CN100591168C - 扬声器系统 - Google Patents

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CN100591168C CN200510005758A CN200510005758A CN100591168C CN 100591168 C CN100591168 C CN 100591168C CN 200510005758 A CN200510005758 A CN 200510005758A CN 200510005758 A CN200510005758 A CN 200510005758A CN 100591168 C CN100591168 C CN 100591168C
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Abstract

一种扬声器系统，包括：第一扬声器；第二扬声器；用于将第一扬声器和第二扬声器彼此分隔开使得第一扬声器和第二扬声器彼此相对的第一隔板，该第一隔板基本为U形，具有一开口侧；第三扬声器；以及第二隔板，用于将第二扬声器和第三扬声器彼此分隔开使得第二扬声器和第三扬声器彼此相对，该第二隔板基本为U形，具有一开口侧，且第一隔板的开口侧与第二隔板的开口侧相对设置并间隔开，其中，第一扬声器和第二扬声器被布置成第一扬声器和第二扬声器的相对面输出相同相位的声音，且第一扬声器、第二扬声器和第一隔板形成第一声音通道，从第一扬声器和第二扬声器的相对面输出的声音穿过该通道，且该第一声音通道是沿着第一隔板的开口侧方向。

Description

扬声器系统
本申请是2002年1月月22日递交的申请号为02102469.3的分案申请。
技术领域
本申请涉及一种用于例如音频设备的扬声器系统。
背景技术
扬声器通过振动振动片发出声音，由此改变周围空气的压力(声压)。
在单一扬声器不能提供足够声压的情况下，可以通过合成多个扬声器的声音输出来得到所需的声压。
图12为包括四个扬声器的传统扬声器系统1200的平面图。扬声器系统1200包括位于一平面挡板1210上的第一扬声器1201，第二扬声器1202，第三扬声器1203，和第四扬声器1204。
附图13为示出扬声器的个数和声压增长之间的关系的图表。声压增长被定义为来自任意数目的扬声器的合成声压和从单个扬声器输出的声压的差值，并且以dB为单位表示。附图13中所示的图表是由以下理论表达式给出的，其中假设L为70dB。
LP(a)：＝20*log(a*10L/20)-L
a：＝1..10
L：＝70dB
表1示出了由上述理论表达式给出的特定值。
a＝
  1
  2
  3
  4
  5
  6
  7
  8
  9
  10
LP(a)＝
  -1.421*10<sup>-14</sup>
  6.021
  9.542
  12.041
  13.979
  15.563
  16.902
  18.062
  19.085
  20
如图13和表1中所示，随着扬声器数目的增加，声压也逐渐增加。
传统的包括在一平面区域上的多个扬声器的扬声器系统1200存在以下问题。当将该扬声器系统置于具有有限的表面面积的空间时，例如，在车辆内、房间的墙上或在桌子上时，可安放的扬声器的数目也受到限制。结果，声压不能按所期望的增长。
发明内容
根据本发明的扬声器系统包括第一扬声器；第二扬声器；用于将第一扬声器和第二扬声器彼此分隔开，使得第一扬声器和第二扬声器彼此相对的第一隔板。第一扬声器和第二扬声器被放置为使得第一扬声器和第二扬声器的相对面输出相同相位的声音。第一扬声器，第二扬声器和第一隔板形成第一声音通道，从第一扬声器和第二扬声器的相对面输出的声音穿过该通道。
根据本发明的一个方面，提供一种扬声器系统，包括：第一扬声器；第二扬声器；用于将第一扬声器和第二扬声器彼此分隔开使得第一扬声器和第二扬声器彼此相对的第一隔板，该第一隔板基本为U形，具有一开口侧；第三扬声器；以及第二隔板，用于将第二扬声器和第三扬声器彼此分隔开使得第二扬声器和第三扬声器彼此相对，该第二隔板基本为U形，具有一开口侧，且第一隔板的开口侧与第二隔板的开口侧相对设置并间隔开，其中，第一扬声器和第二扬声器被布置成第一扬声器和第二扬声器的相对面输出相同相位的声音，并且第一扬声器，第二扬声器和第一隔板形成第一声音通道，从第一扬声器和第二扬声器的相对面输出的声音穿过该通道，且该第一声音通道是沿着第一隔板的开口侧方向。
根据本发明的一个方面，提供一种扬声器系统，包括：第一扬声器；第二扬声器；用于将第一扬声器和第二扬声器彼此分隔开使得第一扬声器和第二扬声器彼此相对的第一隔板，该第一隔板基本为U形，具有一开口侧；第三扬声器；以及第二隔板，用于将第二扬声器和第三扬声器彼此分隔开使得第二扬声器和第三扬声器彼此相对，第一扬声器与第二扬声器提供具有一传送方向的第一声音通道，以及第二扬声器与第三扬声器提供具有一传送方向的第二声音通道，该第二声音通道与第一声音通道设置成180度，其中，第一扬声器和第二扬声器被布置成第一扬声器和第二扬声器的相对面输出相同相位的声音。
在本发明的一个实施例中，形成第一声音通道，使得穿过该第一声音通道的声音的传送方向垂直于第一扬声器和第二扬声器的振动的振幅方向。
在本发明的一个实施例中，扬声器系统进一步包括至少一个挡板(baffle plate)，该挡板被设置成穿过第一声音通道的声音被导向为与第一扬声器和第二扬声器的振动的振幅方向平行的方向。
在本发明的一个实施例中，扬声器系统进一步包括至少一个挡板，该挡板被设置成穿过第一声音通道的声音被导向为与第一扬声器和第二扬声器的振动的振幅方向垂直的方向。
在本发明的一个实施例中，扬声器系统进一步包括第三扬声器；和用于将第二扬声器和第三扬声器彼此隔开，使得第二扬声器和第三扬声器彼此相对的第二隔板。第二扬声器和第三扬声器被定位为使得该第二扬声器和第三扬声器的相对面输出相同相位的声音。第二扬声器，第三扬声器和第二隔板形成第二声音通道，从第二扬声器和第三扬声器的相对面中输出的声音穿过该通道。
在本发明的一个实施例中，形成第二声音通道，使得穿过该第二声音通道的声音的传送方向垂直于第二扬声器和第三扬声器振动的振幅方向。
在本发明的一个实施例中，扬声器系统进一步包括至少一个挡板，该挡板被设置成穿过该第二声音通道的声音被导向为与第二扬声器和第三扬声器的振动的振幅方向平行的方向。
在本发明的一个实施例中，扬声器系统进一步包括至少一个挡板，该挡板被设置成穿过该第二声音通道的声音被导向为与第二扬声器和第三扬声器的振动的振幅方向垂直的方向。
在本发明的一个实施例中，形成第一声音通道和第二声音通道，使得穿过第一声音通道的声音的传送方向和穿过第二声音通道的声音的传送方向彼此相反。
在本发明的一个实施例中，第一扬声器和第二扬声器具有相同的结构；第一扬声器和第二扬声器的设置使得第一扬声器的正面和第二扬声器的正面彼此相对，或者使得第一扬声器的背面和第二扬声器的背面彼此相对；且第一扬声器和第二扬声器以相同的相位振动。
在本发明的一个实施例中，第一扬声器和第二扬声器具有相同的结构；第一扬声器和第二扬声器的设置使得第一扬声器的正面和第二扬声器的背面彼此相对，或者使得第一扬声器的背面和第二扬声器的正面彼此相对；且第一扬声器和第二扬声器以相反的相位振动。
在本发明的一个实施例中，第一扬声器和第二扬声器的每一个均为包含压电元件的压电扬声器；第一扬声器的压电元件的偏振方向与第二扬声器的压电元件的偏振方向相反；并且输入到第一扬声器的电信号的相位与输入到第二扬声器的电信号的相位相同。
在本发明的一个实施例中，输入到第一扬声器的电信号的相位与输入到第二扬声器的电信号的相位相反。
在本发明的一个实施例中，第一扬声器和第二扬声器每一个均包括框架；振动片；位于该振动片上的压电元件；连接到该框架和振动片上的阻尼器，该阻尼器用于支持该振动片，使得该振动片能够线性振动；以及肋板，该肋板用来填充振动片和框架之间的缝隙。阻尼器用作一电极。
在本发明的一个实施例中，第一扬声器和第二扬声器的每一个均为一动态扬声器。
因此这里描述的本发明使得以下优点成为可能：即提供使用多个扬声器用于增加声压的扬声器系统，同时保持与单个扬声器的表面面积相同的表面面积。
对本领域的技术人员，通过参考附图，阅读和理解下面的详细描述，本发明的这些和其他的优点将变得更加明显。
附图说明
图1为示出根据本发明的扬声器系统100的元件的等尺度分解图；
图2为示出生产该扬声器100的过程的步骤的等尺度分解图；
图3为示出另一种生产该扬声器系统100的过程的步骤的等尺度图；
图4为该扬声器系统100的剖面图；
图5为示出该扬声器系统100和包括在该扬声器系统100中的一个扬声器的声学特性的图表，该声学特性是在按照JIS标准生产的扬声器箱中测试得到的；
图6为根据本发明的扬声器系统600的剖面图，其中声音沿垂直于扬声器的振动的振幅方向传播；
图7为根据本发明的扬声器系统700的剖面图，包括若干动态扬声器；
图8为示出扬声器系统700和包括在该扬声器系统700中的动态扬声器的声学特性的图表，该声学特性是在按照JIS标准生产的扬声器箱中测试得到的；
图9为根据本发明扬声器系统900的剖面图，包括两个扬声器和一个隔板；
图10为根据本发明的包括两个扬声器的扬声器系统1000的剖面图，其中声音沿垂直于扬声器的振动的振幅方向传播；
图11为根据本发明的可使用的压电扬声器1100的俯视图；
图12为包括四个扬声器的传统扬声器系统1200的俯视图；
图13为示出扬声器数量和声压增长之间关系的图表。
具体实施方式
下面，将参考附图，通过示例性例子对本发明进行描述。
1.扬声器系统的结构
在下面的描述中，如果没有特别说明，则使用压电扬声器作为扬声器的特例，这些扬声器是该扬声器系统的元件。然而根据本发明的扬声器不仅限于压电扬声器。那些具有振动片并且在该振动片的两侧产生反相声音的扬声器，例如，动态扬声器，静态扬声器，或者电磁扬声器，也可以相同方式被排列并且提供和下面描述的压电扬声器相同的效果。
图1为根据本发明一实施例的扬声器系统100的等尺度分解图。
该扬声器系统100包括第一扬声器101，第二扬声器103，第三扬声器105，位于第一扬声器101和第二扬声器103之间的第一隔板102，以及位于第二扬声器103和第三扬声器105之间的第二隔板104。
第一扬声器101，第二扬声器103和第三扬声器105均为具有相同物理结构的压电扬声器。
第一扬声器101和第二扬声器103被放置为使得第一扬声器101和第二扬声器103的相对的面输出具有相同相位的声音。第二扬声器103和第三扬声器105被放置为使得第二扬声器103和第三扬声器105的相对的面输出具有相同相位的声音。
由于这样一种结构，从第二扬声器103的与第一扬声器101相对的面输出的声音的相位与从第二扬声器103的不与第一扬声器101相对的面输出的声音的相位相反。从与第二扬声器103的相对第三扬声器105的面输出的声音的相位与从不与第二扬声器103相对的第三扬声器105的面输出的声音的相位相反。
第一隔板102通常是U型的；也就是缺少一边的四边形框架结构。第一隔板102将第一扬声器101和第二扬声器103彼此隔开，使得完成该扬声器系统100时，第一扬声器101和第二扬声器103彼此面对。第二隔板104通常也是U型的；也就是缺少一边的四边形框架结构。第二隔板104将第二扬声器103和第三扬声器105彼此隔开，使得当完成该扬声器系统100时，第二扬声器103和第三扬声器105彼此面对。
在图1中，第一隔板102和第二隔板104被安排为使得当完成扬声器系统100时，第一隔板102和第二隔板104所缺少的边位于相对侧。
图2为示出制造扬声器系统100的过程的步骤的等尺度分解图。
在图2中，第一隔板102和第二隔板104均附着到第二扬声器103上。
图3为示出制造扬声器系统100的另一个过程的步骤的等尺度图。
在图3中，第一扬声器101附着到已经附着有第二扬声器103的第一隔板102上，第三扬声器105附着到已经附着有第二扬声器103的第二隔板104上。以此方式完成扬声器主体150的制造。将至少一个隔离板(图3中未示出，见图4)附着到该扬声器主体150上，因此构成扬声器系统100。
图4为扬声器系统100的剖面图。在图4中所示的实施例中，第一扬声器101配备有第一挡板121，第三扬声器105配备有第二挡板122。
第一扬声器101，第二扬声器103和第三扬声器105振动以产生声音。图4中标有“振幅方向”的箭头显示了第一扬声器101，第二扬声器103和第三扬声器105的振幅振动方向。第一扬声器101，第二扬声器103和第三扬声器105沿振幅方向排列。
第一扬声器101，第二扬声器103和第三扬声器105形成第一声音通道111，从第一扬声器101和第二扬声器103的相对面输出的声音穿过该通道。
第二扬声器103，第三扬声器105和第二隔板104形成第二声音通道112，从第二扬声器103和第三扬声器105的相对面输出的声音穿过该通道。
形成第一声音通道111，使得穿过第一声音通道111的声音的传送方向垂直于第一扬声器101和第二扬声器103的振动的振幅方向。
形成第二声音通道112，使得穿过第二声音通道112声音的传送方向垂直于第二扬声器103和第三扬声器105的振动的振幅方向。
第一声音通道111和第二声音通道112最好如此形成，即使得穿过第一声音通道111的声音的传送方向和穿过第二声音通道112的声音的传送方向彼此相反(也就是说相差180度)。具有按该方式排列的第一声音通道111和第二声音通道112的扬声器系统100与其中穿过两个声音通道的声音的传送方向相同或相差90度的扬声器系统相比更容易安装。
从第一扬声器101和第二扬声器103的相对面输出的声音穿过第一声音通道111，该通道是一个由第一扬声器101，第二扬声器103和第一隔板102定义的空间，接着该声音被通过第一隔板102缺少的边框传送到扬声器系统100的外部。
从第二扬声器103和第三扬声器105的相对面输出的声音穿过第二声音通道112，该通道是一个由第二扬声器103，第三扬声器105和第二隔板104定义的空间，然后该声音被通过第二隔板104缺少的边框传送到扬声器系统100的外部。
扬声器系统100具有两个声音通道(第一声音通道111和第二声音通道112)。具有相反相位的声音被传送穿过这两个声音通道。原因如下。第二扬声器103同时从其两个相对面(也就是图4中所示的左面和右面)输出相位相反的声音。另外，第一扬声器101和第二扬声器103被排列为使得它们的相对面输出相同相位的声音，第二扬声器103和第三扬声器105被排列为使得它们的相对面输出相同相位的声音。
在该说明书中，为了方便起见，对每个扬声器的面做如下定义。附图中向左的面定义为“左面”，附图中向右的面定义为“右面”。
从第一扬声器101的左面输出的声音沿平行于第一扬声器101的振动的振幅方向传送。从第二扬声器103的右面输出的声音和从第三扬声器105的左面输出的声音被传送穿过第二声音通道112。被传送穿过第二声音通道112的声音被第二挡板122导向到平行于第二扬声器103和第三扬声器105的振动的振幅方向(即，与从第一扬声器101的左面输出的声音的传送方向相同的方向)上。从第一扬声器101的左面输出的声音的相位与穿过第二声音通道112传送的声音的相位相同。
因此合成从第一扬声器101左面输出的声音和穿过第二声音通道112传送的声音，可增加声压。在图4中，这些声音流由实线131表示。
从第三扬声器105的右面输出的声音以平行于第三扬声器105的振动的振幅方向传播。从第一扬声器101的右面输出的声音和第二扬声器103的左面输出的声音被传送穿过第一声音通道111。被传送穿过第一声音通道111的声音由第一挡板121导向到平行于第一扬声器101和第二扬声器103的振动的振幅方向(即，与从第三扬声器105的右面输出的声音的传送方向相同的方向)上。从第三扬声器105的右面输出的声音的相位与穿过第一声音通道111传送的声音的相位相同。
因此合成从第三扬声器105的右面输出的声音和穿过第一声音通道111传送的声音，可增加声压。在图4中，这些声音流由虚线132表示。
第一挡板121和第二挡板122的提供使得由实线131表示的声音流和由虚线132表示的声音流不会混合在一起。因此由实线131表示的声音流和由虚线132表示的声音流不会彼此抵消，由此可防止声压的降低。
扬声器系统100的用户可以听到由实线131表示的声音流或者由虚线132表示的声音流。
这里应注意，短语“声音的传送方向”被定义为声音的基本传送方向，而并不意味着所有的声音都仅在这个方向上被传送。原因是因为声音在传送时具有衍射或反射的特性。因此，实线131和虚线132只是从概念上表明了声音的通道。
图5为示出根据本发明的扬声器系统100和包括在该扬声器系统中的一个扬声器的声学特性的图表，其中该特性是在符合JIS标准生产的扬声器箱中测试得到的。横轴代表频率，纵轴代表声压。
在图5中，实曲线(A)表示扬声器系统100的压力-频率特性，虚曲线(B)表示一个扬声器(例如第一扬声器101)的压力-频率特性。为了测试声学特性，每个包括在该扬声器系统100中的扬声器分别被提供3.3V的电压。
如从图5的实曲线(A)和虚曲线(B)中理解到的那样，几乎在整个频率范围中，来自扬声器系统100的声压均高于来自一个扬声器的声压。尤其是，在较低的频率范围内，扬声器系统100输出的声音具有很高的声压。
通过声音通道传送之后的声音流可以按照使用的实际形式自由地设置。在上面参照图1到图4所描述的扬声器系统100中，声音从两个声音通道111和112传送到三个扬声器101，103和105的振动的振幅方向上。本发明并不仅限于此。在根据本发明的扬声器系统中，可以从任意方向的声音通道传送声音，例如，垂直于扬声器的振动的振幅方向的方向。
图6是根据本发明的扬声器系统600的剖面图，其中声音沿垂直于扬声器的振动的振幅方向传送。
扬声器系统600包括三个扬声器(第一扬声器601，第二扬声器603和第三扬声器605)和两个隔板(第一隔板602和第二隔板604)。第一隔板602将第一扬声器601和第二扬声器603彼此分隔开，使得第一扬声器601和第二扬声器603彼此相对。第二隔板604将第二扬声器603和第三扬声器605彼此分隔开，使得第二扬声器603和第三扬声器605彼此相对。
第一扬声器601，第二扬声器603和第三扬声器605振动以产生声音。图6中标有“振幅方向”的箭头显示了第一扬声器601，第二扬声器603和第三扬声器605的振动的振幅方向。第一扬声器601，第二扬声器603和第三扬声器605沿振幅方向排列。
第一扬声器601，第二扬声器603和第一隔板602形成第一声音通道611，从第一扬声器601和第二扬声器603的相对面输出的声音穿过该通道。
第二扬声器603，第三扬声器605和第二隔板604形成第二声音通道612，从第二扬声器603和第三扬声器605的相对面输出的声音穿过该通道。
形成第一声音通道611，使得穿过第一声音通道611的声音的传送方向垂直于第一扬声器601和第二扬声器603的振动的振幅方向。
形成第二声音通道612，使得穿过第二声音通道612的声音的传送方向垂直于第二扬声器603和第三扬声器605的振动的振幅方向。
从第一扬声器601和第二扬声器603的相对面中输出的声音穿过第一声音通道611，该通道是一个由第一扬声器601，第二扬声器603和第一隔板602定义的空间，然后该声音被通过第一隔板602的缺少的边框传送到扬声器系统600的外部。
从第二扬声器603和第三扬声器605的相对面输出的声音穿过第二声音通道612，该通道是一个由第二扬声器603，第三扬声器605和第二隔板604定义的空间，然后该声音被通过第二隔板604的缺少的边框传送到扬声器系统600的外部。
扬声器系统600进一步包括两个挡板(第一挡板621和第二挡板622)。
从第一扬声器601的左面输出的声音被第一挡板621导向到垂直于第一扬声器601的振动的振幅方向上。从第二扬声器603的右面输出的声音和从第三扬声器605的左面输出的声音穿过第二声音通道612传送。穿过第二声音通道612传送的声音被第二挡板622导向到垂直于第二扬声器603和第三扬声器605的振动的振幅方向(即，与从第一扬声器601的左面输出的声音的传送方向相同的方向)上。从第一扬声器601的左面输出的声音的相位与穿过第二声音通道612传送的声音的相位相同。
因此，通过合成从第一扬声器601的左面输出的声音和穿过第二声音通道612传送的声音，可使声压增高。在图6中，这些声音流由实线631表示。
从第三扬声器605的右面输出的声音被第二挡板622导向到垂直于第三扬声器605的振动的振幅方向上。从第一扬声器601的右面输出的声音和第二扬声器603的左面输出的声音被传送穿过第一声音通道611。穿过第一声音通道611传送的声音被导向到垂直于第一扬声器601和第二扬声器603的振动的振幅方向(即，与从第三扬声器605的右面输出的声音的传送方向相同的方向)上。从第三扬声器605的右面输出的声音的相位与穿过第一声音通道611传送的声音的相位相同。
因此，通过合成从第三扬声器605的右面输出的声音和穿过第一声音通道611的声音可使声压增高。在图6中，这些声音流由虚线632表示。
第一挡板621和第二挡板622被提供为使得由实线631表示的声音流和由虚线632表示的声音流不会混在一起。因此，由实线631表示的声音流和由虚线632表示的声音流不会彼此抵消，因此可防止降低声压。
如上所述，可以沿着与扬声器的振动的振幅方向垂直的方向传送从扬声器输出的声音。在此情况下，可将声音输出到不同于平行于扬声器的振动的振幅方向的其他方向上，由此可提高扬声器系统的安装自由度。
包括在根据本发明的扬声器系统中的扬声器的数量不仅限于三个。包括在根据本发明的扬声器系统中的隔板的数量不仅限于两个。根据本发明的扬声器系统可以包括n个扬声器(其中n是大于等于2的整数)和(n-1)个隔板。
在此情况下，将偶数扬声器和奇数扬声器放置为使得该偶数扬声器和奇数扬声器的相对面输出相同相位的声音。通过以此方式放置扬声器，可合成相同相位的声音，从而提高声压。随着扬声器数目的增加，相同相位的声音进一步被合成，因此声压会进一步增加(见图13)。
可按如下两种方式实现其中偶数扬声器和奇数扬声器的相对面输出相同相位的声音的结构。
在第一种方式中，使用具有相同结构的偶数扬声器和奇数扬声器。偶数扬声器和奇数扬声器被布置成该偶数扬声器的正面和该奇数扬声器的正面彼此相对，或者该偶数扬声器的背面和该奇数扬声器的背面彼此相对。然后，使该偶数扬声器和奇数扬声器以相同相位振动。
例如，该偶数扬声器和奇数扬声器可以按以下方式排列。使用具有相同物理结构的第一(奇数)扬声器101，第二(偶数)扬声器103和第三(奇数)扬声器105。第一扬声器101，第二扬声器103和第三扬声器105被布置成第一扬声器101的正面和第二扬声器103的正面彼此相对，第二扬声器103的背面和第三扬声器105的背面彼此相对。
例如，通过给偶数扬声器和奇数扬声器提供相同相位的电信号使该偶数扬声器和奇数扬声器以相同相位振动。
在第二种方式中，使用具有相同结构的偶数扬声器和奇数扬声器。偶数扬声器和奇数扬声器被布置成该偶数扬声器的正面和奇数扬声器的背面彼此相对，或者使得该偶数扬声器的背面和奇数扬声器的正面相对。然后，使该偶数扬声器和奇数扬声器以相反相位振动。
例如，偶数扬声器和奇数扬声器可按如下方式排列。使用具有相同物理结构的第一扬声器101，第二扬声器103和第三扬声器105。第一扬声器101，第二扬声器103和第三扬声器105被布置成第一扬声器101的正面和第二扬声器103的背面彼此相对，第二扬声器103的正面和第三扬声器105的背面彼此相对。
通过，例如给偶数扬声器和奇数扬声器提供相反相位的电信号使得偶数扬声器和奇数扬声器以相反相位振动。
或者，在偶数扬声器和奇数扬声器均为具有压电元件的压电扬声器的情况下，偶数扬声器和奇数扬声器可按如下相反的相位振动。偶数扬声器和奇数扬声器被布置成偶数扬声器的压电元件的偏振方向与奇数扬声器的压电元件的偏振方向相反，并且向偶数扬声器和奇数扬声器提供相同相位的电信号。
隔板的形状不限于参考图1到4所描述的第一隔板102和第二隔板104的形状。可使用任何隔板，只要该隔板可以将偶数扬声器和邻近它的奇数扬声器彼此隔开，使得该偶数扬声器和邻近的奇数扬声器彼此面对且使得从该偶数扬声器和奇数扬声器的每一个输出的相位相反的声音不被合成。
通过调节第一隔板102和第二隔板104的厚度，或者调节第一声音通道111和第二声音通道112的宽度，可改变从第一声音通道111和第二声音通道112的每一个输出的声音的声学特性。
在上面参考图1到4所描述的实施例中，第一隔板102和第二隔板104具有相同的形状。但本发明并不局限于此。多个隔板可具有不同的形状。
在根据本发明的扬声器系统包括具有与上述薄扬声器不同形状的扬声器的情况下，优选使用具有适用于该扬声器的形状的隔板。
在上面的例子中，隔板102和104通常是U型的。在振动片是圆形或其它形状的情况下，可使用具有适宜形状的隔板。
根据本发明，如上所述，偶数扬声器和奇数扬声器被布置成该偶数扬声器和奇数扬声器的相对面输出相同相位的声音，隔板用于将该偶数扬声器和邻近它的奇数扬声器分隔开，使得该偶数扬声器和邻近的奇数扬声器彼此相对。该偶数扬声器，邻近的奇数扬声器以及用于分隔这些扬声器的隔板形成一个声音通道，从该偶数扬声器和邻近的奇数扬声器的相对面输出的声音穿过该通道。因此，可获得这样一个扬声器系统，其具有与单个扬声器相同的表面面积且仍能够在相位相反的声音彼此不会抵消的情况下提供大的声压。
2.一种包括不是压电扬声器的扬声器的扬声器系统
参考图1到6，已描述了包括作为扬声器特例的压电扬声器的扬声器系统。如上所述，根据本发明，扬声器并不仅限于压电扬声器。下面，将描述包括作为扬声器另一特例的动态扬声器的扬声器系统。
图7是根据本发明的包括动态扬声器的扬声器系统700的剖面图。
扬声器系统700包括三个扬声器(第一扬声器701，第二扬声器703和第三扬声器705)和两个隔板(第一隔板702和第二隔板704)。第一隔板702将第一扬声器701和第二扬声器703彼此分隔开，使得第一扬声器701和第二扬声器703彼此相对。第二隔板704将第二扬声器703和第三扬声器705彼此分隔开，使得第二扬声器703和第三扬声器705彼此相对。
第一扬声器701，第二扬声器703和第三扬声器705振动以产生声音。图7中标有“振幅方向”的箭头显示了第一扬声器701，第二扬声器703和第三扬声器705的振动的振幅方向。第一扬声器701，第二扬声器703和第三扬声器705沿振幅方向排列。
与扬声器系统100类似，第一扬声器701，第二扬声器703和第一隔板702形成第一声音通道711，从第一扬声器701和第二扬声器703的相对面输出的声音穿过该通道。
第二扬声器703，第三扬声器705和第二隔板704形成第二声音通道712，从第二扬声器703和第三扬声器705的相对面输出的声音穿过该通道。
形成第一声音通道711，使得穿过第一声音通道711的声音的传送方向垂直于第一扬声器701和第二扬声器703的振动的振幅方向。
形成第二声音通道712，使得穿过第二声音通道712的声音的传送方向垂直于第二扬声器703和第三扬声器705的振动的振幅方向。
从第一扬声器701和第二扬声器703的相对面输出的声音穿过第一声音通道711，该通道是一个由第一扬声器701，第二扬声器703和第一隔板702定义的空间，然后该声音被通过第一隔板702的缺少的边框传送到扬声器系统700的外部。
从第二扬声器703和第三扬声器705的相对面输出的声音穿过第二声音通道712，该通道是一个由第二扬声器703，第三扬声器705和第二隔板704定义的空间，然后该声音被通过第二隔板704的缺少的边框传送到扬声器系统700的外部。
从第一扬声器701的左面输出的声音在平行于第一扬声器701的振动的振幅方向上传播。从第二扬声器703的右面输出的声音和从第三扬声器705的左面输出的声音被传送穿过第二声音通道712。穿过第二声音通道712传送的声音被第二挡板722导向到平行于第二扬声器703和第三扬声器705的振动的振幅方向(即，与从第一扬声器701的左面输出的声音的传送方向相同的方向)上。从第一扬声器701的左面输出的声音的相位与穿过第二声音通道712传送的声音的相位相同。
因此，通过合成从第一扬声器701的左面输出的声音和穿过第二声音通道712传送的声音，可使声压增高。在图7中，这些声音流由实线731表示。
从第三扬声器705的右面输出的声音在平行于第三扬声器705的振动的振幅方向上传播。从第一扬声器701的右面输出的声音和第二扬声器703的左面输出的声音被传送穿过第一声音通道711。穿过第一声音通道711传送的声音被第一挡板721导向到平行于第一扬声器701和第二扬声器703的振动的振幅方向(即，与从第三扬声器705的右面输出的声音的传送方向相同的方向)上。从第三扬声器705的右面输出的声音的相位与穿过第一声音通道711传送的声音的相位相同。
因此，通过合成从第三扬声器705的右面输出的声音和穿过第一声音通道711传送的声音可使声压增高。在图7中，这些声音流由虚线732表示。
第一挡板721和第二挡板722的提供使得由实线731表示的声音流和由虚线732表示的声音流不会混在一起。因此，可防止由实线731表示的声音流和由虚线732表示的声音流彼此抵消，从而防止声压的降低。
图8为示出使用动态扬声器的扬声器系统700和包括在该扬声器系统700中的一个扬声器的声学特性的图表，该特性是在依据JIS标准建立的扬声器箱中测量得到的。横轴代表频率，纵轴代表声压。
在图8中，实曲线(A)表示扬声器系统700的压力-频率特性，虚曲线(B)表示包括在扬声器系统700中的一个扬声器的压力-频率特性。为测量该声学特性，在扬声器系统700中的每一个扬声器分别被提供0.89V的电压。每个扬声器的阻抗为8Ω。
如从图8的实曲线(A)和虚曲线(B)中理解到的，几乎在整个频率范围上，来自包括动态扬声器的扬声器系统700的声压也高于来自一个动态扬声器的声压。
3.包括两个扬声器的扬声器系统
参考图1到8，已经描述了包括三个扬声器和两个隔板的扬声器系统。根据本发明的扬声器系统不仅限于这样的结构。根据本发明的扬声器系统可以包括两个扬声器和一个隔板。
图9是根据本发明的包括两个扬声器和一个隔板的扬声器系统900的剖面图。
扬声器系统900包括第一扬声器901，第二扬声器903和第一隔板902，该隔板用于将第一扬声器901和第二扬声器903彼此分隔开的，使得第一扬声器901和第二扬声器903彼此相对。
第一扬声器901，第二扬声器903振动以产生声音。图9中标有“振幅方向”的箭头显示了第一扬声器901，第二扬声器903的振动的振幅方向。第一扬声器901和第二扬声器903沿振幅方向排列。
与扬声器系统100类似，第一扬声器901，第二扬声器903和第一隔板902形成第一声音通道911，从第一扬声器901和第二扬声器903的相对面输出的声音穿过该通道。
形成第一声音通道911，使得穿过第一声音通道911的声音的传送方向垂直于扬声器901和903的振动的振幅方向。
从第一扬声器901和第二扬声器903的相对面输出的声音穿过第一声音通道911，该通道是一个由第一扬声器901，第二扬声器903和第一隔板902定义的空间，然后该声音被通过第一隔板902的缺少的边框传送到扬声器系统900的外部。
扬声器系统900进一步包括两个挡板(第一挡板921和第二挡板922)。
从第一扬声器901的左面输出的声音在平行于该第一扬声器901的振动的振幅方向传播。从第二扬声器903的右面输出的声音被第二挡板922导向到平行于该第二扬声器903的振动的振幅方向(即，与从第一扬声器901的左面输出的声音的传送方向相同的方向)上。从第一扬声器901的左面输出的声音的相位与从第二扬声器903的右面输出的声音的相位相同。
因此，通过合成从第一扬声器901的左面输出的声音和从第二扬声器903的右面输出的声音，可提高声压。在图9中，这些声音流由实线931表示。
从第一扬声器901的右面输出的声音和从第二扬声器的左面输出的声音被传送穿过第一声音通道911。穿过第一声音通道911的声音由第一挡板921导向到一个平行于扬声器901和903的振动的振幅方向上。在图9中，这些声音流由虚线932表示。
第一挡板921和第二挡板922的提供使得由实线931表示的声音流和由虚线932表示的声音流不会混在一起。由此，可防止由实线931表示的声音流和由虚线932表示的声音流彼此抵消，从而防止声压的降低。
如上所述，本发明可应用于包括两个扬声器901和903和一个隔板902的扬声器系统900。
上述的扬声器系统600包括三个扬声器且使声音沿着基本上与扬声器的振动的振幅方向垂直的方向传播。包括两个扬声器的扬声器系统也可以使声音沿着基本上与扬声器的振动的振幅方向垂直的方向传播。
图10是根据本发明的包括两个扬声器的扬声器系统1000的剖面图，其中声音沿着与扬声器的振动的振幅方向垂直的方向传播。
扬声器系统1000包括第一扬声器1001，第二扬声器1003和用于将第一扬声器1001和第二扬声器1003彼此分隔开使得该第一扬声器1001和第二扬声器1003彼此相对的第一隔板1002。
第一扬声器1001和第二扬声器1003振动以产生声音。图10中标有“振幅方向”的箭头显示了第一扬声器1001和第二扬声器1003的振动的振幅方向。第一扬声器1001和第二扬声器1003沿振幅方向排列。
如同扬声器系统100，第一扬声器1001，第二扬声器1003和第一隔板1002形成第一声音通道1011，从第一扬声器1001和第二扬声器1003的相对面输出的声音穿过该通道。
形成第一声音通道1011，使得穿过第一声音通道1011的声音的传送方向垂直于扬声器1001和1003的振动的振幅方向。
从第一扬声器1001和第二扬声器1003的相对面输出的声音穿过第一声音通道1011，该通道是一个由第一扬声器1001，第二扬声器1003和第一隔板1002定义的空间，然后该声音通过第一隔板1002缺少的边框传送到扬声器系统1000的外部。
扬声器系统1000进一步包括两个挡板(第一挡板1021和第二挡板1022)。
从第一扬声器1001的左面输出的声音被第一挡板1021导向到垂直于第一扬声器1001的振动的振幅方向上。从第二扬声器1003的右面输出的声音被第二挡板1022导向到垂直于第二扬声器1003的振动的振幅方向(即，与从第一扬声器1001的左面输出的声音的传送方向相同的方向)上。从第一扬声器1001的左面输出的声音的相位与从第二扬声器1003的右面输出的声音的相位相同。
因此，通过合成从第一扬声器1001左面输出的声音和从第二扬声器1003的右面输出的声音，可使声压增高。在图10中，这些声音流由实线1031表示。
从第一扬声器1001的右面输出的声音和从第二扬声器1003的左面输出的声音被传送穿过第一声音通道1011。穿过第一声音通道1011传送的声音被导向到垂直于扬声器1001和1003的振动的振幅方向上。在图10中，这些声音流由虚线1032表示。
第一挡板1021和第二挡板1022的提供使得由实线1031表示的声音流和由虚线1032表示的声音流不会混在一起。因此，可防止由实线1031表示的声音流和由虚线1032表示的声音流彼此抵消，从而防止声压的降低。
如上所述，可沿垂直于扬声器的振动的振幅方向传送从包括两个扬声器的扬声器系统1000输出的声音。
根据本发明，如上所述，隔板被放置为使得两个扬声器彼此面对，且扬声器和隔板形成一个声音通道，从扬声器的相对面输出的声音穿过该通道。因此，可获得这样一个扬声器系统，其具有与单个扬声器相同的表面面积，且它仍能够提供大的声压，而不存在相反相位的声音彼此抵消的情况。
4.压电扬声器的结构
以下描述可用于根据本发明的扬声器系统的压电扬声器。
图11是压电扬声器1100的俯视图。
压电扬声器包括外部框架1110，内部框架1120，振动片1131-1134，用于将振幅传递给振动片1131-1134的压电元件1140。
振动片1131通过阻尼器1151和1152连接到内部框架1120上。振动片1132通过阻尼器1153和1154连接到内部框架1120上。振动片1133通过阻尼器1155和1156连接到内部框架1120上。振动片1134通过阻尼器1157和1158连接到内部框架1120上。
内部框架1120通过阻尼器1161到1164连接到外部框架1110上。外部框架1110固定于压电扬声器1100的固定元件(没有示出)上。
阻尼器1151-1158和阻尼器1161-1164由于它们的形状被称为“蝶型阻尼器”。
阻尼器1151和1152支持振动片1131，使得振动片1131可线性振动。这里，“振动片1131可线性振动”的表述被定义指“振动片1131在基本与一参考平面垂直的方向上振动，同时该振动片1131的平面保持与该参考平面基本平行”。振动片1132-1134适用相同的定义。假设，例如，外部框架1110被固定于与图11中的平面(plane ofthe sheet)(参考平面)相同的平面上。在此情况下，支承振动片1131使得其沿与该平面基本垂直的方向振动，同时使该振动片1131的平面基本保持与该平面平行。
类似地，阻尼器1153和1154支承振动片1132，使得该振动片1132可线性振动。阻尼器1155和1156支承振动片1133，使得振动片1133可线性振动。阻尼器1157和1158支承振动片1134，使得振动片1134可线性振动。
阻尼器1161-1164支承振动片1131到1134，使得振动片1131-1134可同时线性振动。
当阻尼器1151-1158及1161-1164由金属材料构成时，它们可被用作电极线。换句话说，压电元件1141被电连接至振动片1131-1134。振动片1131-1134通过阻尼器1151-1158被连接到内部框架1120上，内部框架1120通过阻尼器1161-1164被连接到外部框架1110上。因此，可将信号从外部框架1110输入到压电元件1140。
压电扬声器1100进一步包括一个肋板1171，其被形成为用于防止空气通过振动片1131-1134和内部框架1120之间的缝隙泄漏，和用于防止空气通过内部框架1120和外部框架1110之间的隙缝泄漏的肋板1172。当空气通过振动片1131-1134和内部框架1120之间的缝隙或者通过内部框架1120和外部框架1110之间的缝隙泄漏的时候，在振动片1131-1134的各个两侧产生的相位相反的声音会彼此干扰，由此会降低声压。肋板1171和1172防止这种空气泄漏，因此防止了在较低频段范围内的声压的降低，在低频范围内，当存在空气泄漏时，该特性将显著恶化。因此根据本发明的压电扬声器1100与传统的压电扬声器相比，在较低的频段范围内可以再现清楚的声音。
肋板1171和1172的每一个作为用于支承振动片1131-1134的支承元件的一部分。通过使用肋板1171和1172来支承振动片1131-1134的周边，振动片1131到1134可更容易的振动。在以下这样一种结构中，在该结构中，肋板1171和1172不用作支承振动片1131-1134的支承元件的一部分，并且振动片1131-1134仅由阻尼器1151-1158和1161-1164支承，振动片1131-1134可能会在不期望的方向上胡乱移动。结果，可能会产生不必要的共振。
甚至具有传统简单结构的压电元件，而不是上述的压电扬声器也可以产生提高声压的效果，该简单结构包括单个金属振动片和附着在其上的压电片。
压电扬声器1100包括四边形的振动片。本发明并不仅限于此，也可使用例如圆形的振动片。
在根据本发明的压电扬声器1100中，振动片被支承以便能线性振动，肋板的提供是用于防止空气穿过振动片和框架之间的缝隙而泄漏，还用于支承振动片使其振动，同时保持其与参考平面更加平行。由于这种结构，与传统的压电扬声器相比，可在较低的频率范围内重现清晰的声音。
根据本发明的扬声器系统，如此放置第一扬声器和第二扬声器，使得该第一扬声器和第二扬声器的相对面输出相同相位的声音。第一扬声器，第二扬声器和第一隔板形成一个声音通道，从第一扬声器和第二扬声器的相对面输出的声音穿过该通道。从而可提供这样一种扬声器系统，该扬声器系统采用多个扬声器提高声压，同时保持与单个扬声器相同的表面面积。
根据本发明的扬声器系统不仅限于包括两个扬声器和一个隔板。根据本发明的扬声器系统可以包括n个扬声器(其中n是大于等于2的整数)和(n-1)个隔板。在这样一种扬声器系统中，在该n个扬声器中的偶数扬声器和奇数扬声器被布置成偶数扬声器和奇数扬声器的相对面输出相同相位的声音。提供一隔板，用于将偶数扬声器和邻近它的奇数扬声器分隔开，使得偶数扬声器和邻近它的奇数扬声器彼此相对。偶数扬声器，邻近的奇数扬声器以及用于将偶数扬声器和邻近它的奇数扬声器分隔开的隔板形成一个声音通道，从扬声器的相对面输出的声音穿过该通道。因此，可以提供一种采用多个扬声器来增加声压同时保持与单个扬声器具有相同表面面积的扬声器系统。
对于本领域技术人员来说，在不背离本发明范围和精神的情况下，很显然且易于进行多种其他的改进。因此，并不意味着附加权利要求的范围仅限于这里所做的描述，而是应当被广泛地进行解释。

Claims (27)

1、一种扬声器系统，包括：
第一扬声器；
第二扬声器；
用于将第一扬声器和第二扬声器彼此分隔开使得第一扬声器和第二扬声器彼此相对的第一隔板，该第一隔板基本为U形，具有一开口侧；
第三扬声器；以及
第二隔板，用于将第二扬声器和第三扬声器彼此分隔开使得第二扬声器和第三扬声器彼此相对，该第二隔板基本为U形，具有一开口侧，且第一隔板的开口侧与第二隔板的开口侧相对设置并间隔开，
其中，
第一扬声器和第二扬声器被布置成第一扬声器和第二扬声器的相对面输出相同相位的声音，并且
第一扬声器，第二扬声器和第一隔板形成第一声音通道，从第一扬声器和第二扬声器的相对面输出的声音穿过所述第一声音通道，且该第一声音通道是沿着第一隔板的开口侧方向；并且
所述第二扬声器和第三扬声器被布置成第二扬声器和第三扬声器的相对面输出相同相位的声音，并且
所述第二扬声器、第三扬声器和第二隔板形成第二声音通道，从所述第二扬声器和第三扬声器的相对面输出的声音穿过所述第二声音通道，并且所述第二声音通道是沿着所述第二隔板的开口侧方向。
2、根据权利要求1所述的扬声器系统，其中，所述第一声音通道的形成使得穿过所述第一声音通道的声音的传送方向垂直于所述第一扬声器和第二扬声器的振动的振幅方向。
3、根据权利要求1所述的扬声器系统，进一步包括至少一个挡板，该挡板被设置成穿过所述第一声音通道的声音被导向到平行于所述第一扬声器和第二扬声器的振动的振幅方向上。
4、根据权利要求1所述的扬声器系统，进一步包括至少一个挡板，该挡板被设置成穿过所述第一声音通道的声音被导向到垂直于所述第一扬声器和第二扬声器的振动的振幅方向上。
5、根据权利要求1所述的扬声器系统，其中所述第二声音通道的形成使得穿过所述第二声音通道的声音的传送方向垂直于所述第二扬声器和第三扬声器的振动的振幅方向。
6、根据权利要求1所述的扬声器系统，进一步包括至少一个挡板，该挡板被设置成穿过所述第二声音通道的声音被导向到平行于所述第二扬声器和第三扬声器的振动的振幅方向上。
7、根据权利要求1所述的扬声器系统，进一步包括至少一个挡板，该挡板被设置成穿过所述第二声音通道的声音被导向到垂直于所述第二扬声器和第三扬声器的振动的振幅方向上。
8、根据权利要求1所述的扬声器系统，其中所述第一声音通道和第二声音通道的形成使得穿过所述第一声音通道的声音的传送方向和穿过所述第二声音通道的声音的传送方向彼此相反。
9、根据权利要求1所述的扬声器系统，其中，所述第一扬声器和第二扬声器具有相同的结构；所述第一扬声器和第二扬声器被布置成第一扬声器的正面和第二扬声器的正面彼此相对或者使得第一扬声器的背面和第二扬声器的背面彼此相对；且所述第一扬声器和第二扬声器以相同的相位振动。
10、根据权利要求1所述的扬声器系统，其中，所述第一扬声器和第二扬声器具有相同的结构；所述第一扬声器和第二扬声器被布置成第一扬声器的正面和第二扬声器的背面彼此相对或者使得第一扬声器的背面和第二扬声器的正面彼此相对；且所述第一扬声器和第二扬声器以相反的相位振动。
11、根据权利要求10所述的扬声器系统，其中，所述第一扬声器和第二扬声器每一个均为包括压电元件的压电扬声器；所述第一扬声器的压电元件的偏振方向与所述第二扬声器的压电元件的偏振方向相反；且输入到所述第一扬声器的电信号的相位与输入到所述第二扬声器的电信号的相位相同。
12、根据权利要求10所述的扬声器系统，其中，输入到所述第一扬声器的电信号的相位与输入到所述第二扬声器的电信号的相位相反。
13、根据权利要求1所述的扬声器系统，其中所述第一扬声器与第二扬声器每一个均包括：
框架；
振动片；
位于振动片上的压电元件；
连接到该框架和振动片的阻尼器，用于支承该振动片以使该振动片能够线性振动；和
用于填充该振动片和框架之间缝隙的肋板，
其中所述阻尼器用作一电极。
14、根据权利要求1所述的扬声器系统，其中所述第一扬声器与第二扬声器每一个均为动态扬声器。
15、根据权利要求1所述的扬声器系统，其中：
所述第一扬声器、所述第二扬声器和所述第一隔板提供具有一传送方向的第一声音通道，以及
所述第二扬声器、所述第三扬声器和所述第二隔板提供具有一传送方向的第二声音通道，该第二声音通道与第一声音通道设置成180度。
16、根据权利要求15所述的扬声器系统，其中所述第一声音通道的形成使得穿过所述第一声音通道的声音的传送方向垂直于所述第一扬声器和第二扬声器的振动的振幅方向。
17、根据权利要求15所述的扬声器系统，进一步包括至少一个挡板，该挡板被设置成穿过所述第一声音通道的声音被导向到平行于所述第一扬声器和第二扬声器的振动的振幅方向上。
18、根据权利要求15所述的扬声器系统，进一步包括至少一个挡板，该挡板被设置成穿过所述第一声音通道的声音被导向到垂直于所述第一扬声器和第二扬声器的振动的振幅方向上。
19、根据权利要求15所述的扬声器系统，其中所述第二声音通道的形成使得穿过所述第二声音通道的声音的传送方向垂直于所述第二扬声器和第三扬声器的振动的振幅方向。
20、根据权利要求15所述的扬声器系统，进一步包括至少一个挡板，该挡板被设置成穿过所述第二声音通道的声音被导向到平行于所述第二扬声器和第三扬声器的振动的振幅方向上。
21、根据权利要求15所述的扬声器系统，进一步包括至少一个挡板，该挡板被设置成穿过所述第二声音通道的声音被导向到垂直于所述第二扬声器和第三扬声器的振动的振幅方向上。
22、根据权利要求15所述的扬声器系统，其中，所述第一扬声器和第二扬声器具有相同的结构；所述第一扬声器和第二扬声器被布置成第一扬声器的正面和第二扬声器的正面彼此相对或者使得第一扬声器的背面和第二扬声器的背面彼此相对；且所述第一扬声器和第二扬声器以相同的相位振动。
23、根据权利要求15所述的扬声器系统，其中，所述第一扬声器和第二扬声器具有相同的结构；所述第一扬声器和第二扬声器被布置成第一扬声器的正面和第二扬声器的背面彼此相对或者使得第一扬声器的背面和第二扬声器的正面彼此相对；且所述第一扬声器和第二扬声器以相反的相位振动。
24、根据权利要求23所述的扬声器系统，其中，所述第一扬声器和第二扬声器每一个均为包括压电元件的压电扬声器；所述第一扬声器的压电元件的偏振方向与第二扬声器的压电元件的偏振方向相反；且输入到所述第一扬声器的电信号的相位与输入到所述第二扬声器的电信号的相位相同。
25、根据权利要求23所述的扬声器系统，其中，输入到所述第一扬声器的电信号的相位与输入到所述第二扬声器的电信号的相位相反。
26、根据权利要求23所述的扬声器系统，其中所述第一扬声器与第二扬声器每一个均包括：
框架；
振动片；
位于振动片上的压电元件；
连接到该框架和振动片的阻尼器，其用于支承该振动片使该振动片能够线性振动；和
用于填充该振动片和框架之间缝隙的肋板，
其中所述阻尼器用作一电极。
27、根据权利要求23所述的扬声器系统，其中所述第一扬声器与第二扬声器每一个均为动态扬声器。
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