CN102948171A - 扬声器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种扬声器，其中，在配置所述扬声器的磁路时，不同于先前技术的垂直方向极性对齐，磁体的极性是以水平方向形成，而且所述以水平方向形成的磁路内形成有振动系统。因此，由于所述磁路环绕所述振动系统，而可产生只具有所述磁路的高度的扬声器，与所述先前技术的扬声器相比，所述先前技术的扬声器所形成的高度包含了所述磁路和所述振动系统的厚度总和。另外，在所述扬声器的所述高度可以降低的情况下，即使所述磁体具有大型的体积，所述扬声器的声音效果也可改善。

Description

扬声器

技术领域

本发明涉及一种扬声器，确切地说，涉及一种高度相当低并且性能良好的扬声器。

背景技术

通常，扬声器是指将电信号转换成我们耳朵可听到的声音的装置。同时，在各种扬声器当中，微型扬声器是指适合于安装在小型电气装置或移动通信装置上的扬声器。

近来，电气装置的尺寸越来越小，且重量越来越轻。因此，要求应用于电气装置的扬声器尺寸更小、重量更轻，并且性能更优良。

图1和图2所示为图示了先前技术单磁体扬声器的截面图。如图1所示，在先前技术扬声器中，框架（111）配置扬声器（120）的外部形式。磁轭（104）经配置以为磁体（101）产生的磁通提供流路，该磁轭设在框架（111）的内部。磁轭（104）包括：底板（102），其为具有封闭底面的圆柱形；以及顶板（103），其具有圆形平面。圆形磁体（101）安置于底板（102）与顶板（103）之间。同时，由磁体（101）产生的磁通被引导到磁轭（104），接着遇到磁轭（104）的间隙，该间隙也称为磁隙。

如图2所示，磁体（101）、磁轭（104）和磁隙配置为磁路。此处，磁路是指提供磁场的装置，所述磁场允许扬声器将电信号转换为声音。

同时，音圈（105）安置在磁隙中。此处，音圈（105）连接到膜片（106）。当音圈（105）根据所供应的电信号执行垂直移动时，此移动传送到膜片（106），从而使膜片（106）振动，因而将电信号转换成声音。如图1所示，膜片（106）经配置以在中间部分具有圆顶形，并且在边缘部分具有棱纹形。此处，音圈（105）在两个圆顶形轮廓之间的边界区域连接到膜片（106）。膜片（106）经配置以具有双圆顶结构，从而能够在促进膜片振动的同时控制振动范围。

引线（107）连接到音圈（105），从而供应电信号。引线（107）通常沿着膜片（106）的表面粘附，接着穿过形成于框架（111）中的孔，从而连接到终端PCB（108）。

如图2所示，膜片（106）和音圈（105）配置振动系统（132）。

排气孔盖（109）覆盖膜片（106）。排气孔盖（109）用于保护位于扬声器内部的其他装置，包括膜片（106）。此外，为了让膜片（106）产生的声音易于传到扬声器的外部，在排气孔盖（109）中形成多个排气孔（110）。同时，在框架（111）中形成多个排热开口（112），以便将扬声器内部产生的热排放到外部。

先前技术扬声器执行以下操作。当电信号穿过终端PCB（108）和引线（107）而供应到音圈（105）时，根据弗莱明定则，位于磁隙中的音圈（105）垂直于磁场进行垂直移动，并且此移动传送到膜片（106）。传送到膜片（106）的移动使膜片（106）振动，从而将电信号转换成声音。

图1和图2所示的先前技术扬声器具有以下缺点。在先前技术扬声器中，由于磁路（131）和振动系统（132）形成垂直层，因此增加了扬声器的高度。具体而言，决定扬声器总高度的方法为，将磁路的厚度与振动系统的厚度相加。

因此，为了降低扬声器的厚度，不可避免地要减小磁体（101）的厚度。然而，一旦磁体（101）的厚度减小，磁隙内的磁通密度就会相应地降低，从而导致扬声器的声压降低。

此外，归因于扬声器（120）的厚度，扬声器在与电子模块PCB基底分离时组装，从而导致制造过程的效率降低。此外，归因于大量的装配件，组装时间延长，最终导致总体制造成本增加。

图3所示为先前技术双磁体扬声器的截面图。图3所示的扬声器设有具有圆形并安置在中心区域的第一磁体（141），以及具有环形并与第一磁体（141）共享相同中心点的第二磁体（142）。

此处，第一磁体（141）和第二磁体（142）设在单个底板（143）上。同时，第一顶板（144）覆盖第一磁体（141），并且第二顶板（145）覆盖第二磁体（141）。另外，磁隙形成于第一顶板（144）与第二顶板（145）之间。此外，底板（143）、第一顶板（144）和第二顶板（145）配置磁轭（146），所述磁轭提供磁通的流路。

在图3所示的双磁体扬声器中，由于磁路和振动系统还共同形成层，因此，为了减小扬声器的总体高度，不可避免要减小第一磁体（141）的厚度和第二磁体（142）的厚度。因此，如上就单磁体扬声器所述，双磁体扬声器的缺点在于声压可能会降低，并且制造成本可能会因为扬声器的复杂结构而增加。

图4所示为应用于导航系统和移动式游戏装置的先前技术扬声器的截面图。图4所示的扬声器与图1所示的扬声器具有相同结构。然而，为了提高生产率，将底板（151）用作框架。此外，图4所示的扬声器经配置以具有薄的振动系统，从而减小扬声器的总体厚度。

然而，在图4所示的扬声器中，由于音圈（152）明显偏离磁场，因此频带可能会发生损耗。具体而言，图4所示的扬声器的缺点在于最小阈值频率（f0）增加。

此外，为了执行高输出，需要使用粗音圈（152）。然而，由于音圈（152）的直径较小，因此绕组宽度增加，并且当音圈（152）垂直移动时，归因于X-MAX值（在执行额定输出时，线圈的垂直移动范围：mm），磁路的高度可增加。此外，由于磁路的磁力降低，因此音调可能会缺乏清晰度和分辨率，而且声压可能会降低。

图5所示为图示了先前技术内部类型和外部类型磁路的截面图。图5（a）为图示了先前技术内部类型磁路结构的截面图，且图5（b）为图示了先前技术外部类型磁路结构的截面图。

参考图5（a），由于磁体（161）位于磁轭（164）的内表面上，因此将图5（a）称为内部类型磁路。此处，磁轭（164）包括底板（162）和顶板（163），并且箭头的方向指出由磁体（161）产生的磁通的流路。

参考图5（b），由于磁体（171）位于连接到底板（172）的极片（175）的外表面上，因此将图5（b）称为外部类型磁路。图5（b）所示的箭头方向指出由磁体（171）产生的磁通的流路。

如上所述，在先前技术扬声器中，通过层压底板、磁体和顶板来配置磁路。另外，通过在磁路上方配置振动系统，扬声器的高度可能会增加。

发明内容

[技术目标]

本发明的目标是提供一种声音得以增强且高度显著减小的扬声器，从而可避免先前技术扬声器的上述技术问题。

[技术解决方案]

为了实现本发明的上述技术目标，在根据本发明配置磁扬声器时，并不执行先前技术的垂直极性对齐，而是应沿着水平方向对齐并配置磁体的极性，并且应在沿着水平方向配置的磁路内部设置振动系统。

[有利效果]

根据本发明的微型扬声器具有以下优点。

第一，通过增加磁力，本发明可提供高声压输出。

第二，通过最大程度地降低扬声器的高度，安装有扬声器的电子装置的尺寸也会减小。

第三，通过使用直径较大的音圈，可使用比先前技术音圈粗的电线。这样，可制造高输入高输出的扬声器。

第四，随着装配件数量的降低，微型扬声器的组装过程会更加简化。因此，微型扬声器可用自动化生产的方式制造，从而降低制造成本。

第五，由于排气孔单元形成在下表面上，因此，由音圈产生的热可立即排放，从而增强扬声器的耐用性。

第七，通过增加声压并且使用坚固的膜片，f0可降低。

最后，由于扬声器可以与紧凑型移动装置制造商的电子PCB模块一起组装，因此，也可提高生产效率。

附图说明

图1和图2所示为图示了先前技术单磁体扬声器的截面图。

图3所示为先前技术双磁体扬声器的截面图。

图4所示为应用于导航系统和移动式游戏装置的先前技术扬声器的截面图。

图5所示为图示了先前技术内部类型和外部类型磁路的截面图。

图6所示为根据本发明的示例性实施例的扬声器中所包括的磁路的截面图。

图7所示为根据本发明的第一实施例的扬声器的截面图。

图8所示为根据本发明的第二实施例的扬声器的截面图。

图9所示为根据本发明的第三实施例的扬声器的截面图。

图10所示为根据本发明的第一实施例的扬声器的分散透视图。

图11所示为根据本发明的第三实施例的扬声器的分散透视图。

图12所示为将根据本发明的第一实施例的扬声器的性能与先前技术扬声器的性能比较得到的曲线图。

图13所示为将根据本发明的第三实施例的扬声器的性能与先前技术扬声器的性能比较得到的曲线图。

具体实施方式

[用于实施本发明的最佳方式]

根据本发明的扬声器包括磁路和振动系统，其中所述磁路包括具有环形结构的磁路，其基于环形的中心点在外侧表面上具有第一极性，以及具有带内侧表面的第二极性，第二极性具有与第一极性相反的极性，并且磁轭为磁体产生的磁通提供流路。

[用于实施本发明的方式]

基于本发明的以下具体实施方式，本发明的上述技术目标、特征和优点将更加清楚。参考附图，下文将更详细地描述本发明的优选实施例。

图6所示为根据本发明的示例性实施例的扬声器中所包括的磁路的截面图。在图6所示的磁路中，磁体的N极和S极水平对齐。如图5所示，在先前技术扬声器的磁路中，磁体的N极和S极垂直对齐，并且仅在磁隙内水平产生磁通。然而，在根据本发明的磁路中，磁体的N极和S极水平对齐，并且也在磁隙内水平产生磁通。

如根据本发明的磁路，图6（a）所示为具有两个板的示例性实施例。参考图6（a），根据本发明的磁体（501）经配置以具有环形，并且具有从外表面到内表面的阶差（step difference）。此外，磁体（501）的极性配置成使S极对应于内表面，并且N极对应于外表面。具体而言，N极和S极水平对齐。同时，同样显而易见，磁体（501）的极性也可配置成使N极对应于内表面，并且S极对应于外表面，并且其中N极和S极水平对齐。

如图6（a）所示，当N极位于磁体（501）的外表面时，磁通从N极开始移动，并且依次穿过第一板（502）、磁隙（505）以及第二板（503），从而到达磁体（501）的S极。第一板（502）和第二板（503）共同用作磁轭（504），从而为磁通提供流路。此时，磁路可配置成使磁体（501）可紧密粘附到第一板（501）。然而，如图6（a）所示，磁路也可配置成使磁体（501）可与第一板（501）以预定的距离隔开。

如根据本发明的磁路，图6（b）所示为仅具有一个板的示例性实施例。参考图6（b），根据本发明的磁体（601）经配置以具有环形，并且具有从外表面到内表面的阶差。此外，磁体（601）的极性配置成使S极对应于内表面，并且N极对应于外表面。具体而言，N极和S极水平对齐。同时，同样显而易见，磁体（601）的极性也可配置成使N极对应于内表面，并且S极对应于外表面，并且其中N极和S极水平对齐。

如图6（b）所示，当N极位于磁体（601）的外表面时，磁通从N极开始移动，并且穿过磁轭（602）和磁隙（605），从而到达磁体（601）的S极。此处，磁轭（602）为磁通提供流路。此处，磁路可配置成使磁体（601）可紧密粘附到磁轭（602）。然而，如图6（b）所示，磁路也可配置成使磁体（601）可与磁轭（602）以预定的距离隔开。

图7所示为根据本发明的第一实施例的扬声器的截面图。本发明的此示例性实施例涉及采用参考图6（a）所述的示例性磁路的扬声器。根据本发明的第一实施例的扬声器的磁路包括：磁体（701），其具有水平对齐的N极和S极；第一板（702）；第二板（703）；以及磁隙（705），其形成于第一板（702）与第二板（703）之间。

优选地，磁体（701）配置成环形，所述环形具有从外表面到内表面的阶差。此处，除圆环形之外，环形还可包括矩形环和椭圆环。

例如，当磁体（701）的外表面对应于N极时，磁体（701）产生的磁通可从N极开始移动，接着可穿过第一板（702），并且穿过磁隙（705）和第二板（703），从而到达形成于磁体（701）内表面的S极。因此，第一板（702）和第二板（703）共同执行磁轭（704）的功能，所述磁轭为磁通提供流路。

同时，根据本发明的示例性实施例的扬声器的振动系统包括位于磁隙（705）内的音圈（706），以及膜片（707）。此处，优选地，音圈（706）连接到膜片（707）和边缘部分（708）。另外，同样优选地，膜片（707）形成为具有双圆顶结构，其中一个圆顶形成于膜片（707）的中间部分，并且其中棱状圆顶形成于中间圆顶的外边界处，从而环绕中间圆顶。除了支持音圈（706）的功能之外，边缘部分（708）还执行促进膜片（707）移动以及对膜片（707）的移动进行控制的功能，这样，振动水平便不会超过预定范围。为了接收电信号，音圈（706）连接到引线（709），并且引线（709）连接到终端PCB（710）。外部AMP信号穿过终端PCB（710）而传送到扬声器。

排气孔盖（711）覆盖膜片（707）。排气孔盖（711）用于保护位于扬声器内部的其他装置，包括膜片（707）。此外，为了让膜片（707）产生的声音易于传送到扬声器的外部，在排气孔盖（711）中形成多个排气孔。下表面单元（712）附接到第一板（702）的下表面。此处，除了防止异物进入扬声器内部的过滤功能之外，下表面单元（712）还执行将扬声器内部产生的热排放到外部的功能。

如上所述，在根据本发明的扬声器中，由于环形磁体的高度（或磁路的高度）决定扬声器的高度，因此本发明可提供与先前技术扬声器相比，厚度显著减小的扬声器。具体而言，根据先前技术扬声器，由于振动系统配置成位于磁路的上部上，因此扬声器的总厚度等于磁路高度与振动系统高度之和。然而，根据本发明，由于磁路环绕振动系统，因此扬声器的厚度可由磁路的高度决定。因此，扬声器的厚度可与磁路的高度成比例减小。此外，由于磁场的强度取决于磁体的体积，并且由于磁体配置扬声器的外围，因此磁体的体积可在减小磁体厚度时维持不变。因此，磁路的高度也可相应减小。

此外，由于磁轭执行框架的功能，所述框架配置扬声器的外部特征，因此可省略单独的框架。因此，磁路的尺寸可尽量增大，几乎等于对应于所省略的单独框架的尺寸。

表1所示为先前技术磁路的磁轭中产生的磁通密度与根据本发明的第一实施例的扬声器的磁轭中产生的磁通密度之间的比较。

[表1]

参考表1，显而易见，与先前技术磁路相比，根据本发明的第一实施例的磁路具有2倍以上的磁通密度。

在扬声器的磁路中，假设振动系统的质量（音圈的重量+膜片的重量）恒定，显而易见，根据本发明的扬声器可基于相当强的磁场的强度而将声压增强到更高水平。

表2所示为先前技术扬声器的性能与根据本发明的第一实施例的扬声器的性能之间的比较。

[表2]

参考表2，虽然先前技术扬声器中所包括的膜片厚度与根据本发明的第一实施例的膜片厚度之差等于10微米，但是显而易见，在声压上有很大的不同。

此外，由于先前技术音圈具有Φ40微米的直径，因此通常情况下，先前技术音圈无法产生高输出。然而，通过使用较粗的线圈电线，显而易见，本发明的第一实施例可将声压增加到更高水平。

此处，优选将磁隙的尺寸设定为等于N极（或S极）与小直径之间的间隙，所述间隙等于0.23mm。另外，同样优选将S极（或N极）与大直径之间的间隙也设定为0.23mm。

图8所示为根据本发明的第二实施例的扬声器的截面图。本发明的此示例性实施例涉及采用参考图6（b）所述的示例性磁路的扬声器。根据本发明的第一实施例的扬声器的磁路包括：磁体（801），其具有水平对齐的N极和S极；磁轭（804）；以及磁隙（805），其形成于磁轭（804）与磁体（801）之间。优选地，磁体（801）配置成环形，所述环形具有从外表面到内表面的阶差。此处，除圆环形之外，环形还可包括矩形环和椭圆环。

例如，当磁体（801）的外表面对应于N极时，磁体（801）产生的磁通可从N极开始移动，接着可穿过磁轭（804），并且穿过磁隙（805），从而到达形成于磁体（801）内表面处的S极。因此，磁轭（804）为磁通提供流路。

同时，根据本发明的示例性实施例的扬声器的振动系统包括位于磁隙（805）内的音圈（806），以及膜片（807）。此处，优选地，音圈（806）连接到膜片（807）和边缘部分（808）。另外，同样优选地，膜片（807）形成为具有双圆顶结构，其中一个圆顶形成于膜片（807）的中间部分，并且其中棱状圆顶形成于中间圆顶的外边界处，从而环绕中间圆顶。除了支持音圈（806）的功能之外，边缘部分（808）还执行促进膜片（807）移动以及对膜片（807）的移动进行控制的功能，这样，摆动（或振动）水平便会超过预定范围。为了接收电信号，音圈（806）连接到引线（809），并且引线（809）连接到终端PCB（810）。外部AMP信号穿过终端PCB（810）而传送到扬声器。

排气孔盖（811）覆盖膜片（807）。排气孔盖（811）用于保护位于扬声器内部的其他装置，包括膜片（807）。此外，为了让膜片（807）产生的声音易于传送到扬声器的外部，优选在排气孔盖（811）中形成多个排气孔。下表面单元（812）与磁轭（804）一起配置扬声器的底面。此处，除了防止异物进入扬声器内部的过滤功能之外，下表面单元（812）还执行将扬声器内部产生的热排放（或释放）到外部的功能。

图9所示为根据本发明的第三实施例的扬声器的截面图。本发明的此示例性实施例涉及采用参考图6（a）所述的示例性磁路的扬声器。

根据本发明的第一实施例的扬声器的磁路包括：磁体（901），其具有水平对齐的N极和S极；第一板（902）；第二板（903）；以及磁隙（905），其形成于第一板（902）与第二板（903）之间。优选将磁体（901）配置成环形。此处，除圆环形之外，环形还可包括矩形环和椭圆环。

例如，当磁体（901）的外表面对应于N极时，磁体（901）产生的磁通可从N极开始移动，接着可穿过第一板（902），并且穿过磁隙（905）和第二板（903），从而到达形成于磁体（901）内表面处的S极。因此，第一板（902）和第二板（903）共同执行磁轭（904）的功能，所述磁轭为磁通提供流路。

同时，根据本发明的示例性实施例的扬声器的振动系统包括位于磁隙（905）内的音圈（906），线轴（bobbin）（911），以及膜片（907）。此处，音圈（906）围绕线轴（911）进行缠绕，并且线轴（911）连接到膜片（907）和边缘部分（908）。优选地，膜片（907）形成为具有三棱纹结构。除了支持音圈（906）的功能之外，边缘部分（908）还执行促进膜片（907）移动以及对膜片（907）的移动进行控制的功能，这样，振动水平便不会超过预定范围。为了接收电信号，音圈（906）连接到引线（909），并且引线（909）连接到终端PCB（910）。外部AMP信号穿过终端PCB（910）而传送到扬声器。同时，下表面单元（912）附接到第一板（902）的下表面。

图10所示为根据本发明的第一实施例的扬声器的分散透视图。图10所示的扬声器对应于将磁体（701）配置成具有相对矩形环形状的情况。

如图10所示，磁体（701）连接到第一板（702）的内侧表面，并且具有矩形环形状的第二板（703）连接到磁体（701）的内侧表面。同时，音圈（706）位于磁隙中，所述磁隙对应于在第一板（702）与第二板（703）之间形成的间隙。音圈（706）的内表面连接到具有双圆顶结构的膜片（707），并且音圈（706）的外表面连接到配置膜片外表面的边缘部分。

同时，经配置以供应电信号的终端PCB（710）位于第一板（702）的内侧表面上，而且扬声器的上部和下部分别由排气孔盖（711）和下表面部分（712）覆盖。

根据本发明的各示例性实施例的扬声器可应用于各种类型的扬声器。然而，尤其优选地，根据本发明的各示例性实施例的扬声器应用于微型扬声器。

图11所示为根据本发明的第三实施例的扬声器的分散透视图。图11所示的扬声器对应于将磁体（901）配置成具有圆环形的情况。

如图11所示，磁体（901）固定到第一板（902）的内侧表面，并且具有圆环形的第二板（903）固定到磁体（901）的内侧表面。同时，音圈（906）围绕线轴（911）进行缠绕，并且线轴（911）位于磁隙中，所述磁隙对应于在第一板（902）与第二板（903）之间形成的开口（或间隙）。同时，线轴（911）的内表面连接到具有棱纹结构的膜片（907），并且线轴（911）的外表面连接到配置膜片（907）的外表面的边缘部分。

同时，经配置以供应电信号的终端PCB（910）位于第一板（902）的内侧表面上，而且扬声器的下部由下表面部分（912）覆盖。

图12所示为将根据本发明的第一实施例的扬声器的性能与先前技术扬声器的性能比较得到的曲线图。图12中的曲线图示出了根据3cc后开式类型通过使用ARTA测量装置和测量传声器得到的声压和频率。

参考图12，显而易见，与先前技术扬声器相比，根据本发明的第一实施例的扬声器在带宽较宽的频率方面具有更平稳的特性。此外，在中频和低频的情况下，所述中频和低频合起来对应于人类声音的频率，根据本发明的第一实施例的扬声器具有显著更高的声压。因此，显而易见，当本发明应用于移动通信装置时，可在电话通话期间提供高音质，该音质等同于通过一副耳机所提供的音质。

图13所示为将根据本发明的第三实施例的扬声器的性能与先前技术扬声器的性能比较得到的曲线图。图13中曲线图示出了在8Ω标准中的1m/1v/2.83v下通过使用LMS测量装置和测量传声筒得到的声压和频率。

参考图13，与先前技术扬声器相比，根据本发明的第三实施例的扬声器具有200～300Hz更优良的f0，并且还具有等于或大于4dB的更高声压。

上述本发明并不仅限于本文中呈现的示例性实施例和附图，在不脱离本发明范围的情况下，所属领域的技术人员可做出更换、修改和变化。

[工业实用性]

本发明可应用于各种类型的扬声器。

Claims (12)

1.一种扬声器，其包括：

磁路和振动系统，以及

其中所述磁路包括：

具有环形结构的磁路，其基于所述环形的中心点在外侧表面上具有第一极性，并且具有带内侧表面的第二极性，其中所述第二极性具有与所述第一极性相反的极性；以及

磁轭，其为磁体产生的磁通提供流路。

2.根据权利要求1所述的扬声器，其中所述磁轭包括：

第一板，其为对应于所述第一极性的磁通提供流路；以及

第二板，其为对应于所述第二极性的磁通提供流路。

3.根据权利要求2所述的扬声器，其中所述第一板和所述第二板彼此隔开，从而产生磁隙。

4.根据权利要求1所述的扬声器，其中所述磁轭为对应于所述第一极性的磁通提供流路。

5.根据权利要求4所述的扬声器，其中所述磁轭和所述磁体彼此隔开，从而产生磁隙。

6.根据权利要求1所述的扬声器，其中基于所述环形的中心点，所述振动系统形成于所述磁路的内部上。

7.根据权利要求6所述的扬声器，其中所述振动系统的高度低于所述磁体的高度。

8.根据权利要求1所述的扬声器，其中所述振动系统包括：

用作导线的音圈，通过所述音圈可供应电信号，所述音圈置于磁场内，所述磁场根据所述磁路来配置，并且根据所述电信号和所述磁场来执行机械移动；以及

膜片，其连接到所述音圈，并且将所述音圈的所述机械移动转换成声音。

9.根据权利要求8所述的扬声器，其中基于所述环形的中心点，所述磁体在所述内侧表面上具有阶差。

10.根据权利要求9所述的扬声器，其中所述振动系统进一步包括：

边缘部分，其具有连接到所述磁体的阶差的一侧，并且具有连接到所述音圈的另一侧。

11.根据权利要求1所述的扬声器，其中所述环形结构对应于圆环结构。

12.根据权利要求1所述的扬声器，其中所述环形结构对应于矩形环结构。

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