CN103297903B - 平板式低音扬声器及应用该低音扬声器的电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种平板式低音扬声器，包括振膜、至少六个相互独立的驱动单元和外壳；振膜为矩形结构，包括球顶部和折环部；驱动单元包括音圈单元和与音圈单元相对应的磁路单元；其中四个音圈单元分别结合在振膜的球顶部的四个角部，另外的音圈单元分别设置在球顶部的一组或者两组对边上，并且与所在边的两个音圈不在同一直线上；外壳上设置有用于容纳安装驱动单元的安装孔以及贯通安装平面的出声孔；振膜的折环部与外壳上侧面的外围区域固定连接。本发明提供的平板式低音扬声器，能够解决低音扬声器音圈厚重、磁铁性能过剩和驱动力不足的问题。

Description

平板式低音扬声器及应用该低音扬声器的电子装置

技术领域

本发明涉及声电技术领域，更为具体地，涉及一种平板式低音扬声器及应用该低音扬声器的电子装置。

背景技术

随着社会的进步和技术的发展，近年来，电视机等电子产品日趋薄型化，人们对这些电子产品的性能要求也越来越高，从而也要求与之配套的电子零件的厚度也在减小、性能和一致性不断提高。--而且无法应用于薄型的电子装置中。

低音扬声器是广泛应用于上述电子产品的一种重要电子零件，在如液晶电视、笔记本电脑等薄型电子装置中，要求在保障扬声器性能的基础上尽量减小其厚度，以适应薄型电子装置的需要。

传统结构的低音扬声器通常采用锥形纸盆状的振膜，锥形振膜的中心位置包含一个音圈，而且磁路系统的尺寸比较大也比较厚。这种结构的低音扬声器，产品的厚度较大，无法满足目前电子产品日趋薄型化的需求，实用性不强。

并且，低音扬声器为了保证其低频声效通常具有更大的口径，即具有更大的振膜面积。若采用一个平板状振膜，结合有一个音圈的结构（音圈需要位于靠近边缘的位置），大面积的振膜要求音圈尺寸也要比较大，绕制困难，较易变形。另外，现有的低音扬声器的磁铁尺寸比较大，薄型化应用时华司和盆架厚度都较小，磁路系统容易饱和，磁铁性能过剩，造成浪费，而且成本较高。

基于以上因素，需要对传统结构的产品进行改进。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种平板式低音扬声器，以实现低音扬声器的薄型化，并且解决低音扬声器音圈厚重、磁铁性能过剩和驱动力不足的问题。

本发明提供一种平板式低音扬声器，包括振膜、至少六个相互独立的驱动单元和外壳；其中，

振膜为矩形结构，包括位于中心位置的球顶部和位于边缘位置的折环部；

驱动单元包括音圈单元和与音圈单元相对应的磁路单元；

其中四个音圈单元分别结合在振膜的球顶部的四个角部，另外的音圈单元分别设置在球顶部的一组或者两组对边上，并且与所在边的两个音圈不在同一直线上；

外壳上设置有用于容纳安装驱动单元的安装孔以及贯通安装平面的出声孔；

振膜的折环部与外壳上侧面的外围区域固定连接。

此外，优选的方案是，外壳包括安装平面和设置在安装平面周围的环形侧壁，在安装平面上设置有用于容纳安装驱动单元的安装孔以及贯通安装平面的出声孔；环形侧壁的上侧面与振膜的折环部固定连接。

此外，优选的方案是，驱动单元为六个，包括六个相互独立的音圈单元和与所述音圈单元相对应的磁路单元；其中，四个音圈单元分别设置在球顶部的四个角部，另外两个音圈单元位于球顶部的一组对边上；并且，相对的直线边上中心位置的两个音圈单元之间的间距小于角部两个音圈单元之间的间距。

此外，优选的方案是，外壳为铝合金材料；出声孔包括位于安装平面中心位置的中心出声孔和位于安装平面边缘位置的边缘出声孔；中心出声孔设置于相邻的每四个安装孔之间；边缘出声孔为四个，分别设置在环形侧壁四边和安装孔之间。

此外，优选的方案是，中心出声孔为圆形或者方形；边缘出声孔为长条形。

此外，优选的方案是，该平板式低音扬声器还包括电连接其内部电路与外部电路的FPCB连接件，FPCB连接件为条形，FPCB连接件的中部结合在振膜上设置有音圈的一侧，FPCB连接件的两端部通过边缘出声孔延伸至安装平面远离振膜的一侧。

此外，优选的方案是，音圈单元的电连接方式为：

分别将位于同一直线边上的三个音圈单元串联为两个支路，然后将两条支路并联；或者，分别将位于同一直线边角部的两音圈与对边中间的音圈串联为两个支路，然后将两条支路并联。

此外，优选的方案是，球顶部为刚性结构、蜂窝结构或者发泡体结构，折环部采用PU或硅橡胶制作。

此外，优选的方案是，在环形侧壁周边还具有延伸部，在延伸部上均匀设置有固定扬声器的固定孔。

另一方面，本发明还提供一种电子装置，包括上述平板式低音扬声器和固定所述低音扬声器的外围框架，所述外围框架与所述低音扬声器之间形成后声腔；所述后声腔通过所述出声孔连通所述振膜后侧的空间。

此外，优选的方案是，在后声腔中设置有吸音材料或者气体吸附材料。

从上面的技术方案可知，本发明的平板式低音扬声器，能够取得以下有益效果：

1）采用六个驱动单元，其中四个分别设置在振膜的球顶部的四个角部，另外在长轴上还设置有两个驱动，这种结构采用小尺寸的音圈和磁路驱动大尺寸的低音扬声器的振膜，能够减少低音扬声器的厚度，还能够节省磁铁的尺寸降低成本，提高扬声器的灵敏度，并且这种驱动单元设置于角部的结构有利于平衡地驱动低音扬声器的振膜；

2）驱动单元不在同一直线且等间距排布，这种排列结构作用于振膜，可以避免由于振膜的谐振造成的缺陷，同时，驱动力均匀，产生更大的驱动力，能够作用于功率更大的电子装置，并且平板式低音扬声器结构更轻更薄；

3）外壳采用铝合金材料，铝合金材料强度比较大，稳定性高；

4）采用FPCB（Flexible Printed Circuit Board，简称FPCB或FPC，挠性印刷电路板）连接音圈和外电路，能够节省空间，而且与振膜结合的音圈的引线直接在与结合于振膜上的FPCB连接件的焊盘焊接，音圈、FPCB及引线焊接处随振膜同步振动，可以避免由于振膜的振动造成的音圈引线的断裂；

5）后声腔中添加吸音材料或者气体吸附材料，可以调整产品的声学曲线，提高后声腔的等效体积，提升产品的低频声效。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的平板式低音扬声器结构示意图；

图2为根据本发明实施例的外壳和驱动单元的反面视图；

图3为根据本发明实施例的音圈连接示意图；

图4为根据本发明另一实施例的音圈连接示意图；

图5为根据本发明实施例的平板式低音扬声器在电子装置结构示意图；

图6为根据本发明实施例的平板式低音扬声器应用状态图。

其中的附图标记包括：球顶部1、折环部2、外壳3、安装孔4、驱动单元5、FPCB连接件6、中心出声孔7、边缘出声孔8、安装平面9、环形侧壁10、固定孔11、振膜12、电子装置13、后声腔14。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

低音扬声器需要较大的振膜面积，为了在限制音圈和磁铁尺寸的基础上给大面积的振膜提供足够的驱动，本发明从分散布置多个相互独立的驱动单元的角度出发，使得振膜由多个独立的音圈驱动，每个音圈对应独立的磁路单元，从而以更合理有效地驱动单元布设结构实现低音扬声器的小型化。

图1为根据本发明实施例的平板式低音扬声器的结构示意图。如图1所示，本发明提供的平板式低音扬声器，包括振膜、至少六个相互独立的驱动单元5以及固定封装振膜和驱动单元5的外壳3。

其中，振膜为矩形结构，可以为长方形结构，也可以为正方形结构。振膜包括位于中心位置的振膜的球顶部1和位于边缘位置的振膜的折环部2，振膜的折环部2与外壳3上侧面的外围区域固定连接。

驱动单元5包括音圈单元和磁路单元，每个音圈单元与每个磁路单元相对应。驱动单元5至少有六个，其中的四个音圈单元分别设置在振膜的球顶部的四个角部，另外的音圈单元分别设置在球顶部的一组或者两组对边上，并且与所在边的两个音圈不在同一直线上且不均匀排列，其中，相对的直线边上中心位置的两个音圈单元之间的间距小于角部两个音圈单元之间的间距，以避免振膜的谐振。

外壳3包括安装平面9和设置于安装平面周围的环形侧壁10，在环形侧壁的边缘还设置有固定孔11，固定孔11用于平板式低音扬声器与电子装置固定结合。在图1所示的实施方式中，在环形侧壁周边具有延伸部，在该延伸部上均匀设置有固定扬声器的固定孔。

安装平面9设置有与驱动单元数目和位置对应的安装孔4以及贯通安装平面的出声孔，安装孔4可用于容纳音圈单元并且安装固定磁路单元。出声孔包括两个圆形的中心出声孔7和四个条形的边缘出声孔8，中心出声孔7设置在相邻的每四个安装孔4之间，边缘出声孔8为四个，分别设置在环形侧壁四边和安装孔4之间。在图1所示的实施例中，边缘出声孔7为长条形，中心出声孔8为圆形。当然，也可以根据扬声器应用的需求将边缘出声孔设计为圆形或者其他不规则形状。

环形侧壁10的上侧面与振膜的折环部2固定连接。

驱动单元5采用FPCB连接件6进行电连接，FPCB连接件6设置有多个焊盘（在图1未标出），焊盘与音圈和外部电路相连接。

FPCB连接件6的中间部分结合于振膜靠近外壳的一侧，与驱动单元5的音圈位于同侧，并且FPCB连接件6对应于振膜的位置设有与音圈的引线电连接的焊盘，音圈的引线与焊盘均位于振膜同一侧的表面；FPCB连接件6的端部延伸至安装平面9远离振膜的一侧，本实施例是通过边缘出声孔延伸至反面的。FPCB的这种结构可以充分利用低音扬声器的内部空间，并且避免了振膜振动过程中由于引线的牵拉造成的断线。

由于本发明采用的驱动单元较多，因此，在发明的实施例中，采用FPCB连接件进行电连接驱动单元和外部电路，相比较于普通的导线连接方式，采用FPCB连接件能够使制造工艺简化，节省扬声器的内部空间，并且能够提高扬声器的稳定性。

其中，振膜的球顶部1为刚性结构，刚性结构的球顶部能够提升振膜声学特性，而且便于与驱动单元中的音圈牢固结合。在本发明的实施中，振膜的球顶部1可以采用为蜂窝结构的材料或者发泡体材料，这两种结构也能够提升振膜的声学特性。振膜的折环部2可以采用PU(Polyurethane，聚氨酯)或硅橡胶制作。

振膜的球顶部1用于结合驱动单元5的音圈，驱动单元5的数量不少于六个。对于长方形振膜且有六个驱动单元的结构，横纵方向上驱动单元之间的间距不均匀排布的，这种排布可以避免由于振膜的谐振造成的缺陷，有利于提高产品的性能。

在本发明的六个驱动单元的实施例中，驱动单元至少有六个，其中四个分别设置在振膜的球顶部1的四个角部，长轴边上中间的驱动单元靠近振膜中心的位置偏移，这样长轴边上的三个驱动单元不在同一直线上但等间距排布，位于相对边的中心位置的两驱动单元之间的距离小于位于角部的两驱动单元之间的距离，这种结构采用小尺寸的音圈单元和磁路单元驱动大尺寸的低音扬声器的振膜，能够减少低音扬声器的厚度，还能够节省磁铁的尺寸降低成本，提高扬声器的灵敏度。其中，驱动单元之间不均匀排布，这种排布方式除了能够使整个驱动单元的驱动力更强、驱动力均匀外，还能够避免音圈使振膜产生共振，这种性能能够使本发明的平板式低音扬声器用于功率较大的电子装置，如液晶电视机等。

其中，音圈单元包括音圈、音圈骨架、定心支片，磁路单元包括华司、磁铁、T铁。

音圈与振膜结合固定，音圈骨架用于支持音圈，使音圈在磁间隙中位于合适的位置。定心支片用于固定音圈，防止音圈在水平方向发生偏振。驱动单元为圆形结构，这种结构设计能够使振膜受力均匀。这种圆形结构相比于长方形结构，除了使振膜受力均匀外，还不会受到重合力。

图2为根据本发明实施例的外壳和驱动单元的反面视图。如图2所示，外壳3包括安装平面和安装平面周围的环形侧壁，安装平面设置有六个安装驱动单元的安装孔4以及贯通安装平面的出声孔，安装孔4可用于安装固定驱动单元，驱动单元包括音圈单元和磁路单元。出声孔包括两个中心出声孔7和四个边缘出声孔8，出声孔包括两个圆形的中心出声孔7和四个条形的边缘出声孔8。

在六个安装孔4上，固定安装六个驱动单元，在如图2所示的驱动单元中，中间一组驱动单元靠近中心出声孔7，与角部的驱动单元不在同一直线上，并且不均匀排列，这种排列方式除了能够使整个驱动单元的驱动力更强，驱动力均匀外，防止产生共振，能够避免由于振膜的谐振造成的缺陷。

其中，外壳3为铝合金材料，铝合金材料强度比较大，稳定性高。

在图2的实施例中，对于六个驱动单元的结构，为了使FPCB连接件即能够与外壳3固定结合，又能够方便地连接多个音圈，在FPCB连接件6的表面设置有多个焊盘和连接这些焊盘的电路，音圈与FPCB连接件6上靠近振膜一侧的焊盘通过点焊等方式电连接。FPCB连接件6为条形，FPCB连接件的中部结合在振膜上设置有音圈的一侧，FPCB连接件的两端部通过边缘出声孔延伸至安装平面远离振膜的一侧。在连接过程中，利用焊点之间的电路，音圈之间可以以串联、并联或者串并联结合的方式灵活连接。

此外，在外壳3薄边缘还设置有固定孔11，固定孔11用于低音扬声器与电子装置固定。

其中，在六个驱动单元的实施例中，音圈单元的电连接方式为：分别将位于同一直线边上的三个音圈单元串联为两个支路，然后将两条支路并联；或者，分别将位于同一直线边角部的两音圈与对边中间的音圈串联为两个支路，然后将两条支路并联。

图3为根据本发明实施例的音圈连接示意图，如图3所示，分别将将属于同一直线边上的三个音圈单元串联为两个支路，然后将两条支路并联。

图4为根据本发明另一实施例的音圈连接示意图，如图4所示，位于同一直线边角部的两音圈与对边中间的音圈串联为两个支路，然后将两条支路并联。根据图4所示的音圈单元连接方式，如果一条支路上的一个或多个驱动单元出现问题，平板式低音扬声器也能够正常工作，因为还有另外一条支路在均匀分布振膜的周围，使振膜受力均匀。同时，由于FPCB的两端比较细，而且有一定弧度的弯折，因此可将振膜振动时对振膜的阻力降到最低，并且使振膜能够受力均匀。

图5为根据本发明实施例的平板式低音扬声器在电子装置结构示意图，如图5所示，平板式低音扬声器安装在电子装置13（如电视）内，电子装置13（如电视）与FPCB连接件6远离安装平面的一侧电连接。

图6为根据本发明实施例的平板式低音扬声器应用状态图。

如图6所示，由于FPCB连接件6的中间部分结合在振膜上设置有音圈的一侧，因此，在扬声器产品中，FPCB连接件6的中间部分位于安装平面靠近振膜的一侧，FPCB连接件6的两端部从出声孔延伸至安装平面9远离振膜的一侧。安装平面上的出声孔使振膜12后侧的空间与整个后声腔14连通，在后声腔14中可以添加吸音材料或者气体吸附材料。吸音材料可能够调整声学曲线，调整声音性能；气体吸附材料可吸附气体，调整后声腔14气压，从而提高后声腔14的等效体积，提升产品的低频声效。

通过上述实施方式可以看出，本发明提供的平板式低音扬声器，采用至少六个驱动单元设置在振膜的球顶部的四个角部和长轴上还有两个驱动单元，这种结构采用小尺寸的音圈单元和磁路单元驱动大尺寸的低音扬声器的振膜，能够减少低音扬声器的厚度，还能够节省磁铁的尺寸降低成本，提高扬声器的灵敏度；长轴边上同侧的驱动单元不在同一直线上但是等间距排列，且相对直线边上位于中间位置的两驱动单元之间的间距小于角部两驱动单元之间的间距，这种排列结构作用于振膜，可以避免由于振膜的谐振造成的缺陷，同时驱动力均匀，可以平衡的驱动振膜，能作用于功率更大的电子装置，并且平板式低音扬声器结构更轻更薄；外壳采用铝合金材料，铝合金材料强度比较大，稳定性高；采用FPCB连接音圈和外电路，能够节省空间，而且与振膜结合的音圈的引线直接在与FPCB连接件的焊盘焊接，可以避免由于振膜的振动造成的音圈引线的断线；并且在后声腔中添加吸音材料或者气体吸附材料，能够提高后声腔的等效体积，提升产品的低频声效。

如上参照附图以示例的方式描述了根据本发明提出的平板式低音扬声器及应用该低音扬声器的电子装置。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的平板式低音扬声器及应用该低音扬声器的电子装置，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (9)

1.一种平板式低音扬声器，包括振膜、至少六个相互独立的驱动单元和外壳；其中，

所述振膜为矩形结构，包括位于中心位置的球顶部和位于边缘位置的折环部；

所述驱动单元包括音圈单元和与所述音圈单元相对应的磁路单元；

其中四个所述音圈单元分别结合在所述振膜的球顶部的四个角部，另外的音圈单元分别设置在所述球顶部的一组或者两组对边上，并且与所在边的两个音圈不在同一直线上，其中，相对的直线边上中心位置的两个音圈单元之间的间距小于角部两个音圈单元之间的间距；

所述外壳上设置有用于容纳安装所述驱动单元的安装孔以及贯通所述安装平面的出声孔；

所述振膜的折环部与所述外壳上侧面的外围区域固定连接；其中，所述外壳包括安装平面和设置在所述安装平面周围的环形侧壁，在所述安装平面上设置有用于容纳安装所述驱动单元的安装孔以及贯通所述安装平面的出声孔；所述环形侧壁的上侧面与所述振膜的折环部固定连接；

所述音圈单元的电连接方式为：

分别将位于同一直线边上的三个音圈单元串联为两个支路，然后将两条支路并联；或者，

分别将位于同一直线边角部的两音圈与对边中间的音圈串联为两个支路，然后将两条支路并联。

2.如权利要求1所述的平板式低音扬声器，其中，

所述驱动单元为六个，包括六个相互独立的音圈单元和与所述音圈单元相对应的磁路单元；其中，四个音圈单元分别设置于所述球顶部的四个角部，另外两个音圈单元位于所述球顶部一组对边上；并且，

相对的直线边上中心位置的两个音圈单元之间的间距小于角部两个音圈单元之间的间距。

3.如权利要求1所述的平板式低音扬声器，其中，

所述出声孔包括位于所述安装平面中心位置中心出声孔和位于所述安装平面边缘位置的边缘出声孔；

所述中心出声孔设置于相邻的每四个安装孔之间；

所述边缘出声孔为四个，分别设置在所述环形侧壁四边和所述安装孔之间。

4.如权利要求3所述的平板式低音扬声器，其中，

所述中心出声孔为圆形或者方形；

所述边缘出声孔为长条形。

5.如权利要求4所述的平板式低音扬声器，还包括电连接所述低音扬声器内部电路与外部电路的FPCB连接件，其中，

所述FPCB连接件为条形，所述FPCB连接件的中部结合在所述振膜上设置有所述音圈的一侧，所述FPCB连接件的两端部通过所述边缘出声孔延伸至所述安装平面远离所述振膜的一侧。

6.如权利要求1～5中任一项所述的平板式低音扬声器，其中，

所述球顶部为刚性结构、蜂窝结构或者发泡体结构；

所述折环部采用PU或硅橡胶制作；

所述外壳为铝合金材料。

7.如权利要求1～5中任一项所述的平板式低音扬声器，其中，

在所述环形侧壁周边还具有延伸部，在所述延伸部上均匀设置有固定所述扬声器的固定孔。

8.一种电子装置，包含权利要求1～7中任一项所述的平板式低音扬声器，以及固定所述低音扬声器的外围框架，所述外围框架与所述低音扬声器之间形成后声腔；所述后声腔通过所述出声孔连通所述振膜后侧的空间。

9.根据权利要求8所述的电子装置，其中，

在所述后声腔中设置有吸音材料或气体吸附材料。