[发明专利]用于扬声器设备的隔膜

说明书

一种根据本发明的用于扬声器设备的隔膜，该隔膜具有主轴线和垂直于该主轴线的副轴线，该隔膜包括：边缘部分，其联接到隔膜边缘或框架，并且形成为大体上平的表面；凸面部分，其定位在边缘部分以内，并且形成为向上凸起；以及凹面部分，其定位在凸面部分以内，并且形成为向下凹入，其中，关于沿着副轴线方向的横截面，凸面部分的最高点和凹面部分的最低点之间在中心区域中的高度差大于凸面部分的最高点和凹面部分的最低点之间在主轴线方向上的外部区域中的高度差，凹面部分从该外部区域开始。

技术领域

本发明涉及一种用于扬声器设备的隔膜，更具体地，涉及一种隔膜，该隔膜在其表面上具有刚度增强结构，以防止发生不希望的振动模式，由此改善声学特性。

背景技术

扬声器设备中使用的隔膜由扬声器驱动器引起振动，以产生声压。扬声器驱动器可以包括：音圈和磁路、压电元件或电容器，该音圈和磁路通过由磁体和电流的相互作用产生的电磁力而产生上下振动，该压电元件根据施加的电压而产生上下振动，该电容器通过施加电压而产生电场。隔膜的物理性能决定了扬声器的声学特性。为了产生高质量声音，隔膜应当重量轻且具有高刚度。

隔膜的重量与扬声器效率有关。通过Thiele/Small参数检查该关系，而扬声器效率与包括隔膜的振动系统的重量的平方成反比。随着隔膜的重量的增加，扬声器的声压级(SPL)降低，而谐振频率f0增大。相反，随着隔膜的重量的减小，扬声器的SPL升高，因此能够产生更大声的声音，而谐振频率f0减小，由此放大低频重现带。

隔膜的刚度与扬声器的频率响应特性有关。理想隔膜的振动是活塞运动，其中，隔膜的整个表面作为刚性主体而均匀地上下移动。然而，对实际隔膜的振动的机械分析显示出不规则振动，例如中断模式和在振动板的一部分上扩展。这种不规则振动引起特定频率的相消干涉，导致不利的频率响应特性，这造成声音失真。特别地，频率响应特性的失真问题在沿着竖向和横向具有不同长度的组合扬声器中更加明显。在诸如包括显示器的电视机、监视器、笔记本电脑、平板电脑、智能手机和移动通讯终端的电子设备中使用的组合扬声器通常具有矩形的平面，该矩形平面具有主轴线(沿着横向)和副轴线(沿着竖向)，以安装在显示器最外侧部分的边框上并且不可见。在这种情况下，沿着竖向的振动路径的长度与沿着横向的振动路径的长度不同，并且沿着竖向和横向提供了结合该围绕物所处的不同的边界条件。因此，组合扬声器具有比圆形扬声器或正方形扬声器更差的频率响应特性。

一般的扬声器材料的刚度随着材料重量的减小而减小，也随着该重量的增大而增大。例如，当使用金属隔膜时，其在刚度上具有优势，由此可以获得相对好的频率响应特性。然而，增加了重量，也减小了SPL和f0。可以解决该问题的材料包括：诸如铝、镁或硬铝的轻金属，或者诸如碳纤维、玻璃纤维和凯夫拉尔纤维(Kevlar)的新材料。这些新材料作为隔膜材料是适当的，因为它们重量轻，但是具有高刚度。然而，这些材料昂贵。即，新材料适合于用于音乐欣赏的昂贵的扬声器的隔膜，但是不适合于用于低成本的组合扬声器。

用于组合扬声器的隔膜材料大体上是廉价的纸或聚合物薄膜。这些材料具有重量轻的优点，但具有低刚度。

图19示出了根据现有技术的用于组合扬声器设备的隔膜10。隔膜10包括边缘部分11、凸面部分12和凹面部分13。通过对具有一定厚度的纸应用压力加工来制造隔膜10。边缘部分11形成为平的，以联接到弹性材料的边缘或扬声器盆架上。凸面部分12形成为环形形状，以向隔膜的声音产生表面凸起，并且对隔膜10的整个表面提供附加的刚度。凹面部分13形成在凸面部分12以内，并且形成为具有与边缘部分相同的高度。特别地，凹面部分13形成为平的，从而使凹面部分在其整个面积上具有相同的高度，并且凸面部分12的最高点也形成为在其全部部分处具有相同的高度。