专利名称：混合扬声器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种混合扬声器，并特别涉及一种当对金属板施加高交流电压时因库仑力(电荷间的电力)出现金属板振动现象的混合扬声器。
背景技术：
通常，当利用新材料来生产扬声器，虽然扬声器本身已做得更小、更薄，但声音质量却逐渐下降。同时，电容式扬声器的声音质量却是极好的，这是其他方法所不能做到的，从而使用者可享受在专业录音室所产生的声音品质。
图1描述了电容式扬声器的一个例子。如图1所示，电容式扬声器包括固定的极板1a和1b以及振动膜2，并利用了当在金属板上施加高交流电压时由于库仑力造成的振动膜2振动的现象。
即，振动膜2和固定的极板1a和1b彼此面对面安装。在应用高电压之后形成静电场，当向调制变压器3的第一侧面提供声音信号时，电压的变化导致静电荷的变化。由此，在振动膜2与固定的极板1a、1b彼此推拉时产生声音。
利用在塑料薄膜上涂敷金属、且厚度为10-20mm的方式来制造振动膜2。因此在再现微弱声音，特别是高频带区域方面该振动膜2是有利的，并具有用单个扬声器覆盖整个音频的能力。
然而，需要大区域来再现低频。并且，由于声音压力低，振动膜2不适合于再现大的声音。即，需要附加装置来覆盖低频，并需要大面积的振动膜2来制造大功率的扬声器。
为了解决上述问题，本发明申请人拥有韩国专利申请号为No.10-2004-0018659的专利申请，其中公开了关于能输出高声压的电容式扬声器的技术，其中具有两个振动板，它们均是在高分子薄膜一个侧面上涂敷导体而制成的，将它们与极板分隔开的安装。振动板的厚度是不同的，并且向其施加交流电压，从而补偿低频带和高频带。从而，使在整个频带中的声音质量较高，并且可制造出小型的电容式扬声器。
如图2和3中所示，通过涂敷导体来形成常规的电容式扬声器，以此在高分子薄膜220的一个表面上形成电极，该扬声器还包括下部振动板200和上部振动板600，每一个均具有在涂敷表面240上形成的用于连接电极并保持高分子薄膜220形状的环260，极板400位于下部和上部振动板200、600之间，并与它们分隔了一段预定距离，且在其外圆周上具有突出物420和从该突出物420垂直延伸的连接部分440，连接到上部振动板600的环上的电连接部件700，电连接到上述连接部分440及电连接部件700上并向下部振动板200、上部振动板600以及极板400施加外部交流电压的PCB 800，具有向外形成的突出部分120的绝缘体100，此处形成了用于容纳突出物420的容纳槽140，并在其中心形成有容纳孔160，此处将下部振动板200、上部振动板600、极板400和连接部件700容纳到其中，在其前表面上形成用于容纳和固定上述部分、并具有声压排出孔920的外壳900。
在上述结构中，以下部和上部振动板200、600与极板400为相反极性向跟外部相连的PCB 800施加交流电压时，交流电压会施加到下部和上部振动板200、600以及极板400上。由此，振动板的涂敷表面240和极板400的相反极性振动板会发生振动，从而产生声压。通过形成在外壳900中的声压排出孔920来排出声压从而产生声音。
下部振动板200和上部振动板600的厚度可以是不同的，以补偿低频带和高频带。由此，可解决上述使常规电容式扬声器不能小型化的两个减少低频带及低功率问题。
然而，由于需要下部振动板200和上部振动板600，并且为了使两个振动板与PCB形成电连接需要复杂结构的极板400及绝缘体100，因此限制了电容式扬声器尺寸的小型化。
再有，另外还需要用于驱动电容式扬声器的驱动电路以及用于输出高阻抗的匹配变压器，从而音频设备的电路变得复杂并由此提高其价格。
发明内容
技术问题为了解决上述和/或其他问题，本发明提供一种混合扬声器，其通过利用单个振动板而具有简单结构，并能通过形成有气凝胶层的振动板减振作用补偿低频带，从而改进了低频范围内的声音质量。
并且，本发明提供一种混合扬声器，无需附加匹配变压器或驱动电路就可产生足以驱动混合扬声器的声压，从而使音频设备电路构造简化并且降低了价格。
以下将描述本发明其他目的和优点，并通过本发明实施例进行说明。而且，通过在附随的权利要求中所示的方法及组合可实现本发明的目的和优点。
技术解决方案根据本发明的一个方面，混合扬声器包括，具有通过在高分子薄膜一表面上涂敷导电材料而形成电极的导电涂层以及通过在高分子薄膜另一表面上涂敷气凝胶而形成的气凝胶层的振动膜，与振动膜形成相反的极性并通过压电效应产生声压的设置在振动膜表面上的压电元件，电连接到振动膜和压电元件上并应用外部交流电压的PCB，设置在与压电元件相对的振动膜另一表面上的第一绝缘体，以及容纳并固定上述构成要件且在表面上具有声音排出孔的外壳。
将参考附图对本发明的实施例进行描述。在描述前，在本说明书和权利要求中使用的术语和词语不应解释为典型的或如字典中的含义，而应解释成基于原理的与本发明概念相匹配的含义和概念，在原理中发明者可适当地限定术语的含义从而用最好的方式描述其发明。
从而，在本发明中描述的实施例及附图中所示的结构仅仅是本发明的优选实施例，并不代表本发明的所有技术概念。可以理解的是，多种同等改变可替代基于本发明的实施例。
有益效果根据本发明，通过利用一个振动膜来简化扬声器的结构。并通过形成有气凝胶层的振动膜减振作用来补偿低频带，且改进低频带中的声音质量。
并且，无需附加匹配变压器或驱动电路就可产生足以驱动混合扬声器的声压，从而简化了音频设备的电路结构，降低了成本。
图1是用于解释常规电容式扬声器原理的图；图2和3分别是常规电容式扬声器的分解透视图和组装的横截面图；图4是根据本发明实施例的混合扬声器的分解透视图；图5是图4中混合扬声器处于组装状态的横界面图；和图6是描绘图4中振动板构造的图。
具体实施例方式
参考图4和5，根据本发明实施例的混合扬声器包括第一绝缘体10，振动膜20，压电元件30，片簧40，PCB 50，外壳60，和第二绝缘体70。
如图6中所示，在振动膜20中，在高分子薄膜22的表面上涂敷了用于形成电极的导电材料，从而形成导电涂层24。用于连接电极并保持高分子薄膜22形状的导电环26形成在邻近于导电涂层24的外圆周部分。在高分子薄膜22的另一面上涂敷气凝胶，从而形成气凝胶层28。
气凝胶是低密度材料，呈现出如低导热性，低折射率，以及高比表面积和多孔性的物理特性，其可以是二氧化硅，碳或间苯二酚-甲醛。
本发明所应用的二氧化硅气凝胶具有比石英玻璃低四倍的弹性，具有低于空气中声音传播速度的声速c，其声音传播速度为100m/sec。并且，由于二氧化硅气凝胶的密度p相当低，为0.003g/cm3，仅仅等于空气密度的3倍，声阻抗为Z＝ρ是用密度与声速相乘得出的，得出结果相当低。
由此，通过涂敷具有低声阻抗的气凝胶，而防止在高分子薄膜22上出现电流流动，可用单个振动膜20通过由于气凝胶频率传输特性所造成的减振作用来补偿低频带。
下面，参看图4和5，将压电元件30设在振动膜20上。片簧40设在压电元件30上，使得与形成在PCB 50下表面上的图案相连接。
压电元件30利用了当接收压力时而产生出电压的压电效应。将声音信号转换为电流提供时，根据该电流产生振动(声压)。
压电元件30是通过在如晶体或陶瓷的压电装置34表面上附着有如黄铜板的铜板32，并在其另一表面上涂敷电极材料以形成电极层36来形成。
电极层36上，设有如磷青铜的导电的片簧40，从而向压电元件30提供PCB 50的电流。
片簧40具有环形形状，其中从下表面42向其内部的上方突出的多个接触突出物44彼此相对布置。下表面42和接触突出物44分别与电极层36和PCB 50接触。
具有环形形状、在其中心部分形成有一空间的片簧40，使得在振动膜20和压电元件30振动时产生声压，并将其排出，从而使振动平稳。
在图4和5中所示，设在振动膜20下表面上的第一绝缘体10具有在其中心部分形成有一空间的环形形状。设在压电元件30上表面上的第二绝缘体70具有在其中心部分形成有一空间的环形形状。片簧40容纳在第二绝缘体70的空间内。
PCB 50连接到外部，并在其上表面和下表面的形成不同的图案。形成在PCB 50上、下表面上的图案分别连接到振动膜20和压电元件30上。即，振动膜20的导电环26与导电外壳60接触。外壳60的弯曲部分64电连接到PCB 50的上表面上，从而使压电元件30通过导电的片簧40电连接到PCB 50的下表面上。
根据前述电连接，可将交流电压施加到压电元件30和振动膜20上。
外壳60是由例如铝的导电金属材料注模而成，并在其下表面上形成有多个声音排出孔62。在上述所有部分容纳到外壳60的状态下，使外壳60的上部向内弯曲，从而组装后的部分不会在其中移动，由此制造混合扬声器。
在已组装好的状态下，以振动膜20和压电元件30为相反极性向连接到外部的PCB 50施加交流电压时，该交流电压会施加到振动膜20和压电元件30，根据图1所解释的原理，振动膜20的导电涂层24和压电元件30的压电装置34产生振动，从而产生声压。片簧40上下振动，通过形成在外壳60中的声音排出孔62排出声压，由此产生声音。
在此情况下，利用振动膜20中高分子薄膜22上涂敷的气凝胶的频率传输特性来补偿低频带。
由此，通过利用单个振动膜20可改进低频带中的声音质量。并且，由于仅有一个振动膜20电连接到PCB 50上，从而无需复杂结构。由此，可制造出小型的混合扬声器，并易于大量生产制造。
此外，由于压电元件30产生了足以驱动混合扬声器的声压，因此无需附加的匹配变压器或驱动电路，从而简化音频设备的电路结构。
工业应用根据本发明的混合扬声器可用在扬声器制造领域。虽然参考其优选实施例已具体表示和描述了本发明，但本领域技术人员将可理解的是，在不违背如所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可在形式和细节上进行各种改变。
权利要求
1.一种混合扬声器，包括振动膜，具有在高分子薄膜一表面上通过涂敷导电材料而形成电极的导电涂层，以及具有通过在高分子薄膜另一表面上涂敷气凝胶而形成的气凝胶层；压电元件，设在振动膜的表面上，与振动膜形成相反的极性，并利用压电效应产生声压；PCB，电连接到振动膜和压电元件上，并应用外部交流电压；第一绝缘体，设在与压电元件相对的振动膜的另一表面上；和外壳，容纳并固定上述构成要件，并在其表面具有声音排出孔。
2.根据权利要求1所述的混合扬声器，其特征在于，在导电涂层上形成用于连接电极并保持高分子薄膜形状的导电环与外壳接触。
3.根据权利要求2所述的混合扬声器，其特征在于，外壳的上部是向内弯曲的，从而将构成要件固定在外壳内。
4.根据权利要求3所述的混合扬声器，其特征在于，由于外壳中的弯曲部分与PCB接触，从而导电环通过外壳电连接到PCB上。
5.根据权利要求1所述的混合扬声器，其特征在于，其中压电元件与PCB通过位于其之间的导电片簧电连接。
6.根据权利要求5所述的混合扬声器，其特征在于，片簧具有环形形状，并包括多个从下表面向内侧上表面突出的、彼此面对面的接触突出物，并且片簧的下表面和接触突出物分别与压电元件和PCB相接触。
7.根据权利要求5或6所述的混合扬声器，其特征在于，在其中心部分形成一空间的环形形状的第二绝缘体位于压电元件和PCB之间，片簧容纳在第二绝缘体的空间之内并受到保护。
8.根据权利要求1所述的混合扬声器，其特征在于，第一绝缘体具有环形形状，在其中心部分具有一空间。
全文摘要
提供一种混合扬声器，包括振动膜，具有在高分子薄膜一表面上通过涂敷导电材料而形成电极的导电涂层，以及具有通过在高分子薄膜另一表面上涂敷气凝胶而形成的气凝胶层；压电元件，设在振动膜的表面上，形成与振动膜相反的极性，并利用压电效应产生声压；PCB，电连接到振动膜和压电元件上，并应用外部交流电压；第一绝缘体，设在与压电元件相对的振动膜的另一表面上；和外壳，容纳并固定上述构成要件且在其表面具有声音排出孔。
文档编号H04R19/00GK101061749SQ200480044437
公开日2007年10月24日 申请日期2004年12月21日 优先权日2004年11月18日
发明者黄庆焕 申请人:黄庆焕