声音换能器制造技术

本发明专利技术涉及一种微机电型声音换能器(1)，特别是用于产生和/或检测可听波长频谱的声波，包括载体(2)、连接到该载体(2)且可沿着轴线(4a，4b)相对于该载体(2)而偏转的振膜(3)、至少一压电组件(5a，5b)与该振膜(3)在该轴线的方向间隔开，用于产生和/或检测该振膜(3)的偏转，该压电组件(5a，5b)具有连结于该载体(2)的第一端(6a，6b)和可沿着该轴线(4a，4b)的方向偏转的第二端(7a，7b)，以及耦合组件(8a，8b)沿着该轴线(4a，4b)的方向延伸并位在该压电组件(5a，5b)和该振膜(3)之间，且该压电组件(5a，5b)的该第二端(7a，7b)连结于该振膜(3)。该至少一压电组件(5a，5b)和该耦合组件(8a，8b)共同形成一悬臂式悬臂(9a，9b)，其具有由该至少一压电组件(5a，5b)的该第一端(6a，6b)形成的夹紧端(10a，10b)和该耦合组件(8a，8b)形成的自由端(11a，11b)。声音换能器(1)具有复数个悬臂(9a，9b)。根据本发明专利技术，至少两个悬臂(9a，9b)一个接一个地布置在一平面上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】声音换能器
本专利技术涉及一种声音换能器，特别是用于产生和/或检测可听波长频谱中的声波，其具有载体，而连接到载体并且与轴线相对的振膜是可偏转的，至少一个在轴线的方向是可偏转的。与该振膜隔开的压电组件用于产生和/或检测振膜的偏转，压电组件包括连接到载体的第一端和可沿轴线方向偏转的第二端，以及在压电组件和振膜之间沿轴线方向延伸的耦合组件，并将压电组件的第二端链接于振膜。
技术介绍
从WO2016/034665A1中已知微机电系统(MEMS)为习知，其连接一振膜、一连接到振膜的抬升结构，以及至少两个压电组件，其通过多个隔开的连接组件与抬升结构的多个间隔开的接点连接。其中，所述至少两个压电组件构成引起抬升结构的抬升运动，以使所述振膜偏转。然而，该MEMS的缺点是性能有限。
技术实现思路
本专利技术的目的是改进现有技术。该目的通过具有独立权利要求1的特征的声音换能器实现。本专利技术的声音换能器可以操作在例如用来产生和/或检测可听波长频谱的声波。声音换能器可以布置在例如智能手机、耳机或其他电子设备中。声音换能器还可以操作在用来产生和/或检测超音波。然后，声音换能器可以布置在例如医疗和/或技术诊断设备、距离传感器等。声音换能器还包括载体和振膜，该振膜连接到载体并且相对于载体沿着轴线是可偏转的。振膜可以在其整个边缘区域与载体连接。藉由振膜可以产生声波。振膜可以受到振动以振动覆盖在振膜的空气。传送的振动是载送声音的声波。另一方面，振膜也可以在振动时予以设定。当声波撞击振膜时，振膜开始振动。此外，声音换能器具有至少一个压电组件，该压电组件在行程轴线的方向与振膜间隔开，用于产生和/或检测振膜的偏转。压电组件可以通过电压偏转。如果压电组件本身被作用在压电组件上的力而偏转，则会产生电压。压电组件包括连接到载体的第一端。另外，压电组件的第二端具有可偏转的特性。为了将压电组件的第二端与振膜连接，声音换能器具有耦合组件，该耦合组件在压电组件和振膜之间沿行程轴线的方向延伸。藉由耦合组件，由电压产生的压电组件的偏转可以传递到振膜以产生声波。藉由电信号，振膜可以通过耦合组件在相应的振动中偏移，从而例如可以产生声音。声波的振动也可以通过耦合组件从振膜传递到压电组件，压电组件将其转换成电信号。此外，所述至少一个压电组件和所述耦合组件一起形成悬臂式悬臂，所述悬臂具有由所述压电组件的第一端形成的夹紧端和由所述耦合组件形成的自由端。这允许悬臂在自由端自由摆动。结果，压电组件可以沿着行程轴产生大偏转。例如，它可用于产生具有高振幅的声波。此外，声音换能器具有高线性度。当压电组件被电信号作用时，自由端会偏转。其特征在于压电组件和耦合组件设计为悬臂，自由端的偏转与电信号的瞬时幅度成线性比例。由此产生的声波也具有与自由端的偏转成线性比例的声音幅度。因此，使用根据本专利技术的声音换能器从电信号产生的声波具有高线性度。由于压电组件和作为悬臂的耦合组件的设计，振膜可以通过压力组件以高的力作用。结果，振膜可以有利地偏转或振动。此外，声音换能器具有多个悬臂。这允许振膜以更大的力偏转。根据本专利技术，至少两个悬臂在平面图中一个接一个地布置。因此，至少两个悬臂可以一个接一个地对齐布置。至少两个悬臂可以彼此布置，使得它们在共同线上延伸。结果，声音换能器可以被设计为节省空间，由于悬臂布置在另一个之后，声音换能器可以保持较小的宽度。此外，振膜因此可以是线性的，即，线性地两个悬臂的偏转。在本专利技术的有利实施例中，悬臂在其自由端的区域中仅与振膜连接。这允许自由端自由振动而不受振动中任何其他因素的影响。例如，自由端不会被振动中的另一个部件抑制或制动。结果，例如，声音换能器的高线性度是可能的。同样，可以用大的力实现振膜的高挠曲。如果压电组件在背向耦合组件的侧面和载体之间的侧视图中形成自由空间也是有利的。结果，耦合组件与载体间隔开并且可以自由摆动。同样，有利的是，平面图中的自由空间具有U形形状，使得悬臂在其自由端和其两个纵向侧与载体间隔开。结果，仅悬臂的夹紧端与载体接触，使得纵向侧和自由端可相对于载体自由摆动。有利的是，载体具有至少一个凹部，悬臂布置在该凹部中。凹部可以完全被载体包围。凹部也可以在轴线的方向完全延伸穿过载体，使得凹部具有上开口和下开口。两个开口中的一个可以被振膜覆盖。如果在凹部中仅布置单个悬臂也具有优点。如此，悬臂不能被沿着轴线的偏转中的另一个悬臂所抑制。另外，有利的是，声音换能器具有多个悬臂，这些悬臂在平面图中并排布置。这可以增加振膜上的力。此外，通过几个间隔开的悬臂，振膜可以均匀地偏转并且特别是平坦的。结果，可以以平面方式产生和/或记录声波。因此，悬臂可以布置成例如正方形、矩形或另一平面几何图形或多边形。在每种情况下，悬臂可以布置在所述图形或多边形的角落中。如果至少两个悬臂的方向彼此相等地定向也是有利的。附加地或替代地，至少两个悬臂可以彼此相对地定向。结果，振膜可以有利地偏转。此外，有利的是，至少两个并置且相同定向的悬臂通过连接组件在自由端的区域中彼此连接。当两个悬臂并排布置时，它们的纵向侧彼此面对。藉由耦合组件连接两个悬臂，两个悬臂的力可以在偏转中结合。有利的是，耦合组件通过悬臂与压电组件连接，使得耦合组件可相对于压电组件旋转。连接可以是例如弹性或柔性连接。藉由耦合组件的可旋转性，当压电组件偏转时，耦合组件可以保持与振膜平行对齐。因此，振膜在耦合组件和振膜之间的接触区域中负载较小。如果压电组件和耦合组件形成为一体的也是有利的。结果，例如在单一个制造步骤中，可以制造具有耦合组件的压电组件。此外，如果声音换能器是微机电型式的扬声器则是有利的。附加地或替代地，声音换能器也可以是微机电型式的麦克风。【附图说明】在以下示例性实施例中说明了本专利技术的其他优点。在图中：图1显示具有载体、压电组件和耦合组件的声音换能器的立体图；图2显示具有悬臂的声音换能器的侧面剖视图；图3是具有两个相对方向的悬臂的声音换能器的侧面剖视图；图4显示具有两个类似悬臂的声音换能器的侧面剖视图。图5显示具有两个悬臂的声音换能器的俯视平面图。图6显示具有悬臂的声音换能器的俯视平面图。图7显示具有两个悬臂和一个耦合板的声音换能器的侧面剖视图。图8显示在振膜和耦合组件之间具有间隔组件的声音换能器的侧面剖视图。【具体实施方式】图1显示佩戴者的耳朵2的剖视图和扬声器装置1的侧视图，由于其是作为实施例说明，故这里未示出布置在耳机中的图式。扬声器装置1可以设置在例如耳机的耳机壳体中。例如，耳机壳体可以围绕耳朵2以抑制环境噪声。图1显示声音换能器1的立体图。为了解释操作模式，仅显示一个悬臂9。例如，可听波长频谱中的声波可以藉助于声音换能器1产生，使得它可以作为MEMS扬声器操作。藉由声音换能器1，可以附加地或替代地检测可听波长频谱中的声波，使得它可以作为MEMS麦克风操作。例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种声音换能器(1)，用于产生和/或检测可听波长频谱的声波，其包括:/n载体(2)；/n连接到该载体(2)且可沿着轴线(4a，4b)相对于该载体(2)而偏转的振膜(3)；/n至少一压电组件(5a，5b)，其与该振膜(3)在该轴线的方向间隔开，用于产生和/或检测该振膜(3)的偏转；该压电组件(5a，5b)包括连结于该载体(2)的第一端(6a，6b)和可沿着该轴线(4a，4b)的方向偏转的第二端(7a，7b)；/n耦合组件(8a，8b)，其沿着该轴线(4a，4b)的方向延伸并位于该压电组件(5a，5b)和该振膜(3)之间，且该压电组件(5a，5b)的第二端(7a，7b)连结于该振膜(3)；/n其中，该至少一压电组件(5a，5b)和该耦合组件(8a，8b)共同形成悬臂式悬臂(9a，9b)，其具有由该至少一压电组件(5a，5b)的该第一端(6a，6b)形成的夹紧端(10a，10b)和该耦合组件(8a，8b)形成的自由端(11a，11b)，该声音换能器(1)具有复数个悬臂(9a，9b)，其特征在于该复数个悬臂(9a，9b)中的至少两个悬臂(9a，9b)一个接一个地布置在一平面上。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171026 DE 10201712511701.一种声音换能器(1)，用于产生和/或检测可听波长频谱的声波，其包括:
载体(2)；
连接到该载体(2)且可沿着轴线(4a，4b)相对于该载体(2)而偏转的振膜(3)；
至少一压电组件(5a，5b)，其与该振膜(3)在该轴线的方向间隔开，用于产生和/或检测该振膜(3)的偏转；该压电组件(5a，5b)包括连结于该载体(2)的第一端(6a，6b)和可沿着该轴线(4a，4b)的方向偏转的第二端(7a，7b)；
耦合组件(8a，8b)，其沿着该轴线(4a，4b)的方向延伸并位于该压电组件(5a，5b)和该振膜(3)之间，且该压电组件(5a，5b)的第二端(7a，7b)连结于该振膜(3)；
其中，该至少一压电组件(5a，5b)和该耦合组件(8a，8b)共同形成悬臂式悬臂(9a，9b)，其具有由该至少一压电组件(5a，5b)的该第一端(6a，6b)形成的夹紧端(10a，10b)和该耦合组件(8a，8b)形成的自由端(11a，11b)，该声音换能器(1)具有复数个悬臂(9a，9b)，其特征在于该复数个悬臂(9a，9b)中的至少两个悬臂(9a，9b)一个接一个地布置在一平面上。


2.如权利要求1所述的声音换能器(1)，其特征在于，该悬臂(9a，9b)位在该自由端(11a，11b)的区域连接于该振膜(3)。


3.如前述权利要求任一项所述的声音换能器(1)，其特征在于，该压电组件(5a，5b)背向该耦合组件(8a，8b)的侧面和该载体之间在平面中形成一自由空间(12)。


4.如前述权利要求任一项所述的声音换能器(1)，其特征在于，该自...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德里亚·韦斯高尼·克莱里西·贝尔特拉米，费鲁乔·博托尼，
申请(专利权)人：悠声股份有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT