发声装置与阀制造方法及图纸

一种发声装置与阀，其包括至少一空气脉冲产生器件以及控制单元。每个空气脉冲产生器件包括音腔、振膜、第一空气出入口以及第一阀。振膜设置在音腔内，并具有多个侧边。第一空气出入口设置在振膜于第一方向上的一侧，并邻近于振膜的侧边的其中一个。第一阀设置在第一空气出入口与振膜之间。控制单元用以产生至少一驱动信号，其中驱动信号控制空气脉冲产生器件的振膜的运动，使得每个空气脉冲产生器件根据对应的驱动信号产生一空气脉冲。在发声装置的操作期间中，对应于空气脉冲的第一气流通过第一空气出入口流入或流出音腔，第一气流沿着平行于第一方向的方向通过第一空气出入口，第一方向垂直于振膜的运动方向，且第一阀用以控制第一气流的通路。

Sounding device and valve

【技术实现步骤摘要】
发声装置与阀
本专利技术涉及一种发声装置与一种相关联的阀，特别是涉及一种能够产生保真度高的声音的发声装置，以及一种相关于所述发声装置的阀。
技术介绍
扬声器驱动(speakerdriver)在扬声器产业中对于高保真声音的再现是最难挑战。在声波传播的物理学教导上，在人类可听频率范围内，通过加速传统扬声器驱动的振膜所产生的声压可表示为P∝S·A(公式-1)，其中S为振膜表面积，A为振膜的加速度。也就是说，声压P正比于振膜表面积S与振膜的加速度A的乘积。此外，振膜位移D可表示为D∝1/2·A·T2∝1/f2(公式-2)，其中T与f分别为声波的周期与频率。传统扬声器驱动所引起的空气运动量VA,CV可表示为VA,CV∝S·D。对于特定的扬声器驱动，其振膜表面积为常数，空气运动量VA,CV正比于1/f2，即VA,CV∝1/f2(公式-3)。举例而言，在传统的电动力学扬声器驱动中，其线圈和磁铁用于产生振膜驱动力，18千赫兹(KHz)的声音是由其振膜于一定的表面积以18KHz振动所产生，而30Hz的声音也是由振膜以30Hz振动所产生。在结果上，在此两频率(即，30Hz与18KHz)之间，由振膜所移动的净空气体积的比率是360,000。换句话说，为了在30Hz与18KHz产生相同的声压级(soundpressurelevel,SPL)，扬声器驱动在30Hz所需移动的空气量为在18KHz的360,000倍。为了覆盖人类可听频率的全部范围，即由20Hz至20KHz，高频扬声器(tweeter)、中范围驱动(mid-rangedriver)和低频扬声器(woofer)必须包含在传统扬声器中。此些所有附加器件将占据传统扬声器的大空间，并且还增加其生产成本。因此，传统扬声器的设计挑战之一是不可能使用单个驱动来覆盖人类可听频率的全部范围。通过传统扬声器产生高保真度声音的另一个设计挑战是其外壳。扬声器外壳通常用于容纳所产生声音的向后辐射波，以避免在某些频率中消除向前辐射波，其中此声音频率的对应波长明显大于扬声器尺寸。扬声器外壳也可用于帮助改善或重塑低频响应。因此，通过适当选择扬声器驱动与外壳的参数，可利用组合的外壳-驱动的共振峰值来增强共振频率附近的声音输出，因此改善所得扬声器的性能。然而，当扬声器外壳的内部空间不够大时，空气运动量对于外壳的空间的比值会上升，外壳内部的压力变动也上升，其导致振膜在其运动范围的最小峰值或最大峰值的附近会出现非线性或畸变运动。为了避免此问题，传统扬声器外壳要求含有足够大的空间。对于最高保真度的扬声器，外壳内部空间因此通常远大于扬声器驱动的实体空间。近年来，微型扬声器有望被包含在例如智能手机、平板、笔记型电脑、智能手表、智能眼镜或甚至耳机等装置中。在任何的小型装置中，由于其主机装置的尺寸限制，扬声器的空间通常非常小。但若传统扬声器的尺寸受到限缩，由传统扬声器所产生的声音的品质/保真度会因为上述问题而急剧下降。因此，如何提供一种发声装置来克服上述传统扬声器所面临的设计挑战是本领域的一个重要目标。
技术实现思路
因此，本专利技术的主要目的是提供一种能够产生保真度高的声音的发声装置。本专利技术的一实施例提供一种发声装置，其包括至少一空气脉冲产生器件以及控制单元。每个空气脉冲产生器件包括音腔、振膜、第一空气出入口以及第一阀。振膜设置在音腔内，并具有多个侧边。第一空气出入口设置在振膜于第一方向上的一侧，并邻近于振膜的侧边的其中一个。第一阀设置在第一空气出入口与振膜之间。控制单元用以产生至少一驱动信号，其中驱动信号控制空气脉冲产生器件的振膜的运动，使得每个空气脉冲产生器件根据对应的驱动信号产生一空气脉冲。在发声装置的操作期间中，对应于空气脉冲的第一气流通过第一空气出入口流入或流出音腔，第一气流沿着平行于第一方向的方向通过第一空气出入口，第一方向垂直于振膜的运动方向，且第一阀用以控制第一气流的通路。本专利技术的另一实施例提供一种阀，其包括阀体、阻挡结构以及支持结构。阀体具有第一阀出入口、第二阀出入口与第三阀出入口。阻挡结构设置在阀体中，其中阻挡结构用以在第一通路状态中分隔第二阀出入口与第三阀出入口，并用以在第二通路状态中分隔第一阀出入口与第三阀出入口。支持结构连接在阻挡结构与阀体之间，其中支持结构为可变形的支持结构。阻挡结构能够旋转以将阀状态在第一通路状态与第二通路状态之间进行改变。本专利技术提供的发声装置能实现使外壳容积小且对声音可高保真的效果。在阅读了下文绘示有各种附图的实施例的详细描述之后，对于所属领域的技术人员来说，应可清楚明了本专利技术的目的。附图说明以下将配合所附图式详述本专利技术的实施例。应注意的是，依据产业上的标准做法，各种特征并未按照比例绘制且仅用以说明例示。事实上，可能任意地放大或缩小器件的尺寸，以清楚地表现出本专利技术的特征。图1所示为本专利技术第一实施例的发声装置的示意图。图2所示为沿着图1的剖面线A-A’的剖面示意图。图3所示为沿着图1的剖面线B-B’的剖面示意图。图4所示为本专利技术第一实施例的发声装置的空气脉冲产生器件的振膜的示意图。图5所示为本专利技术第一实施例的发声装置的空气脉冲产生器件的振膜的剖面示意图。图6所示为本专利技术第一实施例的振膜的运动与驱动电流之间的关系的剖面示意图。图7所示为本专利技术第一实施例的变化实施例的发声装置的空气脉冲产生器件的振膜的示意图。图8所示为本专利技术第一实施例的空气脉冲产生器件的第一阀与第二阀的剖面示意图。图9所示为本专利技术第一实施例的空气脉冲产生器件的第一阀的俯视示意图。图10所示为本专利技术第一实施例的第一阀与第二阀在第一通路状态中的剖面示意图。图11所示为本专利技术第一实施例的第一阀与第二阀在第二通路状态中的剖面示意图。图12所示为本专利技术第一实施例的空气脉冲产生器件的第一阀在第二通路状态中的剖面示意图。图13所示为本专利技术第一实施例的变化实施例的空气脉冲产生器件的第一阀的剖面示意图。图14所示为本专利技术第一实施例的发声装置的控制单元的示意图。图15所示为本专利技术第一实施例的控制单元中的驱动信号产生电路的示意图。图16所示为本专利技术一实施例的时间取样、阀控制信号的量值与驱动电流的量值的示意图。图17所示为本专利技术另一实施例的时间取样、阀控制信号的量值与驱动电流的量值的示意图。图18所示为本专利技术一实施例由空气脉冲产生器件所产生的多个空气脉冲的声压级的示意图。图19所示为本专利技术第二实施例的发声装置的空气脉冲产生器件的示意图。图20所示为沿着图19的剖面线C-C’的剖面示意图。图21所示为沿着图19的剖面线D-D’的剖面示意图。图22所示为沿着图19的剖面线E-E’的剖面示意图。图23所示为本专利技术第三实施例的发声装置的多个空气脉冲产生器件的示意图。图24所示为本专利技术第三实施例的发声装置的空气脉冲产生器件的俯视示意图。图25所示为沿着图24的剖面线F-F’的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发声装置，其特征在于，包括：/n至少一空气脉冲产生器件，每个所述空气脉冲产生器件包括：/n一音腔；/n一振膜，设置在所述音腔内，并具有多个侧边；/n一第一空气出入口，设置在所述振膜于一第一方向上的一侧，并邻近于所述振膜的所述侧边的其中一个；以及/n一第一阀，设置在所述第一空气出入口与所述振膜之间；以及/n一控制单元，用以产生至少一驱动信号，其中所述驱动信号控制所述空气脉冲产生器件的所述振膜的运动，使得每个所述空气脉冲产生器件根据对应的所述驱动信号产生一空气脉冲；/n其中在所述发声装置的一操作期间中，对应于所述空气脉冲的一第一气流通过所述第一空气出入口流入或流出所述音腔，所述第一气流沿着平行于所述第一方向的方向通过所述第一空气出入口，所述第一方向垂直于所述振膜的运动方向，且所述第一阀用以控制所述第一气流的通路。/n

【技术特征摘要】
20180817 US 62/719,315;20180827 US 62/722,985;20191.一种发声装置，其特征在于，包括：
至少一空气脉冲产生器件，每个所述空气脉冲产生器件包括：
一音腔；
一振膜，设置在所述音腔内，并具有多个侧边；
一第一空气出入口，设置在所述振膜于一第一方向上的一侧，并邻近于所述振膜的所述侧边的其中一个；以及
一第一阀，设置在所述第一空气出入口与所述振膜之间；以及
一控制单元，用以产生至少一驱动信号，其中所述驱动信号控制所述空气脉冲产生器件的所述振膜的运动，使得每个所述空气脉冲产生器件根据对应的所述驱动信号产生一空气脉冲；
其中在所述发声装置的一操作期间中，对应于所述空气脉冲的一第一气流通过所述第一空气出入口流入或流出所述音腔，所述第一气流沿着平行于所述第一方向的方向通过所述第一空气出入口，所述第一方向垂直于所述振膜的运动方向，且所述第一阀用以控制所述第一气流的通路。


2.如权利要求1所述的发声装置，其特征在于，所述振膜为一可弯折振膜，且所述振膜包括：
一可挠式振膜基底；以及
一导电层，设置在所述可挠式振膜基底上，其中所述控制单元电连接所述振膜的所述导电层。


3.如权利要求2所述的发声装置，其特征在于，所述振膜具有多个平面部与多个弯折部，每个所述弯折部位于两相邻的所述平面部之间，所述平面部沿着垂直于所述第一方向的一第二方向排列，所述振膜的所述导电层包括多个走线延伸图案，每个所述走线延伸图案设置在其中一个所述平面部上，其中在所述发声装置的所述操作期间中，所述振膜的所述运动方向平行于所述第二方向。


4.如权利要求3所述的发声装置，其特征在于，所述走线延伸图案沿着所述第一方向延伸。


5.如权利要求3所述的发声装置，其特征在于，所述导电层还包括多个走线连接图案，每个所述走线连接图案电连接在分别位于不同所述平面部上的两个所述走线延伸图案之间，且每个所述走线连接图案分别横跨所述振膜的所述弯折部的其中一个。


6.如权利要求5所述的发声装置，其特征在于，所述多个走线延伸图案包括多个第一走线延伸图案与多个第二走线延伸图案，所述多个走线连接图案包括多个第一走线连接图案与多个第二走线连接图案，所述第一走线延伸图案与所述第一走线连接图案形成一第一走线，所述第二走线延伸图案与所述第二走线连接图案形成一第二走线，且所述空气脉冲产生器件还包括一连接线，所述连接线越过所述振膜并电连接在所述第一走线的一端与所述第二走线的一端之间。


7.如权利要求3所述的发声装置，其特征在于，在所述发声装置的所述操作期间中，所述发声装置提供一磁场，所述磁场中的磁力线的方向平行于一第三方向，且所述第三方向不平行于所述第二方向与所述第一方向。


8.如权利要求7所述的发声装置，其特征在于，所述空气脉冲产生器件还包括一第一板体与相对于所述第一板体的一第二板体，所述音腔形成于所述第一板体与所述第二板体之间，且所述磁场由所述第一板体与所述第二板体提供。


9.如权利要求3所述的发声装置，其特征在于，所述空气脉冲产生器件还包括一第一板体与相对于所述第一板体的一第二板体，所述音腔形成于所述第一板体与所述第二板体之间，所述第一板体与所述第二板体分别具有至少一突起物，每个所述突起物接触所述弯折部的其中至少一个。


10.如权利要求3所述的发声装置，其特征在于，所述空气脉冲产生器件还包括一第一间隔物，设置在所述振膜与所述第一空气出入口之间，所述第一间隔物连接于所述振膜的所述侧边的其中一个，所述第一间隔物具有多个凹陷结构，其中所述凹陷结构用以作为多个空气通道。


11.如权利要求1所述的发声装置，其特征在于，所述空气脉冲产生器件包括一致动件，包括在所述振膜中或是设置在所述振膜上，所述致动件用以造成所述振膜的运动，且所述致动件包括压电材料、平面线圈或导电板。


12.如权利要求1所述的发声装置，其特征在于，所述音腔包括一第一子音腔与一第二子音腔，所述第一子音腔与所述第二子音腔以所述振膜分隔，对应于所述空气脉冲的所述第一气流通过所述第一空气出入口流入所述第一子音腔、流入所述第二子音腔、从所述第一子音腔流出或从所述第二子音腔流出。


13.如权利要求12所述的发声装置，其特征在于，所述第一阀连接所述第一子音腔、所述第二子音腔与所述第一空气出入口，所述第一阀包括一第一阻挡结构；
其中在一第一通路状态的期间中，所述第一阻挡结构使所述第一空气出入口与所述第一子音腔之间的空气通路成为开放状，并使所述第一空气出入口与所述第二子音腔之间的空气通路成为封闭状；以及
其中在一第二通路状态的期间中，所述第一阻挡结构使所述第一空气出入口与所述第一子音腔之间的空气通路成为封闭状，并使所述第一空气出入口与所述第二子音腔之间的空气通路成为开放状。


14.如权利要求13所述的发声装置，其特征在于，所述第一阀包括：
一固定结构；以及
一支持结构，连接在所述固定结构与所述第一阻挡结构之间；
其中所述第一阻挡结构能够旋转以将阀状态从所述第一通路状态改变为所述第二通路状态，或将阀状态从所述第二通路状态改变为所述第一通路状态。


15.如权利要求14所述的发声装置，其特征在于，所述第一阻挡结构包括：

【专利技术属性】
技术研发人员：梁振宇，洪盟焜，
申请(专利权)人：知微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US