TWI426786B - 收音裝置及使用其之電子裝置 - Google Patents

Description

收音裝置及使用其之電子裝置

本發明關於一種收音裝置及使用其之電子裝置，尤其係涉及一種壓電式(piezoelectric)收音裝置及使用其之電子裝置。

收音裝置已成為現代人日常生活中最常使用的用品之一，舉凡行動通訊設備、錄音筆、具錄音功能的音樂播放裝置等，皆需要品質良好的收音裝置來達成接收外界聲音。

常見的收音裝置包括電容式麥克風及壓電式麥克風，傳統的壓電式麥克風中，多半利用一振膜或彈性物質貼附在人體上，以感受人體發聲時之聲波壓力，並將聲波之壓力傳遞到壓電材料，使壓電材料之結構因壓力而改變，再產生電壓以供處理。

傳統的壓電式麥克風係利用振膜或彈性物質(如海綿或彈簧)感測聲波振動，而此類振膜或彈性物質本身會吸收掉部分的聲波壓力的振動，使得原本振動程度較細微的高頻聲波訊號易於產生失真；且還會形成一個低頻共振結構，會將低頻回音特別加強，造成嚴重的回音失真，因此，對聲波的感測靈敏度及收音效果都需要進一步的改善。

緣是，本發明人有感於上述缺失及發明人先前設計之收音裝置具有可改善之處，乃特潛心研究並配合學理之運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺失之本發明。

鑒於以上之問題，本發明之主要目的，係提供一種收音裝置及使用其之電子裝置，其結構設計具有較佳的感測靈敏度及較寬廣的音頻，可提升音質；且收音裝置體積較小，更容易安裝於其他電子裝置上，增加電子裝置之使用功能及便利性。

為了達成上述之目的，本發明提供一種收音裝置，包括：一容置體，其具有一收音口；一第一壓電元件，其設置於該容置體內，以感測高頻聲波之振動而轉換輸出一訊號；一第二壓電元件，其設置於該容置體內，該第二壓電元件之長度相對於較該第一壓電元件長，以感測低頻聲波之振動而轉換輸出一訊號；以及一電路單元，其電性連接於該第一壓電元件及該第二壓電元件，以接收該第一壓電元件及該第二壓電元件之訊號，並進行處理產生一聲音訊號。

本發明另提供一種使用收音裝置之電子裝置，該電子裝置設置有上述之收音裝置，並接收該收音裝置所產生的聲音訊號後加以儲存或輸出。

本發明具有以下有益的效果：

1、該容置體內設有第一壓電元件及第二壓電元件，可分別用以感測高、低頻聲波之振動而轉換輸出訊號，具有較佳的感測靈敏度及較寬廣的音頻，可提升音質。

2、收音裝置易於安裝於具有收音需求之電子裝置內，使電子裝置增加使用功能及便利性。

請參閱第一圖，本發明係提供一種收音裝置1，該收音裝置1可為接觸式或非接觸式收音裝置，以接觸式收音裝置為例，其可被貼附或按壓在人體的發聲部位周圍的皮膚；非接觸式意即不接觸人體。收音裝置1包括：一容置體10、一第一壓電元件11、一第二壓電元件12及一電路單元13。

在本實施例中，該容置體10為金屬材質之中空圓柱體，其產生之極性為負極，可隔絕外界雜訊干擾。容置體10具有一容置空間101及一收音口102，該收音口102連通容置空間101且位於容置體10之一端，該容置體10之另一端內則以電路單元13封閉。

該第一壓電元件11及第二壓電元件12之材料為壓電陶磁、壓電晶體或壓電薄膜，壓電陶瓷例如：鈦酸鋇(BaTiO3)、鈦酸鉛(Lead titanate，PbTiO3)、鋯鈦酸鉛(Lead zirconate titanate，PZT)或鋯鈦酸鉛及銀複合物(PZT/Ag composites)等；壓電晶體常見的有：鈮酸鋰、鈮酸鉀、石英、電氣石、酒石酸鈉(Sodium tartrate)、若歇爾鹽(Rochelle salt)等；而壓電薄膜則例如：氧化鋅(ZnO)等；此外，天然的高分子物質及人工合成的聚合物中，也有部分具有所述的壓電性能。

在本實施例中，該第一壓電元件11及第二壓電元件12為圓柱狀體(但形狀並不以此為限)，係設於容置體10內。第一壓電元件11及第二壓電元件12之一端固設於電路單元13上，且以導線14電性連接於電路單元13。第一壓電元件11及第二壓電元件12之另一端各具 有一振動端110及120，該二振動端110及120朝向收音口102，用以感測聲波之振動壓力。該第一壓電元件11用以感測高頻聲波之振動而轉換輸出一訊號，並將訊號傳輸到電路單元13；該第二壓電元件12之長度較第一壓電元件11長，以感測低頻聲波之振動而轉換輸出一訊號，並將訊號傳輸到電路單元13。

值得一提的是，第一壓電元件11及第二壓電元件12內可進一步設置一支撐件111及121，用以增加支撐力。

該電路單元13包括電容、電晶體或放大電路(圖未示)，用以接收第一壓電元件11及第二壓電元件12轉換輸出之訊號，並進行處理而產生一聲音訊號，進而可傳送到揚聲器播出或儲存於電子裝置內(圖未示)。

請參閱第二圖，本實施例與上述實施例不同之處在於：該電路單元13設於容置體10相對於收音口102之一端外，該容置體10相對於收音口102之一端內設有一固定結構17，第一壓電元件11及第二壓電元件12之一端分別固設於該固定結構17上。

請參閱第三圖，本實施例與上述實施例不同之處在於：該第一壓電元件11及第二壓電元件12之振動端110及120各環設有一振動增幅件15及16，該振動增幅件15及16可為密度較高、重量較重的物質，例如金屬，用以增加振動端110及120之振動幅度，當振動幅度越大，第一壓電元件11及第二壓電元件12所轉換輸出之訊號也越強，使電路單元13處理後所產生的聲音訊號更為清晰，藉此提高收音靈敏度。

請參閱第四圖，本實施例與上述實施例(如第三圖所示)不同之處在於：該第一壓電元件11及第二壓電元件12係為片狀體，振動增幅件15及16分別設於第一壓電元件11之相對二側及第二壓電元件12之相對二側。

請參閱第五圖，本實施例與上述實施例(如第四圖所示)不同之處在於：電路單元13設於容置體10相對於收音口102之一端外，容置體10相對於收音口102之一端內設有固定結構17。

請參閱第六圖，本實施例與上述實施例不同之處在於：該第一壓電元件11及第二壓電元件12係呈90度彎折延伸且上下間隔地層疊設置，容置體10為中空矩形體，使收音裝置1整體所佔之體積較小，更易於安裝於電子裝置內。

另，請參閱第六A圖，本實施例與上述實施例不同之處在於：容置體10僅設置一呈90度彎折延伸之第二壓電元件12，以感測高、低頻聲波之振動而轉換輸出一訊號。

請參閱第七圖，本實施例與上述實施例(如第六圖所示)不同之處在於：二振動增幅件15及16分別設於第一壓電元件11近振動端110之底側及第二壓電元件12近振動端120之頂側。

請參閱第八圖，本實施例與上述實施例(如第七圖所示)不同之處在於：電路單元13設於容置體10之外，容置體10之底部設有固定結構17。

請參閱第九圖及第十圖，本發明另提供一種使用收音裝置之電子裝置，該電子裝置2內除了設有上述之收音裝置1外，還具有一供電單元21及一處理單元22。該收 音裝置1傳輸聲音訊號給處理單元22，雖不需額外供給電壓即可接收聲波振動的壓力而產生訊號，但由於電子裝置1具有供電單元21，因此亦可利用供電單元21提供額外的電壓(V+)給收音裝置1，使得傳送到處理單元22的聲音訊號，在相同的壓力下輸出更大電壓，而提高了收音裝置1的靈敏度。處理單元22接收到聲音訊號後，即可加以處理，供儲存在電子裝置2中、或輸出到其他電子裝置，以利使用者進行語音通訊。且收音裝置1之電路單元13可設於電子裝置2內之電路板，以節省電子裝置2內之使用空間。

綜上所述，本發明具有以下特色：

1、容置體10內設有一長度較短之第一壓電元件11及一長度較長之第二壓電元件12，可分別用以感測高、低頻聲波之振動而轉換輸出訊號，具有較佳的感測靈敏度及較寬廣的音頻，可提升音質。

2、該第一壓電元件11及第二壓電元件12係呈90度彎折延伸，容置體10為中空矩形體，使收音裝置1整體所佔之體積較小，除了可單獨使用外，更易於安裝於具有收音需求之電子裝置2內，例如內嵌在行動通訊裝置、可攜式電腦及整合式耳機麥克風當中，以接收使用者對電子裝置2所輸入的聲音，增加使用功能及便利性。

1‧‧‧收音裝置

10‧‧‧容置體

101‧‧‧容置空間

102‧‧‧收音口

11‧‧‧第一壓電元件

110‧‧‧振動端

111‧‧‧支撐件

12‧‧‧第二壓電元件

120‧‧‧振動端

121‧‧‧支撐件

13‧‧‧電路單元

14‧‧‧導線

15‧‧‧振動增幅件

16‧‧‧振動增幅件

17‧‧‧固定結構

2‧‧‧電子裝置

21‧‧‧供電單元

22‧‧‧處理單元

第一圖：係本發明收音裝置第一實施例之剖視示意圖。

第二圖：係本發明收音裝置第二實施例之剖視示意圖。

第三圖：係本發明收音裝置第三實施例之剖視示意圖。

第四圖：係本發明收音裝置第四實施例之剖視示意圖。

第五圖：係本發明收音裝置第五實施例之剖視示意圖。

第六圖：係本發明收音裝置第六實施例之部分剖視示意圖。

第六A圖：係本發明收音裝置第七實施例之部分剖視示意圖。

第七圖：係本發明收音裝置第八實施例之部分剖視示意圖。

第八圖：係本發明收音裝置第九實施例之部分剖視示意圖。

第九圖：係本發明使用收音裝置之電子裝置之方塊圖。

第十圖：係本發明使用收音裝置之電子裝置之示意圖。

1‧‧‧收音裝置

10‧‧‧容置體

101‧‧‧容置空間

102‧‧‧收音口

11‧‧‧第一壓電元件

110‧‧‧振動端

111‧‧‧支撐件

12‧‧‧第二壓電元件

120‧‧‧振動端

121‧‧‧支撐件

13‧‧‧電路單元

14‧‧‧導線

Claims (11)

1. 一種收音裝置，包括：一容置體，其具有一收音口；一第一壓電元件，其設置於該容置體內，以感測高頻聲波之振動而轉換輸出一訊號；一第二壓電元件，其設置於該容置體內，該第二壓電元件之長度較該第一壓電元件長，以感測低頻聲波之振動而轉換輸出一訊號；以及一電路單元，其電性連接於該第一壓電元件及該第二壓電元件，以接收該第一壓電元件及該第二壓電元件之訊號，並進行處理產生一聲音訊號；其中，該第一壓電元件及該第二壓電元件係呈彎折延伸且上下間隔地層疊設置。
2. 如申請專利範圍第1項所述之收音裝置，其中該容置體為金屬中空管狀體，該容置體具有一容置空間，該收音口連通該容置空間且位於該容置體之一端。
3. 如申請專利範圍第1項所述之收音裝置，其中該電路單元設於該容置體相對於該收音口之一端內，該第一壓電元件及該第二壓電元件之一端分別固設於該電路單元上。
4. 如申請專利範圍第1項所述之收音裝置，其中該電路單元設於該容置體相對於該收音口之一端外，該容置體相對於該收音口之一端內設有一固定結構，該第一壓電元件及該第二壓電元件之一端分別固設於該固定結構上。
5. 如申請專利範圍第1項所述之收音裝置，其中該第一壓電元件及該第二壓電元件各具有一振動端，該二振 動端朝向該收音口。
6. 如申請專利範圍第5項所述之收音裝置，其中該第一壓電元件及該第二壓電元件之振動端各設有一振動增幅件。
7. 如申請專利範圍第1項所述之收音裝置，其中該第一壓電元件及該第二壓電元件之材料為壓電陶瓷、壓電晶體或壓電薄膜。
8. 如申請專利範圍第1項所述之收音裝置，其中該第一壓電元件及該第二壓電元件內進一步設有一支撐件。
9. 如申請專利範圍第1項所述之收音裝置，其中該第一壓電元件及該第二壓電元件係為圓柱狀體或片狀體。
10. 如申請專利範圍第1項所述之收音裝置，其中該收音裝置係為接觸式或非接觸式收音裝置。
11. 一種使用如申請專利範圍第1項所述收音裝置之電子裝置，其中該收音裝置設於該電子裝置內，該電子裝置接收該聲音訊號以供儲存或輸出。