包含相位不相关扩散声源的扬声器 【技术领域】
本发明是关于扬声器。
本发明的一项目的为提供装置，借此来自扬声器的声音可以沟道引导至一个或多个远程位置。
背景技术
从WO 98/43464号中知道新换能器限于提供一种性质为有一主体，包含一键盘及一铰接至主体的盖，并包含一显示屏幕的个人计算装置，特征为一谐振板扬声器在或附着至盖，及一声学波导或喇叭在希望的方向导引来自扬声器的声学输出。
发明的概述
根据本发明，提供一种扬声器，包含一相位不相关扩散声源，及一管道或波导管，耦合至声源，以自源导引声学能量，管道或波导管有一自声源的附近延伸的实际平行区段，及一位于远离板的终端。
声源可包含一弯曲波模式声学辐射体板。一换能器可以固定到板上，以在其中激励谐振弯曲波，与板的每一轴线关连的谐振弯曲波模式予以配置为在频率上交错，并且换能器位置予以选择为优先耦合至谐振弯曲波模式。
管道可以形成其剖面如一窄缝隙，或可为任何其他希望的剖面形状。
管道可借一喇叭区段予以终止。
板可位于管道中以耦合来自板两侧的声学辐射。
一声学反射器可以耦合至管道并耦合至声源，将声学辐射导入至管道。
管道可具有许多终端，并且此等终端可沿管道间隔开。
许多板可以耦合至管道。
管道可以折叠。
扬声器可包含一衰减器，控制来自管道终端的声音输出。
可提供装置，供将管道再区分为许多沿管道延伸的波导管。管道可在二方向，亦即横向及垂直向予以再区分。
一声学反射器可以配置以导引来自一管道终端的声学输出。
包壳装置可包封板地一端面。
板的平面可平行于管道的轴线。
虽然本发明曾就扬声器予以说明，但应当明白，其可找到其他应用，例如作为微音器或作为吸音器，不论为被动或主动。
附图的简要说明
附图中示意地示出本发明，意在作为实例，在附图中：
图1为本发明的扬声器的第一实施例的正视剖面图；
图2为图1的扬声器的剖面侧视图；
图3为本发明的扬声器的第二实施例的正视剖面图；
图4为本发明的扬声器的第三实施例的侧视剖面图；
图5为本发明的扬声器的第四实施例的侧视剖面图；
图6为本发明的扬声器的第五实施例的侧视剖面图；
图7为本发明的扬声器的第六实施例的侧视剖面图；
图8为本发明的扬声器的第七实施例的侧视剖面图；
图9为一种修改的细节。
实施本发明的最佳方式
本发明主要在于一声源或产生器，例如扁平谐振弯曲波板，象在WO97/09842号中所说明性质的，允许耦合至在一良好耦合至声音能源的浅容积中所包含的声学流体，正常为空气，的相位不相关，扩散辐射特性。与由于路径长度差，相位抵消及随后功率不规律而有问题的相关例如活塞式装置的耦合方面大为不同，扩散源允许声学功率良好整合在其辐射表面，并且功率可经由经由管道至远程点的流体耦合予以传导。在此种管道正常为严重的模态谐振，由于进入管道的声学能量的扩散不相关性质而减轻。
管道终端可直接辐射，其如果成一窄缝隙或相似孔径的形式，具有广定向性，并且非频率控制或频率选择性。如果需要修改定向性特性，则可将此业内已知的各种大小形状及组合的声学喇叭加至管道的开口端。
扩散耦合的原理可扩充至作用如残余喇叭或部分管道的简单单一反射元件，并且管道的长度可以改变至喇叭区段几乎直接提供至扩散源之处。
本发明的一项值得注意的特色，为管道可以提供在辐射体的平面，并达成有效的作用。在源的表面的声音能量也可以区分并沿多于一的管道或波导管导引，并且如果在沿管道或波导管通过后，所需要的若干输出可以平顺重新组合，其可为不相等长度。
可使用双管道，以利用来自扩散源两侧的能量。较佳的源为一片或多片弯曲波板，但其他此类源包括一阵列的馈给相位随机化信号的小型传统的活塞式扬声器，或一阵列由适当处理为提供扩散声学功能的信号所驱动的数字扬声器元件。管道提供一种有利整合功能，其可以设计如一低通声学滤波器，以自一阵列元件数字扬声器完成希望的响应。
双管道可以横向配置，以一单一位于中央或近中央的声音产生器在二分开位置，例如沿着车辆的乘客车厢提供声音。
管道可为平直，弯曲或折叠，以允许一种细长总成套入传统扬声器所无法置放的困难位置。
广范围声音可以沿管道传输至实际小的辐射孔径，例如在电视监视器侧面的缝隙(正常为伪装在透声学的栅格后面)。管道性能可另借细胞式再区分予以增强，以抑制交叉驻波。
管道及/或喇叭有一低频载入功能，其可使用集总参数予以简单计算。此可有利载入声源，以借增加/匹配的空气质量，及借由于在相关声音产生器前及后间的延伸路径长度的挡板效应，增强低范围性能。
板或多重板(具有相同或频率选择性/差动区域驱动/形式)，或多重锥体型声音产生器的后面，可有一部分或整个封闭的后室，供另外的谐振增强，及控制前后间的低频声学路径。
管道高度和/或剖面积在确定较高频率点，供声音能量的平顺传输具有影响。因此一30mm高度的矩形管道，在10kHz以上将会示若干频率相依性，而10mm区段将会良好进行至超过25kHz。
除了管道的横向再区分外，管道的再区分可以延伸至垂直方向，以将管道更再区分，供在较高频率保持传输性能。
扩散源所驱动的管道的出口区域，对响度具有影响，并且相对于出口的固有区域，一可变区域机构，诸如一在管道终端上面的可移动遮没板，可提供方便及有效形式的响度控制，而声音品质无显著损失。在机械响度控制装置后，可应用一喇叭定向性元件。因此使用者音量控制可远离声音产生器。作为替代方案可在沿管道的任何方便位置提供管道控制装置。
本发明的管道良好地驱动喇叭终端，并且喇叭可提供扩散源的定向性的有效及可计算控制。仅只管道终端提供均匀广角辐射，一几乎完美缝隙或近点源。
就重合效应而言，其可能对于弯曲波板的特别设计，在分立的频率点导致功率的离轴瓣片，流体耦合及管道整合作用，将声音能量重新构形，致使定向性的重合效应不再成为所获得声学输出的特色。
管道可为任何长度，并可沿管道的长度提供终端，以产生一种简单分布的低位准声音系统。多重谐振板可馈给一管道，并且在管道前，折叠或弯曲在板前面的部位，可借以将多重板配置作成更轻巧。
在附图中，并请参照图1及2，示一扬声器1，包含一在New TransducersLtd的国际专利申请案WO 97/09842号中所概括说明性质的谐振弯曲波板2，其由一自适当声学放大器(未示出)馈给电声学信号的振动激励器3予以驱动。板2借其缘边弹性安装在一位于外壳5内的弹性悬吊装置4上，外壳5为平行侧面浅缝隙管道6的形式，有一封闭端7及一开口端8，其通入一末端在开口或终端10的张开喇叭区段9。外壳可自任何适当非谐振材料，诸如正常构造扬声器包壳的材料，例如中密度纤维板或塑胶作成。或则，至少管道可以作成在一种挠性材料，以适当的密度，使得在其预计用途的频率范围实际为非谐振。因此管道可成一例如高密度聚乙烯或类似者的挠性管的形式。
管道及喇叭区段借沿管道及喇叭区段延伸的区分器12予以再区分为数个波导管11。
图3示一很相似于图1及2的扬声器的实施例。然而，在此情形，管道6之内或封闭端7形成如一弯曲例如抛物面反射器，以将声学辐射自板2向管道的开口端反射。也在此实施例，板2的平面予以设定为对管道的方向成直角，而在图1及2中，板的平面予以配置在管道的方向。再者，在此实施例，喇叭区段予以向外张开或弯曲，而在图1及2中的实施例，喇叭区段为锥形。
图4示一通常如以上在图1及2中所示的扬声器配置，并且在其中一界定一平行侧面管道6的外壳5有一使管道终止的开口端8，及一封闭端7。外壳支承一谐振弯曲波板2在一弹性悬吊装置4上，致使来自一面向进入外壳5板的面17的声学辐射被沿管道导引至一远程位置，其中声音辐射是自管道的开口端发出。
图5中所示的扬声器，除了管道被一喇叭9所终止外，与图4中所示者相同。
图6的扬声器相似于图5的，但在此情形，来自背离管道的板侧面15的声学辐射被包含在一由一与外壳5整体固定的包壳13所界定的前腔14内，以防止来自板2的侧面15的辐射到达周围环境。
图7扬声嚣相似于图4者，并且在此情形，外壳5界定一对对置的平行侧面管道6，其一与板2的每一端面或侧面1 5关连，管道在相反方向向其开口端8延伸。
图8为图7的扬声器的一种修改，并且其中二管道6各与板2的一端面关连，在相同方向延伸，并成间隔开关系。
图9表示，将一声学反射器16置于靠近管道终端，可借以修改如以上所述的扬声器的管道6的终端8，以使声音聚焦及在箭头所示的方向导引声音。因此反射器是成一抛物面反射器的形式。产业可应用性
本发明因此提供一种简单的扬声器机构，供沿管道传输声音至远程位置。