Громкоговоритель, содержащий панелеобразный звукоизлучающий элемент

1 Область техники Данное изобретение относится к громкоговорителям и, более конкретно, к громкоговорителям, содержащим панелеобразные звукоизлучающие элементы. Предшествующий уровень техники Известен поGB-A-2262861 панeлеобразный громкоговоритель, содержащий элемент резонансного многорежимного излучателя, представляющего собой единую"сэндвичную" панель, выполненную из двух наружных оболочек из материала с отделяющим сердечником из поперечной ячеистой структуры, в котором панель выполнена таким образом,что имеет отношение изгибной жесткости (В),во всех направлениях, к кубу массы панели на единицу поверхности , равное, по меньшей мере, 10; крепежное средство, которое является опорой панели или прикрепляет ее к несущему корпусу с обеспечением свободы при отсутствии демпфирования,и электромеханическое средство возбуждения, связанное с панелью и предназначенное для возбуждения многорежимного резонанса в панели излучателя при подаче на вход электрического сигнала в рабочей полосе частот для громкоговорителя.US-A-3247925 на имя ВАРНАКА раскрывает низкочастотный резонансный панельный громкоговоритель, установленный на шасси и возбуждаемый электромеханическим преобразователем, установленным на шасси. Раскрытие изобретения Осуществления данного изобретения используют элементы, имеющие характер, структуру и конфигурацию, осуществляемые в общем и/или конкретном выполнении признаков нашей публикации РСТ WО 97/09842, датированной этим же числом, что и данная заявка. Эти элементы выполняют с возможностью поддерживать и распространять входную вибрационную энергию путем искривления волн в рабочем участке(ах), проходящем в поперечном направлении относительно толщины, часто, но необязательно, до краев элемента(ов); их конфигурируют с анизотропией жесткости при изгибе, или без анизотропии, чтобы иметь составляющие вибрации резонансного режима, распределенные по указанному участку(ам) таким образом,который благоприятен для акустической связи с окружающим воздухом; и имеют заданные предпочтительные местонахождения или площадки в указанном участке для средства преобразователя, особенно операционно активную или перемещающуюся их часть(и), эффективную в отношении акустической вибрационной активности в указанном участке(ах) и сигналах,обычно электрических, соответствующих акустическому содержанию этой вибрационной активности. Виды применения предполагаются в поданной совместно с данной заявкой Между 002108 2 народной публикацииWО 97/09842 от того же числа для этих элементов в качестве "пассивных" акустических устройств без средства преобразователя или в них, таких как для реверберации или для акустической фильтрации, или для акустического "озвучивания" пространства или помещения; и в качестве "активных" акустических устройств со средством преобразователя или в них, таких как в значительно широком ассортименте источников звука или громкоговорителей, при направлении к ним входных сигналов, преобразуемых в указанный звук, или таких как микрофоны, к которым идет звук,преобразуемый в другие сигналы. Данное изобретение конкретно относится к активным акустическим устройствам в виде громкоговорителей. Указанные выше элементы здесь названы акустическими излучателями с распределенным режимом и характеризуются в соответствии с указанной заявкой РСТ и/или иным образом,конкретно здесь оговоренным. Данное изобретение является панелеобразным громкоговорителем, характеризующимся элементом, выполненным с возможностью поддерживать и распространять входную вибрационную энергию путем изгибных волн, по меньшей мере, в одном рабочем участке, проходящем в поперечном направлении относительно толщины, чтобы иметь составляющие вибрации резонансного режима, распределенные по указанному, по меньшей мере, одному участку, и иметь заданные предпочтительные местонахождения или площадки внутри указанного участка для средства возбудителя вибрации, и имеющим возбудитель вибрации, установленный на указанном элементе, по меньшей мере, в одном из указанных местонахождений или площадок,чтобы придать вибрацию элементу и вызвать его резонирование, формируя акустический излучатель, который обеспечивает акустический выходной сигнал при резонировании, и акустический экран, окружающий и несущий излучатель. Упругую подвеску можно предусмотреть между акустическим экраном и излучателем, и акустический экран, который будет нести в себе излучатель. Упругая подвеска может быть выполнена из эластомерного материала. Возбудитель вибрации можно установить полностью или исключительно на излучателе. Акустический экран можно сформировать в виде корпуса, имеющего открытую сзади переднюю коробчатую часть, выполненную с возможностью установки на стене или аналогичном месте. Переднюю коробчатую часть можно выполнить с возможностью установки вровень со впадиной в стене. Излучатель может содержать легковесный сердечник, разделяющий пару высокомодульных легковесных наружных оболочек. Вспомогательный громкоговоритель нижних частот можно установить на акустическом экра 3 не. Громкоговоритель верхних частот можно установить на акустическом экране. Краткое описание чертежей Данное изобретение схематически иллюстрируется в виде примера сопровождающими чертежами, на которых фиг. 1 - схема элемента с распределенным режимом в соответствии с изложением и формулой нашей Международной публикации WО 97/09842, совместно поданной с данной заявкой от того же числа; фиг. 2 а - частичное сечение по линии А-А фиг. 1; фиг. 2 б - увеличение сечение излучателя с распределенным режимом типа, изображенного на фиг. 2 а, и изображающее две альтернативные конструкции; фиг. 3 - схема первого примера осуществления громкоговорителя с распределенным режимом в соответствии с данным изобретением; фиг. 4 а - вид в перспективе второго примера осуществления громкоговорителя с распределенным режимом согласно данному изобретению; фиг. 4 б - частичное сечение громкоговорителя фиг. 4 а; фиг. 5 а - вид в перспективе третьего примера осуществления громкоговорителя с распределенным режимом согласно данному изобретению; фиг. 5 б - частичное сечение громкоговорителя фиг. 5 а. Варианты наилучшего осуществления изобретения На фиг. 1 изображен панелеобразный громкоговоритель (81) типа, описываемого в нашей совместно поданной Международной публикации WО 97/09842 от того же числа, содержащий прямоугольную раму (1), несущую упругую подвеску (3) вокруг своей внутренней периферии, которая несет звукоизлучающую панель (2) с распределенным режимом. Преобразователь (9) типа, например, описываемого подробно в нашей совместно поданной Международной публикации WО 97/09859,WО 97/09861, WО 97/09858 от того же числа,устанавливают полностью и исключительно на или в звукоизлучающей панели (2) в заданном местонахождении, определенном габаритами х и у; при этом позицию этого местонахождения вычисляют в соответствии с методом, описываемым в нашей совместно поданной Международной публикации WО 97/09842 от того же числа, чтобы направлять изгибные волны в панель и вызвать резонирование звукоизлучающей панели для излучения акустического выхода. Преобразователь (9) приводят в действие усилителем сигнала (10), например, усилителем звуковой частоты, подключенным к преобразователю по проводам (28). Требования к усилителю по нагрузке и мощности могут быть вполне обычными, аналогичными обычным конус 002108 4 ным громкоговорителям, с чувствительностью порядка 86-88 дБ/Вт в нагруженных условиях помещения. Полное сопротивление нагрузки усилителя в основном активное при 6 Ом при обрабатываемой мощности, равной 20-80 Вт. В тех случаях, когда сердечник панели и/или наружные оболочки выполняют из металла, их можно использовать в качестве теплоотвода для преобразователя, чтобы удалять тепло от обмотки мотора преобразователя и тем самым улучшать передачу энергии. Фиг. 2 а и 2 б изображают частичные типичные поперечные сечения громкоговорителя(81) фиг. 1. Фиг. 2 а показывает, что рама (1),подвеска (3) и звукоизлучающая панель (2) соединены соответствующими клееными соединениями (20). Соответствующие материалы для рамы могут быть легковесным рамным материалом, например, материалом для рамок для фотографий из экструдированного металла, например, из алюминиевого сплава или пластиков. Соответствующие материалы для подвески включают в себя такие упругие материалы, как пенорезина и пенопласт. Соответствующие клеящие вещества для соединений (20) включают в себя эпоксидные клеи, клеи на основе акрила и цианакрилата и пр. Фиг. 2 б показывает в увеличенном масштабе, что звукоизлучающая панель (2) является жесткой легковесной панелью, имеющей сердечник (22), например, из жесткого пенопласта(97), например, из структурированного поливинилхлорида или ячеистой матрицы (98), т.е. сотовой матрицы из металлической фольги, пластмассы или т.п.; при этом ячейки располагаются поперек плоскости панели и заключены между противоположными наружными оболочками(21), например, из бумаги, картона, пластика или металлической фольги или металлического листа. В тех случаях, когда для наружной оболочки применяют пластик, его могут армировать волокнами, например, из углерода, стекла,кевлара (зарегистрированный товарный знак(ТЗ или аналогичных материалов известными,как таковыми, способами для повышения их модуля. Предполагаемые материалы и арматура для наружной оболочки таким образом включают в себя углерод, стекло, кевлар (ТЗ), номекс(ТЗ), т.е. волокна из ароматического полиамида в различных слоях и тканых материалах, и также бумагу, слоистые пластики с наполнителем из связанной бумаги, меламин и различные высокомодульные пленки из синтетических пластмасс, такие как майлар, каптан, поликарбонатные, фенольные или полиэфирные пластики,и армированные волокном пластмассы, и пр., и металлический лист и фольгу. Исследование показателя "Вектра" термопластов из жидкокристаллических полимеров показывает, что они могут соответствовать инжекционному формованию сверхтонких наружных оболочек или 5 оболочек малого размера до приблизительно 30 см в диаметре. Этот материал самоформирует ориентированную кристаллическую структуру в направлении инжекции - предпочтительную ориентацию для хорошего распространения энергии верхних звуковых частот от точки возбуждения к периметру панели. Такое дополнительное формование для этих и других термопластов обеспечивает возможность формовкам иметь такие топологические элементы местонахождения и совмещения,как желоба или кольца для точного размещения деталей преобразователя, например, обмотки мотора и магнитной подвески. Подсчитано, что в дополнение к более слабым материалам сердечника целесообразно иметь локальные увеличения толщины оболочек, например, на участке или в кольцевом пространстве до 150% диаметра преобразователя, чтобы армировать этот участок и эффективно связать энергию вибрации в панель. Таким образом, характеристика высоких частот будет улучшена более мягкими пенообразными материалами. Предполагаемые материалы сердечника включают в себя сотовые конструкции или гофры из листа или фольги, выполненные из алюминиевого сплава, или кевлар (ТЗ), номекс(ТЗ), простую или связанную бумагу и различные пленки из синтетического пластика, и также вспениваемые пластики, или пенопласты, или целлюлозные материалы, даже аэрогельные металлы, если они имеют соответствующую низкую плотность. Некоторые соответствующие материалы сердечника имеют полезное свойство самим себе создавать оболочку во время их изготовления, и/или в иных случаях имеют достаточную собственную жесткость, чтобы их можно было использовать без формирования сердечника между оболочками. Известен обладающий хорошими характеристиками ячеистый материал для сердечника под торговым названием "Рохаселл", который можно использовать в качестве звукоизлучающей панели и который не имеет оболочек. Практическая задача заключается в достижении общей легковесности и жесткости, которые бы соответствовали определенной задаче, особенно для оптимизирования распределений от сердечника и оболочек и переходов между ними. Некоторые предпочтительные составы для панели применяют наружные оболочки из металла и сплавов, либо армирование углеродным волокном. Оба эти состава и также конструкции с сердечником из сплава аэрогеля или из металлических сот будут иметь существенные свойства экранирования радиочастоты, что имеет значение в некоторых видах электромагнитной совместимости. Обычные громкоговорители панельного или конусного типа не имеют собственных свойств экранирования ЭМС. Помимо этого, предпочтительный вид пьезо- или электродинамических преобразователей 6 имеет незначительное электромагнитное излучение или блуждающие магнитные поля. Обычные громкоговорители имеют значительное магнитное поле до 1 м протяженностью, если не приняты специальные контрмеры для их компенсации. В тех случаях, в которых важно осуществлять экранирование устройства, электрическое подключение можно выполнить к проводящим частям соответствующей панели громкоговорителя с распределенным режимом или электропроводящего пенообразного материала, либо аналогичное межсоединение можно использовать для монтирования края. Подвеска (3) может демпфировать края звукоизлучающей панели (2) для предотвращения излишнего краевого перемещения панели. Дополнительно, либо как вариант, демпфирование можно налагать, например, как отдельные накладки, связанные с панелью в выбранных положениях, для демпфирования излишнего перемещения, чтобы равномерно распределить резонанс по панели. Отдельные накладки могут быть из материала на основе битума, обычно используемого в обычных корпусах для громкоговорителя, либо могут быть упругим или жестким полимерным листовым материалом. Некоторые материалы, особенно бумага или картон,и некоторые внутренние слои могут быть самодемпфирующимися. По желанию в конструкции панелей демпфирование можно увеличить путем применения упруго отверждающихся, а не жестко отверждающихся клеящих материалов. Указанное эффективное избирательное демпфирование содержит особое нанесение на панель, включая ее листовой материал, средств,постоянно с ней связанных. Края и углы могут иметь особенное значение для доминантных и менее рассеянных режимов низкочастотной вибрации их панелей. Краевое крепление демпфирующих средств может своим полезным результатом иметь такую панель, листовой материал которой полностью обрамлен, хотя их углы могут нередко быть относительно свободными, например, до нужной степени для работы с более низкими частотами. Это прикрепление можно осуществлять клеящими или самоклеящими материалами. Прочие виды целесообразного демпфирования, в частности, с точки зрения более тонких звуковых эффектов и/или средних или более высоких частот, могут представлять собой соответствующую массу или массы, прикрепленные к листовому материалу в заданных эффективных среднелокализованных положениях указанного участка. Описываемая выше звукоизлучающая панель является двунаправленной. Энергия звука от задней части не имеет сильного фазового соотношения с энергией от передней части. Следовательно, имеется преимущество общего суммирования акустической мощности в помещении, энергии звука единообразного частотно 7 го распределения, пониженного эффекта отраженной и стоячей волны, наряду с преимуществом более качественного воспроизведения естественного пространства и окружения в воспроизводимых звукозаписях. Хотя излучение от звукоизлучающей панели в основном ненаправленное, процент фазосоотнесенной информации увеличивается в направлении от оси. Для улучшения фокусирования искусственного стереофонического образа размещают громкоговорители, подобно картинам, на обычной высоте стоящего человека, что дает выгоду умеренного внеосевого размещения для обычно сидящего слушателя, оптимизируя стереоэффект. Подобным же образом треугольная левая/правая геометрия относительно слушателя дает дополнительную угловую составляющую. Таким образом можно получить хороший стереоэффект. Есть еще одно преимущество для группы слушателей по сравнению с воспроизведением посредством обычного громкоговорителя. Собственные характеристики рассеяния излучения звукоизлучающей панели придают ей звуковую объемность, которая не подчиняется закону обратных квадратов расстояния для эквивалентного точечного источника. По той причине, что интенсивность спада с расстоянием гораздо меньшая, чем это предусматривается законом обратных квадратов, то вследствие этого для находящихся вне центра и плохо размещенных слушателей напряженность поля для панельного громкоговорителя содействует более качественному стереоэффекту по сравнению с обычными громкоговорителями. Это объясняется тем, что на находящегося вне центра слушателя не воздействует удвоенная проблема близости к более близкому громкоговорителю; во-первых, чрезмерное повышение громкости от более близкого громкоговорителя и, во-вторых, соответствующее снижение громкости от более дальнего громкоговорителя. Еще одно преимущество плоского, легковесного панелеобразного громкоговорителя заключается в его хорошем внешнем виде, хорошем качестве звука и в том, что требуется только один преобразователь и не требуется перехода для звука полного диапазона из каждой диафрагмы панели. Фиг. 3 изображает первый пример осуществления панелеобразного громкоговорителя с распределенным режимом (81) в общем типа,изображенного на фиг. 1 и 2, и в котором рама(1) заменена панелью акустического экрана (6),например, древесноволокнистой плитой средней плотности, имеющей прямоугольное отверстие(82), в котором звукоизлучающую панель с распределенным режимом (2) устанавливают, располагая в середине ее упругую подвеску (3). Преобразователь (9) типа, описываемого в нашей совместно поданной Международной публикации WО 97/09859, WО 97/09861, WО 8 97/09858 от того же числа, устанавливают полностью или исключительно на звукоизлучающей панели (2) для придания вибрации панели,чтобы обусловить ее резонирование в целях получения акустического выхода. Такой акустический экран может иметь эффект улучшения амплитудно-частотной характеристики громкоговорителя в области более низких частот. Фиг. 4 изображает второе осуществление громкоговорителя (81) согласно данному изобретению. Громкоговоритель содержит коробчатый корпус (8), имеющий верхнюю часть(152). Передняя часть (152) корпуса (8) состоит из жесткой легковесной звукоизлучающей панели (2) с распределенным режимом типа, описываемого со ссылкой на фиг. 1 и 2 и содержащего сердечник (22), заключенный между противоположными наружными оболочками (21). Звукоизлучающая панель (2) опирается на корпус (8) посредством окружающей упругой подвески (17), которая может быть, например, полоской из латексной резины. В корпусе можно предусмотреть звукопоглощающую облицовку. Преобразователь (9), например, типов,описываемых в нашей совместно поданной публикации WО 97/09859, WО 97/09861, WО 97/09858 от того же числа, устанавливают полностью или исключительно на обращенную внутрь поверхность звукоизлучающей панели(2) в заданном местонахождении в соответствии с нашей совместно поданной Международной публикацией WО 97/09842 от того же числа, для придания вибрации панели, чтобы обусловить ее резонирование и получение акустического выхода. Корпус (8) можно формировать с окнами(109), например, на одной стороне (150), для улучшения рабочих характеристик громкоговорителя в области низких частот. В любом случае использование корпуса (8) может сделать громкоговоритель однонаправленным, что может быть желательным в некоторых обстоятельствах. Фиг. 5 изображает еще одно осуществление громкоговорителя (81) согласно данному изобретению и в общем аналогичное осуществлению, описываемому со ссылкой на фиг. 4. Громкоговоритель содержит коробчатый корпус (8), состоящий из передней коробчатой части (52), имеющей открытую заднюю сторону, выполненную с возможностью монтирования на стене и установки вровень с полостью(110) в стене, например в стене фахверковой конструкции, для уменьшения толщины корпуса громкоговорителя и одновременного обеспечения преимуществ более крупного корпуса. Передняя поверхность (51) передней коробчатой части состоит из жесткой легковесной звукоизлучающей панели (2) с распределенным режи 9 мом, содержащей сердечник (22), заключенный между противоположными наружными оболочками (21). Звукоизлучающая панель (2) опирается на корпус (8) посредством окружающей упругой подвески (17), выполненной, например,из полоски латексной резины. Таким образом,громкоговоритель является, в общем, громкоговорителем типа, описываемого выше со ссылкой на фиг. 1 и 2. Преобразователь (9), например, типов,описываемых в нашей совместно поданной Международной публикации WО 97/09859, WО 97/09861, WО 97/09858 от того же числа, устанавливают полностью или исключительно на обращенную внутрь поверхность звукоизлучающей панели (2) в заданном местонахождении в соответствии с нашей совместно поданной Международной публикацией WО 97/09842 от того же числа, для придания вибрации панели, чтобы обусловить ее резонирование в целях получения акустического выхода. Промышленная применимость Громкоговорители данного изобретения относительно просты в изготовлении и их можно выполнять с относительно небольшой толщиной или с очевидно небольшой толщиной по сравнению с обычными громкоговорителями. Громкоговорители данного изобретения имеют широкий угол рассеяния по сравнению с обычными поршневыми громкоговорителями. В тех случаях, когда звукоизлучающая панель изготавливается из металлической фольги или она имеет наружную оболочку из этих материалов,то громкоговоритель можно выполнить экранированным от радиочастотных излучений. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Панелеобразный громкоговоритель, отличающийся тем, что содержит акустический 10 излучатель распределенного режима, преобразователь, установленный на указанном акустическом излучателе и возбуждающий в нем изгибные колебания, которые вызывая в указанном акустическом излучателе резонанс обеспечивают выработку звука, и акустический экран,который окружает и поддерживает указанный акустический излучатель. 2. Панелеобразный громкоговоритель по п.1, отличающийся тем, что содержит упругую подвеску, расположенную между акустическим излучателем и акустическим экраном. 3. Панелеобразный громкоговоритель по п.2, отличающийся тем, что упругая подвеска выполнена из эластомерного материала. 4. Панелеобразный громкоговоритель по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что акустический экран выполнен в виде корпуса с открытой сзади передней коробчатой частью, выполненной с возможностью ее установки на стене или на подобном месте. 5. Панелеобразный громкоговоритель по п.4, отличающийся тем, что передняя коробчатая часть выполнена с возможностью установки вровень с полостью в стене. 6. Панелеобразный громкоговоритель по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что излучатель содержит легковесный сердечник, заключенный между парой легковесных наружных оболочек с высоким модулем. 7. Панелеобразный громкоговоритель по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что на акустическом экране установлен громкоговоритель для воспроизведения низких частот. 8. Панелеобразный громкоговоритель по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что на акустическом экране установлен громкоговоритель для воспроизведения верхних частот.