全向扬声器系统及相关设备和方法与流程

文档序号:14292276阅读:222来源:国知局



背景技术:

归因于声学驱动器与声学偏转器之间存在的声学模式,扬声器系统中的常规声学偏转器可以在声谱中展示出赝像(artifacts)。本公开涉及一种用于均衡针对全向扬声器系统的共振响应的声学偏转器。



技术实现要素:

在一个方面,全向扬声器系统包括偏转器子组件和一对声学子组件。偏转器子组件包括一对完全(diametrically)相对的声学偏转器。声学子组件中的每个声学子组件包括用于朝向声学偏转器中的相关联的一个声学偏转器来辐射声能的声学驱动器。声学子组件经由偏转器子组件而被耦接在一起。

实现方式可以包括以下特征中的一个特征,或者以下特征的任何组合。

在一些实现方式中,声学子组件中的每个声学子组件包括声学包围件,并且偏转器子组件被耦接到声学子组件,以便使得相应声学密封能够在相关联的声学驱动器与声学包围件之间的相应结合部处形成。

在某些实现方式中,一对声学子组件包括第一声学子组件。第一声学子组件包括第一声学驱动器和第一声学包围件。第一声学驱动器经由第一对紧固件而被耦接到第一声学包围件,该第一对紧固件部分地形成在第一声学驱动器与第一声学包围件之间的结合部处的第一声学密封。偏转器子组件经由第二对紧固件而被耦接到第一声学子组件,以便完成第一声学密封。

在一些示例中,第二对紧固件的每个紧固件穿过偏转器子组件和第一声学驱动器中的相应孔,并且螺纹式地接合第一声学包围件。

在某些示例中,一对声学子组件还包括第二声学子组件。第二声学子组件包括第二声学驱动器和第二声学包围件。第二声学驱动器经由第三对紧固件而被耦接到第二声学包围件,该第三对紧固件部分地形成在第二声学驱动器与第二声学包围件之间的结合部处的第二声学密封。偏转器子组件经由第四对紧固件而被耦接到第二声学子组件,以便完成第二声学密封。

在一些情况下,第四对紧固件的每个紧固件穿过第二声学包围件和第二声学驱动器中的相应孔,并且螺纹式地接合偏转器子组件。

在某些情况下,偏转器子组件包括多个竖直腿,并且偏转器子组件经由竖直腿而被耦接到声学子组件。

在一些实现方式中,偏转器子组件经由第一对完全相对的竖直腿而被耦接到声学子组件中的第一声学子组件,并且偏转器子组件经由第二对完全相对的竖直腿而被耦接到声学子组件中的第二个声学子组件。

在某些实现方式中,一对完全相对的声学偏转器一起限定了共用的(共享的)声学腔室。

在一些示例中,偏转器子组件包括被设置在声学腔室内的吸声构件。

在某些示例中,吸声构件通过一对完全相对的声学偏转器而被保持在压缩状态中。

在一些情况下,吸声构件的压缩改变了吸声构件的声学性质。

另一方面的特征在于组装全向声学组件的方法。该方法包括将包括一对完全相对的声学偏转器的偏转器子组件耦接到包括第一声学包围件和第一声学驱动器的第一声学子组件,使得第一声学驱动器被布置为朝向声学偏转器中的第一声学偏转器来辐射声能。该方法还包括将偏转器子组件耦接到包括第二声学驱动器和第二声学包围件的第二声学子组件,使得第二声学驱动器被布置为朝向声学偏转器中的第二声学偏转器来辐射声能。

实现方式可以包括以上和/或以下特征中的一个特征,或者以上和/或以下特征的任何组合。

在一些实现方式中,将偏转器子组件耦接到第一声学子组件的步骤完成在第一声学驱动器与第一声学包围件之间的结合部处的第一声学密封。

在某些实现方式中,将偏转器子组件耦接到第一声学子组件的步骤包括使紧固件穿过偏转器子组件和第一声学驱动器中的相应孔,并将紧固件拧成与第一声学包围件螺纹接合。

在一些示例中,将偏转器子组件耦接到第二声学子组件的步骤包括使紧固件穿过第二声学包围件和第二声学驱动器中的相应孔,并将紧固件拧成与偏转器子组件螺纹接合。

在某些示例中,将偏转器子组件耦接到第一声学子组件的步骤包括使第一对紧固件穿过偏转器子组件和第一声学驱动器中的相应的孔,并将第一对紧固件拧成与第一声学包围件螺纹接合;并且将偏转器子组件耦接到第二声学子组件的步骤包括使第二对紧固件穿过第二声学包围件和第二声学驱动器中的相应孔,并将第二对紧固件拧成与偏转器子组件螺纹接合。

另一方面提供了一种声学偏转器子组件,其包括一对完全相对的全向声学偏转器,以及用于安装到第一声学子组件的第一对竖直腿,使得声学偏转器中的第一声学偏转器被布置为偏转从第一声学子组件辐射的声能。声学偏转器子组件还包括用于安装到第二声学子组件的第二对竖直腿,使得声学偏转器中的第二声学偏转器被布置为偏转从第二声学子组件辐射的声能。

实现方式可以包括以上和/或以下特征中的一个特征,或者以上和/或以下特征的任何组合。

在一些实现方式中,全向声学偏转器中的每个全向声学偏转器包括具有截头锥体形状的声学反射主体,该声学反射主体包括基本上锥形的外表面、顶表面和锥体轴线。每个声学反射主体具有在顶表面中的、以锥体轴线为中心的开口。吸声材料被设置在声学反射主体的顶表面中的开口处。

在某些实现方式中,全向声学偏转器的相应锥体轴线是同轴的。

根据又一方面,一种声学偏转器子组件包括一对完全相对的全向声学偏转器。全向声学偏转器中的每个全向声学偏转器包括具有截头锥体形状的声学反射主体,该声学反射主体包括基本上锥形的外表面、顶表面和锥体轴线。每个声学反射主体具有在顶表面中的、以锥体轴线为中心的开口。声学反射主体一起限定了共享的声学腔室,共享的声学腔室被声学地耦接到声学反射主体的顶表面中的开口。

实现方式可以包括以上和/或以下特征中的一个特征,或者以上和/或以下特征的任何组合。

在一些实现方式中,声学反射主体包括在其相应的基本为锥形的外表面周围设置的凹部。

附图说明

图1a是用于全向扬声器系统的声学组件的透视图。

图1b是图1a的声学组件的横截面侧视图。

图2a至图2f是图示了包括图1的声学组件的全向声音系统的逐步组装的透视组装视图。

图3是全向扬声器系统的横截面侧视图。

图4是图3的全向扬声器系统的透视图。

具体实施方式

已知全方位扬声器系统的多个益处。这些益处包括当扬声器系统被放置在接近边界(诸如房间内的墙壁)时归因于反射的更宽敞的声像。另一益处在于扬声器系统不必被定向在特定方向上,以实现最佳的高频覆盖。该第二优点对于其中扬声器系统和/或收听者可能正在移动的移动扬声器系统而言是非常期望的。

图1a和图1b分别是用于全向扬声器系统的声学组件100的透视图和横截面图。声学组件包括一对完全相对的声学子组件102a、102b(统称为102),声学子组件102a、102b经由共用的偏转器子组件104而被耦接在一起。声学子组件102中的每一个包括声学包围件106a、106b(统称为106)和声学驱动器108a、108b(统称为108)。

每个声学包围件108包括底座110a、110b(统称为110)以及从底座延伸到相对的开口端的多个侧壁112a、112b(统称为112)。相关联的声学驱动器108被固定到开口端,使得驱动器的后辐射表面将声能辐射到声学包围件106中,并且使得从声学驱动器108的相对的前辐射表面辐射的声能朝向偏转器子组件104传播。

偏转器子组件104包括一对完全相对的全向声学偏转器114a、114b(统称为114)。声学偏转器114中的每一个具有四个竖直腿116,声学子组件102中的对应的一个声学子组件被安装到该四个竖直腿116。声学子组件102被安装以使得它们相应的声学驱动器108的运动轴线是同轴的。

由声学驱动器108生成的声能朝向偏转器子组件104传播,并且被声学偏转器114的相应的基本上锥形的外表面偏转到名义上的水平方向(即,与声学驱动器108的运动轴线基本上正交的方向)上。存在八个基本上矩形的开口120。每个开口120由声学子组件中的一个声学子组件、偏转器子组件104的底座122以及一对竖直腿116限定。这八个开口120是传递水平传播的声能的声孔。应当理解,声能在给定方向上的传播包括所传播的声能例如由于衍射的扩散。

如图1b所示,声学偏转器114中的每一个具有名义上的截头锥体形状。在一些其他示例中,锥形外表面在底座与锥体的顶点之间的相应的斜率不是恒定的。例如,声学偏转器114的外表面中的一个或两个外表面可以具有非线性的倾斜轮廓,诸如抛物线轮廓或由截断的旋转双曲面描述的轮廓。声学偏转器114的主体可以由任何适当的声学反射材料制成。例如,主体可以由塑料、石头、金属或其他刚性材料形成。

在所图示的示例中,全向声学偏转器114中的每一个包括可以有助于声谱的改进的两个特征。首先,存在沿着声学反射表面设置的吸声区域。如图1b所示,这些区域中的每个区域被布置在开口124a、124b(统称为124)处,开口124a、124b以锥体轴线为中心处于声学偏转器114中的对应的一个声学偏转器的截头锥体的顶部处,吸声材料126被设置在声学偏转器114中。这种吸声材料126使在最低阶圆形对称共振模式的峰值附近或者在最低阶圆形对称共振模式的峰值处存在的能量衰减。在一些实现方式中,选择开口126的相应直径,使得由声学驱动器108导致的声能衰减被限制在可接受的水平,同时实现期望水平的声谱平滑。

在所图示的实现方式中,吸声材料126是泡沫(例如,三聚氰胺泡沫)。特别地,声学偏转器114的主体一起形成共用的主体腔128(又称声学腔室),在所图示的示例中,主体腔128填充有单个体积的泡沫,使得泡沫与开口邻近或延伸到开口中。备选地,可以在每个开口处设置单独的泡沫元件,使得仅主体腔128的一部分由泡沫占据。在一个实现方式中,存在于中心开口124中的每个中心开口处的泡沫处于被设置在主体腔128内的柱形泡沫元件的一端处。在一些情况下,泡沫元件是尺寸过大的并且被压缩在声学偏转器114的主体之间,以实现所期望的声学性质(例如,所期望的吸声系数)。

主体腔128与开口124一起用作用于使某一声学模式衰减的亥姆霍兹(helmholtz)共振器(即,共享的或双重的亥姆霍兹共振器)。通过组合两个声学偏转器之间的体积,存在更多的在捕获使亥姆霍兹共振器工作的能量方面起作用的体积。因此,共享一个共用的声学腔室有效地增加了偏转器中的每个偏转器单独可用的体积,从而增加了消除声学模式的体积的量。

声学偏转器114可以有助于改进声谱的第二特征是存在以环形槽示出的凹部130a、130b(又统称为130),凹部130a、130b沿着名义上锥形的外表面的外周定位。在一个示例中,凹部130各自被布置在共振模式的二次谐波的峰值处的外周处。在另一示例中,凹部130中的一个或两个凹部可以被布置在为锥体的基圆半径的大约一半的半径处。

备选地或另外地,凹部130可以与声学驱动器的特征相对应。也就是说,可以包括凹部,以容纳声学驱动器的特征相对于全向声学偏转器的运动(例如,声学驱动器的膜片的运动)。

图2a至图2f图示了包括声学组件100的全向扬声器系统的逐步组装。从图2a开始,声学偏转器114的主体例如在焊接操作中被拼接在一起,以限定其间的主体腔128(图1b)。在一些示例中,采用热板焊接程序来形成焊缝132(图1b),焊缝132将偏转器主体耦接在一起并且在两个偏转器主体之间的结合部处声学地密封主体腔128。焊缝132可以由在热板焊接操作期间被加热的肋(rib)(例如,塑料肋)形成。吸声材料126(例如,泡沫)的柱形件被设置在主体之间,并在组装操作期间被压缩,以提供具有期望的声学吸收性质的最终的偏转器子组件102。

图2b图示了第一声学子组件102a的组装。电气布线200的第一端经由索环204穿过第一声学包围件106a中的孔洞202,并且被连接到第一声学驱动器108a上的端子(未示出)。电气布线200向第一声学驱动器108a提供电信号,以用于驱动第一声学驱动器108a。索环204有助于确保第一声学包围件106a中的孔洞202在最终的组件中是声学密封的。

然后,第一声学驱动器108a经由一对紧固件206而被固定到第一声学包围件106a,这对紧固件206穿过第一声学驱动器108a的安装支架中的孔,并且螺纹式地接合第一声学包围件106a。就此而言,紧固件206可以接合第一声学包围件106a中的预先形成的螺纹孔,或者紧固件206可以在接合第一声学包围件106a时形成螺纹孔。外围垫圈208被提供在第一声学包围件106a的开口端处,以帮助在第一声学驱动器108a与第一声学包围件106a之间的结合部处提供声学密封。第二声学子组件102b(图1a)的组装与第一声学子组件102a的组装基本相同,并且因此,为了简洁起见,未描述第二声学子组件102b的组装。

接下来,参考图2c,偏转器子组件104经由一对紧固件210而被固定到第一声学子组件102a,这对紧固件210穿过竖直腿116中的第一对完全相对的竖直腿中的孔,然后穿过第一声学驱动器108a的安装支架中的孔,继而螺纹式地接合第一声学包围件106a。就此而言,紧固件210可以接合第一声学包围件106a中的预先形成的螺纹孔,或者紧固件210可以在接合第一声学包围件106a时形成螺纹孔。这完成了偏转器子组件104与第一声学子组件102a的耦接,并且完成了在第一声学驱动器108a与第一声学包围件106a之间的结合部处的声学密封。

参考图2d,在偏转器子组件104被紧固到第一声学子组件102a后,第二声学子组件102b经由另一对紧固件212(示出了一个)而被耦接到偏转器子组件104,该另一对紧固件212穿过第二声学包围件106b中的孔,然后穿过第二声学驱动器108b的安装支架中的孔,继而螺纹式地接合竖直腿116中的第二对完全相对的竖直腿。就此而言,紧固件212可以接合竖直腿116中的预先形成的螺纹孔,或者紧固件212可以在接合竖直腿116时形成螺纹孔。这完成了第二声学子组件102b与偏转器子组件104的耦接,并且完成了第二声驱动器108b与第二声学包围件106b之间的结合部处的声学密封。以这种方式通过偏转器子组件104来耦接声学子组件102,可以有助于消除在最终组件中对可见紧固件的需要。

参考图2e,用于声学驱动器的电气布线200的自由的第二端被附接到印刷电路板(pwb214),该印刷电路板(pwb214)还支撑用于提供外部电连接(例如,到音频信号的源(未示出))的电连接器216。pwb214被布置成与第二声学包围件106b的底座110b邻近。顺应性构件218(例如,泡沫件)被设置在第二声学包围件106b的底座110b与pwb214之间。如下文所描述的,顺应性构件218用于在最终组件中抵着端盖(项230b,图2f)来偏置pwb214。

参考图2f和图3,振动吸收材料220的带被包裹在声学子组件102中的每个声学子组件的周围,然后中空的外套筒222沿着声学组件100滑动。套筒222沿着声学组件从第二声学子组件102b朝向第一声学子组件102a滑动,使得形成在套筒222的第一开口端处的第一凹部224(图3)达到靠在凸缘226之上,该凸缘226形成在第一声学包围件106a的底座110a的周围。就此而言,凸缘226仅用作下落的硬止挡件--存在用于防止蜂鸣的间隙。套筒222可以由诸如塑料或金属(例如,铝)的刚性材料形成,并且包括与声学组件100中的开口120对齐的穿孔的区域228,以允许从声学驱动器108辐射的并且被偏转器子组件104偏转的声能的通路。振动吸收材料220有助于抑制在全向扬声器系统300(图3)的操作期间原本可能由声学组件100和套筒222的相对运动而引起的蜂鸣(不期望的噪声)。

最后,第一端盖230a和第二端盖230b分别被布置在套筒222的第一开口端和第二开口端处,以提供最终的外观。就此而言,第一端盖230a被耦接到第一声学包围件106a的底座110a(例如,经由诸如压敏粘合剂之类的粘合剂),并且第二端盖230b在套筒222的第二开口端和第二声学包围件106b处被耦接到套筒222(例如,经由诸如热熔性聚乙烯的粘合剂)。

第二端盖230b包括孔洞232,以允许电连接器216的端子234穿过。如上所述,顺应性构件218抵着第二端盖230b来偏置pwb214,以帮助确保端子234通过孔洞232突出足以允许足够的电连接的距离并且具有足以防止蜂鸣的预紧力。

如图4所示,组装的全向扬声器系统300具有平滑的外观,其中沿着套筒的长度没有接缝,并且没有可见的机械紧固件。

一般而言,根据本文所描述的原理的全向声学偏转器通过在声学驱动器与声学偏转器之间提供经修改的声学共振体积而用作声学平滑滤波器。应当理解,调节吸声区域的大小和位置允许调整声谱,以修改声谱。类似地,声学反射表面的轮廓可以是非线性的(即,不同于完美的锥体表面)并且被限定,以便修改声谱。此外,声学反射表面中的非圆形对称延伸(诸如,上文所描述的径向延伸)可以用于实现可接受的声谱。

已经描述了多种实现方式。然而,应当理解,在不脱离本文所描述的发明构思的范围的情况下,可以进行另外的修改。

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