專利名稱：換能器與能量轉(zhuǎn)換模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種換能器(transducer),特別是涉及一種使用換能器的能量轉(zhuǎn)換模塊。
背景技術(shù)：
換能器是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，用于將一種能量型態(tài)轉(zhuǎn)換為另一種能量型態(tài)。常見的換能器例如馬達或發(fā)電機，其中馬達將輸入的電能，藉由電磁感應(yīng)，轉(zhuǎn)換為機械能輸出，而發(fā)電機則是將輸入的機械能轉(zhuǎn)換成電能。此外，能量轉(zhuǎn)換亦可利用智能材料(smart material)實現(xiàn)。當給予一外部刺激(stimuli),例如應(yīng)力、溫度、電、磁場、pH、濕度等,會造成智能材料的一或多個性質(zhì)改變；利用此特性，可達成能量轉(zhuǎn)換的目的。常見的智能材料例如壓電材料(piezoelectric material)、電活性聚合物(Electro-Active Polymer, ΕΑΡ)、形狀記憶合金(ShapeMemory Alloy, SMA)、磁致伸縮材料(Magnetostrictive Material)、電致伸縮材料(Electrostrictive Material)等等。利用智能材料制成的換能器可應(yīng)用于許多產(chǎn)品，例如定位元件、感應(yīng)器、噴墨打印機等。以壓電材料為例，通常利用其逆壓電效應(yīng)(Converse Piezoelectric Effect)的特性設(shè)計換能器；當給予一電場，壓電材料會在電場正交方向膨脹或收縮，如此可將電能轉(zhuǎn)換成機械能，反的亦然。為了提高輸出能量或反應(yīng)(response)值,可將智能材料堆疊或串聯(lián)。以壓電材料為例，多壓電晶片(muItimorph)具有最大輸出能量,雙壓電晶片(bimorph)次之,單壓電晶片(unimorph)最??；然而,使用壓電材料愈多,成本也愈高,組裝也愈復(fù)雜。再者，傳統(tǒng)壓電元件的觸覺回饋效果及聲音輸出效果有限，或無法任意調(diào)整共振模態(tài)；因此，如何創(chuàng)新一種革新的架構(gòu)，可加強換能器的觸覺回饋效果、聲音輸出效果，或可用以調(diào)整共振模態(tài)，實屬當前重要研發(fā)課題之一，亦成為當前業(yè)界極需改進的目標。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提出一種換能器或能量轉(zhuǎn)換模塊，可在低成本條件下，提高能
量轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種換能器，包含一導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層的一端為一固定端，另一端為一擺動端，且該導(dǎo)電層具有一開縫，該開縫的開口朝向該擺動端。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。前述的換能器，其中該第一智能材料層與該第二智能材料層所在區(qū)域，分別形成
一第一作動區(qū)與一第二作動區(qū)。前述的換能器，其中該第一智能材料層與該第二智能材料層的材質(zhì)包含壓電材料或電活性聚合物。
前述的換能器，其中該換能器更包含一第三智能材料層，位于該導(dǎo)電層下方，且對應(yīng)于該第一智能材料層；一第三電極層，位于該第三智能材料層下方；一第四智能材料層，位于該導(dǎo)電層下方，且對應(yīng)于該第四智能材料層；以及一第四電極層，位于該第四智能材料層下方。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種換能器，其包含一導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層的一中央?yún)^(qū)段為一固定端，兩端為兩擺動端，且該導(dǎo)電層具有兩開縫，該兩開縫的開口分別朝向該兩擺動端。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。前述的換能器，其還包含一第一智能材料 層，設(shè)置于該固定端與該兩開縫之間的該導(dǎo)電層上；兩第二智能材料層，分別設(shè)置于兩該開縫與兩該擺動端之間的該導(dǎo)電層上；一第一電極層，位于該第一智能材料層上；兩第二電極層，分別位于該兩第二智能材料層上。前述的換能器，其中該第一智能材料層與該第二智能材料層所在區(qū)域，分別形成
兩第一作動區(qū)與兩第二作動區(qū)。前述的換能器，其中該第一智能材料層與該第二智能材料層的材質(zhì)包含壓電材料或電活性聚合物。前述的換能器，其中該換能器更包含一第三智能材料層，位于該導(dǎo)電層下方，且對應(yīng)于該第一智能材料層；一第三電極層，位于該第三智能材料層下方；兩第四智能材料層，位于該導(dǎo)電層下方，且分別對應(yīng)于兩該第二智能材料層；以及兩第四電極層，分別位于兩該第四智能材料層下方。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題另外再采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種能量轉(zhuǎn)換模塊，其包含一第一平板；以及一換能器，該換能器包含一導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層的中央?yún)^(qū)段為一固定端，該導(dǎo)電層的兩端為兩擺動端，或者，該導(dǎo)電層的一端為一固定端，另一端為一擺動端；其中，該導(dǎo)電層更包含至少一開縫，該開縫的開口朝向該擺動端。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。前述的能量轉(zhuǎn)換模塊，其還包含一第一智能材料層，設(shè)置于該固定端與該開縫之間的該導(dǎo)電層上；至少一第二智能材料層，設(shè)置于該開縫與該擺動端之間的該導(dǎo)電層上；一第一電極層，位于該第一智能材料層上；以及至少一第二電極層，分別位于該至少一第二智能材料層上。前述的能量轉(zhuǎn)換模塊，其中該第一智能材料層與該第二智能材料層包含壓電材料或電活性聚合物。前述的能量轉(zhuǎn)換模塊，該換能器更包含一第三智能材料層，位于該導(dǎo)電層下方，且對應(yīng)于該第一智能材料層；一第三電極層，位于該第三智能材料層下方；至少一第四智能材料層，位于該導(dǎo)電層下方，且分別對應(yīng)于該至少一第二智能材料層；以及至少一第四電極層，分別位于該至少一第四智能材料層下方。前述的能量轉(zhuǎn)換模塊，該第一平板為熒幕、觸控面板、框架(frame)、基板或殼體(housing)ο前述的能量轉(zhuǎn)換模塊，該換能器利用一第一支撐件與該第一平板固定。前述的能量轉(zhuǎn)換模塊，該換能器利用一第二支撐件與一第二平板固定，其中該第二平板為熒幕、觸控面板、框架、基板或殼體。前述的能量轉(zhuǎn)換模塊，該第一支撐件與該第二支撐件的至少其中之一包含一智能材料或一阻尼器。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。由以上可知，為達到上述目的，本發(fā)明第一實施例提供一種換能器，其導(dǎo)電層一端為固定端，另端為擺動端；在該導(dǎo)電層上具有一 Π形開縫，該Π形開縫的開口朝向擺動端。本發(fā)明第二實施例提供一種換能器，其以導(dǎo)電層的中央?yún)^(qū)段為固定端，兩邊緣端為擺動端；在固定端兩側(cè)的導(dǎo)電層上各具有一 Π形開縫，其開口分別朝向同側(cè)的擺動端。本發(fā)明第三實施例提供一種能量轉(zhuǎn)換模塊，其結(jié)合第一實施例或第二實施例所述的換能器以及至少一平板。藉此，可加強觸覺回饋效果、聲音輸出的效果，或可調(diào)整共振模態(tài)(resonant mode)。 借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明換能器與能量轉(zhuǎn)換模塊至少具有下列優(yōu)點及有益效果本發(fā)明的能轉(zhuǎn)換模塊，藉由具有開縫結(jié)構(gòu)的換能器，以及質(zhì)量塊的配置，以加強換能器的觸覺回饋效果、聲音輸出效果，或可用以調(diào)整共振模態(tài)。上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。


圖1A與圖1B顯示本發(fā)明第一實施例的換能器。圖2A與圖2B顯示本發(fā)明第二實施例的換能器。圖3顯示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的一種雙壓電晶片。圖4A至4B顯示圖1B與圖3的實施例中，增加了至少一質(zhì)量塊。圖5顯示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的一種雙壓電晶片。圖6A至6B顯示圖2B與圖5的實施例中，增加了至少一質(zhì)量塊。圖7A至圖7B顯示數(shù)種換能器，歸類于本發(fā)明第二實施例。圖8A至圖SC顯示數(shù)種換能器，歸類于本發(fā)明第二實施例。圖9A至9D顯示本發(fā)明第三實施例的能量轉(zhuǎn)換模塊。圖1OA至IOD顯示本發(fā)明第四實施例的能量轉(zhuǎn)換模塊。圖1lA與IlB顯示本發(fā)明第五實施例的能量轉(zhuǎn)換模塊。圖12A至12D顯示本發(fā)明第六實施例的能量轉(zhuǎn)換模塊。1:能量轉(zhuǎn)換模塊10 :換能器11 :第一平板12A/B:支撐件13 :第二平板30E:導(dǎo)電層100 :Π形開縫101:第一智能材料層IOlE :第一電極層102 :第二智能材料層102Ε:第二電極層103:第三智能材料層103Ε:第三電極層104:第四智能材料層104Ε:第四電極層Α:擺動端
B1:第一作動區(qū)B2 :第二作動區(qū)C:固定區(qū)D:自由端F1/F2/F1' /￥2':慣性力M1/M2 :振動S :固定區(qū)域/支撐件Θ :夾角
具體實施例方式為更進一步闡述本發(fā)明為達成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的換能器與能量轉(zhuǎn)換模塊其具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細說明如后。
本發(fā)明實施例揭露一種換能器與具有換能器的能量轉(zhuǎn)換模塊。換能器包含有導(dǎo)電層、智能材料層與電極層。導(dǎo)電層的一端為固定端，另一端為擺動端；或中央?yún)^(qū)段為固定端，兩端為擺動端。導(dǎo)電層上具有開縫，其開口朝向擺動端，而智能材料層設(shè)置于開縫與固定端之間，以及開縫與擺動端之間的導(dǎo)電層上。電極層形成于各智能材料層上。在本說明書中，「中央?yún)^(qū)段」是指一物件的中央位置或其鄰近位置。其中，智能材料層可包含,但不限于,壓電(piezoelectric)材料(例如錯鈦酸鉛(lead zirconate titanate, PZT))、電活性聚合物(electroactive polymer, ΕΑΡ)、形狀記憶合金(shape memory Alloy, SMA)、磁性收縮材料(magnetostrictive material)、pH 感應(yīng)聚合物(pH-sensitive polymers)、溫感聚合物(temperature-responsive polymers)等或其組合。此外，換能器、智能材料層與開縫的形狀，可以是規(guī)則或不規(guī)則的，例如矩形、圓形、多邊形，或其組合。較佳地，換能器的形狀近似矩形，開縫的形狀近似Π形或U形。以下各實施例的換能器以電能轉(zhuǎn)換為機械能為例，但不限于此。圖1A與圖1B顯示本發(fā)明第一實施例的換能器10，其中圖1A為俯視圖，圖1B為剖視圖。如圖1A與1B，換能器10包含一導(dǎo)電層30E，其具有兩端，A端與C端，其中C端為固定端、A端為擺動端。導(dǎo)電層30E還具有一個π形開縫100，其開口朝向擺動端A。此外，第一智能材料層101，設(shè)置于π形開縫100與固定端C之間的導(dǎo)電層30E上；第二智能材料層102,設(shè)置于π形開縫100與擺動端A之間的導(dǎo)電層30E上；第一電極層101E,位于第一智能材料層101上；第二電極層102E，位于第二智能材料層102上。當電能供應(yīng)于導(dǎo)電層30E、第一電極層101E、第二電極層102E,第一作動區(qū)BI為第一智能材料層101的作動區(qū)段，第二作動區(qū)B2為第二智能材料層102的作動區(qū)段，而π型開縫100的目的是在第二作動區(qū)B2形成擺動端A及自由端D。當給予驅(qū)動信號于第一電極層101E與導(dǎo)電層30E時，第一智能材料層101會在第一作動區(qū)BI產(chǎn)生擺動，且其擺動由固定端C延伸放大至擺動端A，使其做上下擺蕩運動Ml，Ml的上下擺蕩會使擺動端A產(chǎn)生一往復(fù)的慣性力F1，而擺動端A往復(fù)的慣性力Fl會給予固定端C產(chǎn)生往復(fù)的慣性力F1’，因為換能器的結(jié)構(gòu)(導(dǎo)電層30E、第一智能材料層101、第二智能材料層102、第一電極層101E、第二電極層102E)具有可撓性，少許力量會轉(zhuǎn)成換能器結(jié)構(gòu)的彎矩，故F1’的值會小于但趨近Fl的值。同時，當給予驅(qū)動信號于第二電極層102E與導(dǎo)電層30E時，第二智能材料層102會在第二作動區(qū)B2產(chǎn)生振動，第二智能材料層102會以擺動端A做為支點，在自由端D產(chǎn)生一往復(fù)的上下擺蕩運動運動M2，M2的上下擺蕩會使擺動端A產(chǎn)生一個往復(fù)的慣性力F2，而擺動端A往復(fù)的慣性力F2會給予固定端C產(chǎn)生往復(fù)的慣性力F2’，因為換能器的結(jié)構(gòu)(導(dǎo)電層30E、第一智能材料層101、第二智能材料層102、第一電極層101E、第二電極層102E)具有可撓性，少許力量會轉(zhuǎn)成換能器結(jié)構(gòu)的彎矩，故F2’小于但趨近于F2。
藉此，換能器10在固定端C的總輸出力為FI’ +F2’。實施上，可分別給予第一智能材料層101與第二智能材料層102不同的驅(qū)動信號，使固定端C產(chǎn)生不同的慣性合力組合，以加強換能器的觸覺回饋效果、聲音輸出效果，或可用以調(diào)整共振模態(tài)。圖2A與圖2B顯示本發(fā)明第二實施例的換能器10，其中圖2A為俯視圖，圖2B為剖視圖。如圖2A與2B，換能器10包含一導(dǎo)電層30E，其兩端作為擺動端A，以及一中央?yún)^(qū)段作為固定端C。導(dǎo)電層30E還具有兩個π形開縫100，其開口分別朝向同側(cè)擺動端A。此外，一第一智能材料層101，設(shè)置于兩π形開縫100之間的導(dǎo)電層30E上；兩第二智能材料層102，分別設(shè)置于兩π形開縫100與兩擺動端A之間的導(dǎo)電層30E上；一第一電極層101E，位于第一智能材料層101上；兩第二電極層102E，分別位于兩第二智能材料層102上。當電能供應(yīng)于導(dǎo)電層30E、第一電極層101E、第二電極層102E,第一作動區(qū)BI為第一智能材料層101的作動區(qū)段，第二作動區(qū)B2為第二智能材料層102的作動區(qū)段，而π型開縫100的目的是在第二作動區(qū)B2形成擺動端A及自由端D。當給予驅(qū)動信號于第一電極層IOlE與導(dǎo)電層30E時，第一智能材料層101會在第一作動區(qū)BI產(chǎn)生擺動，且其擺動由固定端C向兩側(cè)延伸放大至兩擺動端A，使其做上下擺蕩運動M1，M1的上下擺蕩會使兩擺動端A產(chǎn)生一往復(fù)的慣性力Fl，而兩擺動端A往復(fù)的慣性力Fl會給予固定端C產(chǎn)生往復(fù)的慣性力F1’，因為換能器的結(jié)構(gòu)(導(dǎo)電層30E、第一智能材料層101、第二智能材料層102、第一電極層101E、第二電極層102E)具有可撓性，少許力量會轉(zhuǎn)成換能器結(jié)構(gòu)的彎矩，故F1’的值會小于但趨近Fl的值。同時，當給予驅(qū)動信號于第二電極層102E與導(dǎo)電層30E時，第二智能材料層102會在第二作動區(qū)B2產(chǎn)生振動，第二智能材料層102會以擺動端A做為支點，在自由端D產(chǎn)生一往復(fù)的上下擺蕩運動M2，M2的上下擺蕩會使擺動端A產(chǎn)生一個往復(fù)的慣性力F2，而擺動端A往復(fù)的慣性力F2會給予固定端C產(chǎn)生往復(fù)的慣性力F2’，因為換能器的導(dǎo)電層30E等具有可撓性，少許力量會轉(zhuǎn)成換能器結(jié)構(gòu)的彎矩，故F2’的值小于但趨近于F2的值。藉此，換能器10在固定端C的總輸出力為F1’+2F2’。實施上，可分別給予第一智能材料層101與第二智能材料層102不同的驅(qū)動信號，使固定端C產(chǎn)生不同的慣性合力組合，以加強換能器的觸覺回饋效果、聲音輸出效果，或可用以調(diào)整共振模態(tài)。在實施上，第一實施例的換能器10也可以采用二或多層的智能材料層。圖3顯示一種具有兩層智能材料層換能器10的剖視圖。接續(xù)如圖1B的結(jié)構(gòu)，換能器10還包含位于導(dǎo)電層30E下方，且位置對應(yīng)于第一智能材料層101的第三智能材料層103 ;位于第三智能材料層103下方的第三電極層103E ;位于導(dǎo)電層30E下方，且位置對應(yīng)于第二智能材料層102的第四智能材料層104 ;以及位于第四智能材料層104下方的第四電極層104E。同理，可以相同方法形成具有多層智能材料層的換能器10。此外，為了進一步增加慣性力、增加振動幅度，或調(diào)整共振模態(tài)(resonant mode),可在換能器10的適當位置，增加至少一質(zhì)量塊。圖4Α至4Β分別顯示圖1B與圖3的換能器10，可在第二電極層102Ε與第四電極層104Ε的適當位置，增加至少一質(zhì)量塊120。質(zhì)量塊120可使用各種形狀的各種材質(zhì)，例如高密度材質(zhì)，例如金屬，或高楊氏系數(shù)(Young’ smodulus)材質(zhì)，例如氧化鋯。注意質(zhì)量塊120的位置與數(shù)量，并不限于圖中所示。增加質(zhì)量塊120因改變整體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，進而改變其自然共振頻率，且質(zhì)量塊120增加了第二智能材料層102與第四智能材料層104的質(zhì)量負載，當信號驅(qū)動第二智能材料層102與第四智能材料層104時，第二智能材料層102與第四智能材料層104會以擺動端A作為支點，在自由端D形成上下往復(fù)擺動，質(zhì)量塊102的配置，會對自由端D增加負擔，但又要維持在自由端D的往復(fù)運動，因此質(zhì)量塊102的負載會增加擺動端A的慣性力，擺動端A的慣性力就會附加給固定端C，因此質(zhì)量塊120可以增加固定端C的慣性力輸出。在實施上，第二實施例的換能器10也可以采用二或多層的智能材料層。圖5顯示一種具有兩層智能材料層換能器10的剖視圖。接續(xù)如圖2B的結(jié)構(gòu)，換能器10還包含 位于導(dǎo)電層30E下方，且對應(yīng)于第一智能材料層101的第三智能材料層103 ;位于第三智能材料層103下方的第三電極層103E;位于導(dǎo)電層30E下方，且分別對應(yīng)于兩第二智能材料層102的兩第四智能材料層104 ;以及分別位于兩第四智能材料層104下方的兩第四電極層 104E。同理，可以相同方法形成具有多層智能材料層的換能器10。此外，為了進一步增加慣性力、增加振動幅度，或調(diào)整共振模態(tài)(resonant mode),可在換能器10的適當位置，增加至少一質(zhì)量塊。圖6Α至6Β分別顯示圖2Β與圖5的換能器10，可在第二電極層102Ε與第四電極層104Ε的適當位置，增加至少一質(zhì)量塊120。質(zhì)量塊120可使用各種形狀的各種材質(zhì)，例如高密度材質(zhì)，例如金屬，或高楊氏系數(shù)(Young’ smodulus)材質(zhì)，例如氧化鋯。注意質(zhì)量塊120的位置與數(shù)量，并不限于圖中所示。圖7A至圖7B顯示一種換能器10的上視圖，其可歸類于本發(fā)明第二實施例的變形，此處換能器10以單壓電、雙壓電或多層壓電晶片為例，但不限于此。此外，符號S表示實作上可能的固定區(qū)域或者一支撐件。在本實施例，換能器10的形狀為十字形，導(dǎo)電層30E的中央?yún)^(qū)段為固定端，且具有四個擺動端A，以及四個π形開縫100，其開口分別朝向四個擺動端A。此外，如果是單壓電晶片，第一電極層101E與其下方的第一智能材料101設(shè)置于四個π形開縫100之間的導(dǎo)電層30E上，且每個開縫100與擺動端A之間設(shè)置一第二電極層102E與其下方的第二智能材料層102。此外，如圖7B所示，換能器10可具有質(zhì)量塊120，且質(zhì)量塊120的數(shù)量與位置不限于圖中所示。圖8A至圖SC顯示數(shù)種換能器10的上視圖，其可歸類于本發(fā)明第二實施例的變形，此處換能器10以單壓電、雙壓電或多層壓電晶片為例，但不限于此。在本實施例，換能器10的形狀為圓形，其導(dǎo)電層30E的中央?yún)^(qū)段作為固定端C、邊緣可視為擺動端A。導(dǎo)電層30E具有多個π形開縫100，其開口分別朝向擺動端A。此外，如果是單壓電晶片，第一電極層101E與其下方的第一智能材料101設(shè)置于多個π形開縫100與固定端C之間的導(dǎo)電層30E上，且每個開縫100與擺動端A之間設(shè)置一第二電極層102E與其下方的第二智能材料層102。此外，換能器10可在適當位置，設(shè)置至少一質(zhì)量塊120 (未圖示)。利用本發(fā)明各實施例的換能器，可應(yīng)用于一種能量轉(zhuǎn)換模塊，以提升其能量轉(zhuǎn)換效率。圖9A至9D顯示本發(fā)明第三實施例的能量轉(zhuǎn)換模塊I。在本實施例，能量轉(zhuǎn)換模塊I主要包含換能器10與第一平板11。其中，換能器10可包含本發(fā)明第一實施例的各種換能器，例如圖1A至圖1B、圖3、圖4A至圖4B所示的換能器10。換能器10以固定端C固定于第一平板11，且兩者具有一夾角Θ ;在本文中，「固定」的方式可包含，但不限于，黏固、嵌入、頂?shù)?、鎖固、鏍固、焊接，或其他本領(lǐng)域所知悉的方法。實作上，換能器10可以是平面狀，如圖9A與圖9B所示，但也可以是彎曲狀，如圖9C與圖9D所示。在本實施例，換能器10具有至少一開縫100(參見相關(guān)實施例，例如圖1A)其開口朝向擺動端A。第一平板11可以是突幕、觸控面板、框架(frame)、基板或殼體(housing)。在本實施例，當換能器10受到電能驅(qū)動時，由于固定端C固定，擺動端A的振動會使固定端C產(chǎn)生慣性力量，使第一平板11振動而推動空氣，因而產(chǎn)生聲波(acoustic wave)或產(chǎn)生觸覺回饋(haptic feedback)。圖1OA至IOD顯示本發(fā)明第四實施例的能量轉(zhuǎn)換模塊I。本實施例可視為第三實施例的變化，兩者差別在于，本實施例利用支撐件12A，或支撐件12A/B，使換能器10的固定端C，固定于第一平板11，或第一平板11與第二平板13。其中，支撐件12A的第一端固定于第一平板11，而第二端固定于換能器10的固定端C ;支撐件12B的第一端固定于換能器10的固定端C，而第二端固定于第二平板13。在本發(fā)明，支撐件12A/B可以是任何材質(zhì)，例 如金屬、聚合物；結(jié)構(gòu)可以是空心或?qū)嵭模恍螤羁蔀橥矤?、柱狀或其他形狀；且?shù)目可以為一或多個。在一些實施例，支撐件12A/B的至少其中之一可以是一阻尼器(damper)，其可以為彈性體，例如彈簧、彈性橡膠；在另一實施例，支撐件12A/B的至少其中之一可以是智能材料。此外，如圖1OA與圖10B，第一平板11與支撐件12A，以及第二平板13與支撐件12B，可以是分開制作；如圖1OC與圖10D，第一平板11與支撐件12A，以及第二平板13與支撐件12B，可以是一體成型。圖1lA與IlB顯示本發(fā)明第五實施例的能量轉(zhuǎn)換模塊I。在本實施例，能量轉(zhuǎn)換模塊I主要包含換能器10與第一平板11。其中，換能器10可包含本發(fā)明第二實施例的各種換能器，例如圖2A至圖2B、圖5、圖6A至圖6B、圖7A至圖7B、圖8A至圖8C所示的換能器10。換能器10的中央?yún)^(qū)段作為固定端C，固定于第一平板11。實作上，換能器10可以是彎曲狀，如圖1lA所示，但也可以是平板曲折狀，如圖1lB所示。在本實施例，換能器10具有至少兩開縫101(參見相關(guān)實施例，例如圖2A)其開口分別朝向換能器10的擺動端A。第一平板11可以是熒幕、觸控面板、框架、基板或殼體。在本實施例，當換能器10受到電能驅(qū)動時，由于中央?yún)^(qū)段C固定，換能器10在兩邊緣區(qū)段的振動會使中央?yún)^(qū)段C產(chǎn)生慣性力量，使第一平板11振動而推動空氣，因而產(chǎn)生聲波或產(chǎn)生觸覺回饋。圖12A至12D顯示本發(fā)明第六實施例的能量轉(zhuǎn)換模塊I。本實施例可視為第五實施例的變化，兩者差別在于，本實施例利用支撐件12A，或支撐件12A/B，使換能器10的中央?yún)^(qū)段，固定于第一平板11，或第一平板11與第二平板13之間。其中，支撐件12A的第一端固定于第一平板11，而第二端固定于換能器10的中央?yún)^(qū)段；支撐件12B的第一端固定于換能器10的中央?yún)^(qū)段，而第二端固定于第二平板13。關(guān)于支撐件12A/B的細節(jié)可參照先前說明。此外，如圖12A與圖12B，第一平板11與支撐件12A，以及第二平板13與支撐件12B，可以是分開制作；如圖12C與圖12D，第一平板11與支撐件12A，以及第二平板13與支撐件12B，可以是一體成型。以上，本發(fā)明實施例的能轉(zhuǎn)換模塊，藉由具有開縫結(jié)構(gòu)的換能器，以及質(zhì)量塊的配置，以加強換能器的觸覺回饋效果、聲音輸出效果，或可用以調(diào)整共振模態(tài)。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方 案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種換能器，其特征在于其包含一導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層的一端為一固定端，另一端為一擺動端，且該導(dǎo)電層具有一開縫， 該開縫的開口朝向該擺動端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換能器，其特征在于其還包含一第一智能材料層，設(shè)置于該固定端與該開縫之間的該導(dǎo)電層上；一第二智能材料層，設(shè)置于該開縫與該擺動端之間的該導(dǎo)電層上；一第一電極層，位于該第一智能材料層上；以及一第二電極層，位于該第二智能材料層上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的換能器，其特征在于該第一智能材料層與該第二智能材料層所在區(qū)域，分別形成一第一作動區(qū)與一第二作動區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的換能器，其特征在于該第一智能材料層與該第二智能材料層的材質(zhì)包含壓電材料或電活性聚合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的換能器，其特征在于該換能器更包含一第三智能材料層，位于該導(dǎo)電層下方，且對應(yīng)于該第一智能材料層；一第三電極層，位于該第三智能材料層下方；一第四智能材料層，位于該導(dǎo)電層下方，且對應(yīng)于該第四智能材料層；以及一第四電極層，位于該第四智能材料層下方。
6.—種換能器,其特征在于其包含一導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層的一中央?yún)^(qū)段為一固定端，兩端為兩擺動端，且該導(dǎo)電層具有兩開縫，該兩開縫的開口分別朝向該兩擺動端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的換能器，其特征在于其還包含一第一智能材料層，設(shè)置于該固定端與該兩開縫之間的該導(dǎo)電層上；兩第二智能材料層，分別設(shè)置于兩該開縫與兩該擺動端之間的該導(dǎo)電層上；一第一電極層，位于該第一智能材料層上；兩第二電極層，分別位于該兩第二智能材料層上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的換能器，其特征在于該第一智能材料層與該第二智能材料層所在區(qū)域，分別形成兩第一作動區(qū)與兩第二作動區(qū)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的換能器，其特征在于該第一智能材料層與該第二智能材料層的材質(zhì)包含壓電材料或電活性聚合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的換能器，其特征在于該換能器更包含一第三智能材料層，位于該導(dǎo)電層下方，且對應(yīng)于該第一智能材料層；一第三電極層，位于該第三智能材料層下方；兩第四智能材料層，位于該導(dǎo)電層下方，且分別對應(yīng)于兩該第二智能材料層；以及兩第四電極層，分別位于兩該第四智能材料層下方。
11.一種能量轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于其包含一第一平板；以及一換能器，該換能器包含一導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層的中央?yún)^(qū)段為一固定端，該導(dǎo)電層的兩端為兩擺動端，或者，該導(dǎo)電層的一端為一固定端，另一端為一擺動端；其中，該導(dǎo)電層更包含至少一開縫，該開縫的開口朝向該擺動端。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的能量轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于其還包含一第一智能材料層，設(shè)置于該固定端與該開縫之間的該導(dǎo)電層上；至少一第二智能材料層，設(shè)置于該開縫與該擺動端之間的該導(dǎo)電層上；一第一電極層，位于該第一智能材料層上；以及至少一第二電極層，分別位于該至少一第二智能材料層上。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的能量轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于該第一智能材料層與該第二智能材料層包含壓電材料或電活性聚合物。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的能量轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于該換能器更包含一第三智能材料層，位于該導(dǎo)電層下方，且對應(yīng)于該第一智能材料層；一第三電極層，位于該第三智能材料層下方；至少一第四智能材料層，位于該導(dǎo)電層下方，且分別對應(yīng)于該至少一第二智能材料層；以及至少一第四電極層，分別位于該至少一第四智能材料層下方。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的能量轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于該第一平板為熒幕、觸控面板、 框架、基板或殼體。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的能量轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于該換能器利用一第一支撐件與該第一平板固定。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的能量轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于該換能器利用一第二支撐件與一第二平板固定，其中該第二平板為熒幕、觸控面板、框架、基板或殼體。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的能量轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于該第一支撐件與該第二支撐件的至少其中之一包含一智能材料或一阻尼器。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種換能器與能量轉(zhuǎn)換模塊，該換能器的導(dǎo)電層上具有一ㄇ形開縫，ㄇ形開縫的開口朝向擺動端，其目的在于加強換能器的觸覺回饋效果、聲音輸出效果，或可用以調(diào)整共振模態(tài)。本發(fā)明亦揭露具有換能器的能量轉(zhuǎn)換模塊。
文檔編號H01L41/08GK103000801SQ20111029147
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月19日
發(fā)明者簡嘉男, 莊財裕 申請人:慶良電子股份有限公司