EA002018B1 - Портативный проигрыватель компакт-дисков - Google Patents

Abstract

Портативный проигрыватель (41) компакт-дисков, отличающийся парой расположенных с противоположных сторон динамиков (81), закрепленных на проигрывателе и тем, что каждый динамик содержит акустический излучатель с распределенным режимом, имеющий преобразователь (9) полностью и исключительно установленный на нем для возбуждения колебаний излучателя, обуславливающих его резонанс.

Description

Это изобретение касается портативных проигрывателей компакт-дисков, и, в частности, проигрывателей, включающих динамики, содержащие акустические излучающие элементы в виде панелей.

Предшествующий уровень техники

Из патентной заявки Великобритании ОВА-2262861 известно, что предлагается динамик в форме панели, содержащий

- элемент резонансного многорежимного излучателя, который представляет собой цельную слоистую панель, выполненную из двух наружных слоев материала с расположенным между ними сердечником, имеющим структуру поперечных ячеек, в котором панель выполнена такой, что имеет отношение жёсткости при изгибе (В) во всех направлениях к третьей степени величины массы панели на единицу площади поверхности (мк), равное, по меньшей мере, 10,

- средство для установки панели, на которое опирается панель или которое свободно крепит панель к несущему корпусу так, чтобы не гасить колебаний, и

- электромеханическое приводное средство, соединённое с панелью, которое служит для возбуждения многорежимного резонанса в панели излучателя под воздействием входного электрического сигнала в пределах рабочей полосы частот динамика.

В американском патенте И8-А-5349575 (Со1бз1аг Со) описан портативный проигрыватель компакт-дисков, включающий тонкий корпус и пару динамиков, которые шарнирно подвешены к корпусу с возможностью съёма.

Описание изобретения

Примеры реализации настоящего изобретения используют элементы по своей природе, структуре и конфигурации соответствующие в основном и/или в частности техническим решениям, описанным в нашей одновременно рассматриваемой заявке РСТ XVО 97/09842 от того же числа. Таким образом, такие элементы выполнены с возможностью удерживать и распространять входящую энергию колебаний с помощью изгибных волн в рабочей зоне (зонах), проходящей поперёк толщины, но не обязательно к кромкам элемента (элементов), имеют конфигурацию с анизотропией или без анизотропии жёсткости при изгибе для распределения составляющих резонансных колебаний по указанной зоне (зонам) таким образом, чтобы достигалось благоприятное акустическое соединение с окружающим воздухом, и имеют заранее определённые предпочтительные местоположения или участки внутри указанной зоны для средств преобразователя, чьи особенно активные или подвижные части влияют на активность акустических колебаний в указанной зоне (зонах) и сигналы, обычно электрические, соответствующие акустическому содержанию такой активности. В совместно подаваемой международной заявке № νθ 97/09842 предусматривается использование таких элементов в качестве или в «пассивных» акустических устройствах без средств преобразователей, например, для реверберации или для акустической фильтрации или для акустического «озвучивания» пространства или помещения, и в качестве или в «активных» акустических устройствах с преобразователями, например, в необыкновенно широком диапазоне источников звука или динамиках, где подаваемые входные сигналы должны преобразовываться в указанный звук или, например, в микрофонах, когда звук преобразуется в другие сигналы.

Это изобретение особенно относится к активным акустическим устройствам, например, в виде динамиков для портативных проигрывателей компакт-дисков. В последующем описании и формуле изобретения следует понять, что термин «компакт-диск» предназначен охватывать диски аналогового цифрового кодирования, например, цифровые видеодиски.

Элементы, описанные выше, здесь называются излучателями в распределённом режиме и предназначены для описания сущности изобретения в упомянутой выше заявке РСТ и/или в качестве специфических элементов, обеспеченных в этой заявке.

Изобретением является портативный проигрыватель компакт-дисков, отличающийся парой расположенных с противоположных сторон динамиков в виде панелей и тем, что каждый динамик содержит элемент, выполненный с возможностью удерживать и распространять входящую энергию колебаний с помощью изгибных волн, по меньшей мере, в одной рабочей зоне, проходящей поперёк толщины, для распределения составляющих резонансных колебаний по указанной, по меньшей мере, одной зоне и имеющий заранее определённые предпочтительные местоположения или участки в указанной зоне для средств преобразователя и преобразователь, установленный полностью и исключительно на указанном элементе в одном из указанных местоположений или участков, чтобы вызвать колебания элемента, обуславливающие его резонанс для образования акустического излучателя, который, резонируя, обеспечивает акустический выход. Портативный проигрыватель компакт-дисков может содержать корпус с диском проигрывателя и крышку, предназначенную закрываться над диском проигрывателя, и на крышке могут быть установлены динамики. Таким образом динамики могут быть шарнирно подвешены на крышке. В качестве альтернативы, каждый динамик может устанавливаться в прорези в крышке для скользящего движения между убранным положением, в котором динамики по существу целиком входят в прорезь, и рабочим положением, в котором динамики располагаются с противоположных сторон крышки. Каждый излучатель может содержать жесткую лёгкую панель, имеющую ячеистый сердечник, заключённый между противоположными наружными слоями, наподобие сэндвича. Источник излучения может быть установлен в окружающей его рамке. Между рамкой и излучателем может располагаться упругая подвеска.

Краткое описание чертежей

Изобретение схематично иллюстрируется с помощью примеров в сопутствующих чертежах, в которых фиг. 1 показывает схематично динамик с распределённым режимом, как описано и заявлено в нашей одновременно рассматриваемой международной заявке № νθ 97/09842;

фиг. 2а является видом частичного разреза по линии А-А фиг. 1;

фиг. 2б является увеличенным видом поперечного сечения излучателя с распределённым режимом такого типа, который показан на фиг. 2а, показывающий две альтернативные конструкции;

фиг. 3 изображает вид в перспективе первого примера реализации портативного проигрывателя компакт-дисков в положении хранения;

фиг. 4 изображает вид в перспективе проигрывателя фиг. 3 в рабочем положении;

фиг. 5 является видом небольшой части проигрывателя фиг. 3 и 4;

фиг. 6 является видом в перспективе второго примера реализации портативного проигрывателя компакт-дисков; и фиг. 7 является видом небольшой части проигрывателя фиг. 6.

Предпочтительные примеры реализации изобретения

На фиг. 1 показан динамик 81 в виде панели такого типа, который описан и заявлен в нашей одновременно рассматриваемой международной заявке № XVО 97/09842 того же числа, содержащий прямоугольную рамку 1, несущую упругую подвеску 3, расположенную по её внутренней периферии, в которой установлена панель 2, излучающая звук в распределенном режиме. Преобразователь 9, например, такого типа, который описан подробно со ссылкой на наши одновременно рассматриваемые международные заявки №№ νθ 97/09859, νθ 97/09861, νθ 97/09858 от того же числа, установлен полностью и исключительно на/или в панели 2 в заранее заданном местоположении, определяемом размерами Х и Υ, причём это местоположение вычисляется, как описано в нашей одновременно рассматриваемой международной заявке № νθ 97/09842 от того же числа, что и данная заявка, чтобы направить изгибные волны в панель с целью заставить панель резонировать для излучения акустического выхода.

Преобразователь 9 управляется усилителем 10 сигнала, например, усилителем звуковой частоты, соединённым с преобразователем проводниками 28. Требования, касающиеся нагруз ки и мощности усилителя могут быть обычными, такими же как в обычных конусных динамиках, чувствительность порядка 86-88 дБ/Вт в условиях нагрузки в помещении. Полное сопротивление нагрузки усилителя в значительной степени активное при 6 Ом, при мощности 2080 Вт. Когда сердечник панели и/или наружные слои выполнены из металла, они могут служить в качестве теплоотвода для снятия тепла двигательной обмотки и таким образом улучшить распределение энергии.

Фиг. 2а и 2б являются частичными типичными поперечными сечениями динамика 81 фиг. 1. Фиг. 2а показывает, что рамка 1, подвеска 3 и панель 2 соединены вместе в соответствующих клеевых соединительных швах 20. Подходящими материалами для рамки являются лёгкие рамки, наподобие рамок для картин, из экструдированного металла, такого как сплав алюминия, или пластмассы.

Подходящими материалами для подвески являются упругие материалы, например, пенорезина и пенопласты. Подходящие клеевые средства для соединительных швов 20 включают такие клеи как эпоксидный клей, акриловый и цианакрилатный клей и т.п.

Фиг. 2б изображает в увеличенном масштабе, что панель 2 является жёсткой лёгкой панелью, имеющей сердечник 22, например, из жёсткого пенопласта 97, т.е. структурированного поливинилхлорида или ячеистой матрицы 98, например, матрицы из металлической фольги, пластика или подобного материала ячеистой структуры, с ячейками, расположенными поперёк плоскости панели, заключённый между противоположными наружными слоями 21, например, из бумаги, картона, пластмассы, металлической фольги или листового металла. Когда наружные слои выполнены из пластмассы, они должны быть армированы волокнами, например, из углерода, стекловолокном, материалом с фирменным названием кевлар (волокно на основе ароматических полиамидов) или подобным материалом, с использованием известного способа для увеличения их модулей.

Таким образом, материалы, использование которых предусматривается для наружных слоев и армирующих элементов включают в себя углерод, стекло, кевлар, номекс (термостойкое волокно из ароматических полиамидов), например, витые и переплетённые различным образом, а также бумагу, многослойную склеенную бумагу, меламин и различные синтетические пластмассовые плёнки высоких модулей, такие как милар, каптан (фирменные названия), пластмассы на основе поликарбонатов, фенолов, сложных полиэфиров или подобные пластмассы, пластмассы, армированные волокнами и т.д., металлический листовой материал или фольгу. Исследования показателя Вектра (Уее1га) жидкокристаллических полимерных термопластов показывают, что они могут успешно использоваться для инжекционного формования сверхтонких слоев или оболочек небольшого размера, например, до 30 см диаметром. Этот материал сам по себе образует ориентированную кристаллическую структуру в направлении инжекции и предпочтительное ориентирование для хорошего распространения энергии звуковых частот от точки возбуждения до периметра панели.

Кроме того, такой вид формования для этого вида термопластов и для других их видов, позволяет с помощью оборудования обеспечить регистрирующие местоположения, такие как канавки или кольца, для точного размещения деталей преобразователя, например, двигательной обмотки и магнитной подвески. Кроме того, при использовании более слабых материалов для сердечника, считается, что было бы целесообразно местами увеличить толщину наружного слоя, например, в зоне кольцевого пространства до 150% диаметра преобразователя, чтобы армировать эту зону, целесообразно добавить энергию колебаний в панель. Таким образом, с помощью более мягких пеноматериалов будет улучшена высокочастотная характеристика.

Материалы, предназначенные для образования слоя сердечника, включают в себя изготовленные сотовые конструкции или гофрированные конструкции из листового сплава алюминия или фольги, кевлара, номекса, обычной бумаги или слоистой склеенной бумаги и различные синтетические пластмассовые плёнки, а также вспененные, или пенопласты, или целлюлозные материалы, даже аэрогельные металлы, если они имеют подходящую низкую плотность. Некоторые материалы, подходящие для слоя сердечника, сами способны создавать наружный слой при их изготовлении и/или, в другом случае, имеют достаточную присущую им жёсткость для использования без образования слоистой структуры между двумя наружными слоями. Такой ячеистый материал, имеющий высокие рабочие характеристики, известен под товарным названием «Койасе11» и может подходить для изготовления панели излучателя без наружных слоев. С практической точки зрения цель состоит в том, чтобы обеспечить общую лёгкость и жёсткость, в частности, добиться оптимальных решений сердечника и наружных слоев и переходов между ними.

Некоторые из предпочтительных составов панели используют наружные слои из металла или сплава металла, или в качестве альтернативы, армирующий материал из углеродного волокна. Как тот, так и другой, а также конструкции, где используется сердечник из сплава Аэрогеля или сотовая металлическая структура сердечника, будут иметь значительные радиочастотные экранирующие свойства, которые имеют существенное значение в некоторых случаях электромагнитной совместимости.

Обычные панельные или конусные динамики не имеют присущей им экранирующей способности электромагнитной совместимости.

Помимо этого, предпочтительный вид пьезо- и электродинамических преобразователей имеют незначительное электромагнитное излучение или магнитные поля рассеяния. Обычные динамики имеют большое магнитное поле, до 1 м, если не используются специальные встречные меры компенсации.

Если важно сохранить экранирование, можно выполнить электрическое соединение с электропроводящими деталями соответствующей панели БМЬ или может использоваться электропроводящий пеноматериал или подобный ему граничный слой.

Подвеска (3) может демпфировать или снижать амплитуду колебаний кромок панели (2), предотвращая избыточное движение панели в кромках. Кроме того, или в качестве альтернативы, может быть применено дополнительное демпфирующее средство, например, накладки, приклеенные к панели в выбранных местах для амортизации или демпфирования избыточного движения, чтобы резонанс равномерно распределялся по панели. Накладки могут быть из материала на основе битума, что обычно используется в корпусах обычных динамиков, или могут быть выполнены из упругого или жёсткого полимерного листового материала. Некоторые материалы, особенно бумага и картон, и некоторые виды сердечников могут обладать свойством самодемпфирования. Если необходимо, можно предусмотреть увеличение демпфирующего эффекта при изготовлении панелей, применяя клеи, схватывающие в упругом, а не в твёрдом состоянии.

Эффективное демпфирование предусматривает применение постоянных, предназначенных для этого средств в панели и её листовом материале. Края и углы имеют особенное значение для основного режима и менее рассеянных низкочастотных режимов колебаний в панелях. Крепления демпфирующих средств по кромкам панели целесообразно, так как её указанный листовой материал целиком заключается в рамку, хотя их углы часто могут быть относительно свободными, например, для более низких частот. Крепление может выполняться с помощью клея или с помощью материалов, обладающих свойством самосклеивания. Другие виды демпфирования, особенно для более тонких эффектов и/или средних и высоких частот, могут достигаться с помощью подходящей массы или масс, закрепляемых на листовом материале в заранее определённых вычисленных местоположениях указанного пространства.

Акустическая панель, описанная выше, работает в двух направлениях. Звуковая энергия, исходящая сзади, не имеет сильной фазовой зависимости от звуковой энергии, исходящей спереди. Поэтому есть преимущество, заклю чающееся в общем суммировании акустической мощности в помещении, получении звуковой энергии с равномерным распределением частот, снижении эффекта отражённой и стоячей волны и прекрасном воспроизведении естественного пространства и окружения в воспроизводимых звукозаписях.

Так как излучение из акустической панели в значительной степени ненаправленное, процент информации, зависящей от фазы, увеличивается в сторону от оси. Чтобы улучшить фокусировку кажущегося стереоотображения, расположение динамиков наподобие картин на высоте стоящего человека даёт преимущество умеренного смещения от оси для обычно сидящего слушателя, что оптимально улучшает стереофонический эффект. Подобно этому, треугольная левая/правая геометрическая форма относительно положения слушателя обеспечивает дополнительную угловую составляющую. Поэтому можно получить стерео хорошего качества.

Для группы слушателей есть ещё дополнительное преимущество по сравнению с воспроизведением обычного динамика. Рассеянная природа звукового излучения, присущая акустической панели, даёт уровень громкости звука, который не подчиняется закону обратных квадратов расстояния для излучателя, расположенного в эквивалентной точке. Так как спад интенсивности с расстоянием значительно меньше, чем это продиктовано законом обратных квадратов, следовательно, интенсивное поле панельного динамика обеспечивает превосходный, стереофонический эффект для слушателей, находящихся в невыгодных местах, по сравнению с возможностями обычных динамиков. Это происходит оттого, что слушатель, находящийся не в центре, не испытывает двойной проблемы из-за близости ближайшего динамика: во-первых, избыточного увеличения громкости ближайшего динамика, а во-вторых, соответственно, снижения громкости более удалённого динамика.

Преимущество также заключается в том, что динамик представляет собой плоскую, лёгкую панель привлекательного вида, со звуком хорошего качества, где требуется только один преобразователь и никакого кроссовера для разделения спектра звукового сигнала для обеспечения полного диапазона звучания от каждой диафрагмы панели.

Фиг. 3-6 изображают портативный персональный проигрыватель компакт-дисков 41, имеющий корпус 85, выполненный с прорезью 82, через которую в него вставляются и вынимаются диски, и кнопки 137 для управления работой проигрывателя. Проигрыватель 41 имеет пару динамиков 81, расположенных с противоположных сторон и имеющих вид тонких элементов в виде панелей 40, подвешенных на противоположных сторонах проигрывателя 41, для заключения между ними проигрывателя.

Динамики 40 имеют такой же размер, что и проигрыватель, и расположены с возможностью перемещения из закрытого положения, показанного на фиг. 3, в выдвинутое положение, показанное на фиг. 4, обозначенное стрелкой С. В выдвинутом положении корпус 85 проигрывателя 41 служит в качестве расположенного в центре акустического экрана, отделяющего динамики 40 один от другого для улучшения разделения каналов.

Каждый из панельных динамиков 40 выполнен в виде акустического излучателя с распределенным режимом такого типа, какой описан выше со ссылкой на фиг. 1 и 2. Таким образом, каждый динамик содержит жёсткую лёгкую панель 2, выполненную из ячеистого сердечника 22, заключённого в наружные слои 21, при этом панель установлена в окружающей её со всех сторон упругой подвеске 3, например, из пенорезины, которая в свою очередь установлена в лёгкой прямоугольной рамке 1, например, из пластмассы. Преобразователь 9 такого типа, какой, например, описан со ссылками на одновременно рассматриваемые международные заявки №№ АО 97/09859, АО 97/09861, АО 97/09858, установлен на каждой панели 2, чтобы направлять изгибные волны в панель с тем, чтобы вызвать резонанс в панели для обеспечения акустического выхода.

Преобразователи 9 расположены на соответствующих панелях 2 в заранее определённых местоположениях.

Фиг. 6 и 7 изображают портативный проигрыватель 41 компакт-дисков, содержащий корпус 85, в котором установлен диск (86) проигрывателя, кнопки управления 137 и крышку 139, подвешенную как показано стрелкой Ό, чтобы закрываться над диском.

Проигрыватель 41 имеет пару расположенных с противоположных сторон динамиков 81 в виде тонких панельных элементов, которые, как показано позицией 40, могут быть подвешены к боковым сторонам крышки 139 с возможностью перемещения по стрелке Е из закрытого (убранного) положения (не показано) в показанное выдвинутое положение. В качестве альтернативы, как показано позицией 39, панельные динамики 81 могут помещаться в прорези (не показаны) в крышке 139 и скользить, как показано стрелкой Е, между выдвинутым и отведённым назад положениями.

Каждый из панельных динамиков 39, 40 выполнен в виде акустического излучателя с распределенным режимом такого типа, который описан выше со ссылкой на фиг. 1 и 2. Таким образом, каждый динамик содержит жёсткую лёгкую панель 2, выполненную из ячеистого сердечника 22, заключённого между двумя наружными слоями 21, при этом панель установлена в окружающей её со всех сторон упругой подвеске 3, например, из пенорезины, которая в свою очередь установлена в лёгкой прямоуголь ной рамке 1 из пластмассы. Преобразователь 9, например, такого типа, какой описан со ссылкой на наши одновременно рассматриваемые международные заявки №№ АО 97/09859, АО 97/09861, АО 97/09858 установлен на каждой панели 2, чтобы направлять изгибные волны в панель для возбуждения резонанса в панели с тем, чтобы обеспечить акустический выход. Преобразователи 9 расположены на соответствующих панелях 2 в заранее определённых местоположениях, как описано в нашей одновременно рассматриваемой международной заявке № АО 97/09842.

Claims (7)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Портативный проигрыватель компактдисков, содержащий корпус с электропроигрывающим устройством, отличающийся тем, что содержит пару громкоговорителей, расположенных с противоположных сторон корпуса и прикрепленных к нему, каждый из указанных громкоговорителей содержит акустический излучатель распределенного режима и преобразователь, установленный на излучателе и возбуждающий в излучателе изгибные колебания, которые, вызывая в излучателе резонанс, обеспечивают выработку звука, причем громкоговорители выполнены с возможностью перемещения из убранного положения, в котором они распо ложены смежно с поверхностью корпуса, в рабочее, в котором они выступают от корпуса.
2. 2. Портативный проигрыватель компактдисков по п. 1, отличающийся тем, что содержит корпус с электропроигрывающим устройством и крышку, закрываемую над электропроигрывающим устройством, причем громкоговорители установлены на крышке.
3. 3. Портативный проигрыватель компактдисков по п.2, отличающийся тем, что громкоговорители шарнирно подвешены на крышке.
4. 4. Портативный проигрыватель компактдисков по п.2, отличающийся тем, что крышка выполнена с соответствующей прорезью для скользящего перемещения каждого из громкоговорителей в позицию хранения, в которой этот громкоговоритель полностью скрыт в прорези, или в позицию использования, в которой этот громкоговоритель выдвинут из прорези.
5. 5. Портативный проигрыватель компактдисков по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что излучатель содержит жесткую легкую панель, имеющую ячеистый сердечник, заключенный между внешними слоями оболочки.
6. 6. Портативный проигрыватель компактдисков по п.5, отличающийся тем, что излучатель установлен в окружающей его рамке.
7. 7. Портативный проигрыватель компактдисков по п.6, отличающийся тем, что содержит упругую подвеску между излучателем и рамкой.