DE102017121574A1

DE102017121574A1 - Planarlautsprechereinheit

Info

Publication number: DE102017121574A1
Application number: DE102017121574.3A
Authority: DE
Inventors: Bill Yang
Original assignee: Cotron Corp
Current assignee: Cotron Corp
Priority date: 2016-09-20
Filing date: 2017-09-18
Publication date: 2018-03-22
Also published as: US20180084346A1; TW201813417A; CN107846649A; JP2018050287A

Abstract

Planarlautsprechereinheit mit einem Gehäuse, einen ersten Magnetsatz, und eine Membran wird bereitgestellt. Das Gehäuse hat einen Aufnahmeraum und eine untere Wand. Der erste Magnetsatz ist an der unteren Wand angeordnet und befindet sich in dem Aufnahmeraum. Die Membran ist in dem Aufnahmeraum angeordnet und befindet sich über dem ersten Magnetsatz. Die Membran enthält ein Substrat und eine Planarspule. Die Planarspule ist flächig an dem Substrat angebracht. Die maximale Schwingungsamplitude der Membran kleiner ist als der Mindestabstand zwischen der Membran und dem ersten Magnetsatz. Die Membran ist spannungsfrei.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Lautsprechereinheit und insbesondere eine Planarlautsprechereinheit.
Beschreibung des Standes der Technik
Mit dem kontinuierlichen Fortschritt der Technologie werden elektronische Produkte alle so entwickelt, dass sie leichtgewichtig sind, und sogar die Größe von Lautsprechern wird kleiner und planare bzw. flache bzw. Planarlautsprecher wurden sogar entwickelt. In der herkömmlichen Stereospulenlautsprechereinheit ist die Spule im allgemeinen in die Form eines Ring nebeneinander verwunden und eine Seite davon ist an der Mitte der Membran angebracht, um die Membran anzutreiben, um zu schwingen und Schall zu erzeugen. Bei dem herkömmlichen Planarlautsprecher ist die Spule flach an der Membran angebracht und in einer S-Form verteilt, und eine Vielzahl von Magneten, die parallel zueinander sind, ist entsprechend angeordnet. Da jedoch die Spule auf der Membran in einer S-Form verteilt ist, ist die Anzahl der Wicklungen davon durch die Fläche der Membran begrenzt und kann nicht zu groß sein, so dass die zwischen der Spule und dem Magneten produzierte elektromagnetische Antriebskraft weit weniger ist, als bei der herkömmlichen Stereospulen-Lautsprechereinheit. Um das Problem der begrenzten Schwingungsamplitude der Membran aufgrund einer unzureichenden elektromagnetischen Antriebskraft und den sich ergebenden ungenügenden Bass zu lösen, kann der traditionelle Planarlautsprecher kann nur eine sehr dünne Membran anwenden, um die Schwingungsamplitude zu erhöhen. Wenn jedoch die Dicke der Membran reduziert wird, wird ein Problem einer unzureichenden Härte der Membran erzeugt, was dazu führt, dass sich die Membran verformt und den Magneten berührt, wenn die Spule nicht angetrieben wird. Daher muss die Membran des traditionellen Planarlautsprechers zunächst fest bzw. stramm gestreckt und dann auf einem festen Ring befestigt werden. Infolgedessen wird die Bassleistung des traditionellen Planarlautsprechers weiter reduziert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung stellt eine Planarlautsprechereinheit bereit, die das Problem der schlechten Schallleistung der herkömmlichen Planarlautsprechereinheit lösen kann.
Die Planarlautsprechereinheit der Erfindung enthält ein Gehäuse, einen ersten Magnetsatz und eine Membran. Das Gehäuse hat einen Aufnahmeraum und eine untere bzw. Bodenwand. Der erste Magnetsatz ist an der unteren Wand angeordnet und befindet sich im Aufnahmeraum. Die Membran ist in dem Aufnahmeraum angeordnet und befindet sich über dem ersten Magnetsatz. Die Membran enthält ein Substrat und eine ebene bzw. planare Spule bzw. Planarspule. Die Planarspule wird glatt bzw. flach, bzw. eben, bzw. flächig an dem Substrat angebracht. Die maximale Schwingungsamplitude der Membran ist kleiner als der Mindestabstand zwischen der Membran und dem ersten Magnetsatz. Die Membran ist spannungsfrei.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist das Substrat eine Verdrahtungsebene auf. Die Planarspule ist flach an der Verdrahtungsebene des Substrats angebracht, indem sie parallel zu der Verdrahtungsebene ist.
In einer Ausführungsform der Erfindung enthält der erste Magnetsatz einen zentralen Magneten bzw. Mittelmagneten und einen Ringmagneten, der den Mittelmagneten umgibt. Der Mittelmagnet und der Ringmagnet sind bezüglich ihrer magnetischen Ausrichtung entgegengesetzt bzw. als gegensätzliche Magnetpole angeordnet, wobei die magnetischen Feldlinien zwischen dem Mittelmagneten und dem Ringmagneten durch die Membran verlaufen, und wobei die Magnetpol-Verbindung des Mittelmagneten und die Magnetpol-Verbindung des Ringmagneten durch die Membran verlaufen.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Planarspule in einem Zentralbereich und einem den Zentralbereich umgebenden Ringbereich verteilt. Die orthographische Projektion bzw. senkrechte bzw. Normalprojektion des Ringmagneten auf die Membran befindet sich zwischen dem Zentralbereich und dem Ringbereich.
In einer Ausführungsform der Erfindung enthält der erste Magnetsatz einen Mittelmagneten und eine Vielzahl von Ringmagneten. Die Ringmagnete umgeben den Mittelmagneten und sind als konzentrische Kreise angeordnet. Der Mittelmagnet und die Ringmagnete sind als Magnetpolgegensätze bzw. gegensätzliche Magnetpole angeordnet, wobei die magnetischen Feldlinien zwischen dem Mittelmagneten und dem Ringmagneten durch die Membran verlaufen, und wobei die Magnetpol-Verbindung des Mittelmagneten und die Magnetpol-Verbindungen der Ringmagneten durch die Membran verlaufen.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Planarspule in einem Zentralbereich und einer Vielzahl von Ringbereichen verteilt. Die Ringbereiche umgeben den Zentralbereich und sind als konzentrische Kreise angeordnet. Die Normalprojektion jedes der Ringmagnete auf die Membran befindet sich zwischen dem Zentralbereich und einem der Ringbereiche oder zwischen zwei benachbarten Ringbereichen.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Mindestabstand zwischen der Membran und dem ersten Magnetsatz kleiner als oder gleich 2 mm.
In einer Ausführungsform der Erfindung enthält die Planarlautsprechereinheit ferner ein in dem Gehäuse angeordnetes Befestigungsmittel. Der äußere Rand der Membran ist zwischen dem Befestigungsmittel und dem Gehäuse begrenzt bzw. eingegrenzt.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Befestigungsmittel an dem äußeren Rand der Membran befestigt.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann sich der äußere Rand der Membran relativ zu dem Befestigungsmittel und dem Gehäuse bewegen.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Planarspule eine Einzelwicklung.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Planarspule eine Mehrfachwicklung und (diese) parallel zueinander.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist das Gehäuse ferner eine obere Wand auf, und die untere Wand und die obere Wand befinden sich an zwei gegenüberliegenden Seiten des Aufnahmeraums.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Material der oberen Wand ist ein nicht magnetisch permeables Material.
In einer Ausführungsform der Erfindung enthält die Planarlautsprechereinheit ferner einen zweiten Magnetsatz, der an der oberen Wand angeordnet ist und sich in dem Aufnahmeraum befindet. Die Membran befindet sich zwischen dem ersten Magnetsatz und dem zweiten Magnetsatz. Die maximale Schwingungsamplitude der Membran ist kleiner als der Mindestabstand zwischen der Membran und dem zweiten Magnetsatz.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Material des Substrats Polyimid.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Planarspule flach bzw. flächig an beiden Seiten des Substrats angebracht.
In einer Ausführungsform der Erfindung enthält das Substrat einen Spulenbereich, einen Verbindungsbereich und einen Energieversorgungsbereich und der Verbindungsbereich ist zwischen dem Spulenbereich und dem Energieversorgungsbereich verbunden. Die Planarspule wird von dem Spulenbereich zu dem Energieversorgungsbereich über den Verbindungsbereich verlängert und die beiden Ende der Planarspule sind zwei Kontakte, die sich in dem Energieversorgungsbereich befinden. Die gesamte Planarspule ist durch einen homogenen Leiter mit gleichmäßiger Dicke gebildet.
In einer Ausführungsform der Erfindung befindet sich der Spulenbereich in dem Aufnahmeraum, ist der Verbindungsbereich gebogen und außerhalb des Aufnahmeraumes verlängert, und der Energieversorgungsbereich und der Spulenbereich befinden sich jeweils an zwei Seiten der unteren Wand.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Material der unteren Wand ein magnetisch permeables Material.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist das Substrat eine Vielzahl von hohlen Bereichen auf, die die Planarspule umgeben.
In einer Ausführungsform der Erfindung enthält die Planarlautsprechereinheit ferner ein Aufhängungselement, das an dem Substrat und über mindestens einem der hohlen Bereiche angeordnet ist.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Mitte der unteren Wand ein erstes Belüftungsloch auf, wobei der erste Magnetsatz ein zweites Belüftungsloch aufweist und das erste Belüftungsloch mit der zweiten Belüftungsloch in Verbindung steht.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Dicke des Substrats größer als oder gleich 2 mm.
In einer Ausführungsform der Erfindung enthält die Membran ferner eine Dämpfungsschicht, die das Substrat und die Planarspule bedeckt, um die Planarspule vor Oxidation zu schützen und die Resonanz der Membran zu absorbieren.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Material der Dämpfungsschicht Epoxidharz.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Membran weiterhin ein Dummy-Muster auf, das an dem Substrat angeordnet ist, außergenommen dort wo die Planarspule verteilt ist.
In einer Ausführungsform der Erfindung sind das Dummy-Muster und die Planarspule aus dem gleichen Material hergestellt und voneinander isoliert.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Dummy-Muster eine Vielzahl von Streifen, die radial verteilt sind.
Basierend auf der obigen Beschreibung, in der Planarlautsprechereinheit der Erfindung, ist die maximale Schwingungsamplitude der Membran geringer ist als der Mindestabstand zwischen der Membran dem ersten Magnetsatz, und die Membran ist spannungsfrei, und daher braucht Spannung nicht vorab an die Membran angewendet zu werden, um Kontakt zwischen der Membran und dem ersten Magnetsatz zu verhindern und als Ergebnis wird die Schallleistung nicht beeinflusst.
Um die zuvor erwähnten Merkmale und Vorteile der Offenbarung besser verständlich zu machen, werden Ausführungsformen, die von Figuren begleitet werden, im Folgenden im Detail beschrieben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die begleitenden Zeichnungen sind enthalten, um ein verbessertes Verständnis der Erfindung zu vermitteln, und sind in diese Beschreibung aufgenommen und bilden einen Teil davon. Die Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern.
1 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm einer Planarlautsprechereinheit einer Ausführungsform der Erfindung.
2A ist eine schematische Darstellung der relativen Positionen der Membran der Planarlautsprechereinheit von 1 im abgeflachten Zustand und des ersten Magnetsatzes.
2B ist ein schematischer Querschnitt eines Abschnitts der Membran von 2A.
3 ist ein schematisches Diagramm der oberen Oberfläche der Membran von 2A.
4 ist ein schematisches Diagramm der unteren Oberfläche der Membran von 2A.
5 ist eine Draufsicht auf die Planarlautsprechereinheit von 1.
6 ist eine Unteransicht der Planarlautsprechereinheit von 1.
7 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm einer Planarlautsprechereinheit einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
8 ist ein schematisches Diagramm der relativen Positionen der Membran der Planarlautsprechereinheit noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung im abgeflachten Zustand und des ersten Magnetsatzes.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm einer Planarlautsprechereinheit einer Ausführungsform der Erfindung und 2A ist ein schematisches Diagramm der relativen Positionen der Membran der Planarlautsprechereinheit von 1 in abgeflachtem Zustand und des ersten Magnetsatzes. Unter Bezugnahme auf 1 und 2A enthält eine Planarlautsprechereinheit 100 der vorliegenden Ausführungsform ein Gehäuse 110, einen ersten Magnetsatz 120 und eine Membran 130. Das Gehäuse 110 hat einen Aufnahmeraum 112 und eine untere Wand 114. Der erste Magnetsatz 120 ist an der unteren Wand 114 angeordnet und befindet sich in dem Aufnahmeraum 112. Die Membran 130 ist in dem Aufnahmeraum 112 angeordnet und befindet sich über dem ersten Magnetsatz 120. Die Membran 130 enthält ein Substrat 132 und eine Planarspule 134. Die Planarspule 134 ist flach an dem Substrat 132 angebracht. Aufgrund des Dickenverhältnisses zeigt 1 die Planarspule 134 nicht deutlich. Es wird auf 2A verwiesen. Die maximale Schwingungsamplitude der Membran 130 ist kleiner als ein minimaler Abstand D10 zwischen der Membran 130 und dem ersten Magnetsatz 120. Darüber hinaus ist die Membran 130 spannungsfrei, d. h. es wird vorab keine Spannung auf die Membran 130 ausgeübt.
In der Planarlautsprechereinheit 100 der vorliegenden Ausführungsform, da die maximale Schwingungsamplitude der Membran 130 kleiner als der minimale Abstand D10 zwischen der Membran 130 und dem ersten Magnetsatz 120 ist, ist die Membran 130 nicht in Kontakt mit dem ersten Magnetsatz 120, wenn diese durch eine elektromagnetische Kraft zur Schwingung und zur Erzeugung von Schall angetrieben wird, und daher kann eine reduzierte Tonqualität, die durch beeinträchtigte Schwingung der Membran 130 verursachte wird, verhindert werden. Im Vergleich zu der bekannten Planarlautsprechereinheit weist die Planarlautsprechereinheit 100 der vorliegenden Ausführungsform eine zuverlässige Klangqualität auf. Es sollte hier erwähnt werden, dass die Planarspule 134 flächig an dem Substrat 132 angebracht ist, was bedeutet, dass die Planarspule 134 auf Art einer Schaltung bzw. eines Schaltkreises an dem Substrat 132 angeordnet und angebracht ist, indem diese parallel zur Oberfläche des Substrats 132 ist, und der Abschnitt der Planarspule 134 auf der gleichen Oberfläche des Substrats 132 ist im Wesentlichen nicht überlappt. Andererseits ist die Spule der Stereo-Spulenlautsprechereinheit verwunden und gestapelt als ein Ring und eine Seite davon ist an der Mitte der Membran angebracht, und somit ist die Projektion der Spule auf die Membran im Wesentlichen vollständig überlappt. Da die Planarspule 134 der vorliegenden Ausführungsform flach an dem Substrat 132 angebracht ist, kann die Gesamtdicke der Planarlautsprechereinheit 100 reduziert werden. Darüber hinaus ist die Membran 130 der vorliegenden Ausführungsform spannungsfrei, und ein feststehender Ring wird nicht benötigt, um die Membran stramm zu ziehen, wie es im Stand der Technik der Fall ist, und somit kann die Membran 130 eine größere Schwingungsamplitude haben, um die Bassleistung zu erhöhen, und der Vorgang des Festziehens der Membran wird weggelassen.
Das Substrat 132 der vorliegenden Ausführungsform hat zum Beispiel eine Verdrahtungsebene S10. Mit anderen Worten, wie in dem Zustand von 1 gezeigt, ist die Verdrahtungsebene S10 im Wesentlichen eine flache Oberfläche ahne Anstieg und Abstieg als Ganzes, was sich von der Membran des bekannten Stereospulenlautsprechers unterscheidet, der im allgemeinen Anstieg und Abstieg aufweist, die durch mehrere konzentrische Bögen gebildet sind. Die Planarspule 134 ist flach an der Verdrahtungsebene S10 des Substrats 132 angebracht, indem sie parallel zu der Verdrahtungsebene S10 ist. In der vorliegenden Ausführungsform befindet sich die gesamte Planarspule 134 im Wesentlichen auf einer flachen Oberfläche parallel zu der XY-Ebene und die gesamte Verdrahtungsebene S10 befindet sich ebenfalls auf einer flachen Oberfläche parallel zu der XY-Ebene. Der erste Magnetsatz 120 der vorliegenden Ausführungsform enthält einen Mittelmagneten 122 und einen Ringmagneten 124, der den Mittelmagneten 122 umgibt. Der Mittelmagnet 122 und der Ringmagnet 124 sind als Magnet-Gegenpole angeordnet, wobei die magnetischen Feldlinien zwischen dem Mittelmagneten 122 und dem Ringmagneten 124 durch die Membran 130 verlaufen und eine Magnetpol-Verbindung 122A des Zentralmagneten 122 und ein Magnetpol-Verbindung 124A des Ringmagneten 124 verlaufen durch die Membran 130. Insbesondere ist der S-Pol des Mittelmagneten 122 der Membran 130 zugewandt und ist der N-Pol des Ringmagneten 124 der Membran 130 zugewandt. Daher kann die magnetische Feldlinie zwischen dem Mittelmagneten 122 und dem Ringmagneten 124 durch die Planarspule 134 an der Membran 130 in einer Richtung im Wesentlichen parallel zu der Membran 130 passieren. Nachdem das Magnetfeld, das durch die Energieversorgung der Planarspule 134 erzeugt wird, mit der magnetischen Feldlinie zwischen dem Mittelmagneten 122 und dem Ringmagneten 124 interagiert, produziert die Membran 130 Schwingungen in der Z-Richtung.
Die Planarspule 134 der vorliegenden Ausführungsform ist in einem Zentralbereich C12 und einem Ringbereich C14 verteilt, der den Zentralbereich C12 umgibt. Die Normalprojektion des Ringmagneten 124 auf die Membran 130 befindet sich zwischen dem Zentralbereich C12 und dem Ringbereich C14. Die Planarspule 134 ist im Wesentlichen nicht über der Mitte des Ringmagneten 124 verteilt, da die magnetische Feldlinie über der Mitte des Ringmagneten 124 durch die Planarspule 134 in eine Richtung verläuft, die im Wesentlichen senkrecht zu der Membranen 130 ist, und die Richtung der resultierenden elektromagnetischen Kraft kann die Schwingung der Membran 130 in der Z-Richtung nicht antreiben. Der Mittelmagnet 122 und der Zentralbereich C12 der vorliegenden Ausführungsform sind, zum Beispiel, in der Form eines runden Kuchen, und der Ringmagnet 124 und der Ringbereich C14 sind zum Beispiel rund und ringförmig, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Da die Planarspule 134 der vorliegenden Ausführungsform ein ringförmig umgebendes Verdrahtungsverfahren anwendet, im Vergleich zu der S-förmigen Verteilung der Spule des bekannten Planarlautsprechers, kann ein Verdrahtungsverfahren mit mehreren Wicklungen leichter für die Planarspule 134 der vorliegenden Ausführungsform entworfen werden, und daher kann eine größere magnetische Leistung bzw. Kraft bereitgestellt werden, um die Membran 130 anzutreiben. Wenn die durch die Planarspule 134 erzeugte Antriebskraft größer ist, kann eine Membran 130 mit einem dickeren Substrat 132 angewendet werden, und ein Kontakt zwischen der Membran 130 und dem ersten Magnetsatz 120 während einer Vibration und einer Schallemission wird leicht verhindert. Darüber hinaus, durch die Anwendung der Membran 130 mit einem dickeren Substrat 132, muss die Membran nicht wie im Stand der Technik gestrafft werden und daher kann die Membran 130 eine größere Schwingungsamplitude aufweisen, so dass die Bassleistung erhöht wird, und den Vorgang des Anziehens die Membran wird weggelassen.
2B ist ein schematischer Querschnitt eines Abschnitts der Membran von 2A. Das Material des Substrats 132 der vorliegenden Ausführungsform ist Polyimid, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Die Dicke des Substrats 132 ist beispielsweise größer als oder gleich 2 μm. Insbesondere kann das Substrat 132 das gleiche Material wie die allgemeinen flexible Leiterplatte annehmen und eine ausgereifte Technik auf dem Gebiet der flexiblen Leiterplatten annehmen, um die Planarspule 134 auf dem Substrat 132 zu bilden, wie beispielsweise Drucken, Sputtern und Dampfabscheidung. Darüber hinaus, nachdem die Planarspule 134 auf dem Substrat 132 ausgebildet wurde, kann ferner eine Dämpfungsschicht 136, die die Oberfläche des Substrats 132 bedeckt, gebildet werden und die Dämpfungsschicht 136 kann auch die Oberfläche der Planarspule 134 bedecken, um die Planarspule 134 von Oxidation zu schützen und kann auch verwendet werden, um die Resonanz der Membran 130 zu absorbieren. Das Material der Dämpfungsschicht 136 ist zum Beispiel Epoxidharz. Da die flexible Leiterplatte ein technisch ausgereiftes Produkt ist, kann die Verwendung einer flexiblen Leiterplatte als die Membran 130 die Herstellungskosten der Membran 130 signifikant reduzieren und deren Ausbeute erhöhen. Das Substrat 132 der vorliegenden Ausführungsform enthält zum Beispiel einen Spulenbereich 132A, einen Verbindungsbereich 132B und einen Energieversorgungsbereich 132C. Der Verbindungsbereich 132B ist zwischen dem Spulenbereich 132A und dem Energieversorgungsbereich 132C verbunden. Die Planarspule 134 erstreckt sich von dem Spulenbereich 132A zu dem Energieversorgungsbereich 132C über den Verbindungsbereich 132B und die zwei Enden der Planarspule 134 sind zwei Kontakte 134A, die sich im Energieversorgungsbereich 132C befinden. Die Kontakte 134A werden für die Verbindung nach Außen verwendet, um einen extern eingegebenen Antriebsstrom zu empfangen. In der vorliegenden Ausführungsform ist die gesamte Planarspule 134 durch einen homogenen Leiter gebildet, der eine gleichmäßige Dicke aufweist, d. h. die Planarspule 134 weist keine zusätzlichen Lötstellen oder andere heterogene Verbindungsstellen in dem Spulenbereich 132A, dem Verbindungsbereich 132B oder dem Energieversorgungsbereich 132C auf. Die Planarspule 134 ist beispielsweise durch eine Kupferschicht mit einer Dicke von 12,5 μm gebildet. Da die gesamte Planarspule 134 durch einen homogenen Leiter gebildet ist, können kompromittierte Schwingungen der Membran 130 durch heterogene Verbindungsstellen im Wesentlichen vermieden werden, um so die Klangleistung zu gewährleisten.
Wie in 1 gezeigt ist, kann das Gehäuse 110 der vorliegenden Ausführungsform ferner eine obere Wand 116 aufweisen. Die untere Wand 114 und die obere Wand 116 befinden sich an zwei gegenüberliegenden Seiten des Aufnahmeraums 112. Der Spulenbereich 132A befindet sich in dem Aufnahmeraum 112, der Verbindungsbereich 132B ist gebogen und erstreckt sich außerhalb des Aufnahmeraums 112 bzw. ist außerhalb davon erweitert, und der Energieversorgungsbereich 132C und der Spulenbereich 132A befinden sich jeweils an zwei Seiten der unteren Wand 114. Mit anderen Worten befinden sich der Energieversorgungsbereich 132C und der Spulenbereich 132A jeweils innerhalb und außerhalb des Gehäuses 110 und sind durch den Verbindungsbereich 132B verbunden. 3 und 4 sind jeweils schematische Diagramme der oberen Oberfläche und der unteren Oberfläche der Membran von 1. Unter Bezugnahme auf 2A bis 4 ist die Planarspule 134 der vorliegenden Ausführungsform flach an beiden Seiten des Substrats 132 angebracht. Genauer gesagt verläuft ein erster Abschnitt 134B der Planarspule 134 durch das Substrat 132, nach dem Umgeben der Mitte auf der oberen Oberfläche des Substrats 132, und dann umgibt ein zweiter Abschnitt 134C der Planarspule 134 die Mitte nach außen auf der unteren Oberfläche des Substrats 132 und erstreckt sich zu dem Energieversorgungsbereich 132C. Da beide Seiten des Substrats 132 verwendet werden, kann die Planarspule 134 so ausgelegt werden, dass sie mehr Wicklungen aufweist, um eine größere magnetische Energie bereitzustellen, um die Membran 130 anzutreiben. Darüber hinaus ist die Planarspule 134 der vorliegenden Ausführungsform beispielhaft so dargestellt, dass sie zwei Windungen parallel zueinander enthält, aber die Planarspule 134 der Erfindung kann auch eine einfache Windung oder mehr Windungen aufweisen.
Unter weiterer Bezugnahme auf Fig. ist in der vorliegenden Ausführungsform der minimale Abstand D10 zwischen der Membran 130 und dem ersten Magnetsatz 120 zum Beispiel kleiner als oder gleich 2 mm oder kleiner als oder gleich 1 mm. Die Planarlautsprechereinheit 100 der vorliegenden Ausführungsform kann ferner ein Befestigungsmittel 140 enthalten, das in dem Gehäuse 110 angeordnet ist. Der äußere Rand der Membran 130 ist zwischen dem Befestigungsmittel 140 und dem Gehäuse 110 begrenzt. Das Befestigungsmittel 140 der vorliegenden Ausführungsform wird verwendet, um den äußeren Rand der Membran 130 zu befestigen, d. h. das Befestigungsmittel 140 und die Membran 130 können durch Klebstoff oder andere Verfahren kombiniert werden. Die Planarlautsprechereinheit 100 der vorliegenden Ausführungsform kann ferner einen zweiten Magnetsatz 150 umfassen, der an der oberen Wand 116 angeordnet ist und sich in dem Aufnahmeraum 112 befindet. Die Membran 130 befindet sich zwischen dem ersten Magnetsatz 120 und dem zweiten Magnetsatz 150. Die maximale Schwingungsamplitude der Membran 130 kleiner als ein minimaler Abstand D20 zwischen der Membran 130 und dem zweiten Magnetsatz 150. Eine größere Magnetkraft kann durch Zugabe des zweiten Magnetsatzes 150 zum Antrieb der Membran 130 bereitgestellt werden. Der erste Magnetsatz 120 und der zweite Magnetsatz 150 sind ebenfalls als Magnetpol-Gegenstücke angeordnet, und daher kann eine Schnallenstruktur zwischen der unteren Wand 114 und der oberen Wand 116 vorgesehen sein, um die relativen Positionen des ersten Magnetsatzes 120 und des zweiten Magnetsatzes 150 zu fixieren. Das Material der unteren Wand 114 der vorliegenden Ausführungsform ist ein magnetisch permeables Material, wie Metall oder andere geeignete Materialien, die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Das Material der oberen Wand 116 des vorliegenden Ausführungsform ist ein nicht magnetisch permeables Material, wie Kunststoff oder andere geeignete Materialien, die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Unter Bezugnahme auf 3 und 4 umfasst die Membran 130 der Ausführungsform ferner ein Dummy-Muster 138, das auf dem Substrat 132 angeordnet ist, ausgenommen dort wo die Planarspule 134 verteilt ist. Das Dummy-Muster 138 ist in 2 weggelassen für den Zweck der deutlich Veranschaulichung der relativen Positionen der Planarspule 134, des Mittelmagneten 122 und des Ringmagneten 124. Das Dummy-Muster 138 erleichtert, dass die Membran 130 eine gleichmäßige Steifigkeit aufweist, so dass die Membran 130 eine bessere Frequenzgangkurve liefert. Das Dummy-Muster 138 und die Planarspule 134 können aus dem gleichen Material hergestellt werden, und die voneinander isoliert sein. Ein zusätzlicher Prozess zum Bilden des Dummy-Musters 138 ist unnötig. Das Dummy-Muster 138 umfasst eine Vielzahl von Streifen, die radial verteilt sind, wie in 3 und 4 gezeigt ist, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
5 und 6 sind jeweils Draufsichten und Unteransichten der Planarlautsprechereinheit von 1. Unter Bezugnahme auf 1, 5 und 6 weist die obere Wand 116 der vorliegenden Ausführungsform eine Vielzahl von dritten Belüftungslöchern 116A auf. Das Zentrum der unteren Wand 114 hat ein erstes Belüftungsloch 114A. Der erste Magnetsatz 120 hat ein zweites Belüftungsloch 126. Das erste Belüftungsloch 114A steht mit dem zweiten Belüftungsloch 126 in Verbindung, Durch Anordnen der Belüftungslöcher 114A, 126 und 116A kann verhindert werden, dass der Aufnahmeraum 112 ein geschlossener Raum wird, und als Ergebnis kann sichergestellt werden, dass die Membran 130 bessere Schwingungswirkungen hat, um so eine bessere Klangqualität zu liefern.
7 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm einer Planarlautsprechereinheit einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Unter Bezugnahme auf Fig. In 7 ist eine Planarlautsprechereinheit 200 der vorliegenden Ausführungsform ähnlich der Planarlautsprechereinheit 100 von 1 und nur die Unterschiede zwischen diesen beiden werden hier beschrieben. Der äußere Rand einer Membran 230 der vorliegenden Ausführungsform kann sich relativ zu einem Befestigungsmittel 240 und einem Gehäuse 210 bewegen. Mit anderen Worten sind weder das Befestigungsmittel 240 noch das Gehäuse 210 fest mit dem äußeren Rand der Membran 230 kombiniert. Daher hat die Membran 230 einen größeren Schwingungsfreiheitsgrad und daher kann die Bassqualität erhöht werden. Darüber hinaus weist die obere Wand 116 von 1 Erhebungen auf, die dem zweiten Magnetsatz 150 entsprechen und die oberen Wand 216 von 7 ist im Wesentlichen planar bzw. eingeebnet. Das Substrat der Membran 230 der vorliegenden Ausführungsform weist eine Vielzahl von hohlen Bereichen 232D auf, und daher kann der Freiheitsgrad der Membran 230 während der Schwingung erhöht werden. Die hohlen Bereiche 232D in 7 sind nicht durch das Befestigungsmittel 240 abgedeckt. Jedoch können die hohlen Bereiche 232D in den nicht gezeigten Ausführungsformen teilweise durch das Befestigungsmittel 240 abgedeckt sein, aber die hohlen Bereiche 232D sollten nicht vollständig von dem Befestigungsmittel 240 bedeckt sein. Darüber hinaus kann die Planarlautsprechereinheit 200 der vorliegenden Ausführungsform ferner ein Aufhängungselement 260 aufweisen, das auf dem Substrat der Membran 230 und über mindestens einem der hohlen Bereiche 232D angeordnet ist. Das Aufhängungselement 260 ermöglicht es der Membran 230, den durch die hohlen Bereiche 232D während der Schwingung bereitgestellten Freiheitsgrad beizubehalten und ermöglicht es der Membran 230, eine ausreichende Festigkeit aufzuweisen, so dass die Membran 230 nicht leicht beschädigt wird. Das Material des Aufhängungselementes 260 kann ein thermoplastisches Elastomer (TPE), Polyethylenterephthalat (PET) oder andere geeignete Materialien sein. Das Aufhängungselement 260 von 7 weist eine Bogenform auf aber das Aufhängungselement 260 kann planar sein, wodurch die vorliegende Erfindung nicht beschränkt ist.
8 ist ein schematisches Diagramm der relativen Positionen der Membran der Planarlautsprechereinheit noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung im abgeflachten Zustand und des ersten Magnetsatzes. Unter Bezugnahme auf 8 sind eine Membran 330 und ein erster Magnetsatz 320 der Planarlautsprechereinheit der vorliegenden Ausführungsform ähnlich der Membran 130 und dem ersten Magnetsatz 120 der Planarlautsprechereinheit 100 von 1 und nur die Unterschiede zwischen diesen beiden werden hier beschrieben. Der erste Magnetsatz 320 der vorliegenden Ausführungsform enthält einen Mittelmagneten 322 und eine Vielzahl von Ringmagneten 324. Die Vielzahl von Ringmagneten 324 umgeben den Mittelmagneten 322 und sind als konzentrische Kreise angeordnet. Der Zentralmagnet 322 und der nächste Ringmagnet 324 sind als gegensätzliche Magnetpole angeordnet, und zwei benachbarte Ringmagnete 324 sind ebenfalls als gegensätzliche Magnetpole angeordnet. Ähnlich wie in 1, verlaufen die Magnetpol-Verbindung des Zentralmagneten 322 und die Magnetpol-Verbindungen der Ringmagnete 324 durch die Membran 330 und die magnetischen Feldlinien zwischen dem Zentralmagneten 322 und den Ringmagneten 324 verlaufen durch die Membranen 330. Eine Planarspule 334 der vorliegenden Ausführungsform ist in einem Zentralbereich C22 und einer Vielzahl von Ringbereichen C24 verteilt. Die Ringbereiche C24 umgeben den Zentralbereich C22 und sind als konzentrische Kreise angeordnet. Die Normalprojektion von einem der Ringmagnete 324 auf die Membran 330 befindet sich zwischen dem Zentralbereich C22 und einem benachbarten Ringbereich C24 und die Normalprojektion von dem anderen Ringmagneten 324 auf die Membran 330 befindet sich zwischen zwei benachbarten Ringbereichen C24. Das Konstruktionsprinzip der relativen Positionen des ersten Magnetsatzes 320 und der Planarspule 334 sind ähnlich zu der in 1. Die Planarspule 334 der vorliegenden Ausführungsform ist eine einzelne Wendung, die sich von der Planarspule 134 mit zwei Wendungen in 1 unterscheidet. Darüber hinaus weist das Substrat 332 der Membran 330 der vorliegenden Ausführungsform eine Vielzahl von hohlen Bereichen 332D auf, die die Planarspule 334 umgeben, und daher kann der Freiheitsgrad der Membran 330 während der Schwingung erhöht werden. Das Aufhängungselement 260 von 7 kann auch in der Ausführungsform von 8 angewendet werden; d. h. das Aufhängungselement 260 kann auf dem Substrat 332 und über mindestens einem der hohlen Bereiche 332D angeordnet sein. Die Beziehung zwischen den Mengen der Aufhängungselemente und der hohlen Bereiche kann ein einziges Aufhängungselement entsprechend zu einer Vielzahl von hohlen Bereichen oder eine Vielzahl von Aufhängungselementen entsprechend zu einer Vielzahl von hohlen Bereichen sein.
Basierend auf den oben genannten, in der Planarlautsprechereinheit gemäß der Erfindung, indem die maximale Schwingungsamplitude der Membran weniger gemacht wird als den Mindestabstand zwischen der Membran und dem ersten Magnetsatz, wird der Kontakt zwischen der Membran und dem ersten Magnetsatz verhindert, so dass die Klangleistung der Planarlautsprechereinheit nicht beeinträchtigt wird. Darüber hinaus kann optional eine flexible Leiterplatte als Membran verwendet werden. Dadurch kann nicht nur die Bassleistung erhöht werden, sondern kann auch der Herstellungsprozess vereinfacht und die Herstellungskosten deutlich reduziert werden.

Claims

Planarlautsprechereinheit (100, 200), umfassend: ein Gehäuse (110, 210) mit einem Aufnahmeraum (112) und einer unteren Wand (114); einen ersten Magnetsatz (120, 320), der an der unteren Wand (114) angeordnet ist und sich in dem Aufnahmeraum (112) befindet; und eine Membran (130, 230, 330), die in dem Aufnahmeraum (112) angeordnet ist und sich über dem ersten Magnetsatz (120, 320) befindet, wobei die Membran (130, 230, 330) ein Substrat (132) und eine Planarspule (134, 334) umfasst, wobei die Planarspule (134, 334) flächig an das Substrat (132) angebracht ist, wobei eine maximale Schwingungsamplitude der Membran (130, 230, 330) kleiner als ein minimaler Abstand (D10) zwischen der Membranen (130, 230, 330) und dem ersten Magnetsatz (120, 320) ist und wobei die Membran (130, 230, 330) spannungsfrei ist.
Planarlautsprechereinheit (100, 200) gemäß Anspruch 1, wobei das Substrat (132) einen Verdrahtungsebene (S10) aufweist und die Planarspule (134, 334) flächig an der Verdrahtungsebene (S10) des Substrats (132) angebracht ist, indem sie parallel zu der Verdrahtungsebene (S10) ist.
Planarlautsprechereinheit (100, 200) gemäß Anspruch 1, wobei der erste Magnetsatz (120) einen Zentralmagnet (122) und einen Ringmagnet (124) umfasst, der den Zentralmagneten (122) umgibt, wobei der Zentralmagnet (122) und der Ringmagnet (124) als gegensätzliche Magnetpole angeordnet sind, wobei eine Magnetfeldlinie zwischen dem Mittelmagneten (122) und dem Ringmagneten (124) durch die Membran (130, 230, 330) verläuft, und wobei eine Magnetpol-Verbindung (122A) des Mittelmagneten (122) und eine Magnetpol(124A)-Verbindung des Ringmagneten (124) durch die Membran (130, 230, 330) verlaufen.
Planarlautsprechereinheit (100, 200) gemäß Anspruch 3, wobei die Planarspule (134, 334) in einem Zentralbereich (C12) und ein Ringbereich (C14) verteilt ist, der den Zentralbereich (C12) umgibt, und wobei sich eine Normalprojektion des Ringmagneten (124) auf die Membran (130, 230, 330) zwischen dem Zentralbereich (C12) und dem Ringbereich (C14) befindet.
Planarlautsprechereinheit gemäß Anspruch 1, wobei der erste Magnetsatz (320) einen Zentralmagnet (322) und eine Vielzahl von Ringmagneten (324) umfasst, wobei die Ringmagnete (324) den Zentralmagneten (322) umgeben und in konzentrischen Kreisen angeordnet sind, wobei der Zentralmagnet (322) und die Ringmagnete (324) als gegensätzliche Magnetpole angeordnet sind, wobei Magnetfeldlinien zwischen dem Zentralmagneten (322) und den Ringmagneten (324) durch die Membran (330) verlaufen und wobei eine Magnetpol-Verbindung des Zentralmagneten (322) und Magnetpol-Verbindungen der Ringmagnete (324) durch die Membran (330) verlaufen,
Planarlautsprechereinheit gemäß Anspruch 5, wobei die Planarspule (334) in einem Zentralbereich (C22) und einer Vielzahl von Ringbereichen (C24) verteilt ist, wobei die Ringbereiche (C24) den Zentralbereich (C22) umgeben und in konzentrischen Kreisen angeordnet sind, und wobei sich eine Normalprojektion jedes der Ringmagneten (324) auf die Membran (330) zwischen dem Zentralbereich (C22) und einem der Ringbereiche (C24) oder zwischen zwei benachbarten Ringbereichen (C24) befindet.
Planarlautsprechereinheit (100, 200) gemäß Anspruch 1, wobei der minimale Abstand (D10) zwischen der Membranen (130, 230, 330) und dem ersten Magnetsatz (120, 320) kleiner als oder gleich 2 mm ist.
Planarlautsprechereinheit (100, 200) gemäß Anspruch 1, weiterhin umfassend ein Befestigungsmittel (140, 240), das in dem Gehäuse (110, 210) angeordnet ist, wobei ein äußerer Rand der Membran (130, 230, 330) zwischen dem Befestigungsmittel (140, 240) und dem Gehäuse (110, 210) eingegrenzt ist.
Planarlautsprechereinheit (100, 200) gemäß Anspruch 8, wobei das Befestigungsmittel (140, 240) an dem äußeren Rand der Membran (130, 230, 330) befestigt ist.
Planarlautsprechereinheit (100, 200) gemäß Anspruch 8, wobei sich der äußere Rand der Membran (130, 230) in Bezug auf das Befestigungsmittel (140, 240) und das Gehäuse (110, 210) bewegen kann.
Planarlautsprechereinheit gemäß Anspruch 1, wobei die Planarspule (334) eine Einzelwendung aufweist.
Planarlautsprechereinheit (100) gemäß Anspruch 1, wobei die Planarspule (134) mehrere Wendungen aufweist, die parallel zueinander sind.
Planarlautsprechereinheit (100, 200) gemäß Anspruch 1, wobei das Gehäuse (110, 210) weiterhin eine obere Wand (116, 216) aufweist und wobei die untere Wand (114) und die obere Wand (116, 216) sich an zwei entgegengesetzten Seiten des Aufnahmeraums (112) befinden.
Planarlautsprechereinheit (100, 200) gemäß Anspruch 13, wobei ein Material der oberen Wand (116, 216) ein nicht magnetisch permeables Material ist.
Planarlautsprechereinheit (100) gemäß Anspruch 13, weiterhin umfassend einen zweiten Magnetsatz (150), der an der oberen Wand (116) angeordnet ist und sich in dem Aufnahmeraum (112) befindet, wobei sich die Membran (130) zwischen dem ersten Magnetsatz (120) und dem zweiten Magnetsatz (150) befindet, und wobei eine maximale Schwingungsamplitude der Membran (130) kleiner als ein minimaler Abstand (D20) zwischen der Membran (130) und dem zweiten Magnetsatz (150) ist.
Planarlautsprechereinheit (100) gemäß Anspruch 1, wobei ein Material des Substrats (132) Polyimid ist.
Planarlautsprechereinheit (100) gemäß Anspruch 1, wobei die Planarspule (134) auf beiden Seiten des Substrats (132) flächig angebracht ist.
Planarlautsprechereinheit (100) gemäß Anspruch 1, wobei das Substrat (132) einen Spulenbereich (132A), einen Verbindungsbereich (132B), und einen Energieversorgungsbereich (132C) umfasst, wobei der Verbindungsbereich (132B) zwischen dem Spulenbereich (132A) und dem Energieversorgungsbereich (132C) verbunden ist, wobei die Planarspule (134) von dem Spulenbereich (132A) zu dem Energieversorgungsbereich (132C) über den Verbindungsbereich (132B) erstreckt ist, wobei zwei Enden der Planarspule (134) zwei Kontakte (134A) sind, die sich in dem Energieversorgungsbereich (132C) befinden, und wobei die gesamte Planarspule (134) durch einen homogenen Leiter mit einer gleichmäßige Dicke gebildet ist.
Planarlautsprechereinheit (100) gemäß Anspruch 18, wobei sich der Spulenbereich (132A) in dem Aufnahmeraum (112) befindet, wobei der Verbindungsbereich (132B) gebogen ist und außerhalb des Aufnahmeraumes (112) erstreckt ist, und wobei sich der Energieversorgungsbereich (132C) und der Spulenbereich (132A) jeweils an zwei Seiten der unteren Wand (114) befinden.
Planarlautsprechereinheit (100) gemäß Anspruch 1, wobei ein Material der unteren Wand (114) ein magnetisch permeables Material ist.
Planarlautsprechereinheit (200) gemäß Anspruch 1, wobei das Substrat eine Vielzahl von hohlen Bereichen (232D, 332D) aufweist, die die Planarspule (334) umgeben.
Planarlautsprechereinheit (200) gemäß Anspruch 21, weiterhin umfassend ein Aufhängungselement (260), das an dem Substrat und über mindestens einen der hohlen Bereiche (232D) angeordnet ist.
Planarlautsprechereinheit (100) gemäß Anspruch 1, wobei eine Mitte der unteren Wand (114) ein erstes Belüftungsloch (114A) aufweist, wobei der erste Magnetsatz (120) ein zweites Belüftungsloch (126) aufweist und wobei das erste Belüftungsloch (114a) mit dem zweiten Belüftungsloch (126) kommuniziert.
Planarlautsprechereinheit (100) gemäß Anspruch 1, wobei eine Dicke des Substrats (132) größer als oder gleich 2 mm ist.
Planarlautsprechereinheit (100, 200) gemäß Anspruch 1, wobei die Membran (130, 230, 330) weiterhin eine Dämpfungsschicht (136) umfasst, die das Substrat (132) und die Planarspule (134, 334) bedeckt, um die Planarspule (134, 334) vor Oxidation zu schützen und eine Resonanz der Membran (130, 230, 330) zu absorbieren.
Planarlautsprechereinheit (100, 200) gemäß Anspruch 25, wobei ein Material der Dämpfungsschicht (136) Epoxydharz ist.
Planarlautsprechereinheit (100) gemäß Anspruch 1, wobei die Membran (130) weiterhin ein Dummy-Muster (138) umfasst, das an dem Substrat (132) angeordnet ist, ausgenommen dort wo die Planarspule (134) verteilt ist.
Planarlautsprechereinheit (100) gemäß Anspruch 27, wobei das Dummy-Muster (138) und die Planarspule (134) aus dem gleichen Material hergestellt sind und voneinander isoliert sind.
Planarlautsprechereinheit (100) gemäß Anspruch 27, wobei das Dummy-Muster (138) eine Vielzahl von Streifen umfasst, die radial verteilt sind.