[发明专利]超声换能器与电子设备

说明书

本申请实施例提供了一种超声换能器与电子设备。超声换能器包括：第一电极层、压电层、第二电极层以及电路层；压电层设置在第一电极层上，压电层上设置有第二电极层以及电路层；压电层的第一表面上形成有多个第一凹槽，每个所述第一凹槽具有一个凹面，每个凹面的朝向与超声换能器的声波发射方向相同，凹面与第一表面所在的平面之间的接触角大于0度且小于90度。采用本申请的实施例，能够增加超声换能器的发射灵敏度，即提升了超声换能器的回路灵敏度。

技术领域

本申请实施例涉及超声换能技术领域，特别涉及一种超声换能器与电子设备。

背景技术

超声换能器是将声能和电能互相转换的器件，超声换能器中的压电材料在发生形变时，可以在压电材料的两端产生电压差；在压电材料的两端有电压差时，压电材料发生形变振动产生超声波；利用压电材料的上述特性，可以实现机械振动和交流电的互相转换。其中，压电材料可以为压电陶瓷锆钛酸铅PZT或高分子压电材料聚偏二氟乙烯PVDF。

在相同厚度条件下，PVDF超声换能器的回路灵敏度大于PZT超声换能器的回路灵敏度，因此便携式移动终端一般采用PVDF超声换能器，但是PVDF超声换能器的发射性能较差，限制了PVDF超声换能器的回路灵敏度。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种超声换能器与电子设备，能够在相同厚度条件下，实现更高的回路灵敏度，更加适用于便携式移动终端。

本申请实施例提供了一种超声换能器，包括：第一电极层、压电层、第二电极层以及电路层；压电层设置在第一电极层上，压电层上设置有第二电极层以及电路层；压电层的第一表面上形成有多个第一凹槽，每个第一凹槽具有一个凹面，每个凹面的朝向与超声换能器的声波发射方向相同，凹面与第一表面所在的平面之间的接触角大于0度且小于90度。

本申请实施例提供了一种电子设备，包括上述的超声换能器。

本申请实施例现对于现有技术而言，提供了一种超声换能器，其包括：第一电极层、压电层、第二电极层以及电路层，压电层设置在第一电极层上，压电层上设置有第二电极层以及电路层，压电层的第一表面上形成有多个第一凹槽，每个第一凹槽具有一个凹面，每个凹面的朝向与超声换能器的声波发射方向相同，凹面与第一表面所在的平面之间的接触角大于0度且小于90度。在利用该超声换能器发射声波时，压电层中的凹面能够对声波起到汇聚作用，减小了声波发射的发散角度，并且凹面所形成的空腔形成了声学谐振腔，能够增加超声换能器的发射灵敏度，从而提升了超声换能器的回路灵敏度；即相较于现有技术，能够在相同厚度条件下，实现更高的回路灵敏度，更加适用于便携式移动终端。另外，由于能够增加发射灵敏度，从而在相同回路灵敏度条件下，降低了对发射带宽的要求。

例如，压电层的第一凹槽的凹面朝向电路层，第二电极层包括多个第一导电部，多个第一导电部分别设置在压电层的第一凹槽内。本实施例提供了第一凹槽的凹面朝向电路层时第二电极层的一种具体结构。

例如，第一表面上形成阵列设置且呈半球状的第一凹槽，第二电极层包括阵列设置的半球状的第一导电部，各第一导电部分别设置在各第一凹槽内。本实施例提供了压电层上的第一凹槽的一种设置方式。

例如，第一表面上形成多个半圆柱体状的第一凹槽，第二电极层包括并行设置的半圆柱体状的第一导电部，各第一导电部分别设置在各第一凹槽内。本实施例提供了压电层上的第一凹槽的另一种设置方式。

例如，多个第一导电部具有远离第一电极层的第一上表面，第一上表面与压电层的第一表面在同一平面上。本实施例中提供了第二电极层中的第一导电部的一种设置方式。

例如，压电层包括多个压电单元，每个压电单元包括一个与第一表面相对的第二表面，每个压电单元的第一表面上形成一个第一凹槽，第二表面包括凸面，第一电极层中具有多个收容空间，多个压电单元设置在第一电极层的收容空间内，多个第一导电部分别设置在压电单元的第一凹槽内。本实施例中提供了压电层的一种具体结构。