CN108632724B - 扬声器声学多样性孔状框架 - Google Patents

Abstract

公开了用于产生定向声振动的扬声器的实施方案。在一些实施方案中，扬声器包括电磁换能器，该电磁换能器包括被构造为产生声振动的振动膜。扬声器可以进一步包括孔状框架，该孔状框架在声振动的传播方向上定位在振动膜的前面，孔状框架仅覆盖振动膜的辐射表面的一部分并且具有对应于振动膜的轮廓的形状。

Description

扬声器声学多样性孔状框架

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年3月24日提交的且标题为“LOUDSPEAKER ACOUSTICDIVERSITY APERTURE FRAME”的美国临时申请No.62/476,569的优先权。出于所有目的，上述申请的全部内容通过引用于此并入。

技术领域

本公开涉及电磁换能器，并且具体涉及扬声器和改变由扬声器的声学元件输出的声音的方向性行为的孔状框架。

背景技术

在换能器中，一种形式的能量被转换成不同形式的能量。电声换能器将电脉冲转换为声振动，声振动可以被感知为附近听众可听见的声音。常规的电声换能器或扬声器驱动器包括锥形振动膜和框架，其中磁性发声部件安装在锥体的小端，使得锥体的大端打开。在这样的构造中，换能器的输出声音的方向性行为在高于声音的波长小于辐射表面(例如，锥体)的直径的频率时可能不均匀。例如，由低音扬声器输出的声音的远大于低音扬声器大小的波长可以以全向方式辐射。然而，随着声音的波长接近低音扬声器的大小(例如，低音扬声器的锥体的直径)，可能会以不均匀的辐射形状引导低音扬声器的声音输出。在包括低音扬声器和高频声音部件(例如喇叭)的扬声器中，来自低音扬声器的声音的不稳定的、不均匀的辐射可能会产生交叉效应，这可能会使扬声器输出的声音失真或使所述声音的总体质量降低。

发明内容

公开了用于产生定向声振动的扬声器的实施方案。在一些实施方案中，扬声器包括电磁换能器，该电磁换能器包括被构造为产生声振动的振动膜。扬声器可以进一步包括孔状框架，该孔状框架在声振动的传播方向上定位在振动膜的前面，孔状框架仅覆盖振动膜的辐射表面的一部分并且具有对应于振动膜的轮廓的形状。

附图说明

参考附图阅读以下对非限制性实施方案的描述，可更好地理解本公开，其中以下：

图1示意性地示出了根据本公开的一个或多个实施方案的具有孔状框架的扬声器的前视图；

图2示出了没有孔状框架的扬声器的声音输出的示例性水平极坐标图；

图3示出了根据本公开的一个或多个实施方案的具有孔状框架的扬声器的声音输出的示例性水平极坐标图；

图4示出了根据本公开的一个或多个实施方案的包括孔状框架的示例性扬声器的前视图；

图5-9示出了图4的示例性扬声器的不同视图；

图10-17示出了图4的示例性扬声器的不同水平截面图；

图18-25示出了图4的示例性扬声器的不同垂直截面图；

图26示出了根据本公开的一个或多个实施方案的包括孔状框架的示例性扬声器的细节图；和

图27是根据本公开的一个或多个实施方案的用于驱动扬声器的方法的流程图。

具体实施方式

扬声器可用于各种声音输出环境，包括大型环境(例如，舞台、音乐厅、剧院等)和小型环境(例如家庭影院/工作室、车辆等)。在很多环境中，听众可能会占据环境内的各个位置。为了最大限度地缩小环境的不同位置处的声音体验之间的差异，可以将来自扬声器的声音方向性控制为适合于计划的音频系统应用的目标方向性。

如上所述，输出声音的波长与输出声音的设备的大小(例如，扬声器中的移动振动膜的辐射表面的直径)之间的比率与输出声音的方向性相关。具体来说，波长大于设备大小的输出声音基本上是全向的。然而，随着输出声音的波长接近设备大小，输出声音的方向性可能会改变形状，使得以这些相对较小的波长输出的声音在扬声器周围不同的位置给人以不同的感觉(例如，不同的分贝水平)。不同波长的输出声音的方向性的变化可用于强调或弱化某些声音频率，或者改变在相对于扬声器的不同位置感觉的对整体声音的感觉。由于从一个设备(例如，低音扬声器)输出的声音的方向性变化与从另一个较受控制的设备(例如，高频喇叭)输出的声音相互作用以产生交叉，所以可能会产生更进一步的声音失真。

通过至少部分地阻隔声音产生设备(例如，低音扬声器)的辐射表面，可以控制输出声音的辐射形状(例如，输出声音的方向性)以产生较全向的声音输出。本公开描述了示例性孔状框架，它们控制声音产生设备的输出声音的辐射形状并减轻至少一个参考平面(所描述的示例中的水平面)中的交叉效应。本文所描述的孔状框架改变了由声音产生设备产生的声音的特性，使得声音产生设备的输出声音被感知为源于形状为垂直线的辐射表面。例如，声音产生设备的辐射表面可以被成形为圆形，而本文所描述的孔状框架修改由圆形辐射表面输出的声音，使得声音模仿形状为垂直线的辐射表面的输出。结果，可以减小上述波长与设备大小比率的影响。

如将在下面描述的那样，孔状框架被构造为悬停在紧挨低音扬声器的锥体移动表面上方(例如，定位在锥体的开口的前面)，以阻止锥体的特定区域直接辐射(例如，输出)。这样的布置有效地将感知的声辐射表面的形状从圆形(例如，低音扬声器的形状)改变并且升高一个平面-在这种情况下是水平面-中的活塞阈值。孔状框架的表面被构造为通过遵循低音扬声器的曲率(例如，低音扬声器锥体)使空腔效应最小化。被引导到或被捕获到孔状框架下方的能量(例如，声波)可以以本文所述的一种或多种方式来解决，例如分散(例如，围绕孔状框架通风，这可以通过修改面板/壳体或者通过在孔状框架和壳体之间的连接点处的辐射减轻点来实现，其中后者可以在没有对面板/壳体的进一步修改的情况下适应)以及吸收(例如，收集在孔状框架下面的面板表面中的隔音床内，至少如图12-15所示)。

本文所描述的孔状框架可以扩散轴上的边缘和模态能量的对称积聚，这种积聚会加剧经典的贝塞尔函数活塞方向性。相对于没有孔状框架的扬声器(或具有不同构造的孔状框架的扬声器)，这种效果组合提供了扬声器(例如，2路大型低音扬声器系统)的输出区域的方向性控制的显著增强。孔状框架还可以减轻操作平面中的边缘衍射，孔状框架可以被选择为遇到最高(或高于阈值)边缘衍射的特定扬声器系统的尺寸。孔状框架可以集成到整个面板结构中，与其他结构相比，这种结构能软化回到扬声器的屏幕反射能量的效果(例如，当在专业电影应用中使用时)并且增大整体低音扬声器的边界条件。因此，本文所描述的孔状框架可以在直接辐射扬声器(例如，低音扬声器)附近提供浮动表面，其被构造为使来自低音扬声器的辐射更均匀(例如相对于没有孔状框架的扬声器)。浮动表面可以是至少提供以下三个功能的简单表面：1)用于调整驱动器(例如，低音扬声器)的有效辐射表面的形状和大小，2)用作驱动器的单维度波导，和3)用作驱动器的装载板。孔状框架可以提供这些功能而对扬声器的成本、大小和重量的影响最小。

图1示意性地示出了示例性扬声器100(其在本文中可被称为扬声器系统)的前视图。为了以较宽的频率范围输出声音，扬声器100可以包括多个扬声器驱动器(例如，具有不同大小)。扬声器驱动器的最大大小包括可以再现低频率(例如，大约1kHz或更小)的低音扬声器。中型扬声器驱动器包括可以再现中频(例如，大约200Hz至2kHz)的中频扬声器驱动器。最小大小的扬声器包括可以再现高频(例如，约1kHz或更高)的压缩驱动器。扬声器100被示为具有可选的喇叭102和低音扬声器104。类似于下面参考图4-26进一步详细描述的实施方案，扬声器100包括定位在低音扬声器104的圆锥形振动膜的较大端上方的孔状框架106(包括孔状框架部分106a和106b)，低音扬声器104位于孔状框架106后面并因此部分地被遮挡。低音扬声器104位于扬声器壳体108(例如，面板结构)内，扬声器壳体108也可以可选地包括喇叭102以比低音扬声器104产生更高频率的声音。

低音扬声器可以由邻近壳体108的前表面定位的圆锥形振动膜构成。振动膜可以是薄的轻质的零件，通常由纸、塑料或金属制成，而壳体(或与壳体联接的振动膜的框架)可以是刚性的，并由比振动膜厚的金属制成，以便为振动膜和其他扬声器部件提供支撑结构。振动膜可以由悬架系统支撑以允许振动膜在轴向方向上(例如，沿着锥形振动膜的中心轴线)移动，同时保持柔性地连接到框架/壳体。悬架系统可以包括柔性材料的边缘，柔性材料的边缘将振动膜附接到低音扬声器的较大端附近的框架/壳体，且悬架系统还可以包括波纹材料，波纹材料附接到框架/壳体和位于振动膜附近的音圈。扬声器可以具有一个或多个开口以允许空气填充和/或进入扬声器壳体的后部与振动膜的后部之间的区域。当来自诸如放大器之类的外部源的电流流过音圈时，形成与围绕音圈周边的永磁体相互作用的电磁体。放大器或外部源迅速反转电信号，导致音圈的极性快速反转。极性的快速反转又导致电磁体和周围的永磁体相互作用，从而迫使音圈和附接的振动膜沿着扬声器的轴向方向(例如，辐射方向)来回移动。振动膜的运动使扬声器前后的空气振动，从而产生传播的声波。因此，锥形振动膜(例如，锥体)形成低音扬声器的辐射表面。振动的频率控制所产生的声音的音高，而振幅影响所产生的声音的音量。

图示的扬声器包括孔状框架106以控制从扬声器发出的声音的方向性。孔状框架106包括实心的至少半刚性结构，该结构可以由基于扬声器的声学性质选择的材料构成。孔状框架106的两个部分可以相对于低音扬声器104的周边边缘110彼此相对定位，以形成垂直形开口或孔口112(例如孔状开口)，从低音扬声器输出的声波，通过该孔口，以相对于孔状框架106上的其他位置最小的阻力传播。孔状框架106具有三维特征，其相对于壳体108的前表面(图1中示出的表面)的深度会变化。具体地说，孔状框架106向着壳体108内部、对应于低音扬声器的辐射表面的倾斜度向内弯曲(低音扬声器104从其周边边缘110到中心均匀地朝向壳体内部向内倾斜)。因此，孔状框架的形状在从低音扬声器104的周边边缘110向中心(例如，低音扬声器的振动膜锥体的最小端)的方向上向内倾斜，以相对于壳体的前表面深度增大(例如，孔状框架的更靠近低音扬声器的中心的部分比孔状框架的更靠近低音扬声器的周边边缘的部分延伸得更远离壳体的前表面[朝向壳体的内部])。孔状框架的斜率可对应于低音扬声器的斜率，使得孔状框架与低音扬声器的分离(例如，低音扬声器的位于孔状框架正下方的部分)保持在1至2mm范围内(或某种其他分离范围，分离范围应考虑低音扬声器的最大延伸/移动以确保低音扬声器在操作期间不接触孔状框架)。

图1中所示的垂直和水平轴线定义了孔状框架形状相对于低音扬声器振动膜的位置。要注意的是，轴线被布置成形成与低音扬声器104的中心重合的原点。孔状框架形状(由两个孔状框架部分106a和106b形成)可以沿着垂直轴线形成细长开口，开口具有圆形中心区域。换句话说，沿着垂直轴线，由孔状框架形成的开口在低音扬声器的顶部和底部区域可以比在低音扬声器的中心处更宽。

在一些实例中，两个孔状框架部分106a和106b(以及所产生的孔状开口112)在垂直和/或水平轴线上可以基本镜像对称。在这样的实例中，孔状开口112的中心可以与低音扬声器104的中心基本重合。在其他实例中，两个孔状框架部分106a和106b可以在公差范围内在垂直和/或水平轴线上具有镜像对称性(例如，一个孔状框架部分可以稍微大于或小于另一孔状框架部分或定位稍微高于或低于低音扬声器相对一侧的另一孔状框架部分)。在一个实例中，公差可以取决于扬声器的特征或扬声器的其他部件的公差，且公差可以在两个孔状框架部分的大小/相对位置的0-2％差异的范围内。在其他实例中，可以容许更大的不对称性，诸如两个孔状框架部分的大小/相对位置的0-5％差异的范围内。因此，在这样的实例中，根据上述公差，开口112也可以具有轻微的不对称性。两个孔状框架部分可以仅覆盖(例如，至少部分地在辐射方向上阻挡)低音扬声器的辐射表面(例如，振动膜的辐射表面)的一部分。例如，孔状框架可以覆盖振动膜的辐射表面的四分之一到二分之一

图2示出了示例性水平极坐标图200，其示出了根据本公开的实施方案的相对于不包括孔状框架的扬声器在不同径向位置处的不同频率的声音输出的分贝水平(声压级，在20μPa时的dB基准)。如图所示，取决于声音的频率，不同径向位置处的声音输出变化很大。例如，在相对于扬声器240°的位置处，800Hz的声音的声压级远高于1kHz、1.25kHz和1.6kHz的声音的声压级(相对于空气中的参考声压)。作为另一实例，在距离扬声器50°的位置处，每个频率具有很大不同的声压级。沿着极坐标图200更靠近内环210定位的位置表示相对于沿极坐标图200更靠近外环212定位的位置较低的分贝水平。例如，箭头214表示分贝水平增大的方向，沿着箭头214更靠近内环210(例如，靠近箭头214的尾部)定位的位置比沿箭头214更靠近外环212(例如，靠近箭头214的尖端)定位的位置更低(例如，更低的声压级)。

现在转到图3，示出示例性水平极坐标图300，示出了根据本公开的实施方案的相对于包括孔状框架(例如类似于图1所示并且上文描述的孔状框架106，以及下面参考图4-26描述的孔状框架)的扬声器在不同径向位置处的不同频率处的声音输出的分贝水平(声压级，在20μPa时的dB基准)。如图所示，不同径向位置处的声音输出变化远小于图2中所示的“无孔状框架”实例。例如，在相对于扬声器240°的位置处，绘制频率(800Hz、1kHz、1.25kHz和1.6kHz)每个处的声音都具有几乎相同的声压级。可以在50°位置处进行类似的声压级比较。换句话说，相对于为没有孔状框架的扬声器测得的声压级，使用孔状框架会导致声压级在各种频率和径向位置处变得更加均匀。沿着极坐标图300更靠近内环310定位的位置表示相对于沿极坐标图300更靠近外环312定位的位置较低的分贝水平。例如，箭头314表示分贝水平增大的方向，沿着箭头314更靠近内环310(例如，靠近箭头314的尾部)定位的位置比沿箭头314更靠近外环312(例如，靠近箭头314的尖端)定位的位置更低(例如，更低的声压级)。

图4示出了包括定位在低音扬声器404上方的孔状框架402的示例性扬声器400的前视图。在图4中，示出了低音扬声器404的振动膜，振动膜具有朝着扬声器壳体406的内部向内缩回的圆锥形结构。孔状框架402可以是图1的孔状框架106的实例，和/或包括在本公开中描述的孔状框架的特征的任何组合。图4-25所示的扬声器是按比例绘制的，尽管可以使用其他相对尺寸(例如，取决于扬声器系统的构造或构造的部件的公差)。

孔状框架402包括一对孔状框架部件402a和402b(其可以对称或在公差内不对称，如上面参考图1的孔状框架106所述)。在所示的实例中，孔状框架部件经由桥408联接，桥408提供额外的结构支撑。在其他实例中，可以省略桥408，或者可以采取不同的形状/构造。桥408被构造成包括多个鳍状件，以便使桥对从低音扬声器发出的声音的辐射的影响最小化。例如，如图4所示，桥408包括第一鳍状件470、第二鳍状件472、第三鳍状件474、第四鳍状件476、第五鳍状件478和第六鳍状件480，其中第一鳍状件至第六鳍状件中的每一个都联接到定位于低音扬声器前面并且相对于低音扬声器居中(例如，在与图5所示的z轴平行的方向上与低音扬声器的振动膜的中心对齐)的中心接合部482。具体而言，第一鳍状件470、第二鳍状件472和第三鳍状件474均联接到中心接合部482和孔状框架部件402a的倾斜部分414a(下面进一步详细描述)两者。第四鳍状件476、第五鳍状件478和第六鳍状件480均联接到中心接合部482和孔状框架部件402b的倾斜部分414b(下面进一步详细描述)两者。第一鳍状件470可以沿远离低音扬声器中心的方向(例如，低音扬声器的振动膜锥体的中心和/或最小端)弯曲。在一个实例中，第二鳍状件472可以沿大致平行于扬声器400的水平轴(例如，图4所示的x轴)的方向从中心接合部482延伸至孔状框架部件402a，而第一鳍状件470可以沿远离第二鳍状件472的向上垂直方向(例如，y轴的方向)从中心接合部482弯曲到孔状框架部件402a。第三鳍状件474可以沿远离第二鳍状件472的向下垂直方向(例如，与向上方向相反)从中心接合部482弯曲到孔状框架部件402a。

第五鳍状件478可以沿大致平行于扬声器400的水平轴线的方向(例如，由图4所示的x轴，类似于由图1所示的水平轴，并平行于第二鳍状件472)从中心接合部482延伸至孔状框架部件402b，而第四鳍状件476可以沿远离第五鳍状件478的向上的垂直方向(例如，y轴的方向，类似于图1所示的垂直轴)从中心接合部482弯曲到孔状框架部件402b。第六鳍状件480可以沿远离第五鳍状件478的向下垂直方向(例如，与向上方向相反)从中心接合部482弯曲到孔状框架部件402b。

在面向低音扬声器的表面上，鳍状件可以比相对的面向环境的表面更窄，以便沿辐射方向(例如，正z方向，如图5所示)将任何撞击声沿着鳍状件表面引向环境。

由于孔状框架部件彼此基本相同或相似(例如，镜像对称或在如上所述的镜像对称公差内)，孔状框架部件402a的特征对应于部件402b的镜像对称特征。因此，在仅描述其中一个部件的特征的情况下，将理解的是，在另一个部件中存在镜像对称(或者如上所述的公差内的镜像对称)特征，所述部件用对应的“a”或“b”部件名称来标记。

孔状框架部件402a包括联接到壳体406的前表面412的基座部分410a。在一些实例中，基座部分410a可以在一个或多个位置与前表面412共面接触。在其他实例中，基座部分410a的全部或一部分可与前表面412隔开(例如，以适应或促进孔状框架在操作期间的灵活性，或提供用于隔音床的入口以吸收在操作期间被捕获到孔状框架下面的辐射能量)。孔状框架部件402a包括倾斜部分414a，该倾斜部分414a连接到基座部分410a并且在远离基座部分410a的方向上延伸，穿过低音扬声器404的周边边缘416(或周边边缘周围的区域)(例如，在周边边缘416前面)并朝向低音扬声器的中心。倾斜部分414a和倾斜部分414b跨过低音扬声器彼此相对定位(例如，定位在低音扬声器的相对两侧，在x轴方向上)，倾斜部分414a和倾斜部分414b中的每一个都朝向低音扬声器的中心延伸。倾斜部分414a根据低音扬声器的曲率朝着低音扬声器的中心向内(沿着朝向壳体406的内部的方向的前表面412以里)弯曲，以在操作期间保持孔状框架与辐射表面(图4中所示的低音扬声器的前表面且唯一的表面)之间的间隔。

倾斜部分414a包括从基座部分410a朝向低音扬声器404的中心延伸的第一边缘418a和第二边缘420a。第一边缘418a和第二边缘420a相对于孔状框架部件402b的相应的第一边缘418b和第二边缘420b以一定角度朝着低音扬声器的中心延伸。具体而言，孔状框架部件402a的第一边缘418a和第二边缘420a各自在低音扬声器的中心的方向上相对于彼此向内会聚(例如，第一边缘418a在第二边缘420a的方向上成某一角度，而第二边缘420a在第一边缘418a的方向上成某一角度)。孔状框架部件402b的第一边缘418b和第二边缘420b各自在低音扬声器的中心的方向上相对于彼此向内会聚(例如，第一边缘418b在第二边缘420b的方向上成某一角度，而第二边缘420b在第一边缘418b的方向上成某一角度)。倾斜部分414a还包括限定孔状框架部件402a的最中心表面(例如，孔状框架部件402a的最接近低音扬声器中心定位的表面)的弯曲外边缘422a。类似地，倾斜部分414b还包括限定孔状框架部件402b的最中心表面(例如，孔状框架部件402b的最接近低音扬声器中心定位的表面)的弯曲外边缘422b。弯曲的外边缘422a和弯曲的外边缘422b跨过低音扬声器的中心彼此相对定位。

孔状框架402被定位成产生对应于低音扬声器404的辐射表面的未被孔状框架402覆盖的区域的孔状开口。孔状开口包括两个环形扇区(例如，最上面的环形扇区490和最下面的环形扇区492)，它们围绕中心圆形区域彼此一上一下垂直地定位，以在低音扬声器上方形成单个开口。最上面的环形扇区490的边界由第一边缘418a和418b以及周边边缘416的在第一边缘418a和418b之间延伸的部分处的壳体406形成。最下面的环形扇区492的边界由第二边缘420a和420b以及周边边缘416的在第二边缘420a和420b之间延伸的部分处的壳体406形成。通过弯曲的外边缘422a和422b在两个环形扇区(例如，最上面的环形扇区490和最下面的环形扇区492)之间形成孔状开口的中心圆形区域494(例如中心扇区)。因此，孔状开口的边界是连续的且不间断的，对于相应的形状没有其他开口。

图5-9示出了图4的示例性扬声器400的不同视图。例如，图5和图6示出了扬声器400的不同投影图，倾斜以示出孔状框架402朝向壳体406的内部的弯曲。图7示出了扬声器400的侧视图，且图8示出了扬声器400的俯视图。图8包括沿着扬声器400的水平面(例如，由图6所示的x轴和z轴形成的平面)定位的多个轴(例如，轴450、452、454、456、458和460)。多个轴以类似于图3所示并在上文描述的极坐标图300的线的相对布置进行定位。具体而言，轴线450被定位为类似于穿过极坐标图300所指示的90°和270°标记延伸的线，轴线452被定位为类似于穿过极坐标图300所指示的60°和240°标记延伸的线，轴线454被定位为类似于穿过极坐标图300所指示的30°和210°标记延伸的线，轴线456被定位为类似于穿过极坐标图300指示的0°和180°标记延伸的线，轴线458被定位为类似于穿过极坐标图300所指示的330°和150°标记延伸的线，以及轴线460被定位为类似于穿过极坐标图300所指示的300°和120°标记延伸的线。在本构造中，扬声器400产生的声音的分贝水平可以在扬声器400的前端(例如，包括前表面412的端部)处沿着456最高，类似于由图3所示的箭头314所指示的分贝水平。图9示出了扬声器400的孔状框架402的详细投影图。在图9的视图中，孔状框架402被示出为遵循低音扬声器404朝向低音扬声器的辐射表面的中心的弯曲。

图10-17示出了图4的扬声器400的不同水平截面图(例如，在相对于扬声器的各种高度[在y轴上的各种位置]处由x轴和z轴形成的平面截取的)，而图18-25示出了图4的扬声器400的不同垂直截面图(例如，在相对于扬声器的各种宽度[x轴上的各种位置]处由y轴和z轴形成的平面截取的)。图10和图11分别示出了在第一高度处截取的投影和俯视截面图。图12和图13分别示出了在第二高度处截取的投影和俯视截面图。图14和图15分别示出了在第三高度处截取的投影和俯视截面图，而图16和图17分别示出了在第四高度处截取的投影和俯视截面图。图18和图19分别示出了在第一宽度处截取的投影和侧视截面图。图20和图21分别示出了在第二宽度处截取的投影和侧视截面图。图22和图23分别示出了在第三宽度处截取的投影和侧视截面图。图24和图25分别示出了在第四宽度处截取的投影和侧视截面图。

在图12中，截面图示出了隔音床1200。如上所述，隔音床1200可以在低音扬声器的操作期间吸收被捕获到孔状框架下面的能量。例如，隔音床1200可以衰减在朝向扬声器400的后部(例如，在z轴的方向上扬声器400的与前表面412相对的一端)的方向上传播的声波。隔音床可以包括用于收集能量的一个或多个腔室或路径，以及用于吸收能量的部件和/或材料。通过这种方式，孔状框架能够扩散边缘和模态能量的对称积聚，减轻操作平面中的边缘衍射，并且软化回到扬声器的屏幕反射能量的效果。

图26示出了包括定位在低音扬声器2604的辐射表面上方的孔状框架2602的示例性扬声器2600的细节图。如该图所示，孔状框架围绕低音扬声器的周边边缘2606附接到壳体，并沿着低音扬声器2604的弯曲朝着壳体的内部延伸。

图27示出了流程图，图示了根据本公开的实施方案的用于驱动具有孔状框架的扬声器的方法2800。在一些实例中，可以根据方法2800来驱动图1所示的扬声器100、图4-25所示的扬声器400和图26所示的扬声器2600。然而，方法2800也可应用于具有类似于上述孔状框架(例如孔状框架106、孔状框架402等)的孔状框架的其他扬声器。

在2802处，方法2800包括将电信号引导至扬声器的线圈(例如，音圈)。在2804处，该方法包括沿着中心轴线诱导扬声器的永磁体的运动。例如，永磁体可以是扬声器的低音扬声器的部件，而诱导永磁体的运动可以包括沿着低音扬声器的中心轴线(例如，与低音扬声器的中心相交、沿着低音扬声器的延伸方向定位并被低音扬声器的周边边缘(例如上述周边边缘416)环绕的轴线)移动永磁体。在一个实例中，中心轴线可以平行于上面参考图4-25描述的z轴线。具体而言，由通过线圈部分传播的被引导的电信号产生的磁场与从永磁体发出的磁场相互作用，以诱导磁体沿着中心轴线的运动。例如，可以通过线性轴承将诱导的磁体运动限制在中心轴线上。线性轴承可以包括嵌入在扬声器壳体中的轴，轴套与轴滑动接触并联接到磁体。

在2806处，该方法包括通过将磁体的诱导的运动赋予扬声器中的振动膜来产生声振动。这种振动可以通过将磁体的诱导的运动传送到固定在磁体上的耦合器并通过振动膜与耦合器的连接将该运动传送到振动膜来实现。以这种方式，振动膜可以振动，并因此响应施加到双线圈的电信号而产生声振动。在2808处，该方法包括通过孔状开口将声振动引导向扬声器的环境。例如，声振动(例如，声波)可以通过由扬声器的孔状框架形成的开放的扇区(例如开口，例如最上面的环形扇区490、最下面的环形扇区492和中心圆形区域494)向外(例如，沿远离扬声器的内部和后部的方向)传播。在一些实例中，声振动可以通过开放扇区并围绕由孔状框架的桥形成的多个鳍状件(例如，图4所示并且如上文描述的桥408的第一鳍状件470、第二鳍状件472、第三鳍状件474、第四鳍状件476、第五鳍状件478以及第六鳍状件480)向外传播。通过在上述构造中引导声振动穿过孔状开口(例如，通过开放扇区并围绕多个鳍状件)，可以降低波长与设备大小比率对声振动的影响(如上所述)。

上述扬声器系统可以通过采用孔状框架来缩小扬声器系统中的声音输出的失真，孔状框架通过改变离开扬声器的声音的辐射形状来降低波长与扬声器大小比率的影响。这些特征的技术效果在于，相对于不使用孔状框架(或使用不同构造的孔状框架)的系统，可以对声音传播提供更强的控制，从而为给定聆听区域提高声音产生效率。例如，调整输出声音的辐射特性以模拟全向输出降低了由输出其波长接近辐射设备声音的声音所导致的声音损失。遵循扬声器的辐射表面(例如，低音扬声器振动膜)的弯曲的孔状框架的构造还具有降低当低音扬声器输出干扰喇叭(或其他扬声器)输出时产生的交叉的技术效果。

对实施方案的描述是出于说明和描述的目的而呈现的。根据上面的描述可以对各实施方案进行适当的修改和变化，或者可以通过实施方法来获得这些修改和变化。所描述的系统本质上是示例性的，并且可包括另外的元件和/或省略元件。图4-25被示为按比例绘制，但如果需要，也可以使用其他相对尺寸。本公开的主题包括各种系统和构造以及所公开的其他特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。

图1和图4-26示出了具有各种部件的相对定位的示例性构造。如果被示为直接彼此接触或直接联接，那么至少在一个实例中，这些元件可以分别被称为直接接触或直接联接。类似地，至少在一个实例中，所示的彼此邻接或相邻的元件可以分别彼此邻接或相邻。作为实例，彼此共面接触的部件可以被称为共面接触。作为另一个实例，在至少一个实例中，可以将仅在其间具有间隔而没有其他部件的位置彼此分开定位的元件称为如此。作为又一个实例，被示为在彼此的上方/下方的、在彼此相对的两侧或在彼此的左侧/右侧的元件可以被称为相对于彼此如此。此外，如图所示，在至少一个实例中，顶部元件或元件的顶部点可以被称为部件的“顶部”，而最底部元件或元件的最底部点可以被称为部件的“底部”。如本文所使用的，顶部/底部、上部/下部、上/下可以相对于图形的垂直(例如，y)轴，并用于描述图形的元件相对于彼此的定位。如此，在一个实例中，被示为在其他元件上方的元件垂直地定位在其他元件上方。作为又一个实例，附图中描绘的元件的形状可以被称为具有那些形状(例如，诸如圆形、直线、平面、弯曲、圆形、倒角、成角度等)。此外，在至少一个实例中，被示为相互交叉的元件可以被称为相交元件或相互交叉。此外，在一个实例中，被示为在另一个元件内的元件或被示为在另一个元件外部的元件可以被称为如此。

如本申请中所使用，以单数形式叙述且用措词“一(a)”或“一(an)”修饰的元件或步骤应理解为不排除多个所述元件或步骤，除非陈述这种排除。另外，对本公开的“一个实施方案”或“一个实例”的提及并不意在被解释成排除也合并有所叙述的特征的附加实施方案的存在。术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，而并非意在对其对象施加数值要求或特定位置次序。术语“基本上”，例如在“基本上等于”中，用于考虑由于机械精度考虑而产生的公差，并且可以指由术语“基本上”修饰的性质的5％内的值。以下权利要求特别指出来自上述公开内容的被认为新颖且不明显的主题。

Claims (18)

1.一种扬声器，其包括：

电磁换能器，其包括被构造为产生声振动的振动膜；以及

孔状框架，其沿着所述声振动的传播方向定位在所述振动膜前面，所述孔状框架仅覆盖所述振动膜的辐射表面的一部分，并具有对应于所述振动膜的轮廓的形状，

其中，所述孔状框架包括彼此间隔开并且仅朝着所述振动膜的中心延伸一部分的第一孔状框架部件和第二孔状框架部件，

其中，所述第一孔状框架部件和所述第二孔状框架部件中的每一个均包括基座部分和倾斜部分，所述倾斜部分位于所述基座部分之间，

其中，所述振动膜的辐射表面具有朝着所述扬声器的壳体的内部向内缩回的锥形结构，

其中，所述第一孔状框架部件的倾斜部分和所述第二孔状框架部件的倾斜部分中的每一个均延伸穿过所述振动膜的周边边缘，以对应于所述振动膜的辐射表面的曲率朝着壳体的内部向内弯曲，并且保持从所述振动膜的周边边缘朝向中心所述孔状框架与所述振动膜的辐射表面之间的均匀间隔；并且

其中所述第一孔状框架部件和所述第二孔状框架部件通过包括多个鳍状件的桥被联接，并且在面向所述扬声器的表面上，所述鳍状件比相对的面向环境的表面更窄，以便沿辐射方向将任何撞击声沿着鳍状件表面引向环境。

2.根据权利要求1所述的扬声器，其中所述孔状框架覆盖所述振动膜的辐射表面的四分之一到二分之一。

3.根据权利要求1所述的扬声器，其中所述孔状框架围绕垂直和/或水平轴线镜像对称。

4.根据权利要求1所述的扬声器，其中所述孔状框架在所述振动膜上方形成垂直线源型开口。

5.根据权利要求1所述的扬声器，其还包括隔音床，所述隔音床定位在所述孔状框架的面向振动膜的表面下方，所述隔音床被构造成吸收在所述孔状框架下方收集的能量。

6.根据权利要求1所述的扬声器，其中所述孔状框架在所述振动膜上方形成孔状开口，所述孔状开口包括围绕圆形区域彼此对称地相对的两个环形扇区。

7.根据权利要求6所述的扬声器，其中所述孔状开口由所述孔状框架的边缘和所述扬声器的在所述振动膜的周边边缘处的壳体形成。

8.根据权利要求1所述的扬声器，其中所述振动膜被包括在低音扬声器中。

9.根据权利要求1所述的扬声器，其还包括高频喇叭。

10.一种用于扬声器的孔状框架，所述孔状框架包括：

镜像对称的一对孔状框架部件，每个孔状框架部件包括：

基座部分，其联接到所述扬声器的壳体；以及

倾斜部分，其从所述基座部分朝向振动膜的中心延伸，所述倾斜部分朝向所述壳体的内部向内弯曲，并具有与所述振动膜的轮廓相对应的形状，

其中，一对孔状框架部件彼此间隔开，并且仅朝着所述振动膜的中心延伸一部分，

其中，所述一对孔状框架部件的倾斜部分位于所述一对孔状框架部件的基座部分之间，并且

其中，所述一对孔状框架部件的倾斜部分还分别包括限定所述一对孔状框架部件的最中心表面的一对弯曲外边缘，

其中，所述振动膜的辐射表面具有朝着所述扬声器的壳体的内部向内缩回的锥形结构，

其中，所述每个孔状框架部件中的倾斜部分均延伸穿过所述振动膜的周边边缘，以对应于所述振动膜的辐射表面的曲率朝着壳体的内部向内弯曲，并且保持从所述振动膜的周边边缘朝向中心所述孔状框架与所述振动膜的辐射表面之间的均匀间隔；并且

其中所述一对孔状框架部件通过包括多个鳍状件的桥被联接，并且在面向所述扬声器的表面上，所述鳍状件比相对的面向环境的表面更窄，以便沿辐射方向将任何撞击声沿着鳍状件表面引向环境。

11.根据权利要求10所述的孔状框架，其中所述孔状框架覆盖所述振动膜的辐射表面的三分之一到二分之一。

12.根据权利要求10所述的孔状框架，其中所述孔状框架围绕垂直和/或水平轴线镜像对称。

13.根据权利要求10所述的孔状框架，其中所述孔状框架在所述振动膜上方形成垂直眼开口。

14.根据权利要求10所述的孔状框架，其中所述孔状框架在所述振动膜上方形成孔状开口，所述孔状开口包括围绕圆形区域彼此对称地相对的两个环形扇区。

15.根据权利要求14所述的孔状框架，其中所述孔状开口由所述孔状框架的边缘和所述扬声器的在所述振动膜的周边边缘处的所述壳体形成。

16.一种驱动具有孔状框架的扬声器的方法，所述孔状框架沿声振动的传播方向定位于所述扬声器的振动膜前面，所述孔状框架仅覆盖所述振动膜的辐射表面的一部分，并具有对应于所述振动膜的轮廓的形状，以在所述振动膜上方形成孔状开口，并且所述方法包括：

将电信号引导至所述扬声器的线圈；

沿着所述扬声器的中心轴线，诱导永磁体的运动；

通过将所述磁体中的诱导的运动赋予所述扬声器中的所述振动膜来产生声振动；以及

将所述声振动通过所述孔状开口引导向所述扬声器的环境，

其中，所述孔状框架包括彼此间隔开并且仅朝着振动膜的中心延伸一部分的第一框架部件和第二框架部件，

其中，所述第一框架部件和所述第二框架部件中的每一个均包括基座部分和倾斜部分，所述倾斜部分位于所述基座部分之间，

其中，所述振动膜的辐射表面具有朝着所述扬声器的壳体的内部向内缩回的锥形结构，

其中，所述每个框架部件中的倾斜部分均延伸穿过所述振动膜的周边边缘，以对应于所述振动膜的辐射表面的曲率朝着壳体的内部向内弯曲，并且保持从所述振动膜的周边边缘朝向中心所述孔状框架与所述振动膜的辐射表面之间的均匀间隔；并且

其中所述第一框架部件和所述第二框架部件通过包括多个鳍状件的桥被联接，并且在面向所述扬声器的表面上，所述鳍状件比相对的面向环境的表面更窄，以便沿辐射方向将任何撞击声沿着鳍状件表面引向环境。

17.根据权利要求16所述的方法，其中引导所述声振动穿过所述孔状开口包括引导所述声振动穿过所述孔状开口的最顶部环形扇区、最底部环形扇区和中心扇区，所述最顶部环形扇区定位成与所述最底部环形扇区相对，所述中心扇区定位于其间。

18.根据权利要求16所述的方法，其中所述多个鳍状件联接到定位于所述振动膜中心前面的中心接合部。

Images