具有波導的揚聲器的製造方法
2023-09-23 18:37:50
具有波導的揚聲器的製造方法
【專利摘要】本發明涉及具有波導的揚聲器，包括：第一驅動器，生成第一頻帶和相應的第一聲軸；第二驅動器，生成第二頻帶，不同於第一頻帶但可在交叉區域重疊，並且第二頻帶具有第二聲軸；以及外殼，包圍上述驅動器，並且包括在該外殼的前表面且圍繞第一驅動器的三維波導。根據本發明，三維波導包括選擇性透聲部分，其實質上聲學反射沿著與第一聲軸成角度的方向傳播的第一頻帶的聲波，選擇性透聲部分實質上對於沿著穿過該選擇性透聲部分的第二聲軸的方向傳播的第二頻帶的聲波是透明的，並且在於第二驅動器在外殼內被放置該聲學選擇性透聲部分後面。
【專利說明】具有波導的揚聲器
【技術領域】
[0001]本發明涉及揚聲器。更具體地，本發明涉及具有波導的揚聲器。
[0002]準確地說，本發明涉及權利要求1的前序部分。
【背景技術】
[0003]現有技術中，尤其是具有兩個或更多個驅動器的揚聲器存在著由揚聲器的前表面(正面)的不連續性引起的衍射問題。在實踐中，高頻驅動器(高音揚聲器)在這種關係中是最關鍵的部分，並且本申請的 申請人:已經做出解決方案，其中，高音揚聲器的周圍環境被創建為或者僅用於高音揚聲器或者另選地用於同軸中高範圍驅動器的高與中音音頻信號的連續波導。
[0004]在本申請中，這些類型的聲源被稱為波導驅動器，其包括處於該三維波導結構的中心的任何驅動器。通過這些解決方案，可以獲得良好聲音品質與聲能的精確定向。然而，這種定向的頻率範圍取決于波導的大小，因而取決於揚聲器的前表面(正面)。由於小的波導區域，方向性被限制於僅類似於高音揚聲器範圍的較高頻率。
[0005]如果構造較小的揚聲器，不位于波導中心的其他驅動器(如低音揚聲器)將會限制波導的區域，或者附加地產生聽眾可聽得見的有害的衍射。
[0006]現有技術中已經嘗試在揚聲器的前側構建具有波導的揚聲器。本申請的 申請人:已經做出用於這個目的的多種解決方案，然而並不是用於外殼的整個前表面(正面)的解決方案。
【發明內容】
[0007]發明目的
[0008]根據本發明，通過放置任何非同軸的驅動器以便它們不幹擾外殼的前表面(正面)的波導形式，來解決以上所述的至少一些問題，並且如果將它們放置在同一表面(外殼的前側(正面))，它們將被便於做為固體表面且限制由聲源發出的頻率的滲透的材料所覆蓋，對於聲源，該波導被設計用於聲源的頻率，該波導被設計用於該聲源的頻率，並且另一方面，該波導對於非共軸驅動器(尤其是低音揚聲器)所發出的頻率是可滲透的。
[0009]更具體地，根據本發明的揚聲器的特徵在於權利要求1的特徵部分所記載的。
[0010]根據本發明的一個實施例，在外殼的前表面(正面)上放置兩個低音揚聲器，以便它們位於共軸驅動器的兩側，該共軸驅動器包括均用於中頻和高頻的元件。低音揚聲器通常被放置成使得它們輻射通過穿過低頻的透聲層，但是實質上對於由共軸驅動器發出的較高頻率而言是不可滲透的且至少實質上限制該較高頻率的滲透。該透聲層在外殼的前表面(正面)上被形成為波導的一部分。
[0011]根據本發明的進一步的實施例，用於形成透聲層的層由類似氈製品的多孔材料製成或者由具有開孔結構的發泡塑料或織物製成。
[0012]本發明獲得的有益效果
[0013]藉助於本發明獲得了顯著的有益效果。
[0014]藉助於本發明，揚聲器的整個前表面(正面)能被形成為用於中頻和高頻的連續波導。通過這種措施，從18至20000Hz的整個音頻範圍都可被準確地引導至一個「最佳位置」，並且另外，由於揚聲器的整個波導形式，剩餘的聲被能劃分到收聽室，以便揚聲器外殼本身基本上不影響在除了主方向的其他方向上的頻率響應。
[0015]換句話說，在整個隔板是平面的或者僅部分被彎曲為波導的傳統揚聲器中，在除了「最佳位置」的其他方向中形成的信號將會以非受控的方式從收聽室的牆壁被反射。然而本發明提供了一種外殼，在該外殼中聲壓被最佳地分配到所有方向上，由此牆壁反射聲音也自然被分配到人耳。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]在下文中，將參考附圖描述本發明的某些優選實施例，其中:
[0017]圖1呈現了根據本發明一個優選實施例的揚聲器的正視圖。
[0018]圖2呈現了根據圖1的揚聲器的橫截面。
[0019]圖3表示根據本發明另一優選實施例的揚聲器的正視圖。
[0020]圖4表示當採用2個揚聲器時根據本發明的主波傳播視圖的頂視圖。
[0021]使用的術語列表
[0022]I揚聲器
[0023]2 外殼
[0024]3波導驅動器，也稱共軸驅動器或僅是高音揚聲器
[0025]4低音揚聲器，低頻驅動器
[0026]5用於低音揚聲器，低頻驅動器的開口
[0027]6選擇性透聲層
[0028]7用於透聲層的支撐結構
[0029]8三維波導表面,也稱外殼2的前表面(正面)，其輻射聲功率,具有繞著波導驅動器3的中央帶有軸向對稱特徵的平滑連續表面
[0030]9用於多個揚聲器的最佳位置
[0031]10第一聲軸
[0032]11第二聲軸
[0033]12高音揚聲器
[0034]13中音驅動器
[0035]BI波導驅動器3的頻帶
[0036]B2非共軸驅動器4的頻帶
[0037]C在帶BI和B2之間的交叉頻帶
【具體實施方式】
[0038]根據圖1，本發明的一個實施例，揚聲器I包括共軸波導驅動器3，其包括高音揚聲器12和繞著它的中音驅動器13。共軸驅動器3被放置在三維波導表面8,也就是外殼2的前表面(正面)的中央。波導表面8輻射驅動器3的聲功率。波導8具有平滑連續表面，其繞著波導驅動器3的中央具有軸向對稱特徵。兩個低音揚聲器元件4被放置在波導驅動器3的兩側，並且為低音揚聲器4構造適合的開口 5，以讓聲能從外殼2發出。
[0039]參考圖2，用構成波導表面8的一部分的透聲層6覆蓋開口 5。如果需要，可以用支撐條7從下方支撐透聲層6。低音揚聲器元件4通常與透聲層6間隔開。
[0040]參照圖1，兩個低音揚聲器4構成基本上沿著與波導驅動器3相同的聲軸10輻射的等大低音揚聲器，即使低音揚聲器具有它們自己的聲軸11。
[0041]換句換說，揚聲器I包括第一驅動器3，其被配置為生成第一頻帶BI和相應的第一聲軸10，以及第二驅動器4，其被配置為生成第二頻帶B2，第二頻帶不同於第一頻帶BI，但是可在交叉區域重疊，並且第二頻帶B2具有第二聲軸11。外殼2包圍上述驅動器3、4，並且包括被放置在外殼2的前表面且圍繞第一驅動器3的三維波導8。三維波導8包括選擇性透聲層6，其實質上聲學地反射按照與第一聲軸10成角度的方向傳播的第一頻帶BI的聲波，波導部分6實質上對按照通過波導部分6以第二聲軸的方向傳播的第二頻帶B2的聲波是透明的，並且第二驅動器4被放置在外殼2內位於選擇性透聲層6的後面。
[0042]如上所述，單獨的低音元件的第二聲軸11與第一聲軸10是非共軸的，然而，合成的軸(等效的低音揚聲器兀件)具有與共軸驅動器，波導驅動器3,相同的聲軸。但是在本發明的所有實施例中這種對稱並不是必要的。
[0043]典型地，第二驅動器4被放置在外殼2內位於選擇性透聲層6後面且與其間隔開。
[0044]圖3示出了在其中開口 5被合成為大的倒圓開口的本發明的另一實施例。
[0045]圖4示出了根據本發明的揚聲器I的典型定位，其中揚聲器被指向收聽位置，最佳位置9。由於外殼2的整個前表面被構成為波導8的事實，實現了非常好的方向性。另外，波導形式8促使在收聽室的所有方向上所有頻率的均勻分布，且因此來自牆壁、天花板和地面的反射不會造成聲染色。
[0046]結合選擇性透聲層6反射實質上是指聲能的至少50-100%的反射或吸收,優選地處於80-100%的範圍內。
[0047]同樣地，實質上透明是指聲能的至少50-100%的透明，優選地處於80-100%的範圍內。
[0048]在下文中，將呈現選擇性透聲層6的另外的有利特性:
[0049]有利地，層6的厚度是:
[0050]?租製品，大約1...5mm厚
[0051].開孔泡沫塑料，大約l-20mm厚，孔徑小於Imm
[0052].薄織物，作為這種層6或層6的一部分
[0053]層6將削弱波導驅動器3的聲學輻射，典型地是指大於600Hz的頻率。
[0054]換句話說，層6將具有隨頻率而變的聲阻抗(或聲吸收)，從而以下述方式起到聲學濾波器作用:
[0055]ο當來自低音揚聲器元件4的聲音穿過時，為低通
[0056]ο對來自波導驅動器3的高頻進行衰減(例如，通過湍流或高損耗的吸收引起)，引起聲波在中頻和聞頻的強反射
[0057]ο對驅動器3的高頻的高反射係數
[0058]有利地，層6通過以下方式形成有洞或孔或它們的組合:
[0059]ο如果使用單一層6，則洞需具有小於1_的直徑
[0060]ο如果使用多個層6，則具有小於1_直徑的洞才有效
[0061]ο同樣，如果使用多個層6，則具有大於Imm直徑的洞才有效(還未驗證)
[0062]ο類似氈製品和開孔塑料的微觀結構有效
[0063]用於層6的理想材料的屬性如下:
[0064]ο氣體可滲透(=多孔)
[0065]ο最高至交叉頻率C (低音揚聲器4)的低聲學損耗
[0066]ο稍微超出交叉頻率C的高聲學反射率
[0067]O滿足以上標準的已知材料:
[0068]?租製品，大約1...5mm厚
[0069].開孔泡沫塑料,大約l_20mm厚,孔徑小於Imm
[0070]層6可覆蓋揚聲器前面(高音揚聲器12除外)或者僅覆蓋洞5。
[0071]根據以上關於多孔性和頻率屬性的要求，層6還可被構成為金屬結構，類似具有一層或多層的網或柵格。這種類型的結構可通過例如一堆厚度大約0.2-2mm的穿孔金屬片或板來構成。可以通過洞或孔的布置(分布)、洞或孔的百分比(開孔度)、以及板彼此之間的間隔來調整這種堆結構的屬性。洞或孔直徑可以典型地在大約0.3-3_之間變化。片或板之間的間隔典型地大約是0.2-2mm。
[0072]如上所述的金屬結構是有利的，因為可以隨意地調整它的屬性，並且也可以沒有限制地選擇類似顏色的外部屬性。
[0073]交叉頻率C典型地如下:
[0074]ο低頻f < 600Hz (低音揚聲器輸出範圍)
[0075]ο高頻f > 600Hz (中音和/或高音揚聲器輸出範圍)
[0076]根據結合大的波導8的本發明:
[0077]ο低音揚聲器4被放置在波導表面8後面
[0078]ο可使用兩個或更多個(例如，4個)低音揚聲器4，以獲得方向性
[0079]同樣，僅具有一個低音揚聲器的實施例也是可能的，但是將不能獲得對於低頻的方向性。
【權利要求】
1.一種揚聲器(1)，包括: 第一驅動器(3)，其被配置為生成第一頻帶(BI)和相應的第一聲軸(10)， 第二驅動器(4)，其被配置為生成第二頻帶(B2)，第二頻帶不同於第一頻帶(BI)，但可在交叉區域重疊，並且第二頻帶(B2)具有第二聲軸(11)，以及 外殼(2),包圍上述驅動器(3,4),並且包括被放置在該外殼(2)的前表面且圍繞第一驅動器⑶的三維波導⑶， 其特徵在於: 該三維波導(8)包括選擇性透聲部分￠)，其基本上對沿著與第一聲軸成角度的方向傳播的第一頻帶(BI)的聲波進行聲學反射， 該選擇性透聲部分(6)基本上對於沿著穿過該選擇性透聲部分￠)的第二聲軸(11)的方向傳播的第二頻帶(B2)的聲波是透明的，並且在於 第二驅動器(4)被放置在外殼(2)內位於該選擇性透聲部分(6)後面。
2.根據權利要求1所述的揚聲器(I)，其特徵在於，第二聲軸(11)與第一聲軸(10)是非共軸的。
3.根據前述任一項權利要求所述的揚聲器(I)，其特徵在於，第二驅動器(4)被放置在外殼(2)內位於該選擇性透聲部分(6)後面且與其之間隔開。
4.根據前述任一項權利要求所述的揚聲器(I)，其特徵在於，該揚聲器包括圍繞第一驅動器(3)放置的兩個第二驅動器(4)。
5.根據前述任一項權利要求所述的揚聲器(I)，其特徵在於，該揚聲器包括圍繞第一驅動器(3)放置的四個第二驅動器(4)。
6.根據前述任一項權利要求所述的揚聲器(I)，其特徵在於，該揚聲器包括圍繞第一驅動器(3)放置的多個第二驅動器(4)。
7.根據前述任一項權利要求所述的揚聲器(I)，其特徵在於，圍繞第一驅動器(3)軸向對稱地放置第二驅動器(4)。
8.根據前述任一項權利要求所述的揚聲器(I)，其特徵在於，該選擇性透聲部分(6)由多孔材料製成。
9.根據前述任一項權利要求所述的揚聲器(I)，其特徵在於，該選擇性透聲部分(6)由其中孔直徑小於Imm的多孔材料製成。
10.根據前述任一項權利要求所述的揚聲器(I)，其特徵在於，該選擇性透聲部分(6)由厚度約為l_5mm的租製品製成。
11.根據前述任一項權利要求所述的揚聲器(I)，其特徵在於，該選擇性透聲部分(6)由厚度約為l_20mm的開孔泡沫塑料製成。
12.根據前述任一項權利要求所述的揚聲器(I)，其特徵在於，該選擇性透聲部分(6)覆蓋除了該高音揚聲器(12)之外的整個揚聲器前表面(8)。
13.根據前述任一項權利要求所述的揚聲器(I)，其特徵在於，該選擇性透聲部分(6)僅覆蓋開口(5)。
14.根據前述任一項權利要求所述的揚聲器(I)，其特徵在於，第一驅動器(3)包括兩個共軸的驅動器(12，13)。
15.根據前述任一項權利要求所述的揚聲器(I)，其特徵在於，第一驅動器(3)包括僅一個驅動器(12,13) ο
16.根據前述任一項權利要求所述的揚聲器(I)，其特徵在於，該選擇性透聲部分(6)由金屬製成。
17.根據前述任一項權利要求所述的揚聲器(I)，其特徵在於，該選擇性透聲部分(6)由金屬網製成。
18.根據前述任一項權利要求所述的揚聲器(I)，其特徵在於，該選擇性透聲部分(6)由多層的金屬網製成。
19.根據前述任一項權利要求所述的揚聲器(I)，其特徵在於，該選擇性透聲部分(6)由具有穿孔的多層金屬片製成。
20.根據前述任一項權利要求所述的揚聲器(I)，其特徵在於，該選擇性透聲部分(6)由彼此間隔開0.2-2mm範圍的片材製成。
【文檔編號】H04R9/06GK104244149SQ201410322957
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年6月13日 優先權日:2013年6月14日
【發明者】J·維塞恩, I·馬蒂凱恩 申請人:珍尼雷克公司