压电受话器和超声波发生器复合结构的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种压电受话器和超声波发生器复合结构。
【背景技术】
[0002]移动互联时代，消费类电子信息产品越来越受关注，大量的智能设备出现在人们的日常生活中。在人机交互中，手势识别的应用使得大屏智能设备的操控变得更加方便。随着科学技术的发展和对基础材料研宄的不断深入，智能设备上关于手势识别的传感器件也越来越多，利用压电陶瓷的超声回声定位原理实现悬空手势识别的技术也日臻发展。手机上传统的声学器件超声频带性能较差，无法满足超声传感器的要求，因此实现这样的功能至少需要增加超声信号发生器、超声换能器和超声波接收传感器，器件较多，这无疑增加了手机的空间和成本，也是对手机轻薄化趋势的挑战。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种压电受话器和超声波发生器复合结构，采用的技术方案如下:
[0004]一种压电受话器和超声波发生器复合结构，包括:压电片、超声信号发生器、音频信号输入电路、以及切换电路；所述切换电路的输入端分别与所述超声信号发生器和音频信号输入电路连接以在两者之间进行切换，所述切换电路的输出端与所述压电片连接。
[0005]优选的，还包括控制切换电路的模式识别电路。
[0006]优选的，还包括超声波接收传感器。
[0007]优选的，还包括外壳，所述外壳的内侧设置有凸台，所述压电片的一端粘接在所述凸台上。
[0008]优选的，还包括粘接在所述压电片的另一端的配重块。
[0009]优选的，所述配重块粘接于所述压电片靠近所述外壳的一侧。
[0010]优选的，所述外壳上设置有传感器槽，所述超声波接收传感器设置于所述传感器槽内，所述超声波接收传感器的接收侧朝向所述外壳的外侧。
[0011]优选的，所述外壳上设置有超声波出声通道。
[0012]优选的，所述超声波接收传感器为两个，所述超声波出声通道设置于两个超声波接收传感器之间。
[0013]优选的，所述超声波出声通道为蜂窝状的出声孔。
[0014]本实用新型的发明人发现，在现有技术中还没有将压电受话器和超声波发生器结合在一起的结构，因此本实用新型是一种新的技术方案。
[0015]本实用新型的技术效果在于，将压电受话器和超声波发生器结合在一起，只需要一个压电片就可以实现受话器和超声波发生器的功能，节省了电子设备的成本和空间。
[0016]通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。
【附图说明】
[0017]被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。
[0018]图1是采用本实用新型复合结构的电子设备的电路框图。
[0019]图2是本实用新型复合结构的爆炸示意图。
[0020]图3-5分别是本实用新型复合结构的背面、正面、侧面的结构示意图。
[0021]图6-8分别是蜂窝结构的立体、俯视、侧视的结构示意图。
[0022]图9是本实用新型复合结构的手势识别的原理示意图。
【具体实施方式】
[0023]现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。
[0024]以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。
[0025]对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。
[0026]在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
[0027]应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0028]受话器也叫听筒，是在无声音泄漏条件下将音频电信号转换成声音信号的电声器件，广泛用于移动电话、固定电话及助听器等通信终端设备中，实现音频(通话语音和音乐等)播放。以手机为例说明现有压电受话器的电路连接方式，音频信号(包括通话语音和音乐等)输入电路经过功放电路接入压电片，由于逆压电效应压电片产生振动，通过与面板连接的耦合结构将振动传递给手机面板继而发出声音，因为整个面板在振动发声所以不需要开设出声孔。
[0029]由于压电片本身具有优异的超声性能，可以很好的工作在20-20kHz频段(人耳的可听域)和20kHz以上的超声频段，因此本实用新型以压电受话器为基础，凭借压电片本身优异的超声性能实现受话器和超声波发声器的结合，利用其不同的工作频段实现音频播放和手势识别的双重功能，电路连接可以参考图1所示:模式识别电路I用于识别超声模式和其它模式(例如通话模式、音乐播放模式等)，在手机中模式识别电路I可以由手机处理器担任。模式识别电路I控制切换电路2在音频信号输入电路3和超声信号发生器4之间进行切换，超声信号发生器4用于发出超声频段的电信号。在其他模式下，切换电路2接入音频信号输入电路3 ;在超声模式下，切换电路2接入超声信号发生器4，超声信号发生器4输出超声电信号经过功放电路5接入压电片6，由于逆压电效应压电片6产生振动发出超声波。还包括超声波接收传感器和超声处理器，超声波接收传感器用于接收超声波的回声，通过超声处理器进行运算实现手势定位。
[0030]参考图2-5介绍本实用新型压电受话器和超声波发生器复合结构的具体设置方式，电子设备的外壳由面板组成，在其中一块面板的背面的靠近边缘的位置设置有一凸台15，压电片6的一端通过双面胶12粘接在凸台15上，柔性配重块13通过双面胶11粘接于压电片6的另一端并且朝向该面板，利用柔性配重块可以调节压电片6的振动特性和谐振频率，其中面板的背面是指面板朝向电子设备内部的一面。在该面板的正面，压电片6的两侧的位置处各开设有一个传感器槽14，两个用于接收超声波回声的超声波接收传感器17分别设置于传感器槽14内，超声波接收传感器17的接收侧朝向外壳的外侧。该面板在两个传感器槽14的中间设置有超声波出声通道16，该出声通道内设置有蜂窝结构17。蜂窝结构17的具体结构可以参考图6-8，可以看出出声孔171为放射状排布以利于超声波散射。
[0031]超声波出声通道的尺寸和出声孔数量、形状、排列方式，以及超声波接收传感器的位置、数量、排列方式可以根据实际应用环境进一步优化。
[0032]参考图9介绍本实用新型手势识别的原理，在超声手势识别模式下手指进行移动，压电片6振动发出超声波，超声波接收传感器7接收回波，超声处理器8计算反射的时间差来计算手指的位置以实现手势识别。
[0033]本实用新型压电受话器和超声波发生器的技术效果在于:
[0034]1.复合结构工作在20_20kHz频段时，作为受话器使用。
[0035]2.复合结构工作在20kHz以上超声频段时，作为超声发声器使用。
[0036]3.受话器和超声发声器结合，节省手机空间和成本。
[0037]4.采用本实用新型的压电受话器和超声波发生器复合结构，可以实现手势识别功會K。
[0038]虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。
【主权项】
1.一种压电受话器和超声波发生器复合结构，其特征在于，包括:压电片、超声信号发生器、音频信号输入电路、以及切换电路；所述切换电路的输入端分别与所述超声信号发生器和音频信号输入电路连接以在两者之间进行切换，所述切换电路的输出端与所述压电片连接。
2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，还包括控制切换电路的模式识别电路。
3.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，还包括超声波接收传感器。
4.根据权利要求3所述的结构，其特征在于，还包括外壳，所述外壳的内侧设置有凸台，所述压电片的一端粘接在所述凸台上。
5.根据权利要求4所述的结构，其特征在于，还包括粘接在所述压电片的另一端的配重块。
6.根据权利要求5所述的结构，其特征在于，所述配重块粘接于所述压电片靠近所述外壳的一侧。
7.根据权利要求3所述的结构，其特征在于，还包括外壳，所述外壳上设置有传感器槽，所述超声波接收传感器设置于所述传感器槽内，所述超声波接收传感器的接收侧朝向所述外壳的外侧。
8.根据权利要求7所述的结构，其特征在于，所述外壳上设置有超声波出声通道。
9.根据权利要求8所述的结构，其特征在于，所述超声波接收传感器为两个，所述超声波出声通道设置于两个超声波接收传感器之间。
10.根据权利要求8所述的结构，其特征在于，所述超声波出声通道为蜂窝状的出声孔。
【专利摘要】本实用新型公开了一种压电受话器和超声波发生器复合结构，包括：压电片、超声信号发生器、音频信号输入电路、以及切换电路；所述切换电路的输入端分别与所述超声信号发生器和音频信号输入电路连接以在两者之间进行切换，所述切换电路的输出端与所述压电片连接。本实用新型的技术效果在于，将压电受话器和超声波发生器结合在一起，只需要一个压电片就可以实现受话器和超声波发生器的功能，节省了成本和空间。
【IPC分类】H04R17-00, G01S15-88
【公开号】CN204518072
【申请号】CN201520188848
【发明人】平慷, 杨鑫峰
【申请人】歌尔声学股份有限公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年3月31日