CN107592597B - 具有机械异相扬声器的电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明题为：“具有机械异相扬声器的电子设备”。本文公开了一种具有声学同相且机械异相的多个扬声器模块的电子设备。实施方案包括安装在侧向联接件的对应端部处的一对扬声器模块，并且侧向联接件可相对于电子设备的外壳被支撑。扬声器模块可接收同一音频信号，并且音频信号可在第一方向上驱动第一音圈并在第二方向上驱动第二音圈。因此，扬声器模块可被同一音频信号在机械上不同的方向驱动，使得反作用力抵消和/或机械能量在扬声器模块之间的侧向联接件中被耗散。还描述了其它实施例并要求对其进行保护。
Description
技术领域
本文公开了涉及具有机械异相扬声器模块的电子设备的实施方案。更具体地，本文公开了涉及具有由同一音频信号在相反方向上进行驱动的多个音圈的便携式电子设备的实施方案。
背景技术
电子设备有时包括一对扬声器，以从音频电信号生成声音。通常，这对扬声器位于公共壳体中，并且在声学和机械方面均是同相的。更具体地，因为这些扬声器由同一音频信号生成声音，所以它们是声学同相的，并且因为相同音频信号同时在相同方向上驱动这些扬声器各自的隔膜，所以这些扬声器是机械同相的。
发明内容
具有声学和机械同相扬声器的电子设备可能经历力非预期地从扬声器模块传递到系统外壳中。事实上，此类力传递可能由于用于优化扬声器声学输出的设计结果而意想不到地增大。例如，随着扬声器微型化，可增大扬声器运动部件(例如音圈)的质量来实现相同量的声音输出。然而，增大的隔膜质量在被扬声器的音圈移动时可施加更大的反作用力给扬声器的静止部件，例如扬声器的磁体组件。然后，所述反作用力可作为寄生力而被传递到扬声器系统整体中。因此，所传递的反作用力可能导致电子设备的部件发出震颤声，产生被称为“异常音”的问题，即来自系统中其他部件的增大的间歇性接触。
在一个实施方案中，一种具有显示器和手动输入设备的电子设备(例如膝上型计算机)包括机械异相的扬声器，以限制寄生力传递。所述电子设备可包括具有第一壁和与第一壁相对的第二壁的外壳。电子设备可包括在外壳内沿侧向方向在第一端部和第二端部之间延伸的刚性连接器。第一扬声器模块可在第一端部处安装在刚性连接器上，并且第二扬声器模块可在第二端部处安装在刚性连接器上。每个扬声器模块可包括各自的音圈，并且这些音圈可以机械异相。例如，音频信号的电流可在第一方向上绕第一轴流过第一扬声器模块的第一音圈，并且所述电流可在第二方向上绕第二轴流过第二扬声器模块的第二音圈。因此，第一音圈在被音频信号驱动时可正交于刚性连接器在第一方向上沿第一轴移动，并且第二扬声器模块的第二音圈在被音频信号驱动时可按与第一方向相反的第二方向沿第二轴移动。因此，第一扬声器模块可通过外壳的第一壁辐射声音，并且第二扬声器模块可通过外壳的第二壁辐射声音。来自运动的音圈的反作用力可沿相反方向，因此净反作用力可趋向于零。
电子设备的第一扬声器模块可包括与外壳内的壳体流体连通的第一前腔。第二扬声器模块可包括与壳体相邻的第二后腔。例如，壳体可在外壳内侧向地介于第一前腔和第二后腔之间。在一个实施方案中，第一前腔和壳体具有等于第二后腔的组合容积。此外，第一扬声器模块可包括通过外壳第一壁中的第一狭槽端接的第一后腔，并且第二扬声器模块可包括通过外壳第二壁中的第二狭槽端接的第二前腔。因此，声音可从一个扬声器的前腔以及从另一扬声器的后腔辐射进入周围环境。
在一个实施方案中，一种电子设备(例如膝上型计算机)包括具有显示器和手动输入设备的外壳。所述电子设备可包括在外壳内侧向地在第一端部和第二端部之间延伸的杆件。此外，支点可在外壳和杆件之间延伸，并且该支点可在第一端部和第二端部之间耦接到杆件。例如，支点可通过销接合部而耦接到杆件。因此，第一扬声器模块可在支点的一侧上安装在杆件上，并且第二扬声器模块可在支点的另一侧上安装在杆件上。也就是说，第一扬声器模块可在第一端部处安装在杆件上，并且第二扬声器模块可在第二端部处安装在杆件上，使得第一扬声器模块的第一轴在支点的相对两侧上相对于第二扬声器模块的第二轴侧向偏移。如上所述，第一扬声器模块和第二扬声器模块可机械异相，使得第一扬声器模块的第一音圈在被音频信号驱动时在第一方向上沿第一轴移动，第二扬声器模块的第二音圈在被该音频信号驱动时在与第一方向相反的第二方向上沿第二轴移动。因此，来自扬声器模块的反作用力可沿相反的方向以抵消并减小施加到外壳的净反作用力。
电子设备可包括外壳与第一扬声器模块之间的第一衬垫、以及外壳与第二扬声器模块之间的第二衬垫。衬垫可为声学刚性的，以提供路径来将声音从相应扬声器模块引导到周围环境。除了是声学刚性的之外，衬垫可为柔软的。例如，衬垫可比杆件刚性低和/或为松软的。因此，衬垫可通过适形安装而吸收和耗散来自运动的扬声器模块的能量，以进一步减小施加到外壳的净反作用力。
电子设备可在支点的每侧上包括扬声器模块对。例如，第三扬声器模块可在第一端部处邻近第一扬声器模块安装在杆件上。第三扬声器模块可与第一扬声器模块机械异相，即，第三扬声器模块的第三音圈在被音频信号驱动时可在第二方向上沿第三轴移动。类似地，第四扬声器模块可在第二端部处邻近第二扬声器模块安装在杆件上。第四扬声器模块可与第二扬声器模块机械异相，即，第四扬声器模块的第四音圈在被音频信号驱动时可在第一方向上沿第四轴移动。因此，由扬声器模块的这几个反作用力导致的杆件与支点之间接合部处的净力矩可趋向于零。
在一个实施方案中，一种具有包括显示器和手动输入设备的外壳的电子设备还可包括在外壳内从锚定件侧向地延伸到第一端部的悬臂。第一扬声器模块可在第一端部处安装在悬臂上，并且第一扬声器模块可包括第一音圈。因此，第一音圈在被音频信号驱动时可正交于悬臂在第一方向上沿第一轴移动。电子设备还可包括在外壳内在与所述悬臂相反的方向上从第二锚定件侧向地延伸到第二端部的第二悬臂。第二扬声器模块可在第二端部处安装在第二悬臂上，第二扬声器模块可包括第二音圈。因此，第二音圈在被音频信号驱动时按与第一方向相反的第二方向沿第二轴移动。因此，悬臂可吸收和耗散来自扬声器模块的能量。
以上概述不包括本发明的所有方面的详尽列表。可预期的是，本发明包括可由上文概述的各个方面以及在下文的具体实施方式中公开并且在随该专利申请提交的权利要求书中特别指出的各个方面的所有合适的组合来实施的所有系统和方法。此类组合具有未在上述发明内容中具体阐述的特定优点。
附图说明
图1为根据一实施方案的一种电子设备的绘画视图。
图2为根据一实施方案的一种电子设备的扬声器模块的剖视图。
图3为根据一实施方案的一种具有安装在刚性连接器上的扬声器模块的电子设备的剖视图。
图4为根据一实施方案的一种具有扬声器模块的端接前腔的电子设备的剖视图。
图5为根据一实施方案的一种具有安装在杆件上的扬声器模块的电子设备的剖视图。
图6为根据一实施方案的一种在支点相对两侧上具有扬声器模块对的电子设备的剖视图。
图7为根据一实施方案的一种具有安装在悬臂上的扬声器模块的电子设备的剖视图。
图8为根据一实施方案的一种电子设备的示意图。
具体实施方式
实施方案描述了具有机械异相扬声器模块的电子设备。一些实施方案具体参照结合在便携式电子设备诸如膝上型计算机内来进行描述。但这些实施方案并不因此受到限制，并且某些实施方案也可适用于其他应用。例如，机械异相的扬声器模块可结合到其他设备和装置(包括台式计算机、平板电脑、移动设备、可穿戴计算机、手表设备、或机动车辆，这里只提到了一些可能的应用)中。
在各种实施方案中，参照附图进行描述。然而，某些实施方案可在不存在这些具体细节中的一个或多个的情况下或者在与其他已知方法和构型相结合的情况下实施。在以下的描述中，给出了许多具体细节诸如特定构型、尺寸和工艺，以提供对实施方案的透彻理解。在其他情况下，未对众所周知的工艺和制造技术进行特别详细地描述，以免不必要地模糊本发明。整个本说明书中所提到的“一个实施方案”、“实施方案”或类似说法是指所描述的特定特征、结构、构型或特性包括在至少一个实施方案中。因此，整个本说明书中多处出现短语“一个实施方案”、“实施方案”或类似说法不一定是指同一实施方案。此外，特定特征、结构、构型或特性可以任何适当的方式结合在一个或多个实施例中。
整个描述中对相对术语诸如“前”和“后”的使用可表示相对位置或方向。例如，扬声器模块的隔膜的一侧上的容积可被描述为是“前腔”，隔膜的相对侧上的容积可被描述为是“后腔”。但是，此类术语并非旨在将扬声器模块的使用限制到以下各个实施方案中所述的具体构形。
在一个方面，一种电子设备包括机械异相的扬声器模块。扬声器模块可在电子设备的外壳内彼此侧向分开，使得音频信号正交于侧平面沿第一方向驱动一个扬声器模块的音圈，并且同一音频信号沿与第一方向相反的第二方向驱动另一扬声器模块的音圈。侧向分开的扬声器模块可通过外壳的相对壁辐射声音，并且扬声器模块可由中间的侧向联接件连接。例如，扬声器模块可安装在刚性连接器、耦接到支点的杆件、或悬臂的相应端部处。此外，扬声器模块可被允许相对于外壳移动，例如通过在外壳与扬声器模块之间安装柔软衬垫，有效地将联接的扬声器模块与外壳脱离。因此，当扬声器模块由音频信号再现声音时，寄生传递的反作用力可抵消和/或在中间的联接件中被耗散，而不是被传递到外壳中。因此，可减少来自电子设备的部件的异常音。
参见图1，根据一实施方案示出了一种电子设备的绘画视图。电子设备100可为便携式设备，诸如膝上型计算机。因此，电子设备100可包括具有第一壁104和第二壁106的外壳102。第一壁104可以是前壁、前向壁或面朝上的壁，第二壁106可以是后壁、后向壁或面朝下的壁。更特别地，第二壁106可以与第一壁104相对，并且第一壁104和第二壁106可包括各自的面朝相反方向的外表面。电子设备100可包括集成在外壳102中的显示器108和手动输入设备110。在一个实施方案中，手动输入设备110包括数字字母混合输入部件、触控板等。
参见图2，根据一实施方案示出了一种电子设备的扬声器模块的剖视图。电子设备100可包括一个或多个扬声器模块200。扬声器模块200可被定位于公共壳体中，诸如被定位于外壳102内，并且可包括安装在基座202上的扬声器框架。例如，基座202可包括外壳102和/或外壳102内系统部件(诸如下文所述的侧向联接件)的第一壁104或第二壁106的内表面。
在一个实施方案中，扬声器模块200包括具有运动部件和静止部件的马达组件。马达组件的静止部分可包括磁部件诸如磁体204、顶板206和托架208。这些磁部件形成穿过中间间隙，例如侧向地介于顶板206和托架208之间的磁路。运动部分可包括悬置在所述间隙内的音圈210，使得电流流经音圈210就产生洛伦兹力以使运动部分相对于马达组件的静止部分移位。更特别地，音圈210可附接到隔膜212，隔膜212可由周围件214相对于静止部分悬置，使得洛伦兹力使隔膜212相对于静止部分移动以产生声音。
扬声器模块200的静止部分包括马达组件的磁体组件以及附接到扬声器模块200的其他静止部件。因此，扬声器模块200的静止部分与组合质量Ms相关联。类似地，具有音圈210和隔膜212的扬声器模块200的运动部分与组合质量Mm相关联。这些部件质量由具有弹簧系数Km的周围件214耦接。因此，当运动部分被驱动以产生声音时，反作用力通过周围件214传递到静止部分并进入基座202中。这个寄生反作用力然后可通过基座202被传递到外壳102和/或耦接到基座202的电子设备100的其他部件中。此外，当多个扬声器模块200附接到基座202并且机械同相地驱动时，寄生力可倍增。
认为可通过将驱动器放置成声学同相且机械异相来调制来自多个扬声器模块200的寄生力。例如，附接到基座202的一对扬声器模块200可相对于彼此物理地翻转，或者其各自的音圈210绕线可在相反方向上卷绕，使得驱动器在被同一音频信号驱动时沿不同方向移动。因此，驱动器可以是声学同相的，因为其由相同音频信号产生相同声音，并且驱动器可以是机械异相的，因为其隔膜212沿相反方向(例如向上和向下)移动和移位机械压力。因此，从第一扬声器传递到基座202的反作用力在相应隔膜212向下驱动时可为向上的，并且从第二扬声器传递到基座202的反作用力在相应隔膜212同时向上驱动时可为向下的。也就是说，来自每个扬声器模块200的相应反作用力可沿不同方向作用于基座202上，使得基座202上的净反作用力被减小。但是考虑到基座202可能不是完全刚性的，并且考虑到扬声器模块200的运动轴可彼此分开一定距离，声学同相且机械异相的扬声器模块组件可能不会经历纯粹的力抵消。例如，力矩可能被侧向分开的扬声器模块200传递到基座202。因此，来自声学同相且机械异相的扬声器模块200组件的寄生力传递可进一步优化。
参见图3，根据一实施方案示出了一种具有安装在刚性连接器上的扬声器模块的电子设备的剖视图。电子设备100可包括安装在外壳102内侧向联接件(例如刚性连接器302)上的一对扬声器模块200。例如，刚性连接器302可沿侧向方向(例如沿侧平面304)在第一端部306或边缘与第二端部308或边缘之间延伸。因此，刚性连接器302可具有包括第一端部306和第二端部308的梁或细长构件的外形，或者另选地，刚性连接器302可具有包括第一边缘和第二边缘的板或平坦构件的外形。更特别地，刚性连接器302可包括侧向分开的安装位置，用于将一对扬声器模块200附接在沿侧平面304的分开的位置处。因此，安装在刚性连接器302上的扬声器模块200可包括各自的在非同轴(例如彼此侧向偏移)的各自轴上振动的音圈210。
扬声器模块200的相对取向还可相对于这些模块的轴和隔膜212之间的相对取向来限定。例如，扬声器模块200的各自的轴可彼此平行。类似地，扬声器模块200的各自的隔膜212的平面可彼此平行。在一个实施方案中，隔膜212限定共面的平面，即隔膜212相对于其运动轴被布置在相同轴向位置处，尽管沿相同平面在侧向分开的位置处。
刚性连接器302的刚度可定量限定。例如，刚性连接器302可由硬度比形成外壳102的材料的硬度高的材料形成。因此，刚性连接器302比外壳102更不容易因扬声器模块200的反作用力所产生的力矩而弯曲。
在一个实施方案中，电子设备100包括在第一端部306处安装在刚性连接器302上的第一扬声器模块310。第一扬声器模块310可具有一定构造，诸如上文所述的构造，例如可包括相应音圈210。如图3中电通量标记所指示的那样，可为电流的音频信号312可沿第一方向绕第一轴314流经第一扬声器模块310的音圈210。也就是说，第一扬声器模块310的音圈210被图示为具有围绕第一轴314的右向旋转方向，使得第一方向沿第一轴314向上。此外，第一轴314可正交于刚性连接器302延伸所沿循的侧平面304的侧向方向。因此，当被音频信号312驱动时，第一扬声器模块310的音圈210可在第一方向上沿第一轴314移动，以例如向下通过外壳102的第一壁104中的一个或多个狭槽318辐射声音316。具有用于声音辐射的狭槽318的外壳102的壁的厚度可被限制到预定范围。例如，开槽的第一壁104区域的厚度可小于2mm。伴随的反作用力可通过第一扬声器模块310向上正交于刚性连接器302传递。
需注意，外壳102的第一壁104在图3中被图示为在第一扬声器模块310下方，与图1中所示在扬声器模块200上方不同。这个排列说明与电子设备100的扬声器模块200相关联的方向性是以举例的方式非限制性地描述的。也就是说，相对取向和绝对取向对该描述至关重要。
电子设备100可包括在第二端部308处安装在刚性连接器302上的第二扬声器模块320。第二扬声器模块320可与第一扬声器模块310声学同相且机械异相。例如，如图3中电通量标记所指示的那样，音频信号312的电流可反向通过第二扬声器模块320，以在第二方向上绕第二轴322流经第二扬声器模块320的相应音圈210。第二扬声器模块320的第二方向可与上文所述第一扬声器模块310的第一方向相反。也就是说，第二扬声器模块320的音圈210可具有围绕第二轴322的右向旋转方向，使得第二方向沿第二轴322向下。此外，第二轴322可正交于侧平面304的侧向方向。因此，当被音频信号312驱动时，第二扬声器模块320的音圈210可在第二方向上沿第二轴322移动，以向上通过外壳102的第二壁106中的一个或多个狭槽318辐射声音316。
应当理解，具有各自的围绕平行且侧向分开的轴的音圈210的扬声器模块200也可通过将其各自音圈210的线圈方向逆转而机械异相地驱动。例如，不是如上所述使信号反转以按相反方向沿轴行进，第一扬声器模块310的音圈210可按右旋方向绕第一轴314卷绕，并且第二扬声器模块320的音圈210可按左旋方向绕第二轴322卷绕。因此，沿相同轴向方向(例如向上)经过各个音圈210的电信号可与扬声器模块的相应磁体组件反应以生成相反的音圈210和隔膜212运动。
具有各自的绕平行且侧向分开的轴的音圈210的扬声器模块200也可通过反转与每个音圈相关联的磁系统以改变扬声器模块的相来机械异相地驱动。例如，各个音圈210可以都具有绕各自轴的相同旋转方向，例如右旋，但通过各个磁系统的磁通可反向。也就是说，通过与第一音圈同轴定位的中心磁体的磁通可向上，即该中心磁体的北极可在该中心磁体的南极上方，并且通过与第二音圈同轴定位的中心磁体的磁通可向下。因此，沿相同方向例如向上并按右向旋转方向通过各个音圈的电信号可产生第一音圈沿第一方向的运动以及第二音圈沿与第一方向相反的第二方向的运动。因此，翻转磁系统可产生一对扬声器模块200的声学同相且机械异相的运动。
刚性连接器302可安装在外壳102内，如图3所示，或者另选地，刚性连接器302可结合在外壳102中。例如，刚性连接器302可以是第一壁104或第二壁106的一部分，第一扬声器模块310和第二扬声器模块320安装在上面。限定刚性连接器302的外壳102的部分可以比外壳102的周围部分更刚性。例如，刚性连接器302可以是嵌入在外壳102壁内的金属或玻璃填充聚合物插入件。因此，即使在刚性连接器302形成外壳102的一部分时，刚性连接器302也可限制从扬声器模块200传递到外壳102的反作用力。
刚性连接器302可在第一端部306和/或第二端部308处相对于外壳102被支撑。例如，电子设备100可包括外壳102与第一扬声器模块310之间的第一衬垫322以及外壳102与第二扬声器模块320之间的第二衬垫324。在一个实施方案中，每个衬垫由比用于形成刚性连接器302的材料更软的不透声音的材料形成。例如，第一衬垫322或第二衬垫324可包括具有中心通道的聚氨酯泡沫环，所述中心通道用于将声音316从各个扬声器模块200通过外壳壁中的狭槽318引导到外壳102之外的周围环境。电子设备100还可包括由比用于形成刚性连接器302柔软的材料形成的一个或多个隔件(例如垫片)，所述隔件可位于扬声器模块200与外壳102之间。因此，刚性连接器302可被一个或多个柔软联接件相对于外壳102支撑，所述柔软联接件允许扬声器模块200沿各自的轴正交于侧平面304移动，同时通过刚性连接器302保持相对于彼此的约束。大体上，上文所述的扬声器模块200组件可将扬声器模块200与外壳102脱离，以减少能恶化系统异常音的系统本征模态的激发。
在一个实施方案中，第一扬声器模块310和第二扬声器模块320可类似取向。例如，这两个扬声器模块200可以都具有前腔在扬声器模块200的隔膜212上方。在图3所示的实施方案中，第一扬声器模块310的第一前腔323可以在扬声器模块200的公共后腔325内。也就是说，声音316可从第一扬声器模块310的第一后腔324通过外壳102向外发射，并且声音316可从第一扬声器模块310的第一前腔323传递进入外壳102内的所封闭容积中。相反，第二扬声器模块320的第二前腔326可朝向周围环境引导，并且第二扬声器模块320的第二后腔328可以在扬声器模块200的公共后腔325内。因此，声音316可从第二扬声器模块320的第二前腔326通过外壳102向外发射，并且声音316可从第二扬声器模块320的第二后腔328传递到外壳102内的所封闭容积中。
在一个实施方案中，第一前腔323限定公共后腔325的一部分，并且第二后腔328限定公共后腔325的另一部分。此外，公共后腔325的所述限定部分可通过一个或多个分隔件330而彼此声学分开。例如，分隔件330可在外壳102内在整个公共后腔325上延伸，以将第一扬声器模块310与第二扬声器模块320声学隔离。也就是说，第一前腔323可位于分隔件330的一侧上，并且第二后腔328可位于分隔件330的另一侧上。分隔件330可定位成使得第一前腔323和第二后腔328占据相等的空间容积。然而如下文所述，第一前腔323和第二后腔328可具有不同尺寸。
参考图4，根据一实施方案示出了一种具有扬声器模块的端接前腔的电子设备的剖视图。电子设备100可包括基本上如上文所述进行配置的第一扬声器模块310和第二扬声器模块320。例如，第一扬声器模块310可包括通过第一衬垫322与第一前腔323分开的第一后腔324，使得第一扬声器模块310的隔膜212生成的声音316通过第一后腔324引导。更特别地，第一后腔324可通过外壳102的第一壁104中的一个或多个狭槽318向外端接到周围环境中。类似地，第二扬声器模块320可包括通过第二衬垫324与第二后腔328分开的第二前腔326，使得第二扬声器模块320的隔膜212生成的声音316通过第二前腔326引导。更具体地，第二前腔326可通过外壳102的第二壁106中的狭槽318向外端接到周围环境中。
在外壳102内可以有将第一扬声器模块310连接到第二扬声器模块320的侧向延伸联接件。然而，这样的联接件在图4中未示出，以便于理解所图示的构思。更特别地，图4示出了可与本文所述的扬声器模块侧向联接件结合使用的外壳102内被分隔公共后腔325的一个实施方案。
在一个实施方案中，第一扬声器模块310的第一前腔323被设置成与外壳102内的壳体402流体连通。例如，第一前腔323可定位在第一扬声器模块310与外壳102的第二壁106之间的空间中，并且壳体402可相对于第一前腔323侧向偏移以占据外壳102的第二壁106与第一壁104之间的空间。更特别地，壳体402可在外壳102内侧向地介于第一前腔323与第二后腔328之间。因此，第一扬声器模块310生成的声音316可在分隔件330的一侧上侧向地围绕子分隔件330端接到壳体402中，第二扬声器模块320生成的声音316可在分隔件330的另一侧上辐射到第二后腔328中。声音316可通过子分隔件404中的端口从第一前腔323端接到壳体402所包含的容积中。
在一个实施方案中，第一前腔323与壳体402占据的组合空间容积可以等于第二后腔328所占据的空间容积。也就是说，外壳102内的公共后腔325可在第一扬声器模块310和第二扬声器模块320之间相等地分配。然而，公共后腔325的分配可以不是必需的，并且在一些实施方案中，外壳102内在第一前腔323和第二后腔328之间可以没有分隔件330或分离。
下文所述的电子设备100的实施方案具有与刚性连接器302类似的扬声器模块200之间的侧向联接件。然而在一些实施方案中，侧向联接件可能不是完全刚性的，因此寄生反作用力可通过侧向联接件传递。侧向联接件的某些结构构形可用于耗散这样的反作用力并限制寄生力传递到外壳102中。
参考图5，根据一实施方案示出了一种具有安装在杆件上的扬声器模块的电子设备的剖视图。电子设备100可包括具有显示器108和手动输入设备110的外壳102。在一个实施方案中，支撑电子设备100的多个扬声器模块200的侧向联接件可包括在第一端部306与第二端部308之间侧向延伸的杆件502。更特别地，杆件502可包括在外壳102内在相对的端部或边缘之间侧向延伸的细长构件或平坦构件。第一扬声器模块310可安装在杆件502上，例如靠近第一端部306。因此，第一扬声器模块310的相应音圈210在被音频信号312驱动时可在第一方向上沿第一轴314移动。类似地，第二扬声器模块320可安装在杆件502上，例如靠近第二端部308。因此，第二扬声器模块320的相应音圈210在被驱动第一扬声器模块310的相同音频信号312驱动时按与第一方向相反的第二方向沿第二轴322移动。因此，安装在杆件502上的第一扬声器模块310和第二扬声器模块320可机械异相，因为施加到第一扬声器模块310的正极引线的正电流产生第一方向的运动，施加到第二扬声器模块320的正极引线的所述正电流产生第二方向的运动。
电子设备100的杆件502可附接到支点504。更特别地，支点504可在外壳102(例如外壳102的第二壁106)与杆件502之间延伸。类似地，支点504可在杆件502与外壳102的第一壁104之间延伸。支点504可具有柱结构，例如细长柱状结构，或者支点504可具有壁结构，例如支点504可形成外壳102的公共后腔325内分隔件330的一部分。
在一个实施方案中，支点504在第一端点306和第二端点308之间附接到杆件502。例如，第一扬声器模块310可在第一端部306处安装在杆件502上，并且第二扬声器模块320可在第二端部308处安装在杆件502上。因此，第二轴322可在支点504的相对两侧上相对于第一轴314侧向偏移。当第一扬声器模块310和第二扬声器模块320各自的音圈210在相反方向上移动时，相反的反作用力可被传递到杆件502。因此，杆件502可绕支点504的端部枢转。此类枢转可耗散杆件502和/或支点504内的能量，而不是将所述能量传递到外壳102中。大体上，当杆件502绕支点504按跷板作用枢转时，可将扬声器模块200的运动与外壳102脱离。
在一个实施方案中，第一扬声器模块310和第二扬声器模块320可侧向地与支点504分开相等长度。例如，穿过支点504的竖直轴与第一轴314和第二轴322二者之间的距离可以相等。因此，由第一扬声器模块310的反作用力导致的杆件502和支点504之间接合部处的反作用力矩可具有与第二扬声器模块320的反作用力导致的该接合部处的反作用力矩相同的量值。在一些实施方案中，支点504与扬声器模块200轴之间的侧向距离可以不同。
杆件502与支点504之间的接合部可约束杆件502与支点504之间绕一个或多个平面或轴的相对运动。例如，杆件502和支点504可一体形成，使得杆件502绕支点504的枢转主要通过接合部处的材料应力来发生。也就是说，当接合部是简单支撑的固定支撑部时，接合部处杆件502与支点504之间的运动可在所有平移方向和旋转方向是固定的。然而在一个实施方案中，杆件502与支点504之间的接合部包括销接合部506。以举例的方式，销接合部506可包括插入杆件502和支点504各自的孔中的销，诸如可在跷板结构中使用的。销接合部506可允许杆件502与支点504之间绕销的轴旋转，但可在所有平移方向上将杆件502相对于支点504固定。
电子设备100可包括扬声器模块200与外壳102之间的能量吸收元件。例如，第一衬垫322可位于第一扬声器模块310与外壳102之间。类似地，第二衬垫324可位于外壳102与第二扬声器模块320之间。如上所述，衬垫可提供不透声音的垫，用于将声音316从相应扬声器模块200引导到周围环境。衬垫也可在扬声器模块沿其各自的轴移动时吸收来自扬声器模块200的机械能量。例如，衬垫可以比杆件502更软，即刚性更低，因此衬垫可为扬声器模块组件提供柔软端部边界条件。在一个实施方案中，衬垫是松软的。例如，第一衬垫322或第二衬垫324可包括泡沫材料。另选地，衬垫可包括橡胶材料或在扬声器模块200和外壳102之间挤压时弹性压缩的另一弹性体材料。因此，衬垫可吸收机械能量以将扬声器模块200与外壳102脱离，并且可形成用于声音316传播的不透声音的路径。衬垫可介于扬声器模块200的两侧与外壳102的壁104，106(未示出)之间。
应当理解，具有包括杆件502和支点504的侧向联接件的电子设备100可结合上文参考图3至图4所述的扬声器取向或者前腔构形和后腔构形中的任一者。例如，图5所示的电子设备100可包括具有与外壳102内的壳体402流体连通的第一前腔323的第一扬声器模块310。第二扬声器模块320可包括第二后腔328，并且第一前腔323和壳体402可具有等于第二后腔328所占据的空间容积的组合空间容积。类似地，壳体402可在外壳102内侧向地介于第一前腔323与第二后腔328之间。此外，第一扬声器模块310可包括通过外壳102的第一壁104中的狭槽318端接的第一后腔324，并且第二扬声器模块320可包括通过外壳102的第二壁106中的一个或多个狭槽318端接的第二前腔326。第二壁106可与第一壁104相对，例如第二壁106可以是膝上型计算机的上壁，第一壁104可以是膝上型计算机的下壁。为了简洁，应当理解，电子设备100的此类扬声器和容积构形也可与下文参考图6至图7所述的实施方案结合使用。更特别地，那些实施方案可结合上文所述实施方案的任何特征。
参考图6，根据一实施方案示出了一种在支点的相对侧上具有扬声器模块对的电子设备的剖视图。如上所述，具有安装在刚性支撑的侧向联接件上的扬声器模块200的电子设备100可减小传递到外壳102的净反作用力。然而，外壳102内每个扬声器模块200的反作用力可在刚性支撑处产生反作用力矩。例如，对于安装在支点504刚性支撑的杆件502上的扬声器模块200，来自杆件502与支点504之间接合部的第一侧上的扬声器模块200的反作用力可产生第一方向的力矩(正或负)，来自所述接合部的第二侧上的扬声器模块200的反作用力可产生与第一方向相反的第二方向的力矩。
在一个实施方案中，扬声器模块200对在杆件502与支点504之间的接合部的每侧上安装在杆件502上。例如，如上所述，第一扬声器模块310可与支点504侧向分开地在第一端部306处安装在杆件502上。第一扬声器模块310可沿向上方向通过外壳102的第二壁106驱动声音316。因此，来自第一扬声器模块310的寄生反作用力可向下，从而导致杆件502与支点504之间接合部处的负力矩。为了抵消这个力矩，第三扬声器模块602可与第一扬声器模块310相邻地在第一端部306处被安装在杆件502上。第三扬声器模块602可包括具有相应音圈210的第三马达组件，所述相应音圈210在被音频信号312驱动时按与第一扬声器模块310的相应音圈210相反的方向沿第三轴604移动。更特别地，第一扬声器模块310和第三扬声器模块602可为声学同相且机械异相的，因此来自第三扬声器模块602的反作用力可在杆件502与支点504之间的接合部处产生正力矩，以对抗第一扬声器模块310产生的力矩。因此，第一扬声器模块310与第三扬声器模块602在接合部处产生的力矩之和可为零，或几乎为零。
支点504的与第一扬声器模块310相对侧上的第二扬声器模块320可类似地与对应扬声器模块200配对，以在杆件502与支点504之间的接合部处产生零和力矩。更特别地，电子设备100可包括具有在被音频信号312驱动时沿第四轴608移动的相应音圈210的第四扬声器模块606。第四扬声器模块606可与第二扬声器模块320相邻地在第二端部308处安装在杆件502上。此外，第二扬声器模块320和第四扬声器模块606可为声学同相且机械异相的，使得来自第二扬声器模块320的反作用力为沿第二轴322按一个方向，来自第四扬声器模块606的反作用力为沿第四轴608按相反方向。来自第二扬声器模块320和第四扬声器模块606的反作用力可在杆件502与支点504之间的接合部处产生相反的力矩。因此，第二扬声器模块320和第四扬声器模块606在所述接合部处产生的力矩之和可为零，或几乎为零。
需注意，杆件502和支点504之间接合部处相对两侧上的扬声器模块320也可产生相消的力矩。例如，第一扬声器模块310和第二扬声器模块320可与杆件502和支点504之间的接合部等距离。类似地，第三扬声器模块602和第四扬声器模块606可与所述接合部等距离。因此，接合部的相对两侧上的相对扬声器模块当沿相同方向移动时(即当机械同相时)可在接合部处产生相反的力矩。这样，具有安装在杆件502的相对两端处的几对扬声器的扬声器模块组件的接合部处的净力矩可为零，因此进入外壳102的寄生力可受到限制。
参考图7，根据一实施方案示出了一种具有安装在悬臂上的扬声器模块的电子设备的剖视图。电子设备100可包括仅在对外壳102的附接件的一侧上具有一个或多个扬声器模块200的侧向联接件。例如，侧向联接件可包括安装在柔性悬臂702上的单个驱动器。
在一个实施方案中，电子设备100包括在外壳102内从锚定件704侧向地延伸到第一端部306的悬臂702。锚定件704可具有与上文所述支点504类似的结构。例如，锚定件704可以是从第一壁104延伸进入外壳102内的内部容积中的竖直支撑件或立柱。与支点504类似，锚定件704可以是刚性支撑件，即具有比外壳102高的硬度。然而与支点504不同，锚定件704可支撑悬臂702，而不是杆件502。悬臂702可以是柔性的，并且具有比外壳102和/或锚定件704的硬度小的硬度。这样，施加到悬臂702的自由端的负荷可挠曲悬臂702，使得悬臂702充当弹簧。
第一扬声器模块310可在第一端部306处安装在悬臂702上。因此，当被音频信号312驱动时，第一扬声器模块310的音圈210可在第一方向上沿第一轴314移动。因此，第一扬声器模块310产生的声音316可沿第一轴314通过外壳102中的端口向外引导。声音产生可伴随有传递到悬臂702中的反作用力。悬臂702可吸收来自反作用力的能量并耗散所述能量，以减少寄生力传递进入外壳102中，差不多像上文所述衬垫减少此类寄生力传递那样。此外，电子设备100可包括衬垫(例如第一衬垫322)，以吸收机械能量并将来自外壳102内扬声器模块200的声音316向外引导进入周围环境中。
电子设备100可包括多个在外壳102内从相应锚定件704侧向延伸的悬臂702。例如，第二悬臂702可沿与第一悬臂702相反的方向从第二锚定件704侧向延伸。第二扬声器模块320可安装在第二悬臂702上。例如，第二扬声器模块320可安装在第二悬臂702的第二端部308处。当被音频信号312驱动时，第二扬声器模块320的相应音圈210可沿第二轴322移动。第一扬声器模块310和第二扬声器模块320可声学同相且机械异相，使得音频信号312沿相反方向驱动其音圈210。因此，当第一扬声器模块310通过外壳102的第一壁104辐射声音316，第二扬声器模块320可通过外壳102的第二壁106辐射声音316。来自第二扬声器模块320的寄生反作用力可传递到第二悬臂702中，并且第二悬臂702可吸收并耗散来自反作用力的能量。因此，除了具有抵消的反作用力以减小净寄生力之外，能量可在悬臂702内被耗散，而不是被传递到外壳102内。因此，异常音问题可得到缓解。
实验证明上述实施方案减少了力传递进入外壳102。例如，与通常的同相扬声器对相比，参考图3所述的实施方案将进入外壳102的力传递减少了约6dB。类似地，参考图5所述的实施方案将进入外壳102的力传递减少额外5-10dB。因此，已经表明，声学同相且机械异相驱动的侧向偏移扬声器模块之间刚性支撑的侧向联接件可减少寄生力传递进入外壳中，从而减少异常音。
参考图8，根据一实施方案示出了一种电子设备的示意图。电子设备100可具有包括图示系统架构的处理系统。与本发明无关的某些熟知的标准部件未被示出。
处理系统可包括用于传送信息的地址/数据总线802、以及耦接到总线802的用于处理信息和指令的一个或多个处理器804。处理系统还可包括数据存储特征部，诸如耦接到总线802的用于存储用于处理器804的信息和指令的具有计算机可用易失性存储器例如随机存取存储器(RAM)的主存储器806、耦接到总线802的用于存储用于处理器804的静态信息和指令的具有计算机可用非易失性存储器例如只读存储器(ROM)的静态存储器808、和耦接到总线802的用于存储信息和指令的数据存储设备810(例如磁盘或光盘和盘驱动器)。
数据存储设备810可包括存储一组或多组指令(例如软件813)的非暂态机器可读存储介质812。软件813可包括例如软件应用程序。软件813也可完全或至少部分地驻留在主存储器806、静态存储器808内，和/或在被处理系统执行期间可完全或至少部分地驻留在处理器804内。更特别地，主存储器806、静态存储器808和处理器804也可构成非暂态机器可读存储介质。
本实施方案的处理系统还包括用于接收主动或被动输入的输入设备。例如，数字字母混合输入设备814可包括耦合到总线802的数字字母混合和功能按键，用于向处理器804传递信息和命令选择。数字字母混合输入设备814可包括各种类型的输入设备，例如包括键盘设备、触摸屏设备、或语音触发输入设备。处理系统还可包括耦接到总线802的光标控制设备816，例如鼠标设备，用于向处理器804传递用户输入信息和命令选择。此类设备可以是上文所述的手动输入设备110。处理系统可包括显示设备818，诸如上文描述的显示器108，其可耦接到总线802以用于向操作者显示信息。
在以上说明书中，已参照本发明的特定示例性实施方案描述了本发明。显而易见的是，可在不脱离以下权利要求所示的本发明的更广泛的实质和范围的情况下对实施例做出各种修改。因此，说明书和附图应被认为是出于例证目的而非限制目的。
Claims (20)
1.一种电子设备，包括：
具有第一壁和与所述第一壁相对的第二壁的外壳，所述外壳包括显示器和手动输入设备；
在所述外壳内沿侧向方向在第一端部和第二端部之间延伸的刚性连接器；
在所述第一端部处安装在所述刚性连接器上的第一扬声器模块，所述第一扬声器模块包括第一音圈，其中所述第一音圈在被音频信号驱动时正交于所述侧向方向在第一方向上沿第一轴移动，以通过所述第一壁辐射声音；
在所述第二端部处安装在所述刚性连接器上的第二扬声器模块，所述第二扬声器模块包括第二音圈，其中所述第二音圈在被所述音频信号驱动时在与所述第一方向相反的第二方向上沿第二轴移动，以通过所述第二壁辐射声音；和
所述外壳与所述刚性连接器之间的支点，其中所述支点在第一轴和第二轴之间耦合到所述刚性连接器。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述音频信号包括电流，其中所述电流在所述第一方向上绕所述第一轴流过所述第一音圈，并且其中所述电流在所述第二方向上绕所述第二轴流过所述第二音圈。
3.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述第一扬声器模块包括与所述外壳内的壳体流体连通的第一前腔，其中所述第二扬声器模块包括第二后腔，并且其中所述第一前腔和所述壳体具有与所述第二后腔相等的组合空间容积。
4.根据权利要求3所述的电子设备，其中所述壳体在所述外壳内侧向地介于所述第一前腔和所述第二后腔之间。
5.根据权利要求4所述的电子设备，其中所述第一扬声器模块包括通过所述外壳的所述第一壁中的第一狭槽端接的第一后腔，并且其中所述第二扬声器模块包括通过所述外壳的所述第二壁中的第二狭槽端接的第二前腔。
6.一种电子设备，包括：
包括显示器和手动输入设备的外壳；
在所述外壳内侧向地在第一端部与第二端部之间延伸的杆件；
安装在所述杆件上的第一扬声器模块，所述第一扬声器模块包括第一音圈，其中所述第一音圈在被音频信号驱动时在第一方向上沿第一轴移动；
安装在所述杆件上的第二扬声器模块，所述第二扬声器模块包括第二音圈，其中所述第二音圈在被所述音频信号驱动时在与所述第一方向相反的第二方向上沿第二轴移动；和
所述外壳与所述杆件之间的支点，其中所述支点在所述第一轴与所述第二轴之间耦接到所述杆件。
7.根据权利要求6所述的电子设备，其中所述第一扬声器模块在所述第一端部处安装在所述杆件上，并且所述第二扬声器模块在所述第二端部处安装在所述杆件上，使得所述第一轴和所述第二轴在所述支点的相对两侧上从彼此偏移。
8.根据权利要求7所述的电子设备，还包括：
所述外壳与所述第一扬声器模块之间的第一衬垫；和
所述外壳与所述第二扬声器模块之间的第二衬垫；
其中所述衬垫提供不透声音的路径，以用于将声音从相应扬声器模块引导到周围环境。
9.根据权利要求8所述的电子设备，其中所述第一衬垫和所述第二衬垫的硬度比所述杆件低。
10.根据权利要求6所述的电子设备，其中所述支点通过销接合部耦接至所述杆件。
11.根据权利要求6所述的电子设备，其中所述第一扬声器模块包括与所述外壳内的壳体流体连通的第一前腔，其中所述第二扬声器模块包括第二后腔，并且其中所述第一前腔和所述壳体具有与所述第二后腔相等的组合空间容积。
12.根据权利要求11所述的电子设备，其中所述壳体在所述外壳内侧向地介于所述第一前腔和所述第二后腔之间。
13.根据权利要求12所述的电子设备，其中所述第一扬声器模块包括通过所述外壳的第一壁中的第一狭槽端接的第一后腔，并且其中所述第二扬声器模块包括通过所述外壳的与所述第一壁相对的第二壁中的第二狭槽端接的第二前腔。
14.根据权利要求6所述的电子设备，还包括：
在所述第一端部处邻近所述第一扬声器模块安装在所述杆件上的第三扬声器模块，其中所述第三扬声器模块包括第三音圈，并且其中所述第三音圈在被所述音频信号驱动时在所述第二方向上沿第三轴移动；和
在所述第二端部处邻近所述第二扬声器模块安装在所述杆件上的第四扬声器模块，其中所述第四扬声器模块包括第四音圈，并且其中所述第四音圈在被所述音频信号驱动时在所述第一方向上沿第四轴移动。
15.一种电子设备，包括：
包括显示器和手动输入设备的外壳；
安装在所述外壳上的锚定件；
在所述外壳内从所述锚定件延伸到第一自由端部的悬臂，其中所述锚定件具有大于所述外壳和所述悬臂的硬度，使得所述第一自由端部从所述外壳解除耦合；和
在所述第一自由端部处安装在所述悬臂上的第一扬声器模块，所述第一扬声器模块包括第一音圈，其中所述第一音圈在被音频信号驱动时正交于所述悬臂在第一方向上沿第一轴移动。
16.根据权利要求15所述的电子设备，还包括：
在所述外壳内在与所述悬臂相反的方向上侧向地延伸的第二悬臂；
所述外壳与所述第二悬臂之间的第二锚定件；和
安装在所述第二悬臂上的第二扬声器模块，所述第二扬声器模块包括第二音圈，其中所述第二音圈在被所述音频信号驱动时在与所述第一方向相反的第二方向上沿第二轴移动。
17.根据权利要求16所述的电子设备，还包括：
所述外壳与所述第一扬声器模块之间的第一衬垫；和
所述外壳与所述第二扬声器模块之间的第二衬垫，其中所述衬垫提供不透声音的路径，以用于将声音从相应扬声器模块引导到周围环境。
18.根据权利要求17所述的电子设备，其中所述第一扬声器模块包括与所述外壳内的壳体流体连通的第一前腔，其中所述第二扬声器模块包括第二后腔，并且其中所述第一前腔和所述壳体具有与所述第二后腔相等的组合空间容积。
19.根据权利要求18所述的电子设备，其中所述壳体在所述外壳内侧向地介于所述第一前腔和所述第二后腔之间。
20.根据权利要求19所述的电子设备，其中所述第一扬声器模块包括通过所述外壳的第一壁中的第一狭槽端接的第一后腔，并且其中所述第二扬声器模块包括通过所述外壳的与所述第一壁相对的第二壁中的第二狭槽端接的第二前腔。
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