專(zhuān)利名稱：揚(yáng)聲器設(shè)備和用于驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及揚(yáng)聲器設(shè)備以及用于驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器設(shè)備的方法，所述揚(yáng)聲器 設(shè)備用于通過(guò)由諸如磁致伸縮致動(dòng)器的致動(dòng)器向聲學(xué)振動(dòng)板施加振動(dòng)來(lái)回 放聲音。
背景技術(shù)：
已經(jīng)開(kāi)發(fā)了用于通過(guò)由致動(dòng)器(例如磁致伸縮的致動(dòng)器)向聲學(xué)振動(dòng) 板施加振動(dòng)來(lái)回放聲音的揚(yáng)聲器設(shè)備。
如圖18所示，在一種這類(lèi)揚(yáng)聲器設(shè)備中，磁致伸縮致動(dòng)器90的驅(qū)動(dòng) 桿95收縮到板狀的聲學(xué)振動(dòng)板81，從而在聲學(xué)振動(dòng)板81的厚度方向(即 與板表面垂直的方向)向其施加振動(dòng)。
在另一種這類(lèi)揚(yáng)聲器設(shè)備中，如日本未審査專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)No.2007-166027中公開(kāi)并如圖19所示那樣，例如，兩端敞開(kāi)的圓筒狀聲學(xué)振動(dòng)板 85被垂直地支撐，多個(gè)磁致伸縮致動(dòng)器90布置在聲學(xué)振動(dòng)板85的下端那 側(cè)，使得磁致伸縮致動(dòng)器90的驅(qū)動(dòng)桿95接觸聲學(xué)振動(dòng)板85的下端表面 86，從而在與下端表面86垂直的方向(即板表面方向)向聲學(xué)振動(dòng)板85 施加振動(dòng)。
在圖19所示類(lèi)型的揚(yáng)聲器設(shè)備中，盡管聲學(xué)振動(dòng)板85的下端表面86 由縱波激勵(lì)，但是振動(dòng)彈性波在聲學(xué)振動(dòng)板85的板表面方向的傳播使縱 波與橫波混合，從而由橫波在與聲學(xué)振動(dòng)板85的板表面垂直的方向發(fā)射 聲波。這樣獲得空間的聲場(chǎng)。
磁致伸縮致動(dòng)器是使用磁致伸縮元件的致動(dòng)器，磁致伸縮元件在被施 加外部磁場(chǎng)時(shí)可形變。目前一些磁致伸縮元件的形變量接近典型磁致伸縮 元件的1000倍(超磁致伸縮元件)，磁致伸縮元件在形變時(shí)產(chǎn)生大的應(yīng) 力。因此，即使小的磁致伸縮元件也可以使聲學(xué)振動(dòng)板以相當(dāng)大的聲音量
4發(fā)聲，甚至能夠使硬的聲學(xué)振動(dòng)板(例如鐵板)發(fā)聲。
另外，磁致伸縮致動(dòng)器具有優(yōu)秀的響應(yīng)速度。單一 (solitary)磁致伸 縮元件的響應(yīng)速度在納秒量級(jí)。

發(fā)明內(nèi)容
但是，在圖18所示的揚(yáng)聲器設(shè)備中，振動(dòng)沿與板表面垂直的方向施 加到板狀的聲學(xué)振動(dòng)板81，振動(dòng)的幅度在聲學(xué)振動(dòng)板81的振動(dòng)施加點(diǎn) (被施加振動(dòng)的地方)Pa處最大，在離振動(dòng)施加點(diǎn)Pa遠(yuǎn)的地方振動(dòng)幅度 較小。這在聲音回放中產(chǎn)生了方向性，使得聲像(soundimage)不傳播。
此外，在圖18所示的現(xiàn)有技術(shù)揚(yáng)聲器設(shè)備中，如果使磁致伸縮致動(dòng) 器90的長(zhǎng)度(磁致伸縮元件的長(zhǎng)度)增大以增大由磁致伸縮致動(dòng)器90造 成的振動(dòng)的幅度，則整個(gè)揚(yáng)聲器設(shè)備的尺寸(厚度)在聲學(xué)振動(dòng)板81的 厚度方向上增大。因此，難以制造緊湊的揚(yáng)聲器設(shè)備。
另一方面，在圖19所示的揚(yáng)聲器設(shè)備中，如上所述，沿與聲學(xué)振動(dòng) 板85的末端表面垂直的方向(即沿聲學(xué)振動(dòng)板85的板表面方向)施加振 動(dòng)，聲像在聲學(xué)振動(dòng)板85的整個(gè)板表面上均勻地傳播，并且聲像均勻地 局限(localize)于整個(gè)聲學(xué)振動(dòng)板85上。
但是在圖19所示的現(xiàn)有技術(shù)揚(yáng)聲器設(shè)備中，必須提供支撐部件，該 支撐部件具有用于容納磁致伸縮致動(dòng)器90的孔，支撐部件的直徑大于聲 學(xué)振動(dòng)板85的直徑，其在聲學(xué)振動(dòng)板85的中心軸線方向上的高度(厚 度)較大，磁致伸縮致動(dòng)器90必須被容納在孔中。因此，與聲學(xué)振動(dòng)板 85的尺寸相比，整個(gè)揚(yáng)聲器設(shè)備明顯變大。
本發(fā)明被構(gòu)造來(lái)使聲像能夠在聲學(xué)振動(dòng)板的整個(gè)板表面上均勻地傳 播，并且整個(gè)揚(yáng)聲器設(shè)備的尺寸能夠減小。
根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備包括聲學(xué)振動(dòng)板以及致動(dòng)器，該 致動(dòng)器被附裝到聲學(xué)振動(dòng)板，使得其在驅(qū)動(dòng)軸線方向上的一端和另一端存 在于聲學(xué)振動(dòng)板的板表面中。
在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例具有上述構(gòu)造的揚(yáng)聲器設(shè)備中，由于致動(dòng)器在驅(qū) 動(dòng)軸線方向上的一端和另一端存在于聲學(xué)振動(dòng)板的板表面中，所以振動(dòng)被施加到聲學(xué)振動(dòng)板的板表面中的點(diǎn)，縱波從振動(dòng)施加點(diǎn)向聲學(xué)振動(dòng)板的外 端表面(終端表面)傳播。這樣，聲像均勻地在聲學(xué)振動(dòng)板的整個(gè)板表面 上傳播。
另外，由于致動(dòng)器存在于聲學(xué)振動(dòng)板的板表面中，所以整個(gè)揚(yáng)聲器設(shè) 備不會(huì)變得大于聲學(xué)振動(dòng)板。因此，可以使揚(yáng)聲器制造得緊湊，大于與聲 學(xué)振動(dòng)板尺寸一樣。


圖1A和圖1B示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備的第一示
例；
圖2示出了磁致伸縮致動(dòng)器的一種示例；
圖3示出了揚(yáng)聲器設(shè)備的支撐結(jié)構(gòu)的一種示例；
圖4A和圖4B示出了根據(jù)第一實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備的第二示例；
圖5示出了磁致伸縮致動(dòng)器的一種示例；
圖6示出了揚(yáng)聲器設(shè)備的支撐結(jié)構(gòu)的一種示例；
圖7A和圖7B示出了根據(jù)第一實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備的第三示例；
圖8是示出圖1所示示例的揚(yáng)聲器設(shè)備的聲壓水平的測(cè)量結(jié)果的曲線
圖9示出了根據(jù)第二實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備的第一示例； 圖 10是示出圖9所示示例的揚(yáng)聲器設(shè)備的聲壓水平的測(cè)量結(jié)果的曲 線圖11示出了根據(jù)第二實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備的第二示例；
圖12示出了根據(jù)第二實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備的第三示例；
圖13A和圖13B示出了根據(jù)第三實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備的一種示例；
圖14示出了根據(jù)第四實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備的第一示例；
圖15示出了根據(jù)第四實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備的第二示例；
圖16示出了根據(jù)第五實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備的第一示例；
圖17示出了根據(jù)第五實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備的第二示例；
圖18示出了現(xiàn)有技術(shù)揚(yáng)聲器設(shè)備的一種示例；圖19示出了現(xiàn)有技術(shù)揚(yáng)聲器設(shè)備的另一示例。
具體實(shí)施例方式
l.第一實(shí)施例圖l至圖8
第一實(shí)施例示出了這樣的情況磁致伸縮致動(dòng)器附裝到板狀的聲學(xué)振 動(dòng)板，并且磁致伸縮致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)軸線相對(duì)于聲學(xué)振動(dòng)板的外端表面延伸 方向形成直角，縱波振動(dòng)向所述外端表面?zhèn)鞑ァ?br> 1 —l.第一實(shí)施例的第一示例圖1至圖3
圖1A和圖1B示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備的第一示
例。圖1A是俯視圖，圖1B是聲學(xué)振動(dòng)板的側(cè)面剖視圖。
聲學(xué)振動(dòng)板10是正方形的板狀，例如，其邊長(zhǎng)為290mm，厚度為
3mm，由丙烯酸樹(shù)脂制造，并且在其中央部分設(shè)有矩形孔12。
在這種示例中，聲學(xué)振動(dòng)板10的面向矩形孔12的內(nèi)端表面13a、
13b、 13c和13d分別平行于聲學(xué)振動(dòng)板10的外端表面lla、 llb、 llc和
lld。
磁致伸縮致動(dòng)器30安裝(配裝)在矩形孔12中，使得驅(qū)動(dòng)桿35在磁 致伸縮致動(dòng)器30的一個(gè)末端處的尖端接觸內(nèi)端表面13a，而另一末端處的 基部接觸內(nèi)端表面13c。所述另一末端處的基部可以由粘合劑、雙面膠帶 等粘接到內(nèi)端表面13c。
如圖2所示，磁致伸縮致動(dòng)器30例如被形成為使得由纏繞有螺線管 線圈32的棒狀磁致伸縮元件31形成的致動(dòng)器主體、圍繞螺線管元件32的 磁體33和軛34、與磁致伸縮元件31的一個(gè)末端連接的驅(qū)動(dòng)桿35、附裝 到磁致伸縮元件31另一末端的固定板36配裝在外殼39中，使驅(qū)動(dòng)桿35 的尖端部分從外殼39向外突出，其中螺線管線圈32用于向磁致伸縮元件 31施加控制電場(chǎng)。
此外，在這種示例中，由硅橡膠等制成的減震材料37配裝到驅(qū)動(dòng)桿 35，螺釘38插入固定板36后方，從而向磁致伸縮元件31施加預(yù)定的預(yù)載 荷。這使得可以基于磁致伸縮元件31具有預(yù)定長(zhǎng)度的狀態(tài)，根據(jù)向螺線 管線圈32施加的控制電流來(lái)使磁致伸縮元件31伸長(zhǎng)和收縮。如果磁致伸縮元件31是超磁致伸縮元件，則磁致伸縮致動(dòng)器30可以
用作超磁致伸縮致動(dòng)器。
在圖1所示具有上述結(jié)構(gòu)的示例的揚(yáng)聲器設(shè)備中，在向磁致伸縮致動(dòng)
器30的螺線管線圈32施加音頻信號(hào)時(shí)，即在由音頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)磁致伸縮致 動(dòng)器30時(shí)，磁致伸縮致動(dòng)器30的磁致伸縮元件31響應(yīng)于該音頻信號(hào)而沿 箭頭1所示的方向伸長(zhǎng)和收縮，使驅(qū)動(dòng)桿35沿該方向位移。這樣，縱波 振動(dòng)被施加到聲學(xué)振動(dòng)板10的內(nèi)端表面13a上的點(diǎn)Pa，驅(qū)動(dòng)桿35與所述 內(nèi)端表面13a接觸。
該縱波從點(diǎn)Pa沿著聲學(xué)振動(dòng)板10的板表面向外端表面lla上的點(diǎn)Pr 傳播。在傳播過(guò)程中，縱波與橫波混合，所述橫波作為在與聲學(xué)振動(dòng)板10 的板表面垂直的方向上的聲波而發(fā)射。
磁致伸縮致動(dòng)器30的磁致伸縮元件31在箭頭1所示方向上的伸長(zhǎng)和 收縮使得縱波振動(dòng)被施加到聲學(xué)振動(dòng)板10的內(nèi)端表面13c上的點(diǎn)Pc，磁 致伸縮致動(dòng)器30的另一端處的基部與所述內(nèi)端表面13c接觸。
該縱波與施加到點(diǎn)Pa的縱波同相，并沿著聲學(xué)振動(dòng)板10的板表面?zhèn)?播到外端表面llc上的點(diǎn)。在傳播過(guò)程中，縱波與橫波混合，所述橫波作 為在與聲學(xué)振動(dòng)板10的板表面垂直的方向上的聲波而發(fā)射。
因此，聲像在聲學(xué)振動(dòng)板10的整個(gè)板表面上均勻地傳播，并且該聲 像均勻地局限于整個(gè)聲學(xué)振動(dòng)板10上。
盡管現(xiàn)有技術(shù)的支撐結(jié)構(gòu)難以支撐非常薄的聲學(xué)振動(dòng)板，但是在圖1 所示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例中，在聲學(xué)振動(dòng)板IO中設(shè)置矩形孔12使得 聲學(xué)振動(dòng)板IO能夠容易且可靠地得到支撐。
此外，即使磁致伸縮致動(dòng)器30的長(zhǎng)度(磁致伸縮元件31的長(zhǎng)度)被 增大以使由磁致伸縮致動(dòng)器30造成的振動(dòng)的幅度增大，整個(gè)揚(yáng)聲器設(shè)備 在聲學(xué)振動(dòng)板IO的厚度方向的尺寸(厚度)也不改變。因此，與圖18所 示在與板狀聲學(xué)振動(dòng)板81的板表面垂直的方向上向其施加振動(dòng)的現(xiàn)有技 術(shù)揚(yáng)聲器設(shè)備相比，可以使整個(gè)揚(yáng)聲器設(shè)備緊湊。
用于對(duì)圖1所示示例的揚(yáng)聲器設(shè)備進(jìn)行支撐的結(jié)構(gòu)例如可以是圖3所 示的結(jié)構(gòu)。圖3的示例示出了直接支撐聲學(xué)振動(dòng)板10的情況，其中，在與聲學(xué)
振動(dòng)板10的外端表面llc鄰近的末端，L形角狀支撐腿41和42在一端由 螺釘45和螺母46附裝到聲學(xué)振動(dòng)板10的一個(gè)表面和另一表面，由硅橡膠 等制成的減震材料43和44插入聲學(xué)振動(dòng)板10與支撐腿41、 42之間。 支撐腿41和42被置于桌子等上，或者由螺釘?shù)雀窖b到墻壁等。 通過(guò)在減震材料43和44插入中間的情況下將聲學(xué)振動(dòng)板10附裝到支 撐腿41和42，可以防止聲學(xué)振動(dòng)板IO的振動(dòng)傳播到桌子或墻壁，并防止 聲像局限于桌子或墻壁處。
l一2.第一實(shí)施例的第二示例圖4至圖6
圖4A和圖4B示出了根據(jù)第一實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備的第二實(shí)施例。圖 4A是俯視圖，圖4B是聲學(xué)振動(dòng)板的側(cè)面剖視圖。
在這種實(shí)施例中，與圖1所示的示例中一樣，方形的板狀聲學(xué)振動(dòng)板 10也設(shè)有矩形孔12，磁致伸縮致動(dòng)器30安裝在矩形孔12中。但是在這種 實(shí)施例中，磁致伸縮致動(dòng)器30在一端和另一端分別具有驅(qū)動(dòng)桿35a和 35c，處于一端的驅(qū)動(dòng)桿35a的尖端與內(nèi)端表面13a接觸，處于另一端的驅(qū) 動(dòng)桿35c的尖端與內(nèi)端表面13c接觸。
如圖5所示，這種示例的磁致伸縮致動(dòng)器30例如被形成為使得由纏 繞有螺線管線圈32的棒狀磁致伸縮元件31形成的致動(dòng)器主體、圍繞螺線 管線圈32的磁體33和軛34、連接到磁致伸縮元件31 —端的驅(qū)動(dòng)桿35a 以及連接到磁致伸縮元件31另一端的驅(qū)動(dòng)桿35c配裝在外殼39中，使得 驅(qū)動(dòng)桿35a和35c的尖端部分從外殼39向外突出，由硅橡膠等制成的減震 材料37a和37c配裝到驅(qū)動(dòng)桿35a和35c，其中螺線管線圈32用于向磁致 伸縮元件31施加控制電場(chǎng)。
外殼39可以形成為使得分別形成的兩個(gè)殼體(即一端的殼體和另一 端的殼體，或兩個(gè)半管狀殼體)在元件被安裝到其中之后被配裝在一起， 或者使分別形成的殼體主體和蓋子在元件被安裝到其中之后被配裝在一 起。
在圖4所示示例的具有上述結(jié)構(gòu)的揚(yáng)聲器設(shè)備中，通過(guò)由音頻信號(hào)驅(qū) 動(dòng)磁致伸縮致動(dòng)器30，當(dāng)磁致伸縮致動(dòng)器30的磁致伸縮元件31在由箭頭1所示的方向伸長(zhǎng)和收縮時(shí)，縱向振動(dòng)被等同地施加到聲學(xué)振動(dòng)板10的內(nèi)
端表面13a上與驅(qū)動(dòng)桿35a接觸的點(diǎn)Pa，以及內(nèi)端表面13c上與驅(qū)動(dòng)桿 35c接觸的點(diǎn)Pc。因此，聲波從內(nèi)端表面13a與外端表面lla之間的聲學(xué) 振動(dòng)板IO的板表面部分以及內(nèi)端表面13c與外端表面llc之間的板表面部 分等同地發(fā)射，從而使聲像更均勻地在聲學(xué)振動(dòng)板10的整個(gè)板表面上傳 播。
用于對(duì)圖4所示示例的揚(yáng)聲器系統(tǒng)進(jìn)行支撐的結(jié)構(gòu)例如可以是圖6所 示的結(jié)構(gòu)。
圖6的示例示出了這樣的情況直接支撐磁致伸縮致動(dòng)器30，其中， 磁致伸縮致動(dòng)器30附裝到支撐部件50的支撐柱52的尖端部分，所述支撐 部件50由支座51和支撐柱52形成。
支座51置于桌子等上，或者由螺釘?shù)雀窖b到墻壁等。
注意，圖1所示示例的揚(yáng)聲器系統(tǒng)的支撐結(jié)構(gòu)也可以像圖6所示示例 那樣構(gòu)造成直接支撐磁致伸縮致動(dòng)器30，圖4所示示例的揚(yáng)聲器設(shè)備的支 撐結(jié)構(gòu)也可以像圖3的示例那樣構(gòu)造成直接支撐聲學(xué)振動(dòng)板10。
在作為支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較時(shí)，像圖6所示示例中那樣直接支撐磁致伸 縮致動(dòng)器30的結(jié)構(gòu)比像圖3所示示例中那樣直接支撐聲學(xué)振動(dòng)板10的結(jié) 構(gòu)更優(yōu)選，因?yàn)橛捎诼晫W(xué)振動(dòng)板IO未被固定而使音質(zhì)得到了改善。
l一3.第一實(shí)施例的第三示例圖7
圖7A和圖7B示出了根據(jù)第一實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備的第三示例。圖 7A是俯視圖，圖7B是聲學(xué)振動(dòng)板的側(cè)面剖視圖。
該示例示出了這樣的情況磁致伸縮致動(dòng)器30被安裝到聲學(xué)振動(dòng)板 10，使得磁致伸縮致動(dòng)器30在一端和另一端夾住聲學(xué)振動(dòng)板10。
更具體而言，在這種示例中，驅(qū)動(dòng)桿35在一端的尖端部分與磁致伸 縮致動(dòng)器30另一端的基部的形狀使得它們可以?shī)A住聲學(xué)振動(dòng)板10，聲學(xué) 振動(dòng)板IO的矩形孔12的形狀使得對(duì)于內(nèi)端表面13b和13d彼此面對(duì)的方 向而言，更接近內(nèi)端表面13b和13d的部分的長(zhǎng)度在內(nèi)端表面13b和13d 延伸的方向上比中央部分的長(zhǎng)度更大。
在將磁致伸縮致動(dòng)器30從聲學(xué)振動(dòng)板10的一個(gè)表面?zhèn)炔迦刖匦慰?2
10的與內(nèi)端部分13b接近的部分或與內(nèi)端部分13d接近的部分中之后，磁致
伸縮致動(dòng)器30被沿著聲學(xué)振動(dòng)板10的板表面滑動(dòng)，使得聲學(xué)振動(dòng)板10被 夾在一端的驅(qū)動(dòng)桿35的尖端部分與另一端的基部之間。
聲學(xué)振動(dòng)板10被夾住的部分、磁致伸縮致動(dòng)器30 —端的驅(qū)動(dòng)桿35的 部分、以及另一端的基部的部分中的一者可以由螺釘擰到聲學(xué)振動(dòng)板10。
磁致伸縮致動(dòng)器30可以是像圖5所示那樣在一端和另一端具有驅(qū)動(dòng) 桿的磁致伸縮致動(dòng)器。
l一4.反射波引起的諧振圖8
在圖1、圖4和圖7所示示例的揚(yáng)聲器設(shè)備中，由于箭頭1所示磁致 伸縮致動(dòng)器30的驅(qū)動(dòng)軸線方向與聲學(xué)振動(dòng)板10的外端表面lla延伸的方 向之間形成的角度a為直角，所以從聲學(xué)振動(dòng)板10的振動(dòng)施加點(diǎn)Pa向外 端表面lla上的點(diǎn)Pr傳播的縱波在磁致伸縮致動(dòng)器30的驅(qū)動(dòng)軸線方向上 的點(diǎn)Pr處反射，在向點(diǎn)Pr傳播的縱波與點(diǎn)Pr處反射的縱波之間造成諧 振。這也發(fā)生在外端表面llc那側(cè)。
圖8示出了由于反射波造成的諧振的測(cè)量結(jié)果。這是聲壓水平 (SPL)的測(cè)量結(jié)果，二階諧波失真和三階諧波失真是通過(guò)如上所述像圖 1的示例中那樣，將磁致伸縮致動(dòng)器30安裝到邊長(zhǎng)290mm并且厚度為 3mm的方形板狀聲學(xué)振動(dòng)板10，并在隔音室中給磁致伸縮致動(dòng)器30施加 2Vrms的音頻信號(hào)而獲得的。
該曲線圖表明，由反射波造成的諧振在SPL中約15000Hz處，而在三 階諧振諧波失真中約5000Hz處較大。
為了減小由反射波造成的這種諧振，可以根據(jù)下文示出的第二實(shí)施例 來(lái)構(gòu)造揚(yáng)聲器設(shè)備。
2.第二實(shí)施例圖9至圖12
第二實(shí)施例示出了這樣的情況 一個(gè)磁致伸縮致動(dòng)器安裝到板狀聲學(xué) 振動(dòng)板，并使得由反射波造成的諧振最小化。 2—1.第二實(shí)施例的第一示例圖9和圖10 圖9示出了根據(jù)第二實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備的第一示例。 在這種示例中，盡管與第一實(shí)施例的圖1的示例中一樣在方形板狀的聲學(xué)振動(dòng)板10中設(shè)置了矩形孔12，但是面向矩形孔12的內(nèi)端表面13a、 13b、 13c和13d并不分別與聲學(xué)振動(dòng)板10的外端表面lla、 llb、 11c和 lld平行，而是傾斜了 30°，使得由箭頭1所示磁致伸縮致動(dòng)器30的驅(qū)動(dòng) 軸線方向與聲學(xué)振動(dòng)板IO的外端表面lla延伸的方向之間形成的角度a不 是直角，而是60°。
在這種示例中，由于從聲學(xué)振動(dòng)板10的振動(dòng)施加點(diǎn)Pa向外端表面 lla上的點(diǎn)Pr傳播的縱波主要在聲學(xué)振動(dòng)板IO的外端表面llb的方向上在 點(diǎn)Pr處反射，而不是在磁致伸縮致動(dòng)器30的驅(qū)動(dòng)軸線方向上，所以由反 射波造成的諧振被減小。這也發(fā)生在外端表面llc那側(cè)。
圖10示出了這種示例的測(cè)量結(jié)果。這是SPL的測(cè)量結(jié)果，二階諧波 失真和三階諧波失真是通過(guò)如上所述像圖9的示例中那樣，將磁致伸縮致 動(dòng)器30安裝到邊長(zhǎng)290mm并且厚度為3mm的方形板狀聲學(xué)振動(dòng)板10， 并在隔音室中給磁致伸縮致動(dòng)器30施加2Vrms的音頻信號(hào)而獲得的。
由圖9的示例與作為圖1的示例情況下測(cè)量結(jié)果的圖8的比較可見(jiàn)， 由反射波造成的諧振顯著變小。
在像圖9的示例中那樣聲學(xué)振動(dòng)板10是方形的情況下，隨著減小角 度a使之至少為45°，減小了磁致伸縮致動(dòng)器30的驅(qū)動(dòng)軸線方向中反射的 縱波，使得由反射波造成的諧振減小。
2—2.第二實(shí)施例的第二示例圖ll
圖ll示出了根據(jù)第二實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備的第二示例。
在這種示例中，盡管箭頭1所示磁致伸縮致動(dòng)器30的驅(qū)動(dòng)軸線方向 與聲學(xué)振動(dòng)板10的外端表面lla延伸的方向之間形成的角度a與根據(jù)第一 實(shí)施例的圖1的示例中一樣是直角，但是聲學(xué)振動(dòng)板IO的外端表面lla、 llb、 llc和Ud被形成為凹凸表面(波浪形表面)。
在這種示例中，從聲學(xué)振動(dòng)板10的振動(dòng)施加點(diǎn)Pa向外端表面lla上 的點(diǎn)Pr傳播的縱波在點(diǎn)Pr處被反射，同時(shí)反射方向發(fā)散。這樣，在磁致 伸縮致動(dòng)器30的驅(qū)動(dòng)軸線方向反射的縱波得以減小，從而使由反射波造 成的諧振最小化。這也發(fā)生在外端表面llc那側(cè)。
由于向點(diǎn)Pa和Pc施加的縱波向外端表面lla和llc傳播，所以可以只將外端表面lla和llc形成為凹凸表面。 2—3.第二實(shí)施例的第三示例圖12
盡管上述示例示出了聲學(xué)振動(dòng)板為方形的情況，但是聲學(xué)振動(dòng)板例如 可以是圓形的。圖12示出了這種情況的一種示例。
在這種示例中，聲學(xué)振動(dòng)板IO是圓形板狀，并在其中央部分設(shè)有由 內(nèi)端表面13a、 13b、 13c和13d限定的矩形孔12。磁致伸縮致動(dòng)器30安 裝在矩形孔12中。聲學(xué)振動(dòng)板10的外端表面11被形成為凹凸表面。
在這種示例中，與圖11的示例中一樣，從聲學(xué)振動(dòng)板IO的振動(dòng)施加 點(diǎn)Pa向外端表面11上的點(diǎn)Pr傳播的縱波也在點(diǎn)Pr處反射并且反射方向 發(fā)散。這樣，在磁致伸縮致動(dòng)器30的驅(qū)動(dòng)軸線方向反射的縱波得以減 小，從而使由反射波造成的諧振最小化。
3. 第三實(shí)施例:圖13
第三實(shí)施例示出了聲學(xué)振動(dòng)板被彎曲的情況。
圖13A和圖13B示出了根據(jù)第三實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備的一種示例。圖 13A是從天花板懸吊的揚(yáng)聲器設(shè)備的側(cè)面剖視圖，圖13B是俯視圖。
在這種示例中，聲學(xué)振動(dòng)板IO被彎曲成半球形，并在其中央部分具 有矩形孔12。懸吊部件61附裝到磁致伸縮致動(dòng)器30，磁致伸縮致動(dòng)器30 安裝到矩形孔12。磁致伸縮致動(dòng)器30和聲學(xué)振動(dòng)板10從天花板69經(jīng)過(guò) 懸吊線62懸掛。
在這種示例中，磁致伸縮致動(dòng)器30像圖5所示一樣在一端和另一端 具有驅(qū)動(dòng)桿35a和35c。
由于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備可以被制造得重量輕，其聲學(xué)振 動(dòng)板可以由致動(dòng)器支撐，所以揚(yáng)聲器設(shè)備可以像這種示例中一樣被構(gòu)造成 懸吊式，從天花板懸吊。
為了使由聲學(xué)振動(dòng)板10的外端表面(終端表面)11處反射的縱波造 成的諧振最小化，外端表面ll可以被形成為凹凸表面。
4. 第四實(shí)施例圖14和圖15 第四實(shí)施例示出了聲學(xué)振動(dòng)板為管狀的情況。 4一1.第四實(shí)施例的第一示例圖14200810180427.9
圖14示出了根據(jù)第四實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備的第一示例。
在這種示例中，聲學(xué)振動(dòng)板io是兩端敞開(kāi)的圓筒狀，并在接近一個(gè) 端面15的部分具有矩形孔12。磁致伸縮致動(dòng)器30安裝在矩形孔12中， 使得由箭頭1所示的驅(qū)動(dòng)軸線方向相對(duì)于直線3所示聲學(xué)振動(dòng)板10的中心 軸線方向和由直線5表示的與中心軸線方向垂直的方向傾斜，并使得驅(qū)動(dòng) 桿35的尖端朝向聲學(xué)振動(dòng)板10的另一端表面16。
這回總示例示出了這樣的情況由箭頭1表示的磁致伸縮致動(dòng)器30 的驅(qū)動(dòng)軸線方向與由直線5表示的方向之間的角度P較大，使之小于90°， 該角度P對(duì)應(yīng)于根據(jù)第二實(shí)施例的圖9的示例中的角度a。
在聲學(xué)振動(dòng)板IO被垂直支撐時(shí)，例如， 一個(gè)端表面15位于下側(cè)而另 一端表面16位于上側(cè)，由直線5表示的方向與水平軸線一致。當(dāng)聲學(xué)振 動(dòng)板10被水平支撐時(shí)，由直線5表示的方向與上下方向一致。
在這種示例中，與各個(gè)示例(例如圖1的示例)中一樣，聲像均勻地 在聲學(xué)振動(dòng)板10的整個(gè)板表面上傳播，并且聲像等同地局限于整個(gè)聲學(xué) 振動(dòng)板10上。
另外，由于使角度P小于90°,與根據(jù)第二實(shí)施例的圖9中的示例一 樣，由聲學(xué)振動(dòng)板10的所述另一端表面(所述另一端處的外端表面)16 和所述一個(gè)端表面(所述一端處的外端表面)15處反射的縱波造成的諧振 被減小。
此外，由于磁致伸縮致動(dòng)器30安裝在聲學(xué)振動(dòng)板10中的矩形孔12 中，所以不必像圖19所示現(xiàn)有技術(shù)揚(yáng)聲器設(shè)備的情況中那樣設(shè)置具有孔 的支撐部件來(lái)容納磁致伸縮致動(dòng)器，揚(yáng)聲器設(shè)備可以被制造得緊湊，與聲 學(xué)振動(dòng)板10的尺寸大體上相同。
用于對(duì)這種示例的揚(yáng)聲器設(shè)備進(jìn)行支撐的結(jié)構(gòu)可以與圖3所示的一樣。
更具體而言，例如，L形角狀支撐腿在一端由螺釘和螺母在聲學(xué)振動(dòng) 板10的圓周方向上多個(gè)等間距的部分處附裝到聲學(xué)振動(dòng)板10的與另一端 表面15鄰近的外表面，由硅橡膠等制成的減震材料插入聲學(xué)振動(dòng)板10與 支撐腿之間。
14聲學(xué)振動(dòng)板10的所述一端和所述另一端中的一者或全部?jī)烧呖梢詭?有底。
4一2.第四實(shí)施例的第二示例圖15
圖15示出了根據(jù)第四實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備的第二示例。
在這種示例中，與圖14的示例中一樣，聲學(xué)振動(dòng)板IO也是圓筒狀并 在與一端表面15靠近的部分具有矩形孔12，磁致伸縮致動(dòng)器30安裝到矩 形孔12中。但是在這種示例中，角度(3較小，使之大于0。。
在這種示例中，由于角度P較小，所以向聲學(xué)振動(dòng)板10的與磁致伸縮 致動(dòng)器30的驅(qū)動(dòng)桿35接觸的點(diǎn)Pa施加的縱波振動(dòng)以螺旋方式沿聲學(xué)振動(dòng) 板IO的板表面的圓周向聲學(xué)振動(dòng)板IO的另一端表面16傳播。因此，與圖 14的示例相比，聲像在聲學(xué)振動(dòng)板10的整個(gè)板表面上更均勻地傳播，并 且聲像更加等同地局限在整個(gè)聲學(xué)振動(dòng)板10上。
此外，由于角度(3較小，所以由聲學(xué)振動(dòng)板10的一端表面15和另一 端表面16處反射的縱波造成的諧振被進(jìn)一步減小。
5.第五實(shí)施例圖16和圖17
第五實(shí)施例示出了兩個(gè)磁致伸縮致動(dòng)器安裝到一個(gè)聲學(xué)振動(dòng)板來(lái)回放 立體聲的情況。
5 — 1.第五實(shí)施例的第一示例圖16
圖16示出了根據(jù)第五實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備的第一示例。
在這種示例中，聲學(xué)振動(dòng)板10是方形或矩形的，并在與聲學(xué)振動(dòng)板 10的端表面(即外端表面llc)接近的位置處設(shè)有彼此平行地布置的兩個(gè) 矩形孔12L和12R。分別具有驅(qū)動(dòng)桿35L和35R的磁致伸縮致動(dòng)器30L和 30R安裝在矩形孔12L和12R中，使得由箭頭1L和1R表示的驅(qū)動(dòng)軸線方 向彼此平行，并使得驅(qū)動(dòng)桿35L和35R的尖端朝向與外端表面llc相反的 表面(即外端表面lla)。
磁致伸縮致動(dòng)器30L由立體聲音頻信號(hào)中的左聲道音頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)，磁 致伸縮致動(dòng)器30R由立體聲音頻信號(hào)中的右聲道音頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)。
這樣，由左聲道和右聲道音頻信號(hào)造成的縱波沿著聲學(xué)振動(dòng)板10的 同一板表面?zhèn)鞑?，立體聲得到回放。為了使由聲學(xué)振動(dòng)板IO的外端表面lla和llc處反射的縱波造成的諧 振最小化，外端表面lla和llc可以被形成為凹凸表面。
5—2.第五實(shí)施例的第二示例圖17
圖17示出了根據(jù)第五實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備的第二示例。
在這種示例中，聲學(xué)振動(dòng)板IO是方形或矩形的，并設(shè)有彼此相對(duì)傾 斜并布置在與聲學(xué)振動(dòng)板IO的端表面(即外端表面llc)接近的位置處的 兩個(gè)矩形孔12L和12R。分別具有驅(qū)動(dòng)桿35L和35R的磁致伸縮致動(dòng)器 30L和30R安裝在矩形孔12L和12R中，使得由箭頭1L和1R表示的驅(qū)動(dòng) 軸線方向彼此相對(duì)傾斜并朝向與聲學(xué)振動(dòng)板IO的與外端表面llc相反的表 面(即外端表面la)上的角部接近的位置。
磁致伸縮致動(dòng)器30L由立體聲音頻信號(hào)中的左聲道音頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)，磁 致伸縮致動(dòng)器30R由立體聲音頻信號(hào)中的右聲道音頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)。
這樣，由左聲道和右聲道音頻信號(hào)造成的縱波振動(dòng)沿著聲學(xué)振動(dòng)板10 的同一板表面?zhèn)鞑?，立體聲得到回放。
此外，在這種示例中，由于由根據(jù)左聲道音頻信號(hào)的磁致伸縮致動(dòng)器 30L和由根據(jù)右聲道音頻信號(hào)的磁致伸縮致動(dòng)器30R向聲學(xué)振動(dòng)板10施加 的縱波之間的寬度隨著它們接近外端表面lla而逐漸增大，所以與圖16的 示例相比，增強(qiáng)了立體聲印象。
另外，在這種示例中，由于聲學(xué)振動(dòng)板IO的外端表面lla延伸的方向 與磁致伸縮致動(dòng)器30L和30R的驅(qū)動(dòng)軸線方向之間的角度不是直角，所以 像第二實(shí)施例的圖9的示例中一樣，由反射波造成的諧振被最小化。
6.其他示例和實(shí)施例
6 — 1.聲學(xué)振動(dòng)板
當(dāng)聲學(xué)振動(dòng)板是板狀時(shí)，其形狀的例子除了矩形和圓形之外，還包括 多邊形(例如三角形或五邊形)和彎曲形狀(例如橢圓)。
聲學(xué)振動(dòng)板的整體形狀的示例包括盒子狀(例如立方體或長(zhǎng)方體)、 棱錐形(例如三棱錐或四棱錐)、圓錐形和扁球體(spheroid)。在盒子 狀或棱錐形的情況下，盡管每個(gè)表面是板狀(平面)的，但是整體不是板 狀。類(lèi)似于圖13的示例中的半球形，圓錐和扁球體是彎曲聲學(xué)振動(dòng)板的當(dāng)聲學(xué)振動(dòng)板是管狀時(shí)，其形狀的示例除了圖14和圖15的示例中那
樣的圓筒狀之外，還包括半管狀、橢圓柱形、五角管(pentagonal tubular)形狀(其垂直于中心軸線方向的截面是多邊形，如三角形或矩 形)。半管狀和橢圓柱形也是類(lèi)似于圓筒狀的示例性彎曲聲學(xué)振動(dòng)板。在 五角管形狀的情況下，盡管每個(gè)表面是板狀(平面)的，但整體不是板 狀。
聲學(xué)振動(dòng)板中設(shè)置的孔的形狀不限于矩形，也可以是圓形或橢圓形， 只要致動(dòng)器(例如磁致伸縮致動(dòng)器)能夠安裝在其中即可。 聲學(xué)振動(dòng)板的材料不限于丙烯酸樹(shù)脂，也可以是玻璃等。 6—2.致動(dòng)器
盡管前文的示例示出了用磁致伸縮致動(dòng)器(包括超磁致伸縮致動(dòng)器) 作為致動(dòng)器的情況，但是也可以用壓電致動(dòng)器(使用壓電元件的致動(dòng)器) 作為致動(dòng)器。
6—3.作為揚(yáng)聲器系統(tǒng)的實(shí)施例
盡管作為第五實(shí)施例所示的圖16和圖17的示例是由具有安裝到一個(gè) 聲學(xué)振動(dòng)板10上的兩個(gè)磁致伸縮致動(dòng)器30L和30R的揚(yáng)聲器設(shè)備回放立 體聲的情況，但也可以通過(guò)為左右聲道布置兩個(gè)圖l或圖9所示揚(yáng)聲器設(shè) 備，使用于左右聲道的揚(yáng)聲器設(shè)備的致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)軸線方向彼此平行或者 彼此相交，來(lái)回放立體聲。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在所附權(quán)利要求及其等同含義的范圍內(nèi)， 根據(jù)設(shè)計(jì)需要和其他因素可以有各種修改、組合、子組合和替換形式。
1權(quán)利要求
1. 一種揚(yáng)聲器設(shè)備，包括聲學(xué)振動(dòng)板；和致動(dòng)器，其安裝在所述聲學(xué)振動(dòng)板上，使其在驅(qū)動(dòng)軸線方向上的一端和另一端位于所述聲學(xué)振動(dòng)板的板面內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器設(shè)備，其中，所述聲學(xué)振動(dòng)板具有孔，所述致動(dòng)器安裝在所述孔中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器設(shè)備， 其中，所述聲學(xué)振動(dòng)板呈平板狀。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的揚(yáng)聲器設(shè)備，其中，所述致動(dòng)器的所述驅(qū)動(dòng)軸線方向與所述聲學(xué)振動(dòng)板的外側(cè)端面 延伸的方向之間形成的角度為非直角，所述外側(cè)端面是振動(dòng)在其中傳播的 面。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的揚(yáng)聲器設(shè)備，其中，所述聲學(xué)振動(dòng)板的外端表面形成為凹凸面。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器設(shè)備， 其中，所述聲學(xué)振動(dòng)板為曲面狀。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器設(shè)備， 其中，所述聲學(xué)振動(dòng)板呈筒狀。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的揚(yáng)聲器設(shè)備，其中，所述致動(dòng)器的所述驅(qū)動(dòng)軸線方向相對(duì)于所述聲學(xué)振動(dòng)板的中心 軸線方向以及與所述中心軸線方向垂直的方向傾斜。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器設(shè)備， 其中，所述致動(dòng)器是磁致伸縮致動(dòng)器。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器設(shè)備， 其中，所述致動(dòng)器是壓電致動(dòng)器。
11. 一種揚(yáng)聲器設(shè)備，包括 聲學(xué)振動(dòng)板；和第一致動(dòng)器和第二致動(dòng)器，所述第一致動(dòng)器和所述第二致動(dòng)器安裝在 所述聲學(xué)振動(dòng)板中，使得其在驅(qū)動(dòng)軸線方向的一端和另一端位于所述聲學(xué) 振動(dòng)板的板面內(nèi)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的揚(yáng)聲器設(shè)備，其中，所述第一致動(dòng)器的所述驅(qū)動(dòng)軸線方向和所述第二致動(dòng)器的所述 驅(qū)動(dòng)軸線方向彼此不平行。
13. —種用于驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器的方法，所述揚(yáng)聲器具有聲學(xué)振動(dòng)板以及第 一致動(dòng)器和第二致動(dòng)器，所述第一致動(dòng)器和所述第二致動(dòng)器安裝在所述聲 學(xué)振動(dòng)板中，使得其在驅(qū)動(dòng)軸線方向的一端和另一端位于所述聲學(xué)振動(dòng)板的板面內(nèi)，所述方法包括下列步驟由立體聲音頻信號(hào)中的左聲道音頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述第一致動(dòng)器；并且 由所述立體聲音頻信號(hào)中的右聲道音頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述第二致動(dòng)器。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，在所述揚(yáng)聲器設(shè)備中，所述第一致動(dòng)器的所述驅(qū)動(dòng)軸線方向和 所述第二致動(dòng)器的所述驅(qū)動(dòng)軸線方向彼此不平行。
全文摘要
本發(fā)明涉及揚(yáng)聲器設(shè)備和用于驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器的方法。一種揚(yáng)聲器設(shè)備包括聲學(xué)振動(dòng)板和致動(dòng)器，致動(dòng)器安裝到聲學(xué)振動(dòng)板，使得其在驅(qū)動(dòng)軸線方向的一端和另一端存在于聲學(xué)振動(dòng)板的板表面中。致動(dòng)器向聲學(xué)振動(dòng)板施加振動(dòng)以回放聲音。該揚(yáng)聲器設(shè)備使聲像能均勻地在聲學(xué)振動(dòng)板的整個(gè)板表面上傳播。另外，可以使整個(gè)揚(yáng)聲器設(shè)備緊湊。
文檔編號(hào)H04R15/00GK101448192SQ20081018042
公開(kāi)日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2008年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月26日
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