CN107113508A - 扬声器装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种装置，包括：被布置为机械地移位的表面；与所述表面耦接的第一磁体；用于支撑所述表面的至少一个支撑构件；包括第二磁体的基部，其中所述第二磁体被布置为至少部分地面向所述第一磁体；与所述第二磁体耦接的线圈；以及与所述线圈电耦接的信号端口，其中电信号被配置为在所述信号端口与所述线圈之间行进，并且其中当所述表面的力平衡状态被所述线圈中的所述电信号或被所述表面从所述力平衡状态的位置的机械位移打破时，所述线圈中的所述电信号与所述表面的机械位移成比例。

Description

扬声器装置
技术领域
本发明涉及扬声器装置。更具体地，本发明涉及诱发表面与扬声器基部(base)之间的磁场中的变化以形成声音。
背景技术
在许多不同的地方使用扬声器装置以产生声音。将扬声器装置与其他设备和结构集成(整合)可以是实用的。
发明内容
根据一方面，提供了独立权利要求的主题。
在从属权利要求中限定了一些进一步的实施方案。
附图说明
在下文中，将参考随附附图通过优选实施方案来更详细地描述本发明，在附图中
图1例示出了根据本发明的一实施方案的装置；
图2A和2B例示出了根据本发明的实施方案的第一磁体和第二磁体的布置；
图3例示出了根据本发明的一实施方案的扬声器装置；
图4例示出了根据本发明的一实施方案的扬声器装置；
图5例示出了根据本发明的一实施方案的线圈的布置；
图6例示出了根据本发明的一实施方案的扬声器装置；以及
图7例示出了本发明的一实施方案。
具体实施方式
以下实施方案是示例性的。虽然说明书可在多个位置中提到“一”、“一个”或“一些”实施方案，但这并不一定意味着每个这样的参考指的是相同的实施方案，或者该特征仅适用于单个实施方案。不同实施方案的单个特征也可以被组合以提供其他实施方案。此外，措辞“包含”和“包括”应被理解为不将所描述的实施方案限制为仅由已经提到的那些特征组成，并且这样的实施方案还可以含有尚未具体提及的特征/结构。
图1例示出了装置100。参考图1，装置100包括：被布置为机械地移位的表面102；与表面102耦接的第一磁体110；用于支撑表面102的至少一个支撑构件106；包括第二磁体120的基部104，其中第二磁体120被布置为至少部分地面向第一磁体110；与第二磁体120耦接的线圈122；以及与线圈122电耦接的信号端口130，其中电信号被配置为在信号端口130与线圈122之间行进(travel)，其中第一磁体110与第二磁体120之间的磁场引发(cause)对表面102的力，其中包括所述表面102和所述至少一个支撑构件106的实体包括至少一个弹性元件，所述至少一个弹性元件提供支撑反作用力，该支撑反作用力充当对由磁场引发的力的反作用力，使得表面102处于力平衡状态，并且其中当力平衡状态被线圈122中的电信号或被表面102从力平衡状态的位置的机械位移打破时，线圈122中的电信号与表面102的机械位移成比例。
在一实施方案中，电信号从信号端口130被馈送到线圈122。因此，电信号可以从信号端口130行进到线圈122。
在一实施方案中，图1的装置100是用于产生声音的扬声器100。扬声器100可以用作常规扬声器，诸如计算机扬声器、扬声器或电视扬声器，或者用作集成扬声器。集成扬声器可以是指这样一种扬声器，例如其集成在墙壁结构、电子设备或地板中，并且将所提到的结构和设备用作扬声器的一部分。
扬声器100可以包括表面102以及与该表面耦接的第一磁体110，该表面被配置为由表面102的振动产生声音。第一磁体110可以固定到表面102。在一实施方案中，表面102包括第一磁体110。扬声器100还可以包括用于支撑所述表面102的至少一个支撑构件106。扬声器100还可以包括基部104和线圈122，该基部包括第二磁体120，其中第二磁体120可以被布置为至少部分地面向第一磁体110，所述线圈与第二磁体120耦接。在一实施方案中，线圈122固定到第二磁体120。
扬声器100还可以包括与线圈122电耦接的音频信号输入部130，其中音频信号输入部130可以被配置为接收电音频信号并将电音频信号传送到线圈122中，并且其中第一磁体110与第二磁体120之间的磁场引发对表面102的力，其中包括所述表面102和所述至少一个支撑构件106的实体包括至少一个弹性元件，所述至少一个弹性元件提供支撑反作用力，该支撑反作用力充当对由磁场引发的力的反作用力，使得表面102处于力平衡状态，并且其中提供到线圈122中的电音频信号诱发第一磁体110与第二磁体120之间的磁场中的变化，因此改变力的强度，并且从而使表面102根据电音频信号振动。弹性元件可以包括所述表面102和所述至少一个支撑构件106中至少之一。由线圈122诱发的磁场的变化可以打破力平衡状态，并使表面根据电音频信号振动，并且从而由振动产生声音。在一实施方案中，支撑反作用力是由使表面102弯曲和所述至少一个支撑构件106的弹性中的至少一个引发的。在一实施方案中，表面102是拱形的。
在一实施方案中，所述至少一个支撑构件106被第一磁体110与第二磁体120之间的磁力预张紧(pre-tension)。预张紧可以使得所述至少一个支撑构件106产生支撑反作用力，并且从而使得表面102处于力平衡状态。
在一实施方案中，第一磁体110与第二磁体120之间的磁场引发对第一磁体110的磁力，其中至少一些磁力作为机械力被传递到表面102。在一实施方案中，第一磁体110与第二磁体120之间的磁场引发对第一磁体110的磁力，该磁力引发对表面102的机械力。
在一实施方案中，大部分支撑反作用力是由所述至少一个支撑构件106引发的。
以上所述的第一磁体110和第二磁体120可以是永磁体或电磁体。磁体110、120可以由例如钕、铁、镍、钴及它们的合金制成。在一实施方案中，磁体110、120包括调节机构，其中该调节机构可以用于改变第一磁体110与第二磁体120之间的磁通量的量。调节机构可以是例如可用于改变磁通量的量的机械旋钮或电子设备。调节机构可用于改变磁体110、120的极性。调节机构可以例如通过控制流过磁体110、120的电流的量和/或方向来运行。在一实施方案中，调节机构可以控制第一磁体110和第二磁体120的对准和/或位置。
在一实施方案中，表面102由玻璃、塑料、金属或木材制成。表面102可以包括所述材料的组合，诸如复合材料。表面102可以是例如矩形、正方形或圆形的形状。表面102的形状还可以是上面所列形状之外的形状。在一实施方案中，表面102是电子装置(诸如移动电话、平板电脑、计算机、电视或其他包括显示器的设备)的显示器的一部分。表面102可以是例如显示器的护罩玻璃或护罩塑料。在一实施方案中，表面102包括在面板、板、画作(painting)、窗户、墙壁、地板或天花板中。表面102可以产生到包括以上所述房间元素中的一些的房间或空间的内部或外部的声音。在一实施方案中，表面102由非弹性和/或不可弯曲的材料制成。这可以意味着表面102可以不提供支撑反作用力的任何重要部分。表面102可以被布置为使得表面102与基部104之间存在间隙。
在一实施方案中，表面至少为1mm厚。在一实施方案中，表面至少为10mm厚。在一实施方案中，表面至少为10cm厚。
表面102的平衡状态可以用不同能力(capacity，导磁系数)的磁体来实现。表面102越重，需要的磁力可以越大。可以通过使磁体110、120彼此更加靠近和/或使用更强力的磁体110、120来实现更强的磁力。所述至少一个支撑构件106可以被布置和/或被设计为使得支撑反作用力对于当前的磁力被优化。由于对于不同场景磁力和支撑反作用力均可以被优化，因此可以实现力平衡状态。不同的场景可以是指例如表面102以不同的材料和尺寸制成。
在一实施方案中，当表面102处于力平衡状态时，第一磁体110与第二磁体120之间的距离在0.3毫米(mm)到1.0mm之间。在一实施方案中，当表面102处于力平衡状态时，第一磁体110与第二磁体120之间的距离在1.0mm到2.0mm之间。
在一实施方案中，第一磁体110和/或第二磁体120由钐和/或钴制成。在这种情况下，第一磁体110和/或第二磁体120的kJ/m3值可以在例如143kJ/m3至159kJ/m3之间。在一实施方案中，第一磁体110和/或第二磁体120由钕和/或铁氧体制成。在这种情况下，第一磁体110和/或第二磁体120的kJ/m3值可以在例如250kJ/m3至400kJ/m3之间。
在一实施方案中，第一磁体110和第二磁体120中的至少一个由铁制成。
当使用扬声器100时，由于磁体的磁性没有改变，第一磁体110与第二磁体120之间的磁通量可以不变。然而，通过将电流(诸如电音频信号)传导到线圈122，线圈122可以在第一磁体110与第二磁体120之间的磁场内部产生另外的磁分量。取决于磁体110、120的设置和电流的方向，该额外的磁分量可以使磁场增强或减弱，且从而使磁力增加或减小，并引发表面102相对于基部104的位移，以及生成声音。支撑反作用力可以随着磁力增加而增加。支撑反作用力可以尽力增加以试图恢复平衡状态。与磁力相比，支撑反作用力可以延迟增加，从而使得表面102能够振动。与力的增加类似，支撑反作用力可以随着磁力减小而减小。
在一实施方案中，线圈122被布置在第一磁体110与第二磁体120之间。这可以提高电音频信号对第一磁体110与第二磁体120之间的磁场的有效性，因为由线圈122引起的磁分量可以在物理上更靠近磁体110、120之间的磁场。线圈122可以被布置在磁体110、120之间，使得由线圈122引起的主磁分量平行于磁体110、120之间的磁场。
在一实施方案中，装置100包括被配置为产生声音的扬声器，其中表面102的机械位移包括产生声音的振动，其中电信号包括被配置为从信号端口130行进到线圈122的电音频信号，并且其中提供到线圈122中的电音频信号诱发第一磁体110与第二磁体120之间的磁场中的变化，从而打破力平衡状态，并使表面102根据电音频信号振动。
现在让我们更近地观察第一磁体110和第二磁体120以及线圈122的布置。图2A和2B例示出了根据本发明的实施方案的第一磁体110和第二磁体120的布置。参考图2A，第一磁体110和第二磁体120的相同极性可以面向彼此。图2A中的相同极性被示出为磁体110、120的北极。类似地，相同极性可以是指磁体110、120的南极。第一磁体110可以经受由箭头Fm所示的磁力。该磁力可以引发对表面102的机械力。由于相同极性可以引发作用在彼此上的推动磁力，因此磁力的方向可以远离第二磁体120。虽然在图2A中未示出，但是第二磁体120可以经受与第一磁体110所经受的磁力大小相等的磁力，但力的方向可以相反。现在参考图2B，该设置可以与图2A类似，但现在第一磁体110和第二磁体120的极性可以不同。这可以引发如由图2B中的箭头Fm所示的牵引磁力。虽然在图2B中未示出，但是第二磁体120可以经受与第一磁体110所经受的磁力大小相等的磁力，但是力的方向可以相反。
如图2A和2B所示，线圈122可以放置在磁体110、120之间，以使线圈的使用更有效。以上所述的由箭头Fm所示的磁力可以对与第一磁体110耦接的表面102施加力。在一实施方案中，第一磁体110机械地固定到表面102。在一实施方案中，表面102和第一磁体可以是一体的。表面102本身可以由磁性材料制成，从而直接经受磁力。由箭头Fm所示的磁力可以使第一磁体110沿力的方向移动。如上所述，由于表面102可以物理地连接到第一磁体110，因此表面102可以沿与第一磁体110相同的方向移动。
再次参考图1，所述至少一个支撑构件106在其张紧时可以产生支撑反作用力。支撑反作用力可以由材料或构造(form)的抵抗至少一个支撑构件106的形状或构造中的变化的能力引发。张紧所述至少一个支撑构件106可以使得所述至少一个支撑构件106通过抵抗形状变化而产生支撑反作用力。形状变化可以是由第一磁体110与第二磁体120之间的磁场引发的对表面102的力所导致的。所述至少一个支撑构件106的弹性可以来自用于制造支撑构件的材料和/或来自其构造。所述至少一个支撑构件106可由泡沫弹性材料制成，或者其可以构造为例如弹簧。在一实施方案中，所述至少一个支撑构件106由多孔材料制成。
所述至少一个支撑构件106可以设置在表面102与基部104之间。该设置可以意味着将所述至少一个支撑构件106的第一区域固定到表面102，并将第二区域固定到基部104。在第一磁体110与第二磁体120之间的增加的磁力可以进一步张紧所述至少一个支撑构件106，从而增加支撑反作用力。
图3例示出了根据本发明的实施方案的扬声器装置。参考图3，扬声器装置可以与图1的扬声器装置100类似或相同。所述至少一个支撑构件106可以包括至少一个弹性支撑构件302或者是至少一个弹性支撑构件。当所述至少一个弹性支撑构件302被张紧时，所述至少一个弹性支撑构件302可以产生对抗第一磁体110与第二磁体120之间的磁力的反作用力。在一实施方案中，当通过增加表面102与基部104之间的距离来拉伸所述至少一个弹性支撑构件302时，支撑反作用力增加。在一实施方案中，当通过减小表面102与基部104之间的距离来压缩所述至少一个弹性支撑构件302时，支撑反作用力增加。在一实施方案中，所述至少一个弹性支撑构件302包括螺旋弹簧或者是螺旋弹簧。
图4例示出了根据本发明的实施方案的扬声器装置。参考图4，例示出的扬声器装置可以与图1的扬声器装置100类似或相同。所述至少一个支撑构件106可以包括至少一个泡沫支撑构件402或者是至少一个泡沫支撑构件。所述至少一个泡沫支撑构件402可以由例如泡沫弹性材料制成。所述至少一个泡沫支撑构件402可以包括孔和/或腔以增强其弹性。
扬声器可以包括用于调节第一磁体110与第二磁体120之间的距离的调节构件。调节构件可以包括与第二磁体120机械地耦接的第一调节螺钉410，其中通过调整第一调节螺钉410，能够改变第二磁体120到第一磁体110的距离。调节构件还可以包括用于调节表面102与基部104之间的距离的至少一个第二调节螺钉420。所述至少一个第二调节螺钉420可以与所述至少一个泡沫支撑构件402机械地耦接，其中通过调整所述至少一个第二调节螺钉420，能够改变表面102与基部104之间的距离。在一实施方案中，通过减小表面102与基部104之间的距离，支撑反作用力增加。在另一实施方案中，通过增加表面102与基部104之间的距离，支撑反作用力增加。
第二磁体120可以包括第一连接构件412。在一实施方案中，第一连接构件412固定到第二磁体120。所述至少一个泡沫支撑构件402可以包括至少一个第二连接构件422。在一实施方案中，所述至少一个第二连接构件422固定到所述至少一个泡沫支撑构件402。第一调节螺钉410可以固定到第一连接构件412。基部104可以含有用于第一调节螺钉410的孔或开口。类似地，基部104可以含有用于所述至少一个第二调节螺钉420的孔或开口。所述至少一个第二调节螺钉420可以固定到所述至少一个第二连接构件422。
连接构件412、422可以包括用于螺钉410、420的对应物。该对应物可以是例如螺孔。连接构件412、422可以是例如金属板或塑料板。在一实施方案中，在调节所述至少一个第二调节螺钉420时，所述至少一个第二连接构件422压缩或拉伸所述至少一个泡沫支撑构件402。在一实施方案中，调节构件被布置为改变第一磁体110的位置。调节构件可用于控制第一磁体110和第二磁体120二者的位置。虽然在图3中未示出，但类似的调节构件可以与所述至少一个弹性支撑构件302一起使用。所述至少一个弹性支撑构件302可以包括如图4的至少一个泡沫支撑构件402的类似连接构件。
在一实施方案中，所述至少一个支撑构件106布置在表面的边缘区域上，并且第一磁体110与表面102的中心之间的距离小于所述至少一个支撑构件106与表面102的该中心之间的距离。
在一实施方案中，第一磁体110布置在表面102的中心区域。
在一实施方案中，第一磁体110与第二磁体120之间存在间隙。该间隙可以是通风的。第一磁体110与第二磁体120可以面向彼此。第一磁体110可以固定到表面102的面向基部104的一侧。类似地，第二磁体120可以固定到基部104的面向表面102的一侧。
在一个实施方案中，线圈122被布置在第二磁体120的侧面上。
在一实施方案中，线圈122固定到第一磁体110。
在一实施方案中，线圈122被布置为使得在第一磁体与线圈122之间存在间隙，并且使得第二磁体120与线圈122之间存在间隙。线圈可以固定到例如基部104或表面102。
图5例示出了根据本发明的实施方案的线圈122的布置。参考图5，线圈122布置在第二磁体120的顶部上。线圈122可以布置在第一磁体110与第二磁体120之间。例如，线圈122可以用线索(clue)固定到第二磁体120。也可以使用其他固定方法。在一实施方案中，第二磁体120和线圈122是一体的。
线圈可以电耦接到音频信号输入部130。图5例示出了利用线的电耦接，但是无线连接也是可以的。无线连接可以通过例如感应来实现。音频信号输入部130可以接收音频信号510并将其传送到线圈122。音频信号510可以产生到线圈122的电流。线圈122可以接收音频信号510，该音频信号使得线圈122产生磁场。磁场可以根据音频信号510而改变。第一磁体110与第二磁体120之间的现有的磁场可以不改变，但是线圈122的磁场可以向现有的磁场添加新的磁分量。因此，第一磁体110与第二磁体120之间的磁场可以是所提到的两个磁场的总和。磁场可以根据音频信号510变强，并且因此施加到表面102的力可以变强。以上所述的支撑反作用力也可以变强。这可以引起表面102根据音频信号510振动并产生声音。
在一实施方案中，由于音频信号510被传送到线圈122，磁场变弱并且因而磁力变弱。然后，支撑反作用力可以根据磁力的变化而变小。这可以引起表面102根据音频信号510振动。
在一实施方案中，当没有电音频信号输入到线圈122中时，磁力和支撑反作用力大小相等。
图6例示出了根据本发明的实施方案的扬声器装置。参考图6，例示出的扬声器装置可以与图1的扬声器装置100类似或相同。所述至少一个支撑构件106可以包括至少一个非弹性固定构件602或者是至少一个非弹性固定构件。所述至少一个非弹性固定构件602可以是例如螺钉或突起物。如上所述的支撑反作用力可以由表面102的结构或构造本身产生。表面可以充当对第一磁体110与第二磁体120之间的拉动或推动表面102的磁力产生支撑反作用力的弹性结构。所述至少一个非弹性固定构件602可以使表面102从一个或多个连接区域保持静止，但能够使表面102的其他区域移动。
扬声器可以包括固定构件604，以将第一磁体110固定到表面102。类似的固定构件也可以在本发明的其他实施方案中使用。固定构件604可以为表面102提供更宽的范围来弯曲并形成对磁力的支撑反作用力。
在一实施方案中，主要的支撑反作用力是由弯曲表面102引发的。表面102可以由弹性材料制成，以通过弯曲表面102增强产生的支撑反作用力。
图7例示出了本发明的实施方案。参考图7，线圈122可以被布置为位于第二磁体120的至少一个侧面上。这可以意味着线圈122不位于第一磁体110与第二磁体120之间。线圈122可以例如围绕第二磁体120卷绕。由于线圈122可以位于第二磁体120的至少一个侧面上，因此可以减小第一磁体110与第二磁体120之间的距离。这可以意味着磁力可以增加。此外，表面102可以被更多地预张紧，并且因此表面102对由线圈122引发的力的反应可以更快。在一实施方案中，线圈122围绕第一磁体110卷绕。在一实施方案中，线圈122附接到第一磁体110。因此，线圈122可以位于例如第一磁体110的侧面。
虽然上文已经参考根据所附附图的实施例描述了本发明，但是清楚地是本发明不限于此，而是可以在所附权利要求的范围内以多种方式进行修改。因此，所有的措辞和表达应该被广泛地解释，并且它们旨在说明而不是限制实施方案。对于本领域技术人员将明了的是，随着技术的进步，本发明的概念可以以各种方式实现。此外，对于本领域技术人员清楚的是，所描述的实施方案可以但不必须以各种方式与其他实施方案组合。

Claims (16)

1.一种装置，包括：
表面，被布置为机械地移位；
第一磁体，与所述表面耦接；
至少一个支撑构件，用于支撑所述表面；
基部，包括第二磁体，其中所述第二磁体被布置为至少部分地面向所述第一磁体；
线圈，与所述第二磁体耦接；以及
信号端口，与所述线圈电耦接，其中电信号被配置为在所述信号端口与所述线圈之间行进，其中所述第一磁体与所述第二磁体之间的磁场引发对所述表面的力，其中包括所述表面和所述至少一个支撑构件的实体包括至少一个弹性元件，所述至少一个弹性元件提供支撑反作用力，所述支撑反作用力充当对由所述磁场引发的力的反作用力，使得所述表面处于力平衡状态，并且其中当所述力平衡状态被所述线圈中的所述电信号或被所述表面从所述力平衡状态的位置的机械位移打破时，所述线圈中的所述电信号与所述表面的机械位移成比例。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置包括被配置为产生声音的扬声器，其中所述表面的所述机械位移包括产生声音的振动，其中所述电信号包括被配置为从所述信号端口行进到所述线圈的电音频信号，并且其中提供到所述线圈中的所述电音频信号诱发所述第一磁体与所述第二磁体之间的所述磁场中的变化，从而打破所述力平衡状态并使所述表面根据所述电音频信号振动。
3.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述线圈被布置在所述第一磁体与所述第二磁体之间。
4.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述第一磁体与所述第二磁体的相同极性面向彼此。
5.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，大部分所述支撑反作用力是由所述至少一个支撑构件引发的。
6.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述至少一个支撑构件设置在所述表面与所述基部之间。
7.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述至少一个支撑构件包括至少一个弹性固定构件。
8.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述扬声器还包括：
调节构件，用于调节所述第一磁体与所述第二磁体之间的距离。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述调节构件包括与所述第二磁体机械地耦接的第一调节螺钉，其中通过调整所述螺钉，能够改变所述第二磁体到所述第一磁体的距离。
10.根据权利要求8至9中的任一项所述的装置，其中，所述调节构件包括与所述至少一个支撑构件机械地耦接的至少一个第二调节螺钉，其中通过调整所述至少一个第二调节螺钉，能够改变所述表面与所述基部之间的距离。
11.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述至少一个支撑构件布置在所述表面的边缘区域上，并且所述第一磁体与所述表面的中心之间的距离小于所述至少一个支撑构件与所述表面的所述中心之间的距离。
12.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述第一磁体被布置于所述表面的中心区域。
13.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述第一磁体和所述第二磁体的不同极性面向彼此。
14.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述第一磁体和所述第二磁体由钐、钴中的至少一种制成。
15.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述第一磁体和所述第二磁体由钕、铁氧体中的至少一种制成。
16.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述线圈固定到所述第二磁体。
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