EP3725424A1 - Device for reproducing haptic signals and audio signals - Google Patents
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- EP3725424A1 EP3725424A1 EP20168764.7A EP20168764A EP3725424A1 EP 3725424 A1 EP3725424 A1 EP 3725424A1 EP 20168764 A EP20168764 A EP 20168764A EP 3725424 A1 EP3725424 A1 EP 3725424A1
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- B06B1/045—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with electromagnetism using vibrating magnet, armature or coil system
Definitions
- the invention relates to the reproduction of audio signals and of haptic signals.
- the invention relates to a device which enables both audio signals and haptic signals to be output in an efficient manner.
- a household appliance can have a touch-sensitive screen as part of a user interface.
- One or more virtual operating elements e.g. buttons, switches, buttons, etc.
- a haptic and / or acoustic feedback is produced in parallel with the actuation of the virtual control element (e.g. to simulate the click noise and / or click feeling of a switch).
- Such a haptic feedback can e.g. be effected by means of a structure-borne sound transducer.
- audio signals it may be necessary in a household appliance to output audio signals.
- voice output for example to reproduce a cooking recipe or to provide information about the household appliance
- audio signals cannot be reproduced with optimum quality by means of a structure-borne sound transducer.
- the present document is concerned with the technical task of providing a cost-, space- and / or weight-efficient device for the reproduction of haptic signals and audio signals.
- a device for reproducing a haptic signal and / or an audio signal on a disk is described.
- the plate can be part of a user interface of a device, in particular a domestic appliance.
- the plate can e.g. have a size of 10 cm x 5 cm or more.
- the plate can be rigid.
- a touch-sensitive screen can be arranged on a front side of the plate (facing a user).
- the device described in this document can be arranged on the rear side of the plate (facing away from the user).
- the device described in this document can have the shape of a circular cylinder and / or a typical loudspeaker.
- the diameter of the device can e.g. between 2 cm and 8 cm.
- the device can comprise one or more fastening elements which are configured to fasten the device to the plate.
- the device can be fastened to the plate (in particular to the rear side of the plate) via one or more fastening elements.
- the one or more fastening elements can be screwed and / or glued to the plate.
- the one or more fastening elements can each be designed as a rod that is perpendicular to the plate.
- the one or more fastening elements can be designed and / or used to connect a housing, in particular a (rear) housing wall, of the device to the plate.
- the device includes a coil attached (e.g., glued) to the plate.
- a coil carrier of the coil can be attached to the plate.
- the coil can then be arranged at the end of the coil carrier facing away from the plate.
- the coil can have the shape of a hollow cylinder.
- the coil can have a wound wire made of an electrically conductive material (in particular made of a metal, for example copper).
- the coil can be designed to generate a magnetic field in response to a coil current through the coil.
- the coil can be connected to the plate in such a way that the plate is set in motion by a movement of the coil.
- the device comprises a magnet system which is set up to generate a magnetic field into which the coil is immersed.
- the magnet system may include a first pole (e.g. a magnetic north pole) that has a second pole (e.g. a magnetic south pole), so that a (constant and / or permanent) magnetic field is generated in an annular cavity between the first pole and the second pole.
- the coil can be designed to immerse into the annular cavity between the two poles (and thus into the magnetic field generated by the magnet system).
- the device further comprises a membrane which is fastened (directly or indirectly) to the plate (on the one hand) and to the magnet system (on the other hand) in such a way that the membrane is excited to vibrate by a movement of the magnet system.
- the membrane can e.g. be indirectly attached to the plate via the one or more fasteners.
- the membrane can be conical and enclose the coil.
- the membrane can consist of a flexible material (e.g. a paper).
- the membrane can preferably be a loudspeaker membrane.
- a device is thus described with a movably mounted magnet system that can be used to set a membrane to vibrate.
- the movably mounted magnet system can be used to set the membrane vibrating for the reproduction of an audio signal (e.g. a music and / or speech signal).
- the device comprises a coil which is fastened to a (fixed and / or rigid) plate and which interacts with the magnet system via one or more magnetic fields.
- a (constant and / or permanent) magnetic field can be generated by the magnetic field.
- a time-variable magnetic field can be generated by a coil current through the coil. The interaction of the two magnetic fields can bring about a relative movement between the coil and the magnet system.
- the coil attached to the plate can be used to stimulate (low-frequency) movements on the plate in order to output a haptic signal via the plate.
- the membrane excited by the magnetic field can be used to output an audio signal.
- An efficient device is thus described which is set up using only one membrane, only one coil and only one magnet system to output both a haptic signal and an audio signal in an efficient manner.
- the device can comprise a control unit which is set up to generate an (electrical) control signal for the reproduction of the haptic signal and / or the audio signal.
- a first signal for the haptic signal and a second signal for an audio signal can be superimposed in order to provide a combined or superimposed control signal.
- control unit can be set up to bring about a coil current that is dependent on the control signal through the coil in order to bring about the reproduction of the haptic signal and / or the audio signal.
- the coil current can produce a magnetic field on the coil which corresponds to the control signal and which interacts with the magnetic field of the magnet system.
- the magnet system can be set in motion in order to excite the membrane to vibrate, and thereby to cause the audio signal to be reproduced.
- a (low-frequency) movement of the coil can also be caused (e.g. due to the inertia of the magnet system) in order to set the plate in motion or vibration in order to reproduce the haptic signal and / or to reproduce the low-frequency components of the audio signal.
- a high-quality reproduction of haptic signals and audio signals is thus made possible.
- the device can in particular be designed in such a way that a large part and / or more than 50% of the energy of the component of the control signal that is provided for reproducing the haptic signal (ie the first signal) is transmitted to the plate via the coil, to make the plate vibrate.
- the device can be designed in such a way that a large part and / or more than 50% of the energy of the component of the control signal that is provided for reproducing the audio signal (ie the second signal) is transmitted to the membrane via vibrations of the magnet system to make the membrane vibrate. In this way, a high reproduction quality can be achieved in an efficient manner both for haptic signals and for audio signals.
- the device can comprise a first damping element (for example a damping ring) by means of which the coil is attached to the plate.
- the coil carrier can be connected to the plate via the first damping element.
- the first damping element can be arranged at the end of the coil carrier facing the plate, while the coil is arranged at the other end of the coil carrier.
- the coil carrier can be designed, for example, as a (hollow) cylinder and / or as a tube.
- the first damping element can have a low-pass characteristic.
- the first damping element can be set up to transmit frequency components of the control signal below a cut-off frequency to the plate and / or to decouple frequency components of the control signal above the cut-off frequency at least partially (e.g. with a damping factor of 90% or more) from the plate.
- the cutoff frequency can e.g. 100Hz or less, or 50Hz or less.
- the device can have a housing wall which is designed to cover the device on the rear side of the membrane (facing away from the plate). By providing a rear housing wall, an acoustic short circuit of the membrane can be avoided.
- the housing wall can be connected to the plate via the one or more (rod-shaped) fastening elements.
- the device can comprise a second damping element, via which the magnet system is fastened to the housing wall.
- the second damping element can have a low-pass characteristic.
- the second damping element can be set up to transmit frequency components of the control signal below the limit frequency via the housing wall and via the one or more fastening elements to the plate, and / or to at least partially decouple frequency components of the control signal above the limit frequency from the plate.
- the device can comprise a spider (such as used in a loudspeaker) which is arranged to connect the coil to the magnet system.
- the centering spider can be firmly connected to the coil or the coil carrier on one side and to the magnet system on the other side.
- the use of a centering spider can cause the coil to move in a defined manner within the magnetic field generated by the magnet system. Reliable reproduction of haptic signals and / or audio signals can thus be made possible.
- the magnet system can be movably attached to the plate via the membrane in such a way that the magnet system can oscillate along a direction of oscillation which is preferably perpendicular to the plate.
- the base of the conical or conical membrane can be attached (directly or indirectly) to the plate.
- the end of the membrane opposite the base can be attached to the magnet system.
- the coil can be set up to generate a magnetic field that is dependent on the coil current and that changes in accordance with the control signal and that causes the magnet system to move along the direction of oscillation (e.g. essentially perpendicular to the plate).
- the direction of oscillation e.g. essentially perpendicular to the plate.
- the device can comprise a membrane ring which is firmly connected to the one or more fastening elements and / or to the plate.
- the membrane ring can have a diameter which corresponds to the diameter of the base area of the membrane.
- the membrane can then be attached to the membrane ring (and thus indirectly attached to the plate via the membrane ring).
- the membrane can be attached to the membrane ring via a flexible bead (which comprises, for example, rubber and / or foam). Reliable movement of the membrane can thus be made possible.
- the membrane ring can be arranged at a distance from the plate and at a distance from the magnet system between the plate and the magnet system. As a result, there is a gap between the conical membrane and the plate, from which the sound waves of the reproduced audio signal can emerge. By providing such a space, the quality of the audio reproduction can be further increased.
- a user interface for a device (in particular for a domestic appliance) is described.
- the user interface comprises a plate (e.g. made of plastic) with a touch-sensitive screen on which a virtual control element (e.g. a virtual button) can be displayed.
- the user interface comprises a device arranged on the plate for reproducing a haptic signal and / or an audio signal.
- the device can be designed as described in this document.
- the user interface can comprise a control unit which is set up to detect that the virtual operating element has been operated by a user.
- the control unit can be configured to cause the device to reproduce a haptic signal on the panel in order to provide the user with haptic feedback in relation to the actuation of the virtual operating element.
- the control unit can be set up to detect that an audio signal (e.g. a voice signal and / or a music signal) is to be output.
- the device can be made to reproduce the audio signal.
- a user interface is thus provided via which haptic signals and audio signals can be generated in an efficient and high-quality manner.
- a domestic appliance which comprises the user interface and / or device described in this document.
- Exemplary household appliances are: a dishwasher, a washing machine, a stove, an oven, a refrigerator, a freezer, a dryer, etc.
- FIG. 1a an exemplary domestic appliance 100 with a user interface 110.
- the user interface 110 comprises a touch-sensitive screen 113 on which one or more virtual operating elements 117 can be provided.
- the screen 113 is typically arranged on a front panel 114 of the domestic appliance 100 or the user interface 110.
- An operating element 117 displayed on the screen 113 can be operated by a user of the domestic appliance 100.
- the actuation of the operating element 117 can be detected by a control unit 111 of the user interface 110.
- an actuator 112 for example a structure-borne sound transducer, can be caused to output a haptic and / or acoustic signal in order to give the user haptic and / or acoustic feedback about the actuation of the operating element 117. This can improve comfort and reliability the operation of a domestic appliance 110 can be increased.
- Figure 1b shows the front panel 114 of a user interface 110 in a side view.
- the actuator 112 is typically arranged behind the front panel 114 and (if necessary permanently) connected to the rear of the front panel 114 in order to excite the front panel 114 to vibrate for a haptic and / or acoustic signal.
- the control unit 111 can be configured to determine that an audio signal is to be output.
- the audio signal can e.g. a voice output (e.g. for the output of a voice instruction and / or for the output of information relating to the domestic appliance 110).
- the control unit 111 can furthermore be set up to cause the actuator 112 to output the audio signal.
- the quality of the audio reproduction is typically not optimal, particularly when using a structure-borne sound transducer and / or an exciter.
- a separate speaker can be provided for audio playback.
- the provision of an additional loudspeaker leads to additional costs, to an increased weight and to the need for additional installation space.
- a component or a device 112 which can be used on the one hand to generate a haptic feedback and on the other hand for the output of an audio signal with good sound quality.
- the component 112 (also referred to as the device in this document) can combine the function of a structure-borne sound transducer and a loudspeaker in a single component.
- a component 112 is described that can be viewed as a combined structure-borne sound transducer with loudspeaker functionality.
- the component 112 can be constructed like an electrodynamic loudspeaker, with a magnet system 204, with a voice coil 205 and with a loudspeaker diaphragm 202.
- the voice coil former 215 of the coil 205 can be pulled out over the diaphragm 202 .
- the voice coil former 215 can be mechanically firmly connected to the front plate 114 and can thus fulfill the function of an exciter or structure-borne sound transducer.
- the connection to the front plate 114 can, if necessary, take place via an acoustic damping element 203 with a low-pass characteristic.
- By moving the voice coil former 215 and / or the coil 205 relatively low-frequency vibrations are transmitted to the front panel 114 in order to output a haptic signal.
- the voice coil former 215 can be connected to the magnet system 204 via a centering spider 207.
- the magnet system 204 can be suspended in a swinging manner by means of the centering spider 207, so that the magnet system 204 can swing in accordance with an input signal (in particular in accordance with an audio signal).
- the coil 205 does not vibrate (as in a conventional loudspeaker).
- the membrane 202 can be firmly connected (in particular glued) to the magnet system 204, so that the vibrations of the magnet system 204 are transmitted to the membrane 202 for reproducing the audio signal.
- the magnet system 204 is typically static and the diaphragm 202 is glued to the moving voice coil 205. Furthermore, in a conventional loudspeaker, the voice coil 205 is typically movably supported via the centering spider 207 and moves back and forth in the shape of a piston in accordance with the audio signal.
- the coil 205 and the external clamping of the membrane 202 are preferably rigidly connected to the operating terminal or to the front panel 114 via the housing 206 of the component 112 (in particular via the fastening elements 201).
- the magnet system 204 and thus also the diaphragm 202 oscillates in accordance with the input signal (which causes a coil current through the coil 205).
- a damping ring 203 between the coil carrier 215 and the operating terminal 114 can be used to keep higher audio (in particular speech and music) frequencies away from the operating terminal 114 or to decouple them.
- the damping ring 203 can be designed in such a way that relatively low haptic frequencies or frequencies in the low tone range are allowed to pass through and are thus transmitted to the operating terminal 114.
- the damping ring 203 with low-pass character can thus be used to measure the non-linear behavior of the operating terminal 114 in terms of acoustic radiation with respect to a frequency band in which the human Hearing has a relatively high (in particular the greatest) sensitivity to reduce, in particular to minimize.
- the damping ring 203 can have the effect that, on the one hand, the low frequencies of the haptics are transmitted to the operating terminal 114 and, on the other hand, the low-frequency range is emitted via the operating terminal 114 during audio reproduction.
- the bass reproduction can thus take place via the coil carrier 215 and via the operating terminal 114.
- the operating terminal 114 can thus be used as a type of “subwoofer” for audio reproduction.
- the higher frequencies can, on the other hand, be reproduced via the membrane 202.
- the restriction to relatively high frequencies enables the use of a membrane 202 with a relatively small diameter.
- a relatively compact component 112 can thus be provided.
- the low-frequency range can be electrically filtered in order to ensure that no audible resonances are generated during the audio reproduction via the operating terminal 114.
- the housing, in particular the rear housing wall, 206 of the component 112 can consist of plastic.
- the housing 206 (with the fasteners 201) can be used to fasten the membrane 202 by an external clamp 209. Furthermore, an acoustic short circuit of the membrane 202 can be avoided by the housing 206.
- the component 112 can be attached to the operating terminal 114 (e.g. glued or screwed).
- the outer clamping 209 (also referred to as membrane ring in this document) can be arranged at a distance from the rear of the operating terminal (ie the front panel) 114, so that an opening is created between the clamping 209 and the rear of the operating terminal 114, from which the Membrane 202 generated sound waves can escape. In this way, the quality of the audio playback can be further increased.
- the acoustic quality with regard to the haptics and the audio output typically depend on the weight of the magnet system 204, on the size of the housing 206 and / or on the design of the one or more damping rings 203. If necessary, two damping rings 203, 208 can be attached, a first damping ring 203 at the front of the coil carrier 205 towards the operating terminal 114 and a second damping ring 208 at the rear of the magnet system 205 towards the housing 206.
- the component 112 thus has numerous different adjustment options, which can each be set individually and / or in combination in order to optimize the quality of the acoustic reproduction.
- a single component 112 is thus described which makes it possible to provide both the haptic reproduction and the acoustic speech or music output with a relatively high quality.
- the component 112 can be controlled via an amplifier which, by means of signal superimposition, superimposes the haptic signal and the audio signal and, based on this, causes the magnet system 204 to move.
- the component 112 has only a single magnetic voice coil system, and can thus be provided in a manner that is cost-effective and space-efficient. Furthermore, by using the control terminal 114 for audio reproduction in the low-frequency range, a membrane 202 adapted and / or optimized for audio reproduction in the mid-range and / or high-frequency range can be used, whereby the reproduction quality and / or the efficiency of the component 112 can be further increased .
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Abstract
Es wird eine Vorrichtung (112) zur Wiedergabe eines haptischen Signals und/oder eines Audiosignals an einer Platte (114) beschrieben. Die Vorrichtung (112) umfasst eine Spule (205), die an der Platte (114) befestigt ist, sowie ein Magnetsystem (204), das eingerichtet ist, ein Magnetfeld zu erzeugen, in das die Spule (205) eintaucht. Ferner umfasst die Vorrichtung (112) eine Membran (202), die derart an der Platte (114) und an dem Magnetsystem (204) befestigt ist, dass die Membran (202) durch eine Bewegung des Magnetsystems (204) zu Schwingungen angeregt wird. Außerdem umfasst die Vorrichtung (112) eine Ansteuereinheit (111), die eingerichtet ist, ein Ansteuersignal für die Wiedergabe des haptischen Signals und/oder des Audiosignals zu erzeugen. Die Ansteuereinheit (111) ist ferner eingerichtet, einen von dem Ansteuersignal abhängigen Spulenstrom durch die Spule (205) zu bewirken, um die Wiedergabe des haptischen Signals und/oder des Audiosignals zu bewirken.A device (112) for reproducing a haptic signal and / or an audio signal on a plate (114) is described. The device (112) comprises a coil (205), which is attached to the plate (114), and a magnet system (204) which is set up to generate a magnetic field in which the coil (205) is immersed. The device (112) further comprises a membrane (202) which is attached to the plate (114) and to the magnet system (204) in such a way that the membrane (202) is excited to vibrate by a movement of the magnet system (204). In addition, the device (112) comprises a control unit (111) which is set up to generate a control signal for the reproduction of the haptic signal and / or the audio signal. The control unit (111) is also set up to bring about a coil current that is dependent on the control signal through the coil (205) in order to bring about the reproduction of the haptic signal and / or the audio signal.
Description
Die Erfindung betrifft die Wiedergabe von Audiosignalen sowie von haptischen Signalen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, die es ermöglicht, in effizienter Weise sowohl Audiosignale als auch haptische Signale auszugeben.The invention relates to the reproduction of audio signals and of haptic signals. In particular, the invention relates to a device which enables both audio signals and haptic signals to be output in an efficient manner.
Ein Hausgerät kann als Teil einer Benutzerschnittstelle einen berührungsempfindlichen Bildschirm aufweisen. Über den berührungsempfindlichen Bildschirm können ein oder mehrere virtuelle Bedienelemente (z.B. Tasten, Schalter, Knöpfe, etc.) bereitgestellt werden. Um eine möglichst komfortable und zuverlässige Betätigung eines virtuellen Bedienelements zu ermöglichen, ist es typischerweise vorteilhaft, wenn parallel zu der Betätigung des virtuellen Bedienelements eine haptische und/oder akustische Rückmeldung bewirkt wird (z.B. zur Simulation des Klickgeräusches und/oder Klickgefühls eines Schalters). Eine derartige haptische Rückmeldung kann z.B. mittels eines Körperschallwandlers bewirkt werden.A household appliance can have a touch-sensitive screen as part of a user interface. One or more virtual operating elements (e.g. buttons, switches, buttons, etc.) can be provided via the touch-sensitive screen. In order to enable a virtual control element to be actuated as conveniently and reliably as possible, it is typically advantageous if a haptic and / or acoustic feedback is produced in parallel with the actuation of the virtual control element (e.g. to simulate the click noise and / or click feeling of a switch). Such a haptic feedback can e.g. be effected by means of a structure-borne sound transducer.
Des Weiteren kann es in einem Hausgerät erforderlich sein, Audiosignale auszugeben. Beispielsweise kann eine Sprachausgabe (etwa zur Wiedergabe eines Kochrezeptes oder zur Bereitstellung von Information über das Hausgerät) erfolgen. Audiosignale können typischerweise mittels eines Körperschallwandlers nicht mit einer optimalen Qualität wiedergegeben werden.Furthermore, it may be necessary in a household appliance to output audio signals. For example, voice output (for example to reproduce a cooking recipe or to provide information about the household appliance) can take place. Typically, audio signals cannot be reproduced with optimum quality by means of a structure-borne sound transducer.
Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, eine kosten-, bauraum- und/oder gewichtseffiziente Vorrichtung für die Wiedergabe von haptischen Signalen und von Audiosignalen bereitzustellen.The present document is concerned with the technical task of providing a cost-, space- and / or weight-efficient device for the reproduction of haptic signals and audio signals.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind insbesondere in den abhängigen Patentansprüchen definiert, in nachfolgender Beschreibung beschrieben oder in der beigefügten Zeichnung dargestellt.The object is achieved by the subject matter of the independent patent claim. Advantageous embodiments are particularly defined in the dependent claims, described in the following description or shown in the accompanying drawing.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Wiedergabe eines haptischen Signals und/oder eines Audiosignals an einer Platte beschrieben. Die Platte kann Teil einer Benutzerschnittstelle eines Geräts, insbesondere eines Hausgeräts, sein. Die Platte kann z.B. eine Größe von 10 cm x 5 cm oder mehr aufweisen. Die Platte kann starr ausgebildet sein. An einer (einem Nutzer zugewandten) Frontseite der Platte kann ein berührungsempfindlicher Bildschirm angeordnet sein. Die in diesem Dokument beschriebene Vorrichtung kann an der (von dem Nutzer abgewandten) Rückseite der Platte angeordnet sein. Die in diesem Dokument beschriebene Vorrichtung kann die Form eines Kreiszylinders und/oder eines typischen Lautsprechers aufweisen. Der Durchmesser der Vorrichtung kann z.B. zwischen 2 cm und 8 cm liegen.According to one aspect of the invention, a device for reproducing a haptic signal and / or an audio signal on a disk is described. The plate can be part of a user interface of a device, in particular a domestic appliance. The plate can e.g. have a size of 10 cm x 5 cm or more. The plate can be rigid. A touch-sensitive screen can be arranged on a front side of the plate (facing a user). The device described in this document can be arranged on the rear side of the plate (facing away from the user). The device described in this document can have the shape of a circular cylinder and / or a typical loudspeaker. The diameter of the device can e.g. between 2 cm and 8 cm.
Die Vorrichtung kann ein oder mehrere Befestigungselemente umfassen, die eingerichtet sind, die Vorrichtung an der Platte zu befestigen. Mit anderen Worten, die Vorrichtung kann über ein oder mehrere Befestigungselemente an der Platte (insbesondere an der Rückseite der Platte) befestigt sein. Dabei können die ein oder mehreren Befestigungselemente an die Platte angeschraubt und/oder geklebt sein. Die ein oder mehreren Befestigungselemente können jeweils als ein Stab ausgebildet sein, der senkrecht auf der Platte steht. Die ein oder mehreren Befestigungselemente können dazu ausgebildet sein und/oder verwendet werden, ein Gehäuse, insbesondere eine (rückwärtige) Gehäusewand, der Vorrichtung mit der Platte zu verbinden.The device can comprise one or more fastening elements which are configured to fasten the device to the plate. In other words, the device can be fastened to the plate (in particular to the rear side of the plate) via one or more fastening elements. The one or more fastening elements can be screwed and / or glued to the plate. The one or more fastening elements can each be designed as a rod that is perpendicular to the plate. The one or more fastening elements can be designed and / or used to connect a housing, in particular a (rear) housing wall, of the device to the plate.
Die Vorrichtung umfasst eine Spule, die an der Platte befestigt (z.B. geklebt) ist. Insbesondere kann ein Spulenträger der Spule an der Platte befestigt sein. Die Spule kann dann an dem von der Platte abgewandten Ende des Spulenträgers angeordnet sein. Die Spule kann die Form eines Hohlzylinders aufweisen. Die Spule kann einen aufgewickelten Draht aus einem elektrisch leitenden Material (insbesondere aus einem Metall, etwa Kupfer) aufweisen. Ferner kann die Spule ausgebildet sein, in Reaktion auf einen Spulenstrom durch die Spule ein magnetisches Feld zu erzeugen. Die Spule kann derart mit der Platte verbunden sein, dass durch eine Bewegung der Spule die Platte in Bewegung versetzt wird.The device includes a coil attached (e.g., glued) to the plate. In particular, a coil carrier of the coil can be attached to the plate. The coil can then be arranged at the end of the coil carrier facing away from the plate. The coil can have the shape of a hollow cylinder. The coil can have a wound wire made of an electrically conductive material (in particular made of a metal, for example copper). Furthermore, the coil can be designed to generate a magnetic field in response to a coil current through the coil. The coil can be connected to the plate in such a way that the plate is set in motion by a movement of the coil.
Des Weiteren umfasst die Vorrichtung ein Magnetsystem, das eingerichtet ist, ein Magnetfeld zu erzeugen, in das die Spule eintaucht. Das Magnetsystem kann einen ersten Pol (z.B. einen magnetischen Nordpol) umfassen, der einen zweiten Pol (z.B. einen magnetischen Südpol) umschließt, so dass in einem ringförmigen Hohlraum zwischen dem ersten Pol und dem zweiten Pol ein (konstantes und/oder permanentes) Magnetfeld erzeugt wird. Die Spule kann ausgebildet sein, in den ringförmigen Hohlraum zwischen den beiden Polen (und somit in das von dem Magnetsystem erzeugte Magnetfeld) einzutauchen.Furthermore, the device comprises a magnet system which is set up to generate a magnetic field into which the coil is immersed. The magnet system may include a first pole (e.g. a magnetic north pole) that has a second pole (e.g. a magnetic south pole), so that a (constant and / or permanent) magnetic field is generated in an annular cavity between the first pole and the second pole. The coil can be designed to immerse into the annular cavity between the two poles (and thus into the magnetic field generated by the magnet system).
Die Vorrichtung umfasst ferner eine Membran, die derart (direkt oder indirekt) an der Platte (einerseits) und an dem Magnetsystem (andererseits) befestigt ist, dass die Membran durch eine Bewegung des Magnetsystems zu Schwingungen angeregt wird. Die Membran kann z.B. indirekt über die ein oder mehreren Befestigungselemente an der Platte befestigt sein. Die Membran kann konusförmig sein und die Spule umschließen. Des Weiteren kann die Membran aus einem flexiblen Material (z.B. aus einem Papier) bestehen. Die Membran kann bevorzugt eine Lautsprecher-Membran sein.The device further comprises a membrane which is fastened (directly or indirectly) to the plate (on the one hand) and to the magnet system (on the other hand) in such a way that the membrane is excited to vibrate by a movement of the magnet system. The membrane can e.g. be indirectly attached to the plate via the one or more fasteners. The membrane can be conical and enclose the coil. Furthermore, the membrane can consist of a flexible material (e.g. a paper). The membrane can preferably be a loudspeaker membrane.
Es wird somit eine Vorrichtung mit einem beweglich gelagerten Magnetsystem beschrieben, das dazu genutzt werden kann, eine Membran zum Schwingen zu versetzen. Insbesondere kann das beweglich gelagerte Magnetsystem dazu verwendet werden, die Membran für die Wiedergabe eines Audiosignals (z.B. eines Musik- und/oder Sprachsignals) in Schwingungen zu versetzen. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung eine an einer (festen und/oder starren) Platte befestigte Spule, die mit dem Magnetsystem über ein oder mehrere Magnetfelder interagiert. Insbesondere kann durch das Magnetfeld ein (konstantes und/oder permanentes) Magnetfeld erzeugt werden. Ferner kann durch einen Spulenstrom durch die Spule ein zeitlich variables Magnetfeld erzeugt werden. Durch die Interaktion der beiden Magnetfelder kann eine Relativbewegung zwischen der Spule und dem Magnetsystem bewirkt werden.A device is thus described with a movably mounted magnet system that can be used to set a membrane to vibrate. In particular, the movably mounted magnet system can be used to set the membrane vibrating for the reproduction of an audio signal (e.g. a music and / or speech signal). Furthermore, the device comprises a coil which is fastened to a (fixed and / or rigid) plate and which interacts with the magnet system via one or more magnetic fields. In particular, a (constant and / or permanent) magnetic field can be generated by the magnetic field. Furthermore, a time-variable magnetic field can be generated by a coil current through the coil. The interaction of the two magnetic fields can bring about a relative movement between the coil and the magnet system.
Die an der Platte befestigte Spule kann dazu verwendet werden, die Platte zu (tieffrequenten) Bewegungen anzuregen, um über die Platte ein haptisches Signal auszugeben. Andererseits kann die durch das Magnetfeld angeregte Membran dazu genutzt werden, ein Audiosignal auszugeben.The coil attached to the plate can be used to stimulate (low-frequency) movements on the plate in order to output a haptic signal via the plate. On the other hand, the membrane excited by the magnetic field can be used to output an audio signal.
Es wird somit eine effiziente Vorrichtung beschrieben, die unter Verwendung von nur einer Membran, nur einer Spule und nur einem Magnetsystem eingerichtet ist, in effizienter Weise sowohl ein haptisches Signal als auch ein Audiosignal auszugeben.An efficient device is thus described which is set up using only one membrane, only one coil and only one magnet system to output both a haptic signal and an audio signal in an efficient manner.
Die Vorrichtung kann eine Ansteuereinheit umfassen, die eingerichtet ist, ein (elektrisches) Ansteuersignal für die Wiedergabe des haptischen Signals und/oder des Audiosignals zu erzeugen. Dabei können insbesondere ein erstes Signal für das haptische Signal und ein zweites Signal für ein Audiosignal überlagert werden, um ein kombiniertes bzw. überlagertes Ansteuersignal bereitzustellen.The device can comprise a control unit which is set up to generate an (electrical) control signal for the reproduction of the haptic signal and / or the audio signal. In particular, a first signal for the haptic signal and a second signal for an audio signal can be superimposed in order to provide a combined or superimposed control signal.
Ferner kann die Ansteuereinheit eingerichtet sein, einen von dem Ansteuersignal abhängigen Spulenstrom durch die Spule zu bewirken, um die Wiedergabe des haptischen Signals und/oder des Audiosignals zu bewirken. Durch den Spulenstrom kann ein dem Ansteuersignal entsprechendes Magnetfeld an der Spule bewirkt werden, das mit dem Magnetfeld des Magnetsystems interagiert. Als Folge daraus kann das Magnetsystem in Bewegung versetzt werden, um die Membran zu Schwingungen anzuregen, und um dadurch die Wiedergabe des Audiosignals zu bewirken. Ferner kann ggf. zusätzlich eine (niederfrequente) Bewegung der Spule bewirkt werden (z.B. aufgrund der Trägheit des Magnetsystems), um zur Wiedergabe des haptischen Signals und/oder zur Wiedergabe der tieffrequenten Anteile des Audiosignals die Platte in Bewegung bzw. in Schwingung zu versetzen. Es wird somit eine qualitativ hochwertige Wiedergabe von haptischen Signalen und von Audiosignalen ermöglicht.Furthermore, the control unit can be set up to bring about a coil current that is dependent on the control signal through the coil in order to bring about the reproduction of the haptic signal and / or the audio signal. The coil current can produce a magnetic field on the coil which corresponds to the control signal and which interacts with the magnetic field of the magnet system. As a consequence of this, the magnet system can be set in motion in order to excite the membrane to vibrate, and thereby to cause the audio signal to be reproduced. Furthermore, if necessary, a (low-frequency) movement of the coil can also be caused (e.g. due to the inertia of the magnet system) in order to set the plate in motion or vibration in order to reproduce the haptic signal and / or to reproduce the low-frequency components of the audio signal. A high-quality reproduction of haptic signals and audio signals is thus made possible.
Die Vorrichtung kann insbesondere derart ausgelegt sein, dass ein Großteil und/oder mehr als 50% der Energie der Komponente des Ansteuersignals, die für die Wiedergabe des haptischen Signals vorgesehen ist, (d.h. des ersten Signals) über die Spule an die Platte übertragen wird, um die Platte in Schwingungen zu versetzen. Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung derart ausgelegt sein, dass ein Großteil und/oder mehr als 50% der Energie der Komponente des Ansteuersignals, die zur Wiedergabe des Audiosignals vorgesehen ist, (d.h. des zweiten Signals) über Schwingungen des Magnetsystems an die Membran übertragen wird, um die Membran zu Schwingungen anzuregen. So kann in effizienter Weise eine hohe Wiedergabequalität sowohl für haptische Signale als auch für Audiosignale bewirkt werden.The device can in particular be designed in such a way that a large part and / or more than 50% of the energy of the component of the control signal that is provided for reproducing the haptic signal (ie the first signal) is transmitted to the plate via the coil, to make the plate vibrate. Alternatively or additionally, the device can be designed in such a way that a large part and / or more than 50% of the energy of the component of the control signal that is provided for reproducing the audio signal (ie the second signal) is transmitted to the membrane via vibrations of the magnet system to make the membrane vibrate. In this way, a high reproduction quality can be achieved in an efficient manner both for haptic signals and for audio signals.
Die Vorrichtung kann ein erstes Dämpfungselement (z.B. einen Dämpfungsring) umfassen, über das die Spule an der Platte befestigt ist. Insbesondere kann der Spulenträger über das erste Dämpfungselement an der Platte angebunden sein. Beispielsweise kann an dem, der Platte zugewandten, Ende des Spulenträgers das erste Dämpfungselement angeordnet sein, während an dem anderen Ende des Spulenträgers die Spule angeordnet ist. Der Spulenträger kann z.B. als (Hohl-) Zylinder und/oder als Rohr ausgebildet sein.The device can comprise a first damping element (for example a damping ring) by means of which the coil is attached to the plate. In particular, the coil carrier can be connected to the plate via the first damping element. For example, the first damping element can be arranged at the end of the coil carrier facing the plate, while the coil is arranged at the other end of the coil carrier. The coil carrier can be designed, for example, as a (hollow) cylinder and / or as a tube.
Das erste Dämpfungselement kann eine Tiefpass-Charakteristik aufweisen. Insbesondere kann das erste Dämpfungselement eingerichtet sein, Frequenzanteile des Ansteuersignals unterhalb einer Grenzfrequenz an die Platte zu übertragen, und/oder Frequenzanteile des Ansteuersignals oberhalb der Grenzfrequenz zumindest teilweise (z.B. mit einem Dämpfungsfaktor von 90% oder mehr) von der Platte zu entkoppeln. Die Grenzfrequenz kann z.B. bei 100Hz oder weniger, oder bei 50Hz oder weniger liegen.The first damping element can have a low-pass characteristic. In particular, the first damping element can be set up to transmit frequency components of the control signal below a cut-off frequency to the plate and / or to decouple frequency components of the control signal above the cut-off frequency at least partially (e.g. with a damping factor of 90% or more) from the plate. The cutoff frequency can e.g. 100Hz or less, or 50Hz or less.
Durch die Bereitstellung eines ersten Dämpfungselements kann in zuverlässiger Weise vermieden werden, dass hochfrequente Anteile eines Audiosignals über die Spule an die Platte übertragen werden (und über die Platte in verzerrter Weise wiedergegeben werden). Es kann somit eine qualitativ hochwertige Audiowiedergabe bewirkt werden.By providing a first damping element, it is possible to reliably prevent high-frequency components of an audio signal from being transmitted to the disk via the coil (and reproduced in a distorted manner via the disk). Thus, high quality audio reproduction can be achieved.
Wie bereits oben dargelegt, kann die Vorrichtung eine Gehäusewand aufweisen, die ausgebildet ist, die Vorrichtung an der (von der Platte abgewandten) Rückseite der Membran abzudecken. Durch die Bereitstellung einer rückwärtigen Gehäusewand kann ein akustischer Kurzschluss der Membran vermieden werden. Die Gehäusewand kann über die ein oder mehreren (stabförmigen) Befestigungselemente mit der Platte verbunden sein.As already explained above, the device can have a housing wall which is designed to cover the device on the rear side of the membrane (facing away from the plate). By providing a rear housing wall, an acoustic short circuit of the membrane can be avoided. The housing wall can be connected to the plate via the one or more (rod-shaped) fastening elements.
Die Vorrichtung kann ein zweites Dämpfungselement umfassen, über das das Magnetsystem an der Gehäusewand befestigt ist. Dabei kann das zweite Dämpfungselement eine Tiefpass-Charakteristik aufweisen. Insbesondere kann das zweite Dämpfungselement eingerichtet sein, Frequenzanteile des Ansteuersignals unterhalb der Grenzfrequenz über die Gehäusewand und über die ein oder mehreren Befestigungselemente an die Platte zu übertragen, und/oder Frequenzanteile des Ansteuersignals oberhalb der Grenzfrequenz zumindest teilweise von der Platte zu entkoppeln. Durch die Bereitstellung eines zweiten Dämpfungselements (zur Lagerung des Magnetsystems) kann eine stabile Bewegung des Magnetsystems ermöglicht werden. Ferner kann bei Verwendung eines zweiten Dämpfungselements mit Tiefpass-Charakteristik zuverlässig vermieden werden, dass hochfrequente Anteile eines Audiosignals an die Platte übertragen werden. Es kann somit eine qualitativ hochwertige Wiedergabe von Audiosignalen ermöglicht werden.The device can comprise a second damping element, via which the magnet system is fastened to the housing wall. The second damping element can have a low-pass characteristic. In particular, the second damping element can be set up to transmit frequency components of the control signal below the limit frequency via the housing wall and via the one or more fastening elements to the plate, and / or to at least partially decouple frequency components of the control signal above the limit frequency from the plate. By providing a second damping element (for mounting the magnet system), stable movement of the magnet system can be made possible. Furthermore, when using a second damping element with low-pass characteristics reliably prevents high-frequency components of an audio signal from being transmitted to the disk. A high quality reproduction of audio signals can thus be made possible.
Die Vorrichtung kann eine Zentrierspinne (wie z.B. in einem Lautsprecher verwendet) umfassen, die eingerichtet ist, die Spule mit dem Magnetsystem zu verbinden. Insbesondere kann die Zentrierspinne an einer Seite fest mit der Spule bzw. dem Spulenträger und an der anderen Seite fest mit dem Magnetsystem verbunden sein. Durch die Verwendung einer Zentrierspinne kann bewirkt werden, dass sich die Spule definiert innerhalb des von dem Magnetsystem erzeugten Magnetfelds bewegt. Es kann somit eine zuverlässige Wiedergabe von haptischen Signalen und/oder von Audiosignalen ermöglicht werden.The device can comprise a spider (such as used in a loudspeaker) which is arranged to connect the coil to the magnet system. In particular, the centering spider can be firmly connected to the coil or the coil carrier on one side and to the magnet system on the other side. The use of a centering spider can cause the coil to move in a defined manner within the magnetic field generated by the magnet system. Reliable reproduction of haptic signals and / or audio signals can thus be made possible.
Das Magnetsystem kann derart beweglich über die Membran an der Platte befestigt sein, dass das Magnetsystem entlang einer Schwingungsrichtung, die bevorzugt senkrecht zu der Platte verläuft, schwingen kann. Insbesondere kann die Grundfläche der konus- bzw. kegelförmigen Membran (direkt oder indirekt) an der Platte befestigt sein. Andererseits kann das, der Grundfläche gegenüberliegende, Ende der Membran an dem Magnetsystem befestigt sein. Durch die Schwingung des Magnetsystems entlang der Schwingungsrichtung kann somit in zuverlässiger Weise eine Schwingung der Membran bewirkt werden, was wiederum eine qualitativ hochwertige Audiowiedergabe ermöglicht.The magnet system can be movably attached to the plate via the membrane in such a way that the magnet system can oscillate along a direction of oscillation which is preferably perpendicular to the plate. In particular, the base of the conical or conical membrane can be attached (directly or indirectly) to the plate. On the other hand, the end of the membrane opposite the base can be attached to the magnet system. As a result of the oscillation of the magnet system along the oscillation direction, an oscillation of the membrane can thus be caused in a reliable manner, which in turn enables high-quality audio reproduction.
Die Spule kann eingerichtet sein, ein von dem Spulenstrom abhängiges sich gemäß dem Ansteuersignal änderndes Magnetfeld zu erzeugen, durch das bewirkt wird, dass sich das Magnetsystem entlang der Schwingungsrichtung (z.B. im Wesentlichen senkrecht zu der Platte) bewegt. Als Folge der Bewegung des Magnetsystems kann sich die Eintauchtiefe der Spule in das Magnetfeld und/oder in den ringförmigen Hohlraum des Magnetsystems verändern. Durch die Bewegung des Magnetsystems kann eine Anregung der Membran zur Wiedergabe eines Audiosignals bewirkt werden.The coil can be set up to generate a magnetic field that is dependent on the coil current and that changes in accordance with the control signal and that causes the magnet system to move along the direction of oscillation (e.g. essentially perpendicular to the plate). As a result of the movement of the magnet system, the depth of immersion of the coil in the magnetic field and / or in the annular cavity of the magnet system can change. The movement of the magnet system can stimulate the membrane to reproduce an audio signal.
Die Vorrichtung kann einen Membranring umfassen, der fest mit den ein oder mehreren Befestigungselementen und/oder mit der Platte verbunden ist. Der Membranring kann dabei einen Durchmesser aufweisen, der dem Durchmesser der Grundfläche der Membran entspricht. Die Membran kann dann an dem Membranring befestigt sein (und somit indirekt über den Membranring mit der Platte befestigt sein). Insbesondere kann die Membran über eine flexible Sicke (die z.B. Gummi und/oder Schaumstoff umfasst) an dem Membranring befestigt sein. So kann eine zuverlässige Bewegung der Membran ermöglicht werden.The device can comprise a membrane ring which is firmly connected to the one or more fastening elements and / or to the plate. The membrane ring can have a diameter which corresponds to the diameter of the base area of the membrane. The membrane can then be attached to the membrane ring (and thus indirectly attached to the plate via the membrane ring). In particular, the membrane can be attached to the membrane ring via a flexible bead (which comprises, for example, rubber and / or foam). Reliable movement of the membrane can thus be made possible.
Der Membranring kann beabstandet zu der Platte und beabstandet zu dem Magnetsystem zwischen der Platte und dem Magnetsystem angeordnet ist. Also Folge daraus ergibt sich zwischen der kegelförmigen Membran und der Platte ein Zwischenraum, aus dem die Schallwellen des wiedergegebenen Audiosignals austreten können. Durch die Bereitstellung eines derartigen Zwischenraums kann die Qualität der Audiowiedergabe weiter erhöht werden.The membrane ring can be arranged at a distance from the plate and at a distance from the magnet system between the plate and the magnet system. As a result, there is a gap between the conical membrane and the plate, from which the sound waves of the reproduced audio signal can emerge. By providing such a space, the quality of the audio reproduction can be further increased.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Benutzerschnittstelle für ein Gerät (insbesondere für ein Hausgerät) beschrieben. Die Benutzerschnittstelle umfasst eine Platte (z.B. aus Kunststoff) mit einem berührungsempfindlichen Bildschirm, auf dem ein virtuelles Bedienelement (z.B. eine virtuelle Taste) angezeigt werden kann. Des Weiteren umfasst die Benutzerschnittstelle eine an der Platte angeordnete Vorrichtung zur Wiedergabe eines haptischen Signals und/oder eines Audiosignals. Die Vorrichtung kann dabei wie in diesem Dokument beschrieben ausgebildet sein.According to a further aspect, a user interface for a device (in particular for a domestic appliance) is described. The user interface comprises a plate (e.g. made of plastic) with a touch-sensitive screen on which a virtual control element (e.g. a virtual button) can be displayed. Furthermore, the user interface comprises a device arranged on the plate for reproducing a haptic signal and / or an audio signal. The device can be designed as described in this document.
Die Benutzerschnittstelle kann eine Steuereinheit umfassen, die eingerichtet ist, zu detektieren, dass das virtuelle Bedienelement von einem Nutzer betätigt wurde. Die Steuereinheit kann ferner eingerichtet sein, in Reaktion darauf, die Vorrichtung zu veranlassen, ein haptisches Signal an der Platte wiederzugeben, um den Nutzer eine haptische Rückmeldung in Bezug auf die Betätigung des virtuellen Bedienelements zu geben. Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinheit eingerichtet sein, zu detektieren, dass ein Audiosignal (z.B. ein Sprachsignal und/oder ein Musiksignal) ausgegeben werden soll. In Reaktion darauf kann die Vorrichtung veranlasst werden, das Audiosignal wiederzugeben. Es wird somit eine Benutzerschnittstelle bereitgestellt, über die in effizienter und qualitativ hochwertiger Weise haptische Signale und Audiosignale erzeugt werden können.The user interface can comprise a control unit which is set up to detect that the virtual operating element has been operated by a user. In response to this, the control unit can be configured to cause the device to reproduce a haptic signal on the panel in order to provide the user with haptic feedback in relation to the actuation of the virtual operating element. Alternatively or additionally, the control unit can be set up to detect that an audio signal (e.g. a voice signal and / or a music signal) is to be output. In response, the device can be made to reproduce the audio signal. A user interface is thus provided via which haptic signals and audio signals can be generated in an efficient and high-quality manner.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Hausgerät beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Benutzerschnittstelle und/oder Vorrichtung umfasst. Beispielhafte Hausgeräte sind: eine Spülmaschine, eine Waschmaschine, ein Herd, ein Ofen, ein Kühlschrank, eine Kühltruhe, ein Trockner, etc.According to a further aspect, a domestic appliance is described which comprises the user interface and / or device described in this document. Exemplary household appliances are: a dishwasher, a washing machine, a stove, an oven, a refrigerator, a freezer, a dryer, etc.
Es ist zu beachten, dass jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtung in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden können. Insbesondere können die Merkmale der Patentansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.It should be noted that all aspects of the device described in this document can be combined with one another in diverse ways. In particular, the features of the claims can be combined with one another in many ways.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
- Figur 1a
- ein beispielhaftes Hausgerät;
- Figur 1b
- eine beispielhafte Benutzerschnittstelle für ein Hausgerät in einer Seitenansicht; und
- Figuren 2a bis 2e
- beispielhafte Ansichten einer Vorrichtung zur Wiedergabe von haptischen Signalen und/oder von Audiosignalen.
- Figure 1a
- an exemplary home appliance;
- Figure 1b
- an exemplary user interface for a household appliance in a side view; and
- Figures 2a to 2e
- exemplary views of a device for reproducing haptic signals and / or audio signals.
Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der effizienten Wiedergabe von Audiosignalen und von haptischen Signalen. In diesem Zusammenhang zeigt
Ein auf dem Bildschirm 113 angezeigtes Bedienelement 117 kann von einem Nutzer des Hausgeräts 100 betätigt werden. Die Betätigung des Bedienelements 117 kann von einer Steuereinheit 111 der Benutzerschnittstelle 110 detektiert werden. In Reaktion darauf kann ein Aktuator 112, z.B. ein Körperschallwandler, veranlasst werden, ein haptisches und/oder akustisches Signal auszugeben, um dem Nutzer eine haptische und/oder akustische Rückmeldung über die Betätigung des Bedienelements 117 zu geben, So können der Komfort und die Zuverlässigkeit der Bedienung eines Hausgeräts 110 erhöht werden.An
Die Steuereinheit 111 kann eingerichtet sein, zu bestimmen, dass ein Audiosignal ausgegeben werden soll. Das Audiosignal kann z.B. eine Sprachausgabe (z.B. zur Ausgabe einer Sprachanweisung und/oder zur Ausgabe von Information in Bezug auf das Hausgerät 110) umfassen. Die Steuereinheit 111 kann ferner eingerichtet sein, den Aktuator 112 zu veranlassen, das Audiosignal auszugeben. Dabei ist jedoch insbesondere bei Verwendung eines Körperschallwandler und/oder eines Exciters die Qualität der Audiowiedergabe typischerweise nicht optimal. Alternativ kann ein separater Lautsprecher für die Audiowiedergabe bereitgestellt werden. Die Bereitstellung eines zusätzlichen Lautsprechers führt jedoch zu zusätzlichen Kosten, zu einem erhöhten Gewicht und zu einem Bedarf an zusätzlichem Bauraum.The
In diesem Dokument wird daher, insbesondere in Zusammenhang mit den
Wie in den
Ferner kann der Schwingspulenträger 215 über eine Zentrierspinne 207 mit dem Magnetsystem 204 verbunden sein. Dabei kann das Magnetsystem 204 mittels der Zentrierspinne 207 schwingend aufgehängt sein, so dass das Magnetsystem 204 entsprechend einem Eingangssignal (insbesondere entsprechend einem Audiosignal) schwingen kann. Andererseits erfolgt keine Schwingung der Spule 205 (wie bei einem konventionellen Lautsprecher). Die Membran 202 kann fest mit dem Magnetsystem 204 verbunden (insbesondere verklebt) sein, so dass die Schwingungen des Magnetsystems 204 zur Wiedergabe des Audiosignals auf die Membran 202 übertragen werden.Furthermore, the voice coil former 215 can be connected to the
Bei einem konventionellen Lautsprecher ist das Magnetsystem 204 typischerweise statisch und die Membran 202 ist mit der sich bewegenden Schwingspule 205 verklebt. Ferner ist bei einem konventionellen Lautsprecher typischerweise die Schwingspule 205 über die Zentrierspinne 207 beweglich gelagert und bewegt sich entsprechend dem Audiosignal kolbenförmig vor und zurück.In a conventional loudspeaker, the
In dem in diesem Dokument beschriebenen Bauteil 112 sind bevorzugt die Spule 205 und die äußere Einspannung der Membran 202 starr über das Gehäuse 206 des Bauteils 112 (insbesondere über die Befestigungselemente 201) mit dem Bedienterminal bzw. mit der Frontplatte 114 verbunden. Bei dieser Anordnung schwingt das Magnetsystem 204 und somit auch die Membran 202 entsprechend dem Eingangssignal (durch das ein Spulenstrom durch die Spule 205 bewirkt wird).In the
Ein Dämpfungsring 203 zwischen dem Spulenträger 215 und dem Bedienterminal 114 kann dazu genutzt werden, höhere Audio- (insbesondere Sprach- und Musik-) Frequenzen von dem Bedienterminal 114 fernzuhalten bzw. zu entkoppeln. Andererseits kann der Dämpfungsring 203 derart ausgebildet sein, dass relativ tiefe Haptikfrequenzen bzw. Frequenzen im Tieftonbereich durchgelassen, und somit auf das Bedienterminal 114 übertragen werden. Der Dämpfungsring 203 mit Tiefpasscharakter kann somit dazu verwendet werden, das nichtlineare Verhalten des Bedienterminals 114 bei der akustischen Abstrahlung, bezüglich eines Frequenzbandes, in dem das menschliche Gehör eine relativ große (insbesondere die größte) Empfindlichkeit besitzt, zu reduzieren, insbesondere zu minimieren. Andererseits kann durch den Dämpfungsring 203 bewirkt werden, dass zum einen die tiefen Frequenzen der Haptik an das Bedienterminal 114 übertragen werden, und dass zum anderen bei der Audiowiedergabe der Tieftonbereich über das Bedienterminal 114 abgestrahlt wird.A damping
Die Bass-Wiedergabe kann somit über den Spulenträger 215 und über das Bedienterminal 114 erfolgen. Das Bedienterminal 114 kann somit als eine Art "Subwoofer" für die Audiowiedergabe genutzt werden. Die höheren Frequenzen können andererseits über die Membran 202 wiedergegeben werden. Die Beschränkung auf relativ hohe Frequenzen ermöglicht dabei die Verwendung einer Membran 202 mit einem relativ kleinen Durchmesser. Es kann somit ein relativ kompaktes Bauteil 112 bereitgestellt werden.The bass reproduction can thus take place via the
Alternativ oder zusätzlich zu der Verwendung eines Dämpfungsrings 203 kann eine elektrische Filterung des Tieftonbereichs erfolgen, um zu bewirken, dass bei der Audiowiedergabe über das Bedienterminal 114 keine hörbaren Resonanzen erzeugt werden.As an alternative or in addition to the use of a damping
Das Gehäuse, insbesondere die rückwärtige Gehäusewand, 206 des Bauteils 112 kann aus Kunststoff bestehen. Das Gehäuse 206 (mit den Befestigungselementen 201) kann dazu verwendet werden, die Membran 202 durch eine äußere Einspannung 209 zu befestigen. Des Weiteren kann durch das Gehäuse 206 ein akustischer Kurzschluss der Membran 202 vermieden werden. Mithilfe des Gehäuses 206 kann das Bauteil 112 an dem Bedienterminal 114 befestigt (z.B. verklebt oder verschraubt werden).The housing, in particular the rear housing wall, 206 of the
Die äußere Einspannung 209 (in diesem Dokument auch als Membranring bezeichnet) kann beabstandet zu der Rückseite des Bedienterminals (d.h. der Frontplatte) 114 angeordnet sein, so dass zwischen der Einspannung 209 und der Rückseite des Bedienterminals 114 eine Öffnung entsteht, aus der die von der Membran 202 erzeugten Schallwellen austreten können. So kann die Qualität der Audiowiedergabe weiter erhöht werden.The outer clamping 209 (also referred to as membrane ring in this document) can be arranged at a distance from the rear of the operating terminal (ie the front panel) 114, so that an opening is created between the clamping 209 and the rear of the operating
Die akustische Qualität bezüglich der Haptik und der Audioausgabe hängen typischerweise von dem Gewicht des Magnetsystems 204, von der Größe des Gehäuses 206 und/oder von der Ausführung der ein oder mehreren Dämpfungsringe 203 ab. Dabei können ggf. zwei Dämpfungsringe 203, 208 angebracht werden, ein erster Dämpfungsring 203 vorne am Spulenträger 205 zum Bedienterminal 114 hin und ein zweiter Dämpfungsring 208 hinten am Magnetsystem 205 zum Gehäuse 206 hin. Das Bauteil 112 weist somit zahlreiche unterschiedliche Abgleichmöglichkeiten auf, die jeweils einzeln und/oder in Kombination eingestellt werden können, um die Qualität der akustischen Wiedergabe zu optimieren.The acoustic quality with regard to the haptics and the audio output typically depend on the weight of the
Es wird somit ein einzelnes Bauteil 112 beschrieben, das es ermöglicht, sowohl die Haptik-Wiedergabe als auch die akustische Sprach- bzw. Musikausgabe mit relativ hoher Qualität bereitzustellen. Dabei kann das Bauteil 112 über einen Verstärker angesteuert werden, der mittels Signalüberlagerung das Haptiksignal und das Audiosignal überlagert, und basierend darauf die Bewegung des Magnetsystems 204 bewirkt.A
Das Bauteil 112 weist nur ein einziges Magnet-Schwingspulensystem auf, und kann somit in kosten- und bauraumeffizienter Weise bereitgestellt werden. Ferner kann durch die Nutzung des Bedienterminals 114 für die Audiowiedergabe im Tieftonbereich, eine für die Audiowiedergabe im Mittelton- und/oder Hochtonbereich angepasste und/oder optimierte Membran 202 verwendet werden, wodurch die Wiedergabequalität und/oder die Effizienz des Bauteils 112 weiter erhöht werden können.The
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip des vorgeschlagenen Systems veranschaulichen sollen.The present invention is not restricted to the exemplary embodiments shown. In particular, it should be noted that the description and the figures are only intended to illustrate the principle of the proposed system.
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