[发明专利]音频驱动器

说明书

技术领域

本发明涉及音频驱动器并且具体地涉及能够同时辐射声音和生成气流的音频驱动器。

背景技术

在许多应用中，例如电子电路的主动冷却是期望的或必需的。典型地，这种冷却被实现为使用机械风扇的空气冷却或在更极端的情况下被实现为水或其他液体冷却。

然而，已经提出也使用基于生成气流的声学冷却器的空气冷却。事实上，已经表明，在许多应用中，由于效率和寿命预期的原因，这种声学冷却作为风扇的替代物是有利的。对于这些应用，声学冷却器被最优化以尽可能多地冷却，同时仍然是安静的。声学冷却典型地被实现为诸如扩音器之类的声学换能器，其被最优化以生成气流而不是产生声音。在欧洲专利申请EP07122620.3中公开了这种冷却器的一个实例。

然而，对于使用声学冷却和输出声音这二者的应用和系统，常规方法需要两个不同的扩音器分别用于产生声音和气流。特别地，常规声学冷却被最优化以用于气流的高效生成，同时保持安静操作，并且因此它们对于产生声音而言趋于非常低效。

因此，一种改进的方法将是有利的，且具体而言，一种允许增加的灵活性、改进的气流生成、改进的音频生成、降低的复杂性、方便的实现和/或提高的性能的方法将是有利的。

发明内容

因此，本发明优选地设法单独地或以任何组合地减轻、缓解或消除上面提及的缺点的一个或多个。

根据本发明的一个方面，提供一种音频驱动器，其包括：用于辐射声音的振膜，该振膜具有第一侧和第二侧并且被设置成使得该振膜的一部分至少部分地在第二侧处形成腔；换能器元件，其在所述第二侧上耦合到振膜并且被设置成将电输入信号转换成振膜的运动；空气管道，其耦合到腔并且具有进入腔的第一开口和在腔之外的第二开口；其中空气管道和腔形成亥姆霍兹（Helmholtz）共振器，其具有小于该音频驱动器的自由空气声学共振频率的一半的共振频率。

发明人已经认识到，有可能将高效的声音产生和气流的声学生成结合。事实上，本发明可以允许改进的声音和气流从单个音频驱动器的同时产生。该音频驱动器具体而言可以提供改进质量的声音和/或改进的气流。例如，该方法可以允许振膜表面积足以提供改进质量的低频声音，例如适用于扩音器应用。而且，可以实现可以提供双重功能的高效、易于制造、低复杂度和/或低成本的音频驱动器。本发明可以允许针对声音辐射和气流生成这二者的集成的音频驱动器设计，同时允许至少部分地分离针对声音和气流生成的设计决策。

在许多实施例中，可以通过设计音频驱动器以使得声学共振频率明显高于由空气管道和腔提供的亥姆霍兹共振频率来有效地分离声音生成和气流生成。具体而言，该设计可以确保高气流和典型地喷流形成，而不会导致明显的音频人工产物。而且，可以实现高效且高质量的声音再现（reproduction），而这并没有明显降级气流生成。

特别地，本发明可以允许通过音频驱动器设计来分离振膜的相同运动，使得该运动的一部分（典型地在腔和管道（conduit）的亥姆霍兹共振频率附近的较低频率运动）支持气流生成而对声音再现影响小，而该运动的其他部分（典型地较高频率）支持声音生成而对气流生成影响小。

所述管道可以是仅具有少数（例如一个或两个）腔外开口的封闭的管道。该管道可以是导管（pipe）或管子（tube），其长度超过腔外的所有开口的面积的平方根并且/或者超过该导管/管子的横截面积的平方根。

该音频驱动器可以特别地在管道的纵轴的方向上以喷气的形式生成气流。该气流和/或喷气可以从第二开口喷射。

该音频驱动器可以仅包括单个振膜或膜。该振膜可以是音频驱动器的单个重要（significant）声音产生元件。振膜的第一侧在使用时可以对应于瞄向收听位置的正面（frontal）方向。第一侧可以朝向音频驱动器的主要声音辐射的方向。

所述管道可以远离振膜延伸。该管道可以特别地不横穿对应于振膜远离换能器元件的延伸的平面。该腔可以仅部分地封闭。该管道可以是唯一的来自腔的出气口。在具有其他出气口的场景中，该管道可以是主要的（dominant）出气口。例如，通过振膜的至少一部分的运动从腔挤出（express）的空气的至少50%可以通过空气管道。

该空气管道可以是细长的管道。该空气管道可以基本沿着对应于音频驱动器的中心轴上方向的轴。

所述振膜的至少一部分可以特别地包括防尘盖或由防尘盖组成。这可以使制造便利并且提供声音和气流生成之间的改进的分离。

根据本发明的可选特征，振膜的一部分对应于小于振膜的表面积的20%。

这可以允许改进的声音质量和/或改进的气流生成。