扬声器模组及终端设备 |
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| 申请号 | CN202211229879.8 | 申请日 | 2022-10-09 | 公开(公告)号 | CN117896660A | 公开(公告)日 | 2024-04-16 |
| 申请人 | 北京小米移动软件有限公司; | 发明人 | 黎健洪; | ||||
| 摘要 | 本公开提供了一种扬声器模组及终端设备，涉及扬声器技术领域。扬声器模组包括：第一壳体、第二壳体、振动单元和膜层；第一壳体和第二壳体围成一容纳腔，振动单元位于容纳腔内，振动单元与第一壳体之间形成前腔，振动单元与第二壳体之间形成后腔；膜层的一端位于后腔内部，另一端延伸至后腔外部，膜层用于将后腔内部的热量传导至外部。本公开的扬声器模组，能够利用膜层将后腔内的热量传导至外部，从而起到加快扬声器模组内部 散热 的功能。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种扬声器模组，其特征在于，所述扬声器模组(100)包括：第一壳体(1)、第二壳体(2)、振动单元(3)和膜层(4)； |
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| 说明书全文 | 扬声器模组及终端设备技术领域[0001] 本公开涉及扬声器技术领域，特别涉及一种扬声器模组及终端设备。 背景技术[0004] 本公开提供了一种扬声器模组及终端设备，能够解决扬声器无法高效散热的问题。 [0005] 所述技术方案如下： [0006] 一方面，提供了一种扬声器模组，所述扬声器模组包括：第一壳体、第二壳体、振动单元和膜层； [0007] 所述第一壳体和所述第二壳体围成一容纳腔，所述振动单元位于所述容纳腔内，所述振动单元与所述第一壳体之间形成前腔，所述振动单元与所述第二壳体之间形成后 腔； [0008] 所述膜层的一端位于所述后腔内部，另一端延伸至所述后腔外部，所述膜层用于将所述后腔内部的热量传导至外部。 [0010] 在一些实施例中，所述后腔的侧壁设有导出通道，所述膜层沿所述导出通道延伸至所述后腔外部； [0011] 所述膜层与所述导出通道之间填充密封材料。 [0012] 在一些实施例中，位于所述后腔内部的所述膜层的至少部分延伸至所述振动单元的声波辐射范围内，并与所述振动单元间隔布置；所述膜层能够在所述振动单元振动过程 中，依靠自身形变吸收消耗所述后腔内的声波能量。 [0013] 在一些实施例中，位于所述后腔内部的所述膜层的边缘分别与所述后腔的周向侧壁连接，以将所述后腔分隔为靠近所述振动单元的第一音腔和远离所述振动单元的第二音 腔。 [0014] 在一些实施例中，所述扬声器模组还包括骨架体；所述骨架体位于所述后腔内，所述膜层依附于所述骨架体表面。 [0015] 在一些实施例中，所述骨架体采用高分子材料制成。 [0016] 在一些实施例中，所述扬声器模组还包括辅助吸音物料，所述辅助吸音物料填充于所述第一音腔和所述第二音腔中的至少之一内。 [0017] 另一方面，提供了一种终端设备，所述终端设备包括本公开所述的扬声器模组。 [0018] 在一些实施例中，所述终端设备还包括壳体组件，所述膜层的另一端与所述壳体组件连接，以将所述后腔内部的热量传导至所述壳体组件。 [0019] 本公开提供的技术方案带来的有益效果至少包括： [0020] 本公开的扬声器模组，在第一壳体、第二壳体围成的容纳腔内设置振动单元，振动单元与第一壳体之间形成前腔，与第二壳体之间形成后腔，后腔内设有一膜层，该膜层的另 一端延伸到后腔的外部，该膜层能够将后腔内的热量传导至外部，从而起到加快扬声器模 组内部散热的功能。 附图说明 [0021] 为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于 本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他 的附图。 [0022] 图1是本公开实施例提供的扬声器模组的结构示意图； [0023] 图2是图1中A处局部放大图； [0024] 图3是本公开实施例提供的膜层与后腔的周向侧壁的连接示意图； [0025] 图4是本公开实施例提供的扬声器模组中声波效果图； [0026] 图5是本公开实施例提供的膜层与骨架体的状态示意图； [0027] 图6是本公开实施例提供的终端设备的结构示意图； [0028] 图7是本公开另一实施例提供的终端设备的结构框图。 [0029] 图中的附图标记分别表示为： [0030] 100、扬声器模组；200、壳体组件； [0031] 1、第一壳体； [0032] 2、第二壳体； [0033] 3、振动单元； [0034] 4、膜层；401、石墨烯薄片； [0035] 5、前腔； [0036] 6、后腔；61、导出通道；62、密封材料；601、第一音腔；602、第二音腔； [0037] 7、骨架体； [0038] 8、辅助吸音物料； [0040] a、初始声波；b、第一透射声波；c、反射声波；d、第二透射声波。 具体实施方式[0041] 这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例 中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附 权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。 [0042] 在本公开的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。 [0043] 除非另有定义，本公开实施例所用的所有技术术语均具有与本领域普通技术人员通常理解的相同的含义。 [0044] 扬声器模组作为发声单元，主要负责将接收的电信号转化为可听的声音信号。作为一种电声换能器，其在工作过程中，除将一部分电能转换为机械能，最终以辐射声波发声 外；大部分电能转换为热能，造成扬声器模组内温度升高。音圈温度超过一定的范围，会影 响微型扬声器音效，甚至影响其正常使用，因此扬声器模组设计时，需要提前考虑散热问 题。 [0045] 近几年，终端设备中喇叭响度逐渐增大，音圈振幅逐步提升，进一步加剧了扬声器模组的发热情况，造成一定的散热问题。 [0046] 为了提升声学性能，微型扬声器中添加吸音材料(例如BASS粉)，已成为常用手段，但大部分吸音材料并不具备改善产品散热能力的作用。 [0047] 目前，提升微型扬声器模组的散热效率，降低音圈温度的主要方式有： [0050] 3)在扬声器模组外壳粘贴高导热材质辅料，例如在扬声器模组外壳贴石墨片，以增强散热效率。 [0052] 因此，本公开提供了一种扬声器模组，利用膜层将后腔内的热量传导至外部，从而起到加快扬声器模组内部散热的功能。 [0053] 为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。 [0054] 图1是本公开实施例提供的扬声器模组100的结构示意图；图2是图1中A处局部放大图。 [0055] 一方面，结合图1‑3所示，本实施例提供了一种扬声器模组100，扬声器模组100包括：第一壳体1、第二壳体2、振动单元3和膜层4。 [0056] 第一壳体1和第二壳体2围成一容纳腔，振动单元3位于容纳腔内，振动单元3与第一壳体1之间形成前腔5，振动单元3与第二壳体2之间形成后腔6。 [0057] 膜层4的一端位于后腔6内部，另一端延伸至后腔6外部，膜层4用于将后腔6内部的热量传导至外部。 [0058] 本实施例扬声器模组100，在第一壳体1、第二壳体2围成的容纳腔内设置振动单元3，振动单元3与第一壳体1之间形成前腔5，与第二壳体2之间形成后腔6，后腔6内设有一膜 层4，该膜层4的另一端延伸到后腔6的外部，该膜层4能够将后腔6内的热量传导至外部，从 而起到加快扬声器模组100内部散热的功能。 [0059] 在一些可能的实现方式中，后腔6为密闭式后腔6，应用密闭式后腔6的作用包括: [0060] (1)可有效防止声短路，获得较好的低频辐射效率。 [0061] (2)可降低振动元件中振膜的振幅，减小由于大振幅对音圈引出线的损伤，避免振膜打底的杂音，同时小振幅状态下，音圈能很好地工作在线性范围内，有助于减小系统的非 线性失真。 [0062] 在密封式后腔6内，由于空气无法实现内外流通，振动单元3在执行电声转换过程中产生的热量被大量聚集在后腔6内，相关技术中通常采用改善后腔6侧壁的导热能力等方 式，但本方案中，膜层4的一端在后腔6内，另一端在后腔6外，该膜层4能够将后腔6内的热量 传导至外部，从而促进后腔6内的热量散发，防止后腔6温度过高而影响振动单元3的正常工 作。 [0063] 相较于外部散热方案，本实施例的膜层4位于后腔6内，靠近于扬声器模组100内的发热源，即振动单元3，能够在振动过程中较好的吸收热量，并利用位于后腔6外部的部分将 热量散发出去。 [0064] 在另一些可能的实现方式中，振动单元3至少包括振膜和音圈，音圈与振膜连接；音圈具有至少一组的导电线圈，当导电线圈内通入电信号后，该导电线圈产生磁场力，磁场 力与环境磁场相互作用而产生规律的振动，从而带动振膜振动发声，完成电声转换。 [0065] 示例性地，振膜采用人造材质、天然材质或复合式材质中的至少一种材料制成。 [0067] 天然材质包括多种经不同处理过程的木质纤维，加上棉、羊毛等，再经浆制的过程而完成。 [0069] 在一些实施例中，膜层4为石墨烯材料制成。石墨烯材料(Graphene)具有非常好的热传导性能，单层石墨烯的导热系数高达5300W/mK。石墨烯结构非常稳定，石墨烯内部的碳 原子之间的连接很柔韧，当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重 新排列来适应外力，从而保持结构稳定。 [0070] 在本实施例中，后腔6内一方面具有热量积聚现象，另一方面由于振动单元3发出的声波能量，后腔6内外的振动频繁。本实施例利用石墨烯材料独有的高导热系数和结构稳 定性，采用石墨烯材料制成的膜层4，能够在后腔6内起到良好的传热性能以及稳定性，确保 扬声器模组100的散热性能和正常的声学性能。 [0071] 结合图2所示，在一些实施例中，后腔6的侧壁设有导出通道61，膜层4沿导出通道61延伸至后腔6外部；膜层4与导出通道61之间填充密封材料62。 [0072] 本实施例的扬声器模组100中，在后腔6的侧壁上设置导出通道61，使得膜层4能够连接后腔6内部和后腔6外部，并为了保证后腔6的密闭性，在膜层4与导出通道61之间填充 密封材料62，从而实现在不影响扬声器模组100的声学性能的基础上，提高其后腔6的散热 效率。 [0073] 在一些可能的实现方式中，密封材料62采用硅胶、密封胶等，能够在密封导出通道61的同时，起到固定效果，将膜层4与后腔6的侧壁固定连接，防止后腔6内的膜层4受到声波 作用而过度振动，出现导出通道61泄漏的现象。 [0074] 应当说明的，图1和图2中示出的第一壳体1、第二壳体2及振动单元3的形状和位置仅为示例，并不构成对本公开的技术方案的限定。 [0075] 相应的，导出通道61和膜层4的形状和位置同样仅为示例，不构成对本公开的技术方案的限定。 [0076] 图3是本公开实施例提供的膜层与后腔的周向侧壁的连接示意图；图4是本公开实施例提供的扬声器模组中声波效果图，其中以箭头的数量及粗细程度表示声波能量的大 小，例如初始声波a的箭头数量最多，且箭头最粗表示声波能量最大。 [0077] 结合图3、4所示，在一些实施例中，位于后腔6内部的膜层4的至少部分延伸至振动单元3的声波辐射范围内，并与振动单元3间隔布置；膜层4能够在振动单元3振动过程中，依 靠自身形变吸收消耗后腔6内的声波能量。 [0078] 本实施例的扬声器模组100中，振动单元3在电信号的驱动下发生振动，其中振膜的振动带动空气的振动，从而在后腔6内产生振动气流，在振动气流的驱动下，膜层4发生形 变，能够吸收振膜在后腔6产生的声波。 [0079] 结合图3、4所示，在一些实施例中，位于后腔6内部的膜层4的边缘分别与后腔6的周向侧壁连接，以将后腔6分隔为靠近振动单元3的第一音腔601和远离振动单元3的第二音 腔602。 [0080] 参考图4所示，振动单元3(例如振膜)产生的初始声波a向后腔6(第一音腔601)内传播，在首次经过膜层4时，被膜层4利用其形变消耗吸收部分能量，一部分声波穿过，并以 第一透射声波b的方式继续向后辐射(在第二音腔602内)，此时第一透射声波b相较于初始 声波a的能量得到降低。 [0081] 第一透射声波b在抵达后腔6的底壁后被反射，继续以反射声波c的方式向前辐射(在第二音腔602内)，反射声波c与第一透射声波b的能量水平相当。 [0082] 反射声波c抵达膜层4后，被膜层4利用其形变再次消耗吸收部分能量，仅较少部分声波穿过，并最终以第二透射声波d的方式回到振动单元3(第一音腔601内)，这部分第二透 射声波d对扬声器模组100的声学性能影响较小。 [0083] 第二透射声波d相较于初始声波a的能量水平大大降低，因此本实施例在后腔6中增加膜层4，除有利于提高后腔6的散热效率外，还能够起到吸收声波能量，减少反射声波干 扰，从而提高扬声器模组100的低频发声性能的功效。 [0084] 需要说明的，相关技术中后腔6内未设置膜层4的方案中，后腔6内仅出现初始声波和反射声波，并且反射声波与初始声波的能量水平相当，反射声波对振膜的干扰较大，从而 使得扬声器模组100的低频性能较差。 [0085] 图5是本公开实施例提供的膜层与骨架体的状态示意图。 [0086] 结合图5所示，在一些实施例中，扬声器模组100还包括骨架体7；骨架体7位于后腔6内，膜层4依附于骨架体7表面。 [0087] 本实施例的扬声器模组100，利用骨架体7作为膜层4的载体，膜层4依附于骨架体7表面后，骨架体7能够有效提升膜层4的强度、韧性等，使其更加适合响应声波的高频形变场 景，增强膜层4的可靠性和耐久性。 [0088] 膜层4依附于骨架体7表面后，骨架体7内部依然保持中空状态，从而，相当于膜层4将扬声器模组100的后腔6分隔成三个完全独立的腔室，即第一音腔601、骨架腔、第二音腔 602，在此基础上扬声器模组100具备了更加丰富的频响调试手段，进而有助于提升扬声器 模组100的声学性能。 [0089] 在本实施例中，骨架腔的两端被膜层4包裹，形成类似膜鼓的结构。在膜层4受到声波而发生形变时，骨架腔随膜层4同步形变，膜鼓能够与膜层4产生共振效应，从而提升膜层 4对声波的吸收效果，进一步的降低第二透射声波的能量水平，提高振动单元3的声学性能。 [0090] 在一些可能的实现方式中，采用多层石墨烯薄片401黏贴在骨架体7的表面，形成上述的膜层4。 [0091] 本实施例中，多层石墨烯薄片形成的膜鼓共振效应可等效于赫姆霍兹谐振腔，相当于一个声容；而可形变的膜层4相当于声场的软边界，能够充分吸收并且消耗初始声波的 能量，显著地减少了透射声波的能量，将扬声器模组100的后腔6等效地创造出一个自由的 空间声场，减少扬声单元中振膜的振荡阻力，从而有效地提升扬声器模组100的低频性能。 [0092] 应当说明的，图5中示出的骨架体和石墨烯薄片401形状和位置仅为示例，并不构成对本公开的技术方案的限定。 [0093] 在一些实施例中，骨架体7采用高分子材料制成。采用高分子材料制成骨架体7具有质量小，表面积大，内部空隙丰富等优势，能够有利于膜层4的形变，以共振效应的发生。 [0095] 在一些可能的实现方式中，采用低成本高分子泡沫构建骨架体7，既能保证了整体孔隙的声波摩擦损耗，又可以保证微结构对于声波的共振吸收。 [0096] 结合图1所示，在一些实施例中，扬声器模组100还包括辅助吸音物料8，辅助吸音物料8填充于第一音腔601和第二音腔602中的至少之一内。通过在第一音腔601和/或第二 音腔602内填充辅助吸音物料8，能够提高扬声器的声学性能。 [0097] 示例性地，辅助吸音材料为颗粒状，粒径优选为0.1mm‑1mm。 [0098] 另一方面，结合图6所示，本实施例提供了一种终端设备，终端设备包括本公开的扬声器模组100。其中，图6是本公开实施例提供的终端设备的结构示意图。 [0099] 本实施例的终端设备，包括本公开的扬声器模组100，具有本公开的全部技术效果。 [0100] 结合图6所示，在一些实施例中，终端设备还包括壳体组件200，膜层4的另一端与壳体组件200连接，以将后腔6内部的热量传导至壳体组件200。 [0101] 从而，终端设备能够利用壳体组件200的表面积较大，以及与外部环境直接接触的特点实现散热。 [0103] 在一些可能的实现方式中，参考图7所示，该终端设备还可以包括射频电路901、存储单元902、输入单元903、显示单元904、传感器905、音频电路906、天线组件907、处理器908 以及电源909等。其中，射频电路901、存储单元902、输入单元903、显示单元904、传感器905、 音频电路906以及天线分别与处理器908连接；电源909用于为整个电子设备提供电能。 [0104] 具体而言，射频电路901用于接发信号。存储单元902用于存储数据指令信息。输入单元903用于输入信息，具体可以包括触控面板以及操作按键等其他输入设备。显示单元 904则可以包括显示面板等。传感器905包括红外传感器905、激光传感器905等，用于检测用 户接近信号、距离信号等。天线组件907用于接收和发射射频信号，处理器908用于处理电子 设备的数据信息。 [0106] 需要指出的是，在本文中提及的“若干个”、“至少一个”是指一个或者多个，“多个”、“至少两个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在 三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字 符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。 [0107] 在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可 以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连 通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解 上述术语在本公开中的具体含义。 [0108] 术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含 地包括一个或者更多个特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另 有明确具体的限定。 [0109] 在本公开中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它 们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特 征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在 第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示 第一特征水平高度小于第二特征。 [0110] 在本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施方式或示例中。 |
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