CN104768111B - 抑制偏振的扬声器装置和调整振膜平衡位置和顺性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抑制偏振的扬声器装置、一种调整扬声器振膜平衡位置的方法、以及一种调整扬声器振膜顺性的方法，包括：振动系统、磁路系统、容纳振动系统和磁路系统的外壳，以及电荷极性一致的第一驻极体层、第二驻极体层和第三驻极体层；第一驻极体层依附于振动系统，第二驻极体层依附于振动系统之上的第一固定部件并且与第一驻极体层相对，第三驻极体层依附于振动系统之下的第二固定部件并且与第一驻极体层相对；并且第一驻极体层、第二驻极体层和第三驻极体层相互平行。本发明采用静电场作用力抑制振膜在振动方向上的偏振，静电场力依靠驻极体层来提供，不需要外加激励信号并且组装工艺简单、抑制效果好。

Description

抑制偏振的扬声器装置和调整振膜平衡位置和顺性的方法
技术领域
本发明涉及一种抑制偏振的扬声器装置、一种调整扬声器振膜平衡位置的方法、以及一种调整扬声器振膜顺性的方法。
背景技术
对于微型扬声器模组而言，模组的装置通常是不对称的，同时由于在微型扬声器组装过程中存在的难以避免的工艺公差，往往导致微型扬声器的振膜在大位移情况下产生偏振，主要表现为补强部的四个边角位置的位移不等，即在振动方向上振膜平面的位移大小不一致。
而市场上对内磁间隙和外磁间隙的要求越来越高，日益减小的磁间隙对振膜的偏振也会越来越敏感。
振膜偏振会带来以下问题：
1)这种振动方向上的位移不一致会导致振膜平面的应力不集中，从而容易造成局部区块的应力过大而导致振膜过度疲劳甚至膜裂。
2)振动方向上振动位移不一致还会导致音圈在磁间隙内发生偏斜，从而与磁路发生擦碰。
当前，在微型扬声器中有通过使用定心支片来缓解产品的偏振,定心支片主要通过机械回复力来抑制偏振，但定心支片会占据一定的空间，同时应用在微型扬声器中对工艺的挑战也比较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种抑制扬声器偏振的新的技术方案。
根据本发明的第一方面，提供了一种抑制偏振的扬声器装置，包括：
振动系统、磁路系统、容纳所述振动系统和所述磁路系统的外壳，以及电荷极性一致的第一驻极体层、第二驻极体层和第三驻极体层；
所述第一驻极体层依附于所述振动系统，所述第二驻极体层依附于所述振动系统之上的第一固定部件并且与所述第一驻极体层相对，所述第三驻极体层依附于所述振动系统之下的第二固定部件并且与所述第一驻极体层相对；并且所述第一驻极体层、第二驻极体层和所述第三驻极体层相互平行。
优选的，所述振动系统包括振膜和位于所述振膜下方的音圈，所述第一驻极体层依附于所述振膜。
优选的，还包括设置在所述振膜和所述音圈之间并且隔离所述第一驻极体层和所述音圈的第一阻热材料层。
优选的，所述第一阻热材料层覆盖所述振膜的全部区域，或者仅设置于所述振膜与所述音圈连接的区域。
优选的，所述振膜包括振膜本体部和补强部，所述振膜本体部包括位于中间的平面部和位于平面部边缘的折环部，所述补强部设置在所述平面部的上方；所述第一驻极体层设置在所述平面部靠近所述音圈的一侧、或者设置在所述平面部靠近所述补强部的一侧，或者设置在所述补强部的上方。
优选的，还包括设置在所述振膜和所述音圈之间并且隔离所述第一驻极体层和所述音圈的第一阻热材料层；
优选的，所述第一阻热材料层覆盖所述振膜本体部的全部区域，或者仅覆盖所述平面部的全部区域，或者仅设置于所述振膜与所述音圈连接的区域。
优选的，所述第一驻极体层、第二驻极体层以及第三驻极体层均包括同样数量的独立区域，全部所述独立区域的形状和大小相同；所述第一驻极体层的各个独立区域带有相等的电荷量并且关于振膜中心点对称布置；所述第二驻极体层的各个独立区域带有相等的电荷量并且与所述第一驻极体层的各个独立区域一一对应布置；所述第三驻极体层的各个独立区域带有相等的电荷量并且与所述第一驻极体层的各个独立区域一一对应布置。
优选的，所述振膜包括振膜本体部和与所述振膜本体部连接的补强部，所述第一驻极体层的各个独立区域分布于所述振膜本体部和所述补强部的连接区域的边缘。
优选的，所述外壳包括设置在所述振动系统上方的前盖，所述第二驻极体层依附于所述前盖并且设置在所述前盖朝向所述振动系统的一侧。
优选的，所述振动系统包括振膜和位于所述振膜下方的音圈，所述磁路系统位于所述振动系统的下方，所述磁路系统包括华司，所述第三驻极体层依附于所述华司并且设置在所述华司靠近所述振膜的一侧。
优选的，还包括设置在所述第三驻极体层和所述华司之间的第二阻热材料层。
优选的，所述第一驻极体层、第二驻极体层和第三驻极体层为驻极体薄膜或驻极体极板。
优选的，所述第一驻极体层、第二驻极体层和第三驻极体层的厚度为um～mm级别。
优选的，所述第一驻极体层、第二驻极体层和第三驻极体层的材质包括下列任一或组合：氟化乙烯丙烯共聚物、聚四氟乙烯、聚二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚醚酰亚胺、聚乙烯对苯二甲酸酯、膨体聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯。
根据本发明的第二方面，提供了一种调整扬声器振膜平衡位置的方法，包括以下步骤：提供如前所述的扬声器装置；根据公式调整所述第二驻极体层所带的电荷量Q2和所述第三驻极体层所带的电荷量Q3的比例以调整所述振膜的平衡位置，其中第一驻极体层和第二驻极体层之间的距离为d1，第一驻极体层和第三驻极体层之间的距离为d2。
根据本发明的第三方面，提供了一种调整扬声器振膜顺性的方法，包括以下步骤：提供如前所述的扬声器装置；调整所述第一驻极体层所带的电荷量Q1、第二驻极体层所带的电荷量Q2、和第三驻极体层所带的电荷量Q3以调整所述振膜的顺性。
本发明的发明人发现，在现有技术中，只能使用定心支片来缓解扬声器产品的偏振，这种方法又带有自身的局限性。为了解决扬声器产品的偏振现象，本发明提出了利用静电场作用力抑制扬声器偏振的技术方案，这种解决问题的方向是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本发明是一种新的技术方案。
本发明采用静电场作用力抑制振膜在振动方向上的偏振，静电场力依靠驻极体层来提供，不需要外加激励信号并且组装工艺简单、抑制效果好。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1是本发明抑制偏振的扬声器装置的第一实施例的结构示意图。
图2-3是本发明抑制偏振的扬声器装置的原理示意图。
图4是本发明抑制偏振的扬声器装置的第二实施例的局部结构示意图。
图5是本发明抑制偏振的扬声器装置的第三实施例的局部结构示意图。
图6是本发明抑制偏振的扬声器装置的第四实施例的局部结构示意图。
图7a-7c是本发明抑制偏振的扬声器装置的第五实施例的结构示意图。
图8-9是本发明抑制偏振的扬声器装置的第五实施例的爆炸示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
本发明抑制偏振的扬声器装置包括振动系统、磁路系统、容纳振动系统和磁路系统的外壳，以及电荷极性一致的第一驻极体层、第二驻极体层和第三驻极体层；第一驻极体层依附于振动系统，第二驻极体层依附于振动系统之上的第一固定部件并且与第一驻极体层相对，第三驻极体层依附于振动系统之下的第二固定部件并且与第一驻极体层相对，第一驻极体层、第二驻极体层和第三驻极体层相互平行。本发明利用驻极体层之间的静电场作用力来实现对振动系统在振动方向上的偏振的抑制，静电场力依靠驻极体层之间的斥力来提供，由于驻极体材料可以独立于外部电源而长久携带稳定电荷，所以静电场的建立非常简单。
其中，振动系统包括振膜和位于振膜下方的音圈，第一驻极体层依附于振膜。扬声器装置还包括设置在振膜和音圈之间并且隔离第一驻极体层和音圈的第一阻热材料层，第一阻热材料层可以覆盖振膜的全部区域或者仅设置于振膜与音圈连接的区域。
参考图1所示为抑制偏振的扬声器装置的第一实施例，扬声器包括振动系统、磁路系统、以及容纳振动系统和磁路系统的外壳。扬声器的振动系统包括振膜和位于振膜下方的音圈22，振膜包括振膜本体部212和补强部211，振膜本体部212包括位于中间的平面部、位于平面部边缘的折环部、以及位于最外围的与外壳固定的固定部，补强部211设置在平面部的上方。扬声器的磁路系统位于振动系统的下方，从上至下依次包括华司31、磁铁32和盆架33。外壳包括设置于振膜上方的前盖1。
参考图1所示，第一驻极体层100依附于振膜，设置在平面部靠近音圈22的一侧；第一固定部件采用前盖1，第二驻极体层200依附于前盖1并且设置在前盖1朝向振动系统的一侧；第二固定部件采用华司31，第三驻极体层300依附于华司31并且设置在华司31靠近振膜的一侧；第一驻极体层100、第二驻极体层200和第三驻极体层300相互平行，并且携带的电荷的极性一致，例如都为图1中的正电荷，当然也可以都为负电荷。还包括第一阻热材料层400和第二阻热材料层500，第一阻热材料层400设置在振膜和音圈22之间并且隔离第一驻极体层100和音圈22，第二阻热材料层500设置于第三驻极体层300和华司31之间，本实施例中第一阻热材料层400仅覆盖平面部的全部区域。
参考图4所示为抑制偏振的扬声器装置的第二实施例，和第一实施例的不同之处在于，第一驻极体层100设置在平面部靠近补强部211的一侧，第一阻热材料层400仅覆盖平面部的全部区域。
参考图5所示为抑制偏振的扬声器装置的第三实施例，和第一实施例的不同之处在于，第一驻极体层100设置在补强部211的上方，第一阻热材料层400仅覆盖平面部的全部区域。
参考图6所示为抑制偏振的扬声器装置的第四实施例，和第一实施例的不同之处在于，第一驻极体层100设置在平面部靠近补强部211的一侧，第一阻热材料层400覆盖振膜本体部212的全部区域。
总的来说，第一驻极体层100设置在平面部靠近音圈22的一侧、或者设置在平面部靠近补强部211的一侧，或者设置在补强部211的上方；第一阻热材料设置在振膜和音圈22之间并且隔离第一驻极体层100和音圈22，可以覆盖振膜本体部212的全部区域，或者仅覆盖平面部的全部区域，或者仅设置于振膜与音圈22连接的区域。第二阻热材料层500设置于第三驻极体层300和华司31之间。
参考图7-9所示为抑制偏振的扬声器装置的第五实施例，从上至下依次为前盖1、振动系统和磁路系统3、振动系统包括振膜21和音圈(图中没有示出)、磁路系统从上到下依次为华司31、磁铁32、盆架33。第一驻极体层依附于振膜21，具体设置于补强部212的上方；第二驻极体层依附于前盖1，设置在前盖1朝向振动系统的一侧；第三驻极体层依附于华司31，设置于华司31靠近振膜21的一侧。和第一实施例的不同之处在于，第一驻极体层、第二驻极体层以及第三驻极体层均包括4个独立区域，各个独立区域的形状和面积相同；第一驻极体层100的4个独立区域100-1带有相等的电荷量，关于振膜21的中心点对称，并且均靠近振膜本体部212和补强部211的连接区域的边缘；第二驻极体层200的4个独立区域200-1带有相等的电荷量并且与第一驻极体层100的4个独立区域100-1一一对应布置；第三驻极体层300的4个独立区域300-1带有相等的电荷量并且与第一驻极体层100的4个独立区域100-1一一对应布置。经过这种设置，振膜21的四个角的位移分别通过独立的驻极体进行抑制，抑制效果更好。
其中，第一驻极体层100、第二驻极体层200或第三驻极体层300可以为驻极体薄膜或驻极体极板，厚度可以为um～mm级别，材质可以包括下列任一或组合：氟化乙烯丙烯共聚物、聚四氟乙烯、聚二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚醚酰亚胺、聚乙烯对苯二甲酸酯、膨体聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯。
其中，各个驻极体层可以通过涂布驻极体材料或者粘接驻极体薄膜/驻极体极板的方式实现依附。
参考图2和图3抑制偏振的扬声器装置的原理，本发明中第一驻极体100、第二驻极体层200、第三驻极体层300携带的电荷的极性一致，其中第一驻极体层100所带的电荷量为Q1、第二驻极体层200所带的电荷量为Q2、第三驻极体层300所带的电荷量为Q3，第一驻极体层100和第二驻极体层200之间的距离为d1，第一驻极体层100和第三驻极体层300之间的距离为d2，从图2中可以看出，第一驻极体层100受到向下的斥力F1和向上的斥力F2，在振膜21没有工作处于静止状态下时，应当满足F1＝F2，根据静电力公式可知应当满足
从图3中可以看出，A点受到向下的斥力F1和向上的斥力F2，A点受到的合力＝F1-F2，B点受到向下的斥力F3和向上的斥力F4，B点受到的合力＝F3-F4；在没有偏振的情况下，F1＝F3，F2＝F4；如果振膜21在振动方向上的位移不平衡，即出现偏振时，例如B点向上振动的位移X2大于A点向上振动的位移X1时，则B点距离前盖1的距离小于A点距离前盖1的距离，导致F3大于F1并且F4小于F2，B点受到的与位移相反的力大于A点受到的与位移相反的力，可见本发明能够很好的抑制这种偏振。
由上面的内容可知，可以根据公式调整第二驻极体层200所带的电荷量Q2和第三驻极体层300所带的电荷量Q3的比例以调整振膜21的平衡位置。所以本发明还提供了一种调整扬声器振膜平衡位置的方法，包括以下步骤：提供如前所述的扬声器装置；根据公式调整所述第二驻极体层所带的电荷量Q2和所述第三驻极体层所带的电荷量Q3的比例以调整所述振膜的平衡位置，其中第一驻极体层和第二驻极体层之间的距离为d1，第一驻极体层和第三驻极体层之间的距离为d2。需要说明的是，这一调整步骤可能是在扬声器装置制造完成之后进行的，也有可能是伴随制造过程中进行的。
在振动过程中，音圈22除了受到振膜21顺性的影响外，还受到来自于振膜21上下的驻极体层的静电场作用，由于静电场为振膜21提供类似于恢复力的静电力，所以此静电场也有一个等效的“顺性”，因此可以通过调整Q1、Q2、Q3来调整振膜21的顺性。所以本发明还提供了一种调整扬声器振膜顺性的方法，包括以下步骤：提供如前所述的扬声器装置；调整所述第一驻极体层所带的电荷量Q1、第二驻极体层所带的电荷量Q2、和第三驻极体层所带的电荷量Q3以调整所述振膜的顺性。需要说明的是，这一调整步骤可能是在扬声器装置制造完成之后进行的，也有可能是伴随制造过程中进行的。
本发明具有以下有益效果：
1)静电场恢复力对振膜偏振抑制是非接触式的，组装工艺简单。
2)方案中带电荷的驻极体层独立存在，不需要外加激励信号。
3)通过调整电荷量Q2 Q3的大小，可以调整振膜的静止位置，从而减小扬声器产品在低频下的直流偏移，进而改善产品的谐波失真情况。
4)本发明中静电场所等效的顺性的非线性是可以计算的，通过调整电荷量Q1 Q2Q3，就可以调整振膜和整个振动系统的顺性。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (16)

1.一种抑制偏振的扬声器装置，其特征在于，包括：
振动系统、磁路系统、容纳所述振动系统和所述磁路系统的外壳，以及电荷极性一致的第一驻极体层、第二驻极体层和第三驻极体层；
所述振动系统包括振膜和位于所述振膜下方的音圈，所述第一驻极体层依附于所述振膜，所述第二驻极体层依附于所述振动系统之上的第一固定部件并且与所述第一驻极体层相对，所述第三驻极体层依附于所述振动系统之下的第二固定附件并且与所述第一驻极体层相对；并且所述第一驻极体层、第二驻极体层和所述第三驻极体层相互平行。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括设置在所述振膜和所述音圈之间并且隔离所述第一驻极体层和所述音圈的第一阻热材料层。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一阻热材料层覆盖所述振膜的全部区域或者仅设置于所述振膜与所述音圈连接的区域。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述振膜包括振膜本体部和补强部，所述振膜本体部包括位于中间的平面部和位于平面部边缘的折环部，所述补强部设置在所述平面部的上方；所述第一驻极体层设置在所述平面部靠近所述音圈的一侧、或者设置在所述平面部靠近所述补强部的一侧，或者设置在所述补强部的上方。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括设置在所述振膜和所述音圈之间并且隔离所述第一驻极体层和所述音圈的第一阻热材料层。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一阻热材料层覆盖所述振膜本体部的全部区域，或者仅覆盖所述平面部的全部区域，或者仅设置于所述振膜与所述音圈连接的区域。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一、第二、第三驻极体层均包括同样数量的独立区域，全部所述独立区域的形状和面积相同；所述第一驻极体层的各个独立区域带有相等的电荷量并且关于振膜中心点对称布置；所述第二驻极体层的各个独立区域带有相等的电荷量并且与所述第一驻极体层的各个独立区域一一对应布置；所述第三驻极体层的各个独立区域带有相等的电荷量并且与所述第一驻极体层的各个独立区域一一对应布置。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述振膜包括振膜本体部和与所述振膜本体部连接的补强部，所述第一驻极体层的各个独立区域分布于所述振膜本体部和所述补强部的连接区域的边缘。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述外壳包括设置在所述振动系统上方的前盖，所述第二驻极体层依附于所述前盖并且设置在所述前盖朝向所述振动系统的一侧。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述振动系统包括振膜和位于所述振膜下方的音圈，所述磁路系统位于所述振动系统的下方，所述磁路系统包括华司，所述第三驻极体层依附于所述华司并且设置在所述华司靠近所述振膜的一侧。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括设置在所述第三驻极体层和所述华司之间的第二阻热材料层。
12.根据权利要求1-11任一项所述的装置，其特征在于，所述第一驻极体层、第二驻极体层和第三驻极体层为驻极体薄膜或驻极体极板。
13.根据权利要求1-11任一项所述的装置，其特征在于，所述第一驻极体层、第二驻极体层和第三驻极体层的厚度为um～mm级别。
14.根据权利要求1-11任一项所述的装置，其特征在于，所述第一驻极体层、第二驻极体层和第三驻极体层的材质包括下列任一或组合：氟化乙烯丙烯共聚物、聚四氟乙烯、聚二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚醚酰亚胺、聚乙烯对苯二甲酸酯、膨体聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯。
15.一种调整扬声器振膜平衡位置的方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供如权利要求1-11任一项所述的扬声器装置；
根据公式调整所述第二驻极体层所带的电荷量Q2和所述第三驻极体层所带的电荷量Q3的比例以调整所述振膜的平衡位置，其中第一驻极体层和第二驻极体层之间的距离为d1，第一驻极体层和第三驻极体层之间的距离为d2。
16.一种调整扬声器振膜顺性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供如权利要求1-11任一项所述的扬声器装置；
调整所述第一驻极体层所带的电荷量Q1、第二驻极体层所带的电荷量Q2、和第三驻极体层所带的电荷量Q3以调整所述振膜的顺性。
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