具有至少一個揚聲器和至少一個線圈的設備的製作方法

2023-10-10 22:27:59

專利名稱：具有至少一個揚聲器和至少一個線圈的設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及包括至少一個揚聲器和至少一個線圈的設備。
背景技術：
這種設備的非常公知的例子是電視機和計算機監視器，通常包括揚聲器和具有屏幕的陰極射線管、電極系統和偏轉線圈。在彩色陰極射線管中，該電極系統具有產生三個電子束的三個電子槍，對準屏幕的內表面。排列偏轉線圈以便在電子束到屏幕的途中偏斜。
在接收到聲音信號時，揚聲器生成交變磁場。在該磁場影響下，偏轉線圈產生影響電子束的偏轉的另外的電磁力，特別是在揚聲器為以高音量操作的亞低音揚聲器的情況下。
在屏幕上顯示的圖像不利地受由亞低音揚聲器生成的低音調影響的事實是無法接受的。因此，存在解決上述概略問題的大的需要。建議將亞低音揚聲器定位在足以確保垂直偏轉線圈在亞低音揚聲器的磁場外的距垂直偏轉線圈一定距離的顯而易見的解決方案實際上不可能，因為例如電視機或計算機監視器的外殼提供有限空間。
根據現有技術，提供上面概述的問題的多個解決方案。大多數的解決方案針對產生補償磁場，因此它們要求額外的部件和相對複雜的裝置。
JP60-229585提供一種解決辦法，其中，提供一對揚聲器，該揚聲器位於陰極射線管的對邊。揚聲器具有不同極性的永久磁鐵。在這種裝置中，如果由相同聲音信號驅動揚聲器，產生反轉磁場。這些反轉磁場互相抵消，特別是在陰極射線管中央。
JP11-285016提供一種解決辦法，其中，提供補償線圈，用於基於該聲音信號，生成反轉磁場。現有技術的缺點在於需要另外的磁部件和電路來補償揚聲器的磁場。

發明內容
本發明的目的在於為在屏幕上可見地受低音調幹擾的圖像的問題提供一種簡單解決方案。本發明由獨立權利要求限定。從屬權利要求定義有益實施例。
在操作期間，亞低音揚聲器生成低音調，即約25至300Hz的頻率範圍中的音調。驅動垂直偏轉線圈，即負責電子束的垂直偏轉，因此負責屏幕上圖像的垂直組成的線圈的頻率位於該範圍內。在大多數情況下，低音調的頻率不是正好與垂直偏轉線圈的頻率相同。例如，垂直偏轉線圈的頻率是100Hz，而低音調的頻率是105Hz。頻率差導致幹擾，其中，該幹擾的頻率與頻率差相同，在該例子中為5Hz。該幹擾使得屏幕上的圖像的擾動，其中，在屏幕上的某些的位置處，圖像以該幹擾的頻率閃爍。在該頻率低於大約50Hz情況下，人眼能夠覺察到該閃爍。因此，在上述例子中，用戶將能看到該閃爍，因為它具有5Hz的頻率。一般說來，如果驅動垂直偏轉線圈的最大頻率達到100Hz，那麼低音調高達約150Hz的頻率，導致可見幹擾，因為頻率差小於50Hz。
在根據本發明的設備中，選擇相對於線圈的揚聲器的位置以便儘可能地避免線圈的繞組和由揚聲器生成的磁場的磁力線的相交。這是有利的，考慮導體和交變的磁力線的相交導致生成電磁力的事實，其中，在導體垂直於力線延伸的情況下，電磁力值最高，以及在導體平行於力線延伸的情況下，最低或等於零。將這一事實應用於具有線圈和揚聲器的設備，得出避免線圈的繞組和由揚聲器生成的磁場的磁力線相交導致避免生成另外的電磁力的結論，反過來導致避免幹擾由線圈生成的磁場的結論。
與避免在根據本發明的設備中出現線圈的繞組和由揚聲器生成的磁場的力線相交的方法有關的兩個重要方面是磁場的形狀和磁力線的路線，特別是在接近該線圈的區域的情況下。
由以高音量操作的揚聲器生成的磁場的形狀不同於由以低音量操作的揚聲器生成的磁場。就本發明而言最感興趣的是所述第一情形，因為僅在這種情況下，所生成的磁場足夠得強以到達線圈以及導致生成另外的電磁力。研究已經表明在高音量情況下，磁場具有在揚聲器前和揚聲器後延伸的圓柱的形狀。磁力線是線性的，以及基本上平行於揚聲器的中心軸延伸。僅在圓柱形磁場處的末端，磁力線彎向揚聲器的中心軸。
基於上述段落，很顯然，在以高音量操作的揚聲器的有關情形中，磁場的主要部分包括基本上相對於彼此和相對於揚聲器的中心軸平行延伸的線性的磁力線。
根據本發明，揚聲器的中心軸和最接近揚聲器的線圈的繞組基本上在相同平面中延伸，其中，在該平面中，揚聲器的中心軸基本上平行於最接近揚聲器的線圈的繞組延伸。基於上文，很顯然，在該裝置中，由揚聲器生成的磁場的磁力線平行於最接近揚聲器的繞組延伸，因為這些磁力線基本上平行於揚聲器的中心軸延伸。因此，磁力線不會穿過最接近的繞組。
因為已經證明應用本發明導致由線圈生成的磁場在由揚聲器生成的磁場的影響下，受到少得多的擾動，這是假定了後者磁場的磁力線也不穿過另外的繞組。僅考慮磁場的形狀和其磁力線的法向路線不能解釋該現象。因此，假定磁力線在接近繞組的區域中偏轉。很可能，傳送磁力線通過纏繞繞組的磁心，因為該磁心通常包括具有相對低磁阻的材料。


現在，參考附圖更詳細地說明本發明，其中類似部件用相同參考標記表示，以及其中圖1圖示表示陰極射線管和偏轉線圈的局部剖面圖；圖2圖示表示偏轉線圈的透視圖；圖3圖示表示揚聲器的側視圖和生成的磁場；以及圖4圖示表示根據本發明放置的陰極射線管、偏轉線圈和揚聲器的頂視圖。
具體實施例方式
儘管在包括和揚聲器的電視機的背景中說明本發明，將理解到本發明還涉及包括至少一個揚聲器和至少一個線圈的其他設備，諸如例如計算機監視器。
圖1表示彩色陰極射線管1和偏轉線圈2。陰極射線管1包括具有顯示板3、錐體4和頸部5的玻璃外殼。顯示板3包括基本上成矩形的顯示窗6，用於顯示圖像。頸部5容納具有三個電子槍的電極系統7，用於生成三個電子束8、9、10。電子束8、9、10對準在顯示窗6的內表面上提供和包括安裝在窄帶中的大量紅色、綠色和藍色螢光體元件的顯示屏幕11。電子束8、9、10在到顯示屏11的途中，由圍繞陰極射線管1的中心軸12同軸排列的偏轉線圈2偏轉它們。此外，電子束8、9、10通過具有小孔14的蔭罩13。三個電子束8、9、10以與彼此小的角度通過小孔14，因此，它們分別入射在一種顏色的螢光體元件上。顯示窗6上的圖像由很多螢光體元件的受控發光構成。
在下文中，垂直方向定義為顯示屏11上的螢光體元件延伸的方向。水平方向定義為垂直於垂直方向的方向。
在由偏轉線圈2生成的磁場影響下，發生電子束8、9、10的偏轉。偏轉線圈2儘可能靠近錐體4而放置在錐體4後部，如圖1所示。偏轉線圈2包括沿水平方向偏轉的水平偏轉線圈(未示出)和用於在垂直方向上偏轉的垂直偏轉線圈15(如圖2所示)。
顯示運動圖像要求重複地在顯示窗6上組成圖像。在該過程中，重複頻率應該足夠高以便避免用戶感受圖像不連續。用於水平偏轉線圈的重複頻率的常用值為15,625Hz和32,250Hz。用於垂直偏轉線圈15的重複頻率的常用值為50Hz、60Hz、75Hz、100Hz和120Hz。
水平偏轉線圈和垂直偏轉線圈15都纏繞在錐形的載體16周圍，如圖2圖示所示。圖2還圖示描述垂直偏轉線圈15的繞組17。這些垂直繞組17的每一個的較大部分從載體16的後端18延伸到載體16的前端19，其中，前端19的直徑大於後端18的直徑。載體16對稱環繞其中心軸20，以及每個垂直繞組17的較大部分以相對於載體16的中心軸20的相同角度延伸，其中，所述較大部分在中心軸20也延伸的徑向平面中延伸。通常，垂直繞組17包括鐵氧體磁心。
圖3表示傳統的揚聲器21。在後端，揚聲器21包括永久磁鐵22。該永久磁鐵22的北極由圓柱形空心磁體23構成，而該永久磁鐵22的南極由在空心磁體23內延伸的磁棒24構成。由於存在永久磁鐵22，總是存在磁場，而與揚聲器21是接收聲音信號還是未接收聲音信號無關。與在操作揚聲器21期間生成的磁場比較，該永久磁場弱。
此外，揚聲器21包括環繞磁棒24的音圈25。在後端，音圈25附於彈簧(未示出)，而在前端，音圈25附於柔性薄膜(未示出)。在前端，揚聲器21包括錐形的外殼26，用於容納所述薄膜。
在操作揚聲器21期間，音圈25接收聲音信號。基於該聲音信號，音圈25生成交變的電磁力。所生成的力與永久磁鐵22的永久力相互作用。在該過程中，音圈25在合力的影響下移動。音圈25的移動引起柔性薄膜移動，由此使空氣移動。以這種方式，由揚聲器21生成聲音。
在揚聲器21接收相對強的聲音信號的情況下，由音圈25生成的交變磁場具有圓柱的形狀。聲音信號越強，圓柱形磁場越大。圖3圖示表示該磁場的磁力線27。在其前端和後端，圓柱形磁場延伸到揚聲器21以外。力線27的主要部分平行於揚聲器21的中心軸28延伸。在磁場的末端，磁力線27彎向中心軸28。
圖4圖示表示構成顯示設備，例如電視機的三個元件以及根據本發明放置的陰極射線管1、偏轉線圈2和揚聲器21。圖4還表示在操作期間，由揚聲器21生成的交變磁場的磁力線27。
根據本發明的重要方面，揚聲器21的中心軸28和最接近揚聲器的垂直偏轉線圈15的繞組在相同平面中延伸。在所示例子中，揚聲器21的中心軸28和這些繞組17在水平平面中延伸。根據本發明的另一重要方面，在所述水平平面中，揚聲器21的中心軸28基本上平行於最接近揚聲器21的垂直繞組17延伸。
在所示例子中，垂直偏轉線圈15的每個繞組17在徑向平面中延伸，垂直偏轉線圈15的中心軸20也在該徑向平面中延伸。因此，在根據本發明的裝置中，揚聲器21的中心軸28和偏轉線圈15的中心軸20基本上在相同平面中延伸。此外，在該平面中，垂直偏轉線圈15的中心軸20和揚聲器21的中心軸28間的角度基本上等於垂直偏轉線圈15的中心軸20和垂直繞組17間的角度。
根據本發明，揚聲器21可以位於陰極射線管1上、陰極射線管1、陰極射線管1的左側、陰極射線管1的右側，或在相對於陰極射線管1的任何其他可能位置。在選定位置，沿各個方向，揚聲器21的中心軸28基本上平行於最接近揚聲器21的垂直繞組17延伸很重要。
因為圍繞陰極射線管1的中心軸12同軸排列偏轉線圈2，陰極射線管1的中心軸12，20和偏轉線圈2彼此重合。因此，在所示例子中，揚聲器21的位置也描述為中心軸28和陰極射線管1的中心軸12在相同平面中延伸，以及在該平面中，其中心軸28和陰極射線管1的中心軸12間的角度基本上等於陰極射線管1的所述中心軸12和垂直偏轉線圈15的垂直繞組17間的角度。
在所示例子中，垂直繞組17和垂直偏轉線圈15的中心軸20(或陰極射線管1中心軸12)間的角度為45°。揚聲器21的中心軸28和垂直偏轉線圈15的中心軸20(或陰極射線管1的中心軸12)都在水平平面中延伸。在水平平面中，揚聲器21的中心軸28和垂直偏轉線圈15的中心軸20(或陰極射線管1中心軸12)間的角度也為45°。
根據本發明，當揚聲器21構造到包括陰極射線管1和偏轉線圈2的電視機中時，有利地定向揚聲器21以便其中心軸28與偏轉線圈2的中心軸20(或陰極射線管1的中心軸12)成一定角度，在偏轉線圈2(或陰極射線管1)的徑向平面中延伸，該角度基本上等於偏轉線圈2的垂直繞組17和偏轉線圈2的所述中心軸(或陰極射線管1的中心軸12)間的角度。
優選地，揚聲器21定向成其前端至少部分對準電視機的正面，而其後端至少部分對準電視機的背面。
圖4清楚地表示在操作期間，由揚聲器21生成的磁場的磁力線27平行於揚聲器21的中心軸28延伸，以及在根據本發明的裝置中，這些磁力線27基本上平行於垂直偏轉線圈15的最接近繞組17延伸。這種裝置在揚聲器21為亞低音揚聲器的情況下非常有利，在操作期間，生成具有接近垂直偏轉線圈15的重複頻率的低音調。
在傳統裝置中，由以高音量操作的亞低音揚聲器21生成的磁場的磁力線27穿過垂直偏轉線圈15的最接近繞組17。因此，垂直偏轉線圈15生成另外的電磁力，其影響電子束8、9、10的路徑。電子束8、9、10的路徑的偏差導致在顯示窗6上顯示的圖像的擾動。擾動的頻率由音調的頻率和垂直偏轉線圈15的重複頻率間的差值確定。因為音調的頻率接近重複頻率，擾動的頻率相對得低。在大多數情況下，擾動的頻率對能覺察到該擾動的人眼來說足夠得低。
在根據本發明的裝置中，由揚聲器21生成的磁場的磁力線27不穿過垂直偏轉線圈15的繞組17。相反，力線磁27基本上平行於最接近繞組17延伸。因為測試已經證明在應用本發明時，顯示窗6上的圖像不再可視地被擾動，還假定磁力線27不穿過隨後的繞組17，儘管力線磁27不平行於這些繞組17延伸的事實。很可能，磁力線27進一步通過為繞組17的一部分的鐵氧體磁心進行傳導，以便磁力線27不和繞組17接觸。
注意到磁力線27的確在繞組17轉彎處，即載體16的後端18和前端19處穿過繞組17。然而，這不導致在顯示窗6上顯示的圖像的可見擾動。對繞組17的路徑稍微偏離的實際情況同樣如此。
優選地，為確保無擾動圖像，揚聲器21位於離偏轉線圈2至少10cm的距離處。距離越大，由揚聲器21生成的磁場的影響越少。
應注意到，上述實施例示例說明而不是限制本發明，以及本領域技術人員將能在不背離附加權利要求的範圍的情況下，設計多個可替換的實施例。在權利要求書中，不應該將置於括號內的任何參考標記認為是限制權利要求。詞「包括」不排除存在除了在權利要求中列出的那些之外元件或步驟。元件前面的詞語「一」或者「一個」不排除存在多個這種元件。在列舉了幾個裝置的設備權利要求中，這些裝置的多個可以通過硬體的一個和相同項來實現。只不過，在互相不同從屬的權利要求中所述的某些措施的事實不表示這些措施的組合不能用於取得有利效果。
因為在上文中已經注意到，本發明不僅適用於電視機，而且適用於具有揚聲器和線圈的任何設備，其中，應該避免由揚聲器生成的磁場影響由線圈生成的磁場，以及其中，不可能簡單地增大揚聲器和線圈間的距離。
在上文中，描述了具有至少一個揚聲器21以及單線圈15的設備，其中，在操作期間，減少由揚聲器21生成的磁場對由線圈15生成的磁場的影響，而不增大揚聲器21和線圈15間的距離。這通過相對於線圈15放置揚聲器21以便揚聲器21的中心軸28和最接近揚聲器21的線圈15的繞組17基本上在相同平面中延伸來實現的，其中，在該平面中，揚聲器21的中心軸28基本上平行於最接近揚聲器21的線圈15的繞組17延伸。在該裝置中，由揚聲器21生成的磁場的磁力線27不穿過垂直偏轉線圈15的繞組17的較大部分。
權利要求
1.包括至少一個揚聲器和至少一個線圈的設備，其特徵在於，揚聲器的中心軸和最接近揚聲器的線圈的基本上直的繞組部分基本上在相同平面中延伸，以及其中，在該平面中，揚聲器的中心軸基本上平行於最接近揚聲器的線圈的繞組部分延伸。
2.如權利要求1所述的設備，其特徵在於，線圈和揚聲器間的距離至少為10cm。
3.如權利要求1所述的設備，其特徵在於，線圈是為包括陰極射線管的顯示設備一部分的垂直偏轉線圈，所述陰極射線管在前端具有用於顯示圖像的顯示窗，和在後端具有用於生成電子束的電極系統，其中，垂直偏轉線圈用作在垂直方向中，在電子束到顯示窗的內表面的途中，偏轉它們。
4.如權利要求3所述的設備，其特徵在於，揚聲器的前端至少部分對準顯示設備的前端。
5.如權利要求1所述的設備，其特徵在於，揚聲器是用於生成在約25至300Hz的頻率範圍中的低音調的亞低音揚聲器。
全文摘要
在具有至少一個揚聲器(21)和一個線圈(15)的設備中，減少由揚聲器(21)生成的磁場對由線圈(15)生成的磁場的影響，而不增大揚聲器(21)和線圈(15)間的距離。這通過相對於線圈(15)放置揚聲器(21)以便揚聲器(21)的中心軸(28)和最接近揚聲器(21)的線圈(15)的繞組(17)基本上在相同平面中延伸來實現，其中，在該平面中，揚聲器(21)的中心軸(28)基本上平行於這些最接近繞組(17)延伸。在這裝置中，由揚聲器(21)生成的磁場的磁力線(27)不穿過線圈(15)的繞組(17)的較大部分。
文檔編號H04R9/02GK1711760SQ200380103307
公開日2005年12月21日 申請日期2003年10月21日 優先權日2002年11月15日
發明者E·M·A·馬賽斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司