專利名稱：揚(yáng)聲器喇叭的自動(dòng)化定制的制作方法
揚(yáng)聲器喇叭的自動(dòng)化定制背景技術(shù)
該公開涉及揚(yáng)聲器的自動(dòng)化定制。
用于大型場(chǎng)所的音頻再現(xiàn)系統(tǒng)通常使用模塊化揚(yáng)聲器陣列以產(chǎn)生用聲音填充該場(chǎng)所所必需的聲能的水平和分布。在一些例子中，試圖用單個(gè)揚(yáng)聲器填充一部分場(chǎng)所的一次性定制揚(yáng)聲器，可基于設(shè)計(jì)者對(duì)該揚(yáng)聲器正確尺寸的估計(jì)而制成。發(fā)明內(nèi)容
一般地，在一些方面，揚(yáng)聲器包括喇叭，其包括第一端板，第二端板，第一側(cè)板，和第二側(cè)板。至少第一側(cè)板和第二側(cè)板的邊緣限定衍射槽開口。第一側(cè)板和第二側(cè)板每個(gè)都是由通過至少剛性支撐元件保持為受壓、彎曲形狀的柔性材料片制成。
實(shí)現(xiàn)方式可能包括一個(gè)或多個(gè)以下特征。第一端板和第二端板每個(gè)包括剛性片材。衍射槽開口具有相對(duì)喇叭內(nèi)側(cè)的凸曲率。側(cè)板在對(duì)應(yīng)于衍射槽開口的方向上彎曲，并在垂直于槽開口的方向上保持直線。第一側(cè)板和第二側(cè)板的彎曲形狀每個(gè)都具有對(duì)應(yīng)于直角圓錐表面的扇形的尺寸。該圓錐表面扇形由具有第一半徑的第一圓弧，具有第二半徑的第二圓弧，和與位于圓錐表面上的與第一圓弧和第二圓弧的每個(gè)的末端及圓錐頂點(diǎn)相交的直線共線的直線邊緣界定。圓錐表面扇形由具有第一半徑的第一圓弧，具有變化的半徑的第二弧線，和與位于圓錐表面上的與第一弧線和第二弧線的每個(gè)的末端及圓錐頂點(diǎn)相交的直線共線的直線邊緣界定。第一側(cè)板和第二側(cè)板具有平坦時(shí)對(duì)應(yīng)于由內(nèi)徑、外徑和角度限定的平面環(huán)帶扇形的尺寸。第一側(cè)板和第二側(cè)板每個(gè)在長(zhǎng)度和曲率上沿著槽開口的廣度變化。第一側(cè)板和第二側(cè)板每個(gè)都包括第一邊緣，每個(gè)側(cè)板的第一邊緣在張力下被耦合到剛性支撐元件，并且無需沿著第一邊緣的長(zhǎng)度的緊固件。每個(gè)側(cè)板的第一邊緣以沿著第一邊緣的長(zhǎng)度變化的角度耦合到剛性骨架元件。
該揚(yáng)聲器包括多個(gè)歧管組件，每個(gè)具有耦合到衍射槽開口的輸出口，該多個(gè)歧管組件的輸出口在衍射槽開口處一同構(gòu)成衍射槽源；以及多個(gè)電聲轉(zhuǎn)換器，每個(gè)耦合到歧管組件之一的輸入口。每個(gè)歧管組件具有兩個(gè)輸入口并包括兩個(gè)聲音通道，每個(gè)聲音通道分別在兩個(gè)輸入口之一具有第一末端，在輸出口具有第二末端，并且每個(gè)聲音通道在不同的方向上彎曲遠(yuǎn)離輸出口，這樣輸入口位于喇叭的相對(duì)側(cè)附近。每個(gè)歧管組件具有一個(gè)輸入口，并包括一個(gè)聲音通道，該聲音通道在輸入口具有第一末端且在輸出口具有第二末端，每個(gè)歧管組件的聲音通道在與相鄰歧管組件的聲音通道的方向相反的方向上彎曲遠(yuǎn)離輸出口，這樣輸入口位于喇叭的與相鄰歧管組件的輸入口相對(duì)側(cè)附近。
一般地，在某些方面，工藝獲得揚(yáng)聲器數(shù)據(jù)，其標(biāo)識(shí)將用于揚(yáng)聲器中的電聲換能器的數(shù)量，揚(yáng)聲器的水平覆蓋角和垂直覆蓋角，和揚(yáng)聲器喇叭的壁長(zhǎng)。該工藝計(jì)算具有基于換能器數(shù)量的長(zhǎng)度的揚(yáng)聲器的衍射槽的曲率，對(duì)應(yīng)于垂直覆蓋角限定揚(yáng)聲器喇叭的頂端板和底端板，限定具有基于換能器數(shù)量，水平覆蓋角和垂直覆蓋角，和衍射槽曲率的長(zhǎng)度、寬度和曲率的喇叭的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，計(jì)算對(duì)應(yīng)于限定的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁的平板的尺寸，以及輸出可機(jī)讀平面圖用于頂端板和底端板及第一側(cè)壁和第二側(cè)壁的制造。
實(shí)現(xiàn)方式可以包括一個(gè)或多個(gè)以下特征。平板基于輸出平面圖制造，并組裝形成喇叭。制造平板包括將平面圖輸入到CNC銑床，操作CNC銑床根據(jù)平面圖切割薄柔性材料板。該薄柔性材料包括PVC。組裝平板以形成喇叭包括固定每個(gè)側(cè)壁板的第一邊緣和第二邊緣到頂端板和底端板的第一邊緣和第二邊緣，并彎曲側(cè)壁板以使每個(gè)側(cè)壁板的第三邊緣與計(jì)算的曲率一致。彎曲側(cè)壁板包括固定頂端板或底端板中的第一個(gè)到對(duì)應(yīng)于計(jì)算的曲率的彎曲支撐結(jié)構(gòu)的第一末端，并朝該彎曲支撐結(jié)構(gòu)的第二末端拉頂端板或底端板中的另一個(gè)，這樣每個(gè)側(cè)壁板的第三邊緣各自座落在彎曲支撐結(jié)構(gòu)中的槽中。
包括對(duì)應(yīng)于計(jì)算的曲率的彎曲支撐結(jié)構(gòu)的龍骨被組裝。多個(gè)歧管組件被固定到支撐結(jié)構(gòu)，每一個(gè)具有位于支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)的輸出口，其中多個(gè)歧管組件的輸出口一同形成衍射槽源。多個(gè)電聲換能器分別被固定到歧管組件之一，每個(gè)換能器耦合到對(duì)應(yīng)的歧管組件的輸入口。該龍骨被耦合到根據(jù)平面圖制成的喇叭，這樣衍射槽源被耦合到喇叭中的由至少第一側(cè)板和第二側(cè)板的邊緣限定的衍射槽開口。
限定第一側(cè)壁和第二側(cè)壁包括計(jì)算環(huán)帶的內(nèi)圓周的半徑R1,環(huán)帶的外圓周的半徑 R2,和環(huán)帶扇形的角度Vf，側(cè)壁分別對(duì)應(yīng)于由計(jì)算的角度界定的環(huán)帶扇形。該半徑R1通過使_B_用公式 2sini1計(jì)算，其中B是換能器之一的尺寸，H是連接揚(yáng)聲器的位置Ri =
cos(^)i+的平面到覆蓋區(qū)域側(cè)面之間的角度，V是連接揚(yáng)聲器的位置的平面到覆蓋區(qū)域的前和后之間的角度，而N是換能器數(shù)量。半徑民由公式I = RfL計(jì)算，其中L是喇叭長(zhǎng)度。角度Vf 由公式Vf = Vcos (H/2)計(jì)算，其中H是連接揚(yáng)聲器的位置的平面到覆蓋區(qū)域側(cè)面之間的角度，而V是連接揚(yáng)聲器的位置的平面到覆蓋區(qū)域的前和后之間的角度。
限定第一側(cè)壁和第二側(cè)壁包括模擬一套子喇叭，其每個(gè)對(duì)應(yīng)于衍射槽扇形并成形為限制通過衍射槽扇形向覆蓋區(qū)域的相應(yīng)扇形傳播的聲能，以及變形并連接梯形子喇叭的鄰接對(duì)側(cè)壁以限定跨越所有的子喇叭的連續(xù)彎曲片。覆蓋區(qū)域的每個(gè)扇形對(duì)應(yīng)于垂直于從衍射槽的相應(yīng)扇形到該扇形的傳播方向的投影區(qū)域，所有投影區(qū)域具有實(shí)質(zhì)上相同的區(qū)域。衍射槽的曲率包括圓弧。衍射槽的曲率包括具有逐漸減小半徑的曲線。限定側(cè)壁包括基于描述側(cè)壁材料特性的數(shù)據(jù)修改側(cè)壁的曲率。
獲取揚(yáng)聲器數(shù)據(jù)包括接收描述場(chǎng)地、該場(chǎng)地中揚(yáng)聲器位置、場(chǎng)地內(nèi)的覆蓋區(qū)域、和與覆蓋區(qū)域關(guān)聯(lián)的聲壓級(jí)的輸入數(shù)據(jù)。在揚(yáng)聲器中將要使用的電聲換能器數(shù)量，水平覆蓋角和垂直覆蓋角，和喇叭長(zhǎng)度都要通過輸入數(shù)據(jù)來確定。
確定換能器數(shù)量包括從用戶處接收作為輸入的換能器數(shù)量。確定換能器數(shù)量包括計(jì)算向覆蓋區(qū)域提供來自揚(yáng)聲器位置的聲壓級(jí)所需的聲功率的量，以及計(jì)算的聲功率的量除以換能器模型的功率容量。計(jì)算衍射槽曲率包括(a)將覆蓋區(qū)域劃分為多個(gè)對(duì)應(yīng)換能器數(shù)量的帶，(b)定位具有長(zhǎng)度和軸的第一模擬源，其長(zhǎng)度的第一端在平面上連接揚(yáng)聲器位置到覆蓋區(qū)域的后部，以及其軸指向與覆蓋區(qū)域尾部關(guān)聯(lián)的多個(gè)帶的第一個(gè)中的中心位置，(c)定位下一個(gè)具有長(zhǎng)度和軸的模擬源，其長(zhǎng)度的第一端與第一模擬源的長(zhǎng)度的第二端一致，其軸指向鄰近多個(gè)帶中的第一的多個(gè)帶中的下一個(gè)中的中心位置，以及(d)重復(fù)步驟(c)以相對(duì)每個(gè)以前的模擬源定位另外的模擬源直到模擬源的全部數(shù)量等于確定的電聲換能器的數(shù)量，衍射槽的曲率是連接所有模擬源的曲線。
優(yōu)點(diǎn)包括提供單個(gè)集成系統(tǒng)，其提供用于特定場(chǎng)所的指定聲學(xué)覆蓋，包括至少部分自動(dòng)化設(shè)計(jì)和定制揚(yáng)聲器組件的制造。
根據(jù)說明書和權(quán)利要求書，其他特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。


圖1示出了設(shè)計(jì)定制揚(yáng)聲器的工藝。
圖2示出了場(chǎng)地中的揚(yáng)聲器模型的透視圖。
圖3A、圖;3B和圖7A示出了場(chǎng)地中的揚(yáng)聲器模型的示意側(cè)視圖。
圖4A示出了由平板構(gòu)成的揚(yáng)聲器喇叭的透視圖。
圖4B示出了圖4A中揚(yáng)聲器喇叭的側(cè)視圖。
圖4C示出了圖4A中揚(yáng)聲器喇叭的前視圖。
圖5A、圖5B和圖6A示出了構(gòu)成揚(yáng)聲器喇叭所使用的平板。
圖6B和圖6C示出了用于限定圖6A中的平板的圓錐截面。
圖7B示出了場(chǎng)地中的揚(yáng)聲器模型的平面示意圖。
圖7C示出了揚(yáng)聲器喇叭中間模型的側(cè)視圖。
圖7D示出了圖7C中的中間模型的前視圖。
圖7E示出了圖7C中的中間模型的平面圖。
圖7F示出了揚(yáng)聲器喇叭模型的側(cè)視圖。
圖7G示出了圖7F中的模型的前視圖。
圖7H示出了圖7F中的模型的平面圖。
圖71示出了圖7F中的模型的透視圖。
圖8示出了示例換能器歧管元件。
圖9示出了用于具有示例換能器歧管元件的揚(yáng)聲器組件的支撐組裝件。
圖10和圖11示出了組裝后的揚(yáng)聲器。
圖12A示出了揚(yáng)聲器組裝件的尾部透視圖。
圖12B示出了圖12A中的揚(yáng)聲器組裝件的前部透視圖。
圖13示出了在場(chǎng)地中的兩個(gè)揚(yáng)聲器的平面圖。
圖14示出了在場(chǎng)地中的揚(yáng)聲器陣列的側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
自動(dòng)化揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)系統(tǒng)使用如圖1所示的工藝。在使用該系統(tǒng)時(shí)，用戶用場(chǎng)地的構(gòu)造模型開始，然后輸入設(shè)計(jì)目標(biāo)，比如演講者位置，聽眾區(qū)域，聲音的期望帶寬，和要達(dá)到的聲級(jí)。場(chǎng)地的簡(jiǎn)化表示如圖2所示。該系統(tǒng)使用輸入?yún)?shù)設(shè)計(jì)要符合特定設(shè)計(jì)目標(biāo)的定制揚(yáng)聲器。在一些例子中，該系統(tǒng)工作為定制揚(yáng)聲器補(bǔ)充其他組件，如低音揚(yáng)聲器，放大器， 和控制器。該系統(tǒng)也可以確定那些組件的配置參數(shù)，如均衡曲線，連接拓?fù)?，時(shí)間延遲，和輸出限制。
在圖1的自動(dòng)化揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)工藝100中，用戶通過輸入(10 場(chǎng)地的構(gòu)造模型，在圖2中以簡(jiǎn)單矩形房間152表示，來開始。這可以通過載入從構(gòu)造設(shè)計(jì)或CAD軟件輸出的文件，或通過使用系統(tǒng)提供的用戶接口來創(chuàng)建場(chǎng)地模型。在2004年10月13日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)10/964，421中描述了一個(gè)這樣的系統(tǒng)，并在此納入?yún)⒖?。然后，用戶指?104) 一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器1 將設(shè)置在場(chǎng)地中的哪里。提到“揚(yáng)聲器”，指的是主動(dòng)的電聲轉(zhuǎn)換器和被動(dòng)組件如波導(dǎo)，端口，和喇叭組成的完整的組裝件，其一同工作向場(chǎng)地發(fā)送聲音。在圖 2中，一個(gè)揚(yáng)聲器154以對(duì)應(yīng)于喇叭的通常的梯形盒子，揚(yáng)聲器最可見的部分示出。通常， 根據(jù)構(gòu)造，美學(xué)，或其他考慮，在哪里安放揚(yáng)聲器是有限制的選擇。在一些例子中，該系統(tǒng)的自動(dòng)化部分可以為揚(yáng)聲器指定一個(gè)或多個(gè)位置。用戶也指定(106，108)收聽區(qū)域156，和收聽區(qū)域的聲音系統(tǒng)所需要的聲壓級(jí)(SPL)。在一些例子中，用戶指定(110)揚(yáng)聲器的拓?fù)洌热缙涫侵笖?shù)喇機(jī)，具有弧形的直線陣列，遞進(jìn)的(螺旋的)，或J形曲線，或一些其他拓?fù)?。所描述的系統(tǒng)尤其適合具有連續(xù)彎曲形狀，也就是圓形曲率或遞進(jìn)曲線，耦合到大喇叭或波導(dǎo)上的長(zhǎng)衍射槽源的揚(yáng)聲器。揚(yáng)聲器拓?fù)涞倪x擇也可以自動(dòng)化，通過系統(tǒng)選擇最佳拓?fù)湟蕴峁┧蟮母采w。其他用戶輸入(未示出)可以包括帶寬或要產(chǎn)生的聲音類型(如音樂或人聲)，多個(gè)覆蓋區(qū)域的確認(rèn)，或音頻信號(hào)輸入源類型，以舉幾個(gè)例子。
給出這些輸入后，系統(tǒng)開始設(shè)計(jì)(112)第一(如果多于一個(gè))揚(yáng)聲器，其包括源 160和喇叭158。作為第一步，系統(tǒng)為水平覆蓋角H和垂直覆蓋角V確定(114)初始確定值，揚(yáng)聲器將需要通過這些投射聲音覆蓋收聽區(qū)域156。H和V都由收聽區(qū)域的尺寸和揚(yáng)聲器位置幾何地確定。在圖2中，由于衍射槽源160不同的長(zhǎng)度和寬度，V基于那些表面到實(shí)際位于揚(yáng)聲器1 后面的假設(shè)點(diǎn)源155處的相交的投影，在喇叭的頂壁和底壁之間測(cè)量，而 H從位于喇叭后邊緣的后面的側(cè)壁的投影的相交來測(cè)量。垂直覆蓋角V是從連接垂直點(diǎn)源位置的平面到收聽區(qū)域的前后排的角度。水平覆蓋角H是從連接衍射槽源的平面到座位區(qū)域的左右側(cè)的角度。如下所述，使用的最后值可以根據(jù)由場(chǎng)地結(jié)構(gòu)而建議的初始角度而改變。對(duì)于矩形座位區(qū)域，角度H可以根據(jù)喇叭高度改變，其將在頂部比底部更窄以在后排更大的距離覆蓋相同的寬度。對(duì)于隨著距離(適當(dāng)?shù)某叽?而加寬的座位區(qū)域，角度H可以按照喇叭高度而恒定，增加的覆蓋距離匹配增加的座位區(qū)域后部的寬度?？傮w上說，角度H 沿著喇叭高度根據(jù)基于覆蓋區(qū)域距離的變化的功能而變化。通過充分多數(shù)量的驅(qū)動(dòng)器，極端復(fù)雜的座位區(qū)域可以被很有效的覆蓋。
該系統(tǒng)預(yù)測(cè)(116)總傳播功率，其是對(duì)于對(duì)收聽區(qū)域提供指定的聲級(jí)的需要的。 該功率和覆蓋角可以獨(dú)立確定，或它們可以相互依賴。如果衍射槽源由多個(gè)聲音換能器，則將其作為驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)，用戶可選地選擇(118)數(shù)量N個(gè)驅(qū)動(dòng)器來使用。驅(qū)動(dòng)器數(shù)量可以相對(duì)于喇叭的壁長(zhǎng)L而權(quán)衡(見圖4A)以達(dá)到所需的傳播功率。具有更長(zhǎng)的壁的喇叭(對(duì)于給定的覆蓋角H和V)將具有更寬的口，提供方向性控制降到更低的頻率，因此比更短的喇叭需要更少的功率覆蓋給定的區(qū)域。給定的驅(qū)動(dòng)器具有固定量的可用功率，因此所需驅(qū)動(dòng)器數(shù)量受喇叭提供的在功率分布和驅(qū)動(dòng)器阻抗匹配，到喇叭提供的自由空氣上的控制的數(shù)量的影響。該源的總長(zhǎng)度，由驅(qū)動(dòng)器數(shù)量和其尺寸決定，也影響效率，通過其傳送由驅(qū)動(dòng)器提供的功率。在許多情況下，喇叭尺寸由構(gòu)造和視覺考慮而約束，驅(qū)動(dòng)器數(shù)量由提供給收聽區(qū)域的指定的SPL所要求的功率而規(guī)定。驅(qū)動(dòng)器的不同模型也可以指定以發(fā)送不同功率級(jí)。一旦H，V，N，和L已經(jīng)被確定或輸入，該系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)將提供指定的覆蓋范圍的源和喇叭所需的信息。
在幾何上，如下所述，換能機(jī)構(gòu)可以遠(yuǎn)離傳播聲音的孔徑或表面。所指?jìng)鞑タ讖交虮砻?，其安排在一條線上以作為“源”而形成衍射槽源以從“驅(qū)動(dòng)器”衍射它們，其實(shí)質(zhì)是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲壓。這里參考圖1至圖3討論的是這些“源”的布置。圖3中一般的演講者符號(hào)被用于表示源而沒有暗示任何特別的換能器技術(shù)或驅(qū)動(dòng)器和源之間的幾何關(guān)系。驅(qū)動(dòng)器的精確位置可以相對(duì)源的位置而獨(dú)立，其將參考圖8-圖10稍后描述。對(duì)于揚(yáng)聲器算法設(shè)計(jì)的討論，如所述的，源可以認(rèn)為是直接位于衍射槽處的驅(qū)動(dòng)器。
對(duì)于圓弧形衍射槽，N個(gè)源簡(jiǎn)單定位(120)在弧線上，其在對(duì)應(yīng)于完全垂直覆蓋角 V的弧線的角度范圍上，半徑由源的數(shù)量N而規(guī)定，其必須以該角度和它們的高度適合于弧線。
對(duì)于具有遞進(jìn)曲線形狀的衍射槽，曲率半徑隨位置變化的地方，有幾種方法可以用于確定所組成的源的角度和位置。在一些例子中，該角度由算法或其他數(shù)學(xué)級(jí)數(shù)確定，如幾何級(jí)數(shù)，其位置被設(shè)置以形成沿著該曲線的連續(xù)源。
在另外的例子中，該系統(tǒng)可以使用通過圖3A圖解并在以下描述的模型來設(shè)計(jì)曲線衍射槽并定位源。在圖7A和圖7B中的喇叭定位的圖解也可以為該討論提供信息。給出 H，V，和收聽區(qū)域所需功率，系統(tǒng)將收聽區(qū)域156沿著收聽區(qū)域的長(zhǎng)度劃分(120a)為N個(gè)等功率帶162i (在圖3A的情況中，N = 7，因此有7個(gè)帶16h_162g)，每一個(gè)跨越其整個(gè)寬度， 并排列出對(duì)應(yīng)于帶162i的N個(gè)源的陣列170(圖3A中160a_160g)。對(duì)于來自驅(qū)動(dòng)器和合適尺寸喇叭的給定可用功率，每個(gè)源可以輻射垂直于源的軸線的一定尺寸的區(qū)域(在更大距離上等尺寸區(qū)域需要更窄的喇叭，將功率限制在更窄的立體角中)。帶162i代表提供來自由均勻功率的驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的源的相同聲級(jí)的收聽區(qū)域部分。帶是否隨著增加從揚(yáng)聲器的距離增加，減少(如圖所示)，或保持恒定深度，取決于一些因素，包括收聽區(qū)域是否增加或減小寬度，揚(yáng)聲器和每個(gè)帶之間的角度，和揚(yáng)聲器在增加的距離上控制傳播如何。源160i 被瞄準(zhǔn)(120b)每個(gè)覆蓋其相應(yīng)的帶162i，以及被設(shè)置以形成連續(xù)曲線。
在一些例子中，收聽區(qū)域被按如下劃分為等功率帶。圖:3B示出了圖3A中的一個(gè)帶162g的細(xì)節(jié)，包括表示出的另外的測(cè)量值。當(dāng)揚(yáng)聲器以角度發(fā)射到收聽區(qū)域帶162g時(shí)， 該收聽區(qū)域被垂直于由軸164g表示的輻射方向的投影區(qū)域180g覆蓋。對(duì)收聽區(qū)域帶162g 的投射由前和后平面18 和182b界定。對(duì)于在從揚(yáng)聲器向下的角度ν的收聽區(qū)域的小扇形，稱其為覆蓋區(qū)域Ac，其投射區(qū)域Ap (ν)通過覆蓋區(qū)域Ac (ν)和入射角θ計(jì)算
Ap (v) = Ac (ν) X cos ( θ )(1)
提供指定的直接場(chǎng)強(qiáng)Id所需的功率等于強(qiáng)度乘以覆蓋區(qū)域。對(duì)于到收聽區(qū)域足夠近的揚(yáng)聲器，入射角從收聽區(qū)域前部到后部略微的變化，實(shí)際覆蓋區(qū)域隨著角度而變化 (其隨著位置依次變化)，甚至當(dāng)投射區(qū)域在距離上保持恒定時(shí)，因此計(jì)算收聽區(qū)域上的積分(也就是，在前部的垂直角vO和尾部的vn之間)以找到全部的所需的功率
Wreq = ]id(y)Ac{v)cos{e)dv(2)V0
在積分O)中限定A。(v)的函數(shù)取決于場(chǎng)地幾何和揚(yáng)聲器位置，如Θ。直接場(chǎng)強(qiáng) Id也可以是收聽區(qū)域的位置的函數(shù)，或其也可以是恒定的。該積分的特定的結(jié)果將因此基于對(duì)工藝100的輸入，其也可以根據(jù)系統(tǒng)執(zhí)行工藝100的能力，數(shù)字地或代數(shù)地解決。
所需功率Wrai通過除以由一個(gè)驅(qū)動(dòng)器提供的標(biāo)稱功率Ws以找到N的更低邊界，就是
權(quán)利要求
1.一種揚(yáng)聲器，包括喇叭，其包括第一端板、第二端板、第一側(cè)板、和第二側(cè)板，至少第一側(cè)板和第二側(cè)板的邊緣限定衍射槽開口，其中第一側(cè)板和第二側(cè)板每個(gè)包括由至少剛性支撐元件保持為受壓的彎曲形狀的柔性材料片。
2.如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器，其中，第一端板和第二端板每個(gè)包括剛性片材。
3.如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器，其中，衍射槽開口具有相對(duì)于喇叭內(nèi)側(cè)的凸曲率。
4.如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器，其中，側(cè)板在對(duì)應(yīng)于衍射槽開口的方向上彎曲，而在垂直于該槽開口的方向上保持直線。
5.如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器，其中，第一側(cè)板和第二側(cè)板的彎曲形狀每個(gè)具有對(duì)應(yīng)于直角圓錐表面的扇形的尺寸。
6.如權(quán)利要求5所述的揚(yáng)聲器，其中，該圓錐表面扇形由具有第一半徑的第一圓弧，具有第二半徑的第二圓弧，和與位于圓錐表面上的與第一圓弧和第二圓弧的每個(gè)的末端及圓錐頂點(diǎn)相交的直線共線的直線邊緣界定。
7.如權(quán)利要求5所述的揚(yáng)聲器，其中，該圓錐表面扇形由具有第一半徑的第一圓弧，具有變化的半徑的第二弧線，和與位于圓錐表面上的與第一弧線和第二弧線的每個(gè)的末端及圓錐頂點(diǎn)相交的直線共線的直線邊緣界定。
8.如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器，其中，第一側(cè)板和第二側(cè)板具有平坦時(shí)對(duì)應(yīng)于由內(nèi)徑、 外徑和角度限定的平面環(huán)帶扇形的尺寸。
9.如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器，其中，第一側(cè)板和第二側(cè)板每個(gè)在長(zhǎng)度和曲率上沿著槽開口的廣度變化。
10.如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器，其中，第一側(cè)板和第二側(cè)板每個(gè)都包括第一邊緣，以及側(cè)板的第一邊緣每個(gè)在沒有緊固件的情況下在張力下沿著第一邊緣的長(zhǎng)度被耦合到剛性支撐元件。
11.如權(quán)利要求10所述的揚(yáng)聲器，其中，側(cè)板的該第一邊緣每個(gè)以沿著第一邊緣的長(zhǎng)度變化的角度耦合到剛性骨架元件。
12.如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器，進(jìn)一步包括多個(gè)歧管組件，每個(gè)具有耦合到衍射槽開口的輸出口，該多個(gè)歧管組件的輸出口在衍射槽開口處一同構(gòu)成衍射槽源；以及多個(gè)電聲轉(zhuǎn)換器，每個(gè)耦合到歧管組件之一的輸入口。
13.如權(quán)利要求12所述的揚(yáng)聲器，其中每個(gè)歧管組件具有兩個(gè)輸入口并包括兩個(gè)聲音通道，每個(gè)聲音通道分別在兩個(gè)輸入口之一具有第一末端，在輸出口具有第二末端，以及每個(gè)聲音通道在不同的方向上彎曲遠(yuǎn)離輸出口，這樣輸入口位于喇叭的相對(duì)側(cè)附近。
14.如權(quán)利要求12所述的揚(yáng)聲器，其中每個(gè)歧管組件具有一個(gè)輸入口，并包括一個(gè)聲音通道，該聲音通道在輸入口具有第一末端且在輸出口具有第二末端，每個(gè)歧管組件的聲音通道在與相鄰歧管組件的聲音通道的方向相反的方向上彎曲遠(yuǎn)離輸出口，這樣輸入口位于喇叭的與相鄰歧管組件的輸入口相對(duì)側(cè)附近。
15.一種方法，包括獲得揚(yáng)聲器數(shù)據(jù)，其標(biāo)識(shí)將用于揚(yáng)聲器中的電聲換能器的數(shù)量，揚(yáng)聲器的水平覆蓋角和垂直覆蓋角，和揚(yáng)聲器喇叭的壁長(zhǎng)；計(jì)算具有基于換能器數(shù)量的長(zhǎng)度的揚(yáng)聲器的衍射槽的曲率； 對(duì)應(yīng)于垂直覆蓋角限定揚(yáng)聲器喇叭的頂端板和底端板；限定具有基于換能器數(shù)量，水平覆蓋角和垂直覆蓋角，和衍射槽曲率的長(zhǎng)度、寬度和曲率的喇叭的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁；計(jì)算對(duì)應(yīng)于限定的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁的平板的尺寸；以及輸出可機(jī)讀平面圖用于頂端板和底端板及第一側(cè)壁和第二側(cè)壁的制造。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括 基于輸出平面圖制造平板；以及組裝平板以形成喇叭。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中制造平板包括 將平面圖輸入到CNC銑床；以及操作CNC銑床根據(jù)平面圖切割薄柔性材料板。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，組裝平板以形成喇叭包括固定每個(gè)側(cè)壁板的第一邊緣和第二邊緣到頂端板和底端板的第一邊緣和第二邊緣；以及彎曲側(cè)壁板以使每個(gè)側(cè)壁板的第三邊緣與計(jì)算的曲率一致。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，彎曲側(cè)壁板包括固定頂端板或底端板中的第一個(gè)到對(duì)應(yīng)于計(jì)算的曲率的彎曲支撐結(jié)構(gòu)的第一末端；以及朝該彎曲支撐結(jié)構(gòu)的第二末端拉頂端板或底端板中的另一個(gè)，這樣每個(gè)側(cè)壁板的第三邊緣各自座落在彎曲支撐結(jié)構(gòu)中的槽中。
20.如權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括 組裝龍骨，其包括對(duì)應(yīng)于計(jì)算的曲率的彎曲支撐結(jié)構(gòu)，被固定到支撐結(jié)構(gòu)的多個(gè)歧管組件，每一個(gè)具有位于支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)的輸出口，該多個(gè)歧管組件的輸出口一同包括衍射槽源，以及多個(gè)電聲換能器，每個(gè)被固定到歧管組件之一，每個(gè)換能器耦合到對(duì)應(yīng)的歧管組件的輸入口 ；以及將龍骨耦合到根據(jù)平面圖制成的喇叭，這樣衍射槽源耦合喇叭中的由至少第一側(cè)板和第二側(cè)板的邊緣限定的衍射槽開口。
21.如權(quán)利要求15所述的方法，其中限定第一側(cè)壁和第二側(cè)壁包括計(jì)算環(huán)帶的內(nèi)圓周的半徑R1，環(huán)帶的外圓周的半徑&，和環(huán)帶扇形的角度Vf，側(cè)壁每個(gè)對(duì)應(yīng)于由計(jì)算的角度界定的環(huán)帶扇形。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，半徑R1通過使用公式
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中，半徑民通過使用公式民=R^L計(jì)算，其中L是喇叭長(zhǎng)度。
24.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，角度Vf通過使用公式Vf= VcoS(H/2)計(jì)算，其中H是連接揚(yáng)聲器的位置的平面到覆蓋區(qū)域側(cè)面之間的角度，而V是連接揚(yáng)聲器的位置的平面到覆蓋區(qū)域的前和后之間的角度。
25.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，衍射槽曲率包括圓弧。
26.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，限定側(cè)壁包括基于描述側(cè)壁材料特性的數(shù)據(jù)修改側(cè)壁的曲率。
27.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，獲得揚(yáng)聲器數(shù)據(jù)包括接收描述場(chǎng)地、該場(chǎng)地中揚(yáng)聲器位置、場(chǎng)地內(nèi)的覆蓋區(qū)域、和與場(chǎng)地區(qū)域關(guān)聯(lián)的聲壓級(jí)的輸入數(shù)據(jù)；通過輸入數(shù)據(jù)，確定在揚(yáng)聲器中將要使用的電聲換能器的數(shù)量，水平覆蓋角和垂直覆蓋角，和喇叭長(zhǎng)度。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其中，確定換能器數(shù)量包括計(jì)算向覆蓋區(qū)域提供來自揚(yáng)聲器位置的聲壓級(jí)所需的聲功率的量；以及計(jì)算的聲功率的量除以換能器模型的功率容量。
29.如權(quán)利要求27所述的方法，其中，計(jì)算衍射槽曲率包括(a)將覆蓋區(qū)域劃分為對(duì)應(yīng)換能器數(shù)量的多個(gè)帶；(b)定位具有長(zhǎng)度和軸的第一模擬源，其長(zhǎng)度的第一端在平面上連接揚(yáng)聲器位置到覆蓋區(qū)域的后部，以及其軸指向與覆蓋區(qū)域的尾部關(guān)聯(lián)的多個(gè)帶的第一個(gè)中的中心位置；(c)定位下一個(gè)具有長(zhǎng)度和軸的模擬源，其長(zhǎng)度的第一端與第一模擬源的長(zhǎng)度的第二端一致，其軸指向鄰近多個(gè)帶中的第一個(gè)的多個(gè)帶中的下一個(gè)中的中心位置；以及(d)重復(fù)步驟(c)以相對(duì)每個(gè)以前的模擬源定位另外的模擬源直到模擬源的全部數(shù)量等于確定的電聲換能器的數(shù)量；衍射槽的曲率是連接所有模擬源的曲線。
全文摘要
一種揚(yáng)聲器包括喇叭，其包括第一端板，第二端板，第一側(cè)板，和第二側(cè)板。至少第一側(cè)板和第二側(cè)板的邊緣限定衍射槽開口。第一側(cè)板和第二側(cè)板每個(gè)都是由通過至少剛性支撐元件保持為受壓、彎曲形狀的柔性材料片制成。這些板由自動(dòng)工藝基于將要用于揚(yáng)聲器中的電聲變換器的數(shù)量，揚(yáng)聲器的水平覆蓋角和垂直覆蓋角，和揚(yáng)聲器的喇叭的壁的長(zhǎng)度而設(shè)計(jì)。
文檔編號(hào)G10K11/02GK102498726SQ201080039314
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2010年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月11日
發(fā)明者C·A·亨里克森, C·B·艾克爾, K·D·雅各布, 持丸彰, 林祖一路 申請(qǐng)人:伯斯有限公司