CN105263089A - 振动元件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种振动元件，包括振膜、线圈以及硬化层。振膜具有相对的第一表面与第二表面。第一表面包括互相分离的第一导电区与第二导电区。线圈配置于振膜的第一表面。线圈的两端分别电连接第一导电区与第二导电区。硬化层配置于振膜上。振膜具有中心区域，中心区域由线圈封闭围起来所形成且包括线圈正上方的位置。中心区域以外的区域包括内环区域与环绕内环区域的外环区域。线圈的至少一端位于内环区域内，且硬化层覆盖内环区域。
Description
技术领域
本发明涉及一种振动元件，且特别是涉及一种用于喇叭单体的振动元件。
背景技术
随着科技不断进步，电子产品无不朝向轻巧迷你化的趋势发展，人们随时随地都可使用迷你化的电子产品，如收音机或随身听等。此外，由于个人数字产品的日渐普及，例如常见的MP3随身听、移动电话、个人数字助理(PDA)或笔记型电脑等，更是日常生活所不可或缺的。另外，可提供各种影音娱乐的智能型手机更是热门产品。
不论是上述何种电子产品，为了让使用者在不干扰旁人的状况下聆听电子产品所提供的声音资讯，耳机已成为电子产品的必要配件。此外，耳机也提供了聆听者较佳的声音传输，使聆听者能清楚的听到及了解声音内容，不像在空气中传输声音会造成不清晰的情况，且特别是在使用者移动期间，例如在运动、开车、激烈活动或吵杂的环境下也不会受到影响。
传统耳机的喇叭单体中，用于驱动振膜的线圈的两端引线是直接跨过振膜而从振膜的外围与信号源连接，并且还会涂上引线保护胶。因此，跨过振膜的线圈会严重影响振膜的振动，进而破坏喇叭单体的频率响应表现，使得音质表现不佳。
图1是美国专利申请案US2010/0183173的喇叭单体的示意图。请参照图1，线圈20直接配置在振膜10上，而线圈20电连接振膜10的金属化表面11。然后，两条线路15再搭接于振膜10的边缘而电连接金属化表面11。然而，线圈20的两端25是在线圈20的外围连接至金属化表面11。由于线圈20的两端25的连接点的硬度明显不同于振膜10，且振膜10在线圈20的外围的部分为主要振动区域，必须是柔软且有相近的杨氏系数，才能够大幅度且一致震动以提供低频声音，但是线圈20的两端25的连接点明显地破坏了此区域的振动一致性，进而使失真度提高而音质劣化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种振动元件，可解决线圈影响振膜振动的问题。
为达上述目的，本发明的振动元件包括振膜、线圈以及硬化层。振膜具有相对的第一表面与第二表面，其中第一表面包括互相分离的第一导电区与第二导电区。线圈配置于振膜的第一表面，其中线圈的两端分别电连接第一导电区与第二导电区。硬化层配置于振膜上，其中振膜具有中心区域。中心区域由线圈封闭围起来所形成且包括线圈正上方的位置，中心区域以外的区域包括内环区域与环绕内环区域的外环区域。线圈的至少一端位于内环区域内，且硬化层覆盖内环区域。
在本发明的一实施例中，上述的硬化层的形状为环状。
在本发明的一实施例中，上述的硬化层的形状为圆形，且硬化层还覆盖中心区域。
在本发明的一实施例中，当上述的硬化层位于第二表面时，硬化层为高刚性的硬膜片或硬化胶。
在本发明的一实施例中，当上述的硬化层位于第一表面时，硬化层为高刚性的不导电绝缘涂料。
在本发明的一实施例中，上述的第一导电区配置有第一导电层，第二导电区配置有第二导电层。
在本发明的一实施例中，上述的线圈的两端分别经由导电胶电连接第一导电区与第二导电区。
在本发明的一实施例中，上述的振动元件还包括框架、第一端子以及第二端子。框架具有相对的第一侧与第二侧，其中振膜配置于框架的第一侧。第一端子配置于框架的第一侧与振膜之间，并电连接第一导电区。第二端子配置于框架的第一侧与振膜之间，并电连接第二导电区。
在本发明的一实施例中，上述的线圈的两端皆位于内环区域内。
在本发明的一实施例中，上述的线圈的一端位于内环区域内，另一端位于中心区域内。
在本发明的一实施例中，上述的第一端子与第二端子为软性线路板上的线路，第一端子与第二端子的一端随软性线路板折叠至框架的第二侧。
在本发明的一实施例中，上述的第一端子与第二端子部分埋设于框架内，且第一端子与第二端子的一端穿过框架而暴露于框架的第二侧。
在本发明的一实施例中，上述的框架、第一端子与第二端子以埋入注塑成型形成。
在本发明的一实施例中，上述的框架更具有多个贯孔。
在本发明的一实施例中，上述的第一端子与第二端子分别面接触第一导电区与第二导电区。
基于上述，本发明的振动元件通过硬化层的配置，因此可减少线圈及其两端对于振膜振动发生时的音质的影响，而使得振动元件的音质表现良好。
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，并配合所附的附图作详细说明如下。
附图说明
图1是现有的一种振动元件的正视图；
图2A是本发明一实施例的振动元件的正视图；
图2B是图2A的振动元件沿线A-A的剖视图；
图2C是图2B的局部区域B的放大图；
图3A与图3B是本发明另一实施例的振动元件的两种视角的分解图；
图4A与图4B是本发明再一实施例的振动元件的部分元件的两种视角的分解图；
图5是本发明另一实施例的振动元件的正视图；
图6A是图5的振动元件沿线C-C的剖视图；
图6B是图6A的局部区域D的放大图；
图7是本发明再一实施例的振动元件的正视图；
图8A是图7的振动元件沿线E-E的剖视图；
图8B是图8A的局部区域F的放大图；
图9A是如图8A的振动元件在没有配置硬化层时所测得的频率-失真率曲线图；
图9B是如图8A的有配置硬化层的振动元件所测得的频率-失真率曲线图。
图10是本发明再一实施例的振动元件的正视图；
图11A是图10的振动元件沿线G-G的剖视图；
图11B是图11A的局部区域H的放大图；
图12是本发明再一实施例的振动元件的正视图；
图13A是图12的振动元件沿线I-I的剖视图；
图13B是图13A的局部区域J的放大图；
符号说明
10：振膜
11：金属化表面
15：线路
20：线圈
25：两端
100、300、500、700、800、900：振动元件
110：振膜
111：第一表面
112：第二表面
111A、811A、911A：第一导电区
111B、811B、911B：第二导电区
111C：非导电区
120、820：线圈
120a、120b、820a、820b：两端
130、530、730：硬化层
310、410：框架
312、412：第一侧
314、414：第二侧
316：缺口
318：贯孔
320、420：第一端子
330、430：第二端子
340：软性线路板
CL1：第一导电层
CL2：第二导电层
CG：导电胶
CR：中心区域
IZ：内环区域
OZ：外环区域
A-A、C-C、E-E、G-G、I-I：剖线
B、D、F、H、J：区域
具体实施方式
图2A是本发明一实施例的振动元件的正视图。图2B是图2A的振动元件沿线A-A的剖视图。图2C是图2B的局部区域B的放大图。请参照图2A、图2B及图2C，本发明的振动元件100包括振膜110、线圈120以及硬化层130。举例而言，在本实施例中，振膜110具有相对的第一表面111与第二表面112，其中第一表面111包括互相分离的第一导电区111A与第二导电区111B。更详细而言，在本实施例中，第一导电区111A与第二导电区111B被一条直线状的非导电区111C隔开，而第一导电区111A与第二导电区111B分别呈现类似半圆形的形状，但本发明不以此为限。在其它实施例中，第一导电区111A与第二导电区111B也可仅位在线圈120之外，而分别呈现类似半圆环的形状；此领域具通常知识者当可依照实际需求设计第一表面111、第一导电区111A或第二导电区111B的形状，在此就不予赘述。
此外，在本实施例中，第一导电区111A配置有第一导电层CL1，第二导电区111B配置有第二导电层CL2。第一导电层CL1与第二导电层CL2例如是用蒸镀、溅镀、电镀、涂导电漆或其他方式形成于振膜110上，但本发明不以此为限。在另一实施例中，第一导电区111A与第二导电区111B也有可能整个以导电材料形成，此领域具通常知识者当可依照实际需求选择第导电区111A与第二导电区111B的形成方式，在此就不予赘述。
另一方面，在本实施例中，线圈120配置于振膜110的第一表面111，其中线圈120的两端120a、120b分别电连接第一导电区111A与第二导电区111B。在本实施例中，线圈120例如是由细金属线缠绕成多匝而成中空柱状，并且在此，线圈120的两端120a、120b的定义为细金属线的二末端。此外，线圈120的两端120a、120b例如是分别经由导电胶CG(例如银胶)电连接第一导电区111A与第二导电区111B，但本发明不以此为限。在其他实施例中，线圈120的两端120a、120b也可分别经由激光点焊的方式电连接第一导电区111A与第二导电区111B。
更详细而言，如图2A及图2C所示，在本实施例中，振膜110具有被圈出的封闭区域定义为中心区域CR，而中心区域CR包括线圈120正上方的位置，且由线圈120封闭围起来所形成。换言之，中心区域CR也包括由线圈120的主体所环绕出的内部封闭区域。中心区域CR以外的区域包括内环区域IZ与环绕内环区域IZ的外环区域OZ。进一步而言，线圈120的两端120a、120b中的至少一端会位于内环区域IZ内。举例而言，在本实施例中，线圈120的两端120a、120b则往外延伸至环绕中心区域CR的内环区域IZ，而未落于外环区域OZ内。换言之，在本实施例中，未与线圈120及两端120a、120b相接的区域可定义为外环区域OZ，其具有较高且一致的柔软度。
当中心区域CR的面积随着设计需求而越变越小时，线圈120的两端120a、120b放在环绕中心区域CR的内环区域IZ，如此将有助于降低将线圈120的两端120a、120b电连接第一导电区111A与第二导电区111B时的施工难度。反之，若线圈120的两端120a、120b放在中心区域CR，当中心区域CR的面积随着设计需求而越变越小时，将线圈120的两端120a、120b电连接第一导电区111A与第二导电区111B的施工难度会非常高。基于上述理由，线圈120的两端120a、120b可以都位于中心区域CR外的内环区域IZ。
另一方面，在本实施例中，硬化层130则配置于振膜110的第二表面112。举例而言，硬化层130的形状为圆形，且硬化层130的刚性较振膜110的刚性大，而可使振膜110被硬化层130所覆盖的区域的可振动幅度小于未被硬化层130所覆盖的区域。更详细而言，在本实施例中，硬化层130为高刚性的硬膜片，其材质可为铍、铝、液晶聚合物(LiquidCrystalPolymer,LCP)、气凝胶(Aerogel)或其他可适于作为高刚性硬膜片的材质，但本发明不以此为限。在其他实施例中，硬化层130也可以配合制作工艺的实际需求，而于振膜110上以蒸镀或沉积方式形成，在这些实施例中，硬化层130可为蒸镀金属或沉积类钻碳膜等具有高刚性的硬膜片。
进一步而言，请参照图2C，硬化层130覆盖内环区域IZ以及中心区域CR，而线圈120的两端120a、120b位于内环区域IZ内。因此，振膜110振动时仅有未被硬化层130所覆盖的外环区域OZ的可振动幅度较大，而线圈120的两端120a、120b所处的内环区域IZ的可振动幅度则较小。如此一来，当振动元件100提供低频声音时，振膜110可经由柔软的外环区域OZ进行大幅度的振动，且通过硬化层130抑制线圈120的两端120a、120b所处的内环区域IZ的振动幅度。因此，振动元件100将可保持外环区域OZ振动的一致性，而可大幅减少线圈120及其两端120a、120b对于振膜110振动发生时的音质的影响，使得振动元件100的音质表现良好。
图3A与图3B是本发明另一实施例的振动元件的两种视角的分解图。请参照图3A与图3B，本实施例的振动元件300除了如图2A的振膜110、线圈120与硬化层130外，还包括框架310、第一端子320以及第二端子330。框架310具有相对的第一侧312与第二侧314。振膜110配置于框架310的第一侧312。第一端子320配置于框架310的第一侧312与振膜110之间，并电连接第一导电区111A。第二端子330配置于框架310的第一侧312与振膜110之间，并电连接第二导电区111B。
框架310用于支撑振膜110，而外部的音源信号可通过第一端子320、第二端子330、第一导电区111A与第二导电区111B所形成的导电路径进出线圈120。本实施例中，第一端子320面接触第一导电区111A，而第二端子330面接触第二导电区111B。由此可知，本实施例采用在振膜110上设置第一导电区111A与第二导电区111B的设计，还具有后续组装容易的优点。
本实施例的第一端子320与第二端子330为软性线路板340上的线路。因此，第一端子320与第二端子330不接触第一导电区111A与第二导电区111B的一端可以随软性线路板340折叠至框架310的第二侧314。之后，第一端子320与第二端子330位于框架310的第二侧314的一端再连接外部音源。本实施例的框架310的侧缘还设计缺口316，供软性线路板340折叠通过。另外，框架310可设计有多个贯孔318，以在振膜110振动时供气体通过。
图4A与图4B是本发明再一实施例的振动元件的部分元件的两种视角的分解图。本实施例的振动元件同样应用了如图2A的振膜110、线圈120与硬化层130，但本实施例的第一端子420与第二端子430是部分埋设于框架410内，且第一端子420与第二端子430的一端穿过框架410而暴露于框架410的第二侧414。因此，第一端子420与第二端子430位于框架410的第一侧412的部分可以电连接第一导电区111A与第二导电区111B(绘示于图2A)，而第一端子420与第二端子430暴露于框架410的第二侧414的一端可以电连接外部音源。本实施例的第一端子420与第二端子430例如是先以金属制成的元件，然后再以埋入注塑成型技术于形成框架410的时候将第一端子420与第二端子430埋入框架410中。
此外，在前述的实施例中，硬化层130的形状虽以圆形为例示，但本发明并不以此为限。以下将搭配图5至图6B，针对硬化层130形状的可能变化作出进一步的说明。
图5是本发明另一实施例的振动元件沿线C-C的正视图。图6A是图5的振动元件的剖视图。图6B是图6A的局部区域D的放大图。请参照图5至图6B，在本实施例中，图5的振动元件500与图2A的振动元件100类似，而差异如下所述。如图5所示，在本实施例中，硬化层530的形状为环状。由于硬化层530也覆盖了线圈120的两端120a、120b所处的内环区域IZ，因此也可大幅减少线圈120及其两端120a、120b对于振膜110振动发生时的音质的影响，而使得振动元件500的音质表现良好。因此，振动元件500同样具有振动元件100所提及的优点，在此也不再赘述。
图7是本发明再一实施例的振动元件的正视图。图8A是图7的振动元件沿线E-E的剖视图。图8B是图8A的局部区域F的放大图。请参照图7至图8B，在本实施例中，图7的振动元件700与图2A的振动元件100类似，而差异如下所述。如图7所示，硬化层730从上视方向来看形状为环状，且如图8A及图8B所示，在本实施例中，硬化层730位于第一表面111，并包裹着覆盖了线圈120的两端120a、120b的导电胶CG。更详细而言，硬化层的材质可为高刚性的不导电绝缘涂料，例如环氧树脂(epoxy)或其他硬化胶。
在本实施例中，由于硬化层730也覆盖了线圈120的两端120a、120b所处的内环区域IZ，因此也可大幅减少线圈120及其两端120a、120b对于振膜110振动发生时的音质的影响，而使得振动元件700的音质表现良好。因此，振动元件700同样具有振动元件100所提及的优点，在此也不再赘述。
此外，在其他实施例中，振动元件500、700也可更包括框架310、410、第一端子320、420以及第二端子330、430等构件，并形成类似于图3A至图4B的振动元件的结构设计，且也具有前述的振动元件所提及的优点，在此就不予赘述。
图9A是如图8A的振动元件在没有配置硬化层时所测得的频率-失真率曲线图，图9B是如图8A的有配置硬化层的振动元件所测得的频率-失真率曲线图。从图9A可发现，振动元件在没有配置硬化层时，会有部分频率的失真率非常高，音质表现不佳。但是，从图9B可发现，振动元件在配置了硬化层之后，原先失真率高的部分频率的失真率大幅下降，有效提升了音质表现。
此外，在前述的实施例中，虽以线圈120的两端120a、120b皆位于内环区域IZ内为例示，但本发明并不以此为限。以下将搭配图10至图13B，针对线圈120的两端120a、120b配置位置的可能变化作出进一步的说明。
图10是本发明再一实施例的振动元件的正视图。图11A是图10的振动元件沿线G-G的剖视图。图11B是图11A的局部区域H的放大图。请参照图10至图11B，在本实施例中，图10的振动元件800与图2A的振动元件100类似，而差异如下所述。如图10所示，在本实施例中，线圈820的一端820a位于内环区域IZ内，另一端820b则位于中心区域CR内。此外，第一导电区811A位在线圈820之外，即未覆盖中心区域CR，而呈现类似半圆环的形状。另一方面，第二导电区811B则覆盖了部份的中心区域CR，以与位于中心区域CR内的线圈的一端820b电连接，而呈现类似半圆形的形状。
并且，如图11A与图11B所示，由于硬化层130也覆盖了线圈820的两端820a、820b所处的位置，因此也可大幅减少线圈820及其两端820a、820b对于振膜110振动发生时的音质的影响，而使得振动元件800的音质表现良好。因此，振动元件800同样具有振动元件100所提及的优点，在此也不再赘述。
图12是本发明再一实施例的振动元件的正视图。图13A是图12的振动元件沿线I-I的剖视图。图13B是图13A的局部区域J的放大图。请参照图12至图13B，在本实施例中，图12的振动元件900与图10的振动元件800类似，而差异如下所述。如图12所示，在本实施例中，第一导电区911A与第二导电区911B皆覆盖了部份的中心区域CR，而分别呈现类似半圆形的形状。并且，如图13A与图13B所示，由于硬化层830也覆盖了线圈820的两端820a、820b所处的位置，因此也可大幅减少线圈820及其两端820a、820b对于振膜110振动发生时的音质的影响，而使得振动元件900的音质表现良好。因此，振动元件900同样具有振动元件800所提及的优点，在此也不再赘述。
此外，在其它实施例中，振动元件800、900也可更包括框架310、410、第一端子320、420以及第二端子330、430等构件，并形成类似于图3A至图4B的振动元件的结构设计，且也具有前述的振动元件所提及的优点，在此就不予赘述。
综上所述，本发明的振动元件通过硬化层的配置，因此也可大幅减少线圈及其两端对于振膜振动发生时的音质的影响，而使得振动元件的音质表现良好。
虽然结合以上实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。
Claims (15)
1.一种振动元件，其特征在于，包括：
振膜，具有相对的第一表面与第二表面，其中该第一表面包括互相分离的第一导电区与第二导电区；
线圈，配置于该振膜的该第一表面，其中该线圈的两端分别电连接该第一导电区与该第二导电区；以及
硬化层，配置于该振膜上，其中该振膜具有中心区域，该中心区域由该线圈封闭围起来所形成且包括该线圈正上方的位置，该中心区域以外的区域包括内环区域与环绕该内环区域的外环区域，该线圈的至少一端位于该内环区域内，且该硬化层覆盖该内环区域。
2.如权利要求1所述的振动元件，其特征在于，该硬化层的形状为环状。
3.如权利要求1所述的振动元件，其特征在于，该硬化层的形状为圆形，且该硬化层还覆盖该中心区域。
4.如权利要求1所述的振动元件，其特征在于，当该硬化层位于该第二表面时，该硬化层为硬膜片或硬化胶。
5.如权利要求1所述的振动元件，其特征在于，中当该硬化层位于该第一表面时，该硬化层为绝缘涂料层。
6.如权利要求1所述的振动元件，其特征在于，该第一导电区配置有第一导电层，该第二导电区配置有第二导电层。
7.如权利要求1所述的振动元件，其特征在于，该线圈的两端分别经由导电胶电连接该第一导电区与该第二导电区。
8.如权利要求1所述的振动元件，其特征在于，该线圈的两端皆位于该内环区域内。
9.如权利要求1所述的振动元件，其特征在于，该线圈的一端位于该内环区域内，另一端位于该中心区域内。
10.如权利要求1所述的振动元件，其特征在于，还包括：
框架，具有相对的第一侧与第二侧，其中该振膜配置于该框架的该第一侧；
第一端子，配置于该框架的该第一侧与该振膜之间，并电连接该第一导电区；以及
第二端子，配置于该框架的该第一侧与该振膜之间，并电连接该第二导电区。
11.如权利要求10所述的振动元件，其特征在于，该第一端子与该第二端子为软性线路板上的线路，该第一端子与该第二端子的一端随该软性线路板折叠至该框架的该第二侧。
12.如权利要求10所述的振动元件，其特征在于，该第一端子与该第二端子部分埋设于该框架内，且该第一端子与该第二端子的一端穿过该框架而暴露于该框架的该第二侧。
13.如权利要求12所述的振动元件，其特征在于，该框架、该第一端子与该第二端子以埋入注塑成型形成。
14.如权利要求10所述的振动元件，其特征在于，该框架还具有多个贯孔。
15.如权利要求10所述的振动元件，其特征在于，该第一端子与该第二端子分别面接触该第一导电区与该第二导电区。
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