[发明专利]用于音频致动的高效电机

说明书

本申请涉及用于音频致动的高效电机。所公开的高效电机可以包括下列项：至少两个磁体；布置在至少两个磁体之间的刚性结构，其中刚性结构具有被配置为充当可移动线圈的迹线；以及至少两个联接器，其分别以柔性方式将磁体链接到刚性结构。施加到可移动线圈的电输入信号可以根据输入信号使原动力被施加到刚性结构，使得刚性结构在由输入信号驱动时相对于磁体垂直移动。以这种方式，高效电机可以合并到可以再现全范围音频信号的系统中。还公开了各种其他方法、系统和计算机可读介质。

背景

许多不同类型的声源可以用于再现音乐、语音或其他音频源。例如，典型的一对头戴式耳机(headphone)使用音圈(voice coil)和膜片来将音频输入信号转换成声波。音圈通常位于在永磁体的磁极之间的圆形间隙内。当电音频信号被施加到线圈时，线圈来回移动。膜片连接到线圈，并因此与线圈一起移动。膜片的运动推动周围的空气以产生由头戴式耳机的佩戴者听到的声波。然而，这个配置可能在一些驱动器应用中是不合适的。

概述

如下文将更详细描述的，本公开描述了一种设法使导线的长度(L)最大化的高效电机，可以垂直于具有线圈的最小电阻的给定B磁场来布置导线。在本文的至少一些实施例中，该电机包括刚性结构，例如位于两个(或更多个)磁体之间的印刷电路板(PCB)。PCB可以包括充当可移动线圈的迹线(trace)。因为迹线很薄，所以可以将磁体更靠近地放置在一起，从而增加B磁场。此外，因为迹线可以比它们的厚度明显更宽，所以它们可以更长，从而对于给定的电阻增加了导体长度(L)。因此，由于在BL电机中的相对高的(B)和(L)，高效电机可以按所施加的输入电功率的量提供增加的机械输出功率量。如下面将进一步解释的，本文的实施例可以增加B磁场和/或导体长度(L)以提供电机，其可用在各种应用中，包括用作活塞式声辐射器(acoustic radiator)的驱动器。

在一个示例中，高效电机可以包括下列项：至少两个磁体；布置在至少两个磁体之间的刚性结构，其中刚性结构具有被配置为充当可移动线圈的迹线；以及以灵活的方式将磁体链接到刚性结构的至少一个联接器。施加到可移动线圈的电输入信号可以根据输入信号来使原动力(motive force)被施加到刚性结构，使得刚性结构在由输入信号驱动时相对于磁体垂直移动。

在一些示例中，磁体可以彼此相对地布置，每个磁体具有相同的磁极性。在一些示例中，活塞式声辐射器系统可以包括安装板，磁体中的至少一个安装到该安装板。在一些情况下，该安装板用作系统的磁回路(magnetic return path)。在一些示例中，活塞式声辐射器系统可以包括至少四个磁体。在这种情况下，磁体中的两个可以安装到在刚性结构的一侧上的安装板，并且磁体中的两个可以安装到在刚性结构的相对侧上的另一个安装板。在一些示例中，活塞式声辐射器系统可以包括四个联接器，其中四个联接器中的每一个分别连接到四个磁体之一和刚性结构。

在一些示例中，刚性结构可以是印刷电路板(PCB)。印刷电路板可以相对于磁体垂直移动，与电输入信号中的能量的大小相称。可移动音圈的迹线可以使用结合到刚性基板的导电迹线的图案(例如，在柔性印刷电路(FPC)中的缠绕扁平线圈(pancake coil)或印刷扁平线圈)被应用到印刷电路板。在一些示例中，设计成与用户的耳朵接触的耳机可以被固定到印刷电路板。在这样的示例中，耳机可以振动用户的耳廓和/或耳屏软骨以再现音频源信号。在一些示例中，电机可以包括被配置为耗散系统内的热量的至少一种铁磁流体。在一些示例中，可移动线圈可以是扁平线圈。

在一些示例中，刚性结构可以具有附接到其上的耳机。耳机可以被配置成振动收听者的耳廓和/或耳屏软骨。在一些示例中，可以根据要传输给收听者的音频信号来调制所生成的输入信号。在一些示例中，可以使用金属挠曲件来将刚性结构(例如，PCB)附着到磁体。在一些示例中，金属挠曲件可以作为可移动线圈的电触头来进行操作。