CN111727610A - 驱动包括图案化电极的分布模式扬声器致动器 - Google Patents

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Abstract

一种方法包括：针对适于致使载荷振动的分布模式扬声器的压电悬臂型换能器，从频率范围中确定用于输出振动的频率子集，其中换能器包括沿换能器的长度定位的两个或更多个电极对，并且每个电极对包括在换能器的压电层的第一侧上的第一电极和在换能器的压电层的与第一侧相对的第二侧上的第二电极；针对频率子集，基于两个或更多个电极对中的每个电极对在换能器上的相对位置来为每个对选择相应输入电压；以及将相应输入电压施加到两个或更多个电极对中的每个电极对，以致使换能器生成振动力。

Description

驱动包括图案化电极的分布模式扬声器致动器
背景技术
一些设备使用分布模式扬声器(“DML”)来生成声音。DML是一种通过致使面板振动而创造声音的扬声器。DML可以使用分布模式致动器(“DMA”)，例如压电换能器，来代替音圈致动器，以致使面板振动并生成声音。举例来说，智能电话可以包括向智能电话中的显示面板(例如，LCD或OLED面板)施加力的DMA。所述力创造了显示面板的振动，所述振动耦合到周围的空气以生成声波，例如在人耳可听到的20Hz到20kHz的范围内。
发明内容
分布模式扬声器中的压电换能器可以包括用于生成在不同频率下的声音的多个电极对。举例来说，压电换能器可以包括在每个电极对之间延伸的压电材料层，例如压电陶瓷材料。例如，层可以具有在层顶部的来自电极对的第一电极以及在层下方的来自电极对的第二电极。
分布模式扬声器包括驱动模块，所述驱动模块选择性地使多个电极对中的一个或多个通电，以在分布模式扬声器能够生成声音的频率范围内的特定频率子集下生成声音。驱动模块可以向一个或多个选择电极对提供电流和/或施加振荡电压，以致使连接到分布式致动器的载荷(例如，显示面板)以特定频率子集生成声音。
通常，换能器和分布模式扬声器的频率响应将取决于施加到每个电极对的驱动电压而变化。此外，响应通常也将取决于其他因素而变化，所述其他因素诸如电极对的数量、电极几何形状以及电极对之间的间隔。因此，为了优化响应，能够基于分布模式扬声器的声音输出频率和电极对在压电材料的层上的位置来为每个电极对选择不同的驱动电压。在设计阶段也能够选择不同数量和几何形状的电极对。
一般而言，在第一方面，一种方法包括：针对分布模式扬声器的适于致使载荷在频率范围内振动的压电悬臂型换能器，从频率范围中确定用于输出振动的频率子集，其中换能器包括沿换能器的长度定位的两个或更多个电极对，并且每个电极对包括在换能器的压电层的第一侧上的第一电极和在换能器的压电层的与第一侧相对的第二侧上的第二电极；针对频率子集，基于两个或更多个电极对中的每个电极对在换能器上的相对位置来为每个对选择相应输入电压，其中两个或更多个电极对中的至少两个电极对的相应输入电压是不同的；以及将相应输入电压施加到两个或更多个电极对中的每个，以致使换能器在载荷上生成在输出频率范围内的振动力，其中为了在载荷上生成在输出频率范围内的振动力，换能器经历振动，所述振动使压电层沿换能器的长度移位变化的量，并且选择相应输入电压以减少在换能器上对应于电极对的位置上压电响应的激活，在所述位置激活是与压电层的移位异相的。
所述方法的实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。每个输入电压可以包括对应的振幅和对应的相位。可以选择相应输入电压以减少由换能器为振动力所汲取的电流。
频率子集可以包括在0kHz到10kHz范围内的频率，或在4kHz到10kHz范围内的频率。
换能器可以具有2个电极对，并且可具有恰好2个电极对。换能器可以具有3个电极对，并且可以具有恰好3个电极对。
一般而言，在另一方面，一种系统包括：分布模式扬声器的压电悬臂型换能器，所述电压悬臂型换能器适于致使载荷在频率范围内振动，换能器包括压电层和沿换能器的长度定位的两个或更多个电极对，每个电极对包括在压电层的第一侧上的第一电极和在压电层的与第一侧相对的第二侧上的第二电极；控制器，所述控制器适于从频率范围中确定用于输出振动的频率子集，并且针对频率子集基于两个或更多个电极对中的每个电极对在换能器上的相对位置来为每个对选择相应输入电压，其中两个或更多个电极对中的至少两个电极对的相应输入电压是不同的；以及驱动模块，所述驱动模块与两个或更多个电极对中的每个电极对电通信，驱动模块适于将相应输入电压施加到两个或更多个电极对中的每个电极对，以致使换能器在载荷上生成在输出频率范围内的振动力，其中为了在载荷上生成在输出频率范围内的振动力，换能器被配置成经历振动，所述振动使压电层沿换能器的长度移位变化的量，并且其中控制器适于选择相应输入电压以便减少在换能器上对应于电极对的位置处的压电响应的激活，在所述位置激活是与压电层的移位异相的。
所述系统的实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。每个输入电压包括可以包括振幅和对应的相位。控制器可以适于选择相应输入电压以减少由换能器为振动力所汲取的电流。
频率子集可以包括在0kHz到10kHz范围内的频率，或在4kHz到10kHz范围内的频率。
换能器可以具有2个电极对，并且可以具有恰好2个电极对。换能器可以具有3个电极对，并且可以具有恰好3个电极对。
压电层可以包括陶瓷材料。
一般而言，本说明书中描述的主题的另一创新方面可以体现在包括以下动作的方法中：针对分布模式扬声器的适于创造力以致使载荷振动从而在频率范围内生成声波的压电悬臂型换能器，从频率范围中确定用于输出声音的频率子集；基于频率子集来从压电换能器中包括的两个或更多个电极对中选择一个或多个电极对以生成声音，每个电极对包括在压电换能器中包括的层的第一侧上的第一电极和在层的与第一侧相对的第二侧上并且连接到所述层的不同部分的第二电极；以及通过连接到两个或更多个电极对中的每个的驱动模块，向选择的一个或多个电极对中的每个提供电流以致使压电换能器生成力，所述力当被提供给载荷时，致使载荷生成在频率子集内的声音。该方面的其他实施例包括记录在一个或多个计算机存储设备上的对应计算机系统、装置和计算机程序，它们各自被配置成执行所述方法的动作。一个或多个计算机的系统可以被配置成凭借具有在所述系统上安装的软件、固件、硬件或它们的组合来执行特定的操作或动作，所述软件、固件、硬件或它们的组合在操作中致使所述系统执行动作。一个或多个计算机程序可以被配置成凭借包括指令来执行特定操作或动作，所述指令当由数据处理装置实行时致使所述装置执行动作。
一般而言，本说明书中描述的主题的一个创新方面可以体现在一种系统中，所述系统包括：分布模式扬声器，所述分布模式扬声器包括：压电换能器，所述压电换能器包括两个或更多个电极对，每个电极对a)包括在压电换能器中包括的层的第一侧上的第一电极，b)包括在所述层的与第一侧相对的第二侧上的第二电极，并且c)连接到所述层的不同部分；并且所述压电换能器适于创造力以致使载荷振动从而生成在频率范围内的声波；控制器，所述控制器被配置成：针对压电换能器从频率范围中确定用于输出声音的频率子集；并且基于频率子集来从压电换能器中包括的两个或更多个电极对中选择一个或多个电极对以生成声音；以及驱动模块，所述驱动模块：连接到两个或更多个电极对中的每个并且适于向两个或更多个电极对中的至少一些提供电流以致使压电换能器生成力，所述力当被提供给载荷时，致使所述载荷生成在频率子集内的声音；并且所述驱动模块被配置成向选择的一个或多个电极对中的每个提供电流以致使压电换能器生成力，所述力当被提供给载荷时，致使所述载荷生成在频率子集内的声音。该方面的其他实施例包括记录在一个或多个计算机存储设备上的对应计算机系统、方法和计算机程序，它们各自被配置成执行所述操作的动作。计算机系统可以包括一个或多个计算机，并且可以被配置成凭借具有在所述系统上安装的软件、固件、硬件或它们的组合来执行特定的操作或动作，所述软件、固件、硬件或它们的组合在操作中致使所述系统执行动作。一个或多个计算机程序可以被配置成凭借包括指令来执行特定操作或动作，所述指令当由数据处理装置实行时致使所述装置执行动作。
一般而言，本说明书中描述的主题的一个创新方面可以体现在一种装置中，所述装置包括：智能电话，所述智能电话包括：显示器，所述显示器被配置成呈现内容；压电换能器，所述压电换能器包括两个或更多个电极对，每个电极对a)包括在压电换能器中包括的层的第一侧上的第一电极，b)包括在所述层的与第一侧相对的第二侧上的第二电极，并且c)连接到所述层的不同部分；并且所述压电换能器适于产生力以致使载荷振动从而生成在频率范围内的声波；控制器，所述控制器被配置成：针对压电换能器从频率范围中确定用于输出声音的频率子集；并且基于频率子集来从压电换能器中包括的两个或更多个电极对中选择一个或多个电极对以生成声音；以及驱动模块，所述驱动模块：连接到两个或更多个电极对中的每个并且适于向两个或更多个电极对中的至少一些提供电流以致使压电换能器生成力，所述力当被提供给载荷时，致使所述载荷生成声音；并且所述驱动模块被配置成向选择的一个或多个电极对中的每个提供电流以致使压电换能器生成力，所述力当被提供给载荷时，致使所述载荷生成在频率子集内的声音；一个或多个应用处理器，所述一个或多个应用处理器被配置成实行智能电话的应用；以及一个或多个存储器，所述一个或多个存储器上存储有可操作的指令，所述指令当由一个或多个应用处理器实行时，致使所述一个或多个应用处理器实行所述应用。该方面的其他实施例包括记录在一个或多个计算机存储设备上的对应计算机系统、方法和计算机程序，它们各自被配置成执行所述操作的动作。计算机系统可以包括一个或多个计算机，并且可以被配置成凭借在具有所述系统上安装的软件、固件、硬件或它们的组合来执行特定的操作或动作，所述软件、固件、硬件或它们的组合在操作中致使所述系统执行动作。一个或多个计算机程序可以被配置成凭借包括指令来执行特定操作或动作，所述指令当由数据处理装置实行时致使所述装置执行动作。
前述实施例和其他实施例可各自可选地单独或组合地包括以下特征中的一个或多个。基于频率子集来从压电换能器中包括的两个或更多个电极对中选择一个或多个电极对以生成声音可以包括：基于频率子集来从两个或更多个电极对中选择电极对子集。从频率范围中确定用于输出声音的频率子集可以包括：从频率范围中确定用于输出声音的高频范围子集。基于频率子集而从两个或更多个电极对中选择电极对子集可以包括：基于所确定的高频范围子集来从两个或更多个电极对中选择一个电极对。基于所确定的高频范围子集来从两个或更多个电极对中选择一个电极对可以包括：基于所确定的高频范围子集来选择特定电极对，所述特定电极对最接近支撑件，所述支撑件a)牢固地连接到压电换能器，b)连接到载荷，并且c)将力从压电换能器传递到所述载荷。所述方法可以包括：从频率范围中确定用于输出第二声音的中频范围子集，所述第二声音是与所述声音不同的声音；基于所确定的中频范围子集来从压电换能器中包括的三个或更多个电极对中选择两个或更多个特定电极对，所述三个或更多个电极对包括两个或更多个电极对；以及通过连接到三个或更多个电极对中的每个的驱动模块向选择的两个或更多个电极对中的每个提供电流，以致使压电换能器向载荷提供力并且所述载荷生成在中频范围子集内的第二声音。
在一些实施方式中，基于频率子集来从压电换能器中包括的两个或更多个电极对中选择一个或多个电极对以生成声音可以包括：基于频率子集来选择两个或更多个电极对中的全部。从频率范围中确定用于输出声音的频率子集可以包括：从频率范围中确定用于输出声音的低频范围子集。基于频率子集来选择两个或更多个电极对中的全部可以包括：基于所确定的低频范围子集来选择两个或更多个电极对中的全部。
在一些实施方式中，系统包括载荷。所述系统可以包括智能电话。载荷可以是智能电话的显示器，所述显示器例如被配置成呈现内容。显示器可以向操作智能电话的用户呈现内容。分布模式扬声器可以包括牢固地连接到压电换能器的支撑件，所述支撑件当连接到载荷时，将由压电换能器生成的力中的至少一些传递到载荷。来自两个或更多个电极对的至少一些电极对可以共享公共接地、具有单独的接地。电极对中的一些可以共享公共接地，并且电极对中的一些可以具有单独的接地。来自两个或更多个电极对的每个电极对可以具有单独的接地。所述层可以是陶瓷的。
除了其他优点，下文所述的系统和方法可以减少分布模式扬声器功率使用，增加分布模式扬声器的阻抗，降低分布模式扬声器的电容或这些中的两个或更多个的组合。
所公开的系统和方法的优点可以包括：在达成期望的性能水平的同时，减少例如在较高频率下的操作期间分布模式扬声器所使用的电流。另一个优点可以包括：在达成期望的性能水平的同时，减少例如在较高频率下的操作期间分布模式扬声器所使用的功率或能量或电压。对于给定的总施加电压，额外优点可以包括增加DML产生的总力。还设想了换能器的惯性能量的有效使用。
本说明书中所描述的主题的一个或多个实施方式的细节在附图和以下描述中阐述。根据描述、附图和权利要求书，本主题的其他特征、方面和优点将变得显而易见。
附图说明
图1A-C示出了包括分布模式扬声器的示例性设备。
图2A-C示出了基于输出频率子集而单独地使电极对通电以致动换能器层的分布模式扬声器。
图3是用于向压电换能器中包括的两个或更多个电极对的子集提供电流的过程的流程图。
图4A-4B是处于两个不同声学输出频率的分布模式扬声器的示意图。
图5A是由分布模式扬声器(DML)生成的根据输出声学频率的总力振幅(每伏特)的模拟曲线图。
图5B是由图5A的DML的每个电极对单个地生成的根据输出声学频率的力振幅的模拟曲线图。
图6是在图5A到图5B中建模的DML的每个电极对的根据输出声学频率的相对相位的模拟曲线图。
图7是用于为DML的每个电极对选择不同输入电压的过程的流程图。
图8A-B分别是DML中每个电极对的根据输出频率的输入电压的实数部分和虚数部分的模拟曲线图。
图9A-9B分别是DML的根据声学输出频率的模拟总力输出和电流汲取的曲线图。
图10A是具有两个电极对的DML的示意图。
图10B是两区段式压电换能器的力矩图。
图11A-11B分别是由具有两个电极对的DML产生的根据频率的每伏特的总力和电流汲取的曲线图。
在各种附图中，相同的附图标记和名称指示相同的要素。
具体实施方式
图1A-C示出了包括分布模式扬声器102的示例性设备100。诸如智能电话或另一类型的计算机的设备100使用图1C中示出的分布模式扬声器102以生成声音。声音可以是任何类型的声音，诸如电话交谈、音乐、音频流、视频声音或游戏声音。
分布模式扬声器102包括面板104，所述面板104振动(例如，通过弯曲波)并生成声波。面板104可以是设备100中包括的能够生成声波的任何适当的面板。举例来说，面板104可以是设备100中包括的显示面板。显示面板可以包括触摸屏或任何其他适当类型的显示器。
面板104连接到图1B到图1C中示出的支撑件106，所述支撑件106将力从压电换能器108(或DMA)传递到面板104。面板104刚性地连接到支撑件106，以使得支撑件106可以有效地将力传递到面板104。在一些实施方式中，在设备100的制造期间，面板104可以可移除地连接到支撑件106，例如支撑件106可以与面板104断开连接。在一些示例中，面板104可以牢固地连接到支撑件106，例如支撑件106意在被永久地固定到面板104，而不会致使从面板104移除支撑件106的损坏。
在一些实施方式中，另一部件可以是面板104与支撑件106之间的连接的部分。例如，支撑件106可以刚性地连接到底盘，所述底盘刚性地连接到面板104。
压电换能器108一端以悬臂型结构连接到支撑件106(例如，其中换能器的相对端未连接到支撑件106并且因此自由振动)，以允许由压电换能器108生成的力中的至少一些从压电换能器108传递通过支撑件106传递到面板104中。压电换能器108刚性地连接到支撑件106，以使得压电换能器108可以有效地将力传递到支撑件106。在一些示例中，压电换能器108牢固地连接到支撑件106，例如永久性地固定到支撑件106，以使得移除将会致使支撑件106、压电换能器108或两者损坏。压电换能器108可以可移除地连接到支撑件106，例如以使得压电换能器108可以与支撑件106断开连接而不会致使任一者损坏。
压电换能器108通过响应于从分布模式扬声器102中包括的驱动模块接收到信号而致动来生成力。举例来说，压电换能器108包括多个电极对110-114，电极对110-114中的每个连接到驱动模块，以允许对应的电极对110-114从驱动模块接收激活信号，例如电流。当电极对110-114从驱动模块接收到信号时，电极对110-114在压电换能器108的压电材料的层116的至少部分上产生电场。所述电场致使压电材料的尺寸的物理变化，并且致动器的相关联移位生成力。
电极对110-114可以以任何适当的方式连接到层116。举例来说，电极对110-114可以在制造期间，例如通过沉积和图案化过程牢固地连接到层116。电极对110-114可以包括单独的接地。例如，电极110a、112a和114a可以是正电极，每个正电极分别具有对应的接地电极110b、112b和114b。压电换能器108可以包括正电极和接地电极的任何适当的组合。举例来说，电极110a、112b和114b可以是正电极，而其他电极110b、112a和114a是接地电极。在一些示例中，电极对110-114可以包括公共接地。例如，电极110a、112a和114a可以是正电极，而电极110b、112b和114b可以是单个公共接地电极。
层116可以是任何适当类型的压电材料。举例来说，层116可以是陶瓷或晶体压电材料。陶瓷压电材料的示例包括例如钛酸钡、钛酸铅锆、铁酸铋和铌酸钠。晶体压电材料的示例包括黄玉、钛酸铅、铌酸锂和钽酸锂。
电极对110-114可以包括任何适当的导电材料。例如，电极可以是金属，诸如镍、铜或银或导电聚合物。
电极对110-114对层116的致动可以是层116的部分在与层116的大表面成直角的垂直方向118上的移动。层116的不同部分取决于从驱动模块接收信号的电极对110-114单独地致动。举例来说，当第一电极对110a-b从驱动模块接收信号时，第一电极对110a-b可以主要致使层116的最接近支撑件106并且连接到第一电极对110a-b的部分致动。当第二电极对112a-b从驱动模块接收信号时，第二电极对112a-b可以主要致使层116的连接到第二电极对112b的中间部分致动。当第三电极对114a-b从驱动模块接收信号时，第三电极对114a-b可以主要致使层116的最远离支撑件106并且连接到第三电极对114a-b的末端部分致动。
在一些实施方式中，各个电极对110-114主要响应于接收到信号而致使层116的相应部分致动，这是因为层116的相邻部分也可以致动到小于层116的连接有电极对的相应部分的致动程度。例如，当第一电极对110a-b从驱动模块接收信号时，第一电极对110a-b主要致使层116的连接到第一电极对110a-b的部分致动并生成力，并且还可以致使层116的连接到第二电极对112-b的部分中的一些致动。
分布模式扬声器102包括多个电极，以允许对层116的不同部分进行单独选择、通电或两者。举例来说，分布模式扬声器102可以选择性地使电极中的一些通电，以便以某些频率更好地再现声音从而降低功率消耗，或者两者。
图2A-C示出了基于输出频率子集而单独地使电极对202a-c通电以致动换能器层204的分布模式扬声器200。分布模式扬声器200可以是参考图1讨论的分布模式扬声器102的示例。电极对202a-c可以对应于电极对110-114。换能器层204可以对应于层116。支撑件208可以对应于支撑件106。
当生成高频声音时，分布模式扬声器200中包括的驱动模块206可以使电极对202a-c中的仅一些通电，如图2A中所示。在一些示例中，驱动模块206可以使第一电极对202a通电以实现高频声音生成。第一电极对202可以最接近连接有压电换能器的支撑件，所述压电换能器包括电极202a-c和换能器层204。当生成声音时，驱动模块206可以使电极对202a-c中的仅一些通电以降低功率消耗。
驱动模块206可以使多个电极对202a-b通电以生成中频声音，如图2B中所示。多个电极对202a-b可以包括两个或更多个电极对。多个电极对202a-b可以包括少于分布模式扬声器200中包括的所有电极对202a-c。在一些示例中，驱动模块206可以选择并使相邻电极对——例如，最接近支撑件的两个电极对202a-b，或者最远离支撑件208的两个电极对202b-c——通电，以生成中频声音。在一些示例中，驱动模块206可以选择并使彼此不相邻的两个电极对——例如，第一电极对202a和第三电极对202c——通电。
驱动模块206可以使多个电极对202a-c通电以生成低频声音，如图2C中所示。多个电极对202a-c可以包括三个或更多个电极对。例如，驱动模块206可以选择并使分布模式扬声器200中包括的所有电极对202a-c通电，以生成低频声音。驱动模块206可以选择多个电极对202a-c，以通过分布模式扬声器200更准确地再现低频声音，例如以再现更大范围的低频声音。
图3是用于向压电换能器中包括的两个或更多个电极对的子集提供电流或电压的过程300的流程图。例如，过程300可以由来自设备100的分布模式扬声器102使用。
分布模式扬声器接收识别要输出的声音的输入(302)。例如，分布模式扬声器中包括的驱动模块或控制器可以接收识别要输出的声音的信号。所述信号可以是扬声器、分布模式扬声器或两者的任何适当类型的信号。驱动模块或控制器可以从在设备上实行的应用——例如电话或智能电话上的音乐应用——接收输入。驱动模块可以是与分布模式扬声器中控制器相同的部件。在一些示例中，驱动模块可以是与分布模式扬声器中的控制器不同的部件。
分布模式扬声器被配置成生成在频率范围内的声波。例如，分布模式扬声器的制造设计(可能包括面板、支撑件和压电换能器的配置参数，所述面板、支撑件和压电换能器全部包括在分布模式扬声器中)可能对应于分布模式扬声器可以生成声音的频率范围。
分布模式扬声器确定用于输出声音的频率子集(304)。所述频率子集是来自分布模式扬声器可以生成声音的频率范围的频率子集。频率子集可以是分布模式扬声器可以生成声音的频率范围的真子集。驱动模块或控制器可以使用来自信号的数据以确定频率子集。举例来说，驱动模块或控制器可以确定信号识别用于输出声音的频率子集。
分布模式扬声器基于频率子集来从压电换能器中包括的两个或更多个电极对中选择一个或多个电极对以生成声音(306)。驱动模块或控制器可以使用任何适当的方法来基于频率子集来选择一个或多个电极对。在一些示例中，驱动模块或控制器可以使用一种算法，所述算法针对频率子集输出要通电的电极对的数量、要通电的电极对的标识符或两者来生成声音。举例来说，当从压电换能器中包括的两个或更多个电极对中选择一个或多个电极对时，驱动模块或控制器可以使用频率范围中的频率子集范围到输入值的映射。
在一些示例中，当控制器是与驱动模块不同的部件并且确定频率子集时，控制器将频率子集的数据提供给驱动模块。举例来说，控制器确定输出声音的频率子集，并将频率子集的数据提供给驱动模块。频率子集的数据可以是识别频率子集的数据，例如表示频率子集的数值的数据。响应于接收到频率子集的数据，驱动模块使用频率子集的数据来选择压电换能器中包括的一个或多个电极对以生成声音。
分布模式扬声器包括压电换能器。分布模式扬声器可以包括大于或等于两个的任何适当数量的电极对。例如，分布模式扬声器可以包括两个、三个、四个、五个、六个或九个电极对。
分布模式扬声器使用驱动模块向选择的一个或多个电极对中的每个提供电流或电压(308)。例如，驱动模块向选择的一个或多个电极对中的正电极提供电流。当电极对中的至少一些共享公共接地时，驱动模块向单独的正电极提供输入电流，每个单独的正电极来自电极对中的一个电极对，而分布模式扬声器则通过公共接地从电极对接收输出电流。当电极对具有单独的接地电极时，分布模式扬声器基于向来自选择的一个或多个电极对的单独的正电极提供输入电流来从来自选择的一个或多个电极对的单独的接地电极接收输出电流。
分布模式扬声器利用使用选择的一个或多个电极对的压电换能器生成力，所述力当被提供给载荷时会致使载荷生成在频率子集内的声音(310)。举例来说，通过电极对接收电流致使压电换能器中包括的层致动并生成力。分布模式扬声器中包括的支撑件可以将力或力的至少部分从压电换能器传递到面板。面板接收到力或力的部分致使面板振动并生成由输入识别的声音。
在一些实施方式中，过程300可以包括额外的步骤、更少的步骤，或者所述步骤中的一些可以分为多个步骤。例如，分布模式扬声器可以确定用于输出声音的频率子集，并且选择一个或多个电极对以生成声音，而无需执行过程300中的其他步骤。在一些示例中，分布模式扬声器可以执行步骤304、306和308，而无需执行过程300中的其他步骤。
可以响应于过程300中的前一步骤而自动执行过程300中的步骤中的一个或多个。例如，分布模式扬声器可以响应于接收到输入而确定频率子集。响应于确定频率子集，分布模式扬声器可以从压电换能器中包括的两个或更多个电极对中选择一个或多个电极对。响应于选择一个或多个电极对，驱动模块可以向选择的一个或多个电极对中的每个提供电流。压电换能器可以响应于从驱动模块接收电流而生成力。
一般而言，可以通过明智地根据声学输出频率选择每个电极对的驱动电压来提高(例如，优化)DML的效率。例如参考图4A和图4B，考虑一种分布模式扬声器(或DML)400，其具有电极对401a-b、402a-b和403a-b，用于使换能器层416的三个不同部分通电。当向电极对(例如，401a-b、402a-b和403a-b)施加交流电压时，使换能器层416的对应于该电极对的部分通电，以利用与施加的电压的频率相同的频率移动。换能器的其他部分也将由于机械耦合而移动。
换能器层416是换能器(或DMA)408的经由支撑件406连接到面板(或载荷)404的部分。分布模式扬声器400可以是参考图1讨论的分布模式扬声器102的示例。电极对401a-b、402a-b和403a-b可以对应于电极对110-114。换能器层416可以对应于换能器层116。支撑件406和面板404可以对应于支撑件106和面板104。
一般而言，取决于换能器层416的输出声学频率和几何形状，换能器层416的部分在z方向上的相对移位和速度(例如，振动廓线)沿着层的长度变化。因此，取决于输出频率，换能器层的不同部分可以彼此“同相”或“异相”移动。
图4A-4B通过分别示出换能器层416针对较低输出频率和较高输出频率的瞬时移动的简化示例来说明该原理。如图4A中所示，在较低输出声学声频(例如，在4kHz以下)下，换能器层416的大部分并且因此电极对401a-b、402a-b和403a-b在z方向上“同相”移动。换句话说，换能器层416的部分在z方向上均具有相同的速度方向。图4A示出了当换能器层416的部分同时全部向下移动时的快照。然而，在较高的输出频率(例如，在4kHz以上)下，换能器层416的对应于不同的电极对401a-b、402a-b、403a-b的不同部分(沿x轴线)在z方向上以不同“相”移动，如图4B中所示。例如，当换能器层416的对应于电极对401a-b的部分向上移动时，对应于电极对402a-b、403a-b的部分向下移动。可以相信，由于换能器层416中不同模式的动作，较高的输出频率会导致这种异相运动。这种异相运动可能会导致换能器层416的部分与所述层的其余部分的主要(或意图)动作相反地作用，和/或不有助于主要(或意图)动作，如图4B中所示。“主要动作”是指换能器层416的平均动量或速度。
例如，针对较高输出频率，当换能器层416的部分在与层的其余部分(例如，换能器层416的对应于电极对401a-b的部分)的意图的主要运动相反的方向上移动时，施加到电极对以使层的该部分通电的电压可能不会有助于期望的声学输出。效率可以规定：关断施加到该电极的电压或者施加相反的交变极性的电压可以减少被与换能器层416的主要动作“异相”移动的部分浪费的能量。在替代的或额外的经验方法中，可以选择输入电压以减少在换能器上对应于电极对的位置处的压电响应——例如，由于施加的电压引起的压电力——的激活，其中该位置处的激活或力与压电层的移位是异相的。换句话说，可以在换能器的与施加到该位置的力在相对方向上移动或异相移动的位置上减小电压输入。在实施例中，可以选择输入电压以最小化在换能器上对应于电极对的位置处的压电响应——例如，由于施加的电压引起的压电力——的激活，其中该位置处的激活或力与压电层的移位是异相的。
因此，一般而言，在导致换能器层416的部分“异相”移动的输出频率下(例如，在较高输出频率下)，利用施加到不同电极对401a-b、402a-b、403a-b的不同电压来驱动换能器层416而不是用单个电压驱动整个换能器可能是有利的。该原理可以扩展到其他输出频率和换能器层几何形状。在一些实施例中，可以通过观察换能器在不同输出频率下的振动廓线并相应地修改施加的电压来凭经验达成优化。在一些实施例中，可以解析地和/或通过使用优化算法的模拟来达成优化。
一般而言，每个电极对401a-b、402a-b、403a-b在换能器层416上产生电容。例如，源自单个电极对的电容可以在100nF与1000nF之间，或者在200nF与450nF之间(例如，430nF)。电容可以在三个电极上相加(例如，串联)。例如，换能器408的总电容(或电载荷)可以在300nF与3μF之间，或者在.75与1.5μF之间(例如，总计1.3μF)。
在较高输出频率下，换能器408的较高电容可能需要较大的电流。例如，连接到换能器408的电子放大器可以产生受电源轨限制的受控输出电压。换能器的电容性载荷可以呈现与频率成反比的电阻抗。因此，放大器汲取的电流可以与频率成比例地增加。在一些实施例中，明智地根据声学输出频率选择换能器层的电极对的驱动电压的优点可以包括减少在较高输出频率(例如，在4kHz以上)下操作期间的电流流动(或汲取)。
不希望受到任何特定理论的束缚，在声输出频率f下换能器408在载荷404上施加给定力所需的无功功率(Pr)可以表示为
Figure BDA0002632974460000171
其中C是换能器408的总电容，并且V是输入电压。所述等式表明，在较高的输出频率f下，较高的电容C需要较高的功率Pr才能产生给定的力。在一些实施例中，优点可以包括减少在较高频率(例如，在4kHz以上)下操作期间所需的功率。功率Pr和电流I的关系如下：
Figure BDA0002632974460000172
因此，如上面所讨论，减少电流流动与减少功率消耗有关。
参看图5A，示出了由分布模式扬声器的DMA(例如，换能器408)生成的根据输出声学频率的总力振幅(每伏特)的模拟曲线图。在模拟中，DMA具有拥有相等面积和为1.3μF的总电容的三个电极对(例如，401a-b、402a-b、403a-b)，所述三个电极对均以相同的振荡输入电压驱动。
参看图5B，示出了针对图5A的DMA的每个电极对1、2和3(例如，401a-b、402a-b、403a-b)单个地生成的根据输出声学频率的力振幅。所述曲线图示出，当在相同的振荡输入电压下驱动时，每个电极对的输出效率可能不同，并且可能取决于输出声学频率。例如，虽然电极对1(例如，401a-b)在较低的声学输出频率下比其他电极对产生更高的功率输出，但是在较高声学输出频率(例如，在4kHz以上)下，该同一电极产生比其他电极对2和3(例如，402a-b，403a-b)少的功率输出。
参看图6，示出了根据输出声学频率的在图5A-5B中建模的DML的每个电极对1、2、3的相对相位。如参考电极对(例如，401a-b、402a-b、403a-b)所使用的“相对相位”是指在该电极对的位置处由换能器传递到载荷(例如，404)的力。例如，在较低频率下，所有力贡献彼此同相。在较高频率下，来自电极对1的贡献是180°异相(即，反向)。
如图6中所示，在4kHz输出频率以上，电极1的相位变得与电极2和电极3的相位相反。换句话说，电极1与换能器的主要动作相反地作用(例如，产生相反力和/或动量)。
参看图7，在一些实施例中，方法700取决于DMA(例如，408)的声学频率输出为所述DMA的每个电极对(例如，401a-b、402a-b、403a-b)选择不同的输入电压。所述选择可能例如导致由DMA产生的总力增加，和/或导致由DMA用来产生给定输出力的电流(例如，“电流载荷”或“电流汲取”)减小。例如，过程700可以由图4A-4B中示出的分布模式扬声器400使用。
分布模式扬声器接收识别要输出的声音的输入(702)。例如，分布模式扬声器中包括的驱动模块(例如，206)或控制器可以接收识别要输出的声音的信号。所述信号可以是扬声器、分布模式扬声器或两者的任何适当类型的信号。驱动模块或控制器可以从在设备上实行的应用——例如，电话或智能电话上的音乐应用——接收输入。
分布模式扬声器确定用于输出声音的频率子集(704)。所述频率子集是来自分布模式扬声器可以生成声音的频率范围的频率子集。驱动模块或控制器可以使用来自信号的数据以确定频率子集。举例来说，驱动模块或控制器可以确定信号识别用于输出声音的频率子集。
在一些实施例中，分布模式扬声器可以生成声音的频率范围在0kHz与20kHz之间，例如20Hz到10kHz，或50Hz到10kHz，或200Hz和10kHz。
在“较低”频率与“较高”频率之间转变可能会在模式频率下发生，在所述转变期间换能器的部分的异相行为开始出现。对于具有低基本谐振频率(例如，4kHz)的实施方式，在较高阶模式(例如，10kHz)处的音频带内可能存在进一步的转变。在一些实施例中，用于输出声音的频率子集在0kHz与4kHz之间(例如，“较低频率”)，或在4kHz与10kHz之间(例如，“较高频率”)。在一些实施例中，较低的频率子集在4kHz与10kHz之间，而较高的频率子集在10kHz与20kHz之间。
针对所述频率子集，分布模式扬声器基于两个或更多个电极对(例如，401a-b、402a-b，403a-b)中的每个电极对在换能器上的相对位置来为每个对选择(706)相应输入电压，其中所述两个或更多个电极对中的至少两个的相应输入电压是不同的。
在一些示例中，驱动模块或控制器可以使用一种算法，所述算法针对频率子集向每个电极对输出不同的振荡输入电压(例如，具有相应的振幅和相对相位)，以使DMA的相应部分通电。在一些实施例中，可以选择输入电压以增加在给定的总施加电压下由DMA产生的总力和/或减小由DMA施加给定力所使用的电流。例如，所述算法可以是美国专利No.9,041,662中描述的系统优化算法，所述美国专利以引用的方式整体并入本文中。
在一些实施例中，电极对的输入电压是振荡输入电压。在一些实施例中，输入电压具有对应的振幅和对应的相位。输入电压的振幅范围在﹣15V与﹢15V之间。所述电压可以取决于压电层厚度，并且施加电压的限制可以依据例如500kV/m的电场强度来指定。输入电压的相位范围在﹣180°与﹢180°之间。相位差范围可以在﹣90°与﹢90°之间。
替代地或另外，DMA上的电极对(例如，电极对401a-b)当在所述电极对与所述DMA的主要动作异相移动——例如4kHz以上的频率下——时，可以不被加电。替代地或另外，DMA上的电极对(例如，电极对401a-b)当所述电极对与所述DMA的主要动作异相移动——在例如4kHz以上的频率下——时，可以用与其他电极对(402a-b、403a-b)的输入电压异相的振荡电压来被通电。不希望受到任何特定理论的束缚，在某一频率子集下不对异相电极对加电或用不同相位的电压加电可以帮助减少DML的电流汲取。
在一些示例中，如相关于图3详细描述的，当控制器是与驱动模块不同的部件并且确定频率子集时，控制器将向驱动模块提供频率子集的数据。
分布模式扬声器使用驱动模块向两个或更多个电极对中的每个电极对施加(708)相应输入电压以致使换能器在载荷上生成在输出频率范围内的振动力。振动力当被提供给载荷时，致使载荷生成在频率子集内的声音。
在一些实施方式中，过程700可以包括额外的步骤、更少的步骤，或者所述步骤中的一些可以分为多个步骤。
参看图8A-8B，在美国专利No.9,041,662中描述的系统优化算法用于以模拟方式为DML(例如，400)的每个相等大小的电极1-3(例如，对应于对401a-b、402a-b、403a-b)选择振荡输入电压，以减少DML汲取的电流和/或增加DML产生的力。一般而言，在输入“功率”保持恒定的约束内，美国专利No.9,041,662中描述的算法可以被用来最大化或最小化目标响应。在图8A-8B中示出的示例中，目标响应为力，而输入为电压。出于比较目的，将三个电极对的电压归一化，以使得其振幅(或幅度)的平方和为1。在图8A中，针对每个电极1-3(例如，对应于对401a-b、402a-b、403a-b)，根据输出频率绘制输入电压的表示为增益的实数部分Vr。在图8B中，针对每个电极1-3(例如，对应于对401a-b、402a-b、403a-b)，根据输出频率绘制输入电压的表示为增益的虚数部分Vim。凭借该算法，总功率增益为1。这些增益可以同时应用于诸如音乐等任何输入信号。
如图8A-8B中所示，向每个电极施加不同的电压，并且电压输入取决于DML(例如，400)的输出频率。在给定频率下，每个电极对的施加的电压的振幅(或幅度)为
Figure BDA0002632974460000211
并且相对相位θ为
Figure BDA0002632974460000212
图9A-9B分别比较了根据声学输出频率的每个电极对电压输入集合的两种选择的模拟总DML力输出和电流汲取。同样，出于比较目的，将三个电极对的电压集合归一化，以使得其平方和为1。实心的“优化”曲线是由于将图8A-8B中示出的输入电压施加到三个电极对1-3而产生的。虚线“相等”曲线对应于为三个电极对1-3中的每个施加相等的同相恒定电压(例如，每个的幅度为
Figure BDA0002632974460000213
)。
参看图9A，对于与“相等”曲线相同的总输入电压幅度，电压的“优化”选择导致在所有频率下DMA的输出力较高。参看图9B，电压的“优化”选择的电流汲取低于“相等”曲线，尤其是对于在4kHz以上的输出频率。换句话说，与为所有三个电极对使用相同恒定电压的DML相比，具有电压的“优化”选择的DML被示出在较低电流汲取的情况下生成较高力方面更为有效。
虽然图4A-4B示出了具有相等大小的三个电极对401a-b、402a-b、403a-b的DMA408，但是也可以设想其他数量的电极对和/或具有不同大小的电极。在一些实施例中，可以使用诸如美国专利No.9,041,662中描述的一种算法的系统优化算法来选择电极对的数量以及电极对的位置和面积，以增加由DMA产生的总力，和/或减小由DMA施加给定力所使用的电流。不希望受到任何特定理论的束缚，使用较少的电极对可能是有利的，因为每个电极对可能需要单独的电输入从而潜在地增加了DML的成本和复杂性。
参看图10A，分布模式扬声器(或DML)1000具有两个电极对1001a和1002a，用于使换能器层1016的两个不同部分通电。换能器层416是换能器(或DMA)的经由支撑件1006连接到面板(或载荷)的部分。分布模式扬声器1000可以是参考图1所讨论的分布模式扬声器102的示例，但是具有两个电极对。
在一些实施例中，电极对1001a和1002a的大小(例如，面积)相等。在一些实施例中，电极对1001a和1002a的大小不相等。不希望受到任何特定理论的束缚，电极对的大小(面积)可以确定其电容。如上面所讨论的，较高的电容可能引起较高的电流使用要求和或能量使用要求。
在一些实施例中，当电极对(例如，1001a和1002a)具有不同的大小时，为电极选择输入电压的方法可以考虑电极对的不同电容。
在一些实施例中，优化算法(例如，在美国专利No.9,041,662中描述)可以用于确定电极对(例如，1001a和1002a)的输入电压，以优化以下中的一个：(1)电压使用，例如针对给定的总施加电压增加由DMA产生的力，(2)电流使用，例如减少DMA施加给定力所使用的电流，或者(3)能量使用，例如减少DMA施加给定的力所使用的总能量，其中能量是电流乘以电压。
在一些实施例中，用于优化算法的归一化技术取决于以上(1)-(3)中的哪个正被优化。为了电压使用优化，施加到每个电极i的电压Vi的平方和等于1：
Figure BDA0002632974460000221
对于电流使用优化，每个电极i的电容Ci和电压Vi的总和被归一化为：
Figure BDA0002632974460000222
对于能源使用优化，归一化为：
Figure BDA0002632974460000223
在一些实施例中，如果电极全部具有相同的电容C，则所有三个优化可以引起电极对的相同的输入电压比率。
在一些实施例中，优化还可以考虑在DMA之外的外部电路配置(例如，并入了DMA的移动电话的放大器中的电线)。在一些实施例中，优化还可以考虑实施方式的财务成本。
在一些实施例中，悬臂型换能器(例如，416)的振型(mode shape)(例如，弯曲响应和/或惯性)可以用于确定将电极对定位在换能器上的什么位置。换句话说，也就是在何处“分裂”位于沿换能器整个长度的连续电极。在一些实施例中，换能器具有取决于输出频率的不同振型。不希望受到理论的束缚，基于振型的这种优化可以允许更有效地使用换能器的能量。
参看图10B，示出了两区段式压电换能器1040的力矩图。换能器1040的两个区段1011a和1012a可以对应于两个电极对(例如，1001a和1002a)。在较高频率下，区段1011a和1012a具有相反的相位(例如，在相反的方向上移动)。每个区段1011a和1012a在其末端处提供相反的力矩，区段1011a为1020a和1020b，而区段1012a为1020c和1020d。每个末端的弯曲力矩的方向用页面的平面中的箭头示出。两个区段1011a和1012a可以在位置1032处分裂。
在一些实施例中，可以在换能器1040的弯曲力矩的局部最大值处选择位置1032。不希望受到理论的束缚，当两个区段1011a和1012a的力矩1020b和1020c分别同相(例如，具有相同的方向)并且彼此增强时，局部最大值发生。
在一些实施例中，可以使用分析模型来确定换能器1040的弯曲力矩的局部最大值。例如，用于根据换能器上的归一化位置ξ的振型Y(例如，z轴线移位)的公式为：
Y(ξ)＝cosh(λξ)-cos(λξ)-σ(sinh(λξ)-sin(λξ))
其中ξ在0与1之间，σ趋于+/-1，并且λ是π/2的奇数倍的特征值乘数(例如，3π/2、5π/2等)，取决于模式数量(对应于不同的振型)。所述等式改编自Formulas for NaturalFrequency and Mode Shape by Robert D.Blevins(ISBN：9781575241845)，p.108(RobertD.Blevins的“Formulas for Natural Frequency and Mode Shape”(ISBN：9781575241845)，第108页)。
弯曲力矩的局部最大值可以通过找到Y的二次导数的最大值来得出。
Y”(ξ)＝cosh(λξ)-cos(λξ)-σ(sinh(λξ)-sin(λξ))
局部最大值(例如，波腹点)Y”(例如，分裂1032可能位于换能器1040上的位置)对于第N个模式大致出现在ξ等于1/N倍数处。表1示出了前4个模式的ξ的实际值，精确到3个小数位。
表1
Figure BDA0002632974460000241
基于该分析模型，在换能器的振型方式方面，似乎使换能器1040在1/N位置处分裂接近最佳。换句话说，覆盖换能器1040的长度的电极可以在换能器1040的长度的近似中间处分裂，以产生两个相等的电极对。替代地或另外地，覆盖换能器1040的长度的电极可以在换能器1040的长度的近似1/3和2/3处分裂，以产生三个相等的电极对。
参看图11A，示出了由具有两个电极对(例如，1001a和1002a)的DMA(例如，1000)产生的根据频率的每伏特的模拟总力。点线“相等”曲线是用具有大小相等的两个电极对的DMA产生的力。不希望受到理论的束缚，“相等”曲线可以表示电压使用优化或电流使用优化，因为它们针对相等大小的电极对产生了相同的曲线。虚线“电压优化”和“电荷优化”曲线表示用其中电极对在0.529处分裂的DMA产生的力，如上面的分析模型所规定。如上所述，利用美国专利No.9,041,662中描述的优化算法来执行优化。图11A中所有三个曲线近似相等。
图11B示出了具有两个电极对(例如，1001a和1002a)的DMA(例如，1000)的根据频率的总电流汲取。所述曲线对应于与图11A中相同类型的DMA电极分裂。同样，所有曲线近似相等。
不希望受到任何特定理论束缚，图11A-11B中的结果指示，使电极分裂成相等的部分与使用由分析模型找到的精确值导致相似的优点。这种相似性可能是由于DMA仅近似为悬臂梁这一事实引起的。
虽然上面提及的实施例设想了梁状、矩形DMA几何形状，但是也设想了宽度是长度的相当一部分(例如，板状)的设备。例如，设想了矩形几何形状和梯形几何形状，如美国专利No.7,149,318中所示，所述美国专利以引用的方式整体并入本文中。关于基于以上分析模型而将电极分裂成对的教导也可以通过直接类推应用于这种其他几何形状。
在一些实施方式中，当分布模式扬声器包括在智能电话中时，所述智能电话可以包括显示器(例如，显示面板)、一个或多个处理器以及一个或多个存储器。所述显示器可以是被分布模式扬声器用来生成声音的载荷。在一些示例中，智能电话可以包括与显示器不同的载荷，以供分布模式扬声器在生成声音时使用。
存储器可以存储应用的指令，例如分布模式扬声器从所述应用接收识别要输出的声音的输入。一个或多个处理器(例如，一个或多个应用处理器)可以使用一个或多个存储器上存储的指令来实行所述应用。在应用(例如，电话应用或音乐应用或游戏)的实行期间，所述应用可以确定要输出给用户的声音。所述应用向分布模式扬声器提供声音的数据。
分布模式扬声器中的控制器或驱动模块接收声音的数据作为输入。控制器可能是智能电话中的相同部件。在一些示例中，控制器是智能电话中与驱动器模块不同的部件。控制器、驱动模块或两者的组合使用声音的数据确定频率子集，选择一个或多个电极对，并向选择的一个或多个电极对提供电流。
在一些示例中，一个或多个处理器、一个或多个存储器或两者与驱动模块、控制器或两者分开。例如，控制器、驱动模块或两者可以包括至少一个处理器、至少一个存储器或两者。至少一个处理器可以是与一个或多个处理器不同的处理器集合。至少一个存储器可以是与一个或多个存储器不同的存储器。
本说明书中描述的主题和功能操作的实施例可以在数字电子电路中、在有形地体现的计算机软件或固件中、在计算机硬件中实现，包括本说明书中所公开的结构以及其结构等效形式或者是它们中的一个或多个的组合。本说明书中描述的主题的实施例可以被实现为一个或多个计算机程序，即在有形的非暂时性程序载体上编码以由数据处理装置实行或控制数据处理装置的操作的计算机程序指令的一个或多个模块。替代地或另外，程序指令可以在人工生成的传播信号(例如，机器生成的电、光或电磁信号)上编码，所述人工生成的传播信号被生成以对信息进行编码从而传输到合适的接收器装置供数据处理装置实行。所述计算机存储介质可以是机器可读存储设备、机器可读存储衬底、随机或串行访问存储器设备或它们中的一个或多个的组合。
术语“数据处理装置”是指数据处理硬件，并且涵盖用于处理数据的各种各样的装置、设备和机器，例如包括可编程处理器或多个处理器。所述装置还可以是或还包括专用逻辑电路，例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)。除了硬件之外，所述装置还可以可选地包括创建用于计算机程序的实行环境的代码，例如构成处理器固件、协议栈、操作系统或它们中的一个或多个的组合的代码。
例如，分布模式扬声器(例如，驱动模块或控制器或两者)可以包括数据处理装置。分布模式扬声器可以使用数据处理装置连同至少一个存储器来执行本文献中描述的操作中的一个或多个。
计算机程序，也可以称为或描述为程序、软件、软件应用、模块、软件模块、脚本或代码，可以用任何形式的编程语言编写，包括编译或解释性语言、声明性或程序性语言，并且可以以任何形式进行部署，包括部署为独立程序或部署为模块、部件、子例程或适合于在计算环境中使用的其他单元。计算机程序可以但不必对应于文件系统中的文件。程序可以存储在文件的容纳其他程序或数据的一部分(例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)中，存储在专用于所讨论的程序的单个文件中，或者存储在多个协调文件(例如，存储一个或多个模块、子程序或代码部分的文件)中。可以将计算机程序部署成在一个计算机或多个计算机上实行，所述多个计算机位于一个站点上或分布在多个站点上并且通过通信网络互连。
本说明书中描述的过程和逻辑流可以通过一个或多个可编程计算机执行，所述一个或多个可编程计算机实行一个或多个计算机程序以通过对输入数据进行操作并生成输出来执行各功能。过程和逻辑流也可以由专用逻辑电路(例如，FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路))执行，并且装置也可以被实现为所述专用逻辑电路。
例如，适合于实行计算机程序的计算机包括通用或专用微处理器或两者，或任何其他种类的中央处理单元。通常，中央处理单元将从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。计算机的基本元件是用于执行或实行指令的中央处理单元和用于存储指令和数据的一个或多个存储设备。通常，计算机还将包括或可操作地耦合以从用于存储数据的一个或多个大容量存储设备(例如，磁盘、磁光盘或光盘)接收数据或将数据传递到所述一个或多个大容量存储设备。然而，计算机不必具有这种设备。此外，计算机可以被嵌入另一设备，例如移动电话、个人数字助理(PDA)、移动音频或视频播放器、游戏机、全球定位系统(GPS)接收器或便携式存储设备(例如，通用串行总线(USB)闪存驱动器)，仅举几个例子。
适用于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储设备，包括例如：半导体存储设备，例如EPROM、EEPROM和闪速存储器设备；磁盘，例如内部硬盘或可移动磁盘；磁光盘；以及CD-ROM和DVD-ROM磁盘。处理器和存储器可以由专用逻辑电路补充或并入专用逻辑电路中。
分布模式扬声器可以包括存储指令的一个或多个存储器，所述指令当由分布模式扬声器实行时致使分布模式扬声器执行本文献中描述的一个或多个操作。举例来说，指令可以致使分布模式扬声器确定输出频率子集，使一个或多个电极通电或两者。在一些示例中，驱动模块或控制器或两者可以包括一个或多个存储器或一个或多个存储器中的一些。
为了提供与用户的交互，可以在计算机上实现本说明书中描述的主题的实施例，所述计算机具有：显示设备(例如LCD(液晶显示器)监视器)，用于向用户显示信息；以及键盘和指向设备，例如鼠标或轨迹球，用户可以通过它们向计算机提供输入。其他类别的设备也可以用于提供与用户的交互；例如提供给用户的反馈可以是任何形式的感觉反馈，例如视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈；并且可以以任何形式接收来自用户的输入，包括声学、语音或触觉输入。另外，计算机可以通过向由用户使用的设备发送文档以及从用户使用的设备接收文档来与用户进行交互；例如，通过响应于从用户的设备上的web浏览器接收到的请求而将网页发送到所述web浏览器。
虽然本说明书包含许多具体的实施方式细节，但是这些不应被解释为是对所要求保护的范围的限制，而应被解释为是对可能特定于特定实施例的特征的描述。本说明书中在单独实施例的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施例中以组合形式实现。相反，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以在多个实施例中单独地或以任何合适的子组合形式来实现。此外，虽然以上可能将特征描述为以某些组合形式起作用并且甚至最初如此要求保护，但是在一些情况下，来自要求保护的组合中的一个或多个特征可以被从组合中切除，并且要求保护的组合可以涉及子组合或子组合的变化形式。
类似地，虽然在附图中以特定顺序描绘了操作，但是这不应理解为要求以示出的特定顺序或以连续的顺序执行这种操作，或者执行所有示出的操作，以达成期望的结果。在某些情形下，多任务处理和并行处理可能是有利的。此外，上述实施例中的各种系统模块和部件的分离不应被理解为在所有实施例中都需要这种分离，并且应当理解，所描述的程序部件和系统通常可以一起集成在单个软件产品中，或者被打包成多个软件产品。
已经描述了主题的特定实施例。其他实施例在以下权利要求的范围内。例如，权利要求中叙述的动作可以以不同的顺序执行并且仍然达成期望的结果。举一个示例来说，附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或连续顺序来达成期望的结果。在一些情况下，多任务处理和并行处理可能是有利的。
以下是权利要求书。

Claims (15)

1.一种方法，包括：
针对适于致使载荷在频率范围内振动的分布模式扬声器的压电悬臂型换能器，从所述频率范围中确定用于输出振动的频率子集，其中所述换能器包括沿所述换能器的长度定位的两个或更多个电极对，并且每个电极对包括在所述换能器的压电层的第一侧上的第一电极和在所述换能器的所述压电层的与所述第一侧相对的第二侧上的第二电极；
针对所述频率子集，基于所述两个或更多个电极对中的每个电极对在所述换能器上的相对位置来为每个对选择相应输入电压，其中所述两个或更多个电极对中的至少两个电极对的相应输入电压是不同的；以及
将所述相应输入电压施加到所述两个或更多个电极对中的每个电极对，以致使所述换能器在所述载荷上生成在输出频率范围内的振动力，
其中，为了在所述载荷上生成在所述输出频率范围内的所述振动力，所述换能器经历了振动，所述振动使所述压电层沿所述换能器的长度移位了变化的量，并且所述相应输入电压被选择以减少在所述换能器上对应于电极对的下述位置处的压电响应的激活：在该位置处所述激活与所述压电层的移位是异相的。
2.根据权利要求1所述的方法，其中每个输入电压包括对应的振幅和对应的相位。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述频率子集包括0kHz到10kHz。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述频率子集包括4kHz到10kHz。
5.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中所述相应输入电压被选择以减少由所述换能器为所述振动力所汲取的电流。
6.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中所述换能器具有2个电极对。
7.根据权利要求1到5中的任一项所述的方法，其中所述换能器包括3个电极对。
8.一种系统，包括：
适于致使载荷在频率范围内振动的分布模式扬声器的压电悬臂型换能器，所述换能器包括压电层和沿所述换能器的长度定位的两个或更多个电极对，每个电极对包括在所述压电层的第一侧上的第一电极和在所述压电层的与所述第一侧相对的第二侧上的第二电极；
控制器，所述控制器适于从所述频率范围中确定用于输出振动的频率子集，并且针对所述频率子集基于所述两个或更多个电极对中的每个电极对在所述换能器上的相对位置来为每个对选择相应输入电压，其中所述两个或更多个电极对中的至少两个电极对的相应输入电压是不同的；以及
驱动模块，所述驱动模块与所述两个或更多个电极对中的每个电极对电通信，所述驱动模块适于将所述相应输入电压施加到所述两个或更多个电极对中的每个电极对，以致使所述换能器在所述载荷上生成在输出频率范围内的振动力，
其中为了在所述载荷上生成在所述输出频率范围内的所述振动力，所述换能器被配置成经历振动，所述振动使所述压电层沿所述换能器的长度移位了变化的量，并且
其中所述控制器适于选择所述相应输入电压以便减少在所述换能器上对应于电极对的下述位置处的压电响应的激活：在该位置处所述激活与所述压电层的移位是异相的。
9.根据权利要求8所述的系统，其中每个输入电压包括对应的振幅和对应的相位。
10.根据权利要求8或权利要求9所述的系统，其中所述频率子集包括0kHz到10kHz。
11.根据权利要求8或权利要求9所述的系统，其中所述频率子集包括4kHz到10kHz。
12.根据权利要求8到11中的任一项所述的系统，其中所述控制器适于选择相应输入电压以减少由所述换能器为所述振动力所汲取的电流。
13.根据权利要求8到12中的任一项所述的系统，其中所述换能器具有2个电极对。
14.根据权利要求8到12中的任一项所述的系统，其中所述换能器包括3个电极对。
15.根据权利要求8到14中的任一项所述的系统，其中所述压电层包括陶瓷材料。
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