CN116939451A - 一种振动装置 - Google Patents

Abstract

本说明书的一个或多个实施例涉及一种振动装置，包括：质量元件；一个或多个压电元件，所述一个或多个压电元件被配置为基于电信号产生振动；一个或多个弹性元件，所述一个或多个弹性元件中的至少一个连接所述质量元件和所述一个或多个压电元件；其中，所述一个或多个压电元件包括环形结构，所述一个或多个压电元件被配置为基于电信号振动的方向平行于所述环形结构的轴线方向。

Description

一种振动装置

技术领域

本申请涉及声学技术领域，特别涉及一种振动装置。

背景技术

压电式扬声器通常利用压电陶瓷材料的逆压电效应产生振动以向外辐射声波，与传动电磁式扬声器相比，压电式扬声器可以具有机电换能效率高、能耗低、体积小、集成度高等优势，在目前器件小型化和集成化的趋势下，压电式扬声器具有极其广阔的前景与未来。但是，与传统的电磁式扬声器对比，压电式扬声器由于压电声学器件的低频响应较差，会使得压电式扬声器的低频音质较差。同时，压电式扬声器在可听域(例如，20Hz-20kHz)内的振动模态较多，也会导致其在无法形成较为平直的频响曲线。

因此，有必要提出一种振动装置，以减少可听域内的振动模态，同时还能提高振动装置的低频响应。

发明内容

本说明书实施例提供一种振动装置，包括：质量元件；一个或多个压电元件，所述一个或多个压电元件被配置为基于电信号产生振动；一个或多个弹性元件，所述一个或多个弹性元件中的至少一个连接所述质量元件和所述一个或多个压电元件；其中，所述一个或多个压电元件包括环形结构，所述一个或多个压电元件被配置为基于电信号振动的方向平行于所述环形结构的轴线方向。

附图说明

本申请将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：

图1是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性模块图；

图2是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性结构图；

图3是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的频响曲线图；

图4A是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性结构图；

图4B是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的频响曲线图；

图5是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性结构图；

图6是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的频响曲线图；

图7是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性结构图；

图8是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的频响曲线图；

图9是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性结构图；

图10是根据本说明书一些实施例所示的振动装置的频响曲线图；

图11是根据本说明书一些实施例所示的振动装置的频响曲线图；

图12是根据本说明书的一些实施例所示的弹性元件的示例性结构图；

图13A是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性结构图；

图13B是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性结构图；

图14A是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性结构图；

图14B是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性结构图；

图14C是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性结构图；

图14D是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的频响曲线图；

图15A是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性结构图；

图15B是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性结构图；

图16是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性频响曲线图；

图17是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性结构图；

图18是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性结构图；

图19是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性结构图；

图20A是根据本说明书的一些实施例所示的第一压电元件的示例性电路图；

图20B是根据本说明书的一些实施例所示的第一压电元件的另一示例性电路图；

图21是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性结构图；

图22是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的频响曲线图；

图23是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性结构图；

图24是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性结构图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。

应当理解，本文使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模组”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。

本申请中使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。

本说明书实施例提供的振动装置可以应用于声学输出装置。声学输出装置可以包括但不限于骨导扬声器、气导扬声器、骨导助听器或气导助听器等。本说明书实施例提供的振动装置可以包括压电元件。压电元件可以在逆压电效应的作用下将输入的电压转换为位移输出，因此，以压电元件输出位移的振动装置也称为压电式振动装置。压电式振动装置中的压电元件的工作模式通常采用d33工作模式和d31工作模式。压电元件在d33工作模式下，压电元件的极化方向与位移输出方向相同。压电元件在d31工作模式下，压电元件的极化方向与位移输出方向垂直。由于压电元件通常具有较高的谐振频率，因此压电式振动装置通常能够提升高频输出，但压电元件的低频响应较差，在可听域内(如20Hz-20KHz)通常具有较多的振动模态，难以形成较平直的频响曲线，从而影响振动装置应用于声学输出装置时输出的声音音质。

为了解决压电式振动装置的低频响应较差以及可听域频率范围内模态较多的问题，本说明书实施例中提供的振动装置还包括质量元件和弹性元件，利用弹性元件与质量元件的组合结构在低频范围内(例如，20Hz-2000Hz)构建第一谐振峰，同时利用压电元件在较高的频率范围(例如，1000Hz-20000Hz)内构建第二谐振峰，可以使第一谐振峰和第二谐振峰之间形成平直曲线。在一些实施例中，压电元件可以采用d33工作模式，d33工作模式下的压电元件具有的较高的谐振频率，可以减小压电元件在可听域频率范围内的工作模态，利用不同边界条件下(例如，具有固定连接边界或不具有固定连接边界)的d33工作模式下的压电元件还可以补偿振动装置在高频响应的损失。

图1是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性模块图。在一些实施例中，振动装置100可以包括压电元件110、质量元件120以及弹性元件130。在一些实施例中，质量元件120可以通过弹性元件与压电元件110连接。在一些实施例中，弹性元件130可以是一个，质量元件120可以通过一个弹性元件130与压电元件110连接。在一些实施例中，弹性元件130也可以是多个，质量元件120可以通过一个或多个弹性元件130与压电元件110连接。在一些实施例中，压电元件110可以是一个，也可以是多个。在一些实施例中，质量元件120可以与一个压电元件110连接。在一些实施例中，质量元件120也可以分别与多个压电元件110连接。在一些实施例中，多个压电元件110之间可以相互连接。在一些实施例中，多个压电元件110之间可以直接连接。在一些实施例中，多个压电元件110之间也可以通过一个或多个弹性元件130连接。

压电元件110可以是具有压电效应的元器件。在一些实施例中，压电元件110可以由压电陶瓷、压电聚合物等具有压电效应的材料组成。在一些实施例中，压电元件110可以被配置为基于电信号产生振动。例如，当给压电元件110施加交变的电信号时，压电元件110可以发生往复变形从而产生振动。在一些实施例中，压电元件110的振动方向与压电元件110的极化方向可以相同。在一些实施例中，压电元件110的振动方向与压电元件110的极化方向也可以相互垂直。

在一些实施例中，压电元件110的数量可以是一个，也可以是多个。在一些实施例中，当压电元件110的数量为多个时，多个压电元件110可以通过弹性元件130进行连接。在一些实施例中，通过弹性元件130相互连接的压电元件110中的任意一个可以再次通过另外的弹性元件130与质量元件120连接。在一些实施例中，多个压电元件110也可以沿多个压电元件110的振动方向串联成一个整体，串联而成的压电元件110可以通过弹性元件130与质量元件120连接。

在一些实施例中，压电元件110可以是单环形结构，单环形结构是指压电元件110沿轴线方向的投影为一个环形形状的结构。例如，压电元件110的数量为1个时，压电元件110是单环形结构。在一些实施例中，压电元件110可以是多环形结构(如双环形结构、三环形结构等)，多环形结构是指压电元件110沿轴线方向的投影为多个环形形状时的结构。例如，压电元件110的数量为2个，2个压电元件110的环形结构具有不同的环形外径，2个压电元件110之间可以通过一个或多个弹性元件130连接，此时2个压电元件110以及连接这两个压电元件110的弹性元件130构成双环形结构。具有环形结构(例如，单环形结构或双环形结构)的压电元件具有较高的谐振频率，可以减小压电元件在可听域内的模态数量，通过结构设计(例如，连接弹性元件和质量元件)构建低频峰后，可以使低频峰和压电元件的谐振峰之间形成平直曲线，当振动装置100应用于声学输出装置时，可以提高振动装置100或声学输出装置输出声音的音质。

在一些实施例中，压电元件110可以是单层环形结构。在一些实施例中，压电元件110也可以是双层环形结构。例如，一个或多个压电元件110可以包括至少两个压电元件，至少两个压电元件沿轴线方向相互连接，以形成双层环形结构。质量元件120通过一个或多个弹性元件130分别与至少两个压电元件连接。在一些实施例中，压电元件110还可以是由更多压电元件沿轴线方向相互连接的多层环形结构。

在一些实施例中，压电元件110的极化方向与压电元件110的位移输出方向可以相同。在一些实施例中，可以将压电元件110的位移输出端作为振动端，从而使压电元件110的极化方向与压电元件110的振动方向相同，也可以理解为，压电元件110可以在电信号的作用下沿压电元件110的极化方向产生振动。在一些实施例中，一个或多个压电元件110可以包括环形结构，环形结构可以是具有环形端面的柱状结构。在一些实施例中，压电元件110的极化方向可以平行于环形结构的轴线方向，在电信号的作用下，压电元件110可以沿压电元件110的环形结构的轴线方向产生振动。环形结构的轴线可以是连接柱状结构的两个环形端面的形心以及连接平行于环形端面的任意截切面的形心的虚拟线条。例如，环形结构是圆环柱形结构，轴线为连接两个圆环端面圆心的直线。又例如，环形结构是梯形环柱形结构，轴线为连接两个梯形环端面形心的直线。在一些实施例中，环形结构的轴线方向垂直于环形结构的环形表面。在一些实施例中，环形结构环形端面的形状可以包括但不限于圆环形、椭圆环形、曲线环形或多边环形等。在一些实施例中，压电元件110的极化方向与环形结构的轴线方向平行，在电信号的作用下，压电元件110可以沿压电元件110的环形结构的轴线方向产生振动。

质量元件120可以是具有一定质量的元件。在一些实施例中，质量元件120可以作为振动装置100的振动板或者振膜，以使振动装置100通过质量元件120输出振动。在一些实施例中，质量元件120的材料可以是金属材料或非金属材料。金属材料可以包括但不限于钢材(例如，不锈钢、碳素钢等)、轻质合金(例如，铝合金、铍铜、镁合金、钛合金等)等，或其任意组合。非金属材料可以包括但不限于高分子材料、玻璃纤维、碳纤维、石墨纤维、碳化硅纤维等。在一些实施例中，质量元件120沿质量元件120的振动方向的投影可以为圆形、环形、矩形、五边形、六边形等规则和/或不规则多边形。

在一些实施例中，质量元件120可以通过弹性元件130与压电元件110连接，压电元件110输出的振动可以通过弹性元件130传递至质量元件120。在一些实施例中，质量元件120和与其连接的弹性元件130谐振可以使振动装置100产生第一谐振峰。第一谐振峰对应的第一谐振频率的大小受质量元件120的质量和弹性元件130的弹性系数的影响。在一些实施例中，第一谐振峰的频率(也称为第一谐振频率)可以用公式(1)表示：

其中，f表示第一谐振频率，m表示质量元件120的质量，k表示弹性元件120的弹性系数。根据公式(1)可知，可以通过调整质量元件120的质量和/或弹性元件120的弹性系数来调整第一谐振峰对应的第一谐振频率的大小，从而使第一谐振峰位于所需的频率范围内。

在一些实施例中，质量元件120可以通过弹性元件130与压电元件110的内侧连接。在一些实施例中，当压电元件110基于电信号产生振动时，该振动通过弹性元件130传递至质量元件120，使质量元件120产生与压电元件110的振动方向平行的振动。在一些实施例中，质量元件120沿质量元件120的振动方向的投影可以位于压电元件110沿压电元件110的振动方向的投影以内。在一些实施例中，质量元件120位于压电元件110的内侧时，质量元件120可以为实心的柱状结构，例如，实心圆柱状结构。在另一些实施例中，质量元件120位于压电元件110的内侧时，质量元件120也可以为其他形状结构，例如，外径小于压电元件110内径的环形结构。

在一些实施例中，质量元件120可以位于压电元件110的外侧。质量元件120位于压电元件110的外侧时，质量元件120的形状可以为环形，该环形的内径可以大于压电元件110的环形结构的外径，使得质量元件120沿压电元件110的轴线方向的投影可以位于压电元件110沿压电元件110的轴线方向的投影以外。

在一些实施例中，质量元件120可以位于多个压电元件110之间。在一些实施例中，压电元件110可以包括直径不同的第一压电元件和第二压电元件，第二压电元件设置于第一压电元件的内侧，质量元件120位于第一压电元件和第二压电元件之间。在一些实施例中，质量元件120的形状可以是环形，质量元件120沿压电元件110的轴线方向的投影可以位于第一压电元件和第二压电元件沿压电元件110的轴线方向的投影之间。

在一些实施例中，当质量元件120的形状为环形时，质量元件120沿压电元件110的轴线方向远离压电元件110的一侧可以设置有盖板。盖板可以对质量元件120沿压电元件110的轴线方向远离压电元件110的一侧进行密封。例如，质量元件120的形状为圆环形，盖板可以为圆形结构，盖板的周侧与质量元件120沿压电元件110的轴线方向远离压电元件110的一侧连接。通过在质量元件120沿压电元件110的轴线方向远离压电元件110的一侧设置盖板，可以将盖板作为振动板用于传递振动信号。在一些实施例中，当振动装置100应用于声学装置时，盖板还可以用于连接质量元件120与声学装置的其他结构，例如，振膜，以便使振动装置100通过质量元件120驱动振膜振动。

弹性元件130可以是在外部载荷的作用下能够发生弹性形变的元件。在一些实施例中，弹性元件130可以为具有良好弹性(即易发生弹性形变)的材料，使得与其连接的质量元件120具有良好的振动响应能力。在一些实施例中，弹性元件130的材质可以包括但不限于金属材料、高分子材料、胶类材料等中的一种或多种。在一些实施例中，弹性元件130的数量可以是一个，也可以是多个。在一些实施例中，质量元件120可以通过一个弹性元件130与压电元件110连接。例如，弹性元件130的形状可以是环形，质量元件120与压电元件110可以通过环形的弹性元件130进行连接。在一些实施例中，质量元件120可以通过多个弹性元件130与压电元件110连接。例如，弹性元件130可以包括杆状结构，多个弹性元件130沿压电元件110的圆周分布并与质量元件120连接。

在一些实施例中，弹性元件130可以是传振片。弹性元件130连接质量元件120与压电元件110时，弹性元件130可以将压电元件110产生的振动传递给质量元件120，以使质量元件120产生振动。在一些实施例中，弹性元件130也可以是传振片上设置的连接杆，从而使得振动装置100的加工过程更加简便快捷。

在一些实施例中，弹性元件130可以为单层结构，单层结构是指一个或多个弹性元件130位于垂直于压电元件110轴线方向的同一平面内。在一些实施例中，弹性元件130可以为多层结构，多层结构是指多个弹性元件位于垂直于压电元件110轴线方向的不同平面内。

在一些实施例中，弹性元件130的形状可以包括但不限于折线形、S形、样条曲线形、弧形和直线形中的至少一种。弹性元件130的形状可以根据振动装置100的需求(例如，第一谐振峰的位置、加工振动装置100的难易程度等)进行设置。

在一些实施例中，弹性元件130可以具有多个弯曲段。在一些实施例中，多个弯曲段的弯曲方向可以相同。在一些实施例中，多个弯曲段的弯曲方向也可以不同。在一些实施例中，多个弯曲段的弯曲方向还可以相反。例如，弹性元件130的形状为折线形时，折线形可以包括第一弯曲段和第二弯曲段，第一弯曲段的弯曲方向可以是先向第一方向弯折，第二弯曲段的弯曲方向可以是先向第二方向弯折，第二方向与第一方向反向设置。关于弹性元件的弯曲方向及其设置的更多描述可以参见本说明书图12的相关描述。

在一些实施例中，在振动装置100振动过程中，由于弹性元件130具有弯曲形状，因此，弹性元件130可能对质量元件120提供切应力，当多个弹性元件130对质量元件120提供的切应力方向相同时，质量元件120可能存在绕其中心轴转动的趋势。该切应力可以是弹性元件130向质量元件120(和/或压电元件110)提供的与质量元件120上垂直于质量元件120的振动方向的任意截面相切的应力，该切应力可以使得质量元件120产生绕其中心轴转动的趋势。在一些实施例中，弹性元件130上弯曲方向不同的弯曲段可以为与弹性元件130连接的质量元件120提供旋度不同的切应力。旋度可以是用于衡量切应力这一向量场的旋转性质的向量算子，该向量算子的大小可以衡量切应力向量场的旋转程度，该向量算子的方向可以衡量切应力向量场的旋转方向。旋度的方向可以根据旋转方向，使用右手定则进行判断，例如，质量元件120在受到弹性元件130提供的切应力作用而产生转动(或转动趋势)时，根据右手定则，四指弯曲方向与环形结构的旋转(或旋转趋势)方向一致，此时拇指的指向即为旋度的方向。在一些实施例中，弹性元件130上弯曲方向相反的弯曲段可以为与弹性元件130连接的质量元件120提供旋度相反的切应力。通过设置具有旋度相反的切应力的弯曲段，可以使得该弹性元件130上不同部分对质量元件120提供的切应力相互抵消，从而使该弹性元件130整体上对质量元件120不提供切应力，从而避免质量元件120存在转动趋势。

在一些实施例中，弹性元件130的数量为多个时，相邻弹性元件130的弯曲方向不同。在一些实施例中，弹性元件130的数量为多个时，相邻弹性元件130的弯曲方向相反。在一些实施例中，当弹性元件130为单层结构时，多个弹性元件130沿压电元件110的轴线方向的投影可以具有两个相互垂直的对称轴，以使得相邻弹性元件130的弯曲方向相反。例如，弹性元件130可以呈X形，X形的弹性元件具有两个相互垂直的对称轴。通过设置弯曲方向相反的弹性元件130，可以使得多个具有相反弯曲方向的弹性元件130对质量元件120提供的切应力的旋度方向相反，从而使得多个具有相反弯曲方向的弹性元件130对质量元件120提供的切应力可以相互抵消，进而避免质量元件120存在转动趋势。

在一些实施例中，当弹性元件130为多层结构时，相邻层的弹性元件130可以具有不同的弯曲方向。在一些实施例中，弹性元件130可以是双层结构，弹性元件130可以包括第一螺旋结构和第二螺旋结构，第一螺旋结构和第二螺旋结构分别在垂直于压电元件110轴线方向的不同平面内连接质量元件120和一个或多个压电元件110。在一些实施例中，第一螺旋结构和第二螺旋结构的轴线可以相同，且螺旋方向相反。通过设置螺旋方向相反的第一螺旋结构和第二螺旋结构，可以使得不同层的弹性元件130对质量元件120提供的切应力的旋度方向相反，从而使得不同层的弹性元件130对质量元件120提供的切应力可以相互抵消，进而避免质量元件120存在转动趋势。

在一些实施例中，振动装置100在可听域频率范围内可以形成至少两个谐振峰。在一些实施例中，一个或多个弹性元件130中的至少一个和质量元件120谐振可以产生第一谐振峰；一个或多个压电元件110谐振可以产生第二谐振峰。在一些实施例中，第一谐振峰对应的频率(也可以称为第一谐振频率)可以位于低频范围(例如，小于2000Hz)内，第二谐振峰对应的频率(也可以称为第二谐振频率)可以位于中高频(例如，大于1000Hz)范围内。在一些实施例中，第二谐振峰对应的第二谐振频率可以高于第一谐振峰对应的第一谐振频率。在一些实施例中，第二谐振峰和第一谐振峰之间不体现谐振谷，第一谐振峰和第二谐振峰之间可以形成较为平直的曲线，从而提高振动装置100的输出声音的音质。

在一些实施例中，根据公式(1)可知，可以通过调整质量元件120的质量和/或弹性元件130的弹性系数来调整第一谐振峰对应的第一谐振频率的频率范围。在一些实施例中，第一谐振峰对应的第一谐振频率的频率范围可以为50Hz-2000Hz。在一些实施例中，第一谐振峰对应的第一谐振频率的频率范围可以为50Hz-1000Hz。在一些实施例中，为了提升振动装置100的低频灵敏度，通过调整质量元件120的质量和/或弹性元件130的弹性系数使得第一谐振峰对应的第一谐振频率的频率范围可以为50Hz-500Hz。在一些实施例中，为了进一步提升振动装置100的低频灵敏度，通过调整质量元件120的质量和/或弹性元件130的弹性系数使得第一谐振峰对应的第一谐振频率的频率范围可以为50Hz-200Hz。

在一些实施例中，可以通过调整压电元件110的结构参数(例如，尺寸、形状、质量、材质等)来调整第二谐振峰对应的第二谐振频率的频率范围。在一些实施例中，第二谐振频率可以是压电元件110的固有频率。在一些实施例中，第二谐振峰对应的第二谐振频率的频率范围可以为1000Hz-50000Hz。在一些实施例中，为了提升振动装置100在人耳可听域内的灵敏度，可以通过调整压电元件110的结构参数将振动装置100的第二谐振峰调整至人耳可听域内，第二谐振峰对应的第二谐振频率的频率范围可以为1000Hz-20000Hz。在一些实施例中，为了进一步提升振动装置100在人耳可听域内的灵敏度，第二谐振峰对应的第二谐振频率的频率范围可以为1000Hz-10000Hz。在一些实施例中，为了使振动装置100的频响曲线在第一谐振峰和第二谐振峰之间有较大范围的平坦区域，从而保证振动装置100输出声音的音质，第二谐振峰对应的第二谐振频率的频率范围可以为2000Hz-10000Hz。在一些实施例中，为了进一步增加振动装置100的频响曲线在第一谐振峰和第二谐振峰之间的平坦区域，第二谐振峰对应的第二谐振频率的频率范围可以为3000Hz-10000Hz。

在一些实施例中，为了使振动装置100的频响曲线在第一谐振峰和第二谐振峰之间有较大范围的平坦区域，从而保证振动装置100的低频响应以及输出声音的音质，第二谐振峰对应的第二谐振频率与第一谐振峰对应的第一谐振频率的频率比值范围可以为20-200。在一些实施例中，第二谐振峰对应的第二谐振频率与第一谐振峰对应的第一谐振频率的频率比值范围可以为30-180。在一些实施例中，第二谐振峰对应的第二谐振频率与第一谐振峰对应的第一谐振频率的频率比值范围可以为40-160。在一些实施例中，第二谐振峰对应的第二谐振频率与第一谐振峰对应的第一谐振频率的频率比值范围可以为50-150。

在一些实施例中，振动装置100在振动时还可以具有第三谐振峰，第三谐振峰对应的频率(也可以称为第三谐振频率)可以位于第一谐振峰对应的第一谐振频率和第二谐振峰对应的第二谐振频率之间。在一些实施例中，振动装置100可以具有双环形结构，第三谐振峰可以由双环形结构谐振产生。在一些实施例中，压电元件110为双环形结构且质量元件120位于最内侧时，内侧压电元件(例如，第二压电元件)与质量元件120(以及连接内侧压电元件与质量元件120的弹性元件130)可以构成整体质量，由于该整体质量大于质量元件120的质量(即振动质量增加)，使得振动装置100的低频峰的谐振频率下降，表现为振动装置100的频响曲线中第一谐振峰向低频移动，并且具有双环形结构的振动装置100在振动时还能够产生位于第一谐振峰和第二谐振峰之间的第三谐振峰。在一些实施例中，第三谐振峰的形成不会影响高频谐振峰(例如，第二谐振峰)的位置，同时还会提升高频谐振谷，从而提高振动装置100的高频响应。

在一些实施例中，为了满足器件的小型化需求，振动装置100沿振动方向的投影的最大尺寸不高于60mm。振动装置100沿振动方向的投影的最大尺寸是指该投影的外轮廓上的任意两点的距离中的最大值。例如，振动装置100沿振动方向的投影的最大轮廓为圆形，则振动装置100沿振动方向的投影的最大尺寸为该圆形的直径。又例如，振动装置100沿振动方向的投影的最大轮廓为椭圆形，则振动装置100沿振动方向的投影的最大尺寸为该椭圆形的长轴。又例如，振动装置100沿振动方向的投影的最大轮廓为正方形，则振动装置100沿振动方向的投影的最大尺寸为该正方形的对角线。在一些实施例中，当质量元件120设置于振动装置100的最外侧时，振动装置100沿振动方向的投影的最大尺寸可以是质量元件120沿振动方向的投影的最大尺寸。在一些实施例中，当压电元件110设置于振动装置100的最外侧时，振动装置100沿振动方向的投影的最大尺寸可以是压电元件110沿振动方向的投影的最大尺寸。

在一些实施例中，振动装置100还可以包括压电梁，压电梁与质量元件120直接连接或间接连接。例如，压电梁可以位于质量元件120远离压电元件110的一侧并与质量元件120直接连接。又例如，压电梁可以通过弹性元件130与质量元件120间接连接。在一些实施例中，压电梁可以被配置为基于电信号产生沿压电元件110的环形结构的轴线方向的振动。在一些实施例中，压电梁可以包括至少一个第一压电片和至少一个第二压电片，至少一个第一压电片和至少一个第二压电片分别设置于压电梁沿压电元件110的环形结构的轴线方向的两侧。在一些实施例中，至少一个第一压电片和至少一个第二压电片的极化方向可以沿环形结构的轴线方向反向设置。即，在压电元件110的环形结构的轴线方向上，第一压电片的极化方向与第二压电片的极化方向相反。在一些实施例中，第一压电片和第二压电片的位移输出方向可以与极化方向垂直。在一些实施例中，由于第一压电片的极化方向与第二压电片的极化方向相反，当第一压电片和第二压电片同时接入相同方向的电压信号时，第一压电片和第二压电片可以产生方向相反的位移，从而使压电梁产生振动。例如，第一压电片可以沿垂直于环形结构的轴线方向收缩，第二压电片可以沿垂直于环形结构的轴线方向伸长，从而使得压电梁产生沿环形结构的轴线方向的振动。

在一些实施例中，质量元件120可以包括第一质量元件和第二质量元件，第一质量元件可以通过一个或多个弹性元件130中的至少一个与压电梁的中部连接。在一些实施例中，第一质量元件还可以通过弹性元件130与一个或多个压电元件110连接。在一些实施例中，压电梁的两端可以分别连接有第二质量元件。在一些实施例中，第一质量元件也可以通过一个或多个弹性元件130中的至少一个与压电梁的其他位置(例如，靠近压电梁端部位置)连接。在一些实施例中，振动装置100的振动可以通过压电梁端部的第二质量元件输出。在一些实施例中，振动装置100的振动也可以通过第一质量元件输出。

图2是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性结构图。如图2所示，振动装置200可以包括一个或多个压电元件210、质量元件220和一个或多个弹性元件230。其中，一个或多个弹性元件230中的至少一个可以用于连接质量元件220和压电元件210。

在一些实施例中，一个或多个压电元件210可以包括第一压电元件211，第一压电元件211可以为环形结构，第一压电元件211沿轴线方向的一端固定(也称为固定端)，质量元件220通过弹性元件230与第一压电元件211上除这一端以外的其它位置连接。在本说明书实施例中，压电元件(如第一压电元件、第二压电元件等)的一端是指从该压电元件的环形结构的其中一个环形端面起，沿环形结构的轴线方向具有一定厚度(例如，占环形结构总厚度的0.1％、5％或0.1％～30％范围内的任意厚度)的全部区域。例如，第一压电元件211沿轴线方向的一端固定可以是第一压电元件211的其中一个环形端面可以固定。又例如，第一压电元件211沿轴线方向的一端固定也可以是第一压电元件211的其中一个环形端面附近一定厚度区域的环形结构的内侧面和/或外侧面可以固定。在一些实施例中，弹性元件230可以连接于与固定端的环形端面相对的另一环形端面。在一些实施例中，弹性元件230也可以连接于环形结构的内侧面，并且在内侧面的连接位置不属于固定端的区域。

在一些实施例中，质量元件220可以位于第一压电元件211的内侧，质量元件220沿第一压电元件211的轴线方向的投影位于第一压电元件211沿轴线方向的投影以内。压电元件210、弹性元件230以及质量元件220沿压电元件210的轴线方向的投影由外之内依次排布。在一些实施例中，质量元件220可以位于第一压电元件211的内侧时，质量元件220的形状可以为柱状(如图2所示)、环形等。

在一些实施例中，连接质量元件220和第一压电元件211的弹性元件230可以为多个，多个弹性元件230可以沿环形结构的周向分布。在一些实施例中，弹性元件230的一端可以连接于质量元件220沿轴线方向的任一表面(例如，靠近压电元件210的表面)。在其他实施例中，弹性元件230的一端也可以连接于质量元件220的周侧表面。在一些实施例中，弹性元件230的另一端可以连接于压电元件210上的非固定端的任一表面。例如，在一些实施例中，弹性元件230的另一端可以连接于压电元件210上靠近质量元件220的环形端面。又例如，在一些实施例中，弹性元件230的另一端也可以连接于压电元件210的周侧内表面。弹性元件230与质量元件220和/或压电元件210的连接位置可以根据振动装置200在结构上的可行性进行设置。

在一些实施例中，质量元件220和弹性元件230谐振可以产生第一谐振峰，第一压电元件211谐振可以产生第二谐振峰。第一谐振峰的位置，也即是第一谐振峰对应的第一谐振频率的大小可以由质量元件220的质量以及弹性元件230的弹性系数决定。第二谐振峰的位置，也即是第二谐振峰对应的第二谐振频率的大小可以由压电元件210的结构参数(例如，尺寸)决定。

图3是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置200的频响曲线图。如图3所示，横坐标表示振动装置200的谐振频率，单位是Hz，纵坐标表示振动装置200的加速度输出强度，单位是dB。在一些实施例中，参见图3，振动装置200在可听域(如20Hz-20KHz)频率范围内可以形成至少两个谐振峰，其中，第一谐振峰310可以是质量元件220和弹性元件230谐振产生的，第二谐振峰320可以是压电元件210谐振产生的。在一些实施例中，振动装置200的第一谐振峰310的频率f1的范围可以位于50Hz-2000Hz。在一些实施例中，振动装置200的第一谐振峰310的频率f1的范围可以位于50Hz-500Hz。在一些实施例中，振动装置200的第一谐振峰310的频率f1的范围可以位于50Hz-300Hz。在一些实施例中，振动装置200的第一谐振峰310的频率f1的范围可以位于50Hz-200Hz。在一些实施例中，振动装置200的第一谐振峰310的频率f1的范围可以位于100Hz-200Hz。在一些实施例中，振动装置200的第二谐振峰320的频率f2的范围可以位于1000Hz-20000Hz。在一些实施例中，振动装置200的第二谐振峰320的频率f2的范围可以位于2000Hz-10000Hz。在一些实施例中，振动装置200的第二谐振峰320的频率f2的范围可以位于2000Hz-8000Hz。在一些实施例中，振动装置200的第二谐振峰320的频率f2的范围可以位于2000Hz-7000Hz。在一些实施例中，振动装置200的第二谐振峰320的频率f2的范围可以位于3000Hz-7000Hz。在一些实施例中，振动装置200的第二谐振峰320的频率f2的范围可以位于4000Hz-7000Hz。在一些实施例中，振动装置200的第二谐振峰320的频率f2的范围可以位于5000Hz-7000Hz。第一谐振峰310和第二谐振峰320之间的频响曲线可以较为平直，在第一谐振频率f1至第二谐振频率f2之间的频率范围内，振动装置200具有较高的输出响应能力，当振动装置200应用于声学输出装置时，可以输出音质较高的声音。

图4A是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性结构图。在一些实施例中，参见图4A，质量元件420也可以位于第一压电元件411的外侧，质量元件420沿第一压电元件411的轴线方向的投影位于第一压电元件411沿轴线方向的投影以外，质量元件420和第一压电元件411之间通过弹性元件430连接。第一压电元件411、弹性元件430以及质量元件420沿第一压电元件411的轴线方向的投影由内之外依次排布。在一些实施例中，质量元件420位于第一压电元件411的外侧时，质量元件420的形状可以为环形。

在一些实施例中，质量元件420位于第一压电元件411的外侧时，质量元件420沿第一压电元件411的轴线方向远离第一压电元件411的一侧可以设置有盖板。盖板可以对质量元件420沿第一压电元件411的轴线方向远离第一压电元件411的一侧进行密封。例如，盖板可以为圆形结构，盖板的周侧与质量元件420沿第一压电元件411的轴线方向远离第一压电元件411的一侧对齐设置并紧密连接。通过在质量元件420沿第一压电元件411的轴线方向远离第一压电元件411的一侧设置盖板，可以将盖板作为振动板用于传递振动信号。盖板还可以用于连接质量元件420与振动装置400的其他结构，例如，振膜。

图4B是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的频响曲线图。质量元件420位于第一压电元件411的外侧时，振动装置400的频响曲线图可以如图4B所示。在一些实施例中，振动装置400的第一谐振峰401的频率f1(也称为第一谐振频率)的范围可以位于50Hz-4000Hz。在一些实施例中，振动装置400的第一谐振峰401的频率f1的范围可以位于50Hz-500Hz。在一些实施例中，振动装置400的第一谐振峰401的频率f1的范围可以位于50Hz-300Hz。在一些实施例中，振动装置400的第一谐振峰401的频率f1的范围可以位于50Hz-200Hz。在一些实施例中，振动装置400的第一谐振峰401的频率f1的范围可以位于100Hz-200Hz。在一些实施例中，振动装置400的第二谐振峰402的频率f2(也称为第二谐振频率)的范围可以位于1000Hz-40000Hz。在一些实施例中，振动装置400的第二谐振峰402的频率f2的范围可以位于4000Hz-10000Hz。在一些实施例中，振动装置400的第二谐振峰402的频率f2的范围可以位于4000Hz-8000Hz。在一些实施例中，振动装置400的第二谐振峰402的频率f2的范围可以位于4000Hz-7000Hz。在一些实施例中，振动装置400的第二谐振峰402的频率f2的范围可以位于4000Hz-6000Hz。

在一些实施例中，一个或多个压电元件不仅可以包括第一压电元件，还可以包括第二压电元件，第二压电元件可以设置于第一压电元件的内侧。在一些实施例中，第一压电元件可以包括第一环形结构，第二压电元件可以包括第二环形结构；第二压电元件设置于第一环形结构内侧。

图5是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性结构图。参见图5，振动装置500可以包括一个或多个压电元件510、质量元件520和一个或多个弹性元件530。其中，一个或多个弹性元件530中的至少一个可以用于连接质量元件520和压电元件510。

在一些实施例中，一个或多个压电元件510可以包括第一压电元件511和第二压电元件512，第一压电元件511包括第一环形结构，第二压电元件512包括第二环形结构；第二压电元件512设置于第一环形结构内侧。在一些实施例中，第一压电元件511沿轴线方向的一端(例如，远离质量元件520的一端)可以固定，第二压电元件512连接通过一个或多个弹性元件530中的至少一个与第一压电元件511的固定端以外的其它位置连接；质量元件520沿轴线方向的投影位于第二压电元件512沿轴线方向的投影以内，质量元件520通过一个或多个弹性元件530中的至少另一个与第二压电元件512连接。在一些实施例中，弹性元件530可以包括第一弹性元件531和第二弹性元件532。第一弹性元件531位于第一压电元件511和第二压电元件512之间，第一压电元件511和第二压电元件512之间通过第一弹性元件531连接。第二弹性元件532位于第二压电元件512和质量元件520之间，第二压电元件512和质量元件520之间通过第二弹性元件532连接。

在一些实施例中，通过在振动装置500中设置第二压电元件512，第二压电元件512与质量元件520(以及连接第二压电元件512与质量元件520的弹性元件)可以构成整体质量，当该整体质量与连接该整体质量与第一压电元件511的弹性元件谐振时，由于该整体质量大于质量元件的质量，从而使振动装置500的第一谐振峰向低频移动，并且振动装置500在振动时，双环形结构谐振还能够产生位于第一谐振峰和第二谐振峰之间的第三谐振峰，在振动装置500的频响曲线中可以表现为在第一谐振峰和第二谐振峰之间的位置额外形成一个谐振峰，即第三谐振峰。在一些实施例中，第三谐振峰对应的第三谐振频率可以位于第一谐振峰对应的第一谐振频率和第二谐振峰对应的第二谐振频率之间。

在一些实施例中，具有双环形结构的振动装置500的第一谐振峰的频率范围可以为50Hz-2000Hz。在一些实施例中，具有双环形结构的振动装置500的第一谐振峰的频率范围可以为50Hz-1000Hz。在一些实施例中，具有双环形结构的振动装置500的第一谐振峰的频率范围可以为50Hz-500Hz。在一些实施例中，具有双环形结构的振动装置700的第一谐振峰的频率范围可以为50Hz-300Hz。在一些实施例中，具有双环形结构的振动装置500的第一谐振峰的频率范围可以为50Hz-200Hz。在一些实施例中，具有双环形结构的振动装置500的第一谐振峰的频率范围可以为50Hz-100Hz。

图6是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置500的频响曲线图。其中，曲线610可以表示只设置第一压电元件的振动装置的频响曲线，曲线620表示设置第一压电元件和第二压电元件，且第一压电元件与第二压电元件所接收的电信号的相位差为0度的振动装置的频响曲线。对比曲线610和曲线620可知，当振动装置额外设置第二压电元件时，振动装置的频响曲线620中不仅可以形成第一谐振峰601和第二谐振峰602，还可以额外形成一个谐振峰，即第三谐振峰603。在一些实施例中，当振动装置额外设置第二压电元件时，振动装置的频响曲线620中形成第三谐振峰603的同时，还会在第一谐振峰601和第三谐振峰603之间形成谐振谷604。谐振谷604是由于第一压电元件和第二压电元件在谐振谷604的频率位置的振动输出方向相反而导致振动输出相互抵消而形成的。在一些实施例中，谐振谷604的位置与第一压电元件和第二压电元件的形状尺寸以及弹性元件的形状相关。在一些实施例中，可以通过调控第一压电元件和第二压电元件之间的电信号的相位来对谐振谷604进行填充。在一些实施例中，振动装置的低频灵敏度可以随第一压电元件和第二压电元件的电信号的相位差的增加而增大。第一压电元件和第二压电元件之间的电信号的相位差基本不影响振动装置的高频特性。

继续参见图6，曲线630表示第一压电元件和第二压电元件所接收的电信号的相位差为45°时的振动装置的频响曲线，曲线640表示第一压电元件和第二压电元件所接收的电信号的相位差为90°时的振动装置的频响曲线，曲线650表示第一压电元件和第二压电元件所接收的电信号的相位差为135°时的振动装置的频响曲线。对比曲线630、曲线640和曲线650可知，在其他参数相同的情况下，第一压电元件和第二压电元件所接收的电信号的相位差越大，第一谐振峰和第三谐振峰之间形成的谐振谷越浅，振动装置的低频响应越好。

在一些实施例中，为了保证振动装置的低频响应，第一压电元件和第二压电元件所接收的电信号的相位差可以为45°-180°。在一些实施例中，为了保证振动装置的低频响应，第一压电元件和第二压电元件所接收的电信号的相位差可以为60°-180°。在一些实施例中，为了保证振动装置的低频响应，第一压电元件和第二压电元件所接收的电信号的相位差可以为80°-180°。在一些实施例中，为了保证振动装置的低频响应，第一压电元件和第二压电元件所接收的电信号的相位差可以为100°-180°。在一些实施例中，为了保证振动装置的低频响应，第一压电元件和第二压电元件所接收的电信号的相位差可以为45°-120°。在一些实施例中，为了保证振动装置的低频响应，第一压电元件和第二压电元件所接收的电信号的相位差可以为45°-90°。

在一些实施例中，振动装置包括第一压电元件和第二压电元件时，质量元件可以位于第一压电元件的外侧。图7是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性结构图。如图7所示，一个或多个压电元件710可以包括第一压电元件711和第二压电元件712，第一压电元件711包括第一环形结构，第二压电元件712包括第二环形结构；第二压电元件712设置于第一环形结构内侧。在一些实施例中，第二压电元件712沿环形结构的轴线方向的一端可以固定，第一压电元件711通过一个或多个弹性元件730中的至少一个(例如，第二弹性元件732)与第二压电元件712的固定端以外的其它位置连接；质量元件720的形状可以为环形，质量元件720沿轴线方向的投影位于第一压电元件711沿轴线方向的投影以外，质量元件720通过一个或多个弹性元件730中的至少另一个(例如，第一弹性元件731)与第一压电元件711连接。

在一些实施例中，振动装置700包括第一压电元件711和第二压电元件712，且质量元件720位于第一压电元件711的外侧时，质量元件720沿第一压电元件711的轴线方向远离第一压电元件711的一侧可以设置有盖板。

在一些实施例中，第一压电元件711与质量元件720(以及连接第一压电元件711与质量元件720的弹性元件)可以构成整体质量，当该整体质量与连接该整体质量与第二压电元件712的弹性元件谐振时，可以使得振动装置700的第一谐振峰向低频移动，并且振动装置700的双环形结构谐振还能够产生位于第一谐振峰和第二谐振峰之间的第三谐振峰。在一些实施例中，具有双环形结构的振动装置700的第一谐振峰的频率范围可以与振动装置500的第一谐振峰的频率范围相似，此处不再赘述。

图8是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置700的频响曲线图。其中，曲线810可以表示只设置第一压电元件的振动装置的频响曲线，曲线820表示设置第一压电元件和第二压电元件，且第一压电元件与第二压电元件所接收的电信号的相位差为0度的振动装置的频响曲线。对比曲线810和曲线820可知，当振动装置额外设置第二压电元件时，振动装置的频响曲线820中不仅可以形成第一谐振峰801和第二谐振峰802，还可以形成第三谐振峰803。在一些实施例中，当振动装置额外设置第二压电元件时，振动装置的频响曲线820中形成第三谐振峰803的同时，还会在第一谐振峰801和第三谐振峰803之间形成谐振谷804。谐振谷804是由于第一压电元件和第二压电元件在谐振谷804所对应的频率位置的振动输出方向相反而导致振动输出相互抵消而形成的。在一些实施例中，谐振谷804的位置与第一压电元件和第二压电元件的形状尺寸以及弹性元件的形状相关。在一些实施例中，可以通过调控第一压电元件和第二压电元件之间的电信号的相位来对谐振谷804进行填充。在一些实施例中，振动装置的低频灵敏度可以随第一压电元件和第二压电元件的电信号的相位差的增加而增大。第一压电元件和第二压电元件之间的电信号的相位差基本不影响振动装置的高频特性。

在一些实施例中，第一压电元件和第二压电元件所接收的电信号之间可以存在相位差，相位差的存在会影响谐振谷804的幅值。继续参见图8，曲线830表示第一压电元件和第二压电元件所接收的电信号的相位差为45°时的振动装置的频响曲线，曲线840表示第一压电元件和第二压电元件所接收的电信号的相位差为90°时的振动装置的频响曲线，曲线850表示第一压电元件和第二压电元件所接收的电信号的相位差为135°时的振动装置的频响曲线。对比曲线830、曲线840和曲线850可知，在其他参数相同的情况下，第一压电元件和第二压电元件所接收的电信号的相位差越大，第一谐振峰和第三谐振峰之间形成的谐振谷越浅，振动装置的低频响应越好。在一些实施例中，第一压电元件和第二压电元件所接收的电信号之间的相位差的具体设置范围可以参见本说明书其它地方的描述。

在一些实施例中，振动装置包括第一压电元件和第二压电元件时，质量元件可以位于第一压电元件与第二压电元件之间。图9是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性结构图。如图9所示，在一些实施例中，质量元件920的形状可以为环形，质量元件920位于第一压电元件911的第一环形结构与第二压电元件912的第二环形结构之间。质量元件920沿轴线方向的投影位于第一压电元件911和第二压电元件912沿轴线方向的投影之间。质量元件920通过一个或多个弹性元件930中的至少一个(例如，第一弹性元件931)与第一压电元件911连接，质量元件920通过一个或多个弹性元件中的至少另一个(例如，第二弹性元件932)与第二压电元件912连接。在一些实施例中，弹性元件930(例如，第一弹性元件931和/或第二弹性元件932)的形状可以是S形，相邻S形的弹性元件930的弯曲方向可以相反，使得相邻S形的弹性元件930可以为质量元件920提供旋度相反的切应力，从而避免质量元件920产生绕轴线方向旋转的转动趋势，进而避免振动装置900产生转动模态。在一些实施例中，参见图9，相邻S形的弹性元件930在质量元件920或压电元件910(例如，第一压电元件911和/或第二压电元件912)上的连接位置可以相同。在另一些实施例中，相邻S形的弹性元件930在质量元件920或压电元件910(例如，第一压电元件911和/或第二压电元件912)上的连接位置也可以不相同。

在一些实施例中，第一压电元件911或第二压电元件912可以具有沿轴线方向的固定端。在一些实施例中，第一压电元件911沿轴线方向的一端固定时，第二压电元件912沿轴线方向的两端面自由设置，第二压电元件912可以作为压电自由环，第一压电元件911可以作为压电固定环。或者第二压电元件912沿轴线方向的一端固定时，第一压电元件911沿轴线方向的两端面自由设置，第一压电元件911可以作为压电自由环，第二压电元件912可以作为压电固定环。在一些实施例中，至少一个压电元件910中不同压电元件具有沿轴线方向的固定端时，振动装置900可以具有不同的频响曲线。压电自由环与质量元件920(以及连接压电自由环与质量元件920的弹性元件)构成的整体质量可以与连接这一整体质量与压电固定环的弹性元件谐振，可以使第一谐振峰向低频移动，并且压电自由环和压电固定环间接连接(即通过第一弹性元件931、质量元件920和第二弹性元件932连接)，使得振动装置900在振动时，压电自由环和压电固定环谐振可以在频响曲线中形成第三谐振峰。第三谐振峰对应的第三谐振频率可以位于第一谐振峰对应的第一谐振频率和第二谐振峰对应的第二谐振频率之间。在一些实施例中，振动装置900的第一谐振峰的频率范围可以与振动装置500的第一谐振峰的频率范围相似，此处不再赘述。

图10是根据本说明书一些实施例所示的振动装置的频响曲线图。图10中除曲线1010之外的频响曲线可以是第一压电元件(例如，第一压电元件911)具有沿轴线方向的固定端的振动装置(例如，振动装置900)的频响曲线。参见图10，曲线1010可以表示只设置第一压电元件的振动装置(例如，振动装置200)的频响曲线，曲线1020表示设置第一压电元件和第二压电元件，且第一压电元件与第二压电元件所接收的电信号的相位差为0°的振动装置的频响曲线。对比曲线1010和曲线1020可知，当振动装置设置第一压电元件和第二压电元件时，振动装置的频响曲线1020中也可以形成除第一谐振峰1001和第二谐振峰1002之外的第三谐振峰1003。在一些实施例中，第三谐振峰1003是由第一压电元件和第二压电元件谐振产生的。在一些实施例中，与质量元件位于第一压电元件的外侧(或者，质量元件位于第二压电元件的内侧)相比，质量元件位于第一压电元件和第二压电元件之间时，振动装置的频响曲线1020中形成的谐振谷1004可以位于第一谐振峰1001之前。在一些实施例中，谐振谷1004也可以通过调控第一压电元件和第二压电元件之间的电信号的相位来对谐振谷1004进行填充。

继续参见图10，曲线1030和曲线1040可以分别表示第一压电元件和第二压电元件所接收的电信号的相位差为90°和180°时的振动装置的频响曲线。对比曲线1030和曲线1040可知，在其他参数相同的情况下，第一压电元件和第二压电元件所接收的电信号的相位差越大，第一谐振峰之前形成的谐振谷越浅，振动装置的低频响应越好。在一些实施例中，第一压电元件和第二压电元件所接收的电信号之间的相位差的具体设置范围可以参见本说明书其它地方的描述。

图11是根据本说明书一些实施例所示的振动装置的频响曲线图。图11中除曲线1110之外频响曲线可以是第二压电元件(例如，第二压电元件912)具有沿轴线方向的固定端的振动装置的频响曲线。其中，曲线1110可以表示只设置第一压电元件的振动装置(例如，振动装置200)的频响曲线，曲线1120表示设置第一压电元件和第二压电元件，且第一压电元件与第二压电元件所接收的电信号的相位差为0°的振动装置(例如，振动装置900)的频响曲线。对比曲线1110和曲线1120可知，当振动装置设置第一压电元件和第二压电元件时，振动装置的频响曲线1120中也可以形成除第一谐振峰1101和第二谐振峰1102之外的第三谐振峰1103。在一些实施例中，第三谐振峰1103可以是由第一压电元件和第二压电元件谐振产生的。在一些实施例中，与质量元件位于第一压电元件的外侧(或者，质量元件位于第二压电元件的内侧)相比，质量元件位于第一压电元件和第二压电元件之间时，振动装置的频响曲线1120中形成的谐振谷1104可以位于第一谐振峰1101之前。谐振谷1104也可以通过调控第一压电元件和第二压电元件之间的电信号的相位来对谐振谷1104进行填充。

继续参见图11，曲线1130和曲线1140可以分别表示第一压电元件和第二压电元件所接收的电信号的相位差为90°和180°时的振动装置的频响曲线。对比曲线1130和曲线1140可知，在其他参数相同的情况下，第一压电元件和第二压电元件所接收的电信号的相位差越大，第一谐振峰之前形成的谐振谷越浅，振动装置的低频响应越好。在一些实施例中，第一压电元件和第二压电元件所接收的电信号之间的相位差的具体设置范围可以参见本说明书其它地方的描述。

在一些实施例中，在压电式振动装置(例如，振动装置200、振动装置400、振动装置500、振动装置700和振动装置900)中，弹性元件可以用于提供弹性，以使质量元件可以进行振动。因此，弹性元件的结构设计可以影响振动装置的振动特性。在一些实施例中，为了满足弹性元件对于弹性系数的需求，可以将弹性元件设计成曲线形以增加弹性元件的长度，从而降低弹性元件的弹性系数。这种设置方式下，若弹性元件的形状存在旋转或非对称构型，则可能会使振动装置的质量元件在振动时产生转动模态，从而影响振动装置的输出(在频响曲线中可能表现为谐振谷)，进而影响振动装置的振动性能。因此，可以对弹性元件的结构进行合理的设计，以保证振动装置的振动性能。

在一些实施例中，连接质量元件与压电元件的弹性元件的数量可以为多个，多个弹性元件可以沿压电元件的环形结构的周向分布。在一些实施例中，多个弹性元件可以在压电元件的周向呈对称分布，以使振动装置在可能产生转动模态的情况下，可以利用弹性元件的对称性(例如，弹性元件的旋向相反)使转动模态反相相消，从而减少或消除转动模态产生的谐振谷。

在一些实施例中，弹性元件的形状可以包括折线形、S形、样条曲线形、弧形和直线形中的至少一种。在一些实施例中，弹性元件为不同形状时，弹性元件可以具有不同的弯曲段和弯曲方向。在一些实施例中，以弹性元件的两端连线作为参考线，弹性元件可以在参考线的两侧交替连接形成子片段，多个子片段以相同的交替规律构成的片段即为弹性元件的弯曲段。在一些实施例中，弯曲方向可以是表达多个子片段在参考线的两侧的交替规律的方向。以弹性元件的形状是折线形为例，折线形可以先朝向参考线的第一侧弯折，再朝向参考线的第二侧弯折，之后再朝向第一侧弯折，如此循环往复，则可以以该折线的起始弯折的一侧所在的方向记为折线形的弯曲方向，当该循环规律被打破时，折线段的弯曲段结束。

图12是根据本说明书的一些实施例所示的弹性元件的示例性结构图。在一些实施例中，一个或多个弹性元件1200中的每一个弹性元件都可以具有多个弯曲段，多个弯曲段中的相邻弯曲段的弯曲方向可以相反。例如，图12中多个弹性元件1200中的每个弹性元件可以包括两个弯曲段，分别为第一弯曲段1210和第二弯曲段1220，第一弯曲段1210和第二弯曲段1220首尾相连构成弹性元件1200。第一弯曲段1210的弯曲方向为第一方向，第二弯曲段1220的弯曲方向为第二方向，第一方向和第二方向相对于弹性元件1200的参考线(如图12中虚线所示)的朝向相反。在一些实施例中，第一方向可以是沿压电元件的轴线方向的投影平面中相对于弹性元件的投影形状中心的逆时针方向，第二方向可以是沿压电元件的轴线方向的投影平面中相对于弹性元件的投影形状中心的顺时针方向。

通过设置弹性元件1200的多个弯曲段中相邻的弯曲段的弯曲方向相反，可以使相邻的弯曲段在振动时的转动模态反相相消，从而减少或消除转动模态产生的谐振谷。

图13A是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性结构图。图13A所示的振动装置1300-1的结构与图2所示的振动装置200的结构大致相同，不同之处在于弹性元件的结构不同。

参见图13A，在一些实施例中，多个弹性元件1330可以位于垂直于第一压电元件1311轴线方向的同一平面内。例如，弹性元件1330可以是传振片或传振杆结构，多个传振片位于同一平面内，且该平面与环形结构的轴线方向垂直。在一些实施例中，多个弹性元件1330可以按照一定方式进行排列，使排列后的多个弹性元件1330沿第一压电元件1311的轴线方向的投影可以具有至少两个相互垂直对称轴。

在一些实施例中，连接质量元件1320和第一压电元件1311的弹性元件1330的数量可以为偶数(例如，4个、8个等)。如图13A所示，在一些实施例中，连接质量元件1320和第一压电元件1311的弹性元件1330的数量可以为4个，4个弹性元件进行排列可以构成X形。4个弹性元件中相邻的弹性元件的弯曲方向可以相反，相对的弹性元件的弯曲方向可以相同。4个弹性元件1330排列成X形时，4个弹性元件1330沿第一压电元件1311的轴线方向的投影可以具有两个相互垂直的第一对称轴1301和第二对称轴1302。

在一些实施例中，X形的弹性元件1330中，单个弹性元件与对称轴(例如，第一对称轴1301或第二对称轴1302)之间可以形成夹角，例如，弹性元件与第一对称轴1301之间可以形成夹角θ。通过调控夹角θ的角度，可以控制振动装置在振动时沿不同对称轴的滚动模态。在一些实施例中，为了尽可能减少振动装置振动时的滚动模态，夹角θ的角度范围可以为10°-30°。在一些实施例中，为了尽可能减少振动装置振动时的滚动模态，夹角θ的角度范围可以为30°-60°。在一些实施例中，为了尽可能减少振动装置振动时的滚动模态，夹角θ的角度范围可以为60°-80°。

图13A中所示的弹性元件1330的结构和连接方式不仅适用于前述的环形结构的压电元件，还可以适用于其他构型的压电元件。例如，图13B是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性结构图。图13B中所示的振动装置1300-2可以包括压电元件1340、第一质量元件1351、第二质量元件1352、连接件1341和一个或多个弹性元件1360。在一些实施例中，压电元件1340可以被构建成压电梁结构，第二质量元件1352可以连接于压电梁的中部。在一些实施例中，压电梁的其中一个表面或一组相对的表面可以贴附有压电片(该一个或一组表面也称为压电表面)，压电片可以基于电信号发生伸缩变形，从而使压电梁可以基于电信号产生垂直于压电表面的振动。在一些实施例中，压电梁的两端设置有连接件1341，压电梁通过两端的连接件1341与多个弹性元件1360的一端连接。在一些实施例中，多个弹性元件1360的另一端可以与第一质量元件1351连接。在一些实施例中，多个弹性元件1360可以沿第一质量元件1351的周向分布。在一些实施例中，多个弹性元件1360可以位于同一平面内，弹性元件1360所在的平面与压电梁的压电平面平行。多个弹性元件1360的形状结构与图13A中所示的弹性元件1330的形状结构可以相同。例如，多个弹性元件1360的数量可以为4个，4个弹性元件进行排列可以构成X形。排列成X形，4个弹性元件1330可以具有对称轴1301和对称轴1302，使得4个弹性元件1330中相邻的弹性元件的弯曲方向可以相反。

图14A是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性结构图。图14A所示的振动装置1400-1的结构与图13A所示的振动装置1300-1的结构大致相同，不同之处在于弹性元件的数量和结构不同。

参见图14A，在一些实施例中，连接质量元件1420和第一压电元件1411的弹性元件1430的数量可以为8个，8个弹性元件可以构成双X形。其中，8个弹性元件中的4个弹性元件可以构成第一X形1401，余下的4个弹性元件构成第二X形1402，第一X形1401与第二X形1402构成多个弹性元件1430的双X形结构。在一些实施例中，多个弹性元件1430构成的双X形结构可以是平行的双X形、垂直的双X形(如图14A所示)或者其他形式的反向对称分布的形状。平行/垂直的双X形可以是指第一X形1401的两个对称轴与第二X形1402的两个对称轴分别对应平行/垂直。

图14B是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性结构图。图14B所示的振动装置1400-2的结构与图13B所示的振动装置1300-2的结构大致相同，不同之处在于压电梁的数量、弹性元件的数量和结构不同。

参见图14B，在一些实施例中，连接质量元件1450和压电元件1440的弹性元件1460的数量可以为8个，8个弹性元件1460沿第一质量元件1451的周向分布。在一些实施例中，8个弹性元件可以构成双X形。其中，8个弹性元件中的4个弹性元件可以构成第一X形，余下的4个弹性元件构成第二X形，第一X形与第二X形构成多个弹性元件1460的双X形结构。在一些实施例中，多个弹性元件1460构成的双X形结构可以是平行的双X形(如图14C所示)、垂直的双X形(如图14B所示)或者其他形式的反向对称分布的形状。

如图14B所示，多个弹性元件1460构成的双X形结构为垂直的双X形结构时，形成第一X形的4个弹性元件可以通过连接件1441分别与两个压电元件1440(例如，压电梁结构)中的同一压电元件连接，形成第二X形的4个弹性元件与另一压电元件连接，两个压电元件在同一平面内相互垂直设置。两个压电元件1440可以同时与第二质量元件1452连接。

图14C是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性结构图。如图14C所示，多个弹性元件1460构成的双X形结构为平行的双X形结构。图14C中所示的振动装置1400-3的弹性元件与压电元件的连接方式与图14B中的大致相同。不同之处在于，形成第一X形的4个弹性元件1460可以通过连接件1441与一个压电元件1440(例如，压电梁结构)连接，形成第二X形的4个弹性元件1460通过连接件1441与另一个压电元件1440(例如，压电梁结构)连接，两个压电元件1440在同一个平面内相互平行设置。形成第一X形的4个弹性元件1460和形成第二X形的4个弹性元件1460还分别与第一质量元件1451连接。在一些实施例中，第一质量元件1451可以是一个，或者，第一质量元件1451也可以是多个，多个第一质量元件1451可以通过刚性连接件(图中未示出)相互连接。两个压电元件1440分别与第二质量元件1452连接。在一些实施例中，第二质量元件1452可以是一个，或者，第二质量元件1452也可以是多个，多个第二质量元件1452可以通过刚性连接件1453相互连接。

在一些实施例中，弹性元件的形状结构不同时，振动装置的振动性能可能有所差异。弹性元件的反向对称性的程度越高，弹性元件振动产生的转动模态越少，振动装置的振动性能越高。图14D是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的频响曲线图。其中，曲线1401可以表示弹性元件为单X形时振动装置(例如，振动装置1300-2)的频响曲线，曲线1402可以表示弹性元件为平行双X形时振动装置(例如，振动装置1400-3)的频响曲线，曲线1403可以表示弹性元件为非平行双X形时振动装置(例如，振动装置1400-1或振动装置1400-2)的频响曲线。结合曲线1401、曲线1402和曲线1403可知，弹性元件的构型为单X形、平行双X形和其他类型的双X形时，振动装置的频率响应效果较好。需要说明的是，弹性元件为单X形时，曲线1401在1411Hz附近产生了谐振谷，该谐振谷不是弹性元件的转动模态产生的，而是由于与压电元件连接的质量元件以及该压电元件形成的振动系统吸收了输出端的振动导致的。例如，结合图13B，谐振谷可以是第二质量元件1352以及压电梁1340形成的振动系统吸收了第一质量元件1351的振动导致的。

在一些实施例中，弹性元件也可以设置为双层结构，双层弹性元件沿环形结构的轴线方向呈上下分布。在一些实施例中，弹性元件可以包括沿环形结构的轴线方向设置的第一弹性元件和第二弹性元件。第一弹性元件和第二弹性元件的弯曲方向可以对应相反。例如，第一弹性元件的多个弯曲段的弯曲方向与第二弹性元件的多个弯曲段的弯曲方向分别对应相反。

在一些实施例中，双层设置的弹性元件的形状可以是双层折线形、双层S形、双层样条曲线形或双层弧形等中的任意一种。在一些实施例中，双层设置的弹性元件中的第一层为沿第一方向设置的多个折线形弹性元件，第二层为沿第二方向设置的多个折线形弹性元件。第一方向和第二方向相对于弹性元件的参考线方向相反。

在一些实施例中，当弹性元件的结构为双层结构时，位于同一层的弹性元件中的每个弹性元件包括的多个弯曲段中，相邻弯曲段的弯曲方向可以相反；同时，沿环形结构轴线方向，位于不同层面的相对设置的两个弹性元件的弯曲方向也可以对应相反。

图15A是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性结构图。图15A所示的振动装置1500-1的结构与图2所示的振动装置200的结构大致相同，不同之处在于弹性元件的结构不同。

参见图15A，一个或多个弹性元件1530可以包括第一螺旋结构1531和第二螺旋结构1532，第一螺旋结构1531和第二螺旋结构1532分别连接质量元件1520和一个或多个压电元件1510。在一些实施例中，第一螺旋结构1531和第二螺旋结构1532可以沿压电元件1510的轴线方向上下排列。第一螺旋结构1531与压电元件1510的连接位置可以是压电元件1510较为靠近质量元件1520的一侧。第二螺旋结构1532与压电元件1510的连接位置可以是压电元件1510较为远离质量元件1520的一侧。

在一些实施例中，第一螺旋结构1531和第二螺旋结构1532的轴线可以相同，且螺旋方向相反。螺旋方向可以是螺旋结构绕其轴线旋转的方向。在一些实施例中，至少两个弹性元件130可以沿同一轴线向相反方向进行旋转以形成螺旋方向相反的第一螺旋结构1531和第二螺旋结构1532。

在一些实施例中，通过将弹性元件1530设置为双层螺旋结构，可以减小振动装置1500振动过程中的弹性元件1530的转动幅度。同时，双层螺旋结构还可以增加弹性元件1530的弹性系数，从而使弹性元件1530和质量元件1520谐振产生的第一谐振峰右移(即向高频移动)，以满足振动装置1500-1的振动性能的需求。

图15B是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性结构图。图15A中所示的弹性元件1530的双螺旋结构也可以适用于图15B所示的振动装置1500-2。图15B中的振动装置1500-2的结构与图14B中的振动装置1400-2的结构大致相同，不同之处在于弹性元件的结构不同。

参见图15B，在一些实施例中，弹性元件1560可以包括第一螺旋结构1561和第二螺旋结构1562，第一螺旋结构1561和第二螺旋结构1562沿第一质量元件1551的厚度方向上下排列。第一螺旋结构1561和第二螺旋结构1562分别连接第一质量元件1551和多个压电元件1540。第一螺旋结构1561和第二螺旋结构1562的螺旋方向相反。

在一些实施例中，弹性元件为螺旋结构时，螺旋结构的层数不同，对应的振动装置的振动性能也可以不同。在一些实施例中，双层螺旋结构的反向对称性高于单层螺旋结构的反向对称性，因此，弹性元件为双螺旋结构的振动装置的振动性能可以好于弹性元件是单层螺旋结构的振动装置的振动性能。图16是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性频响曲线图。其中，曲线1610可以表示弹性元件为单层螺旋结构的振动装置的频响曲线，曲线1620可以表示弹性元件为双层螺旋结构的振动装置的频响曲线。对比曲线1610和曲线1620可知，相对于弹性元件为单层螺旋结构而言，弹性元件为双层螺旋结构时的振动装置的频响曲线1620形成的谐振谷的峰值有较为明显的提升。

图17是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性结构图。参见图17，振动装置1700可以包括一个或多个压电元件1710、质量元件1720以及一个或多个弹性元件1730。其中，一个或多个压电元件1710可以包括第一压电元件1711和第二压电元件1712，第二压电元件1712位于第一压电元件1711的第一环形结构的内侧。质量元件1720位于第二压电元件1712的第二环形结构的内侧。

在一些实施例中，一个或多个弹性元件1730可以包括一个或多个内环弹性元件1732以及一个或多个外环弹性元件1731。在一些实施例中，一个或多个内环弹性元件1732与一个或多个外环弹性元件1731的弯曲方向可以相反。例如，内环弹性元件1732和外环弹性元件1731的形状可以为S形，内环弹性元件1732的S形的弯曲方向与外环弹性元件1731的S形的弯曲方向相反。

在一些实施例中，内环弹性元件1732的弯曲方向与外环弹性元件1731的弯曲方向相反时，振动装置1700在振动过程中，内环弹性元件1732产生的转动模态与外环弹性元件1731产生的转动模态可以相反，从而使内环弹性元件1732产生的转动模态与外环弹性元件1731产生的转动模态相互抵消(或减弱)，从而在整体上降低振动装置1700在振动过程中的转动模态。

图18是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性结构图。图18所示的振动装置1800与图17所示的振动装置1700的结构大致相同，区别之处在于弹性元件的形状。振动装置1800的弹性元件1830的形状为弧形。内环弹性元件1832的弧形的弯曲方向与外环弹性元件1831的弧形的弯曲方向相反。

在一些实施例中，一个或多个弹性元件包括一个或多个内环弹性元件以及一个或多个外环弹性元件时，内/外环弹性元件的形状可以不限于S形和弧形，还可以是其他形状，例如，折线形或者样条曲线形等。

图19是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性结构图。参见图19，振动装置1900可以包括一个或多个压电元件1910、质量元件1920以及一个或多个弹性元件1930。在一些实施例中，一个或多个压电元件1910可以包括两个第一压电元件1911，两个第一压电元件1911可以沿轴线方向上下分布并相互连接。两个第一压电元件1911沿轴线方向上下分布形成压电元件1910的双层单环形结构。

在一些实施例中，质量元件1920可以通过一个或多个弹性元件1930分别与两个第一压电元件1911连接。在一些实施例中，一个或多个弹性元件1930可以双层设置，双层弹性元件1930包括两层第一弹性元件1931，两层第一弹性元件1931沿压电元件1910的轴线方向上下排布。在一些实施例中，两层第一弹性元件1931可以分别连接于两个第一压电元件1911的周向。质量元件1920分别通过两层第一弹性元件1931与两个压电元件1911对应连接。在一些实施例中，两层第一弹性元件1931的弯曲方向可以相反。

在一些实施例中，第一压电元件1911的数量为两个时，两个第一压电元件1911在振动过程中沿轴线方向的位移变化可以相反。即，两个第一压电元件1911中的其中一个在振动过程中沿轴线方向位移变大(即伸长)，两个第一压电元件1911中的其中另一个在振动过程中沿轴线方向位移变小(即收缩)。在一些实施例中，第一压电元件1911在振动过程中沿轴线方向的位移变化可以通过第一压电元件1911的极化方向以及电信号的电极极性进行调控，具体可以参见本说明书图20A和图20B的相关描述。

在一些实施例中，压电元件1910包括的第一压电元件1911的数量可以为多个，例如，4个、6个、8个等。多个第一压电元件1911沿轴线方向可以依次连接，质量元件1920分别通过多个弹性元件1930(例如，分为多层)与多个第一压电元件1911中的每一个连接。在一些实施例中，质量元件1920的数量也可以是多个，多个质量元件1920中的每一个可以通过多个弹性元件1930与一个第一压电元件1911连接。

图20A是根据本说明书的一些实施例所示的第一压电元件的示例性电路图。参见图20A，两个第一压电元件1911的连接面的极性可以相同，连接面的电信号的电极极性可以相同。为方便描述，两个第一压电元件1911可以分别记为上层压电元件19111和下层压电元件19112。在一些实施例中，上层压电元件19111与下层压电元件19112连接时，上层压电元件19111可以具有上层连接面2010，下层压电元件19112可以具有下层连接面2020。在一些实施例中，上层压电元件19111的极化方向与下层压电元件19112的极化方向相同(如图20A中箭头所示)时，上层连接面2010接入电信号的电极极性(例如，正极或负极)与下层连接面2020接入电信号的电极极性可以相同。这种设置方式下，上层压电元件19111内部的电势方向与下层压电元件19112内部的电势方向可以相反。

通过设置上层压电元件19111与下层压电元件19112的极化方向相同，当上层压电元件19111与下层压电元件19112接入相反方向的电势(或电信号)时，上层压电元件19111与下层压电元件19112可以产生方向相反的位移。

图20B是根据本说明书的一些实施例所示的第一压电元件的另一示例性电路图。参见图20B，两个第一压电元件的连接面的极性可以相反，连接面的电信号的电极极性可以相反。在一些实施例中，上层压电元件19113与下层压电元件19114连接时，上层压电元件19113可以具有上层连接面2030，下层压电元件19114可以具有下层连接面2040。上层压电元件19112的极化方向与下层压电元件19114的极化方向相反(如图20B中箭头所示)时，上层连接面2030接入电信号的电极极性(例如，正极或负极)与下层连接面2040接入电信号的电极极性可以相反。这种设置方式下，上层压电元件19111内部的电势方向与下层压电元件19112内部的电势方向可以相同。

通过设置上层压电元件19113与下层压电元件19114的极化方向相反，当上层压电元件19113与下层压电元件19114接入相同方向的电势(或电信号)时，上层压电元件19113与下层压电元件19114可以产生方向相反的位移。

图21是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性结构图。图21所示的振动装置2100的结构与图5所示的振动装置500的结构类似，不同之处在于压电元件的结构不同。振动装置500的压电元件510为单层双环形结构，振动装置2100的压电元件2110为双层双环形结构。

参见图21，在一些实施例中，一个或多个压电元件2110可以包括两个第一压电元件2111和两个第二压电元件2112，两个第一压电元件2111沿轴线方向上下分布并相互连接，两个第二压电元件2112位于第一环形结构的内侧并沿轴线方向上下分布并相互连接。两个第二压电元件2112的轴线与两个第一压电元件2111的轴线可以重合，两个第二压电元件2112沿轴线方向的投影位于两个第一压电元件2111的第一环形结构沿轴线方向的投影内侧。

在一些实施例中，两个第二压电元件2112可以通过一个或多个弹性元件中的至少一个与两个第一压电元件2111连接。在一些实施例中，弹性元件可以包括外环弹性元件2132，外环弹性元件2132位于第一环形结构与第二环形结构之间。外环弹性元件2132可以包括两个弹性元件，两个第一压电元件2111与两个第二压电元件2112分别通过外环弹性元件2132中的两个弹性元件进行连接。在一些实施例中，外环弹性元件2132也可以沿第二环形结构的轴线方向具有一定的厚度，两个第一压电元件2111与两个第二压电元件2112可以通过一个外环弹性元件2132进行连接。

在一些实施例中，参见图21，质量元件2120可以位于第二压电元件2112的第二环形结构的内侧(如图21所示)。质量元件2120沿轴线方向的投影位于第二压电元件2122沿轴线方向的投影以内。质量元件2120可以通过一个或多个弹性元件2130中的至少一个与两个第二压电元件2112分别连接。例如，弹性元件2130可以包括内环弹性元件2131，内环弹性元件2131位于第二环形结构与质量元件2120之间。内环弹性元件2131可以包括两个沿轴线方向排列的弹性元件，质量元件2120通过内环弹性元件2131中两个弹性元件分别与两个第二压电元件2112进行连接。在一些实施例中，内环弹性元件2131也可以沿第一环形结构的轴线方向具有一定的厚度，质量元件2120与两个第二压电元件2112可以通过一个内环弹性元件2131进行连接。

在一些实施例中，质量元件2120位于第二压电元件2112的内侧时，第一压电元件2111沿轴线方向的一端可以固定，另一端通过外环弹性元件2132与第二压电元件2112连接。例如，外环弹性元件2132也可以包括两个沿轴线方向排列的弹性元件，两个第一压电元件2111通过外环弹性元件2132中两个弹性元件分别与两个第二压电元件2112进行连接。这种情况下，第二压电元件2112可以作为压电自由环，第一压电元件2111作为压电固定环。

在一些实施例中，质量元件2120也可以位于第一压电元件2111的第一环形结构的外侧。质量元件2120沿轴线方向的投影位于第一压电元件2121沿轴线方向的投影以外。质量元件2120可以通过一个或多个弹性元件2130中的至少一个与两个第一压电元件2111分别连接。例如，质量元件2120可以通过外环弹性元件2132中的两个弹性元件分别与两个第一压电元件2111进行连接。

在一些实施例中，质量元件2120位于第一压电元件2111的外侧时，第二压电元件2112沿轴线方向的一端可以固定，另一端通过内环弹性元件2131与第一压电元件2111连接。这种情况下，第二压电元件2112可以作为压电固定环，第一压电元件2111作为压电自由环。

在一些实施例中，质量元件2120也可以位于第一压电元件2111的第一环形结构与第二压电元件2112的第二环形结构之间。质量元件2120沿轴线方向的投影位于第一压电元件2111和第二压电元件2112沿轴线方向的投影之间。质量元件2120可以通过一个或多个弹性元件2130与两个第一压电元件2111以及两个第二压电元件2112分别连接。例如，质量元件2120可以通过外环弹性元件2132分别与两个第一压电元件2111连接，质量元件2120通过内环弹性元件2131分别与两个第二压电元件2112连接。

在一些实施例中，质量元件2120位于第二压电元件2112和第一压电元件2111之间时，第一压电元件2111或第二压电元件2112具有沿轴线方向的固定端。这种情况下，第一压电元件2111和第二压电元件2112中的一个可以作为压电自由环，另一个作为压电固定环。

需要说明的是，压电元件2110为双层结构时，压电元件2110也可以不具有沿轴线方向的固定端，从而可以使振动装置2100在难以找到严格固定边界的骨导耳机中具有更好的易用性。

在一些实施例中，通过在振动装置2100中设置第一压电元件2111和第二压电元件2112，可以使质量元件2120与第二压电元件2112构成整体质量，由于该整体质量大于质量元件2120的质量，从而使振动装置2100的第一谐振峰向低频移动。振动装置2100在振动时，第一压电元件2111和第二压电元件2112通过外环弹性元件2132相互连接构成的双环形结构谐振还能够产生位于第一谐振峰和第二谐振峰之间的第三谐振峰，在振动装置2100的频响曲线中可以表现为在第一谐振峰和第二谐振峰之间的位置额外形成一个谐振峰，即第三谐振峰。在一些实施例中，第三谐振峰对应的第三谐振频率可以位于第一谐振峰对应的第一谐振频率和第二谐振峰对应的第二谐振频率之间。

需要说明的是，压电元件2110为双层结构时，弹性元件也可以为双层结构，且弹性元件的双层结构中两层弹性元件的弯曲方向可以相反。在一些实施例中，压电元件还可以为多层多环结构，例如，4层4环结构等。多层多环结构的压电元件与双层双环结构的压电元件类似，在此不再赘述。

图22是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的频响曲线图。其中，曲线2210可以表示压电元件为双层单环形结构时的振动装置(例如，振动装置1900)的频响曲线，曲线2220表示压电元件为单层双环形结构，且第一压电元件具有沿轴线方向的固定端的振动装置(例如，振动装置2100)的频响曲线。在一些实施例中，通过在振动装置中设置压电自由环，可以使振动装置的频响曲线中形成除第一谐振峰和第二谐振峰以外的第三谐振峰。例如，对比曲线2210和曲线2220，曲线2220可以形成除第一谐振峰和第二谐振峰以外的第三谐振峰，且第三谐振峰的频率位于第一谐振峰的频率和第二谐振峰的频率之间。

继续参见图22，曲线2230表示压电元件为双层双环形结构，且第一压电元件具有沿轴线方向的固定端的振动装置的频响曲线，曲线2240表示压电元件为双层双环形结构，且压电元件不具有沿轴线方向的固定端的振动装置的频响曲线。在一些实施例中，通过设置双层反相振动结构的压电元件，可以提高振动装置在可听域频率范围内的灵敏度。例如，对比曲线2220和曲线2230，相较于曲线2220，曲线2230整体向上偏移，曲线2230的灵敏度高于曲线2220的灵敏度。在一些实施例中，通过设置第一压电元件和第二压电元件均为自由环状态，第一压电元件和第二压电元件(以及用于连接的弹性元件)与质量元件一起构成整体质量，从而使振动装置的低频谐振峰右移。例如，对比曲线2230和曲线2240，曲线2240的第一谐振峰相对于曲线2230的第一谐振峰向右偏移，从而提升高频性能。

在一些实施例中，压电元件设置成双层结构时，两层压电元件的结构可以相同。例如，压电元件可以包括沿轴线方向依次排列的两个第一压电元件，两个压电元件的结构都为环形结构。在一些实施例中，压电元件设置成双层结构时，两层压电元件的结构也可以不同。例如，两层压电元件中的任意一层的压电元件可以为环形结构，另一层压电元件为压电梁结构。

图23是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性结构图。如图23所示，振动装置2300不仅可以包括一个或多个压电元件2310、质量元件2320以及一个或多个弹性元件2330，还可以包括压电梁2340。压电梁2340可以被配置为基于电信号产生沿压电元件2310的环形结构的轴线方向的振动。在一些实施例中，压电梁2340可以与质量元件2320连接。在一些实施例中，压电梁2340可以位于质量元件2320沿压电元件2310的环形结构的轴线方向远离压电元件2310的一侧并与质量元件2320连接。在一些实施例中，压电梁2340可以为板状结构，板状结构板面(即面积最大的表面)与压电元件2310的环形结构的环形端面平行设置。

在一些实施例中，压电梁2340可以包括至少一个第一压电片2341和至少一个第二压电片2342。第一压电片2341和第二压电片2342分别设置于压电梁2340沿压电元件2310的环形结构的轴线方向的两侧。例如，第一压电片2341可以设置于压电梁2340沿轴线方向远离压电元件2310的一侧，第二压电片2342设置于压电梁2340沿轴线方向靠近压电元件2310的一侧。

在一些实施例中，第一压电片2341和第二压电片2342的极化方向可以沿环形结构的轴线方向反向设置。即，在压电元件2310的环形结构的轴线方向上，第一压电片2341的极化方向与第二压电片2342的极化方向相反。第一压电片2341和第二压电片2342的位移输出方向可以与各自的极化方向垂直。在一些实施例中，设置第一压电片2341的极化方向与第二压电片2342的极化方向相反，且第一压电片2341和第二压电片2342同时接入相同方向的电压信号时，第一压电片2341和第二压电片2342可以产生方向相反的位移，从而使压电梁2340产生振动。例如，第一压电片2341可以沿垂直于环形结构的轴线方向收缩，第二压电片2342可以沿垂直于环形结构的轴线方向伸长，从而使得压电梁2340产生沿环形结构的轴线方向的振动。在一些实施例中，压电梁2340可以与质量元件2320连接，并通过质量元件2320输出振动。在一些实施例中，压电梁2340可以与质量元件2320直接连接，从而使振动装置2300的谐振峰包括由压电梁2340谐振产生的高频谐振峰(例如，频率范围为2kHz-20kHz)，即压电梁2340构成振动装置2300的高频单元。

在一些实施例中，振动装置2300中弹性元件2330的结构可以是如图23所示的双X形结构，也可以是其他具有反向对称性的结构类型，例如，单X行、平行双X形、螺旋结构等。

图24是根据本说明书的一些实施例所示的振动装置的示例性结构图。图24中的振动装置2400的结构与图23中的振动装置2300的结构大致相同，不同之处在于质量元件的结构和数量，以及质量元件与压电梁的连接方式。

参见图24，在一些实施例中，质量元件可以包括第一质量元件2421和第二质量元件2422。其中，第一质量元件2421可以通过一个或多个弹性元件2330与压电梁2340的中部连接。在一些实施例中，第一质量元件2421还可以通过弹性元件2330与一个或多个压电元件2310连接，压电元件2310包括环形结构，且压电元件2310的振动方向平行于环形结构的轴线方向。在一些实施例中，压电梁2340的两端可以分别连接有第二质量元件2422。振动装置2400的振动可以通过压电梁2340端部的第二质量元件2422输出。在一些实施例中，振动装置2400的振动也可以通过第一质量元件2421输出。在一些实施例中，振动装置2400中第一质量元件2421通过一个或多个弹性元件2330与压电梁2340的连接可以构成振动装置2400的低频单元，具有环形结构的压电元件2310可以构成振动装置2400的高频单元。

在一些实施例中，第一质量元件2421也可以通过一个或多个弹性元件2330与压电梁2340的其他位置(例如，靠近压电梁2340端部位置)连接。在一些实施例中，压电梁2340的两端可以也可以通过一个或多个弹性元件2330与第二质量元件2422。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。

同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

此外，本领域技术人员可以理解，本申请的各方面可以通过若干具有可专利性的种类或情况进行说明和描述，包括任何新的和有用的工序、机器、产品或物质的组合，或对他们的任何新的和有用的改进。相应地，本申请的各个方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。此外，本申请的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。

Claims (15)

1.一种振动装置，包括：

质量元件；

至少两个第一压电元件，所述至少两个第一压电元件包括第一环形结构，所述至少两个第一压电元件沿所述第一环形结构的轴线方向相互连接；一个或多个弹性元件，所述质量元件通过所述一个或多个弹性元件分别与所述至少两个第一压电元件连接；

其中，所述至少两个第一压电元件被配置为接收电信号产生平行于所述第一环形结构的轴线方向的振动。

2.根据权利要求1所述的振动装置，其中，所述第一压电元件的数量为两个，两个所述第一压电元件在振动过程中沿轴线方向的位移变化相反。

3.根据权利要求2所述的振动装置，其中，两个所述第一压电元件的连接面的极性相同，所述连接面的电势相反。

4.根据权利要求2所述的振动装置，其中，两个所述第一压电元件的连接面的极性相反，所述连接面的电势相同。

5.根据权利要求1所述的振动装置，其中，所述一个或多个压电元件包括至少两个第二压电元件，所述至少两个第二压电元件的轴线与所述至少两个第一压电元件的轴线重合，所述至少两个第二压电元件沿轴线方向的投影位于所述至少两个第一环形结构沿轴线方向的投影内侧；所述至少两个第二压电元件沿轴线方向相互连接。

6.根据权利要求5所述的振动装置，其中，所述至少两个第二压电元件通过所述一个或多个弹性元件中的至少一个与所述至少两个第一压电元件连接。

7.根据权利要求6所述的振动装置，其中，所述质量元件的形状为环形，所述质量元件沿所述轴线方向的投影位于所述至少两个第一压电元件沿所述轴线方向的投影以外，所述质量元件通过所述一个或多个弹性元件中的至少一个与所述至少两个第一压电元件分别连接。

8.根据权利要求6所述的振动装置，其中，所述质量元件沿所述轴线方向的投影位于所述至少两个第二压电元件沿所述轴线方向的投影以内，所述质量元件通过所述一个或多个弹性元件中的至少一个与所述至少两个第二压电元件分别连接。

9.根据权利要求5所述的振动装置，其中，所述质量元件的形状为环形，所述质量元件沿所述轴线方向的投影位于所述至少两个第一压电元件和所述至少两个第二压电元件沿所述轴线方向的投影之间，所述质量元件通过所述一个或多个弹性元件与所述至少两个第一压电元件以及所述至少两个第二压电元件分别连接。

10.根据权利要求1-9任一项所述的振动装置，其中，所述一个或多个弹性元件和所述质量元件谐振产生第一谐振峰；所述至少两个第一压电元件或所述至少两个第二压电元件谐振产生第二谐振峰。

11.根据权利要求10所述的振动装置，其中，所述第一谐振峰的频率范围为50Hz-2000Hz。

12.根据权利要求10所述的振动装置，其中，所述第二谐振峰的频率范围为1000Hz-20000Hz。

13.根据权利要求10所述的振动装置，其中，所述第二谐振峰与所述第一谐振峰的频率比值范围为20-200。

14.根据权利要求10所述的振动装置，其中，所述至少两个第一压电元件与所述至少两个第二压电元件连接使所述振动装置在振动时产生第三谐振峰，所述第三谐振峰的频率位于所述第一谐振峰和所述第二谐振峰之间。

15.根据权利要求14所述的振动装置，其中，所述至少两个第一压电元件与所述至少两个第二压电元件通过至少一个所述弹性元件连接构成双环形结构，所述双环形结构谐振产生所述第三谐振峰。