具有减小的由来自表面的反射导致的音频染色的扬声器制造技术

本公开至少涉及具有减小的由来自表面的反射导致的音频染色的扬声器。本公开描述了扬声器，其可通过以下方式减小收听者所感知到的梳状滤波效应：1)通过竖直(高度)或旋转地调节换能器而移动换能器使其更靠近声音反射表面(例如基板、桌面或地板)，或者2)通过使用角状物和与反射表面相距规定距离的开口来引导换能器产生的声音以邻近反射表面地释放到收听区域中。反射表面和换能器所发射的声音被释放到收听区域中的点之间的这个距离的减小可导致缩短的反射路径，该缩短的反射路径减小了由相对于直达声音被延迟的反射声音所导致的梳状滤波效应。因此，本文所示和所述的扬声器可被放置在反射表面上，而没有由反射声音所导致的严重的音频染色。

【技术实现步骤摘要】
具有减小的由来自表面的反射导致的音频染色的扬声器本申请是于2015年9月29日提交的申请号为201580064006.8的题为“具有减小的由来自表面的反射导致的音频染色的扬声器”的专利技术专利申请的分案申请。本申请要求提交于2014年9月30日的美国临时专利申请62/057,992的权益，本申请据此以引用方式并入该临时专利申请。
本申请公开了一种扬声器，用于减小由从安置该扬声器的表面反射所导致的效应。在一个实施方案中，该扬声器具有单独的换能器，该换能器位于与反射表面(例如，要安置在桌面或地板表面上的基板)相距指定距离内，使得来自换能器的反射声音和直达声音的行进距离几乎相等。还描述了其他实施方案。
技术介绍
扬声器可被计算机和家用电子设备用来将声音输出到收听区域中。扬声器可包括布置在扩音器箱体中的多个电声换能器。扩音器箱体可放置在硬的反射表面诸如桌面上。如果换能器紧邻桌面表面，则来自桌面的反射可能导致对于收听者来说不期望的梳状滤波效应。由于反射路径比声音的直达路径长，所以反射的声音可能在时间上比直达声音更晚到达。反射声音可能(在收听者的耳朵处)导致与直达声音的相长干涉或相消干涉，这是基于(由延迟导致的)这两个声音之间的相位差。在此
技术介绍
部分中描述的方法是可执行的方法，但不一定是先前已设想或执行的方法。因此，除非另外指明，否则不应认为在此部分中描述的方法中的任一个仅仅凭借其被包括在此部分中而有资格作为现有技术。
技术实现思路
在一个实施方案中，扬声器设置有位于箱体内的对齐在平面中的换能器的环。在一个实施方案中，扬声器可被设计成是阵列，在该阵列中换能器全部都是复制品使得每个换能器以相同频率范围生成声音。在其它实施方案中，扬声器可以是多路扩音器，其中并非所有的换能器都被设计成工作于相同的频率范围。扬声器可包括耦接到箱体的底端的基板。基板可以是固体平坦结构，其尺寸被设定成为扬声器提供稳定性，使得在基板置放在桌面上或另一表面(例如地板)上时，箱体不容易倾倒。该换能器环可位于箱体的底部并在与基板相距预定距离之内，或者(在没有使用基板并且箱体的底端要安置在桌面或地板上的情况下)在与桌面或地板相距预定距离之内。换能器可向下以预定的锐角朝底端成角度，以便相比于直立的换能器，减小由来自换能器的声音从桌面或地板反射所引起的梳状滤波。换能器所发射的声音可能从基板或安置箱体的其他反射表面反射，然后才与来自换能器的直达声音一起到达收听者的耳朵。可选择所述预定距离以确保反射声音路径与直达声音路径类似，使得减小可由收听者感知到的梳状滤波效应。在一些实施方案中，可基于相应换能器的大小或尺寸或者基于换能器要发射的音频频率集合来选择所述预定距离。在一个实施方案中，这个预定距离可通过换能器向下朝箱体的底端成角度来实现。这个旋转或倾斜可处于值范围内，使得实现所述预定距离而不导致不期望的共振。在一个实施方案中，换能器已相对于箱体的底端(或者如果使用基板，则相对于基板)被旋转或倾斜到锐角，例如介于37.5°和42.5°之间。在另一个实施方案中，所述预定距离可通过使用角状物来实现。角状物可将来自换能器的声音引导到箱体中邻近该底端定位的声音输出开口。因此，在这种情况下，所述预定距离可介于所述开口的中心和桌面、地板或基板之间，因为所述开口的中心是在其处允许声音传播到收听区域中的点。通过使用角状物，可缩短所述预定距离，而不需要将换能器本身移动或定位成邻近底端或基板。如上所述，本文所述的扬声器相对于传统扬声器可展现出改善的性能。特别地，本文所述的扬声器可减小收听者所感知到的梳状滤波效应，这是由于1)通过竖直或旋转地调节换能器而移动换能器使其更靠近可安置扬声器的反射表面(例如基板，或者直接在桌面或地板上)、或者2)通过使用角状物并通过箱体中位于与反射表面相距规定距离处的开口来引导换能器产生的声音，使得声音被释放到邻近反射表面的收听区域中。处于反射表面和换能器所发射的声音在其处被释放到收听区域中的点之间的这个距离的减小缩短了声音的反射路径，并且可减小由相对于直达声音被延迟的反射声音所导致的梳状滤波效应。因此，本文所示和所述的扬声器可被放置在反射表面上，而没有由反射声音所导致的严重的音频染色。以上概述不包括本专利技术的所有方面的详尽列表。可以预期的是，本专利技术包括可由上文概述的各个方面以及在下文的具体实施方式中公开并且在随本专利申请提交的权利要求中特别指出的各种方面的所有合适的组合来实施的所有系统和方法。此类组合具有未在上述
技术实现思路
中具体阐述的特定优点。附图说明本专利技术的实施例以举例的方式进行说明，而不仅限于各个附图的图示，在附图中类似的附图标号指示类似的元件。应当指出，本公开中提到本专利技术的“一”或“一个”实施方案未必是同一实施方案，并且它们表示至少一个实施方案。另外，为了简洁以及减少附图的总数，可使用某个附图示出本专利技术的不止一个实施方案的特征，并且对于某个实施方案，可能并非需要该附图中的所有元素。图1示出了根据一个实施方案的具有音频接收器、扬声器和收听者的收听区域的视图。图2A示出了根据一个实施方案的音频接收器的部件图。图2B示出了根据一个实施方案的扬声器的部件图。图3示出了根据一个实施方案的可由扬声器生成的一组示例性指向性/辐射图案。图4示出了根据一个实施方案的由扬声器相对于坐着的收听者生成的直达声音和反射声音。图5示出了根据一个实施方案的相对于扬声器和坐着的收听者在一米处以20度检测到的声音的对数声压与频率图。图6示出了根据一个实施方案由扬声器相对于站着的收听者生成的直达声音和反射声音。图7示出了根据一个实施方案的相对于扬声器和站着的收听者在一米处以20度检测到的声音的对数声压与频率图。图8示出了图示根据一个实施方案的由扬声器产生的梳状滤波效应的轮廓图。图9A示出了根据一个实施方案的一种扬声器，其中已经将集成的换能器朝箱体的底端移动。图9B示出了根据一个实施方案的换能器和反射表面之间的距离。图9C示出了根据一个实施方案的一种具有邻近一组换能器定位的吸收性材料的扬声器。图9D示出了根据一个实施方案的一种具有邻近一组换能器定位的格网的扬声器的剖面图。图9E示出了根据一个实施方案的一种具有邻近一组换能器定位的格网的扬声器的近距离视图。图10A示出了根据一个实施方案的由扬声器产生的声音的轮廓图。图10B示出了根据一个实施方案的相对于扬声器在一米处以20度检测的声音的对数声压与频率图。图11A示出了根据一个实施方案的分开的三种类型的换能器的距离。图11B示出了根据一个实施方案的分开的N种类型换能器的距离。图12示出了根据一个实施方案的一种扬声器的侧视图。图13示出了根据一个实施方案的一种扬声器的俯视剖面图。图14A示出了根据一个实施方案的直接面向收听者的换能器与反射表面之间的距离。图14B示出了根据一个实施方案的向下成角度的换能器与反射表面之间的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扬声器，包括：/n壳体；/n第一多个换能器，被布置成阵列并绕壳体径向分布；/n音频输入部，用于从外部设备接收声音内容；/n其中所述第一多个换能器中的每个换能器被独立且分离地驱动以生成表示在音频输入部处接收的声音内容的各个通道的多个声音图案。/n

【技术特征摘要】
20140930 US 62/057,9921.一种扬声器，包括：
壳体；
第一多个换能器，被布置成阵列并绕壳体径向分布；
音频输入部，用于从外部设备接收声音内容；
其中所述第一多个换能器中的每个换能器被独立且分离地驱动以生成表示在音频输入部处接收的声音内容的各个通道的多个声音图案。


2.根据权利要求1所述的扬声器，其中所述声音图案在形状和方向上不同。


3.根据权利要求1所述的扬声器，其中第一多个换能器被配置成生成表示在音频输入部处接收的声音内容的左、右和中心通道的多个声束图案。


4.根据权利要求1所述的扬声器，还包括有线音频输入部。


5.根据权利要求1所述的扬声器，还包括无线音频输入部。


6.根据权利要求5所述的扬声器，其中声音内容通过无线音频输入部以数字形式被接收，并且扬声器包括耦接在无线音频输入部和所述多个换能器之间的数模转换电路。


7.根据权利要求6所述的扬声器，还包括多个功率放大器，其中所述多个功率放大器中的功率放大器耦接在所述第一多个换能器中的每个换能器与数模转换电路之间。


8.根据权利要求1所述的扬声器，其中所述第一多个换能器绕壳体均匀间隔并在第一水平平面中对齐。


9.根据权利要求8所述的扬声器，还包括布置在壳体内并且在与第一水平平面垂直间隔开的水平平面中对齐的至少一个第二换能器。


10.根据权利要求1所述的扬声器，还包括处理器和存储器单元，所述存储器单元被配置成存储能够由处理器执行以控制扬声器的操作的操作系统。


11.一种扬声器，包括：
轴对称壳体；以及
第一换能器，被布置在壳体内并且被配置成发射第一频率范围内的声音；以及
第二换能器，被布置在壳体内并且被配置成发射与第一频率范围不同的第二频率范围内的声音。


12.根据权利要求11所述的扬声器，其中第一换能器与第一水平平面对齐，并且第二换能器与第二水平平面对齐，其中第二水平平面与第一水平平面垂直间隔开。


13.根据权利要求12所述的扬声器，其中第一换能器是在第一水平平面内对齐并且绕轴对称壳体径向布置的第一多个换能器中的一个。


14.根据权利要求13所述的扬声器，其中第二换能器是在第二水平平面内对齐并且绕轴对称壳体径向布置的第二多个换能器中的一个。


15.根据权利要求11所述的扬声器，其中所述壳体是圆柱形的。


16.根据权利要求11所述的扬声器，还包括耦接到壳体底部的基板。


17.根据权利要求13所述的扬声器，其中第二换能器被配置用于低频内容，并且所述第一多个换能器中的每个换能器被配置用于高于第二换能器的频率范围内的内容。


18.根据权利要求17所述的扬声器，其中所述第二换能器是低音扬声器。


19.根据权利要求11所述的扬声器，其中所述第一换能器是全部被布置在轴对称壳体内并在相同水平平面中对齐的换能器的阵列的一部分。


20.根据权利要求19所述的扬声器，还包括用于从外部设备接收声音内容的音频输入部，并且其中，换能器的阵列中的每一个换能器被独立且分离地驱动以生成表示在音频输入部处接收的声音内容的不同通道的声束图案。


21.一种电子设备，包括：
壳体；
布置在壳体内的多个换能器；
音频输入部，被配置成从外部设备接收数字音频信号；
一个或多个处理部件；
存储器单元，耦接到所述一个或多个处理部件并且能够由所述一个或多个处理部件读取，在所述存储器单元中存储有指令集，当所述指令集由所述一个或多个处理部件执行时，使得所述处理部件实现电子设备的操作系统并从数字音频信号生成换能器驱动信号。


22.根据权利要求21所述的电子设备，其中所述存储器单元包括非易失性随机存取存储器。


23.根据权利要求21所述的电子设备，其中所述一个或多个处理部件被进一步配置成解码本地存储在电子设备上的数字音频。


24.根据权利要求21所述的电子设备，其中所述多个换能器包括在第一水平平面内对齐的第一多个换能器，并且至少一个第二换能器在与第一水平平面垂直间隔开的第二水平平面内对齐。


25.根据权利要求24所述的电子设备，其中第二换能器是被配置用于低频内容的低频换能器，并且其中所述第一多个换能器中的每个换能器被配置用于高于低频换能器的频率范围内的内容。


26.根据权利要求21所述的电子设备，还包括多个功率放大器，并且其中所述多个换能器中的每个换能器耦接至所述多个功率放大器中的功率放大器之一，所述功率放大器之一被配置成放大所述换能器的换能器驱动信号。


27.根据权利要求26所述的电子设备，还包括数模转换器电路，所述数模转换器电路耦接到所述多个功率放大器的输入部，并且被配置成将在数模转换器电路处接收的数字换能器驱动信号转换成被发送至所述多个功率放大器的模拟换能器驱动信号。


28.根据权利要求21所述的电子设备，还包括第二音频输入部，所述第二音频输入部被配置成从外部设备接收模拟音频信号。


29.根据权利要求21所述的电子设备，其中所述壳体是轴对称的。


30.根据权利要求21所述的电子设备，其中所述壳体是圆柱形的。


31.一种电子设备，包括：
壳体；
音频接收器，被布置在壳体内并被配置成从外部设备无线地接收数字音频信号并生成换能器驱动信号；
多个功率放大器，被布置在壳体内并耦接成从音频接收器接收换能器驱动信号并生成放大的换能器驱动信号；以及
布置在壳体内的多个音频换能器，其中所述多个音频换能器中的每个音频换能器被耦接成接收从所述多个功率放大器之一输出的放大的换能器驱动信号。


32.根据权利要求31所述的电子设备，其中由音频接收器生成的换能器驱动信号是数字换能器驱动信号，并且所述设备还包括耦接在音频接收器和功率放大器之间的用以将数字换能器驱动信号转换成模拟换能器驱动信号的电路，所述模拟换能器驱动信号由多个功率放大器接收。


33.根据权利要求31所述的电子设备，其中音频接收器包括无线输入部和有线输入部两者。


34.根据权利要求31所述的电子设备，其中音频接收器被配置成使用蓝牙协议无线接收数字音频信号。


35.根据权利要求31所述的电子设备，其中音频接收器被配置成使用根据802.11标准集的无线协议无线接收数字音频信号。


36.根据权利要求31所述的电子设备，其中所述多个换能器绕壳体均匀间隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·E·约翰逊，S·K·波特，S·哈迪，J·H·希林，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国;US