DE202015009657U1

DE202015009657U1 - Lautsprechervorrichtung

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Publication number: DE202015009657U1
Application number: DE202015009657.3U
Authority: DE
Original assignee: PS Audio Design Oy
Current assignee: PS Audio Design Oy
Priority date: 2014-11-18
Filing date: 2015-11-18
Publication date: 2018-11-16
Anticipated expiration: 2025-11-19
Also published as: PL3644626T3; CN107113508A; US10587957B2; US20190028809A1; EP3222055A1; EP3644626A1; EP3222055B1; CN111405437A; GB201420483D0; CN111405436B; EP3644626B1; PL3222055T3; WO2016079385A1; US20170318392A1; ES2901674T3; CN111405437B; US10123123B2; GB2532436B; ES2784869T3; US10349179B2

Abstract

Vorrichtung, umfassend:
eine Oberfläche, die angeordnet ist, um mechanisch verschoben zu werden;
ein erster Magnet, der mit der Oberfläche gekoppelt ist;
wenigstens ein Stützelement zum Abstützen der Oberfläche;
eine Basis, die einen zweiten Magneten umfasst, wobei der zweite Magnet wenigstens teilweise so angeordnet ist, dass er dem ersten Magneten zugewandt ist, und wobei der erste und zweite Magnet Permanentmagneten sind;
eine Spule, die mit dem zweiten Magneten gekoppelt ist; und
ein Signalanschluss, der elektrisch mit der Spule gekoppelt ist, wobei ein elektrisches Signal so konfiguriert ist, dass es zwischen dem Signalanschluss und der Spule wandert, wobei ein Magnetfeld zwischen dem ersten Magneten und dem zweiten Magneten eine Kraft auf die Oberfläche ausübt, wobei eine Einheit, die die Oberfläche und das wenigstens eine Stützelement umfasst, wenigstens ein elastisches Element umfasst, das eine Stützgegenkraft bereitstellt, die als Gegenkraft zu der durch das Magnetfeld verursachten Kraft wirkt, wodurch die Oberfläche in einen Kräftegleichgewichtszustand versetzt wird, und wobei das elektrische Signal in der Spule proportional zur mechanischen Verschiebung der Oberfläche ist, wenn der Kräftegleichgewichtszustand entweder durch das elektrische Signal in der Spule oder durch die mechanische Verschiebung der Oberfläche von einer Position des Kräftegleichgewichtszustands unterbrochen wird.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung bezieht sich auf Lautsprechervorrichtungen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung das Induzieren von Änderungen in einem Magnetfeld zwischen einer Oberfläche und einer Lautsprecherbasis, um Schall zu erzeugen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Lautsprechervorrichtungen werden an vielen verschiedenen Orten verwendet, um Töne zu erzeugen. Integration von Lautsprechervorrichtungen in andere Vorrichtungen und Strukturen kann praktisch sein.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt wird der Gegenstand der unabhängigen Ansprüche bereitgestellt.
Einige weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Figurenliste
Im Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben

1 zeigt eine Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2A und 2B zeigen Anordnungen eines ersten Magneten und des zweiten Magneten gemäß Ausführungsformen der Erfindung;
3 veranschaulicht eine Lautsprechervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
4 veranschaulicht eine Lautsprechervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
5 zeigt eine Anordnung einer Spule gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
6 veranschaulicht eine Lautsprechervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
7 veranschaulicht eine Ausführungsform der Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die folgenden Ausführungsformen sind beispielhaft. Obwohl sich die Beschreibung auf „eine“ oder „eine oder mehrere“ Ausführungsform(en) an mehreren Stellen beziehen kann, bedeutet dies nicht notwendigerweise, dass jede derartige Bezugnahme auf die gleiche(n) Ausführungsform(en) erfolgt oder dass die Eigenschaft nur für eine einzige Ausführungsform gilt. Einzelne Merkmale unterschiedlicher Ausführungsformen können auch kombiniert werden, um andere Ausführungsformen bereitzustellen. Ferner sollten die Wörter „umfassend“ und „einschließlich“ so verstanden werden, dass sie die beschriebenen Ausführungsformen nicht darauf beschränken, nur aus den erwähnten Merkmalen zu bestehen, und solche Ausführungsformen können auch Merkmale/Strukturen enthalten, die nicht speziell erwähnt wurden.
1 zeigt eine Vorrichtung 100. Bezugnehmend auf 1 umfasst die Vorrichtung 100: eine Oberfläche 102, die angeordnet ist, um mechanisch verschoben zu werden, ein erster Magnet 110, der mit der Oberfläche 102 gekoppelt ist, mindestens ein Stützelement 106 zum Stützen der Oberfläche 102, eine Basis 104, die einen zweiten Magneten 120 umfasst, wobei der zweite Magnet 120 wenigstens teilweise dem ersten Magneten 110 zugewandt angeordnet ist, eine Spule 122, die mit dem zweiten Magneten 120 gekoppelt ist, und ein Signalanschluss 130, der elektrisch mit der Spule 122 gekoppelt ist, wobei ein elektrisches Signal so konfiguriert ist, dass es sich zwischen dem Signalanschluss 130 und der Spule 122 bewegt, wobei ein Magnetfeld zwischen dem ersten Magneten 110 und dem zweiten Magneten 120 eine Kraft auf die Oberfläche 102 verursacht, wobei eine Einheit, die die Oberfläche 102 und das wenigstens eine Stützelement 106 umfasst, wenigstens ein elastisches Element umfasst, das eine Stützgegenkraft bereitstellt, die als Gegenkraft zu der durch das Magnetfeld verursachten Kraft wirkt, wodurch die Oberfläche 102 in ein Kräftegleichgewichtszustand versetzt wird, und wobei das elektrische Signal in der Spule 122 proportional zur mechanischen Verschiebung der Oberfläche 102 ist, wenn der Kräftegleichgewichtszustand entweder durch das elektrische Signal in der Spule 122 oder durch die mechanische Verschiebung der Oberfläche 102 von einer Position des Kräftegleichgewichtszustand gebrochen wird.
In einer Ausführungsform wird das elektrische Signal von dem Signalanschluss 130 zu der Spule 122 geführt. Somit kann es sich von dem Signalanschluss 130 zu der Spule 122 bewegen.
In einer Ausführungsform ist die Vorrichtung 100 von 1 ein Lautsprecher 100 zum Erzeugen von Sound. Der Lautsprecher 100 kann als normaler Lautsprecher verwendet werden, beispielsweise als Computerlautsprecher, Lautsprecher oder Fernsehlautsprecher oder als integrierter Lautsprecher. Der integrierte Lautsprecher kann ein Lautsprecher sein, der beispielsweise in Wandstrukturen, elektronischen Geräten oder Bodenpaneelen integriert ist, und die erwähnten Strukturen und Vorrichtungen als Teil des Lautsprechers verwendet.
Der Lautsprecher 100 kann eine Oberfläche 102 umfassen, die konfiguriert ist, um Schall von der Schwingung der Oberfläche 102 zu erzeugen, und einen ersten Magneten 110 umfassen, der mit der Oberfläche gekoppelt ist. Der erste Magnet 110 kann an der Oberfläche 102 befestigt sein. In einer Ausführungsform umfasst die Oberfläche 102 den ersten Magneten 110. Der Lautsprecher 100 kann ferner wenigstens ein Stützelement 106 zum Stützen der Oberfläche 102 umfassen. Der Lautsprecher 100 kann auch eine Basis 104 umfassen, die einen zweiten Magneten 120 umfasst, wobei der zweite Magnet 120 wenigstens teilweise dem ersten Magneten 110 zugewandt angeordnet sein kann und eine Spule 122 mit dem zweiten Magneten 120 gekoppelt sein kann. In einer Ausführungsform ist die Spule 122 an dem zweiten Magneten 120 befestigt.
Der Lautsprecher 100 kann ferner einen Audiosignaleingang 130 umfassen, der elektrisch mit der Spule 122 gekoppelt ist, wobei der Audiosignaleingang 130 konfiguriert sein kann, um ein elektrisches Audiosignal zu empfangen und das elektrische Audiosignal in die Spule 122 zu übertragen, und wobei ein Magnetfeld zwischen dem ersten Magneten 110 und dem zweiten Magneten 120 eine Kraft auf die Oberfläche 102 verursacht, wobei eine Einheit, die die Oberfläche 102 und das wenigstens eine Stützelement 106 umfasst, wenigstens ein elastisches Element umfasst, das eine Stützgegenkraft bereitstellt, die als Gegenkraft zu der durch das Magnetfeld verursachten Kraft wirkt, wodurch die Oberfläche 102 in ein Kräftegleichgewichtszustand versetzt wird, und wobei das in die Spule 122 bereitgestellte elektrische Audiosignal Änderungen in dem Magnetfeld zwischen dem ersten Magneten 110 und dem zweiten Magneten 120 induziert, wodurch die Stärke der Kraft verändert wird und somit die Oberfläche 102 gemäß dem elektrischen Audiosignal vibriert. Das elastische Element kann wenigstens die Oberfläche 102 und/oder das wenigstens eine Stützelement 106 umfassen. Die induzierten Änderungen des Magnetfelds durch die Spule 122 können den Kräftegleichgewichtszustand aufbrechen und bewirken, dass die Oberfläche entsprechend dem elektrischen Audiosignal vibriert und somit Sound von der Schwingung erzeugt. In einer Ausführungsform wird die Stützgegenkraft durch Biegen der Oberfläche 102 und/oder Elastizität des wenigstens einen Stützelements 106 verursacht. In einer Ausführungsform ist die Oberfläche 102 gewölbt.
In einer Ausführungsform ist das wenigstens eine Stützelement 106 durch die Magnetkraft zwischen dem ersten Magneten 110 und dem zweiten Magneten 120 vorgespannt. Die Vorspannung kann bewirken, dass das wenigstens eine Stützelement 106 eine Stützgegenkraft erzeugt und somit bewirkt, dass sich die Oberfläche 102 in einem Kraftgleichgewichtszustand befindet.
In einer Ausführungsform bewirkt das Magnetfeld zwischen dem ersten Magneten 110 und dem zweiten Magneten 120 eine magnetische Kraft auf den ersten Magneten 110, wobei wenigstens ein Teil der magnetischen Kraft auf die Oberfläche 102 als eine mechanische Kraft übertragen wird. In einer Ausführungsform bewirkt das Magnetfeld zwischen dem ersten Magneten 110 und dem zweiten Magneten 120, dass eine magnetische Kraft auf den ersten Magneten 110 eine mechanische Kraft auf die Oberfläche 102 verursacht.
In einer Ausführungsform wird der Großteil der Stützgegenkraft durch das wenigstens eine Stützelement 106 verursacht.
Der oben beschriebene erste Magnet 110 und der zweite Magnet 120 können Permanentmagnete oder Elektromagnete sein. Die Magnete 110, 120 können beispielsweise aus Neodym, Eisen, Nickel, Kobalt und deren Legierungen bestehen. In einer Ausführungsform umfassen die Magnete 110, 120 einen Einstellmechanismus, wobei der Einstellmechanismus verwendet werden kann, um die Größe des Magnetflusses zwischen dem ersten Magneten 110 und dem zweiten Magneten 120 zu ändern. Der Einstellmechanismus kann zum Beispiel ein mechanischer Knopf oder eine elektrische Vorrichtung sein, die verwendet werden kann, um die Menge an magnetischem Fluss zu ändern. Der Einstellmechanismus kann verwendet werden, um die Polaritäten der Magnete 110, 120 zu ändern. Der Einstellmechanismus kann zum Beispiel arbeiten, indem die Menge und/oder Richtung des Stroms durch die Magnete 110, 120 gesteuert wird. In einer Ausführungsform kann der Einstellmechanismus die Ausrichtung und/oder Position des ersten Magneten 110 und des zweiten Magneten 120 steuern.
In einer Ausführungsform besteht die Oberfläche 102 aus Glas, Kunststoff, Metall oder Holz. Die Oberfläche 102 kann eine Kombination der erwähnten Materialien umfassen, wie zum Beispiel Komposit. Die Oberfläche 102 kann zum Beispiel eine Form eines Rechtecks, Quadrats oder Kreises sein. Die Form der Oberfläche 102 kann auch etwas Anderes als oben aufgeführt sein. In einer Ausführungsform ist die Oberfläche 102 ein Teil einer Anzeige einer elektronischen Vorrichtung, wie z.B. eines Mobiltelefons, eines Tablets, eines Computers, eines Fernsehers oder anderer Vorrichtungen, die eine Anzeige umfassen. Die Oberfläche 102 kann beispielsweise das Deckglas oder der Kunststoff des Displays sein. In einer Ausführungsform ist die Oberfläche 102 in einer Platte, einer Platte, einem Gemälde, einem Fenster, einer Wand, einem Boden oder einer Decke enthalten. Die Oberfläche 102 kann Sound in oder aus einem Raum oder einem Raum erzeugen, der einige der oben erwähnten Raumelemente umfasst. In einer Ausführungsform ist die Oberfläche 102 aus einem nicht elastischen und/oder nicht biegbaren Material hergestellt. Dies kann bedeuten, dass die Oberfläche 102 keinen wesentlichen Teil der Stützgegenkraft bereitstellen kann. Die Oberfläche 102 kann so angeordnet sein, dass zwischen der Oberfläche 102 und der Basis 104 ein Spalt vorhanden ist.
In einer Ausführungsform ist die Oberfläche wenigstens 1 mm dick. In einer Ausführungsform ist die Oberfläche wenigstens 10 mm dick. In einer Ausführungsform ist die Oberfläche wenigstens 10 cm dick.
Der Gleichgewichtszustand der Oberfläche 102 kann mit Magneten unterschiedlicher Kapazität erreicht werden. Je schwerer die Oberfläche 102 ist, desto mehr Magnetkraft kann benötigt werden. Eine stärkere magnetische Kraft kann erreicht werden, indem die Magnete 110, 120 näher zueinander gebracht werden und/oder stärkere Magneten 110, 120 verwendet werden. Das wenigstens eine Stützelement 106 kann so angeordnet und/oder ausgebildet sein, dass die Stützgegenkraft für die aktuelle Magnetkraft optimiert ist. Der Kräftegleichgewichtszustand kann somit erreicht werden, da die Magnetkraft und die unterstützende Gegenkraft für verschiedene Szenarien optimiert werden können. Die unterschiedlichen Szenarien können beispielsweise bedeuten, dass die Oberfläche 102 aus unterschiedlichen Materialien und Abmessungen besteht.
In einer Ausführungsform beträgt der Abstand zwischen dem ersten Magneten 110 und dem zweiten Magneten 120 zwischen 0,3 Millimeter (mm) und 1,0 mm, wenn sich die Oberfläche 102 im Kräftegleichgewichtszustand befindet. In einer Ausführungsform beträgt der Abstand zwischen dem ersten Magneten 110 und dem zweiten Magneten 120 zwischen 1,0 mm und 2,0 mm, wenn sich die Oberfläche 102 im Kräftegleichgewichtszustand befindet.
In einer Ausführungsform sind der erste Magnet 110 und/oder der zweite Magnet 120 aus Samarium und/oder Kobalt hergestellt. In diesem Fall kann der kJ/m³ -Wert des ersten und/oder zweiten Magneten 110, 120 beispielsweise zwischen 143 und 159 kJ/m³ liegen. In einer Ausführungsform sind der erste Magnet 110 und/oder der zweite Magnet 120 aus Neodym und/oder Ferrit hergestellt. In diesem Fall kann der kJ/m³ -Wert des ersten und/oder zweiten Magneten 110, 120 beispielsweise zwischen 250 und 400 kJ/m³ liegen.
In einer Ausführungsform besteht wenigstens eines der folgenden Elemente aus Eisen: der erste Magnet 110 und der zweite Magnet 120.
Der magnetische Fluss zwischen dem ersten Magneten 110 und dem zweiten Magneten 120 kann sich nicht ändern, da die magnetischen Eigenschaften des Magneten nicht verändert werden, wenn der Lautsprecher 100 verwendet wird. Durch Leiten eines Stroms, beispielsweise eines elektrischen Audiosignals, zu der Spule 122 kann die Spule 122 jedoch eine weitere magnetische Komponente innerhalb des Magnetfelds zwischen dem ersten Magneten 110 und dem zweiten Magneten 120 erzeugen. Diese zusätzliche magnetische Komponente kann das magnetische Feld und somit die magnetische Kraft abhängig von der Anordnung der Magneten 110, 120 und der Richtung des Stroms erhöhen oder verringern und die Verschiebung der Oberfläche 102 in Bezug auf die Basis 104 und Klangerzeugung verursachen. Die Stützgegenkraft kann mit zunehmender Magnetkraft zunehmen. Die Stützgegenkraft kann zunehmen, um zu versuchen, den Gleichgewichtszustand wiederherzustellen. Die Stützgegenkraft kann mit einer Verzögerung im Vergleich zu der Magnetkraft zunehmen, wodurch die Schwingung der Oberfläche 102 ermöglicht wird. Die Stützgegenkraft kann abnehmen, wenn die Magnetkraft ähnlich der Zunahme der Kräfte abnimmt.
In einer Ausführungsform ist die Spule 122 zwischen dem ersten Magneten 110 und dem zweiten Magneten 120 angeordnet. Dies kann die Wirksamkeit des elektrischen Audiosignals für das Magnetfeld zwischen dem ersten Magneten 110 und dem zweiten Magneten 120 verbessern, da die durch die Spule 122 verursachte magnetische Komponente physikalisch näher an dem Magnetfeld zwischen den Magneten 110, 120 sein kann. Die Spule 122 kann zwischen den Magneten 110, 120 angeordnet sein, so dass die primäre magnetische Komponente, die durch die Spule 122 verursacht wird, parallel zu dem Magnetfeld zwischen den Magneten 110, 120 ist.
In einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung 100 einen Lautsprecher, der konfiguriert ist, um Sound zu erzeugen, wobei die mechanische Verschiebung der Oberfläche 102 eine Sound erzeugende Schwingung umfasst, wobei das elektrische Signal ein elektrisches Audiosignal umfasst, das konfiguriert ist, um sich von dem Signalanschluss 130 zu der Spule 122 zu bewegen, und wobei das in die Spule 122 bereitgestellte elektrische Audiosignal Änderungen in dem Magnetfeld zwischen dem ersten und dem zweiten Magneten 110, 120 induziert, wodurch der Kräftegleichgewichtszustand aufgebrochen wird und die Oberfläche 102 gemäß dem elektrischen Audiosignal vibriert.
Sehen wir uns nun die Anordnung des ersten Magneten 110 und des zweiten Magneten 120 und der Spule 122 ein wenig genauer an. 2A und 2B zeigen Anordnungen des ersten Magneten 110 und des zweiten Magneten 120 gemäß Ausführungsformen der Erfindung. Bezugnehmend auf 2A können die gleichen Polaritäten des ersten Magneten 110 und des zweiten Magneten 120 einander zugewandt sein. Die gleichen Polaritäten in 2A sind als Nordpole der Magnete 110, 120 gezeigt. In ähnlicher Weise können die gleichen Polaritäten Südpole der Magnete 110, 120 bedeuten. Der erste Magnet 110 kann eine magnetische Kraft erfahren, die durch einen Pfeil Fm gezeigt ist. Diese magnetische Kraft kann eine mechanische Kraft auf die Oberfläche 102 ausüben. Die Richtung der Magnetkraft kann von dem zweiten Magneten 120 weg sein, da die gleichen Polaritäten eine drückende Magnetkraft aufeinander ausüben können. Obwohl in 2A nicht gezeigt, kann der zweite Magnet 120 eine Magnetkraft gleicher Größe wie der erste Magnet 110 erfahren, aber die Richtung der Kraft kann entgegengesetzt sein. Bezugnehmend auf 2B kann der Aufbau ähnlich zu 2A sein, aber jetzt müssen die Polaritäten des ersten Magneten 110 und des zweiten Magneten 120 nicht gleich sein. Dies kann eine ziehende magnetische Kraft verursachen, wie durch einen Pfeil Fm in 2B gezeigt. Obwohl in 2B nicht gezeigt, kann der zweite Magnet 120 eine gleichgroße Magnetkraft wie der erste Magnet 110 erfahren, aber die Richtung der Kraft kann entgegengesetzt sein.
Wie in 2A und 2B gezeigt, kann die Spule 122 zwischen den Magneten 110, 120 angeordnet sein, um ihre Verwendung effektiver zu machen. Die oben beschriebenen magnetischen Kräfte, die durch Pfeile Fm gezeigt sind, können eine Kraft auf die Oberfläche 102 ausüben, mit der der erste Magnet 110 gekoppelt ist. In einer Ausführungsform ist der erste Magnet 110 mechanisch an der Oberfläche 102 befestigt. In einer Ausführungsform können die Oberfläche 102 und der erste Magnet aus einem integralen Teil bestehen. Die Oberfläche 102 selbst kann aus magnetischem Material bestehen, wodurch sie direkt die magnetischen Kräfte erfährt. Die magnetischen Kräfte, die durch Pfeile Fm gezeigt sind, können den ersten Magneten 110 in die Richtung der Kraft bewegen. Die Oberfläche 102 kann sich in die gleiche Richtung wie der erste Magnet 110 bewegen, da die Oberfläche 102 physikalisch mit dem ersten Magneten 110 verbunden sein kann, wie oben beschrieben.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 kann das wenigstens eine Stützelement 106 eine Stützgegenkraft erzeugen, wenn es gespannt ist. Die Stützgegenkraft kann durch die Fähigkeit des Materials oder der Form verursacht werden, Veränderungen der Form oder Form des wenigstens einen Stützelements 106 zu widerstehen. Spannen des wenigstens einen Stützelements 106 kann bewirken, dass das wenigstens eine Stützelement 106 eine Stützgegenkraft erzeugt, indem es der Formänderung widersteht. Die Formänderung kann durch die Kraft auf die Oberfläche 102 verursacht werden, die durch das Magnetfeld zwischen dem ersten Magneten 110 und dem zweiten Magneten 120 verursacht wird. Die Elastizität des wenigstens einen Stützelements 106 kann von dem Material, das zur Herstellung des Stützelements verwendet wird, und/oder von seiner Form herrühren. Das wenigstens eine Stützelement 106 kann aus einem schaumelastischen Material hergestellt sein oder es kann beispielsweise als eine Feder ausgebildet sein. In einer Ausführungsform ist das wenigstens eine Stützelement 106 aus porösem Material hergestellt.
Das wenigstens eine Stützelement 106 kann zwischen der Oberfläche 102 und der Basis 104 angeordnet sein. Die Anordnung kann das Befestigen des ersten Bereichs des wenigstens einen Stützelements 106 an der Oberfläche 102 und eines zweiten Bereichs an der Basis 104 bedeuten. Die zunehmende Magnetkraft zwischen dem ersten Magneten 110 und dem zweiten Magneten 120 kann das wenigstens eine Stützelement 106 weiterspannen, wodurch die Stützgegenkraft erhöht wird.
3 zeigt eine Lautsprechervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Bezugnehmend auf 3 kann die Lautsprechervorrichtung ähnlich oder die gleiche wie die Lautsprechervorrichtung 100 von 1 sein. Das wenigstens eine Stützelement 106 kann wenigstens ein elastisches Stützelement 302 umfassen oder sein. Das wenigstens eine elastische Stützelement 302 kann eine Gegenkraft gegen die Magnetkraft zwischen dem ersten Magneten 110 und dem zweiten Magneten 120 erzeugen, wenn das wenigstens eine elastische Stützelement 302 gespannt wird. In einer Ausführungsform nimmt die Stützgegenkraft zu, wenn das wenigstens eine elastische Stützelement 302 durch den zunehmenden Abstand zwischen der Oberfläche 102 und der Basis 104 gestreckt wird. In einer Ausführungsform nimmt die Stützgegenkraft zu, wenn das wenigstens eine elastische Stützelement 302 durch den abnehmenden Abstand zwischen der Oberfläche 102 und der Basis 104 zusammengedrückt wird. In einer Ausführungsform umfasst das wenigstens eine elastische Stützelement 302 eine Spiralfeder oder ist diese.
4 veranschaulicht eine Lautsprechervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Unter Bezugnahme auf 4 kann die dargestellte Lautsprechervorrichtung ähnlich oder die gleiche wie die Lautsprechervorrichtung 100 von 1 sein. Das wenigstens eine Stützelement 106 kann wenigstens ein schaumartiges Stützelement 402 umfassen oder sein. Das wenigstens eine schaumartige Stützelement 402 kann beispielsweise aus schaumelastischem Material bestehen. Das wenigstens eine schaumartige Stützelement 402 kann Löcher und/oder Hohlräume aufweisen, um seine elastischen Eigenschaften zu verbessern.
Der Lautsprecher kann ein Einstellelement zum Einstellen des Abstands zwischen dem ersten Magneten 110 und dem zweiten Magneten 120 umfassen. Das Einstellelement kann eine erste Einstellschraube 410 umfassen, die mechanisch mit dem zweiten Magneten 120 gekoppelt ist, wobei durch Abstimmen der ersten Einstellschraube 410 der Abstand des zweiten Magneten 120 zu dem ersten Magneten 110 geändert werden kann. Das Einstellelement kann ferner wenigstens eine zweite Einstellschraube 420 zum Einstellen des Abstands zwischen der Oberfläche 102 und der Basis 104 umfassen. Die wenigstens eine zweite Einstellschraube 420 kann mechanisch mit dem wenigstens einen schaumartigen Stützelement 402 gekoppelt sein, wobei durch Abstimmen der wenigstens einen zweiten Einstellschraube 420 der Abstand zwischen der Oberfläche 102 und der Basis 104 verändert werden kann. In einer Ausführungsform erhöht sich durch Abnehmen des Abstands zwischen der Oberfläche 102 und der Basis 104 die Stützgegenkraft. In einer anderen Ausführungsform wird durch Erhöhen des Abstands zwischen der Oberfläche 102 und der Basis 104 die Stützgegenkraft erhöht.
Der zweite Magnet 120 kann ein erstes Verbindungselement 412 umfassen. In einer Ausführungsform ist das erste Verbindungselement 412 an dem zweiten Magneten 120 befestigt. Das wenigstens eine schaumartige Stützelement 402 kann wenigstens ein zweites Verbindungselement 422 umfassen. In einer Ausführungsform ist das wenigstens eine zweite Verbindungselement 422 an dem wenigstens einen schaumartigen Stützelement 402 befestigt. Die erste Einstellschraube 410 kann an dem ersten Verbindungselement 412 befestigt sein. Die Basis 104 kann ein Loch oder eine Öffnung für die erste Einstellschraube 410 enthalten. In ähnlicher Weise kann die Basis 104 ein Loch oder eine Öffnung für die wenigstens eine zweite Einstellschraube 420 enthalten. Die wenigstens eine zweite Einstellschraube 420 kann an dem wenigstens einen zweiten Verbindungselement 422 befestigt sein.
Die Verbindungselemente 412, 422 können ein Gegenstück für die Schrauben 410, 420 umfassen. Die Gegenstücke können beispielsweise Schraubenlöcher sein. Die Verbindungselemente 412, 422 können zum Beispiel Metall- oder Kunststoffplatten sein. In einer Ausführungsform komprimiert oder dehnt das wenigstens eine zweite Verbindungselement 422 das wenigstens eine schaumartige Stützelement 402, wenn die wenigstens eine zweite Einstellschraube 420 eingestellt wird. In einer Ausführungsform ist das Einstellelement angeordnet, um die Position des ersten Magneten 110 zu ändern. Das Einstellelement kann verwendet werden, um sowohl die erste als auch die zweite Position des Magneten 110, 120 zu steuern. Obwohl in 3 nicht gezeigt, kann ein ähnliches Einstellelement mit dem wenigstens einen elastischen Stützelement 302 verwendet werden. Das wenigstens eine elastische Stützelement 302 kann ähnliche Verbindungselemente wie das wenigstens eine schaumartige Stützelement 402 aus 4 umfassen.
In einer Ausführungsform ist das wenigstens eine Stützelement 106 an Kantenbereichen der Oberfläche angeordnet und der Abstand zwischen dem ersten Magneten 110 und einer Mitte der Oberfläche 102 ist kleiner als der Abstand zwischen dem wenigstens einen Stützelement 106 und der Mitte der Oberfläche 102.
In einer Ausführungsform ist der erste Magnet 110 an einem mittleren Bereich der Oberfläche 102 angeordnet.
In einer Ausführungsform gibt es eine Lücke zwischen dem ersten Magneten 110 und dem zweiten Magneten 120. Die Lücke kann luftig sein. Der erste Magnet 110 und der zweite Magnet 120 können einander zugewandt sein. Der erste Magnet 110 kann an einer Seite der Oberfläche 102 befestigt sein, die der Basis 104 zugewandt ist. In ähnlicher Weise kann der zweite Magnet 120 an einer Seite der Basis 104 befestigt sein, die der Oberfläche 102 zugewandt ist.
In einer Ausführungsform ist die Spule 122 auf der Seite des zweiten Magneten 120 angeordnet.
In einer Ausführungsform ist die Spule 122 an dem ersten Magneten 110 befestigt.
In einer Ausführungsform ist die Spule 122 so angeordnet, dass zwischen dem ersten Magneten und der Spule 122 ein Spalt vorhanden ist und dass zwischen dem zweiten Magneten 120 und der Spule 122 ein Spalt vorhanden ist. Die Spule kann beispielsweise an der Basis 104 oder der Oberfläche 102 befestigt sein.
5 zeigt eine Anordnung der Spule 122 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Bezugnehmend auf 5 ist die Spule 122 oben auf dem zweiten Magneten 120 angeordnet. Die Spule 122 kann zwischen dem ersten Magneten 110 und dem zweiten Magneten 120 angeordnet sein. Die Spule 122 kann zum Beispiel mit einem zweiten Magneten 120 befestigt sein. Andere Befestigungsverfahren können ebenfalls verwendet werden. In einer Ausführungsform sind der zweite Magnet 120 und die Spule 122 ein einstückiger Teil.
Die Spule kann elektrisch mit dem Audiosignaleingang 130 gekoppelt sein. Die 5 zeigt eine elektrische Kopplung mit einer Leitung, jedoch kann auch eine drahtlose Verbindung möglich sein. Die drahtlose Verbindung kann beispielsweise mit Induktion erreicht werden. Der Audiosignaleingang 130 kann ein Audiosignal 510 empfangen und es zu der Spule 122 übertragen. Das Audiosignal 510 kann einen Strom für die Spule 122 erzeugen. Die Spule 122 kann das Audiosignal 510 empfangen, das bewirkt, dass die Spule 122 ein Magnetfeld erzeugt. Das Magnetfeld kann sich gemäß dem Audiosignal 510 ändern. Das existierende Magnetfeld zwischen dem ersten Magneten 110 und dem zweiten Magneten 120 muss sich nicht ändern, aber das Magnetfeld der Spule 122 kann dem vorhandenen Magnetfeld eine neue magnetische Komponente hinzufügen. Das Magnetfeld zwischen dem ersten und zweiten Magneten 110, 120 kann somit eine Summe der beiden genannten Magnetfelder sein. Das Magnetfeld kann gemäß dem Audiosignal 510 stärker werden und somit kann die der Oberfläche 102 zugefügte Kraft stärker werden. Die oben beschriebene Stützgegenkraft kann ebenfalls stärker werden. Dies kann dazu führen, dass die Oberfläche 102 vibriert und gemäß dem Audiosignal 510 einen Ton erzeugt.
In einer Ausführungsform wird das Magnetfeld und somit die Magnetkraft schwächer, wenn das Audiosignal 510 an die Spule 122 übertragen wird. Die Stützgegenkraft kann dann entsprechend den Änderungen der Magnetkraft kleiner werden. Dies kann dazu führen, dass die Oberfläche 102 gemäß dem Audiosignal 510 vibriert.
In einer Ausführungsform sind die Magnetkraft und die Stützgegenkraft gleich groß, wenn kein elektrisches Audiosignal in die Spule 122 eingegeben wird.
6 veranschaulicht eine Lautsprechervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Unter Bezugnahme auf 6 kann die dargestellte Lautsprechervorrichtung ähnlich oder die gleiche wie die Lautsprechervorrichtung 100 von 1 sein. Das wenigstens eine Stützelement 106 kann wenigstens ein nicht elastisches Fixierelement 602 umfassen oder sein. Das wenigstens eine nicht elastische Befestigungselement 602 kann beispielsweise eine Schraube oder ein Vorsprung sein. Die Stützgegenkraft, die oben beschrieben wurde, kann durch die Struktur oder Form der Oberfläche 102 selbst erzeugt werden. Die Oberfläche kann als eine elastische Struktur wirken, die eine Stützgegenkraft zu der magnetischen Kraft zwischen dem ersten Magneten 110 und dem zweiten Magneten 120 erzeugt, indem sie diese entweder zieht oder die Oberfläche 102 drückt. Das wenigstens eine nicht elastische Befestigungselement 602 kann die Fläche 102 stationär von einem oder mehreren Verbindungsbereichen halten, ermöglicht jedoch die Bewegung anderer Bereiche der Fläche 102.
Der Lautsprecher kann ein Befestigungselement 604 umfassen, um den ersten Magneten 110 an der Oberfläche 102 zu befestigen. Ein ähnliches Befestigungselement kann auch in anderen Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden. Das Befestigungselement 604 kann einen größeren Bereich für die Oberfläche 102 bereitstellen, um sich zu biegen und eine unterstützende Gegenkraft gegenüber der Magnetkraft zu erzeugen.
In einer Ausführungsform wird die primäre Stützgegenkraft durch die Biegefläche 102 verursacht. Die Oberfläche 102 kann aus einem elastischen Material hergestellt sein, um die erzeugte Stützgegenkraft durch die Biegeoberfläche 102 zu verstärken.
7 veranschaulicht eine Ausführungsform der Erfindung. Bezugnehmend auf 7 kann die Spule 122 angeordnet sein, um wenigstens auf einer Seite des zweiten Magneten 120 angeordnet zu sein. Dies kann bedeuten, dass die Spule 122 nicht zwischen dem ersten und dem zweiten Magneten 110, 120 angeordnet ist. Die Spule 122 kann beispielsweise um den zweiten Magneten 120 gerollt sein. Da die Spule 122 auf der wenigstens einen Seite des zweiten Magneten 120 angeordnet sein kann, kann der Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Magneten 110, 120 verringert sein. Dies kann bedeuten, dass die Magnetkraft erhöht werden kann. Ferner kann die Oberfläche 102 mehr vorgespannt sein, und somit kann die Reaktion der Oberfläche 102 auf die durch die Spule 122 verursachte Kraft schneller sein. In einer Ausführungsform ist die Spule 122 um den ersten Magneten 110 herum gerollt. In einer Ausführungsform ist die Spule 122 an dem ersten Magneten 110 angebracht. Somit kann die Spule 122 beispielsweise an der Seite des ersten Magneten 110 angeordnet sein.
Obwohl die Erfindung vorstehend unter Bezugnahme auf ein Beispiel gemäß den beigefügten Zeichnungen beschrieben wurde, ist es klar, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, sondern innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche auf verschiedene Arten modifiziert werden kann. Daher sollten alle Wörter und Ausdrücke breit interpretiert werden und sie sollen die Ausführungsform veranschaulichen und nicht einschränken. Für einen Fachmann auf diesem Gebiet ist es offensichtlich, dass das erfinderische Konzept mit fortschreitender Technologie auf verschiedene Arten implementiert werden kann. Ferner ist es für einen Fachmann klar, dass die beschriebenen Ausführungsformen auf verschiedene Arten mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden können, aber nicht müssen.

Claims

Vorrichtung, umfassend: eine Oberfläche, die angeordnet ist, um mechanisch verschoben zu werden; ein erster Magnet, der mit der Oberfläche gekoppelt ist; wenigstens ein Stützelement zum Abstützen der Oberfläche; eine Basis, die einen zweiten Magneten umfasst, wobei der zweite Magnet wenigstens teilweise so angeordnet ist, dass er dem ersten Magneten zugewandt ist, und wobei der erste und zweite Magnet Permanentmagneten sind; eine Spule, die mit dem zweiten Magneten gekoppelt ist; und ein Signalanschluss, der elektrisch mit der Spule gekoppelt ist, wobei ein elektrisches Signal so konfiguriert ist, dass es zwischen dem Signalanschluss und der Spule wandert, wobei ein Magnetfeld zwischen dem ersten Magneten und dem zweiten Magneten eine Kraft auf die Oberfläche ausübt, wobei eine Einheit, die die Oberfläche und das wenigstens eine Stützelement umfasst, wenigstens ein elastisches Element umfasst, das eine Stützgegenkraft bereitstellt, die als Gegenkraft zu der durch das Magnetfeld verursachten Kraft wirkt, wodurch die Oberfläche in einen Kräftegleichgewichtszustand versetzt wird, und wobei das elektrische Signal in der Spule proportional zur mechanischen Verschiebung der Oberfläche ist, wenn der Kräftegleichgewichtszustand entweder durch das elektrische Signal in der Spule oder durch die mechanische Verschiebung der Oberfläche von einer Position des Kräftegleichgewichtszustands unterbrochen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Spule um den ersten Magneten oder den zweiten Magneten angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Spule zwischen dem ersten Magneten und dem zweiten Magneten angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die gleichen Polaritäten des ersten und des zweiten Magneten einander zugewandt sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Großteil der Stützgegenkraft durch das wenigstens eine Stützelement verursacht wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das wenigstens eine Stützelement zwischen der Oberfläche und der Basis angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das wenigstens eine Stützelement wenigstens ein elastisches Befestigungselement umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Lautsprecher ferner umfasst: ein Einstellelement zum Einstellen des Abstandes zwischen dem ersten und dem zweiten Magneten.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Einstellelement eine erste Einstellschraube umfasst, die mechanisch mit dem zweiten Magneten gekoppelt ist, wobei durch Abstimmen der Schraube der Abstand des zweiten Magneten zu dem ersten Magneten geändert werden kann.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 9, wobei das Einstellelement wenigstens eine zweite Einstellschraube umfasst, die mechanisch mit dem wenigstens einen Stützelement gekoppelt ist, wobei durch Abstimmen der wenigstens einen zweiten Einstellschraube der Abstand zwischen der Oberfläche und der Basis verändert werden kann.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das wenigstens eine Stützelement an Kantenbereichen der Oberfläche angeordnet ist und der Abstand zwischen dem ersten Magneten und einer Mitte der Oberfläche kleiner ist als der Abstand zwischen dem wenigstens einen Stützelement und der Mitte von der Oberfläche.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Magnet an einem mittleren Bereich der Oberfläche angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei unterschiedliche Polaritäten des ersten und des zweiten Magneten einander zugewandt sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste und der zweite Magnet aus wenigstens Samarium und/oder Kobalt hergestellt sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste und der zweite Magnet aus wenigstens Neodym und/oder Ferrit hergestellt sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Spule an dem zweiten Magneten befestigt ist.