随着手机、平板、智能显示设备和新能源汽车座舱持续向“大屏、超薄、一体化”发展,终端内部的空间竞争正在越来越激烈。屏幕越来越大,机身越来越薄,电池、主板、摄像模组和散热系统却一个都不能少,留给传统扬声器和音腔的空间不断被压缩。
但用户对声音的要求并没有因为设备变薄而降低。响度、清晰度、空间感以及声音细节依然要保持,甚至还要继续提升。传统扬声器需要振膜、磁路、音腔和出音通道,在超薄设备中继续缩小这些结构,往往意味着更高的声学设计难度。
于是,一个新的思路开始受到关注:既然屏幕已经占据了终端*大的结构面积,为什么不能让屏幕本身参与发声?
围绕这一方向,汉得利控股的波速传感器正在将压电陶瓷进一步应用于屏幕发声,通过压电材料的高速微形变驱动屏幕、玻璃或面板产生机械振动,让原本只负责显示的结构同时承担声音输出功能。
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屏幕越来越大,传统声学结构却越来越难放
传统声学系统的工作方式已经非常成熟:扬声器内部的振膜产生振动,再推动空气形成声音。但这种方案有一个无法回避的条件,就是需要一定的安装空间。扬声器本体要占空间,音腔要占空间,声音还需要合适的传播通道。
在普通设备中,这些结构并不会成为太大问题,但到了超薄平板、显示器、智能面板和汽车大屏中,每一毫米厚度都变得非常宝贵。继续缩小扬声器,可能带来声学性能和调校难度上的新问题;继续压缩音腔,也会进一步限制声音表现;如果还需要设置明显的出音孔,又会影响产品的一体化外观和结构设计。
屏幕发声的逻辑则完全不同。它不再首先考虑“还能在哪里放一个扬声器”,而是尝试利用终端本身已经存在的大面积结构,把屏幕、玻璃或者面板变成声音系统的一部分。
这也是压电陶瓷在这一场景中的价值所在。
压电陶瓷能够实现电信号与机械运动之间的转换。当变化的电压施加到压电陶瓷上时,材料会产生非常微小而快速的形变,这就是逆压电效应。虽然单次形变量很小,但当这种形变持续高速发生,就能够形成机械振动。
如果把这种振动有效传递给屏幕,屏幕就会随之产生受控振动,并推动周围空气形成声音。简单理解,传统扬声器是让自己的振膜振动,而压电屏幕发声,则是通过压电陶瓷把整块屏幕变成更大范围的振动结构。
这意味着声音系统可以进一步融入整机设计。对于超薄消费电子来说,压电陶瓷可以隐藏在屏幕后方,不需要像传统声学结构那样单独占据较大的空间;对于强调无孔化、一体化设计的设备来说,也能够提供新的声学结构选择。
真正的技术难点,不是让陶瓷振动,而是让整块屏幕“按预期振动”
从原理上看,屏幕发声似乎很简单:把压电陶瓷安装在屏幕后面,让它带着屏幕一起振动就可以了。但真正进入产品开发之后,问题会复杂得多。
屏幕不是一块简单的薄板。玻璃厚度、显示模组尺寸、中框刚度、粘接材料、陶瓷安装位置以及整机固定方式,都会改变机械振动的传播路径。即使使用同样的压电陶瓷,安装在不同位置、配合不同结构,*终的振动状态和声音效果也可能完全不同。
因此,真正成熟的屏幕发声方案,需要解决的并不是单一器件性能,而是压电陶瓷、屏幕和整机结构之间的协同问题。压电陶瓷负责产生机械激励,屏幕负责传递和辐射振动,而*终的声音效果则取决于整个系统是否匹配。
这也让压电陶瓷企业的角色发生变化。过去客户可能更关注材料、尺寸和基础电气性能;进入屏幕发声以后,客户关心的问题开始变成:陶瓷应该安装在哪里,怎样与屏幕连接,如何让振动分布更加合理,不同终端结构应该如何匹配。
对于汉得利控股的波速传感器来说,屏幕发声所代表的也不仅仅是压电陶瓷增加了一个应用方向,而是产品开始从单纯器件,进一步进入终端声学和结构设计。
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屏幕发声的应用空间也不仅限于手机和平板。随着智能家居面板、超薄显示设备以及新能源汽车座舱不断增加屏幕面积,大面积显示结构本身正在成为新的声学载体。尤其是在智能座舱中,中控屏、副驾屏、后排娱乐屏甚至贯穿式显示结构越来越多,同时车内设计又越来越强调隐藏化和一体化,这种趋势与压电屏幕发声的技术逻辑天然契合。
未来,一块屏幕可能不再只是信息显示界面,也可能成为整个声音系统的一部分。声音不一定还需要从某一个固定的扬声器开孔中传出,而是可以直接融入屏幕和结构之中。
从“给扬声器寻找空间”,到“让已有结构参与发声”,屏幕发声真正改变的并不是一种器件,而是终端声学的设计思路。
对于汉得利控股的波速传感器来说,压电陶瓷正在从传统发声元件,逐渐走向更加系统化的终端声学应用。
过去,我们习惯问扬声器装在哪里。未来,或许会越来越多地问:这块屏幕,能不能自己发声。
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