扬声器

文档序号:1908673 发布日期:2021-11-30 浏览:18次 >En<

阅读说明:本技术 扬声器 (Loudspeaker ) 是由 程诗阳 但强 周一苇 沈宇 李杨 于 2021-09-28 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种扬声器,其包括具有收容腔的底座以及收容于收容腔内的振动发声组件,振动发声组件包括固定于底座的第一振膜和第二振膜、以及固定于第一振膜以驱动第一振膜和所述第二振膜振动发声的驱动器;其中,第二振膜叠设在第一振膜上,并且,第二振膜与第一振膜的刚度不同。本发明的扬声器架构实现了将驱动结构和位移结构的深度解耦,驱动器只负责产生面内应力,自身不发生面外翘曲,使扬声器的振动极大程度的摆脱驱动器自身性能的影响,很容易获得全频段高水平的声压输出。另外,本发明的扬声器中第一振膜和第二振膜可以任意选择刚度搭配材料,在同样的驱动力下可以优化出最大翘曲位移方案,使扬声器性能收益最大化。(The invention provides a loudspeaker, which comprises a base with an accommodating cavity and a vibration sounding assembly accommodated in the accommodating cavity, wherein the vibration sounding assembly comprises a first vibrating diaphragm and a second vibrating diaphragm which are fixed on the base, and a driver which is fixed on the first vibrating diaphragm and drives the first vibrating diaphragm and the second vibrating diaphragm to vibrate and sound; the second vibrating diaphragm is stacked on the first vibrating diaphragm, and the second vibrating diaphragm and the first vibrating diaphragm are different in rigidity. The loudspeaker framework realizes the deep decoupling of the driving structure and the displacement structure, and the driver is only responsible for generating in-plane stress and does not generate out-of-plane warping, so that the vibration of the loudspeaker is greatly free from the influence of the performance of the driver, and the full-band high-level sound pressure output is easily obtained. In addition, the first vibrating diaphragm and the second vibrating diaphragm in the loudspeaker can be made of rigidity matching materials at will, and a maximum warping displacement scheme can be optimized under the same driving force, so that the performance benefit of the loudspeaker is maximized.)

扬声器

技术领域

本发明涉及电声转换技术领域,尤其涉及一种扬声器。

背景技术

扬声器广泛应用于个人终端、智能电子设备,其主要用于将电信号转换为声音信号。传统的扬声器通常采用动圈结构,虽然具有非常优秀的低频性能,但高频听感存在明显不足。与此同时,传统扬声器采用的装配结构,其生产效率受到明显制约,相应提升了生产成本。

针对以上问题,市场上的玩家正试图开发基于MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystem,微电子机械系统)的微型扬声器,该微型扬声器主要基于压电驱动模式,采用MEMS技术可以有效提升效率,迅速扩大产能。同时通过对压电驱动器模态的控制还可以获得良好的高频性能。

然而,就目前已有的MEMS扬声器结构来看,均未能实现驱动结构和位移结构的解耦,因此驱动结构需要同时承担提供动力和位移的功能。这二者之间会发生相互制约,扬声器的振动位移还是受到较大限制,从而无法实现扬声器整体性能的进一步优化。

因此,有必要提供一种全新的扬声器,以解决上述技术问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一,提供一种扬声器。

本发明提供一种扬声器,所述扬声器包括具有收容腔的底座以及收容于所述收容腔内的振动发声组件,所述振动发声组件包括第一振膜和第二振膜、以及固定于所述第一振膜以驱动所述第一振膜和所述第二振膜振动发声的驱动器;其中,所述第二振膜叠设在所述第一振膜上,并且,所述第二振膜与所述第一振膜的刚度不同。

可选的,所示第一振膜设置有沿其厚度方向的通孔,所述驱动器穿设在所述通孔中。

可选的,所述驱动器固定于所述第一振膜的上表面或下表面。

可选的,所述第二振膜与所述驱动器设置在所述第一振膜的同一侧。

可选的,所述第二振膜与所述驱动器设置在所述第一振膜的不同侧。

可选的,所述第二振膜包括多层子振膜;

所述多层子振膜叠设在所述第一振膜的同一侧;或,所述多层子振膜叠设在所述第一振膜的不同侧。

可选的,所述第一振膜的刚度小于所述驱动器的刚度。

可选的,所述驱动器的刚度沿其中轴线对称分布。

可选的,所述驱动器的刚度均匀分布。

可选的,所述驱动器通过胶粘固定于所述第一振膜。

本发明的扬声器中,振动发生组件包括两个振膜,其中,该第一振膜相当于传动结构,第一振膜上既固定有驱动器,还设置有第二振膜,通过接受驱动器产生的面内应力自身产生面内伸缩效应,再基于第一振膜与第二振膜的刚度不同,第二振膜约束第一振膜的面内伸缩从而产生面外翘曲,带动整个系统进行面外振动。本发明的扬声器架构实现了将驱动结构和位移结构的深度解耦,驱动器只负责产生面内应力,自身不发生面外翘曲,使扬声器的振动极大程度的摆脱驱动器自身性能的影响,很容易获得全频段高水平的声压输出。

附图说明

图1为本发明一实施例的扬声器的剖视图;

图2为本发明另一实施例的扬声器面外运动的结构示意图;

图3为本发明另一实施例的扬声器的剖视图;

图4为本发明另一实施例的扬声器的剖视图;

图5为本发明另一实施例的扬声器的剖视图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如图1至图5所示,本发明提供一种扬声器100,包括具有收容腔的底座110以及收容于收容腔内的振动发声组件,该振动发声组件包括固定于底座110的第一振膜120和第二振膜130、以及固定于第一振膜120以驱动第一振膜120和第二振膜130振动发声的驱动器140;其中,第二振膜130叠设在第一振膜120上,并且,第二振膜130与第一振膜120的刚度不同,第二振膜130与驱动器140在第一振膜120上的投影不重叠。

请参考图1和图2所示,基于上述架构,如果对驱动器140施加搭载音频信号的动态输入,驱动器140接受上述音频驱动信号产生平面内的应力应变(请参考图1和图2中水平的箭头方向),并将应力应变传递给第一振膜120,而第一振膜120通过接受驱动器140传递的应力应变自身产生面内伸缩效应,并将该面内伸缩传递至第二振膜130,与此同时,叠设在第一振膜120上的第二振膜130对第一振膜120的面内伸缩产生抑制作用,即第二振膜130约束第一振膜120的面内伸缩,并且,由于第二振膜130刚度和第一振膜120的刚度失配,以使得第二振膜130与第一振膜120一同发生面外翘曲(请参考图2中向上弯折的箭头方向),在面外翘曲位移的带动下,驱动器140也一起进行面外的上下振动,即整个结构进行往复的面外振动,并还原出音频信号。也就是说,本示例的第一振膜相当于传动结构,将力和位移进行了完全的解耦,驱动器只负责产生面内应力,自身不发生翘曲,相当于驱动结构。而第一振膜和第二振膜形成复合翘曲层,相当于位移结构。

需要说明的是,本示例对于底座的结构不作具体限定,例如,呈环状结构,在一些实施例中,可以呈圆形环状结构,当然,在另一些实施例中,还可以呈三角形环状结构或其他多边形环状结构等。

具体地,如图1至图5所示,底座110包括围成收容腔的侧壁,第一振膜120和第二振膜130固定于侧壁上。也就是说,该底座110环绕于振动发声组件的外围,对第一振膜120和第二振膜130起固定支撑作用。

进一步需要说明的是,本实施例对于振动发声组件中驱动器、第一振膜以及第二振膜之间的具体架构不作具体限定,只要能实现通过第一振膜将力和位移进行解耦即可。

具体地,在一些实施例中,如图1所示,第一振膜120设置有沿其厚度方向的通孔,驱动器140穿设在通孔中,第二振膜130叠设在第一振膜120的上表面。也就是说,本示例的第一振膜从驱动器的边缘向底座侧壁方向延伸。

应当理解的是,在另一些实施例中,第一振膜设置有沿其厚度方向的通孔,驱动器穿设在通孔中,第二振膜还可以叠设在第一振膜的下表面,对此不作具体限定。

进一步地,在另一些实施例中,如图3和图4所示,驱动器140还可以通过胶粘固定于第一振膜120的上表面或下表面,即该驱动器140可以跨越第一振膜120。

由于本示例的驱动器固定于第一振膜的表面,因此,第二振膜与驱动器可以设置在第一振膜的同一侧,当然,上述第二振膜与驱动器还可以设置在第一振膜的不同侧。

具体地,请参阅图3,在一些实施例中,驱动器140固定于第一振膜120的上表面,第二振膜130也同样叠设在第一振膜120的上表面。

具体地,请参阅图4,在另一些实施例中,驱动器140固定于第一振膜120的下表面,第二振膜130叠设在第一振膜120的上表面。

应当理解的是,在另一些实施例中,驱动发声组件中各结构的位置关系还可以作出如下变形,例如,驱动器固定于第一振膜的上表面,第二振膜叠设在第一振膜的下表面。再例如,驱动器固定于第一振膜的下表面,第二振膜叠设在第一振膜的下表面。

需要说明的是,本示例的第二振膜可以是一层结构,也可以是多层材料堆叠的结构。例如,第二振膜包括多层子振膜,多层子振膜叠设在第一振膜的同一侧,或者,多层子振膜叠设在第一振膜的不同侧。

具体地,如图5所示,第二振膜130包括第一层子振膜131和第二层子振膜132,其中,第一层子振膜131叠设在第一振膜120的上表面,第二层子振膜132叠设在第一振膜120的下表面。当然,在另一些实施例中,上述两层子振膜也可以均叠设在第一振膜的上表面,或者,上述两层子振膜还可以均叠设在第一振膜的下表面。

进一步需要说明的是,本示例的第一振膜同样也可以是单层结构,还可以是多层结构,对此不作具体限定。

仍需要说明的是,由于第一振膜的主要作用是传输由驱动器提供的应力应变,因此,第一振膜的整体刚度不应该太大,如果刚度太大可能会导致应力应变的传输受阻。

具体地,在一些优选实施例中,第一振膜整体的刚度至少小于驱动器的整体刚度。

需要说明的是,基于第一振膜刚度和第二振膜刚度不同的前提下,第一振膜和第二振膜可以任意选择刚度相搭配的材料,在同样的驱动力下可以优化出最大翘曲位移的方案,使扬声器性能收益最大化。

进一步地,本示例驱动器的刚度也应当合理配置,应当理解的是,驱动器的整体刚度也不能过大,以防止无法产生足够的面外位移。当然,驱动器的整体刚度也不能过小,以防止自身产生拱形翘曲。

具体地,在一些实施例中,驱动器的刚度均匀分布。或者,在另一些实施例中,驱动器的刚度沿其中轴线对称分布,这可以防止在其提供驱动力的同时因其内部刚度不均匀而发生自身的翘曲。

需要说明的是,本示例的驱动器是一个单一的块体,但实际上应将其视为一个“黑匣”,即包含电极、功能层等多层复杂结构的功能体,可以包含多层、多材料、甚至复杂的空间结构,但其整体是一个具有产生面内应力并向第一振膜传送功能的结构模块。

具体地,驱动器可以为压电换能器,包括压电层以及分别贴合于压电层相对两侧的金属电极。当然,驱动器还可以是静电换能器或电磁换能器,对此不作具体限定。

与现有技术相比,本发明的扬声器中,振动发生组件包括两个振膜,其中,该第一振膜相当于一个传动结构,第一振膜上既固定有驱动器,还设置有第二振膜,通过接受驱动器产生的面内应力自身产生面内伸缩效应,再基于第一振膜与第二振膜的刚度不同,第二振膜约束第一振膜的面内伸缩从而产生面外翘曲,带动整个系统进行面外振动。本发明的扬声器整体架构实现了将驱动结构和位移结构的深度解耦,驱动器只负责产生面内应力,自身不发生面外翘曲,使扬声器的振动极大程度的摆脱驱动器自身性能的影响,很容易获得全频段高水平的声压输出。另外,本发明的扬声器中的第一振膜和第二振膜可以任意选择刚度搭配材料,在同样的驱动力下可以优化出最大翘曲位移方案,使扬声器性能收益最大化。

可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

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