[发明专利]扬声器

说明书

一种扬声器，包括：声学振膜，其具有前表面和后表面，所述声学振膜在使用中被驱动以便在远离所述扬声器的向前方向上从其前表面振动并辐射声波，并且在向后方向上从其后表面振动并辐射声波；以及驱动单元，其位于所述振膜的后方或前方/外侧，存在在远离所述振膜的向后方向上引导的至少一个开口管道，其中所述至少一个开口管道具有在向后方向上减小的截面面积，并且其中从所述振膜的后表面辐射的声波在接触大致位于所述驱动单元后面并紧邻所述管道的后部的声学超材料吸收器的前表面之前穿过所述开口管道。

技术领域

本发明涉及扬声器。

背景技术

动圈式扬声器驱动单元的结构和操作是公知的。振膜附接到被称为音圈的线圈，并且音圈被放置在通常由一个或多个永磁体（音圈和磁体一起被称为马达或驱动单元）提供的磁场中。当交流电通过音圈时，在音圈中感应出力，使其往复运动，并且使振膜振动，从而辐射声波。声波从振膜的两侧辐射；从振膜前部辐射的声音指向收听者，而必须仔细处理从振膜的后部辐射的声音，以免其不利地影响用户感知的声音质量。在许多情况下，扬声器设置有外壳，振膜的前部从该外壳突出，使得后部辐射的声音在外壳内被吸收。对于在从大约200Hz到20kHz的中频和高频音频区域中操作的扬声器驱动器，最佳可能的场景是后部辐射的声音完全不受阻碍地传播到外壳中并且被完全吸收而没有反射。该最佳情况将导致最佳可能的声音质量，其中驱动器自由操作而不受外壳的任何影响。

尝试并实现该理想情况的常见方法是直接在振膜后面提供通向马达系统或围绕马达系统的开口管道，以允许后部声音远离扬声器振膜传播（例如，如我们的US5548657中所示）。图1a示出了来自使用这种方法的同轴驱动器的现有技术的高频高音扬声器2a的截面图，在这种情况下，高频高音扬声器2a具有远离振膜10（在这种情况下，具有25.4mm直径）的后部引导穿过马达或驱动单元6a的大通气管或管道4a。管道4a的截面面积应当尽可能大以使后部声音不受阻碍地传播（从振膜10的前部辐射的声音朝向收听者的方向行进，如箭头A所示，其平行于高音扬声器2a、管道4a、驱动单元6a和振膜10的后-前轴线XX）。为了吸收后部声音并使反射最小化，整个管道4a填充有吸声材料8，诸如填充物或高密度聚氨酯泡沫。这种简单的方法具有允许相对大体积的后外壳的优点，并且这有助于在低频下减小振膜10后面的压力，但是在衰减后反射方面相当差，并且图1a中的示例在2kHz下反射大约40%的后部声音。

US2293181A描述了一种扬声器，其试图使用填充有轻质多孔填充物材料的指数地渐缩的管道来实现上述理想情况。这种类型的中频和高频扬声器外壳现在广泛用于高质量扬声器。然而，为了在宽带宽上实现低反射，渐缩管道必须是长的。此外，管道中的空气体积小于图1a的较简单布置结构，并且这导致在低频下较高的后部压力，从而阻碍振膜的自由移动。图1b示出了从另一同轴驱动器（具有25.4mm直径的振膜10并且再次具有后-前轴线XX）穿过这种已知的高频驱动器2b的截面，该同轴驱动器使用120mm长的指数地渐缩的管道4b，该指数地渐缩的管道4b引导穿过驱动单元6b到后外壳。在使用中，该管道4b再次填充有多孔吸收材料8，诸如聚酯纤维。这样的设计反射处于2kHz的后辐射声音的大约30%或-10dB，并且因此在声学方面是对图1a中的设计的改进，但是显著大于（特别是在深度上，沿着XX轴线）图1a的设计。

一直需要提供这样的扬声器，其吸收而不是反射很大比例的后辐射声音，同时保持小的整体尺寸。

发明内容