具有波导的扬声器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及具有波导的扬声器，包括：第一驱动器，生成第一频带和相应的第一声轴；第二驱动器，生成第二频带，不同于第一频带但可在交叉区域重叠，并且第二频带具有第二声轴；以及外壳，包围上述驱动器，并且包括在该外壳的前表面且围绕第一驱动器的三维波导。根据本发明，三维波导包括选择性透声部分，其实质上声学反射沿着与第一声轴成角度的方向传播的第一频带的声波，选择性透声部分实质上对于沿着穿过该选择性透声部分的第二声轴的方向传播的第二频带的声波是透明的，并且在于第二驱动器在外壳内被放置该声学选择性透声部分后面。
【专利说明】具有波导的扬声器
【技术领域】
[0001]本发明涉及扬声器。更具体地，本发明涉及具有波导的扬声器。
[0002]准确地说，本发明涉及权利要求1的前序部分。
【背景技术】
[0003]现有技术中，尤其是具有两个或更多个驱动器的扬声器存在着由扬声器的前表面(正面)的不连续性引起的衍射问题。在实践中，高频驱动器(高音扬声器)在这种关系中是最关键的部分，并且本申请的 申请人:已经做出解决方案，其中，高音扬声器的周围环境被创建为或者仅用于高音扬声器或者另选地用于同轴中高范围驱动器的高与中音音频信号的连续波导。
[0004]在本申请中，这些类型的声源被称为波导驱动器，其包括处于该三维波导结构的中心的任何驱动器。通过这些解决方案，可以获得良好声音品质与声能的精确定向。然而，这种定向的频率范围取决于波导的大小，因而取决于扬声器的前表面(正面)。由于小的波导区域，方向性被限制于仅类似于高音扬声器范围的较高频率。
[0005]如果构造较小的扬声器，不位于波导中心的其他驱动器(如低音扬声器)将会限制波导的区域，或者附加地产生听众可听得见的有害的衍射。
[0006]现有技术中已经尝试在扬声器的前侧构建具有波导的扬声器。本申请的 申请人:已经做出用于这个目的的多种解决方案，然而并不是用于外壳的整个前表面(正面)的解决方案。
【发明内容】
[0007]发明目的
[0008]根据本发明，通过放置任何非同轴的驱动器以便它们不干扰外壳的前表面(正面)的波导形式，来解决以上所述的至少一些问题，并且如果将它们放置在同一表面(外壳的前侧(正面))，它们将被便于做为固体表面且限制由声源发出的频率的渗透的材料所覆盖，对于声源，该波导被设计用于声源的频率，该波导被设计用于该声源的频率，并且另一方面，该波导对于非共轴驱动器(尤其是低音扬声器)所发出的频率是可渗透的。
[0009]更具体地，根据本发明的扬声器的特征在于权利要求1的特征部分所记载的。
[0010]根据本发明的一个实施例，在外壳的前表面(正面)上放置两个低音扬声器，以便它们位于共轴驱动器的两侧，该共轴驱动器包括均用于中频和高频的元件。低音扬声器通常被放置成使得它们辐射通过穿过低频的透声层，但是实质上对于由共轴驱动器发出的较高频率而言是不可渗透的且至少实质上限制该较高频率的渗透。该透声层在外壳的前表面(正面)上被形成为波导的一部分。
[0011]根据本发明的进一步的实施例，用于形成透声层的层由类似毡制品的多孔材料制成或者由具有开孔结构的发泡塑料或织物制成。
[0012]本发明获得的有益效果
[0013]借助于本发明获得了显著的有益效果。
[0014]借助于本发明，扬声器的整个前表面(正面)能被形成为用于中频和高频的连续波导。通过这种措施，从18至20000Hz的整个音频范围都可被准确地引导至一个“最佳位置”，并且另外，由于扬声器的整个波导形式，剩余的声被能划分到收听室，以便扬声器外壳本身基本上不影响在除了主方向的其他方向上的频率响应。
[0015]换句话说，在整个隔板是平面的或者仅部分被弯曲为波导的传统扬声器中，在除了“最佳位置”的其他方向中形成的信号将会以非受控的方式从收听室的墙壁被反射。然而本发明提供了一种外壳，在该外壳中声压被最佳地分配到所有方向上，由此墙壁反射声音也自然被分配到人耳。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]在下文中，将参考附图描述本发明的某些优选实施例，其中:
[0017]图1呈现了根据本发明一个优选实施例的扬声器的正视图。
[0018]图2呈现了根据图1的扬声器的横截面。
[0019]图3表示根据本发明另一优选实施例的扬声器的正视图。
[0020]图4表示当采用2个扬声器时根据本发明的主波传播视图的顶视图。
[0021]使用的术语列表
[0022]I扬声器
[0023]2 外壳
[0024]3波导驱动器，也称共轴驱动器或仅是高音扬声器
[0025]4低音扬声器，低频驱动器
[0026]5用于低音扬声器，低频驱动器的开口
[0027]6选择性透声层
[0028]7用于透声层的支撑结构
[0029]8三维波导表面,也称外壳2的前表面(正面)，其辐射声功率,具有绕着波导驱动器3的中央带有轴向对称特征的平滑连续表面
[0030]9用于多个扬声器的最佳位置
[0031]10第一声轴
[0032]11第二声轴
[0033]12高音扬声器
[0034]13中音驱动器
[0035]BI波导驱动器3的频带
[0036]B2非共轴驱动器4的频带
[0037]C在带BI和B2之间的交叉频带
【具体实施方式】
[0038]根据图1，本发明的一个实施例，扬声器I包括共轴波导驱动器3，其包括高音扬声器12和绕着它的中音驱动器13。共轴驱动器3被放置在三维波导表面8,也就是外壳2的前表面(正面)的中央。波导表面8辐射驱动器3的声功率。波导8具有平滑连续表面，其绕着波导驱动器3的中央具有轴向对称特征。两个低音扬声器元件4被放置在波导驱动器3的两侧，并且为低音扬声器4构造适合的开口 5，以让声能从外壳2发出。
[0039]参考图2，用构成波导表面8的一部分的透声层6覆盖开口 5。如果需要，可以用支撑条7从下方支撑透声层6。低音扬声器元件4通常与透声层6间隔开。
[0040]参照图1，两个低音扬声器4构成基本上沿着与波导驱动器3相同的声轴10辐射的等大低音扬声器，即使低音扬声器具有它们自己的声轴11。
[0041]换句换说，扬声器I包括第一驱动器3，其被配置为生成第一频带BI和相应的第一声轴10，以及第二驱动器4，其被配置为生成第二频带B2，第二频带不同于第一频带BI，但是可在交叉区域重叠，并且第二频带B2具有第二声轴11。外壳2包围上述驱动器3、4，并且包括被放置在外壳2的前表面且围绕第一驱动器3的三维波导8。三维波导8包括选择性透声层6，其实质上声学地反射按照与第一声轴10成角度的方向传播的第一频带BI的声波，波导部分6实质上对按照通过波导部分6以第二声轴的方向传播的第二频带B2的声波是透明的，并且第二驱动器4被放置在外壳2内位于选择性透声层6的后面。
[0042]如上所述，单独的低音元件的第二声轴11与第一声轴10是非共轴的，然而，合成的轴(等效的低音扬声器兀件)具有与共轴驱动器，波导驱动器3,相同的声轴。但是在本发明的所有实施例中这种对称并不是必要的。
[0043]典型地，第二驱动器4被放置在外壳2内位于选择性透声层6后面且与其间隔开。
[0044]图3示出了在其中开口 5被合成为大的倒圆开口的本发明的另一实施例。
[0045]图4示出了根据本发明的扬声器I的典型定位，其中扬声器被指向收听位置，最佳位置9。由于外壳2的整个前表面被构成为波导8的事实，实现了非常好的方向性。另外，波导形式8促使在收听室的所有方向上所有频率的均匀分布，且因此来自墙壁、天花板和地面的反射不会造成声染色。
[0046]结合选择性透声层6反射实质上是指声能的至少50-100%的反射或吸收,优选地处于80-100%的范围内。
[0047]同样地，实质上透明是指声能的至少50-100%的透明，优选地处于80-100%的范围内。
[0048]在下文中，将呈现选择性透声层6的另外的有利特性:
[0049]有利地，层6的厚度是:
[0050]?租制品，大约1...5mm厚
[0051].开孔泡沫塑料，大约l-20mm厚，孔径小于Imm
[0052].薄织物，作为这种层6或层6的一部分
[0053]层6将削弱波导驱动器3的声学辐射，典型地是指大于600Hz的频率。
[0054]换句话说，层6将具有随频率而变的声阻抗(或声吸收)，从而以下述方式起到声学滤波器作用:
[0055]ο当来自低音扬声器元件4的声音穿过时，为低通
[0056]ο对来自波导驱动器3的高频进行衰减(例如，通过湍流或高损耗的吸收引起)，引起声波在中频和闻频的强反射
[0057]ο对驱动器3的高频的高反射系数
[0058]有利地，层6通过以下方式形成有洞或孔或它们的组合:
[0059]ο如果使用单一层6，则洞需具有小于1_的直径
[0060]ο如果使用多个层6，则具有小于1_直径的洞才有效
[0061]ο同样，如果使用多个层6，则具有大于Imm直径的洞才有效(还未验证)
[0062]ο类似毡制品和开孔塑料的微观结构有效
[0063]用于层6的理想材料的属性如下:
[0064]ο气体可渗透(=多孔)
[0065]ο最高至交叉频率C (低音扬声器4)的低声学损耗
[0066]ο稍微超出交叉频率C的高声学反射率
[0067]O满足以上标准的已知材料:
[0068]?租制品，大约1...5mm厚
[0069].开孔泡沫塑料,大约l_20mm厚,孔径小于Imm
[0070]层6可覆盖扬声器前面(高音扬声器12除外)或者仅覆盖洞5。
[0071]根据以上关于多孔性和频率属性的要求，层6还可被构成为金属结构，类似具有一层或多层的网或栅格。这种类型的结构可通过例如一堆厚度大约0.2-2mm的穿孔金属片或板来构成。可以通过洞或孔的布置(分布)、洞或孔的百分比(开孔度)、以及板彼此之间的间隔来调整这种堆结构的属性。洞或孔直径可以典型地在大约0.3-3_之间变化。片或板之间的间隔典型地大约是0.2-2mm。
[0072]如上所述的金属结构是有利的，因为可以随意地调整它的属性，并且也可以没有限制地选择类似颜色的外部属性。
[0073]交叉频率C典型地如下:
[0074]ο低频f < 600Hz (低音扬声器输出范围)
[0075]ο高频f > 600Hz (中音和/或高音扬声器输出范围)
[0076]根据结合大的波导8的本发明:
[0077]ο低音扬声器4被放置在波导表面8后面
[0078]ο可使用两个或更多个(例如，4个)低音扬声器4，以获得方向性
[0079]同样，仅具有一个低音扬声器的实施例也是可能的，但是将不能获得对于低频的方向性。
【权利要求】
1.一种扬声器(1)，包括: 第一驱动器(3)，其被配置为生成第一频带(BI)和相应的第一声轴(10)， 第二驱动器(4)，其被配置为生成第二频带(B2)，第二频带不同于第一频带(BI)，但可在交叉区域重叠，并且第二频带(B2)具有第二声轴(11)，以及 外壳(2),包围上述驱动器(3,4),并且包括被放置在该外壳(2)的前表面且围绕第一驱动器⑶的三维波导⑶， 其特征在于: 该三维波导(8)包括选择性透声部分￠)，其基本上对沿着与第一声轴成角度的方向传播的第一频带(BI)的声波进行声学反射， 该选择性透声部分(6)基本上对于沿着穿过该选择性透声部分￠)的第二声轴(11)的方向传播的第二频带(B2)的声波是透明的，并且在于 第二驱动器(4)被放置在外壳(2)内位于该选择性透声部分(6)后面。
2.根据权利要求1所述的扬声器(I)，其特征在于，第二声轴(11)与第一声轴(10)是非共轴的。
3.根据前述任一项权利要求所述的扬声器(I)，其特征在于，第二驱动器(4)被放置在外壳(2)内位于该选择性透声部分(6)后面且与其之间隔开。
4.根据前述任一项权利要求所述的扬声器(I)，其特征在于，该扬声器包括围绕第一驱动器(3)放置的两个第二驱动器(4)。
5.根据前述任一项权利要求所述的扬声器(I)，其特征在于，该扬声器包括围绕第一驱动器(3)放置的四个第二驱动器(4)。
6.根据前述任一项权利要求所述的扬声器(I)，其特征在于，该扬声器包括围绕第一驱动器(3)放置的多个第二驱动器(4)。
7.根据前述任一项权利要求所述的扬声器(I)，其特征在于，围绕第一驱动器(3)轴向对称地放置第二驱动器(4)。
8.根据前述任一项权利要求所述的扬声器(I)，其特征在于，该选择性透声部分(6)由多孔材料制成。
9.根据前述任一项权利要求所述的扬声器(I)，其特征在于，该选择性透声部分(6)由其中孔直径小于Imm的多孔材料制成。
10.根据前述任一项权利要求所述的扬声器(I)，其特征在于，该选择性透声部分(6)由厚度约为l_5mm的租制品制成。
11.根据前述任一项权利要求所述的扬声器(I)，其特征在于，该选择性透声部分(6)由厚度约为l_20mm的开孔泡沫塑料制成。
12.根据前述任一项权利要求所述的扬声器(I)，其特征在于，该选择性透声部分(6)覆盖除了该高音扬声器(12)之外的整个扬声器前表面(8)。
13.根据前述任一项权利要求所述的扬声器(I)，其特征在于，该选择性透声部分(6)仅覆盖开口(5)。
14.根据前述任一项权利要求所述的扬声器(I)，其特征在于，第一驱动器(3)包括两个共轴的驱动器(12，13)。
15.根据前述任一项权利要求所述的扬声器(I)，其特征在于，第一驱动器(3)包括仅一个驱动器(12,13) ο
16.根据前述任一项权利要求所述的扬声器(I)，其特征在于，该选择性透声部分(6)由金属制成。
17.根据前述任一项权利要求所述的扬声器(I)，其特征在于，该选择性透声部分(6)由金属网制成。
18.根据前述任一项权利要求所述的扬声器(I)，其特征在于，该选择性透声部分(6)由多层的金属网制成。
19.根据前述任一项权利要求所述的扬声器(I)，其特征在于，该选择性透声部分(6)由具有穿孔的多层金属片制成。
20.根据前述任一项权利要求所述的扬声器(I)，其特征在于，该选择性透声部分(6)由彼此间隔开0.2-2mm范围的片材制成。
【文档编号】H04R9/06GK104244149SQ201410322957
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年6月13日 优先权日:2013年6月14日
【发明者】J·维塞恩, I·马蒂凯恩 申请人:珍尼雷克公司