ГРОМКОГОВОРЯЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2025 года по МПК H04R1/02 F21V33/00 F21V7/06 G02B5/12 

Область техники, к которой относится изобретение

[001] Настоящая технология относится к громкоговорителям в целом и, в частности, к громкоговорителям, реализованным в виде умной колонки, и к их световым индикаторам.

Уровень техники

[002] В общем случае громкоговоритель (также называемый здесь «громкоговорящим устройством») представляет собой устройство, содержащее корпус и излучатели, способные преобразовывать электрический звуковой сигнал в звук.

[003] В частности, такое громкоговорящее устройство может быть реализовано в виде персонального помощника с голосовым управлением (также называемого «умной колонкой», например, Amazon™ Alexa™, Google™ Home™, Yandex™ Alisa™ и т.п.), способного выполнять голосовые команды пользователей после произнесения ими специального активационного слова или специальной активационной фразы (например, «Алекса», «Окей, Гугл» или «Привет, Алиса», соответственно). Например, к таким командам относятся, среди прочего, (1) запросы на поиск информации в сети Интернет, в частности, прогноза погоды, цен на акции или достопримечательностей Испании, а также (2) команды запуска приложений на других электронных устройствах, связанных с пользователем, таких как смартфон, и выполнения тех или иных запросов, связанных с такими приложениями. Например, пользователь может отправить запрос «Окей, Гугл, включи какую-нибудь легкую музыку», а громкоговорящее устройство может запустить приложение для воспроизведения потокового аудио, чтобы выполнить этот запрос. Кроме того, если устройство входит в состав системы «умный дом», голосовые команды пользователя могут содержать команды включения и выключения бытовой техники и освещения, закрывания и открывания замков и т.п.

[004] Как правило, такие громкоговорящие устройства имеют различные световые индикаторы, в частности, светодиодные индикаторы. Эти индикаторы могут указывать, например, на текущее состояние громкоговорящего устройства, а именно, на «включенное состояние», «состояние ожидания» или «состояние ошибки». В другом примере эти индикаторы способны визуализировать звуки, издаваемые громкоговорящим устройством, в частности, выдаваемые им ответы на запросы пользователя или воспроизводимую им музыку. В еще одном примере такие световые индикаторы могут использоваться в дополнение к основным системам освещения места, где расположены громкоговорящие устройства, в частности, в эстетических целях - для создания необходимой световой атмосферы или акцентированной подсветки пространства.

[005] Одной из проблем, связанных со световыми индикаторами громкоговорящих устройств, является то, что излучаемый ими свет может оказываться недостаточно заметным для пользователя под некоторыми углами зрения. Иными словами, под определенными углами зрения у пользователя громкоговорящего устройства может возникать ложное впечатление, что световой индикатор громкоговорящего устройства во включенном состоянии не излучает никакого света. В другом примере пользователю может быть трудно различить свет, излучаемый световым индикатором, на расстоянии из-за его недостаточной яркости.

[006] Соответственно, это может вызывать у пользователя, взаимодействующего с громкоговорящим устройством, некоторый дискомфорт. Например, если пользователь не заметит сигнала индикатора о том, что громкоговорящее устройство получило поданную команду или находится в «состоянии ошибки», он может продолжать подавать устройству ту же голосовую команду. Это может существенно влиять на впечатление пользователя от взаимодействия с громкоговорящим устройством и другими связанными с ним продуктами и услугами.

[007] В известных технических решениях был предложен ряд способов для решения вышеуказанной проблемы.

[008] В заявке на полезную модель CN205017495U «Bluetooth sound box» («Акустическая Bluetooth-колонка»), опубликованной 3 февраля 2016 года и принадлежащей компании Shenzhen Grandsun Electronics Co Ltd, раскрыта акустическая Bluetooth-колонка, имеющая корпус и установленный в нем набор световых индикаторов, представляющих собой светодиоды, концентрически расположенные по краю акустической Bluetooth-колонки. На боковой стенке корпуса может быть размещено светодиодное кольцо. Свет от светодиодов, установленных на печатной плате, может направляться световодом к световодному кольцу для увеличения угла рассеяния источника света.

[009] В патенте US11693488B2 «Voice-controlled electronic device» («Электронное устройство с голосовым управлением»), выданном 4 июля 2023 года и принадлежащем компании Apple Inc., раскрыто электронное устройство с голосовым управлением, имеющее корпус, чья продольная ось делит противоположные верхнюю и нижнюю поверхности пополам, а боковая поверхность располагается между этими поверхностями. Устройство может дополнительно содержать один или несколько микрофонов, размещенных в корпусе устройства и радиально распределенных вокруг продольной оси, процессор, способный исполнять компьютерные команды, хранящиеся в машиночитаемой памяти, для взаимодействия с пользователем и обработки голосовых команд, принимаемых одним или несколькими микрофонами, а также первый и второй преобразователи, способные формировать звуковые волны в разных частотных диапазонах.

Раскрытие изобретения

[010] Одной из целей настоящей технологии является устранение по меньшей мере части недостатков известных технических решений.

[011] Не имеющие ограничительного характера варианты осуществления настоящей технологии относятся к особой форме выходного отверстия светового индикатора громкоговорящего устройства. В частности, разработчики учли, что при определенном соотношении между глубиной и высотой выходного отверстия излучаемый свет распространяется за пределами устройства под более широким углом, вследствие чего световое излучение источника света становится более различимым и заметным для пользователя.

[012] Для направления света от источника света к выходному отверстию разработан световод со специальными поперечными выступами, способными рассеивать проходящий сквозь них свет. В результате обеспечивается более равномерное распределение интенсивности излучаемого света, что способствует одинаковому восприятию пользователем света, излучаемого громкоговорящим устройством под разными углами зрения.

[013] В частности, в соответствии с одним широким аспектом настоящей технологии реализовано громкоговорящее устройство. Громкоговорящее устройство содержит корпус устройства. Корпус устройства содержит верхнюю поверхность, отражающую поверхность, по меньшей мере частично расположенную вниз от внешнего края верхней поверхности, по меньшей мере одну стенку, по меньшей мере частично перекрывающуюся с отражающей поверхностью, отверстие, выполненное между внешним краем верхней поверхности и верхним краем по меньшей мере одной стенки, источник света, размещенный внутри корпуса устройства, и световод, размещенный внутри корпуса устройства, оптически связанный с источником света и по меньшей мере частично расположенный между источником света и отверстием. Отражающая поверхность, источник света, световод и по меньшей мере одна стенка расположены так, что свет, излучаемый источником света, проходит через световод к отражающей поверхности, отражается от нее и выходит из громкоговорящего устройства через отверстие. Высота и глубина отверстия задают его аспектное отношение в диапазоне приблизительно от 0,96 до 1,53.

[014] В некоторых вариантах осуществления аспектное отношение отверстия составляет приблизительно 1,24.

[015] В некоторых вариантах осуществления аспектное отношение отверстия составляет приблизительно 1,19.

[016] В некоторых вариантах осуществления высота отверстия находится в диапазоне приблизительно от 4,35 до 5,35 мм.

[017] В некоторых вариантах осуществления глубина отверстия находится в диапазоне приблизительно от 3,5 до 4,5 мм.

[018] В некоторых вариантах осуществления высота отверстия находится в диапазоне приблизительно от 4,35 до 5,35 мм, а глубина отверстия - в диапазоне приблизительно от 3,5 до 4,5 мм.

[019] В некоторых вариантах осуществления часть корпуса устройства, образующая отражающую поверхность, по меньшей мере частично прозрачна для света, излучаемого источником света, при этом первая часть света, излучаемого источником света, проходит через световод и отражается от отражающей поверхности, а вторая часть света, излучаемого источником света, проходит сквозь часть корпуса устройства, образующую отражающую поверхность.

[020] В некоторых вариантах осуществления вторая часть до ее прохождения сквозь часть корпуса устройства, образующую отражающую поверхность, проходит сквозь боковую стенку световода.

[021] В некоторых вариантах осуществления боковая стенка световода имеет один или несколько поперечных выступов, способных рассеивать проходящий сквозь них свет, а вторая часть до ее прохождения сквозь часть корпуса устройства, образующую отражающую поверхность, распространяется сквозь один или несколько поперечных выступов.

[022] В некоторых вариантах осуществления источник света содержит один или несколько светоизлучающих диодов.

[023] В некоторых вариантах осуществления поперечное сечение части корпуса устройства, образующей отражающую поверхность, определяется сплайновой кривой, перекрывающей отверстие по высоте и глубине.

[024] В некоторых вариантах осуществления максимальная кривизна части корпуса устройства, образующей отражающую поверхность, составляет приблизительно 0,46 мм^-1.

[025] В соответствии с другим широким аспектом настоящей технологии реализовано громкоговорящее устройство. Громкоговорящее устройство содержит корпус устройства. Корпус устройства содержит панель управления, имеющую наружную и внутреннюю поверхности, отражающую поверхность, по меньшей мере частично расположенную в поперечном направлении от внешнего края внутренней поверхности панели управления, по меньшей мере одну стенку, по меньшей мере частично перекрывающуюся с отражающей поверхностью, отверстие, выполненное между внешним краем внутренней поверхности и ближайшим продольным краем по меньшей мере одной стенки, источник света, размещенный внутри корпуса устройства, и световод, размещенный внутри корпуса устройства, оптически связанный с источником света и по меньшей мере частично расположенный между источником света и отверстием. Отражающая поверхность, источник света, световод и по меньшей мере одна стенка расположены так, что свет, излучаемый источником света, проходит через световод к отражающей поверхности, отражается от нее и выходит из громкоговорящего устройства через отверстие. Высота и глубина отверстия задают его аспектное отношение в диапазоне приблизительно от 0,96 до 1,53.

[026] В контексте настоящего документа термин «приблизительно» применительно к значению или диапазону означает задание значения или диапазона с погрешностью 10%, предпочтительно 5% и более предпочтительно 1%.

[027] В настоящей заявке термины, относящиеся к пространственной ориентации, такие как вперед, назад, вверх, вниз, влево, вправо и т.п., соответствуют их общепринятому пониманию пользователем или пользователем устройства. Термины, относящиеся к пространственной ориентации, при описании или указании элементов или подсистем устройства отдельно от устройства следует понимать так, как если бы эти элементы или подсистемы были установлены в устройстве.

[028] Кроме того, должно быть понятно, что вышеперечисленные термины, относящиеся к пространственной ориентации, следует интерпретировать в контексте настоящего описания, как показано на представленных чертежах.

[029] Каждый вариант осуществления настоящей технологии относится по меньшей мере к одному из вышеупомянутых аспектов, но не обязательно ко всем ним. Следует понимать, что некоторые аспекты настоящей технологии, связанные с попыткой достижения вышеупомянутой цели, могут не соответствовать этой цели и/или могут соответствовать другим целям, не упомянутым здесь явным образом.

[030] Дополнительные и/или альтернативные признаки, аспекты и преимущества вариантов осуществления настоящей технологии содержатся в дальнейшем описании, на приложенных чертежах и в формуле изобретения.

Краткое описание чертежей

[031] Для более полного понимания настоящей технологии, а также ее аспектов и дополнительных признаков следует обратиться к следующему описанию, которое должно использоваться в сочетании с сопроводительными чертежами.

[032] На фиг. 1 представлен аксонометрический вид сверху и сбоку громкоговорящего устройства в соответствии с некоторыми не имеющими ограничительного характера вариантами осуществления настоящей технологии.

[033] На фиг. 2 представлен частичный вид в вертикальном разрезе громкоговорящего устройства, показанного на фиг. 1, с первым вариантом осуществления светового индикатора в соответствии с некоторыми не имеющими ограничительного характера вариантами осуществления настоящей технологии.

[034] На фиг. 3 представлен частичный вид в вертикальном разрезе громкоговорящего устройства со вторым вариантом осуществления светового индикатора в соответствии с другими не имеющими ограничительного характера вариантами осуществления настоящей технологии.

Осуществление изобретения

[035] На фиг. 1 представлен аксонометрический вид громкоговорящего устройства 100 в соответствии с некоторыми не имеющими ограничительного характера вариантами осуществления настоящей технологии. Громкоговорящее устройство 100 может быть размещено его пользователем на плоской опорной поверхности, например, на столе (не показан). В частности, в некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии громкоговорящее устройство 100 способно преобразовывать электрические сигналы в соответствующие звуки с заданным звуковым спектром, в частности, соответствующим диапазону, воспринимаемому человеческим ухом. Например, громкоговорящее устройство 100 может воспроизводить песни и/или другие аудиозаписи, которые желает прослушать пользователь громкоговорящего устройства 100.

[036] В дополнительных не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии громкоговорящее устройство 100 способно воспроизводить ответы при произнесении его пользователем заданных слов вблизи громкоговорящего устройства 100 и/или при тактильном взаимодействии с ним. В частности, в таких вариантах осуществления громкоговорящее устройство 100 может быть реализовано в виде умной колонки с работающим на ней приложением виртуального помощника. Например, приложение виртуального помощника может быть реализовано в виде приложения виртуального помощника Alisa™ компании ООО «Яндекс», 119021, Россия, г. Москва, ул. Льва Толстого, д. 16. Также могут использоваться и другие коммерческие или проприетарные приложения виртуального помощника, заранее установленные на громкоговорящем устройстве 100.

[037] Громкоговорящее устройство 100 имеет корпус 102 устройства, содержащий множество аппаратных элементов громкоговорящего устройства 100, которые описаны ниже. Корпус 102 устройства имеет верхнюю поверхность 104 и боковые стенки 106, расположенные от верхней поверхности 104 по существу перпендикулярно ей, то есть вниз в ориентации, показанной на фиг. 1. Как более наглядно показано на фиг. 2 и 3, в некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии верхняя поверхность 104 может быть соединена с боковыми стенками 106 таким образом, что часть верхней поверхности 104 нависает над боковыми стенками 106. Корпус 102 устройства также имеет нижнюю поверхность (не показана), прикрепленную к боковым стенкам 106 со стороны, противоположной той, к которой прикреплена верхняя поверхность 104. В различных не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии нижняя поверхность может иметь ту же форму, что верхняя поверхность 104, или любую другую форму.

[038] Как показано на фиг. 1, корпус 102 устройства в показанном варианте осуществления на большей части своей протяженности по вертикали имеет по существу квадратную форму со скругленными углами. При этом корпус 102 устройства может иметь и другую форму по горизонтали, например, среди прочего, форму в виде квадрата, прямоугольника или любого другого выпуклого, вогнутого, правильного или неправильного многоугольника со скругленными или иными углами, а также форму, описываемую гладкой замкнутой кривой, такой как окружность или эллипс.

[039] В некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии верхняя поверхность 104 может быть реализована в виде панели управления громкоговорящим устройством 100. В связи с этим верхняя поверхность 104 может быть выполнена с возможностью размещения на ней тех или иных элементов управления или маркировки громкоговорящего устройства 100. Например, верхняя поверхность 104 может быть выполнена с возможностью размещения на ней (или формирования иным способом) исполнительных элементов для управления громкостью звука, издаваемого громкоговорящим устройством 100. В другом примере верхняя поверхность 104 может быть выполнена с возможностью размещения на ней или встраивания в нее элемента управления питанием громкоговорящего устройства 100 для включения и выключения громкоговорящего устройства 100. В показанном варианте осуществления верхняя поверхность 104 выполнена с возможностью размещения на ней пластины с логотипом (отдельно не обозначена), содержащей, например, один или несколько товарных знаков, связанных с громкоговорящим устройством 100.

[040] Боковые стенки 106 образуют решетку динамика, способную пропускать звук, издаваемый динамиком 114 (показан схематически) громкоговорящего устройства 100, в окружающее пространство. В некоторых вариантах осуществления для обеспечения требуемых характеристик издаваемого звука на внутренней поверхности боковых стенок 106 может быть предусмотрена акустически прозрачная ткань (не показана).

[041] Корпус 102 устройства или его части могут быть изготовлены из разных материалов, в том числе, среди прочего, из металла, пластмассы, стеклопластика, дерева и т.д., а также из их комбинаций.

[042] В некоторых вариантах осуществления части корпуса 102 устройства могут быть выполнены как единое целое, например, с использованием 3D-печати. В других не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии (1) верхняя поверхность 104 и/или (2) боковая стенка 106 корпуса 102 устройства могут изготавливаться отдельно, например, методом прессования или литья.

[043] Громкоговорящее устройство 100 содержит множество аппаратных элементов, размещенных в корпусе 102 устройства. Следует отметить, что для ясности и простоты некоторые из множества аппаратных элементов не показаны на сопроводительных чертежах.

[044] Множество аппаратных элементов громкоговорящего устройства 100 включает в себя процессор (не показан). В собранном состоянии громкоговорящего устройства 100 процессор может быть соединен с другими внутренними элементами из множества аппаратных элементов, например, через соответствующие проводные каналы связи.

[045] В некоторых вариантах осуществления настоящей технологии процессор может представлять собой один или несколько процессоров и/или один или несколько микроконтроллеров, способных исполнять команды и выполнять действия, связанные с работой громкоговорящего устройства 100, к которым, среди прочего, относятся команды, вызывающие запуск приложения виртуального помощника, команды, связанные с получением команд от пользователя громкоговорящего устройства 100, команды, связанные с формированием сигналов индикации при получении пользовательских команд, и т.п. В различных не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии процессор может быть реализован в виде однокристальной микросхемы, многокристальной микросхемы и/или других электрических элементов, содержащих одну или несколько интегральных схем и печатных плат. Процессор может дополнительно содержать модуль кэш-памяти для временного локального хранения команд, данных или дополнительной компьютерной информации. Например, процессор может представлять собой один или несколько процессоров или один или несколько контроллеров, предназначенных для выполнения тех или иных задач обработки в громкоговорящем устройстве 100, или один многофункциональный процессор или контроллер.

[046] Явное использование термина «процессор» или «контроллер» не должно трактоваться как указание исключительно на аппаратные средства, способные обеспечивать работу программного обеспечения, и может подразумевать, среди прочего, аппаратные средства цифрового сигнального процессора (DSP), сетевой процессор, специализированную интегральную схему (ASIC), программируемую вентильную матрицу (FPGA), ПЗУ для хранения программного обеспечения, такого как приложение виртуального помощника, ОЗУ и энергонезависимое ЗУ.

[047] Также в соответствии с некоторыми не имеющими ограничительного характера вариантами осуществления настоящей технологии множество аппаратных элементов громкоговорящего устройства 100 может включать в себя модуль связи (не показан). Такой модуль связи способен устанавливать связь по одному из протоколов связи (беспроводной или проводной), обеспечивая подключение процессора к другим электронным устройствам или удаленным серверам. Примерами реализации модуля связи, среди прочего, являются модуль связи Bluetooth™, модуль связи UART™, модуль связи Wi-Fi™, модуль связи LTE™ и т.п.

[048] В соответствии с не имеющими ограничительного характера вариантами осуществления настоящей технологии, связь между процессором и другими элементами из множества внутренних аппаратных элементов, такими как модуль связи, а также связь между самими элементами может осуществляться через одну или несколько внутренних и/или внешних шин (таких как шина PCI, шина USB, шина FireWire стандарта IEEE 1394, шина SCSI, шина Serial-ATA и т.д.), с которыми эти аппаратные элементы из множества аппаратных элементов громкоговорящего устройства 100 соединены электронными средствами.

[049] Кроме того, множество аппаратных элементов громкоговорящего устройства 100, установленных в корпусе 102 устройства, включает в себя динамик 114 (также называемый здесь «головкой громкоговорителя» или «излучателем»), способный воспроизводить звук с заданным звуковым спектром. В общем случае такой звук представляет собой совокупность звуковых волн с разными звуковыми частотами. Например, в тех вариантах осуществления, в которых заданный звуковой спектр соответствует диапазону, воспринимаемому человеческим ухом, динамик 114 способен генерировать звуковые волны в следующих диапазонах: (1) низкочастотном диапазоне с частотами приблизительно от 100 до 320 Гц (также называемом здесь «диапазоном низких частот»), (2) среднечастотном диапазоне с частотами приблизительно от 320 до 1280 Гц (также называемом здесь «диапазоном средних частот») и (3) высокочастотном диапазоне с частотами приблизительно от 1280 до 20400 Гц (также называемом здесь «диапазоном высоких частот»).

[050] В общем случае динамик 114 содержит вогнутую мембрану (также называемую здесь «диффузором динамика»), способную преобразовывать электрический звуковой сигнал, получаемый, например, процессором громкоговорящего устройства 100, в звук. Для обеспечения необходимого уровня чувствительности динамика 114 вогнутая мембрана может изготавливаться из тонкого материала, такого как полипропилен, полиэфирэфиркетон, поликарбонат, двунаправленно-ориентированный полиэтилентерефталат (BoPET, Biaxially-oriented Polyethylene Terephthalate) и т.п.

[051] К другим аппаратным элементам, которые могут быть размещены в корпусе 102 устройства, как должно быть понятно специалистам в данной области техники, относятся, среди прочего, источник питания, предназначенный для обеспечения питания громкоговорящего устройства 100, и внешние порты, такие как аудиоразъем и порт USB™, предназначенные для передачи электрических звуковых сигналов, представляющих различные звуки, которые должны воспроизводиться динамиком 114.

[052] Следует отметить, что для надежного размещения каждого из множества аппаратных элементов громкоговорящего устройства 100 в корпусе 102 устройства внутренняя поверхность корпуса может образовывать и/или содержать все необходимые крепежные элементы, даже если это не показано.

[053] Согласно настоящей технологии, громкоговорящее устройство 100 имеет световой индикатор 108. В общем случае световой индикатор 108 способен излучать свет 112, выходящий из громкоговорящего устройства 100, при поступлении заранее заданных команд индикации от процессора громкоговорящего устройства 100.

[054] Например, в соответствии с некоторыми не имеющими ограничительного характера вариантами осуществления настоящей технологии, заранее заданные команды индикации могут служить для индикации текущего состояния громкоговорящего устройства 100, которое может принимать, например, следующие значения: «готовность», «ожидание» и «ошибка».

[055] В другом примере заранее заданные команды индикации могут служить для визуализации с использованием светового индикатора 108 звука, издаваемого громкоговорящим устройством 100, например, автоматически формируемых ответов на запросы пользователя или воспроизводимой музыки. Иными словами, в таких вариантах осуществления процессор громкоговорящего устройства 100 способен вызывать изменение световым индикатором 108 в режиме реального времени цвета, интенсивности и/или режима мигания выходящего света 112 в соответствии с параметрами звука, издаваемого динамиком 114 громкоговорящего устройства 100, такими как частота и амплитуда звука.

[056] Таким образом, световой индикатор 108 может использоваться для обеспечения визуальной коммуникации между громкоговорящим устройством 100 и его пользователем. Соответственно, для улучшения впечатлений пользователя от взаимодействия с громкоговорящим устройством 100 целесообразно, чтобы выходящий свет 112, излучаемый световым индикатором 108, был виден пользователю при различных значениях вертикального угла 110 выходного светового потока светового индикатора 108. Горизонтальный угол выходного светового потока (отдельно не обозначен) выходящего света 112 определяется протяженностью светового индикатора 108 по горизонтали вдоль боковых стенок 106.

[057] Следует понимать, что в примере, показанном на фиг. 1, световой индикатор 108 расположен вдоль всех боковых стенок 106, по существу параллельно внешнему краю верхней поверхности 104, но это не является обязательным для всех вариантов осуществления настоящей технологии. Например, в некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии световой индикатор 108 может располагаться только вдоль одной или двух боковых стенок 106. В других не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии световой индикатор 108 может располагаться только вдоль части одной из боковых стенок 106. Также предполагается, что световой индикатор 108 и боковые стенки 106 могут располагаться иначе, в частности, световой индикатор 108 может располагаться под другим углом по отношению к верхней поверхности 104.

[058] Ниже приводится описание конструкции и реализации светового индикатора 108 в соответствии с некоторыми не имеющими ограничительного характера вариантами осуществления настоящей технологии.

[059] На фиг. 2 схематически представлен частичный вид в вертикальном разрезе громкоговорящего устройства 100, иллюстрирующий первый не имеющий ограничительного характера вариант осуществления светового индикатора 108, в соответствии с некоторыми не имеющими ограничительного характера вариантами осуществления настоящей технологии.

[060] Световой индикатор 108 содержит (1) источник 202 света, способный генерировать свет, излучаемый световым индикатором 108, (2) световод 204, способный направлять свет, генерируемый источником 202 света, в сторону окружающего пространства громкоговорящего устройства 100, (3) вертикальную стенку 205, наружная поверхность 206 которой способна отражать свет, падающий на нее из световода 204, в сторону окружающего пространства громкоговорящего устройства 100 и, соответственно, называется здесь отражающей поверхностью 206, и (4) выходное отверстие 208, выполненное между верхней поверхностью 104 и боковыми стенками 106 для пропускания света, отраженного от отражающей поверхности 206, в окружающее пространство громкоговорящего устройства 100. Очевидно, что вертикальный угловой диапазон, в пределах которого распространяется свет 112, выходящий из громкоговорящего устройства 100, определяет вертикальный угол 110 выходного светового потока светового индикатора 108.

[061] Ниже приводится более подробное описание перечисленных выше элементов светового индикатора 108.

Источник света

[062] Источник 202 света расположен внутри корпуса 102 устройства и оптически связан со световодом 204 таким образом, что по меньшей мере часть света, генерируемого источником 202 света, попадает в световод 204. Например, в варианте осуществления, показанном на фиг. 2, источник 202 света направлен вниз к световоду 204, что позволяет первой части 211 света, излучаемого источником 202 света, (1) попадать в световод 204, (2) проходить через него и попадать на отражающую поверхность 206 вертикальной стенки 205, (3) отражаться от отражающей поверхности 206 и (4) выходить из громкоговорящего устройства 100 через выходное отверстие 208, тем самым формируя выходящий свет 112 светового индикатора 108.

[063] В некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии выходящий свет 112 может формироваться только за счет первой части 211 света, отражаемой от отражающей поверхности 206. В других не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии, как должно быть понятно из приведенного ниже описания, выходящий свет 112 светового индикатора 108 также может формироваться за счет второй части 212 света, излучаемого источником 202 света, которая проходит сквозь вертикальную стенку 205, минуя световод 204, и может в дальнейшем объединяться с первой частью 211 света.

[064] В соответствии с некоторыми не имеющими ограничительного характера вариантами осуществления настоящей технологии, источник 202 света способен излучать свет с одной или несколькими длинами волн в видимой области спектра, которая, как считается, охватывает длины волн приблизительно от 380 до 750 нм. В некоторых вариантах осуществления источник 202 света способен излучать свет в определенном диапазоне длин волн из видимой области спектра, например, (1) приблизительно от 380 до 450 нм, (2) приблизительно от 450 до 485 нм, (3) приблизительно от 485 до 500 нм, (4) приблизительно от 500 до 565 нм, (5) приблизительно от 565 до 590 нм, (6) приблизительно от 590 до 625 нм и/или (7) приблизительно от 625 до 750 нм, но не ограничиваясь этим. Например, диапазон длин волн может быть выбран в соответствии с выбранным цветом излучаемого света. При этом в другом примере диапазон длин волн может быть выбран в соответствии с несколькими цветами излучаемого света.

[065] На способ реализации источника 202 света не накладывается ограничений. Источником 202 света может быть источник света любого вида, в частности, одна или несколько ламп накаливания или одна или несколько газоразрядных ламп (например, неоновых, аргоновых или ксеноновых ламп). В показанном варианте осуществления источник 202 света реализован в виде электролюминесцентного источника света, например, светоизлучающего диода (светодиода).

[066] В тех не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии, где источник 202 света реализован в виде одного или нескольких светодиодов, в зависимости от требуемого диапазона длин волн могут использоваться, например, один или несколько (1) светодиодов на основе нитрида индия-галлия (InGaN), способных излучать свет в диапазоне приблизительно от 395 до 530 нм, (2) светодиодов на основе фосфида индия-галлия-алюминия (AlInGaP), способных излучать свет в диапазоне приблизительно от 565 до 645 нм, и (3) светодиодов на основе арсенида-галлия-алюминия (AlGaAs), способных излучать свет в диапазоне приблизительно от 660 до 900 нм, но не ограничиваясь ими.

[067] В конкретном не имеющем ограничительного характера примере основными длинами волн источника 202 света могут быть приблизительно 615 нм, 522 нм и 463 нм для красного, зеленого и синего цветов, соответственно. В связи с этим источник 202 света может представлять собой источник света типа YLS1615/2R1G3B/21/06-6-C, выпускаемый компанией Y. LIN ELECTRONICS CO., LTD., 6, Xinguang Road, phase III, Jinhe Industrial Zone, Zhangmutou town, Dongguan City, Guangdong Province, People’s Republic of China (КНР). В данном примере прямое напряжение источника 202 света составляет приблизительно от 1,7 до 2,4 В, а обратный ток - приблизительно 10 мкА. Очевидно, что источник 202 света может быть реализован на базе любого другого подходящего оборудования.

[068] В некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии источник 202 света способен излучать свет по существу в заданном направлении. Например, на фиг. 2 направление распространения первой части 211 света в целом ориентировано вниз, по существу перпендикулярно верхней поверхности 104 корпуса 102 устройства. В других не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии источник 202 света способен излучать свет в нескольких направлениях, например, за счет рассеяния излучаемого света.

Световод

[069] В общем случае форма и расположение световода 204 таковы, что проходящий через него свет претерпевает полное внутреннее отражение до выхода из световода 204.

[070] В соответствии с некоторыми не имеющими ограничительного характера вариантами осуществления настоящей технологии световод 204 может быть изготовлен из прозрачного диэлектрика, например, из пластмассы или стекла. Возможные варианты реализации световода 204 также включают в себя световоды с разной геометрией (например, планарные и полосковые световоды), световоды с разным распределением показателя преломления (например, световоды с плавным и ступенчатым изменением показателя преломления) и световоды, изготовленные из разных материалов (например, световоды из стекла, полимера и композитного материала), но не ограничиваясь ими. Также следует отметить, что в некоторых вариантах осуществления, без отступления от существа и объема настоящей технологии, световод 204 может быть изготовлен из оптического волокна.

[071] Как показано на фиг. 2, тело световода 204 по меньшей мере частично проходит между источником 202 света и выходным отверстием 208, направляя свет, излучаемый источником 202 света, к наружной (относительно внутренней части корпуса 102 устройства) стороне отражающей поверхности 206.

[072] Как схематически показано на фиг. 2, световод 204 образует оптический путь 214, проходящий через его тело и позволяющий свету, излучаемому источником 202 света, распространяться от него к отражающей поверхности 206 вертикальной стенки 205.

[073] На фиг. 3 схематически представлен частичный вид в вертикальном разрезе громкоговорящего устройства 100, иллюстрирующий второй не имеющий ограничительного характера вариант осуществления светового индикатора 108'. Громкоговорящее устройство 100' отличается от громкоговорящего устройства 100 лишь тем, что в нем вместо световода 204 используется другой световод 204'. Элементы громкоговорящего устройства 100', аналогичные элементам громкоговорящего устройства 100, имеют те же позиционные обозначения и подробно не описываются.

[074] Громкоговорящее устройство 100' содержит один или несколько выступов 302 (в данном примере два выступа, как показано на чертежах), отходящих по существу наружу от основного тела другого световода 204'. В ориентации, показанной на фиг. 3, один или несколько выступов 302 отходят вверх от другого световода 204', по существу перпендикулярно верхней поверхности 104. Как показано на фигуре, один или несколько выступов 302 составляют единое целое с другим световодом 204'. Предполагается, что в некоторых вариантах осуществления один или несколько выступов 302 могут быть выполнены иным способом.

[075] Таким образом, в варианте осуществления, показанном на фиг. 3, другой световод 204' образует наряду с оптическим путем 214 дополнительные оптические пути 314, соответствующие одному или нескольким выступам 302, отходящим от другого световода 204'. Форма и расположение одного или нескольких выступов 302 обеспечивают распространение проходящего сквозь них света и, как следствие, его передачу на внутреннюю поверхность (то есть на поверхность, обращенную внутрь корпуса 102 устройства) вертикальной стенки 205. В некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии наружная поверхность другого световода 204' способна рассеивать падающий на нее свет. Для этого наружная поверхность другого световода 204' может обрабатываться для придания ей матовости. Соответственно, в таких вариантах осуществления один или несколько выступов 302 способны не только распространять проходящий сквозь них свет, но и рассеивать его. В некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии матирование может выполняться по стандарту отделки поверхности VDI (Verein Deutscher Ingenieure).

[076] Таким образом, как более подробно написано ниже, в тех вариантах осуществления, где один или несколько выступов 302 представляют собой единственный выступ, выходящий свет 112 светового индикатора 108 может включать в себя (1) первую внутреннюю часть 311 света, проходящую к отражающей поверхности 206 вертикальной стенки 205 по оптическому пути 214, и (2) вторую внутреннюю часть 312 света, проходящую к внутренней стороне вертикальной стенки 205 по дополнительным оптическим путям 314.

[077] Соответственно, в тех не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления, где предусмотрен только один выступ 302, вторая внутренняя часть 312 света представляет собой свет, прошедший сквозь этот единственный выступ 302. При этом там, где предусмотрено несколько выступов 302, как показано на фиг. 3, вторая внутренняя часть 312 света включает в себя свет, прошедший сквозь один или несколько выступов 302, поскольку свет от части выступов 302 также может распространяться следующими выступами по дополнительным оптическим путям 314.

Отражающая поверхность

[078] Отражающая поверхность 206 вертикальной стенки 205 по меньшей мере частично расположена вниз от внешнего края верхней поверхности 104. Как показано на фиг. 2 и 3, отражающая поверхность 206 может частично перекрываться с боковыми стенками 106 корпуса 102 устройства.

[079] В соответствии с не имеющими ограничительного характера вариантами осуществления настоящей технологии, отражающая поверхность 206 способна отражать падающий на нее свет. Для этого на отражающую поверхность 206 наносится отражающий материал, в частности, анодированный алюминий, отражающий термопласт, такой как двунаправленно-ориентированный полиэтилентерефталат, алюминиевая фольга, акриловое зеркальное покрытие и т.д.

[080] Как указано выше, отражающая поверхность 206 сформирована на наружной стороне вертикальной стенки 205, которая по меньшей мере частично прозрачна для света, падающего на нее изнутри корпуса 102 устройства, например, для второй части 212 света и/или вышеупомянутой второй внутренней части 312 света. Таким образом, свет, падающий на внутреннюю поверхность вертикальной стенки 205, может проходить сквозь отражающую поверхность 206 к выходному отверстию 208 и формировать по меньшей мере часть выходящего света 112 светового индикатора 108. Для этого вертикальная стенка 205 изготавливается из прозрачного или полупрозрачного материала, такого как стекло, термопласт (например, акриловый) и т.п. В конкретном примере вертикальная стенка 205 может быть выполнена в виде полупрозрачного зеркала, внутренняя поверхность которого способна пропускать падающий на нее свет, обеспечивая его прохождение сквозь вертикальную стенку 205, а наружная сторона - отражать падающий на нее свет. Предполагается, что вертикальная стенка 205, на которой сформирована отражающая поверхность 206, может быть изготовлена из непрозрачного (светонепроницаемого) материала. В таких вариантах осуществления вторая внутренняя часть 212 света и вторая внутренняя часть 312 света по существу отсутствуют.

[081] Для более равномерного распределения света, отраженного от отражающей поверхности 206 и/или прошедшего сквозь нее, по высоте 216 выходного отверстия 208 отражающая поверхность 206 изогнута. Например, в некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии поперечное сечение отражающей поверхности 206 может описываться дугой окружности или эллипса, перекрывающей выходное отверстие 208 светового индикатора 108 по высоте 216 и глубине 218. В других не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии поперечное сечение отражающей поверхности 206 может описываться сплайновой кривой, перекрывающей выходное отверстие 208 по высоте 216 и глубине 218. Очевидно, что для задания поперечного сечения отражающей поверхности 206 могут использоваться и другие кривые, в том числе, среди прочего, кривая Безье, В-сплайн, сплайн Эрмита и т.д.

[082] Кроме того, в некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии величина кривизны отражающей поверхности 206 может оставаться неизменной на всем протяжении выходного отверстия 208. В других не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии величина кривизны отражающей поверхности 206 может изменяться по высоте 216 выходного отверстия 208. В соответствии с некоторыми не имеющими ограничительного характера вариантами осуществления настоящей технологии, максимальная величина кривизны отражающей поверхности 206 составляет 0,46 мм^-1 (то есть минимальный радиус кривизны равен 2,17 мм). Допускаются и другие величины кривизны отражающей поверхности 206.

Выходное отверстие

[083] Как показано на фиг. 2 и 3, выходное отверстие 208 светового индикатора 108 выполнено между внешним краем верхней поверхности 104 и ближайшим продольным краем боковых стенок 106, то есть их верхним краем в ориентации, показанной на фиг. 2.

[084] Как наиболее наглядно показано на фиг. 2, выходное отверстие 208 характеризуется (1) высотой 216, определяемой расстоянием между внешним краем верхней поверхности 104 и верхним краем боковых стенок 106, и (2) глубиной 218, определяемой максимальным расстоянием между верхним краем боковых стенок 106 и отражающей поверхностью 206. Высота 216 и глубина 218 выходного отверстия 208 задают аспектное отношение отверстия. В некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии аспектное отношение находится в диапазоне приблизительно от 0,96 до 1,53. В одном конкретном примере аспектное отношение составляет приблизительно 1,24. В другом конкретном примере аспектное отношение составляет приблизительно 1,19.

[085] Разработчики настоящей технологии установили, что такие значения аспектного отношения между высотой 216 и глубиной 218 в сочетании с кривизной отражающей поверхности 206 позволяют увеличить вертикальный угол 110 выходного светового потока светового индикатора 108 до 45 градусов, что обеспечивает дополнительное улучшение видимости выходящего света 112 для пользователя громкоговорящих устройств 100 и 100'.

[086] Таким образом, в соответствии с некоторыми не имеющими ограничительного характера вариантами осуществления настоящей технологии, конкретные значения высоты 216 и глубины 218 выходного отверстия 208 могут выбираться в соответствии с заданным значением указанного выше аспектного отношения. Например, в некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии высота 216 выходного отверстия 208 может находиться в диапазоне от 4,35 до 5,35 мм, а глубина 218 выходного отверстия - в диапазоне от 3,50 до 4,50 мм. Возможны и другие значения высоты 216 и глубины 218 выходного отверстия 208, удовлетворяющие заданному значению аспектного отношения между ними, указанному выше неисчерпывающим образом.

[087] Таким образом, в некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии, относящихся к громкоговорящему устройству 100 со световым индикатором 108, содержащим световод 204, который описан выше со ссылкой на фиг. 2, источник 202 света, световод 204 и отражающая поверхность 206 могут быть размещены внутри громкоговорящего устройства 100 таким образом, что первая часть 211 света, излучаемая источником 202 света, (1) попадает в световод 204, (2) распространяется по нему вдоль оптического пути 214 световода 204 до отражающей поверхности 206 и (3) отражается от отражающей поверхности 206, формируя выходящий свет 112, который выходит из громкоговорящего устройства 100 через выходное отверстие 208 с вертикальным углом 110 выходного светового потока.

[088] Разработчики настоящей технологии установили, что в таких вариантах осуществления форма описанного выше выходного отверстия 208 обеспечивает увеличение вертикального угла 110 выходного светового потока светового индикатора 108 до 45 градусов. Это позволяет повысить заметность выходного света 112 для пользователя громкоговорящего устройства 100 и, следовательно, улучшить впечатления пользователя от взаимодействия с громкоговорящим устройством 100.

[089] В других не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии (например, в тех, где источник 202 света способен рассеивать излучаемый свет в окружающем пространстве) выходящий свет 112 светового индикатора 108 может также формироваться за счет второй части 212 света. В частности, в таких вариантах осуществления вторая часть 212 света проходит сквозь отражающую поверхность 206 с внутренней поверхности вертикальной стенки 205 и объединяется с первой частью 211 света, отраженной от отражающей поверхности 206, формируя тем самым выходящий свет 112.

[090] Таким образом, вторая часть 212 света, проходящая сквозь отражающую поверхность 206, позволяет увеличить интенсивность выходящего света 112 и/или добиться ее более равномерного распределения по высоте 216 выходного отверстия 208, что дополнительно улучшает видимость выходящего света 112 для пользователя громкоговорящего устройства 100.

[091] В некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии, относящихся к громкоговорящему устройству 100', световой индикатор 108' которого содержит другой световод 204', описанный выше со ссылкой на фиг. 3, световой индикатор 108' получает свет по дополнительным оптическим путям 314, сформированным для света, излучаемого источником 202 света. В частности, в таких вариантах осуществления другой световод 204' образует оптический путь 214 для первой внутренней части 311 света, который обеспечивает формирование по меньшей мере части выходящего света 112 аналогично первой части 211 света, как описано выше со ссылкой на фиг. 2. За счет одного или нескольких выступов 302 формируются дополнительные оптические пути 314, по которым свет попадает в эти выступы, отклоняясь от оптического пути 214. Один или несколько выступов 302 распространяют попадающий туда свет, формируя тем самым вторую внутреннюю часть 312 света. Кроме того, вторая внутренняя часть 312 света проходит сквозь отражающую поверхность 206 вертикальной стенки 205 и объединяется с первой внутренней частью 311 света, отраженной от отражающей поверхности 206, формируя тем самым выходящий свет 112 светового индикатора 108.

[092] Также предполагается, что в варианте осуществления, показанном на фиг. 3, свет, распространяющийся от источника 202 света сквозь отражающую поверхность 206 минуя световод 204, может вносить вклад в выходящий свет 112 наряду со второй внутренней частью 312 света.

[093] Разработчики настоящей технологии установили, что один или несколько выступов 302 позволяют «размазывать» (и, таким образом, исключать) так называемые световые пятна в вертикальном сечении выходящего света 112 и за счет этого обеспечивать еще более равномерное распределение его интенсивности по высоте 216 выходного отверстия 208.

[094] Для специалиста в данной области могут быть очевидными возможные изменения и усовершенствования описанных выше вариантов осуществления настоящей технологии. Предшествующее описание приведено лишь в иллюстративных целях, а не для ограничения объема изобретения. Объем охраны настоящей технологии определяется исключительно объемом приложенной формулы изобретения.

Изобретение относится к акустике. Громкоговорящее устройство с корпусом устройства, содержащим: верхнюю поверхность; отражающую поверхность, расположенную вниз от внешнего края верхней поверхности; стенку, перекрывающуюся с отражающей поверхностью; отверстие, выполненное между внешним краем верхней поверхности и верхним краем стенки; источник света, размещенный внутри корпуса устройства; и световод, размещенный внутри корпуса устройства, оптически связанный с источником света и расположенный между источником света и отверстием. При этом отражающая поверхность, источник света, световод и по меньшей мере одна стенка расположены так, что свет, излучаемый источником света, проходит через световод к отражающей поверхности, отражается от нее и выходит из громкоговорящего устройства через отверстие, а высота и глубина отверстия задают его аспектное отношение в диапазоне от приблизительно 0,96 до приблизительно 1,53. Технический результат – увеличение угла обзора, с которого возможно наблюдение света. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Громкоговорящее устройство с корпусом устройства, содержащим:

- верхнюю поверхность;

- отражающую поверхность, по меньшей мере частично расположенную вниз от внешнего края верхней поверхности;

- по меньшей мере одну стенку, по меньшей мере частично перекрывающуюся с отражающей поверхностью;

- отверстие, выполненное между внешним краем верхней поверхности и верхним краем по меньшей мере одной стенки;

- источник света, размещенный внутри корпуса устройства; и

- световод, размещенный внутри корпуса устройства, оптически связанный с источником света и по меньшей мере частично расположенный между источником света и отверстием,

при этом отражающая поверхность, источник света, световод и по меньшей мере одна стенка расположены так, что свет, излучаемый источником света, проходит через световод к отражающей поверхности, отражается от нее и выходит из громкоговорящего устройства через отверстие, а высота и глубина отверстия задают его аспектное отношение в диапазоне от приблизительно 0,96 до приблизительно 1,53.

2. Громкоговорящее устройство по п. 1, в котором аспектное отношение отверстия составляет приблизительно 1,24.

3. Громкоговорящее устройство по п. 1, в котором аспектное отношение отверстия составляет приблизительно 1,19.

4. Громкоговорящее устройство по п. 1, в котором высота отверстия находится в диапазоне от приблизительно 4,35 до приблизительно 5,35 мм.

5. Громкоговорящее устройство по п. 1, в котором глубина отверстия находится в диапазоне от приблизительно 3,5 до приблизительно 4,5 мм.

6. Громкоговорящее устройство по п. 1, в котором высота отверстия находится в диапазоне от приблизительно 4,35 до приблизительно 5,35 мм, а глубина отверстия - в диапазоне от приблизительно 3,5 до приблизительно 4,5 мм.

7. Громкоговорящее устройство по п. 1, в котором:

- часть корпуса устройства, образующая отражающую поверхность, по меньшей мере частично прозрачна для света, излучаемого источником света;

- первая часть света, излучаемого источником света, проходит через световод и отражается от отражающей поверхности; и

- вторая часть света, излучаемого источником света, проходит сквозь часть корпуса устройства, образующую отражающую поверхность.

8. Громкоговорящее устройство по п. 7, в котором вторая часть до ее прохождения сквозь часть корпуса устройства, образующую отражающую поверхность, проходит сквозь боковую стенку световода.

9. Громкоговорящее устройство по п. 8, в котором:

- боковая стенка световода имеет один или несколько поперечных выступов, способных рассеивать проходящий сквозь них свет; и

- вторая часть до ее прохождения сквозь часть корпуса устройства, образующую отражающую поверхность, распространяется сквозь один или несколько поперечных выступов.

10. Громкоговорящее устройство по п. 1, в котором источник света содержит один или несколько светоизлучающих диодов.

11. Громкоговорящее устройство по п. 1, в котором поперечное сечение части корпуса устройства, образующей отражающую поверхность, определяется сплайновой кривой, перекрывающей отверстие по высоте и глубине.

12. Громкоговорящее устройство по п. 1, в котором максимальная кривизна части корпуса устройства, образующей отражающую поверхность, составляет приблизительно 0,46 мм^-1.

13. Громкоговорящее устройство с корпусом устройства, содержащим:

- панель управления, имеющую наружную поверхность и внутреннюю поверхность;

- отражающую поверхность, по меньшей мере частично расположенную в поперечном направлении от внешнего края внутренней поверхности панели управления;

- по меньшей мере одну стенку, по меньшей мере частично перекрывающуюся с отражающей поверхностью;

- отверстие, выполненное между внешним краем внутренней поверхности и ближайшим продольным краем по меньшей мере одной стенки;

- источник света, размещенный внутри корпуса устройства; и

- световод, размещенный внутри корпуса устройства, оптически связанный с источником света и по меньшей мере частично расположенный между источником света и отверстием,

при этом отражающая поверхность, источник света, световод и по меньшей мере одна стенка расположены так, что свет, излучаемый источником света, проходит через световод к отражающей поверхности, отражается от нее и выходит из громкоговорящего устройства через отверстие, а высота и глубина отверстия задают его аспектное отношение в диапазоне от приблизительно 0,96 до приблизительно 1,53.