專利名稱：揚(yáng)聲器和輸出聲音的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種揚(yáng)聲器和輸出聲音的方法。更特別地，本發(fā)明涉及一種揚(yáng)聲器等，其中根據(jù)聲信號(hào)被驅(qū)動(dòng)的激勵(lì)器被用于與振動(dòng)膜一起振動(dòng)，從而得到聲輸出。
背景技術(shù)：
日本專利申請(qǐng)公開No.H04-313999已經(jīng)公開了一種揚(yáng)聲器，其中磁致伸縮激勵(lì)器被用于與振動(dòng)膜一起振動(dòng)，從而得到聲輸出。磁致伸縮激勵(lì)器指的是一種激勵(lì)器，其中使用形狀可通過施加外部磁場(chǎng)而改變的磁致伸縮元件。
圖1示出了一種用于獲得聲輸出的聲輸出裝置300的構(gòu)型。該聲輸出裝置300具有播放器301、放大器302、磁致伸縮激勵(lì)器303、和振動(dòng)膜304。在該裝置300中，磁致伸縮激勵(lì)器303和振動(dòng)膜304構(gòu)成了揚(yáng)聲器305。
播放器301再現(xiàn)例如光盤(CD)、小型盤(MD)、數(shù)字化多用途光盤(DVD)并且輸出其聲信號(hào)。放大器302從播放器301接收這些聲信號(hào)，并且隨后使其放大并將其供給至磁致伸縮激勵(lì)器303。磁致伸縮激勵(lì)器303具有用于傳遞任何位移輸出的驅(qū)動(dòng)桿303a。該驅(qū)動(dòng)桿的尖端連接至振動(dòng)膜304。
磁致伸縮激勵(lì)器303根據(jù)聲信號(hào)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)膜304。換句話說，磁致伸縮激勵(lì)器303的驅(qū)動(dòng)桿303a按照聲信號(hào)的波形移動(dòng)，從而該移動(dòng)可被傳遞至振動(dòng)膜304。這使得振動(dòng)膜304能夠輸出與聲信號(hào)相對(duì)應(yīng)的聲音。

發(fā)明內(nèi)容
但是，在聲輸出裝置300的上述揚(yáng)聲器305中，磁致伸縮激勵(lì)器303的驅(qū)動(dòng)桿303a連接至振動(dòng)膜304的平面，并且磁致伸縮激勵(lì)器303僅按一個(gè)與振動(dòng)膜304的平面垂直的振動(dòng)分量而與振動(dòng)膜304一起振動(dòng)，以便獲得聲輸出。
在該裝置中，振動(dòng)膜304在它的振動(dòng)點(diǎn)處大聲地振動(dòng)。聽者可聽到來自該振動(dòng)點(diǎn)處的聲波與其它位置的聲波相比非常大聲。這使得聲像局限于振動(dòng)點(diǎn)處。因此，在聲輸出裝置300中，很難獲得球形的聲像(Global acoustic image)。
提供一種能夠提供這種球形聲像的揚(yáng)聲器和輸出聲音的方法是理想的。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種揚(yáng)聲器，它具有一聲學(xué)振動(dòng)膜和一根據(jù)聲信號(hào)而被驅(qū)動(dòng)的激勵(lì)器。激勵(lì)器的傳遞部分連接至聲學(xué)振動(dòng)膜，并且將激勵(lì)器的位移輸出傳遞至聲學(xué)振動(dòng)膜。激勵(lì)器按至少它的沿聲學(xué)振動(dòng)膜的平面的振動(dòng)分量與聲學(xué)振動(dòng)膜一起振動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的揚(yáng)聲器具有上述聲學(xué)振動(dòng)膜和激勵(lì)器。該聲學(xué)振動(dòng)膜的形狀例如為管形、板形、桿形、球殼形、球形、漏斗形、錐形、和酒杯形。例如，管形的聲學(xué)振動(dòng)膜由卷繞的板狀部件制成，由此可容易地制造揚(yáng)聲器。該聲學(xué)振動(dòng)膜通過激勵(lì)根據(jù)聲信號(hào)而被驅(qū)動(dòng)的激勵(lì)器來振動(dòng)。作為激勵(lì)器，例如，可使用磁致伸縮激勵(lì)器或揚(yáng)聲器單元。
用于將激勵(lì)器的位移輸出傳遞至聲學(xué)振動(dòng)膜的激勵(lì)器的傳遞部分連接至聲學(xué)振動(dòng)膜。該激勵(lì)器按至少它的沿聲學(xué)振動(dòng)膜的平面的振動(dòng)分量與聲學(xué)振動(dòng)膜一起振動(dòng)。在該實(shí)施例中，沿聲學(xué)振動(dòng)膜的平面的振動(dòng)分量隨著激勵(lì)器的傳遞部分的位移方向靠近聲學(xué)振動(dòng)膜的平面方向而增加。例如，如果聲學(xué)振動(dòng)膜具有端面，則該激勵(lì)器按至少它的與聲學(xué)振動(dòng)膜的端面垂直的振動(dòng)分量與聲學(xué)振動(dòng)膜一起振動(dòng)。
因此，激勵(lì)器按它的沿聲學(xué)振動(dòng)膜的平面的振動(dòng)分量與聲學(xué)振動(dòng)膜一起振動(dòng)，其中該振動(dòng)分量平行于聲學(xué)振動(dòng)膜的平面，因此基于聲信號(hào)的彈性波在聲學(xué)振動(dòng)膜的平面方向上傳播。當(dāng)彈性波在聲學(xué)振動(dòng)膜中傳播時(shí)，該彈性波重復(fù)縱波至橫波的模式交換，并且反之亦然，因此，縱波和橫波可在聲學(xué)振動(dòng)膜中混合。橫波沿著聲學(xué)振動(dòng)膜的平面方向(即，與聲學(xué)振動(dòng)膜的端面垂直的方向)激勵(lì)振動(dòng)。這使得振動(dòng)膜可向外發(fā)射聲波，從而獲得聲輸出。
因此，激勵(lì)器按它的沿聲學(xué)振動(dòng)膜的平面的振動(dòng)分量與聲學(xué)振動(dòng)膜一起振動(dòng)，這可防止在振動(dòng)點(diǎn)產(chǎn)生較大的橫波。因此，聽者不會(huì)聽到與來自其它位置的聲波相比聽起來非常大聲的來自該振動(dòng)點(diǎn)處的聲波，因此，可在整個(gè)聲學(xué)振動(dòng)膜上產(chǎn)生聲像。這使得可獲得球形的聲像。
作為聲學(xué)振動(dòng)膜，可使用杯形的聲學(xué)振動(dòng)膜。激勵(lì)器的傳遞部分連接至杯形的聲學(xué)振動(dòng)膜的敞開端面。在該揚(yáng)聲器中，已從聲學(xué)振動(dòng)膜的敞開端面?zhèn)鞑ブ猎撀晫W(xué)振動(dòng)膜的彈性波傳播至直到杯形聲學(xué)振動(dòng)膜的底部。這使得聲學(xué)振動(dòng)膜的底部可向外發(fā)射聲波，從而增強(qiáng)了球形的聲像。
例如，激勵(lì)器被設(shè)置在一底座外殼上，并且聲學(xué)振動(dòng)膜通過一緩沖件設(shè)置在該底座外殼上。因此聲學(xué)振動(dòng)膜通過該緩沖件設(shè)置在底座外殼上，這可防止由激勵(lì)器產(chǎn)生的任何振動(dòng)(彈性波)傳播至底座外殼，并且防止將聲像局限在底座外殼側(cè)。
當(dāng)設(shè)置聲學(xué)振動(dòng)膜時(shí)，其可以可拆卸地設(shè)置在底座外殼上。這使得可在多個(gè)類別的具有不同材料、尺寸、和形狀的聲學(xué)振動(dòng)膜中任意選擇聲學(xué)振動(dòng)膜，以便將其安裝在底座外殼上，從而可獲得各種類型的音色和外觀等。
例如，可設(shè)置多個(gè)激勵(lì)器。該激勵(lì)器的傳遞部分分別連接至聲學(xué)振動(dòng)膜的不同部分。例如，可根據(jù)例如同一聲信號(hào)來驅(qū)動(dòng)多個(gè)激勵(lì)器，從而允許獲得全向性。而且，可分別利用獨(dú)立的聲信號(hào)，例如，利用多通道的聲信號(hào)，利用通過獨(dú)立地根據(jù)聲信號(hào)的水平、延遲時(shí)間、或頻率特性等來調(diào)節(jié)相同的聲信號(hào)而獲得的多個(gè)聲信號(hào)等來驅(qū)動(dòng)多個(gè)激勵(lì)器，從而允許執(zhí)行任何聲場(chǎng)處理，以便增強(qiáng)球形的聲像。
例如，聲學(xué)振動(dòng)膜可由多個(gè)裂開式(split)聲學(xué)振動(dòng)膜構(gòu)成，它們完全或部分地相互分開。在該揚(yáng)聲器中，多個(gè)激勵(lì)器的傳遞部分分別連接至相應(yīng)的裂開式聲學(xué)振動(dòng)膜，從而確保每一個(gè)激勵(lì)器的獨(dú)立地振動(dòng)。這允許，例如上述聲場(chǎng)處理被有效地執(zhí)行。
例如，聲學(xué)振動(dòng)膜可被設(shè)置為使得它的一個(gè)端部位于下側(cè)，激勵(lì)器可被安裝在聲學(xué)振動(dòng)膜的另一個(gè)端部上，而該激勵(lì)器的傳遞部分連接至聲學(xué)振動(dòng)膜的另一個(gè)端部。這使得不具有任何固定的激勵(lì)器可通過慣性力將它的振動(dòng)傳播至聲學(xué)振動(dòng)膜，因?yàn)榧?lì)器不受限制，因此可導(dǎo)致在聲像中出現(xiàn)較少的失真。
根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例，由于用于將激勵(lì)器的位移輸出傳遞至聲學(xué)振動(dòng)膜的激勵(lì)器的傳遞部分連接至聲學(xué)振動(dòng)膜，并且激勵(lì)器按至少它的沿聲學(xué)振動(dòng)膜的平面的振動(dòng)分量與聲學(xué)振動(dòng)膜一起振動(dòng)，就有可能獲得球形的聲像。
本說明書的結(jié)論部分特別指出并且直接要求了本發(fā)明的主題。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員通過參照附圖閱讀該說明書的其余部分，其中相同的附圖標(biāo)記指代相同的元件，將可以更好地理解本發(fā)明操作的組織和方法，以及它的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)和目的。


圖1是方框圖，用于說明現(xiàn)有技術(shù)的聲輸出裝置的構(gòu)型，其中使用磁致伸縮激勵(lì)器；圖2是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的揚(yáng)聲器100A的透視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的揚(yáng)聲器100A的豎直剖視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的揚(yáng)聲器100A的俯視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的揚(yáng)聲器100A的底視圖；圖6是磁致伸縮激勵(lì)器的剖面示意圖；
圖7是表示磁感應(yīng)線的簡(jiǎn)圖；圖8是方框圖，表示用于磁致伸縮激勵(lì)器和揚(yáng)聲器單元的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)型；圖9是一曲線圖，示出了當(dāng)管件沿其徑向振動(dòng)時(shí)，在管件的底部位置，中央位置和頂部位置處的頻率響應(yīng)的模擬結(jié)果；圖10是簡(jiǎn)圖，用于表示當(dāng)管件沿其徑向振動(dòng)時(shí)的振動(dòng)方向；圖11是一曲線圖，示出了當(dāng)管件沿其軸向振動(dòng)時(shí)，在管件的底部位置，中央位置和頂部位置處的頻率響應(yīng)的模擬結(jié)果；圖12是簡(jiǎn)圖，用于表示當(dāng)管件沿其軸向振動(dòng)時(shí)的振動(dòng)方向；圖13是一曲線圖，示出了當(dāng)聲波僅從管件的頂部發(fā)射時(shí)，在管件的底部位置和頂部位置處的聲壓水平(SPL)測(cè)量結(jié)果；圖14是簡(jiǎn)圖，用于表示當(dāng)聲波僅從管件的頂部發(fā)射時(shí)，聲波的發(fā)射方向和待測(cè)量的位置；圖15是一曲線圖，示出了當(dāng)聲波同時(shí)從管件的頂部和底部發(fā)射時(shí)，在管件的底部位置和頂部位置處的SPL測(cè)量結(jié)果；圖16是簡(jiǎn)圖，用于表示當(dāng)聲波同時(shí)從管件的頂部和底部發(fā)射時(shí)，聲波的發(fā)射方向和待測(cè)量的位置；圖17是方框圖，示出了用于磁致伸縮激勵(lì)器和揚(yáng)聲器單元的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的另一構(gòu)型；圖18是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的揚(yáng)聲器100B的豎直剖視圖；圖19是根據(jù)本發(fā)明該另一實(shí)施例的揚(yáng)聲器100B的橫向剖視圖；圖20是根據(jù)本發(fā)明該另一實(shí)施例的揚(yáng)聲器100B的部分省略的俯視圖；圖21是根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的揚(yáng)聲器100C的透視圖；圖22是根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的揚(yáng)聲器100D的透視圖；圖23是根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的揚(yáng)聲器100D的豎直剖視圖；圖24是根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的揚(yáng)聲器100E的透視圖；圖25是根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的揚(yáng)聲器100F的透視圖；圖26是根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的揚(yáng)聲器100G的透視圖；
圖27是根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的揚(yáng)聲器100G的俯視圖；圖28是根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的揚(yáng)聲器100H的透視圖；圖29是根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的揚(yáng)聲器100H的豎直剖視圖；圖30A和30B是簡(jiǎn)圖，各自示出了如何從板狀部件制造管形振動(dòng)膜(管件)；圖31是簡(jiǎn)圖，示出了管件的變型；圖32是簡(jiǎn)圖，示出了管件的另一個(gè)變型；圖33是簡(jiǎn)圖，示出了管件的另一個(gè)變型(兩條裂縫)；圖34是簡(jiǎn)圖，示出了管件的另一個(gè)變型(四條裂縫)；圖35A至35H是簡(jiǎn)圖，分別用于表示聲學(xué)振動(dòng)膜的形狀；圖36A和36B是簡(jiǎn)圖，分別用于表示聲學(xué)振動(dòng)膜的變型；圖37是簡(jiǎn)圖，用于表示聲學(xué)振動(dòng)膜的振動(dòng)方法；圖38A和38B是簡(jiǎn)圖，分別用于表示聲學(xué)振動(dòng)膜的另一振動(dòng)方法；以及圖39A和39B是簡(jiǎn)圖，分別用于表示聲學(xué)振動(dòng)膜的另一振動(dòng)方法。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。圖2-5示出了根據(jù)本發(fā)明揚(yáng)聲器的一個(gè)實(shí)施例的構(gòu)型。圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的揚(yáng)聲器100A的透視圖；圖3是其豎直剖視圖；圖4是其俯視圖；圖5是其底視圖。
揚(yáng)聲器100A具有底座外殼101，管件102，作為激勵(lì)器的磁致伸縮激勵(lì)器103，和揚(yáng)聲器單元104。管件102構(gòu)成了管形振動(dòng)膜，其用作聲學(xué)振動(dòng)膜。磁致伸縮激勵(lì)器103的驅(qū)動(dòng)桿103a構(gòu)成了用于傳遞磁致伸縮激勵(lì)器103的位移輸出的傳遞部分。
底座外殼101例如由合成樹脂制成。該底座外殼101整體上具有類似于圓盤的形狀，在其中央部分具有穿過它的圓筒形開口105。該底座外殼101還具有預(yù)定數(shù)量的腿106，在該實(shí)施例中，為三條腿，它們沿下部外圓周部分以相等的間距間隔。
如果底座外殼101具有三條腿106，則與底座外殼101具有四條腿的情形相比，有可能實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定的設(shè)置，這是因?yàn)檫@三條腿106可以一定與待接觸的任何地方接觸。而且，在底座外殼101的底面設(shè)置腿16，可使得其底面遠(yuǎn)離待接觸的地方，從而允許從揚(yáng)聲器單元104發(fā)射的聲波能夠向外發(fā)射，該揚(yáng)聲器單元104設(shè)置在底座外殼101下方。
管件102例如由預(yù)定的材料制成，例如透明的丙烯酸樹脂。管件102被設(shè)置在底座外殼101上。即，管件102的下端部被設(shè)置在底座外殼101的頂面上的多個(gè)位置，在該實(shí)施例中，通過使用L形的金屬角形件107設(shè)置在四個(gè)位置。管件102的尺寸為，例如長(zhǎng)1000mm，直徑100mm，厚度2mm。
在L形金屬角形件107的兩端，鉆有未示出的用于螺釘?shù)膱A孔。L形角形件107的一端通過螺釘109擰在底座外殼101的頂面上。未示出的每一個(gè)螺釘孔形成在底座外殼101中，其中螺釘109的螺紋固定至該螺釘孔。L形角形件107的端部通過由環(huán)形橡膠件構(gòu)成的緩沖件108固定至底座外殼101的頂面。
L形角形件107的另一端通過螺釘110和螺母111固定至管件102的下端部。未示出的每一個(gè)螺釘孔形成在管件102的底端部中，其中螺釘110的螺紋固定至該螺釘孔。均由環(huán)形橡膠件構(gòu)成的緩沖件112、113位于L形角形件107的另一端和管件102的外表面之間以及螺母111和管件102的內(nèi)表面之間。
這樣插入的緩沖件108、112、113可防止由磁致伸縮激勵(lì)器103產(chǎn)生的任何振動(dòng)(彈性波)通過管件102和L形角形件107傳播至底座外殼101，從而避免將任何聲像局限于底座外殼101。
多個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103，在該實(shí)施例中為四個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器，被設(shè)置在底座外殼101上。該四個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103在管件102的圓形下端面之下并沿該下端面以相等的間距設(shè)置。在底座外殼101的頂面上，形成有多個(gè)分別用于容納磁致伸縮激勵(lì)器103的凹陷114。磁致伸縮激勵(lì)器103以分別容納在凹陷114內(nèi)的方式分別設(shè)置在底座外殼101上。
每一個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103通過由環(huán)形橡膠件構(gòu)成的緩沖件115設(shè)置在底座外殼101的凹陷114的底部。這樣插入的緩沖件115可防止由磁致伸縮激勵(lì)器103產(chǎn)生的任何振動(dòng)傳播至底座外殼101，從而避免將任何聲像局限于底座外殼101。
當(dāng)每一個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103以容納在凹陷114內(nèi)的方式設(shè)置在底座外殼101上時(shí)，每一個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103的驅(qū)動(dòng)桿103a被連接至管件102的下端面。此時(shí)，每一個(gè)驅(qū)動(dòng)桿103a的位移方向沿與管件102的下端面垂直的方向定向，即，沿管件102的軸向定向。該軸向與沿管件102的平面的方向(平行于管件102的平面的方向)相一致。這種構(gòu)型使得磁致伸縮激勵(lì)器103可按它們的與管件102的下端面垂直的振動(dòng)分量與管件102的下端面一起振動(dòng)。
圖6示出了磁致伸縮激勵(lì)器103的構(gòu)型。該磁致伸縮激勵(lì)器103具有沿延伸方向移動(dòng)的桿狀磁致伸縮元件151；用于產(chǎn)生磁場(chǎng)的螺線管152，其定位在該磁致伸縮元件151周圍；作為驅(qū)動(dòng)部件的驅(qū)動(dòng)桿103a，其連接至磁致伸縮元件151的端部并傳遞磁致伸縮激勵(lì)器103的任何位移輸出；和容器154，用于將磁致伸縮元件151和螺線管152容納于其中。
容器154由固定盤支座161，永磁體162，和管狀外殼163a，163b構(gòu)成。磁致伸縮元件151的另一端連接至用于支撐磁致伸縮元件151的固定盤支座161。向磁致伸縮元件151施加偏置靜磁場(chǎng)的永磁體162和構(gòu)成磁路的管狀外殼163a、163b位于被它們包圍的磁致伸縮元件151周圍。管狀外殼163a、163b被安裝在永磁體162的兩側(cè)，即驅(qū)動(dòng)桿103a側(cè)和固定盤支座161側(cè)。該管狀外殼163a、163b由鐵磁材料制成，從而偏置靜磁場(chǎng)可被有效地施加至磁致伸縮元件151。如果固定盤支座161也由鐵磁材料制成，則偏置靜磁場(chǎng)可被更有效地施加至磁致伸縮元件151。
在驅(qū)動(dòng)桿103a和容器154之間有一個(gè)間隙155。驅(qū)動(dòng)桿103a由鐵磁材料制成，因此它可由永磁體162吸引。這種構(gòu)型使得在驅(qū)動(dòng)桿103a和容器154之間產(chǎn)生吸引磁力。因此，該吸引磁力允許向與驅(qū)動(dòng)桿103a相連的磁致伸縮元件151施加預(yù)載荷。
圖7示出了在圖6的磁致伸縮激勵(lì)器103中的磁感應(yīng)線。該磁感應(yīng)線從永磁體162開始，穿過管狀外殼163a、間隙155、驅(qū)動(dòng)桿103a、和固定盤支座161，并且通過管狀外殼163b返回至永磁體162。這使得在驅(qū)動(dòng)桿103a和容器154之間產(chǎn)生吸引磁力，因此，該吸引磁力允許向磁致伸縮元件151施加預(yù)載荷。一部分磁感應(yīng)線從永磁體162開始，穿過管狀外殼163a、間隙155、驅(qū)動(dòng)桿103a、磁致伸縮元件151、和固定盤支座161，并且通過管狀外殼163b返回至永磁體162。這使得可向磁致伸縮元件151施加偏置靜磁場(chǎng)。
在磁致伸縮激勵(lì)器103中，驅(qū)動(dòng)桿103a未通過軸承支撐。這使得不會(huì)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)桿103a與軸承的摩擦問題，從而可顯著降低位移輸出的損失。
在磁致伸縮激勵(lì)器103中，吸引磁力允許向磁致伸縮元件151施加預(yù)載荷。即使是磁致伸縮元件151的移動(dòng)期間很短，這也能允許預(yù)載荷保持被穩(wěn)定地施加于其，從而可根據(jù)供至螺線管152的控制電流獲得適當(dāng)?shù)奈灰戚敵觥?br> 因此，在磁致伸縮激勵(lì)器103中，流過螺線管152的控制電流和驅(qū)動(dòng)桿103a的位移之間的關(guān)系變成接近于線性關(guān)系。這使得可減少根據(jù)磁致伸縮激勵(lì)器103的特性產(chǎn)生的任何失真，從而降低反饋調(diào)節(jié)的負(fù)擔(dān)。
在磁致伸縮激勵(lì)器103中，永磁體162位于兩個(gè)管狀外殼163a，163b之間，因此，與永磁體被安裝在固定盤支座161的位置上的情形相比，可向磁致伸縮元件151更均勻地施加偏置靜磁場(chǎng)。在該實(shí)施例中，無需提供任何軸承以用于支撐驅(qū)動(dòng)桿103a，任何聯(lián)接部件以用于將驅(qū)動(dòng)桿103a聯(lián)接至容器154，任何彈簧以用于向磁致伸縮元件151施加預(yù)載荷，等等，從而可容易地減小磁致伸縮激勵(lì)器103的尺寸并以較低的價(jià)格制造它。
管件102和每一個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103構(gòu)成了用于高聲頻頻帶范圍的揚(yáng)聲器部件，以便用作高頻揚(yáng)聲器。揚(yáng)聲器單元104構(gòu)成了用于低聲頻頻帶范圍的揚(yáng)聲器部件，以便用作低頻揚(yáng)聲器。
揚(yáng)聲器單元104通過使用未示出的螺釘安裝在底座外殼101上，它的正面倒置并且在底座外殼101下端處封閉開口105。
在該實(shí)施例中，揚(yáng)聲器單元104被設(shè)置成使得它可置于與管件102相同的軸線上。從揚(yáng)聲器單元104的正面發(fā)出的正相位聲波穿過底座外殼101的底部而射出。從揚(yáng)聲器單元104的背面發(fā)出的負(fù)相位聲波穿過開口105和管件102而從管件102的上端部發(fā)射到外部。在該實(shí)施例中，管件102用作共振器。
由橡膠材料制成的緩沖件116被設(shè)在管件102的下端面和底座外殼101的頂面之間。這可防止由磁致伸縮激勵(lì)器103產(chǎn)生的任何振動(dòng)通過管件102傳播至底座外殼101，并可通過管件102增加密封，從而管件102可極好地用作共振器。
圖8示出了用于四個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103和揚(yáng)聲器單元104的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)型。
構(gòu)成立體聲信號(hào)的該聲信號(hào)的左成分AL和右成分AR被提供至加法器121。該加法器將聲信號(hào)的這些成分AL和AR彼此相加以便產(chǎn)生單耳聲信號(hào)SA。高通濾波器122接收該單耳聲信號(hào)SA并從中提取高頻范圍(high range)成分SAH。均衡器123接收該高頻范圍成分SAH并調(diào)節(jié)其頻率特性，以使得它與磁致伸縮激勵(lì)器103相一致。放大器124-1至124-4分別接收并且放大該經(jīng)調(diào)節(jié)的高頻范圍成分SAH，以便將其作為控制信號(hào)提供至四個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103。這使得四個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103被相同的高頻范圍成分SAH所驅(qū)動(dòng)，因此它們的驅(qū)動(dòng)桿103a可相應(yīng)于高頻范圍成分SAH移動(dòng)。
低通濾波器125接收單耳聲信號(hào)SA并從中提取低頻范圍(lowrange)成分SAL。均衡器126接收該低頻范圍成分SAL并調(diào)節(jié)其頻率特性，以使得它與由管件102構(gòu)成的共振器相一致。延遲電路127接收并使經(jīng)調(diào)節(jié)的低頻范圍成分SAL延遲幾毫秒。放大器128接收并放大該延遲后的低頻范圍成分SAL，以便將其作為控制信號(hào)提供至揚(yáng)聲器單元104。這使得揚(yáng)聲器單元104可由低頻范圍成分SAL驅(qū)動(dòng)。
將延遲電路127插入到低頻范圍成分SAL供向揚(yáng)聲器單元的供給路徑中，使得與高頻范圍的聲波從管件102發(fā)出時(shí)的時(shí)間點(diǎn)相比，低頻范圍的聲波從揚(yáng)聲器單元104發(fā)出時(shí)的時(shí)間點(diǎn)能被延遲。這使得聽者易于感覺到在管件102上的聲像，其中管件102根據(jù)人類的聽覺特性發(fā)出高頻范圍的聲波，使得聲像根據(jù)所聽到聲音的高頻范圍而定。
下面將描述示于圖2-5的揚(yáng)聲器100A的操作。
容納并且設(shè)置在底座外殼101中的四個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103被單耳聲信號(hào)SA的高頻范圍成分SAH驅(qū)動(dòng)。它們的驅(qū)動(dòng)桿103a相應(yīng)于高頻范圍成分SAH而移動(dòng)。根據(jù)每一個(gè)驅(qū)動(dòng)桿103a的位移，管件102按它的與管件102的下端面垂直的振動(dòng)分量(沿管件102的平面)振動(dòng)。
管件102的下端面被一個(gè)縱波激勵(lì)并且一個(gè)彈性波(振動(dòng))沿著管件102的平面方向向其傳播。當(dāng)該彈性波傳播到管件102時(shí)，彈性波重復(fù)縱波至橫波的模式交換，并且反之亦然，因此，縱波和橫波可在那里混合。橫波在管件102的水平方向上(即，與管件102的平面垂直的方向)激勵(lì)振動(dòng)。這使得聲波能從管件102向外發(fā)射。換句話說，管件102的外表面可發(fā)出與高頻范圍成分SAH相對(duì)應(yīng)的高頻范圍的聲輸出。
應(yīng)該注意的是，在該實(shí)施例中，在管件102的圓形下端面之下并沿該下端面以相同間距設(shè)置在底座外殼101中的四個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103根據(jù)單耳聲信號(hào)SA的相同高頻范圍成分SAH被驅(qū)動(dòng)，因此，管件102的圓周可向各個(gè)方向發(fā)出高頻范圍的聲輸出。
安裝在底座外殼101底部上的揚(yáng)聲器單元104根據(jù)單耳聲信號(hào)SA的低頻范圍成分SAL被驅(qū)動(dòng)。揚(yáng)聲器單元104的正面發(fā)出低頻范圍(正相位)的聲輸出，因此，該聲輸出可從底座外殼101的底部向外發(fā)射。而且，揚(yáng)聲器單元104的背面發(fā)出低頻范圍(負(fù)相位)的聲輸出，因此，該聲輸出可從管件102的頂部通過開口105和管件102向外發(fā)射。
根據(jù)圖2-5中所示的揚(yáng)聲器100A，磁致伸縮激勵(lì)器103根據(jù)單耳聲信號(hào)SA的高頻范圍成分SAH被驅(qū)動(dòng)，按它們的與管件102的下端面垂直的振動(dòng)分量而與管件102的下端面一起振動(dòng)。這可防止在振動(dòng)點(diǎn)處產(chǎn)生較大的橫波。因此，聽者不會(huì)聽到與來自其它位置的聲波相比聽起來非常大聲的來自振動(dòng)點(diǎn)處的聲波，因此，可在整個(gè)管件102上沿其縱向產(chǎn)生聲像。這使得可獲得球形的聲像。
下面將描述模擬，其中輸入恒定的加速度，并且示出的輸出為管件102在它的下端面沿軸向振動(dòng)(情形1)以及管件102在它的下端面沿其徑向振動(dòng)(情形2)情況下的加速度。在這些模擬中，設(shè)想使用由丙烯酸樹脂制成的管件102，其具有1000mm的長(zhǎng)度，100mm的直徑，和2mm的厚度。
圖9示出了當(dāng)管件102沿其徑向，即圖10中箭頭所指的方向振動(dòng)時(shí)的模擬情況。曲線“a”表示管件102的底部位置102a，即位于中心軸C上與管件102的下端面相距2.8367cm處的頻率響應(yīng)；曲線“b”表示管件102的中間位置102b，即位于中心軸C上與管件102的下端面相距50cm處的頻率響應(yīng)；曲線“c”表示管件102的頂部位置102c，即位于中心軸C上與管件102的下端面相距95.337cm處的頻率響應(yīng)。
如果管件102沿其徑向振動(dòng)，則在振動(dòng)點(diǎn)處將產(chǎn)生較大的橫波。因此，聽者可聽到與來自其它位置的聲波相比聽起來非常大聲的來自振動(dòng)點(diǎn)處的聲波，因此，這些位置處的加速度(聲壓)之間的差值可相對(duì)較大。這使得聽者在沿管件102的縱向的各個(gè)位置處可感到不均勻的聲壓。這阻止了獲得球形的聲像。
圖11示出了管件102沿其軸向，即按圖12的箭頭所示的方向發(fā)生振動(dòng)的模擬情況。曲線“a”表示管件102的底部位置102a，即位于中心軸C上與管件102的下端面相距2.8367cm處的頻率響應(yīng)；曲線“b”表示管件102的中間位置102b，即位于中心軸C上與管件102的下端面相距50cm處的頻率響應(yīng)；曲線“c”表示管件102的頂部位置102c，即位于中心軸C上與管件102的下端面相距95.337cm處的頻率響應(yīng)。
如果管件102沿其軸向(與管件102的下端面垂直的方向)振動(dòng)，則在振動(dòng)點(diǎn)處不會(huì)產(chǎn)生較大的橫波。因此，聽者不會(huì)聽到與來自其它位置的聲波相比聽起來非常大聲的來自振動(dòng)點(diǎn)處的聲波，因此，這些位置處的加速度(聲壓)之間的差值可相對(duì)較小。這使得聽者在沿管件102的縱向的各個(gè)位置處可感到均勻的聲壓。從而允許獲得球形的聲像。
根據(jù)示于圖2-5的揚(yáng)聲器100A，磁致伸縮激勵(lì)器103與管件102的下端面一起振動(dòng)，以使得聲波可從管件102沿其縱向的各位置處發(fā)射。這使得與單耳聲信號(hào)SA的高頻范圍成分SAH相對(duì)應(yīng)的高頻范圍聲輸出可從管件102的外表面發(fā)射出去。因此，在該揚(yáng)聲器100A中，在產(chǎn)生聲像的管件102的位置處不具有任何驅(qū)動(dòng)裝置如磁致伸縮激勵(lì)器，因此，如果管件102由完全透明的材料制成，則看不到驅(qū)動(dòng)裝置。因此，有可能在管件102上顯示任何可視信息，例如所發(fā)聲音的伴隨的可視信息，而不會(huì)被驅(qū)動(dòng)裝置阻斷。
根據(jù)示于圖2-5的揚(yáng)聲器100A，從附著在底座外殼101底部上的揚(yáng)聲器單元104的正面發(fā)出的低頻范圍(正相位)的聲輸出可從底座外殼101的底部向外發(fā)射，并且從揚(yáng)聲器單元104的背面發(fā)出的低頻范圍(負(fù)相位)的聲輸出可從管件102的頂部通過開口105和管件102向外發(fā)射。相對(duì)于在管件102沿其縱向的各位置處產(chǎn)生的低頻范圍的聲輸出，這使得聽者可感覺到均勻的聲壓，從而，可在整個(gè)管件102上沿其縱向產(chǎn)生聲像，以便獲得球形的聲像。
頂部位置M1和底部位置M2處的聲壓水平(SPL)通過使用麥克風(fēng)在下面的測(cè)量(1)和(2)中被測(cè)量，其中頂部位置M1和底部位置M2分別距管件102的上部和底部各一米。測(cè)量(1)相應(yīng)于聲波SW僅從管件102的頂部發(fā)出的情形，測(cè)量(2)相應(yīng)于聲波SW同時(shí)從管件102的頂部和底部發(fā)出的情形。
圖13示出了當(dāng)聲波SW僅從管件102的頂部，即按圖14的箭頭所示方向發(fā)出時(shí)測(cè)量(1)的結(jié)果。曲線“a”表示頂部位置M1處的SPL，曲線“b”表示底部位置M2處的SPL。如圖13所示，當(dāng)聲波SW僅從管件102的頂部發(fā)出時(shí)，底部位置M2處的SPL小于頂部位置M1處的SPL。相對(duì)于在整個(gè)管件102上沿其縱向產(chǎn)生的低頻范圍聲輸出，這可阻止聽者感覺到均勻的聲壓。
圖15示出了當(dāng)聲波SW同時(shí)從管件102的頂部和底部，即按圖16的箭頭所示方向發(fā)出時(shí)測(cè)量(2)的結(jié)果。曲線“a”表示頂部位置M1處的SPL，曲線“b”表示底部位置M2處的SPL。如圖15所示，當(dāng)聲波SW同時(shí)從管件102的頂部和底部發(fā)出時(shí)，底部位置M2處的SPL幾乎等于頂部位置M1處的SPL。相對(duì)于在整個(gè)管件102上沿其縱向產(chǎn)生的低頻范圍聲輸出，這允許聽者感覺到均勻的聲壓。
用于磁致伸縮激勵(lì)器103和揚(yáng)聲器單元104的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)已進(jìn)行描述，因此它的構(gòu)型可為圖8所示的那樣，并且四個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103可被單耳聲信號(hào)SA的相同高頻范圍成分SAH驅(qū)動(dòng)。但是，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該四個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103可被分別的高頻范圍成分SAH驅(qū)動(dòng)。
圖17示出了用于四個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103和揚(yáng)聲器單元104的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的另一構(gòu)型。在圖17中，相同的附圖標(biāo)記指代與圖8相同的元件，并將省略對(duì)其的詳細(xì)描述。
由高通濾波器(HPF)122提取的單耳聲信號(hào)SA的高頻范圍成分SAH被提供至四個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)129-1至129-4。該四個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器129-1至129-4分別獨(dú)立地調(diào)節(jié)高頻范圍成分SAH的水平，延遲時(shí)間，頻率特性等等。放大器124-1至124-4分別接收并且放大通過四個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器129-1至129-4調(diào)節(jié)后的高頻范圍成分SAH1至SAH4。四個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103隨后分別接收作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)的該放大后的高頻范圍成分SAH1至SAH4。因此，該四個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103根據(jù)單獨(dú)的高頻范圍成分SAH1至SAH4被分別驅(qū)動(dòng)，從而使得這些磁致伸縮激勵(lì)器103可根據(jù)高頻范圍成分SAH1至SAH4獨(dú)立地移動(dòng)。
由低通濾波器(LPF)125提取的單耳聲信號(hào)SA的低頻范圍成分SAL被提供至DSP 130。DSP 130執(zhí)行例如與如圖8所示的在均衡器126和延遲電路127中執(zhí)行的處理相一致的處理。放大器128從DSP130接收并放大低頻范圍成分SAL。揚(yáng)聲器單元104隨后接收作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)的被放大的低頻范圍成分SAL。因此，揚(yáng)聲器單元104根據(jù)低頻范圍成分SAL被驅(qū)動(dòng)。
根據(jù)示于圖17的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)型，該四個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103根據(jù)由DSP129-1至129-4的處理而分別獲得的高頻范圍成分SAH1至SAH4被分別驅(qū)動(dòng)，因此，有可能處理聲場(chǎng)以便增強(qiáng)球形的聲像。
應(yīng)該注意的是，盡管在示于圖17的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)型中，用于驅(qū)動(dòng)四個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103的高頻范圍成分SAH1至SAH4從單耳聲信號(hào)SA中提取出來，但是在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，它們可從構(gòu)成立體聲信號(hào)的左聲信號(hào)AL和右聲信號(hào)AR，或者從多通道聲信號(hào)中提取出來。
下面將描述根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的揚(yáng)聲器100B。圖18-20示出了根據(jù)本發(fā)明的該另一實(shí)施例的揚(yáng)聲器100B的構(gòu)型。圖18是揚(yáng)聲器100B的豎直剖視圖；圖19是揚(yáng)聲器100B的橫向剖視圖，清楚地示出了它的沿圖18中線A-A剖開的下部；圖20是揚(yáng)聲器100B的俯視圖(沿圖18中線A-A剖開的下部將被部分地省略)。在圖18-20中，相同的附圖標(biāo)記指代與圖2-5相同的元件，因此將省略對(duì)其的詳細(xì)說明。
除具有如圖2-5所示的揚(yáng)聲器100A的構(gòu)型外，揚(yáng)聲器100B還具有用于支承管件102的支承件131。支承件131具有將被設(shè)置在底座外殼101的頂面上的下交叉桿132，將被設(shè)置在管件102的頂部上的上交叉桿133，和桿134。桿134的一端連接至下交叉桿132的中心，并且其另一端連接至上交叉桿133的中心。
下交叉桿132的四個(gè)端部分別具有未示出的用于螺釘?shù)膱A孔。其四個(gè)端部通過螺釘135分別固定至底座外殼101的頂面。未示出的每一個(gè)螺釘孔形成在底座外殼101中，其中每一個(gè)螺釘135的螺紋固定至該孔。
上交叉桿133的四個(gè)端部133e分別被做得較寬并呈直角向下折疊。該四個(gè)端部133e分別具有未示出的螺釘所用的圓孔。上交叉桿133的四個(gè)端部133e分別通過螺釘136和螺母137固定至管件102的頂部。未示出的每一個(gè)螺釘孔形成在管件102的頂部中，其中螺釘136的螺紋固定至該孔。
各自由環(huán)形橡膠件構(gòu)成的緩沖件138、139位于上交叉桿133的四個(gè)端部133e中每一個(gè)和管件102的外表面之間，以及螺母137中每一個(gè)和管件102的內(nèi)表面之間。這可防止由磁致伸縮激勵(lì)器103產(chǎn)生的振動(dòng)(彈性波)通過管件102和支承件131而傳播至底座外殼101。
圖18-20所示的揚(yáng)聲器100B的其余部分與圖2-5所示的揚(yáng)聲器100A類似。圖18-20所示的揚(yáng)聲器100B的操作與圖2-5所示的揚(yáng)聲器100A的操作類似。
根據(jù)揚(yáng)聲器100B，可獲得與揚(yáng)聲器100A類似的極好的效果，并且，如果管件102是細(xì)長(zhǎng)的，由于支承件131支承著管件102，這可保證它的平衡。支承件131由上述的桿134等制成，因此，它在管件中的占據(jù)容積可以較小，這對(duì)于作為共振器的管件102的任何功能來說幾乎沒有影響。
下面將描述根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的揚(yáng)聲器100C。圖21示出了根據(jù)本發(fā)明該又一實(shí)施例的揚(yáng)聲器100C的構(gòu)型。圖21是揚(yáng)聲器100C的透視圖。在圖21中，相同的附圖標(biāo)記指代與圖2相同的元件，因此省略對(duì)其的詳細(xì)說明。
在該揚(yáng)聲器100C中，作為具有底部的管件的杯狀件102c被用于代替圖2所示的揚(yáng)聲器100A的管件102。該杯狀件102c倒置地設(shè)置在底座外殼101的頂面上，其上部被底部102d封閉并且其下部敞開。怎樣設(shè)置杯狀件102c類似于管件102的設(shè)置，因此省略對(duì)其的詳細(xì)說明。
設(shè)置在底座外殼101中的磁致伸縮激勵(lì)器103的驅(qū)動(dòng)桿103a分別連接至杯狀件102c的下端面。這使得杯狀件102c可通過磁致伸縮激勵(lì)器103按它們的與杯狀件102c的下端面垂直的振動(dòng)分量從它的下端面開始振動(dòng)，這與上述管件102類似。
應(yīng)該注意的是，在該揚(yáng)聲器100C中，在杯狀件102c的下端面和底座外殼101之間不像圖2所示的揚(yáng)聲器100A那樣設(shè)置有緩沖件。這是因?yàn)椋瓲罴?02c的上部被底部102d封閉，因此不具有共振器的功能，所以無需像共振器那樣增強(qiáng)它的密封。
圖21所示的揚(yáng)聲器100C的其余部分與圖2所示的揚(yáng)聲器100A類似。圖21所示的揚(yáng)聲器100C的操作與圖2所示的揚(yáng)聲器100A的操作類似，除了杯狀件102c不具有共振器的功能之外。
根據(jù)該揚(yáng)聲器100C，磁致伸縮激勵(lì)器103根據(jù)單耳聲信號(hào)SA的高頻范圍成分SAH被驅(qū)動(dòng)，按它們的與杯狀件102c的下端面垂直的振動(dòng)分量而與杯狀件102c的下端面一起振動(dòng)。這可防止在振動(dòng)點(diǎn)處產(chǎn)生較大的橫波。因此，聽者不會(huì)聽到與來自其它位置的聲波相比聽起來非常大聲的來自振動(dòng)點(diǎn)處的聲波，因此，可在整個(gè)杯狀件102c上沿其縱向產(chǎn)生聲像。這使得可獲得球形的聲像。
根據(jù)該揚(yáng)聲器100C，由于杯狀件102c的上部被底部102d所封閉，因此由磁致伸縮激勵(lì)器103產(chǎn)生的任何振動(dòng)(彈性波)可傳播至直到該底部102d，以至于底部102d也可向外發(fā)射聲波，從而增強(qiáng)球形聲像。
下面將描述根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的揚(yáng)聲器100D。圖22和23示出了根據(jù)本發(fā)明該又一實(shí)施例的揚(yáng)聲器100D的構(gòu)型。圖22是揚(yáng)聲器100D的透視圖，圖23是沿示于圖22的線B-B剖開的揚(yáng)聲器100D的豎直剖視圖。在圖22和23中，相同的附圖標(biāo)記指代與圖2和3相同的元件，因此將省略對(duì)其的詳細(xì)說明。
盡管在示于圖2和3的揚(yáng)聲器100A中，管件102被用作管形的聲學(xué)振動(dòng)膜，但是在根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例的揚(yáng)聲器100D中，矩形丙烯酸板102D被用作板形的聲學(xué)振動(dòng)膜。
丙烯酸板102D被設(shè)置在底座外殼101上。即，丙烯酸板102D的下端部被設(shè)置在底座外殼101的頂面上的多個(gè)位置，在該實(shí)施例中，通過兩個(gè)L形金屬角形件141a和141b設(shè)置在兩個(gè)位置。
在每一個(gè)L形金屬角形件141a和141b的兩端，分別鉆有用于螺釘?shù)奈词境龅膱A孔。每一個(gè)L形角形件141a和141b的一端通過螺釘142a或142b擰在底座外殼101的頂面上。未示出的每一個(gè)螺釘孔形成在底座外殼101中，其中每一個(gè)螺釘142a、142b的螺紋固定至該螺釘孔。L形角形件141a、141b的端部通過各自由環(huán)形橡膠件構(gòu)成的緩沖件143a、143b分別固定至底座外殼101的頂面。
L形角形件141a、141b的另一端通過螺釘144和螺母145固定至丙烯酸板102D的下端部。未示出的每一個(gè)螺釘孔形成在丙烯酸板102D的下端部中，其中每一個(gè)螺釘144的螺紋固定至該螺釘孔。應(yīng)該注意的是，L形角形件141a位于丙烯酸板102D的一側(cè)，而L形角形件141b位于丙烯酸板102D的另一側(cè)。各自由環(huán)形橡膠件構(gòu)成的緩沖件146a、146b位于L形角形件141a的另一端和丙烯酸板102D的側(cè)面之間以及L形角形件141b的另一端和丙烯酸板102D的另一側(cè)面之間。
這樣插入的緩沖件143a、143b、146a和146b可防止由磁致伸縮激勵(lì)器103產(chǎn)生的任何振動(dòng)(彈性波)通過丙烯酸板102D和L形角形件141a、141b傳播至底座外殼101，從而避免將任何聲像局限于底座外殼101。
多個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103，在該實(shí)施例中為兩個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器被設(shè)置在底座外殼101中。該兩個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103位于丙烯酸板102D的下端面之下并沿該下端面設(shè)置。在底座外殼101的頂面上，形成有多個(gè)分別用于容納磁致伸縮激勵(lì)器103的凹陷147。磁致伸縮激勵(lì)器103以容納在凹陷147內(nèi)的方式分別設(shè)置在底座外殼101上。
每一個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103通過由環(huán)形橡膠件構(gòu)成的緩沖件148設(shè)置在底座外殼101的凹陷147的底部。這樣插入的緩沖件148可防止由磁致伸縮激勵(lì)器103產(chǎn)生的任何振動(dòng)傳播至底座外殼101，從而避免將任何聲像局限于底座外殼101。
當(dāng)每一個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103以容納在凹陷147內(nèi)的方式設(shè)置在底座外殼101上時(shí)，每一個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103的驅(qū)動(dòng)桿103a被連接至丙烯酸板102D的下端面。此時(shí)，每一個(gè)驅(qū)動(dòng)桿103a的位移方向沿與丙烯酸板102D的下端面垂直的方向定向，即，沿著丙烯酸板102D的平面的方向定向。這種構(gòu)型使得磁致伸縮激勵(lì)器103按它們的與丙烯酸板102D的下端面垂直的振動(dòng)分量與丙烯酸板102D的下端面一起振動(dòng)。
兩個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103由例如圖8所示的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)相同的高頻范圍成分SAH驅(qū)動(dòng)，因此它們的驅(qū)動(dòng)桿103a可相應(yīng)于高頻范圍成分SAH移動(dòng)?？商鎿Q地，該兩個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103分別由例如圖17所示的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)分別的高頻范圍成分SAH1、SAH2驅(qū)動(dòng)，因此它們的驅(qū)動(dòng)桿103a可分別相應(yīng)于它們的相應(yīng)高頻范圍成分SAH1、SAH2移動(dòng)。
下面將描述圖22和23所示的揚(yáng)聲器100D的操作。
容納并且設(shè)置在底座外殼101中的兩個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103例如通過單耳聲信號(hào)SA的高頻范圍成分SAH驅(qū)動(dòng)。它們的驅(qū)動(dòng)桿103a相應(yīng)于高頻范圍成分SAH而移動(dòng)。根據(jù)每一個(gè)驅(qū)動(dòng)桿103a的位移，磁致伸縮激勵(lì)器103按它們的與丙烯酸板102D的下端面垂直的振動(dòng)分量與丙烯酸板102D的下端面一起振動(dòng)。
丙烯酸板102D的下端面被一個(gè)縱波激勵(lì)并且一個(gè)彈性波(振動(dòng))傳播至丙烯酸板102D的平面方向。當(dāng)該彈性波傳播到丙烯酸板102D時(shí)，彈性波重復(fù)縱波至橫波的模式交換，并且反之亦然，因此，縱波和橫波可在那里混合。橫波在丙烯酸板102D的水平方向上(即，與丙烯酸板102D的平面垂直的方向)激勵(lì)振動(dòng)。這使得聲波能從丙烯酸板102D的兩個(gè)側(cè)面發(fā)射。換句話說，丙烯酸板102D的外表面可發(fā)出與高頻范圍成分SAH相對(duì)應(yīng)的高頻范圍的聲輸出。
安裝在底座外殼101底部上的揚(yáng)聲器單元104根據(jù)單耳聲信號(hào)SA的低頻范圍成分SAL被驅(qū)動(dòng)。揚(yáng)聲器單元104的正面發(fā)出低頻范圍(正相位)的聲輸出，因此，該聲輸出可從底座外殼101的底部向外發(fā)射。而且，揚(yáng)聲器單元104的背面發(fā)出低頻范圍(負(fù)相位)的聲輸出，因此，該聲輸出可從底座外殼101的頂面通過開口105向外發(fā)射。
根據(jù)圖22和23的揚(yáng)聲器100D，磁致伸縮激勵(lì)器103根據(jù)單耳聲信號(hào)SA的高頻范圍成分SAH被驅(qū)動(dòng)，按它們的與丙烯酸板102D的下端面垂直的振動(dòng)分量與丙烯酸板102D的下端面一起振動(dòng)。這可防止在振動(dòng)點(diǎn)處產(chǎn)生較大的橫波。因此，聽者不會(huì)聽到與來自其它位置的聲波相比聽起來非常大聲的來自振動(dòng)點(diǎn)處的聲波，因此，可在丙烯酸板102D的整個(gè)表面上產(chǎn)生聲像。這使得可獲得球形的聲像。
根據(jù)圖22和23所示的揚(yáng)聲器100D，磁致伸縮激勵(lì)器103與丙烯酸板102D的下端面一起振動(dòng)，因此聲波可從丙烯酸板102D沿其縱向的各位置發(fā)射。這使得與單耳聲信號(hào)SA的高頻范圍成分SAH相對(duì)應(yīng)的高頻范圍聲輸出可從丙烯酸板102D的外表面發(fā)射出去。因此，在該揚(yáng)聲器100D中，在產(chǎn)生聲像的丙烯酸板102D的位置處不具有任何驅(qū)動(dòng)裝置，例如磁致伸縮激勵(lì)器，因此，如果丙烯酸板102D由完全透明的材料制成，則看不到驅(qū)動(dòng)裝置。因此，有可能在丙烯酸板102D上顯示任何可視信息，例如所發(fā)聲音伴隨的可視信息，而不會(huì)被驅(qū)動(dòng)裝置阻斷。
下面將描述根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的揚(yáng)聲器100E。圖24示出了根據(jù)本發(fā)明該另一實(shí)施例的揚(yáng)聲器100E的構(gòu)型。圖24是揚(yáng)聲器100E的透視圖。在圖24中，相同的附圖標(biāo)記指代與圖2相同的元件，因此將省略對(duì)其的詳細(xì)說明。
在該揚(yáng)聲器100E中，不具有開口的盤狀底座外殼101E被用于代替圖2所示的揚(yáng)聲器100A的底座外殼101。管件102被設(shè)置在盤狀底座外殼101E的頂面上，并且四個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103(在該圖中僅示出了兩個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103)被容納并設(shè)置在其中。設(shè)置該管件102和磁致伸縮激勵(lì)器103的方式類似于圖2所示的揚(yáng)聲器100A，因此將省略對(duì)其的詳細(xì)說明。
應(yīng)該注意的是，在該揚(yáng)聲器100E中，在底座外殼101E上未安裝揚(yáng)聲器單元。
四個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103通過例如圖8所示的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)相同的高頻范圍成分SAH驅(qū)動(dòng)，因此它們的驅(qū)動(dòng)桿103a可相應(yīng)于它們的相應(yīng)高頻范圍成分SAH移動(dòng)?？商鎿Q地，該四個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103分別通過例如圖17所示的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)分別的高頻范圍成分SAH1至SAH4驅(qū)動(dòng)，因此它們的驅(qū)動(dòng)桿103a可分別相應(yīng)于它們的相應(yīng)高頻范圍成分SAH1至SAH4移動(dòng)。
圖24所示的揚(yáng)聲器100E的其余部分與圖2所示的揚(yáng)聲器100A類似。該揚(yáng)聲器100E中的管件102和磁致伸縮激勵(lì)器103的操作與圖2所示的揚(yáng)聲器100A的操作類似，從而可從管件102的外表面獲得與高頻范圍成分SAH相應(yīng)的高頻范圍的聲輸出。
根據(jù)該揚(yáng)聲器100E，與圖2所示的揚(yáng)聲器100A類似，磁致伸縮激勵(lì)器103根據(jù)單耳聲信號(hào)SA的高頻范圍成分SAH被驅(qū)動(dòng)，按它們的與管件102的下端面垂直的振動(dòng)分量而與管件102的下端面一起振動(dòng)。這可防止在振動(dòng)點(diǎn)處產(chǎn)生較大的橫波。因此，聽者不會(huì)聽到與來自其它位置的聲波相比聽起來非常大聲的來自振動(dòng)點(diǎn)處的聲波，因此，可在整個(gè)管件102上沿其縱向產(chǎn)生聲像。這使得可獲得球形的聲像。
下面將描述根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的揚(yáng)聲器100F。圖25示出了根據(jù)本發(fā)明該另一實(shí)施例的揚(yáng)聲器100F的構(gòu)型。圖25是揚(yáng)聲器100F的透視圖。在圖25中，相同的附圖標(biāo)記指代與圖22相同的元件，因此將省略對(duì)其的詳細(xì)說明。
在該揚(yáng)聲器100F中，不具有開口的盤狀底座外殼101E被用于代替圖22所示的揚(yáng)聲器100D的底座外殼101。丙烯酸板102D被設(shè)置在盤狀底座外殼101E的頂面上，并且兩個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103被容納并設(shè)置在其中。設(shè)置該丙烯酸板102D和磁致伸縮激勵(lì)器103的方式類似于圖22所示的揚(yáng)聲器100D，因此將省略對(duì)其的詳細(xì)說明。
應(yīng)該注意的是，在該揚(yáng)聲器100F中，在底座外殼101E上未安裝揚(yáng)聲器單元。
兩個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103通過例如圖8所示的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)相同的高頻范圍成分SAH驅(qū)動(dòng)，因此它們的驅(qū)動(dòng)桿103a可相應(yīng)于它們的相應(yīng)高頻范圍成分SAH移動(dòng)?？商鎿Q地，該兩個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103分別通過例如圖17所示的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)分別的高頻范圍成分SAH1和SAH2驅(qū)動(dòng)，因此它們的驅(qū)動(dòng)桿103a可分別相應(yīng)于它們的相應(yīng)高頻范圍成分SAH1和SAH2移動(dòng)。
圖25所示的揚(yáng)聲器100F的其余部分與圖22所示的揚(yáng)聲器100D類似。該揚(yáng)聲器100F中的丙烯酸板102D和磁致伸縮激勵(lì)器103的操作與圖22所示的揚(yáng)聲器100D的操作類似，從而可從丙烯酸板102D的外表面獲得與高頻范圍成分SAH相應(yīng)的高頻范圍的聲輸出。
根據(jù)該揚(yáng)聲器100F，與圖22所示的揚(yáng)聲器100D類似，磁致伸縮激勵(lì)器103根據(jù)例如單耳聲信號(hào)SA的高頻范圍成分SAH被驅(qū)動(dòng)，按它們的與丙烯酸板102D的下端面垂直(沿丙烯酸板102D的平面方向)的振動(dòng)分量與丙烯酸板102D的下端面一起振動(dòng)。這可防止在振動(dòng)點(diǎn)處產(chǎn)生較大的橫波。因此，聽者不會(huì)聽到與來自其它位置的聲波相比聽起來非常大聲的來自振動(dòng)點(diǎn)處的聲波，因此，可在丙烯酸板102D的整個(gè)表面上產(chǎn)生聲像。這使得可獲得球形的聲像。
下面將描述根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的揚(yáng)聲器100G。圖26和27示出了根據(jù)本發(fā)明該另一實(shí)施例的揚(yáng)聲器100G的構(gòu)型。圖26是揚(yáng)聲器100G的透視圖，圖27是揚(yáng)聲器100G的俯視圖。在圖26和27中，相同的附圖標(biāo)記指代與圖2-5相同的元件，因此將省略對(duì)其的詳細(xì)說明。
該揚(yáng)聲器100G具有外殼171，用作聲學(xué)振動(dòng)膜的管件102，和用作激勵(lì)器的磁致伸縮激勵(lì)器103。外殼171例如由合成樹脂制成并且具有盤狀形狀。該外殼171安裝在管件102的頂部上。
多個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103，在該實(shí)施例中為四個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器上下倒置地設(shè)置在外殼171中。該四個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103在管件102的圓形頂端面之上并沿該頂端面以相等的間距設(shè)置。在外殼171的底面上，形成有各自用于容納磁致伸縮激勵(lì)器103的未示出的凹陷。磁致伸縮激勵(lì)器103以容納在這些凹陷內(nèi)的方式分別設(shè)置在外殼171中。
設(shè)置并且容納在外殼171中的四個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103的前端分別與管件102的頂端面連接。在該實(shí)施例中，每一個(gè)驅(qū)動(dòng)桿103a的位移方向被定向?yàn)檠刂c管件102的頂端面垂直的方向，即，定向于管件102的軸向。該軸向與沿管件102的平面方向(平行于管件102的平面的方向)相一致。這種構(gòu)型使得磁致伸縮激勵(lì)器103可按它們的與管件102的頂端面垂直的振動(dòng)分量而與管件102的頂端面一起振動(dòng)。
四個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103通過例如圖8所示的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)相同的高頻范圍成分SAH驅(qū)動(dòng)，因此它們的驅(qū)動(dòng)桿103a可相應(yīng)于高頻范圍成分SAH移動(dòng)?？商鎿Q地，該四個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103分別通過例如圖17所示的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)分別的高頻范圍成分SAH1至SAH4驅(qū)動(dòng)，因此它們的驅(qū)動(dòng)桿103a可分別相應(yīng)于它們的相應(yīng)高頻范圍成分SAH1至SAH4移動(dòng)。
該揚(yáng)聲器100G中的管件102和磁致伸縮激勵(lì)器103的操作與圖2所示的揚(yáng)聲器100A的操作類似，從而可從管件102的外表面獲得與高頻范圍成分SAH相應(yīng)的高頻范圍的聲輸出。
根據(jù)該揚(yáng)聲器100G，與圖2所示的揚(yáng)聲器100A類似，磁致伸縮激勵(lì)器103根據(jù)單耳聲信號(hào)SA的高頻范圍成分SAH被驅(qū)動(dòng)，按它們的與管件102的頂端面垂直的振動(dòng)分量與管件102的頂端面一起振動(dòng)。這可防止在振動(dòng)點(diǎn)處產(chǎn)生較大的橫波。因此，聽者不會(huì)聽到與來自其它位置的聲波相比聽起來非常大聲的來自振動(dòng)點(diǎn)處的聲波，因此，可在整個(gè)管件102上沿其縱向產(chǎn)生聲像。這使得可獲得球形的聲像。
根據(jù)該揚(yáng)聲器100G，磁致伸縮激勵(lì)器103被設(shè)置在安裝于管件102的頂端面上的外殼171中，因此，每一個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103不固定，并且可通過慣性力向管件102傳播任何振動(dòng)。這使得磁致伸縮激勵(lì)器103能不受限制，從而聲像中失真較小。
下面將描述根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的揚(yáng)聲器100H。圖28和29示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的揚(yáng)聲器100H的構(gòu)型。圖28是揚(yáng)聲器100H的透視圖，圖29是揚(yáng)聲器100H的豎直剖視圖。在圖28和29中，相同的附圖標(biāo)記指代與圖2和3相同的元件，因此將省略對(duì)其的詳細(xì)說明。
該揚(yáng)聲器100H具有底座外殼101、用作聲學(xué)振動(dòng)膜的管件102、和用作電動(dòng)激勵(lì)器的揚(yáng)聲器單元172。
揚(yáng)聲器單元172安裝在底座外殼101上，它朝向上并且封閉著開口105。如圖29所示，該揚(yáng)聲器單元172具有單元框架172a、錐172b、邊緣172c、極靴172d、磁鐵172e、磁軛172f，和頂板172g。
管件102的下端部被設(shè)置在單元框架172a的多個(gè)位置，在該實(shí)施例中，被設(shè)置在四個(gè)位置。在單元框架172a和管件102的每一個(gè)中，分別鉆有未示出的用于螺釘?shù)膱A孔。管件102的下端部通過螺釘173和螺母174固定至該單元框架172a。各自由環(huán)形橡膠件構(gòu)成的緩沖件175、176位于單元框架172a和管件102的外表面之間，以及螺母174和管件102的內(nèi)表面之間。
當(dāng)管件102的下端部按照上述被設(shè)置至單元框架172a時(shí)，管件102的下端面連接至揚(yáng)聲器單元172的錐172b。錐172b構(gòu)成了激勵(lì)器的傳遞部分，用于將激勵(lì)器的位移輸出傳遞至聲學(xué)振動(dòng)膜。這種構(gòu)型使得揚(yáng)聲器單元172的錐172b可按它的與管件102的下端面垂直的振動(dòng)分量與管件102的下端面一起振動(dòng)。
這樣插入的緩沖件175，176可防止由揚(yáng)聲器單元172的錐172b產(chǎn)生的任何振動(dòng)通過管件102和單元框架172a傳播至底座外殼101，從而避免將任何聲像局限于底座外殼101。
揚(yáng)聲器單元172通過例如從單耳聲信號(hào)SA中提取出來的高頻范圍成分SAH驅(qū)動(dòng)，以使得錐172b可相應(yīng)于該高頻范圍成分SAH移動(dòng)。
下面將描述圖28和29所示的揚(yáng)聲器100H的操作。
連接至底座外殼101的揚(yáng)聲器單元172通過單耳聲信號(hào)SA的高頻范圍成分SAH被驅(qū)動(dòng)。它的錐172b相應(yīng)于高頻范圍成分SAH而移動(dòng)。根據(jù)錐172b的位移，管件102的下端面按錐172b的與管件102的下端面垂直(沿管件102的平面)的振動(dòng)分量而振動(dòng)。
管件102的下端面被一個(gè)縱波激勵(lì)并且一個(gè)彈性波(振動(dòng))傳播至管件102。當(dāng)該彈性波傳播到管件102時(shí)，彈性波重復(fù)縱波至橫波的模式交換，并且反之亦然，因此，縱波和橫波可在那里混合。橫波在管件102的水平方向上(即，與管件102的平面垂直的方向)激勵(lì)振動(dòng)。這使得聲波能從管件102發(fā)射。換句話說，管件102的外表面可發(fā)出與高頻范圍成分SAH相應(yīng)的高頻范圍的聲輸出。
根據(jù)圖28和29的揚(yáng)聲器100H，揚(yáng)聲器單元172根據(jù)單耳聲信號(hào)SA的高頻范圍成分SAH被驅(qū)動(dòng)，按它的與管件102的下端面垂直的振動(dòng)分量與管件102的下端面一起振動(dòng)。這可防止在振動(dòng)點(diǎn)處產(chǎn)生較大的橫波。因此，聽者不會(huì)聽到與來自其它位置的聲波相比聽起來非常大聲的來自振動(dòng)點(diǎn)處的聲波，因此，可在整個(gè)管件102上沿其縱向產(chǎn)生聲像。這使得可獲得球形的聲像。
盡管在上面的實(shí)施例中，圓筒形的管件102被用作管形的聲學(xué)振動(dòng)膜，但是本發(fā)明并不限于此。也可以使用方形的管件。而且，作為圓筒形的管件，其可通過卷繞板狀部件來制造。這使得管形的聲學(xué)振動(dòng)膜可被容易地制造。例如，如圖30A所示的板狀部件181可被卷繞以制造如圖30B所示的管件182。在該管件182中，在圖30B中以箭頭P表示的邊緣通過膠粘劑等相互粘結(jié)在一起。應(yīng)該注意的是，如圖31所示，不將其邊緣粘接在一起而被制造的具有字母C形斷面的管件182’也可被用作管形的聲學(xué)振動(dòng)膜。
圖32示出了通過折疊板狀部件制造的方形管件183。盡管在該管件183中，以箭頭Q表示的邊緣沒有相互粘接在一起，因此它可裂開一個(gè)裂縫，但是本發(fā)明并不限于此。該邊緣可完全地彼此粘接在一起。
盡管在上面的實(shí)施例中，已經(jīng)示出了整體的聲學(xué)振動(dòng)膜(管件或丙烯酸板)，其中磁致伸縮激勵(lì)器103與該聲學(xué)振動(dòng)膜一起振動(dòng)，但是本發(fā)明并不限于此。例如，如圖33所示，可使用被劈成至少兩個(gè)部分的方形管件184。圖33示出了方形管件184被兩條裂縫184a、184b裂開的情形。而且，圖34示出了管件185被四條裂縫185a-185d裂開的情形。
應(yīng)該注意的是，盡管在圖33中，方形管件184被裂縫184a、184b完全裂開，但是本發(fā)明并不限于此。被兩條其長(zhǎng)度小于管件的整個(gè)長(zhǎng)度的裂縫部分地裂開的管件也可使用?？商鎿Q地，盡管在圖34中，管件185被裂縫185a-185d部分地裂開，但是本發(fā)明并不限于此。被四條其長(zhǎng)度等于管件的總長(zhǎng)度的裂縫完全地裂開的管件也可使用。
管件184、185底部的箭頭表示振動(dòng)傳遞的方向。這種構(gòu)型，即聲學(xué)振動(dòng)膜被裂成至少兩個(gè)部分，允許保證在每一個(gè)激勵(lì)器上的激勵(lì)可獨(dú)立進(jìn)行，從而能有效地執(zhí)行上述聲場(chǎng)處理。
盡管在上面的實(shí)施例中，作為管形聲學(xué)振動(dòng)膜的管件102和作為板狀聲學(xué)振動(dòng)膜的丙烯酸板102D被用作聲學(xué)振動(dòng)膜，但是本發(fā)明并不限于此。也可使用具有其它形狀的聲學(xué)振動(dòng)膜。例如，圖35A示出了桿形的聲學(xué)振動(dòng)膜186a；圖35B示出了球殼形的聲學(xué)振動(dòng)膜186b；圖35c示出了球形的聲學(xué)振動(dòng)膜186c；圖35D示出了圓錐形的聲學(xué)振動(dòng)膜186d；圖35E和35F分別示出了漏斗形的聲學(xué)振動(dòng)膜186e，186f；圖35G示出了酒杯形的聲學(xué)振動(dòng)膜186g；圖35H示出了圓筒形的聲學(xué)振動(dòng)膜186h，其直徑逐漸變大。應(yīng)該注意的是，當(dāng)聲學(xué)振動(dòng)膜具有如圖35D或35E所示的圓錐形或漏斗形時(shí)，一個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103與該圓錐或漏斗的頂點(diǎn)一起振動(dòng)，從而可獲得全向的聲學(xué)振動(dòng)膜。
即使是使用這些聲學(xué)振動(dòng)膜，當(dāng)磁致伸縮激勵(lì)器按至少其沿聲學(xué)振動(dòng)膜的平面的振動(dòng)分量與聲學(xué)振動(dòng)膜中的任意一個(gè)一起振動(dòng)時(shí)，來自振動(dòng)點(diǎn)處的水平也可降低，從而能夠獲得球形的聲像。
在上面的實(shí)施例中，管件102和丙烯酸板102D通過其下端面設(shè)置在底座外殼101的頂面上(見圖2和22)。在那種情況下，它們可通過螺釘109、142a固定或松開，從而它們可根據(jù)需要被連接或拆卸。此時(shí)，用戶可根據(jù)他或她的選擇改變聲學(xué)振動(dòng)膜，因此如圖36A所示，丙烯酸板102D可被設(shè)置在底座外殼101上，或者如圖36B所示，木制板102D’可被設(shè)置在底座外殼101上。
因此，聲學(xué)振動(dòng)膜可拆卸地設(shè)置在底座外殼101上，允許用戶在多個(gè)類別的具有不同材料、尺寸、和形狀的聲學(xué)振動(dòng)膜中任意選擇聲學(xué)振動(dòng)膜，并將其連接至底座外殼101，從而可獲得各種類型的音色和外觀。
在如圖2所示的揚(yáng)聲器100A中，在管件102的圓形下端面之下并沿該下端面以相等間距設(shè)置的四個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103按它們的與管件102的下端面垂直的振動(dòng)分量與管件102一起振動(dòng)，因此管件102的整個(gè)外表面可以全向發(fā)射高頻范圍的聲輸出。如圖37所示，如果一個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103的驅(qū)動(dòng)桿103a連接至管件191的整個(gè)下端面，并且磁致伸縮激勵(lì)器103與管件191一起振動(dòng)，則管件191的整個(gè)外表面就有可能以全向發(fā)射高頻范圍的聲輸出。
盡管在圖2所示的揚(yáng)聲器100A和圖22所示的揚(yáng)聲器100D中，每一個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103的驅(qū)動(dòng)桿103a直接連接至作為聲學(xué)振動(dòng)膜的管件102和丙烯酸板102D中每一個(gè)的下端面，但是本發(fā)明并不限于此。每一個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103的驅(qū)動(dòng)桿103a可間接連接至聲學(xué)振動(dòng)膜并與其一起振動(dòng)。
例如，圖38A和38B示出了聲學(xué)振動(dòng)膜的一種情形，其中丙烯酸圓盤193連接至管件192的整個(gè)下端面并且該磁致伸縮激勵(lì)器103的驅(qū)動(dòng)桿103a連接至該丙烯酸圓盤193的下端面。圖38A是該聲學(xué)振動(dòng)膜的透視圖，圖38B是其豎直剖視圖。在該聲學(xué)振動(dòng)膜中，例如，0.5mm的薄且輕的聚碳酸酯管可被用作管件192，因此磁致伸縮激勵(lì)器103可按它的與管件192的下端面垂直的振動(dòng)分量與管件192一起振動(dòng)，從而使得管件192的整個(gè)外表面可以全向發(fā)射高頻范圍的聲輸出。應(yīng)該注意的是，圖38B所示的箭頭表示在管件192中傳遞任何振動(dòng)的方向。這種構(gòu)型可通過一個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103以低成本實(shí)現(xiàn)。
而且，圖39A和39B示出了聲學(xué)振動(dòng)膜的一種情形，其中，例如在丙烯酸管件194的圓形下端面之下并沿該下端面以相等間距設(shè)置的兩個(gè)磁致伸縮激勵(lì)器103按它們的與管件194的下端面垂直的振動(dòng)分量與管件194一起振動(dòng)，并且插入板195分別位于磁致伸縮激勵(lì)器103的驅(qū)動(dòng)桿103a和管件194的下端面之間。圖39A是該聲學(xué)振動(dòng)膜的透視圖，圖39B是其豎直剖視圖。在該聲學(xué)振動(dòng)膜中，插入板195可由各種材料制成，例如木頭、鋁、和玻璃。由于特征振動(dòng)模式根據(jù)材料而互不相同，因此可根據(jù)所選定的材料獲得任意類型的音色。
盡管在上面的實(shí)施例中，磁致伸縮激勵(lì)器103和電動(dòng)激勵(lì)器用作激勵(lì)器，但是本發(fā)明并不限于此。當(dāng)然，壓電激勵(lì)器等也可被用作激勵(lì)器以實(shí)現(xiàn)與上面的實(shí)施例相同的揚(yáng)聲器。
根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例，有可能在可接受的較寬范圍內(nèi)獲得球形的聲像，因此本發(fā)明適用于視聽設(shè)備的揚(yáng)聲器等。
本發(fā)明的技術(shù)人員應(yīng)該理解，各種改進(jìn)、組合、變型和改變可根據(jù)設(shè)計(jì)要求和其它因素產(chǎn)生，只要它們落在所附權(quán)利要求或其等效物的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種揚(yáng)聲器，包括聲學(xué)振動(dòng)膜；和根據(jù)聲信號(hào)而被驅(qū)動(dòng)的激勵(lì)器，所述激勵(lì)器具有將激勵(lì)器的位移輸出傳遞至聲學(xué)振動(dòng)膜的傳遞部分，所述傳遞部分直接或間接連接至聲學(xué)振動(dòng)膜，其中激勵(lì)器按至少它的沿聲學(xué)振動(dòng)膜的平面的振動(dòng)分量與聲學(xué)振動(dòng)膜一起振動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器，其中聲學(xué)振動(dòng)膜具有一端面；并且其中激勵(lì)器按至少它的與聲學(xué)振動(dòng)膜的端面垂直的振動(dòng)分量與聲學(xué)振動(dòng)膜一起振動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器，其中聲學(xué)振動(dòng)膜為杯形；并且其中激勵(lì)器的傳遞部分連接至杯形聲學(xué)振動(dòng)膜的敞開端面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器，其中聲學(xué)振動(dòng)膜為管形，并且激勵(lì)器的傳遞部分連接至管形聲學(xué)振動(dòng)膜的一側(cè)的端面；并且其中管形的聲學(xué)振動(dòng)膜由卷繞的板狀部件制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器，還包括底座外殼，其中激勵(lì)器被設(shè)置在該底座外殼上；并且其中聲學(xué)振動(dòng)膜通過一緩沖件設(shè)置在該底座外殼上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的揚(yáng)聲器，其中聲學(xué)振動(dòng)膜可拆卸地設(shè)置在底座外殼上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器，其中設(shè)置有多個(gè)激勵(lì)器；并且其中激勵(lì)器的傳遞部分分別連接至聲學(xué)振動(dòng)膜的不同部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的揚(yáng)聲器，其中多個(gè)激勵(lì)器通過相同的聲信號(hào)驅(qū)動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的揚(yáng)聲器，其中多個(gè)激勵(lì)器分別通過獨(dú)立的聲信號(hào)驅(qū)動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器，其中激勵(lì)器是磁致伸縮激勵(lì)器和電動(dòng)激勵(lì)器之一。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的揚(yáng)聲器，其中聲學(xué)振動(dòng)膜包括多個(gè)裂開式聲學(xué)振動(dòng)膜；并且其中多個(gè)激勵(lì)器的傳遞部分分別連接至相應(yīng)的裂開式聲學(xué)振動(dòng)膜。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器，其中聲學(xué)振動(dòng)膜被設(shè)置為使得它的一個(gè)端部位于下側(cè)；并且其中該激勵(lì)器被安裝在聲學(xué)振動(dòng)膜的另一個(gè)端部上，而該激勵(lì)器的傳遞部分連接至聲學(xué)振動(dòng)膜的另一個(gè)端部。
13.一種輸出聲音的方法，所述方法包括以下步驟通過使用基于聲信號(hào)的彈性波沿著聲學(xué)振動(dòng)膜的水平方向激勵(lì)振動(dòng)，所述彈性波沿聲學(xué)振動(dòng)膜的平面?zhèn)鞑?；和向外部發(fā)射聲波。
14.一種輸出聲音的方法，其中具有一端面的聲學(xué)振動(dòng)膜通過具有一用于傳遞激勵(lì)器的位移輸出的傳遞部分的激勵(lì)器振動(dòng)，所述激勵(lì)器根據(jù)聲信號(hào)被驅(qū)動(dòng)，所述方法包括以下步驟使激勵(lì)器的傳遞部分連接至聲學(xué)振動(dòng)膜的端面；和按至少激勵(lì)器的與聲學(xué)振動(dòng)膜的端面垂直的振動(dòng)分量與聲學(xué)振動(dòng)膜一起振動(dòng)。
全文摘要
一種揚(yáng)聲器，包括聲學(xué)振動(dòng)膜，和根據(jù)聲信號(hào)而被驅(qū)動(dòng)的激勵(lì)器。該激勵(lì)器具有直接或間接連接至聲學(xué)振動(dòng)膜并且將激勵(lì)器的位移輸出傳遞至聲學(xué)振動(dòng)膜的傳遞部分。該激勵(lì)器按至少它的沿聲學(xué)振動(dòng)膜的平面的振動(dòng)分量與聲學(xué)振動(dòng)膜一起振動(dòng)。
文檔編號(hào)H04R15/00GK1980491SQ20061016591
公開日2007年6月13日 申請(qǐng)日期2006年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月9日
發(fā)明者鈴木伸和, 瓜生勝, 大橋芳雄 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社