技术领域

本发明涉及声电技术领域， 更为具体地， 涉及一种平板式低音扬声器。 背景技术

随着社会的进步和技术的发展， 近年来， 电视机等电子产品体积不断减 小日趋薄型化， 人们对这些电子产品的性能要求也越来越高， 从而也要求与 之配套的电子零件的体积不断厚度也在减小、 性能和一致性不断提高。

传统结构的低音扬声器通常采用锥形纸盆状的 振膜， 锥形振膜的中心位 置包含一个音圈， 而且磁路系统的尺寸比较大也比较厚。 这种结构的低音扬 声器， 产品的厚度较大， 无法满足目前电子产品日趋薄型化的需求， 实用性 不强。

并且， 低音扬声器为了保证其低频声效通常具有更大 的口径， 即具有更 大的振膜面积。 若采用一个平板状振膜， 结合有一个音圈的结构 （音圈需要 位于靠近边缘的位置）， 大面积的振膜要求音圈尺寸也要比较大， 绕制困难， 较易变形。 另外， 现有的低音扬声器的磁铁尺寸比较大， 薄型化应用时华司 和盆架厚度都较小， 磁路系统容易饱和， 磁铁性能过剩， 造成浪费， 而且成 本较高。

基于以上因素， 需要对传统结构的产品进行改进。 发明内容

鉴于上述问题， 本发明的目的是提供一种平板式低音扬声器， 以实现低 音扬声器的薄型化， 并且解决音圈厚重和磁铁性能过剩的问题。 本发明提供一种平板式低音扬声器， 包括振膜、 四个相互独立的驱动单 元以及收容固定振膜和驱动单元的外壳； 其中， 驱动单元包括独立的音圈单 元和与音圈单元相对应的磁路单元； 音圈单元分别贴合固定在振膜上； 并且， 平板式低音扬声器还包括连通扬声器的内部电 路和外部电路的 FPCB， FPCB设置在所述外壳的两侧， 其中， FPCB设置在外壳靠近音圈单元的一侧 的部分与音圈引线电连接， 设置在外壳远离音圈单元的一侧的部分与扬声 器 的外部电路电连接。

此外， 优选的方案是， 振膜为矩形结构， 包括位于中心位置的刚性的球 顶部和位于边缘位置的折环部； 在球顶部的四个角部分别贴合有一个音圈单 元； 折环部的边缘与外壳的上侧面固定结合。

此外， 优选的方案是， 外壳包括安装平面和安装平面周围的环形侧壁 ， 在安装平面上设置有收容固定磁路单元的安装 孔和和贯通安装平面的出声 孔； 出声孔包括设置在安装平面中心位置的中心出 声孔以及设置在环形侧壁 和安装孔之间的边缘出声孔； FPCB通过出声孔使安装平面两侧的结构相连 接。

此外， 优选的方案是， FPCB夹持固定在中心出声孔边缘的安装平面上� � FPCB的一部分处于安装平面靠近振膜的一侧，� �一部分处于安装平面远离振 膜的一侧。

此外， 优选的方案是， FPCB包括相互独立的两部分， 每部分与邻近的两 个音圈单元电连接。

此外，优选的方案是， FPCB部分贴合固定在振膜上贴合音圈单元的一� �， FPCB未与振膜贴合固定的部分通过出声孔延伸� �安装平面远离振膜的一侧。

此外， 优选的方案是， FPCB为长条形； FPCB的中部贴合固定在振膜上， 两端部通过边缘出声孔延伸至安装平面远离振 膜的一侧。

此外， 优选的方案是， FPCB的正反两面均设置有焊盘， 设置在 FPCB正 反两面的焊盘分别一一对应； 其中，

设置在 FPCB正面的焊盘分别与每一个音圈单元电连接� � 并且， 通过设 置在 FPCB反面的焊盘控制音圈单元之间的串并联关� �。 从上面的技术方案可知， 本发明的平板式低音扬声器， 能够取得以下有 益效果：

1 )在振膜的球顶部的四个角部分别设置有四个� �动单元， 其余的驱动单 元相对均匀地设置在角部的驱动单元所形成的 一组或者两组对边上， 这种结 构能够使得采用小尺寸的音圈单元和磁路单元 驱动大尺寸的低音扬声器的振 膜成为可能， 能够减少低音扬声器的厚度， 还能够节省磁铁的尺寸降低成本， 提高扬声器的灵敏度， 并且这种驱动单元设置于角部的结构有利于平 衡的驱 动低音扬声器的振膜；

2) 外壳采用铝合金材料， 铝合金材料强度比较大， 稳定性高；

3 ) 采用 FPCB (Flexible Printed Circuit Board, 简称 FPCB或 FPC， 挠性 印刷电路板） 连接音圈和外电路， 能够节省空间， 且结合于安装面上或者与 振膜结合的音圈的引线直接与 FPCB的焊盘焊接， 能够尽量缩短引线的长度， 增强产品的稳定性， 并且充分利用低音扬声器的内部空间， 使产品更薄。 为了实现上述以及相关目的， 本发明的一个或多个方面包括后面将详细 说明并在权利要求中特别指出的特征。 下面的说明以及附图详细说明了本发 明的某些示例性方面。 然而， 这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的 各种方式中的一些方式。 此外， 本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等 同物。 附图说明

通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的 内容， 并且随着对本发明 的更全面理解， 本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理 解。 在附图中： 图 1为根据本发明实施例一的平板式低音扬声器� �结构示意图； 图 2为根据本发明实施例一的 FPCB结构示意图；

图 3-1和图 3-2分别为根据本发明实施例一的四个音圈连接 示意图； 图 4为根据本发明实施例一的 FPCB与外壳正面示意图；

图 5为根据本发明实施例一的 FPCB与外壳反面示意图；

图 6为根据本发明实施例二的六个驱动单元的平� �式低音扬声器的结构 示意图；

图 7为根据本发明实施例二的 FPCB的结构示意图；

图 8为根据本发明实施例二的 FPCB在平板式低音扬声器的安装示意图； 图 9-1和图 9-2分别为根据本发明实施例二的六个音圈连接 示意图。

其中的附图标记包括： 球顶部 1、 折环部 2、 外壳 3、 安装孔 4、 驱动单 元 5、 FPCB 6、 中心出声孔 7、 边缘出声孔 8、 安装平面 9、 环形侧壁 10、 焊 盘 11、 FPCB正面 A、 FPCB反面 B、 固定孔 12、 电路 13、 音圈引线 14。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特 征或功能。 具体实施方式

在下面的描述中， 出于说明的目的， 为了提供对一个或多个实施例的全 面理解， 阐述了许多具体细节。 然而， 很明显， 也可以在没有这些具体细节 的情况下实现这些实施例。 以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详 细 描述。

低音扬声器需要较大的振膜面积， 为了在限制音圈和磁铁尺寸的基础上 给大面积的振膜提供足够的驱动， 本发明从分散布置多个相互独立的驱动单 元的角度出发， 使得振膜由多个独立的音圈驱动， 每个音圈对应独立的磁路 单元， 从而以更合理有效地驱动单元布设结构实现低 音扬声器的小型化。

图 1为根据本发明实施例一的平板式低音扬声器� �结构示意图。

如图 1 所示， 本发明提供的平板式低音扬声器， 包括振膜、 四个相互独 立的驱动单元 5和外壳 3。

其中， 振膜为平板状矩形结构， 其形状可以是长方形， 也可以是正方形， 包括位于中心位置的振膜的刚性的球顶部 1 和位于边缘位置的振膜的折环部 2，折环部 2的边缘与外壳的上侧面固定结合。为了增大� �膜的有效振动面积， 在本发明中，球顶部 1有效辐射面积等效半径和折环部宽度的比例� �定在 4〜 15的范围内， 即 4〈有效辐射面积等效半径： 折环部宽度〈15。

振膜的球顶部 1 采用铝合金材料制成， 以保障其硬度和刚性结构， 刚性 结构能够提升振膜声学特性。 在本发明的实施中， 振膜的球顶部 1 也可以为 蜂窝结构或者发泡体结构， 这两种结构也能够提升振膜声学特性。 振膜的折 环部 2可以采用 PU(Polyurethane， 聚氨基甲酸酯)或硅橡胶制作。

驱动单元 5包括音圈单元和磁路单元， 每个音圈单元与每个磁路单元相 对应。 在该实施例一中的平板式低音扬声器中包含四 个驱动单元， 可以将四 个驱动单元 5分别设置在振膜的球顶部 1 的四个角部； 如果该平板式低音扬 声器中包含四个以上驱动单元， 可以将驱动单元的音圈单元均匀设置在振膜 的球顶部 1 的周边位置， 也可以以分散的不规则排列方式设置在球顶部 上， 以避免谐振。

驱动单元为圆形， 包括圆形的音圈单元和圆形的磁路单元。 其中， 音圈 单元包括音圈、 音圈骨架、 定心支片， 磁路单元包括华司、 磁铁、 τ铁。 音圈 与振膜结合固定， 音圈骨架用于支持音圈， 使音圈在磁间隙中位于合适的位 置。 定心支片用于固定音圈， 防止音圈在水平方向发生偏振。

在本发明的实施例中， 驱动单元为圆形结构， 与长方形的音圈相比这种 结构设计能够使振膜的受力更加均匀。 华司和 τ铁均为导磁结构， 用于修正 磁力线； 磁铁和 τ铁之间形成的磁间隙用于容纳音圈。

在图 1所示的实施例一中， 驱动单元 5为四个， 其中的四个音圈单元分 别设置在振膜上对应球顶部 1 的四个角部位置， 有利于驱动单元 5的音圈与 振膜稳定的结合， 并且使振膜能够平衡的驱动。

这种结构采用小尺寸的音圈单元和磁路单元驱 动大尺寸的低音扬声器的 振膜， 能够减少低音扬声器的厚度， 还能够节省磁铁的尺寸降低成本， 提高 低音扬声器的灵敏度。 四个驱动单元 5 作用于振膜， 驱动力均匀， 能够在降 低驱动单元体积的基础上保证足够大的驱动功 率， 从而使产品更加薄型化， 这种性能能够使本发明的平板式低音扬声器用 于功率较大的电子装置， 如液 晶电视机等。

外壳 3包括安装平面 9和安装平面周围的环形侧壁 10， 可以在环形侧壁 10的边缘设置固定孔（未在图 1中标出）， 以便该平板式低音扬声器与电子装 置固定结合。 固定孔可以设置在环形侧壁上远离振膜的一侧 ， 也可以在环形 侧壁周边增加一圈延伸部， 为了平衡固定的力量， 一般将固定孔均匀设置在 该边缘上。

外壳 3采用铝合金材料， 铝合金材料强度比较大， 稳定性高。

在安装平面 9上设置有与驱动单元数目和位置对应的安装� � 4以及贯通 安装平面的出声孔， 在安装平面 9的安装孔 4中设置有限定定心支片位置的 限位部， 安装孔 4用于容纳音圈单元并且安装固定磁路单元。 出声孔包括中 心出声孔 7和边缘出声孔 8， 中心出声孔 7设置在安装平面 9的中心位置， 与 振膜中间区域相对应， 边缘出声孔 8设置在环形侧壁 10和安装孔 4之间， 相 对于整个安装平面而言， 边缘出声孔 8设置在与中心出声孔 7对应的边缘上。

中心出声孔 7的尺寸大于边缘出声孔 8的尺寸， 出声孔的总面积和平板 式低音扬声器的有效辐射面积的比值为 0.07〜0.6； 振膜的球顶部 1产生的气 流较多， 大的出声孔有利于气流的流通。

对于长方形的振膜， 振膜中间的区域比较大， 该部分振膜的产生的气流 也较多， 因此， 在安装平面 9上对应于该部分的位置设有中心出声孔 7， 而且 中心出声孔 7的尺寸较大， 以供较多的气流从此处流入或流出。

在图 1所示的实施例一中， 边缘出声孔 7为长条形， 和中心出声孔 8平 行设置在安装平面上。 当然， 也可以根据扬声器应用的需求将边缘出声孔设 计为圆形或者其他不规则形状。

外壳的环形侧壁 10的上侧面与振膜的折环部 2边缘固定结合。

平板式低音扬声器还包括连通扬声器的内部电 路和外部电路的 FPCB6, 本发明中的 FPCB 设置在外壳两侧， 其中一部分设置在外壳靠近音圈单元的 一侧， 与音圈单元通过音圈引线电连接； 另一部分设置在外壳远离音圈单元 的一侧， 与扬声器的外部电路电连接。

图 2为根据本发明实施例一的 FPCB结构示意图。 如图 2所示， 本实施 例一中的 FPCB为 T形结构， 包括相互独立的两部分， 每部分与邻近的两个 音圈单元电连接。 FPCB6的正面 A和反面 B均设置有焊盘 11， 设置在 FPCB 正反两面的焊盘 11分别一一对应， 设置在 FPCB正面 A的焊盘 11分别与每 一个音圈单元电连接， 并且， 通过设置在 FPCB反面 B的焊盘 11与外部电路 连接， 控制音圈单元之间的串并联关系。 gP : FPCB靠近音圈单元的一侧正面 的焊盘 11与音圈引线电连接， 远离音圈单元的一侧反面的焊盘 11与扬声器 的外部电路电连接。

需要说明的是， FPCB 的具体形状可以根据电子装置的需求情况进行 调 整， 焊盘的电路排布也不限于图 2所示情况， 可以根据具体的产品需求选择 其它的排布方式。

在电连接音圈的过程中， 利用焊盘之间的电路， 音圈之间可以以串联、 并联或者串并联结合的方式灵活连接。 下面仅以两种音圈单元的电连接方式 进行示例性说明。

图 3-1和图 3-2分别示出了根据本发明实施例的四个音圈连 接示意图。如 图 3-1所示，分别将将属于同一直线边上的两个音 圈单元串联为两个支路，然 后通过 FPCB将两条支路并联。如图 3-2所示， 分别将位于同一对角线角部的 两音圈串联为两个支路， 然后通过 FPCB将将两条支路并联。

电子装置（如液晶电视）与 FPCB远离安装平面的一侧电连接， FPCB夹 持固定于中心出声孔边缘的安装平面上。

其中，在本发明的一个具体实施方式中， FPCB采用聚酰亚胺覆铜板基材， 为刚性结构， 与现有的塑料结构相比， 聚酰亚胺覆铜板基材具有较强的弹性， 不容易发生断裂。

图 4和图 5分别示出了根据本发明实施例一的 FPCB与外壳正面和反面 示意图。

如图 4和图 5所示， 本实施例一种采用的 FPCB6设置在外壳 3的两侧， 其中， FPCB靠近音圈单元的一侧与音圈引线电连接， 远离音圈单元的一侧与 扬声器的外部电路电连接。 FPCB6通过出声孔使安装平面 9两侧的结构相连 接。 并且， FPCB6与外壳 3通过粘接或者卡合的方式固定结合。

在本实施例一中， FPCB 6为 T形， 夹持固定在中心出声孔 7边缘的安装 平面 9上。 在 FPCB 6上面设置有多个焊盘 （在图 4和图 5未标出）， 焊盘与 音圈单元和外部电路相连接。

由于 FPCB 6是夹持固定在安装平面上的， 因此 FPCB6的一部分处于安 装平面 9靠近振膜的一侧， 另一部分处于安装平面 9远离振膜的一侧。

由于本发明采用的驱动单元较多， 因此， 在本发明的实施例一中， 采用 FPCB进行电连接驱动单元和外部电路， 相比较于普通的导线连接方式， 采用 FPCB能够使制造工艺简化， FPCB仅结合于安装平面上， 充分的利用了安装 平面上磁路单元之间的间隙， 充分的利用低音扬声器的内部空间， 节省扬声 器的内部空间， 并且能够提高扬声器的稳定性。 此外， 驱动单元的数量不限 于四个， 也可以为六个或更多个， 均可采用这种 FPCB进行电连接。

下面将继续以采用六个驱动单元的平板式低音 扬声器为例对采用 FPCB 电连接扬声器的驱动单元和外部电路的应用进 行说明。

图 6为根据本发明实施例二的六个驱动单元的平� �式低音扬声器的结构 示意图。

如图 6所示， 实施例二提供的平板式低音扬声器包括振膜、 六个相互独 立的驱动单元 5和外壳 3。 同样， 振膜球顶部 1的四个角部位置贴合固定有四 个音圈单元， 折环部 2的边缘与外壳 3的上侧面固定结合。 外壳 3包括安装 平面 9和安装平面周围的环形侧壁 10， 在安装平面 9上设置有与驱动单元数 目和位置对应的六个用于容纳音圈单元并且安 装固定磁路单元的安装孔 4 以 及贯通安装平面的六个出声孔， 其中包括两个圆形的中心出声孔 7和四个长 条形的边缘出声孔 8。当然， 也可以根据扬声器应用的需求将边缘出声孔设 计 为圆形或者其他不规则形状。

可以看出， 除了设置在振膜球顶部的角部位置的四个音圈 单元， 还有两 个音圈单元分别设置在该球顶部的一组对边上 。 同样的道理， 如果有六个以 上的驱动单元， 相应的音圈单元可以分别均匀设置在矩形球顶 部的一组或者 两组对边上。

在图 6所示的实施例二中， 分别设置在一组对边上的两个音圈单元与所 在边的另外两个角部位置的音圈单元处在同一 直线上并且均匀排布， 以均衡 驱动单元对振膜的驱动力， 平衡驱动振膜上下运动。 也可以将其设置为与所 在边的两个音圈单元不在同一直线上且不均匀 排布， 以避免振膜的谐振。

在图 6所示的实施例二中， 用于平板式低音扬声器与电子装置固定结合 的固定孔 12设置在环形侧壁周边的延伸部上。

另外， 与实施例一不同的还有， 实施例二中所采用的 FPCB6为长条形， 中间部分贴合固定在振膜上贴合有音圈单元的 一侧， 两端部分即未与振膜贴 合固定的部分通过边缘出声孔延伸至安装平面 9远离振膜的一侧。

图 7为根据本发明实施例二的 FPCB的结构示意图。

如图 7所示， 在 FPCB 的端部设置有电路 13， 与外部电路连接； FPCB 的中间部分设置有多个焊盘 11， 音圈单元通过音圈引线与设置在 FPCB固定 在振膜上的部分的焊盘 11电连接。 FPCB6的中间部分固定在振膜上结合音圈 单元的一侧， FPCB6未固定在振膜上的部分（即两端部分）能� ��通过外壳的 边缘出声孔延伸至安装平面远离振膜的一侧。 FPCB的两端部呈弧形结构弯折 至与安装平面平行的位置， 这种结构可以充分利用低音扬声器的内部空间 ， 并且避免了振膜振动过程中由于引线的牵拉造 成的断线。

图 8为根据本发明实施例二的 FPCB在平板式低音扬声器的安装示意图。 如图 8所示， FPCB6中间部分安装在振膜上结合音圈单元的一� ��， 音圈 单元通过音圈引线 14与设置在 FPCB6固定在振膜上的部分的焊盘 11电连接。 FPCB6两端部分通过出声孔延伸至安装平面远离� ��膜的一侧。 FPCB6的两端 部呈弧形结构弯折至与安装平面平行的位置。

FPCB6的正反两面均设置有焊盘 11，并且设置在 FPCB6正反两面的焊盘 分别一一对应； 其中， 设置在 FPCB6正面的焊盘分别与每一个音圈单元电连 接， 通过设置在 FPCB6反面的焊盘 11控制音圈单元之间的串并联关系。

下面将对实施例二所示的六个音圈单元的电连 接方式做示例性介绍。 图 9-1和图 9-2分别示出了根据本发明实施例的六个音圈连 接示意图。如 图 9-1所示，六个音圈连接方式为：分别将位于同 一直线边上的三个音圈单元 串联为两个支路， 然后将两条支路并联。 如图 9-2所示， 六个音圈连接： 分别 将位于同一直线边角部的两音圈与对边中间的 音圈串联为两个支路， 然后将 两条支路并联。

根据图 9-2所示的音圈单元连接方式，如果一条支路上 的一个或多个驱动 单元出现问题， 平板式低音扬声器也能够正常工作， 因为还有另外一条支路 均匀分布在振膜球顶部的区域， 使振膜受力均匀。 同时， 由于 FPCB的两端 比较细， 而且有一定弧度的弯折， 因此可将振膜振动时 FPCB对振膜的阻力 降到最低， 并且使振膜能够受力均匀。 通过上述实施方式可以看出， 本发明提供的平板式低音扬声器， 采用至 少四个驱动单元设置在振膜的球顶部的四个角 部， 另外在长轴上还可以设置 两个甚至多个驱动单元， 这种结构不仅有利于驱动单元的音圈与振膜稳 定的 结合， 采用小尺寸的音圈单元和磁路单元驱动大尺寸 的低音扬声器的振膜， 能够减少低音扬声器的厚度， 还能够节省磁铁的尺寸降低成本， 提高低音扬 声器的灵敏度。

另外， 在本发明的一个优选实施方式中， 长轴边上同侧的驱动单元采用 不在同一直线上并且间距比不为整数比的排布 ， 且对边上位于中间位置的两 驱动单元之间的间距小于角部两驱动单元之间 的间距， 这种排布结构作用于 振膜， 可以避免由于振膜的谐振造成的缺陷； 同时驱动力均匀， 可以平衡的 驱动振膜， 能作用于功率更大的电子装置。 另外， 本发明采用 FPCB连接音 圈和外电路， 能够节省空间， 而且与振膜结合的音圈的引线直接在与 FPCB 的焊盘焊接， 可以避免由于振膜的振动造成的音圈引线的断 线。 如上参照附图以示例的方式描述了根据本发明 提出的平板式低音扬声 器。 但是， 本领域技术人员应当理解， 对于上述本发明所提出的平板式低音 扬声器， 还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种 改进。 因此， 本发明 的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确 定。