦未导致声压降低，因此，可减轻由于耳垫230中的空气泄漏而造成的声音质量下降的问题，此外，由于通过低音调节孔111/112及通孔141/142输出低音，可减少因耳垫230所泄漏的低音量。当人耳塞入于耳塞式的耳机200后，人耳内的鼓膜(耳膜)为相邻于高音扬声器122，压电型扬声器10的高音扬声器122所输出的高音域的声音可在靠近鼓膜位置输出，由于高音扬声器122至鼓膜为止的空间很狭小，提供输出高品质且清晰的高音域声音。

图7本实用新型使用另一耳机实施例的剖视示意图，参阅图7，为一种耳塞式的耳机201，耳机201具有圆筒状结构的壳体210，壳体210包括下壳体115与上壳体120。壳体210内包括有图2A中所描述的压电型扬声器10。框架145被设置在下壳体115的内壁面，动态低音扬声器155设置于框架145，动态低音扬声器155的设置方向相反于图6B动态低音扬声器155的设置方向。

本实施例中，由于低音域的声音是通过低音调节孔111/112及通孔141/142而进入上壳体120，因此可提供较多基频(F0)变低为所需的低音频率范围的低音。也就是说，因通过低音调节孔111/112及通孔141/142输出的低音，更为容易切断中高频率(5kHz或以上)声音，通过低音调节孔111/112及通孔141/142的声音，可由动态低音扬声器155输出、在交叉点附近的音量降低，藉此能够在一个较广域的频带内，输出清晰的声音。

图8A本实用新型使用又一耳机实施例的外观示意图，图8B本实用新型使用又一耳机实施例的剖视示意图。参阅图8A及图8B。为一种头戴式的耳机400，耳机400具有罩子外型的壳体410，壳体410长方向的长度为30mm。壳体410内包括有图2A中所描述的压电型扬声器10。另外，壳体410的一侧包含有缓冲垫420，缓冲垫420大致为环形结构，缓冲垫420设置于对应于支撑基座121的另一端。壳体410与缓冲垫420间设置有分隔膜430，分隔膜430的材质为聚氨酯，分隔膜430对应于壳体410的开口处。

当人耳配戴于头戴式的耳机400后，人耳内的鼓膜(耳膜)为相邻于高音扬声器122，压电型扬声器10的高音扬声器122所输出的高音域的声音可在靠近鼓膜位置输出，由于高音扬声器122至鼓膜为止的空间很狭小，提供输出高品质且清晰的高音域声音。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种压电型扬声器，用于将电信号转换为人耳可听到的声音，其特征在于，该压电型扬声器包括：

一壳体；

一分隔部，位于该壳体，该分隔部用于分隔该壳体的内部空间；

一支撑基座，位于该壳体，该支撑基座的一端固定于该分隔部；

一高音扬声器，其由至少一压电元件所形成，且该高音扬声器支撑于该支撑基座的另一端；及

一动态低音扬声器，设置于该壳体中，该动态低音扬声器位于该分隔部相对于该高音扬声器的另一侧。

2.根据权利要求1所述的压电型扬声器，其特征在于，该分隔部包含多个低音调节孔，位于该支撑基座的两侧。

3.根据权利要求2所述的压电型扬声器，其特征在于，该壳体包含一框架，该框架平行于该分隔部。

4.根据权利要求3所述的压电型扬声器，其特征在于，该壳体包含相间隔的一下壳体及一上壳体，该框架设置在该下壳体的内壁面。

5.根据权利要求3所述的压电型扬声器，其特征在于，该框架形成有多个通孔，对应于该些低音调节孔。

6.根据权利要求3所述的压电型扬声器，其特征在于，该动态低音扬声器包含一薄膜结构及一低音扬声单元，该薄膜结构与该低音扬声单元位于该分隔部。

7.根据权利要求6所述的压电型扬声器，其特征在于，该低音扬声单元包括一音圈、一阻尼器及一磁体，该磁体相邻设置于该动态低音扬声器，该阻尼器的一端连接于该框架，该阻尼器的另一端连接该音圈。

8.根据权利要求1所述的压电型扬声器，其特征在于，该动态低音扬声器与该高音扬声器密封于该壳体。

9.根据权利要求1所述的压电型扬声器，其特征在于，该高音扬声器更包含一振动片，该振动片贴合该至少一压电元件。

10.根据权利要求9所述的压电型扬声器，其特征在于，该高音扬声器更包含多个支撑部，支撑于该振动片、该至少一压电元件或其两者。