CN1813488A - 板式扬声器 - Google Patents

Abstract

一种板式扬声器，包括：激励器，激励器包括压电材料的双压电晶片型梁，用于激励弯曲振动，和用于保持所述梁的部件，以及与激励器耦合的振动膜，用于基于从激励器传送的振动而产生弯曲振动，同时用作显示器的透明保护板。梁保持部件的底表面具有不小于梁面积的四分之一的面积，并且它被固定到振动膜。该板式扬声器具有高的激励效率和简单的结构，并且容易向其附加声学特性调节机构。

Description

板式扬声器

技术领域

本发明涉及一种振动模式系统的板式扬声器，特别是，涉及一个适于与薄显示器(诸如液晶显示屏、等离子屏等)组合在一起的板式扬声器。

背景技术

本申请的申请人已经提交了关于振动模式系统的板式扬声器的多个申请(专利文献1、2和3)。振动模式类型扬声器具有这样的结构，其中，用于保持电磁式激励器(振动装置)的音圈的线圈架的前端面被附加到平板(屏)的后表面上，上述平板的外围部分通过软弹性体被固定，同时激励器的磁路以同样的方式通过软弹性体被固定到外壳等。

通过线圈架沿着前进和后退方向的往复运动，在被固定到线圈架的前端面的平板中激励弯曲振动。由于产生声音的主要原因是弯曲振动，而不是平板沿着前进和后退方向的往复运动，所以这种声音产生系统被称为振动模式系统或分布模式(DM)系统。振动模式系统的板式扬声器的有利效果在于实现高音质和薄结构。

而且，本申请人已经提交了关于适于与薄显示器(诸如液晶屏、等离子屏等)组合的板式扬声器的申请(专利文献4)。

所述板式扬声器被这样构建，允许诸如保护盖、偏振滤色镜等的被设置在薄显示器的前面的半透明平板(屏)用作振动模式系统的板式扬声器的振动膜。

此外，在专利文献5和6中，公开了根据本发明的板式扬声器的基本结构和原理。

专利文献1：日本专利公开号：H10-243491(图1至图3)

专利文献2：日本专利公开号：H11-331966(图1和图2)

专利文献3：日本专利公开号：H11-331969(图1至图3)

专利文献4：日本专利公开号：2001-189978(图1至图5)

专利文献5：日本专利公开号：2002-539699

专利文献6：日本专利公开号：2003-520540

发明内容

本发明要解决的问题

如上所述，在使用专利文献4所公开的电磁式激励器的振动模式系统的板式扬声器中，由于具有大面积并且用作显示器的保护板的振动膜被配置成由电磁式激励器的一块小面积的前端面来激励，所以就得不到足够的激励效率，同时还有改进的余地。

此外，在传统的板式扬声器中，还存在一个问题，即，需要一个用于保持电磁式激励器的机构，因而其结构变得复杂。

而且，由于难以向电磁式激励器添加一个用于补偿音质的调节机构，所以传统的板式扬声器还遇到一个音质问题。

此外，在专利文献5和6中，公开了板式扬声器的基本结构。

本发明的目的就是使用双压电晶片型梁(bimorph type beam)来提高激励器的操纵性和可靠性。

解决这些问题的手段

根据本发明的板式扬声器包括一个激励器，它具有由压电材料制成的双压电晶片型梁，在每一个梁中激励弯曲振动，和一个用于保持所述梁的梁保持部件，以及被附加到激励器上的振动膜(diaphragm)，用于基于从激励器发送的振动而产生弯曲振动，同时用作显示器的透明保护板。

而且，激励器的梁保持部件的底表面具有大于或等于各梁的最大梁的面积的四分之一的面积，并且被固定到振动膜的表面，使得激励器被保持在振动膜上。

发明效果

由于根据本发明的板式扬声器具有这样的结构，在其中，由激励器在也用作显示器的透明保护板的振动膜中产生弯曲振动，上述激励器具有在其中激励弯曲振动的双压电晶片型梁，并且梁保持部件的长度大于或等于梁的长度的四分之一，梁保持部件与振动膜的连接部分的面积可以被扩大，以便实现高的激励效率和牢固的固定。

还有这样的附带好处，即，激励器的保持机构在结构上比电磁式的要简单。

而且，在根据本发明的激励器中，容易添加用于补偿音质的调节机构，以便获得高的音质。

附图说明

图1是一份透视图，其中，根据本发明的板式扬声器和液晶显示器(LCD，liquid crystal display)被组合在一起。

图2是一份放大了的透视图，表示图1所示的板式扬声器的激励器。

图3是一份放大了的透视图，表示从相反一侧看到的图1所示的板式扬声器的激励器。

图4是一份正视图，表示根据本发明的另一个实施例的板式扬声器的激励器的结构。

图5是一份视图，表示比较声压级与图4所示的板式扬声器的频率特性以及另一个没有声学特性调节机构AD的板式扬声器的实验数据。

图6是一份正视图，表示根据本发明的又一个实施例的板式扬声器的结构。

图7是一份正视图，表示根据本发明的又一个实施例的板式扬声器的激励器的结构。

图8是一份视图，表示比较声压级与图7所示的板式扬声器的频率的特性以及另一个没有衬垫SP的板式扬声器的实验数据。

图9是一份正视图，表示根据本发明的再一个实施例的板式扬声器的激励器的结构。

具体实施方式

图1是一份透视图，表示根据本发明的一个实施例的板式扬声器和液晶显示器的组合。在这份透视图中，显示出液晶显示器LCD的背面。

用作保护显示表面的透明保护板的振动膜P被附加到液晶显示器LCD的前面。振动膜P在液晶显示器LCD的一侧延伸到显示表面的外侧，以及激励器EX通过粘合剂被附加到所述延伸部分的背面。

图2和图3是放大了的透视图，表示图1所示的激励器EX的放大了的结构。图2是从与图1相同的一侧看到的放大了的透视图，图3是从与图1相反的一侧看到的放大了的透视图。

参照图1至3，激励器EX包括两个双压电晶片型梁B1和B2，它们各自具有不同的长度，以及一个梁保持部件S，用于在梁的中心部分保持梁。

梁B1和B2各自具有双压电晶片型结构，其中，在具有矩形截面的细长板状压电元件的前和后表面上，通过真空蒸镀法形成金属振动膜状电极。梁保持部件S具有这样的结构，其中，在U形外框的中心部分形成梁保持壁SW，梁保持壁由诸如塑料等的材料制成。

在梁保持壁SW中形成每个具有矩形截面的通孔，并且梁B1和B2穿过所述通孔，用粘合剂把梁B1和B2各自的中心部分固定和保持在各通孔中。

通过未示出的信号线和与信号线相对应的被固定到梁保持部件S的信号端子T，在梁B1和B2的前和后表面上的电极之间施加交变信号电压。根据信号电压的振幅和频率，在每个梁B1和B2中启动弯曲振动。由于弯曲振动的频率特性取决于每个梁B1和B2的长度，所以梁B1和B2被配置成具有不同的长度，以便获得较宽带宽的频率特性。

在每个梁B1和B2中激励的弯曲振动被传送到梁保持壁SW，然后从它传送到梁保持部件S的外框的底表面。

结果，梁保持部件S的外框的底表面启动沿振动膜P的法线的振动，以便在振动膜P中激励弯曲振动。

通过根据激励器EX的输出或者也用作液晶显示器LCD的保护板的振动膜P的大小或厚度，来适当地选择梁保持部件S的外框的底表面的面积，能得到弯曲振动的有效激励，还通过选择具有较大面积的振动膜，能实现把振动膜可靠地固定到液晶显示器LCD上。

为了获得高度有效的激励和牢靠的固定，梁保持部件S的外框的底表面的面积被设置为如图所示的较大梁B2的面积(长度乘以宽度)的四分之一或以上的值。

而且，根据本发明的激励器不同于传统的电磁式激励器之处在于，它不需要用于把梁保持部件S安装到液晶显示器LCD上的保持装置，也不需要用于容纳所述液晶显示器的框架等，因此，固定结构得以简化。

图4是一份正视图，表示根据本发明的另一个实施例的板式扬声器的激励器的结构。

在该图中，被施加以相同于图1至3的参考数字的结构元件对应于结合其它附图已经描述过的那些结构元件，因此，对它们的重复描述从略。

在这个实施例中，激励器具有这样的结构，其中，声学特性调节机构AD被添加到用于保持梁B1和B2的梁保持部件S的顶表面上。声学特性调节机构AD具有这样的结构，其中，由聚氨酯泡沫制成的板C和金属板W通过粘合剂层叠在梁保持部件S的顶表面上。

主要根据聚氨酯泡沫板C在其厚度方向上的膨胀和收缩来积累和释放势能，并且主要根据金属板W的向上和向下振动来积累和发射动能。结果，在声学特性调节机构中，在积累和发射的势能和动能相等的频率上发生谐振。

由于聚氨酯泡沫板C内的大的振动衰减，谐振的Q值被降低，以及谐振频率上的过量声压级被减小。因此，通过添加声学特性调节机构AD，能使声压级对频率的特性被拉平。

图5是一份视图，表示添加声学特性调节机构AD的效果的实验数据。

虚线表示添加声学特性调节机构AD之前的声压级对频率的特性的实验数据，以及实线表示添加声学特性调节机构AD之后的声压级对频率的特性的实验数据。

通过添加声学特性调节机构AD，尤其是降低了中间段声压级，同时声压级对频率的特性被普遍拉平。

根据本发明的上述实施例，通过向激励器的梁保持部件S的顶表面添加具有板式扬声器的频率范围内的谐振点的声学特性调节机构AD，能在诸如声压级对频率的特性的平坦化的特性上实现改进。

此外，根据上述实施例，通过采用衬垫层和金属板的层叠结构作为声学特性调节机构，降低了对于梁的弯曲振动的谐振的Q值，以及诸如声压级对频率的特性曲线的平坦化的声学特性被改进。

图6是一份正视图，表示根据本发明的又一个实施例的板式扬声器的激励器的结构。

在这份图中，被施加以相同于图1至4的参考数字的结构元件对应于结合其它附图已经描述过的那些结构元件，因此，对它们的重复描述从略。

在这个实施例中，由板簧(plated spring)G形成声学特性调节机构AD。这就是说，在梁保持部件S的顶表面上形成小直径的圆柱PO，并且通过粘合剂，把由磷青铜制成的板簧G固定到柱PO的顶表面上。

在板簧G中激励弯曲振动，振动能量在板簧G内被消耗，由此实现类似于图4的声压级对频率的特性的平坦化。

根据本发明的上述实施例，通过采用沿梁的纵向延伸的板簧G等作为声学特性调节机构AD，能降低声学特性调节机构AD对梁的弯曲振动的谐振的Q值，以及改进诸如声压级对频率的特性的平坦化的声学特性。

图7是一份正视图，表示根据本发明的又一个实施例的板式扬声器的激励器的结构。

在该图中，涉及已经说明的结构元件的重复叙述从略。在这个实施例中，激励器具有这样的结构，其中，通过粘合剂，把由聚氨酯制成的骰子状衬垫SP固定到梁B2面向梁B1的一端的表面上。

衬垫SP通过将梁B1和B2的弯曲振动的振幅限制到某一值或更小来实现振幅限制功能。换句话说，如果梁B1和B2的弯曲振动的振幅增加，并且梁的末端趋向于互相接近到一定距离内或更小，则由衬垫来防止这样的接近。

图8是一份视图，表示添加上述衬垫SP的效果的实验数据。

虚线表示在添加衬垫SP之前的声压级对频率的特性的实验数据，实线表示在添加衬垫SP之后的声压级对频率的特性的实验数据。通过添加衬垫SP，特别是在中和低声音范围内，声压级对频率的特性在宽度上的变化被减小，同时声压级被拉平。

根据本发明的上述实施例，由于梁以这样一种方式被构建，使得两个梁B1和B2具有不同的长度，并且弹性衬垫SP被固定到一个梁，因此一个梁和另一个梁之间的间隔被保持在一定值或以上，实现了声压级对频率的特性的平坦化。

图9是一份正视图，表示根据本发明的再一个实施例的板式扬声器的激励器的结构。

在这个实施例中，激励器具有这样的结构，其中，梁保持部件S在梁B1和梁B2的纵向延伸，以便将梁B1和梁B2完全包含在梁保持部件S中，由此用作外壳。

在梁保持部件S的相对两端形成耦合部分L，以便增加梁保持部件的刚度，从而防止在用作外壳的梁保持部件S的纵向上激励弯曲振动。

以此方式，激励器的梁保持部件S在梁B1和B2的纵向延伸，以便把梁包含于其中，并且通过具有一种箱形结构，对梁起到保护作用。此外，激励器被这样配置，通过双面胶带、粘合剂等，以增加的强度牢靠地固定到振动膜上，上述振动膜被设置在显示器的前面并且用作显示器的保护层。

根据本发明的上述实施例，由于具有薄和易碎结构的梁B1和B2被包含在用作外壳的激励器的梁保持部件S中，所以在激励器的组装过程中，绝对不会出现由于工人的手与梁发生接触而使梁损坏的可能性。

而且，当即使由于激励器掉落时发生的巨大冲击而使梁过度弯曲，由于所述弯曲受到保持所述梁的外壳的阻挡，避免由于过度弯曲而损坏梁。

此外，即使由于过量的电信号而发生梁的过度弯曲，所述梁受到外壳的保护。

以上参照于一个实例，在其中，激励器的梁保持部件S具有矩形的底表面。然而，必要时，诸如圆形、椭圆形或类似的任何适当的形状都可以被选择用于底表面。

标号的描述

LCD        液晶显示器

P          用作液晶显示器的透明保护板的振动膜

EX         使用双压电晶片型梁的激励器

B1，B2     双压电晶片型梁

S          梁保持部件

SW         梁保持壁

AD         声学特性调节机构

C          聚氨酯泡沫板

W          金属板

G          板簧

SP         聚氨酯泡沫衬垫

L          耦合部分

Claims (6)

1.一种板式扬声器，包括：

激励器，包括由压电材料制成的双压电晶片型梁，在每个梁中激励弯曲振动，和用于保持梁的梁保持部件；以及

被附加到激励器上的振动膜，它基于从激励器传送的振动而产生弯曲振动，并用作显示器的透明保护板，

其特征在于，

激励器的梁保持部件的底表面具有大于或等于梁中的最大梁的面积的四分之一的面积，并且被固定到振动膜的表面上，使得激励器被保持在振动膜上。

2.根据权利要求1所述的板式扬声器，

其特征在于，在激励器的梁保持部件的顶表面上，形成具有在扬声器的频率范围内的谐振点的声学特性调节机构。

3.根据权利要求2所述的板式扬声器，

其特征在于，所述声学特性调节机构包括被固定到所述激励器的梁保持部件的平坦顶表面上的弹性层，以及被固定到所述弹性层上的重物。

4.根据权利要求2所述的板式扬声器，

其特征在于，由被固定到激励器的梁保持部件的顶表面上并且沿着梁的纵向延伸的板簧来构成所述声学特性调节机构。

5.根据权利要求1至4的每一个所述的板式扬声器，

其特征在于，所述激励器的梁包括具有不同长度的两个梁，以及

弹性衬垫被固定到一个梁上，以便在两个梁之间保留一定间隔或更大。

6.根据权利要求1至5的每一个所述的板式扬声器，

其特征在于，所述梁保持部件在激励器的梁的纵向延伸，将所述梁包含到所述梁保持部件中，并具有箱形结构。

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