扬声器及电子设备转让专利

申请号 : CN202010196788.3

文献号 : CN113497999B

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发明人 : 孙正滨李方杨昭苏杰王传果

申请人 : 华为技术有限公司

摘要 :

本申请公开一种扬声器及电子设备。扬声器包括振膜、振源以及边框。振膜包括振膜本体和多个附加件,振膜本体包括中部、连接部及边缘部,振膜本体的中部位于振膜本体的边缘部的内侧,振膜本体的连接部连接在振膜本体的中部与振膜本体的边缘部之间,振源固定于振膜本体的中部,边框固定于振膜本体的边缘部,多个附加件固定于振膜本体的连接部,且环绕振膜本体的中部设置,多个附加件的材料与振膜本体的材料不同。扬声器的音质较佳。

权利要求 :

1.一种扬声器,其特征在于,包括振膜、振源以及边框;

所述振膜包括振膜本体和多个附加件,所述振膜本体包括中部、连接部及边缘部,所述振膜本体的中部位于所述振膜本体的边缘部的内侧,所述振膜本体的连接部连接在所述振膜本体的中部与所述振膜本体的边缘部之间,所述振源固定于所述振膜本体的中部,所述边框固定于所述振膜本体的边缘部,所述多个附加件固定于所述振膜本体的连接部,且环绕所述振膜本体的中部设置,所述多个附加件的材料与所述振膜本体的材料不同,所述附加件和所述振膜本体的与所述附加件对应的部分共同形成所述振膜的声波调节部分;

其中,所述振源用于在音频输入信号的控制下形成初始声波,所述初始声波从所述振膜本体的中部沿着所述振膜本体向外传播,所述声波调节部分用于对所述初始声波形成局域共振响应,产生新频段的新增声波,所述新增声波能够与所述初始声波耦合,形成调整后的声波并继续向外传播;

所述多个附加件排布成一圈;或者,所述多个附加件排布成多圈,每圈所述附加件均环绕所述振膜本体的中部设置;或者,所述多个附加件中的部分所述附加件相互连接,部分所述附加件彼此分隔,以使所述多个附加件形成图案化结构。

2.根据权利要求1所述的扬声器,其特征在于,所述多个附加件包括第一附加件,所述第一附加件包括固定面,所述固定面完全接触地固定于所述振膜本体的表面。

3.根据权利要求1所述的扬声器,其特征在于,所述振膜本体具有凹槽或通孔,所述多个附加件包括第一附加件,所述第一附加件包括固定面,所述固定面部分接触地固定于所述振膜本体的表面,且覆盖所述凹槽或通孔。

4.根据权利要求3所述的扬声器,其特征在于,单个所述第一附加件覆盖一个所述凹槽或通孔;或者,单个所述第一附加件覆盖多个彼此间隔设置的所述凹槽或通孔。

5.根据权利要求1所述的扬声器,其特征在于,所述振膜本体具有凹槽或通孔,所述多个附加件包括第一附加件,所述第一附加件填充于所述凹槽或通孔。

6.根据权利要求1所述的扬声器,其特征在于,所述多个附加件包括第一附加件和第二附加件;

所述第一附加件的材料与所述第二附加件的材料不同;和/或,

所述第一附加件的形状与所述第二附加件的形状不同;和/或,

所述振膜本体形成凹槽或通孔,所述第一附加件和所述第二附加件分别覆盖大小不同的所述凹槽或通孔。

7.根据权利要求1所述的扬声器,其特征在于,所述振源为压电片、磁致伸缩件或电激励器。

8.一种电子设备,其特征在于,包括壳体和权利要求1至7中任一项所述的扬声器,所述扬声器安装于所述壳体内侧。

说明书 :

扬声器及电子设备

技术领域

[0001] 本申请涉及音频技术领域,尤其涉及一种扬声器及电子设备。

背景技术

[0002] 目前,扬声器作为电声换能器被广泛应用于各类电子设备中。振动类扬声器通常包括振膜和固定于振膜的振源,振源带动振膜振动以形成向外传播的声音。扬声器发出的声波中通常包含低频能量、中频能量和高频能量,但是由于振源本征特性的原因,容易在某些频段出现明显的能量不足,导致扬声器的音质不佳。

发明内容

[0003] 本申请的目的在于提供一种优化发声效果的扬声器及电子设备。
[0004] 第一方面,本申请提供一种扬声器,包括振膜、振源以及边框。振膜包括振膜本体和多个附加件,振膜本体包括中部、连接部及边缘部,振膜本体的中部位于振膜本体的边缘部的内侧,振膜本体的连接部连接在振膜本体的中部与振膜本体的边缘部之间,振源固定于振膜本体的中部,边框固定于振膜本体的边缘部,多个附加件固定于振膜本体的连接部,且环绕振膜本体的中部设置,多个附加件的材料与振膜本体的材料不同。
[0005] 在本申请中,扬声器的振源在音频输入信号的控制下,有规律地往复上下震动,包含多个频段的初始声波从振膜本体的中部沿着振膜本体向外传播,当初始声波遇到包括附加件的振膜部分(即振膜的声波调节部分)时,形成局域共振响应而产生新频段的声波(即新增声波),新增声波能够与初始声波耦合,形成调整后的声波并继续向外传播、发出声音。也即,扬声器可以通过对振膜的声波调节部分的设计,通过改变附加件的属性(包括材料、形状、位置、数量等)和对应于附加件的部分振膜本体的属性(例如形状),以调整振膜上的共振和散射区域,有目的地形成新增振源和新增声波,随后通过新增声波与初始声波的耦合,形成调整后的声波,使得调整后的声波能够修正、改善初始声波的不足(例如可以增加某些频段的能量、削弱某些频段的能量),达到优化声音的目的,使得扬声器的音效更佳。
[0006] 其中,由于振膜的声波调节部分包括附加件和部分振膜本体,附加件与振膜本体的材料不同,因此声波调节部分的属性与振膜的其他部分的属性不同,基于布拉格射效应和局域化共振现象,声波调节部分在初始声波的带动下,能够形成新增振源。
[0007] 此外,扬声器通过重新构建振膜结构和组成的方式优化声音,也即在初始声波的传播途径上进行声音优化,从而能够解决传统扬声器由于振源的固有特性而导致的频响曲线不理想的问题,且实现难度较低,适用性较高。
[0008] 此外,附加件的数量为多个,以在振膜上形成多个声波调节部分,多个声波调节部分能够形成能量足够的新增声波,从而通过耦合的方式对初始声波起到充分的调节作用,以形成较为理想的调整后的声波,使得扬声器的音效更佳。
[0009] 一种可能的实现方式中,振源与多个附加件固定于振膜本体的同一侧。或者,振膜与多个附加件固定在振膜本体的不同侧。
[0010] 在本申请中,对应于多个附加件的多个声波调节部分可以具有相同的属性,也可以具有不同的属性,各声波调节部分的属性影响其所形成的振源的频率,进而影响到新增声波对初始声波的调节情况,扬声器可以通过对多个声波调节部分的设计,有目的对新增声波进行调节,从而通过新增声波更好地修正和完善初始声波,以获得良好的、调整后的声波,使得音质更佳。
[0011] 在本申请中,扬声器可以通过调节附加件的属性、和/或调节多个附加件的位置关系、和/或调节声波调节部分的结构,实现对声波调节部分的属性的调节。
[0012] 一种可能的实现方式中,多个附加件包括第一附加件,第一附加件包括固定面,固定面完全接触地固定于振膜本体的表面。此时,振膜本体于第一附加件下方未设置槽结构或孔结构。振膜本体的结构完整,加工简单,有利于提高振膜的制作精度和产品良率。
[0013] 一种可能的实现方式中,振膜本体具有凹槽或通孔,多个附加件包括第一附加件,第一附加件包括固定面,固定面部分接触地固定于振膜本体的表面,且覆盖凹槽或通孔。
[0014] 在本实现方式中,凹槽或通孔的设置能够改变第一声波调节部分的属性,因此第一声波调节部分可以通过调节第一附加件的材料、形状、位置等因素实现属性调整,还可以通过调节凹槽或通孔的深度、截面(垂直于深度)形状、截面面积等因素实现属性调整,故而第一声波调节部分的调整方式更为灵活,能够降低扬声器的设计难度,也使得扬声器能够具有更佳的音质。
[0015] 一种可能的实现方式中,单个第一附加件覆盖一个凹槽或通孔。或者,单个第一附加件覆盖多个彼此间隔设置的凹槽或通孔。单个附加件覆盖多个凹槽或通孔时,扬声器可以通过调节多个凹槽或通孔之间的位置关系、单个凹槽或通孔的深度、截面(垂直于深度)形状、截面面积等因素,以调整振膜的第一声波调节部分的属性。
[0016] 一种可能的实现方式中,振膜本体具有凹槽或通孔,多个附加件包括第一附加件,第一附加件填充于凹槽或通孔。在本实现方式中,由于第一附加件填充于振膜本体的凹槽或通孔,因此振膜的外表面较为平整,连续性较佳,有利于提高扬声器的音质。此外,凹槽或通孔的结构随第一附加件的结构进行设计,第一声波调节部分可以通过调节第一附加件的材料、形状、位置等因素实现属性调整。
[0017] 一种可能的实现方式中,多个附加件排布成一圈。多个附加件对应的多个声波调节部分所形成的新增声波,能够更为均匀地与向外扩散的初始声波进行耦合,使得调整后的声波音质更佳。
[0018] 一种可能的实现方式中,多个附加件排布成多圈,每圈附加件均环绕振膜本体的中部设置。扬声器通过设置多圈附加件,以增加附加件的数量,也即增加新增振源的数量,使得新增声波能够充分调节初始声波,获得更理想的调整后的声波,扬声器能够具有更佳的音效。
[0019] 一种可能的实现方式中,多个附加件中的部分附加件相互连接,部分附加件彼此分隔,以使多个附加件形成图案化结构。图案化的附件结构与振膜本体形成图案化的声波调节部分,图案化的声波调节部分的属性与单个附加件与振膜本体所形成的声波调节部分的属性不同,以实现声波调节部分的属性调节。
[0020] 一种可能的实现方式中,多个附加件包括第一附加件和第二附加件,第二附加件和第一附加件的属性不同。此时,振膜上形成包含第一附加件的第一声波调节部分和包含第二附加件的第二声波调节部分,第二声波调节部分和第一声波调节部分的属性不同,第二声波调节部分对应的新增振源和第一声波调节部分对应的新增振源能够形成不同频率的新增声波,从而共同调节初始声波,调节效果更好,调整后的声波具有更佳的音效,扬声器的音质更好。
[0021] 一种可能的实现方式中,第一附加件的材料与第二附加件的材料不同;和/或,第一附加件的形状与第二附加件的形状不同;和/或,振膜本体形成凹槽或通孔,第一附加件和第二附加件分别覆盖大小不同的凹槽或通孔。扬声器能够通过改变附加件的材料、形状、及对应的部分振膜本体的形状中的一者或多者,改变声波调节部分的属性。
[0022] 一种可能的实现方式中,振源为压电片、磁致伸缩件或电激励器。在本申请中,振源用于提供驱动振膜上下往复振动的驱动力,在满足该需求的情况下,振源也可以有更多种实现方式和结构。
[0023] 第二方面,本申请还提供一种电子设备,包括壳体和前述任一项的扬声器,扬声器安装于壳体内侧。电子设备的扬声器具有较佳的音质,用户的使用体验较佳。

附图说明

[0024] 图1是本申请提供的电子设备在一些实施例中的结构示意图;
[0025] 图2是本申请提供的扬声器在一些实施例中的结构示意图;
[0026] 图3是图2所示扬声器沿A‑A剖开的在一些实施例中的结构示意图;
[0027] 图4是图2所示扬声器的振膜的B处结构在一种工作状态中的结构示意图;
[0028] 图5是图4所示结构的原理图;
[0029] 图6是图2所示扬声器沿A‑A剖开的结构在另一些实施例中的示意图;
[0030] 图7是图2所示扬声器沿A‑A剖开的结构在再一些实施例中的示意图;
[0031] 图8是图2所示扬声器沿A‑A剖开的结构在再一些实施例中的示意图;
[0032] 图9是本申请提供的扬声器在另一些实施例中的结构示意图;
[0033] 图10是本申请提供的扬声器在再一些实施例中的结构示意图;
[0034] 图11是本申请提供的扬声器在再一些实施例中的结构示意图;
[0035] 图12是振源为长方形磁致伸缩器的传统扬声器的一种频响曲线图;
[0036] 图13是图11所示扬声器的频响曲线图;
[0037] 图14是本申请提供的扬声器在再一些实施例中的结构示意图;
[0038] 图15是图14所示扬声器沿C‑C处剖开的结构的示意图;
[0039] 图16是图14所示振膜的振膜本体的结构示意图;
[0040] 图17是振源为压电片的传统扬声器的一种频响曲线图;
[0041] 图18是图14所示扬声器的频响曲线图;
[0042] 图19是本申请提供的扬声器在再一些实施例中的结构示意图;
[0043] 图20是本申请提供的扬声器在再一些实施例中的结构示意图;
[0044] 图21是振源为压电片的传统扬声器的一种频响曲线图;
[0045] 图22是图20所示扬声器的频响曲线图。

具体实施方式

[0046] 下面结合本申请实施例中的附图对本申请实施例进行描述。
[0047] 在本申请实施例中,扬声器基于材料层次重构技术完善振动模态,使其频响曲线在全频段范围内能量均衡,以弥补个别频点的能量缺失,调低过高能量,从而避免声音过尖或沉闷,优化发声效果,实现更佳的音效。
[0048] 请参阅图1,图1是本申请提供的电子设备100在一些实施例中的结构示意图。电子设备100可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等具有声音播放功能的电子产品。图1所示实施例以电子设备100是手机为例进行说明。
[0049] 电子设备100包括壳体101、显示模组102、外放扬声器(也称为喇叭)103以及非外放扬声器(也称为听筒)104。壳体101包括边框1011和后盖1012,边框1011连接后盖1012的周缘。边框1011与后盖1012可以是一体成型结构,也可以通过组装方式形成一体式结构。壳体101设有扬声孔1013。扬声孔1013的数量可以为一个或多个。示例性的,扬声孔1013的数量为多个,多个扬声孔1013设于边框1011。扬声孔1013连通电子设备100的内部与电子设备100的外部。
[0050] 显示模组102包括盖板1021和显示面板1022。盖板1021固定于壳体101,例如盖板1021固定于边框1011远离后盖1012的一侧。显示面板1022固定于盖板1021朝向后盖1012的内表面。盖板1021用于保护显示面板1022,显示面板1022用于显示图像,显示面板1022还可以集成触摸功能。盖板1021设有受话孔1023。示例性的,受话孔1023为贯穿盖板1021的通孔。显示面板1022在盖板1021上的投影与受话孔1023错开设置。
[0051] 外放扬声器103及非外放扬声器104均位于边框1011内侧,且位于显示模组102与后盖1012之间。外放扬声器103发出的声音能够经扬声孔1013传输至电子设备100的外部,以实现电子设备100的声音播放功能。非外放扬声器104发出的声音经受话孔1023传输至电子设备100的外部,以实现电子设备100的声音播放功能。外放扬声器103和/或非外放扬声器104可以采用后续实施例描述的扬声器。在本申请中,“A和/或B”包括“A”、“B”以及“A和B”三种情况。
[0052] 一些实施例中,电子设备100还可以包括电路板及固定于电路板的多个器件。多个器件包括处理器和存储器,存储器耦合处理器,显示模组102、外放扬声器103及非外放扬声器104均耦合处理器。
[0053] 请一并参阅图2和图3,图2是本申请提供的扬声器10在一些实施例中的结构示意图,图3是图2所示扬声器10沿A‑A剖开的在一些实施例中的结构示意图。
[0054] 扬声器10包括振膜1、振源2以及边框3。振膜1包括振膜本体11和多个附加件12。振膜本体11包括中部111、连接部112及边缘部113,振膜本体11的中部111位于振膜本体11的边缘部113的内侧,振膜本体11的连接部112连接在振膜本体11的中部111与振膜本体11的边缘部113之间。振源2固定于振膜本体11的中部111。边框3固定于振膜本体11的边缘部113。示例性的,边框3可以包括第一框体31和第二框体32,第一框体31固定于振膜本体11的一侧,第二框体32固定于振膜本体11的另一侧。多个附加件12固定于振膜本体11的连接部
112,且环绕振膜本体11的中部111设置。多个附加件12的材料与振膜本体11的材料不同。
[0055] 请继续参阅图4和图5,图4是图2所示扬声器10的振膜1的B处结构在一种工作状态中的结构示意图,图5是图4所示结构的原理图。其中,图4中将部分振膜1简化为多个质点(对应方格),包括对应于未填充三角形的方格的第一质点1a和对应于填充有三角形的方格对应的第二质点1b,第一质点1a包括振膜本体11、未包括附加件12,第二质点1b包括振膜本体11和附加件12。图5中将振膜1简化成“质量块‑弹性梁”的结构进行原理分析,质点(1a、1b)之间通过弹簧连接,在振膜1局部区域,将振膜1中各质点间的连接方式,简化为弹簧连接。
[0056] 在本实施例中,扬声器10通过振源2振动来促使振膜1变形或运动,随后振膜1中所有分子/质点产生强迫振动,来带动周边其它质点共同振动而产生机械波/声波,最终机械波/声波通过周围空气向外传播、产生声音。振源2产生初始频率为f1的机械波/声波,频率为f1的机械波/声波在第一质点1a传递。由于第二质点1b与第一质点1a的属性不同,第二质点1b在频率为f1的机械波/声波的刺激和推动下,形成新的振源(后文简称新增振源),在各自局部区域能够产生新的振动模式或振动模态,形成新的频率为f2的机械波/声波(后文简称新增声波)。随后,频率为f1的机械波/声波和频率为f2的机械波/声波相互耦合,形成调整后的频率为f3的机械波/声波,并且继续沿着振膜1向外传播,扬声器10发出声音。可以理解的是,基于布拉格(Bragg)散射效应和局域化共振现象,当第二质点1b与第一质点1a属性不同,振膜1局部的材料属性发生变化时,会在第二质点1b产生新的频率为f2的机械波/声波。
[0057] 换言之,扬声器10的振源2在音频输入信号的控制下,有规律地往复上下震动,包含多个频段的初始声波从振膜本体11的中部111沿着振膜本体11向外传播,当初始声波遇到包括附加件12的振膜1部分(后文简称振膜1的声波调节部分)时,形成局域共振响应而产生新频段的声波(后文简称新增声波),新增声波能够与初始声波耦合,形成调整后的声波并继续向外传播、发出声音。也即,扬声器10可以通过对振膜1的声波调节部分的设计,通过改变附加件12的属性(包括材料、形状、位置、数量等)和对应于附加件12的部分振膜本体11的属性(例如形状),以调整振膜1上的共振和散射区域,有目的地形成新增振源和新增声波,随后通过新增声波与初始声波的耦合,形成调整后的声波,使得调整后的声波能够修正、改善初始声波的不足(例如可以增加某些频段的能量、削弱某些频段的能量),达到优化声音的目的,使得扬声器10的音效更佳。
[0058] 此外,附加件12的数量为多个,以在振膜1上形成多个声波调节部分,多个声波调节部分能够形成能量足够的新增声波,从而通过耦合的方式对初始声波起到充分的调节作用,以形成较为理想的调整后的声波,使得扬声器10的音效更佳。
[0059] 本实施例扬声器10通过重新构建振膜1的结构和组成的方式优化声音,也即在初始声波的传播途径上进行声音优化,从而能够解决传统扬声器10由于振源2的固有特性而导致的频响曲线不理想的问题,且实现难度较低,适用性较高。
[0060] 可以理解的是,传统的振动发声类扬声器工作时会产生振动,从而带动周围空气发出声音,并360度向周围传播,造成一定程度的漏音,进而影响到通话的私密性,同时也会对周围人们造成噪音干扰。为解决漏音问题,在目前的应用中,通常是通过降低振动能量,降低音量,来减少声音泄露。但是调小音量的方法会使用户听到的声音也变小,甚至听不清楚对方的信息。
[0061] 本实施例扬声器10能够在不调低振动能量/音量的条件下,采用材料层次重构技术,通过振膜1的声波调节部分的特定分布和设计,从而弱化某一频段的声波传播,又可以使得另一频率的声波沿特定方向、特定区域传播,从而增加最终的声波的传播定向性/指向性,降低漏音,提高用户体验。
[0062] 可以理解的是,在本申请实施例中,通过改变振膜1局部区域的质点属性(也即形成振膜1的声波调节部分)以实现声波调节的技术可以称为材料层次重构(mater ia l h ierarchy reconstruct ion,HR)技术。材料层次重构技术,是破坏原有系统之间或某一系统内部的原始形态之间的旧的构成关系,将材料分子重新进行配比和构建,以期能以非传统的方式处理和调控声波。
[0063] 对初始声波的调节,也即对初始声波频响(frequency response,FR)曲线(curve)的调节。频响曲线中,“频”指“频率”,在声音表现中同“音调”;“响”则可以看作是扬声器10系统(机械和电性)对输入电信号中“频”转换成声能的响应。当很多个“频”的响应值连在一起,就成了有峰有谷的“曲线”,这种曲线称作为频率特性响应曲线,简称频响曲线。
[0064] 其中,振源2也可以称之为震源、振子、激子。一些实施例中,振源2可以为压电片、磁致伸缩件或电激励器。在本申请实施例中,振源2用于提供驱动振膜1上下往复振动的驱动力,在满足该需求的情况下,振源2也可以有更多种实现方式和结构,本申请实施例中对此不进行严格限定。振膜1也可称之为平板、薄板、振动板、基板。
[0065] 可以理解的是,在本申请中,振源2与附加件12可以固定于振膜本体11的同一侧,也可以固定在振膜本体11的不同侧。其中,振源2与附加件12固定于振膜本体11的不同侧的情况包括:振源2固定于振膜本体11的一侧,所有附加件12固定于振膜本体11的另一侧;或者,振源2与部分附加件12固定于振膜本体11的一侧,其余部分附加件12固定于振膜本体11的另一侧。本申请实施例以振源2与附加件12固定于振膜本体11的同一侧为例进行具体说明,此时,多个附加件12环绕振源2设置。
[0066] 一些实施例中,边框3的形状可以有多种。例如,如图2所示,边框3的形状为矩形框。矩形框可以是正方形框或长方形框。在其他一些实施例中,边框3的形状也可以是圆形框、椭圆形框、六边形框或其他异型框。边框3的形状可以依据扬声器10的需求进行设计,本申请不对边框3的具体形状进行严格限定。
[0067] 一些实施例中,振膜本体11可以是薄膜(厚度小于100微米)、片材(厚度在100微米至2毫米范围内)或板材(厚度大于2毫米)。振膜本体11的形状可以有多种。例如,如图2所示,振膜本体11的形状为矩形。矩形可以是正方形或长方形。在其他一些实施例中,振膜本体11的形状也可以是圆形、椭圆形、六边形或其他异型。振膜本体11的外轮廓尺寸可以大于或等于边框3的尺寸,本申请对此不做限定。振膜本体11的形状可以依据边框3的形状进行设计,也可以与边框3的形状不同。
[0068] 振膜本体11的材料可以有多种实现方案。例如,振膜本体11可以采用金属及其合金材料、高分子及其复合材料、动植物或高分子纤维材料、无机非金属材料、复合夹层板或发泡板等,本申请实施例对此不做严格限定。
[0069] 在本申请实施例中,对应于多个附加件12的多个声波调节部分可以具有相同的属性,也可以具有不同的属性,各声波调节部分的属性影响其所形成的振源2的频率,进而影响到新增声波对初始声波的调节情况,扬声器10可以通过对多个声波调节部分的设计,有目的对新增声波进行调节,从而通过新增声波更好地修正和完善初始声波,以获得良好的、调整后的声波,使得音质更佳。
[0070] 一些实施例中,扬声器10可以通过调节附加件12的属性、和/或调节多个附加件12的位置关系、和/或调节声波调节部分的结构,实现对声波调节部分的属性的调节。
[0071] 其中,附加件12的属性包括形状、材料等。示例性的,附加件12的形状可以有多种实施方案,例如,柱状、杆状(也称为梁状)、层状、球状、或其他不规则形状。柱状的附加件12沿垂直振膜本体11的方向延伸,其横截面的形状可以是正方形、长方形、菱形、三角形、圆形、椭圆形、或其他形状。杆状的附加件12沿平行于振膜本体11的方向延伸,其横截面的形状可以是正方形、长方形、菱形、三角形、圆形、椭圆形、或其他形状。呈层状的附加件12在垂直振膜本体11的方向上的尺寸很小、在平行振膜本体11的方向上的尺寸较大,层状可以包括但不限于膜状(厚度小于100微米)、片状(厚度在100微米至2毫米范围内)或板状(厚度大于2毫米)。
[0072] 示例性的,附加件12的材料可以有多种实施方案,附加件12可以是各向同性材料、各向异性材料、刚性单一及其复合材料或柔性单一及其复合材料等,例如,金属及其合金材料、高分子及其复合材料、动植物或高分子纤维材料、无机非金属材料、超材料(例如声学超材料,也称为声子晶体)、或包覆材料等。其中,声学超材料一般是由两种材料、三种材料或者更多数量的材料人工组合而成,它们相互之间交替沿着平面内单一方向或多个方向,或者沿着空间的多个方向进行周期性排列而成的功能复合材料或结构。包覆材料一般是中部为无机物、外部为有机物的复合材料。
[0073] 其中,多个附加件12的位置关系可以有多种实施方案,例如多个附加件12彼此分隔、形成彼此独立的声波调节部分;或者,多个附加件12中的部分附加件12相互连接,部分附加件12彼此分隔,以形成图案化的附加结构。图案化的附件结构与振膜本体11形成图案化的声波调节部分,图案化的声波调节部分的属性与单个附加件12与振膜本体11所形成的声波调节部分的属性不同。多个附加件12彼此分隔时,可以排布成一圈、排布成多圈、矩阵排布、随机排布或者呈其他排布规律。
[0074] 其中,声波调节部分的结构可以有多种实施方案,例如,附加件12固定于振膜本体11的表面,振膜本体11于附加件12下方未设置槽结构或孔结构;或者,附加件12固定于振膜本体11的表面,附加件12下方设置槽结构或孔结构;或者,振膜本体11设置槽结构或孔结构,附加件12填充于槽结构或孔结构。以下通过实施例进行说明。
[0075] 如图2所示,多个附加件12包括第一附加件121,第一附加件121与部分振膜本体11共同形成第一声波调节部分131。多个附加件12的其余附加件12与振膜本体11共同形成的其他声波调节部分的结构可以与第一声波调节部分131的结构相同或不同。
[0076] 示例性的,如图3所示,第一附加件121包括固定面1211,固定面1211完全接触地固定于振膜本体11的表面。振膜本体11于第一附加件121下方未设置槽结构或孔结构。此时,振膜本体11的结构完整,加工简单,有利于提高振膜1的制作精度和产品良率。其中,扬声器10能够通过调节第一附加件121的材料、形状、位置等因素,调整第一声波调节部分131的属性,从而调节新增振源的声波频率,使得新增声波能够更好地修正和改善初始声波,以获得音效更好的调整后的声波,扬声器10能够具有更佳的音质。
[0077] 示例性的,请参阅图6,图6是图2所示扬声器10沿A‑A剖开的结构在另一些实施例中的示意图。在不冲突的情况下,本实施例可以包括前述实施例的大部分特征。以下主要说明本实施例与前述实施例的区别,两者相同的部分不再赘述。
[0078] 振膜本体11具有凹槽114。第一附加件121包括固定面1211,固定面1211部分接触地固定于振膜本体11的表面,且覆盖凹槽114。示例性的,第一附加件121的固定面1211覆盖凹槽114于振膜本体11的表面上的开口。其中,单个第一附加件121可以覆盖一个凹槽114。
[0079] 在本实施例中,凹槽114的设置能够改变第一声波调节部分131的属性,因此第一声波调节部分131可以通过调节第一附加件121的材料、形状、位置等因素实现属性调整,还可以通过调节凹槽114的深度、截面(垂直于深度)形状、截面面积等因素实现属性调整,故而第一声波调节部分131的调整方式更为灵活,能够降低扬声器10的设计难度,也使得扬声器10能够具有更佳的音质。
[0080] 在其他一些实施例中,振膜本体11的凹槽114可以替换为通孔。也即,振膜本体11具有通孔,第一附加件121的固定面1211部分接触地固定于振膜本体11的表面,且覆盖通孔。示例性的,第一附加件121覆盖通孔位于振膜本体11一侧表面的开口。在其他一些实施例中,第一附加件121包括两部分,两部分分别覆盖通孔位于振膜本体11两侧表面的开口。其中,单个第一附加件121覆盖一个通孔。此时,振膜1的第一声波调节部分131还可以通过调节通孔的截面形状、面积等因素实现属性调节。
[0081] 示例性的,请参阅图7,图7是图2所示扬声器10沿A‑A剖开的结构在再一些实施例中的示意图。在不冲突的情况下,本实施例可以包括前述实施例的大部分特征。以下主要说明本实施例与前述实施例的区别,两者相同的部分不再赘述。
[0082] 振膜本体11具有凹槽114。单个第一附加件121覆盖多个彼此间隔设置的凹槽114。扬声器10可以通过调节多个凹槽114之间的位置关系、单个凹槽114的深度、截面(垂直于深度)形状、截面面积等因素,以调整振膜1的第一声波调节部分131的属性。
[0083] 在其他一些实施例中,振膜本体11的凹槽114可以替换为通孔。也即,振膜本体11具有通孔。单个第一附加件121覆盖多个彼此间隔设置的通孔。扬声器10可以通过调节多个通孔之间的位置关系、单个通孔的截面形状、面积等因素,以调整振膜1的第一声波调节部分131的属性。
[0084] 示例性的,请参阅图8,图8是图2所示扬声器10沿A‑A剖开的结构在再一些实施例中的示意图。在不冲突的情况下,本实施例可以包括前述实施例的大部分特征。以下主要说明本实施例与前述实施例的区别,两者相同的部分不再赘述。
[0085] 振膜本体11具有凹槽114,第一附加件121填充于凹槽114。在本实施例中,由于第一附加件121填充于振膜本体11的凹槽114,因此振膜1的外表面较为平整,连续性较佳,有利于提高扬声器10的音质。此外,凹槽114的结构随第一附加件121的结构进行设计,第一声波调节部分131可以通过调节第一附加件121的材料、形状、位置等因素实现属性调整。
[0086] 在其他一些实施例中,振膜本体11的凹槽114可以替换为通孔。也即,振膜本体11具有通孔。第一附加件121填充于通孔。通孔的结构随第一附加件121的结构进行设计,第一声波调节部分131可以通过调节第一附加件121的材料、形状、位置等因素实现属性调整。
[0087] 可以理解的是,上述方案举例说明了第一声波调节部分131的几种可能的结构,在其他一些实施例中,第一声波调节部分131也可以有其他结构。在本申请的多个实施例中,振膜1的各个声波调节部分的结构均可参阅上述方案进行设计。
[0088] 一些实施例中,如图2所示,多个附加件12排布成一圈。此时,多个附加件12对应的多个声波调节部分所形成的新增声波,能够更为均匀地与向外扩散的初始声波进行耦合,使得调整后的声波音质更佳。
[0089] 示例性的,多个附加件12可以等间距排布,也即任意相邻的两个附加件12之间的间距相等。在其他一些实施例中,多个附加件12之间也可以不等间距排布。一些实施例中,多个附加件12与振源2之间的间距可以相等。另一些实施例中,多个附加件12与振源2之间的间距也可以不相等。可以理解的是,附加件12的数量和排布位置,可以依据声波的调节需求进行设计,以使扬声器10的音质更佳。
[0090] 示例性的,振膜1上的其他附加件12与第一附加件121属性相同,振膜本体11对应于多个附加件12的多个部分的结构相同。此时,振膜1的多个声波调节部分具有相同的属性,多个声波调节部分产生多个频段相同的新增声波,新增声波能量充足,能够充分修正和完善初始声波,从而获得音效更佳的调整后的声波。
[0091] 一些实施例中,请参阅图9,图9是本申请提供的扬声器10在另一些实施例中的结构示意图。在不冲突的情况下,本实施例扬声器10可以包括前述实施例扬声器10的大部分特征。以下主要说明本实施例扬声器10与前述实施例扬声器10的区别,两者相同的部分不再赘述。
[0092] 多个附加件12包括第一附加件121和第二附加件122,第二附加件122和第一附加件121的属性不同。此时,振膜1上形成包含第一附加件121的第一声波调节部分131和包含第二附加件122的第二声波调节部分132,第二声波调节部分132和第一声波调节部分131的属性不同,第二声波调节部分132对应的新增振源和第一声波调节部分131对应的新增振源能够形成不同频率的新增声波,从而共同调节初始声波,调节效果更好,调整后的声波具有更佳的音效,扬声器10的音质更好。其中,本实施例的第二声波调节部分132和第一声波调节部分131的结构可以参阅前述实施例进行设计。多个附加件12中的其他附加件12的属性可以与第一附加件121或第二附加件122相同,多个附加件12也可以还包括与第一附加件121及第二附加件122属性不同的其他附加件12,以形成其他属性的声波调节部分。
[0093] 一些实施例中,请参阅图10,图10是本申请提供的扬声器10在再一些实施例中的结构示意图。在不冲突的情况下,本实施例扬声器10可以包括前述实施例扬声器10的大部分特征。以下主要说明本实施例扬声器10与前述实施例扬声器10的区别,两者相同的部分不再赘述。
[0094] 多个附加件12排布成多圈,每圈附加件12均环绕振膜本体11的中部111设置。换言之,多圈附加件12可以依次套设在振源2的外侧。多圈附加件12可以呈周期性的规律排布。
[0095] 在本实施例中,扬声器10通过设置多圈附加件12,以增加附加件12的数量,也即增加新增振源的数量,使得新增声波能够充分调节初始声波,获得更理想的调整后的声波,扬声器10能够具有更佳的音效。
[0096] 示例性的,多个附加件12可以都为第一附加件121,振膜1的包含第一附加件121的第一声波调节部分131的结构可以参阅前述实施例。
[0097] 一些实施例中,请参阅图11,图11是本申请提供的扬声器10在再一些实施例中的结构示意图。在不冲突的情况下,本实施例扬声器10可以包括前述实施例扬声器10的大部分特征。以下主要说明本实施例扬声器10与前述实施例扬声器10的区别,两者相同的部分不再赘述。
[0098] 多个附加件12排布成多圈。多个附加件12包括第一附加件121、第二附加件122及第三附加件123,第一附加件121、第二附加件122以及第三附加件123的属性彼此不同。其余附加件12的部分附加件12的属性与第一附加件121的属性相同,部分附加件12的属性与第二附加件122的属性相同,部分附加件12的属性与第三附加件123的属性相同。
[0099] 示例性的,扬声器10的边框3采用金属方形框体,振膜本体11采用方形碳纤维复合材料板,振源2采用长方形磁致伸缩器。多个附加件12的固定面均完全接触地固定于振膜本体11的表面,振膜本体11于多个附加件12下方未设置槽结构或孔结构。第一附加件121呈柱状、截面为方形,采用304不锈钢材料。第二附加件122呈柱状、截面为星形,采用陶瓷材料。第三附加件123呈柱状、截面为圆形,采用氰基橡胶包覆环氧树脂材料。
[0100] 请一并参阅图12和图13,图12是振源2为长方形磁致伸缩器的传统扬声器10的一种频响曲线图,图13是图11所示扬声器10的频响曲线图。
[0101] 其中,传统扬声器10采用长方形磁致伸缩器作为振源2,金属方形框体作为边框3,方形碳纤维复合材料板作为振膜1。由图12可以看出,传统扬声器10的低频(200Hz至1000Hz)能量较少,中频(1000Hz至4000Hz)能量过高,远不能符合理想频响曲线(理想频响曲线是处于两条虚线之间的范围内的曲线)。由图13可以看出,本实施例扬声器10通过材料层次重构技术、重新构建振膜1的结构和组成,从而能够在初始声波的传播途径上形成新增声波,新增声波能够与初始声波相耦合,新增声波可以有效提高低频能量,适度压低/削弱中频能量,同时平衡高频能量(4000Hz至10000Hz),最终使得调整后的声波的频响曲线更符合理想频响曲线,各频段的能量能更好地满足需求,使得声音或音乐风格更加鲜明突出、丰富多彩。
[0102] 请一并参阅图14和图15,图14是本申请提供的扬声器10在再一些实施例中的结构示意图,图15是图14所示扬声器10沿C‑C处剖开的结构的示意图。在不冲突的情况下,本实施例可以包括前述实施例的大部分特征。以下主要说明本实施例与前述实施例的区别,两者相同的部分不再赘述。
[0103] 一些实施例中,振膜1包括分别位于振源2四侧的第一附加件121、第二附加件122、第三附加件123以及第四附加件124,第二附加件122的属性与第一附加件121的属性不同,第三附加件123的属性与第一附加件121的属性相同,第四附加件124的属性与第二附加件122的属性相同。第一附加件121、第二附加件122、第三附加件123以及第四附加件124均大致呈条形的片状。振膜本体11在第一附加件121、第二附加件122、第三附加件123以及第四附加件124下方设有凹槽(1141、1142、1143、1144)。
[0104] 示例性的,请一并参阅图14和图16,图16是图14所示振膜1的振膜本体11的结构示意图。
[0105] 扬声器10的边框3采用金属材料的长方形框体;振膜本体11采用长方形的芳纶纤维环氧树脂板、厚度为400微米;振源2采用长方形压电片。振膜本体11的中部111为60mm×48mm的长方形区域,用于固定振源2。振膜本体11的连接部112设有60mm×8mm的第一凹槽
1141、48mm×3mm的第二凹槽1142、60mm×8mm的第三凹槽1143、48mm×3mm的第四凹槽1144。
第一附加件121为250微米厚的白色对位芳纶纤维纸,固定于振膜本体11的连接部112且覆盖第一凹槽1141;第二附加件122为100微米厚的黄色间位芳纶纤维纸,固定于振膜本体11的连接部112且覆盖第二凹槽1142;第三附加件123为250微米厚的白色对位芳纶纤维纸,固定于振膜本体11的连接部112且覆盖第三凹槽1143;第四附加件124为100微米厚的黄色间位芳纶纤维纸,固定于振膜本体11的连接部112且覆盖第四凹槽1144。
[0106] 请一并参阅图17和图18,图17是振源2为压电片的传统扬声器10的一种频响曲线图,图18是图14所示扬声器10的频响曲线图。
[0107] 其中,传统扬声器10采用长方形压电片作为振源2,采用金属材料的长方形框体作为边框3,采用长方形的芳纶纤维环氧树脂板作为振膜1。由图17可以看出,传统扬声器10在1000Hz处,有明显的能量缺失(凹谷),而在1500Hz至3000Hz区域,中频能量过高,因此传统扬声器10的声音效果较差,个别频段的声音出现明显失真的问题。由图18可以看出,本实施例扬声器10通过材料层次重构技术、重新构建振膜1的结构和组成,从而能够在初始声波的传播途径上形成新增声波,新增声波能够与初始声波相耦合,新增声波提升初始声波于
1000Hz处(凹凸)的能量,中频区域的发声能量得到一定的抑制,最终使得调整后的声波的整体频响曲线的波动范围减小,频响曲线更符合理想频响曲线,各频段的能量能更好地满足需求,优化了扬声器10的声音效果。
[0108] 请参阅图19,图19是本申请提供的扬声器10在再一些实施例中的结构示意图。在不冲突的情况下,本实施例可以包括前述实施例的大部分特征。以下主要说明本实施例与前述实施例的区别,两者相同的部分不再赘述。
[0109] 在一些实施例中,附加件12采用层状结构,振膜本体11可在附加件12下方设置一个或多个凹槽或通孔115,以调节声波调节部分的属性。其中,若附加件12下方的需要挖空较大的空间时,可在同一个附加件12下方设置多个凹槽或通孔115,从而既满足挖空空间的需求、以实现声波调节部分的属性调整,也不会大幅度降低振膜本体11的整体结构强度,从而确保扬声器10的可靠性。
[0110] 请参阅图20,图20是本申请提供的扬声器10在再一些实施例中的结构示意图。在不冲突的情况下,本实施例可以包括前述实施例的大部分特征。以下主要说明本实施例与前述实施例的区别,两者相同的部分不再赘述。
[0111] 一些实施例中,振膜1包括多个附加件12和振膜本体11。多个附加件12均呈窄条状,多个附加件12中的部分附加件12彼此连接、部分附加件12彼此分离,形成图案化的附加结构。该附加结构的固定面完全接触地固定于振膜本体11的表面。
[0112] 示例性的,扬声器10的边框3为采用氧化锆陶瓷材料的长方形框体;振膜本体11采用长方形的304型不锈钢板、厚度为0.5mm;振源2采用电激励器。附加件12的延伸方向平行于振膜本体11,附加件12的尺寸为宽0.08mm×高0.1mm,其长度有多个,如40cm、30cm、20cm等,附加件12采用聚甲基丙烯酸甲酯材料。
[0113] 请一并参阅图21和图22,图21是振源2为压电片的传统扬声器10的一种频响曲线图,图22是图20所示扬声器10的频响曲线图。
[0114] 其中,传统扬声器10采用电激励器作为振源2,采用氧化锆陶瓷材料的长方形框体作为边框3,采用304型不锈钢板作为振膜1。由图21可以看出,传统扬声器10低频较好,但中频较低,且高频不足,因此传统扬声器10的中高频响度低、且清晰度差。由图17可以看出,本实施例扬声器10通过材料层次重构技术、重新构建振膜1的结构和组成,从而能够在初始声波的传播途径上形成新增声波,新增声波能够与初始声波相耦合,新增声波能够提升初始声波的中频且补充高频的不足,最终使得调整后的声波在低频、中频和高频的全频段范围内的能量得以均衡,频响曲线更符合理想频响曲线,优化了扬声器10的声音效果。
[0115] 可以理解的是,在其他一些实施例中,多个附加件12也可以形成其他图案的附加结构,本申请实施例对此不做严格限定。
[0116] 在其他一些实施例中,扬声器10还可以包括上盖和下盖。上盖和下盖分别固定于边框3的两侧,从而在振膜1与上盖之间形成前腔,在振膜1与下盖之间形成后腔。上盖还设有连通孔,用于连通前腔至扬声器10的外部空间。下盖还设有泄漏孔,用于连通后腔至扬声器10的外部空间。
[0117] 以上描述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内;在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。