CN207820221U - 扬声器组件 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及扬声器组件。本实用新型提供了一种扬声器组件，所述扬声器组件包括：悬挂在磁体组件上方的声音辐射表面；用于将所述声音辐射表面悬挂在所述磁体组件上方的悬挂构件；从所述声音辐射表面的底侧延伸的音圈；以及用于感测所述声音辐射表面的运动的电容式位移传感器。所述电容式位移传感器包括固定地定位在所述声音辐射表面上方的第一导电板，以及耦接到所述声音辐射表面并与所述第一导电板垂直对准的第二导电板，并且其中所述第二导电板被局限于沿所述音圈的径向完全向内的区域。

Description

扬声器组件
技术领域
本申请大体上涉及具有声辐射器的扬声器，所述声辐射器具有用于动圈式结构的电容式位移感测的插入式板，更具体地讲，涉及具有由柔性电路制成的声辐射器的扬声器，所述声辐射器包括用于电容式位移感测的插入式板并电连接到扬声器部件。还描述了其它示例并要求对其进行保护。
背景技术
在现代消费电子器件中，随着数字音频信号处理和音频内容传递的改进持续发生，音频能力正发挥越来越大的作用。在这个方面，存在能够受益于改进的音频性能的广泛范围的消费电子设备。例如，智能电话包括例如能够受益于改进的音频性能的电声换能器，诸如免提扩音器和听筒接收器。然而，智能电话没有足够的空间来容纳大得多的高保真声音输出设备。对于一些便携式个人计算机，诸如膝上型计算机、笔记本计算机和平板计算机，以及从较小范围的角度讲，具有内置扬声器的台式个人计算机，也是这种情况。这些设备中的许多设备使用通常称为“微型扬声器”的装置。微型扬声器是扩音器的小型化版本，其使用动圈式电机来驱动声音输出。动圈式电机可包括定位在框架内的隔膜、音圈和磁体组件。向动圈式电机输入电音频信号致使隔膜振动并输出声音。到用于传输电信号的音圈(或任何其他相关联移动部件)的电连接通常由从音圈延伸到其他静止部件的导线构成。导线可随着辐射器振动而弯曲，这又可在现场导致导线破损和可靠性问题。
发明内容
本实用新型涉及一种换能器，例如动圈式扬声器(例如，微型扬声器)，其为抗水的，具有高声学敏感性、低触感，并且并入有用于换能器内的声辐射器的位移检测的电容式感测元件。更具体地讲，所述扬声器的一些特征包括由具有重叠模塑的围绕物的柔性电路(还通常称为柔性印刷电路板)制成的声辐射器或声音辐射表面(SRS)。柔性电路(或SRS)又可直接连接到外部配线(例如，在柔性电路外部的配线)和扬声器内的电子部件，并且用于将音圈连接到外部配线(例如，在柔性电路外部的配线)和扬声器内的电子部件。例如，柔性电路，其形成SRS，可通过外部配线连接到集成电路用于电容式位移感测。使用柔性电路(例如，经由其中的电路)来提供到SRS的电连接(诸如用于音圈和通往外部部件的配线以及在音圈和通往外部部件的配线之间，与直接延伸到外部部件的音圈配线本身相反)的优点在于音圈和外部配线可由能够改进换能器的整体性能和可靠性的不同材料制成。例如，音圈可由相对低拉伸强度和低质量材料诸如铜包铝线圈制成，使得减小音圈的总体质量。另一方面，外部配线可由另一种类型的导线材料制成，例如，较高拉伸强度材料，诸如银铜合金，所述材料将在相对于SRS移动时不会发生机械疲劳。另外，柔性电路可被成形(例如，加热成形)为具有增大辐射器的硬度(并且改进扬声器的声学高频性能)的几何形状。另外，为了容纳移动组件，使用专门设计的磁路，其能够容纳声辐射器和焊接导线的形状而对电机强度具有微小影响。
更具体地，一个实施方案涉及一种扬声器组件(例如，微型扬声器组件)，其包括悬挂在磁体组件上方的声音辐射表面、用于将声音辐射表面悬挂在磁体组件上方的悬挂构件、从声音辐射表面的底侧延伸的音圈以及用于感测声音辐射表面的移动的电容式位移传感器。电容式位移传感器可包括固定地定位在声音辐射表面上方的第一导电板以及耦接到声音辐射表面并与第一导电板垂直对准的第二导电板。第二导电板可被局限于沿音圈的径向完全向内的区域。在一些实施方案中，声音辐射表面包括柔性印刷电路板，并且第二导电板形成在柔性印刷电路板的沿音圈的径向完全向内的部分内。例如，声音辐射表面可包括多个材料层，并且第二导电板由所述多个材料层中的至少一个材料层形成。第二导电板可沿音圈的径向向内在某一距离处，该距离足以减小第二导电板和音圈之间的寄生电容。例如，第二导电板可沿音圈的径向向内在至少0.1毫米的距离处。在其他实施方案中，第二导电板的表面积可小于声音辐射表面的沿音圈的内表面的径向向内的表面积。此外，声音辐射表面可包括沿径向向内至音圈的平面外区，并且第二导电板可被局限于平面外区的区域。扬声器组件还可包括电耦接到第二导电板以用于电容式位移感测的专用集成电路(ASIC)和用于将第二导电板电连接到ASIC的导线。
在另外其他实施方案中，本实用新型涉及一种扬声器组件，其包括具有第一框架构件和第二框架构件的框架，在所述第一框架构件和所述第二框架构件之间形成有腔。第一框架构件可相对于第二框架构件处于固定位置中，并包括第一电极。可通过悬挂构件将声音辐射表面在所述腔内悬挂在磁体组件上方，并且所述声音辐射表面能够操作以响应于声学输入而移动并且在其中形成有第二电极。音圈可从声音辐射表面的底面延伸，并且第二电极可被局限于声音辐射表面的沿径向向内至音圈的内表面的区域。最后，可提供一种用于基于第一电极和第二电极之间的电容变化来检测声音辐射表面的位移的电路。第一电极和第二电极可彼此垂直对准。此外，第一电极可沿声音辐射表面的与磁体组件相反的侧定位。声音辐射表面可包括柔性印刷电路板，并且第二电极可嵌入在所述柔性印刷电路板内。例如，第二电极可为嵌入在柔性印刷电路板内的铜板。第二电极可沿音圈的径向向内在0.1毫米至1.0毫米的距离处。在其他实施方案中，第二电极可沿音圈的径向向内在某一距离处，该距离足以减小第二电极和音圈之间的寄生电容。声音辐射表面可包括平面外区，并且第二电极可被局限于平面外区的区域。第二电极可包括与声音辐射表面的平面外区相同的轮廓。所述组件还可包括用于将第二电极电耦接到电路的导线，并且所述电路可为专用集成电路(ASIC)。
以上概述不包括本实用新型的所有方面的详尽列表。可预期的是，本实用新型包括可由上文概述的各个方面以及在下文的具体实施方式中公开并且在随该专利申请提交的权利要求书中特别指出的各个方面的所有合适的组合来实施的所有系统和方法。此类组合具有未在上述发明内容中具体阐述的特定优点。
附图说明
在附图的图示中通过举例而非限制的方式示出了实施方案，在附图中类似的附图标号指示类似的元件。应当指出的是，在本实用新型中提到“一”或“一个”实施方案未必是同一实施方案，并且其意指至少一个。
图1示出换能器的一个实施方案的剖面侧视图。
图2示出图1的换能器的仰视平面图，其中省略音圈和磁体组件。
图3示出图2的换能器的仰视平面图，其中包括音圈。
图4示出图1的换能器的另一个实施方案的仰视平面图，其中省略磁体组件。
图5A示出图1的换能器的声音辐射表面的仰视平面图。
图5B示出图5A的声音辐射表面的一部分的剖面侧视图。
图6A示出图1的换能器的磁体组件的剖面侧视图。
图6B示出图6A的磁体组件的顶板的仰视平面图。
图6C示出组装有图1的声音辐射表面和音圈的图6B的顶板的仰视平面图。
图7示出用于形成图1的悬挂的一个实施方案的过程流程。
图8示出其中可实施一个或多个实施方案的电子设备的一个实施方案的简化示意图的一个实施方案。
图9示出其中可实施一个或多个实施方案的电子设备的实施方案的一些构成部件的框图。
具体实施方式
在这个章节中，我们将参考附图来解释本实用新型的若干优选实施方案。每当在实施方案中描述的部件的形状、相对位置和其它方面未明确限定时，本实用新型的范围并不仅局限于所示出的部件，所示出的部件仅用于例证的目的。另外，虽然阐述了许多细节，但应当理解，本实用新型的一些实施方案可在没有这些细节的情况下被实施。在其他情况下，未详细示出熟知的结构和技术，以免模糊对本描述的理解。如本文所使用的术语“在……上方”、“到”和“在……上”可指代一个特征部相对于其他特征部的相对位置。一个特征部在另一个特征部“上方”或“上”或者键合“到”另一个特征部可为直接与所述另一个特征部接触或可具有一个或多个中间层。另外，贯穿所述描述使用相对术语诸如“顶部”、“在……上方”或“上部”以及“底部”、“在……下方”或“下部”可表示相对位置或方向。例如，“顶部边缘”、“顶端”或“顶侧”可指向第一轴向方向，并且“底部边缘”、“底端”或“底侧”可指向与第一轴向方向相反的第二方向。
图1示出换能器的一个实施方案的剖面侧视图。换能器100可为例如电声换能器，其将电信号转换为能够从内部集成换能器100的设备输出的可听信号。例如，换能器100可为在智能电话或其他类似紧凑型电子设备诸如膝上型计算机、笔记本计算机、平板计算机或便携式钟表内找到的微型扬声器，诸如免提扬声器或听筒接收器。换能器100可被封闭在其集成所在的设备的外壳或壳体内。在一些实施方案中，换能器100可为10mm至75mm驱动器，或10mm至20mm驱动器(如沿直径或最长长度尺寸测量)，例如，微型扬声器。
换能器100可包括外壳或框架116，其包封换能器100的所有部件。在一些情况下，框架116可包括顶部框架构件116B和底部框架构件116A，在所述顶部框架构件和所述底部框架构件之间形成用于保持换能器部件的腔。顶部框架构件116B和底部框架构件116A可沿其交接表面焊接在一起。
换能器100还可包括声音辐射表面(SRS)102。SRS 102还可在本文中称为声辐射器、声音辐射器或隔膜。SRS 102可为能够响应于声学信号而振动以产生声波或音波的任何类型的柔性薄膜(其可包括许多材料层)。在这个方面，SRS 102可包括顶面106，其生成待输出给用户的声音；以及底面108，其与顶面106声学地隔离，使得底面108所生成的任何声波或音波不干扰来自顶面106的那些声波或音波。
SRS 102可具有平面外区110，例如，凹圆顶或凸圆顶或者其他形状的区。换句话讲，平面外区110包括位于与SRS 102的其余部分不同的平面(例如，在上方或下方的平面)中的至少一部分。平面外区110可在SRS102的中心内并且在底层磁体组件112的方向上弯曲或以其他方式拱出。平面外区110的特定形状可为在几何学上使SRS 102变硬并且改善从SRS 102输出的声音的任何形状。例如，平面外区的尺寸可被设计为使SRS 102变硬并且改进换能器100的声学高频性能。此外，平面外区110的尺寸可被设计为使SRS 102变硬，使得SRS 102的破坏模式频率高于换能器100的工作范围。例如，平面外区110可为在向下方向上(例如，朝向磁体组件112)拱出的圆顶形区。另选地，平面外区110可为在向上方向上(例如，朝向顶部框架构件116B)拱出的圆顶形区。在一些实施方案中，圆顶形区可在其最外部分处包括展平区(例如，盘形区)或完全弯曲。此外，SRS102可包括加硬材料以按改进声音输出的方式实质地使SRS 102变硬，如参照图5A至5B更详细地论述。
此外，SRS 102可包括导电层、轨道、迹线、垫或其他特征部，使得例如可通过SRS102做出与其他换能器部件的电连接。代表性地，在一个实施方案中，SRS 102可包括许多材料层，其中至少一个材料层是导电层。例如，SRS 102可由柔性电路制成，所述柔性电路具有许多预先形成的材料层并且被加热成形为具有所需的SRS形状和大小。例如，柔性电路可被加热，使用模具成形为所需形状(例如，圆顶形状)，并且接着冷却，使得其保持模塑形状。柔性电路或者正如其还通常称作的挠性电路或柔性印刷电路板(FPCB)可为具有许多材料层和形成在柔性基板内的电路的任何柔性电路，所述柔性基板的形状可在施加外力时发生改变。这与具有在施加外力时不允许结构发生变形、弯曲或以其他方式改变形状或轮廓的二维和/或三维稳定性的“刚性”印刷电路板相反。还预期在其他实施方案中，代替由柔性电路形成，SRS 102可为隔膜薄膜，其由一种材料或多个材料层(例如，聚酯，诸如聚萘二甲酸乙二酯(PEN)或聚酰亚胺(PI)或聚对苯二甲酸乙二酯(PET))形成并具有安装到薄膜的外表面的柔性电路。还应当理解，本文中对柔性电路、挠性电路或FPCB的任何参考预期包括通过任何技术制成的柔性电路，例如印刷或不包括印刷过程的适合于形成柔性电路的任何其他技术。将参照图5A至图5B更详细地描述关于SRS 102和各种材料层的进一步细节。
换能器100还可包括沿SRS 102的底面108(例如，SRS 102的面向磁体组件112的面)定位的音圈114。例如，在一个实施方案中，音圈114包括上端124和下端126。上端124可直接附接到SRS 102的底面108，诸如通过化学键合等。在另一个实施方案中，音圈114可由缠绕在线圈架或绕线管周围的导线形成，并且所述线圈架或绕线管直接附接到SRS 102的底面108。在一个实施方案中，音圈114的轮廓和形状可与SRS 102的轮廓和形状相似。例如，在SRS 102具有正方形、矩形、圆形或椭圆形形状的情况下，音圈114也可具有相似形状。例如，音圈114可具有基本上矩形、正方形、圆形或跑道形状。另外，音圈114可由电连接到SRS102内的导电层或迹线的相对低拉伸导线材料(例如，铜包铝)制成，并且所述导电层或迹线电连接到外部配线和部件，如将参照图3至图4更详细地论述。
SRS 102在音圈114附接到其的情况下可通过悬挂构件118悬挂在框架116内，所述悬挂构件在本文中还称为悬架或围绕物。例如，悬挂构件118可具有沿SRS 102的外边缘130模塑的内边缘128。另外，悬挂构件118可沿其外边缘132重叠模塑到底部框架构件116A。另选地或另外地，悬挂构件118还可沿外边缘132重叠模塑到顶部框架构件116B，或顶部框架构件和底部框架构件116A、116B两者。悬挂构件118可被视为“模塑”或“重叠模塑”到SRS102和/或框架116，因为悬挂构件118在重叠模塑过程，例如，注射模塑过程期间形成(诸如由液体硅树脂形成)并且化学键合到SRS 102和/或框架116的表面。在这个方面，不需要单独的粘合剂层或键合层来将悬挂构件118附接到SRS 102和/或框架116。另外，将悬挂构件118模塑到SRS 102和框架116会在SRS 102和框架116之间形成气密且防水的密封。这个密封阻止声学消除和进水越过(例如，在下方)SRS 102并且因此阻止任何水，其可能无意地进入换能器100，损坏与换能器100相关联的各种电子部件和电路(例如，音圈114)。在这个方面，换能器100具有某种耐水性，且/或可被视为抗水的，因为水将不会使换能器100失效。在一个实施方案中，悬挂构件118可具有被视为“轧制”配置的配置，因为其在内边缘128和外边缘132之间具有凹形区或弯曲区，所述凹形区或弯曲区允许在z方向(例如，垂直于悬挂构件平面的方向)上具有较大顺应性，并且又促进SRS 102的上下移动，这还称为振动。弯曲区可在磁体组件112的方向上弯曲或拱起。还应当注意，虽然描述了重叠模塑的悬挂构件118，但在其他实施方案中，在不使用模塑的情况下，粘合剂或其他键合剂可用于将悬挂构件118紧固到SRS 102和/或框架116。
换能器100还可包括磁体组件112。磁体组件112可包括磁体134(例如，NdFeB磁体)，其具有用于引导由磁体134生成的磁路的顶板136和磁轭138。磁体组件112，包括磁体134、顶板136和磁轭138，可定位在SRS 102下方，例如在SRS 102和底部框架构件116A之间。例如，磁体组件112的底侧140可被安装到底部框架构件116A的顶侧142，或以其它方式搁置在底部框架构件116A的顶侧142上使得其与之直接接触。此处示出了单磁体实施方案，但还预期多磁体电机。
在一个实施方案中，磁体134可为完全定位在音圈114的开口中心内的中心磁体。在这个方面，磁体134可具有与音圈114相似的轮廓，例如，正方形、矩形、圆形或椭圆形形状。顶板136可被专门设计为容纳SRS 102的平面外区110(例如，凹形区或圆顶形区)。例如，顶板136可在其中心内具有与SRS 102的平面外区110对准的切口或开口144。在这个方面，在平面外区110下方形成的附加空间允许SRS 102上下(例如，活塞式)移动或振动而不接触顶板136。在这个方面，开口144可具有与平面外区110相似的大小或面积。磁轭138可具有基本上“U”形轮廓，使得其侧壁146、148与磁体134形成间隙，在所述间隙内定位有音圈114。
换能器100还可包括用于感测SRS 102的位移(例如，振动)的电容式位移传感器。代表性地，在一个实施方案中，顶部或第一电极150可沿顶部框架构件116B面向SRS 102的侧定位。第一电极150可被定位为使得其以垂直对准方式与SRS 102重叠。第二电极152可与SRS 102相关联。例如，在一个实施方案中，第二电极152由SRS 102内(例如，柔性电路内)的导电层或板形成。在其他实施方案中，第二电极152可为附接到SRS 102的表面的单独部件，诸如通过粘合剂或化学键合。第二电极152可具有适合于电容式位移感测的充足大小和形状，同时减少或以其他方式消除可能由于电极152和音圈114彼此紧密靠近引起的任何寄生电容情况。例如，在一些实施方案中，第二电极152可被局限于音圈114的边界、占用空间或完全向内的区域，并且在一些情况下，限制在平面外区110的区域，使得电极152和音圈114不重叠(在垂直方向上)。第一电极150处于固定位置，而第二电极152随SRS 102移动。电极150、152可为平坦的或形成有平面外特征部。因此，在操作期间，SRS 102的移动造成第一电极150和第二电极152之间的电容量的改变。通过例如专用集成电路(ASIC)156感测这个电容改变并且将其转变为电信号，所述ASIC电连接到电极，例如通过换能器100上的框架116或别处上的端子154。将参照图2至图3描述关于电容式位移传感器及其相关联部件的进一步细节。
图2示出图1的换能器的仰视平面图，其中省略音圈和磁体组件。从这个视图，可以看到，SRS 102可由包括迹线或电路的柔性电路形成，还可包括导电层或板202(如通过虚线展示)。导电层或板202可例如充当形成在SRS 102内用于电容式感测的第二电极152，如先前参照图1所论述的那样。
可例如在SRS 102内进一步形成接触区204、206和208，并且通过SRS 102的底侧使其暴露以促进与SRS 102内(例如，在用于形成SRS 102的柔性电路内)的电路和/或导电板202的电连接。例如，接触区204和206可为接触垫(例如，金属垫)，其接触SRS 102内的电路并且因此可用于将外部导线210、212分别电连接到与接触区204和206电连接的电路或其他外部部件(例如，以驱动电流通过音圈114来操作换能器100)。另选地或此外，接触区204、206和/或208可在SRS 102的层内具有开口，其暴露底层导电区(例如，在区208的情况下，板202)，使得外部配线(例如，导线214)可连接到其。在一个实施方案中，外部导线214可在接触区208处电连接到导电板202，例如，以促进电容式位移感测，如先前所论述的那样。代表性地，在将悬挂构件118重叠模塑到SRS 102之后，可将外部导线210、212和214分别焊接到接触区204、206、208。外部导线210、212、214中的每一者可为高拉伸强度导线，其将不随SRS102的移动而发生机械疲劳。例如，导线210、212和214可为银铜合金导线，其具有超高拉伸强度，使得其将不会在SRS 102的重复移动时断裂。同样，可使用绞合导线(tinsel wire)。外部导线210、212、214中的每一者可进一步电连接到外部部件诸如ASIC或与换能器100相关联的其他电子部件，例如通过将其连接到框架116上的端子154(或未示出的其他端子)，如先前所论述的那样。为了清楚起见，这三根导线210、212、214被示出为具有简单布线图案。
图3示出图2的换能器的仰视平面图，其中包括音圈。从这个视图，可以看到，一旦将外部导线210、212和214分别连接到接触区204、206和208，便将音圈114定位在外部导线210、212和214上方并且附接(例如，胶合)到SRS 102的底面108。换句话讲，导线210、212和214夹在SRS 102和音圈114之间。应当指出的是，如果音圈114围绕绕线管定位，则绕线管可附接到SRS 102的底面108，代替直接附接到音圈。接着将音圈引线302和304分别焊接到接触区204和206。在一些实施方案中，执行表面修整步骤以促进将引线302、304分别附接到接触区204、206。例如，向接触区204、206(例如，接触区垫)施加镀锡，之后焊接在导线302、304上。
如先前所讨论的那样，音圈引线302和外部导线210在接触区204处电连接，并且接触区204可提供到SRS 102的电连接(例如，经由垫，该垫连接到用于形成SRS 102的柔性电路内的导电层诸如迹线或电路)。因此，SRS 102(例如，经由柔性电路内的电路或迹线)可用于提供音圈114和外部导线210之间的电连接。类似地，音圈引线304和外部导线212在接触区206处电连接，并且接触区206可提供通往SRS 102的电连接(例如，经由连接到用于形成SRS 102的柔性电路内的电路或迹线的垫)。因此，SRS 102(经由柔性电路)可用于提供音圈114和外部导线212之间的电连接。换句话讲，在一个实施方案中，音圈电流由构成SRS 102的挠性电路的导电迹线或层传导。因此，如先前论述的由柔性电路形成的SRS 102提供优于不是由柔性电路形成的SRS的优点，因为前者可用于在接触区处将音圈114电连接到外部导线，或布线用于音圈114的接触区和用于外部导线的接触区之间的电连接，如图4所示。外部导线210、212又可用于将音圈引线302、304电连接到与换能器100相关联的其他电路或其他电子部件以帮助驱动换能器100的操作。
此外，应当理解，因为音圈引线302、304直接焊接到SRS 102并且接着导线210、212用于将音圈引线302、304电连接到例如另一个静止构件，所以在SRS 102移动时引线302、304具有微小挠曲。因而，形成音圈114的导线可由具有质量比导线210、212小的较低拉伸或拉伸强度材料制成。这又减小SRS 102/音圈114组件的整体质量。减小SRS 102/音圈114组件的质量可改进声学敏感性且/或减小不想要的传输力(例如，用户感觉SRS 102的振动)，这可在高功率换能器中发生。例如，音圈114可由铜包铝(CCA，15％至40％比率)导线制成，其可减小音圈114的质量并且又减小来自换能器100的不想要的振动力的输出。另一方面，导线210、212可由较高拉伸或拉伸强度材料例如银铜合金制成，如先前所讨论的那样。还应当注意，外部导线214也可由与导线210、212相似的高拉伸强度材料制成。还应当理解，针对外部导线210、212和214使用较高拉伸强度材料(与音圈114的材料相比)改善了换能器100的可靠性，如先前所讨论的那样，同时仍实现低质量SRS 102/音圈114组件。
而且，从图3可以看出，在接触区208处电连接到外部导线214的导电板202被局限于音圈114的内表面306的边界内的区域、覆盖区域内或以其他方式被认为完全向内的区域，使得导电板202(例如电极152)和音圈114不重叠。换言之，导电板202的表面积或散布可以小于SRS 102的沿径向向内至音圈114的内表面306的区域的表面积或散布。换句话讲，导电板202可以相对于音圈114插入一段距离(d)，该距离减小或以其他方式阻止音圈114和导电板202之间可能的寄生电容，该寄生电容可能干扰或以其他方式阻止使用导电板202和另一个电极(例如，参照图1描述的第一电极150)的准确的电容式感测。例如，在一些实施方案中，插入距离(d)可以从约0.1mm到约1mm，或从约0.1mm到约0.5mm，或从约0.2mm到约0.3mm。在又一些实施方案中，如图1所示，导电板202可以被局限于SRS 102的平面外区110的区域中。在这个方面，导电板202的形状和/或轮廓可以与平面外区110的形状和/或轮廓相似，例如正方形、圆形或矩形的轮廓，或者大体上平坦的、弓形的或弯曲的构型。
另外，尽管未示出，外部导线214可以电连接到ASIC(例如先前参照图1所述的ASIC156)，该ASIC用于对来自导电板202的信号进行处理、滤波，以用于测量SRS 102的位移。例如，在操作期间，在其中具有导电板202的SRS 102(例如，如参照图1所讨论的第二电极152)的移动，产生导电板202和固定板(例如，如参照图1所讨论的附接到框架的第二电极152)之间的电容量的变化。通过例如用于测量SRS位移的ASIC将电容的这种变化感测并转换成电信号。
图4示出了图1的换能器的另一个实施方案的仰视平面图，其中省略了磁体组件。图4的实施方案基本上类似于图3的实施方案，除此之外，导线210、212和214以及音圈引线302、304中的每一者电连接到不同的接触区，并且接触区移动到音圈114的外部。应该理解，将接触区移动到音圈114的外部减少了可能需要在磁体组件的顶板中形成的切口的数量，以适应与接触区的电连接(参见图6)。代表性地，在该实施方案中，SRS102包括五个接触区，即接触区204和206以及附加的接触区402、404和406，接触区204和206类似于先前关于图3所讨论的那些定位在音圈114外部或同心地向外，附加的接触区402、404和406也定位在音圈114外部或同心地向外，在SRS 102的边缘附近。如先前所讨论的那样，音圈引线302、304可以分别电连接(例如焊接)到接触区204、206，而导线210、212和214分别电连接(例如焊接)到接触区402、404和406。另外，可以在导电板202和接触区406之间的SRS 102内(例如，在用于形成SRS102的柔性电路内)形成迹线408或其他类似的电连接器，以保持导电板202和导线214之间的电连接。类似地，可存在接触区204和接触区402之间形成的迹线410和在接触区206和接触区404之间形成的迹线412，用于将区彼此电连接。每个接触区204、206、402、404、406可以包括(或者是)连接到SRS 102内的迹线或导电区的垫，或者是通过在SRS102的表面内形成的开口暴露的内部导电区，使得音圈引线302、304和外部导线210、212、214可以电连接到接触区中的相应的一个接触区。
图5A示出了图1的换能器的SRS的仰视平面图。SRS 102与参照图2至图3描述的SRS102相同，因为它包括导电板202和接触区204、206和208。如先前所讨论的那样，SRS 102可以例如由包括多个材料层的柔性电路形成。现在将参照图5B描述各种材料层，该图是图5A中的部分B(以虚线示出)的横截面侧视图。
具体地讲，从图5B可以看出，SRS 102包括覆盖层502、导电层504和加强层506。覆盖层502、导电层504和/或加强层506中的一者或多者可以是柔性电路内的预形成层，如先前所讨论的那样，热成形来实现期望的SRS 102构型。覆盖层502可以由一个或多个材料层构成，这些材料层用作形成SRS 102的材料层的整个堆叠的基层。导电层504可以由一个或多个材料层构成，其中至少一个材料层由导电材料制成，其提供与SRS 102的电连接。例如，如先前所讨论的那样，导电层可以形成图5A所示的导电板202，和/或柔性电路的迹线或其他导电区，用于将音圈114电连接到导线210、212。另外，虽然未示出，但是导电层504可以包括将接触区204电连接到接触区402的迹线410，将接触区206电连接到接触区404的迹线412，以及将板202电连接到垫406的迹线408，如先前参照图4所讨论的那样。加强层506可以由能够为SRS 102提供材料刚度的一个或多个加强材料层制成。此外，虽然未示出，但是也可以提供导电迹线、迹线、垫或其他部件以用于提供穿过各个层的电连接。
现在更详细地参考每个层，覆盖层502可以形成SRS 102的外表面并且包括聚合物层508。可以任选地提供粘合剂层510，以用于将聚合物层508附接到导电层504。聚合物层508可以例如是聚酯材料层或聚酰亚胺材料层。例如，加强层506可以由聚酯诸如聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)制成。应当指出的是，虽然不是专门为此设计，但是聚合物层508还可以为SRS 102提供一些材料刚度。粘合剂层510可以由适合于将一个层附接到另一个层的任何类型的粘合剂材料(例如胶水等)制成。覆盖层502还可以包括切口或开口522以允许接触垫520(例如接触区208)电连接到导电层504。此外，虽然在该视图中未示出，但是覆盖层502也可以具有用于接触区204和206的切口。还应当指出的是，相对于接触区204和206，任何对应的垫不应该接触导电层504的金属层512(或者至少金属层512的构成板202的部分)。
导电层504可以被堆叠在覆盖层502的顶部，并包括金属层512和聚合物层514。通过先前所讨论的可选粘合剂层510将金属层512附接到覆盖层502下方的聚合物层508。金属层512可以由任何类型的金属材料(例如铜或铝)、金属合金或其中具有金属的其他类似材料(例如金属颗粒)形成。例如，在一个实施方案中，金属层512是铜板，其形成图5A中所示的板202。如先前所讨论的那样，金属层512或金属层的与形成板202的部分电隔离的一部分可形成用于连接到音圈的迹线、触点或其他导电区(例如，形成在柔性电路中的迹线)。聚合物层514可以包括聚酯材料层或聚酰亚胺材料层。例如，聚合物层514可以由聚酰亚胺(诸如PI)制成。应当指出的是，虽然不是专门为此设计，但是金属层512和聚合物层514还可以为SRS 102提供一些材料刚度。此外，在一些情况下，金属层512与聚合物层514层压。例如，金属层512可以由与PEN层压的铜层构成。
加强层506可以堆叠在导电层504的顶部，并且包括通过可选粘合层516附接到导电层504的聚合物层518。聚合物层518可以由适合于为SRS102提供机械刚度的任何聚合物材料制成。例如，聚合物层518可以由聚酯诸如PEN制成。另外，可以具体选择聚合物层518的厚度以进一步控制其硬化特性。例如，聚合物层518可以是5微米至100微米，更具体地讲，约50微米。聚合物层518利用可选粘合剂层516直接附接到导电层504的聚合物层514。应当进一步注意，图5B中所示的整个叠堆(例如，加强层506、导电层504和覆盖层502)是柔性电路的一部分，该柔性电路可以任选地被热成形为凹面的或凸面的，如先前所讨论的那样。
还应当指出的是，为了符合保持相对较低轮廓的换能器的期望，形成SRS 102的所有材料层的组合厚度可以小于120微米，例如小于110微米，或者介于15微米和120微米之间，或从约100微米至120微米。在这方面，层508、510、512、514、516和518中的每一者可以在从约5微米至约100微米的范围内变化。例如，在一些实施方案中，聚合物层508、514和518可以具有从约8微米至约50微米的厚度，例如从约12微米至40微米，例如从12.5微米至30微米，或从15微米至20微米。在一些情况下，金属层512可以具有从约8微米至50微米的厚度，例如从约12微米至40微米，或从约12.5微米至30微米，或从15微米至20微米。可选粘合剂层510、516可具有约10微米至50微米的厚度，例如从12.5微米至30微米，或从15微米至20微米。
图6A示出了图1的换能器的磁体组件的横截面侧视图。磁体组件112与参照图1描述的磁体组件相同之处在于其包括磁体134、顶板136以及磁轭138。另外，顶板136包括开口144以容纳覆盖的SRS的凹区。从图6B所示的顶板的仰视平面图可以更清楚地看到顶板136的开口144和其他方面。具体地讲，从该视图可以看出，开口144在顶板136的中心内，并且完全穿过板形成。另外，可以看出，顶板136的拐角为切口，使得顶板包括一个或多个切角区域602、604、606和608。从图6C可以看出，该图是图6B的顶板的仰视平面图，其中包括图1的SRS102，切角区602、604和606在顶板136的拐角内提供了使接触区204、206和208暴露的开口或凹陷区，使得外部导线可以连接到接触区204、206和208。切口区602、604和606可以具有适合于容纳到接触区204、206和208的通路的任何尺寸和形状。代表性地，切口区602、604、606和608中的一者或多者可以在顶板136的拐角的内侧、拐角的外侧或两者上形成倒角区。倒角部分的外形(该倒角部分与顶板136的两侧接合，或为该顶板的两侧之间的过渡)可以是完全竖直的，或者可以是弯曲的。此外，可以看出，在这种情况下，开口144具有与SRS 102的平面外区110类似的轮廓，例如正方形轮廓。还应该理解的是，虽然在图6B和图6C中，顶板136被示出为具有四个切口区602、604、606和608，但是可以根据接触区的数量使用较少的切口区。例如，在一个实施方案中，切口区608可被省略，使得顶板136的仅三个拐角包括切口区602、604和606。
图7示出了用于形成图1的悬挂构件的一个实施方案的工艺流程。具体地讲，重叠模塑工艺700包括将换能器框架(例如，底部框架构件116A)和SRS(例如，SRS 102)放置在模具腔(框702)中的过程操作。模具腔的尺寸可以被设计成将框架和SRS保持在期望的位置，并且具有期望的悬挂构件形状。接下来，可以将悬挂构件材料装载到模具腔中，使得其覆盖SRS的外边缘和框架的内表面(框704)。在一些情况下，悬挂构件材料是在装载到模具中之前被熔化的硅树脂材料，使得其以液体形式注入。一旦将材料装载，便(例如通过模具顶部构件)施加压力以迫使悬挂构件材料被模塑成期望的形状，并且到达框架和SRS(框706)。然后(诸如通过冷却)使悬挂构件材料凝固以形成悬挂构件(例如悬挂构件118)，该悬挂构件被重叠模塑到SRS和框架。然后可以打开模具，并且将悬挂构件重叠模塑到上方的框架和SRS移除，用于将其他换能器部件(例如音圈、磁体组件和布线)进一步组装到其上。
图8示出了其中可以实施诸如本文所描述的扬声器组件的电子设备的一个实施方案的简化示意图的一个实施方案。如图8所示，扬声器可以被集成在消费电子设备802内诸如智能电话，用户可以使用智能电话通过无线通信网络与通信设备804的远端用户进行呼叫；在另一个示例中，扬声器可被集成在平板电脑的外壳内。这些只是可以使用本文所描述的扬声器的两个示例，但是可以预期，扬声器可与需要换能器(例如扬声器或麦克风)的任何类型的电子设备一起使用，例如平板电脑、台式计算设备或其他显示设备。其中，806表示手机，808表示平板电脑，810和812表示扬声器的开口。
图9示出了其中可以实施一个或多个实施方案的电子设备的实施方案的一些组成部件的框图。设备900可以是几种不同类型的消费电子设备中的任何一种。例如，设备900可以是任何配备有换能器的移动设备，诸如蜂窝电话、智能电话、媒体播放器或者平板式便携计算机。
在这方面，电子设备900包括与相机电路906、运动传感器904、存储装置908、存储器914，显示器922和用户输入界面924进行交互的处理器912。主处理器912还可以与通信电路902、主电源910、扬声器918和麦克风920进行交互。扬声器918可以是诸如参照图1所描述的微型扬声器。电子设备900的各种部件可以数字地互连，并且由处理器912执行的软件叠堆使用或管理。本文所示出或描述的许多部件可以被实施为一个或多个专用硬件单元和/或编程的处理器(由处理器例如处理器912执行的软件)。
处理器912通过执行在设备900上实施的一个或多个应用程序或操作系统程序的一些或全部操作，通过执行可能在存储装置908中找到的指令(软件代码和数据)来控制设备900的整体操作。处理器912可以例如驱动显示器922，并且通过用户输入界面924(该用户输入界面可以作为单个触敏显示面板的一部分与显示器922集成)来接收用户输入。另外，处理器912可将音频信号发送到扬声器918以促进扬声器918的操作。
存储装置908使用非易失性固态存储器(例如闪存存储器)和/或动态非易失性存储装置(例如旋转磁盘驱动器)提供相对大量的“永久性”数据存储。存储装置908可以包括本地存储和远程服务器上的存储空间两者。存储装置908可以存储数据，以及在更高级别上控制和管理设备900的不同功能的软件组件。
除了存储装置908之外，还可以存在存储器914，也称为主存储器或程序存储器，该存储器提供对由处理器912执行的存储的代码和数据的相对快速的访问。存储器914可以包括固态随机存取存储器(RAM)，例如静态RAM或动态RAM。可存在一个或多个处理器，例如处理器912，其运行或执行各种软件程序、模块或指令集(例如应用程序)，当该处理器被永久地存储在存储装置908中时，已经被传输到存储器914以供执行，以便执行上述各种功能。
设备900可以包括通信电路902。通信电路902可以包括用于有线或无线通信的部件，诸如双向通话和数据传输。例如，通信电路902可以包括耦接到天线的RF通信电路，使得设备900的用户可以通过无线通信网络发出或接收呼叫。RF通信电路可以包括RF收发器和蜂窝基带处理器以通过蜂窝网络启用呼叫。例如，通信电路902可以包括Wi-Fi通信电路，使得设备900的用户可以使用互联网协议语音(VOIP)连接来发出或发起呼叫，通过无线局域网传输数据。
设备可以包括麦克风920。麦克风920可以是将空气中的声音转换为电信号的声电换能器或传感器。麦克风电路可以电连接到处理器912和电源910来促进麦克风操作(例如，倾斜)。
设备900可以包括可用于检测设备900的移动的运动传感器904，也被称为惯性传感器。运动传感器904可以包括位置、取向或运动(POM)传感器，诸如加速度计、陀螺仪、光传感器、红外(IR)传感器、接近传感器、电容式接近传感器、声学传感器、声波或声纳传感器、雷达传感器、图像传感器、视频传感器、全球定位(GPS)检测器、RF或声学多普勒检测器、指南针、磁力仪或其他类似的传感器。例如，运动传感器904可以是通过检测环境光线的强度或环境光线的强度的突然改变来检测设备900的移动或不存在的光传感器。运动传感器904基于设备900的位置、取向和移动中的至少一者来生成信号。该信号可以包括运动的特征，诸如加速度、速度、方向、方向改变、持续时间、幅度、频率或者任何其他运动表征。处理器912接收传感器信号，并且部分地基于该传感器信号来控制设备900的一个或多个操作。
设备900还包括实施设备900的数字相机功能的相机电路906。一个或多个固态图像传感器被内置在设备900中，并且每者可位于包括相应透镜的光学系统的焦平面处。相机视场内的场景的光学图像形成在图像传感器上，并且传感器通过以由像素组成的数字图像或图片的形式捕获场景来响应，该数字图像或图片然后可被存储在存储装置908中。相机电路906也可以用于捕获场景的视频图像。
设备900还包括主电源910，诸如内置电池，作为主电源。
虽然已描述并且在附图中示出了某些实施方案，但应当理解，此类实施方案仅用于说明广义的实用新型而非对其进行限制，并且实用新型并不限于所示和所述的特定构造和布置，因为对于本领域的普通技术人员而言可想到各种其他修改。例如，本文所述的各种扬声器部件(例如，具有柔性PCB的隔膜、重叠模塑的悬挂构件、具有开口的磁铁顶部构件、电容传感器等)可以用在声电换能器或其他将空气中的声音转换成电信号的传感器中，诸如麦克风。因此，要将描述视为示例性的而非限制性的。

Claims (20)

1.一种扬声器组件，其特征在于包括：
声音辐射表面，所述声音辐射表面悬挂在磁体组件上方；
悬挂构件，所述悬挂构件用于将所述声音辐射表面悬挂在所述磁体组件上方；
音圈，所述音圈从所述声音辐射表面的底侧延伸；和
电容式位移传感器，所述电容式位移传感器用于感测所述声音辐射表面的移动，所述电容式位移传感器包括固定地定位在所述声音辐射表面上方的第一导电板和耦接到所述声音辐射表面并与所述第一导电板垂直对准的第二导电板，并且其中所述第二导电板被局限于沿所述音圈的径向完全向内的区域。
2.根据权利要求1所述的扬声器组件，其特征在于所述声音辐射表面包括柔性印刷电路板，并且所述第二导电板形成在所述柔性印刷电路板的沿所述音圈的径向完全向内的部分内。
3.根据权利要求1所述的扬声器组件，其特征在于所述声音辐射表面包括多个材料层，并且所述第二导电板由所述多个材料层中的至少一个材料层形成。
4.根据权利要求1所述的扬声器组件，其特征在于所述第二导电板沿所述音圈的径向向内在某一距离处，所述距离足以减小所述第二导电板和所述音圈之间的寄生电容。
5.根据权利要求1所述的扬声器组件，其特征在于所述第二导电板沿所述音圈的径向向内在至少0.1毫米的距离处。
6.根据权利要求1所述的扬声器组件，其特征在于所述第二导电板的表面积小于所述声音辐射表面的沿所述音圈的内表面的径向向内的表面积。
7.根据权利要求1所述的扬声器组件，其特征在于所述声音辐射表面包括沿径向向内至所述音圈的平面外区，并且所述第二导电板被局限于所述平面外区的区域。
8.根据权利要求1所述的扬声器组件，其特征在于还包括电耦接至所述第二导电板用于电容式位移感测的专用集成电路(ASIC)。
9.根据权利要求8所述的扬声器组件，其特征在于还包括用于将所述第二导电板电连接到所述ASIC的导线。
10.一种扬声器组件，其特征在于包括：
框架，所述框架具有第一框架构件和第二框架构件，在所述第一框架构件和所述第二框架构件之间形成腔，并且其中所述第一框架构件相对于所述第二框架构件处于固定位置并包括第一电极；
声音辐射表面，所述声音辐射表面通过悬挂构件悬挂在位于所述腔内的磁体组件的上方，所述声音辐射表面能够操作以响应于声音输入而移动，并且在所述声音辐射表面内形成第二电极；
音圈，所述音圈从所述声音辐射表面的底面延伸，并且其中所述第二电极被局限于所述声音辐射表面的沿径向向内至所述音圈的内表面的区域；和
电路，所述电路用于基于所述第一电极和所述第二电极之间的电容的变化来检测声音辐射表面的位移。
11.根据权利要求10所述的扬声器组件，其特征在于所述第一电极和所述第二电极彼此垂直对准。
12.根据权利要求10所述的扬声器组件，其特征在于所述第一电极沿所述声音辐射表面的与所述磁体组件相反的侧定位。
13.根据权利要求10所述的扬声器组件，其特征在于所述声音辐射表面包括柔性印刷电路板，并且所述第二电极被嵌入在所述柔性印刷电路板内。
14.根据权利要求10所述的扬声器组件，其特征在于所述第二电极包括铜板。
15.根据权利要求10所述的扬声器组件，其特征在于所述第二电极沿所述音圈的径向向内在0.1毫米至1.0毫米的距离处。
16.根据权利要求10所述的扬声器组件，其特征在于所述第二电极沿所述音圈的径向向内在某一距离处，所述距离足以减小所述第二电极和所述音圈之间的寄生电容。
17.根据权利要求10所述的扬声器组件，其特征在于所述声音辐射表面包括平面外区域，并且所述第二电极被局限于所述平面外区域的区域。
18.根据权利要求17所述的扬声器组件，其特征在于所述第二电极包括与所述声音辐射表面的所述平面外区域相同的轮廓。
19.根据权利要求10所述的扬声器组件，其特征在于还包括将所述第二电极电耦接至所述电路的导线。
20.根据权利要求10所述的扬声器组件，其特征在于所述电路是专用集成电路(ASIC)。
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