Электростатические акустические системы и способы

Иллюстрации

Электростатические акустические системы и способы (патент 2440693)
Электростатические акустические системы и способы (патент 2440693)
Электростатические акустические системы и способы (патент 2440693)
Электростатические акустические системы и способы (патент 2440693)
Показать все

Изобретение относится к акустическим системам. Техническим результатом изобретения является возможность использовании одной диафрагмы для воспроизведения как высоких, так и низких частот. Описаны варианты осуществления электростатического громкоговорителя, имеющего первый и второй статоры и расположенную между ними диафрагму, при этом каждый из статоров и диафрагма имеют электропроводящий участок, проводящие участки первых статоров электрически связаны друг с другом, проводящие участки вторых статоров электрически связаны друг с другом, а проводящие участки диафрагм электрически изолированы друг от друга. Первые статоры и вторые статоры могут быть установлены наклонно по отношению друг к другу, чтобы обеспечить значительно большее расстояние между статорами первого из громкоговорителей, чем между статорами второго из громкоговорителей. 7 з.п. ф-лы, 42 ил., 1 табл.

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к акустическим системам, более точно к электростатическим акустическим системам и способам.

Предпосылки создания изобретения

Электростатические громкоговорители и соответствующие усовершенствования описаны в докладе "Final Inverter Technology() for Electrostatic Speakers" на сайте http://www.finalsound.com/downloads/WP-Inverter0905.pdf. компании Final Sound Solutions B.V., являющейся филиалом правопреемника настоящей заявки. Упомянутый документ приложен к предварительной патентной заявке США 60/811951, поданной 8 июня 2006 г., и является ее частью Кроме того, усовершенствования описаны в патенте США 7054456 "InverteDly driven electrostatic speaker", выданном на имя Maarten Smits и Hidde W. de Haan. Данный патент также включен в настоящую заявку в порядке ссылки.

Краткое изложение сущности изобретения

В первом варианте осуществления изобретения предложена электростатическая акустическая система, имеющая множество электростатических громкоговорителей Каждый электростатический громкоговоритель включает первый и второй статоры и расположенную между ними диафрагму. Каждый из статоров и диафрагма имеют электропроводящий участок. Проводящие участки первых статоров электрически связаны друг с другом, проводящие участки вторых статоров электрически связаны друг с другом, а проводящие участки диафрагм электрически изолированы друг от друга. В одном из дополнительных вариантов осуществления площадь поверхности проводящего участка диафрагмы первого из громкоговорителей значительно превышает площадь поверхности проводящего участка диафрагмы второго из громкоговорителей, за счет чего первый и второй громкоговорители рассчитаны на различные первый и второй частотные диапазоны каждый, соответственно. Первый диапазон включает более низкие частоты, чем второй частотный диапазон.

В одном из дополнительных вариантов осуществления первый и второй статоры первого из громкоговорителей разнесены на большее расстояние, чем первый и второй статоры второго из громкоговорителей. За счет большего расстояния увеличивается амплитуда сигналов, а за счет небольшого расстояния между статорами второго из громкоговорителей обеспечивается относительно более высокая чувствительность.

В еще одном дополнительном варианте осуществления все первые статоры громкоговорителей являются областями общего первого статора всех громкоговорителей, все вторые статоры громкоговорителей являются областями общего второго статора всех громкоговорителей, а проводящие участки диафрагм являются областями общей диафрагмы всех громкоговорителей.

В одном из дополнительных вариантов осуществления пара проводящих участков общей диафрагмы имеет общую непроводящую границу, между общим первым статором и общей диафрагмой и между общим вторым статором и общей диафрагмой расположена, по меньшей мере, одна распорка, а с непроводящей границей не совпадает ни одна распорка.

Общий первый статор и общий второй статор необязательно установлены наклонно по отношению друг к другу, чтобы обеспечить значительно большее расстояние между статорами первого из громкоговорителей, чем между статорами второго из громкоговорителей. В другом взаимосвязанном варианте осуществления акустическая система дополнительно включает источник постоянного тока высокого напряжения, имеющий положительный потенциал относительно опорного узла, который электрически связан с проводящими участками первых статоров, и отрицательный потенциал относительно опорного узла, который электрически связан с проводящими участками вторых статоров. Акустическая система также включает отдельный путь прохождения звуковых сигналов, связанный с каждой диафрагмой. Каждый отдельный путь прохождения звуковых сигналов электрически связан с проводящим участком соответствующей диафрагмы и относительно опорного узла. Каждый отдельный путь прохождения звуковых сигналов необязательно включает отдельный повышающий трансформатор, характеристики которого могут быть выбраны для отличающегося частотного диапазона. Также необязательно может быть предусмотрен резистор, расположенный последовательно с обмоткой, по меньшей мере, одного из повышающих трансформаторов, при этом паразитная емкость электропроводящего участка диафрагмы, связанная с повышающим трансформатором, по отношению к соответствующим статорам, которую отражает повышающий трансформатор, взаимодействует с резистором и образует фильтр нижних частот. Также необязательно может быть предусмотрен резистор, расположенный параллельно обмотке, по меньшей мере, одного из повышающих трансформаторов, при этом уменьшается паразитная емкость электропроводящего участка диафрагмы, связанного с повышающим трансформатором, по отношению к соответствующим статорам, которую отражает повышающий трансформатор, за счет чего уменьшается ослабление высоких частот. В более общем случае один из отдельных путей прохождения звуковых сигналов может необязательно включать фильтр нижних частот, а другой из путей прохождения звуковых сигналов может включать фильтр верхних частот.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения предложена электростатическая акустическая система, включающая, по меньшей мере, один электростатический громкоговоритель, имеющий пару статоров и расположенную между ними диафрагму. Каждый из статоров и диафрагма имеет электропроводящий участок. Кроме того, система включает источник постоянного тока высокого напряжения, связанный, по меньшей мере, с одним громкоговорителем, для смещения диафрагмы относительно статоров, звуковой вход для приема звукового сигнала, связанный по меньшей мере с одним громкоговорителем, для приведения диафрагмы в движение с целью генерации звука и схему защиты по постоянному току, способную блокировать источник постоянного тока высокого напряжения, если какой-либо электрический параметр удовлетворяет заданному критерию. В одном из вариантов осуществления параметром является ток, протекающий через источник высокого напряжения, а критерием является пороговое значение. В другом варианте осуществления параметром является мощность, генерируемая источником высокого напряжения, а критерием является пороговое значение. В еще одном варианте осуществления параметром является отсутствие звукового сигнала, превышающего порог обнаружения, на звуковом входе, а критерием является такое отсутствие в течение заданного периода времени. В еще одном варианте осуществления параметром является уровень звукового сигнала на звуковом входе, а критерием является ограничение по перегрузке

В другом варианте осуществления настоящего изобретения предложена электростатическая акустическая система, включающая, по меньшей мере, один электростатический громкоговоритель, имеющий пару статоров и расположенную между ними диафрагму. Каждый из статоров и диафрагма имеет электропроводящий участок. Система также включает источник постоянного тока высокого напряжения, связанный, по меньшей мере, с одним громкоговорителем для смещения диафрагмы относительно статоров, звуковой вход для приема звукового сигнала, связанный по меньшей мере с одним громкоговорителем, для приведения диафрагмы в движение с целью генерации звука и звуковую схема защиты, способную блокировать связь звукового входа по меньшей мере с одним громкоговорителем, если уровень звукового сигнала на звуковом входе превысит заданный предел.

Как описанный выше вариант осуществления с использованием звуковой схемы защиты, так и ранее рассмотренные варианты осуществления с использованием схемы защиты по постоянному току могут быть необязательно реализованы на базе микропроцессора, выполняющего команды генерирования сигнала, который используют для приведения в действие защиты с целью отпирания источника высокого напряжения или для блокирования звукового входа в зависимости от обстоятельств Кроме того, все такие защитные функции могут быть реализованы совместно. Данные варианты осуществления также распространяются на дополнительный вариант осуществления, в котором источник постоянного тока высокого напряжения имеет положительный потенциал относительно опорного узла, связанный с одним из статоров, и отрицательный потенциал, относительно опорного узла, связанный с другим статором, а звуковой вход связан с диафрагмой относительно опорного узла.

В другом варианте осуществления изобретения предложена электростатическая акустическая система. Акустическая система включает, по меньшей мере, один электростатический громкоговоритель, имеющий первый и, второй статоры и расположенную между ними диафрагму. Каждый из статоров и диафрагма имеет электропроводящий участок. Диафрагма дополнительно включает высокопроводящую полосу, которая выполнена методом печати вдоль границы электропроводящего участка диафрагмы. В дополнительном взаимосвязанном варианте осуществления полосу включает серебро.

В другом варианте осуществления изобретения предложена электростатическая акустическая система, включающая, по меньшей мере, один электростатический громкоговоритель, имеющий первый и второй статоры и расположенную между ними диафрагму. Каждый из статоров имеет электропроводящий участок, диафрагма имеет две стороны и отличающийся электропроводящий участок с каждой стороны. Кроме того, проводящий участок на первой стороне связан со звуковым входом для приема звукового сигнала, а проводящий участок на второй стороне используют для генерации сигнала, отображающего положение диафрагмы.

В другом варианте осуществления изобретения предложена электростатическая акустическая система, включающая, по меньшей мере, один электростатический громкоговоритель, имеющий первый и второй статоры и расположенную между ними диафрагму. Каждый из статоров и диафрагма имеет электропроводящий участок. Электропроводящий участок диафрагмы выполнен путем печатания на диафрагме проводящих чернил с частицами пигмента, мелкораспыленными в термопластичной смоле. Проводящий участок диафрагмы также имеет защитное покрытие. Проводящими чернилами необязательно являются чернила Lumidag EL-016. Также необязательно защитным покрытием является полихлорвиниловая пленка, нанесенная методом печатания без увлажнения, или акриловая пленка, нанесенная методом печатания без увлажнения. Проводящие чернила также необязательно включают наночастицы оксида олова и сурьмы или обоих оксидов в акриловом связующем, термоотверждаемом и отверждаемом под действием ультрафиолетового излучения.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения предложена электростатическая акустическая система. Система включает, по меньшей мере, один электростатический громкоговоритель, имеющий первый и второй статоры и расположенную между ними диафрагму. Каждый из статоров и диафрагма имеет электропроводящий участок. В данном варианте осуществления каждый статор со сквозными отверстиями в нем выполнен на листе пластика, изготовленном литьем под давлением. Каждый статор необязательно является многослойным, и в этом случае каждый слой изготавливают литьем под давлением, а один из таких слоев является проводящим. Также необязательно каждый статор включает слой, которым покрыт его электропроводящий участок, при этом такой слой нанесен путем напыления порошкового покрытия с двойным отверждением. В качестве альтернативы, каждый статор включает покрытие Paryiene. В качестве альтернативы каждый статор включает покрытие из черной паяльной маски с двойным отверждением.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения предложена электростатическая акустическая система. Система включает, по меньшей мере, один электростатический громкоговоритель, имеющий первый и второй статоры и расположенную между ними диафрагму. Каждый из статоров и диафрагма имеет электропроводящий участок. В данном варианте осуществления статоры имеют сквозные отверстия с определенной локальной плотностью расположения, при этом локальную плотность расположения отверстий в одном или обоих статорах варьируют таким образом, что обеспечить желаемую степень демпфирования перемещения диафрагмы в области меньшей плотности расположения отверстий.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения предложена электростатическая акустическая система. Система включает, по меньшей мере, один электростатический громкоговоритель, имеющий первый и второй статоры и расположенную между ними диафрагму. Каждый из статоров и диафрагма имеет электропроводящий участок. В данном варианте осуществления система также включает корпус схемы возбуждения, расположенный вблизи средней точки размера громкоговорителя по длине, и опору для установки системы, связанную с корпусом схемы возбуждения.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения предложена электростатическая акустическая система. Система включает, по меньшей мере, один электростатический громкоговоритель, имеющий первый и второй статоры и расположенную между ними диафрагму. Каждый из статоров и диафрагма имеет электропроводящий участок. В данном варианте осуществления система также включает первый и второй набор периферийных распорок, расположенных по окружности электропроводящего участка диафрагмы между диафрагмой и первым и вторым статорами, соответственно. Система дополнительно включает первый и второй наборы внутренних распорок, расположенных вдоль внутренней области диафрагмы между диафрагмой и первым и вторым статорами, соответственно, при этом внутренние распорки обладают большей податливостью, чем периферийные распорки.

В одном из дополнительных вариантов осуществления настоящего изобретения предложена электростатическая акустическая система. Система включает, по меньшей мере, один электростатический громкоговоритель, имеющий первый и второй статоры и расположенную между ними диафрагму. Каждый из статоров и диафрагма имеет электропроводящий участок. Система также включает первый и второй наборы распорок, расположенных между диафрагмой и первым и вторым статорами, соответственно. Каждая из первых и вторых распорок включает первый участок, имеющий первый модуль жесткости, и второй участок, имеющий второй модуль жесткости, меньший, чем первый модуль жесткости. Первый и второй участки каждой распорки необязательно расположены друг над другом между соответствующим статором и диафрагмой, за счет чего первый участок каждой распорки примыкает к соответствующему статору, а второй участок каждой распорки примыкает к диафрагме.

В другом варианте осуществления первый и второй участки каждой распорки примыкают друг к другу, за счет чего первый и второй участки каждой распорки примыкают к диафрагме. В дополнительном варианте осуществления предыдущих вариантов осуществления каждая распорка дополнительно включает третий участок, имеющий модуль жесткости в интервале между первым и вторым модулями жесткости.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения предложена электростатическая акустическая система. Система включает, по меньшей мере, один электростатический громкоговоритель, имеющий первый и второй статоры и расположенную между ними диафрагму. Каждый из статоров и диафрагма имеет электропроводящий участок. В данном варианте осуществления система дополнительно включает первый и второй наборы распорок, расположенных между диафрагмой и первым и вторым статорами, соответственно. Каждая из первых и вторых распорок имеет противолежащие первую и вторую поверхности и модуль жесткости, который непрерывно меняется от первой поверхности ко второй поверхности.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения предложена электростатическая акустическая система. Система включает, по меньшей мере, один электростатический громкоговоритель, имеющий первый и второй статоры и расположенную между ними диафрагму. Каждый из статоров и диафрагма имеет электропроводящий участок, а диафрагма образует плоскость. Система согласно данному варианту осуществления дополнительно включает первый и второй наборы распорок, расположенных между диафрагмой и первым и вторым статорами, соответственно. По обе стороны продольной плоскости, лежащей поперечно плоскости диафрагмы, напротив друг друга расположена пара первых распорок. По обе стороны той же продольной плоскости напротив друг друга дополнительно расположена пара вторых распорок. Наконец, противоположные распорки в каждой паре расположены наклонно по отношению друг к другу.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения предложена электростатическая акустическая система. Система включает, по меньшей мере, один электростатический громкоговоритель, имеющий первый и второй статоры и расположенную между ними диафрагму. Каждый из статоров и диафрагма имеет электропроводящий участок, а диафрагма образует плоскость. В данном варианте осуществления первый и второй наборы распорок расположены между диафрагмой и первым и вторым статорами, соответственно, при этом по меньшей мере одна распорка из первого и второго наборов распорок является нелинейной.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения предложена электростатическая акустическая система. Система включает множество многоярусных электростатических громкоговорителей. Каждый громкоговоритель имеет первый и второй статоры и расположенную между ними диафрагму. Каждый из статоров и диафрагма имеет электропроводящий участок, а каждый статор необязательно выполнен из литого под давлением пластика. Система также включает источник постоянного тока высокого напряжения, имеющий положительный потенциал относительно опорного узла, связанный с первыми статорами, и отрицательный потенциал относительно опорного узла, связанный со вторыми статорами, а каждая диафрагма связана со звуковым входом относительно опорного узла. В дополнительном взаимосвязанном варианте осуществления каждый громкоговоритель включает первый и второй наборы распорок между диафрагмой и первым и вторым статорами, соответственно, при этом наборы распорок расставлены таким образом, чтобы находиться в отличающихся относительных положениях соседних громкоговорителей многоярусной конструкции.

В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения предложена электростатическая акустическая система. Система включает электростатический громкоговоритель, имеющий первый и второй статоры и расположенную между ними диафрагму. Каждый из статоров и диафрагма имеет электропроводящий участок, и такой громкоговоритель имеет переднюю и заднюю поверхности, через которые выходит звук. Система дополнительно включает усилитель, связанный, по меньшей мере, с одним громкоговорителем. Усилитель включает компенсирующую схему для ослабления артефактов воспроизведения звука по меньшей мере одним громкоговорителем, при этом такие артефакты включают эффекты взаимного уничтожения фаз, вызываемые отражением от стен звука, выходящего через заднюю поверхность громкоговорителя.

В другом варианте осуществления изобретения предложена электростатическая акустическая система. Система включает пару электростатических громкоговорителей. Каждый громкоговоритель имеет первый и второй статоры и расположенную между ними диафрагму. Каждый из статоров и диафрагма имеет электропроводящий участок. Каждый громкоговоритель имеет достаточный размер по длине, чтобы действовать в качестве источника звука линейной антенной решетки из симметричных вибраторов. Система дополнительно включает пару усилителей. Каждый усилитель связан с отдельным громкоговорителем и включает компенсирующую схему, обеспечивающую функцию передачи на головные телефоны, за счет чего пара громкоговорителей обеспечивает объемный звук высшего качества. В одном из дополнительных вариантов осуществления каждый громкоговоритель имеет множество элементов, каждый из которых имеет первый и второй статоры и расположенную между ними диафрагму, при этом статоры и диафрагма имеют проводящие участки. Проводящие участки первых статоров связаны друг с другом, проводящие участки вторых статоров связаны друг с другом, а проводящие участки диафрагм электрически изолированы друг от друга. Площадь поверхности проводящего участка диафрагмы первого из громкоговорителей значительно превышает площадь поверхности проводящего участка диафрагмы второго из громкоговорителей, за счет чего первый и второй громкоговорители рассчитаны на различные первый и второй частотные диапазоны каждый, соответственно, при этом первый диапазон включает более низкие частоты второй частотный диапазон.

В другом варианте осуществления изобретения предложена электростатическая акустическая система. Система включает электростатический громкоговоритель, имеющий первый и второй статоры и расположенную между ними диафрагму. Каждый из статоров и диафрагма имеет электропроводящий участок. Система дополнительно включает модулятор класса D, выход которого через резистор связан с электростатическим громкоговорителем, за счет чего паразитная емкость громкоговорителя в сочетании с резистором обеспечивает фильтрацию нижних частот выхода модулятора. В альтернативном варианте осуществления выход модулятора класса D связан с электростатическим громкоговорителем, а система включает детектор положения диафрагмы, связанный с диафрагмой, и генерирующий выходной сигнал, отображающий положение диафрагмы, при этом выходной сигнал поступает в модулятор. Система необязательно включает цифровой процессор сигналов, связанный с модулятором, при этом выходной сигнал детектора положения диафрагмы поступает в цифровой процессор сигналов. Громкоговоритель также необязательно является одним из множества громкоговорителей, каждый из которых рассчитан на отличающийся частотный диапазон. Цифровой процессор сигналов обеспечивает полосовую фильтрацию, соответствующую частотному диапазону громкоговорителя. Громкоговоритель также необязательно имеет переднюю и заднюю поверхность, через которую распространяется звук, а цифровой процессор сигналов ослабляет артефакты воспроизведения звука громкоговорителем, при этом такие артефакты включают эффекты взаимного уничтожения фаз, вызываемые отражением от стен звука, выходящего через заднюю поверхность громкоговорителя. В дополнительном взаимосвязанном варианте осуществления может использоваться фильтр верхних частот, расположенный между детектором положения диафрагмы и диафрагмой. В дополнительном взаимосвязанном варианте осуществления также может использоваться генератор колебаний, который работает на частоте, превышающей диапазон слышимости, связан с диафрагмой и генерирует сигнал, модулируемый путем изменения внутренней емкости громкоговорителя. В еще одном дополнительном варианте осуществления диафрагма может иметь две стороны с отличающимся электропроводящим участком на каждой стороне, при этом проводящий участок на первой стороне связан с выходом модулятора класса D для приема звукового сигнала, а проводящий участок на второй стороне связан с генератором колебаний и детектором положения диафрагмы.

В другом варианте осуществления изобретения предложена электростатическая акустическая система. Система включает электростатический громкоговоритель, имеющий первый и второй статоры и расположенную между ними диафрагму. Каждый из статоров и диафрагма имеет электропроводящий участок. Система дополнительно включает модулятор класса D, работающий на частоте модуляции, при этом его выход через трансформатор, работающий на частоте модуляции, связан с электростатическим громкоговорителем, за счет чего трансформатор необязательно должен иметь характеристики трансформаторов звуковой частоты.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показано увеличенное поперечное сечение варианта осуществления настоящего изобретения, в котором электростатический громкоговоритель имеет два различных отделения для раздельного воспроизведения высокочастотного звука и низкочастотного звука,

на фиг.2-6 показаны размеры компонентов электростатического громкоговорителя, изготовленного согласно принципам, описанным со ссылкой на фиг.1,

на фиг.2 показан вид спереди электростатического громкоговорителя согласно одному из вариантов осуществления, проиллюстрированному на фиг.1,

на фиг.3 показан вид спереди правого и левого парных электростатических громкоговорителей, при этом размеры правого громкоговорителя показаны на фиг.2,

на фиг.4 показано горизонтальное поперечное сечение правого громкоговорителя, проиллюстрированного на фиг.2, в целом подобное поперечному сечению, показанному на фиг.1,

на фиг.5 показаны детали фиг.4, обозначенные буквами А, В, С, D и Е,

на фиг.6 показан вид спереди диафрагмы левого электростатического громкоговорителя, которая зеркально симметрична диафрагме правого электростатического громкоговорителя,

на фиг.7 показан увеличенный вид в поперечном разрезе варианта осуществления диафрагмы согласно настоящему изобретению,

на фиг.8 проиллюстрирован другой вариант осуществления диафрагмы согласно настоящему изобретению и показано поперечное сечение, а также вид спереди,

на фиг.9 показан вид в перспективе варианта осуществления настоящего изобретения, в котором схема возбуждения общего типа, проиллюстрированная (например) на фиг.25-27, помещается в корпусе в основании и с задней стороны электростатического громкоговорителя конструкции, подобной показанной на фиг.1-6,

на фиг.10 показаны два вида в перспективе взаимосвязанного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором схема возбуждения помещается в корпусе с задней стороны электростатического громкоговорителя конструкции, подобной показанной на фиг.1-6, при этом корпус расположен по центру длинной стороны громкоговорителя,

на фиг.11-17 показаны поперечные сечения различных вариантов выполнения распорок согласно вариантам осуществления настоящего изобретения для применения в системе, показанной на фиг.1, или с параллельными статорами,

на фиг.18 показан вариант выполнения распорки с использованием соседних жестких и мягких участков согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения,

на фиг.19 и 20 показано применение непараллельных и нелинейных распорок, соответственно, согласно другим вариантам осуществления настоящего изобретения,

на фиг.21-24 показано поперечное сечение расстановок статоров параллельно диафрагме с меньшим расстоянием между статорами на высокочастотных участках системы,

на фиг.25-27 показана принципиальная схема согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения для приведения в действие громкоговорителя согласно одному из вариантов осуществления проиллюстрированного выше типа,

на фиг.28-29 показана другая схема согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения с функциональными возможностями, подобными показанным на схеме, проиллюстрированной на фиг.25-27,

на фиг.30-34 показана схема согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения, на которой защитные характеристики, описанные со ссылкой на фиг.25-27 и 28-29, реализованы с помощью микропроцессора,

на фиг.35-37 показано поперечные сечения многоярусных конструкций из двух или более электростатических громкоговорителей (панелей) согласно дополнительному варианту осуществления настоящего изобретения,

на фиг.38-40 показаны электронные компенсирующие расстановки согласно дополнительным вариантам осуществления настоящего изобретения,

на фиг.41 проиллюстрирован известный из уровня техники усилитель класса D,

на фиг.42 проиллюстрирован усилитель класса D, объединенный с электростатическим громкоговорителем согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание конкретных вариантов осуществления

В настоящую заявку в порядке ссылки включено содержание предварительной патентной заявки США 60/811951 "Electrostatic Speaker Systems and Methods", поданной 8 июня 2006 г. (далее - предварительная заявка).

В настоящей заявке среди прочего описаны усовершенствования электростатических акустических систем описанного в указанных выше документах типа.

Геометрия диафрагмы и статоров.

На фиг.1 показано увеличенное поперечное сечение варианта осуществления настоящего изобретения, в котором электростатический громкоговоритель имеет два различных отделения для раздельного воспроизведения высокочастотного звука и низкочастотного звука. Между передним статором 13 и задним статором 14 установлена диафрагма 11. (Термином "статор" обозначены неподвижные статоры, а термином "диафрагма" обозначен подвижный элемент, помещающийся между статорами). Статоры разнесены на определенное расстояние друг от друга с помощью распорок 12а, 12b, 12с, 12d и 12е. Как показано на фиг.1, статоры (а также статоры и диафрагма) в левом отделении разнесены распорками 12а и 12b на большее расстояние, чем в правом отделении распорками 12d и 12е. (Разница в расстоянии преувеличена в целях иллюстрации). Диафрагма поделена на две или более отличающихся электропроводящих области, первую область 11a (между распорками 12d и 12е) и вторую область 11b (между распорками 12d и 12а). Каждая область 11а и 11b электрически изолирована друг от друга (Каждая область также может быть необязательно физически ограничена таким образом, чтобы перемещение одной области не сказывалось на перемещении другой области, либо диафрагма 11 может быть поделена на физически разделенные участки). Первая область управляется звуковым сигналом, проходящим через фильтр верхних частот, для ослабления низкочастотных составляющих, а вторая область управляется звуковым сигналом, проходящим через фильтр нижних частот, для ослабления высокочастотных составляющих.

Данная геометрия среди прочего позволяет использовать устройство, состоящее из большой диафрагмы и статоров для обработки как высоких, так и низких частот. Обычно большая диафрагма несовместима с воспроизведением высоких частот, поскольку получаемая характеристика излучения является узкосфокусированной, тогда как большая диафрагма важна для обеспечения значительного звукового излучения на низких частотах. В данном случае большая диафрагма может использоваться как для высоких, так и низких частот, поскольку она фактически поделена на различные отделения для высоко- и низкочастотных диапазонов. Соответственно, область высоких частот диафрагмы может быть сконструирована в виде узкой зоны, проходящей по длине громкоговорителя в сборе; узкая зона обеспечивает существенно более широкий угол дисперсии высоких частот, чем в случае, если бы для высокочастотных составляющих использовалась вся диафрагма. Поскольку в случае стандартных звуковых сигналов с заданным уровнем излучения для воспроизведения высокочастотных составляющих требуется относительно меньшее перемещение диафрагмы, чем для воспроизведения высокочастотных составляющих, при показанной геометрии статора расстояние между статором и диафрагмой в первой области, обрабатывающей высокочастотный звук, меньше, чем во второй области, обрабатывающей низкочастотный звук. Кроме того, за счет рассмотренной выше более компактной поперечной геометрии первого отделения можно использовать звуковой сигнал меньшей мощности для обработки высокочастотного звука в этом отделении.

На фиг.2-6 показаны размеры компонентов электростатического громкоговорителя, изготовленного согласно принципам, описанным со ссылкой на фиг.1. На фиг.3 показан вид спереди правого и левого парных электростатических громкоговорителей, при этом размеры правого громкоговорителя показаны на фиг.2. На фиг.4 показано горизонтальное поперечное сечение правого громкоговорителя, проиллюстрированного на фиг.2, в целом подобное поперечному сечению, показанному на фиг.1. На фиг.5 показаны детали фиг.4, обозначенные буквами А, В, С, D и Е. На фиг.6 показан вид спереди статора левого электростатического громкоговорителя, который зеркально симметричен статору правого электростатического громкоговорителя.

Как показано на данных чертежах, распорка (позиция 12d на фиг.1, позиция D на фиг.4) установлена таким образом, что она совпадает с непроводящей частью диафрагмы, расположенной между двумя проводящими областями диафрагмы. Вместе с тем, не всегда необходимо или желательно, чтобы распорка совпадала с границей между двумя проводящими областями диафрагмы. Согласно другому варианту осуществления изобретения диафрагма включает, по меньшей мере, две отличающиеся проводящие области, разделенные непроводящей границей, при этом каждая проводящая область обрабатывает отличающийся частотный диапазон. Например, по всей длине диафрагмы может проходить узкая проводящая зона диафрагмы, такая как показана на фиг.1, для обработки высоких частот. Диафрагма согласно данному варианту осуществления установлена между статорами без распорки, совпадающей с непроводящей границей. Иными словами, в данном варианте осуществления отсутствует распорка 12d, показанная на фиг.1. За счет такой конструкции высокочастотная часть диафрагмы занимает только участок пространства между предусмотренными местами установки (соответствующими местам установки 12с и 12е на фиг.1), при этом энергия высокочастотного звука по-прежнему локализована в высокочастотном отделении диафрагмы, несмотря на то, что в большую часть пространства поступает энергия средне- и низкочастотных составляющих.

За исключением случаев, когда из контекста следует иное, расстояния на фиг.2-6 показаны в миллиметрах. Так, исходя из чертежей, следует, что громкоговорители имеют размер по вертикали порядка 2000 мм или 2 метров. Это - большие громкоговорители, но по рассмотренным выше причинам их конструкция позволяет им воспроизводить как высокие, так и низкие частоты.

Используемые на фиг.2-6 надписи приведены далее в таблице.

Название Материал Размеры
01 Габарит (верх/низ) Forex 6 мм
02 Габарит (верх/низ) Forex 6 мм
03 Габарит (длина) Forex 6 мм
04 Статорная панель Сталь ST 13
05 Диафрагма Майлар тип А
06 Малая распорка ПВХ 1,5 мм
07 Большая распорка ПВХ 2 мм
08
09
10 Кабельный статор Pink
11 Серебряная проволока Серебро Диаметр = 0,2 мм; общая длина = 2980 мм
12 Лента 18×7×0,03 мм
13
14 Лента 3MVHB9473 0,25×12 мм; общая длина 3592 Т
15 Трубка (стягиваемая) Полиолефин 0,25; длина = 100 мм
16 Средняя распорка ПВХ 1,5 мм
17
18 Габарит(длина) Forex 6 мм

Хотя в рассмотренном выше варианте осуществления описан громкоговоритель, имеющий два отделения, каждый для отличающегося частотного диапазона, в объем настоящего изобретения входит электростатический громкоговоритель, имеющий более двух отделений, каждый для отличающегося частотного диапазона, при этом каждой отделение имеет отдельный полосовой фильтр. За счет использования трех или более отделений, обеспечиваются дополнительные преимущества, хотя и за счет усложнения, включая, например, необходимость в большем числе полосовых фильтров.

Различные отделения могут располагаться вблизи друг друга или в любом порядке. Тем не менее, в одном из вариантов осуществления различные отделения расположены в порядке возрастания полос частот, на которые рассчитаны отделения, за счет чего в случае двух громкоговорителей образуется зеркальная структура для создания области объемного звучания. Дополнительным преимуществом такого расположения является возможность применения последовательно уменьшающегося расстояния между статором и диафрагмой в отде