CN112840673A - 扬声器设备的模态频率转移 - Google Patents

Abstract

系统包括底座。该系统还包括在平面上延伸的面板，该面板具有第一边缘和与该第一边缘相对的第二边缘。该系统还包括在第一位置处耦接到面板的致动器，该致动器适于使面板振动以生成声波。该系统还包括耦接组件，该耦接组件在面板的第二边缘处将底座机械地耦接到面板。面板在第一边缘处固定地连接到底座以限制面板在致动器使面板振动期间在第一边缘处从底座移位，并且耦接组件允许面板在致动器使面板振动期间在第二边缘处从底座移位。

Description

扬声器设备的模态频率转移

技术领域

本说明书涉及面板扬声器，并且具体地涉及调谐面板扬声器的模态频率。

背景技术

许多传统的扬声器通过在膜片中引发类似活塞的运动来产生声音。相反，诸如分布式模式扬声器(DML)的面板音频扬声器通过利用电声致动器在面板中引发均匀分布式振动模式来进行操作。通常，致动器是电磁或者压电致动器。

在许多应用中，DML的面板附接到框架上，该框架支撑面板并容纳DML的其他组件。例如，面板可以沿着面板的边缘(例如，通过连续或离散的附接点)附接到底座。在这样的附接中，DML的特征是顺应性或刚性安装配件，其可以以特定的扬声器频率在边界处提供恒定的机械阻抗。在一些情况下，顺应性配件可以提供随频率减小的类似弹簧的阻抗。

发明内容

可以使用具有可变机械阻抗的耦接组件来改变模态部件的边界条件，即，具有共振模式的部件，例如模态面板。例如，这种耦接组件的实施例可以包括有源部件，诸如由在致动器外部的电子控制模块控制的致动器。作为另一示例，这种耦接组件的实施方式可以包括无源部件，诸如质量块-弹簧-阻尼器系统。可以以移动模态部件的共振频率的方式来改变边界条件。

通常，在第一方面，本发明的特征在于一种系统，该系统包括底座以及在平面上延伸的面板，该面板具有第一边缘和与该第一边缘相对的第二边缘。该系统还包括在第一位置处耦接到该面板的致动器，该致动器适于使该面板振动以生成声波。该系统还包括耦接组件，该耦接组件在该面板的第二边缘处将该底座机械地耦接到该面板。该面板在该第一边缘处固定地连接到该底座，以限制该面板在该致动器使该面板振动期间在该第一边缘处从该底座移位，并且，该耦接组件允许该面板在该致动器使该面板振动期间在该第二边缘处从该底座移位。

该系统的实施方式可以包括下述特征中的一个或多个和/或其他方面中的一个或多个特征。例如，该系统可以包括与该致动器和该耦接组件通信的电子控制模块，该电子控制模块被编程为同时激活该致动器和该耦接组件以改变由该面板支持的振动模式。

在一些实施方式中，该耦接组件是弹簧-阻尼器-质量块系统，该弹簧-阻尼器-质量块系统被调谐以吸收在从200Hz到20kHz的范围内的一个或多个频率处的能量。

在一些实施方式中，该耦接组件是无源耦接组件，而在一些实施方式中，该耦接组件是有源耦接组件。

在一些实施方式中，该耦接组件包括第二致动器，该第二致动器被配置为改变该第二边缘处的在该面板与该底座之间的机械耦接。该第二致动器可以包括固定地连接到该面板的第一部件和固定地连接到该底座的第二部件。该第一和第二部件中的一个包括磁体，而且该第一和第二部件中的另一个包括线圈。

在一些实施方式中，该第二致动器是分布式模式致动器。该分布式模式致动器可以是一维分布式模式致动器。

在一些实施方式中，与没有该耦接组件的面板相比，该耦接组件包括足以改变由该面板支持的振动的模态分布的质量块。该耦接组件可以包括将该质量块耦接到该面板的顺应性材料。

在第二方面，本发明的特征在于一种系统，该系统包括在平面上延伸的面板。该系统还包括第一致动器，该第一致动器在第一位置处耦接到该面板，该第一致动器适于创建使得该面板振动的力以生成声波。该系统还包括第二致动器，该第二致动器在不同于该第一位置的第二位置处耦接到该面板，该第二致动器适于改变该面板在该第二位置处的机械阻抗。该系统还包括电子控制模块，该电子控制模块与该第一和第二致动器电气通信，并且被编程为在该系统的操作期间同时激活该第一和第二致动器，以使得该面板振动，并且使得该第二致动器改变该面板在该第二位置处的机械阻抗以在从200Hz至20kHz的范围中的一个或多个频率处衰减该面板的振动。可选地，根据第二方面的系统可以包括根据第一方面的系统的上述特征中的任何一个或全部。

在一些实施方式中，该第二位置在该面板的边缘处。

在另一方面，本发明的特征在于一种移动设备。该移动设备包括在平面上延伸的电子显示面板，该电子显示面板具有第一边缘和与该第一边缘相对的第二边缘。该移动设备还包括底座，该底座附接到该电子显示面板并且限定在该底座的后面板和该电子显示面板之间的空间。该电子显示面板还包括致动器，该致动器被容纳在该空间中并且附接到该电子显示面板的表面。该移动设备还包括耦接组件，该耦接组件在该面板的第二边缘处将该底座机械地耦接到该电子显示面板。该移动设备还包括容纳在该空间中的电子控制模块，该电子控制模块与该致动器通信。该电子显示面板在该第一边缘处固定地连接到该底座，以防止该电子显示面板在该致动器使面板振动期间在该第一边缘处从该底座移位，并且该耦接组件允许该面板在该致动器在该面板振动期间在该第二边缘处从该底座移位。可选地，该移动设备可以包括根据上述第一和第二方面的系统的任何一个或全部特征。

在其他优点中，实施例的特征在于一种系统，所述系统允许调谐具有共振模式的部件(诸如模态面板)的机械阻抗，从而改变在其中模态组件呈现某些模式的频率。将模式移动到期望的频率可以优化系统输出，例如，增加或减小由所述系统输出的声压。另外，可以调谐阻抗以在其中系统表现出过多输出的频率处吸收面板-致动器系统的能量。与包括仅提供恒定机械阻抗或随频率减小的阻抗的顺应性安装配件的系统相反，所公开的实施例可以允许随模态组件的振荡频率改变的阻抗。

其他优点从说明书、附图和权利要求书将显而易见。

附图说明

图1是移动设备的实施例的透视图。

图2是图1的移动设备的示意性截面图。

图3A是示出耦接组件和致动器的移动设备的透视图。

图3B是示出耦接组件和致动器的图3A的移动设备的截面图。

图4A是示出有源耦接组件的移动设备的截面图。

图4B是图4A中所示的有源耦接组件的截面图。

图4C是示出了有源耦接组件的音圈对短路和断路的模拟面板的影响的曲线图。

图4D是参考图4C所述的模拟面板。

图5A是示出包括弹簧和质量块的无源耦接组件的移动设备的截面图。

图5B是示出包括弹簧、阻尼器元件和质量块的无源耦接组件的移动设备的截面图。

图5C是示出将质量块以及质量块和顺应性构件添加到面板的效果的曲线图。

图5D是示出将质量块和顺应性构件添加到图5C的面板的效果的曲线图。

图6是包括在移动设备的面板的不同位置处附接的两个耦接组件的移动设备的截面图。

图7是用于移动设备的电子控制模块的实施例的示意图。

各个附图中相似的附图标记表示相似的元件。

具体实施方式

本公开的特征在于用于面板音频扬声器(诸如分布式模式扬声器(DML))的致动器。这样的扬声器可以被集成到移动设备(诸如移动电话)中。例如，参考图1，移动设备100包括设备底座102和触摸面板显示器104，所述触摸面板显示器包括集成了面板音频扬声器的平板显示器(例如，OLED或LCD显示面板)。移动设备100以各种方式与用户交互，包括经由触摸面板显示器104显示图像和接收触摸输入。通常，移动设备具有大约10mm或更小的深度、60mm到80mm的宽度(例如，68mm到72mm)和100mm到160mm(例如，138mm到144mm)的高度。

移动设备100还产生音频输出。音频输出通过使用面板音频扬声器来生成，所述面板音频扬声器通过使平板显示器振动来创建声音。显示面板被耦接到致动器，诸如分布式模式致动器或DMA。致动器是被布置成向面板(诸如触摸面板显示器104)提供力的部件，以使面板振动。振动面板生成例如在20Hz至20kHz的范围中的人类可听见的声波。

图1还示出了与图2所示的截面方向相对应的虚线。参考图2，移动设备100的截面200图示了设备底座102和触摸面板显示器104。为了便于参考，提供了带有X、Y和Z轴的笛卡尔坐标系。设备底座102具有沿着Z方向测量的深度和沿着X方向测量的宽度。设备底座102还具有背板，该背板由设备底座102的主要在XY平面中延伸的部分形成。移动设备100包括致动器210，该致动器210被容纳在底座102中的显示器104的后面并且被附接到显示器104的后侧。致动器210可以是各种不同致动器类型中的一个，诸如电磁致动器或压电致动器。通常，致动器210被设置尺寸以适合在由容纳在底座中的其它部件(包括电子控制模块220和电池230)所约束的体积内。

在一些实施方式中，面板在一个或多个点处被钉住到底座。这意味着，在这些点上，防止了面板与底座的平移运动。但是，在面板被钉住时，它可以绕一个或多个点旋转。

在某些实施方式中，面板在一个或多个点处被夹在底座上。即，在这些点上，防止了面板的平移和旋转。

参考图3A和图3B，移动设备的透视图300A和同一移动设备的截面图300B示出了致动器210和耦接组件310。致动器210耦接到面板104。由于它们的耦接，致动器210可以使面板104相对于Z轴振动。

面板104具有第一边缘301和与第一边缘相对的第二边缘302。面板104在第一边缘301处附接到底座102，用于在致动器210被激活时，限制面板在Z方向上的位移。例如，面板104可以通过例如胶带或泡沫的软层附接到底座102。例如，软层可以是杨氏模量在1至6MPa之间且厚度在0.1mm至0.4mm之间的胶带。作为另一示例，软层可以是具有在8.3E-5m/N和8.35E-6m/N之间的顺应性的泡沫。与第一边缘301相比，耦接组件310更接近第二边缘302地被附接到面板104。尽管由于第一边缘301与底座102的耦接而防止了第一边缘301移动，但是第二边缘302不与底座102接触，用于在面板被致动器210或耦接组件310振动时，允许面板移动。由于耦接组件310与面板104接触，因此能够对面板施加边界条件。模态部件的边界条件是指附接到模态部件的物理部件，例如在模态部件的边缘处或附近，其改变模态部件的频率响应。

面板104的其余边缘可以像第一边缘301那样被约束，或者可以像第二边缘302那样无约束。例如，面板104可以甚至在它的每个边缘上被约束。

例如，当耦接组件310包括粘接胶带，例如泡沫粘接胶带时，面板104的位移被限制为胶带厚度的一小部分。位移可以是胶带的厚度的大约四分之一至四分之三，例如，胶带厚度的三分之一、胶带厚度的一半、胶带厚度的三分之二。通常，当面板104不受任何边界条件约束时，在致动器的操作期间，面板的边缘可以位移多达5mm(例如，4.95mm或更小、4.9mm或更小、4.85mm或更小)。相反，当面板104受到边界条件约束时，面板边缘的位移可以是0.2mm或更小(例如，0.19mm或更小、0.18mm或更小、0.17mm或更小)。

致动器210可以将面板104激发成一种或多种共振模式。通常，耦接组件310是用于提供机械阻抗以改变面板-致动器系统的频率响应以使得面板104的一个或多个模式被频率移动的部件。例如，在没有由耦接组件310提供的阻抗的情况下，面板104可以以第一频率共振。相反，通过向面板104提供机械阻抗，耦接组件310可以将面板104的共振频率从第一频率移动到第二频率。在一些实施方式中，耦接组件310可以表现出调谐到致动器210的振荡频率的阻抗范围。

在一些实施方式中，耦接组件310是有源耦接组件。有源耦接组件是能够改变其提供给面板-致动器系统的机械阻抗的组件。例如，有源耦接组件可以是致动器，诸如电磁致动器。

参考图4A，移动设备的截面400示出了有源耦接组件410相对于移动设备的边缘放置。图4B示出了有源耦接组件410的实施方式，该有源耦接组件410通过耦接板402附接到面板104。在图4B中，有源耦接组件410是电磁致动器，但是也可以使用其他类型的致动器。电磁致动器包括装配在线圈430内的磁体420，该线圈被附接到耦接板402。极靴422附接至磁体420，该极靴422用于聚集由所述磁体产生的磁场，以使得磁场沿X方向传播。磁体420附接到杯状件424，该杯状件通过两个弹性部件440a和440b(例如，弹簧)机械地耦接到刚性框架，示出为支柱450a和450b。弹性部件440a和440b分别将杯状件424连接到支柱450a和450b。弹性部件440a和440b可挠曲以允许磁体420和杯状件424沿Z方向移动。支柱450a和450b刚性地附接到耦接板402。

通常，当有源耦接组件410处于静止状态时，将杯状件424沿z方向定位，以使得磁体420和极靴422装配在由线圈430限定的空间内。为了更好地示出有源耦接组件410的部件，图4B所示的组件不处于静止状态；而是，杯状件424沿z方向从其静止位置位移。

当线圈430通电时，磁体420和杯状件424沿Z方向位移，从而使磁-杯系统在面板104上施加力。例如，电子控制模块220可以通过使正弦电流流过线圈来使线圈430通电，以使磁体420和杯状件424正弦地位移。正弦位移使磁-杯系统对面板104施加振荡力。通过有源耦接组件410施加在面板104上的力可以被用来影响由致动器210引发的面板104的振动。

面板104可能经受谐波运动，该谐波运动使得面板相对于磁体420移动线圈430。线圈430在磁体420的磁场中的运动引发通过线圈的电流，该电流引发线圈周围的磁场。当线圈430短路时，所生成的磁场与磁体420的磁场相对，因此限制了线圈的运动，继而导致面板104上的、抑制谐波运动的力。替代地，当线圈430是开路时，没有电流可以流过线圈，因此线圈的运动不受在线圈周围的任何磁场的限制。

可以通过数值模拟来图示开路和短路线圈430的影响。例如，图4C示出了用于对应于具有附接到面板上的有源耦接组件的音圈的短路布置和开路布置的模拟面板的平均速度的曲线图400c。基于8cm乘10cm的铝板而生成曲线图400c，其布局在图4D中示出。在此，面板400d沿着y方向延伸8cm，并且沿着x方向延伸10cm。第一边缘461由泡沫支撑，而有源耦接组件470在与第一边缘相对的第二边缘462处附接到所述面板。有源耦接组件470是电磁致动器，其包括音圈。面板400d的阻抗近似等于有源耦接组件470的阻抗。在面板400d的中心点460处、垂直于XY平面施加1N的力。

再次参考图4C，曲线图400c的水平轴表示以Hz为单位的频率，而垂直轴表示以m/s为单位的速度。实线和虚线分别表示当有源耦接组件470的音圈分别被短路和开路时，面板400d相对于频率的平均速度。在某些频率处，使有源耦接组件470的音圈短路会导致衰减面板-致动器系统，即，减小所述系统的平均面板速度的波动。具体地，对于大约350Hz、750Hz和1500Hz的频率，与音圈不短路时相比，当有源耦接组件的音圈被短路时，系统的平均面板速度随频率的波动较小。

再参考图4A和4B，由线圈430形成的电路可以包括频率相关电气阻抗。因此，电子控制模块220可以通过改变施加到线圈430的信号的频率来改变面板上的阻尼力。所述阻尼力可以被用来通过抑制或促进特定模式来影响面板响应。

虽然图4B示出了通过弹性部件440a和440b机械地耦接到支柱450a和450b的磁体420和杯状件424，而线圈430被附接到耦接板402，可以选择其他定向。例如，线圈430可以附接到刚性框架，而单独地或附接到杯状件424的磁体420可以附接到耦接板402。在其他实施方式中，省略了耦接板402，并且有源耦接组件410的部件直接附接到面板104。

通常，在激活致动器210时，电子控制模块220能够通过利用DC或AC信号使线圈通电来改变有源耦接组件410的振荡频率、位移和/或振荡幅度来改变面板104的频率响应。可以通过使用由电子控制模块220生成的控制信号来驱动有源耦接组件410。在一些实施方式中，可以通过使用从控制致动器210的主控制信号得到的次控制信号来控制有源耦接组件410。使用从主控制信号得出的次控制信号的一个具体优势在于可以在两个信号之间共享波形的某些特征。例如，所述主控制信号和次控制信号可以具有匹配的频率、幅度、波形或其他特性。

虽然有源耦接组件410可以由从主控制信号得出的次控制信号驱动，但在其他实施方式中，有源耦接组件可以由另外的信号驱动，该另外的信号独立于驱动致动器210的控制信号。

在一些实施例中，耦接组件310可以是无源部件而不是有源部件。例如，无源耦接组件可以提供完全取决于组件的机械特性而不是响应于来自控制单元的信号的机械阻抗。在一些实施例中，可以例如使用质量块和顺应性材料来实现无源耦接组件。

参考图5A，以局部截面图示出的移动设备500a包括无源耦接组件510a，其包括质量块512和弹簧514。质量块512耦接到弹簧514，弹簧514又耦接到面板104的一端，并且在相对端耦接到质量块512。响应于面板104的振动，弹簧514允许质量块512振动。当面板104沿Z方向振动时，添加质量块512会导致面板的边界条件，该边界条件为面板的振动提供机械阻抗。在弹簧514和面板104之间的相互作用影响面板对致动器210的驱动信号的响应的大小。因此，无源耦接组件510a可以充当面板104的动能的吸收器。取决于质量块-弹簧系统的振动，在其中面板显示最大输出的频率将改变。例如，质量块512和弹簧514可以吸收在从200Hz至20kHz范围内的一个或多个频率处的能量。

可以选择无源耦接组件510a的部件的物理特性，使得面板104的模式在频率中移动。例如，可以为质量块512选择各种质量，从而将不同的惯性反作用力施加到面板104。例如，质量块的范围从1g至10g。通常，可以选择质量块，以使质量块-弹簧系统呈现出所需的共振频率。例如，可以选择适当的质量块和弹簧，使得质量块-弹簧系统呈现出在100Hz至1kHz范围内的共振频率。

另外，可以改变质量块512的形状。作为另一示例，可以改变弹簧514的弹簧常数。尽管图5A将弹簧514示为螺旋弹簧，但是可以使用其他形状，例如板簧、锥形弹簧或梁。除了改变弹簧514的形状之外，可以选择弹簧的材料以实现来自质量块-弹簧系统的共振频率的期望范围。例如，弹簧可以是包括泡沫或粘接胶带的一种或多种材料的组合。

除了改变无源耦接组件510a的部件的物理特性之外，还可以选择部件的配置以改变面板104的边界条件。即，虽然图5A示出了将弹簧514附接到面板104并且质量块512附接到弹簧的配置，但是也可以选择替代的配置。

例如，弹簧514可以在一端连接到底座102，而且在另一端连接到质量块512，质量块512附接到面板104。质量块-弹簧系统呈现出共振频率。取决于由质量块-弹簧系统呈现的共振频率，面板的振动模式将增加或减少频率。

作为另一示例，弹簧514和质量块512可以平行地，即彼此相邻地附接。即，弹簧514的一端附接到面板104，而另一端附接到底座102，同时质量块512附接至面板104。

尽管先前的示例描述了无源耦接组件510a的部件的不同配置，但在一些实施方式中，无源耦接组件可以包括其他部件，例如，阻尼器元件。阻尼器元件可以是能够抵抗运动同时满足与该设备相关联的其他设计和制造约束(例如，足够紧凑以装配在所分配的空间内、化学惰性、足够便宜等)的任何设备。

参考图5B，以局部截面示出的移动设备500b包括无源耦接组件510b，该无源耦接组件510b包括阻尼器元件520。阻尼器元件520能够抵抗Z方向的运动并且可以由泡沫、压敏粘合剂、弹性体或弹簧(诸如螺旋弹簧或板簧)形成。阻尼器元件520与质量块512和弹簧514机械地串联耦接。即，弹簧514的一端附接到面板104，而另一端附接到阻尼器元件520。尽管弹簧514和阻尼器元件520是分立的元件，但是更一般地，弹簧和阻尼器元件可以形成为单个阻尼弹簧部件。此外，在其他实施方式中，弹簧514和阻尼器元件520可以彼此平行地放置。例如，弹簧514和阻尼器元件520可以在一端附接到面板104，而在另一端附接到质量块512。

参考图5C，曲线图500c示出了如何通过将质量块添加到面板的一端来影响模拟面板的平均速度。曲线图500c还示出了如何通过增加质量块和弹簧来影响面板的平均速度，所述质量块和弹簧被附接以使得弹簧将质量块附接至面板，如图5A所示。弹簧被模拟为顺应性安装配件，诸如泡沫。通过使用模拟面板来生成曲线图500c，该模拟面板是厚度为0.05cm的8cm×5cm的铝板。力源被施加在面板的中央，该力用于以特定的振动频率驱动面板。

曲线图500c包括实线，其示出了参考面板系统相对于频率的平均速度。参考面板系统沿着边缘461安装，具有杨氏模量为(1+1i)MPa的材料，其中，i是虚数单位，即-1的平方根。参考面板系统没有耦接组件。

曲线图500c还包括虚线，该虚线示出了当在第一边缘461处附接0.1g质量块时的平均面板速度，而虚线表示当通过具有0.38E-3m/N的顺应性的顺应性安装配件将0.1g的质量块附接到面板上时的平均面板速度。

平均面板速度的峰值与面板的模式相对应。实线表示参考面板系统呈现出在大约220Hz处的基本模式。添加质量块使面板的基本模式下降到低于200Hz的频率，如虚线所示。因为面板-质量块-顺应性构件的共振处于明显高于面板的频率(例如，大于500Hz)时，将顺应性构件添加到面板质量块系统不会影响基本模式的频率，如由虚线所示，该虚线大致具有与实线相同的峰值频率。

参考面板系统在大约1500Hz处呈现出第一更高阶的模式。添加质量块相对于参考面板系统降低了第一模式的频率，如由在低于1500Hz的频率处的沿着虚线的峰值所示。添加质量块和顺应性构件相对于参考面板系统增加了第一模式的频率，如由在高于1500Hz的频率处沿着虚线的峰值所示。

曲线500c还示出了在大约830Hz处，面板-质量块-顺应性构件系统呈现出参考面板系统或面板质量块系统都未呈现出的模式，如由虚线的速度的峰值所示。

用于生成曲线图500c的质量块示出了对于参考图5C所述的无源耦接组件的面板响应的影响。通常，可以选择不同的质量块。正如可以选择其他质量块一样，可以选择具有不同刚度的顺应性安装配件。

像如图5C，图5D是曲线图500d，其示出了通过在面板一端增加质量块同时使质量块附接到面板的顺应性缩放按比例的量，如何影响所模拟的8cm×5cm铝面板的平均速度。曲线图500d包括实线，该实线表示参考面板系统的平均速度，该参考面板系统通过具有8.3E-4m/N的顺应性(即，刚度为1200N/m)的顺应性安装配件附接到面板的0.1g的质量块。图5D的虚线表示面板-致动器-质量块系统的平均面板速度，该系统具有通过具有4.2E-4m/N的顺应性(即，刚度为2400N/m)的顺应性安装配件附接到面板的0.2g的质量块。将0.2g的质量块和4.2E-4m/N的顺应性构件在与图5B的0.1g的质量块和8.3E-4m/N的顺应性构件相同的位置处附接到面板。

曲线图500d示出了当质量块和刚性增加时，基本模式的频率从大约200Hz降低到小于200Hz的频率。当随着质量块和刚性增加而使基本模式的频率减小时，第一模式的频率随着质量块和刚度的增加而增加。

在一些实施方式中，无源耦接组件可以包括串联和并联的部件的组合。例如，质量块和弹簧可以彼此串联，而阻尼器元件被构造成与质量块和弹簧并联。

在前述示例中，每个设备仅包括单个耦接组件，以控制DML在其边缘处的机械阻抗。然而，更一般地，实施例的特征在于具有一个以上这样的耦接组件的设备。例如，设备可以包括两个、三个、四个或更多个耦接组件。在一些情况下，面板的每个边缘通过不同的耦接组件耦接到底座。在某些实施例中，设备可以在远离面板边缘的位置处包括耦接组件。例如，参考图6，以截面图示出的移动设备600包括附接到面板104的不同位置处的两个耦接组件。具体地，除了耦接组件310之外，移动设备600还包括在远离面板的边缘的位置处附接到面板104的第二耦接组件610。附加耦接组件可以提供附加的自由度，以控制对面板-致动器系统的机械阻抗，以进一步控制面板104的模态行为。通常，可以选择耦接组件610的位置以便改变DML的模态响应。

通常，上述致动器和有源耦接组件由电子控制模块(例如，上文的图2的电子控制模块220)控制。通常，电子控制模块由一个或多个电子部件组成，这些电子部件从移动电话的一个或多个传感器和/或信号接收器接收输入、处理该输入，并且生成和传递用于使致动器210提供合适的触觉响应的信号波形。参考图7，移动设备(诸如移动设备100)的示例性电子控制模块700包括处理器710、存储器720、显示驱动器730、信号生成器740、输入/输出(I/O)模块750和网络/通信模块760。这些部件(例如，经由信号总线702)彼此电气通信，并且与致动器210电气连通。

处理器710可以被实施为能够处理、接收或传输数据或指令的任何电子设备。例如，处理器710能够是微处理器、中央处理单元(CPU)、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)或这些设备的组合。

存储器720具有存储在其上的各种指令、计算机程序或其它数据。所述指令或计算机程序可以被配置成执行相对于移动设备所述的操作或功能中的一个或多个。例如，所述指令可以被配置成经由显示驱动器730、信号生成器740、I/O模块750的一个或多个部件、经由网络/通信模块760可访问的一个或多个通信信道、一个或多个传感器(例如，生物传感器、温度传感器、加速度计、光学传感器、气压传感器，湿度传感器等)和/或致动器210来控制或协调所述设备的显示器的工作。

信号生成器740被配置成产生具有适合于致动器210的变化的幅度、频率和/或脉冲轮廓并且经由致动器产生声音和/或触觉响应的AC波形。虽然被描绘为分开的部件，但是在一些实施例中，信号生成器740可以是处理器710的一部分。在一些实施例中，信号生成器740可以包括放大器，例如，作为其整体部件或分开的部件。

存储器720可以存储可以由移动设备使用的电子数据。例如，存储器720可以存储电数据或内容，诸如，例如音频和视频文件、文档和应用、设备设置和用户偏好、用于各种模块的定时和控制信号或数据、数据结构或数据库等等。存储器720还可以存储用于重新创建各种类型的波形的指令，所述波形可以由信号生成器740使用以生成用于致动器210的信号。存储器720可以是任何类型的存储器，诸如，例如，随机存取存储器、只读存储器、闪存、可移动存储器或其它类型的存储元件、或这些设备的组合。

如上简要所述，电子控制模块700可以包括在图7中表示为I/O模块750的各种输入和输出部件。虽然在图7中将I/O模块750的部件表示为单个项，但是移动设备可以包括多个不同的输入部件，包括用于接受用户输入的按钮、麦克风、开关和拨盘。在一些实施例中，I/O模块750的部件可以包括一个或多个触摸传感器和/或力传感器。例如，移动设备的显示器可以包括用于使得用户能够向移动设备提供输入的一个或多个触摸传感器和/或一个或多个力传感器。

I/O模块750的每个部件可以包括用于生成信号或数据的专用电路。在一些情况下，这些部件可以为与在显示器上呈现的提示或用户界面对象相对应的专用输入而产生或提供反馈。

如上所指出的，网络/通信模块760包括一个或多个通信信道。这些通信信道可以包括一个或多个无线接口，该一个或多个无线接口提供在处理器710和外部设备或其它电子设备之间的通信。通常，通信信道可以被配置成传送和接收可以由在处理器710上执行的指令解释的数据和/或信号。在一些情况下，外部设备是被配置成与其它设备交换数据的外部通信网络的一部分。通常，无线接口可以包括但不限于射频、光、声和/或磁信号，并且可以被配置成通过无线接口或协议来工作。示例性无线接口包括射频蜂窝接口、光纤接口、声接口、蓝牙接口、近场通信接口、红外接口、USB接口、Wi-Fi接口、TCP/IP接口、网络通信接口或任何传统的通信接口。

在一些实施方式中，网络/通信模块760的一个或多个通信信道可以包括在移动设备和另一个设备(诸如另一移动电话、平板电脑、计算机等)之间的无线通信信道。在一些情况下，可以将输出、音频输出、触觉输出或视觉显示元素直接传送到其它设备以进行输出。例如，可以将可听警报或视觉警告从电子设备100传送到移动电话以在该设备上输出，反之亦然。类似地，网络/通信模块760可以被配置成接收在另一个设备上提供的输入以控制移动设备。例如，可以将可听警报、视觉通知或触觉警报(或其指令)从外部设备传送到移动设备以进行呈现。

本文公开的致动器技术可以用在例如被设计为提供声音和/或触觉反馈的面板音频系统中。所述面板可以是例如基于LCD技术的OLED的显示系统。所述面板可以是智能电话、平板电脑或可穿戴设备(例如，智能手表或头戴式设备，诸如智能眼镜)的一部分。

其他实施例在下述权利要求中。

Claims (15)

1.一种系统，包括：

底座；

在平面上延伸的面板，所述面板具有第一边缘和与所述第一边缘相对的第二边缘；

在第一位置处耦接到所述面板的致动器，所述致动器适于使所述面板振动以生成声波；以及

耦接组件，所述耦接组件在所述面板的所述第二边缘处将所述底座机械地耦接到所述面板，

其中，所述面板在所述第一边缘处固定地连接到所述底座以限制所述面板在所述致动器使所述面板振动期间在所述第一边缘处从所述底座移位，并且所述耦接组件允许所述面板在所述致动器使所述面板振动期间在所述第二边缘处从所述底座移位。

2.根据权利要求1所述的系统，还包括与所述致动器和所述耦接组件通信的电子控制模块，所述电子控制模块被编程为同时激活所述致动器和所述耦接组件以改变由所述面板支持的振动模式。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述耦接组件是弹簧-阻尼器-质量块系统，所述弹簧-阻尼器-质量块系统被调谐以吸收在从200Hz到20kHz的范围内的一个或多个频率处的能量。

4.根据权利要求1或3所述的系统，其中，所述耦接组件是无源耦接组件。

5.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述耦接组件是有源耦接组件。

6.根据权利要求2或5所述的系统，其中，所述耦接组件包括第二致动器，所述第二致动器被配置为改变所述第二边缘处的在所述面板与所述底座之间的机械耦接。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述第二致动器包括固定地连接到所述面板的第一部件和固定地连接到所述底座的第二部件。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述第一部件和第二部件中的一个包括磁体，并且所述第一部件和第二部件中的另一个包括线圈。

9.根据权利要求6所述的系统，其中，所述第二致动器是分布式模式致动器。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述分布式模式致动器是一维分布式模式致动器。

11.根据权利要求1、3或4所述的系统，其中，与没有所述耦接组件的面板相比，所述耦接组件包括足以改变由所述面板支持的振动的模态分布的质量块。

12.根据权利要求3或11所述的系统，其中，所述耦接组件包括将所述质量块耦接到所述面板的顺应性材料。

13.一种系统，包括：

在平面上延伸的面板；

第一致动器，所述第一致动器在第一位置处耦接到所述面板，所述第一致动器适于创建使所述面板振动的力以生成声波；

第二致动器，所述第二致动器在不同于所述第一位置的第二位置处耦接到所述面板，所述第二致动器适于改变所述面板在所述第二位置处的机械阻抗；以及

电子控制模块，所述电子控制模块与所述第一致动器和第二致动器电气通信，并且被编程为在所述系统的操作期间同时激活所述第一致动器和第二致动器，以使所述面板振动，并且使所述第二致动器改变所述面板在所述第二位置处的机械阻抗以在从200Hz至20kHz的范围内的一个或多个频率处衰减所述面板的振动。

14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述第二位置在所述面板的边缘处。

15.一种移动设备，包括：

在平面上延伸的电子显示面板，所述电子显示面板具有第一边缘和与所述第一边缘相对的第二边缘；

底座，所述底座附接到所述电子显示面板并且限定在所述底座的后面板和所述电子显示面板之间的空间；

致动器，所述致动器容纳在所述空间中并且附接到所述电子显示面板的表面；

耦接组件，所述耦接组件在所述面板的第二边缘处将所述底座机械地耦接到所述电子显示面板；以及

容纳在所述空间中的电子控制模块，所述电子控制模块与所述致动器通信，

其中，所述电子显示面板在所述第一边缘处固定地连接到所述底座，以防止所述电子显示面板在所述致动器使所述面板振动期间在所述第一边缘处从所述底座移位，并且所述耦接组件允许所述面板在所述致动器使所述面板振动期间在所述第二边缘处从所述底座移位。

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