專利名稱：單端平面式磁揚(yáng)聲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及平面式磁揚(yáng)聲器，并具體地涉及能使聲音輸出至少在音頻范圍和中間和高端的單端平面式磁揚(yáng)聲器，并且最好在全音頻范圍內(nèi)。
背景技術(shù)：
兩個(gè)一般揚(yáng)聲器領(lǐng)域包括(i)動(dòng)態(tài)的和(ii)靜電。代表更受限制聲音重放區(qū)的第三種揚(yáng)聲器是平面式磁揚(yáng)聲器。這種揚(yáng)聲器代表動(dòng)態(tài)和靜電揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)之間的過渡技術(shù)，但是這種揚(yáng)聲器沒有達(dá)到過去65年發(fā)展任何顯著的市場接受水平。的確，平面式磁揚(yáng)聲器包含少于音頻揚(yáng)聲器工業(yè)的百分之一的份額。這種揚(yáng)聲器是一種仍然需要探索的音頻技術(shù)領(lǐng)域。
與任何揚(yáng)聲器一樣，競爭的因素是決定性的。除了質(zhì)量外，真正具有競爭力的揚(yáng)聲器必須價(jià)格合理、有實(shí)際的尺寸和重量和可預(yù)見的性能。假設(shè)兩種不同揚(yáng)聲器提供可比較的音頻輸出，在實(shí)現(xiàn)市場成功的判斷因數(shù)將是價(jià)格、方便性和美學(xué)性能。價(jià)格明顯是材料和組裝成本的函數(shù)。方便性體現(xiàn)將如何使用揚(yáng)聲器的考慮，諸如移動(dòng)性、重量、尺寸和位置。最后，揚(yáng)聲器的美學(xué)方面將是消費(fèi)者的興趣，包括格調(diào)、尺寸、和與周圍相關(guān)的美化外觀。
令人感興趣地注意到，一般領(lǐng)域的平面式磁揚(yáng)聲器包含兩個(gè)基本類別。第一和占優(yōu)勢的類別是雙端的或推挽系統(tǒng)，并且被表示在圖1中。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是，位于柔軟膜22的相對側(cè)的兩個(gè)磁陣列20和21，該柔軟膜包括位于其上的導(dǎo)電線圈23。該膜被安裝結(jié)構(gòu)24拉緊為平面狀態(tài)。聲音信號饋送給線圈23，提供可變電壓，該電壓與磁陣列20和21之間的固定磁場相互作用。該膜由聲音信號的頻率與幅度產(chǎn)生的力進(jìn)行移位，因此產(chǎn)生希望的聲音輸出。
從歷史上看，陶瓷磁體已經(jīng)被用作包括表示為磁陣列20和21的磁性材料。一般，公共極性被并列，產(chǎn)生強(qiáng)的排斥力，這種力試圖驅(qū)動(dòng)推挽系統(tǒng)分離的相應(yīng)的一側(cè)。這種結(jié)構(gòu)需要復(fù)雜的和有挑戰(zhàn)性的機(jī)械設(shè)計(jì)，以保持相對正確的磁體位置。很明顯，在接近磁體源的最大磁場強(qiáng)度情況下將出現(xiàn)膜的最大移位。通過引起揚(yáng)聲器中逐漸地機(jī)械結(jié)構(gòu)移位，這個(gè)恒定力可以容易長期破壞揚(yáng)聲器的性能。這更增加了制造成本，需要抵消這個(gè)有害的位移。
另外的問題是要求注意所包含的聲音的隧道效應(yīng)和某些頻段的漫射。例如，磁體元件之間的間隙26形成膜與外側(cè)環(huán)境的隧道26，該隧道改變了發(fā)射信號的頻率響應(yīng)。這還引起各個(gè)峰值的高頻問題和過早衰減。其它問題在工業(yè)界是公知的，并且包含在下列專利中，這些專利援引于此以資參考。
5901235Thigpen等 5/4/995850461Zelinka12/15/983922504Kishikawa等11/25/753997739Kishikawa等1214/765021613Garcia 6/4/914803733Carcer等 2/7/894156801Whelan等 5/29793141071Rich 7/4/64平面式磁揚(yáng)聲器的第二類別包括單端裝置。圖2表示典型具有帶導(dǎo)電區(qū)31的柔軟膜30的單端揚(yáng)聲器。該膜由框架部件32拉緊和支撐。單列磁體33位于膜的附近并提供相對于導(dǎo)電區(qū)或線圈31的固定磁場。顯然，單列磁體(一般由陶瓷構(gòu)成)提供大大減小了的能量場。為此，單端裝置已經(jīng)不能滿足商業(yè)應(yīng)用的需要。通過加倍陶瓷磁體33a(見圖3)的尺寸試圖增加功率輸出，在產(chǎn)生明顯改善方面一般并未獲得成功。實(shí)際上，增加的磁體尺寸導(dǎo)致更深的溝道或隧道36。再有使揚(yáng)聲器的設(shè)計(jì)復(fù)雜化。這種基于增加磁體厚度使功率增加的不足已經(jīng)為過去65年工業(yè)界的一種共識。顯然各種受到挫折的努力均集中在單端系統(tǒng)磁體陣列的設(shè)計(jì)上，并且已經(jīng)導(dǎo)致工業(yè)界依賴于增加磁體的數(shù)量和強(qiáng)度，而不是厚度。
作為這種感覺的結(jié)果，增加磁體厚度并不是增加功率的切實(shí)可行的辦法，所以單端系統(tǒng)一般的特點(diǎn)是尺寸大并效率低。例如，單端揚(yáng)聲器通常直徑大于3英尺并且依賴于具有非常小的移位的大的振動(dòng)膜表面面積?？偙砻婷娣e在約200到800平方英寸。從另外的方面看，常規(guī)單端揚(yáng)聲器的表面面積在可比輸出的情況下一般是10倍于常規(guī)動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器的表面面積。理論上，這種單端系統(tǒng)的低效率要求大表面面積，以便實(shí)現(xiàn)需要的空氣量的移位。這種大尺寸對生產(chǎn)要求上和長期的性能上帶來明顯不利影響。
作為大的靜電揚(yáng)聲器，利用各種成本效率方法的制造上的困難對于大平面磁結(jié)構(gòu)是特別困難的。保持膜相對于驅(qū)動(dòng)磁場的對準(zhǔn)不好是一個(gè)主要問題。作為與固定磁場距離的函數(shù)的磁通密度的變化是非線性的。因此，從正確的定位的微小偏差都可能引起嚴(yán)重的聲音輸出失常。在大的表面面積保持每個(gè)磁體和可移動(dòng)膜相關(guān)部分的正確間隔，對于有效制造以及后續(xù)保持若干年的期望性能。這些唯一制造要求對于大的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致較高成本，特別是從必需在需要的位置增加堅(jiān)固可靠的揚(yáng)聲器部件的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)，這些結(jié)構(gòu)不管是在正常使用期間移動(dòng)和揚(yáng)聲器碰撞都是需要的。這些條件業(yè)已導(dǎo)致嚴(yán)重限制單端揚(yáng)聲器的市場形式的高成本。
除了不利的成本問題外，單端系統(tǒng)的大尺寸要求還明顯地限制了實(shí)際使用。由于有限的可用空間，顯著地限制了多數(shù)揚(yáng)聲器要求較小的尺寸。例如，在小房間和車輛中的揚(yáng)聲器要求小的尺寸。市場趨勢正在轉(zhuǎn)移較小揚(yáng)聲器到動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器領(lǐng)域，諸如揚(yáng)聲器立方體和體積小于幾立方英寸的相關(guān)系統(tǒng)。這是與表面面積幾英尺的單端揚(yáng)聲器相矛盾的。
除了要求大的空間體積外，單端平面式磁揚(yáng)聲器以便都很笨重。例如，參照表示在Winey的美國專利3919499的圖1中的單端系統(tǒng)，表示出一種由沿墻壁揚(yáng)聲器部件填充的小形房間。這種大的揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)從上述限制的觀點(diǎn)看相信是需要的。再有，對于大尺寸的這種要求是與緊湊與小型化的市場趨勢直接相背離的。另外一些有關(guān)單端揚(yáng)聲器技術(shù)援引如下3919499Winey 11/11/754210786Winey 7/1/803209084Gamzon等9/28/653013905Gamzon等12/19/613674946Winey 7/4/72總之，平面式磁揚(yáng)聲器的雙端或單端形式兩者都達(dá)到可與具有較高效率的動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器相競爭的可行發(fā)展階段。這種經(jīng)超過50年的缺乏成功的發(fā)展提供在這個(gè)技術(shù)領(lǐng)域中作出發(fā)明創(chuàng)造有很強(qiáng)阻礙的證據(jù)。即使過去10年諸如稀土元素釹高能磁體的出現(xiàn)也使導(dǎo)致性能的改善失敗，特別是在單端揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)方面。在最好的情況下，高能磁體的應(yīng)用已經(jīng)被應(yīng)用到如Thigpen等人的美國專利5901235所表示的推挽高音揚(yáng)聲器上。如圖4所示，這種揚(yáng)聲器裝置包括安裝結(jié)構(gòu)40、能對抗推挽系統(tǒng)的強(qiáng)推拆力的支撐板41、并且連接到釹磁體43與膜44并列和與導(dǎo)電線圈45連接。但是，由于施加到框架和支撐結(jié)構(gòu)上這樣高的排拆力，所表示的相鄰釹磁體的緊密接近引起附加的制造和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)問題。這些力的大小高于現(xiàn)有技術(shù)陶瓷磁結(jié)構(gòu)，另外還增加了可行揚(yáng)聲器的成本和復(fù)雜性。
這就是為什么需要一種希望在成本上、尺寸小型化上、和性能與當(dāng)前動(dòng)態(tài)和靜電揚(yáng)聲器系統(tǒng)相等的單的平面式磁揚(yáng)聲器。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明提供一種單端平面式磁揚(yáng)聲器系統(tǒng)，包括至少一個(gè)薄膜，具有前側(cè)與后側(cè)的柔軟膜，用于變換電輸入信號為相應(yīng)的聲音輸出，所述至少一個(gè)膜包括預(yù)定導(dǎo)電區(qū)和預(yù)定非導(dǎo)電區(qū)。該系統(tǒng)還包括利用預(yù)定厚度的高能非鐵磁性磁體的磁結(jié)構(gòu)，其中各個(gè)磁體的每個(gè)至少寬度等于它們的深度。該磁體具有其中當(dāng)與非鐵磁性高能磁體相同厚度但增加深度的鐵磁性磁體比較時(shí)，產(chǎn)生至少與在磁結(jié)構(gòu)上高能磁體接近相同的磁場強(qiáng)度的磁場強(qiáng)度，高能磁體在磁結(jié)構(gòu)上的雙倍深度產(chǎn)生至少3dB的揚(yáng)聲器靈敏度的增加，而鐵磁性磁體的雙倍深度將產(chǎn)生低于3dB的增益。該系統(tǒng)還包括連接到膜上鎖定該膜的安裝結(jié)構(gòu)，保持膜處于預(yù)定的張力狀態(tài)，并且分隔膜與磁結(jié)構(gòu)在預(yù)定距離。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，可以包括平面式磁揚(yáng)聲器系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含(a)至少一個(gè)薄膜，具有前側(cè)與后側(cè)的柔軟膜，用于變換電輸入信號為相應(yīng)的聲音輸出，所述至少一個(gè)膜包含預(yù)定導(dǎo)電區(qū)和預(yù)定非導(dǎo)電區(qū)，并且總的可振動(dòng)表面區(qū)小于150平方英寸；(b)至少一個(gè)鄰近所述至少一個(gè)薄膜，柔軟膜的預(yù)定厚度的高能磁結(jié)構(gòu)，其中磁結(jié)構(gòu)在厚度上至少.060千英寸和可操作地提供在1瓦的功率電平上至少85dB揚(yáng)聲器靈敏度；(c)安裝結(jié)構(gòu)組成為單端平面式磁揚(yáng)聲器的一部分并連接到膜上鎖定該膜，保持該膜在預(yù)定張力狀態(tài)和分隔該膜與磁體預(yù)定距離。
在另一個(gè)更詳細(xì)的方面，該磁結(jié)構(gòu)可以被制造得足夠薄，基于具有以高能磁結(jié)構(gòu)公共構(gòu)成的可操作磁結(jié)構(gòu)的可比結(jié)構(gòu)并且是約高能磁結(jié)構(gòu)的預(yù)定厚度的一半的平面式磁揚(yáng)聲器的單獨(dú)SPL輸出比較，產(chǎn)生至少SPL的3dB增加。另外，磁結(jié)構(gòu)可以被制造得足夠薄，單獨(dú)基于與約為高能磁結(jié)構(gòu)的預(yù)定厚度一半的可操作磁結(jié)構(gòu)的SPL輸出的比較，產(chǎn)生至少SPL的5dB增加。在另外詳細(xì)地講，磁結(jié)構(gòu)可以被制造得足夠薄，單獨(dú)基于與約為高能磁結(jié)構(gòu)的預(yù)定厚度一半的可操作磁結(jié)構(gòu)的SPL輸出的比較，產(chǎn)生至少SPL的6dB增加。
在另一個(gè)更詳細(xì)的方面，該磁結(jié)構(gòu)的寬度可以被制造得比磁結(jié)構(gòu)的厚度更薄。安裝結(jié)構(gòu)可以包括鄰近于所述膜前側(cè)的前面部分并處于離其預(yù)定距離的裝載的阻擋物。這個(gè)阻擋物可以鄰近于所述膜的前后側(cè)兩者的一部分。再有，該系統(tǒng)可以包括定位于該膜的周邊的至少一個(gè)近似裝載的阻擋物，并且基本上包圍膜與裝載的阻擋物之間限制的空氣量，在音頻產(chǎn)生期間保持裝載的膜基本平衡。
在另一個(gè)更詳細(xì)的方面，磁結(jié)構(gòu)可以包括釹。
在另一個(gè)更詳細(xì)的方面，該系統(tǒng)包括(a)至少一個(gè)薄膜振動(dòng)膜，具有用于變換輸入電信號為對應(yīng)于的聲音輸出的前側(cè)和后側(cè)，所述至少一個(gè)膜包括包含預(yù)定導(dǎo)電區(qū)和預(yù)定非導(dǎo)電區(qū)，所述預(yù)定導(dǎo)電區(qū)具有總的表面面積小于150平方英寸；(b)至少一個(gè)位于鄰近所述至少一個(gè)薄膜振動(dòng)膜的預(yù)定厚度的高能磁結(jié)構(gòu)，所述膜和磁結(jié)構(gòu)相互配合能產(chǎn)生覆蓋至少音頻頻率的中間區(qū)和高端區(qū)的聲音輸出；和(c)連接到膜并且鎖定該膜的安裝結(jié)構(gòu)，保持膜處于預(yù)定的張力狀態(tài)并且與磁結(jié)構(gòu)的間隔處于預(yù)定距離。
在另一個(gè)更詳細(xì)的方面，該系統(tǒng)包括總的可操作表面面積小于100平方英寸。更為詳細(xì)地講，總的可操作表面面積小于50平方英寸。
在另一個(gè)更詳細(xì)的方面，按照本發(fā)明的平面式磁揚(yáng)聲器系統(tǒng)可以包括至少一個(gè)具有前側(cè)和后側(cè)的薄膜振動(dòng)膜，用于變換輸入的電信號為對應(yīng)的聲音輸出，所述至少一個(gè)膜包含預(yù)定導(dǎo)電區(qū)和預(yù)定非導(dǎo)電區(qū)，所述膜具有聚萘二酸乙二醇酯(PEN)合成物；并且還包括位于鄰近所述至少一個(gè)薄膜振動(dòng)膜的至少一個(gè)預(yù)定厚度的高能磁結(jié)構(gòu)；和所述膜和磁結(jié)構(gòu)相互配合能產(chǎn)生覆蓋音頻頻率的至少中間和高端范圍的聲音輸出；和還包括連接到該膜并鎖定該膜的安裝結(jié)構(gòu)，保持該膜在預(yù)定張力狀態(tài)并且間隔在離磁結(jié)構(gòu)的預(yù)定距離。
在另一個(gè)更詳細(xì)的方面，所述揚(yáng)聲器正如所限定的可以具有總的可操作表面面積小于150平方英寸，甚至小于100或者小于50平方英寸。
在另外的詳細(xì)方面，該單端平面式磁揚(yáng)聲器系統(tǒng)可以包括(a)單薄膜振動(dòng)膜具有前側(cè)和后側(cè)，用于變換輸入電信號為對應(yīng)的聲音輸出，所述膜包含預(yù)定導(dǎo)電區(qū)和預(yù)定非導(dǎo)電區(qū)，所述膜具有從聚萘二酸乙二醇酯(PEN)、聚亞安酯、交聯(lián)聚亞安酯、Kapton、和Mylar組成的一組中選擇的合成物；(b)至少一個(gè)具有至少25MGO功率額定和位于鄰近所述薄膜振動(dòng)膜預(yù)定厚度的高能磁結(jié)構(gòu)，所述膜和磁結(jié)構(gòu)相互配合，能產(chǎn)生覆蓋音頻頻率的中間和高端范圍的聲音輸出；和(c)連接到該膜并鎖定該膜上的安裝結(jié)構(gòu)，保持該膜在預(yù)定張力狀態(tài)并且間隔處于離磁結(jié)構(gòu)的預(yù)定距離。在更詳細(xì)的方面，這種系統(tǒng)包括總的可操作表面面積小于150平方英寸，或甚至100平方英寸。
在另外的詳細(xì)方面，該系統(tǒng)可以包括(a)至少一個(gè)薄膜振動(dòng)膜具有前側(cè)和后側(cè)，用于變換輸入電信號為對應(yīng)的聲音輸出，所述至少一個(gè)膜包含預(yù)定導(dǎo)電區(qū)和預(yù)定非導(dǎo)電區(qū)；(b)至少一個(gè)位于鄰近所述至少一個(gè)薄膜振動(dòng)膜的預(yù)定厚度的高能磁結(jié)構(gòu)，其中磁結(jié)構(gòu)利用提供至少25MOG能量輸出的磁體材料；和(c)連接到該膜并且鎖定該膜的安裝結(jié)構(gòu)，保持該膜處于預(yù)定張力狀態(tài)并且間隔處于離磁結(jié)構(gòu)的預(yù)定距離。在更詳細(xì)的方面，這種系統(tǒng)可以組成為能量輸出至少30MGO。
在更詳細(xì)的方面，該系統(tǒng)正如上面描述的可以包括一個(gè)導(dǎo)電區(qū)，還包括粘結(jié)到該膜上的導(dǎo)電箔，在該膜的前或后側(cè)之一形成具有導(dǎo)電箔表面的導(dǎo)電電路，通過振動(dòng)膜收縮到該張力狀態(tài)，所述膜保持于預(yù)定張力狀態(tài)，同時(shí)粘結(jié)箔的箔的位置基本保持沒有收縮的原來尺度。更詳細(xì)地，膜可以具有小于50微米并且導(dǎo)電電路可以包括厚度小于50微米的薄的箔。
在另一個(gè)更詳細(xì)的方面，一種制備用于平面式磁揚(yáng)聲器的振動(dòng)膜的方法可以包括以下步驟(a)選擇一卷適合用作揚(yáng)聲器膜的柔軟薄膜；(b)施加一薄層粘合層到?jīng)]的一側(cè)；(c)粘接一層導(dǎo)電箔到粘合層上，形成輥壓的疊壓層薄膜；(d)按用于平面式磁揚(yáng)聲器的希望的電路組成施加耐腐蝕層圖形到疊壓層薄膜有箔的一側(cè)；和(e)從薄膜的導(dǎo)電箔上去掉沒有耐腐蝕部分，提供導(dǎo)電電路。
在另一個(gè)更詳細(xì)的方面，上述方法可以包括各附加步驟(f)施加保護(hù)涂層到步驟(e)的箔的導(dǎo)電電路一側(cè)；和(g)輥壓有涂層的箔以便進(jìn)一步處理。該方法還包括更具體地選擇具有聚萘二酸乙二醇酯合成物薄膜的步驟。該方法可以有這樣的步驟(b)，包括更具體地的施加交聯(lián)聚合物作為粘合劑的步驟。更詳細(xì)地，步驟(c)可以還包括更具體地粘合厚度小于50微米鋁箔作為導(dǎo)電箔的步驟。另外，步驟(d)可以包括更具體的施加按用于單端平面式磁揚(yáng)聲器的電路組成的耐腐蝕層圖形到薄膜疊層的箔的一側(cè)的步驟。該方法可以包括更具體的施加交聯(lián)聚亞安酯作為粘合劑的步驟。
在另外更詳細(xì)的方面，一種用于收縮配置粘合在上面的導(dǎo)電電路的振動(dòng)薄膜的方法可以包括以下步驟(a)選擇具有厚度小于100微米的聚萘二酸乙二醇酯的和具有配置在薄膜的一側(cè)的導(dǎo)電電路的薄膜；(b)在具有導(dǎo)電電路的一側(cè)施加紫外線照射；(c)維持紫外線照射足夠的時(shí)間，收縮薄膜的未粘合導(dǎo)電電路的一部分的尺寸，不引起粘合導(dǎo)電電路的薄膜的明顯的收縮，因此保持一種薄膜與電路之間的完整的和去皺的配合組態(tài)。
在另外更詳細(xì)的方面，一種以希望的張力永久性裝配作為平面式磁揚(yáng)聲器的一部分的振動(dòng)膜的方法，可以包括以下步驟(a)選擇具有厚度小于100微米的聚萘二酸乙二醇酯的和具有配置在薄膜的一側(cè)的導(dǎo)電電路的薄膜；(b)定位薄膜用于以一定張力裝配到揚(yáng)聲器支撐框架上；(c)永久性裝配該薄膜到該框架的周邊，用作平面式磁揚(yáng)聲器的揚(yáng)聲器膜；(d)在具有導(dǎo)電電路的薄膜的一側(cè)施加紫外線照射；(e)維持紫外線照射足夠的時(shí)間，使未粘合導(dǎo)電電路的薄膜部分的尺寸收縮到希望的張力，不引起粘合了導(dǎo)電電路的薄膜明顯的收縮，因此保持一種薄膜與電路之間的完整的和去皺的配合組態(tài)。
在另一個(gè)更詳細(xì)的方面，一種按照本發(fā)明的平面式磁揚(yáng)聲器可以包括(a)一個(gè)薄的可有張力的膜，包括導(dǎo)電區(qū)和非導(dǎo)電區(qū)；(b)定位在與膜鄰近并處于預(yù)定距離的磁結(jié)構(gòu)，以便與膜的導(dǎo)電區(qū)相互作用；(c)具有多個(gè)基于安裝臂的彈簧的可折疊揚(yáng)聲器框架，用于在預(yù)定距離裝配膜，所述安裝臂具有第一，在靜止?fàn)顟B(tài)的靜態(tài)位置，和第二，有張力位置，其中在有張力位置的各安裝臂之間的距離小于靜態(tài)位置的分開距離并且對應(yīng)于在使用期間施加到膜上的預(yù)定張力；并且(d)用于永久性裝配膜到揚(yáng)聲器框架的安裝臂的裝置。
參照下面的詳細(xì)描述并結(jié)合附圖其它的各個(gè)特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將是顯然的，這些特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)的描述是以例子的方式說明的，而不是以限制方式的。


圖1是常規(guī)雙端平面式磁揚(yáng)聲器組態(tài)的剖視圖；圖2是常規(guī)單端平面式磁揚(yáng)聲器組態(tài)的剖視圖；圖3是另一種常規(guī)雙端平面式磁揚(yáng)聲器組態(tài)的剖視圖；圖4是常規(guī)雙端揚(yáng)聲器組態(tài)的剖視圖；圖5是按照本發(fā)明原理的單端平面式磁揚(yáng)聲器組態(tài)的剖視圖；圖6是按本發(fā)明的另外的實(shí)施例的單端平面式磁揚(yáng)聲器組態(tài)的剖視圖；圖7是按照本發(fā)明的原理的平面式磁揚(yáng)聲器裝置的局部剖開的透視圖；圖8是按照另一個(gè)實(shí)施例的平面式磁揚(yáng)聲器裝置的透視圖；圖9是按照本發(fā)明原理的單端平面式磁揚(yáng)聲器裝置的剖視圖；圖10是按照另一個(gè)實(shí)施例的平面式磁揚(yáng)聲器裝置的剖視圖；圖11是按照另一個(gè)實(shí)施例的平面式磁揚(yáng)聲器裝置的剖視圖；圖12是按照另一個(gè)實(shí)施例的平面式磁揚(yáng)聲器裝置的剖視圖；圖13是按照另一個(gè)實(shí)施例的平面式磁揚(yáng)聲器裝置的剖視圖；圖14是表示制造按照本發(fā)明原理的平面式磁揚(yáng)聲器裝置使用的方法的流程圖；圖15是按照另一個(gè)實(shí)施例的單端平面式磁揚(yáng)聲器裝置的剖視圖；圖16是表示制造按照本發(fā)明原理的平面式磁揚(yáng)聲器裝置使用的方法的流程圖；和圖17是表示制造按照本發(fā)明原理的平面式磁揚(yáng)聲器裝置使用的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖5和6表示本發(fā)明的一個(gè)基本發(fā)現(xiàn)，該基本發(fā)現(xiàn)能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)型平面式磁揚(yáng)聲器裝置，該揚(yáng)聲器裝置是小型的和在音頻性能質(zhì)量上是意想不到的。該揚(yáng)聲器裝置包括與現(xiàn)有技術(shù)的陶瓷磁體不同的意想不到的狀況，即利用應(yīng)用到雙端的或推挽的高音揚(yáng)聲器系統(tǒng)的諸如釹高能磁體，該磁體可以在厚度上加倍并將產(chǎn)生附加的3到6dB的音頻輸出。這是與現(xiàn)有技術(shù)的平面式磁揚(yáng)聲器利用公共磁通量的陶瓷磁體或鐵磁體所不同的。換言之，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)高能磁體利用增加比現(xiàn)有技術(shù)陶瓷或鐵磁體厚的厚度尺寸具有產(chǎn)生較大SPL的不可預(yù)測的特性。具體地，當(dāng)磁結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)為如上所述以后，單獨(dú)基于與具有利用高能磁結(jié)構(gòu)公共合成的可操作磁結(jié)構(gòu)并且該結(jié)構(gòu)約為高能磁結(jié)構(gòu)的預(yù)定厚度的一半的可比的結(jié)構(gòu)的平面式磁揚(yáng)聲器系統(tǒng)的SPL輸出的比較，足以產(chǎn)生SPL上的3dB增加。
這可以從另外的觀點(diǎn)看，在與現(xiàn)有技術(shù)鐵磁結(jié)構(gòu)比較。因此，與較小尺寸陶瓷磁體和鐵磁體的現(xiàn)有技術(shù)比較，按照本發(fā)明利用預(yù)定厚度高能非鐵磁性磁結(jié)構(gòu)可以有在SPL上的意想不到的增加的特征。具體地，單端平面式磁揚(yáng)聲器包括至少一個(gè)薄膜，具有前側(cè)和后側(cè)的柔性膜，用于變換輸入的電信號為對應(yīng)的聲音輸出。如前所述的例子，該膜包括預(yù)定的導(dǎo)電區(qū)和預(yù)定的非導(dǎo)電區(qū)。磁結(jié)構(gòu)利用如本說明書所述的預(yù)定厚度的非鐵磁高能磁體，其中各個(gè)磁體的每個(gè)至少它們的深度與寬度一樣。無法預(yù)測SPL的改善是由至少它們的深度與寬度一樣的條件限定的；并且該磁體具有一種磁場強(qiáng)度，其中(i)當(dāng)與和非鐵磁高能磁體寬度一樣的鐵磁性磁體比較；(ii)但該磁體具有增加深度，產(chǎn)生至少接近與磁結(jié)構(gòu)的高能磁體相同磁場強(qiáng)度，加倍磁結(jié)構(gòu)中高能磁體的深度，產(chǎn)生至少3dB揚(yáng)聲器靈敏度的增加，而加倍鐵磁性磁體的深度將產(chǎn)生小于3dB的增益。
例如，圖5表示具有3個(gè)支撐鄰近的具有導(dǎo)電區(qū)53的膜52的釹51棒的單端裝置50。棒51的厚度約0.025英寸。如圖6所示通過增加裝置60和磁體61的厚度到約0.055英寸。單端系統(tǒng)產(chǎn)生意想不到的6dB輸出的增加?；旧线@使等效于雙端或推挽系統(tǒng)的磁通密度的益處，而并不出現(xiàn)從膜的相對側(cè)的相反磁場的問題。
因?yàn)檫@個(gè)意想不到的發(fā)現(xiàn)，因此有可能簡化框架和支撐結(jié)構(gòu)，避免包含在雙端系統(tǒng)使用附加磁體的問題。這基于簡化的結(jié)構(gòu)部件和材料使成本降低。例如，單個(gè)0.055英寸棒磁體的費(fèi)用低于2個(gè)0.025英寸的棒，產(chǎn)生顯著的節(jié)約。單端裝置的聲音輸出意想不到地與常規(guī)動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器相比較。具體地，加倍陶瓷磁體的深度僅產(chǎn)生2dB的增加，僅是本發(fā)明產(chǎn)生的1/3。
釹通常稱為“高能”磁性材料。例如，陶瓷磁體認(rèn)為約5兆高斯磁場強(qiáng)度(MGO)，而釹材料通常大于25MGO。某些NeFb技術(shù)具有約50MGO。其它具有至少25MGO高能材料都是可用的并且是本專業(yè)技術(shù)人員公知的。下面涉及“高能材料”將意味著提供至少25到40或更高M(jìn)GO。
回顧地看，現(xiàn)有技術(shù)的單端結(jié)構(gòu)顯然太大并且對于商業(yè)接受來說效率太低。對于小型系統(tǒng)的推挽系統(tǒng)已經(jīng)可以使用，但由于以下原因尚沒有實(shí)現(xiàn)商業(yè)上的成功(i)在高頻伴隨有干擾，(ii)由于相反的磁力，需要較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)抵御膜的支撐結(jié)構(gòu)的彎曲和變形，和(iii)使用大的各個(gè)磁體之間的間隙，避免強(qiáng)磁場。利用諸如釹之類的高能材料的較小的單端結(jié)構(gòu)提供了所要求的效率和功率電平，利用開放的用于中間和高頻范圍的聲音發(fā)射窗，允許與次低音揚(yáng)聲器有效地交叉實(shí)現(xiàn)全音頻范圍的重放?，F(xiàn)在這樣的系統(tǒng)比動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器還要便宜一些，并且還有意想不到的質(zhì)量。增強(qiáng)的質(zhì)量是通過提供膜的邊緣不被驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，該膜具有薄膜加載裝置用于阻尼高頻的有效傳播。
圖7表示本發(fā)明的單端平板揚(yáng)聲器70的立體圖。安裝框架71提供其余各個(gè)部件的裝配的鋼性支撐。它必須提供有效的鋼性保持有張力的膜的尺寸穩(wěn)定性?？蚣芸梢杂商峁┧璧匿撔缘母鞣N材料制成，諸如沖壓的金屬、模壓的塑料、木材、和各種可比材料。雖然其形狀表示為矩形，但是其它各種形狀都可以使用，諸如圓形、多邊形、橢圓形等。
框架71連接到支撐高能磁體陣列74的磁體安裝板73。板73可以是鐵的以提供磁屏蔽和最佳的磁場性能。如果使用非鐵板，可能產(chǎn)生有效磁場強(qiáng)度的降低，即，在工作空氣隙中損失15％的磁力。在板上的孔75能發(fā)射后聲波能量。這些孔可以在尺寸和密度上矩形調(diào)節(jié)，提供膜的阻擋加載和阻尼優(yōu)化聲音輸出。
高能磁體74以平行陣列的方式安裝在板73上。最好的各棒74之間均勻間隔，分開的距離是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置的，以優(yōu)化施加到膜的導(dǎo)電區(qū)76的場強(qiáng)。一般，棒的寬度將是約2倍厚度，但是其它尺寸也是可以應(yīng)用的。因此，對于0.095英寸的厚度，棒的寬度約0.188英寸。最好是，分開的距離約和棒的寬度相同，0.188英寸。這些尺寸是根據(jù)具有6英寸的總寬度和8英寸的高度的系統(tǒng)。每個(gè)棒之間的分開距離是0.188英寸或約和棒的寬度相同。各個(gè)棒是利用這樣的系統(tǒng)厭氧膠水或其它高強(qiáng)度并耐熱材料通過粘合方式連接到到安裝板上的，相應(yīng)相鄰的棒的極性取向是按相反的位置(每行與相鄰的行是相反的)。
膜72是由若干可用的繃緊方法之一在框架上繃緊的，并且在繃緊狀態(tài)粘合用氰基丙稀酸酯粘合劑或其它快速結(jié)晶粘合劑77粘合的。粘合應(yīng)當(dāng)是永久性的，意思是在裝配后膜不能取下來。任何繃緊的失誤都將導(dǎo)致膜性能和揚(yáng)聲器輸出的變化。膜可以是Mylar(TM)、Kapton(TM)、交聯(lián)聚乙稀、聚氨酯聚萘二酸乙二醇酯(PEN)、或其它可比的薄膜材料。PEN已被發(fā)現(xiàn)提供理想的性能特性，以及很好地適合下面要描述的繃緊方法。
PEN可以用于利用交聯(lián)粘合劑，提供較高的聲音性能、較高的抗熱性和與低成本制造技術(shù)的相容性。例如，高速刻蝕處理可以應(yīng)用在膜上產(chǎn)生精確鋁導(dǎo)電圖形。交聯(lián)粘合劑約為粘合Al到現(xiàn)有技術(shù)的薄膜上的現(xiàn)有技術(shù)平面磁體膜粘合劑質(zhì)量的1/10。交聯(lián)聚合體粘合劑一般提供即時(shí)的處理，這種處理對于印制/刻蝕處理是苛刻的，將在下面進(jìn)行說明。在這種處理中，線圈材料的印制到薄膜的表面上的(而不是疊壓)，這樣沉積厚度約0.000095英寸，能減少質(zhì)量到最低水平。薄膜厚度是根據(jù)平面磁系統(tǒng)的常規(guī)實(shí)際情況。
已經(jīng)結(jié)合PEN和類似的薄膜開發(fā)了用于繃緊膜的特別有用的工藝?，F(xiàn)有技術(shù)通常加熱膜，諸如Mylar，使其在收縮時(shí)繃緊。相對于這種技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了許多問題。一般的困難是從導(dǎo)電元件的擠壓或分層。本發(fā)明者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)相對于常規(guī)的能量源，紫外線照射避免這些問題。具體地，UV照射導(dǎo)致薄膜形狀性地加熱并在框架上繃緊膜。另外一種方式，UV能量通過任何阻尼層材料并且由金屬導(dǎo)電材料進(jìn)行反射。驅(qū)動(dòng)器的元件不吸收UV能量并因此不打亂或壓迫不能容忍高熱的區(qū)域。通過路這種技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)膜的正確的繃緊，而不經(jīng)受現(xiàn)有技術(shù)的分層。還可以使用雙軸線繃緊，在薄膜運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，該技術(shù)同時(shí)控制兩個(gè)軸的張力，能進(jìn)行高速產(chǎn)生。下面解釋這種工藝。
因?yàn)楹喕a(chǎn)生方法和材料一般是昂貴的，但是單端平板揚(yáng)聲器可以提供低成本和高質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還提供小尺寸，以適應(yīng)許多應(yīng)用。在希望較大的揚(yáng)聲器的情況，多個(gè)小平板揚(yáng)聲器可以進(jìn)行互連產(chǎn)生兩個(gè)平板和分平板的平面。
正如上面指出的，導(dǎo)電區(qū)76通過附加導(dǎo)線、帶狀線、或元件76a而被設(shè)置在膜上。插入點(diǎn)77提供用于連接揚(yáng)聲器到電導(dǎo)線78的接觸點(diǎn)并且將一般進(jìn)行焊接。另外一種情況，一個(gè)小孔可以被壓入鋁導(dǎo)電材料。這些插入點(diǎn)按照音頻信號的輸入端操作，并且電連接到適當(dāng)是放大器或其它信號源的對應(yīng)端。對附加的地電元件77b等可以實(shí)施多個(gè)接觸點(diǎn)或串聯(lián)連接。最好是導(dǎo)電元件76a和76b被調(diào)整在相鄰磁體棒之間的空氣隙位置。圖6表示一種這樣的取向。其它的位置表示在圖9和11的剖視圖中。對于本專業(yè)技術(shù)人員來說其它的組態(tài)是顯然的，并且通過本說明書的公開也是可以理解的。
導(dǎo)電元件可以通過直接粘合導(dǎo)線、氣相沉積、常規(guī)刻蝕技術(shù)、以及將導(dǎo)電元件在將永久性地粘合膜上的其他方法，而加到膜上。前面披露指出了最好使用交聯(lián)粘合劑的薄層，提供較高的聲音性能、較高的耐熱性和與低成本制造技術(shù)相容性。氰基丙稀酸酯粘合劑是這種粘合劑的一個(gè)例子。這些粘合劑是有價(jià)值的，因?yàn)樗鼈冊?00度F下是非常穩(wěn)定的，正如下面解釋的，使得能夠進(jìn)行脫金屬處理。另外，這些材料的熱性能一般超過薄膜的熱性能。它們還保持不受去除金屬層的酸的影響。因此，可以從PEN膜上刻蝕鋁，留下所要的導(dǎo)電圖形。這些公開的圖形的變化是在本專業(yè)技術(shù)人員的知識范圍之內(nèi)的。這些技術(shù)在下面作為優(yōu)選制造方法的一部分進(jìn)行詳細(xì)地討論。
圖8披露了本發(fā)明的附加的新穎特征，包括使用加載隔板或鄰近加載隔板(PLB)，如標(biāo)號81和82所表示的。PLB是沿著安裝框架形成的并略在圍繞邊緣的膜的非驅(qū)動(dòng)部分上面伸出。由于膜的這些邊緣部分隨著膜的驅(qū)動(dòng)部分振動(dòng)或移動(dòng)，在PLB與膜之間的小量空氣被作為低頻阻尼媒介。同時(shí)允許較高頻率基本上不受障礙地傳播。這種封閉空間的小尺寸允許較高頻率的發(fā)射，使得能夠以寬范圍向聽眾進(jìn)行散發(fā)，而否則就可能發(fā)生高頻率傳播。
本發(fā)明的框架支撐的一種簡單形式是一種淺碟型矩形，其中各磁體粘合在中央，并且膜粘合在周邊。按畫框形式形成PLB或防護(hù)部分并且在周邊連接到支撐框架，從而鎖定膜的非驅(qū)動(dòng)周邊部分。圖8表示在PLB結(jié)構(gòu)81和82上的穿孔88。這種開孔88的廣泛使用使從PLB的側(cè)邊緣結(jié)構(gòu)變?yōu)閷β曇敉该鳌?br> 圖9表示如何在膜90的后側(cè)實(shí)現(xiàn)一種簡化PLB。在這種情況下，安裝板97承載各個(gè)磁體92和包括各個(gè)穿孔93，允許背面發(fā)射聲音。導(dǎo)電元件94集中地限定在膜95的有效驅(qū)動(dòng)區(qū)。邊緣96是膜的非驅(qū)動(dòng)區(qū)，它可能產(chǎn)生不利的諧振效應(yīng)和噪聲。這些效應(yīng)被按照上面討論的PLB部分97的阻尼效應(yīng)所抵消。附加的穿孔可以進(jìn)行附加的精細(xì)調(diào)諧所希望的如上所述的加載和阻尼效果。
圖10表示圖9的具有背面阻尼結(jié)構(gòu)、前向PLB結(jié)構(gòu)82的平面式磁揚(yáng)聲器100。正如前面所討論的，PLB元件82(在圖7的各側(cè)面)和81(涉及圖7的頂部和底部)提供希望的阻尼和能量控制功能。這個(gè)圖說明附加的毛氈部件103，用于吸收部分通過孔105發(fā)射的背面聲波能量。利用在較大穿孔位置的較小的開口可以開發(fā)相同的效果。圖11和12描述在后PLB結(jié)構(gòu)上穿孔111的使用。
代表上述的各種實(shí)施例提供了實(shí)施描述在說明書和權(quán)利要求書中的基本發(fā)明原理和結(jié)構(gòu)的指導(dǎo)。揚(yáng)聲器的一般尺寸按照應(yīng)用的情況可以增加或減小。優(yōu)選實(shí)施例可以從150平方英寸驅(qū)動(dòng)面積在尺寸上均勻地向下調(diào)整到一個(gè)信用卡(幾個(gè)平方英寸)或更小的尺寸。優(yōu)選尺寸是5.0到10.0英寸的寬度和5.0到30.0英寸的高度。PLB尺寸是寬度約1到2英寸和高度4到10英寸，可調(diào)整到在此所示的優(yōu)選實(shí)施例的比例。
另外一種情況，圖14表示出簡單的安裝結(jié)構(gòu)，其中平面式磁揚(yáng)聲器64包括具有多個(gè)基于安裝臂66的彈簧的可收縮揚(yáng)聲器框架65，用于在離磁結(jié)構(gòu)68的優(yōu)選距離固定膜67。安裝臂66具有在靜止?fàn)顟B(tài)下的第一靜態(tài)位置，和用虛線表示的第二繃緊位置，其中處于繃緊位置的安裝臂之間的距離d(t)小于在靜態(tài)位置的分開距離d(s)。這個(gè)差施加一個(gè)力F到膜上，該力約對應(yīng)于在使用期間施加到膜上的張力。安裝膜的過程包括連接在可收縮揚(yáng)聲器框架周圍的繃緊環(huán)69和減小臂66的距離到略大于希望的距離d(t)。然后將薄膜粘合到臂的上表面，以便永久性地連接。當(dāng)釋放環(huán)時(shí)，基于結(jié)構(gòu)的彈簧波設(shè)計(jì)問施加力F建立正確的張力。
現(xiàn)在將討論附加上導(dǎo)電元件的薄膜的優(yōu)選制造方法。圖15提供利用高速度、低成本、印制系統(tǒng)的基本制造工藝的框圖。通過采用這種制造方法，明顯節(jié)約生產(chǎn)成本，能使平面式磁揚(yáng)聲器與所有其它形式揚(yáng)聲器裝置有非常大的競爭力。具體的工藝?yán)么蟮囊?guī)模、高速疊壓、應(yīng)用快速和精確的方式施加希望的薄膜上的導(dǎo)電電路的耐腐蝕印制和刻蝕系統(tǒng)。該工藝是按如下實(shí)現(xiàn)的A.選擇薄膜卷(一般25微米PEN)，并且薄的(一般5微米)交聯(lián)粘合劑層利用經(jīng)變化的報(bào)紙的印刷方法印制到一個(gè)表面上。薄膜可以是其它合成物，諸如Kapton(tm)或Mylar(tm)，但是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)PEN薄膜在揚(yáng)聲器應(yīng)用中提供獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。薄膜厚度將由揚(yáng)聲器的具體特性確定，但一般將是長10到50微米范圍。粘合劑層需要足夠保證均勻接觸并且形成在經(jīng)處理的疊層的粘合層。
B.也是以卷的形式的薄的鋁箔(一般17-25微米)被粘到粘合層，并重新卷成疊層的薄膜/箔材料卷。然后粘合層通過其交聯(lián)處理變成完全固化。也可以使用其它導(dǎo)電金屬材料，例如銅，但是根據(jù)價(jià)格、熱特性、一般的有用性最好的材料是鋁。
C.疊層卷被按常規(guī)報(bào)紙印刷一樣地放置，并且報(bào)紙印刷圓筒按印刷處理在疊層的有箔側(cè)施加PVC耐腐蝕層圖形。具體圖形對應(yīng)于按照如31、45、53、76和94的數(shù)字代表的導(dǎo)電元件。用于固定導(dǎo)電元件的印刷方法是特別有益的，因?yàn)槭聦?shí)上它允以不昂貴的方式將任何電路圖形鋪設(shè)到薄膜上。
D.清潔的耐腐蝕層圖形被快速干燥，并且該疊層被泡在35000加侖腐蝕性蘇打溶液槽子中，其中箔的所有沒有耐腐蝕層部分都被刻蝕掉，完整無缺地剩下鋁電路圖形和箔被刻蝕掉后現(xiàn)在暴露出來的薄膜粘合層。
E.薄膜/圖形疊層現(xiàn)在進(jìn)行漂洗中性化刻蝕處理并且進(jìn)行干燥。
F.部分泡在刻蝕劑中，重新激活曝露的交聯(lián)粘合層，使另外的非常薄(一般4-5微米)的PVC耐腐蝕的密封層可以被印制到薄膜的經(jīng)刻蝕側(cè)的整個(gè)表面，防止當(dāng)再卷起來時(shí)粘到薄膜的另一側(cè)。這個(gè)耐腐蝕層還用作保護(hù)箔和阻尼不希望的膜諧振和駐波，否則這些情況可能使聲音輸出失真。
在振動(dòng)膜上導(dǎo)電電路的印刷方法提供作為平面式磁揚(yáng)聲器的一部分的明顯優(yōu)點(diǎn)。而導(dǎo)電線一般是粘到薄膜上的，或?qū)щ妼邮抢秒p面粘合轉(zhuǎn)移帶的壓制疊層處理，或印刷粘合層是薄的、輕的、和更耐熱的其它媒體的。疊層處理。這種低質(zhì)量的并高耐熱的疊壓完成揚(yáng)聲器是苛刻的。
其它粘合技術(shù)也可用于印刷處理，但是機(jī)械方面的挑戰(zhàn)可能使得在成本上不合算。例如，利用一種粘合層的薄膜(aka“免粘層”)粘合箔到薄膜上是一種代用品，但是這些以這種方式處理的材料的成本是用于批量揚(yáng)聲器生產(chǎn)所無法接受的，特別是揚(yáng)聲器制造的足夠大滿足高輸出的需要和寬頻帶工作的情況下更是如此。一種用于低質(zhì)量和更大熱容量的免粘合膜/導(dǎo)體組件可以利用聚酰胺w/液態(tài)聚酰胺界面，聚酰胺和在箔上的熔化的聚酰胺實(shí)施的，或者澆注聚酰胺-其中利用鋁箔上的電暈放電使Al箔活化。
通常是指氣相沉積或“濺射”的疊層工藝也有成本限制，并且當(dāng)要求這個(gè)厚度的金屬時(shí)控制沉積的厚度也是困難的。更通用的用于生產(chǎn)柔軟和剛性電路的可用方法“照象刻蝕”工藝比上面描述的方法更貴并且一般用銅作為金屬箔。與Al相比銅具有差的導(dǎo)電-質(zhì)量比，用銅可能降低揚(yáng)聲器的效率和輸出能力。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的施加電路到薄膜上的印刷方法是按照如下處理和生產(chǎn)膜規(guī)范的A.薄膜源包括PEN薄膜、25微米厚、25英寸寬并以卷的形式。
B.交聯(lián)的聚亞胺酯粘合劑印刷5微米一層。交聯(lián)是利用加熱實(shí)現(xiàn)的并且是非?？焯幚淼摹Ｐ枰咛幚硭俣?，完成高速卷到卷的處理。
C.導(dǎo)電箔包括17微米厚的軟合金鋁箔層。
D.耐腐蝕層按任何希望的導(dǎo)電圖形印刷到Al上。
E.在蘇打溶液中進(jìn)行刻蝕。溶液開始進(jìn)行加熱使能進(jìn)行刻蝕，但是刻蝕工藝產(chǎn)生強(qiáng)的熱量，要求溶液冷卻到要求的溫度。溫度控制、稀釋刻蝕液、并需要監(jiān)視恒速穿過并且在最后處理前在7-9小時(shí)期間調(diào)整設(shè)置為要求的條件和是穩(wěn)定的。
F.然后對整個(gè)表面去掉涂層，保證暴露粘合層，其中鋁在刻蝕工藝期間已經(jīng)被去掉，當(dāng)材料被卷起時(shí)，保持粘住PEN的對面一側(cè)。這種狀態(tài)還改善了對方環(huán)境的容限并提供由耐腐蝕層和去掉層覆蓋的表面。
利用薄膜適當(dāng)?shù)赜∷⒃谝蟮膶?dǎo)電電路圖形上并且準(zhǔn)備施加到揚(yáng)聲器框架上作為揚(yáng)聲器膜，可以按照上述方法實(shí)施適當(dāng)繃緊。優(yōu)選方法利用按照本發(fā)明發(fā)現(xiàn)的唯一加熱收縮特性。具體地，基本上不影響薄膜與被粘合的電路之間的連接狀態(tài)的情況下，收縮粘合所放置的導(dǎo)電電路的振動(dòng)薄膜的方法包括以下步驟(a)選擇厚度為100微米和具有配置在薄膜一側(cè)的導(dǎo)電電路的聚萘二酸乙二醇酯薄膜；(b)在薄膜的具有導(dǎo)電電路的一側(cè)施加紫外線照射；和
(c)保持紫外線照射足夠的時(shí)間收縮薄膜的沒粘導(dǎo)電電路的一部分的尺寸，并不明顯影響粘有導(dǎo)電電路的薄膜的收縮，因此保持薄膜與電路之間整體并不起皺的連接狀態(tài)。
薄膜的一個(gè)優(yōu)選厚度約為25微米，具有約5微米的粘合層用于粘合作為導(dǎo)電電路的鋁。鋁層可以是厚度17到25微米的箔的狀態(tài)。維持紫外線照射直至形成正確厚度。PEN的最大收縮量為0.8到1.0％之間。
這種相同的技術(shù)形成用于以希望的張力永久性固定作為平面式磁揚(yáng)聲器的一部分的振動(dòng)膜的方法的一部分包括以下步驟(a)選擇厚度小于100微米并具有配置在薄膜的一側(cè)上的導(dǎo)電電路的聚萘二酸乙二醇酯薄膜；(b)定位該薄膜用于以一定張力固定在揚(yáng)聲器支撐框架上；(c)永久性地固定薄膜到框架的外圍上用作平面式磁揚(yáng)聲器的揚(yáng)聲器膜；(d)在具有導(dǎo)電電路的薄膜的一側(cè)施加紫外線照射；和(e)維持紫外線照射足夠的時(shí)間，收縮沒粘導(dǎo)電電路部分的薄膜的尺寸到希望的尺寸，不引起粘導(dǎo)電電路的薄膜的明顯收縮，因此保持薄膜與電路之間完整和無皺紋固定狀態(tài)。
雖然本公開給出了多個(gè)具體工藝的實(shí)施例，但是對本專業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解為，顯而易見這樣的例子僅僅是實(shí)施本發(fā)明的代表。因此，必須理解為本發(fā)明不限于這種公開，而是由后附的權(quán)利要求書表示。
權(quán)利要求
1.一種平面式磁揚(yáng)聲器系統(tǒng)，包括至少一個(gè)薄膜，它是具有前側(cè)和后側(cè)的柔性膜，用于把輸入電信號轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的聲音輸出，所述至少一個(gè)膜包括預(yù)定的導(dǎo)電區(qū)和非導(dǎo)電區(qū)并具有小于150平方英寸的總振動(dòng)表面面積；至少一個(gè)具有預(yù)定厚度的高能磁結(jié)構(gòu)，它位于所述至少一個(gè)柔性膜附近，其中磁結(jié)構(gòu)的厚度為至少0.000060英寸并且用于在一瓦的功率電平上提供至少85dB的揚(yáng)聲器靈敏度；以及一個(gè)安裝結(jié)構(gòu)，它作為單端平面式磁揚(yáng)聲器的一部分并且與該膜耦合以抓住該膜、把該膜保持在預(yù)定張力狀態(tài)并使該膜與磁結(jié)構(gòu)相距一個(gè)預(yù)定距離。
2.權(quán)利要求1限定的揚(yáng)聲器，其中磁結(jié)構(gòu)足夠薄，基于與具有高能磁結(jié)構(gòu)的可操作公共合成物的磁結(jié)構(gòu)的可比結(jié)構(gòu)并且本發(fā)明的磁結(jié)構(gòu)約為高能磁結(jié)構(gòu)的預(yù)定厚度的一半的平面式磁揚(yáng)聲器系統(tǒng)的單獨(dú)SPL輸出相比較，產(chǎn)生SPL上的至少3dB的增加。
3.權(quán)利要求2限定的揚(yáng)聲器，其中磁結(jié)構(gòu)足夠薄，基于單獨(dú)與約為高能磁結(jié)構(gòu)的預(yù)定厚度的一半的可操作的磁結(jié)構(gòu)的SPL輸出相比較，產(chǎn)生SPL的至少5dB的增加。
4.權(quán)利要求1限定的揚(yáng)聲器，其中磁結(jié)構(gòu)具有至少25MGO的能量輸出。
5.權(quán)利要求1限定的揚(yáng)聲器，其中磁結(jié)構(gòu)的寬度大于磁結(jié)構(gòu)的厚度。
6.權(quán)利要求1限定的揚(yáng)聲器，其中所述安裝結(jié)構(gòu)包括相鄰所述膜的前側(cè)的前面部分的加載障礙物并且與其預(yù)定距離。
7.權(quán)利要求1限定的揚(yáng)聲器，其中所述安裝結(jié)構(gòu)包括相鄰所述膜的前和后側(cè)的前面部分的加載障礙物并且與其預(yù)定距離。
8.權(quán)利要求1限定的揚(yáng)聲器，其中還包括在膜的周邊的至少一個(gè)近似加載障礙物，并且基本上包圍膜與加載障礙物之間部分限制的空氣量，在聲音產(chǎn)生期間基本保持膜的加載平衡。
9.權(quán)利要求1限定的揚(yáng)聲器，其中磁結(jié)構(gòu)包括釹。
10.一種平面式磁揚(yáng)聲器系統(tǒng)，包括至少一個(gè)具有前側(cè)和后側(cè)的振動(dòng)薄膜，用于變換輸入電信號為對應(yīng)的聲音輸出，所述至少一個(gè)膜包括預(yù)定的導(dǎo)電區(qū)和預(yù)定非導(dǎo)電區(qū)，所述預(yù)定的導(dǎo)電區(qū)具有總可操作表面面積小于150平方英寸；至少一個(gè)位于鄰近所述至少一個(gè)薄膜振動(dòng)膜的預(yù)定厚度的高能磁結(jié)構(gòu)；所述膜和磁結(jié)構(gòu)相互協(xié)作，能產(chǎn)生變換音頻頻率的中間和高端的聲音輸出；和連接到膜上鎖定膜的安裝結(jié)構(gòu)，保持膜的預(yù)定張力狀態(tài)和膜離磁結(jié)構(gòu)預(yù)定距離的空間。
11.權(quán)利要求10限定的揚(yáng)聲器，其中總的可操作表面面積小于100平方英寸。
12.權(quán)利要求10限定的揚(yáng)聲器，其中總的可操作表面面積小于50平方英寸
13.一種平面式磁揚(yáng)聲器，包括至少一個(gè)具有前側(cè)和后側(cè)的振動(dòng)薄膜，用于變換輸入電信號為對應(yīng)的聲音輸出，所述至少一個(gè)膜包括預(yù)定的導(dǎo)電區(qū)和預(yù)定的非導(dǎo)電區(qū)，所述膜具有聚萘二酸乙二醇酯(PEN)合成物；至少一個(gè)位于鄰近所述至少一個(gè)薄膜振動(dòng)膜的預(yù)定厚度的高能磁結(jié)構(gòu)；所述膜和磁結(jié)構(gòu)相互協(xié)作，能產(chǎn)生變換音頻頻率的中間和高端的聲音輸出；和連接到膜上鎖定膜的安裝結(jié)構(gòu)，保持膜的預(yù)定張力狀態(tài)和膜離磁結(jié)構(gòu)預(yù)定距離的空間。
14.權(quán)利要求13限定的揚(yáng)聲器，其中總的可操作表面面積小于150平方英寸。
15.權(quán)利要求13限定的揚(yáng)聲器，其中總的可操作表面面積小于100平方英寸。
16.權(quán)利要求13限定的揚(yáng)聲器，其中總的可操作表面面積小于50平方英寸。
17.一種單端平面式磁揚(yáng)聲器系統(tǒng)，包括具有前側(cè)和后側(cè)的單一薄膜振動(dòng)膜，用于變換輸入電信號為對應(yīng)的聲音輸出，所述膜包括預(yù)定的導(dǎo)電區(qū)和預(yù)定的非導(dǎo)電區(qū)，所述膜具有從聚萘二酸乙二醇酯(PEN)、聚亞安酯、交聯(lián)聚亞安酯、Kapton、和Mylar組成的一組中選擇的合成物；至少一個(gè)高能磁結(jié)構(gòu)具有至少25MGO的功率率和位于鄰近所述薄膜振動(dòng)膜的預(yù)定厚度；所述膜和磁結(jié)構(gòu)相互協(xié)作，能產(chǎn)生變換音頻頻率的中間和高端的聲音輸出；和連接到膜上鎖定膜的安裝結(jié)構(gòu)，保持膜的預(yù)定張力狀態(tài)和膜離磁結(jié)構(gòu)預(yù)定距離的空間。
18.權(quán)利要求17限定的揚(yáng)聲器，其中總的可操作表面面積小于150平方英寸。
19.權(quán)利要求17限定的揚(yáng)聲器，其中總的可操作表面面積小于100平方英寸。
20.一種平面式磁揚(yáng)聲器，包括具有前側(cè)和后側(cè)的至少一個(gè)薄膜振動(dòng)膜，用于變換輸入電信號為對應(yīng)的聲音輸出，所述膜包括預(yù)定的導(dǎo)電區(qū)和預(yù)定的非導(dǎo)電區(qū)；至少一個(gè)預(yù)定厚度的高能磁結(jié)構(gòu)，位于鄰近所述至少一個(gè)薄膜振動(dòng)膜，其中磁結(jié)構(gòu)利用提供至少25MGO能量輸出的磁性材料；和連接到膜上鎖定膜的安裝結(jié)構(gòu)，保持膜的預(yù)定張力狀態(tài)和膜離磁結(jié)構(gòu)預(yù)定距離的空間。
21.權(quán)利要求20限定的揚(yáng)聲器，其中能量輸出至少30MGO。
22.權(quán)利要求20限定的揚(yáng)聲器，其中能量輸出至少40MGO。
23.權(quán)利要求20限定的揚(yáng)聲器，其中導(dǎo)電區(qū)包括粘到膜上的導(dǎo)電箔，通過振動(dòng)膜的收縮到繃緊狀態(tài)形成保持預(yù)定張力狀態(tài)的導(dǎo)電電路膜，同時(shí)粘有箔的箔的部分基本上維持沒有繃緊的原始尺寸。
24.權(quán)利要求20限定的揚(yáng)聲器，其中膜具有小于50微米的厚度并且導(dǎo)電電路包括具有厚度小于50微米的薄鋁箔。
25.一種制備用于平面式磁揚(yáng)聲器的振動(dòng)膜的方法，包括以下步驟(a)選擇一卷適合用于揚(yáng)聲器膜的柔軟的薄膜；(b)在薄膜的一側(cè)施加一薄層粘合劑(c)粘一層導(dǎo)電箔到粘合劑上，形成成卷的薄膜疊層，其尺寸用于印刷；(d)按需要的用于平面式磁揚(yáng)聲器的電路組態(tài)在薄膜疊層的有箔的一側(cè)施加耐腐蝕涂層圖形；(e)從薄膜上去掉導(dǎo)電箔的沒有耐腐蝕部分，提供導(dǎo)電電路。
26.權(quán)利要求25限定的方法，還包括以下附加步驟(f)施加保護(hù)涂層到步驟(e)的箔的導(dǎo)電電路側(cè)；和(g)卷起已涂層的箔用于以后處理。
27.權(quán)利要求25限定的方法，包括選擇具有聚萘二酸乙二醇酯合成物的更具體的步驟。
28.權(quán)利要求25限定的方法，其中步驟(b)包括施加交聯(lián)聚合物的薄層作為粘合劑的更具體的步驟。
29.權(quán)利要求25限定的方法，其中步驟(c)包括粘合具有小于50微米厚度的鋁層作為導(dǎo)電箔的更具體的步驟。
30.權(quán)利要求25限定的方法，其中步驟(d)包括按用于單端平面式磁揚(yáng)聲器的電路組態(tài)施加耐腐蝕涂層圖形到薄膜疊層的有箔的一側(cè)的更具體的步驟。
31.權(quán)利要求28限定的方法，其中步驟(b)包括施加交聯(lián)聚亞胺酯作為粘合劑的更具體的步驟。
32.一種用于粘合配置在振動(dòng)膜上的導(dǎo)電電路的收縮振動(dòng)膜的方法，包括以下步驟(a)選擇厚度為100微米并具有配置在薄膜的一側(cè)的導(dǎo)電電路的聚萘二酸乙二醇酯；(b)在具有導(dǎo)電電路的一側(cè)施加紫外線照射；(c)維持紫外線照射足夠的時(shí)間，收縮沒粘導(dǎo)電電路部分的尺寸，不引起粘有導(dǎo)電電路的薄膜的明顯收縮，因此保持薄膜和電路之間的固定狀態(tài)的整體性和無皺紋。
33.權(quán)利要求28限定的方法，包括維持足夠時(shí)間的紫外線照射固化UV固化的粘合劑的進(jìn)一步的步驟。
34.一種以要求的張力永久性固定作為平面式磁揚(yáng)聲器的一部分的振動(dòng)膜的方法，包括以下步驟(a)選擇具有小于100微米厚度和在薄膜的一側(cè)具有導(dǎo)電電路的聚萘二酸乙二醇酯薄膜；(b)定位該薄膜以便有張力地固定到揚(yáng)聲器支撐框架上；(c)在外圍永久性地將該薄膜固定到框架上用作平面式磁揚(yáng)聲器的揚(yáng)聲器膜；(d)在薄膜的有導(dǎo)電電路的一側(cè)施加紫外線照射；(e)維持紫外線照射足夠的時(shí)間，收縮沒粘導(dǎo)電電路部分的尺寸，不引起粘有導(dǎo)電電路的薄膜的明顯收縮，因此保持薄膜和電路之間的固定狀態(tài)的整體性和無皺紋。
35.一種單端平面式磁揚(yáng)聲器系統(tǒng)，包括至少一個(gè)薄膜，具有前側(cè)和后側(cè)的柔性膜，用于變換輸入電信號為對應(yīng)的聲音輸出，所述至少一個(gè)膜包括預(yù)定的導(dǎo)電區(qū)和非導(dǎo)電區(qū)；(a)利用預(yù)定厚度非鐵磁性高能磁體的磁結(jié)構(gòu)，其中各個(gè)磁體的每個(gè)至少寬度與其深度相同；(b)所述各個(gè)磁體具有磁強(qiáng)度，其中(i)當(dāng)與非鐵磁性高能磁體相同寬度的鐵磁性磁體比較時(shí)，(ii)但是該磁體增加深度，在磁結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生至少與高能磁體接近的相同磁強(qiáng)度，在磁結(jié)構(gòu)中加倍高能磁體的深度，產(chǎn)生增加揚(yáng)聲器的靈敏度至少3dB，而加倍鐵磁性磁體的深度將產(chǎn)生小于3dB的增益；(c)連接到膜上鎖定膜的安裝結(jié)構(gòu)，保持膜的預(yù)定張力狀態(tài)和膜離磁結(jié)構(gòu)預(yù)定距離的空間。
36.一種平面式磁揚(yáng)聲器，包括薄的膜，包括導(dǎo)電區(qū)和非導(dǎo)電區(qū)的可繃緊的薄膜；磁結(jié)構(gòu)，設(shè)置在鄰近所述膜并與所述膜有預(yù)定距離，并且與該膜的導(dǎo)電區(qū)交互動(dòng)作；具有基于安裝臂的多個(gè)彈簧的可收縮的揚(yáng)聲器框架，用于在預(yù)定距離固定該膜，所述安裝臂具有在靜止?fàn)顟B(tài)的第一靜態(tài)位置，和第二繃緊位置，其中處于繃緊位置的各個(gè)安裝臂之間的距離小于處于靜止位置的分開的距離，并且對應(yīng)于在使用期間要施加到膜上預(yù)定的張力；用于永久性固定膜到揚(yáng)聲器框架的安裝臂上的裝置。
全文摘要
一種單端平面式磁揚(yáng)聲器，具有至少一個(gè)薄膜，具有前側(cè)和后側(cè)的柔性膜(72、90)，用于變換輸入的電信號為對應(yīng)的聲音輸出，該至少一個(gè)膜包括預(yù)定的導(dǎo)電區(qū)(76)和預(yù)定的非導(dǎo)電區(qū)；利用具有預(yù)定厚度的非鐵磁性高能磁體的磁結(jié)構(gòu)(92)，其中各個(gè)磁體的每個(gè)至少寬度與深度相同；該各個(gè)磁體具有磁強(qiáng)度，其中當(dāng)與非鐵磁性高能磁體相同寬度但具有增加深度的鐵磁性磁體比較時(shí)，產(chǎn)生至少接近與加倍高能磁體的深度的磁結(jié)構(gòu)中的高能磁體相同的磁強(qiáng)度，在磁結(jié)構(gòu)中加倍高能磁體的深度產(chǎn)生至少3dB的揚(yáng)聲器靈敏度增加，而加倍鐵磁性磁體的深度將產(chǎn)生小于3dB的增益，并且該系統(tǒng)還包括連接到膜鎖定該膜的安裝結(jié)構(gòu)，保持膜張力的預(yù)定狀態(tài)和膜處于離磁結(jié)構(gòu)預(yù)定距離的空間。
文檔編號H04R9/04GK1426668SQ01808455
公開日2003年6月25日 申請日期2001年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月3日
發(fā)明者戴維·格利班諾 申請人:美國技術(shù)公司