TW202001153A - 照明及揚聲器裝置和環形led組件 - Google Patents

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Abstract

提供一種組合式照明與揚聲器裝置，具有中心縱向軸，中心縱向軸界定向前方向與向後方向和徑向向外方向與徑向向內方向。裝置包含：高音揚聲器；高音揚聲器號角，位於高音揚聲器的徑向外側；揚聲器，位於高音揚聲器號角後方；以及發光二極體（LED）組件，LED組件位於高音揚聲器的徑向外側。LED組件包括一個或多個發光二極體（LED）和具有前向表面的透鏡。高音揚聲器號角具有內側邊緣，內側邊緣與高音揚聲器的外側邊緣連通，使得高音揚聲器號角形成引導件，以在使用時將高音揚聲器產生的聲音引導離開揚聲器。高音揚聲器號角的至少部分係由透鏡的前向表面提供。

Description

照明及揚聲器裝置和環形LED組件
本發明係關於一種照明與揚聲器裝置，並且亦係關於一種用於照明與揚聲器裝置的環形LED組件。
圖1圖示了已知揚聲器裝置100的剖視圖。揚聲器裝置100包括懸邊(roll surround)110、底盤(chassis)112、錐體(cone)114、防塵帽(dust cap)116、支撐圈(spider)118、金屬絲(tinsel)120、音圈架(voice coil former)122、徑向磁體124、音圈126、音圈氣隙128、外鋼130、極片鋼132和端子134。目的
本發明的一個目的是提供一種改進的整合式揚聲器和下照燈(downlight)（組合式照明與揚聲器裝置），用於嵌入安裝到天花板。
理想上，根據本發明的組合式照明與揚聲器「智能燈」裝置，應能提供對安裝在家中的常見燈具的替換。例如，可以安裝根據本發明的裝置以替換GU10下照燈具。為了容易地替換此種燈具，希望裝置具有與其替換的燈具相似的尺寸。在一些情況下，大小增加約5％是可以接受的。
較佳地，組合式照明與揚聲器裝置應發射至少700流明。此使得智能照明裝置產生與標準鹵素燈泡等同或更好的照明。
組合式照明與揚聲器裝置的揚聲器設置，應具有與市售單點揚聲器類似的聲學性質。諸如SoundTouch 10（RTM）、Bose（RTM）和Sonos Play1（RTM）。根據並非根據本發明的先前實施例的組合式照明與揚聲器裝置
開發了許多不同的實施例來解決上述目的。在第一特定實例中，裝置包括單個全頻揚聲器。此種揚聲器應該能夠提供高頻（HF）和低頻（LF）輸入信號的良好再現。
圖2圖示如上所述的組合式照明與揚聲器裝置200的剖視圖。裝置200包括LED透鏡210、三LED板212、冷凝熱管214、LED桿216、全頻驅動單元218、殼體220和散熱器222。此種裝置類似於專利公開案WO 2016/135517的標的的裝置。
藉由移除揚聲器的防塵帽並在桿上安裝少量（例如，1至6個）高輸出LED，將發光二極體（LED）整合到裝置中，此桿穿過音圈架並且座落在極片上。
與較低輸出LED封裝相比，高流明輸出LED本質上效率較低，因此，對於輸入的每瓦特功率，它們將產生更多瓦特的廢熱。
LED過熱會顯著縮短LED的使用壽命，或導致LED停止工作。因此，為了管理此實施例中的廢熱，必須使冷凝熱管從LED桿穿過驅動器的極片並且穿出到殼體後部的散熱器。
如上所述，包括單個全頻驅動單元的系統，在產生的聲音品質方面具有缺點。包含同軸整合的高音揚聲器的揚聲器系統
為了解決該等缺點，可以將單獨的高音揚聲器添加到組件中並與揚聲器整合。在不包含LED的揚聲器系統中，有兩種可能的作法以將高音揚聲器同軸地整合在驅動單元內。
類型1如圖3a所示。在該實例中，高音揚聲器位於極片上方，並與音圈架的頂部和錐體的起點齊平。此很簡單，並提供良好的聲學效能。以此種佈置整合照明，在任何放置燈的地方都存在重大問題。圖3b圖示了照明組件310的一些可能位置。若放置燈以圍繞此高音揚聲器312，如在位置310A一般，則音圈的移動將導致燈光閃爍。若將燈向前拉到邊框和高音揚聲器之間的中間位置，如位置310B所示，則燈後部的聲學反射將妨礙HF聲學效能。若燈與邊框齊平放置，如位置310C所示，則LED的眩光就成問題。
類型2如圖3c所示。在該實例中，高音揚聲器安裝在從音圈架頂部伸出的桿上，因此高音揚聲器和殼體的直徑可以比音圈大。
兩種設計都受到圍繞音圈氣隙的空氣洩漏的影響，此降低了LF效能。它們需要在音圈架和底盤之間、懸架下方或密封懸架之間的第二懸邊314。
對於上述同軸整合的高音揚聲器佈置中的任何一個，由於高音揚聲器妨礙，經過音圈中心的熱路徑不再可用。因此，需要一種新的LED整合方法。
根據本發明的第一態樣，提供了一種組合式照明與揚聲器裝置。該裝置具有中心縱向軸，該中心縱向軸界定向前方向與向後方向和徑向向外方向與徑向向內方向。該裝置包含：高音揚聲器；高音揚聲器號角，該高音揚聲器號角位於高音揚聲器的徑向外側；揚聲器，該揚聲器位於高音揚聲器號角後方；以及發光二極體（LED）組件，該LED組件位於高音揚聲器的徑向外側。該LED組件位於高音揚聲器的徑向外側。該LED組件包括一個或多個發光二極體（LED）和具有前向表面的透鏡。高音揚聲器號角具有內側邊緣，該內側邊緣與該高音揚聲器的外側邊緣連通，使得該高音揚聲器號角形成引導件，以在使用時將高音揚聲器產生的聲音引導離開揚聲器。高音揚聲器號角的至少部分係由透鏡的前向表面提供。
揚聲器可用於提供低頻範圍聲音，且高音揚聲器可用於提供高頻範圍聲音。有利地，藉由分別為LF和HF聲音範圍提供個別的揚聲器和高音揚聲器部件，改善了全頻單一揚聲器裝置上的聲音品質。
藉由提供高音揚聲器錐體，可將來自高音揚聲器的HF聲音導離LF揚聲器。有利地，號角的存在減少了HF聲音與LF揚聲器的干擾。透鏡可經配置為使得光是朗伯源(lambertian source)或者被引導作為光點。與此同時，透鏡上的菲涅爾特徵可用於藉由旋轉透鏡來引導光點，而不是改變光源本身的角度。
可以藉由提供LED組件將照明整合到裝置中，其中LED組件的透鏡形成高音揚聲器號角的一部分。此為單個裝置提供了高品質光和聲音的緊湊解決方案。
高音揚聲器號角可包括杯狀部分，並且杯狀部分的內側邊緣可與透鏡的前向表面的外側邊緣連通。杯狀部分可以位於透鏡的徑向外側。
或者，LED組件的透鏡可以提供實質上所有的高音揚聲器號角，而不需要額外的杯狀零件。
高音揚聲器號角可以包括邊緣部分，該邊緣部分具有與杯狀部分的外側邊緣連通的內側邊緣。該邊緣部分的外側邊緣可以包括一個或多個凹口，來自揚聲器的聲音在使用時可以穿過凹口行進。高音揚聲器號角可以定位在杯狀部分的徑向外側。
藉由提供具有「羽化(feathered)」邊緣的高音揚聲器號角，可以藉由允許來自LF揚聲器的聲音穿過高音揚聲器號角中的凹口來改善整體聲音品質，同時仍然提供能夠將HF聲音引導離開LF揚聲器的高音揚聲器號角。
杯狀部分與高音揚聲器號角的邊緣，可由單一材料件形成。
一個或多個LED可以安裝在透鏡的後方（以「水平」方式–亦即面向前方），使得每個LED在使用時沿大抵向前的方向朝向透鏡發射光。
LED組件亦可以包括反射器，該反射器被配置為在使用時將來自LED的光朝向透鏡反射。換言之，反射器可以沿向前方向引導來自LED的光。反射器可以位於透鏡的後方。
可以安裝一個或多個LED，使得每個LED在大抵向內的方向上朝向反射器發射光。LED可以以「豎直」方式徑向安裝在反射器的外部。
或者，LED可以以「豎直」方式安裝，使得來自LED的光沿大抵向外的方向朝向反射器發射。反射器可以定位在LED的徑向外側，並將光向前引向透鏡。
反射器可包括一個或多個截頭圓錐表面。或者，表面可以是截頭錐體。
在LED豎直安裝並配置成向內引導光的情況下，反射器可以是外截頭圓錐表面。
在LED水平安裝以引導光向前的情況下，可以提供兩個反射器 - 一個位於LED環的內側，一個位於外側。外截頭圓錐表面可以設置在LED的徑向內側，並且內截頭圓錐表面可以設置在LED的徑向外側。即使從LED以與向前方向成一定角度發射光，此配置亦允許來自LED的光被引導向前。此改善了從LED引導到房間中（例如經由透鏡）的光量，並且提高了佈置的效率。
額外的反射器可以放置在環中的LED之間，以進一步增加向前引導到房間中的光量。
反射器可包括複數個個別的反射器表面。該等表面可以是截頭圓錐形，或可以實質上平面的（或組合）。此在圖12中說明。
透鏡可以是環形透鏡。或者，透鏡可包括複數個個別的透鏡，它們可一起形成環形透鏡佈置。
透鏡的前向表面的內側邊緣可以與高音揚聲器的外側邊緣連通。此可以確保來自高音揚聲器的HF聲音被引導到號角中（至少部分地由透鏡提供）並且向前遠離高音揚聲器和揚聲器。
或者，高音揚聲器號角亦可包括喉部部分。高音揚聲器號角的喉部部分的內側邊緣可以與高音揚聲器的外側邊緣連通，並且喉部部分的外側邊緣可以與透鏡的前向表面的內側邊緣連通。此種替代佈置提供了單獨的喉部，以將來自高音揚聲器的聲音引導到高音揚聲器號角中，並且允許改進對高音揚聲器號角形狀的控制。在一些情況下，具有指數輪廓的號角可能是較佳的。
高音揚聲器號角可以是截頭圓錐形或截頭錐形。另外地或替代地，高音揚聲器號角的特定部件可以是截頭圓錐形或截頭錐形。例如，高音揚聲器號角的杯狀部分、邊緣和喉部中的一個或多個，可以是截頭圓錐形或截頭錐形。該等可能是內截頭圓錐形表面。
可以提供支撐高音揚聲器和LED組件的載體。載體可以佈置成將熱從一個或多個LED傳導到高音揚聲器號角。此可以提供一種將來自LED的熱散逸的方式。例如，高音揚聲器號角的杯狀部分及/或邊緣，可以將熱從LED傳導出來並將熱輻射到房間中。因此，此可以散逸LED在使用時產生的熱。此配置可降低LED的操作溫度，從而提高LED的效率。此亦可以防止或推斷由於過熱導致的LED損壞。
載體可以由高音揚聲器號角支撐。例如，載體可以機械地緊固至高音揚聲器號角的杯狀部分上。
高音揚聲器號角和載體可以由單一材料件形成。有利地，此可以簡化構造和組裝並且改善用於從LED傳遞熱的表面積。此亦消除了美學表面的分割線。
裝置亦可以包括支撐揚聲器的底盤。
高音揚聲器號角可以連接到底盤並由底盤支撐。例如，高音揚聲器號角的邊緣或杯狀部分可以機械緊固至底盤並由底盤支撐。
裝置亦可包括支撐框架，支撐框架連接到底盤並由底盤支撐。支撐框架可以支撐高音揚聲器號角及/或載體。
裝置亦可以包括：由底盤支撐的控制器；以及複數個引線，該複數個引線經配置以供應電力與控制從該控制器至該高音揚聲器與該一個或多個LED的信號。
引線可以沿著支撐框架（若存在）延伸並由支撐框架支撐，或者可以沿著高音揚聲器號角行進並由高音揚聲器號角支撐。引線可以是帶狀電纜的形式，或者可以由高音揚聲器號角上的光蝕刻軌道形成。
根據本發明的第二態樣，提供了一種環形發光二極體（LED）組件，用於包括高音揚聲器的組合式照明與揚聲器裝置。LED組件具有中心縱向軸，該中心縱向軸界定向前方向與向後方向和徑向向外方向與徑向向內方向。LED組件包含：佈置為環的一個或多個發光二極體（LED）；環形透鏡（或透鏡佈置）；以及環形反射器（或反射器佈置），該環形反射器被配置為在使用時將來自LED的光朝向透鏡反射。反射器可以位於透鏡的後方，並經配置以將來自LED的光向前反射。
此實施例具有優於先前技術LED組件的特定優點。本發明的LED組件比先前的組件更緊湊。而且，反射器可以用作顏色混合腔室以獲得所需的色溫。
LED可以是低功率LED。有利地，可能不需要熱管來操作此組件的LED。此允許LED組件更靈活地整合到組合式照明與揚聲器裝置中。
根據第二態樣的LED組件，提供了緊湊且有效率的解決方案，用於將LED整合到組合式照明與揚聲器裝置中。
可以安裝一個或多個LED，使得每個LED在大抵向內的方向上朝向反射器發射光。例如，LED可以以豎直方式徑向安裝在反射器的外部，使得來自LED的光向內朝向反射器發射，隨後由反射器朝向透鏡向前引導。
或者，LED可以以豎直方式安裝，使得來自LED的光沿大抵向外的方向朝向反射器發射。反射器可以定位在LED的徑向外側，並將光向前引向透鏡。
反射器可包括一個或多個截頭圓錐（或截頭錐體）表面。
一個或多個LED可包含具有第一顏色的一個或多個LED以及具有不同於第一顏色的第二顏色的一個或多個LED。
環中的LED可被佈置為使得具有第一顏色的每一LED鄰接於具有第二顏色的一LED。
本發明亦提供一種組合式照明與揚聲器裝置，該組合式照明與揚聲器裝置具有中心縱向軸，該中心縱向軸界定向前方向與向後方向和徑向向外方向與徑向向內方向。該組合式照明與揚聲器裝置包括：底盤；如上所述的環形發光二極體（LED）組件；以及由底盤支撐並位於組件後方的揚聲器。
組合式照明與揚聲器裝置可進一步包含高音揚聲器，高音揚聲器位於組件的徑向內側。
組合式照明與揚聲器裝置亦可包括支撐框架，支撐框架連接到底盤並由底盤支撐。支撐框架可以支撐組件。
組合式照明與揚聲器裝置可進一步包含格柵，格柵由底盤支撐並經配置以支撐組件。格柵可以是壓制格柵。有利地，格柵藉由在裝置使用時從LED組件將熱導離並將熱輻射到房間中，而從LED移除熱量。
導電軌可以設置在格柵上，並且配置成在使用時向組件供電。
軌的電接點可以設置在框架中。
組合式照明與揚聲器裝置亦可包括極片，極片至少部分地沿中心縱向軸定位並連接到底盤並由底盤支撐。極片可被配置為支撐組件。
極片可用於將熱從LED組件導離。可以朝向裝置的底盤或磁鋼的熱質量傳導熱量。
根據本發明的第三態樣，提供一種組合式照明與揚聲器裝置，該組合式照明與揚聲器裝置具有中心縱向軸，該中心縱向軸界定向前方向與向後方向和徑向向外方向與徑向向內方向。該裝置包含：照明組件；揚聲器，該揚聲器位於照明組件後方；以及電力儲存部件。在照明與揚聲器裝置未連接至主電源供應器時，電力儲存部件經配置以供應電力至照明與揚聲器裝置。
照明組件可以是如上所述的LED組件。
照明組件可以定位在揚聲器的徑向內側。
組合式照明與揚聲器裝置亦可以包括電力儲存部件。在照明與揚聲器裝置未連接至主電源供應器時，電力儲存部件可經配置以供應電力至照明與揚聲器裝置。
電力儲存部件可為充電電池或電容器。
電力儲存部件被容納在照明與揚聲器裝置的殼體內。
電力儲存部件可被容納在殼體內，此殼體與照明與揚聲器裝置的殼體分開並電性連接至揚聲器與照明組件（「臍索」殼體）。
本發明亦提供一種零件套件，其可以被組裝以提供根據前述的裝置或組件。
本發明亦提供了一種製造如上所述的裝置、組件或零件套件的方法。
根據本發明，如上所述的組件可以用在組合式照明與揚聲器裝置中。
關於本發明的一個態樣描述的特徵和優點亦可以應用於本發明的另一個態樣。例如，第一態樣的LED組件可以包括具有第一顏色的一個或多個LED和具有與第一顏色不同的第二顏色的一個或多個LED，它們可以被佈置成使得具有第一顏色的每個LED與具有第二顏色的LED相鄰。
根據所附申請專利範圍，本發明的其他較佳的特徵和優點將顯而易見。
本發明亦提供一種組合式照明與揚聲器裝置，該組合式照明與揚聲器裝置具有中心縱向軸，該中心縱向軸界定向前方向與向後方向和徑向向外方向與徑向向內方向。該組合式照明與揚聲器裝置包括：環形高音揚聲器；發光二極體（LED）晶片與透鏡組件，該發光二極體（LED）晶片與透鏡組件位於環形高音揚聲器的徑向內側；高音揚聲器號角，該高音揚聲器號角位於環形高音揚聲器的徑向外側；以及揚聲器，該揚聲器位於高音揚聲器號角的後方。高音揚聲器號角具有內側邊緣，該內側邊緣與高音揚聲器的外側邊緣連通，使得高音揚聲器號角形成引導件，以在使用時將高音揚聲器產生的聲音引導離開揚聲器。
與第一實施例一樣，提供高音揚聲器錐體將來自高音揚聲器的HF聲音引導遠離LF揚聲器。有利地，號角的存在減少了HF聲音與LF揚聲器的干擾。
透鏡可經配置為使得光是朗伯源(lambertian source)或者被引導作為光點。與此同時，透鏡上的菲涅爾特徵可用於藉由旋轉透鏡來引導光點，而不是改變光源本身的角度。或者，透鏡可以是習知透鏡。透鏡可以被配置為使得組合式照明與揚聲器裝置提供更定向的光源（例如，用於工作照明）。
為了避免需要穿過音圈中心的熱路徑，本發明提供了較高數量的高效率的較低輸出LED，該等LED能夠共同產生類似的流明輸出，但需要移除的熱量最少。在一些實例中，在裝置中提供8個或更多個LED。
根據本發明的實施例，不再需要穿過音圈中心的熱管。然而，高效率的較低輸出LED仍然會產生一些熱，該等熱需要散逸以避免損壞LED。在一些實施例中，提供金屬界面和小金屬表面區域以移除熱。根據兩個實例的 LED 整合
圖4a圖示了第一示例性照明與揚聲器裝置的剖視圖。根據第一實例的組合式照明與揚聲器裝置400，包括稀疏格柵410、LED環組件412、高音揚聲器軸環414、和13mm高音揚聲器416。
第一實例提供了整合的高音揚聲器和懸掛在高音揚聲器上方並支撐在稀疏框架上的LED環。HF與LED環背面的相互作用，可能導致不可接受的HF重製。因此，此實例並非較佳的。圖4b圖示了原型裝置，該原型裝置包括在稀疏框架上的整合式高音揚聲器和LED佈置。圖4b亦圖示了原型高音揚聲器裝置的測試結果的曲線圖。目標是產生盡可能平坦的「頻率響應」，此類系統產生的聲壓在所有頻率下都是相同的。
圖5a圖示了第二示例性照明與揚聲器裝置的剖視圖。根據第二實例的組合式照明與揚聲器裝置500，包括格柵510、向外LED陣列512、13mm高音揚聲器514、和高音揚聲器桿516。
在此實例中，高音揚聲器位於具有LED環形佈置的桿上。與第二實例相關聯的一個缺點，是來自高音揚聲器的HF向後行進且與移動的LF錐體相互作用的不期望的相互作用。
圖5b圖示了原型裝置，其包括在桿上的高音揚聲器和LED佈置，並圖示原型高音揚聲器裝置的測試結果的曲線圖。此曲線圖說明了位於LF錐體上方的未修改的高音揚聲器對HF效能的影響。HF 相互作用問題的聲學解決方案
藉由在高音揚聲器周圍引入「號角」，可以抵消HF與主驅動器的移動錐體的相互作用，此可以防止HF聲音向後行進（或降低向後行進的聲波強度），而不會引入共振效應。圖6a圖示了包括高音揚聲器號角的原型裝置。圖6b圖示了圖6a的原型裝置的測試結果的曲線圖。曲線圖圖示了LF錐體（以黃色虛線圖示）和HF高音揚聲器（以純綠色圖示）的頻率響應。
LF聲音可以經由號角和邊框之間的間隙自由地逸出。
此種同軸型揚聲器設計以各種先前技術形式存在，主要在較大的驅動單元上（見圖7a和圖7b）。
藉由在高音揚聲器號角的邊緣增加「羽化」，可以進一步改善聲學效能。圖8圖示了測試羽化高音揚聲器號角的結果。軸是dB（垂直軸）與頻率（Hz）（水平軸）。在圖8的曲線圖中可以看到高音揚聲器號角的邊緣中的凹口的影響。具有改善的聲學效果的 LED 揚聲器整合
圖9a圖示了本發明的第一特定實施例的剖視圖。根據第一實施例的組合式照明與揚聲器裝置900，包括號角/格柵910、LED與高音揚聲器載體912、LED/高音揚聲器組件914、整合式錐體與防塵帽916、整合式底盤/招牌918、彈簧座920、和M6固定螺釘922。
高音揚聲器和LED組件安裝在載體912中，載體912由格柵910懸掛在LF錐體916上方。載體可以由鋁或鋅或任何其他高導熱率的材料製成。載體912經由模製格柵910將熱從LED移到空氣中。
LED以豎直「墓碑」定向佈置。提供反射器以減小LED環的厚度，並將LED的數量從8增加到20。
LED組件的透鏡成為高音揚聲器號角的一部分。
高音揚聲器號角「羽化」成格柵，如圖9a所示。格柵允許來自後方揚聲器的LF聲音穿過。
可以增加音圈的直徑，以清除LED高音揚聲器載體，並對LF驅動器使用整合式錐體和防塵帽。此解決了氣隙洩漏的問題，並提供了具有改進的聲學效能的裝置。
光源適當地凹進。來自高音揚聲器和LED的引線在格柵下方不可見地運行。
圖9b圖示此較佳的特定實施例的變異。此實施例使用模製載體950來懸掛LED載體，LED載體可以是金屬LED載體。模製載體可以由透明或深色材料製成，從而降低載體的可見度。美學格柵952可以放置在載體的前方。
紅外（IR）接近性感測器和透鏡954整合在此變異中，並放置在高音揚聲器上方，作為「相位插頭」。來自LED、高音揚聲器和IR接近性感測器的引線，經由帶狀電纜956在此載體的一個臂下面運行。亦提供了用於麥克風陣列的可撓電路958。懸邊960可以如圖所示配置，或者更佳地可以為倒置。
在此實施例的另一變異中，分散錐體被放置在高音揚聲器上方，並且IR感測器位於錐體的頂部。IR接近性感測器的引線穿過錐體以與LED和高音揚聲器電纜組合，隨後經由帶狀電纜956在載體的臂下方運行。
如本領域技術人員將理解的，可以組合來自第一實施例的該等變異的特徵。LED 組件
圖10圖示了根據本發明第二特定實施例的LED組件914、1000的分解圖。LED組件1000包括LED軸環1010、透鏡/號角1012、豎直徑向LED陣列1014、熱界面1016、白色光學反射器1018、和13mm高音揚聲器1020。
圖11圖示了根據本發明的第二特定實施例的LED組件912、1000的操作期間的一些示例性光路徑。
豎直定向的LED可以朝向高音揚聲器向內發射。錐形拋光聚碳酸酯白色光學反射器經由號角型透鏡向前和向外將光重定向。
將LED數量增加到20，藉由交替冷光和暖光LED封裝並獨立控制亮度，而提高混色的可能性。替代性 示例性 配置
與將LED以豎直「墓碑」配置安裝相反，LED 1210可以水平安裝，如圖12的LED組件所示。在此替代方案中，LED 1210水平佈置為環。來自LED的光直接照射到透鏡1220上，或者使用反射器1230反射朝向透鏡。透鏡將光聚焦到房間中，從房間看來透鏡像是均勻點亮的環1240。透鏡可以是圓環形的。在此實例中，反射器由白色聚碳酸酯零件的拋光面提供。示例性光路徑被圖示在1250、1252和1254處。光線1250從反射器1230反射，而光線1252直接從LED傳輸到透鏡。
在一個特定實例中，8個LED可以設置為24mm直徑的環。直徑在圖12中用「x」表示。
圖13圖示了組合式照明與揚聲器系統中的如前述的水平LED環組件的分解剖視圖。在此實例中，LED組件由鑄造框架1310支撐，鑄造框架1310從LED移除熱並為LED供電。將美學壓制格柵1320放置在頂部上方。中心孔允許高頻從揚聲器錐體的中心穿過。
圖14圖示了類似於前述實例的另一個實例的分解剖視圖。在此實例中，水平LED環保持在鑄造框架內，鑄造框架管理熱量並且向LED供電，如同上面的實例。在圖14的實例中，中心高音揚聲器1410被放置在LED環的中心。將美學格柵放置在頂部上方。
在圖15中以分解剖視圖圖示的替代實例中，在LED組件模組中提供小LED，LED組件模組被保持在鑄造框架1510內，鑄造框架1510管理熱並為LED供電。將美學壓制格柵1520放置在頂部上方。
圖16a圖示如何可以將水平LED環組件整合到組合式照明與揚聲器系統中的另一實例的截面圖。在此實例中，LED組件由壓制格柵支撐，壓制格柵藉由將熱從LED組件導離並將熱輻射到房間中，而從LED移除熱。電力經由格柵後部的光蝕刻軌道1610傳輸到LED。用於軌道的電接點1620被設置在框架中。
圖16b以平面圖圖示了上述實例，其中可以在格柵1630的3D形式上的格柵圖案之間看到向LED組件提供電力的光蝕刻軌道1610。
圖17圖示了具有整合式水平LED環組件1710和高音揚聲器1720的另一實例照明與揚聲器裝置的截面圖。水平LED環組件由壓制格柵支撐，壓制格柵隱藏電力引線並從LED移除熱。在圖17的配置中，環更寬，而允許高頻從同軸高音揚聲器穿過中心孔，如箭頭1730所示。此亦為LED環組件提供空間以容納更多LED。
圖18圖示了另一示例性照明與揚聲器裝置的截面圖，其中LED安裝在高音揚聲器上方的籠中。LED被支撐在高音揚聲器頂部的籠中，其中此種放置將高頻分散，並有助於減少高音揚聲器的「聚束(beaming)」。聚束發生在高音揚聲器輸出的高頻聲音在裝置前方最能直接聽見，但在遠離裝置「垂直」方向的角度處較不能聽見時。高頻聲音比較低的頻率明顯更具有指向性，因此在遠離裝置所面向方向（「垂直」方向）的大角度處，HF聲音的音量將消散但LF將不會消散。為了抵銷此效應，可在高音揚聲器前方放置「聲學透鏡」或一組薄表面。此結構隨後作動以將HF聲音重定向並分散。
圖19圖示了另一組合式照明與揚聲器裝置的實例的截面圖，其中LED環組件中的LED豎直安裝。在此實例中，LED被豎直設置，並且利用反射器1910反射到房間中並且用環形透鏡1920聚焦。此意味著環的直徑x可以隨著LED更多（在所示實例中的21mm環中為16個）而更小。如圖示，該等LED亦可以以交替的色溫佈置，從而提供色溫控制。示例性光路徑以箭頭1930圖示。
圖20圖示組合式照明與揚聲器裝置的另一實例的截面圖。在此實例中，豎直LED環設置在極片上。豎直LED環足夠細長，而可安裝在極片上。經由此極片管理熱，如箭頭2010所示。
圖21圖示了組合式照明與揚聲器裝置的另一實例的截面圖。在此實例中，垂直LED環組件設置在具有整合高音揚聲器的極片上。垂直LED環允許高頻聲音穿過其中心。此意味著LED組件可以安裝在高音揚聲器上。經由此極片管理熱，如箭頭2110所示。
圖22圖示了組合式照明與揚聲器裝置的另一實例的截面圖。在此實例中，提供具有美學表面的凸形揚聲器錐體2210以及具有整合球頂高音揚聲器2230的豎直LED環組件2220。凸面錐體在機櫃中提供更大的容積，因此讓聲音更佳地進入房間並成為產品的美學面部。可以經由中心極片從部件移除熱，如箭頭2240所示。中心極片亦可用於向部件供電。
圖23圖示了組合式照明與揚聲器裝置的另一實例的截面圖。此實例包括格柵、美學邊框和LED載體，它們全部組合在單個部件2310中。此組合式部件支撐LED高音揚聲器組件2320。
有利地，組合式格柵和LED載體部件簡化了構造和組裝，並改善了用於從LED傳遞熱的表面積。此配置亦消除了美學表面的分割線。
圖24圖示了組合式照明與揚聲器裝置的另一實例的截面圖。在此實例中，LED和高音揚聲器組件2410被支撐在極片支架2420上，極片支架2420可以與格柵斷開。
有利地，此配置藉由將LED熱連接到磁鋼的熱質量來提供更加強健的熱路徑，以從LED移除熱。更強大的照明與揚聲器系統變異可能會受益於此配置。
圖25圖示了組合式照明與揚聲器裝置的另一實例的截面圖。此實例包括環形輻射器高音揚聲器2510和放置在環形輻射器高音揚聲器中央的單個大晶片LED和透鏡組件2520。相較於使用習知透鏡，此配置提供更定向的光源。仍使用聲學號角2530以防止HF聲音的反向洩漏。
另一個版本將移除方形邊框，並允許組合式照明與揚聲器裝置嵌入天花板。此創造了一種選項，其中可以安裝照明揚聲器單元，使得它們與天花板齊平並且可以隱藏在天花板上的石膏板內。其他改進
圖26圖示了組合式照明與揚聲器裝置的截面和透視圖，其包括裝置的壁內的端口。該等端口可以大大改進揚聲器的低音響應。光滑壁端口2610併入在產品的壁內，在一個或多個端口2620處向下進入房間。可能有單個端口或許多徑向佈置的端口。端口可在入口和出口處展開以減少可聽見的紊流。端口和通道可以沒有尖角，以允許氣流平穩。許多不同的壁內配置都是可能的。
圖27圖示了示例性組合式照明與揚聲器裝置的截面圖，此裝置包括沿極片向下延伸的同軸端口2710。
圖28圖示了示例性組合式照明與揚聲器裝置的兩個剖視圖，此裝置包括彎頭(elbow)以增加封閉在裝置中的腔的容積。較大的封閉容積意味著更好的揚聲器效能。裝置可以形成彎頭形以增加此容積，同時仍然可以將裝置裝配到天花板腔中。在可能的情況下，在內部裝置腔中使用平滑曲線，以便有利地改善氣流。
圖29圖示了包括電池的示例性組合式照明與揚聲器裝置的截面圖。裝置中的此電池允許系統在模式之間平滑過渡。充電電池2910可以併入到產品中於主體中。替代地或另外地，可以在臍索包2920中提供充電電池。
電池可在使用期間持續充電。若燈開關被意外地切換，則電池可以提供大約10分鐘的使用壽命，以確保平穩過渡。在此種情況下，設置將被保存，並且揚聲器不會爆音。可以提醒用戶重新打開開關並使用app或語音來控制燈。例如，藉由使用開/關 開/關模式作為重置系統的型樣，以將燈開關用作輸入。
在替代性實施例中，可以使用電容器代替充電電池。電容器可以儲存在附接裝置時提供的來自主電源供應器的能量。若切斷到主電源供應器的電力，則電容器將其儲存的電力供應到每個個別的裝置中，直到儲存的電力被用盡時為止。定義
在本申請案的背景內容中，術語「內側」和「向內」是指更靠近裝置的中心軸或朝向裝置的中心軸的部件和方向。類似的，「外側」和「向外」是指更遠離裝置中心軸的部件和方向。
「向前」和「向後」指的是當裝置安裝在天花板中時分別朝向房間或天花板腔的方向。
「環形」意味著形狀為環。在所示的實施例中，環形部件圖示為圓環並且被描述為「環形」。但是，該等部件不需要是圓形的。它們可以是正方形或矩形或許多其他形狀。在所有情況下，它們都會有一個向內孔，此是環形設置的特徵。
在本申請案的背景內容中，「與......連通」的用詞意味著鄰近放置，使得空氣可以在部件之間平穩地流動。因此，聲波亦可以在彼此連通的部件之間傳播。在「鄰近」的含義內，部件可以間隔開，其間具有允許空氣在部件之間平滑流動的部件（例如間隔件、墊圈、熱耦合材料等）。
「截頭圓錐形」意味著具有圓錐台的形狀。「截頭錐形」意指具有金字塔平截頭體的形狀。「內截頭圓錐表面」是錐體的截頭體的內表面，「外截頭圓錐表面」是外表面。
在環形LED組件不是圓形「環形」環形組件的情況下，截頭錐形表面可能更適合用於反射器和高音揚聲器號角，而不是截頭圓錐形表面。組合
上面已經描述了各種實施例以說明許多不同的有利特徵。如本領域技術人員將理解的，該等特徵可以以各種方式組合以產生許多不同的照明與揚聲器裝置。
100‧‧‧揚聲器裝置 110‧‧‧懸邊 112‧‧‧底盤 114‧‧‧錐體 116‧‧‧防塵帽 118‧‧‧支撐圈 120‧‧‧金屬絲 122‧‧‧音圈架 124‧‧‧徑向磁體 126‧‧‧音圈 128‧‧‧音圈氣隙 130‧‧‧外鋼 132‧‧‧極片鋼 134‧‧‧端子 200‧‧‧組合式照明與揚聲器裝置 210‧‧‧LED透鏡 212‧‧‧三LED板 214‧‧‧冷凝熱管 216‧‧‧LED桿 218‧‧‧全頻驅動單元 220‧‧‧殼體 222‧‧‧散熱器 310A-C‧‧‧照明組件位置 312‧‧‧高音揚聲器 314‧‧‧第二懸邊 400‧‧‧組合式照明與揚聲器裝置 410‧‧‧稀疏格柵 412‧‧‧LED環組件 414‧‧‧高音揚聲器軸環 416‧‧‧高音揚聲器 500‧‧‧組合式照明與揚聲器裝置 510‧‧‧格柵 512‧‧‧向外LED陣列 514‧‧‧高音揚聲器 516‧‧‧高音揚聲器桿 900‧‧‧組合式照明與揚聲器裝置 910‧‧‧號角/格柵 912‧‧‧LED與高音揚聲器載體 914‧‧‧LED/高音揚聲器組件 916‧‧‧整合式錐體與防塵帽 918‧‧‧整合式底盤/招牌 920‧‧‧彈簧座 922‧‧‧M6固定螺釘 950‧‧‧模製載體 952‧‧‧美學格柵 954‧‧‧透鏡 956‧‧‧帶狀電纜 958‧‧‧可撓電路 960‧‧‧懸邊 1000‧‧‧LED組件 1010‧‧‧LED軸環 1012‧‧‧透鏡/號角 1014‧‧‧垂直徑向LED陣列 1016‧‧‧熱界面 1018‧‧‧白色光學反射器 1020‧‧‧高音揚聲器 1210‧‧‧LED 1220‧‧‧透鏡 1230‧‧‧反射器 1240‧‧‧環 1250‧‧‧光路徑 1252‧‧‧光路徑 1254‧‧‧光路徑 1310‧‧‧鑄造框架 1320‧‧‧壓制格柵 1410‧‧‧中心高音揚聲器 1510‧‧‧鑄造框架 1520‧‧‧壓制格柵 1610‧‧‧光蝕刻軌道 1620‧‧‧電接點 1630‧‧‧格柵 1710‧‧‧整合式水平LED環組件 1720‧‧‧高音揚聲器 1730‧‧‧高頻方向 1910‧‧‧反射器 1920‧‧‧環形透鏡 1930‧‧‧光路徑 2010‧‧‧管理熱 2110‧‧‧管理熱 2210‧‧‧凸形揚聲器錐體 2220‧‧‧垂直LED環組件 2230‧‧‧整合球頂高音揚聲器 2240‧‧‧移除熱 2310‧‧‧部件 2320‧‧‧LED高音揚聲器組件 2410‧‧‧高音揚聲器組件 2420‧‧‧極片支架 2510‧‧‧環形輻射器高音揚聲器 2520‧‧‧單個大晶片LED和透鏡組件 2530‧‧‧聲學號角 2610‧‧‧光滑壁端口 2620‧‧‧端口 2710‧‧‧同軸端口 2910‧‧‧充電電池 2920‧‧‧臍索包
本發明可以以多種方式實踐，現在將僅舉例並參考以下附圖來描述一些特定實施例。
圖1圖示了已知揚聲器裝置100的剖視圖。
圖2圖示了包括單個全頻揚聲器的組合式照明與揚聲器裝置的剖視圖。
圖3a和圖3b圖示了將個別的高音揚聲器同軸地整合在揚聲器系統中的驅動單元內的第一種可能作法。
圖3c圖示了將個別的高音揚聲器同軸地整合在揚聲器系統中的驅動單元內的第二種可能作法。
圖4a圖示了第一示例性照明與揚聲器裝置的剖視圖。圖4b圖示了原型裝置，該原型裝置包括在稀疏框架上的整合式高音揚聲器和LED佈置，並圖示原型裝置的測試結果的曲線圖。
圖4b、圖5b、圖6b和圖8中提供的曲線的軸，是dB（垂直軸）相對於頻率（Hz）（水平軸）的。
圖5a圖示了第二實例照明與揚聲器裝置的剖視圖。圖5b圖示了原型裝置，其包括在桿上的高音揚聲器和LED設置，並圖示原型裝置的測試結果的曲線圖。
圖6a圖示了包括高音揚聲器號角的原型裝置。圖6b圖示了圖6a的原型裝置的測試結果的曲線圖。
圖7a和圖7b圖示了各種先前技術的同軸型揚聲器設計。
圖8圖示了一個原型裝置，包括高音揚聲器號角，在高音揚聲器號角的邊緣增加了「羽化」，並圖示原型裝置的測試結果的曲線圖。
圖9a和圖9b圖示了本發明的第一特定實施例的剖視圖。
圖10圖示了根據本發明第二特定實施例的LED組件的分解圖。
圖11圖示了根據第二特定實施例的LED組件的操作期間的一些示例性光路徑。
圖12圖示了具有水平安裝的LED的LED組件的截面透視圖和平面圖。
圖13圖示了組合式照明與揚聲器系統中的水平LED環組件的分解剖視圖。
圖14顯示了另一個實例的分解剖視圖。
圖15圖示了替代實例的分解剖視圖。
圖16a圖示了另一個實例的剖視圖。圖16b圖示了平面視圖中的實例。
圖17圖示了另一示例性照明與揚聲器裝置的剖視圖。
圖18圖示了另一示例性照明與揚聲器裝置的剖視圖。
圖19圖示了另一組合式照明與揚聲器裝置的實例的截面圖。
圖20圖示了組合式照明與揚聲器裝置的另一實例的截面圖。
圖21圖示了組合式照明與揚聲器裝置的另一實例的截面圖。
圖22圖示了組合式照明與揚聲器裝置的另一實例的截面圖。
圖23圖示了組合式照明與揚聲器裝置的另一實例的截面圖。
圖24圖示了組合式照明與揚聲器裝置的另一實例的截面圖。
圖25圖示了組合式照明與揚聲器裝置的另一實例的截面圖。
圖26圖示了組合式照明與揚聲器裝置的截面和透視圖，其包括裝置的壁內的端口。
圖27圖示了示例性組合式照明與揚聲器裝置的截面圖，此裝置包括沿極片向下延伸的同軸端口。
圖28圖示了示例性組合式照明與揚聲器裝置的兩個剖視圖，此裝置包括彎頭(elbow)以增加封閉在裝置中的腔的容積。
圖29圖示了包括電池的示例性組合式照明與揚聲器裝置的截面圖。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
400‧‧‧組合式照明與揚聲器裝置
410‧‧‧稀疏格柵
412‧‧‧LED環組件
414‧‧‧高音揚聲器軸環
416‧‧‧高音揚聲器

Claims (43)

  1. 一種組合式照明與揚聲器裝置，具有一中心縱向軸，該中心縱向軸界定一向前方向與一向後方向和一徑向向外方向與一徑向向內方向，該裝置包括： 一高音揚聲器； 一高音揚聲器號角，該高音揚聲器號角位於該高音揚聲器的徑向外側； 一揚聲器，該揚聲器位於該高音揚聲器號角後方；以及 一發光二極體（LED）組件，該LED組件位於該高音揚聲器的徑向外側，該LED組件包含一或更多個發光二極體、LED、以及具有一前向表面的透鏡， 其中該高音揚聲器號角具有一內側邊緣，該內側邊緣與該高音揚聲器的一外側邊緣連通，使得該高音揚聲器號角形成一引導件，以在使用時將該高音揚聲器產生的聲音引導離開該揚聲器， 其中該高音揚聲器號角的至少部分係由該透鏡的該前向表面提供。
  2. 如請求項1所述之裝置，其中該高音揚聲器號角包括一杯狀部分，並且其中該杯狀部分的一內側邊緣與該透鏡的該前向表面的一外側邊緣連通。
  3. 如請求項2所述之裝置，其中該高音揚聲器號角包括一邊緣部分，該邊緣部分的一內側邊緣與該杯狀部分的該外側邊緣連通，其中該邊緣部分的一外側邊緣包括一個或多個凹口，在使用時來自該揚聲器的聲音可穿過該等凹口行進。
  4. 如前述請求項之任一項所述之裝置，其中該一個或多個LED安裝在該透鏡的後方，使得在使用時該等LED中的每一個在使用時沿一大抵向前方向朝向該透鏡發射。
  5. 如請求項1所述之裝置，其中該LED組件進一步包含一反射器，在使用時該反射器經配置以將來自該等LED的光反射朝向該透鏡。
  6. 如請求項5所述之裝置，其中該一個或多個LED被安裝為使得該等LED中的每一個在一大抵向內方向中朝向該反射器發光。
  7. 如請求項5或請求項6所述之裝置，其中該反射器包含一個或多個截頭圓錐形表面。
  8. 如請求項5或請求項6所述之裝置，其中該反射器包含複數個個別反射器表面。
  9. 如請求項1所述之裝置，其中該透鏡為一環形透鏡。
  10. 如請求項1所述之裝置，其中該透鏡包含複數個個別的透鏡。
  11. 如請求項10所述之裝置，其中該複數個個別的透鏡一起形成一環形透鏡佈置。
  12. 如請求項1所述之裝置，其中該透鏡的該前向表面的一內側邊緣係與該高音揚聲器的該外側邊緣連通。
  13. 如請求項1所述之裝置，其中該高音揚聲器號角進一步包含一喉部部分，其中該高音揚聲器號角的該喉部部分的一內側邊緣與該高音揚聲器的該外側邊緣連通，且該喉部部分的一外側邊緣與該透鏡的該前向表面的一內側邊緣連通。
  14. 如請求項1所述之裝置，其中該高音揚聲器號角為截頭圓錐形或截頭錐形。
  15. 如請求項1所述之裝置，該裝置進一步包含一載體，該載體支撐該高音揚聲器與該LED組件。
  16. 如請求項15所述之裝置，其中該載體經佈置以在使用時從該一個或多個LED導熱至高音揚聲器號角，該高音揚聲器號角使該熱散逸。
  17. 如請求項15或16所述之裝置，其中該載體由該高音揚聲器號角支撐。
  18. 如請求項17所述之裝置，其中該高音揚聲器號角與該載體係由一單一材料件形成。
  19. 如請求項1所述之裝置，該裝置進一步包含一底盤，該底盤支撐該揚聲器。
  20. 如請求項19所述之裝置，其中該高音揚聲器號角連接至該底盤並由該底盤支撐。
  21. 如請求項19所述之裝置，該裝置進一步包含一支撐框架，該支撐框架連接至該底盤並由該底盤支撐，且其中該支撐框架支撐該高音揚聲器號角及/或該載體。
  22. 如請求項19至21中任一項所述之裝置，該裝置進一步包含： 由該底盤支撐的一控制器；以及 複數個引線，該等引線經配置以供應電力與控制從該控制器至該高音揚聲器與該一個或多個LED的信號。
  23. 一種環形發光二極體（LED）組件，用於使用在包含一高音揚聲器的一組合式照明與揚聲器裝置中，該LED組件具有一中心縱向軸，該中心縱向軸界定一向前方向與一向後方向和一徑向向外方向與一徑向向內方向，該組件包括： 佈置在一環中的一個或多個發光二極體（LED）； 一環形透鏡；以及 一環形反射器，該環形反射器經配置以在使用時將來自該等LED的光反射朝向該透鏡。
  24. 如請求項23所述之組件，其中該一個或多個LED被安裝為使得該等LED中的每一個在一大抵向內方向中朝向該反射器發光。
  25. 如請求項23或請求項24所述之組件，其中該反射器包含一個或多個截頭圓錐形表面。
  26. 如請求項23所述之組件，其中該一個或多個LED包含具有一第一顏色的一個或多個LED以及具有不同於該第一顏色的一第二顏色的一個或多個LED。
  27. 如請求項26所述之組件，其中該環中的該等LED被設置為使得具有該第一顏色的每一LED鄰接於具有該第二顏色的一LED。
  28. 一種組合式照明與揚聲器裝置，具有一中心縱向軸，該中心縱向軸界定一向前方向與一向後方向和一徑向向外方向與一徑向向內方向，該裝置包括： 一底盤； 如請求項23至27之任一項所述之該環形發光二極體（LED）組件；以及 一揚聲器，該揚聲器由該底盤支撐，且該揚聲器位於該組件後方。
  29. 如請求項28所述之組合式照明與揚聲器裝置，該裝置進一步包含一高音揚聲器，該高音揚聲器位於該組件的徑向內側。
  30. 如請求項28或29所述之組合式照明與揚聲器裝置，該裝置進一步包含一支撐框架，該支撐框架連接至該底盤並由該底盤支撐，且其中該支撐框架支撐該組件。
  31. 如請求項28或29所述之組合式照明與揚聲器裝置，該裝置進一步包含一壓制格柵，該壓制格柵由該底盤支撐並經配置以支撐該組件。
  32. 如請求項31所述之組合式照明與揚聲器裝置，其中導電軌被提供在該格柵上，且在使用時該等導電軌經配置以供應電力至該組件。
  33. 如請求項28所述之組合式照明與揚聲器裝置，該裝置進一步包含一極片，該極片至少部分沿著該中心縱向軸並且連接至該底盤並由該底盤支撐，其中該極片經配置以支撐該組件。
  34. 一種組合式照明與揚聲器裝置，具有一中心縱向軸，該中心縱向軸界定一向前方向與一向後方向和一徑向向外方向與一徑向向內方向，該裝置包括： 一照明組件；以及 一揚聲器，該揚聲器位於該照明組件後方； 一電力儲存部件，其中在該照明與揚聲器裝置未連接至一主電源供應器時，該電力儲存部件經配置以供應電力至該照明與揚聲器裝置。
  35. 如請求項34所述之組合式照明與揚聲器裝置，其中該照明組件為根據請求項23至27之任一項所述之LED組件。
  36. 如請求項34或35所述之組合式照明與揚聲器裝置，其中該照明組件位於該揚聲器的徑向內側。
  37. 如請求項1或28之任一項所述之組合式照明與揚聲器裝置，該裝置進一步包含一電力儲存部件，其中在該照明與揚聲器裝置未連接至一主電源供應器時，該電力儲存部件經配置以供應電力至該照明與揚聲器裝置。
  38. 如請求項34所述之組合式照明與揚聲器裝置，其中該電力儲存部件為一充電電池或一電容器。
  39. 如請求項33所述之組合式照明與揚聲器裝置，其中該電力儲存部件被容納在該照明與揚聲器裝置的一殼體內。
  40. 如請求項33所述之組合式照明與揚聲器裝置，其中該電力儲存部件被容納在一臍索殼體內，該臍索殼體與該照明與揚聲器裝置的一殼體分開並電性連接至該揚聲器與該照明組件。
  41. 一種零件套件，其可以被組裝以提供根據前述任一請求項所述的裝置或組件。
  42. 一種用於製造根據前述任一請求項所述的裝置、組件或零件套件的方法。
  43. 如請求項23至27中任一項所述的組件在一組合式照明與揚聲器裝置中的用途。
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