TWI843496B - 聲學輸出裝置 - Google Patents

Abstract

本說明書的一個或多個實施例涉及一種聲學輸出裝置，包括：壓電元件，用於將電信號轉換為機械振動；彈性元件，包括多個杆件結構，每個杆件結構包括一個或多個彎折區域；以及質量元件，所述質量元件通過彈性元件與壓電元件連接，接收機械振動以產生聲音信號，其中多個杆件結構位於垂直於質量元件振動方向的同一平面內，且多個杆件結構沿質量元件振動方向的投影具有兩個相互垂直的對稱軸。本說明書實施例通過設置聲學輸出裝置中彈性元件的形狀和結構，使彈性元件在垂直於質量元件振動方向的平面上能夠提供旋度相反的切應力，從而抑制質量元件和/或壓電元件在該平面內轉動產生的轉動模態，進而改善聲學輸出裝置的頻響曲線中因轉動模態產生的諧振穀。

Description

聲學輸出裝置

本發明涉及聲學技術領域，特別涉及一種聲學輸出裝置。

本發明案主張於2022年4月7日提交之申請號為202210361079.5的中國專利申請案的優先權，其全部內容通過引用的方式被包含於此。

壓電式揚聲器通常利用壓電陶瓷材料的逆壓電效應產生振動以向外輻射聲波，與傳動電磁式揚聲器相比，壓電式揚聲器可以具有機電換能效率高、能耗低、體積小、集成度高等優勢，在目前器件小型化和集成化的趨勢下，壓電式揚聲器具有極其廣闊的前景與未來。但是，與傳統的電磁式揚聲器對比，壓電式揚聲器由於壓電聲學器件的低頻響應較差，會使得壓電式揚聲器的低頻音質較差。同時，壓電式揚聲器在可聽域內的振動模態較多，也會導致其在無法形成較為平直的頻響曲線。

因此，有必要提出一種聲學輸出裝置，以減少可聽域內的振動模態，同時還能提高聲學輸出裝置的低頻回應。

說明書實施例提供一種聲學輸出裝置，包括壓電元件，用於將電信號轉換為機械振動；彈性元件，所述彈性元件包括多個杆件結構，每個杆件結構包括一個或多個彎折區域；以及質量元件，所述質量元件通過所述彈性元件與所述壓電元件連接，接收所述機械振動以產生聲音信號，其中所述多個杆件結構位於垂直於所述質量元件振動方向的同一平面內，且所述多個杆件結構沿所述質量元件振動方向的投影具有兩個相互垂直的對稱軸。

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些示例或實施例，對於本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖將本發明應用於其它類似情景。除非從語言環境中顯而易見或另做說明，圖中相同標號代表相同結構或操作。

應當理解，本文使用的“系統”、“裝置”、“單元”和/或“模組”是用於區分不同級別的不同元件、元件、部件、部分或裝配的一種方法。然而，如果其他詞語可實現相同的目的，則可通過其他表達來替換所述詞語。

如本發明和申請專利範圍書中所示，除非上下文明確提示例外情形，“一”、“一個”、“一種”和/或“該”等詞並非特指單數，也可包括複數。一般說來，術語“包括”與“包含”僅提示包括已明確標識的步驟和元素，而這些步驟和元素不構成一個排它性的羅列，方法或者設備也可能包含其它的步驟或元素。

本本發明使用了流程圖用來說明根據本發明的實施例的系統所執行的操作。應當理解的是，前面或後面操作不一定按照順序來精確地執行。相反，可以按照倒序或同時處理各個步驟。同時，也可以將其他操作添加到這些流程中，或從這些流程移除某一步或數步操作。

本說明書實施例提供的聲學輸出裝置可以包括但不限於骨傳導揚聲器、氣導揚聲器、骨傳導助聽器或氣導助聽器等。本說明書實施例提供的聲學輸出裝置可以包括壓電元件。壓電元件可以用於將電信號轉換為機械振動。壓電元件可以在逆壓電效應的作用下將輸入的電壓轉換為機械振動，從而輸出振動位移，因此，通過壓電元件輸出位移的聲學輸出裝置也稱為壓電式聲學輸出裝置。壓電式聲學輸出裝置中的壓電元件的工作模式通常採用d33工作模式和d31工作模式。壓電元件在d33工作模式下，壓電元件的極化方向與位移輸出方向相同。壓電元件在d31工作模式下，壓電元件的極化方向與位移輸出方向垂直。由於壓電元件通常具有較高的諧振頻率，因此壓電式聲學輸出裝置通常能夠提升高頻輸出，但壓電元件的低頻回應較差，在可聽域內（如20 Hz-20000 Hz）通常具有較多的振動模態，難以形成較平直的頻響曲線，從而影響聲學輸出裝置輸出的聲音音質。

為了解決壓電式聲學輸出裝置的低頻回應較差以及可聽域頻率範圍內模態較多的問題，本說明書實施例中提供的聲學輸出裝置可以包括質量元件和彈性元件，利用彈性元件與質量元件的組合結構在低頻範圍內（例如，20 Hz-2000 Hz）構建第一諧振峰，同時利用壓電元件在較高的頻率範圍（例如，1000 Hz-20000 Hz）內構建第二諧振峰，可以使第一諧振峰和第二諧振峰之間形成平直曲線。同時，通過設置彈性元件的形狀和結構，使彈性元件在垂直於質量元件振動方向的平面上能夠提供旋度相反的切應力，從而抑制質量元件和/或壓電元件在該平面內轉動而產生的轉動模態，進而改善聲學輸出裝置的頻響曲線中因轉動模態產生的諧振穀。

圖1是根據本說明書的一些實施例所示的聲學輸出裝置的示例性模組圖。在一些實施例中，聲學輸出裝置100可以包括壓電元件110、質量元件120以及彈性元件130。在一些實施例中，質量元件120可以通過彈性元件130與壓電元件110連接。在一些實施例中，彈性元件130可以是一個，質量元件120可以通過一個彈性元件130與壓電元件110連接。在一些實施例中，彈性元件130也可以是多個，質量元件120可以通過一個或多個彈性元件130與壓電元件110連接。在一些實施例中，壓電元件110可以是一個，也可以是多個。在一些實施例中，質量元件120可以與一個壓電元件110連接。在一些實施例中，質量元件120也可以分別與多個壓電元件110連接。在一些實施例中，多個壓電元件110之間可以相互連接。在一些實施例中，多個壓電元件110之間可以直接連接。在一些實施例中，多個壓電元件110之間也可以通過一個或多個彈性元件130連接。

壓電元件110可以是具有壓電效應的元器件。在一些實施例中，壓電元件110可以由壓電陶瓷、壓電聚合物等具有壓電效應的材料組成。在一些實施例中，壓電元件110可以用於將電信號轉換為機械振動。例如，當給壓電元件110施加交變的電信號時，壓電元件110可以發生往復變形從而產生機械振動。在一些實施例中，壓電元件110的振動方向與壓電元件110的電學方向（也稱為極化方向）可以相同。在一些實施例中，壓電元件110的振動方向與壓電元件110的電學方向也可以相互垂直。

在一些實施例中，壓電元件110的數量可以是一個，也可以是多個。在一些實施例中，當壓電元件110的數量為多個時，多個壓電元件110可以通過彈性元件130進行連接。在一些實施例中，通過彈性元件130相互連接的壓電元件110中的任意一個可以再次通過另外的彈性元件130與質量元件120連接。在一些實施例中，多個壓電元件110也可以沿多個壓電元件110的振動方向串聯成一個整體，串聯而成的壓電元件110可以通過彈性元件130與質量元件120連接。

在一些實施例中，壓電元件110可以具有規則（例如，圓形、環形、長方形等）或不規則形狀。例如，壓電元件110可以為環形結構，所述環形結構可以沿著軸線方向發生往復變形從而產生機械振動。再例如，壓電元件110可以包括壓電片和梁結構，所述壓電片可以沿著與壓電片的極化方向垂直的方向產生往復形變，從而帶動梁結構沿著所述壓電片的極化方向翹曲而產生機械振動。所述機械振動的方向可以與梁結構的長軸方向垂直。

在一些實施例中，壓電元件110的電學方向（例如，極化方向）可以與壓電元件110的機械振動方向相同。例如，壓電元件110可以在電信號的作用下沿壓電元件110的極化方向產生振動。僅作為示例，壓電元件110可以包括環形結構，環形結構可以是具有環形端面的柱狀結構。在一些實施例中，壓電元件110的極化方向可以平行於環形結構的軸線方向，在電信號的作用下，壓電元件110可以沿壓電元件110的環形結構的軸線方向產生振動。環形結構的軸線可以是連接柱狀結構的兩個環形端面的形心以及連接平行於環形端面的任意截切面的形心的虛擬線條。在一些實施例中，環形結構的軸線方向垂直於環形結構的環形表面。在一些實施例中，環形結構環形端面的形狀可以包括但不限於圓環形、橢圓環形、曲線環形或多邊環形等。在一些實施例中，壓電元件110的極化方向與環形結構的軸線方向平行，在電信號的作用下，壓電元件110可以沿壓電元件110的環形結構的軸線方向產生振動。

在一些實施例中，壓電元件110可以包括壓電片和基板。所述基板可以為梁結構，所述壓電片貼附在所述梁結構上。在電信號的作用下，所述壓電片可以發生往復形變，從而帶動梁結構振動。僅作為示例，壓電片可以在電信號的作用下沿著與壓電片的極化方向垂直的方向發生往復形變。所述往復形變可以進一步帶動梁結構沿著壓電片的極化方向發生翹曲，產生機械振動。所述機械振動的振動方向與所述壓電片的電學方向平行。

質量元件120可以是具有一定質量的元件。在一些實施例中，質量元件120可以作為聲學輸出裝置100的振動板或者振膜，以使聲學輸出裝置100通過質量元件120輸出振動。在一些實施例中，質量元件120的材料可以是金屬材料或非金屬材料。金屬材料可以包括但不限於鋼材（例如，不銹鋼、碳素鋼等）、輕質合金（例如，鋁合金、鈹銅、鎂合金、鈦合金等）等，或其任意組合。非金屬材料可以包括但不限於高分子材料、玻璃纖維、碳纖維、石墨纖維、碳化矽纖維等。在一些實施例中，質量元件120沿質量元件120的振動方向的投影可以為圓形、環形、矩形、五邊形、六邊形等規則和/或不規則多邊形。

在一些實施例中，質量元件120可以通過彈性元件130與壓電元件110連接，質量元件120接收壓電元件110的機械振動以產生聲音信號。在一些實施例中，質量元件120和與其連接的彈性元件130諧振可以使聲學輸出裝置100產生第一諧振峰。第一諧振峰對應的第一諧振頻率的大小受質量元件120的質量和彈性元件130的彈性係數的影響。在一些實施例中，第一諧振峰的頻率（也稱為第一諧振頻率）可以用公式（1）表示： ，（1） 其中， f表示第一諧振頻率， m表示質量元件120的質量， k表示彈性元件120的彈性係數。根據公式（1）可知，可以通過調整質量元件120的質量和/或彈性元件120的彈性係數來調整第一諧振峰對應的第一諧振頻率的大小，從而使第一諧振峰位於所需的頻率範圍內。

在一些實施例中，質量元件120可以通過彈性元件130與壓電元件110的內側連接。在一些實施例中，當壓電元件110基於電信號產生振動時，該振動通過彈性元件130傳遞至質量元件120，使質量元件120產生與壓電元件110的振動方向平行的振動。在一些實施例中，質量元件120與彈性元件130可以有一個或多個連接點。所述連接點沿壓電元件110的軸線方向的投影位於壓電元件110沿壓電元件110的軸線方向的投影以內。

在一些實施例中，質量元件120可以通過彈性元件130與壓電元件110的外側連接。例如，質量元件120的至少一部分為環形結構，質量元件120可以通過該環形結構與壓電元件110連接。例如，該環形結構可以位於壓電元件110的外部，環形結構的內徑可以大於壓電元件110的環形結構的外徑，使得質量元件120的環形結構沿壓電元件110的軸線方向的投影可以位於壓電元件110沿壓電元件110的軸線方向的投影以外。

在一些實施例中，質量元件120的至少一部分可以位於多個壓電元件110之間。在一些實施例中，壓電元件110可以包括直徑不同的第一壓電元件和第二壓電元件，第二壓電元件設置於第一壓電元件的內側，質量元件120的至少一部分可以位於第一壓電元件和第二壓電元件之間。在一些實施例中，質量元件120的至少一部分可以是環形結構，質量元件120的環形結構沿壓電元件110的軸線方向的投影可以位於第一壓電元件和第二壓電元件沿壓電元件110的軸線方向的投影之間。

在一些實施例中，當質量元件120的形狀為環形時，質量元件120沿壓電元件110的軸線方向遠離壓電元件110的一側可以設置有蓋板。蓋板可以對質量元件120沿壓電元件110的軸線方向遠離壓電元件110的一側進行密封。例如，質量元件120的形狀為圓環形，蓋板可以為圓形結構，蓋板的周側與質量元件120沿壓電元件110的軸線方向遠離壓電元件110的一側連接。通過在質量元件120沿壓電元件110的軸線方向遠離壓電元件110的一側設置蓋板，可以將蓋板作為振動板用於傳遞振動信號。在一些實施例中，蓋板還可以用於連接質量元件120與聲學輸出裝置100的其他結構，例如，振膜，以便使聲學輸出裝置100通過質量元件120驅動振膜振動。

彈性元件130可以是在外部載荷的作用下能夠發生彈性形變的元件。在一些實施例中，彈性元件130可以為具有良好彈性（即易發生彈性形變）的材料，使得與其連接的質量元件120具有良好的振動回應能力。在一些實施例中，彈性元件130的材質可以包括但不限於金屬材料、高分子材料、膠類材料等中的一種或多種。在一些實施例中，彈性元件130的數量可以是一個，也可以是多個。在一些實施例中，質量元件120可以通過一個彈性元件130與壓電元件110連接。例如，彈性元件130的形狀可以是環形，質量元件120與壓電元件110可以通過環形的彈性元件130進行連接。在一些實施例中，質量元件120可以通過多個彈性元件130與壓電元件110連接。例如，彈性元件130可以包括杆件結構，多個彈性元件130沿壓電元件110的圓周分佈並與質量元件120連接。

在一些實施例中，彈性元件130可以是傳振片。彈性元件130連接質量元件120與壓電元件110時，彈性元件130可以將壓電元件110產生的振動傳遞給質量元件120，以使質量元件120產生振動。在一些實施例中，彈性元件130也可以是傳振片上設置的連接杆，從而使得聲學輸出裝置100的加工過程更加簡便快捷。

在一些實施例中，彈性元件130可以為單層結構，單層結構是指一個或多個彈性元件130位於垂直於壓電元件110軸線方向的同一平面內。在一些實施例中，彈性元件130可以為多層結構，多層結構是指多個彈性元件位於垂直於壓電元件110軸線方向的不同平面內。

在一些實施例中，彈性元件130的形狀可以包括但不限於折線形、S形、樣條曲線形、弧形和直線形中的至少一種。彈性元件130的形狀可以根據聲學輸出裝置100的需求（例如，第一諧振峰的位置、加工聲學輸出裝置100的難易程度等）進行設置。

在一些實施例中，在聲學輸出裝置100的振動過程中，由於彈性元件130具有彎曲形狀，因此，在彎曲形狀所在的平面內，彈性元件130可能對質量元件120（和/或壓電元件110）提供切應力，當多個彈性元件130對質量元件120提供的切應力旋度相同時，質量元件120（和/或壓電元件110）可能存在繞其中心軸轉動的趨勢。切應力可以是彈性元件130向質量元件120（和/或壓電元件110）提供的與質量元件120上垂直於質量元件120的振動方向的任意截面相切的應力。在一些實施例中，在垂直於質量元件120振動方向的平面上，彈性元件130的至少兩個部分（例如，彈性元件中的上層彈性元件和下層彈性元件、杆件結構210中的第一彎折區域211和第二彎折區域212等）可以提供旋度相反的切應力。在一些實施例中，彈性元件130與質量元件120（和/或壓電元件110）連接，為了避免與彈性元件130連接的質量元件120（和/或壓電元件110）產生轉動趨勢，彈性元件130的至少兩個部分可以為質量元件120（和/或壓電元件110）提供旋度相反的切應力。旋度（也稱為旋度向量）可以為用於衡量切應力這一向量場的旋轉性質的向量運算元，該向量運算元的大小可以衡量切應力向量場的旋轉程度，該向量運算元的方向可以衡量切應力向量場的旋轉方向。旋度向量的方向可以根據旋轉方向、使用右手定則進行判斷。例如，壓電元件110在受到彈性元件130提供的切應力產生轉動時，根據右手定則，四指彎曲方向與環形結構的旋轉（或旋轉趨勢）方向一致，此時拇指的指向即為旋度向量的方向。在一些實施例中，彈性元件130可以包括至少兩個部分，所述至少兩個部分向質量元件120（和/或壓電元件110）提供的切應力的旋度可以相反，從而可以相互抵消，使得彈性元件130整體向質量元件120提供的切應力為零或接近為零，從而防止或者減小質量元件120的轉動。

在一些實施例中，彈性元件130可以包括多個杆件結構，每個杆件結構包括一個或多個彎折區域（例如，圖2所示的第一彎折區域211、第二彎折區域212等），每個彎折區域提供的切應力對應一個旋度。在一些實施例中，一個或多個彎折區域中的每個彎折區域提供的切應力對應的旋度的方向可以相同或不同。在一些實施例中，每個彎折區域提供的切應力對應的旋度的方向可以相反。

在一些實施例中，彈性元件130的數量為多個時，相鄰彈性元件130的彎折區域提供的切應力對應的旋度可以不同。在一些實施例中，當彈性元件130為單層結構時，多個彈性元件130沿質量元件120的振動方向的投影可以具有兩個相互垂直的對稱軸，以使得相鄰彈性元件130的彎折區域提供的切應力對應的旋度不同。

在一些實施例中，當彈性元件130為多層結構時，不同層的彈性元件130的彎折區域提供的切應力對應的旋度可以不同。在一些實施例中，彈性元件130可以是雙層結構，所述雙層結構提供的切應力的旋度可以相反。僅作為示例，彈性元件130可以包括第一螺旋結構和第二螺旋結構，第一螺旋結構和第二螺旋結構分別在垂直於壓電元件110軸線方向的不同平面內連接質量元件120和壓電元件110。在一些實施例中，第一螺旋結構和第二螺旋結構的軸線可以相同，且螺旋方向相反。通過設置螺旋方向相反的第一螺旋結構和第二螺旋結構，可以使得不同層的彈性元件130對質量元件120（和/或壓電元件110）提供的切應力的旋度方向相反，從而使得不同層的彈性元件130對質量元件120提供的切應力可以相互抵消，進而避免質量元件120存在轉動趨勢。關於彈性元件130的彎折區域及其設置的更多描述可以參見本說明書圖2-圖8B及其相關描述。

在一些實施例中，聲學輸出裝置100在可聽域頻率範圍內可以形成至少兩個諧振峰。在一些實施例中，彈性元件130和質量元件120諧振可以產生第一諧振峰；壓電元件110諧振可以產生第二諧振峰。在一些實施例中，第一諧振峰對應的頻率（也可以稱為第一諧振頻率）可以位於低頻範圍（例如，小於2000Hz）內，第二諧振峰對應的頻率（也可以稱為第二諧振頻率）可以位於中高頻（例如，大於1000Hz）範圍內。在一些實施例中，第二諧振峰對應的第二諧振頻率可以高於第一諧振峰對應的第一諧振頻率。在一些實施例中，第二諧振峰和第一諧振峰之間不體現諧振穀，第一諧振峰和第二諧振峰之間可以形成較為平直的曲線，從而提高聲學輸出裝置100的輸出聲音的音質。

在一些實施例中，根據公式（1）可知，可以通過調整質量元件120的質量和/或彈性元件130的彈性係數來調整第一諧振峰對應的第一諧振頻率的頻率範圍。在一些實施例中，第一諧振峰對應的第一諧振頻率的頻率範圍可以為50 Hz-2000 Hz。在一些實施例中，為了提高聲學輸出裝置100在較低頻率範圍內的聲音輸出，第一諧振峰對應的第一諧振頻率的頻率範圍可以為50 Hz-1000 Hz。

在一些實施例中，可以通過調整壓電元件110的結構參數（例如，尺寸、形狀、質量、材質等）來調整第二諧振峰對應的第二諧振頻率的頻率範圍。在一些實施例中，第二諧振頻率可以是壓電元件110的固有頻率。在一些實施例中，第二諧振峰對應的第二諧振頻率的頻率範圍可以為1000 Hz-50000 Hz。在一些實施例中，為了提高聲學輸出裝置100在較高頻率範圍內的聲音輸出，第二諧振峰對應的第二諧振頻率的頻率範圍可以為3000 Hz-10000 Hz。

在一些實施例中，為了使聲學輸出裝置100的頻響曲線在第一諧振峰和第二諧振峰之間有較大範圍的平坦區域，從而保證聲學輸出裝置100的低頻回應以及輸出聲音的音質，第二諧振峰對應的第二諧振頻率與第一諧振峰對應的第一諧振頻率的頻率比值範圍可以為20-200。在一些實施例中，第二諧振峰對應的第二諧振頻率與第一諧振峰對應的第一諧振頻率的頻率比值範圍可以為50-150。

在一些實施例中，彈性元件可以用於連接壓電元件與質量元件以傳遞振動。因此，彈性元件的結構設計可以影響聲學輸出裝置的振動特性。在一些實施例中，為了滿足彈性元件對於彈性係數的需求，可以將彈性元件設計成曲線形以增加彈性元件的長度，從而降低彈性元件的彈性係數。這種設置方式下，若彈性元件的形狀存在旋轉或非對稱構型，該構型可能會在垂直於質量元件振動方向的平面上為質量元件提供切應力，使聲學輸出裝置的質量元件在振動時產生轉動模態，從而影響聲學輸出裝置的輸出（在頻響曲線中可能表現為諧振穀），進而影響聲學輸出裝置的振動性能。因此，可以對彈性元件的結構進行合理的設計，以保證聲學輸出裝置的振動性能。

在一些實施例中，彈性元件可以包括多個杆件結構，質量元件與壓電元件之間通過多個杆件結構連接。多個杆件結構可以沿質量元件的周向分佈。在一些實施例中，多個杆件結構可以在質量元件的周向呈對稱分佈，以使聲學輸出裝置在可能產生轉動模態的情況下，可以利用彈性元件的對稱性（例如，彈性元件中多個杆件結構向質量元件提供的切應力的旋度相反）使轉動模態反相相消，從而減少或消除轉動模態產生的諧振穀。

在一些實施例中，杆件結構的形狀可以包括折線形、S形、樣條曲線形、弧形和直線形中的至少一種。在一些實施例中，杆件結構為不同形狀時，杆件結構可以具有不同的彎折區域，不同彎折區域向質量元件（和/或壓電元件）提供的切應力可以對應不同旋度。在一些實施例中，以杆件結構的兩端連線作為輔助線，杆件結構可以在輔助線的兩側交替連接形成子片段，多個子片段以相同的交替規律構成的片段即為杆件結構的彎折區域。以彈性元件的形狀是折線形為例，折線形可以先朝向輔助線的第一側彎折，再朝向輔助線的第二側彎折，之後再朝向第一側彎折，如此循環往復，當該迴圈規律改變時，折線段的彎折區域結束。

圖2是根據本說明書的一些實施例所示的彈性元件的示例性結構圖。如圖2所示，在一些實施例中，彈性元件200可以包括多個杆件結構210，每個杆件結構包括一個或多個彎折區域，每個彎折區域提供的切應力對應一個旋度。例如，圖2中彈性元件200中的每個杆件結構210可以包括兩個彎折區域，分別為第一彎折區域211和第二彎折區域212，第一彎折區域211和第二彎折區域212首尾相連構成杆件結構210。在一些實施例中，第一彎折區域可以具有第一彎折方向，第二彎折區域可以具有第二彎折方向。彎折方向可以是表達多個子片段在輔助線的兩側的交替規律的方向。如圖2所示，第一彎折區域211的彎折方向可以為第一方向，第二彎折區域212的彎折方向為第二方向，第一方向和第二方向相對於杆件結構210的輔助線（如圖2中虛線201所示）的朝向相反。在一些實施例中，第一方向可以是沿壓電元件的振動方向的投影平面中相對於彈性元件的投影形狀中心的逆時針方向，第二方向可以是沿壓電元件的振動方向的投影平面中相對於彈性元件的投影形狀中心的順時針方向。

在一些實施例中，彈性元件200的多個杆件結構210可以位於垂直於質量元件203振動方向的同一平面內。也可以理解為，彈性元件200的多個杆件結構210位於同一平面，該平面與質量元件203的振動方向垂直。

在一些實施例中，多個杆件結構210中的至少一個杆件結構可以包括多個分段，多個分段向質量元件203提供的切應力旋度相反。在一些實施例中，當杆件結構210包括兩個分段，即第一彎折區域211和第二彎折區域212時，第一彎折區域211和第二彎折區域212向質量元件203提供的切應力旋度可以相反。例如，彈性元件200在振動過程中，杆件結構210的第一彎折區域211使得質量元件120在垂直於振動方向的平面上存在轉動趨勢，轉動方向可以為第一方向。此時，第一彎折區域211可以向與其連接的質量元件203提供沿第一方向的切應力。第一彎折區域211向質量元件203提供的切應力可以具有第一旋度。類似地，彈性元件200在振動過程中，杆件結構210的第二彎折區域212也使得質量元件120在垂直於振動方向的平面上存在轉動趨勢，轉動方向可以是第二方向。此時，第二彎折區域212可以向與其連接的第一彎折區域211提供沿第二方向的切應力，使得質量元件203具有向第二方向轉動的趨勢，其等效於間接向質量元件203提供沿第二方向的切應力。為便於描述，在一些實施例中，彈性元件或其一部分間接向質量元件提供的切應力可以稱為彈性元件或其一部分向質量元件提供的切應力。因此，第二彎折區域212向質量元件203提供的切應力可以具有第二旋度。

在一些實施例中，杆件結構210中不同彎折區域向質量元件203提供的切應力的旋度可以相反。如圖2所示，第一彎折區域211和第二彎折區域212的彎折方向相反，振動過程中，第一彎折區域211和第二彎折區域212在垂直於振動方向的平面上的轉動趨勢方向相反，可以使得第一彎折區域211向質量元件203提供的切應力與第二彎折區域212向質量元件203提供的切應力旋度相反。例如，第一彎折區域211向質量元件203提供的切應力的旋度指出紙平面，第二彎折區域212向質量元件203提供的切應力的旋度指向紙平面。

在一些實施例中，第一彎折區域211向質量元件203提供第一旋度的第一切應力，第二彎折區域212向質量元件203提供第二旋度的第二切應力，第一旋度和第二旋度方向相反，第一切應力與第二切應力之間的反向作用可以使質量元件203由於第一彎折區域211轉動產生的第一轉動模態和第二彎折區域211轉動產生的第二轉動模態能夠相互抵消，從而減少或消除轉動模態產生的諧振穀。

在一些實施例中，杆件結構210包括的分段的數量為多個時，例如，杆件結構210不僅可以包括第一彎折區域211和第二彎折區域212，還可以包括更多彎折區域，例如，第三彎折區域、第四彎折區域等。杆件結構210包括多個分段時，多個分段中相鄰分段向質量元件203提供的切應力的旋度可以相反。

在一些實施例中，多個杆件結構210中的至少一個杆件結構沿質量元件203振動方向的投影可以具有至少一個對稱軸，位於對稱軸兩側的杆件結構向質量元件203提供的切應力旋度相反。例如，如圖2所示，當杆件結構210包括第一彎折區域211和第二彎折區域212時，杆件結構210沿質量元件203振動方向的投影可以具有對稱軸202。對稱軸202可以是過第一彎折區域211和第二彎折區域212的連接點A且垂直於杆件結構210的輔助線201的直線。位於對稱軸202兩側的杆件結構向質量元件203提供的切應力旋度相反。

在一些實施例中，彈性元件可以包括多個杆件結構。在一些實施例中，多個杆件結構位於垂直於質量元件振動方向的同一平面內時，多個杆件結構可以按照一定方式進行排列，使排列後的多個杆件結構沿質量元件振動方向的投影可以具有至少兩個相互垂直的對稱軸。

圖3是根據本說明書的一些實施例所示的彈性元件的示例性結構圖。在一些實施例中，彈性元件300的多個杆件結構的數量可以為偶數（例如，4個、8個等）。如圖3所示，在一些實施例中，連接質量元件320和壓電元件330的杆件結構的數量可以為4個，例如，第一杆件結構311、第二杆件結構312、第三杆件結構313和第四杆件結構314。4個杆件結構進行排列可以構成X形。在一些實施例中，4個杆件結構中相鄰杆件結構向質量元件320提供的切應力旋度可以相反，相對杆件結構向質量元件320提供的切應力的旋度可以相同。例如，第一杆件結構311和第二杆件結構312向質量元件320提供的切應力的旋度相反，第三杆件結構313和第四杆件結構314向質量元件320提供的切應力的旋度相反；第一杆件結構311和第四杆件結構314向質量元件320提供的切應力的旋度相同，第二杆件結構312和第三杆件結構313向質量元件320提供的切應力的旋度相同。4個杆件結構排列成X形時，4個杆件結構沿質量元件320振動方向的投影可以具有兩個相互垂直的第一對稱軸301和第二對稱軸302。

在一些實施例中，在彈性元件300中，單個杆件結構與對稱軸（例如，第一對稱軸301或第二對稱軸302）之間可以形成夾角，例如，第四杆件結構314與第一對稱軸301之間可以形成夾角 。通過調控夾角 的角度，可以控制聲學輸出裝置在振動時沿不同對稱軸的滾動模態。所述滾動可以指彈性元件300在振動時圍繞第一對稱軸301或第二對稱軸302進行的轉動。在一些實施例中，為了盡可能減少聲學輸出裝置振動時的滾動模態，夾角 的角度範圍可以為10°-30°。在一些實施例中，為了盡可能減少聲學輸出裝置振動時的滾動模態，夾角 的角度範圍可以為30°-60°。在一些實施例中，為了盡可能減少聲學輸出裝置振動時的滾動模態，夾角 的角度範圍可以為60°-80°。

在一些實施例中，聲學輸出裝置中的壓電元件330可以為環形結構（如圖3所示），彈性元件300的多個杆件結構沿環形結構的周向分佈。質量元件320與壓電元件330之間通過多個杆件結構進行連接。需要說明的是，彈性元件成不同形狀分佈（例如，X形分佈）時，壓電元件330的結構不限於圖3中所示的環形結構，壓電元件330也可以是其他結構類型，例如，壓梁結構（如圖4所示）。關於壓電元件330的結構的具體描述可以參見本說明書圖9-圖24及其相關描述。

圖4是根據本說明書的一些實施例所示的彈性元件的示例性結構圖。如圖4所示，聲學輸出裝置400還可以包括第一彈性元件431和第二彈性元件432。第二彈性元件432與第一彈性元件431分別與質量元件420連接。在一些實施例中，聲學輸出裝置400的壓電元件410可以包括梁結構，質量元件420可以連接於梁結構的中部。例如，質量元件420可以包括第一質量元件421和第二質量元件422，第二質量元件422連接於梁結構的中部。第二彈性元件432和第一彈性元件431分別與第一質量元件421連接。在一些實施例中，梁結構的其中一個表面或一組相對的表面可以貼附有壓電片（該一個或一組表面也稱為壓電表面），壓電片可以基於電信號發生伸縮變形，從而使梁結構可以基於電信號產生垂直於壓電表面的振動。在一些實施例中，梁結構的兩端設置有連接件411，梁結構通過兩端的連接件411與第一彈性元件431（和第二彈性元件432）的杆件結構的一端連接。第一彈性元件431（和第二彈性元件432）的杆件結構的另一端與質量元件420連接。

在一些實施例中，第二彈性元件432與第一彈性元件431可以位於同一平面上，第二彈性元件432與第一彈性元件431所在的平面與質量元件420的振動方向垂直。在一些實施例中，當壓電元件410為梁結構時，第二彈性元件432與第一彈性元件431所在的平面可以與梁結構的壓電表面平行。在一些實施例中，壓電元件410也可以是環形結構，這種情況下，第二彈性元件432與第一彈性元件431所在的平面可以與環形結構的環形表面平行。

在一些實施例中，彈性元件430包括的杆件結構的數量可以為8個，8個杆件結構可以構成雙X形。其中，第一彈性元件431中的4個杆件結構可以構成第一X形401，第二彈性元件432中的4個杆件結構構成第二X形402，第一X形401與第二X形402構成多個杆件結構的雙X形結構。在一些實施例中，多個杆件結構構成的雙X形結構可以是平行的雙X形（如圖4所示）、垂直的雙X形（如圖5所示）或者其他形式的反向對稱分佈的形狀。平行/垂直的雙X形可以是指第一X形401的兩個對稱軸與第二X形402的兩個對稱軸分別對應平行/垂直。在一些實施例中，圖4所示的雙X形結構中的任意一個X形結構可以與圖3所示的X形結構相同或相似。例如，在第一彈性元件431和/或第二彈性元件432中的4個杆件結構中，相鄰杆件結構向質量元件420提供的切應力旋度可以相反，相對杆件結構向質量元件420提供的切應力的旋度可以相同。

在一些實施例中，第二彈性元件432的中心軸與第一彈性元件431的中心軸可以平行設置。第一彈性元件431（和/或第二彈性元件432）的中心軸可以是經過4個杆件結構所在直線的延長線的交點，且垂直於第一彈性元件431（和/或第二彈性元件432）所在平面的軸線。在一些實施例中，第一彈性元件431（和/或第二彈性元件432）的中心軸可以與質量元件420的振動方向平行。在一些實施例中，通過設置第二彈性元件432的中心軸與第一彈性元件431的中心軸平行，可以使彈性元件430的多個杆件結構構成的雙X形結構為平行的雙X形結構。在一些實施例中，形成第一X形401的第一彈性元件431中的4個杆件結構可以通過連接件411與一個壓電元件410（例如，梁結構）連接，形成第二X形402的第二彈性元件432中的4個杆件結構通過連接件411與另一個壓電元件410（例如，梁結構）連接，兩個壓電元件410在同一個平面內相互平行設置。形成第一X形401的4個杆件結構和形成第二X形402的4個杆件結構還分別與質量元件420連接。在一些實施例中，質量元件420可以是一個，或者質量元件420也可以是多個，多個質量元件420可以通過剛性連接件（圖中未示出）相互連接。

圖5是根據本說明書的一些實施例所示的彈性元件的示例性結構圖。如圖5所示，在一些實施例中，第二彈性元件432與第一彈性元件431也可以共軸設置。即，第二彈性元件432的中心軸與第一彈性元件431的中心軸重合。在一些實施例中，彈性元件430的多個杆件結構構成的雙X形結構沿著振動方向的投影可以為相互垂直的雙X形。兩個X形相互垂直可以指兩個X形的對稱軸相互垂直。在一些實施例中，第二彈性元件432與第一彈性元件431可以位於垂直於振動方向的同一平面內。在一些實施例中，第二彈性元件432與第一彈性元件431可以位於垂直於振動方向的不同平面內。在一些實施例中，圖5所示的雙X形結構中的任意一個X形結構可以與圖3所示的X形結構相同或相似。例如，在第一彈性元件431和/或第二彈性元件432中的4個杆件結構中，相鄰杆件結構向質量元件420提供的切應力旋度可以相反，相對杆件結構向質量元件420提供的切應力的旋度可以相同。

在一些實施例中，形成第一X形401的4個杆件結構可以通過連接件411與一個壓電元件（例如，梁結構）連接，形成第二X形402的4個杆件結構與另一壓電元件連接，兩個壓電元件在同一平面內相互垂直設置。

在一些實施例中，彈性元件的形狀結構不同時，聲學輸出裝置的振動性能可能有所差異。彈性元件的反向對稱性的程度越高，彈性元件振動產生的轉動模態越少，聲學輸出裝置的振動性能越高。圖6是根據本說明書的一些實施例所示的聲學輸出裝置的頻響曲線圖。如圖6所示，橫坐標表示聲學輸出裝置的諧振頻率，單位是Hz，縱坐標表示聲學輸出裝置的加速度輸出強度，單位是dB。曲線601可以表示彈性元件為單X形（例如，圖3中的彈性元件300）時聲學輸出裝置的頻響曲線，曲線602可以表示彈性元件為平行雙X形（例如，圖4中的彈性元件430）時聲學輸出裝置的頻響曲線，曲線603可以表示彈性元件為非平行雙X形（例如，圖5中的彈性元件430）時聲學輸出裝置的頻響曲線。結合曲線601、曲線602和曲線603可知，彈性元件的構型為單X形、平行雙X形和其他類型的雙X形時，聲學輸出裝置的頻率回應效果較好。需要說明的是，彈性元件為單X形時，曲線601在1411Hz附近產生了諧振穀，該諧振穀不是彈性元件的轉動模態產生的，而是由於與壓電元件連接的質量元件以及該壓電元件形成的振動系統吸收了輸出端的振動導致的。例如，結合圖4，諧振穀可以是第二質量元件422以及壓電梁410形成的振動系統吸收了第一質量元件421的振動導致的。

在一些實施例中，彈性元件也可以設置為雙層結構，雙層彈性元件沿質量元件的振動方向呈上下分佈。在一些實施例中，上層彈性元件和下層彈性元件向質量元件提供的切應力的旋度可以相反。例如，上層彈性元件的多個彎折區域提供的切應力的旋度與下層彈性元件的多個彎折區域提供的切應力的旋度分別對應相反。在一些實施例中，雙層彈性元件中的每一層彈性元件向質量元件提供的切應力的旋度可以相反。例如，每一層彈性元件可以包括至少兩個部分，所述至少兩個部分可以向質量元件提供旋度相反的切應力，所述旋度相反的切應力可以相互抵消，使得每一層彈性元件向質量元件提供的切應力為零或接近為零。

在一些實施例中，雙層設置的彈性元件的形狀可以是雙層折線形、雙層S形、雙層樣條曲線形或雙層弧形等中的任意一種。例如，雙層設置的彈性元件中的第一層為沿第一方向設置的多個折線形杆件結構，第二層為沿第二方向設置的多個折線形杆件結構。第一方向和第二方向相對於杆件結構的輔助線方向相反。再例如，雙層設置的彈性元件中的每一層彈性元件可以包括多個杆件結構，每一層的多個杆件結構沿質量元件振動方向的投影可以具有兩個相互垂直的對稱軸（例如，雙層設置的彈性元件300）。

在一些實施例中，當彈性元件的結構為雙層結構時，位於同一層的彈性元件中的每個杆件結構包括的多個彎折區域中，相鄰彎折區域提供的切應力的旋度可以相反。在一些實施例中，沿質量元件的振動方向，不同層面上相對設置的兩個杆件結構提供的切應力的旋度也可以相反。

圖7A是根據本說明書的一些實施例所示的彈性元件的示例性結構圖。參見圖7A，彈性元件730可以包括第一螺旋結構731和第二螺旋結構732，第一螺旋結構731和第二螺旋結構732分別連接質量元件720和壓電元件710。在一些實施例中，第一螺旋結構731和第二螺旋結構732可以沿質量元件720振動方向上下排列。第一螺旋結構731與壓電元件710的連接位置可以是壓電元件710較為靠近質量元件720的一側。第二螺旋結構732與壓電元件710的連接位置可以是壓電元件710較為遠離質量元件720的一側。

在一些實施例中，第一螺旋結構731和第二螺旋結構732的軸線可以相同，且螺旋方向相反。螺旋方向可以是螺旋結構繞其軸線旋轉的方向。在一些實施例中，至少兩個彈性元件730可以沿同一軸線向相反方向進行旋轉以形成螺旋方向相反的第一螺旋結構731和第二螺旋結構732。

在一些實施例中，通過將彈性元件730設置為雙層螺旋結構，可以減小聲學輸出裝置700-1振動過程中的彈性元件730的轉動幅度。同時，雙層螺旋結構還可以增加彈性元件730的彈性係數，從而使彈性元件730和質量元件720諧振產生的第一諧振峰右移（即向高頻移動），以滿足聲學輸出裝置700-1的振動性能的需求。

圖7B是根據本說明書的一些實施例所示的彈性元件的示例性結構圖。圖7A中所示的彈性元件730的雙螺旋結構也可以適用於圖7B所示的聲學輸出裝置700-2。圖7B中的彈性元件的結構與圖7A中的彈性元件的結構大致相同，不同之處在於彈性元件排列方式不同。

參見圖7B，在一些實施例中，彈性元件760可以包括第一螺旋結構761和第二螺旋結構762，第一螺旋結構761和第二螺旋結構762沿質量元件750的厚度方向上下排列。第一螺旋結構761和第二螺旋結構762的螺旋方向相反。

在一些實施例中，第一螺旋結構761和第二螺旋結構762的中心可以剛性連接。第一螺旋結構761和第二螺旋結構762可以通過剛性連接的中心與質量元件750連接。例如，第一螺旋結構761的中心和第二螺旋結構762的中心可以通過連接件（未示出）實現剛性連接。所述剛性連接的中心可以通過該連接件進一步與質量元件750連接。第一螺旋結構761和第二螺旋結構762可以通過外緣與壓電元件710連接。在一些實施例中，第一螺旋結構761和第二螺旋結構762的外緣也可以剛性連接。例如，第一螺旋結構761和第二螺旋結構762的外緣可以通過連接件711實現剛性連接。所述剛性連接的外緣可以進一步通過連接件711與壓電元件710連接。

在一些實施例中，彈性元件為螺旋結構時，螺旋結構的層數不同，對應的聲學輸出裝置的振動性能也可以不同。在一些實施例中，雙層螺旋結構的反向對稱性高於單層螺旋結構的反向對稱性，因此，彈性元件為雙螺旋結構的聲學輸出裝置的振動性能可以好於彈性元件是單層螺旋結構的聲學輸出裝置的振動性能。圖7C是根據本說明書的一些實施例所示的聲學輸出裝置的示例性頻響曲線圖。其中，曲線701可以表示彈性元件為單層螺旋結構的聲學輸出裝置的頻響曲線，曲線702可以表示彈性元件為雙層螺旋結構的聲學輸出裝置的頻響曲線。對比曲線701和曲線702可知，相對於彈性元件為單層螺旋結構而言，彈性元件為雙層螺旋結構時的聲學輸出裝置的頻響曲線702形成的諧振穀的峰值有較為明顯的提升。

圖8A是根據本說明書的一些實施例所示的彈性元件的示例性結構圖。參見圖8A，聲學輸出裝置800-1可以包括壓電元件810、質量元件820以及彈性元件830。其中，壓電元件810可以包括第一壓電元件811和第二壓電元件812，第二壓電元件812位於第一壓電元件811的內側。質量元件820位於第二壓電元件812內側。

在一些實施例中，彈性元件830可以包括內環彈性元件832以及外環彈性元件831。在一些實施例中，內環彈性元件832向質量元件820提供的切應力的旋度與外環彈性元件831向質量元件820提供的切應力的旋度可以相反，以使彈性元件830整體能夠向質量元件820提供相互抵消的切應力。在一些實施例中，內環彈性元件832和外環彈性元件831的形狀可以為S形，內環彈性元件832的S形的杆件結構向質量元件820提供的切應力對應的第一旋度與外環彈性元件831的S形的杆件結構向質量元件820提供的切應力對應的第二旋度相反。內環彈性元件832可以向質量元件820提供第一旋度的切應力，外環彈性元件831可以向質量元件820提供第二旋度的切應力，由於第一旋度與第二旋度相反，因此，彈性元件830整體可以向質量元件820提供相互抵消的切應力。

在一些實施例中，內環彈性元件832向質量元件820提供的切應力的旋度與外環彈性元件831向質量元件820提供的切應力的旋度相反時，聲學輸出裝置800-1在振動過程中，內環彈性元件832產生的轉動模態與外環彈性元件831產生的轉動模態可以相反，從而使內環彈性元件832產生的轉動模態與外環彈性元件831產生的轉動模態相互抵消（或減弱），從而在整體上降低聲學輸出裝置800-1在振動過程中的轉動模態。

圖8B是根據本說明書的一些實施例所示的彈性元件的示例性結構圖。圖8B所示的彈性元件與圖8A所示的彈性元件的結構大致相同，區別之處在於彈性元件的形狀。聲學輸出裝置800-2的彈性元件830的形狀為弧形。內環彈性元件832的弧形提供的切應力的第一旋度與外環彈性元件831的弧形提供的切應力的第二旋度相反。

在一些實施例中，彈性元件包括內環彈性元件以及外環彈性元件時，內/外環彈性元件的形狀可以不限於S形和弧形，還可以是其他形狀，例如，折線形或者樣條曲線形等。

關於彈性元件包括內環彈性元件以及外環彈性元件的更多內容可以參見本說明書圖12-圖18及其相關描述。

圖9是根據本說明書的一些實施例所示的聲學輸出裝置的示例性結構圖。如圖9所示，聲學輸出裝置900可以包括一個或多個壓電元件910、質量元件920和一個或多個彈性元件930。其中，一個或多個彈性元件930中的至少一個可以用於連接質量元件920和壓電元件910。

在一些實施例中，一個或多個壓電元件910可以包括第一壓電元件911，第一壓電元件911可以為環形結構。環形結構的軸線方向與質量元件920的振動方向平行。在一些實施例中，第一壓電元件911沿軸線方向的一端固定（也稱為固定端），質量元件920通過彈性元件930與第一壓電元件911上除這一端以外的其它位置連接。在本說明書實施例中，壓電元件（如第一壓電元件、第二壓電元件等）的一端是指從該壓電元件的環形結構的其中一個環形端面起，沿環形結構的軸線方向具有一定厚度（例如，占環形結構總厚度的0.1%、5%或0.1%~30%範圍內的任意厚度）的全部區域。例如，第一壓電元件911沿軸線方向的一端固定可以是第一壓電元件911的其中一個環形端面可以固定。又例如，第一壓電元件911沿軸線方向的一端固定也可以是第一壓電元件911的其中一個環形端面附近一定厚度區域的環形結構的內側面和/或外側面可以固定。在一些實施例中，彈性元件930可以連接於與固定端的環形端面相對的另一環形端面。在一些實施例中，彈性元件930也可以連接於環形結構的內側面，並且在內側面的連接位置不屬於固定端的區域。

在一些實施例中，質量元件的至少一部分可以位於壓電元件的內側。例如，質量元件與彈性元件的連接點沿壓電元件的軸線方向的投影位於壓電元件沿軸線方向的投影以內。例如，如圖9所示，壓電元件910、彈性元件930以及質量元件920沿壓電元件910的軸線方向的投影由外之內依次排布。在一些實施例中，質量元件920可以位於第一壓電元件911的內側時，質量元件920的形狀可以為柱狀（如圖9所示）、環形等。

在一些實施例中，連接質量元件920和第一壓電元件911的彈性元件930可以包括多個杆件結構，多個杆件結構沿環形結構的周向分佈。在一些實施例中，彈性元件930的一端可以連接於質量元件920沿軸線方向的任一表面（例如，靠近壓電元件910的表面）。在其他實施例中，彈性元件930的一端也可以連接於質量元件920的周側表面。在一些實施例中，彈性元件930的另一端可以連接於壓電元件910上的非固定端的任一表面。例如，在一些實施例中，彈性元件930的另一端可以連接於壓電元件910上靠近質量元件920的環形端面。又例如，在一些實施例中，彈性元件930的另一端也可以連接於壓電元件910的周側內表面。彈性元件930與質量元件920和/或壓電元件910的連接位置可以根據聲學輸出裝置900在結構上的可行性進行設置。

在一些實施例中，彈性元件930可以包括至少兩個部分，所述至少兩個部分可以向質量元件920提供旋度相反的切應力，所述旋度相反的切應力可以相互抵消，使得彈性元件930向質量元件920提供的切應力為零或接近為零。例如，多個杆件結構中每個杆件結構可以包括一個或多個彎折區域，一個或多個彎折區域中相鄰彎折區域向質量元件920提供的切應力旋度可以相反，以使每個杆件結構整體向質量元件920提供的切應力為零或接近為零。在一些實施例中，彈性元件930的結構可以與圖2-圖5中所述的彈性元件的結構相同或相似，關於彈性元件結構的具體內容可以參見圖2-圖5及其相關描述。

在一些實施例中，質量元件920和彈性元件930諧振可以產生第一諧振峰，第一壓電元件911諧振可以產生第二諧振峰。第一諧振峰的位置，也即是第一諧振峰對應的第一諧振頻率的大小可以由質量元件920的質量以及彈性元件930的彈性係數決定。第二諧振峰的位置，也即是第二諧振峰對應的第二諧振頻率的大小可以由壓電元件910的結構參數（例如，尺寸）決定。

圖10是根據本說明書的一些實施例所示的聲學輸出裝置的頻響曲線圖。如圖10所示，橫坐標表示聲學輸出裝置的諧振頻率，單位是Hz，縱坐標表示聲學輸出裝置的加速度輸出強度，單位是dB。在一些實施例中，參見圖10，聲學輸出裝置（例如，聲學輸出裝置900）在可聽域（如20Hz-20KHz）頻率範圍內可以形成至少兩個諧振峰，其中，第一諧振峰1010可以是質量元件920和彈性元件930諧振產生的，第二諧振峰1020可以是壓電元件910諧振產生的。在一些實施例中，聲學輸出裝置900的第一諧振峰1010的頻率 f1的範圍可以位於50Hz-9000Hz。在一些實施例中，為了保證聲學輸出裝置900的低頻回應，聲學輸出裝置900的第一諧振峰1010的頻率 f1的範圍可以位於50 Hz-500 Hz。在一些實施例中，為了保證聲學輸出裝置900的低頻回應，聲學輸出裝置900的第一諧振峰1010的頻率 f1的範圍可以位於50 Hz-300 Hz。在一些實施例中，聲學輸出裝置900的第二諧振峰1020的頻率 f2的範圍可以位於1000 Hz-90000 Hz。在一些實施例中，為了保證聲學輸出裝置900的高頻回應，聲學輸出裝置900的第二諧振峰1020的頻率 f2的範圍可以位於9000 Hz-10000 Hz。在一些實施例中，為了保證聲學輸出裝置900在頻率回應範圍內輸出聲音的音質，聲學輸出裝置900的第二諧振峰1020的頻率 f2的範圍可以位於3000 Hz-7000 Hz。第一諧振峰1010和第二諧振峰1020之間的頻響曲線可以較為平直，在第一諧振頻率 f1至第二諧振頻率 f2之間的頻率範圍內，聲學輸出裝置900具有較高的輸出回應能力，當聲學輸出裝置900應用於聲學輸出裝置時，可以輸出音質較高的聲音。

在一些實施例中，質量元件的至少一部分可以位於壓電元件的外側。例如，質量元件的至少一部分可以為環形結構，質量元件的環形結構通過彈性元件與壓電元件連接。質量元件的環形結構沿著環形結構軸線方向的投影可以位於壓電元件沿所述軸線方向的投影以外。圖11A是根據本說明書的一些實施例所示的聲學輸出裝置的示例性結構圖。如圖11A所示，質量元件1120也可以位於第一壓電元件1111的外側，質量元件1120沿第一壓電元件1111的軸線方向的投影位於第一壓電元件1111沿軸線方向的投影以外，質量元件1120和第一壓電元件1111之間通過彈性元件1130連接。第一壓電元件1111、彈性元件1130以及質量元件1120沿第一壓電元件1111的軸線方向的投影由內之外依次排布。在一些實施例中，質量元件1120位於第一壓電元件1111的外側時，質量元件1120的形狀可以為環形。

在一些實施例中，質量元件1120位於第一壓電元件1111的外側時，質量元件1120沿第一壓電元件1111的軸線方向遠離第一壓電元件1111的一側可以設置有蓋板1121。蓋板1121可以對質量元件1120沿第一壓電元件1111的軸線方向遠離第一壓電元件1111的一側進行密封。例如，蓋板1121可以為圓形結構，蓋板1121的周側與質量元件1120沿第一壓電元件1111的軸線方向遠離第一壓電元件1111的一側對齊設置並緊密連接。通過在質量元件1120沿第一壓電元件1111的軸線方向遠離第一壓電元件1111的一側設置蓋板1121，可以將蓋板1121作為振動板用於傳遞振動信號。蓋板1121還可以用於連接質量元件1120與聲學輸出裝置1100的其他結構，例如，振膜。

圖11B是根據本說明書的一些實施例所示的聲學輸出裝置的頻響曲線圖。質量元件1120位於第一壓電元件1111的外側時，聲學輸出裝置1100的頻響曲線圖可以如圖11B所示。在一些實施例中，聲學輸出裝置1100的第一諧振峰1101的頻率 f1（也稱為第一諧振頻率）的範圍可以位於50Hz-11000Hz。在一些實施例中，為了保證聲學輸出裝置1100的低頻回應，聲學輸出裝置1100的第一諧振峰1101的頻率 f1的範圍可以位於50 Hz-500 Hz。在一些實施例中，為了保證聲學輸出裝置1100的低頻回應，聲學輸出裝置1100的第一諧振峰1101的頻率 f1的範圍可以位於50 Hz-300 Hz。在一些實施例中，聲學輸出裝置1100的第二諧振峰1102的頻率 f2（也稱為第二諧振頻率）的範圍可以位於1000 Hz-50000 Hz。在一些實施例中，為了保證聲學輸出裝置1100的高頻回應，聲學輸出裝置1100的第二諧振峰1102的頻率 f2的範圍可以位於1000 Hz-10000 Hz。在一些實施例中，為了保證聲學輸出裝置1100的高頻回應，聲學輸出裝置1100的第二諧振峰1102的頻率 f2的範圍可以位於4000 Hz-8000 Hz。

圖12是根據本說明書的一些實施例所示的聲學輸出裝置的示例性結構圖。參見圖12，聲學輸出裝置1200可以包括一個或多個壓電元件1210、質量元件1220和一個或多個彈性元件1230。其中，一個或多個彈性元件1230中的至少一個可以用於連接質量元件1220和壓電元件1210。

在一些實施例中，一個或多個壓電元件1210可以包括第一壓電元件1211和第二壓電元件1212，第一壓電元件1211包括第一環形結構，第二壓電元件1212包括第二環形結構；第二壓電元件1212設置於第一環形結構內側。在一些實施例中，第一壓電元件1211沿軸線方向的一端（例如，遠離質量元件1220的一端）可以固定，第二壓電元件1212連接通過一個或多個彈性元件1230中的至少一個與第一壓電元件1211的固定端以外的其它位置連接；質量元件1220通過一個或多個彈性元件1230中的至少另一個與第二壓電元件1212連接。在一些實施例中，質量元件1220的至少一部分可以位於第二壓電元件1212的內部。例如，質量元件1220與彈性元件1230（例如，內環彈性元件1232）的連接點沿軸線方向的投影可以位於第二環形結構沿軸線方向的投影以內。

在一些實施例中，彈性元件1230可以包括外環彈性元件1231和內環彈性元件1232。外環彈性元件1231位於第一壓電元件1211和第二壓電元件1212之間，第一壓電元件1211和第二壓電元件1212之間通過外環彈性元件1231連接。內環彈性元件1232位於第二壓電元件1212和質量元件1220之間，第二壓電元件1212和質量元件1220之間通過內環彈性元件1232連接。

在一些實施例中，內環彈性元件1232和外環彈性元件1231向質量元件1220提供的切應力旋度相反。在一些實施例中，內環彈性元件1232中的多個杆件結構與外環彈性元件1231的多個杆件結構向質量元件1220提供的切應力旋度可以分別對應相反。例如，內環彈性元件1232可以向質量元件1220提供第一旋度的切應力，外環彈性元件1231可以向質量元件1220提供第二旋度的切應力。在一些實施例中，如圖12所示，內環彈性元件1232和外環彈性元件1231可以包括多個杆件結構，每個杆件結構包括一個或多個彎折區域。通過設置內環彈性元件1232和外環彈性元件1231中杆件結構的彎折方向相反，可以使第一旋度與第二旋度相反，從而實現內環彈性元件1232和外環彈性元件1231向質量元件1220提供旋度相反的切應力。在一些實施例中，內環彈性元件1232和外環彈性元件1231的形狀可以不限於如圖12所示的S形，還可以是其他形狀，例如，折線形、樣條曲線形、弧形和直線形等。在一些實施例中，內環彈性元件1232和外環彈性元件1231還可以包括螺旋結構。通過設置內環彈性元件1232和外環彈性元件1231中螺旋結構的螺旋方向相反，可以使第一旋度與第二旋度相反，從而實現內環彈性元件1232和外環彈性元件1231向質量元件1220提供旋度相反的切應力。由此，內環彈性元件1232和外環彈性元件1231向質量元件1220提供的切應力可以相互抵消，使彈性元件1230向質量元件1220提供的切應力為零或接近為零，從而防止或者減小質量元件1220的轉動。

在一些實施例中，通過在聲學輸出裝置1200中設置第二壓電元件1212，第二壓電元件1212與質量元件1220（以及連接第二壓電元件1212與質量元件1220的彈性元件）可以構成整體質量，當該整體質量與連接該整體質量與第一壓電元件1211的彈性元件諧振時，由於該整體質量大於質量元件的質量，從而使聲學輸出裝置1200的第一諧振峰向低頻移動，並且聲學輸出裝置1200在振動時，第一環形結構和第二環形結構構成的雙環形結構諧振還能夠產生位於第一諧振峰和第二諧振峰之間的第三諧振峰，在聲學輸出裝置1200的頻響曲線中可以表現為在第一諧振峰和第二諧振峰之間的位置額外形成一個諧振峰，即第三諧振峰。在一些實施例中，第三諧振峰對應的第三諧振頻率可以位於第一諧振峰對應的第一諧振頻率和第二諧振峰對應的第二諧振頻率之間。在一些實施例中，具有雙環形結構的聲學輸出裝置1200的第一諧振峰的頻率範圍可以為50Hz-2000Hz。在一些實施例中，為了保證聲學輸出裝置1200的低頻回應，具有雙環形結構的聲學輸出裝置1200的第一諧振峰的頻率範圍可以為50 Hz-1000 Hz。在一些實施例中，為了保證聲學輸出裝置1200的低頻回應，具有雙環形結構的聲學輸出裝置1200的第一諧振峰的頻率範圍可以為50 Hz-500 Hz。在一些實施例中，為了保證聲學輸出裝置1200的低頻回應，具有雙環形結構的聲學輸出裝置1200的第一諧振峰的頻率範圍可以為50 Hz-100 Hz。

圖13是根據本說明書的一些實施例所示的聲學輸出裝置的頻響曲線圖。其中，曲線1310可以表示只設置第一壓電元件的聲學輸出裝置（例如，聲學輸出裝置900）的頻響曲線，曲線1320、1330、1340以及1350表示設置第一壓電元件和第二壓電元件，且第一壓電元件與第二壓電元件所接收的電信號具有不同相位差時聲學輸出裝置（例如，聲學輸出裝置1200）的頻響曲線。對比曲線1310和曲線1320-1350可知，當聲學輸出裝置額外設置第二壓電元件時，聲學輸出裝置的頻響曲線1320中不僅可以形成第一諧振峰1301和第二諧振峰1302，還可以額外形成一個諧振峰，即第三諧振峰1303。

在一些實施例中，聲學輸出裝置包括第一壓電元件和第二壓電元件時，質量元件的至少一部分可以位於第一壓電元件的外側。圖14是根據本說明書的一些實施例所示的聲學輸出裝置的示例性結構圖。如圖14所示，一個或多個壓電元件1410可以包括第一壓電元件1411和第二壓電元件1412，第一壓電元件1411包括第一環形結構，第二壓電元件1412包括第二環形結構；第二壓電元件1412設置於第一環形結構內側。在一些實施例中，第二壓電元件1412沿環形結構的軸線方向的一端可以固定，第一壓電元件1411通過一個或多個彈性元件1430中的至少一個（例如，內環彈性元件1432）與第二壓電元件1412的固定端以外的其它位置連接；質量元件1420的至少一部分可以為環形結構，質量元件1420的環形結構通過彈性元件1430中的外環彈性元件1431與第一環形結構連接，質量元件1420的環形結構沿軸線方向的投影可以位於第一環形結構沿軸線方向的投影以外。在一些實施例中，如圖14所示，內環彈性元件1432和外環彈性元件1431可以包括多個杆件結構，每個杆件結構包括一個或多個彎折區域。在一些實施例中，內環彈性元件1432和外環彈性元件1431的形狀可以不限於如圖14所示的S形，還可以是其他形狀，例如，折線形、樣條曲線形、弧形和直線形等。在一些實施例中，內環彈性元件1432和外環彈性元件1431還可以包括螺旋結構。在一些實施例中，內環彈性元件1432可以向質量元件1420提供第一旋度的切應力，外環彈性元件1431可以向質量元件1420提供第二旋度的切應力。通過設置內環彈性元件1432和外環彈性元件1431的結構（例如，杆件結構的彎折方向相反、螺旋結構的螺旋方向相反等），可以使第一旋度與第二旋度相反，從而實現內環彈性元件1432和外環彈性元件1431向質量元件1420提供旋度相反的切應力。從而能使彈性元件1430向質量元件1420提供的切應力為零或接近為零，從而防止或者減小質量元件1420的轉動。

在一些實施例中，聲學輸出裝置1400包括第一壓電元件1411和第二壓電元件1412，且質量元件1420位於第一壓電元件1411的外側時，質量元件1420沿第一壓電元件1411的軸線方向遠離第一壓電元件1411的一側可以設置有蓋板。在一些實施例中，質量元件1420呈封閉狀的一側（即質量元件1420設置有蓋板的一側）可以向遠離未封閉一側的方向延伸，質量元件1420呈封閉狀的表面沿軸線方向的投影可以為多種形狀，例如，圓形、方形等。質量元件1420未封閉的一端與壓電元件1410（例如，第一壓電元件1411）連接，質量元件1420未封閉的一端的端面沿軸線方向的投影為環形。

在一些實施例中，第一壓電元件1411與質量元件1420（以及連接第一壓電元件1411與質量元件1420的彈性元件）可以構成整體質量，當該整體質量與連接該整體質量與第二壓電元件1412的彈性元件諧振時，可以使得聲學輸出裝置1400的第一諧振峰向低頻移動，並且聲學輸出裝置1400的雙環形結構諧振還能夠產生位於第一諧振峰和第二諧振峰之間的第三諧振峰。

圖15是根據本說明書的一些實施例所示的聲學輸出裝置的頻響曲線圖。其中，曲線1510可以表示只設置第一壓電元件的聲學輸出裝置（例如，聲學輸出裝置900）的頻響曲線，曲線1520、1530、1540以及1550表示設置第一壓電元件和第二壓電元件，且第一壓電元件與第二壓電元件所接收的電信號具有不同相位差時聲學輸出裝置（例如，聲學輸出裝置1400）的頻響曲線。對比曲線1510和曲線1520-1550可知，當聲學輸出裝置額外設置第二壓電元件時，聲學輸出裝置的頻響曲線1520中不僅可以形成第一諧振峰1501和第二諧振峰1502，還可以形成第三諧振峰1503。

在一些實施例中，聲學輸出裝置包括第一壓電元件和第二壓電元件時，質量元件的至少一部分可以位於第一壓電元件與第二壓電元件之間。圖16是根據本說明書的一些實施例所示的聲學輸出裝置的示例性結構圖。如圖16所示，在一些實施例中，質量元件1620的至少一部分可以為環形結構，質量元件1620的環形結構位於第一壓電元件1611的第一環形結構與第二壓電元件1612的第二環形結構之間。質量元件1620的環形結構沿軸線方向的投影可以位於第一環形結構和第二環形結構沿軸線方向的投影之間。質量元件1620的環形結構通過一個或多個彈性元件1630中的至少一個（例如，外環彈性元件1631）與第一壓電元件1611連接，質量元件1620通過一個或多個彈性元件中的至少另一個（例如，內環彈性元件1632）與第二壓電元件1612連接。在一些實施例中，彈性元件1630（例如，外環彈性元件1631和/或內環彈性元件1632）的形狀可以是S形，相鄰S形的彈性元件1630的彎曲方向可以相反，使得相鄰S形的彈性元件1630可以為質量元件1620提供旋度相反的切應力，從而避免質量元件1620產生繞軸線方向旋轉的轉動趨勢，進而避免聲學輸出裝置1600產生轉動模態。在一些實施例中，彈性元件1630沿質量元件1620振動方向（即軸線方向）的投影可以具有至少一個對稱軸（例如，圖16所示的第一對稱軸1601和/或第二對稱軸1601），以使得沿對稱軸對稱的S形提供的切應力對應的旋度不同（例如，相反），使得對稱軸兩側的S形的彈性元件1630可以為質量元件1620提供旋度相反的切應力，從而避免質量元件1620產生繞軸線方向旋轉的轉動趨勢，進而避免聲學輸出裝置1600產生轉動模態。在一些實施例中，參見圖16，相鄰S形的彈性元件1630在質量元件1620或壓電元件1610（例如，第一壓電元件1611和/或第二壓電元件1612）上的連接位置可以相同。在另一些實施例中，相鄰S形的彈性元件1630在質量元件1620或壓電元件1610（例如，第一壓電元件1611和/或第二壓電元件1612）上的連接位置也可以不相同。在一些實施例中，內環彈性元件1632和外環彈性元件1631的形狀可以不限於如圖16所示的S形，還可以是其他形狀，例如，折線形、樣條曲線形、弧形和直線形等。在一些實施例中，內環彈性元件1632和外環彈性元件1631還可以包括螺旋結構。通過設置內環彈性元件1632和外環彈性元件1631的結構（例如，杆件結構的彎折方向相反、螺旋結構的螺旋方向相反等），可以使內環彈性元件1632和外環彈性元件1631向質量元件1620提供旋度相反的切應力。從而能使彈性元件1630向質量元件1620提供的切應力為零或接近為零，從而防止或者減小質量元件1620的轉動。

在一些實施例中，第一壓電元件1611或第二壓電元件1612可以具有沿軸線方向的固定端。在一些實施例中，第一壓電元件1611沿軸線方向的一端固定時，第二壓電元件1612沿軸線方向的兩端面自由設置，第二壓電元件1612可以作為壓電自由環，第一壓電元件1611可以作為壓電固定環。或者第二壓電元件1612沿軸線方向的一端固定時，第一壓電元件1611沿軸線方向的兩端面自由設置，第一壓電元件1611可以作為壓電自由環，第二壓電元件1612可以作為壓電固定環。在一些實施例中，至少一個壓電元件1610中不同壓電元件具有沿軸線方向的固定端時，聲學輸出裝置1600可以具有不同的頻響曲線。壓電自由環與質量元件1620（以及連接壓電自由環與質量元件1620的彈性元件）構成的整體質量可以與連接這一整體質量與壓電固定環的彈性元件諧振，可以使第一諧振峰向低頻移動，並且壓電自由環和壓電固定環間接連接（即通過外環彈性元件1631、質量元件1620和內環彈性元件1632連接），使得聲學輸出裝置1600在振動時，壓電自由環和壓電固定環諧振可以在頻響曲線中形成第三諧振峰。第三諧振峰對應的第三諧振頻率可以位於第一諧振峰對應的第一諧振頻率和第二諧振峰對應的第二諧振頻率之間。在一些實施例中，聲學輸出裝置1600的第一諧振峰的頻率範圍可以與聲學輸出裝置1200的第一諧振峰的頻率範圍相似，此處不再贅述。

圖17是根據本說明書一些實施例所示的聲學輸出裝置的頻響曲線圖。圖17中除曲線1710之外的頻響曲線可以是第一壓電元件（例如，第一壓電元件1611）具有沿軸線方向的固定端的聲學輸出裝置（例如，聲學輸出裝置1600）的頻響曲線。參見圖17，曲線1710可以表示只設置第一壓電元件的聲學輸出裝置（例如，聲學輸出裝置900）的頻響曲線，曲線1720、1730以及1740表示設置第一壓電元件和第二壓電元件，且第一壓電元件與第二壓電元件所接收的電信號具有不同相位差時聲學輸出裝置的頻響曲線。對比曲線1710和曲線1720-1740可知，當聲學輸出裝置設置第一壓電元件和第二壓電元件時，聲學輸出裝置的頻響曲線1720中也可以形成除第一諧振峰1701和第二諧振峰1702之外的第三諧振峰1703。

圖18是根據本說明書一些實施例所示的聲學輸出裝置的頻響曲線圖。圖18中除曲線1810之外頻響曲線可以是第二壓電元件（例如，第二壓電元件1612）具有沿軸線方向的固定端的聲學輸出裝置的頻響曲線。其中，曲線1810可以表示只設置第一壓電元件的聲學輸出裝置（例如，振動裝置900）的頻響曲線，曲線1820、1830以及1840表示設置第一壓電元件和第二壓電元件，且第一壓電元件與第二壓電元件所接收的電信號具有不同相位差時聲學輸出裝置（例如，聲學輸出裝置1600）的頻響曲線。對比曲線1810和曲線1820-1840可知，當聲學輸出裝置設置第一壓電元件和第二壓電元件時，聲學輸出裝置的頻響曲線1820中也可以形成除第一諧振峰1801和第二諧振峰1802之外的第三諧振峰1803。

圖19是根據本說明書的一些實施例所示的聲學輸出裝置的示例性結構圖。參見圖19，聲學輸出裝置1900可以包括一個或多個壓電元件1910、質量元件1920以及一個或多個彈性元件1930。在一些實施例中，一個或多個壓電元件1910可以包括兩個第一壓電元件1911，兩個第一壓電元件1911可以沿軸線方向上下分佈並相互連接。兩個第一壓電元件1911沿軸線方向上下分佈形成壓電元件1910的雙層單環形結構。

在一些實施例中，質量元件1920可以通過一個或多個彈性元件1930分別與兩個第一壓電元件1911連接。在一些實施例中，一個或多個彈性元件1930可以雙層設置，雙層彈性元件1930包括兩層第一彈性元件1931，兩層第一彈性元件1931沿壓電元件1910的軸線方向上下排布。在一些實施例中，兩層第一彈性元件1931可以分別連接於兩個第一壓電元件1911的周向。質量元件1920分別通過兩層第一彈性元件1931與兩個壓電元件1911對應連接。在一些實施例中，兩層第一彈性元件1931可以向質量元件1920提供旋度相反的切應力。在一些實施例中，兩層第一彈性元件1931可以分別包括多個杆件結構，第一層的多個杆件結構的彎折方向與第二層的多個杆件結構的彎折方向可以反向設置，使得第一層彈性元件向質量元件1920提供的切應力的第一旋度與第二層彈性元件向質量元件1920提供的切應力的第二旋度相反，從而使得兩層第一彈性元件1931向質量元件1920提供的切應力為零或接近為零，從而防止或者減小質量元件1920的轉動。在一些實施例中，兩層第一彈性元件1931也可以包括第一螺旋結構和第二螺旋結構，第一螺旋結構與第二螺旋結構的軸線相同且螺旋方向相反，使得第一螺旋結構與第二螺旋結構可以向質量元件1920提供旋度相反的切應力。

在一些實施例中，第一壓電元件1911的數量為兩個時，兩個第一壓電元件1911在振動過程中沿軸線方向的位移變化可以相反。即，兩個第一壓電元件1911中的其中一個在振動過程中沿軸線方向位移變大（即伸長），兩個第一壓電元件1911中的其中另一個在振動過程中沿軸線方向位移變小（即收縮）。在一些實施例中，第一壓電元件1911在振動過程中沿軸線方向的位移變化可以通過第一壓電元件1911的極化方向以及電信號的電極極性進行調控，具體可以參見本說明書圖20A和圖20B的相關描述。

在一些實施例中，壓電元件1910包括的第一壓電元件1911的數量可以為多個，例如，4個、6個、8個等。多個第一壓電元件1911沿軸線方向可以依次連接，質量元件1920分別通過多個彈性元件1930（例如，分為多層）與多個第一壓電元件1911中的每一個連接。多層彈性元件中相鄰層面的彈性元件可以向質量元件1920提供旋度相反的切應力。在一些實施例中，質量元件1920的數量也可以是多個，多個質量元件1920中的每一個可以通過多個彈性元件1930與一個第一壓電元件1911連接。

圖20A是根據本說明書的一些實施例所示的第一壓電元件的示例性電路圖。參見圖20A，兩個第一壓電元件1911的連接面的極性可以相同，連接面的電信號的電極極性可以相同。為方便描述，兩個第一壓電元件1911可以分別記為上層壓電元件19111和下層壓電元件19112。在一些實施例中，上層壓電元件19111與下層壓電元件19112連接時，上層壓電元件19111可以具有上層連接面2010，下層壓電元件19112可以具有下層連接面2020。在一些實施例中，上層壓電元件19111的極化方向與下層壓電元件19112的極化方向相同（如圖20A中箭頭所示）時，上層連接面2010接入電信號的電極極性（例如，正極或負極）與下層連接面2020接入電信號的電極極性可以相同。這種設置方式下，上層壓電元件19111內部的電勢方向與下層壓電元件19112內部的電勢方向可以相反。

通過設置上層壓電元件19111與下層壓電元件19112的極化方向相同，當上層壓電元件19111與下層壓電元件19112接入相反方向的電勢（或電信號）時，上層壓電元件19111與下層壓電元件19112可以產生方向相反的位移。

圖20B是根據本說明書的一些實施例所示的第一壓電元件的另一示例性電路圖。參見圖20B，兩個第一壓電元件的連接面的極性可以相反，連接面的電信號的電極極性可以相反。在一些實施例中，上層壓電元件19113與下層壓電元件19114連接時，上層壓電元件19113可以具有上層連接面2030，下層壓電元件19114可以具有下層連接面2040。上層壓電元件19112的極化方向與下層壓電元件19114的極化方向相反（如圖20B中箭頭所示）時，上層連接面2030接入電信號的電極極性（例如，正極或負極）與下層連接面2040接入電信號的電極極性可以相反。這種設置方式下，上層壓電元件19111內部的電勢方向與下層壓電元件19112內部的電勢方向可以相同。

通過設置上層壓電元件19113與下層壓電元件19114的極化方向相反，當上層壓電元件19113與下層壓電元件19114接入相同方向的電勢（或電信號）時，上層壓電元件19113與下層壓電元件19114可以產生方向相反的位移。

圖21是根據本說明書的一些實施例所示的聲學輸出裝置的示例性結構圖。圖21所示的聲學輸出裝置2100的結構與圖12所示的聲學輸出裝置1200的結構類似，不同之處在於壓電元件的結構不同。聲學輸出裝置1200的壓電元件1210為單層雙環形結構，聲學輸出裝置2100的壓電元件2110為雙層雙環形結構。

參見圖21，在一些實施例中，一個或多個壓電元件2110可以包括兩個第一壓電元件2111和兩個第二壓電元件2112，兩個第一壓電元件2111沿軸線方向上下分佈並相互連接，兩個第二壓電元件2112位於第一環形結構的內側並沿軸線方向上下分佈並相互連接。兩個第二壓電元件2112的軸線與兩個第一壓電元件2111的軸線可以重合，兩個第二壓電元件2112沿軸線方向的投影位於兩個第一壓電元件2111的第一環形結構沿軸線方向的投影內側。

在一些實施例中，兩個第二壓電元件2112可以通過一個或多個彈性元件中的至少一個與兩個第一壓電元件2111連接。在一些實施例中，彈性元件可以包括外環彈性元件2132，外環彈性元件2132位於第一環形結構與第二環形結構之間。外環彈性元件2132可以包括兩個彈性元件，兩個第一壓電元件2111與兩個第二壓電元件2112分別通過外環彈性元件2132中的兩個彈性元件進行連接。在一些實施例中，外環彈性元件2132也可以沿第二環形結構的軸線方向具有一定的厚度，兩個第一壓電元件2111與兩個第二壓電元件2112可以通過一個外環彈性元件2132進行連接。

在一些實施例中，參見圖21，質量元件2120的至少一部分可以位於第二壓電元件2112的第二環形結構的內側（如圖21所示）。質量元件2120可以通過一個或多個彈性元件2130中的至少一個與兩個第二壓電元件2112分別連接。例如，彈性元件2130可以包括內環彈性元件2131，內環彈性元件2131位於第二環形結構與質量元件的至少一部分2120之間。質量元件2120與內環彈性元件2131的連接點沿軸線方向的投影位於第二環形結構沿軸線方向的投影以內。內環彈性元件2131可以包括兩個沿軸線方向排列的彈性元件，質量元件2120通過內環彈性元件2131中兩個彈性元件分別與兩個第二壓電元件2112進行連接。在一些實施例中，內環彈性元件2131也可以沿第一環形結構的軸線方向具有一定的厚度，質量元件2120與兩個第二壓電元件2112可以通過一個內環彈性元件2131進行連接。

在一些實施例中，內環彈性元件2131和外環彈性元件2132的形狀可以不限於如圖21所示的S形，還可以是其他形狀，例如，折線形、樣條曲線形、弧形和直線形等。在一些實施例中，內環彈性元件2131和外環彈性元件2132還可以包括螺旋結構。在一些實施例中，內環彈性元件2131向質量元件2120提供的切應力的旋度與外環彈性元件2132向質量元件2120提供的切應力的旋度之間的設置方式，以及內環彈性元件2131和/或外環彈性元件2132中的兩個彈性元件向質量元件2120提供的切應力旋度的設置方式可以參考本說明書的其他地方，在此不再贅述。

在一些實施例中，質量元件2120的至少一部分位於第二壓電元件2112的內側時，第一壓電元件2111沿軸線方向的一端可以固定，另一端通過外環彈性元件2132與第二壓電元件2112連接。例如，外環彈性元件2132也可以包括兩個沿軸線方向排列的彈性元件，兩個第一壓電元件2111通過外環彈性元件2132中兩個彈性元件分別與兩個第二壓電元件2112進行連接。這種情況下，第二壓電元件2112可以作為壓電自由環，第一壓電元件2111作為壓電固定環。

在一些實施例中，質量元件2120的至少一部分也可以位於第一壓電元件2111的第一環形結構的外側。例如，質量元件2120的至少一部分可以包括環形結構。質量元件2120的環形結構沿軸線方向的投影可以位於第一環形結構沿軸線方向的投影以外。質量元件2120可以通過一個或多個彈性元件2130中的至少一個與兩個第一壓電元件2111分別連接。例如，質量元件2120可以通過外環彈性元件2132中的兩個彈性元件分別與兩個第一壓電元件2111進行連接。

在一些實施例中，質量元件2120位於第一壓電元件2111的外側時，第二壓電元件2112沿軸線方向的一端可以固定，另一端通過內環彈性元件2131與第一壓電元件2111連接。這種情況下，第二壓電元件2112可以作為壓電固定環，第一壓電元件2111作為壓電自由環。

在一些實施例中，質量元件2120的至少一部分也可以位於第一壓電元件2111的第一環形結構與第二壓電元件2112的第二環形結構之間。質量元件2120的環形結構沿軸線方向的投影可以位於第一環形結構和第二環形結構沿軸線方向的投影之間。質量元件2120可以通過一個或多個彈性元件2130與兩個第一壓電元件2111以及兩個第二壓電元件2112分別連接。例如，質量元件2120可以通過外環彈性元件2132分別與兩個第一壓電元件2111連接，質量元件2120通過內環彈性元件2131分別與兩個第二壓電元件2112連接。

在一些實施例中，質量元件2120位於第二壓電元件2112和第一壓電元件2111之間時，第一壓電元件2111或第二壓電元件2112具有沿軸線方向的固定端。這種情況下，第一壓電元件2111和第二壓電元件2112中的一個可以作為壓電自由環，另一個作為壓電固定環。

需要說明的是，壓電元件2110為雙層結構時，壓電元件2110也可以不具有沿軸線方向的固定端，從而可以使振動裝置2100在難以找到嚴格固定邊界的骨傳導耳機中具有更好的易用性。

需要說明的是，壓電元件2110為雙層結構時，彈性元件也可以為雙層結構，且彈性元件的雙層結構中兩層彈性元件提供的切應力的旋度可以相反。在一些實施例中，壓電元件還可以為多層多環結構，例如，4層4環結構等。多層多環結構的壓電元件與雙層雙環結構的壓電元件類似，在此不再贅述。

圖22是根據本說明書的一些實施例所示的聲學輸出裝置的頻響曲線圖。其中，曲線2210可以表示壓電元件為單層單環形結構時的聲學輸出裝置的頻響曲線，曲線2220表示壓電元件為單層雙環形結構，且第一壓電元件具有沿軸線方向的固定端的聲學輸出裝置的頻響曲線。在一些實施例中，通過在聲學輸出裝置中設置壓電自由環，可以使聲學輸出裝置的頻響曲線中形成除第一諧振峰和第二諧振峰以外的第三諧振峰。例如，對比曲線2210和曲線2220，曲線2220可以形成除第一諧振峰和第二諧振峰以外的第三諧振峰，且第三諧振峰的頻率位於第一諧振峰的頻率和第二諧振峰的頻率之間。

繼續參見圖22，曲線2230表示壓電元件為雙層雙環形結構，且第一壓電元件具有沿軸線方向的固定端的聲學輸出裝置的頻響曲線，曲線2240表示壓電元件為雙層雙環形結構，且壓電元件不具有沿軸線方向的固定端的聲學輸出裝置的頻響曲線。在一些實施例中，通過設置雙層反向振動結構的壓電元件，可以提高聲學輸出裝置在可聽域頻率範圍內的靈敏度。例如，對比曲線2220和曲線2230，相較於曲線2220，曲線2230整體向上偏移，曲線2230的靈敏度高於曲線2220的靈敏度。在一些實施例中，通過設置第一壓電元件和第二壓電元件均為自由環狀態，第一壓電元件和第二壓電元件（以及用於連接的彈性元件）與質量元件一起構成整體質量，從而使聲學輸出裝置的低頻諧振峰右移。例如，對比曲線2230和曲線2240，曲線2240的第一諧振峰相對於曲線2230的第一諧振峰向右偏移，且曲線2240的第一諧振峰的幅值以及第一諧振峰之前頻段的幅值提高，從而提升低頻性能。

在一些實施例中，壓電元件設置成雙層結構時，兩層壓電元件的結構可以相同。例如，壓電元件可以包括沿軸線方向依次排列的兩個第一壓電元件，兩個壓電元件的結構都為環形結構。在一些實施例中，壓電元件設置成雙層結構時，兩層壓電元件的結構也可以不同。例如，兩層壓電元件中的任意一層的壓電元件可以為環形結構，另一層壓電元件為壓電梁結構。

圖23是根據本說明書的一些實施例所示的聲學輸出裝置的示例性結構圖。如圖23所示，聲學輸出裝置2300可以包括一個或多個壓電元件2310、質量元件2320以及一個或多個彈性元件2330。在一些實施例中，一個或多個壓電元件2310可以包括壓電梁（或梁結構）2340。壓電梁2340可以包括基板2343和壓電片（例如，壓電片2341和壓電片2342）。在一些實施例中，壓電梁2340可以與質量元件2320連接。在一些實施例中，壓電梁2340可以位於質量元件2320沿壓電元件2310的環形結構的軸線方向遠離壓電元件2310的一側並與質量元件2320連接。在一些實施例中，壓電梁2340可以為板狀結構，板狀結構板面（即面積最大的表面）與壓電元件2310的環形結構的環形端面平行設置。

在一些實施例中，壓電片可以包括至少一個第一壓電片2341和至少一個第二壓電片2342。第一壓電片2341和第二壓電片2342分別設置於壓電梁2340沿壓電元件2310的環形結構的軸線方向的兩側。例如，第一壓電片2341可以設置於壓電梁2340沿軸線方向遠離壓電元件2310的一側，第二壓電片2342設置於壓電梁2340沿軸線方向靠近壓電元件2310的一側。

在一些實施例中，第一壓電片2341和/或第二壓電片2342可以用於基於電信號產生形變，形變的方向（也叫位移輸出方向）與第一壓電片2341和/或第二壓電片2342的電學方向垂直。第一壓電片2341（和/或第二壓電片2342）的電學方向與第一壓電片2341（和/或第二壓電片2342）的電學方向平行。在一些實施例中，基板2343可以基於壓電片的形變沿著所述壓電片的電學方向翹曲而產生機械振動。所述機械振動的方向與第一壓電片2341（和/或第二壓電片2342）的電學方向平行。

在一些實施例中，第一壓電片2341和第二壓電片2342的電學方向可以沿環形結構的軸線方向反向設置。即，在壓電元件2310的環形結構的軸線方向上，第一壓電片2341的電學方向與第二壓電片2342的電學方向相反。第一壓電片2341和第二壓電片2342的位移輸出方向可以與各自的電學方向垂直。在一些實施例中，設置第一壓電片2341的電學方向與第二壓電片2342的電學方向相反，且第一壓電片2341和第二壓電片2342同時接入相同方向的電壓信號時，第一壓電片2341和第二壓電片2342可以產生方向相反的位移，從而使壓電梁2340產生振動。壓電梁2340的振動方向與第一壓電片2341和第二壓電片2342的位移輸出方向垂直。例如，第一壓電片2341可以沿垂直於環形結構的軸線方向收縮，第二壓電片2342可以沿垂直於環形結構的軸線方向伸長，從而使得壓電梁2340產生沿環形結構的軸線方向的振動。在一些實施例中，壓電梁2340可以與質量元件2320連接，並通過質量元件2320輸出振動。在一些實施例中，壓電梁2340可以與質量元件2320直接連接，從而使聲學輸出裝置2300的諧振峰包括由壓電梁2340諧振產生的高頻諧振峰（例如，頻率範圍為2kHz-20kHz），即壓電梁2340構成聲學輸出裝置2300的高頻單元。

在一些實施例中，環形結構的壓電元件210也可以包括壓電片，壓電片呈塊狀（例如，環形塊狀）。壓電片可以基於電信號產生機械振動，壓電片機械振動的方向與壓電片的電學方向平行。在一些實施例中，當壓電片接入沿環形結構的軸線方向的電壓信號時，壓電片可以沿環形結構的軸線方向進行振動，從而產生沿環形結構軸線方向的位移輸出。

在一些實施例中，聲學輸出裝置2300中彈性元件2330的結構可以是如圖23所示的雙X形結構，也可以是其他具有反向對稱性的結構類型，例如，單X形、平行雙X形、螺旋結構等。

圖24是根據本說明書的一些實施例所示的聲學輸出裝置的示例性結構圖。圖24中的聲學輸出裝置2400的結構與圖23中的聲學輸出裝置2300的結構大致相同，不同之處在於質量元件的結構和數量，以及質量元件與壓電梁的連接方式。

參見圖24，在一些實施例中，質量元件可以包括第一質量元件2421和第二質量元件2422。其中，第一質量元件2421可以通過一個或多個彈性元件2330與壓電梁2340的中部連接。在一些實施例中，第一質量元件2421還可以通過彈性元件2330與一個或多個壓電元件2310連接，壓電元件2310包括環形結構，且壓電元件2310的振動方向平行於環形結構的軸線方向。在一些實施例中，壓電梁2340的兩端可以分別連接有第二質量元件2422。聲學輸出裝置2400的振動可以通過壓電梁2340端部的第二質量元件2422輸出。在一些實施例中，聲學輸出裝置2400的振動也可以通過第一質量元件2421輸出。在一些實施例中，聲學輸出裝置2400中第一質量元件2421通過一個或多個彈性元件2330與壓電梁2340的連接部分可以構成聲學輸出裝置2400的低頻單元，具有環形結構的壓電元件2310可以構成聲學輸出裝置2400的高頻單元。

在一些實施例中，第一質量元件2421也可以通過一個或多個彈性元件2330與壓電梁2340的其他位置（例如，靠近壓電梁2340端部位置）連接。在一些實施例中，壓電梁2340的兩端可以也可以通過一個或多個彈性元件2330與第二質量元件2422。

上文已對基本概念做了描述，顯然，對於所屬技術領域中具有通常知識者來說，上述詳細揭露內容僅僅作為示例，而並不構成對本發明的限定。雖然此處並沒有明確說明，所屬技術領域中具有通常知識者可能會對本發明進行各種修改、改進和修正。該類修改、改進和修正在本發明中被建議，所以該類修改、改進、修正仍屬於本發明示範實施例的精神和範圍。

同時，本發明案使用了特定詞語來描述本發明的實施例。如“一個實施例”、“一實施例”、和/或“一些實施例”意指與本發明至少一個實施例相關的某一特徵、結構或特點。因此，應強調並注意的是，本說明書中在不同位置兩次或多次提及的“一實施例”或“一個實施例”或“一個替代性實施例”並不一定是指同一實施例。此外，本發明的一個或多個實施例中的某些特徵、結構或特點可以進行適當的組合。

最後，應當理解的是，本發明中所述實施例僅用以說明本發明實施例的原則。其他的變形也可能屬於本發明的範圍。因此，作為示例而非限制，本發明實施例的替代配置可視為與本發明的教導一致。相應地，本發明的實施例不僅限於本發明明確介紹和描述的實施例。

100:聲學輸出裝置 110:壓電元件 120:質量元件 130:彈性元件 200:彈性元件 201:虛線 202:對稱軸 203:質量元件 210:杆件結構 211:第一彎折區域 212:第二彎折區域 300:彈性元件 301:第一對稱軸 302:第二對稱軸 311:第一杆件結構 312:第二杆件結構 313:第三杆件結構 314:第四杆件結構 320:質量元件 330:壓電元件 400:聲學輸出裝置 401:第一X形 402:第二X形 410:壓電元件 411:連接件 420:質量元件 421:第一質量元件 422:第二質量元件 430:彈性元件 431:第一彈性元件 432:第二彈性元件 601:曲線 602:曲線 603:曲線 700-1:聲學輸出裝置 700-2:聲學輸出裝置 701:曲線 702:曲線 710:壓電元件 711:連接件 720:質量元件 730:彈性元件 731:第一螺旋結構 732:第二螺旋結構 750:質量元件 760:彈性元件 761:第一螺旋結構 762:第二螺旋結構 800-1:聲學輸出裝置 800-2:聲學輸出裝置 810:壓電元件 811:第一壓電元件 812:第二壓電元件 820:質量元件 830:彈性元件 831:外環彈性元件 832:內環彈性元件 900:聲學輸出裝置 910:壓電元件 911:第一壓電元件 920:質量元件 930:彈性元件 1010:第一諧振峰 1020:第二諧振峰 1100:聲學輸出裝置 1101:第一諧振峰 1102:第二諧振峰 1111:第一壓電元件 1120:質量元件 1121:蓋板 1130:彈性元件 1200:聲學輸出裝置 1210:壓電元件 1211:第一壓電元件 1212:第二壓電元件 1220:質量元件 1230:彈性元件 1231:外環彈性元件 1232:內環彈性元件 1301:第一諧振峰 1302:第二諧振峰 1303:第三諧振峰 1310:曲線 1320:曲線 1330:曲線 1340:曲線 1350:曲線 1400:聲學輸出裝置 1410:壓電元件 1411:第一壓電元件 1412:第二壓電元件 1420:質量元件 1430:彈性元件 1431:外環彈性元件 1432:內環彈性元件 1501:第一諧振峰 1502:第二諧振峰 1503:第三諧振峰 1510:曲線 1520:曲線 1530:曲線 1540:曲線 1550:曲線 1600:聲學輸出裝置 1601:第一對稱軸 1602:第二對稱軸 1610:壓電元件 1611:第一壓電元件 1612:第二壓電元件 1620:質量元件 1630:彈性元件 1631:外環彈性元件 1632:內環彈性元件 1701:第一諧振峰 1702:第二諧振峰 1703:第三諧振峰 1710:曲線 1720:曲線 1730:曲線 1740:曲線 1801:第一諧振峰 1802:第二諧振峰 1803:第三諧振峰 1810:曲線 1820:曲線 1830:曲線 1840:曲線 1900:聲學輸出裝置 1910:壓電元件 1911:第一壓電元件 19111:上層壓電元件 19112:下層壓電元件 19113:上層壓電元件 19114:下層壓電元件 1920:質量元件 1930:彈性元件 1931:第一彈性元件 2010:上層連接面 2020:下層連接面 2030:上層連接面 2040:下層連接面 2100:聲學輸出裝置 2110:壓電元件 2111:第一壓電元件 2112:第二壓電元件 2120:質量元件 2131:內環彈性元件 2132:外環彈性元件 2210:曲線 2220:曲線 2230:曲線 2240:曲線 2300:聲學輸出裝置 2310:壓電元件 2320:質量元件 2330:彈性元件 2340:壓電梁 2341:第一壓電片 2342:第二壓電片 2343:基板 2400:聲學輸出裝置 2421:第一質量元件 2422:第二質量元件

本發明將以示例性實施例的方式進一步說明，這些示例性實施例將通過附圖進行詳細描述。這些實施例並非限制性的，在這些實施例中，相同的編號表示相同的結構，其中：

[圖1]係根據本發明的一些實施例所示的聲學輸出裝置的示例性模組圖；

[圖2]係根據本發明的一些實施例所示的彈性元件的示例性結構圖；

[圖3]係根據本發明的一些實施例所示的彈性元件的示例性結構圖；

[圖4]係根據本發明的一些實施例所示的彈性元件的示例性結構圖；

[圖5]係根據本發明的一些實施例所示的彈性元件的示例性結構圖；

[圖6]係根據本發明的一些實施例所示的聲學輸出裝置的頻響曲線圖；

[圖7A]係根據本發明的一些實施例所示的彈性元件的示例性結構圖；

[圖7B]係根據本發明的一些實施例所示的彈性元件的示例性結構圖；

[圖7C]係根據本發明的一些實施例所示的聲學輸出裝置的頻響曲線圖；

[圖8A]係根據本發明的一些實施例所示的彈性元件示例性結構圖；

[圖8B]係根據本發明的一些實施例所示的彈性元件示例性結構圖；

[圖9]係根據本發明的一些實施例所示的聲學輸出裝置的示例性結構圖；

[圖10]係根據本發明一些實施例所示的聲學輸出裝置的頻響曲線圖；

[圖11A]係根據本發明的一些實施例所示的聲學輸出裝置的示例性結構圖；

[圖11B]係根據本發明一些實施例所示的聲學輸出裝置的頻響曲線圖；

[圖12]係根據本發明的一些實施例所示的聲學輸出裝置的示例性結構圖；

[圖13]係根據本發明的一些實施例所示的聲學輸出裝置的頻響曲線圖；

[圖14]係根據本發明的一些實施例所示的聲學輸出裝置的示例性結構圖；

[圖15]係根據本發明的一些實施例所示的聲學輸出裝置的頻響曲線圖；

[圖16]係根據本發明的一些實施例所示的聲學輸出裝置的示例性結構圖；

[圖17]係根據本發明的一些實施例所示的聲學輸出裝置的頻響曲線圖；

[圖18]係根據本發明的一些實施例所示的聲學輸出裝置的頻響曲線圖；

[圖19]係根據本發明的一些實施例所示的聲學輸出裝置的示例性結構圖；

[圖20A]係根據本發明的一些實施例所示的第一壓電元件的示例性電路圖；

[圖20B]係根據本發明的一些實施例所示的第一壓電元件的另一示例性電路圖；

[圖21]係根據本發明的一些實施例所示的聲學輸出裝置的示例性結構圖；

[圖22]係根據本發明的一些實施例所示的聲學輸出裝置的頻響曲線圖；

[圖23]係根據本發明的一些實施例所示的聲學輸出裝置的示例性結構圖；

[圖24]係根據本發明的一些實施例所示的聲學輸出裝置的示例性結構圖。

100:聲學輸出裝置

110:壓電元件

120:質量元件

130:彈性元件

Claims (10)

1. 一種聲學輸出裝置，包括： 壓電元件，用於將電信號轉換為機械振動； 彈性元件，所述彈性元件包括多個杆件結構，每個杆件結構包括一個或多個彎折區域；以及 質量元件，所述質量元件通過所述彈性元件與所述壓電元件連接，接收所述機械振動以產生聲音信號，其中 所述多個杆件結構位於垂直於所述質量元件振動方向的同一平面內，且所述多個杆件結構沿所述質量元件振動方向的投影具有兩個相互垂直的對稱軸。
2. 如請求項1之聲學輸出裝置，其中，所述多個杆件結構的數量為4個。
3. 如請求項2之聲學輸出裝置，其中，所述杆件結構的形狀包括折線形、S形、樣條曲線形、弧形和直線形中的至少一種。
4. 如請求項1之聲學輸出裝置，其中，所述多個杆件結構中的至少一個杆件結構包括多個分段，所述多個分段的彎折方向相反。
5. 如請求項1之聲學輸出裝置，其中，還包括第二彈性元件，所述彈性元件與所述第二彈性元件分別與所述質量元件連接。
6. 如請求項5之聲學輸出裝置，其中，所述第二彈性元件與所述彈性元件位於同一平面上，所述平面與所述質量元件的振動方向垂直，所述第二彈性元件的中心軸與所述彈性元件的中心軸平行設置。
7. 如請求項5之聲學輸出裝置，其中，所述第二彈性元件與所述彈性元件共軸設置。
8. 如請求項1之聲學輸出裝置，其中，所述彈性元件和所述質量元件諧振產生第一諧振峰；所述壓電元件諧振產生第二諧振峰。
9. 如請求項8之聲學輸出裝置，其中，所述第一諧振峰的頻率範圍為50 Hz-2000 Hz。
10. 如請求項8之聲學輸出裝置，其中，所述第二諧振峰的頻率範圍為1000 Hz-50000 Hz。