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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mikrolautsprecher und betrifft genauer einen Mikrolautsprecher mit wasserdichter Funktion.
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Beschreibung der verwandten Gebiete
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Ein Lautsprecher ist eine Vorrichtung, die ein elektrisches Signal in ein Klangsignal umwandelt. Allgemein sind mittelgroße und große Lautsprecher unabhängig angeordnet und mit einer Klangquelle verbunden, um Klänge zu erzeugen. Abgesehen davon, dass sie unabhängig angeordnet sind (z. B. Kopfhörer), sind kleine oder Mikrolautsprecher (nachfolgend kollektiv als Mikrolautsprecher bezeichnet) häufig in tragbaren Klangvorrichtungen (z. B. Mobiltelefonen, Smartphones, Notebook-Computern und Tablet-Computern) integriert, um einen Klang zu erzeugen.
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Um zu verhindern, dass externer Staub den Mikrolautsprecher berührt, um das Leistungsverhalten desselben zu beeinträchtigen, wird normalerweise ein Abschirmstoff über dem Mikrolautsprecher angeordnet, um externen Staub zu blockieren, sodass er nicht in ein Gehäuse des Mikrolautsprechers eindringen und dadurch zu einem Diaphragma des Mikrolautsprechers gelangen kann. Trotzdem kann der von dem Mikrolautsprecher erzeugte Klang dennoch nach außerhalb des Gehäuses ausgegeben werden. Falls jedoch externe Flüssigkeit unerwartet durch den Abschirmstoff gelangt, um in das Gehäuse einzudringen, kann die eingedrungene Flüssigkeit infolge Blockierens des Abschirmstoffs nicht nach außerhalb des Gehäuses ausgestoßen werden und beeinträchtigt so das Leistungsverhalten des Mikrolautsprechers.
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Um das Problem, dass der Abschirmstoff nicht wasserdicht ist, zu lösen, besteht derzeit ein herkömmliches Verfahren darin, eine wasserdichte Membran über dem Lautsprecher hinzuzufügen, um den Lautsprecher mit sowohl wasserdichter als auch staubdichter Funktion zu versehen. Diese Art von wasserdichter Membran wird normalerweise durch Bilden eine wasserdichte Schicht auf einem Träger hergestellt. Diese Art von wasserdichter Membran ist jedoch normalerweise ultradünn und anfällig für die Erzeugung von Falten, die das Leistungsverhalten beeinträchtigen. Dementsprechend weist diese Art von wasserdichter Membran eine größere Schwierigkeit beim Montieren derselben auf.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Anmeldung richtet sich auf einen Mikrolautsprecher, der eine wasserdichte und eine staubdichte Funktion aufweist.
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Die vorliegende Erfindung stellt einen Mikrolautsprecher bereit, der ein „speaker monomer“ (=Lautsprechergerät, im Folgenden auch mit „Lautsprechermonomer“ bezeichnet), ein Gehäuse und eine wasserdichte Membran umfasst. Das Gehäuse nimmt das Lautsprechermonomer auf und weist eine Öffnung zum Ausgeben eines von dem Lautsprechermonomer erzeugten Klangs aus. Die wasserdichte Membran dichtet die Öffnung ab und überträgt den von dem Lautsprechermonomer erzeugten Klang. Die wasserdichte Membran weist einen mittleren Bereich und einen den mittleren Bereich umgebenden Randbereich auf, und eine Steifigkeit des mittleren Bereichs ist größer als eine Steifigkeit des Randbereichs. Ein erstes Dämpfungselement ist zwischen der wasserdichten Membran und dem Gehäuse angeordnet und ein zweites Dämpfungselement ist zwischen dem Lautsprechergerät und der wasserdichten Membran angeordnet ist. Ein Querschnitt des Randbereichs ist in Radialrichtung mehrfachbogenförmig und die Klebeschicht beinhaltet zwei Aluminiumfolien und eine Schaumstoffschicht, wobei die Schaumstoffschicht sandwichartig zwischen den zwei Aluminiumfolien angeordnet ist.
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Basierend auf dem Vorangehenden ist bei der vorliegenden Anmeldung die wasserdichte Membran, zusätzlich zur wasserdichten und staubdichten Funktion, weiter in den mittleren Bereich und den Randbereich unterteilt, wobei die Steifigkeit des mittleren Bereichs dazu eingestellt ist, größer zu sein als die Steifigkeit des Randbereichs, um das Leistungsverhalten der wasserdichten Membran bei der Schallübertragung sicherzustellen.
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Um die vorangehenden Merkmale und Vorteile der Offenbarung verständlicher zu machen, werden einige durch Zeichnungen begleitete Ausführungsformen wie folgt im Detail beschrieben.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Draufsicht eines Mikrolautsprechers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung.
- 2 ist eine Querschnittsansicht des Mikrolautsprechers von 1 entlang der Linie I-I.
- 3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht von 2, bei der die Mitte der wasserdichten Membran teilweise weggelassen ist.
- 4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Mikrolautsprechers gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung, bei der die Mitte der wasserdichten Membran teilweise weggelassen ist.
- 5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Mikrolautsprechers gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung, bei der die Mitte der wasserdichten Membran teilweise weggelassen ist.
- 6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Mikrolautsprechers gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung, bei der die Mitte der wasserdichten Membran teilweise weggelassen ist.
- 7 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Mikrolautsprechers gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung, bei der die Mitte der wasserdichten Membran teilweise weggelassen ist.
- 8 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Mikrolautsprechers gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung, bei der die Mitte der wasserdichten Membran teilweise weggelassen ist.
- 9A stellt einen Vergleich zwischen Schalldruckpegeln (Sound Pressure Level, SPL) der Mikrolautsprecher ohne die wasserdichte Membran, mit der herkömmlichen wasserdichten Membran und mit der wasserdichten Membran der vorliegenden Anmeldung unter verschiedenen Frequenzen dar.
- 9B stellt einen Vergleich zwischen Gesamtverzerrungsgehalten (Total Harmonic Distortion, THD) der Mikrolautsprecher ohne die wasserdichte Membran, mit der herkömmlichen wasserdichten Membran und mit der wasserdichten Membran der vorliegenden Anmeldung bei verschiedenen Frequenzen dar.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG OFFENBARTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 ist eine Draufsicht eines Mikrolautsprechers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung und 2 ist eine Querschnittsansicht des Mikrolautsprechers von 1 entlang der Linie I-I. Unter Verweis auf 1 und 2 umfasst bei der vorliegenden Ausführungsform ein Mikrolautsprecher 100 ein Lautsprechermonomer 110, ein Gehäuse 120 und eine wasserdichte Membran 130. Das Gehäuse 120 nimmt das Lautsprechermonomer 110 auf und weist eine Öffnung 122 auf, um einen von dem Lautsprechermonomer 110 erzeugten Klang auszugeben. Die wasserdichte Membran 130 dichtet die Öffnung 122 ab und überträgt den von dem Lautsprechermonomer 110 erzeugten Klang. Der Mikrolautsprecher 100 umfasst weiter ein erstes Dämpfungselement 141 und ein zweites Dämpfungselement 142. Das erste Dämpfungselement 141 ist zwischen der wasserdichten Membran 130 und dem Gehäuse 120 angeordnet und das zweite Dämpfungselement 142 ist zwischen dem Lautsprechermonomer 110 und der wasserdichten Membran 130 angeordnet. Das erste Dämpfungselement 141 umfasst ebenfalls eine wasserdichte und eine staubdichte Funktion. Bei der ersten Ausführungsform handelt es sich bei dem Material des ersten Dämpfungselements 141 und des zweiten Dämpfungselements 142 zum Beispiel um einen Schaumstoff.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform umfasst das Lautsprechermonomer 110 einen Rahmen 111, ein Diaphragma 112, eine vordere Abdeckung 113, eine „voice coil“ (=Schwingspule, im Folgenden mit „Sprachspule 114“ bezeichnet), ein Joch 115, einen Magneten 116 und eine Platte 117. Die vordere Abdeckung 113 ist an dem Rahmen 111 fixiert und wirkt mit dem Rahmen 111 zusammen, um das Diaphragma 112 zu halten. Die Sprachspule 114 ist an dem Diaphragma 112 fixiert. Das Joch 115 ist an dem Rahmen 111 fixiert. Der Magnet 116 ist an dem Joch 115 fixiert. Die Platte 117 ist an dem Magneten 116 fixiert. Wenn ein einem Klangsignal entsprechender Hochfrequenzstrom an die Sprachspule 114 angelegt wird, tritt die Sprachspule 114 mit einem von dem Magneten 116 erzeugten Magnetfeld in Wechselwirkung, um sich vertikal zu bewegen, sodass das an der Sprachspule 114 fixierte Diaphragma 112 schwingt, um den Klang zu erzeugen.
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3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht von 2, bei der die Mitte der wasserdichten Membran teilweise weggelassen ist. Unter Verweis auf 3 weist die wasserdichte Membran 130 einen mittleren Bereich 132 und einen den mittleren Bereich 132 umgebenden Randbereich 134 auf, und eine Steifigkeit des mittleren Bereichs 132 ist größer als eine Steifigkeit des Randbereichs 134. Die Definition der Steifigkeit bezieht sich auf ein Verhältnis einer ausgeübten Kraft und eines dadurch erzeugten Verformungsbetrags, das eine Fähigkeit eines Materials oder einer Struktur angibt, Verformungen zu widerstehen. Wenn die wasserdichte Membran 130 aus dem gleichen Material hergestellt ist, ist ein Querschnitt des Randbereichs 134 in Radialrichtung bogenförmig, was den Randbereich 134 biegsam macht. Dementsprechend kann die Steifigkeit des Randbereichs 134 reduziert werden, sodass die Steifigkeit des mittleren Bereichs 132 größer sein kann als die Steifigkeit des Randbereichs. Darüber hinaus kann der mittlere Bereich 132 der wasserdichten Membran 130 eine oder mehr Falten 132a umfassen (wie in 2 gezeigt), die fähig sind, die Steifigkeit des mittleren Bereichs 132 zu erhöhen. Bei der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich bei einem Material der wasserdichten Membran 130 zum Beispiel um ein makromolekulares Material.
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Unter Verweis auf 3 kann bei der vorliegenden Ausführungsform, um das Auftreten von Spannungskonzentrationen zu reduzieren, ein Querschnitt einer gemeinsamen Grenze zwischen dem mittleren Bereich 132 und dem Randbereich 134 in Radialrichtung bogenförmig sein, wobei der bogenförmige Querschnitt der gemeinsamen Grenze, was die Abmessung angeht, viel kleiner ist als der bogenförmige Querschnitt des Randbereichs 134. Daher kann die gemeinsame Grenze zwischen dem mittleren Bereich 132 und dem Randbereich 134 weniger anfällig für Beschädigungen infolge von Spannungskonzentrationen sein, um die Verlängerung der Nutzungsdauer zu ermöglichen. Darüber hinaus umfasst die wasserdichte Membran 130 weiter einen fixierten Bereich 136, der den Randbereich 134 umgibt. Ähnlich kann ein Querschnitt einer gemeinsamen Grenze zwischen dem Randbereich 134 und dem fixierten Bereich 136 in Radialrichtung ebenfalls bogenförmig sein, um das Auftreten von Spannungskonzentrationen zu reduzieren.
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[0024] Unter Verweis auf 2 und 3 überlappt eine „orthographic projection“ (=Normalprojektion, im Folgenden mit „ortographischer Projektion“ bezeichnet) des Randbereichs 134 auf das Gehäuse 120 die Öffnung 122 nicht, überlappt aber einen der Öffnung 122 benachbarten Abschnitt, sodass der der Öffnung 122 benachbarte Abschnitt des Gehäuses 120 den Randbereich 134 bedecken kann.
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4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Mikrolautsprechers gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung, bei der die Mitte der wasserdichten Membran teilweise weggelassen ist. Unter Verweis auf 5 ist, verglichen mit der wasserdichten Membran 130 von 3, bei einer wasserdichten Membran 130a der vorliegenden Ausführungsform ein Querschnitt des Randbereichs 134 in Radialrichtung mehrfachbogenförmig (z. B. in mehreren Bögen zu einer S-Form geformt), was den Randbereich 134 ebenfalls biegsam macht. Dementsprechend kann die Steifigkeit des Randbereichs 134 reduziert werden, sodass die Steifigkeit des mittleren Bereichs 132 größer sein kann als die Steifigkeit des Randbereichs 134.
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5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Mikrolautsprechers gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung, bei der die Mitte der wasserdichten Membran teilweise weggelassen ist. Unter Verweis auf 4 ist, verglichen mit der wasserdichten Membran 130 von 3, bei einer wasserdichten Membran 130b der vorliegenden Ausführungsform eine Dicke des mittleren Bereichs 132 dazu eingestellt, größer zu sein als eine Dicke des Randbereichs 134. Durch Erhöhen der Dicke des mittleren Bereichs 132 kann dementsprechend die Steifigkeit des mittleren Bereichs 132 größer sein als die Steifigkeit des Randbereichs 134. Bei einer anderen Ausführungsform, die nicht dargestellt ist, kann, verglichen mit der wasserdichten Membran 130 von 3, der gleiche Effekt, wie vorangehend beschrieben, auch durch Reduzieren der Dicke des Randbereichs 134 erreicht werden.
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6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Mikrolautsprechers gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung, bei der die Mitte der wasserdichten Membran teilweise weggelassen ist. Unter Verweis auf 6 ist, verglichen mit der wasserdichten Membran 130 von 3, bei einer wasserdichten Membran 130c der vorliegenden Ausführungsform ein Material des mittleren Bereichs 132 von einem Material des Randbereichs 134 verschieden. Insbesondere kann das Material des mittleren Bereichs 132 Materialien mit größerer Steifigkeit annehmen (z. B. das makromolekulare Material mit größerer Steifigkeit) und das Material des Randbereichs 134 kann Materialien mit geringerer Steifigkeit annehmen (z. B. das makromolekulare Material mit geringerer Steifigkeit), sodass die Steifigkeit des mittleren Bereichs 132 größer sein kann als die Steifigkeit des Randbereichs 134.
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7 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Mikrolautsprechers gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung. Unter Verweis auf 7 umfasst, verglichen mit der wasserdichten Membran 130 von 3, bei der vorliegenden Ausführungsform eine wasserdichte Membran 130d eine Grundschicht 131a und eine Klebeschicht 131b. Die Grundschicht 131a definiert den mittleren Bereich 132, den Randbereich 134 und den fixierten Bereich 136, und die Klebeschicht 131b ist über den mittleren Bereich 132 der Grundschicht 131a gestapelt, um die Steifigkeit des mittleren Bereichs 132 zu erhöhen. Bei der Klebeschicht 131b kann es sich um ein Verbundmaterial handeln. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann die Klebeschicht 131b zwei Aluminiumfolien 131b-1 und eine Schaumstoffschicht 131b-2 umfassen, und die Schaumstoffschicht 131b-2 ist sandwichartig zwischen den zwei Aluminiumfolien 131b-1 angeordnet. Trotzdem kann es sich bei einer anderen Ausführungsform, die nicht dargestellt ist, bei der Klebeschicht 131b auch um eine einzige Materialschicht handeln.
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8 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Mikrolautsprechers gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung. Unter Verweis auf 8 kann bei der vorliegenden Ausführungsform eine wasserdichte Membran 130e erhalten werden, in dem die wasserdichte Membran 130c von 6 als die Grundschicht 131a mit der Klebeschicht 131b von 7 kombiniert wird.
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9A stellt einen Vergleich zwischen Schalldruckpegeln (SDP) der Mikrolautsprecher ohne die wasserdichte Membran, mit der herkömmlichen wasserdichten Membran und mit der wasserdichten Membran der vorliegenden Anmeldung bei verschiedenen Frequenzen dar. Anhand von 9A, die den Mikrolautsprecher von 2 (der die wasserdichte Membran der vorliegenden Anmeldung nicht umfasst) als die gleiche simulierte Umgebung nimmt, kann man erkennen, dass eine SPL-Kurve A3 des Mikrolautsprechers mit der wasserdichten Membran der vorliegenden Anmeldung, verglichen mit einer SPL-Kurve A1 des Mikrolautsprechers ohne die wasserdichte Membran und einer SPL-Kurve A2 des Mikrolautsprechers mit der herkömmlichen wasserdichten Membran, stabilere SPL-Ausgaben aufweist. Darüber hinaus stellt 9B einen Vergleich zwischen Gesamtverzerrungsgehalten (Total Harmonic Distortion, THD) der Mikrolautsprecher ohne die wasserdichte Membran, mit der herkömmlichen wasserdichten Membran und mit der wasserdichten Membran der vorliegenden Anmeldung bei verschiedenen Frequenzen dar. Anhand von 9A, die auch den Mikrolautsprecher von 2 (der die wasserdichte Membran der vorliegenden Anmeldung nicht umfasst) als die gleiche simulierte Umgebung nimmt, kann man erkennen, dass eine TDH-Kurve B3 des Mikrolautsprechers mit der wasserdichten Membran der vorliegenden Anmeldung, verglichen mit einer THD-Kurve B1 des Mikrolautsprechers ohne die wasserdichte Membran und einer THD-Kurve B2 des Mikrolautsprechers mit der herkömmlichen wasserdichten Membran, einen niedrigeren Verzerrungsgehalt aufweist.
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Zusammenfassend ist bei dem Mikrolautsprecher der vorliegenden Anmeldung die wasserdichte Membran, zusätzlich zur wasserdichten und staubdichten Funktion, weiter in den mittleren Bereich und den Randbereich unterteilt, wobei die Steifigkeit des mittleren Bereichs dazu eingestellt ist, größer zu sein als die Steifigkeit des Randbereichs, um das Leistungsverhalten der wasserdichten Membran bei der Schallübertragung sicherzustellen. Darüber hinaus können bei den vorangehenden Ausführungsformen Variationen der Steifigkeit des mittleren Bereichs und des Randbereichs durch Ändern der Formen, der Dicken und der Materialien des mittleren Bereichs und des Randbereichs der wasserdichten Membran vorgenommen werden. Dementsprechend kann, im Vergleich zur bestehenden wasserdichten Membran, die ultradünn und schwer zu montieren ist, die Dicke der wasserdichten Membran der vorliegenden Erfindung erhöht werden, um die Schwierigkeit beim Montieren derselben zu senken.
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Es wird für den Fachmann offensichtlich sein, dass verschiedene Abwandlungen und Variationen der Struktur der vorliegenden Anmeldung vorgenommen werden können, ohne vom Umfang oder Gedanken der vorliegenden Anmeldung abzuweichen. In Anbetracht des Vorangehenden soll die vorliegende Anmeldung Abwandlungen und Variationen dieser Anmeldung abdecken, sofern sie innerhalb des Umfangs der nachfolgenden Patentansprüche und ihrer Entsprechungen liegen.
