TWI763515B

TWI763515B - 揚聲器

Info

Publication number: TWI763515B
Application number: TW110119969A
Authority: TW
Inventors: 張嘉仁
Original assignee: 宏碁股份有限公司
Priority date: 2021-06-02
Filing date: 2021-06-02
Publication date: 2022-05-01
Also published as: TW202249497A; US20220394388A1

Abstract

一種揚聲器，包含一承載座、一第一揚聲組件以及一第二揚聲組件。第一揚聲組件包含一第一磁鐵、一第一線圈以及一第一振膜。第一磁鐵設置於承載座上。第一線圈對應於第一磁鐵。第一振膜連接於第一線圈。第二揚聲組件包含一第二磁鐵、一第二線圈以及一第二振膜。第二磁鐵設置於承載座上。第二線圈對應於第二磁鐵。第二振膜連接於第二線圈。第一揚聲組件與第二揚聲組件對稱於承載座。第一線圈與第二線圈配置以接收一電流，以使第一線圈帶動第一振膜且第二線圈帶動第二振膜同時移動，並且第一振膜與第二振膜的位移大小相同但方向相反。

Description

揚聲器

本揭露係關於一種揚聲器，特別係關於一種可消除自身震動的揚聲器。

隨著科技的發展，現今許多電子裝置（例如筆記型電腦）已是相當普及且受歡迎的產品。其中，筆記型電腦在現今消費性產品中是最受歡迎且普及的，使用者可於筆記型電腦上執行各種應用程式以達到各種所需之目的，例如觀看影片、玩遊戲、瀏覽網頁或看電子書等功能。

一般來說，筆記型電腦等電子裝置都配置有至少一揚聲器，配置以發出音樂等聲音。然而，現有的揚聲器在發出聲音時都會產生不必要的振動，並且振動時可能會與筆記型電腦的殼體撞擊造成雜音，進而影響揚聲器所發出的聲音的效果。

因此，如何設計出可避免不必要振動的揚聲器，便是現今值得探討與解決之課題。

有鑑於此，本揭露提出一種揚聲器，以解決上述之問題。

本揭露提供了一種揚聲器，包含一承載座、一第一揚聲組件以及一第二揚聲組件。第一揚聲組件包含一第一磁鐵、一第一線圈以及一第一振膜。第一磁鐵設置於承載座上。第一線圈對應於第一磁鐵。第一振膜連接於第一線圈。第二揚聲組件包含一第二磁鐵、一第二線圈以及一第二振膜。第二磁鐵設置於承載座上。第二線圈對應於第二磁鐵。第二振膜連接於第二線圈。第一揚聲組件與第二揚聲組件對稱於承載座。第一線圈與第二線圈配置以接收一電流，以使第一線圈帶動第一振膜且第二線圈帶動第二振膜同時移動，並且第一振膜與第二振膜的位移大小相同但方向相反。

根據本揭露一些實施例，揚聲器更包含一第一框架以及一第二框架，第一框架固定於第二框架，並且第一框架與第二框架分別夾持第一振膜以及第二振膜。

根據本揭露一些實施例，承載座定義有一第一軸向以及一第二軸向，承載座具有二側壁，二側壁上形成有二透氣孔，並且二透氣孔沿著第二軸向排列並且對稱於第一軸向。

根據本揭露一些實施例，第一框架與第二框架形成有二通孔，並且當沿著第二軸向觀察時，二通孔重疊於二透氣孔。

根據本揭露一些實施例，第一揚聲組件、承載座以及第二揚聲組件沿著一第一方向排列，並且當沿著第一方向觀察時，二側壁之一者與第一磁鐵的距離相等於二側壁之另一者與第一磁鐵的距離。

根據本揭露一些實施例，承載座更包含二第一懸臂以及二第二懸臂，二第一懸臂與二第二懸臂對稱於第一軸向，第一線圈電性連接於二第一懸臂，並且第二線圈電性連接於二第二懸臂。

根據本揭露一些實施例，第一振膜具有一內側部以及一外側部，外側部環繞內側部，並且內側部的硬度相較於外側部的硬度高。

根據本揭露一些實施例，內側部由紙、碳纖維或金屬材料製成，並且外側部由泡棉或塑膠材質製成。

根據本揭露一些實施例，第一線圈並聯於第二線圈，第一線圈以及第二線圈具有相同的繞線圈數以及繞線長度，並且第一磁鐵與第二磁鐵具有相同的導磁係數。

根據本揭露一些實施例，第一揚聲組件與第二揚聲組件具有相同之尺寸，並且第一振膜為矩形、圓形或橢圓形。

本揭露提供一種揚聲器，包含承載座以及成對的揚聲組件（第一揚聲組件與第二揚聲組件）。第一揚聲組件與第二揚聲組件是對稱於承載座，並且第一揚聲組件與第二揚聲組件具有相同之尺寸、材料以及參數。

因此，當揚聲器接收所述電流時，推動第一振膜與第二振膜產生振動的第一電磁驅動力與第二電磁驅動力大小相同而方向相反，使得承載座不會受到上述電磁驅動力的影響。亦即，承載座在揚聲器發出聲音時不會有任何在Z軸上的移動。

因此，基於本揭露之設計，當揚聲器接收電流訊號發出聲音時，揚聲器在Z軸方向上不會產生任何位移，因此揚聲器安裝在任何電子裝置上（例如平板電腦或智慧型手機）都不會造成振動雜音而影響揚聲器輸出的聲音效果。

為了讓本揭露之目的、特徵、及優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖示做詳細說明。其中，實施例中的各元件之配置係為說明之用，並非用以限制本揭露。且實施例中圖式標號之部分重複，係為了簡化說明，並非意指不同實施例之間的關聯性。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本揭露。

在本說明書以及申請專利範圍中的序數，例如「第一」、「第二」、「第三」等等，彼此之間並沒有順序上的先後關係，其僅用於標示區分兩個具有相同名字之不同元件。

請參考第1圖至第3圖，第1圖為根據本揭露一實施例之一揚聲器100之立體示意圖，第2圖為根據本揭露一實施例之揚聲器100之爆炸圖，並且第3圖為根據本揭露一實施例之揚聲器100沿著剖線A-A之剖面示意圖。於此實施例中，揚聲器100可包含一承載座200、一第一揚聲組件110以及一第二揚聲組件120。

第二揚聲組件120、承載座200以及第一揚聲組件110是沿著一第一方向D1依序排列。具體而言，如第2圖與第3圖所示，第一揚聲組件110與第二揚聲組件120是對稱地設置於承載座200的上下兩側。

第一揚聲組件110包含一第一磁鐵310、一第一線圈410以及一第一振膜510。第一磁鐵310是固定地設置於承載座200上，第一線圈410是對應於第一磁鐵310，並且第一振膜510是固定地連接於第一線圈410之一側。

相似地，第二揚聲組件120包含一第二磁鐵320、一第二線圈420以及一第二振膜520。第二磁鐵320是固定地設置於承載座200上，第二線圈420是對應於第二磁鐵320，並且第二振膜520是固定地連接於第二線圈420之一側。

再者，揚聲器100可更包含一第一框架610以及一第二框架620，第一框架610是固定於第二框架620，例如透過點膠彼此固定，並且可共同夾持承載座200。其中，第一框架610、第二框架620以及承載座200可由塑膠材質製成。再者，第一框架610與第二框架620可分別夾持第一振膜510以及第二振膜520。

要說明的是，第一揚聲組件110與第二揚聲組件120具有相同之尺寸、材料以及參數。具體而言，第一磁鐵310與第二磁鐵320是相同元件且具有相同的導磁係數，第一線圈410與第二線圈420具有相同的繞線圈數以及繞線長度，並且第一振膜510與第二振膜520是相同元件並以相同材料製成。

因此，如第3圖所示，當第一線圈410與第二線圈420接收一電流（例如一交流電電流）時，第一磁鐵310會與第一線圈410感應產生一第一電磁驅動力F1而使得第一線圈410帶動第一振膜510位移，同時第二磁鐵320會與第二線圈420產生一第二電磁驅動力F2而使得第二線圈420帶動第二振膜520位移，並且第一振膜510的位移與第二振膜520的位移大小相同但方向相反。

舉例來說，電流的波形為一正弦波，並且當電流的相位是0至180度時，第一振膜510可沿著第一方向D1產生一第一位移DP1，而第二振膜520是沿著一第二方向D2產生一第二位移DP2。反之，當電流的相位是180至360度時，第一振膜510可沿著第二方向D2產生第一位移DP1，而第二振膜520可沿著第一方向D1產生第二位移DP2。於此實施例中，第一電磁驅動力F1與第二電磁驅動力F2具有相同的大小，因此第一位移DP1與第二位移DP2的大小相同但方向相反。

另外，要說明的是，第一線圈410是並聯於第二線圈420，以使得第一線圈410與第二線圈420在同一個時間點接收到的電流的相位是相同的。

基於上述的設計，當揚聲器100接收所述電流時，由於推動第一振膜510與第二振膜520產生振動的第一電磁驅動力F1與第二電磁驅動力F2大小相同而方向相反，因此承載座200不會受到上述電磁驅動力的影響。亦即，承載座200在揚聲器100的發出聲音時不會有任何在Z軸上的移動。

接著，請參考第4圖，第4圖表示本揭露一實施例之揚聲器100以及一習知揚聲器的頻率與位移關係圖。如第4圖所示，曲線CV1代表習知揚聲器發出不同頻率聲音時於Z軸方向上的位移曲線，並且直線CV2代表本揭露之揚聲器100發出不同頻率聲音時於Z軸方向上的位移。

如第4圖所示，習知揚聲器在多個頻率時於Z軸方向上的位移大於0，亦即習知揚聲器在發出聲音時會產生震動。而本揭露之揚聲器100在不同頻率下的位移皆為0。因此本揭露之揚聲器100在發出聲音時並不會如習知揚聲器產生不必要的震動。

接著，請同時參考第2圖、第5圖與第6圖。第5圖為根據本揭露一實施例之揚聲器100之部分結構的上視圖，並且第6圖為根據本揭露一實施例之揚聲器100之部分結構的下視圖。承載座200可具有一底板210、一側壁220以及一側壁230，並且第一磁鐵310與第二磁鐵320是固定於底板210的相反兩側。

再者，如第5圖所示，當沿著第一方向D1（Z軸）觀察時，側壁220與第一磁鐵310在Y軸方向上的距離DS1相等於側壁230與第一磁鐵310在Y軸方向上的距離DS2。相似地，如第6圖所示，側壁230與第二磁鐵320在Y軸方向上的距離DS2相等於側壁220與第二磁鐵320在Y軸方向上的距離DS1。

基於上述的結構設計，可以使第一磁鐵310以及第二磁鐵320具有相同的磁路，進而確保第一揚聲組件110與第二揚聲組件120產生相同大小的電磁驅動力。

請參考第1圖、第2圖以及第7圖，第7圖為根據本揭露一實施例之揚聲器100之前視圖。於此實施例中，承載座200可定義有一第一軸向AX1以及一第二軸向AX2，側壁220上可形成有一透氣孔221，側壁230可形成有一透氣孔231，並且透氣孔221與透氣孔231是沿著第二軸向AX2排列並且對稱於第一軸向AX1以及第二軸向AX2。

另外，第一框架610與第二框架620可共同形成有多個通孔630，對應於前述透氣孔221與透氣孔231。舉例來說，第一框架610與第二框架620共同形成有六個通孔630，均分地設置於揚聲器100的相反兩側。再者，如第7圖所示，當沿著第二軸向AX2（Y軸）觀察時，中間的通孔630重疊於透氣孔231。

基於前述透氣孔與通孔對稱於第一軸向AX1之設計，可以確保當第一振膜510與第二振膜520振動時，空氣可以均勻地由前述透氣孔與通孔排出揚聲器100，以使揚聲器100不會產生Z軸方向的振動。

再者，於此實施例中，如第2圖與第3圖所示，承載座200可更包含二第一懸臂240以及二第二懸臂250，二第一懸臂240是連接於第一線圈410與第一框架610，並且二第二懸臂250是連接於第二線圈420與第二框架620。再者，第一線圈410是電性連接於二第一懸臂240，並且第二線圈420是電性連接於二第二懸臂250。

於此實施例中，二第一懸臂240與二第二懸臂250對稱於第一軸向AX1，二第一懸臂240是對稱於第二軸向AX2，並且二第二懸臂250是對稱於第二軸向AX2。再者，於一些實施例中，第一懸臂240與第二懸臂250是可連接於外部的一殼體（圖中未表示），例如包覆揚聲器100的一外殼的內壁面，以使揚聲器100懸吊於外殼中。

請參考第8圖，第8圖為根據本揭露一實施例之第一振膜510之上視圖。於此實施例中，第一振膜510具有一內側部511以及一外側部512。外側部512是環繞內側部511，並且內側部511的硬度是相較於外側部512的硬度高。舉例來說，內側部511可由紙、碳纖維或金屬材料等製成，並且外側部512可由泡棉或塑膠材質等製成。至於第二振膜520，其與第一振膜510的結構與材料相同，故在此不再贅述。

接著，請參考第9圖與第10圖，第9圖與第10圖為根據本揭露不同實施例之第一振膜的上視示意圖。在本揭露中，第一振膜510（及第二振膜520）的形狀不限於前述實施例之矩形。舉例來說，如第9圖所示，第一振膜510A可具有橢圓形結構，另外如第10圖所示，第一振膜510B具有圓形結構。第一振膜510A與第一振膜510B可用於不同形狀的揚聲器設計，其結構相似於第一振膜510，因此在此不再贅述。

綜上所述，本揭露提供一種揚聲器100，包含承載座200以及成對的揚聲組件（第一揚聲組件110與第二揚聲組件120）。第一揚聲組件110與第二揚聲組件120是對稱於承載座200，並且第一揚聲組件110與第二揚聲組件120具有相同之尺寸、材料以及參數。

因此，當揚聲器100接收所述電流時，推動第一振膜510與第二振膜520產生振動的第一電磁驅動力F1與第二電磁驅動力F2大小相同而方向相反，使得承載座200不會受到上述電磁驅動力的影響。亦即，承載座200在揚聲器100發出聲音時不會有任何在Z軸上的移動。

基於本揭露之設計，當揚聲器100接收電流訊號發出聲音時，揚聲器100在Z軸方向上不會產生任何位移，因此揚聲器100安裝在任何電子裝置上（例如平板電腦或智慧型手機）都不會造成振動雜音而影響揚聲器100輸出的聲音效果。

雖然本揭露的實施例及其優點已揭露如上，但應該瞭解的是，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作更動、替代與潤飾。此外，本揭露之保護範圍並未侷限於說明書內所述特定實施例中的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，任何所屬技術領域中具有通常知識者可從本揭露揭示內容中理解現行或未來所發展出的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，只要可以在此處所述實施例中實施大抵相同功能或獲得大抵相同結果皆可根據本揭露使用。因此，本揭露之保護範圍包括上述製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟。另外，每一申請專利範圍構成個別的實施例，且本揭露之保護範圍也包括各個申請專利範圍及實施例的組合。

100:揚聲器 110:第一揚聲組件 120:第二揚聲組件 200:承載座 210:底板 220:側壁 221:透氣孔 230:側壁 231:透氣孔 240:第一懸臂 250:第二懸臂 310:第一磁鐵 320:第二磁鐵 410:第一線圈 420:第二線圈 510:第一振膜 510A:第一振膜 510B:第一振膜 511:內側部 512:外側部 520:第二振膜 610:第一框架 620:第二框架 630:通孔 AX1:第一軸向 AX2:第二軸向 CV1:曲線 CV2:直線 D1:第一方向 D2:第二方向 DP1:第一位移 DP2:第二位移 F1:第一電磁驅動力 F2:第二電磁驅動力 X:X軸 Y:Y軸 Z:Z軸

本揭露可藉由之後的詳細說明並配合圖示而得到清楚的了解。要強調的是，按照業界的標準做法，各種特徵並沒有按比例繪製，並且僅用於說明之目的。事實上，為了能夠清楚的說明，因此各種特徵的尺寸可能會任意地放大或者縮小。第1圖為根據本揭露一實施例之一揚聲器100之立體示意圖。第2圖為根據本揭露一實施例之揚聲器100之爆炸圖。第3圖為根據本揭露一實施例之揚聲器100沿著剖線A-A之剖面示意圖。第4圖表示本揭露一實施例之揚聲器100以及一習知揚聲器的頻率與位移關係圖。第5圖為根據本揭露一實施例之揚聲器100之部分結構的上視圖。第6圖為根據本揭露一實施例之揚聲器100之部分結構的下視圖。第7圖為根據本揭露一實施例之揚聲器100之前視圖。第8圖為根據本揭露一實施例之第一振膜510之上視圖。第9圖與第10圖為根據本揭露不同實施例之第一振膜的上視示意圖。

100:揚聲器

110:第一揚聲組件

120:第二揚聲組件

200:承載座

210:底板

220:側壁

221:透氣孔

230:側壁

231:透氣孔

240:第一懸臂

250:第二懸臂

310:第一磁鐵

320:第二磁鐵

410:第一線圈

420:第二線圈

510:第一振膜

520:第二振膜

610:第一框架

620:第二框架

AX1:第一軸向

AX2:第二軸向

D1:第一方向

D2:第二方向

X:X軸

Y:Y軸

Z:Z軸

Claims

一種揚聲器，包含：一承載座；一第一揚聲組件，包含：一第一磁鐵，設置於該承載座上；一第一線圈，對應於該第一磁鐵；以及一第一振膜，連接於該第一線圈；以及一第二揚聲組件，包含：一第二磁鐵，設置於該承載座上；一第二線圈，對應於該第二磁鐵；以及一第二振膜，連接於該第二線圈；其中，該第一揚聲組件與該第二揚聲組件對稱於該承載座；其中，該第一線圈與該第二線圈配置以接收一電流，以使該第一線圈帶動該第一振膜且該第二線圈帶動該第二振膜同時移動，並且該第一振膜與該第二振膜的位移大小相同但方向相反；其中該承載座定義有相互垂直的一第一軸向以及一第二軸向；其中該承載座更包含二第一懸臂以及二第二懸臂，該二第一懸臂與該二第二懸臂對稱於該第一軸向，該二第一懸臂分別分離地設置於該承載座在第一軸向上的相反兩側並且該二第一懸臂鏡射對稱於該第二軸向，並且該二第二懸臂分別分離地設置於該承載座在第一軸向上的相反兩側並且該二第二懸臂鏡射對稱於該第二軸向；其中，該些第一懸臂及該些第二懸臂在該承載座上的投影不重疊於該第一磁鐵及該第二磁鐵。
如請求項1所述之揚聲器，其中該揚聲器更包含一第一框架以及一第二框架，該第一框架固定於該第二框架，並且該第一框架與該第二框架分別夾持該第一振膜以及該第二振膜。
如請求項2所述之揚聲器，其中該承載座具有二側壁，該二側壁上形成有二透氣孔，並且該二透氣孔沿著該第二軸向排列並且對稱於該第一軸向。
如請求項3所述之揚聲器，其中該第一框架與該第二框架形成有二通孔，並且當沿著該第二軸向觀察時，該二通孔重疊於該二透氣孔。
如請求項3所述之揚聲器，其中該第一揚聲組件、該承載座以及該第二揚聲組件沿著一第一方向排列，並且當沿著該第一方向觀察時，該二側壁之一者與該第一磁鐵的距離相等於該二側壁之另一者與該第一磁鐵的距離。
如請求項3所述之揚聲器，其中該第一線圈電性連接於該二第一懸臂，並且該第二線圈電性連接於該二第二懸臂。
如請求項1所述之揚聲器，其中該第一振膜具有一內側部以及一外側部，該外側部環繞該內側部，並且該內側部的硬度相較於該外側部的硬度高。
如請求項7所述之揚聲器，其中該內側部由紙、碳纖維或金屬材料製成，並且該外側部由泡棉或塑膠材質製成。
如請求項1所述之揚聲器，其中該第一線圈並聯於該第二線圈，該第一線圈以及該第二線圈具有相同的繞線圈數以及繞線長度，並且該第一磁鐵與該第二磁鐵具有相同的導磁係數。
如請求項1所述之揚聲器，其中該第一揚聲組件與該第二揚聲組件具有相同之尺寸，並且該第一振膜為矩形、圓形或橢圓形。