本文所公開的方面總體涉及聲透鏡，并且更具體地，涉及具有聲透鏡的揚聲器，所述聲透鏡可引導(dǎo)來自揚聲器的聲發(fā)射。

背景技術(shù)：

許多揚聲器中的中音可在中音帶寬結(jié)束時的聲輸出中存在音色缺陷。所述音色缺陷可包括可由來自在空間上源于振動膜的不同區(qū)域的聲音輻射的干涉(相長或相消)引起的尖峰和凹谷。所述尖峰和凹谷也可源自由圓錐形振動膜本身形成的亥姆霍茲空腔共振。盡管在揚聲器系統(tǒng)中，中音換能器操作通常在限制低通濾波器的頻率下受頻帶限制以在低于尖峰和凹谷表現(xiàn)其自身所在的頻率下進行操作，但是這類濾波器必須是錐形的使得中音聲壓級衰減6-24dbspl/倍頻。因此，中音音色缺陷在頻率下發(fā)現(xiàn)若干次，高通濾波器的頻率可能影響揚聲器系統(tǒng)的整體音色性能。

典型的揚聲器可在更高頻率下在頻率響應(yīng)中具有增加的指向性和/或空值。因此，取決于收聽者與揚聲器的相對位置，揚聲器將不會為每個收聽者提供相同的頻率響應(yīng)或音質(zhì)。響應(yīng)差異可導(dǎo)致在一些收聽位置處的減少的高頻輸出。另外，在遠(yuǎn)離揚聲器主軸線的角度處的響應(yīng)可具有與主軸線上的響應(yīng)不同的特點。通常，偏軸性能的不同特點無法通過電子方式校正。

由于直接輻射式揚聲器的指向性特性，機動車音響系統(tǒng)當(dāng)前在不同的收聽位置中存在不同的音調(diào)平衡。輻射到汽車內(nèi)的周圍環(huán)境空間中的聲音能量可取決于收聽者與揚聲器的相對位置而導(dǎo)致不同的音調(diào)平衡特性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本文描述具有聲透鏡的透鏡組件。所述透鏡組件可包括外殼；聲透鏡，所述聲透鏡是不透聲的；聲發(fā)射器，所述聲發(fā)射器支撐在外殼中；以及支撐件，所述支撐件接合外殼并且將聲透鏡保持間隔在聲發(fā)射器上方，其中聲透鏡的前部并不向外延伸經(jīng)過聲發(fā)射器。

在一個實例中，支撐件基本上是透聲的。

在一個實例中，聲發(fā)射器是具有錐體的中音換能器。

在一個實例中，聲透鏡位于由中音驅(qū)動器的錐體限定的體積中。

在一個實例中，聲透鏡的前部與中音驅(qū)動器的前部是共面的或從中音驅(qū)動器的前部略微凹進。

在一個實例中，在聲透鏡并未附接到聲發(fā)射器的錐體的情況下，支撐件在聲發(fā)射器的正面的前部延伸以固定聲透鏡。

在一個實例中，聲透鏡基本上填充由聲發(fā)射器的揚聲器振動膜形成的共振空腔，同時阻擋由于使跨揚聲器振動膜的聲路徑長度不同而導(dǎo)致的相消干涉。

在一個實例中，聲透鏡的大小被設(shè)定來減少來自聲發(fā)射器的聲輸出。

在一個實例中，聲透鏡的大小被設(shè)定來減少聲發(fā)射器的特定頻率下的聲壓級。

在一個實例中，聲透鏡基本上為具有與聲發(fā)射器同軸的主軸線的圓盤形狀。

在一個實例中，其中聲透鏡是圓柱形的。

在一個實例中，聲透鏡具有第一直徑，其中聲發(fā)射器具有第二直徑，并且其中第一直徑大約為第二直徑長度的1/3。

在一個實例中，聲透鏡針對中音驅(qū)動器具有30-45mm的直徑。

在一個實例中，聲透鏡具有處于約25-50mm、+/-2mm范圍內(nèi)的第一尺寸。

在一個實例中，聲透鏡整體位于由聲發(fā)射器的換能器的最大向前偏移量限定的平面與由聲發(fā)射器的振動膜的最靠前特征部限定的平面之間。

在一個實例中，聲透鏡的后表面填充由振動膜產(chǎn)生的空腔，同時不干涉振動膜的自由移動。

在一個實例中，聲透鏡向振動膜針對振動膜的最大偏移量所限定的表面提供一定余隙以允許寬帶聲音從振動膜傳播。

本文還描述包括上述實例中的任一個的揚聲器組件。揚聲器組件可包括聯(lián)接到振動膜的防塵蓋。聲透鏡可聯(lián)接到揚聲器組件使得聲透鏡與振動膜之間存在一定體積。聲透鏡可包括第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面聯(lián)合以形成邊緣從而限定周邊，其中第一表面、第二表面和周邊并不向外延伸經(jīng)過振動膜。聲透鏡還可包括有效孔口，所述有效孔口位于周邊的外側(cè)以允許聲波從揚聲器組件發(fā)射。聲透鏡還可包括用于使聲透鏡懸置的支撐件。

在一個實例中，支撐件對于揚聲器組件的聲頻率是透聲的并且連接到揚聲器組件的框架。

在一個實例中，支撐件將聲透鏡保持為同軸地位于振動膜中的防塵蓋上方。

在一個實例中，所述支撐件可包括用于支撐聲透鏡的兩個弓形腿。聲透鏡可向振動膜針對最大偏移量所限定的表面提供一定余隙以允許寬帶聲音從振動膜傳播。

附圖說明

參考附圖閱讀以下對非限制性實施方案的描述，可更好地理解本公開，其中以下：

圖1描繪根據(jù)實施方案的具有透鏡組件的揚聲器；

圖2描繪根據(jù)實施方案的大體沿圖1的線2-2截取的剖視圖；

圖3描繪揚聲器的正視圖；

圖4描繪大體沿圖2的線4-4截取的剖視圖；

圖5描繪根據(jù)實施方案的揚聲器的正視圖；

圖6描繪根據(jù)實施方案的大體沿圖5的線6-6截取的剖視圖；

圖7描繪根據(jù)實施方案的具有透鏡組件的揚聲器的剖視圖；

圖8描繪示出根據(jù)實施方案的中音透鏡對初次反射的影響的曲線圖；

圖9描繪示出根據(jù)實施方案的中音透鏡對揚聲器軸線上的聲壓級的影響的曲線圖；

圖10描繪示出根據(jù)實施方案的中音透鏡對聲功率的影響的曲線圖；并且

圖11描繪示出根據(jù)實施方案的中音透鏡對窗口的影響的曲線圖。

具體實施方式

按照需要，本文公開了本發(fā)明的詳細(xì)實施方案；然而，應(yīng)理解，所公開的實施方案僅僅是可以用各種替代形式體現(xiàn)的本發(fā)明的實例。附圖不一定按比例繪制；一些特征可能被放大或最小化以便展示特定部件的細(xì)節(jié)。因此，本文中公開的具體結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)被解釋為是限制性的，而是僅僅作為教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以不同方式運用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。

本說明書描述用于在揚聲器(例如，獨立式揚聲器、機動車揚聲器、廳室揚聲器等)中使用的透鏡組件。透鏡組件可用來更改揚聲器(例如，作為聲發(fā)射器的中音換能器)的聲音質(zhì)量。透鏡組件可包括定位在聲發(fā)射器(例如，中音換能器)前部或其中以設(shè)定揚聲器的聲輸出的形狀的聲透鏡。

本說明書進一步可描述用于引導(dǎo)輻射式揚聲器或用于修改聲輻射的指向性的結(jié)構(gòu)和方法。不透聲透鏡可通過具有比聲發(fā)射器的聲音產(chǎn)生表面(例如，振動膜)更小面積的孔口導(dǎo)引來自聲發(fā)射器(例如，揚聲器)的聲音產(chǎn)生表面的聲音能量。取決于聲透鏡的特征，所述聲透鏡可在更高頻率下在揚聲器組件的響應(yīng)中產(chǎn)生空值或可降低在揚聲器的某些更高頻率下的聲壓級。聲透鏡可能不會影響揚聲器的較低頻率輸出。

圖1描繪可在房間、廳室或車輛中使用的揚聲器100。揚聲器主體101支撐多個聲發(fā)射器，例如換能器102、103、104。換能器102、104可以是中音換能器。換能器103可以是高音揚聲器，例如，高頻換能器。換能器102和104各自包括聲透鏡組件105。聲透鏡組件105包括支撐件107和不透聲透鏡109。支撐件107是透聲的。支撐件107使透鏡109保持與換能器102、104的剩余部分同軸對準(zhǔn)。支撐件107可包括至少兩個臂，所述至少兩個臂從換能器的一側(cè)延伸到換能器的另一側(cè)，同時透鏡109固定在所述兩個臂的中間。所述臂可以是弓形的，其中透鏡109固定到臂的頂端。如果透鏡是圓形的，那么直徑可與臂的頂端對準(zhǔn)。在一個實例中，透鏡109的中心位于臂的中間長度處。透鏡109可具有任意不透聲材料，例如金屬合金、聚合物、它們的組合等。聲透鏡109可不含孔口，通過所述孔口允許聲音行進通過透鏡內(nèi)部。

圖2描繪揚聲器100的剖視圖。透鏡109可具有基本上與振動膜110或支撐振動膜110的框架的最外部表面共面的頂表面。在一個實例中，透鏡109并不延伸經(jīng)過揚聲器102、104的正面。振動膜110從框架或外部支撐件延伸以由電磁部件112驅(qū)動，所述電磁部件112將施加到其上的電信號轉(zhuǎn)化成振動膜110的機械移動。透鏡109定位在由振動膜110限定的空腔中。透鏡109的底表面115鄰近中心防塵蓋117。振動膜110可被彎曲來與位于換能器電磁部件112的中心零件上的防塵蓋117匹配。電磁部件的細(xì)節(jié)在下文更加詳細(xì)地解釋。透鏡105的側(cè)表面從頂表面109延伸到底表面115。透鏡側(cè)表面被平滑地彎曲成不具有銳角或任何九十度角。透鏡109將具有大于換能器電磁部件112的尺寸或至少一定尺寸以徑向延伸到振動膜110的內(nèi)部零件上方。

圖3描繪揚聲器零件300的正視圖，所述揚聲器零件300可以是中音驅(qū)動器或換能器。圖4描繪揚聲器零件300的大體沿圖3中的線4-4截取的剖視圖。揚聲器零件300可包括換能器。揚聲器零件300包括振動膜301，所述振動膜301在其中心開口的周邊處附接到音圈703，使得音圈303的移動轉(zhuǎn)化成振動膜301的移動。防塵蓋可定位在音圈上方。音圈303設(shè)置在圓柱形極片305上并且能夠沿所述圓柱形極片305移動。在音圈303與極片305之間存在小間隙。在例示的實施方案中，極片305與背板(或基座)309形成整體。永磁體311提供音圈303在其中移動的靜態(tài)磁場。磁體311基本上是具有中心開口的環(huán)狀裝置，所述中心開口具有足夠的直徑以容納極片305。

前板313設(shè)置在磁體311上，使得磁體311位于背板309與前板313之間。前板313的形狀也基本上是具有中心開口的環(huán)狀裝置，所述中心開口具有足夠的直徑以容納極片305。前板313的中心開口略微小于磁體311的中心開口，使得前板313與極片305之間的間隙小于磁體311與極片305之間的間隙。前板313可由磁性材料(即，具有高磁導(dǎo)率的材料，諸如鐵、某些其他金屬以及鐵和/或其他金屬的合金)制成。這一列表是非排他的。極片305也可由磁性材料(例如，與前板313相同的材料)制成。在一個實例中，極片305可以是中空圓柱形極。因此，由磁體311發(fā)出的靜態(tài)磁場的通量聚焦(或集中)在前板313與極片305之間的余隙中。音圈303，并且具體地音圈303的具有線繞組的部分可沿極片305在前板313與極片305之間的余隙中移動。音圈303在由間隙內(nèi)的靜態(tài)磁場與流動通過音圈303的繞組的可變電流的相互作用產(chǎn)生的洛倫茲電動勢的影響下移出(如圖4中所示向上移動)和移進(如在圖4中所示向下移動)。音圈303的移動以基本線性的方式通過振動膜的頸部區(qū)域傳遞給振動膜301，所述振動膜的頸部區(qū)域附接到音圈305的線圈架。振動膜301的移動響應(yīng)于驅(qū)動音圈303的線繞組的電流變化而生成并輻射聲波。振動膜301的共振在頸部區(qū)域處被終止或反射。

除圖3中所示的振動膜301的外擴的圓錐形形狀之外，振動膜可假定成各種其他形狀。在一些實施方案中，例如，振動膜301是指數(shù)式喇叭外擴部分或具有直邊圓錐形形狀。如換能器300的特定性能特性和成本權(quán)衡所需，振動膜301可由各種材料制成。在一些實例中，振動膜301由紙、復(fù)合材料、塑料、鋁和這些和其他材料的組合制成。

環(huán)狀支撐架315在其外周邊處附接到框架317的中間部分。支撐架315的內(nèi)周邊在振動膜301的下方附接到音圈303的上端。以此方式，支撐架315為音圈303提供彈性支撐，從而使音圈303在徑向和軸向方向兩者上關(guān)于極片305對準(zhǔn)和對中。支撐架315可由柔性材料制成，所述柔性材料可在音圈303不被電流驅(qū)動時將其保持在適當(dāng)位置并且還允許音圈303在音圈303由電流驅(qū)動時在電動勢的影響下向上和向下移動。在一個實例中，支撐架315由多層織物制成。也可使用其他合適材料，例如包括柔性聚合物、橡膠等。

框架317，另外被稱為“底架”或“籃架”，用于附接換能器300的各種部件，包括支撐架315?？蚣?17也支撐換能器300以用于安裝在擋板中。所述框架可由金屬、聚合物或具有足夠結(jié)構(gòu)剛度的另一種材料制成。在一個實例中，框架317和前板313用螺栓保持在一起，而前板313和背板309用粘合劑(例如，膠水或環(huán)氧樹脂)附接到磁體311。在一個實例中，所有這些部件用粘合劑或用一個或多個螺栓附接。其他合適的附接方法以及方法組合也可用于使這些部件彼此附接。外部輥密封件319將振動膜301的外周邊連接到框架317的上唇緣。外部輥密封件319是柔性的以允許振動膜301的外周邊相對于框架317進行受限移動。外部密封件319的尺寸是使得它允許足夠的移動來容納振動膜301和音圈303的所設(shè)計的峰到峰偏移量。在截面中，外部密封件319可以是拱狀的，例如，半圓形、半卵形或折疊的。然而，應(yīng)注意，本公開不一定受限于具有呈拱狀截面的外部密封件的換能器，但可包括具有正弦曲線狀和其他外部密封件截面和形狀的換能器。外部密封件319的材料可被選擇來終止振動膜301中不想要的共振或使所述不想要的共振衰減。外部密封件319可例如由柔性塑料(例如，彈性材料、多層織物、已浸漬的織物或另一種材料)制成。

聲透鏡組件在圖3-4中未示出以便示出揚聲器零件300的各零件。應(yīng)理解，聲透鏡可如本文所述居中地定位在振動膜301中。

圖5描繪揚聲器零件300以及被添加到換能器300的透鏡組件105的正視圖。圖6描繪揚聲器零件300和透鏡組件105的剖視圖。透鏡組件105在聲學(xué)上從振動膜301向外定位。向外可以是指由揚聲器產(chǎn)生的聲波的方向。向外也可以是指揚聲器的正面。聲透鏡組件105包括定位在上方(如圖6中所示)、由支撐件107懸置在適當(dāng)位置的聲透鏡109。透鏡109可包括可與振動膜301或換能器300的外表面共面的平坦的頂表面。透鏡109可基本上填充由處于振動膜310的外周邊下方、向下至振動膜頂端的體積限定的空腔330。通過基本上填充空腔330，聲透鏡109減少了換能器300的音頻響應(yīng)中的失真。透鏡支撐件107從透鏡109延伸到框架317以將透鏡109定位和支撐在空腔330中。透鏡支撐件107是透聲的并且對換能器300的聲學(xué)性能具有可忽略不計的影響。在一個實例中，透鏡支撐件107包括從到框架317的至少一個連接件延伸到透鏡109的窄臂。在一個實例中，透鏡支撐件107包括至少兩個臂或2ⁿ個臂。在一個實例中，透鏡支撐件可以是具有大于50％的開放空間以允許在支撐透鏡109的同時使聲波通過其中的篩網(wǎng)。透鏡支撐件107可在振動膜301或框架317的外端處沿空腔330的外部開口延伸。

聲透鏡109可與換能器300的電磁部件和振動膜301同軸定位。聲透鏡109的頂表面可與振動膜301或框架317的外表面共面。聲透鏡109的底表面凹入空腔330中但并未延伸到空腔330中使得它干涉振動膜301或極305的機械行進。在一個實例中，頂表面實質(zhì)上是平面的。聲透鏡109的底表面自頂表面呈碗形。聲透鏡109的外部尺寸徑向向外延伸經(jīng)過極305并且覆蓋從極到振動膜301的過渡區(qū)。底表面是弓形或圓形的。在一個實例中，底表面不具有任何直角。在一個實例中，底表面不存在平面表面。聲透鏡109的主體可由任何適當(dāng)?shù)穆曀p材料制成并且可以是實心的或中空的、平滑的或粗糙的、軟的或硬的、或具有連續(xù)或不連續(xù)的表面或它們的組合。

不透聲透鏡109的形狀可以是這樣的，使得透鏡109使換能器300的移動零件清晰可見。在一個實例中，透鏡109可最小化(例如，減少)聲音能量的衍射。在一個實例中，當(dāng)音圈303靜止時，透鏡109向前大約延伸至由振動膜301的外周邊限定的平面。聲透鏡109可徑向向外延伸到振動膜701的中心輻射區(qū)域上方，以便遮蔽振動膜的中心部分。聲透鏡109可在聲學(xué)上阻擋聲音以免直接從振動膜301的中心發(fā)射。聲透鏡109可進一步在視覺上遮蔽揚聲器或換能器300的中心零件。

不透聲透鏡109可包括聯(lián)合以形成邊緣從而限定周邊的第一表面和第二表面。第一表面、第二表面和周邊并不向外延伸經(jīng)過振動膜。第一表面可面向聲發(fā)射器(例如，揚聲器)的外面。第二表面可面向聲發(fā)射器的里面。所述表面和所述周邊被彎曲成使得它們不具有可產(chǎn)生反射的任何銳角。

聲透鏡109形成有效孔口，所述有效孔口位于周邊的外側(cè)以允許聲波從揚聲器組件發(fā)射。

圖7描繪揚聲器零件700(例如，電動聲換能器)的剖視圖。換能器700包括振動膜701，所述振動膜701在其中心開口的周邊處附接到音圈703，使得音圈703的移動轉(zhuǎn)化成振動膜701的移動。音圈703設(shè)置在圓柱形極片705上并且能夠沿所述圓柱形極片705移動。在音圈703與極片705之間存在小間隙707。在例示的實施方案中，極片705與背板(或基座)709形成整體。永磁體711提供音圈703在其中移動的靜態(tài)磁場。磁體711基本上是具有中心開口的環(huán)狀裝置，所述中心開口具有足夠的直徑以容納極片705。

前板713設(shè)置在磁體711上，使得磁體711位于背板709與前板713之間。前板713的形狀也基本上是具有中心開口的環(huán)狀裝置，所述中心開口具有足夠的直徑以容納極片705。前板713的中心開口略微小于磁體711的中心開口，使得前板713與極片705之間的間隙小于磁體711與極片705之間的間隙。前板713可由磁性材料(即，具有高磁導(dǎo)率的材料，諸如鐵、某些其他金屬以及鐵和/或其他金屬的合金)制成。這一列表是非排他的。極片705也可由磁性材料(例如，與前板713相同的材料)制成。因此，由磁體711發(fā)出的靜態(tài)磁場的通量聚焦(或集中)在前板713與極片705之間的余隙中。音圈703，并且具體地音圈703的具有線繞組的部分可沿極片705在前板713與極片705之間的余隙中移動。音圈703在由間隙內(nèi)的靜態(tài)磁場與流動通過音圈703的繞組的可變電流的相互作用產(chǎn)生的洛倫茲電動勢的影響下移出(如圖7中所示向上移動)和移進(如在圖7中所示向下移動)。音圈703的移動以基本線性的方式通過振動膜的頸部區(qū)域傳遞給振動膜701，所述振動膜的頸部區(qū)域附接到音圈705的線圈架。振動膜701的移動響應(yīng)于驅(qū)動音圈703的線繞組的電流變化而生成并輻射聲波。振動膜701的共振在頸部區(qū)域處被終止或反射。

除圖7中所示的振動膜701的外擴的圓錐形形狀之外，振動膜可假定成各種其他形狀。在一些實施方案中，例如，振動膜701是指數(shù)式喇叭外擴部分或具有直邊圓錐形形狀。如換能器700的特定性能特性和成本權(quán)衡所需，振動膜701可由各種材料制成。在一些實例中，振動膜701由紙、復(fù)合材料、塑料、鋁和這些和其他材料的組合制成。

環(huán)狀支撐架715在其外周邊處附接到框架717的中心部分。支撐架715的內(nèi)周邊在振動膜701的下方附接到音圈703的上端。以此方式，支撐架715為音圈703提供彈性支撐，從而使音圈703在徑向和軸向方向兩者上關(guān)于極片705對準(zhǔn)和對中。支撐架715可由柔性材料制成，所述柔性材料可在音圈703不被電流驅(qū)動時將其保持在適當(dāng)位置并且還允許音圈703在音圈703由電流驅(qū)動時在電動勢的影響下向上和向下移動。在一個實例中，支撐架715由多層織物制成。還可使用其他合適的材料。

框架717，另外被稱為“底架”或“籃架”，用于附接換能器700的各種部件，包括支撐架715?？蚣?17也支撐換能器700以用于安裝在擋板中。所述框架可由金屬、聚合物或具有足夠結(jié)構(gòu)剛度的另一種材料制成。在一個實例中，框架717和前板713用螺栓保持在一起，而前板713和背板709用粘合劑(例如，膠水或環(huán)氧樹脂)附接到磁體711。在一個實例中，所有這些部件用粘合劑或用一個或多個螺栓附接。其他合適的附接方法以及方法組合也可用于使這些部件彼此附接。外部輥密封件719將振動膜701的外周邊連接到框架717的上唇緣。外部輥密封件719是柔性的以允許振動膜701相對于框架717進行受限移動。外部密封件719的尺寸是使得它允許足夠的移動來容納振動膜701和音圈703的所設(shè)計的峰到峰偏移量。在截面中，外部密封件719可以是拱狀的，例如，半圓形、半卵形或折疊的。然而，應(yīng)注意，本公開不一定受限于具有呈拱狀截面的外部密封件的換能器，但可包括具有正弦曲線狀和其他外部密封件截面和形狀的換能器。外部密封件719的材料可被選擇來終止振動膜701中不想要的共振或使所述不想要的共振衰減。外部密封件719可例如由柔性塑料(例如，彈性材料、多層織物、已浸漬的織物或另一種材料)制成。

聲透鏡組件720在聲學(xué)上從振動膜701向外定位。聲透鏡組件720包括定位在極片705上方(如圖7所示)的聲透鏡725并且基本上填充由處于振動膜310的外周邊下方、向下至極片的體積限定的空腔730。通過填充空腔730，聲透鏡725減少了換能器700的音頻響應(yīng)中的失真。透鏡支撐件727從透鏡725延伸到框架717以將透鏡定位和支撐在空腔730中。透鏡支撐件727是透聲的并且對換能器700的聲學(xué)性能具有可忽略不計的影響。在一個實例中，透鏡支撐件727包括從到框架717的至少一個連接件延伸到透鏡725的窄臂。在一個實例中，透鏡支撐件727包括至少兩個臂或2ⁿ個臂。在一個實例中，透鏡支撐件725是具有大于50％的開放空間以允許在支撐透鏡725的同時使聲波通過其中的篩網(wǎng)。透鏡支撐件727可在振動膜701或框架717的外端處沿空腔730的外部開口延伸。

聲透鏡725可與極705、磁體711和振動膜701中的至少一個同軸定位。聲透鏡725的頂表面731可與振動膜701或框架717的外表面共面。聲透鏡725的底表面732凹入空腔730中但并未延伸到空腔730中，使得它干涉振動膜701或極705的機械行進。在一個實例中，頂表面731和底表面732實質(zhì)上是平面的。聲透鏡725的側(cè)表面徑向向外延伸經(jīng)過極705并且覆蓋從極到振動膜701的過渡區(qū)。側(cè)表面733是弓形或圓形的。在一個實例中，側(cè)表面不具有任何直角。在一個實例中，側(cè)表面733不存在平面表面。聲透鏡725的主體可由任何適當(dāng)?shù)穆曀p材料制成并且可以是實心的或中空的、平滑的或粗糙的、軟的或硬的、或具有連續(xù)或不連續(xù)的表面或它們的組合。

不透聲透鏡725的形狀可以是這樣的，使得透鏡725使換能器700的移動零件清晰可見；最小化(減少)聲音能量的衍射；當(dāng)音圈703靜止時，向前大約延伸至由振動膜701的外周邊限定的平面。聲透鏡725可徑向向外延伸到錐體的中心輻射區(qū)域上方，以便遮蔽振動膜的中心部分。

揚聲器100、300操作來發(fā)射某些波長的聲音，所述某些波長的聲音各自具有不同路徑長度。所述聲音由線圈和振動膜的移動產(chǎn)生。聲透鏡109、725在共振空腔中定位在振動膜的前部。共振空腔由聲發(fā)射器的揚聲器振動膜形成。聲透鏡可阻擋可通過使跨揚聲器振動膜的聲學(xué)路徑長度不同而形成的相消音頻干涉。

圖8描繪示出不透聲透鏡對初次反射的影響的曲線圖800。初次反射是在聲波反射離開第一表面之后對所述聲波的測量。頻率在橫坐標(biāo)上以對數(shù)標(biāo)度示出?？v坐標(biāo)是以db(參考聲壓20μpa)為標(biāo)度的聲壓級(spl)。在具有透鏡的情況下，初次反射處的聲壓級作為頻率的函數(shù)在801處用實線示出。在沒有透鏡的情況下，聲壓級作為頻率的函數(shù)在802處用虛線示出。如在約2-3khz處所示，沒有透鏡的情況下的spl802經(jīng)歷spl中的凹谷和尖峰。spl801示出更加平滑的響應(yīng)而沒有凹谷或尖峰。在更低頻率下，spl802與spl801近乎吻合，具體地，在中音換能器正在操作時所處的頻率下。因此，聲透鏡產(chǎn)生更好的spl頻率響應(yīng)。

圖9描繪示出中音透鏡對揚聲器軸線上的聲壓級的影響的曲線圖900。頻率在橫坐標(biāo)上以對數(shù)標(biāo)度示出?？v坐標(biāo)是以db(參考聲壓20μpa)為標(biāo)度的聲壓級(spl)。在具有透鏡的情況下，軸線上的聲壓級作為頻率的函數(shù)在901處用實線示出。在沒有透鏡的情況下，聲壓級作為頻率的函數(shù)在902處用虛線示出。如在約2-3khz處所示，沒有透鏡的情況下的spl902經(jīng)歷spl中的尖峰。spl901示出更加平滑的響應(yīng)而沒有凹谷或尖峰。在更低頻率下，spl902與spl901近乎吻合，具體地，在中音換能器正在操作時所處的頻率下。因此，聲透鏡產(chǎn)生更好的spl頻率響應(yīng)。

圖10描繪示出中音透鏡對聲功率的影響的曲線圖1000。頻率在橫坐標(biāo)上以對數(shù)標(biāo)度示出。縱坐標(biāo)是以db(參考聲壓20μpa)為標(biāo)度的聲壓級(spl)。在具有透鏡的情況下，聲壓級作為頻率的函數(shù)在1001處用實線示出。在沒有透鏡的情況下，聲壓級作為頻率的函數(shù)在1002處用虛線示出。如在約2-3khz處所示，沒有透鏡的情況下的spl1002經(jīng)歷spl中的凹谷并且然后經(jīng)歷尖峰。spl1001示出更加平滑的響應(yīng)而沒有凹谷或尖峰。在更低頻率下，spl1002與spl1001近乎吻合，具體地，在中音換能器正在操作時所處的頻率下。因此，聲透鏡產(chǎn)生更好的spl頻率響應(yīng)。

圖11描繪示出中音透鏡對窗口的影響的曲線圖。頻率在橫坐標(biāo)上以對數(shù)標(biāo)度示出。縱坐標(biāo)是以db(參考聲壓20μpa)為標(biāo)度的聲壓級(spl)。在具有透鏡的情況下，聲壓級作為頻率的函數(shù)在1101處用實線示出。在沒有透鏡的情況下，聲壓級作為頻率的函數(shù)在1102處用虛線示出。如在約2-3khz處所示，沒有透鏡的情況下的spl1102經(jīng)歷spl中的凹谷并且然后經(jīng)歷尖峰。spl1101示出更加平滑的響應(yīng)而沒有凹谷或尖峰。在更低頻率下，spl1102與spl1101近乎吻合，具體地，在中音換能器正在操作時所處的頻率下。因此，聲透鏡產(chǎn)生更好的spl頻率響應(yīng)。

可使用如圖1所示的換能器102、104再現(xiàn)上述曲線圖800-1100。

本透鏡組件可在可以是車輛、移動電子裝置(例如，耳機、揚聲器、平板電腦等)、家用音頻設(shè)備、專業(yè)音頻設(shè)備、公共廣播系統(tǒng)等的一部分或與其一起使用的揚聲器中使用。

描述了定位在揚聲器錐體中以改進揚聲器性能的透鏡組件。透鏡組件包括不透聲的聲透鏡以及將所述不透聲透鏡保持在換能器或驅(qū)動器上方的適當(dāng)位置處的支撐件。在一個實例中，支撐件基本上是透聲的。在一個實例中，透鏡組件定位在中音驅(qū)動器或換能器的錐體中。透鏡的前部與中音換能器的正面是共面的或從中音換能器的正面略微凹進。在一個實例中，支撐件沿正面延伸以在透鏡未附接到錐體本身時將透鏡固定在適當(dāng)位置。聲透鏡被設(shè)計成基本上填充由揚聲器振動膜形成的共振空腔，同時阻擋由于使跨振動膜的路徑長度不同而導(dǎo)致的相消干涉，但所述聲透鏡又不會太大以致于其減少聲輸出。在一個實例中，聲透鏡基本上為具有與換能器同軸的主軸線的圓盤或圓柱形形狀。在一個實例中，聲透鏡具有大約為振動膜大小的1/3的直徑，這導(dǎo)致針對中音換能器具有30-45mm的直徑。在一個實例中，聲透鏡具有處于約25-50mm、+/-2mm范圍內(nèi)的第一尺寸(例如，直徑或主軸線)。

在一個實施方案中，聲透鏡整體位于由換能器的最大向前偏移量限定的平面與由揚聲器錐體的最靠前特征部限定的平面之間。聲透鏡的后表面在可能的程度上填充由基本呈錐體形狀的振動膜產(chǎn)生的空腔，同時不干涉振動膜的自由移動并且同時向處于最大偏移量時的振動膜所限定的表面提供一定余隙使得來自振動膜的寬帶聲音的傳播不被減少。

在一個實施方案中，從鄰近驅(qū)動器的角度來看，透鏡和支撐結(jié)構(gòu)的組合將呈現(xiàn)基本平坦的表面以便最小化衍射效應(yīng)。

當(dāng)從揚聲器前部的角度來看時，如本文所示的聲透鏡具有模仿?lián)P聲器零件或振動膜的這一類形狀的形狀。當(dāng)從前部的角度來看時，聲透鏡可具有大體為圓形、橢圓形、星形(etoile)、六芒星形(estoile)、三角形或近似星形(star-like)的形狀。聲透鏡的形狀可以是不規(guī)則形狀。所述形狀的側(cè)邊的長度可以相等或不等?？卓诨旧峡梢允嵌S或三維的?？苫谑褂铆h(huán)境(例如，房間、車輛或廳室)中所需的頻率響應(yīng)來選擇聲透鏡的形狀。這些形狀的最外側(cè)點并不向外延伸經(jīng)過揚聲器零件的前部。聲透鏡的邊緣不是直角并且可以是圓的或平滑的以減少衍射。聲透鏡可不含孔口，通過所述孔口使得聲波不會行進通過透鏡。

聲透鏡可充當(dāng)相位塞以改進揚聲器的指向音頻性能。聲透鏡在其中可不具有狹縫、狹槽或其他孔口。因此，聲波不能在聲透鏡的外周邊內(nèi)行進。聲波必須通過處于居中地定位的聲透鏡與錐體或振動膜的外邊緣之間的間隙從揚聲器向外擴散。所改進的指向音頻性能在收聽區(qū)域的聲音系統(tǒng)中的應(yīng)用可改進音頻系統(tǒng)的性能。聲透鏡的配置可包括對稱和非對稱特征兩者以提供改進的頻率響應(yīng)和指向性。所改進的揚聲器可提供例如在車輛中的改進的收聽位置。

雖然上文描述示例性實施方案，但并不意味著這些實施方案描述了本發(fā)明的所有可能形式。實際上，在說明書中使用的措詞是用于描述而非限制性的措辭，并且應(yīng)理解，可在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下做出各種改變。另外，各種執(zhí)行的實施方案的特征可加以組合來形成本發(fā)明的其他實施方案。