扬声器组件及电子设备的制作方法

文档序号:15546645发布日期:2018-09-28 21:01阅读:108来源:国知局

本申请涉及扬声器技术领域,特别是涉及一种扬声器组件及电子设备。



背景技术:

扬声器又称“喇叭”,是一种把电信号转变为声信号的换能器件,常见于发声的电子电气设备。在稳定的磁场中、变化的音频信号流过音圈做切割磁感线运动、从而带动振膜向前后辐射出声音。

为了迎合用户的使用需求,电子电气设备的轻薄化成为当前发展的趋势。然而,本申请的发明人在长期的研发过程中发现,现有技术中的轻薄型扬声器只是缩小扬声器的尺寸、或减薄扬声器的材料,而声音的传播方式并没有发生改变,这样会使得扬声器在传播振膜振动所发出的声音时,空间利用率低,尤其是在轻薄型的扬声器中,音质会受到较大影响,从而影响用户使用。



技术实现要素:

本申请主要解决的技术问题是提供一种扬声器组件及电子设备,能够使得振膜振动产生的声音由扬声器支架四周辐射,从而提高扬声器支架四周的空间利用率。

为解决上述技术问题,本申请采用的一个技术方案是:提供一种扬声器组件,所述扬声器组件用于电子设备,所述扬声器组件包括:扬扬声器激励系统,包括扬声器磁路结构、扬声器振动结构,所述扬声器振动结构包括振膜,所述扬声器磁路结构用于接收音频信号,并根据所述音频信号驱动所述扬声器振动结构振动,并进一步带动所述振膜产生振动;扬声器支架,设置在所述扬声器磁路结构背离所述扬声器振动结构的一侧,用于固定所述扬声器激励系统,所述扬声器支架包括顶面和侧面,其中,所述顶面背离所述扬声器激励系统设置,贯通所述顶面和所述侧面设置有对应所述振膜的位置的通孔,以使得所述振膜振动发出的声音能够通过所述通孔向所述扬声器支架的四周辐射。

为解决上述技术问题,本申请采用的另一个技术方案是:提供一种电子设备,所述电子设备包括上述的扬声器组件。

本申请的有益效果是:区别于现有技术的情况,本申请扬声器组件中的扬声器支架,贯通顶面和侧面设置有对应振膜的位置的通孔,从而使得振膜振动发出的声音能够通过通孔向四周辐射,而现有技术中扬声器支架仅在顶面设置通孔,从而使得振膜振动发出的声音仅能够沿振膜垂直方向传播,与现有技术中相比,得振膜振动产生的声音由扬声器支架四周辐射,从而提高扬声器支架四周的空间利用率,而无需通过增大扬声器支架垂直方向的空间来提升音质,从而能够适当减小扬声器组件在垂直方向的距离,进而能够在降低扬声器组件的厚度的同时不影响扬声器组件的音质。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,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申请的一些实施例,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。其中:

图1是现有技术中扬声器组件的爆炸结构示意图;

图2是现有技术中扬声器组件的截面示意图

图3是本申请扬声器组件一实施方式的爆炸结构示意图;

图4是本申请扬声器组件一实施方式的截面示意图;

图5是本申请扬声器组件另一实施方式的爆炸结构示意图;

图6是本申请扬声器组件又一实施方式的结构示意图;

图7是本申请执法记录仪一实施方式的结构示意图;

图8是声学性能测试中本申请扬声器组件与现有技术中扬声器组件的频响曲线对比图;

图9是声学性能测试中本申请扬声器组件与现有技术中扬声器组件的失真曲线对比图;

图10是声学性能测试中本申请扬声器组件与现有技术中扬声器组件的阻抗曲线对比图;

图11是散热性能测试中本申请执法记录仪的仿真结果图;

图12是散热性能测试中现有技术中执法记录仪的仿真结果图。

具体实施方式

在详述本申请之前,先介绍一下与本申请相关的现有技术。

现有技术中的超薄型扬声器组件通常包括金属上盖、金属下盖、扬声器激励系统、扬声器支架等。

请一并参阅图1和图2,图1是现有技术中扬声器组件的爆炸结构示意图,图2是现有技术中扬声器组件的截面示意图。

其中,现有技术的扬声器组件中,振膜11振动所发出的声音沿垂直出音孔12方向发出,这是因为,出音孔12设置在扬声器支架13背离振膜11的顶面上,而扬声器支架13的侧面均被包围,受扬声器支架13的约束,振膜11振动产生的声音仅能够沿着出音孔12由扬声器支架13顶面的方向发出,从而形成垂直出音孔12方向传递的声音。而由于电子设备中在沿扬声器发出声音的方向上垂直设置有印刷电路板21,从而会使得声音在传播至印刷电路板21时,受到印刷电路板21的阻挡而使得一部分声音发生垂直反射,从而一方面因为部分声音发生反射而无法传出,从而引起声音损耗,降低音量,另一方面反射的声音会重新返回至振膜11,从而使振膜11受反射回的声音的振动,影响振膜11的原有的振动,发出杂音,进而影响扬声器的音质。反过来说,若要保证扬声器的音质良好,则需要增大振膜11与电子设备中印刷电路板21之间的垂直距离,从而增大扬声器实际占用的空间,空间利用率低,不利于扬声器、电子设备的轻薄化。

其次,现有技术中主要通过对扬声器组件缩小尺寸、减薄材质来实现扬声器组件的轻薄化,而由于对扬声器组件材质进行减薄后,扬声器组件的整体重量会减轻,从而使得稳定性变差。尤其是现有技术中的有些扬声器组件的出音孔12较小,振膜11振动引起的空气流动较为集中,集中的气流振动时会引起扬声器支架13的振动,另外振膜11振动引起的空气流直接沿垂直振膜方向击打在印刷电路板21上从而进一步引起振动,同时,打在印刷电路板21上后会再返回击打在振膜11上,从而引起振膜11的意外振动。在扬声器组件的材质较薄时,上述振动尤为激烈,甚至在调大音量时便会引起振动,影响用户使用。

由于扬声器组件的尺寸缩小,声阻增大,声功率降低,从而导致产热增高,且小尺寸不利于扬声器组件散热,共同作用下会导致音圈14的温度升高,严重影响产品的可靠性。为解决上述技术问题,现有技术中进一步通过设置金属上盖、金属下盖增大导热面积,以提高扬声器的散热效率,然而这样显然会反过来增大扬声器组件的整体厚度,不利于产品的轻薄化发展。

下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分实施例,而不是全部实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

请一并参阅图3、图4,图3是本申请扬声器组件一实施方式的爆炸结构示意图,图4是本申请扬声器组件一实施方式的截面示意图。其中,本申请实施方式中的扬声器组件可以是电子设备如执法记录仪、对讲机、手机(如三防手机)、平板电脑等中的扬声器组件。该扬声器组件包括:扬声器激励系统31及扬声器支架32。

其中,扬声器激励系统31为扬声器组件的核心,用于将电能转化为声音。具体地,扬声器激励系统31包括扬声器磁路结构311及扬声器振动结构312,其中,扬声器振动结构312包括振膜3121,扬声器磁路结构311用于接收音频信号,并根据接收到的音频信号驱动扬声器振动结构312振动,并进一步带动振膜3121产生振动。

扬声器支架32设置在扬声器磁路结构311背离扬声器振动结构312的一侧,用于固定支撑扬声器激励系统31。具体地,振膜3121朝向扬声器支架32的一侧的边缘部分贴附在扬声器支架32的边缘处,需要指出的是,振膜3121与扬声器支架32贴附后并不影响振膜3121的振动,仅仅是将振膜3121进行固定。

其中,扬声器支架32可以为金属材质,如铝等,或者无需额外设置扬声器支架32,直接利用电子设备的印刷电路板,或电子设备的壳体等作为扬声器支架32。

进一步,扬声器支架32包括顶面321和侧面322,其中,顶面321背离扬声器激励系统31设置,贯通顶面321和侧面322设置有对应振膜3121的位置的通孔323,以使得振膜3121振动发出的声音能够通过通孔323向四周辐射。

现有技术中,如图1所示,仅在扬声器支架13的顶面设置设置通孔12,振膜11振动所产生的声音仅能够沿垂直于出音孔12的方向发出,这样使得扬声器支架13顶面受到遮挡时,声音便不能很好得够传出,从而必须要求扬声器支架13顶面的上方有足够的空间才能够实现声音的传播。而本实施方式中,在扬声器支架32的侧面也设置为镂空的通孔323,这样能够使得振膜3121振动发出的声音在侧边无遮挡,从而能够从扬声器支架32的侧边辐射出来,从而即便是振膜3121上方有遮挡,声音仍然能够传出,从而能够大大提高空间利用率。另外,由于本申请中的声音能够利用扬声器支架32上的通孔向四周辐射,从而能够充分利用扬声器支架32四周的空间,而无需通过扬声器支架32垂直方向的空间,从而能够适当减小扬声器组件在垂直方向的距离,进而能够在降低扬声器组件的厚度的同时不影响扬声器组件的音质。另外,本实施方式中振膜3121振动发出的声音较为分散,在声音产生的源头处便能够得到均衡得释放,而不会集中朝垂直于扬声器支架32的方向传播,从而能够大大减少声音在发出后由于撞击到扬声器支架32外部电子设备的内部部件(如主板电路板)而反弹的情况发生,进而一方面降低对声音的损耗,提高声音的转化率,另一方面减少声音反弹回来击打振膜3121从而影响振膜3121振动,能够大大降低对扬声器音质的影响。

具体地,扬声器支架32上的通孔323的形状和数量不做具体限定。在一个应用场景中两个沿扬声器支架32边沿相对设置的半环形通孔323,在两个半环形通孔323之间的相对空间中进一步设置两个相对的矩形通孔323,或倒圆角的矩形通孔323,具体如图3所示。在另一个应用场景中,请参阅图5,可将上一应用场景中的倒圆角的矩形通孔323对应的扬声器支架32的侧面也贯通。在又一个应用场景中,请参阅图6,可在扬声器支架32的顶面321和侧面322均匀设置5个贯通的通孔。

其中,在一实施方式中,请继续参阅图3,扬声器组件还包括散热上盖33,散热上盖33设置在扬声器激励系统31背离扬声器支架32的一侧,并与扬声器支架32连接,以使得扬声器支架32能够通过散热上盖33传导热量。

具体地,散热上盖33对应振膜3121设有第一容置孔331,振膜3121的边缘连接设置在第一容置孔331的边缘上,第一容置孔331的边缘沿背离扬声器支架32的方向凹陷形成台阶状,振膜3121的边缘连接设置在第一容置孔331的台阶状的边缘上,扬声器支架32的边缘至少部分容置于台阶状的边缘内,以扣合散热上盖33,使得扬声器激励系统31容置于扬声器支架32与散热上盖33之间。

扬声器激励系统31在工作时会有部分的电能转化为热量,从而传递给扬声器支架32,本实施方式中,将扬声器支架32与散热上盖33进一步连接,从而能够将热量进一步导出至散热上盖33,以提高扬声器组件的散热效率。当然,容易理解地,对于本申请中的扬声器组件来说,散热上盖33并不一定是必须的,在扬声器组件本身散热性能良好时,可以不用设置散热上盖33。

需要指出的是,本实施方式中的散热上盖33可以为金属材质,如铝等,或者无需额外设置散热上盖33,而直接利用电子设备的印刷电路板作为散热上盖31。

在一个应用场景中,散热上盖33为电子设备的散热件,扬声器支架32与散热上盖33连接,以使得扬声器组件通过电子设备的散热件散热。还可进一步连接电子设备中的其它部件,为电子设备中的其它部件进行散热。这样能够使得在电子设备中的一个部件如扬声器组件工作产热时,能够通过该散热平台,并进一步通过电子设备内的其它部件进行散热,从而增大散热面积,降低由于部分部件长时间工作而造成的热量较为集中的情况发生,有利于电子设备内部热量的均衡。进一步地,现有技术中,通过设置散热上盖和扬声器下盖来增大扬声器组件的散热面积,从而提高扬声器的散热效率,而本实施方式中则无需额外设置扬声器下盖即可实现扬声器组件的良好散热,从而进一步降低扬声器组件的厚度,使得扬声器组件更加轻薄。

进一步地,在一实施方式中,扬声器磁路结构311包括上极板3111、磁钢3112,扬声器振动结构312还进一步包括音圈3122、音圈线3123,扬声器组件31进一步包括端子板34。

其中,端子板34固定音圈3122,以及接收音频信号,并将音频信号传递至扬声器激励系统31,以进一步转化为声音。当音频信号通过处于磁场中的音圈3123时,根据佛来明左手定则,音圈3123就会随着电流的大小和方向受力运动,推动与音圈3123连在一起的振膜3121振动并向内外辐射声音。

具体地,音圈3122背离扬声器支架21的一侧连接振膜3121,上极板3111、磁钢3112依次设置在音圈3122靠近扬声器支架32的一侧,音圈线3123一端连接音圈3122,另一端连接端子板34,以使得音圈3122通过音圈线3123接收端子板34传递的音频信号。

其中,音频信号具体是电信号,由端子板34接收该电信号,在端子板34接收到电信号后,通过音圈线3123将其传递给音圈3122、上极板3111以及磁钢3112,使得磁钢3112切割磁感线带动音圈3122运动。

进一步,音圈3122的一侧连接振膜3121,具体可以将振膜3121贴附在音圈3122的一侧,使得在音圈3122运动时能够带动振膜3121随其振动。

扬声器磁路结构311可设置在扬声器支架32朝向散热上盖31的一侧,具体可通过将磁钢3112贴附在扬声器支架32的朝向散热上盖31的一侧。在一个应用场景中,扬声器支架32朝向散热上盖31的一侧上设置一能够容置部分扬声器磁路结构311的凹槽,此时,可将扬声器磁路结构311的一侧面贴合在扬声器支架32的朝向散热上盖31的一侧所形成的凹槽中。以此使得振膜3121和扬声器磁路结构311固定在扬声器支架32和散热上盖31之间。

其中,本申请一实施方式中,散热上盖33对应端子板34设置有第二容置孔332,端子板34容置于第二容置孔332内。请参阅图1,现有技术中,端子板15堆叠设置在扬声器支架13上,这样首先会占用扬声器支架13的一部分空间,从而进一步减小声音的后泄面积,增大声阻,降低声音的转化率;其次,端子板15的堆叠设置会在一定程度上增大扬声器组件所占用的高度空间;再次,端子板15堆叠设置在扬声器支架13上,从而使得连接端子板15和音圈14之间的音圈线悬空设置,从而在音圈14产生振动时,通过音圈线拉扯端子板15,从而不利于扬声器组件整体结构的稳定性。而本实施方式中,请继续参阅图3,将端子板34设置在散热上盖31的一侧的第二容置孔332内,首先不占用扬声器支架32的位置,从而相对于现有技术能够增大声音的后泄面积,减小声阻;其次,由于端子板34设置在散热上盖31一侧的位置,从而不会增加扬声器组件的垂直高度,从而使得扬声器组件能够更加轻薄;再次,由于端子板34设置在散热上盖31一侧的位置,从而使得连接端子板34与音圈3122之间的音圈线3123能够贴合振膜形成支撑,从而减少音圈线3123与端子板34之间的拉扯,提高扬声器组件的稳定性。

当然,端子板34也不限定于设置在散热上盖31上,例如,请参阅图5,扬声器支架32对应端子板34设置有第三容置孔324,端子板34容置于第三容置孔324内。此时也不会影响扬声器的厚度,以及振膜3121振动的后泄面积。

另外,需要指出的是,请参阅图2,现有技术中,扬声器组件中还设置有垫圈以及扬声器支架13上对应设置有包围垫圈16的围环131。现有技术中,振膜11夹持在垫圈16与扬声器支架13的围环131之间,以将振膜11的边缘固定在扬声器支架13上。继续参阅图3、图4,本申请中省去垫圈和围环,使得振膜3121的边缘与扬声器支架32的边缘直接设置在一起,如粘接在一起,通过这种方式,一方面能够更进一步降低扬声器组件的厚度,具体地,根据当前市场上执法记录仪中零部件的尺寸,当前同等音质的要求下,本申请中扬声器组件可降低1.5mm,其中,省去围环减薄0.7mm,省去垫圈减薄0.8mm;另一方面,由于将振膜3121与扬声器支架32直接粘接在一起,从而能够在一定程度上提高扬声器组件的可靠性。

另外,需要进一步指出的是,由于本申请中的扬声器组件的声音辐射方向由原来的垂直方向变为横向四周辐射,提升空间利用率,同等音质的要求下,可进一步降低1mm的电子设备的高度,也就是说,电子设备整体能够降低2.5mm的高度。

请参阅图7,图7是本申请电子设备一实施方式的结构示意图,本申请电子设备包括上述本申请扬声器组件实施方式中的扬声器组件。

其中,本实施方式中的电子设备可以为执法记录仪、对讲机、手机(如三防手机)、平板电脑、Mp3等,执法记录仪中的扬声器组件与上述实施方式中的相同,具体请参见上述实施方式,此处不再赘述。

下面以执法记录仪为例分别进行声学性能以及散热性能的测试。

一、分别将本申请中以及现有技术中的执法记录仪放入半消声室中进行测试,测试条件为:温度:15℃至35℃;相对湿度:20%至75%。具体测试结果请分别参阅图8、图9、图10,图8、图9、图10分别是本申请中的扬声器组件和现有技术中的扬声器组件的频响曲线对比图、失真曲线对比图和阻抗曲线对比图。其中,虚线对应于本申请中的扬声器组件,实现对应于现有技术中的扬声器组件。

由上述曲线图可以看出,本申请中的扬声器组件相对于现有技术中的来说,低频频响值有2.5dB的提升,F0也下沉100Hz,声音更大更浑厚。因此,本申请中的扬声器组件能够提高气流的均匀性、减少声阻,提高扬声器组件中音腔的利用率,从而能够使得扬声器组件能够在音量较大的同时实现更好的低频效果。

二、分别对本申请中的执法记录仪与现有技术中的执法记录仪进行散热性能测试。

(1)分别对本申请中的执法记录仪与现有技术中的执法记录仪进行仿真测试,具体的测试结果请分别参阅图11(原图为彩图)和图12(原图为彩图)。

(2)进一步通过红外温度扫描,确定产品表面温度分布,设置温度测试点以及测试结果如下面表1所示。

表1

从图11、图12以及上表1中均能够看出,本申请中的执法记录仪在仿真测试时各个部件的温度明显普遍更低。产品表面的温度降低约1~3℃,内部芯片降低约2-6℃。

以上仅为本申请的实施方式,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。

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