SK25998A3

SK25998A3 - Personal computers

Info

Publication number: SK25998A3
Application number: SK259-98A
Authority: SK
Inventors: Henry Azima; Martin Colloms; Neil Harris
Original assignee: New Transducers Ltd
Priority date: 1995-09-02
Filing date: 1996-09-02
Publication date: 1998-09-09
Also published as: HUP9903879A2; DE69601731D1; DE69601731T2; PL325239A1; AU6880396A; WO1997009854A3; WO1997009854A2; DK0847671T3; TR199800357T1; IL123483A0; CZ57898A3; CA2230064A1; EP0847671A2; EA199800251A1; IL123483A; ES2130846T3; RO119051B1; BR9610504A; HK1008591A1; EP0847671B1

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka osobného počítača, najmä prenosného osobného počítača, akým je napr. laptop, zahrňujúceho reproduktory.

Doterajší stav techniky

Z patentového dokumentu GB-A-2262861 je známy panelový reproduktor, ktorý zahŕňa rezonančný viacvidový žiarič tvorený rovnomernou zloženou doskou zahrňujúcou jadro s priečnou komôrkovou štruktúrou, ktoré obklopujú dva plášte, pričom táto doska má pomer ohybovej pevnosti (b), vo všetkých smeroch, ku kubickému výkonu hmotnosti panelu na jednotku plochy (μ) rovnajúci sa aspoň 10, pripevňovací prostriedok, ktorý nesie uvedenú dosku alebo pripevňuje túto dosku na nosné teleso, a to vol'ným netlmeným spôsobom, a elektromechanický budiaci prostriedok, ktorý je určený na budenie viacvidovej rezonancie vo vyžarujúcej doske na odozvu na elektrický vstup vo vnútri pracovného frekvenčného rozsahu reproduktorov.

Podstata vynálezu

Jednotlivé vyhotovenia vynálezu používajú prvky, ktoré majú vlastnosti, napr. štruktúru a konfiguráciu, všeobecne a/alebo špecificky opísané v prihláške WO 97/09842 súvisiacej s touto prihláškou. Tieto prvky teda majú schopnosť netlmiť a šíriť vstupnú vibračnú energiu ohybovým vlnením vo funkčnej ploche alebo funkčných plochách, ktoré prebiehajú priečne na hrúbku prvku, často, avšak nie nutne na okraje uvedeného prvku alebo prvkov. Majú konfiguráciu s aniziotropiou ohybovej pevnosti alebo bez nej tak, aby rezonančné vidy ohybovej vlnovej vibrácie distribuované po celej ploche prvku, priaznivo vplývali na akustické spojenie s okolitým vzduchom, a majú na uvedenej ploche vopred stanovené výhodné polohy alebo miesta pre meničový prostriedok, najmä pre jeho funkčne aktívne alebo pohyblivé časti účinné v závislosti na akustickej vibračnej aktivite v uvedenej ploche a na signáloch, obvykle elektrických, ktoré zodpovedajú akustickej miere takejto vibračnej aktiyity. V súvisiacej medzinárodnej patentovej prihláške WO 97/09842, ktorá má rovnakú prioritu, sú navrhnuté prvky pre pasívne akustické zariadenia bez meničových prostriedkov, ktorými sú napr. zariadenia na vyvolávanie dozvuku alebo na akustickú filtráciu, alebo akustické ozvučenie priestoru alebo miestnosti, ako aj pre aktívne akustické zariadenia s meničovými prostriedkami, medzi ktoré patria zvukové zdroje alebo reproduktory s pozoruhodne širokým kmitočtovým rozsahom, kde sa vstupné signály privádzajú na zvuk, alebo mikrofóny, ktoré sú vystavené zvuku, ktorý prevádzajú na iné signály.

Vynález sa týka najmä aktívnych akustických zariadení, akými sú napr. reproduktory pre osobné počítače, najmä laptopy.

Vyššie uvedené prvky v týchto zariadeniach sa nazývajú akustickými žiaričmi s distribuovanými vidmi a majú charakteristiky opísané v patentovej prihláške WO 97/09842 alebo iné charakteristiky opísané v tejto patentovej prihláške.

Podľa jedného hľadiska je predmetom vynálezu laptop počítač zahrňujúci klávesnicu a,displej, ktorý obsahuje prvok, ktorý má schopnosť netlmiť a šíriť vstupnú vibračnú energiu ohybovým vlnením v aspoň jednej funkčnej ploche prebiehajúcej priečne na jeho hrúbku tak, aby mal rezonančné vidy ohybovej vibrácie distribuované cez uvedenú aspoň jednu plochu a vopred stanovené výhodné polohy vo vnútri plochy pre meničový prostriedok, a menič pripevnený celkom a výlučne na tomto prvku v jednej z uvedených polôh na vibráciu tohoto prvku na dosiahnutie rezonancie tohoto prvku tvoriaceho akustický žiarič, ktorý poskytuje akustický výstup v priebehu jeho rezonancie.

Podľa ďalšieho hľadiska je predmetom laptop počítač zahrňujúci klávesnicu, displej a dvojicu protiľahlých panelových reproduktorov, z ktorých každý obsahuje prvok, ktorý má schopnost netlmiť a šíriť vstupnú vibračnú energiu ohybôvým vlnením v aspoň jednej funkčnej ploche prebiehajúcej priečne na jeho hrúbku tak, aby mal rezonančné vidy ohybovéj vibrácie distribuované cez aspoň jednu plochu a vopred stanovené výhodné polohy vo vnútri plochy pre meničový prostriedok, a menič pripevnený celkom a výlučne na tomto prvku v jednej z uvedených polôh na vibráciu tohto prvku na dosiahnutie rezonancie tohto prvku tvoriaceho akustický žiarič, ktorý poskytuje akustický výstup v priebehu jeho rezonancie. Reproduktory môžu byť pripevnené k tomuto displeju. Taktiež môžu byť tieto reproduktory zavesené na tomto displeji. Alternatívne tento displej môže zahrňovať kryt a reproduktory, z ktorých každý môže byť skrytý v štrbine vytvorenej v tomto displeji na posuvný pohyb týchto reproduktorov medzi nefunkčnou polohou, v ktorej sú reproduktory v podstate celkom skryté v tejto štrbine, a funkčnou polohou, v ktorej sa reproduktory nachádzajú na opačných stranách displeja. Každý žiarič môže obsahovať pevný ľahký panel majúci komôrkové jadro vložené medzi vrstvy plášťa. Tento žiarič môže byť nesený v obklopujúcom ráme. Žiarič môže byť v tomto ráme nesený pomocou pružného závesu.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Na lepšie pochopenie vynálezu sú zobrazené príkladné vyhotovenia vynálezu na priložených výkresoch, na ktorých:

obr. 1 zobrazuje reproduktor s distribuovanými vidmi, ktorý bol opísaný v súvisiacej prihláške WO97/09842, obr. 2a zobrazuje čiastočný rez vedený pozdĺž línie A-A na obr. 1, obr. 2b zobrazuje zväčšený prierez žiariča s distribuovanými vidmi typu znázorneného na obr. 2a, pričom znázorňuje dve alternatívne konštrukcie tohoto žiariča, obr. 3 zobrazuje perspektívny pohľad na jedno vyhotovenie laptopa podľa vynálezu a obr. 4 zobrazuje prierez jednej časti reproduktora znázorneného na obr. 3.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Na obr. 1 je zobrazený panelový reproduktor 81 rovnakého typu, aký bol opísaný a nárokovaný súvisiacej prihláške vynálezu WO97/09842 s rovnakou prioritou, pričom tento reproduktor obsahuje obdĺžnikový rám 1 nesúci okolo vnútorného okraja pružný záves 3, ktorý nesie zvukový vyžarujúci panel 2 s distribuovanými vidmi. Menič 9., napr. menič podrobne opísaný s súvisiacich patentových prihláškach WO/09859, WO97/09861, WO97/09858 s rovnakou prioritou, je pripevnený celkom a výhradne na panel 2 alebo v paneli 2 vo vopred stanovenej polohe definovanej súradnicami x a y, pričom tieto súradnice sú vypočítané tak, ako je to opísané v súvisiacej prihláške vynálezu WO97/09842 s rovnakou prioritou, na vybudenie ohybového vlnenia v paneli na spôsobenie rezonancie panelu tvoriaceho žiarič poskytujúci akustický výkon v priebehu jeho rezonancie.

Menič 9. je budený signálovým zosilňovačom 10., napr. nízkofrekvenčným zosilňovačom, spojeným s týmto meničom pomocou vodičov 28.. Zaťaženie zosilňovača a výkonové požiadavky môžu byť celkom normálne, tzn. ako pri konvenčných kužeľovitých reproduktoroch, pričom citlivosť je rádovo 86 až 88 dB/W pri kľudových podmienkach záťaže. Impedančná záťaž zosilňovača má silný odporový charakter pri 6 Ω a zaťažiteľnosti 20 až 80 W. V prípade, že jadro panelu a/alebo jeho plášte sú vyrobené z kovového materiálu, potom slúžia ako odvod tepla meniča na odvedenie tepla z motorovej cievky meniča, a teda zlepšujú výkonovú zaťažiteľnosť.

Na obr. 2a a 2b sú znázornené typické prierezy reproduktora 81 na obr. 1. Z obr. 2a je zrejmé, že rám 1, pružný záves a panel 2 sú navzájom spojené v spojeniach 20 pomocou adhéznych prostriedkov. Uvedený rám môže tvoriť ľahký rám, napr. obrazový vytlačovaný rám z kovového materiálu, napr. hliníkovej zliatiny, alebo plastickej hmoty. Vhodnými materiálmi na pružný záves môžu byť pružné materiály, napr. penová guma a penová plastická hmota. Vhodnými adhezívami na spoje 20 môžu byť epoxidové, akrylátové a kyanoakrylátové živice, prípadne iné adhezíva.

Z obrázka 2b je zreteľné, že panel 2. je tvorený pevným ľahkým panelom, ktorý má jadro 22 zhotovené napr. z pevnej plastickej peny 97, akou môže byť napr. polyvinylchlorid s priečnou väzbou, alebo ho tvorí jadro (98) s komôrkovou štruktúrou, akým môže byť napr. jadro s voštinovou štruktúrou zhotovené z kovovej fólie, plastickej hmoty alebo iného podobného materiálu, pričom komôrky tejto štruktúry prebiehajú priečne na plochu panelu a sú uzavreté protiľahlými vrstvami 21 plášťa zhotovenými z materiálu, akým je napr. papier, plastická hmota alebo kovová fólia. V prípade, že plášte sú vyrobené z plastickej hmoty, potom tieto plášte môžu byť s cieľom zvýšenia ich modulov známym spôsobom vystužené napr. uhlíkovými, sklenenými, Kevlarovými vláknami, a podobne.

Predpokladané plášťové vrstvové materiály a vystuženia teda obsahujú uhlíkové, sklenené, Kevlarové (RTM), Nomexové (RTM), tzn. aramídové, vlákna v rôznych vrstvách a väzbách, taktiež aj papier, vrstvený papier, melamín a rôzne syntetické plastické fólie s vysokými modulmi, akou je napr. Mylar (RTM), Kaptan (RTM), polykarbonátová, fenolová, polyesterová plastická hmota alebo príbuzné plastické hmoty, vláknami zosilnené plastické hmoty a kovové fólie. Na základe výskumu kvality Vectra tekutých kryštálov na báze polymérnych termoplastov sa zistilo, že polymérne termoplasty sa môžu použiť na tvarovanie tenkých vrstiev plášťa s malou veľkosťou, tzn. s priemerom okolo 30 cm vstrekovaním. Tento materiál sám tvorí orientovanú kryštalickú štruktúru v smere vstrekovania, čo je výhodný smer na dobré šírenie vysokých zvukových kmitočtov z budiaceho bodu smerom na okraje panelu.

Dodatočné tvarovanie uvedených alebo iných termoplastov umožňuje, aby tvarovacie nástroje mali lokalizačné a registračné znaky, akými môžu byť drážky alebo prstence na presné umiestnenie časti meniča, napr. excitačnej cievky a/alebo závesu magnetu. Okrem toho v prípade slabšieho materiálu jadra môže byť výhodné lokálne zvýšiť hrúbku plášťa, napr. v ploche alebo prstenci s priemerom až 150 % priemeru snímača, na zosilnenie uvedenej plochy a výhodného spriahnutia vibračnej energie v paneli. Týmto spôsobom sa môže pri niektorých mäkkších penových materiáloch zlepšiť vysokofrekvenčná odozva.

Predpokladaná vrstva jadra má voštinovú štruktúru alebo zvlnenú štruktúru vytvorenú z fólie hliníkovej zliatiny, Kevlaru (RTM) , Nomexu (RTM) , nenatieratel'ného papiera alebo lepenky a fólií z rôznych syntetických plastov, tiež aj ľahčenej alebo penovej plastickej hmoty alebo vlákninových materiálov, dokonca aj aerogélových kovov v prípade, že majú vhodne nízku hustotu. Niektoré vhodné materiály na vrstvu jadra majú pri výrobe schopnosť samočinného oplášťovania a/alebo majú dostatočnú pevnosť na ich vloženie medzi vrstvy plášťa bez toho, aby sa použila laminácia. Materiál na jadro s vysoko účinnou komôrkovou štruktúrou je známy pod obchodným označením Rohacell, pričom tento materiál je vhodný na vyžarujúci panel bez toho, aby bol obalený plášťom. Z praktického hľadiska je cieľom dosiahnutie celkovej ľahkosti a pevnosti vhodnej na konkrétne účely, pričom tento cieľ zahŕňa najmä optimalizáciu príspevkov z jadra, plášťových vrstiev a prechodov medzi nimi.

V niekoľkých výhodných vyhotoveniach panelu sa použili vrstvy plášťa z kovu a kovových zliatin, alebo prípadne tieto materiály vystužené uhlíkovými vláknami. Tieto vyhotovenia panelu a takisto vyhotovenia panelu, v ktorých je použitá zliatina Aerogel, alebo v ktorých má jadro voštinovú štruktúru z kovového materiálu, majú schopnosť tienenia vysokých frekvencii, ktoré je dôležité na zlúčitelnosť zariadenia vyžarujúceho elektromagnetickú energiu. Konvenčné panely alebo reproduktory kužeľovitého typu nemajú schopnosť uvedeného tienenia.

Okrem toho výhodné formy a elektrodynamických meničov majú tické žiarenie alebo rozptylové reproduktory majú veľké magnetické piezoelektrických meničov zanedbateľné elektromegnemagnetické pole. Konvenčné pole, a to do vzdialenosti až 1 m, pokiaľ nie sú uskutočnené špecifické kompenzačné pro tiopatrenia.

V prípade, že je dôležité v danej aplikácii zaistiť. alebo zachovať, tienenie, potom sa elektrické spojenia môžu vyhotoviť tak, aby sa vodivé časti vhodného panelu DML, elektricky vodivá pena alebo podobné rozhrania mohli použiť na pripevnenie v oblasti okrajov.

Záves 3. môže tlmiť okraje panelu 2. s cieľom zabrániť nadmerný pohyb okrajov tohoto panelu. Okrem toho sa môžu použiť, dodatočné tlmiace prostriedky, napr. prostriedky vo forme záplat spojených s panelom vo zvolených polohách na tlmenie nadmerného pohybu panelu na dosiahnutie rovnomernej distribúcie rezonancie cez plochu panelu. Tieto záplaty sa môžu vyhotoviť, z materiálu na báze bitúmenu, ktorý je obvykle používa v krytoch konvenčných reproduktorov, alebo z pružného alebo pevného polymérneho listového materiálu. Niektoré materiály, najmä papier a lepenka, a niektoré druhy materiálov na jadro môžu byť samotlmiace. V prípade, že je to žiaduce, môže byť v konštrukcii panelov zosilnené tlmenie použitím adhezív, ktoré sú po vytvrdení pružné a nie tuhé.

Uvedené účinné selektívne, tlmenie zahŕňa špecifické aplikácie na paneli zahrňujúcej listový materiál prostriedku permanentne pridruženého k panelu. Okraje a rohy môžu byť. najmä dôležité pre dominantné a menej rozptýliteľné nízkofrekvenčné vidy ohybovej vibrácie panelu opísaného v tejto prihláške. 0krajové upevnenie tlmiaceho prostriedku môže výhodne viesú k panelu s celkom orámovaným listovým materiálom, hoci aspoň jeho rohy môžu byť často relatívne voľné na potrebné predĺženie panelu pri nízkofrekvenčnej prevádzke panelu. Upevnenie sa môže uskutočniť, pomocou adhéznych alebo samolepiacich materiálov. Ostatné formy užitočného tlmenia, najmä čo sa týka viac nepatrných účinkov a/alebo stredných a vyšších frekvencií, sa môže uskutočniť, pomocou vhodnej hmoty alebo hmôt pripevnených na listový materiál vo vopred stanovených účinných stredových polohách v ploche.

Vyššie uvedený panel je skutočne dvojrozmerný. Zvuková energia zo zadnej časti panelu nie je silne fázovo vztiahnutá k zvukovej energii z čelnej časti panelu. To prináša výhodu spočívajúcu v celkovom súčte akustických výkonov v danom priestore, zvukovej energii s rovnomernou distribúciou frekvencií, obmedzenom účinku odrážajúcom stojaté vlny a dobrej reprodukcii prirodzeného priestoru.

Zatiaľ čo zvuk alebo žiarenie z akustického panelu sú značne nesmerové, zvyšuje sa percentuálny podiel fázovo vztiahnutej informácie mimo os reproduktora. Na zlepšené zaostrenie umelého stereo počúvania dáva umiestnenie reproduktora vo výške, v ktorej sa obvykle vešajú obrazy, to je v obvyklej výške stojacej osoby, normálne sediacemu poslucháčovi možnosť optimálneho stereo počúvania aj v prípade, kedy sa nachádza v polohe, ktorá je mierne odchýlená od osi reproduktora. Táto trojuholníková goemetria ľavá/pravá vzhľadom na poslucháča poskytuje ďalšiu uhlovú zložku. Takto sa dosiahne dobrý stereo efekt.

To je ďalšia výhoda pre skupinu poslucháčov v porovnaní s reprodukciou pomocou konvenčných reproduktorov. Vzhľadom na skutočne rozptýlený charakter, zvukového žiarenia akustického panelu poskytuje tento akustický panel zvukovú hlasitosť, na ktorú nijako neplatí pravidlo o úbytku so štvorcom vzdialenosti na ekvivalentný bodový zdroj. V dôsledku toho pre poslucháča sediaceho mimo osi reproduktorov, alebo na mieste nie príliš vhodnom na počúvanie, intenzita poľa panelového reproduktora podporuje kvalitnejší stereo účinok v porovnaní s konvenčnými reproduktormi. Je to spôsobené tým, že poslucháč nachádzajúci sa mimo stredu účinku všetkých reproduktorov netrpí dvoma nedostatkami, ktoré sa obvykle uplatňujú v blízkosti reproduktorov. Prvý z týchto nedostatkov spočíva v nadmerne zvýšenej vnímanej hlasitosti blízkeho reproduktora, a v dôsledku toho, čo je druhý z uvedených nedostatkov, v zníženom vnímaní hlasitosti ostatných reproduktorov.

Ďaľšou výhodou plochého ľahkého panelového reproduktora je jeho vizuálna atraktívnosť, dobrá zvuková kvalita a požiadavka iba na jeden menič, pričom tento reproduktor nevyžaduje žiadnu výhybku na celý zvukový rozsah na každú panelovú membránu .

Obr. 3 a 4 zobrazuje prenosný osobný počítač 128 (ďalej len laptop počítač ), ktorý má klávesnicu 137 a prvok 130 obsahujúci displej 129 a vybavený dvojicou protiľahlých reproduktorov 39, 40 pripevnených k prvoku 130 na prispôsobenie počítača multimediálnym aplikáciám.

Reproduktory 3 9, 40 sú tvorené tenkými obdĺžnikovými panelmi, ktoré sú schopné buď posuvného pohybu znázorneného pri vzťahovej značke 39 šípkou A z funkčnej polohy označenej na tomto obrázku do nefunkčnej polohy, v ktorej sú tieto panely skryté v štrbine 82 vytvorenej v prvku 130, alebo otočného pohybu znázorneného pri vzťahovej značke 40 šípkou B okolo závesu z funkčnej polohy zobrazenej na tomto obrázku do nefunkčnej polohy, v ktorej tieto panely prekrývajú prvok 130.

Každý z reproduktorov 39., 40 je tvorený ľahkým viacvidovým akustickým žiaričom rovnakého typu, aký bol opísaný v súvislosti s odkazmi na obr. 1 a 2. Každý z reproduktorov 39, 40 obsahuje pevný ľahký panel 2 majúci komôrkové jadro 22 potiahnuté na oboch stranách vrstvami 21 plášťa, pričom tento panel 2 je pri svojom okraji nesený na pružnom závese 3. z elastomerného materiálu, ktorý je nesený v ľahkom obklopujúcom ráme 1 vyhotovenom, napr. z plastickej hmoty. S cieľom budiť ohybové vlnenie v paneli 2. na produkciu akustického výstupu je na každom z panelov 39., 40 pripevnený menič 9., a to vo vopred stanovenej polohe, ktorej spôsob určenia je úplne opísaný v súvisiacej medzinárodnej patentovej prihláške WO97/09842. Menič (9) môže byť tvorený meničom rovnakého typu, aký bol opísaný v súvisiacich medzinárodných prihláškach WO97/09859, WO97/09861, WO97/09858.

Na zakrytie reproduktora môže byť panel 2./ záves 3. a rám

1, prekrytý ľahkým dekoratívnym povahovým materiálom.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Laptop počítač zahrňujúci klávesnicu a displej, vyznačujúci sa tým, že displej (129) obsahuje prvok (2) , ktorý má schopnosť, netlmiť a šíriť vstupnú vibračnú energiu ohybovým vlnením v aspoň jednej funkčnej ploche prebiehajúcej priečne na jeho hrúbku tak, aby mal rezonančné vidy ohybovej vibrácie distribuované cez uvedenú aspoň jednu plochu a vopred stanovené výhodné polohy vo vnútri plochy pre meničový prostriedok, a menič (9) pripevnený celkom a výlučne na tomto prvku v jednej z uvedených polôh na vibráciu tohoto prvku na dosiahnutie rezonancie tohoto prvku tvoriaceho akustický žiarič, ktorý poskytuje akustický výstup v priebehu jeho rezonancie .
2. Laptop počítač zahrňujúci klávesnicu a displej, v yznačujúci sa tým, že ďalej zahŕňa dvojicu protiľahlých panelových reproduktorov (39, 40), z ktorých každý obsahuje prvok (2), ktorý má schopnosť netlmiť a šíriť vstupnú vibračnú energiu ohybovým vlnením v aspoň jednej funkčnej ploche prebiehajúcej priečne na jeho hrúbku tak, aby mal rezonančné vidy ohybovej vibrácie distribuované cez uvedenú aspoň jednu plochu a vopred stanovené výhodné polohy vo vnútri plochy pre meničový prostriedok, a menič (9) pripevnený celkom a výlučne na tomto prvku v jednej z uvedených polôh na vibráciu prvku na dosiahnutie rezonancie tohoto prvku tvoriaceho akustický žiarič, ktorý poskytuje akustický výstup v priebehu jeho rezonancie.