TWI477159B - 振動元件 - Google Patents

Description

振動元件

本發明是有關於一種振動元件，且特別是有關於一種用於喇叭單體的振動元件。

隨著科技不斷進步，電子產品無不朝向輕巧迷你化之趨勢發展，人們隨時隨地都可使用迷你化的電子產品，如收音機或隨身聽等。此外，由於個人數位產品的日漸普及，例如常見的MP3隨身聽、行動電話、個人數位助理(PDA)或筆記型電腦等，更是日常生活所不可或缺的。另外，可提供各種影音娛樂的智慧型手機更是熱門產品。

不論是上述何種電子產品，為了讓使用者在不干擾旁人的狀況下聆聽電子產品所提供之聲音資訊，耳機已成為電子產品的必要配件。此外，耳機亦提供了聆聽者較佳的聲音傳輸，使聆聽者能清楚的聽到及了解聲音內容，不像在空氣中傳輸聲音會造成不清晰的情況，且特別是在使用者移動期間，例如在運動、開車、激烈活動或吵雜的環境下亦不會受到影響。

傳統耳機的喇叭單體中，用於驅動振膜的線圈的兩端引 線是直接跨過振膜而從振膜的外圍與訊號源連接，並且還會塗上引線保護膠。因此，跨過振膜的線圈會嚴重影響振膜的振動，進而破壞喇叭單體的頻率響應表現，使得音質表現不佳。

圖1是美國專利申請案US 2010/0183173的喇叭單體的示意圖。請參照圖1，線圈20直接配置在振膜10上，而線圈20電性連接振膜10的金屬化表面11。然後，兩條線路15再搭接於振膜10的邊緣而電性連接金屬化表面11。然而，線圈20的兩端25是在線圈20的外圍連接至金屬化表面11。由於線圈20的兩端25的連接點的硬度明顯不同於振膜10，且振膜10在線圈20的外圍的部分為主要振動區域，必須是柔軟且有相近的楊氏係數，才能夠大幅度且一致震動以提供低頻聲音，但是線圈20的兩端25的連接點明顯地破壞了此區域的振動一致性，進而使失真度提高而音質劣化。

本發明提供一種振動元件，可解決線圈影響振膜振動的問題。

本發明的振動元件包括一振膜、一線圈以及一硬化層。振膜具有相對的一第一表面與一第二表面，其中第一表面包括互相分離的一第一導電區與一第二導電區。線圈配置於振膜的第一表面，其中線圈的兩端分別電性連接第一導電區與第二導電區。硬化層配置於振膜上，其中振膜具有一中心區域。中心區域由線 圈封閉圍起來所形成且包括線圈正上方的位置，中心區域以外的區域包括一內環區域與一環繞內環區域的外環區域。線圈的兩端皆位於內環區域內，且硬化層覆蓋內環區域。

在本發明的一實施例中，上述的硬化層的形狀為環狀。

在本發明的一實施例中，上述的硬化層的形狀為圓形，且硬化層更覆蓋中心區域。

在本發明的一實施例中，當上述的硬化層位於第二表面時，硬化層為高剛性的硬膜片或硬化膠。

在本發明的一實施例中，當上述的硬化層位於第一表面時，硬化層為高剛性的不導電絕緣塗料。

在本發明的一實施例中，上述的第一導電區配置有一第一導電層，第二導電區配置有一第二導電層。

在本發明的一實施例中，上述的線圈的兩端分別經由一導電膠電性連接第一導電區與第二導電區。

在本發明的一實施例中，上述的振動元件更包括一框架、一第一端子以及一第二端子。框架具有相對的一第一側與一第二側，其中振膜配置於框架的第一側。第一端子配置於框架的第一側與振膜之間，並電性連接第一導電區。第二端子配置於框架的第一側與振膜之間，並電性連接第二導電區。

在本發明的一實施例中，上述的第一端子與第二端子為一軟性線路板上的線路，第一端子與第二端子的一端隨軟性線路板折疊至框架的第二側。

在本發明的一實施例中，上述的第一端子與第二端子部分埋設於框架內，且第一端子與第二端子的一端穿過框架而暴露於框架的第二側。

在本發明的一實施例中，上述的框架、第一端子與第二端子以埋入射出成型形成。

在本發明的一實施例中，上述的框架更具有多個貫孔。

在本發明的一實施例中，上述的第一端子與第二端子分別面接觸第一導電區與第二導電區。

基於上述，本發明的振動元件藉由硬化層的配置，因此可減少線圈及其兩端對於振膜振動發生時的音質的影響，而使得振動元件的音質表現良好。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

10‧‧‧振膜

11‧‧‧金屬化表面

15‧‧‧線路

20‧‧‧線圈

25‧‧‧兩端

100、300、500、700‧‧‧振動元件

110‧‧‧振膜

111‧‧‧第一表面

112‧‧‧第二表面

111A‧‧‧第一導電區

111B‧‧‧第二導電區

111C‧‧‧非導電區

120‧‧‧線圈

120a、120b‧‧‧兩端

130、530、730‧‧‧硬化層

310、410‧‧‧框架

312、412‧‧‧第一側

314、414‧‧‧第二側

316‧‧‧缺口

318‧‧‧貫孔

320、420‧‧‧第一端子

330、430‧‧‧第二端子

340‧‧‧軟性線路板

CL1‧‧‧第一導電層

CL2‧‧‧第二導電層

CG‧‧‧導電膠

CR‧‧‧中心區域

IZ‧‧‧內環區域

OZ‧‧‧外環區域

A-A、C-C、E-E‧‧‧剖線

B、D、F‧‧‧區域

圖1是習知的一種振動元件的正視圖。

圖2A是本發明一實施例的振動元件的正視圖。

圖2B是圖2A的振動元件沿線A-A的剖視圖。

圖2C是圖2B的局部區域B的放大圖。

圖3A與圖3B是本發明另一實施例的振動元件的兩種視角的爆炸圖。

圖4A與圖4B是本發明再一實施例的振動元件的部分元件的兩種視角的爆炸圖。

圖5是本發明另一實施例的振動元件的正視圖。

圖6A是圖5的振動元件沿線C-C的剖視圖。

圖6B是圖6A的局部區域D的放大圖。

圖7是本發明再一實施例的振動元件的正視圖。

圖8A是圖7的振動元件沿線E-E的剖視圖。

圖8B是圖8A的局部區域F的放大圖。

圖9A是如圖8A的振動元件在沒有配置硬化層時所測得的頻率-失真率曲線圖。

圖9B是如圖8A的有配置硬化層的振動元件所測得的頻率-失真率曲線圖。

圖2A是本發明一實施例的振動元件的正視圖。圖2B是圖2A的振動元件沿線A-A的剖視圖。圖2C是圖2B的局部區域B的放大圖。請參照圖2A、圖2B及圖2C，本發明的振動元件100包括一振膜110、一線圈120以及一硬化層130。舉例而言，在本實施例中，振膜110具有相對的一第一表面111與一第二表面112，其中第一表面111包括互相分離的一第一導電區111A與一第二導電區111B。更詳細而言，在本實施例中，第一導電區111A與第二導電區111B被一條直線狀的非導電區111C隔開，而第一 導電區111A與第二導電區111B分別呈現類似半圓形的形狀，但本發明不以此為限。此領域具通常知識者當可依照實際需求設計第一表面111、第一導電區111A或第二導電區111B的形狀，在此就不予贅述。此外，在本實施例中，第一導電區111A配置有一第一導電層CL1，第二導電區111B配置有一第二導電層CL2。第一導電層CL1與第二導電層CL2例如是用蒸鍍、濺鍍、電鍍、塗導電漆或其他方式形成於振膜110上，但本發明不以此為限。在另一實施例中，第一導電區111A與第二導電區111B也有可能整個以導電材料形成，此領域具通常知識者當可依照實際需求選擇第一導電區111A與第二導電區111B的形成方式，在此就不予贅述。

另一方面，在本實施例中，線圈120配置於振膜110的第一表面111，其中線圈120的兩端120a、120b分別電性連接第一導電區111A與第二導電區111B。在本實施例中，線圈120例如是由細金屬線纏繞成多匝而成中空柱狀，並且在此，線圈120的兩端120a、120b的定義為細金屬線的二末端。此外，線圈120的兩端120a、120b例如是分別經由導電膠CG(例如銀膠)電性連接第一導電區111A與第二導電區111B，但本發明不以此為限。在其他實施例中，線圈120的兩端120a、120b亦可分別經由雷射點銲的方式電性連接第一導電區111A與第二導電區111B。

更詳細而言，如圖2A及圖2C所示，在本實施例中，振膜110具有一被圈出的封閉區域定義為一中心區域CR，而中心區 域CR包括線圈120正上方的位置，且由線圈120封閉圍起來所形成。換言之，中心區域CR亦包括由線圈120的主體所環繞出的內部封閉區域。中心區域CR以外的區域包括一內環區域IZ與一環繞內環區域IZ的外環區域OZ。進一步而言，線圈120的兩端120a、120b則往外延伸至環繞中心區域CR的內環區域IZ，而未落於外環區域OZ內。換言之，在本實施例中，未與線圈120及兩端120a、120b相接的區域可定義為外環區域OZ，其具有較高且一致的柔軟度。當中心區域CR的面積隨著設計需求而越變越小時，線圈120的兩端120a、120b放在環繞中心區域CR的內環區域IZ，如此將有助於降低將線圈120的兩端120a、120b電性連接第一導電區111A與第二導電區111B時的施工難度。反之，若線圈120的兩端120a、120b放在中心區域CR，當中心區域CR的面積隨著設計需求而越變越小時，將線圈120的兩端120a、120b電性連接第一導電區111A與第二導電區111B的施工難度會非常高。基於上述理由，線圈120的兩端120a、120b都應該要位於中心區域CR外的內環區域IZ，不宜將線圈120的兩端120a、120b中的任一端設置在中心區域CR。

另一方面，在本實施例中，硬化層130則配置於振膜110的第二表面112。舉例而言，硬化層130的形狀為圓形，且硬化層130的剛性較振膜110的剛性大，而可使振膜110被硬化層130所覆蓋的區域的可振動幅度小於未被硬化層130所覆蓋的區域。更詳細而言，在本實施例中，硬化層130為高剛性的硬膜片，其材 質可為鈹、鋁、液晶聚合物(Liquid Crystal Polymer,LCP)、氣凝膠(Aerogel)或其他可適於作為高剛性硬膜片的材質，但本發明不以此為限。在其他實施例中，硬化層130亦可以配合製程的實際需求，而於振膜110上以蒸鍍或沉積方式形成，在這些實施例中，硬化層130可為蒸鍍金屬或沉積類鑽碳膜等具有高剛性的硬膜片。

進一步而言，請參照圖2C，硬化層130覆蓋內環區域IZ以及中心區域CR，而線圈120的兩端120a、120b位於內環區域IZ內。因此，振膜110振動時僅有未被硬化層130所覆蓋的外環區域OZ的可振動幅度較大，而線圈120的兩端120a、120b所處的內環區域IZ的可振動幅度則較小。如此一來，當振動元件100提供低頻聲音時，振膜110可經由柔軟的外環區域OZ進行大幅度的振動，且藉由硬化層130抑制線圈120的兩端120a、120b所處的內環區域IZ的振動幅度。因此，振動元件100將可保持外環區域OZ振動的一致性，而可大幅減少線圈120及其兩端120a、120b對於振膜110振動發生時的音質的影響，使得振動元件100的音質表現良好。

圖3A與圖3B是本發明另一實施例的振動元件的兩種視角的爆炸圖。請參照圖3A與圖3B，本實施例的振動元件300除了如圖2A的振膜110、線圈120與硬化層130外，更包括一框架310、一第一端子320以及一第二端子330。框架310具有相對的一第一側312與一第二側314。振膜110配置於框架310的第一側312。第一端子320配置於框架310的第一側312與振膜110之間， 並電性連接第一導電區111A。第二端子330配置於框架310的第一側312與振膜110之間，並電性連接第二導電區111B。

框架310用於支撐振膜110，而外部的音源訊號可通過第一端子320、一第二端子330、第一導電區111A與第二導電區111B所形成的導電路徑進出線圈120。本實施例中，第一端子320面接觸第一導電區111A，而第二端子330面接觸第二導電區111B。由此可知，本實施例採用在振膜110上設置第一導電區111A與第二導電區111B的設計，還具有後續組裝容易的優點。

本實施例的第一端子320與第二端子330為一軟性線路板340上的線路。因此，第一端子320與第二端子330不接觸第一導電區111A與第二導電區111B的一端可以隨軟性線路板340折疊至框架310的第二側314。之後，第一端子320與第二端子330位於框架310的第二側314的一端再連接外部音源。本實施例的框架310的側緣還設計一缺口316，供軟性線路板340折疊通過。另外，框架310可設計有多個貫孔318，以在振膜110振動時供氣體通過。

圖4A與圖4B是本發明再一實施例的振動元件的部分元件的兩種視角的爆炸圖。本實施例的振動元件同樣應用了如圖2A的振膜110、線圈120與硬化層130，但本實施例的第一端子420與第二端子430是部分埋設於框架410內，且第一端子420與第二端子430的一端穿過框架410而暴露於框架410的第二側414。因此，第一端子420與第二端子430位於框架410的第一側412 的部分可以電性連接第一導電區111A與第二導電區111B(繪示於圖2A)，而第一端子420與第二端子430暴露於框架410的第二側414的一端可以電性連接外部音源。本實施例的第一端子420與第二端子430例如是先以金屬製成的元件，然後再以埋入射出成型技術於形成框架410的時候將第一端子420與第二端子430埋入框架410中。

此外，在前述的實施例中，硬化層130的形狀雖以圓形為例示，但本發明並不以此為限。以下將搭配圖5至圖6B，針對硬化層130形狀的可能變化作出進一步的說明。

圖5是本發明另一實施例的振動元件沿線C-C的正視圖。圖6A是圖5的振動元件的剖視圖。圖6B是圖6A的局部區域D的放大圖。請參照圖5至圖6B，在本實施例中，圖5的振動元件500與圖2A的振動元件100類似，而差異如下所述。如圖5所示，在本實施例中，硬化層530的形狀為環狀。由於硬化層530亦覆蓋了線圈120的兩端120a、120b所處的內環區域IZ，因此亦可大幅減少線圈120及其兩端120a、120b對於振膜110振動發生時的音質的影響，而使得振動元件500的音質表現良好。因此，振動元件500同樣具有振動元件100所提及的優點，在此亦不再贅述。

圖7是本發明再一實施例的振動元件的正視圖。圖8A是圖7的振動元件沿線E-E的剖視圖。圖8B是圖8A的局部區域F的放大圖。請參照圖7至圖8B，在本實施例中，圖7的振動元件 700與圖2A的振動元件100類似，而差異如下所述。如圖7所示，硬化層730從上視方向來看形狀為環狀，且如圖8A及圖8B所示，在本實施例中，硬化層730位於第一表面111，並包裹著覆蓋了線圈120的兩端120a、120b的導電膠CG。更詳細而言，硬化層的材質可為高剛性的不導電絕緣塗料，例如環氧樹脂(epoxy)或其他硬化膠。

在本實施例中，由於硬化層730亦覆蓋了線圈120的兩端120a、120b所處的內環區域IZ，因此亦可大幅減少線圈120及其兩端120a、120b對於振膜110振動發生時的音質的影響，而使得振動元件700的音質表現良好。因此，振動元件700同樣具有振動元件100所提及的優點，在此亦不再贅述。

此外，在其他實施例中，振動元件500、700也可更包括框架310、410、第一端子320、420以及第二端子330、430等構件，並形成類似於圖3A至圖4B的振動元件的結構設計，且亦具有前述的振動元件所提及的優點，在此就不予贅述。

圖9A是如圖8A的振動元件在沒有配置硬化層時所測得的頻率-失真率曲線圖，圖9B是如圖8A的有配置硬化層的振動元件所測得的頻率-失真率曲線圖。從圖9A可發現，振動元件在沒有配置硬化層時，會有部分頻率的失真率非常高，音質表現不佳。但是，從圖9B可發現，振動元件在配置了硬化層之後，原先失真率高的部分頻率的失真率大幅下降，有效提升了音質表現。

綜上所述，本發明的振動元件藉由硬化層的配置，因此 亦可大幅減少線圈及其兩端對於振膜振動發生時的音質的影響，而使得振動元件的音質表現良好。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧振動元件

110‧‧‧振膜

111‧‧‧第一表面

112‧‧‧第二表面

111A‧‧‧第一導電區

111B‧‧‧第二導電區

120‧‧‧線圈

120a、120b‧‧‧兩端

130‧‧‧硬化層

CL1‧‧‧第一導電層

CL2‧‧‧第二導電層

CR‧‧‧中心區域

CG‧‧‧導電膠

IZ‧‧‧內環區域

OZ‧‧‧外環區域

B‧‧‧區域

Claims (13)

1. 一種振動元件，包括：一振膜，具有相對的一第一表面與一第二表面，其中該第一表面包括互相分離的一第一導電區與一第二導電區；一線圈，配置於該振膜的該第一表面，其中該線圈的兩端分別電性連接該第一導電區與該第二導電區；以及一硬化層，配置於該振膜上，其中該振膜具有一中心區域，該中心區域由該線圈封閉圍起來所形成且包括該線圈正上方的位置，該中心區域以外的區域包括一內環區域與一環繞該內環區域的外環區域，該線圈的兩端皆位於該內環區域內，且該硬化層覆蓋該內環區域。
2. 如申請專利範圍第1項所述之振動元件，其中該硬化層的形狀為環狀。
3. 如申請專利範圍第1項所述之振動元件，其中該硬化層的形狀為圓形，且該硬化層更覆蓋該中心區域。
4. 如申請專利範圍第1項所述之振動元件，其中當該硬化層位於該第二表面時，該硬化層為硬膜片或硬化膠。
5. 如申請專利範圍第1項所述之振動元件，其中當該硬化層位於該第一表面時，該硬化層為絕緣塗料層。
6. 如申請專利範圍第1項所述之振動元件，其中該第一導電區配置有一第一導電層，該第二導電區配置有一第二導電層。
7. 如申請專利範圍第1項所述之振動元件，其中該線圈的兩 端分別經由一導電膠電性連接該第一導電區與該第二導電區。
8. 如申請專利範圍第1項所述之振動元件，更包括：一框架，具有相對的一第一側與一第二側，其中該振膜配置於該框架的該第一側；一第一端子，配置於該框架的該第一側與該振膜之間，並電性連接該第一導電區；以及一第二端子，配置於該框架的該第一側與該振膜之間，並電性連接該第二導電區。
9. 如申請專利範圍第8項所述之振動元件，其中該第一端子與該第二端子為一軟性線路板上的線路，該第一端子與該第二端子的一端隨該軟性線路板折疊至該框架的該第二側。
10. 如申請專利範圍第8項所述之振動元件，其中該第一端子與該第二端子部分埋設於該框架內，且該第一端子與該第二端子的一端穿過該框架而暴露於該框架的該第二側。
11. 如申請專利範圍第10項所述之振動元件，其中該框架、該第一端子與該第二端子以埋入射出成型形成。
12. 如申請專利範圍第8項所述之振動元件，其中該框架更具有多個貫孔。
13. 如申請專利範圍第8項所述之振動元件，其中該第一端子與該第二端子分別面接觸該第一導電區與該第二導電區。