TWI771848B - 二維分佈模式致動器 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示用於使用二維分佈模式致動器之方法、系統及裝置。一系統包含：一傳感器，其經調適以產生一力以引起一負載之振動產生聲波，該傳感器具有沿一第一軸線之一第一寬度；一轉移部分，其沿平行於該第一軸線之一第一側連接至該傳感器且具有小於該第一寬度之沿該第一軸線之一第二寬度；及一短柱，其沿平行於該第一軸線且係與連接至該傳感器之該第一側對置之一側之該轉移部分之一第二側連接至該轉移部分，具有大於該第二寬度之一第三寬度，且具有經調適以連接至該負載以透過該轉移部分將自該傳感器接收之該力轉移至該負載之一表面。

Description

二維分佈模式致動器
一些器件使用一面板揚聲器來產生聲音。一面板揚聲器係藉由引起一面板振動來產生聲音之一揚聲器。一面板揚聲器可使用一分佈模式致動器(「DMA」)(例如一壓電傳感器)而非一音圈致動器來引起面板振動及產生聲音。例如，一智慧型電話可包括將力施加於智慧型電話中之一顯示器面板(例如一LCD或一OLED面板)之一DMA。力產生顯示器面板之振動，該等振動耦合至周圍空氣以產生人耳可聽到之聲波(例如在20 Hz至20 kHz之範圍內)。
與在一單一方向上(例如沿一維致動器之一長度)產生力之一維分佈模式致動器相比，二維分佈模式致動器可在多個維度上產生力以提供包含致動器之一系統(諸如一智慧型電話)、一較寬輸出頻率範圍、一減小致動器長度或兩者。例如，二維致動器可沿致動器之一長度及一寬度產生單獨力且將此等力轉移至一負載(諸如一揚聲器)以引起負載產生聲音。二維分佈模式致動器亦具有沿致動器之寬度之不同垂直(例如高度)位移，而一維致動器具有沿其寬度之恆定垂直位移。
二維分佈模式致動器包含連接至一短柱之一傳感器。傳感器包含一寬度及一長度，其等界定針對二維分佈模式致動器來產生力之一表面。傳感器與短柱之間的一連接可沿傳感器之寬度之僅一部分及短柱之一寬度之僅一部分以允許傳感器之表面沿表面之長度及寬度單獨移動。
當二維分佈模式致動器接收一輸入信號時，二維分佈模式致動器可引起傳感器之表面之不同區段沿一高度軸單獨移動。高度軸垂直於致動器之長度及寬度之軸線。鄰近於或接近與短柱之連接之傳感器之一第一區段可移動最少或保持固定。沿相同於與短柱之連接之傳感器之端但與短柱間隔一間隙之傳感器之一第二區段可基於所接收之輸入來沿高度軸移動。與短柱之連接縱向分離之傳感器之一第三區段亦可基於所接收之輸入來沿高度軸移動。致動器可引起第二區段及第三區段單獨移動，例如，第二區段及第三區段可位於沿高度軸之不同位置處。
一般而言，本說明書中所描述之標的之一創新態樣可體現為一系統(例如一分佈模式致動器系統)，其包含：一傳感器，其經調適以產生一力以引起一負載之振動產生聲波，該傳感器具有沿一第一軸線之一第一寬度；一轉移部分，其沿平行於該第一軸線之一第一側連接至該傳感器且具有小於該第一寬度之沿該第一軸線之一第二寬度；及一短柱，其沿平行於該第一軸線且係與連接至該傳感器之該第一側對置之一側之該轉移部分之一第二側連接至該轉移部分，具有大於該第二寬度之一第三寬度，且具有經調適以連接至該負載以透過該轉移部分將自該傳感器接收之該力轉移至該負載且引起該負載振動之一表面。此態樣之其他實施例包含對應電腦系統、方法及記錄於一或多個電腦儲存器件上之電腦程式，其等各經組態以執行操作之動作。該電腦系統可包含一或多個電腦且可經組態以藉由使軟體、韌體、硬體或其等之一組合安裝於該系統上來執行特定操作或動作，該軟體、韌體、硬體或其等之一組合在操作中引起該系統執行該等動作。一或多個電腦程式可經組態以藉由包含在由資料處理裝置執行時引起該裝置執行動作之指令來執行特定操作或動作。
一般而言，本說明書中所描述之標的之一創新態樣可體現為一系統(例如一智慧型電話)，其包含：一顯示器；及一分佈模式致動器，其包括：一傳感器，其經調適以產生一力以引起一負載之振動產生聲波，該傳感器具有沿一第一軸線之一第一寬度；一轉移部分，其沿平行於該第一軸線之一第一側連接至該傳感器且具有小於該第一寬度之沿該第一軸線之一第二寬度；及一短柱，其沿平行於該第一軸線且係與連接至該傳感器之該第一側對置之一側之該轉移部分之一第二側連接至該轉移部分，具有大於該第二寬度之一第三寬度，且具有經調適以連接至該負載以透過該轉移部分將自該傳感器接收之該力轉移至該負載且引起該負載振動之一表面。此態樣之其他實施例包含對應電腦系統、方法及記錄於一或多個電腦儲存器件上之電腦程式，其等各經組態以執行操作之動作。該電腦系統可包含一或多個電腦且可經組態以藉由使軟體、韌體、硬體或其等之一組合安裝於該系統上來執行特定操作或動作，該軟體、韌體、硬體或其等之一組合在操作中引起該系統執行該等動作。一或多個電腦程式可經組態以藉由包含在由資料處理裝置執行時引起該裝置執行動作之指令來執行特定操作或動作。
一般而言，本說明書中所描述之標的之一創新態樣可體現為方法，其包含以下動作：由包含於一分佈模式致動器中且具有沿一軸線之一第一寬度之一傳感器接收一啟動信號；由該傳感器將該啟動信號轉換為一力；由該傳感器沿該第一寬度之僅一部分將該力之至少一部分轉移至一轉移部分，該轉移部分包含於該分佈模式致動器中且沿該轉移部分之一第一側固定地連接至該傳感器，該第一側具有小於該第一寬度之沿該軸線之一第二寬度；及由該轉移部分將該力之至少一部分轉移至一短柱以引起該短柱將該力之至少一部分轉移至一負載來產生聲波，該短柱a)沿係與該第一側對置之一側之該轉移部分之一第二側固定地連接至該轉移部分且b)具有大於該第二寬度之沿該軸線之一第三寬度。此態樣之其他實施例包含對應電腦系統、裝置及記錄於一或多個電腦儲存器件上之電腦程式，其等各經組態以執行方法之該等動作。一或多個電腦之一系統可經組態以藉由使軟體、韌體、硬體或其等之一組合安裝於該系統上來執行特定操作或動作，該軟體、韌體、硬體或其等之一組合在操作中引起該系統執行該等動作。一或多個電腦程式可經組態以藉由包含在由資料處理裝置執行時引起該裝置執行動作之指令來執行特定操作或動作。
上述及其他實施例可各視情況單獨或組合地包含以下特徵之一或多者。該傳感器可具有短於該第一寬度且沿垂直於該第一軸線之一第二軸線之一第一高度。該傳感器可具有長於該第一高度且沿垂直於該第一軸線及該第二軸線兩者之一第三軸線之一第一長度。該轉移部分可具有等於該第一高度且沿該第二軸線之一第二高度。該轉移部分可具有小於該第二寬度且沿該第三軸線之一第二長度。該短柱可具有小於該第三寬度且沿該第二軸線之一第三高度。該短柱可具有小於該第三寬度且沿該第三軸線之一第三長度。
在一些實施方案中，該傳感器可具有由該傳感器之該第一寬度及該第一長度界定之一第二表面。該第二表面可包含經調適以彼此單獨移動之沿該第二軸線之兩個或兩個以上區段。該第一長度可長於該第一寬度。該轉移部分可僅連接至該傳感器之該第一側之一端。該轉移部分可連接至該傳感器之該第一側之一中心。該轉移部分之該第二寬度與該傳感器之該第一寬度之一比率可介於約1:5至約4:5之間，例如介於約1:5至約2:5之間。該轉移部分之該第二寬度與該傳感器之該第一寬度之該比率可為約2:5或約3:5。該傳感器之一長度與一寬度之一比率可介於約1:1至約3:1之間。該傳感器之該長度與該寬度之該比率可為約1.5:1。
在一些實施方案中，由該傳感器產生之一力可具有一第一諧振峰值與一第二諧振峰值之間的一階躍。該第一諧振峰值可介於300 Hz至1 kHz之間。該第二諧振峰值可介於3 kHz至8 kHz之間。該系統可包含連接至該短柱且包圍該傳感器之至少兩個表面之一框架。該傳感器可為壓電的。該傳感器可為陶瓷的。該負載可為一顯示器面板。該顯示器可為該負載。該分佈模式致動器可包含一驅動模組以提供電壓至一或多個電極(其等之各者連接至該傳感器且包含於該分佈模式致動器中)來引起該傳感器移動及產生該力。
在其他優點中，本發明中所描述之系統及方法可在一較寬頻率範圍內產生聲音、具有一較短長度或兩者(與其他致動器(諸如一維分佈模式致動器)相比)。例如，與其他致動器相比，本發明中所描述之分佈模式致動器可針對一給定電力輸出具有一較短長度。在一些實施方案中，本發明中所描述之系統及方法可引起一系統之輸出比由其他系統產生之輸出更高效(例如使用更少電力)。在一些實施方案中，與其他系統相比，本發明中所描述之系統及方法可提供一較寬高音頻率範圍。本發明中所描述之系統及方法可在較少或不損失低音頻率範圍之情況下提供此等益處。在一些實施方案中，本發明中所描述之系統及方法可提供獨立於一致動器之一長度之一輸出頻率範圍。在一些實施方案中，與其他系統相比，本發明中所描述之系統可在(例如)系統可在其內產生聲音之關注頻帶內具有更多模式且在關注頻帶內具有更多力峰值。與其他系統相比，本發明中所描述之系統可在力峰值處具有增加輸出。
附圖及[實施方式]中闡述本說明書中所描述之標的之一或多個實施方案之細節。將自[實施方式]、圖式及申請專利範圍明白標的之其他特徵、態樣及優點。
圖1A至圖1C描繪包含二維分佈模式致動器之一器件100之一實例。器件100 (諸如一智慧型電話或另一類型之電腦)使用二維分佈模式致動器及一面板揚聲器來產生聲音。聲音可為任何類型之聲音，諸如一電話交談、音樂、一音訊流、一視訊之聲音或一遊戲之聲音。器件100可為包含一面板揚聲器之任何適當類型之器件。
面板揚聲器包含振動及產生聲波之一面板104。面板104可為可產生聲波之包含於器件100中之任何適當面板。例如，面板104可為包含於器件100中之一顯示器面板。顯示器面板可包含一觸控螢幕或任何其他適當類型之顯示器。
面板104連接至圖1B至圖1C中所展示之一短柱106，短柱106將一力自一傳感器110轉移至面板104。包含於傳感器110中之一壓電板、一轉移部分108及短柱106之一組合形成二維分佈模式彎曲波致動器。在一些實例中，傳感器110可為懸臂式。
面板104剛性地連接至短柱106，使得短柱106可將力有效轉移至面板104。例如，面板104可永久地(例如固定地)連接至短柱106，使得面板104自短柱106之移除將可能損壞面板104、短柱106或兩者。例如，在一些實例中，面板104可移除地連接至短柱106，使得面板104自短柱106之移除將不太可能損壞面板104或短柱106。面板104可連接至短柱106之一第一表面。
短柱106係(例如)不會變形之一堅硬材料。例如，短柱106可為一金屬、一硬塑膠或另一適當類型之材料。
在一些實施方案中，一或多個其他組件可為面板104與短柱106之間的連接部分。例如，短柱106可剛性地連接至一底板，該底板剛性地連接至面板104。在一些實例中，底板並非為面板揚聲器之部分。在一些實例中，底板係面板揚聲器之部分。
傳感器110藉由轉移部分108來連接至短柱106以允許由傳感器110產生之一力之至少部分自傳感器110透過轉移部分108及短柱106而轉移至面板104中。短柱106之一第二表面可連接至轉移部分108，例如，短柱106之第二表面可連接至轉移部分108之一第三表面。連接可為一剛性連接。在一些實例中，轉移部分108係短柱106之部分，例如，一單件可包含轉移部分108及短柱106兩者。短柱106之第二表面可垂直於短柱106之第一表面。短柱106與轉移部分108之間的連接可固定或可移除的。
傳感器110可剛性地連接至轉移部分108。例如，轉移部分108之一第四表面可剛性地連接至傳感器110之一第五表面。轉移部分108之第四表面可為與轉移部分108之第三表面對置之轉移部分108之一側上之一表面。在一些實例中，轉移部分108係傳感器110之部分，例如，一單件可包含轉移部分108及傳感器110兩者。轉移部分108與傳感器110之間的連接可固定或可移除的。
在一些實施方案中，二維分佈模式致動器包含位於轉移部分108與一框架112之間的一第二短柱114。例如，第二短柱114可僅實體地定位於轉移部分108與框架112之間，例如，第二短柱114可具有相同於轉移部分108之寬度。第二短柱114可為減少轉移部分108 (例如)沿高度軸移動之一阻尼器。
第二短柱114可為任何適當材料。例如，第二短柱114可為提供用於吸收能量之一構件、可減少諧振之Q (例如峰尖銳度之一量測)或兩者之一柔軟材料(例如一彈性材料)。第二短柱114可提高傳感器110之掉落測試可靠性或否則增強傳感器110之抗衝擊能力。在一些實例中，第二短柱114可為橡膠。
傳感器110藉由回應於自包含於器件100中之一驅動模組接收一或多個信號而致動來產生力。二維分佈模式致動器或面板揚聲器或兩者(例如當致動器係揚聲器之部分時)可包含一驅動模組，其自另一組件(例如自包含於器件100中之一處理器)接收輸入信號且將輸入信號轉換為引起傳感器110移動之信號。驅動模組可實施於硬體、軟體或兩者中。例如，驅動模組可包含一或多個處理器、一或多個記憶體及一電壓源。驅動模組可使用一或多個處理器來執行儲存於一或多個記憶體上之指令以判定待提供至傳感器110之一電壓量或多個電壓量且引起二維分佈模式致動器、面板揚聲器或兩者產生一聲音。
例如，驅動模組可接收識別二維分佈模式致動器、面板揚聲器或兩者產生之一聲音之一輸入信號。聲音可為適合於(例如)一電話應用程式、一音樂應用程式、一視訊應用程式或另一類型之應用程式之任何類型之聲音。驅動模組可將所接收之輸入信號轉換為將引起傳感器110致動之一或多個啟動信號。啟動信號可包含啟動包含於傳感器110中之一電極之電壓。
傳感器110包含各連接至驅動模組之多個電極。至少一些電極可自驅動模組接收一單獨信號(例如電壓)。當一電極自驅動模組接收一信號時，電極跨傳感器110之一層之至少一部分產生一電場。在一些實例中，電場引起層之(例如)傳感器110之一實體尺寸變化且傳感器110之相關聯位移產生一力。電極可與傳感器之層之一對置側上之另一電極一起產生電場。另一電極可為一接地電極或另一適當類型之電極。在一些實例中，層之對置側上之電極可引起傳感器110之大小之不同變化，其引起傳感器110產生一力。
圖2描繪具有沿一傳感器204之一長度及一寬度兩者之單獨致動器移動之二維分佈模式致動器200之一透視圖。二維分佈模式致動器200包含藉由一轉移部分來連接至傳感器204之一短柱202。僅藉由轉移部分之連接允許沿傳感器204之不同區段206a至206d之一高度軸之單獨垂直移動。
傳感器204之不同區段206a至206d可為傳感器204之一單一層之部分。例如，傳感器204可不具有使不同區段206a至206d分離之間隙且可具有區段206a至206d之至少一共同中心層。
區段206a至206d之各者可具有一單獨電極或可具有引起傳感器204之大小改變之一或多個共同電極。傳感器204之大小變化引起區段206a至206d之位移改變。例如，當一區段變小時，大小變化可引起該區段沿高度軸移動。二維分佈模式致動器200可包含接觸區段206a至206d之各者之兩個電極：一電極位於傳感器204之一中心層之頂上且一電極位於中心層之底下。二維分佈模式致動器200可允許單獨調整提供至兩個電極之電壓。在一些實例中，一第一電極可連接至一第一區段206a，一第二電極可連接至一第二區段206b，一第三電極可連接至一第三區段206c，且一第四電極可連接至一第四區段206d。
不同區段206a至206d沿一寬度軸、一長度軸或兩者分離，且不同區段206a至206d之至少兩者沿寬度軸分離。例如，第一區段206a沿寬度軸與第二區段206b分離。第一區段206a沿寬度軸及長度軸兩者與一第四區段206d分離。在一些實施方案中，傳感器204可具有沿寬度軸分離之三個或三個以上區段，例如第一區段206a、第二區段206b及沿寬度軸與第一區段206a及第二區段206b兩者分離之另一區段。
轉移部分僅沿傳感器204之寬度之部分延伸，如圖1B至圖1C中所展示。此允許全部所有接近短柱202之傳感器204之不同區段206a至206b具有沿一高度軸之不同垂直移動、不同垂直移動範圍或兩者。例如，與接近短柱202之傳感器204之第二區段206b (其具有沿高度軸之一較大垂直移動範圍)相比，接近轉移部分及短柱202之傳感器204之第一區段206a具有沿一高度軸之一較小垂直移動範圍。第一區段206a比第二區段206b更靠近轉移部分，其引起第一區段206a具有比第二區段206b小之一垂直移動範圍。第一區段206a及第二區段206b可與短柱202相距相同距離。例如，第一區段206a與短柱202之間的距離及第二區段206b與短柱202之間的距離兩者可沿長度軸。
由於轉移部分具有比傳感器204小之一寬度且不沿傳感器204之整個寬度延伸，所以第一區段206a經組態以與傳感器204之第二區段206b、第三區段206c及第四區段206d分開移動。例如，當包含分佈模式致動器200之一面板揚聲器產生一特定聲音時，第一區段206a可具有沿高度軸之一第一垂直位置，第二區段206b可具有沿高度軸之一第二垂直位置，第三區段206c可具有沿高度軸之一第三垂直位置，且第四區段206d可具有沿高度軸之一第四垂直位置。第一垂直位置、第二垂直位置、第三垂直位置及第四垂直位置之至少兩者係不同位置。例如，第一垂直位置、第二垂直位置及第四垂直位置可為沿高度軸之不同位置，而第二垂直位置可為沿高度軸之相同於第三垂直位置之位置。
與傳感器204之其他區段206b至206c相比，第一區段206a可具有沿高度軸之一有限垂直移動範圍。例如，因為傳感器204在接近第一區段206a之傳感器204之一區域中剛性地連接至轉移部分，所以第一區段206a可具有一有限垂直移動範圍。
在一些實施方案中，當二維分佈模式致動器200包含與短柱202分離之一第二短柱208時，第一區段206a可具有一有限移動範圍。第二短柱208可位於傳感器204之一表面(其垂直於連接至轉移部分之傳感器204之一表面)附近。
當包含二維分佈模式致動器200之一面板揚聲器不產生任何聲音時，第一區段206a可鄰近於且接觸第二短柱208。當包含二維分佈模式致動器200之一面板揚聲器產生聲音時，第二短柱208可限制第一區段206a沿高度軸之垂直移動範圍。例如，第二短柱208可防止第一區段206a沿高度軸朝向第二短柱208移動超過臨限量。在一些實例中，當包含二維分佈模式致動器200之面板揚聲器不產生聲音時，第二短柱208可允許第一區段206a僅在沿高度軸之一單一方向上自由第一區段206a維持之一非活動位置移動。單一方向可遠離第二短柱208。第二短柱208可取決於二維分佈模式致動器200之定向而定位於傳感器204之側上方、傳感器204之側下方或傳感器204之側處。
第二短柱208可僅沿傳感器204之寬度之部分延伸。例如，第二短柱208可沿接近轉移部分(例如更靠近第一區段206a而非第二區段206b)之傳感器204之寬度之一部分延伸。第二短柱208可具有相同於轉移部分之寬度。
圖3描繪具有僅沿一傳感器304之一長度之單獨致動器移動之一維分佈模式致動器300之一透視圖。一維分佈模式致動器300包含沿傳感器304之實質上整個寬度連接之一短柱302。例如，傳感器304可沿傳感器304之整個寬度、短柱302之整個寬度或兩者連接至短柱302。此連接允許一維分佈模式致動器300具有沿一長度軸分離之傳感器304之區段306a至306b之間的沿一高度軸之單獨垂直移動且不具有沿一寬度軸分離之區段之間的單獨垂直移動。
返回至圖1B至圖1C，傳感器110之一第一寬度W0 大於轉移部分108之一第二寬度W1 。例如，轉移部分108僅沿一寬度軸連接至傳感器110之一部分，其足以允許傳感器110之不同區段沿一高度軸單獨移動。
在一些實施方案中，轉移部分108之第二寬度W1 與傳感器110之第一寬度W0 之一比率小於1:1。例如，第二寬度W1 與第一寬度W0 之比率係介於約1:5至約4:5之間。第二寬度W1 與第一寬度W0 之比率可介於約1:5至約2:5之間。
轉移部分108可連接至由寬度軸界定之傳感器110之一表面之一端，如圖1C中所展示。例如，傳感器110可具有由寬度軸及高度軸界定之接近轉移部分108之一表面。例如，轉移部分108可位於沿寬度軸之表面之一端，使得轉移部分與由長度軸及高度軸界定之一第二表面齊平。
在一些實施方案中，轉移部分108可不連接至由寬度軸界定之傳感器110之一表面之一端。例如，轉移部分108可連接至沿寬度軸之傳感器110表面之一中間區段。轉移部分108可沿寬度軸居中定位於表面上或連接至不是沿寬度軸之表面之一端的表面之另一部分。
轉移部分108可具有相同於傳感器110之一高度H的一高度H。在一些實施方案中，轉移部分108及傳感器110可具有不同高度。例如，傳感器110可具有大於轉移部分108之一高度的一高度。
傳感器110具有一長度L0 。轉移部分108具有短於、等於或長於長度L0 之一長度L1 。使轉移部分108包含於二維分佈模式致動器中可允許傳感器110具有比一維分佈模式致動器短之一長度L0 。二維分佈模式致動器可具有比一維面板揚聲器大之一寬度W0 。
傳感器110之長度L0 與寬度W0 之一比率係介於約1:1至約3:1之間。在一些實例中，長度L0 與寬度W0 之間的比率係約1.5:1，例如22:15。
短柱106沿寬度軸之一寬度可相同於、小於或大於傳感器110之寬度W0 。短柱106之寬度可大於或相同於轉移部分108之寬度W1 。短柱106沿高度軸之一高度可小於短柱106之寬度。短柱106之高度可大於傳感器110之高度H。在一些實例中，短柱106之高度可相同於或大於短柱106之寬度。短柱106沿長度軸之一長度可小於短柱106之寬度。在一些實例中，短柱106之一長度可大於或等於短柱106之寬度。短柱106之長度小於傳感器110之長度L0 。
二維分佈模式致動器可包含一框架112。框架112可對具有面板104之二維分佈模式致動器提供一大耦合面積(例如一可重複接合面積)。框架112可為任何適當類型之材料。例如，框架112可為不鏽鋼。
在一些實施方案中，框架112可保護傳感器110、轉移部分108或兩者免受損壞。例如，框架112之一材料可經選擇以保護傳感器110、轉移部分108或兩者免於在器件100在製造或組裝二維分佈模式致動器或包含二維分佈模式致動器之一器件或兩者期間掉落時受損壞。
包含於傳感器110中之層可為任何適當類型之壓電材料。例如，層可為一陶瓷或結晶壓電材料。陶瓷壓電材料之實例包含(例如)鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛、鐵酸鉍及鈮酸鈉。結晶壓電材料之實例包含黃玉、鈦酸鉛、鈮酸鋰及鉭酸鋰。
包含於傳感器110中之電極可依任何適當方式連接至層。例如，電極可在製造期間(例如)透過一沈積及圖案化程序來固定地連接至層。電極可包含單獨接地。在一些實例中，至少一些電極可包含一共同接地。
圖4描繪展示由兩個不同致動器之各者產生之一力與頻率之間的一關係的一曲線圖400。曲線圖400之水平軸係頻率。曲線圖400之垂直軸係以牛頓/伏特量測之力敏感度之量值。
當致動器安裝於一高機械阻抗上時，力可由各自致動器產生。曲線圖400中之垂直軸界定一力量，當將1伏特施加於包含於致動器中之傳感器時，各自致動器(例如各自DMA)將該力量施加於一非常硬物件以(例如)使用一高機械阻抗來移動物件。
例如，曲線圖400包含針對一維分佈模式致動器(例如一維分佈模式致動器300)之諧振頻率之一第一線402。曲線圖包含針對二維分佈模式致動器(例如來自圖1之二維分佈模式致動器或二維分佈模式致動器200)之諧振頻率之一第二線404。二維致動器可為一多層壓電致動器，因此，所產生之力乘以包含於致動器中之層之數目(例如15)。
曲線圖400指示：與一維分佈模式致動器相比，二維分佈模式致動器可具有較佳高頻諧振。例如，二維分佈模式致動器之第二線404平均在高於一維分佈模式致動器之第一線402之一高諧振頻率範圍內。高諧振頻率範圍可為高於4 kHz之諧振頻率。
由二維分佈模式致動器產生之一輸出(以牛頓/伏特為單位)可具有兩個諧振頻率之間的一階躍406，例如由第二線404所展示。可基於製造二維分佈模式致動器之一應用來選擇兩個諧振頻率。例如，第一諧振峰值408可介於300 Hz至1 kHz之間以產生音訊(例如一電話交談)。第二諧振峰值410可介於3 kHz至8 kHz之間以產生音訊(例如一電話交談)。
在一些實施方案中，可基於致動器之長度、致動器之寬度、轉移部分之長度、轉移部分之寬度或此等之兩者或兩者以上之一組合來調整諧振峰值408、410之一或兩者之位置。例如，第二峰值可基於致動器之長度、寬度或兩者。第一峰值可基於致動器之長度、致動器之寬度、轉移部分之長度、轉移部分之寬度或此等之兩者或兩者以上之一組合。
圖5係用於使用二維分佈模式致動器來產生聲音之一程序500之一流程圖。例如，程序500可由來自圖1之二維分佈模式致動器或二維分佈模式致動器200使用。
一分佈模式致動器接收識別一聲音之一信號(502)。例如，包含於分佈模式致動器中之一驅動模組可接收信號。驅動模組可使用信號來產生一致動器之一或多個啟動信號。
包含於分佈模式致動器中之一傳感器接收一啟動信號(504)。致動器可為二維分佈模式致動器。傳感器具有沿一軸線(例如沿一寬度軸)之一第一寬度。傳感器可自包含於分佈模式致動器中之一驅動模組接收啟動信號。例如，在一些實例中，當傳感器包含多個電極時，傳感器可自驅動模組接收多個啟動信號。
傳感器將啟動信號轉換為一力(506)。例如，包含於傳感器中之一或多個電極接收啟動信號。啟動信號可為由驅動模組產生之電壓。用於包含於傳感器中之各電極之啟動信號可相同。用於包含於傳感器中之至少一些電極之啟動信號可不同。電極使用啟動信號來產生一電場以引起傳感器之一層之一實體變化及傳感器之區段之位移。傳感器之區段之位移產生一力。
傳感器將力之至少一部分轉移至包含於分佈模式致動器中之一轉移部分(508)。例如，傳感器僅沿傳感器之第一寬度之一部分固定地連接至轉移部分之一第一側。傳感器與轉移部分之間的連接引起將力之部分轉移至轉移部分。第一側具有小於第一寬度之沿軸線之一第二寬度。
轉移部分將力之至少一部分轉移至包含於分佈模式致動器中之一短柱(510)。短柱沿轉移部分之一第二側(其係與第一側對置之一側)固定地連接至轉移部分。由短柱接收力之部分引起短柱將力之至少一部分轉移至一負載以產生聲波。短柱具有大於第二寬度之沿軸線之一第三寬度。
短柱將力之至少一部分轉移至一負載(512)。例如，短柱可將力之部分轉移至包含於一智慧型電話、一電視或一監視器(例如一LCD或OLED電視或監視器)中之一顯示器面板。
負載接收力之部分(514)且使用力來產生聲音(516)。例如，力引起負載振動及產生聲波來產生聲音。
在一些實施方案中，程序500可包含額外步驟、較少步驟，或一些步驟可分成多個步驟。例如，二維分佈模式致動器可執行步驟504至510而不執行程序500中之其他步驟。
分佈模式致動器可依任何適當角度安裝至負載。例如，分佈模式致動器可安裝成垂直於一目標負載(例如機械負載)。負載可為一分佈模式面板。在一些實例中，分佈模式致動器可安裝成平行於一目標負載。
在一些實施方案中，當分佈模式致動器包含於一智慧型電話中時，智慧型電話可包含一顯示器(例如一顯示器面板)、一或多個處理器及一或多個記憶體。顯示器可作為一負載呈現給分佈模式致動器來產生聲音。在一些實例中，智慧型電話可將不同於顯示器之一負載呈現給分佈模式致動器以供其在產生一聲音時使用。
記憶體可儲存(例如)一應用程式之指令，分佈模式致動器可自該應用程式接收識別待輸出聲音之輸入。一或多個處理器(例如一或多個應用處理器)可使用儲存於一或多個記憶體上之指令來執行應用程式。在應用程式(例如一電話應用程式或一音樂應用程式或遊戲)之執行期間，應用程式可判定待輸出至一使用者之一聲音。應用程式提供聲音之資料至分佈模式致動器。
包含於分佈模式致動器中之一驅動模組接收聲音之資料作為輸入。驅動模組使用資料來提供電壓至包含於分佈模式致動器中之一或多個電極。
在一些實例中，一或多個處理器、一或多個記憶體或兩者係與驅動模組分離。例如，驅動模組可包含至少一處理器、至少一記憶體或兩者。至少一處理器可為不同於一或多個處理器之一組處理器。至少一記憶體可為不同於一或多個記憶體之一記憶體。
在一些實施方案中，多維分佈模式致動器可包含具有沿傳感器之一寬度之不同垂直(例如高度)位移之傳感器。例如，在兩個以上維度上產生力之一致動器可使用本發明中所描述之系統及方法。
在一些實施方案中，一觸覺回饋系統可包含分佈模式致動器。例如，觸覺回饋系統可使用分佈模式致動器來產生250 Hz至300 Hz之間的一頻率範圍內之能量。觸覺回饋系統可為亦用於產生聲音之一單一組件之部分或與用於產生聲音之一組件分離。
本說明書中所描述之標的及功能操作之實施例可實施於數位電子電路、有形體現之電腦軟體或韌體、電腦硬體(其包含本說明書中所揭示之結構及其結構等效物)或其等之一或多者之組合中。本說明書中所描述之標的之實施例可實施為一或多個電腦程式，即，編碼於一有形非暫時性程式載體上以由資料處理裝置執行或控制資料處理裝置之操作之電腦程式指令之一或多個模組。替代地或另外，程式指令可編碼於一人工產生之傳播信號(例如一機器產生之電、光學或電磁信號)(其經產生以編碼用於傳輸至適合接收器裝置以由一資料處理裝置執行之資訊)上。電腦儲存媒體可為一機器可讀儲存器件、一機器可讀儲存基板、一隨機或串列存取記憶體器件或其等之一或多者之一組合。
術語「資料處理裝置」係指資料處理硬體且涵蓋用於處理資料之所有種類之裝置、器件及機器(其包含(例如)一可程式化處理器或多個處理器)。裝置亦可為或進一步包含專用邏輯電路，例如一FPGA (場可程式化閘陣列)或一ASIC (專用積體電路)。除硬體之外，裝置亦可視情況包含產生電腦程式之一執行環境之程式碼，例如構成處理器韌體、一協定堆疊、一作業系統或其等之一或多者之一組合之程式碼。
例如，一面板揚聲器(例如一驅動模組)可包含一資料處理裝置。面板揚聲器可使用資料處理裝置及至少一記憶體來執行本發明中所描述之一或多個操作。
一電腦程式(其亦可指稱或描述為一程式、軟體、一軟體應用程式、一模組、一軟體模組、一指令碼或程式碼)可以任何形式之程式撰寫語言(其包含編譯或解譯語言或宣告或程序語言)寫入，且其可以任何形式部署(其包含作為一獨立程式或作為一模組、組件、副常式或適合用於一運算環境中之其他單元)。一電腦程式可(但無需)對應於一檔案系統中之一檔案。一程式可儲存於保存其他程式或資料(例如儲存於一標示語言文件、專用於所討論之程式之一單一檔案或多個協同檔案(例如儲存一或多個模組、子程式或程式碼之部分之檔案)中之一或多個指令碼)之一檔案之一部分中。一電腦程式可經部署以在一個電腦或位於一個位置處或分佈於多個位置中且由一通信網路互連之多個電腦上執行。
本說明書中所描述之程序及邏輯流程可由一或多個可程式化電腦執行，該一或多個可程式化電腦執行一或多個電腦程式以藉由操作輸入資料且產生輸出來執行功能。程序及邏輯流程亦可由專用邏輯電路(例如一FPGA (場可程式化閘陣列)或一ASIC (專用積體電路))執行，且裝置亦可實施為該專用邏輯電路。
適合於執行一電腦程式之電腦包含(例如)通用或專用微處理器或兩者或任何其他種類之中央處理單元。一般而言，一中央處理單元將自一唯讀記憶體或一隨機存取記憶體或兩者接收指令及資料。一電腦之基本元件係用於執行指令之一中央處理單元及用於儲存指令及資料之一或多個記憶體器件。一般而言，一電腦亦將包含用於儲存資料之一或多個大容量儲存器件(例如磁碟、磁光碟或光碟)或經操作性耦合以自該一或多個大容量儲存器件接收資料或將資料轉移至該一或多個大容量儲存器件或兩者。然而，一電腦未必具有此等器件。再者，一電腦可嵌入另一器件(例如(僅舉數例)一行動電話、一個人數位助理(PDA)、一行動音訊或視訊播放器、一遊戲機、一全球定位系統(GPS)接收器或一可攜式儲存器件(例如一通用串列匯流排(USB)快閃碟))中。
適合於儲存電腦程式指令及資料之電腦可讀媒體包含所有形式之非揮發性記憶體、媒體及記憶體器件，其包含(例如)半導體記憶體器件(例如EPROM、EEPROM及快閃記憶體器件)、磁碟(例如內部硬碟或可抽換式磁碟)、磁光碟及CD-ROM及DVD-ROM磁碟。處理器及記憶體可由專用邏輯電路補充或併入專用邏輯電路中。
一面板揚聲器或一分佈模式致動器或兩者可包含儲存指令之一或多個記憶體，指令在由面板揚聲器或分佈模式致動器執行時引起面板揚聲器或分佈模式致動器執行本發明中所描述之一或多個操作。例如，指令可引起面板揚聲器或分佈模式致動器(例如一驅動模組)判定一輸出頻率子集、賦能給一或多個電極或兩者。在一些實例中，驅動模組可包含一或多個記憶體或一或多個記憶體之若干者。
為提供與一使用者之互動，本說明書中所描述之標的之實施例可實施於一電腦上，該電腦具有用於顯示資訊給使用者之一顯示器件(例如一LCD (液晶顯示器)監視器)及使用者可藉由其來提供輸入至電腦之一鍵盤及一指標器件(例如一滑鼠或一軌跡球)。其他種類之器件亦可用於提供與一使用者之互動；例如，提供至使用者之回饋可為任何形式之感覺回饋，例如視覺回饋、聽覺回饋或觸覺回饋；且來自使用者之輸入可以包含聲音、語音或觸覺輸入之任何形式接收。
儘管本說明書含有諸多具體實施細節，但此等不應被解釋為限制所主張之內容之範疇，而應被解釋為描述可專用於特定實施例之特徵。本說明書之單獨實施例之內文中所描述之特定特徵亦可組合地實施於一單一實施例中。相反地，一單一實施例之內文中所描述之各種特徵亦可單獨或依任何適合子組合實施於多個實施例中。再者，儘管特徵可在上文中描述為作用於特定組合中且甚至最初本身被主張，但在一些情況中，來自一主張組合之一或多個特徵可該組合去除，且主張組合可針對一子組合或一子組合之變動。
類似地，儘管圖式中依一特定順序描繪操作，但此不應被理解為要求依所展示之特定順序或依循序順序執行此等操作或執行所有繪示操作以達成所要結果。在特定情況中，多任務及並行處理可為有利的。再者，上述實施例中之各種系統模組及組件之分離不應被理解為在所有實施例中需要此分離，而是應瞭解，所描述之程式組件及系統一般可一起整合於一單一軟體產品中或封裝至多個軟體產品中。
已描述標的之特定實施例。其他實施例係在以下申請專利範圍之範疇內。例如，申請專利範圍中所列之動作可依一不同順序執行且仍達成所要結果。作為一實例，附圖中所描繪之程序未必需要所展示之特定順序或循序順序來達成所要結果。在一些情況中，多任務及並行處理可為有利的。
100:器件 104:面板 106:短柱 108:轉移部分 110:傳感器 112:框架 114:第二短柱 200:二維分佈模式致動器 202:短柱 204:傳感器 206a至206d:區段 208:第二短柱 300:一維分佈模式致動器 302:短柱 304:傳感器 306a至306b:區段 400:曲線圖 402:第一線 404:第二線 406:階躍 408:第一諧振峰值 410:第二諧振峰值 500:程序 502:步驟 504:步驟 506:步驟 508:步驟 510:步驟 512:步驟 514:步驟 516:步驟 H:高度 L0:長度 L1:長度 W0:第一寬度 W1:第二寬度
圖1A至圖1C描繪包含二維分佈模式致動器之一實例性器件。
圖2描繪具有沿一傳感器之一長度及一寬度兩者之單獨致動器移動之二維分佈模式致動器之一透視圖。
圖3描繪具有僅沿一傳感器之一長度之單獨致動器移動之一維分佈模式致動器之一透視圖。
圖4描繪展示由兩個不同致動器之各者產生之一力與頻率之間的一關係的一曲線圖。
圖5係用於使用二維分佈模式致動器來產生聲音之一程序之一流程圖。
各種圖式中之相同元件符號及名稱指示相同元件。
200:二維分佈模式致動器
202:短柱
204:傳感器
206a至206d:區段
208:第二短柱

Claims (20)

  1. 一種致動器，其包括： 一傳感器，其經調適以產生一力以引起一負載之振動而產生聲波，該傳感器具有沿一第一軸線之一寬度及沿垂直於該第一軸線之一第二軸線之一長度，該傳感器包括： 一第一區段；及 一第二區段，其經調適以在該致動器之操作期間與該第一區段分開移動，該第一區段與該第二區段在沿該第一軸線之不同位置處； 一轉移部分，其沿該轉移部分之一第一側連接至該傳感器，該轉移部分之該第一側沿該第一軸線延伸；及 一短柱，其沿該轉移部分之一第二側連接至該轉移部分，該轉移部分之該第二側平行於該第一軸線且與連接至該傳感器之該第一側對置，該短柱經組態以連接至該負載以將自該傳感器之該力轉移至該負載且引起該負載振動。
  2. 如請求項1之致動器，其中在該致動器之操作期間該第一區段之移動之一範圍不同於該第二區段之移動之一範圍。
  3. 如請求項1之致動器，其中該第一區段與該第二區段係在沿該第二軸線之不同位置處。
  4. 如請求項3之致動器，其中： 在該轉移部分之該第一側與該第一區段之間沿該第二軸線之一距離小於在該轉移部分之該第一側與該第二區段之間沿該第二軸線之一距離；及 在該致動器之操作期間該第一區段之移動之一範圍小於該第二區段之移動之一範圍。
  5. 如請求項1之致動器，其中該第一區段及該第二區段與沿該第二軸線之該轉移部分之該第一側相距一相同距離。
  6. 如請求項1之致動器，其中該傳感器具有沿垂直於該第一軸線及該第二軸線兩者之一第三軸線之一高度，其中該第一區段及該第二區段經調適以在該致動器之操作期間沿該第三軸線分開移動。
  7. 如請求項1之致動器，其中該寬度係一第一寬度且該轉移部分具有沿該第一軸線之一第二寬度，該第二寬度小於該第一寬度。
  8. 如請求項7之致動器，其中該轉移部分具有沿該第二軸線延伸之一第三側，其中： 在該轉移部分之該第三側與該第一區段之間沿該第一軸線之一距離小於在該轉移部分之該第三側與該第二區段之間沿該第一軸線之一距離；及 在該致動器之操作期間該第一區段之移動之一範圍小於該第二區段之移動之一範圍。
  9. 如請求項1之致動器，其包括一第三區段，其經調適以在該致動器之操作期間與該第一區段及該第二區段分開移動，該第三區段與該第一區段及該第二區段在沿該第一軸線之不同位置處。
  10. 如請求項1之致動器，其中該傳感器包括一或多個壓電層。
  11. 一種面板音訊揚聲器，其包括： 一顯示器；及 一致動器，其包括： 一傳感器，其經調適以產生一力以引起一顯示器之振動而產生聲波，該傳感器具有沿一第一軸線之一寬度及沿垂直於該第一軸線之一第二軸線之一長度，該傳感器包括： 一第一區段；及 一第二區段，其經調適以在該致動器之操作期間與該第一區段分開移動，該第一區段與該第二區段在沿該第一軸線之不同位置處； 一轉移部分，其沿該轉移部分之一第一側連接至該傳感器，該轉移部分之該第一側沿該第一軸線延伸；及 一短柱，其沿該轉移部分之一第二側連接至該轉移部分，該轉移部分之該第二側平行於該第一軸線且與連接至該傳感器之該第一側對置，該短柱經組態以連接至該顯示器以將自該傳感器之該力轉移至該顯示器且引起該顯示器振動。
  12. 如請求項11之面板音訊揚聲器，其中： 該傳感器係連接至一或多個電極；及 該面板音訊揚聲器包括一驅動模組以提供電壓至該一或多個電極而引起該傳感器移動且產生該力。
  13. 如請求項12之面板音訊揚聲器，其中： 該第一區段係連接至該一或多個電極之一第一電極；及 該第二區段係連接至該一或多個電極之一第二電極。
  14. 如請求項13之面板音訊揚聲器，其中該驅動模組提供一第一電壓至該第一電極且提供一第二電壓至該第二電極。
  15. 如請求項13之面板音訊揚聲器，其中該驅動模組提供一相同電壓至該第一電極與該第二電極。
  16. 如請求項12之面板音訊揚聲器，其中該第一區段及該第二區段各者係連接至該一或多個電極之一共同電極。
  17. 如請求項12之面板音訊揚聲器，其中： 該傳感器包括藉由沿垂直於該第一軸線與該第二軸線兩者之一第三軸線分開之一第一表面及一第二表面； 該一或多個電極之至少一者係連接至該第一表面；及 該一或多個電極之至少一者係連接至該第二表面。
  18. 如請求項11之面板音訊揚聲器，其中該第一區段與該第二區段在沿該第二軸線之不同位置處。
  19. 如請求項11之面板音訊揚聲器，其中該寬度係一第一寬度，且該轉移部分具有沿該第一軸線之一第二寬度，該第二寬度小於該第一寬度。
  20. 一種行動裝置，其包括： 一外殼；及 如請求項11之面板音訊揚聲器。
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