CN109714684A - 点声源扬声器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种点声源扬声器，其中包括一低音输出模块、一高音输出模块，低音输出模块具有至少一低音单体，该至少一低音单体用以产生一低音音场；高音输出模块具有至少一平面发声单元，该至少一平面发声单元产生一高音音场；其中，该高音输出模块以该低音输出模块产生的该低音音场的中心轴线为中心，环绕于该低音输出模块的外围，且该高音输出模块产生的该高音音场的中心轴线和该低音音场的中心轴线同轴心。

Description

点声源扬声器

技术领域

本发明涉及一种点声源扬声器，尤其涉及一种使用于音响装置或电子产品上用以输出声音信号的点声源扬声器。

背景技术

如图1所示，现有的扬声器为求得各音域均有良好的音质，因此一般扬声器多由音箱1、高音单体2、低音单体3所组成。其中音箱1用以提供一共振腔，以增强低音频的声音信号的强度。高音单体2和低音单体3分别发出高低不同音频的信号，用以使得扬声器在不同频段的声音都能够有良好的输出表现。

然而，现有的扬声器的高音单体2及低音单体3通常是以非同轴方式设置在音箱1上，亦即高音单体2和低音单体3输出声音信号的音场的轴心，是彼此相互并排，且不同轴的，因此使得该种类型的扬声器产生的音场形成了惯称为“线音源”的音源形态。

如图1所示，一般而言，扬声器声音表现最佳的状态下，是高音单体2及低音单体3产生的音场相互交错且产生干涉的情形下会有最佳的音质表现。然而，由于现有的扬声器的高音单体2及低音单体3是以平行并排方式排列设置，因此使得高音单体2和低音单体3产生的高音音场A与低音音场B的中心轴线C彼此错开，且相互平行，因此仅有高音单体2的高音音场A和低音单体3的低音音场B彼此相邻所形成的干涉区域D的范围内才会产生高低频声音信号相互干涉的情形，因此使得扬声器产生音场涵盖范围内，仅有在该干涉区域D内才会有较佳的聆听效果。

一般而言，音响装置能够通过聆听室的空间安排，或者是采用混音腔等方式让高音单体2及低音单体3的音场相互融合，然而在目前电子产品小型化的趋势下，往往无法通过空间安排及设置混音腔的方式来达成高低音场融合的目的，因此导致该种高低音分别由不同单体输出的扬声器结构无法提升音质。

此外，目前电子产品朝向微型化、薄形化趋势发展的潮流下，薄膜扬声器由于具有易于薄形化及微型化的特点，因此被广泛运用在电子产品的扬声器上。然而现有的薄膜式扬声器的构造多数为在一个震动膜上设置压电材料，通过压电材料接收音源信号输入的电压时产生震动，以带动振膜产生震动而发出声音。然而现有的薄膜式扬声器多数结构振膜和压电组件为二个不同的组件，且压电组件相对于振膜的面积相对微小，因此无法形成较大的震幅，因此导致了发声效率不佳，且仅能于高音频范围获得优越的表现，对于低音频的表现效能不佳且失真率高。

同时，现有的薄膜式扬声器虽然采用薄膜为发音组件，但是其因为需要额外设置用以连接驱动电路与压电组件的导电结构以及用以支撑振膜的固定框架，因此造成其构造仍然相当复杂，而导致制造成本上升的缺点。

由于以上原因，造成现有的扬声器使用上的种种不便，故如何通过结构改良，以解决前述各项问题，已成为该项事业所欲解决的重要课题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种点声源扬声器，以解决上述问题。

本发明实施例提供一种点声源扬声器，其中包括一低音输出模块、一高音输出模块。低音输出模块具有至少一低音单体，该至少一低音单体用以产生一低音音场；高音输出模块具有至少一平面发声单元，该至少一平面发声单元产生一高音音场；其中，该高音输出模块以该低音输出模块产生的该低音音场的中心轴线为中心，环绕于该低音输出模块的外围，且该高音输出模块产生的该高音音场的中心轴线和该低音音场的中心轴线同轴心。

本发明一优选实施例，其中该至少一平面发声单元分别包括：一薄膜基材，其中该薄膜基材具有相对的上侧面与下侧面，且该薄膜基材的上侧面与下侧面分别能够界定出一工作区域；两个导电层，两个所述导电层分别设置于该薄膜基材的上侧面与下侧面上，且至少覆盖该薄膜基材位于该工作区域内的该上侧面与该下侧面，并与该薄膜基材共同形成一三明治状结构；两个环状导体，两个所述环状导体分别设置于该薄膜基材相对的两侧面；两个所述环状导体彼此相对且分别围绕于该工作区域的边缘，且分别贴合于两个所述导电层位于该工作区域外围的边缘；两个导电组件，两个所述导电组件分别设置于两个所述环状导体相对于该薄膜基材的一侧面，两个所述导电组件呈和两个所述环状导体相对应的环形体，且覆盖接触于两个所述环状导体相对于该薄膜基材的一侧面；两个所述导电组件分别和一音源信号输出的两极连接，而使得该音源信号输出的音源信号能够通过两个所述导电组件以及两个所述环状导体传导到两个所述导电层。

本发明一优选实施例，其中两个所述导电层为金属薄膜或金属氧化物薄膜。

本发明一优选实施例，其中两个所述环状导体为导电胶或为以电镀方式设置于两个所述导电层表面的金属导体层。

本发明一优选实施例，其中该至少一平面发声单元进一步包括一框体结构，该框体结构设置于该薄膜基材位于该工作区域边缘的位置，使得该薄膜基材于该工作区域的范围内形成平面状态。

本发明一优选实施例，其中该框体结构包括：一下框体及一上框体，该上框体与下框体相对地设置于该薄膜基材工作区域边缘位置的上侧面与下侧面，且相对地夹合于该薄膜基材的上侧面与下侧面，借以固定该薄膜基材。

本发明一优选实施例，其中该下框体面向该薄膜基材的一侧具有一顶面，该顶面中央具有一卡槽，该上框体面向该薄膜基材的一侧具有一底面，该底面具有一和该卡槽对应的卡合凸缘，该上框体与该下框体相对夹合时，该卡合凸缘能够卡合于该卡槽中，且将该薄膜基材对应该卡合凸缘及该卡槽位置处的材料挤压卡入于该卡槽中，且使得该薄膜基材对应于卡合凸缘及该卡槽位置处的材料形成与该卡合凸缘及卡槽相对应的凹凸形状。

本发明一优选实施例，其中该低音单体为动圈式发音单体。

本发明一优选实施例，其中该低音输出模块还包括一音箱，该低音单体设置于该音箱中。

本发明一优选实施例，其中该高音输出模块具有单独一个该平面发声单元，该平面发声单元呈环状，且于该平面发声单元的中心具有一开口，以容纳该低音输出模块。

本发明一优选实施例，其中该高音输出模块具有多个该平面发声单元，多个所述平面发声单元以该低音输出模块产生的该低音音场的中心轴线为中心，环绕于该低音输出模块的外围。

本发明一优选实施例，其中多个所述平面发声单元分别具有一出声面，且多个所述平面发声单元的多个所述出声面彼此共平面且和该低音输出模块产生的该低音音场的中心轴线相垂直。

本发明一优选实施例，其中多个所述平面发声单分别具有一出声面，且多个所述平面发声单元的多个所述出声面分别以和该低音输出模块产生的该低音音场的中心轴线相对倾斜的方式安装于该低音输出模块的周围。

本发明的有益效果在于，本发明的点声源扬声器能够达到使得高音输出模块及低音输出模块产生的高音音场A及低音音场B的中心轴线C同轴心，因此使得高音音场A和低音音场B能够相互重叠，而达到有效提升音质的功效。本发明点声源扬声器的高音输出模块采用的平面发声单元的构造相较于现有的薄膜扬声器具有构造简单，且声音输出效率佳的优点，因此更有助于降低成本，并且提高声音输出的效率及音质。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为现有的具有高音单体及低音单体的扬声器的构造示意图。

图2为本发明点声源扬声器第一实施例的立体构造示意图。

图3为本发明点声源扬声器第一实施例的组合剖面构造示意图。

图4为本发明点声源扬声器第一实施例的另一种变化实施例的立体构造示意图。

图5为本发明点声源扬声器采用的平面发声单元的剖面构造示意图。

图6为本发明点声源扬声器第二实施例的立体构造示意图。

图7为本发明点声源扬声器第二实施例的另一种变化实施例的立体构造示意图。

图8为本发明点声源扬声器第三实施例的立体构造示意图。

图9为本发明点声源扬声器第三实施例的组合剖面构造示意图。

图10为本发明点声源扬声器第四实施例的组合剖面构造示意图。

图11为本发明点声源扬声器第四实施例的立体分解构造示意图。

具体实施方式

〔第一实施例〕

如图2至图5所示，本发明点声源扬声器10的第一实施例包括：一低音输出模块20及一高音输出模块30。

其中该低音输出模块20具有至少一低音单体21以及一音箱22。该实施例中，至少一低音单体21可采用动圈式的发音单体，用以产生一低音频的声音信号，且该低音单体21结合于音箱22中，通过音箱22和低音单体21产生声音信号共振，以提高低音频的声音信号的强度与音质。该低音输出模块20输出的低音频声音信号形成一低音音场B。

该高音输出模块30，具有一平面发声单元31，并通过该平面发声单元产生一高音音场A。该平面发声单元31采用薄膜扬声器的构造，用以产生高音频的声音信号，以形成一高音音场。如图3所示，该高音输出模块30是以该低音输出模块20产生的该低音音场B的中心轴线为中心，环绕于该低音输出模块20的外围，且该高音输出模块30产生的该高音音场A的中心轴线C和该低音音场B的中心轴线C同轴心。

该实施例中，采用的高音输出模块30的平面发声单元31为一概呈圆环状的板体，该平面发声单元31的中心具有一开口34，以容纳该低音输出模块。且该圆环形的平面发声单元31的中心轴线和该低音输出模块20产生的音场的中心轴线同轴，借以达到使得该平面发声单元31产生的音场的中心轴线和该低音输出模块20所产生的低音音场的中心轴线相互重合的目的。该实施例中，于平面发声单元31的外围以及中央开口34的周围分别设置一框体32、33，用以使得该平面发声单元31能够保持形成平面状态。

该实施例中，平面发声单元31也可以采用其他几何形状，如图4所示为本发明第一实施例的一种变化结构，该实施例中，平面发声单元31为一矩形的板体35，且其中央同样设置一开口34，以容纳该低音输出模块20。且该矩形的平面发声单元31的中心轴线和该低音输出模块20产生的音场的中心轴线同轴。

如图5所示，为本发明第一实施例采用的平面发声单元31的剖面构造示意图。该平面发声单元31的结构包括：一薄膜基材311，该薄膜基材311由高分子聚合材料至成的薄膜或板片，该薄膜基材311的上下两侧分别具有一相对的上侧面及下侧面；两个导电层312，两个导电层312由导电材料制成，且分别设置于该薄膜基材311的上侧面与下侧面上。

本发明的平面发声单元31选用的薄膜基材311的厚度较佳者为小于0.3mm以下。的薄膜基材311用以发出声音的部分的区域定义为一工作区域316，两个导电层312至少覆盖于该薄膜基材311位于该工作区域316范围内的上侧面与下侧面。该薄膜基材311较佳者为选用聚偏二氟乙烯(PVDF)材料，或者是其他能够产生压电效应的聚合材料制成的薄膜或板片。

两个导电层312至少覆盖于该薄膜基材311位于该工作区域316范围内的上表面与下表面。本发明两个导电层312能够选用自金属材料，例如：铜(Cu)、银(Ag)、铬(Cr)、镍(Ni)、钛(Ti)等金属材料，或者是具有导电性的金属氧化物(Metal Oxide)薄膜，例如：氮化钛(TiN)、氧化铟锡(ITO)薄膜等。两个导电层312能够通过蒸镀、溅镀、电镀、或者是涂布等方式设置于该薄膜基材311的表面。

该薄膜基材311位于工作区域316边缘的上侧面及下侧面还进一步设置两环状导体313，两个环状导体313彼此相对且分别围绕于该工作区域316的边缘，且分别和两个导电层312位于该工作区域316外围的边缘连接。本发明两个环状导体313可以选用为导电胶，或者是采用以电镀或涂布等方式设置于导电层312表面上的金属导体所制成。

两个环状导体313的外侧面进一步设置两个导电组件314，两个导电组件314的本体为和两个环状导体313相对应的环形体，两个导电组件314本体环形部的宽度大于或等于两个环状导体313的宽度，因此能够覆盖接触于两个环状导体313相对于该薄膜基材311的一侧面。两个导电组件314能够为软性电路板，或者是表面电镀有导体的高分子聚合物所制成的导电体，例如：表面电镀有金属层的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。且两个导电组件314分别和一音源信号输出40的两输出电极连接，而使得该音源信号输出40的音源信号能够通过两个导电组件314传导到两个环状导体313，且进一步通过两个环状导体传导到两个导电层312。

本发明的平面发声单元31由于该薄膜基材311选用能够产生压电效应的聚合材料制成，且两个导电层312分别覆盖于该薄膜基材311的两侧表面，因此当音源信号的电压传导到两个导电层312后，能够使得两个导电层312产生电场，进而使得薄膜基材311产生逆压电效应，因此使得薄膜基材311的工作区域产生震动，借以将音源信号转换为声音的输出。

本发明采用上述结构的平面发声单元30，主要特点在于该平面发声单元30的薄膜基材311本身即为压电材料，因此使得发声单元30的大部分面积均为可震动的发声区域，故能有效提升声音输出效率。同时该平面发声单元30的电连接结构简单，并能提高信号传输的稳定性，因此达到简化构造，且又提高音质的目的。

如图3所示，本发明的点声源扬声器10由于采用高音输出模块30和低音输出模块20所产生的音场的中心轴线C同轴心，因此使得该点声源扬声器10输出的音场形成点声源的形态，亦即高音音场A和低音音场B的中心轴线C同轴，而使得该点声源扬声器10输出的音场范围内，大部分区域均为高音音场A和低音音场B相互重叠所形成的高低频干涉区域，因此使得高音音场A和低音音场B相互融合，而能够有效提升扬声器输出音质。

〔第二实施例〕

如图6所示，为本发明第二实施例采用的高音输出模块30具有多个平面发声单元31，多个平面发声单元31以该低音输出模块20产生的低音音场的中心轴线为中心，环绕于该低音输出模块20的外围。

该实施例中，采用的多个平面发声单元31采用和第一实施例采用的平面发声单元31相同的结构制成，且其直径小于第一实施例采用的平面发声单元31。多个平面发声单元31共同地安装于一板体35上，且环绕于该低音输出模块20的外侧，因此共同地组成一个环绕于该低音输出模块20周围的发声数组。多个平面发声单元31分别具有一出声面，且多个平面发声单元31的多个出声面彼此共平面，且和该低音输出模块20产生的该低音音场的中心轴线相垂直。

本发明第二实施例通过由多个较小尺寸的平面发声单元31组合成高音输出模块30，同样能够产生和低音输出模块20产生的低音音场同轴心的高音音场，因此同样能够达到使得高音音场和低音音场重叠，以提高该点声源扬声器10音质。

如图7所示，为本发明第二实施例采用的另一变化实施例，该实施例中高音输出模块30具有多个平面发声单元31，多个平面发声单元31通过一框体36组合成为一平面数组状的高音输出模块30。该实施例中，各个平面发声单元31共同组合成为平面状的发音单体，且多个平面发声单元31环绕于低音输出模块20的外围，且其共同组成的出音平面垂直于低音输出模块20的低音音场的中心轴线，因此也同样能够达成使得高音音场和低音音场同轴心的目的。

〔第三实施例〕

如图8及图9所示，本发明第三实施例的高音输出模块30由多个平面发声单元31a所组成，多个平面发声单元31a分别具有一框体32a，且环绕于该低音输出模块20的周围。该实施例特色在于多个平面发声单元31a的出音平面分别以一预定角度倾斜的方式安装于该低音输出模块20的周围。因此使得该实施例的多个平面发声单元31的出音平面分别以和该低音输出模块20产生的低音音场的中心轴线相对倾斜的方式安装于该低音输出模块20的周围。

该实施例中，各个平面发声单元31a共同输出的高音音场同样能够与低音输出模块20的低音音场同轴心，而同样能够达成提高音质的功效。

〔第四实施例〕

如图10及图11所示，为本发明第四实施例的点声源扬声器10的构造。该实施例的点声源扬声器10，为在平面发声单元31的外围进一步设置一框体50，用以支撑该平面发声单元31使其形成平面状态。该实施例中，该框体50包括：一下框体52及一上框体51，该上框体51与下框体52相对地设置于该平面发声单元31边缘位置的上侧面与下侧面，且相对地夹合于平面发声单元31的两侧面。该平面发声单元31的边缘位置的上侧面与下侧面分别设置有环状导体313及该上框体51与下框体52还分别夹持于该环状导体313及两个导电组件314的外侧面，用以将环状导体313及两个导电组件314紧压接触于平面发声单元31的两导电层(图中未示)的外侧面，以提高信号传导的稳定性。

该实施例中，框体50的下框体52面向该平面发声单元31的一侧定义为顶面，该顶面中央具有一环状的卡槽521，同时该上框体51面向该平面发声单元31的一侧定义为底面，该底面具有一和该下框体52的卡槽521相互对应的卡合凸缘511，该上框体51与该下框体52相对夹合时，该卡合凸缘511能够卡合于该卡槽521中，且将该平面发声单元31边缘对应该卡合凸缘511及该卡槽521位置处的材料挤压卡入于该卡槽521中。

由于卡槽521及卡合凸缘511分别垂直于平面发声单元31的表面，因此当平面发声单元31边缘位置的材料受到卡合凸缘511带动而卡入到卡槽521内时，将会使得该平面发声单元31对应于卡合凸缘511及该卡槽521位置处的材料形成与该卡合凸缘511及卡槽521相对应的凹凸形状，且带动平面发声单元31位于该工作区域11边缘位置的材料受到垂直方向的拉力，因此使得平面发声单元31位于工作区域11范围内的材料产生水平方向的应变，并使平面发声单元31的材料产生拉应力。

本发明第二实施例通过上述结构，能够使得平面发声单元31形成一平面的结构体，同时，还能够通过该卡合凸缘511及该卡槽521使得平面发声单元31边缘位置的材料产生变形，同时对工作区域11范围内的平面发声单元31产生一伸张拉力，而使得工作区域11内的平面发声单元31产生拉应力，而形成紧绷状态。

本发明第二实施例还能够进一步通过改变框体结构60的卡合凸缘511及卡槽521的形状，使得平面发声单元31产生不同程度的应变，而达到调整或改变平面发声单元31承受拉应力的大小，以达到调整音质的目的。

〔发明有益效果〕

本发明点声源扬声器的有益效果主要如下：

1、本发明的点声源扬声器10能够达到使得高音输出模块30及低音输出模块20产生的高音音场A及低音音场B的中心轴线C同轴心，因此使得高音音场A和低音音场B能够相互重叠，而达到有效提升音质的功效。

2、本发明点声源扬声器10的高音输出模块30采用的平面发声单元31的构造相较于现有的薄膜扬声器具有构造简单，且声音输出效率佳的优点，因此更有助于降低成本，并且提高声音输出的效率及音质。

以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，非因此局限本发明的专利范围，故凡运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的保护范围内。

Claims (14)

1.一种点声源扬声器，其特征在于，包括：

一低音输出模块，具有至少一低音单体，该至少一低音单体用以产生一低音音场；

一高音输出模块，具有至少一平面发声单元，该至少一平面发声单元产生一高音音场；

其中，该高音输出模块以该低音输出模块产生的该低音音场的中心轴线为中心，环绕于该低音输出模块的外围，且该高音输出模块产生的该高音音场的中心轴线和该低音音场的中心轴线同轴心。

2.如权利要求1所述的点声源扬声器，其特征在于，该至少一平面发声单元分别包括：

一薄膜基材，其中该薄膜基材具有相对的上侧面与下侧面，且该薄膜基材的上侧面与下侧面分别能够界定出一工作区域；

两个导电层，两个所述导电层分别设置于该薄膜基材的上侧面与下侧面上，且至少覆盖该薄膜基材位于该工作区域内的该上侧面与该下侧面，并与该薄膜基材共同形成一三明治状结构；

两个环状导体，两个所述环状导体分别设置于该薄膜基材相对的两侧面；两个所述环状导体彼此相对且分别围绕于该工作区域的边缘，且分别贴合于两个所述导电层位于该工作区域外围的边缘；以及

两个导电组件，两个所述导电组件分别设置于两个所述环状导体相对于该薄膜基材的一侧面，两个所述导电组件呈和两个所述环状导体相对应的环形体，且覆盖接触于两个所述环状导体相对于该薄膜基材的一侧面；

两个所述导电组件分别和一音源信号输出的两极连接，而使得该音源信号输出的音源信号能够通过两个所述导电组件以及两个所述环状导体传导到两个所述导电层。

3.如权利要求2所述的点声源扬声器，其特征在于，该薄膜基材为聚偏二氟乙烯薄膜。

4.如权利要求3所述的点声源扬声器，其特征在于，两个所述导电层为金属薄膜或金属氧化物薄膜。

5.如权利要求4所述的点声源扬声器，其特征在于，两个所述环状导体为导电胶或为以电镀方式设置于两个所述导电层表面的金属导体层。

6.如权利要求5所述的点声源扬声器，其特征在于，该至少一平面发声单元进一步包括一框体结构，该框体结构设置于该薄膜基材位于该工作区域边缘的位置，使得该薄膜基材于该工作区域的范围内形成平面状态。

7.如权利要求6所述的点声源扬声器，其特征在于，该框体结构包括：一下框体及一上框体，该上框体与下框体相对地设置于该薄膜基材工作区域边缘位置的上侧面与下侧面，且相对地夹合于该薄膜基材的上侧面与下侧面，借以固定该薄膜基材。

8.如权利要求7所述的点声源扬声器，其特征在于，该下框体面向该薄膜基材的一侧具有一顶面，该顶面中央具有一卡槽，该上框体面向该薄膜基材的一侧具有一底面，该底面具有一和该卡槽对应的卡合凸缘，该上框体与该下框体相对夹合时，该卡合凸缘能够卡合于该卡槽中，且将该薄膜基材对应该卡合凸缘及该卡槽位置处的材料挤压卡入于该卡槽中，且使得该薄膜基材对应于卡合凸缘及该卡槽位置处的材料形成与该卡合凸缘及卡槽相对应的凹凸形状。

9.如权利要求1所述的点声源扬声器，其特征在于，该低音单体为动圈式发音单体。

10.如权利要求9所述的点声源扬声器，其特征在于，该低音输出模块还包括一音箱，该低音单体设置于该音箱中。

11.如权利要求1所述的点声源扬声器，其特征在于，该高音输出模块具有单独一个该平面发声单元，该平面发声单元呈环状，且于该平面发声单元的中心具有一开口，以容纳该低音输出模块。

12.如权利要求1所述的点声源扬声器，其特征在于，该高音输出模块具有多个该平面发声单元，多个所述平面发声单元以该低音输出模块产生的该低音音场的中心轴线为中心，环绕于该低音输出模块的外围。

13.如权利要求12所述的点声源扬声器，其特征在于，多个所述平面发声单元分别具有一出声面，且多个所述平面发声单元的多个所述出声面彼此共平面且和该低音输出模块产生的该低音音场的中心轴线相垂直。

14.如权利要求12所述的点声源扬声器，其特征在于，多个所述平面发声单分别具有一出声面，且多个所述平面发声单元的多个所述出声面分别以和该低音输出模块产生的该低音音场的中心轴线相对倾斜的方式安装于该低音输出模块的周围。