CN108781334B - 改善声音弥散的平面扩音器歧管 - Google Patents

Abstract

用于更改来自具有基本上平面的驱动器的扩音器的声音波前形状的声学歧管，包括安装表面和波导部分，安装表面被配置为附接到围绕驱动器的外壳的前表面并且具有两个垂直开口，两个垂直开口匹配外壳中的相应垂直开口以允许来自驱动器的声音投射通过，波导部分耦合到安装表面并且具有经通道引导从驱动器投射的声音通过两个垂直开口以在一个输出区域中组合的结构。结构具有被配置为创建在定义区域上具有一致弥散模式的输出声音的多个反射表面。歧管被配置为增大所投射的声音的垂直和/或水平波束宽度，使得位于扩音器的轴之外的听众将以基本上类似的声音级别听到宽的可听频率范围。

Description

改善声音弥散的平面扩音器歧管

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年2月24日提交的美国临时专利申请62/299323以及于2016年6月27日提交的美国临时专利申请62/354927的优先权，每个申请的全部内容都通过引用并入于此。

技术领域

一种或多种实现方式一般地涉及音频扬声器，并且更具体地，涉及平面扩音器的歧管(manifold)结构以改善水平声音弥散效果。

背景技术

如所周知，扩音器驱动器是将电气能量转换成声能或者声波的设备。在其最简单形式中，典型的扩音器驱动器由电线线圈构成，电线线圈被结合到圆锥体或隔膜并且被悬挂，使得线圈处于磁场中并使得线圈和圆锥体或隔膜可以垂直于磁场移动或振动。电气音频信号被施加于线圈并且悬挂部件成比例振动和生成声音。

虽然圆锥体和喇叭型扬声器非常常见，但是其他类型的扩音机，诸如平面磁性扩音器也很好用。平面磁性扩音器是具有悬浮在交变极性的磁铁之间的框架中的轻量、扁平隔膜的一种带状物。当电流经过结合到隔膜的导电迹线时，迹线在磁场中前后移动，使得隔膜移动。术语“平面”指分布在与隔膜相同(平行)的平面中的磁场。与在“动态”驱动器中发现的重得多的移动线圈或者圆顶隔膜相比，平面磁性隔膜是薄且轻量的。隔膜被悬挂在由磁性阵列创建的磁场中，并且遍布薄膜基板表面的印刷电路被用音频信号激励以与磁场交互并且产生使隔膜来回移动的电磁力从而创建声波。

图1A例示了包括固定隔膜104的隔膜框架102的平面磁性扩音器103，隔膜104上结合有导电迹线108。磁铁106建立磁场，该磁场响应于经过导电迹线的音频信号电流而创建移动隔膜的力。具有上部外壳部分(或者一半)101a和下部外壳部分101b的外壳包围并固定隔膜102，并且包括多个开口或者端口110，来自移动隔膜104的声波被投射通过开口或者端口110。

图1B例示了图1A的平面磁性扩音器的示例性隔膜和导电迹线的布置。如图1B中所示，导电迹线以适当的线圈配置被布局和结合到隔膜104以在框架102内隔膜的区域上分布电信号。耦合到导电迹线的信号电线112将音频信号从放大器或音频回放***提供到扩音器103。

图1C例示了图1B的隔膜的示例性组装平面磁性扩音器驱动器。如图1C中所示，隔膜104置于上部外壳部分101a与下部外壳部分101b之间。上部外壳部分101a具有开口110，开口110被布置为允许声音投射的声波从移动的隔膜经过离开。取决于扩音器的大小、形状、材料和额定功率，连同其他相关特性，开口110的数量、大小和布置可以具有任何适当的配置。

常常使用诸如喇叭或波导之类的物理表面来控制平面磁性驱动器的声音弥散。图1D例示了具有波导112的示例性平面磁性扩音器驱动器，波导112被添加到驱动器的前面以控制声波从隔膜或者带式换能器104的水平弥散角度。所示表面相对于垂直轴，在声音方向的任一侧成大约45度。如此，它们将水平声音弥散角度或者波束宽度限制为大约90度。图1D还例示了相对于驱动器轴的某种角度符号。如所示出的，垂直轴114假设为平面磁性扩音器驱动器的长轴，并且水平轴116假设为驱动器的短轴。如图1D中所示，(在单极操作中)声音投射的标称方向118以垂直0度且水平0度从驱动器的前面离开。

图1E例示了图1D中的扩音器和波导布置的示例性测量弥散模式。对于这个示例，出口高度为120mm并且波导之间的出口宽度为24mm。水平波束宽度在大约5kHz与14kHz之间保持在大约90度。如在曲线图120中可以看到，高于14kHz时，随着声音波长变得小于出口的宽度，波束宽度变窄。图1F示出了图1D中的所测量的扩音器布置的垂直弥散模式。如曲线图130中可以看到，高于大约2.8kHz时，随着声音波长变得小于出口的高度，波束变窄。在高频时，垂直波束宽度为仅仅几度，并且仅仅正好位于扩音器的轴上的听众以类似的声音级别听到所有频率。这个曲线图因此针对有限的声音弥散，也就是窄的弥散和相对高的方向性，示出了与当前平面磁性扩音器相关联的缺点。许多应用需要扩音器覆盖目标方向的任一侧大于仅几度的听众区域，并且如此，平面磁性扩音器驱动器是不适合的。

因此，所需要的是改善来自驱动器的声音的弥散，并且特别是增加扩音器的垂直波束宽度的平面扩音器***或者歧管。

在背景章节中讨论的主题不应当仅由于它在背景章节中被提及而被认为是现有技术。类似地，在背景章节中提及的或者与背景章节的主题相关联的问题不应当认为先前已经在现有技术中认识到。背景章节中的主题仅代表不同的方法，它们自身也可以是发明。

发明内容

实施例涉及被设计为更改来自具有基本上平面的驱动器的扩音器的声音波前(sound wavefront)形状的扬声器歧管，该扬声器歧管包括安装表面和波导部分，安装表面被配置为附接到围绕驱动器的外壳的前表面并且具有两个垂直开口，该两个垂直开口匹配外壳中的相应垂直开口以允许来自驱动器的声音投射通过，波导部分耦合到安装表面并且具有经通道引导(channel)从驱动器投射的声音通过两个垂直开口以在一个输出区域中组合的结构，其中该结构具有被配置为创建在定义区域上具有一致弥散模式的输出声音的多个反射表面。该结构包括在形成单个大的垂直开口的歧管框架内的两个侧壁以及在侧壁之间垂直延伸的中央立柱以形成两个入口列和一个输出区域。反射表面由被形成为侧壁的轮廓和被形成为中央立柱的相应投射形成，以形成代表从驱动器投射的声音通过两个垂直开口的声音传输路径的两个入口列，并且其中输出区域包括向外张开的声音输出区域。输出区域包括沿着扩音器的水平轴形成弥散角度的向外成角度的波导，并且其中弥散角度为大约90度。侧壁可以向内弯曲以围绕扩音器的中央形成较窄的声音传输区域以及围绕扩音器的相对末端形成较宽的声音传输区域。输出区域的成角度的波导可以包括具有一系列张开的开口的复合张开结构，每个波导角度在每个附加的张开元件处增加。

在实施例中，歧管结构被配置为增加所投射的声音的垂直波束宽度或水平波束宽度中的至少一个，使得位于扩音器的轴之外的听众将以基本上类似的声音级别听到宽的频率范围，频率范围包括大约200Hz至20kHz。输出声音的弥散模式可以关于扩音器的垂直轴和水平轴这两者对称或者不对称。扩音器可以包括具有部署在扩音器的相对侧上的基本上平面的驱动器的偶极扬声器，其中歧管框架耦合到每个驱动器，并且歧管框架可能具有相同的配置或者不同的配置。

实施例还涉及通过如下操作增大扩音器的一个或多个弥散角度的方法，其中扩音器具有投射声音通过具有两个单独的垂直开口的外壳的基本上平面驱动器：将从两个垂直开口投射的声音指引至附接到外壳的前表面的声学歧管的两个入口相应列中；经通道引导声音通过两个入口列的两个传输路径以组合并形成单个声音输出；以及投射单个声音输出通过张开的输出区域以创建在收听环境的定义区域上具有一致弥散模式的输出声音。在该方法中，两个传输路径均具有多个反射表面，反射表面由包括两个侧壁和中央立柱的结构形成，所述两个侧壁在形成单个大的垂直开口的歧管框架内，所述中央立柱在侧壁之间垂直延伸以形成两个入口列和张开的输出区域。反射表面可以由被形成为侧壁的轮廓和被形成为中央立柱的相应投射形成以形成两个入口列，并且其中张开的输出区域包括沿着扩音器的水平轴形成弥散角度的向外成角度的波导。成角度的波导可以包括具有一系列张开的开口的复合张开结构，每个波导角度在每个附加的张开元件处增加。在该方法中，歧管结构被配置为增大所投射的声音的垂直波束宽度或者水平波束宽度中的至少一个，使得位于扩音器的轴之外的听众将以基本上类似的声音级别听到宽的可听频率范围。

合并引用

在本说明书中提及的每个公开、专利和/或专利申请通过引用将其全部内容合并至此，达到好像各个公开和/或专利申请被具体地和单独地指出通过引用合并的相同程度。

附图说明

在下面的附图中，类似的参考数字用来指类似的元素。虽然下面的图描绘各种示例，但是一种或多种实现方式并不局限于图中描绘的示例。

图1A例示了目前已知的平面磁性扩音器驱动器的截面视图。

图1B例示了图1A的平面磁性扩音器的示例性隔膜和导电迹线的布置。

图1C例示了图1B的隔膜的示例性组装平面磁性扩音器驱动器。

图1D例示了具有波导和角度注释的示例性平面磁性扩音器驱动器。

图1E示出了具有±45度水平波导的120mm平面磁性扩音器的示例性水平弥散模式。

图1F示出了120mm平面磁性扩音器的示例性垂直弥散模式。

图2例示如在一些实施例下由扩音器歧管使用的期望声学行为的光学类比。

图3例示了在一些实施例下为了改善声音弥散的平面磁性驱动器的歧管结构。

图4示出了图3的歧管，其中示例性平面磁性驱动器被安装到歧管上。

图5例示了在一些实施例下相对于歧管开口的弯曲表面的布置。

图6例示了在一些实施例下具有某些表面和弯曲元件的歧管的截面视图。

图7示出了图6的具有由某些弯曲元件提供的表面的歧管。

图8例示了在一些实施例下图6的歧管的截面。

图9示出了当输入声音进入图8的歧管时输入声音的初始路径。

图10示出了在反射离开图9中所示的表面之后输入声音的后续路径。

图11示出了在图10的反射之后声音波前的路径。

图12示出了在图11的反射之后声音波前的路径。

图13例示了对于图6的歧管，图12的相应表面。

图14例示了在一些实施例下具有第二弯曲反射表面的歧管。

图15示出了在一些实施例下歧管的两个不同截面视图。

图16示出了在一些实施例下图6的歧管的第一列的弯曲反射表面和弧角。

图17示出了在一些实施例下图6的歧管的第二列的弯曲反射表面、弧角和弥散角度。

图18例示了在一些实施例下歧管的期望垂直弥散角度。

图19示出了在一些实施例下具有歧管的某个弥散角度和相应反射距离的驱动器的垂直特性的表示。

图20示出了在一些实施例下具有歧管的某个弥散角度和相应反射距离的张开的驱动器的垂直特性的表示。

图21A示出了对于与图1E相同的驱动器，但是具有90度水平/90度垂直歧管的所测量的水平弥散模式。

图21B示出了对于与图1E相同的驱动器，但是具有90度水平/90度垂直歧管的所测量的垂直弥散模式。

具体实施方式

描述关于更改平面磁性扩音器驱动器的弥散模式的新型扩音器歧管或者喇叭结构的实施例。所描述的任何实施例可以单独使用或者在任何组合中彼此一起使用。虽然各种实施例可能受到现有技术的各种缺陷的激励，这些缺陷可能在说明书中一个或多个地方讨论或者暗指，但是实施例不一定解决任何这些缺陷。换言之，不同的实施例可以解决可能在说明书中讨论的不同缺陷。一些实施例可以仅部分地解决可能在说明书中讨论的一些缺陷或者仅一个缺陷，并且一些实施例可能不解决任何这些缺陷。

为了本描述的目的，术语“扩音器”意指含有一个或多个扩音器驱动器的完整扩音器柜子；“驱动器”或者“扩音器驱动器”意指将电气能量转换成声音或声能的换能器。声音弥散描述来自源(例如，扩音器)的声音被弥散或者投射的方向路径。宽弥散或低方向性指示源宽泛地并且在许多方向上相当一致地辐射声音；最宽是声音在所有方向上辐射的全方向。窄弥散或高方向性指示源更多地在一个方向上并且主要在有限角度上辐射声音。弥散和方向性可以在不同的轴(例如，垂直和水平)上不同并且可以在不同的频率处不同。弥散也可以是不对称的，即，一个轴上的弥散也可以对于另一个轴上的不同角度或者方向而变化。术语“波束宽度”意指声压级别比目标的主要方向上的级别低6dB处的点之间的角度。

实施例涉及与平面扩音器一起使用的声学歧管，该声学歧管增宽了弥散，尤其是平面磁性扩音器驱动器的垂直波束宽度。设备足够紧致，以至于平面磁性驱动器仍然可以用作同轴布置中较大、低频驱动器前面的高频驱动器，而不会显著地更改同轴布置中低频驱动器的弥散模式。

图2通过光学透镜示例的方式示出了在一些实施例下由扩音器歧管实现的波束宽度增宽的效果。在光学中，固定宽度的光束当经过光学双凸面透镜204时变成具有近似固定弥散角度的光束。在声学领域中并且根据扩音器歧管的实施例，固定宽度的声学波前经过双凸面透镜的声学等同物，导致具有由声学透镜定义的角度的示例性波前。在实施例中，声学透镜效果由具体的反射路径造成，如下面更加详细示出和描述的。

图3例示了在一些实施例下为了改善声音弥散的平面磁性驱动器的歧管结构。图3(a)例示了歧管302的背面并且图3(b)例示了歧管302的前面。背面具有安装到或近似放置在平面磁性扩音器的隔膜框架102前方的表面304。来自平面磁性驱动器(未示出)的输入声音在所示的方向上进入歧管并且通过孔306，并且如图3(b)中所示通过前面离开。在实施例中，歧管302中的孔306的大小、形状和布置被配置为匹配驱动器的孔配置。对于图3的实施例，孔306布置在6个孔的两列(分别由入口列A(308a)和入口列B(308b)表示)中以对应于诸如图1C中的驱动器109之类的给定平面磁性驱动器的孔布置。

图4示出了图3的歧管，其中示例性平面磁性驱动器被安装到歧管上。图4(a)示出了诸如图1C的驱动器109之类的换能器驱动器如何被安装到歧管302的背表面304，并且图4(b)示出了换能器驱动器109稍微与歧管302相隔以示出驱动器上的孔(例如，图1C中的孔110)如何匹配歧管的入口上的孔306。图4(c)和4(d)分别示出了图4(a)和4(b)中所示布置的背面。驱动器109打算代表可以与歧管302一起使用的任何类型的已知平面磁性驱动器，虽然实施例不受如此限制。

如图3(a)中所示，歧管302具有在所有维度上匹配平面磁性扩音器(例如，109)的出口的两个入口列308a和308b。在所示的示例性布置中，孔布置在两列中，并且水平间隔物将入口列垂直地划分成更小的孔。通常，这些水平间隔物或肋条的大小不太重要；并且在实施例中，它们在内部倾斜至某个点以降低平面磁性驱动器上的相应空间处的衍射效果。在驱动器中，这两列可以是真正不间断的列，但是间隔器经常被使用以加强外壳并且将中央磁铁保持在适当位置。

在实施例中，歧管302包含弯曲表面以给予类似于图2的光学类比中所示那样的声学透镜效果。图5例示了在一些实施例下相对于歧管开口的弯曲表面的布置。如图5中所示，歧管502包括布置在两列308a和308b中的多个声音传输孔。弯曲表面504和506附接到或者被形成为歧管的内壁。弯曲表面504和506的长度、曲率和间距被选择为在声音通过歧管502从驱动器输出时给予声音期望的弥散效果。

图6例示了在一些实施例下具有某些表面和弯曲元件的歧管的截面视图。如图6中所示，歧管600具有主框架结构602，主框架结构602可以被切割成弯曲的开放区域606。中央元件604沿着歧管框架的长度延伸并且当声音从隔膜传递并通过歧管时为声音的反射提供成角度的表面100和200。图7示出了具有由某些弯曲元件提供的表面的图6的歧管。如图7(a)和7(b)中所示，表面101和201所表示的弯曲表面由附接到或被形成为歧管600的框架的各个弯曲元件或构件形成。下面将使用图6和7中所示的表面标签来示出当声音经过歧管600时的相应反射点。

图8例示了在一些实施例下图6的歧管的截面。如图8中所示，歧管包括框架602和定义两个入口列308a和308b的中央元件604。输入声音802经过围绕中央元件604的两个入口列。图9例示了当输入声音进入图8的歧管时输入声音的初始路径。进入列A 308a的声音波前从直表面100正交地反射离开。类似地，进入列B 308b的声音波前从直表面200正交地反射离开。

在反射离开表面100之后，波前然后反射离开弯曲表面101；类似地，反射离开表面200的波前然后反射离开弯曲表面201，如图10中所示。在实施例中，表面101和201具有相同的弧角。在反射离开第一弯曲表面101和201之后，两个波前都垂直地扩展。

图11示出了图10的反射之后声音波前的路径。在反射离开弯曲表面101和201之后，声音波前通过两个内部弯曲狭槽朝向歧管的前方行进，如图7a中的截面中所示。从此点，如图12中所示，波前一起被带回到共同出口。图12示出了来自表面101的波前反射然后反射离开第二弯曲表面102并且然后反射离开平坦垂直表面103。类似地，来自表面201的波前反射离开第二弯曲表面202，然后反射离开平坦垂直表面203。图13关于图6的歧管，例示了图12的相应表面。如图12中所示，来自两个路径308a和308b的声音然后都通过歧管的单个开口1202一起离开。图14例示了在一些实施例下具有第二弯曲反射表面102和202的歧管。

为了维持充分控制的波前扩展并且最小化不想要的内部反射、谐振和衍射，在歧管内部维持某种一致维度是重要的。图15例示了歧管的两个不同截面，其中图15(a)示出了中央处的截面，并且图15(c)示出朝向一端的截面。每个入口列的宽度表示为W，W可以以毫米、英寸或者某种其他距离单位表示。在反射表面之间，隧道宽度相同是优选的，再次都用W表示。然而，如图15中所示，出口是隧道宽度的两倍(即，出口＝2×W)，因为来自两个路径的声音并排离开。图15(b)和(d)示出了示例性歧管水平隧道维度，正如对于图15(a)和15(c)中所示的各个截面所描述的。如本文中使用的术语“隧道”意指由歧管框架602和中央元件604定义的空隙区域并且代表当声波进入歧管并通过端口或者开口1200离开时声波通过入口列A和B(308a和308b)的路径。

图16和17例示了在一些实施例下对于图6的歧管的表面的最佳弧角。图16示出了具有列A(308a)和B(308b)的歧管的第一侧，并且图17示出了对侧，使得列308a和308b相反。因为在列A处进入的波前在它经过歧管时反射离开两个弯曲表面101(图16中)和102(图17中)，每个弯曲表面仅需要具有最终期望弥散角度的近似一半的弧角，如图17中所示。例如，对于60度垂直波束宽度，每个弧仅需要大约30度。在反射离开两个表面之后，波前将以大约60度的弧垂直地扩展。类似地，对于列B，表面201(图16中)和202(图17中)仅需要具有期望弥散角度的近似一半的弧角。图18例示了在一些实施例下歧管的期望垂直弥散角度。如图18中所示，声音在方向1804上从歧管1802向外辐射。期望弥散角度1806示出了声音沿着歧管1802的垂直平面图向外辐射。

维度可以取决于***需求而被剪裁，并且许多不同的配置和大小是可能的。通常，对于圆锥形喇叭驱动器，维度可以从与弥散角度有关的公式中导出。来自扩音器驱动器的声音在喉部进入喇叭并且在嘴部离开，并且诸如在20世纪七十年代由D.B.Keele，Jr.导出的经验公式表明，为了计算喇叭的以米为单位的声学最佳嘴部宽度M，作为以度为单位的弥散角度Φ和以Hz为单位的最低期望工作频率F_L的函数，应当使用下面的等式：

例如，对于60度的弥散角度和1kHz的最低操作频率，最佳嘴部宽度为大约417毫米。

图19示出了对于上面给出的示例值，具有歧管的某个弥散角度和相应反射距离的驱动器的垂直特性的表示。图1900示出了安装到具有60度的垂直弥散角度的歧管的120mm平面磁性驱动器。与图2相类似，“透镜”1902打算在概念上代表弯曲反射表面并且不是扬声器或者歧管***的实际元件。它示出了位于喇叭的有效“嘴部”的弯曲表面如何以60度角度垂直地弥散声音，并且如对于某些示例值使用上面的公式计算的，对于F＝1kHz，最佳嘴部宽度如何为大约417mm。如图19中所示，距离D1是从驱动器带到嘴部的距离，并且D2是由歧管侧壁1904创建的长度。图10的图解1910在截面中示出图1900中的距离D1和D2如何与实际歧管有关。

在实施例中，可以使用某些喇叭张开技术减少弥散变窄。(例如，由D.B.KeeleJr.)开发了用于降低根据上面等式设计的喇叭中的效果的某些试验方法，使得喇叭弥散变窄到显著小于喇叭侧壁之间的角度的角度。图20例示了利用这种喇叭张开技术的喇叭的图。这种经验方法通常涉及向外张开喇叭的最后部分，诸如使喇叭的最后大约1/3张开至期望弥散角度的两倍。

图20示出了在示例性实施例下，具有歧管的某个弥散角度和相应反射距离的张开的驱动器的垂直特性的表示。图2000示出了安装到具有60度的垂直弥散角度的歧管的180mm平面磁性驱动器。与图19一样，“透镜”2002打算在概念上代表弯曲反射表面并且不是扬声器或歧管***的实际元件。图20例示了利用降低喇叭弥散变窄的效果的喇叭张开技术的喇叭的图。这种张开效果可以通过将图19中所示的距离D2划分成图20中所示的两个距离D3和D4而被合并到喇叭侧壁2004中。距离D3代表从弯曲反射到附加的张开开始的位置的水平距离，并且D4代表从张开开始到歧管外部的水平距离。图2010示出了关于180mm长度的平面磁性驱动器和60度弥散角度的示例维度。张开部分可以向外延伸到理想的喇叭长度L的整个最后1/3，或者在短一点的位置停止，如图所示。

上面的实施例示出某些垂直弥散益处。同样可以实现某些水平弥散益处。如上面的实施例中所示和描述的，歧管将来自平面磁性驱动器的声音的两个单独列(A和B)一起带到单个垂直出口。歧管的水平开口宽度与驱动器的开放宽度相同，而没有分离列的间距。例如对于具有两个8mm宽的开口并且在开口之间具有8mm间隔的平面磁性驱动器，歧管具有16mm宽的出口。水平宽度的这种减小在高频时给出更加一致的水平波束宽度，如例如关于图1E中高于14kHz的波束宽度变窄所示。图21A和21B示出了对于与图1E相同的驱动器，但是在90度水平/90度垂直歧管的情况下，所测量的水平和垂直弥散模式。如图21A中所示，对于水平弥散，高于14kHz，不存在任何显著的变窄并且波束宽度为大约希望的90度(与图1E相比较)。图21B示出了具有90度水平/90度垂直歧管的图1F的相同驱动器的所测量的垂直弥散模式。如图21B中所示，除了3kHz周围的小区域之外，-6dB垂直波束宽度为至少90度并且比图1F中的曲线图中所示不具有歧管的驱动器明显宽得多。关于用来生成曲线图2100和2102的实际驱动器配置，图21A示出了具有增加张开的90度水平和90度垂直歧管的120mm平面磁性扩音器的示例性水平弥散模式；并且图21B示出了具有增加张开的90度水平和90度垂直歧管的120mm平面磁性扩音器的示例性垂直弥散模式。其他歧管和驱动器配置也可以产生不同的弥散模式，但是与图1E和1F的默认曲线图的相对比较应当产生类似的结果。歧管通常被设计为对于90度期望弥散角度在±45度周围形成恒定的波束宽度。其他配置和期望弥散角度也是可能的。

已经关于垂直和水平弥散模式的任一者或二者产生对称弥散而描述实施例。实施例也可以涉及产生不对称弥散。因为反射曲线的形状主要确定垂直覆盖角度和弥散模式，所以可以使用除了圆形弧之外的形状。例如，可以使用在顶部具有较小曲率并且在底部具有较大曲率的弧，来将更多声能从平面磁性驱动器顶部更远地投射到听众区域的后面，同时将声能从平面磁性驱动器的下部散布到坐在大约低于驱动器的目标方向的听众。

使用出口处侧壁之间的水平角度的变化和/或使用歧管出口狭槽宽度的变化，垂直弥散的这种变化可以与歧管的水平弥散的变化相组合。例如，歧管的上部可以具有较窄的水平波束宽度以帮助将声能更远地投射到听众区域的后面，并且歧管的下部可以具有较宽的水平波束宽度以将声音更好地散布到较近的听众。

实施例涉及平面磁性驱动器，但是其他扩音器驱动器也可以连同上面描述和例示的歧管一起使用。这种驱动器可以是其他近似平面的输出扩音器驱动器，诸如气动式变压器或者空气速度变压器和静电扩音器。因为这些驱动器通常具有一个出口或者输出区域(并且不是像关于平面磁性驱动器那样为两个)，它们通常不需要两个路径和两对弯曲反射表面。在一种情况下，它们可以使用一对弯曲表面，类似于上述歧管的右半部分或左半部分之一。作为替代，它们可以以相对于声音的预期方向大约90度取向并且反射离开仅一个弯曲表面，该弯曲表面既向前反射声音又增加垂直扩展。而且，单个弯曲反射表面可以被成形为在两个轴上提供波前扩展和甚至非对称扩展。

另一个作为替代的扬声器是偶极扩音器。偶极扩音器大致相等地向前和向后辐射声音，其中后面的声音与向前的声音180度异相。简单的偶极扩音器由安装在面板中的扩音器驱动器构成，并且驱动器的前面和后面都敞开以辐射声音。由于来自驱动器的前面和后面的声音的有效抵消，几乎没有声能辐射到侧面。对于低频和中频，偶极扬声器有时优于单极扩音器，因为它们较少受房间模态行为的影响并且引起从侧壁离开的较少反射。在高频时，来自后面的声音可以反射离开扩音器后面的表面和墙壁，造成更多的扩散声音。

偶极平面磁性驱动器类似于图1A和1B中描述的那些，除了它们的外壳在后面和前面都敞开。如上所述的歧管因此可以在平面磁性驱动器的后面使用以更改后面的弥散。后面的歧管可以与前面的歧管相同，或者它可以与前面的歧管不同以便独立地控制前面和后面的弥散。例如，在前面的歧管可以具有90度水平和30度垂直弥散特性以将声音指引至听众区域的情况下，后面的歧管可以具有更宽的120度水平和90度垂直弥散特性以在扩音器后面创建更大的扩散声音的感知。在另一个示例中，后面的歧管可以被设计为使后面的声音反射离开天花板以强调扩散的感知。

歧管和任何相关联的扩音器柜子的构造材料可以取决于***需求而定制，并且许多不同的配置和大小是可能的。例如，在实施例中，柜子可以由中密度纤维板(MDF)或者诸如木材、玻璃纤维、有机玻璃等之类的其他材料制成；并且它可以制成任何适当的厚度，诸如对于MDF柜子为0.75”(19.05mm)。

本文中描述的***的方面可以在适当的基于计算机的声音处理网络环境中实现，用于处理数字或者数字化的音频文件。音频***的部分可以包括一个或多个网络，网络包括任何期望数量的个体机器。

除非上下文另外清晰需要，贯穿说明书和权利要求书，单词“包括”、“包含”等在包容性的意义上解释，与排他性或者穷举性的意义相反；也就是说，在“包括但不局限于”的意义上。使用单数或者复数的单词也可以分别包括复数和单数。另外，单词“在本文中”、“在下文”、“上面”、“下面”以及类似含义的单词将本申请作为整体引用而不是引用本申请的任何特定部分。当引用两个或多个项的列表时使用单词“或者”时，那个单词覆盖单词的以下全部解释：列表中的任何项、列表中的全部项以及列表中的项的任何组合。

虽然通过示例以及根据具体的实施例描述了一种或者多种实现方式，但是应当理解，一种或多种实现方式不局限于公开的实施例。与此相反，它打算覆盖如将对本领域那些技术人员显然的各种修改和类似的布置。因此，所附权利要求书的范围应当与最宽泛的解释一致，以便涵盖所有这种修改和类似的布置。

Claims (11)

1.一种平面磁性扩音器***，具有平面驱动器、围绕所述驱动器并具有与所述驱动器的长轴对齐的两个外壳开口的外壳、以及用于更改来自所述平面驱动器的声音波前形状的装置，所述装置包括：

安装表面，附接到所述外壳的前表面并且具有两个开口，该两个开口匹配所述外壳开口以允许来自所述驱动器的声音投射通过；以及

波导部分，耦合到所述安装表面并且具有被配置为经通道引导从所述驱动器投射的声音通过所述两个开口以在一个输出区域中组合的结构，

其中所述结构包括具有两个侧壁和中央立柱的歧管框架，所述中央立柱在所述侧壁之间延伸以形成所述两个开口和所述一个输出区域，

其中所述结构具有被配置为创建在定义区域上具有一致弥散模式的输出声音的多个反射表面，所述反射表面由被形成为所述侧壁的轮廓和被形成为所述中央立柱的相应投射形成，以形成被引导通过所述两个开口的任何声音的声音传输路径，

其中所述侧壁向内弯曲以围绕扩音器的中央形成较窄的声音传输区域以及围绕扩音器的相对末端形成较宽的声音传输区域，并且

其中所述一个输出区域包括向外张开的声音输出区域。

2.根据权利要求1所述的平面磁性扩音器***，其中所述一个输出区域包括沿着扩音器的短轴形成弥散角度的向外成角度的波导，并且其中所述弥散角度为90度。

3.根据权利要求2所述的平面磁性扩音器***，其中成角度的波导包括具有一系列张开的开口的复合张开结构，每个波导角度在每个附加的张开元件处增加。

4.根据权利要求1所述的平面磁性扩音器***，其中歧管结构被配置为增大所投射的声音的长轴波束宽度或者短轴波束宽度中的至少一个，使得位于扩音器的轴之外的听众将以基本上类似的声音级别听到宽的频率范围，该频率范围包括200Hz至20kHz。

5.根据权利要求4所述的平面磁性扩音器***，其中所述输出声音的弥散模式是以下之一：关于扩音器的长轴和短轴这两者对称或者关于扩音器的长轴和短轴中的任一者或者二者不对称。

6.根据权利要求1所述的平面磁性扩音器***，其中所述平面磁性驱动器是被配置为辐射声音通过所述外壳的相对侧的开口的偶极平面磁性驱动器，并且其中歧管框架耦合到每个相对侧，并且其中耦合到一侧的歧管框架与耦合到对侧的歧管框架相同或者不同。

7.一种增大平面磁性扩音器的一个或多个弥散角度的方法，所述平面磁性扩音器具有平面驱动器，该驱动器投射声音通过沿着所述驱动器的长轴具有两个单独的开口的外壳，所述方法包括：

将从所述两个开口投射的声音引导至声学歧管的两个入口列中，所述声学歧管附接到所述外壳的前表面，所述歧管具有含有两个侧壁和在侧壁之间延伸的中央立柱的框架以形成所述两个入口列和一个输出区域，并且反射表面由被形成为所述侧壁的轮廓和被形成为所述中央立柱的相应投射形成以形成两个声音传输路径；

引导声音通过所述两个入口列的所述两个传输路径以组合并形成单个声音输出；

其中所述侧壁向内弯曲以围绕扩音器的中央形成较窄的声音传输区域以及围绕扩音器的相对末端形成较宽的声音传输区域；以及

投射所述单个声音输出通过张开的输出区域以创建在定义区域上具有一致弥散模式的输出声音。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述张开的输出区域包括沿着扩音器的短轴形成弥散角度并且具有90度的弥散角度的向外成角度的波导。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述成角度的波导包括具有一系列张开的开口的复合张开结构，每个波导角度在每个附加的张开元件处增加。

10.根据权利要求7所述的方法，其中所述歧管结构被配置为增大所投射的声音的长轴波束宽度或者短轴波束宽度中的至少一个，使得位于扩音器的轴之外的听众将以基本上类似的声音级别听到宽的频率范围，该频率范围包括200Hz至20kHz。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述输出声音的弥散模式是关于扩音器的长轴或者短轴都对称的一种，并且其中所述驱动器是单极扬声器或者偶极扬声器中的一种。

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