CN107172543A - 平面振膜扬声器及耳机 - Google Patents
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Abstract
本发明属于扬声器技术领域，公开了一种平面振膜扬声器及耳机，该平面振膜扬声器包括磁路系统和振动系统；其中，振动系统包括相互贴合的平面振膜和平面音圈；磁路系统包括位于振动系统一侧的磁组；磁路系统还包括导磁组，导磁组位于磁组背对所述振动系统的一侧。本发明采用带有导磁组的磁路，可进行防磁导通，保证振动系统磁组中磁铁的磁通最大化应用在磁场中，防止磁外露，提高了磁组的驱动效果，提升了音质。
Description
技术领域
本发明属于扬声器技术领域，涉及一种平面振膜扬声器及耳机。
背景技术
目前常用的耳机根据其发声原理不同，主要分为动圈式耳机、动铁式耳机和静电(电容)式耳机。
动圈式耳机是现在最普遍的耳机形式，它是将线圈固定在振膜上，置于由永磁铁产生的固定磁场中，信号经过线圈切割磁力线，从而带动振膜一起振动发声。其优点是：制作相对容易，线性好、失真小、频响宽；缺点是：由于耳机中动圈单元的面积较大，并且在发声的过程中需要较多的空间和空气参与振动，因此无法有效控制漏音现象。
动铁式耳机利用电磁铁产生交变磁场，振动部分由一个铁片悬浮在电磁铁前方，信号经过电磁铁时使电磁铁磁场发生变化，从而使铁片振动发声。其优点是：使用寿命长、效率高；缺点是：失真大，频响窄，常用于早期的电话机听筒。
静电(电容)式耳机的原理是振膜处于变化的电场中，振膜极薄，可以精确到微米级，由高直流电压极化，极化所需的电能由交流电转化或电池供的。振膜悬挂在由两块固定的金属板(定子)形成的静电场中，当音频信号加载到定子上时，静电场发生变化，驱动振膜振动，在电场力的驱动下带动振膜发声。单定子也可以驱动振膜，但相比较之下，双定子的推挽形式失真更小。由于振膜轻薄，静电耳机的音质天生偏向轻盈透明，表现低频、声音的厚重和密度感就稍有逊色。
为获得更好的音质，现有技术中出现了平面振膜技术。比如市面上较为流行的OPPO PM系列磁振平膜耳机，以该耳机为例，其采用 了平面振膜驱动单元，优胜于市场上绝大部分采用其他驱动单元的耳机。它的声音是通过一张很薄很轻的振膜由平衡振动而产生的，它的磁场系统与导线对称分布设计，振膜均匀推动，因而耳机能够达到最大程度的灵敏度与一致性。正是由于振膜的稳定性和线性活塞式振动，才能得以保证达到最低的失真、更高的一致性和极高的分析力。OPPO PM系列耳机最独特之处是运用了双面螺旋增压音圈设计，充份解决振膜因物理属性而带来的影响。因此，能够100％地利用导体，达到更高的利用效率，并且线圈平面分布，不会像动圈耳机那样因为电感的作用而产生互调失真。
但是，发明人在实现本发明的过程中发现，现有技术中的磁振平膜耳机也存在一定的缺陷：典型地，同样的外形体积，实际平面音圈面积圆形和方形的比较，方形的发声面积大于圆形的实际面积0.5-2倍；圆形壳体中心需要一个半球形的导声装置去修补中心声压扰流失真问题；双面的铝箔在薄膜两侧需要进行导通连接两面的铝箔，两面的铝箔都是纳米级材料，非常薄，制造工艺比较复杂，生产时不良率偏高，增加单个成本。
发明内容
(一)发明目的
针对现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是：如何以低成本提升平面振膜扬声器及耳机的音质，实现其失真度低、高频响应全面、解析力高、成本低。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种平面振膜扬声器，其包括振动系统和磁路系统；其中，
所述振动系统2包括相互贴合的平面振膜和平面音圈；
所述磁路系统包括位于所述振动系统一侧的磁组4；
所述磁路系统还包括导磁组6，所述导磁组6位于所述磁组4背 对所述振动系统的一侧。
优选地，所述导磁组6为长条状分立式布置形成的条状阵列、或者片状分立式布置形成的片状阵列、或者完整的整块导磁片、或者多块拼接形成的导磁片。
优选地，所述导磁组6和所述磁组4对应布置，两者的宽度和位置分别对应。
优选地，所述平面振膜扬声器中：所述导磁组6整体的边缘大于所述磁组4整体的边缘。
优选地，所述磁组4为由分立式的磁条布置形成的条状阵列磁组。
优选地，所述磁组4的条状阵列磁组中包括3-15根磁条。
优选地，所述磁组4的条状阵列磁组中包括6-9根磁条。
优选地，所述磁组4的条状阵列磁组中包括7或8根磁条。
优选地，所述平面音圈为带有电路布局的薄膜。
优选地，所述薄膜为由导电薄膜制成的薄膜电路。
优选地，所述电路布局与所述磁路系统的形状相适应。
优选地，所述磁路系统还包括磁组支撑板1，所述磁组4和所述导磁组6安装在所述磁组支撑板1的安装槽内。
优选地，所述导磁组6和所述磁组支撑板1为一次压铸成型物。
优选地，所述振动系统还包括振膜支撑板22；其中，
所述振膜支撑板22的一侧贴合所述平面振膜；所述振膜支撑板22、所述平面振膜和所述平面音圈层叠布置，形成平面振动膜片组，其上开有通孔。
本发明还提供了一种耳机，其包括上述任一项所述的平面振膜扬声器。
(三)有益效果
上述技术方案所提供的平面振膜扬声器及耳机，采用导磁组配合 磁组的磁路，保证磁组中磁铁的磁通最大化应用在磁场中，防止磁外露，在控制体积的同时提高了磁组的驱动效果，有效提升了音质。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一个实施例中平面振膜扬声器剖面结构示意图。
图中，1-磁组支撑板；2-振动系统；22-振膜支撑板；4-磁组；6-导磁组。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
现有技术中的平面振膜扬声器，比如OPPO PM系列耳机，采用了双面螺旋增压音圈，虽然在一定程度上实现了振膜的平面化，达到了较为合理的音质，但其制造工艺复杂，良品率低，且实际发声效果也并不理想，产品受到了诸多限制。为了获得一种失真度低、高频响应全面、解析力高、成本低的耳机，本发明一个实施例中首先提供一种平面振膜扬声器，再一个实施例中进一步提供一种耳机，通过导磁组配合磁组的磁路系统，在有限的空间内获得了饱和的磁路，从而可大幅提升平面振膜的音质。具体地，本发明实施例中的方案如下。
实施例1
在本发明的一个实施例中，平面振膜扬声器包括振动系统和磁路系统。参照图1所示，振动系统2包括相互贴合的平面振膜和平面音圈；磁路系统包括位于所述振动系统一侧的磁组，所述磁路系统还包括导磁组6，所述导磁组6位于磁组4背面一侧，进行防磁导通。本发明实施例中的平面振膜扬声器，通过在所述振动系统输入变化的音频电流，产生电磁场，随后在所述磁路系统的磁力的作用中上下运动，产生声音信号。
在本发明的实施例中，磁组4为由分立式的磁条布置形成的条状阵列磁组。由于相对于整片的磁板来说，磁条的体积更小，制造工艺简单，充磁难度低，充磁的磁性更均匀可控，良品率高且无需二次加工开口，因可大幅降低产品的生产难度和成本，实现大规模批量化的生产，推动平面振膜设备的普及。
可选地，磁组4可由3-15根磁条布置形成，磁条可以为长方形条状磁条；优选6-9根，以7根或8根为最佳，在常规尺寸耳机所使用扬声器的环境下，获得低成本与饱和磁路的双赢效果。
本实施例中，导磁组6可以为长条状分立式布置形成的条状阵列、或者片状分立式布置形成的片状阵列、或者完整的整块导磁片、或者多块拼接形成的导磁片；导磁组6选用金属、合金、硅、碳、石墨、石墨烯、陶瓷和复合材料中的一种或多种制成，由此实现对磁组4进行防磁导通，保证磁组4中磁铁的磁通最大化应用在磁场中，防止磁外露。优选地，导磁组6的材料为铁。
当然，在本发明的某些可选实施例中，导磁组也可为完整的片状物(即导磁板)。整片的导磁板可在磁条的间隙对应处开有条状或栅格状开口；当然，完全不开口的导磁板也是一种可选的方案。此外，在本发明一些极端的实施例中，为了控制整个发声单元的体积，也可以不采用导磁组。因此，本领域相关技术人员应当理解，此处导磁组的具体设置方式不应视作对本发明具体实施方式的限制。
在此基础上，为了进一步降低成本，优选导磁组6为长条状分离布置形成的条状阵列，将所述导磁组6和磁组4对应布置，即导磁组6的导磁条和磁组4的磁条的宽度和位置对应。通常地，对于铁制的导磁组，因磁力的作用，导磁组6的导磁条和磁组4的磁条会吸附后相互贴合。
此外，可选地，所述平面振膜扬声器中，所述导磁组6整体的边缘大于所述磁组4整体的边缘。通过边缘稍大的导磁组，可以对磁组形成一定的包裹，从而进一步锁定磁通，防止漏磁，进而确保获得饱和磁路。可选地，导磁组包裹磁组隔板及设置在磁组隔板上的磁组，或者导磁组直接包裹磁组(即不再设置磁组隔板)。
磁路系统还包括磁组支撑板1，磁组支撑板1开设安装槽，磁组4和导磁组6安装在磁组支撑板1的安装槽内，磁组支撑板1用于实现磁路系统与振动系统的结构组装。
为了实现整个扬声器的轻质化，磁组支撑板1选用塑料或铝制成，并在磁组支撑板1上开阵列孔，用于传递声音和减重。
导磁组6和磁组支撑板1经过塑胶一次压铸成型，隐藏式精简了结构，同时又起到加固结构的作用。
振动系统包括平面振膜和均匀排列在振膜一侧表面上的平面音圈。其中，平面音圈优选为带有一定电路布局的薄膜，比如由导电薄膜制成的薄膜电路；此外，可选地，平面音圈中的电路布局(电路的宽度、间隙、排线及弯绕形式等)与磁路系统的条状阵列相适应。在本发明的实施例中，在向平面音圈输入变化的音频电流时，其电路会产生变化的电磁场，由此在磁路系统的磁力作用中上下运动，带动振膜振动产生声音信号。
进一步地，振动系统还包括：振膜支撑板22，振膜另一侧表面贴附在振膜支撑板22一侧，以通过振膜支撑板22实现对振膜的支撑，确保振膜的平整度。
其中，振膜支撑板22、振膜、平面音圈层叠布置，形成平面振动膜片组，其上开有通孔，利用穿过平面振动膜片组上的通孔实现对平面音圈的接电，并实现内部结构的紧凑布局。优选地，振动系统还包括布置在振膜支撑板22另一侧的导电箔，以保证振动系统的接电和/或电力的良好输入。
其中，所述振膜支撑板22和所述导电箔共同形成类似于印刷电路板(PCB，PrintedCircuit Board)的构造，即所述导电箔是印刷在所述振膜支撑板22上的电路层，通过该电路层来外接外部电源，从而实现从外部对平面音圈的供电。
可选地，平面音圈中的导电薄膜和导电箔由金属、合金和复合导电材料中的一种或多种制成。作为一个优选的示例，所述导电薄膜为铝箔、所述导电箔为铜箔。当然，本领域相关技术人员应能理解，上述优选示例不应视作对本发明具体实施方式的限制。
本实施例中，平面音圈均匀排列在振膜一侧表面上，相对于现有技术中的振膜两侧设置双面铝箔的方式，驱动力受力均匀，产生的声音更自然，且制造工艺得到简化，良率提高，成本降低。
本实施例所述技术方案，通过采用平面振膜和条状阵列磁组，提高了平面振膜发声的效率和声音品质；通过设置紧凑型的振动系统和磁路系统，把复杂的安装结构有效整合，减少了30％-50％的组装程序；采用改进的平面音圈布置方式，大幅提高了发声的灵敏度和声压级。
本实施例扬声器可达到真正发烧级的声音品质，能轻易超越现有的动圈扬声器，例如：动圈扬声器失真度高，在2％-3％，本实施例平面振膜扬声器失真度降到了0.1％-1％；动圈扬声器高频响应不全面在，15-35K，本实施例平面振膜扬声器将发生频宽改善到5-50K；动圈扬声器解析力工作功率超过60％以上时就开始产生解析力下降，发声混沌不清，负荷越大越严重，本实施例平面振膜扬声器在整个满负荷的范围内可以平稳工作，解析力比动圈扬声器高50％以上。
实施例2
基于实施例1所提供的等磁场对称磁路的平面振膜扬声器，本实 施例提供一种耳机，该耳机包括实施例1所述的平面振膜扬声器和相关壳体结构等，实现一种失真度低、高频响应全面、解析力高、成本低的耳机，达到真正意义的“发烧耳机”的要求。可选地，本发明实施例中的耳机可以是头戴式、耳挂式、后挂式、耳塞式或入耳式的任何一种，扬声器单元按需设计成相应的大小即可。当然，因单面磁路系统可大幅减轻组件重量，使得耳机整体尺寸和配重均较小，优选采用耳塞式或入耳式耳机来设置本发明实施例的扬声器组件。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种平面振膜扬声器，其特征在于，包括振动系统和磁路系统；其中，
所述振动系统(2)包括相互贴合的平面振膜和平面音圈；
所述磁路系统包括位于所述振动系统一侧的磁组(4)；
所述磁路系统还包括导磁组(6)，所述导磁组(6)位于所述磁组(4)背对所述振动系统的一侧。
2.如权利要求1所述的平面振膜扬声器，其特征在于，所述导磁组(6)为长条状分立式布置形成的条状阵列、或者片状分立式布置形成的片状阵列、或者完整的整块导磁片、或者多块拼接形成的导磁片。
3.如权利要求1所述的平面振膜扬声器，其特征在于，所述导磁组(6)和所述磁组(4)对应布置，两者的宽度和位置分别对应。
4.如权利要求1所述的平面振膜扬声器，其特征在于，所述平面振膜扬声器中：
所述导磁组(6)整体的边缘大于所述磁组(4)整体的边缘。
5.如权利要求1所述的平面振膜扬声器，其特征在于，所述磁组(4)为由分立式的磁条布置形成的条状阵列磁组。
6.如权利要求1所述的平面振膜扬声器，其特征在于，所述平面音圈为带有电路布局的薄膜。
7.如权利要求6所述的平面振膜扬声器，其特征在于，所述薄膜为由导电薄膜制成的薄膜电路。
8.如权利要求6所述的平面振膜扬声器，其特征在于，所述电路布局与所述磁路系统的形状相适应。
9.如权利要求1所述的平面振膜扬声器，其特征在于，所述磁路系统还包括磁组支撑板(1)，所述磁组(4)和所述导磁组(6)安装在所述磁组支撑板(1)的安装槽内。
10.一种耳机，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的平面振膜扬声器。
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