CN105052172B - 一种扬声器系统及扬声器号筒结构 - Google Patents

Abstract

一种紧凑声学号筒歧管结构(22)由排列为彼此堆叠关系的号筒对(26A‑26G)的纵向阵列构成。每对的号筒(27L和27R)具有处于相同高度并被安置为彼此边对边的入口开口(40L和40R)。号筒对的嘴部(50L和5OR)彼此在方向上对齐且在彼此之上纵向堆叠。

Description

一种扬声器系统及扬声器号筒结构

技术领域

本发明涉及扬声器，具体地说，本发明涉及号筒式扬声器的线阵列。

背景技术

在产生和传播声能(例如，音频)的领域，特别是在声能将被散布于给定区域内的大量听众接收并理解的场合，通常使用由多个号筒组成的扬声器装置，尤其是用于高频声音。号筒不仅能被用于增强来自高频驱动器的输出，也能被用于控制广播的声音的方向性。号筒能被设计用以提供特定方向性的声能传播特性。就此而言，已有多种形状和配置的号筒被用于声能传播。

在现代扬声器系统中，高频驱动器通常与较低频的锥形扬声器组合，其能够比与号筒耦合的高频驱动器调动更大量的空气。因此，一般，通常将相对大量的高频扬声器驱动器与相应的号筒放置在可包括相对少量的较低频锥形扬声器的同一外壳里。理想情况是将高频驱动器放置地彼此足够接近以获得与带宽相关的器件间物理间隔。就此而言，号筒出口沿公共平面间隔开一定距离，该距离小于分布于高频扬声器的主工作带宽上的输出声音的波长，进而试图减少或避免栅瓣。因此，需要非常紧凑但仍提供对高频驱动器产生的音频的期望的方向性控制的号筒扬声器装置。本发明提供了试图处理前述情况的高频号筒式扬声器装置。

发明内容

提供本发明内容用以以简化形式介绍关键概念，这些关键概念将在下述具体实施方式中进一步描述。本发明内容并非旨在确认要求保护的主题的关键特征，亦非旨在用作在确定请求保护的主题的范围时的辅助工具。

扬声器系统包括至少一个号筒对，所述对中的每个号筒包括第一号筒，第一号筒具有第一号筒入口、第一号筒嘴部，以及在所述第一号筒入口和所述第一号筒嘴部之间延伸的成形的号筒喉部。每个号筒对还包括第二号筒，第二号筒具有位于与第一号筒入口边对边的位置的第二号筒入口、邻近第一号筒嘴部布置的第二号筒嘴部，以及在第二号筒入口和第二号筒嘴部之间延伸的成形的喉部。进一步的，第一号筒嘴部和第二号筒嘴部被布置为在横向于第一和第二号筒入口的边对边方向的方向上彼此邻近。

在本发明的另一方面，在横向于第一和第二号筒入口之间的边对边方向的方向上，存在从第一号筒入口至第一号筒嘴部的距离变化，该变化与从第二号筒入口至第二号筒嘴部的距离变化相同，但第一距离变化处于与第二号筒入口和第二号筒嘴部之间的在高度上的变化的相反方向上。

在本发明的另一方面，第一号筒入口基本处于与第二号筒入口的高度相同的高度上。

在本发明的另一方面，从第一号筒入口至第一号筒嘴部的高度存在第一高度变化，并且在第二号筒入口与第二号筒嘴部之间发生第二高度变化，该第二高度变化基本与第一号筒入口与第一号筒嘴部之间的高度差相同，但处于与第一号筒入口和第一号筒嘴部之间的高度上的变化相反的方向上。

在本发明的另一个方面，第一和第二号筒嘴部被安置为纵向地其中一个在另一个之上。

在本发明的另一个方面，第一和第二号筒嘴部在同一平面上对齐。

在本发明的另一个方面，第一和第二号筒嘴部可具有大致相同的形状。在一个实施例中，第一和第二号筒嘴部的形状可为直线形。

在本发明的另一个方面，扬声器系统包括数个号筒对，这些号筒对被安置为处于彼此堆叠关系。

在本发明的另一个方面，扬声器号筒结构由数个号筒对构成，其中每个号筒对被安置为处于彼此堆叠关系；且每个号筒对包括第一号筒，第一号筒具有第一入口、第一嘴部，以及在第一号筒入口和第一号筒嘴部之间延伸的弯曲的喉部。每个号筒对还包括第二号筒，第二号筒具有处于与第一号筒的第一入口边对边的位置的第二号筒、与第一号筒嘴部在横向于第一和第二号筒的入口的对齐的边对边的方向上对齐的第二号筒嘴部，以及在第二号筒入口和第二号筒嘴部之间延伸的弯曲的号筒喉部。

在本发明的另一个方面，第一和第二号筒嘴部处于彼此堆叠关系。

附图说明

通过结合附图参考下述具体实施方式，将能够更容易接受并更好地理解本发明的前述方面和很多随之而来的优点。

图1A是部分扬声器组件的后部透视图，其示出了高频号管阵列及其相应的驱动器，以及位于高频号筒的每一侧的低频锥形扬声器；

图1B是图1A的正面透视图；

图2是图1A的俯视图；

图3是移除了低频锥形扬声器的图1A的号筒阵列的侧面透视图；

图4是图3的俯视图；

图5是移除了高频驱动器的号筒阵列的后部透视图；

图6是图5的后视图；

图7是图5的前部透视图；

图8是图5的前部立面图；

图9是图5的侧面立面图；

图10是图5的俯视图；

图11是根据本发明的另一个实施方式的局部侧面立面图；以及

图12是根据本发明的另一个实施方式的局部正面立面图。

具体实施方式

首先参考图1A、1B和2，本发明包括示于用于将扬声器组件置于其中的外壳之外或独立于该外壳的扬声器组件20。扬声器组件20包括由高频驱动器24供电的号筒结构22。如下文更充分讨论的，号筒结构22包括号筒对26A至26G的阵列，其中号筒对彼此处于纵向堆叠关系。扬声器组件20还包括以纵向阵列安装于号筒结构22的每一侧的锥形扬声器28。用于扬声器28的相位塞(phase plug)30被示出安装于其上。号筒扩口(horn flare)31示于号筒结构22的嘴部处。

在图2、4和10，以及其他附图中，“向前”的方向由箭头32示出，其与平分扬声器组件和号筒结构22的中央平面34对齐。另外，向上的方向由图1A和3以及其他附图中的箭头36示出，且向下的方向是与箭头 36相反的方向。对于“向前”、“向上”和“向下”方向的指定的目的仅在于帮助理解本发明，且并非限制本发明的范围。应当理解，扬声器组件20 可被用于或安装于很多位置，包括其中箭头36不一定纵向向上的位置。另外，图1A示出了在号筒结构22的每一侧的三个锥形扬声器28。应当理解，可结合扬声器组件20利用更少或更大数量的锥形扬声器28。

另外参考图3和4，示出了去除了锥形扬声器28的扬声器组件20。如图3和4中示出的，号筒结构22由标记为26A、26B、26C、26D、26E、 26F以及26G的七组号筒对构成。这些扬声器对被安置为如所示沿平面34 纵向的堆叠阵列。此外，如图4所示，每个号筒对由标示为27L和27R的左右号筒构成。高频驱动器24分别安装至号筒27L和27R的进口40L和 40R。安装板42被安置于进口40L和40R与相应的驱动器24之间。每个号筒对26的安装板42在相应于中央平面34的接缝处接合。当然，安装板42也可以对应于每个驱动器24单独构建。

另外参考图5至10，号筒结构22以没有驱动器24或锥形扬声器28 的形式示出。这些附图清楚地示出了号筒结构22由堆叠的号筒对26A至 226G构成。虽然示出了七对号筒26，但可以采用更多数量的号筒对或更少数量的号筒对。

如图5和6中可能最佳示出的，每对26的号筒27L和27R的入口开口或进口40L和40R被布置为彼此边对边。入口开口40L和40R被示为彼此处于同一高度，而他们可以彼此处于不同的高度。进口40L和40R也被示为圆形，尽管进口并非必须为圆形。另外，如图10中可能最佳示出的，进口40L和40R关于中央平面34成角度或倾斜，而非垂直于该轴。可选择中央平面与进口40L或40R的中心轴之间的角度α，以为驱动器 24之间提供足够的间隔以避免间它们之间相互影响。另外，可以为实现期望的性能特性而选择该角度。尽管并不限于该角度，在图10中，角度α被示为大约17度。然而，角度α可在0到180度的范围内。

号筒嘴部50L和50R位于区别于号筒进口40L和40R的位置的号筒27L 和27R的相对端。如图7和8中可能最清楚示出的，号筒嘴部50L和50R 与中央平面34在方向上对齐，且在横向于号筒入口40L和40R的边对边方向的方向上以彼此邻近关系被安置。在本发明的一个实施方式中，号筒嘴部50L和50R堆叠于彼此顶部。在本发明的另一个实施方式中，这种堆叠关系是沿平面34的纵向堆叠关系。鉴于此，右号筒27R的嘴部50R被布置于左号筒27L的嘴部50L之上。当然，嘴部50L和50R的位置可与图 7和8中示出的相反。

所示每一个嘴部50L和50R是相同的直线形，并且更具体的为具有比嘴部的高度更大尺寸的(嘴部50L和50R的)宽度的矩形。嘴部的宽度和高度的尺寸并非直接相关，可以为其他相对尺寸。另外，可基于扩口31 之前的喉部“狭缩处(pinch)”的期望大小来选择嘴部的宽度和高度中的两者或其中之一。另外，嘴部50L和50R可为需要的其他形状，包括，例如，卵形或椭圆形。不过，嘴部50L和50R的形状被设计以获得从扬声器组件20的号筒结构22发出的高频声音的期望方向性。嘴部50L和50R的这种形状不仅在纵向方向上，也在水平方向上提供了声音的广泛散布。另外，通过将嘴部50L和50R布置为堆叠阵列，获得了扬声器组件产生的高频声音的高效且有效的加合。

每个号筒27L和27R包括在相应的进口40L和40R与嘴部50L和50R 之间延伸的细长形的喉部60L和60R。如附图中所示，每个喉部60L和60R 在向前方向上面向中央平面34成对角线地向内延伸(弯曲)，并也于嘴部 50L和50R处与中央平面34对齐。此外，喉部60R以平滑弯曲的方式延伸 (向上上升)一段距离，该距离等于由进口40R的高度至出口50R的更高高度的高度变化。相应地，喉部60L向下下降一段距离，该距离相应于进口40L至嘴部50L的高度的高度变化。喉部60L以平滑弧形弯曲以折叠进入喉部60R之下的位置。其他号筒对26B至26G的喉部60L和60R以相应的形式构建和造型。

还应当理解，喉部60L和60R从进口40L和40R处的圆形截面平滑过渡至嘴部50L和50R的矩形截面形状。号筒喉部60L和60R的平滑过渡将干扰所致的或其他来自驱动器24的音频输出的损失最小化。

正如可被理解的，号筒结构22中，两嘴部50L和50R所需距离或尺寸(纵向高度)不大于单个驱动器24所需高度(纵向)。这有利地获得了非常紧凑布置的高频号筒子组件。这有助于带来与若每个号筒27L和27R 需要更多的空间相比用于扬声器组件20的整体上更小的外壳需求。

虽然每个号筒27L和27R可以单独构建然后组装到一起，但用于号筒组22的上述结构使得号筒可以作为结合为一体的子组件来构建，例如，在中央平面34的每边一个子组件。可能使用永久铸模来生产号筒结构22，永久铸模能够非常经济地得到号筒结构的相当复杂的形状。

如图5至8所示，基本平坦的法兰70L和70R分别在号筒27L和27R 的每一个进口40L和40R处沿号筒结构22的高度纵向延伸。法兰70L和 70R从进口40L和40R处侧向向外延伸，进而将号筒的进口部分固定在一起并且给驱动器24提供安装结构。虽然法兰70L和70R以基本平坦示出，但他们当然可以是其他形状。

驱动器24以公知的用于高频驱动器的方式以永磁体和线圈构建。在本发明中，为获得更低的纵向轮廓，驱动器24中使用的永磁体为正方形。

如图1A、1B、2、3和4所示，号筒扩口31以一体化结构构建以从号筒嘴部50L和50R向前突出。每个号筒播放器(horn player)与相应的号筒嘴50L和50R是基本相同的形状，但在水平方向上从号筒嘴部向外张开，进而以增强来自号筒嘴部的声音的水平投射。号筒扩口31可以单独构建而非作为一体化结构构建。

图11是号筒结构122的局部立面视图，与图9的侧面立面视图类似，示出了与号筒结构22类似的号筒结构122。相应地，号筒结构122的与号筒结构22相对应的部件被标注为相同的部分编号，但为100系列。号筒结构122与号筒结构22的区别在于，号筒嘴部150R的端部相比于号筒嘴部150L的端部稍微向前延伸。除了号筒嘴部150R和150L的此交错安排，号筒结构122与图1至10中示出的号筒结构22基本相同。

图12是根据本发明的另一个实施方式，示出了与图1至11中的号筒结构22和122类似的另一个号筒结构222。相应地，号筒结构122中使用的部分编号与图1至11中使用的相同，但作为200系列。如图12所示，号筒嘴部250R和250L与图8中示出的号筒嘴部50R和50L非常相似，但号筒嘴部250R相对于号筒嘴部250L稍微侧向偏移。除了号筒嘴部250R 和205L的偏移关系，图12中示出的号筒结构222与号筒结构22和122 基本相同。

应当理解，可提供结合图11和12两者特征的号筒结构。鉴于此，号筒嘴部可以如图12中所示彼此侧向偏移，同时号筒嘴部的端部也可以在如图11所示箭头32的“前至后”方向上交错。

虽然示出并描述了示意性实施方式，但应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下其中可以做出多种变化。鉴于此，尽管描述并示出了号筒入口/进口40R和40L与号筒嘴部50L和50R之间及之中的特定位置关系，但是号筒入口/进口40R和40L与号筒嘴部50L和50R之中的其他位置关系也属于本发明的范围。例如，号筒进口40R和40L可以彼此处于高度上的交错关系。

尽管结合高频声音生成描述了号筒结构22，但是号筒结构也可以被用于其他(比如，较低的)带宽声音。鉴于此，所述扬声器结构不需要与中频或其他更低频率驱动器结合使用，而是可以单独使用或不与其他频率的驱动器一起使用。

Claims (23)

1.一种扬声器系统，包括至少一个号筒对，每个号筒对具有：

第一号筒，具有第一号筒入口、与所述第一号筒入口间隔开的第一号筒嘴部，和在所述第一号筒入口和所述第一号筒嘴部之间延伸的成形的弯曲的第一号筒喉部；以及

第二号筒，具有位于与所述第一号筒入口边对边的位置的第二号筒入口、与所述第二号筒入口间隔开的第二号筒嘴部，所述第二号筒嘴部邻近所述第一号筒嘴部布置，以及在所述第二号筒入口和所述第二号筒嘴部之间延伸的成形的弯曲的第二号筒喉部，

其特征在于：

所述第一号筒入口和所述第二号筒入口处于公共第一平面，所述公共第一平面延伸过所述第一和第二号筒入口，并且所述第一号筒嘴部和所述第二号筒嘴部被布置为在横向于所述第一和第二号筒入口所处的所述公共第一平面的方向上彼此邻近。

2.根据权利要求1的扬声器系统，其中：

所述第一号筒入口与所述第一号筒嘴部间隔第一距离，所述第一距离沿横向于所述第一和第二号筒入口所在的所述公共第一平面的第一方向延伸；以及

所述第二号筒入口与所述第二号筒嘴部间隔第二距离，所述第二距离沿横向于所述第一和第二号筒入口所在的所述公共第一平面的第二方向延伸，所述第二距离与所述第一距离基本相同且所述第一和第二方向彼此相反。

3.根据权利要求1或2的扬声器系统，其中：

(a)所述第一号筒喉部从所述第一号筒入口的平面向上延伸至所述第一号筒嘴部的水平面；以及

(b)所述第二号筒喉部从所述第二号筒入口的平面向下延伸至所述第二号筒嘴部的水平面。

4.根据权利要求1或2的扬声器系统，其中：

所述第一号筒入口相对于所述第一号筒嘴部的角度倾斜一个角度；以及

所述第二号筒入口相对于所述第二号筒嘴部的角度倾斜一个角度，并且处于所述第一号筒入口相对于所述第一号筒嘴部的角度的相反方向上。

5.根据权利要求1或2的扬声器系统，其中：

所述第一号筒喉部从所述第一号筒入口至所述第一号筒嘴部至少在两个方向上弯曲；以及

所述第二号筒喉部从所述第二号筒入口至所述第二号筒嘴部至少在两个方向上弯曲。

6.根据权利要求1或2的扬声器系统，其中所述第一号筒嘴部和第二号筒嘴部被布置为其中一个在另一个之上。

7.根据权利要求1或2的扬声器系统，其中所述第一和第二号筒嘴部基本对齐于横向于所述公共第一平面的公共第二平面。

8.根据权利要求1或2的扬声器系统，其中所述第一和第二号筒嘴部为基本相同的形状。

9.根据权利要求1或2的扬声器系统，其中所述第一和第二号筒嘴部为大体直线形。

10.根据权利要求5的扬声器系统，其中所述第一号筒喉部在两个方向上弯曲的方向与所述第二号筒喉部在两个方向上弯曲的方向基本相反。

11.根据权利要求1或2的扬声器系统，还包括多个号筒对，所述多个号筒对被安置为彼此堆叠关系。

12.根据权利要求11的扬声器系统，还包括：

与纵向堆叠的号筒对的第一号筒入口互连的第一驱动器安装法兰段；以及

与纵向堆叠的号筒对的第二号筒入口互连的第二驱动器安装法兰段。

13.根据权利要求1或2的扬声器系统，还包括可连接至所述第一号筒入口和所述第二号筒入口的声学驱动器。

14.根据权利要求13的扬声器系统，其中所述声学驱动器包括直线形永磁体。

15.一种扬声器号筒结构，由多个号筒对组成，每个号筒对包含第一号筒，其具有第一号筒入口、第一号筒嘴部，和在所述第一号筒入口和第一号筒嘴部之间延伸的第一弯曲的第一号筒喉部；以及第二号筒，其包含与所述第一号筒的所述第一号筒入口边对边对齐的第二号筒入口、第二号筒嘴部，以及在所述第二号筒入口和所述第二号筒嘴部之间延伸的第二弯曲的第二号筒喉部，其特征在于：

所述多个号筒对被安置为彼此堆叠关系；以及

所述第一和第二号筒入口被安置于公共第一平面，所述公共第一平面延伸过所述第一和第二号筒入口，并且所述第一号筒嘴部和所述第二号筒嘴部被布置为在横向于所述第一和第二号筒入口所处的所述公共第一平面的方向上彼此邻近。

16.根据权利要求15的扬声器号筒结构，其中对于每个号筒对：

在所述第一号筒中，所述第一号筒嘴部被布置为在横向于所述公共第一平面的方向上距所述第一号筒入口第一距离，以及

在所述第二号筒中，所述第二号筒嘴部被布置为在横向于所述公共第一平面的方向上距所述第二号筒入口第二距离，以及

所述第一和第二距离基本相同，但彼此方向相反。

17.根据权利要求15或16的扬声器号筒结构，其中对于每个号筒对：

所述第一号筒喉部从所述第一号筒入口的平面向上延伸至所述第一号筒嘴部；

在所述号筒对的第二号筒中，所述第二号筒喉部从所述第二号筒入口的平面向下延伸至所述第二号筒嘴部。

18.根据权利要求15或16的扬声器号筒结构，其中对于每个号筒对：

所述第一号筒喉部从所述第一号筒入口至所述第一号筒嘴部在两个方向上弯曲；以及

所述第二号筒喉部从所述第二号筒入口至所述第二号筒嘴部在两个方向上弯曲，其中所述第二号筒的弯曲处于所述第一号筒喉部的弯曲的相反方向上。

19.根据权利要求15或16的扬声器号筒结构，其中：

所述第一号筒入口相对于所述第一号筒嘴部的角度倾斜一个角度；以及

所述第二号筒入口相对于所述第二号筒嘴部的角度倾斜一个角度，并且处于所述第一号筒入口相对于所述第一号筒嘴部的角度的相反方向上。

20.根据权利要求15或16的扬声器号筒结构，其中所述第一号筒嘴部和所述第二号筒嘴部被布置为其中一个在另一个之上。

21.根据权利要求15或16的扬声器号筒结构，其中所述扬声器号筒结构的所有号筒的嘴部被布置为纵向阵列。

22.根据权利要求15或16的扬声器号筒结构，其中所述扬声器号筒结构的所有号筒的嘴部为基本同一形状。

23.根据权利要求15或16的扬声器号筒结构，其中所述扬声器号筒结构的所有号筒的嘴部为大体直线形。