CN1256065A - 发声器 - Google Patents

Abstract

一种包括扬声器阵列的音响设备,其特征在于,扬声器包括谐振板式组件,具有与其相结合的振动激励器,振动激励器将弯曲波能加于板式组件上,以使板式组件谐振而产生一音响输出,板式扬声器贴近设备,产生基本不相干的音响输出,整个音响输出实质上如同单一声源。

Description

发声器

本发明涉及一种包括扬声器阵列的发声器或装置，尤其但非排他地，本发明涉及包括申请人国际专利申请案WO 97/09842所述类型的板式扬声器阵列的发声器。

现已知用传统的活塞式扬声器(pistonic loudspeaker)阵列重现相同的信号以增强声音。这种阵列的缺点是，由于这些扬声器的相位相干，该阵列的各种扬声器的音响输出间发生干涉而引起破坏性的波瓣效应(lobingeffect)。

在国际专利申请案WO 97/09853内申请人已建议一种多声道分布模式扬声器装置，包括中间的作为投影幕的大板式扬声器和左、右两侧的小板式扬声器。在这种三声道系统内，各声道一般产生不同信号，亦即左、右侧的立体声信号与一中央声道信号。本发明可以视为由于主要将单声道信号加在这种扬声器装置所得到的惊讶效果而产生的，尤其是重现声音的单声源性质而不是三声源性质。

根据本发明提供了一种包括一扬声器阵列的发声装置，其特征在于，各扬声器为板式贴近排列并共同驱动以产生相位基本不相干的音响输出，且实质上可有效地作为单一声源工作。这种扬声器阵列可视为对其组成扬声器的单个音响输出至少是主要的建设性补充，结果基本上或在很大的范围内消除了破坏性的干涉。

各扬声器适当贴近，在邻近板的边缘振动间无机械耦合，例如间隔可低至1mm或更小，而不限制这些边缘振动；可高至在两邻接板间仅有可接受的泄漏，这种结构是基于频率的，例如通过设置惯性隔音装置就可以实现，一般这些隔音装置不大于至少在待述的实施例中涉及的板的尺寸。总的要求是操作起来整个阵列基本上象是单一声源。

这些扬声器可具有相同大小及形状，或大致相同的形状和不同的大小，或为相同或不同形状和相同或不同大小，希望能组成任何有效的“贴砖”式结构。这样，该阵列可为任何形状，最好是有四个或更多的扬声器排成不只一行。板式扬声器可以在其两相邻边缘之间互相连接。两板间的互连包括铰接。

可以用柔性件盖住至少各板的边缘部分，并固定在上面形成板间互连。柔性件可为盖在每板正面上的薄片以形成基底，并可形成铰接。柔性件或薄片上印制有电路，从而这些板电连接。基底上的一对电连接端子可以与每个扬声器的激励器电连接。

备有构架装置以将板的边缘连接在一起。构架装置包括一隔音板。

这些板最好为谐振分布模式扬声器，其中各扬声器包括一个部件，其能在至少一个沿垂直于厚度方向延伸的工作区内通过弯曲波保持并传播输入振动能量，使谐振模式的振动分量分布在所述至少一个区域上，这些板在所述区域上还预先设有最佳的振动激励器装置的位置或地点，振动激励器安装在所述部件上一个所述的位置或地点，使部件振动，而使其谐振，形成声发射器，该声发射器在谐振时产生声输出。

能够看出，重现同一音频信号的分布模式扬声器板阵列可产生一合成的声场，该声场非常接近于每一分布模式扬声器单独功率响应的总和。由于自分布模式扬声器声音辐射的扩散性，故此这种阵列不会出现有破坏性干涉。

分布模式扬声器板形成为“贴砖”式阵列，例如可以安装墙上，或者安装在薄的柔性载体上，使其易于弯折，而便于用在专业或类似的场合中。可使用一种薄而轻的热塑薄片材料，各如商标名称为“Melinex”的透音纺织纤维或其他材料，按“贴转”阵列的形式把单个的板连接起来，并在板间形成柔性连接。

分布模式扬声器阵列由于在多个激励器中更加扩散而容许增大功率传送。亦可利用阵列增加由分布模式扬声器可获得的最大音压级。

因扬声器板阵列在板边界处是柔性的，故可将其缠绕在柱上或其他建筑形象上，很好地符合不同结构的外貌及轮廓。

在有些应用场合，各如家庭电影幕，由于能将发声器被卷成易管理的大小以供储存及/或运输，这种板阵列可节省空间。

通过选择具有不同表面几何规格的分布模式扬声器即可实行方向控制。作为另一种方案，或另外地，可选择性地将施加信号的电子延迟应用到单个板上，以便对系统音响输出的方向性进行整形及控制。此外阵列本身也可用来控制音响的分布及方向性。

通过板的“之”字形弯折结构可以提供对发射型式的进一步控制。这样就可以根据应用情况和所需的音响特性通过选择展开的程度，也就是弯折间的夹角来精细地调节展开后的扬声器系统的实际大小。

其他可界定音响性能的常数包括有关阵列内板的配备与布局公式，例如几何上，包括半随机关系，以进一步有助于阵列的扩散性能。

在某种实际使用中，用柔性热塑薄片材料或薄膜作为“贴砖”连接或支撑，在薄膜上印制导电走线以便于单个板间的电连接。这样的优点是整洁和“贴砖”阵列可靠的电气布线。所定义的连接型式亦使三参数即灵敏度、负载阻抗及功率转换能力能够进行精密控制。

按另一形式，由各支撑一板的适当铰接的如塑料框架可实现一板阵列。这对于在弹性薄片上形成“贴砖”型式来说成本要高一些，但在某些应用场合要更合适。其优点包括大质量组件产生的优良的低频性能与音质，以及具有质地更好的模塑件以提供有利的隔音效果。

以举例的方式在附图中对本发明进行了示意性的说明，其中：

图1及图1a分别为根据本发明的板式扬声器阵列的前视图及侧视图；

图2为与图1a类似的外形为弧形的阵列侧视图；

图3为与图2类似的外形为“之”字形的阵列侧视图；

图4为连接并激励各板激励器的典型串联/并联印刷电路走线图案的后视图。

图中所示的发声器1为在基底5上安装成几排的大致相同的板式扬声器3的阵列2。在本实施例中，板式扬声器为国际专利申请案WO 97/09842所述类型的谐振板式扬声器。这样，每一扬声器包括一谐振板4，振动激励器6安装在谐振板4上，其可为一惯性电动装置，将弯曲波能施加于板上以使板谐振而产生一音响输出。

基底为弹性薄片，例如塑料薄膜，通过例如粘结的方式固定至每个板的一个面上，因此可保持各板相互邻接的关系，按矩形阵列形成6排，5个板一排。这种结构是在邻近板的两边缘间界定基底的薄狭条，这些狭条形成了铰接7，因此该阵列能设置成图1a所示的板状，也可以折叠以进行储存，或者将其外形设计成图2所示的弧形。另外，该阵列还可以设置成图3所示的“之”字形。

如图4所示，基底的另一面例如通过印制分别形成导电走线8，13，其中间走线按串联/并联排列，沿着各排并联于振动激励器6各端子(未示出)的成对的正、负触点9，10，而跨过各排串联，其中，各对正、负触点9，10分别连接振动激励器6的各个端子(未示出)，因此可方便地激励激励器，导电走线8，13分别具有输入端子11，12。

可以理解，虽然参照矩形扬声器阵列描述了本发明的实施例，其中，该阵列具有弹性基底而形成扬声器板阵列的基础，但也可按其他方式结合阵列的扬声器板。因此每个板可分别安装在彼此连接的框架内，及/或两个或多个板可安装在一共同框架内。框架的互连可以是铰接接合。另外，扬声器板可以安装在具有所需柔韧性的刚性或半刚性基底内或基底上，基底可形成一隔音板。但是可以想像到两个或更多的板式扬声器任何操作上有效的贴近组合，包括无专门的实体上的互相连接，亦即可以按照有利于所需操作的任何方式进行定位。不同尺寸的板按单个的大些的扬声器单元可以替换图1中相邻扬声器单元子阵列。板的不同形状包括椭圆、超椭圆(super-elliptical)等，且可组合为任何所需的阵列形状。

因此，如图所示的本发明提供了或能够：

1.增加高功率应用场合的功率传送；

2.通过选定各个板的模式分布偏置使分布模式扬声器频率分布交错；

3.通过选择不同分布模式扬声器板的定向更好地控制离轴线一致性；

4.通过板阵列的整个的表面几何形状，例如曲率，不论是简单还是复杂的，都可以控制方向性；

5.通过对阵列内单个板的差动延迟可使用数字信号处理来控制方向性；

6.通过实际分开板阵列与可投射视频或影像在其上的光学反射表面即可用于投影设备，通过卷起设备的两个部分，亦即“砖式”阵列与影幕，作为一个物体，方便了携带；

7.通过模拟或数字的方法引入电子延迟及/或传递函数修正而设计整个音响反应。

本发明的发声器发现可应用于汽车内，例如，可用于汽车的车顶内衬。

因此，本发明提供了一种简单而改良的扬声器阵列。

Claims (16)

1.一种包括扬声器阵列的音响设备，其特征在于，扬声器包话谐振板式组件，具有与其相结合的振动激励器，振动激励器将弯曲波能加于板式组件上，以使板式组件谐振而产生一音响输出，板式扬声器贴近设置并具有共同的驱动器，产生基本不相干的音响输出，整个音响输出实质上如同单一声源。

2.如权利要求1所述的音响设备，其特征在于，所有板式扬声器的尺寸相同。

3.如权利要求1或2所述的音响设备，其特征在于，各板式扬声器的相邻边缘之间是互相连接的。

4.如权利要求3所述的音响设备，其特征在于，板间的互相连接包括铰接。

5.如前述任一权利要求所述的音响设备，其特征在于，还包括基底装置，扬声器阵列安装在基底装置上。

6.如权利要求4或5所述的音响设设备，其特征在于，有一弹性件覆盖在各个板的至少一个边缘部分，并固定在上面形成板间的互相连接。

7.如权利要求6所述的音响设备，其特征在于，弹性件形成铰接。

8.如权利要求5至7中任一项所述的音响设备，其特征在于，弹性件形成所述基底。

9.如前述任一项权利要求所述的音响设备，其特征在于，还包括一对输入端子，阵列中各扬声器上的振动激励器与所示输入端子电连接。

10.如权利要求9所述的音响设备，其特征在于，输入端子位于基底上。

11.如权利要求6至10任一项所述的音响设备，其特征在于，弹性件上至少印制有一个电路，而能够电激励振动激励器。

12.如权利要求6至11任一项所述的音响设备，其特征在于，弹性件是一薄片，盖在阵列内各板的一个面上。

13.如前述任一项权利要求所述的音响设备，其特征在于，还包括把板边缘连接起来的框架装置。

14.如权利要求13所述的音响设备，其特征在于，框架装置包括隔音极。

15.如前述任一项权利要求所述的音响设备，其特征在于，各板为谐振分布模式扬声器。

16.如前述任一项权利要求所述的音响设备，其特征在于，阵列包括一排以上的板式扬声器。

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