CN103813247A - 扬声器单元 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种扬声器单元，包括一第一极板、一第一间隔件、一第一振膜、一第二间隔件、一第二振膜、一第三间隔件及一第二极板。第一极板包括一第一导电层。第二极板包括一第二导电层。第一振膜与第二振膜分别设置于第一极板与第二极板之间。第一间隔件接触第一导电层与第一振膜。第二间隔件设置于第一振膜与第二振膜之间。第三间隔件接触第二导电层与第二振膜。第一导电层与第二导电层用于接收一音频信号，且第一振膜与第二振膜用于根据音频信号而相对于第一极板与第二极板振动，以产生对应的声音。

Description

扬声器单元

技术领域

本发明是有关于一种扬声器单元，且特别是有关于一种双振膜结构的扬声器单元。

背景技术

人类最直接的两种感官反应是视觉与听觉系统，因此长久以来，科学家们极力的发展与此相关的元件或系统技术。目前电声扬声器分类主要分为直接、间接辐射型，而驱动方式大概分为动圈式、压电式及静电式扬声器。不论何种扬声器，其构件主要可分为极板、振膜与音腔。

详细而言，振膜可包含驻极体层，驻极体层经充电后在材料内部可产生驻电效果，极板用于接收音频信号而与驻极体层的电荷产生吸引力或排斥力，以带动振膜运动而产生声音输出。现有的扬声器多通过单一极板接收音频信号来驱动振膜振动，其声音输出较为单调而缺乏变化性。目前，虽已有通过双极板来接收音频信号来驱动振膜振动的扬声器，但此类扬声器的振膜结构使得其重量与厚度较难降低。由于振膜厚度是影响音质细腻程度的关键，对功率输出较小的扬声器而言，较难表现出声音的细节。

发明内容

本发明提供一种扬声器单元，具有低失真的音质表现。

本发明提出一种扬声器单元，包括一第一极板、一第一间隔件、一第一振膜、一第二间隔件、一第二振膜、一第三间隔件及一第二极板。第一极板包括一第一导电层。第二极板包括一第二导电层。第一振膜设置于第一极板与第二极板之间。第二振膜设置于第一极板与第二极板之间。第一间隔件接触第一导电层与第一振膜。第二间隔件设置于第一振膜与第二振膜之间。第三间隔件接触第二导电层与第二振膜。第一导电层与第二导电层用于接收一音频信号，且第一振膜与第二振膜用于根据音频信号而相对于第一极板与第二极板振动，以产生对应的声音。

在本发明的一实施例中，上述的第一极板包括一第一电极层，第二极板包括一第二电极层，第一电极层及第二电极层位于该扬声器单元的两相对外侧。

在本发明的一实施例中，上述的第一极板包括多个第一开孔，第二极板包括多个第二开孔，这些第一开孔及这些第二开孔用于供声音输出。

在本发明的一实施例中，上述的第一振膜包括一第一驻极体层及一第三导电层，且第二振膜包括一第二驻极体层及一第四导电层。

在本发明的一实施例中，上述的第一间隔件包括相对的一第一面及一第二面，第一间隔件的第一面接触于第一导电层，第一间隔件的第二面接触第一驻极体层，第三间隔件包括相对的一第一面及一第二面，第三间隔件的第一面接触第二驻极体层，第三间隔件的第二面接触第二导电层。

在本发明的一实施例中，上述的第三导电层与第四导电层分别接触第二间隔件的相对两面。

在本发明的一实施例中，上述的第一间隔件与第三间隔件实质上相同。

在本发明的一实施例中，上述的第一间隔件、第二间隔件及第三间隔件分别包括一外框单元与位于外框单元内的一支撑单元，第一间隔件、第二间隔件及第三间隔件的这些外框单元与这些支撑单元之间所分别形成的图案相同。

在本发明的一实施例中，上述的第一间隔件与第三间隔件的高度范围约在120微米至400微米之间。

在本发明的一实施例中，上述的第二间隔件的高度小于30微米。

基于上述，本发明的扬声器单元通过在第一振膜的第一驻极体层与第二振膜的第二驻极体层上灌注电荷，且第一极板与第二极板连接于交流电压源以同步输入音频信号而驱动第一振膜及第二振膜振动，使得第一振膜及第二振膜的两侧能够均匀地受力而使得对应音频信号的声音输出较为真实。此外，通过高度极小的第二间隔件使第一振膜与第二振膜之间极为接近，以降低声音的失真率，并且，由于第一振膜与第二振膜被第二间隔件隔开，可避免第一振膜与第二振膜接触导致厚度增加而影响音质表现的状况。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是本发明的一实施例的一种扬声器单元的示意图；

图2是图1的扬声器单元的第一间隔件的示意图；

图3及图4是图1的扬声器单元的操作示意图。

附图标记说明：

10：交流电压源；

100：扬声器单元；

110：第一极板；

112：第一电极层；

114：第一导电层；

116：第一开孔；

120：第一间隔件；

122：第一面；

124：第二面；

126：外框单元；

128：支撑单元；

129：声音通道；

130：第一振膜；

132：第一驻极体层；

134：第三导电层；

140：第二间隔件；

142：第一面；

144：第二面；

146：外框单元；

148：支撑单元；

149：声音通道；

150：第二振膜；

152：第二驻极体层；

154：第四导电层；

160：第三间隔件；

162：第一面；

164：第二面；

166：外框单元；

168：支撑单元；

169：声音通道；

170：第二极板；

172：第二电极层；

174：第二导电层；

176：第二开孔。

具体实施方式

图1是本发明的一实施例的一种扬声器单元的示意图。请参阅图1，本实施例的扬声器单元100可应用于耳机、外放音响或其它音频输出装置，但扬声器单元100的应用不以上述为限制。本实施例的扬声器单元100包括一第一极板110、至少一第一间隔件120、一第一振膜130、至少一第二间隔件140、一第二振膜150、至少一第三间隔件160及一第二极板170。

第一极板110用于接收一音频信号。各第一间隔件120包括相对的一第一面122及一第二面124，第一间隔件120的第一面122接触于第一极板110。第一间隔件120的第二面124接触第一振膜130的一面。第二间隔件140包括相对的一第一面142及一第二面144，第二间隔件140的第一面142接触第一振膜130的另一面。第二间隔件140的第二面144接触第二振膜150的一面。第三间隔件160包括相对的一第一面162及一第二面164，第三间隔件160的第一面162接触第二振膜150的另一面。第二极板170用于接收音频信号且接触于第三间隔件160的第二面164。在本实施例中，第一振膜130与第二振膜150用于根据音频信号而相对于第一极板110与第二极板170振动，以产生对应的声音。

详细而言，本实施例的第一极板110包括一第一电极层112及一第一导电层114，且第一导电层114接触第一间隔件120的第一面122。第二极板170包括一第二电极层172及一第二导电层174，第二导电层174接触第三间隔件160的第二面164。第一导电层114及第二导电层174分别电性连接于一交流电压源10，以获得音频信号。如图1所示，第一电极层112及该第二电极层172位于扬声器单元100的两相对外侧。

第一极板110与第二极板170可具可挠性。第一导电层114及第二导电层174可包括一导电金属膜、一导电金属网、一导电纤维、或在其上提供一导电膜的一聚合物基板。导电纤维的形式可为一薄板、一网状或一毡状，且导电纤维可包括一金属纤维、一碳纤维、一石墨纤维或涂覆金属、碳或石墨的一玻璃纤维，但导电纤维的种类不以此为限制。聚合物基板可包括聚亚酰胺(Polyimide，PI)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、聚对苯二甲酸二乙酯(Polyethylene terephthalate，PET)、聚甲基丙烯酸甲脂(Polymethylmethacrylate，PMMA)或环烯烃共聚物(cyclic olefin copolymer，COC)，而涂覆在聚合物基板上的导电膜可包括氧化铟锡(Indium tin oxide，ITO)或氧化铟锌(Indium zinc oxide，IZO)，但聚合物基板与导电膜的种类不以此为限制。

此外，如图1所示，第一极板110及第二极板170分别包括多个第一开孔116及多个第二开孔176，由于第一振膜130与第二振膜150可根据音频信号而相对于第一极板110与第二极板170振动，以产生对应的声音，这些第一开孔116及这些第二开孔176用以供声音自扬声器单元100输出。

在本实施例中，第一振膜130包括一第一驻极体层132及一第三导电层134，第一驻极体层132接触第一间隔件120的第二面124，第三导电层134接触第二间隔件140的第一面142。第二振膜150包括一第二驻极体层152及一第四导电层154，第二驻极体层152接触第三间隔件160的第一面162，第四导电层154接触第二间隔件140的第二面144。

第一驻极体层132及第二驻极体层152的材料可为一介电材料(DielectricMaterials)，介电材料经电化(Electrized)处理而能长期保有静电荷(StaticCharges)，而经充电后在材料内部可产生驻电效果。在本实施例中，介电材料可为例如氟化乙烯丙烯共聚物(fluorinated ethylenepropylene，FEP)、聚四氟乙烯(polytetrafluoethylene，PTFE)、聚氟亚乙烯(polyvinylidene fluride，PVDF)、部份含氟高分子聚合物(Fluorine Polymer)及其他适当材料等等，而第一驻极体层132及第二驻极体层152的内部可包含微米或奈微米孔径的孔洞。由于第一驻极体层132及第二驻极体层152经过电化处理后，能长期保有静电荷及压电性，并可使内部包含奈微米孔洞以增加透光度及压电特性，经电晕充电后在材料内部产生双极性电荷(Dipolar Charges)而产生驻电效果。因此，第一驻极体层132与第二驻极体层152可利用空穴进行正充电或是利用电子进行负充电。

在本实施例中，第一间隔件120、第二间隔件140及第三间隔件160用以将第一极板110、第一振膜130、第二振膜150与第二极板170隔开。当第一极板110与第二极板170输入电压时，第一振膜130与第二振膜150可有足够的空间移动。第一间隔件120、第二间隔件140及第三间隔件160的材质可为橡胶(rubber)、聚亚酰胺、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸二乙酯或聚甲基丙烯酸甲脂，但第一间隔件120、第二间隔件140及第三间隔件160的材质不以上述为限制。此外，在图1中，第一间隔件120、第二间隔件140及第三间隔件160的数量皆为七个，但第一间隔件120、第二间隔件140及第三间隔件160的数量及位置不以此为限制，只要可使第一极板110、第一振膜130、第二振膜150与第二极板170不互相接触即可。

如图1所示，本实施例的第一间隔件120与第三间隔件160实质上相同，也就是说，第一间隔件120与第三间隔件160的材质、高度及形状相同。第一间隔件120与第三间隔件160的高度范围约在120微米至400微米之间。在本实施例中，第一间隔件120与第三间隔件160的高度约为230微米，但第一间隔件120与第三间隔件160的高度不以此为限制。在其他实施例中，第一间隔件120与第三间隔件160亦可具有不同的材质、高度及形状。第二间隔件140的高度必须小于第一间隔件120与第三间隔件160，而第二间隔件140的材质可与第一间隔件120与第三间隔件160相同或不同。

若第二间隔件140的高度越小，第一驻极体132与第二驻极体152之间的距离越小，如此，扬声器单元100可得到较低的失真性。但若第二间隔件140的高度过小而使得第一驻极体132与第二驻极体152相连，则会使得厚度与质量增加(也就是第一振膜130加上第二振膜150的厚度与质量)，反而影响了扬声器单元100的音质表现(特别是中低音的表现)。

在本实施例中，第二间隔件140的高度小于30微米，但第二间隔件140的高度不以此为限制，只要可将第一振膜130的第一驻极体层132与第二振膜150的第二驻极体层152隔开即可。

在本实施例中，第一间隔件120、第二间隔件140与第三间隔件160的横截面分别具有图案，下面将以第一间隔件120为例来做介绍。图2是图1的扬声器单元的第一间隔件的示意图。请参阅图2，在本实施例中，第一间隔件120是由一外框单元126与位于外框单元126内的一支撑单元128所构成，以将第一极板110与第一振膜130隔开。第一间隔件120的外框单元126与支撑单元128可经由例如是图案化及腐蚀处理的方式而形成简单的几何形状与图案(例如是多个正方格)。外框单元126与支撑单元128之间的间隔可做为声音通道129。虽然在图2中所示出的声音通道129为正方格，但在其它实施例中，声音通道129亦可为其他的几何图形、大小或是具有多种形状等。

在本实施例中，第二间隔件140与第三间隔件160亦由外框单元146、外框单元166与支撑单元148、支撑单元168所构成，且第一间隔件120、第二间隔件140与第三间隔件160的声音通道129、声音通道149、声音通道169的图案形式相同(如图1所示，第一间隔件120、第二间隔件140与第三间隔件160的支撑单元128、支撑单元148、支撑单元168之间的距离分别相同)。在此情况下，扬声器单元100可具有较好的声音表现。但在其他实施例中，第二间隔件140的声音通道149的图案形式亦可与第一间隔件120及第三间隔件160的声音通道129、声音通道169的图案形式不同，第一间隔件120、第二间隔件140与第三间隔件160的声音通道129、声音通道149、声音通道169的图案形式并不以上述为限制。

图3与图4是图1的扬声器单元的操作示意图。请先参阅图3，在本实施例中，以第一驻极体层132与第二驻极体层152注满负电荷为例。交流电压源10分别连接到第一极板110的第一导电层114与第二极板170的第二导电层174，以输入音源信号。当输入第一极板110的第一导电层114的音源信号为正电压时，其会对扬声器单元100上第一驻极体层132与第二驻极体层152的负电荷产生吸引力，同时，第二极板170的第二导电层174可被施以负电压，而对第一驻极体层132与第二驻极体层152的负电荷产生排斥力。如此，第一振膜130的第一驻极体层132与第二振膜150的第二驻极体层152便会如图2所示地往第一极板110的方向移动。

反之亦然，当交流电压源10输入的电压相位改变时，请参阅图4，当输入第一极板110的第一导电层114的音源信号为负电压时，其会对扬声器单元100上第一驻极体层132与第二驻极体层152的负电荷产生排斥力，同时，第二极板170的第二导电层174可被施以正电压，而对第一驻极体层132与第二驻极体层152的负电荷产生吸引力，而使第一振膜130与第二振膜150如图3所示地往第二极板170的方向移动。

本实施例的扬声器单元100通过第一振膜130与第二振膜150往不同运动的方向运动时，压缩周围空气而产生对应的声音。并且，由于第一振膜130与第二振膜150同时被两侧的第一极板110与第二极板170吸引与排斥，第一振膜130与第二振膜150可受到较均匀的力量，其失真性较低，而具有较佳的音质表现。当然，在其他实施例中，第一驻极体层132与第二驻极体层152亦可注满正电荷，第一驻极体层132与第二驻极体层152具有的电荷种类并不以上述为限制。

综上所述，本发明的扬声器单元通过在第一振膜的第一驻极体层与第二振膜的第二驻极体层上灌注电荷，且第一极板与第二极板连接于交流电压源以同步输入音频信号而驱动第一振膜及第二振膜振动，使得第一振膜及第二振膜的两侧能够均匀地受力而使得对应音频信号的声音输出较为真实。此外，通过高度极小的第二间隔件使第一振膜与第二振膜之间极为接近，以降低声音的失真率，并且，由于第一振膜与第二振膜被第二间隔件隔开，可避免第一振膜与第二振膜接触导致厚度增加而影响音质表现的状况。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种扬声器单元，其特征在于，包括：

第一极板，包括第一导电层；

第二极板，包括第二导电层；

第一振膜，设置于该第一极板与该第二极板之间；

第二振膜，设置于该第一极板与该第二极板之间；

至少一第一间隔件，接触该第一极板与该第一振膜；

至少一第二间隔件，设置于该第一振膜与该第二振膜之间；以及

至少一第三间隔件，接触该第二极板与该第二振膜，其中：

该第一导电层与该第二导电层用于接收音频信号，且该第一振膜与该第二振膜用于根据该音频信号而相对于该第一极板与该第二极板振动，以产生对应的声音。

2.根据权利要求1所述的扬声器单元，其特征在于，该第一极板包括第一电极层，该第二极板包括第二电极层，该第一电极层及该第二电极层位于该扬声器单元的两相对外侧。

3.根据权利要求1所述的扬声器单元，其特征在于，该第一极板包括多个第一开孔，该第二极板包括多个第二开孔，这些第一开孔及这些第二开孔用于供声音输出。

4.根据权利要求1所述的扬声器单元，其特征在于，该第一振膜包括第一驻极体层及第三导电层，且该第二振膜包括第二驻极体层及第四导电层。

5.根据权利要求4所述的扬声器单元，其特征在于，该第一间隔件包括相对的第一面及第二面，该第一间隔件的该第一面接触于该第一导电层，该第一间隔件的该第二面接触该第一驻极体层，该第三间隔件包括相对的第一面及第二面，该第三间隔件的该第一面接触该第二驻极体层，该第三间隔件的该第二面接触该第二导电层。

6.根据权利要求4所述的扬声器单元，其特征在于，该第三导电层与该第四导电层分别接触该第二间隔件的相对两面。

7.根据权利要求1所述的扬声器单元，其特征在于，各该第一间隔件与各该第三间隔件实质上相同。

8.根据权利要求1所述的扬声器单元，其特征在于，该第一间隔件、该第二间隔件及该第三间隔件分别包括外框单元与位于该外框单元内的支撑单元，该第一间隔件、该第二间隔件及该第三间隔件的这些外框单元与这些支撑单元之间所分别形成的图案相同。

9.根据权利要求1所述的扬声器单元，其特征在于，各该第一间隔件与各该第三间隔件的高度范围约在120微米至400微米之间。

10.根据权利要求1所述的扬声器单元，其特征在于，各该第二间隔件的高度小于30微米。

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