MXPA98001592A - Altavoces que comprenden elementos de radiacion acustica en forma de panel - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un altavoz en forma de panel (81) que comprende un radiador acústico de modo distribuido resonante que tiene una periferia, un transductor (9) montado sobre el radiador para excitar una resonancia de modo distribuida en el radiador, y un marco (1) que soporta el radiador, el transductor estáconectado entre el radiador y el marco para hacer vibrar el panel para provocar su resonancia con el objeto de producir una salida acústica, caracterizado porque el marco soporta el radiador alrededor de su periferia y por un dispositivo de suspensión resiliente conectado entre el marco y la periferia del radiador.

Description

ALTAVOCES QUE COMPRENDEN ELEMENTOS DE RADIACIÓN ACÚSTICA EN FORMA DE PANEL CAMPO TÉCNICO 1.a invención se refiere a altavoces y m s específicamente a altavoces que comprenden elementos de radiación acústica en forma de panel . ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA En el documento 6B-A~22¿.28<--1 se suyiere un altoparlante en forma de panel que» comprende: un elemento resonante radiador ul i odal que es un panel emparedado unitario formado por dos películas de material con un núcleo de espac lamí e to *-. construc ión celular transversal, donde el panel es tal que tiene una proporción entre la rigidez- de fle.-?ón (R> , en todas las o ient ciones, y el cubo de la masa del panel por Área superficial unitaria {µ) de al menos l?$ un dispositivo de montaje que soporta el panel CJ bien lo fija sobre un cuerpo de soporte, de aner-t libre no a or iguada ; y un dispositi o de impulsión elec rome ánico cone tado al panel que sirve par-t excitar una resonancia multi odal en el panel radiador en respuesta a una entrada e) ctr?c3 dentro de una banda de frecuencia de trabajo para el al avoz. E3 documento US-A- , 24"? , 27. de WAPNA A presenta lo que pretende ser u altavo;. de panel resonante de baja frecuencia montado en un chasis y esc i ado por un transductor ele tromecánico montado en el chasis. PRESENTACIÓN DE LA INVENCIÓN Modalidades de la presente invención emplean miembros de naturaleza, estructura y configura ión que pueden obtenerse general y/o específi amente mediante la implementac. ón de las enseñanzas de nuestra publicación PCT co- endí nte No. W097/09842 de misma fecha que la presente. Tales miembros tienen por consiguiente la capacidad de sostener y propagarenergía vibraciona] de entrada curvando ondas en área(s) operativ fs) que se extienden transvers lmente en relación con el espesor frecuen emente pero no necesariamente hasta los bordes del (de los) miembro. ); se configuran con o sin anisotropía de r?g?de¿ de flexión para tener componentes de vibra ión de modo resonante di tribuidos sobre dich (s) área <s) de manera ben fica para 13 conexión acústica con el aire ambiente; y tienen ubicaciones o sitios predeterminados pre ferenc 13 les dentro de dicha ?i ea para el dispositivo de transductor, particularmente parte(s) operac lonalmente activáis) o bien móvil (es) del mismo efecti aís) en relación con la actividad de vibración acústica en dicha 5) área(s) y señales, hab 1 ?a 3 mente eléctricos, que corresponden al contenido acústico de tal actividad vibracional. Se plantean usos en la publicación Interna ion l co-pendiente No» W097/09842 de misma fecha que la presente para tales miembros o bien en dispositivos acústicos "pasivos" sin medio de transductor, como por ejemplo para reverberación o bien para filtración acústica o bien para "armonizar" acús icamente un espa io o cuarto; y en dispositivos acústicos "activos" con medio de transductor, como por ejemplo en un amplio rango de fuentes de sonido o bien altavoces cuando se les suministra señales de entrada para su conversión en dicho sonido, o bien por ejemplo como micrófonos cuando están expuestos al sonido para ser convertidos en otras señales. Esta invención se refiere particularmente a dispositivos acústicos a tivos en forma de altavoces. Miembros co o los anteriores se conocen aquí como radiadores acústicos de modo distribuido y están carácter i irado como en la solicitud PCT anterior y/o de otra forma según lo específicamente propor ionado aquí. La invención es un altavoz en forma de panel que comprende un miembro que tiene una periferia y que tiene la capa idad de sostener y propagar una energía vibracional de entrada mediante el doblado de ondas en al menos una área operativa que se extiende transver sa luiente en eí ación con el espesor para tener componentes de vibración de modo r>eson---nte distp bu idos en dicha al menos una área y que iene ubicaciones o sitios prefer en ?a le predeterminados dentro de dicha área para un disposi i o de transductor y que tiene un transductor mont ado en dicho miembro en una de dichas ubicaciones o sitios pa hacer vibrar el miembro para provocar su resonancia formando un radiador --rús ic que proporciona una salida acústica cuando resuena, un marco que soporta el radiador alrededor de su periferia, el transductor está, conectado entre el radiador y el marro y un dispositivo de suspensión resiliente acoplado entre el marco, y la periferia del radiador por lo que el rad i ador puede realizar un molimiento istón i o y tener un comportamiento resonar.te, y donde el transductar í ) es adaptado para desplacar el radiador de manera pistómca. El marco puede tener una parte que rodea el radiador. La suspensión resiliente u d elaborarse de un material elastomérico. El marco puede comprender urt soporte para pis » que tiene una piarte que se engancha en el piso, una parte sustanci I ente vertical que se entiende a partir de la porción de enganchamiento en el piso, y una pluralidad de brazos que se extieriden a partir de la porción vertical, los extremos distales de estos brazos se conectan con la parte de marco que rodea el radiador. El ra i dor puede ser rectangular, y los brazos pueden extenderse cer~a de las esquinas del radiador- El transductor puede estar montando en la parte vertical del marco o bien ad acen a dicha parte. El transductor puede estar montado en una -.aliente a partir de la parte vertical. Se puede propor ionar un par equilibrado de ransdu ores. El radiador- puede comprender un núcleo ligero que separa un par de películas ligeras de alto módulo. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La invención se ilustra de manera diagramática, a titul , de ejemplo, en los dibujos anexos, en donde: La figura 1 es un diagrama que muestra un altavoz de modo distribuido de conformidad con lo descrito y reivindicado en nuestra publicación Internacional co-pendiente No. W097/ 9842; La figura 2a es un corte parcial en la línea A-A de la figura 1 ; La figura 2b es una vista transversal ampliada a través de un radiador de modo distribuido del tipo ilustrado en la figura 2a y que muestra dos construcciones altern i as; La figura 3a. es una vista frontal de una modalidad del al avoz de modo distribuido de conformidad con la presente invención; La figura 3£> es una vista lateral del altavoz de modo distribuido de la fi ura 3a, y La figura 3c es un vista posterior del altavoz de la figura 3a. MODALIDADES PREFERIDAS PARA LLEVAR A CABO LA INVENCIÓN Con referenci a la fi ura 1 de as dibujos, se ilus ra un altavoz en forma de panel íBl > del tipo descrito y reclamado en nuestra publicación Interna ional co-pend r p No. W097/09842 de misma fecha que la presente que comprende una estructura rectangular (1) que lleva una suspensión resiliente (3) alrededor de si» periferia interna que soporta un panel (2) de radiación de sonido de modo distribuido. Un transductor (9), por ejemplo de conformidad con lo descrito con detalles n referencia a nuestras publica iones Internacionales co-pendientes Nos. W097/09859, W097/09861 , 097/09858 de misma fecha que la presente, se monta total y exclusivamente sobre o bien dentr-? del panel (2) en una ubicación predeterminada definida por las dimensiones "x" "y", cuya ubicación se calcula de conformidad con lo descrito en nuestra publicación Internacional co-pen lente Na. W097/09842 de misma fecha que la presente, para lanzar ondas de inflexi n en el panel para provocar que el panel resuene para radiar una salida acústica. El tr ansdu tor (9) es impulsado por un amplificador de señal (10), por ejemplo un amplificador de audio, conectado l transductor mediante conductores (28 . La carga de amplificador y los requerimi ntos de potencia pueden ser totalmente normales, similares a l s altavoces de tipo de cono convencionales, siendo la sen ibilidad del orden de 8ó>~ 88dB *»?att bajo condiciones de carga. La impedancia de carga de amplificador es altamente resistiva a 6 ohms, a ando una potencia de 20-80 wa ts. Cuando el núcl o de panel y /o las películas son de metal, se les pueden construir par-i que actúen como disipador de calor para el transductor para remover el cal r de la bobina del motor del transductor y mejorar así el manejo de la energía. Las figuras 2a y 2b son cortes transversal s típicos parciales a través del altavoz (81) de la figura 1. La figura 2a_ muestra que la estructura (1>. periferia <3) y panel (2) están conectados juntos por juntas respectivas de unión adhesiva (20). Materiales adecuados para la estructura incluyen marco de cuadro de metal extruido, por ejemplo aleación de aluminio o plásticos. Materiales de periferia adecuados incluyen materiales resilientes como por ejemplo hule espuma y plástico espuma. Adhesivos adecuados para las juntas (20) incluyen adhesivos epóxicos, acrílicos y ciano-acril to, etc. La fi ura 2b ilustra, a escal ampliada, que el panel (2) es un panel l igero rígido que tiene un núcleo (22) por ejemplo de una espuma plástica rígida (97) por ejemplo cloruro de polivinilo reticulado o bien una matriz celular (98), es decir, una matriz de panal de ho a de metal, plástico o similar, con las células ex endiéndose transvers lmente en relación con el pl3no del panel, y encerradas por películas opuestas (21), por eje pl de papel, cartón, plástico o bien hoja o lámina de metal. Cuando las películas son de plástico, se las refuerza de preferencia con fibras, por ejemplo de carbón, vidrio, ,-evlar (MR) o similar-, de maner 3 conocida per se para incrementar su módulo. Materiales propuestos par-a las r pa e película y refuerzos incluyen carbón, vidrio, Kevlar (MR), No e: (MR), ei de ir, fibras de aramida etc., en varios estratos y te; turas, a t como papel, láminas de papel prensado, elamina, y varias películas plásticas sintéticas de lto módulo, como por ejemplo Mylar (MP), aptan (MR), pol -carbonato, plásticos fenóli os, pol íéster o bi n plásticos rela i nados, y plásticos reposados con fibras, etc., así como hojas o láminas metálicas. La 1 nves igac ion del grado Vectra de termo l s 11 os de polimeros de cristales líquidos muestra que pueden ser útiles para el moldeo por inyección de películas ul traclel gadas o bren envolturas de tamaño más pequeño, digamos hast^ aproximadamente 30 cm de diámetro. Este material forma una estructura cristalina orientada ert la dirección de la inyección, una orientación preferida para la buena propagación de la energía agua desde el puntu de activación hasta el perímetro del panel. Adiciopal ente, tal moldeo para este u otros termopl st ic os permite que la herramienta de moldeo lleve características de ubicación y registro co o por ejemplo r-anuras o anillos para la ubicación precisa de l s partes de tra sduc tor- , por ejemplo, I3 bobina de motor y la suspensión de imanes. Adi c 1 onalmente, con algunos materiales de núcleo más débiles, se calcula que sería provechoso incrementar localmente el espesor de piel, como por m en mi-i -.rea o bien anillo de hasta 150/. del diámetro del transductor para reforzar esta área y conectar de manera benéfica la energía de vibración en el panel. Una respiuesta de alta frecuencia será mejorada con los materiales de espuma más blandos de esta forma. Materiales de capa de núcleo previstos incluyen panales fabricados o bien ondulaciones de ho a o lám?r.3 de aleación de aluminio, o bien evlar (MR), Nomex (MR), papeles llanos unidos, y varias películas plásticas sintéticas, así como plásticos expandidos o espumas o bien materiales de pulpa, aún metales de aerogel si son de una densidad suficientemente ba a. Algunos materiales adecuados piara la capa de núcleo presentan efe ti amente una formación automática de películas a la hora de su fabricación y /o bien tienen de otra forma una rigidez inherente suficiente para su uso sin laminación entre las capas de película. Un material de núcleo celular de alto desempeño se conoce bajo el nombre comercial "Pohacell" que puede ser adecuado como panel de radiador que no presenta películas. En términos prácticos, el objetivo es una ligereza y rigidez global adecuada para un piropósito pa ticular, que incluye espe íficamente ontribuí-iones de opt uní zac i ón de las capas de núcleo y de película y transiciones entr-e ellas.

Varias de las formula iones prefer-idas para el panel emplean pieles de metal y aleaciones e metal, o bien alternativamente, un refuerzo de fibra de carbono. Ambos estos y también diseños con una aleación de aerogel bien núcleo de panal de metal tienen propiedades de tami ado de radiofrecuen as substancial s que serán importantes n varias aplica ones de EMC. Altavoces de tipo de cono o panel conven ionales no tienen ninguna capacidad inherente de tamizado de EMC. Además, la forma preferida de transductores piezo y electrodinámicos tienen campos de dispersión magnética o radiación elect omagnética in ignificantes. Los alttvoc.es conven ionales tienen un gran campo magnético, de hasta 1 metro de distancia a menos que se tomen cont a ed idas de compensación específicas. Cuando es importante mantener el tamizado en una aplicación, la conexión eléctrica puede llevarse a cabo sobre las piarles conductoras de un panel DML apropiado o bien una espuma el c ricamente conductora o bien una interfaz similar puede emplearse para el montaje te los bordes. La suspensión (3) pued amortiguar los bordes del panel (2) piara evitar un movimiento excesivo de los bordes del panel. Adi ional o bien l ern ti amente, se puede aplicar un amor iguamiento adicional, por ejemplo en forma de parches, fijados sobre el panel en posiciones s lecciona a para amortiguar un movimiento excesivo piara distribuir igualmente la resonancia en el panel. Los parches pueden elaborarse de vn material basado en bi urnen, co o se emplea hab i tua 1 mente en recintos de altavoces convencionales o bien puede elaborarse de un material laminado polimérico resiliente o rígido. Algunos materiales, especialmente papel y el cartón, y algunos núcleos pueden ser de autoamort iguami nto. Cuando se desea, el amortiguamiento puede ser incrementado en la construcción de los paneles mediante el empleo de adhesivos con endure imiento resiliente en vez de endure imiento rí ido. De manera efectiva dicho amortigua iento selectivo incluye aplicación específica soLire el panel incluyendo su material laminado de manera permanentemente asociada con el. Bordes y espinas pueden ser esp.ee talmente importantes para modos de paneles de vibración de ba a frecuen ia dominantes y menos dispersas. la fijación de borde del dispositivo de amor iguamiento puede llevar de manera útil a un panel con su material de lámina totalmente enmarcado, aún cuando sus espinas pueden estar- relativamente libres, digamos para una extensión deseada operación a frecuencias á bajas. La fijación puede SE - por me io de materiales adhesivos o bien autoadhesi o . Otras formas de amor iguamiento útil, especialmente en términos de efectos mas útiles y/o frecuencias medias y altas puede lograrse por medio de masa o masas adecuadas fijadas sobre el material de ho a en posiciones localizadas medias efectivas predeterminadas de dicha área. Un panel acústico de conformidad con lo arriba descrito es bidi reccional . La energía del sonido que proviene del fondo na se encuentra fuertemente relacionado en fase con la energía que proviene de la parte frontal. Por consiguiente se obtiene el beneficio de la adición global de la potencia acústica en la sala, energía sonora de distribución de secuencias uniforme, efectos de ondas de reflexión y estacionaria reducidos y con la ventaja de una reproducción superior del espacio y ambiente natural en la reproducción de los sonidos grabados. Mientras la radiación proveniente del panel acústico es en gran medida no di rec ic al , el porcentaje de información relacionada con fase se incrementa fuera del eje. Para un enfoque mejorado de la imagen de estereofantasma , la colocación de los altavoces, co o cuadros, a la altura habitual de una persona de pie, confiere el beneficio de una colocación ligeramente fuera de eje para la persona que escucha sentada normalmente optimizando así el efecto estéreo. De la misma manera, la geometría triangular i quierdo/derecho en relación a la persona que escucha proporciona un componente angular adicional. Por consiguiente se puede obtener de esta forma una buena estereofoní . E iste una ventaja adicional piara un grupo de personas que escuchan en comparación con la reproducción convencional de altavoces. La naturaleza intrínsecamen dispersa de la radiación de sonido de panel acústico le proporciona un volumen de sonido que no obedece a la ley del cuadrado inverso para la distancia para una fuente puntual equivalente. Debido al hecho que la baja de la intensidad con la distancia es mucho menor que lo preciso por la ley del cuadrado inverso, entonces por consiguiente en el case-de las personas que escuchan y están colocadas fuera del centro y de manera no óptima, el campo de intensidad para el altavoz promueve un efecto de estereofonía superior en comparación con los altavoces convencional s. Esto se debe al hecho que las personas que escuchan colocadas fuera de centro no padece del doble problema debido a la cercanía con el altavoz más cercano; en primer lugar, el incremento excesivo del sonido proveniente del altavoz más cercano, y después la distribución correspondiente de volumen del sonido proveniente del altavoz más lejano. Existe también la vent ja de un altavoz plano, en forma de panel, ligero, visualmente atractivo, de buena calidad de sonido y que requiere solamente de un transductor y de ninguna transición para ¡.sn soni o de rango completa proveniente de cada diafragma de panel.

La figura 3 ilustra un altavoz en forma de panel montado en el piso (81) del tipo generalmente ilustrado en las figuras 1 y 2 y en donde un panel (2) de radiación de sonido de modo distribuido rectangular rígido y ligero se monta sobr-e un borde resiliente (3) el cual se encuentra aptoyado a su vez en un marco rectangular (1), El marco (1) está soportado por medio de un soporte para piso (23) que tiene una pata (83) que se engancha en el pi o para soportar un v stago (84) vertical que tiene cuatro brazos generalmente hop zontales (85) conteetados en sus extremos distales (86) con las esquinas respectivas (87) del marco ( t ) . Se monta un par equilibrado de transductores (9) en un extremo respectivo del panel (2) y en sus otros extremos están también soportadas en salientes (88) del vastago (84) para accionar- el panel. Un par de transductores (9) se ubican en el panel (2) en ubicaciones predeterminadas de conformidad con lo planteado a continua ión. Este arreglo i ne el propósito de opierar para accionar el panel (2) pistónicamente a bajas frecuencias reaccionando contra el vastago (84) que junto con los brazos (85) actúa co o el chasis de una unidad de accionamiento de altavoz convencional y para hacer vibrar el panel a altas frecuencias para provocar su resonancia p r produc i r una salida acústica. Tal arreglo requiere que la suspensión (3) tenga fle ibilidad, es decir- co o el rollo que rodea un accionador convencional de cono de altavoz p istónico . APLICACIÓN INDUSTRIAL El altavoz en forma de panel de la presente invención es relativamente sencillo en cuanto a su elaboración y su característica plana lo hace relativamente fácil ci colocar. Tiene un amplio ángulo de dispersión acústica en comparación con los alt voces convencionales.

Claims (9)

1. REIVINDICACIONES 1. Un altavoz en forma de panel (81) que comprende un miembro (2) que tiene una periferia y que tiene la capacidad de sostener y propagar una energía vibracional de entrada mediante el doblado de ondas en al menos una área operativa que se extiende transversal ente en relación con el espesor-para tener componentes de vibración de modo resonante distribuidos en dicha al menos una área y que iene ubicaciones o sitios pr ferenc ial s predeterminados dentro de dicha área para un dispositivo de transductor y que i ne un transductor (9) montado en dicho miembro en una de dichas ubicaciones o sitos para hacer vibrar el miembro para provocar su resonancia formando un radiador acústico que proporciona una salida acústica cuando resuena, un marco (1) para soportar el radiador (2) alrededor de su periferia, el transductor' se encuentra conectado entre el radiador y el marco, y ?n dispositivo de suspensión resiliente (3) conectado entre el marco y la pepfera del radiador por lo que el radiador puede tener un movimiento pistómco y un comportamiento resonante y donde el trapsductor (9) es adaptado para move p istónica ente el radiador.
2. 2, Un altavoz en forma de p.anel de confor idad con la rei indica ión 1, caracteri ado porque el marco íl) tiene una parte que rodea el radiador (2).
3. 3. Un altavoz en forma de panel de conformidad con la reivindicaci n 1 o bien con la reivindicación 2, caracteri ado porque la suspensión resiliente (3) e=, de un material elastomérico.
4. 4. Un altavoz en forma de panel de conformidad con la reivindicación 2 o bien con la rei indicación 3 cuando depende de la reivindicación 2, caracteri ado porque el marco (1) comprende un soporte de piso (3) que tiene una parte de enganchamiento en el piso (83), una parte sustancialmente vertical (84) que se e iende desde la parte de enganchamiento en el piso y una pluralidad de brazos (85) que se extienden desde la parte vertical, los extremos distales de estos brazos están conectados a la parte de marco (1) que rodea el radiador.
5. 5. Un altavoz en forma de panel de conformidad con la reivindicación 4, caracteri ado porque el radiador (2) es rectangular, y porque los brazos (85) se extienden cerca de las esquinas del radiador.
6. 6. Un altavoz en forma de panel de conformidad con la rei indicaci n 4 o bien con la reivindicación 5, caracterizado porque el transductor (9) se encuentra montado en la parte vertical (84) del marco o bien adyacente a dicha p rte.
7. 7. Un altavoz en forma de panel de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones 4 a 7, caracteri ado porque el transductor (9) se encuentra montado en una saliente (88) que se proyecta a partir de la porción ver ical .
8. 8. Un altavoz en forma de panel de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por un par equilibrado de transductores (9).
9. 9. Un altavoz en forma de panel de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el radiador (2) comprende un núcleo ligera (22) que sep»ara un par de películas ligeras (21) de alto módulo.