[发明专利]海尔贝克阵列音频换能器

说明书

本发明公开了一种音频扬声器，该音频扬声器具有沿隔膜表面布线的音圈以及磁体阵列，例如海尔贝克阵列，配置为将磁场导向音圈以驱动隔膜并生成声音。在实施方案中，多个海尔贝克阵列用于驱动相同音圈绕组或者驱动隔膜表面上独立的相应音圈绕组。还描述了其它实施方案并要求对其进行保护。

本专利申请要求2015年1月16日提交的美国临时专利申请62/104,524的权益，该专利申请的全部公开以引用方式并入本文。

技术领域

本发明公开了涉及音频扬声器的实施方案，该音频扬声器具有沿隔膜的电介质表面布线的音圈以及磁体阵列，该磁体阵列被配置为将磁场导向音圈以驱动隔膜并生成声音。更具体地，本发明公开了涉及音圈的实施方案，该音圈具有沿电介质表面上的路径布线的导电绕组，该导电绕组在海尔贝克阵列的中间磁化部分上方居中并沿循该中间磁化部分。

背景技术

音频扬声器驱动器将音频电输入信号转换为发出的声音。图1示出了典型的音频扬声器的截面图。音频扬声器100可包括围绕隔膜104和马达组件108的外壳102。更具体地，隔膜可为通过扬声器环绕连接到外壳的薄壁型椎体或拱顶，该扬声器环绕允许隔膜随活塞运动而轴向移动，即，向前和向后。而且，隔膜可经由音圈形成器112，例如从隔膜轴向向后延伸的圆筒，来与马达组件连接。马达组件通常包括在远离隔膜的轴向方向上围绕颈部部分螺旋缠绕的音圈110、磁体114和磁返回结构来将磁体夹在顶板116与轭118之间。特别地，磁体可为产生磁场的永久磁体，并且顶板和轭可被成型为跨顶板与轭之间的间隙来导向磁场。音圈典型位于隔膜后方的间隙内，使得磁场被导向垂直于音圈的柱形表面。当音圈由音频电输入信号通电时，生成机械力使得音圈来回移动隔膜以生成声音。

发明内容

便携式消费电子设备诸如移动电话已不断变得越来越紧凑。随着此类设备的形状因数减小，系统壳体变得更小并且可用于扬声器集成的空间减小。在磁返回结构的间隙内的隔膜下方具有悬停的音圈的音圈扬声器的情况下，如上所述，宝贵的空间由需要导向围绕音圈的磁体所产生的磁场的磁返回结构占据。更具体地，由于音圈和磁返回结构沿声音发出轴线延伸，所以它们占据z高度(图1中的垂直方向)并且限制可减小扬声器厚度的程度。如下所述，消除磁返回结构和螺旋音圈可允许减小扬声器的垂直厚度。即，音圈可沿隔膜的表面结合并且被配置为与磁性阵列产生的磁场交互，使得音圈在磁场的边缘通量内工作，并且扬声器的厚度仅由磁性阵列厚度以及隔膜的偏移间隙限制。

在实施方案中，一种用于声音生成的电磁换能器包括被配置为沿中心轴线移动的隔膜。隔膜可包括正交于中心轴线的电介质表面，并且音圈可与电介质表面耦接。音圈可在隔膜上具有导电绕组，例如，一个或多个导电路径沿电介质表面布线。而且，电磁换能器可包括具有并排布置的至少三个磁化部分的磁性海尔贝克阵列。每个磁化部分可沿相应纵向轴线延伸并且产生垂直于相应纵向轴线的相应磁场线。因此，磁性海尔贝克阵列可将磁场线导向音圈，使得磁场线与音圈相交，以产生洛伦兹力来沿中心轴线移动隔膜。与音圈相交的磁场线可平行于电介质表面并且垂直于导电绕组布线。

各种磁性海尔贝克阵列布置可结合在电磁换能器中。例如，磁性海尔贝克阵列可包括并排布置的五个或更多个磁化部分，使得夹在两个相邻磁性部分之间的每个磁化部分产生垂直于由相邻磁性部分产生的相应磁场线的相应磁场线。磁化部分可包括磁杆，并且磁化部分的中间磁化部分可包括杆长度和杆宽度。在实施方案中，导电绕组包括平行于中间磁化部分的杆长度布线的绕组长度，并且绕组宽度为杆宽度的0.5至2倍之间。

在实施方案中，导电绕组可沿电介质表面沿循螺旋路径。例如，螺旋路径实质上可为矩形，具有在绕组的角或弯曲拐角处交叉的纵向和横向区段。因此，绕组长度可是绕组宽度的至少2倍。而且，绕组的导电路径可围绕中心轴线沿电介质表面布线，并且导电绕组可包括在中心轴线方向上的绕组厚度，例如，绕组厚度可小于0.5mm和/或绕组厚度可小于绕组宽度至少20倍。导电路径可与垂直于中心轴线的绕组平面共面。而且，一个或多个导电路径可围绕在中间磁性部分上方居中的核心区。