АКУСТИЧЕСКИЕ ВЫХОДНЫЕ УСТРОЙСТВА Российский патент 2023 года по МПК H04R17/00 B06B1/06 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее раскрытие относится к области акустической технологии и, в частности, к акустическому выходному устройству.

Уровень техники

Пьезоэлектрическое акустическое выходное устройство создает вибрацию и излучает звуковые волны, используя инверсный пьезоэлектрический эффект пьезоэлектрического материала. По сравнению с традиционным электрически возбуждаемым динамиком, пьезоэлектрическое выходное устройство обладает преимуществами высокой эффективности преобразования электромеханической энергии, низкого потребления энергии, малого размера и высокой интеграции. Учитывая тенденцию к миниатюризации и интеграции устройств, пьезоэлектрическое акустическое выходное устройство имеет исключительно широкие перспективы и будущее. Однако, у пьезоэлектрического выходного устройства существуют такие проблемы, как низкая чувствительность в полосе средних и высоких частот (например, в полосе частот от 500 Гц до 10 кГц) и множество режимов вибрации в слуховом диапазоне человеческого уха (например, от 20 Гц до 20 кГц), которые ведут к плохому качеству звука.

Поэтому желательно обеспечить пьезоэлектрическое акустическое выходное устройство с повышенной чувствительностью в полосе средних и верхних частот и уменьшить количество его режимов вибрации в слышимом диапазоне, тем самым улучшая результирующее качество звука акустического выходного устройства.

Раскрытие сущности изобретения

Вариант осуществления настоящего раскрытия представляет акустическое выходное устройство, причем акустическое выходное устройство содержит: первый вибрационный элемент, второй вибрационный элемент и пьезоэлектрический элемент, причем пьезоэлектрический элемент возбуждает первый вибрационный элемент и второй вибрационный элемент, чтобы в ответ на электрический сигнал формировать вибрацию, при этом первый вибрационный элемент может быть присоединен к первому месту крепления на пьезоэлектрическом элементе, второй вибрационный элемент может быть присоединен ко второму месту крепления на пьезоэлектрическом элементе по меньшей мере через первый упругий элемент, второй вибрационный элемент может быть присоединен к третьему месту крепления на пьезоэлектрическом элементе по меньшей мере через второй упругий элемент, и в направлении вибрации второго вибрационного элемента первый коэффициент упругости первого упругого элемента может отличаться от второго коэффициента упругости второго упругого элемента.

В некоторых вариантах осуществления акустическое выходное устройство может дополнительно содержать первый соединитель и второй соединитель, при этом первый упругий элемент может быть присоединен ко второму месту крепления на пьезоэлектрическом элементе через первый соединитель, а второй упругий элемент может быть присоединен к третьему месту крепления на пьезоэлектрическом элементе через второй соединитель.

В некоторых вариантах осуществления первый упругий элемент может содержать один или более первых упругих стержней, а второй упругий элемент может содержать один или более вторых упругих стержней.

В некоторых вариантах осуществления количество одного или более первых упругих стержней может быть таким же, что и количество одного или более вторых упругих стержней.

В некоторых вариантах осуществления длина каждого первого упругого стержня из указанного одного или более первых упругих стержней может отличаться от длины любого второго упругого стержня из указанного одного или более вторых упругих стержней.

В некоторых вариантах осуществления материал указанного одного или более первых упругих стержней отличается от материала указанного одного или более вторых упругих стержней.

В некоторых вариантах осуществления прилежащий угол любых двух соседних первых упругих стержней из указанного одного или более первых упругих стержней может отличаться от прилежащего угла любых двух соседних упругих стержней из указанного одного или более вторых упругих стержней.

В некоторых вариантах осуществления конфигурация каждого первого упругого стержня из указанного одного или более первых упругих стержней может быть такой же, что и конфигурация каждого второго упругого стержня из указанного одного или более вторых упругих стержней, и количество одного или более первых упругих стержней может отличаться от количества одного или более вторых упругих стержней.

В некоторых вариантах осуществления второй упругий элемент может дополнительно содержать третий соединитель, и второй вибрационный элемент может дополнительно быть присоединен к третьему месту крепления на пьезоэлектрическом элементе по меньшей мере через третий соединитель.

В некоторых вариантах осуществления первый упругий элемент может содержать один или более первых упругих стержней, второй упругий элемент может содержать третий соединитель, и второй вибрационный элемент может быть присоединен в третьем месте крепления на пьезоэлектрическом элементе через третий соединитель.

В некоторых вариантах осуществления первый коэффициент упругости первого упругого элемента может быть меньше, чем второй коэффициент упругости второго упругого элемента, и второй коэффициент упругости второго упругого элемента может быть больше, чем 1×10⁴ Н/м.

В некоторых вариантах осуществления отношение второго коэффициента упругости второго упругого элемента к первому коэффициенту упругости первого упругого элемента может быть больше 10.

В некоторых вариантах осуществления в направлении, перпендикулярном направлению вибрации второго вибрационного элемента, первый упругий элемент может иметь третий коэффициент упругости, и отношение третьего коэффициента упругости к первому коэффициенту упругости может быть больше чем 1×10⁴, или в направлении, перпендикулярном направлению вибрации второго вибрационного элемента второй упругий элемент может иметь четвертый коэффициент упругости, и отношение четвертого коэффициента упругости ко второму коэффициенту упругости может быть больше чем 1×10⁴.

В некоторых вариантах осуществления вибрация первого вибрационного элемента и второго вибрационного элемента может формировать два резонансных пика в пределах диапазона слышимости человеческого уха.

В некоторых вариантах осуществления второй вибрационный элемент, первый упругий элемент и второй упругий элемент могут резонировать с формированием резонансного пика, имеющего более низкую частоту из указанных двух резонансных пиков, а пьезоэлектрический элемент и первый вибрационный элемент могут резонировать, формируя резонансный пик, имеющий более высокую частоту из указанных двух резонансных пиков.

В некоторых вариантах осуществления частота пика, имеющего более низкую частоту из указанных двух резонансных пиков, может быть в диапазоне 50 Гц - 2 кГц, а частота пика, имеющего более высокую частоту из указанных двух резонансных пиков, может быть в диапазоне 1 кГц-10 кГц.

В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический элемент может содержать структуру балочного типа, причем первое место крепления может находиться в центре направления растяжения по длине структуры балочного типа.

В некоторых вариантах осуществления второе место крепления и третье место крепления могут располагаться соответственно на двух концах структуры балочного типа в направлении ее растяжения по длине.

В некоторых вариантах осуществления вибрация может передаваться пользователю через второй вибрационный элемент посредством костной проводимости.

В некоторых вариантах осуществления длина пьезоэлектрического элемента может быть в пределах от 3 мм до 30 мм.

В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический элемент может содержать два слоя пьезоэлектрических пластин и подложку, причем два слоя пьезоэлектрических пластин могут быть прикреплены соответственно к противоположным сторонам подложки, и подложка может создавать вибрацию на основе растяжения и сжатия двух слоев пьезоэлектрических пластин в направлении растяжения по длине структуры балочного типа.

Дополнительные признаки могут быть частично представлены в последующем описании и могут быть очевидны специалистам в данной области техники, обращающимся к соответствующим описаниям и чертежам, или могут стать понятны посредством создания или работы примеров. Признаки настоящего раскрытия могут быть реализованы и получены путем практического применения и использования различных подходов представленных способов, инструментов и сочетаний, изложенных в последующих подробных примерах.

Краткое описание чертежей

Настоящее раскрытие может быть дополнительно описано в соответствии с примерными вариантами осуществления. Примерные варианты осуществления могут быть описаны подробно со ссылкой на сопроводительные чертежи. Вариант осуществления на ограничивается примерным вариантом осуществления и в нем одинаковые ссылочные позиции представляют схожие структуры на нескольких видах чертежей, на которых:

фиг. 1 – блок-схема структуры примерного акустического выходного устройства, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 2 – конструкция примерного акустического устройства, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 3 – частотные характеристики примерных акустических выходных устройств, когда вибрационный сигнал выводится с конца упругой массы в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 4 – конструкция примерного акустического выходного устройства, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 5 – модель примерного акустического выходного устройства, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 6 - конструкция примерного акустического выходного устройства, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 7 - конструкция другого примерного акустического выходного устройства, соответствующего некоторых вариантам осуществления настоящего раскрытия; и

фиг. 8 – частотные характеристики примерных акустических выходных устройств, когда вибрационный сигнал выводится с конца упругой массы в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего раскрытия.

Осуществление изобретения

Чтобы более ясно проиллюстрировать технические решения, связанные с вариантами осуществления настоящего раскрытия, ниже представляется краткое введение в чертежи, упоминаемые в описании вариантов осуществления. Очевидно, что чертежи в последующем описании являются только примерами или вариантами осуществления настоящего раскрытия и специалисты в данной области техники могут применять это представленное раскрытие к другим подобным ситуациям, основываясь на этих чертежах и на вышесказанном, не прикладывая творческих усилий. Если из контекста явно не следует иное или если контекст свидетельствует о противоположном, одни и те же числовые ссылочные позиции на чертежах относятся к одним и тем же конструкциям или операциям.

Следует понимать, что термины “система,” “устройство,” “блок” и/или “модуль”, используемые здесь, являются одним из способов распознавания различных компонентов, элементов, деталей, секций или сборочных узлов различных уровней. Однако, эти слова могут заменяться другими выражениями, если они служат для той же самой цели.

Как показано в настоящем раскрытии и формуле изобретения, если контекст явно не предлагает иное, единственное число может включать в себя множественное число. В целом, термины “содержат”, “содержит” и/или “содержащий”, “включают”, “включает” и/или “включающий” просто подсказывают необходимость включить этапы и элементы, которые были ясно идентифицированы, и эти этапы и элементы не образуют исключительный перечень. Способы или устройства могут также содержать другие этапы или элементы. Термин “основываясь на” означает “основываясь, по меньшей мере частично, на”. Термин “один из вариантов осуществления” означает “по меньшей мере один вариант осуществления”. Термин “другой вариант осуществления” означает “по меньшей мере один другой вариант осуществления”.

При описании настоящего раскрытия следует понимать, что термины “первый”, “второй”, “третий” и “четвертый” используются только для цели описания и не могут пониматься как указывающие или подразумевающие важность или подразумеваемое указание количества индицированных технических признаков. Таким образом, признаки, определяемые как “первый”, “второй”, “третий” и “четвертый” могут явно или неявно содержать по меньшей мере один из этих признаков. В описании настоящего раскрытия “множество” означает по меньшей мере два, а также два, три и т.д., если иное не определено специально.

В настоящем раскрытии, если не указывается и не ограничивается как-либо иначе, термины “соединение”, “крепление” и другие термины должны интерпретироваться в широком смысле. Например, термин “соединение” может относиться к жесткому соединению, разъемному соединению, интеграции, механическому соединению, электрическому соединению и т.п. Соединение может быть прямым соединением или косвенным соединением через промежуточную среду, внутренней связью двух элементов или соотношением взаимосвязи двух элементов, если не указывается иное. Для специалистов в данной области техники конкретных смысл приведенных в раскрытии терминов может пониматься в соответствии с конкретными обстоятельствами.

Варианты осуществления настоящего раскрытия могут представлять акустическое выходное устройство, причем акустическое выходное устройство может содержать первый вибрационный элемент, второй вибрационный элемент и пьезоэлектрический элемент. Пьезоэлектрический элемент может возбуждать колебания первого вибрационного элемента и второго вибрационного элемента, чтобы создавать вибрацию в ответ на электрический сигнал. Первый вибрационный элемент может быть присоединен в первом месте крепления на пьезоэлектрическом элементе, второй вибрационный элемент может быть присоединен во втором месте крепления на пьезоэлектрическом элементе по меньшей мере через первый упругий элемент, и второй вибрационный элемент может быть присоединен в третьем месте крепления на пьезоэлектрическом элементе по меньшей мере через второй упругий элемент. В соответствии с вариантами осуществления настоящего раскрытия, в направлении вибрации второго вибрационного элемента, принимая первый коэффициент упругости первого упругого элемента отличающимся от второго коэффициента упругости второго упругого элемента, чувствительность акустического выходного устройства в полосе средних и высоких частот (например, 1 кГц-10 кГц) может быть улучшена, облегчая, тем самым, применение акустического выходного устройства в конкретных сценариях.

Акустическое выходное устройство, представленное в вариантах осуществления настоящего раскрытия, ниже будет описано подробно с использованием сопроводительных чертежей.

На фиг. 1 представлена блок-схема структуры примерного акустического выходного устройства, соответствующего вариантам осуществления настоящего раскрытия. В некоторых вариантах осуществления акустическое выходное устройство 100 может быть акустическим выходным устройством с костной проводимостью, акустическим выходным устройством с воздушной проводимостью или акустическим выходным устройством со смешанной костно-воздушной проводимостью. В некоторых вариантах осуществления акустическое выходное устройство 100 может содержать динамик, наушник, очки, слуховой аппарат, устройство аугментированной реальности (augmented reality, AR), устройство виртуальной реальности (virtual reality, VR) и т.д. или другие устройства с функцией аудиовоспроизведения (например, мобильный телефон, компьютер и т.д.). В некоторых вариантах осуществления акустическое выходное устройство 100 может быть акустическим выходным устройством открытого типа. Как показано на фиг. 1, акустическое выходное устройство 100 может содержать первый вибрационный элемент 110, второй вибрационный элемент 120, пьезоэлектрический элемент 130, первый упругий элемент 140 и второй упругий элемент 150.

Как первый вибрационный элемент 110, так и второй вибрационный элемент 120 могут быть блоками массы определенного веса. В некоторых вариантах осуществления первый вибрационный элемент 110 и/или второй вибрационный элемент 120 могут содержать вибрационную пластину, вибрационную диафрагму и т.п., так чтобы акустическое выходное устройство 100 могло выводить вибрацию через первый вибрационный элемент 110 и/или через второй вибрационный элемент 120. В некоторых вариантах осуществления материал блока массы может содержать, но не ограничиваясь только этим, металл (например, медь, железо, магний, алюминий, вольфрам и т.д.), сплав (например, алюминиевый сплав, титановый сплав, вольфрамовый сплав и т.д.), полимерный материал (например, тефлон, кремнийорганический каучук и т.д.). В некоторых вариантах осуществления материал первого вибрационного элемента 110 и материал второго вибрационного элемента 120 могут быть одинаковыми или различными. В некоторых вариантах осуществления вес первого вибрационного элемента 110 и вес второго вибрационного элемента 120 могут быть одинаковыми или различными. В некоторых вариантах осуществления вес первого вибрационного элемента 110 и/или второго вибрационного элемента 120 может быть меньше 10 г. В некоторых вариантах осуществления вес первого вибрационного элемента 110 и/или второго вибрационного элемента 120 может быть меньше 8 г. В некоторых вариантах осуществления вес первого вибрационного элемента 110 и/или второго вибрационного элемента 120 может быть меньше 6 г. В некоторых вариантах осуществления вес первого вибрационного элемента 110 и/или второго вибрационного элемента 120 может быть меньше 5 г.

Пьезоэлектрический элемент 130 может быть устройством преобразования электрической энергии, которое может преобразовывать электрическую энергию в механическую энергию, используя инверсный пьезоэлектрический эффект. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический элемент 130 может содержать пьезоэлектрическую керамику, пьезоэлектрический кварц, пьезоэлектрический хрусталь, пьезоэлектрический полимер и другие материалы с пьезоэлектрическими эффектами. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический элемент 130 может иметь правильную форму, такую как листовая форма, угловая форма, призматическая форма, прямоугольная форма, колоннообразная форма, сферическая форма или любое их сочетание или может иметь другие неправильные формы. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический элемент 130 может содержать структуру балочного типа (например, структура в виде полоски определенной ширины) (как показано на фиг. 2 и 4). Например, структура балочного типа может содержать два слоя пьезоэлектрических пластин и подложку и эти два слоя пьезоэлектрических пластин могут соответственно прикрепляться к противоположным сторонам подложки. Подложка может создавать вибрацию (например, вибрировать в направлении, перпендикулярном поверхности подложки), основываясь на растяжении и сжатии двухслойных пьезоэлектрических пластин в направлении растяжения по длине структуры балочного типа. Как оно используется здесь, направление растяжения по длине структуры балочного типа пьезоэлектрического элемента 130 может относиться к направлению, в котором размер признака структуры балочного типа в этом направлении растяжения больше, чем размер признака структуры балочного типа в любом другом направлении. В некоторых вариантах осуществления структура балочного типа может содержать линейную структуру балочного типа, изогнутую структуру балочного типа и т.п. В настоящем раскрытии в качестве примера может описываться линейная структура балочного типа и это не предназначено ограничивать объем защиты настоящего раскрытия. Для более подробного описания структуры балочного типа обращайтесь к фиг. 2 и его описаниям.

Первый вибрационный элемент 110 может физически присоединяться (например, приклеиваться, прижиматься, прикрепляться резьбой, привариваться и т.д.) в первом месте крепления на пьезоэлектрическом элементе 130. Второй вибрационный элемент 120 может присоединяться ко второму месту крепления на пьезоэлектрическом элементе 130 по меньшей мере через первый упругий элемент 140 и присоединяться к третьему месту крепления на пьезоэлектрическом элементе 130 по меньшей мере через второй упругий элемент 150. Другими словами, один конец первого упругого элемента 140 может присоединяться ко второму месту крепления на пьезоэлектрическом элементе 130, один конец второго упругого элемента 150 может присоединяться к третьему месту крепления на пьезоэлектрическом элементе 130 и другой конец первого упругого элемента 140 и другой конец второго пьезоэлектрического элемента 150 могут присоединяться одновременно ко второму вибрационному элементу 120. Пьезоэлектрический элемент 130 может деформироваться возбуждающим напряжением (или возбуждающим сигналом) и создавать вибрацию. Первый вибрационный элемент 110 и второй вибрационный элемент 120 могут, соответственно, создавать вибрацию в ответ на вибрацию пьезоэлектрического элемента 130. Конкретно, пьезоэлектрический элемент 130 может напрямую передавать вибрацию первому вибрационному элементу 110 и вибрация пьезоэлектрического элемента 130 может передаваться второму вибрационному элементу 120 через первый упругий элемент 140 и второй упругий элемент 150. То есть, второй вибрационный элемент 120 может принимать вибрацию, передаваемую одновременно первым упругим элементом 140 и вторым упругим элементом 150. В вариантах осуществления настоящего раскрытия первый вибрационный элемент 110, напрямую соединенный с пьезоэлектрическим элементом 130, может упоминаться как конец массы, а второй вибрационный элемент 120, соединенный с пьезоэлектрическим элементом 130 через первый упругий элемент 140 и второй упругий элемент 150, может упоминаться как конец упругой массы.

В некоторых вариантах осуществления первый упругий элемент 140 и второй упругий элемент 150 могут присоединяться к одному и тому же месту крепления или к разным местам крепления второго вибрационного элемента 120. Например, как показано на фиг. 5, первый упругий элемент 140 и второй упругий элемент 150 могут одновременно присоединяться к месту крепления A в середине второго вибрационного элемента 120. Как другой пример, как показано на фиг. 5, первый упругий элемент 140 может присоединяться к месту крепления A' на втором вибрационном элементе 120, и второй упругий элемент 150 может присоединяться к месту крепления A'' второго вибрационного элемента 120.

В некоторых вариантах осуществления, если пьезоэлектрический элемент 130 содержит структуру балочного типа, первое место крепления может располагаться в центре направления растяжения по длине структуры балочного типа. Второе место крепления и третье место крепления могут располагаться на двух концах структуры балочного типа в направлении растяжения по длине, соответственно. В некоторых вариантах осуществления второе место крепления и третье место крепления могут располагаться в любых двух местах крепления симметрично или асимметрично относительно центра направления растяжения по длине структуры балочного типа. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический элемент 130 может иметь правильную форму, такую как круг, треугольник, пятиугольник, шестиугольник, или другую неправильную форму. Например, когда формой пьезоэлектрического элемента 130 является круг, первым местом креплениям может быть центр круга, а второе место крепления и третье место крепления могут быть расположены на двух радиальных концах круга. В качестве другого примера, когда форма пьезоэлектрического элемента 130 является неправильной, первое место крепления может быть центроидой неправильной формы, а второе место крепления и третье место крепления могут быть двумя местами крепления, например, на краях неправильной формы, которые симметричны или асимметричны относительно центроиды. В настоящем раскрытии для удобства описания в качестве примера пьезоэлектрического элемента 130 может быть взят пьезоэлектрический элемент, имеющий структуру балочного типа.

В некоторых вариантах осуществления первый упругий элемент 140 и второй упругий элемент 150 могут напрямую присоединяются ко второму месту крепления и к третьему месту крепления на пьезоэлектрическом элементе 130 (например, с помощью клея, сварки, зажима и т.д.). В некоторых вариантах осуществления акустическое выходное устройство 100 может дополнительно содержать первый соединитель и второй соединитель (не показаны). Второй вибрационный элемент 120 и первый упругий элемент 140 могут присоединяться ко второму месту крепления на пьезоэлектрическом элементе 130 через первый соединитель. Второй вибрационный элемент 120 и второй упругий элемент 150 могут присоединяться к третьему месту крепления на пьезоэлектрическом элементе 130 через второй соединитель. Например, как показано на фиг. 4, второй вибрационный элемент 120 и первый упругий элемент 140 могут присоединяться к первому концу (то есть, ко второму месту крепления) на пьезоэлектрическом элементе 130 через первый соединитель 182. Второй вибрационный элемент 120 и второй упругий элемент 150 могут присоединяться ко второму концу (то есть, к третьему месту крепления) на пьезоэлектрическом элементе 130 через второй соединитель 184.

В направлении вибрации второго вибрационного элемента 120 первый коэффициент упругости первого упругого элемента 140 и второй коэффициент упругости второго упругого элемента 150 могут различаться. В некоторых вариантах осуществления материал первого упругого элемента 140 и/или второго упругого элемента 150 может быть любым материалом, обладающим способностью передачи вибрации. Например, материалом первого упругого элемента 140 и/или второго упругого элемента 150 может быть силикон, пена, пластик, резина, металл и т.д. или любые их сочетания. В некоторых вариантах осуществления первый упругий элемент 140 и/или второй упругий элемент 150 могут быть компонентами с высокой упругостью (то есть, способными подвергаться упругой деформации). Например, первый упругий элемент 140 и/или второй упругий элемент 150 могут содержать пружину (например, пневматическую пружину, механическую пружину, электромагнитную пружину и т.п.), участок вибрационной трансмиссии, упругий участок, подложку и т.д. или любое их сочетание. В некоторых вариантах осуществления первый упругий элемент 140 и/или второй упругий элемент 150 могут содержать один или более упругих стержней (например, первый упругий стержень и/или второй упругий стержень, показанные на фиг. 4). Второй вибрационный элемент 120 может присоединяться к одному или более упругим стержням, чтобы реализовать соединение со вторым местом крепления и/или с третьим местом крепления на пьезоэлектрическом элементе 130. В некоторых вариантах осуществления первый коэффициент упругости первого упругого элемента 140 может отличаться от второго коэффициента упругости второго упругого элемента 150 за счет регулирования длины, материала первого упругого элемента 140 и/или второго упругого элемента 150 или количества, длины, материала, прилежащего угла и т.д. или любого сочетания упругих стержней, содержащихся в них. Для дополнительных описаний первого упругого элемента 140 и/или второго упругого элемента 150 обращайтесь к другим частям настоящего раскрытия (например, к фиг. 2, фиг. 4 и их описаниям), которые здесь не повторяются.

В некоторых вариантах осуществления вибрация первого вибрационного элемента 110 и второго вибрационного элемента 120 может формировать два резонансных пика в диапазоне слышимых частот человеческого уха (например, например, 20 Гц - 20 кГц). Конкретно, второй вибрационный элемент 120, первый упругий элемент 140 и второй упругий элемент 150 могут резонировать, чтобы формировать первый резонансный пик (например, резонансный пик, обозначенный пунктирным кружком M на фиг. 3), имеющий более низкую частоту (например, 50 Гц - 2000 Гц) из двух резонансных пиков. Пьезоэлектрический элемент 130 и первый вибрационный элемент 110 могут резонировать, чтобы сформировать второй резонансный пик (например, резонансный пик, обозначенный пунктирным кружком N на фиг. 3), имеющий более высокую частоту (например, 1 кГц - 10 кГц) из двух резонансных пиков. Частота (также упоминаемая как вторая резонансная частота), соответствующая второму резонансному пику, может быть выше, чем частота (также упоминаемая как первая резонансная частота), соответствующая первому резонансному пику.

В некоторых вариантах осуществления, диапазон частот первой резонансной частоты, соответствующей первому резонансному пику, и/или второй резонансной частоты, соответствующей второму резонансному пику, может регулироваться, изменяя вес второго вибрационного элемента 120 и коэффициент упругости (например, первый коэффициент упругости и/или второй коэффициент упругости) первого упругого элемента 140 и/или второго упругого элемента 150. В некоторых вариантах осуществления диапазон частот первой резонансной частоты может быть равен 20 Гц - 2000 Гц. В некоторых вариантах осуществления диапазон частот первой резонансной частоты может быть равен 50 Гц -1500 Гц. В некоторых вариантах осуществления диапазон первой резонансной частоты может быть равен 100 Гц - 1000 Гц. В некоторых вариантах осуществления диапазон частот первой резонансной частоты может быть равен 150 Гц - 500 Гц. В некоторых вариантах осуществления диапазон частот первой резонансной частоты может быть равен 150 Гц - 200 Гц. В некоторых вариантах осуществления диапазон частот второй резонансной частоты, соответствующей второму резонансному пику, может регулироваться, изменяя параметры характеристик пьезоэлектрического элемента 130.

В некоторых вариантах осуществления параметры характеристик пьезоэлектрического элемента 130 могут содержать геометрический параметр, параметр материала и т.п. Примерные геометрические параметры могут содержать толщину, длину и т.п. Примерные параметры материала могут содержать модуль упругости, плотность и т.п. В некоторых вариантах осуществления вторая резонансная частота может быть собственной частотой пьезоэлектрического элемента 130. В некоторых вариантах осуществления диапазон частот второй резонансной частоты может быть в пределах 1 кГц - 10 кГц. В некоторых вариантах осуществления диапазон частот второй резонансной частоты может быть в пределах 1 кГц - 9 кГц. В некоторых вариантах осуществления диапазон частот второй резонансной частоты может быть в пределах 1 кГц - 8 кГц. В некоторых вариантах осуществления диапазон частот второй резонансной частоты может быть в пределах 1 кГц - 7 кГц. В некоторых вариантах осуществления диапазон частот второй резонансной частоты может быть в пределах 1 кГц - 6 кГц. В некоторых вариантах осуществления диапазон частот второй резонансной частоты может быть в пределах 2 кГц - 5 кГц. В некоторых вариантах осуществления диапазон частот второй резонансной частоты может быть в пределах 3 кГц - 4 кГц.

В некоторых вариантах осуществления к одному или более элементам в акустическом выходном устройстве 100 может добавляться поглощение, чтобы получить более плавные резонансные пики акустического выходного устройства 100. Например, первый упругий элемент 140 и/или второй упругий элемент 150 могут быть изготовлены из материала с повышенным эффектом поглощения (например, силикон, резина, пена и т.д.). Как другой пример, пьезоэлектрический элемент 130 может быть покрыт материалом с поглощением. В качестве еще одного примера, материал с поглощением или электромагнитным поглощением может покрывать первый вибрационный элемент 110 и/или второй вибрационный элемент 120.

В некоторых вариантах осуществления вибрация пьезоэлектрического элемента 130 (или акустического выходного устройства 100) может передаваться пользователю посредством костной проводимости через первый вибрационный элемент 110 и/или через второй вибрационный элемент 120. Например, второй вибрационный элемент 120 может напрямую контактировать с кожей головы пользователя и вибрация пьезоэлектрического элемента 130 может передаваться костям и/или мышцам лица пользователя через второй вибрационный элемент 120 и окончательно передаваться ушам пользователя. В качестве другого примера, второй вибрационный элемент 120 может не иметь прямого контакта с человеческим телом и вибрация пьезоэлектрического элемента 130 может передаваться оболочке акустического выходного устройства через второй вибрационный элемент 120 и затем передаваться костям и/или мышцам лица пользователя посредством оболочки и окончательно передаваться ушам пользователя. В некоторых вариантах осуществления вибрация пьезоэлектрического элемента 130 может также передаваться пользователю посредством воздушной проводимости через первый вибрационный элемент 110 и/или через второй вибрационный элемент 120. Например, второй вибрационный элемент 120 может напрямую возбуждать воздух вокруг себя, чтобы формировать вибрацию, так чтобы передавать вибрацию уху пользователя через воздух. В качестве другого примера, второй вибрационный элемент 120 может дополнительно соединяться с вибрационной диафрагмой и вибрация второго вибрационного элемента 120 может передаваться вибрационной диафрагме и затем вибрационная диафрагма возбуждает вибрацию, чтобы сформировать вибрацию, передаваемую уху пользователя через воздух.

В некоторых вариантах осуществления акустическое выходное устройство 100 может дополнительно содержать конструкцию 160 оболочки. Конструкция 160 оболочки может быть выполнена с возможностью нести в себе другие компоненты акустического выходного устройства 100 (например, первый вибрационный элемент 110, второй вибрационный элемент 120, пьезоэлектрический элемент 130, первый упругий элемент 140 или второй упругий элемент 150 и т.д.). В некоторых вариантах осуществления конструкция 160 оболочки может быть закрытой конструкцией или полузакрытой конструкцией с отверстием внутрь и другие компоненты акустического выходного устройства 100 могут располагаться внутри или на конструкции 160 оболочки. В некоторых вариантах осуществления конструкция 160 оболочки может иметь правильную форму, такую как кубоид, цилиндр и круглый стол или неправильную трехмерную форму. Когда пользователь носит акустическое выходное устройство 100 на себе, конструкции 160 оболочки может располагаться вблизи уха пользователя. Например, конструкция 160 оболочки может располагаться на периферийной стороне (например, на передней стороне или на задней стороне) ушной раковины пользователя. В качестве другого примера, конструкция 160 оболочки может располагаться на ухе пользователя без перекрытия или закрывания ушного канала пользователя. В некоторых вариантах осуществления акустическое выходное устройство 100 может быть наушником с костной проводимостью и по меньшей мере одна сторона конструкции 160 оболочки может контактировать с кожей пользователя. Компоненты акустического возбудителя в наушнике с костной проводимостью (например, сочетание пьезоэлектрического элемента 130, первого вибрационного элемента 110, первого упругого элемента 140, второго упругого элемента 150 и второго вибрационного элемента 120) могут преобразовывать аудиосигнал в механическую вибрацию и механическая вибрация может передаваться слуховому нерву пользователя через конструкцию 160 оболочки и кости пользователя. В некоторых вариантах осуществления акустическое выходное устройство 100 может быть наушником с воздушной проводимостью и по меньшей мере одна сторона конструкции 160 оболочки может контактировать или не контактировать с кожей пользователя. Боковая стенка конструкции 160 оболочки может содержать по меньшей мере одно звуковое направляющее отверстие. Компоненты акустического драйвера в наушнике с воздушной проводимостью могут преобразовывать аудиосигнал в звук воздушной проводимости и звук воздушной проводимости может излучаться в направлении уха пользователя через звуковое направляющее отверстие.

В некоторых вариантах осуществления акустическое выходное устройство 100 может содержать крепежную конструкцию 170. Крепежная конструкция 170 может быть выполнена с возможностью крепления акустического выходного устройства 100 вблизи уха пользователя. В некоторых вариантах осуществления крепежная конструкция 170 может физически соединяться с конструкцией 160 оболочки акустического выходного устройства 100 (например, посредством клея, сварки, зажима и т.п.). В некоторых вариантах осуществления конструкция 160 оболочки акустического выходного устройства 100 может быть частью крепежной конструкции 170. В некоторых вариантах осуществления крепежная конструкция 170 может содержать заушину, заднюю заушину, упругую полоску, заушину очков и т.п., так чтобы акустическое выходное устройство 100 могло быть лучше закреплено около уха пользователя и не допускать падения акустического выходного устройства 100, когда пользователь носит акустическое выходное устройство 100 на себе. Например, крепежная конструкция 170 может быть заушиной, выполненной с возможностью ношения вокруг области уха. В некоторых вариантах осуществления заушина может иметь непрерывную конструкцию в форме крючка и быть натянутой с напряжением, чтобы носить на ухе пользователя. При этом заушник может также оказывать давление на ушную раковину пользователя, так чтобы акустическое выходное устройство 100 могло быть жестко закреплено в определенном положении на ухе или на голове пользователя. В некоторых вариантах осуществления заушник может быть полоской, состоящей из нескольких участков. Например, заушник может содержать жесткий участок и гибкий участок. Жесткий участок может быть изготовлен из жесткого материала (например, из пластика или металла). Жесткий участок может крепиться к конструкции 160 оболочки акустического выходного устройства 100 посредством физического соединения (например, соединения защелкой, винтового соединения и т.п.). Гибкий участок может быть изготовлен из упругого материала (например, ткани, композитного материала и/или неопрена). В качестве другого примера, крепежная конструкция 170 может быть шейной полоской, выполненной с возможностью ношения вокруг области шеи/плеч. В качестве еще одного примера, крепежная конструкция 170 может быть заушиной очков, которая является частью очков и может надеваться на ухо пользователя.

Следует заметить, что приведенное выше описание фиг. 1 может использоваться только для иллюстративных целей и не предназначено ограничивать объем защиты настоящего раскрытия. Специалистами в данной области техники, руководствуясь настоящим раскрытием, могут делаться различные изменения и модификации. Например, в некоторых вариантах осуществления акустическое выходное устройство 100 может дополнительно содержать один или более компонентов (например, сигнальный приемопередатчик, модуль взаимодействия, батарея и т.д.). В некоторых вариантах осуществления один или более компонентов акустического выходного устройства 100 могут заменяться другими элементами, способными выполнять аналогичные функции. Например, акустическое выходное устройство 100 может не содержать крепежную конструкцию 170 и конструкцию 160 оболочки или их часть может быть конструкцией оболочки, имеющей форму, подогнанную под человеческое ухо (например, круглое кольцо, овал, многоугольник (правильный или неправильный), U-образная форма, V-образная форма и полукруглая форма), так чтобы конструкция 160 оболочки могла быть подвешена около уха пользователя. Такие изменения и модификации не отступают от объема защиты настоящего раскрытия.

На фиг. 2 схематично представлена конструкция примерного акустического выходного устройства, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 2, акустическое выходное устройство 200 может содержать первый вибрационный элемент 110, второй вибрационный элемент 120, пьезоэлектрический элемент 130, первый упругий элемент 140, и второй упругий элемент 150. Пьезоэлектрический элемент 130 может обладать структурой балочного типа. В некоторых вариантах осуществления длина пьезоэлектрического элемента 130 (например, размер вдоль направления растяжения по длине структуры балочного типа) может быть в пределах 3-30 мм. В некоторых вариантах осуществления длина пьезоэлектрического элемента 130 может быть в пределах 3-25 мм. В некоторых вариантах осуществления длина пьезоэлектрического элемента 130 может быть в пределах 3-20 мм. В некоторых вариантах осуществления длина пьезоэлектрического элемента 130 может быть в пределах 3-18 мм. В некоторых вариантах осуществления длина пьезоэлектрического элемента 130 может быть в пределах 3-15 мм. В некоторых вариантах осуществления длина пьезоэлектрического элемента 130 может быть в пределах 3-10 мм.

В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 2, пьезоэлектрический элемент 130 может содержать две пьезоэлектрические пластины (то есть, пьезоэлектрическую пластину 132 и пьезоэлектрическую пластину 134) и подложку 136. Подложка 136 может быть выполнена как несущая для установки компонентов и элемента, производящего деформацию в ответ на вибрацию. В некоторых вариантах осуществления материал подложки 136 может содержать одно или более сочетаний металла (например, медная фольга, сталь и т.п.), фенольной смолы, полистирола с перекрестными связями и т.п. В некоторых вариантах осуществления форма подложки 136 может определяться в соответствии с формой пьезоэлектрического элемента 130. Например, если пьезоэлектрический элемент 130 является пьезоэлектрической консолью, подложка 136 может иметь вытянутую форму. В качестве другого примера, если пьезоэлектрический элемент 130 является пьезоэлектрической диафрагмой, подложка 136 может иметь форму пластины или форму листа.

Пьезоэлектрическая пластина 132 и пьезоэлектрическая пластина 134 могут быть компонентами, которые обеспечивают пьезоэлектрический и/или инверсный пьезоэлектрический эффект. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрическая пластина может покрывать одну или более поверхностей подложки 136 и деформироваться под действием возбуждающего напряжения, чтобы возбудить деформацию подложки 136, осуществляя, тем самым, выходную вибрацию пьезоэлектрического элемента 130. Например, пьезоэлектрическая пластина 132 и пьезоэлектрическая пластина 134 прикрепляются вдоль направления толщины пьезоэлектрического элемента 130 (как указано стрелкой ZZ') к противоположным сторонам подложки 136, соответственно. Подложка 136 может формировать вибрацию в соответствии с растяжением и сжатием пьезоэлектрической пластины 132 и пьезоэлектрической пластины 134 вдоль направления растяжения по длине пьезоэлектрического элемента 130 (как показано стрелкой XX'). Конкретно, когда мощность прикладывается вдоль направления ZZ' толщины пьезоэлектрического элемента 130, пьезоэлектрическая пластина на одной стороне подложки 136 может сжиматься вдоль направления растяжения по длине, а пьезоэлектрическая пластина на другой стороне подложки может растягиваться вдоль направления растяжения по длине, возбуждая, тем самым, изгиб подложки 136 и формируя вибрацию в направлении, перпендикулярном поверхности подложки 136 (то есть, в направлении ZZ' толщины).

В некоторых вариантах осуществления материал пьезоэлектрической пластины 132 и/или пьезоэлектрической пластины 134 может содержать пьезоэлектрическую керамику, пьезоэлектрический кварц, пьезоэлектрический хрусталь, пьезоэлектрический полимер и т.п. или любое их сочетание. Примерные пьезоэлектрические кристаллы могут содержать хрусталь, сфалерит, борацит, турмалин, цинкит, арсенид галлия (Gallium Arsenide, GaAs), титанат бария и их производные структурные кристаллы, дигидроген фосфат калия (KH₂PO₄), соль роши (NaKC₄H₄O₆·4H₂O) и т.п. Примерные пьезоэлектрические керамические материалы могут включать титанат бария (barium titanate, BT), цирконат титанат свинца (lead zirconate titanate, PZT), бариевый ниобат лития свинца (lead barium lithium niobate, PBLN), модифицированный титанат свинца (lead titanate, PT), нитрид алюминия (aluminum nitride, AIN), оксид цинка (zinc oxide, ZnO) и т.п. или любое их сочетание. Примерные пьезоэлектрические полимерные материалы могут содержать поливинилиден дифторид (polyvinylidene difluoride, PVDF) и т.п.

Первый вибрационный элемент 110 может присоединяться к первому месту крепления на пьезоэлектрическом элементе 130. Второй вибрационный элемент 120 может присоединяться ко второму месту крепления на пьезоэлектрическом элементе 130 через первый упругий элемент 140 и к третьему месту крепления на пьезоэлектрическом элементе 130 через второй упругий элемент 150. Следует заметить, что когда пьезоэлектрический элемент 130, обладающий структурой балочного типа, вибрирует, амплитуда концов пьезоэлектрического элемента 130 может быть больше. Поэтому, когда первое место крепления, второе место крепления и/или третье место крепления располагаются на концах структуры балочного типа, выходная чувствительность реакции соответствующего вибрационного элемента может быть выше и качество звука может быть лучше.

В некоторых вариантах осуществления первое место крепления может располагаться в центре направления растяжения по длине структуры балочного типа, второе место крепления может располагаться на одном конце направления растяжения по длине структуры балочного типа и третье место крепления может располагаться на другом конце направления растяжения по длине структуры балочного типа. В таких случаях пьезоэлектрический элемент 130 может иметь симметричную структуру и плоскость, проходящая через первое место крепления и перпендикулярная направлению растяжения по длине структуры балочного типа, может быть симметричной плоскостью симметричной структуры. Например, как показано на фиг. 2, первый вибрационный элемент 110 может прикрепляться в центральном месте крепления (то есть, в первом месте крепления) первой поверхности в направлении растяжения по длине пьезоэлектрического элемента 130. Первый упругий элемент 140 может прикрепляться к одному концу (то есть, второму месту крепления) второй поверхности, противоположной первой поверхности, в направлении растяжения по длине пьезоэлектрического элемента 130. Второй упругий элемент 150 может прикрепляться к другому концу (то есть, к третьему месту крепления) второй поверхности, противоположной первой поверхности, в направлении растяжения по длине пьезоэлектрического элемента 130. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический элемент 130 может содержать два субпьезоэлектрических элемента. Один конец каждого субпьезоэлектрического элемента может присоединяться к первому вибрационному элементу 110. Другой конец каждого субпьезоэлектрического элемента может присоединяться ко второму вибрационному элементу 120 через первый упругий элемент 140 и второй упругий элемент 150, соответственно. В некоторых вариантах осуществления два субпьезоэлектрических элемента могут находиться на прямой линии. Два субпьезоэлектрических элемента могут быть симметрично расположены на плоскости, проходящей через центр первого вибрационного элемента 110 и перпендикулярно направлению растяжения по длине структуры балочного типа. В этом случае центр первого вибрационного элемента 110 может рассматриваться как центральное место крепления на пьезоэлектрическом элементе, содержащем два субпьезоэлектрических элемента. Первый вибрационный элемент 110 может присоединяться к центральному месту крепления на пьезоэлектрическом элементе, то есть, к первому месту крепления.

В некоторых вариантах осуществления акустическое выходное устройство 200 может дополнительно содержать один или более соединителей (не показаны) и два компонента акустического выходного устройства 200 могут соединяться соединителем. Например, второй вибрационный элемент 120 и первый упругий элемент 140 могут присоединяться ко второму месту крепления на пьезоэлектрическом элементе 130 через соединитель. Как другой пример, второй вибрационный элемент 120 и второй упругий элемент 150 могут присоединяться к третьему месту крепления на пьезоэлектрическом элементе 130 через соединитель. Соединитель может быть расположен во втором месте крепления (или в третьем месте крепления) of на пьезоэлектрическом элементе 130, один конец первого упругого элемента 140 (или второго упругого элемента 150) может присоединяться к соединителю, а другой конец первого упругого элемента 140 (или второго упругого элемента 150) может присоединяться ко второму вибрационному элементу 120. Расположение соединителя может создавать вибрацию во втором месте крепления или в третьем месте крепления на пьезоэлектрическом элементе 130, которая должна передаваться первому упругому элементу 140 или второму упругому элементу 150 и второму вибрационному элементу 120, а также делать структуру первого упругого элемента 140 и/или второго упругого элемента 150 более гибкой. Например, как показано на фиг. 2, второй вибрационный элемент 120 может быть вибрационной пластиной, имеющей ту же самую форму, что и пьезоэлектрический элемент 130. Вибрационная пластина и пьезоэлектрический элемент 130 могут быть расположены напротив друг друга. Первый упругий элемент 140 и/или второй упругий элемент 150 могут быть пружинами (например, механической пружиной, электромагнитной пружиной и т.п.) или стержнями, изготовленными из других материалов с малым коэффициентом упругости. Первый упругий элемент 140 и/или второй упругий элемент 150 могут быть расположены вертикально между вторым вибрационным элементом 120 и пьезоэлектрическим элементом 130. В этом случае первый упругий элемент 140 может иметь первый коэффициент упругости в направлении вибрации второго вибрационного элемента 120 и второй упругий элемент 150 может иметь второй коэффициент упругости в направлении вибрации второго вибрационного элемента 120. В качестве другого примера, как показано на фиг. 4, первый упругий элемент 140 и/или второй упругий элемент 150 могут содержать множество упругих стержней (например, первый упругий стержень 142 или второй упругий стержень 152). Упругие стержни могут присоединяться к пьезоэлектрическому элементу 130 через первый соединитель 182 и второй соединитель 184. Упругие стержни могут присоединяться между пьезоэлектрическим элементом 130 и вторым вибрационным элементом 120 наклонным или параллельным способом относительно пьезоэлектрического элемента 130. В этом случае первый упругий стержень может иметь первый коэффициент упругости в направлении вибрации второго вибрационного элемента 120 и первый упругий стержень может также иметь третий коэффициент упругости в направлении, перпендикулярном направлении вибрации второго вибрационного элемента 120. Второй упругий стержень может иметь второй коэффициент упругости в направлении вибрации второго вибрационного элемента 120 и второй упругий стержень может также иметь четвертый коэффициент упругости в направлении, перпендикулярном в направлении вибрации второго вибрационного элемента 120. Для дополнительного описания упругих стержней обращайтесь к фиг. 4 и к его описаниям, которые здесь не повторяются.

Первый коэффициент упругости первого упругого элемента 140 и второй коэффициент упругости второго упругого элемента 150 могут различаться. В некоторых вариантах осуществления разница между первым коэффициентом упругости первого упругого элемента 140 и вторым коэффициентом упругости второго упругого элемента 150 может влиять на частотную характеристику акустического выходного устройства 200 (как показано на фиг. 3). В некоторых вариантах осуществления второй коэффициент упругости может быть больше, чем первый коэффициент упругости. Отношение второго коэффициента упругости к первому коэффициенту упругости может быть больше 10. В некоторых вариантах осуществления, чтобы гарантировать, что акустическое выходное устройство 200 имеет более высокую чувствительность и плоскую частотную характеристику в диапазоне 1,5-3 кГц, отношение второго коэффициента упругости к первому коэффициенту упругости может быть в диапазоне 10-50. В некоторых вариантах осуществления, чтобы гарантировать, что акустическое выходное устройство 200 имеет более высокую чувствительность и плоскую частотную характеристику в диапазоне 2,5 кГц-4 кГц, отношение второго коэффициента упругости к первому коэффициенту упругости может быть в диапазоне 50-100. В некоторых вариантах осуществления, чтобы гарантировать, что акустическое выходное устройство 200 имеет более высокую чувствительность и плоскую частотную характеристику в диапазоне 3-5 кГц, отношение второго коэффициента упругости к первому коэффициенту упругости может быть в диапазоне 100-1000. В некоторых вариантах осуществления второй коэффициент упругости может быть гораздо больше, чем первый коэффициент упругости. Например, первый упругий элемент 140, расположенный как показано на фиг. 2, может быть пружиной, а второй упругий элемент 150 может быть стержнем, изготовленным из материала, имеющего большой модуль упругости (например, металл). Другими словами, второй вибрационный элемент 120 может быть жестко соединен с пьезоэлектрическим элементом 130 через стержень вместо того, чтобы упруго соединяться с пьезоэлектрическим элементом 130 через пружину.

На фиг. 3 показаны частотные характеристики примерных акустических выходных устройств, когда сигнал вибрации выводится от конца упругой массы, соответствующие некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 3, график L31 может представлять частотную характеристику акустического выходного устройства (например, акустического выходного устройства 200), когда первый коэффициент ks1 упругости первого упругого элемента и второй коэффициент ks2 упругости второго упругого элемента одинаковы и сигнал вибрации выводится с конца упругой массы. График L32 может представлять частотную характеристику акустического выходного устройства, когда отношение второго коэффициента ks2 упругости второго упругого элемента к первому коэффициенту ks1 упругости первого упругого элемента равно 10 и сигнал вибрации выводится с конца упругой массы. График L33 может представлять частотную характеристику акустического выходного устройства, когда отношение второго коэффициента ks2 упругости второго упругого элемента к первому коэффициенту ks1 упругости первого упругого элемента равно 100 и сигнал вибрации выводится с конца упругой массы. График L34 может представлять частотную характеристику акустического выходного устройства, когда отношение второго коэффициента ks2 упругости второго упругого элемента к первому коэффициенту ks1 упругости первого упругого элемента равно 1000 и сигнал вибрации выводится с конца упругой массы. График L35 может представлять частотную характеристику акустического выходного устройства, когда отношение второго коэффициента ks2 упругости второго упругого элемента к первому коэффициенту ks1 упругости первого упругого элемента равно 10000 и сигнал вибрации выводится с конца упругой массы. Просто для примера, как показано на фиг. 3, первый коэффициент ks1 упругости первого упругого элемента, соответствующего каждой частотной характеристике, одинаков и равен 666,2 Н/м.

Как показано на фиг. 3, все графики L31, L32, L33, L34 и L35 могут иметь два резонансных пика в диапазоне от 100 Гц до 5000 Гц (которых находится в рамках диапазона слышимости человеческого уха). Первый резонансный пик в пунктирном кружке M может быть сформирован резонансом второго вибрационного элемента 120, первого упругого элемента 140 и второго упругого элемента 150. Второй резонансный пик в пунктирном кружке N может быть сформирован резонансом первого вибрационного элемента 110 и пьезоэлектрического элемента 130. Как можно видеть из фиг. 3, когда первый коэффициент ks1 упругости первого упругого элемента 140 равен второму коэффициенту ks2 упругости второго упругого элемента 150 (соответствует графику L31), график между первым резонансным пиком и вторым резонансным пиком может быть плоским и может не иметь пика или провала, но чувствительность может быть низкой. Поддерживая первый коэффициент ks1 упругости неизменным и увеличивая второй коэффициент ks2 упругости, другими словами, акустическое выходное устройство 200 может меняться от упруго симметричного акустического выходного устройства (соответствующего графику L31) до упруго асимметричного акустического выходного устройства (например, соответствующего графику L32), первая резонансная частота, соответствующая первому резонансному пику (резонансному пику в пунктирном кружке M) акустического выходного устройства 200, слегка увеличивается и после первого резонансного пика может формироваться резонансный провал (то есть, резонансный провал в пунктирном кружке O).

При дальнейшем увеличении второго коэффициента ks2 упругости (соответствующего графикам L32-L35), положение первого резонансного пика может оставаться почти неизменным и частота, соответствующая резонансному провалу после первого резонансного пика, может незначительно изменяться с увеличением второго коэффициента ks2 упругости. Поэтому положение резонансного провала может определяться упругим элементом, имеющим меньший коэффициент упругости. С увеличением второго коэффициента ks2 упругости, второй резонансный пик (то есть, резонансный пик в пунктирном кружке N) постепенно движется к высокой частоте и амплитуда частотной характеристики после второго резонансного пика может значительно увеличиваться. Другими словами, акустическое выходное устройство 200 может иметь высокую чувствительность в полосе средних и высоких частот (например, 1 кГц - 10 кГц). Когда второй коэффициент ks2 упругости увеличивается в 1000 раз, первый коэффициент ks1 упругости, второй коэффициент ks2 упругости непрерывно увеличиваются и частотная характеристика акустического выходного устройства 200 может, в основном, оставаться неизменной (например, как показано на графиках L34 и L35).

Подводя итог, когда второй коэффициент ks2 упругости и первый коэффициент ks1 упругости различаются, акустическое выходное устройство 200 может иметь более высокую чувствительность в полосе средних и высоких частот. По мере увеличения разности между вторым коэффициентом ks2 упругости и первым коэффициентом ks1 упругости, чувствительность акустического выходного устройства 200 в полосе средних и высоких частот может улучшаться. В некоторых вариантах осуществления, когда разность между вторым коэффициентом ks2 упругости и первым коэффициентом ks1 упругости превышает определенное значение (например, отношение между вторым коэффициентом ks2 упругости и первым коэффициентом ks1 упругости больше 1000 раз), частотная характеристика акустического выходного устройства 200 в полосе средних и высоких частот может, в основном, оставаться неизменной, то есть, чувствительность акустического выходного устройства 200 в полосе средних и высоких частот перестанет увеличиваться.

На фиг. 4 схематично показана конструкция примерного акустического выходного устройства, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. На фиг. 5 показана модель примерного акустического выходного устройства, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 4, the акустическое выходное устройство 400 может иметь конструкцию, подобную конструкции акустического выходного устройства 200. Например, акустическое выходное устройство 400 может содержать первый вибрационный элемент 110, второй вибрационный элемент 120, пьезоэлектрический элемент 130, первый упругий элемент 140 и второй упругий элемент 150. В качестве другого примера, пьезоэлектрический элемент 130 может содержать структуру балочного типа. Первый вибрационный элемент 110 может присоединяться в центральном месте крепления (то есть, в первом месте крепления) в направлении растяжения по длине структуры балочного типа. Второй вибрационный элемент 120 может присоединяться к двум концам (то есть, ко второму месту крепления и к третьему месту крепления) в направлении растяжения по длине структуры балочного типа первым упругим элементом 140 и вторым упругим элементом 150. В настоящем раскрытии для удобства описания первое место крепления может быть центральным местом крепления структуры балочного типа, и второе место крепления и третье место крепления могут быть двумя концами структуры балочного типа в направлении растяжения по длине.

В некоторых вариантах осуществления акустическое выходное устройство 400 может дополнительно содержать первый соединитель 182 и второй соединитель 184. Второй вибрационный элемент 120 и первый упругий элемент 140 могут присоединяться ко второму месту крепления на пьезоэлектрическом элементе 130 через первый соединитель 182. Первый соединитель 182 может быть расположен во втором месте крепления на пьезоэлектрическом элементе 130, один конец первого упругого элемента 140 может присоединяться к первому соединителю, а другой конец первого упругого элемента 140 может присоединяться ко второму вибрационному элементу 120. Аналогично, второй вибрационный элемент 120 и второй упругий элемент 150 могут присоединяться к третьему месту крепления на пьезоэлектрическом элементе 130 через второй соединитель 184. Второй соединитель 184 может быть расположен в третьем месте крепления на пьезоэлектрическом элементе 130, один конец второго упругого элемента 150 может присоединяться ко второму соединителю 184, а другой конец второго упругого элемента 150 может присоединяться ко второму вибрационному элементу 120.

В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере первый упругий элемент 140 или второй упругий элемент 150 могут быть расположены наклонно или параллельно относительно пьезоэлектрического элемента 130. Например, как показано на фиг. 4, используя первый соединитель 182 и второй соединитель 184, плоскость, в которой располагаются первый упругий элемент 140 и второй упругий элемент 150, может быть параллельна поверхности пьезоэлектрического элемента 130. В этом случае упругие элементы, расположенные наклонно или параллельно относительно пьезоэлектрического элемента 130, могут иметь компоненты коэффициента упругости в направлении вибрации второго вибрационного элемента 120 и в направлении, перпендикулярном направлению вибрации второго вибрационного элемента 120. Конкретно, как показано на фиг. 5, первый упругий элемент 140 (не показан) может иметь первый коэффициент упругости вдоль направления ZZ', перпендикулярного пьезоэлектрическому элементу 130 (или вдоль направления вибрации второго вибрационного элемента 120) и первый упругий элемент 140 может иметь третий коэффициент упругости вдоль направления XX', параллельного длине пьезоэлектрического элемента 130. Второй упругий элемент 150 (не показан) может иметь второй коэффициент упругости вдоль направления ZZ', перпендикулярного пьезоэлектрическому элементу 130 (или вдоль направления вибрации второго вибрационного элемента 120), и второй упругий элемент 150 может иметь четвертый коэффициент упругости вдоль направления XX', параллельного длине пьезоэлектрического элемента 130.

В некоторых вариантах осуществления, когда первый упругий элемент 140 передает вибрацию, первый коэффициент упругости может влиять на результирующее перемещение первого упругого элемента 140 в направлении ZZ' и третий коэффициент упругости может влиять на результирующее перемещение первого упругого элемента 140 в направлении XX'. Поскольку результирующее перемещение первого упругого элемента 140 в направлении XX' может заставлять оба конца первого упругого элемента 140 (например, упругого стержня) сжиматься и иметь деформацию изгиба, упругая деформация в направлении XX', параллельном длине пьезоэлектрического элемента 130, может вызывать результирующее перемещение в направлении ZZ', перпендикулярном пьезоэлектрическому элементу 130. Другими словами, третий коэффициент упругости может влиять на способность первого упругого элемента 140 к деформации в направлении ZZ', влияя, таким образом, на результирующую вибрацию второго вибрационного элемента 120, присоединенного к первому упругому элементу 140. Аналогично, когда второй упругий элемент 150 передает вибрацию, результирующее перемещение второго упругого элемента 150 в направлении XX' может заставить два конца второго упругого элемента 150 сжиматься и иметь деформацию изгиба, так что упругая деформация в направлении XX', параллельном длине пьезоэлектрического элемента 130, может создавать результирующее перемещение в направлении ZZ', перпендикулярном пьезоэлектрическому элементу 130. Другими словами, четвертый коэффициент упругости может влиять на способность второго упругого элемента 150 к деформации в направлении ZZ', влияя, таким образом, на результирующую вибрацию второго вибрационного элемента 120, присоединенного ко второму упругому элементу 150. В некоторых вариантах осуществления, чем меньше третий коэффициент упругости (или четвертый коэффициент упругости), тем больше вклад третьего коэффициента упругости (или четвертого коэффициента упругости) в передачу вибрации в направлении ZZ'.

Чтобы гарантировать хорошую чувствительность акустического выходного устройства 400 в полосе средних и высоких частот (например, 1 кГц-10 кГц) (как показано на фиг. 8), в направлении вибрации второго вибрационного элемента 120 (или пьезоэлектрического элемента 130) первый коэффициент упругости первого упругого элемента 140 может отличаться от второго коэффициента упругости второго упругого элемента 150. Например, второй коэффициент упругости может быть больше или меньше, чем первый коэффициент упругости. В настоящем раскрытии для удобства описаний в качестве примера второй коэффициент упругости может быть взят большим, чем первый коэффициент упругости. Следует заметить, что когда акустическое выходное устройство 400 вибрирует, поскольку второй коэффициент упругости больше, чем первый коэффициент упругости, второй вибрационный элемент 120 может наклоняться и качаться в направлении первого упругого элемента 140 или второго упругого элемента 150, в то же время вибрируя в направлении, перпендикулярном поверхности пьезоэлектрического элемента 130.

В некоторых вариантах осуществления влияние третьего коэффициента упругости первого упругого элемента 140 на результирующую вибрацию второго вибрационного элемента 120 в направлении ZZ', перпендикулярном пьезоэлектрическому элементу 130, и влияние четвертого коэффициента упругости второго упругого элемента 150 на результирующую вибрацию второго вибрационного элемента 120 в направлении ZZ', перпендикулярном пьезоэлектрическому элементу 130, может дополнительно регулироваться для изменения частотной характеристики акустического выходного устройства 400. В некоторых вариантах осуществления третий коэффициент упругости первого упругого элемента 140 и четвертый коэффициент упругости второго упругого элемента 150 могут быть одинаковыми или разными. В некоторых вариантах осуществления отношение третьего коэффициента упругости к первому коэффициенту упругости первого упругого элемента 140 и/или отношение четвертого коэффициента упругости ко второму коэффициенту упругости второго упругого элемента 150 может быть больше, чем 1×10⁴. В некоторых вариантах осуществления отношение третьего коэффициента упругости к первому коэффициенту упругости первого упругого элемента 140 и/или отношение четвертого коэффициента упругости ко второму коэффициенту упругости второго упругого элемента 150 может быть больше, чем 1×10⁵. В некоторых вариантах осуществления отношение третьего коэффициента упругости к первому коэффициенту упругости первого упругого элемента 140 и/или отношение четвертого коэффициента упругости ко второму коэффициенту упругости второго упругого элемента 150 может быть больше, чем 1×10⁶. В некоторых вариантах осуществления отношение третьего коэффициента упругости к первому коэффициенту упругости первого упругого элемента 140 и/или отношение четвертого коэффициента упругости ко второму коэффициенту упругости второго упругого элемента 150 может быть больше, чем 1×10⁷.

В некоторых вариантах осуществления первый упругий элемент 140 может содержать один или более первых упругих стержней 142 и второй упругий элемент 150 может содержать один или более вторых упругих стержней 152. В некоторых вариантах осуществления первый упругий стержень 142 и/или второй упругий стержень 152 могут иметь цилиндрическую форму, кубоидную форму или любую другую подходящую форму (например, выпукло-вогнутую конструкцию, как показано на фиг. 4). В некоторых вариантах осуществления первый коэффициент упругости первого упругого элемента 140 и второй коэффициент упругости второго упругого элемента 150 могут различаться за счет регулирования количества, длины, материала, структуры, способа расположения и т.д. или любого их сочетания для первого упругого стержня 142 и/или второго упругого стержня 152.

В некоторых вариантах осуществления количество первых упругих стержней 142 и количество вторых упругих стержней 152 может быть одинаковым или различным. Например, когда конфигурация каждого первого упругого стержня 142 является такой же, как конфигурация каждого второго упругого стержня 152 (например, один и тот же материал, одинаковые длины, структуры и т.п.), количество первых упругих стержней 142 и количество вторых упругих стержней 152 могут быть различными. В этом случае, поскольку количество упругих стержней, содержащихся в первом упругом элементе 140 и во втором упругом элементе 150, различаются, их коэффициенты упругости (то есть, первый коэффициент упругости и второй коэффициент упругости) в направлении вибрации второго вибрационного элемента 120 различаются. В качестве другого примера, количество первых упругих стержней 142 и количество вторых упругих стержней 152 может быть одинаковым (например, для обоих по два, три, четыре и т.д.) и другие характеристики (например, длина, материал и т.п.) каждого первого упругого стержня 142 могут отличаться от других соответствующих характеристик (например, длины, материала и т.п.) каждого второго упругого стержня 152, поэтому первый коэффициент упругости первого упругого элемента 140 и второй коэффициент упругости второго упругого элемента 150 различаются. Просто для примера, первый коэффициент упругости первого упругого элемента 140 и второй коэффициент упругости второго упругого элемента 150 могут различаться, используя материал каждого первого упругого стержня 142, отличный от материала каждого второго упругого стержня 152. Например, первый упругий стержень 142 может быть изготовлен из материала с малым модулем упругости (например, силикон, пена, пластик, резина и т.п.), а второй упругий стержень 152 может быть изготовлен из материала с большим модулем упругости (например, металл, сплав и т.п.).

В некоторых вариантах осуществления первый коэффициент упругости первого упругого элемента 140 и второй коэффициент упругости второго упругого элемента 150 могут различаться, изменяя способ расположения первых упругих стержней 142 и/или вторых упругих стержней 152. Например, когда конфигурация каждого первого упругого стержня 142 является такой же, как конфигурация каждого второго упругого стержня 152 (например, имеет одинаковый материал, длину и т.п.) и количество первых упругих стержней 142 такое же, как количество вторых упругих стержней 152, первый коэффициент упругости первого упругого элемента 140 и второй коэффициент упругости второго упругого элемента 150 могут устанавливаться разными, устанавливая прилежащий угол между каждыми двумя соседними первыми упругими стержнями 142 или прилежащий угол между каждыми двумя соседними вторыми упругими стержнями 152. Например, чтобы сделать второй коэффициент упругости большим, чем первый коэффициент упругости, прилежащий угол между каждыми двумя соседними вторыми упругими стержнями 152 может быть сделан меньшим, чем прилежащий угол между каждыми двумя соседними первыми упругими стержнями 142. В некоторых вариантах осуществления, чтобы минимизировать ненужные дрожание и смещение, вызываемые асимметричной структурой, и избежать неблагоприятных влияний на качество выходного звука акустического выходного устройства 400, первые упругие стержни 142 могут быть расположены симметрично относительно плоскости, проходящей через центр пьезоэлектрического элемента 130 и перпендикулярно поверхности пьезоэлектрического элемента 130, а вторые упругие стержни 152 могут также располагаться симметрично относительно плоскости, проходящей через центр пьезоэлектрического элемента 130 и перпендикулярно поверхности пьезоэлектрического элемента 130.

В некоторых вариантах осуществления первый коэффициент упругости первого упругого элемента 140 и второй коэффициент упругости второго упругого элемента 150 могут быть сделаны разными, регулируя длины каждого первого упругого стержня 142 и каждого второго упругого стержня 152 так, чтобы они были различными. Следует заметить, что в настоящем раскрытии длина первого упругого стержня 142 может относиться к длине первого упругого стержня 142 в состоянии, в котором не воздействует внешняя сила (то есть, в естественном состоянии), и длина второго упругого стержня 152 может относиться к длине второго упругого стержня 152 в состоянии, в котором не воздействует внешняя сила. В некоторых вариантах осуществления первый коэффициент упругости первого упругого элемента 140 и второй коэффициент упругости второго упругого элемента 150 могут различаться, делая каждый первый упругий стержень 142 и каждый второй упругий стержень 152 имеющими разные конструкции. Например, каждый первый упругий стержень 142 может иметь выпукло-вогнутую конструкцию, а каждый второй упругий стержень 152 может иметь конструкцию цилиндрического длинного стержня.

На фиг. 6 схематично представлена конструкция примерного акустического выходного устройства, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. На фиг. 7 схематично представлена конструкция другого примерного акустического выходного устройства, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 6, акустическое выходное устройство 600 может иметь конструкцию, подобную акустическому выходному устройству 400. Акустическое выходное устройство 600 отличается от акустического выходного устройства 500 тем, что в акустическом выходном устройстве 600 второй упругий элемент 150 в дополнение ко второму упругому стержню 152 может содержать третий соединитель 190. Второй вибрационный элемент 120 может дополнительно присоединяться к третьему месту крепления на пьезоэлектрическом элементе 130 через третий соединитель 190.

В некоторых вариантах осуществления третий соединитель 190 может быть компонентом, изготовленным из произвольного материала. Третий соединитель 190 и второй упругий стержень 152 совместно могут образовывать второй упругий элемент 150. Другими словами, коэффициент упругости второго упругого элемента 150 (например, второй коэффициент упругости направлении вибрации второго вибрационного элемента 120) может обеспечиваться третьим соединителем 190 и вторым упругим стержнем 152. В некоторых вариантах осуществления, когда второй упругий стержень 152 и первый упругий стержень 142 имеют одинаковые параметры (например, одинаковую структуру, длину, количество, материал и т.д.), второй коэффициент упругости второго упругого элемента 150 может быть сделан отличающимся от первого коэффициента упругости первого упругого элемента 140 за счет применения третьего соединителя 190 (который может обеспечивать дополнительный коэффициент упругости для второго упругого элемента 150).

В некоторых вариантах осуществления разница между вторым коэффициентом упругости второго упругого элемента 150 и первым коэффициентом упругости первого упругого элемента 140 может регулироваться, изменяя структуру, материал и т.п. третьего соединителя 190 так, чтобы чувствительность акустического выходного устройства 600 в различных полосах частот могла улучшаться, чтобы приспосабливаться к большему количеству сценариев применения. В некоторых вариантах осуществления третий соединитель 190 может иметь форму пластины, кольца, призмы, кубоида, столба, шара или любого их сочетания или может иметь другую неправильную форму. В некоторых вариантах осуществления материалом третьего соединителя 190 может быть силикон, пена, пластик, резина, металл и т.д. или любое их сочетание.

В некоторых вариантах осуществления, когда третий соединитель 190 изготавливается из материала с большим модулем упругости (например, металл, сплав и т.д.), это эквивалентно тому, что второй вибрационный элемент 120 и пьезоэлектрический элемент 130 жестко соединяются третьим соединителем 190. В этом случае второй упругий стержень 152 может быть удален. Как показано в акустическом выходном устройстве 700 на фиг. 7, второй вибрационный элемент 120 может напрямую присоединяться к третьему месту крепления на пьезоэлектрическом элементе 130 через третий соединитель 190. В этом случае третий соединитель 190 может служить в качестве второго упругого элемента 150. В некоторых вариантах осуществления для формирования жесткого соединения между вторым вибрационным элементом 120 и вторым соединителем 184, второй коэффициент упругости второго упругого элемента 150 может быть больше, чем 1×10⁴ Н/м. В некоторых вариантах осуществления для формирования жесткого соединения между вторым вибрационным элементом 120 и вторым соединителем 184, второй коэффициент упругости может быть больше, чем 1×10⁵ Н/м. В некоторых вариантах осуществления для формирования жесткого соединения между вторым вибрационным элементом 120 и вторым соединителем 184, второй коэффициент упругости может быть больше, чем 1×10⁶ Н/м. В некоторых вариантах осуществления для формирования жесткого соединения между вторым вибрационным элементом 120 и вторым соединителем 184, второй коэффициент упругости может быть больше, чем 1×10⁷ Н/м.

В некоторых вариантах осуществления первый упругий элемент 140 может содержать четвертый соединитель (не показан) и второй вибрационный элемент 120 может дополнительно присоединяться во втором месте крепления на пьезоэлектрическом элементе 130 через четвертый соединитель. В этом случае первый коэффициент упругости первого упругого элемента 140 и второй коэффициент упругости второго упругого элемента 150 могут отличаться, делая разными третий соединитель 190 и четвертый соединитель (например, отличаться по структуре, материалу и т.п.).

На фиг. 8 показаны частотные характеристики примерных акустических выходных устройств, когда сигнал вибрации выводится с конца упругой массы в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 8, график L81 может представлять частотную характеристику акустического выходного устройства, в котором сигнал вибрации выводится с конца упругой массы, когда первый коэффициент ks1 упругости первого упругого элемента и второй коэффициент ks2 упругости второго упругого элемента одинаковы и равны 666,2 Н/м, и третий коэффициент kh1 упругости первого упругого элемента и четвертый коэффициент kh2 упругости второго упругого элемента одинаковы и равны 666,2 Н/м. Графики L82, L83 и L84 могут представлять частотные характеристики акустического выходного устройства (например, акустического выходного устройства 400), в котором сигнал вибрации выводится с конца упругой массы, когда первый коэффициент упругости первого упругого элемента равен 666,2 Н/м и отношение первого коэффициента ks1 упругости первого упругого элемента ко второму коэффициенту ks2 упругости второго упругого элемента равно 100. Для графика L82 отношение третьего коэффициента kh1 упругости к первому коэффициенту ks1 упругости первого упругого элемента равно 100 и отношение четвертого коэффициента kh2 упругости ко второму коэффициенту ks2 упругости второго упругого элемента равно 100. Для графика L83 отношение третьего коэффициента kh1 упругости к первому коэффициенту ks1 упругости первого упругого элемента равно 1000 и отношение четвертого коэффициента kh2 упругости ко второму коэффициенту ks2 упругости второго упругого элемента равно 1000. Для графика L84 отношение третьего коэффициента kh1 упругости к первому коэффициенту ks1 упругости первого упругого элемента равно 2000 и отношение четвертого коэффициента kh2 упругости ко второму коэффициенту ks2 упругости второго упругого элемента равно 2000.

Как показано на фиг. 8, все графики L81, L82, L83 и L84 могут иметь два резонансных пика в диапазоне от 100 Гц до 5000 Гц (который находится в пределах диапазона слышимости человеческого уха). Первый резонансный пик, находящийся внутри пунктирного кружка Q, может формироваться резонансом второго вибрационного элемента 120, первого упругого элемента 140 и второго упругого элемента 150. Второй резонансный пик, находящийся внутри пунктирного кружка P, может формироваться резонансом первого вибрационного элемента 110 и пьезоэлектрического элемента 130. Как можно видеть из фиг. 8, когда первый коэффициент ks1 упругости первого упругого элемента 140 равен второму коэффициенту ks2 упругости второго упругого элемента 150 и когда третий коэффициент kh1 упругости первого упругого элемента равен четвертому коэффициенту kh2 упругости второго упругого элемента (соответствует графику L81), график между первым резонансным пиком и вторым резонансным пиком может быть плоским без пика или провала, чувствительность при этом может быть низкой. Поддерживая первый коэффициент ks1 упругости неизменным и увеличивая второй коэффициент ks2 упругости в 100 раз, первый коэффициент ks1 упругости, другими словами, акустическое выходное устройство 400, изменяется от упруго симметричного акустического выходного устройства (соответствующего графику L81) до упруго асимметричного акустического выходного устройства (например, соответствующего графикам L82, L83 и L84), первая резонансная частота, соответствующая первому резонансному пику (резонансным пикам в пунктирном кружке Q) акустического выходного устройства 400, может увеличиваться и после первого резонансного пика может формироваться резонансный провал (то есть, резонансный провал в пунктирном кружке P).

Дополнительно, как показано на графиках L82 - L84, поскольку третий коэффициент kh1 упругости первого упругого элемента и четвертый коэффициент kh2 упругости второго упругого элемента могут влиять на результирующую вибрацию второго вибрационного элемента 120, когда третий коэффициент kh1 упругости первого упругого элемента 140 и четвертый коэффициент kh2 упругости второго упругого элемента 150 постепенно увеличиваются (в соответствии с графиками L82 - L84), первая резонансная частота, соответствующая первому резонансному пику, и частота, соответствующая последующему резонансному провалу, в то же самое время постепенно перемещаются в сторону высоких частот. Амплитуда частотной характеристики перед первым резонансным пиком может незначительно увеличиваться, а амплитуда частотной характеристики после второго резонансного пика может значительно возрастать. Другими словами, акустическое выходное устройство 400 может иметь более высокую чувствительность в полосе средних и высоких частот (например, 1 кГц - 10 кГц). Когда третий коэффициент kh1 упругости первого упругого элемента 140 увеличивается в 2000 раз, первый коэффициент ks1 упругости и четвертый коэффициент kh2 упругости второго упругого элемента 150 увеличиваются в 2000 раз, второй коэффициент ks2 упругости, первый резонансный провал после первого резонансного пика и второй резонансный пик создают явный эффект аннулирования (соответствующий графику L84), таким образом, делая плоской частотную характеристику, соответствующую акустическому выходному устройству. По мере увеличения разности между вторым коэффициентом ks2 упругости и первым коэффициентом ks1 упругости, чувствительность акустического выходного устройства 200 in полосе средних и высоких частот может повышаться. В некоторых вариантах осуществления, когда разность между вторым коэффициентом ks2 упругости и первым коэффициентом ks1 упругости превышает определенное значение (например, отношение между вторым коэффициентом ks2 упругости и первым коэффициентом ks1 упругости больше 1000), частотная характеристика акустического выходного устройства 200 в полосе средних и высоких частот может, в основном, оставаться неизменной, то есть, чувствительность акустического выходного устройства 200 в полосе средних и высоких частот перестает улучшаться.

Подводя итоги, когда второй коэффициент ks2 упругости и первый коэффициент ks1 упругости различны, акустическое выходное устройство 400 может иметь более высокую чувствительность в полосе средних и высоких частот. Когда первый коэффициент ks1 упругости и второй коэффициент ks2 упругости поддерживаются неизменными, с увеличением третьего коэффициента kh1 упругости и четвертого коэффициента kh2 упругости чувствительность акустического выходного устройства 400 в полосе средних и высоких частот может улучшаться и частотная характеристика в полосе средних и высоких частот может становиться более плоской. В некоторых вариантах осуществления для повышения чувствительности акустического выходного устройства 400 в полосе частот 500 Гц - 3000 Гц, разница между вторым коэффициентом ks2 упругости и первым коэффициентом ks1 упругости может быть установлена в пределах 10³ Н/м-10⁴ Н/м, причем, третий коэффициент kh1 упругости может быть установлен в пределах 10³ Н/м - 10⁴ Н/м и четвертый коэффициент kh2 упругости может быть установлен в пределах 10⁵ Н/м -10⁶ Н/м. В некоторых вариантах осуществления для повышения чувствительности акустического выходного устройства 400 в полосе частот 1500 Гц - 7000 Гц и уплощения частотной характеристики в полосе частот разность между вторым коэффициентом ks2 упругости и первым коэффициентом ks1 упругости может устанавливаться в пределах 10³ Н/м - 10⁴ Н/м, третий коэффициент kh1 упругости может устанавливаться в пределах 10⁵ Н/м - 10⁷ Н/м и четвертый коэффициент kh2 упругости может устанавливаться в пределах 10⁵ Н/м - 10⁹ Н/м.

Базовые концепции были описаны выше, по-видимому, для специалистов в данной области техники и представленное выше подробное раскрытие используется только в качестве примера и не составляет ограничение настоящего раскрытия. Могут иметь место различные модификации, улучшения и изменения и они предназначены для специалистов в данной области техники, хотя это здесь явно не выражено. Такие модификации, улучшения и изменения предлагаются в настоящем раскрытии, при этом такие модификации, улучшения и изменения все еще продолжают оставаться в рамках сущности и объема примерных вариантов осуществления настоящего раскрытия.

В то же самое время для описания вариантов осуществления настоящего раскрытия настоящее раскрытие использует специальные выражения. Например, “один из вариантов осуществления”, “вариант осуществления” и/или “некоторые варианты осуществления” означают, что определенный признак, структура или характеристика связываются по меньшей мере с одним вариантом осуществления настоящего раскрытия. Поэтому следует подчеркнуть и заметить, что “вариант осуществления”, “один из вариантов осуществления” или “альтернативный вариант осуществления”, упомянутые дважды или более раз в различных местах в настоящем раскрытии не обязательно относятся к одному и тому же варианту осуществления. Кроме того, некоторые признаки, структуры или характеристики одного или более вариантов осуществления в настоящем раскрытии могут должным образом объединяться.

Более того, если в формуле изобретения не указано иначе, последовательность настоящего раскрытия, порядок последовательности настоящего раскрытия, использование ссылочных позиций или других названий не используются для определения порядка процессов и способов настоящего раскрытия. Хотя вышеупомянутое раскрытие обсуждается через различные примеры, которые в настоящее время рассматриваются как множество полезных вариантов осуществления раскрытия, следует понимать, что такие подробности служат исключительно для цели описания и что приложенная формула изобретения не ограничивается раскрытыми вариантами осуществления, а напротив, предназначена охватывать модификации и эквивалентные сочетания, которые находятся в рамках сущности и объема защиты вариантов осуществления настоящего раскрытия. Например, хотя реализация различных компонентов, описанных выше, может осуществляться аппаратными устройствами, она может также осуществляться только как программное решение, например, установкой на существующем сервере или на мобильном устройстве.

Аналогично, следует заметить, что для упрощения описания, представленного в настоящем раскрытии, и помощи в понимании одного или более вариантов осуществления изобретения, в предшествующем описании вариантов осуществления множество признаков иногда объединяются в одном варианте осуществления, чертежах или его описании. Однако, представленный способ раскрытия не означает, что признаки, необходимые в этом отношении в раскрытии, являются излишними. Скорее, заявленный предмет изобретения может содержаться не во всех признаках единого вышеупомянутого раскрытого варианта осуществления.

Некоторые варианты осуществления используют числа с описанием составляющих и атрибутов. Следует понимать, что число, описываемое в таких примерах, используется в некоторых примерах с модифицированными словами “около”, “приблизительно” или “в целом” для выполнения модификации. Если не заявлено иное, “приблизительно”, “примерно” или “в целом” могут указывать ±20-процентное отклонение описываемого значения. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления числовые параметры, используемые в настоящем раскрытии и формуле изобретения, являются приближенными значениями и приближенные значения могут изменяться в соответствии с требуемыми характеристиками индивидуальных вариантов осуществления. В некоторых вариантах осуществления для числовых параметров должны рассматриваться указанные значащие цифры и общее количество цифр резервируется. Хотя в некоторых вариантах осуществления настоящего раскрытия числовая область и параметры, используемые для подтверждения диапазона действия их объема, являются приближенными значениями, установка таких значений может быть точной, насколько возможно, в пределах реализуемого диапазона в конкретных вариантах осуществления.

И наконец, следует понимать, что варианты осуществления, описанные в настоящем раскрытии, используются только для иллюстрации принципов вариантов осуществления настоящего раскрытия. Другие модификации также могут попадать в рамки объема защиты настоящего раскрытия. Поэтому, только для примера, но не для ограничения, альтернативные конфигурации вариантов осуществления настоящего раскрытия могут рассматриваться как совместимые с принципами настоящего раскрытия. Соответственно, варианты осуществления настоящего раскрытия не ограничиваются теми, которые явно представлены и описаны в раскрытии.

Изобретение относится к акустике, в частности к излучателям звука. Устройство содержит первый вибрационный элемент, второй вибрационный элемент и пьезоэлектрический элемент. Пьезоэлектрический элемент может вызывать формирование вибрации первым вибрационным элементом и вторым вибрационным элементом в ответ на электрический сигнал, причем первый вибрационный элемент может быть присоединен к первому месту крепления на пьезоэлектрическом элементе, второй вибрационный элемент может быть присоединен ко второму месту крепления на пьезоэлектрическом элементе по меньшей мере через первый упругий элемент, второй вибрационный элемент может быть присоединен к третьему месту крепления на пьезоэлектрическом элементе по меньшей мере через второй упругий элемент, и в направлении вибрации второго вибрационного элемента первый коэффициент упругости первого упругого элемента может отличаться от второго коэффициента упругости второго упругого элемента. Технический результат – улучшение качества звучания. 9 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Акустическое выходное устройство, содержащее:

первый вибрационный элемент;

второй вибрационный элемент; и

пьезоэлектрический элемент, причем пьезоэлектрический элемент выполнен с возможностью вызывать формирование вибрации первым вибрационным элементом и вторым вибрационным элементом в ответ на электрический сигнал, при этом

первый вибрационный элемент присоединен к первому месту крепления на пьезоэлектрическом элементе,

второй вибрационный элемент присоединен ко второму месту крепления на пьезоэлектрическом элементе по меньшей мере через первый упругий элемент,

второй вибрационный элемент присоединен к третьему месту крепления на пьезоэлектрическом элементе по меньшей мере через второй упругий элемент, и

в направлении вибрации второго вибрационного элемента первый коэффициент упругости первого упругого элемента отличается от второго коэффициента упругости второго упругого элемента.

2. Акустическое выходное устройство по п. 1, дополнительно содержащее:

первый соединитель и второй соединитель, причем

первый упругий элемент присоединен ко второму месту крепления на пьезоэлектрическом элементе через первый соединитель, а

второй упругий элемент присоединен к третьему месту крепления на пьезоэлектрическом элементе через второй соединитель.

3. Акустическое выходное устройство по п. 1, в котором первый упругий элемент содержит один или более первых упругих стержней, а второй упругий элемент содержит один или более вторых упругих стержней, причем количество одного или более первых упругих стержней является таким же, что и количество одного или более вторых упругих стержней.

4. Акустическое выходное устройство по п. 3, в котором для указанного одного или более первых упругих стержней и указанного одного или более вторых упругих стержней выполняется по меньшей мере одно из следующих условий:

длина каждого первого упругого стержня из указанного одного или более первых упругих стержней отличается от длины каждого второго упругого стержня из указанного одного или более вторых упругих стержней;

материал указанного одного или более первых упругих стержней отличается от материала указанного одного или более вторых упругих стержней; или

прилежащий угол любых двух соседних первых упругих стержней из указанного одного или более первых упругих стержней отличается от прилежащего угла любых двух соседних вторых упругих стержней из указанного одного или более вторых упругих стержней.

5. Акустическое выходное устройство по п. 1, в котором первый упругий элемент содержит один или более первых упругих стержней, а второй упругий элемент содержит один или более вторых упругих стержней, причем конфигурация каждого первого упругого стержня из указанного одного или более первых упругих стержней является такой же, что и конфигурация каждого второго упругого стержня из указанного одного или более вторых упругих стержней, причем количество одного или более первых упругих стержней отличается от количества одного или более вторых упругих стержней.

6. Акустическое выходное устройство по п. 3, в котором второй упругий элемент дополнительно содержит третий соединитель, причем

второй вибрационный элемент дополнительно присоединен к третьему месту крепления на пьезоэлектрическом элементе по меньшей мере через третий соединитель.

7. Акустическое выходное устройство по п. 1, в котором первый упругий элемент содержит один или более первых упругих стержней,

второй упругий элемент содержит третий соединитель, и

второй вибрационный элемент присоединен к третьему месту крепления на пьезоэлектрическом элементе через третий соединитель.

8. Акустическое выходное устройство по п. 1, в котором отношение второго коэффициента упругости второго упругого элемента к первому коэффициенту упругости первого упругого элемента больше 10.

9. Акустическое выходное устройство по п. 1, в котором вибрация первого вибрационного элемента и второго вибрационного элемента формирует два резонансных пика внутри слышимого диапазона человеческого уха, при этом

второй вибрационный элемент, первый упругий элемент и второй упругий элемент выполнены с возможностью резонировать с формированием резонансного пика, имеющего более низкую частоту, из указанных двух резонансных пиков, и

пьезоэлектрический элемент и первый вибрационный элемент выполнены с возможностью резонировать с формированием резонансного пика, имеющего более высокую частоту, из указанных двух резонансных пиков.

10. Акустическое выходное устройство по п. 1, в котором пьезоэлектрический элемент содержит структуру балочного типа, причем первое место крепления расположено в центре направления растяжения по длине структуры балочного типа.