CN108141661A - 包括喇叭的扬声器和使用扬声器形成均匀声音的方法 - Google Patents

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Abstract

一个实施例提供了一种全向扬声器，其包括第一轴对称反射器、第二轴对称反射器、在所述第一轴对称反射器或所述第二轴对称反射器中的声源、以及包括直线段和从所述直线段的远端端部延伸的增长段的喇叭。所述增长段包括随径向坐标扩展的一条或多条曲线，并且所述一条或多条曲线扩大由所述声源产生的声波。

Description

包括喇叭的扬声器和使用扬声器形成均匀声音的方法
技术领域
一个或多个实施例总体上涉及扬声器，并且特别地，涉及用于全向扬声器的三百六十度(360°)喇叭。
背景技术
扬声器在连接到接收器(例如，立体声接收器、环绕声接收器等)、电视(TV)机、收音机、音乐播放器、电子声音产生装置(例如，智能手机)、视频播放器等时，重新产生音频。扬声器可以包括扬声器纸盆(cone)、喇叭、或将重新产生的音频的大部分朝向扬声器的前部转发的另一类型的装置。
用于扬声器的常规的定向喇叭具有喉部和口部。在沿着中心线的任何位置处的喇叭的面积的形状可以具有无限的自由度。根据喇叭的应用，喇叭的面积的形状可以是方形、矩形、圆形、椭圆形或任何其他形状。
发明内容
技术方案
一种全向扬声器包括第一轴对称反射器、第二轴对称反射器、在所述第一轴对称反射器或所述第二轴对称反射器中的声源、以及包括直线段和从所述直线段的远端端部延伸的增长段的喇叭。所述增长段包括随径向坐标扩展的一条或多条曲线，并且，所述一条或多条曲线扩大由所述声源产生的声波。
附图说明
图1图示了根据一个实施例的示例全向扬声器的截面；
图2A图示了根据一个实施例的运行中的全向扬声器以及在扬声器的周围的特定频率下的声压波前的三维(3D)剖面图；
图2B图示了根据一个实施例的运行中的全向扬声器以及在扬声器的周围的特定频率下的声压波前的截面；
图2C图示了根据一个实施例的运行中的全向扬声器的周围的水平平面和竖直平面中的声压；
图3A图示了根据一个实施例的全向扬声器的第一反射器的侧视图；
图3B图示了根据一个实施例的全向扬声器的第一反射器的仰视图；
图3C图示了根据一个实施例的全向扬声器的第二反射器的侧视图；
图3D图示了根据一个实施例的全向扬声器的第二反射器的俯视图；
图4图示了根据一个实施例的扬声器的示意图；
图5A图示了根据一个实施例的包括设置在第一反射器中的声源的另一示例全向扬声器；
图5B图示了根据一个实施例的包括相对于每个反射器的每个直线段不同地设置的声源的另一示例全向扬声器；
图5C图示了根据一个实施例的包括多个声源的另一示例全向扬声器；
图5D图示了根据一个实施例的包括具有变化的面积增长率的增长段的全向扬声器；
图6是图示了根据一个实施例的在包括具有指数的面积增长率的增长段的全向扬声器的周围的竖直平面中的声功率级的示例曲线图；
图7A图示了示例常规平顶扬声器；
图7B图示了示例常规直槽扬声器；
图8A是根据本发明的实施例的将图1中的扬声器的总发射声功率与图7A中的平顶扬声器和图7B中的直槽扬声器的总发射声功率进行比较的示例曲线图；
图8B是根据本发明的实施例的将图1中的扬声器的声音指向性与图7A中的平顶扬声器和图7B中的直槽扬声器的声音指向性进行比较的示例曲线图；
图9A是图示了根据本发明的实施例的用于包括高喇叭喉部和中喇叭口部的喇叭的不同的喇叭轮廓的示例曲线图；
图9B是图示了根据本发明的实施例的用于包括矮喇叭喉部和矮喇叭口部的喇叭的不同的喇叭轮廓的示例曲线图；
图9C是图示了根据本发明的实施例的用于包括中喇叭喉部和高喇叭口部的喇叭的不同的喇叭轮廓的示例曲线图；
图9D是图示了根据本发明的实施例的用于喇叭的不同的非对称喇叭轮廓的示例曲线图；
图10是根据本发明的实施例的制造用于全向扬声器的喇叭的制造过程的示例流程图；以及
图11是根据本发明的实施例的用于在水平平面和竖直平面中形成均匀声音的示例流程图。
具体实施方式
一个实施例提供了一种全向扬声器，其包括第一轴对称反射器、第二轴对称反射器、在第一轴对称反射器或第二轴对称反射器中的声源、以及包括直线段和从直线段的远端端部延伸的增长段的喇叭。增长段包括随径向坐标扩展(scaled with a radialcoordinate)的一条或多条曲线，并且所述一条或多条曲线扩大由声源产生的声波。
另一个实施例提供了一种用于全向扬声器的喇叭装置。喇叭装置包括直线段和从直线段的远端端部延伸的增长段。增长段包括随径向坐标扩展的一条或多条曲线，并且所述一条或多条曲线扩大由扬声器的声源产生的声波。
在一个实施例中，一条或多条曲线随着径向坐标的增加而增长。
在一个实施例中，增长段指数地扩大。
在一个实施例中，一条或多条曲线的对应的高度比径向坐标的倒数增长得更快。
在一个实施例中，增长段具有平缓的面积增长率。如权利要求11所述的喇叭装置，其中增长段具有急剧的面积增长率。
一个实施例提供了一种制造用于全向扬声器的喇叭的方法。该方法包括：识别在全向扬声器的直槽中的共振和声空值用以移除，基于全向扬声器的应用和尺寸来确定适合于移除所识别的共振和声空值的喇叭轮廓，以及根据所确定的喇叭轮廓来制造用于全向扬声器的喇叭。喇叭具有直线段和从直线段的远端端部延伸的增长段。增长段包括随径向坐标扩展的一条或多条曲线，并且所述一条或多条曲线扩大由全向扬声器的声源产生的声波。
另一实施例提供了一种用于在水平平面和竖直平面中形成均匀声音的方法。该方法包括利用全向扬声器的声源产生沿着用于全向扬声器的喇叭的直线段径向地传播的声波。该方法还包括迫使声波在直线段内变成具有平行于对称轴线的波前的柱面声波，该方法还包括迫使声波在喇叭的增长段内指数地增长，直到声波离开喇叭的外圆周。
参考以下描述、所附权利要求和附图，将理解一个或多个实施例的这些和其他特征、方面和优点。
发明的模式
以下描述是为了说明一个或多个实施例的一般原理而做出的，并不意味着限制本文要求保护的发明构思。此外，本文描述的特定特征可以与各种可能的组合和排列中的每一种中的其他描述的特征组合使用。除非在本文中另外具体定义，否则将给所有术语以其最宽泛的可能解释，包括从说明书暗示的含义以及本领域技术人员理解和/或如在词典、论文等中定义的含义。
一个实施例提供了一种全向扬声器，其包括第一轴对称反射器、第二轴对称反射器、在第一轴对称反射器或第二轴对称反射器中的声源、以及包括直线段和从直线段的远端端部延伸的增长段的喇叭。增长段包括随径向坐标扩展的一条或多条曲线，并且所述一条或多条曲线扩大由声源产生的声波。
另一个实施例提供了一种用于全向扬声器的喇叭装置。喇叭装置包括直线段和从直线段的远端端部延伸的增长段。增长段包括随径向坐标扩展的一条或多条曲线，并且所述一条或多条曲线扩大由扬声器的声源产生的声波。
一个实施例提供了一种制造用于全向扬声器的喇叭的方法。该方法包括：识别在全向扬声器的直槽中的共振和声空值用以移除，基于全向扬声器的应用和尺寸来确定适合于移除所识别的共振和声空值的喇叭轮廓，以及根据所确定的喇叭轮廓来制造用于全向扬声器的喇叭。喇叭具有直线段和从直线段的远端端部延伸的增长段。增长段包括随径向坐标扩展的一条或多条曲线，并且所述一条或多条曲线扩大由全向扬声器的声源产生的声波。
另一实施例提供了一种用于在水平平面和竖直平面中形成均匀声音的方法。该方法包括利用全向扬声器的声源产生沿着用于全向扬声器的喇叭的直线段径向地传播的声波。该方法还包括迫使声波在直线段内变成具有平行于对称轴线的波前的柱面声波，该方法还包括迫使声波在喇叭的增长段内指数地增长，直到声波离开喇叭的外圆周。
定向扬声器包括一个或多个声辐射元件，该元件在空间上布置为使得每个元件面向相同的方向。该元件的空间布置在狭窄的空间区域中产生最佳的声音，使得收听者必须位于该狭窄的空间区域内以便体验最佳的声音。常规的喇叭型扬声器可以设计为在水平平面中和/或在竖直平面中具有一定的波束宽度(beam width)。
全向扬声器在所有的方向上产生最佳的声音，使得不管收听者相对于扬声器的位置如何，他/她都可以享受最佳的声音。常规的全向扬声器通常侧重于在水平平面中均匀地传递声音，导致竖直平面中的声功率分布具有大的峰值和谷值。站在扬声器附近的收听者，耳朵在高音扬声器的正上方，其将与耳朵和扬声器处于同一水平线的另一收听者听到不同的声音，特别是在较高的频率下。根据定义，全向喇叭在水平平面中的波束宽度为360度，这导致设计喇叭形状的自由度减小。
传统的定向扬声器喇叭用于将声音引导到特定的方向，并且喇叭可以引导声音的程度随着频率而增加。常规的全向/轴对称扬声器的声功率直接在对称轴线上具有高的峰值，并且峰值的大小通常随着频率而增加。
本发明的一个或多个实施例提供了用于全向扬声器的三百六十度(360°)喇叭，喇叭在水平方向和垂直方向上具有最佳的指向性。随着频率的增加，喇叭在径向方向而不是轴向方向上引导越来越多的声功率，从而平衡当前全向扬声器中的轴向声束。喇叭提供更加均匀平衡的声场，即声音将被感知为相同的，而与收听者相对于扬声器的水平位置和垂直位置无关。喇叭的截面的形状包括直线通道与连续增长的曲线的组合，该曲线随表示从对称轴线延伸的半径的径向坐标而扩展。考虑到喇叭的形状，声波交会的面积连续增长。具有连续增长的截面的喇叭为声源施加更好的阻抗匹配。可以通过确保喇叭段的面积增长随径向坐标扩展来分别实现指数的或其他的面积增长曲线。
本发明的一个或多个实施例将全向扬声器的优点扩展到竖直平面。本发明的一个或多个实施例允许扬声器在具有水平方向上的对称轴线的情况下使用，同时在水平方向和垂直方向上保持最佳的指向性。本发明的一个或多个实施例在水平方向和垂直方向上提供了全向的声音分布。
本发明的一个或多个实施例改善了声音在全向扬声器的竖直平面中的指向性。本发明的一个或多个实施例可以在没有昂贵的附加驱动单元的情况下实现。波导中的连续增长或波前面积在驱动单元与围绕扬声器的自由空气之间产生平滑的阻抗匹配。
图1图示了根据一个实施例的示例全向扬声器100的截面。图2A图示了根据一个实施例的运行中的全向扬声器100以及在扬声器的周围的特定频率下的声压波前的三维(3D)剖面图。图2B图示了根据一个实施例的运行中的全向扬声器100以及在扬声器的周围的特定频率下的声压波前的截面。扬声器100关于对称轴线102旋转对称。扬声器100包括多个轴对称的扬声器反射器(即外壳)105(图2A)。在一个实施例中，多个轴对称的扬声器反射器105包括第一轴对称杯形反射器(“第一反射器”)105A和第二轴对称杯形反射器(“第二反射器”)105B。
声源101(例如，高音扬声器驱动器、低音扬声器驱动器等)设置在反射器105内。在一个实施例中，声源101轴向地设置/安装在第一反射器105A或第二反射器105B(如图1、图2A-图2B所示)中。在一个实施例中，声源101齐平地位于反射器105内(如图5C所示)。在另一实施例中，声源101从反射器105凸出(如图5B所示)。
每个反射器105具有外圆周106(图2A)。具体地，第一反射器105A和第二反射器105B分别具有第一外圆周106A和第二外圆周106B。
反射器105A和105B组合形成围绕对称轴线102旋转360°的喇叭107。每个反射器105A、105B围绕对称轴线102旋转对称。在对称轴线102的每个相对的侧，每个反射器105A、105B包括：(1)在反射器的点a与点b(图2A)之间延伸的直线段103(图2A)，以及(2)在反射器的点b与点c之间延伸的增长段104(图2A)。增长段104可以具有变化的面积增长率。
具体地，第一反射器105A包括：(1)在第一反射器105A的第一点a1与第二点b1之间延伸的直线段103A，以及(2)在第一反射器105A的第二点b1与第三点c1之间延伸的增长段104A。第二点b1表示直线段103A的远端端部。类似地，第二反射器105B包括：(1)在第二反射器105B的第一点a2(图2B)与第二点b2(图2B)之间延伸的直线段103B(图2B)，以及(2)在第二反射器105B的第二点b2与第三点c2(图2B)之间延伸的增长段104B(图2B)。第二点b2表示直线段103B的远端端部。
轴对称圆柱体可以使用柱坐标系来描述。径向坐标表示对称轴线102与沿着垂直于对称轴线102的半径的点之间的距离(即，该点到对称轴线102的距离)。轴向坐标表示点正投影到对称轴线102上的位置，其中，该点沿着垂直于对称轴线102的半径。
每个增长段104A、104B具有连续增长的曲线，其形状设定为扩大由声源101产生的声波。该连续增长的曲线的形状设定为使得增长段104A和104B之间的轴向距离随着径向坐标的增加而增加。如本文稍后详细描述的，该连续增长的曲线基于与扬声器100的应用对应的面积增长函数和径向坐标而扩展。
图2C图示了根据一个实施例的在运行中的全向扬声器的周围的水平平面和竖直平面中的声压。扬声器100在竖直平面111和水平平面112中都提供真正的全向声音。反射器105A、105B的几何形状使得来自声源101的声音在径向方向上辐射，从而在水平平面112和竖直平面111中形成均匀的声音。来自声源101的声波108在水平平面112和竖直平面111中都形成同心圆。
具体地，声源101产生沿着每个直线段103A、103B径向传播的声波。直线段103A和103B产生沿着径向方向传播的柱面声波108。直线段103A、103B迫使声波变成具有平行于对称轴线102的波前108A(图2A)的柱面声波。增长段104A和104B将声波聚焦到径向方向，从而抵消直槽50(图1)的轴向聚焦。在直线段103A和103B的远端端部b1和b2处，柱面声波进入增长段104A和104B，增长段104A和104B迫使波前指数地(exponentially)增长，直到声波离开反射器105的外圆周106。
图3A图示了根据一个实施例的全向扬声器100的第一反射器105A的侧视图。图3B图示了根据一个实施例的全向扬声器100的第一反射器105A的仰视图。图3C图示了根据一个实施例的全向扬声器100的第二反射器105B的侧视图。图3D图示了根据一个实施例的全向扬声器100的第二反射器105B的俯视图。在一个实施例中，设置在第二反射器105B中的声源101的一部分可以从第二反射器105B向外凸出(如图3C和5B所示)，并延伸到扬声器100的第一反射器105A中(如图5B所示)。如图3A-图3B所示，第一反射器105A还可以包括凹陷109，其形状设定为用于接收声源101的凸出的部分(例如，浅窝形凹陷)。
图4图示了根据一个实施例的扬声器100的示意图。由反射器105A和105B形成的喇叭107具有喉部(“喇叭喉部”)206和口部(“喇叭口部”)207。令A(r)通常表示在径向坐标r处的由每个反射器105A、105B产生的声波的面积的面积函数。面积函数A(r)可以根据下面提供的等式(1)来表示：
A(r)＝2π*r*h(r)(1)，
其中，h(r)表示在径向坐标r处的第一反射器105A与第二反射器105B之间的高度的高度函数。
为了使面积函数A(r)连续地增长，高度函数h(r)必须比1/r增长得更快(即，对于反射器的b与c之间的所有点都满足d(h)/d(r)>1)。在一个实施例中，如果增长段104A和104B的连续增长的曲线期望有指数性的面积增长，则高度函数h(r)根据下面提供的等式(2)来表示：
h(r)＝C/r*exp(B*r)(2)，
其中，C和B表示基于喇叭喉部206和喇叭口部207的高度的常数。
在一个实施例中，对于增长段104A和104B具有相同的面积增长率的对称喇叭，常数C和B可以根据下面提供的等式(2.1)和(2.2)计算：
以及
其中，rt是喇叭喉部206在反射器上的点(例如点b1)处的径向坐标，ht是喇叭喉部206在径向坐标rt处的高度，rm是喇叭口部207在反射器上的点(例如点c1)处的径向坐标，并且hm是喇叭口部207在径向坐标rm处的高度。
图5A图示了根据一个实施例的另一示例全向扬声器400。除了扬声器400中的声源101被轴向设置/安装在第一反射器105A中之外，扬声器400与图1中的扬声器100相同。声源101在第一反射器105A内的替代布置可以使由扬声器400捕获的灰尘量最小化。
图5B图示了根据一个实施例的另一示例全向扬声器410，其包括相对于每个反射器105的每个直线段103不同地设置的声源101。除了扬声器410的每个直线段103A、103B相对于声源101的轴向位置是基于扬声器410和/或声源101的应用和类型/尺寸/形状而可变的之外，扬声器410与图1中的扬声器100相同。直线段103A、103B的轴向位置最佳地平衡了直槽50(图1)中的共振和声空值(acoustic nulls)。
图5C图示了根据一个实施例的包括多个声源101的另一示例全向扬声器420。除了扬声器420包括分别轴向设置/安装在第一反射器105A和第二反射器105B中的第一声源101和第二声源101之外，扬声器420与图1中的扬声器100相同。扬声器420具有多于一个的声源101以增加总声音输出(即，总发射声功率)。可以控制每个声源101之间的相位关系，以积极影响直槽50(图1)中的共振行为。
图5D图示了根据一个实施例的包括具有变化的面积增长率的增长段104A、104B的全向扬声器430。除了扬声器430中的直线段103A和103B与扬声器100中的直线段103A和103B具有不同的长度之外，扬声器430与图1中的扬声器100相同。在一个示例实施方式中，扬声器430中的直线段103A和103B比扬声器100中的直线段103A和103B短。在另一示例实施方式中，扬声器430中的直线段103A和103B比扬声器100中的直线段103A和103B长。
取决于扬声器430和/或声源101的应用和类型/尺寸/形状，对于增长段104A和104B的连续增长的曲线，较平缓的(即，较慢的)或较急剧的(即，较快/较激进)的面积增长率可以是优选的。例如，较平缓的面积增长率(如图9A至图9C所示)使得扬声器430的频率响应较平滑，但是使得沿着竖直平面的声音指向性可能是次优的。作为另一示例，较急剧的面积增长率(如图9A至图9C所示)产生最佳的声音指向性，但是导致声源101与围绕扬声器430的空气之间的所产生的阻抗匹配将不太平缓，并且还可能导致喇叭107的不期望的共振行为。
B*r0表示扬声器的增长段的面积增长率，其中B是基于扬声器的喇叭喉部的高度和扬声器的喇叭口部的高度的常数，并且r0是扬声器的标称半径。在一个实施例中，较平缓的面积增长率可以在1<B*r0<5的范围中。在一个实施例中，较急剧的面积增长率可以在7<B*r0<15的范围中。
图6是图示了根据一个实施例的在包括具有指数的面积增长率的增长段104的全向扬声器100的周围的竖直平面中的声功率级的示例曲线图500。每个反射器105的每个增长段104迫使由声源101产生的声波的波前指数地增长，直到声波离开反射器105的外圆周106。此外，扬声器100的总发射声功率在扬声器100的竖直平面中在一定频率和垂直角度θ范围内相对一致。
图7A图示了示例常规平顶扬声器600。与图1中的扬声器100不同，扬声器600具有平顶600T。扬声器600没有任何反射器来形成直槽。
图7B图示了示例常规直槽扬声器610。扬声器610包括一起形成直槽50的第一反射器615A和第二反射器615B。与图1中的扬声器100的杯形反射器105A和105B不同，图7B中的反射器615A和615B没有任何增长段(即，每个反射器615A、615B仅包括直线段)。
图8A是根据本发明的实施例的将扬声器100(图1)的总发射声功率(totalemitted sound power)与平顶扬声器600(图7A)和直槽扬声器610(图7B)的总发射声功率进行比较的示例曲线图520。曲线图520包括表示直槽扬声器610的总发射声功率的第一曲线521，表示平顶扬声器600的总发射声功率的第二曲线523，以及表示扬声器100的总发射声功率的第三曲线522。
图8B是根据本发明的实施例的将扬声器100(图1)的声音指向性(sounddirectivity)与平顶扬声器600(图7A)和直槽扬声器610(图7B)的声音指向性进行比较的示例曲线图510。曲线图510包括表示直槽扬声器610的声音指向性的第一曲线511，表示平顶扬声器600的声音指向性的第二曲线513，以及表示扬声器100的声音指向性的第三曲线512。如由曲线511至曲线513所示的，与直槽扬声器610和平顶扬声器600的声音指向性相比，扬声器100的声音指向性在一定频率范围内相对一致。
图9A是图示了根据本发明的实施例的用于包括高喇叭喉部206和中喇叭口部207的喇叭107的不同的喇叭轮廓的示例曲线图540。假设由反射器105A和105B形成的喇叭107具有高喇叭喉部206和中喇叭口部207。例如，如果每个反射器105A、105B具有的出口半径(即，外圆周106)约为100mm，则高喇叭喉部206的高度约为30mm，中喇叭口部207的高度约为75mm。
在一个示例实施方式中，具有高喇叭喉部206和中喇叭口部207的喇叭107可以根据第一喇叭轮廓来设计，第一喇叭轮廓包括用于第一反射器105A的形状A1和用于第二反射器105A的形状A2。每个形状A1、A2包括直线段AS和增长段AG。
在另一示例实施方式中，具有高喇叭喉部206和中喇叭口部207的喇叭107可以根据第二喇叭轮廓来设计，第二喇叭轮廓包括用于第一反射器105A的形状B1和用于第二反射器105A的形状B2。每个形状B1、B2包括直线段BS和增长段BG。
如图9A所示，直线段AS比直线段BS短。此外，增长段AG比增长段BG具有更平缓的面积增长率(即，与具有更激进的面积增长率的增长段BG相比，增长段AG具有更慢的面积增长率)。在一个实施例中，增长段AG和BG的面积增长率分别约为3.1和5.7。
图9B是图示了根据本发明的实施例的用于包括矮喇叭喉部206和矮喇叭口部207的喇叭107的不同的喇叭轮廓的示例曲线图550。假设由反射器105A和105B形成的喇叭107具有矮喇叭喉部206和矮喇叭口部207。例如，如果每个反射器105A、105B具有的出口半径(即，外圆周106)约为100mm，则矮喇叭喉部206的高度约为5mm，矮喇叭口部207的高度约为20mm。
在一个示例实施方式中，具有矮喇叭喉部206和矮喇叭口部207的喇叭107可以根据第一喇叭轮廓来设计，第一喇叭轮廓包括用于第一反射器105A的形状C1和用于第二反射器105A的形状C2。每个形状C1、C2包括直线段CS和增长段CG。
在另一示例实施方式中，具有矮喇叭喉部206和矮喇叭口部207的喇叭107可以根据第二喇叭轮廓来设计，第二喇叭轮廓包括用于第一反射器105A的形状D1和用于第二反射器105A的形状D2。每个形状D1、D2包括直线段DS和增长段DG。
如图9B所示，直线段CS比直线段DS短。此外，增长段CG比增长段DG具有更平缓的面积增长率(即，与具有更激进的面积增长率的增长段DG相比，增长段CG具有更慢的面积增长率)。
在一个实施例中，增长段CG和DG的面积增长率分别约为3.7和14.9。
图9C是图示了根据本发明的实施例的用于包括中喇叭喉部206和高喇叭口部207的喇叭107的不同的喇叭轮廓的示例曲线图560。假设由反射器105A和105B形成的喇叭107具有中喇叭喉部206和高喇叭口部207。例如，如果每个反射器105A、105B具有的出口半径(即，外圆周106)约为100mm，则中喇叭喉部206的高度约为10mm，高喇叭口部207的高度约为120mm。
在一个示例实施方式中，具有中喇叭喉部206和高喇叭口部207的喇叭107可以根据第一喇叭轮廓来设计，第一喇叭轮廓包括用于第一反射器105A的形状E1和用于第二反射器105A的形状E2。每个形状E1、E2包括直线段ES和增长段EG。
在另一示例实施方式中，具有中喇叭喉部206和高喇叭口部207的喇叭107可以根据第二喇叭轮廓来设计，第二喇叭轮廓包括用于第一反射器105A的形状F1和用于第二反射器105A的形状F2。每个形状F1、F2包括直线段FS和增长段FG。
如图9C所示，直线段ES比直线段FS短。此外，增长段EG比增长段FG具有更平缓的面积增长率(即，与具有更激进的面积增长率的增长段FG相比，增长段EG具有更慢的面积增长率)。
在一个实施例中，增长段EG和FG的面积增长率分别约为5.2和11.1。
图9D是图示了根据本发明的实施例的用于喇叭107的不同的非对称喇叭轮廓的示例曲线图570。在一个示例实施方式中，喇叭107可以根据第一非对称喇叭轮廓来设计，第一非对称喇叭轮廓包括用于第一反射器105A的形状G1和用于第二反射器105A的形状G2。如图9D所示，形状G1和G2具有的喇叭口部具有不同的高度。具体地，形状G1具有的对应的喇叭口部的高度GH1高于对应于形状G2的喇叭口部的高度GH2。在一个实施例中，G1和G2的增长段的面积增长率分别为5.1和4.2。
在另一示例实施方式中，喇叭107可以根据第二非对称喇叭轮廓来设计，第二非对称喇叭轮廓包括用于第一反射器105A的形状H1和用于第二反射器105A的形状H2。如图9D所示，形状H1和H2具有的直线段具有不同的长度。具体地，对应于形状H1的直线段HS1短于对应于形状H2的直线段HS2。此外，对应于形状H1的增长段HG1比增长段HG2具有更急剧的面积增长率(即，与具有更平缓的面积增长率的增长段HG2相比，增长段HG1具有更激进的面积增长率)。在一个实施例中，增长段HG1和HG2的面积增长率分别约为7.8和4.7。
图10是根据本发明的实施例的制造用于全向扬声器的喇叭的制造过程800的示例流程图。在过程块801中，在全向扬声器的直槽中识别共振和声空值以移除。
在过程块802中，基于全向扬声器的应用和尺寸，通过以下步骤来确定适合于移除所识别的共振和声空值的喇叭轮廓：(1)基于应用和尺寸来确定喇叭的喇叭喉部的期望尺寸，(2)基于应用和尺寸来确定喇叭的喇叭口部的期望尺寸，以及(3)基于喇叭喉部的期望尺寸和喇叭口部的期望尺寸来确定直线段的长度和增长段的面积增长率。
在过程块803中，根据所确定的喇叭轮廓来制造用于全向扬声器的喇叭，其中，喇叭具有直线段和从直线段的远端端部延伸的增长段，并且增长段包括根据径向坐标扩展的一条或多条曲线，并且所述一条或多条曲线扩大由全向扬声器的声源产生的声波。
图11是根据本发明的实施例的用于在水平平面和竖直平面中形成均匀声音的示例流程图900。在过程块901中，利用全向扬声器的声源产生沿着用于全向扬声器的喇叭的直线段径向地传播的声波。在过程块902中，迫使直线段内的声波变成具有平行于对称轴线的波前的柱面声波。在过程块903中，迫使声波在喇叭的增长段内指数性地增长，直到声波离开喇叭的外圆周。
尽管已经参考实施例的某些版本描述了实施例；然而，其他版本是可能的。因此，所附权利要求的精神和范围不应限于本文所包含的对优选的版本的描述。

Claims (15)

1.一种全向扬声器，包括：
第一轴对称反射器；
第二轴对称反射器；
声源，其在所述第一轴对称反射器或所述第二轴对称反射器中；以及
喇叭，其包括直线段和从所述直线段的远端端部延伸的增长段，其中，所述增长段包括随径向坐标扩展的一条或多条曲线，并且，所述一条或多条曲线扩大由所述声源产生的声波。
2.如权利要求1所述的全向扬声器，其中，所述喇叭是关于对称轴线旋转对称的三百六十度(360°)喇叭。
3.如权利要求1所述的全向扬声器，其中，所述一条或多条曲线随着所述径向坐标的增加而增长。
4.如权利要求1所述的全向扬声器，其中，所述喇叭的增长段指数地扩大。
5.如权利要求1所述的全向扬声器，其中，所述一条或多条曲线的对应的高度比所述径向坐标的倒数增长得更快。
6.如权利要求1所述的全向扬声器，其中，所述增长段具有平缓的面积增长率。
7.如权利要求1所述的全向扬声器，其中，所述增长段具有急剧的面积增长率。
8.如权利要求1所述的全向扬声器，其中，每个轴对称反射器具有允许声音离开所述扬声器的对应的外圆周。
9.如权利要求1所述的全向扬声器，还包括附加声源，其中，所述全向扬声器的附加声源与所述全向扬声器的声源设置在不同的轴对称反射器中。
10.如权利要求1所述的全向扬声器，其中：
所述增长段指数地扩大；
所述第一轴对称反射器与所述第二轴对称反射器之间的高度基于所述径向坐标；并且
所述高度按照C/r*exp(B*r)增长，其中，C和B表示基于所述喇叭的喉部和口部的一个或多个尺寸的常数。
11.一种用于全向扬声器的喇叭装置，包括：
直线段；以及
增长段，其从所述直线段的远端端部延伸，其中，所述增长段包括随径向坐标扩展的一条或多条曲线，并且所述一条或多条曲线扩大由所述扬声器的声源产生的声波。
12.如权利要求11所述的喇叭装置，其中，所述喇叭装置是关于对称轴线旋转对称的三百六十度(360°)喇叭。
13.一种制造用于全向扬声器的喇叭的方法，包括：
识别所述全向扬声器的直槽中的共振和声空值，用以移除；
基于所述全向扬声器的应用和尺寸，确定适合于移除所识别的共振和声空值的喇叭轮廓；以及
根据所确定的喇叭轮廓制造用于所述全向扬声器的喇叭，其中，所述喇叭具有直线段和从所述直线段的远端端部延伸的增长段，并且所述增长段包括随径向坐标扩展的一条或多条曲线，并且，所述一条或多条曲线扩大由所述全向扬声器的声源产生的声波。
14.如权利要求13所述的方法，其中，确定适合于移除所识别的共振和声空值的喇叭轮廓包括：
基于所述全向扬声器的应用和尺寸来确定所述喇叭的喇叭喉部的期望尺寸；
基于所述全向扬声器的应用和尺寸来确定所述喇叭的喇叭口部的期望尺寸；以及
基于所述喇叭喉部的期望尺寸和所述喇叭口部的期望尺寸来确定所述直线段的长度和所述增长段的面积增长率。
15.一种用于在水平平面和竖直平面中形成均匀声音的方法，包括：
利用全向扬声器的声源产生声波，所述声波沿着用于所述全向扬声器的喇叭的直线段径向地传播；
迫使所述声波在所述直线段内变成具有平行于对称轴线的波前的柱面声波；以及
迫使所述声波在所述喇叭的增长段指数地增长，直到所述声波离开所述喇叭的外圆周。
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