MX2007010512A - Altavoz. - Google Patents

Abstract

Un altavoz consiste en una guia de onda de bocina que tiene una superficie guia de onda y un transductor localizador en, o junto a, una garganta de la guia de onda de bocina. El transductor tiene una superficie acusticamente radiante en forma de domo, convexa, considerablemente rigida. Un angulo de bocina subtendido entre un eje longitudinal de la guia de onda de bocina y la superficie de la guia de onda en la garganta de la bocina, es en el intervalo de 20 a 60 degree. Un angulo de interseccion subtendido entre un plano tangencial a la forma del domo de la superficie acusticamente radiante y un plano tangencial a la superficie de la guia de onda en un punto en donde la forma del domo o una extrapolacion de la forma del domo encuentra la superficie de la guia de onda o una extrapolacion de la superficie de la guia de onda, es en el intervalo de 85 a 110 degree.

Description

ALTAVOZ La presente invención se refiere a altavoces, y particularmente se refiere a transductores en forma de domo, por ejemplo transductores de alta frecuencia comúnmente conocidos como "altoparlante de súper frecuencias".

Los transductores en forma de domo de alta frecuencia se pueden operar con o sin la presencia de una bocina circundante. La bocina puede ser una bocina estática, o puede ser por si misma un diafragma radiante acústicamente, como puede ser un diafragma de cono, por ejemplo. La presente invención busca proporcionar un altavoz utilizando un transductor en forma de domo, convexo, que tenga propiedades acústicas mejoradas comparadas con arreglos conocidos.

Por consiguiente, la invención proporciona un altavoz que contiene una guia de onda de bocina que tiene una superficie de guia de onda, y un transductor localizado en, o junto a Un altavoz consiste en una guia de onda de bocina que tiene una superficie guia de onda y un transductor localizado en, o junto a, una garganta de la guia de onda de bocina, el transductor tiene una superficie acústicamente radiante en forma de domo, convexa, considerablemente rigida, en donde: (a) un ángulo de bocina subtendido entre un eje longitudinal de la guia de onda de bocina y la superficie de la guia de onda en la garganta de la bocina, es en el intervalo de 20 a 60°; y (b) Un ángulo de intersección subtendido entre un plano tangencial a la forma del domo de la superficie acústicamente radiante y un plano tangencial a la superficie de la guia de onda en un punto en donde la forma del domo o una extrapolación de la forma del domo encuentra la superficie de la guia de onda o una extrapolación de la superficie de la guia de onda, es en el intervalo de 85 a 110°.

Los inventores de la presente invención encontraron que un altavoz que tiene la combinación antes definida de caracteristicas es capaz de generar ondas acústicas que tengan una consistencia dramáticamente mejorada sobre un mayor intervalo de frecuencias, que los actuales. En particular, los inventores encontraron que las ondas acústicas generadas por el altavoz de la invención puede tener una respuesta más consistente sobre un intervalo más amplio de frecuencias y ángulos de dirección, que los altavoces conocidos.

El término "esfericidad" (con respecto a una onda acústica) se usa en esta especificación para definir el grado en el cual el frente de onda de la onda se aproxima a un segmento de una superficie esférica pulsante. La esfericidad de las ondas acústicas generadas por el transductor en forma de dono es importante por dos razones principales. Primera, a mayor esfericidad de una onda acústica, mayor aún será su directividad (hablando en general) , es decir, el nivel de presión de sonido producido por la onda en general será más consistente sobre su frente de onda total. Segunda, una onda acústica que tenga un grado alto de esfericidad en general evitará irregularidades de respuesta significativas, particularmente si la esfericidad considerablemente "iguala" la forma de la guia de onda de bocina a lo largo de la cual se propaga (por ejemplo, de tal manera que el frente de onda es considerablemente perpendicular a la superficie de guia de onda done el frente de onda encuentra la superficie de guia de onda) . Los inventores de la presente encontraron (además de lo antes mencionado) que las ondas acústicas generadas y propagadas por medio de altavoces de acuerdo con la invención pueden tener un grado mayor de esfericidad que aquellas generadas y propagadas por altavoces conocidos que contengan un transductor en forma de domo, convexo, y una guia de onda de bocina.

Los inventores de la presente encontraron que especialmente se pueden lograr buenos resultados acústicos con altavoces de acuerdo con la invención si el ángulo de intersección falla dentro de un intervalo preferente de ángulo que varia con el ángulo de la bocina en una forma particular. De esta manera, en algunas modalidades preferentes de la invención, para ángulos de bocina en el intervalo de 40 a 50°, el ángulo de intersección minimo del intervalo de ángulos de intersección es de 85°. Preferentemente, para ángulos de bocina en el intervalo de 20 a 40°, el ángulo de intersección minimo del intervalo de ángulos varia considerablemente de manera lineal de 85 a 90°. Preferentemente, para ángulos de bocina en el intervalo de 50 a 60°, el ángulo de intersección minimo del intervalo de ángulos de intersección varia considerablemente de manera lineal de 90 a 100°.

Ventajosamente, los ángulos de bocina en el intervalo de 10 a 45°, el ángulo de intersección máximo del intervalo de ángulos de intersección preferentemente varia considerablemente de manera lineal de 100 a 110°.

Preferentemente, para ángulos de bocina en el intervalo de 45 a 60 grados, el ángulo de intersección máximo del intervalo de ángulos de intersección es de 110 grados.

La superficie acústicamente radiante del transductor tiene forma de domo. Por lo menos en los aspectos amplios de la invención, la forma del domo puede ser considerablemente cualquier forma de domo, pero preferentemente la superficie acústicamente radiante del domo es considerablemente uniforme. En algunas modalidades de la invención, la forma del domo de la superficie acústicamente radiante es considerablemente esferoide, por ejemplo, la superficie generada por la media revolución de una elipse alrededor de su eje mayor. Para más modalidades de la invención, sin embargo, más preferentemente, la forma del domo de la superficie acústicamente radiante es considerablemente la forma de un segmento de una esfera (es decir, el domo preferentemente es un domo considerablemente esférico) .

La superficie acústicamente radiante del domo del transductor de los altavoces de acuerdo con la invención es considerablemente rigida. Esa rigidez se puede lograr, por ejemplo, al escoger el material del cual se va a formar el domo. (Algunos materiales preferentes se mencionan abajo.) Adicional o alternativamente, el transductor se puede reforzar para mejorar o proporcionar su rigidez. Un transductor particularmente preferente para usarse en la presente invención se describe en la solicitud de patente UK presentada por el solicitante de la presente en la misma fecha de la solicitud presente, y se titula- "Transductor Electro-Acústico". De esta manera, en algunas modalidades preferentes de la presente invención, el transductor comprende una parte frontal que tiene una superficie acústicamente radiante, una parte soporte que soporta la parte frontal y que se extiende desde la parte frontal (preferentemente de una región periférica de la parte frontal) en una dirección fuera de la superficie acústicamente radiante, y una parte de refuerzo que proporciona rigidez al transductor. La parte de refuerzo preferentemente se extiende desde la parte de soporte a la parte posterior de la parte frontal de tal manera que una parte de la parte de refuerzo esté separada de la parte frontal y/o la parte de soporte.

Los inventores también encontraron que otros criterios pueden asegurar, por lo menos para algunas modalidades de la invención, las propiedades acústicas mejoradas para el altavoz. Por ejemplo, cualquier separación (en una dirección radial considerablemente perpendicular al eje longitudinal de la guia de onda de bocina) en cualquier punto entre la garganta de la guia de onda de bocina en la superficie de guia de onda y la superficie acústicamente radiante en forma de domo del transductor, preferentemente es no mayor de 2.5 mm, más preferentemente no mayor de 2 mm, por ejemplo 1.5 mm o menos. Este criterio preferente se puede expresar de otra forma como sigue, o un criterio alternativo preferente es como sigue: un diámetro minimo de la garganta de la guia de onda de bocina en la superficie de guia de onda preferentemente es no más de 5 mm mayor que un diámetro máximo de la superficie acústicamente radiante de la forma del domo del transductor. Más preferentemente, el diámetro minimo de la garganta de la guia de onda de bocina en no más de 4 mm mayor que un diámetro máximo del domo del transductor, por ejemplo, no más de 3 mm más grande. Preferentemente prácticamente no hay cavidades que presenten resonancias en el intervalo de sonido entre el transductor y la guia de onda de bocina.

En las modalidades preferentes de la invención, la superficie acústicamente radiante en forma de domo del transductor se une por medio de un borde al soporte situado alrededor del transductor, por lo menos una parte del borde es flexible. El borde preferentemente comprende un velo en general anular, por lo menos parte de la anchura del cual (es decir, en la dirección perpendicular al eje longitudinal de la bocina) es flexible, permitiendo de esta manera el considerable movimiento axial del domo, el cual genera las ondas acústicas. Preferentemente la superficie radiante acústicamente de forma de domo del transductor está separada del soporte en una dirección radial considerablemente perpendicular al eje longitudinal de la guia de onda de bocina, por no más de 2.5 mm, por ejemplo, por no más de 2 mm. Este criterio preferente se puede expresar en otra forma como sigue, o un criterio preferente alterno es como sigue: un diámetro minimo del soporte situado alrededor del transductor preferentemente es no más de 5 mm más grande, por ejemplo, no más de 4 mm más grande, que un diámetro máximo de la superficie acústicamente radiante en forma de domo del transductor.

Como se menciona anteriormente, el ángulo de bocina (subtendido entre un eje longitudinal de la guia de onda de bocina y la superficie de guia de onda en la garganta de la bocina) para altavoces de acuerdo con la invención es de entre 20° y 60°. Preferente, el ángulo de bocina es de por lo menos 25°, más preferentemente de por lo menos 30°, especialmente de por lo menos 35°, por ejemplo 40°.

En por lo menos algunas modalidades de la invención, la guia de onda de bocina es no circular en la sección transversal perpendicular a su eje longitudinal. Por ejemplo, la bocina puede ser ovalada en la sesión transversal, o en verdad considerablemente cualquier forma. Sin embargo, para muchas modalidades de la invención, la guia de onda de bocina es considerablemente circular en la sección transversal perpendicular a su eje longitudinal .

La guia de onda de bocina puede ser considerablemente frusto-cónica (es decir, la guia de onda de bocina puede ser considerablemente cónica pero truncada en la garganta de la bocina) . Sin embargo, la guia de onda de bocina puede ser ensanchada, por ejemplo, ensanchada de tal manera que siga una curva considerablemente exponencial, o una curva considerablemente parabólica, u otra curva ensanchada. También son posibles otras formas de guia de onda de bocina.

Preferentemente la guia de onda de bocina tiene una longitud axial de por lo menos 1.5 veces la altura del domo del transductor, más preferentemente de por lo menos 2.0 veces la altura del domo del transductor. La altura del domo del transductor se define como siendo medido a lo largo del eje longitudinal de la guia de onda de bocina desde el punto de intersección de la forma del domo de la superficie acústicamente radiante del transductor con la superficie de guia de onda (o extrapolaciones de ella) a la superficie acústicamente radiante del domo donde intercepta el eje longitudinal de la bocina. (Esto es, la altura del domo es su altura medida a lo largo del eje longitudinal de la bocina) . La longitud axial de la bocina se define como siendo la medida a lo largo del eje de la bocina desde la orilla más interna de la superficie de guia de onda (la garganta) a la orilla más externa de la superficie de guia de onda (la boca) .

Como se indica anteriormente, la guia de onda de bocina puede ser una guia de onda estática, o por si misma puede ser un diafragma acústicamente radiante, por ejemplo un diafragma cónico. Consecuentemente, en algunas modalidades de la invención, la guia de onda de bocina puede contener un diafragma acústicamente radiante, mandado. El diafragma puede ser mandado considerablemente de manera independiente del transductor en forma de domo, por ejemplo de tal manera que el diafragma esté arreglado para radiar ondas acústicas en general de frecuencias más bajas que las del transductor en forma de domo.

Alternativamente, el diafragma y el transductor en forma de domo se pueden mandar juntos considerablemente como una unidad, por ejemplo. Consecuentemente, el altavoz preferentemente incluye una o más unidades de mando para mandar el diafragma y/o el transductor en forma de domo. Un ejemplo de un arreglo adecuado (aunque por lo menos con un ángulo de intersección diferente a la presente invención) en la cual la guia de onda de bocina por si misma contiene un diafragma acústicamente radiante, se describe en la Patente U. S. No. 5,548,657.

El transductor en forma de domo preferentemente se forma de un material considerablemente rigido de densidad baja, por ejemplo un metal o un material con aleación de metal, un material compuesto, un material plástico, o un material de cerámica. Algunos metales preferentes para formar un metal adecuado o un material con aleación de metal incluye: titanio, aluminio y berilio. La superficie acústicamente radiante del transductor en forma de domo se puede formar de un material especial, por ejemplo diamante (especialmente diamante depositado en forma química) .

La guia de onda de bocina se puede formar de cualquier material adecuado, por ejemplo un metal o un material con aleación de metal, un material compuesto, un material plástico, un material textil, o un material de cerámica. Para aquellas modalidades de la invención en las cuales la guia de bocina es un diafragma acústicamente radiante, preferentemente se forma de un material plástico o un material textil, por ejemplo. El metal o papel puede ser preferente en algunos casos.

En algunas modalidades de la invención, el altavoz puede incluir uno o más transductores y/o diafragmas acústicamente radiantes mandados, por ejemplo.

Un segundo aspecto de la invención proporciona un sistema de altavoz que contiene una pluralidad de altavoces de acuerdo con el primer aspecto de la invención.

Otras caracteristicas preferentes y opcionales de la invención se describen más adelante y en las reivindicaciones dependientes .

Ejemplos de algunas modalidades preferentes de la invención se describirán ahora, como ejemplo, con referencia a los dibujos acompañantes, de los cuales: La Figura 1 muestra, esquemáticamente y en una sección transversal, parte de un altavoz de acuerdo con la presente invención; La Figura 2 muestra un detalle de la Figura 1; La Figura 3 es una muestra esquemática del "ángulo de intersección" (como se define en la presente) de un altavoz de acuerdo con la invención; Las Figuras 4 ( (a) a (f) muestran representaciones gráficas del nivel de presión de sonido (en dB) contra la frecuencia de sonido (en Hz, y también en número de ondas normalizadas ka) modelado por un altavoz de acuerdo con la invención en seis diferentes ángulos de bocina, y en varios ángulos de intersección diferentes entre cada ángulo de bocina; La Figura 5 es una representación gráfica que muestra algunos intervalos preferentes de ángulo de intersección como una función del ángulo de bocina, para altavoces de acuerdo con la invención; Las Figuras 6 (a) y 6(b) muestran esquemáticamente algunas de las dimensiones de altavoces preferentes de acuerdo con la invención; Las Figuras 7 ( (a) y (b) ) muestran los resultados modelados por computadora del elemento finito para varios valores relativos de dimensiones particulares de altavoces de acuerdo con la invención; y La Figura 8 muestra los resultados modelados por computadora del elemento finito para un ejemplo particular de un altavoz de acuerdo con la invención.

Las Figuras 1 y 2 muestran, esquemáticamente y en la sección transversal, parte de un altavoz 1 de acuerdo con la presente invención. (Ambas figuras muestran únicamente una mitad del altavoz en un lado de un eje longitudinal 12. El altavoz es simétrico alrededor del eje. El altavoz 1 contiene una guia de onda de bocina 3 que tiene una superficie de guia de onda 5, y un transductor en forma de domo, convexo 7 ubicado en general en la garganta 9 de la guia de onda de bocina. El transductor en forma de domo, convexo 7 tiene una superficie acústicamente radiante, considerablemente rigida 11, la cual tiene forma considerablemente como un segmento de una espera (es decir, la curvatura de la superficies 11 es una curvatura considerablemente esférica) . La guia de onda 3 en general es una guia de onda estática, ensanchada, frusto-cónica que tiene un eje longitudinal 12. Un borde 31 del transductor en forma de domo 7 se une a un soporte 13 detrás de la garganta 9 de la guia de onda de bocina 3.

Una unidad de mando 15 del transductor en forma de domo 7 contiene una caja 17, un imán en forma de disco 19 y un poste interno en forma de disco 21. La caja 17 es considerablemente cilindrica y tiene una abertura 23 para recibir el imán en forma de disco 19 y el poste interno 21. La abertura 23 está definida por un labio que se extiende radialmente hacia adentro 25 que forma un poste externo de la unidad de mando 15. Un formador considerablemente cilindrico (o soporte) 27 del transductor en forma de domo 7 transporta una bobina 29 de un conductor eléctrico (por ejemplo un alambre) que está devanado alrededor del formador 27. La bobina 27 del formador 27 se extiende entre los postes interno y externo 21 y 25 de unidad de mando. El transductor en forma de domo 7 es accionado considerablemente a lo largo del eje 12 por la unidad de mando, y se estabiliza por medio del borde flexible 31. Preferentemente por lo menos el 50% externo de la anchura radial del borde 31 se traslapa por medio de la garganta 9 de la guia de onda de bocina.

La Figura 3 es uha muestra esquemática del "ángulo de intersección" (como se define en la presente) de un altavoz de acuerdo con la invención. Como se muestra, el ángulo de intersección es un ángulo subtendido entre una tangencial 33 a la curvatura esférica de la superficie acústicamente radiante y un plano 35 tangencial a la superficie de guia donde 5 de la guia de onda de bocina 3 en un punto en donde la curva esférica encuentra una superficie imaginaria 37 extrapolada desde la superficie de la guia de onda. El ángulo de intersección que se muestra en la Figura 3 tiene 87°, como se indica.

La Figura 4 muestra representaciones gráficas de los resultados de modelado por computadora del análisis del elemento finito del nivel de presión de sonido (en dB) contra la frecuencia de sonido (en Hz) modelado para un altavoz de acuerdo con la invención en seis diferentes ángulos de bocina y en varios ángulos de intersección. El modelado por computadora asume, por simplicidad, que el transductor en forma de domo tiene una superficie acústicamente radiante en la forma de un segmento de una esfera, y que la superficie se mandó a lo largo del eje longitudinal de una guia de onda de bocina cónica que se extiende infinitamente.

Como saben las personas que cuentan con experiencia, para que un altavoz rinda adecuadamente es necesario que el nivel de presión del sonido de los sonidos producidos por el altavoz sean uniformes y fuertes como sea práctico (para una energía de entrada data) sobre considerablemente el intervalo completo de frecuencia de sonido de la operación del altavoz. Para altavoces preferidos de acuerdo con la invención, el intervalo de frecuencia de operación normalmente será de aproximadamente 2 kHz a aproximadamente 20 kHz (o posiblemente más alto; para sistemas Super Audio Compact Disc (SACD) , por ejemplo, el intervalo de frecuencia de operación se extiende arriba de 20 kHz) . Es por lo tanto deseable para los altavoces de acuerdo con la invención tener una respuesta de nivel de presión de sonido sobre este intervalo de frecuencia que sea tan uniforme y fuerte como sea posible. Como saben las personas que cuentan con experiencia, el nivel presión de sonido variará normalmente (para un altavoz particular) con la dirección relativa al altavoz en el cual se mide el nivel de presión de sonido (o se modela) . Consecuentemente, el modelado por computadora de la presente invención se llevo a cabo en dos "direcciones" principales relativas al transductor en forma de domo, nombrado "sobre el eje" y la superficie de la guia de onda de la bocina. Las Figuras (a) a 4(f) muestran el resultado del modelado para una guia de onda de bocina que tenga un ángulo de bocina de 20, 30, 35, 40, 50 y 60°, respectivamente, y en varios ángulos de intersección diferentes para cada ángulo de bocina. En cada caso, como se menciona anteriormente, el nivel de presión de sonido ("SPL") se modeló sobre el eje longitudinal de la bocina ("sobre el eje"), y en la superficie de guia de onda de la bocina ("fuera del eje") . Cada gráfica muestra una serie superior de gráficas, y una serie inferior separada de gráficas, cada gráfica contiene resultados de modelado para un ángulo de bocina particular, especificado y un ángulo de intersección particular, especificado. La serie superior muestra los resultados de modelado para el SPL sobre el eje, y la serie inferior muestra la diferencia entre los resultados de modelado sobre el eje y fuera del eje en cada uno de los tres ángulos de intersección.

Cada gráfica mostrada en la Figura 4 es una gráfica de nivel de presión de sonido (en dB) contra frecuencia de sonido (en Hz) . Los resultados que se muestran son para un diámetro de garganta de 25 mm y una superficie acústicamente radiante en forma de domo de 25 mm de diámetro. Sin embargo, las gráficas también se muestran como nivel de presión de sonido (en dB) contra número de ondas normalizadas (ka) : ka = ^r donde : R = radio de la garganta ? = longitud de onda acústica Adicionalmente, la inclinación normal de cada gráfica SPL ha sido considerablemente nivelada aplicando una pendiente octava de 6 dB a la gráfica, de tal manera que cualquier salida de una gráfica de linea considerablemente recta se muestra claramente.

Los resultados de modelado que se muestran gráficamente en la Figura 4 muestran claramente que para los altavoces modelados que caen dentro del campo de la presente invención, es decir, que tienen un ángulo de intersección en el intervalo de 85° a 110° y un ángulo de bocina en el intervalo de 20 a 60°, la respuesta de nivel de presión de sonido tanto "sobre el eje" como en la superficie de guia de onda de bocina es significativamente más uniforme que para los altavoces modelados que caen fuera del intervalo definido de ángulos de intersección, es decir, fuera del campo de la invención. Para esos ángulos de intersección que caen dentro de los intervalos preferidos de los ángulos de intersección, la respuesta de nivel de presión de sonido modelado es mucho más uniforme que para los ángulos de intersección que caen fuera del campo de la invención.

Los intervalos preferidos de los ángulos de intersección en varios ángulos de bocina se han referido anteriormente. En resumen, estos son como sigue. Para ángulos de bocina en el intervalo de 20 a 40°, el ángulo de intersección minimo del intervalo de los ángulos de intersección es de 85°. Para ángulos de bocina en el intervalo de 40 a 50°, el ángulo de intersección minimo del intervalo de ángulos de intersección preferentemente varia considerablemente de forma lineal de 85 a 90°. Para ángulos de bocina en el intervalo de 50 a 60°, el ángulo de intersección minimo del intervalo de ángulos de intersección preferentemente varia considerablemente de forma lineal de 90 a 100°. Para ángulos de bocina en el intervalo de 20 a 45°, el ángulo de intersección máximo del intervalo de ángulos de intersección preferentemente varia considerablemente de forma lineal de 100 a 110°. Para ángulos de bocina en el intervalo de 45 a 60°, el ángulo de intersección máximo del intervalo de ángulos de intersección es de 110°. Estos intervalos preferidos se ilustran gráficamente en la Figura 5. Los ángulos de intersección preferidos en cada ángulo de bocina caen en el limite de, o dentro de, el área que se muestra en la gráfica.

Las Figuras 6 (a) y 6(b) muestran esquemáticamente algunas de las dimensiones de los altavoces preferidos de acuerdo con la invención. La Figura 6 (a) muestra el diámetro DI de la superficie acústicamente radiante en forma de domo del transductor, el diámetro D2 de la garganta de la guia de onda de bocina en la superficie de guia de onda, y el diámetro D3 del soporte situado alrededor del transductor y al cual está unido el borde. La Figura 6 (b) muestra una separación (o hueco) G (el cual es igual a (D2 - Dl)/2) entre la superficie radiante acústicamente en forma de domo del transductor y la garganta de la guia de onda de bocina en la superficie de la guia de onda. La Figura 6 (b) también muestra una separación W (la cual es igual a (D3 - Dl)/2 entre la superficie acústicamente radiante en forma de domo del transductor y el soporte situado alrededor del transductor. Esta separación W normalmente también corresponde a la anchura de un borde que se extiende entre el domo del transductor y el soporte.

Las Figuras 7 ( (a) y (b) ) muestran los resultados de modelado por computadora del elemento finito para varios valores relativos de DI, D2 y D3. La Figura 7 (a) muestra el afecto de variar la separación G entre la garganta de la guia de onda de bocina y la superficie en forma de domo del transductor, es decir (D2 - Dl)/2. Las gráficas de nivel de presión de sonido modelado (SPL, en dB) contra frecuencia de sonido (en Hz) muestra que para las separaciones G de 2 mm o menos (es decir D2 - DI es de 4 mm o menos) la respuesta SPL es mucho más uniforme (es decir más cercana para que sea constante) de lo que es para las separaciones G de 3 mm o 4 mm (es decir D2 - DI es 6 mm u 8 mm) hasta por lo menos 20 kHz (que es aproximadamente el limite de frecuencia alta del oido humano) .

La Figura 7 (b) muestra la alteración de variar la separación W entre el soporte y la superficie en forma de domo del transductor, es decir (D3 - Dl)/2. Las gráficas del nivel de presión de sonido modelado (SPL, en dB) contra la frecuencia de sonido (en Hz) muestra que para las separaciones W de 2.5 mm o menos (es decir D3 -DI es 5 mm o menos) la respuesta SPL es mucho más uniforme (es decir más cercana a ser constante) de lo que es para las separaciones W de 3 mm o 4 mm (es decir D3 - DI es 6mm u 8 mm) hasta por lo menos 20 kHz. (Se notará que aunque el diseño D3=D1 es un caso acústico ideal es una dificultad mecánicamente (o casi imposible) de lograr) .

La Figura 8 muestra los resultados de modelado por computadora del elemento finito para un altavoz de acuerdo con la invención, que tenga un transductor en forma de domo con un diámetro de 45 mm en una guia de onda de bocina, que tenga un ángulo de intersección de 87.5°, un ángulo de bocina (en la garganta) de 40°, y la guia de onda de bocina tenga un ensanchamiento exponencial con una velocidad de ensanchamiento implicando una frecuencia de corte de 2 kHz. (La velocidad de ensanchamiento se refiere a la distancia que toma el área de la bocina para aumentar por medio de un factor fijo. Para una guia de onda de bocina exponencial esta distancia es considerablemente constante a través de la longitud de la bocina.) Los resultados muestran el nivel de presión de sonido modelado (en dB) contra la frecuencia de sonido (en Hz) en diferentes orientaciones (ángulos) con respecto al eje longitudinal de la guia de onda de bocina. Los resultados muestran que la respuesta SPL es muy uniforme (es decir, muy cercana a ser constante) hasta 20 kHz para todas las orientaciones de 0 a 60° con respecto al eje longitudinal de la guia de onda de bocina. Esto significa que no únicamente es la respuesta SPL del altavoz consistente hasta 20 kHz, la directividad del altavoz es también consistente, es decir, hay poca variación en el ángulo de presión de sonido con variación en la dirección relativa al altavoz. Los inventores creen que esos resultados son improbables de lograr, si no es que imposible de lograr, sin la presente invención.

Claims (27)

1. REIVINDICACIONES Un altavoz consiste en una guia de onda de bocina que tiene una superficie guia de onda y un transductor localizado en, o junto a, una garganta de la guia de onda de bocina, el transductor tiene una superficie acústicamente radiante en forma de domo, convexa, considerablemente rigida, la cual no está acoplada de manera rigida a la superficie guia de onda, en donde: (a) un ángulo de bocina subtendido entre un eje longitudinal de la guia de onda de bocina y la superficie de la guia de onda en la garganta de la bocina, es en el intervalo de 20 a 60°; y (b) un ángulo de intersección subtendido entre un plano tangencial a la forma del domo de la superficie acústicamente radiante y un plano tangencial a la superficie de la guia de onda en un punto en donde la forma del domo o una extrapolación de la forma del domo • encuentra la superficie de la guia de onda o una extrapolación de la superficie de la guia de onda, es en el intervalo de 85 a 110°. El altavoz de acuerdo con la reivindicación 1, en la cual, para los ángulos de bocina en el intervalo de 20 a 40°, el ángulo de intersección minimo es de 85°. El altavoz de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en la cual, para los ángulos de bocina en el intervalo de 40 a 50°, el ángulo de intersección minimo varia considerablemente de forma lineal de 85 a 90°. El altavoz de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la cual, para los ángulos de bocina en el intervalo de 50 a 60°, el ángulo de intersección minimo varia considerablemente de forma lineal de 90 a 100°. El altavoz de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la cual, para los ángulos de bocina en el intervalo de 20 a 45°, el ángulo de intersección máximo varia considerablemente de forma lineal de 100 a 110°. El altavoz de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la cual, para los ángulos de bocina en el intervalo de 45 a 60°, el ángulo de intersección máximo es de 110°. El altavoz de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la cual la forma del domo de la superficie acústicamente radiante del transductor es considerablemente esferoide. El altavoz de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, eri la cual la forma del domo de la superficie acústicamente radiante del transductor es considerablemente la forma de un segmento de una esfera. El altavoz de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la cual cualquier separación, en una dirección radial considerablemente perpendicular al eje longitudinal de la guia de onda de bocina, en cualquier punto entre la garganta de la guia de onda de bocina en la superficie de guia de onda y la superficie acústicamente radiante en forma de domo del transductor, no es mayor de 2.5 mm. El altavoz de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la cual un diámetro minimo de la garganta de la guia de onda de bocina en la superficie de guia de onda es no más de 5mm más grande que un diámetro máximo de la superficie acústicamente radiante en forma de domo del transductor. 11. El altavoz de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la cual la superficie acústicamente radiante en forma de domo del transductor se une por medio de un borde a un soporte situado alrededor del transductor, por lo menos parte del borde es flexible. 12. El altavoz de acuerdo con la reivindicación 11, en la cual la superficie acústicamente radiante en forma de domo del transductor está separada del soporte situado alrededor del transductor en una dirección radial considerablemente perpendicular al eje longitudinal de la guia de onda de bocina, por no más de 2.5 mm. 13. El altavoz de acuerdo con la reivindicación 11 o 12, en la cual un diámetro minimo del soporte situado alrededor del transductor es no más de 5 mm más grande que un diámetro máximo de la superficie acústicamente radiante en forma de domo del transductor. El altavoz de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la cual la guia de onda de bocina tiene una longitud axial de por lo menos 1.5 veces la altura del domo del transductor. El altavoz de acuerdo con la reivindicación 14, en la cual la guia de onda de bocina tiene una longitud axial de por lo menos 2.0 veces la altura del domo del transductor. El altavoz de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la cual la guia de onda de bocina es no circular en la sección transversal perpendicular a su e e longitudinal. El altavoz de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en la cual la guia de onda de bocina es considerablemente circular en la sección transversal perpendicular a su eje longitudinal. El altavoz de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la cual la guia de onda de bocina es considerablemente frusto-cónica. 19. El altavoz de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la cual la guia de onda de bocina está ensanchada. 20. El altavoz de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la cual la guia de onda de bocina contiene un diafragma acústicamente radiante, mandado. 21. El altavoz de acuerdo con la reivindicación 20, en la cual el diafragma es mandado considerablemente independiente del transductor en forma de domo. 22. El altavoz de acuerdo con la reivindicación 21, en la cual el diafragma está acomodado para radiar ondas acústicas en general de frecuencia inferior a las del transductor en forma de domo. 23. El altavoz de acuerdo con la reivindicación 20, en la cual el diafragma y el transductor en forma de domo son mandados juntos prácticamente como una unidad. 24. El altavoz de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 20 a 23, incluye una unidad de mando para mandar el diafragma. 25. El altavoz de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, incluye una unidad de mando para mandar el transductor en forma de domo. 26. El altavoz de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, incluye uno o más transductores y/o diafragmas acústicamente radiantes, mandados. 27. El sistema de altavoz contiene una pluralidad de altavoces de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores.