[发明专利]定位挠曲波换能器装置的方法和设备

说明书

发明领域

本发明涉及在典型面板型构件中根据挠曲波作用实现声音操作。

发明背景

对于说明依赖于涉及振动共振模式的挠曲波(bending wave)作用的相关面板型音响设备的揭示性专利，请参阅国际专利申请WO 97/09842号。该专利说明了包括具体面板型构件的形状和挠曲刚度在内的参数的选择，以最优化或至少改善该具体面板型构件的声学行为，无论其是整体还是部分是声音操作的，尤其利用挠曲波振动的共振模式的有利分布；并且还进一步说明了挠曲波换能器装置，尤其是振动激励器，在扬声器之类有源音响设备的共振面板构件中或上的有利定位。

总的来说，国际专利申请WO 97/09842中的说明可容易地用于设计包括扬声器共振模式挠曲波作用有源音响设备的决定论计算，尤其是在可作为整体进行操作的面板型构件是诸如基本上长方形之类相当简单易于分析的形状/几何结构的情况下；和在可作为整体进行操作的面板构件的挠曲刚度为基本上各向同性或与形状有关的各向异性，如沿着诸如长度和宽度的主轴方向分解成基本不变的常数的的情况下。New Transducers有限公司提交的、包括PCT/GB98/00621和新PCT申请的、主张GB 9807316.6优先权的其它专利申请公开了其它设计策略、以及最优换能器位置和/或面板几何结构的适当变化和挠曲刚度和/或质量的分布。

但是，在面板型构件的几何结构相对复杂和/或迄今为止通常认为不适合于共振模式挠曲波声音作用，也许甚至具有厚度和/或非平面挠曲部分的局部变化；和/或要不就是构件的挠曲刚度严重各向异性的情况下；和/或在只有一个部件将具有或可以具有声音效果的情况下，决定论分析/计算可以变得更加困难和/或更加费时，甚至在实际上是行不通的。这样的情况通常出现在一些面板型构件特别适合于某些其它用途，但具有能够有挠曲波作用的材料结构，和/或在这方面可作可接受修改，包括用这样的材料结构作总体或局部可接受的替换，但最佳的或令人满意的换能器位置仍是未知的和并非显而易见的。

此外，还存在这样的情况，上述决定论分布模式原理建立了带有适当激励的面板结构的有利设计的可行性，并使得能够进行这种设计，以通过挠曲波作用在很宽的声音带宽上进行操作，如，频率宽达8个八度音，和在可测幅度极限之间。

但是，许多音频和声音应用既不需要这样宽的操作带宽，事实上也不能从这样宽的操作带宽得到好处；和/或可以不需要达到对频率的最佳恒定度的最佳功率响应。例如，在车辆环境中，包括用于诸如门、仪表板、车顶内衬板和搁架板等之类内装组件的基本满意声音激励。的确，在交通环境中，声音再现设备的位置、它们与使用者的物理关系、车辆内部的特殊音响效果、和车辆内生成的声音输出功率的所需/可接受分布等皆可表示为来自作为声音再现器的一个或多个面板的可用、甚至较佳的频率响应，该频率响应故意不是平坦的、例如随着频率而逐渐下降。其它例子出现在其它环境中，包括诸如家具、或广告牌或告示板之类显示装置那样通常被认为具有建筑特性的东西的内置面板或外覆盖面。面向公众播放的扬声器制品和/或组合的显示装置当然完全可以较不均匀的和范围较窄的频率范围来进行足够的工作。对于诸如告示面板或覆盖面构件之类，好的话音清晰度几乎不需要超过3个八度音的频率带宽，如500kHz至4kHz。

发明概述

本发明的目的在于利用和/或根据有利位置的可选的和系统性经验的确定结果实现分布模式声音操作，其中有利位置用作一个或多个换能器装置在选定或给定构件中或上的位置，具体是振动激励器，该构件无论是什么几何结构，但需要具有能够产生基于共振模式的声有效显著挠曲波振动的材料结构。

根据本发明的一个方面，本发明提供一种针对声音操作根据构件中挠曲波作用的共振模式确定设置与构件操作相关的挠曲波换能器装置的有利位置的方法，该方法包括在所述构件中声音相关的挠曲波作用的探查性激励，以及对随着面分布在所述相关构件上的挠曲波换能器位置而变化的与这样的激励挠曲波作用和相应所述声音作用相关的可测量效应的系统性评估。

这样的探查性激励可以将声能施加到所述相关构件，以诱发所述声音相关的挠曲波作用，如包括面分布在所述相关构件上、可选择性操作相关的挠曲波换能器装置以便响应所述声音相关的挠曲波作用。