CN210609695U - 电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种电子设备，包括弯张压电换能器，弯张压电换能器包括压电元件和弯张壳体，弯张壳体包括弯张片和连接块，压电元件设置在弯张壳体内，通过将弯张片与电子设备的屏幕相连接，压电元件接收第一电信号发生伸缩，使弯张壳体形变，带动屏幕发生振动。由此，本实用新型实施例的电子设备可以采用屏幕振动的方式发声，不需要设置音孔，有利于电子设备的防水防尘设计，振动功能和发声功能可由同一元件实现，且弯张压电换能器无电磁干扰、功耗低、占用空间小，有利于提高电子设备的性能。

Description

电子设备

技术领域

本实用新型涉及压电换能技术领域，具体涉及一种具有压电换能器的电子设备。

背景技术

随着电子通信技术的发展，电子设备的使用越来越普及，用户对电子设备的体验要求也越来越高，各种电子设备被要求具有更小的厚度和体积。传统的电子设备的发声部件多为带有音圈、磁路系统的采用电磁驱动的扬声器，结构复杂，尺寸较大，能耗高，且需要在电子设备的外壳上设置音孔，不利于电子设备的防水防尘。采用压电驱动方式的换能器具有厚度较小、重量小等优点，适于应用在电子设备中。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种电子设备，将弯张压电换能器与屏幕连接，以驱动屏幕振动。

本实用新型实施例的电子设备，包括：

壳体；

屏幕，与所述壳体固定连接；以及

弯张压电换能器，包括弯张壳体和压电元件，所述弯张壳体包括至少一个弯张片和设置在所述弯张片的两端的至少两个连接块，所述两个连接块相对设置，所述弯张壳体形成容纳空间，所述压电元件设置在所述容纳空间内，所述压电元件的两端分别与所述连接块连接；

至少一个所述弯张片被配置为与所述屏幕直接连接或间接连接；

所述压电元件被配置为接收第一电信号后发生伸缩，改变两个连接块之间的距离，使所述弯张片弯曲或伸张，带动所述屏幕振动。

优选地，所述电子设备还包括过渡片，所述过渡片被配置为连接所述屏幕和所述弯张片，所述过渡片的与所述屏幕的连接面积大于所述弯张片与所述过渡片的连接面积。

优选地，所述壳体包括与所述屏幕相对的底板，所述压电换能器设置在所述屏幕和所述底板之间。

优选地，至少一个所述弯张压电换能器设置在所述屏幕的中部。

优选地，所述电子设备包括至少两个弯张压电换能器，其中，偶数个所述弯张压电换能器对称设置在所述屏幕的两端。

优选地，所述弯张片包括相对设置的第一弯张片和第二弯张片，所述两个连接块还被配置为连接所述第一弯张片和所述第二弯张片；

所述第一弯张片被配置为与所述屏幕直接连接或间接连接。

优选地，所述第二弯张片还被配置为与所述底板固定连接。

优选地，所述连接块与所述底板通过中间件连接，所述中间件被配置为能够使所述连接块沿压电元件的伸缩方向移动。

优选地，所述弯张片的形状为弧形。

优选地，所述弯张压电换能器还被配置为响应于所述屏幕的振动产生第二电信号。

本实用新型实施例的电子设备包括弯张压电换能器，弯张压电换能器包括压电元件和弯张壳体，弯张壳体包括弯张片和连接块，压电元件设置在弯张壳体内，通过将弯张片与电子设备的屏幕相连接，压电元件接收第一电信号发生伸缩，使弯张壳体形变，带动屏幕发生振动。由此，本实用新型实施例的电子设备可以采用屏幕振动的方式发声，不需要设置音孔，有利于电子设备的防水防尘设计，振动功能和发声功能可由同一元件实现，且弯张压电换能器无电磁干扰、功耗低、占用空间小，有利于提高电子设备的性能。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1是本实用新型第一实施例的弯张压电换能器的立体结构示意图；

图2是本实用新型第一实施例的弯张压电换能器的主视图；

图3是本实用新型第一实施例的弯张压电换能器在电子设备中的第一种连接方式示意图；

图4是本实用新型第一实施例的弯张压电换能器在电子设备中的第二种连接方式示意图一；

图5是本实用新型第一实施例的弯张压电换能器在电子设备中的第二种连接方式示意图二；

图6是本实用新型第一实施例的弯张压电换能器在电子设备中的第一种布置方式示意图；

图7是本实用新型第一实施例的弯张压电换能器在电子设备中的第二种布置方式示意图；

图8是本实用新型第一实施例的弯张压电换能器在电子设备中的第三种布置方式示意图；

图9是本实用新型第一实施例的弯张压电换能器在电子设备中的第四种布置方式示意图；

图10是本实用新型第二实施例的弯张压电换能器的主视图；

图11是本实用新型第二实施例的弯张压电换能器和中间件的左视结构示意图；

附图标记说明：

1-弯张压电换能器；11-弯张壳体；111-弯张片；111a-第一弯张片；111b-第二弯张片；112-连接块；112a-第一连接块；112b-第二连接块；12-压电元件；2-底板；3-屏幕；4-过渡片；51-支架；52-滚轮。

具体实施方式

以下基于实施例对本实用新型进行描述，但是本实用新型并不仅仅限于这些实施例。在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。为了避免混淆本实用新型的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个申请文件中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为易于说明，诸如“内”、“外”、“之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等等的空间相关术语在此被用于描述图中例示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。将理解的是，空间相关术语可意欲包含设备在使用或操作中的除图中描绘的方位之外的不同的方位。例如，如果图中的设备被翻转，则被描述为在其它元件或特征“下方”或“之下”的元件于是将被定位为在该其它元件或特征“上方”。因而，示例术语“下方”能包含上方和下方的方位二者。设备可以以其它方式被定向(旋转90度或处于其它方位)，并且在此使用的空间相关描述词应该被相应地解释。

实施例一：

图1是本实用新型实施例的弯张压电换能器的立体结构示意图，图2是本实用新型实施例的弯张压电换能器的主视图。如图1-图2所示，本实施例的弯张压电换能器1包括弯张壳体11和压电元件12，弯张壳体11包括弯张片111和设置在弯张片111的两端的至少两个连接块112，弯张壳体11形成有容纳空间，压电元件12设置在容纳空间内，压电元件12的两端分别与连接块112连接，至少一个弯张片111用于与电子设备的屏幕3连接。压电元件12接收第一电信号后发生伸缩，使连接块112之间的距离发生变化，从而使与连接块112连接的弯张片111发生弯曲或伸张，进而带动屏幕3发生振动。

图3-图5是本实用新型实施例的弯张压电换能器在电子设备中的连接方式示意图。如图3-图5所示，所述电子设备包括壳体、屏幕3和弯张压电换能器1，屏幕3和壳体固定连接，壳体包括与屏幕3相对的底板2，弯张压电换能器1设置在屏幕3和底板2之间。所述电子设备可以是任何需要电声转换功能和/或振动功能的电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、手持游戏机等。

压电元件是利用压电效应(包括正压电效应和逆压电效应)来实现电能和机械能转换的元件。正压电效应是指，当晶体受到某固定方向外力的作用时,内部就产生电极化现象,同时在某两个表面上产生符号相反的电荷；当外力撤去后，晶体又恢复到不带电的状态；当外力作用方向改变时，电荷的极性也随之改变。逆压电效应是指对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象。压电元件主要包括压电陶瓷、压电聚合物和复合压电材料等，本领域技术人员可根据需要选择具体的压电元件种类。在本实施例中，所述压电元件12具体为叠层压电陶瓷，压电陶瓷具有体积小、重量轻、响应速度快等优点，叠层压电陶瓷由多层压电陶瓷片沿极化方向叠加而成，与单层的压电陶瓷片相比具有更大的变形量和驱动力。

如图1-图5所示，在本实施例中，弯张压电换能器1包括相对设置的第一弯张片111a和第二弯张片111b，第一弯张片111a用于与屏幕3连接，第二弯张片111b用于与底板2固定连接，使弯张片111之间的距离变化方向与屏幕3的法线方向相一致。

如图3所示，第一弯张片111a可以与屏幕3直接连接，二者的接触面积较小，可以用于对驱动力和振动灵敏度较低的场景。当然，第一弯张片111a也可以通过其它中间结构与屏幕3连接。在一种可选的方案中，第一弯张片111a和屏幕3之间可以通过设置过渡片4进行连接，如图4所示。如图5所示，过渡片4的面积可以大于第一弯张片111a的面积，通过设置面积较大的过渡片4，可以增加屏幕3的有效振动面积，提升振动的灵敏度，同时也能防止连接面积过小使应力过于集中而损坏屏幕3。过渡片4可以为长方形、圆形、椭圆形或其它适于在第一弯张片111a和屏幕3之间传递机械能的形状。过渡片4可以为钢片，钢具有较好的强度和韧性，同时也易于被制造达到较小的厚度，从而能够减小电子产品的厚度。当然，过渡片4也可以为其它硬质材料制成的薄片，例如韧性较好的高分子聚合物材料等。当然，过渡片4并非必须为薄片状构件，也可以根据具体需要设置为厚度较大的块状等。

第二弯张片111b可以直接与所述底板2固定连接，也可以通过其它的连接结构间接地与底板2固定连接，例如第二弯张片111b和底板2之间也设置过渡片4等。为防止弯张压电换能器1发生扭转或晃动，底板2上还可以设置凹槽，弯张压电换能器1设置在所述凹槽中，如图5所示。

弯张片111与屏幕3、过渡片4或底板2的连接，以及过渡片4与屏幕3之间的连接，可采用粘接、铆接、焊接、螺栓连接等固定连接方式。优选地，本实施例采用粘接的方式，即借助胶粘剂在组件表面上的粘合力，将组件之间牢固地连接在一起。相对于铆接、螺栓连接等机械连接方式，采用粘接的方式可以使连接部分的应力分布更加均匀，防止组件的损坏，并能够为安装提供便利、降低成本。

两个弯张片111的形状可以完全相同也可以不同，优选地，两个弯张片111的形状相同，可以使弯张压电换能器1具有更高的装配灵活性。弯张片111的材料应具有一定的挠性，以使压电元件12的伸缩能够较为容易地带动弯张片111弯曲或伸张。弯张片111的截面形状为弧形，可以为椭圆弧形或圆弧形，本实施例中的弯张片111是截面为椭圆弧形的片状构件。

本实施例的弯张压电换能器1包括两个连接块112，两个连接块112相对设置在弯张片111的两端，连接第一弯张片111a和第二弯张片111b，两个弧形弯张片111的顶部相远离，使两个连接块112、第一弯张片111a和第二弯张片111b相互连接构成一个中部具有容纳空间的截面为椭圆形或类似于椭圆的形状的弯张壳体11，其中，两个连接块112的连接线构成所述椭圆的长轴，两个弯张片111的顶部连接线构成所述椭圆的短轴。所述弯张压电换能器1沿所述长轴和所述短轴均为对称的形状。可选地，弯张壳体11为一体形成，可以减少所述弯张压电换能器1的装配步骤，提高生产效率。弯张片111和连接块112也可以分别为独立的部件，通过机械连接方式相互连接成为弯张壳体11，弯张片111和连接块之间的连接应为刚性连接，以保证弯张压电换能器1的正常工作。

所述压电元件12设置在容纳空间内，压电元件12的两端分别与两个连接块112连接，压电元件12的极化方向与所述椭圆的长轴方向相一致。当对压电元件12施加电压时，压电元件12沿所述椭圆的长轴方向伸缩，使所述椭圆的长轴的长度发生改变，由于所述椭圆的周长为定值，因此所述椭圆的短轴也随之改变。具体地，所述长轴伸长时，所述短轴缩短，即所述弯张片111伸张；所述长轴缩短时，所述短轴伸长，即所述弯张片111弯曲。当对压电元件12施加交变电场时，所述短轴的长度不断变化，带动屏幕3往复振动，并可以推动空气产生声波。

所述弯张压电换能器1在装配时，可以沿所述椭圆的短轴方向按压第一弯张片111a和第二弯张片111b，使所述椭圆的长轴伸长，便可以顺利地将压电元件12装入容纳空间内。然后，撤去对两个弯张片111的按压力，由于弯张壳体11的预应力，压电元件12被固定在两个连接块112之间。

图6-图9是本实施例的弯张压电换能器在电子设备中的布置方式示意图。本实施例的弯张压电换能器1可以由多种布置方式，本领域技术人员可以根据所述电子设备的具体性能需求、电子设备内的空间大小等具体选择弯张压电换能器1的布置方式。以下提供几种适于使用的弯张压电换能器1在电子设备中的布置方式，以所述电子设备为智能手机为例，并结合图6-图9具体说明。所述手机的外形近似于长方体。

如图6所示，在一种可选的实施方式中，所述手机包括四个弯张压电换能器1。所述四个弯张压电换能器1分别对称地设置所述手机两端并与屏幕3连接。所述手机沿长度方向的同一端的两个弯张压电换能器1工作，可作为受话器使用。另外一端的两个弯张压电换能器1相互配合使用，可根据环境噪音的声波对屏幕3产生的振动，根据正压电效应，使弯张压电换能器1产生第二电信号，通过处理器对所述第二电信号的解析，调整第一电信号以调整弯张压电换能器1的振动特性，减少环境噪音对所述受话器的工作造成的干扰。四个弯张压电换能器1同时工作，可以使屏幕3的振动平衡，并能增强屏幕3的振动效果。所述弯张压电换能器1可被配置为具有不同振动频率特性，从而能使屏幕3具有更宽的振动频率区间。

如图7所示，在另一种可选的实施方式中，所述手机包括六个弯张压电换能器1。六个弯张压电换能器1对称地分布在所述手机中并与屏幕3连接，沿所述手机的长度方向分为三组进行布置，每组包括两个弯张压电换能器1。设置在所述手机端部的弯张压电换能器1可作为受话器使用，其余的弯张压电换能器1可接收环境噪音，产生第二电信号，通过处理器对所述第二电信号的解析，调整第一电信号以调整弯张压电换能器1的振动特性，减少环境噪音对所述受话器的工作造成的干扰。六个弯张压电换能器1同时工作，使屏幕3的振动更加平衡。将六个弯张压电换能器1配置为具有不同的振动频率特性，能够进一步拓展屏幕3振动带宽。

如图8所示，在另一种可选的实施方式中，所述手机包括两个弯张压电换能器1，两个弯张压电换能器1对称地布置在所述手机的两端并与屏幕3连接。这种布置方式可作为图6所示的布置方案的简化方式，能够降低生产成本。

如图9所示，在另一种可选的实施方式中，所述手机包括一个弯张压电换能器1，所述弯张压电换能器1设置在手机的中部并与屏幕3连接。该方案适用于体积小、内部空间狭小的电子设备中，并进一步降低了生产成本。

当然，所述手机还可以包含大于2的奇数个弯张压电换能器1。可以在屏幕3的中间区域设置奇数个弯张压电换能器1，其余的偶数个弯张压电换能器1可对称分布在所述手机的两端。例如，当所述手机中包括7个弯张压电换能器1时，可以将其中1个弯张压电换能器1设置在屏幕3中部(可参考图9的布置方式)，而将其余6个弯张压电换能器对称设置在屏幕的两端(可参考图7的布置方式)，从而能使屏幕3振动平衡。

由于所述电子设备可以采用通过弯张弯张压电换能器11驱动屏幕3振动的方式发声，因此电子设备表面可不设置音孔，从而可以使屏幕3覆盖电子设备的整个正面，能够实现电子设备的“全面屏”化。

本实用新型实施例的电子设备包括弯张压电换能器，弯张压电换能器包括压电元件和弯张壳体，弯张壳体包括弯张片和连接块，压电元件设置在弯张壳体内，通过将弯张片与电子设备的屏幕相连接，压电元件接收第一电信号发生伸缩，使弯张壳体形变，带动屏幕发生振动。由此，本实用新型实施例的电子设备可以采用屏幕振动的方式发声，不需要设置音孔，有利于电子设备的防水防尘设计，振动功能和发声功能可由同一元件实现，且弯张压电换能器无电磁干扰、功耗低、占用空间小，有利于提高电子设备的性能。

实施例二：

图10是本实施例的弯张压电换能器的主视图。如图10所示，本实施例的电子设备与实施例一的区别在于，本实施例的弯张压电换能器的弯张壳体11包括一个弯张片111和两个连接块112。连接块112包括第一连接块112a和第二连接块112b，两个连接块112相对设置在所述弯张片111的两端。由此，弯张壳体11形成了半开放的容纳空间，压电元件12设置在所述容纳空间内，压电元件12的两端分别与两个连接块112固定连接。所述弯张片111和连接块112的结构与实施例一中的一致，在此不再赘述。

弯张片111与屏幕连接，所述两个连接块112通过中间件与壳体的底板2连接，中间件可以是各种适于使连接块112沿着压电元件12的伸缩方向相背运动或相向运动的结构，可以设置为滑动摩擦副、滚动摩擦副或者其它部件。

图11是本实施例的弯张压电换能器和中间件的左视结构示意图。如图11所示，可选地，本实施例的中间件包括支架51和滚轮52。支架51的底面用于与底板2固定连接，滚轮52通过连接件与连接块112连接，滚轮52的转动方向与压电元件12的伸缩方向相一致。两个连接块112a和112b可以分别与一组滚轮52连接，也可以使第一连接块112a与一组滚轮52连接，第二连接块112b与底板2或所述支架51固定连接。支架51上设置有倒“T”形的槽，所述槽的一端贯穿与支架51的一个侧端面或相对的两个侧端面，所述滚轮52以及连接滚轮52和连接块112的连接件可以从支架51的端面进入所述槽内。每组滚轮52可以为对称设置的两个滚轮52，两个滚轮52分别设置在倒“T”形槽的两翼处，以使连接块112的移动更加平滑。

通过设置中间件，可以使两个连接块112能够随压电元件12的伸缩方向发生相对运动，而不会发生扭转。即，两个连接块112能够沿图9中的法向相对运动，而不会发生左右、上下运动或者扭转，从而能够保证弯张片111能够正常驱动屏幕振动。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域技术人员而言，本实用新型可以有各种改动和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电子设备，其特征在于，包括：

壳体；

屏幕，与所述壳体固定连接；以及

弯张压电换能器，包括弯张壳体和压电元件，所述弯张壳体包括至少一个弯张片和设置在所述弯张片的两端的至少两个连接块，所述两个连接块相对设置，所述弯张壳体形成容纳空间，所述压电元件设置在所述容纳空间内，所述压电元件的两端分别与所述连接块连接；

至少一个所述弯张片被配置为与所述屏幕直接连接或间接连接；

所述压电元件被配置为接收第一电信号后发生伸缩，改变两个连接块之间的距离，使所述弯张片弯曲或伸张，带动所述屏幕振动。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括过渡片，所述过渡片被配置为连接所述屏幕和所述弯张片，所述过渡片的与所述屏幕的连接面积大于所述弯张片与所述过渡片的连接面积。

3.根据权利要求1或2所述的电子设备，其特征在于，所述壳体包括与所述屏幕相对的底板，所述压电换能器设置在所述屏幕和所述底板之间。

4.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，至少一个所述弯张压电换能器设置在所述屏幕的中部。

5.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备包括至少两个弯张压电换能器，其中，偶数个所述弯张压电换能器对称设置在所述屏幕的两端。

6.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，所述弯张片包括相对设置的第一弯张片和第二弯张片，所述两个连接块还被配置为连接所述第一弯张片和所述第二弯张片；

所述第一弯张片被配置为与所述屏幕直接连接或间接连接。

7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述第二弯张片还被配置为与所述底板固定连接。

8.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，所述连接块与所述底板通过中间件连接，所述中间件被配置为能够使所述连接块沿压电元件的伸缩方向移动。

9.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述弯张片的形状为弧形。

10.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述弯张压电换能器还被配置为响应于所述屏幕的振动产生第二电信号。

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