專利名稱：聲學(xué)無源輻射的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本說明書描述了具有無源輻射體的聲學(xué)結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
描述了應(yīng)用于手持便 攜式聲學(xué)再現(xiàn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)，手持便攜式聲學(xué)再現(xiàn)設(shè)備諸如蜂窩電話、BlackBerry 設(shè)備、 便攜式媒體存儲(chǔ)設(shè)備、尋呼機(jī)或者個(gè)人數(shù)字助理(PDA)等。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)方面，一種聲學(xué)設(shè)備包括第一聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器和第一無源輻射體結(jié)構(gòu)。第一聲 學(xué)驅(qū)動(dòng)器和第一無源輻射體結(jié)構(gòu)安裝在口袋大小的外殼中。第一無源輻射體結(jié)構(gòu)可以包括 聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器。聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器可以包括包含高能積磁體材料的磁體結(jié)構(gòu)。聲學(xué)設(shè)備可以包括第 二無源輻射體結(jié)構(gòu)。第二無源輻射體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量可以基本等于第一無源輻射體結(jié)構(gòu)的質(zhì) 量。第二無源輻射體結(jié)構(gòu)可以包括第二聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器。第一無源輻射體結(jié)構(gòu)和第二無源輻射 體結(jié)構(gòu)可以輻射到共同腔室中。聲學(xué)設(shè)備可以配置為使得在操作中，第一無源輻射體結(jié)構(gòu) 的低頻振動(dòng)和第二無源輻射體結(jié)構(gòu)的低頻振動(dòng)在聲學(xué)上同相而在機(jī)械上異相。聲學(xué)設(shè)備可 以進(jìn)一步包括懸掛元件以將無源輻射體結(jié)構(gòu)耦合至外殼。無源輻射體結(jié)構(gòu)可以包括連接元 件以將懸掛元件和無源輻射體結(jié)構(gòu)機(jī)械地耦合。連接元件可以是非共面的，以使得懸掛元 件附接至連接元件的平面與連接元件附接至聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器的平面是非共面的。聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器的 深度與直徑的比值可以小于0.5。聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器的深度與直徑的比值可以小于0.2。聲學(xué)驅(qū) 動(dòng)器的深度可以小于10mm。在另一方面，聲學(xué)結(jié)構(gòu)包括定義腔室的外殼和第一無源輻射體結(jié)構(gòu)，以及機(jī)械地 耦合至外殼并且聲學(xué)地耦合至腔室的第二無源輻射體結(jié)構(gòu)。第一無源輻射體結(jié)構(gòu)和第二無 源輻射體結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)包括聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器。聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器可以包括包含高能積磁體材料的 磁體結(jié)構(gòu)?？梢詫⒙晫W(xué)結(jié)構(gòu)的大小調(diào)節(jié)為適合口袋大小的設(shè)備。外殼可以進(jìn)一步定義聲學(xué) 地耦合至第一聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器的第一封閉室和聲學(xué)地耦合至第二聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器的第二封閉室。第 一封閉室和第二封閉室可以通過充當(dāng)?shù)屯V波器的聲學(xué)端口而聲學(xué)地耦合。聲學(xué)結(jié)構(gòu)可以 配置為使得第一無源輻射體設(shè)備和第二無源輻射體設(shè)備聲學(xué)地同相而機(jī)械地異相振動(dòng)。聲 學(xué)設(shè)備可以進(jìn)一步包括懸掛元件以將第一無源輻射體和第二無源輻射體結(jié)構(gòu)中的至少一 個(gè)耦合至外殼。無源輻射體結(jié)構(gòu)可以包括連接元件，以機(jī)械地耦合懸掛元件和無源輻射體 結(jié)構(gòu)。連接元件可以是非共面的，以使得懸掛元件附接至連接元件的平面與連接元件附接 至聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器的平面是非共面的。聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器的深度與直徑的比值可以小于0.5。聲學(xué)驅(qū) 動(dòng)器的深度與直徑的比值可以小于0. 2。聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器的深度可以小于10mm。在另一方面，一種聲學(xué)設(shè)備可以包括用于從口袋大小的設(shè)備的第一側(cè)輻射第一立 體聲聲道的非低音頻譜部分的部件，其可以包括由聲學(xué)地耦合至第一腔室的第一室中的壓 力變化驅(qū)動(dòng)的第一無源輻射體結(jié)構(gòu)。第一腔室可以聲學(xué)地耦合至設(shè)備的第一側(cè)中的開口。 第一聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器可以聲學(xué)地耦合至第一室，以便將聲學(xué)能量輻射到第一室中。第一聲學(xué)驅(qū) 動(dòng)器可以聲學(xué)地耦合至第一立體聲聲道。聲學(xué)設(shè)備可以進(jìn)一步包括用于從口袋大小的設(shè)備 與第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)輻射第二立體聲聲道的非低音頻譜部分的部件，其可以包括由聲學(xué)地耦合至第二腔室的第二室中的壓力變化驅(qū)動(dòng)的第二無源輻射體結(jié)構(gòu)。第二腔室可以聲學(xué) 地耦合至設(shè)備的第二側(cè)中的開口。第二聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器可以聲學(xué)地耦合至第二室以用于將聲學(xué) 能量輻射到第二室中。第二聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器可以聲學(xué)地耦合至第二立體聲聲道。第一無源輻射 體結(jié)構(gòu)可以包括第一聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器。第二無源輻射體結(jié)構(gòu)可以包括第二聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器。第一室 和第二室可以通過充當(dāng)?shù)屯V波器的聲學(xué)端口而聲學(xué)地耦合。聲學(xué)設(shè)備還可以包括電路以 組合第一立體聲聲道和第二立體聲聲道的低音頻譜部分，用以提供單聲道低音信號(hào)，并且 向第一聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器和第二聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器傳輸該單聲道低音音頻信號(hào)。在又一方面，聲學(xué)設(shè)備包括定義腔室的外殼，通過腔室聲學(xué)地耦合至環(huán)境的第一 和第二無源輻射體組件，以及通過腔室聲學(xué)地耦合至環(huán)境的第一聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器。聲學(xué)設(shè)備可 以進(jìn)一步包括通過腔室聲學(xué)地耦合至環(huán)境的第二聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器。第一無源輻射體組件可以包 括第一聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器，而第二無源輻射體組件可以包括第二聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器。第一無源輻射體組 件可以包括第一聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器。


在結(jié)合附圖閱讀以下詳細(xì)描述時(shí)，其他特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將從以下詳細(xì)描述變得 清楚明了，附圖中圖1是手持電子設(shè)備的示意圖；圖2是聲學(xué)再現(xiàn)設(shè)備的示意圖；圖3A和圖3B是圖2的聲學(xué)再現(xiàn)設(shè)備的一部分的示意圖；圖4A-圖4C是聲學(xué)再現(xiàn)設(shè)備的示意圖；圖5A是聲學(xué)再現(xiàn)設(shè)備的示意圖；圖5B是音頻信號(hào)處理電路的框圖；圖6A-圖6C是音頻再現(xiàn)設(shè)備的部分的示意圖；圖6D是聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器的示意圖；以及圖7是連接環(huán)的等距視圖。
具體實(shí)施例方式雖然附圖中若干視圖的元件示出和描述為框圖中獨(dú)立的元件，并且可以稱為“電 路”，但是除非另外指出，元件可以實(shí)現(xiàn)為模擬電路、數(shù)字電路或者執(zhí)行軟件指令的一個(gè)或 多個(gè)微處理器之一或其組合。軟件指令可以包括數(shù)字信號(hào)處理(DSP)指令。除非另外指出， 信號(hào)線可以實(shí)現(xiàn)為離散的模擬或者數(shù)字信號(hào)線，作為具有用以處理單獨(dú)音頻信號(hào)流的適當(dāng) 信號(hào)處理的單個(gè)獨(dú)立數(shù)字信號(hào)線，或者作為無線通信系統(tǒng)的元件。除非另外指出，音頻信號(hào) 或者視頻信號(hào)或者二者可以按照數(shù)字形式或者模擬形式來編碼和傳輸；傳統(tǒng)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器 或者模數(shù)轉(zhuǎn)換器可能不在附圖中示出。為簡(jiǎn)單起見，用語(yǔ)“輻射對(duì)應(yīng)于聲道χ中的音頻信號(hào) 的聲學(xué)能量”將稱為“輻射聲道X”。圖1示出了手持電子設(shè)備10。并入手持和/或口袋大小的電子設(shè)備10的是通過 開口 14(在該視圖中僅有一個(gè)可見)聲學(xué)地耦合至環(huán)境的聲學(xué)再現(xiàn)設(shè)備12。以下將討論導(dǎo) 管29。除了向環(huán)境直接輻射聲音以外，電子設(shè)備10還可以配置用于向回放設(shè)備(諸如耳機(jī) 或者揚(yáng)聲器)傳輸音頻信號(hào)。圖1是為了說明的目的并且沒有按比例繪制。典型的手持和
4/或口袋大小的設(shè)備的尺寸為h< 15cm，w < 8cm，而t (厚度)< 5cm，并且優(yōu)選地小得多， 例如在h = 13cm, w = 5cm, M t = 3cm的范圍中。圖2更加詳細(xì)地示出了聲學(xué)再現(xiàn)設(shè)備12。無源輻射體組件16A安裝在聲學(xué)再現(xiàn)設(shè) 備12的外殼18中，使得無源輻射體組件的一個(gè)表面22A面向腔室24，而一個(gè)表面26A面 向室28。無源輻射體組件16A通過懸掛元件20A機(jī)械地耦合至外殼，使得無源輻射體組件 16A可以相對(duì)于外殼18振動(dòng)，如下文所見。為簡(jiǎn)單起見，懸掛元件20A和20B以下示出為半 滾環(huán)繞。在一些實(shí)施方式中，懸掛元件可以是美國(guó)專利申請(qǐng)11/756，119中所描述的環(huán)繞類 型。為了更加清楚地示出兩個(gè)開口 14，室28表現(xiàn)為兩個(gè)有區(qū)別的部分。優(yōu)選地，無源輻射 體組件16A和16B由共同室中的壓力改變而驅(qū)動(dòng)(并且兩個(gè)聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器接收共同的單聲道 低音信號(hào)，如圖5B所示)，所以在實(shí)際實(shí)現(xiàn)中，表現(xiàn)出的是兩個(gè)室截面可以通過導(dǎo)管29聲 學(xué)地耦合。無源輻射體組件16A包括無源輻射體隔膜30A和聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器32A。聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器 32A包括聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器隔膜35A，其通過聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器懸掛39A而機(jī)械地耦合至聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器馬達(dá) 結(jié)構(gòu)37A，以使得聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器隔膜35A可以相對(duì)于聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器馬達(dá)結(jié)構(gòu)37A振動(dòng)，如以下所 示。聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器還包括馬達(dá)結(jié)構(gòu)，該馬達(dá)結(jié)構(gòu)包括磁體結(jié)構(gòu)41A，該磁體結(jié)構(gòu)41A可以包括 高能積材料，如以下所述。類似地，無源輻射體組件16B安裝在聲學(xué)再現(xiàn)設(shè)備12的外殼18 中，以使得無源輻射體結(jié)構(gòu)的一個(gè)表面22B面向腔室24，而一個(gè)表面26B面向室28。無源 輻射體組件16B通過懸掛元件20B機(jī)械地耦合至外殼，以使得無源輻射體組件16B可以相 對(duì)于外殼18振動(dòng)，如以下所示。無源輻射體組件16B包括隔膜30B和聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器32B。聲 學(xué)驅(qū)動(dòng)器32B包括通過聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器懸掛39B機(jī)械地耦合至聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器馬達(dá)結(jié)構(gòu)37B的聲學(xué) 驅(qū)動(dòng)器隔膜35B，以使得聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器隔膜35B可以相對(duì)于聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器馬達(dá)結(jié)構(gòu)37B振動(dòng)，如 以下所示。聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器還包括馬達(dá)結(jié)構(gòu)，該馬達(dá)結(jié)構(gòu)包括磁體結(jié)構(gòu)41B，該磁體結(jié)構(gòu)41B可 以包括高能積材料，如以下所述。每個(gè)聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器的隔膜的一個(gè)表面50聲學(xué)地耦合至腔室 24，而每個(gè)聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器的隔膜的第二表面48聲學(xué)地耦合至室28。圖3A和圖3B示出了無源輻射體組件16A的操作。在圖3A中，示出了無源輻射體 組件16A，包括聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器32A響應(yīng)于室28中的壓力改變而振動(dòng)(如虛線無源輻射體組件 16X和16Y所指示；出于解釋的目的，16X和16Y極限位置之間的距離被極大地?cái)U(kuò)大了)，以 及向腔室24內(nèi)輻射聲學(xué)能量。懸掛元件20A允許如圖3A所指示的移動(dòng)，但是反對(duì)橫向移 動(dòng)。聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器32A是無源輻射體組件16A的質(zhì)量和表面積的一部分，并且作為無源輻射 體組件16A的一部分向腔室24內(nèi)輻射聲學(xué)能量。此外，如圖3B所示，聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器32A的隔膜35A響應(yīng)于音頻信號(hào)(未示出)而相 對(duì)于聲學(xué)輻射體組件16A的其他部分振動(dòng)(如虛線隔膜35X和35Y所指示)。隔膜35A的 振動(dòng)向腔室24以及室28內(nèi)輻射聲學(xué)能量。向室28內(nèi)輻射的聲學(xué)能量使得室28中的壓力 改變，其轉(zhuǎn)而使得無源輻射體組件16A振動(dòng)并且向腔室24內(nèi)輻射聲學(xué)能量，如上所述。通 過無源輻射體組件16的振動(dòng)而向腔室24內(nèi)輻射的聲學(xué)能量，以及通過聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器隔膜35A 相對(duì)于無源輻射體組件的其他部分的振動(dòng)而向腔室內(nèi)輻射的聲學(xué)能量通過圖2的開口 14 被輻射到外部環(huán)境。無源輻射體組件16B以相似的方式操作，并且沒有在該視圖中示出。因?yàn)闊o源輻射體組件16A和16B 二者都由共同外殼28中的壓力改變來驅(qū)動(dòng)，所以 這兩個(gè)無源輻射體聲學(xué)地同相移動(dòng)。然而，由于兩個(gè)無源輻射體組件的定向，兩個(gè)無源輻射 體在機(jī)械上異相地移動(dòng)。
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當(dāng)室28中的空氣的機(jī)械剛度優(yōu)于懸掛元件20的剛度時(shí)，無源輻射體的調(diào)諧頻率 Fpr由F,, 二^·^· j^T給出，其中、是無源輻射體的有效輻射面積，P是空氣密度，C0
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是空氣中的聲速，Mlff是無源輻射體的質(zhì)量，而V是室28的聲學(xué)體積。針對(duì)期望的調(diào)諧頻率 Flff和期望的聲學(xué)輸出(其與聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器的效率有關(guān))，可以對(duì)室28的體積V、無源輻射體 組件的有效輻射面積SPr和無源輻射體組件16的總移動(dòng)質(zhì)量MPr進(jìn)行調(diào)節(jié)以達(dá)到期望的調(diào) 諧頻率。在手持或者口袋大小的設(shè)備中，室的體積和無源輻射體組件的有效輻射面積可能 受到外殼的大小和幾何形狀的約束。如果使用具有包括低能量磁體材料(諸如鐵酸鹽或者 陶瓷)的傳統(tǒng)馬達(dá)結(jié)構(gòu)的聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器，則達(dá)到給定馬達(dá)效率所需要的磁體材料的質(zhì)量可能 變得太大，使得不能達(dá)到期望的調(diào)諧頻率；或者可以將馬達(dá)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量限制為提供期望的 調(diào)諧頻率，其可以與聲學(xué)設(shè)備的聲學(xué)輸出進(jìn)行折衷。在這種情況下，期望使用具有包括高能 積磁體材料(諸如釹或者釤鈷等)的馬達(dá)結(jié)構(gòu)的聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器。使用高能積磁體材料提供了 針對(duì)給定馬達(dá)效率具有較低總質(zhì)量的聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器，并且其因此允許達(dá)到期望的調(diào)諧頻率和 期望的聲學(xué)輸出。使用高能積磁體材料還可以便于使用低輪廓(profile)聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器，如 以下參考圖6D所討論。由于多種原因，根據(jù)圖1-圖3B的設(shè)備是有益的。無源輻射體的使用允許口袋 大小的設(shè)備向較低頻率輻射低音能量，并且比相同大小的傳統(tǒng)設(shè)備輻射更多的總聲學(xué)能 量。到目前為止，利用口袋大小的揚(yáng)聲器和具有其他功能的口袋大小的設(shè)備可以獲得與 較大揚(yáng)聲器相關(guān)聯(lián)的音質(zhì)和音量，口袋大小的設(shè)備諸如蜂窩電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、 BlackBerry 設(shè)備以及便攜式媒體存儲(chǔ)設(shè)備。諸如MP3 播放器的便攜式媒體存儲(chǔ)設(shè) 備可以充當(dāng)揚(yáng)聲器以及用于耳機(jī)的音頻信號(hào)源。因?yàn)闊o源輻射體機(jī)械地異相移動(dòng)，并且消 除了機(jī)械振動(dòng)，所以可以通過小的、輕量級(jí)設(shè)備來達(dá)到高水平輸出，而無需小設(shè)備振動(dòng)或者 由于振動(dòng)而引起的“行走”。開口 14不需要接近驅(qū)動(dòng)器的安裝位置，這對(duì)于其中大部分外表 面當(dāng)設(shè)備在使用中或者被其他功能所需要(諸如顯示器屏幕或者小鍵盤)時(shí)被覆蓋的設(shè)備 尤為重要。關(guān)于圖1-圖3B的設(shè)備存在很多可能的變體。一些變體在圖4A-圖4C中示出。在 圖4A的聲學(xué)再現(xiàn)設(shè)備中，存在單個(gè)開口 14’代替兩個(gè)開口 14。在圖4B的聲學(xué)再現(xiàn)設(shè)備中， 代替兩個(gè)基本相同的無源輻射體組件，存在類似于圖1-圖3B的無源輻射體組件的一個(gè)無 源輻射體組件16A以及沒有并入聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器的第二無源輻射體16’。優(yōu)選地，第二無源輻射 體16’與無源輻射體組件16A具有相同的質(zhì)量，其包括聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器32A(圖2)和無源輻射 體隔膜30A(圖2)的組合質(zhì)量。優(yōu)選地，第二無源輻射體16’與無源輻射體16A具有相同 的有效輻射表面積，其包括聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器32A(圖2)和無源輻射體隔膜(圖2的30A)的組合 有效表面積。圖4B的配置尤其適合單聲道音頻信號(hào)源。在圖4C的聲學(xué)再現(xiàn)設(shè)備中，室28 具有通過端口 40聲學(xué)地耦合的兩個(gè)子室28A和28B。圖4C的配置特別適合于立體聲音頻 信號(hào)源，這將在下文解釋。圖5A示出了手持電子設(shè)備36，其特別適合用作立體聲音頻再現(xiàn)設(shè)備。在使用中， 立體聲音頻產(chǎn)生設(shè)備定向至收聽者，如指示符38所指示。在圖5A的設(shè)備中，將先前附圖的 腔室24分為兩個(gè)子腔室24A和24B，其通過擋板34分開，以使得一個(gè)子腔室的出口通過設(shè) 備的一側(cè)，而另一子腔室的出口通過設(shè)備的另一側(cè)。將圖2-圖4B的室28分為子室28A和28B，其通過端口 40聲學(xué)地耦合，如以上圖4C所示，并且在說明書的相應(yīng)部分描述。在操作中，向右聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器32A傳輸右立體聲聲道音頻信號(hào)。右聲道被輻射到子 腔室24A和室28A內(nèi)。向室28A內(nèi)的輻射造成室28A中的壓力改變，其使得無源輻射體組 件16A振動(dòng)，并且將右聲道輻射到子腔室24A內(nèi)。右聲道通過右開口 14A輻射到環(huán)境中，如 鄰近右開口 14A的“R”所指示的。向左聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器32B傳輸左立體聲聲道音頻信號(hào)。左信 道被輻射到子腔室24B和室28B內(nèi)。向室28B內(nèi)的輻射造成室28B中的壓力改變，其使得 無源輻射體組件16B振動(dòng)，并且將左聲道輻射到子腔室24B內(nèi)。將左聲道通過左開口 14B 輻射到環(huán)境中，如鄰近左開口 14B的“L”所指示的。右聲道通過右開口 14A的輻射以及左 聲道通過左開口 14B的輻射創(chuàng)建了立體聲效果，可以通過空間處理技術(shù)來增強(qiáng)這種效果。必要時(shí)，將左聲道和右聲道的低音部分如圖5B所指示進(jìn)行組合，用以提供單聲道 基礎(chǔ)內(nèi)容。右聲道高頻內(nèi)容與單聲道低音內(nèi)容進(jìn)行組合，并且被傳輸至右聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器32A， 如鄰近右聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器32A的“R”所指示的。左聲道高頻內(nèi)容與單聲道低音內(nèi)容進(jìn)行組合， 并且被傳輸至左聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器32B，如鄰近左聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器32B的“L”所指示的。如果將圖4D 的端口 40添加到圖5A的配置中，則在低音范圍的頻率處，端口 40充當(dāng)短路以使得低音聲 學(xué)能量可以在室28A和室28B之間來回通過。在端口 40的調(diào)諧頻率以上的頻率處，端口 40 充當(dāng)開路，使得高頻聲學(xué)能量不在室28A和28B之間通過。結(jié)果是，維持了高頻耳間相位差 選聽(cue)，并且系統(tǒng)更加能容忍可能影響無源輻射體16A和16B的性能的、室28A和28B 之間的順從性差和量差。因?yàn)橛陕晫W(xué)驅(qū)動(dòng)器32A和32B輻射的高頻聲學(xué)能量可能是不同的， 并且因?yàn)楦哳l能量不在室28A和28B之間通過，所以室28A和28B中的高頻聲學(xué)能量并且 因此高頻壓力改變可能是不同的。因此，無源輻射體組件16A經(jīng)歷的高頻壓力改變可能是 不同的。然而，無源輻射體組件16A和16B可以設(shè)計(jì)為顯著地更加響應(yīng)于低頻壓力改變，這 在室28A和28B中基本上是相同的。因此，如利用以上所述的實(shí)現(xiàn)，無源輻射體組件聲學(xué)地 同相移動(dòng)，而機(jī)械地異相移動(dòng)。圖2和圖5B的結(jié)構(gòu)可以并入大于手持或者口袋大小的設(shè)備的揚(yáng)聲器中。例如，低 音用擴(kuò)音器大小的揚(yáng)聲器可以設(shè)計(jì)為沒有暴露的聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器，這在美觀方面是有益的，因 為不需要外部格柵來覆蓋聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器錐體。圖6A-圖6C示出了聲學(xué)再現(xiàn)設(shè)備12的另一方面。在圖6A的實(shí)現(xiàn)中，無源輻射體 組件16包括連接器環(huán)42，其將聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器32和簡(jiǎn)單的懸掛元件(諸如具有共面安裝襯墊 的半滾環(huán)繞)機(jī)械地耦合。在圖6A的配置中，懸掛元件襯墊的安裝表面52和聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器 的安裝表面54在相同平面中，使得懸掛元件到外殼的附接點(diǎn)、懸掛元件到連接環(huán)的附接點(diǎn) 以及連接環(huán)到聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器的附接點(diǎn)全部位于相同的平面48中。在圖6A中，無源輻射體組 件16的重心44接近懸掛元件的搖擺面49，其位于平面48與環(huán)繞元件20的拱頂之間。在 圖6B中，聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器32’具有不同的馬達(dá)結(jié)構(gòu)，使得無源輻射體組件的重心44’不在搖擺 面49中或者不接近搖擺面49。圖6B的聲學(xué)再現(xiàn)設(shè)備比圖6A的設(shè)備更易受到搖擺和其他 不期望行為的影響，特別是在聲學(xué)再現(xiàn)設(shè)備用在多個(gè)不同的定向中和/或在聲學(xué)再現(xiàn)設(shè)備 操作時(shí)被移動(dòng)的情況下，利用手持或者口袋大小的聲學(xué)再現(xiàn)設(shè)備可能如此。圖6C的聲學(xué)再 現(xiàn)設(shè)備包括連接器環(huán)42’，其具有針對(duì)懸掛元件20的安裝表面52，其與針對(duì)聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器的 安裝表面54是非共面的，使得無源輻射體組件的重心44’比在具有圖6B的連接環(huán)的情況 下更加接近平面49。非共面連接環(huán)給予設(shè)計(jì)者一種額外的工具來將組件的重心定位為更
7加接近懸掛元件的搖擺面，以便獲得較好的搖擺穩(wěn)定性。以下將描述校準(zhǔn)環(huán)56。除了影響 相對(duì)于搖擺面49的重心位置以外，連接器環(huán)42、42’還具有其他用途。連接器環(huán)的尺寸、配 置、幾何形狀和材料可以選擇為使得聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器的組合質(zhì)量、連接器環(huán)的質(zhì)量以及無源輻 射體16的其他部分(如果有的話)的質(zhì)量是用于無源輻射體的期望調(diào)諧的適當(dāng)質(zhì)量。連 接器環(huán)的尺寸、配置、幾何形狀和材料可以選擇為使得聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器的組合質(zhì)量、連接器環(huán)的 質(zhì)量以及無源輻射體16的其他部分(如果有的話)的質(zhì)量具有期望的質(zhì)量分布。此外，連 接器環(huán)可以配置用于促進(jìn)無源輻射體組件到懸掛元件20的附接以及聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器32到無源 輻射體組件16的其他元件的附接。例如，連接器環(huán)42、42’可以配置用于提供與懸掛元件 20上的粘合表面配對(duì)的粘合表面。連接器環(huán)可以配置為使得外殼組件、懸掛元件20A以及 連接器環(huán)可以在單個(gè)制造步驟(諸如嵌件模塑)中裝配。連接器環(huán)可以配置為適應(yīng)被設(shè)計(jì) 為以不同方式附接到其他揚(yáng)聲器元件的聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器；例如，一些聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)為通過螺 絲或者螺栓或者類似的緊固件附接至其他揚(yáng)聲器元件，而其他聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)為通過粘合 或者某些類似的附接工藝附接至其他揚(yáng)聲器元件。連接器環(huán)使得揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)者能夠基于聲 學(xué)驅(qū)動(dòng)器的聲學(xué)特性來選擇聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器；比聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器直接連接至懸掛元件的情況需要較 少的機(jī)械特性。連接器環(huán)可以配置為使得可以使用簡(jiǎn)單的懸掛元件(諸如半滾環(huán)繞)，而不 管聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器的重量分布以及聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器的附接元件的附接和放置方法。可以通過使用較 淺的低輪廓聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器來促進(jìn)聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器的重心的放置。聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器的深度(參見圖6D) 應(yīng)當(dāng)小于20mm，并且理想地小于10mm。聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器的深度和聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器的直徑的比值應(yīng)當(dāng) 小于0. 5，并且理想地小于0. 2。 圖7示出了連接器環(huán)42。由圖7中的參考標(biāo)號(hào)指示的元件對(duì)應(yīng)于先前附圖中相似 編號(hào)的元件。外部法蘭57向無源輻射體組件18提供所需要的質(zhì)量，而無需將重心從附接 面48(參見圖6A-圖6C)或者搖擺面49(參見圖6A-圖6C)移開。內(nèi)部法蘭54提供用于 聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器的附接表面(在這種情況下是粘合表面)。如果聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)為以某些其他 方式(諸如通過緊固件)附接，則可以相應(yīng)地重新設(shè)計(jì)內(nèi)部法蘭。內(nèi)部環(huán)表面56提供用于 插入聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器的對(duì)準(zhǔn)引導(dǎo)。外部環(huán)表面52提供用于懸掛元件20的附接表面(在該實(shí)例 中，是粘合表面)。 其他實(shí)施方式在權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求
一種聲學(xué)結(jié)構(gòu)，包括定義腔室的外殼；機(jī)械地耦合至所述外殼并且聲學(xué)地耦合至所述腔室的第一無源輻射體結(jié)構(gòu)和第二無源輻射體結(jié)構(gòu)；所述第一無源輻射體結(jié)構(gòu)和所述第二無源輻射體結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)包括第一聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲學(xué)結(jié)構(gòu)，其大小調(diào)整為適合口袋大小的設(shè)備。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲學(xué)結(jié)構(gòu)，所述外殼進(jìn)一步定義聲學(xué)地耦合至所述第一聲學(xué) 驅(qū)動(dòng)器的第一封閉室以及聲學(xué)地耦合至第二聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器的第二封閉室，所述第一封閉室和 所述第二封閉室通過充當(dāng)?shù)屯V波器的聲學(xué)端口而聲學(xué)地耦合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲學(xué)結(jié)構(gòu)，配置為使得所述第一無源輻射體設(shè)備和所述第二 無源輻射體設(shè)備聲學(xué)地同相而機(jī)械地異相振動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲學(xué)設(shè)備，進(jìn)一步包括懸掛元件，用以將所述第一無源輻射 體結(jié)構(gòu)和所述第二無源輻射體結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)耦合至所述外殼，所述無源輻射體結(jié)構(gòu)包 括連接元件，用以將所述懸掛元件和所述無源輻射體結(jié)構(gòu)機(jī)械地耦合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聲學(xué)設(shè)備，其中所述連接元件是非共面的，以使得所述懸掛 元件到所述連接元件的附接面與所述連接元件到所述聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器的附接面是非共面的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲學(xué)設(shè)備，其中所述外殼定義聲學(xué)地耦合至所述設(shè)備的第一側(cè)的第一腔室以及聲學(xué)地耦合至所述設(shè) 備的第二側(cè)中的開口的第二腔室；所述第一無源輻射體結(jié)構(gòu)包括所述聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器；所述第一無源輻射體結(jié)構(gòu)由第一室中的壓力變化來驅(qū)動(dòng)；所述第一無源輻射體結(jié)構(gòu)聲學(xué)地耦合至所述第一腔室；所述第二無源輻射體結(jié)構(gòu)包括第二聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器；所述第二無源輻射體結(jié)構(gòu)由第二室中的壓力變化來驅(qū)動(dòng)；以及所述第二無源輻射體結(jié)構(gòu)聲學(xué)地耦合至所述第二腔室。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的聲學(xué)設(shè)備，所述第一室和所述第二室通過聲學(xué)端口聲學(xué)地耦 合，所述端口充當(dāng)?shù)屯V波器。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的聲學(xué)設(shè)備，進(jìn)一步包括電路，用以組合第一立體聲聲道和第 二立體聲聲道的低音頻譜部分，以提供單聲道低音信號(hào)，并且向所述第一聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器和所 述第二聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器傳輸所述單聲道低音音頻信號(hào)。
全文摘要
包括無源輻射體的聲學(xué)設(shè)備。無源輻射體可以包括聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器。聲學(xué)設(shè)備可以是手持的或者口袋大小的。
文檔編號(hào)H04R3/12GK101978705SQ200980109507
公開日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2009年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月27日
發(fā)明者F·H·布薩爾, R·N·利托維斯基 申請(qǐng)人:伯斯有限公司