本發明屬于揚聲器技術領域,涉及一種平面振膜揚聲器及耳機。
背景技術:
目前常用的耳機根據其發聲原理不同,主要分為動圈式耳機、動鐵式耳機和靜電(電容)式耳機。
動圈式耳機是現在最普遍的耳機形式,它是將線圈固定在振膜上,置于由永磁鐵產生的固定磁場中,信號經過線圈切割磁力線,從而帶動振膜一起振動發聲。其優點是:制作相對容易,線性好、失真小、頻響寬;缺點是:由于耳機中動圈單元的面積較大,并且在發聲的過程中需要較多的空間和空氣參與振動,因此無法有效控制漏音現象。
動鐵式耳機利用電磁鐵產生交變磁場,振動部分由一個鐵片懸浮在電磁鐵前方,信號經過電磁鐵時使電磁鐵磁場發生變化,從而使鐵片振動發聲。其優點是:使用壽命長、效率高;缺點是:失真大,頻響窄,常用于早期的電話機聽筒。
靜電(電容)式耳機的原理是振膜處于變化的電場中,振膜極薄,可以精確到微米級,由高直流電壓極化,極化所需的電能由交流電轉化或電池供的。振膜懸掛在由兩塊固定的金屬板(定子)形成的靜電場中,當音頻信號加載到定子上時,靜電場發生變化,驅動振膜振動,在電場力的驅動下帶動振膜發聲。單定子也可以驅動振膜,但相比較之下,雙定子的推挽形式失真更小。由于振膜輕薄,靜電耳機的音質天生偏向輕盈透明,表現低頻、聲音的厚重和密度感就稍有遜色。
為獲得更好的音質,現有技術中出現了平面振膜技術。比如市面上較為流行的oppopm系列磁振平膜耳機,以該耳機為例,其采用了平面振膜驅動單元,優勝于市場上絕大部分采用其他驅動單元的耳機。它的聲音是通過一張很薄很輕的振膜由平衡振動而產生的,它的磁場系統與導線對稱分布設計,振膜均勻推動,因而耳機能夠達到最大程度的靈敏度與一致性。正是由于振膜的穩定性和線性活塞式振動,才能得以保證達到最低的失真、更高的一致性和極高的分析力。oppopm系列耳機最獨特之處是運用了雙面螺旋增壓音圈設計,充份解決振膜因物理屬性而帶來的影響。因此,能夠100%地利用導體,達到更高的利用效率,并且線圈平面分布,不會像動圈耳機那樣因為電感的作用而產生互調失真。
但是,發明人在實現本發明的過程中發現,現有技術中的磁振平膜耳機也存在一定的缺陷:典型地,同樣的外形體積,實際平面音圈面積圓形和方形的比較,方形的發聲面積大于圓形的實際面積0.5-2倍;圓形殼體中心需要一個半球形的導聲裝置去修補中心聲壓擾流失真問題;雙面的鋁箔在薄膜兩側需要進行導通連接兩面的鋁箔,兩面的鋁箔都是納米級材料,非常薄,制造工藝比較復雜,生產時不良率偏高,增加單個成本。
技術實現要素:
(一)發明目的
針對現有技術的上述缺陷,本發明所要解決的技術問題是:如何以低成本提升平面振膜揚聲器及耳機的音質,實現其失真度低、高頻響應全面、解析力高、成本低。
(二)技術方案
為了解決上述技術問題,本發明提供一種平面振膜揚聲器,其包括振動系統和磁路系統;其中,
所述振動系統2包括相互貼合的平面振膜和平面音圈;
所述磁路系統包括位于所述振動系統一側的磁組4;
所述磁路系統還包括導磁組6,所述導磁組6位于所述磁組4背對所述振動系統的一側。
優選地,所述導磁組6為長條狀分立式布置形成的條狀陣列、或者片狀分立式布置形成的片狀陣列、或者完整的整塊導磁片、或者多塊拼接形成的導磁片。
優選地,所述導磁組6和所述磁組4對應布置,兩者的寬度和位置分別對應。
優選地,所述平面振膜揚聲器中:所述導磁組6整體的邊緣大于所述磁組4整體的邊緣。
優選地,所述磁組4為由分立式的磁條布置形成的條狀陣列磁組。
優選地,所述磁組4的條狀陣列磁組中包括3-15根磁條。
優選地,所述磁組4的條狀陣列磁組中包括6-9根磁條。
優選地,所述磁組4的條狀陣列磁組中包括7或8根磁條。
優選地,所述平面音圈為帶有電路布局的薄膜。
優選地,所述薄膜為由導電薄膜制成的薄膜電路。
優選地,所述電路布局與所述磁路系統的形狀相適應。
優選地,所述磁路系統還包括磁組支撐板1,所述磁組4和所述導磁組6安裝在所述磁組支撐板1的安裝槽內。
優選地,所述導磁組6和所述磁組支撐板1為一次壓鑄成型物。
優選地,所述振動系統還包括振膜支撐板22;其中,
所述振膜支撐板22的一側貼合所述平面振膜;所述振膜支撐板22、所述平面振膜和所述平面音圈層疊布置,形成平面振動膜片組,其上開有通孔。
本發明還提供了一種耳機,其包括上述任一項所述的平面振膜揚聲器。
(三)有益效果
上述技術方案所提供的平面振膜揚聲器及耳機,采用導磁組配合磁組的磁路,保證磁組中磁鐵的磁通最大化應用在磁場中,防止磁外露,在控制體積的同時提高了磁組的驅動效果,有效提升了音質。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案,下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖是本發明的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明一個實施例中平面振膜揚聲器剖面結構示意圖。
圖中,1-磁組支撐板;2-振動系統;22-振膜支撐板;4-磁組;6-導磁組。
具體實施方式
為使本發明的目的、內容、和優點更加清楚,下面結合附圖和實施例,對本發明的具體實施方式作進一步詳細描述。
現有技術中的平面振膜揚聲器,比如oppopm系列耳機,采用了雙面螺旋增壓音圈,雖然在一定程度上實現了振膜的平面化,達到了較為合理的音質,但其制造工藝復雜,良品率低,且實際發聲效果也并不理想,產品受到了諸多限制。為了獲得一種失真度低、高頻響應全面、解析力高、成本低的耳機,本發明一個實施例中首先提供一種平面振膜揚聲器,再一個實施例中進一步提供一種耳機,通過導磁組配合磁組的磁路系統,在有限的空間內獲得了飽和的磁路,從而可大幅提升平面振膜的音質。具體地,本發明實施例中的方案如下。
實施例1
在本發明的一個實施例中,平面振膜揚聲器包括振動系統和磁路系統。參照圖1所示,振動系統2包括相互貼合的平面振膜和平面音圈;磁路系統包括位于所述振動系統一側的磁組,所述磁路系統還包括導磁組6,所述導磁組6位于磁組4背面一側,進行防磁導通。本發明實施例中的平面振膜揚聲器,通過在所述振動系統輸入變化的音頻電流,產生電磁場,隨后在所述磁路系統的磁力的作用中上下運動,產生聲音信號。
在本發明的實施例中,磁組4為由分立式的磁條布置形成的條狀陣列磁組。由于相對于整片的磁板來說,磁條的體積更小,制造工藝簡單,充磁難度低,充磁的磁性更均勻可控,良品率高且無需二次加工開口,因可大幅降低產品的生產難度和成本,實現大規模批量化的生產,推動平面振膜設備的普及。
可選地,磁組4可由3-15根磁條布置形成,磁條可以為長方形條狀磁條;優選6-9根,以7根或8根為最佳,在常規尺寸耳機所使用揚聲器的環境下,獲得低成本與飽和磁路的雙贏效果。
本實施例中,導磁組6可以為長條狀分立式布置形成的條狀陣列、或者片狀分立式布置形成的片狀陣列、或者完整的整塊導磁片、或者多塊拼接形成的導磁片;導磁組6選用金屬、合金、硅、碳、石墨、石墨烯、陶瓷和復合材料中的一種或多種制成,由此實現對磁組4進行防磁導通,保證磁組4中磁鐵的磁通最大化應用在磁場中,防止磁外露。優選地,導磁組6的材料為鐵。
當然,在本發明的某些可選實施例中,導磁組也可為完整的片狀物(即導磁板)。整片的導磁板可在磁條的間隙對應處開有條狀或柵格狀開口;當然,完全不開口的導磁板也是一種可選的方案。此外,在本發明一些極端的實施例中,為了控制整個發聲單元的體積,也可以不采用導磁組。因此,本領域相關技術人員應當理解,此處導磁組的具體設置方式不應視作對本發明具體實施方式的限制。
在此基礎上,為了進一步降低成本,優選導磁組6為長條狀分離布置形成的條狀陣列,將所述導磁組6和磁組4對應布置,即導磁組6的導磁條和磁組4的磁條的寬度和位置對應。通常地,對于鐵制的導磁組,因磁力的作用,導磁組6的導磁條和磁組4的磁條會吸附后相互貼合。
此外,可選地,所述平面振膜揚聲器中,所述導磁組6整體的邊緣大于所述磁組4整體的邊緣。通過邊緣稍大的導磁組,可以對磁組形成一定的包裹,從而進一步鎖定磁通,防止漏磁,進而確保獲得飽和磁路。可選地,導磁組包裹磁組隔板及設置在磁組隔板上的磁組,或者導磁組直接包裹磁組(即不再設置磁組隔板)。
磁路系統還包括磁組支撐板1,磁組支撐板1開設安裝槽,磁組4和導磁組6安裝在磁組支撐板1的安裝槽內,磁組支撐板1用于實現磁路系統與振動系統的結構組裝。
為了實現整個揚聲器的輕質化,磁組支撐板1選用塑料或鋁制成,并在磁組支撐板1上開陣列孔,用于傳遞聲音和減重。
導磁組6和磁組支撐板1經過塑膠一次壓鑄成型,隱藏式精簡了結構,同時又起到加固結構的作用。
振動系統包括平面振膜和均勻排列在振膜一側表面上的平面音圈。其中,平面音圈優選為帶有一定電路布局的薄膜,比如由導電薄膜制成的薄膜電路;此外,可選地,平面音圈中的電路布局(電路的寬度、間隙、排線及彎繞形式等)與磁路系統的條狀陣列相適應。在本發明的實施例中,在向平面音圈輸入變化的音頻電流時,其電路會產生變化的電磁場,由此在磁路系統的磁力作用中上下運動,帶動振膜振動產生聲音信號。
進一步地,振動系統還包括:振膜支撐板22,振膜另一側表面貼附在振膜支撐板22一側,以通過振膜支撐板22實現對振膜的支撐,確保振膜的平整度。
其中,振膜支撐板22、振膜、平面音圈層疊布置,形成平面振動膜片組,其上開有通孔,利用穿過平面振動膜片組上的通孔實現對平面音圈的接電,并實現內部結構的緊湊布局。優選地,振動系統還包括布置在振膜支撐板22另一側的導電箔,以保證振動系統的接電和/或電力的良好輸入。
其中,所述振膜支撐板22和所述導電箔共同形成類似于印刷電路板(pcb,printedcircuitboard)的構造,即所述導電箔是印刷在所述振膜支撐板22上的電路層,通過該電路層來外接外部電源,從而實現從外部對平面音圈的供電。
可選地,平面音圈中的導電薄膜和導電箔由金屬、合金和復合導電材料中的一種或多種制成。作為一個優選的示例,所述導電薄膜為鋁箔、所述導電箔為銅箔。當然,本領域相關技術人員應能理解,上述優選示例不應視作對本發明具體實施方式的限制。
本實施例中,平面音圈均勻排列在振膜一側表面上,相對于現有技術中的振膜兩側設置雙面鋁箔的方式,驅動力受力均勻,產生的聲音更自然,且制造工藝得到簡化,良率提高,成本降低。
本實施例所述技術方案,通過采用平面振膜和條狀陣列磁組,提高了平面振膜發聲的效率和聲音品質;通過設置緊湊型的振動系統和磁路系統,把復雜的安裝結構有效整合,減少了30%-50%的組裝程序;采用改進的平面音圈布置方式,大幅提高了發聲的靈敏度和聲壓級。
本實施例揚聲器可達到真正發燒級的聲音品質,能輕易超越現有的動圈揚聲器,例如:動圈揚聲器失真度高,在2%-3%,本實施例平面振膜揚聲器失真度降到了0.1%-1%;動圈揚聲器高頻響應不全面在,15-35k,本實施例平面振膜揚聲器將發生頻寬改善到5-50k;動圈揚聲器解析力工作功率超過60%以上時就開始產生解析力下降,發聲混沌不清,負荷越大越嚴重,本實施例平面振膜揚聲器在整個滿負荷的范圍內可以平穩工作,解析力比動圈揚聲器高50%以上。
實施例2
基于實施例1所提供的等磁場對稱磁路的平面振膜揚聲器,本實施例提供一種耳機,該耳機包括實施例1所述的平面振膜揚聲器和相關殼體結構等,實現一種失真度低、高頻響應全面、解析力高、成本低的耳機,達到真正意義的“發燒耳機”的要求。可選地,本發明實施例中的耳機可以是頭戴式、耳掛式、后掛式、耳塞式或入耳式的任何一種,揚聲器單元按需設計成相應的大小即可。當然,因單面磁路系統可大幅減輕組件重量,使得耳機整體尺寸和配重均較小,優選采用耳塞式或入耳式耳機來設置本發明實施例的揚聲器組件。
以上所述僅是本發明的優選實施方式,應當指出,對于本技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明技術原理的前提下,還可以做出若干改進和變形,這些改進和變形也應視為本發明的保護范圍。