CN102469391B - 具有水平构件的扬声器 - Google Patents

Abstract

公开了一种具有水平构件的扬声器，该扬声器包括框架、声音辐射表面和将所述声音辐射表面与所述框架相耦接的悬架。水平构件耦接到所述声音辐射表面。所述水平构件从所述声音辐射表面的外围部分基本上水平地向外延伸到与所述悬架相分离的外围部分。线圈耦接到所述水平构件的外围部分。其他的实施例也被描述并请求保护。

Description

具有水平构件的扬声器

本申请请求于2010年11月12日提交的临时申请第61/413,185号的在先提交日的权益。

技术领域

本发明的实施例涉及一种具有相对小的后部体积(back volume)的扬声器。其他实施例也被描述并请求保护。

背景技术

在现代的消费者电子产品中，随着数字音频信号处理和音频内容传输不断改进，音频能力正扮演着愈发重要的角色。很多消费者电子设备并不是专用的或专门的音频回放设备，但是仍可以从改进的音频性能中获益。举例来说，智能电话已经很普及。然而，这些设备并没有足够的空间来容纳高保真的扬声器。对于诸如膝上型计算机、笔记本型计算机以及平板型计算机的便携式个人计算机来说，以及，程度较轻地，对于具有内置扬声器的台式个人计算机来说，也是如此。这样的设备相比于例如用于手持式媒体播放器的专用数字音乐系统和独立高保真扬声器而言，通常要求具有相对小的后部体积的扬声器外壳或箱体。在小后部体积的扬声器箱体中，使用具有相对小的有效活塞振动面积(effectivepiston area)(称作“Sd”)的扬声器来改进低频性能是有利的。然而，在传统的扬声器中，较小的活塞振动面积带来较小的音圈和磁体系统，这是因为音圈通常附接在悬架(suspension)和活塞之间的区域中。小的音圈和磁体系统意味着由音圈产生的力较小(当将音频信号应用于扬声器时)。因此，通过采用较小的活塞振动面积可能产生的低频性能中的任何增益，都可能因为由于通过所述线圈和磁体系统生成的较低的力导致的灵敏度降低而损失掉。现有技术中为解决该问题所作的努力集中于提供更强的磁体系统和/或为线圈提供更大的信号功率。

发明内容

本发明的实施例是一种扬声器，该扬声器具有框架、声音辐射表面以及与悬架，该悬架将声音辐射表面耦接到框架，以允许声音辐射表面相对于框架的基本上垂直移动。水平构件耦接到声音辐射表面。所述构件从声音辐射表面的外围部分基本上水平地向外延伸到与所述悬架分离的外围部分。线圈耦接到所述水平构件的外围部分。这使得所述线圈的安装位置能够向更外移动，从而实质地增加线圈横跨(span)的大小或面积。结果，实现了较大的线圈和磁体组件，同时保持声音辐射表面的相同的活塞振动面积。这使得能够设计具有相对小的活塞振动面积以在相对小的后部体积的外壳中使用、但可以具有改进的性能的扬声器。

在一个实施例中，所述水平构件的外围部分是完全平坦的，并且所述线圈附接到所述平坦的外围部分的底面上。在其他的实施例中，所述水平构件的外围部分具有包括水平段和邻接的垂直段的L形。该情况下的线圈可以附接到垂直段上。在还有的其他实施例中，所述水平构件上形成有多个孔，通过这些孔，在悬架正后方的空间和声音辐射表面正后方的空间之间有气流。这可以改善扬声器内的气流，从而提高扬声器的灵敏度。另外，这样的通风还可以有助于在使用高峰期间(例如，在较高功率级时)冷却线圈。所述水平构件可以由金属制成，该金属可以用作线圈的进一步热沉。

上述概述并不包括对本发明所有方面的穷举列出。可以构想，本发明包括可以从以上概述的以及在下文的具体实施方式部分中公开的和在本申请提交的权利要求中特别指出的各个方面的所有适当的组合实施的所有系统和方法。这样的组合具有在以上概述中未具体记载的优点。

附图说明

本发明的实施例通过示例的方式例示，而不是通过附图中的限制的方式例示，在附图中，类似的附图标记表示相似的元素。需要注意的是，本公开中提及本发明的“一个”实施例不一定是指相同的实施例，而是指至少一个。

图1是具有带平坦的外围部分的水平构件的扬声器的视图。

图2是图1的实施例的顶视图。

图3是图1的实施例的侧视图。

图4是根据本发明另一实施例的扬声器的视图，其中水平构件的外围部分具有L形。

图5是图4的实施例的侧视图。

图6是图4的实施例的顶视图。

图7描绘了代表性地规定可在其中实施本发明的实施例的小后部体积扬声器的消费者电子设备的两个实例。

具体实施方式

在这一部分，我们将参照附图，说明本发明的几个优选实施例。每当实施例中描述的部分的形状、相对位置和其他方面没有清楚定义时，表明本发明的范围不仅限于所示部分，该部分仅是出于例示的目的示出的。同样，尽管阐述了众多的细节，但应理解，本发明的一些实施例可以在没有这些细节的情况下实施。在另外的例子中，没有详细示出公知的结构和技术，以免混淆对该说明书的理解。

图1是具有带平坦的外围部分的水平构件的扬声器的视图。扬声器内置于框架3中，该框架3可以由用于扬声器外壳的典型材料(例如，塑料)制成。框架3可以是扬声器外壳或箱体的一部分，该扬声器外壳或箱体的扬声器后部体积被认为是相对小的，例如，在大于0.5立方厘米至2立方厘米的范围内。然而，这里所述的概念不需要限制于其后部体积在那个范围之内的扬声器外壳。如图7所示，这样的扬声器可以是集成在诸如智能电话的消费者电子设备2中的扬声器电话单元，利用该消费者电子设备2，用户可以通过无线通信网络对通信设备4的远端用户进行通话；在其他的例子中，扬声器可以集成在平板型计算机的壳体中。这些只是可能使用到扬声器的两个例子。

声音辐射表面5(或者通常所说的“锥体(cone)”)通过悬架6耦接到框架3。锥体可以是平板，或者可以是穹顶；后者可以重量更轻，不过可能提供较少的高频性能(针对相同的面积大小相同而言)。悬架6使得声音辐射表面5能够相对于固定的框架3基本上垂直移动，即沿基本上向上和向下的方向或称向前和向后的方向移动。悬架6可以是任何柔性材料，例如泡沫或橡胶或者由热成型塑料制成的膜片，其具有足够的柔性以允许声音辐射表面移动，从而产生声波或音波。相反地，声音辐射表面可以是更为刚性的或更少柔性的，以更高效地产生高频声波。在一个例子中，悬架6是单件柔性膜片的外部部分，而锥体(声音辐射表面5)包括可以附接到柔性膜片的内部部分的刚性板或穹顶。这可以通过将锥体与柔性膜片的顶面直接胶接来实现；另选地，可将锥体直接接合(bond)到水平构件7的内部部分的顶面上，紧挨着柔性膜片接合的地方。悬架6也可以视为沿着声音辐射表面5的外围部分与声音辐射表面5附接的环形围绕件(surround)。悬架6还可以用于在扬声器的工作期间维持声音辐射表面5相对于辐射表面5的中心垂直轴线大体对准。该对准还用于防止移动线圈8受到磁体系统的壁的阻碍。

扬声器还具有水平构件7，其中该术语从音圈通常绕其缠绕的传统音圈构件借用而来。尽管水平构件7耦接到声音辐射表面5，但是水平构件7自然与传统的音圈构件在结构上是不同的。特别地，它可以是具有中心开口的平板(如在图3的顶视图中最佳所见)，其从音频辐射表面5的外围部分基本上水平地向外延伸到与悬架6分离的外围部分。这可以在图1和图2中清楚地看到。如在图2中看到的，水平构件7从声音辐射表面5的外部边界部分或表面部分基本上水平地向外延伸。声音辐射表面5或锥体可以是平板，或者可以是穹顶，其附接到水平构件7的环形部分的顶面。图3中描绘的穹顶型的辐射表面5附接到水平构件7的顶面。

返回参考图1，可见水平构件7的外围部分与悬架6分离；如图所示，线圈8(也可以称为音圈)与这个外围部分相耦合。虽然没有示出，但线圈8与一对端子电连接，通过该一对端子接收输入的音频信号，响应于此，线圈8产生变化的磁场，该磁场与磁体组件10产生的磁场相互作用，用以驱动扬声器。线圈8可以是预缠绕线圈单元，一般而言，其构形为符合磁性组件10中的间隙的形状，在这个例子中，是基本上正方形或者长方形的形状。与大约会位于声音辐射表面5的外围的传统线圈附接位置相比，设计水平延伸从而实质地增大了附接的声音线圈8横跨的大小或面积，参见图2。还应当注意，水平构件7的外围部分可以稍微向下倾斜，即离开悬架6的底面，或者甚至可以稍微向上倾斜，但是在这两种情况下，构件7仍被认为基本上水平地向外延伸，这是因为其仍将为所附接的线圈8产生实质的面积增加。

水平构件7可以由任何合适的轻量而刚性的材料制成，从而保持与声音辐射表面5的悬挂组合的重量最小，以求更好的性能和效率。示例材料是铝合金。为了减少重量，水平构件7还可以制造得更薄，但是不能薄到在扬声器工作时会弯曲。其他合适的材料包括钛和陶瓷，这两种材料都可以制造得足够轻量而刚性。另一个用以减轻构件7的重量的技术是将其制成具有如图所示的中心开口的大体环形形状(而不是实心形状)。在与声音辐射表面5、悬架6和线圈8结合之前，构件7可以制成为分离件。

在一个实施例中，水平构件7可以视为以使得线圈8(的闭环)横跨的面积大于锥体5的实面积的方式，将线圈8刚性地连接到锥体5。

为了完成对附图中描绘的扬声器的示意，扬声器磁体组件10固定到框架3。在这种情况下，磁体组件10包括夹在顶板和底板之间的永磁体。这提供了空气间隙，在其中容纳线圈8以在其中进行自由移动(如附图中描绘的)。其他可以提供足够强的磁通量(在线圈的合适构形的空气间隙中)的磁体组件也是可以的。

在图1至图3描绘的实施例中，如图所示，水平构件7的外围部分是完全平坦的，线圈8附接到平坦的外围部分的底面。线圈8可以是预缠绕的线圈组件(其包括由漆或其他粘性材料保持在预定位置的线圈)，线圈8可以在水平构件的外围部分处直接接合到水平构件的底面。其他的在这种固定的位置(相对于水平构件7)附接或形成线圈8的方法也是可以的。

图1至图3还示出了本发明的另一实施例，其中水平构件7中形成有多个孔或开口，通过这些孔或开口，在悬架6正后方的空间和声音辐射表面5正后方的空间之间有气流。参看图3，示意性地示出了这两个空间之间的气流。在所示的实施例中，在构件7的外围的外边缘处以分离相邻的指部(finger)的开槽(notch)或缺口(indentation)的形式形成所述孔，线圈8已经安装到这些指部的底面。作为所示的指部布置的另选，可以从外侧边缘稍微向内地形成孔。在两种情况下，这些孔改善了扬声器内的气流，这样可以提高扬声器的灵敏度。进一步地，这些孔可以帮助冷却线圈，从而允许扬声器在较高的功率级和较长的工作区间下很好地工作。

现在参看图4至图6，示出了本发明的另一个实施例，其中水平构件7具有L形外围部分而不是平坦的外围部分。在这种情况下，线圈8可以附接(例如，直接接合)到L形的垂直段，而L形的水平段可以与图1至图3的实施例的平坦外围部分大体上相同。可以通过简单地向下弯曲图1至图3的水平构件7的指部的端部，形成图5至图6所描绘的L形，来实现该实施例。该实施例可以允许将线圈8更深地放置在磁体组件10的间隙中。此外，这个实施例可以允许线圈容易地绕水平构件7的外围部分的垂直段缠绕，从而使用构件7形成线圈的形状。然后通过施加适合的粘合剂或者漆将线圈固定到适当的位置。本实施例的其他方面可以与针对图1至图3的实施例描述的方面大体上相似，在这种情况下包括在水平构件7的L形部分的每一个的外部边缘或角部形成的孔。

如附图中所建议的，根据本发明实施例的扬声器可以具有作为分离件的水平构件7，且悬架6和声音辐射表面5附接到该水平构件。特别地，悬架6可以是具有在框架3上的外部附接区域以及在水平构件7的顶面上的内部附接区域的膜片，参见图4。悬架6由此可以看成是锚定在框架3上。此外，膜片可以跨构件7的整个顶面延伸并与顶面附接，例如，一直沿着构件7的环形部分(如图4及图1所描绘的)。特别地，膜片的底面可以沿着整个环形部分与构件7的顶面胶接。相对刚性的板或穹顶可以附接(例如，直接胶接)到膜片的顶面，该板或穹顶具有与构件7的环形区域共同延伸的外围。这些可以在图3中看到，其示出了水平构件7的环形区域，作为构件7的顶面，其中声音辐射表面5和悬架6已经被附接。

如图1所示，水平构件7从可以附接悬架6的地方基本上水平地向外延伸到外围部分，参见图2。线圈8附接到水平构件7的外围部分，从而允许线圈8的大小或面积实质上大于图2中描绘的传统线圈附接位置的情形。当然，应理解，磁体组件10还可以做得更大，以与附接的线圈8垂直对准地放置空隙(见图1)。在这种布置中，还应当注意，结果是水平构件7的外围部分基本上垂直地位于悬架6的悬空区域的下方，其中该悬空区域位于悬架6附接到构件7的区域与悬架6附接到框架3的区域之间。这可以在图3的侧视图以及图5的侧视图中清楚地看到，其中线圈8被称为在悬架6的完全“下方”。这样定位线圈8还允许通过形成在构件7的外围部分中的一个或多个孔，在悬架6的正下方的空间和声音辐射表面5正后方的空间之间有气流，参见图3和图5。

制造以上描述的扬声器，特别是包括悬架6、声音辐射表面5、水平构件7和线圈8的组件，的处理可以如下进行。可以获得线圈8作为预缠绕单元，然后沿着水平构件7的外围部分将线圈8固定到水平构件7的底面。另选地，水平构件可以具有L形外围部分，使得线圈8可以改为固定在垂直段(例如，绕垂直段缠绕然后被固定，以与构件7形成单个部件)。同样，可以在构件7的外围中切出孔或开口(例如，根据附图中描绘的多指部布置)。接着，沿着构件7的环形部分将可以刚性板或穹顶的声音辐射表面5附接到构件7的顶面。与此同时、或在此之前或在此之后，也在水平构件7的环形部分中将悬架6的内部区域附接到水平构件7的顶面。

在以上制作处理中，可以将构件7制作为与锥体(声音辐射表面5)分离的部件。然而，另选地，构件7和声音辐射表面5可以制作为单个部件，例如，没有中心开口的实心板。可以从实心的材料块例如铝合金(或者其他合适的轻量但刚性的材料)上，磨出(mill)、切割或者压制这样的构件-锥体元件。应当注意的是，在这种情况下，将没有提到的环形部分(在构件7中)，而且构件7的中央区域将自然地提供声音辐射表面的有效活塞振动面积的大部分。不过，制作处理将保持相同，包括将悬架6附接到构件-锥体元件的顶面上的操作(从外围边缘向内)。

尽管在附图中已经描述并示出了一些实施例，但是应当理解，这些实施例仅仅是例示性的，而不是为了限制本发明，并且本发明不限于示出和描述过的具体构造和布置，因为对于本领域普通技术人员来说，很多其他的修改可以发生。例如，虽然附图中示出了磁体系统中的间隙，线圈和水平构件全部具有大体上相同的长方形或正方形的形状，但是另选地可以是大体椭圆或卵形的形状，甚至是圆形的形状。因此本说明书被视为例示性的而非限制性的。

Claims (23)

1.一种扬声器，包括：

框架；

声音辐射表面；

悬架，该悬架将所述声音辐射表面耦接到所述框架，以允许所述声音辐射表面相对于所述框架的基本上垂直移动；

作为分离件的水平构件，所述水平构件具有由环形部分限定的中心开口，所述环形部分与所述声音辐射表面相接合，该水平构件从所述声音辐射表面的外围部分基本上水平地向外延伸到与所述悬架相分离的外围部分；及

线圈，该线圈以使得所述线圈横跨的面积大于所述声音辐射表面的面积的方式耦接到所述水平构件的所述外围部分。

2.如权利要求1所述的扬声器，其中，所述悬架包括沿着所述声音辐射表面的外围部分附接到所述声音辐射表面的环形围绕件。

3.如权利要求1所述的扬声器，其中，所述悬架维持所述声音辐射表面相对于所述声音辐射表面的中心垂直轴线基本上对准。

4.如权利要求1所述的扬声器，其中，所述悬架比所述声音辐射表面更具有柔性。

5.如权利要求1所述的扬声器，其中，所述悬架是单件柔性膜片，并且其中，所述声音辐射表面包括与所述水平构件的环形部分相附接的刚性的板或穹顶。

6.如权利要求1所述的扬声器，其中，所述框架是扬声器外壳或箱体的一部分，该扬声器外壳或箱体的扬声器后部体积在大约0.5立方厘米到2立方厘米的范围内。

7.如权利要求1所述的扬声器，还包括具有容纳所述线圈的空气间隙的扬声器磁体组件。

8.如权利要求1所述的扬声器，其中，所述水平构件的外围部分是完全平坦的，所述线圈附接到该平坦的外围部分的底面。

9.如权利要求1所述的扬声器，其中，所述水平构件的外围部分具有包括水平段和邻接的垂直段的L形，所述线圈附接到所述垂直段。

10.如权利要求1所述的扬声器，其中，所述水平构件中形成有多个孔，通过所述多个孔，在(a)所述悬架正后方的空间和(b)所述声音辐射表面正后方的空间之间有气流。

11.如权利要求10所述的扬声器，其中，环形部分从所述多个孔向内定位。

12.如权利要求11所述的扬声器，其中，所述声音辐射表面是接合到所述环形部分的顶部的分离件。

13.如权利要求1所述的扬声器，其中，所述水平构件具有形成在其外围部分中的多个指部，所述线圈以在所述指部之间留有未覆盖的一些开口区域的方式接合到所述多个指部。

14.如权利要求13所述的扬声器，其中，所述环形部分从所述多个指部向内定位。

15.一种扬声器，包括：

框架；

声音辐射表面；

悬架，该悬架将所述声音辐射表面耦接到所述框架，以允许所述声音辐射表面相对于所述框架的基本上垂直移动；

水平构件，所述悬架和所述声音辐射表面附接到该水平构件，所述水平构件是分离件并且具有由环形部分限定的中心开口，所述环形部分与所述声音辐射表面相接合，该水平构件从所述悬架附接到所述水平构件的位置基本上水平地向外延伸；及

线圈，该线圈附接到所述水平构件的外围部分。

16.如权利要求15所述的扬声器，其中，所述水平构件的外围部分基本上垂直地位于所述悬架的悬空区域的下方，所述悬空区域位于(a)所述悬架附接到所述水平构件的区域和(b)所述悬架附接到所述框架的区域之间。

17.如权利要求15所述的扬声器，其中，所述水平构件中形成有多个孔，所述多个孔从所述悬架附接到所述水平构件的区域向外定位。

18.如权利要求15所述的扬声器，其中，所述悬架的底面直接接合到所述水平构件的顶面，并且所述水平构件是与所述声音辐射表面相分离的部件。

19.如权利要求15所述的扬声器，其中，所述水平构件的外围部分具有包括水平段和邻接的垂直段的L形，所述线圈附接到所述垂直段。

20.如权利要求15所述的扬声器，其中，所述环形部分从多个孔向内定位。

21.如权利要求20所述的扬声器，其中，所述声音辐射表面是接合到所述环形部分的顶部的分离件。

22.如权利要求15所述的扬声器，其中，所述水平构件具有形成于其外围部分中的多个指部，所述线圈接合到所述多个指部，但在指部之间留有未覆盖的开口区域。

23.如权利要求22所述的扬声器，其中，所述环形部分从所述多个指部向内定位。