专利名称：具有至少一个扬声器和至少一个线圈的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及包括至少一个扬声器和至少一个线圈的设备。
背景技术：
这种设备的非常公知的例子是电视机和计算机监视器，通常包括扬声器和具有屏幕的阴极射线管、电极系统和偏转线圈。在彩色阴极射线管中，该电极系统具有产生三个电子束的三个电子枪，对准屏幕的内表面。排列偏转线圈以便在电子束到屏幕的途中偏斜。
在接收到声音信号时，扬声器生成交变磁场。在该磁场影响下，偏转线圈产生影响电子束的偏转的另外的电磁力，特别是在扬声器为以高音量操作的亚低音扬声器的情况下。
在屏幕上显示的图像不利地受由亚低音扬声器生成的低音调影响的事实是无法接受的。因此，存在解决上述概略问题的大的需要。建议将亚低音扬声器定位在足以确保垂直偏转线圈在亚低音扬声器的磁场外的距垂直偏转线圈一定距离的显而易见的解决方案实际上不可能，因为例如电视机或计算机监视器的外壳提供有限空间。
根据现有技术，提供上面概述的问题的多个解决方案。大多数的解决方案针对产生补偿磁场，因此它们要求额外的部件和相对复杂的装置。
JP60-229585提供一种解决办法，其中，提供一对扬声器，该扬声器位于阴极射线管的对边。扬声器具有不同极性的永久磁铁。在这种装置中，如果由相同声音信号驱动扬声器，产生反转磁场。这些反转磁场互相抵消，特别是在阴极射线管中央。
JP11-285016提供一种解决办法，其中，提供补偿线圈，用于基于该声音信号，生成反转磁场。现有技术的缺点在于需要另外的磁部件和电路来补偿扬声器的磁场。
发明内容
本发明的目的在于为在屏幕上可见地受低音调干扰的图像的问题提供一种简单解决方案。本发明由独立权利要求限定。从属权利要求定义有益实施例。
在操作期间，亚低音扬声器生成低音调，即约25至300Hz的频率范围中的音调。驱动垂直偏转线圈，即负责电子束的垂直偏转，因此负责屏幕上图像的垂直组成的线圈的频率位于该范围内。在大多数情况下，低音调的频率不是正好与垂直偏转线圈的频率相同。例如，垂直偏转线圈的频率是100Hz，而低音调的频率是105Hz。频率差导致干扰，其中，该干扰的频率与频率差相同，在该例子中为5Hz。该干扰使得屏幕上的图像的扰动，其中，在屏幕上的某些的位置处，图像以该干扰的频率闪烁。在该频率低于大约50Hz情况下，人眼能够觉察到该闪烁。因此，在上述例子中，用户将能看到该闪烁，因为它具有5Hz的频率。一般说来，如果驱动垂直偏转线圈的最大频率达到100Hz，那么低音调高达约150Hz的频率，导致可见干扰，因为频率差小于50Hz。
在根据本发明的设备中，选择相对于线圈的扬声器的位置以便尽可能地避免线圈的绕组和由扬声器生成的磁场的磁力线的相交。这是有利的，考虑导体和交变的磁力线的相交导致生成电磁力的事实，其中，在导体垂直于力线延伸的情况下，电磁力值最高，以及在导体平行于力线延伸的情况下，最低或等于零。将这一事实应用于具有线圈和扬声器的设备，得出避免线圈的绕组和由扬声器生成的磁场的磁力线相交导致避免生成另外的电磁力的结论，反过来导致避免干扰由线圈生成的磁场的结论。
与避免在根据本发明的设备中出现线圈的绕组和由扬声器生成的磁场的力线相交的方法有关的两个重要方面是磁场的形状和磁力线的路线，特别是在接近该线圈的区域的情况下。
由以高音量操作的扬声器生成的磁场的形状不同于由以低音量操作的扬声器生成的磁场。就本发明而言最感兴趣的是所述第一情形，因为仅在这种情况下，所生成的磁场足够得强以到达线圈以及导致生成另外的电磁力。研究已经表明在高音量情况下，磁场具有在扬声器前和扬声器后延伸的圆柱的形状。磁力线是线性的，以及基本上平行于扬声器的中心轴延伸。仅在圆柱形磁场处的末端，磁力线弯向扬声器的中心轴。
基于上述段落，很显然，在以高音量操作的扬声器的有关情形中，磁场的主要部分包括基本上相对于彼此和相对于扬声器的中心轴平行延伸的线性的磁力线。
根据本发明，扬声器的中心轴和最接近扬声器的线圈的绕组基本上在相同平面中延伸，其中，在该平面中，扬声器的中心轴基本上平行于最接近扬声器的线圈的绕组延伸。基于上文，很显然，在该装置中，由扬声器生成的磁场的磁力线平行于最接近扬声器的绕组延伸，因为这些磁力线基本上平行于扬声器的中心轴延伸。因此，磁力线不会穿过最接近的绕组。
因为已经证明应用本发明导致由线圈生成的磁场在由扬声器生成的磁场的影响下，受到少得多的扰动，这是假定了后者磁场的磁力线也不穿过另外的绕组。仅考虑磁场的形状和其磁力线的法向路线不能解释该现象。因此，假定磁力线在接近绕组的区域中偏转。很可能，传送磁力线通过缠绕绕组的磁心，因为该磁心通常包括具有相对低磁阻的材料。
现在，参考附图更详细地说明本发明，其中类似部件用相同参考标记表示，以及其中图1图示表示阴极射线管和偏转线圈的局部剖面图；图2图示表示偏转线圈的透视图；图3图示表示扬声器的侧视图和生成的磁场；以及图4图示表示根据本发明放置的阴极射线管、偏转线圈和扬声器的顶视图。
具体实施例方式
尽管在包括和扬声器的电视机的背景中说明本发明，将理解到本发明还涉及包括至少一个扬声器和至少一个线圈的其他设备，诸如例如计算机监视器。
图1表示彩色阴极射线管1和偏转线圈2。阴极射线管1包括具有显示板3、锥体4和颈部5的玻璃外壳。显示板3包括基本上成矩形的显示窗6，用于显示图像。颈部5容纳具有三个电子枪的电极系统7，用于生成三个电子束8、9、10。电子束8、9、10对准在显示窗6的内表面上提供和包括安装在窄带中的大量红色、绿色和蓝色荧光体元件的显示屏幕11。电子束8、9、10在到显示屏11的途中，由围绕阴极射线管1的中心轴12同轴排列的偏转线圈2偏转它们。此外，电子束8、9、10通过具有小孔14的荫罩13。三个电子束8、9、10以与彼此小的角度通过小孔14，因此，它们分别入射在一种颜色的荧光体元件上。显示窗6上的图像由很多荧光体元件的受控发光构成。
在下文中，垂直方向定义为显示屏11上的荧光体元件延伸的方向。水平方向定义为垂直于垂直方向的方向。
在由偏转线圈2生成的磁场影响下，发生电子束8、9、10的偏转。偏转线圈2尽可能靠近锥体4而放置在锥体4后部，如图1所示。偏转线圈2包括沿水平方向偏转的水平偏转线圈(未示出)和用于在垂直方向上偏转的垂直偏转线圈15(如图2所示)。
显示运动图像要求重复地在显示窗6上组成图像。在该过程中，重复频率应该足够高以便避免用户感受图像不连续。用于水平偏转线圈的重复频率的常用值为15,625Hz和32,250Hz。用于垂直偏转线圈15的重复频率的常用值为50Hz、60Hz、75Hz、100Hz和120Hz。
水平偏转线圈和垂直偏转线圈15都缠绕在锥形的载体16周围，如图2图示所示。图2还图示描述垂直偏转线圈15的绕组17。这些垂直绕组17的每一个的较大部分从载体16的后端18延伸到载体16的前端19，其中，前端19的直径大于后端18的直径。载体16对称环绕其中心轴20，以及每个垂直绕组17的较大部分以相对于载体16的中心轴20的相同角度延伸，其中，所述较大部分在中心轴20也延伸的径向平面中延伸。通常，垂直绕组17包括铁氧体磁心。
图3表示传统的扬声器21。在后端，扬声器21包括永久磁铁22。该永久磁铁22的北极由圆柱形空心磁体23构成，而该永久磁铁22的南极由在空心磁体23内延伸的磁棒24构成。由于存在永久磁铁22，总是存在磁场，而与扬声器21是接收声音信号还是未接收声音信号无关。与在操作扬声器21期间生成的磁场比较，该永久磁场弱。
此外，扬声器21包括环绕磁棒24的音圈25。在后端，音圈25附于弹簧(未示出)，而在前端，音圈25附于柔性薄膜(未示出)。在前端，扬声器21包括锥形的外壳26，用于容纳所述薄膜。
在操作扬声器21期间，音圈25接收声音信号。基于该声音信号，音圈25生成交变的电磁力。所生成的力与永久磁铁22的永久力相互作用。在该过程中，音圈25在合力的影响下移动。音圈25的移动引起柔性薄膜移动，由此使空气移动。以这种方式，由扬声器21生成声音。
在扬声器21接收相对强的声音信号的情况下，由音圈25生成的交变磁场具有圆柱的形状。声音信号越强，圆柱形磁场越大。图3图示表示该磁场的磁力线27。在其前端和后端，圆柱形磁场延伸到扬声器21以外。力线27的主要部分平行于扬声器21的中心轴28延伸。在磁场的末端，磁力线27弯向中心轴28。
图4图示表示构成显示设备，例如电视机的三个元件以及根据本发明放置的阴极射线管1、偏转线圈2和扬声器21。图4还表示在操作期间，由扬声器21生成的交变磁场的磁力线27。
根据本发明的重要方面，扬声器21的中心轴28和最接近扬声器的垂直偏转线圈15的绕组在相同平面中延伸。在所示例子中，扬声器21的中心轴28和这些绕组17在水平平面中延伸。根据本发明的另一重要方面，在所述水平平面中，扬声器21的中心轴28基本上平行于最接近扬声器21的垂直绕组17延伸。
在所示例子中，垂直偏转线圈15的每个绕组17在径向平面中延伸，垂直偏转线圈15的中心轴20也在该径向平面中延伸。因此，在根据本发明的装置中，扬声器21的中心轴28和偏转线圈15的中心轴20基本上在相同平面中延伸。此外，在该平面中，垂直偏转线圈15的中心轴20和扬声器21的中心轴28间的角度基本上等于垂直偏转线圈15的中心轴20和垂直绕组17间的角度。
根据本发明，扬声器21可以位于阴极射线管1上、阴极射线管1、阴极射线管1的左侧、阴极射线管1的右侧，或在相对于阴极射线管1的任何其他可能位置。在选定位置，沿各个方向，扬声器21的中心轴28基本上平行于最接近扬声器21的垂直绕组17延伸很重要。
因为围绕阴极射线管1的中心轴12同轴排列偏转线圈2，阴极射线管1的中心轴12，20和偏转线圈2彼此重合。因此，在所示例子中，扬声器21的位置也描述为中心轴28和阴极射线管1的中心轴12在相同平面中延伸，以及在该平面中，其中心轴28和阴极射线管1的中心轴12间的角度基本上等于阴极射线管1的所述中心轴12和垂直偏转线圈15的垂直绕组17间的角度。
在所示例子中，垂直绕组17和垂直偏转线圈15的中心轴20(或阴极射线管1中心轴12)间的角度为45°。扬声器21的中心轴28和垂直偏转线圈15的中心轴20(或阴极射线管1的中心轴12)都在水平平面中延伸。在水平平面中，扬声器21的中心轴28和垂直偏转线圈15的中心轴20(或阴极射线管1中心轴12)间的角度也为45°。
根据本发明，当扬声器21构造到包括阴极射线管1和偏转线圈2的电视机中时，有利地定向扬声器21以便其中心轴28与偏转线圈2的中心轴20(或阴极射线管1的中心轴12)成一定角度，在偏转线圈2(或阴极射线管1)的径向平面中延伸，该角度基本上等于偏转线圈2的垂直绕组17和偏转线圈2的所述中心轴(或阴极射线管1的中心轴12)间的角度。
优选地，扬声器21定向成其前端至少部分对准电视机的正面，而其后端至少部分对准电视机的背面。
图4清楚地表示在操作期间，由扬声器21生成的磁场的磁力线27平行于扬声器21的中心轴28延伸，以及在根据本发明的装置中，这些磁力线27基本上平行于垂直偏转线圈15的最接近绕组17延伸。这种装置在扬声器21为亚低音扬声器的情况下非常有利，在操作期间，生成具有接近垂直偏转线圈15的重复频率的低音调。
在传统装置中，由以高音量操作的亚低音扬声器21生成的磁场的磁力线27穿过垂直偏转线圈15的最接近绕组17。因此，垂直偏转线圈15生成另外的电磁力，其影响电子束8、9、10的路径。电子束8、9、10的路径的偏差导致在显示窗6上显示的图像的扰动。扰动的频率由音调的频率和垂直偏转线圈15的重复频率间的差值确定。因为音调的频率接近重复频率，扰动的频率相对得低。在大多数情况下，扰动的频率对能觉察到该扰动的人眼来说足够得低。
在根据本发明的装置中，由扬声器21生成的磁场的磁力线27不穿过垂直偏转线圈15的绕组17。相反，力线磁27基本上平行于最接近绕组17延伸。因为测试已经证明在应用本发明时，显示窗6上的图像不再可视地被扰动，还假定磁力线27不穿过随后的绕组17，尽管力线磁27不平行于这些绕组17延伸的事实。很可能，磁力线27进一步通过为绕组17的一部分的铁氧体磁心进行传导，以便磁力线27不和绕组17接触。
注意到磁力线27的确在绕组17转弯处，即载体16的后端18和前端19处穿过绕组17。然而，这不导致在显示窗6上显示的图像的可见扰动。对绕组17的路径稍微偏离的实际情况同样如此。
优选地，为确保无扰动图像，扬声器21位于离偏转线圈2至少10cm的距离处。距离越大，由扬声器21生成的磁场的影响越少。
应注意到，上述实施例示例说明而不是限制本发明，以及本领域技术人员将能在不背离附加权利要求的范围的情况下，设计多个可替换的实施例。在权利要求书中，不应该将置于括号内的任何参考标记认为是限制权利要求。词“包括”不排除存在除了在权利要求中列出的那些之外元件或步骤。元件前面的词语“一”或者“一个”不排除存在多个这种元件。在列举了几个装置的设备权利要求中，这些装置的多个可以通过硬件的一个和相同项来实现。只不过，在互相不同从属的权利要求中所述的某些措施的事实不表示这些措施的组合不能用于取得有利效果。
因为在上文中已经注意到，本发明不仅适用于电视机，而且适用于具有扬声器和线圈的任何设备，其中，应该避免由扬声器生成的磁场影响由线圈生成的磁场，以及其中，不可能简单地增大扬声器和线圈间的距离。
在上文中，描述了具有至少一个扬声器21以及单线圈15的设备，其中，在操作期间，减少由扬声器21生成的磁场对由线圈15生成的磁场的影响，而不增大扬声器21和线圈15间的距离。这通过相对于线圈15放置扬声器21以便扬声器21的中心轴28和最接近扬声器21的线圈15的绕组17基本上在相同平面中延伸来实现的，其中，在该平面中，扬声器21的中心轴28基本上平行于最接近扬声器21的线圈15的绕组17延伸。在该装置中，由扬声器21生成的磁场的磁力线27不穿过垂直偏转线圈15的绕组17的较大部分。
权利要求
1.包括至少一个扬声器和至少一个线圈的设备，其特征在于，扬声器的中心轴和最接近扬声器的线圈的基本上直的绕组部分基本上在相同平面中延伸，以及其中，在该平面中，扬声器的中心轴基本上平行于最接近扬声器的线圈的绕组部分延伸。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，线圈和扬声器间的距离至少为10cm。
3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，线圈是为包括阴极射线管的显示设备一部分的垂直偏转线圈，所述阴极射线管在前端具有用于显示图像的显示窗，和在后端具有用于生成电子束的电极系统，其中，垂直偏转线圈用作在垂直方向中，在电子束到显示窗的内表面的途中，偏转它们。
4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，扬声器的前端至少部分对准显示设备的前端。
5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，扬声器是用于生成在约25至300Hz的频率范围中的低音调的亚低音扬声器。
全文摘要
在具有至少一个扬声器(21)和一个线圈(15)的设备中，减少由扬声器(21)生成的磁场对由线圈(15)生成的磁场的影响，而不增大扬声器(21)和线圈(15)间的距离。这通过相对于线圈(15)放置扬声器(21)以便扬声器(21)的中心轴(28)和最接近扬声器(21)的线圈(15)的绕组(17)基本上在相同平面中延伸来实现，其中，在该平面中，扬声器(21)的中心轴(28)基本上平行于这些最接近绕组(17)延伸。在这装置中，由扬声器(21)生成的磁场的磁力线(27)不穿过线圈(15)的绕组(17)的较大部分。
文档编号H04R9/02GK1711760SQ200380103307
公开日2005年12月21日 申请日期2003年10月21日 优先权日2002年11月15日
发明者E·M·A·马赛斯 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司