CN110876102B - 具有集成结构特征部的电声换能器隔膜及相关系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有集成结构特征部的电声换能器隔膜以及相关的系统和方法。本发明提供了一种电声换能器，该电声换能器具有声学隔膜和音圈。该隔膜限定第一主表面。凸缘在与该第一主表面相对的方向上从隔膜延伸。该音圈具有邻近该声学隔膜定位的第一多个绕组和定位在所述声学隔膜远侧的第二多个绕组。该凸缘与第一多个绕组重叠。该凸缘和该绕组可彼此粘结性地接合以形成搭接接头。该搭接接头可将力从音圈转移至隔膜。

Description

具有集成结构特征部的电声换能器隔膜及相关系统和方法

技术领域

本申请和相关主题(统称为“本公开”)一般涉及电声换能器，以及相关的系统和方法。

背景技术

电子设备可包括一个或多个电声换能器以发出声音。考虑到尺寸约束，一些电子设备结合了被配置为所谓的“微型扬声器”的电声换能器。微型扬声器的示例包括在耳机、头戴式耳机、智能电话或其他类似的紧凑电子设备(诸如例如，可穿戴电子设备、便携式计时装置、或平板电脑、笔记本电脑或膝上型电脑)内发现的扬声器换能器。

发明内容

在一些方面，本文所公开的概念广泛涉及电声换能器，并且更具体地，但不限于扬声器换能器。更具体地，但并非排他性地，本公开涉及包括具有集成结构特征部(诸如例如适于与电驱动器(例如，音圈)的可移动部分搭接的基座)的隔膜的扬声器。作为另一个示例性示例，所公开的扬声器隔膜可包括一个或多个补充加强件，以便修改隔膜的断裂频率模式。

一些公开的换能器包括具有改善换能器的物理稳健性的集成结构特征部的隔膜。例如，一些公开的结构适于改善与驱动元件的物理连接。同样，一些所公开的结构特征部可改善换能器的物理稳健性和/或减轻制造缺陷。此类结构特征部可例如通过在可听频带外移动断裂频率模式来修改断裂频率。因此，与现有电声换能器相比，一些所公开的电声换能器可通过更大的偏移和比常规电声换能器更大的力来驱动，从而提供改善的保真度和更大的回放。

根据第一方面，电声换能器包括限定第一主表面和相对的第二主表面的声学隔膜。基座从第二主表面横向延伸。声学隔膜和基座形成一体式构造。电声换能器还包括驱动元件。基座和驱动元件被定位成彼此重叠对准。

基座可限定外表面，并且音圈可限定对应的内表面。电声换能器还可包括在基座的外表面与音圈的内表面之间的粘结接合的搭接接头。

基座可限定内表面，并且音圈可限定对应的外表面。电声换能器还可包括在基座的内表面与音圈的外表面之间的粘结接合的搭接接头。

驱动元件可具有多个导电细丝层。驱动元件和基座之间的重叠对准可包括基座与多个导电细丝层之间的重叠关系。在一些情况下，驱动元件从邻近声学隔膜定位的近端延伸至与声学隔膜间隔开的远端。与基座重叠关系的多个层可包括邻近驱动元件的近端定位的第一多个层。驱动元件还可包括第二多个导电细丝层。

一些所公开的电声换能器的音圈可从邻近声学隔膜定位的近端纵向延伸至与声学隔膜间隔开的远端。音圈和基座之间的重叠对准可包括基座和音圈的近端之间的重叠关系。

音圈和基座之间的重叠配准还可包括基座和音圈之间的粘合剂粘结部。

根据另一个方面，电声换能器包括限定第一主表面和相对的第二主表面的声学隔膜。第一主表面和相对的第二主表面中的每一者限定对应的长轴和短轴。每个相应主轴长于对应的短轴。电声换能器包括从第二主表面横向延伸的基座，和驱动元件。电声换能器还包括在驱动元件和基座之间的粘结接合的搭接接头。

声学隔膜和基座可形成一体式构造。

声学隔膜可限定外周边。基座可在邻近外周边的位置处从第二主表面延伸。

声学隔膜可限定外周边，并且搭接接头可定位在外周边的内侧。

电声换能器还可包括从第一主表面并沿声学隔膜朝外周边延伸的加强件。此类加强件可与隔膜一体形成。此类加强件可包括具有纵向轴线并限定横截面积的细长肋状物。横截面积可沿纵向轴线并朝外周边渐缩。加强件可修改隔膜的断裂频率模式。

根据又一个方面，电声换能器可包括限定第一主表面和与第一主表面相对延伸的凸缘的声学隔膜。音圈具有邻近声学隔膜定位的第一多个绕组和定位在声学隔膜远侧的第二多个绕组。凸缘与第一多个绕组重叠。

电声换能器可包括在凸缘和第一多个绕组之间的粘合剂粘结部。

第一多个绕组可具有比第二多个绕组更少的绕组，使得第一多个绕组比第二多个绕组薄。

第一主表面可限定长轴和短轴。

电声换能器还可包括换能器底座和从底座延伸至声学隔膜的围绕构件。声学隔膜还可限定在邻近围绕构件的位置处从第一主表面延伸的凸出部。

本发明还公开了相关联的方法，以及结合所公开的电声换能器的音频器械和音频附件。

通过以下参照附图进行的详细描述，前述和其他特征和优点将变得更加明显。

附图说明

参见附图，其中在所有视图和本说明书中，类似的数字指代类似部件，通过示例的方式而不是限制的方式说明了本发明所公开的原理的各方面。

图1示出了电声换能器的各方面。

图2示出了具有包括一个或多个集成结构特征部的隔膜的另一个电声换能器的各方面。

图3示出了隔膜和驱动构件组件的分解图。

图4示意性地示出了图2所示的虚线“IV”内的电声换能器的细节。

图5示出了图4中所示隔膜的各方面。

图6A示意性地示出了图4中所示的驱动元件的各方面。

图6B示意性地示出了图4中所示的驱动元件的另一种构型的各方面。

图7示意性地示出了图4中所示的隔膜和驱动组件的替代布置方式。

图8至图10示出了隔膜和驱动组件的其他替代构型。

图11示出了沿图2中的剖面线XI-XI截取的横剖视图。

图12示出了隔膜的俯视平面图，所述隔膜具有从上主表面延伸的集成加强件构件。在图9中，示出了上主表面，并且显著地示出了在相对的下主表面的下方延伸的基座的各方面。

图13示出了图12中所示的隔膜沿剖面线XIII-XIII和剖面线XIIIa-XIIIa的左侧截取的横剖视图。

图14示意性地示出了在重叠模制工艺期间的中间构造。隔膜的一部分具有可抑制过量材料流动并因此减少所谓的“闪蒸”形成的集成结构特征部。

图15示出了组装有声学箱的图2中所示的电声换能器的各方面。

图16示出了示出音频器械的各方面的框图。

具体实施方式

以下描述了与电声换能器相关的各种原理，以及相关系统和方法。例如，一些公开的原理涉及电声换能器的结构特征部，该电声换能器与现有的隔膜相比改变换能器隔膜的结构稳健性。也就是说，本文对特定换能器、器械、装置或系统配置以及方法动作的特定组合的描述仅是被选择为所公开原理的方便例示性示例的所设想换能器、器械、部件、系统和方法的特定示例。一个或多个所公开的原理可以结合在各种其他组合中，以实现各种对应的所期望的特性中的任何一种。因此，本领域的普通技术人员在研究本公开之后将认识到，具有与本文论述的那些特定示例不同的属性的换能器、器械、部件、系统和方法能够体现一个或多个本文公开的原理，并能够用于本文未详细描述的应用中。此类另选的实施方案也落入本公开的范围内。

I.概述

一些公开的电声换能器结合了适用于微型扬声器的一个或多个所选结构特征部。例如，与现有电声换能器相比，此类结构特征部可为微型扬声器提供改善的结构稳健性，音频保真度，长期可靠性或其他增强。此类结构特征部可包括来自隔膜的一个或两个主表面的一个或多个突起。相似地，此类结构特征部可包括在一个或两个主表面上形成的一个或多个沟槽、通道、导管、孔或其他凹槽。

II.电声换能器

参见图1中的横剖视图，电声换能器10可具有与电驱动元件14物理联接的声学辐射器(例如，隔膜)12。声学辐射器限定第一主表面12a和相对的主表面12b，两者均延伸进入并离开该页面，如图1所描绘的。

驱动元件14可包括与例如导电细丝的一个或多个绕组组合的线轴或其他构件。在一个方面，驱动元件形成为层合构造，其中每个层具有对应的绕组。在另一方面，驱动元件不包括线轴，而是由长丝的层合绕组形成。驱动元件14可具有环形或细长形状以产生横截面，如图1中所描绘的。导电线(例如，铜包铝)有时被称为“音圈线”。此类线轴在本领域中有时被称为“音圈形成器”或“前者”，并且一个或多个绕组在本领域中有时被称为“音圈”或“线圈”。

音圈形成器(或当省略前者时的音圈)可物理地附接(例如，粘结)到声学隔膜12的主表面12b。例如，音圈14的第一端可化学地或通过其他方式物理地粘结到声学隔膜12的第二主表面12b。粘结部可提供用于将机械力和机械稳定性传输到隔膜12的平台。此类机械力可在音圈和周围磁体之间生成。

例如，驱动元件14可定位在一个或多个永久磁体16a、16b(例如，NdFeB磁体)之间的间隙中，使得构件14浸没在由一个或多个磁体产生的静态磁场中。电流可穿过线圈并引起对应的磁场。来自线圈的感应磁场可与磁体16a、16b的静态磁场进行相互作用，以促使线圈，并因此促使驱动元件14所附接到的隔膜12移动。

当电流在强度和方向上变化时，促使电驱动元件14的磁力的量值可在量值和方向上变化，因此使得电驱动元件例如作为活塞进行往复运动。此类往复运动由覆盖驱动元件14的双端箭头所描绘。此外，位于驱动元件14和声学隔膜12之间的物理连接件13可向隔膜传递驱动元件的往复式活塞移动。当相应电流或电压电势例如在可听到的频率下交替变化时，音圈14(和隔膜12)能够移动，例如，往复式活塞移动并辐射声音。

换能器模块10具有框架17和悬架系统15，该悬架系统将声学隔膜12与框架支撑地耦合在一起。隔膜12可以是硬(或刚性)和轻质的。理想地，隔膜12呈现出完美的活塞运动。隔膜(有时称为锥体或圆顶，例如，对应于其所选择的形状)可由铝、纸、塑料、复合材料或提供高刚度、低质量并可在制造期间适当成形的其他材料形成。

悬架系统15通常在来自驱动的音圈构件14和一个或多个磁体16a、16b的磁场的相互作用驱动的偏移之后，向隔膜12提供恢复力。此类恢复力可使隔膜12返回到中间位置，例如，如图1所示。悬架系统15可将音圈保持在相对于一个或多个磁体16a、16b的期望的位置范围内。例如，悬架15可提供沿横向于隔膜12的轴线Z的受控轴向运动(例如，活塞运动)，同时在很大程度上阻止侧向运动或倾斜，该侧向运动或倾斜可使得驱动元件14撞击其他马达部件，诸如例如一个或多个磁体16a、16b或附接于磁体中的一个磁体的构件。如本文所用，对“磁体”的引用是指磁体或磁体组件。磁体组件继而可包括与例如另一个构件或涂层物理耦合的磁体。例如，可将钢板或其他磁性导体附接于磁体以形成磁体组件。

可选择悬架15的弹性度量(例如，取决于位置的硬度)以匹配马达系统(例如，音圈和磁体16a、16b)的力与挠曲特性。示例的悬架系统15包括从隔膜12的外周边15a向外延伸的围绕件。该围绕件可由聚氨酯泡沫材料、硅酮材料或其他柔韧材料形成。在一些情况下，可通过施加到模制件或模具中的材料的热和压力来将围绕件压缩成期望的形状。

位于驱动元件14和隔膜12之间的连接件13可涉及将驱动元件的边缘14a附接到第二主表面12b，例如，由第二主表面12b限定的平坦区。然而，此类粘结可相对弱，这在很大程度上是由于位于驱动元件的边缘14a和隔膜的第二主表面12b之间的相对小的接触区域。因此，可形成倒角13a以加强连接件13。

然而，除了从动元件14和隔膜12之外，倒角13a占据有限的体积，并且许多商业上期望的电子设备相当小。因此，其他部件(例如，永久磁体16a)可互补地形成轮廓，以便在隔膜12的偏移期间防止倒角13a与磁体16a之间的干扰。如图1所示，磁体16a的顶表面18具有与倒角13a对应形成轮廓的斜面18a，以便在“向下”隔膜偏移期间防止倒角与磁体16a的干扰。在一些情况下，形成此类斜面18a可需要二次机加工或其他加工。

此外，扬声器隔膜12当以足够的力和/或在某些例如共振频率被驱动时可弯曲或谐振。此类屈曲或谐振在本领域中有时被称为“断裂”，并且可在某些“断裂模式”频率下发生。此类断裂屈曲或谐振可降低扬声器的保真度并降低连接件13的可靠性。因此，考虑到其物理尺寸和结构特征部(例如，接头13)的限制，可限制如图1所示的微型扬声器可达到的输出水平。

现在参见图2，改进的电声换能器可具有限定第一主表面22a和相对的第二主表面22b的隔膜22。与图1所示的换能器一样，图2所示的换能器可包括与隔膜22物理联接的驱动元件24(例如，音圈构件)，并且驱动元件24可具有浸入静态磁场中的音圈，例如，与磁体26a，26b相关联。并且，如图1所示，隔膜22可通过悬挂系统15联接到框架。

然而，与图1中的换能器不同，基座23(或凸缘)可从隔膜22的第二主表面22b延伸。基座23可适用于将隔膜22与可移动的驱动元件24搭接。一些一体式隔膜/基座构件使用注塑成型工艺形成。注塑工艺可提供柔韧性并且在一体式声学隔膜中形成多种集成结构特征部。下面详细描述了一些代表性的结构特征部。

图3中的分解图示出了与图2所示类似的隔膜32和驱动元件34之间的搭接接头的各方面。在图3中，隔膜32和基座33形成一体式构造。基座33从第二主表面32b延伸至远侧面36，并且限定凹入内区域35。驱动元件34限定肩部37和近侧端面38。剪切面39从肩部37延伸至近侧端面38。基座33和驱动元件34可彼此重叠对准定位，使得从动元件34的近侧端面38可被接纳在基座33的凹入内区域35中。隔膜和驱动元件之间的这种配准可有利于电声换能器的组装，诸如通过使隔膜和驱动元件相对于彼此对齐。同样，此类对准可改善部件的同心度并改善所得扬声器换能器的音频保真度。例如，当隔膜通过偏移驱动时，正确对齐的驱动器和隔膜可保持较高程度的活塞运动。应当指出的是，尽管示出了肩部37，但限定剪切面39的壁可纵向地不间断地延伸至驱动元件34的远端，从而消除肩部37。

下文描述了隔膜和驱动元件之间的连接件的附加方面。例如，图4示出了图2中所示虚线圆“IV”中的细节。如图所示，基座23可从邻接(例如，与其一体形成)隔膜22的第二主表面22b的近端延伸，以限定一体式隔膜和基座构造。基座23的远侧区域可(但不需要)限定相对于驱动元件24(有时也称为驱动器)的对应近端互补成形的轮廓。基座23和驱动元件24可彼此重叠对准定位，并且搭接接头25可包括跨越基座23和驱动器24之间的间隙的粘合剂21。

例如，通过参考图5，图6A和图6B，基座23的远侧区域可限定阶梯式区域，并且驱动器24的近侧区域可限定互补阶梯式区域。例如，基座23的一部分可从远侧端面41凹入以限定肩部43。面向内的(例如，相对于内磁体26a)剪切面42可跨越从远侧端面41到肩部43的距离。相似地，驱动元件24可限定近侧面52和肩部54。面向外的剪切面55可跨越从近侧端面52到肩部54的距离。当接合以形成图4所示的搭接接头25时，驱动器24的近侧面52可被定位成与基座24的肩部43相对。相似地，基座的剪切面42可被定位成与驱动器24的剪切面55相对。并且，基座23的远侧端面41可被定位成与驱动器24的肩部54相对。

粘合剂21(图4)例如热敏粘合剂，可固化的环氧树脂或另一种合适的粘合剂材料可填充基座和驱动器的面和肩部之间的间隙以形成搭接接头25。这种搭接接头可将基座23与驱动器24粘结。

图6A和图6B示出了图2的横剖视图中缺乏的细节。如上所述并且如图6A所示，线轴51可支撑导电细丝的一个或多个绕组。在图6A和图6B中，所示的驱动器24，24'具有第一绕组区域53和第二绕组区域56。第一绕组区域53从驱动器24的近侧端面52延伸至驱动器的相对远端。相比之下，第二绕组区域56从驱动器24的肩部54延伸至相对的远端，从而使第一绕组区域53的区域暴露以限定剪切面55。第一绕组区域53可具有任何可能数量的绕组。第二绕组区域56可具有任何选定数量的绕组，包括零绕组。图6中的驱动元件24包括线轴(或线圈架)51，并且图6A中的驱动元件24'省略线轴51。在图6A中，形成线圈的绕组形成具有足够刚度的层合构造，以便不需要线轴。

隔膜22、基座23和驱动元件24的另选的布置方式也是可能的。例如，尽管图4和图5中的基座23被示出为限定面向内的剪切面42，但基座23b(图7)可限定面向外的剪切面。相似地，驱动元件24a(图7)可限定面向内的剪切面以在另选的布置方式60中形成另选的搭接接头25b。

图8至图10示出了其他可能的布置方式。在图8中，基座23b相对于隔膜22重新定位(与图4和图5中的基座23的位置相比)。更具体地讲，图8中的基座23b与隔膜22的外周边边缘15a邻接并向下延伸。图9示出了基座23c的类似位置。然而，如图9所示，限定肩部43的基座23(图5和图8)的凹入区域已从搭接接头25c中省略。相反，在图9中，搭接接头25c在基座23c的面向内的剪切面之间与驱动元件24c的对应的面向外的剪切面粘结性地接合。基座23c的该剪切面不是由形成在基座上的凹入区域限定的，而是由基座23c的面向内的主表面限定的。

在图10中，基座23d定位在隔膜22的外周边15a的内侧，并且基座23d的剪切面为基座的面向外的主表面(尽管剪切面可定位在基座23d的面向内的主表面上，如图9所示)。仍参见图10，驱动元件24d和基座23d之间的搭接接头25d仍然由基座和驱动元件24d之间的重叠关系产生。然而，驱动元件24d定位在基座23d的外侧，并且被示出为大致与隔膜22的外周边边缘15a共延。作为设计选择的一个问题，驱动元件24d可定位在该边缘15a的内侧或可从边缘15a向外延伸。在图10中，基座23d的面向外的主表面粘附到驱动元件24d的面向内的表面。

如图9所示，驱动元件可任选地包括绕组区域28c，该绕组区域定位在基座23c的面向内的剪切面的外侧，以便限定用于驱动元件24c的阶梯式近端(相对于隔膜22)。例如，与区域24c相比，绕组区域28c可包括附加的绕组层。搭接接头25c可在任选的绕组区域28c和基座23c之间的间隙中任选地包括粘合剂。如图10所示，驱动元件24d可任选地包括绕组区域28d，该卷绕区域定位在基座23d的面向外的剪切面的内侧，以便限定用于驱动元件24d的阶梯式近端(相对于隔膜22)。绕组区域28d可包括与区域24d相比的附加绕组层。当然，任一驱动元件24c，24d可任选地包括从外周边边缘15a向外延伸的绕组区域。并且，驱动元件24c，24d中的任一个或两个均可包括或省略线轴，如结合图6和图6A中所示和所描述的另选形式。在任何情况下，与先前的边缘粘结部13(具有或不具有加强倒角13a)相比，如上所述的搭接接头可主要或完全在剪切下将粘合剂粘结部放置在基座和对应的驱动器之间，并且可增加可用于隔膜和驱动器(例如，音圈，音圈架或两者)之间的粘合剂粘结部的表面积，如图1所示。通过增加驱动元件和隔膜之间的接头的强度，与通过边缘粘结部13施加到隔膜12的力相比，音圈可可靠地向隔膜施加增大的力。

此外，搭接接头可减少或消除在音圈(或架)与隔膜之间的边缘粘结部13中产生粘合剂倒角13a的需要。在没有或有至少较小的倒角的情况下，更多的空间可用于其他部件(例如，磁体26a，26b)。通过为例如磁体提供附加的包装体积，声学性能可增加，并且需要更少的二次机加工或其他加工操作，例如在磁体上，以适应常规的倒角。例如，在图2中，磁体26a的顶部表面27a具有不需要斜面以避免与搭接接头25干涉的原始边缘27b，这与磁体16a不同，磁体16a需要斜面18a以避免与接头13的倒角13a干涉(图1)。

如图11所示，将驱动元件24放置在内磁体26a和外磁体26b之间可在驱动元件和外磁体之间留下气隙71，以及在驱动元件和内磁体26a之间留下气隙72。在图11中，驱动元件24被示出为具有如图6所示的线轴51，使得气隙72定位在线轴51和内磁体26a之间。然而，在一个可操作的实施方案中，每个绕组区域53，56具有两个绕组层，并且线轴51被省略，如图6A所示。其他实施方案具有任何选定数量的绕组层。

利用该构型(图6A)，气隙72可在绕组区域53和内磁体26a之间延伸。对于图6和图6A所示的驱动元件24,24’的每种构型，从隔膜延伸的基座的剪切面可被定位成与绕组区域53的一部分55成重叠关系。粘合剂材料(例如，胶)可物理地联接基座和驱动元件的重叠面以形成搭接接头。

可以在驱动元件和集成的隔膜和基座之间的各种另选的搭接接头之间进行设计选择。可选择此类设计选择以在相应搭接接头的粘结强度之间提供合适的折衷，该动力可由绕组区域53，56和磁体26a，26b所产生的磁通量与总体可用包装体积(例如，与电声换能器的各种构件所占据的体积相比)之间的相互作用产生。

在其他方面，图2中的电声换能器20类似于图1所示的换能器10。例如，每个换能器10，20具有框架(或底座)17和包括从底座17悬挂相应隔膜12,22的围绕件15的悬挂系统。例如，围绕件15可与相应隔膜12、22的周边区15a重叠并与其连接。换能器10，20可限定部分地由每个相应的第二主表面12b，22b界定的后区19。类似地，每个换能器10，20可向由每个相应第一主表面12a,22a部分地界定的周围前区18发出声音。一些电子设备将此类微扬声器与适于改善辐射声音的一个或多个开放区域声学耦合，如声学腔30(图15)的性质那样。

音圈/基座组件23,24可具有对应于隔膜22的主表面的形状的横截面形状。例如，在从上方(或下方)在平面图中看时，隔膜22可具有基本圆形(例如，如图3所示)、直线(例如，如图11所示)、卵形、跑道或其他形状。类似地，音圈(或音圈形成器)可具有基本圆形、直线、卵形、跑道或其他横截面形状。在其他情况下，在从上方(或下方)在平面图中看时，音圈形成器的横截面形状可不同于隔膜的形状。

一般来讲，非圆形微型扬声器隔膜的直径或长轴(例如，图12中的y轴)可测量例如介于约3mm和约75mm之间，诸如介于约15mm和约65mm之间，例如介于约20mm和约50mm之间。非圆形微型扬声器隔膜的短轴(例如，图12中的x轴)可测量例如介于约1mm和约70mm之间，诸如介于约3mm和约65mm之间，例如介于约10mm和约50mm之间。线圈可沿纵向轴线(例如，图2中的z轴)测量介于约0.5mm和约3mm之间(例如，介于约1.0mm和约1.5mm之间)。

一般来讲，隔膜22可限定从第一主表面22a(如图12所示的加强元件92)，第二主表面22b(如图2所示)或两者(如图13所示)延伸的一个或多个隆起或其他特征部(例如，凹槽，孔等)。每个此类特征部可与相应的隔膜形成一体式构造。同样，隔膜可限定第一主表面22a，第二主表面22b或两者的一个或多个区域中的凹槽或其他凹陷(或孔)。

可使用例如注塑成型或其他成形工艺将此类突起或凹槽整合到隔膜中。集成特征部可提供如图1所示的隔膜12所缺乏的一个或多个对应的有益效果，例如，如上所述。例如，一个或多个孔(未示出)可延伸穿过隔膜22，从第一主表面延伸至第二主表面，并且允许气压在隔膜22上平衡。

现在参见图12，其描述了可用隔膜作为一体式构造来形成的结构特征部的其他示例。如图12所示，隔膜90可包括一个或多个加强元件92，例如加厚区域，肋状物或支柱。例如，此类加强元件92可在所选区域处结合到隔膜中，以修改隔膜的谐振弯曲频率(有时称为断裂频率)，这可降低扬声器换能器的保真度。隔膜90的谐振弯曲频率可取决于隔膜的几何形状，用于形成隔膜的材料的材料特性，以及隔膜如何被支撑(例如，通过覆盖隔膜的外周边的围绕件94)和基座/驱动元件组件96(例如，如相对于上文图2至图8所述)。

在图12中，声学隔膜90限定在基座/驱动元件组件96的外侧延伸的外周边区域98。在相对的端区(例如，沿长轴y)，隔膜90限定相应悬臂区域，所述悬臂区域从基座的外部延伸到外周边(例如，在围绕件94下方)。加强件92沿每个悬臂区域朝外周边98延伸。在一些(例如，注塑成型的)隔膜中，加强件与悬臂区域一体形成。

在图12中，加强件为具有纵向轴线的细长肋状物。肋状物限定了沿纵向轴线并朝向外周边98渐缩的横截面积。如图13所示，示例性肋状物的横截面积在纵向上(例如，沿y轴)以及沿z轴(图2)渐缩。将此类加强件92结合到隔膜90中可改变隔膜90的断裂频率模式，例如通过增强(例如，加强)经受挠曲或屈曲的区域。然而，即使不结合图12所示的加强件92，集成基座96(或图2中的基座23)也可修改隔膜22的刚度。并且，在隔膜22的外周边边缘15a处或附近定位基座23b,23c,23d(图8、图9和图10)可消除或减小图12中所示的外周边区域98的大小。与图2所示的隔膜相比，此类布置方式可修改隔膜的抗弯刚度并且可修改其断裂频率。

本文所述的一些声学隔膜可包括重叠注塑的材料层。图14示出了这种隔膜的示例。图14示出了在施加到具有集成结构特征部例如支柱(或凸出部)113的隔膜112上的重叠注塑工艺期间的临时构造110，如本文所公开的。硅氧烷5的供应源114可被注入到包塑模具115中，并且硅氧烷可流过并部分包封围绕件15和隔膜的一部分。模具115可限定相对的钳口，所述相对的钳口在围绕件15和支柱113之间的位置处接触隔膜112。然而，一些硅氧烷5可在钳口和隔膜112之间流动(例如，随着模具随着时间的推移而磨损)。这种由重叠注塑工艺产生的材料(例如，硅氧烷)的无意沉积在本领域中有时被称为“闪蒸”。凸出部113可抑制硅氧烷5经过凸出部的流动，并且可减小由重叠注塑工艺产生的闪蒸的程度。另选地，凸出部113可被模具115“压碎”到隔膜112的表面中。根据另一个方面，隔膜的一个或多个区域中的凹槽或其他凹陷(例如，除了凸出部113之外或与凸出部相对)可接收施加到隔膜上的粘合剂或其他材料的无意沉积。

现在参见图15，扬声器模块20(图2)定位在声学箱1中。声学箱1可以是独立的装置，如例如传统书架式扬声器或智能扬声器那样。另选地，该声学箱1可在更小的便携式设备诸如例如智能电话的壳体内构成限定区。在其他另选的实施方案中，声学箱可构成智能手表、入耳式耳机、贴耳式耳机或包耳式耳机的一部分。

在任一种情况下，图15中的声学箱1包括界定开放内部区域3的外壳2。扬声器隔膜22或更一般地，声学辐射器定位在开放内部区域3中并限定第一主表面22a和相对的第二主表面22b。在图15中，开放内部区域3限定邻近第一主表面22a的声学腔30以及邻近第二主表面22b的声学密封的声学腔19。在图15中，声学腔30和声学密封的声学腔19分别至少部分地由第一主表面22a和第二主表面22b界定。

外壳2还从声学腔30到周围环境7限定声学端口6。端口6和隔膜22可被布置成所谓的“侧击发”布置方式，如在图15中那样。也就是说，端口6的横截面(或口部)可相对于隔膜22的主表面22a,22b横向取向。例如，在图15中，端口6被取向为使得与端口口部正交的矢量相对于与扬声器隔膜22正交的矢量正交延伸。

尽管例示的声学端口6具有盖8或其他保护屏障以抑制污垢、水或其他碎屑渗入声学腔18中，但是一些声学端口没有明显的盖。例如，并非如

图15中那样限定单个孔，外壳2能够限定跨越端口6的口部延伸的打孔壁(未示出)。

虽然图15中一般将声学端口6例示为由外壳壁限定的孔，但在一些情况下，声学端口6包括从声学腔18延伸到外壳2或其他壳体的外表面2a的声学管道或通道。例如，电子设备的美学或其他设计约束可能导致声学腔18与外壳或其他壳体的外表面2a间隔开。因此，管道或其他声学通道(未示出)可从声学腔18延伸至外表面以将声学腔18声学地连接到周围环境7。尽管未示出，但此类管道可具有内部导流板以限定从与声学腔30相邻的近端到与外表面2a相邻的远端的迂回路径。

尽管示出了侧击发布置方式，但一些公开的扬声器箱被布置用于所谓的直接击发。直接击发箱将扬声器隔膜的主表面导向箱中的开口。即使采用直接击发布置方式，隔膜也可与箱的外表面间隔开，并且通过端口和/或通道(例如，电路通道)与外部环境声学耦合。为了美观或可靠性的原因(例如，抑制碎屑的侵入)，网片或其他覆盖件可在隔膜或端口之上延伸。

并且，尽管未在图2或图15中示出，扬声器换能器和/或声学箱可包括其他电路(例如，专用集成电路(ASIC))或电气设备(例如，电容器、电感器和/或放大器)以调节和/或驱动电信号穿过音圈。此类电路可构成本文所述的计算环境的一部分或音频器械。

现在参见图16，通过参照音频器械的具体示例来描述结合所公开的电声换能器的电子设备。电子设备仅代表能够结合所公开的电声换能器的一类可能的计算环境，如本文所述。然而，结合特定音频器械130简单描述了电子设备，以例示结合并受益于所公开的电声换能器的系统的示例。

如图16所示，音频器械130或其他电子设备在其最基本形式中可包括处理器134、存储器135和扬声器或其他电声换能器137，以及相关联的电路(例如，信号总线，为清楚起见从图16将其省略)。存储器135可存储指令，这些指令在由处理器134执行时使得音频器械130中的电路驱动电声换能器137在所选择的频率带宽之上发出声音。此外，如图15所示，音频器械130可具有邻近电声换能器定位的移植声学腔。

图16中示意性地示出的音频器械130还包括通信连接件136，用于与另一个计算环境建立通信。同样，音频器械130包括音频采集模块131，该音频采集模块具有将入射声音转换为电信号的麦克风换能器132、以及调节(例如，采样、过滤和/或以其他方式调节)麦克风发射的电信号的信号调节模块133。此外，存储器135可存储其他指令，这些指令在由处理器执行时使得音频器械130执行类似于一般计算环境，诸如分布式计算环境、网络连接计算环境和独立计算环境的多种任务中的任何任务。

音频器械可采取适于与各种附件设备一起使用的便携式媒体设备的形式。

附件设备可采取可穿戴设备的形式，诸如例如智能手表、入耳式耳塞、贴耳式耳机和包耳式耳机。附件设备可包括如本文所述的一个或多个电声换能器。

IX.其他实施方案

提供先前描述以使得本领域的技术人员能够制备或使用所公开的原理。除了上文详细描述的实施方案之外的实施方案是基于本文所公开的原理以及本文描述的相应结构的配置中任何伴随的变化来设想的，并不脱离本公开的实质或范围。

上述示例一般涉及“小的”电声换能器以及相关的系统和方法。然而，微型扬声器以类似于较大电声换能器的原理工作。因此，本文所公开的概念可结合到除微型扬声器之外的电声换能器中。

此外，对本文所述示例的各种修改对于本领域的技术人员将是显而易见的。例如，在扬声器隔膜中形成的一些公开的基座可替代单独的线圈架(或线轴)。在这种实施方案中，基座可用作在构造线圈时应用音圈绕组的线轴或其他架。利用这种组件，可省去单独的粘合剂层21，例如通过与形成线圈绕组的同时接合基座和音圈线(例如，使用覆盖在线圈导线上的树脂)。

方向和其他相关参考(例如，向上、向下、顶部、底部、左、右、向后、向前等)可用于帮助讨论本文的附图和原理，但并非旨在进行限制。例如，可使用诸如“向上”、“向下”、“上部”、“下部”、“水平”、“垂直”、“左”、“右”等某些术语。这些术语在适用的情况下被用于在处理相对关系时提供一些明确描述，特别是相对于所示实施方案。然而，这样的术语并非旨在暗示绝对的关系、位置和/或取向。例如，相对于物体，“上”表面可以简单地通过翻转物体而变成“下”表面。尽管如此，但它仍是相同表面，而且物体保持不变。如本文所用，“和/或”意指“和”或“或”，以及“和”和“或”。此外，出于所有目的，本文引用的所有专利和非专利文献都据此全文以引用方式并入。

并且，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离所公开的原理的情况下，本文所公开的示例性实施方案可适于各种配置和/或用途。应用本文所公开的原理，可以提供各种各样的阻抑声学箱以及相关方法和系统。例如，上文结合任何特定示例描述的原理可以与结合本文所述的另一示例描述的原理相结合。因此，本领域的普通技术人员已知或稍后悉知的贯穿本公开描述的各种实施方案的特征和方法措施的所有结构和功能等同物旨在被本文所述的原理以及要求权利保护的特征所涵盖。相应地，权利要求和该详细描述都不应被理解为限制性意义，并且在审查本公开之后，本领域的普通技术人员将理解能够在所公开和要求权利保护的概念下设计的各种各样的音频器械以及相关方法和系统。

此外，本文所公开的任何内容并非旨在提供给公众，而与该公开是否明确地被陈述在权利要求中无关。为了帮助专利局和本申请中发布的任何专利的任何读者解译所附权利要求书或在本申请或任何继续专利申请的起诉过程中以其他方式提出的权利要求书，申请人希望注意到它们并不旨在根据或以其他方式援引35 U.S.C.§112(f)解释的任何所要求的特征，除非在特定权利要求中明确使用字词“用于......的装置”或“用于......的步骤”。

所附权利要求并非旨在受限于本文所示的实施方案，而是旨在使得全部范围与语言权利要求书一致，其中对单数形式的特征的引用(诸如通过使用冠词“a”或“an”)并非旨在意味着“一个和仅一个”，而是指“一个或多个”，除非被具体指出。此外，鉴于可应用所公开的原理的许多可能的实施方案，我保留权利要求如本领域普通技术人员所理解的本文所述的特征和技术的任意和所有组合包括例如在以下权利要求的范围和实质内的所有那些。

Claims (20)

1.一种电子设备，包括：

电声换能器，所述电声换能器具有声学隔膜和驱动元件，

其中，所述声学隔膜限定第一主表面和相对的第二主表面，

其中，基座从所述第二主表面横向延伸，并且所述声学隔膜和所述基座形成一体式构造，和

其中，所述驱动元件从近端延伸到远端，并且所述基座与所述驱动元件的所述近端对齐；以及

电路，所述电路被配置为将电流传送到所述驱动元件。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述基座限定外表面，并且音圈限定对应的内表面，其中所述电声换能器还包括在所述基座的所述外表面与所述音圈的所述内表面之间的粘结接合的搭接接头。

3.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述基座限定内表面，并且所述音圈限定对应的外表面，其中所述电声换能器还包括在所述基座的所述内表面与所述音圈的所述外表面之间的粘结接合的搭接接头。

4.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述驱动元件包括多个导电细丝层，其中所述多个导电细丝层附接到所述基座。

5.根据权利要求4所述的电子设备，其中所述多个层包括以与所述基座成重叠关系布置的第一多个层，其中所述驱动元件还包括第二多个导电细丝层。

6.根据权利要求1所述的电子设备，其中还包括在所述基座和所述驱动元件的所述近端之间的搭接接头。

7.根据权利要求6所述的电子设备，其中所述驱动元件和所述基座之间的所述搭接接头还包括所述基座和所述驱动元件之间的粘合剂粘结部。

8.一种电子设备，包括：

声学隔膜，所述声学隔膜限定第一主表面和相对的第二主表面，其中所述第一主表面和所述相对的第二主表面中的每一个限定对应的长轴和短轴，其中每个相应的长轴长于所述对应的短轴；

基座，所述基座从所述第二主表面横向延伸；

驱动元件；

粘结接合搭接接头，所述粘结接合搭接接头将所述驱动元件联接到所述基座；以及

电路，所述电路被配置为将电流传送到所述驱动元件。

9.根据权利要求8所述的电子设备，其中所述声学隔膜和所述基座形成一体式构造。

10.根据权利要求8所述的电子设备，其中所述声学隔膜限定外周边，其中所述基座在邻近所述外周边的位置处从所述第二主表面延伸。

11.根据权利要求8所述的电子设备，其中所述声学隔膜限定外周边，并且所述搭接接头定位在所述外周边的内侧。

12.根据权利要求8所述的电子设备，还包括从所述第一主表面并沿所述声学隔膜朝所述外周边延伸的加强件。

13.根据权利要求12所述的电子设备，其中所述加强件与所述隔膜一体形成。

14.根据权利要求12所述的电子设备，其中所述加强件包括具有纵向轴线并限定横截面积的细长肋状物，其中所述横截面积沿所述纵向轴线并朝所述外周边渐缩。

15.根据权利要求12所述的电子设备，其中所述加强件修改所述隔膜的断裂频率模式。

16.一种电子设备，包括：

声学隔膜，所述声学隔膜限定第一主表面和与所述第一主表面相对延伸的凸缘；和

音圈，所述音圈具有邻近所述声学隔膜定位的第一多个绕组和定位在所述声学隔膜远侧的第二多个绕组，其中所述凸缘与所述第一多个绕组重叠；以及

电路，所述电路被配置为将电流传送到所述第一多个绕组、所述第二多个绕组或者所述第一多个绕组和所述第二多个绕组二者。

17.根据权利要求16所述的电子设备，还包括在所述凸缘和所述第一多个绕组之间的粘合剂粘结部。

18.根据权利要求16所述的电子设备，其中所述第一多个绕组具有比所述第二多个绕组更少的绕组，使得所述第一多个绕组比所述第二多个绕组薄。

19.根据权利要求16所述的电子设备，其中所述第一主表面限定长轴和短轴。

20.根据权利要求16所述的电子设备，还包括换能器底座和从所述底座延伸到所述声学隔膜的围绕构件，其中所述声学隔膜还限定在邻近所述围绕构件的位置处从所述第一主表面延伸的凸出部。

Images