DE112017000380T5

DE112017000380T5 - Zweiwegelautsprecher mit schwebendem Wellenleiter

Info

Publication number: DE112017000380T5
Application number: DE112017000380.6T
Authority: DE
Inventors: Paul Wayne Peace Jr.; Derrick Rodgers
Original assignee: Harman International Industries Inc
Current assignee: Harman International Industries Inc
Priority date: 2016-01-14
Filing date: 2017-01-16
Publication date: 2018-09-27
Also published as: DE112017000373T5; US20190037303A1; US20200236459A1; CN108464012B; US20190020937A1; CN108464012A; CN108464010A; US10440465B2; CN108464010B; US10638216B2; US11336992B2; WO2017124067A1; WO2017124068A1

Abstract

Eine oder mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung betreffen eine Zweiwegelautsprecherauslegung, die eine kondensierte Geometrie zwischen Niederfrequenz-(LF) und Hochfrequenz- (HF)-Treibern erzwingt und dann einen Mitteltonwellenleiter vor dem LF-Treiber „schweben“ lässt. Dies ist eine Hybridauslegung, die von der großen Nähe akustischer Mittelpunkte profitieren soll, ohne ein Mittelachsenhindernis für den LF-Treiber einzubringen. Außerdem werden die LF- und HF-Wellenleiter und zugehörige akustische Elemente verwendet, um sehr niederfrequente Energie, die von dem LF-Wellenleiter nicht ausreichend unterstützt wird, so umzuleiten, dass sie über andere Wege ungehindert austritt.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil der vorläufigen US-Anmeldung Seriennr. 62/278,959, eingereicht am 14. Januar 2016, und der vorläufigen US-Anmeldung Seriennr. 62/278,952, eingereicht am 14. Januar 2016, deren Offenbarungen hiermit in ihrer Gesamtheit in den vorliegenden Gegenstand mit einbezogen sind.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Zweiwegelautsprecherauslegung mit kondensierter Geometrie zwischen Hochfrequenz- und Niederfrequenztreibern, und insbesondere eine Zweiwegelautsprecherauslegung mit einem schwebenden Wellenleiter vor dem Niederfrequenztreiber .
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Ein Lautsprecher ist ein akustisches System, das in der Regel ein Lautsprechergehäuse, wenigstens einen Treiber und eine Frequenzweiche beinhaltet. Ein Lautsprechertreiber ist ein elektroakustischer Wandler, der ein elektrisches Audiosignal in entsprechenden Schall umwandelt. Der dynamische Lautsprechertreiber ist der am häufigsten verwendete Typ. Wenn ein elektrisches Wechselstromaudiosignal an seine Schwingspule (eine Drahtspule, die in einem kreisförmigen Spalt zwischen den Polen eines Permanentmagneten aufgehängt ist) angelegt wird, wird die Schwingspule aufgrund des Faradayschen Induktionsgesetzes schnell vor und zurück bewegt, wodurch sich eine (normalerweise konische) Membran, die an der Spule angebracht ist, vor und zurück bewegt und durch Druck auf die Luft Schallwellen erzeugt.
Ein Direktstrahllautsprecher weist hauptsächlich zwei Betriebsbereiche auf - den kolbenartigen Bereich und die benachbarte obere Dekade des Spektrums. Der kolbenartige Bereich ist als der Frequenzbereich zwischen der mechanischen Resonanz des Lautsprechers (d. h. der Untergrenze) bis zum Spektrumsbereich, in dem die Wellenlänge gleich der Abstrahlungsfläche (oder Membran) des Lautsprechers ist (d. h. der Obergrenze). Der kolbenartige Bereich ist der optimale Betriebsbereich eines Direktstrahllautsprechers. Die benachbarte obere Dekade des Spektrums, in der die Wellenlänge kleiner als die Abstrahlvorrichtung ist, weist eine effiziente Energieabgabe auf, wird jedoch durch mechanische Cone-Breakup-Modi und erratisches Bündelungsverhalten beeinträchtigt. Dieser Bereich, obwohl fehlerbehaftet, ist in vielen Auslegungen wichtig und ist der entscheidende Betriebsbereich für eine oder mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
Der Großteil aller Lautsprecherauslegungen ist eine einfache Zweiwegeauslegung, was bedeutet, dass sie zwei Abstrahlungselemente (als Treiber bezeichnet) aufweist - einen Hochfrequenztreiber (HF) und einen Niederfrequenztreiber (LF). Diese Auslegungsart ist aufgrund moderater Kosten, einfacher Auslegung und moderater Gehäusegröße beliebt. Diese Zweiwegeanordnung ist auch die Mindestzahl an Elementen, die das musikalische Spektrum wirksam wiedergeben kann. Auf dem professionellen Lautsprechermarkt werden häufig größere LF-Treiber (z. B. > 10 Zoll) aufgrund der verbesserten Niederfrequenzleistung und akustischen Gesamtausgangsleistung bevorzugt. In diesem Fall muss der Bereich über kolbenartigem Verhalten genutzt werden.
Figurenliste

1 stellt eine günstigste Vereinfachung des akustischen Ergebnisses für übliche Lautsprecherauslegungen mit einer typischen Zweiwegetreiberausrichtung dar;
2 stellt eine günstigste Vereinfachung des akustischen Ergebnisses für eine Lautsprecherauslegung dar, die eine kondensierte Zweiwegetreiberausrichtungsgeometrie gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung aufweist;
3 ist eine beispielhafte Querschnittseitenansicht eines Lautsprechers gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung; und
4 ist eine beispielhafte auseinandergezogene Ansicht des Lautsprechers aus 3 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.

KURZDARSTELLUNG
Eine oder mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung betreffen einen Lautsprecher, der ein Lautsprechergehäuse, einen Niederfrequenz- (low frequency - LF)-Treiber, der im Lautsprechergehäuse angeordnet ist, und einen LF-Wellenleiter umfasst. Der LF-Treiber kann eine Abstrahlungsfläche, die dazu ausgebildet ist, akustische LF-Energie abzustrahlen, und eine Abstrahlungsflächenöffnung aufweisen, die durch einen Außenumfang der Abstrahlungsfläche definiert ist. Der LF-Wellenleiter kann einen ersten Abstrahlungsweg für akustische LF-Energie definieren. Der LF-Wellenleiter kann eine proximale Öffnung aufweisen, die benachbart zu dem LF-Treiber angeordnet ist und sich weg von dem LF-Treiber zu einer distalen Öffnung erstreckt, um den ersten Abstrahlungsweg dadurch hindurch zu definieren. Die proximale Öffnung kann eine proximale Öffnungsfläche aufweisen, die kleiner als eine Abstrahlungsflächenöffnungsfläche ist, um einen zweiten Abstrahlungsweg für die akustische LF-Energie um eine Außenfläche des LF-Wellenleiters herum zu definieren.
Eine Innenfläche und eine Außenfläche des LF-Wellenleiters können einen allgemein gleichen akustischen Druck vom LF-Treiber aufweisen. Der zweite Abstrahlungsweg kann an einer Vorderseitenfläche aus dem Lautsprechergehäuse austreten. Der zweite Abstrahlungsweg kann aus dem Lautsprechergehäuse entlang wenigstens einer von einer Seitenfläche und einer Rückseitenfläche austreten. Der Lautsprecher kann ferner eine Lastplatte unmittelbar vor einem Abschnitt der Abstrahlungsfläche und benachbart zum LF-Wellenleiter umfassen, um die akustische LF-Energie entlang dem zweiten Abstrahlungsweg zu einem hinteren akustischen Ausgang in der Rückseitenfläche umzulenken.
Ein proximales Ende des LF-Wellenleiters kann eventuell nicht physisch mit dem LF-Treiber verbunden sein. Das proximale Ende des LF-Wellenleiters kann eine Unterkante und eine Oberkante beinhalten, die wenigstens teilweise die proximale Öffnung definieren. Die Unterkante kann näher an der Abstrahlungsflächenöffnung als die Oberkante liegen. Außerdem kann die Unterkante näher an einer Abstrahlungsmittelachse des LF-Treibers als die Oberkante liegen.
Der Lautsprecher kann ferner einen Hochfrequenz- (high frequency - HF)-Treiber umfassen, der vor der Abstrahlungsfläche des LF-Treibers angeordnet ist und die akustische LF-Energie, die von der Abstrahlungsfläche abgestrahlt wird, wenigstens teilweise blockiert. Eine Abstrahlungsmittelachse des LF-Treibers und eine Abstrahlungsmittelachse des HF-Treibers können in versetztem Winkel liegen. Der HF-Treiber kann nicht koaxial mit dem LF-Treiber sein.
Der Lautsprecher kann ferner einen HF-Treiber umfassen, der benachbart zu dem LF-Treiber angeordnet ist, wobei ein erster Abstand zwischen einem akustischen Mittelpunkt des LF-Treibers und einem akustischen Mittelpunkt des HF-Treibers kleiner als eine Wellenlänge bei der Übernahmefrequenz ist. Zum Beispiel kann der erste Abstand kleiner als 5 Zoll (12,7 cm) sein. Ein zweiter Abstand vom akustischen Mittelpunkt des HF-Treibers zu einer Abstrahlungsmittelachse des LF-Treibers ist kleiner als ein Radius der Abstrahlungsflächenöffnung.
Eine oder mehrere weitere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung betreffen einen Lautsprecher, der ein Lautsprechergehäuse, einen LF-Treiber, der im Lautsprechergehäuse angeordnet ist, einen HF-Treiber und einen LF-Wellenleiter umfasst. Der LF-Treiber kann eine Abstrahlungsfläche, die dazu ausgebildet ist, akustische LF-Energie abzustrahlen, und eine Abstrahlungsflächenöffnung aufweisen, die durch einen Außenumfang der Abstrahlungsfläche definiert ist. Der HF-Treiber kann vor der Abstrahlungsfläche des LF-Treibers angeordnet sein und die akustische LF-Energie, die von der Abstrahlungsfläche des LF-Treibers abgestrahlt wird, wenigstens teilweise blockieren. Der LF-Wellenleiter kann einen ersten Abstrahlungsweg für die akustische LF-Energie definieren. Der LF-Wellenleiter kann eine proximale Öffnung aufweisen, die benachbart zu dem LF-Treiber angeordnet ist und sich weg von dem LF-Treiber zu einer distalen Öffnung erstreckt, um den ersten Abstrahlungsweg dadurch hindurch zu definieren. Die proximale Öffnung kann eine proximale Öffnungsfläche aufweisen, die kleiner als eine Abstrahlungsflächenöffnungsfläche ist, um einen zweiten Abstrahlungsweg für die akustische LF-Energie um eine Außenfläche des LF-Wellenleiters herum zu definieren. Die distale Öffnung des LF-Wellenleiters kann eine distale Öffnungsfläche aufweisen, die größer als die Abstrahlungsflächenöffnungsfläche ist. Die proximale Öffnung kann um einen Abstand vom LF-Treiber beabstandet sein, um einen Luftspalt zwischen der Abstrahlungsfläche des LF-Treibers und der proximalen Öffnung des LF-Wellenleiters zu definieren.
Eine Abstrahlungsmittelachse des LF-Treibers und eine Abstrahlungsmittelachse des HF-Treibers können in versetztem Winkel liegen. Der zweite Abstrahlungsweg kann aus dem Lautsprechergehäuse entlang wenigstens einer von einer Seitenfläche und einer Rückseitenfläche austreten.
Eine oder mehrere weitere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung betreffen einen Lautsprecher, der einen LF-Treiber mit einer Abstrahlungsfläche, die dazu ausgebildet ist, akustische LF-Energie abzustrahlen, und einen HF-Treiber umfasst, der die akustische LF-Energie, die vom LF-Treiber abgestrahlt wird, wenigstens teilweise blockiert. Die Abstrahlungsfläche kann eine Abstrahlungsflächenöffnung aufweisen, die durch einen Außenumfang der Abstrahlungsfläche definiert ist. Ein akustischer Mittelpunkt des HF-Treibers kann von einer Abstrahlungsmittelachse des LF-Treibers versetzt sein.
Der Lautsprecher kann ferner einen LF-Wellenleiter umfassen, der einen ersten Abstrahlungsweg für die akustische LF-Energie definiert. Der LF-Wellenleiter kann eine proximale Öffnung aufweisen, die benachbart zu dem LF-Treiber angeordnet ist und sich weg von dem LF-Treiber zu einer distalen Öffnung erstreckt, um den ersten Abstrahlungsweg dadurch hindurch zu definieren. Die proximale Öffnung kann eine proximale Öffnungsfläche aufweisen, die kleiner als eine Abstrahlungsflächenöffnungsfläche ist, um einen zweiten Abstrahlungsweg für die akustische LF-Energie um eine Außenfläche des LF-Wellenleiters herum zu definieren. Die distale Öffnung des LF-Wellenleiters kann eine distale Öffnungsfläche aufweisen, die größer als die proximale Öffnungsfläche ist. Der LF-Wellenleiter kann von dem LF-Treiber gelöst sein, um einen Luftspalt zwischen der Abstrahlungsfläche des LF-Treibers und der proximalen Öffnung des LF-Wellenleiters zu definieren.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Wie erforderlich, werden vorliegend ausführliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart; allerdings versteht es sich, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele für die Erfindung sind, die in verschiedenen und alternativen Formen verkörpert sein kann. Die Figuren sind nicht zwingend maßstabsgetreu; einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sind spezifische strukturelle und funktionelle Details, die hier offenbart werden, nicht als einschränkend auszulegen, sondern nur als repräsentative Grundlage, die den Fachmann hinsichtlich der unterschiedlichen Anwendung der vorliegenden Erfindung lehren soll.
Der Lautsprecherbetriebsbereich, der die Übergangsfrequenzen zwischen dem HF- und dem LF-Treiber umfasst, wird als Übernahmebereich bezeichnet. Die Leistung in diesem Bereich hängt spezifisch von der akustischen Summierung der zwei Treiber ab. Der Abstand zwischen Treibern trägt stark dazu bei, den stabilen Betriebsabstrahlungsraumwinkel für den Übernahmebereich zu bestimmen. Ein wichtiges Auslegungsziel für den Übernahmebereich ist es, dass dieser Raumwinkel mit der Betriebsabstrahlungshüllkurve der einzelnen Treiber übereinstimmt, die auch miteinander übereinstimmen sollten. Eine größere Treiberentfernung führt zu einem kleineren Übernahmebetriebswinkel mit erratischem Verhalten außerhalb dieses Raumwinkels. Für einen professionellen Lautsprecher, dessen Hauptauslegungsziel eine gleichmäßige Schallabdeckung für einen großen Zuhörerbereich ist, ist dies nicht unwesentlich, da die meisten Zuhörer sich im Bereich neben der Achse befinden und der Übernahmebereich in der Mitte des Schallspektrums auftritt. Das Ergebnis ist fehlender und/oder verzerrter hörbarer Inhalt für einen großen Teil der Zuhörer, wobei die Probleme in der Regel im Sprachbereich liegen.
Eine oder mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verbessern die Übernahmebereichsleistung von Zweiwegelautsprechern, die große LF-Treiber benutzen, wesentlich. Diese Ausführungsformen tragen spezifisch dazu bei, folgendes zu mildern: (1) schlechte Bündelung neben der Achse im Übernahmebereich aufgrund der Entfernung zwischen den Treibern; (2) schlechte Bündelung vom LF-Treiber im Bereich über dem kolbenartigen Verhalten; und (3) schlechte LF-Leistung aufgrund von Cone-Breakup.
Um dies zu erreichen, wird eine Zweiwegelautsprecherauslegung bereitgestellt, die kurz ausgedrückt eine kondensierte Geometrie zwischen einem LF-Treiber und einem HF-Treiber erzwingt und dann einen Wellenleiter in Mitteltongröße vor dem LF-Treiber „schweben“ lässt. Obwohl diese Auslegung Ähnlichkeiten zu koaxialen Auslegungen aufweist, ist sie spezifisch nicht koaxial. Vielmehr ist die Lautsprecherauslegung der vorliegenden Offenbarung eine Hybridauslegung, die von der großen Nähe akustischer Mittelpunkte profitieren soll, ohne ein Mittelachsenhindernis für den LF-Treiber einzubringen. Außerdem können die LF- und HF-Wellenleiter und zugehörige akustische Elemente verwendet werden, um sehr niederfrequente Energie, die von dem kleineren LF-Wellenleiter nicht ausreichend unterstützt wird, so umzuleiten, dass sie über andere akustische Abstrahlungswege ungehindert austritt. Die Einzelheiten davon werden nachstehend ausführlicher erläutert und können mehrere entscheidende Funktionsschritte beinhalten.
Die typische und einfachste Anordnung von Treibern in einem Lautsprecher ist an einer vertikalen Linie an einem einfachen Leitblech. Die Entfernung zwischen den Treibern hängt in diesem Fall von der Treibergröße ab. Bei Zweiwegeauslegungen mit großen LF-Treibern kann die Entfernung ein gutes Übernahmeverhalten verhindern. 1 ist eine vereinfachte schematische Darstellung eines üblichen Zweiwegelautsprechers 100. 1 stellt eine günstigste Vereinfachung des akustischen Ergebnisses für übliche Lautsprecherauslegungen mit einer typischen Zweiwegetreiberausrichtung dar. Die Darstellung in 1 zeigt die Grundlage der Übernahmesummierungsgleichung. Spezifisch zeigt 1 den Lautsprecher 100, der ein Lautsprechergehäuse 102, einen LF-Treiber 104 mit einem akustischen Mittelpunkt 106 und einen HF-Treiber 108 mit einem akustischen Mittelpunkt 110 aufweist.
Jeder Treiber strahlt akustische Energie ab, und diese Energie weist bei Momentanbetrachtung die Form einzelner Druckwellen auf. 1 stellt eine LF-Energiewellenfront 112, die die akustische Energie darstellt, die vom LF-Treiber 104 abgestrahlt wird, und eine HF-Energiewellenfront 114 dar, die die akustische Energie darstellt, die vom HF-Treiber 108 abgestrahlt wird. Jede Wellenfront weist eine Ausbreitungsgeschwindigkeit (d. h. Schallgeschwindigkeit in der Luft) auf und weist daher eine Fortbewegungszeit vom Treiber zum Hörer auf. Für eine gute Übernahmesummierung können die LF-Energiewellenfront 112 und die HF-Energiewellenfront 114 in einer 1/4-Wellenlänge aneinander ausgerichtet sein.
Wenn die Treiber voneinander entfernt sind, entwickelt sich ein eingeschlossener Winkel dort, wo die Wellenfronten aneinander ausgerichtet sind, und die Summierung ist positiv. Außerhalb dieses Winkels ist die Summierung größtenteils subtraktiv. Ein Lautsprecherauslegungsziel ist es, die Treiber derart auszurichten, dass ein Weglängenausrichtungswinkel P einen Bündelungswinkel D einschließt. Der Weglängenausrichtungswinkel ist der Bereich, in dem eine gute Summierung zwischen dem HF und dem LF-Treiber stattfindet (z. B. liegen die Wellenfronten zwischen der 1/4-Wellenlänge). Der Bündelungswinkel D ist der ausgelegte Betriebs- (d. h. Abdeckungs-) Winkel des Lautsprechers und beruht auf den Abdeckungshüllkurven der einzelnen Treiber. Wie in 1 dargestellt, ist der Bündelungswinkel D größer als der Weglängenausrichtungswinkel P und die beiden weisen nur eine teilweise Überlappung auf (d. h. die Treiber 104 und 108 stimmen im Großteil des Auslegungsbetriebswinkels nicht überein).
Wie oben angegeben, ist 1 eine günstigste Vereinfachung des tatsächlichen akustischen Ergebnisses. Erstens liegt eine Differenz von 3 dB zwischen Kohärenz und 1/4-Wellenlängensummierung vor (d. h. es liegt eine Varianz von 3 dB im Weglängenausrichtungswinkel vor). Zweitens sind die tatsächlichen Phasenwellen der Treiber wesentlich komplexer (und frequenzabhängiger) als die einfachen Kreise mit gleicher Weglänge, die die Energiewellenfronten 112, 114 darstellen, in 1 gezeichnet von den akustischen Mittelpunkten 106, 110. Die Darstellung in 1 zeigt die Grundlage der Summierungsgleichung, aber der tatsächliche Weglängenausrichtungswinkel P wird stets kleiner als gezeigt sein.
Es liegen mehrere Auslegungsveränderungen, jeweils mit entsprechenden Qualitätseinbußen der Auslegung, vor, die den Weglängenausrichtungswinkel P im Inneren des Bündelungswinkels D zentrieren können. Diese Auslegungsveränderungen können hilfreich sein, vergrößern jedoch nicht den Weglängenausrichtungswinkel P. Um den Weglängenausrichtungswinkel P zu erweitern, können die akustischen HF- und LF-Mittelpunkte näher aneinander gebracht werden, und die Phasenwelle jedes Treibers kann ähnlich geformt werden.
Die Lautsprecherauslegung der vorliegenden Offenbarung kann eine kondensierte Geometrie zwischen dem HF und dem LF-Treiber benutzen. Dies kann auf unterschiedliche Weise erreicht werden, darunter die Verwendung von Phase-Plugs. Gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen kann die Lautsprecherauslegung eine ähnliche Geometrie wie die in 2 gezeigte benutzen. 2 ist eine vereinfachte beispielhafte schematische Darstellung eines Lautsprechers 200 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Spezifisch stellt 2 eine günstigste Vereinfachung des akustischen Ergebnisses für eine Lautsprecherauslegung dar, die eine kondensierte Zweiwegetreiberausrichtungsgeometrie gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung aufweist. Wie in 1 kann der Lautsprecher 200 aus 2 ein Lautsprechergehäuse 202, einen LF-Treiber 204 mit einem akustischen Mittelpunkt 206 und einen HF-Treiber 209 mit einem akustischen Mittelpunkt 210 aufweisen. Der HF-Treiber 208 kann benachbart zum LF-Treiber 204 angeordnet sein, derart, dass ein Abstand zwischen dem akustischen Mittelpunkt 206 des LF-Treibers 204 und dem akustischen Mittelpunkt 210 des HF-Treibers 208 kleiner als eine Wellenlänge bei einer Übernahmefrequenz ist. Als ein Beispiel kann der Abstand zwischen den akustischen Mittelpunkten kleiner als 5 Zoll (12,7 cm) sein.
Wie gezeigt, liegt durch Benutzung dieser kondensierten Geometrie zwischen den akustischen Mittelpunkten 206, 210 des LF- und des HF-Treibers 204, 208 der Bündelungswinkel D ausreichend im Weglängenausrichtungswinkel P (d. h. der LF- und der HF-Treiber 204, 208 sind im ausgelegten Betriebswinkel vollständig ausgerichtet). Ähnlich wie 1 stellt 2 eine LF-Energiewellenfront 212, die die akustische Energie darstellt, die vom LF-Treiber 204 abgestrahlt wird, und eine HF-Energiewellenfront 214 dar, die die akustische Energie darstellt, die vom HF-Treiber 208 abgestrahlt wird. Ferner können sowohl der LF-Treiber 204 als auch der HF-Treiber 208 im Übernahmebereich jeweils an einen LF-Wellenleiter 216 und einen HF-Wellenleiter 218 gekoppelt sein. Daher weisen die LF-Energiewellenfront 212 und die HF-Energiewellenfront 214 eine ähnlichere Form auf.
Der LF-Treiber 204 kann eine Abstrahlungsfläche 220 beinhalten, die bisweilen als ein Konus oder eine Membran bezeichnet wird und dazu ausgebildet ist, akustische LF-Energie abzustrahlen. Die Abstrahlungsfläche 220 bewegt sich wie ein Kolben, um Luft zu pumpen und Schallwellen in Reaktion auf elektrische Audiosignale zu erzeugen. Aufgrund der kondensierten Geometrie aus 2 ist der LF-Treiber 204 kein einfacher Direktstrahler mehr. Er weist jetzt akustische Hindernisse in Form des HF-Treibers 208 nahe der Abstrahlungsfläche 220 des LF-Treibers auf, die die Übernahmebereichsfrequenzen hemmen. Zum Beispiel kann der HF-Treiber 208 vor der Abstrahlungsfläche 220 des LF-Treibers 204 angeordnet sein, derart, dass er die akustische LF-Energie, die von der Abstrahlungsfläche des LF-Treibers abgestrahlt wird, wenigstens teilweise blockiert.
Um eine kondensierte Geometrie zu erzielen, während auf allen Betriebsfrequenzen ein gutes akustisches Verhalten des LF-Treibers 204 bewahrt wird, kann die Lautsprecherauslegung einen LF-Wellenleiter 216 verwenden, der kleiner als ein traditioneller Niederfrequenzwellenleiter ist. Der LF-Wellenleiter 216 definiert einen ersten Abstrahlungsweg 222 für die akustische LF-Energie. Die Größe des LF-Wellenleiters 216 kann sorgfältig ausgewählt werden, um zum HF-Wellenleiter 218 zu passen, sodass er am HF-Wellenleiter ausgerichtet sein kann. Auf diese Weise können die zwei Wellenleiter ähnliche Bündelungseigenschaften und Länge aufweisen, um die akustische Ausrichtung zwischen ihren entsprechenden Treibern am Zielbetriebswinkel zu präsentieren.
Ferner kann der LF-Wellenleiter 216 zur Abschwächung der Auswirkungen von Cone-Breakup und verengter Bündelung eine proximale Öffnung 224 beinhalten, die benachbart zum LF-Treiber 204 angeordnet ist (an den Treiber koppelt) und die wesentlich kleiner als die Abstrahlungsfläche 220 des LF-Treibers 204 sein kann. Ein Außenumfang 226 der Abstrahlungsfläche 220 kann eine Abstrahlungsflächenöffnung 228 mit einer Abstrahlungsflächenöffnungsfläche definieren. Ebenso kann die proximale Öffnung 224 des LF-Wellenleiters 216 eine proximale Öffnungsfläche definieren. Entsprechend kann die proximale Öffnungsfläche kleiner als die Abstrahlungsflächenöffnungsfläche sein. Da die proximale Öffnungsfläche kleiner als die Abstrahlungsflächenöffnungsfläche sein kann, definiert dies einen zweiten Abstrahlungsweg 230 für die akustische LF-Energie um eine Außenfläche 232 des LF-Wellenleiters 216 herum.
Der LF-Wellenleiter 216 kann sich vom LF-Treiber 204 weg von einer distalen Öffnung 234 (gekoppelt an die freie Luft) erstrecken, die den ersten Abstrahlungsweg 222 dadurch hindurch definiert. Die distale Öffnung 234 kann eine distale Öffnungsfläche definieren und in angemessener Weise für die Wellenleiterauslegungspraxis bemessen sein, wie einem Durchschnittsfachmann bekannt ist, um die Bündelungskriterien zu unterstützen. Zum Beispiel kann die distale Öffnungsfläche größer als die proximale Öffnungsfläche sein. Im Allgemeinen liegt umso mehr Kontrolle über die Bündelung vor, je größer die distale Öffnung 234 ist.
Gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen können die Auslegungseinzelheiten für den LF-Wellenleiter 216 wenigstens zwei Kriterien beinhalten: (1) die distale Öffnungsfläche des LF-Wellenleiters 216 kann größer als die Abstrahlungsflächenöffnungsfläche sein; und (2) die Länge und Form des LF-Wellenleiters können strategisch gewählt werden, um zum HF-Wellenleiter 218 zu passen und geeignete Phasenwellenbeziehungen aufrechtzuerhalten. Die übrigen Auslegungseinzelheiten für den LF-Wellenleiter 216 können variieren.
Die typische LF-Wellenleiterauslegung folgt zwei Verfahren. Das erste Verfahren soll niedrige Frequenzen unterstützen. In diesem Fall koppelt der Wellenleiter an die gesamte LF-Abstrahlungsfläche, in der Regel durch eine physische, abgedichtete Verbindung mit dem Rand des LF-Treibers, und muss groß genug sein, um niedrigere Frequenzen zu unterstützen. Das zweite Verfahren soll Frequenzen des mittleren Bereichs unterstützen und folgt Kompressionstreibertechniken (d. h. der Treiber feuert in eine Kompressionskammer mit oder ohne Phase-Plug und koppelt dann an den Wellenleiter). Dies kann die Hochfrequenzleistung wesentlich verbessern, aber die Niederfrequenzleistung stark beeinträchtigen, da die effektive Abstrahlungsfläche verringert wird und die Kompressionskammer neue akustische Elemente in das System einbringen kann, wie etwa Widerstand, Masse und Nachgiebigkeit, je nach Geometrie der Auslegung.
Wie oben erläutert, kann eine kondensierte Geometrie zwischen dem LF-Treiber 204 und dem HF-Treiber 208 eine primäre Auslegungsmotivation sein. Wie weiterhin oben erläutert, kann ein kleinerer LF-Wellenleiter 216 ein Mittel zum Abschwächen von schlechtem Treiberverhalten im Übernahmebereich sein. Gemäß einer oder mehreren weiteren Ausführungsformen kann der LF-Wellenleiter 216 vor dem LF-Treiber 204 schweben. Ein schwebender Wellenleiter ist nicht physisch mit seinem entsprechenden Treiber verbunden, sondern ist vom LF-Treiber gelöst. Wie in 2 dargestellt, kann die proximale Öffnung 224 des LF-Wellenleiters 216 in einem Abstand vom LF-Treiber 204 beabstandet sein, um einen Luftspalt 236 zwischen dem LF-Treiber 204 und dem LF-Wellenleiter 216 zu definieren. Der Luftspalt 236 kann wenigstens teilweise vorliegen, da die proximale Öffnungsfläche des LF-Wellenleiters 216 kleiner als die Abstrahlungsflächenöffnungsfläche des LF-Treibers 204 sein kann. Da sich die Abstrahlungsfläche 220 in Reaktion auf elektrische Audiosignale bewegt, kann der Abstand zwischen dem LF-Treiber 204 und dem LF-Wellenleiter 216 und entsprechend die Größe des Luftspalts 236 variieren.
Den LF-Wellenleiter 216 schweben zu lassen, kann ein Mittel zum wirksamen Extrahieren der höheren Frequenzen aus der Abstrahlungsfläche 220 des LF-Treibers 204 direkt in den LF-Wellenleiter 216 (der zur Unterstützung dieser Frequenzen ausgelegt ist) über den ersten Abstrahlungsweg 222 bereitstellen, ohne eine Kompressionskammer zu verwenden und ohne die gesamte akustische Energie in den LF-Wellenleiter 216 zu treiben. Entsprechend kann Frequenzen, die für den LF-Wellenleiter 216 nicht optimal sind, ein anderer Abstrahlungsweg gewährt werden, wie etwa der zweite Abstrahlungsweg 230. Für eine gute Leistung können mehrere Wege notwendig sein. Somit kann der zweite Abstrahlungsweg 230 mehrere Abstrahlungswege umfassen. Diese zusätzlichen Abstrahlungswege können mithilfe zahlreicher akustischer Elemente erstellt werden und sind primär dazu gebildet, unterschiedliche Frequenzbereiche anzusprechen.
3 ist eine beispielhafte Querschnittseitenansicht eines Lautsprechers 300, der die verschiedenen oben beschriebenen Auslegungskriterien verwendet, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. 4 ist eine beispielhafte auseinandergezogene Ansicht des Lautsprechers 300 aus 3. Der Lautsprecher 300 kann ein Lautsprechergehäuse 302, einen LF-Treiber 304 mit einem akustischen Mittelpunkt 306 und wenigstens einen HF-Treiber 308 mit einem akustischen Mittelpunkt 310 aufweisen. Wie gezeigt, kann der wenigstens eine HF-Treiber 308 einen ersten HF-Treiber 308a mit einem akustischen Mittelpunkt 310a und einen zweiten HF-Treiber 308b mit einem akustischen Mittelpunkt 310b beinhalten. Der zweite HF-Treiber 308b kann weiter vom LF-Treiber 304 entfernt sein als der erste HF-Treiber 308a. Allerdings kann die Zweiwegelautsprecherauslegung gemäß der vorliegenden Offenbarung auch mit nur einem einzigen HF-Treiber verwendet werden.
Der LF-Treiber kann eine Abstrahlungsfläche 320 (oder einen Konus) beinhalten, der über eine flexible Aufhängungskomponente, die allgemein als Zentrierspinne 342 bezeichnet wird, mit einem starren Korb oder Rahmen 340 verbunden ist. Die Zentrierspinne 342 kann eine Schwingspule 344 bei der axialen Bewegung durch einen zylindrischen Magnetspalt 346 einschränken. Die Schwingspule 344 kann um einen Spulenkörper 348 gewickelt sein, der als eine wärmebeständige Spule für den Draht dient. Wenn ein elektrisches Audiosignal an die Schwingspule 344 angelegt wird, erzeugt der elektrische Strom in der Schwingspule ein Magnetfeld und macht sie zu einem variablen Elektromagneten. Der LF-Treiber 304 kann ferner einen Magneten 350 beinhalten, der durch einen Rahmen 340, der wenigstens einen Abschnitt der Schwingspule 344 und des Spulenkörpers 348 umgibt, in seiner Position gehalten wird. Der Magnet 350 erzeugt ein stehendes Magnetfeld, um dem variablen elektromagnetischen Feld der Schwingspule 344 entgegenzuwirken. Die Schwingspule 344 und das Magnetsystem des LF-Treibers interagieren, was eine mechanische Kraft erzeugt, die bewirkt, dass sich die Schwingspule 344 und damit die angebrachte Abstrahlungsfläche 320 an einer ersten Abstrahlungsmittelachse 352 des LF-Treibers 304 wie ein Kolben vor und zurück bewegt und in Reaktion auf die elektrischen Audiosignale Schallwellen erzeugt.
Eine Staubkappe 354 kann ein Loch in der Mitte der Abstrahlungsfläche 320 abdecken. Die Staubkappe 354 kann die Menge an Staub und Schmutz reduzieren, die in den Spalt des Magneten 350 gelangen kann, Streuverluste durch den LF-Treiber 304 reduzieren und die Festigkeit der Abstrahlungsfläche 320 erhöhen und zugleich helfen, ihre Form beizubehalten. Ein flexibles Aufhängungssystem kann die Zentrierspinne 342 und eine Einfassung 356 beinhalten (siehe 4). Die Einfassung 356 kann sowohl an einem Außenumfang 326 der Abstrahlungsfläche 320 als auch am Rahmen 340 angebracht sein. Das Aufhängungssystem kann die Schwingspule 344 im Magnetspalt 346 zentrieren und eine Rückstellkraft ausüben, um sie dort zu halten, und im Wesentlichen wie eine Feder wirken, wenn sich der Treiber bewegt. Die Zentrierspinne 342 kann einen Großteil der Rückstellkraft bereitstellen, während die Einfassung 456 helfen kann, die Schwingspule 344 und die Abstrahlungsfläche 320 zu zentrieren, um eine freie kolbenartige Bewegung in Ausrichtung am Magnetspalt 346 zuzulassen. Während die Einfassung 356 hilft, den maximalen mechanischen Ausschlag der Abstrahlungsfläche 320 und der Schwingspule 344 zu begrenzen, kann sie auch bestimmen, wie Energie absorbiert wird, die durch die Abstrahlungsfläche 320 tritt. Die Masse der beweglichen Teile (der Abstrahlungsfläche 320, der Staubkappe 354, der Schwingspule 344 und des Spulenkörpers) und die Nachgiebigkeit der Aufhängung (der Einfassung 356 und der Zentrierspinne 342) steuern die Resonanz (F_s) des LF-Treibers, die wiederum seine Niederfrequenzreaktion steuert.
Wie in 2 beschrieben, kann der Außenumfang 326 der Abstrahlungsfläche 320 eine Abstrahlungsflächenöffnung mit einer Abstrahlungsflächenöffnungsfläche definieren. Wie die Darstellung in Figur 2 können der LF-Treiber 304 und der erste HF-Treiber 308a eine kondensierte Geometrie aufweisen, derart, dass der erste HF-Treiber 308a den LF-Treiber 304 wenigstens teilweise blockiert. Zum Beispiel kann der erste HF-Treiber 308a vor der Abstrahlungsfläche 320 des LF-Treibers 304 angeordnet sein, obwohl der erste HF-Treiber nicht koaxial mit dem LF-Treiber 304 sein kann. Vielmehr kann der akustische Mittelpunkt 310a des ersten HF-Treibers 308a von der ersten Abstrahlungsmittelachse 352 versetzt sein. Ähnlich wie 2 kann der erste HF-Treiber 308a benachbart zum LF-Treiber 304 angeordnet sein, derart, dass ein erster Abstand zwischen dem akustischen Mittelpunkt 306 des LF-Treibers 304 und dem akustischen Mittelpunkt 310a des ersten HF-Treibers 308a kleiner als eine Wellenlänge bei der Übernahmefrequenz ist. Als ein Beispiel kann der Abstand zwischen den akustischen Mittelpunkten kleiner als 5 Zoll (12,7 cm) sein. Gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen kann ein zweiter Abstand orthogonal zur ersten Abstrahlungsmittelachse 352 vom akustischen Mittelpunkt 310a des ersten HF-Treibers 308a kleiner als ein Radius der Abstrahlungsflächenöffnung 328 sein.
Der erste HF-Treiber 308a kann physisch an einen ersten HF-Wellenleiter 318a gekoppelt sein, während der zweite HF-Treiber 308b physisch an einen zweiten HF-Wellenleiter 318b gekoppelt sein kann. Der erste HF-Treiber 308a kann akustische HF-Energie entlang einer zweiten Abstrahlungsmittelachse 358 abstrahlen. Gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können die erste Abstrahlungsmittelachse 352 (die dem LF-Treiber 304 entspricht) und die zweite Abstrahlungsmittelachse 358 (die dem ersten HF-Treiber 308a entspricht) in versetztem Winkel liegen. Der LF-Treiber 304 kann an einen LF-Wellenleiter 316 gekoppelt sein, der kleiner als ein üblicher Niederfrequenzwellenleiter ist. Der LF-Wellenleiter 316 definiert einen ersten Abstrahlungsweg 322 für die akustische LF-Energie. Die Größe des LF-Wellenleiters 316 kann sorgfältig ausgewählt werden, um zum ersten HF-Wellenleiter 318a zu passen, sodass er am ersten HF-Wellenleiter ausgerichtet sein kann. Auf diese Weise können die zwei Wellenleiter ähnliche Bündelungseigenschaften und Längen aufweisen, um die akustische Ausrichtung zwischen ihren entsprechenden Treibern im Zielbetriebswinkel zu präsentieren.
Der LF-Wellenleiter 316 kann ein proximales Ende 323 mit einer proximalen Öffnung 324 benachbart zum LF-Treiber 304 beinhalten, die wesentlich kleiner als die Abstrahlungsflächenöffnung 328 des LF-Treibers 304 sein kann. Die proximale Öffnung 324 des LF-Wellenleiters 316 kann eine proximale Öffnungsfläche definieren. Entsprechend kann die proximale Öffnungsfläche kleiner als die Abstrahlungsflächenöffnungsfläche sein. Da die proximale Öffnungsfläche kleiner als die Abstrahlungsflächenöffnungsfläche sein kann, definiert dies einen zweiten Abstrahlungsweg 330 für die akustische LF-Energie um eine Außenfläche 332 des LF-Wellenleiters 316 herum. Der LF-Wellenleiter 316 kann sich weg vom LF-Treiber 304 zu einem distalen Ende 333 mit einer distalen Öffnung 334 erstrecken, die den ersten Abstrahlungsweg 322 dadurch hindurch definiert. Die distale Öffnung 334 kann eine distale Öffnungsfläche definieren, die größer als die proximale Öffnungsfläche sein kann.
Ähnlich wie 2 kann der LF-Wellenleiter 316 vor dem LF-Treiber 304 schweben, derart, dass das proximale Ende 323 nicht physisch mit dem LF-Treiber verbunden ist, sondern vielmehr vom LF-Treiber 304 gelöst ist. Die proximale Öffnung 324 des LF-Wellenleiters 316 kann in einem Abstand vom LF-Treiber 304 beabstandet sein, um einen Luftspalt 336 zwischen dem LF-Treiber 304 und dem LF-Wellenleiter 316 zu definieren. Der Luftspalt 336 kann wenigstens teilweise vorliegen, da die proximale Öffnungsfläche des LF-Wellenleiters 316 kleiner als die Abstrahlungsflächenöffnungsfläche des LF-Treibers 304 sein kann. Da sich die Abstrahlungsfläche 320 in Reaktion auf elektrische Audiosignale bewegt, kann der Abstand zwischen dem LF-Treiber 304 und dem LF-Wellenleiter 316 und entsprechend die Größe des Luftspalts variieren.
Gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen kann die proximale Öffnung 324 des LF-Wellenleiters 316 kreisförmig sein. Zu diesem Zweck kann das proximale Ende 323 eine Unterkante 360 und eine Oberkante 362 beinhalten. Die Unterkante 360 kann näher an der Abstrahlungsmittelachse 352 des LF-Treibers 304 als die Oberkante 362 liegen. Ferner kann die Unterkante 360 kann näher an der Abstrahlungsflächenöffnung 328 als die Oberkante 362 liegen. Auf diese Weise kann die proximale Öffnung 324 einen konstanten Abstand von der Abstrahlungsfläche 320 aufweisen.
Gemäß einer oder mehreren alternativen Ausführungsformen kann die proximale Öffnung 324 des LF-Wellenleiters 316 rechteckig sein. Dazu kann die Unterkante 360 eine erste horizontale Kante sein und die Oberkante 362 kann eine zweite horizontale Kante gegenüber der ersten horizontalen Kante sein. Ferner kann das proximale Ende zwei vertikale Kanten 364 beinhalten, die zusammen mit der ersten und zweiten horizontalen Kante die proximale Öffnung 324 definieren. Ebenso kann die erste horizontale Kante näher an der Abstrahlungsmittelachse 352 des LF-Treibers 304 als die zweite horizontale Kante liegen. Ferner kann die erste horizontale Kante näher an der Abstrahlungsflächenöffnung 328 als die zweite horizontale Kante liegen.
Den LF-Wellenleiter 316 schweben zu lassen, kann ein Mittel zum wirksamen Extrahieren der höheren Frequenzen aus der Abstrahlungsfläche 320 des LF-Treibers 304 direkt in den LF-Wellenleiter 316 (der zur Unterstützung dieser Frequenzen ausgelegt ist) über den ersten Abstrahlungsweg 322 bereitstellen, ohne eine Kompressionskammer zu verwenden und ohne alle Frequenzen in den LF-Wellenleiter zu treiben. Entsprechend kann Frequenzen, die für den LF-Wellenleiter 316 nicht optimal sind, ein anderer Abstrahlungsweg gewährt werden, wie etwa der zweite Abstrahlungsweg 330. Aufgrund der mehreren Abstrahlungswege können zudem eine Innenfläche 366 und die Außenfläche 332 des LF-Wellenleiters 316 einen allgemein gleichen akustischen Druck vom LF-Treiber 304 aufweisen. Wie zuvor beschrieben, können für eine gute Leistung mehrere Wege notwendig sein. Somit kann der zweite Abstrahlungsweg 330 mehrere Abstrahlungswege umfassen. Diese zusätzlichen Abstrahlungswege können mithilfe zahlreicher akustischer Elemente erstellt werden und sind primär dazu gebildet, unterschiedliche Frequenzbereiche anzusprechen, wie nachstehend erörtert wird.
Der Lautsprecher 300 kann zwei innere Kammern beinhalten - eine vordere Kammer 368 und eine hintere Kammer 370. Die hintere Kammer 370 kann den LF-Treiber 304 in einer Auslegung mit einem mit Schlitzen versehenen Kasten aufnehmen. Die vordere Kammer 368 kann durch Umschließen des Raums unmittelbar vor dem LF-Treiber 304 und hinter dem LF- und HF-Wellenleiter 316, 318 gebildet sein. Gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen kann die vordere Kammer 368 sieben (7) Austrittswege für die akustische LF-Energie beinhalten. Ein Hauptausgang kann der LF-Wellenleiter 316 selbst sein, der der entscheidende Ausgang für die Übernahmefrequenzen über den ersten Abstrahlungsweg 322 sein kann. Andere akustische Ausgänge im Lautsprecher 300 können beinhalten: einen vorderen akustischen Ausgang 372, der durch eine vordere Öffnung 374 in einer Vorderseitenfläche 376 des Lautsprechergehäuses 302 unmittelbar über dem LF-Treiber 304 definiert ist; einen unteren akustischen Ausgang 378 an einer Unterseitenfläche 380 des Lautsprechergehäuses 302; zwei seitliche akustische Ausgänge 382, die durch schmale Öffnungen 384 in Seitenflächen 386 des Lautsprechergehäuses 302 definiert sind (siehe 4); und zwei hintere akustische Ausgänge 388 in einer Rückseitenfläche 390 des Lautsprechergehäuses 302.
Wie zuvor beschrieben, kann die proximale Öffnung 324 des LF-Wellenleiters 316 kleiner als die Abstrahlungsflächenöffnung 328 des LF-Treibers 304 sein. Das Schwebenlassen des LF-Wellenleiters 316 kann eventuell nur einen Teil der akustischen LF-Energie von dem LF-Treiber 304 über den ersten Abstrahlungsweg 322 in den LF-Wellenleiter 316 treiben. Stattdessen kann die akustische LF-Energie zwischen dem LF-Wellenleiter 316 über den ersten Abstrahlungsweg 322 und den anderen akustischen Ausgängen über den zweiten Abstrahlungsweg 330 aufgeteilt werden. Die akustische LF-Energie kann dem Weg des geringsten Widerstands folgen. Die Lautsprecherauslegung gemäß der vorliegenden Offenbarung nutzt diese Eigenschaft, um die Leistung zu optimieren. Die Anordnung der proximalen Öffnung des LF-Wellenleiters 316 nahe der Mitte der Abstrahlungsfläche 320, die eine enge Kopplung der Schwingspule 344 erzeugt, kann ein Eintreten der höheren Übernahmefrequenzen in den LF-Wellenleiter 316 fördern.
Übernahmefrequenzen, die von äußeren Abschnitten der Abstrahlungsfläche 320 erzeugt werden, sind im Allgemeinen die akustische LF-Energie, die das erratische Verhalten außerhalb des kolbenartigen Betriebsbereichs erzeugt. Der zweite Abstrahlungsweg präsentiert sich als ein akustisches Tiefpassfilter und hindert diese spezifische akustische LF-Energie daran, an anderen Ausgängen auszutreten. Die Verwendung einer extensiven Absorptionsbehandlung (nicht gezeigt) im Inneren der vorderen Kammer 368 und die Aufteilung der akustischen LF-Energie, die von einem Außenrand 392 des LF-Treibers 304 in unterschiedliche Teile abgestrahlt wird, ist in dieser Hinsicht wichtig. Somit kann der schwebende LF-Wellenleiter 316 ein akustisches Filter für Mitteltonfrequenzen erzeugen, die vom Rand 392 stammen. Die vordere Kammer 368 kann die Mitteltonfrequenzen vom Rand absorbieren. Währenddessen können Mitteltonfrequenzen von einer Mitte des LF-Treibers 304 durch den LF-Wellenleiter 316 austreten.
Die Verwendung mehrerer Austrittswege bewirkt nun, dass die LF-Energie von diesen Wegen sich beim Hörer wieder akustisch summiert. Für diese Energie gilt dieselbe 1/4-Wellenlängenausrichtungsanforderung, wie sie für die Übernahmeenergie beschrieben wurde. Somit weist jeder sekundäre Ausgang eine Weglängenanforderung und eine für diese Ausrichtung entscheidende Frequenzabhängigkeit auf.
Der Frequenzbereich knapp unterhalb des wirksamen Betriebs des LF-Wellenleiters 316 kann in der Auslegung schwer aufrechtzuerhalten sein. Diese Wellenlängen können klein genug sein, um von den Hindernissen in der vorderen Kammer 368 stark beeinflusst zu werden, und können auch Schwierigkeiten haben, sich an der LF-Wellenleiterenergie auszurichten. Drei Ausgänge können primär für diese Frequenzen gelten, die knapp unterhalb des wirksamen Betriebs des LF-Wellenleiters 316 liegen. Sie können die vordere Öffnung 374 unmittelbar über dem LF-Wellenleiter 316 und die zwei seitlichen akustischen Ausgänge 382 an den Seitenflächen 386 des Lautsprechers (4) beinhalten. Der vordere akustische Ausgang 372 kann einen sehr direkten Abstrahlungsweg für die akustische LF-Energie an Oberkanten der Abstrahlungsfläche 320 bereitstellen. Dieser Ausgang erfüllt die 1/4-Wellenlängenanforderung für alle vom LF-Treiber 304 erzeugten Frequenzen. Die akustischen Ausgänge 382 der schmalen Seite können sehr spezifisch für einen kleinen Teil akustische LF-Energie vom linken und rechten Randabschnitt der Abstrahlungsfläche 320 sein.
Gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen kann der Lautsprecher 300 eine Lastplatte 394 beinhalten, die vor einem Abschnitt der Abstrahlungsfläche 320, wie etwa dem unteren Abschnitt 396, angeordnet ist. Entsprechend kann die Lastplatte 394 benachbart zum proximalen Ende 323 des LF-Wellenleiters 316 angeordnet sein. Auf diese Weise kann die Lastplatte 394 zusammen mit dem ersten HF-Treiber 308a einen Teil der akustischen LF-Energie blockieren, die vom LF-Treiber 304 abgestrahlt wird. Die Lastplatte 394 kann mehrere Funktionen erfüllen. Zum Beispiel kann die Lastplatte 394 eine sichere Ablage für die akustische Behandlung zwischen den Wellenleitern 316, 318 und dem LF-Treiber 304 bereitstellen, die beim Unterdrücken von Übernahmeenergie entscheidend ist, die in der vorderen Kammer 368 eingeschlossen ist. Die Lastplatte 394 kann auch verhindern, dass akustische LF-Energie direkten Druck auf eine Rückseitenfläche 398 der Wellenleiter 316, 318 ausübt. Die Lastplatte 394 kann einen direkten Abstrahlungsweg aus der vorderen Kammer 368 heraus und zu den hinteren akustischen Ausgängen 388 bereitstellen, indem sie akustische LF-Energie vom unteren Abschnitt 396 der Abstrahlungsfläche 320 des LF-Treibers 304 ablenkt. Die Auslegung kann es ermöglichen, dass hintere Kammerschlitze in die vordere Kammer 368 abstrahlen. Alternativ können die Schlitze der hinteren Kammer direkt an die freie Luft abstrahlen.
Gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen ist eine vordere Kammer keine Notwendigkeit, kann jedoch sehr nützlich sein. Randenergie von der Abstrahlungsfläche 320 kann in separate Wege aufgebrochen werden, und ihr werden keine identischen symmetrischen Wege zurück an die freie Luft gewährt. Übernahmeenergie vom Rand sollte größtenteils absorbiert werden.
Obwohl vorstehend Ausführungsbeispiele beschrieben wurden, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen der Erfindung beschreiben. Vielmehr sind die in der Beschreibung verwendeten Begriffe beschreibende, aber keine einschränkenden Begriffe, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. Außerdem können die Merkmale von verschiedenen umsetzenden Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden.

Claims

Lautsprecher, umfassend: ein Lautsprechergehäuse; einen Niederfrequenz- (LF)-Treiber, der im Lautsprechergehäuse angeordnet ist und eine Abstrahlungsfläche aufweist, die dazu ausgebildet ist, akustische LF-Energie abzustrahlen, und eine Abstrahlungsflächenöffnung aufweisen, die durch einen Außenumfang der Abstrahlungsfläche definiert ist; und einen LF-Wellenleiter, der einen ersten Abstrahlungsweg für akustische LF-Energie definiert, wobei der LF-Wellenleiter eine proximale Öffnung aufweist, die benachbart zum LF-Treiber angeordnet ist und sich vom LF-Treiber weg zu einer distalen Öffnung erstreckt, um den ersten Abstrahlungsweg dadurch hindurch zu definieren, wobei die proximale Öffnung eine proximale Öffnungsfläche aufweist, die kleiner als eine Abstrahlungsflächenöffnungsfläche ist, um einen zweiten Abstrahlungsweg für die akustische LF-Energie um eine Außenfläche des LF-Wellenleiters zu definieren.
Lautsprecher nach Anspruch 1, wobei eine Innenfläche und eine Außenfläche des LF-Wellenleiters einen allgemein gleichen akustischen Druck vom LF-Treiber aufweisen.
Lautsprecher nach Anspruch 1, wobei der zweite Abstrahlungsweg entlang einer Vorderseitenfläche aus dem Lautsprechergehäuse austritt.
Lautsprecher nach Anspruch 1, wobei der zweite Abstrahlungsweg entlang wenigstens einer von einer Seitenfläche und einer Rückseitenfläche aus dem Lautsprechergehäuse austritt.
Lautsprecher nach Anspruch 4, ferner umfassend eine Lastplatte unmittelbar vor einem Abschnitt der Abstrahlungsfläche und benachbart zum LF-Wellenleiter, um die akustische LF-Energie entlang dem zweiten Abstrahlungsweg zu einem hinteren akustischen Ausgang in der Rückseitenfläche umzulenken.
Lautsprecher nach Anspruch 1, wobei ein proximales Ende des LF-Wellenleiters nicht physisch mit dem LF-Treiber verbunden ist.
Lautsprecher nach Anspruch 6, wobei das proximale Ende des LF-Wellenleiters eine Unterkante und eine Oberkante beinhaltet, die die proximale Öffnung wenigstens teilweise definieren, wobei die Unterkante näher an der Abstrahlungsflächenöffnung liegt als die Oberkante.
Lautsprecher nach Anspruch 7, wobei die Unterkante näher an einer Abstrahlungsmittelachse des LF-Treibers liegt als die Oberkante.
Lautsprecher nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Hochfrequenz- (HF)-Treiber, der vor der Abstrahlungsfläche des LF-Treibers angeordnet ist und die akustische LF-Energie, die von der Abstrahlungsfläche abgestrahlt wird, wenigstens teilweise blockiert.
Lautsprecher nach Anspruch 9, wobei eine Abstrahlungsmittelachse des LF-Treibers und eine Abstrahlungsmittelachse des HF-Treibers in versetztem Winkel liegen.
Lautsprecher nach Anspruch 9, wobei der HF-Treiber nicht koaxial mit dem LF-Treiber ist.
Lautsprecher nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Hochfrequenz- (HF)-Treiber, der benachbart zu dem LF-Treiber angeordnet ist, wobei ein erster Abstand zwischen einem akustischen Mittelpunkt des LF-Treibers und einem akustischen Mittelpunkt des HF-Treibers kleiner als eine Wellenlänge bei einer Übernahmefrequenz ist.
Lautsprecher nach Anspruch 12, wobei der erste Abstand kleiner als 5 Zoll (12,7 cm) ist.
Lautsprecher nach Anspruch 12, wobei ein zweiter Abstand vom akustischen Mittelpunkt des HF-Treibers zu einer Abstrahlungsmittelachse des LF-Treibers kleiner als ein Radius der Abstrahlungsflächenöffnung ist.
Lautsprecher, umfassend: ein Lautsprechergehäuse; einen Niederfrequenz (LF)-Treiber, der im Lautsprechergehäuse angeordnet ist und eine Abstrahlungsfläche aufweist, die dazu ausgebildet ist, akustische LF-Energie abzustrahlen, und eine Abstrahlungsflächenöffnung aufweist, die durch einen Außenumfang der Abstrahlungsfläche definiert ist; einen Hochfrequenz (HF)-Treiber, der vor der Abstrahlungsfläche des LF-Treibers angeordnet ist und die akustische LF-Energie, die von der Abstrahlungsfläche des LF-Treibers abgestrahlt wird, wenigstens teilweise blockiert; und einen LF-Wellenleiter, der einen ersten Abstrahlungsweg für die akustische LF-Energie definiert, wobei der LF-Wellenleiter eine proximale Öffnung aufweist, die benachbart zum LF-Treiber angeordnet ist und sich vom LF-Treiber weg zu einer distalen Öffnung erstreckt, um den ersten Abstrahlungsweg dadurch hindurch zu definieren, wobei die proximale Öffnung eine proximale Öffnungsfläche aufweist, die kleiner als eine Abstrahlungsflächenöffnungsfläche ist, um einen zweiten Abstrahlungsweg für die akustische LF-Energie um eine Außenfläche des LF-Wellenleiters zu definieren, wobei die distale Öffnung des LF-Wellenleiters eine distale Öffnungsfläche aufweist, die größer als die Abstrahlungsflächenöffnungsfläche ist; wobei die proximale Öffnung um einen Abstand vom LF-Treiber beabstandet ist, um einen Luftspalt zwischen der Abstrahlungsfläche des LF-Treibers und der proximalen Öffnung des LF-Wellenleiters zu definieren.
Lautsprecher nach Anspruch 15, wobei eine Abstrahlungsmittelachse des LF-Treibers und eine Abstrahlungsmittelachse des HF-Treibers in versetztem Winkel liegen.
Lautsprecher nach Anspruch 15, wobei der zweite Abstrahlungsweg entlang wenigstens einer von einer Seitenfläche und einer Rückseitenfläche aus dem Lautsprechergehäuse austritt.
Lautsprecher, umfassend: einen Niederfrequenz- (LF)-Treiber, der eine Abstrahlungsfläche aufweist, die dazu ausgebildet ist, akustische LF-Energie abzustrahlen, und eine Abstrahlungsflächenöffnung aufweist, die durch einen Außenumfang der Abstrahlungsfläche definiert ist; und einen Hochfrequenz- (HF)-Treiber, der die akustische LF-Energie, die vom LF-Treiber abgestrahlt wird, wenigstens teilweise blockiert; wobei ein akustischer Mittelpunkt des HF-Treibers von einer Abstrahlungsmittelachse des LF-Treibers versetzt ist.
Lautsprecher nach Anspruch 18, ferner umfassend: einen LF-Wellenleiter, der einen ersten Abstrahlungsweg für akustische LF-Energie definiert, wobei der LF-Wellenleiter eine proximale Öffnung aufweist, die benachbart zum LF-Treiber angeordnet ist und sich vom LF-Treiber weg zu einer distalen Öffnung erstreckt, um den ersten Abstrahlungsweg dadurch hindurch zu definieren, wobei die proximale Öffnung eine proximale Öffnungsfläche aufweist, die kleiner als eine Abstrahlungsflächenöffnungsfläche ist, um einen zweiten Abstrahlungsweg für die akustische LF-Energie um eine Außenfläche des LF-Wellenleiters zu definieren, wobei die distale Öffnung des LF-Wellenleiters eine distale Öffnungsfläche aufweist, die größer als die proximale Öffnungsfläche ist.
Lautsprecher nach Anspruch 19, wobei der LF-Wellenleiter vom LF-Treiber gelöst ist, um einen Luftspalt zwischen der Abstrahlungsfläche des LF-Treibers und der proximalen Öffnung des LF-Wellenleiters zu definieren.