在音频系统中使用的触觉振动驱动器及其操作方法与流程

本申请要求于2015年7月30日提交的序列号为14/814,068的名称为“在音频系统中使用的触觉振动驱动器及其操作方法(Tactile Vibration Drivers For Use in Audio Systems,and Methods for Operating Same)”的美国专利申请的申请日期的权益。

技术领域

本公开总体涉及在音频系统中使用的触觉振动驱动器。更具体地，公开的实施例涉及被配置成产生可被使用音频系统的相关联的耳机的人感测的触觉振动的触觉振动驱动器、包括这种触觉振动驱动器的耳机以及这种触觉振动驱动器和耳机的操作和使用方法。

背景技术：

常规便携式音频系统通常包括(例如通过一根或多根导线或通过无线技术)被连接至媒体播放器的耳机。常规耳机可包括一个或两个耳套组件，每一个包括被配置成利用隔膜产生可听见的声波的音频驱动器(即扬声器)。例如，图1和图2分别说明用于常规耳机的音频驱动器100和200。

参照图1，音频驱动器100可包括被连接至支撑结构120的边缘的隔膜110，这可使隔膜的外边缘是相对刚性的。被联接至磁性构件(例如线圈或磁铁)的锥形构件在隔膜110的中央区域。隔膜在锥形构件外的部分可形成至少部分地确定隔膜110的刚度的悬挂构件。隔膜110允许被附接至隔膜110的磁性构件响应于由音频信号产生的磁场变化来回移动。因此，隔膜110在接近于音频驱动器100的空气中产生与音频信号的频率相对应的可听见的声波。

参照图2，在另外的先前已知的扬声器系统中，音频驱动器200可包括被连接至支撑结构220的边缘的一个或多个金属悬挂构件210(而不是塑料隔膜)。悬挂构件210可通常为圆形并且可具有连接径向外刚性部和径向内刚性部的柔性梁。径向内刚性部形成线圈或磁铁可附接于其的平台。

耳机的耳套组件还可包括被配置成在耳套组件内产生用户可感觉到的触觉振动的触觉振动驱动器。例如，于2015年2月24日公布的专利号为8,965,028的美国专利公开了包括这种触觉振动驱动器的耳机，其全部内容通过引用并入本文。

技术实现要素：

根据本文描述的一个实施例，在耳机中使用的触觉振动驱动器包括：支撑结构；至少一个悬挂构件，其相对于支撑结构悬挂至少一个刚性构件；以及多个磁性构件，其附接至至少一个刚性构件并且被配置成驱动至少一个刚性构件和至少一个悬挂构件的振荡移动以便在触觉振动驱动器的操作期间产生触觉振动。

在附加的实施例中，描述了被配置成将电音频信号发送至音频系统的至少一个触觉振动驱动器的包括媒体播放器的音频系统。至少一个触觉振动驱动器包括：至少一个刚性构件；至少一个悬挂构件，其被联接至至少一个刚性构件和支撑结构；以及多个磁性构件，其被附接至至少一个刚性构件，其中多个磁性构件中的每一个磁性构件被配置成相对于支撑结构振荡并且响应于电音频信号的接收产生触觉振动。

在附加的实施例中，触觉振动驱动器的操作方法包括：驱动被附接至触觉振动驱动器的刚性构件的多个磁性构件以使多个磁性构件和刚性构件相对于悬挂构件振荡并且响应于电信号的接收产生触觉振动。

附图说明

图1说明用于耳机的常规音频驱动器；

图2说明用于耳机的另一常规音频驱动器；

图3是根据本公开的实施例的音频系统的实施例的简化视图；

图4是根据本公开的实施例的驱动器系统的简化框图；

图5是图3的耳机的一部分的侧面剖视图；

图6A是表示根据本公开的实施例的触觉振动驱动器的俯视图的简化示意图；

图6B是说明图6A的触觉振动驱动器的侧面剖视图的简化示意图；

图7是说明根据本公开的实施例的触觉振动驱动器的侧面剖视图的简化示意图；

图8-图11是表示根据本公开的实施例的触觉振动驱动器的俯视图的简化示意图；

图12是说明根据本公开的实施例的触觉振动驱动器的立体图的简化示意图；

图13是表示根据本公开的实施例的触觉振动驱动器的俯视图的简化示意图；

图14是表示根据本公开的实施例的触觉振动驱动器的俯视图的简化示意图；

图15是根据本公开的实施例的触觉振动驱动器的实施例的一部分的俯视图；

图16是根据本公开的实施例的触觉振动驱动器的另一实施例的一部分的俯视图；

图17是根据本公开的实施例的耳机的耳塞(ear bud)组件的简化视图；

图18是根据本公开的实施例的包括被安装至耳机的头带(headband)的多个触觉振动驱动器的耳机的简化视图；

图19是说明根据本公开的实施例的触觉振动驱动器的侧面剖视图的简化示意图；

图20是说明根据本公开的实施例的触觉振动驱动器的侧面剖视图的简化示意图；

图21是根据本公开的实施例的包括具有一个或多个触觉振动驱动器的耳机的头盔的内部简化和示意性说明侧视图；以及

图22是根据本公开的实施例的包括具有一个或多个触觉振动驱动器的耳机的全护式头盔的正视图。

具体实施方式

在下面的描述中，参照通过说明示出本公开的特定实施例的附图。实施例旨在足够详细地描述本公开的各个方面以使本领域技术人员能够实践本发明。可利用其它实施例并且在不脱离本公开的范围的前提下可进行变化。

公开的实施例总体涉及被配置成产生可被人感觉的触觉振动的触觉振动驱动器，其中人使用触觉振动驱动器或包括一个或多个触觉振动驱动器的耳机。特别地，公开的实施例可包括耳机，耳机包括被配置成响应于接收诸如电音频信号的电信号产生触觉振动的一个或多个触觉振动驱动器。在一些实施例中，触觉振动驱动器可被配置成产生用户可以触觉的方式被身体感觉到的振动的多致动器系统。触觉振动驱动器可包括可在相同操作频率下驱动的多个音圈/磁铁致动器。通过提供多个致动器，触觉振动驱动器形状可以是非圆形和/或非平坦的并且触觉振动驱动器可包括设置在需要触觉振动的特定区域周围的多个致动器，其与以通常为圆形并且通常平坦的触觉振动驱动器组件为中心的单个致动器相反。致动器可以是通常由线圈和磁铁构成的洛伦兹力致动器。致动器可包括由一个或多个导电线圈包围的磁性构件(例如物理磁铁)，触觉振动驱动器可包括多致动器换能器，其中多个致动器被放置在相对于悬挂构件的不同位置处以产生触觉振动。

带有多个致动器的这种触觉振动驱动器可用在被配置成在非对称的体积和空间中接触用户的耳机中，在该体积和空间中，被配置成产生触觉振动的常规扬声器和耳机不会以舒适的方式安装。因为触觉振动驱动器包括多个致动器，而不是仅单个致动器，所以触觉振动可被施加至用户的头部或其它解剖学特征的非平坦表面。例如，触觉振动驱动器和/或包括触觉振动驱动器的耳机可被配置成符合用户的头部的形状(例如环绕用户的耳朵或在用户的耳朵后面、从耳朵末端接触用户的头部)、符合用户的接触点(例如用户玩游戏机的手或手指)或安装在耳套内。触觉振动驱动器可位于与耳机相关联的音频驱动器的近端或远端，从而提供低轮廓组件，因为触觉振动驱动器不会垂直地堆叠在音频驱动器上方。

如本文使用的术语“音频驱动器”是指并包括主要被配置成产生诸如随语音、音乐或其它可听见的声音再现的可听见的声波的声换能器装置。虽然一些轻微的触觉振动可通过音频驱动器产生，但是音频驱动器可被主要配置成发射可听见的音频。

虽然一些低频可听见的声音也可通过触觉振动驱动器产生，但是如本文使用的术语“触觉振动驱动器”是指并包括被主要配置成产生用户以触觉的方式可感觉到的触觉振动的换能器装置。虽然本文描述了包括在耳机内的触觉振动驱动器的示例，但是如本文描述的触觉振动驱动器可在其它非耳机装置中使用。

如本文使用的术语“磁性构件”是指并包括用于形成触觉振动驱动器的线圈/磁铁对的导电线圈或磁铁(例如永久磁铁)，其中该线圈/磁铁对被通过线圈的电流驱动以产生磁场，该磁场将磁力施加在磁铁和线圈之间以便在磁铁和线圈之间产生来回相对运动。在如本文描述的触觉振动驱动器的一些配置中，线圈可被联接至可移动的构件(例如隔膜)，而磁铁被联接至支撑结构(例如触觉振动驱动器的篮状物(basket)或架)，而在其它实施例中，磁铁可被联接至可移动的构件，线圈被联接至支撑结构。由通过线圈的电流导致的变化磁场可引起联接至可移动的构件的磁性构件相对于支撑结构的物理振荡位移。刚性构件的刚性可足够使得刚性构件可支撑联接至刚性构件的一个或多个磁性构件而基本上不变形。

如本文使用的术语“低音频率(bass frequency)”是指并包括在约16Hz-约512Hz的范围内的任何频率。为了本公开的目的，“低的低音频率”是指可以触觉的方式感觉到以及听到的低音频率。这种低的低音频率可在约16Hz-约200Hz的范围内。“较低中音频率”通常被认为在512Hz-2.6kHz的范围内。“较高中音频率”通常被认为在2.6kHz-5.2kHz的范围内。“高端频率”通常被认为在5.2kHz-20kHz的范围内。

图3说明根据本公开的实施例的音频系统300。音频系统300可包括耳机302、线系统304以及媒体播放器306。耳机302和媒体播放器306可被连接至线系统304使得通过线系统304携带的音频信号从媒体播放器306传输至耳机302。因此，通过媒体播放器306产生的音频信号可通过线系统304传输至耳机302，其中音频信号在耳机302处被转换为可听见的声音和触觉振动。在附加实施例中，音频系统300可将音频信号无线地传输至耳机302。

耳机302可包括两个耳套组件308和头带310。头带310可被配置成放置在用户的头部并且在使用时支撑两个耳套组件308。头带310还可被配置成将附接至头带310的两个耳套组件308定位在用户的耳朵附近(例如上或上方)使得用户听到从耳套组件308发出的声音。在进一步实施例中，耳机302可包括耳塞组件(其可能或可能不被携带在头带310上)，耳塞组件可包括被插入在用户的耳朵中的耳塞扬声器。

媒体播放器306可包括能够产生音频信号并且可连接至耳机以将音频信号转换成可听见的声音和触觉振动的任何装置和系统。例如，媒体播放器306可包括智能电话或其它电话、游戏系统、DVD播放器或其它视频播放器、膝上型计算机、平板电脑、台式电脑、音响系统、麦克风、个人数字助理(PDA)、电子书阅读器和诸如数字音乐播放器、便携式CD播放器、便携式磁带播放机等音乐播放器。也可考虑其它类型的媒体播放器。如图3中示出，例如，媒体播放器306可包括购自加州库伯迪诺(Cuppertino)的苹果公司的

如下面进一步详细描述的，耳套组件308可包括被配置成将音频信号转换为可听见的声音的音频驱动器以及被配置成产生触觉响应(例如振动)的触觉振动驱动器。

图4是根据本公开的实施例的一个驱动器系统400的简化框图。这种驱动器系统400可被包括在诸如图3的耳套组件308中的每一个内的音频系统300中，以将音频信号401转换成可听见的声音和包括用户可以触觉的方式感觉到的振动的触觉响应。驱动系统400包括被配置成在可听见的频率发出声音的音频驱动器440以及被配置成在耳套组件308内产生用户可以触觉的方式感觉到的触觉振动的附加的单独触觉振动驱动器450。虽然在一些实施例中，一些轻微的触觉振动可通过音频驱动器440产生，但是如上讨论的，音频驱动器440被主要配置成发出可听见的声音频率。虽然在一些实施例中，一些低频可听见的声音也可通过触觉振动驱动器450产生，但是触觉振动驱动器450被主要配置成产生触觉振动。音频驱动器440和触觉振动驱动器450可位于耳套组件308的相同或不同的壳体内。

驱动系统400可包括控制器404，其被配置成接收输入的音频信号401(例如从媒体播放器306(图3))并且将第一音频信号403传输至音频驱动器440以及将第二音频信号405传输至触觉振动驱动器450。第二音频信号405可以是驱动触觉振动驱动器450的电音频信号。在一些实施例中，控制器404可包括频率滤波器(例如低通频率滤波器、高通频率过滤器等)使得第一音频信号403包括中频-高频(例如较低中音、较高中音、高端)，而第二音频信号405包括低音频率或至少低的低音频率。在一些实施例中，第一音频信号403可包括至少一些低音和/或低的低音频率，而第二音频信号405可包括至少一些较低中音频率、较高中音频率和/或高端频率。另外，第一音频信号403和第二音频信号405的频率的至少一些可至少部分地重叠。例如，音频驱动器440可被配置成发出通过触觉振动驱动器450进一步增强的一些低音频率。另外，音频驱动器440可被配置成发出通过触觉振动驱动器450进一步增强的较低中音频率、较高中音频率和/或高端频率。在其它实施例中，基本上相同的音频信号可被提供至音频驱动器440和触觉振动驱动器450两者。

仍参照图4，控制器404可进一步包括被配置成响应于控制信号407改变音频信号403、405的控制逻辑。例如，控制信号407可分别控制第一音频信号403和/或第二音频信号405的诸如音量的特征。控制器404可被配置成单独控制第一音频信号403和第二音频信号405。例如，用户可希望更响亮的低音频率和在低音频率下更强的触觉响应。因此，相对于供应至音频驱动器440的功率，更多的功率可被供应至触觉振动驱动器450。

图5是图3的耳机302的一部分的侧面剖视图。耳机302可包括被连接至头带310的耳套组件308。耳机302可包括在头带310的相对侧上的两个耳套组件308。耳套组件308可被配置成放置在用户的耳朵上或上方。耳套组件308可包括气腔580和当戴在用户的耳朵上方时为了舒适围绕气腔580的缓冲部570。耳套组件308可进一步包括被配置成在可听见的频率发出声音的音频驱动器440以及被配置成在耳套组件308内产生用户可以触觉的方式感觉到的触觉振动的附加的单独触觉振动驱动器450。在一些实施例中，耳套组件308可进一步包括被定位在音频驱动器440和气腔580之间的板542。触觉振动驱动器450可位于耳套组件308的壳体内。在其它实施例中，触觉振动驱动器450可位于耳套组件308的壳体外，诸如被连接至耳套组件308的外表面。在其它实施例中，触觉振动驱动器450可位于耳套组件308的壳体的末端并且可位于除音频驱动器440之外的分开的壳体中。以非限制性示例的方式，触觉振动驱动器450可位于用户的耳朵的后面并且可被配置成符合用户的头部的形状。

触觉振动驱动器450可包括多个刚性构件502、504以及多个悬挂构件512、514。与变形不均匀的不同区域相反，刚性构件502、504可呈现合适的刚度，使得当被置换时整个刚性构件502、504一起移动。

第一刚性构件502可通过第一悬挂构件512被联接至支撑结构520。第一刚性构件502和第二刚性构件504可通过第二悬挂构件514被联接在一起。刚性构件502、504可被配置成将多个磁性构件556(即磁铁和/或线圈)安装在其上。如图5中示出，触觉振动驱动器450可包括具有与其联接的中央磁性构件556(例如线圈或磁铁)的刚性构件504(例如内平台部分)。例如，中央磁性构件556可被附接至触觉振动驱动器450的刚性构件504的下侧。外围磁性构件556可被附接至第一刚性构件502的下侧。至少一个刚性构件502、504可包括在其上的多个磁性构件556。触觉振动驱动器450的至少一个刚性构件502、504也可具有安装在其上的附加可选重量以增加其质量并实现触觉振动驱动器450的期望的共振频率。

支撑结构520可进一步包括下支撑构件560、周向延伸边缘562和框架支撑构件544。第一悬挂构件512的径向外部可通过诸如粘合剂、紧固件、滑入配合(snap fit)等被连接至周向延伸边缘562。触觉振动驱动器450可进一步包括附加磁性构件558(例如线圈或磁铁)。附加磁性构件558可被联接至下支撑构件560和触觉振动驱动器450的悬挂构件512、514之间的腔内的下支撑构件560。

在一些实施例中，附加磁性构件558可包括线圈，磁性构件556可包括磁铁。线圈(例如附加磁性构件558)可被配置成响应于电信号(例如第二音频信号405(图4))产生磁场。所得磁场可至少部分基于音频信号的频率振荡。磁性构件556可响应于振荡磁场的力使得磁性构件556和悬挂构件相对于放置平面移动。因此，触觉振动通过磁性构件556的位移在耳套组件308内产生。在其它实施例中，磁铁和线圈被颠倒使得磁性构件556是线圈与附加磁性构件558是磁铁。

在一些实施例中，触觉振动驱动器450可与板542平行取向。换言之，触觉振动驱动器450的振动可至少基本上垂直于板542或与板542成锐角。由触觉振动驱动器450的位移造成的振动可能会使板542振动。在振动时，板542可在气腔580中产生压力波，这可增强通过触觉振动驱动器450的操作产生的大致接近振动频率的特定频率。耳机302中的压力波和其它物理振动可被用户感觉为触觉振动，这可进一步增强用户的听觉体验。对耳机302的一些改变可影响通过在低音频率产生的触觉振动的感觉。例如，气腔580的尺寸可影响触觉振动的强度。在板542中形成孔径可具有与增大气腔580的尺寸相似的效果，因为气腔580的有效尺寸将被增大以便包括在板542后面的耳套组件内的空间的一些体积。

如上讨论，图5示出单个耳套组件308；然而，应当认可的是，头带310可被联接至两个这种耳套组件308(即一个用于每一个耳朵)。在一些实施例中，每对耳套组件308可被配置成相同。例如，针对右耳套组件以及左耳套组件的触觉振动驱动器450中的每一个的谐振频率可相同。在一些实施例中，然而，耳机的耳套组件可具有在其中的不同组件。例如，耳套组件中的一个可包括未包括在另一耳套组件中的用于提供电力的电池或为其提供电力的电子组件。电池或电子元件的增加的重量可影响与那个耳套组件308相关联的触觉振动驱动器450的整体谐振频率。为了补偿谐振频率的这种差异，耳机302一侧上的触觉振动驱动器450可被配置成呈现与耳机302的另一侧上的触觉振动驱动器450的谐振频率不同的谐振频率。

图6A是表示根据本公开的实施例的触觉振动驱动器600的俯视图的简化示意图。触觉振动驱动器600可包括刚性构件602。刚性构件602可通过悬挂构件612被联接至支撑结构620。刚性构件602的形状可大体为矩形并且可包括圆角或端部。虽然刚性构件602被示出为具有大体矩形的形状，但是刚性构件602可以是方形、椭圆形或者在附加实施例中可以是任何其它形状。

悬挂构件612在图6A中被象征性地而不是物理表示地示为弹簧。例如，悬挂构件612可包括如本文所述的隔膜或一种或多种金属悬挂构件，但是可具有针对采用它们的特定触觉振动驱动器的适当形状。仍参照图6A，在一些实施例中，悬挂构件612可包括在刚性构件602和支撑结构620之间延伸的柔性梁。这种柔性梁的示例在于2015年2月24日发布的专利号为8,965,028、题目为“与音频系统中的振动相关的扬声器、耳机和套件及其形成方法(Speakers,Headphones,and Kits Related to Vibrations in an Audio System,and Methods for Forming Same)”的美国专利中被描述，其全部内容通过引用并入本文。根据期望的灵活性和谐振频率，可预期任何数量(例如2、3、4等)的梁。根据使用的柔性梁的数量，柔性梁可在刚性构件602的外围被均匀地间隔开。在其它实施例中，悬挂构件612可包括具有适当弹簧常数的单个结构(例如柔性隔膜、被动式辐射器等)。在一些实施例中，悬挂构件612可仅围绕刚性构件602的一部分。在其它实施例中，悬挂构件612可完全围绕刚性构件602。

触觉振动驱动器600还可包括与刚性构件602相关联的多个磁性构件630。磁性构件630可以固定的方式附接至刚性构件602。在一些实施例中，磁性构件630被附接至刚性构件602的下侧。磁性构件630中的每一个可利用相同信号被驱动使得相同的力在相对于与磁性构件630的位置相对应的刚性构件602的不同位置处被施加至刚性构件602。在一些实施例中，被联接至相同刚性构件(例如刚性构件602)的磁性构件630可利用相同信号(例如第二音频信号405(图4))被驱动使得相同的力在与刚性构件上的磁性构件(例如磁性构件630)相对应的不同位置处被施加至刚性构件。

虽然图6A示出被联接至刚性构件602的两个磁性构件630，但是可预期的是，大于1的任何数量的磁性构件620(例如线圈或物理磁铁)可被联接至刚性构件602。如上讨论，刚性构件602上的磁性构件630以及支撑结构520(图5)上的磁性构件可形成被配置成响应于音频信号使刚性构件602移动的线圈/磁铁对。因此，根据用于驱动触觉振动驱动器600的特定配置，磁性构件630可包括线圈和/或磁铁。

在操作中，通过流经线圈的电流产生的磁场可响应于通过触觉振动驱动器600接收的音频信号而改变。改变的磁场引起磁性构件630和刚性构件602相对于支撑结构620的物理振荡位移以及磁性构件630和刚性构件602附接至其的悬挂构件612中的相应振动。因此，触觉振动驱动器600可具有可在相同频率下驱动的多个线圈/磁铁对。产生的振动可引起用户经历的触觉响应(例如振动)增大。

触觉振动驱动器600可被配置成具有两个或多个致动器的多致动器触觉振动驱动器600，多个线圈/磁铁对中的每一个限定致动器。提供具有多个致动器的触觉振动驱动器600可在不对称、非平坦表面上或在受限空间内提供振动。每个致动器可一致地振动以在与致动器相关联的刚性构件602中产生振动。触觉振动驱动器600可具有任何期望的尺寸和/或形状。例如，触觉振动驱动器600可被尺寸化和形状化以适合在不对称体积(例如用户的耳朵后面的区域)内或诸如用户的头部的表面的不平坦表面上，并且触觉振动可通过多个致动器而不是单个致动器产生。在一些实施例中，触觉振动驱动器600可被配置成适合在相对小体积的耳套内。

图6B是说明图6A的触觉振动驱动器600的侧面剖视图的简化示意图。触觉振动驱动器600可包括被联接至支撑结构620的多个磁性构件632，磁性构件与磁性构件630形成线圈/磁铁对。刚性构件602可基本上平坦。每一个磁性构件630的至少一个表面可与多个磁性构件630中的另一磁性构件630的至少一个表面基本上共面，每一个磁性构件632的至少一个表面可与另一磁性构件632的至少一个表面基本上共面。

图7是说明根据本公开的其它实施例的包括非平坦的刚性构件702的触觉振动驱动器700的侧面剖视图的简化示意图。刚性构件702可通过悬挂构件712被联接至支撑结构720。多个磁性构件730可被联接至刚性构件702，多个磁性构件732可被联接至支撑结构720。然而，刚性构件702可包括位于与刚性构件702的至少另一表面不同的平面上的至少一个表面。例如，刚性构件702可包括一个或多个过渡区域750，其中刚性构件702从一个平坦表面过渡到另一个平坦表面。因此，多个磁性构件730中的至少一个磁性构件730可在除多个磁性构件730中的至少另一个磁性构件730之外的不同平面处被联接至刚性构件702。在一些实施例中，过渡区域750可包括弯曲表面，而不是平坦表面。支撑结构720可包括一个或多个相应的过渡区域760，其中支撑结构720从一个平坦表面过渡到另一个平坦表面。多个磁性构件730中的磁性构件732中的至少一个可在除多个磁性构件732中的至少另一个磁性构件732之外的不同平面处被联接至支撑结构720。因此，触觉振动驱动器700可被配置成符合用户的身体的轮廓(例如用户的头部、耳朵等的轮廓)或与用户的其它接触点。触觉振动驱动器700可被配置成保持接触用户的身体表面，即使用户的身体可包括非平坦(例如不均匀)的表面。

图8是表示根据本公开的实施例的触觉振动驱动器800的俯视图的简化示意图。触觉振动驱动器800可包括通过悬挂构件812被联接至支撑结构820的刚性构件802。触觉振动驱动器800还可包括与刚性构件802相关联的多个磁性构件830。大于1(例如2、3、4等)的任何数量的磁性构件830可被联接至刚性构件802。

触觉振动驱动器800的形状可以是半圆形，刚性构件802可呈现相应的半圆形形状。在一些实施例中，触觉振动驱动器800可被尺寸化和形状化为可以至少部分地包裹在用户的耳朵的周围。因此，触觉振动驱动器800可被配置成在用户的耳朵的后面和/或上方接触用户的头部。

图9是表示根据本公开的另一实施例的触觉振动驱动器900的俯视图的简化示意图。触觉振动驱动器900可包括通过悬挂构件912被联接至支撑结构920的刚性构件902。触觉振动驱动器900还可包括与刚性构件902相关联的多个磁性构件930。

触觉振动驱动器900的形状可以是三角形，刚性构件902可具有相应的三角形形状。在一些实施例中，虽然触觉振动驱动器900可包括任何数量的磁性构件930，但是磁性构件930可位于刚性构件902的三角形形状的每个角处。开口905可通过刚性构件902的内表面限定。开口905可被配置成容纳目标或允许目标通过其穿过。

图10是表示根据本公开的另一实施例的触觉振动驱动器1000的俯视图的简化示意图。触觉振动驱动器1000可包括通过悬挂构件1012被附接至支撑结构1020的刚性构件1002。触觉振动驱动器1000还可包括被附接至刚性构件1002的多个磁性构件1030。

触觉振动驱动器1000和刚性构件1002可以是蛇形形状并且可包括一个或多个半圆形的曲线或部分。磁性构件1030可在刚性构件1002的外表面的方向变化的位置处被联接至刚性构件1002。触觉振动驱动器1000可被配置成在用户的耳朵外的位置处至少部分地符合并且接触用户的头部。

图6A-图10中的触觉振动驱动器600、700、800、900和1000可包括分开的并且与相关联的耳机的音频驱动器的壳体不同的壳体。在一些实施例中，触觉振动驱动器和相关联的音频驱动器可位于同一壳体内。

图11是表示根据本公开的另一实施例的触觉振动驱动器1100的俯视图的简化示意图。触觉振动驱动器1100可包括通过悬挂构件1112联接至环形支撑结构1120的环形刚性构件1102。环形刚性构件1102可包括附接至其的多个磁性构件1130A。

环形刚性构件1102可通过一个或多个悬挂构件1114联接至中央音频驱动器1150。音频驱动器1150可以是常规音频驱动器1150并且可包括联接至音频驱动器1150的环形刚性构件1140的磁性构件1130B。因此，多致动器触觉振动驱动器1100可与音频驱动器1150同心并且基本上包围音频驱动器1150。

图12是根据本公开的实施例的触觉振动驱动器1200的实施例的简化视图。触觉振动驱动1200可包括被附接至悬挂构件1212的刚性构件1202。虽然悬挂构件1212被示为在刚性构件1202周围不连续，但是在其它实施例中，悬挂构件1212可在刚性构件1202的整个外围连续。刚性构件1202可通过悬挂构件1212被联接至支撑结构1220。触觉振动驱动器1200还可包括被附接至刚性构件1202的多个磁性构件1230。

触觉振动驱动器1200和刚性构件1202可以是椭圆形。触觉振动驱动器1200的开口1205可由刚性构件1202的内表面限定。触觉振动驱动器1200可被配置成在用户耳朵外接触用户的头部以将触觉振动传递至用户同时相关联的耳机的音频驱动器被放置在用户的耳朵中或上方。虽然触觉振动驱动器1200被示为椭圆形或三角形，但是触觉振动驱动器1200可被配置成诸如圆形、矩形、正方形、梯形等其它形状。

图6A-图12中的触觉振动驱动器600、700、800、900、1000、1100和1200说明包括单个刚性构件的触觉振动驱动器。在一些实施例中，触觉振动驱动器可包括一个以上的刚性构件。图13是表示根据本公开的实施例的触觉振动驱动部1300的俯视图的简化示意图。触觉振动驱动器1300包括第一刚性构件1302和第二刚性构件1304。第一刚性构件1302可通过第一悬挂构件1312被联接至支撑结构1320。第一刚性构件1302和第二刚性构件1304可通过第二悬挂构件1314被联接在一起。

第一刚性构件1302可包括被联接至其的多个磁性构件1330A。第一刚性构件1302和相关联的磁性构件1330A可包括多致动器换能器。第二刚性构件1304可包括被联接至其的单个磁性构件1330B并且可包括带有单个致动器的换能器。

虽然刚性构件1302、1304中的每一个可通过不同磁性构件1330A、1330B来驱动，但是刚性构件1302、1304可在基本上同一频率或相同的频率下振荡。然而，在其它实施例中，第一刚性构件1302和第二刚性构件1304可独立地被控制器404(图4)驱动以产生针对触觉振动驱动器1300的不同振动响应。因此，多个磁性构件1330A可在除磁性构件1330B的频率之外的不同频率下被驱动。举例来说，控制器404可将第二音频信号405(图4)输出为不同声道的音频信号以便控制触觉振动驱动器1300的振动。因此，第一刚性构件1302和第二刚性构件1304可通过它们各自相关联的声道被单独地控制和驱动以便实现不同的振动响应。

在一些实施例中，刚性构件1302、1304可通常是圆形并且相对于彼此被同心地排列。因此，第一刚性构件1302(例如外部刚性构件)可被配置成具有半径比第二刚性构件1304(例如中央刚性构件)大的环形盘。在这种配置中，悬挂构件1312、1314可被附接至在横向、径向方向延伸的各个刚性构件1302、1304的边缘使得悬挂构件1312、1314通过上下弯曲(到图13的平面中和图13的平面之外)振荡以产生振动。

第一悬挂构件1312和第二悬挂构件1314中的每一个在图13中被象征性地而不是物理表示地示为弹簧。在一些实施例中，一个或多个悬挂构件1312、1314可被配置为具有适当弹簧常数的单个结构(例如隔膜或被动式辐射器)以将刚性构件1302、1304联接至彼此并且联接至支撑结构1320。在一些实施例中，可使用不同类型悬挂构件的组合。例如，第一悬挂构件1312可被配置成柔性梁而第二悬挂构件1314可被配置成单个连续隔膜。

图14是表示根据本公开的另一实施例的触觉振动驱动器1400的俯视图的简化示意图。触觉振动驱动器1400包括第一刚性构件1402、第二刚性构件1404以及第三刚性构件1406。第一刚性构件1402可通过第一悬挂构件1412被联接至支撑结构1420。第一刚性构件1402和第二刚性构件1404可通过第二悬挂构件1414被联接在一起。第二刚性构件1404和第三刚性构件1406可通过第三悬挂构件1416被联接在一起。第三刚性构件1406可以是触觉振动驱动器1400的中心，并且第二刚性构件1404和第一刚性构件1402可以直径不同、与第三刚性构件1406同心的环形盘。

第一刚性构件1402可包括多个磁性构件1430A。第一刚性构件1402的磁性构件1430A中的每一个可在相同的频率下被驱动。第一刚性构件1402和相关联的磁性构件1430A可包括多致动器换能器。第二刚性构件1404可包括多个磁性构件1430B并且可包括另一个多致动器换能器。第二刚性构件1404的磁性构件1430B中的每一个可在相同的频率下被驱动。第三刚性构件1406可包括单个磁性构件1430C并且可包括具有单个致动器的换能器。因此，触觉振动驱动器1400可包括一个或多个多致动器换能器并且可进一步包括单个致动器换能器。在一些实施例中，磁性构件1430A、1430B、1430C中的每一个可在相同的频率下被驱动。在其它实施例中，磁性构件1430A、1430B、1430C可如参照图13上面讨论的通过控制器404(图4)单独地驱动。

图15是根据本公开的另一实施例的触觉振动驱动器1500的实施例的俯视图。触觉振动驱动器1500可包括多个刚性构件1502、1504和多个悬挂构件1512、1514。第一刚性构件1502可通过外部的两个说明的虚线圆之间的区域限定。磁性构件1530A可被联接至第一刚性构件1502。第二刚性构件1504可被限定为中间虚线圆内的区域。磁性构件1530B可被联接至第二刚性构件1504。第一刚性构件1502可通过第一悬挂构件1512被联接至支撑结构1520。第一悬挂构件1512可从第一刚性构件1502延伸至支撑结构1520并且可被限定为第一刚性构件1502和悬挂构件1520之间的区域。支撑结构1520可围绕第一刚性构件1502的外围延伸。第一刚性构件1502和第二刚性构件1504可通过第二悬挂构件1514被联接，第二悬挂构件1514可被限定为第一刚性构件1502和第二刚性构件1504之间的区域。

悬挂构件1512、1514和刚性构件1502、1504可被整体形成并且可被配置成单件材料(例如冲压金属)。悬挂构件1512、1514可利用通过孔径分离的柔性梁来配置，在触觉振动驱动器1500的操作期间孔径能使悬挂构件1512、1514变形和/或相对于放置平面移动。刚性构件1502、1504可以是保持平行于放置平面的固体区域同时在触觉振动驱动器1500的操作期间被移动。

图16是根据本公开的另一实施例的触觉振动驱动器1600的实施例的俯视图。触觉振动驱动器1600包括多个刚性构件1602、1604和多个悬挂构件1612、1614。第一刚性构件1602可通过第一悬挂构件1612被联接至支撑结构1620。支撑结构1620可围绕第一刚性构件1602的外围延伸。第一刚性构件1602可通过第二悬挂构件1614被联接至第二刚性构件1604。刚性构件1602、1604可包括被联接至其的磁性构件1630A、1630B。

悬挂构件1612、1614可由柔性材料(例如硅树脂扬声器折环材料(surround material))制成，在触觉振动驱动器1600的操作期间，柔性材料能使悬挂构件1612、1614变形和/或相对于放置平面移动。刚性构件1602、1604可由较刚性材料(例如固体金属结构、固体成形粒结构(solid plastid structure)等)制成，在触觉振动驱动器1600的操作期间，该较刚性材料保持平行于放置平面同时被移动。

在一些实施例中，触觉振动驱动器可包括由梁(例如图15)和固体结构(例如图16)形成的悬挂构件的组合。换言之，可预期的是，单个触觉振动驱动器可包括形成为柔性梁的至少一个悬挂构件和形成为柔性材料(例如硅树脂扬声器折环材料)的至少一个附加悬挂构件。

图17是包括两个耳塞组件的耳机1750的简化视图，其中每一个耳塞组件包括根据本公开的实施例的触觉振动驱动器1700。耳机1750的每个耳塞组件可包括被配置成放置在用户的耳朵内的耳塞1770。线系统1774可与耳塞1770相关联使得由线系统1774携带的音频信号可从媒体播放器(例如媒体播放器306(图3))传输至耳塞1770。因此，由媒体播放器产生的音频信号可通过线系统被传输至耳塞1770，音频信号在耳塞1770处被转换成可听见的声音。在其它实施例中，由媒体播放器产生的音频信号可无线地被传输至耳塞1770。

耳机1750可进一步包括一个或多个触觉振动驱动器1700。触觉振动驱动器1700可与参照图6A-图16的以上描述的触觉振动驱动器600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500和1600类似。触觉振动驱动器1700可基本上由壳体1760包围(即包括在壳体1760内)。多个磁性构件1730可被附接至壳体1760内的刚性构件。磁性构件1730中的每一个可利用相同电信号驱动。例如，磁性构件1730可如上讨论的由控制器404(图4)驱动。壳体1760可被附接至钩部(hangar)1725、1725A。钩部1725可将触觉振动驱动器1700定位接近用户的头部。在一些实施例中，钩部1725的至少一部分可被配置成在用户耳朵的背面周围延伸并且在耳朵后面符合用户的头部。钩部1725可被固定至耳塞1770中的一个。钩部1725也可被附接至触觉振动驱动器1700的壳体1760。

线系统1754可与触觉振动驱动器1700相关联。线系统1754可沿钩部1725延伸并延伸至触觉振动驱动器1700。线系统1754可将音频信号从媒体播放器(例如媒体播放器306(图3))携带至触觉振动驱动器1700。因此，由媒体播放器产生的音频信号可通过线系统1754被传输至触觉振动驱动器1700，音频信号在触觉振动驱动器1700处被转换成触觉振动。在其它实施例中，媒体播放器可使用例如无线连接将音频信号传输至振动驱动器1700。耳机1750可能不包括线系统1754或线系统1774。

因此，耳机1750可包括在与耳塞1770分离的壳体中的触觉振动驱动器1700。可听见的声音可通过耳塞1770被传递至用户的耳朵，触觉振动可通过触觉振动驱动器1700被传递至用户，触觉振动驱动器1700可位于远离耳塞1770的壳体1760中并且位于耳朵外。因此，耳机1750的耳塞组件可呈现相对低的轮廓，因为音频驱动器和触觉振动驱动器1700在相同的壳体内没有堆叠一个在另一个的上方。

在一些实施例中，一个或多个触觉振动驱动器可被联接至用户可穿戴的配件。用户可穿戴的配件的示例可包括头盔、头巾、无檐便帽(有时在本领域被称为御寒帽或“无檐小便帽”)、滑雪护目镜等，如于2012年4月9日提交、序列号为13/451,299、于2013年7月11日公开的公开号为2012/0177195的、题目为“模块化音频系统和相关的组件以及方法(MODULAR AUDIO SYSTEMS AND RELATED ASSEMBLIES AND METHODS)”的美国专利申请中描述的，其全部公开内容通过引入并入本文。多个触觉振动驱动器可被附接至用户可穿戴的配件，其可被配置成支撑一个或多个触觉振动驱动器。

示例性用户可穿戴的配件可包括头盔。图18是包括被安装至耳机1802的头环1810的多个触觉振动驱动器1800的耳机1802的简化视图。耳机1802可包括耳套组件1808，每个耳套组件1808可包括音频驱动器。多个触觉振动驱动器1800可在沿头带1810的不同位置处被附接至头带1810以将触觉振动提供至用户的头部。虽然图18说明三个触觉振动驱动器1800，但是任何数量(例如一个、两个、四个等)的触觉振动驱动器1800可被附接至头带1810。

图19是被配置成联接至图18的头带1810的触觉振动驱动器1900的简化侧面剖视图。触觉振动驱动器1900可包括通过悬挂构件1912被联接至支撑结构1920的刚性构件1902。刚性构件1902可包括第一部分1902A和第二部分1902B。第一部分1902A可以相对于第二部分1902B的钝角θ₁延伸。多个磁性构件1930可被联接至刚性构件1902，并且多个磁性构件1932可被联接至支撑结构1920。例如，至少一个磁性构件1930可被联接至第一部分1902A和第二部分1902B中的每一个。支撑结构1920可具有与刚性构件1920的形状相对应的形状。

图20是配置成联接至图18的头带1810的触觉振动驱动器2000的简化侧面剖视图。触觉振动驱动器2000可包括通过悬挂构件2012联接至支撑结构2020的刚性构件2002。除了刚性构件2002和支撑结构2020可具有与图19的刚性构件1902和支撑结构1920不同的形状之外，触觉振动驱动器2000可与图19的触觉振动驱动器1900基本上相似。刚性构件2002可包括第一部分2002A、第二部分2002B和第三部分2002C。第二部分2002B可以相对于第一部分2002A的钝角θ₂延伸，第三部分2002C可以相对于第二部分2002B的钝角θ₃延伸。在一些实施例中，钝角θ₂和钝角θ₃可相同。一个或多个磁性构件1930可被联接至第一部分2002A、第二部分2002B和第三部分2002C中的每一个。支撑结构2020可具有与刚性构件2020的形状相对应的形状。因此，触觉振动驱动器2000可被配置成联接至头带1810并且可被配置成在用户身体(例如用户的头部)的非平坦表面处接触用户。

图21是包括具有多个触觉振动驱动器2100中的一个的头盔2150(例如滑雪板、滑雪橇或滑板头盔)的音频系统2102的简化的内部侧视图。头盔2150可被配置成使得一个或多个触觉振动驱动器2100可被固定在头盔2150内并且被配置成接触用户的头部。音频系统2102可包括被联接至耳机2108的线系统2104和媒体播放器2106。耳机2108可被配置成放置在头盔2150内。例如，网状衬里2170可被附接至头盔2150的内部并且被配置成容纳耳机2108。

一个或多个触觉振动驱动器2100可被固定至头盔2150并且被配置成为用户提供触觉振动。触觉振动驱动器2100可被固定至头盔2150的内部的前表面、后表面、侧表面和顶表面。触觉振动驱动器2100可从线系统2104接收音频信号或可通过诸如无线连接无线地接收音频信号。

图22是包括具有一个或多个触觉振动驱动器2200的耳机2208的音频系统2202的全护式头盔2250的正视图。触觉振动驱动器2200可被固定至全护式头盔2250的内部。音频系统2202可包括线系统2204和媒体播放器2206。耳机2208可被配置成放置在头盔2250中。例如，网状衬里2270可被附接至头盔2250的内部并且被配置成容纳耳机2208。

头盔2250可包括被配置成为用户提供触觉振动的一个或多个触觉振动驱动器2200。头盔2250可包括可沿头盔2250的内部固定至前表面、顶表面、后表面和侧表面的触觉振动驱动器2200。触觉振动驱动器2200可从线系统2204接收音频信号或可通过诸如无线连接无线地接收音频信号。

下面描述附加的非限制性实施例。

实施例1：一种在耳机中使用的触觉振动驱动器，其包括：支撑结构；至少一个悬挂构件，其相对于支撑结构悬挂至少一个刚性构件；以及多个磁性构件，其附接至至少一个刚性构件并且被配置成驱动至少一个刚性构件和至少一个悬挂构件的振荡运动以便在触觉振动驱动器的操作期间产生触觉振动。

实施例2：实施例1的触觉振动驱动器，其中在触觉振动驱动器的操作期间，多个磁性构件中的每一个被配置成在相同的频率下被驱动。

实施例3：实施例1或2的触觉振动驱动器，其中多个磁性构件中的至少一个磁性构件在与多个磁性构件的另一磁性构件不同的平面处附接至至少一个刚性构件。

实施例4：实施例1-3中的任何一项的触觉振动驱动器，其进一步包括用于触觉振动驱动器的壳体，其是分开的并且与耳机的音频驱动器的壳体不同。

实施例5：根据权利要求1-4中的任何一项的触觉振动驱动器，其进一步包括被附接至触觉振动驱动器的钩部，其中钩部被配置成将触觉振动驱动器定位在用户头部的附近。

实施例6：实施例5的触觉振动驱动器，其进一步包括被联接至钩部的耳塞。

实施例7：实施例1-3中的任何一项的触觉振动驱动器，其中触觉振动驱动器基本上围绕耳机的音频驱动器。

实施例8：实施例1-7中的任何一项的触觉振动驱动器，其进一步包括通过至少一个刚性构件的内表面限定的开口。

实施例9：实施例1-8中的任何一项的触觉振动驱动器，其中至少一个刚性构件为椭圆形、圆形、半圆形、三角形、蛇形、方形、长方形或梯形。

实施例10：实施例1-8中的任何一项的触觉振动驱动器，其进一步包括：至少另一刚性构件；至少另一磁性构件，其被附接至至少另一刚性构件并且被配置成驱动至少另一刚性构件的振荡移动。

实施例11：实施例10的触觉振动驱动器，其中至少一个刚性构件和至少另一刚性构件彼此同心。

实施例12：一种包括媒体播放器的音频系统，其被配置成将电音频信号发送至音频系统的至少一个触觉振动驱动器，至少一个触觉振动驱动器包括：至少一个刚性构件；至少一个悬挂构件，其被联接至至少一个刚性构件和支撑结构；以及多个磁性构件，其被附接至至少一个刚性构件，其中多个磁性构件中的每一个磁性构件被配置成相对于支撑结构振荡并且响应于电音频信号的接收产生触觉振动。

实施例13：实施例12的音频系统，其中至少一个触觉振动驱动器被配置成接触用户头部的表面。

实施例14：实施例12或13的音频系统，其进一步包括被配置成适合在用户的耳朵内的耳塞。

实施例15：实施例12或13的音频系统，其中至少一个触觉振动驱动器被固定至耳机的头带。

实施例16：实施例12或13的音频系统，其中至少一个触觉振动驱动器被设置在耳机的耳套内。

实施例17：实施例12或13的音频系统，其进一步包括包含头带的耳机，被固定至头带的多个触觉振动驱动器。

实施例18：实施例12-14中的任何一项的音频系统，其中至少一个触觉振动驱动器被固定至头盔。

实施例19：实施例12或13的音频系统，其中触觉振动驱动器被联接至头巾、无檐便帽或滑雪镜中的一个。

实施例20：实施例12或13的任何一项的音频系统，其进一步包括音频驱动器，至少一个触觉振动驱动器基本上围绕音频驱动器并且与音频驱动器同心。

实施例21：一种触觉振动驱动器的操作方法，方法包括：驱动被附接至触觉振动驱动器的刚性构件的多个磁性构件以产生多个磁性构件和刚性构件相对于悬挂构件的振荡并且响应于电信号的接收产生触觉振动。

实施例22：实施例21的方法，其中驱动多个磁性构件包括在低音频率下驱动多个磁性构件。

实施例23：实施例21或22的方法，其进一步包括将多个磁性构件中的至少一个磁性构件附接在与多个磁性构件中的另一磁性构件不同的平面上并且在相同的频率下驱动多个磁性构件中的每一个。

实施例24：实施例21-23的任何一项的方法，其进一步包括将触觉振动驱动器设置在分开的并且与触觉振动驱动器相关联的音频驱动器的壳体不同的壳体中。

虽然已经结合附图描述了一些说明性实施例，但是本领域的普通技术人员将认识和理解的是，本发明的实施例不限于本文明确地示出和描述的那些实施例。相反，在不脱离如所附权利要求保护的本发明的实施例的范围的前提下可对本文描述的实施例进行许多添加、删除和变型。另外，来自一个实施例的特征可与其它实施例的特征结合同时仍然被涵盖在如发明人设想的本发明的实施例的范围内。