專(zhuān)利名稱(chēng)：發(fā)聲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括揚(yáng)聲器陣列的發(fā)聲器或裝置，尤其但非排他地，本發(fā)明涉及包括申請(qǐng)人國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)案WO 97/09842所述類(lèi)型的板式揚(yáng)聲器陣列的發(fā)聲器。
現(xiàn)已知用傳統(tǒng)的活塞式揚(yáng)聲器(pistonic loudspeaker)陣列重現(xiàn)相同的信號(hào)以增強(qiáng)聲音。這種陣列的缺點(diǎn)是，由于這些揚(yáng)聲器的相位相干，該陣列的各種揚(yáng)聲器的音響輸出間發(fā)生干涉而引起破壞性的波瓣效應(yīng)(lobingeffect)。
在國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)案WO 97/09853內(nèi)申請(qǐng)人已建議一種多聲道分布模式揚(yáng)聲器裝置，包括中間的作為投影幕的大板式揚(yáng)聲器和左、右兩側(cè)的小板式揚(yáng)聲器。在這種三聲道系統(tǒng)內(nèi)，各聲道一般產(chǎn)生不同信號(hào)，亦即左、右側(cè)的立體聲信號(hào)與一中央聲道信號(hào)。本發(fā)明可以視為由于主要將單聲道信號(hào)加在這種揚(yáng)聲器裝置所得到的驚訝效果而產(chǎn)生的，尤其是重現(xiàn)聲音的單聲源性質(zhì)而不是三聲源性質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明提供了一種包括一揚(yáng)聲器陣列的發(fā)聲裝置，其特征在于，各揚(yáng)聲器為板式貼近排列并共同驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生相位基本不相干的音響輸出，且實(shí)質(zhì)上可有效地作為單一聲源工作。這種揚(yáng)聲器陣列可視為對(duì)其組成揚(yáng)聲器的單個(gè)音響輸出至少是主要的建設(shè)性補(bǔ)充，結(jié)果基本上或在很大的范圍內(nèi)消除了破壞性的干涉。
各揚(yáng)聲器適當(dāng)貼近，在鄰近板的邊緣振動(dòng)間無(wú)機(jī)械耦合，例如間隔可低至1mm或更小，而不限制這些邊緣振動(dòng)；可高至在兩鄰接板間僅有可接受的泄漏，這種結(jié)構(gòu)是基于頻率的，例如通過(guò)設(shè)置慣性隔音裝置就可以實(shí)現(xiàn)，一般這些隔音裝置不大于至少在待述的實(shí)施例中涉及的板的尺寸。總的要求是操作起來(lái)整個(gè)陣列基本上象是單一聲源。
這些揚(yáng)聲器可具有相同大小及形狀，或大致相同的形狀和不同的大小，或?yàn)橄嗤虿煌螤詈拖嗤虿煌笮?，希望能組成任何有效的“貼磚”式結(jié)構(gòu)。這樣，該陣列可為任何形狀，最好是有四個(gè)或更多的揚(yáng)聲器排成不只一行。板式揚(yáng)聲器可以在其兩相鄰邊緣之間互相連接。兩板間的互連包括鉸接。
可以用柔性件蓋住至少各板的邊緣部分，并固定在上面形成板間互連。柔性件可為蓋在每板正面上的薄片以形成基底，并可形成鉸接。柔性件或薄片上印制有電路，從而這些板電連接?；咨系囊粚?duì)電連接端子可以與每個(gè)揚(yáng)聲器的激勵(lì)器電連接。
備有構(gòu)架裝置以將板的邊緣連接在一起。構(gòu)架裝置包括一隔音板。
這些板最好為諧振分布模式揚(yáng)聲器，其中各揚(yáng)聲器包括一個(gè)部件，其能在至少一個(gè)沿垂直于厚度方向延伸的工作區(qū)內(nèi)通過(guò)彎曲波保持并傳播輸入振動(dòng)能量，使諧振模式的振動(dòng)分量分布在所述至少一個(gè)區(qū)域上，這些板在所述區(qū)域上還預(yù)先設(shè)有最佳的振動(dòng)激勵(lì)器裝置的位置或地點(diǎn)，振動(dòng)激勵(lì)器安裝在所述部件上一個(gè)所述的位置或地點(diǎn)，使部件振動(dòng)，而使其諧振，形成聲發(fā)射器，該聲發(fā)射器在諧振時(shí)產(chǎn)生聲輸出。
能夠看出，重現(xiàn)同一音頻信號(hào)的分布模式揚(yáng)聲器板陣列可產(chǎn)生一合成的聲場(chǎng)，該聲場(chǎng)非常接近于每一分布模式揚(yáng)聲器單獨(dú)功率響應(yīng)的總和。由于自分布模式揚(yáng)聲器聲音輻射的擴(kuò)散性，故此這種陣列不會(huì)出現(xiàn)有破壞性干涉。
分布模式揚(yáng)聲器板形成為“貼磚”式陣列，例如可以安裝墻上，或者安裝在薄的柔性載體上，使其易于彎折，而便于用在專(zhuān)業(yè)或類(lèi)似的場(chǎng)合中?？墒褂靡环N薄而輕的熱塑薄片材料，各如商標(biāo)名稱(chēng)為“Melinex”的透音紡織纖維或其他材料，按“貼轉(zhuǎn)”陣列的形式把單個(gè)的板連接起來(lái)，并在板間形成柔性連接。
分布模式揚(yáng)聲器陣列由于在多個(gè)激勵(lì)器中更加擴(kuò)散而容許增大功率傳送。亦可利用陣列增加由分布模式揚(yáng)聲器可獲得的最大音壓級(jí)。
因揚(yáng)聲器板陣列在板邊界處是柔性的，故可將其纏繞在柱上或其他建筑形象上，很好地符合不同結(jié)構(gòu)的外貌及輪廓。
在有些應(yīng)用場(chǎng)合，各如家庭電影幕，由于能將發(fā)聲器被卷成易管理的大小以供儲(chǔ)存及/或運(yùn)輸，這種板陣列可節(jié)省空間。
通過(guò)選擇具有不同表面幾何規(guī)格的分布模式揚(yáng)聲器即可實(shí)行方向控制。作為另一種方案，或另外地，可選擇性地將施加信號(hào)的電子延遲應(yīng)用到單個(gè)板上，以便對(duì)系統(tǒng)音響輸出的方向性進(jìn)行整形及控制。此外陣列本身也可用來(lái)控制音響的分布及方向性。
通過(guò)板的“之”字形彎折結(jié)構(gòu)可以提供對(duì)發(fā)射型式的進(jìn)一步控制。這樣就可以根據(jù)應(yīng)用情況和所需的音響特性通過(guò)選擇展開(kāi)的程度，也就是彎折間的夾角來(lái)精細(xì)地調(diào)節(jié)展開(kāi)后的揚(yáng)聲器系統(tǒng)的實(shí)際大小。
其他可界定音響性能的常數(shù)包括有關(guān)陣列內(nèi)板的配備與布局公式，例如幾何上，包括半隨機(jī)關(guān)系，以進(jìn)一步有助于陣列的擴(kuò)散性能。
在某種實(shí)際使用中，用柔性熱塑薄片材料或薄膜作為“貼磚”連接或支撐，在薄膜上印制導(dǎo)電走線(xiàn)以便于單個(gè)板間的電連接。這樣的優(yōu)點(diǎn)是整潔和“貼磚”陣列可靠的電氣布線(xiàn)。所定義的連接型式亦使三參數(shù)即靈敏度、負(fù)載阻抗及功率轉(zhuǎn)換能力能夠進(jìn)行精密控制。
按另一形式，由各支撐一板的適當(dāng)鉸接的如塑料框架可實(shí)現(xiàn)一板陣列。這對(duì)于在彈性薄片上形成“貼磚”型式來(lái)說(shuō)成本要高一些，但在某些應(yīng)用場(chǎng)合要更合適。其優(yōu)點(diǎn)包括大質(zhì)量組件產(chǎn)生的優(yōu)良的低頻性能與音質(zhì)，以及具有質(zhì)地更好的模塑件以提供有利的隔音效果。
以舉例的方式在附圖中對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示意性的說(shuō)明，其中

圖1及圖1a分別為根據(jù)本發(fā)明的板式揚(yáng)聲器陣列的前視圖及側(cè)視圖；圖2為與圖1a類(lèi)似的外形為弧形的陣列側(cè)視圖；圖3為與圖2類(lèi)似的外形為“之”字形的陣列側(cè)視圖；圖4為連接并激勵(lì)各板激勵(lì)器的典型串聯(lián)/并聯(lián)印刷電路走線(xiàn)圖案的后視圖。
圖中所示的發(fā)聲器1為在基底5上安裝成幾排的大致相同的板式揚(yáng)聲器3的陣列2。在本實(shí)施例中，板式揚(yáng)聲器為國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)案WO 97/09842所述類(lèi)型的諧振板式揚(yáng)聲器。這樣，每一揚(yáng)聲器包括一諧振板4，振動(dòng)激勵(lì)器6安裝在諧振板4上，其可為一慣性電動(dòng)裝置，將彎曲波能施加于板上以使板諧振而產(chǎn)生一音響輸出。
基底為彈性薄片，例如塑料薄膜，通過(guò)例如粘結(jié)的方式固定至每個(gè)板的一個(gè)面上，因此可保持各板相互鄰接的關(guān)系，按矩形陣列形成6排，5個(gè)板一排。這種結(jié)構(gòu)是在鄰近板的兩邊緣間界定基底的薄狹條，這些狹條形成了鉸接7，因此該陣列能設(shè)置成圖1a所示的板狀，也可以折疊以進(jìn)行儲(chǔ)存，或者將其外形設(shè)計(jì)成圖2所示的弧形。另外，該陣列還可以設(shè)置成圖3所示的“之”字形。
如圖4所示，基底的另一面例如通過(guò)印制分別形成導(dǎo)電走線(xiàn)8，13，其中間走線(xiàn)按串聯(lián)/并聯(lián)排列，沿著各排并聯(lián)于振動(dòng)激勵(lì)器6各端子(未示出)的成對(duì)的正、負(fù)觸點(diǎn)9，10，而跨過(guò)各排串聯(lián)，其中，各對(duì)正、負(fù)觸點(diǎn)9，10分別連接振動(dòng)激勵(lì)器6的各個(gè)端子(未示出)，因此可方便地激勵(lì)激勵(lì)器，導(dǎo)電走線(xiàn)8，13分別具有輸入端子11，12。
可以理解，雖然參照矩形揚(yáng)聲器陣列描述了本發(fā)明的實(shí)施例，其中，該陣列具有彈性基底而形成揚(yáng)聲器板陣列的基礎(chǔ)，但也可按其他方式結(jié)合陣列的揚(yáng)聲器板。因此每個(gè)板可分別安裝在彼此連接的框架內(nèi)，及/或兩個(gè)或多個(gè)板可安裝在一共同框架內(nèi)?？蚣艿幕ミB可以是鉸接接合。另外，揚(yáng)聲器板可以安裝在具有所需柔韌性的剛性或半剛性基底內(nèi)或基底上，基底可形成一隔音板。但是可以想像到兩個(gè)或更多的板式揚(yáng)聲器任何操作上有效的貼近組合，包括無(wú)專(zhuān)門(mén)的實(shí)體上的互相連接，亦即可以按照有利于所需操作的任何方式進(jìn)行定位。不同尺寸的板按單個(gè)的大些的揚(yáng)聲器單元可以替換圖1中相鄰揚(yáng)聲器單元子陣列。板的不同形狀包括橢圓、超橢圓(super-elliptical)等，且可組合為任何所需的陣列形狀。
因此，如圖所示的本發(fā)明提供了或能夠1.增加高功率應(yīng)用場(chǎng)合的功率傳送；2.通過(guò)選定各個(gè)板的模式分布偏置使分布模式揚(yáng)聲器頻率分布交錯(cuò)；3.通過(guò)選擇不同分布模式揚(yáng)聲器板的定向更好地控制離軸線(xiàn)一致性；4.通過(guò)板陣列的整個(gè)的表面幾何形狀，例如曲率，不論是簡(jiǎn)單還是復(fù)雜的，都可以控制方向性；5.通過(guò)對(duì)陣列內(nèi)單個(gè)板的差動(dòng)延遲可使用數(shù)字信號(hào)處理來(lái)控制方向性；6.通過(guò)實(shí)際分開(kāi)板陣列與可投射視頻或影像在其上的光學(xué)反射表面即可用于投影設(shè)備，通過(guò)卷起設(shè)備的兩個(gè)部分，亦即“磚式”陣列與影幕，作為一個(gè)物體，方便了攜帶；7.通過(guò)模擬或數(shù)字的方法引入電子延遲及/或傳遞函數(shù)修正而設(shè)計(jì)整個(gè)音響反應(yīng)。
本發(fā)明的發(fā)聲器發(fā)現(xiàn)可應(yīng)用于汽車(chē)內(nèi)，例如，可用于汽車(chē)的車(chē)頂內(nèi)襯。
因此，本發(fā)明提供了一種簡(jiǎn)單而改良的揚(yáng)聲器陣列。
權(quán)利要求
1.一種包括揚(yáng)聲器陣列的音響設(shè)備，其特征在于，揚(yáng)聲器包話(huà)諧振板式組件，具有與其相結(jié)合的振動(dòng)激勵(lì)器，振動(dòng)激勵(lì)器將彎曲波能加于板式組件上，以使板式組件諧振而產(chǎn)生一音響輸出，板式揚(yáng)聲器貼近設(shè)置并具有共同的驅(qū)動(dòng)器，產(chǎn)生基本不相干的音響輸出，整個(gè)音響輸出實(shí)質(zhì)上如同單一聲源。
2.如權(quán)利要求1所述的音響設(shè)備，其特征在于，所有板式揚(yáng)聲器的尺寸相同。
3.如權(quán)利要求1或2所述的音響設(shè)備，其特征在于，各板式揚(yáng)聲器的相鄰邊緣之間是互相連接的。
4.如權(quán)利要求3所述的音響設(shè)備，其特征在于，板間的互相連接包括鉸接。
5.如前述任一權(quán)利要求所述的音響設(shè)備，其特征在于，還包括基底裝置，揚(yáng)聲器陣列安裝在基底裝置上。
6.如權(quán)利要求4或5所述的音響設(shè)設(shè)備，其特征在于，有一彈性件覆蓋在各個(gè)板的至少一個(gè)邊緣部分，并固定在上面形成板間的互相連接。
7.如權(quán)利要求6所述的音響設(shè)備，其特征在于，彈性件形成鉸接。
8.如權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述的音響設(shè)備，其特征在于，彈性件形成所述基底。
9.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的音響設(shè)備，其特征在于，還包括一對(duì)輸入端子，陣列中各揚(yáng)聲器上的振動(dòng)激勵(lì)器與所示輸入端子電連接。
10.如權(quán)利要求9所述的音響設(shè)備，其特征在于，輸入端子位于基底上。
11.如權(quán)利要求6至10任一項(xiàng)所述的音響設(shè)備，其特征在于，彈性件上至少印制有一個(gè)電路，而能夠電激勵(lì)振動(dòng)激勵(lì)器。
12.如權(quán)利要求6至11任一項(xiàng)所述的音響設(shè)備，其特征在于，彈性件是一薄片，蓋在陣列內(nèi)各板的一個(gè)面上。
13.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的音響設(shè)備，其特征在于，還包括把板邊緣連接起來(lái)的框架裝置。
14.如權(quán)利要求13所述的音響設(shè)備，其特征在于，框架裝置包括隔音極。
15.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的音響設(shè)備，其特征在于，各板為諧振分布模式揚(yáng)聲器。
16.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的音響設(shè)備，其特征在于，陣列包括一排以上的板式揚(yáng)聲器。
全文摘要
一種包括揚(yáng)聲器陣列的音響設(shè)備,其特征在于,揚(yáng)聲器包括諧振板式組件,具有與其相結(jié)合的振動(dòng)激勵(lì)器,振動(dòng)激勵(lì)器將彎曲波能加于板式組件上,以使板式組件諧振而產(chǎn)生一音響輸出,板式揚(yáng)聲器貼近設(shè)備,產(chǎn)生基本不相干的音響輸出,整個(gè)音響輸出實(shí)質(zhì)上如同單一聲源。
文檔編號(hào)H04R7/04GK1256065SQ9880504
公開(kāi)日2000年6月7日 申請(qǐng)日期1998年5月14日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月17日
發(fā)明者亨利·阿齊馬, 馬丁·科洛姆斯, 格雷厄姆·班克 申請(qǐng)人:新型轉(zhuǎn)換器有限公司