專利名稱：改進的電聲換能器膜片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電聲換能器的膜片，其具有第一區(qū)域；第二區(qū)域， 被布置為相對于所述第一區(qū)域平移運動；以及第三區(qū)域，連接所述第 一區(qū)域和第二區(qū)域。本發(fā)明還涉及一種包括本發(fā)明的膜片的換能器， 以及一種包括本發(fā)明的換能器的器件。
背景技術(shù)：
當前器件的尺寸不斷減小且復雜度不斷增加，這導致內(nèi)置換能器 的特定結(jié)果。為了對器件內(nèi)所需空間和發(fā)聲(sound-emanating)區(qū)域 之間的比率進行優(yōu)化，例如揚聲器越來越呈矩形或橢圓形而不是圓形。 然而，圓形揚聲器是完全對稱的，矩形和橢圓形揚聲器包括會導致較 差音質(zhì)的某種不對稱，這有待改進。
圖la和lb示出了現(xiàn)有技術(shù)的矩形揚聲器l的第一 (左半部分)和 第二 (右半部分)實施例，該揚聲器l具有圓形拐角，圖la是俯視圖， 圖lb是截面圖。揚聲器1包括膜片2、附加到所述膜片2的線圈3、與線 圈3互作用的磁體系統(tǒng)4、以及用于承載上述部件的外殼5。第二實施例 中的膜片2額外包括褶皺(corrugation) 6。
膜片2被分為第一區(qū)域A1;第二區(qū)域A2，被布置為相對于所述 第一區(qū)域A1平移運動；以及第三區(qū)域A3，連接所述第一區(qū)域A1和所述 第二區(qū)域A2。此外，示出了閉合線L,其被布置在所述第三區(qū)域A3內(nèi)， 并包圍所述第二區(qū)域A2。由于線L與具有圓形拐角的矩形揚聲器1的外 邊界或等同形狀的膜片2分別平行，所以其包括4個直線部分a以及這4 個直線部分之間的4個曲線部分b。此外，圖la和lb中示出了兩個方向。 第一，平移運動方向DM，其與揚聲器l的軸線平行，并且指示所述第二 區(qū)域A2的運動方向。第二，所述線L的方向DL，對于直線部分a是明顯
的，而在曲線部分b中與所述線L正切。線方向DL和平移運動方向DM在 所述線L的每一個點上彼此垂直。圖la和lb僅示出了該對方向的2個示 例， 一個位于直線部分a中， 一個位于曲線部分b中(圖lb中未示出)。 本示例中第一區(qū)域A1是膜片2的邊界，其與外殼5相連，因而相對 于外殼5是固定的。本示例中，所述第二區(qū)域A2是線圈3的外邊界內(nèi)的 區(qū)域。因此，第二區(qū)域A2覆蓋了線圈3和膜片2之間的接合面以及所謂 的圓頂(dome)。所述第二區(qū)域A2可以相對于第一區(qū)域A1平移運動。在 進一步的考慮中，忽略真實且非理想的揚聲器中出現(xiàn)的其他運動，如 搖動、彎曲和特定的側(cè)移。因此，第二區(qū)域A2被看作整體地發(fā)生運動，
這意味著其形狀不會改變。
第三區(qū)域A3連接所述第一區(qū)域A1和所述第二區(qū)域A2。由于所述第 二區(qū)域A2相對于所述第一區(qū)域A1發(fā)生運動，因此所述第三區(qū)域A3的形 狀發(fā)生改變。在直線部分a中，存在簡單的滾動運動，其含義是不存在 膜片2內(nèi)沿線方向DL的運動。曲線部分b中的情況完全不同。在這里， 膜片2在平移運動方向DM上的運動導致膜片2內(nèi)沿線方向DL上的相對運 動。這個相對運動由曲線部分b的半徑變化而引起，而這又是由第二區(qū) 域A2的平移運動而引起。
所解決的問題是現(xiàn)有技術(shù)中公知的，這就是如同揚聲器l的第二 實施例那樣，通常把褶皺6置于曲線部分b中，以允許沿線方向DL的上 述相對運動。精確的物理解釋是，線方向DL上的平面彈簧常數(shù)psc增大。 所以，正常情況下，曲線部分b中的平面彈簧常數(shù)psc小于直線部分a 中的平面彈簧常數(shù)psc。然而已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，僅簡單地把褶皺6放入曲線部 分b不足以滿足揚聲器的功能，這將在下文更加詳細地描述。
現(xiàn)在參考圖2a，其示出了前述現(xiàn)有技術(shù)的膜片2沿著所述線L的四 分之一的平面彈簧常數(shù)psc和平移彈簧常數(shù)tsc的曲線圖，其經(jīng)由膜片2 的長邊的直線部分a的一半、曲線部分b、以及膜片2的短邊的直線部分 a的一半。平面彈簧常數(shù)psc沿線方向DL，而平移彈簧常數(shù)tsc沿平移運 動方向DM，如上文所述。
實線示出了針對沒有褶皺的現(xiàn)有技術(shù)的膜片2的第一實施例的參 數(shù)。這里，假定膜片2是均勻的，則平面彈簧常數(shù)psc幾乎為常數(shù)。結(jié)
果，平移彈簧常數(shù)tsc在膜片2的拐角處或曲線部分b中分別急劇增大， 而這又會導致一些不希望的后果
-膜片2的扭曲，這又會導致失真的聲音再現(xiàn)，并導致線圈3上的 局部負載增大。這可能損壞線圈3，特別是在所謂的自支撐線圈的情況 下；
-膜片2的沖程減小，這又會導致音量減小或較差的效率； -膜片2內(nèi)的局部峰值負載，這又會導致膜片2的翹曲(buckling) 或破裂。
虛線示出了針對具有褶皺6的膜片2在曲線部分b中的參數(shù)。因此， 平面彈簧常數(shù)psc示出了曲線部分b中的逐步減小(st印c3own)。對褶 皺6進行良好的設計，使得曲線部分b中段的平移彈簧常數(shù)tsc具有與直 線部分a中相同的值。所以可以相信，該問題得以解決，這顯然是揚聲 器設計中的原則。然而，在直線部分a和曲線部分b之間的邊界上，平 移彈簧常數(shù)tsc的曲線圖存在不可預測的上升和下降，這又會導致所提 出的后果。這是因為直線部分a和曲線部分b之間的交互作用。如果第 三區(qū)域A3理論上被分為單獨的直線部分a和曲線部分b，則當?shù)诙^(qū)域 A2發(fā)生運動時，相關(guān)的形變將會不同。但因為直線部分a和曲線部分b 在其邊緣處相互連接，所以所述交互作用又會影響平移彈簧常數(shù)tsc 的出現(xiàn)。更多當前的研究揭示出這個不希望的效果。
應當注意，還有其他一些現(xiàn)有技術(shù)的膜片的實施例，在不同實施 例中包括具有凸出和褶皺的復雜結(jié)構(gòu)，其難于制造，而且不足以解決 上文提出的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種第一段中提到的類型的膜片、 一種第一 段中提到的類型的換能器、以及一種第一段中提到的類型的器件，其 能夠消除上文所述的缺點。
為了實現(xiàn)上述目的，公開了一種其特征在于開頭段落所述的換能 器膜片，其中，沿著閉合線的周部平面彈簧常數(shù)，每一個均在所述線 的方向上，所述閉合線被布置在包圍所述第二區(qū)域的所述第三區(qū)域內(nèi)，以如下方式來確定所述局部平面彈簧常數(shù)沿著所述線的局部平移彈 簧常數(shù)，每一個均在所述平移運動方向上，所述局部平移彈簧常數(shù)實 質(zhì)上不變，或僅具有實質(zhì)上平直的相互變化。
本發(fā)明的目的還通過一種包括本發(fā)明的膜片的換能器以及一種 包括本發(fā)明的換能器的器件來實現(xiàn)。
這樣，極大地提高了膜片的性能。由于平移彈簧常數(shù)沿著上述線 沒有或沒有實質(zhì)的變化，所以減小了膜片的扭曲，改進了膜片的沖程， 而且避免了膜片上的局部峰值負載，這將會改進聲音的再現(xiàn)，提高效 率并延長壽命。
最近的研究令人驚訝地表明，簡單地把褶皺置于膜片的曲線部分 不足以滿足換能器的品質(zhì)。經(jīng)過各種實驗和計算機仿真，已經(jīng)表明的 是，存在未期望的平移彈簧常數(shù)的差，甚至當膜片在其曲線部分中包 括褶皺時也一樣。甚至當所述褶皺對于圓形膜片將提供令人滿意的性 能時也一樣，這意味著切割出在四個四分之一部分中具有理想的褶 皺布置的圓形膜片，并將其置于具有圓形拐角的矩形膜片的拐角時， 也不能獲得理想的矩形膜片。
當沿著每一個閉合線的局部平面彈簧常數(shù)，每一個均在所述線的 方向上，所述閉合線被布置在包圍所述第二區(qū)域的所述第三區(qū)域內(nèi)， 以如下方式來確定所述局部平面彈簧常數(shù)是有利的沿著所述線的局 部平移彈簧常數(shù)，每一個均在所述平移運動方向上，所述局部平移彈 簧常數(shù)實質(zhì)上不變，或僅具有實質(zhì)上平直的相互變化。這里，本發(fā)明 的特性應用于整個第三區(qū)域，這意味著平移彈簧常數(shù)在整個第三區(qū)域 上相等。因此，進一步提高了膜片的性能。
當最大平移彈簧常數(shù)與最小平移彈簧常數(shù)之間的比率不超過l. 5 時，實現(xiàn)了膜片的有利實施例。對于所述的比率，進一步有利的限制 是1.3。最后，當所述比率不超過l.l時非常有利。這樣，平移彈簧常 數(shù)保持在特定帶寬內(nèi)，因而允許常數(shù)值附近的特定變化。因此，由于 要求不那么嚴格，膜片的設計得以簡化。
當相對平移彈簧常數(shù)被定義為平移彈簧常數(shù)與最小平移彈簧常 數(shù)之間的比率時，可以實現(xiàn)膜片的另一個有利的實施例，其中，相對
長度被定義為長度和所述線的總長度之間的比率，而且所述相對平移
彈簧常數(shù)在所述相對長度上的差斜率(differential slope)不會超 過100。對于所述差斜率，進一步有利的限制是50。最后，當所述差斜 率在所述線的任意點上不超過20時非常有利。這樣，相鄰平移彈簧常 數(shù)之間的差保持在特定帶寬內(nèi)，因而允許僅發(fā)生緩慢的變化。因此， 避免了平移彈簧常數(shù)沿著所述線的階躍(st印)或快速變化，這減小 了膜片內(nèi)的峰值負載，從而延長了壽命。應當注意，在這點上，上述 限制與平移彈簧常數(shù)的宏觀曲線圖(macroscopic graph)有關(guān)。產(chǎn)生 "宏觀曲線圖"的一種可能是，采用平移彈簧常數(shù)的離散值，例如在 每一個褶皺的中部，即其最高點，并在其間進行插值。但是，還可以 想像的是，借助兩個相鄰離散值而確定差斜率。
當所述線與所述第三區(qū)域的邊界大致平行時是有利的。因此，給 出了對所述線的位置的簡單定義，而且同時實現(xiàn)了線圈(當考慮與第 二區(qū)域之間的邊界時)禾卩/或外殼(當考慮與第一區(qū)域之間的邊界時) 上的均勻負載。
當所述第三區(qū)域是環(huán)形且所述線是所述第三區(qū)域的中心線時是 進一步有利的。這是對所述線的額外的簡單限定，也實現(xiàn)了線圈和外 殼上的均勻負載。
當所述平面彈簧常數(shù)由所述膜片的厚度變化而確定時，實現(xiàn)了本 發(fā)明的膜片的非常有利的實施例。這是實現(xiàn)均一平移彈簧常數(shù)的簡單 措施，因為例如矩形膜片通常在拐角處更柔軟，而且膜片通常在褽燙 處理期間在拐角處或多或少地自動變薄。但除此之外，控制厚度的特 定示例是實現(xiàn)本發(fā)明的目的的有利參數(shù)，特別是當膜片是模鑄件時。
當所述膜片包括褶皺，其中所述平面彈簧常數(shù)由所述褶鈹?shù)男螤?變化而確定時，可以實現(xiàn)本發(fā)明的膜片的非常有利的實施例。褶鈹是 用于在曲線部分中允許膜片的拉長和壓縮的常見手段。因此，比較容 易地把公知的褶皺應用于本發(fā)明的目的。在多數(shù)情況下，僅有褶鈹就 足以實現(xiàn)均一的平移彈簧常數(shù)，從而可以避免額外的結(jié)構(gòu)，例如凸出 (bulge)，而這會極大地簡化膜片的制造，特別是相應的模具的制造。
當所述平面彈簧常數(shù)由所述褶皺的深度、密度、長度、半徑和/
或?qū)挾鹊淖兓_定時，可以實現(xiàn)另一個非常有利的實施例。對于分 別影響膜片的平面彈簧常數(shù)或其柔性來說，這是有利的褶皺參數(shù)。褶 皺越深、越長、越密，膜片的柔性越強，其含義是其平面彈簧常數(shù)減 小。相反，膜片越硬，其含義是其平面彈簧常數(shù)增大，褶皺越寬或褶 皺彎曲處的半徑越大。
最后，當所述線包括直線部分和曲線部分，而且其中所述褶皺的 所述變化或所述膜片的所述變化處于所述曲線部分并至少部分地處于 所述直線部分中時特別有利。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，僅把褶皺置于曲線部分 中或使膜片更薄并不足以使膜片的品質(zhì)令人滿意。這些措施必須延伸 至直線部分中，而這是非常令人吃驚的，因為在直線部分中存在簡單 的滾動運動，這意味著在膜片內(nèi)沿線方向不存在相對運動，如上文所 述。因此，現(xiàn)有技術(shù)的換能器在直線部分中不包括褶皺，因為這不是 運動學原因所需的，而且因為直線部分中的褶皺反而會妨礙滾動運動。 與已知的原則相反，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，由于機械原因，褶皺有利地延伸 至直線部分中。
參考下文描述的實施例，本發(fā)明的這些和其他方面將會變得明顯 和得以說明。


下文參考附圖中所示的實施例，以非限制性示例的方式更加詳細 地描述本發(fā)明。
圖la和lb示出了矩形的現(xiàn)有技術(shù)的揚聲器的兩個實施例； 圖2a示出了現(xiàn)有技術(shù)的膜片的平面和平移彈簧常數(shù)的曲線圖； 圖2b示出了本發(fā)明的膜片的膜片參數(shù)、平面和平移彈性參數(shù)之間 的相關(guān)性；
圖2c是針對另一個本發(fā)明的膜片的與圖2b類似的示意圖3示出了如何計算相對長度上的相對平移彈簧常數(shù)的差斜率；
圖4示出了沿著把第一區(qū)域和第二區(qū)域進行接合的線的平面和平
移彈簧常數(shù)；
圖5a示出了本發(fā)明的膜片的4個實施例；
圖5b示出了本發(fā)明的膜片的另外4個實施例；
圖6a至6f示出了褶皺的變化。
這些附圖是示意性示出，沒有按照真實比例繪制，不同附圖中相 同的附圖標記代表相應的元件。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，在不背 離本發(fā)明的真實概念的前提下，本發(fā)明的備選但等效的實施例是可能 的，而且本發(fā)明的范圍僅由權(quán)利要求來限制。
具體實施例方式
圖5a示出了包括褶皺6的本發(fā)明的膜片2'的第一組4個可能的實施 例，每一個實施例處于四個象限I至IV中的一個象限之中。在第一象限 I中，褶皺6的長度是變化的，其中所有的褶皺6自第三區(qū)域A3的內(nèi)邊界 處開始。在第二象限工I中，褶皺6的長度同樣是變化的，但是與第一實 施例相比，褶鈹6布置在第三區(qū)域A3的中部。在第三象限III中，褶皺6 的密度是變化的。最后，在第四象限IV中，等間距的褶皺6的寬度是變 化的。應當注意，褶皺6不僅布置在曲線部分b中，而且還延伸至直線 部分a。
圖5b示出了包括褶皺6的本發(fā)明的膜片2'的另一組4個可能的實施 例，每一個實施例處于四個象限I至IV中的一個象限之中。這里，褶皺 6的種類對于所有4個象限I-IV是相同的。這幅圖示出了本發(fā)明不僅應 用于具有矩形線圈3的矩形揚聲器1，而且還應用于具有圓柱線圈3的矩 形揚聲器1(第一象限I)、具有圓柱線圈3的橢圓揚聲器1(第二象限I1)、 具有橢圓線圈3的橢圓揚聲器1 (第三象限in)以及具有橢圓線圈3的 矩形揚聲器l (第四象限IV)。
圖6a至6f示出了褶皺6的其他變體，所有這些圖均示出了沿著線L 的截面的展開(unrolling),經(jīng)由直線部分a的一部分、曲線部分b、 以及直線部分a的一部分。所有的圖6a至6f示出了褶皺6的布置，該褶 皺6減小了曲線部分b中和周圍的平面彈簧常數(shù)psc。
圖6a簡單地示出膜片2，可以在曲線部分b中制作得更薄。圖6b示出 了等間距的褶皺6的寬度wid是變化的。寬度wid越小，膜片2'越平滑， 意味著其平面彈性系數(shù)psc減小。圖6c中示出了另一個實施例。這里， 為了相同的原因，等間距的褶皺6的深度d印是變化的。圖6d還示出褶 級的密度den可以是變化的，以減小曲線部分b中的平面彈簧常數(shù)psc。 這里，相同褶鈹之間的間距(密度clen的倒數(shù)值)是不同的。圖6e示出 了另一種可能，其中形狀(特別是每一個褶皺6的半徑rad)是變化的。 半徑rad越小，平面彈簧常數(shù)psc越小。最后，圖6f示出了先前所有實 施例的組合。這里，膜片2'的厚度、褶皺6的寬度wid、深度d印、密度 den以及半徑rad是變化的，結(jié)果，進一步減小了曲線部分b中的平面彈 簧常數(shù)psc。
應當注意，本發(fā)明不限于所示的單一實施例(圖6a-6e)或該組合 (圖6f)，在原理上，上述實施例的任意組合都是可能的。還可以想像， 把兩個相對的實施例進行組合。作為示例，提到了膜片2'，該膜片2' 在熨燙(ironing)處理后，拐角或曲線部分b變得很薄。假定薄厚程 度很薄使得曲線部分b中至少某些平移彈簧常數(shù)tsc小于直線部分a中 的平移彈簧常數(shù)，因而逆轉(zhuǎn)了本發(fā)明的目的。在這種特殊情況下，平 面彈簧常數(shù)psc必須在該區(qū)域中增大。所以，以褶鈹6的長度len作為示 例并假定平移彈簧常數(shù)tsc的最小值位于所述曲線部分b的中部，褶皺6 的長度len在所述中部附近減小，這與圖3a和3b所示的實施例相反。
為了解釋圖5a-5b以及6a-6f所示的褶皺6的該布置的后果，現(xiàn)在參 考圖2b，其示出了膜片2'沿著所述線L的四分之一的特定參數(shù)，與圖2a 所示的示意圖類似。因此同樣，其經(jīng)由膜片2'的長邊的直線部分a的一 半、曲線部分b、以及膜片2'的短邊的直線部分2的一半。圖2b示出了 沿線方向DL的平面彈簧常數(shù)psc，以及沿平移運動方向DM的平移彈簧常 數(shù)ts"
為了獲得如圖2b所示的沿著線L的平移彈簧常數(shù)tsc，平面彈簧常 數(shù)psc應當具有所示的曲線，在曲線部分b中和附近具有平滑的凹陷。 這意味著膜片2'應當分別在拐角或曲線部分b更加柔軟。精確的曲線必 須借助使用有限元方法的計算機仿真來計算。因此，褶皺6的密度den、 深度d印或長度len必須在曲線部分b中和周圍增大。備選地，褶皺6的 寬度wid、半徑rad以及膜片2，的厚度必須在曲線部分b中和附近減小。 應當注意，為了簡潔起見，對該示意圖做出了簡化，這意味著例如深 度d印和長度len的曲線當然可以是不同的，以獲得針對平面彈簧常數(shù) psc的相同曲線圖。所以，該示意圖示出了一般原理(例如深度d印越 小，平面彈簧常數(shù)psc越小)，但不是精確值。
細實線分別示出了褶皺6或膜片2，的特定特性的最佳曲線圖。顯 然，例如密度den的曲線圖不會連續(xù)變化，因為褶皺6具有有限的尺寸。 換句話說膜片2'僅配備了特定的有限數(shù)目的褶皺6，從而僅可以實現(xiàn) 特定的有限數(shù)目的平面彈簧常數(shù)psc的變化。曲線圖中示出臺階作為初 步近似(粗實線)。唯一的例外是膜片2'的厚度。其當然可以連續(xù)地變 化。作為進一步的結(jié)果，平移彈簧常數(shù)tsc在線L上的每個單一點處也 不具有相同的值。該曲線圖還示出了由有限數(shù)目的褶皺6所引起的小的 凸起(bump)。所以，當宏觀地不變時，沿著所述線L的平移彈簧常數(shù) tsc在本發(fā)明的意義上是不變的，意味著在上述位置上不可避免地出現(xiàn) 凸起。結(jié)果，平移彈簧常數(shù)tsc必須處于特定的最小平移彈簧常數(shù)ltsc 以及特定的最大平移彈簧常數(shù)htsc之間。
圖2c示出了與圖2b所示類似的另一個示意圖。這里，為了獲得不 變的平移彈簧常數(shù)tsc所需的平面彈簧常數(shù)psc的期望曲線圖示出了曲 線部分b中的劇烈凹陷(實線)?，F(xiàn)在假定，即使把減小平面彈簧常數(shù) psc的每種可能進行組合，也不足以獲得期望的曲線圖。因此，目的是 平移彈簧常數(shù)tsc的曲線圖至少為平直斜率。從圖2c中可以看到結(jié)果。 確實，平移彈簧常數(shù)tsc (實線)并非不變，但其變化比圖2a所示的現(xiàn)
有技術(shù)的揚聲器的變化要平滑得多。
圖2c還示出了膜片2'的情況，由于上述的熨燙處理，所以該膜片2' 在拐角處過薄，假定平移彈簧常數(shù)tsc的最小值位于所述曲線部分b的 中部。平面彈簧常數(shù)psc的期望曲線圖(虛線)示出了一個上升 (elevation)周圍的兩個凹陷。因此，褶皺6的長度len (虛線)從直 線部分a緩慢地增大，但是在曲線部分b的中部再次減小。結(jié)果，平移 彈簧常數(shù)tsc (虛線)沿著線L是不變的。應當注意，在圖2c以及圖2a 中，為了簡便起見，省去了由有限數(shù)目的褶皺6所引起的臺階。然而現(xiàn) 實中，在這些示例中，有限的褶皺6引起平移彈簧常數(shù)tsc的曲線圖中 的波紋。
圖3示出了如何計算所述相對長度lrel上的相對平移彈簧常數(shù) tscrel的差斜率。首先，相對平移彈簧常數(shù)tscrel被定義為平移彈簧 常數(shù)tsc與最小平移彈簧常數(shù)ltsc之間的比率。因此，x軸與y軸在100呢 處交叉，而1009&的含義是這是平移彈簧常數(shù)tsc沿著線L的最小值。還 假定所示的凸起是沿著所述線的最大值。所以，最大平移彈簧常數(shù)htsc 與最小平移彈簧常數(shù)ltsc之間的比率，這里為120%，在圖3中示出。其 次，所述線L的相對長度lrel被定義為長度與所述線L的總長度的比率。 圖3僅示出了大約為所述線L的總長度的大約2.5呢的小截斷(cutout)。 現(xiàn)在，可以計算所述相對長度lrel上的所述相對平移彈簧常數(shù)tscrel 的差斜率。因此，利用兩個相對平移彈簧常數(shù)Atscrel的差以及兩個 相對長度Alrel的差，計算差斜率
加2 加l Atscrel/加 /加—加2 — ,scl /加 Alrel —I/—/2-/1 ~.i to, /欣
其中，tscl和tsc2是平移彈簧常數(shù)tsc的兩個(絕對)值，ltsc
是上文提到的最小平移彈簧常數(shù)ltsc， 11和12是兩個長度(絕對)值，
而ltot是所述線L的總長度。在所示的示例中，差斜率大約為
Atscrel 4%
-=-=2t)
Alrel 0.2%
應當注意，在這點上，圖3中的曲線圖是相對平移彈簧常數(shù)tscrel 的宏觀視圖，這意味著沒有示出褶皺6中的變化。例如，獲得褶皺6的 中部的每一個離散值并在其間插值，因而得到圖3所示的曲線圖。類似 地，可以獲得每一個褶皺6的最大或最小上升處的離散值。
最后，圖4示出了沿著把第一區(qū)域A1和第二區(qū)域A2接合的接合線的 平面彈簧常數(shù)psc和平移彈簧常數(shù)tsc的示意圖。在下面的示例中，假 定所述接合線與線L垂直，其包圍了第二區(qū)域A2。第一區(qū)域A1是膜片2' 的安裝部分，其中膜片2'接合至外殼5，且第二區(qū)域A2是膜片2'與線圈 3接合的一部分。由于假定外殼5和線圈3剛性很高(quite stiff),所 以至少與膜片2，相比，在第一區(qū)域A1和第三區(qū)域A3或第二區(qū)域A2和第 三區(qū)域A3之間的邊界區(qū)域上，平面彈簧常數(shù)分別接近無窮。在其間，
其更加柔軟并具有特定值，這個特定值受上文所述獲得的測量的影響
很大(見圖5a-5b、 6a-6f)。在第一區(qū)域A1和第三區(qū)域A3之間的邊界處， 平移彈簧常數(shù)tsc也是無窮，這是因為第三區(qū)域A3不會在邊界處相對于 第一區(qū)域A1而運動。在接合線上，平移彈簧常數(shù)tsc的值減小，并達到 第二區(qū)域A2和第三區(qū)域A3之間的邊界處的特定值。這個值與線圈3的設 計有關(guān)，因為通過磁體系統(tǒng)4內(nèi)的所述線圈的電流產(chǎn)生力，而這個力又 會引起第二區(qū)域A2根據(jù)所述平移彈簧常數(shù)tsc的值而運動。因此，旨在 不變或具有大致平直的相互變化的平移彈簧常數(shù)tsc可以處于第二區(qū) 域A2和第三區(qū)域A3之間的邊界處，且不必在平面彈簧常數(shù)psc發(fā)生變化 的線L上。
應當注意，盡管主要參考了揚聲器，然而本發(fā)明可以類似地用于 麥克風。唯一的不同是動作和反應的方式。在揚聲器的情況下，電流 引起聲波，在麥克風的情況下，聲波引起電流。但是，運動和機械原 理對于這兩種器件是相同的。
最后，應當注意，上述實施例示出而不是限制了本發(fā)明，而且在 不背離由所述權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍的前提下，本領(lǐng)域的技術(shù) 人員能夠設計出多種備選實施例。在權(quán)利要求中，位于括號中的任何 附圖標記不應被解釋為對權(quán)利要求的限制。詞"包括"和"包括"等 不排除任意權(quán)利要求或作為整體的說明書中列出的元件或步驟之外還 存在其他的元件或步驟。元件的單數(shù)引用不排除對該元件的復數(shù)引用， 反之亦然。在枚舉若干裝置的設備權(quán)利要求中，這些裝置中的若干可 以由一個或相同項的硬件來體現(xiàn)。唯一的事實是，互不相同的從屬權(quán) 利要求中所述的特定措施不表示這些措施的組合不能產(chǎn)生優(yōu)點。
權(quán)利要求
1.一種電聲換能器(1)的膜片(2’)，具有第一區(qū)域(A1)；第二區(qū)域(A2)，被布置為相對于所述第一區(qū)域(A1)平移運動；以及第三區(qū)域(A3)，連接所述第一區(qū)域(A1)和所述第二區(qū)域(A2)，其中，沿著閉合線(L)的局部平面彈簧常數(shù)(psc)，每一個均在所述線(L)的方向(DL)上，所述閉合線(L)被布置在包圍所述第二區(qū)域(A2)的所述第三區(qū)域(A3)內(nèi)，以如下方式來確定所述局部平面彈簧常數(shù)(psc)沿著所述線(L)的局部平移彈簧常數(shù)(tsc)，每一個均在所述平移運動的方向(DM)上，所述局部平移彈簧常數(shù)(tsc)實質(zhì)上不變，或僅具有實質(zhì)上平直的相互變化。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜片(2')，其中，沿著每一個閉合線(L) 的局部平面彈簧常數(shù)(psc)，每一個均在所述線(L)的方向(DL)上， 所述閉合線(L)被布置在包圍所述第二區(qū)域(A2)的所述第三區(qū)域(A3) 內(nèi)，以如下方式來確定所述局部平面彈簧常數(shù)(psc):沿著所述線(L) 的局部平移彈簧常數(shù)(tsc)，每一個均在所述平移運動的方向(畫) 上，所述局部平移彈簧常數(shù)(tsc)實質(zhì)上不變，或僅具有實質(zhì)上平直 的相互變化。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的膜片(2')，其中，最大平移彈簧常數(shù) (htsc)與最小平移彈簧常數(shù)(ltsc)之間的比率不會超過1.5。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的膜片(2')，其中，相對平移彈簧常數(shù) (tscrel)被定義為平移彈簧常數(shù)(tsc)與最小平移彈簧常數(shù)(ltsc〉之間的比率，相對長度(lrel)被定義為長度和所述線(L)的總長度， 并且，在所述線(L)的任意點上，所述相對平移彈簧常數(shù)(tscrel) 在所述相對長度(lrel)上的差斜率不超過100。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的膜片(2')，其中，所述平面彈簧常數(shù) (psc)由所述膜片(2')的厚度(d)的變化而確定。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的膜片(2')，包括褶皺(6)，其中，所述 平面彈簧常數(shù)(psc)由所述褶皺(6)的形狀的變化而確定。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的膜片(2')，其中，所述平面彈簧常數(shù) (psc)由所述褶皺(6)的深度(d印)、密度(den)、長度(len)、半徑(rad)和/或?qū)挾?wid)的變化而確定。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的膜片(2')，其中，所述線(L)包括直 線部分(a)和曲線部分(b)，并且所述褶皺(6)的變化或所述膜片(2')的變化處于所述曲線部分(b)并至少部分地處于所述直線部分 (a)中。
9. 一種換能器(1)，包括權(quán)利要求1至8之一所述的膜片(2')。
10. —種器件，包括權(quán)利要求9所述的換能器(1)。
全文摘要
公開了一種電聲換能器(1)的膜片(2’)，具有第一區(qū)域(A1)；第二區(qū)域(A2)，被布置為相對于所述第一區(qū)域(A1)平移運動；以及第三區(qū)域(A3)，連接所述第一區(qū)域(A1)和第二區(qū)域(A2)，其中，沿著位于包圍所述第二區(qū)域(A2)的所述第三區(qū)域(A3)內(nèi)的閉合線(L)的局部平面彈簧常數(shù)(psc)以如下方式來確定沿著所述線(L)、在所述平移運動方向(DM)上的局部平移彈簧常數(shù)(tsc)大致不變，或僅具有大致平直的相互變化。
文檔編號H04R7/14GK101180915SQ200680018033
公開日2008年5月14日 申請日期2006年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月25日
發(fā)明者約瑟夫·盧茨, 蘇珊娜·溫蒂斯徹伯格, 赫爾穆特·瓦辛格 申請人:Nxp股份有限公司