a.技术领域
本发明涉及一种音频换能器，例如将电音频信号转换为声音的扬声器或者将声音转换为电音频信号的受话器。本发明还涉及一种在振膜中内部模制以用于电动扬声器的电导体。
b.背景技术
用于移动装置的现有技术的电动扬声器或微型扬声器包括固定到扬声器的振膜的音圈。音圈包括两个引线以将电信号馈送到音圈中。音圈被布置在由一群磁体形成的磁场内。馈送到音圈中的电信号使得音圈和连接的振膜振动，从而产生与电信号有关的声音。现有技术的微型扬声器包括框架以将扬声器的部件对齐和固定。框架包括接触焊盘，其提供音圈与移动装置的音频电子器件之间的电接口。来自音圈的引线可被胶合到振膜的底侧或内侧，然后被布线至接触焊盘。在一些现有技术的微型扬声器中，在音圈与接触焊盘之间，引线可在“空气”中布线而没有引线的任何附加固定或支撑。在其它现有技术的微型扬声器中，可使用软胶来将引线附连或结合到接触焊盘、框架或振膜中的一个或更多个。这些现有技术的布置方式中的每一个均遭受施加在引线上的过大应力。
技术实现要素：
本发明的目的在于具有一种用于移动装置的音频换能器的一体形成的电导体，而没有已知引线的缺点。因此简言之，本发明的一方面涉及一种用于声学装置的振膜，其具有在振膜内一体形成的电导体。一体形成的电导体可为网状，并且可形成在两个或更多个振膜材料层之间。一体形成的电导体可电连接到声学装置中的音圈，其中，一体形成的电导体适于在声学装置的操作期间向音圈提供电信号。另外地或另选地，一体形成的电导体可电连接到一个或更多个电部件和/或电子部件，所述一个或更多个电部件和/或电子部件附连到振膜。
与现有技术相比，具有一体形成的电连接的所述声学振膜的改进在于，其减小了施加在音圈引线上的应力。此外，本文所描述的布置方式针对引线到音圈的连接需要较少的空间，与现有已知换能器相比进一步得到改进。
这种在振膜内一体形成的电导体的另外的细节和优点将在以下描述和附图中变得显而易见。
附图说明
从以下详细描述、所附权利要求和附图，本发明的这些和其它方面、特征、细节、效用和优点将变得更充分地显而易见，其中，附图示出了根据本发明的示例性实施方式的特征，并且其中：
图1示出现有技术的矩形微型扬声器的相关部分的分解顶部立体图；
图2示出根据本发明的第一实施方式的在振膜内一体形成的电导体的立体剖视图；
图3示出根据本发明的第一实施方式的具有网状结构的一体形成的电导体的顶部细节图；
图4示出根据本发明的第二实施方式的具有一群一体形成的电导体的振膜以及附连到振膜的一群电部件和/或电子部件的顶部立体图；
图5示出根据本发明的第二实施方式的具有一体形成的电导体的振膜以及附连到振膜的电部件和/或电子部件的顶部详细立体图；
图6是根据本发明的第三实施方式的振膜的顶部立体图，该振膜具有一体形成的电导体，该一体形成的电导体电连接到扬声器的上框架部分中的电导体；
图7是根据本发明的第三实施方式的振膜的截面图，该振膜具有一体形成的电导体，该一体形成的电导体电连接到扬声器的上框架部分中的电导体；以及
图8是根据本发明的第三实施方式的振膜的详细截面图，该振膜具有一体形成的电导体，该一体形成的电导体电连接到扬声器的上框架部分中的电导体。
在多个示图中，相似的标号表示相似或等同的部分。
具体实施方式
本文中描述各种设备的各种实施方式。如在说明书中描述并在附图中示出的，阐述了许多具体细节以提供实施方式的总体结构、功能、制造和使用的彻底理解。然而，本领域技术人员将理解，实施方式可在没有这些具体细节的情况下实践。在其它情况下，熟知操作、部件和元件没有详细描述，以免模糊说明书中所描述的实施方式。本领域普通技术人员将理解，本文所描述并示出的实施方式是非限制性示例，因此，可以理解，本文所公开的具体结构和功能细节可为代表性的，未必限制实施方式的范围，实施方式的范围仅由所附权利要求书限定。
贯穿说明对“各种实施方式”、“一些实施方式”、“一个实施方式”或“实施方式”等的引用意指结合该实施方式描述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个实施方式中。因此，贯穿说明书所出现的短语“在各种实施方式中”、“在一些实施方式中”、“在一个实施方式中”或“在实施方式中”等未必全部指同一实施方式。另外，特定特征、结构或特性可在一个或更多个实施方式中按照任何合适的方式组合。因此，在没有这样的组合是不合逻辑或不起作用的限制的情况下，结合一个实施方式示出或描述的特定特征、结构或特性可整体或部分地与一个或更多个其它实施方式的特征、结构或特性组合。
必须注意的是，如在本说明书和所附权利要求书中所用，除非内容清楚地另外规定，否则单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指示物。
说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等(如果有的话)用于在相似的元件之间进行区分，而未必用于描述特定顺序或时间次序。将理解，如此使用的术语在适当的情况下可互换，使得本文所描述的本发明的实施方式例如能够按照本文所示出或以其它方式描述的顺序以外的顺序操作。此外，术语“包括”、“具有”及其任何变型旨在涵盖非排他性的包含，使得包括元件列表的过程、方法、物品或设备未必限于那些元件，而是可包括这种过程、方法、物品或设备未明确列出或固有的其它元件。
说明书和权利要求书中的术语“左”、“右”、“前”、“后”、“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”等(如果有的话)用于描述性目的，而未必用于描述永久相对位置。将理解，如此使用的术语在适当的情况下可互换，使得本文所描述的本发明的实施方式例如能够按照本文所示出或以其它方式描述的取向以外的取向操作。
说明书和权利要求书中所使用的表示测量等的所有数字将被理解成在所有情况下均由术语“约”修饰。
图1示出现有技术的电动扬声器或微型扬声器10的相关部分的分解立体图。扬声器10包括振膜12、用于加强振膜12的振膜板14以及具有引线34的音圈32。驱动音圈32的电信号通过引线34被馈送到音圈32中。组装的扬声器10的音圈32利用粘合剂(例如，胶水、胶带或者本领域已知的其它粘合剂)固定到振膜12。
扬声器10包括磁路系统50，磁路系统50包括周边磁体组件52和中心磁体组件60。周边磁体组件52包括布置在矩形扬声器10的矩形边上的四个磁体54以及固定到磁体54的环形板58。中心磁体组件60包括布置在扬声器10的中心的磁体62以及固定到磁体62的导磁片64。周边磁体组件52、中心磁体组件60、以及附连到周边磁体组件52和中心磁体组件60(与环形板58和导磁片64相对)的磁钢板(potplate)80形成导磁板68。导磁板68将磁体54和62的磁场引导并聚焦在周边磁体组件52与中心磁体组件60之间的磁间隙70中，在组装的扬声器10中音圈32被布置到该磁间隙70中。
现有技术的微型扬声器10还包括框架90以将振膜12与磁路系统50组装并对准。音圈32装配到磁间隙70中并且能够根据通过引线34馈送到音圈32中的电信号在磁间隙70内上下平移。
现在参照图2，详细描述本发明的电动扬声器或扬声器的实施方式。扬声器110包括框架190，振膜112的周边112p附连到该框架190。扬声器110还包括利用粘合剂(例如，胶水、胶带或本领域已知的其它粘合剂)附连到振膜112的音圈132。扬声器110还可包括如典型的现有技术扬声器10中的其它部件。
振膜112可由一个或更多个材料(例如ethereketone(peek)、丙烯酸酯和/或热塑性弹性体(tep)、聚醚酰亚胺(pei)和/或本领域已知的其它材料)的层构建而成。在各种实施方式中，例如，振膜112可以是美国专利no.8,284,964(其完整公开通过引用并入本文)中所描述的复合振膜。振膜112还包括与振膜112一体形成的电导体120。如图2所示，电导体120被示出为一体地形成在振膜112内。即，在各种实施方式中，一体形成的电导体120可被夹在、置于或沉积在两个振膜材料层之间。例如，在各种实施方式中，振膜112可通过在模具或模板上沉积或施加一个或更多个振膜材料薄层来形成。然后可将一体形成的电导体120置于振膜材料层上，并且可在一体形成的电导体120的顶部上的模具或模板上形成或沉积一个或更多个振膜材料薄层。在其它实施方式中，例如，振膜112可以是在单层内一体形成有电导体120的单层振膜。因此，在各种实施方式中，振膜112可如公开的美国专利申请no.2012/0093353(其完整公开通过引用并入本文)中所描述的在注塑成型工艺中被制造为单层。在注塑成型工艺期间，电导体120可一体地形成在单层振膜112内。
一体形成的电导体120基本上为柔性的，以允许振膜112移动和挠曲，而很少或没有阻力增加到振膜112的移动和挠曲。因此，在振膜112内包括一体形成的电导体120对振膜112的动力学很少或没有影响。
参照图2和图3，一体形成的电导体120被示出为具有网状结构，其中一群纵向导线122彼此机械地连接并由一群横向支撑线124支撑。一体形成的电导体120的各种实施方式可包括两条或更多条纵向导线122。如图3所示，例如，一体形成的电导体120包括四条纵向导线122，一条线可为正(+)线，一条可为负线(-)，一条可为信号线，一条可为地(gnd)线。在其它实施方式中，例如，一体形成的电导体120可包括两条纵向导线122，其中一条线为正(+)线，另一条线为负线(-)。因此，在各种实施方式中，例如，一体形成的电导体120可包括一条或更多条线(例如，约两条(2)线、约三条(3)线、约四条(4)线、约五条(5)线、约六条(6)线)。在图3所示的实施方式中，横向支撑线124可为非导电的或与纵向导线122电绝缘，以避免导体的短路。
重要的是，在扬声器110中，一体形成的电导体120的一群纵向导线122电连接到音圈132。到驱动音圈132的电信号通过一体形成的电导体120的纵向导线122被馈送到音圈132中。即，一体形成的电导体120为输入电流或信号提供到音圈132的电通路。一体形成的电导体120不再需要存在于典型的现有技术扬声器10(参见图1)中的引线34。利用一体形成的电导体120，一体形成的电导体120上的机械应力小于典型的现有技术扬声器10的引线34上的机械应力。具体地讲，与现有技术扬声器10中的引线34不同，一体形成的电导体120在换能器的操作期间不能独立地自由振动，因此，自由线环(即，引线34)的所有内模被抑制，从而减小导体所经历的应力。此外，集中在引线34的端点上的弯曲应力更多分布在一体形成的电导体120中，从而进一步减小应力。因此，与具有引线34的现有技术扬声器10相比，具有一体形成的电导体120的扬声器110的耐久性可增加。另外，由于一体形成的电导体120形成在振膜112内，所以与典型的现有技术扬声器10的引线34相比，一体形成的电导体120与元件进一步绝缘。与现有技术扬声器10相比，这也可增加扬声器110的耐久性。
一体地形成在振膜112内的电导体120的另一优点在于对空气湍流没有影响。由于典型的现有技术扬声器10的引线34跨越音圈32与框架90之间的开放空气，并且由于引线34在典型的现有技术扬声器10的操作期间移动，所以存在由引线34的移动产生的空气湍流。利用不处于开放空气中的一体形成的电导体120，这种空气湍流被消除。此外，由于一体形成的电导体120形成在振膜112内，所以不存在一体形成的电导体120可触碰周围部分、格格作响或发出某种其它噪声和/或在使用期间损坏的风险。另外，通过由一体形成的电导体120代替引线34，典型的现有技术扬声器10的引线34先前所占据的空间可用于改进磁路系统50。例如，在图1中所描绘的多磁路系统中，引线34所需的空间和容差限制了磁体的可用位置、放置和间距，而利用一体形成的导体120，磁体放置具有更大灵活性。引线的消除进一步为封闭环形板设计(也在图1中示出)提供了更大灵活性。
此外，再参照图2，一体形成的电导体120被示出为从音圈132延伸，穿过振膜112，穿过振膜112的周边部分112p离开振膜112，进入框架190，并穿过框架190离开，在框架190处一体形成的电导体120可连接到电源(未示出)。
本发明的扬声器210的另一实施方式示出于图4、图5中并在下面描述。扬声器110和210中的一个或更多个的一些特征是彼此共有的，因此，一个实施方式中的这些特征的描述应该被理解为适用于其它实施方式。此外，一个实施方式的特定特性和方面可与另一实施方式的特定特性和方面组合使用，或代替另一实施方式的特定特性和方面。
如图4、图5所示，扬声器210包括框架190，振膜112的周边112p附连至该框架190。扬声器210还包括利用粘合剂(例如，胶水、胶带或本领域已知的其它粘合剂)附连到振膜112的音圈132。扬声器210还可包括如典型的现有技术扬声器10中的其它部件。
如本文中别处更详细描述的，扬声器210还包括一体形成的电导体120。扬声器210还具有附连到振膜112和/或音圈132的一个或更多个电部件和/或电子部件240。因此，除了向音圈132提供电流和/或信号之外或作为其替代，一个或更多个一体形成的电导体120电连接到一个或更多个电部件和/或电子部件240。如图4所示，三个一体形成的电导体120电连接到三个电部件和/或电子部件240。然而，将理解，任何数量的一体形成的电导体120可电连接到任何数量的电部件和/或电子部件240。在各种实施方式中，电部件和/或电子部件240可包括(但不限于)集成电路、电感传感器和/或电容传感器、放大器、抑制电路、天线和屏蔽电路。例如，加速度计可附连到振膜112的底侧，并且可电连接到一体形成的电导体120。加速度计可用于检测和测量振膜112的移动。在其它实施方式中，例如，传感器可附连到振膜112的底侧，并且可电连接到一体形成的电导体120。传感器可用于检测和测量振膜112的滚振和/或不对称移动。
本发明的扬声器310的另一实施方式示出于图6、图7和图8中并在下面描述。扬声器110、210和310中的一个或更多个的一些特征是彼此共有的，因此，一个实施方式中的这些特征的描述应该被理解为适用于其它实施方式。此外，一个实施方式的特定特性和方面可与另一实施方式的特定特性和方面组合使用，或代替另一实施方式的特定特性和方面。
如本文中别处更详细描述的，扬声器310还包括具有一体形成的电导体120的振膜112。扬声器310还包括具有下框架部分390a和上框架部分390b的框架390。振膜112的周边112p被夹在下框架部分390a和上框架部分390b之间。如图6至图8所示，振膜112的一体形成的电导体120的部分120a略微延伸过振膜112的周边112p。上框架部分390b包括电导体392，其第一部分392a与一体形成的电导体120的、延伸过振膜112的周边112p的部分120a接触。即，通过将振膜112夹在下框架部分390a和上框架部分390b之间，电导体120和电导体392被压向彼此以形成电连接。电导体392还包括第二部分392b，其与第一部分392a电连接以用于将源连接到扬声器310。
如图6至图8所示，电导体392一体地形成在上框架部分390b内；然而，将理解，在各种实施方式中，在不脱离本发明的范围的情况下，电导体392可被施加到、粘附到或者以其它方式附连到上框架部分390b的外表面。在其它实施方式中，将理解，电导体392可一体地形成在下框架部分390a内，或者电导体392可被施加到、粘附到或者以其它方式附连到下框架部分390b的外表面。
尽管一体形成的电导体120被示出并描述为具有网状结构，然而将理解，在各种实施方式中，在不脱离本发明的范围的情况下，一体形成的电导体120可以是一条或更多条独立的线、导电箔或者柔性印刷电路。
尽管在电动扬声器中示出并描述了具有一体形成的电导体120的振膜112，但是将理解，具有一体形成的电导体120的振膜112可被实现于任何类型的声学装置中，其中，术语“声学装置”具体地表示能够产生声音以用于发射到环境和/或用于检测存在于环境中的声音的任何设备。这种声学装置具体地包括能够基于电信号产生声波的任何机电换能器、电动扬声器或压电换能器，反之亦然。例如，具有一体形成的电导体120的振膜112可用在扬声器和麦克风中。
最后，应该注意的是，本发明不限于上面所提及的实施方式和示例性工作示例。进一步的开发、修改和组合也在本发明权利要求书的范围内，并且是本领域技术人员从以上公开可掌握的。因此，本文所描述并示出的技术和结构应该被理解为例示性和示例性的，并非限制本发明的范围。本发明的范围由所附权利要求书限定，包括已知等同物以及在提交本申请时无法预见的等同物。