CN113949973B - 一种振动特性优化平板耳机 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种振动特性优化平板耳机，包括电磁换能器；所述电磁换能器包括：外壳体，永磁板，与永磁板相对设置的振膜，以及用于将振膜固定的固定构件；其中，所述振膜主体为柔性树脂膜结构，在所述树脂膜结构上设有多组线圈，所述多组线圈构成的图案为同心环，不同组线圈构成的同心环大小不同，而且每组线圈均包含并排设置的多根子线圈，同组线圈的不同子线圈的输入电信号能够被分别控制；能够根据音频信号的特点控制振膜的振动特性，增加高低音频的还原度和表现力。

Description

一种振动特性优化平板耳机
技术领域
本发明涉及音频输出设备领域，尤其涉及一种振动特性优化平板耳机。
背景技术
由永磁体组件和振膜的组合构成的平面电磁换能器是平板耳机中一项已知技术。这种类型的电磁换能器通常包括永磁体组件，与永磁体组件相对设置的振膜，以及用于在永磁体组件的外围区域将振膜固定到永磁体组件的支撑构件。
在这种类型的传统电磁换能器中使用的永磁体组件具有多个细长的永磁体，每个永磁体在其两侧的表面上具有两个相反的磁极，所述磁体以平行关系布置，使得N极和S极通过非磁性部件交替地且牢固地接合在一起。振膜是薄树脂膜，在其表面上形成由”S”形或“回”形图案的线圈。振膜与永磁体组件结合，使得线圈图案的直线部分正好位于平行布置的细长永磁体之间的中心区域上。在实际应用中，振膜在永磁体组件的外围区域通过一个或多个间隔件固定在永磁体组件上。
磁力线在两个相邻的细长永磁体的磁极之间延伸，并且以横向于振膜的导体图案的线性部分的方式产生磁场。当振膜的线圈通电时，根据Fleming的左手定则产生电磁力，并且振膜在其厚度方向上移位。根据该规则，产生对应于到线圈的驱动电流的振动以产生声波。该声波穿过细长的永磁体，从而向外辐射。
在传统的线圈一般为单根或并行的多根，均布在振膜上，形式较为单一，振膜的振动难以突显音频信号的特点，即无法增加音频的还原度和表现力。
发明内容
针对现有技术中的上述缺点，本发明提供一种振动特性优化平板耳机，包括电磁换能器；所述电磁换能器包括：外壳体，永磁板，与永磁板相对设置的振膜，以及用于固定振膜相对于永磁板的位置的固定构件；
所述永磁板为刚性板状结构，包括基体和条形磁极；所述基体中设置有平行布置的NS极交替出现的条形磁极，在基体中且在条形磁极之间的中性区中设置多个均布的排气通孔；
所述振膜主体为柔性树脂膜结构，在所述树脂膜结构上设有多组线圈，所述多组线圈构成的图案为同心环，不同组线圈构成的同心环大小不同，而且每组线圈均包含并排设置的多根子线圈，同组线圈的不同子线圈的输入电信号能够被分别控制。
优选地，所述线圈构成的同心环沿环中心向环外周方向等距分布。
优选地，当输入电信号的高低音不同时，控制沿环中心向环外周方向外侧的各组线圈中子线圈被接通的根数不同于内侧的各组线圈中子线圈被接通的根数。
优选地，当输入电信号为低音信号时，控制沿环中心向环外周方向外侧的各组线圈中子线圈被接通的根数大于内侧的各组线圈中子线圈被接通的根数；当输入电信号为高音信号时，控制沿环中心向环外周方向外侧的各组线圈中子线圈被接通的根数小于内侧的各组线圈中子线圈被接通的根数。
优选地，在所述树脂膜结构上下表面均设有所述多组线圈。
优选地，在所述树脂膜结构外周表面设置有一圈弹性构件，弹性构件沿周向具有多个导电区段和多个绝缘区段；每两个所述导电区段对应电连接每组所述线圈的两端，用于给所述线圈施加电信号。
优选地，所述弹性构件为织物带。
优选地，所述织物带至少由堆叠粘合而获得预定厚度的基础层和作用层组成,所述作用层沿周向交替设置所述多个导电区段和多个绝缘区段,所述基础层由绝缘材料丝线编织而成。
优选地，所述导电区段主体由导电材料丝线编织而成，并且每个所述导电区段被绝缘材料分隔为多个导电子区，所述绝缘区段由绝缘材料丝线编织而成。
优选地，单个所述导电区段的多个导电子区与单组线圈的多根子线圈一一对应并电连接。
优选地，所述导电子区的导电材料丝线由绝缘材料丝线编织完成后再经导电材料涂覆。
优选地，在所述导电子区中埋设并电连接有端子引脚。
优选地，所述电磁换能器还包括金属薄板，设置于所述永磁板和振膜之间，所述金属薄板与所述永磁板紧贴设置并且与所述振膜间隔空气层设置。
优选地，所述金属薄板的厚度不大于200μm，并且所述金属薄板开设有贯通上下表面的多个通孔。
优选地，所述振膜的周边区域由所述固定构件固定，使得振膜被限制在平面方向上位移，但是振膜可以在厚度方向上位移；所述固定构件为环箍式，用于从所述振膜外周将其固定。
本发明提出了一种振动特性优化平板耳机，包括电磁换能器；所述电磁换能器包括：外壳体，永磁板，与永磁板相对设置的振膜，以及用于将振膜固定的固定构件；其中，所述振膜主体为柔性树脂膜结构，在所述树脂膜结构上设有多组线圈，所述多组线圈构成的图案为同心环，不同组线圈构成的同心环大小不同，而且每组线圈均包含并排设置的多根子线圈，同组线圈的不同子线圈的输入电信号能够被分别控制；能够根据音频信号的特点控制振膜的振动特性，增加高低音频的还原度和表现力。
附图说明
图1为本发明实施例一种振动特性优化平板耳机的电磁换能器示意图；
图2为本发明图1所示电磁换能器中的振膜结构示意图；
图3为本发明图1所示电磁换能器中的振膜结构输出低音、高音时被接通的子线圈的示意图。
其中，电磁换能器-100、外壳体-1、永磁板-2、振膜-3、线圈-31、树脂膜结构-32、弹性构件-33、固定构件-4、排气通孔-5、金属薄板-6、导电区段-331、绝缘区段-332。
具体实施方式
为了应对现有的平板耳机的振膜形式较为单一，振膜的振动难以突显音频信号的特点，即无法增加音频还原度和表现力的问题，本发明所提供的振动特性优化平板耳机是通过以下技术方案实现的：
实施例1：
本实施例提供一种振动特性优化平板耳机，请参阅图1-图2，图1为本发明实施例一种振动特性优化平板耳机的电磁换能器示意图，包括电磁换能器100；所述电磁换能器100包括：外壳体1，永磁板2，与永磁板相对设置的振膜3，以及用于固定振膜相对于永磁板的位置的固定构件4；
所述永磁板2为刚性板状结构，包括基体和条形磁极；所述基体中设置有平行布置的NS极交替出现的条形磁极，在基体中且在条形磁极之间的中性区中设置多个均布的排气通孔；
图2为本发明图1所示电磁换能器中的振膜结构示意图，所述振膜3主体为柔性树脂膜结构32，在所述树脂膜结构32上设有多组线圈31，所述多组线圈31构成的图案为同心环，不同组线圈31构成的同心环大小不同，而且每组线圈31均包含并排设置的多根子线圈，同组线圈31的不同子线圈的输入电信号能够被分别控制。
所述条形磁极分为条形N极和条形S极。条形N极和条形S极通过磁化交替出现在所述永磁板2的表面上。相对于所述永磁板2表面的垂直磁场分量绝对值在条形N极和条形S极的附近变得最大，并且在条形N极和条形S极之间的边界的附近变得最小，这些区域被称作“中性区”。
具体地，所述线圈31构成的同心环沿环中心向环外周方向等距分布。
具体地，当输入电信号的高低音不同时，控制沿环中心向环外周方向外侧的各组线圈31中子线圈被接通的根数不同于内侧的各组线圈31中子线圈被接通的根数，请参阅图3，图3为本发明图1所示电磁换能器中的振膜结构输出低音、高音时被接通的子线圈的示意图。
具体地，当输入电信号为低音信号时，控制沿环中心向环外周方向外侧的各组线圈31中子线圈被接通的根数大于内侧的各组线圈31中子线圈被接通的根数；当输入电信号为高音信号时，控制沿环中心向环外周方向外侧的各组线圈31中子线圈被接通的根数小于内侧的各组线圈31中子线圈被接通的根数。从而使低音信号多在振膜外侧振动，使输出的低音浑厚低沉，使高音信号多在振膜内侧振动，使输出的高音清亮高亢，同时能够使能耗更合理。
具体地，在所述树脂膜结构32上下表面均设有所述多组线圈31，且所述多组线圈排布相同。
具体地，在所述树脂膜结构32外周表面设置有一圈弹性构件33，弹性构件33沿周向具有多个导电区段331和多个绝缘区段332；每两个所述导电区段331对应电连接每组所述线圈31的两端，用于给所述线圈31施加电信号。通过一圈弹性构件33替代现有的局部粘合的导电接合点，减少了振膜3上的局部应力以及导电接合点对振动特性的影响，防止导电接合点脱落，并且适于多组线圈31的分别控制。
具体地，所述弹性构件33为织物带。
具体地，所述织物带至少由堆叠粘合而获得预定厚度的基础层和作用层组成,所述作用层沿周向交替设置所述多个导电区段331和多个绝缘区段332,所述基础层由绝缘材料丝线编织而成。
具体地，所述导电区段331主体由导电材料丝线编织而成，并且每个所述导电区段331被绝缘材料分隔为多个导电子区，所述绝缘区段332由绝缘材料丝线编织而成。
具体地，单个所述导电区段331的多个导电子区与单组线圈31的多根子线圈一一对应并电连接。
具体地，所述导电子区331的导电材料丝线由绝缘材料丝线编织完成后再经导电材料涂覆。从而使作用层的织物加工更加简易，整体性更佳。
具体地，在所述导电子区中埋设并电连接有端子引脚。外部输入电信号可通过所述端子引脚施加到对应线圈31的对应子线圈。
具体地，所述电磁换能器100还包括金属薄板6，设置于所述永磁板2和振膜3之间，所述金属薄板6与所述永磁板2紧贴设置并且与所述振膜3间隔空气层设置。
具体地，所述金属薄板6的厚度不大于200μm，并且所述金属薄板6开设有贯通上下表面的多个通孔。
由于所述金属薄板6具有薄厚度和非磁性，因此施加到所述线圈31的磁通量几乎不会降低。此外，所述金属薄板6和振膜3之间的间隔可以设计为比振膜3的最大振幅大100-500μm。由于所述金属薄板6与振膜3之间的空气层很小，因此由所述金属薄板6通孔和空气层形成的低通滤波器的截止频率可更高，从而防止高音的衰减。通过改变所述金属薄板6通孔的大小和空气层的厚度，均能够适应性调节振膜3的振动特性。
具体地，所述振膜3的周边区域由所述固定构件4固定，使得振膜3被限制在平面方向上位移，但是振膜3可以在厚度方向上位移；所述固定构件4为环箍式，用于从所述振膜3外周将其固定。
当所述振膜3为圆形时，所述固定构件4为单个圆环形抱箍带。当所述振膜3为方形时，所述固定构件4为多个抱箍条合围成的组合抱箍。所述固定构件4内嵌于所述外壳体1，所述抱箍带或抱箍条与所述外壳体1将所述振膜3夹紧。所述抱箍带或抱箍条朝向所述振膜3的表面具有垂直于所述抱箍带或抱箍条主体的长条状凸起，使所述抱箍带或抱箍条至少部分区段的横截面为“T”形；所述外壳体1朝向所述振膜3表面具有与所述长条状凸起配合的长条状凹槽；通过该结构可在所述抱箍带或抱箍条与所述外壳体1之间形成曲折的压紧配合面，能够防止所述振膜3在平面方向上的错位。
本发明提出了一种振动特性优化平板耳机，包括电磁换能器100；所述电磁换能器100包括：外壳体1，永磁板2，与永磁板相对设置的振膜3，以及用于将振膜固定的固定构件4；其中，所述振膜3主体为柔性树脂膜结构32，在所述树脂膜结构32上设有多组线圈31，所述多组线圈31构成的图案为同心环，不同组线圈31构成的同心环大小不同，而且每组线圈31均包含并排设置的多根子线圈，同组线圈31的不同子线圈的输入电信号能够被分别控制；能够根据音频信号的特点控制振膜的振动特性，增加高低音频的还原度和表现力。
需要注意的是，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，在上述实施例的指导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。

Claims (14)

1.一种振动特性优化平板耳机，其特征在于，包括电磁换能器；所述电磁换能器包括：外壳体，永磁板，与永磁板相对设置的振膜，以及用于固定振膜相对于永磁板的位置的固定构件；
所述永磁板为刚性板状结构，包括基体和条形磁极；所述基体中设置有平行布置的NS极交替出现的条形磁极，在基体中且在条形磁极之间的中性区中设置多个均布的排气通孔；
所述振膜主体为柔性树脂膜结构，在所述树脂膜结构上设有多组线圈，所述多组线圈构成的图案为同心环，不同组线圈构成的同心环大小不同，而且每组线圈均包含并排设置的多根子线圈，同组线圈的不同子线圈的输入电信号能够被分别控制；
当输入电信号的高低音不同时，控制沿环中心向环外周方向外侧的各组线圈中子线圈被接通的根数不同于内侧的各组线圈中子线圈被接通的根数。
2.根据权利要求1所述的振动特性优化平板耳机，其特征在于，所述线圈构成的同心环沿环中心向环外周方向等距分布。
3.根据权利要求1所述的振动特性优化平板耳机，其特征在于，当输入电信号为低音信号时，控制沿环中心向环外周方向外侧的各组线圈中子线圈被接通的根数大于内侧的各组线圈中子线圈被接通的根数；当输入电信号为高音信号时，控制沿环中心向环外周方向外侧的各组线圈中子线圈被接通的根数小于内侧的各组线圈中子线圈被接通的根数。
4.根据权利要求1或2所述的振动特性优化平板耳机，其特征在于，在所述树脂膜结构上下表面均设有所述多组线圈。
5.根据权利要求4所述的振动特性优化平板耳机，其特征在于，在所述树脂膜结构外周表面设置有一圈弹性构件，弹性构件沿周向具有多个导电区段和多个绝缘区段；每两个所述导电区段对应电连接每组所述线圈的两端，用于给所述线圈施加电信号。
6.根据权利要求5所述的振动特性优化平板耳机，其特征在于，所述弹性构件为织物带。
7.根据权利要求6所述的振动特性优化平板耳机，其特征在于，所述织物带至少由堆叠粘合而获得预定厚度的基础层和作用层组成,所述作用层沿周向交替设置所述多个导电区段和多个绝缘区段,所述基础层由绝缘材料丝线编织而成。
8.根据权利要求7所述的振动特性优化平板耳机，其特征在于，所述导电区段主体由导电材料丝线编织而成，并且每个所述导电区段被绝缘材料分隔为多个导电子区，所述绝缘区段由绝缘材料丝线编织而成。
9.根据权利要求8所述的振动特性优化平板耳机，其特征在于，单个所述导电区段的多个导电子区与单组线圈的多根子线圈一一对应并电连接。
10.根据权利要求9所述的振动特性优化平板耳机，其特征在于，所述导电子区的导电材料丝线由绝缘材料丝线编织完成后再经导电材料涂覆。
11.根据权利要求10所述的振动特性优化平板耳机，其特征在于，在所述导电子区中埋设并电连接有端子引脚。
12.根据权利要求1所述的振动特性优化平板耳机，其特征在于，所述电磁换能器还包括金属薄板，设置于所述永磁板和振膜之间，所述金属薄板与所述永磁板紧贴设置并且与所述振膜间隔空气层设置。
13.根据权利要求12所述的振动特性优化平板耳机，其特征在于，所述金属薄板的厚度不大于200μm，并且所述金属薄板开设有贯通上下表面的多个通孔。
14.根据权利要求1所述的振动特性优化平板耳机，其特征在于，所述振膜的外周边区域由所述固定构件固定，使得振膜被限制在平面方向上位移，但是振膜可以在厚度方向上位移；所述固定构件为环箍式，用于从所述振膜外周将其固定。
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