扬声器以及适用于扬声器的震动组件的制作方法

本发明涉及震动组件技术领域，尤其涉及一种扬声器和一种适用于扬声器的震动组件。

背景技术：

扬声器(speaker)是一种将电子信号转换成为声音的器材，自十九世纪以来，其发展历史已经延续了一百多年。

一般而言，电动力学直接辐射式扬声器主要由一磁铁电路组件、一部分或完全位于所述磁铁电路组件内的发声线圈、以及一以机构方式附着至所述发声线圈的声音辐射振膜所组成，在大部分情形下，还包括其他支撑部件，例如振膜环(diaphragmsurround)、悬吊(spiderorsuspension)、框体等。利用交流电流流过线圈所产生的磁场与磁铁电路组件本身的磁场之间根据佛莱明定律的相互作用，线圈(发声线圈)就会产生震动，并因此带动附着部分的振膜也随之震动，再使震动传递至其它未直接附接至所述线圈的振膜区域。由于声音的传递、吸收(衰减)、以及边界反射过程与频率相关且非线性，因此声音从整个振膜区域以非常复杂的模式辐射出去，而发出声音。因此，振膜的材料、制造方式、形状等特性极大地影响了扬声器的发声质量。

例如，欧洲专利公开号ep2268058a1揭露微扬声器，用以于例如移动电话、手机、摄录像机、个人数字助理、数字相机、笔记本电脑、液晶电视、数字多功能激光视盘等微电子设备中重制声音。所述扬声器的震动系统包括一发声线圈8，嵌入一永久磁铁p与一轭件(yoke)4的内径间的沟隙中，如图1所示。一扬声器膜m结合至所述发声线圈8。所述膜m包括一厚度小于0.3mm，杨氏系数低于100mpa的弹性体，例如硅氧树脂(silicone)。所述弹性膜可利用传统黏着剂结合至线圈8。如熟习此技艺之人士所知，以紫外光硬化的黏着剂为佳，因为快速硬化对自动化制成而言是很重要的。由于前案的震动系统更包括一增硬组件16，提供于所述膜m的相对于所述发声线圈8的反侧，一般由金属或含金属复合材料等不透明材料所制成的增硬组件16可能不利于黏着剂的紫外光硬化。即使聚合物片可透光而可用于紫外光硬化制程，仍然会遭遇一些问题。例如，在聚合物表面未经预处理(引子(primer)处理或电浆处理)的情形下，所述线圈/聚合物黏着力弱，且易于剥落，尤其处于所述发声线圈所产生的热源下时更加严重。

技术实现要素：

因此，本发明实施例提出一种扬声器和一种适用于扬声器的震动组件，其包括一种可以光硬化方式附接发声线圈的硬质扬声器辐射振膜，以改善制程效率。

一方面，本发明实施例提供了一种震动组件，用于一扬声器中，所述震动组件包括：一支撑件；一振膜，响应一驱动力而震动并传递震动以进行声音辐射；一弹性膜，具有与所述振膜连接的第一部分，其可随所述振膜一起震动，并具有与所述支撑件连接的第二部分，用以定位所述振膜；以及一发声线圈，当一交流电流流过所述发声线圈中产生随时间变化的力线，且由一磁铁产生的磁力线通过所述发声线圈时，其中的交互作用可提供所述震动所需的驱动力；其中，所述振膜为一种透光刚性硬质振膜，且使用一光硬化黏着剂使所述透光刚性硬质振膜与所述发声线圈相连接。

为了达到所欲的效能，本发明的透光刚性硬质振膜较佳具有明显的uv-a穿透率，足以使所述光硬化黏着剂硬化，例如大于50％，其杨氏模数值超过50gpa，且莫氏硬度值超过5.0。

可以符合这三个物理条件的一般材料包括但不限于单晶钻石、单晶矾土(alumina；光学澄净的蓝宝石(optical-clearsapphire))、单晶氧化锆(zirconia)、多种其他材料的单晶形式氧化物或氮化物、单晶二氧化硅(silica；石英(quartz))、以及非晶相二氧化硅(玻璃)。为了成本和制成难易度的考虑，所述透光刚性硬质振膜较佳由基本上均质非晶材料所制。所述透光刚性硬质振膜例如可为玻璃片。

以下仅为举例目的加以说明，但不限制于以下的实施方式。所述透光刚性硬质振膜可为一平坦片状物、一碗型片状物、或一圆顶型片状物。或者，所述透光刚性硬质振膜可包括一向下弯曲或向上弯曲的内部部分，以及一与所述发声线圈连接的平坦的周缘部分。又或者，所述透光刚性硬质振膜的构造包括一稍微向下弯曲的内部部分，以及一向下弯曲幅度较大的周缘部分，所述周缘部分位于所述扬声器的一磁铁电路组件的外侧，其中所述磁铁电路组件包括所述的磁铁。所述弹性膜可由一软性高分子材料所制成。

又例如，所述弹性膜与所述发声线圈位于所述透光刚性硬质振膜的相对两侧，或所述透光刚性硬质振膜与所述发声线圈位于所述弹性膜的相对两侧。整个所述透光刚性硬质振膜与所述弹性膜的第一部分重叠，或者所述弹性膜的第一部分为环形，使得所述透光刚性硬质振膜有部分未被所述弹性膜的第一部分覆盖。

在一实施例中，所述震动组件更包括一辅助层，与所述透光刚性硬质振膜或所述弹性膜或两者相连接，用以增强散热功能或改善声学效能。所述辅助层例如为一铝箔、一沉积金属层或一石墨片。

另一方面，本发明提供一种声音辐射的扬声器，包括：一框体；一磁铁电路组件，用以导通磁力线；一磁铁锅，用以收纳所述磁铁电路组件，并容置于所述框体中；以及一震动组件，容置于所述框体中，并包括：一振膜，因应一驱动力而震动并传递震动以进行声音辐射；一弹性膜，具有与所述振膜连接的第一部分，其构造可随所述振膜一起震动，并具有与所述框体内表面连接的第二部分，用以定位所述振膜；以及一发声线圈，当一交流电流流过所述发声线圈中，且由一磁铁产生的磁力线通过所述发声线圈时，其中的交互作用可提供所述震动所需的驱动力。其中，所述振膜为一种透光刚性硬质振膜，且使用一光硬化黏着剂使所述透光刚性硬质振膜与所述发声线圈相连接。

在一实施例中，所述磁铁电路组件包括一位于所述发声线圈中空中心的磁铁。

在另一实施例中，所述磁铁电路组件包括一位于所述发声线圈外的磁铁。

在又一实施例中，所述磁铁电路组件包括复数个磁铁，与所述发声线圈一起位于所述磁铁锅的一环状沟槽中。

为了达到所欲的效能，本发明的透光刚性硬质振膜较佳具有明显的uv-a穿透率，足以使所述光硬化黏着剂硬化，例如大于50％，其杨氏模数值超过50gpa，且莫氏硬度值超过5.0。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为用于一扬声器中的常用震动系统的剖面示意图。

图2为本发明的一个实施例中提供的一种适用于一扬声器中的震动组件的剖面示意图。

图3为本发明的一个实施例中提供的一种包含图2所示震动组件的扬声器的剖面示意图。

图4为本发明的一个实施例中提供的一种用于图2所示震动组件中的刚性硬质振膜的剖面示意图。

图5为本发明的一个实施例中提供的一种适用于一扬声器中的震动组件的剖面示意图。

图6为本发明的一个实施例中提供的一种适用于一扬声器中的震动组件的剖面示意图。

图7a为本发明的一个实施例中提供的一种适用于一扬声器中的震动组件的剖面示意图。

图7b为本发明的一个实施例中提供的一种适用于一扬声器中的震动组件的剖面示意图。

图7c为本发明的一个实施例中提供的一种适用于一扬声器中的震动组件的剖面示意图。

图7d为本发明的一个实施例中提供的一种适用于一扬声器中的震动组件的剖面示意图。

图7e为本发明的一个实施例中提供的一种适用于一扬声器中的震动组件的剖面示意图。

图8a为本发明的一个实施例中提供的一种适用于一扬声器中的震动组件的剖面示意图。

图8b为本发明的一个实施例中提供的一种适用于一扬声器中的震动组件的剖面示意图。

图8c为本发明的一个实施例中提供的一种适用于一扬声器中的震动组件的剖面示意图。

图8d为本发明的一个实施例中提供的一种适用于一扬声器中的震动组件的剖面示意图。

图9a为本发明的一个实施例中提供的一种包含图2所示震动组件的扬声器的剖面示意图。

图9b为本发明的一个实施例中提供的一种包含图2所示震动组件的扬声器的剖面示意图。

图9c为本发明的一个实施例中提供的一种包含图2所示震动组件的扬声器的剖面示意图。

图9d为本发明的一个实施例中提供的一种包含图2所示震动组件的扬声器的剖面示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明护的范围。

如图2所示，为本发明的一个实施例提供的一种适用于扬声器的震动组件的剖面示意图，震动组件10包括一刚性硬质振膜100、一弹性膜101、一支撑件102、以及一发声线圈103。在此实施例中，刚性硬质振膜100由一可透光材质所制，而发声线圈103利用一光硬化黏着剂104固定至刚性硬质振膜100的一表面1001上。弹性膜101的一内部部分1011固着至刚性硬质振膜100的与发声线圈103所在的表面1001相反的表面1002上，且完全与刚性硬质振膜100重叠。弹性膜101另外有一自内部部分1011延伸出的周缘部分1012与支撑件102相接。

如图3所示，为本发明的一个实施例提供的一种包含上述震动组件10的扬声器的局部剖面图。除了震动组件10外，此扬声器1另外包括一磁铁锅(magneticpot)21、一永久磁铁22、一上板23、以及一框体24。磁铁锅21例如为u形钢所制，用以收纳震动组件10。永久磁铁22收纳于磁铁锅21中，并被例如刚制的上板23覆盖，且位于发声线圈103的中心位置处。震动组件10、磁铁锅21、永久磁铁22、上板23均容置于例如塑料材料制的框体24中，此框体的构造可作为让弹性膜101的周缘部分1012可以停靠的支撑件。

永久磁铁22产生磁通量105径向穿越线圈103，如图2中的箭头所示。由于来自永久磁铁2的磁通量105与电流流经线圈103所产生的磁通量之间的交互作用，包含刚性硬质振膜100、弹性膜101、以及发声线圈103的震动组件10便进行相对应的机械运动106，如图2中的箭头所示。

在此实施例中，所述弹性膜由一软性高分子材料所制，可允许一定程度的形变，并确保可回复至原来状态。刚性硬质振膜100为一玻璃薄片，可容大部分紫外光范围的光线透过，因此震动组件10可藉由uv硬化黏着剂将发声线圈103、玻璃片100与弹性膜101依序堆栈而成，藉此加速自动硬化程序。因为玻璃在一般黏着剂的热硬化温度(一般高于120℃但低于200℃)下不会永久形变也不会熔化，因此较佳可以在发声线圈与玻璃黏合时施加热，以进一步加速硬化过程。由于玻璃的高硬度特性，所述刚性硬质振膜可做成很薄的薄片，同时又能在激烈震动期间维持抗空气压差形变所需要的硬。由于玻璃振膜相对于高分子膜的热导系数高(玻璃～1w/mk相对于聚对苯二甲酸乙二酯～0.2w/mk相对于空气～0.024w/mk)，其也可作为发声线圈的热槽(heatsink)。另外，所述发声线圈和玻璃的黏合可以抵抗剪切力的剥除，因为两者都是硬质的。由于玻璃优异的声学特性，与黏着剂的边际界面较小，且可使用硬化后坚硬(hard-after-curing)型态的黏着剂，因此超出人类听力范围的超音辐射也可行。

应注意者为所述薄玻璃片仅为所述刚性硬质振膜的一个实施例，任何其他合适的透光硬质扬声器辐射振膜(优选以玻璃为基质的材料)，只要可达成上述优点，都可以用于本发明中。例如，在相同申请人所提出的美国专利申请案号15/673,554(其内容引用在此作为参考)中，提出一种以非晶相压缩外表–拉伸中心结构(amorphouscompressedskins-tensionedcorestructure)为本的振膜。参见图4，非晶相压缩外表–拉伸中心结构400的一个实施例包括上表面区域410、上过渡区域420、中心区域430、下过渡区域440以及下表面区域450。每一层均包括基本上相同的硬质均质非晶材料(hardhomogeneousamorphousmaterial)，但内应力因上表面区域410、上过渡区域420、中心区域430、下过渡区域440以及下表面区域450中的客体离子(guestion)密度分布而有变化，此内应力随着由表面延伸向下的深度而变化，当未处理玻璃片浸在高温熔融盐浴中时，因化学离子交换而创造出压缩应力层410和450，以及相对应的过度层420与440，并补偿中心430的应力，形成非晶相压缩外表–拉伸中心结构400。在一优选实施例中，透光刚性硬质振膜100在uv-a频段的穿透率超过50％，杨氏模数值(young'smodulusvalue)超过50gpa，莫氏硬度值超过5.0。

如图5所示，为本发明的另一个实施例提供的一种震动组件。在此实施例中，所述弹性膜可以采用一位于发声线圈103与透光刚性硬质振膜100间并且可透过光硬化黏着剂104而与发声线圈103良好黏合的材料所制的弹性膜30。同时，透光刚性硬质振膜100仍需要为透光硬质振膜，以与光硬化黏着剂104配合使用。

如图6所示，为本发明的又一个实施例提供的一种震动组件。在此实施例中，所述弹性膜可以采用一位于透光刚性硬质振膜100相对于发声线圈103另一侧的弹性膜40。弹性膜40为环状。换言之，弹性膜40具有一中空内部部分而部分覆盖透光刚性硬质振膜100，如此可减轻质量。

如图7a-7e所示，为本发明其他一些实施例提供的震动组件。这些实施例进一步加强透光刚性硬质振膜的刚性。在图7a所示的实施例中，所述透光刚性硬质振膜为碗型玻璃片50。为避免振膜震动时碰触或撞击，在上板52中对应透光刚性硬质振膜50碗底的位置处有一缺口或洞51。在图7b所示的实施例中，所述透光刚性硬质振膜为圆顶玻璃片53。在图7c所示的实施例中，透光刚性硬质振膜54具有一向下弯曲的主体541，以及一平坦的凸缘542，有助于与发声线圈103的黏合。在图7d所示的实施例中，透光刚性硬质振膜55具有一向上弯曲的主体551，以及一平坦的凸缘552，有助于与发声线圈103的黏合。在图7e所示的实施例中，透光刚性硬质振膜56具有一稍微向下弯曲的内部部分561，以及一向下弯曲幅度较大的周缘部分562，周缘部分562的弯曲幅度大于内部部分561的弯曲幅度，此较大幅度的向下弯曲形状对于整体扬声器厚度并没有明显影响，因为它是位在磁铁锅21外侧。同样的，如果有必要缩小整体扬声器厚度，可在上述任何透光刚性硬质振膜中提供缺口或洞。

虽然优选使用光硬化黏着剂来使透光刚性硬质振膜与发声线圈叠合，但如本案申请人在美国专利申请号15/673,554中所提出的透光刚性硬质振膜也可与其他型态的黏着剂并用。在这些实施例中，可在震动组件中额外提供一辅助层，用以增进所述震动组件的某些物理性质。例如，如图8a～8d所示，辅助层60可为一铝箔、一沉积金属层或一石墨片，其好处是可用做发声线圈103所产生的热的传热件，并具有修正声学效能的特殊效果。辅助层60可安排在多种不同位置，视实际应用与需求而定。图8a绘示辅助层60的位置在刚性硬质振膜100与发声线圈103之间；图8b绘示辅助层60的位置在刚性硬质振膜100与弹性膜101之间；图8c绘示辅助层60的位置在弹性膜40与刚性硬质振膜100之间；图8d绘示辅助层60与刚性硬质振膜100位于弹性膜101的相对两侧。在这些实施例中以一平坦的刚性硬质振膜为例来说明辅助层60的配置。在此值得一提的是，如上所述的其他构造的辅助层60也可用于达成本发明的目的。

上述实施例中所提供的各种震动组件可与多种不同型态的雌性设计一起用于扬声器中。在图9a所示的扬声器2中，使用一位于发声线圈103外侧的环状磁铁70。环状磁铁70被一环状上板71覆盖，且位于一t型轭件(t-yoke)72内,其具有一突起部721，位于中空发声线圈103内，并被一框体73所包围。磁铁70、上板71、t型轭件72的配置方式不仅是为了固定磁铁70的位置，也扮演分配磁铁70的磁力线的作用，以使发声线圈103与磁力线间的交互作用达到最优。

在图9b所示的扬声器3的实施例中，使用一包括碟型磁体762与一环型磁铁761的磁铁电路组件。所述磁铁电路组件可以一环型上板771、一碟型上板772、以及一碟型底板78所构成，其中环型磁铁761坐落于环型上板771与底板78间，且碟型磁体762坐落于上板772与底板78间。发声线圈103位于环型上板771与碟型上板772间所形成的磁性间隙中。此磁铁电路的配置可提供比图3和9a所示的简单磁铁电路配置更高的磁动力。

在图9c所示的扬声器4的实施例中，磁铁80为一环状磁铁，位于发声线圈103内侧。上板81的形状和磁铁80的环形剖面相似。磁铁80坐落于一磁铁锅82中，磁铁锅82具有一与磁铁80中空部分对齐的洞820。此种构造可减少扬声器组件的重量，并提供背气流(backair-flow)的出口。

在图9d所示的扬声器5的实施例中，使用多个磁铁83。磁铁83均位于一钢制轭件84的环状沟槽821内，和发声线圈103一样。

综上所述。本发明前述实施例通过在震动组件中使用硬质扬声器辐射振膜，尤其是透光硬质扬声器辐射振膜，可使得发声线圈的固着效能更佳，例如使用光硬化黏着剂。

值得注意的是，本发明前述实施例所使用的刚性硬质振膜、弹性膜、磁铁、上板、磁铁锅的形状、材料、位置的各种变形和替代实施例，虽然分别在不同实施例中说明，但也可由本领域技术人员加以任意组合，以达成本发明的目的。

在本申请所提供的几个实施例中，应所述理解到，所揭露的系统，装置和/或方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多路单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多路网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。