CN1921704A - 微型电声装置的音膜 - Google Patents

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杨宗龙
邱士嘉
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    • H04R7/02—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones characterised by the construction
    • H04R7/12—Non-planar diaphragms or cones
    • H04R7/14—Non-planar diaphragms or cones corrugated, pleated or ribbed

Abstract

一种微型电声装置的音膜，该音膜经由变形而在该音膜一面形成至少一凹陷，而在音膜的另一面对应该凹陷位置形成至少一凸起。该变形可发生在该音膜的中央部位，而在该中央部位形成至少一皱褶，以增加该音膜耐功率的特性。该变形也可发生在该音膜的周边部位，在该周边部位形成至少一刻痕，以降低该音膜的共振频率，增强喇叭的低频效果。因此本发明的方案可以从功率方面或低频效果方面改善微型电声装置的声音品质。

Description

微型电声装置的音膜
【技术领域】
本发明涉及一种微型电声装置，如手机喇叭、受话器以及笔记型计算机的喇叭等，尤其是关于这种微型电声装置的音膜。
【背景技术】
声音为人类沟通最重要的桥梁之一。经由电讯号导致结构振动而产生声音或由声音产生结构振动至电讯号输出之电声传导器(ElectroacousticTransducer)，为声音传递之重要组件。而喇叭是一种最重要的电声装置之一，其是将电能转换成声音能量的机构，其目的在于将电能讯号经由声音讯号转换而达到传播、沟通及记录功能。
近年来，通讯业及网络业的蓬勃发展而造成消费性电子产品如行动电话机的需求量大增。喇叭是用来播放声音的器件，为标准的「电-机-声」能量转换组件，经由特殊的结构与电-机设计而将声音传递出去。其以驱动原理方式可区分为动圈型、静电型、压电型。近年来，手机所采用的喇叭驱动型式一般为动圈型，其动作原理为：利用通电于磁场中的导体，藉由所产生的电磁力来激发音膜(Diaphragm)的反复运动进而推动音膜附近的空气而产生声音传递出去。
随着行动电话机产品的不断普及，其产品设计之趋势朝向短、小、轻、薄、省电、价格便宜及人性化方向进步与改善，所以其使用的喇叭的大小及高度尺寸皆有所限制，同时，最近行动电话的流行趋势为播放MP3歌曲，所以其喇叭在满足大小及高度尺寸条件下还需要满足一定的功率以及提供一定的低频效果，以得到较好的通话或音乐播放的声音品质。上述需求也同样来自于其它电子产品，如电话机，笔记型计算机等需要用到喇叭的电子产品。
【发明内容】
针对上述需求，发明人开发出一种用于微型电声装置的音膜，使用该音膜的电声装置可提供改善的声音品质。
该音膜经由变形而在该音膜一面形成至少一凹陷，而在音膜的另一面对应该凹陷位置形成至少一凸起。根据本发明的实施例，该变形可发生在该音膜的中央部位，而在该中央部位形成至少一皱褶。根据本发明的其它实施例，该变形也可发生在该音膜的周边部位，在该周边部位形成至少一刻痕。
上述实施例中的皱褶设计可以增加中央部位的刚性，音膜整体的刚性相应增加，若依据喇叭单体的高度相同的限制之下，其允许音膜的最大变形位移固定，则因该皱褶的设置，音膜所能承受的外力增加，也就代表音膜承受的额定功率的能力增加，所以从功率上改善喇叭的声音品质。上述周边部位的刻痕由于改变音膜的边界条件，可以降低音膜的共振频率，增强喇叭的低频效果，所以可从低频效果上改善喇叭的声音品质。
【附图说明】
图1为音膜第一实施例的立体剖视图；
图2为音膜第二实施例的立体剖视图；
图3为图2另一方向视图；
图4为音膜第三实施例的立体剖视图；
图5为音膜第四实施例的立体剖视图；及
图6为音膜第五实施例的立体剖视图。
【具体实施方式】
以下以具体实施例，对本发明揭示之各形态内容加以详细说明。
如图1所示，为一种根据本发明第一实施例的音膜10的立体剖视图，该音膜10是用于微型电声装置，如手机的喇叭、受话器、笔记型计算机的喇叭等。该音膜10的材料为高分子材料，如聚醚硫亚氨(PEI)、聚硫亚氨(PI)、聚丙烯(PP)、聚苯二甲酸乙二酯(PEN)或聚酯(PET)。该音膜10为圆形，图中仅显示整体音膜10的一半。该音膜10中央部位下陷从而在该中央部位形成一种呈圆形凹陷(从音膜10正面看)形式的皱褶12，使得该音膜10中央部位的刚性提高，整体音膜10的刚性亦随之提高。若采取相同的驱动装置，相同的输入功率来驱动喇叭，则该音膜10的最大变形位移会因该皱褶12的设置而减小。反之，若依据喇叭单体的高度相同的限制之下，其允许音膜的最大变形位移固定，则因该皱褶12的设置，音膜10所能承受的外力增加，也就代表音膜10承受的额定功率的能力增加，因而在追求的薄化的同时可从功率上改善喇叭的声音品质。
因为该音膜10的刚性增加，其共振频率也随之增加，因此该皱褶12的设置亦可改变该音膜10的共振频率。
请参阅图2及图3，为一种根据本发明第二实施例的音膜20的立体剖视图。该音膜20中央部位亦形成一呈圆形凹陷形式的皱褶22。该音膜20皱遍部位的正面形成多数呈放射状的长条形凹陷，该音膜20背面对应该长条形凹陷形成多数长条形凸起，从而于该音膜20周边部位形成多数刻痕26。所述刻痕26的横截面为三角形，靠近音膜20中央部位的一端的宽度小于靠近音膜20周边部位的一端的宽度，从而形成一内窄外宽的形状。该音膜20中央部位的皱褶22可起到增加音膜刚性从而提高音膜20功率承受能力以及提高音膜20的共振频率的作用。音膜为薄膜状材料，支撑音膜的不同边界条件对于相同尺寸的音膜所造成的共振频率不同。该音膜20周边的刻痕26可改变音膜20的边界条件，进而降低音膜20的共振频率，达到较好的低频效果，因此可从低频效果上改变声音的品质。并且，透过该中央部位的皱褶22及周边的刻痕26可以根据不同的应用调整音膜20的共振频率。
请参阅图4，为一种根据本发明第三实施例的音膜30的立体剖视图。该音膜30中央部位亦形成一呈圆形凹陷形式的皱褶32，于该凹陷周缘还设有一环形皱褶34。该环形皱褶34于音膜30的正面为一环形凸起，而在音膜30的背面为一环形凹陷。与前述实施例类似，该音膜30中央部位的皱褶32、34可起到增加音膜耐功率特性以及提高音膜30的共振频率的作用。
请参阅图5，为一种根据本发明第四实施例的音膜40的立体剖视图。该音膜40中央部位亦形成一呈圆形凹陷形式的皱褶42，于该凹陷位置还设有多个环形皱褶44。与前述实施例类似，该音膜40中央部位的皱褶42、44可起到增加音膜耐功率特性以及提高音膜40的共振频率的作用。
请参阅图6，为一种根据本发明第五实施例的音膜50的立体剖视图。该音膜50中央部位亦形成一呈圆形凹陷形式的皱褶52，于该凹陷还设有多个环形皱褶54。该音膜50的周边部位设有多条呈放射状排列的刻痕56。所述刻痕56的横截面为三角形，靠近音膜50中央部位的一端的宽度小于靠近音膜50周边部位的一端的宽度，从而形成一内窄外宽之形状。该音膜50中央部位的皱褶52、54可起到增加音膜耐功率特性以及提高音膜50的共振频率的作用，而该音膜50周边的刻痕56可改变音膜50的边界条件，进而降低音膜50的共振频率，改善喇叭的低频特性。同时，可以透过该中央部位的皱褶52、54及周边的刻痕56根据不同的应用调整音膜50的共振频率。
在上述实施方式中，中间圆形皱褶、中间环形皱褶及周边刻痕皆是由音膜本身变形而形成，因而，该音膜的一面于该等皱褶及刻痕位置形成凹陷时，该音膜的另一面在对应位置即形成凸起。
为进一步了解及验证上述各实施例中的皱褶及刻痕形式对音膜性能的影响，发明人对具有不同刻痕形式的音膜在同样的功率输入情况下进行模态分析实验，实验结果如表一所示。在模态分析实验中，音膜的模态为无限多，该实验结果只分析两种模态：第一模态及第二模态。在第一模态的增益最大所以称之为Fo(共振频率)，在第二模态其增益大小虽然不是最大，但也较其它更高频的模态的增益大。用于实验的音膜有九种，其中：
编号1的音膜为通常的简单圆形音膜；
编号2至5的音膜分别对应于第一至第四实施例的音膜；
编号6至9的音膜为对应于第五实施例的音膜，区别在于刻痕的数量。
          表一 皱褶及刻痕形式对音膜共振频率的影响
编号 音膜皱褶及刻痕形式   第一模态Fo(Hz)   第二模态(Hz)
  1  简单圆形   389   809
  2  简单圆形、中间圆形皱褶   1152   2064
  3  简单圆形、中间圆形皱褶、周边刻痕60条   763   1538
  4  简单圆形、中间圆形皱褶、中间环形皱褶1条   1258   2092
  5  简单圆形、中间圆形皱褶、中间环形皱褶3条   1386   2101
6  简单圆形、中间圆形皱褶、中间环形皱褶3条周边刻痕10条 1213 2093
7  简单圆形、中间圆形皱褶、中间环形皱褶3条周边刻痕20条 1049 1873
8  简单圆形、中间圆形皱褶、中间环形皱褶3条周边刻痕40条 977 1781
9  简单圆形、中间圆形皱褶、中间环形皱褶3条周边刻痕60条 914 1767
从以上实验可看出，中间圆形皱褶及中间环形皱褶皆可以增加音膜的共振频率Fo，且随着中间环形皱褶数量的增加，音膜的共振频率Fo也随之增加。而周边刻痕可以降低音膜的共振频率Fo，且随着周边刻痕数量的增加，音膜的共振频率Fo也随之降低。

Claims (15)

1.一种微型电声装置的音膜，该音膜具有一中央部位及一周边部位，其特征在于：该音膜中央部位设有至少一皱褶，该皱褶是由该音膜本身变形而形成。
2.如权利要求1所述的微型电声装置的音膜，其特征在于：该皱褶包括于该音膜中央部位形成的一圆形凹陷。
3.如权利要求1所述的微型电声装置的音膜，其特征在于：该皱褶包括至少一条设于该音膜中央部位的环形凸起。
4.如权利要求1所述的微型电声装置的音膜，其特征在于：该皱褶包括于该音膜中央部位形成的一圆形凹陷，及至少一设于该凹陷区域的环形凸起。
5.如权利要求1至4任意一项所述的微型电声装置的音膜，其特征在于：该音膜周边部位设有多数经由音膜变形而形成的刻痕。
6.如权利要求5所述的微型电声装置的音膜，其特征在于：所述刻痕呈放射状排列。
7.如权利要求5所述的微型电声装置的音膜，其特征在于：所述刻痕呈长条状。
8.如权利要求7所述的微型电声装置的音膜，其特征在于：所述刻痕的横截面为三角形。
9.如权利要求7所述的微型电声装置的音膜，其特征在于：所述刻痕靠近音膜中央部位的一端的宽度小于所述刻痕靠近周边部位的一端的宽度。
10.一种微型电声装置的音膜，其特征在于：该音膜经由变形而在其一面形成至少一凹陷，而在音膜的另一面对应该凹陷位置形成至少一凸起。
11.如权利要求10所述的微型电声装置的音膜，其特征在于：该凹陷为圆形，形成于该音膜中央部位。
12.如权利要求11所述的微型电声装置的音膜，其特征在于：该音膜于该圆形凹陷区域形成至少一环形皱褶，该环形皱褶是音膜经由变形而形成。
13.如权利要求10所述的微型电声装置的音膜，其特征在于：该凹陷为长条形。
14.如权利要求13所述的微型电声装置的音膜，其特征在于：该长条形凹陷的横截面为三角形。
15.如权利要求13所述的微型电声装置的音膜，其特征在于：该长条形凹陷呈辐射状，形成于该音膜周边部位。
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