用于声音生成的组件的制作方法

用于声音生成的组件
1.相关申请的交叉引用
2.本发明要求申请日为2016年10月4日的美国临时专利申请no.62/404,093的优先权，其内容通过引用并入本文。
技术领域
3.本发明涉及声音产生和声音生成。具体地，本发明涉及声音生成的新型结构和组件，包括但不限于发声器组件。


背景技术：

4.传统麦克风和发声器使用各种材料和配置。一种传统的麦克风/发声器组件的使用类型为音圈基件(based assembly)，包括至少一个缠绕线圈、磁铁和粘贴在线圈之一和磁铁上的隔膜。在发声器操作时，线圈的激励创造了磁场，该磁场引发磁铁和线圈间的相对移动，反过来也使得隔膜移动，引起声音的生成。
5.另一传统发声器配置为静电发声器，其中磁场感应隔膜位于两定子间。定子组的激励同极性交替的电流生成交变电场，引发隔膜在两定子间移动，引起声音的生成。
6.然而需要提高声音输出的保真度的发声器组件，同时给出更高灵敏度、更小尺寸、更轻重量、更简单的设计和结构、更低花费、提高的制造效率和外形要素、和/或过去不可能的应用的好处。


技术实现要素：

7.本发明提供了一种用于声音生成的组件。该组件包括与电磁/静电场生成结构耦合的第一表面，和与电磁/静电场感应结构耦合的第二表面。第一表面和第二表面可互相间隔，使得第一表面和第二表面的至少一个响应于电磁/静电场生成结构的电磁/静电场的生成，相对于第一表面和第二表面的另一个推进移动。
8.第一表面和第二表面可以是同轴设置的环形表面。在一实施例中，第一表面和第二表面之一包括一隔膜。在一具体实施例中，第一表面可第二表面之一包括具有扩展结构的隔膜。
9.第一表面和第二表面可通过复数个弹性系绳相互连接。
10.在一实施例中，第一表面和第二表面之一包括隔膜，所述隔膜包括复数个柔性互连的隔膜段。
11.第一表面和第二表面的每一个均安装在一垫片的相对侧上，使得所述第一表面和第二表面相互间隔。
12.第一表面和第二表面中的一个或每个可包括螺旋表面。
13.第一表面和第二表面的至少一个可设有一个或多个表面刚性调节器。
14.在一实施例中，第一表面和第二表面之一为隔膜，所述隔膜可具有设置在其上的带电粒子或带电层或磁性感应粒子或磁性感应层。
15.该隔膜可包括一层或多层带电粒子或磁性感应粒子，每一个这样带电粒子层或磁性感应粒子层安装在两隔膜基底层间。
16.在一实施例中，第一表面和第二表面之一包括具有一个或多个形成有正极性或负极性在其上的导电结构的隔膜。
17.第一表面和第二表面之一可包括具有一个或多个导电结构的隔膜，该导电结构的每一个设置在两隔膜基底层间。
18.在一实施例中，第一表面和第二表面之一包括一隔膜，所述隔膜可包括导电网状结构，该导电网状结构具有在所述网状结构的导电元件间相隔的非导电填充材料，其中每个间隙内的填充材料的外围与至少一个相邻间隙内的填充材料的外围分隔。
19.在另一实施例中，第一表面和第二表面之一包括一隔膜，所述隔膜包括导电网状结构，且具有在所述网状结构的导电元件间相隔的气隙。
20.第一表面和第二表面之一可包括设置在其上的导电结构，而第一表面和第二表面的另一可包括设置在其上的电磁场感应结构，其中导电结构和电磁场感应结构具有基本相同的结构。
21.在进一步的实施例中，第一表面和第二表面之一包括一隔膜，所述隔膜可具有复数个设置在其上的导电结构，其中复数个导电结构的每一个与其他电隔离。
22.复数个导电结构之一可配置为承载电流，复数个导电结构的至少一个可与任意外部施加的电流隔离。
23.一个更具体实施例中，复数个导电结构的其中一个配置为承载第一电流，复数个导电结构的其中另一个配置为承载第二电流，其中第一电流和第二电流互相电隔离。
24.复数个导电结构的其中一个相较于复数个导电结构的其中至少另一个，可具有不同的结构特性。
25.在一第一表面和第二表面之一包括隔膜的具体实施例中，所述隔膜可具有第一横截面厚度，且至少一个附加的隔膜区域可具有不同于第一横截面厚度的横截面厚度。
26.在组件的一实施例中，第一表面和第二表面之一包括一隔膜，其中所述隔膜配置为一输入隔膜。
27.在组件的另一实施例中，第一表面和第二表面之一包括一隔膜，且所述隔膜配置为一麦克风隔膜。
28.复数个独立导电结构的其中一个可与对应于一第一音频信道的第一输入信号流连接，而复数个独立导电结构的其中另一个可与对应于一第二音频信道的第二输入信号流连接。
29.在第一表面和第二表面之一包括一隔膜的一实施例中，所述隔膜可包括复数个密封在一起的无孔膜，以形成一液密隔间(fluidtight compartment)，其中所述液密隔间使用高于大气压的气体下扩张。所述液密隔间的边界可由一个或多个其上安装有复数个无孔膜的刚性垫片，和一个或多个确立所述液密隔间的边缘的紧固件确立。
30.在另一实施例中，本发明可包括一声音生成组件。该组件可包括(i)一个或多个波生成表面，配置为所述波生成表面的移动生成一声波，其中所述一个或多个波生成表面配置为作往复运动、循环运动、旋转运动或椭圆运动中的任意一个(ii)一驱动器，配置作驱动一个或多个波生成器从一第一位置至一第二位置，以生成可听声，及(iii)一个或多个致动
器，配置为修改(a)一个或多个波生成表面的空气流特性或(b)一个或多个波生成表面的运动方向或速率。
附图说明
31.图1a和1b描绘了径向(radial)发声器组件。
32.图1c至1h描绘了用于发声器组件的隔膜的示例性实施例。
33.图2a和2b描绘了用于发声器组件的系留表面的实施例。
34.图3a至3d描绘了用于发声器组件的垫片安装表面的实施例。
35.图3e至3g描绘了可折叠或可卷曲发声器组件的实施例。
36.图4a至4c描绘了张力可调发声器组件的实施例。
37.图5a和5b描绘了用于发声器组件的可伸展隔膜。
38.图6a和6b描绘了用于具有设置在其上的磁性或带电感应粒子的发声器组件的隔膜。
39.图7a和7b描绘了包括一导电结构的隔膜表面的实施例。
40.图8a至8k、9a、9c、9d、10a、10b和11描绘了具有安于其上的一个或多个导电结构的隔膜表面的实施例。
41.图9b描绘了具有复数个横截面的隔膜结构。
42.图12a至12r描绘了旋转的发声器组件和其内部件的实施例。
43.图12s至12t-t描绘了振动的发声器组件和其内部件的实施例。
44.图12u至12v描绘了根据本发明的教导，基于膜结构的新型发声器组件结构的实施例。
45.图13描绘了结合一个或多个已在说明书的其他地方叙述的组件的实施例的示例性鼓组件。
具体实施方式
46.本发明提供了使用复数个可互相固定或移动的表面的用于声音生成的组件。这些表面可以是电磁的、静电的、压电的、传感器实现的、热激活的、永磁的或通过任何其他包括但不限于机械激活的方式激活的。
47.如下文详细解释的，该表面可具有自由浮动、受限、悬浮或上述组合的各种配置。表面本身可以是可折叠的、可卷曲的，可扩张的、专用的或上述任意组合。
48.径向发声器组件
49.在如图1a描绘的第一实施例中，本发明包括一径向配置的发声器组件，包括具有第一直径的第一圆柱形表面102，和具有小于所述第一直径的第二直径的第二圆柱形表面 104，其中第一和第二圆柱形表面关于各自的纵轴1同轴设置。换句话说，第一和第二圆柱形表面关于共同的纵轴同轴对齐，从而第二圆柱形表面嵌套在第二圆柱形表面内。第一圆柱形表面和第二圆柱形表面中的至少一个与静电/电场发生部件耦合，而第一圆柱形表面和第二圆柱形表面中另一个与一个或多个静电/电场感应部件耦合。改变由静电/电场发生部件生成的静电场将引发电磁/电场感应部件的移动，进而引发同轴嵌套的第一和第二圆柱形表面的表面间的相对运动。在本发明的一实施例中，第一圆柱形表面102和第二圆柱形表
面104的其中一个为隔膜表面，发声器组件配置为改变由静电场发生部件生成的静电场将引发隔膜的径向扩张或径向收缩，反过来引发声音的生成。
50.在本发明的第一实施例中，隔膜表面包括第一圆柱形表面102。在本发明的另一实施例中，隔膜表面包括第二圆柱形表面104。
51.可以接的是，第一圆柱形表面102和第二圆柱形表面104可通过任意数量的机械装置固定或保持在位置上。一实施例中，第一和第二圆柱形表面通过复数个弹性或弹力系绳的方式相互拴在一起。图1b描绘了第一圆柱形表面102和第二圆柱形表面104的俯视图，以及所述表面通过复数个弹性系绳106、108、110、112和114互相固定的方式。选择和固定所述弹性系绳时，使得第一和第二圆柱形表面102和104以通过扩张或收缩所述圆柱形表面的一个或两个允许相对移动的方式互相固定。可选地，一旦负责于所述圆柱形表面的相对移动的静电场不再适用时，所述系绳的弹性特性辅助所述表面重获他们的原始配置。出于实现本发明的目的，进一步可理解的是，第一表面和第二表面不必须要呈完全的圆柱形，而可包括任何类似或基本类似的2d或3d形状。
52.图1c描绘的一实施例中，第一圆柱形表面和第二圆柱形表面的任何之一(一实施例中为两个都)为分段的表面，由复数个区段(如116、118和120)结合组成，以形成基本圆柱形表面或多边形表面。本发明的一所讨论的圆柱形表面为隔膜的实施例中，形成圆柱的区段的结合可通过使用一个或多个实现隔膜的扩张和收缩的接头、褶皱、折纸式连接件或其他紧固件获得。图1d描绘了结合的隔膜结构的俯视图。虽然图1c中描绘的区段为基本条状，可以理解的是，任何其他规则或不规则的形状可用于各自的区段。
53.图1e描绘的另一实施例中，第一圆柱形表面和第二圆柱形表面的一个或两个可具有柔性螺旋结构122，使得圆柱形表面通过收紧或松开螺旋线圈而实现扩张或收缩。图1f 描绘了具有螺旋结构122的圆柱形表面的俯视图。本发明的一实施例中，螺旋结构122 包括发声器隔膜。虽然图1e描绘了用于圆柱形表面的螺旋结构，可以理解的是第一圆柱形表面和第二圆柱形表面可同样地包括任何其他弹性可伸长或弹性可折叠结构。
54.图1g和1h分别描绘了具有螺旋配置，同时包括复数个结合区段124、126、128的圆柱形表面的侧视图和俯视图。
55.具有悬浮或悬停表面的发声器组件
56.图2a和图2b示出的本发明的第二实施例，包括具有第一表面202和第二表面204 的发声器组件，其中第一和第二表面通过复数个弹性紧固件206至212互相弹性固定。在本发明的一实施例中，所述弹性紧固件可包括弹性系绳或其他紧固件206至212，在一受激阶段时允许两表面间的相对移动，在一平稳阶段允许两表面恢复他们互相相对的原始位置。第一表面202和第二表面204的至少一个与静电/电场发生器件耦合，而第一表面和第二表面204的另一个与一个或多个静电/电场感应部件耦合。在受激阶段，由静电 /电场发生部件生成的静电/电场内的变化将引发静电/电场感应部件的移动，进而引发两表面间的相对移动，而在平稳阶段，两表面恢复他们互相相对的原始位置。在本发明的一实施例中，第一表面202和第二表面204的其中一个可以是隔膜表面，发声器组件配置为改变由静电/电场发生部件生成的静电/电场将引发隔膜的移动，反过来引发声音的生成。
57.上文所述的配置可用为使第一和第二表面202和204互相拴住、悬浮或悬停，因而消除了互相相对固定所述第一和第二表面的单独壳体的需求。在一优选实施例中，第一和
第二表面使用两个或更多以最佳配置(一实施例中可包括总共三个设置为基本呈三角形配置)设置的系绳互相拴住。
58.可以理解的是，在某些实施例中，第一和第二表面彼此间悬浮设置，举例来说使用磁铁、电荷或电场来确保一个表面相对于另一个悬浮。在这样的实施例中，第一和第二表面可选地互相拴住。
59.基于垫片(spacer based)的发声器组件
60.图3a和3d所示的本发明第三实施例，包括具有第一表面302和第二表面304的发声器组件，其中第一和第描绘的，第一表面302和第二表面304的每一个可固定在垫片 306的相对侧，一实施例中可通过固定第一表面302和第二表面304的每一个至垫片306 上获得，或另一实施例中，通过在垫片306上拉伸表面302和304，进而互相固定所述两表面的边缘获得。如图3b内描绘的，垫片306可包括将表面302和304互相分隔的垫片或框架结构，因而允许了两者间的相对移动。图3c和3d分别描绘了具有安装在其上的表面302和304的垫片306的透视图。在受激阶段，所述两表面302和304在垫片306 上的安装允许了两表面间的相对移动，而在平稳阶段，实现了两表面恢复他们互相相对的原始位置。第一表面302和第二表面304的至少一个可与静电/电场发生部件耦合，而第一表面302和第二表面304的另一个与一个或多个静电场感应部件耦合。在受激阶段，由静电/电场发生部件生成的静电/电场内的变化将引发静电/电场感应部件的移动，进而引发两表面间的相对移动，而在平稳阶段，两表面恢复他们互相相对的原始位置。在本发明的一实施例中，第一表面302和第二表面304的一个可以是隔膜表面，而发声器组件配置为改变由磁/电场发生部件生成的静电/电场将引发隔膜的移动，反过来引发声音的生成。
61.上文所述的配置可用为将第一和第二表面302和304互相相对安装，因而消除了用于互相相对固定所述第一和第二表面的单独外壳的需求。一实施例中，将第一和第二表面302、304固定在垫片306上创造了所述第一和第二表面间的密封隔间，在各种实施例中，隔间可含有加压气体、部分真空或常压下的气体(例如空气)。
62.本发明的垫片可包括任何允许第一表面和第二表面以相对或基本相对的配置安装在其上的垫片框架，从而所述第一和第二表面以一确定的分隔距离分隔。虽然图3b至3d 内描绘的垫片为基本矩形的框架形状，可以理解的是，任何其他垫片形状同样是可想象的，包括但不限于圆形框架形状、三角形框架形状或任何其他规则或不规则多边形框架形状。
63.在本发明的一具体实施例中，复数个上文所述类型的基于垫片的发声器组件可柔性互连，以形成更大的发声器组件。图3e至3g提供有这样配置的例证式实施例。在图3e 的实施例中，长方形组件306、308、312通过接头或紧固件314和316集成在更大的线性结构组件内。在图3f的实施例中，长方形发声器组件318、320、322、324、326、328 通过接头或紧固件330、332、334、336、338集成在更大的长方形发声器配置内。在图 3g描绘的实施例中，三角形发声器组件340、342、344通过接头346、347线性集成，以形成更大的不规则形状的发声器组件。可以理解的是，当发声器组件集成在更大的配置内，使用接头或紧固件(一实施例中弹性或柔性紧固件)集成多个发声器组件将引发应变消除，额外地保证了这样更大的配置为可折叠或可卷曲的。
64.基于外部约束的发声器组件
65.如图4a至4c描绘的本发明的可选实施例中，发声器组件包括表面402，安装在外部
约束，如安装环404上，可选地设有一个或多个张力调节器(举例来说如张紧杆406、 408、410、412)，配置为实现表面402的张力的改变。一实施例中，表面402可背向至一第二表面(未示出)。在激励的阶段，表面402在环404上的安装实现了表面402和所述背向的第二表面间的相对移动，而在平稳的阶段，实现了两表面恢复他们互相相对的原始位置。表面402和背向的第二表面的至少一个可与静电/电场发生部件耦合，而表面402和第二表面的另一个可与一个或多个静电场感应部件耦合。在激励的阶段，由静电/电场发生部件生成的静电/电场内的变化将引发静电/电场感应部件的移动，进而引发两表面间的相对移动，而在平稳的阶段，两表面恢复他们互相相对的原始位置。在本发明的一实施例中，表面402可以是隔膜表面，而发声器组件配置为，改变由磁/电场发生部件生成的静电场将引发隔膜的移动，反过来引发声音的生成。
66.基于可扩张隔膜的发声器组件
67.本发明的一实施例中，发声器组件的隔膜可具有可扩张结构——举例来说，如图5a 或5b描绘的折叠或打褶结构。图5a描绘了扁平型/片型的隔膜502，而图5b描绘了可实施在如上文所述的径向发声器组件实施例内类型的隔膜502。通过实施隔膜的可扩张 (例如打褶)表面结构，在基本相同尺寸下，所述隔膜相比于不可扩张隔膜，能够移动更多的空气。
68.具有磁化隔膜表面的发声器组件
69.现有技术的解决办法一般涉及固定的永磁体和移动电磁铁的使用。本发明力求通过涉及移动的永磁体固定或移动的电磁铁的发声器组件生成声音。
70.本发明通过一个或多个下列新型发声器组件配置获得上述目的。
71.在图6a描绘的本发明的第一实施例中，移动的永磁体采用一移动的已磁化的发生器表面(举例来说如隔膜表面)的形式。这可通过许多不同的方式实现，包括但不限于使用磁的或磁性感应粒子和/或层涂覆隔膜表面、使用磁的或磁性感应粒子和/或层嵌入所述隔膜表面，和使用叠加式印刷在隔膜表面上沉积磁的或磁性感应粒子。
72.图6a描绘了隔膜表面602，具有沉积在其上的带电粒子涂层。通过使用磁的或磁性感应粒子或使用导电结构涂覆所述表面，所述表面602配置为磁性感应或到店的，使得所述表面可响应于由一个或多个固定的或移动的电磁铁生成的磁场/静电场的变化，或在一可选实施例中，可用于通过应用电流通过导电结构来生成磁/静电场。通过使用磁化的或磁性感应粒子的涂层，或通过在隔膜表面602上应用导电结构，该组件避免了笨重磁铁的需求，能够为扬声器组件采用各种薄形状配置。除了通过涂层的应用，在隔膜上应用磁的或磁性感应粒子或导电结构，磁的或磁性感应粒子或导电结构可额外地通过包括对固定在基层上的金属板的蚀刻的减层处理，嵌在隔膜表面上，或通过包括磁的或磁性感应粒子或导电结构以预定图案沉积在基层上的叠加式处理。
73.在一特别有利的实施例中，如图6b描绘的，隔膜604通过在第一基层606和第二基层608间夹设磁的或磁性感应元件，或粒子或涂层、或导电结构形成。可以理解的是，采用这种配置显著地减少了磁的或磁性感应元件、粒子或涂层、或导电结构的部分或全部从隔膜的外层，由于移动、影响或普通磨损的去除或脱落。
74.在固定磁的或磁性感应粒子或导电结构至基层上里，可使用任何一个或多个机械的、热的或化学方法。可以理解的是，上文所有实施例关于带电粒子或磁性感应粒子应用至一移动表面的教导，同样可应用于固定一个或多个导电元件至发声器组件内的一移动表面
的目的。
75.具有导电结构的发声器组件
76.在本发明如图7a描绘的实施例中，发声器组件的一移动表面或隔膜702可包括导电结构704，能够响应于一电场穿过所述导电结构生成一静电场，其中一个或多个导电结构间的空隙通过使用非导电填充材料706填充，一实施例中，填充材料严格地存在于网格结构中，且网格结构和填充材料间无重叠。通过选定合适的填充材料，隔膜702可具有合适的必要柔性或弹性性质，以作为发声器组件内的一移动表面。在另一实施例中，填充材料可与网格结构重叠。
77.在本发明如图7b描绘的实施例中，发声器组件的一移动表面或隔膜708可包括导电网格或在网格的导电元件间具有空隙714的网状结构。通过保证空隙的区域充分地小，导电网格或网状结构712作为隔膜在发声器组件内生成声音，表现令人满意。通过消除导电材料周围的膜材料，由隔膜生成的静电场的场强更大，而同时减少了隔膜的重量和厚度，引发更低的重量、更低的所需信号功率、更低的设计/制造复杂度、更低的花费、提高的效率、感应度、保真度和更薄和更多数量的形状元素。
78.上文所有实施例中的发声器组件的声学响应是高度可调的，包括通过配置一个或多个结构、场强、磁的或磁性感应部件或导电元件的模式/分布、导体尺寸、导体的匝数、电流、间距带电粒子尺寸、磁化、矫顽力等。
79.具有可配置的导体形状的发声器组件
80.使用叠加式的(基于沉积)或减层式的(基于蚀刻)制造方法，将导体结构嵌入隔膜或发声器组件的表面表现出不少优势，包括能够制造基本薄的隔膜或表面，以及额外地能够制造任何期望的形状或尺寸的导体结构。
81.图8a至图8g描绘了隔膜802至814可根据本发明的教导生产的示例性实施例。隔膜802包括隔膜802a，其上设有单环形螺旋形导电结构802b。隔膜804包括隔膜表面804a，其上设有单矩形螺旋形导电结构804b。隔膜806包括三角形隔膜表面806a，其上设有单三角形螺旋形导电结构806b。隔膜808包括隔膜表面808a，其上设有基本e形导电结构 808b。隔膜810包括隔膜表面810a，其上设有之字形导电结构810b。隔膜812包括隔膜表面812a，其上设有多个螺旋形导电结构812b至812f。隔膜814包括隔膜表面814a，其上设有第一螺旋形导电结构814b和沉积在第一螺旋形导电结构814b内的第二螺旋形导电结构814c。可以理解的是，通过改变沉积或嵌入隔膜内的导电结构的形状和尺寸，本发明实现了对电或磁场的具体相应配置隔膜。如图8f和8g描绘的种类的实施例中，相同隔膜上的多个独立导电结构的存在实现了隔膜的第一部分以第一方式响应于电或磁场的改变，隔膜的第二部分以第二方式响应于电或磁场的改变，因而在一个隔膜内创造了复数个可单独操作的区域，及实现了高度可调的隔膜响应。
82.在图8h的描绘中，隔膜816包括隔膜表面816a，其上设有第一螺旋形导电结构816b，位于隔膜表面816a的中心，且具有第二、第三、第四和第五螺旋形导电结构816c、816d、 816e和816f(每一个相较于第一螺旋形导电结构816b在尺寸上相对更小)设置在所述第一螺旋形导电结构816b的周围。
83.在图8i的描绘中，隔膜818包括隔膜表面818a，其上佘鸥第一螺旋形导电结构818b，位于隔膜表面818a的中心，且具有第二、第三、第四和第五螺旋形导电结构818c、
818d、 818e和818f(每一个相较于第一螺旋形导电结构818b在尺寸上相对更小)设置在所述第一螺旋形导电结构818b的周围。
84.通过改变导电结构的配置和位置，隔膜的不同区域可为不同声学响应进行调整。
85.在另一实施例中，复数个独立导电结构可与复数个独立信号输入流连接，每一输入信号流对应于一信号/音乐通道，因此创造了能够通过单一隔膜生成多通道声音的发声器组件。
86.在某些实施例中，导电结构的大小或尺寸可改变，以配置隔膜的响应。具体实施例中，隔膜的第一部分上的导电结构的尺寸特性可不同于隔膜的第二部分上的导电结构的尺寸特性，将引发所述隔膜的第一和第二部分的不同声学响应在状态上的变化，举例来说如在电、磁或静电场的变化。
87.在图9a描绘的实施例中，隔膜902包括隔膜表面902a，其上设有第一导电结构902b 和第二导电结构902c，其中第一导电结构的宽度和第二导电结构的宽度明显不同。可以理解的是，在其他实施例中，第一导电结构和第二导电结构的元件的形状、长度、尺寸、厚度、深度、密度、匝数、或任何其他尺寸特性可互相不同，以确保对场内变化的不同响应。
88.在图9c的描绘中，隔膜916包括隔膜表面916a，其上设有第一、第二、第三和第四螺旋形导电结构916b、916c、916d和916e，其中导电结构916c和916d相较于导电结构916b和916e具有更高的匝数密度。
89.在图9d的描绘中，隔膜918包括隔膜表面918a，其上设有第一、第二、第三和第四螺旋形导电结构918b、918c、918d和918e，其中导电结构918c和918d相较于导电结构918d和918e具有更少的匝数。
90.通过改变导电结构的配置和位置，隔膜的不同区域可为不同声学响应进行调整。
91.可以理解的是，通过实施一个或多个上述实施例，复数个独立导电结构可与复数个独立输入信号流连接，每一输入信号流对应一信号/音乐通道，因而通过单一的隔膜创造了能够生成多通道声音的发声器组件。
92.在其他实施例中，复数个导电结构的位置恰选择为为期望的声学响应配置隔膜。举例来说，但不限于在不同的实施例中，导电结构可均匀地分布在隔膜上，或向着隔膜的中心更密集地分布，或远离于隔膜的中心分布。
93.在其他实施例中，复数个导电结构的位置恰可选择为在单一膜内为多通道声音配置隔膜。举例来说，但不限于在不同的实施例中，导电结构可均匀地分布在隔膜上，使得没有导电结构附在另一导电结构上，或以相似形状的同心模式分布而增加了隔膜的中心和各自导电结构的靠近隔膜的中心的按键尾端的距离
94.额外可理解的是，隔膜的声学响应也可通过改变隔膜本身的厚度而变化，在一些实施例中，包括在单一隔膜内具有多个区域，每一区域具有不同的厚度。图9b描绘了复数个示例性隔膜横截面，其中隔膜904具有均匀的横截面，而隔膜906、908、910、912和 914具有非均匀横截面。
95.可以理解的是，当上述所有可配置参数已结合具有导电结构在其上的隔膜实施例作了描述，该教导同样可应用在沉积、固定或嵌入带电粒子或磁性感应粒子在隔膜表面上或内。在这些实施例中可变化的具体的参数，包括带电粒子或磁性感应粒子的选择、粒子的尺寸、粒子在表面上/内的密度、布局或粒子应用的模式和磁化程度和/或粒子的矫顽力。
96.出于调整声学响应的目的而变化的隔膜表面的特性，可包括隔膜材料的选定、隔膜的厚度(具有均匀的横截面)、隔膜厚度的变化性(当隔膜具有非均匀横截面时)，及隔膜的外部张力。
97.本发明的一实施例中，隔膜的外部张力通过调节一个或多个隔膜安装座、系绳或张力调节器(举例来说如张紧杆)可调。一更具体实施例中，隔膜的张力可手动或通过算法调节。
98.在本发明的其他实施例中，隔膜特性可通过具有可变数量的保持器或系绳、所述保持器或系绳的设置和这些保持器和系绳的结构特性(举例来说如弹簧常数)而变化。
99.具有匹配的导体形状和磁性材料形状的发声器组件
100.在本发明的一实施例中，一发声器组件可包括第一表面，其上设有一导电结构，和第二表面，其上设有磁的或磁性感应结构，其中所述第一和第二表面配置为，一电场穿过该导体或电流穿过该导体的应用将引发第一和第二表面中的一个相对于所述第一和第二表面的另一个的移动。该实施例中，设置在第一表面上的导电结构和设置在第二表面上的磁的或磁性感应结构结构基本相同，这将引发发声器组件呈现线性声学响应特性。将导电结构和磁的或磁性感应结构的结构性相同形状，和用于生成所述导电结构和/或磁的或磁性感应结构的叠加式/减层式的应用相结合，与其他发声器组件比，可提供多个提升，包括但不限于效率、保真度、噶硬度、更简单的设计、结构、重量、尺寸、花费、形状元素和先前不可能的应用。
101.导电结构和磁的或磁性感应结构的某些相对布置展现出了更好的表现。举例来说，一实施例中，两结构互相相邻，但没有一个附在另一个上，其中一个相对于另一个的相对运动垂直于所述结构的平面。另一实施例中，两结构可互相相邻，使得一个附在另一个上，这样的情况下两结构的相对运动在两结构的平面内，将引发形变(扩张或收缩) 结构。
102.图10a描绘了具有第一表面1002a和第二表面1002b的发声器组件的实施例，其中设置在第一表面1002a上的三角形导电结构1004a和对应的设置在第二表面1002b上的三角形磁性结构1004b具有基本相同的结构。图10b描绘了具有第一表面1006a和第二表面1006b的发声器组件的实施例，其中设置在第一表面1006a上的螺旋形导电结构 1008a和对应的设置在第二表面1006b上的螺旋形磁性结构1008b具有基本相同的结构。
103.具有被动或主动阻尼的发声器组件
104.本发明的一实施例中，发声器组件的隔膜表面提供有复数个离散导体结构。所述隔膜表面包括至少一个初级载流导体结构(即初级驱动导体结构)，其中通过所述导体结构的电流的应用导致隔膜在第二表面或与所述第二表面相关的磁或静电或电场的方向上或远离的方向上。隔膜表面额外地提供有一个或多个次级导体结构，为可或不可载流的。
105.在图11描绘的实施例中，隔膜表面1102具有设于其上的初级载流导体结构1104，及复数个次级导体结构1106至1112。在一个或多个次级导体结构为被动结构(导体结构的两端互相连接)的实施例中，隔膜的移动导致所述次级导体结构通过由第二表面生成的静电场移动，因而生成一电动势和感应电流和对应于每一次级导体结构的静电场。在本发明的实施例中，一个或多个次级导体结构配置和放置时，由初级载流导体结构创造的静电场和关于每一次级导体结构的所述生成的静电场间的相互作用背向于隔膜运动的方向，并用作控制和微调隔膜响应的阻尼机械装置。
106.在本发明的其他实施例中，一个或多个次级导体结构可以是主动的和由外部激励源激励的，配置和放置时，由每一次级导体结构生成的静电场与相关于第二表面的静电场相互作用，且取决于次级导体结构的配置和位置，或背向或补充隔膜的运动方向。具体实施例中，一个或多个次级导体结构可由直流电驱动，应用在其上的幅度和方向可以是改变的/积极的信号。
107.特别的实施例中，初级和次级导体结构的一个或两个配置为具有可变的环长度和/或可变的匝数，使得有效的环长度和/或匝数可通过缩短，进而调节由所述环生成的对应电场的强度而改变。可以理解的是，可变的环长度为发声器组件的微调声学响应提供了进一步的机械装置。
108.在本发明如图8j描绘的实施例中，隔膜820包括隔膜表面820a，其上设有位于隔膜表面820a的中心的第一螺旋形导体结构820b，和围设在所述第一螺旋形导体结构820b 周围的第二、第三、第四、第五螺旋形导体结构820c、820d、820e和820f。在该描绘中，第一螺旋形导体结构为初级导体结构，配置为由一直流电/积极的信号驱动，而第二、第三、第四、第五螺旋形导体结构820c、820d、820e和820f的每一个为闭环结构，不承载电流/积极的信号。通过选定初级载流导体结构和次级闭环结构的数量和位置，隔膜可为特定的声学响应作调谐。
109.在本发明如图8k描绘的实施例中，隔膜822包括隔膜表面822a，其上设有位于隔膜表面822a的中心的第一螺旋形导电结构822b，和围设在所述第一螺旋形导电结构822b 周围的第二、第三、第四和第五螺旋形导电结构822c、822d、822e和822f。在该描绘中， (i)第一螺旋形导电结构822b为初级导体结构，配置为由一直流电/积极的信号驱动， (ii)第二螺旋形导体结构822c为包括闭环的导体结构，该闭环由一选定可配置为承载一直流电/积极的信号或选定为短路的关闭环围绕，(iii)第三螺旋形导体结构822d为配置为承载一直流电/积极的信号的导体结构，(iv)第四螺旋形导体结构822e为包括单一闭环的导体结构，且(v)第五螺旋形导体结构822f为包括两个同心设置的闭环的导体结构。通过选定任何类型的载流导体结构和闭环结构的数量和位置，隔膜隔膜可为特定的声学响应作调谐。
110.旋转式发声器组件
111.在本发明的一实施例中，发声器组件可包括旋转式发声器，其中旋转速度可为了声音的调制而改变。
112.通过移动一介质如空气并对其进行调制以创造空气内符合一输入(音频)信号的函数的压力变化而产生声音。
113.然而可通过复数个机械装置实施该函数，即一用于创造空气流的第一机械装置，和用于空气流调制的第二机械装置以实施输入音频信号的特性，例如振幅、频率、相位。在这样的实施例中，功率/能量和调制由两个隔离系统处理，该途径可消除传统音频信号放大器的需要。
114.这种空气流的创造可由复数个例如翅膀、叶片、帆等的结构的移动获得。翼型是这种结构的形状。
115.上述类型的装置或系统可基于如何创造空气流而大致分类为2类，即，
116.1)通过震荡运动(如角度、线性等)，及
117.2)通过旋转运动。
118.现有技术已涉及用于声音调制的空气流的调制，主要通过控制叶片的桨距，进一步特别强调桨距的线性或扭转控制。
119.本发明提供了调制空气流和创造声音的新型技术。该技术包括：
120.1)通过如音量改变、包括折叠的直接形状改变，和通过翼型控制，包括但不限于一个或多个下述方向舵、升降舵、副翼、阻尼器、扰流板、升降舵、平衡器、襟翼、襟副翼、修剪补翼(tab)、平衡补翼、防平衡补翼、伺服补翼、缝翼、槽、翼型区域变化，转动惯量等的有效形状改变的方式改变翼型的空气流特性。
121.2)在静态和/或动态的基础上改变运动的方向和/或速率以及改变该速率的更高阶导数。
122.通过一个或多个致动器可实现所期望的控制，致动器自身可由多个装置实现，包括但不限于电磁的(如电磁铁、电机)、电的(如压电，包括双压电晶片、多变形)、电热的(如双金属条、加热流体)、流体流动的(如液压、气动)等。
123.进一步地，这样的致动器可通过以下一个或多个影响所述控制，杆、振荡盘、齿轮、皮带轮、皮带、链条、单连杆/多连杆链板、旋转斜盘、液压软管、滑环、换向器、水银接触、电感、电容、无线、光学等。
124.一实施例中，控制方法/实施可合并至叶片结构本身，以引发噪音、设计/制造的复杂度、花费等的减少，及效率、可靠性、表现、保真度、感应度等的增强。
125.在本发明的一实施例中，一个或多个外部结构可用于指向和/或限制空气流至一期望区域和/或方向，因而有效地用作为声波导。
126.这些不同的方法可进一步地多个相结合，以创造额外的实现和/或改进。示例性实现包含多个驱动器，为具体的参数作优化，如频率响应、多个驱动器布置在同轴位置等。
127.图12a至12d描绘了该发明侧的第一示例性实施例，包括电机1200a和可旋转地安装在所述电机上的旋转叶片1200b至1200f。在操作的第一模式中，如图12a描绘的，叶片1200b至1200f具有第一叶片形状，而在如体验12c描绘的操作的第二模式中，叶片1200b至1200f具有不同于第一叶片形状的第二叶片形状。图12b和12b进一步分别描绘了操作的第一和第二模式下，叶片1200b的不同叶片形状。如上文所述的，操作的第一和第二模式间形状的改变可通过任何合适的致动器，包括但不限于电磁的(如电磁铁、电机)、电的(如压电，包括双压电晶片、多变形)、电热的(如双金属条、加热流体)、流体流动的(如液压、气动)等获得。在图12a至12d的实施例中，空气流的调制由改变叶片的形状实现。通过任何上文所述的装置可获得。在一优选实施例中，未使用枢纽(hub)连接叶片，因此叶片的控制未由枢纽结构实现。进一步地，由于该实施例中，叶片相对于电机固定，空气流的改变以及声音的生成不由通过扭转控制的叶片桨距变化而实现。
128.图12e、12f和12f-f描绘了一不同结构1208，旋转叶片1208b至1208f分别安装在外圆柱形结构1208a上，每一叶片通过一个或多个枢轴或其他合适的连接件或安装件 1028g至1208k安装在所述结构上。圆柱形结构上叶片的可枢转安装，使得这些叶片的位置可选地可变(举例来说，在图12e至12f示出的方式中，至少从第一位置至第二位置)，从而在叶片上调制空气流。可以理解的是，图12e和12f描绘了结构1208的俯视图，图 12f-f描绘了所述结构1208的横截面视图，其部件，圆柱形结构1208a、叶片1208b、1208c 和1208d，及对应的可枢转安装件1208g、1208h和1208i。
129.再一次地，值得一提的是，未使用枢纽连接叶片，因此叶片的控制为由枢纽结构实现。空气流的调制主要由改变叶片的有效桨距而获得。该桨距控制可通过上文所述的任意装置获得。
130.在如图12g描绘的进一步实施例1212中，示例性圆柱形结构1208a或旋转叶片组件可被外圆柱形结构1212a围绕，而可作为声波导使用。
131.图12h至12k描绘了装置1214的示例性实施例，包括电机1214a和复数个叶片1214b 至1214d，可关于电机1214a的转轴旋转。值得一提的是，在该实施例中，叶片布置为穿过叶片的边缘生成有扭力。空气流的调制主要由通过以近似于开启/关闭花瓣或雨伞的方式移动叶片而改变叶片的有效扭矩来获得。扭矩控制通过一个或多个自身可由上文所述的多个装置而实现的致动器完成，不限于电磁的致动器。图12h提供了侧视图，图12j 提供了操作的第一模式的主视图，其中叶片1214b至1214d互相靠近(在某种压缩或半封闭的配置中)，而图12i提供了侧视图，图12l提供了操作的第二模式的主视图，其中叶片1214b至1214d以展开的配置布置。通过在操作的第一和第二模式(及操作的其他模式)间的切换，装置1214可调制空气流，及对应地基于生成的空气流调制声音的生成。
132.图12l描绘了上文所述类型的示例性叶片1214b，示出了凭借穿过叶片的空气流穿过所述叶片的端部而生成的扭力的方向。
133.图12m至12o描绘了本发明的实施例中，其中电机具有一组成对的叶片，可旋转地安装在其上，其中每一对内叶片能够受控移动地更靠近或更远离于另一对内叶片。图12m 和12n内，装置1224包括具有一组六个旋转叶片1224b至1224g的电机1224a，包括三组成对的叶片，即第一对1224b、1224c，第二对1224d、1224e和第三对1224f、1224g。如图12m描绘的操作的第一模式内，每一对叶片内的两个叶片的每一个偏离于另一个，从而当沿纵轴观察时，所有六个叶片同时可见。如图12n描绘的操作的第二模式内，每一对叶片内的两个叶片的每一个与另一个对齐，从而当沿着纵轴观察时，每一叶片对的仅一个叶片1224b、1224e、1224g可见。图12o描绘了12m和12n更一般地描绘的装置1224的更具体实施例1228，其中每一对叶片1228b和1228c、1228d和128e，和1228f 和1228g包括对内连接或对内拴住组，其中每一对里的叶片使用系绳或其他紧固件 1228h、1228i和1228j互相连接。紧固件的系绳可选为限制每一叶片对内的叶片的最大允许分离度。可以理解的是，每一叶片对内的叶片间的相对移动的致动，可通过任何数量的方式，包含基于一个或多个上文所述的致动器获得。
134.图12p描绘了透视图，图12q描绘了另一装置1230的主视图，其中两组不同的叶片1230a和1230b沿着同一轴安装。通过控制两组不同叶片的相对旋转和/或相对分离度，可控制所述叶片产生的空气流。
135.图12r描绘了本发明的不同实施例1232，其中两个分隔的电机1232a、1234a和对应的叶片组件1232b、1234b用于调制空气流。通过调制由两个组件中的一个或两个引起的各自空气流，可调制整体空气流(及由这样的空气流生成的声音)。
136.图12s、12t和12t-t描绘了本发明的另一实施例1234，其中一振荡表面的形状/控制表面特性可使用压电双晶片改变。在该描绘中，振荡电机1234a具有安装在其上的振荡表面1234b，其中振荡表面具有设在其上的复数个压电双晶片1234c至1234e。图12s 描绘了操作的第一模式，其中传输至压电双晶片的信号使得振荡表面1234b呈现收缩的形状，而图12t描绘了操作的第二模式，其中传输至压电双晶片的信号使得振荡表面 1234b呈现扩张
的形状。通过改变振荡表面1234b的形状，本发明控制由所述振荡表面的振荡，及一个或多个其他方法，包括但不限于扭矩控制、形状控制或其他任何上文所述的方法生成的空气流，且相应地控制引发的声学信号。图12t-t示出了实施例1234的侧视图，该视图描绘了由振荡电机1234a造成的振荡表面1234b的振荡运动。
137.膜/隔膜结构
138.为了代替空气，理想上隔膜/表面需要是坚硬的，从而不要让自己变形而失去效率及在被代替的空气中引入形变。然而，通常获得坚硬的做法是通过将隔膜/表面弄得强硬，这涉及到适当的支撑和其他方法，因此增加了重量减少了效率和保真度。
139.本发明提供了一种非常轻巧但坚硬的隔膜/表面。隔膜材料由一中空层组成，聚合物泡沫，因此轻巧的材料可在压力和运动下保持其形状。然后可通过使用非常薄的一层膜材料从各侧对其覆盖来得到进一步加强，使得膜材料完全包裹它并赋予强度和结构完整性。
140.如图12u和12v描绘的一优选实施例中，本发明提供了额外结构1238，其具有异常的强度和/或刚度，同时提供显著的重量相关优势(即明显轻于已知结构)。该结构1238 包含一无孔材料的两个薄膜1238a和1238b(或自身折叠的单个膜)，可位于彼此的顶部 (优选地由说明书先前所述类型的垫片1238d分隔)及在边缘处封闭。加压气体(如空气)随后可引入到所得的密封隔间。气体的扩张趋势为整个结构赋予刚性和刚度，且非常地轻。可选地，一轻量级机械装置，如一个或多个紧固件1238c、1238e(举例来说，如铆钉、星形钉、线或其他紧固件)，可用于防止整个结构如气球或透镜不均匀地扩张。该结构可由轻巧的和足够强硬以支持结构完整性的内部垫片1238，如轻的、空心的管的使用而硬化。这种隔膜可用于声学信号的受约束或不受约束的应用中，且其非常轻巧但坚硬，因此提高了效率、保真度、功率、简化了设计/可制造性，且减少了花费。
141.额外地，导体或磁性材料可与外表面或甚至是内表面上的隔膜配对，以获得更大的完整性和/或可靠性。
142.鼓组件
143.在本发明的一实施例中，一个或多个组件可实施为一鼓组件，其中鼓隔膜可具有一个或多个上文所述的隔膜特性，且鼓隔膜的声学或打击乐相应可使用任何本领域技术人员显而易见的装置，包括但不限于步进电动机、扭转螺钉或上文所述的其他机械装置调谐。
144.图13描绘了示例性鼓组件1300的爆炸图，包括鼓体12302、具有导体结构1306形成在其上的第一表面1306，及具有磁的或磁性感应粒子设在其上的第二表面1308。
145.可以理解的是，在鼓组件内，根据本发明上文所述的组件，通过实施导体结构和磁的或磁性感应结构的结合，本发明允许多个终端应用，包含(i)结合的鼓/发声器(ii) 结合的鼓/麦克风(iii)结合的鼓/发声器/麦克风或(iv)精细可调鼓。如上文所述的，鼓组件可以是被动的或标准的，内部积极可精细调谐或张紧的，或外部可调或张紧的(亦或手动地或算法地)。
146.内置麦克风组件
147.本发明的显著特征为使用上文所述的任何组件或配置的固有内置麦克风的创造。麦克风可用于多种模式，即仅发声器、仅麦克风、发声器/去噪(nc)结合模式。在噪音环境，如工作场所、车辆等具有进一步的应用。该麦克风的明显更大的声音采集区域使得其高度
感应，进而可在各种应用中部署。组件的薄度扩展了可使用的应用。
148.薄/平的声音技术完全可应用于整个声音范围。该系统可采取各种形式，包括但不限于独立式、安装在支架/墙壁/天花板/门、安装在家具(例如桌面，椅背/头枕)、车头枕 (带或不带标准/定制/每耳(per-ear)有效去噪)、缠绕/集成到另一个对象，例如灯罩、灯具、或个人/便携式，例如头戴耳机、耳机，钱包(purse)等。将潜在的形式和/或应用留给想象力。
149.所有的应用可进一步使用在各种模式下，仅发声器、仅麦克风、用于有效降噪/去噪的发声器/麦克风结合模式。使用者和/或应用可动态选定所应用的模式。
150.本发明的示例性实施例如本文所描述和描绘，可以理解的是，他们仅是描绘性的。本领域技术人员可以理解的是，可在不离开和违反由附加权利要求所定义的本发明的精神和范围内，作出形式和细节上的不同修改。此外，本发明描绘性的公开适当地可以在不存在于本文未具体公开的任何要素的情况下实现，及在特别考虑具体实现例下，旨在不存在本文未具体公开的任何要素的情况下实现。