CN115604635A - 大声阻活塞运动式扬声器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的大声阻活塞运动式扬声器,属于声电转换领域。本发明包括基底010、驱动组件020、振膜030、连接组件040、振动腔体050。所述连接组件040与振膜030不共面,即为隐藏式连接结构。所述驱动组件020用于驱动振膜030产生活塞式运动。所述振膜030位于腔体050内部,振膜030沿垂直方向的位移范围在沿基座厚度方向延伸的支撑结构所形成的空腔高度范围内,从而达到减少扬声器在工作过程中的空气泄露、提高声压级的目的。在具有隐藏式连接结构的活塞式扬声器基础上,通过进一步优化所述扬声器的振膜结构、支撑结构,从而控制扬声器工作过程中的空气泄露现象,进一步增大前后腔的声阻和扬声器输出声压级。
Description
技术领域
本发明属于声电转换领域的声学器件,涉及一种大声阻活塞式扬声器的结构设计,可应用于消费电子或医疗电子。
背景技术
扬声器的核心指标是某一位置的输出声压级(SPL)。由于扬声器的输出声压和频率的平方以及振膜位移的一次方成正比,因此低频(20Hz~1kHz)时SPL通常较小,在器件尺寸为mm级甚至um级的条件下,自由场测试环境下10mm处的SPL很难高于80dB。举例说明:为实现1kHz频率下,10mm处80dB的SPL目标,常规的完全封闭的固支膜(圆膜直径为3mm)扬声器需要达到40um的振膜位移,这对于完全封闭的固支膜扬声器而言是非常困难的,因此需要使用基于驱动结构的开放式活塞运动模态的扬声器。
相比于常规的完全封闭的固支膜扬声器而言,基于驱动结构的开放式活塞运动模态的扬声器由于振膜的固支状态发生改变,振膜在振动时边界条件的制约因素明显减少,并且振膜是依靠驱动结构进行运动的,驱动结构的运动范围远大于常规的完全封闭的固支膜的运动范围,因此基于驱动结构的开放式活塞运动模态的扬声器能够实现更大的振膜位移。同时,基于驱动结构的开放式活塞运动模态的扬声器,由于其活塞振动模态对应的机械-声学能量转换系数,是常规的完全封闭的固支膜扬声器的鼓膜振动模态的机械-声学能量转换系数的3倍,因而能够在同样尺寸和激励的前提下产生更大的声压输出。所以,基于驱动结构的开放式活塞运动模态的扬声器在振膜位移上更有优势。
但是,基于驱动结构的开放式活塞运动模态的扬声器存在前后腔体声学短路的问题。振膜在振动时,同一时刻前腔和后腔产生相位相反的音频信号,如果前后腔体之间有较大的空气缝隙,那么前后腔的音频信号通过空气缝隙叠加后会削弱扬声器产生的音频信号,这对应着前后腔体之间空气缝隙的声阻。在不影响后腔空气弹簧振动的前提下,空气缝隙越小,对应的前后腔体之间声阻越大,振膜机械运动产生的能量转化成前腔向空气辐射声音的能量的转换系数就越大,从而能够产生更大的SPL。
以边长为3mm的方膜为例,假设室温条件下,振膜边缘与侧壁结构形成的空气缝隙的长度为20um,由于声阻正比于空气粘滞系数的一次方与空气缝隙长度的一次方,反比于空气缝隙截面积的平方,因此当振膜边缘和侧壁结构的距离增大时,声阻迅速减小,并且带动10mm处SPL迅速减小,参考图2(a),图2(b);同时如果固定振膜边缘和侧壁结构的距离为2um,当振膜边缘与侧壁结构形成的空气缝隙的长度增大时,声阻也会增大,并且带动10mm处SPL增大,参考图3(a),图3(b)。
因此,有必要提供一种改进的活塞式扬声器,既能够使振膜产生大位移运动,也能够提供足够大的前后腔体间声阻,进而提高扬声器的输出声压级。
发明内容
不同于传统活塞式扬声器中与振膜共面的连接结构,本发明公开的一种大声阻活塞运动式扬声器,采用与振膜不共面的隐藏式连接结构,振膜垂直方向的位移范围在沿基座厚度方向延伸的支撑结构所形成的空腔高度范围内。在维持活塞式扬声器具有的运动位移大优势的基础上,隐藏式连接结构能够明显缓解由于结构设计和工艺限制而造成的空气泄露严重的问题,增大活塞运动式扬声器在工作状态下的前后腔声阻值,从而有效提高活塞运动式扬声器的输出声压级。此外,通过优化具有上述隐藏式连接结构的活塞式扬声器的振膜结构、支撑结构等组件的设计,能够调节前后腔之间空气缝隙的长度、横截面积和基座的开口,达到进一步提高声阻和输出声压级的效果。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的:
本发明公开的大声阻活塞运动式扬声器,包括基底、振动腔体、驱动组件、连接组件、振膜。所述基底包括基座和沿所述基座厚度方向延伸的支撑结构,所述支撑结构的四周围合从而形成振动腔体。所述连接组件与振膜不共面,即为隐藏式连接结构。所述驱动组件与所述连接组件为同一结构或不同结构,用于驱动振膜产生活塞式运动,由一组或一组以上的驱动单元组成。所述振膜位于腔体内部,所述振膜与所述连接组件不共面,所述振膜在所述连接组件上方或者在所述连接组件下方,实现隐藏式连接结构,振膜垂直方向的位移范围在沿基座厚度方向延伸的支撑结构所形成的空腔高度范围内,从而达到减少扬声器在工作过程中的空气泄露、提高声压级的目的。
在具有隐藏式连接结构的活塞式扬声器基础上,进一步优化所述扬声器的振膜结构、支撑结构等组件的设计。即优化设计所述基座在平行于所述振膜方向上的开口形状、大小以及数量,尽可能减小所述振膜与沿所述基座厚度方向延伸的支撑结构在平行于所述振膜方向上的间距,尽可能增大所述振膜与沿所述基座厚度方向延伸的支撑结构在垂直于所述振膜方向上的重叠距离,优化设计沿所述基座厚度方向延伸的支撑结构的形状,从而控制扬声器工作过程中的空气泄露现象,进一步增大前后腔的声阻和扬声器输出声压级。
作为一种优选,通过调整振膜结构、支撑结构进一步控制空气泄露问题的优化结构为所述振膜与沿所述基座厚度方向延伸的支撑结构在平行于所述振膜方向上的间距尽可能小,所述振膜与沿所述基座厚度方向延伸的支撑结构在垂直于所述振膜方向上的重叠距离尽可能大,沿所述基座厚度方向延伸的支撑结构在厚度方向连续且垂直于所述振膜,从而控制空气泄露问题,且满足制作灵活性的要求。
作为一种优选,通过调整振膜结构、支撑结构进一步控制空气泄露问题的优化结构为所述振膜与沿所述基座厚度方向延伸的支撑结构在平行于所述振膜方向上的间距尽可能小,所述振膜与沿所述基座厚度方向延伸的支撑结构在垂直于所述振膜方向上的重叠距离尽可能大,沿所述基座厚度方向延伸的支撑结构在厚度方向不连续且分段垂直于所述振膜,从而控制空气泄露问题并制备大面积薄膜,且满足制作灵活性的要求。
作为一种优选,通过调整振膜结构、支撑结构进一步控制空气泄露问题的优化结构为所述振膜与沿所述基座厚度方向延伸的支撑结构在平行于所述振膜方向上的间距尽可能小,所述振膜与沿所述基座厚度方向延伸的支撑结构在垂直于所述振膜方向上的重叠距离尽可能大,沿所述基座厚度方向延伸的支撑结构与所述振膜不垂直,沿所述基座厚度方向延伸的支撑结构与所述振膜成钝角或锐角,从而控制空气泄露问题并制备薄膜,且满足制作灵活性的要求。
作为一种优选,通过调整振膜结构、支撑结构进一步控制空气泄露问题的优化结构为所述振膜与沿所述基座厚度方向延伸的支撑结构在平行于所述振膜方向上的间距尽可能小,所述振膜与沿所述基座厚度方向延伸的支撑结构在垂直于所述振膜方向上的重叠距离尽可能大,调整所述基座在平行于所述振膜方向上的开口形状、大小以及数量,从而控制空气泄露问题并制备薄膜,且满足制作灵活性的要求。
为了兼容工艺和灵活设计,作为进一步改进,所述驱动结构为基于电磁驱动原理、压电驱动原理或电热驱动原理实现的驱动结构,所述驱动单元为驱动臂或电磁线圈。
为了增强驱动组件的力量,便于驱动组件的设计,作为进一步改进,所述驱动臂组件的每一组单元包括单个驱动臂结构,双驱动臂并排结构或三驱动臂并排结构。
为了保证薄膜能够平稳振动,作为进一步改进,所述驱动组件包括一组、两组、四组或者多组所述驱动臂结构单元。
为了增强驱动组件的鲁棒性,调节驱动组件的谐振频率与应力分布,作为进一步改进,所述驱动组件的每一驱动臂结构单元为L形、S形、螺旋形或者蛇形。
为了灵活设计,增加薄膜的对称性,作为进一步改进,所述振膜俯视图为矩形、圆形或其他规则形状,如正五边形,正六边形。所述振膜形状与所述空腔在水平面上投影的形状匹配。
为了增大前后腔声阻,作为进一步改进,所述振膜剖面图为矩形、“冖”字形、倒“冖”字形。
为了进一步增大前后腔声阻,兼容工艺制造,作为进一步改进,所述支撑结构的剖面图为矩形、梯形、等腰梯形、倒等腰梯形、“凸”字形、倒“凸”字形。
为了减小器件尺寸、微型化扬声器,作为进一步改进,为MEMS大声阻活塞运动式扬声器。
本发明公开的大声阻活塞运动式扬声器的工作方法为:在外加电信号激励作用下,驱动组件受力发生机械形变并带动振膜沿垂直于振膜方向做活塞式运动。沿垂直方向做活塞式运动的振膜带动振动腔体内部空气运动,从而产生声波信号。所述振膜与连接组件不共面,所述振膜沿垂直方向的位移范围在沿基座厚度方向延伸的支撑结构所形成的空腔高度范围内。此外,对扬声器的振膜、支撑结构等组件做出进一步优化,因此能够有效控制缝隙引入的空气泄露,增大前后腔声阻,从而降低声压级损失,提升扬声器输出的声压级。
有益效果:
1、本发明公开的大声阻活塞运动式扬声器,具有隐藏式连接结构,能够增大活塞式扬声器工作时前后腔体之间的声阻,提升扬声器输出声压级。适用于传统扬声器设计制造,同样适用于MEMS扬声器的设计制造过程。
2、与连接组件和振膜位于同一平面、做活塞运动时会形成较大前后腔贯通空气缝隙的活塞式扬声器结构相比,本发明公开的大声阻活塞运动式扬声器,由于所述振膜与连接组件不共面,振膜的位移范围在振动腔体的高度范围内,减小振膜在沿垂直方向做活塞式运动的过程中前后腔之间空气缝隙的横截面积,缓解空气泄露。此外,基于增大前后腔之间空气缝隙的长度、减小前后腔之间空气缝隙的横截面积的原则,优化具有隐藏连接结构的活塞运动式扬声器种的振膜以及支撑结构,共同达到增大前后腔声阻、提升声音输出的声压级的目标,并具体给出满足结构优化原则、实现优化技术效果的四种具体结构。
3、与具有边缘固定支撑的振膜的扬声器相比,本发明公开的大声阻活塞运动式扬声器,由于振膜通过连接组件与所述支撑结构连接,因此与边缘固支的振膜相比,振动过程中振膜能够达到的位移量不会受到所述支撑结构限制,提高振膜的振动幅度,进而提升扬声器的输出声压级。
4、本发明公开的大声阻活塞运动式扬声器,显著丰富活塞运动式扬声器的设计自由和制造自由。所述优点应用于活塞式扬声器设计制造,能够增加扬声器的前后腔体声阻和输出声压级。
附图说明
图1是本发明提供的一种大声阻活塞运动式扬声器的概念图,即实施例五提供的一种大声阻活塞运动式扬声器剖面的结构示意图;
其中:001—大声阻活塞运动式扬声器、010—基底、020—驱动组件、030—振膜、040—连接组件、050—空腔。
图2(a)、图2(b)是声阻大小和输出声压级随振膜边缘与侧壁间距变化的曲线图;
图3(a)、图3(b)是声阻大小和输出声压级随振膜边缘与侧壁厚度方向上长度变化的曲线图;
图4是本发明实施例一提供的一种大声阻活塞运动式扬声器的三维结构图;
图5是本发明实施例一提供的一种大声阻活塞运动式扬声器剖面的结构示意图;
其中:100—大声阻活塞运动式扬声器、110—基底、120—驱动组件、130—振膜、140—连接组件、150—空腔。
图6是本发明实施例二提供的一种大声阻活塞运动式扬声器的三维结构图;
图7是本发明实施例二提供的一种大声阻活塞运动式扬声器剖面的结构示意图;
其中:200—大声阻活塞运动式扬声器、210—基底、220—驱动组件、230—振膜、240—连接组件、250—空腔。
图8是本发明实施例三提供的一种大声阻活塞运动式扬声器的三维结构图;
图9是本发明实施例三提供的一种大声阻活塞运动式扬声器剖面的结构示意图;
其中:300—大声阻活塞运动式扬声器、310—基底、320—驱动组件、330—振膜、340—连接组件、350—空腔。
图10是本发明实施例四提供的一种大声阻活塞运动式扬声器的三维结构图;
图11是本发明实施例四提供的一种大声阻活塞运动式扬声器剖面的结构示意图;
其中:400—大声阻活塞运动式扬声器、410—基底、420—驱动组件、430—振膜、440—连接组件、450—空腔。
具体实施方式
为了更好的说明本发明的目的和优点,下面结合附图和实例对发明内容做进一步说明。
需要说明的是,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、内、外、顶部、底部……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
实施例一:
请参阅图4,依照本发明实施例一提供一种大声阻活塞运动式扬声器100,包括基底110、驱动组件120、振膜130、连接组件140、空腔150。其中,振膜130为圆形,空腔150的横截面为圆形,与振膜130的形状匹配。驱动组件120为螺旋结构,内嵌于振膜130的内部。基底110包括基座111以及沿厚度方向延伸得到的支撑结构112。连接组件140包括四组螺旋形弹簧结构,用于连接支撑结构112和振膜130。支撑结构112包围形成空腔150。
请参阅剖面示意图图5,基于振膜与支撑结构在平行于振膜方向上的间距尽可能小的结构设计原则。本发明实施例一提供的大声阻活塞运动式扬声器100,所述连接组件140与所述振膜130不共面。所述连接组件140与所述振膜130在水平面上的投影区域存在重叠部分,即为隐藏式驱动结构。所述振膜130与所述支撑结构112在水平方向上的缝隙宽度小于所述连接组件140的宽度,有效减小前后腔之间空气缝隙的截面积。在扬声器工作状态下,所述振膜130的位移范围在所述空腔150的高度范围内,保证在整个工作过程中前后腔空气缝隙的横截面积维持在较小值,达到增大前后腔声阻的目的。
请参阅剖面示意图图5,基于调整所述基座在平行于所述振膜方向上的开口形状、大小以及数量的结构设计原则。本发明实施例一提供的大声阻活塞运动式扬声器100,所述基座111的中心位置处设置通孔,基座的剩余部分设置阻挡结构,减少前后腔之间的空气泄露,达到增大前后腔声阻的目的。
以电磁式驱动为例,本发明实施例还提供一种大声阻活塞运动式电磁扬声器100制造方法S100,包括:
步骤S101,制造包含一个通孔的基底以及支撑结构,从而形成薄膜沿垂直方向做活塞运动的空腔,支撑结构中内嵌环形磁体;
步骤S102,制造圆柱状薄膜结构,包含金属线圈,即驱动组件;
步骤S103,通过连接组件,即螺旋形金属线圈,将薄膜结构与支撑结构连接,形成具有隐藏式连接结构的电磁式扬声器。
实施例二:
请参阅图6,依照本发明实施例二提供一种大声阻活塞运动式扬声器200,包括基底210、驱动组件220、振膜230、连接组件240、空腔250。其中,振膜230为圆形,空腔250的横截面为圆形,与振膜230的形状匹配。驱动组件220为螺旋结构,内嵌于振膜230的内部。基底210包括基座211以及沿厚度方向延伸得到的支撑结构212。连接组件240包括四组螺旋形弹簧结构,用于连接支撑结构212和振膜230。支撑结构212包围形成空腔250。
请参阅剖面示意图图7,基于振膜与支撑结构在平行于振膜方向上的间距尽可能小的结构设计原则。本发明实施例二提供的大声阻活塞运动式扬声器200,所述连接组件240与所述振膜230不共面。所述连接组件240与所述振膜230在水平面上的投影区域存在重叠部分,即为隐藏式驱动结构。所述振膜230与所述支撑结构212在水平方向上的缝隙宽度小于所述连接组件240的宽度,有效减小前后腔之间空气缝隙的截面积。在扬声器工作状态下,所述振膜230的位移范围在所述空腔250的高度范围内,保证在整个工作过程中前后腔空气缝隙的横截面积维持在较小值,达到增大前后腔声阻的目的。
请参阅剖面示意图图7,基于振膜与支撑结构在平行于振膜方向上的间距尽可能小、支撑结构在厚度方向不连续且分段垂直于振膜的结构设计原则。本发明实施例二提供的大声阻活塞运动式扬声器200,所述支撑结构212剖面图为倒“凸”字形。为满足工艺需求,所述空腔250上侧尺寸较大。器件完成释放后,在工作状态下,所述振膜230的位移范围在空腔250下侧尺寸较小的范围内,一定程度上解决由于工艺限制造的振膜与支撑结构在平行于振膜方向上的间距大的问题,保证前后腔空气缝隙的横截面积维持在较小值,达到增大前后腔声阻的目的。
实施例三:
请参阅图8,依照本发明实施例三提供一种大声阻活塞运动式扬声器300,包括基底310、驱动组件320、振膜330、连接组件340、空腔350。其中,振膜330为圆形,空腔350的横截面为圆形,与振膜330的形状匹配。驱动组件320为螺旋结构,内嵌于振膜330的内部。基底310包括基座311以及沿厚度方向延伸得到的支撑结构312。连接组件340包括四组螺旋形弹簧结构,用于连接支撑结构312和振膜330。支撑结构312包围形成空腔350。
请参阅剖面示意图图9,基于振膜与支撑结构在平行于振膜方向上的间距尽可能小的结构设计原则。本发明实施例三提供的大声阻活塞运动式扬声器300,所述连接组件340与所述振膜330不共面。所述连接组件340与所述振膜330在水平面上的投影区域存在重叠部分,即为隐藏式驱动结构。所述振膜330与所述支撑结构312在水平方向上的缝隙宽度小于所述连接组件340的宽度,有效减小前后腔之间空气缝隙的截面积。在扬声器工作状态下,所述振膜330的位移范围在所述空腔350的高度范围内,保证在整个工作过程中前后腔空气缝隙的横截面积维持在较小值,达到增大前后腔声阻的目的。
请参阅剖面示意图图9,基于振膜与支撑结构在平行于振膜方向上的间距尽可能小、支撑结构在厚度方向连续但不垂直于振膜,与振膜成一定倾斜角度的结构设计原则。本发明实施例三提供的大声阻活塞运动式扬声器300,所述支撑结构312剖面图为倒等腰梯形。为满足工艺需求,从所述基座311到所述振膜230,空腔350的尺寸逐渐增大。和空腔侧壁垂直于振膜的扬声器结构相比,在工作状态下,所述振膜230运动到靠近所述基座311的位置处时,前后腔空气缝隙的横截面积明显减小。一定程度上解决由于工艺限制造的振膜与支撑结构在平行于振膜方向上的间距大的问题,达到增大前后腔声阻的目的。
实施例四:
请参阅图10,依照本发明实施例四提供一种大声阻活塞运动式扬声器400,包括基410、驱动组件420、振膜430、连接组件440、空腔450。其中,振膜430为圆形,空腔450的横截面为圆形,与振膜430的形状匹配。驱动组件420为螺旋结构,内嵌于振膜430的内部。基底410包括基座411以及沿厚度方向延伸得到的支撑结构412。连接组件440包括四组螺旋形弹簧结构,用于连接支撑结构412和振膜430。支撑结构412包围形成空腔450。
请参阅剖面示意图图11,基于振膜与支撑结构在平行于振膜方向上的间距尽可能小的结构设计原则。本发明实施例四提供的大声阻活塞运动式扬声器400,所述连接组件440与所述振膜430不共面。所述连接组件440与所述振膜430在水平面上的投影区域存在重叠部分,即为隐藏式驱动结构。所述振膜430与所述支撑结构412在水平方向上的缝隙宽度小于所述连接组件440的宽度,有效减小前后腔之间空气缝隙的截面积。在扬声器工作状态下,所述振膜430的位移范围在所述空腔450的高度范围内,保证在整个工作过程中前后腔空气缝隙的横截面积维持在较小值,达到增大前后腔声阻的目的。
请参阅剖面示意图图11,基于振膜与支撑结构在垂直于振膜方向上的重叠距离尽可能大的结构设计原则。本发明实施例四提供的大声阻活塞运动式扬声器400,所述振膜430的剖面图为“冖”字形。与剖面图为矩形的振膜结构相比,在控制振膜质量的基础上,增大所述振膜430与所述支撑结构412在垂直于所述振膜430方向上的重叠区域,有效增大前后腔之间空气缝隙的长度,达到增大前后腔声阻的目的。
实施例五:
请参阅图1,依照本发明实施例五提供一种大声阻活塞运动式扬声器001,包括基010、驱动组件020、振膜030、连接组件040、空腔050。其中,振膜030为圆形,空腔050的横截面为圆形,与振膜030的形状匹配。驱动组件020为螺旋结构,内嵌于振膜030的内部。
请参阅剖面示意图图1,基于振膜与支撑结构在平行于振膜方向上的间距尽可能小的结构设计原则。本发明实施例五提供的大声阻活塞运动式扬声器001,所述连接组件040与所述振膜030不共面。所述连接组件040与所述振膜030在水平面上的投影区域存在重叠部分,即为隐藏式驱动结构。所述振膜030与所述支撑结构在水平方向上的缝隙宽度小于所述连接组件040的宽度,有效减小前后腔之间空气缝隙的截面积。在扬声器工作状态下,所述振膜030的位移范围在所述空腔050的高度范围内,保证在整个工作过程中前后腔空气缝隙的横截面积维持在较小值,达到增大前后腔声阻的目的。
请参阅剖面示意图图1,与实施例一相同,基于调整所述基座在平行于所述振膜方向上的开口形状、大小以及数量的结构设计原则。本发明实施例五提供的大声阻活塞运动式扬声器001,所述基座中心位置处设置通孔,基座的剩余部分设置阻挡结构,减少前后腔之间的空气泄露,达到增大前后腔声阻的目的。
请参阅剖面示意图图1,与实施例三相同,基于振膜与支撑结构在平行于振膜方向上的间距尽可能小、支撑结构在厚度方向连续但不垂直于振膜,与振膜成一定倾斜角度的结构设计原则。本发明实施例五提供的大声阻活塞运动式扬声器001,所述支撑结构剖面图为倒等腰梯形。
请参阅剖面示意图图1,与实施例四相同,基于振膜与支撑结构在垂直于振膜方向上的重叠距离尽可能大的结构设计原则。本发明实施例五提供的大声阻活塞运动式扬声器001,所述振膜030的剖面图为“冖”字形。与剖面图为矩形的振膜结构相比,在控制振膜质量的基础上,增大所述振膜030与所述支撑结构在垂直于所述振膜030方向上的重叠区域,有效增大前后腔之间空气缝隙的长度,达到增大前后腔声阻的目的。
以上所述的具体描述,对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.大声阻活塞运动式扬声器,包括基底、振动腔体、驱动组件、连接组件、振膜;所述基底包括基座和沿所述基座厚度方向延伸的支撑结构,所述支撑结构的四周围合从而形成振动腔体;所述连接组件与振膜不共面,即为隐藏式连接结构;所述驱动组件与所述连接组件为同一结构或不同结构,用于驱动振膜产生活塞式运动,由一组或一组以上的驱动单元组成;所述振膜位于腔体内部,所述振膜与所述连接组件不共面,所述振膜在所述连接组件上方或者在所述连接组件下方,实现隐藏式连接结构,振膜垂直方向的位移范围在沿基座厚度方向延伸的支撑结构所形成的空腔高度范围内,从而达到减少扬声器在工作过程中的空气泄露、提高声压级的目的。
2.如权利要求1所述的大声阻活塞运动式扬声器,其特征在于:在具有隐藏式连接结构的活塞式扬声器基础上,进一步优化所述扬声器的振膜结构、支撑结构的设计;即优化设计所述基座在平行于所述振膜方向上的开口形状、大小以及数量,尽可能减小所述振膜与沿所述基座厚度方向延伸的支撑结构在平行于所述振膜方向上的间距,尽可能增大所述振膜与沿所述基座厚度方向延伸的支撑结构在垂直于所述振膜方向上的重叠距离,优化设计沿所述基座厚度方向延伸的支撑结构的形状,从而控制扬声器工作过程中的空气泄露现象,进一步增大前后腔的声阻和扬声器输出声压级。
3.如权利要求2所述的大声阻活塞运动式扬声器,其特征在于:通过优化设计振膜结构、支撑结构进一步控制空气泄露问题的优化结构为所述振膜与沿所述基座厚度方向延伸的支撑结构在平行于所述振膜方向上的间距尽可能小,所述振膜与沿所述基座厚度方向延伸的支撑结构在垂直于所述振膜方向上的重叠距离尽可能大,沿所述基座厚度方向延伸的支撑结构在厚度方向连续且垂直于所述振膜,从而控制空气泄露问题,且满足制作灵活性的要求。
4.如权利要求2所述的大声阻活塞运动式扬声器,其特征在于:通过优化设计振膜结构、支撑结构进一步控制空气泄露问题的优化结构为所述振膜与沿所述基座厚度方向延伸的支撑结构在平行于所述振膜方向上的间距尽可能小,所述振膜与沿所述基座厚度方向延伸的支撑结构在垂直于所述振膜方向上的重叠距离尽可能大,沿所述基座厚度方向延伸的支撑结构在厚度方向不连续且分段垂直于所述振膜,从而控制空气泄露问题并制备大面积薄膜,且满足制作灵活性的要求。
5.如权利要求2所述的大声阻活塞运动式扬声器,其特征在于:通过优化设计振膜结构、支撑结构进一步控制空气泄露问题的优化结构为所述振膜与沿所述基座厚度方向延伸的支撑结构在平行于所述振膜方向上的间距尽可能小,所述振膜与沿所述基座厚度方向延伸的支撑结构在垂直于所述振膜方向上的重叠距离尽可能大,沿所述基座厚度方向延伸的支撑结构与所述振膜不垂直,沿所述基座厚度方向延伸的支撑结构与所述振膜成钝角或锐角,从而控制空气泄露问题并制备薄膜,且满足制作灵活性的要求。
6.如权利要求2所述的大声阻活塞运动式扬声器,其特征在于:通过优化设计振膜结构、支撑结构进一步控制空气泄露问题的优化结构为所述振膜与沿所述基座厚度方向延伸的支撑结构在平行于所述振膜方向上的间距尽可能小,所述振膜与沿所述基座厚度方向延伸的支撑结构在垂直于所述振膜方向上的重叠距离尽可能大,调整所述基座在平行于所述振膜方向上的开口形状、大小以及数量,从而控制空气泄露问题并制备薄膜,且满足制作灵活性的要求。
7.如权利要求1所述的大声阻活塞运动式扬声器,其特征在于:所述驱动结构为基于电磁驱动原理、压电驱动原理或电热驱动原理实现的驱动结构,所述驱动单元为驱动臂或电磁线圈;
所述驱动臂组件的每一组单元包括单个驱动臂结构,双驱动臂并排结构或三驱动臂并排结构;
所述驱动组件包括一组、两组、四组或者多组所述驱动臂结构单元;
所述驱动组件的每一驱动臂结构单元为L形、S形、螺旋形或者蛇形。
8.如权利要求1所述的大声阻活塞运动式扬声器,其特征在于:所述振膜俯视图为矩形、圆形或其他规则形状,如正五边形,正六边形;所述振膜形状与所述空腔在水平面上投影的形状匹配;
所述振膜剖面图为矩形、“冖”字形、倒“冖”字形;
所述支撑结构的剖面图为矩形、梯形、等腰梯形、倒等腰梯形、“凸”字形、倒“凸”字形。
9.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的大声阻活塞运动式扬声器,其特征在于:在外加电信号激励作用下,驱动组件受力发生机械形变并带动振膜沿垂直于振膜方向做活塞式运动;沿垂直方向做活塞式运动的振膜带动振动腔体内部空气运动,从而产生声波信号;所述振膜与连接组件不共面,所述振膜沿垂直方向的位移范围在沿基座厚度方向延伸的支撑结构所形成的空腔高度范围内;此外,对扬声器的振膜、支撑结构等组件做出进一步优化,因此能够有效控制缝隙引入的空气泄露,增大前后腔声阻,从而降低声压级损失,提升扬声器输出的声压级。
10.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的大声阻活塞运动式扬声器,其特征在于:为MEMS大声阻活塞运动式扬声器。
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