CN1401202A - 平板型扬声器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平板型扬声器(10)，它具有独特的多层声音共振器板(18)。共振器(18)具有保持处于扁平的分开关系的上层(100)和下层(102)。设有间壁或肋(104)以保持上层和下层分开以及在内部腔室内处于自张紧的状态。共振器的各层和间壁形成多个可被封闭或未封闭的内部通道或腔室。平板型扬声器(10)包括一个具有一安装板(12)和一固定在安装板上的共振器驱动器(16)的框架组件(14)。驱动器(16)响应于电信号并固定在一可随着驱动器的移动而运动的辐射器(24)上。扁平的分开的共振器(18)固定在辐射器(24)和框架(14)上，它在振动时产生声音。共振器的纵横尺寸(高度与宽度)比最好至少约为1.3至1或更大。

Description

平板型扬声器

本申请是2000年1月17日提交的美国申请系列号No.60/177,033的部分继续申请。

技术领域

本发明涉及扬声器，更具体一些，涉及具有平面矩形构形的扁平扬声器。

背景技术

多数扬声器被构造成具有装在一电磁驱动器组件上的锥形膜片。但是，传统的做法要求笨重的扬声器外壳，以便提高扬声器的效率，或提高由这种扬声器发出的声音的质量和带宽。许多其它的扬声器设计提出减小扬声器的尺寸，特别是厚度。尽管采用这种手段可以允许减小已知扬声器的厚度，但是它们通常不能像传统的锥形扬声器那样产生出同样的声音质量或输出声级。

近年来，逐渐需要生产出廉价的且厚度薄的小型扬声器，它们特别适应苛刻的环境条件，并且能在扬声器的整个使用寿命期间在宽的带宽范围内产生高的输出声级。这种应用包括汽车工业、计算机工业及类似产业。在扬声器的发展中，原有的手段通常不能满足这一需要。

因此，已经认识到需要制造更小型的平面型或平板型扬声器，以用在受限制的区域中，这种扬声器还能够在扬声器的整个使用寿命期间在宽的带宽范围内以高的输出声级发出声音。

用于传统扬声器的最普通的扬声器驱动器组件采用了一个音圈和固定在锥形膜片上的永磁铁，其中，经过音圈的变动的电流使膜片振动。当膜片振动时，产生作为声音而被感受到的空气波。具有传统的锥形扬声器的传统音圈驱动单元的效率非常低，只将不到百分之五左右的作用电能转变为声能。试图提高这些单元的效率的努力不合乎理想地要求笨重的扬声器外壳及类似结构。

大扬声器有很多缺点。例如，这些扬声器中所固有的巨大机械惯性减小了它们能振动的频率范围，而这又减小了它们能发出的声音的带宽。另一缺点为，这些扬声器不能用于要求安装在非常受限制的紧凑区中的应用场合。例如安装在汽车门板上等的这种应用通常要求比较扁平的小型扬声器结构。

用于音圈组件的另一种扬声器驱动器为压电式变换器。该压电式变换器利用了在受到电压作用时能进行机械振动的晶体材料。虽然压电式扬声器能够用在较紧凑的扬声器结构中，但是，通常所产生的晶体振动不能产生达到实用水平的声音输出和可复制的声音的宽带宽。因此，压电变换器式扬声器本身通常不能实现在许多空间受限制的应用场合中所需的高的声音输出水平和声音复制质量。

另一种可选择的扬声器驱动组件为静电驱动器，它利用一张薄片或薄膜作为与平板或平筛网耦合的声辐射器。薄膜与板通常作为电容器一起工作。使一音频信号与横跨电容器作用的高直流极化电压混合。当高的直流极化电压按照音频信号变化时，跨越电容器的静电荷也发生变化。当电荷变化时，则板与板之间的作用力也发生变化，该力又使薄膜振动。不过，静电驱动器要求有昂贵的直流电压源和变压器以进行工作，而该变压器又增加了扬声器的制造成本和尺寸。因此，静电式扬声器天生是昂贵而笨重的，并且通常不仅不能适用于一般的应用，而且更不能被应用于空间受限制的场合。

一种相对比较紧凑的平板型扬声器方案采用一个实心板作为声共振器，它通过被直接连接至传统的音圈上或压电驱动器上而被驱动。不过，实心板共振器难于产生宽的声带宽，除非它的振动特性与复杂的弯曲性能一致。为了将刚性板的构形做成能作相应地响应，必须精确地制造和装配板件，达到准确的公差。这不仅十分费时，而且成本很高，这种做法在扬声器设计中是很不合理的。因此，在空间受限制的应用中不能接受采用刚性板式平板型扬声器。

另一种现有技术中的平板型扬声器设计利用了一种在一框架中预先受到张力作用的单独的薄片或薄膜膜片。该单独的薄片起着声音共振器的作用。虽然薄膜片消除了刚性板膜片的成本高的缺陷，但是它也有其缺点。例如，难于在装配时获得恰当的预应力。此外，该预应力在扬声器的整个使用寿命期间必须保持基本恒定，以便能经久地产生优质的声音性能。要保持这一预应力是困难的，因为薄膜膜片的老化和热效应有随着时间的推移大大减小预应力的量的趋势。薄膜膜片式扬声器的另一缺点为，它很容易受到物理损坏如刺穿，该刺穿能大大降低扬声器的声音质量。因此，薄膜膜片式平板型扬声器虽然可用在空间受限制的应用场合，但是它不能令人满意地在扬声器的整个使用寿命期间一致地和可重复地产生高质量的声音输出。

以前提出的方案包括例如Yokoyama的美国专利No.5,009,281。Yokoyama提出了声设备的几种实施例，其中，振动器的膜片直接发射并且还驱动一共振器。所公开的共振器呈腔室状，而非扁平的板。Yokoyama的专利还包括一排呈目录状排列的现有技术的变换器。Polk的美国专利No.4,903,300公开了一种用在墙上洞穴中的平板型扬声器，但是它利用了墙壁空间的整个体积，以得到所要求的输出。Kumada等人的美国专利No.4,352,961公开了一种平板型扬声器，其中在一手表中使用了一种压电式驱动器。该驱动器装在用作共振器的表的透明面上。其它的具有压电式驱动器的薄形轮廓音频装置示于Kumada的美国专利No.4,471,258中。Skaggs的美国专利No.4,714,133公开了一种扬声器结构，其中，传统的锥形扬声器按声学方式耦合至一辐射器上。Kasai等人的美国专利No.4,551,849公开了一种薄型汽车音频系统，它使用了一块直接被驱动器驱动的车板件。Yanagishima等人的美国专利No.4,514,599同样公开了一种汽车音频系统，其中，由扬声器的驱动器驱动车板件。Watters等人的美国专利No.3,347,335建议采用夹放在两个刚性薄片之间的蜂窝芯作为扁平的声辐射器。Matsuda等人的美国专利No.4,122,314公开了一种具有平面振动膜片的扬声器，其中，膜片的形状为夹层结构。Guenther等人的美国专利No.6,097,829公开了一种采用夹层结构制造的扁平平面式膜片。Barlow的美国专利No.3,111,187同样公开了一种使用夹层结构制造的扁平板式膜片。Pearson的美国专利No.3,861,495公开了一种扬声器，其中，一锥形喇叭按声学方式通过伸缩式截头圆锥形构件耦合至一扁平的振动板上。Murase的美国专利No.3,674,109公开了一种用于扬声器的热塑性层压振动板，该扬声器包括一位于中间的锥形部分和一包围该锥形部分的扁平部分。锥形部分仅仅占整个膜片区的一部分。Matsuda等人的美国专利No.4,252,211公开了一种具有扁平板式膜片的扬声器，该膜片由许多互相隔开的磁力驱动器驱动。Matsuda等人的美国专利No.4,198,550公开了一种扁平板夹层式膜片，其中的边缘受到了增强。

因此，希望开发出一种小型的平板型扬声器，它在扬声器的整个使用寿命期间可在宽的带宽范围内一致地而可重复地发出高质量的声音。还希望开发出这样一种扬声器，其声音特性基本上不受温度、湿度、辐射及类似情况变化的影响。也希望发明出这样一种扬声器，它的制造成本低，而且能抵抗老化作用。还希望开发出一种可以抵抗由于物理损伤如刺穿及类似情况而引起的声音变劣的扬声器。按照本发明，现有技术的这些和其它困难都已经得到了克服。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种扁薄的平板型扬声器，它能在扬声器的使用寿命期间在宽的带宽范围内发出高质量的声音输出水平。本发明的另一个目的为提供这样一种扬声器，它即使经受温度、湿度、辐射及类似情况的环境变化，并受到能降低扬声器的性能的老化作用的影响，也能保持高质量的声音再生。

本发明的另一目的为通过提供一种制造成本低的平板型扬声器而使制造成本降为最小。

本发明的又一目的为生产一种平板型扬声器，它比传统的单壁扬声器膜片更能抵抗像刺穿这样的物理损伤。

本发明公开了一种独特的平板型扬声器，它具有一扁平的呈相互隔开一段距离的层状结构的共振器，该共振器通过一向外扩张的辐射器固定在一驱动器上。该独特的共振器主要包括一具有一上层和一下层的多层结构。这些层通过位于其间的间壁保持处于相互隔开的关系。间壁和各个层在共振器中限定出许多腔室或内部通道。共振器保持自张紧的状态，而且可以将间壁布置成很多种构形。在一优选实施例中，将间壁布置成互相隔开的、直线形平行关系，它们在共振器内形成内部通道。这种构形还在共振器的周边形成内部通道的开口端。共振器可例如通过挤出工艺或叠铺工艺形成。共振器在挤出时全部形成的挤出工艺通常是可供使用的共振器成形工艺中最便宜的。叠铺工艺适用于形成具有例如波纹状、正弦形或螺旋形间壁的共振器。在另一个实施例中，由间壁形成的内部通道形成许多单独的小室。可将由间壁形成的这些小室做成许多形状，例如圆形、正方形、梯形、三角形、六角形、八角形、等等。在一个实施例中，将各小室的形状做成蜂窝形结构。

本发明的独特的共振器可以用许多材料如聚合物、金属箔和纤维素基材料制造。如果有要求，在一个共振器中也可以使用一种或更多种的材料。扁平板共振器也可以用均质的或不均质的复合材料制造，这种材料沿共振器板在任何方向，或在各层之间，或在间壁中，有均匀的或不均匀的密度、特性或尺寸。在一个优选实施例中，共振器通过挤出聚酰亚胺热塑性材料而制造。在共振器的周边上的共振器的内部通道的开口端可以密封，也可以不被密封。扬声器的声音特性可以例如通过密封、不密封或部分地密封这些开口端来控制。

平板型扬声器还包括一框架组件、一具有许多声音释放开口的安装板、一固定在安装板上的驱动器和一做成锥形的辐射器结构，该结构具有面积不同的颈部区和口部区。共振器沿其周边固定在框架组件上，并固定在辐射器的口部上。辐射器的口部可以按要求固定在共振器的上层或下层上。但是，当共振器以其上层固定在辐射器上时，在共振器中必须设置一个孔。辐射器的颈部与驱动器相连。尽管共振器的结构要使得共振器保持通常为自张紧的状态，但是，如果需要的话，也可以使用一个用于将共振器张紧地固定在框架上的装置。这种张紧固定装置可以例如采取张紧杆的形式。辐射器响应驱动器的振动而振动。辐射器又使共振器振动。辐射器最好为一三维的锥形物体，其形状为直立圆形壳体，并且壳体的表面被定义为绕一旋转轴线的回转曲面。可以将辐射器做成各种形状，如截锥形、抛物面形、钟形等等。最好将辐射器固定成略微离开共振器的几何中心，以便消除经过共振器传播的声波的抵消。

与传统的平板型扬声器相比，此处所描述的平板型扬声器在声音质量和音量输出以及耐用性方面都有相当大的改进。

附图说明

特别参看附图，其目的是为了说明而非限制：

图1为本发明的平板型扬声器的一个实施例的分解等角图；

图2为平板型扬声器共振器的一个实施例的局部切去的等角图；

图3为平板型扬声器共振器的另一个实施例的局部切去的等角图；

图4为平板型扬声器共振器的另一实施例的局部分解的俯视图；

图5为平板型扬声器共振器的又一实施例的局部分解的俯视图；

图6为用在本发明的一个实施例中的钟形辐射器的侧视图；

图7为用在本发明的一个实施例中的截头圆锥形辐射器的侧视图；

图8为用在本发明的一个实施例中的抛物面形辐射器的侧视图；

图9为本发明的一个实施例的侧视图，示出了辐射器与共振器的上层的连接；

图10为本发明的一个实施例的侧视图，示出了辐射器与共振器的下层的连接；

图11为图1所示共振器的等角图；

图12为按照本发明的扬声器的示意侧面剖视图，图中示出了某些尺寸和比例；

图13为图12所示实施例的平面图；

图14为与图13相似的平面图，它示出了其它的结构；以及

图15为按照本发明的共振器的挤出实施例的端视图。

具体实施方式

具体地参看附图，其中用标号10总的表示一平板型扬声器，它有一安装板12、一框架14、一驱动器16、一总的用标号24代表的辐射器和一共振器18。用于扬声器的框架组件或结构支承由安装板12和框架14提供，它们几乎可以用任何刚性材料如钢、木材、塑料、陶瓷等制造。安装板用于在结构上支承一共振器驱动器16。通常，将框架和安装板固定在一起，以限定平板型扬声器的形状。

本发明的共振器驱动器16可以按要求是传统的音圈电磁型、压电型，等等。由于希望保持平板型扬声器的整体厚度为最小，因此，在安装板上设有开口20，其中放置共振器驱动器，以使共振器驱动器的底部与安装板12的底部对齐。

框架14最好具有与安装板12相同的形状，但是如果需要的话，也可以采用其它形状。在所选的用于说明的实施例中，安装板12固定在框架14上。在图1所示的实施例中，框架是矩形的，沿着边缘是实心的，而在中间是敞开的。出于美学上的原因，框架14或扬声器的整体形状可以有任何所要求的形状，如圆形、椭圆形、梯形、六角形、星形，等等。但是，共振器应当是不对称的矩形，即它应当呈矩形的形状，而不是正方形。

共振器驱动器16响应一交流电信号而振动，它通过一锥形的辐射器振动多层共振器18。如果与压电式驱动器组件一起使用，则晶体材料将响应所作用的电压而振动，它通过一锥形辐射器固定在共振器上，使共振器振动。

对本发明有重要意义的是多层共振器的构形。共振器18的独特之处在于，它被做成层状的或夹层状结构，具有用间壁104互相隔开的上层100和下层102，而该间壁固定在两层之间。这类构形在此处被定义为自张紧的，也就是说，该结构为自支承的，并且在未装配的状态，也就是在被固定到扬声器的框架上之前，大体保持平面形状。这种构形不需要用于支承共振器18的附加的横向构件。

共振器的各层最好用薄的弹性材料制造，该材料很耐用，足以经受共振器驱动器16的振动力，但是又有足够的刚度，可响应共振器驱动器16而振动。任何具有大体为自张紧的结构的薄型材料都可以使用，只要它有足够的刚度，可发出声波，同时又足够结实，足以经受苛刻的环境条件。这种不利的环境条件包括极端的冷热循环和变化的湿度。这些条件常常会在汽车工业应用中遇到。具有高度的抗吸水性或经过处理后能如此的材料是理想的。在所示的实施例中，采用了聚酰亚胺材料，因为它不仅满足了上述要求，而且还因为它是比较便宜的材料。在共振器结构中所用的聚酰亚胺材料是一种特别理想的材料，因为它足够结实，能经受物理约束条件，还因为它也耐化学腐蚀与环境腐蚀。如果需要，可以使用许多其它的聚合物材料，例如尼龙、聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚氨脂、聚氯乙烯、聚氟乙烯，等等。还有，如果需有的话，也可以使用许多纤维素基材料，如纤维纸等。此外，如果有要求，也可以使用金属箔材料，如铝箔、锡箔，等等。

共振器18也可以由均质的或不均质的复合材料构成。此外，例如通过使用具有变化的密度的不同材料等手段可使共振器的某些部分比其它部分重。不均质的复合构形可以达到较大的声音带宽特性，但是制造成本会增加。可以采用其它的材料及其复合物，只要最终的结构保持自张紧状态即可。共振器的自张紧状态通常有助于使扬声器在扬声器能够的整个使用寿命期间保持优质的声音再生。

可以相信，多层共振器可提供明显优于现有技术的单膜膜片的优点。例如，与单膜膜片相比，在共振器上添加附加层可提供额外的防老化或辐射损害的保护。此外，共振器的自张紧性能更容易得到一种稳定的张紧结构，在该结构上，可更容易地在扬声器的整个使用寿命期内重复振动模型，由此导致形成更一致的和可重复的声音特性。另外，多层结构为由意外的接触等引起的物理性误用提供了附加的保护，该接触可造成刺穿。与传统的单膜扬声器膜片相比，由于有多层结构，可大大减少由于刺穿而引起的明显的声音变质。

按照一个实施例，共振器18的总的用标号22代表的周向边缘牢固地安装在框架14上，以便保持共振器处于扁平的自张紧状态。在一个实施例中，共振器内的通道在周向边缘22与框架14相连时在周向边缘22处密封，从而建立起密封的内部通道。在某些情况下，发现这样能改善扬声器的声音质量，并提供附加的保护，防止环境条件的波动，如湿度改变，等等。另外还发现，在不对称的实施例中，如果共振器的较长的周向边缘不固定在框架上，则可以大大改善低频声音的质量。例如，在共振器18为5英寸乘3英寸的矩形的实施例中，5英寸长的边最好不固定在框架上。一般而言，声音质量的改进在于，留下此长边敞开，至少扩大了由共振器产生的声音范围的下限。这样就产生了更低的频率。共振器的一个优选形式为，通过线性地延长用于在共振器内限定出狭长的腔室的壁而形成内肋。在这种细长的矩形共振器形状中，内肋或内壁最好平行于一个周向边缘延伸。将矩形共振器装在框架中，使得它只在其四个角上固定，再加上在共振器的一个通常横向于肋延伸的周向边缘上的一个点，一般会产生非常理想的声音响应。在局部进行更多的部分固定，或者甚至整个固定共振器的横向于肋延伸的边，通常会降低共振器能够产生的最大分贝等级。在框架与共振器之间设置更多的固定点提高了安装的稳定性，而且这在使用中预期会受到冲击和振动的地方可能是首选的。

共振器18与驱动器16的耦合通过包含辐射器24来达到。已经发现，辐射器能改进扬声器的声音辐射能力。辐射器24的一端固定在共振器驱动器16上，而另一端固定在共振器18上。理想的是，已经发现辐射器24可放大从驱动器传到共振器的振动。

辐射器24的颈部26最好固定在驱动器16上，同时口部28固定在共振器18上。来自驱动器16的振动通过辐射器24传送并传给共振器18。已经发现，扬声器的频率响应特性可通过改变辐射器的形状、厚度或构件材料来改变。例如，图1和图6都描绘了一种钟形辐射器，它有一颈部26、一口部28和一表面32，该表面沿圆周加大并在颈部26与口部28之间向外扩张。图8描绘了一种可供选择的总的用标号34代表的抛物面形辐射器，它有一颈部26、一口部28和一表面36，该表面在颈部26和口部28之间形成外凸的抛物面形状。图7描绘了另一种可供选择的总的用标号38代表的辐射器，它具有截头圆锥形状。该辐射器38有一颈部26、一口部28和一表面40，该表面在颈部26和口部28之间形成一直的横截面。所示的辐射器的形状仅仅是例子，而且如果需要的话，可以采用许多其它形状。例如，可以对辐射器的形状进行微调，以便得到扬声器的理想频率响应。

图9描绘了一种构形，其中，辐射器24的边缘46在上层100处固定在共振器18上。在此构形中(它也在图1中示出)，在共振器上设置一个孔42，以允许插入辐射器24。在图10中示出了一种可供选择的构形，在该处，辐射器24的边缘46在下层102处固定在共振器18的底部上。在此构形中，在共振器中无需开有孔，但是如果需要的话，也可以设置。一般来说，如果要求有较好的声音质量，则应当设置一个孔。可以通过许多本技术领域中熟知的措施，例如使用粘结材料，采用超声焊合或类似手段来实现辐射器在共振器上的固定。合适的粘结材料例如包括环氧基粘结材料及类似物。已经发现，超声焊合在材料的性质允许其使用的地方是令人满意的而且特别便宜。热塑性材料通常是最适合于用超声焊连接的。连接至上层的做法有将平板型扬声器做得更薄的优点，而连接至下层的做法则有使平板型扬声器更易于装配的优点。如果需要，可以采用其中任一种构形。

已经发现，孔42的设置通过建立一条用于使空气经过辐射器和共振器的畅通路径而大幅度地改善了共振器18的中频和高频声发射。孔42最好与辐射器24的口部28的尺寸差不多相同，而且辐射器固定在共振器的上层或下层上。不管是在上层还是在下层处，孔42的周边44通常都与辐射器24的边缘46相连。如果需要的话，分层的共振器内所有的在孔的周边44处露出的内部通道都可以被密封，以保护共振器不受波动的环境条件的影响。留下一个或更多的内部通道敞开通常能改善声音质量。留下一些未固定在框架上的边通常可进一步改善声音质量。

可预张紧的共振器可以进一步提高扬声器的声音质量。共振器的预加应力可以在将其安装至框架上时通过在张力下放置共振器来完成。这可以例如如图1所示的通过在两相对端穿过共振器地安装预应力保持器50来完成。这些保持器一旦在框架内嵌入其各自的安装位置，就可在共振器中产生拉伸预应力。可以将框架中的安装位置的尺寸定成在共振器中得到任何所要求的预应力。另一种方案为，如果需要的话，可以采用本技术领域中已知的其它预加应力结构，以加大共振器的张力并改善扬声器的声音质量。

有许多方法可用于将共振器18固定在框架上。例如，一种廉价的手段为采用市场上可得到的粘结剂如环氧胶等。如果需要，除去将共振器粘接至框架14上，这种粘结剂也可以用于在共振器的边缘密封内部通道的一个或更多的露出端。

尽管可以使用任何粘结剂粘结材料，但是重要的是，粘结材料不能含有会不利地侵蚀共振器的材料的溶剂，而且该材料一旦固化，就能经得起在扬声器的整个使用期内所遭受的周期性振动力。如果小心地控制，也可以使用溶剂粘接，但是它不是首选的。另一种方案为，如果需要，可以通过按机械方式将共振器固定在框架上而不使用粘结剂。这些方法在本技术领域中是众所周知的，并且包括例如压配合、卡环及类似措施。如果有要求，可以将共振器夹持在应有的位置上，但是并不刚性地固定在框架上。这样，可以使安装的阻尼效应为最小。

对于本发明，重要的是，共振器按扁平的互相隔开的方式成层。通常，这要求有某种保持装置保持共振器的上层和下层固定地互相隔开。如图2所示，间壁104保持上层100和下层102互相隔开，从而形成总的用标号106标出的内部通道。如果需要的话，有几乎无数的间壁构形可以采用。如图3所示，上层100和下层102由按波纹方式构成的间壁108保持处于扁平的互相隔开的关系。在图2和3所示的构造中，由间壁形成的内部通道沿共振器的整个长度从一端延伸至另一端，也就是说，从一端延伸至共振器周边上的相对端。例如，如图5所示，间壁110可以被做成六角形或蜂窝形图案，以便以扁平的方式保持上层和下层互相隔开。在此构形中，内部通道形成总的用标号112标示的单独的小室。在图4中示出了又一种构形，其中，将单个间壁114的形状做成螺线或涡旋形图形，从而建立一个在共振器中延伸的、总的用标号116示出的缠绕的内部通道。按照本发明，可以将间壁改造成许多与蜂窝形、波纹形、涡旋形等不同的构形，只要上层和下层保持处于扁平的相互隔开的关系即可。可以认为，间壁能进一步地使共振器保持所要求的自张紧状态。

在本技术领域中都非常理解，共振器刚度应当最大，重量应当最小。按照本发明，共振器的大部分体积应当在结构上是中空的。优选的是，共振器的空腔体积与整个体积之比应为大约0.95～0.6至1，最好约为0.85～0.7至1。

框架组件不仅包括周边框架14，而且还包括其中安装有驱动器组件的安装板12。最好，在安装板12上设置许多开口或声音释放出口48，以便提高声音的清晰度。这些开口48防止空气在扬声器的背面被截留在安装板12与共振器18之间。如果没有这些开口，被截留的空气将对扬声器产生不理想的阻尼作用。最佳的是，开口的数目和/或尺寸应当尽可能的大，只要能保持安装板的结构完整性即可。这样，安装板结构最好为最小。

如图1所示，最好将辐射器24放在略微偏离共振器18的中心的位置。据信，这种偏心的构形消除了不理想的音频阻尼作用，而这个阻尼作用会在从辐射器传播至框架并传回辐射器的声波互相抵消时产生。这样，可以认为，偏置使这个不理想的阻尼作用减为最小，并有助于优化扬声器的声音质量。

特别参看图11，该处标示出了图示共振器的边缘和角部，以便描述共振器在有关框架上的固定。共振器18中的肋104彼此平行地并且平行于边缘25和27地延伸。肋通常垂直于边缘23和对应的未标出的相对边缘延伸。最理想的声音特性一般由共振器18在其只在角部29、31、33和35处以及在共振器周边上的一个点37处固定在支承框架上时产生。点37最好不对称地定位，也就是说，它沿共振器的边缘定位在角部31与周向边缘25的中点之间。为了有附加的稳定性，但是又以略微降低声音质量为代价，在相对的周向边缘27上可以设置第二个不对称设置的固定点39。不对称设置的固定点最好在相对边缘上，并且在不对称的矩形共振器的较短的相对的边缘上。也就是说，矩形共振器不会界定一个正方形。还有，分别由肋104和上层100与下层102形成的细长腔室的两端最好任其敞开，除非环境方面的考虑有其它要求。

特别参看图12和13，它们示出了共振器-辐射器组件的各个尺寸。一共振器60装在直立的截头圆锥形辐射器的唇部上。辐射器的标称壁用标号64示出，一可供选择的壁的构形用标号68标示出。一扬声器驱动器66装在安装结构62上。辐射器的小端的直径用D代表，大端的直径用C代表。直径C和D的端部之间的距离用长度L代表。为了说明的目的，标称壁64在两个直径C和D的端点之间形成一条直线，纵使实际的壁可能采取其它的形状，例如如标号68所示。长度L总是作为直径C和D之间的直线距离来测量。共振器-辐射器组件的从共振器60的外表面至驱动器66的后表面的厚度用T代表。辐射器的壁64相对于平行于共振器60的平面的平面延伸的角度用a示出。特别如图13所示，矩形共振器60的宽度用W代表，共振器60的高度用H代表。

已经发现，按照本发明，首选某些尺寸和比例。不考虑共振器的尺寸后发现，对于输出超过1瓦的共振器-辐射器组件，辐射器的长度L最好约为5～20mm，辐射器的外径C最好大于约15mm，共振器板的厚度最好约为1/16～1/4英寸，辐射器的角度a最好约为30～60度。外径C大于内径D，而且辐射器有直立的大致为圆形的形状。共振器的宽度W最好至少大约为辐射器外径C的三倍。包括驱动器的共振器-辐射器组件的厚度T与共振器的宽度W成比例。最好，共振器-辐射器组件的T与W的比例在大约0.3～0.005至1的范围内。共振器的纵横尺寸(高度H与宽度W)比一般为大约1.2～10至1，最好为大约1.3～2.0至1。

图14示意地示出了共振器60在框架70中的安装。在共振器60中沿纵向延伸的内壁或肋用标号86代表。壁86通常平行于共振器60的长边延伸。共振器60的较长的边缘如标号72处所示，与框架70隔开一段距离并且不固定在其上。共振器60的四个角如标号74、76、80和84处所示，固定在刚性框架70上。图中示出了第五和第六固定点78和82。固定点78和82最好偏离共振器60的中线。另外，固定点78和82最好在中线的同一侧按相同的量偏置，从而使它们大致与共振器60的同一内肋对齐。辐射器在共振器60中不对称地放置。共振器60不对称是因为它不是正方形。

图14示出了共振器在其例如在固定点78和80之间所呈现的情况下的端视图。在图15所示的实施例中，共振器88通过挤出形成。腔室90沿共振器88的全长延伸。顶壁92和底壁96通过内壁94隔开一段距离。腔室90最好有一成如此比例的横截面，即，分别由顶壁92和底壁96形成的壁为内壁94的长度的1至3倍。在一优选实施例中，所有的壁都大致为0.2mm厚，共振器88约为0.125英寸厚，而腔室90的横截面成如此比例，即，它们的长约为宽的两倍。在此优选实施例中，共振器的大致80％是空的。

上面所描述的是优选实施例，在不背离所附权利要求书的精神和范围的前提下，可以对其作出各种改进和改动。

Claims (8)

1.一种平板型扬声器，它具有一宽度、一高度和一厚度，所述平板型扬声器包括：

一个共振器板，它具有大体为扁平的、不对称的矩形形状，所述共振器板有四个角，两个大致相对的短周向边缘，以及两个通常相对的长周向边缘，所述长周向边缘按一至少约为1.3至1的比例长于所述短周向边缘，至少一上层元件和一下层元件通过肋构件互相隔开，以在所述上元件和下元件之间限定出腔室，所述共振器板装在一支承框架中；

一个辐射器结构，它具有一大体被做成与一回转曲面一致的形状、从而限定出一直立的三维锥形的材料薄片，所述三维锥形有一旋转轴线、一具有第一直径的敞开的共振器端部，和一具有第二直径的沿轴向相对的敞开的驱动器端部，所述第一直径大于所述第二直径，所述共振器端部刚性地安装在所述共振器板上，一个所述的短周向边缘至少约为所述第一直径的3倍；

一个驱动器构件，所述驱动器构件具有标称直径并适于响应电信号地在音频频率范围内振动，所述驱动器端部装在所述驱动器构件上，以便与其一起振动，所述辐射器结构有在所述共振器和驱动器端部之间延伸的长度，所述长度约为5～20mm，所述驱动器构件装在一支承构件上，所述辐射器、驱动器和共振器被装配成一个具有厚度的共振器-辐射器组件；所述厚度按约为0.3～0.005至1的比例与所述短周向边缘成正比。

2.如权利要求1所述的平板型扬声器，其特征为，所述辐射器按一个与平行于所述共振器的平面成大约30～60度的角延伸。

3.如权利要求1所述的平板型扬声器，其特征为，所述腔室按横截面通常变化的螺线排列。

4.如权利要求1所述的平板型扬声器，其特征为，所述腔室包括大体呈直线形的通道，它们按基本上平行于所述长周向边缘的方式排列。

5.如权利要求1所述的平板型扬声器，其特征为，所述腔室包括大体为直线形的通道，它们按基本上平行于所述长周向边缘的方式排列，所述共振器板在所述四个角附近安装在所述支承框架上。

6.如权利要求1所述的平板型扬声器，其特征为，所述腔室包括大体为直线形的通道，它们按基本上平行于所述长周向边缘的方式排列，所述共振器板在所述四个角附近和至少在一个所述短周向边缘的另一地点处安装在所述支承框架上，所述的另一个地点与一个所述短周向边缘的中点隔开一段距离。

7.如权利要求1所述的平板型扬声器，其特征为，所述腔室包括大体为直线形的通道，它们按基本上平行于所述长周向边缘的方式排列，所述共振器板在所述四个角附近和至少在所述短周向边缘上的两个其它地点处安装在所述支承框架上，所述短周向边缘有中点，所述两个其它地点与所述中点隔开一段距离。

8.如权利要求1所述的平板型扬声器，其特征为，所述共振器有一总体积和一空腔体积，所述空腔体积与所述总体积之比约为0.95～0.6至1。

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