本发明涉及动态扬声器驱动器、包括该动态扬声器驱动器的扬声器、以及包括该扬声器的诸如移动电话的移动装置。
本发明还涉及制作扬声器驱动器的方法。
背景技术：
动态扬声器驱动器通常包括磁路系统、相对于该磁路系统可移动地安装的振膜、以及与该振膜接合的音圈。该磁路系统包括磁体，并且该音圈与磁体可操作地耦合。通常来说，扬声器包括外壳和安装在外壳中的至少一个动态扬声器驱动器。
在操作时，例如通过放大器将电信号施加至音圈。然后，振膜在该电信号下相对于磁路系统并且相对于外壳移动，从而使空气移动。扬声器的声压级取决于由振膜移动的空气。
在移动时，振膜经受环境空气和外壳内空气的气压，从而形成针对移动振膜的负荷。因为振膜不是绝对刚性的，所以这个压力导致振膜变形，潜在地降低了扬声器的音质。
当使扬声器的性能最大化以输出高声压时，重要的参数是振膜的活塞式移动。扬声器的机械系统的不对称导致振膜的不对称移动或滚振(tumbling)。这会降低声压输出功率，并且可能导致扬声器机械系统的剧烈摩擦和嗡嗡声甚至损坏。以前尝试解决滚振振膜的这种问题是基于阻尼振膜材料。然而，这种阻尼的效率可很大程度上取决于环境条件。本文所述的发明提供了通过电气装置来为滚振振膜提供阻尼，并因此处于与环境条件无关的宽范围内。
因为常见的振膜设计不能防止系统滚振，所以使用阻尼振膜材料是最有效且最廉价的解决方案。然而，振膜材料必须满足许多要求，包括具有以下特性：1)稳定、频率独立的刚度和阻尼；2)抗机械长期应力的稳定性；以及3)成本低并且加工能力好。
在满足所有这些要求时，实际的材料总要加以妥协，从而导致输出声压更多或更少失真。所得到的总谐波失真(thd)是用于评估振膜性能的一种方法。
通过电装置克服滚振需要一种方法来检测和/或测量扬声器操作期间的阻尼。这样做的一种方法是包括在驱动振膜的音圈的整个高度上缠绕的传感器线圈。扬声器的磁路系统的磁通量将根据线圈相对于磁路系统的实际位置而在两个线圈中感应出电压。在单线圈传感器中，由于旋转中心倾向于通过线圈的重心，因而由滚振力而引起的感应电压将抵消。因此不能检测振膜的滚振。
为解决上述问题，us20170026746a1教导在振膜和音圈的顶部上使用8字形线圈。但是，事实证明，将8字形线圈与如us20170026746a1中所公开的音圈的前端接合对于实现振膜的无源阻尼来说不是最佳的。
技术实现要素：
本发明的目的是在不需要使用针对振膜材料的额外机械要求的情况下解决滚振问题，并且提供具有改进音质的动态扬声器驱动器。
本发明的另一目的是提供一种改进扬声器，并且本发明的进一步目的是提供一种改进移动装置，例如，移动电话。
上述目的借助于动态扬声器驱动器来实现，具体为用于移动装置(如移动电话、平板电脑、游戏装置、笔记本电脑或类似装置)的扬声器的扬声器驱动器，该动态扬声器驱动器包括：磁路系统；振膜，所述振膜相对于所述磁路系统可移动地安装；至少一个音圈，该至少一个音圈与所述振膜接合并且可操作地与所述磁路系统耦合；至少一个8字形线圈，该至少一个8字形线圈与所述振膜并且与所述至少一个音圈的侧表面接合。如果所述8字形线圈在所述磁路系统的磁场内移动，那么在该线圈中感应出相应的电压，从而使电流流动，并因此电磁力减小所述振膜的滚振。由于将所述8字形线圈与所述音圈的侧表面接合，因而，所述8字形线圈总是面向与所述音圈相同的磁场，并且可以非常有效地防止滚振。
根据实施方式，所述至少一个8字形线圈设置在所述振膜与所述音圈之间。
优选的是，所述至少一个8字形线圈的侧部与所述音圈的所述侧表面的、在直径上彼此相对的至少两个区域接合。
在优选实施方式中，所述至少一个8字形线圈包括与所述振膜接合的基部、和与所述音圈接合的侧部，其中，所述8字形线圈的所述侧部相对于所述8字形线圈的所述基部倾斜。
在实施方式中，所述至少一个8字形线圈的所述基部包括至少两个片或膜状部分，其中，在所述两个振动板或振片形状部分中的第一片或膜状部分与所述两个片或膜状部分中的第二片或膜状部分之间设置粘合层。
所述粘合层可以由电绝缘材料制成。
在实施方式中，所述第一片或膜状部分借助于所述侧部电连接至所述第二片或膜状部分。
为了增加对振膜摇滚(rocking)的抑制，所述扬声器驱动器可以包括至少两个8字形线圈，该至少两个8字形线圈与所述振膜和所述音圈接合并且至少部分地覆盖所述至少一个音圈的侧表面区域，其中，所述至少两个8字形线圈中的第二8字形线圈关于所述至少两个8字形线圈中的第一8字形线圈绕垂直于所述振膜的表面的轴旋转。
如果所述第二8字形线圈关于所述第一8字形线圈旋转大约90°，则可以进一步增强对振膜摇滚的抑制。
在实施方式中，所述第一8字形线圈和所述第二8字形线圈借助于粘合层粘合在一起。
优选的是，所述粘合层由电绝缘材料制成。
根据有利实施方式，所述至少一个音圈包括彼此同轴地设置的至少两个线圈，所述至少一个8字形线圈的所述侧部至少部分地设置在所述两个线圈之间。
一种制作根据本发明的扬声器驱动器的方法，该方法包括以下步骤：
i)提供导电材料膜；
ii)剪切或冲压所述膜以实现环状结构；
iii)折叠所述环状结构；
iv)至少将折叠的环状结构的基部与所述扬声器驱动器的振膜接合；
v)将所述折叠的环状结构的侧面区域接合在所述音圈上，并且利用所述折叠的环状结构的所述侧面区域至少部分地覆盖所述扬声器驱动器的音圈的侧表面。
在实施方式中，在折叠所述环状结构之前，将粘合剂施敷至形成所述基部的覆盖区。
根据优选实施方式，在步骤iii)之前，对所述膜的表面进行处理以变成电绝缘。
在步骤ii)中可以将所述膜剪切成具有并排平放(lying)并且借助于间隙彼此隔开的两个主区域的形状；第一主区域和第二主区域借助于连接这两个主区域的对应边缘的两个条带彼此以电和机械连接。
在实施方式中，所述方法包括以下步骤：沿着与所述两个条带相交的对称轴折叠所述膜，并使所述第一主区域与所述第二主区域对齐。
根据另一实施方式，所述方法可以包括以下步骤：制作第一折叠的环状结构和第二折叠的环状结构；将所述第一折叠的环状结构和所述第二折叠的环状结构粘合在一起，其中，所述第二折叠的环状结构的对称轴横贯(traverse)所述第一折叠的环状结构的对称轴；将所述第一环状结构或所述第二环状结构的基部与所述振膜接合，并且将所述第一环状结构和所述第二环状结构的侧面区域与所述音圈的侧表面接合。
如果所述第一折叠的环状结构的所述对称轴基本上垂直于所述第二折叠的环状结构的所述对称轴，则可以实现对振膜摇滚的良好抑制。
根据实施方式，所述膜可以是金属膜，具体来说，所述金属膜可以是铝膜。
在实施方式中，使用至少两个线圈以制作所述至少一个音圈，并且其中，所述至少一个8字形线圈的侧面区域设置在所述至少两个线圈之间。
附图说明
在附图中和附属权利要求书中指出了本发明进一步的实施方式。下面根据附图对本发明进行详细说明。在图中：
图1示出了现有技术的矩形扬声器驱动器的一些相关部分的立体图；
图2示出了图1的扬声器的部分的两个截面图；
图3示出了根据本发明一方面的具有8字形线圈的矩形扬声器驱动器的一些相关部分的截面图；
图4示出了根据本发明一方面的具有8字形线圈的矩形扬声器驱动器的一些相关部分的立体图；
图5例示了根据本发明一方面的第一方法的一些相关步骤；
图6示出了根据本发明一方面的8字形线圈的未折叠结构；
图7示出了图6的折叠后的实施方式；
图8示出了粘合在一起的两个8字形线圈的截面图；
图9示出了8字形线圈的未折叠结构的另一实施方式；
图10示出了图9的折叠后的实施方式；
图11示出了根据本发明另一实施方式的矩形扬声器驱动器的一些相关部分的截面图；
图12示出了图11的、与8字形线圈接合的音圈的分解图。
具体实施方式
在此，针对各种装置，描述了各种实施方式。阐述了许多具体细节以提供对如说明书中描述并在附图中例示的实施方式的总体结构、功能，制造以及使用的彻底理解。然而，本领域技术人员应当明白，可以在没有这种具体细节的情况下具体实践这些实施方式。在其它情况下，公知操作、组件，以及部件未加以详细描述，以使不搞混说明书中描述的实施方式。本领域普通技术人员应当明白，本文描述和例示的实施方式是非限制例，因此可以清楚，本文所公开的特定结构和功能细节可以是代表性的，而不必限制实施方式的范围，其范围仅由所附权利要求来限定。
贯穿本说明书针对“各种实施方式”、“一些实施方式”、“一个实施方式”，或“一实施方式”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，贯穿本说明书处处出现的短语“在各种实施方式中”、“在一些实施方式中”、“在一个实施方式”，或“在实施方式中”等不必都指同一实施方式。而且，该特定特征、结构，或特性可以按任何合适的方式在一个或更多个实施方式中组合。因此，结合一个实施方式例示或描述的该特定特征、结构，或特性可以在无限制的情况下，全部或部分地与一个或更多个其它实施方式的特征、结构，或特性相结合，假定这种组合不是不合逻辑或非功能性的。
图1和图2示出了现有技术的矩形扬声器驱动器1的一些相关部分的视图。图1示出了立体图，并且图2示出了两个截面图。扬声器1包括音圈2，音圈2具有用于将电信号馈送到音圈2中的引线(未示出)。当扬声器驱动器1被组装时，音圈2例如利用胶粘剂固定至振膜3。扬声器驱动器1的振膜3典型地由一层或更多层材料(如酮醚(peek)和/或丙烯酸酯和/或热塑性弹性体(tep)和/或聚醚酰亚胺(pei))制成。组装的扬声器驱动器1还可以包括用于加强振膜3的球顶(未示出)。
现有技术扬声器1还包括具有设置在扬声器1的中心的磁体5的磁路系统4。该磁路系统4还包括导磁装置，该导磁装置包括固定至磁体5的导磁片6和磁钢(pot)7。导磁装置将磁体5的磁场引导并聚焦在磁体5与磁钢7的侧表面之间的磁间隙8中。音圈2设置在磁间隙8中。
图2中的两个截面图示出了音圈2和振膜3的移动。在下面的截面图中，示出了具有完美机械系统的扬声器驱动器1。音圈2的活塞式移动引起振膜3沿z轴方向的移动。上面的截面图示出了扬声器驱动器1的真实机械系统的不对称性，其导致振膜3的不对称移动或滚振。振膜3的滚振沿着x轴和y轴两者发生。出于本公开的目的，轴x、y以及z被定义为在振膜3的宽度尺寸和长度尺寸的中间相交。这个定义也适用于环形以及矩形换能器设计。
尽管在动态扬声器中产生的力产生使振膜3沿着轴z垂直于振膜3的表面移动，但沿轴x和轴y的小的力分量是不可避免的。这些分量导致振膜3滚振，振膜3以旋转方式移动，这不产生声音流动。振膜3的滚振可以被分成沿两个轴x和y的两个分量。对于矩形换能器，振膜滚振的这两个分量可以称作长度滚振模式和宽度滚振模式。
扬声器驱动器1的性能优化通常涉及通过最小化磁体5与磁钢7之间的磁间隙8来最大化磁力。音圈2的滚振移动使得音圈2周期性地接触磁体5或磁钢7，从而导致嗡嗡声或摩擦，这可能会导致任何组件的损坏。
因此，必需找到一种利用根据图3所示的本发明的第一实施方式的扬声器驱动器1a的线圈9来电抑制滚振的方法。对于具有单个音圈的扬声器，像现有技术的扬声器1一样，旋转中心被发现在音圈的重心内，并且因滚振移动而导致的感应电压被抵消。在单个线圈系统的阻抗曲线中没能找到滚振模式的电足迹。因此，线圈9按8字形形成。环绕轴x的任何旋转移动在8字形线圈9中感应电压，但由沿着轴z的活塞式移动感应的电压被抵消。
在音圈2中感应的电压降低了可作为谐振周围的典型换能器阻抗峰值测量的、实际在音圈2的端子上发现的电压。这个原理也可以应用于滚振模式。因为不可能将音圈2在某种意义上形成得作为音圈工作而另外同时作为8字形线圈工作，所以使用分离的8字形线圈9来无源地抑制这些摇滚模式。
根据本发明，该8字形线圈9a与振膜3并与音圈2的侧表面接合。优选的是，该8字形线圈9a设置在振膜与音圈2之间。应当提出的是，如果振膜3未被致动，则所述至少一个音圈2的侧表面优选地基本上垂直于振膜3延伸。该8字形线圈9a构成球顶14a，其可以胶合至振膜的面对音圈2的表面。由于根据本发明的球顶14a，因而，振膜的刚度可以按节省空间的方式非常有效地增加。应当提出的是，球顶14a可以仅由单个8字形线圈9a或9b构成(如图5所示)，或者以其它方式可以包括两个8字形线圈9a、9b。这对于8字形线圈的所有其它实施方式来说同样是真的。
因为滚振包括沿着轴x和y的两个滚振模式，所以优选地使用两个8字形线圈9a和9b来抑制沿着轴x的滚振并且抑制沿着轴y的滚振，如可以从图4看到的。8字形线圈9a和9b充任无源阻尼线圈。
这两个8字形线圈9a、9b与振膜3的下侧并与音圈2接合。线圈9a、9b的侧部10a、10b、10c、10d皆与音圈2的侧表面的、在直径上彼此相对的区域接合。线圈9a、9b被应用在音圈2外侧上，将磁间隙减少～20μm。线圈9b关于线圈9a绕垂直于振膜3的一表面的轴旋转。优选的是，线圈9b关于线圈9a旋转约90°，如可以在图4中看到的。
每个线圈9a、9b包括基部11a、11b，其中，侧部10a、10b、10c、10d相对于基部11a、11b倾斜。
根据图5，线圈9a、9b皆可以包括两个片或膜状部分12a、12b、12c、12d，其中，将粘合层13a、13b设置在第一片或膜状部分12a、12c与第二片或膜状部分12b、12d之间。
优选的是，粘合层13a、13b由电绝缘材料制成。
第一片或膜状部分12a、12c借助于侧部10a、10b、10c、10d电连接至第二片或膜状部分12b、12d。
第一8字形线圈9a和第二8字形线圈9b可以借助于粘合层粘合在一起。优选的是，该粘合层由电绝缘材料制成。线圈9a和9b可以构成球顶14a。因此，该球顶14a由胶合在一起的两个夹层线圈9a、9b构成。
图8示出了贯穿包括图6至图7所示的两个8字形线圈9c和9d、以及粘合层21的球顶14b的截面图。
如上所述的振膜的无源滚振阻尼实现了滚振的电阻尼，而与频率、温度、湿度以及老化无关。8字形线圈9a、9b、9c、9d的横截面积与可实现的阻尼力直接相关，因此可以被优化以尽可能少地影响声学性能(谐振、灵敏度)。
参照图1至图10，对根据本发明的方法进行更详细描述。用于制作扬声器驱动器1a的方法包括以下步骤：
i)提供导电材料膜，具体来说，该膜是金属膜，如铝箔(例如，标准10μm-20μm的铝箔)；
ii)剪切或冲压该膜以实现环状结构15a、15b、15c、15d，可以剪切孔，以便减小质量。该孔可以针对该矩形形状不对称或对称地配置。
iii)折叠环状结构15a、15b、15c、15d；
iv)至少将折叠的环状结构15a、15b、15c、15d的基部11a、11b、11c与扬声器驱动器1a的振膜3接合；
v)将折叠的环状结构的侧面区域10a、10b、10c、10d、10e、10f、10g、10h与扬声器驱动器1a的音圈2的侧表面接合。
在折叠环状结构15a、15b、15c、15d之前，可以将粘合剂施敷至基部11a、11b、11c、11d的重叠区域16a、16b。
而且，在步骤iii)之前，可以对该膜的表面进行处理以变成电绝缘。该(铝)箔可以用热蒸汽预处理成表面不导电。
根据图5、图6以及图9，在步骤ii)中可以将该膜剪切或冲压成：具有包括借助于间隙20a、20b、20c彼此隔开的两个主区域12a、12b、12c、12d、12e、12f、12g、12h的形状；第一主区域和第二主区域借助于连接主区域12a、12b、12c、12d、12e、12f、12g、12h的对应边缘的、形成侧部10a、10b、10c、10d、10e、10f、10g、10h的两个条带彼此以电和机械连接。
在剪切该膜之后，可以将粘合层(双面胶或任何其它胶粘剂)施敷在该结构的一侧上。然后，可以将该结构沿着相交两个侧部10a、10b、10c、10d、10e、10f、10g、10h的对称轴折叠，并且使各个对应区域12a、12b、12c、12d、12e、12f、12g、12h彼此对准。
根据图6至图10所示的实施方式，不必将金属层胶合在一起以制成8字形线圈。因为金属层12e、12f、12g、12h充当按8字形线圈9c、9d、9e的两个相对四分之一平放的夹层结构。但是为了机械上加强该结构，仍然将重叠区域16a、16b、16c、16d如图7和9所示设计。线圈9c、9d、9e的阻抗主要由接触音圈2的侧面区域10e、10f、10g、10h限定，所以，中间的交叉区域需要仅处于该腿部的范围内，如图所示。图7和图9中的电流流动用箭头指示。下层的轮廓用连续线指示，而上层的轮廓用虚线指示。
在制成构成8字形线圈的第一和第二折叠的环状结构15a、15b、15c、15d之后，可以将第一和第二折叠的环状结构15a、15b、15c、15d按这样的方式粘合在一起，即，第二折叠的环状结构的对称轴横贯第一折叠的环状结构的对称轴。折叠的环状结构构成8字形线圈。图8示出了由两个8字形线圈9c、9d、以及在这两个8字形线圈9c、9d之间的粘合层13构成的夹层结构的截面。
而且，可以将第一或第二环状结构15a、15b、15c、15d的基部与振膜3接合，并且将侧面区域10a、…、10h与音圈2的侧表面接合。优选的是，第一折叠的环状结构15a、15c的对称轴基本上垂直于第二折叠的环状结构15b、15d的对称轴。
图9和图10示出了图7和图8的最佳形式。图9中明确地绘制了电流路径。如可以看出，仅仅必须确信中心区域的交叉点(crossing)显示出足够的金属，以便保持较低的电阻。
图10的折叠的结构显露出中间的重叠区域的显著减少。中间区域的最佳形状是倾斜45°并且边长等于腿高的正方形。
根据图11，音圈可以由彼此同轴设置的两个线圈2a和12b制成。8字形线圈9a的侧部10a、10b可以与线圈2b的、面对线圈2a的前端并且与线圈2a的对应前端接合。8字形线圈9a的侧部10a、10b的部分被设置在至少两个线圈(2a、2b)之间。8字形线圈9a的侧部10a、10b的支柱22a、22b设置在线圈2b的侧表面上，如可以在图12中看出。
如还可以在图12中看出，8字形线圈9a的侧部10a、10b在线圈2b的前边缘上弯曲。侧部10a、10b可以与线圈2b的前端接合。在下一步骤中，第二线圈2a可以与线圈2b接合，使得8字形线圈的部分10a、10b位于线圈2a、2b之间。
当然，除了线圈9a以外，还可以使用如上所述并且在图4至图10中示出的第二8字形线圈。
本发明不限于上述实施方式和示例性工作例。进一步的开发、修改以及组合也处于专利权利要求的范围内，并且被置于根据上述公开的本领域技术人员拥有之下。因此，本文描述和例示的技术和结构应被理解成例示性和示例性的，而非对本发明范围进行限制。本发明的范围由所附权利要求书限定，包括在提交本申请时的已知等同物和不可预见的等同物。