[發明專利]平板型揚聲器

無效

• 申請號: 01805130.8
• 申請日: 2001-01-16
• 公開（公告）號: CN1401202A
• 公開（公告）日: 2003-03-05
• 發明（設計）人: 柳川真之;武藤桂子
• 申請（專利權）人: 柳川真之;武藤桂子
• 主分類號: H04R7/00
• 分類號: H04R7/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 吳磊

本申請是2000年1月17日提交的美國申請系列號No.60/177,033的部分繼續申請。

技術領域

本發明涉及揚聲器，更具體一些，涉及具有平面矩形構形的扁平揚聲器。

背景技術

多數揚聲器被構造成具有裝在一電磁驅動器組件上的錐形膜片。但是，傳統的做法要求笨重的揚聲器外殼，以便提高揚聲器的效率，或提高由這種揚聲器發出的聲音的質量和帶寬。許多其它的揚聲器設計提出減小揚聲器的尺寸，特別是厚度。盡管采用這種手段可以允許減小已知揚聲器的厚度，但是它們通常不能像傳統的錐形揚聲器那樣產生出同樣的聲音質量或輸出聲級。

近年來，逐漸需要生產出廉價的且厚度薄的小型揚聲器，它們特別適應苛刻的環境條件，并且能在揚聲器的整個使用壽命期間在寬的帶寬范圍內產生高的輸出聲級。這種應用包括汽車工業、計算機工業及類似產業。在揚聲器的發展中，原有的手段通常不能滿足這一需要。

因此，已經認識到需要制造更小型的平面型或平板型揚聲器，以用在受限制的區域中，這種揚聲器還能夠在揚聲器的整個使用壽命期間在寬的帶寬范圍內以高的輸出聲級發出聲音。

用于傳統揚聲器的最普通的揚聲器驅動器組件采用了一個音圈和固定在錐形膜片上的永磁鐵，其中，經過音圈的變動的電流使膜片振動。當膜片振動時，產生作為聲音而被感受到的空氣波。具有傳統的錐形揚聲器的傳統音圈驅動單元的效率非常低，只將不到百分之五左右的作用電能轉變為聲能。試圖提高這些單元的效率的努力不合乎理想地要求笨重的揚聲器外殼及類似結構。

大揚聲器有很多缺點。例如，這些揚聲器中所固有的巨大機械慣性減小了它們能振動的頻率范圍，而這又減小了它們能發出的聲音的帶寬。另一缺點為，這些揚聲器不能用于要求安裝在非常受限制的緊湊區中的應用場合。例如安裝在汽車門板上等的這種應用通常要求比較扁平的小型揚聲器結構。

用于音圈組件的另一種揚聲器驅動器為壓電式變換器。該壓電式變換器利用了在受到電壓作用時能進行機械振動的晶體材料。雖然壓電式揚聲器能夠用在較緊湊的揚聲器結構中，但是，通常所產生的晶體振動不能產生達到實用水平的聲音輸出和可復制的聲音的寬帶寬。因此，壓電變換器式揚聲器本身通常不能實現在許多空間受限制的應用場合中所需的高的聲音輸出水平和聲音復制質量。

另一種可選擇的揚聲器驅動組件為靜電驅動器，它利用一張薄片或薄膜作為與平板或平篩網耦合的聲輻射器。薄膜與板通常作為電容器一起工作。使一音頻信號與橫跨電容器作用的高直流極化電壓混合。當高的直流極化電壓按照音頻信號變化時，跨越電容器的靜電荷也發生變化。當電荷變化時，則板與板之間的作用力也發生變化，該力又使薄膜振動。不過，靜電驅動器要求有昂貴的直流電壓源和變壓器以進行工作，而該變壓器又增加了揚聲器的制造成本和尺寸。因此，靜電式揚聲器天生是昂貴而笨重的，并且通常不僅不能適用于一般的應用，而且更不能被應用于空間受限制的場合。

一種相對比較緊湊的平板型揚聲器方案采用一個實心板作為聲共振器，它通過被直接連接至傳統的音圈上或壓電驅動器上而被驅動。不過，實心板共振器難于產生寬的聲帶寬，除非它的振動特性與復雜的彎曲性能一致。為了將剛性板的構形做成能作相應地響應，必須精確地制造和裝配板件，達到準確的公差。這不僅十分費時，而且成本很高，這種做法在揚聲器設計中是很不合理的。因此，在空間受限制的應用中不能接受采用剛性板式平板型揚聲器。

另一種現有技術中的平板型揚聲器設計利用了一種在一框架中預先受到張力作用的單獨的薄片或薄膜膜片。該單獨的薄片起著聲音共振器的作用。雖然薄膜片消除了剛性板膜片的成本高的缺陷，但是它也有其缺點。例如，難于在裝配時獲得恰當的預應力。此外，該預應力在揚聲器的整個使用壽命期間必須保持基本恒定，以便能經久地產生優質的聲音性能。要保持這一預應力是困難的，因為薄膜膜片的老化和熱效應有隨著時間的推移大大減小預應力的量的趨勢。薄膜膜片式揚聲器的另一缺點為，它很容易受到物理損壞如刺穿，該刺穿能大大降低揚聲器的聲音質量。因此，薄膜膜片式平板型揚聲器雖然可用在空間受限制的應用場合，但是它不能令人滿意地在揚聲器的整個使用壽命期間一致地和可重復地產生高質量的聲音輸出。