CN103248988A - 具有n-分磁结构的扬声器设备 - Google Patents

Abstract

一种用于音频装置的具有N-分磁结构的扬声器设备，包括：中空型的扬声器框；至少两个单元磁体，设置在所述中空型扬声器框内；音圈，与所述单元磁体相邻地安装；以及振动膜。所述至少两个单元磁体按照预定的间隔设置在磁结构线上，从而将不需要的磁体部分排除在外，并且形成至少一个分开的单元磁体。因此，防止了通过闭合回路形状的磁体切割造成的磁体衬底的弊端，并且促进了音频装置的成本减少。

Description

具有N-分磁结构的扬声器设备

技术领域

本发明总体上涉及一种电子装置的扬声器。

背景技术

可以将用于音频装置的扬声器设备分类为：喇叭扬声器设备；系统扬声器设备，由低音扩音器、中音扩音器和高音扩音器组成，并且用于诸如合成系统之类的高保真(HiFi)音频系统且覆盖恒定的频带；通用扬声器设备，通过一个单元覆盖整个频带；轻重量超细型微扬声器设备，用于诸如迷你便携式摄像机之类的小型电子装置中；用于移动通信终端的接收机；具有部分插入到用户耳朵中的结构的耳机；以及只播放特定频带频率的boozer。

在传统的扬声器设备中，将至少一个磁体安装在磁轭外部或内部，并且将其上具有连线音圈的线轴定位于磁体上方。期望将音圈安装到与磁体不接触但是重叠的位置。传统的扬声器设备也可以具有设置在一对磁体之间的振动间隙(即，磁间隙)以及插入到其间的音圈。此外，将线轴的上半部分在其外周处分别固定到框架的上半部分和下半部分，并且典型地在线轴的中心处将线轴固定到具有圆形形状小孔的振动膜和消音器。

该扬声器设备具有这样的结构，其中：在由固定磁路(即磁体)产生的非交替(即直流DC)通量和由可上下移动音圈产生的交替(即交流AC)旋转通量之间，根据弗菜明左手定则通过反作用力产生的吸引和排斥力，振动膜和音圈上下振动，并且产生与驱动信号相对应的声音。近年来，因为单磁体方案在尺寸上相对有限，并且不能在面对磁轭的表面上形成均匀的磁通密度，趋势是设置其间插入有音圈的一对磁体(即，内磁体和外磁体)，并且形成了均匀的磁通密度。

另一个近来的趋势是将扬声器设备合并到诸如智能电话和平板个人计算机(PC)之类的个人便携装置，用于除了基本电话功能之外还提供语音和视频多媒体。因此，装置制造商已经致力于研发低成本高输出的扬声器设备。

然而，因为在扬声器设备中安装的磁体(具体是外磁体)按照圆形或椭圆形状的闭合回路形式实现，存在以下问题：不能够循环利用以放置(apply)于扬声器设备的形式被切割的磁体衬底的多余部分，从而增加了制造成本。

发明内容

本发明的一个方面是为了实质上解决至少以上问题和/或缺点，并且是为了至少以下优势。因此，本发明的一个方面是为了提供一种具有N-分磁结构的扬声器设备，用于在减小成本的同时实现常规级别的性能。

本发明的另一个方面是为了提供一种具有N-分磁结构的扬声器设备，用于有效地利用磁体衬底并且减小制造成本。

本发明的再一个方面是为了提供一种具有N-分磁结构的扬声器设备，通过按照所需尺寸切割磁体衬底并且完成有效的放置(application)，在减小制造成本的同时实现常规级别的性能。

以上方面是通过提供一种具有N-分磁结构的扬声器设备实现的。

根据本发明的一个方面，一种用于音频装置的扬声器设备包括：中空型的扬声器框；至少两个单元磁体，设置在所述中空型扬声器框内；音圈，与所述单元磁体相邻地安装；以及振动膜，通过向所述音圈施加电流来振动。所述至少两个单元磁体按照规则的间隔连续地设置在磁结构线上。

根据本发明的另一个方面，一种扬声器设备包括：中空型的扬声器框；至少两个单元外磁体，设置在所述中空型扬声器框内，按照规则的间隔隔开所述至少两个外磁体，并将其设置在所述中空型闭合回路形状的迹线上；至少一个内磁体，按照比单元外磁体的迹线小的尺寸将至少一个内磁体设置在中空型扬声器框的中空部分中；音圈，插入到通过外磁体和内磁体形成的磁隙中；以及振动膜，通过向音圈施加电流来振动。

附图说明

本发明的以上和其他目的、特征和优点根据当结合附图时的以下详细描述将变得更加明白，附图中：

图1和图2分别示出了采用根据本发明实施例的扬声器设备的便携终端的前视和后视透视图；

图3A和3B分别示出了根据本发明的扬声器设备的前视和后视透视图；

图4示出了根据本发明的扬声器设备的组合状态；

图5示出了根据本发明向扬声器设备的框放置磁体的状态；

图6A和6B分别示出了根据传统技术和根据本发明从衬底切割放置到扬声器设备的磁体的状态；

图7A-7E示出了根据本发明放置到扬声器设备的框的各种磁体结构；以及

图8示出了根据本发明的扬声器设备和根据传统技术的扬声器设备的声压等级(SPL)仿真测试结果。

具体实施方式

下面参考附图来描述本发明的实施例。在以下说明书中，为了清楚和简明不描述公知的功能或构造。

本发明涉及一种用于电子装置的扬声器，例如所述电子装置包括便携终端、移动通信装置、蜂窝电话、智能电话和膝上型计算机。

在以下描述中，将便携终端演示为音频装置，并且描述了应用于便携终端的扬声器设备。然而，根据本发明的扬声器设备可以应用于输出声音的各种电子装置。

根据本发明的便携终端包括具有扬声器设备的各种装置，例如移动电话、移动板、媒体播放器、平板电脑、手持计算机和个人数字助理(PDA)。

图1和图2分别示出了根据本发明实施例采用扬声器设备的便携终端的前视透视图和后视透视图。

参考图1和图2，将显示单元3安装到便携终端1的前表面2。显示单元3是使用高质量薄膜面板的触摸屏装置，例如智能电话。将能够接收呼叫者声音的听筒4安装到显示单元3的上侧。将用于将声音转送给呼叫者的麦克风5安装在显示单元3的下侧。

将扬声器孔7设置在便携终端1的后表面的框架处。将根据本发明的扬声器设备10安装到与所述扬声器孔7相对应的便携终端1的内部部分中。因此，可以将便携终端1用作当使用多媒体功能时输出声音的装置。

图3A和3B分别示出了根据本发明的扬声器设备的前视和后视透视图。

将扬声器设备10作为一个组件安装到便携终端1中。尽管未示出，恒定形状的轴衬(bushing)可以是在便携终端1的框架的内表面上形成的突起，将扬声器设备10紧密地安装到轴衬上，并且与便携终端1的主板电连接。

图3A示出了扬声器设备10的前视透视图。在扬声器框11上金属层压扬声器盖19，并且将多个扬声器声音释放孔191设置在扬声器盖19中。

图3B示出了扬声器设备10的后视透视图。将磁轭16固定到扬声器框11的底部部分112。磁轭16支撑在扬声器框11内安装的磁体(图4的14和15)，并且维持扬声器设备10的外观。

图4示出了根据本发明的扬声器设备的组合状态。图5示出了根据本发明向的扬声器设备的框放置磁体的状态。

参考图4和图5，在根据本发明的扬声器设备10中，将外部板13和内部板12安装到中空型扬声器框11的底部部分112中。外部板13和内部板12可以是金属材料的。外部板13是闭合回路形状的，并且可以安装到在扬声器框11内的中空部分内部突出地形成的台阶部分上。同样，可以通过与包括音圈17在内的线轴层压到一起来安装内部板12。然后可以将内磁体14安装到内部板12中，并且可以将外磁体15沿扬声器框11的内周安装到外部板13中。然后将板型磁轭16层压在扬声器框11的下部一侧，从而完成了扬声器设备10的底部部分的构造。可以按照插入铸模(insert molding)的方式将外磁体15和磁轭16固定到合成树脂材料的扬声器框11。然而，本发明不局限于此，可以按照螺钉连接或者接合的已知连接方式来固定外磁体15和磁轭16。可以将音圈17安装为与内磁体14和外磁体15相邻。

同样，可以将音圈17、消音器181和振动膜182顺序地层压到扬声器框11上，并且可以将板型扬声器盖19固定到扬声器框11的上半部分，从而完成了扬声器设备10的构造。前述板型扬声器盖19具有多个扬声器声音释放孔191，用于释放扬声器声音。根据本发明的扬声器设备10构建用于提供内磁体14和外磁体15之间的恒定磁隙111，并且将音圈17插入到内磁体14和外磁体15之间的磁隙111中。因此，由于在音圈17的左右两侧设置的内磁体14和外磁体15之间的距离恒定并且形成了均匀的磁通密度，产生了优秀性能的扬声器声音输出。

因此，在由固定磁体14和15的磁路产生的DC通量和设置为通过振动膜182和消音器181可以使其上下移动的音圈产生的AC旋转通量之间，根据弗菜明左手定则通过反作用力产生的吸引和排斥力，前述振动膜182和音圈17上下振动，并且产生与驱动信号相对应的声音。

如图5所示，根据本发明，安装外磁体15使得将多个分立的单元磁体15a、15b、15c和15d而不是形成闭合回路的单独磁体连接在闭合回路上。所述单元磁体15a、15b、15c和15d不彼此接触，并且是相对的条形形式。

图5的结构提供了4个单元外磁体15a、15b、15c和15d以及一个内磁体14，并且将音圈17安装在4个外磁体15a、15b、15c和15d以及内磁体14之间的此隙111中。音圈17可以安装为与外磁体15a、15b、15c和15d相邻。

为了改进的效率，所述扬声器设备可以包括增加的音圈的连线直径及其匝数，以实现较大的允许输入或者驱动所述扬声器设备，磁体的尺寸可以更大以增加磁隙中的磁通密度，或者可以使用较大的磁通密度材料作为磁体的材料。

通过这种原理，可以将多个单元外磁体设置在合适的位置，以具有与闭合回路形状的现有单个磁体相同的磁通密度。优选地，在本发明中，将磁体放置于矩形形式的扬声器设备，并且将条形单元外磁体15a、15b、15c和15d放置于其余直线部分而不是放置于四个角。可以按照插入铸模方式将前述磁体15a、15b、15c和15d固定到合成树脂材料的扬声器框，并且也可以通过接合来固定。同样，期望不包括磁体的部分是尽可能远离音圈定位的部分。

图8示出了根据本发明的扬声器设备和根据传统技术的扬声器设备的SPL仿真测试结果。图8示出了当在2cc的盒子空间中10cm的距离施加2.26伏(V)的力时测量的声压。

参考图8，当根据本发明的扬声器设备将磁体结构从闭合回路类型的单个外磁体改变为四个单元外磁体而没有改变其他部分时，SPL测试结果说明了将磁通密度从5100高斯减小约3％至4890高斯，并且将声压在整个频带减小了约0.3分贝(dB)至约0.5dB，但是可以理解的是这些数值减小在扬声器性能方面只是微小差异，并且最终实现了相同的性能。

图6A和6B分别示出了根据传统技术和根据本发明从衬底切割放置于扬声器设备的磁体的状态。

如图6A所示，在使用磁体衬底100制造了闭合回路形状的外磁体101之后，在传统技术中处理掉其余衬底，导致其不是可循环使用的。

如图6B所示，如果构建四个单独的外磁体15a、15b、15c和15d，产生与磁体衬底100的“A”部分一样多的剩余部分，因此所述剩余部分可以用于产生用于其他扬声器设备的分离磁体。因为与传统技术相比，针对扬声器设备的附加磁体可以由相同的磁体衬底产生，这减小了成本。

图7A-7E示出了根据本发明放置到扬声器设备的框的各种磁体结构。

如上所述，可以通过不会降低扬声器的性能的各种方式按照规则的间隔将多个单元磁体间隔开，来实现所述内磁体和外磁体。

如图7A和7B所示，将多个单元外磁体15a、15b、15c、15d、15e和15f设置在扬声器框11的边缘，将内磁体14设置在扬声器框11的中心，并且将音圈17插入到多个单元外磁体15a、15b、15c、15d、15e和15f以及内磁体14之间。在图7A和7B中，外磁体增加了磁体细分，并且设置了5或6个单元磁体15a、15b、15c、15d、15e和15f。也可以利用附加的单元磁体。

如图7C和7D所示，将多个单元外磁体15a、15b、15c和15d设置在扬声器框11的边缘，将内磁体14a、14b、14c、14d和14e设置在扬声器框11的中心，并且将音圈17插入到多个单元外磁体15a、15b、15c和15d以及内磁体14a、14b、14c、14d和14e之间。在图7C和7D中，将内磁体进行细分，并且设置了附加的单元内磁体14a、14b、14c、14d和14e。不需要通过在范围内增加数量来实现单元内磁体，以便维持扬声器设备的性能。

图7E示出了具有单元外磁体15a、15b、15c和15d以及内磁体14的5-磁体结构。将单元外磁体15a、15b、15c和15d设置为矩形条形状，所述矩形条具有如从图6A-6B的衬底切割的垂直角。

尽管未示出，根据本发明从衬底切割出条形形式的单元磁体可以具有基本条形形状，而两端可以是按照各种形状略微变形。例如，单元磁体可以根据所应用的扬声器框的形状或者单元磁体的排列结构具有各种形状。

在附图中，将单元外磁体按照矩形间隔排列在磁结构线上，所述磁结构线具有矩形的闭合回路。然而，本发明不局限于此，磁结构线上的闭合回路形状可以是各种形状的，例如圆形、矩形、椭圆形和多边形。

根据本发明，通过排除放置于扬声器设备的磁体的不需要的部分并且形成和设置至少一个分开的单元磁体，防止了由闭合回路形状的磁体切割产生的磁体衬底的弊端，并且促进了音频装置的成本减小。

尽管已经参考本发明的特定实施例示出和描述了本发明，但本领域普通技术人员应当理解，在不脱离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对这些实施例进行形式和细节上的多种改变。

Claims (15)

1.一种用于音频装置的具有N-分磁结构的扬声器设备，包括：

中空型的扬声器框；

至少两个单元磁体，设置在所述中空型扬声器框内；

音圈，与所述单元磁体相邻地安装；以及

振动膜，通过向所述音圈施加的电流来振动，

其中所述至少两个单元磁体按照预定的间隔设置在磁结构线上。

2.根据权利要求1所述的扬声器设备，其中在定位于最远离所述音圈的部分中形成所述至少两个单元磁体之间的间隔部分。

3.根据权利要求1所述的扬声器设备，其中所述扬声器框由合成树脂材料构成，并且按照插入铸模方式将所述单元磁体固定到所述扬声器框。

4.根据权利要求1所述的扬声器设备，其中所述至少两个单元磁体是条形形状的。

5.根据权利要求1所述的扬声器设备，其中其上安装了所述至少两个单元磁体的磁结构线上的迹线是中空型闭合回路形状，并且按照条形形状将所述至少两个单元磁体放置于所述中空型闭合回路形状的迹线的直线部分。

6.根据权利要求1所述的扬声器设备，其中其上安装了所述至少两个单元磁体的磁结构线上的迹线是中空型闭合回路形状，并且被形成为环形、三角形、矩形和多边形形状之一。

7.根据权利要求1所述的扬声器设备，其中所述音频装置是输出扬声器声音的便携终端。

8.一种用于音频装置的具有N-分磁结构的扬声器设备，所述扬声器设备包括：

中空型的扬声器框；

至少两个单元外磁体，设置在所述中空型扬声器框内，所述单元外磁体被间隔开，并且设置在所述中空型闭合回路形状的迹线上；

至少一个内磁体，按照比单元外磁体的迹线小的尺寸设置在中空型扬声器框的中空部分中；

音圈，插入到由单元外磁体和内磁体形成的磁隙中；以及

振动膜，通过向音圈施加的电流来振动。

9.根据权利要求8所述的扬声器设备，其中在定位于最远离所述音圈的部分中形成所述至少两个单元外磁体之间的间隔部分。

10.根据权利要求8所述的扬声器设备，其中所述至少两个单元外磁体是条形形状的。

11.根据权利要求8所述的扬声器设备，其中按照条形形状将所述至少两个单元外磁体放置于所述闭合回路形状的迹线的直线部分。

12.根据权利要求8所述的扬声器设备，其中将磁结构线上的闭合回路形状的迹线形成为环形、三角形、矩形和多边形形状之一。

13.根据权利要求8所述的扬声器设备，其中间隔开并且设置至少两个内磁体。

14.根据权利要求8所述的扬声器，其中所述音频装置是输出扬声器声音的便携终端。

15.一种电子装置，包括：

用于音频装置的具有N-分磁结构的扬声器设备，所述扬声器设备包括：

中空型的扬声器框；

至少两个单元磁体，设置在所述中空型扬声器框内；

音圈，与所述单元磁体相邻地安装；以及

振动膜，通过向所述音圈施加的电流来振动，以及

显示单元，包含在所述电子装置中，

其中所述至少两个单元磁体按照预定的间隔设置在磁结构线上。

Images