JP6246371B2

JP6246371B2 - スピーカー振動膜コイルの駆動装置、放熱装置、方法及び移動端末

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Publication number: JP6246371B2
Application number: JP2016539130A
Authority: JP
Inventors: ペン，ケレン
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2014-05-22
Publication date: 2017-12-13
Anticipated expiration: 2034-05-22
Also published as: CN104735949B; CN104735949A; JP2017501866A; EP3068202A1; EP3068202B1; US20160323673A1; US9900701B2; EP3068202A4; WO2015089992A1

Description

本発明は移動通信分野に関し、具体的にスピーカー振動膜コイルの駆動装置、放熱装置、該放熱装置を備える移動端末及び該移動端末を用いる放熱方法に関する。

人間の技術は比較的に発達し、インテリジェントマシンも飛躍的に発展し、競合の傾向がある。しかしながら、人々の需要の向上に伴って、スマートフォン端末製品制御ユニットの速度が高くなり、製品が薄くなり、発熱によるユーザーエクスペリエンス、安全問題も顕著になり、発熱問題の突出は携帯電話端末製品の設計と開発におけるボトルネックであり、業界においても注目を引く。

従来、端末放熱の設計手段は主に以下の３種がある。

1、移動通信端末が高消費電力通信モードにある際に移動通信端末の温度を取得し、温度と温度閾値を比較し、且つ温度が温度閾値より高い際に移動通信端末を高消費電力通信モードから低消費電力通信モードに切り換える。以上の方式により、移動通信端末が高消費電力通信モードで長時間作動して過度に発熱することによる安全問題を効果的に避けることができる。
上記手段は、通信時に発生した発熱問題のみを解決できるという欠点がある。インテリジェント端末の普及に伴って、例えばユーザが携帯電話を使用するのは、既に電話掛け、メッセージ送信に制限されない。マルチメディアの使用がますます人気になり、例えばゲームをプレイし、映画を見ることによる高発熱問題が上記手段によって解決できない。

2、放熱、蓄熱などの補助材料の使用は業界における一般的な手法であり、グラファイト或いは熱伝導性接着剤のようなものである。例えば端末製品の相対高温領域に放熱体が設けられ、移動端末ハウジングによって相対高温領域の熱を発散し、又は端末の相対高温領域と相対低温領域に放熱体が設けられ、相対高温領域の熱を相対低温領域に伝導する。
上記手段は、構造或いは手段設計の制限を受け、補助材料の使用が十分にその性能を発揮できず、且つ単純に熱設計補助材料を使用することは効果的に熱をタイムリーに発散できず、均熱と放熱面積増加という作用のみを果たすという欠点がある。

3、熱設計原理に基づき、構造キャビティ設計によって、空気を循環的に流して放熱の目的を達成する。
上記手段は、体積が大きい端末、例えば大型キャビネット、コンピュータケースにおいては、構造設計により放熱の目的の達成は実行可能性があるが、体積が小さく、例えば携帯電話などのコンパクト型の端末に対しては、上記手段は基本的に役に立たない、或いはほとんど効果がないという欠点がある。例えば、マイクロ直流ブラシレス放熱ファンでは、マイクロ放熱ファンのサイズが一般的に比較的大きく、主にデスクトップコンピューター、ノートブックコンピュータ等の装置に使用される。携帯電話、PDA等の装置はサイズが小さいため全く使用できない。しかも、対流方式によって放熱する装置は一般的に放熱孔が開けられるが、携帯電話、PDA等の小型装置に放熱孔を開けるのは常に非現実的であり、効果も顕著でない。

本発明が解決しようとする技術的問題は、スピーカー振動膜の振動を制御することによって機器温度を低下させ、放熱の目的を達成するスピーカー振動膜コイルの駆動装置、放熱装置、該放熱装置を備える移動端末及び該移動端末を使用する放熱方法を提供することである。

上記技術的問題を解決するために、本発明はスピーカー振動膜コイルの駆動装置を提供し、
イネーブルされた後に、受信したオーディオ信号を増幅処理し、次にスピーカー振動膜コイルの振動を駆動するように設定される可聴音駆動回路と、
イネーブルされた後に、前記スピーカー振動膜コイルの振動を駆動して、前記スピーカー振動膜コイルの振動周波数を人間の耳では聞こえない超音波或いは超低周波音周波数に制御するように設定される非可聴音駆動回路と、を備える。

好ましくは、前記非可聴音駆動回路は、超低周波音駆動モジュール及び/又は超音波駆動モジュールを備え、
前記超低周波音駆動モジュールは、イネーブルされた後に、前記スピーカー振動膜コイルの振動を駆動して、前記スピーカー振動膜コイルの振動周波数を人間の耳では聞こえない超低周波音周波数に制御するように設定され、
前記超音波駆動モジュールは、イネーブルされた後に、前記スピーカー振動膜コイルの振動を駆動して、前記スピーカー振動膜コイルの振動周波数を人間の耳では聞こえない超音波周波数に制御するように設定される。

好ましくは、前記超低周波音駆動モジュールは、
入力したクロックCLK信号を周波数分割処理して、超低周波音周波数の方形波信号を生成して、基本波フィルタに出力するように設定される方形波信号発生器と、
入力した前記方形波信号をろ過して単一周波数の正弦波を発生して、低周波ハイゲインパワーアンプに出力するように設定される前記基本波フィルタと、
イネーブルされた後に、前記単一周波数の正弦波を増幅し、次に前記スピーカー振動膜コイルの振動を駆動するように設定される前記低周波ハイゲインパワーアンプと、を含む。

好ましくは、前記超音波駆動モジュールは、
入力したクロックCLK信号を周波数逓倍処理して、超音波周波数の方形波信号を生成して、高周波フィルタに出力するように設定される方形波信号発生器と、
入力した前記方形波信号をろ過して単一周波数の正弦波を発生して、高周波ハイゲインパワーアンプに出力するように設定される前記高周波フィルタと、
イネーブルされた後に、前記単一周波数の正弦波を増幅し、次に前記スピーカー振動膜コイルの振動を駆動するように設定される前記高周波ハイゲインパワーアンプと、を含む。

好ましくは、前記駆動装置はコイル補助駆動回路を更に備え、前記コイル補助駆動回路は、磁性鋼コイル駆動回路と、スピーカー磁性鋼に固定される磁性鋼コイルとを備え、
前記磁性鋼コイル駆動回路は、イネーブルされた後に、入力したデジタル制御信号を定常電流に変換して磁性鋼コイルに出力し、前記デジタル制御信号によって前記定常電流の大きさと方向を変更して前記スピーカー振動膜コイルのオリジナル磁性鋼磁場を強化し又は弱め、前記スピーカー振動膜コイルのオリジナル磁性鋼磁場が強化される際に、前記スピーカー振動膜コイルの振動の振幅が大きくなり、前記スピーカー振動膜コイルのオリジナル磁性鋼磁場が弱められる際に、前記スピーカー振動膜コイルの振動の振幅が小さくなるように設定される。

上記技術的問題を解決するために、本発明は放熱装置を更に提供し、移動端末に使用され、前記放熱装置は、発音孔、前サウンドキャビティ及びスピーカーを備え、前記スピーカーは振動膜コイルを備え、前記放熱装置は制御ユニットと前記制御ユニットに接続される以上のような駆動装置を更に備え、前記可聴音駆動回路と前記非可聴音駆動回路はそれぞれ前記制御ユニットと前記振動膜コイルに接続され、
前記制御ユニットは、前記スピーカーの作動状態を判断し、前記スピーカーが発音状態にあると、イネーブル信号を出力して可聴音駆動回路の作動をトリガーし、前記スピーカーが非発音状態にあると、イネーブル信号を出力して非可聴音駆動回路の作動をトリガーするように設定され、
前記可聴音駆動回路は、前記制御ユニットによってイネーブルされた後に、受信したオーディオ信号を増幅処理し、次に前記スピーカーの振動膜コイルの振動を駆動するように設定され、
前記非可聴音駆動回路は、前記制御ユニットによってイネーブルされた後に、前記スピーカーの振動膜コイルの振動を駆動して、前記振動膜コイルの振動周波数を人間の耳では聞こえない超音波或いは超低周波音周波数に制御するように設定される。

好ましくは、前記放熱装置はセンサーを更に備え、
前記センサーは、前記制御ユニットに接続され、前記移動端末の内部温度を収集して、前記制御ユニットに伝達するように設定され、
前記制御ユニットは更に、前記スピーカーの作動状態を判断する前に、まず前記移動端末の内部温度が第1閾値に達するかどうかを判断し、達すると、放熱モードを開始し、前記移動端末の内部温度が前記第1閾値より低いと、放熱モードを停止するように設定され、前記放熱モードを開始することは前記可聴音駆動回路の作動をトリガーし或いは前記非可聴音駆動回路の作動をトリガーすることを指し、前記放熱モードを停止することは前記スピーカーが非発音状態にあると、前記非可聴音駆動回路の作動をトリガーしない又は停止することを指す。

好ましくは、前記センサーは更に、機器の放熱状態を収集して、前記制御ユニットに伝達するように設定され、
前記制御ユニットは更に、前記移動端末の内部温度が第1閾値に達し且つ第2閾値より小さいと判断した際に、前記スピーカーが非発音状態にあると、イネーブル信号を送信して以上のような超低周波音駆動モジュールの作動をトリガーし、前記移動端末の内部温度が第2閾値を超える際に、前記センサーにより収集された機器の放熱状態が正常であるかどうかを判断し、放熱が正常であると、イネーブル信号を送信して以上のような超音波駆動モジュールの作動をトリガーし、前記第2閾値が前記第1閾値より大きいように設定され、
前記超低周波音駆動モジュールは、前記制御ユニットによってイネーブルされた後に、前記スピーカー振動膜コイルの振動を駆動して、前記スピーカー振動膜コイルの振動周波数を人間の耳では聞こえない超低周波音周波数に制御するように設定され、
前記超音波駆動モジュールは、前記制御ユニットによってイネーブルされた後に、前記スピーカー振動膜コイルの振動を駆動して、前記スピーカー振動膜コイルの振動周波数を人間の耳では聞こえない超音波周波数に制御するように設定される。

好ましくは、前記放熱装置はコイル補助駆動回路を更に備え、
前記制御ユニットは更に、前記コイル補助駆動回路にイネーブル信号を送信して前記コイル補助駆動回路の作動をトリガーすることに用いられ、
前記コイル補助駆動回路は、前記制御ユニットに接続されることに用いられ、前記制御ユニットによってイネーブルされた後に、入力したデジタル制御信号を定常電流に変換して磁性鋼コイルに出力し、前記スピーカー振動膜コイルのオリジナル磁性鋼磁場に重畳される磁場を発生し、前記定常電流の大きさと方向を変更することによって前記磁場が前記スピーカー振動膜コイルのオリジナル磁性鋼磁場を強化し又は弱め、前記磁場が前記スピーカー振動膜コイルのオリジナル磁性鋼磁場を強化する際に、前記スピーカー振動膜コイルの振動の振幅が大きくなり、前記磁場が前記スピーカー振動膜コイルのオリジナル磁性鋼磁場を弱める際に、前記スピーカー振動膜コイルの振動の振幅が小さくなる。

好ましくは、前記放熱装置は更に、熱伝導部材を増加して前記前サウンドキャビティに接続するように設定され、前記熱伝導部材は互いに接続する2部分を含み、一部が前サウンドキャビティ内にあり、他の一部が前サウンドキャビティ外にあって前記移動端末の発熱源に接続される。

好ましくは、前記スピーカーの振動膜の熱伝導係数は0.2W/(m・K)より小さい。

好ましくは、前記スピーカーと前記前サウンドキャビティを回って更に中空のサウンドキャビティ壁を設置し、前記中空のサウンドキャビティ壁と前記スピーカーと前記前サウンドキャビティとの間に後サウンドキャビティを形成し、前記熱伝導部材が前サウンドキャビティ外にある部分は前記後サウンドキャビティを突き通す。

好ましくは、前記中空のサウンドキャビティ壁の外表面積を黒く塗りつぶす。

上記技術的問題を解決するために、本発明は、以上のような放熱装置を備える移動端末を更に提供する。

上記技術的問題を解決するために、本発明は放熱方法を更に提供し、以上のような移動端末を使用し、前記放熱方法は、
前記スピーカーの作動状態を判断し、前記スピーカーが非発音状態にあると、前記振動膜コイルの振動周波数を人間の耳では聞こえない超音波或いは超低周波音周波数に制御することを含む。

好ましくは、前記方法は、前記スピーカーが発音状態にあると、受信したオーディオ信号を増幅処理し、次に前記振動膜コイルの振動を駆動することを更に含む。

好ましくは、前記スピーカーの作動状態を判断する前に、前記方法は、前記移動端末の内部温度を収集し、前記移動端末の内部温度が第1閾値に達したかどうかを判断し、前記移動端末の内部温度が前記第1閾値に達すると、放熱モードを開始し、前記移動端末の内部温度が前記第1閾値より低いと、放熱モードを停止することを更に含み、前記放熱モードを開始することは前記スピーカーの作動状態を判断し、後続のステップを実行することを指し、前記放熱モードを停止することは前記スピーカーが非発音状態にあると、前記振動膜コイルの振動を制御しない或いは停止することを指す。

好ましくは、前記方法は、
前記移動端末の内部温度が第1閾値に達し且つ第2閾値より小さいと判断した際に、前記スピーカーが非発音状態にあると、前記振動膜コイルの振動周波数を人間の耳では聞こえない超低周波音周波数に制御し、前記移動端末の内部温度が第2閾値を超える際に、前記センサーにより収集された機器の放熱状態が正常であるかどうかを判断し、放熱が正常であると、前記振動膜コイルの振動周波数を人間の耳では聞こえない超音波周波数に制御し、前記第2閾値が前記第1閾値より大きいことを更に含む。

好ましくは、前記方法は、
磁性鋼コイルに定常電流を加え、前記定常電流の大きさと方向を変更して前記スピーカー振動膜コイルのオリジナル磁性鋼磁場を強化し又は弱めることと、
前記スピーカー振動膜コイルのオリジナル磁性鋼磁場が強化される際に、前記スピーカー振動膜コイルの振動の振幅が大きくなり、前記スピーカー振動膜コイルのオリジナル磁性鋼磁場が弱められる際に、前記スピーカー振動膜コイルの振動の振幅が小さくなることと、を更に含む。

好ましくは、前記磁性鋼コイルに定常電流を加え、前記定常電流の大きさと方向を変更して前記スピーカー振動膜コイルのオリジナル磁性鋼磁場を強化し又は弱めるのは、
デジタル制御信号を入力し、前記デジタル制御信号を定常電流に変換して磁性鋼コイルに出力し、前記スピーカー振動膜コイルのオリジナル磁性鋼磁場に重畳される磁場を発生することと、
前記デジタル制御信号を変更することによって前記定常電流の大きさと方向を変更して前記磁場が前記スピーカー振動膜コイルのオリジナル磁性鋼磁場を強化し又は弱めることと、を含む。

従来の技術と比べて、本発明の実施例によるスピーカー振動膜コイルの駆動装置、放熱装置、該放熱装置を備える移動端末及び該移動端末を使用する放熱方法は、本発明の実施例においてスピーカー構造の微小な変更によって、移動端末内の本来のスピーカー、発音孔を放熱構造として利用し、発音孔を放熱孔とし、スピーカーが発音する際の振動膜の振動を利用し、及びスピーカーが発音しない際に、スピーカー振動膜の振動周波数を人間の耳では聞こえない超音波或いは超低周波音周波数に制御することによって、空気の対流と熱交換を増加し、機器温度を低下させ、放熱の目的を達成し、熱対流によって小型装置の発熱を解決するのは可能になり、製品の競争力を向上させ、製品の使用安全性を確保して、ユーザの使用体験を向上させることができる。

図1は実施例における放熱型電気音響変換装置の構造図である。図2は実施例における図2での放熱型電気音響変換装置の主な適用シーン図である。図3は実施例におけるスピーカー振動膜駆動装置の構造図である。図4は実施例における非可聴音駆動回路の構造図である。図5は応用例におけるスピーカー振動膜コイルの駆動装置の構造図である。図6は実施例における放熱装置の構造図である。図7は実施例における端末の放熱方法のフローチャートである。図8は応用例における端末の放熱方法のフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細的に説明する。なお、矛盾しない場合には、本出願における実施例及び実施例における特徴を互いに任意に組み合わせることができる。

実施例
本実施例は通常の電気音響変換装置（スピーカー）を放熱器とし、スピーカー振動膜の振動を利用して、往復運動して前サウンドキャビティの熱空気を押し出し、熱空気の対流を強化して、熱空気をできるだけ多く発音孔から排出して、対流速度を加速する。

図1に示すように、本実施例は放熱型の電気音響変換装置を提供し、発音孔、前サウンドキャビティ、スピーカー及び後サウンドキャビティを備え、
本実施例は従来の電気音響変換装置の上で熱伝導部材を増加して前記前サウンドキャビティに接続し、前記熱伝導部材は互いに接続する2部分を含み、一部が前サウンドキャビティ内にあり、他の一部が前サウンドキャビティ外にあって前記移動端末の発熱源に接続され、該熱伝導部材は移動端末全体内の熱源の熱を前記前サウンドキャビティ内に導入することに用いられ、
前記スピーカーと前記前サウンドキャビティを回って更に中空のサウンドキャビティ壁を設置し、前記中空のサウンドキャビティ壁と前記スピーカーと前記前サウンドキャビティとの間に後サウンドキャビティを形成し、前記熱伝導部材が前サウンドキャビティ外にある部分は前記後サウンドキャビティを突き通す。熱伝導部材と後サウンドキャビティとの接触面積はできるだけ少なく、このようにできるだけ熱を前サウンドキャビティに輸送すると同時に後サウンドキャビティでの熱損失を減少し、これにより、熱空気はできるだけ早く発音孔から発散する。

また、中空のサウンドキャビティ壁内の空気は前後サウンドキャビティと機器の熱伝達を隔離することに用いられるが、その内の空気が加熱されるため、更に中空のサウンドキャビティ壁に小孔を開いて気圧の平衡を取る。それと同時に、中空のサウンドキャビティ壁の外表面積を黒く塗りつぶすことによって、機器に対して放射熱を吸収して、熱放射をより多く前サウンドキャビティに伝送して発音孔によって放熱する。

熱ができるだけ速く前サウンドキャビティに集めた熱空気を発音孔によって排出することが望ましいため、振動膜には熱伝導係数が小さい材料を使用し且つ160℃に耐えることができ（携帯電話端末又はインテリジェントマシンのCPUチップが150℃より高いと正常に作動できない）、好ましくは、前記スピーカーの振動膜の熱伝導係数が0.2W/(m・K)より小さいべきであり、
前記発音孔は、熱空気の排出に用いられる。

図2は該電気音響変換装置の主な適用シーンであり、熱源の熱が熱伝導部材によって熱を迅速に前サウンドキャビティ内に伝導し、スピーカー振動膜の往復運動によって、外部空気と内部の熱空気との対流を加速するため、迅速に熱源を冷却する。

本実施例において最も主要なのはスピーカー振動膜の振動問題であり、周知のように、電動式スピーカー振動膜が発音する際に振動膜は振動するが、如何に発音しない際に振動膜を効果的に振動させて、対流放熱を加速するかは最も主要な問題である。

本実施例はスピーカー振動膜コイルの駆動装置を提供し、図3に示すように、
イネーブルされた後に、受信したオーディオ信号を増幅処理し、次にスピーカー振動膜コイルの振動を駆動し、
増幅後のオーディオ信号をスピーカー振動膜コイルに出力し、オーディオ信号の電流の大きさと電流変化周波数によって振動膜コイルを振動させるための可聴音駆動回路と、
イネーブルされた後に、前記スピーカー振動膜コイルの振動を駆動して、前記スピーカー振動膜コイルの振動周波数を人間の耳では聞こえない超音波或いは超低周波音周波数に制御するための非可聴音駆動回路と、を備える。

図4に示すように、前記非可聴音駆動回路は、超低周波音駆動モジュール及び/又は超音波駆動モジュールを備え、
前記超低周波音駆動モジュールは、イネーブルされた後に、前記スピーカー振動膜コイルの振動を駆動して、前記スピーカー振動膜コイルの振動周波数を人間の耳では聞こえない超低周波音周波数に制御することに用いられ、
前記超音波駆動モジュールは、イネーブルされた後に、前記スピーカー振動膜コイルの振動を駆動して、前記スピーカー振動膜コイルの振動周波数を人間の耳では聞こえない超音波周波数に制御することに用いられる。

応用例において、図5に示すように、スピーカー振動膜コイルの駆動装置の具体的な実現方式を提供し、
前記超低周波音駆動モジュールは、
入力したクロックCLK信号を周波数分割処理して、超低周波音周波数の方形波信号を生成して、基本波フィルタに出力するための方形波信号発生器と、
入力した前記方形波信号をろ過して単一周波数の正弦波を発生して、低周波ハイゲインパワーアンプに出力するための前記基本波フィルタと、
イネーブルされた後に、前記単一周波数の正弦波を増幅し、次に前記スピーカー振動膜コイルの振動を駆動するための前記低周波ハイゲインパワーアンプと、を備える。

即ち、増幅後の単一周波数の正弦波をスピーカー振動膜コイルに出力し、単一周波数の正弦波の電流の大きさと電流変化の周波数によって振動膜コイルを振動させる。

前記超音波駆動モジュールは、
入力したクロックCLK信号を周波数逓倍処理して、超音波周波数の方形波信号を生成して、高周波フィルタに出力するための方形波信号発生器と、
入力した前記方形波信号をろ過して単一周波数の正弦波を発生して、高周波ハイゲインパワーアンプに出力するための前記高周波フィルタと、
イネーブルされた後に、前記単一周波数の正弦波を増幅し、次に前記スピーカー振動膜コイルの振動を駆動するための前記高周波ハイゲインパワーアンプと、を備える。

好ましい方式として、前記駆動装置はコイル補助駆動回路を更に備え、前記コイル補助駆動回路は、磁性鋼コイル駆動回路と、スピーカー磁性鋼に固定される磁性鋼コイルとを備え、
前記磁性鋼コイル駆動回路は、イネーブルされた後に、入力したデジタル制御信号を定常電流に変換して磁性鋼コイルに出力し、前記スピーカー振動膜コイルのオリジナル磁性鋼磁場に重畳される磁場を発生し、前記定常電流の大きさと方向を変更することによって前記磁場が前記スピーカー振動膜コイルのオリジナル磁性鋼磁場を強化し又は弱め、前記磁場が前記スピーカー振動膜コイルのオリジナル磁性鋼磁場を強化する際に、前記スピーカー振動膜コイルの振動の振幅が大きくなり、前記磁場が前記スピーカー振動膜コイルのオリジナル磁性鋼磁場を弱める際に、前記スピーカー振動膜コイルの振動の振幅が小さくなることに用いられる。

前記コイル補助駆動回路は非可聴音駆動回路と可聴音駆動回路の補助であり、デジタル制御信号を変更することによって定常電流の大きさと方向を変更でき、定常電流の方向が前記スピーカー振動膜コイルのオリジナル磁性鋼磁場の磁場方向と同じであるとオリジナル磁場を強化し、磁場における前記スピーカー振動膜コイルの受力も増加し、振動幅を増加し、逆に、定常電流の方向が前記スピーカー振動膜コイルのオリジナル磁性鋼磁場の磁場方向と逆であると、一部のオリジナル磁場を相殺し、磁場を弱め、前記スピーカー振動膜コイルの受力も減少し、振動幅も弱くなる。

図5に示すように、前記コイル補助駆動回路は、具体的に、
デジタル制御信号を出力し、該デジタル制御信号を変更することによって変換した定常電流の大きさと方向を制御するための制御モジュールと、
前記制御信号によってトリガーされた後、前記デジタル制御信号を定常電流に変換して、磁性鋼コイルに出力するためのデジタルアナログコンバータDACと、
前記定常電流の大きさと方向によって磁場を発生し、前記磁場が前記スピーカー振動膜コイルのオリジナル磁性鋼磁場を強化することによって前記スピーカー振動膜コイルの振動の振幅を大きくなるように調整し、或いは、前記磁場が前記スピーカー振動膜コイルのオリジナル磁性鋼磁場を弱めることによって前記スピーカー振動膜コイルの振動の振幅を小さくなるように調整するための磁性鋼コイルと、を備える。

このため、本実施例は以上のような放熱型電気音響変換装置を備える放熱装置を提供し、図6に示すように、前記放熱装置は、
制御ユニットと、前記制御ユニットに接続される以上のような可聴音駆動回路及び前記非可聴音駆動回路を備え、前記可聴音駆動回路と前記非可聴音駆動回路はそれぞれ前記振動膜コイルに接続される。

前記制御ユニットは、前記スピーカーの作動状態を判断し、前記スピーカーが発音状態にあると、イネーブル信号を出力して可聴音駆動回路の作動をトリガーし、前記スピーカーが非発音状態にあると、イネーブル信号を出力して非可聴音駆動回路の作動をトリガーすることに用いられ、
前記可聴音駆動回路は、前記制御ユニットによってイネーブルされた後に、受信したオーディオ信号を増幅処理し、次に前記スピーカーの振動膜コイルの振動を駆動することに用いられ、
前記非可聴音駆動回路は、前記制御ユニットによってイネーブルされた後に、前記スピーカーの振動膜コイルの振動を駆動して、前記振動膜コイルの振動周波数を人間の耳では聞こえない超音波或いは超低周波音周波数に制御することに用いられる。

前記振動膜コイルは前記可聴音駆動回路又は前記非可聴音駆動回路の駆動で振動して空気を押して往復運動を行い、熱空気を前記発音孔から排出する。

なお、好ましくは、前記放熱装置は前記制御ユニットに接続されるセンサーを更に備え、
前記センサーは、前記移動端末の内部温度を収集して、前記制御ユニットに伝達することに用いられ、
前記制御ユニットは更に、前記スピーカーの作動状態を判断する前に、まず前記移動端末の内部温度が第1閾値に達するかどうかを判断し、達すると、放熱モードを開始し、前記移動端末の内部温度が前記第1閾値より低いと、放熱モードを停止することに用いられ、前記放熱モードを開始することは前記可聴音駆動回路の作動をトリガーし或いは前記非可聴音駆動回路の作動をトリガーすることを指し、前記放熱モードを停止することは前記スピーカーが非発音状態にあると、前記非可聴音駆動回路の作動をトリガーしない又は停止することを指す。

なお、前記センサーは更に、機器の放熱状態を収集して、前記制御ユニットに伝達することに用いられ、
前記制御ユニットは更に、前記移動端末の内部温度が第1閾値に達し且つ第2閾値より小さいと判断した際に、前記スピーカーが非発音状態にあると、イネーブル信号を送信して前記超低周波音駆動モジュールの作動をトリガーし、前記移動端末の内部温度が第2閾値を超える際に、前記センサーにより収集された機器の放熱状態が正常であるかどうかを判断し、放熱が正常であると、イネーブル信号を送信して前記超音波駆動モジュールの作動をトリガーし、前記第2閾値が前記第1閾値より大きいことに用いられ、
前記超低周波音駆動モジュールは、前記制御ユニットによってイネーブルされた後に、前記スピーカー振動膜コイルの振動を駆動して、前記スピーカー振動膜コイルの振動周波数を人間の耳では聞こえない超低周波音周波数に制御することに用いられ、
前記超音波駆動モジュールは、前記制御ユニットによってイネーブルされた後に、前記スピーカー振動膜コイルの振動を駆動して、前記スピーカー振動膜コイルの振動周波数を人間の耳では聞こえない超音波周波数に制御することに用いられる。

なお、本実施例は以上のような放熱装置を備える移動端末を更に提供する。

図7に示すように、本実施例は端末の放熱方法を提供し、以上のような放熱装置を使用し、以下のステップS101〜S104を含み、
S101、前記スピーカーの作動状態を判断し、前記スピーカーが発音状態にあると、ステップS102を実行し、前記スピーカーが非発音状態にあると、ステップS103を実行し、
S102、受信したオーディオ信号を増幅処理し、次に前記振動膜コイルの振動を駆動し、
S103、前記振動膜コイルの振動周波数を人間の耳では聞こえない超音波或いは超低周波音周波数に制御し、
S104、前記振動膜コイルの振動によって空気を押して往復運動を行い、熱空気を前記発音孔から排出する。

好ましくは、ステップS101の前に、
前記スピーカーの作動状態を判断する前に、前記移動端末の内部温度を収集し、前記移動端末の内部温度が第1閾値に達したかどうかを判断し、前記移動端末の内部温度が前記第1閾値に達すると、放熱モードを開始し、前記移動端末の内部温度が前記第1閾値より低いと、放熱モードを停止することを更に含み、前記放熱モードを開始することは前記スピーカーの作動状態を判断し、後続のステップを実行することを指し、前記放熱モードを停止することは前記スピーカーが非発音状態にあると、前記振動膜コイルの振動を制御しない或いは停止することを指す。

前記移動端末の内部温度が第1閾値に達し且つ第2閾値より小さいと判断した際に、前記スピーカーが非発音状態にあると、前記振動膜コイルの振動周波数を人間の耳では聞こえない超低周波音周波数に制御し、前記移動端末の内部温度が第2閾値を超える際に、前記センサーにより収集された機器の放熱状態が正常であるかどうかを判断し、放熱が正常であると、前記振動膜コイルの振動周波数を人間の耳では聞こえない超音波周波数に制御し、前記第2閾値が前記第1閾値より大きい。

ステップS102とS103において、好ましくは、更に磁場の強さによってスピーカー振動膜コイルの振動の振幅を制御できるのは、
磁性鋼コイルに定常電流を加え、前記定常電流の大きさと方向を変更して前記スピーカー振動膜コイルのオリジナル磁性鋼磁場を強化し又は弱めることと、
前記スピーカー振動膜コイルのオリジナル磁性鋼磁場が強化される際に、前記スピーカー振動膜コイルの振動の振幅が大きくなり、前記スピーカー振動膜コイルのオリジナル磁性鋼磁場が弱められる際に、前記スピーカー振動膜コイルの振動の振幅が小さくなることと、を含む。

前記磁性鋼コイルに定常電流を加え、前記定常電流の大きさと方向を変更して前記スピーカー振動膜コイルのオリジナル磁性鋼磁場を強化し又は弱めるのは、
デジタル制御信号を入力し、前記デジタル制御信号を定常電流に変換して磁性鋼コイルに出力し、前記スピーカー振動膜コイルのオリジナル磁性鋼磁場に重畳される磁場を発生することと、
前記デジタル制御信号を変更することによって前記定常電流の大きさと方向を変更して前記磁場が前記スピーカー振動膜コイルのオリジナル磁性鋼磁場を強化し又は弱めることと、を含む。

前記センサーは、3Dセンサー、加速度センサー及び近接センサーを含む。

放熱型スピーカーが正常に作動する際に、スピーカー振動膜が空気を押し出して発音し、振動膜の振動により、熱対流が行い、非可聴音応答回路を開く必要がない。スピーカーが作動しない際に、人間の耳の聴覚範囲を考えて、超音波或いは超低周波音で振動膜の振動を駆動し、つまり該装置が非可聴音モード（無害超低周波音或いは超音波）で作動する必要があり、携帯電話の使用状態、及び熱発散方式を考える必要があるため、携帯電話の現在制御ユニット状態、3Dセンサー、加速度センサー及び近接センサーに応じてユーザの携帯電話が放熱モードに入ることを確保する。

応用例において、図8に示すように、該放熱方法は具体的に以下のステップS201〜S207を含む。

S201、センサーは携帯電話の内部温度が60℃より大きいかどうかを検出し、60℃より大きいと、ステップS202を実行し、そうでないと、放熱モードを閉じ、
携帯電話の内部温度が60℃より小さいと検出すると、センサーは放熱モードを停止するように前記制御ユニットに通知し、前記制御ユニットは閉じて非可聴音駆動回路の作動をトリガーしない又は停止する。

S202、スピーカーが発音するかどうかを判断し、発音すると、ステップS203を実行し、そうでないと、ステップS204を実行する。

S203、受信したオーディオ信号を増幅処理し、次に前記振動膜コイルの振動を駆動する。

S204、携帯電話の内部温度が90℃より大きいかどうかを検出し、大きくないと、ステップS205を実行し、そうでないと、ステップS206を実行する。

S205、前記振動膜コイルの振動周波数を人間の耳では聞こえない超低周波音周波数に制御する。

S206、前記センサーにより収集された機器の放熱状態が正常であるかどうかを判断し、放熱が正常であると、ステップS207を実行し、正常ではないと、ステップS205に戻り、
一旦センサーは携帯電話の温度が90℃より大きいと検出すると、センサーは3Dセンサーによって携帯電話がテーブルに平らに置かれるかどうか、放熱孔が塞がれるかどうかを感知でき、或いは近接センサーは携帯電話が通話中にあり、ユーザが携帯電話を握る位置が放熱口を止めるかどうかを感知でき、またユーザから放熱口までの距離を感知でき、安全角度から、スピーカー発音孔の放熱状態が正常であるかどうか、即ち放熱できるかどうかを確認し、センサーがスピーカー発音孔から熱気流を出力できることを確認した後に、非可聴音応答回路は超音波周波数を出力して、磁性鋼コイルの電流を増加し、高速放熱を行うことができる。

S207、前記振動膜コイルの振動周波数を人間の耳では聞こえない超音波周波数に制御し、
上記過程において、携帯電話の内部温度が60℃より小さいと検出すると、センサーは放熱モードを停止するように前記制御ユニットに通知し、前記制御ユニットは閉じて非可聴音駆動回路の作動をトリガーしない又は停止する。

上記実施例から分かるように、従来技術に対して、上記実施例によるスピーカー振動膜コイルの駆動装置、放熱装置、該放熱装置を備える移動端末及び該移動端末を使用する放熱方法は、本発明においてスピーカー構造の微小な変更によって、移動端末内の本来のスピーカー、発音孔を放熱構造として利用し、発音孔を放熱孔とし、スピーカーが発音する際の振動膜の振動を利用し、及びスピーカーが発音しない際に、スピーカー振動膜の振動周波数を人間の耳では聞こえない超音波或いは超低周波音周波数に制御することによって、空気の対流と熱交換を増加し、機器温度を低下させ、放熱の目的を達成し、熱対流によって小型装置の発熱を解決するのは可能になり、製品の競争力を向上させ、更に製品の使用安全性を確保して、ユーザの使用体験を向上させることができる。

当業者は、上記方法における全部又は一部のステップは、プログラムが関連のハードウェアを指令することにより完成することができ、前記プログラムはコンピュータ可読記憶媒体、例えば読み出し専用メモリ、ディスク又はCDなどに記憶することができることを理解することができる。選択的に、上記実施例の全部又は一部のステップは、1つ又は複数の集積回路を採用して達成することもできる。対応的に、上記実施例における各モジュール／ユニットはハードウェアの形式で達成してもよく、ソフトウェア機能モジュールの形式で達成してもよい。本発明はいずれの特定形式のハードウェアとソフトウェアの組み合わせに限定されたものではない。

上記のものは単に本発明の好ましい実施例であり、本発明の保護範囲を限定するためのものではない。本発明の発明内容により、更に他の多種の実施例を有することができ、本 BR>ュ明の精神とその実質から逸脱しない場合に、当業者は、本発明実施例により各種の相応の変更と変形を行うことができ、本発明の精神と原則にある限り、行ったいずれの修正、等価置き換え、改善などは、いずれも本発明の保護範囲に含まれるべきである。

本発明の実施例による放熱装置は振動膜の振動周波数、幅の制御及びサウンドキャビティの改造設計によって、電気音響デバイスが電気音響変換性能を備えると同時に、放熱デバイスとなる。設計者にとって、該放熱装置は熱対流伝達方式を携帯電話設計において可能になり、構造設計、コスト制御を簡単で実行しやすくさせる。特にユーザにとって、携帯電話の発熱問題を解決し、携帯電話の使用寿命を延長し、更にユーザの安全を確保し、ユーザーのエクスペリエンスを強化する。

Claims

放熱装置であって、移動端末に使用され、前記放熱装置は、発音孔、前サウンドキャビティ及びスピーカーを備え、前記スピーカーはスピーカー振動膜コイルを備え、前記放熱装置は制御ユニットと、前記制御ユニットに接続される駆動装置とを更に備え、前記駆動装置は可聴音駆動回路及び非可聴音駆動回路を備え、前記可聴音駆動回路と前記非可聴音駆動回路はそれぞれ前記制御ユニットと前記スピーカー振動膜コイルに接続され、
前記制御ユニットは、前記スピーカーの作動状態を判断し、前記スピーカーが発音状態にあると、イネーブル信号を出力して可聴音駆動回路の作動をトリガーし、前記スピーカーが非発音状態にあると、イネーブル信号を出力して非可聴音駆動回路の作動をトリガーするように設定され、
前記可聴音駆動回路は、前記制御ユニットによってイネーブルされた後に、受信したオーディオ信号を増幅処理し、次に前記スピーカー振動膜コイルの振動を駆動するように設定され、
前記非可聴音駆動回路は、前記制御ユニットによってイネーブルされた後に、前記スピーカー振動膜コイルの振動を駆動して、前記スピーカー振動膜コイルの振動周波数を人間の耳では聞こえない超音波或いは超低周波音周波数に制御するように設定される放熱装置。
センサーを更に備え、
前記センサーは、前記制御ユニットに接続され、前記移動端末の内部温度を収集して、前記制御ユニットに伝達するように設定され、
前記制御ユニットは更に、前記スピーカーの作動状態を判断する前に、まず前記移動端末の内部温度が第1閾値に達するかどうかを判断し、達すると、放熱モードを開始し、前記移動端末の内部温度が前記第1閾値より低いと、放熱モードを停止するように設定され、前記放熱モードを開始することは前記スピーカーが非発音状態にあると、前記非可聴音駆動回路の作動をトリガーすることを指し、前記放熱モードを停止することは前記スピーカーが非発音状態にあると、前記非可聴音駆動回路の作動をトリガーしない又は停止することを指す請求項1に記載の放熱装置。
前記非可聴音駆動回路は、超低周波音駆動モジュール及び超音波駆動モジュールを備え、
前記制御ユニットは更に、前記移動端末の内部温度が第1閾値に達し且つ第2閾値より小さいと判断した際に、前記スピーカーが非発音状態にあると、イネーブル信号を送信して超低周波音駆動モジュールの作動をトリガーし、前記移動端末の内部温度が第2閾値を超える際に、前記スピーカーが非発音状態にあると、前記センサーにより収集された機器全体の放熱状態が正常であるかどうかを判断し、放熱が正常であると、イネーブル信号を送信して超音波駆動モジュールの作動をトリガーし、前記第2閾値が前記第1閾値より大きいように設定され、
前記超低周波音駆動モジュールは、前記制御ユニットによってイネーブルされた後に、前記スピーカー振動膜コイルの振動を駆動して、前記スピーカー振動膜コイルの振動周波数を人間の耳では聞こえない超低周波音周波数に制御するように設定され、
前記超音波駆動モジュールは、前記制御ユニットによってイネーブルされた後に、前記スピーカー振動膜コイルの振動を駆動して、前記スピーカー振動膜コイルの振動周波数を人間の耳では聞こえない超音波周波数に制御するように設定される請求項2に記載の放熱装置。
前記駆動装置はコイル補助駆動回路を更に備え、
前記制御ユニットは更に、前記コイル補助駆動回路にイネーブル信号を送信して前記コイル補助駆動回路の作動をトリガーするように設定され、
前記コイル補助駆動回路は、前記制御ユニットに接続され、前記制御ユニットによってイネーブルされた後に、入力されたデジタル制御信号を定常電流に変換して前記スピーカー振動膜コイルに出力し、前記スピーカー振動膜コイルのオリジナル磁性鋼磁場に重畳される磁場を発生し、前記定常電流の大きさと方向を変更することによって前記磁場が前記スピーカー振動膜コイルのオリジナル磁性鋼磁場を強化し又は弱め、前記磁場が前記スピーカー振動膜コイルのオリジナル磁性鋼磁場を強化する際に、前記スピーカー振動膜コイルの振動の振幅が大きくなり、前記磁場が前記スピーカー振動膜コイルのオリジナル磁性鋼磁場を弱める際に、前記スピーカー振動膜コイルの振動の振幅が小さくなるように設定される請求項1に記載の放熱装置。
前記放熱装置は更に、熱伝導部材を増加して前記前サウンドキャビティに接続し、前記熱伝導部材は互いに接続する二つ部分を含み、一部が前サウンドキャビティ内にあり、他の一部が前サウンドキャビティ外にあって且つ前記移動端末の発熱源に接続されるように設定される請求項1に記載の放熱装置。
前記スピーカーの振動膜の熱伝導係数は0.2W/(m・K)より小さい請求項5に記載の放熱装置。
前記スピーカーと前記前サウンドキャビティを回って更に中空のサウンドキャビティ壁を設置し、前記中空のサウンドキャビティ壁と前記スピーカーと前記前サウンドキャビティとの間に後サウンドキャビティを形成し、前記熱伝導部材の前サウンドキャビティ外にある部分は前記後サウンドキャビティを突き通す請求項5に記載の放熱装置。
前記中空のサウンドキャビティ壁の外表面積を黒く塗りつぶす請求項7に記載の放熱装置。
前記非可聴音駆動回路は、超低周波音駆動モジュール及び/又は超音波駆動モジュールを備え、
前記超低周波音駆動モジュールは、前記制御ユニットによってイネーブルされた後に、前記スピーカー振動膜コイルの振動を駆動して、前記スピーカー振動膜コイルの振動周波数を人間の耳では聞こえない超低周波音周波数に制御するように設定され、
前記超音波駆動モジュールは、前記制御ユニットによってイネーブルされた後に、前記スピーカー振動膜コイルの振動を駆動して、前記スピーカー振動膜コイルの振動周波数を人間の耳では聞こえない超音波周波数に制御するように設定される請求項1に記載の放熱装置。
前記超低周波音駆動モジュールは、
入力したクロックCLK信号を周波数分割処理して、超低周波音周波数の方形波信号を生成して、基本波フィルタに出力するように設定される方形波信号発生器と、
入力した前記方形波信号をろ過して単一周波数の正弦波を発生して、低周波ハイゲインパワーアンプに出力するように設定される前記基本波フィルタと、
イネーブルされた後に、前記単一周波数の正弦波を増幅し、次に前記スピーカー振動膜コイルの振動を駆動するように設定される前記低周波ハイゲインパワーアンプと、を含む請求項9に記載の放熱装置。
前記超音波駆動モジュールは、
入力したクロックCLK信号を周波数逓倍処理して、超音波周波数の方形波信号を生成して、高周波フィルタに出力するように設定される方形波信号発生器と、
入力した前記方形波信号をろ過して単一周波数の正弦波を発生して、高周波ハイゲインパワーアンプに出力するように設定される前記高周波フィルタと、
イネーブルされた後に、前記単一周波数の正弦波を増幅し、次に前記スピーカー振動膜コイルの振動を駆動するように設定される前記高周波ハイゲインパワーアンプと、を含む請求項9に記載の放熱装置。
請求項1〜11のいずれか1つに記載の放熱装置を備える移動端末。
放熱方法であって、請求項12に記載の移動端末を使用し、前記放熱方法は、
前記スピーカーの作動状態を判断し、前記スピーカーが非発音状態にあると、前記スピーカー振動膜コイルの振動周波数を人間の耳では聞こえない超音波或いは超低周波音周波数に制御することを含む放熱方法。
前記スピーカーが発音状態にあると、受信したオーディオ信号を増幅処理し、次に前記スピーカー振動膜コイルの振動を駆動することを更に含む請求項13に記載の放熱方法。
前記スピーカーの作動状態を判断する前に、
前記移動端末の内部温度を収集し、前記移動端末の内部温度が第1閾値に達したかどうかを判断し、前記移動端末の内部温度が前記第1閾値に達すると、放熱モードを開始し、前記移動端末の内部温度が前記第1閾値より低いと、放熱モードを停止することを更に含み、前記放熱モードを開始することは前記スピーカーの作動状態を判断し、前記スピーカーが非発音状態にあると、後続の前記スピーカー振動膜コイルの振動を制御する或いは駆動するステップを実行することを指し、前記放熱モードを停止することは前記スピーカーが非発音状態にあると、前記スピーカー振動膜コイルの振動を制御しない或いは停止することを指す請求項13に記載の放熱方法。
前記移動端末の内部温度が第1閾値に達し且つ第2閾値より小さいと判断した際に、前記スピーカーが非発音状態にあると、前記スピーカー振動膜コイルの振動周波数を人間の耳では聞こえない超低周波音周波数に制御し、前記移動端末の内部温度が第2閾値を超える際に、前記スピーカーが非発音状態にあると、センサーにより収集された機器全体の放熱状態が正常であるかどうかを判断し、放熱状態が正常であると、前記スピーカー振動膜コイルの振動周波数を人間の耳では聞こえない超音波周波数に制御し、前記第2閾値が前記第1閾値より大きいことを更に含む請求項13に記載の放熱方法。
前記スピーカー振動膜コイルの磁性鋼コイルに定常電流を加え、前記定常電流の大きさと方向を変更して前記スピーカー振動膜コイルのオリジナル磁性鋼磁場を強化し又は弱めることと、
前記スピーカー振動膜コイルのオリジナル磁性鋼磁場が強化される際に、前記スピーカー振動膜コイルの振動の振幅が大きくなり、前記スピーカー振動膜コイルのオリジナル磁性鋼磁場が弱められる際に、前記スピーカー振動膜コイルの振動の振幅が小さくなることと、を更に含む請求項13に記載の放熱方法。
前記磁性鋼コイルに定常電流を加え、前記定常電流の大きさと方向を変更して前記スピーカー振動膜コイルのオリジナル磁性鋼磁場を強化し又は弱めることは、
デジタル制御信号を入力し、前記デジタル制御信号を定常電流に変換して前記磁性鋼コイルに出力し、前記スピーカー振動膜コイルのオリジナル磁性鋼磁場に重畳される磁場を発生することと、
前記デジタル制御信号を変更することによって前記定常電流の大きさと方向を変更して前記磁場が前記スピーカー振動膜コイルのオリジナル磁性鋼磁場を強化し又は弱めることと、を含む請求項17に記載の放熱方法。