TW201246953A - Audio transducer - Google Patents

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201246953 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本文所揭示之實施例大體上係關於電子裝置，且更具體 言之’係關於用於電子裝置之音頻揚聲器。 本申請案係關於2010年9月30曰申請之名為「具有改良 音頻之電子裝置（Electronic Devices With Improved Audio)」之美國專利申請案第12/895,526號，該申請案之 全文係如同被充分地闡述一般併入本文中。 【先前技術】 許多電子裝置（諸如，電腦、智慧型電話及其類似者）正 愈變愈小、愈變愈緊密《隨著此等電子裝置愈變愈小，可 供音頻揚聲器使用之内部空間亦隨之愈變愈小。當裝置圍 封體内音頻揚聲器可能與電路板、硬碟機及其類似者之間 發生工間競乎時’情況尤其如此。通常，揚聲器變小，揚 聲器能夠移動之質量塊亦隨之變小，且因此，聲音品質 (或至少響度）可能會減低。對於處於音頻頻譜下端（例如， 低於1 kHz)之聲音，品質減低可能尤其明顯。此外，電子 裝置内之可用體積縮小，如此又造成使揚聲器振動所需的 : $氣量減少’並因此限制了聽覺回應。相似地，揚聲器變 ·+’則揚聲器所能產生之音量位準及頻率亦可能會隨之減 低。因此，隨著電子裝置不斷變小，該等裝置所產生之音 頻可能會遭受不良作用。 【發明内容】 本發明之實施例可包括一種音頻棘拖 ^ A ^ 观得換15，該音頻轉換器 163404.doc 201246953 具有：一第一電磁線圈；一磁鐵，其係與該第一電磁線圈 進行電通信；其中當該第一電磁線圈被激勵時，該第一電 磁線圈及該磁鐵中之一者在一第一方向上移動；當該第一 電磁線圈被激勵時，該電磁線圈及該磁鐵中之另一者維持 實質上靜止；該第一電磁線圈及該磁鐵中之該一者之一運 動轉移至一鄰近受驅動表面；且當該第一電磁線圈被解除 激勵時’該受驅動表面被該磁鐵熱接觸。 另一實施例可採取一種用於產生一聽覺聲音之方法的形 式’該方法包含如下操作：激勵至少一電磁線圈；回應於 激勵該至少一電磁線圈，在一第一方向上移動一質量塊； 經由一保持元件而抵抗在該第一方向上該質量塊之一運 動；將該質量塊之該運動轉移至一受驅動表面，藉此藉由 該受驅動表面而產生一聽覺聲音；及解除激勵該至少一電 磁線圈’藉此使該質量塊返回至一停置狀態。 又一實施例可採取一種用於一電子裝置之外殼的形式， 該外殼包含：一穩定表面；一受驅動表面；一電磁線圈； 一磁鐵，其鄰近於該電磁線圈；一保持元件，其貼附至該 磁鐵且在該電磁線圈被解除激勵時維持該磁鐵與該電磁線 圈之間的一空間關係；一第一對準元件，其形成於該穩定 表面上，一第二對準元件’其經形成為鄰近於該受驅動表 面，該第一對準元件及該第二對準元件合作以使該電磁線 圈與該磁鐵對準以界定該空間關係；其中該受驅動表面鄰 近於該電磁線圈及該磁鐵中至少一者；該穩定表面鄰近於 該電磁線圈及該磁鐵中之另一者，不鄰近於該受驅動表 163404.doc • 4 - 201246953 面，且當該電磁線圈被激勵時’該受驅動表面移動。 【實施方式】 本發明之實施例係有關一種用於電子裝置之音頻系統。 樣本音頻系統可包括音頻轉換器’諸如，可部分地圍封於 電子裝置圍封體内且機械地配套於電子裝置圍封體之内部 的表面轉換器。磁鐵及電磁鐵之組合通常機械地移動圍封 體及/或振動支撐表面。 音頻轉換器亦可包括或鄰近於可用來增加在音頻轉換器 與圍封體之間所傳輸之能量的傳輪材料。在一些實施例 中，傳輸材料為凝膠或類凝膠物質。 音頻轉換器可包括磁鐵及對應線圈或電磁鐵。音頻轉換 器通常電連接至處理器、記憶體、硬碟機或其類似者。音 頻轉換器接收電信號且在回應時產生聲波。變化之電信號 交替地造成線圈排斥及吸引磁鐵，從而取決於音頻轉換器 之實施例而造成磁鐵或線圈移動。在一些實施例中，磁鐵 維持固疋（例如’靜止），且在其他實施例中，線圈固定。 音頻轉換器之移動造成圍封體振動，藉此在圍封體外部產 生聲波。（若轉換器裝配至除了圍封體之内部以外之表 面，則除了圍封體以外或代替圍封體，此另一表面亦可能 會振動）。此機械移動可造成電子裝置之某些部分或電子 裝置之全部振動。因此，圍封體可充當振動膜(diaphragm) 以產生聽覺聲音。此外’音頻轉換器亦可造成停置有電子 裝置之表面移動及/或振動。此額外移動表面可用以增加 音量’以及潛在地增強使用者之聆聽體驗。 163404.doc 201246953 另外’在-些實施例中，電子裝置可包括經組態以匹配 於音頻轉換器之音頻阻抗的—或多個腳座。在此等實施例 中，腳座可將額外運動/音頻能量轉移至表面，藉此進一 步增加藉由音頻轉換器產生之聲音之音量(因為更多質量 塊被移動）。此外，因為音頻轉換器可在圍封體中不需要 格柵、篩網或其他開口以便使所產生之聲音聽覺，所以在 一些實施例中電子裝置可被完全地密封。此情形可允許電 子裝置不透氣及/或不透水且具有更精緻之總體外觀。 圖1A說明電子裝置1〇之透視圖；圖⑺說明電子裝置w 之實施例之方塊圖。電子裝置ίο可包括頂部圍封體14及 底部圍封體12。圍封體12、14通常環繞或圍封電子裝置1〇 之内部組件，但孔隙及其類似者可形成至該等圍封體中之 一者或其兩者中。電子裝置1〇可包括鍵盤18、顯示螢幕 16、揚聲器20及腳座22〇又，電子裝置1〇通常包括音頻轉 換器26(如圖2所示），音頻轉換器26包裝於圍封體12、14中 之一者或其兩者内，或貼附至圍封體12、14中之一者或其 兩者。 電子裝置10能夠儲存及/或處理諸如用以產生影像及/或 聲音之信號的信號。在一些實施例中，電子裝置10可為膝 上型電腦、手持型電子裝置、行動電話、平板型電子裝 置、音頻播放裝置（諸如，MP3播放器）及其類似者β鍵盤 18及滑鼠（或觸控板）50可經由系統匯流排4〇而耦接至電腦 襄置10。另外，在一些實施例中，鍵盤18及滑鼠50可整合 至如圖1Α所示之圍封體12、14中之一者中。在其他實施例 163404.doc 201246953 中，鍵㈣及/或滑鼠50可在電子裝置1〇外部。 <在實例巾’鍵盤18及滑鼠5〇可將使用者輸人提供至電 腦裝置10，此使用者輸入可經由合適通信介面、匯流排及 其類似者而傳達至處理器38。除了滑鼠50及鍵盤18以外或 代替滑鼠5〇及鍵盤18 ’亦可使用其他合適輸入裝置。舉例 而言，在一些實施例中，電子裝置1〇可為智慧型電話、平 板型電腦或其類似者，且除了鍵盤18、滑鼠5〇或其兩者以 卜或代替鍵盤18、滑鼠5G或其兩者，電子裝置1G亦可包括 觸控榮幕（例如，電容性螢幕）。轉接至系統匯流排40之輸 入/輸出單7036(1/0)代表諸如印表機、手寫筆、音頻/視訊 (ANW/O等等之1/〇元件。舉例而|，如圖6所示外部揚 聲器可經由輸入/輸出連接件（未圖示）而電柄接至電子裝置 10 ° 電子裝置1G亦可包括視訊記憶體42、主記憶體44及大容 量儲存器48,其皆連同鍵盤18、滑鼠5〇及處理㈣耗接至 系、先匯流排40。大容量儲存器48可包括固定媒體及可移除 媒體兩者諸如，磁性儲存系統、光學儲存系統或磁性光 學储存系統，及任何其他可用大容量儲存器㈣。匯㈣ 可3有（例如）用於定址視訊記憶體42或主記憶體之位 址線。 系統匯机排40亦可包括用於在諸如處理器3 8、主記憶體 44、視訊記憶體42及大容量储存器“之組件之間及當中轉 移資料的資料匯流排。視訊記憶體42可為（例如）雙淳式視 訊隨機存取§己憶體或任何其他合適記憶體。在-實例中， 163404.doc 201246953 視訊記憶體42之一個埠耦接至用以驅動顯示器“之視訊放 大器34。顯示器16可為適合於顯示圖形影像的任何類型之 螢幕，諸如，液晶顯示器、陰極射線管監視器 '平面顯示 器、電漿顯示器，或任何其他合適資料呈現裝置。此外， 在一些實施例中，顯示器16可包括觸控螢幕特徵，例如， 顯示器16可為電容性顯示器。此等實施例允許使用者將輸 入直接地鍵入至顯示器16中。 電子裝置10通常包括處理器38，處理器38可為任何合適 微處理器或微電腦。電子裝置10亦可包括耦接至匯流排 之通信介面46。通信介面46提供經由網路鏈路而耦接之雙 向資料通信。舉例而言，通信介面46可為衛星鏈路、區域 網路（LAN)卡、纜線數據機，及/或無線介面。在任何此實 施中，通信介面46發送及接收電信號、電磁信號或光學信 號，該等信號攜載代表各種類型之資訊的數位資料串流。 藉由電子裝置10接收之程式碼及/或其他資訊可在該程 式瑪被接收時藉由處理器38執行。程式碼可同樣地儲存於 大容量儲存器48或其他非揮發性儲存器中以供稍後執行。 以此方式，電子裝置U)可獲得呈各種形式且來自各種來源 之程式碼。程式碼可體現於任何形式之電腦程式產品中， 諸如，經組態以儲存或輸送電腦可讀㈣瑪或資料或可内 嵌有電腦可讀程式碼或資料之媒體。電腦程式產品之實例 包括CD-ROM光碟、R〇M卡、軟性磁碟、磁帶、電腦硬碟 機、在網路上之伺服器，及固態記憶體裝置。 電子裝置U)亦可包括音頻轉換器26。音頻轉換器26可耗 I63404.doc 201246953 接至系統匯流排40，系統匯流排40又可將音頻轉換器26電 連接至處理器38、主記憶體44、大容量儲存器48及其類似 者中任一者。音頻轉換器26為回應於電信號而產生聲波之 輸出裝置。音頻轉換器26可包裝於圍封體12、14中之一者 内或以其他方式貼附至圍封體12、14中之一者，且可單獨 地用以或結合其他輸出裝置（諸如，揚聲器20)而用以產生 聲音。另外’音頻轉換器26可機械地振動其他表面（諸 如，圍封體12、14及/或停置有該裝置之支撐表面）以產生 較響亮聲音。因此，隨著音頻轉換器26對電信號作出回 應，其振動圍封體12、14及/或支撐表面24，此情形又擾 亂空氣粒子且產生聲波。 現在將描述圖2至圖4且關於圖2至圖4來論述實施例《圖 2說明底部圍封體12之分解圖，其展示前述電腦裝置之某 些元件（但為了清楚起見而省略一些元件）。圖3說明沿著圖 1A之線3-3所檢視的安裝於底部圍封體12内之音頻轉換器 26之實施例之簡化橫戴面圖。（為了簡單起見，將音頻轉 換器展示為區塊）。圖4說明亦沿著圖丨a之線3_3所截取的 音頻轉換器之另一實施例之簡化橫截面圖。參看圖3及圖4 兩者，應瞭解，為了清楚起見而省略除了音頻轉換器以外 的電子裝置ίο之内部組件。應注意，音頻轉換器2.6可安裝 於上部圍封體丨4中^在某些實施例中，下部圍封體12可包 括上部面板28及底部面板52。上部面板“可形成裝置⑺之 頂部表面，且在一些實施例中環繞鍵盤18、轨跡墊5〇、觸 控螢幕（未圖示）或其他輸入裝置，及且 夂其類似者。底部面板 163404.doc 201246953 52可形成電子裝置1G之底部表面。通常，上部面板28形成 圍封體之頂部表面，且可提供對鍵盤似蜮滑鼠5〇之存 取。在平板樣式裝置中，可存在藉由頂部面板及底部面板 界定之單一圍封體。 圍封體12、14可由各種材料建構，且取決於電子農置1〇 之類型’圍封體12、14可經建構為各種不同形狀^在一些 實施例中，圍封體12、14可由碳纖維、紹、玻璃及其他相 似之相對硬材料建構。在一些實施财，用於圍封體12、 14之材料可改良藉由音頻轉換器26產生之聲音音量及/或 品質。此係因為：在一些實施例中，圍封體12、14歸因於 藉由音頻轉換器26產生之振動而機械地振動，從而產生聲 波。因此，可將該材料變更為對振動作出更大回應及/或 更容易地移動，從而增加聲音品質/音量。另外，應注 意’底部圍封體12及頂部圍封體14可由彼此不同之材料建 構。此外’在一些實施例中，電子裝置1〇可僅包括圍封體 12' 14中之一者。舉例而言，若電子裝置顯示器16包括亦 接受輸入之觸控螢幕或其他顯示裝置，則可省略底部圍封 體12 ’此係因為鍵盤18及滑鼠50可整合至頂部圍封體 中〇 在一些實施例中，圍封體12、14可不透水及/或不透 氣。此係因為：如下文更詳細地所論述，音頻轉換器26可 能不需要通氣口（例如，格柵或篩網）以便使使用者聽到藉 由音頻轉換器26產生之聲波。音頻轉換器26使用圍封體 12、14及/或支撐表面以產生聲波，此與傳統揚聲器内之 163404.doc -10· 201246953 振動膜成對比，傳統揚聲器必須敞開以供空氣進入，以便 使聲波被聽到。因此，圍封體12、14可被完全地密封而與 水及/或空軋隔離，且因此，電子裝置1〇可被完全地密封 而與水及/或空氣隔離◊此情形可准許電子裝置1〇防水、 用途更多，且允許電子裝置1〇具有精緻的光滑外觀。然 而，因為電子褒置10可包括音頻轉換器26及揚聲器2〇之組 合，所以在其他實施例中圍封體12、14可包括格柵/篩網 (見圖5至圖7)。 底部面板52及上部面板28可以多種方式連接在一起。在 圖2所說明之實施例中，上部面板28及底部面板52係經由 緊扣件25而附接。緊扣件25可插入於面板28、52兩者上之 孔隙27中。另外，在一些實施例中，緊扣件乃可用以將腳 座22附接至底部面板52。頂部圍封體14可相似地緊固至一 起，包括上部面板及底部面板（未圖示）^在其他實施例 中，圍封體12、14可膠合在一起或以其他方式緊固。在又 其他實施例中，上部面板28及底部面板58可包括安置於上 部面板28與底部面板58之間的密封件以產生防水的不透氣 連接件。當面板28、52緊固在一起時，密封件幫助防止元 件進入至圍封體12、14之内部空腔中。 上文關於圖1B所描述之内部元件係藉由電路板57、59代 表，電路板57、59僅係以代表性型式予以展示。可存在更 多或更少電路板或其他電路，且電路板/電路之形狀可不 同於所示形狀。電路板57、59可包括上文關於圖1β所描述 之元件之組合，諸如，主記憶體44、視訊記憶體42、大容 163404.doc 201246953 量储存器48、處理器38及其類似者。電路板57、59可經由 系統匯流排40或另一電連接件而電連接至音頻轉換器％。 此外’電路板57、59可緊固至圍封體12、14且圍封於内 部。 音頻轉換器26可經安裝成使得其貼附至上部面板28或底 部面板52。在一些例子中，音頻轉換器26可以操作方式連 接至上部面板28及底部面板52，但在其他實施例中，音頻 轉換器26可以操作方式連接至面板28、52中之僅一者。在 又其他實施例中，音頻轉換器26可連接至電路板57、59， 例如，主機板、邏輯板或其類似者，因此，在不同實施例 中，音頻轉換器26可連接至面板28、52中任一者，或電路 板57、59中任一者。 圖4及圖5說明音頻轉換器26之替代性實施例。在任一實 施例中，音頻轉換器26可為凝膠揚聲器、表面轉換器，或 藉由振動表面而產生聲音之其他裝置。在操作中，音頻轉 換器26通常自處理器38接收電信號’且將彼等電信號轉譯 成振動’該等振動又可經感知為聽覺聲音。音頻轉換器26 可包括托架62、傳輸材料56、線圈54及磁鐵6〇。 、關於圖2 ’托架62將音頻轉換器26緊固至圍封體12，且 、其緊固至面板28、52中之一者或其兩者。托架62幫助實 質上防止音頻轉換器26在圍封體12内移動，且因此即使在 振動時亦維持於-個部位中。托架62可經由緊扣件Η而貼 附至圍封體12。緊扣件61可將托架62附接至底部面板52。 在其他實施例中，緊扣件61將托架62附接至上部面板取 163404.doc 201246953 /或電路板57、59中之-者或其兩者。然而，托架^可以 多種方式附接至圍封體12，且緊扣件61為僅一個實例。舉 例而言，在一些實施例中，音頻轉換器26可膠合至、焊接 至或以類似方式連接至面板28、52中任一者或其兩者及 /或電路板57 ' 59中之一者或其兩者。 現在參看圖4及圖5，轉換器26包括由導電材料製成之線 圈54。當電信號傳輸通過線圈54時，線圈54充當電磁鐵。 若交流電流傳遞通過線圈，則取決於線圈之性質，線圈可 在磁性作用中狀態與磁性非作用中狀態之間交替，或在極 化狀態與非極化狀態之間交替。音頻轉換器26通常亦包括 藉由彈簧、板或其類似者而偏置至停置位置中之磁鐵6〇。 磁鐵60具有設定極化，且取決於音頻信號，當線圈被激勵 時’磁鐵60經促使朝向線圈54或遠離線圈54。磁鐵60可為 具有磁性屬性的任何類型之材料，例如，鐵或另一含鐵材 料。因此，隨著電流傳遞通過線圈，磁鐵經促使遠離線圈 (或取決於線圈與磁鐵之相對極化，經牽引朝向線圈）。通 常’線圈在被激勵時促使磁鐵離開。當線圈未被激勵時， 磁鐵返回至其停置狀態’其相比於當線圈被激勵時磁鐵之 位置相對較靠近線圈。另外’可藉由變化線圈所經受之電 荷來變化磁鐵離開線圈所行進之距離。以此方式，取決於 施加至線圈之電流之強度及持續時間，磁鐵可藉由線圈以 精確運動而驅動。此等運動可能不僅振動磁鐵附近之空 氣’而且振動磁鐵被附接至之任何表面。以此方式，音頻 轉換器26可在該轉換器藉由托架62而貼附至之表面（諸 163404.doc -13· 201246953 如：電子裝置之圍封體)中誘發振動。該表面 與習知揚聲器之振動膜移動空氣之方式幾乎 1 生聽覺聲波以產生相似效應。 的方式產 線圈54可以多種實施予以組態，且 可移動表面。舉例而士，在圖4φ , 至固夂表面或 ㈣而β，在圖4中，線圈54附接至可移動 表面（例如’此實施例中之底部面板52)，且當音頻轉 接收電信號時，該表面垂直地位移。相反地，在圖$中， 線圈54附接至相對不可移動表面（例如，_62、上部面 板28'電路板57、59,及其類似者），相對不可移動表面 在垂直方向上維持固定。在此實施例中，代替線圏移動， 磁鐵60可移動’如下文更詳細地所描述。 在一些實施例中，線圈54可整合至圍封體12、14中，或 整合於貼附至圍封體之箱盒或其他容器内部。（為了清楚 起見，在圖4至圖5中未展示此容器舉例而言，在圖5所 示之實施例中，線圈54可整合至上部面板28中，且在圖4 所示之實施例中，線圈54可整合至底部面板52中。在此等 實施例中’音頻轉換器26及/或圍封體12之厚度可縮減。 舉例而言，圍封體12、14之材料可包括安裝於在音頻轉換 器26上方及/或下方之部位中的電磁材料。在此實施例 中’電磁材料可足夠接近以與磁鐵60相互作用，藉此消除 針對分離的線圈54之需要。因此，音頻轉換器26之堆疊所 需要之高度可縮減。 如同線圈54 ’取決於該實施例，磁鐵60可固定或可移 動。在圖4所說明之實施例中，磁鐵60附接至固定表面且 163404.doc • 14· 201246953 不實質上移動，而在圖5之實施例中，磁鐵60附接至可移 動表面且朝向及遠離線圈54移動。在磁鐵不移動之實施例 中’線圈可在被激勵時經促使遠離磁鐵，因此振動線圈被 附接至之表面，此情形又可產生聽覺聲波。因此，應瞭 解’磁鐵或線圈之運動可移動關聯圍封體、整個裝置10、 停置有該裝置之表面，等等。 線圈54亦可包括突出物或柱體。此等突出物可收納於磁 鐵60中之對應裂隙内。突出物可增加磁鐵6〇與線圈54之間 的相互作用之強度。然而’在其他實施例中’線圈54及磁 鐵60可為實質上平面的，其中各面彼此鄰近。 現在參看圖4之實施例，若線圈54附接至圍封體12之底 部面板52且磁鐵60附接至托架62，托架62又緊固至圍封體 12。在此實施例中’當電信號發送通過線圈54時，線圈54 變得磁化，且可在極化狀態與非極化狀態之間交替。此交 替造成線圈54產生瞬時AC磁場，該AC磁場與磁鐵相互作 用，藉此排斥或吸引磁鐵60 »磁鐵緊固至圍封體，而線圈 自由地移動；因此’當磁場停止時，線圈接著可歸因於偏 置力而返回至停置位置’偏置力可為磁性的或實體的。因 此’線圈遠離及朝向磁鐵振盪；振盪頻率及線圈所行進之 距離直接地受到施加至線圈之電荷之時序及量值控制。因 為線圈54以操作方式附接至底部面板52，所以底部面板52 亦隨著線圈54之移動而移動及/或振動。線圈運動愈大， 則底部面板之運動愈大。同樣地，線圈運動愈快，則底部 面板之運動愈快。因此，可同樣地藉由變化施加至線圈之 163404.doc 201246953 電流之時序及量值來控制面板之運動之距離及頻率。藉由 改變運動頻率’可產生不同聲音。藉由改變面板之位移， 可產生較響亮或較柔和雜訊。線圈及磁鐵可在分離的外殼 中以准許線圈及磁鐵相對於彼此而移動。 以一相似型式’圖5之實施例展示在固定位置中之線圈 及附接至底部面板52之磁鐵60。因此，磁鐵隨著線圈被交 替地激勵及解除激勵而振動，藉此驅動圍封體12之運動， 其中結果相似於先前所描述之結果。因為磁鐵相比於線圈 通常具有較大質量’所以可能更有效率的是藉由移動磁鐵 而非移動線圈來振動底部面板及/或停置有底部面板之表 面。磁鐵可在分離的外殼中，以便准許磁鐵相對於線圈而 移動。 更詳細而言’線圈54維持實質上靜止，且磁鐵6〇附接至 受驅動表面（此處，底部面板52)。在此實施例中，隨著線 圈54在各極性之間交替’磁鐵6〇朝向及遠離線圈54移動。 線圈54可緊固至圍封體12、電路板57、59中之一者或其兩 者’或圍封體12内之其他元件。因為磁鐵6〇以操作方式連 接至底部面板52’所以底部面板52隨著磁鐵60移動而移 動。如上文關於圖4所論述，此情形經由底部面板5 2所引 起之空氣移動而產生聲波。在此實施例中，可省略傳輸材 料56，此係因為磁鐵6〇可直接地連接至底部面板52，且因 此可在磁鐵60與底部面板52之間存在高度有效率之移動傳 輸。在此等實施例中’磁鐵6〇之質量單獨地可能足以機械 地振動圍封體12及/或表面24。在其他實施例中，傳輸材 163404.doc •16· 201246953 料56可安置於磁鐵6〇與底部面板52之間。如上文所描述， 傳輸材料56幫助將機械能量導引朝向底部面板52。 底部面板52可產生聽覺低頻聲波（例如’頻率低於1千赫 茲之聲波）以及其他音頻頻率聲音。此係因為：隨著底部 面板52回應於線圈54而移動，底部面板52產生聲波，從而 本質上充當傳統揚聲器之振動膜。然而，因為底部面板52 相比於電子裝置内可含有之典型揚聲器之振動膜具有較大 質量’所以底部面板52可移動更多空氣且因此產生更多 (且可此更清晰）音頻β亦即，因為底部面板52相比於安裝 於電子裝置10内之其他揚聲器可具有較大表面面積，所以 藉由音頻轉換器26(藉由造成底部面板52移動）產生之聲音 可比傳統揚聲器更響亮。又，因為音頻轉換器26利用圍封 體12、14以移動大部分空氣，所以音頻轉換器％之實際大 小相比於能夠輸出相同音量之音頻之傳統揚聲器可相當 小。此情形歸因於典型電子裝置1〇之圍封體内之有限空間 而為有益的。因此’音頻轉換器26可節省空間，同時在圍 封體之空間約束内產生常常不能藉由普通揚聲器達成之響 亮聲音。 此外在此實施例中，傳輸材料5 6可至少部分地安置於 線圈54周圍。傳輸材料56幫助將藉由線該之移動產生之 ㈣能量㈣至圍封體12 °此係因為：傳輸材料56將能量 導引朝向底部面板52且減低源於轉移之能量損耗。在一些 實施例中，傳輸材料56亦可用以放大所產生之聲波，從而 增加藉由音頻轉換器26輸出之總體音量及聲音。 163404.doc 17 201246953 在-些實關中，冑輸材料56可為音頻凝膠，此為一般 熟習此項技術者所知。在其他實施例中，傳輸材料56可為 發泡或網狀材料，或能夠有效率地將振動自線圈或磁鐵傳 輸至另一表面之敏密可撓性材料。在又其他實施例中，取 決於音頻轉換器26與圍封體12之間所需要之傳輸能量可 省略傳輸材料56。此外，傳輸材料56可取決於用於圍封體 12、14之材料類型。料料對振動作出極大回應（諸如， 碳纖維），則可省略傳輸材料56。 相似地，可選擇特定材料用於圍封體，或下伏於或鄰近 於轉換器26的®封體之部分，以便最大化某些回應。舉例 而言’可ϋ擇有效率地接受藉由轉換器產生之低頻波但較 不有效率地接受較高頻波的材料，以便增強低音回應，但 阻尼中級及/或高頻回應。 現在參看圖1A至圖5 ,電子裝置1〇亦可包括一或多個腳 座22。腳座22在表面24上（例如，在桌子、工作台面或其 類似者上）支撐電子裝置10。腳座22可經設計成匹配於音 頻轉換器26'圍封體或停置有裝置1〇之表面的聲音阻抗。 在後者狀況下，該表面可經模型化為由特定材料（諸如， 木材、石材及其類似者）形成之無限平面。或者，該表面 可破假定為具有某些尺寸，諸如，典型書桌或桌子之尺寸 (例如，大約六呎長乘三呎寬乘四吋厚）。藉由音頻轉換器 26產生之振動或移動可進一步通過阻抗匹配式腳座而分佈 至表面24。因此，經適當組態之腳座22可增加在音頻轉換 器26與表面24之間的能量轉移。另外，表面24相比於音頻 163404.doc -18- 201246953 轉換器26或圍封體可具有顯著更大質量，且因此可產生比 單獨地由移動圍封體引起之聲音顯著更響亮的聲音。腳座 22可置放於底部圍封體12上之各種部位處以增強到達桌子 或其他表面之聲音傳輸.可藉由適當地模型化音頻轉換 器、其在圍封體内之大小及部位、圍封體之材料、用於表 面之假定材料等等來判定腳座之確切置放。本質上，可判 定歸因於音頻轉換器之操作的圍封體之最大及/或最小激 發，且將其用以模型化腳座22之尺寸、置放及材料。在一 些實施例中，一或腳座22可置放於圍封體之外部上，在圍 封體内之轉換器之部位正下方。腳座可由多種材料製成， 包括橡膠、聚矽氧及任何其他所要材料。 返回參看圖1A及圖1B，電子裝置1〇亦可包括置放於圍 封體12、丨4内之阻尼元件。舉例而言，歸因於藉由音頻轉 換器26產生之機械能量，圍封體12、14之部分可移動及/ 或振動。在一些實施例中，可能需要縮減在鍵盤18、滑鼠 墊5〇、扶手（hand rest)或其類似者附近的圍封體12、14之 振動。相似地，内部元件中之一些（諸如，硬碟機、電路 板57、59，或其類似者）可對振動敏感。為了縮減在電子 裝置10之某些區域附近之振動，可在每一元件周圍安裝振 動吸收材料，諸如，橡膠、發泡體或其他阻尼材料。亦可 使用主動振動阻尼。同樣地，轉換器可與振動敏感組件實 體地分離。另外，電子裝置1〇之圍封體及/或其他部分可 在結構上經設計成縮減作用於此等内部組件上之振動。舉 例而言，非齊次矩陣相比於具有特定諧振頻率之矩陣可傳 163404.doc 201246953 輸較少振動或聲音。此外，在一些實施例中，音頻轉換器 26之刀可藉由阻尼材料環繞。舉例而言，音頻轉換器％ 之上部部分（例如，托架62之頂部部分）可以聚矽氧、橡膠 或其類似者予以覆蓋。此情形可將較多機械能量導引或反 射朝向底部面板58，以及幫助防止頂部面板28、電路板 57、59或任何其他元件振動，或至少縮減由此等元件所感 覺之振動。 *應瞭解，可能有各種因素會影響音頻轉換器之輸出。此 等因素包括（但不限於）轉換器之形狀及組態、圍封體内或 裝置外殼内空間之實體尺寸、為建構外殼所選用之材料、 停置有電子裝置之表面、轉換器中使用之凝膠質量，及其 類似者。因此’音頻轉換器26可在其輸出頻率中的至少一 些頻率上產生非線性失真。可取消或減小此失真之至少某 一部分，具體是藉由選擇性地挑選形成圍封體/外殼及/或 托架以及a頻轉換器之其他部分所用的材料而達成。某些 材料可對轉換器所產生之音能作出反應，從而將失真最小 化，至少對於某些頻率下之失真可達成此目的。 各實施例可使用數位信號處理（Dsp)以減小或消除此非 線性回應。在知道電子裝置1〇及音頻換器轉26之特性、材 料及其類似者的情況下，可判定在任何給定頻率下系統之 輸出°可將此輸出與所要（例如，無失真）波形進行比較， 且以數位方式予以處理以匹配於此波形。以此方式可減 小系統之非線性失真，或甚至將此類失真完全移除。本質 上’可對該波形進行「預失真」以考量非線性回應。此做 I63404.doc -20- 201246953 法不僅可最小化聽覺失真，而且可將揚聲器(例如，轉換 :)之輸出與可為音頻系統之部件之其他揚聲器之輸出摻 合’如此，所輸出之音頻便相對順暢，且個別揚聲器亦無 法被輕易區分。 … 假如-般系統參數已知’則可基於在不同頻率下取樣的 輸出對用以達成此輸出之DSp進行預程式化，預程式化 亦可經由數學模型建立^應瞭解，無論是數學模型化還是 基於輸出取樣之預程式化，均可慮及在系統外部之某些因 素’諸如’表面的模型’其中的表面上可能停置有電子裝 置’並且此類表面可藉由該裝置内之轉換器振動。 在一些實_中’多個等化/DSP設定料懸式化且可 用於該實施例。當音頻轉換器及任何其他揚聲器操作時， 電子裝置1G可基於使用者輸人或與該裝置相關聯之感測器 所提供之回饋而選擇該等Dsp設定棺中之一I，如下文所 描述。因此，該實施例可考量操作環境而動態地調整該 DSP設定檔。 在-些實施例中’一或多個感測器可置放於裝置1〇内、 鄰近於裝置1G或電連接至裝置1G，以便獲得相關的回饋， 可用以修改聲學轉換器26之輸出以便補償前述非線性失 真。舉例而言’可使用麥克風以便對輸出音頻進行取樣並 且將回饋提供至廣晶片或執行Dsp常式之處理器。因為 所要的輸出(例如’無失真輸出)為已知，所以可將被取樣 的輸出與所要的輸出進行比較以判《變動（例如，失真）之 性質及程度。該實施例接著可對波形進行適當的信號處 163404.doc -21· 201246953 理，以便考量該變動。亦可使用除了麥克風以外之感測 器。舉例而·Τ ’因為裝置10之圍封體正處於移動狀賤，所 以可使用加速度計量測敦置的運動，並由此近似：動頻 率。在-壁裝式實施例中，亦可使用迴轉儀以量測位移。 可同樣地使用量測音能之感測器。另夕卜，此等感測器W 定電子裝置10之位置或定向，且基於位置/定向而可選擇 待應用之DSP設定檔以修改轉換器26之輸出。作為—實 例，迴轉儀或加速度計可判定裝置是否處於可能與懸掛於 壁上對應的定向，諸如，當平板型裝置直立地置放時之定 向。因此，可使用特定DSP設定檔，以藉由處理轉換器的 輸出來增強音頻，其中對轉換器的輸出進行處理不僅改變 了轉換器對圍封體之振動方式，而且改變了轉換器對任何 附近物件或表面之振動方式。應瞭解，Dsp設定槽亦可修 改系統内之任何其他揚聲器或音頻裝置之輸出。作為另一 實例’近接感測器可偵測在電子裝置1〇附近之物件，藉此 觸發對不同DSP設定檔之應用。 音頻轉換器26可與傳統揚聲器或額外音頻轉換器進行組 s以產生多種環繞聲組態。圖6說明立體環繞聲實施例。 在此實施例中，電子裝置10可包括揚聲器2〇連同音頻轉換 器26 ’或該電子裝置可代替地包括兩個音頻轉換器％，而 非揚聲器20。在此組態中’揚聲器2〇及音頻轉換器26(或 呈組合形式之兩個音頻轉換器26)組合以產生左聲道環繞 聲及右聲道環繞聲。 現在參看圖7，在另一實施例中，音頻轉換器26可與外 163404.doc •22· 201246953 部揚聲器64、66進行組合。在此實施例中，外部揚聲器 64、68可經由電線66而彼此連接，以及經由輸入線7〇而連 接至電子裝置10。在此實施例中，外部揚聲器64、68可與 音頻轉換器進行組合以提供2.1環繞聲組態。舉例而言， 兩個外部揚聲器64、68可為中音範圍或高音範圍，而音頻 轉換器26可供應低音範圍，亦即，充當重低音喇队 (subwoofer)。應注意，雖然在此實施例中說明外部揚聲器 64、68，但可能能夠經由内部揚聲器（例如，揚聲器2〇)而 產生此相同環繞聲組態。 現在參看圖8,在又其他實施例中，音頻轉換器“可與 多個其他揚聲器20、72、74進行組合以產生31或4」環繞 聲組態。舉例而言’對於環繞聲組態，結合底部圍封 體揚聲器20及音頻轉換器26，兩個頂部圍封體揚聲器可 各自覆蓋一音頻範圍。頂部圍封體揚聲器72可為高音範 圍’底部圍封體揚聲器2G可為中音範圍，且音頻轉換器％ 可為低音範圍或低音聲。相似地，為了達成（丨環繞聲組 態’可添加額外底部圍封體揚聲器74。 一另：，音頻轉換器可以如下型式操作：其有效地_ '全範圍之回應頻率’而非充當重低音喇叭。亦即，轉換 器26可輸出低音範圍頻率及中音範圍頻率兩者，本質上表 ^為「重高音料（subtweete〇」。在此等實施例中，揚聲 器可能不僅輸出低音範圍頻率（例如，⑽小 頻轉：出中曰頻率(例如，約5〇0出至15〇〇 ΗΖ或更高)。音 頻轉換器26可與電子裝置（諸如，膝上型、平板型或手持 163404.doc •23· 201246953 型計算裝置ίο)中之其他揚聲器進行組合。 舉例而言，力 一實施例中，兩個高音喇叭及一個低音喇叭可與立，隹 器進行組合。轉換器可輸出低音頻道’且視情況：：：: 範圍，而高音t八處置高頻輸出。低音•八可輸出其標： 頻率範圍。經由低音喇叭及音頻轉換器 ^ Λ ^ ν ^ 、之組合’可輸出每 瓦特更多分貝’尤其是在低音頻率下。 雖然已關於獨立電子裝置(其中許多可為攜帶型) 上論述本文所描述之實施例，但應瞭解， J以多種其他型 式來應用此文件之教示。舉例而言，本文所描述之 換器可整合至習知揚聲n中，且與f知揚聲器之低音似 及高音剩°八一起操作。在此實施例中，音頻轉換器可振動 揚聲器圍封體或停置有揚聲器圍封體之地板/表面， 音t八及高音㈣振動线。空氣及圍封體之組合運^ 及可選表面運動可組合以產生更豐富、更響亮 全之聲音。 同樣地，本文所揭示之類型之音頻轉換器可併入至座位 或座椅中作為家庭影院體驗之部分。音頻轉換器可能不僅 振動座椅’而i在某些情況下振動就座於座椅中之人，藉 此不僅提供聽覺回饋，而且提供觸覺回饋（若需要）。另 外’人之運動可用來使更多空氣位移，且因此產生甚至 響亮之聲音。 作為又一實例，音頻轉換器可與電容性輸入或以觸控為 基礎之輸人進行組合，使得使用者之雙手在裝置圍封體上 之運動可用以增加或減低音頻轉換器之輸出。 163404.doc -24- 201246953 在電子裝置中可使用又其他類型之音頻轉換器。此等其 他轉換器通常根據相似原理而操作，即，振動圍封體或其 他固體材料以產生聽覺雜訊。另外，本文所論述之實施例 (在下文及前述内容中）可在體積方面小於傳統揚聲器，尤 其是當考慮到界定藉由傳統揚聲器驅動之空氣質量塊所必 要的額外空間時。亦即，傳統揚聲器所需要之實體空間大 於由其主動元件所佔用之空間，此係因為空氣質量塊必須 藉由彼等主動元件移動，以便產生聲音。相反地，本文所 論述之實施例通常藉由振動或以其他方式移動固體（諸 如’在該實施例或關聯電子件周圍之圍封體）而非移動空 氣來產生雜訊。因此，可縮減揚聲器操作所需要之總體 積。 圖9為音頻轉換器之一實施例9〇〇之分解圖，而圖1〇為沿 著圖9之線10-10所截取之橫截面圖，其展示呈非分解格式 之轉換器。應暸解’圖9單獨地展示轉換器，而圖1〇描繪 裝配於用於電子裝置之外殼内之轉換器（以橫截面形式）。 轉換器之某些實施例可包括包圍線圈及磁鐵之外殼（未圖 示），而其他實施例可省略外殼。 在圖9及圖10之實施例中’磁鐵91〇附接至表面92〇，表 面920將被驅動（例如’移動）以便產生聽覺聲音。亦即，磁 鐵可來回地移動，因此振動或以其他方式移動受驅動表面 920以便產生聽覺雜訊。相反地，線圈930在轉換器9〇〇之 操作期間通常不移動。取而代之，線圈貼附至穩定表面 940。受驅動表面及穩定表面通常為外殼之部分。 163404.doc •25· 201246953 隨著線圈93 0被激勵’磁鐵910經促使遠離該線圈，因此 使受驅動表面920變形（例如’振動）且藉此產生聽覺輸出。 線圈930可經激勵以取決於供應至該線圈之電流而在第一 方向上推動磁鐵或在第二方向上拉動磁鐵。以此型式，線 圈可沿著磁鐵之運動軸線向後及向前移動磁鐵。在一些實 施例中，當線圈被解除激勵時，受驅動表面具有足夠回彈 性以使磁鐵返回至其停置位置；在其他實施例中，線圈可 在推動磁鐵之後將磁鐵拉回至停置位置，或反之亦然。線 圈930可按需要而被選擇性地激勵及解除激勵，以經由磁 鐵及關聯受驅動表面920之運動而產生適當音頻波形輸 出。 應瞭解，轉換器900不需要任何凝膠覆疊物或其他元件 以將線圈實體地耦接至磁鐵或使線圈相對於磁鐵維持於適 當位置中。相反地’圍封體（受驅動表面920及穩定表面 940之組合）合作以維持線圈與磁鐵之對準及距離。因此， 不同於標準凝膠揚聲器’磁鐵未藉由凝膠懸吊或未懸吊於 凝膠中。另外’不同於典型凝膠揚聲器，在如圖所示之轉 換器900中，磁鐵910移動，而線圈93〇維持靜止。在標準 凝膠揚聲器中，狀況通常相反。 標準凝膠揚聲器亦對所使用之磁鐵之質量以及凝膠層或 圍封體自身之實體屬性高度地敏感。舉例而言，在凝膠揚 聲器中，輸出部分地取決於磁鐵之質量，此係因為大磁鐵 可為產生足夠轉換器運動來克服凝膠圍封體之吸收屬性所 必要。換言之，凝膠圍封體趨向於阻尼凝膠揚聲器之輪 163404.doc -26- 201246953 出，因此可能地縮減功率效率及音頻品質。另夕卜凝膠揚 聲器可具有(至少部分地)基於凝膠自身之特性之譜振品 質。凝膠揚聲器通常具有縮減音頻輸出，其頻率低於轉換 器之諸振頻率1些音頻輸出頻率可與凝膠圍封體諸振， 藉此產生不良音頻偽訊。此可見於（例如）藉由許多標準凝 膠揚聲器提供之相對差之低頻回應中。相反地，本文所論 述之設計通常沒有任何时難，且因此可祕低頻輸入 電流（包括DC電流）來產生力（及對應音頻）^ 如在圖9至圖10之實施例9〇〇中，藉由省略凝膠層或圍封 體’可避免此等問題。可改良低頻回應且可縮減磁鐵之質 量，此係因為該實施例更多地依賴於移動受驅動表面 920(例如，電子裝置外殼或其他圍封體之部分）來產生音 頻。換言之，磁鐵910或其他主動元件（諸如，線圈93〇(若 該線圈與該磁鐵被調換））之運動不需要克服藉由凝膠之吸 收，藉此針對通過轉換器之任何給定電流而將更多力傳輸 至受驅動表面。因此，相比於典型凝膠揚聲器針對給定 功率輸入可達成較大音頻輸出。 然而，應瞭解，受驅動表面920及穩定表面94〇兩者之結 構阻抗可影響藉由轉換器900產生之音頻之品質及輸出。 般而&，可能需要使受驅動表面920相比於穩定表面940 在至少一自由度方面較不硬（例如，在力下可更容易地變 形）。通常，所論述之自由度為垂直於接觸受驅動表面920 的磁鐵910之面的平面的軸線，或為垂直於該受驅動表面 自身之平面的軸線。以此型式，藉由移動磁鐵產生的較大 163404.doc •27· 201246953 量之動能可轉移至受驅動表面，藉此產生較響亮聲音。 亦應瞭解，本文所論述之實施例通常具有為橫越大多數 輸出曲線之直線的力輸出。亦即，在轉換器之操作期間磁 鐵910(且因此，受驅動表面920)所行進之位移距離相對於 施加於磁鐵上之電磁力為大體上線性。然而，應瞭解，在 受驅動表面920具有可在無表面破壞之情況下發生之最大 變形的限度内，位移距離有上限。此最大變形取決於受驅 動表面及圍封體之其餘部分的實體特性，且可在不同實施 例中變化。 返回至圖10，將論述磁鐵910與線圈930之對準。在外殼 之組裝期間，線圈與磁鐵應適當地對準以破保轉換器9〇〇 之適當操作。因為轉換器沒有凝膠圍封體，所以可在穩定 表面940及受驅動表面920中之一者或其兩者上提供對準特 徵950以促進對準。可形成一或多個凸緣' 翼形部、壁或 其他結構及/或將其附接至穩定表面及受驅動表面中之一 者或其兩者。舉例而言’圓柱形壁可圍封線圈且在圍封體 被組裝時自穩定表面940朝向受驅動表面920延伸》圆柱形 壁可緊鄰於導向凸緣或另一導向壁’從而自受驅動表面延 伸，藉此使兩個表面對準且因此使線圈與磁鐵對準。在一 些實施例中’對準特徵可由彈性體或其他彈性材料製成以 最小化或縮減由於對準特徵一起滑動或摩擦而產生之雜 訊。熟習此項技術者在閱讀此文件後隨即將想到其他對準 特徵、導向件及方法》 如先前所提及’轉換器900可經組態成使得線圈930為主 163404.doc -28· 201246953 動（例如，受驅動）元件，而磁鐵910維持相對不動。圖11中 展示此實施例。在此實施例中，線圈93〇緊鄰於受驅動表 面920’而磁鐵910緊鄰於穩定表面94〇。 因為線圈停置於受驅動表面上，所以可能難以提供電力 來激勵線圈，此係因為：在受驅動表面通常（但未必）為圍 封體之外部壁或表面的限度内，大部分電子件及電力跡線 將在穩定表面上。因此，一或多個主動連接件11〇〇可將來 自容納於圍封體mo内之電力系統之電力提供至線圈 930。主動連接件11〇〇可採取跡線或導線之形式，其電連 接至貼附至受驅動表面920之部分或靠近該受驅動表面的 圍封體之部为的針腳或其他導電元件。針腳亦可電連接至 線圈，以便將電力提供至線圈。在一實施例中，針腳可為 彈簧負載的或以其他方式偏置的，以便甚至在受驅動表面 920振動時亦維持與線圈之接觸。 應瞭解’藉由轉換器900提供之音頻輸出可至少部分地 取決於受驅動表面920之結構阻抗及（在一些實施例中）穩定 表面940之結構阻抗。如先前所提及，可能需要使受驅動 表面920相比於穩定表面940較不硬，以便增加或最大化傳 輸至該受驅動表面之力。因此’圍封體可經設計成使得受 驅動表面920之硬度、結構阻抗及/或其他實體品質不同於 圍封體之鄰近部分。作為一實例，受驅動表 面可由回彈性 大於圍封體之周圍部分或穩定表面940之回彈性的材料製 成。繼續該實例，受驅動表面可被分離地製造，且接著貼 附於界定於圍封體中之孔中或上方。以此方式，受驅動表 163404.doc •29· 201246953 面之硬度可不同於圍封體之其餘部分。 作為又一實例，圍封體1200之部分可局域地變形以界定 受驅動表面920或該受驅動表面之周邊，如圖12中以橫截 面形式所示。圖12為相似於圖10之橫戴面圖的橫截面圖， 但其展示圍繞受驅動表面920之變形部1210。可（例如）藉由 切削掉或以其他方式薄化圍封體以使其呈所要形狀而形成 變形部1210。圍封體之薄化部分之結構阻抗通常縮減，藉 由薄化部分圍繞之任何區域（例如’受驅動表面920)之結構 阻抗亦縮減。 變形部1210可具有任何所要大小或形狀。變形部〖21 〇不 需要完全地環繞磁鐵910或轉換器900之其他部件。取而代 之，變形部1210可為一系列凹陷、凹槽及其類似者。雖然 使用單數術語「變形部」，但其意欲涵蓋多個凹陷、薄化 區域、凹槽等等，相比於圍封體之剩餘部分及/或穩定表 面940，該多個凹陷、薄化區域、凹槽等等合作以降低受 驅動表面920之結構阻抗。因此，作為一實例，凹陷可採 取部分地圍繞受驅動表面之一系列非連接式凹槽之形式， 從而看起來相似於虛線。 凹陷1210及/或受驅動表面92〇之幾何形狀可經控制以產 生特定輸出。舉例而言，可藉由改變幾何形狀來調整受驅 動表面之諧振頻率。在相同實施例中，特定諧振頻率可為 理想的，以便避免聽覺音頻失真，或改良所產生之音頻品 質。某些諧振頻率或諧振頻率群組可增強音頻輸出，使其 更像是為吉他或鋼琴而作之共振板的音頻輸出。使受驅動 163404.doc •30· 201246953 表面較不硬通常會得到較低諧振頻率。受驅動表面之硬度 可經調S皆以藉由使該表面在特定低頻率處諸振而增強彼頻 率之範圍。 轉換器900之一些實施例可包括至少部分地環繞磁鐵及 線圈之本體》在此等實施例中，在本體維持磁鐵9丨〇與線 圈930之間的對準的限度内，對準特徵可為不必要的。本 體可在一端處敞開或部分地敞開，使得其不阻擋或吸收藉 由轉換器之移動元件產生之動能到達受驅動表面92〇。或 者’本體可封閉，且裝配至受驅動表面92〇、在受驅動表 面920附近或在受驅動表面92〇外部。在此實施例中，轉換 器運動傳送通過本體，且因此傳送至受驅動表面。磁鐵可 緊鄰於或附接至本體，以便增強在轉換器與本體之間的運 動轉移，且因此增強磁鐵、本體及/或受驅動表面之振 動，以便產生聽覺聲波。另外，本體可能不僅促進隨著磁 鐵910向下移動而推動受驅動表面92〇，而且促進隨著該磁 鐵向上移動而向上拉動該受驅動表面。因此，本體可增強 受驅動表面920沿著運動軸線之運動。運動軸線、「向上」 及「向下」皆意欲相對於受驅動表面之平面，而非絕對 值。 ‘在轉換器900正下方或鄰近處不存在充足裝配表面 時，環繞（或部分地環繞）該轉換器之本體可為有用的。本 體可具有併入於其中之凸緣或其他裝配機構，以便准許附 接至圍封體。 圖13描繪轉換器1300之替代性實施例之橫截面圖。通 163404.doc 31 201246953 常’圖13之橫截面圖係沿著相似於圖丨丨之線的線而截取， 但其展示轉換器之組成物之差異。 轉換器1300包括磁鐵1310、第一線圈132〇、第二線圈 1325、懸吊元件133〇及圍封體134〇。如圖所示’圍封體 1340環繞線圈1320、磁鐵13 10及懸吊元件1330。在替代性 實施例中’圍封體之形狀以及磁鐵、第一線圈及第二線圈 及/或懸吊元件之形狀可變化。 磁鐵1310通常係藉由懸吊元件133〇而懸吊於圍封體134〇 内。懸吊元件可為可撓性的可變形環’其配合於界定於磁 鐵之側壁中之第一凹槽内’以及界定於圍封體之側壁中之 第二凹槽内。懸吊元件可由任何合適材料製成，諸如，前 述凝膠。在其他實施例中，可使用橡膠或聚合物懸吊元 件。另外，雖然在圖13至圖15中將懸吊元件展示為連續 環’但應瞭解’該元件可採取多種形式。舉例而言，在替 代性實施例中，懸吊元件1330可涵蓋多個片段（其一實例 係關於圖16予以展示及論述）。在又其他實施例中，懸吊 元件可為正方形、楔形、具有不同橫截面形狀延伸橫越 不足一全圓及/或採取任何其他所要形式以將磁鐵懸吊於 圍封體内。 圖14及圖15為分別沿著圖13之線丨4_14及1515所截取 轉換器1300之橫截面圖。圖14展示通過懸吊元件133〇所 取之橫截面圖，而圖15展示在懸吊元件上方及通過第一 圈1320之區段所截取之橫截面圖。圖14說明懸吊元件延^ 至磁鐵凹槽及圍封體凹槽1345中，而圖

叩圆15展不線圈1320J 163404.doc •32- 201246953 磁鐵1310之相對位置。第一線圈1320及第二線圈1325皆可 如先前所描述而予以激勵以在磁鐵131〇上施加電磁力，藉 此造成磁鐵在回應時移動。懸吊元件133〇限定磁鐵之運 動’從而通常防止磁鐵直接地衝撞圍封體134〇之頂部或底 部。當線圈未被激勵時，懸吊元件同樣地促進磁鐵返回至 停置位置（如圖13所示）。 轉換器1300為雙相轉換器。亦即，第一線圈132〇及第二 線圈1325可同時但彼此異相地被激勵，使得每一線圈產生 一不同電磁力。在其他實施例中，可在不同時間且異相地 驅動線圈。因此，當第一線圈132〇被激勵時，第二線圈 1325通常未被激勵。因此，在第一時間T1，第一線圈激勵 且使磁鐵在圍封體1340内位移。第一線圈132〇通常向下驅 動磁鐵1310(關於圖13之視圖）朝向第二線圈1325。在第二 時間T2，第一線圈解除激勵，且第二線圈激勵。此情形促 使磁鐵向上，遠離第二線圈。第一線圈及第二線圈被激勵 之確切時間以及經驅動通過每一線圈之電流及激勵之持續 時間可變化’以產生不同振動型樣且因此產生聽覺聲音。 藉由實施雙相系統，可使磁鐵更有效率地上下移動，且潛 在地以較大位移而移動。 圖13所示之箭頭描繪在線圈被激勵及/或解除激勵時之 運動方向。通常’凝膠懸吊元件133〇防止磁鐵131〇向上或 向下偏轉過遠而導致磁鐵131〇衝撞圍封體丨34〇。 圖16為樣本轉換器之又一實施例16〇〇之橫截面圖。此實 施例1600大體上相似於圖13至圖15所示之實施例，但懸吊 163404.doc •33- 201246953 元件1330係藉由一組彈簧1610替換。在該等彈簧使磁鐵維 持於固定停置位置中且抵抗在線圈1630、1635被激勵時磁 鐵1620之向上/向下運動的限度内，該等彈簧以相似於圖 13之懸吊元件之型式起作用。該等彈簧可由任何合適材料 製成，包括凝膠物質。 應暸解，圖13至圖15所示之實施例可經操作為推拉式轉 換器之一個樣本實施，圖16之實施例亦可如此。因此，線 圈將電磁力施加於磁鐵上，使得在磁鐵移動時淨磁場相對 均勻。亦應瞭解，可使用彈性間隔物161〇來代替懸吊元件 1330。 圖17及圖18中展示又-實施例。圖17為轉換器测之由 上而下視圖’纟中其外殼之頂部被移除，而圖18為沿著圖 17之線18-18所截取的轉換器17〇〇之橫截面圖。圖18展示 轉換器’丨中外殼1710之頂部在適當位置中。通常，此轉 換器’包括藉由線圈173〇圍繞之單一圓柱形磁鐵㈣。

線圈通常係藉由間隙而與磁鐵間隔開。線圈圍繞外殼PH 之圓柱形側壁1740之内部表面。在某些實施例中，線圈可 内嵌於侧壁中。 磁鐵係藉由-或多個懸吊臂175〇支樓且固持於適當位』 中。懸吊臂又連接至中心軸線176〇。懸吊臂可自中心㈣ 酬向外_曲至磁鐵咖之内部表面，如圖Η中以最佳交

果所不。臂之曲率增加對在除了沿著令心軸線酬在才 文中將被稱為「2軸,）之具廢·、，aL M , . u )之長度以外之方向上之移動的額外 阻力。在一些實施例申，懸吊臂係由薄且相對硬之金屬製 I63404.doc -34· 201246953 成以抵抗變形。‘β亥金屬在南度方面足夠薄但宽時，懸吊 臂可准許ζ軸運動，同時縮減在其他方向上之運動。 圓柱形磁鐵1720之外部表面1770為其北極，而内部表面 1780為其南極。在一些實施例中，此情形可顛倒β當線圈 1730被適當地激勵時’其可排斥磁鐵172〇之北極。亦即， 若電流沿逆時針方向流動通過線圈1730，則藉由電流產生 之磁場之合成北極處於線圈之頂部且因此處於轉換器丨 之頂部。此情形可向下推動磁鐵，此係因為線圈之磁場之 北極與磁鐵1720之外部北極相互作用。電流之方向可顛倒 以向上驅動磁鐵》有效地，線圈充當螺線管來驅動磁鐵。 懸吊臂1750防止或縮減磁鐵172〇沿著垂直於ζ軸之抽線 (例如’ X軸及Y軸）之運動。因此，當線圈1730被激勵時， 磁鐵之運動通常限定於乙轴。此運動係通過懸吊臂175〇而 傳輸至中心軸線1760，且因此通過圍封體1710且到達緊鄰 於該圍封體之表面。因此’若圍封體附接至或貼附至某一 類型之電子件外殼，則磁鐵可在移動時振動該外殼。在給 出適當振動型樣的情況下，轉換器1700可在外殼中誘發聽 覺波形。 雖然已將某些實施例描述為使用圓柱形磁鐵及線圈組 態’但應瞭解’在其他實施例中，磁鐵及/或線圈之幾何 形狀可不同。磁鐵可為圓形、正方形、立方形、球形或任 何其他合適形狀。線圈之幾何形狀可同樣地被以不同方式 組態。 一些實施例（諸如，圖16所示之實施例）可使用雙線圈， 163404.doc -35- 201246953 該等線圈經彼此異相地驅動以移動磁鐵。第一線圈可在被 激勵時在一方向上移動磁鐵，而第二線圈在被激勵時在相 反方向上移動磁鐵。通常’本文所描述之任何實施例可使 用雙相或單相線圈以移動磁鐵質量塊。 熟習此項技術者應理解，以下描述具有廣泛應用。舉例 而5，雖然本文所揭示之實施例可採取電子裝置之揚聲器 之形式，但應瞭解，本文所揭示之概念同等地適用於其他 應用之聲音裝置。此外，雖然本文可關於音頻轉換器來論 述實施例，但可使用經由機械振動而產生聲音之其他裝 置。又，出於論述之目的，關於揚聲器來論述本文所揭示 之實施例，此等概念同等地適用於其他應用，例如，警 報、振動應用及/或視訊遊戲。因此，任何實施例之論述 僅意欲為例示性的，且不意欲暗示本發明之範疇（包括申 請專利範圍）限於此等實施例。 雖然本文已參考特定製造方法、形狀、大小及製造材料 而描述實施例，但應理解’對於熟習此項技術者而言，許 多變化係可能的。因此，適當保護範圍係藉由附加申請專 利範圍界定。 【圖式簡單說明】 圖1Α為樣本電子裝置之透視圓。 圖1Β為圖1Α所說明之電子裝置之某些元件之方塊圖。 圖2為電子裝置之底部圍封體之分解圖，其展示音頻轉 換器及電路板。 圖3為沿著圖丨八之線3_3所截取的電子裝置之簡化橫截面 163404.doc • 36 · 201246953 圖’其展示音頻轉換器。 圖4為沿著圖1A之線4-4所截取的電子裝置之簡化橫截面 圖’其展示音頻轉換器之實施例。 圖5為沿著圖丨入之線3_3所檢視的電子裝置内之音頻轉換 器之第二實施例之簡化橫截面圖。 圖6為呈立體音頻組態的圖丨之電子裝置之透視圖。 圖7為呈2.1環繞聲音頻組態的包括附接式外部揚聲器之 電子裝置之透視圖。 圖8為呈3.1及4.1環繞聲組態的電子裝置之透視圖。 圖9為音頻轉換器之第三實施例之分解圖。 圖10為圖9之音頻轉換器之橫截面圖。 圖11為音頻轉換器之第四實施例之橫截面圖。 圖12為音頻轉換器之第五實施例之橫截面圖。 圖13為音頻轉換器之第六實施例之第一橫截面圖。 圖14為圖13之音頻轉換器之第二橫截面圖。 圖15為圖13之音頻轉換器之第三橫截面圖。 圖16為音頻轉換器之第七實施例之橫截面透視圖。 圖17為音頻轉換器之第八實施例之由上而下視圖。 圖18為圖17之音頻轉換器之橫截面圖。 【主要元件符號說明】 10 電子裝置/電腦裝置 12 底部圍封體/下部圍封體 14 頂部圍封體/上部圍封體 16 顯示螢幕/顯示器 163404.doc -37- 鍵盤 揚聲器 腳座 支撐表面 緊扣件 音頻轉換器 孔隙 頂部面板/上部面板 視訊放大器 輸入/輸出單元 處理器 系統匯流排 視訊記憶體 主記憶體 通信介面 大容量儲存器 滑鼠/軌跡墊/滑鼠墊 底部面板 線圈 傳輸材料 電路板 電路板 磁鐵 緊扣件 -38- 201246953 62 托架 64 外部揚聲器 66 電線 68 外部揚聲器 70 輸入線 72 頂部圍封體揚聲器 74 底部圍封體揚聲器 900 轉換器 910 磁鐵 920 受驅動表面 930 線圈 940 穩定表面 950 對準特徵 1100 主動連接件 1110 圍封體 1200 圍封體 1210 變形部/凹陷 1300 轉換器 1310 磁鐵 1320 第一線圈 1325 第二線圈 1330 懸吊元件 1340 圍封體 1345 圍封體凹槽 163404.doc -39- 201246953 1600 轉換器 1610 彈簣/彈性間隔物 1620 磁鐵 1630 線圈 1635 線圈 1700 轉換器 1710 外殼/圍封體 1720 圓柱形磁鐵 1730 線圈 1740 圓柱形側壁 1750 懸吊臂 1760 中心軸線 1770 外部表面 1780 内部表面 163404.doc -40-

Claims (1)

1. 201246953 七、申請專利範圍· 1. 一種音頻轉換器，其包含： 一第一電磁線圈； 一磁鐵’其係與該第一電磁線圈進行電通信；其中 當該第一電磁線圈被激勵時，該第一電磁線圈及該磁 鐵中之一者在一第一方向上移動； 當該第一電磁線圈被激勵時，該電磁線圈及該磁鐵中 之另一者維持實質上靜止；且 該第一電磁線圈及該磁鐵中之該一者之一運動轉移至 一鄰近受驅動表面；其中 當該第一電磁線圈被解除激勵時，該受驅動表面未被 該磁鐵接觸β 2_如請求項丨之音頻轉換器，其進一步包含一第二電磁線 圈，該第二電磁線圈係與該第一電磁線圈異相地被驅 動。 如凊求項2之音頻轉換器，其中當該第二電磁線圈被激 勵時，該磁鐵在與該第一方向相反之一第二方向上移 ::青求項1之音頻轉換器，其進一步包含一保持元件， =地夺π件貼附至該磁鐵且在該第-電磁線圈未被激勵 S U+、 該第"'電磁線圈之間的-空間關係。 如：求項4之音頻轉換器，其中： —§ 電磁線圈被激勵時，該保持元件准許橫越一 弟—距離之運動；且 163404.doc 201246953 當該第一電磁線圈 第二距離之運動。激勵時’該保持元件防止橫越一 6.如請求項5之音頻轉換器， 鐵與由以下久去如^ 、該第二距離界定在該磁 下各者組成之群組中 離.-轉換器外殼；一稱4 Π ^ ^ 及該磁鐵中之該另—者：及=面1鄰近於該電磁線圈 7如者，及該受驅動表面。 二IS之音:轉換器，其中該保持元件包含-可撓 “了撓性圓盤至少部分地保持於 上之一凹槽内。 8. 如請求項5之音頻轉換器，其中該保持元件包含：一第 一彈簧，其安置於該磁鐵下方；及 3 弟 一第二彈簧，其安置於該磁鐵上方。 9. 如請求項5之音頻轉換器，其中該保持元件包含： 一中心軸線；及 至少-懸吊臂，其自該中心轴線延伸至該磁鐵，該至 少一懸吊臂貼附至該中心軸線及該磁鐵。 懸吊臂徑向地 10. 如請求項9之音頻轉換器，其中該至少 彎曲。 11. 一種用於產生一聽覺聲音之方法，其包含如下操作. 激勵至少一電磁線圈； 向上移動 回應於激勵該至少一電磁線圈，在一第—方 一質量塊； 經由一保持元件而抵抗在該第一方向上該質量塊之一 運動； 163404.doc -2 - 201246953 受驅動表面，藉此藉由 :及 藉此使該質量塊返回至 將該質量塊之該運動轉移至_ 該受驅動表面而產生—聽覺聲音 解除激勵該至少-電磁線圈， 一停置狀態。 12. 如請求項11之方法，其 ^ 具進一步包含如下操作： 激勵一第二電磁線圈；及 之 :應=勵該第二電磁線圈，在與該第—方向相反 一第一方向上移動該質量塊。 13. 如請求項12之方法，其中筮 共中*亥第一電磁線圈及該第二電磁 線圈彼此異相地被激勵。 14. 如請求項11之方法，苴占分丘 、中u又驅動表面係藉由至少一變 形部界定。 15.如請求項14之方法，其中阳吆 井甲凹陷增強藉由該受驅動表面產 生之該聽覺聲音。 1 6.如請求項11之方法，其中缽徂 _ 丹〒3保持7G件進一步操作以將該 質量塊之該運動轉移至該受驅動表面。 1 7.如請求項11之方法，其中- I 丹T °亥保持7L件包含貼附至該質量 塊之一懸吊臂。 18. 如請求項11之方法，其中： 該質量塊為該電磁線圈；且 一靜止磁鐵排斥該電磁線圈。 19. 如請求項11之方法，其十該保持元件為附接至該質量塊 之一環形圓盤。 20. —種用於一電子裝置之外殼，其包含： 163404.doc 201246953 一穩定表面； 一受驅動表面； 一電磁線圈； 一磁鐵，其鄰近於該電磁線圈； 一保持元件，其貼附至該磁鐵且在該電磁線圈被解除 激勵時維持該磁鐵與該電磁線圈之間的一空間關係； 一第一對準元件，其形成於該穩定表面上； 一第二對準元件，其經形成為鄰近於該受驅動表面， 該第一對準元件及該第二對準元件合作以使該電磁線圈 與該磁鐵對準以界定該空間關係；其中 該受驅動表面鄰近於該電磁線圈及該磁鐵中至少一 者； 該穩定表面鄰近於該電磁線圈及該磁鐵中之另一者， 不鄰近於該受驅動表面；且 當該電磁線圈被激勵時，該受驅動表面移動。 163404.doc -4 -