CN110892736B - 二维分布式模式致动器 - Google Patents

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Abstract

用于使用二维分布式模式致动器的方法、***和设备。其中一个***包括：换能器，其适于产生导致负载振动以生成声波的力，换能器沿着第一轴具有第一宽度；传递部，其沿着平行于所述第一轴的第一侧连接到换能器，且沿着第一轴具有小于第一宽度的第二宽度；以及桩状件，其沿着传递部的第二侧连接到传递部，具有大于第二宽度的第三宽度，并具有适于连接到负载以通过传递部将从换能器接收的力传递给负载的表面，传递部的第二侧平行于第一轴并且是连接到换能器的第一侧的相反侧。

Description

二维分布式模式致动器
背景技术
有些装置使用面板扬声器来生成声音。面板扬声器是一种通过使面板振动来产生声音的扬声器。面板扬声器可以使用分布式模式致动器(DMA)例如压电换能器，而不是音圈致动器来使面板振动并生成声音。例如，智能电话可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。所述力产生显示面板的振动，所述振动耦合到周围空气以生成人耳听得见的声波，例如在20Hz至20kHz的范围内。
发明内容
二维分布式模式致动器可以在多个维度生成力，以提供包括致动器的***例如智能电话，与沿着一维致动器的长度在单个方向上生成力的一维分布式模式致动器相比，具有更宽的输出频率范围、更短的致动器长度，或两者兼之。例如，二维致动器可沿着致动器的长度和宽度生成分开的力，并将这些力传递给负载，例如扬声器，以使得负载生成声音。二维分布式模式致动器沿致动器的宽度还具有不同的垂直例如高度位移，而一维致动器沿其宽度具有恒定的垂直位移。
二维分布式模式致动器包括连接到桩状件(stub)的换能器。换能器包括限定表面的宽度和长度，所述表面生成用于二维分布式模式致动器的力。换能器与桩状件之间的连接可以只沿着换能器宽度的一部分，也可以只沿着桩状件宽度的一部分，以允许换能器的表面分别沿着表面的长度和宽度移动。
当二维分布式模式致动器接收输入信号时，二维分布式模式致动器会导致换能器表面的不同部分分别沿着高度轴移动。高度轴垂直于致动器长度和宽度的轴。邻近或靠近与桩状件的连接的换能器的第一部分可以最小地移动或保持静止。沿着与桩状件的连接相同的端部但是与桩状件分开一个间隙的换能器的第二部分可以基于所接收的输入沿着高度轴移动。在长度上与桩状件的连接分开的换能器的第三部分也可以基于所接收的输入沿高度轴移动。致动器可以使得第二部分和第三部分分别移动，例如，第二部分和第三部分可以沿着高度轴处于不同的位置。
一般而言，本说明书所述主题的一个创新性方面可以在一种***例如分布式模式致动器***中实施，所述***包括：换能器，其适于产生引起负载振动的力，以生成声波，所述换能器沿着第一轴具有第一宽度；传递部，其沿着平行于所述第一轴的第一侧连接到所述换能器，且沿着所述第一轴具有小于所述第一宽度的第二宽度；以及桩状件，其沿着所述传递部的第二侧连接到所述传递部，具有大于所述第二宽度的第三宽度，并具有适于连接到所述负载以通过所述传递部将从所述换能器接收的力传递给所述负载并且使得所述负载振动的表面，所述传递部的第二侧平行于所述第一轴并且是连接到所述换能器的所述第一侧的相反侧。该方面的其他实施例包括记录在一个或多个计算机存储装置上的相应计算机***、方法和计算机程序，每个计算机存储装置被配置为进行所述操作的动作。计算机***可包括一个或多个计算机，并且可以被配置为通过在***上安装软件、固件、硬件或它们的组合来进行特定的操作或动作，该软件、固件、硬件或它们的组合在操作中导致***进行所述动作。一个或多个计算机程序可以被配置为通过包括指令来进行特定的操作或动作，所述指令在通过数据处理设备执行时使得设备进行所述动作。
通常，本说明书所述主题的一个创新性方面可以在包括显示器和分布式模式致动器的***例如智能电话中实施，所述分布式模式致动器包括：换能器，其适于产生导致负载振动以生成声波的力，所述换能器沿着第一轴具有第一宽度；传递部，其沿着平行于所述第一轴的第一侧连接到所述换能器，且沿着所述第一轴具有小于所述第一宽度的第二宽度；以及桩状件，其沿着所述传递部的第二侧连接到所述传递部，具有大于所述第二宽度的第三宽度，并具有适于连接到所述负载以通过所述传递部将从所述换能器接收的力传递给所述负载并且使得所述负载振动的表面，所述传递部的第二侧平行于所述第一轴并且是连接到所述换能器的所述第一侧的相反侧。该方面的其他实施例包括记录在一个或多个计算机存储装置上的相应计算机***、方法和计算机程序，每个计算机存储装置被配置为进行所述操作的动作。计算机***可包括一个或多个计算机，并且可以被配置为通过在***上安装软件、固件、硬件或它们的组合来进行特定的操作或动作，该软件、固件、硬件或它们的组合在操作中导致***进行所述动作。一个或多个计算机程序可以被配置为通过包括指令来进行特定的操作或动作，所述指令在通过数据处理设备执行时使得设备进行所述动作。
通常，本说明书所述主题的一个创新性方面可以在以下方法中具体实施，所述方法包括动作：通过换能器接收激活信号，所述换能器包括在分布式模式致动器中并且沿轴具有第一宽度；通过所述换能器将所述激活信号转换为力；通过所述换能器将所述力的至少一部分传递给传递部，所述传递部包括在所述分布式模式致动器中并且只沿着所述第一宽度的一部分，沿着所述传递部的第一侧固定连接到所述换能器，所述第一侧具有沿着所述轴的小于所述第一宽度的第二宽度；以及通过所述传递部将所述力的至少一部分传递给桩状件，所述桩状件a)沿着所述传递部的第二侧固定连接到所述传递部，所述第二侧是所述第一侧的相反侧，并且b)具有沿着所述轴的大于所述第二宽度的第三宽度，以使得所述桩状件将所述力的至少一部分传递给负载来生成声波。该方面的其他实施例包括记录在一个或多个计算机存储装置上的相应计算机***、方法和计算机程序，每个计算机存储装置被配置为进行所述操作的动作。计算机***可包括一个或多个计算机，并且可以被配置为通过在***上安装软件、固件、硬件或它们的组合来进行特定的操作或动作，该软件、固件、硬件或它们的组合在操作中导致***进行所述动作。一个或多个计算机程序可以被配置为通过包括指令来进行特定的操作或动作，所述指令在通过数据处理设备执行时使得设备进行所述动作。
前述和其他实施例可以各自选择性地单独或组合包括以下一个或多个特征。换能器可包括短于第一宽度且沿着垂直于第一轴的第二轴的第一高度。换能器可包括长于第一高度且沿着垂直于第一轴和第二轴两者的第三轴的第一长度。传递部可包括等于第一高度且沿着第二轴的第二高度。传递部可包括小于第二宽度且沿着第三轴的第二长度。桩状件可包括小于第三宽度且沿着第二轴的第三高度。桩状件可包括小于第三宽度并沿着第三轴的第三长度。
在一些实施方式中，换能器可包括由换能器的第一宽度和第一长度限定的第二表面。第二表面可包括沿着第二轴、适于相互分离地移动的两个或更多个截面。第一长度可大于第一宽度。传递部可以只连接到换能器的第一侧的一端。传递部可以连接到换能器的第一侧的中心。传递部的第二宽度与换能器的第一宽度的比率可以在大约1:5至大约4:5之间，例如在大约1:5至大约2:5之间。传递部的第二宽度与换能器的第一宽度的比率可以约为2:5或3:5。传递部的长度与宽度的比率可以在大约1:1至大约3:1之间。传递部的长度与宽度的比率可以约为1.5:1。
在一些实施方式中，换能器所产生的力在第一共振峰与第二共振峰之间可具有阶跃。第一共振峰可以在300Hz与1kHz之间。第二共振峰可以在3kHz与8kHz之间。***可包括框架，框架连接到桩状件并包围所述换能器的至少两个表面。换能器可以是压电的。换能器可以是陶瓷的。负载可以是显示面板。显示器可以是负载。分布式模式致动器可包括向一个或多个电极提供电压的驱动模块，一个或多个电极的每个电极连接到换能器并包括在分布式模式致动器中，以使得换能器移动并产生力。
除了其他优点之外，与其他致动器例如一维分布式模式致动器相比，本文所述***和方法可以在更宽的频率范围内生成声音，具有更短的长度，或两者兼之。例如，与其他致动器相比，对于给定的功率输出，本文所述分布式模式致动器可具有更短的长度。在一些实施方式中，本文所述***和方法可以使得***的输出比其他***生成的输出更有效率，例如使用更少的功率。在一些实施方式中，与其他***相比，本文所述***和方法可以提供更宽的高音频率范围。本文所述***和方法可以在低音频率范围内几乎没有损失的情况下提供这些好处。在一些实施方式中，本文所述***和方法可以提供与致动器长度无关的输出频率范围。在一些实施方式中，与其他***相比，本文所述***可以在感兴趣的频带中具有更多数量的模式，例如，与其他***相比，***可以在该模式下生成声音，并且在感兴趣的频带中具有更多数量的力峰值。与其他***相比，本文所述***在力峰值处具有更大的输出。
在附图和以下描述中给出本说明书所述主题的一个或多个实施方式的细节。根据说明书、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-图1C示出包括二维分布式模式致动器的示例装置。
图2示出二维分布式模式致动器的立体图，其中，沿着换能器的长度和宽度方向两者具有单独的致动器移动。
图3示出一维分布式模式致动器的立体图，其中，仅沿着换能器的长度方向具有单独的致动器移动。
图4示出曲线图，显示由两个不同致动器的每个致动器生成的力与频率之间的关系。
图5是使用二维分布式模式致动器生成声音的过程的流程图。
在各个附图中，相似的附图标记和名称表示相似的元件。
具体实施方式
图1A-图1C示出包括二维分布式模式致动器的装置100的示例。诸如智能电话或另一种类型的计算机的装置100使用二维分布式模式致动器和面板扬声器来生成声音。声音可以是任何类型的声音，例如电话交谈、音乐、音频流、视频声音或游戏声音。装置100可以是包括面板扬声器的任何适当类型的装置。
面板扬声器包括振动并生成声波的面板104。面板104可以是装置100中包括的可以生成声波的任何适当的面板。例如，面板104可以是装置100中包括的显示面板。显示面板可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-图1C所示的桩状件(stub)106，桩状件106将力从换能器110传递给面板104。换能器110中包括的压电板、传递部108和桩状件106的组合形成二维分布式弯曲波致动器。在一些示例中，换能器110可以是悬臂式。
面板104刚性连接到桩状件106，使得桩状件106能够有效地将力传递给面板104。面板104可以永久地例如固定地连接到桩状件106，例如使得从桩状件106移除面板104很可能损坏面板104、桩状件106或其两者。在一些示例中，将面板104可移除地连接到桩状件106，例如，使得从桩状件106移除面板104将不太可能损坏面板104或桩状件106。面板104可以连接到桩状件106的第一表面。
桩状件106例如是不会变形的硬质材料。例如，桩状件106可以是金属、硬塑料、或另一种适当类型的材料。
在一些实施方式中，一个或多个其他组件可以是面板104与桩状件106之间的连接的一部分。例如，桩状件106可以刚性连接到底座，底座刚性连接到面板104。在一些示例中，底座不是面板扬声器的一部分。在一些示例中，底座是面板扬声器的一部分。
换能器110通过传递部108连接到桩状件106，以允许通过传递部108和桩状件106将换能器110生成的至少一部分力从换能器110传递到面板104中。桩状件106的第二表面可连接到传递部108，例如，桩状件106的第二表面可连接到传递部108的第三表面。连接可以是刚性连接。在一些示例中，传递部108是桩状件106的一部分，例如，单个片段可包括传递部108和桩状件106两者。桩状件106的第二表面可以垂直于桩状件106的第一表面。桩状件106与传递部108之间的连接可以是固定的，也可以是可移除的。
换能器110可以刚性连接到传递部108。例如，传递部108的第四表面可以刚性连接到换能器110的第五表面。传递部108的第四表面可以是在传递部108与其第三表面相对一侧上的表面。在一些示例中，传递部108是换能器110的一部分，例如，单个片段可以既包括传递部108又包括换能器110。传递部108与换能器110之间的连接可以是固定的，也可以是可移除的。
在一些实施方式中，二维分布式模式致动器包括位于传递部108与框架112之间的第二桩状件114。例如，第二桩状件114在实体上可以仅位于传递部108与框架112之间，例如，第二桩状件114可具有与传递部108相同的宽度。第二桩状件118可以是阻尼器，其例如沿着传递部108减小高度轴的移动。
第二桩状件114可以是任何适当的材料。例如，第二桩状件114可以是提供用于吸能的手段的软材料(例如弹性体材料)、可以减小共振的Q(例如峰值锐度的量度)或其两者。第二桩状件114可以提高换能器110的跌落测试可靠性，或者提高换能器110承受冲击的能力。在一些示例中，第二桩状件114可以是橡胶。
换能器110通过响应于接收来自装置100中包括的驱动模块的一个或多个信号而致动来生成力。二维分布式模式致动器或面板扬声器或例如当致动器是扬声器的一部分时两者可包括驱动模块，驱动模块从另一个组件例如从装置100中包括的处理器接收输入信号，并将输入信号转换为引起换能器110移动的信号。驱动模块可通过硬件、软件或其两者来实现。例如，驱动模块可包括一个或多个处理器、一个或多个存储器以及电压源。驱动模块可以使用一个或多个处理器来执行存储在一个或多个存储器上的指令，以确定电压量或多个电压量，以提供给换能器110并使得二维分布式模式致动器、面板扬声器或其两者生成声音。
例如，驱动模块可以接收输入信号，输入信号识别二维分布式模式致动器、面板扬声器或其两者要生成的声音。声音可以是任何适当类型的声音，例如用于电话应用、音乐应用、视频应用或其他类型的应用。驱动模块可将所接收的输入信号转换为将引起换能器110的致动的一个或多个激活信号。激活信号可包括激活换能器110中包括的电极的电压。
换能器110包括多个电极，每个电极连接到驱动模块。至少一部分电极可以从驱动模块接收单独的信号，例如电压。当电极从驱动模块接收信号时，电极跨越换能器110的至少一部分层产生电场。在一些示例中，电场引起换能器110尺寸的物理变化，例如，层尺寸的物理变化，并且换能器110的关联位移生成力。电极可以与换能器层的相反侧上的另一个电极一起产生电场。另一个电极可以是接地电极或其他适当类型的电极。在一些示例中，在所述层相反侧上的电极可以引起换能器110尺寸的不同变化，这个变化导致换能器110生成力。
图2示出二维分布式模式致动器200的立体图，该二维分布式模式致动器200沿着换能器204的长度和宽度两者具有单独的致动器移动。二维分布式模式致动器200包括通过传递部连接到换能器204的桩状件202。只通过传递部连接允许沿着换能器204的不同截面206a-d的高度轴进行单独的垂直移动。
换能器204的不同截面206a-d可以是换能器204的整体层的一部分。例如，换能器204不一定具有将不同截面206a-d分开的间隙，并且可以具有至少一个用于截面206a-d的共同中央层。
每个截面206a-d可具有单独的电极，或者可以具有一个或多个公共电极，从而导致换能器204的尺寸变化。换能器204的尺寸变化导致截面206a-d的位移变化。例如，当截面变小时，尺寸变化可能导致该截面沿高度轴移动。二维分布式模式致动器200可包括接触每个截面206a-d的两个电极，一个在换能器204中央层的顶部，一个在中央层的底部。二维分布式模式致动器200可以允许分别调节提供给两个电极的电压。在一些示例中，可将第一电极连接到第一截面206a，将第二电极连接到第二截面206b，将第三电极连接到第三截面206c，并将第四电极连接到第四截面206d。
不同截面206a-d沿宽度轴、长度轴或其两者分开，并且至少两个不同截面206a-d沿宽度轴分开。例如，第一截面206a沿着宽度轴与第二截面206b分开。第一截面206a沿着宽度轴和长度轴两者与第四截面206d分开。在一些实施方式中，换能器204可具有沿着宽度轴分开的三个或更多个截面，例如，第一截面206a、第二截面206b、以及沿着宽度轴与第一截面206a和第二截面206b两者分开的另一个截面。
传递部仅沿换能器204的一部分宽度延伸，如图1B-图1C所示。这允许换能器204的全部靠近桩状件柱202的不同截面206a-b沿着高度轴具有不同的垂直移动、不同的垂直移动范围或其两者。例如，与靠近桩状件202的沿着高度轴具有更大的垂直移动范围的换能器204的第二截面206b相比，靠近传递部和桩状件202的换能器204的第一截面206a沿着高度轴具有更小的垂直移动范围。第一截面206a比第二截面206b更靠近传递部，这使得第一截面206a具有比第二截面206b更小的垂直移动范围。第一截面206a和第二截面206b可以与桩状件202具有相同的距离。例如，第一截面206a和桩状件202之间以及第二截面206b和桩状件202之间的距离都可以沿着长度轴。
因为传递部的宽度小于换能器204的宽度，并且不是沿着换能器204的整个宽度延伸，第一截面206a被配置为与第二截面206b、第三截面206c、以及第四截面206d分开地移动。例如，当包括分布式模式致动器200的面板扬声器生成特定声音时，第一截面206a可具有沿着高度轴的第一垂直位置，第二截面206b可具有沿着高度轴的第二垂直位置，第三截面206c可具有沿着高度轴的第三垂直位置，且第四截面206d可具有沿着高度轴的第四垂直位置。第一垂直位置、第二垂直位置、第三垂直位置和第四垂直位置的至少其中两个是不同的位置。例如，第一垂直位置、第二垂直位置和第四垂直位置可以是沿着高度轴的不同位置，而第二垂直位置可以是沿着高度轴与第三垂直位置相同的位置。
与换能器204的其他截面206b-c相比，第一截面206a沿高度轴的垂直移动范围有限。例如，第一截面206a的垂直移动范围有限，因为换能器204在其靠近第一截面206a的区域中刚性连接到传递部。
在一些实施方式中，当二维分布式模式致动器200包括与桩状件202分开的第二桩状件208时，第一截面206a可具有有限的移动范围。第二桩状件208可位于换能器204的一个表面附近，这个表面垂直于换能器204的连接到传递部的表面。
当包括二维分布式模式致动器200的面板扬声器不生成任何声音时，第一截面206a可以邻近并接触第二桩状件208。当包括二维分布式模式致动器200的面板扬声器生成声音时，第二桩状件208可以限制第一截面206a沿着高度轴的垂直移动范围。例如，第二桩状件208可以防止第一截面206a沿着高度轴朝向第二桩状件208移动超过阈值量。在一些示例中，当包括二维分布式模式致动器200的面板扬声器不生成声音时，第二桩状件208可以允许第一截面206a仅沿着高度轴从第一截面206a保持的非活动位置沿着单个方向移动。所述单个方向可以远离第二桩状件208。第二桩状件208可以设置在换能器204的上方、下方或侧面，这取决于二维分布式模式致动器200的定位。
第二桩状件208可以只沿着换能器204的一部分宽度延伸。例如，第二桩状件208可以沿着换能器204的靠近传递部的一部分宽度延伸，例如，与第二截面206b相比更靠近第一截面206a。第二桩状件208可具有与传递部相同的宽度。
图3示出一维分布式模式致动器300的立体图，其中，仅沿着换能器304的长度方向具有单独的致动器移动。一维分布式模式致动器300包括基本上沿着传感器的整个宽度连接的桩状件302。例如，换能器304可以沿着换能器304的整个宽度、桩状件302的整个宽度或其两者连接到桩状件302。这种连接允许一维分布式模式致动器300在沿着长度轴分开的截面306a-b之间具有分开的垂直移动，而在沿着宽度轴分开的截面之间不具有分开的垂直移动。
返回图1B-图1C，换能器110的第一宽度W0大于传递部108的第二宽度W1。例如，传递部108只沿着宽度轴连接到换能器110的一部分，其足以允许换能器110的不同部分沿着高度轴的分开的移动。
在一些实施方式中，传递部108的第二宽度W1与换能器110的第一宽度W0的比率小于1:1。例如，第二宽度W1与第一宽度W0的比率在大约1:5至大约4:5之间。第二宽度W1与第一宽度W0的比率可以在大约1:5至大约2:5之间。
如图1C所示，传递部108可以连接到换能器110的由宽度轴限定的表面的一端。例如，换能器110可以在传递部108附近具有由宽度轴和高度轴限定的表面。传递部108可以沿着宽度轴位于表面的一端，例如，使得传递部与由长度轴和高度轴限定的第二表面齐平。
在一些实施方式中，传递部108不一定连接到换能器110的由宽度轴限定的表面的一端。例如，传递部108可以沿着宽度轴连接到换能器110表面的中间部分。传递部108可以在表面上沿着宽度轴居中，或者连接到所述表面的并非其沿着宽度轴的一端的另一部分。
传递部108可具有与换能器110的高度H相同的高度H。在一些实施方式中，传递部108和换能器110可具有不同的高度。例如，换能器110的高度可以大于传递部108的高度。
换能器110的长度为L0。传递部108的长度L1小于、等于或大于长度L0。在二维分布式模式致动器中包括传递部108可以允许换能器110具有比一维分布式模式致动器更短的长度L0。二维分布式模式致动器可具有比一维面板扬声器更大的宽度W0。
换能器110的长度L0与宽度W0的比率为大约1:1至大约3:1之间。在一些示例中，长度L0与宽度W0之间的比率为大约1.5:1，例如22:15。
桩状件106沿着宽度轴的宽度可以等于、小于或大于换能器110的宽度W0。桩状件106的宽度可以大于或等于传递部108的宽度W1。桩状件106沿着高度轴的高度可以小于桩状件106的宽度。桩状件106的高度可以大于换能器110的高度H。在一些示例中，桩状件106的高度可以等于或大于桩状件106的宽度。桩状件106沿着长度轴的长度可以小于桩状件106的宽度。在一些示例中，桩状件106的长度可以大于或等于桩状件106的宽度。桩状件106的长度小于换能器110的长度L0。
二维分布式模式致动器可包括框架112。框架112可为二维分布式模式致动器与面板104提供大的联接区域，例如重复性的接合区域。框架112可是任何适当类型的材料。例如，框架112可以是不锈钢。
在一些实施方式中，框架112可以保护换能器110、传递部108或其两者免受损坏。例如，可以选择框架112的材料以保护换能器110、传递部108或其两者在二维分布式模式致动器或包括二维分布式模式致动器的装置或其两者的制造或组装期间不在装置100掉落时损坏。
换能器110中包括的层可以是任何适当类型的压电材料。例如，所述层可以是陶瓷或晶体压电材料。陶瓷压电材料的示例例如包括钛酸钡、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。
可通过任何适当的方式将换能器110中包括的电极连接到所述层。例如，电极可以在制造期间例如通过沉积和图案化工艺固定连接到所述层。电极可包括分开的接地。在一些示例中，至少一部分电极可包括公共接地。
图4示出曲线图400，显示由两个不同致动器的每个致动器生成的力与频率之间的关系。曲线图400的横轴是频率。曲线图400的纵轴是力灵敏度的量值，单位是牛顿每伏特。
当致动器安装在高机械阻抗上时，可通过相应的致动器生成力。曲线图400中的纵轴限定了在将一伏特电压施加到包括在其中的致动器时，相应的致动器例如相应的DMA例如以高机械阻抗施加到非常硬的物体上以移动对象的力的量。
例如，曲线图400包括用于一维分布式模式致动器例如一维分布式模式致动器300的共振频率的第一线402。曲线图包括用于二维分布式模式致动器例如图1中的二维分布式模式致动器或二维分布式模式致动器200的共振频率的第二线404。二维致动器可以是多层压电致动器，因此所生成的力乘以致动器中包括的层数，例如十五层。
曲线图400表明，与一维分布式模式致动器相比，二维分布式模式致动器可具有更好的高频共振。例如，用于二维分布式模式致动器的第二线404平均在高共振频率范围内高于用于一维分布式模式致动器的第一线402。高共振频率范围可以是高于4kHz的共振频率。
二维分布式模式致动器所产生的以牛顿每伏特为单位的输出可以在两个谐振频率之间具有阶跃406，例如，如第二线404所示。可以基于制造二维分布式模式致动器的应用来选择两个共振频率。例如，第一共振峰408可以在300Hz与1kHz之间，用于生成例如电话交谈的音频。第二共振峰410可以在3kHz与8kHz之间，用于生成例如电话交谈的音频。
在一些实施方式中，可以基于致动器的长度、致动器的宽度、传递部的长度、传递部的宽度、或其两个或更多个的组合来调节共振峰408、410的其中一个或两个的位置。例如，第二峰值可以基于致动器的长度、宽度或其两者。第一峰值可以基于致动器的长度、致动器的宽度、传递部的长度、传递部的宽度、或其两个或更多个的组合。
图5是使用二维分布式模式致动器生成声音的过程500的流程图。例如，过程500可以由图1的二维分布式模式致动器或者二维分布式模式致动器200使用。
分布式模式致动器接收识别声音的信号(502)。例如，分布式模式致动器中包括的驱动模块可以接收信号。驱动模块可以使用所述信号来生成用于致动器的一个或多个激活信号。
分布式模式致动器中包括的换能器接收激活信号(504)。致动器可以是二维分布式模式致动器。换能器沿轴例如沿着宽度轴具有第一宽度。换能器可以从分布式模式致动器中包括的驱动模块接收激活信号。在一些示例中，例如当换能器包括多个电极时，换能器可以从驱动模块接收多个激活信号。
换能器将激活信号转换为力(506)。例如，换能器中包括的一个或多个电极接收激活信号。激活信号可以是驱动模块生成的电压。激活信号对于换能器中包括的每个电极可以相同。激活信号对于换能器中包括的至少一部分电极可以不同。电极使用激活信号来生成电场，所述电场导致换能器层中的物理变化以及换能器各部分的位移。换能器各部分的位移生成力。
换能器将力的至少一部分传递给分布式模式致动器中包括的传递部(508)。例如，换能器只沿着换能器的一部分第一宽度固定连接到传递部的第一侧。换能器与传递部之间的连接导致一部分力传递给传递部。第一侧沿轴具有第二宽度，其小于第一宽度。
传递部将力的至少一部分传递给分布式模式致动器中包括的桩状件(510)。桩状件沿着传递部的是第一侧的相反侧的第二侧固定连接到传递部。通过桩状件接收力的一部分使得桩状件将力的至少一部分传递给负载以生成声波。桩状件沿轴具有第三宽度，其大于第二宽度。
桩状件将力的至少一部分传递给负载(512)。例如，桩状件可以将力的一部分传递到包括在智能电话，电视或监视器例如LCD或OLED电视或监视器中的显示面板。
负载接收力的一部分(514)，并使用所述力来生成声音(516)。例如，所述力导致负载振动并产生声波以生成声音。
在一些实施方式中，过程500可包括附加步骤、更少的步骤、或者可将一部分步骤分为多个步骤。例如，二维分布式模式致动器可以进行步骤504至510，而无需进行过程500中的其他步骤。
分布式模式致动器可通过任何适当的角度安装到负载上。例如，分布式模式致动器可以垂直于目标负载例如机械负载安装。负载可以是分布式面板。在一些示例中，分布式模式致动器可以平行于目标负载安装。
在一些实施方式中，当智能电话中包括分布式模式致动器时，智能电话可包括显示器，例如显示面板、一个或多个处理器以及一个或多个存储器。显示器可以作为负载提供给分布式模式致动器以生成声音。在一些示例中，智能电话可将不同于显示器的负载提供给分布式模式致动器以在生成声音时使用。
存储器可以存储用于应用的指令，例如，分布式模式致动器可以由其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)可以使用存储在一个或多个存储器上的指令来执行所述应用。在应用(例如电话应用或音乐应用或游戏)的执行期间，所述应用可以确定要输出给用户的声音。所述应用向分布式模式致动器提供用于所述声音的数据。
分布式模式致动器中包括的驱动模块接收用于声音的数据作为输入。驱动模块使用所述数据向分布式模式致动器中包括的一个或多个电极提供电压。
在一些示例中，一个或多个处理器、一个或多个存储器或其两者与驱动模块分开。例如，驱动模块可包括至少一个处理器、至少一个存储器或其两者。至少一个处理器可以是与所述一个或多个处理器不同的一组处理器。至少一个存储器可以是与所述一个或多个存储器不同的存储器。
在一些实施方式中，多维分布式模式致动器可包括沿着换能器的宽度具有不同的垂直例如高度位移的换能器。例如，生成超过二维的力的致动器可以使用本文所述***和方法。
在一些实施方式中，触觉反馈***可包括分布式模式致动器。例如，触觉反馈***可以使用分布式模式致动器来生成频率范围在250Hz与300Hz之间的能量。触觉反馈***可以是也用于生成声音的单个组件的一部分，或者是与用于生成声音的组件分开的组件。
本说明书所述主题和功能操作的实施例可以在数字电子电路中、在有形地具体实施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及其等同物，或者在它们的一个或多个的组合中实现。本说明书所述主题的实施例可以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的计算机程序指令的一个或多个模块，以通过数据处理设备执行或控制其操作。替代性或附加性地，可以在人工生成的传播信号，例如机器生成的电、光或电磁信号上将程序指令编码，其被生成为将信息编码，用于传输到合适的接收器设备，以通过数据处理设备执行。计算机存储介质可以是机器可读存储装置、机器可读存储基板、随机或串行访问存储装置、或它们的一个或多个的组合。
术语“数据处理设备”是指数据处理硬件，并包含用于处理数据的各种设备、装置和机器，例如包括可编程处理器或多个处理器。设备还可以是或进一步包括专用逻辑电路，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，设备可以选择性地包括为计算机程序创建执行环境的代码，例如，构成处理器固件、协议栈、操作***或它们的一个或多个的组合的代码。
例如，面板扬声器例如驱动模块可包括数据处理设备。面板扬声器可以结合至少一个存储器，使用数据处理设备来进行本文所述的一个或多个操作。
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、声明性或过程性语言，并且可通过任何形式进行部署，包括作为独立程序或作为模块、组件、子例程或适用于计算环境的其他单元。计算机程序可以但不必对应于文件***中的文件。程序可以存储在保存其他程序或数据的文件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程序的单个文件中，或者存储在多个协同文件例如存储一个或多个模块、子程序、或部分代码的文件中。可将计算机程序部署为在位于一个站点上或分布在多个站点上并通过通信网络互连的一个计算机或多个计算机上执行。
可通过执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进行功能的一个或多个可编程计算机来进行本说明书所述的处理和逻辑流程。也可通过专用逻辑电路，例如，FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)来进行处理和逻辑流程，也可将设备实现为FPGA或ASIC。
例如，适合于执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进行或执行指令的中央处理单元以及用于存储指令和数据的一个或多个存储装置。通常，计算机还包括或可操作地联接为从一个或多个用于存储数据的大容量存储装置例如磁盘、磁光盘或光盘接收数据或将数据传递给一个或多个大容量存储装置，或两者兼之。但是，计算机不一定有这些装置。此外，可将计算机嵌入另一个装置中，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***(GPS)接收器、或便携式存储装置(例如通用串行总线(USB)闪存驱动器)，等等。
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、介质和存储装置，例如包括半导体存储装置，例如EPROM、EEPROM和闪存装置；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其中。
面板扬声器或分布式模式致动器或两者均可包括一个或多个存储器，存储器存储在通过面板扬声器或分布式模式致动器执行时使得面板扬声器或分布式模式致动器进行本文所述一个或多个操作的指令。例如，指令可以使得面板扬声器或分布式模式致动器例如驱动模块确定输出频率子集、给一个或多个电极通电、或两者兼之。在一些示例中，驱动模块可包括一个或多个存储器或其中的一部分。
为了提供与用户的交互，可以在具有用于向用户显示信息的显示装置例如LCD(液晶显示器)监视器、用户可由其向计算机提供输入的键盘和指点装置例如鼠标或轨迹球的计算机上实现本说明书所述主题的实施例。也可以使用其他种类的装置提供与用户的交互；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；并且可通过任何形式接收来自用户的输入，包括声音、语音或触觉输入。
虽然本说明书包含很多具体的实施细节，但是不应将其解释为对所要求保护的范围的限制，而是解释为特定于特定实施例的特征的描述。在独立的多个实施例的背景下本说明书所述的某些特征也可以在单个实施例中组合实现。相反，在单个实施例的背景下描述的各种特征也可以分别在多个实施例中或通过任何合适的子组合来实现。此外，虽然上文将特征描述为在某些组合中起作用甚至一开始就这样声明，但是在某些情况下，可以从所要求保护的组合中删除组合中的一个或多个特征，并且所要求保护的组合可以指向子组合或者其变体。
类似地，虽然在附图中以特定顺序示出操作，但是这不应理解为要求以所示的特定顺序或以连续顺序进行这些操作，或者进行所有示出的操作以实现期望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。此外，上述实施例中的各种***模块和组件的分离不应理解为在所有实施例中都需要这种分离，并且应当理解，所述程序组件和***通常可以一起集成在单个软件产品中或打包在多个软件产品中。
已经描述了主题的特定实施例。其他实施例也落入所附权利要求的范围。例如，可以按照不同的顺序进行权利要求中记载的动作并仍然实现期望的结果。作为一个示例，附图所示过程不一定需要所示的特定顺序或连续顺序来实现期望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。

Claims (20)

1.一种分布式模式致动器***，包括：
换能器，所述换能器适于产生导致负载振动以生成声波的力，所述换能器具有沿着第一轴的第一宽度、短于所述第一宽度且沿着垂直于所述第一轴的第二轴的第一高度以及长于所述第一高度且沿着垂直于所述第一轴和所述第二轴两者的第三轴的第一长度，其中，所述换能器是二维分布式模式致动器，所述二维分布式模式致动器被配置来响应于一个或多个激活信号而沿着所述第一宽度和所述第一长度生成分开的力，并且其中，所述换能器进一步被配置来沿所述换能器的宽度具有不同的垂直位移，所述垂直位移垂直于所述第一宽度的轴和所述第一长度的轴；
传递部，所述传递部沿着平行于所述第一轴和所述第二轴的第一侧连接到所述换能器，且沿着所述第一轴具有小于所述第一宽度的第二宽度；以及
桩状件，所述桩状件沿着所述传递部的第二侧连接到所述传递部，具有大于所述第二宽度的第三宽度，并具有表面，所述表面适于连接到所述负载以通过所述传递部将从所述换能器接收的力传递给所述负载并且使得所述负载振动，所述传递部的第二侧平行于所述第一轴和所述第二轴并且是连接到所述换能器的所述第一侧的相反侧。
2.根据权利要求1所述的分布式模式致动器***，
其中，所述传递部包括等于所述第一高度且沿着所述第二轴的第二高度，并包括小于所述第二宽度且沿着所述第三轴的第二长度；以及
所述桩状件包括小于所述第三宽度且沿着所述第二轴的第三高度，且包括小于所述第三宽度并沿着所述第三轴的第三长度。
3.根据权利要求2所述的分布式模式致动器***，其中，所述换能器包括由所述换能器的所述第一宽度和所述第一长度限定的第二表面，且所述第二表面包括沿着所述第二轴、适于相互分离地移动的两个或更多个截面。
4.根据权利要求2所述的分布式模式致动器***，其中，所述第一长度大于所述第一宽度。
5.根据权利要求1所述的分布式模式致动器***，其中，所述传递部只连接到所述换能器的所述第一侧的一端。
6.根据权利要求1所述的分布式模式致动器***，其中，所述传递部连接到所述换能器的所述第一侧的中心。
7.根据权利要求1所述的分布式模式致动器***，其中，所述传递部的所述第二宽度与所述换能器的所述第一宽度的比率在1:5至4:5之间。
8.根据权利要求7所述的分布式模式致动器***，其中，所述传递部的所述第二宽度与所述换能器的所述第一宽度的比率为2:5。
9.根据权利要求1所述的分布式模式致动器***，其中，所述换能器所产生的力在第一共振峰与第二共振峰之间具有阶跃。
10.根据权利要求9所述的分布式模式致动器***，其中，所述第一共振峰在300Hz与1kHz之间，且所述第二共振峰在3kHz与8kHz之间。
11.根据权利要求1所述的分布式模式致动器***，包括框架，所述框架连接到所述桩状件并包围所述换能器的至少两个表面。
12.根据权利要求1所述的分布式模式致动器***，其中，所述换能器是压电的。
13.根据权利要求12所述的分布式模式致动器***，其中，所述换能器是陶瓷的。
14.根据权利要求1所述的分布式模式致动器***，其中，所述换能器的长度与宽度的比率在1:1至3:1之间。
15.根据权利要求14所述的分布式模式致动器***，其中，所述换能器的长度与宽度的比率为1.5:1。
16.根据权利要求1所述的分布式模式致动器***，其中，所述负载包括显示面板。
17.一种智能电话，包括：
显示器；以及
分布式模式致动器，包括：
换能器，所述换能器适于产生导致负载振动以生成声波的力，所述换能器具有沿着第一轴的第一宽度、短于所述第一宽度且沿着垂直于所述第一轴的第二轴的第一高度以及长于所述第一高度且沿着垂直于所述第一轴和所述第二轴两者的第三轴的第一长度，其中，所述换能器是二维分布式模式致动器，所述二维分布式模式致动器被配置来响应于一个或多个激活信号而沿着所述第一宽度和所述第一长度生成分开的力，并且其中，所述换能器进一步被配置来沿所述换能器的宽度具有不同的垂直位移，所述垂直位移垂直于所述第一宽度的轴和所述第一长度的轴；
传递部，所述传递部沿着平行于所述第一轴和所述第二轴的第一侧连接到所述换能器，且沿着所述第一轴具有小于所述第一宽度的第二宽度；以及
桩状件，所述桩状件沿着所述传递部的第二侧连接到所述传递部，具有大于所述第二宽度的第三宽度，并具有表面，所述表面适于连接到所述负载以通过所述传递部将从所述换能器接收的力传递给所述负载并且使得所述负载振动，所述传递部的第二侧平行于所述第一轴和所述第二轴并且是连接到所述换能器的所述第一侧的相反侧。
18.根据权利要求17所述的智能电话，其中，所述显示器包括所述负载。
19.根据权利要求17所述的智能电话，其中，所述分布式模式致动器包括向一个或多个电极提供电压的驱动模块，所述一个或多个电极的每个电极连接到所述换能器并被包括在所述分布式模式致动器中，以使得所述换能器移动并产生力。
20.一种用于分布式模式致动器的方法，包括：
由换能器接收激活信号，所述换能器被包括在所述分布式模式致动器中，所述换能器具有沿着第一轴的第一宽度、短于所述第一宽度且沿着垂直于所述第一轴的第二轴的第一高度以及长于所述第一高度且沿着垂直于所述第一轴和所述第二轴两者的第三轴的第一长度，其中，所述换能器是二维分布式模式致动器，所述二维分布式模式致动器被配置来响应于所述激活信号而沿着所述第一宽度和所述第一长度生成分开的力，并且其中，所述换能器进一步被配置来沿所述换能器的宽度具有不同的垂直位移，所述垂直位移垂直于所述第一宽度的轴和所述第一长度的轴；
由所述换能器将所述激活信号转换为力；
由所述换能器将所述力的至少一部分传递给传递部，所述传递部被包括在所述分布式模式致动器中并且只沿着所述第一宽度的一部分沿着所述传递部的第一侧固定地连接到所述换能器，所述第一侧沿着所述第一轴具有小于所述第一宽度的第二宽度；以及
由所述传递部将所述力的至少一部分传递给桩状件，所述桩状件沿着所述传递部的第二侧固定地连接到所述传递部，所述第二侧是所述第一侧的相反侧，并且沿着所述第一轴具有大于所述第二宽度的第三宽度，以使得所述桩状件将所述力的至少一部分传递给负载来生成声波。
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