CN105792079A - 一种扬声器模组、扬声器系统和调节振膜平衡的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扬声器模组、扬声器系统和调节振膜平衡的方法，其中前者包括扬声器模组壳体、扬声器单体和气压平衡装置，所述扬声器单体将所述扬声器模组壳体的内腔分为彼此隔绝前声腔和后声腔，所述气压平衡装置包括气罐和驱动机构，所述气罐与所述后声腔相连通，所述驱动机构可驱使所述气罐的腔体内的气体进入所述后声腔或将所述后声腔中的气体抽出至所述气罐的腔体中。本发明的扬声器模组取消了泄压孔，通过气压平衡装置的驱动机构和气罐，驱使气体进入后声腔或将气体自后声腔中抽出，达到改变后声腔内的压强，平衡后声腔与外界环境气压的目的。

Description

一种扬声器模组、扬声器系统和调节振膜平衡的方法

技术领域

本发明涉及声学产品领域，更具体地，涉及一种扬声器模组，和应用了该扬声器模组的扬声器系统，以及一种调节振膜平衡的方法。

背景技术

扬声器作为一种用于手机、电视、计算机等电子产品的发声器件，被广泛应用于人们的日常生产和生活中。目前常见的扬声器主要有动圈式扬声器、电磁式扬声器、电容式扬声器、压电式扬声器等，其中的动圈式扬声器因具有制作相对简单、成本低廉、有较好的低频发声优势等特点。

现有的动圈式扬声器又称为动圈式扬声器模组，其通常包括扬声器模组壳体和扬声器单体，其中扬声器模组壳体的典型结构包括上壳和下壳，上壳和下壳装配在一起形成了用于收容扬声器单体的腔体，扬声器单体定位在腔体中，且扬声器单体将腔体分为前声腔和后声腔。扬声器单体的典型结构包括振动系统、磁路系统及辅助系统，上述辅助系统包括可收容振动系统和磁路系统的外壳，上述振动系统包括振膜和固定于振膜一侧的振动音圈，振膜包括与外壳固定的固定部、与固定部一体设置的凹或凸结构的折环部及位于折环部内的平面部；上述磁路系统包括盆架、固定在盆架上的磁铁和华司；上述辅助系统包括外壳。

为了适应不同的气压环境，以平衡扬声器模组后声腔内的压强和外界压强，扬声器模组的后声腔上通常设有与外界相通的泄压孔，该泄压孔尺寸较小，因此后声腔声学密封的前提下，还可平衡后声腔内的压强。

但是，这种带有泄压孔的扬声器模组存在如下缺点：(1)当装设有扬声器的终端产品工作环境恶劣，外界环境中的腐蚀性气体等杂质容易自泄压孔进入后声腔，从而腐蚀各部件例如磁铁或吸音材料等；(2)当装设有扬声器的终端产品完全密封时，即便扬声器上设有泄压孔，泄压孔也起不到平衡后声腔的压强的作用；(3)当外界环境气压急剧变化时，泄压孔因尺寸过小而无法及时将外界环境气压和扬声器后声腔内的压强平衡，导致扬声器处于失真状态；(4)当扬声器单体的振膜未处于平衡位置时，无法通过泄压孔调节扬声器后声腔内的压强而使振膜处于平衡位置，导致扬声器处于失真状态。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种扬声器模组，该扬声器模组可克服现有扬声器模组的泄压孔的缺陷，并平衡扬声器模组的后声腔的压强和外界环境气压。

根据本发明的第一方面，提供了一种扬声器模组，包括扬声器模组壳体、扬声器单体和气压平衡装置，所述扬声器单体将所述扬声器模组壳体的内腔分为彼此隔绝前声腔和后声腔，所述气压平衡装置包括气罐和驱动机构，所述气罐与所述后声腔相连通，所述驱动机构可驱使所述气罐的腔体内的气体进入所述后声腔或将所述后声腔中的气体抽出至所述气罐的腔体中。

优选地，所述扬声器模组还包括联通管，所述联通管的一端与所述气罐相连，所述联通管的另一端与所述内声腔相连。

优选地，所述驱动机构包括驱动件和活塞，所述活塞与所述气罐的腔体的内壁滑动配合，且所述活塞将所述气罐的腔体分为彼此隔绝的前腔和后腔，所述前腔与所述后声腔相连通；所述驱动件驱动所述活塞在所述气罐内移动。

更优选地，所述驱动件包括步进电机和与所述活塞固定连接的驱动连杆，所述步进电机通过所述驱动连杆驱动所述活塞在所述气罐内移动。

更优选地，所述气罐的容积与所述后声腔的体积相当。

优选地，所述气压平衡装置与所述扬声器模组壳体固定连接。

本发明的另一个目的是提供一种扬声器系统，该扬声器系统可自动校准扬声器模组的后声腔的压强，使得扬声器模组的后声腔的压强和外界环境气压平衡。

根据本发明的第二方面，提供了一种扬声器系统，包括本发明的所述扬声器模组、以及第一气压采集单元、第二气压采集单元和处理单元，所述第一气压采集单元可采集所述后声腔内的压强，所述第二气压采集单元可采集外界环境气压，所述处理单元可接收自所述第一气压采集单元采集到的压强信号、和所述第二气压采集单元采集到的气压信号，并可发出所述驱动机构驱使所述气罐的腔体内的气体进入所述后声腔的信号、或可发出所述驱动机构将所述后声腔中的气体抽出至所述气罐的腔体中的信号。

本发明的又一个目的是提供一种调节振膜的平衡位置的方法，以使得扬声器因制造工艺和工作环境变化导振膜无法处于平衡位置的情况下，仍能找回并回归振膜的平衡位置。

根据本发明的第三方面，提供了一种调节振膜平衡的方法，包括如下步骤：

(1)采集扬声器单体的振膜的位置；

(2)判断所述振膜的位置是否处于平衡位置；

(3)若为否，则将扬声器模组的后声腔内的气体抽出或将外气体源的气体灌入所述后声腔中，直至所述振膜处于平衡位置。

优选地，所述步骤(1)还包括：

采集扬声器模组的后声腔内的压强，以及采集外界环境气压；

所述步骤(3)具体为：

若为否，根据所述振膜的位置、所述后声腔内的压强和外界环境气压获得所述振膜的平衡位置，并将所述后声腔内的气体抽出或将外气体源的气体灌入所述后声腔中，直至所述振膜处于平衡位置。

本发明的发明人发现，在现有技术中，的确存在泄压孔失效以及杂质自泄压孔进入后声腔的问题。因此，本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题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。

本发明的一个有益效果在于，本发明的扬声器模组取消了泄压孔，通过气压平衡装置的驱动机构和气罐，驱使气体进入后声腔或将气体自后声腔中抽出，达到改变后声腔内的压强，平衡后声腔与外界环境气压的目的。由于本发明的扬声器模组无泄压孔，因此不存在外界环境中的腐蚀性气体等杂质自泄压孔进入后声腔的问题，而且即便装设有扬声器的终端产品完全密封，也不影响驱动机构的驱动功能，此外，当外界环境气压急剧变化时，驱动机构可迅速驱使气罐的腔体内的气体进入后声腔或将后声腔中的气体抽出至气罐的腔体中，使得外界环境气压和扬声器后声腔内的压强可快速平衡，避免扬声器出现高失真问题，然后，当扬声器单体的振膜未处于平衡位置情况下，驱动机构可驱使气罐的腔体内的气体进入后声腔或将后声腔中的气体抽出至气罐的腔体中，通过调整后声腔的气压来调整振膜的平衡位置。

本发明的另一个有益效果在于，本发明的扬声器系统的处理单元可处理接收到的后声腔内压强信号或外界环境气压信号，从而自动校准扬声器模组的后声腔内的压强，使得扬声器模组的后声腔的压强和外界环境气压平衡，实现扬声器模组的后声腔的压强和外界环境气压的动态平衡。

本发明的又一个有益效果在于，本发明的调节振膜平衡的方法可通过将扬声器模组的后声腔内的气体抽出或将外气体源的气体灌入所述后声腔中，通过调整后声腔的压强来调整振膜的平衡位置。

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为本发明扬声器模组实施例的结构示意图；

图2为图1的A-A向剖示图；

图3为图1的B-B向剖示图；

图4为本发明扬声器系统实施例的电气示意图；

图5为本发明调节振膜平衡的方法实施例的流程图。

图中标示如下：

扬声器模组壳体-1，前声腔-11，后声腔-12，扬声器单体-2，振膜-21，气压平衡装置-3，气罐-31，前腔-311，后腔-312，驱动机构-32，驱动件-321，步进电机-3211，驱动连杆-3212，活塞-322，联通管-4。

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，所述技术、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。

为解决现有的泄压孔的缺陷，本发明提出了一种扬声器模组，如图1至图3所示，本发明的扬声器模组，包括扬声器模组壳体1、扬声器单体2和气压平衡装置3，所述扬声器单体2将所述扬声器模组壳体1的内腔分为彼此隔绝前声腔11和后声腔12，所述气压平衡装置3包括气罐31和驱动机构32，所述气罐31与所述后声腔12相连通，所述驱动机构32可驱使所述气罐31的腔体内的气体进入所述后声腔12或将所述后声腔12中的气体抽出至所述气罐31的腔体中，本领域技术人员可容易想到，上述气罐31内的气体可为空气或其它特殊气体例如氮气等，上述驱动机构32可为由人工驱动的结构或机械/电子自动驱动结构等，可根据实际需求灵活选择。当然，驱动机构32驱使气罐31的腔体内的气体进入后声腔12的体积量，或将后声腔12中的气体抽出至气罐31的腔体中的体积量均可根据外界环境气压灵活调整。

由于本发明的扬声器模组无泄压孔，因此不存在外界环境中的腐蚀性气体等杂质自泄压孔进入后声腔12的问题，而且即便装设有扬声器的终端产品完全密封，也不影响驱动机构32的驱动功能，此外，当外界环境气压急剧变化时，驱动机构21可迅速驱使气罐31的腔体内的气体进入后声腔12或将后声腔12中的气体抽出至气罐31的腔体中，使得外界环境气压和扬声器后声腔12内的压强可快速平衡，避免扬声器出现高失真问题，具体地，当后声腔12内的压强小于外界环境气压时，驱动机构21驱使气罐31内的气体进入后声腔12中，当后声腔12内的压强大于外界环境气压时，驱动机构21将后声腔12中的气体抽出至气罐31的腔体中。进一步地，本发明的扬声器模组还能起到调整振膜平衡位置的作用，当扬声器单体2的振膜21未处于平衡位置情况下，驱动机构32可驱使气罐31的腔体内的气体进入后声腔12或将后声腔12中的气体抽出至气罐31的腔体中，通过调整后声腔12的气压来调整振膜21的平衡位置，上述振膜21的平衡位置是指这样的位置，即振膜21沿着垂直于振膜21的平面部的方向振动时，在不超出振膜21允许的振动位移的范围条件下，可充分发挥振膜21的振动性能的位置，该振膜21的平衡位置可在扬声器生产后由扬声器模组的尺寸及扬声器单体2自身的性能参数具体确定。

本发明的扬声器模组取消了泄压孔，通过气压平衡装置3的驱动机构32和气罐31，驱使气体进入后声腔12或将气体自后声腔12中抽出，达到改变后声腔12内的压强，平衡后声腔12与外界环境气压的目的。

为了更方便地将气罐31和扬声器模组壳体1连通在一起，所述扬声器模组还包括联通管4，所述联通管4的一端与所述气罐31相连，所述联通管4的另一端与所述内声腔12相连，上述联通管4通常可为硬管材质，以起到连通和支撑的作用。

在本发明的一个优选实施例中，所述驱动机构32包括驱动件321和活塞322，所述活塞322与所述气罐31的腔体的内壁滑动配合，且所述活塞322将所述气罐31的腔体分为彼此隔绝的前腔311和后腔312，所述前腔311与所述后声腔312相连通；所述驱动件321驱动所述活塞322在所述气罐31内移动，上述驱动件321可为由马达或气体或液体驱动的马达机或气动机或液压机等，本领域技术人员根据实际需求选择。在具体实施的过程中，上述后腔312可为完全密封的腔体，这种密封设置的后腔312可控制前腔311灌入后声腔12内的气体的量或自后声腔12中抽出的气体的量，以避免驱动件321失效而导致灌入后声腔12或自后声腔12抽出的气体的量不受控，避免最终使得扬声器失效。

进一步地，所述驱动件321包括步进电机3211和与所述活塞322固定连接的驱动连杆3212，所述步进电机3211通过所述驱动连杆3212驱动所述活塞322在所述气罐31内移动，上述固定连接可通过焊接或一体成型等方式实现。由步进电机3211和驱动连杆3212构成的驱动件321易于实现及易于维修。

在一种具体的实施方式中，气罐31的容积与扬声器模组后声腔12的体积相当。需要说明的是，气罐31的容积越大，其调节能力越高，但当其容积过大时，难免会占用体积，而上述的气罐31的容积与后声腔12的体积相当时，即为一种最优选的实施方式，此时，既能满足对气压平衡装置3调节能力的要求，又不会过多的占用空间。当然，具体实施时，并不局限于该种实施方式，可以根据实际需要灵活调整。

为了更方便地将气压平衡装置3和扬声器模组壳体1作为一个总成件生产制造，所述气压平衡装置3与所述扬声器模组壳体1固定连接，上述固定连接可通过焊接等方式实现，在一个具体的实施例中，如图2所示，扬声器模组壳体1和气压平衡装置3通过联通管4固定连接在一起。

如图4所示，本发明还提供了一种扬声器系统，包括本发明的扬声器模组、以及第一气压采集单元、第二气压采集单元和处理单元，所述第一气压采集单元可采集所述后声腔12内的压强，所述第二气压采集单元可采集外界环境气压，所述处理单元可接收自所述第一气压采集单元采集到的压强信号、和所述第二气压采集单元采集到的气压信号，并可发出所述驱动机构32驱使所述气罐31的腔体内的气体进入所述后声腔12的信号、或可发出所述驱动机构32将所述后声腔12中的气体抽出至所述气罐31的腔体中的信号。本领域技术人员可容易想到，上述第一气压采集单元和第二气压采集单元均可通过气压传感器等设备实施，上述处理单元可为中央处理器(CPU)等设备实施。

而且，处理单元可在接收第一气压采集单元和第二气压采集单元的信号后，对两者的信号进行比较，当后声腔12内的压强小于外界环境气压时，发出驱动机构32驱使气罐31的腔体内的气体进入后声腔12的信号，驱动机构32驱使气罐31的腔体内的气体进入后声腔12，这样，后声腔12内的压强上升直至后声腔12内的压强等于外界环境气压；当后声腔12内的压强大于外界环境气压时，发出驱动机构32将后声腔12中的气体抽出至气罐31的腔体中的信号，驱动机构32将后声腔12中的气体抽出至气罐31的腔体中，这样，后声腔12内的压强上升直至后声腔12内的压强等于外界环境气压。进一步地，本发明的扬声器系统还能起到调整振膜平衡位置的作用，当扬声器单体2的振膜21未处于平衡位置情况下，处理单元可发出驱动机构32驱使气罐31的腔体内的气体进入后声腔12的信号或发出将后声腔12中的气体抽出至气罐31的腔体中的信号，使得驱动机构32驱使气罐31的腔体内的气体进入后声腔12或驱动机构32将后声腔12中的气体抽出至气罐31的腔体中，通过调整后声腔12的气压来调整振膜21的平衡位置。上述振膜21的平衡位置是指这样的位置，即振膜21沿着垂直于振膜21的平面部的方向振动时，在不超出振膜21允许的振动位移的范围条件下，可充分发挥振膜21的振动性能的位置，该振膜21的平衡位置可在扬声器生产后由扬声器模组的尺寸及扬声器单体2自身的性能参数具体确定。

本发明的扬声器系统的处理单元可处理接收到的后声腔12内压强信号或外界环境气压信号，从而自动校准扬声器模组的后声腔12内的压强，使得扬声器模组的后声腔12的压强和外界环境气压平衡，实现扬声器模组的后声腔12的压强和外界环境气压的动态平衡。

如图5所示，本发明进一步地提供了一种调节振膜平衡的方法，其包括如下步骤：

(1)采集扬声器单体的振膜的位置，上述采集振膜的位置是指采集振膜相对于周边固定不动的部件例如磁铁或扬声器模组壳体的位置，这种采集振膜的位置可通过位移传感器等设备实现；

(2)判断所述振膜的位置是否处于平衡位置，上述平衡位置是指这样的位置，即振膜沿着垂直于振膜的平面部的方向振动时，在不超出振膜允许的振动位移的范围条件下，可充分发挥振膜的振动性能的位置，该振膜的平衡位置可在扬声器生产后由扬声器模组的尺寸及扬声器单体自身的性能参数具体确定；

(3)若为否，则将扬声器模组的后声腔内的气体抽出或将外气体源的气体灌入所述后声腔中，通过改变后声腔内的压强来改变振膜的位置，直至所述振膜处于平衡位置，上述外气体源是指可提供气体给后声腔的装置或结构。当然，本领域技术人员也可容易想到，振膜的位置处于平衡位置时，则不需要改变后声腔内的压强。

本发明的调节振膜平衡的方法可通过将扬声器模组的后声腔内的气体抽出或将外气体源的气体灌入所述后声腔中，通过调整后声腔的压强来调整振膜的平衡位置。

由于振膜的平衡位置在外界环境气压改变时会发生改变，因此，为了将振膜的平衡位置随着外界环境气压灵活改变，所述步骤(1)还包括：

采集扬声器模组的后声腔内的压强，以及采集外界环境气压，上述采集后声腔内的压强和外界环境气压的过程均可通过例如是气压传感器等设备实现；

所述步骤(3)具体为：

若为否，根据所述振膜的位置、所述后声腔内的压强和外界环境气压获得所述振膜的平衡位置，并将所述后声腔内的气体抽出或将外气体源的气体灌入所述后声腔中，通过改变后声腔内的压强来改变振膜的位置，直至所述振膜处于平衡位置。

上述根据振膜的位置、后声腔内的压强和外界环境气压获得振膜的平衡位置的过程可根据实际需求确定，或通过下述方式实现：建立一个振膜的位置、后声腔内的压强和外界环境气压的表，该表可由实验得出或者是计算得出，由该表可查得在某一外界环境气压值下，振膜的位置与后声腔内压强的对应关系，例如当外界环境气压确定时，可以由该表查得一个与后声腔内压强对应的振膜的位置的参数。

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 (9)

1.一种扬声器模组，其特征在于，包括扬声器模组壳体、扬声器单体和气压平衡装置，所述扬声器单体将所述扬声器模组壳体的内腔分为彼此隔绝前声腔和后声腔，所述气压平衡装置包括气罐和驱动机构，所述气罐与所述后声腔相连通，所述驱动机构可驱使所述气罐的腔体内的气体进入所述后声腔或将所述后声腔中的气体抽出至所述气罐的腔体中。

2.根据权利要求1所述的扬声器模组，其特征在于，所述扬声器模组还包括联通管，所述联通管的一端与所述气罐相连，所述联通管的另一端与所述内声腔相连。

3.根据权利要求1所述的扬声器模组，其特征在于，所述驱动机构包括驱动件和活塞，所述活塞与所述气罐的腔体的内壁滑动配合，且所述活塞将所述气罐的腔体分为彼此隔绝的前腔和后腔，所述前腔与所述后声腔相连通；所述驱动件驱动所述活塞在所述气罐内移动。

4.根据权利要求3所述的扬声器模组，其特征在于，所述驱动件包括步进电机和与所述活塞固定连接的驱动连杆，所述步进电机通过所述驱动连杆驱动所述活塞在所述气罐内移动。

5.根据权利要求3所述的扬声器模组，其特征在于，所述气罐的容积与所述后声腔的体积相当。

6.根据权利要求1所述的扬声器模组，其特征在于，所述气压平衡装置与所述扬声器模组壳体固定连接。

7.一种扬声器系统，其特征在于，包括权利要求1至6任一项中所述的扬声器模组、以及第一气压采集单元、第二气压采集单元和处理单元，所述第一气压采集单元可采集所述后声腔内的压强，所述第二气压采集单元可采集外界环境气压，所述处理单元可接收自所述第一气压采集单元采集到的压强信号、和所述第二气压采集单元采集到的气压信号，并可发出所述驱动机构驱使所述气罐的腔体内的气体进入所述后声腔的信号、或可发出所述驱动机构将所述后声腔中的气体抽出至所述气罐的腔体中的信号。

8.调节振膜平衡的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)采集扬声器单体的振膜的位置；

(2)判断所述振膜的位置是否处于平衡位置；

(3)若为否，则将扬声器模组的后声腔内的气体抽出或将外气体源的气体灌入所述后声腔中，直至所述振膜处于平衡位置。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)还包括：

采集扬声器模组的后声腔内的压强，以及采集外界环境气压；

所述步骤(3)具体为：

若为否，根据所述振膜的位置、所述后声腔内的压强和外界环境气压获得所述振膜的平衡位置，并将所述后声腔内的气体抽出或将外气体源的气体灌入所述后声腔中，直至所述振膜处于平衡位置。