CN209517490U - 立体薄膜扬声器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种立体薄膜扬声器，其中包括：一薄膜发声组件，薄膜发声组件包括一压电薄膜，以及两导电层；两导电组件，两所述导电组件分别和两所述导电层电性连接，且两所述导电组件分别和一音源信号电性连接；其中，所述薄膜发声组件区隔为多个区域单元，所述薄膜发声组件在多个所述区域单元当中每两个相邻的所述区域单元相交接处弯折，而形成多个位于每两个相邻的所述区域单元相交界处的弯折线，且使得每两个相邻的所述区域单元之间具有一夹角，而使得所述薄膜发声组件形成具有凹面的结构，且所述凹面朝向所述薄膜发声组件输出音场的出音方向。

Description

立体薄膜扬声器

技术领域

本实用新型涉及一种立体薄膜扬声器，特别涉及一种使用于音响或电子产品上用以输出声音频信号的立体薄膜扬声器。

背景技术

随着时代的进步与消费者对于便携性的需求，使消费性电子产品日渐朝轻、薄及微型化发展，因此使用于电子产品上的各项零组件也都朝向微型化、薄形化方向发展。以移动电话、随身穿戴装置、数字助理等类型的电子产品而言，扬声器担负着使得电子产品能将电子信号转换为声音频信号的功能，因此为电子产品中重要的零组件之一。

为达到微型化及薄形化的目的，压电式的薄膜扬声器的运用也日渐普及。压电式扬声器是利用压电材料的压电效应，当附加一个电场于压电材料所造成材料变形的特性，用来推动震动薄膜发声。压电式扬声器其结构简单，能够制成薄膜式的平面扬声器，且不需外置音箱，故能固定于有限的空间内，为发展微形化电子产品应用的首选。然而，现有的薄膜式压电扬声器因结构特性，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，且由于压电薄膜的振幅有限，因此输出音场的音压不足，且输出功率不佳。

由于以上原因，造成现有薄膜扬声器使用上的缺点，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。

实用新型内容

本实用新型主要目的在于解决现有薄膜扬声器声音输出效率不佳，功率不足，且音频范围局限于高音频范围的缺点。

本实用新型实施例提供一种立体薄膜扬声器，其中包括：一薄膜发声组件，所述薄膜发声组件包括一压电薄膜，以及两导电层，所述压电薄膜具有相对的上侧面及下侧面，两所述导电层设置于所述压电薄膜的上侧面及下侧面，且两所述导电层和一音源信号实现电性连接；其中，所述薄膜发声组件能够发声的范围定义为工作区域，所述薄膜发声组件的工作区域区隔为多个区域单元，所述薄膜发声组件在多个所述区域单元当中每两个相邻的所述区域单元相交接处弯折，而形成多个弯折线，且使得每两个相邻的所述区域单元之间具有一夹角，而使得所述薄膜发声组件形成具有凹面的结构，且所述凹面朝向所述薄膜发声组件输出音场的出音方向。

本实用新型一优选实施例，其中所述薄膜发声组件的外围进一步设置两支撑框体，两所述支撑框体环绕于所述薄膜发声组件的外围，且彼此相对地夹持于所述薄膜发声组件边缘位置相对的两侧面，所述支撑框体的抗弯折强度大于所述薄膜发声组件的抗弯折强度，用以补强所述薄膜发声组件周围区域的抗弯折强度。

本实用新型一优选实施例，其中每两个相邻的所述区域单元之间的夹角介于179度至90度之间。

本实用新型一优选实施例，其中每两个相邻的所述区域单元之间的夹角介于160度至120度之间。

本实用新型一优选实施例，其中每两个相邻的所述区域单元相连接处的所述弯折线处形成圆弧弯角，所述圆弧弯角的曲率半径大于所述薄膜发声组件厚度的二分之一。

本实用新型一优选实施例，其中所述压电薄膜为聚偏二氟乙烯(PVDF)薄膜。

本实用新型一优选实施例，其中两所述导电层为金属薄膜或金属氧化物薄膜。

本实用新型一优选实施例，其中两所述导电层材料可选自铜(Cu)、银(Ag)、铬(Cr)、镍(Ni)、钛(Ti)的其中之一或其组合。

本实用新型一优选实施例，其中两所述导电层为氮化钛(TiN)、氧化锡(SnO₂)、氧化铟(In₂O₃)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锡(ITO)薄膜的其中之一或其组合。

本实用新型一优选实施例，其中所述薄膜发声组件为经由拉伸成型的延展膜。

本实用新型一优选实施例，其中所述薄膜发声组件为未经拉伸成型的非延展膜。

本实用新型有益效果在于能够达到增加薄膜扬声器输出声音的功率，且改善音质的目的。

为使能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而说明书附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。

附图说明

图1为本实用新型立体薄膜扬声器的立体组合示意图。

图2为本实用新型立体薄膜扬声器的立体分解示意图。

图3为本实用新型立体薄膜扬声器的剖面构造示意图。

图4为本实用新型使用的薄膜发声组件的局部放大剖面图。

图5为本实用新型立体薄膜扬声器第一种变化实施例的立体图。

图6为本实用新型立体薄膜扬声器第二种变化实施例的立体图。

图7为本实用新型立体薄膜扬声器另一种变化实施例的立体图。

具体实施方式

〔第一实施例〕

如图1至图4所示，本实用新型立体薄膜扬声器1主要包括：一薄膜发声组件10、两导电组件30、及两支撑框体20。

其中，薄膜发声组件10为一采用高分子压电薄膜制成的发声组件，如图4所示，所述薄膜发声组件10具有一压电薄膜101，所述压电薄膜101具有相对的上侧面及下侧面，且在压电薄膜101的上侧面及下侧面分别贴合设置有一导电层102。

其中所述压电薄膜101由具有压电特性的高分子聚合材料制成的薄膜或板片，压电薄膜101的材质优选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，如：尼龙、涤纶、聚氯乙烯等材料制成的薄膜或板片。所述压电薄膜101的厚度优选者为小于0.3mm以下。两所述导电层102是通过通过蒸镀、溅镀、沉积、电镀、化学镀或涂布等方式设置于压电薄膜101的上下两侧，且导电层102大致上覆盖了压电薄膜101上侧面与下侧面的大部分面积。两所述导电层102可以为导电的金属材料层，例如：铜(Cu)、银(Ag)、铬(Cr)、镍(Ni)、钛(Ti)等金属材料的其中之一或其组合，或者是导电的金属氧化物薄膜，如：氮化钛(TiN)、氧化锡(SnO₂)、氧化铟(In₂O₃)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锡(ITO)薄膜的其中之一或其组合。

如图1及图2所示，本实用新型的薄膜发声组件10能够用以发声的范围定义为工作区域，所述薄膜发声组件10的工作区域能够区分为两个或两个以上的区域单元11。薄膜发声组件10在多个区域单元11当中每两个相邻的区域单元11相交接处弯折，而形成多个位于每两个相邻的所述区域单元11相交界处的弯折线12，并且使得每两个相邻的所述区域单元11之间具有一夹角θ。

本实用新型的薄膜发声组件10的加工，为先将膜片状的压电薄膜101的两侧面通过蒸镀、溅镀、沉积、电镀、化学镀、涂布等方式将导电层102成型于压电薄膜101的两侧面，以形成一薄膜基材，接着再将薄膜基材通过弯折、轧延等加工方将弯折线12成型于薄膜基材上，而形成本实用新型的薄膜发声组件10。依据加工方式的不同，成型后的薄膜发声组件10可以为非延展膜或为延展膜。非延展膜形式的薄膜发声组件10，是指在弯折线12成型的过程中，薄膜发声组件10在弯折线12位置以外的位置的材料未受到拉伸或延展的变形，因此其加工方式为单纯通过弯折或压痕等方式在薄膜发声组件10上成型所述弯折线12。而所述延展膜形式的薄膜发声组件10，则是在弯折线12成型过程中，使得薄膜发声组件10也受到单轴向或双轴向的拉伸或延展变形，因此其加工方式为通过拉伸变形、模塑成型、吹塑成型、或滚轧成型等方式在薄膜发声组件10上成型所述弯折线12。

特别说明，本实用新型的薄膜发声组件10的每两个相邻区域单元11之间的夹角θ介于179度至90度之间的夹角，且优选实施例中，所述夹角θ介于160度至120度之间。并且每两个相邻的区域单元11相连接处的弯折线12位置会形成一圆弧弯角r，且所述圆弧弯角r的曲率半径优选者需大于薄膜发声组件10厚度的二分之一以上。经由实验，本实用新型的薄膜发声组件10的夹角θ以及圆弧弯角r的半径符合上述条件的情形下，将能够具有优选的出音效率以及音质。

如图3所示，薄膜发声组件10的两导电层102分别通过两所述导电组件30和一音源信号40连接。本实施例中，两导电组件30可以为柔性印刷电路板，也可以为金属片，或者是由表面电镀有导体的高分子薄片材料所制成。两所述导电组件30的两端分别具有一电路接点31。导电组件30一端的电路接点31分别和两导电层102接触，且导电组件30另一端的电路接点31则和音源信号40连接。

当音源信号40的电压经由导电组件30传导到两导电层102，能够使得两导电层102分别带有不同极性的电荷，且由于压电薄膜101的上下侧面被导电层102所覆盖，因此当两导电层102带有电压时，将能够使得压电薄膜101因逆压电作用而产生震动，而将音源信号40的所输入的电压信号转换为空气震动的声音频信号输出。

如图3及图4所示，本实用新型的薄膜发声组件10由于每两个相邻的区域单元11之间具有夹角，因此使得薄膜发声组件10形成一具有凹面的立体结构，并且所述薄膜发声组件10的凹面被规划为朝向薄膜发声组件10所输出音场的出音方向。由于薄膜发声组件10被区分为多个相邻的区域单元11，并且每两个相邻的区域单元11之间具有夹角，而使得每两个相邻的区域单元11彼此相互倾斜，因此当薄膜发声组件10受音源信号40的电压驱动而产生震动时，每个区域单元11所产生的音场的方向也会相互交错，因此能够提高薄膜发声组件10输出的音场的音压，并且提高发声的效率。

此外，薄膜发声组件10在每两个相邻的区域单元11的交界处形成多个弯折线12，而使得薄膜发声组件10在弯折线12的位置形成了能够增强抗弯强度的桁架结构，因此使得薄膜发声组件10能够承受更为剧烈的振动幅度，而使得本实用新型的薄膜发声组件10的输出功率能够提升，并使得本实用新型的薄膜扬声器1的输出音场的频率范围扩大，而达到提升音质的目的。

此外，本实用新型能够在薄膜发声组件10的边缘位置的上侧面及下侧面进一步设置两支撑框体20，本实施例中，两支撑框体20呈环形，且彼此相对地夹持于薄膜发声组件10边缘的相对两侧面。支撑框体20选用材质可以为塑料、金属、纸板或其他复合材料，支撑框体20的抗弯折强度大于薄膜发声组件10的抗弯折强度，因此能够补强薄膜发声组件10边缘位置的抗弯折强度，而能够进一步提升薄膜扬声器1的声音输出功率及音质。

特别说明，本实施例中，薄膜发声组件10边缘的轮廓形状为圆形，且薄膜发声组件10区分为四个区域单元11，并且弯折线12以十字形交错设置在薄膜发声组件10上，然而本实用新型其他实施例中，薄膜发声组件的轮廓形状、区域单元11数量以及弯折线12的排列方式并不限于本实施例所公开者。

例如图5所示实施例，薄膜发声组件10的轮廓形状为矩形，且支撑框体20也同样设计为矩形环状的结构。例如图6所示实施例，薄膜发声组件10以及支撑框体20的轮廓形状为多边形的几何形状，并且各个弯折线12是沿着薄膜发声组件10的几何轮廓形状的对角线方向分布地设置于薄膜发声组件10上。如图7所示实施例，薄膜发声组件10及支撑框体20同样呈多边形的几何轮廓，并且薄膜发声组件10的发音区域区分为多个环绕于靠近于薄膜发声组件10的外围位置的区域单元11，以及位于薄膜发声组件10中间位置的区域单元11a，且各个区域单元11相交界处形成多个弯折线12，而中心位置的区域单元11a和外围位置的区域单元11相交界处形成了弯折线12a。

综上所述，本实用新型的有益效果在于在于能够提升薄膜扬声器1输出的音场的音压和输出功率，并且使得输出音场的频率范围扩大，因此达到增加薄膜扬声器输出声音的功率，且改善音质的目的。

以上所述仅为本实用新型的优选可行实施例，非因此局限本实用新型的权利要求，故举凡运用本实用新型说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本实用新型的保护范围内。

Claims (11)

1.一种立体薄膜扬声器，其特征在于，包括：

一薄膜发声组件，所述薄膜发声组件包括一压电薄膜，以及两导电层，所述压电薄膜具有相对的上侧面及下侧面，两所述导电层贴合于所述压电薄膜的上侧面及下侧面，且两所述导电层和一音源信号实现电性连接；

其中，所述薄膜发声组件能够发声的范围定义为工作区域，所述薄膜发声组件的工作区域区隔为多个区域单元，所述薄膜发声组件在多个所述区域单元当中每两个相邻的所述区域单元相交接处弯折，而形成多个弯折线，且使得每两个相邻的所述区域单元之间具有一夹角，而使得所述薄膜发声组件形成具有凹面的结构，且所述凹面朝向所述薄膜发声组件输出音场的出音方向。

2.如权利要求1所述的立体薄膜扬声器，其特征在于，所述薄膜发声组件的外围进一步设置两支撑框体，两所述支撑框体环绕于所述薄膜发声组件的外围，且彼此相对地夹持于所述薄膜发声组件边缘位置相对的两侧面，所述支撑框体的抗弯折强度大于所述薄膜发声组件的抗弯折强度，用以补强所述薄膜发声组件周围区域的抗弯折强度。

3.如权利要求2所述的立体薄膜扬声器，其特征在于，每两个相邻的所述区域单元之间的夹角介于179度至90度之间。

4.如权利要求3所述的立体薄膜扬声器，其特征在于，每两个相邻的所述区域单元之间的夹角介于160度至120度之间。

5.如权利要求4所述的立体薄膜扬声器，其特征在于，每两个相邻的所述区域单元相连接处的所述弯折线处形成圆弧弯角，所述圆弧弯角的曲率半径大于所述薄膜发声组件厚度的二分之一。

6.如权利要求5所述的立体薄膜扬声器，其特征在于，所述压电薄膜为聚偏二氟乙烯(PVDF)薄膜。

7.如权利要求6所述的立体薄膜扬声器，其特征在于，两所述导电层为金属薄膜或金属氧化物薄膜。

8.如权利要求7所述的立体薄膜扬声器，其特征在于，两所述导电层材料可选自铜(Cu)、银(Ag)、铬(Cr)、镍(Ni)、钛(Ti)的其中之一或其组合。

9.如权利要求7所述的立体薄膜扬声器，其特征在于，两所述导电层为氮化钛(TiN)、氧化锡(SnO₂)、氧化铟(In₂O₃)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锡(ITO)薄膜的其中之一或其组合。

10.如权利要求7所述的立体薄膜扬声器，其特征在于，所述薄膜发声组件为经由拉伸成型的延展膜。

11.如权利要求7所述的立体薄膜扬声器，其特征在于，所述薄膜发声组件为未经拉伸成型的非延展膜。