用于听力设备的扬声器模块和听力设备的制作方法

本发明涉及一种用于听力设备的扬声器模块。本发明还涉及一种具有这种扬声器模块的听力设备。

背景技术：

术语“听力设备”尤其是指助听器，其使得具有听力障碍的人士至少部分地补偿听力障碍。为此，助听器作为部件通常包括至少一个用于接收声学的声音信号(如声调、音乐和/或其它环境噪音)的麦克风、用于过滤和至少部分地增强所接收的声音信号的信号处理单元(也称为信号处理器)以及用于将经过处理的声音信号输出至听力设备携带者(即具有听力障碍的人士)的耳朵的(大多也称为“听筒”的)扬声器。作为对扬声器的备选，助听器根据听力障碍的类型包括例如耳骨传导植入物或者耳蜗植入物，用于机械地或者电地刺激听力设备携带者的听力中心。然而，术语“听力设备”也可以包括用于将(声学的)声音信号输出至相应的听力设备携带者的听力系统的其它设备。这种设备例如是所谓的耳鸣掩蔽器、耳机、头戴式耳机等。

听力设备、尤其是助听器可以例如设计为单独的、“单耳的”助听器，用于独立地为听力设备携带者的一个耳朵提供信号。在此，在这种单耳的听力设备或者助听器中通常集成有全部前述的部件。然而，听力设备或者助听器也可以是双耳听力设备系统的一部分。这种双耳听力设备系统在此通常设置用于为听力设备携带者的两个耳朵提供信号。在此，通常在两个(双耳的)听力设备之间进行数据交换(信号交换)，所述数据交换实现了实际的双耳信号处理。因此双耳听力设备通常配设有信号处理算法，借助其例如为了产生方向性而考虑由两个听力设备接收的声音信号。为此，声音信号必须以能识别的程度在听力设备之间传输。

在此，两个双耳听力设备之间的数据交换通常通过无线系统进行。也就是两个双耳听力设备具有至少一个用于发送和/或接收待交换的数据的天线。然而，天线是除了前述部件之外的附加构件，其必须以能识别的程度设置在听力设备壳体内部(至少是可供听力设备使用的结构空间的内部)。然而，为了能够在待交换的数据的发送和接收方面保持足够高的质量，天线不能低于一定的尺寸(尤其是一定的容积)。然而，天线由此所需的空间需求背离了使所有构造方式的听力设备(例如耳后、耳内或者通道中的听力设备)具有越来越小的壳体容积这个追求。其它的听力设备部件，如尤其是扬声器不能任意地缩小，因为否则会降低所输出的声音信号的效率和声音质量。

然而，声音质量是听力设备携带者在使用听力设备时感知的主要质量特征之一。在此，在扬声器的较低频率中的效率和声音特性(并且因此主观感受的声音质量)尤其通过后部容积(也称为“backvolume”)以及通过前部容积(也称为“frontvolume”)影响，所述后部容积通常由通过产生声音信号的扬声器薄膜相对于环境分隔开的容积构成，所述前部容积布置在扬声器薄膜与听筒的声波出口之间或者听筒的声波出口与鼓膜之间。在此，尤其是后部容积与前部容积之比影响听筒的效率和声音质量。在此，术语“前部容积”通常指的是扬声器薄膜与听筒的声波出口之间的容积。通常使用在听力设备中的扬声器大多布置在听力设备壳体内部并且借助形成声波通道的声波软管或者声波接管与听力设备壳体的声波出口相连。因此，布置在扬声器薄膜与声波出口之间的容积是在此意义上的前部容积。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，在设置用于基于无线地数据传输的听力设备中实现改善的声音特性。

该技术问题按本发明通过一种用于听力设备的扬声器模块解决，其具有扬声器，所述扬声器具有扬声器薄膜和用于扬声器薄膜的驱动器，扬声器模块具有壳体，所述扬声器布置在壳体中，并且扬声器模块具有天线单元，所述天线单元包括具有线圈轴线的天线线圈、形成声波通道的管状的线圈芯子以及天线基板，在所述天线基板中设计有通入声波通道中的声波贯穿开口，其中，天线线圈、线圈芯子和天线基板预设了天线单元的天线特性，其中，壳体在薄膜侧的侧壁由天线基板构成。所述技术问题还通过一种具有这种扬声器模块听力设备解决。

按照本发明的扬声器模块设置用于使用在基于无线的数据传输的听力设备中。在此，扬声器模块包括扬声器，所述扬声器包括扬声器薄膜和用于扬声器薄膜的驱动器(以下称为：薄膜驱动器)。扬声器模块还具有壳体，所述扬声器布置在壳体中。优选地，壳体在此除了一个开口之外全面地包围扬声器，在扬声器运行中声学信号可以穿过所述开口进入环境中。扬声器模块还具有用于发送和/或接收电磁信号的天线单元。在此，天线单元包括具有线圈轴线的天线线圈和管状的线圈芯子，天线线圈卷绕在线圈芯子上并且线圈芯子形成声波通道。在此，术语“管状”不应理解为管的横截面被限制为特殊的形状。因此，管状延伸的线圈芯子尤其具有正方形、矩形、多边形、椭圆形或者圆形的横截面。在一种可能的实施形式中，横截面形状沿着线圈芯子变化。天线线圈在此沿着其线圈轴线优选直线形地延伸。天线单元还具有天线基板，在所述天线基板中设计有通入线圈芯子的声波通道中的声波贯穿开口。天线线圈、线圈芯子和天线基板在此预设了天线单元的天线特性。壳体在薄膜侧的侧壁，也就是与扬声器薄膜(表面)对置的侧壁在此由天线基板构成。

也就是扬声器模块是由扬声器和天线单元构成的结构单元，其中天线单元集成在扬声器的壳体中。扬声器模块的声波出口在此优选通过声波通道的远离天线基板的自由端部构成(也就是布置在线圈芯子的自由端部上)，由扬声器薄膜产生的声波可以通过所述声波出口排放到环境中。在扬声器和天线单元、具体是天线基板之间不布置附加的壳体部件。

“天线特性”在此和以下尤其理解为天线单元的效率特征，如用于向接收器传输数据的(需要尽可能低耗费的电)发送功率、较高的接收功率以及较低的易受干扰性。

由于声波通道通过卷绕有天线线圈的线圈芯子构成，所以可以节省单独天线所需的结构空间并且因此减小保留在听力设备壳体中的结构空间，而不会影响扬声器的容积，尤其是后部容积，或者备选地安装具有相应增大的后部容积的扬声器。由于天线基板形成扬声器壳体的侧壁，所以可以有利地在天线容积保持不变、尤其在线圈芯子的长度保持不变的情况下相对于后部容积减小大部分由声波通道构成的前部容积。天线单元向后靠近扬声器薄膜。由此有利地降低了用于扬声器薄膜的声学阻力并且因此改善了扬声器的声音特性。在此，本发明由本身的认知出发，即前部容积的减小和后部容积的增大提高了扬声器在低频中的效率和带宽。此外，扬声器可以在结构尺寸保持不变甚至减小(以及尤其在电功率保持不变)的同时具有更高的(声波输出)功率。附加地，通过将天线基板集成在扬声器模块的壳体中，实现了总体上尽可能短的(尤其沿着天线线圈的线圈轴线的)扬声器模块结构长度，其在整个听力设备的紧凑构造方面是有利的。

在一种优选实施形式中，所述扬声器薄膜这样固定在壳体中，使得声波通道由此相对于壳体内部空间分隔开。也就是壳体内部空间构成后部容积。扬声器薄膜相对于壳体内部空间封闭声波通道。扬声器薄膜除了保持所需的振荡距离之外直接挪位到天线基板上。为此，扬声器薄膜例如通过尤其是金属的边缘区域固定在壳体的侧壁上或者其直接安装在天线基板上。由此一方面相对于普通的扬声器结构(在普通的扬声器结构中扬声器薄膜相对于声波通道明显错移到(大多呈立方体形的)壳体的内部空间中地撑开并且在此将由(壳体)侧壁包围的壳体内部空间分为两个部分容积)、尤其相对前部容积增大了由扬声器薄膜与环境、在此具体是声波通道分隔开的后部容积。前部容积缩小为本来就存在于线圈芯子中的容积。通过增大的后部容积同样降低了在产生声学(输出)信号时用于扬声器薄膜的声学阻力。尤其通过增大的后部容积改善了扬声器的低音特性。

在一种特别相宜的实施形式中，所述扬声器薄膜布置在线圈芯子中(也就是线圈芯子内部)。优选地，扬声器薄膜在此相对于天线线圈的线圈轴线径向地布置。在这种实施形式中，进一步增大了后部容积并且由扬声器薄膜相对于壳体内部空间限定的声波通道和由此布置在声波通道中的前部容积相应地进一步缩小，从而进一步改善了扬声器的声音特性。尤其可以通过后部容积和前部容积的容积变化以有利的方式改善地(优选以清晰的声音)呈现高频和低频。

在另一相宜的实施形式中，薄膜驱动器包括具有线圈轴线的驱动器线圈。驱动器线圈优选沿着其线圈轴线尤其直线形地长条形延伸，也就是驱动器线圈相对于其横向于线圈轴线的尺寸(也称为“厚度”)具有更大的长度。在这种实施形式中，天线线圈的线圈轴线优选垂直于驱动器线圈的线圈轴线地定向。在这种情况下，天线基板也相宜地垂直于天线线圈的线圈轴线布置。由于天线线圈和驱动器线圈(或者其相应的线圈轴线)彼此垂直地定向，所以在相应线圈运行时，有利地减少了由一个线圈产生的磁场在相应的另一线圈中的耦合。由此尤其可以有利地减少由流经一个线圈的磁场的电流在相应另一线圈中的干扰性感应。因此尤其减少了驱动器线圈的磁场对天线的干扰并且由此提高了天线单元的数据传输质量。

在前述实施形式的一种优选扩展设计中，天线线圈和驱动器线圈的相应线圈轴线彼此垂直。换而言之，两个线圈轴线以90°的角度相交。

在一种优选实施形式中，所述线圈芯子和天线基板由铁磁的和/或亚铁磁的材料构成。在此，线圈芯子和天线基板优选由铁氧体构成。因此，由于由此存在的磁场特性，线圈芯子和天线基板特别有利地改善天线单元的天线特性。在这种实施形式中，天线单元优选是磁性天线，尤其是“铁氧体天线”。这种天线特别有利地适用于在优选约100khz至10mhz的频率范围内进行信号传输。这些天线能够在相对较短的距离传输数据，所述相对较短的距离例如在人的两个耳朵彼此的间距的数量级，同时(尤其是相对于高频数据传输系统的)电功率消耗较少。用于这些数据传输天线的磁场尤其有利地不会由于布置在发送天线和接收天线之间的身体组织(尤其是头)在相对较低的频率范围内被减弱或者只以可忽略地比例被减弱。此外，磁性天线也有利地具有相对于用于电场的天线更小的结构尺寸，这又有助于节省结构空间。此外，在这种实施形式中，天线基板有利地用作处于驱动器线圈和天线线圈之间的一种磁性屏障。天线基板尤其基于其相对于驱动器线圈的线圈轴线的平行布置和因此其相对于天线线圈的垂直定向至少大部分横向于天线线圈的线圈轴线地短接驱动器线圈的磁场，因此驱动器线圈的磁场和由此在天线线圈中感应的电流的耦合小到可以忽略。因此进一步提高了天线单元的数据传输的质量(尤其是其相对于干扰磁场的稳定性)。

在另一种相宜的实施形式中，所述天线单元的线圈芯子尤其布置为，使得天线线圈的线圈轴线与驱动器线圈相交。由此进一步改善了天线基板的屏蔽效果并且因此进一步减小了驱动器线圈的磁场在天线线圈中的耦合。

在一种优选的扩展设计中，所述线圈芯子优选布置为，使得天线线圈的线圈轴线相对于驱动器线圈基本居中地(亦即准确或接近居中地、尤其距离居中线的间距相对于驱动器线圈的长度小了很多倍)延伸。由此实现了驱动器线圈和天线线圈的相应磁场的也称为“磁性对称”的布置，通过所述布置尤其与铁磁性和/或亚铁磁性的天线基板相结合地有利地实现了特别高的屏蔽效果或者驱动器线圈的磁场在天线线圈中的小到可忽略的耦合。

在另一种相宜的实施形式中，天线单元具有至少一个天线侧板，所述天线侧板在天线基板的背离天线线圈的一侧相对于天线基板成角度地、优选垂直于天线基板地延伸。相宜地，所述或者相应的天线侧板遮盖壳体的(相对于前述的薄膜侧的侧壁的另一)侧壁。此外，所述或者相应的天线侧板优选由与线圈芯子和天线基板相同的材料构成。天线侧板在此有利地实现天线单元的(尤其是沿着天线线圈的线圈轴线的)延长并且因此进一步改善了天线特性。此外，由天线线圈产生的磁场由于所述或者相应的天线侧板的布置而围绕扬声器地导引。此外，所述或者相应的天线侧板也有助于天线基板的屏蔽效果并且因此有助于相对天线线圈屏蔽由驱动器线圈产生的磁场。

为了扬声器模块的进一步结构集成，在前述实施形式的一种相宜的扩展设计中，所述壳体的另一个侧壁由所述天线侧板或者分别由一个天线侧板构成。也就是省去了壳体的这个侧壁并且通过天线侧板代替。对于天线单元尤其包括四个前述天线侧板的情况，所述天线侧板在本扩展设计的情况下形成壳体的盒子形或者杯子形的部分。

在另一相宜的实施形式中，天线基板以例如在50至150μm范围内、尤其是约100μm的距离与线圈芯子和/或必要时与所述或者相应的天线侧板相结合。换而言之，天线基板、线圈芯子以及必要时所述或者相应的天线侧板不是直接相互接触，而是例如借助粘接层和/或其它绝缘的中间件、例如塑料相互间隔并且彼此固定。由此有利地实现了天线单元的较高信噪比，也就是实现了特别不受干扰的接收。扬声器的驱动器线圈的磁场相对于天线以改善的减弱程度被屏蔽。

在一种优选实施形式中，扬声器指的是所谓“平衡衔铁(又名“平衡电枢”)”扬声器或者是“移动衔铁”扬声器。在这两种情况下，扬声器、尤其是其薄膜驱动器除了驱动器线圈还附加地包括两个永磁体以及衔铁，所述衔铁布置在两个永磁体之间的缝隙中并且通过“驱动杆”与扬声器薄膜耦连。衔铁还穿过驱动器线圈。

按照本发明的听力设备包括前述类型的扬声器模块以及优选包括(听力设备)壳体，扬声器模块布置在所述壳体中。在此优选地，扬声器模块以其声波通道定位在听力设备壳体的声波出口中。

附图说明

以下根据附图详细阐述本发明的实施例。在附图中：

图1在示意剖视图中示出用于听力设备的扬声器模块；

图2至图5在按照图1的视图中分别示出了扬声器模块的其它实施例；并且

图6在示意性透视的侧视图中示出具有按照图1至图5的实施例之一的扬声器模块的听力设备。

具体实施方式

相应的部件和尺寸在所有附图中总是配设有相同的附图标记。

在图1中示出用于(示例性地在图6中显示的)听力设备2的扬声器模块1。扬声器模块1包括布置在壳体4中的扬声器3。扬声器模块1还包括设计为壳体4的一部分的天线单元5。扬声器模块1由此构成用于听力设备2的集成结构单元，其用于输出声学信号以及发送和/或接收电磁(数据)信号。

扬声器3在所示实施例中设计为所谓的“平衡衔铁”扬声器。扬声器3在此包括扬声器薄膜7，其在扬声器3运行中振荡并且由此产生声学信号。为了产生扬声器薄膜7的振荡，扬声器3包括(薄膜)驱动器8。所述薄膜驱动器8具有基本上呈u形的衔铁10(也称为“armature”)，其借助驱动杆12与扬声器薄膜7耦连。薄膜驱动器8还具有两个永磁体14，它们彼此间隔地布置并且衔铁10的一个边脚在所述永磁体之间延伸。薄膜驱动器8还包括驱动器线圈16，借助所述驱动器线圈在扬声器3运行中产生用于交替地磁化衔铁10的磁场。驱动器线圈16在此沿着线圈轴线18长条形延伸地设计，也就是具有相对于其厚度更大的长度尺寸。

天线单元5包括天线线圈20，其沿着(相应配置的)直线形的线圈轴线22布置，具体说是卷绕。天线线圈20在此卷绕在空心柱体形的管状的(天线)线圈芯子24上，所述线圈芯子由铁磁性材料、具体说是铁氧体构成。天线线圈20的线圈轴线22在此垂直于驱动器线圈16的线圈轴线18定向。天线单元5还包括同样由铁磁性材料、具体说是铁氧体构成的天线基板26，线圈体24并且因此还有线圈轴线22垂直地竖立在天线基板26上。在图1所示的实施变型方案中，线圈芯子24和天线基板26单构件式地制造，由此简化了安装。

在此，天线基板26构成壳体4的布置在扬声器3的薄膜侧上的侧壁，在所示实施例中具体说是壳体4的(上侧)盖板。为了输出由扬声器薄膜7产生的声学信号所需的声波贯穿开口30在此直接设计在天线基板26中。在此，声波贯穿开口30通入线圈芯子24的柱状内部空间中。所述柱状内部空间在以下称为声波通道32。因此，所述声波通道32的背离天线基板26的自由端部形成(整个)扬声器模块1的声波出口。

声学有利的构造在此通过以下方式实现，即扬声器薄膜7在壳体4中直接布置在声波通道32的下端部上，并且由此相对于壳体内部空间34将声波通道32分隔开或者说封闭。在此，扬声器薄膜7通过尤其是金属的边缘区域33安装在壳体4上。在一种备选的设计方案中，扬声器薄膜7通过边缘区域33直接固定在天线基板26上。实际的自由振荡的薄膜处于声波通道32正下方。壳体4的由扬声器薄膜7相对于声波通道32封闭的壳体内部空间34由此形成所谓的扬声器3的后部容积(也称为“backvolume”)。相对于扬声器薄膜7的声波出口侧的前部容积(也称为“frontvolume”)在此基本上由声波通道32构成。

在图2中示出扬声器模块1的另一实施例。所述实施例与图1显示的实施例的区别在于，扬声器薄膜7布置和固定在管状的线圈体24的内部，具体说是相对于线圈轴线22径向地布置和固定。驱动杆12在这种情况下相应地延长。通过将扬声器薄膜7布置在线圈体24中，相对于按照图1的实施例实现了增大的后部容积和减小的前部容积，扬声器模块1的其它尺寸保持不变。由此有利地减小了反向作用于扬声器薄膜7的声学阻力，因此可以改善扬声器3的声音特性(即使必要时扬声器薄膜7的面积减小)。因此这样设计的扬声器模块1有利地更好传输低音和高音，也就是较低和较高的频率。

由于天线基板26由铁磁性材料构成，所以其一方面用于改善天线单元5的天线特性。另一方面天线基板26也将天线线圈20至少部分地与在扬声器3运行中来自驱动器线圈16的磁场屏蔽开。

在图3中示出扬声器模块1的在天线基板26的屏蔽作用方面改进的实施例。在此，线圈芯子24并且因此天线线圈20这样定位在天线基板26上，使得天线线圈20的线圈轴线22与扬声器3的驱动器线圈16相交。具体地，在图3所示的实施例中，天线线圈20的线圈轴线22相对于驱动器线圈16居中地定向并且还与驱动器线圈16的旋转轴线18相交(在驱动器线圈16的中心)。由此形成了驱动器线圈16的磁场的特别有利的走向(通过示意性表示的磁场线40显示)。在此，在图3中的上部磁场线40(即靠近天线线圈20的磁场线40)从天线基板26这样偏转，使得它们接近横向于(直角地)天线线圈20的线圈轴线22地短接。由此，驱动器线圈16的磁场对天线单元5的天线特性的干扰特别小。附加地，线圈芯子24相对于天线基板26以较小的距离，例如借助薄膜定位。驱动器线圈16的磁场由此附加地以提高的阻尼与天线线圈20屏蔽开。

然而，即使天线线圈20的线圈轴线22如图4和5所示不相对于天线线圈16居中地布置，而是这样定位，使得其与驱动器线圈16相交(在其中心和两个端部之一之间的区域内)，也已经改善了天线基板26的屏蔽效果。由此可以有利地在减少由于驱动器线圈16对天线线圈20的干扰与在听力设备中通常存在的(大多由于结构空间产生的)结构设计上的限制之间形成折中方案。

同样如图4所示，天线单元5附加地包括天线侧板42，其在天线基板26的背离天线线圈20的一侧上相对于后者成角度地布置并且具体说设置在壳体4的外侧上。通过所述天线侧板42，在天线单元5运行中由天线线圈20产生的天线磁场有利地围绕扬声器3导引。此外，天线侧板42也有助于相对天线线圈20屏蔽驱动器线圈16的磁场。

图4还示出，天线侧板42以及线圈体24分别与天线基板26间隔较小的距离。相应的距离例如通过粘接层或者通过设置在其间的薄膜实现。

而在未进一步示出的实施例中，天线侧板42以及线圈体24与天线基板26直接接触。

在图5所示的另一实施例中，天线侧板42没有安装在壳体4上，而是形成壳体4本身的各个垂直于天线基板26的侧壁。由此相对于按照图4的实施例进一步减小了扬声器模块1占据的体积。在此，尤其是天线侧板42和天线基板26作为单构件式单元制造。

图6所示的听力设备2是所谓的耳内听力设备(简称ido听力设备)。所述听力设备2在此包括与听力设备携带者的耳道形状适配的听力设备壳体50，其在其在按规定的携带位置中背离听力设备携带者的鼓膜的端部上通过前部板(也称为“faceplate”52)封闭。在其在按规定的携带位置中朝向鼓膜的端部上，听力设备壳体50具有声波出口54。在壳体内侧，扬声器模块1在此与形成声波通道32的天线单元5的线圈体24布置在声波出口54中。同样显示的是电子单元56，其通过电路技术与扬声器模块1耦连并且具有用于信号处理的元件。

本发明的技术方案不局限于前述实施例。本领域技术人员可以由之前的说明书推导出其它的本发明实施形式。尤其是可以将根据不同实施例描述的本发明的单独特征和其设计变型方案以其它方式相互组合。

附图标记清单

1扬声器模块

2听力设备

3扬声器

4壳体

5天线单元

7扬声器薄膜

8薄膜驱动器

10衔铁

12驱动杆

14永磁体

16驱动线圈

18线圈轴线

20天线线圈

22线圈轴线

24线圈芯子

26天线基板

30声波贯穿开口

32声波通道

33边缘区域

34壳体内部空间

40磁场线

42天线侧板

50听力设备壳体

52面板

54声波出口

56电子单元