CN103369437B - 平面扬声器系统 - Google Patents

Abstract

一种平面扬声器系统可以包括具有空腔的底部框架。在这个空腔内，多个磁体可以被配置为形成大致上圆形样式。包括多个导电迹线的振动膜可以连接至所述底部框架且越过所述底部框架的所述空腔延伸。当交流电流动通过所述导电迹线时，所述振动膜可以响应所述导电迹线中流动的所述电流与磁场之间的相互作用而振动，从而产生声音。所述平面扬声器系统可以包括具有空腔的顶部框架，且第二组磁体可以安置于所述顶部框架的所述空腔中。

Description

平面扬声器系统

技术领域

本发明通常涉及用于在音频系统中使用的扬声器，且更特定来说，涉及平面扬声器系统。

背景技术

有时称作平面扬声器的电动式扬声器的一般结构包括以至框架的薄膜附接意图形式的振动膜。呈导电迹线形式的电路应用于振动膜的表面。通常呈永久磁体形式的磁源在相邻于振动膜处或框架内安装而产生磁场。当电流正在电路中流动时，振动膜响应电流与磁场之间的相互作用而振动。振动膜的振动产生声音，所述声音由平面扬声器发出。

发明内容

一种平面扬声器系统可以包括具有空腔的底部框架。在这个空腔内的是被配置为形成大致上圆形样式的多个磁体。具有形成的多个导电迹线的振动膜连接至底部框架且越过底部框架的空腔延伸。当电流流动通过导电迹线时，振动膜可以响应电流与磁场之间的相互作用而振动，从而产生声音。

在另一实施例中，振动膜和底部框架都具有内径。磁极片连接底部框架的内径和振动膜的内径。通常，磁极片被定位使得多个磁体以大致上圆形样式配置于磁极片周围。

在又一实施例中，上文描述的平面扬声器系统和任何实施例还可以包括连接至底部框架的顶部框架，使得多个磁体位于底部框架与顶部框架之间。通过这样做，顶部框架可以用作用于引导由平面扬声器系统产生的声音的孔隙。

在还是又一实施方案中，平面扬声器系统可以包括顶部框架和底部框架两者，所述顶部框架界定第一空腔且所述底部框架界定第二框架。第一组磁体安置于第一空腔中且配置成大体上圆形样式。以相似的方式，第二组磁体安置于第二空腔中且配置成大体上圆形样式。振动膜位于第一组磁体与第二组磁体之间且具有形成的导电迹线，如之前所解释，所述振动膜由于施加至其的电流与由两组磁体产生的磁场之间的相互作用而振动。

所属领域技术人员在回顾以下描述，参考随附并形成本说明书的一部分的图和权利要求书之后变得易于了解本发明的进一步目的、特征和优点。

所属领域的技术人员在检查以下图和详细描述之后将了解或将变得了解其它系统、方法、特征和优点。预期所有这样的额外系统、方法、特征和优点包括于这个描述内，在本发明的范畴内且受以下权利要求书的保护。

附图说明

可以参考以下图和描述更好地理解系统。图中的组件并不一定按比例绘制，而是重点图示本发明的原理。而且，在图中，相似参考数字指定遍及不同视图的对应部分。

图1图示具有以大致上圆形样式安置于框架中的多个磁体的平面扬声器系统的实施例。

图2是图1的平面扬声器系统的分解图。

图3图示图1的平面扬声器系统的底部框架。

图4图示在图3的底部框架内配置成圆形样式的一组磁体的实施例。

图5图示具有放置于其上的导电迹线的振动膜的实施例。

图6图示平面扬声器系统的框架、磁体和振动膜的实施例。

图7图示图6的平面扬声器系统的顶部框架。

图8图示图1的平面扬声器系统的剖面图。

图9图示具有配置成圆形样式的第一组磁体和第二组磁体的平面扬声器系统的另一实施方案的分解图。

图10图示图9的平面扬声器系统的剖面图。

具体实施方式

聆听环境中的空间限制经常阻止音频系统中拥有用于系统设计的优选指向性图的扬声器的使用。例如，用于定位和/或安装音频系统的扬声器的聆听环境中可用的空间量和特定位置可能阻止展现预期指向性图的特定扬声器的使用。同样，由于空间和位置约束，可能无法以与扬声器的指向性图一致的方式定位或定向期望的扬声器。结果，特定环境的大小和空间约束可能难以从音频系统实现期望的性能。具有这样的约束的聆听环境的实施例是汽车或其它车辆的内部客舱。

虽然电动式扬声器的电路可能有设计挑战，但是因为电动式扬声器被设计成具有非常浅的深度，所以其非常值得期望。在这种空间灵活性下，电动式扬声器可以定位于传统上常规扬声器无法装配的位置。这个空间灵活性在将扬声器定位于常规扬声器无法以别的方式装配的位置处可以提供不同优点的汽车应用中尤其有利。进一步来说，因为最终扬声器总成安装于车辆上，所以重要的是在装运和处理期间总成较坚硬，使得振动膜或框架不会在安装期间变形。

虽然常规电动式扬声器在深度上较浅且因此优于在要求薄型扬声器的环境中使用的常规扬声器，但是电动式扬声器具有大体上矩形的平面辐射体，其通常在高度和宽度上较大以实现可接受的操作波长灵敏性、功率容量、最大声压水准能力和低频带宽而限制电动式扬声器的应用。

在图1中，示出了平面扬声器系统10的实施例。平面扬声器系统10通常包括具有外径14的顶部框架12和还具有外径18的底部框架16。顶部框架12的外径14连接至底部框架16的外径18。通常，框架12和16由钢材制成，但是可以由任何适当的材料制成，诸如其它金属和塑料。

图2是图1的平面扬声器系统10的分解图。如先前所述，平面扬声器系统10包括具有外径14的顶部框架12和具有外径18的底部框架16。底部框架16界定空腔20。空腔20在形状上可以是圆形。磁体22a至22l位于底部框架16的空腔20内。磁体通常围绕中心轴24配置成圆形样式。在这个实施方案中，存在十二个磁体22a至22l，但是可以利用任何适当数量的磁体。

多个磁体22a至22l的每个各呈现各种不同的形状，诸如大致上梯形形状、大致上半圆形形状或大致上三角形形状。多个磁体22a至22l可以是铁氧体磁体或稀土磁体，或任何其它磁性材料。

振动膜26位于多个磁体22上。振动膜26包括一组导电迹线28a至28l。导电迹线28a至28l可以形成于振动膜26中，或可以耦接至振动膜26的表面。在这个实施方案中，存在对应于十二个磁体22a至22l的十二个导电迹线28a至28l。振动膜26连接至底部框架16的外径18且越过底部框架16的空腔20延伸。多个磁体22a至22l在空腔20中封围于振动膜26与底部框架16之间。

每个导电迹线28a至28l以预定形状在振动膜中/上定路径以表示具有不存在导电迹线的中心区域的线圈。在一个实施例中，每个导电迹线28a至28l可以定路径以形成具有周围每个各自迹线被定路径的大体上三角形中间段30a至30l的三角形线圈。如所示，存在至每个迹线28a至28l的四个线匝，但是可以利用任何数量的迹线的线匝。当随时间改变的电流施加至导电迹线28a至28l时，由于线圈构造，电磁场由导电迹线28a至28l产生。由导电迹线28a至28l中时变电流感应的电磁场与由磁体22a至22l产生的磁场的相互作用可以引起振动膜26振动，从而产生声音。因此，表示音乐或人声的时变电流可以施加至导电迹线28a至28l以产生作为听得到的声音的音乐或人声。

顶部框架12可以具有多个开口32a至32l。开口32a至32l可以导向由振动膜26产生的声音且电迹线28a至28l具有施加的电流。开口32a至32l可以在数量和形状上都改变。这些开口32a至32l的目的包括引导振动膜26振动时产生的声波。

顶部框架12可以进一步包括内径34。以相似的方式，振动膜26可以包括内径36且底部框架16还可以包括内径38。磁极片40可以分别连接至顶部框架14、振动膜26和底部框架16的内径34、36和38。紧固件（诸如螺丝42）可以分别在顶部框架12、振动膜26的内径34、36和38内延伸且啮合锥形物40，从而将磁极片40保持于适当位置且保持其与顶部框架12、振动膜26和底部框架16连接。在其它实施方案中，可以使用其它形式的紧固件、粘合剂或任何其它固持装置。

图3是底部框架16的实施例的更详细的图。如先前所述，底部框架16包括外径18和内径38。底部框架16可定形使得空腔20被界定。通常，空腔20在形状上可以如底部框架16的外径18般是圆形。

图4是底部框架16的实施例，其包括安置于由底部框架16界定的空腔20内的磁体22a至22l。磁体22a至22l围绕中心轴24配置成圆形样式。磁体22a至22l可以呈现适于应用的各种不同形状。在一些实施例中，磁体22a至22l在形状上可以是矩形、梯形或半圆形。

图5是振动膜26的实施例的更详细的图。如先前所述，振动膜26包括内径36和外径27。振动膜26在形状上可以是大致上圆形。可以用在拉伸下附接至底部框架16的柔性的大致上平面片状材料（诸如薄膜）形成振动膜26。通常，振动膜26由预发泡泡沫塑料材料（诸如聚苯乙烯或聚酰亚胺）建构。振动膜26的频率响应通常由其材料的类型和密度与其声音产生地区的面积、厚度和等高线确定。预定张力可以用于使振动膜的谐振频率最优化。使振动膜谐振最优化可以扩展带宽且减少扬声器的声音失真。

导电迹线28a至28l放置于振动膜26上。每个导电迹线28a至28l通常界定并不具有任何导电迹线的区域30a至30l。在一个实施例中，并不具有导电迹线30a至30l的区域30a至30l在形状上通常是矩形和/或梯形。导电迹线28a至28l可以由铝制成。每个导电迹线28a至28l具有第一端子29a至29l和第二端子31a至31l。越过第一端子29a至29l和第二端子31a至31l施加电压，以便通过导电迹线28a至28l施加电流。

在图6中，示出了具有导电迹线28a至28l以及第一组多个磁体22a至22l的振动膜26的实施例的更详细的图。通常，磁体22a至22l在相邻于振动膜处放置，使得磁体22a至22l具有通常界定开放空间30a至30l且与各自导电迹线28a至28l的每个对准的边界。迹线28a至28l在磁体22a至22l的外部边缘的周围，但是由于较强的磁通量强度场，迹线的内圈与磁体的边缘重叠。每个磁体22a至22l可以被对准以具有与相邻定位的磁体相反的面向振动膜26的极性（北极（N）或南极（S））。因此，相较于任一侧上定位的磁体，磁体具有反极性。在操作期间，振动膜26周围的磁体的交替极性通过相邻定位的磁体引起反向吸引力和迹线的相斥。

图7是顶部框架12的实施例的更详细的图。顶部框架12具有多个开口32a至32l。开口32a至32l的数量可以基于应用而明显地改变。因而，开口32a至32l可以基于被形成和构造来传输由平面扬声器系统产生的声音的各种不同形状而包括更少或更多开口。在图7中，开口32a至32l被形成为与顶部框架12的内径34轴向对准且大致上均匀地隔开。开口32a至32l可形成为预定形状（诸如，锥形形状），使得每个开口32a至32l随着自内径34的距离而逐渐变大。在一些实施例中，开口32a至32l可以形成为合作地操作为波导或透镜来对由平面扬声器系统发出的声波提供指向性、分散或任何其它效果。顶部框架12还可以包括消除振动膜前面的限制性气流的通道。

图8是图1的平面扬声器系统10的实施例的剖面图。如先前所述，平面扬声器系统可以包括具有外径14的顶部框架12和具有外径18的底部框架16。底部框架16可以界定空腔20，且在空腔20内，磁体22a至22l可以围绕中心轴24配置成大致上圆形形状。顶部和底部框架各分别包括外径14和18。

或者，振动膜26可以是具有外径27和内径36的预定形状，诸如圆形振动膜。在这个实施例中，还存在第一圆环44和第二圆环46。第一圆环44连接至底部框架16的外径18，而第二圆环46连接至顶部框架12的外径14。振动膜的外径可以夹于第一环44与第二环46之间以相对于磁体22固定地维持振动膜27的位置。

进一步来说，磁极片40具有顶部段40a和底部段40b，其中紧固件（诸如螺丝）将磁极片段保持在一起。磁极片40的外径可以连接至振动膜的内径36。紧固件可以连接磁极片40的部分40a和40b，使得振动膜26的内径36连接至磁极片40。图9是扬声器系统110的另一实施例。在这个实施方案中，类似参考数字用于指称类似项，其中差异是数字增加了100。相似于上文，这个实施方案可以包括顶部框架112和底部框架116。在这个实施例中，扬声器系统110是大致上圆形，在其它实施例中，扬声器系统110可以其它形状（诸如椭圆形）形成。在图9中，顶部框架112具有外径114，而底部框架116具有外径118。相似于上文，底部框架116可以界定空腔120。但是，顶部框架112还可以界定顶部空腔121。

磁体122可以圆形样式安置于底部框架116的空腔120内。此外，振动膜126可以连接至底部框架116的外径118或顶部框架112的外径114。振动膜126可以包括导电迹线128a至128l。这些导电迹线128a至128l类似于先前关于以上段落和图中的导电迹线28a至28l描述的导电迹线。扬声器系统110还包括围绕中心轴以圆形式样安置于空腔121中的磁体123。上磁体可以基于振动膜完全相似于底部磁体阵列的镜像3-D图像来排列，上磁体的底部极性应与底部磁体的顶部的极性相同。

图10是图9的扬声器系统110的剖面图。在这里，扬声器系统110包括具有外径114的顶部框架112和具有外径118的底部框架。顶部框架112界定空腔121，而底部框架116界定空腔120。位于空腔121内的是多个磁体123a至123l。以相似的方式，位于底部空腔120内的是多个磁体122a至122l。如上文提及，磁体122a至122l围绕中心轴124配置成圆形样式。扬声器系统110还可以包括连接至外径118的孔环144和连接至外径114的孔环146。振动膜126具有连接至孔环144和146的外径127。进一步来说，孔环126还具有连接至具有顶部部分140a和底部部分140b的磁极片140的外径136。连接磁极片140的两个部分140a和140b的是紧固件142。

虽然已描述本发明的不同实施方案，但是所属领域一般技术人员将了解许多更多实施方案和实施例在本发明的范畴内是可行的。因此，除了按照随附权利要求书及其等效物之外，本发明将不受限制。

Claims (26)

1.一种平面扬声器系统，其包括：

框架，其具有第一框架部分和第二框架部分，所述第一框架部分界定第一空腔，所述第二框架部分界定第二空腔；

第一组磁体，其安置于所述第一空腔中，所述第一组磁体包括多个周向地间隔开的第一磁体，并且被配置为形成从中心轴线向外隔开的大致上圆形样式；

第二组磁体，其安置于第二空腔中，所述第二组磁体包括多个周向地间隔开的第二磁体，并且被配置为形成从所述中心轴线向外间隔开的大致上圆形样式；

振动膜，其位于所述第一组磁体与第二组磁体之间，所述振动膜具有形成于其上的多个周向间隔开的导电迹线，各所述导电迹线与所述第一磁体中的一个以及所述第二磁体中的一个对齐，所述振动膜连接至所述框架。

2.根据权利要求1所述的平面扬声器系统，其中所述第一空腔和所述第二空腔中的至少一个在形状上是大致上圆形。

3.根据权利要求2所述的平面扬声器系统，

其中所述第一和第二框架部分各具有在形状上是大致上圆形的外径；

其中所述振动膜在形状上是大致上圆形且具有外径；且

其中所述振动膜的所述外径连接至所述第一和第二框架部分的所述外径。

4.根据权利要求3所述的平面扬声器系统，其进一步包括：

第一孔环，其连接至所述第一框架部分的所述外径；

第二孔环，其连接至所述第二框架部分的所述外径；且

所述振动膜的所述外径在所述第一和第二孔环之间且连接至所述第一和第二孔环。

5.根据权利要求1所述的平面扬声器系统，

其中所述第一框架部分具有内径；

其中所述振动膜具有内径；和

磁极片，其连接至所述第一框架部分的所述内径和所述振动膜的所述内径。

6.根据权利要求1所述的平面扬声器系统，

其中所述第二框架部分具有内径；且

一磁极片连接至所述第二框架部分的所述内径和所述振动膜的内径。

7.根据权利要求1所述的平面扬声器系统，其中所述第一组磁体或第二组磁体在形状上各是大致上梯形。

8.根据权利要求1所述的平面扬声器系统，其中所述第一组磁体或第二组磁体在形状上各是大致上三角形。

9.根据权利要求1所述的平面扬声器系统，其中所述第一组磁体或第二组磁体是铁氧体磁体或稀土磁体。

10.一种平面扬声器系统，其包括：

框架，其具有第一框架部分和第二框架部分，所述第一框架部分界定第一空腔，所述第二框架部分界定第二空腔；

第一组磁体，其安置于所述第一空腔中，所述第一组磁体包括多个周向地间隔开的第一磁体，并且被配置为形成从中心轴线向外隔开的大致上圆形样式；

第二组磁体，其安置于所述第二空腔中，所述第二组磁体包括多个轴向地间隔开的第二磁体，并且被配置为形成从所述中心轴向隔开的大致上圆形样式；

振动膜，其位于所述第一组磁体与第二组磁体之间，所述振动膜具有形成于其上的多个周向间隔开的导电迹线，各所述导电迹线与所述第一磁体中的一个以及所述第二磁体中的一个对齐，所述振动膜连接至所述框架；

其中所述第一和第二框架部分各具有内径；

其中所述振动膜具有内径；和

磁极片，其连接至所述第一和第二框架部分的所述内径和所述振动膜的所述内径。

11.根据权利要求10所述的平面扬声器系统，其中所述第一空腔和所述第二空腔中的至少一个在形状上是大致上圆形。

12.根据权利要求11所述的平面扬声器系统，

其中所述第一和第二框架部分各具有在形状上是大致上圆形的外径；

其中所述振动膜在形状上是大致上圆形且具有外径；且

其中所述振动膜的所述外径连接至所述第一和第二框架部分的 所述外径。

13.根据权利要求12所述的平面扬声器系统，其进一步包括：

第一孔环，其连接至所述第一框架部分的所述外径；

第二孔环，其连接至所述第二框架部分的所述外径；且

所述振动膜的所述外径在所述第一和第二孔环之间且连接至所述第一和第二孔环。

14.根据权利要求10所述的平面扬声器系统，其中所述第一组磁体或第二组磁体在形状上各是大致上梯形。

15.根据权利要求10所述的平面扬声器系统，其中所述第一组磁体或第二组磁体在形状上各是大致上三角形。

16.根据权利要求10所述的平面扬声器系统，其中所述第一组磁体或第二组磁体是铁氧体磁体或稀土磁体。

17.根据权利要求10所述的平面扬声器系统，其中所述第一或第二框架部分形成为包括配置成圆形样式的多个开口。

18.一种平面扬声器系统，其包括：

框架，其具有第一框架部分和第二框架部分，所述第一框架部分界定第一空腔，所述第二框架部分界定第二空腔；

第一组磁体，其安置于所述第一空腔中，所述第一组磁体包括多个周向间隔开的第一磁体，并且被配置为形成从中心轴线向外隔开的大致上圆形样式；

第二组磁体，其安置于所述第二空腔中，所述第二组磁体包括多个周向间隔开的第二磁体，并且被配置为形成从所述中心轴线向外隔开的大致上圆形样式；

振动膜，其位于所述第一组磁体与第二组磁体之间，所述振动膜具有形成于其上的多个周向间隔开的导电迹线，各所述导电迹线与所述第一磁体中的一个以及所述第二磁体中的一个对齐，所述振动膜连接至所述框架；

其中所述第一或第二框架部分形成为包括配置成圆形样式的多个开口。

19.根据权利要求18所述的平面扬声器系统，其中所述第一空腔和所述第二空腔中的至少一个在形状上是大致上圆形。

20.根据权利要求19所述的平面扬声器系统，

其中所述第一和第二框架部分各具有在形状上是大致上圆形的外径；

其中所述振动膜在形状上是大致上圆形且具有外径；且

其中所述振动膜的所述外径连接至所述第一和第二框架部分的所述外径。

21.根据权利要求20所述的平面扬声器系统，其进一步包括：

第一孔环，其连接至所述第一框架部分的所述外径；

第二孔环，其连接至所述第二框架部分的所述外径；且

所述振动膜的所述外径在所述第一和第二孔环之间且连接至所述第一和第二孔环。

22.根据权利要求18所述的平面扬声器系统，

其中所述第一框架部分具有内径；

其中所述振动膜具有内径；和

磁极片，其连接至所述第一框架部分的所述内径和所述振动膜的所述内径。

23.根据权利要求18所述的平面扬声器系统，

其中所述第二框架部分具有内径；且

一磁极片连接至所述第二框架部分的所述内径和所述振动膜的内径。

24.根据权利要求18所述的平面扬声器系统，其中所述第一组磁体或第二组磁体在形状上各是大致上梯形。

25.根据权利要求18所述的平面扬声器系统，其中所述第一组磁体或第二组磁体在形状上各是大致上三角形。

26.根据权利要求18所述的平面扬声器系统，其中所述第一组磁体或第二组磁体是铁氧体磁体或稀土磁体。