RU2804238C1 - Acoustic devices - Google Patents

Acoustic devices Download PDF

Info

Publication number
RU2804238C1
RU2804238C1 RU2022125014A RU2022125014A RU2804238C1 RU 2804238 C1 RU2804238 C1 RU 2804238C1 RU 2022125014 A RU2022125014 A RU 2022125014A RU 2022125014 A RU2022125014 A RU 2022125014A RU 2804238 C1 RU2804238 C1 RU 2804238C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrode
piezoelectric
component
region
vibration
Prior art date
Application number
RU2022125014A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Гуанъюань ЧЖУ
Лэй Чжан
Синь ЦИ
Original Assignee
Шэньчжэнь Шокз Ко., Лтд.
Filing date
Publication date
Application filed by Шэньчжэнь Шокз Ко., Лтд. filed Critical Шэньчжэнь Шокз Ко., Лтд.
Application granted granted Critical
Publication of RU2804238C1 publication Critical patent/RU2804238C1/en

Links

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: acoustic device comprising: a piezoelectric component, wherein the piezoelectric component is configured to generate vibration under the influence of an exciting voltage; an electrode, wherein the electrode is configured to apply an exciting voltage to the piezoelectric component; and a vibration component, being mechanically or electromagnetically coupled to the piezoelectric component to receive vibration and generate sound, the piezoelectric component including: a substrate; and a piezoelectric layer, wherein the piezoelectric layer covers the surface of the substrate, the electrode covers the surface of the piezoelectric layer, and the coverage area of the electrode on the surface of the piezoelectric layer is less than the surface area of the substrate covered by the piezoelectric layer, wherein the piezoelectric layer and the substrate are aligned, and the piezoelectric layer includes the piezoelectric region both the non-piezoelectric region and the piezoelectric region and the electrode are combined. An acoustic device comprising: a piezoelectric component, wherein the piezoelectric component is configured to generate vibration under the influence of an exciting voltage; an electrode, wherein the electrode is configured to apply an exciting voltage to the piezoelectric component; and a vibration component, being mechanically or electromagnetically coupled to the piezoelectric component to receive vibration and generate sound, the piezoelectric component comprising: a substrate; and a piezoelectric layer, wherein the piezoelectric layer covers the surface of the substrate, wherein the piezoelectric layer includes a piezoelectric region and a non-piezoelectric region, wherein the electrode covers the surface of the piezoelectric layer; the substrate, piezoelectric layer and electrode are respectively aligned; and the coverage area of the piezoelectric region on the substrate is smaller than the coverage area of the piezoelectric layer on the substrate.
EFFECT: increasing the reliability of the acoustic device and simplifying the design of the acoustic device.
9 cl, 24 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates

Настоящее раскрытие относится, в общем, к области акустических технологий и, в частности, к акустическим устройствам.The present disclosure relates generally to the field of acoustic technology and, in particular, to acoustic devices.

Уровень техникиState of the art

Акустическое устройство может передавать звук путем деформации пьезоэлектрического компонента в соответствии с электрической энергией, прикладываемой к пьезоэлектрическому компоненту. Например, акустическое устройство может вырабатывать вибрации путем приложения возбуждающего напряжения в направлении поляризации пьезоэлектрического компонента с использованием обратного пьезоэлектрического эффекта пьезоэлектрического компонента и вывода вибраций через точку вывода вибраций пьезоэлектрического компонента. Звуковые волны передаются из акустического устройства.An acoustic device can transmit sound by deforming a piezoelectric component in accordance with electrical energy applied to the piezoelectric component. For example, an acoustic device may generate vibrations by applying a driving voltage in the polarization direction of the piezoelectric component using the reverse piezoelectric effect of the piezoelectric component and outputting the vibrations through a vibration output point of the piezoelectric component. Sound waves are transmitted from an acoustic device.

Однако пьезоэлектрический компонент в акустическом устройстве имеет множество вибрационных мод в слышимом частотном диапазоне и не может формировать относительно плоскую амплитудно-частотную характеристику.However, the piezoelectric component in an acoustic device has many vibration modes in the audible frequency range and cannot produce a relatively flat frequency response.

Таким образом, необходимо предложить акустические устройства, способные управлять вибрационными модами пьезоэлектрического компонента.Thus, it is necessary to propose acoustic devices capable of controlling the vibration modes of a piezoelectric component.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention

Один из вариантов осуществления настоящего раскрытия может предусматривать акустическое устройство. Акустическое устройство содержит пьезоэлектрический компонент, электрод и вибрационный компонент. Пьезоэлектрический компонент может вырабатывать вибрацию под действием возбуждающего напряжения, электрод может подавать возбуждающее напряжение на пьезоэлектрический компонент, и вибрационный компонент может быть физически соединен с пьезоэлектрическим компонентом для приема вибрации и выработки звука. Пьезоэлектрический компонент может включать в себя подложку и пьезоэлектрический слой, причем пьезоэлектрический слой может покрывать поверхность подложки, электрод может покрывать поверхность пьезоэлектрического слоя, и площадь покрытия электрода на поверхности пьезоэлектрического слоя может быть меньше площади поверхности подложки, покрытой пьезоэлектрическим слоем.One embodiment of the present disclosure may provide an acoustic device. The acoustic device contains a piezoelectric component, an electrode and a vibration component. The piezoelectric component can generate vibration under the action of a driving voltage, the electrode can apply a driving voltage to the piezoelectric component, and the vibration component can be physically connected to the piezoelectric component to receive vibration and generate sound. The piezoelectric component may include a substrate and a piezoelectric layer, wherein the piezoelectric layer may cover the surface of the substrate, the electrode may cover the surface of the piezoelectric layer, and the coverage area of the electrode on the surface of the piezoelectric layer may be less than the surface area of the substrate covered by the piezoelectric layer.

В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический компонент может включать в себя область вывода вибрации.In some embodiments, the piezoelectric component may include a vibration output region.

В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический компонент может дополнительно включать в себя фиксированную область.In some embodiments, the piezoelectric component may further include a fixed region.

В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический компонент может дополнительно включать в себя компонент управления вибрацией.In some embodiments, the piezoelectric component may further include a vibration control component.

В некоторых вариантах осуществления ширина электрода может постепенно уменьшаться от фиксированной области до области вывода вибрации.In some embodiments, the width of the electrode may be gradually reduced from the fixed area to the vibration output area.

В некоторых вариантах осуществления электрод может включать в себя две замкнутые области электрода, причем две замкнуты области электрода имеют противоположные потенциалы.In some embodiments, the electrode may include two closed electrode regions, wherein the two closed electrode regions have opposite potentials.

В некоторых вариантах осуществления между двумя замкнутыми областями электрода может существовать точка перехода, и ширина электрода в первой замкнутой области электрода из указанных двух замкнутых областей электродов может постепенно уменьшаться от фиксированной области до точки перехода.In some embodiments, a transition point may exist between two closed electrode regions, and the width of the electrode in the first closed electrode region of the two closed electrode regions may gradually decrease from the fixed region to the transition point.

В некоторых вариантах осуществления ширина электрода во второй замкнутой области электрода из указанных двух замкнутых областей электрода может сначала увеличиваться, а затем уменьшаться от точки перехода до области вывода вибрации.In some embodiments, the width of the electrode in the second closed electrode region of the two closed electrode regions may first increase and then decrease from the transition point to the vibration output region.

В некоторых вариантах осуществления ширина электрода в фиксированной области может быть равна ширине фиксированной области.In some embodiments, the width of the electrode in the fixed region may be equal to the width of the fixed region.

В некоторых вариантах осуществления ширина электрода в области вывода вибрации может быть равна 0.In some embodiments, the electrode width in the vibration output region may be 0.

В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический слой и подложка могут быть совмещены.In some embodiments, the piezoelectric layer and the substrate may be combined.

В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический слой может включать в себя пьезоэлектрическую область и непьезоэлектрическую область.In some embodiments, the piezoelectric layer may include a piezoelectric region and a non-piezoelectric region.

В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрическая область и электрод могут быть совмещены.In some embodiments, the piezoelectric region and the electrode may be aligned.

В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический слой и электрод могут быть совмещены.In some embodiments, the piezoelectric layer and the electrode may be combined.

В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический слой может включать в себя пьезоэлектрическую пластину или пьезоэлектрическую пленку.In some embodiments, the piezoelectric layer may include a piezoelectric plate or piezoelectric film.

В некоторых вариантах осуществления электроды могут включать в себя множество дискретных электродных блоков, распределенных в двух измерениях.In some embodiments, the electrodes may include a plurality of discrete electrode units distributed in two dimensions.

В некоторых вариантах осуществления во множестве дискретных электродных блоков зазор между двумя соседними дискретными электродными блоками в центре пьезоэлектрического слоя может быть меньше, чем зазор между двумя соседними дискретными электродными блоками на границе пьезоэлектрического слоя.In some embodiments, in a plurality of discrete electrode assemblies, the gap between two adjacent discrete electrode assemblies at the center of the piezoelectric layer may be smaller than the gap between two adjacent discrete electrode assemblies at the boundary of the piezoelectric layer.

В некоторых вариантах осуществления площадь первого дискретного электродного блока в центре пьезоэлектрического слоя может быть больше площади второго дискретного электродного блока на границе пьезоэлектрического слоя.In some embodiments, the area of the first discrete electrode block at the center of the piezoelectric layer may be greater than the area of the second discrete electrode block at the boundary of the piezoelectric layer.

В некоторых вариантах осуществления электрод может включать в себя непрерывный электрод, распределенный в двух измерениях, и непрерывные электроды могут включать в себя множество полых областей.In some embodiments, the electrode may include a continuous electrode distributed in two dimensions, and the continuous electrodes may include a plurality of hollow regions.

В некоторых вариантах осуществления площадь первой полой области в центре пьезоэлектрического слоя может быть меньше площади второй полой области на границе пьезоэлектрического слоя.In some embodiments, the area of the first hollow region at the center of the piezoelectric layer may be less than the area of the second hollow region at the boundary of the piezoelectric layer.

В некоторых вариантах осуществления электрод может быть также покрывать вторую поверхность, противоположную поверхности пьезоэлектрического слоя, и площадь покрытия электрода на второй поверхности может быть меньше или равна площади поверхности.In some embodiments, the electrode may also cover a second surface opposite the surface of the piezoelectric layer, and the electrode coverage area on the second surface may be less than or equal to the surface area.

В некоторых вариантах осуществления компонент управления вибрацией может включать в себя груз, физически соединенный с областью вывода вибрации.In some embodiments, the vibration control component may include a weight physically coupled to the vibration output region.

В некоторых вариантах осуществления акустическое устройство может дополнительно включать в себя соединитель, причем соединитель может соединять вибрационный компонент и пьезоэлектрический компонент.In some embodiments, the acoustic device may further include a connector, where the connector may connect the vibration component and the piezoelectric component.

В некоторых вариантах осуществления акустическое устройство может представлять собой аудиоустройство с костной проводимостью.In some embodiments, the acoustic device may be a bone conduction audio device.

Один из вариантов осуществления настоящего раскрытия может предусматривать акустическое устройство. Акустическое устройство может содержать пьезоэлектрический компонент, электрод и вибрационный компонент. Пьезоэлектрический компонент может вырабатывать вибрацию под действием возбуждающего напряжения, электрод может подавать возбуждающее напряжение на пьезоэлектрический компонент, и вибрационный компонент может быть физически соединен с пьезоэлектрическим компонентом для приема вибрации и выработки звука. Пьезоэлектрический компонент может содержать подложку и пьезоэлектрический слой, причем пьезоэлектрический слой может покрывать поверхность подложки, и пьезоэлектрический слой может включать в себя пьезоэлектрическую область и непьезоэлектрическую область, при этом электрод может покрывать поверхность пьезоэлектрического слоя, и подложка, пьезоэлектрический слой и электрод могут быть совмещены, соответственно. Площадь покрытия пьезоэлектрической области на подложке может быть меньше площади покрытия пьезоэлектрического слоя на подложке.One embodiment of the present disclosure may provide an acoustic device. The acoustic device may include a piezoelectric component, an electrode, and a vibration component. The piezoelectric component can generate vibration under the action of a driving voltage, the electrode can apply a driving voltage to the piezoelectric component, and the vibration component can be physically connected to the piezoelectric component to receive vibration and generate sound. The piezoelectric component may include a substrate and a piezoelectric layer, wherein the piezoelectric layer may cover a surface of the substrate, and the piezoelectric layer may include a piezoelectric region and a non-piezoelectric region, wherein an electrode may cover the surface of the piezoelectric layer, and the substrate, the piezoelectric layer, and the electrode may be aligned, respectively. The coverage area of the piezoelectric region on the substrate may be less than the coverage area of the piezoelectric layer on the substrate.

В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический компонент может включать в себя область вывода вибрации.In some embodiments, the piezoelectric component may include a vibration output region.

В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический компонент может дополнительно включать в себя фиксированную область.In some embodiments, the piezoelectric component may further include a fixed region.

В некоторых вариантах осуществления ширина пьезоэлектрической области может постепенно уменьшаться от фиксированной области до области вывода вибрации.In some embodiments, the width of the piezoelectric region may gradually decrease from the fixed region to the vibration output region.

В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрическая область может включать в себя две пьезоэлектрические области охвата, и потенциалы двух электродных областей, соответствующих двум пьезоэлектрическим областям охвата, являются противоположными.In some embodiments, the piezoelectric region may include two piezoelectric scopes, and the potentials of the two electrode regions corresponding to the two piezoelectric scopes are opposite.

В некоторых вариантах осуществления ширина пьезоэлектрической области в фиксированной области может быть равна ширине фиксированной области.In some embodiments, the width of the piezoelectric region in the fixed region may be equal to the width of the fixed region.

В некоторых вариантах осуществления ширина пьезоэлектрической области в области вывода вибраций может быть равна 0.In some embodiments, the width of the piezoelectric region in the vibration output region may be 0.

В вариантах осуществления настоящего раскрытия модовый возбудитель пьезоэлектрического компонента может быть сформирован конструкцией электрода, так что пьезоэлектрический компонент может вырабатывать возбуждающую силу только для определенной моды, чтобы выводить определенную вибрационную моду, тем самым улучшая звуковые характеристики акустического устройства.In embodiments of the present disclosure, a mode driver of the piezoelectric component may be formed by an electrode structure such that the piezoelectric component can generate a driving force for only a certain mode to output a certain vibration mode, thereby improving the sound performance of the acoustic device.

Более того, по сравнению с добавлением системы управления модами, состоящей из различных механических элементов, таких как пружина, груз и демпфер в определенной области, вариант осуществления настоящего раскрытия позволяет реализовать управление модами пьезоэлектрического компонента на основе конструкция электрода, тем самым упрощая конструкцию акустического устройства.Moreover, compared with adding a mode control system consisting of various mechanical elements such as a spring, a weight and a damper in a certain area, an embodiment of the present disclosure allows mode control of a piezoelectric component to be realized based on the electrode structure, thereby simplifying the design of the acoustic device.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

Настоящее раскрытие дополнительно проиллюстрировано на примерах вариантов осуществления. Эти примерные варианты осуществления подробно описаны со ссылкой на чертежи. Эти варианты осуществления являются неограничивающими примерными вариантами осуществления, в которых одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые структуры, показанные на чертежах, на которых:The present disclosure is further illustrated by examples of embodiments. These exemplary embodiments are described in detail with reference to the drawings. These embodiments are non-limiting exemplary embodiments in which like reference numerals denote like structures shown in the drawings in which:

фиг. 1 - блок-схема, иллюстрирующая примерное акустическое устройство согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 1 is a block diagram illustrating an exemplary acoustic device according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 2 - схематичное представление, иллюстрирующее примерное акустическое устройство согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 2 is a schematic diagram illustrating an exemplary acoustic device according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 3 - схематичное представление, иллюстрирующее примерный пьезоэлектрический компонент согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 3 is a schematic diagram illustrating an exemplary piezoelectric component according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 4 - схематичное представление, иллюстрирующее часть примерного пьезоэлектрического компонента согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 4 is a schematic diagram illustrating a portion of an exemplary piezoelectric component according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 5А - схематичное представление, иллюстрирующее примерный электрод первого порядка согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 5A is a schematic diagram illustrating an exemplary first order electrode according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 5B - схематичное представление, иллюстрирующее наклон кривой внешнего контура части примерного электрода первого порядка согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 5B is a schematic diagram illustrating the slope of the outer contour curve of a portion of an exemplary first order electrode according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 5C - схематичное представление, иллюстрирующее примерный электрод второго порядка согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 5C is a schematic diagram illustrating an exemplary second order electrode according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 5D - схематичное представление, иллюстрирующее наклон кривой внешнего контура части примерного электрода второго порядка согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 5D is a schematic diagram illustrating the slope of the outer contour curve of a portion of an exemplary second order electrode according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 6 - схематичное представление, иллюстрирующее сравнение амплитудно-частотных характеристик примерных пьезоэлектрических компонентов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 6 is a schematic diagram illustrating a comparison of the amplitude-frequency characteristics of exemplary piezoelectric components according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 7А - вибрационная мода пьезоэлектрического компонента на частоте минимума второго порядка в случае, когда электрод полностью покрывает поверхность пьезоэлектрического компонента (то есть электрод и пьезоэлектрический компонент совмещены);fig. 7A illustrates the vibration mode of the piezoelectric component at the second order minimum frequency in the case where the electrode completely covers the surface of the piezoelectric component (that is, the electrode and the piezoelectric component are aligned);

фиг. 7B - вибрационная мода пьезоэлектрического компонента, использующего электрод первого порядка на частоте минимума второго порядка, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 7B is a vibration mode of a piezoelectric component using a first order electrode at a second order minimum frequency, according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 7C - вибрационная мода пьезоэлектрического компонента, использующего электрод второго порядка на частоте минимума второго порядка, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 7C is a vibration mode of a piezoelectric component using a second order electrode at a second order minimum frequency, according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 8A - схематичное представление, иллюстрирующее электрод и пьезоэлектрический компонент согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 8A is a schematic diagram illustrating an electrode and a piezoelectric component according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 8B - схематичное представление, иллюстрирующее электрод и пьезоэлектрический компонент согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 8B is a schematic diagram illustrating an electrode and a piezoelectric component according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 8C - схематичное представление, иллюстрирующее электрод и пьезоэлектрический компонент согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 8C is a schematic diagram illustrating an electrode and a piezoelectric component according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 8D - покомпонентный вид электрода и пьезоэлектрического компонента согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 8D is an exploded view of an electrode and a piezoelectric component according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 9 - схематичное представление, иллюстрирующее амплитудно-частотную характеристику пьезоэлектрического компонента согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 9 is a schematic diagram illustrating the frequency response of a piezoelectric component according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 10 - схематичное представление, иллюстрирующее примерный пьезоэлектрический компонент, включающий в себя груз, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 10 is a schematic diagram illustrating an exemplary piezoelectric component including a weight, according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 11А - схематичное представление, иллюстрирующее форму примерного электрода первого порядка согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 11A is a schematic diagram illustrating the shape of an exemplary first order electrode according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 11В - схематичное представление, иллюстрирующее форму примерного электрода второго порядка согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 11B is a schematic diagram illustrating the shape of an exemplary second order electrode according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 12 - схематичное представление, иллюстрирующее сравнение амплитудно-частотных характеристик примерных пьезоэлектрических компонентов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 12 is a schematic diagram illustrating a comparison of the amplitude-frequency characteristics of exemplary piezoelectric components according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 13А - вибрационная мода пьезоэлектрического компонента, имеющего груз на частоте минимума второго порядка, и электрод полностью покрывает поверхность пьезоэлектрического компонента (то есть электрод и пьезоэлектрический компонент совмещены) согласно некоторым вариантам реализации настоящего раскрытия;fig. 13A illustrates a vibration mode of a piezoelectric component having a load at a second order minimum frequency and the electrode completely covering the surface of the piezoelectric component (ie, the electrode and the piezoelectric component are aligned) according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 13B - вибрационная мода пьезоэлектрического компонента, включающего в себя электрод первого порядка, который выполнен путем прикрепления груза на частоте минимума второго порядка согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 13B is a vibration mode of a piezoelectric component including a first order electrode that is configured by attaching a weight at a second order minimum frequency according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 13C - вибрационная мода пьезоэлектрического компонента, включающего в себя электрод второго порядка, который выполнен без прикрепления груза на частоте минимума второго порядка согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 13C is a vibration mode of a piezoelectric component including a second order electrode that is configured without attaching a weight at a second order minimum frequency according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 13D - вибрационная мода пьезоэлектрического компонента, включающего в себя электрод второго порядка, который выполнен путем прикрепления груза на частоте минимума второго порядка согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 13D is a vibration mode of a piezoelectric component including a second order electrode that is configured by attaching a weight at the second order minimum frequency according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 14А - схематичное представление, иллюстрирующее частичную структуру примерного двухмерного электрода согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 14A is a schematic diagram illustrating a partial structure of an exemplary two-dimensional electrode according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 14В - схематичное представление, иллюстрирующее частичную структуру примерного двухмерного электрода согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 14B is a schematic diagram illustrating a partial structure of an exemplary two-dimensional electrode according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 14C - схематичное представление, иллюстрирующее частичную структуру примерного двухмерного электрода согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 14C is a schematic diagram illustrating a partial structure of an exemplary two-dimensional electrode according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 14D - схематичное представление, иллюстрирующее частичную структуру примерного двухмерного электрода согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 14D is a schematic diagram illustrating a partial structure of an exemplary two-dimensional electrode according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 15А - схематичное представление, иллюстрирующее сравнение амплитудно-частотных характеристик примерных пьезоэлектрических компонентов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 15A is a schematic diagram illustrating a comparison of the amplitude-frequency characteristics of exemplary piezoelectric components according to some embodiments of the present disclosure;

на фиг. 15В - схематичное представление, иллюстрирующее сравнение амплитудно-частотных характеристик примерных пьезоэлектрических компонентов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;in fig. 15B is a schematic diagram illustrating a comparison of the amplitude-frequency characteristics of exemplary piezoelectric components according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 15C - схематичное представление, иллюстрирующее вибрационное смещение при частоте 5380,3 Гц пьезоэлектрического компонента, покрывающего интегральный электрод, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 15C is a schematic diagram illustrating vibrational displacement at a frequency of 5380.3 Hz of a piezoelectric component covering an integral electrode, according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 15D - схематичное представление, иллюстрирующее вибрационное смещение при частоте 5380,3 Гц пьезоэлектрического компонента, покрывающего дискретные электродные блоки 8x8, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 15D is a schematic diagram illustrating vibrational displacement at a frequency of 5380.3 Hz of a piezoelectric component covering 8x8 discrete electrode assemblies, according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 16A - вибрационная мода, иллюстрирующая вибрационную моду первого порядка прямоугольного пьезоэлектрического компонента в случае, когда электрод полностью покрыт прямоугольным пьезоэлектрическим компонентом (то есть интегральный электрод) согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 16A is a vibration mode illustrating the first order vibration mode of a rectangular piezoelectric component in the case where the electrode is completely covered by the rectangular piezoelectric component (ie, an integral electrode) according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 16B - вибрационная мода прямоугольного пьезоэлектрического компонента в случае, когда электрод полностью покрыт прямоугольным пьезоэлектрическим компонентом (то есть интегральный электрод) на высоких частотах согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 16B illustrates a vibration mode of the rectangular piezoelectric component in a case where the electrode is completely covered by the rectangular piezoelectric component (ie, integral electrode) at high frequencies according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 16C - вибрационная мода пьезоэлектрического компонента, покрывающего двухмерный электрод, включающий в себя дискретные электродные блоки размером 16×8 на высоких частотах, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 16C is a vibration mode of a piezoelectric component covering a two-dimensional electrode including 16x8 discrete electrode units at high frequencies, according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 16D - вибрационная мода пьезоэлектрического компонента, покрывающего двухмерный электрод, включающий в себя дискретные электродные блоки размером 32×16 на высоких частотах, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 16D is a vibration mode of a piezoelectric component covering a two-dimensional electrode including 32x16 discrete electrode blocks at high frequencies, according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 17А - схематичное представление, иллюстрирующее примерный двухмерный электрод, включающий в себя отдельные электродные блоки, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 17A is a schematic diagram illustrating an exemplary two-dimensional electrode including individual electrode assemblies, according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 17B - схематичное представление, иллюстрирующее примерный дискретный электродный блок двухмерного электрода согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 17B is a schematic diagram illustrating an example discrete electrode assembly of a two-dimensional electrode according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 17C - схематичное представление, иллюстрирующее форму электрода первого порядка, соответствующую эквивалентному прямоугольнику с балкой, закрепленной на обоих концах, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 17C is a schematic diagram illustrating a first order electrode shape corresponding to an equivalent rectangle with a beam secured at both ends, according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 18 - вибрационная мода пьезоэлектрического компонента, покрытого двухмерным электродом, показанным на фиг. 17B, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 18 is a vibration mode of a piezoelectric component coated with the two-dimensional electrode shown in FIG. 17B, according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 19А - схематичное представление, иллюстрирующее частичную структуру примерного непрерывного электрода, распределенного в двух измерениях, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 19A is a schematic diagram illustrating a partial structure of an exemplary continuous electrode distributed in two dimensions, according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 19B - схематичное представление, иллюстрирующее частичную структуру примерного непрерывного электрода, распределенного в двух измерениях, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 19B is a schematic diagram illustrating a partial structure of an exemplary continuous electrode distributed in two dimensions, according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 19C - схематичное представление, иллюстрирующее частичную структуру примерного непрерывного электрода, распределенного в двух измерениях, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 19C is a schematic diagram illustrating a partial structure of an exemplary continuous electrode distributed in two dimensions, according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 20 - схематичное представление, иллюстрирующее сравнение амплитудно-частотных характеристик примерных пьезоэлектрических компонентов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 20 is a schematic diagram illustrating a comparison of the amplitude-frequency characteristics of exemplary piezoelectric components according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 21 - схематичное представление, иллюстрирующее примерное акустическое устройство согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 21 is a schematic diagram illustrating an exemplary acoustic device according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 22 - схематичное представление, иллюстрирующее сравнение амплитудно-частотных характеристик примерных пьезоэлектрических компонентов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 22 is a schematic diagram illustrating a comparison of the amplitude-frequency characteristics of exemplary piezoelectric components according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 23А - вибрационная мода, иллюстрирующая акустическое устройство, использующее интегральный электрод согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;fig. 23A is a vibration mode illustrating an acoustic device using an integral electrode according to some embodiments of the present disclosure;

фиг. 23B - вибрационная мода, иллюстрирующая акустическое устройство, использующее электрод первого порядка согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия; иfig. 23B is a vibration mode illustrating an acoustic device using a first order electrode according to some embodiments of the present disclosure; And

фиг. 24 - схематичное представление, иллюстрирующее примерное акустическое устройство согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия.fig. 24 is a schematic diagram illustrating an exemplary acoustic device according to some embodiments of the present disclosure.

100 - акустическое устройство; 110 - вибрационный компонент; 120 - пьезоэлектрический компонент; 130 - электрод; 130-1 - электрод первого порядка; 130-2 - электрод второго порядка; 123 - область вывода вибрации; 121 - подложка; 122 - пьезоэлектрический слой; 124 - фиксированная область; 131 - первая область охвата электрода; 132 - вторая область охвата электрода; 133 - точка; 1221 - пьезоэлектрическая область; 1222 - непьезоэлектрическая область; 140 - груз; 141 - вторая область вывода вибраций; 134 - дискретный электродный блок; 1341 - первый дискретный электродный блок; 1342 - второй дискретный электродный блок; 1343 - третий дискретный электродный блок; 1344 - четвертый дискретный электродный блок; 171 - соединитель; 172 - вторая форма; 135 - непрерывный электрод; 136 - полая область; 1361 - первая полая область; 1362 - вторая полая область; 170 - груз.100 - acoustic device; 110 - vibration component; 120 - piezoelectric component; 130 - electrode; 130-1 - first order electrode; 130-2 - second order electrode; 123 - vibration output area; 121 - substrate; 122 - piezoelectric layer; 124 - fixed area; 131 - first electrode coverage area; 132 - second electrode coverage area; 133 - point; 1221 - piezoelectric region; 1222 - non-piezoelectric region; 140 - cargo; 141 - second vibration output area; 134 - discrete electrode block; 1341 - the first discrete electrode block; 1342 - second discrete electrode block; 1343 - third discrete electrode block; 1344 - fourth discrete electrode block; 171 - connector; 172 - second form; 135 - continuous electrode; 136 - hollow area; 1361 - first hollow area; 1362 - second hollow area; 170 - load.

Осуществление изобретенияCarrying out the invention

Технические решения вариантов осуществления настоящего раскрытия будут более подробно описаны ниже, и сопроводительные чертежи, которые необходимы для описания вариантов осуществления, будут кратко описаны ниже. Очевидно, что чертежи в последующем описании являются лишь некоторыми примерами или вариантами осуществления настоящего раскрытия. Специалисты в данной области техники могут также применить настоящее раскрытие к другим подобным ситуациям в соответствии с этими чертежами без приложения творческих усилий. Одинаковые ссылочные позиции на чертежах относятся к одинаковым элементам или операциям, если это явно не следует из контекста, или контекст не указывает на иное.The technical solutions of the embodiments of the present disclosure will be described in more detail below, and the accompanying drawings, which are necessary for describing the embodiments, will be briefly described below. It will be appreciated that the drawings in the following description are only some examples or embodiments of the present disclosure. Those skilled in the art may also apply the present disclosure to other similar situations in accordance with these drawings without creative effort. Like reference numerals in the drawings refer to like elements or operations unless the context clearly indicates or the context indicates otherwise.

Следует понимать, что используемые в данном документе термины «система», «устройство», «блок» и/или «модуль» представляют собой способ для различения различных компонентов, элементов, частей, секций или сборок разных уровней. Однако термины могут быть заменены другим выражением, если они служат одной и той же цели.It should be understood that as used herein, the terms “system”, “device”, “unit” and/or “module” are a means of distinguishing between various components, elements, parts, sections or assemblies at different levels. However, the terms may be replaced by another expression if they serve the same purpose.

Используемые в настоящем раскрытии и прилагаемой формуле изобретения формы единственного числа включают в себя формы множественного числа определяемого объекта, если из контекста явно не следует иное. Вообще говоря, термины «включать в себя» и «содержать» только указывают на то, что этапы и элементы, которые были четко идентифицированы, включены, и эти этапы и элементы не составляют исчерпывающего перечня. Способ или оборудование могут также включать в себя другие этапы или элементы.As used in this disclosure and the accompanying claims, the singular forms include the plural forms of the subject matter unless the context clearly requires otherwise. Generally speaking, the terms “include” and “comprise” only indicate that steps and elements that have been clearly identified are included, and these steps and elements do not constitute an exhaustive list. The method or equipment may also include other steps or elements.

Блок-схемы используются в настоящем раскрытии для иллюстрации операций, выполняемых системой согласно варианту осуществления настоящего раскрытия. Следует понимать, что предыдущие или последующие операции не обязательно выполняются точно по порядку. Вместо этого, этапы могут выполняться в обратном порядке или одновременно. Кроме того, в блок-схемы могут быть добавлены одна или несколько других операций или одна или несколько операций могут быть удалены из блок-схем.Flow diagrams are used in the present disclosure to illustrate operations performed by a system according to an embodiment of the present disclosure. It should be understood that previous or subsequent operations are not necessarily performed in exact order. Instead, the steps can be performed in reverse order or simultaneously. In addition, one or more other operations may be added to the flowcharts, or one or more operations may be removed from the flowcharts.

Акустическое устройство согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия может выводить звук посредством вибраций, вырабатываемых пьезоэлектрическим компонентом, для применения в различных местах, где необходимо воспроизводить звук. Например, акустическое устройство может быть независимым устройством для вывода звука (например, стереоустройство, наушниками и т.д.) и может воспроизводить звук в соответствии с пользовательскими инструкциями. В качестве другого примера акустическое устройство может быть модулем или компонентом терминального устройства (например, мобильного телефона, компьютера и т.д.) и может воспроизводить аудио в соответствии с инструкциями терминального устройства. В некоторых вариантах осуществления акустическое устройство может также регулировать деформацию пьезоэлектрического компонента для выработки различных вибраций в соответствии с требуемой частотой, требуемой громкостью и другими параметрами выводимого звука, поэтому вибрационный компонент выводит различные звуки в соответствии с различными вибрациями.An acoustic device according to some embodiments of the present disclosure can output sound through vibrations generated by a piezoelectric component for use in various locations where sound needs to be produced. For example, the acoustic device may be an independent audio output device (eg, stereo device, headphones, etc.) and may reproduce audio according to user instructions. As another example, the acoustic device may be a module or component of a terminal device (eg, a mobile phone, computer, etc.) and may reproduce audio in accordance with instructions from the terminal device. In some embodiments, the acoustic device may also adjust the deformation of the piezoelectric component to produce different vibrations according to a desired frequency, desired volume, and other output sound parameters, such that the vibration component outputs different sounds according to different vibrations.

В некоторых вариантах осуществления акустическое устройство может представлять собой акустическое устройство с костной проводимостью, и вибрационный компонент в акустическом устройстве с костной проводимостью может сочетаться с тканями тела человека пользователя и передавать звуковую волну, испускаемую вибрационным компонентом, во внутреннее ухо пользователя через кость пользователя. В некоторых вариантах осуществления акустическое устройство может также представлять собой другие типы акустических устройств, такие как акустическое устройство воздушной проводимости, слуховой аппарат, очки, шлем, устройство дополненной реальности (AR), устройство виртуальной реальности (VR) и т.д., или альтернативно акустическое устройство может быть выполнено с возможностью вывода звука в виде части встроенной аудиосистемы или аудиосистемы, предназначенный для работы в помещении.In some embodiments, the acoustic device may be a bone conduction acoustic device, and the vibration component in the bone conduction acoustic device may combine with the user's human body tissue and transmit the sound wave emitted by the vibration component to the user's inner ear through the user's bone. In some embodiments, the acoustic device may also be other types of acoustic devices, such as an air conduction acoustic device, a hearing aid, glasses, a helmet, an augmented reality (AR) device, a virtual reality (VR) device, etc., or alternatively the acoustic device may be configured to output sound as part of an integrated audio system or an audio system designed for indoor use.

В настоящее время пьезоэлектрический компонент в акустическом устройстве может иметь множество вибрационных мод в слышимом частотном диапазоне, поэтому невозможно сформировать относительно плоскую амплитудно-частотную характеристику. В дополнение к этому, область вывода вибраций пьезоэлектрического компонента также может образовывать узлы на определенных частотах, влияющие на выводимый звук.Currently, a piezoelectric component in an acoustic device may have many vibration modes in the audible frequency range, so it is impossible to generate a relatively flat frequency response. In addition to this, the vibration output region of the piezoelectric component can also form nodes at certain frequencies, affecting the sound output.

Некоторые варианты осуществления настоящего раскрытия предусматривают акустическое устройство. Акустическое устройство может включать в себя пьезоэлектрический компонент, электрод и вибрационный компонент. Пьезоэлектрический компонент может вырабатывать вибрацию под действием возбуждающего напряжения. Электрод может подавать возбуждающее напряжение на пьезоэлектрический компонент, и вибрационный компонент может быть физически соединен с пьезоэлектрическим компонентом для приема вибрации и выработки звука. Пьезоэлектрический компонент может включать в себя подложку и пьезоэлектрический слой. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический слой может покрывать поверхность подложки, электрод может покрывать поверхность пьезоэлектрического слоя, и площадь покрытия электрода на поверхности пьезоэлектрического слоя может быть меньше площади покрытой подложки с пьезоэлектрическим слоем. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический слой может покрывать поверхность подложки, электрод может покрывать поверхность пьезоэлектрического слоя, и подложка, пьезоэлектрический слой и электрод могут быть совмещены, соответственно. Пьезоэлектрический слой может включать в себя пьезоэлектрическую область и непьезоэлектрическую область, и площадь покрытия пьезоэлектрической области на подложке может быть меньше площади покрытия пьезоэлектрического слоя на подложке.Some embodiments of the present disclosure provide an acoustic device. The acoustic device may include a piezoelectric component, an electrode, and a vibration component. The piezoelectric component can generate vibration when subjected to driving voltage. The electrode may apply a driving voltage to the piezoelectric component, and the vibration component may be physically coupled to the piezoelectric component to receive vibration and produce sound. The piezoelectric component may include a substrate and a piezoelectric layer. In some embodiments, the piezoelectric layer may cover the surface of the substrate, the electrode may cover the surface of the piezoelectric layer, and the coverage area of the electrode on the surface of the piezoelectric layer may be less than the area covered by the piezoelectric layer substrate. In some embodiments, the piezoelectric layer may cover the surface of the substrate, the electrode may cover the surface of the piezoelectric layer, and the substrate, the piezoelectric layer, and the electrode may be combined, respectively. The piezoelectric layer may include a piezoelectric region and a non-piezoelectric region, and the coverage area of the piezoelectric region on the substrate may be less than the coverage area of the piezoelectric layer on the substrate.

В некоторых вариантах осуществления модовый возбудитель пьезоэлектрического компонента может быть сформирован путем проектирования электрода, поэтому пьезоэлектрический компонент может вырабатывать возбуждающую силу только для определенной моды, чтобы выводить определенную вибрационную моду, тем самым улучшая звуковые характеристики акустического устройства.In some embodiments, a mode driver of the piezoelectric component may be formed by designing an electrode such that the piezoelectric component can only produce a driving force for a specific mode to output a specific vibration mode, thereby improving the sound performance of the acoustic device.

Более того, по сравнению с системой управления модами, состоящей из механических элементов, таких как пружина, груз и демпфер, в определенной области, можно осуществить управление модами пьезоэлектрического компонента на основе конструкции электрода, и акустическое устройство можно упростить.Moreover, compared with a mode control system composed of mechanical elements such as a spring, a weight and a damper in a certain area, the mode control of a piezoelectric component can be realized based on the electrode structure, and the acoustic device can be simplified.

На фиг. 1 показана блок-схема, иллюстрирующая примерное акустическое устройство 100 согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 1, акустическое устройство 100 может включать в себя вибрационный компонент 110, пьезоэлектрический компонент 120 и электрод 130. Пьезоэлектрический компонент 120 может вырабатывать вибрацию под действием возбуждающего напряжения. Электрод 130 может подавать возбуждающее напряжение на пьезоэлектрический компонент 120, и вибрационный компонент 110 может быть физически (например, механическим или электромагнитным образом) соединен с пьезоэлектрическим компонентом 120 для приема вибраций и выработки звука.In fig. 1 is a block diagram illustrating an exemplary acoustic device 100 according to some embodiments of the present disclosure. In some embodiments, as shown in FIG. 1, the acoustic device 100 may include a vibration component 110, a piezoelectric component 120, and an electrode 130. The piezoelectric component 120 may generate vibration under the influence of a driving voltage. Electrode 130 may apply a driving voltage to piezoelectric component 120, and vibration component 110 may be physically (eg, mechanically or electromagnetically) coupled to piezoelectric component 120 to receive vibrations and produce sound.

Вибрационный компонент 110 может быть выполнен как компонент, который передает вибрации и вырабатывает звук. В некоторых вариантах осуществления вибрационный компонент 110 может включать в себя упругий элемент. Упругий элемент может реагировать на вибрации и деформироваться для изменения звукового давления вокруг себя, тем самым вырабатывая звуковые волны и осуществляя вывод звука. В некоторых вариантах осуществления упругий элемент может включать в себя передающую вибрацию часть, резиновую часть, упругую часть и т.п. или любое их сочетание. В некоторых вариантах осуществления материал упругого элемента может быть любым материалом, обладающим способностью передавать вибрацию. Например, материал упругого элемента может быть силиконом, пластиком, резиной, металлом и т.п. или любым их сочетанием. В некоторых вариантах осуществления вибрационный компонент 110 может представлять собой мембранную структуру (например, вибрационную мембрану с воздушной проводимостью и т.д.), пластинчатую структуру (например, вибрационную панель с костной проводимостью и т.д.), сетчатую структуру или многослойную структуру или т.п.The vibration component 110 may be configured as a component that transmits vibrations and produces sound. In some embodiments, the vibration component 110 may include a resilient element. The elastic element can respond to vibrations and deform to change the sound pressure around it, thereby producing sound waves and outputting sound. In some embodiments, the elastic member may include a vibration transmitting portion, a rubber portion, an elastic portion, or the like. or any combination thereof. In some embodiments, the elastic member material may be any material that has the ability to transmit vibration. For example, the elastic member material may be silicone, plastic, rubber, metal, or the like. or any combination thereof. In some embodiments, the vibration component 110 may be a membrane structure (e.g., an air conduction vibration membrane, etc.), a plate structure (e.g., a bone conduction vibration panel, etc.), a mesh structure, or a sandwich structure, or etc.

Примерное акустическое устройство 100 представлено ниже для описания примерного вибрационного компонента 110.An exemplary acoustic device 100 is presented below to describe an exemplary vibration component 110.

На фиг. 2 показано схематичное представление, иллюстрирующее примерное акустическое устройство 100 согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 2, один конец вибрационного компонента 110 может быть соединен с областью 123 вывода вибраций пьезоэлектрического компонента 120 для приема вибраций. Другой конец вибрационного компонента 110 может выводить звук. Например, вибрационный компонент 110 может передавать звуковые волны пользователю через одну или несколько сред (например, воздух, кость пользователя и т.д.), чтобы пользователь мог слышать звук, выдаваемый акустическим устройством 100.In fig. 2 is a schematic diagram illustrating an exemplary acoustic device 100 according to some embodiments of the present disclosure. As shown in FIG. 2, one end of the vibration component 110 may be connected to the vibration output region 123 of the piezoelectric component 120 for receiving vibrations. The other end of the vibration component 110 may output sound. For example, the vibration component 110 may transmit sound waves to the user through one or more media (e.g., air, the user's bone, etc.) so that the user can hear the sound output by the acoustic device 100.

Пьезоэлектрический компонент 120 может быть выполнен как устройство преобразования электрической энергии, которое преобразует электрическую энергию в механическую энергию. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический компонент 120 может деформироваться под действием возбуждающего напряжения для выработки вибрации. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический компонент 120 может иметь форму листа, кольца, призмы, прямоугольного параллелепипеда, колонны и сферы или может иметь другую неправильную форму. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический компонент 120 может включать в себя подложку 121 и пьезоэлектрический слой 122.The piezoelectric component 120 may be configured as an electrical energy conversion device that converts electrical energy into mechanical energy. In some embodiments, the piezoelectric component 120 may be deformed by the driving voltage to produce vibration. In some embodiments, the piezoelectric component 120 may be in the shape of a sheet, ring, prism, cuboid, column, and sphere, or may have other irregular shapes. In some embodiments, the piezoelectric component 120 may include a substrate 121 and a piezoelectric layer 122.

Подложка 121 может быть выполнена как носитель, несущий на себе компоненты и элемент, который деформируется в ответ на вибрации. В некоторых вариантах осуществления материал подложки 121 может включать в себя комбинацию из одного или нескольких металлов (например, плакированной меди фольги, стали и т.д.), фенольную смолу, сшитый полистирол и т.п. В некоторых вариантах осуществления форма подложки 121 может быть определена в соответствии с формой пьезоэлектрического компонента 120. Например, если пьезоэлектрический компонент 120 представляет собой пьезоэлектрическую балку, подложка 121 может быть соответствующим образом размещена в форме полосы. В качестве другого примера, если пьезоэлектрический компонент 120 представляет собой пьезоэлектрическую пленку, подложка 121 может быть, соответственно, выполнена в форме пластины или в форме листа.The substrate 121 may be configured as a carrier that carries components and an element that deforms in response to vibrations. In some embodiments, the material of the substrate 121 may include a combination of one or more metals (eg, copper-clad foil, steel, etc.), phenolic resin, cross-linked polystyrene, or the like. In some embodiments, the shape of the substrate 121 may be determined according to the shape of the piezoelectric component 120. For example, if the piezoelectric component 120 is a piezoelectric beam, the substrate 121 may be suitably arranged in a strip shape. As another example, if the piezoelectric component 120 is a piezoelectric film, the substrate 121 may be suitably formed in the form of a plate or in the form of a sheet.

Пьезоэлектрический слой 122 может быть компонентом, выполненным с пьезоэлектрическим эффектом и/или обратным пьезоэлектрическим эффектом. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический слой 122 может покрывать одну или несколько поверхностей подложки 121 и деформироваться под действием возбуждающего напряжения, вызывая деформацию подложки 121, тем самым осуществляя колебания на выходе пьезоэлектрического компонента 120. В некоторых вариантах осуществления весь пьезоэлектрический слой 122 может быть пьезоэлектрической областью, то есть пьезоэлектрический слой 122 может быть выполнен из пьезоэлектрического материала. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический слой 122 может включать в себя пьезоэлектрическую область и непьезоэлектрическую область. Пьезоэлектрическая область и непьезоэлектрическая область могут быть соединены с образованием пьезоэлектрического слоя 122. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрическая область может быть выполнена из пьезоэлектрического материала, и непьезоэлектрическая область может быть выполнена из непьезоэлектрического материала. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический материал может включать в себя пьезоэлектрический кристалл, пьезоэлектрическую керамику, пьезоэлектрический полимер и т.п. или любое их сочетание. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический кристалл может включать в себя кристалл, сфалерит, борацит, турмалин, цинкит, арсенид галлия (GaAs), титанат бария и кристалл его производной структуры, дигидрофосфат калия (KH2PO4), NaKC4H4O6·4H2O (сегнет) или т.п. или любое их сочетание. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрическая керамика может относиться к пьезоэлектрическому поликристаллу, образованному нерегулярным набором мелких зерен, полученных реакцией в твердом состоянии и спеканием порошков различных материалов. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический керамический материал может включать в себя титанат бария (BT), цирконат-титанат свинца (PZT), ниобат свинца-бария-лития (PBLN), модифицированный титанат свинца (PT), нитрид алюминия (AIN) и оксид цинка (ZnO) или т.п. или любое их сочетание. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический полимерный материал может включать в себя поливинилиденфторид (PVDF) и т.д. В некоторых вариантах осуществления непьезоэлектрический материал может включать в себя керамику и каучук. В некоторых вариантах осуществления механические свойства непьезоэлектрического материала могут быть аналогичны свойствам пьезоэлектрического материала. В некоторых вариантах осуществления описания, касающиеся пьезоэлектрической области и непьезоэлектрической области, можно найти в другом месте настоящего раскрытия (например, на фиг. 8А или фиг. 8D).The piezoelectric layer 122 may be a component configured with a piezoelectric effect and/or an inverse piezoelectric effect. In some embodiments, the piezoelectric layer 122 may cover one or more surfaces of the substrate 121 and deform under the driving voltage, causing the substrate 121 to deform, thereby causing oscillation in the output of the piezoelectric component 120. In some embodiments, the entire piezoelectric layer 122 may be a piezoelectric region, that is, the piezoelectric layer 122 may be made of a piezoelectric material. In some embodiments, piezoelectric layer 122 may include a piezoelectric region and a non-piezoelectric region. The piezoelectric region and the non-piezoelectric region may be coupled to form a piezoelectric layer 122. In some embodiments, the piezoelectric region may be made of a piezoelectric material and the non-piezoelectric region may be made of a non-piezoelectric material. In some embodiments, the piezoelectric material may include a piezoelectric crystal, a piezoelectric ceramic, a piezoelectric polymer, and the like. or any combination thereof. In some embodiments, the piezoelectric crystal may include a crystal, sphalerite, boracite, tourmaline, zincite, gallium arsenide (GaAs), barium titanate and a crystal of its derivative structure, potassium dihydrogen phosphate (KH 2 PO 4 ), NaKC 4 H 4 O 6 · 4H 2 O (segnet) or the like. or any combination thereof. In some embodiments, piezoelectric ceramic may refer to a piezoelectric polycrystal formed by an irregular array of fine grains produced by solid state reaction and sintering of powders of various materials. In some embodiments, the piezoelectric ceramic material may include barium titanate (BT), lead zirconate titanate (PZT), lead barium lithium niobate (PBLN), modified lead titanate (PT), aluminum nitride (AIN), and zinc oxide (ZnO) or the like. or any combination thereof. In some embodiments, the piezoelectric polymer material may include polyvinylidene fluoride (PVDF), etc. In some embodiments, the non-piezoelectric material may include ceramic and rubber. In some embodiments, the mechanical properties of the non-piezoelectric material may be similar to those of the piezoelectric material. In some embodiments, descriptions regarding the piezoelectric region and the non-piezoelectric region can be found elsewhere in the present disclosure (eg, FIG. 8A or FIG. 8D).

Электрод 130 может быть выполнен как элемент, который подает возбуждающее напряжение на пьезоэлектрический компонент 120. В некоторых вариантах осуществления электрод 130 может представлять собой комбинацию одного или нескольких электродных материалов, таких как металлический электрод (например, медный электрод, серебряный электрод и т.д.), окислительно-восстановительный электрод (например, электрод Pt|Fe и Fe, электрод Pt|Mn MnO), электрод из нерастворимой соли (например, каломельный электрод, электрод из оксида ртути) или т.п. В некоторых вариантах осуществления электрод 130 может быть расположен по меньшей мере на одной поверхности пьезоэлектрического слоя 122, например, на двух противоположных поверхностях пьезоэлектрического слоя 122. В некоторых вариантах осуществления электрод 130 может быть расположен на поверхности пьезоэлектрического слоя 122 одним или несколькими способами склеивания, такими как покрытие, вставка и склеивание.The electrode 130 may be configured as an element that applies a driving voltage to the piezoelectric component 120. In some embodiments, the electrode 130 may be a combination of one or more electrode materials, such as a metal electrode (e.g., a copper electrode, a silver electrode, etc. ), a redox electrode (for example, a Pt|Fe and Fe electrode, a Pt|Mn MnO electrode), an insoluble salt electrode (for example, a calomel electrode, a mercuric oxide electrode), or the like. In some embodiments, the electrode 130 may be located on at least one surface of the piezoelectric layer 122, such as on two opposing surfaces of the piezoelectric layer 122. In some embodiments, the electrode 130 may be located on the surface of the piezoelectric layer 122 by one or more bonding methods, such as such as coating, pasting and gluing.

В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический слой 122 может покрывать по меньшей мере одну поверхность подложки 121. В некоторых вариантах осуществления электрод 130 может покрывать по меньшей мере одну поверхность пьезоэлектрического слоя 122. На фиг. 3 и 4 показаны два примерных акустических устройства 100 для описания размещения между подложкой 121, пьезоэлектрическим слоем 122 и электродом 130.In some embodiments, the piezoelectric layer 122 may cover at least one surface of the substrate 121. In some embodiments, the electrode 130 may cover at least one surface of the piezoelectric layer 122. FIG. 3 and 4, two exemplary acoustic devices 100 are shown to describe placement between the substrate 121, the piezoelectric layer 122, and the electrode 130.

На фиг. 3 показано схематичное представление, иллюстрирующее примерный пьезоэлектрический компонент 120 согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 3, пьезоэлектрический компонент 120 может представлять собой пьезоэлектрическую консольную балку. Подложка 121 может нести на себе пьезоэлектрический слой 122 и электрод 130 (показан в виде треугольной области). В некоторых вариантах осуществления электроды 130 могут быть расположены на одной или нескольких поверхностях пьезоэлектрического слоя 122 для подачи возбуждающего напряжения на пьезоэлектрический слой 122. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический слой 122 может покрывать одну или несколько поверхностей подложки 121. Когда пьезоэлектрический слой 122 деформируется под действием возбуждающего напряжения, подложка 121 также может деформироваться, поэтому область вывода вибраций пьезоэлектрического компонента 120 может выводить вибрацию. Например, пьезоэлектрический слой 122 может покрывать только одну поверхность подложки 121. В качестве другого примера, как показано на фиг. 3, два пьезоэлектрических слоя 122 могут покрывать две противоположные поверхности подложки 121, соответственно.In fig. 3 is a schematic diagram illustrating an exemplary piezoelectric component 120 according to some embodiments of the present disclosure. As shown in FIG. 3, the piezoelectric component 120 may be a piezoelectric cantilever beam. The substrate 121 may carry a piezoelectric layer 122 and an electrode 130 (shown as a triangular area). In some embodiments, electrodes 130 may be located on one or more surfaces of the piezoelectric layer 122 to apply an excitation voltage to the piezoelectric layer 122. In some embodiments, the piezoelectric layer 122 may cover one or more surfaces of the substrate 121. When the piezoelectric layer 122 is deformed by the excitation voltage voltage, the substrate 121 may also be deformed, so the vibration output region of the piezoelectric component 120 may output vibration. For example, the piezoelectric layer 122 may cover only one surface of the substrate 121. As another example, as shown in FIG. 3, two piezoelectric layers 122 may cover two opposing surfaces of the substrate 121, respectively.

На фиг. 4 показано схематичное представление, иллюстрирующее часть примерного пьезоэлектрического компонента 120 согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 4, пьезоэлектрический компонент 120 может представлять собой пьезоэлектрическую пластину (или пьезоэлектрическую пленку). Подложка 121 может нести пьезоэлектрический слой 122 и электрод 130 (показан множеством двухмерных распределенных квадратов). В некоторых вариантах осуществления площадь пьезоэлектрического слоя 122 может быть больше или меньше площади подложки 121. В некоторых вариантах осуществления электрод 130 может быть расположен на одной или нескольких поверхностях пьезоэлектрической пластины для подачи возбуждающего напряжения на пьезоэлектрическую пластину. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический слой 122 может покрывать одну или несколько поверхностей подложки 121. Когда пьезоэлектрический слой 122 деформируется под действием возбуждающего напряжения, подложка 121 также может деформироваться, так что область вывода вибраций пьезоэлектрического пластина может выводить вибрации. Например, как показано на фиг. 4, пьезоэлектрический слой 122 может покрывать только одну поверхность подложки 121. В качестве другого примера два пьезоэлектрических слоя 122 могут покрывать две противоположные поверхности подложки 121, соответственно.In fig. 4 is a schematic diagram illustrating a portion of an exemplary piezoelectric component 120 according to some embodiments of the present disclosure. As shown in FIG. 4, the piezoelectric component 120 may be a piezoelectric plate (or piezoelectric film). The substrate 121 may carry a piezoelectric layer 122 and an electrode 130 (shown as a plurality of two-dimensional distributed squares). In some embodiments, the area of the piezoelectric layer 122 may be greater or less than the area of the substrate 121. In some embodiments, the electrode 130 may be located on one or more surfaces of the piezoelectric plate to apply an exciting voltage to the piezoelectric plate. In some embodiments, the piezoelectric layer 122 may cover one or more surfaces of the substrate 121. When the piezoelectric layer 122 is deformed by the driving voltage, the substrate 121 may also deform so that the vibration output region of the piezoelectric plate can output vibrations. For example, as shown in FIG. 4, the piezoelectric layer 122 may cover only one surface of the substrate 121. As another example, two piezoelectric layers 122 may cover two opposing surfaces of the substrate 121, respectively.

В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический компонент 120 может включать в себя область 123 вывода вибраций для передачи вибраций, вырабатываемых пьезоэлектрическим компонентом 120, на вибрационный компонент 110. В некоторых вариантах осуществления область 123 вывода вибраций может представлять собой поверхность, край, точку и т.п., или любое их сочетание. Как показано на фиг. 3, когда пьезоэлектрический компонент 120 представляет собой пьезоэлектрическую консольную балку, край или частичная область поверхности пьезоэлектрического компонента 120 может быть областью 123 вывода вибраций. Как показано на фиг. 4, когда пьезоэлектрический компонент 120 представляет собой пьезоэлектрическую пластину или пьезоэлектрическую пленку, внутренняя область пьезоэлектрического компонента 120 (например, центральная область плоскости вибрации) может быть областью 123 вывода вибраций.In some embodiments, the piezoelectric component 120 may include a vibration output region 123 for transmitting vibrations generated by the piezoelectric component 120 to the vibration component 110. In some embodiments, the vibration output region 123 may be a surface, an edge, a point, or the like. , or any combination thereof. As shown in FIG. 3, when the piezoelectric component 120 is a piezoelectric cantilever beam, an edge or partial surface area of the piezoelectric component 120 may be a vibration output region 123. As shown in FIG. 4, when the piezoelectric component 120 is a piezoelectric plate or a piezoelectric film, the inner region of the piezoelectric component 120 (eg, the center region of the vibration plane) may be a vibration output region 123.

В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический компонент 120 может также включать в себя фиксированную область 124. Фиксированная область 124 может быть выполнена с возможностью фиксации части пьезоэлектрического компонента 120 и подавления вибраций пьезоэлектрического компонента 120 в этой области, поэтому большая часть вибрации пьезоэлектрического компонента 120 может выводиться из области 123 вывода вибраций. В некоторых вариантах осуществления фиксированная область 124 может соответствовать области 123 вывода вибраций. Как показано на фиг. 3, когда пьезоэлектрический компонент 120 представляет собой пьезоэлектрическую консольную балку, один конец пьезоэлектрического компонента 120 в направлении длины может быть областью 123 вывода вибраций, и другой конец в направлении длины, соответствующий области 123 вывода вибраций, может быть фиксированной областью 124. Например, когда пьезоэлектрический компонент 120 представляет собой пьезоэлектрическую пластину или пьезоэлектрическую пленку, область 123 вывода вибраций может быть внутренней областью пьезоэлектрического компонента 120, и граничная область пьезоэлектрического компонента 120 может быть фиксированной областью 124.In some embodiments, the piezoelectric component 120 may also include a fixed region 124. The fixed region 124 may be configured to fix a portion of the piezoelectric component 120 and suppress vibration of the piezoelectric component 120 in that region, so that most of the vibration of the piezoelectric component 120 can be removed from the region 123 vibration outputs. In some embodiments, fixed region 124 may correspond to vibration output region 123. As shown in FIG. 3, when the piezoelectric component 120 is a piezoelectric cantilever beam, one end of the piezoelectric component 120 in the length direction may be a vibration output region 123, and the other end in the length direction corresponding to the vibration output region 123 may be a fixed region 124. For example, when the piezoelectric component 120 is a piezoelectric plate or piezoelectric film, vibration output region 123 may be an interior region of piezoelectric component 120, and a boundary region of piezoelectric component 120 may be a fixed region 124.

В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический компонент 120 может не иметь фиксированной области 124, и вибрация может передаваться через область 123 вывода вибраций для уменьшения технологических операций и стоимости, и пьезоэлектрический компонент 120 можно легко перемещать.In some embodiments, the piezoelectric component 120 may not have a fixed region 124, and vibration may be transmitted through the vibration output region 123 to reduce processing operations and cost, and the piezoelectric component 120 can be easily moved.

В некоторых вариантах осуществления колебания пьезоэлектрического компонента 120 могут включать в себя одну или несколько вибрационных мод. Вибрационные моды могут иметь естественную вибрационную характеристику пьезоэлектрического компонента 120. Если форма электрода не выполнена должным образом, возможно появление многочисленных вибрационных мод пьезоэлектрического компонента 120, что делает амплитудно-частотную характеристику нестабильной и приводит к появлению узлов в области вывода вибраций пьезоэлектрического компонента 120 на определенных частотах, тем самым влияя на выводимый звук.In some embodiments, the vibration of the piezoelectric component 120 may include one or more vibration modes. The vibration modes may be a natural vibration characteristic of the piezoelectric component 120. If the electrode shape is not properly formed, multiple vibration modes of the piezoelectric component 120 may occur, making the amplitude-frequency response unstable and causing knots to appear in the vibration output region of the piezoelectric component 120 at certain frequencies. , thereby affecting the output sound.

В некоторых вариантах осуществления форма электрода 130 может быть выполнена таким образом, чтобы электрод 130 образовывал пьезоэлектрический модовый возбудитель для вывода возбуждающей силы, и пьезоэлектрический компонент 120 может вырабатывать только определенный модовый состав. В некоторых вариантах осуществления площадь покрытия электрода 130 на поверхности пьезоэлектрического слоя 122 может быть меньше площади поверхности подложки 121, покрытой пьезоэлектрическим слоем 122, тем самым реализуя конструкцию электрода. Например, как показано на фиг. 3, площадь электрода 130 (показана в виде треугольника) может быть меньше площади пьезоэлектрического слоя 122 и площади подложки 121. Пьезоэлектрический слой 122 и подложка 121 могут быть совмещены (то есть площадь покрытия пьезоэлектрического слоя 122 на подложке 121 представляет собой всю площадь поверхности одной поверхности подложки 121). В качестве другого примера, как показано на фиг. 4, площадь электрода 130 (показанная в виде множества двухмерных распределенных квадратов) может быть меньше площади пьезоэлектрического слоя 122 и площади подложки 121. Пьезоэлектрический слой 122 и подложка 121 могут быть совмещены (то есть площадь покрытия пьезоэлектрического слоя 122 на подложке 121 представляет собой всю площадь поверхности одной поверхности подложки 121).In some embodiments, the shape of the electrode 130 may be configured such that the electrode 130 forms a piezoelectric mode driver for outputting an exciting force, and the piezoelectric component 120 can only produce a certain mode composition. In some embodiments, the coverage area of the electrode 130 on the surface of the piezoelectric layer 122 may be less than the surface area of the substrate 121 covered by the piezoelectric layer 122, thereby implementing the electrode design. For example, as shown in FIG. 3, the area of the electrode 130 (shown as a triangle) may be less than the area of the piezoelectric layer 122 and the area of the substrate 121. The piezoelectric layer 122 and the substrate 121 may be combined (that is, the coverage area of the piezoelectric layer 122 on the substrate 121 is the entire surface area of one surface substrates 121). As another example, as shown in FIG. 4, the area of the electrode 130 (shown as a plurality of two-dimensional distributed squares) may be less than the area of the piezoelectric layer 122 and the area of the substrate 121. The piezoelectric layer 122 and the substrate 121 may be aligned (i.e., the coverage area of the piezoelectric layer 122 on the substrate 121 is the entire area surface of one surface of the substrate 121).

В некоторых вариантах осуществления кривая профиля электрода 130 может быть определена в соответствии с функцией вибрационной моды от вибраций пьезоэлектрического компонента 120, чтобы осуществлять управление модами пьезоэлектрического компонента 120. В некоторых вариантах осуществления функция вибрационной моды пьезоэлектрического компонента 120 может включать в себя вибрационную моду первого порядка, вибрационную моду второго порядка и т.п. Соответственно, электрод 130 может включать в себя электрод 130-1 первого порядка, соответствующий вибрационной моде первого порядка, и электрод 130-2 второго порядка, соответствующий вибрационной моде второго порядка.In some embodiments, the profile curve of electrode 130 may be determined in accordance with a vibration mode function from vibrations of the piezoelectric component 120 to effect mode control of the piezoelectric component 120. In some embodiments, the vibration mode function of the piezoelectric component 120 may include a first order vibration mode, second order vibration mode, etc. Accordingly, the electrode 130 may include a first order electrode 130-1 corresponding to a first order vibration mode and a second order electrode 130-2 corresponding to a second order vibration mode.

Взяв в качестве примера пьезоэлектрическую консольную балку, показанную на фиг. 3, ниже представлены два примерных электрода 130-1 первого порядка и электроды 130-2 второго порядка, соответственно, для описания конструкции электрода.Taking the piezoelectric cantilever beam shown in FIG. 3, two exemplary first order electrodes 130-1 and second order electrodes 130-2 are presented below, respectively, to describe the electrode structure.

На фиг. 5A показано схематичное представление, иллюстрирующее примерный электрод 130-1 первого порядка согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. На фиг. 5B показано схематичное представление, иллюстрирующее наклон кривой внешнего контура части примерного электрода 130-1 первого порядка согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия.In fig. 5A is a schematic diagram illustrating an exemplary first order electrode 130-1 according to some embodiments of the present disclosure. In fig. 5B is a schematic diagram illustrating the slope of the outer contour curve of a portion of an exemplary first order electrode 130-1 according to some embodiments of the present disclosure.

В некоторых вариантах осуществления ширина электрода 130 может постепенно уменьшаться от фиксированной области 124 до области 123 вывода вибраций. Используемый в данном документе термин «ширина электрода 130» может относиться к длине электрода 130 в направлении ширины пьезоэлектрического компонента 120 (например, в направлении ширины пьезоэлектрической консольной балки). Ширина (например, d1, d2, как показано на фиг. 5А) электрода 130 в определенной позиции может быть равна расстоянию между двумя пересечениями линии, перпендикулярной центральной оси пьезоэлектрического компонента 120, вдоль направления длины и внешнего контура электрода 130 в определенной позиции. В некоторых вариантах осуществления ширина электрода 130 может постепенно уменьшаться от фиксированной области 124 до области 123 вывода вибраций и может включать в себя одну или любую комбинацию градиентного уменьшения, линейного уменьшения или криволинейного уменьшения в направлении ширины. Как показано на фиг. 5A, ширина электрода 130-1 первого порядка может уменьшаться криволинейно от левой стороны (например, фиксированной области 124) к правой стороне (например, области 123 вывода вибраций). Как показано на фиг. 5В, абсолютное значение наклона кривой внешнего контура электрода 130-1 первого порядка на участке выше центральной оси может постепенно уменьшаться при увеличении длины от фиксированной области 124 вибрации и уменьшаться до 0 в области 123 вывода вибраций. В некоторых вариантах осуществления электрод 130 может быть расположен симметрично. Например, электрод 130 может быть расположен симметрично относительно центральной оси пьезоэлектрического компонента 120. В некоторых вариантах осуществления электрод 130 также может быть расположен асимметрично. В некоторых вариантах осуществления кривая формы (то есть внешний контур) электрода 130 может быть тригонометрической функцией (например, функцией синуса, функцией косинуса и т.д.), гиперболической функцией (например, функцией гиперболического синуса, функцией гиперболического косинуса, и т.д.) или т.п. или любой комбинацией (например, их линейной комбинацией).In some embodiments, the width of the electrode 130 may gradually decrease from the fixed area 124 to the vibration output area 123. As used herein, the term “width of electrode 130” may refer to the length of electrode 130 in the width direction of the piezoelectric component 120 (eg, in the width direction of the piezoelectric cantilever beam). The width (e.g., d1, d2, as shown in FIG. 5A) of the electrode 130 at a certain position may be equal to the distance between two intersections of a line perpendicular to the central axis of the piezoelectric component 120 along the length direction and the outer contour of the electrode 130 at a certain position. In some embodiments, the width of the electrode 130 may be gradually reduced from a fixed area 124 to a vibration output area 123 and may include one or any combination of a gradient reduction, a linear reduction, or a curved reduction in the width direction. As shown in FIG. 5A, the width of the first order electrode 130-1 may decrease curvilinearly from the left side (eg, fixed area 124) to the right side (eg, vibration output area 123). As shown in FIG. 5B, the absolute value of the slope of the outer contour curve of the first order electrode 130-1 in the area above the central axis can gradually decrease with increasing length from the fixed vibration region 124, and decrease to 0 in the vibration output region 123. In some embodiments, electrode 130 may be positioned symmetrically. For example, electrode 130 may be positioned symmetrically with respect to the central axis of piezoelectric component 120. In some embodiments, electrode 130 may also be positioned asymmetrically. In some embodiments, the shape curve (i.e., outer contour) of electrode 130 may be a trigonometric function (e.g., a sine function, a cosine function, etc.), a hyperbolic function (e.g., a hyperbolic sine function, a hyperbolic cosine function, etc.) .) or the like. or any combination (for example, a linear combination of them).

На фиг. 5С показано схематичное представление, иллюстрирующее примерный электрод второго порядка согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. На фиг. 5D показано схематичное представление, иллюстрирующее наклон кривой внешнего контура части примерного электрода второго порядка согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия.In fig. 5C is a schematic diagram illustrating an exemplary second order electrode according to some embodiments of the present disclosure. In fig. 5D is a schematic diagram illustrating the slope of the outer contour curve of a portion of an exemplary second order electrode according to some embodiments of the present disclosure.

В некоторых вариантах осуществления электрод 130 может включать в себя две замкнутые области электрода, и две замкнуты области электродов имеют противоположные потенциалы. Замкнутая область электрода может быть областью, в которой расположена проводящая среда электрода 130, и потенциал замкнутой области электрода может представлять собой напряжение в пределах замкнутой области электрода. Например, как показано на фиг. 5C, напряжение в пределах первой замкнутой области 131 электрода для электрода 130-2 второго порядка может быть положительным, а напряжение в пределах второй замкнутой области 132 электрода может быть отрицательным. Альтернативно, напряжение в пределах первой области 131 покрытия электрода может быть отрицательным, и напряжение в пределах второй области 132 покрытия электрода может быть положительным.In some embodiments, electrode 130 may include two closed electrode regions, and the two closed electrode regions have opposite potentials. The electrode confinement region may be a region in which the conductive medium of the electrode 130 is located, and the electrode confinement potential may be a voltage within the electrode confinement region. For example, as shown in FIG. 5C, the voltage within the first closed electrode region 131 for the second order electrode 130-2 may be positive, and the voltage within the second closed electrode region 132 may be negative. Alternatively, the voltage within the first electrode coating region 131 may be negative, and the voltage within the second electrode coating region 132 may be positive.

В некоторых альтернативных вариантах осуществления, когда направления поляризаций двух замкнутых областей электрода являются одинаковыми, можно управлять двумя замкнутыми областями электрода для внешнего подключения потенциалов в противоположном направлении, поэтому потенциалы двух замкнутых областей электрода являются противоположными. В некоторых альтернативных вариантах осуществления, когда направления поляризации двух замкнутых областей электрода являются противоположными, двумя замкнутыми областями электрода можно управлять для внешнего подключения потенциалов в одном и том же направлении, чтобы потенциалы двух замкнутых областей электрода были противоположными.In some alternative embodiments, when the polarization directions of the two closed electrode regions are the same, it is possible to control the two closed electrode regions to externally connect the potentials in the opposite direction, so that the potentials of the two closed electrode regions are opposite. In some alternative embodiments, when the polarization directions of the two closed electrode regions are opposite, the two closed electrode regions can be controlled to externally connect potentials in the same direction so that the potentials of the two closed electrode regions are opposite.

В некоторых вариантах осуществления между двумя замкнутыми областями электродов может существовать точка 133 перехода, и ширина электрода в первой замкнутой области 131 электрода из указанных двух замкнутых областей электрода может постепенно уменьшаться от фиксированной области 124 до точки 133 перехода.In some embodiments, a transition point 133 may exist between two closed electrode regions, and the electrode width in the first closed electrode region 131 of the two closed electrode regions may gradually decrease from the fixed region 124 to the transition point 133.

В некоторых вариантах осуществления точка 133 перехода может быть точкой, где потенциал между замкнутыми областями электрода равен 0, и потенциалы областей (например, двух замкнутых областей электрода) по обе стороны от точки являются противоположными. В некоторых вариантах осуществления точка 133 перехода может быть выполнена с возможностью различения замкнутых областей электрода. Например, замкнутая область электрода между фиксированной областью 124 и точкой 133 перехода может быть первой замкнутой областью 131 электрода. Ширина (d3, как показано на фиг. 5C) электрода в первой замкнутой области 131 электрода в определенной позиции может быть равна расстоянию между двумя пересечениями линии, перпендикулярной центральной оси пьезоэлектрического компонента 120 в направлении длины, и внешнего контура электрода 130 в этой позиции. В некоторых вариантах осуществления уменьшение ширины первой замкнутой области 131 электрода может включать в себя одно или любое сочетание градиентного уменьшения, линейного уменьшения или криволинейного уменьшения.In some embodiments, the transition point 133 may be a point where the potential between the closed electrode regions is 0, and the potentials of the regions (eg, two closed electrode regions) on either side of the point are opposite. In some embodiments, the transition point 133 may be configured to distinguish between closed regions of the electrode. For example, the closed electrode region between the fixed region 124 and the transition point 133 may be the first closed electrode region 131. The width (d3, as shown in FIG. 5C) of the electrode in the first closed electrode region 131 at a certain position may be equal to the distance between two intersections of a line perpendicular to the central axis of the piezoelectric component 120 in the length direction and the outer contour of the electrode 130 at that position. In some embodiments, reducing the width of the first enclosed electrode region 131 may include one or any combination of a gradient reduction, a linear reduction, or a curved reduction.

Например, как показано на фиг. 5C, когда электрод 130 является электродом 130-2 второго порядка, потенциал точки 131 перехода может быть равен 0, и потенциалы первой замкнутой области 131 электрода и второй замкнутой области 132 электрода являются противоположными. В дополнение к этому, ширина первой замкнутой области 131 электрода может криволинейно уменьшаться от левой стороны (например, фиксированной области 124) до точки 133 перехода. Как показано на фиг. 5D, в первой замкнутой области 131 электрода абсолютное значение наклона кривой внешнего контура электрода 130-2 второго порядка вдоль участка над центральной осью может постепенно уменьшаться с увеличением длины от фиксированной области 124 вибрации до точки 133 перехода.For example, as shown in FIG. 5C, when the electrode 130 is a second-order electrode 130-2, the potential of the transition point 131 may be 0, and the potentials of the first closed electrode region 131 and the second closed electrode region 132 are opposite. In addition, the width of the first closed electrode region 131 may decrease curvilinearly from the left side (eg, fixed region 124) to the transition point 133. As shown in FIG. 5D, in the first closed electrode region 131, the absolute value of the slope of the second-order outer contour curve of the electrode 130-2 along the portion above the central axis may gradually decrease with increasing length from the fixed vibration region 124 to the transition point 133.

В некоторых вариантах осуществления ширина электрода второй замкнутой области 132 электрода из указанных двух замкнутых областей электрода может сначала увеличиваться и затем уменьшаться от точки 133 перехода до области 123 вывода вибраций. Ширина электрода во второй замкнутой области 132 электрода в определенной позиции (например, d4, как показано на фиг. 5C) может быть равна расстоянию между двумя пересечениями линии, перпендикулярной продольной центральной оси пьезоэлектрического компонента 120, и внешнего контура электрода 130 в этой позиции. В некоторых вариантах осуществления замкнутая область электрода между точкой 133 перехода и областью 123 вывода вибраций может представлять собой вторую замкнутую область 132 электрода. В некоторых вариантах осуществления ширина электрода во второй замкнутой области 132 электрода может сначала увеличиваться и затем уменьшаться. Уменьшение может включать в себя один или более способов уменьшения, таких как градиентное изменение, линейное изменение или криволинейное изменение. Например, как показано на фиг. 5С, ширина электрода во второй замкнутой области 132 электрода может криволинейно увеличиваться с левой стороны (например, от точки 133 перехода), и увеличенная амплитуда становится все меньше до тех пор, пока ширина не достигнет максимума, после чего ширина электрода начинает криволинейно уменьшаться до области 123 вывода вибраций. Уменьшенная амплитуда сначала увеличивается и затем уменьшается. Как показано на фиг. 5D, во второй замкнутой области 132 электрода абсолютное значение наклона кривой внешнего контура электрода 130-2 второго порядка вдоль участка над центральной осью может сначала уменьшаться от точки 133 перехода по мере увеличения длины и затем уменьшается до 0 в самой широкой точке второй замкнутой области 132 электрода. Затем, с увеличением длины, абсолютное значение наклона кривой сначала увеличивается и затем уменьшается до 0 в области 123 вывода вибраций.In some embodiments, the electrode width of the second closed electrode region 132 of the two closed electrode regions may first increase and then decrease from the transition point 133 to the vibration output region 123. The width of the electrode in the second enclosed electrode region 132 at a particular position (e.g., d4 as shown in FIG. 5C) may be equal to the distance between two intersections of a line perpendicular to the longitudinal center axis of the piezoelectric component 120 and the outer contour of the electrode 130 at that position. In some embodiments, the closed electrode region between the transition point 133 and the vibration output region 123 may be a second closed electrode region 132. In some embodiments, the electrode width in the second enclosed electrode region 132 may first increase and then decrease. The reduction may include one or more reduction methods such as a gradient change, a linear change, or a curvilinear change. For example, as shown in FIG. 5C, the electrode width in the second enclosed electrode region 132 may increase curvilinearly on the left side (eg, from the transition point 133), and the increased amplitude becomes progressively smaller until the width reaches a maximum, at which point the electrode width begins to decrease curvilinearly to the region 123 vibration outputs. The reduced amplitude first increases and then decreases. As shown in FIG. 5D, in the second closed electrode region 132, the absolute value of the slope of the second-order outer contour curve of the electrode 130-2 along the portion above the central axis may first decrease from the transition point 133 as the length increases and then decrease to 0 at the widest point of the second closed electrode region 132 . Then, as the length increases, the absolute value of the slope of the curve first increases and then decreases to 0 in the vibration output region 123.

В некоторых вариантах осуществления электрод 130 может дополнительно включать в себя одну или более замкнутых областей, таких как третья замкнутая область электрода и четвертая замкнутая область электрода. Форма и количество замкнутых областей электрода можно определить в соответствии с функцией вибрационной моды пьезоэлектрического компонента 120, которым необходимо управлять.In some embodiments, electrode 130 may further include one or more closed regions, such as a third closed electrode region and a fourth closed electrode region. The shape and number of enclosed regions of the electrode can be determined in accordance with the vibration mode function of the piezoelectric component 120 to be controlled.

В некоторых вариантах осуществления ширина электрода 130 в фиксированной области 124 может быть равна ширине фиксированной области 124. Как показано на фиг. 5А и 5С, ширина фиксированной области 124 может быть равна D, и, соответственно, ширина электрода 130 в фиксированной области 124 также может быть равна D.In some embodiments, the width of the electrode 130 in the fixed area 124 may be equal to the width of the fixed area 124. As shown in FIG. 5A and 5C, the width of the fixed region 124 may be equal to D, and accordingly, the width of the electrode 130 in the fixed region 124 may also be equal to D.

В некоторых альтернативных вариантах осуществления ширина электрода 130 в фиксированной области 124 может не равняться ширине фиксированной области 124. Например, ширина электрода 130 может быть меньше ширины фиксированной области 124 или больше ширины фиксированной области 124.In some alternative embodiments, the width of the electrode 130 in the fixed region 124 may not be equal to the width of the fixed region 124. For example, the width of the electrode 130 may be less than the width of the fixed region 124 or greater than the width of the fixed region 124.

В некоторых вариантах осуществления ширина электрода 130 в области 123 вывода вибраций может быть равна 0. Как показано на фиг. 5А и 5С, ширина электрода 130 в области 123 вывода вибраций может быть равна 0.In some embodiments, the width of the electrode 130 in the vibration output region 123 may be 0. As shown in FIG. 5A and 5C, the width of the electrode 130 in the vibration output region 123 may be 0.

В некоторых альтернативных вариантах осуществления ширина электрода 130 в области 123 вывода вибраций может быть не равна 0. Например, ширина электрода 130 в области 123 вывода вибраций может быть меньше ширины электрода 130 в фиксированной области 124 и больше 0.In some alternative embodiments, the width of the electrode 130 in the vibration output region 123 may not be equal to 0. For example, the width of the electrode 130 in the vibration output region 123 may be less than the width of the electrode 130 in the fixed region 124 and greater than 0.

На фиг. 6 показано схематичное представление, иллюстрирующее сравнение амплитудно-частотных характеристик примерных пьезоэлектрических компонентов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 6, кривая 1 является амплитудно-частотной характеристикой в области вывода вибраций пьезоэлектрического компонента 120, когда электрод 130 полностью покрывает одну поверхность пьезоэлектрического компонента 120 (то есть электрод 130 и пьезоэлектрический компонент 120 совмещены). Кривая 2 является амплитудно-частотной характеристикой пьезоэлектрического компонента 120, включающего в себя электрод первого порядка, как показано на фиг. 5А. Кривая 3 является амплитудно-частотной характеристикой пьезоэлектрического компонента 120, включающего в себя электрод второго порядка, как показано на фиг. 5C (и потенциалы двух замкнутых областей являются противоположными).In fig. 6 is a schematic diagram illustrating a comparison of the amplitude-frequency characteristics of exemplary piezoelectric components according to some embodiments of the present disclosure. As shown in FIG. 6, curve 1 is the amplitude-frequency response in the vibration output region of the piezoelectric component 120 when the electrode 130 completely covers one surface of the piezoelectric component 120 (that is, the electrode 130 and the piezoelectric component 120 are aligned). Curve 2 is the amplitude-frequency response of the piezoelectric component 120 including the first order electrode, as shown in FIG. 5A. Curve 3 is the amplitude-frequency response of the piezoelectric component 120 including the second order electrode, as shown in FIG. 5C (and the potentials of the two closed regions are opposite).

Как показано на фиг. 6, кривая 1 может иметь максимум первого порядка и минимум второго порядка, что может отражать то, что, когда электрод 130 полностью покрывает поверхность пьезоэлектрического компонента 120 (то есть электрод 130 и пьезоэлектрический компонент 120 совмещены), пьезоэлектрический компонент 120 имеет относительно сложную вибрационную моду в диапазоне высоких частот и особенно значительно отличающуюся вибрационную характеристику в диапазоне от 500 Гц до 3000 Гц. После покрытия электрода первого порядка на пьезоэлектрическом компоненте 120, диапазон частот вибрационной моды первого порядка пьезоэлектрического компонента 120, показанный на кривой 2, может быть расширен, минимум второго порядка исчезает, и узкополосный скачок кривой может вырабатываться на частоте максимума второго порядка (например, около 3000 Гц), и амплитуда максимума второго порядка также может быть уменьшена. Таким образом, электрод 130-1 первого порядка может привести к тому, что вибрационный отклик пьезоэлектрического компонента 120 между максимумом первого порядка и максимумом второго порядка будет плоской. После покрытия электрода 130-2 второго порядка (и после того, как потенциалы двух замкнутых областей станут противоположными) на пьезоэлектрическом компоненте 120, амплитудно-частотная характеристика пьезоэлектрического компонента 120, показанная на кривой 3, может иметь вибрационную моду второго порядка от низкочастотной стадии (например, 0-100 Гц) и узкополосного скачка кривой, вырабатываемого на частоте максимума первого порядка (например, между 500 Гц и 600 Гц). Амплитуда максимума первого порядка может быть уменьшена. После частоты максимума кривая 3 соответствует вибрационной моде второго порядка до частоты максимума третьего порядка (например, 9000 Гц). Таким образом, электрод 130-2 второго порядка может привести к тому, что пьезоэлектрический компонент 120 будет иметь вибрационную моду второго порядка от низкочастотной стадии до максимума третьего порядка. Согласно кривым 2 и 3, электрод первого порядка и электрод второго порядка (и потенциалы двух замкнутых областей являются противоположными) имеют эффекты управления модами. Используемый в данном документе термин «частота максимума» может относиться к частоте максимума (например, максимума первого порядка, максимума второго порядка, максимума третьего порядка и т.д.) пьезоэлектрического компонента 120 в том случае, когда электрод 130 полностью покрывает поверхность пьезоэлектрического компонента 120 (то есть электрод 130 и пьезоэлектрический компонент 120 совмещены).As shown in FIG. 6, curve 1 may have a first-order maximum and a second-order minimum, which may reflect that when the electrode 130 completely covers the surface of the piezoelectric component 120 (that is, the electrode 130 and the piezoelectric component 120 are aligned), the piezoelectric component 120 has a relatively complex vibration mode in the high frequency range and especially significantly different vibration characteristics in the range from 500 Hz to 3000 Hz. After coating the first-order electrode on the piezoelectric component 120, the frequency range of the first-order vibration mode of the piezoelectric component 120 shown in curve 2 can be expanded, the second-order minimum disappears, and a narrowband waveform jump can be generated at the frequency of the second-order maximum (for example, about 3000 Hz), and the amplitude of the second-order maximum can also be reduced. Thus, the first order electrode 130-1 may cause the vibration response of the piezoelectric component 120 to be flat between the first order maximum and the second order maximum. After coating the second order electrode 130-2 (and after the potentials of the two enclosed regions become opposite) on the piezoelectric component 120, the amplitude-frequency response of the piezoelectric component 120 shown in curve 3 may have a second order vibration mode from the low frequency stage (e.g. , 0-100 Hz) and a narrow-band waveform jump produced at the first-order maximum frequency (for example, between 500 Hz and 600 Hz). The amplitude of the first order maximum can be reduced. After the maximum frequency, curve 3 corresponds to a second-order vibration mode up to the third-order maximum frequency (for example, 9000 Hz). Thus, the second order electrode 130-2 may cause the piezoelectric component 120 to have a second order vibration mode from a low frequency stage to a third order maximum. According to curves 2 and 3, the first-order electrode and the second-order electrode (and the potentials of the two closed regions are opposite) have mode control effects. As used herein, the term “peak frequency” may refer to the frequency of the peak (e.g., first-order peak, second-order peak, third-order peak, etc.) of the piezoelectric component 120 when the electrode 130 completely covers the surface of the piezoelectric component 120 (ie, the electrode 130 and the piezoelectric component 120 are aligned).

Более того, как показано на фиг. 6, кривая 4 является амплитудно-частотной характеристикой пьезоэлектрического компонента 120, покрывающего электрод 130-1 второго порядка (потенциалы двух замкнутых областей являются одинаковыми), как показано на фиг. 5С; кривая 5 является амплитудно-частотной характеристикой пьезоэлектрического компонента 120, покрывающего треугольный электрод (то есть равнобедренный треугольник, образованный неподвижной областью 124 и центральными точками области 123 вывода вибраций пьезоэлектрического компонента 120 в виде электрода). При покрытии треугольного электрода, хотя амплитудно-частотная характеристика пьезоэлектрического компонента 120, показанная кривой 5, все еще имеет минимум второго порядка, минимум второго порядка значительно отстает по сравнению с кривой 1, на которой пьезоэлектрический компонент 120 полностью перекрывается электродом. Таким образом, треугольный электрод 130 может привести к тому, что амплитудно-частотная характеристика пьезоэлектрического компонента 120 между частотой максимума первого порядка и частотой минимума второго порядка будет плоской. После покрытия электрода 130-2 второго порядка (потенциалы двух замкнутых областей являются противоположными) амплитудно-частотная характеристика пьезоэлектрического компонента 120, показанная кривой 4, может быть аналогична кривой 1 (электрод 130 полностью покрывает поверхность пьезоэлектрического компонента 120).Moreover, as shown in FIG. 6, curve 4 is the amplitude-frequency response of the piezoelectric component 120 covering the second-order electrode 130-1 (the potentials of the two closed regions are the same), as shown in FIG. 5C; curve 5 is the amplitude-frequency response of the piezoelectric component 120 covering the triangular electrode (that is, an isosceles triangle formed by the stationary region 124 and the center points of the vibration output region 123 of the piezoelectric electrode component 120). When covering a triangular electrode, although the amplitude-frequency response of the piezoelectric component 120 shown by curve 5 still has a second-order minimum, the second-order minimum lags significantly compared with curve 1, in which the piezoelectric component 120 is completely covered by the electrode. Thus, the triangular electrode 130 may cause the frequency response of the piezoelectric component 120 between the first-order maximum frequency and the second-order minimum frequency to be flat. After covering the electrode 130-2 with a second order (the potentials of the two closed regions are opposite), the amplitude-frequency response of the piezoelectric component 120 shown by curve 4 may be similar to curve 1 (electrode 130 completely covers the surface of the piezoelectric component 120).

На фиг. 7A показана вибрационная мода пьезоэлектрического компонента 120 на частоте минимума второго порядка в случае, когда электрод полностью покрывает поверхность пьезоэлектрического компонента (то есть электрод и пьезоэлектрический компонент совмещены). На фиг. 7B показана вибрационная мода пьезоэлектрического компонента, использующего электрод первого порядка на частоте минимума второго порядка, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия; на фиг. 7C показана вибрационная мода пьезоэлектрического компонента, использующего электрод второго порядка на частоте минимума второго порядка, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия.In fig. 7A shows the vibration mode of the piezoelectric component 120 at the second order minimum frequency in the case where the electrode completely covers the surface of the piezoelectric component (ie, the electrode and the piezoelectric component are aligned). In fig. 7B shows the vibration mode of a piezoelectric component using a first order electrode at a second order minimum frequency, according to some embodiments of the present disclosure; in fig. 7C shows the vibration mode of a piezoelectric component using a second order electrode at a second order minimum frequency, according to some embodiments of the present disclosure.

Обращаясь к фиг. 6 и фиг. 7A-7C, когда электрод полностью покрывает поверхность пьезоэлектрического компонента (то есть электрод и пьезоэлектрический компонент совмещены), вибрационный отклик пьезоэлектрического компонента 120 сильно флуктуирует на частоте минимума второго порядка (например, 1622 Гц), и амплитудно-частотная характеристика может быть неплоской. Однако вибрационный отклик пьезоэлектрического компонента 120, покрывающего электрод (например, электрод 130-1 первого порядка или электрод 130-2 второго порядка), имеет меньшие флуктуации, амплитудно-частотная характеристика может быть плоской, и поэтому трудно сформировать узел.Referring to FIG. 6 and fig. 7A-7C, when the electrode completely covers the surface of the piezoelectric component (that is, the electrode and the piezoelectric component are aligned), the vibration response of the piezoelectric component 120 fluctuates greatly at the second-order minimum frequency (eg, 1622 Hz), and the amplitude-frequency response may not be flat. However, the vibration response of the piezoelectric component 120 covering the electrode (for example, the first order electrode 130-1 or the second order electrode 130-2) has less fluctuation, the frequency response may be flat, and therefore it is difficult to form a node.

В некоторых вариантах осуществления модовый возбудитель пьезоэлектрического компонента 120 может быть сформирован путем покрытия электрода 130, выполненного согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия, поэтому пьезоэлектрический компонент 120 может вырабатывать возбуждающую силу только для определенной моды, чтобы выводить определенную вибрационную моду, тем самым улучшая акустические характеристики акустического устройства. Более того, амплитудно-частотная характеристика пьезоэлектрического компонента 120 может быть стабильной, тем самым предотвращая образование узлов в области 123 вывода вибраций пьезоэлектрического компонента 120 и повышая эксплуатационную надежность акустического устройства 100.In some embodiments, a mode driver of the piezoelectric component 120 may be formed by coating an electrode 130 configured in accordance with some embodiments of the present disclosure such that the piezoelectric component 120 can only produce a driving force for a specific mode to output a specific vibration mode, thereby improving the acoustic performance of the acoustic device. devices. Moreover, the frequency response of the piezoelectric component 120 can be stable, thereby preventing the formation of nodes in the vibration output region 123 of the piezoelectric component 120 and improving the operational reliability of the acoustic device 100.

В дополнение к этому, по сравнению с системой управления модами, состоящей из механических элементов, таких как пружина, груз и демпфер в конкретной области, варианты осуществления настоящего раскрытия позволяют реализовать управление модами пьезоэлектрического компонента 120 на основе конфигурации электрода 130 и упростить конструкцию акустического устройства 100.In addition, compared with a mode control system consisting of mechanical elements such as a spring, a weight, and a damper in a specific area, embodiments of the present disclosure enable mode control of the piezoelectric component 120 to be realized based on the configuration of the electrode 130 and a simplified design of the acoustic device 100 .

В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический компонент 120 также может быть выполнен в соответствии с конструкцией электрода 130. Конкретные варианты осуществления проектирования пьезоэлектрического компонента 120 могут быть подробно описаны ниже с использованием нескольких примерных конструкций с использованием одномерного электрод 130-1 первого порядка в качестве примера.In some embodiments, the piezoelectric component 120 may also be designed in accordance with the design of the electrode 130. Specific embodiments of the design of the piezoelectric component 120 may be described in detail below using several example designs using the one-dimensional first order electrode 130-1 as an example.

На фиг. 8A показано схематичное представление, иллюстрирующее электрод 130 и пьезоэлектрический компонент 120 согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия; на фиг. 8B показано схематичное представление, иллюстрирующее электрод 130 и пьезоэлектрический компонент 120 согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия; на фиг. 8C показано схематичное представление, иллюстрирующее электрод 130 и пьезоэлектрический компонент 120 согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия; на фиг. 8D показан покомпонентный вид электрода 130 и пьезоэлектрического компонента 120 согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Следует понимать, что треугольные области (или области, похожие на треугольные), показанные на фиг. 8A-8D приведены только для иллюстрации и не используются для определения формы электродов.In fig. 8A is a schematic diagram illustrating an electrode 130 and a piezoelectric component 120 according to some embodiments of the present disclosure; in fig. 8B is a schematic diagram illustrating electrode 130 and piezoelectric component 120 according to some embodiments of the present disclosure; in fig. 8C is a schematic diagram illustrating an electrode 130 and a piezoelectric component 120 according to some embodiments of the present disclosure; in fig. 8D shows an exploded view of an electrode 130 and a piezoelectric component 120 according to some embodiments of the present disclosure. It should be understood that the triangular areas (or triangular-like areas) shown in FIG. 8A-8D are for illustration purposes only and are not used to determine the shape of the electrodes.

В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 3, подложка 121 может быть прямоугольной, и пьезоэлектрический слой 122 может представлять собой прямоугольную пьезоэлектрическую балку (например, весь пьезоэлектрический слой 122 представляет собой пьезоэлектрическую область), которая совмещена с подложкой 121, и электрод 130 может быть электродом 130-1 первого порядка. Площадь покрытия электрода 130 (показанного в виде треугольной области) меньше площади покрытия пьезоэлектрического слоя 122 и равна площади поверхности подложки 121, покрывающей пьезоэлектрический слой 122.In some embodiments, as shown in FIG. 3, the substrate 121 may be rectangular, and the piezoelectric layer 122 may be a rectangular piezoelectric beam (for example, the entire piezoelectric layer 122 is a piezoelectric region) that is aligned with the substrate 121, and the electrode 130 may be a first order electrode 130-1. The coverage area of the electrode 130 (shown as a triangular area) is less than the coverage area of the piezoelectric layer 122 and is equal to the surface area of the substrate 121 covering the piezoelectric layer 122.

В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 8А, подложка 121 может быть прямоугольной, пьезоэлектрический слой 122 может представлять собой прямоугольную пьезоэлектрическую балку, совмещенную с подложкой 121, и электрод 130 может быть электродом 130-1 первого порядка. Пьезоэлектрический слой 122 может включать в себя пьезоэлектрическую область 1221 (выполненную из пьезоэлектрического материала) и непьезоэлектрическую область 1222 (выполненную из непьезоэлектрического материала). Пьезоэлектрическая область 1221 может быть совмещена с электродом 130-1 первого порядка (пунктирная линия внутри пьезоэлектрической области 1221 используется только для различения пьезоэлектрической области 1221 и электрода 130 и не используется для определения размера пьезоэлектрической области 1221 и электрода 130). То есть площадь покрытия электрода 130 (показана в виде треугольной области) равна площади покрытия пьезоэлектрической области 1221, меньше площади покрытия пьезоэлектрического слоя 122 и равна площади поверхности подложки 121, которая покрывает пьезоэлектрический слой 122.In some embodiments, as shown in FIG. 8A, the substrate 121 may be rectangular, the piezoelectric layer 122 may be a rectangular piezoelectric beam aligned with the substrate 121, and the electrode 130 may be a first order electrode 130-1. Piezoelectric layer 122 may include a piezoelectric region 1221 (made of a piezoelectric material) and a non-piezoelectric region 1222 (made of a non-piezoelectric material). The piezoelectric region 1221 may be aligned with the first order electrode 130-1 (the dotted line within the piezoelectric region 1221 is only used to distinguish the piezoelectric region 1221 and the electrode 130 and is not used to determine the size of the piezoelectric region 1221 and the electrode 130). That is, the coverage area of the electrode 130 (shown as a triangular area) is equal to the coverage area of the piezoelectric region 1221, less than the coverage area of the piezoelectric layer 122, and equal to the surface area of the substrate 121 that covers the piezoelectric layer 122.

В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 8В, подложка 121 может быть прямоугольной, электрод 130 может быть электродом 130-1 первого порядка. Пьезоэлектрический слой 122 может быть совмещен с электродом 130, и площади покрытия пьезоэлектрического слоя 122 и электрода 130 могут быть меньше площади поверхности подложки 121, покрывающей пьезоэлектрический слой 122. Площадь покрытия электрода 130 (показан в треугольной области) равна площади покрытия пьезоэлектрического слоя 122 и меньше площади поверхности подложки 121, которая покрывает пьезоэлектрический слой 122. То есть пьезоэлектрический материал в области, где электрод не покрывает пьезоэлектрический слой 122 может быть удален, и подложка может по-прежнему представлять собой прямоугольную балку.In some embodiments, as shown in FIG. 8B, the substrate 121 may be rectangular, the electrode 130 may be a first order electrode 130-1. The piezoelectric layer 122 may be aligned with the electrode 130, and the coverage areas of the piezoelectric layer 122 and the electrode 130 may be less than the surface area of the substrate 121 covering the piezoelectric layer 122. The coverage area of the electrode 130 (shown in the triangular area) is equal to the coverage area of the piezoelectric layer 122 or less. the surface area of the substrate 121 that covers the piezoelectric layer 122. That is, the piezoelectric material in the region where the electrode does not cover the piezoelectric layer 122 can be removed and the substrate can still be a rectangular beam.

В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 8C, электрод 130 может быть электродом 130-1 первого порядка, и подложка 121 и пьезоэлектрический слой 122 могут быть совмещены с электродом 130. То есть площадь покрытия электрода 130 (показана в виде треугольника область) равна площади покрытия пьезоэлектрического слоя 122 и равна площади поверхности подложки 121, которая покрывает пьезоэлектрический слой 122.In some embodiments, as shown in FIG. 8C, the electrode 130 may be a first order electrode 130-1, and the substrate 121 and the piezoelectric layer 122 may be combined with the electrode 130. That is, the coverage area of the electrode 130 (shown as a triangle area) is equal to the coverage area of the piezoelectric layer 122 and is equal to the surface area substrate 121 that covers the piezoelectric layer 122.

В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический слой 122 может быть совмещен с подложкой 121. Например, как показано на фиг. 3 или фиг. 8C, площадь покрытия пьезоэлектрического слоя 122 равна площади поверхности подложки 121, которая покрывает пьезоэлектрический слой 122. В некоторых альтернативных вариантах пьезоэлектрический слой 122 может быть не совмещен с подложкой 121. Например, как показано на фиг. 8В, площадь пьезоэлектрического слоя 122 может быть меньше площади подложки 121.In some embodiments, the piezoelectric layer 122 may be combined with the substrate 121. For example, as shown in FIG. 3 or fig. 8C, the coverage area of the piezoelectric layer 122 is equal to the surface area of the substrate 121 that covers the piezoelectric layer 122. In some alternative embodiments, the piezoelectric layer 122 may not be aligned with the substrate 121. For example, as shown in FIG. 8B, the area of the piezoelectric layer 122 may be less than the area of the substrate 121.

В некоторых вариантах осуществления весь пьезоэлектрический слой 122 может представлять собой пьезоэлектрическую область. Например, как показано на фиг. 3, фиг. 8В или фиг. 8C, пьезоэлектрический слой 122 может полностью поддерживаться пьезоэлектрическим материалом. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический слой 122 может включать в себя пьезоэлектрическую область 1221 и непьезоэлектрическую область 1222. Например, как показано на фиг. 8А, пьезоэлектрический слой 122 может включать в себя пьезоэлектрическую область 1221, выполненную из пьезоэлектрического материала, и непьезоэлектрическую область 1222, выполненную из непьезоэлектрического материала. Площадь пьезоэлектрического слоя 122 может быть равна сумме площадей пьезоэлектрической области 1221 и непьезоэлектрической области 1222.In some embodiments, the entire piezoelectric layer 122 may be a piezoelectric region. For example, as shown in FIG. 3, fig. 8B or FIG. 8C, the piezoelectric layer 122 may be fully supported by the piezoelectric material. In some embodiments, piezoelectric layer 122 may include a piezoelectric region 1221 and a non-piezoelectric region 1222. For example, as shown in FIG. 8A, the piezoelectric layer 122 may include a piezoelectric region 1221 made of a piezoelectric material and a non-piezoelectric region 1222 made of a non-piezoelectric material. The area of the piezoelectric layer 122 may be equal to the sum of the areas of the piezoelectric region 1221 and the non-piezoelectric region 1222.

В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрическая область 1221 может быть совмещена с электродом 130. Например, как показано на фиг. 8А, пьезоэлектрическая область 1221 в пьезоэлектрическом слое 122 может быть равна площади покрытия электрода 130, и пространственные позиции пьезоэлектрического слоя 122 и электрода 130 могут быть совмещены друг с другом.In some embodiments, the piezoelectric region 1221 may be combined with the electrode 130. For example, as shown in FIG. 8A, the piezoelectric area 1221 in the piezoelectric layer 122 may be equal to the coverage area of the electrode 130, and the spatial positions of the piezoelectric layer 122 and the electrode 130 may be aligned with each other.

В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический слой 122 может быть совмещен с электродом 130. Например, как показано на фиг. 8В или фиг. 8C, площадь покрытия пьезоэлектрического слоя 122 может быть равна площади покрытия электрода 130, и пространственные положения пьезоэлектрического слоя 122 и электрода 130 могут быть совмещены друг с другом.In some embodiments, the piezoelectric layer 122 may be combined with the electrode 130. For example, as shown in FIG. 8B or FIG. 8C, the coverage area of the piezoelectric layer 122 may be equal to the coverage area of the electrode 130, and the spatial positions of the piezoelectric layer 122 and the electrode 130 may be aligned with each other.

В некоторых вариантах осуществления рабочий электродный участок электрода 130 может вырабатывать конкретную моду для пьезоэлектрического компонента 120 путем проектирования формы покрытия электрода 130 и пьезоэлектрической области. Например, пьезоэлектрический слой 122 может включать в себя пьезоэлектрическую область, выполненную из пьезоэлектрического материала, и непьезоэлектрическую область, выполненную из непьезоэлектрического материала. Сумма площадей пьезоэлектрической области и непьезоэлектрической области может быть равна площади покрытия пьезоэлектрического слоя 122 на подложке 121, и подложка 121 и пьезоэлектрический слой 122 могут быть совмещены. Сумма площадей пьезоэлектрической области и непьезоэлектрической области может быть равна площади покрытия электрода 130 на пьезоэлектрическом слое 122, то есть электрод 130 и пьезоэлектрический слой 122 могут быть совмещены. В некоторых вариантах осуществления площадь покрытия пьезоэлектрической области на подложке 121 может быть меньше площади покрытия пьезоэлектрического слоя 122 на подложке 121. Например, как показано на фиг. 8D, подложка 121 может быть прямоугольной, пьезоэлектрический слой 122 может представлять собой прямоугольную пьезоэлектрическую балку, совмещенную с подложкой 121, и электрод 130 может быть прямоугольным электродом. Пьезоэлектрический слой 122 может включать в себя пьезоэлектрическую область 1221 и непьезоэлектрическую область 1222. Форма и площадь пьезоэлектрической области 1221 (которая показана в виде заштрихованной области) используются для определения рабочей области прямоугольного электрода 130. То есть площадь пьезоэлектрической области 1221 меньше площади покрытия пьезоэлектрического слоя 122, равна площади покрытия электрода 130 и равна площади поверхности подложки 121, которая покрывает пьезоэлектрический слой 122. Часть электрода 130, которая покрывает пьезоэлектрическую область 1221, может подавать возбуждающее напряжение на пьезоэлектрический компонент 120, то есть часть электрода 130 может быть рабочей частью электрода. Часть электрода 130, которая покрывает непьезоэлектрическую область 1222, может действовать только как проводящий компонент для передачи электрической энергии для рабочей части электрода. Поэтому площадь покрытия пьезоэлектрической области 1221 на подложке 121 можно рассматривать как площадь рабочей области электрода 130. Таким образом, электрод 130 можно спроектировать путем проектирования пьезоэлектрической области 1221 таким образом, чтобы часть электрода 130, который покрывает пьезоэлектрическую область 122, могла управлять пьезоэлектрическим компонентом 120 для вывода определенной моды.In some embodiments, the working electrode portion of the electrode 130 may produce a specific mode for the piezoelectric component 120 by designing the shape of the electrode 130 cover and the piezoelectric region. For example, piezoelectric layer 122 may include a piezoelectric region made of a piezoelectric material and a non-piezoelectric region made of a non-piezoelectric material. The sum of the areas of the piezoelectric region and the non-piezoelectric region may be equal to the coverage area of the piezoelectric layer 122 on the substrate 121, and the substrate 121 and the piezoelectric layer 122 may be aligned. The sum of the areas of the piezoelectric region and the non-piezoelectric region may be equal to the coverage area of the electrode 130 on the piezoelectric layer 122, that is, the electrode 130 and the piezoelectric layer 122 may be combined. In some embodiments, the coverage area of the piezoelectric region on the substrate 121 may be less than the coverage area of the piezoelectric layer 122 on the substrate 121. For example, as shown in FIG. 8D, the substrate 121 may be rectangular, the piezoelectric layer 122 may be a rectangular piezoelectric beam aligned with the substrate 121, and the electrode 130 may be a rectangular electrode. The piezoelectric layer 122 may include a piezoelectric region 1221 and a non-piezoelectric region 1222. The shape and area of the piezoelectric region 1221 (which is shown as a shaded region) is used to define the operating area of the rectangular electrode 130. That is, the area of the piezoelectric region 1221 is less than the coverage area of the piezoelectric layer 122 , is equal to the coverage area of the electrode 130 and is equal to the surface area of the substrate 121 that covers the piezoelectric layer 122. The portion of the electrode 130 that covers the piezoelectric region 1221 may supply a driving voltage to the piezoelectric component 120, that is, the portion of the electrode 130 may be a working portion of the electrode. The portion of the electrode 130 that covers the non-piezoelectric region 1222 may only act as a conductive component for transmitting electrical energy to the working portion of the electrode. Therefore, the covering area of the piezoelectric region 1221 on the substrate 121 can be considered as the working area area of the electrode 130. Thus, the electrode 130 can be designed by designing the piezoelectric region 1221 such that the portion of the electrode 130 that covers the piezoelectric region 122 can control the piezoelectric component 120 to output of a certain mode.

На фиг. 9 показано схематичное представление, иллюстрирующее амплитудно-частотную характеристику пьезоэлектрического компонента 120 согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. В некоторых вариантах осуществления кривая 6 является амплитудно-частотной характеристикой пьезоэлектрического компонента 120 тогда, когда прямоугольный электрод полностью покрывает поверхность прямоугольного пьезоэлектрического компонента (то есть электрод, пьезоэлектрический компонент и подложка совмещены). Кривая 7 является амплитудно-частотной характеристикой пьезоэлектрического компонента 120, показанного на фиг. 3 (то есть площадь покрытия электрода 130 меньше площади покрытия пьезоэлектрического слоя 122 и равна площади поверхности подложки 121, которая покрывает пьезоэлектрический слой 122). Кривая 8 является амплитудно-частотной характеристикой пьезоэлектрического компонента 120, показанного на фиг. 8А или фиг. 8D (то есть площадь покрытия электрода 130 равна площади покрытия пьезоэлектрической области 1221, меньше площади покрытия пьезоэлектрического слоя 122 и равна площади поверхности подложки 121, которая покрывает пьезоэлектрический слой 122, или площадь покрытия пьезоэлектрического слоя область меньше площади покрытия пьезоэлектрического слоя 122, равна площади покрытия электрода 130 и равна площади поверхности подложки 121, которая покрывает пьезоэлектрический слой 122). Кривая 9 является амплитудно-частотной характеристикой пьезоэлектрического компонента 120, показанного на фиг. 8B (то есть площадь покрытия электрода 130 равна площади покрытия пьезоэлектрического слоя 122 и меньше площади поверхности подложки 121, которая покрывает пьезоэлектрический слой 122), и кривая 10 является амплитудно-частотной характеристикой пьезоэлектрического компонента 120, показанного на фиг. 8С (то есть площадь покрытия электрода 130 равна площади покрытия пьезоэлектрического слоя 122 и равна площади поверхности подложки 121, которая покрывает пьезоэлектрический слой 122).In fig. 9 is a schematic diagram illustrating the frequency response of a piezoelectric component 120 according to some embodiments of the present disclosure. In some embodiments, curve 6 is the amplitude-frequency response of the piezoelectric component 120 when the rectangular electrode completely covers the surface of the rectangular piezoelectric component (ie, the electrode, the piezoelectric component, and the substrate are aligned). Curve 7 is the amplitude-frequency response of the piezoelectric component 120 shown in FIG. 3 (that is, the coverage area of the electrode 130 is less than the coverage area of the piezoelectric layer 122 and equal to the surface area of the substrate 121 that covers the piezoelectric layer 122). Curve 8 is the amplitude-frequency response of the piezoelectric component 120 shown in FIG. 8A or FIG. 8D (that is, the coverage area of the electrode 130 is equal to the coverage area of the piezoelectric region 1221, is less than the coverage area of the piezoelectric layer 122 and is equal to the surface area of the substrate 121 that covers the piezoelectric layer 122, or the coverage area of the piezoelectric layer is less than the coverage area of the piezoelectric layer 122, is equal to the coverage area electrode 130 and is equal to the surface area of the substrate 121 that covers the piezoelectric layer 122). Curve 9 is the amplitude-frequency response of the piezoelectric component 120 shown in FIG. 8B (that is, the coverage area of the electrode 130 is equal to the coverage area of the piezoelectric layer 122 and less than the surface area of the substrate 121 that covers the piezoelectric layer 122), and the curve 10 is the amplitude-frequency response of the piezoelectric component 120 shown in FIG. 8C (that is, the coverage area of the electrode 130 is equal to the coverage area of the piezoelectric layer 122 and is equal to the surface area of the substrate 121 that covers the piezoelectric layer 122).

Как показано на фиг. 9, когда электрод полностью покрывает поверхность пьезоэлектрического компонента (то есть электрод и пьезоэлектрический компонент совмещены), амплитудно-частотная характеристика пьезоэлектрического компонента 120, показанная кривой 6, имеет максимум первого порядка и минимум второго порядка, и пьезоэлектрический компонент 120 имеет много мод. Кривая 7 и кривая 8 амплитудно-частотных характеристик являются аналогичными, что может отражать сходство амплитудно-частотных характеристик в случае, когда пьезоэлектрический материал в области, не покрытой электродом, заменяется непьезоэлектрическим материалом (или рабочая область электрода ограничена формой пьезоэлектрической области) по сравнению со всей областью, выполненной из пьезоэлектрического материала. Амплитуда кривой 9 амплитудно-частотной характеристики может значительно увеличиваться, причем низкочастотный максимум смещается в высокочастотную область, и вибрационная мода второго порядка значительно подавляется и плавно переходит в минимум третьего порядка, что может отражать удаление пьезоэлектрического материала в области, которая не покрыта электродом 130, поэтому пьезоэлектрический слой 122 совмещен с электродом 130, и когда площадь покрытия пьезоэлектрического слоя 122 (или электрода 130) меньше площади поверхности подложки 121, покрывающей пьезоэлектрический слой 122, можно управлять модой. Амплитудно-частотная характеристика, показанная кривой 10, по-прежнему имеет максимум первого порядка и минимум второго порядка, и по-прежнему имеется много мод, которые могут отражать то, что, когда подложка 121, пьезоэлектрический слой 122 и электрод 130 имеют все вместе форму электрода 130-1 первого порядка, амплитудно-частотные характеристики согласуются с амплитудно-частотными характеристиками в случае, когда электрод полностью покрывает поверхность пьезоэлектрического компонента (то есть электрод и пьезоэлектрический компонент совмещены). Таким образом, форма электрода 130-1 первого порядка может влиять на вибрационную моду прямоугольной пьезоэлектрической консольной балки. Однако форма электрода 130-1 первого порядка может не управлять вибрационной модой пьезоэлектрической консольной балки, которая имеет ту же форму, что и форма электрода 130-1 первого порядка.As shown in FIG. 9, when the electrode completely covers the surface of the piezoelectric component (that is, the electrode and the piezoelectric component are aligned), the frequency response of the piezoelectric component 120 shown by curve 6 has a first-order maximum and a second-order minimum, and the piezoelectric component 120 has many modes. Curve 7 and curve 8 of the amplitude-frequency characteristics are similar, which may reflect the similarity of the amplitude-frequency characteristics in the case when the piezoelectric material in the area not covered by the electrode is replaced by a non-piezoelectric material (or the working area of the electrode is limited by the shape of the piezoelectric area) compared to the entire area made of piezoelectric material. The amplitude of the amplitude-frequency response curve 9 can increase significantly, with the low-frequency maximum shifting to the high-frequency region, and the second-order vibration mode is significantly suppressed and smoothly transitions to the third-order minimum, which may reflect the removal of piezoelectric material in the region that is not covered by the electrode 130, therefore the piezoelectric layer 122 is aligned with the electrode 130, and when the coverage area of the piezoelectric layer 122 (or electrode 130) is less than the surface area of the substrate 121 covering the piezoelectric layer 122, mode control can be achieved. The frequency response shown by curve 10 still has a first-order maximum and a second-order minimum, and there are still many modes, which may reflect that when the substrate 121, the piezoelectric layer 122, and the electrode 130 are collectively shaped electrode 130-1 of the first order, the amplitude-frequency characteristics are consistent with the amplitude-frequency characteristics in the case where the electrode completely covers the surface of the piezoelectric component (that is, the electrode and the piezoelectric component are aligned). Thus, the shape of the first order electrode 130-1 can influence the vibration mode of the rectangular piezoelectric cantilever beam. However, the shape of the first order electrode 130-1 may not control the vibration mode of the piezoelectric cantilever beam, which has the same shape as the shape of the first order electrode 130-1.

В некоторых вариантах осуществления использование электрода 130-1 первого порядка для покрытия пьезоэлектрического слоя 122 по сравнению с использованием электрода 130-1 первого порядка для покрытия пьезоэлектрической области 1221 и другой области пьезоэлектрического слоя 122 заменены на непьезоэлектрическую область 1222, выполненную из непьезоэлектрического материала, при этом распределение потенциалов пьезоэлектрического слоя 122 является одинаковым. Например, когда частота вибрации пьезоэлектрического компонента 120 составляет около 100 Гц, отсутствует разность потенциалов в области пьезоэлектрического слоя 122, которая не покрыта электродом 130-1 первого порядка в пьезоэлектрическом компоненте 120, как показано на фиг. 3. После замены материала непокрытой области электрода 130 на пьезоэлектрическом слое 122, как показано на фиг. 8А, на непьезоэлектрический материал, непьезоэлектрическая область, которая не покрыта электродом, не имеет электрических характеристик.In some embodiments, the use of a first order electrode 130-1 to cover the piezoelectric layer 122 versus the use of a first order electrode 130-1 to cover the piezoelectric region 1221 and another region of the piezoelectric layer 122 is replaced by a non-piezoelectric region 1222 made of a non-piezoelectric material, wherein the potential distribution of the piezoelectric layer 122 is the same. For example, when the vibration frequency of the piezoelectric component 120 is about 100 Hz, there is no potential difference in the region of the piezoelectric layer 122 that is not covered by the first order electrode 130-1 in the piezoelectric component 120, as shown in FIG. 3. After replacing the material of the uncovered area of the electrode 130 on the piezoelectric layer 122, as shown in FIG. 8A, for a non-piezoelectric material, the non-piezoelectric area that is not covered by the electrode has no electrical characteristics.

В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический компонент 120 может быть выполнен в соответствии с конструкцией электрода 130, и пьезоэлектрический материал области, который не покрывает электрод в пьезоэлектрическом компоненте 120, может быть заменен на непьезоэлектрический материал, чтобы гарантировать то, что пьезоэлектрический компонент 120 может нормально выводить вибрации, при этом уменьшая стоимость изготовления пьезоэлектрического компонента 120.In some embodiments, the piezoelectric component 120 may be configured to match the design of the electrode 130, and the piezoelectric material of the region that does not cover the electrode in the piezoelectric component 120 may be replaced with a non-piezoelectric material to ensure that the piezoelectric component 120 can normally output vibrations. , while reducing the cost of manufacturing the piezoelectric component 120.

На фиг. 10 показано схематичное представление, иллюстрирующее примерный пьезоэлектрический компонент 120, включающий в себя груз 140 согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия.In fig. 10 is a schematic diagram illustrating an exemplary piezoelectric component 120 including a weight 140 according to some embodiments of the present disclosure.

В некоторых вариантах осуществления область вывода вибраций пьезоэлектрического компонента 120 может быть соединена с вибрационным компонентом 110 и/или другими компонентами. В некоторых вариантах осуществления вибрационный компонент 110 и/или другие компоненты могут быть представлены упрощенно в виде груза 140 для построения кривой профиля электрода 130. Например, как показано на фиг. 10, область 123 вывода вибраций пьезоэлектрического компонента 120 может быть соединена с грузом 140. Груз 140 может передавать вибрацию и выводить вибрации через вторую область 141 вывода вибраций. В некоторых вариантах осуществления вторая область 141 вывода вибраций может включать в себя поверхность, край, точку и т.п. груза 140 или любое их сочетание. Как показано на фиг. 10, вторая область 141 вывода вибраций может включать в себя центральную точку груза 140. Конкретная реализация второй области 141 вывода вибраций может упоминаться как соответствующее описание фиг. 3-4, которое здесь не повторяется.In some embodiments, the vibration output region of the piezoelectric component 120 may be coupled to the vibration component 110 and/or other components. In some embodiments, the vibration component 110 and/or other components may be represented in a simplified manner as a weight 140 to plot the profile curve of the electrode 130. For example, as shown in FIG. 10, the vibration output region 123 of the piezoelectric component 120 can be connected to the weight 140. The weight 140 can transmit vibration and output vibrations through the second vibration output region 141. In some embodiments, the second vibration output region 141 may include a surface, an edge, a point, or the like. cargo 140 or any combination thereof. As shown in FIG. 10, the second vibration output region 141 may include a center point of the weight 140. A specific implementation of the second vibration output region 141 may be referred to as a corresponding description of FIG. 3-4, which is not repeated here.

В некоторых вариантах осуществления кривая профиля электрода 130 может быть определена в соответствии с соотношением масс между пьезоэлектрическим компонентом 120 и грузом 140 и вибрационной структурой пьезоэлектрического компонента 120 для осуществления управления модами пьезоэлектрическим компонентом 120. В некоторых вариантах осуществления отношение масс между пьезоэлектрическим компонентом 120 и грузом 140 может включать в себя отношение массы груза 140 к массе пьезоэлектрического компонента 120, то есть отношение α масс. Например, отношение α масс может включать в себя 0,25, 0,5, 0,75, 1, 1,5, 2, 2,5, 3 или т.п. Взяв в качестве примера пьезоэлектрическую консольную балку, показанную ниже на фиг. 10, для подробного описания конкретной реализации отношения масс предоставлено несколько примерных электродов 130-1 первого порядка и электродов 130-2 второго порядка.In some embodiments, the profile curve of the electrode 130 may be determined according to the mass ratio between the piezoelectric component 120 and the weight 140 and the vibration structure of the piezoelectric component 120 to effect mode control of the piezoelectric component 120. In some embodiments, the mass ratio between the piezoelectric component 120 and the weight 140 may include the ratio of the mass of the weight 140 to the mass of the piezoelectric component 120, that is, the ratio α of mass. For example, the mass ratio α may include 0.25, 0.5, 0.75, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, or the like. Taking as an example the piezoelectric cantilever beam shown below in FIG. 10, several exemplary first order electrodes 130-1 and second order electrodes 130-2 are provided for a detailed description of a particular mass ratio implementation.

На фиг. 1А показано схематичное представление, иллюстрирующее форму примерного электрода 130-1 первого порядка согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. На фиг. 11B показано схематичное представление, иллюстрирующее форму примерного электрода 130-2 второго порядка согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия.In fig. 1A is a schematic diagram illustrating the shape of an exemplary first order electrode 130-1 according to some embodiments of the present disclosure. In fig. 11B is a schematic diagram illustrating the shape of an exemplary second order electrode 130-2 according to some embodiments of the present disclosure.

Как показано на фиг. 11А, кривая 11 является кривой профиля электрода 130-1 первого порядка в случае, когда прикреплен груз 140 с отношением α масс, равным 0,5, кривая 12 является кривой профиля электрода 130-1 первого порядка в случае, когда прикреплен груз 140 с отношением α масс, равным 1, и кривая 13 является кривой профиля электрода 130-1 первого порядка в случае, когда прикреплен груз 140 с отношением α масс, равным 2. Как показано на фиг. 11В, кривая 14 является кривой профиля электрода 130-2 второго порядка в случае, когда прикреплен груз 140 с отношением α масс, равным 0,5, кривая 15 является кривой профиля электрода 130-2 второго порядка в случае, когда прикреплен груз 140 с отношением α масс, равным 1, и кривая 16 является кривой профиля электрода 130-2 второго порядка в случае, когда прикреплен груз 140 с отношением α масс, равным 2.As shown in FIG. 11A, curve 11 is a first-order profile curve of the electrode 130-1 in the case where a weight 140 with a mass ratio α of 0.5 is attached, curve 12 is a first-order profile curve of the electrode 130-1 in the case where a weight 140 with a mass ratio is attached α mass equal to 1, and the curve 13 is a first order profile curve of the electrode 130-1 in the case where a weight 140 with a mass ratio α equal to 2 is attached. As shown in FIG. 11B, curve 14 is a second-order profile curve of the electrode 130-2 in the case where a weight 140 with a mass ratio α of 0.5 is attached, curve 15 is a second-order profile curve of the electrode 130-2 in the case where a weight 140 with a mass ratio is attached α mass equal to 1, and curve 16 is a second-order profile curve of the electrode 130-2 in the case where a weight 140 with a mass ratio α equal to 2 is attached.

В некоторых вариантах осуществления с изменением отношения α масс форма электрода 130 также может, соответственно, измениться. Например, чем больше отношение α масс груза 140 к пьезоэлектрическому компоненту 120, тем более пологим может быть процесс изменения ширины электрода 130. Например, как показано на фиг. 11А, в соответствии с кривой 11 - кривой 13, отношение α масс груза 140 к пьезоэлектрическому компоненту 120 может быть значительно больше, и степень кривизны кривой профиля электрода первого порядка 130-1 может становиться значительно меньше, то есть изменение кривой профиля электрода 130-1 первого порядка может становиться значительно пологим.In some embodiments, as the mass ratio α changes, the shape of the electrode 130 may also change accordingly. For example, the greater the mass ratio α of the weight 140 to the piezoelectric component 120, the more gradual the change in width of the electrode 130 can be. For example, as shown in FIG. 11A, according to the curve 11 to curve 13, the mass ratio α of the load 140 to the piezoelectric component 120 can be significantly larger, and the degree of curvature of the profile curve of the first order electrode 130-1 can become significantly smaller, that is, the change in the profile curve of the electrode 130-1 first order can become significantly flatter.

В качестве другого примера, как показано на фиг. 11В, в соответствии с кривой 14 - кривой 16, отношение α масс груза 140 к пьезоэлектрическому компоненту 120 может быть значительно больше, и степень кривизны кривой профиля электрода второго порядка 130-2, которая уменьшается от фиксированной области 124 до точки 133 перехода, может становиться значительно меньше. Более того, степень кривизны кривой профиля электрода 130-2 второго порядка может увеличиваться от точки 133 перехода до области 123 вывода вибраций, становится значительно меньше, и степень кривизны может становиться значительно меньше. То есть изменение кривой профиля электрода 130-2 второго порядка может становиться все более пологим. Конкретная реализация кривой профиля электрода 130 может быть указана в соответствующем описании на фиг. 5A-5D, которое здесь не повторяется.As another example, as shown in FIG. 11B, according to the curve 14 - curve 16, the mass ratio α of the load 140 to the piezoelectric component 120 can be significantly larger, and the degree of curvature of the second-order electrode profile curve 130-2, which decreases from the fixed region 124 to the transition point 133, can become significantly less. Moreover, the degree of curvature of the profile curve of the second-order electrode 130-2 may increase from the transition point 133 to the vibration output region 123 becomes significantly smaller, and the degree of curvature may become significantly smaller. That is, the change in the profile curve of the second-order electrode 130-2 can become increasingly flatter. The specific implementation of the profile curve of electrode 130 may be indicated in the corresponding description of FIG. 5A-5D, which is not repeated here.

В некоторых вариантах осуществления, в случае прикрепления груза 140 к пьезоэлектрическому компоненту 120, соотношение масс между пьезоэлектрическим компонентом 120 и грузом 140 может не учитываться. Вместо этого, кривая профиля электрода 130 может быть определена только в соответствии с вибрационной структурой пьезоэлектрического компонента 120, и пьезоэлектрический компонент 120 также может осуществлять управление модами. Конкретная реализация конструкции электрода без учета соотношения масс может быть указана в соответствующем описании фиг. 12-13D ниже, которое здесь не повторяется.In some embodiments, when the weight 140 is attached to the piezoelectric component 120, the mass ratio between the piezoelectric component 120 and the weight 140 may not be taken into account. Instead, the profile curve of the electrode 130 can only be determined in accordance with the vibration structure of the piezoelectric component 120, and the piezoelectric component 120 can also perform mode control. A specific implementation of the electrode design without taking into account the mass ratio can be indicated in the corresponding description of Fig. 12-13D below, which is not repeated here.

На фиг. 12 показано схематичное представление, иллюстрирующее сравнение амплитудно-частотных характеристик примерных пьезоэлектрических компонентов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия.In fig. 12 is a schematic diagram illustrating a comparison of the amplitude-frequency characteristics of exemplary piezoelectric components according to some embodiments of the present disclosure.

Как показано на фиг. 12 кривая 17 является амплитудно-частотной характеристикой пьезоэлектрического компонента 120 с прикрепленным грузом 140 тогда, когда электрод 130 полностью покрывает поверхность пьезоэлектрического компонента 120 (то есть электрод 130 и пьезоэлектрический компонент 120 совмещены и имеют прямоугольную форму). Кривая 18 является амплитудно-частотной характеристикой пьезоэлектрического модуля 120 в случае, когда груз 140 с отношением α масс, равным 0,5, прикреплен и покрывает электрод 130-1 первого порядка, как показано на фиг. 11А. Кривая 19 является амплитудно-частотной характеристикой пьезоэлектрического модуля 120 в случае, когда груз 140 с отношением α масс, равным 1, прикреплен и покрывает электрод 130-1 первого порядка, как показано на фиг. 11А. Кривая 20 является амплитудно-частотной характеристикой пьезоэлектрического модуля 120 в случае, когда груз 140 с отношением α масс, равным 2, прикреплен и покрывает электрод 130-1 первого порядка, как показано на фиг. 11А. Кривая 21 является амплитудно-частотной характеристикой пьезоэлектрического модуля 120, покрывающего электрод 130-1 первого порядка, как показано на фиг. 5А (то есть форма электрода рассчитана без прикрепленного груза 140), но по-прежнему с прикрепленным грузом 140 с отношением α масс, равным 0,5. Кривая 22 является амплитудно-частотной характеристикой пьезоэлектрического модуля 120 в случае, когда груз 140 с отношением α масс, равным 0,5, прикреплен и покрывает электрод 130-2 второго порядка, как показано на фиг. 11B.As shown in FIG. 12, curve 17 is the amplitude-frequency response of the piezoelectric component 120 with the weight 140 attached when the electrode 130 completely covers the surface of the piezoelectric component 120 (that is, the electrode 130 and the piezoelectric component 120 are aligned and have a rectangular shape). Curve 18 is the amplitude-frequency response of the piezoelectric module 120 in the case where a weight 140 with a mass ratio α of 0.5 is attached to and covers the first order electrode 130-1, as shown in FIG. 11A. Curve 19 is the amplitude-frequency response of the piezoelectric module 120 in the case where a weight 140 with a mass ratio α of 1 is attached and covers the first order electrode 130-1, as shown in FIG. 11A. Curve 20 is the amplitude-frequency response of the piezoelectric module 120 in the case where a weight 140 with a mass ratio α of 2 is attached and covers the first order electrode 130-1, as shown in FIG. 11A. Curve 21 is the amplitude-frequency response of the piezoelectric module 120 covering the first order electrode 130-1, as shown in FIG. 5A (that is, the electrode shape is calculated without the weight 140 attached), but still with the weight 140 attached with a mass ratio α of 0.5. Curve 22 is the amplitude-frequency response of the piezoelectric module 120 in the case where a weight 140 with a mass ratio α of 0.5 is attached to and covers the second order electrode 130-2, as shown in FIG. 11B.

Как показано на фиг. 12 кривая 17 имеет максимум первого порядка и минимум второго порядка, что может отражать тот факт, что когда электрод 130 полностью покрывает поверхность пьезоэлектрического компонента 120 (то есть электрод 130 и пьезоэлектрический компонент 120 совмещены) и прикреплен груз 140, пьезоэлектрический компонент 120 по-прежнему имеет несколько мод.As shown in FIG. 12, curve 17 has a first-order maximum and a second-order minimum, which may reflect the fact that when the electrode 130 completely covers the surface of the piezoelectric component 120 (that is, the electrode 130 and the piezoelectric component 120 are aligned) and the weight 140 is attached, the piezoelectric component 120 is still has several mods.

Как показано на фиг. 12, после того, как электрод 130-1 первого порядка выполнен путем прикрепления груза 140, пьезоэлектрические компоненты 120, показанные на кривой 18 и кривой 20, плавно переходят от максимума первого порядка к частоте максимума второго порядка (например, около 1000 Гц), происходит слабый скачок на частоте максимума второго порядка, и затем продолжается плавный переход к минимуму третьего порядка. Более того, при частоте максимума второго порядка и частоте максимума третьего порядка (например, около 7000 Гц) амплитуда амплитудно-частотной характеристики пьезоэлектрического компонента 120, показанная на кривой 18, все больше уменьшается до кривой 20.As shown in FIG. 12, after the first order electrode 130-1 is made by attaching the weight 140, the piezoelectric components 120 shown in curve 18 and curve 20 smoothly transition from the first order maximum to the second order maximum frequency (for example, about 1000 Hz), occurs a weak jump at the frequency of the second-order maximum, and then continues a smooth transition to the third-order minimum. Moreover, at the second-order maximum frequency and the third-order maximum frequency (for example, about 7000 Hz), the amplitude of the frequency response of the piezoelectric component 120 shown in curve 18 decreases increasingly to curve 20.

В дополнение к этому, по мере увеличения отношения α масс, частота, соответствующая максимуму первого порядка амплитудно-частотной характеристики пьезоэлектрического компонента 120, показанной кривой 18 - кривой 20, становится все более низкой, амплитуда от максимума первого порядка до заднего участка также становится все более низкой, и тенденция изменения амплитудно-частотной характеристике после скачка на частоте максимума второго порядка становится все более прямой, что может отражать то, что чем больше отношение α масс, тем лучше эффект управление модами пьезоэлектрического компонента 120, покрывающего электрод 130-1 первого порядка, выполненный с прикрепленным грузом 140.In addition, as the mass ratio α increases, the frequency corresponding to the first-order maximum of the amplitude-frequency response of the piezoelectric component 120 shown by curve 18 to curve 20 becomes increasingly lower, and the amplitude from the first-order maximum to the rear portion also becomes increasingly lower. low, and the change trend of the amplitude-frequency response after a jump at the second-order maximum frequency becomes more and more straight, which may reflect that the larger the mass ratio α, the better the mode control effect of the piezoelectric component 120 covering the first-order electrode 130-1, made with attached weight 140.

Как показано на фиг. 12, после покрытия электрода 130-1 первого порядка, выполненного без прикрепленного груза 140, амплитудно-частотная характеристика пьезоэлектрического компонента при прикреплении груза 140 с отношением α масс, равным 0,5, показанная на кривой 21, может иметь плавный переход на частоте, соответствующей минимуму второго порядка, но амплитуда и ширина полосы скачка на частоте максимума второго порядка значительно увеличены, что может отражать то, что электрод 130-1 первого порядка, выполненный без прикрепленного груза 140, все еще может осуществлять управление модами минимумом второго порядка пьезоэлектрического компонента 120, но эффект подавления вибрационной моды более высокого порядка может быть ослаблен.As shown in FIG. 12, after coating the first order electrode 130-1 without the weight 140 attached, the amplitude-frequency response of the piezoelectric component when the weight 140 is attached with a mass ratio α of 0.5, shown in the curve 21, can have a smooth transition at a frequency corresponding to the second-order minimum, but the amplitude and bandwidth of the step at the frequency of the second-order maximum are significantly increased, which may reflect that the first-order electrode 130-1, configured without an attached weight 140, can still achieve mode control by the second-order minimum of the piezoelectric component 120. but the suppression effect of the higher order vibrational mode may be weakened.

После использования электрода 130-2 второго порядка, выполненного с прикрепленным грузом 140, амплитудно-частотная характеристика пьезоэлектрического компонента 120, показанная на кривой 22, аналогична амплитудно-частотной характеристике пьезоэлектрического компонента 120 без прикрепленного груза 140, как показано кривой 3 на фиг. 6. Эта кривая соответствует вибрационной моде второго порядка от низкочастотной стадии (например, 0-100 Гц), и узкополосный скачок кривой происходит на частоте максимума первого порядка (например, между 100 Гц и 200 Гц), уменьшая амплитуду максимума первого порядка. После частоты максимума до частоты максимума третьего порядка (например, между 6000 Гц и 7000 Гц) эта кривая соответствует вибрационной моде второго порядка, что может отражать то, что пьезоэлектрический компонент 120 покрывает электрод 130-2 второго порядка (потенциалы двух замкнутых областей являются противоположными), выполненный с прикрепленным грузом 140 с отношением α масс, равным 0,5, может управлять вибрационной модой второго порядка.After using the second order electrode 130-2 configured with the weight 140 attached, the frequency response of the piezoelectric component 120 shown in curve 22 is similar to the frequency response of the piezoelectric component 120 without the weight 140 attached, as shown by curve 3 in FIG. 6. This curve corresponds to a second-order vibration mode from the low-frequency stage (eg, 0-100 Hz), and a narrow-band jump in the curve occurs at the frequency of the first-order maximum (eg, between 100 Hz and 200 Hz), reducing the amplitude of the first-order maximum. After the maximum frequency to the third order maximum frequency (for example, between 6000 Hz and 7000 Hz), this curve corresponds to a second order vibration mode, which may reflect that the piezoelectric component 120 covers the second order electrode 130-2 (the potentials of the two closed regions are opposite) , configured with an attached weight 140 with a mass ratio α of 0.5, can control a second order vibration mode.

На фиг. 13А показана вибрационная мода пьезоэлектрического компонента с прикрепленным грузом 140 на частоте минимума второго порядка, и электрод полностью покрыт поверхностью пьезоэлектрического компонента 120 (то есть электрод и пьезоэлектрический компонент совмещены) согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. На фиг. 13B показана вибрационная мода пьезоэлектрического компонента 120, включающего в себя электрод первого порядка, который выполнен путем прикрепления груза на частоте минимума второго порядка согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. На фиг. 13C показана вибрационная мода пьезоэлектрического компонента 120, включающего в себя электрод 130-2 второго порядка, который выполнен без прикрепления груза на частоте минимума второго порядка согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. На фиг. 13D показана вибрационная мода пьезоэлектрического компонента 120, включающего в себя электрод 130-2 второго порядка, который выполнен путем прикрепления груза на частоте минимума второго порядка согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия.In fig. 13A shows a vibration mode of a piezoelectric component with an attached weight 140 at a second order minimum frequency, and the electrode is completely covered by the surface of the piezoelectric component 120 (ie, the electrode and the piezoelectric component are aligned) according to some embodiments of the present disclosure. In fig. 13B shows the vibration mode of a piezoelectric component 120 including a first order electrode that is configured by attaching a weight at the second order minimum frequency according to some embodiments of the present disclosure. In fig. 13C shows the vibration mode of a piezoelectric component 120 including a second order electrode 130-2 that is configured without attaching a weight at a second order minimum frequency in accordance with some embodiments of the present disclosure. In fig. 13D shows the vibration mode of a piezoelectric component 120 including a second order electrode 130-2 that is configured by attaching a weight at the second order minimum frequency in accordance with some embodiments of the present disclosure.

Обращаясь к фиг. 12 и фиг. 16A-16D, когда электрод полностью покрывает поверхность пьезоэлектрического компонента (то есть прямоугольный электрод совмещен с прямоугольным пьезоэлектрическим компонентом) на частоте минимума второго порядка (например, 1411 Гц), вибрационный отклик пьезоэлектрического компонента 120 с прикрепленным грузом 140 сильно флуктуирует во время процесса вибрации, амплитудно-частотная характеристика не является плоской, и область 123 вывода вибраций может образовывать узлы на определенных частотах, что влияет на эффект вывода акустического сигнала. Вместо этого, когда используется электрод 130-1 первого порядка, выполненный с прикрепленным грузом 140 (или электрод 130-1 первого порядка и электрод 130-2 второго порядка с прикрепленным грузом 140 или электрод 130-1, выполненный без прикрепленного груза 140), вибрационный отклик пьезоэлектрического компонента 120 с прикрепленным грузом 140 флуктуирует меньше, амплитудно-частотная характеристика может быть плоской, и формирование узла может быть затруднено.Referring to FIG. 12 and fig. 16A-16D, when the electrode completely covers the surface of the piezoelectric component (that is, the rectangular electrode is aligned with the rectangular piezoelectric component) at the second-order minimum frequency (for example, 1411 Hz), the vibration response of the piezoelectric component 120 with the attached weight 140 fluctuates greatly during the vibration process, The frequency response is not flat, and the vibration output region 123 may form nodes at certain frequencies, which affects the output effect of the acoustic signal. Instead, when a first order electrode 130-1 configured with an attached weight 140 (or a first order electrode 130-1 and a second order electrode 130-2 with an attached weight 140 or an electrode 130-1 configured without an attached weight 140) is used, the vibration the response of the piezoelectric component 120 with the attached weight 140 fluctuates less, the frequency response may be flat, and formation of the node may be difficult.

В дополнение к этому, как показано на фиг. 13С, когда электрод 130-1 первого порядка, выполненный без прикрепленного груза 140, покрыт, вибрационная мода пьезоэлектрического компонента 120 с прикрепленным грузом 140 будет демонстрировать тенденцию к изменению на вибрационную моду второго порядка в процессе вибрации, что может отражать то, что электрод 130-1 первого порядка, выполненный без прикрепленного груза 140, все еще может осуществлять управление модами пьезоэлектрического компонента 120, но эффект подавления вибрационной моды высокого порядка может быть ослаблен.In addition to this, as shown in FIG. 13C, when the first order electrode 130-1 configured without the attached weight 140 is covered, the vibration mode of the piezoelectric component 120 with the attached weight 140 will tend to change to a second order vibration mode during vibration, which may reflect that the electrode 130- 1 of the first order, configured without the attached weight 140, can still control the modes of the piezoelectric component 120, but the effect of suppressing the high order vibration mode may be weakened.

В некоторых вариантах осуществления электрод 130 может быть выполнен на основе отношения α масс груза 140 и пьезоэлектрического компонента 120, поэтому пьезоэлектрический компонент 120 может вырабатывать точную возбуждающую силу для определенной моды и дополнительно улучшать эффект управления модами. Более того, амплитуда амплитудно-частотной характеристики пьезоэлектрического компонента 120 на фиксированной частоте может быть уменьшена, может быть предотвращено образование узла в области 123 вывода вибраций пьезоэлектрического компонента 120, и может быть повышена надежность работы акустического устройства 100.In some embodiments, the electrode 130 may be configured based on the mass ratio α of the weight 140 and the piezoelectric component 120, so that the piezoelectric component 120 can produce a precise driving force for a specific mode and further improve the mode control effect. Moreover, the amplitude of the frequency response of the piezoelectric component 120 at a fixed frequency can be reduced, the formation of a node in the vibration output region 123 of the piezoelectric component 120 can be prevented, and the operating reliability of the acoustic device 100 can be improved.

В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический компонент 120 может включать в себя пьезоэлектрическую пластину или пьезоэлектрическую пленку. В некоторых вариантах осуществления форма электрода 130 может быть определена в соответствии с размером пьезоэлектрической пластины или пьезоэлектрической пленки и функцией вибрационной моды вибрационной конструкции. Например, электрод 130 может быть покрыт пьезоэлектрической пластиной, или пьезоэлектрическая пленка может быть выполнена в виде множества дискретных электродных блоков, распределенных в двух измерениях (также называемых «двухмерными электродами»), поэтому пьезоэлектрический компонент 120 может вырабатывать определенную моду.In some embodiments, piezoelectric component 120 may include a piezoelectric plate or piezoelectric film. In some embodiments, the shape of the electrode 130 may be determined in accordance with the size of the piezoelectric plate or piezoelectric film and the vibration mode function of the vibration structure. For example, the electrode 130 may be coated with a piezoelectric plate, or the piezoelectric film may be configured as a plurality of discrete electrode units distributed in two dimensions (also referred to as “two-dimensional electrodes”) such that the piezoelectric component 120 may produce a specific mode.

Взяв в качестве примера пьезоэлектрический компонент 120, показанный на фиг. 4, ниже представлены примерные дискретные электродные блоки 134 и непрерывные электроды, соответственно, для подробного описания конкретной реализации конструкции двухмерного электрода.Taking as an example the piezoelectric component 120 shown in FIG. 4, exemplary discrete electrode assemblies 134 and continuous electrodes, respectively, are presented below to describe in detail a specific implementation of a two-dimensional electrode design.

В некоторых вариантах осуществления электрод 130 может включать в себя множество дискретных электродных блоков 134, распределенных в двух измерениях. В некоторых вариантах осуществления множество дискретных электродных блоков 134 может быть выполнено таким образом, чтобы они располагались отдельно друг от друга и были распределены в проводящем материале поверхности пьезоэлектрического компонента 120. В некоторых вариантах осуществления форма дискретного электродного блока 134 может включать в себя одну или любую комбинацию из: круглой формы, треугольной формы, четырехугольной формы, неправильной формы и т.п.In some embodiments, electrode 130 may include a plurality of discrete electrode assemblies 134 distributed in two dimensions. In some embodiments, a plurality of discrete electrode assemblies 134 may be configured to be spaced apart from each other and distributed throughout the conductive surface material of the piezoelectric component 120. In some embodiments, the shape of the discrete electrode assemblies 134 may include one or any combination of: round shape, triangular shape, quadrangular shape, irregular shape, etc.

На фиг. 14А показано схематичное представление, иллюстрирующее частичную структуру примерного двухмерного электрода 130 согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия; на фиг. 14В показано схематичное представление, иллюстрирующее частичную структуру примерного двухмерного электрода 130 согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия; на фиг. 14C показано схематичное представление, иллюстрирующее частичную структуру примерного двухмерного электрода 130 согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия; на фиг. 14D показано схематичное представление, иллюстрирующее частичную структуру примерного двухмерного электрода 130 согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия.In fig. 14A is a schematic diagram illustrating a partial structure of an exemplary two-dimensional electrode 130 according to some embodiments of the present disclosure; in fig. 14B is a schematic diagram illustrating a partial structure of an exemplary two-dimensional electrode 130 according to some embodiments of the present disclosure; in fig. 14C is a schematic diagram illustrating a partial structure of an exemplary two-dimensional electrode 130 according to some embodiments of the present disclosure; in fig. 14D is a schematic diagram illustrating a partial structure of an exemplary two-dimensional electrode 130 according to some embodiments of the present disclosure.

На фиг. 14А показана четверть квадратного пьезоэлектрического слоя, где пьезоэлектрический слой 122 (например, квадратный пьезоэлектрический лист с размерами 18×18×0,09 мм) и подложка 121 (например, стальная подложка с размерами 18×18×0,05 мм) могут быть совмещены, и периферийный край подложки может быть фиксированной областью 124. На фиг. 14В показана четверть квадратного пьезоэлектрического слоя, где пьезоэлектрический слой 122 (например, квадратный пьезоэлектрический лист с размерами 18×18×0,09 мм) может покрывать подложку 121 (например, стальной лист с размерами 23×23×0,05 мм), площадь покрытия пьезоэлектрического слоя 122 может быть меньше площади поверхности подложки 121, покрытой пьезоэлектрическим слоем, и периферийный край подложки может быть фиксированной областью 124. На фиг. 14С и фиг. 14D показан прямоугольный пьезоэлектрический слой, где пьезоэлектрический слой 122 (например, прямоугольная пьезоэлектрическая пластина с размерами 40×20×0,5 мм) и подложка 121 (например, стальная подложка с размерами 40×20×0,1 мм) могут быть, соответственно, совмещены, и периферийный край подложки может быть фиксированной областью 124. Прямоугольная пьезоэлектрическая пластина, показанная на фиг. 14D, имеет модовый состав (3,1). Цифра «3», используемая в «модовом составе (3,1)», в настоящем раскрытии может относиться к вибрационной моде третьего порядка в продольном направлении, то есть, когда прямоугольная пьезоэлектрическая пластина упрощенно рассматривается как консольная балка в продольном направлении (пренебрегая при этом шириной), она может иметь вибрационную моду третьего порядка; цифра «1» может относиться к вибрационной моде первого порядка в направлении ширины, то есть, когда прямоугольная пьезоэлектрическая пластина упрощенно рассматривается как консольная балка в направлении ширины (игнорируя при этом длиной), она может иметь вибрационную моду первого порядка.In fig. 14A shows a quarter square piezoelectric layer, where the piezoelectric layer 122 (for example, a square piezoelectric sheet with dimensions of 18×18×0.09 mm) and the substrate 121 (for example, a steel substrate with dimensions of 18×18×0.05 mm) can be aligned , and the peripheral edge of the substrate may be a fixed region 124. In FIG. 14B shows a quarter square piezoelectric layer, where the piezoelectric layer 122 (for example, a square piezoelectric sheet with dimensions of 18×18×0.09 mm) can cover the substrate 121 (for example, a steel sheet with dimensions of 23×23×0.05 mm), an area The coverage of the piezoelectric layer 122 may be less than the surface area of the substrate 121 covered by the piezoelectric layer, and the peripheral edge of the substrate may be a fixed region 124. In FIG. 14C and FIG. 14D shows a rectangular piezoelectric layer, where the piezoelectric layer 122 (for example, a rectangular piezoelectric plate with dimensions of 40×20×0.5 mm) and the substrate 121 (for example, a steel substrate with dimensions of 40×20×0.1 mm) can be, respectively , are aligned, and the peripheral edge of the substrate may be a fixed region 124. The rectangular piezoelectric plate shown in FIG. 14D, has a mode composition (3,1). The number "3" used in "mode composition (3,1)" in the present disclosure may refer to a third order vibration mode in the longitudinal direction, that is, when a rectangular piezoelectric plate is simplistically considered as a cantilever beam in the longitudinal direction (neglecting width), it may have a third-order vibration mode; the number "1" may refer to a first-order vibration mode in the width direction, that is, when a rectangular piezoelectric plate is simplistically considered as a cantilever beam in the width direction (ignoring the length), it may have a first-order vibration mode.

В некоторых вариантах осуществления, среди множества дискретных электродных блоков 134, зазор между двумя соседними дискретными электродными блоками 134 в центре пьезоэлектрического слоя 122 может быть меньше, чем зазор между двумя соседними дискретными электродными блоками 134 на границе пьезоэлектрического слоя 122. Упомянутый в данном документе термин «центр пьезоэлектрического слоя 122» может быть геометрическим центром пьезоэлектрического слоя 122, позицией вывода амплитуды вибрации каждой моды пьезоэлектрического слоя 122 или центром области 123 вывода вибраций. Например, когда пьезоэлектрический слой 122 имеет модовый состав (3,1), центр пьезоэлектрического слоя 122 может включать в себя три позиции, причем каждый центр соответствует центру вибрации вибрационной моды каждого порядка. Соответственно, «граница пьезоэлектрического слоя 122», упомянутая в данном документе, может быть геометрической границей пьезоэлектрического слоя 122, область, где выходная мощность вибрации при каждом модовом составе пьезоэлектрического слоя 122 является наименьшей, или границей фиксированной области 124. Например, когда пьезоэлектрический слой 122 имеет модовый состав (3,1) (то есть вибрационная мода третьего порядка в направлении длины и вибрационная мода первого порядка в направлении ширины), граница пьезоэлектрического слоя 122 может быть границей области, соответствующей каждому модовому составу вибрации. Например, как показано на фиг. 14A-14C, зазор между двумя соседними дискретными электродными блоками 134 в геометрическом центре пьезоэлектрического слоя 122 может быть равен расстоянию D1, и зазор между двумя соседними дискретными электродными блоками 134 на границе может быть равен расстоянию D2, и расстояние D1 может быть меньше расстояния D2. Например, как показано на фиг. 14D, зазор между двумя соседними дискретными электродными блоками 134 в каждом центре вибрации пьезоэлектрического слоя 122 может быть равен расстоянию D1, и зазор между двумя соседними дискретными электродными блоками 134 на границе области, соответствующей центру вибрации, может быть равен расстоянию D2, и расстояние D1 может быть меньше расстояния D2. В некоторых вариантах осуществления зазор между двумя соседними дискретными электродными блоками постепенно увеличивается от центра пьезоэлектрического слоя 122 до границы. Например, зазор между двумя соседними дискретными электродными блоками вблизи центра пьезоэлектрического слоя 122 может быть меньше, чем зазор между двумя соседними дискретными электродными блоками вдали от центра пьезоэлектрического слоя 122.In some embodiments, among a plurality of discrete electrode assemblies 134, the gap between two adjacent discrete electrode assemblies 134 at the center of the piezoelectric layer 122 may be smaller than the gap between two adjacent discrete electrode assemblies 134 at the boundary of the piezoelectric layer 122. As used herein, the term " the center of the piezoelectric layer 122 may be the geometric center of the piezoelectric layer 122, the vibration amplitude output position of each mode of the piezoelectric layer 122, or the center of the vibration output region 123. For example, when the piezoelectric layer 122 has a mode composition of (3,1), the center of the piezoelectric layer 122 may include three positions, each center corresponding to a vibration center of a vibration mode of each order. Accordingly, the “boundary of the piezoelectric layer 122” referred to herein may be the geometric boundary of the piezoelectric layer 122, the region where the vibration output at each mode composition of the piezoelectric layer 122 is the smallest, or the boundary of a fixed region 124. For example, when the piezoelectric layer 122 has a mode composition of (3,1) (that is, a third-order vibration mode in the length direction and a first-order vibration mode in the width direction), the boundary of the piezoelectric layer 122 may be the boundary of a region corresponding to each vibration mode composition. For example, as shown in FIG. 14A-14C, the gap between two adjacent discrete electrode units 134 at the geometric center of the piezoelectric layer 122 may be equal to the distance D1, and the gap between two adjacent discrete electrode units 134 at the boundary may be equal to the distance D2, and the distance D1 may be less than the distance D2. For example, as shown in FIG. 14D, the gap between two adjacent discrete electrode units 134 at each vibration center of the piezoelectric layer 122 may be equal to the distance D1, and the gap between two adjacent discrete electrode units 134 at the boundary of the region corresponding to the vibration center may be equal to the distance D2, and the distance D1 may be less than distance D2. In some embodiments, the gap between two adjacent discrete electrode units gradually increases from the center of the piezoelectric layer 122 to the boundary. For example, the gap between two adjacent discrete electrode blocks near the center of the piezoelectric layer 122 may be smaller than the gap between two adjacent discrete electrode blocks away from the center of the piezoelectric layer 122.

В некоторых вариантах осуществления площадь дискретного электродного блока 134 может быть связана со значением вибрационного смещения области, где он расположен при определенной частоте (например, максимум первого порядка, максимум второго порядка). Значение смещения вибрации может относиться к изменению расстояния пьезоэлектрического слоя 122 в горизонтальной плоскости во время процесса вибрации по сравнению с тем, когда вибрация не выполняется. В некоторых вариантах осуществления площадь первого дискретного электродного блока 1341 в центре пьезоэлектрического слоя 122 может быть больше, чем площадь второго дискретного электродного блока 1342 на границе пьезоэлектрического слоя 122. Например, как показано на фиг. 14A-14D, так как первый дискретный электродный блок 1341 находится ближе к области 123 вывода вибраций, чем второй дискретный электродный блок 1342, во время вибрации значение смещения первого дискретного электродного блока 1341 может быть больше, чем значение смещения второго дискретного электродного блока 1342, и площадь первого дискретного электродного блока 1341 может быть больше площади второго дискретного электродного блока 1342.In some embodiments, the area of the discrete electrode assembly 134 may be related to the vibrational displacement value of the region where it is located at a certain frequency (eg, first order maximum, second order maximum). The vibration offset value may refer to a change in the distance of the piezoelectric layer 122 in the horizontal plane during the vibration process compared to when vibration is not performed. In some embodiments, the area of the first discrete electrode block 1341 at the center of the piezoelectric layer 122 may be greater than the area of the second discrete electrode block 1342 at the boundary of the piezoelectric layer 122. For example, as shown in FIG. 14A-14D, since the first discrete electrode unit 1341 is closer to the vibration output region 123 than the second discrete electrode unit 1342, during vibration, the offset value of the first discrete electrode unit 1341 may be greater than the offset value of the second discrete electrode unit 1342, and the area of the first discrete electrode assembly 1341 may be larger than the area of the second discrete electrode assembly 1342.

В некоторых вариантах осуществления, при определенной частоте (например, при максимуме первого порядка и максимуме второго порядка), площадь дискретного электродного блока 134 в каждой области может быть определена на основе разности (например, коэффициента смещения) между значением вибрационного смещения области, где расположен дискретный электродный блок 134, и максимальным значением смещения пьезоэлектрического слоя 122. Например, пьезоэлектрический слой 122 может быть дискретизирован на m×n пьезоэлектрических подобластей, то есть на m×n дискретных электродных блоков 134. Основываясь на разности между значением смещения каждой пьезоэлектрической подобласти и максимальным значением смещения пьезоэлектрического слоя 122, пьезоэлектрическая подобласть масштабируется одинаковым образом для определения площади дискретного электродного блока 134 в пьезоэлектрической подобласти.In some embodiments, at a certain frequency (e.g., a first-order maximum and a second-order maximum), the area of the discrete electrode assembly 134 in each region may be determined based on the difference (e.g., displacement coefficient) between the vibrational displacement value of the region where the discrete electrode is located. electrode block 134, and a maximum bias value of the piezoelectric layer 122. For example, the piezoelectric layer 122 may be discretized into m×n piezoelectric sub-regions, that is, m×n discrete electrode blocks 134. Based on the difference between the bias value of each piezoelectric sub-region and the maximum value displacement of the piezoelectric layer 122, the piezoelectric subregion is scaled in the same manner to determine the area of the discrete electrode block 134 in the piezoelectric subregion.

В некоторых вариантах осуществления потенциал дискретного электродного блока 134 может быть связан с направлением смещения пьезоэлектрической подобласти, в которой он расположен. Например, как показано на фиг. 14D, во время вибрации пьезоэлектрического компонента 120, если направление смещения третьего дискретного электродного блока 1343 является противоположным направлению максимального смещения пьезоэлектрического слоя 122, и направление смещения четвертого дискретного электродного блока 1344 совпадает с направлением максимального смещения пьезоэлектрического слоя 122, направление потенциала третьего дискретного электродного блока 1343 может быть противоположным направлению потенциала четвертого дискретного электродного блока 1344.In some embodiments, the potential of the discrete electrode assembly 134 may be related to the bias direction of the piezoelectric subregion in which it is located. For example, as shown in FIG. 14D, during vibration of the piezoelectric component 120, if the displacement direction of the third discrete electrode block 1343 is opposite to the maximum displacement direction of the piezoelectric layer 122, and the displacement direction of the fourth discrete electrode block 1344 is the same as the maximum displacement direction of the piezoelectric layer 122, the potential direction of the third discrete electrode block 1343 may be opposite to the potential direction of the fourth discrete electrode unit 1344.

Взяв в качестве примера размеры пьезоэлектрического компонента 120 и подложки, которые показаны на фиг. 14A и 14B, ниже описывается различие амплитудно-частотных характеристик, когда пьезоэлектрический компонент 120, соответственно, покрыт дискретными электродными блоками с разными формами или разным количеством.Taking as an example the dimensions of the piezoelectric component 120 and the substrate, which are shown in FIG. 14A and 14B, the difference in frequency response when the piezoelectric component 120 is respectively coated with discrete electrode blocks with different shapes or different numbers will be described below.

На фиг. 15А показано схематичное представление, иллюстрирующее сравнение амплитудно-частотных характеристик примерных пьезоэлектрических компонентов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия; на фиг. 15B показано схематичное представление, иллюстрирующее сравнение амплитудно-частотных характеристик примерных пьезоэлектрических компонентов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия; на фиг. 15С показано схематичное представление, иллюстрирующее вибрационное смещение на частоте 5380,3 Гц пьезоэлектрического компонента, покрытого интегральным электродом, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия; на фиг. 15D показано схематичное представление, иллюстрирующее вибрационное смещение на частоте 5380,3 Гц пьезоэлектрического компонента, покрытого дискретными электродными блоками размером 8×8, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия.In fig. 15A is a schematic diagram illustrating a comparison of the amplitude-frequency characteristics of exemplary piezoelectric components according to some embodiments of the present disclosure; in fig. 15B is a schematic diagram illustrating a comparison of the amplitude-frequency characteristics of exemplary piezoelectric components according to some embodiments of the present disclosure; in fig. 15C is a schematic diagram illustrating vibrational displacement at a frequency of 5380.3 Hz of an integral electrode-coated piezoelectric component, according to some embodiments of the present disclosure; in fig. 15D is a schematic diagram illustrating vibrational displacement at 5380.3 Hz of a piezoelectric component coated with 8x8 discrete electrode assemblies, according to some embodiments of the present disclosure.

Как показано на фиг. 15A, кривая 23 является амплитудно-частотной характеристикой пьезоэлектрического компонента 120 тогда, когда пьезоэлектрический слой 122 и подложка 121 совмещены, как показано на фиг. 14А, то есть электрод 130 может быть полностью покрыт поверхностью пьезоэлектрического компонента 120 (то есть интегрального электрода). Кривая 24 является амплитудно-частотной характеристикой пьезоэлектрического компонента 120, покрытого дискретными электродными блоками 134 размером 8×8, тогда, когда пьезоэлектрический слой 122 и подложка 121 совмещены, как показано на фиг. 14А. Кривая 25 является амплитудно-частотной характеристикой пьезоэлектрического компонента 120, покрытого дискретными электродными блоками 134 размером 32×32, тогда, когда пьезоэлектрический слой 122 и подложка 121 совмещены, как показано на фиг. 14А.As shown in FIG. 15A, curve 23 is the amplitude-frequency response of the piezoelectric component 120 when the piezoelectric layer 122 and the substrate 121 are aligned, as shown in FIG. 14A, that is, the electrode 130 may be completely covered by the surface of the piezoelectric component 120 (ie, the integral electrode). Curve 24 is the amplitude-frequency response of the piezoelectric component 120 coated with 8x8 discrete electrode assemblies 134 when the piezoelectric layer 122 and the substrate 121 are aligned, as shown in FIG. 14A. Curve 25 is the amplitude-frequency response of the piezoelectric component 120 coated with 32x32 discrete electrode assemblies 134 when the piezoelectric layer 122 and the substrate 121 are aligned, as shown in FIG. 14A.

Как показано на фиг. 15A, амплитудно-частотная характеристика пьезоэлектрического компонента 120, показанная на кривой 23, может вырабатывать резонансный минимум, и расщепленная вибрация может вырабатываться на частоте, соответствующей резонансному минимуму (например, около 5380,3 Гц), что может отражать то, что когда электрод 130 полностью покрыт поверхностью пьезоэлектрического компонента 120, центральная область пьезоэлектрического слоя 122 имеет обратную фазе по отношению к окружающей вибрации, и площадь вибрации может быть одинаковой, и в области вывода вибраций может быть легко вызвано излучаемое звуковое давление с противофазной компенсацией вибрации пьезоэлектрического компонента 120, что затрудняет вывод вибраций.As shown in FIG. 15A, the frequency response of the piezoelectric component 120 shown in curve 23 may produce a resonant minimum, and split vibration may be generated at a frequency corresponding to the resonant minimum (for example, about 5380.3 Hz), which may reflect that when the electrode 130 completely covered by the surface of the piezoelectric component 120, the central area of the piezoelectric layer 122 is in reverse phase with respect to the surrounding vibration, and the vibration area can be the same, and in the vibration output area, the emitted sound pressure with anti-phase vibration compensation of the piezoelectric component 120 can be easily caused, making it difficult vibration output.

Амплитудно-частотные характеристики пьезоэлектрического компонента 120, показанные кривыми 24-25, позволяют сформировать гладкую амплитудно-частотную характеристику уровня звукового давления между максимумом первого порядка (например, на частоте 3500 Гц) и максимумом второго порядка (например, на частоте около 10000 Гц) и увеличить амплитуду вблизи частоты резонансного минимума, что может отражать то, что двухмерный электрод 130 может расширить полосу частот поршневой вибрации пьезоэлектрического компонента 120, поэтому он все еще может поддерживать поршневую вибрацию первого порядка на частоте, соответствующей исходному резонансному минимуму (например, около 5380,3 Гц), и может эффективно выводить давление звукового излучения для осуществления управления модами. Термин «поршневая вибрация» в настоящем раскрытии может относиться к тому, что каждая область пьезоэлектрического компонента 120 (например, пьезоэлектрическая пластина) при вибрации испытывает одновременно восходящую и нисходящую вибрацию (направление смещения одинаково), точно так же, как поршень.The amplitude-frequency characteristics of the piezoelectric component 120, shown by curves 24-25, allow the formation of a smooth amplitude-frequency response of the sound pressure level between a first-order maximum (for example, at a frequency of 3500 Hz) and a second-order maximum (for example, at a frequency of about 10,000 Hz) and increase amplitude near the frequency of the resonant minimum, which may reflect that the two-dimensional electrode 130 can expand the piston vibration frequency band of the piezoelectric component 120, so it can still maintain the first order piston vibration at the frequency corresponding to the original resonant minimum (for example, about 5380.3 Hz), and can effectively output sound radiation pressure to realize mode control. The term “piston vibration” in the present disclosure may refer to the fact that each region of the piezoelectric component 120 (eg, a piezoelectric plate) experiences both upward and downward vibration (the direction of displacement is the same) when vibrating, just like a piston.

В дополнение к этому, низкочастотная амплитуда амплитудно-частотных характеристик пьезоэлектрического компонента 120, показанная кривой 24 - кривая 25, перед максимумом первого порядка (например, до 2000 Гц) также может быть увеличена, и общая полоса пропускания максимума второго порядка и резонансного минимума после него (например, после 10000 Гц) также могут быть уменьшены, что может отражать то, что двухмерный электрод 130 позволяет улучшить низкочастотную характеристику пьезоэлектрического компонента 120 и подавить собственную вибрационную моду пьезоэлектрического компонента 120 на частоте максимума второго порядка.In addition, the low-frequency amplitude of the amplitude-frequency characteristics of the piezoelectric component 120, shown by curve 24 - curve 25, before the first order maximum (for example, to 2000 Hz) can also be increased, and the overall bandwidth of the second order maximum and the resonant minimum after it (eg, after 10,000 Hz) may also be reduced, which may reflect that the two-dimensional electrode 130 can improve the low-frequency response of the piezoelectric component 120 and suppress the natural vibration mode of the piezoelectric component 120 at the second-order maximum frequency.

Более того, амплитудно-частотная характеристика пьезоэлектрического компонента 120, показанная на кривой 25, может иметь более высокую амплитуду низкочастотного отклика перед максимумом первого порядка (например, до 2000 Гц), чем амплитудно-частотная характеристика пьезоэлектрического компонента 120, показанного на кривой 24. Амплитуда и ширина полосы частот на частоте максимума второго порядка (например, около 10000 Гц) могут быть подавлены, что может отражать то, что по сравнению с покрытием двухмерных электродов 130 размером 8×8 пьезоэлектрический компонент 120, покрывающий двухмерные электроды 130 размером 32×32, может иметь более высокий низкочастотный отклик и может также подавлять высокочастотную моду.Moreover, the amplitude-frequency response of the piezoelectric component 120 shown in curve 25 may have a higher amplitude of the low-frequency response before the first-order maximum (for example, up to 2000 Hz) than the amplitude-frequency response of the piezoelectric component 120 shown in curve 24. Amplitude and the bandwidth at the second-order peak frequency (e.g., around 10,000 Hz) may be suppressed, which may reflect that, compared with the coating of the 8×8 two-dimensional electrodes 130, the piezoelectric component 120 covering the 32×32 two-dimensional electrodes 130 may have a higher low-frequency response and may also suppress the high-frequency mode.

Как показано на фиг. 15В, кривая 23' является амплитудно-частотной характеристикой пьезоэлектрического компонента 120 тогда, когда площадь покрытия пьезоэлектрическим слоем 122 меньше площади поверхности подложки 121, покрытой пьезоэлектрическим слоем, и электрод 130 полностью покрывает поверхность (то есть на весь электрод) пьезоэлектрического компонента 120, как показано на фиг. 14B; кривая 24' является амплитудно-частотной характеристикой пьезоэлектрического компонента 120, покрытого дискретными электродными блоками 134 размером 8×8, тогда, когда площадь покрытия пьезоэлектрического слоя 122 меньше площади поверхности подложки 121, покрытой пьезоэлектрическим слоем, как показано на фиг. 14B; кривая 25' является амплитудно-частотной характеристикой пьезоэлектрического компонента 120, покрытого дискретными электродными блоками 134 размером 32×32, тогда, когда площадь покрытия пьезоэлектрического слоя 122 меньше площади поверхности подложки 121, покрытой пьезоэлектрическим слоем, как показано на фиг. 14В.As shown in FIG. 15B, curve 23' is the amplitude-frequency response of the piezoelectric component 120 when the coverage area of the piezoelectric layer 122 is less than the surface area of the substrate 121 coated with the piezoelectric layer and the electrode 130 completely covers the surface (i.e., the entire electrode) of the piezoelectric component 120, as shown. in fig. 14B; curve 24' is the amplitude-frequency response of the piezoelectric component 120 coated with 8x8 discrete electrode blocks 134 when the coverage area of the piezoelectric layer 122 is less than the surface area of the piezoelectric layer-coated substrate 121, as shown in FIG. 14B; curve 25' is the amplitude-frequency response of the piezoelectric component 120 coated with 32×32 discrete electrode blocks 134 when the coverage area of the piezoelectric layer 122 is less than the surface area of the piezoelectric layer-coated substrate 121, as shown in FIG. 14V.

Как показано на фиг. 15В, амплитудно-частотная характеристика пьезоэлектрического компонента 120, показанная на кривой 23', вырабатывает расщепленную вибрацию на частоте 4189,8 Гц, и вибрационная мода может быть аналогична кривой 23, поэтому звуковое давление в области вывода вибраций может быть противофазной компенсацией, образующей резонансный минимум. В соответствии с кривой 24 'и кривой 25' двухмерный электрод может расширить полосу частот поршневой вибрации, и поршневая вибрация может оставаться в частотной точке исходного резонансного минимума, поэтому уровень звукового давления плавно переходит в эту полосу частот. Амплитудно-частотная характеристика пьезоэлектрического компонента 120, показанная на кривой 23', может быть плоской кривой при уровне звукового давления около 6000 Гц после максимума второго порядка, в то время как кривая 24' и кривая 25' образуют резонансный минимум после использования двухмерного электрода. Причина этого явления может состоять в том, что для интегрального электрода вибрационная мода может состоять в том, что часть подложки 121, которая выходит за пределы пьезоэлектрического слоя 122, резонирует, тем самым выводя вибрации. Двухмерный электрод изменяет вибрационную моду пьезоэлектрического слоя 122. Когда пьезоэлектрический слой 122 упруго связан с краевой подложкой 121, формируется вибрационная мода противофазной вибрации в центральной области и окружающей области, и вырабатывается противофазная компенсация звукового давления в области вывода вибраций, что проявляется в виде резонансного минимума на кривой и также оказывает определенное влияние на направленность.As shown in FIG. 15B, the amplitude-frequency response of the piezoelectric component 120 shown in curve 23' produces split vibration at a frequency of 4189.8 Hz, and the vibration mode may be similar to curve 23, so the sound pressure in the vibration output region may be anti-phase compensation to form a resonant minimum . According to curve 24' and curve 25', the two-dimensional electrode can expand the frequency band of the piston vibration, and the piston vibration can remain at the frequency point of the original resonant minimum, so the sound pressure level smoothly transitions into this frequency band. The frequency response of the piezoelectric component 120 shown in curve 23' may be a flat curve at a sound pressure level of about 6000 Hz after a second order maximum, while curve 24' and curve 25' form a resonant minimum after using a two-dimensional electrode. The reason for this phenomenon may be that for an integral electrode, the vibration mode may be that a portion of the substrate 121 that extends beyond the piezoelectric layer 122 resonates, thereby outputting vibrations. The two-dimensional electrode changes the vibration mode of the piezoelectric layer 122. When the piezoelectric layer 122 is elastically coupled to the edge substrate 121, an antiphase vibration mode is generated in the central region and the surrounding area, and antiphase compensation of the sound pressure in the vibration output region is generated, which appears as a resonant minimum at curve and also has a certain effect on the directionality.

Как показано на фиг. 15С и фиг. 15D, пьезоэлектрический компонент 120 вырабатывает расщепленную вибрацию на частоте 5380,3 Гц тогда, когда покрыт интегральным электродом, и вибрация в центральной области и окружающей области осуществляется противофазе и имеет одинаковую площадь, что приводит к противофазной компенсации звукового давления в области вывода вибраций; при этом покрытый дискретными двухмерными электродными блоками 134 размером 8×8, пьезоэлектрический компонент 120 может по-прежнему находиться в поршневой вибрации на частоте 5380,3 Гц, эффективно выдавая звуковое давление, что значительно повышает амплитуду уровня звукового давления в области вывода вибрации.As shown in FIG. 15C and FIG. 15D, the piezoelectric component 120 produces split vibration at a frequency of 5380.3 Hz when covered with an integral electrode, and the vibration in the central region and the surrounding region is in antiphase and has the same area, resulting in antiphase compensation of the sound pressure in the vibration output area; while covered with discrete two-dimensional 8x8 electrode blocks 134, the piezoelectric component 120 can still be in piston vibration at a frequency of 5380.3 Hz, effectively outputting sound pressure, which significantly increases the amplitude of the sound pressure level in the vibration output region.

На фиг. 16A показана вибрационная мода, иллюстрирующая вибрационную моду первого порядка прямоугольного пьезоэлектрического компонента 120 тогда, когда электрод полностью покрыт прямоугольным пьезоэлектрическим компонентом 120 (то есть интегральным электродом) согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия; на фиг. 16B показана вибрационная мода прямоугольного пьезоэлектрического компонента 120 тогда, когда электрод полностью покрыт прямоугольным пьезоэлектрическим компонентом 120 (то есть весь электрод) на высоких частотах согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия; на фиг. 16C показана вибрационная мода пьезоэлектрического компонента 120, покрывающего двухмерный электрод 130, включающий в себя дискретные электродные блоки 134 размером 16×8, на высоких частотах согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия; на фиг. 16D показана вибрационная мода пьезоэлектрического компонента 120, покрывающего двухмерный электрод, включающий в себя дискретные электродные блоки размером 32×16, на высоких частотах согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия.In fig. 16A is a vibration mode view illustrating the first order vibration mode of the rectangular piezoelectric component 120 when the electrode is completely covered by the rectangular piezoelectric component 120 (ie, the integral electrode) according to some embodiments of the present disclosure; in fig. 16B shows the vibration mode of the rectangular piezoelectric component 120 when the electrode is completely covered by the rectangular piezoelectric component 120 (ie, the entire electrode) at high frequencies according to some embodiments of the present disclosure; in fig. 16C shows the vibration mode of a piezoelectric component 120 covering a two-dimensional electrode 130 including 16x8 discrete electrode assemblies 134 at high frequencies according to some embodiments of the present disclosure; in fig. 16D shows the vibration mode of a piezoelectric component 120 covering a two-dimensional electrode including 32x16 discrete electrode blocks at high frequencies according to some embodiments of the present disclosure.

На фиг. 16А показана вибрационная мода первого порядка на частоте 6907 Гц прямоугольного пьезоэлектрического компонента 120, покрывающего интегральный электрод. Вибрационная мода прямоугольного пьезоэлектрического компонента 120, покрывающего интегральный электрод на более высокой частоте 18326 Гц, показана на фиг. 16B. За счет покрытия двухмерного электрода 130 вибрационная мода с частотой 18326 Гц демонстрирует вибрационную моду первого порядка, аналогичную вибрационной моде, показанной на фиг. 16А. Так как дискретные электрические блоки размером 32×16 имеют больше дискретных электрических блоков, чем дискретные электрические блоки размером 16×8, которые ближе к непрерывным изменениям, то вибрационная мода пьезоэлектрического компонента 120, покрытого дискретными электродными блоками размером 32×16, на частоте 18326 Гц ближе к вибрационной моде первого порядка.In fig. 16A shows a first order vibration mode at 6907 Hz of a rectangular piezoelectric component 120 covering the integral electrode. The vibration mode of the rectangular piezoelectric component 120 covering the integral electrode at a higher frequency of 18326 Hz is shown in FIG. 16B. Due to the coating of the two-dimensional electrode 130, the 18326 Hz vibration mode exhibits a first order vibration mode similar to the vibration mode shown in FIG. 16A. Since the 32x16 discrete electrical blocks have more discrete electrical blocks than the 16x8 discrete electrical blocks, which are closer to continuous variation, the vibration mode of the piezoelectric component 120 covered by the 32x16 discrete electrical blocks is at 18326 Hz closer to the first order vibration mode.

В некоторых вариантах осуществления двухмерное распределение множества дискретных электродных блоков 134 используется для реализации конструкции двухмерных электродов 130, поэтому пьезоэлектрический компонент 120 может выдавать определенную вибрационную моду, дополнительно улучшая звуковые характеристики акустического устройства 100.In some embodiments, the two-dimensional distribution of multiple discrete electrode assemblies 134 is used to implement the design of the two-dimensional electrodes 130 so that the piezoelectric component 120 can output a specific vibration mode, further enhancing the sonic performance of the acoustic device 100.

Более того, амплитудно-частотная характеристика пьезоэлектрического компонента 120 может быть стабильной, чтобы предотвратить формирование узла в области 123 вывода вибраций из-за инверсии вибрации между центральной областью и окружающей областью пьезоэлектрического компонента 120, тем самым повышая эксплуатационную надежность акустического устройства 100.Moreover, the frequency response of the piezoelectric component 120 can be stable to prevent the formation of a node in the vibration output region 123 due to vibration inversion between the central region and the surrounding region of the piezoelectric component 120, thereby improving the performance reliability of the acoustic device 100.

На фиг. 17A показано схематичное представление, иллюстрирующее примерный двухмерный электрод, включающий в себя дискретные электродные блоки 134, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия; на фиг. 17B показано схематичное представление, иллюстрирующее примерный дискретный электродный блок 134 двухмерного электрода 130 согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия; на фиг. 17C показано схематичное представление, иллюстрирующее форму электрода 130-1 первого порядка, соответствующую эквивалентному прямоугольнику с балкой, закрепленной на обоих концах, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия.In fig. 17A is a schematic diagram illustrating an exemplary two-dimensional electrode including discrete electrode assemblies 134, in accordance with some embodiments of the present disclosure; in fig. 17B is a schematic diagram illustrating an exemplary discrete electrode assembly 134 of a two-dimensional electrode 130 according to some embodiments of the present disclosure; in fig. 17C is a schematic diagram illustrating the shape of the first order electrode 130-1 corresponding to an equivalent rectangle with a beam fixed at both ends, according to some embodiments of the present disclosure.

Как показано на фиг. 17A, пьезоэлектрический компонент 120 может быть разделен на 16 прямоугольников (разделенных 15 пунктирными линиями) в направлении длины (как показано в горизонтальном направлении на фиг. 17A), где каждый из 16 прямоугольников принимает ширину пьезоэлектрического компонента 120 за длину и поровну делит длину пьезоэлектрического компонента 120; аналогичным образом пьезоэлектрический компонент 120 дополнительно разделен на 8 прямоугольников (разделенных 7 пунктирными линиями) в направлении ширины (как показано в вертикальном направлении на фиг. 17А). 16 прямоугольников в направлении длины и 8 прямоугольников в направлении ширины могут быть эквивалентны фиксированным балкам на обоих концах. Как показано на фиг. 7, в направлении длины ширина прямоугольной фиксированной балки от одной фиксированной области 124 до другой фиксированной области 124 постепенно увеличивается от 0 и затем постепенно уменьшается до 0, образуя «форму челнока». В некоторых вариантах осуществления увеличение или уменьшение ширины может включать в себя одну или любую комбинацию из: градиентного увеличения или уменьшения, линейного увеличения или уменьшения, криволинейного увеличения или уменьшения ширины и т.п. Следует понимать, что на фиг. 17С показана форма электрода только в направлении длины, и каждый прямоугольный фиксированная балка в направлении ширины может иметь схожую форму. В некоторых вариантах осуществления первую форму 171 (например, форму челнока в столбце 16 на фиг. 17А) множества дискретных электродных блоков 134 в направлении длины и вторую форму 172 (например, форму челнока в строке 8 на фиг. 17A) множества дискретных электродных блоков 134 в направлении ширины можно определить на основе формы электрода 130-1 первого порядка, показанного на фиг. 17С, поэтому двухмерный электрод 130 определяется на основе первой формы 171 и второй формы 172. Как показано на фиг. 17B, двухмерный электрод 130 может представлять собой совмещенную область первой формы 171 и второй формы 172, и каждая совмещенная область может представлять собой отдельный электродный блок 134.As shown in FIG. 17A, the piezoelectric component 120 can be divided into 16 rectangles (separated by 15 dotted lines) in the length direction (as shown in the horizontal direction in FIG. 17A), where each of the 16 rectangles takes the width of the piezoelectric component 120 as the length and equally divides the length of the piezoelectric component 120; likewise, the piezoelectric component 120 is further divided into 8 rectangles (separated by 7 dotted lines) in the width direction (as shown in the vertical direction in FIG. 17A). 16 rectangles in the length direction and 8 rectangles in the width direction can be equivalent to fixed beams at both ends. As shown in FIG. 7, in the length direction, the width of the rectangular fixed beam from one fixed area 124 to another fixed area 124 gradually increases from 0 and then gradually decreases to 0, forming a “shuttle shape”. In some embodiments, an increase or decrease in width may include one or any combination of: a gradient increase or decrease, a linear increase or decrease, a curved increase or decrease in width, and the like. It should be understood that in FIG. 17C shows the shape of the electrode in the length direction only, and each rectangular fixed beam in the width direction may have a similar shape. In some embodiments, a first shape 171 (e.g., the shuttle shape in column 16 of FIG. 17A) of the plurality of discrete electrode assemblies 134 in the length direction and a second shape 172 (e.g., the shuttle shape in row 8 of FIG. 17A) of the plurality of discrete electrode assemblies 134 in the width direction can be determined based on the shape of the first order electrode 130-1 shown in FIG. 17C, therefore, the two-dimensional electrode 130 is determined based on the first shape 171 and the second shape 172. As shown in FIG. 17B, the two-dimensional electrode 130 may be a combined region of the first mold 171 and the second mold 172, and each combined region may be a separate electrode assembly 134.

На фиг. 18 показана вибрационная мода пьезоэлектрического компонента 120, покрытого двухмерным электродом 130, показанным на фиг. 17B, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия.In fig. 18 shows the vibration mode of the piezoelectric component 120 covered by the two-dimensional electrode 130 shown in FIG. 17B, according to some embodiments of the present disclosure.

Как показано на фиг. 18, вибрационная мода пьезоэлектрического компонента 120, покрытого двухмерным электродом 130, показанным на фиг. 17B, в полосе высоких частот (например, 18326 Гц) все еще близка к вибрационной моде первого порядка, поэтому может быть эффективно выводиться звуковое давление, и может быть значительно увеличена амплитуда уровня звукового давления в области вывода вибраций. По сравнению с двухмерным электродом (чья вибрационная мода показана на фиг. 16C и 16D), показанным на фиг. 14С двухмерный электрод 130, показанный на фиг. 17B, может быть выполнен с возможностью осуществления управления модами.As shown in FIG. 18, the vibration mode of the piezoelectric component 120 covered by the two-dimensional electrode 130 shown in FIG. 17B, in the high frequency band (eg, 18326 Hz) is still close to the first-order vibration mode, so the sound pressure can be effectively output, and the amplitude of the sound pressure level in the vibration output region can be greatly increased. Compared to the two-dimensional electrode (whose vibration mode is shown in FIGS. 16C and 16D) shown in FIG. 14C two-dimensional electrode 130 shown in FIG. 17B may be configured to perform mode control.

В некоторых вариантах осуществления отдельные электродные блоки могут иметь проблему сложного соединения электрических цепей между электродами, что приводит к трудностям при массовом производстве. Таким образом, электроды могут быть заменены с дискретных на соединенные, что способствует производству печатных трафаретов и соединению электродов и подходит для массового производства. Например, электрод 130 может включать в себя двухмерные распределенные непрерывные электроды 135, и непрерывные электроды могут включать в себя множество полых областей 136.In some embodiments, individual electrode assemblies may have the problem of complex electrical connections between electrodes, resulting in difficulties in mass production. In this way, the electrodes can be changed from discrete to connected, which is conducive to the production of printed stencils and electrode interconnection, and is suitable for mass production. For example, electrode 130 may include two-dimensional distributed continuous electrodes 135, and the continuous electrodes may include a plurality of hollow regions 136.

В некоторых вариантах осуществления непрерывный электрод 135 может быть выполнен в виде непрерывного проводящего материала, расположенного на поверхности пьезоэлектрического компонента 120, и полая область 136 может быть выполнена в виде области, в которой нет проводящего материала. По сравнению с множеством дискретных электродных блоков 134, показанных на фиг. 14A-14D или 17B, непрерывный электрод 135 можно рассматривать как электрод 130, образованный путем соединения дискретных распределенных электродов в единое целое, и затем непрерывный электрод 135 можно рассредоточить в множестве областей двухмерного распределения, обеспечивая множество полых областей 136, тем самым реализуя конструкцию электрода 130.In some embodiments, the continuous electrode 135 may be configured as a continuous conductive material located on the surface of the piezoelectric component 120, and the hollow region 136 may be configured as a region in which there is no conductive material. Compared to the plurality of discrete electrode assemblies 134 shown in FIG. 14A-14D or 17B, the continuous electrode 135 can be considered as an electrode 130 formed by connecting discrete distributed electrodes into a single unit, and then the continuous electrode 135 can be dispersed into a plurality of two-dimensional distribution regions, providing a plurality of hollow regions 136, thereby realizing the design of the electrode 130 .

На фиг. 19А показано схематичное представление, иллюстрирующее частичную структуру примерного непрерывного электрода 130, распределенного в двух измерениях согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия; на фиг. 19B показано схематичное представление, иллюстрирующее частичную структуру примерного непрерывного электрода 130, распределенного в двух измерениях согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия; на фиг. 19C показано схематичное представление, иллюстрирующее частичную структуру примерного непрерывного электрода 130, распределенного в двух измерениях согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия.In fig. 19A is a schematic diagram illustrating a partial structure of an exemplary continuous electrode 130 distributed in two dimensions according to some embodiments of the present disclosure; in fig. 19B is a schematic diagram illustrating a partial structure of an exemplary continuous electrode 130 distributed in two dimensions according to some embodiments of the present disclosure; in fig. 19C is a schematic diagram illustrating a partial structure of an exemplary continuous electrode 130 distributed in two dimensions according to some embodiments of the present disclosure.

Как показано на фиг. 19A-19C, двухмерный электрод 130 (четверть двухмерного электрода) может включать в себя двухмерные распределенные непрерывные электроды 135, и непрерывные электроды 135 могут включать в себя множество полых областей 136.As shown in FIG. 19A-19C, the two-dimensional electrode 130 (a quarter two-dimensional electrode) may include two-dimensional distributed continuous electrodes 135, and the continuous electrodes 135 may include a plurality of hollow regions 136.

В некоторых вариантах осуществления форма полой области 136 может совпадать или не совпадать с формой пьезоэлектрического компонента 120. В некоторых вариантах осуществления форма полой области 136 может включать в себя одно или любое сочетание из: круга, треугольника, четырехугольника, пятиугольника, шестиугольника или неправильной формы. Например, непрерывный электрод 135, показанный на фиг. 19А, может включать в себя множество квадратных полых областей 136; непрерывный электрод 135, показанный на фиг. 19B, может включать в себя множество шестиугольных полых областей 136; непрерывный электрод 135, показанный на фиг. 19C, может включать в себя множество четырехугольных полых областей и множество восьмиугольных полых областей.In some embodiments, the shape of the hollow region 136 may or may not be the same as the shape of the piezoelectric component 120. In some embodiments, the shape of the hollow region 136 may include one or any combination of: circle, triangle, quadrangle, pentagon, hexagon, or irregular shape. For example, the continuous electrode 135 shown in FIG. 19A may include a plurality of square hollow areas 136; continuous electrode 135 shown in FIG. 19B may include a plurality of hexagonal hollow areas 136; continuous electrode 135 shown in FIG. 19C may include a plurality of quadrangular hollow regions and a plurality of octagonal hollow regions.

В некоторых вариантах осуществления зазор между двумя соседними полыми областями 136 в центре пьезоэлектрического слоя 122 может быть больше, чем зазор между двумя соседними полыми областями 136 на границе пьезоэлектрического слоя. Например, как показано на фиг. 19А-19С, зазор между двумя соседними полыми областями 136 тем меньше, чем ближе граница.In some embodiments, the gap between two adjacent hollow regions 136 at the center of the piezoelectric layer 122 may be greater than the gap between two adjacent hollow regions 136 at the boundary of the piezoelectric layer. For example, as shown in FIG. 19A-19C, the gap between two adjacent hollow areas 136 is smaller the closer the boundary.

В некоторых вариантах осуществления площадь первой полой области 1361 в центре пьезоэлектрического слоя 122 может быть меньше площади второй полой области 1362 на границе пьезоэлектрического слоя. Как показано на фиг. 19A-19C, первая полая область 1361 расположена ближе к центру пьезоэлектрического слоя 122, чем вторая полая область 1362, и площадь первой полой области 1361 меньше площади второй полой области 1362.In some embodiments, the area of the first hollow region 1361 at the center of the piezoelectric layer 122 may be less than the area of the second hollow region 1362 at the boundary of the piezoelectric layer. As shown in FIG. 19A-19C, the first hollow region 1361 is located closer to the center of the piezoelectric layer 122 than the second hollow region 1362, and the area of the first hollow region 1361 is smaller than the area of the second hollow region 1362.

В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический слой 122 может быть разделен на множество двухмерных распределенных пьезоэлектрических подобластей одинакового размера, каждая пьезоэлектрическая подобласть может включать в себя полую область 136, и полая область 136 может быть расположена в центре пьезоэлектрической подобласти, и непрерывный электрод 135 в пьезоэлектрической подобласти может быть расположен на краю пьезоэлектрической подобласти, образуя непрерывный электрод с непрерывным электродом 135 других пьезоэлектрических подобластей. Например, как показано на фиг. 19A-19C, полая область 136 может быть расположена в центре пьезоэлектрической подобласти, поэтому электроды 130 на краях пьезоэлектрической области являются непрерывными.In some embodiments, the piezoelectric layer 122 may be divided into a plurality of equally sized two-dimensional distributed piezoelectric subregions, each piezoelectric subregion may include a hollow region 136, and the hollow region 136 may be located at the center of the piezoelectric subregion, and a continuous electrode 135 in the piezoelectric subregion may be located at the edge of the piezoelectric subregion, forming a continuous electrode with a continuous electrode of 135 other piezoelectric subregions. For example, as shown in FIG. 19A-19C, the hollow region 136 may be located at the center of the piezoelectric sub-region so that the electrodes 130 at the edges of the piezoelectric sub-region are continuous.

В некоторых вариантах осуществления площадь полой области 136 может быть связана со значением смещения вибрации пьезоэлектрической подобласти, где полая область 136 расположена на определенной частоте (например, в максимуме первого порядка и максимуме второго порядка). В некоторых вариантах осуществления площадь полой области 136 в каждой пьезоэлектрической подобласти может быть определена в соответствии с разностью (например, коэффициентом смещения вибрации) между значением смещения вибрации пьезоэлектрической подобласти и максимальным значением смещения пьезоэлектрического слоя 122 на определенной частоте (например, в максимуме первого порядка и максимуме второго порядка). Например, чем больше разница между значением вибрационного смещения и максимальным значением смещения пьезоэлектрического слоя 122, тем больше площадь полой области 136. На фиг. 20 показано схематичное представление, иллюстрирующее сравнение амплитудно-частотных характеристик примерных пьезоэлектрических компонентов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия.In some embodiments, the area of the hollow region 136 may be related to the vibration displacement value of the piezoelectric subregion where the hollow region 136 is located at a certain frequency (eg, a first order maximum and a second order maximum). In some embodiments, the area of the hollow region 136 in each piezoelectric subregion may be determined according to the difference (e.g., vibration displacement coefficient) between the vibration displacement value of the piezoelectric subregion and the maximum displacement value of the piezoelectric layer 122 at a certain frequency (e.g., first order maximum and second order maximum). For example, the greater the difference between the vibration displacement value and the maximum displacement value of the piezoelectric layer 122, the larger the area of the hollow region 136. In FIG. 20 is a schematic diagram illustrating a comparison of the amplitude-frequency characteristics of exemplary piezoelectric components according to some embodiments of the present disclosure.

Как показано на фиг. 20 кривая 26 является амплитудно-частотной характеристикой пьезоэлектрического компонента 120, использующего интегральный электрод, кривая 28 является амплитудно-частотной характеристикой пьезоэлектрического компонента 120, покрытого двухмерным электродом 130 с дискретными электродными блоками размером 32×32, и кривая 27 является амплитудно-частотной характеристикой пьезоэлектрического компонента 120, покрытого непрерывными электродами 130 размером 32×32, распределенными в двух измерениях. В соответствии с кривой 27 и кривой 28 эффект управления модами двухмерного распределенного непрерывного электрода 130 отличается от эффекта электрода 130, состоящего из двухмерных распределенных дискретных электродных блоков. Например, минимум резонанса на частоте 12128 Гц электрода 130, состоящего из двухмерных распределенных дискретных электродных блоков, смещается вперед до частоты 7829,4 Гц. Смещение вперед резонансного минимума может быть связано с полой формой и плотностью электродов 130, но оно все же демонстрирует определенный эффект управления модами пьезоэлектрического компонента 120.As shown in FIG. 20, curve 26 is the frequency response of a piezoelectric component 120 using an integral electrode, curve 28 is the frequency response of a piezoelectric component 120 coated with a two-dimensional electrode 130 with 32×32 discrete electrode blocks, and curve 27 is a frequency response of the piezoelectric component. 120 covered with continuous electrodes 130 measuring 32x32 distributed in two dimensions. According to curve 27 and curve 28, the mode control effect of the two-dimensional distributed continuous electrode 130 is different from the effect of the electrode 130 composed of two-dimensional distributed discrete electrode units. For example, the resonance minimum at 12128 Hz of electrode 130, consisting of two-dimensional distributed discrete electrode units, is shifted forward to a frequency of 7829.4 Hz. The forward shift of the resonant minimum may be due to the hollow shape and density of the electrodes 130, but it still exhibits a certain mode control effect of the piezoelectric component 120.

В некоторых вариантах осуществления непрерывный электрод 135 включает в себя множество полых областей 136, поэтому поверхность покрытия двухмерного электрода 130 может быть изменена с дискретной на непрерывную, что может способствовать созданию, производству и использование двухмерного электрода и может быть пригодным для массового производства.In some embodiments, the continuous electrode 135 includes a plurality of hollow regions 136 such that the coating surface of the two-dimensional electrode 130 can be changed from discrete to continuous, which can facilitate the creation, production and use of the two-dimensional electrode and can be suitable for mass production.

Следует понимать, что аналогично одномерному электроду, в конструкции двухмерного электрода эффективная площадь электрода, который покрыт пьезоэлектрическим слоем, также может определяться формой и площадью пьезоэлектрическая область пьезоэлектрического слоя (например, пьезоэлектрической пластины, пьезоэлектрической пленки). Например, пьезоэлектрическая пластина или пьезоэлектрическая пленка может включать в себя пьезоэлектрическую область, выполненную из пьезоэлектрического материала, и непьезоэлектрическую область, выполненную из непьезоэлектрического материала. Сумма площадей пьезоэлектрической области и непьезоэлектрической области может быть равна площади покрытия пьезоэлектрической пластины или пьезоэлектрической пленки на подложке, и электрод полностью покрывает пьезоэлектрическую пластину или пьезоэлектрическую пленку (то есть электрод и пьезоэлектрическая пластина или пьезоэлектрическая пленка совмещены). Рисунок пьезоэлектрической области может быть двухмерным рисунком конструкции электрода, показанным на любой из фиг. 14А, 14В, 14С, 14D, 17А, 17В, 19А, 19В или 19С, и участок подложки, отличный от пьезоэлектрической области, может быть непьезоэлектрической областью. Таким образом, в конструкции двухмерного электрода управление модами пьезоэлектрического компонента можно осуществить на площади пьезоэлектрической области, меньшей площади покрытия пьезоэлектрического слоя (например, пьезоэлектрической пластины, пьезоэлектрической пленки), равной площади покрытия пьезоэлектрического слоя электрода и большей или равной площади поверхности подложки, покрытой пьезоэлектрическим слоем.It should be understood that similar to a one-dimensional electrode, in a two-dimensional electrode design, the effective area of the electrode that is coated with the piezoelectric layer may also be determined by the shape and area of the piezoelectric region of the piezoelectric layer (eg, piezoelectric plate, piezoelectric film). For example, a piezoelectric plate or piezoelectric film may include a piezoelectric region made of a piezoelectric material and a non-piezoelectric region made of a non-piezoelectric material. The sum of the areas of the piezoelectric region and the non-piezoelectric region may be equal to the coverage area of the piezoelectric plate or piezoelectric film on the substrate, and the electrode completely covers the piezoelectric plate or piezoelectric film (that is, the electrode and the piezoelectric plate or piezoelectric film are aligned). The piezoelectric region pattern may be a two-dimensional electrode design pattern shown in any of FIGS. 14A, 14B, 14C, 14D, 17A, 17B, 19A, 19B, or 19C, and a portion of the substrate other than the piezoelectric region may be a non-piezoelectric region. Therefore, in a two-dimensional electrode design, mode control of the piezoelectric component can be achieved over an area of the piezoelectric region, a smaller area of the piezoelectric layer coverage (e.g., piezoelectric plate, piezoelectric film), equal to the coverage area of the piezoelectric layer of the electrode, and greater than or equal to the surface area of the substrate covered with the piezoelectric layer .

В некоторых вариантах осуществления электрод 130 может покрывать одну поверхность пьезоэлектрического слоя 122 или на обе поверхности пьезоэлектрического слоя 122. Например, электрод 130 может также покрывать другую поверхность, противоположную вышеуказанной поверхности, и площадь покрытия электрода 130 на другую поверхности может быть меньше или равна площади поверхности. То есть конструкция электрода 130 может быть реализована на двух противоположных поверхностях, тем самым управляя модовым составом пьезоэлектрического компонента 120. Конструкция электрода 130 на другой поверхности может относиться к конструкции любого из электродов 130, показанного на фиг. 5А, 5С, 8А-8D, 11А, 11В, 14А-14D, 17В, 19А-19С, описание которых здесь не повторяется.In some embodiments, the electrode 130 may cover one surface of the piezoelectric layer 122 or both surfaces of the piezoelectric layer 122. For example, the electrode 130 may also cover another surface opposite the above surface, and the coverage area of the electrode 130 on the other surface may be less than or equal to the surface area . That is, the design of the electrode 130 may be implemented on two opposing surfaces, thereby controlling the mode composition of the piezoelectric component 120. The design of the electrode 130 on the other surface may be related to the design of any of the electrodes 130 shown in FIG. 5A, 5C, 8A-8D, 11A, 11B, 14A-14D, 17B, 19A-19C, the description of which is not repeated here.

В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический компонент 120 может также включать в себя компонент управления вибрацией, причем компонент управления вибрацией может быть выполнен как устройство, которое изменяет состояние вибрации акустического устройства (например, регулирует вибрационную моду на выходе путем изменения массы, упругости или демпфирования одного или нескольких компонентов внутри акустического устройства). В некоторых вариантах осуществления компонент управления вибрацией может быть соединен с областью 123 вывода вибраций пьезоэлектрического компонента 120 и может регулировать вывод вибраций с помощью пьезоэлектрического компонента 120. В некоторых вариантах осуществления компонент управления вибрацией может включать в себя один или любую комбинацию соединителей (например, корпус), груз (например, металлический груз), упругий элемент (например, тяговый канат, пружину и т.п.). Соединитель может соединять пьезоэлектрический компонент 120 с другими компонентами, и упругий элемент может прикладывать силу упругости к пьезоэлектрическому компоненту 120, тем самым изменяя состояние вибрации пьезоэлектрического компонента 120.In some embodiments, the piezoelectric component 120 may also include a vibration control component, wherein the vibration control component may be configured as a device that changes the vibration state of the acoustic device (e.g., adjusts the output vibration mode by changing the mass, elasticity, or damping of one or more components inside the speaker device). In some embodiments, the vibration control component may be coupled to the vibration output region 123 of the piezoelectric component 120 and may control the vibration output by the piezoelectric component 120. In some embodiments, the vibration control component may include one or any combination of connectors (e.g., a housing) , load (for example, metal weight), elastic element (for example, traction rope, spring, etc.). The connector may connect the piezoelectric component 120 to other components, and the elastic member may apply an elastic force to the piezoelectric component 120, thereby changing the vibration state of the piezoelectric component 120.

В некоторых вариантах осуществления компонент управления вибрацией может включать в себя груз 170, и груз 170 может быть физически (например, механическим или электромагнитным образом) соединен с областью 123 вывода вибраций. В некоторых вариантах осуществления груз 170 может быть компонентом, имеющим определенную массу. В некоторых вариантах осуществления груз 170 может включать в себя одну или любую комбинацию из: металлического груза, резинового груза, пластикового груза и т.п. В некоторых вариантах осуществления груз 170 может быть выполнен с возможностью изменения модового состава пьезоэлектрического компонента 120.In some embodiments, the vibration control component may include a weight 170, and the weight 170 may be physically (eg, mechanically or electromagnetically) coupled to the vibration output region 123. In some embodiments, the weight 170 may be a component having a specific mass. In some embodiments, the weight 170 may include one or any combination of a metal weight, a rubber weight, a plastic weight, or the like. In some embodiments, the weight 170 may be configured to change the modal composition of the piezoelectric component 120.

В некоторых вариантах осуществления акустическое устройство 100 может дополнительно включать в себя соединитель 171, который соединяет вибрационный компонент 110 и пьезоэлектрический компонент 120. В некоторых вариантах осуществления соединитель 171 может быть выполнен как компонент, обладающий определенной жесткостью, и соединитель 171 может включать в себя одну или любую комбинацию из: вибрационной пластины, упругого элемента и т.п. В некоторых вариантах осуществления груз 170 может быть соединен с областью 132 вывода вибраций через соединитель 171.In some embodiments, the acoustic device 100 may further include a connector 171 that connects the vibration component 110 and the piezoelectric component 120. In some embodiments, the connector 171 may be configured as a component having a certain stiffness, and the connector 171 may include one or more any combination of: vibration plate, elastic element, etc. In some embodiments, the weight 170 may be coupled to the vibration output area 132 via connector 171.

Пьезоэлектрический компонент 120, показанный на фиг. 3, приведен ниже в качестве примера для предоставления примерного акустического устройства и подробного описания конкретной реализации пьезоэлектрической консольной балки, груза 170 и соединителя 171.Piezoelectric component 120 shown in FIG. 3 is provided below by way of example to provide an exemplary acoustic device and a detailed description of a specific implementation of a piezoelectric cantilever beam, weight 170, and connector 171.

На фиг. 21 показано схематичное представление, иллюстрирующее примерную структуру акустического устройства согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. В некоторых вариантах осуществления акустическое устройство может включать в себя по меньшей мере один пьезоэлектрический компонент 120, область вывода вибраций каждого пьезоэлектрического компонента 120 может быть соединена с одним вибрационным компонентом 110, и каждый вибрационный компонент 110 может быть соединен с компонентом управления вибрацией (например, грузом 170). Как показано на фиг. 21, акустическое устройство может включать в себя два пьезоэлектрических компонента 120, покрытых электродом 130-1 первого порядка. Область вывода вибраций каждого пьезоэлектрического компонента 120 может быть соединена с вибрационным компонентом 110, и вибрационный компонент 110 и компонент управления вибрацией (например, груз 170) могут быть соединены по меньшей мере через один соединитель 171.In fig. 21 is a schematic diagram illustrating an exemplary structure of an acoustic device according to some embodiments of the present disclosure. In some embodiments, the acoustic device may include at least one piezoelectric component 120, the vibration output region of each piezoelectric component 120 may be coupled to one vibration component 110, and each vibration component 110 may be coupled to a vibration control component (e.g., a weight 170). As shown in FIG. 21, the acoustic device may include two piezoelectric components 120 coated with a first order electrode 130-1. The vibration output region of each piezoelectric component 120 may be coupled to the vibration component 110, and the vibration component 110 and the vibration control component (e.g., weight 170) may be connected through at least one connector 171.

В некоторых вариантах осуществления длина пьезоэлектрического компонента 120 в акустическом устройстве может быть укорочена для уменьшения моды пьезоэлектрического компонента 120. Например, акустическое устройство может использовать упругость, обеспечиваемую соединителем 171 и грузом 170, для создания низкочастотного максимума, чтобы использовать короткую пьезоэлектрическую консольную балку (например, пьезоэлектрический компонент 120, показанный на фиг. 21) для уменьшения моды, и сформировать плоскую амплитудно-частотную характеристику между низкочастотным максимумом и максимумом вибрационной моды первого порядка (на более высокой частоте) на амплитудно-частотной характеристике.In some embodiments, the length of the piezoelectric component 120 in the acoustic device may be shortened to reduce the mode of the piezoelectric component 120. For example, the acoustic device may use the elasticity provided by the connector 171 and weight 170 to create a low frequency peak to utilize a short piezoelectric cantilever beam (e.g. piezoelectric component 120 shown in Fig. 21) to reduce the mode, and form a flat frequency response between the low frequency maximum and the maximum of the first order vibration mode (at a higher frequency) on the frequency response.

На фиг. 22 показано схематичное представление, иллюстрирующее сравнение амплитудно-частотных характеристик примерных пьезоэлектрических компонентов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия.In fig. 22 is a schematic diagram illustrating a comparison of the amplitude-frequency characteristics of exemplary piezoelectric components according to some embodiments of the present disclosure.

Как показано на фиг. 22 кривая 29 является амплитудно-частотной характеристикой пьезоэлектрического компонента 120, использующего интегральный электрод длиной 8 мм; кривая 30 является амплитудно-частотной характеристикой пьезоэлектрического компонента 120, использующего электрод 130-1 первого порядка длиной 8 мм; кривая 31 является амплитудно-частотной характеристикой пьезоэлектрического компонента 120, использующего электрод 130-1 первого порядка длиной 10 мм; кривая 32 является амплитудно-частотной характеристикой пьезоэлектрического компонента 120, использующего электрод 130-1 первого порядка длиной 12 мм.As shown in FIG. 22, curve 29 is the amplitude-frequency response of the piezoelectric component 120 using an 8 mm long integral electrode; curve 30 is the amplitude-frequency response of the piezoelectric component 120 using the first order electrode 130-1 with a length of 8 mm; curve 31 is the amplitude-frequency response of the piezoelectric component 120 using the first order electrode 130-1 with a length of 10 mm; curve 32 is the amplitude-frequency response of the piezoelectric component 120 using the 12 mm long first order electrode 130-1.

Как показано на фиг. 22, амплитудно-частотная характеристика, соответствующая пьезоэлектрическому компоненту 120, показанному кривой 29, создает резонанс второго порядка в минимуме вибрационной моды второго порядка (например, 12272 Гц), что может отражать то, что пьезоэлектрический компонент 120, использующий интегральный электрод в акустическом устройстве, может неэффективно выводить вибрацию, что приводит к возникновению резонансного минимума на его амплитудно-частотной характеристике. Резонансный минимум на амплитудно-частотной характеристике, соответствующий пьезоэлектрическому компоненту 120, показанному кривой 30 - кривой 32, приподнят, и вибрационные характеристики резонансного минимума не затрагиваются, что может отражать то, что конструкция электрода 130-130 первого порядка 1 в акустическом устройстве позволяет улучшить резонансный минимум второго порядка, создаваемый пьезоэлектрическим компонентом 120.As shown in FIG. 22, the amplitude-frequency response corresponding to the piezoelectric component 120 shown by curve 29 produces a second-order resonance at the minimum of the second-order vibration mode (for example, 12272 Hz), which may reflect that the piezoelectric component 120 using an integral electrode in the acoustic device may ineffectively remove vibration, which leads to the appearance of a resonant minimum in its amplitude-frequency response. The resonant minimum in the amplitude-frequency response corresponding to the piezoelectric component 120 shown by curve 30 - curve 32 is raised, and the vibration characteristics of the resonant minimum are not affected, which may reflect that the design of the first order electrode 130-130 1 in the acoustic device can improve the resonant the second-order minimum created by the piezoelectric component 120.

Более того, амплитудно-частотная характеристика, соответствующая пьезоэлектрическому компоненту 120, показанная кривой 30 - кривой 32, показывает, что мода, образованная пьезоэлектрической консольной балкой (то есть пьезоэлектрическим компонентом 120) и вибрационной пластиной, перемещается вперед, что может отражаться в конструкции электрода 130-1 первого порядка в акустическом устройстве, соответствующим образом увеличивая длину пьезоэлектрического компонента 120 (например, длину пьезоэлектрического компонента 120 можно установить не менее 8 мм, не менее 10 мм или не менее 12 мм), что позволяет повысить чувствительность акустического устройства в области средних и низких частот при одновременном увеличении резонансного минимума.Moreover, the frequency response corresponding to the piezoelectric component 120 shown by curve 30 - curve 32 shows that the mode formed by the piezoelectric cantilever beam (i.e., piezoelectric component 120) and the vibration plate moves forward, which may be reflected in the design of the electrode 130 -1 of the first order in the acoustic device, correspondingly increasing the length of the piezoelectric component 120 (for example, the length of the piezoelectric component 120 can be set to at least 8 mm, at least 10 mm, or at least 12 mm), which makes it possible to increase the sensitivity of the acoustic device in the region of medium and low frequencies while simultaneously increasing the resonant minimum.

На фиг. 23А показана вибрационная мода, иллюстрирующая акустическое устройство, использующее интегральный электрод 130 согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия; на фиг. 23B показана вибрационная мода, иллюстрирующая акустическое устройство, использующее электрод 130-1 первого порядка согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия.In fig. 23A is a vibration mode illustrating an acoustic device using an integral electrode 130 according to some embodiments of the present disclosure; in fig. 23B is a vibration mode illustrating an acoustic device using a first order electrode 130-1 according to some embodiments of the present disclosure.

Как показано на фиг. 23A, в резонансном минимуме (например, на частоте 12272 Гц) область вывода вибраций пьезоэлектрического компонента 120 образует узел в акустическом устройстве с использованием интегрального электрода. Как показано на фиг. 23В, в резонансном минимуме (например, 12272 Гц) область вывода вибраций пьезоэлектрического компонента 120 акустического устройства, использующего электрод 130-1 первого порядка, не образует узел и представляет собой вибрационную моду первого порядка.As shown in FIG. 23A, at the resonant minimum (eg, at a frequency of 12272 Hz), the vibration output region of the piezoelectric component 120 forms a node in an acoustic device using an integral electrode. As shown in FIG. 23B, at the resonant minimum (eg, 12272 Hz), the vibration output region of the piezoelectric acoustic device component 120 using the first order electrode 130-1 does not form a node and is a first order vibration mode.

В вариантах осуществления, представленных в настоящем описании, конфигурация электрода 130 позволяет улучшить резонансный минимум второго порядка, вырабатываемый амплитудно-частотной характеристикой, соответствующей пьезоэлектрическому компоненту 120 в акустическом устройстве, и в то же время, более длинный пьезоэлектрический компонент 120 может быть выполнен с возможностью повышения чувствительности акустического устройства на средних и низких частотах.In the embodiments presented herein, the configuration of the electrode 130 improves the second order resonant minimum produced by the amplitude-frequency response corresponding to the piezoelectric component 120 in the acoustic device, and at the same time, the longer piezoelectric component 120 can be configured to increase sensitivity of an acoustic device at medium and low frequencies.

На фиг. 24 показано схематичное представление, иллюстрирующее примерное акустическое устройство согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия.In fig. 24 is a schematic diagram illustrating an exemplary acoustic device according to some embodiments of the present disclosure.

В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 24, акустическое устройство 100 может формировать выходной сигнал пьезоэлектрической консольной балки. Один конец пьезоэлектрической консольной балки (то есть пьезоэлектрический компонент 120), имеющий конструкцию электрода, может быть фиксированной областью 124, и другой конец может быть областью 123 вывода вибраций, и вибрация может выводиться на вибрирующую пластину или вибрирующую пленку (то есть на вибрирующий компонент 110) через соединитель 171. В некоторых вариантах осуществления акустическое устройство 100 может представлять собой аудиоустройство с костной проводимостью (например, наушники с костной проводимостью, очки с костной проводимостью и т.п.). В некоторых вариантах осуществления неподвижный конец пьезоэлектрического компонента 120 может включать в себя одну или любую комбинацию из оболочки, вершины ушного крючка, соединения между ушным крючком и пластинчатым картриджем и оправы очков аудиоустройства с костной проводимостью. В некоторых вариантах осуществления соединитель 171 может иметь определенную жесткость и может быть жестко соединен с областью вывода вибраций вибрирующей пластины или вибрирующей пленки и областью вывода вибраций пьезоэлектрической консольной балки.In some embodiments, as shown in FIG. 24, the acoustic device 100 may generate an output signal from the piezoelectric cantilever beam. One end of the piezoelectric cantilever beam (that is, the piezoelectric component 120) having an electrode structure may be a fixed region 124, and the other end may be a vibration output region 123, and the vibration may be output to a vibrating plate or a vibrating film (that is, to the vibrating component 110 ) via connector 171. In some embodiments, the acoustic device 100 may be a bone conduction audio device (eg, bone conduction headphones, bone conduction glasses, etc.). In some embodiments, the stationary end of the piezoelectric component 120 may include one or any combination of a shell, an ear hook apex, a connection between the ear hook and the plate cartridge, and a bone conduction audio glasses frame. In some embodiments, the connector 171 may have a certain rigidity and may be rigidly connected to the vibration output region of the vibrating plate or vibrating film and the vibration output region of the piezoelectric cantilever beam.

Положительные эффекты, которые могут достигнуты с помощью вариантов осуществления настоящего раскрытия, включают в себя, но не ограничиваются ими, следующее: (1) модовый возбудитель пьезоэлектрического компонента может быть сформирован путем проектирования электрода, поэтому пьезоэлектрический компонент может вырабатывать возбуждающую силу только для определенной моды, тем самым избегая образования узла в точке вывода вибраций пьезоэлектрического компонента и повышая надежность работы акустического устройства. (2) По сравнению с системой управления модами, состоящей из механических элементов, таких как пружина, груз и демпфер, добавленных в определенной области, варианты осуществления настоящего раскрытия позволяют реализовать управление модами пьезоэлектрического компонента на основе конструкции электрода и упростить конструкцию акустического устройства.Advantageous effects that can be achieved by embodiments of the present disclosure include, but are not limited to, the following: (1) a mode driver of the piezoelectric component can be formed by designing an electrode such that the piezoelectric component can only produce a driving force for a specific mode, thereby avoiding the formation of a knot at the vibration output point of the piezoelectric component and increasing the reliability of the acoustic device. (2) Compared with a mode control system consisting of mechanical elements such as a spring, a weight and a damper added in a specific area, embodiments of the present disclosure can realize the mode control of a piezoelectric component based on the electrode design and simplify the design of the acoustic device.

Выше были описаны основные концепции, и для специалистов в данной области техники будет очевидно, что вышеупомянутое подробное раскрытие используется только в качестве примера и не является ограничением настоящего раскрытия. Хотя это прямо не указано в данном документе, специалисты в данной области техники могут вносить различные модификации, улучшения и поправки в настоящее раскрытие. Эти типы модификаций, улучшений и поправок рекомендуются в настоящем раскрытии, поэтому эти типы модификаций, улучшений и поправок находятся в пределах сущности и объема примерного варианта осуществления настоящего раскрытия.The basic concepts have been described above, and it will be apparent to those skilled in the art that the above detailed disclosure is used by way of example only and is not intended to be limiting of the present disclosure. Although not expressly stated herein, various modifications, improvements, and amendments to this disclosure may be made by those skilled in the art. These types of modifications, improvements, and amendments are recommended in the present disclosure, so these types of modifications, improvements, and amendments are within the spirit and scope of the exemplary embodiment of the present disclosure.

Между тем, настоящее раскрытие использует конкретные слова для описания вариантов осуществления настоящего раскрытия. Например, термины «один вариант осуществления», «вариант осуществления» и/или «некоторые варианты осуществления» означают, что конкретный признак, структура или характеристика, связаны по меньшей мере с одним вариантом осуществления настоящего раскрытия. Таким образом, следует подчеркнуть и отметить, что «один вариант осуществления», или «вариант осуществления», или «альтернативный вариант осуществления», упомянутые два раза или более в разных местах настоящего раскрытия, не обязательно относятся к одному и тому же варианту осуществления. Более того, некоторые признаки, конструкции или характеристики одного или нескольких вариантов осуществления настоящего раскрытия могут быть объединены надлежащим образом.Meanwhile, the present disclosure uses specific words to describe embodiments of the present disclosure. For example, the terms “one embodiment,” “an embodiment,” and/or “certain embodiments” mean that a particular feature, structure, or characteristic is associated with at least one embodiment of the present disclosure. Thus, it should be emphasized and noted that “one embodiment” or “embodiment” or “alternative embodiment” mentioned two or more times in different places in this disclosure do not necessarily refer to the same embodiment. Moreover, certain features, structures, or characteristics of one or more embodiments of the present disclosure may be combined as appropriate.

Более того, если явно не указано в формуле изобретения, порядок обработки элементов и последовательностей, описанных в настоящем раскрытии, использование цифр и букв или использование других названий не предназначены для ограничения порядка процедур и способов настоящего раскрытия. Хотя в приведенном выше раскрытии на различных примерах обсуждается то, что в настоящее время считается множеством полезных вариантов осуществления настоящего раскрытия, следует понимать, что такие детали предназначены исключительно для этой цели, и что прилагаемая формула изобретения не ограничивается раскрытыми вариантами осуществления, но, напротив, предназначены для охвата модификаций и эквивалентных устройств, которые находятся в пределах сущности и объема раскрытых вариантов осуществления. Например, хотя реализация различных компонентов, описанных выше, может быть воплощена в аппаратном устройстве, она может быть также реализована как чисто программное решение, например, установка на существующем сервере или мобильном устройстве.Moreover, unless expressly stated in the claims, the order of processing of the elements and sequences described in this disclosure, the use of numbers and letters, or the use of other names are not intended to limit the order of the procedures and methods of this disclosure. Although the foregoing disclosure discusses by various examples what are currently believed to be many useful embodiments of the present disclosure, it is to be understood that such details are provided solely for this purpose and that the appended claims are not limited to the disclosed embodiments, but rather, are intended to cover modifications and equivalent devices that are within the spirit and scope of the disclosed embodiments. For example, although the implementation of the various components described above may be embodied in a hardware device, it may also be implemented as a pure software solution, such as installation on an existing server or mobile device.

Аналогичным образом, следует понимать, что в приведенном выше описании вариантов осуществления настоящего раскрытия различные признаки иногда сгруппированы вместе в одном варианте осуществления, фигуре или его описании с целью упрощения раскрытия, помогающего в понимании одного или нескольких из различных вариантов осуществления. Однако настоящее раскрытие не означает, что объект настоящего раскрытия требует большего количества признаков, чем признаки, упомянутые в формуле изобретения. Скорее, заявленный предмет изобретения может заключаться не только во всех признаках одного раскрытого выше варианта осуществления.Likewise, it should be understood that in the above description of embodiments of the present disclosure, various features are sometimes grouped together in one embodiment, figure, or description thereof for the purpose of simplifying the disclosure to aid in understanding one or more of the various embodiments. However, the present disclosure does not mean that the subject matter of the present disclosure requires more features than those mentioned in the claims. Rather, the claimed subject matter of the invention may not only consist of all the features of one embodiment disclosed above.

В некоторых вариантах осуществления числа, выражающие количества ингредиентов, свойства и т.д., которые используются для описания и утверждения определенных вариантов осуществления настоящей заявки, следует понимать как модифицированные в некоторых случаях терминами «примерно», «приблизительно», «приблизительно» или «по существу». Если не указано иное, слова «примерно», «приблизительно» или «по существу» могут означать отклонение описываемого значения на ±20%. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления числовые параметры, используемые в описании и формуле изобретения, имеют приблизительные значения, и приблизительные значения могут быть изменены в соответствии с требуемыми характеристиками отдельных вариантов осуществления. В некоторых вариантах осуществления числовой параметр должен учитывать заданные эффективные цифры и использовать общий способ сохранения цифр. Хотя в некоторых вариантах осуществления области числовых значений и параметры, используемые для подтверждения широты их диапазона, имеют приблизительные значения, в конкретных вариантах осуществления такие числовые значения устанавливаются максимально точно в допустимом диапазоне.In some embodiments, numbers expressing quantities of ingredients, properties, etc., that are used to describe and claim certain embodiments of the present application should be understood as modified in some cases by the terms "about", "approximately", "approximately" or " essentially." Unless otherwise indicated, the words “about”, “approximately” or “substantially” may indicate a deviation of ±20% in the value described. Accordingly, in some embodiments, the numerical parameters used in the description and claims are approximate values, and the approximate values may be changed in accordance with the desired characteristics of individual embodiments. In some embodiments, the numeric parameter must take into account the given effective digits and use a general way of storing the digits. Although in some embodiments the ranges of numerical values and the parameters used to confirm the breadth of their range are approximate values, in certain embodiments such numerical values are set as closely as possible within the valid range.

Для каждого патента, патентной заявки, публикации патентной заявки или других материалов, цитируемых в настоящем раскрытии, таких как статьи, книги, спецификации, публикации, документы и т.п., содержание которых во всей своей полноте включено в настоящее раскрытие в качестве ссылки, за исключением документации истории применения настоящей спецификации или конфликта, существует также исключение для документов (в настоящее время или после предоставления настоящей спецификации) в самом широком диапазоне документов (в настоящее время или позже). Следует отметить, что в случае возникновения каких-либо несоответствий или противоречий между описанием, определением и/или использованием терминов во вспомогательных материалах настоящего раскрытия и содержанием настоящего раскрытия, описание, определение и/или использование терминов в настоящем раскрытии являются предметом настоящего раскрытия.For each patent, patent application, patent application publication, or other material cited in this disclosure, such as articles, books, specifications, publications, documents, and the like, the contents of which are incorporated by reference herein in their entirety, Except for documentation of the history of application of this specification or conflict, there is also an exception for documents (currently or after the provision of this specification) in the widest range of documents (currently or later). It should be noted that in the event of any inconsistency or conflict between the description, definition and/or use of terms in the supporting materials of this disclosure and the contents of this disclosure, the description, definition and/or use of terms in this disclosure are subject to this disclosure.

Наконец, следует понимать, что варианты осуществления, описанные в настоящем документе, используются только для иллюстрации принципов вариантов осуществления настоящего раскрытия. Другие вариации также могут подпадать под объем настоящего раскрытия. Таким образом, в качестве примера, альтернативная конфигурация вариантов осуществления настоящего раскрытия может рассматриваться как согласующаяся с идеями настоящего раскрытия. Соответственно, варианты осуществления настоящего раскрытия не ограничиваются вариантами осуществления, явно представленными и описанными в настоящем раскрытии.Finally, it should be understood that the embodiments described herein are used only to illustrate the principles of the embodiments of the present disclosure. Other variations may also fall within the scope of this disclosure. Thus, by way of example, an alternative configuration of embodiments of the present disclosure may be considered consistent with the teachings of the present disclosure. Accordingly, the embodiments of the present disclosure are not limited to the embodiments expressly presented and described in the present disclosure.

Claims (27)

1. Акустическое устройство, содержащее:1. An acoustic device containing: пьезоэлектрический компонент, причем пьезоэлектрический компонент выполнен с возможностью вырабатывать вибрацию под действием возбуждающего напряжения;a piezoelectric component, wherein the piezoelectric component is configured to generate vibration under the action of an exciting voltage; электрод, причем электрод выполнен с возможностью подавать возбуждающее напряжение на пьезоэлектрический компонент; иan electrode, wherein the electrode is configured to apply an exciting voltage to the piezoelectric component; And вибрационный компонент, причем вибрационный компонент механическим или электромагнитным образом соединен с пьезоэлектрическим компонентом для приема вибрации и выработки звука, при этом пьезоэлектрический компонент включает в себя:a vibration component, wherein the vibration component is mechanically or electromagnetically coupled to the piezoelectric component to receive vibration and generate sound, wherein the piezoelectric component includes: подложку; иsubstrate; And пьезоэлектрический слой, причем пьезоэлектрический слой покрывает поверхность подложки, электрод покрывает поверхность пьезоэлектрического слоя, и площадь покрытия электрода на поверхности пьезоэлектрического слоя меньше площади поверхности подложки, покрытой пьезоэлектрическим слоем,a piezoelectric layer, wherein the piezoelectric layer covers the surface of the substrate, the electrode covers the surface of the piezoelectric layer, and the coverage area of the electrode on the surface of the piezoelectric layer is less than the surface area of the substrate covered with the piezoelectric layer, при этом пьезоэлектрический слой и подложка совмещены, причем пьезоэлектрический слой включает в себя пьезоэлектрическую область и непьезоэлектрическую область, и пьезоэлектрическая область и электрод совмещены.wherein the piezoelectric layer and the substrate are aligned, the piezoelectric layer includes a piezoelectric region and a non-piezoelectric region, and the piezoelectric region and the electrode are aligned. 2. Акустическое устройство по п. 1, в котором пьезоэлектрический компонент включает в себя область вывода вибрации и фиксированную область.2. The acoustic device according to claim 1, wherein the piezoelectric component includes a vibration output region and a fixed region. 3. Акустическое устройство по п. 2, в котором ширина электрода постепенно уменьшается от фиксированной области до области вывода вибрации.3. The acoustic device according to claim 2, in which the width of the electrode is gradually reduced from the fixed area to the vibration output area. 4. Акустическое устройство по п. 2, в котором электрод включает в себя две замкнутые области электрода, причем указанные две замкнутые области электрода имеют противоположные потенциалы.4. The acoustic device of claim 2, wherein the electrode includes two closed electrode regions, wherein said two closed electrode regions have opposite potentials. 5. Акустическое устройство по п. 4, в котором между двумя замкнутыми областями электрода имеется точка перехода, и5. An acoustic device according to claim 4, in which there is a transition point between two closed areas of the electrode, and ширина электрода в первой замкнутой области электрода из указанных двух замкнутых областей электрода постепенно уменьшается от фиксированной области до точки перехода; илиthe width of the electrode in the first closed electrode region of the two closed electrode regions gradually decreases from the fixed region to the transition point; or ширина электрода во второй замкнутой области электрода из указанных двух замкнутых областей электрода сначала увеличивается, а затем уменьшается от точки перехода до области вывода вибрации.the width of the electrode in the second closed electrode region of the two closed electrode regions first increases and then decreases from the transition point to the vibration output region. 6. Акустическое устройство по п. 3 или 4, в котором ширина электрода в фиксированной области равна ширине фиксированной области, или ширина электрода в области вывода вибрации равна 0.6. The acoustic device according to claim 3 or 4, in which the width of the electrode in the fixed area is equal to the width of the fixed area, or the width of the electrode in the vibration output area is 0. 7. Акустическое устройство по п. 1, в котором электрод включает в себя дискретные электродные блоки, распределенные в двух измерениях, при этом для дискретных электронных блоков выполняется одно из следующих условий:7. An acoustic device according to claim 1, wherein the electrode includes discrete electrode units distributed in two dimensions, and one of the following conditions is met for the discrete electronic units: в дискретных электродных блоках зазор между двумя соседними дискретными электродными блоками в центре пьезоэлектрического слоя меньше зазора между двумя соседними дискретными электродными блоками на границе пьезоэлектрического слоя; илиin discrete electrode blocks, the gap between two adjacent discrete electrode blocks in the center of the piezoelectric layer is smaller than the gap between two adjacent discrete electrode blocks at the boundary of the piezoelectric layer; or площадь первого дискретного электродного блока в центре пьезоэлектрического слоя больше, чем площадь второго дискретного электродного блока на границе пьезоэлектрического слоя.the area of the first discrete electrode block at the center of the piezoelectric layer is greater than the area of the second discrete electrode block at the boundary of the piezoelectric layer. 8. Акустическое устройство по п. 1, в котором электрод включает в себя непрерывный электрод, распределенный в двух измерениях, причем непрерывный электрод включает в себя полые области, и площадь первой полой области в центре пьезоэлектрического слоя меньше площади второй полой области на границе пьезоэлектрического слоя.8. The acoustic device of claim 1, wherein the electrode includes a continuous electrode distributed in two dimensions, wherein the continuous electrode includes hollow regions, and the area of the first hollow region at the center of the piezoelectric layer is less than the area of the second hollow region at the boundary of the piezoelectric layer . 9. Акустическое устройство, содержащее:9. An acoustic device containing: пьезоэлектрический компонент, причем пьезоэлектрический компонент выполнен с возможностью вырабатывать вибрацию под действием возбуждающего напряжения;a piezoelectric component, wherein the piezoelectric component is configured to generate vibration under the action of an exciting voltage; электрод, причем электрод выполнен с возможностью подавать возбуждающее напряжение на пьезоэлектрический компонент; иan electrode, wherein the electrode is configured to apply an exciting voltage to the piezoelectric component; And вибрационный компонент, причем вибрационный компонент механическим или электромагнитным образом соединен с пьезоэлектрическим компонентом для приема вибрации и выработки звука, при этом пьезоэлектрический компонент содержит:a vibration component, wherein the vibration component is mechanically or electromagnetically coupled to the piezoelectric component to receive vibration and generate sound, wherein the piezoelectric component comprises: подложку; иsubstrate; And пьезоэлектрический слой, причем пьезоэлектрический слой покрывает поверхность подложки, при этом пьезоэлектрический слой включает в себя пьезоэлектрическую область и непьезоэлектрическую область, при этомa piezoelectric layer, wherein the piezoelectric layer covers the surface of the substrate, wherein the piezoelectric layer includes a piezoelectric region and a non-piezoelectric region, wherein электрод покрывает поверхность пьезоэлектрического слоя;the electrode covers the surface of the piezoelectric layer; подложка, пьезоэлектрический слой и электрод соответственно совмещены; иthe substrate, piezoelectric layer and electrode are respectively aligned; And площадь покрытия пьезоэлектрической области на подложке меньше площади покрытия пьезоэлектрического слоя на подложке.The coverage area of the piezoelectric region on the substrate is smaller than the coverage area of the piezoelectric layer on the substrate.
RU2022125014A 2022-04-01 Acoustic devices RU2804238C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2804238C1 true RU2804238C1 (en) 2023-09-26

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4647881A (en) * 1984-10-15 1987-03-03 Clarion Co., Ltd. Surface acoustic wave device
JPH06237143A (en) * 1993-02-10 1994-08-23 Mitsubishi Electric Corp Surface acoustic wave device
JP2010212968A (en) * 2009-03-10 2010-09-24 Asahi Kasei Electronics Co Ltd Piezoelectric acoustic element
WO2013047609A1 (en) * 2011-09-30 2013-04-04 京セラ株式会社 Portable electronic apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4647881A (en) * 1984-10-15 1987-03-03 Clarion Co., Ltd. Surface acoustic wave device
JPH06237143A (en) * 1993-02-10 1994-08-23 Mitsubishi Electric Corp Surface acoustic wave device
JP2010212968A (en) * 2009-03-10 2010-09-24 Asahi Kasei Electronics Co Ltd Piezoelectric acoustic element
WO2013047609A1 (en) * 2011-09-30 2013-04-04 京セラ株式会社 Portable electronic apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI762963B (en) System having a coupled resonant frequency response, mobile device and wearable device
KR101630353B1 (en) Piezoelectric speaker having weight and method of producing the same
EP1762119A1 (en) Piezoelectric inertial transducer
US20180301138A1 (en) Ultrasonic transducers
CN113993050B (en) MEMS speaker unit, MEMS digital speaker and electronic terminal
EP2519031A1 (en) Electroacoustic transducer, electronic device, method for converting electronic sound, and method for outputting acoustic wave from electronic device
RU2804238C1 (en) Acoustic devices
EP4284020A1 (en) Acoustic device
US11785391B2 (en) Micrometric loudspeaker
US11399230B2 (en) Electroacoustic transducer
TWI820888B (en) Acoustic device
TWI815634B (en) Acoustic device
TWI839829B (en) Acoustic device
US11595752B2 (en) Electroacoustic transducer
US11109131B2 (en) Actuator for distributed mode loudspeaker with extended damper and systems including the same
JP6450313B2 (en) Piezoelectric sounding element
RU2803960C1 (en) Acoustic output device
KR100396001B1 (en) A flat-type speaker
RU2797564C1 (en) Microphone and electronic device with microphone
JP2003244791A (en) Piezoelectric film speaker
EP4411405A1 (en) Sensor
KR20240093718A (en) Sound output device
KR20230131170A (en) sound device
WO1986001362A1 (en) Piezoelectric loudspeaker having a feedback transducer
CN116193333A (en) Sound generating element, wearable device and sound generating method