[发明专利]具有板元件的主动式声音装置

说明书

本发明涉及一种主动式声音装置，尤其涉及板元件，其声音作用或性能取决于此类板元件及相关表面振动内较佳的弯曲波作用的共振模式的分配方式；本发明并与这类主动式声音装置的产生及改进方法有关。

此处很适合使用“分配模式”这个词来用于这类声音装置，包括声音发射器或扬声器；而“板形式”是用来表示板元件上的分配模式作用，除非该词不适用于上下文。在板形式扬声器中或该类扬声器本身，这种板元件做为分配模式声音发射器，并取决于通过输入装置将机械作用施加到板元件时所产生的弯曲波作用；而弯曲波作用的共振模式所产生的合成激励导致了表面振动，并通过与四周流体耦合而产生声音输出，一般四周的流体为空气。与这类声音发射器(其中更广泛的主动式和被动式声音装置)有关、揭露性的教导，请参见我们的国际专利申请文件WO97/09842；我们最近各种专利申请涉及新增的有用的补充和发展。

至今，可行且最有效率的换能器位置，是板元件板子上向中心延伸且与中心偏移的位置，至少对于抗弯刚度大致各向同性的板来说是这样的，并且有效地表现出抗弯刚度基本不变的轴向非各向同性。前述的WO97/09842对于这类换能器板内最佳的均衡坐标给出了专门的指导，包括替代方案；以及使用两个或更多换能器时，各种不同特殊坐标的最佳组合。

对于板形式的声音装置，已经预测到了其特有的各种有益的应用，包括具有隔音的表面板或层。例如，实际中将其并入或装如装饰板或镶面都是可行的，而视觉上可能都无法区别。另外，与其他用途作功能上配合也是可行的，譬如显示功能，包括图片、海报、写入/消除板、投射屏幕等。有效地将板内换能器隐藏起来的功能，可应用到各方面。但还存在潜在的实际应用，特别是靠近中心的地方，留出更大的板区域不受阻碍，甚至不受到可隐藏换能器的阻碍，会是有用的。例如用于影像或其他可看穿的显示时，即使板形式的声音装置具有可看透的大块中央区而能够相当吸引人，但是利用板内嵌入换能器追求板元件的半透明或甚至全透明也是不值得的。

根据本发明一种装置的情况，提供了一种板形式的声音装置，该装置包括一带有换能器装置的分配模式声音板元件，且该换能器装置位于边缘位置，这种配置能够产生在音响方面可接收的、有效分配及产生共振模式振动的激励。此处提出了这类适用于换能器装置的位置，以及关于适当地选择或改进一或多处这类位置的重要教导。这类适当选择，对于来自或可能来自声音发射器装置或扬声器相对于令人满意地将振动能引入板元件的研究结果是有利的，例如可以很方便地在边缘位置或地方进行激励时，评估有关板元件输出声音的各种参数。最佳的结果至少也适用于麦克风。

从截至本发明的相关背景技术看来，这类成功的边缘位置的可用性至少可以说是意想不到。实际上，主要最接近WO97/09842的先前技艺，是该发明的起点和展示性的教导，也就是WO92/03024，从此教导出现之后，特别是与脱离角内激励有关的技术大有进展。从这类相关进展了解到，对于可行的声音性能所需分配共振模式弯曲波的作用，导致了在板角落产生密集的振动活动；一般而言，这也会影响到板边缘。至少直觉上，并由于略为远离中心但十分接近板内换能器位置这种实际成功案例的强调，这类密集振动活动紧密地与板边缘结合，这不证自明地提供了有限的方法，因此，有类似的可能效果，作为一整体的板元件材料；这种结合是以往所观察到的边缘无法产生振动的原因。

本发明在应用时，适合的声音组件，或至少是某块区域，可能是透明或半透明的。典型的板元件一般而言是呈多边形，而通常是矩形。若干换能器装置可能位于或接近各个不同的边缘，至少对于大体上呈矩形的板元件而言是上述的状况。该换能器或各个换能器可能是压电类、静电类或机电类型的装置。该换能器或各个换能器配置为能够发出压缩波到板边缘，及/或使板边缘侧向变形，以便沿着板边缘发出横弯曲波，及/或在板角落产生扭力，及/或在板局部区域生成线性变形。

评估板元件的声音输出与声音输出的适当的准则有关，包括功率输出大小，也就是将输入机械振动(自动也是原本就存在的电力驱动)转变为声音输出的效率，还包括功率输出的平滑度，作为弯曲波作用的共振式激励的一致性测量，还包括观察功率输出中被激共振模式的频率，包括这些频率的个数、分布或者扩展，所有这些都可看作有用的指标。这种对于换能器装置位置可行性的评估，单独地或相结合形成了本发明的方法方面。