TWM454056U - 揚聲器單體 - Google Patents

Description

揚聲器單體

本創作是有關於一種揚聲器單體，且特別是有關於一種雙振膜結構的揚聲器單體。

人類最直接的兩種感官反應是視覺與聽覺系統，因此長久以來，科學家們極力的發展與此相關的元件或系統技術。目前電聲揚聲器分類主要分為直接、間接輻射型，而驅動方式大概分為動圈式、壓電式及靜電式揚聲器。不論何種揚聲器，其構件主要可分為極板、振膜與音腔。詳細而言，振膜可包含駐極體層，駐極體層經充電後在材料內部可產生駐電效果，極板適於接收音訊信號而與駐極體層的電荷產生吸引力或排斥力，以帶動振膜運動而產生聲音輸出。現今的揚聲器多藉由單一極板接收音訊信號來驅動振膜振動，其聲音輸出較為單調而缺乏變化性。目前，雖已有透過雙極板來接收音訊信號來驅動振膜振動的揚聲器，但此類揚聲器的振膜結構使得其重量與厚度較難降低。由於振膜厚度是影響音質細膩程度的關鍵，對功率輸出較小的揚聲器而言，較難表現出聲音的細節。

本創作提供一種揚聲器單體，具有低失真的音質表現。

本創作提出一種揚聲器單體，包括一第一極板、一第一間隔件、一第一振膜、一第二間隔件、一第二振膜、一第三間隔件及一第二極板。第一極板包括一第一導電層。第二極板包括一第二導電層。第一振膜設置於第一極板與第二極板之間。第二振膜設置於第一極板與第二極板之間。第一間隔件接觸第一導電層與第一振膜。第二間隔件設置於第一振膜與第二振膜之間。第三間隔件接觸第二導電層與第二振膜。第一導電層與第二導電層適於接收一音訊信號，且第一振膜與第二振膜適於根據音訊信號而相對於第一極板與第二極板振動，以產生對應的聲音。

在本創作之一實施例中，上述之第一極板包括一第一電極層，第二極板包括一第二電極層，第一電極層及第二電極層位於該揚聲器單體的兩相對外側。

在本創作之一實施例中，上述之第一極板包括多個第一開孔，第二極板包括多個第二開孔，這些第一開孔及這些第二開孔適於供聲音輸出。

在本創作之一實施例中，上述之第一振膜包括一第一駐極體層及一第三導電層，且第二振膜包括一第二駐極體層及一第四導電層。

在本創作之一實施例中，上述之第一間隔件包括相對之一第一面及一第二面，第一間隔件之第一面接觸於第一導電層，第一間隔件之第二面接觸第一駐極體層，第三間隔件包括相對之一第一面及一第二面，第三間隔件之第一面接觸第二駐極體層，第三間隔件之第二面接觸第二導電 層。

在本創作之一實施例中，上述之第三導電層與第四導電層分別接觸第二間隔件之相對兩面。

在本創作之一實施例中，上述之第一間隔件與第三間隔件實質上相同。

在本創作之一實施例中，上述之第一間隔件、第二間隔件及第三間隔件分別包括一外框單元與位於外框單元內的一支撐單元，第一間隔件、第二間隔件及第三間隔件之這些外框單元與這些支撐單元之間所分別形成的圖案相同。

在本創作之一實施例中，上述之第一間隔件與第三間隔件之高度範圍約在120微米至400微米之間。

在本創作之一實施例中，上述之第二間隔件之高度小於30微米。

基於上述，本創作之揚聲器單體藉由在第一振膜之第一駐極體層與第二振膜之第二駐極體層上灌注電荷，且第一極板與第二極板連接於交流電壓源以同步輸入音訊信號而驅動第一振膜及第二振膜振動，使得第一振膜及第二振膜的兩側能夠均勻地受力而使的對應音訊信號的聲音輸出較為真實。此外，透過高度極小的第二間隔件使第一振膜與第二振膜之間極為接近，以降低聲音的失真率，並且，由於第一振膜與第二振膜被第二間隔件隔開，可避免第一振膜與第二振膜接觸導致厚度增加而影響音質表現的狀況。

為讓本創作之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。

圖1是依照本創作之一實施例之一種揚聲器單體的示意圖。請參閱圖1，本實施例的揚聲器單體100可應用於耳機、外放音響或其它音訊輸出裝置，但揚聲器單體100之應用不以上述為限制。本實施例之揚聲器單體100包括一第一極板110、至少一第一間隔件120、一第一振膜130、至少一第二間隔件140、一第二振膜150、至少一第三間隔件160及一第二極板170。

第一極板110適於接收一音訊信號。各第一間隔件120包括相對之一第一面122及一第二面124，第一間隔件120之第一面122接觸於第一極板110。第一間隔件120之第二面124接觸第一振膜130的一面。第二間隔件140包括相對之一第一面142及一第二面144，第二間隔件140之第一面142接觸第一振膜130的另一面。第二間隔件140之第二面144接觸第二振膜150的一面。第三間隔件160包括相對之一第一面162及一第二面164，第三間隔件160之第一面162接觸第二振膜150的另一面。第二極板170適於接收音訊信號且接觸於第三間隔件160之第二面164。在本實施例中，第一振膜130與第二振膜150適於根據音訊信號而相對於第一極板110與第二極板170振動，以產生對應的聲音。

詳細而言，本實施例之第一極板110包括一第一電極層112及一第一導電層114，且第一導電層112接觸第一間隔件120之第一面122。第二極板170包括一第二電極層172及一第二導電層174，第二導電層174接觸第三間隔件160之第二面164。第一導電層114及第二導電層174分別電性連接於一交流電壓源10，以獲得音訊信號。如圖1所示，第一電極層112及該第二電極層114位於揚聲器單體100的兩相對外側。

第一極板110與第二極板170可具可撓性。第一導電層114及第二導電層174可包括一導電金屬膜、一導電金屬網、一導電纖維、或在其上提供一導電膜之一聚合物基板。導電纖維之形式可為一薄板、一網狀或一氈狀，且導電纖維可包括一金屬纖維、一碳纖維、一石墨纖維或塗覆金屬、碳或石墨的一玻璃纖維，但導電纖維之種類不以此為限制。聚合物基板可包括聚亞醯胺(Polyimide,PI)、聚碳酸酯(polycarbonate,PC)、聚對苯二甲酸二乙酯(Polyethylene terephthalate,PET)、聚甲基丙烯酸甲脂(Polymethyl methacrylate,PMMA)或環烯烴共聚物(cyclic olefin copolymer,COC)，而塗覆在聚合物基板上的導電膜可包括氧化銦錫(Indium tin oxide,ITO)或氧化銦鋅(Indium zinc oxide,IZO)，但聚合物基板與導電膜之種類不以此為限制。

此外，如圖1所示，第一極板110及第二極板170分別包括多個第一開孔116及多個第二開孔176，由於第一 振膜130與第二振膜150可根據音訊信號而相對於第一極板110與第二極板170振動，以產生對應的聲音，這些第一開孔116及這些第二開孔176用以供聲音自揚聲器單體10輸出。

在本實施例中，第一振膜130包括一第一駐極體層132及一第三導電層134，第一駐極體層132接觸第一間隔件120之第二面124，第三導電層134接觸第二間隔件140之第一面142。第二振膜150包括一第二駐極體層152及一第四導電層154，第二駐極體層152接觸第三間隔件160之第一面162，第四導電層154接觸第二間隔件140之第二面144。

第一駐極體層132及第二駐極體層152的材料可為一介電材料(Dielectric Materials)，介電材料經電化(Electrized)處理而能長期保有靜電荷(Static Charges)，而經充電後在材料內部可產生駐電效果。在本實施例中，介電材料可為例如氟化乙烯丙烯共聚物(fluorinated ethylenepropylene,FEP)、聚四氟乙烯(polytetrafluoethylene,PTFE)、聚氟亞乙烯(polyvinylidene fluride,PVDF)、部份含氟高分子聚合物(Fluorine Polymer)及其他適當材料等等，而第一駐極體層132及第二駐極體層152之內部可包含微米或奈微米孔徑的孔洞。由於第一駐極體層132及第二駐極體層152經過電化處理後，能長期保有靜電荷及壓電性，並可使內部包含奈微米孔洞以增加透光度及壓電特性，經電暈充電後在材料內部產生雙極性電荷(Dipolar Charges)而產生駐電效果。因此，第一駐極體層132與第二駐極體層152可利用電洞進行正充電或是利用電子進行負充電。

在本實施例中，第一間隔件120、第二間隔件140及第三間隔件160用以將第一極板110、第一振膜130、第二振膜150與第二極板170隔開。當第一極板110與第二極板170輸入電壓時，第一振膜130與第二振膜150可有足夠的空間移動。第一間隔件120、第二間隔件140及第三間隔件160之材質可為橡膠(rubber)、聚亞醯胺、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸二乙酯或聚甲基丙烯酸甲脂，但第一間隔件120、第二間隔件140及第三間隔件160之材質不以上述為限制。此外，在圖1中，第一間隔件120、第二間隔件140及第三間隔件160的數量皆為七個，但第一間隔件120、第二間隔件140及第三間隔件160的數量及位置不以此為限制，只要可使第一極板110、第一振膜130、第二振膜150與第二極板170不互相接觸即可。

如圖1所示，本實施例之第一間隔件120與第三間隔件160實質上相同，也就是說，第一間隔件120與第三間隔件160的材質、高度及形狀相同。第一間隔件120與第三間隔件160之高度範圍約在120微米至400微米之間。在本實施例中，第一間隔件120與第三間隔件160之高度約為230微米，但第一間隔件120與第三間隔件160之高度不以此為限制。在其他實施例中，第一間隔件120與第三間隔件160亦可具有不同的材質、高度及形狀。第二間 隔件140之高度必須小於第一間隔件120與第三間隔件160，而第二間隔件140之材質可與第一間隔件120與第三間隔件160相同或不同。

若第二間隔件140的高度越小，第一駐極體132與第二駐極體152之間的距離越小，如此，揚聲器單體100可得到較低的失真性。但若第二間隔件140的高度過小而使得第一駐極體132與第二駐極體152相連，則會使得厚度與質量增加(也就是第一振膜130加上第二振膜150的厚度與質量)，反而影響了揚聲器單體100的音質表現(特別是中低音的表現)。

在本實施例中，第二間隔件140之高度小於30微米，但第二間隔件140之高度不以此為限制，只要可將第一振膜130之第一駐極體層132與第二振膜150之第二駐極體層152隔開即可。

在本實施例中，第一間隔件120、第二間隔件140與第三間隔件160的橫截面分別具有圖案，下面將以第一間隔件120為例來做介紹。圖2是圖1之揚聲器單體的第一間隔件的示意圖。請參閱圖2，在本實施例中，第一間隔件120是由一外框單元126與位於外框單元126內的一支撐單元128所構成，以將第一極板110與第一振膜130隔開。第一間隔件120之外框單元126與支撐單元128可經由例如是圖案化及蝕刻製程的方式而形成簡單的幾何形狀與圖案(例如是多個正方格)。外框單元126與支撐單元128之間的間隔可做為聲音通道129。雖然在圖2中所繪示 的聲音通道129為正方格，但在其它實施例中，聲音通道129亦可為其他的幾何圖形、大小或是具有多種形狀等。

在本實施例中，第二間隔件140與第三間隔件160亦由外框單元146、166與支撐單元148、168所構成，且第一間隔件120、第二間隔件140與第三間隔件160之聲音通道129、149、169的圖案形式相同(如圖1所示，第一間隔件120、第二間隔件140與第三間隔件160的支撐單元128、148、168之間的距離分別相同)。在此狀況下，揚聲器單體100可具有較好的聲音表現。但在其他實施例中，第二間隔件140之聲音通道149的圖案形式亦可與第一間隔件120及第三間隔件160之聲音通道129、169的圖案形式不同，第一間隔件120、第二間隔件140與第三間隔件160的聲音通道129、149、169的圖案形式並不以上述為限制。

圖3與圖4是圖1之揚聲器單體的作動示意圖。請先參閱圖3，在本實施例中，以第一駐極體層132與第二駐極體層152注滿負電荷為例。交流電壓源10分別連接到第一極板110之第一導電層114與第二極板170之第二導電層174，以輸入音源訊號。當輸入第一極板110之第一導電層114的音源訊號為正電壓時，其會對揚聲器單體100上第一駐極體層132與第二駐極體層152的負電荷產生吸引力，同時，第二極板170之第二導電層174可被施以負電壓，而對第一駐極體層132與第二駐極體層152的負電荷產生排斥力。如此，第一振膜130之第一駐極體層132 與第二振膜150之第二駐極體層152便會如圖2所示地往第一極板110的方向移動。

反之亦然，當交流電壓源10輸入之電壓相位改變時，請參閱圖4，當輸入第一極板110之第一導電層114的音源訊號為負電壓時，其會對揚聲器單體100上第一駐極體層132與第二駐極體層152的負電荷產生排斥力，同時，第二極板170之第二導電層174可被施以正電壓，而對第一駐極體層132與第二駐極體層152的負電荷產生吸引力，而使第一振膜130與第二振膜150如圖3所示地往第二極板170的方向移動。

本實施例之揚聲器單體100藉由第一振膜130與第二振膜150往不同運動的方向運動時，壓縮周圍空氣而產生對應的聲音。並且，由於第一振膜130與第二振膜150同時被兩側的第一極板110與第二極板170吸引與排斥，第一振膜130與第二振膜150可受到較均勻的力量，其失真性較低，而具有較佳的音質表現。當然，在其他實施例中，第一駐極體層132與第二駐極體層152亦可注滿正電荷，第一駐極體層132與第二駐極體層152具有之電荷種類並不以上述為限制。

綜上所述，本創作之揚聲器單體藉由在第一振膜之第一駐極體層與第二振膜之第二駐極體層上灌注電荷，且第一極板與第二極板連接於交流電壓源以同步輸入音訊信號而驅動第一振膜及第二振膜振動，使得第一振膜及第二振膜的兩側能夠均勻地受力而使的對應音訊信號的聲音輸出 較為真實。此外，透過高度極小的第二間隔件使第一振膜與第二振膜之間極為接近，以降低聲音的失真率，並且，由於第一振膜與第二振膜被第二間隔件隔開，可避免第一振膜與第二振膜接觸導致厚度增加而影響音質表現的狀況。

雖然本創作已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧交流電壓源

100‧‧‧揚聲器單體

110‧‧‧第一極板

112‧‧‧第一電極層

114‧‧‧第一導電層

116‧‧‧第一開孔

120‧‧‧第一間隔件

122‧‧‧第一面

124‧‧‧第二面

126‧‧‧外框單元

128‧‧‧支撐單元

129‧‧‧聲音通道

130‧‧‧第一振膜

132‧‧‧第一駐極體層

134‧‧‧第三導電層

140‧‧‧第二間隔件

142‧‧‧第一面

144‧‧‧第二面

146‧‧‧外框單元

148‧‧‧支撐單元

149‧‧‧聲音通道

150‧‧‧第二振膜

152‧‧‧第二駐極體層

154‧‧‧第四導電層

160‧‧‧第三間隔件

162‧‧‧第一面

164‧‧‧第二面

166‧‧‧外框單元

168‧‧‧支撐單元

169‧‧‧聲音通道

170‧‧‧第二極板

172‧‧‧第二電極層

174‧‧‧第二導電層

176‧‧‧第二開孔

圖1是依照本創作之一實施例之一種揚聲器單體的示意圖。

圖2是圖1之揚聲器單體的第一間隔件的示意圖。

圖3及圖4是圖1之揚聲器單體的作動示意圖。

10‧‧‧交流電壓源

100‧‧‧揚聲器單體

110‧‧‧第一極板

112‧‧‧第一電極層

114‧‧‧第一導電層

116‧‧‧第一開孔

120‧‧‧第一間隔件

122‧‧‧第一面

124‧‧‧第二面

126‧‧‧外框單元

128‧‧‧支撐單元

129‧‧‧聲音通道

130‧‧‧第一振膜

132‧‧‧第一駐極體層

134‧‧‧第三導電層

140‧‧‧第二間隔件

142‧‧‧第一面

144‧‧‧第二面

146‧‧‧外框單元

148‧‧‧支撐單元

149‧‧‧聲音通道

150‧‧‧第二振膜

152‧‧‧第二駐極體層

154‧‧‧第四導電層

160‧‧‧第三間隔件

162‧‧‧第一面

164‧‧‧第二面

166‧‧‧外框單元

168‧‧‧支撐單元

169‧‧‧聲音通道

170‧‧‧第二極板

172‧‧‧第二電極層

174‧‧‧第二導電層

176‧‧‧第二開孔

Claims (10)

1. 一種揚聲器單體，包括：一第一極板，包括一第一導電層；一第二極板，包括一第二導電層；一第一振膜，設置於該第一極板與該第二極板之間；一第二振膜，設置於該第一極板與該第二極板之間；至少一第一間隔件，接觸該第一極板與該第一振膜；至少一第二間隔件，設置於該第一振膜與該第二振膜之間；以及至少一第三間隔件，接觸該第二極板與該第二振膜，其中：該第一導電層與該第二導電層適於接收一音訊信號，且該第一振膜與該第二振膜適於根據該音訊信號而相對於該第一極板與該第二極板振動，以產生對應的聲音。
2. 如申請專利範圍第1項所述之揚聲器單體，其中該第一極板包括一第一電極層，該第二極板包括一第二電極層，該第一電極層及該第二電極層位於該揚聲器單體的兩相對外側。
3. 如申請專利範圍第1項所述之揚聲器單體，其中該第一極板包括多個第一開孔，該第二極板包括多個第二開孔，該些第一開孔及該些第二開孔適於供聲音輸出。
4. 如申請專利範圍第1項所述之揚聲器單體，其中該第一振膜包括一第一駐極體層及一第三導電層，且該第二振膜包括一第二駐極體層及一第四導電層。
5. 如申請專利範圍第4項所述之揚聲器單體，其中該第一間隔件包括相對之一第一面及一第二面，該第一間隔件之該第一面接觸於該第一導電層，該第一間隔件之該第二面接觸該第一駐極體層，該第三間隔件包括相對之一第一面及一第二面，該第三間隔件之該第一面接觸該第二駐極體層，該第三間隔件之該第二面接觸該第二導電層。
6. 如申請專利範圍第4項所述之揚聲器單體，其中該第三導電層與該第四導電層分別接觸該第二間隔件之相對兩面。
7. 如申請專利範圍第1項所述之揚聲器單體，其中各該第一間隔件與各該第三間隔件實質上相同。
8. 如申請專利範圍第1項所述之揚聲器單體，其中該第一間隔件、該第二間隔件及該第三間隔件分別包括一外框單元與位於該外框單元內的一支撐單元，該第一間隔件、該第二間隔件及該第三間隔件之該些外框單元與該些支撐單元之間所分別形成的圖案相同。
9. 如申請專利範圍第1項所述之揚聲器單體，其中各該第一間隔件與各該第三間隔件之高度範圍約在120微米至400微米之間。
10. 如申請專利範圍第1項所述之揚聲器單體，其中各該第二間隔件之高度小於30微米。