TW462204B - Resonant bending wave panel-form loudspeaker and method of operating the same - Google Patents

Description

462204 _案號881211?! 年月日 修正_ 五、發明說明（1) 發明描述 技術範疇 本發明係關於一種揚聲器，且更特定地*係關於面板形 式之共振彎曲波揚聲器，例如New Transducers Limited 公司於WO97/09842 t所描述之揚聲器。 本發明之一目的係改進面板形式共振彎曲波揚聲器的低 頻表現" 有些共振面板形式彎曲揚聲器，對於可達到的有用頻寬 並無理論上之限制。然而，目前可使用的材料，意味其必 須能夠於高頻（1 0 k Η Z - 2 0 k Η Z )放射，因而對於最低、有用 的頻率而言，實際上是有限制的.，使得一全域揚聲器在最 低頻的情況下無法作用。 本發明之一目的係提供一種前述種類且當裝在牆上時具 備低頻操作能力的揚聲器。 背景技藝 W 0 9 7 / 0 9 8 4 2描述共振面板形式f曲波，即所謂「分佈 型」的揚聲器，並安排該等揚聲器使其以活塞的方式 (p i s t ο n i c a 1 l_y )動作，如圖7和8之具體實施例所示，以辅 助該等揚聲器之低頻反應。 發明揭示 根據本發明所提供之一種共振彎曲面板形式揚聲器，包 含一面板及一裝在該面板用以在其上施以彎曲波振動的振 動激發器，其特徵為，該揚聲器適合裝在牆壁或相似的表 面上，_且配置有一振動激發器以驅動與該牆或相似表面之 接觸。

第5頁 462204 _案號88121171_年月曰 修正____ 五、發明說明（2) 該揚聲器可包含一圍繞面板的框架及和將面板固定在該 框架上的懸架裝置，且該驅動牆壁振動的激發器裝可裝在 該框架上。可安裝複數個驅動牆壁振動的激發器到框架。 該框架可為矩形，且在該框架之至少兩個相鄰的角落上可 裝置一驅動牆壁振動的激發器。 該面板可以是透光的，且可安裝至少一個振動激發器於 該面板的邊界部位，亦即，使得對於透過面板可見性的遮 蔽減到最小。 該牆壁驅動振動激發器可適合於低頻操作。 該框架可適合於橫跨在兩個構成一角隅的相鄰牆壁或相 似表面之間，和該面板構成一共振穴以.加強低頻反應。驅 動牆壁振動的激發器可裝在框架上，用於驅動該兩面相鄰 的牆壁。 該框架可包含一背板，構成一封閉的淺？t，例如在 W0 9 9 /5 2 3 2 2中所闡釋者。 可加上將框架密封至牆壁或相似的表面的裝置。 另一方面，本發明提供一種操作一面板形式共振彎曲波 揚聲器以加強低頻表現的方法，其特徵為，將該揚聲器裝 在靠近至少兩個房間邊界之交接處而在該面板和該房間邊 界之間形成一空氣穴。本方法可包括，安排揚聲器使其與 至少一個房間的邊界接觸，以驅動該至少一個房間的邊 界，使其產生彎曲波振動15 圖式描述 本發明將利用附圖之實例加以說明，其中：

第6頁 4 62 20 4 _案號88121171_年月曰 修正___ 五、發明說明（3) 圖i為一本發明所述之全域面板形式揚聲器； 圖2為圖1所示揚聲器之改良版本的前視圖； 圖3為圖2之揚聲器的低頻反應曲線圖； 圖4為本發明另一具體實施例之前視圖； 圖5為圖4之揚聲器的低頻反應曲線圖； 圖6為本發明之揚聲器跨座於房間角隅的立體圖；及 圖7為圖6所示配置的平面圖。 元件參考符號簡要說明 1 揚聲器 2 牆壁 3 矩形的框架 4 共振面板 5 周圍的懸架 6 内部以電力驅動的振動激發器 7 固定的背板 8 淺薄的封閉空間 9 圓緣 10 拖架 11 電力驅動的振動激發器 12 13 彈性的密封構材 1 4 具彈性的密封材料 1 5 接合物 1 6 封閉洞穴

第7頁 4 6 2 20 4 ~~Z---88121171_年月曰 修正 五、發明說明（4) ' 實施本發明之較佳方式 在，Η中’特別是圖1 ，為一全域共振蠻曲波面板形式 之揚聲器1 ’通常為W0 9 7/ 0 9 84 2 'W0 9 9/ 3 7 1 2 1或 W099/52322 所描述之型式，皆為New Transducers L i m i ΐ e d公司所發表，該揚聲器適合裝在牆壁2或相似的地 方，例如，成為一幅圖晝揚聲器。該揚聲器1包含一圍繞 共振面板4且通常為矩形的框架3 ’該面板4係利用周圍的 懸架5裝在框架内。將—内部以電力驅動的振動激發器6裝 在面板4上靠近中央位置之處，如"97/09842所闡釋，並 施予彎曲波能量至面板使其產生共振，回應施於該激發器 之已知型式的音頻訊號以產生聲音輸出。 該框架尚支撐一固定的背板7 ’該揚聲器藉此背板構成 一淺薄的封閉空間8，如w 0 9 9 / 5 2 3 2 2所闡釋。可利用固定 在框架上的傳統懸線’以如同畫框的方式將該框架懸在牆 上，框架底邊以圓緣9靠在牆2上’該圓緣形成大體上為水 平的樞韩供框架靠在牆上。 框架3的頂部具有一向内突出進入封閉空間8的拖架1 0 ， 其上裝有一以電力驅動的振動激發器1 1 ’此激發器向後穿 過背板7上之一孔1 2而碰到牆壁以便驅動接觸。以具彈性 的密封構材1 3將的激發器1 1突出穿過背板7的部位密封於 背板上。此外’亦以具彈性的密封材料1 4 ’例如發泡塑 膠，沿框架3的周圍密封到牆壁2上。該激發器可藉由合適 的接合物1 5，例如軟質黏著劑，與牆壁連接’例如英國 Bostik Ltd公司RTM BLU-TACK之下所銷售的種類。在操作 時，施加一音頻訊號至激發器6造成面板4共振而產生一聲

第8頁 4 6220 4. _案號8812Π71_年月曰 修正__ 五、發明說明（5) 音輸出，並經由激發器1 1傳到牆壁2以驅使牆壁振動而加 強揚聲器的低頻反應。可配置一成對的該激發器1 1 ，於框 架頂部兩個角隅各裝一只。此一對牆壁之驅動與牆壁構造 的本質有關，視其係輕質乾燥塑膠板及木質或金屬隔間材 料而定，即，軟性構造之驅動程度會大於阻抗值較高（例 如碑或磚造結構等密緻材料）的牆壁，即硬質構造。在硬 質牆壁的情況，可產生以活塞動作方式驅動揚聲器的效 果，使低頻反應再獲加強。 圖2之.揚聲器配置與圖1相似，准一不同處為，此情況 中，用於激發面板4之激發器6係安排在面板的頂部邊緣， 如W0 9 9 / 3 7 1 2 1所闡釋。此種情況，該背板4可為透光的型 式且該揚聲器可構成視覺顯示器的一部份。 如圖3所示，點線表示圖2所示揚聲器之一低頻反應曲 線；實線表示不具有牆壁驅動1 1的反應曲線。可見牆壁驅 動激發器1 i能夠加強該揚聲器之低頻輸出。 圖4和圖5與圖2和圖3對應，且為圖1所示揚聲器之一般 具體實施例，不過其框架3之四個角隅皆裝有牆壁驅動激 發器1 1 。 在圖6和圖7中，圖1所示之一般揚聲器跨座在房間角隅 而構成一封閉洞穴1 6，該封閉洞穴1 6於低頻以H e 1 ra h ο 11 z 共鳴器的方式共振而加強揚聲器的低頻性能，且其配置係 能夠如前述的方式驅動牆壁。 工業上之應用性 一設計良好的分佈型揚聲器能夠於大部分的頻率範圍上 操作，並具有優良的聲音分佈且失真很低。然而，在較低

第9頁 462204 _案號88121171_年月曰 修正__ 五、發明說明（6) 的音頻時，分佈型揚聲器的面板型式，其大小變成和面板 的尺寸相似，且該面板開始整體成為一個單元而動作，使 得分佈模式無法放射。因此，稍高於該較低頻率的頻率為 該面板能夠在分佈之操作模式下重現的最低頻率。對於大 部分一般尺寸的面板而言，此頻率大約在1 0 0到2 0 0赫茲的 範圍内^ 可將用於安裝設備的牆壁以使它本身能夠被裝在揚聲器 總成中的一或多個額外的激發器所驅動的方式加以配置， 使得裝在牆上的分佈型揚聲器能夠重現較低的頻率。此種 配置的優點為利用隔間牆原本會削弱低頻音響傳真弱點。 隔間牆（在木材或金屬構架上安裝塑膠板所製成1為現代 大部份建築中所使用者）與在房間中傳播的低頻聲音交互 振動。結果牆壁所產生的吸收及反射與需要之低頻造成干 擾。 以裝在揚聲器總成中之特地設計的激發器驅動隔間牆會 造成該牆與所要之房内低頻聲音同步放射而克服此一限制 並對於較小尺寸分佈型揚聲器之低頻範圍限制提供不受其 他因素影響的解決方法，而在一般的應用中增加超過一個 八度音的範圍。 低頻要加強之揚聲器面板可為一般在靠近中央最適合位 置驅動的型式，或者是在邊緣處驅動的型式。可在面板靠 近角隅處以多個激發器，或以單一或多個激發器於揚聲器 總成的質量中心施以低頻的振動激發。在角隅低音激發的 方式可以很容易地將激發器磁鐵固定在揚聲器框架總成 上，且框架的額外質量使它具備良好的慣性能夠向下參照

第10頁 4 6 2 20 4 _案號88121Π1_年月曰 修正___ 五、發明說明（7) 到低頻。 可將每一低頻激發器以其語音線圈正面向後的方式安 裝，使得所產生的該語音線圈激發施加在揚聲器所安裝的 牆上。利用激發器磁鐵或激發器磁鐵與揚聲器框架總成 (若該激發器磁鐵固裝在框架上）之質量的反作用慣性驅動 牆壁，該（等）低頻激發器之推-拉作用使牆壁產生一分佈 型式之輸出。在該較低頻時，這可能需要傳送足夠的力量 到牆壁上。 將低頻激發器固定在牆壁上的方法很重要，因為必須達 到容易固定、容易拆除及結實、連接穩固以防止雜音及損 失。Blu-Tack (RTM)有製造一種用於實驗的連接媒介，但 若要更長久地固定，則需要使用如雙面膠帶之材料。以雙 面膠帶固定的強度超過需要的強度，可能造成不易拆下及 無法調整位置。另一解決此問題的方法是將一表面光滑的 金屬或塑膠薄片固定（例如，利用雙面膠帶）於牆壁上，在 它上面塗上不會乾掉之黏性流體狀受熱會軟化的化合物、 矽膠脂等。將揚聲器掛在牆上的定位時，裝在激發器上相 似的永久薄片將與牆壁的薄月接觸。塗覆的流體和形成於 兩薄片之間的空氣連結可提供垂直於牆壁的結實握持力， 因而不會產生雜音，但在需要時可調整位置或將它取下。 可在激發器和其中一個薄片之間裝配一鉸鍊或通用節點以 確保能夠和牆壁表面正確地對齊。 對於給定的激發器施力而言，牆壁的質量愈輕或阻抗愈 低（相對於揚聲器總成的固定質量），牆壁的動作愈大。揚 聲器的質量可做得大一點，如此在低頻時可更有效地激發

第Π頁 462204 案號88121171_年月曰 修正_ 五、發明說明（8) 踏壁的振動 牆壁的質量愈大或阻抗愈高，牆壁的動作愈小，取而代 之的是，揚聲器總成整體發生較大的活塞式動作。此情況 下，將揚聲器總成的整體質量降低，使得激發器的動力更 能施於空氣負載中，而不是使質量加速，會是有利的作 法。在硬質牆壁版本之低頻加強的面板方面，將附圖1的 揚聲器框架和牆壁之間作氣密處理是有利的。在本文所述 之兩種版本中，與完全沒有利用牆壁激發者比較之下，低 頻輸出皆有增強。 因此本發明提供了一種簡單的方法，能夠改進一設計裝 在牆上之共振面板形式揚聲器的.低音反應。

第12頁

Claims (1)

1. 4 6 2 20 4 _案號88121171_年月曰 修正_. 六、申請專利範圍 1 . 一種共振彎曲波面板形式之揚聲器，包含一面板及一 裝在該面板上用以於其上施以彎曲波的振動激發器，其特 徵為，該揚聲器係適合裝在牆壁或相似的表面，並配置一 振動激發器用以驅動與牆壁或相似表面之接觸。 2 .如申請專利範圍第1項之揚聲器，其中，該面板為一 框架所圍繞，並利用懸架裝置將面板裝在該框架中，且該 驅動牆壁振動的激發器係裝在該框架上。 3 .如申請專利範圍第2項之揚聲器，其中，有複數個該 驅動牆壁振動的激發器裝在框架上。 4,如申請專利範圍第3項之揚聲器，其中，該框架為矩 形且至少在其兩個相鄰的角隅上裝置有該驅動牆壁振動的 激發器。 5 .如申請專利範圍第1、2、3或4項之揚聲器，其中，該 面板可透光，且裝有至少一個振動激發器於該面板的邊界 部位。 6 .如申請專利範圍第1 、2、3或4項之揚聲器，其中，該 驅動牆壁振動的激發器適合於低頻操作。 7 ·如申請專利範圍第2、3或4項之揚聲器，其中，該框 架適合跨座在兩面構成一角隅之相鄰牆壁或相似表面之 間，連同該面板形成一共振洞穴以加強低頻反應。 8 .如申請專利範圍第7項之揚聲器，其中，該驅動牆壁 振動的激發器係裝在框架上且可驅動該兩面相鄰的牆壁。 9 .如申請專利範圍第2、3或4項之揚聲器，其中，該框 架中有一背板構成一封閉淺穴。 1 0 .如申請專利範圍第2、3或4項之揚聲器，其中，具有

   第13頁 462204 _案號88121171_年月曰 修正_ 六、申請專利範圍 將框架密封於牆壁或相似表面的密封裝置。 1 1, 一種共振彎曲波面板形式之揚聲器之操作方法.，用 以加強低頻表現，其中，將該揚聲器配置在靠近兩個房間 邊界交接處而在該房間邊界和該面板之間形成一共振空氣 穴。 1 2.如申請專利範圍第1 1項之操作方法，其中，使該揚 聲器與至少一個房間的邊界接觸以便驅動該至少一個房間 邊界使其產生彎西波振動。

   苐14頁