折叠式装置的阵列扬声器的制作方法

文档序号:7672271阅读:181来源:国知局
专利名称:折叠式装置的阵列扬声器的制作方法
技术领域
折叠式装置的阵列扬声器技术领域
本实用新型涉及一种折叠式装置的阵列扬声器。背景技术
目前出现的阵列扬声器的类型中,为了获得一定的声场分布和听音效果,大多是将多个扬声器排列在一个平面或者是一定形状的曲面上。而在同一面排列多个扬声器,平面中声场变化比较尖锐,不够平緩,听觉效果不好。
实用新型内容本实用新型所需要解决的技术问题在于提供一种折叠式装置的阵列扬声 器,其声场变化比较平緩,听觉效果好。为解决上述技术问题,本实用新型的技术方案是提供一种折叠式装置 的阵列扬声器,所述折叠式装置具有二相交且可调节角度的平面,其中一平 面上设有多个阵列扬声器;其中,所述折叠式装置的另一平面上还设有多个 阵列扬声器,所述二平面上的扬声器产生的声场干涉叠加,并且于听音者的 入耳位置,其声能集中且声场变化平緩。与现有技术相比较,本实用新型折叠式装置的阵列扬声器.是将扬声器排列在折叠式装置内部的两个平面上,可以改变两个面上扬声器的数量和位置,从而达到听音者需要的音响效果,实际使用时具有可调节性。
图1是本实用新型的示意图。图2是图1的测试示意图。 图3是图1的指向性示意图。图4是现有技术阵列扬声器置于同一平面的指向性示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚 明白,
以下结合附图及实施例,对本实用新型进4亍进一步详细说明。应当理 解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实 用新型。请参阅图1,是本实用新型折叠式装置的阵列扬声器的一较佳实施例, 所述折叠式装置在本实施例中为笔记本电脑,所述折叠式装置具有相交的a 面及b面,二者角度可调节。a面及b面上设置有多个扬声器1。每一面上的 相邻扬声器1之间具有一定的间距。放置在a面及b面上的扬声器1,声场 干涉叠加,可以使得听音者处于适当位置时,能听到声能集中且变化平緩的 声场。请参阅图2及图3,所述折叠式装置的阵列扬声器可通过以下步骤来设 定在折叠式装置上。首先,选定扬声器;其次,根据用户使用笔记本电脑的 特点,在折叠式装置的a面及b面之间确定一测试点(人耳所在位置);再 次,根据用户使用笔记本电脑的特点确定a面及b面之间的夹角;最后,通过公式D总-尸 (总垂直指向性)得出每一面上扬声器的个数、距离,所述公式与两个面的夹角、相邻扬声器之间的距离、a面最靠 近原点的扬声器中心横坐标、扬声器振膜有效直径、a面扬声器数目及b面 扬声器数目有关。以上六个参量中,因扬声器已选定,故扬声器振膜有效直 径为确定数值,两个面的夹角为确定数值,因此只需改变a面及b面上的扬 声器个数、每一面上相邻扬声器的距离(本实施例中相邻扬声器之间距离为 相同)及a面最靠近原点的扬声器中心横坐标即可模拟出总垂直指向性图, 当模拟的垂直指向性图符合测试点的要求时,此时采用的这六个参量的数值就是我们想要得到的设计结果,并将扬声器分别按要求安装在a面及b面上。所述公式D总..................------------(式1 )可以计算出近场的声场指向性,绘出指向性图。式(1 )为a面及b面之间的总的垂直指向性。请再次参阅图2,上述式(1)的推导过程如下 a、 b:用来放置扬声器的二个面 a、 b两个面的夹角相邻扬声器之间的距离(公式推导中设a、 b两面的相邻扬声器之间 的距离一致)x。' a面最靠近原点的扬声器的中心横坐标(公式推导中设b面上最靠 近原点的扬声器中心距离原点的距离也为&i ) 、声波波长 -:扬声器振膜有效直径":a面扬声器数目 附b面扬声器数目r:测试点(人耳所在位置)距原点的距离 伊测试方向与x轴的夹角(0S伊《A) x,测试点坐标I。i^72 X。3^""......a面扬声器中心横坐标义。1 = X。l ,^a2 = 、1 + , ......L = X。l + (" -Z XA3 Xi4......Xte : b面扬声器中心橫坐标^2 ^3^4......乙b面扬声器中心纵坐标XM = -X。t xsin(伊—;r/2) yM = Zal xcos(p-;r/2),X62 = — (^。, +cOxsin(p —;r/2) , =(%al + <i) x cos(> - ;r / 2).义^ = _[%al +(加一1>/]乂8化^9一7/2), Km +(w_l>/]xcos(p —;r/2)r。i 。2 ^ ^......^: a面上扬声器中心点距测试点的距离 & ^......;: b面上扬声器中心点距测试点的距离,<formula>formula see original document page 8</formula><formula>formula see original document page 8</formula>a面扬声器中心轴线与测试点方向的夹角<formula>formula see original document page 8</formula><formula>formula see original document page 8</formula>: b面扬声器中心轴线与测试点方向的夹角<formula>formula see original document page 8</formula><formula>formula see original document page 8</formula>: a面扬声器作为理想圆盘形活塞辐射 器的指向性系数<formula>formula see original document page 8</formula><formula>formula see original document page 8</formula>: b面扬声器作为理想圓'盘形活塞辐射器的指向性系数<formula>formula see original document page 9</formula>面扬声器辐射声压值<formula>formula see original document page 9</formula>总辐射声压值<formula>formula see original document page 9</formula>从而得出我们想要的指向性结果:两个面之间的总的垂直指向性"总<formula>formula see original document page 9</formula>(式1)式(l)的计算结果Ds并不是简单的一个数值,而是随^ (测试方向与x轴的夹角)变化的数值,根据这个变化的数值,我们可以作出它'的变化曲线即垂直指向性图(如图3中的曲线)。式(1)中包含了可以改变的六个参量两个面的夹角,相邻扬 声器之间的距离,x。i: a面最靠近原点的扬声器中心横坐标,-:扬声器振 膜有效直径,"a面扬声器数目,附b面扬声器数目。由于D总是一个数值曲线,所以不是用公式(1)推算这六个参量,而是 通过改变以上六个参量的数值,模拟出总垂直指向性图,当模拟的垂直指向 性图符合我们的要求时,此时我们采用的这六个参量的数值就是我们想要得 到的设计结果,从而确定出扬声器数目、距离等参数。请一同参阅图3,假设当我们设定扬声器数目分别为a面2个、b面4 个时,求得的指向性图不符合我们的要求,而当我们扬声器数目分别为a面 2个、b面3个时,其指向性图为图2中的曲线,此时的曲线比较符合我们的 要求,这样我们就确定了此时的扬声器数目。声场能量集中且声能变化平緩的区域为方框处(30度到60度之间),也 就是人耳所在位置。从图3中可以看到,方框处的指向性曲线变化平緩,且 数值比较大(在l附近,而两边降到0.5),说明此处声能集中。与现有技术的在一个面上放置扬声器相比,本实用新型在两个面上放置扬声器时,从图3的指向性图可以看到,在两个面包括的声场能量分布集中且变化不大。由声压级公式<formula>formula see original document page 10</formula>。和指向性/〉式(1 )可以求得声压级变化在正负3趣之间。而在一个面上放置扬声器,其指向性图可以模拟(如图4),图中模拟的 是在b面放置3个扬声器时,3000Hz的指向性图,粗实线代表笔记本电脑的 两个平面,如果是在a面放置,也可得到同样形状的逆时针旋转90度的朝上 的指向性图。将图3和图4进行对比,可以发现两面放置扬声器和一面放置 扬声器时,两者声能都比较集中,但可以计算出图3中声能变化从O到30度变化约为 0.5=6dB,在整个夹角平面中声场变化相对平緩。与图3相对应,图4中声能变化从-30度到0度变化约为Z/ -20 log 1P 0.4=8dB,在整个夹角平面中声场变化比较尖锐。图3中的声场变化更为平緩,其听音感觉比单面放置的扬声器更好,这 是在两个面放置扬声器的优势所在。这种优势的产生原因即是放置在两个面 上的扬声器声场的干涉叠加,产生了我们想要的优异的指向性表现。式(1)得到的结果"'&是一个数值曲线,它的最佳值不是一个定值,而 是一个最佳的曲线,最佳曲线的标准是听音者的位置能够位于声能分布集中 且变化平緩的区域,所以我们可以根据用户的使用笔记本的特点先确定6个 参数中的两个面的夹角,再通过公式(l)改变扬声器的个数、距离等其他参 数,得到我们想要的最佳曲线,此时的扬声器个数、距离等即为最佳值。假设普遍调查表明,使用笔记本电脑时,其两个面(键盘与液晶屏)互 成105度角左右,人脸距原点(笔记本电脑两个面相交直线的中心)为0.3m 左右,角度为加至60度之间。当使用该阵列扬声器作用笔记本内置扬声器阵列时,利用前面提到的公式(l)计算扬声器数量及位置x轴放置2个,y轴放置3个扬声器,扬声器 之间的距离为0.05m,根据此时模拟指向性图,听音者能较好的位于声场能 量集中分布且声能变化平緩的区域(见图3),从而有较好的听音效果。推广至笔记本之外的听音环境,当听音者处于不同的听音位置,想要得 到在该听音位置声能集中且变化平緩的声场,可以根据公式(1 )改变6个参 数,通过寻找最佳的指向性曲线,确定这6个参数,从而对折叠式声柱进行 改动设计。本实用新型折叠式扬声器阵列是将扬声器l排列在两个平面上,可以改 变两个面上扬声器1的数量和位置,从而达到听音者需要的音响效果,实际 使用时具有可调节性。;折叠式装置的扬声器阵列通过改变两个面上扬声器的 个数及相邻扬声器之间的距离,再模拟出符合所需的总垂直指向性图,即可 设计两个面上扬声器的个数及相邻扬声器之间的距离,从而使设计出来的扬 声器阵列能达到听音者需要的音响效果。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新 型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修 文、等同替换和改进等, 均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1. 一种折叠式装置的阵列扬声器,所述折叠式装置具有二相交且可调节角度的平面,其中一平面上设有多个阵列扬声器;其特征在于所述折叠式装置的另一平面上还设有多个阵列扬声器,所述二平面上的扬声器产生的声场干涉叠加,并且于听音者的入耳位置,其声能集中且声场变化平缓。
2. 如权利要求1所述的折叠式装置的阵列扬声器,其特征在于每一平面 上的相邻扬声器之间具有间距。
3. 如权利要求2所述的折叠式装置的阵列扬声器,其特征在于相邻扬声 器的距离相同。
4. 如权利要求1或2所述的折叠式装置的阵列扬声器,其特征在于所述折叠式装置为笔记本电脑。
5. 如权利要求1所述的折叠式装置的阵列扬声器,其特征在于所述折 叠式装置的阵列扬声器由六个可改变数值的参数及总垂直指向性的公式"总=共同模拟出听音者的入耳位置所需的总垂直指向性图,此时参数的值决定阵列扬声器在折叠式装置上的排布方式;所述六个参数为两个面 上的扬声器个数、每一面上相邻扬声器的距离、其中一面最靠近原点的扬声器中心横坐标的数值、扬声器的振膜有效直径及两个面之间的夹角;其中,A为总辐射声压值,^为听音者的入耳位置与x轴的夹角,0S^^&。
6.如权利要求5所述的折叠式装置的阵列扬声器,其特征在于p<formula>formula see original document page 3</formula>为二个面扬声器辐射声压值;D1(theta ai) 及D2 (theta bj)为两个面扬声器作为理想圆盘开 活塞辐射器的指向性系数;D1(theta ai) 及D2 (theta bj)为二个面扬声器中心轴线与测试点方向的夹角;k为假定的常数,与空气密度有关。
7.如权利要求6所述的折叠式装置的阵列扬声器,其特征在于<formula>formula see original document page 3</formula>其中,r ai及 r bj为二个面上扬声器中心点距测试点的距离;X bj及Y bj为其中一面扬声器中心橫坐标及纵坐标,X ai 为其中一面扬声器中心横坐标;xj为测试点坐标,Gamma为声波波长,φ为扬声 器振膜有效直径,i,j为二个面扬声器数目,r为测试点距原点的距离,a、 b 为用来放置扬声器的二个面,A为两个面的夹角,"为二个面上相邻扬声器 之间的距离,x ai为其中 一 面最靠近原点的扬声器的中心橫坐标。
专利摘要本实用新型提供一种折叠式装置的阵列扬声器,所述折叠式装置具有二相交且可调节角度的平面,其中一平面上设有多个阵列扬声器;其中,所述折叠式装置的另一平面上还设有多个阵列扬声器,所述二平面上的扬声器产生的声场干涉叠加,并且于听音者的入耳位置,其声能集中且声场变化平缓。本实用新型折叠式装置的阵列扬声器是将扬声器排列在折叠式装置内部的两个平面上,可以改变两个面上扬声器的数量和位置,从而达到听音者需要的音响效果,实际使用时具有可调节性。
文档编号H04R29/00GK201123119SQ200720119660
公开日2008年9月24日 申请日期2007年4月20日 优先权日2007年4月20日
发明者周荣冠, 朱秉科, 潘政民 申请人:常州美欧电子有限公司
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