專利名稱：薄膜型揚(yáng)聲器陣列的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及揚(yáng)聲器領(lǐng)域，尤其涉及一種薄膜型揚(yáng)聲器陣列。背景技術(shù)：
在劇院、會(huì)場、教室、博物館、體育館等場所，對擴(kuò)音有一定要求。通常一兩只揚(yáng)聲 器達(dá)不到擴(kuò)音的效果，且聲音無指向性，大量能量被浪費(fèi)在其它方向(例如天花板)而非傳 播到聽眾方向。若使用揚(yáng)聲器陣列，則可利用干涉原理來控制聲音的指向性，而獲得大功 率、遠(yuǎn)投射的效果。例如線性揚(yáng)聲器陣列，由一列單元揚(yáng)聲器組成，具有水平覆蓋均勻、垂直 指向性強(qiáng)、輻射區(qū)內(nèi)聲能衰減較小等優(yōu)點(diǎn)。對于在相同的地方以相同的音量擴(kuò)聲時(shí)，線性揚(yáng) 聲器陣列系統(tǒng)體積更小、更輕便、更加容易吊裝。線性揚(yáng)聲器陣列還可結(jié)合使用地點(diǎn)的具體 形狀，將其恰當(dāng)?shù)牡鯍?、瞄?zhǔn)和彎曲，能夠?qū)Υ蠖鄶?shù)的觀眾提供杰出的音質(zhì)表現(xiàn)。除了線性 揚(yáng)聲器陣列，還有球面形揚(yáng)聲器陣列等，或根據(jù)實(shí)際需求設(shè)計(jì)相應(yīng)的陣列。此外，通過精確 調(diào)整陣列中各揚(yáng)聲器的相位，可將聲音偏向，并經(jīng)過墻面的反射，揚(yáng)聲器陣列能產(chǎn)生多聲道 環(huán)繞立體聲的音效，在家庭影院等方面具有非常實(shí)用的意義。傳統(tǒng)的揚(yáng)聲器陣列使用的揚(yáng)聲器單元，主要是動(dòng)圈式揚(yáng)聲器。動(dòng)圈式揚(yáng)聲器含有 可活動(dòng)的線圈，當(dāng)有音頻電流通過時(shí)，在磁場的作用下，線圈做與音頻信號相對應(yīng)的運(yùn)動(dòng)， 線圈帶動(dòng)紙盤，發(fā)出聲音。此外，還有動(dòng)鐵式揚(yáng)聲器，振動(dòng)部分是一個(gè)懸浮在電磁鐵前方的 鐵片，信號經(jīng)過電磁鐵時(shí)使電磁鐵磁場變化，使鐵片振動(dòng)，鐵片通過一個(gè)結(jié)構(gòu)精密的連接棒 傳導(dǎo)到一個(gè)微型振膜的中心點(diǎn)，從而使振膜產(chǎn)生振動(dòng)并發(fā)聲。由于包含多個(gè)零部件，動(dòng)圈式 和動(dòng)鐵式揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大，使用不便。

發(fā)明內(nèi)容基于此，有必要提供一種結(jié)構(gòu)簡單、體積較小的薄膜型揚(yáng)聲器陣列。一種薄膜型揚(yáng)聲器陣列，包括壓電駐極體薄膜及線路板組件，所述壓電駐極體薄 膜為多孔聚合物薄膜，所述壓電駐極體薄膜兩側(cè)分別對應(yīng)設(shè)有電極陣列；所述線路板組件 上設(shè)有揚(yáng)聲器電路、以及與所述揚(yáng)聲器電路電連接的線路板輸入端和線路板輸出端，所述 線路板輸出端與所述壓電駐極體薄膜兩側(cè)的電極陣列電連接。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，揚(yáng)聲器電路包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器及與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器電連接的 解碼器。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，還包括固定在線路板組件上的連接器，連接器包括連接器 輸入端及連接器輸出端，線路板輸出端包括第一線路板輸出端及第二線路板輸出端，第一 線路板輸出端依次通過連接器輸入端、連接器輸出端與壓電駐極體薄膜一側(cè)的電極陣列電 連接，第二線路板輸出端與壓電駐極體薄膜另一側(cè)的電極陣列對應(yīng)設(shè)置，第二線路板輸出 端通過導(dǎo)電膠或錫膏與該側(cè)的電極陣列電連接。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，線路板組件固定在壓電駐極體薄膜一側(cè)，線路板輸出端包 括第一線路板輸出端及第二線路板輸出端，第一線路板輸出端及第二線路板輸出端分別與壓電駐極體薄膜兩側(cè)的電極陣列電連接。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，還包括固定在壓電駐極體薄膜一側(cè)的連接器，連接器設(shè)有 連接器輸入端、第一連接器輸出端及第二連接器輸出端，連接器輸入端與線路板輸出端電 連接，第一連接器輸出端及第二連接器輸出端分別與壓電駐極體薄膜兩側(cè)的電極陣列電連 接。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，連接器輸入端與線路板輸出端通過有線或無線信號電連 接。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，線路板輸入端設(shè)有有線或無線信號接收裝置。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，壓電駐極體薄膜表面設(shè)有防水膜或防輻射膜?；诙嗫拙酆衔锉∧さ膲弘婑v極體具有壓電響應(yīng)大、質(zhì)量輕(克級)、厚度薄(微 米級)、材料柔軟易于彎折、適應(yīng)各種環(huán)境(耐腐蝕、防水)、無毒無害環(huán)保、成本低廉(聚合 物膜產(chǎn)量非常大)等優(yōu)點(diǎn)。對薄膜型揚(yáng)聲器陣列來說，利用反壓電效應(yīng)，壓電駐極體薄膜本 身就能完成電聲轉(zhuǎn)換，無需振動(dòng)零件，大大減小了器件的體積；儲(chǔ)存在薄膜內(nèi)部孔洞界面上 的電荷穩(wěn)定、不易丟失，使得壓電駐極體的電聲轉(zhuǎn)換性能穩(wěn)定；零件數(shù)目減少，制造工藝簡 單，可靠性增強(qiáng)，成本下降。該薄膜型揚(yáng)聲器陣列具有頻率響應(yīng)寬而平、諧波失真低、截止頻 率高等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為實(shí)施例1壓電駐極體薄膜俯視圖2為圖1中壓電駐極體薄膜的剖視圖3為實(shí)施例1的線路板組件及連接器的俯視圖4為圖3中線路板組件及連接器的剖視圖5為壓電駐極體薄膜與線路板組件、連接器的組合示意圖
圖6為實(shí)施例2的壓電駐極體薄膜與線路板組件的俯視圖7為圖6中壓電駐極體薄膜與線路板組件的剖視圖8為實(shí)施例3的壓電駐極體薄膜與線路板組件的俯視圖9為圖8中壓電駐極體薄膜與線路板組件的剖視圖。
具體實(shí)施方式下面主要結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對薄膜型揚(yáng)聲器陣列作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。實(shí)施例1請結(jié)合圖1-圖4，本實(shí)施例的薄膜型揚(yáng)聲器陣列包括壓電駐極體薄膜110、線路板 組件120及連接器130。壓電駐極體薄膜110為厚度在幾十到幾百微米之間的多孔聚合物薄膜。如圖1和 圖2所示，本實(shí)施例的壓電駐極體薄膜110為方形，兩側(cè)均對應(yīng)設(shè)有3X3的塊狀電極形成 電極陣列112。兩側(cè)對應(yīng)的每對塊狀電極及它們之間的壓電駐極體薄膜共同形成一個(gè)揚(yáng)聲 器單元。本實(shí)施例包括9個(gè)揚(yáng)聲器單元。壓電駐極體薄膜110在邊緣處設(shè)有電連接一側(cè)各 塊狀電極的電極連接端114。多孔聚合物薄膜通過高壓極化在孔洞上下表面分別沉積正負(fù)電荷，形成電偶極子，然后通過在薄膜雙面分別蒸鍍電極，形成壓電膜。當(dāng)給壓電膜施加一交變電壓，由于反 壓電效應(yīng)，壓電膜發(fā)生振動(dòng)，產(chǎn)生聲波，從而實(shí)現(xiàn)電聲轉(zhuǎn)換。如圖3和圖4所示，線路板組件120上設(shè)有揚(yáng)聲器電路(圖中未示)、線路板輸入 端122、第一線路板輸出端IM和第二線路板輸出端126。揚(yáng)聲器電路中設(shè)有數(shù)模轉(zhuǎn)換器及 與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器電連接的解碼器。本實(shí)施例的第二線路板輸出端126與塊狀電極、電極 陣列112的形狀、位置對應(yīng)，形成輸出端陣列。連接器130固定在線路板組件120的邊緣位置，包括連接器輸入端132和連接器 輸出端134。如圖5所示，本實(shí)施例的第二線路板輸出端1 形成的輸出端陣列通過與壓電駐 極體薄膜110 —側(cè)的電極陣列112對應(yīng)粘合連接，而將壓電駐極體薄膜110固定在線路板 組件120上。相應(yīng)的第一線路板輸出端IM依次通過連接器輸入端132、連接器輸出端134、 電極連接端114與壓電駐極體薄膜110另一側(cè)的電極陣列112電連接。輸出端陣列1 與電極陣列112之間通過導(dǎo)電膠或錫膏固定連接。本實(shí)施例的線路板輸入端122設(shè)有無線或有線信號接收裝置，以用于接收信號輸 入。從外界輸入包含全部聲音信息的一組數(shù)字信號，經(jīng)過線路板輸入端122傳遞到揚(yáng) 聲器電路；經(jīng)過揚(yáng)聲器電路中的數(shù)字信號處理(DSP)芯片處理之后，得到與每個(gè)揚(yáng)聲器單 元相對應(yīng)的多組數(shù)字信號；再經(jīng)過解碼器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器對該多組數(shù)字信號進(jìn)行解碼和數(shù)模 轉(zhuǎn)換，得到包含不同信息的多組模擬信號；多組模擬信號經(jīng)過第一線路板輸出端1 和第 二線路板輸出端126分別傳遞到相應(yīng)的揚(yáng)聲器單元上；在模擬電信號的作用下，壓電駐極 體薄膜110產(chǎn)生聲音信號。由于每個(gè)揚(yáng)聲器單元產(chǎn)生與其收到的模擬電信號相對應(yīng)的聲信 號，則整個(gè)薄膜陣列產(chǎn)生達(dá)到預(yù)先需求的聲音效果。電極陣列112的厚度為納米量級，壓電駐極體薄膜110、線路板組件120、連接器 130的厚度為微米量級，從而整個(gè)薄膜型揚(yáng)聲器陣列厚度可以達(dá)到超薄。實(shí)施例2如圖6和圖7所示，本實(shí)施例的薄膜型揚(yáng)聲器陣列包括壓電駐極體薄膜210及線 路板組件220。壓電駐極體薄膜210為厚度在幾十到幾百微米之間的多孔聚合物薄膜。本實(shí)施例 的壓電駐極體薄膜210為方形，兩側(cè)均對應(yīng)設(shè)有3X3的塊狀電極形成電極陣列212。兩側(cè) 對應(yīng)的每對塊狀電極及它們之間的壓電駐極體薄膜共同形成一個(gè)揚(yáng)聲器單元。本實(shí)施例包 括9個(gè)揚(yáng)聲器單元。壓電駐極體薄膜210在邊緣處設(shè)有電連接兩側(cè)各電極的第一電極連接 端214和第二電極連接端216。本實(shí)施例的線路板組件220固定在壓電駐極體薄膜210的空白區(qū)域。線路板組件 220上設(shè)有揚(yáng)聲器電路(圖中未示)、線路板輸入端222、第一線路板輸出端2M及第二線路 板輸出端226。第一線路板輸出端2M與第一電極連接端214電連接，第二線路板輸出端 226與橫穿壓電駐極體薄膜的第二電極連接端216電連接。采用線路板組件220固定在壓電駐極體薄膜210上，結(jié)構(gòu)簡單，整個(gè)薄膜型揚(yáng)聲器 陣列的厚度較實(shí)施例1更薄、體積更小。實(shí)施例3
如圖8和圖9所示，本實(shí)施例的薄膜型揚(yáng)聲器陣列包括壓電駐極體薄膜310、線路 板組件320及連接器330。壓電駐極體薄膜310為厚度在幾十到幾百微米之間的多孔聚合物薄膜。本實(shí)施例 的壓電駐極體薄膜310為方形，兩側(cè)均對應(yīng)設(shè)有3X3的塊狀電極形成電極陣列312。兩側(cè) 對應(yīng)的每對塊狀電極及它們之間的壓電駐極體薄膜共同形成一個(gè)揚(yáng)聲器單元。本實(shí)施例包 括9個(gè)揚(yáng)聲器單元。壓電駐極體薄膜310在邊緣處設(shè)有電連接兩側(cè)各電極的第一電極連接 端314和第二電極連接端316。線路板組件320上設(shè)有揚(yáng)聲器電路(圖中未示)、線路板輸入端322和線路板輸出 端 324。連接器330固定在壓電駐極體薄膜310的空白區(qū)域。連接器330設(shè)有連接器輸入 端332、第一連接器輸出端3；34及第二連接器輸出端336。連接器輸入端332與線路板輸出端3M通過有線方式電連接。第一連接器輸出端 334與第一電極連接端314電連接，第二連接器輸出端336與橫穿壓電駐極體薄膜的第二電 極連接端316電連接，從而實(shí)現(xiàn)壓電駐極體薄膜310的電極陣列312與線路板輸入端322 的電連接。電極陣列312的厚度為納米量級，壓電駐極體薄膜310、線路板組件320、連接器 330的厚度為微米量級，從而整個(gè)薄膜型揚(yáng)聲器陣列就是兩張通過導(dǎo)線相連的薄膜。此實(shí)施 例方案較靈活，線路板組件320可放置在實(shí)際需求的地方。在其他優(yōu)選的實(shí)施例中，連接器輸入端332與線路板輸出端3 還可以通過無線 方式電連接，從而線路板組件320可以靈活放置在需要的位置?；诙嗫拙酆衔锉∧さ膲弘婑v極體具有壓電響應(yīng)大、質(zhì)量輕(克級)、厚度薄(微 米級)、材料柔軟易于彎折、適應(yīng)各種環(huán)境(耐腐蝕、防水)、無毒無害環(huán)保、成本低廉(聚合 物膜產(chǎn)量非常大)等優(yōu)點(diǎn)。對薄膜型揚(yáng)聲器陣列來說，利用反壓電效應(yīng)，壓電駐極體薄膜本 身就能完成電聲轉(zhuǎn)換，無需振動(dòng)零件，大大減小了器件的體積；儲(chǔ)存在薄膜內(nèi)部孔洞界面上 的電荷穩(wěn)定、不易丟失，使得壓電駐極體的電聲轉(zhuǎn)換性能穩(wěn)定；零件數(shù)目減少，制造工藝簡 單，可靠性增強(qiáng)，成本下降。該薄膜型揚(yáng)聲器陣列具有頻率響應(yīng)寬而平、諧波失真低、截止頻 率高等優(yōu)點(diǎn)。在其他優(yōu)選的實(shí)施例中，薄膜型揚(yáng)聲器陣列可以包括MXN個(gè)正四邊形、多邊形、 圓形、橢圓形及其它特定形狀的揚(yáng)聲器單元，只要所有揚(yáng)聲器單元的形狀和尺寸相同且排 列規(guī)則即可。壓電駐極體薄膜可以由兩層或兩層以上的多孔聚合物薄膜疊合而成，并電連 接以增大壓電響應(yīng)即靈敏度，各層壓電駐極體薄膜上所蒸鍍電極的形狀、尺寸、排列相同且 互相對應(yīng)。此外，還可以在壓電駐極體薄膜的表面覆蓋一層防水膜，從而該薄膜型揚(yáng)聲器陣 列可應(yīng)用于水下或非常潮濕的環(huán)境；或者覆蓋其它例如防輻射膜等。防水膜或防輻射膜的 色彩可與環(huán)境一致，則此薄膜型揚(yáng)聲器陣列可非常隱蔽地敷設(shè)。使用多孔聚合物薄膜制作的薄膜型揚(yáng)聲器陣列結(jié)合了揚(yáng)聲器陣列高指向性的優(yōu) 勢和聚合物壓電駐極體輕、薄、軟、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性強(qiáng)、成本低廉等優(yōu)勢，極大地拓展了揚(yáng) 聲器陣列的應(yīng)用，使之成為劇院、會(huì)場、教室、博物館、體育館等環(huán)境下替代傳統(tǒng)揚(yáng)聲器陣列 的選擇之一，且在超薄移動(dòng)通訊等微電子技術(shù)領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景。
由于揚(yáng)聲器電路包含數(shù)模轉(zhuǎn)換器及與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器電連接的解碼器，可制成數(shù) 字揚(yáng)聲器陣列，方便進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，提供完整的音頻解決方案。上述所有器件制作方法簡 單，通過改變蒸鍍電極的形狀、尺寸、排列即可改變揚(yáng)聲器單元的形狀、尺寸、排列以符合實(shí) 際需求。整個(gè)器件可以拆下并轉(zhuǎn)移安放到其它地方，適合移動(dòng)使用，拆下來后根據(jù)其柔軟的 特點(diǎn)可以卷曲或者折疊，方便攜帶。材料符合環(huán)保要求，來源廣泛且成本低。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種薄膜型揚(yáng)聲器陣列，其特征在于，包括壓電駐極體薄膜及線路板組件，所述壓電 駐極體薄膜為多孔聚合物薄膜，所述壓電駐極體薄膜兩側(cè)分別對應(yīng)設(shè)有電極陣列；所述線 路板組件上設(shè)有揚(yáng)聲器電路、以及與所述揚(yáng)聲器電路電連接的線路板輸入端和線路板輸出 端，所述線路板輸出端與所述壓電駐極體薄膜兩側(cè)的電極陣列電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的薄膜型揚(yáng)聲器陣列，其特征在于，所述揚(yáng)聲器電路包括數(shù)模轉(zhuǎn) 換器及與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器電連接的解碼器。
3.如權(quán)利要求1所述的薄膜型揚(yáng)聲器陣列，其特征在于，還包括固定在所述線路板組 件上的連接器，所述連接器包括連接器輸入端及連接器輸出端，所述線路板輸出端包括第 一線路板輸出端及第二線路板輸出端，所述第一線路板輸出端依次通過所述連接器輸入 端、連接器輸出端與所述壓電駐極體薄膜一側(cè)的電極陣列電連接，所述第二線路板輸出端 與所述壓電駐極體薄膜另一側(cè)的電極陣列對應(yīng)設(shè)置，所述第二線路板輸出端通過導(dǎo)電膠或 錫膏與該側(cè)的電極陣列電連接。
4.如權(quán)利要求1所述的薄膜型揚(yáng)聲器陣列，其特征在于，所述線路板組件固定在所述 壓電駐極體薄膜一側(cè)，所述線路板輸出端包括第一線路板輸出端及第二線路板輸出端，所 述第一線路板輸出端及第二線路板輸出端分別與所述壓電駐極體薄膜兩側(cè)的電極陣列電 連接。
5.如權(quán)利要求1所述的薄膜型揚(yáng)聲器陣列，其特征在于，還包括固定在所述壓電駐極 體薄膜一側(cè)的連接器，所述連接器設(shè)有連接器輸入端、第一連接器輸出端及第二連接器輸 出端，所述連接器輸入端與所述線路板輸出端電連接，所述第一連接器輸出端及第二連接 器輸出端分別與所述壓電駐極體薄膜兩側(cè)的電極陣列電連接。
6.如權(quán)利要求5所述的薄膜型揚(yáng)聲器陣列，其特征在于，所述連接器輸入端與所述線 路板輸出端通過有線或無線信號電連接。
7.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的薄膜型揚(yáng)聲器陣列，其特征在于，所述線路板輸入端 設(shè)有有線或無線信號接收裝置。
8.如權(quán)利要求1所述的薄膜型揚(yáng)聲器陣列，其特征在于，所述壓電駐極體薄膜表面設(shè) 有防水膜或防輻射膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種薄膜型揚(yáng)聲器陣列，包括壓電駐極體薄膜及線路板組件，所述壓電駐極體薄膜為多孔聚合物薄膜，所述壓電駐極體薄膜兩側(cè)分別對應(yīng)設(shè)有電極陣列；所述線路板組件上設(shè)有揚(yáng)聲器電路、以及與所述揚(yáng)聲器電路電連接的線路板輸入端和線路板輸出端，所述線路板輸出端與所述壓電駐極體薄膜兩側(cè)的電極陣列電連接。使用多孔聚合物薄膜制作的薄膜型揚(yáng)聲器陣列結(jié)合了揚(yáng)聲器陣列高指向性的優(yōu)勢和聚合物壓電駐極體輕、薄、軟、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性強(qiáng)、成本低廉等優(yōu)勢，極大地拓展了揚(yáng)聲器陣列的應(yīng)用，使之成為劇院、會(huì)場、教室、博物館、體育館等環(huán)境下替代傳統(tǒng)揚(yáng)聲器陣列的選擇之一。
文檔編號H04R19/02GK102143425SQ20111011708
公開日2011年8月3日 申請日期2011年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月6日
發(fā)明者方鵬, 朱彪 申請人:深圳市豪恩聲學(xué)股份有限公司