專利名稱：具有散熱結(jié)構(gòu)的平面式揚(yáng)聲器及平面揚(yáng)聲器的散熱方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平面式揚(yáng)聲器裝置，且特別是涉及一種具有散熱結(jié)構(gòu)的平面式揚(yáng)聲器裝置及利用平面式揚(yáng)聲器裝置的散熱方法。
背景技術(shù)：
視覺與聽覺是人類最直接的兩種感官反應(yīng)，因此長久以來，科學(xué)家們極力的發(fā)展各種可再生視覺與聽覺的相關(guān)系統(tǒng)。在目前，主要仍是由動圈式揚(yáng)聲器來主宰整個市場。但是隨著近幾年來人們對于感官品質(zhì)的要求日益提升，以及3C產(chǎn)品(Computer、 communication、consumer electronics)在追求短小、輕薄的前提下，一種省電、輕薄、可依人體工學(xué)需求設(shè)計的揚(yáng)聲器，不管是搭配大尺寸的平面揚(yáng)聲器，還是小到隨身聽的耳機(jī)，立體聲的手機(jī)，在可以預(yù)見的明天，此方面的技術(shù)將有大量的需要與應(yīng)用的發(fā)展。目前電聲揚(yáng)聲器分類主要分為直接、間接輻射型，而驅(qū)動方式大概分為動圈式、壓電式及靜電式揚(yáng)聲器。動圈式揚(yáng)聲器目前使用最廣且技術(shù)成熟的類型，不過由于其先天架構(gòu)的缺點(diǎn)，并無法將體積扁平化，使得面對3C產(chǎn)品越來越小及家庭劇院扁平化的趨勢，將不符需求。壓電式揚(yáng)聲器利用電壓材料的壓電效應(yīng)，當(dāng)附加一電場于壓電材料所造成材料變形的特性，用來推動震動膜發(fā)聲，此揚(yáng)聲器雖然結(jié)構(gòu)扁平微小化，但在聲音品質(zhì)上有所限制。靜電式揚(yáng)聲器目前的市場主要為頂級(Hi-end)的耳機(jī)和喇叭，傳統(tǒng)靜電式揚(yáng)聲器的作用原理是將兩片開孔的固定電極挾持振膜形成一種電容器，通過供給振膜直流偏壓以及給予兩個固定電極音頻的交流電壓，利用正負(fù)電場所發(fā)生的靜電力，帶動振膜振動并將聲音輻射出去。但傳統(tǒng)靜電式揚(yáng)聲器的偏壓需達(dá)數(shù)百至上千伏特，需要外接高單價及龐大體積的擴(kuò)大機(jī)，因此無法普及。傳統(tǒng)的技術(shù)在量產(chǎn)上需以逐一完成個別單體，且揚(yáng)聲器基本都有一固定大小或外型的限制，因此無法有效大量制造與降低成本，并且在外觀上無法達(dá)到柔、薄、低驅(qū)動電壓、 以及可撓曲等特性。此外，不論是動圈式、壓電式或靜電式揚(yáng)聲器的驅(qū)動電路模塊，其體積皆不小、重量不輕、且往往占有相當(dāng)?shù)目臻g跟重量。這些體積與重量有一大部分是來自于驅(qū)動電路模塊的散熱結(jié)構(gòu)。特別是對于平面揚(yáng)聲器而言，由于其必須通過高電壓、高電流、以及高功率的驅(qū)動方式來達(dá)到較大的音量及較佳的頻率響應(yīng)曲線，驅(qū)動電路模塊內(nèi)的電子元件勢必會產(chǎn)生高熱。為了避免高熱，一般常見的作法是通過溫度感測器、散熱片、以及風(fēng)扇來達(dá)到散熱的目的，以確保系統(tǒng)正常工作。然而力求輕、軟、薄、低驅(qū)動電壓、以及可撓曲是平面揚(yáng)聲器的重要述求；而溫度感測器、散熱片、以及風(fēng)扇的存在實(shí)在與此述求背道而馳，且風(fēng)扇還會產(chǎn)生干擾電流以及噪音，影響平面揚(yáng)聲器的運(yùn)作以及使用者聽到的音質(zhì)。若能有效去除散熱片、 溫度感測器、控制器、以及致動開關(guān)，則大約能節(jié)省35%的電路板空間及20%的零件成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種具有散熱結(jié)構(gòu)的平面式揚(yáng)聲器裝置。在此平面式揚(yáng)聲器裝置中， 熱傳導(dǎo)接合器直接將驅(qū)動電路模塊的電子元件產(chǎn)生的熱能，傳導(dǎo)到平面揚(yáng)聲器的電極，揚(yáng)聲器被啟動后的同時，利用振膜振動空氣產(chǎn)生的對流機(jī)制，使得揚(yáng)聲器在發(fā)聲的同時，一并把開孔電極上的熱由開孔電極的音孔送到外界。在以上的散熱機(jī)制中，不需額外增加風(fēng)扇、 散熱片、溫度偵測器、致動開關(guān)等散熱元件即能同樣達(dá)到散熱功效。同時，也進(jìn)一步使得柔性揚(yáng)聲器及驅(qū)動電路模塊整合為一單一裝置。另外，本發(fā)明提供一種平面揚(yáng)聲器的散熱方法，平面揚(yáng)聲器裝置至少包括驅(qū)動電路模塊與平面揚(yáng)聲器，平面揚(yáng)聲器至少包括開孔電極與振膜。此揚(yáng)聲器的散熱方法包括以下步驟。在驅(qū)動電路模塊與平面揚(yáng)聲器之間建立熱傳導(dǎo)路徑；以及當(dāng)驅(qū)動電路模塊驅(qū)動平面揚(yáng)聲器時，開孔電極與振膜之間通過相互作用而使振膜振動空氣而產(chǎn)生聲音，并同時通過空氣的對流而將驅(qū)動電路模塊的電子元件產(chǎn)生的熱能自平面揚(yáng)聲器內(nèi)的一金屬體散熱。


在此加上附圖以提供本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且予以并入本發(fā)明而構(gòu)成本說明書的一部分。附圖繪示本發(fā)明的實(shí)施例且連同其說明用以解釋本發(fā)明的原理。圖1為依照本發(fā)明一實(shí)施例的平面揚(yáng)聲器的剖面示意圖；圖2為依照本發(fā)明一實(shí)施例的平面揚(yáng)聲器裝置的方塊示意圖；圖3為依照本發(fā)明一實(shí)施例的平面揚(yáng)聲器裝置的俯視示意圖；圖4為依照本發(fā)明一實(shí)施例的平面揚(yáng)聲器裝置的俯視示意圖；圖5為依照本發(fā)明一實(shí)施例的平面揚(yáng)聲器裝置的俯視示意圖；圖6為圖5的平面揚(yáng)聲器裝置沿著A-A’的剖面示意圖；圖7A 圖7C為依照本發(fā)明一實(shí)施例的驅(qū)動電路模塊的方塊示意圖；圖8為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的散熱方法。主要元件符號說明100、100a、100b、IOOc 平面揚(yáng)聲器裝置102 平面揚(yáng)聲器110:振膜112:駐極體層112a:上表面11 :下表面114:金屬薄膜電極120、120a、120b、120c 開孔電極130、130c 邊框支撐體140、140c:支撐體142:腔室150 薄膜160、160c 音腔基底
170、170c 支撐體
172 音室結(jié)構(gòu)
180、180a、180b、180c熱傳導(dǎo)接合器
190、190a、190b、190c驅(qū)動電路模塊
192 平面揚(yáng)聲器驅(qū)動電路模塊
194 電源模塊
196 無線傳輸模塊
193 音源放大模塊
193A:音源放大電路
193B 阻抗轉(zhuǎn)換電路
具體實(shí)施例方式在實(shí)施范例其中之一，提供一種平面揚(yáng)聲器裝置包括驅(qū)動電路模塊、平面揚(yáng)聲器、 以及熱傳導(dǎo)接合器，其中熱傳導(dǎo)接合器連接驅(qū)動電路與平面揚(yáng)聲器，以將驅(qū)動電路模塊產(chǎn)生的熱傳導(dǎo)到平面揚(yáng)聲器內(nèi)的金屬體，例如開孔電極。根據(jù)本實(shí)施例，平面揚(yáng)聲器包括開孔電極與振膜，其中振膜包括駐極體層及導(dǎo)電電極層，且開孔電極與振膜適于根據(jù)驅(qū)動電路模塊輸出的音頻信號，相互作用而使振膜振動并據(jù)以產(chǎn)生對應(yīng)聲音。根據(jù)本實(shí)施例，平面揚(yáng)聲器更包括支撐體，其置于電極與振膜之間，且為環(huán)形幾何結(jié)構(gòu)。根據(jù)本實(shí)施例，熱傳導(dǎo)接合器連接至平面揚(yáng)聲器的開孔電極。根據(jù)本實(shí)施例，平面揚(yáng)聲器更包括邊框支撐體，其固定開孔電極與振膜于對應(yīng)兩側(cè)，且熱傳導(dǎo)接合器連接至平面揚(yáng)聲器的邊框支撐體，據(jù)以通過振膜振動產(chǎn)生空氣流通而散熱。根據(jù)本實(shí)施例，平面揚(yáng)聲器更包括音腔基材，其置于振膜背對電極的一側(cè)，且熱傳導(dǎo)接合器連接至平面揚(yáng)聲器的音腔基材，據(jù)以通過振膜振動產(chǎn)生空氣流通而散熱。亦即振膜與開孔電極共同形成一散熱器。根據(jù)本實(shí)施例，熱傳導(dǎo)接合器夾在開孔電極與音腔基材之間，據(jù)以通過振膜振動產(chǎn)生空氣流通而散熱。根據(jù)本實(shí)施例，平面揚(yáng)聲器更包括另一開孔電極，其置于振膜背對電極的一側(cè)。根據(jù)本實(shí)施例熱傳導(dǎo)接合器夾在開孔電極與與另一開孔電極之間，據(jù)以通過振膜振動產(chǎn)生空氣流通而散熱。根據(jù)本實(shí)施例，開孔電極、邊框支撐體、音腔基材、與/或另一開孔電極的材料為具有導(dǎo)熱能力的金屬材料、非金屬材料、或可撓式材料。根據(jù)本實(shí)施例，驅(qū)動電路模塊為印刷電路板、集成電路、或柔性電路板。根據(jù)本實(shí)施例，驅(qū)動電路模塊包括平面揚(yáng)聲器驅(qū)動電路、電源模塊、與無線傳輸模塊。根據(jù)本實(shí)施例，無線傳輸模塊為藍(lán)芽(BLUETOOTH)無線傳輸模塊、WIFI無線傳輸模塊、或其它任何形式具有無線傳輸功能的運(yùn)用技術(shù)皆屬本實(shí)施例的范疇。
另外，在另一實(shí)施范例中，本發(fā)明提供一種揚(yáng)聲器的散熱方法，適用于平面揚(yáng)聲器裝置，其中平面揚(yáng)聲器裝置至少包括驅(qū)動電路模塊與平面揚(yáng)聲器，平面揚(yáng)聲器至少包括開孔電極與振膜。此揚(yáng)聲器的散熱方法包括以下步驟。在驅(qū)動電路模塊與平面揚(yáng)聲器之間建立熱傳導(dǎo)路徑；以及當(dāng)驅(qū)動電路模塊驅(qū)動平面揚(yáng)聲器時，開孔電極與振膜之間通過相互作用而使振膜振動空氣而產(chǎn)生聲音，并同時通過空氣的對流而將驅(qū)動電路模塊的電子元件產(chǎn)生的熱能由揚(yáng)聲器及其金屬體散熱。根據(jù)本實(shí)施例，熱傳導(dǎo)路徑是建立在將驅(qū)動電路模塊與散熱元件為平面揚(yáng)聲器的振膜之間進(jìn)行熱傳導(dǎo)接合。根據(jù)本實(shí)施例，熱傳導(dǎo)路徑是建立在將驅(qū)動電路模塊與平面揚(yáng)聲器的開孔電極之間進(jìn)行熱傳導(dǎo)接合。根據(jù)本實(shí)施例，熱傳導(dǎo)路徑是建立在將驅(qū)動電路模塊與平面揚(yáng)聲器的邊框支撐體之間進(jìn)行熱傳導(dǎo)接合，其中邊框支撐體用以固定開孔電極與振膜于對應(yīng)兩側(cè)。參照圖1，其為依照本發(fā)明一實(shí)施例的平面揚(yáng)聲器的剖面示意圖。對于位在任兩層相鄰的支撐體之間的振膜110，揚(yáng)聲器102可具有幾個工作區(qū)。振膜110的兩邊能以相同方式定義或以不同方式定義其工作區(qū)。所繪示的音室結(jié)構(gòu)可具有兩個腔室空間，以便產(chǎn)生揚(yáng)聲器的共鳴音場或效應(yīng)，其中一個位于振膜110的上方且一個位于其下方。揚(yáng)聲器102可具有多個支撐體，這些支撐體可設(shè)計成具有特定的形狀且放置在較高及較低腔室空間之內(nèi)。在一實(shí)施例中，圖1的較高腔室空間可以是傳聲孔區(qū)域，并且在傳聲孔區(qū)域?qū)γ娴膱D1的較低腔室空間可以是音室結(jié)構(gòu)172。位于音腔基底160與振膜 110之間的較低腔室的空間可經(jīng)由位于任兩個相鄰的音室支撐體之間的多個振膜工作區(qū)來產(chǎn)生揚(yáng)聲器102的共鳴音場。揚(yáng)聲器單元102可包括振膜110、開孔電極120、邊框支撐體(Framesupporting member) 130以及位于電極120與振膜110之間的多個支撐體140。在位于電極層120對面的振膜110 —側(cè)，具有可被音腔基底160及位于振膜110與音腔基底160之間的多個支撐體170包圍或部分包圍的音室結(jié)構(gòu)172。音腔基底160、支撐體170、以及其包圍的音室結(jié)構(gòu) 172是選擇性的，亦即揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)可以不包括音腔基底160、支撐體170、以及其包圍的音室結(jié)構(gòu)172。此外，音腔基底160也可以用另一片開孔電極取代，即揚(yáng)聲器102具有兩片開孔電極，分別位于振膜110的兩側(cè)。振膜110可包括駐極體層112及金屬薄膜電極114。在某些實(shí)施例中，駐極體層 112的上表面11 可電耦合邊框支撐體130及支撐體140，并且駐極體層112的下表面112b 可電耦合上述金屬薄膜電極114。絕緣層(未繪示)可夾在駐極體層112與電極114之間。開孔電極120可由金屬所構(gòu)成。在一實(shí)施例中，開孔電極120也可由例如紙或一種極薄(Extremely thin)不導(dǎo)電的材料上，鍍上一層金屬薄膜在上述紙或不導(dǎo)電的材料上。當(dāng)開孔電極120由鍍上一層金屬薄膜層的不導(dǎo)電的材料層所構(gòu)成時，此不導(dǎo)電的材料可以是塑膠、橡膠、紙、不導(dǎo)電的布(棉纖維或聚合物纖維)或其他的不導(dǎo)電的材料；并且此金屬薄膜可以是鋁、金、銀、銅、鎳/金雙金屬、氧化銦錫andium tin oxide ;ΙΤ0)、氧化銦鋅andium zinc oxide ;ΙΖ0)、大分子導(dǎo)電材料聚二氧乙烯噻吩 (Polyethylenedioxythiophene ；PED0T)等等；或合金；或者所列示的材料或其等效材料的任何組合。當(dāng)開孔電極120使用導(dǎo)電的材料時，此導(dǎo)電的材料可以是金屬(鐵、銅、鋁或其合金)、導(dǎo)電的布(金屬纖維、氧化物金屬纖維、碳纖維或石墨纖維)等等，或者這些材料或其他材料的任何組合。駐極體層112可以是介電材料，此材料可予以處理或充電而保留靜電荷達(dá)一段時間或一個延伸的時間區(qū)間，并且在充電之后在此材料內(nèi)具有駐電效應(yīng)或靜電效應(yīng)。駐極體層112可具有一層或多層介電層。介電材料的例子包括聚全氟乙丙烯(Fluorinated hylenepropylene ；FEP)、聚四氟乙烯(Polytetrafluoethylene ；PTFE)、聚偏二氟乙烯 (Polyvinylidene fluoride ；PVDF)、氟聚合物材料或其他的適當(dāng)材料。上述介電質(zhì)材料可包括具有微米等級或納米等級直徑的孔洞。因?yàn)轳v極體層112可保留靜電荷達(dá)一延伸時間區(qū)間之久，并且可在接受充電處理之后具有壓電特性，所以在振膜內(nèi)的孔洞可增進(jìn)傳輸且增強(qiáng)此材料的壓電特性。在一實(shí)施例中，在電暈充電(Coronacharging)之后可產(chǎn)生雙極性電荷(Dipolar charges)且保留于介電質(zhì)材料內(nèi)以產(chǎn)生駐電效應(yīng)或靜電效應(yīng)。為了提供振膜110的良好張力及/或振動效應(yīng)，金屬薄膜電極114可以是很薄的金屬薄膜電極。舉例來說，其厚度可以在0. 2微米與0. 8微米之間或0. 2微米與0. 4微米之間。在某些實(shí)施例中可以是大約0.3微米。所繪示的尺度范圍通常視為「超薄」。舉具有負(fù)電荷的駐極體層112為例，當(dāng)供應(yīng)輸入音頻信號給具有孔洞的開孔電極 120及金屬薄膜電極114時，輸入信號的正電壓可對振膜的負(fù)電荷產(chǎn)生吸引力，并且輸入信號的負(fù)電壓可對此單元的負(fù)電荷產(chǎn)生排斥力，因而使振膜110以一方向移動。相對地，當(dāng)輸入音源信號的電壓相位改變時，同樣地正電壓可對振膜的負(fù)電荷產(chǎn)生吸引力，并且負(fù)電壓可對此單元的負(fù)電荷產(chǎn)生排斥力，因而使振膜110以前段所述方向的反方向移動。振膜可重復(fù)地來回移動且振動壓縮周圍空氣，以經(jīng)由不同的方向的不同的力的互動來產(chǎn)生聲音。 換句話說，即開孔電極與振膜根據(jù)音頻信號，相互作用而使振膜振動并據(jù)以產(chǎn)生對應(yīng)聲音。在一實(shí)施例中，薄膜150可覆蓋揚(yáng)聲器102的一邊或兩邊。薄膜150可以是透氣但防水的，例如由包含膨體聚四氟乙烯(Expandedpolytetrafluoroethylene ；ePTFE)等等的GORE-TEX 薄膜所構(gòu)成。GORE-TEX 或類似的材料能預(yù)防水及氧的效應(yīng)，因而避免駐極體層112漏失其電荷及降低其駐電效應(yīng)。振膜110的多個工作區(qū)可形成于任兩個相鄰的支撐體140之間以及上述開孔電極 120與振膜110之間。較高腔室142的這些工作區(qū)可用以產(chǎn)生揚(yáng)聲器102的共鳴音場。振膜 110的多個工作區(qū)可形成于任兩個相鄰的支撐體170之間以及音腔基底160與振膜110之間。較低腔室172的這些工作區(qū)也可用以產(chǎn)生揚(yáng)聲器102的共鳴音場。可調(diào)整支撐體140 及支撐體170兩者的室中位置、高度以及形狀作為揚(yáng)聲器設(shè)計的一部分。此外，支撐體170 的數(shù)目可大于、等于或小于支撐體140的數(shù)目，并且可直接制造支撐體140或支撐體170在開孔電極120或音腔基底160之上或其上方。音室結(jié)構(gòu)接近振膜110的金屬薄膜電極114的表面，可通過考量揚(yáng)聲器的音頻特性或其他的聽覺或結(jié)構(gòu)的因素予以設(shè)計。音室可包括吸音材料；并且支撐體或音室支撐體可設(shè)計成各種形狀。邊框支撐體130所形成的室空間可在邊框支撐體130之中具有音孔， 以便釋放所產(chǎn)生的聲音的壓力，并且在某些例子中產(chǎn)生較好的音場效應(yīng)。供給開孔電極120電壓的驅(qū)動電路模塊可以與平面揚(yáng)聲器102獨(dú)立且電連接。如此一來，包括散熱元件的驅(qū)動電路模塊加上平面揚(yáng)聲器102的整體重量與體積將不小。因此，本發(fā)明提出一種平面揚(yáng)聲器裝置，將平面揚(yáng)聲器與驅(qū)動電路模塊整合，并省去驅(qū)動電路模塊中散熱元件，以減少整體重量與體積。本圖所示實(shí)施例為雙音室，本發(fā)明也可為單音室，亦即音室172去除。請參照圖2，其為依照本發(fā)明一實(shí)施例的平面揚(yáng)聲器裝置的方塊示意圖。根據(jù)此實(shí)施例，平面揚(yáng)聲器裝置100包括上述的平面揚(yáng)聲器102、驅(qū)動電路模塊190、以及熱傳導(dǎo)接合器180，其中圖2中的箭頭意指熱傳導(dǎo)的方向，即熱傳導(dǎo)接合器180可以將驅(qū)動電路模塊 190產(chǎn)生的熱傳導(dǎo)至平面揚(yáng)聲器102內(nèi)的金屬體，以通過平面揚(yáng)聲器102的金屬體將熱逸散。其中，熱傳導(dǎo)接合器180的材料為導(dǎo)熱材料；在此定義的導(dǎo)熱材料與導(dǎo)熱能力，是指熱傳導(dǎo)系數(shù)高于0. 5瓦特/公尺X度(Watt/Meter XKelven ；簡稱W/mXK)的材料與此類材料具有的能力。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，熱傳導(dǎo)接合器180的導(dǎo)熱系數(shù)高于10W/mXK ；根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，熱傳導(dǎo)接合器180的導(dǎo)熱系數(shù)高于100W/mXK。此外，熱傳導(dǎo)接合器180 可以為任意結(jié)構(gòu)。舉例來說，熱傳導(dǎo)接合器180可以為螺絲、散熱膏、散熱片、或任何具有熱傳導(dǎo)能力的結(jié)構(gòu)。為了讓驅(qū)動電路模塊190的熱得以順利傳導(dǎo)至熱傳導(dǎo)接合器180以及平面揚(yáng)聲器 102，驅(qū)動電路模塊190與熱傳導(dǎo)接合器180的接觸表面的面積大于驅(qū)動電路模塊190的面積的25%。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，此接觸表面的面積大于驅(qū)動電路模塊190的面積的50%; 根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，此接觸表面的面積大于驅(qū)動電路模塊190的面積的75%。請參照圖3，其為依照本發(fā)明一實(shí)施例的平面揚(yáng)聲器裝置的俯視示意圖。根據(jù)此實(shí)施例，平面揚(yáng)聲器裝置IOOa的驅(qū)動電路模塊190a通過熱傳導(dǎo)接合器180a連接至平面揚(yáng)聲器的開孔電極120a。如此一來，驅(qū)動電路模塊190a內(nèi)的電子元件產(chǎn)生的熱就得以通過熱傳導(dǎo)接合器180a傳導(dǎo)至平面揚(yáng)聲器內(nèi)的金屬體，金屬體例如是開孔電極或期他金屬體，再通過平面揚(yáng)聲器的開孔電極120a或其他金屬元件逸散。當(dāng)熱被傳導(dǎo)至開孔電極120a后，利用平面揚(yáng)聲器發(fā)聲時振膜振動空氣產(chǎn)生的空氣對流，使揚(yáng)聲器發(fā)聲的同時，順便把熱帶走， 達(dá)到散熱的功效。雖然根據(jù)此實(shí)施例，熱傳導(dǎo)接合器180a連接開孔電極120a，但本發(fā)明并不以此為限；熱傳導(dǎo)接合器180a可以連至平面揚(yáng)聲器的其他元件，例如邊框支撐體或音腔基底，據(jù)以通過振膜振動產(chǎn)生空氣流通而散熱。本發(fā)明關(guān)于驅(qū)動電路模塊與熱傳導(dǎo)接合器的配置方式，不只適用于硬式薄型平面揚(yáng)聲器；其也適用于軟式薄型平面揚(yáng)聲器，如圖4所示，其為依照本發(fā)明一實(shí)施例的平面揚(yáng)聲器裝置的俯視示意圖。根據(jù)此實(shí)施例，平面揚(yáng)聲器裝置IOOb的驅(qū)動電路模塊190b通過熱傳導(dǎo)接合器180b連接至平面揚(yáng)聲器的側(cè)邊。其中，平面揚(yáng)聲器的開孔電極120b、邊框支撐體、以及音腔基底除了可為金屬材料外，其也可為具有導(dǎo)熱能力的非金屬材料或可撓式材料，因此平面揚(yáng)聲器裝置IOOb整體具有可撓的特性。通過上述的配置，驅(qū)動電路模塊190b 的電子元件產(chǎn)生的熱就可以通過熱傳導(dǎo)接合器180b傳導(dǎo)至平面揚(yáng)聲器的金屬體，再通過平面揚(yáng)聲器的開孔電極120b或其他金屬元件逸散。當(dāng)熱被傳導(dǎo)至開孔電極120b后，利用平面揚(yáng)聲器發(fā)聲時振膜IlOb振動空氣產(chǎn)生的空氣對流，使揚(yáng)聲器發(fā)聲的同時，順便把熱由開孔電極120b的表面或音孔或音孔周緣與外界進(jìn)行熱交換，達(dá)到散熱的功效。雖然根據(jù)此實(shí)施例，熱傳導(dǎo)接合器180b連接開孔電極120b，但本發(fā)明并不以此為限；熱傳導(dǎo)接合器180b可以連至平面揚(yáng)聲器的其他元件，例如邊框支撐體或音腔基底。另外，除了可將驅(qū)動電路模塊與熱傳導(dǎo)接合器配置于平面揚(yáng)聲器的上、下方或側(cè)邊之外，也可以將驅(qū)動電路模塊與熱傳導(dǎo)接合器配置于平面揚(yáng)聲器中，如圖5與圖6所示。 其中圖5為依照本發(fā)明一實(shí)施例的平面揚(yáng)聲器裝置的俯視示意圖，而圖6為圖5的平面揚(yáng)聲器裝置沿著A-A’的剖面示意圖。請同時參照圖5與圖6，根據(jù)此實(shí)施例，平面揚(yáng)聲器裝置IOOc的驅(qū)動電路模塊 190c通過熱傳導(dǎo)接合器180c，以熱連接的方式夾在開孔電極120c與音腔基底160c之間。 其中，平面揚(yáng)聲器的開孔電極120c、邊框支撐體130c、以及音腔基底160c除了可為金屬材料外，其也可為具有導(dǎo)熱能力的非金屬材料或可撓式材料。通過上述的配置，驅(qū)動電路模塊 190c內(nèi)的電子元件產(chǎn)生的熱能就可以通過熱傳導(dǎo)接合器180c傳導(dǎo)至平面揚(yáng)聲器的開孔電極120c與音腔基底160c。當(dāng)熱被傳導(dǎo)至開孔電極120c后，利用平面揚(yáng)聲器發(fā)聲時振膜振動空氣產(chǎn)生的空氣對流，使揚(yáng)聲器發(fā)聲的同時，對流空氣順便把熱帶走，達(dá)到散熱的功效。雖然根據(jù)此實(shí)施例，熱傳導(dǎo)接合器180c連接開孔電極120c與音腔基底160c，但本發(fā)明并不以此為限。熱傳導(dǎo)接合器180c可以連至平面揚(yáng)聲器的其他元件，例如邊框支撐體 130c ；若利用另一開孔電極取代音腔基底160c，則驅(qū)動電路模塊190c與熱傳導(dǎo)接合器180c 夾在兩片開孔電極之間，據(jù)以通過振膜振動產(chǎn)生空氣流通而散熱。雖然根據(jù)此實(shí)施例，驅(qū)動電路模塊190c與熱傳導(dǎo)接合器180c放置于平面揚(yáng)聲器裝置IOOc的側(cè)邊，但本發(fā)明并不以此為限。驅(qū)動電路模塊190c與熱傳導(dǎo)接合器180c也可以放置于平面揚(yáng)聲器裝置IOOc的中央或其他區(qū)域。上述實(shí)施例中的平面揚(yáng)聲器裝置，除了可以用有線傳輸?shù)姆绞浇邮找粼葱盘栆约安僮髦噶钔猓部梢酝ㄟ^無線傳輸?shù)姆绞浇邮?。舉例來說，如圖7A所示的驅(qū)動電路模塊190 除了包括平面揚(yáng)聲器驅(qū)動電路模塊192與電源模塊194、更可以包括無線傳輸模塊196，其例如藍(lán)芽(BLUETOOTH)無線傳輸模塊、WIFI無線傳輸模塊、或其它任何形式具有無線傳輸功能的運(yùn)用技術(shù)。如此一來，使用者只需通過手機(jī)、個人電腦、或數(shù)字隨身聽等具有無線傳輸功能的電子產(chǎn)品，即可輕易撥放音樂，走到那聽到那，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)音響裝置所不能實(shí)現(xiàn)的特殊應(yīng)用情境。而如圖7B所示，此平面揚(yáng)聲器驅(qū)動電路模塊192在一實(shí)施例中可包括一個音源放大模塊193，用以接收一音源信號，并且在放大后通過本實(shí)施例的熱傳導(dǎo)架構(gòu)傳送到平面揚(yáng)聲器內(nèi)的金屬體。另外，如圖7C所示，此音源放大模塊193在一實(shí)施例中至少包括一音源放大電路193A，或是至少包括音源放大電路193A以及阻抗轉(zhuǎn)換電路19 兩種組合其中之一。而阻抗轉(zhuǎn)換電路19 則是由至少一個以上的變壓器所組成。另外，本發(fā)明提供一種揚(yáng)聲器的散熱方法，適用于平面揚(yáng)聲器裝置，其中平面揚(yáng)聲器裝置至少包括驅(qū)動電路模塊與平面揚(yáng)聲器，平面揚(yáng)聲器至少包括開孔電極與振膜。此揚(yáng)聲器散熱控制方法包括以下步驟。在驅(qū)動電路模塊與平面揚(yáng)聲器之間建立熱傳導(dǎo)路徑；以及當(dāng)驅(qū)動電路模塊驅(qū)動平面揚(yáng)聲器時，開孔電極與振膜之間通過相互作用而使振膜振動空氣而產(chǎn)生聲音，并同時通過空氣的對流而將驅(qū)動電路模塊的電子元件產(chǎn)生的熱能由揚(yáng)聲器及其金屬體散熱。亦即振膜與開孔電極共同形成一散熱器。在此，在驅(qū)動電路模塊與平面揚(yáng)聲器之間建立熱傳導(dǎo)路徑亦即通過直接或間接的方式，使得驅(qū)動電路模塊的電子元件的熱能得以傳導(dǎo)至平面揚(yáng)聲器的金屬體。舉例來說，驅(qū)動電路模塊與平面揚(yáng)聲器的接觸表面的面積，或驅(qū)動電路模塊與位于驅(qū)動電路模塊與平面揚(yáng)聲器之間的熱傳導(dǎo)接合器的接觸表面的面積，大于驅(qū)動電路模塊的面積的25%。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，此些接觸表面的個別面積大于驅(qū)動電路模塊的面積的50% ；根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，此些接觸表面的個別面積大于驅(qū)動電路模塊的面積的75%。以上接合驅(qū)動電路模塊與平面揚(yáng)聲器的方式即所謂熱傳導(dǎo)接合。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，熱傳導(dǎo)路徑是建立在將驅(qū)動電路模塊與散熱元件為平面揚(yáng)聲器的振膜之間進(jìn)行熱傳導(dǎo)接合。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，熱傳導(dǎo)路徑是建立在將驅(qū)動電路模塊與平面揚(yáng)聲器的開孔電極之間進(jìn)行熱傳導(dǎo)接合。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，熱傳導(dǎo)路徑是建立在將驅(qū)動電路模塊與平面揚(yáng)聲器的邊框支撐體之間進(jìn)行熱傳導(dǎo)接合，其中邊框支撐體是用以固定開孔電極與振膜于對應(yīng)兩側(cè)。除了以上的揚(yáng)聲器的散熱方法，本發(fā)明也提供一調(diào)控散熱速率的方法。一般來說， 若要根據(jù)驅(qū)動電路模塊中的電子元件的輸出功率以及發(fā)出的熱來決定主動散熱元件(例如風(fēng)扇)的散熱速率，則多半得通過溫度感測器進(jìn)行偵測。當(dāng)輸出功率越高，則驅(qū)動電路模塊的電子元件發(fā)出的熱也會越多，當(dāng)額外的熱被溫度感測器所感測到后，則溫度感測器可以輸出信號至驅(qū)動電路模塊，使得驅(qū)動電路模塊增加主動散熱元件的散熱速率。然而，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，不用通過任何溫度感測器、任何電流感測器、與任何電壓感測器也可以同樣達(dá)到以上的自動回授機(jī)制。請參照圖8，其為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的散熱的方法，其中主動散熱元件為平面揚(yáng)聲器中兼具出聲功能的振膜，且驅(qū)動電路模塊與平面揚(yáng)聲器彼此獨(dú)立。有別于圖2，此處圖8中的箭頭指的是步驟的流程，而非熱傳導(dǎo)的方向。當(dāng)驅(qū)動電路模塊增加其輸出功率時(步驟20 ，其產(chǎn)生的熱也會增加(步驟204)，而振膜的振幅與/或振動頻率也會升高(步驟206)，故振膜帶動的空氣流速也會增加，進(jìn)而提高散熱速率(步驟 208)，以及降低平面揚(yáng)聲器與相鄰的驅(qū)動電路模塊的溫度(步驟210)。在此所謂的散熱速率可以定義為散熱元件的散熱能力，或散熱元件實(shí)際逸散熱能的效率。綜合上述，以上實(shí)施例中具有散熱結(jié)構(gòu)的平面揚(yáng)聲器裝置直接利用平面揚(yáng)聲器發(fā)聲時產(chǎn)生的空氣對流來達(dá)到散熱的目的。此舉不僅可以減少驅(qū)動電路模塊的硬件空間以及制造成本，更有利于整合平面揚(yáng)聲器與驅(qū)動電路模塊，以達(dá)到真正的輕薄且一體成型的整合性新產(chǎn)品。此外，也可以通過手機(jī)、個人數(shù)字助理、或數(shù)字隨身聽，直接將聲音信號傳送到平面揚(yáng)聲器裝置撥放。通過此發(fā)明，平面揚(yáng)聲器在未來音響設(shè)計上扮演更重要的角色。雖然結(jié)合以上實(shí)施例揭露了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中熟悉此技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作些許的更動與潤飾，故本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以附上的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種具有散熱結(jié)構(gòu)的平面揚(yáng)聲器裝置，包括驅(qū)動電路模塊；平面揚(yáng)聲器，包括開孔電極；以及振膜，其中該開孔電極與該振膜根據(jù)該驅(qū)動電路模塊輸出的一聲音信號，相互作用而使該振膜振動并據(jù)以產(chǎn)生對應(yīng)聲音；熱傳導(dǎo)接合器，其連接該驅(qū)動電路模塊與該平面揚(yáng)聲器，以將該驅(qū)動電路模塊產(chǎn)生的熱傳導(dǎo)到該平面揚(yáng)聲器。
2.如權(quán)利要求1所述的具有散熱結(jié)構(gòu)的平面揚(yáng)聲器裝置，其中該平面揚(yáng)聲器還包括支撐體，其置于該電極與該振膜之間。
3.如權(quán)利要求1所述的具有散熱結(jié)構(gòu)的平面揚(yáng)聲器裝置，其中該振膜包括駐極體層及導(dǎo)電電極層。
4.如權(quán)利要求1所述的具有散熱結(jié)構(gòu)的平面揚(yáng)聲器裝置，其中該熱傳導(dǎo)接合器連接至該平面揚(yáng)聲器的該開孔電極。
5.如權(quán)利要求1所述的具有散熱結(jié)構(gòu)的平面揚(yáng)聲器裝置，其中該平面揚(yáng)聲器還包括邊框支撐體，其固定該開孔電極與該振膜于對應(yīng)兩側(cè)。
6.如權(quán)利要求5所述的具有散熱結(jié)構(gòu)的平面揚(yáng)聲器裝置，其中該熱傳導(dǎo)接合器連接至該平面揚(yáng)聲器的該邊框支撐體。
7.如權(quán)利要求1所述的具散熱結(jié)構(gòu)的平面揚(yáng)聲器裝置，其中該平面揚(yáng)聲器還包括音腔基材，其置于該振膜背對該電極的一側(cè)。
8.如權(quán)利要求7所述的具有散熱結(jié)構(gòu)的平面揚(yáng)聲器裝置，其中該熱傳導(dǎo)接合器連接至該平面揚(yáng)聲器的該音腔基材。
9.如權(quán)利要求7所述的具有散熱結(jié)構(gòu)的平面揚(yáng)聲器裝置，其中該熱傳導(dǎo)接合器夾在該開孔電極與該音腔基材之間。
10.如權(quán)利要求1所述的具有散熱結(jié)構(gòu)的平面揚(yáng)聲器裝置，其中該還包括另一開孔電極，其置于該振膜背對該電極的一側(cè)。
11.如權(quán)利要求10所述的具有散熱結(jié)構(gòu)的平面揚(yáng)聲器裝置，其中該熱傳導(dǎo)接合器夾在該開孔電極與該另一開孔電極之間。
12.如權(quán)利要求1所述的具散熱結(jié)構(gòu)的平面揚(yáng)聲器裝置，其中該驅(qū)動電路模塊至少包括一音源放大模塊。
13.如權(quán)利要求1所述的具有散熱結(jié)構(gòu)的平面揚(yáng)聲器裝置，其中該平面揚(yáng)聲器驅(qū)動電路模塊至少包括一音源放大模塊及一阻抗轉(zhuǎn)換電路。
14.如權(quán)利要求13所述的具有散熱結(jié)構(gòu)的平面揚(yáng)聲器裝置，其中該阻抗轉(zhuǎn)換電路包括至少一個以上的變壓器。
15.如權(quán)利要求1所述的具有散熱結(jié)構(gòu)的平面揚(yáng)聲器裝置，其中該驅(qū)動電路模塊包括平面揚(yáng)聲器驅(qū)動電路模塊、電源模塊、與無線傳輸模塊。
16.一種揚(yáng)聲器的散熱方法，適用于一平面揚(yáng)聲器裝置，其中該平面揚(yáng)聲器裝置至少包括一驅(qū)動電路模塊與一平面揚(yáng)聲器，該平面揚(yáng)聲器至少包括一開孔電極與一振膜，該揚(yáng)聲器的散熱方法包括在該驅(qū)動電路模塊與該平面揚(yáng)聲器之間建立熱傳導(dǎo)路徑；以及當(dāng)該驅(qū)動電路模塊驅(qū)動該平面揚(yáng)聲器時，該開孔電極與該振膜之間通過相互作用而使該振膜振動空氣而產(chǎn)生聲音，并同時通過該空氣的對流而將該驅(qū)動電路模塊的電子元件產(chǎn)生的熱能由揚(yáng)聲器及其金屬體散熱。
17.如權(quán)利要求16所述的揚(yáng)聲器的散熱方法，其中該熱傳導(dǎo)路徑是建立在將該驅(qū)動電路模塊與該平面揚(yáng)聲器的該振膜之間進(jìn)行熱傳導(dǎo)接合。
18.如權(quán)利要求16所述的揚(yáng)聲器的散熱方法，其中該熱傳導(dǎo)路徑是建立在將該驅(qū)動電路模塊與該平面揚(yáng)聲器的該開孔電極之間進(jìn)行熱傳導(dǎo)接合。
19.如權(quán)利要求16所述的揚(yáng)聲器的散熱方法，其中該熱傳導(dǎo)路徑是建立在將該驅(qū)動電路模塊與該平面揚(yáng)聲器的一邊框支撐體之間進(jìn)行熱傳導(dǎo)接合，其中該邊框支撐體用以固定該開孔電極與該振膜于對應(yīng)兩側(cè)。
20.一具有散熱結(jié)構(gòu)的平面揚(yáng)聲器裝置，包括驅(qū)動電路模塊，包括音源放大模塊或音源放大模塊及阻抗轉(zhuǎn)換模塊組成，其中該阻抗轉(zhuǎn)換模塊包括一個或一個以上的變壓器組成；平面揚(yáng)聲器，包括開孔電極、多數(shù)支撐體結(jié)構(gòu)，以及振膜，其中該開孔電極與該振膜根據(jù)該驅(qū)動電路模塊輸出的一聲音信號，相互作用而使該振膜振動并據(jù)以產(chǎn)生對應(yīng)聲音；及熱傳導(dǎo)接合器，連接該驅(qū)動電路模塊與該平面揚(yáng)聲器。
全文摘要
一種具有散熱結(jié)構(gòu)的平面式揚(yáng)聲器裝置及平面揚(yáng)聲器的散熱方法。平面揚(yáng)聲器裝置包括驅(qū)動電路模塊、平面揚(yáng)聲器及熱傳導(dǎo)接合器。平面揚(yáng)聲器包括開孔電極與振膜，開孔電極根據(jù)驅(qū)動電路模塊輸出的聲音信號，造成振膜振動以發(fā)出聲音。熱傳導(dǎo)接合器連接驅(qū)動電路模塊與平面揚(yáng)聲器，以將驅(qū)動電路模塊電子元件產(chǎn)生的熱傳到平面揚(yáng)聲器的金屬體散熱。另提供一種平面揚(yáng)聲器的散熱方法，包括在驅(qū)動電路模塊與平面揚(yáng)聲器間建立熱傳導(dǎo)路徑；及當(dāng)驅(qū)動電路模塊驅(qū)動平面揚(yáng)聲器時，開孔電極與振膜間通過相互作用而使振膜振動空氣而產(chǎn)生聲音，并同時通過空氣對流而將驅(qū)動電路模塊電子元件產(chǎn)生的熱經(jīng)平面揚(yáng)聲器金屬體散熱。
文檔編號H04R7/02GK102223590SQ20101016320
公開日2011年10月19日 申請日期2010年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月14日
發(fā)明者劉昌和, 曾國華, 陳冠位, 陳明道 申請人:財團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院