压电电声换能器的制造方法_2

文档序号:10039165阅读:来源:国知局

[0042] 另外,弯曲的弹性件和压电元件的制法可例如,对一原本呈弯曲状的弹性件施力 以使其呈暂时平板状,接着置入一内部为真空状态的模具中,再将一平板状的压电元件贴 附于该平板状的弹性件,之后解除该模具内的真空状态,以使该弹性件自平板状回复为弯 曲状,则该压电元件便能具有与该弯曲状的弹性件相同的曲度。
[0043] 参阅图2A,于一实施方式中,本申请的压电电声换能器还可包括设置于弹性件21 和23之间的弹性件25及贴附于弹性件25上的压电元件26。弹性件25具有在长度方向上 的两端252及用以界定厚度的两面25T,弹性件25除了其两端252是与弹性件21的两端 212和弹性件23的两端231接合之外,其他部位并不与弹性件21和23接触。压电元件26 可贴附于弹性件25的两面25T的至少一面。本实施方式中的弹性件25为平板状。
[0044] 参阅图2B,于又一实施方式中,本申请的压电电声换能器还可包括设置于弹性件 23和25之间的弹性件27及贴附于弹性件27上的压电元件28。弹性件27具有形成朝方 向B弯曲的弯曲部271、位于长度方向上的两端272、及用以定义厚度的两面27T,压电元件 28可贴附于弹性件27的两面27T的至少一面。本申请图2B仅绘示压电组件22贴附于弹 性件21的邻近弹性件25的一面21T、压电组件26贴附于弹性件25的邻近弹性件27的一 面25T、压电组件28贴附于弹性件27的邻近弹性件25的一面27T、压电组件24贴附于弹 性件23的邻近弹性件27的一面23T。此外,弹性件27的两端272、弹性件25的两端252、 弹性件23的两端232、及弹性件21的两端212相接合,弹性件25具有形成朝方向A弯曲的 弯曲部257,且弹性件27的弯曲部271与弹性件25的弯曲部251分离。
[0045] 根据图1A-图2B,本申请的压电电声换能器主要包括两端相接合的弹性件21和 23及分别贴附于其上的压电元件22和24,而在考量振动或声音传导的情况下,可于弹性件 21和23之间设计配置一或多个弹性件及贴附于其上的一或多个压电元件。此外,当配置一 弹性件时,其可为平板状,而配置多个弹性件时,较佳为偶数个弯曲方向相反的弹性件。
[0046] 参阅图3,于另一实施方式中,本申请的压电电声换能器可包括用于承载相接合的 弹性件21和23的承载件3及设于弹性件21与承载件3之间和弹性件23与承载件3之间 的缓冲体4。缓冲体4用于使相接合的弹性件21和23不与承载件3直接接触,且一般而 言可具有粘性,以将相接合的弹性件21的两端212和弹性件23的两端232固定于承载件 3上。缓冲体4例如UV固定胶、感胶胶体、硅胶胶体或发泡橡胶体。
[0047] 承载件3可为支撑相接合的弹性件21和23的承载件的框架、或者如图3所示的 包括具有开口 310的中空箱31及包覆开口 310的薄膜32。中空箱31可将弹性件23和压 电元件24容纳于该中空箱31中并使弹性件21和压电元件22外露出开口 310,而薄膜32 经拉伸后具有张力,覆盖于从开口 310外露出的弹性件21上,以恒对弹性件21和压电元件 22提供预应力,换言之,具有水平张力的薄膜32垂直施力于弹性件21的弯曲部211,成为 提供给弹性件21的预应力,使得弹性件21能达到较佳的回弹作用,更增加往方向A的振动 幅度。另外,缓冲体4还可设置于弹性体23的弯曲部与中空箱31的底面之间,以避免弹性 体23于振动时接触到中空箱。
[0048] 当对压电元件22和24分别提供电信号时,例如交流电,压电元件22和24受该电 信号的致动而伸缩,进而带动弹性件21和23振动。具体来说,参阅图1A-图1B,压电元件 22伸展时,弹性件21朝方向B振动;压电元件22收缩时,弹性件21朝方向A振动;压电元 件24伸展时,弹性件23朝方向A振动;以及压电元件24收缩时,弹性件23朝方向B振动。 当然若压电元件22和24贴附于弹性件21和23的不同面时,弹性件21和23也会有不同 于前述的振动方式。此外,由于弹性件21在结构上是朝方向A弯曲的,此会妨碍到压电元 件22的伸缩作动,故弹性件21在往方向A振动时会产生较大的位移量及加速度,而在往方 向B振动时的位移量和加速度相对较小;同样地,由于弹性件23在结构上是朝方向B弯曲 的,此会妨碍到压电元件24的伸缩作动,故弹性件23在往方向B振动时会产生较大的位移 量及加速度,而在往方向A振动时的位移量和加速度相对较小。
[0049] 另外,压电元件22可贴附于弹性件21的邻近弹性件23的一面21T,压电元件24 可贴附于弹性件23的邻近弹性件21的一面23T,当对压电元件22和24分别提供相同的电 信号时,弹性件21与弹性件23可同时往方向A振动或同时往方向B振动。借此,弹性件21 往方向A振动以使方向B -侧的空气分子分布较疏而产生相对负压,同时弹性件23往方向 A振动以推挤方向A -侧的空气使空气分子分布较密而产生相对正压;或者,弹性件21往 方向B振动以推挤方向B -侧的空气使空气分子分布较密而产生相对正压,同时弹性件23 往方向B振动以使方向A -侧的空气分子分布较疏而产生相对负压。如此一来,在压电元 件22和24接收交流电以致动弹性件21与23振动的期间,弹性件21与23之间的空气因 这样的一正一负的压力相消而维持实质上相同的空气分子密度。
[0050] 因此,本申请的压电电声换能器的具体实施例为压电式骨传导换能器,弹性件21 或23用以接触人的皮肤而执行骨传导声音,弹性件21和23分别在方向A和方向B上拥有 较大位移量和加速度,故能强化施加于骨头上的振动以提升传导声音的强度,另外,弹性件 21和23分别在方向B和方向A上拥有较小加位移量和加速度,故能减少对位于弹性件21 与23之间的空气的挤压,再加上弹性件21和23是同时往同一方向振动以相消彼此对弹性 件21与23之间空气的挤压,更能维持大致相同的空气密度,进而降低声音透过空气传导 而外泄的机率,借此能显著地消除杂音。接着,以表1及图4A-图7C说明本申请的压电电 声换能器的两弹性件的分离距离、各弹性件的厚度、及薄膜的张力与弹性件的振动位移量 (displacement)、振动加速度(acceleration)、泄漏音压(leakage SPL)的关系。对照例和 实施例1-9的测试条件为:电压lOVrms、置于人工耳朵上方10mm处、利用雷射测距仪量测 弹性件正中央弯曲部的振动位移量及加速度。另于无声响室量测泄漏音压,收音距离设定 为 10cm〇
[0051 ] 需说明的是,实施例1-9的压电电声换能器为例如图3所示,二弹性件为弯曲状且 其弯曲部分离有一距离,各自的两端相接合再以具粘性的缓冲体固设于中空箱内;对照例 的两弹性件为平板状,其两端不相接合而是分别以具粘性的缓冲体固设于中空箱内,二弹 性件的所有部位皆分离有相同距离。中空箱的尺寸为32mmX7mmX 1.8mm、各压电元件的尺 寸为25mmX4mmX0· 1mm、各弹性件的长宽为30mmX5mm,而各弹性件的厚度、两弹性件的距 离、薄膜的张力如表1所示。
[0052] 表 1
[0053]
[0054] 参阅表1及图4A-图4C,对照例与实施例1间的压电电声换能器的差异仅在于弹 性件的形状,如图4A所示,实施例1的压电电声换能器的起振频率在120Hz左右,在低频 100~500Hz之间的平均振动位移量约37 μ m ;反观对照例的压电电声换能器的起振频率在 230Hz左右,在低频100~500Hz之间的平均振动位移量约25 μ m,明显较实施例1为小。如 图4B所示,实施例1的压电电声换能器的起振加速度出现在频率约120Hz,超过0. 9m/s2,在 低频100~500Hz之间的平均加速度约0. 96m/s2;反观对照例的压电电声换能器的起振加 速度出现在频率约230Hz,约0. 7m/s2,在低频100~500Hz之间的平均加速度约0. 6m/s2, 明显较实施例1为小。如图4C所示,实施例1的压电电声换能器的起振频率约120-130HZ, 在低频100~500Hz之间的声压级约45dB,渐往低频缓增为50dB ;反观对照例的压电电声 换能器的起振频率约230Hz,在低频100~500Hz之间的声压级约53dB,渐往低频据增为 68dB,明显较实施例1为大。
[0055] 由图4A-4C可知,弯曲状的弹性件相较于平板状的弹性件,能提供较大的位移量 及加速度并具有较小的SPL,表示实施例1的压电电声换能器的二弹性件向内推挤空气的 振幅较小而向外振动骨头的振幅较大。需说明的是,此处所谓向内即为二弹性件相互靠近 的方向,而向外即为二弹性件相互远离的方向。反观对照例的压电电声换能器的二弹性件 由于为平板状,无法对贴附于其上的压电元件造成形变妨碍,故难以抑制朝内推挤空气的 振幅,导致具有较大的SPL。
[0056] 因此,本申请的压电电声换能器能将接收到的电能主要转换为经由骨传导的振动 能量,相较于对照例,仅有极
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