CN101686422B - 扬声器系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种低音用的扬声器系统，减轻了动作时使音箱乃至整个扬声器系统发生振动的振动板的反作用振动，并且改善了低音域特性。以将一对或多个扬声器单元在背面侧机械结合并且使动作时的相互的反作用振动的矢量之和为零的方式进行电接线连接，来减轻整个扬声器系统的振动，并且在各扬声器单元的前表面侧安装内置导管型音箱或封闭型音箱来使中高音域成分衰减，在内置导管型中将音箱和导管的共振频率比设定为1∶1～1∶3，在封闭型中将音箱的容积比设定为1∶1～1∶3，在低音域共振，从而改善低音特性。

Description

扬声器系统

技术领域

本发明涉及一种用作组装或组合在TV接收器等中、作为高音质的特别是在低音域的特性优良的音响系统的扬声器系统。

背景技术

以往，内置于TV接收器里而使用的扬声器系统在适应受限的安装空间的尺寸而向小型化发展的期间，随着录像带、影碟等的发展以及影像技术的显著进步，到近年来也越来越追求再现声音的高音质化。然而，由于尺寸上的限制，扬声器的口径也受限，特别是低音域中的高音质化未能得到充分的进步。

在以改善低音域为目的的倒相式(phase-inversion type)扬声器系统中，在封闭式音箱的前表面障板(baffle)上设置有开孔port或导管(duct)这样的放音(acoustic irradiation)部件，放射到扬声器单元背面的声音的一部分经由导管而与放射到前表面的声音相位一致地进行放射，因此扩展了低音再现域。并且，已知如下的一种扬声器系统：利用分隔板将音箱内部分成两个腔室，在一个腔室侧在分隔板上安装两个扬声器单元，对两个腔室设置导管，由此构成音响的串联双共振回路，该扬声器系统通过选择性地组合各导管的共振频率来任意设定低音域特性。但是，在该结构中共振系统为两个以下，设计上的自由度较小，能够设定的特性的范围有限，因此尝试提供一种以比较简单的结构改善这些问题的扬声器系统(例如参照专利文献1)。根据该尝试，分别以具有规定容积的音箱覆盖多个扬声器单元的各个振动板的前表面或背面，以规定容积的一个共用音箱覆盖另一侧表面，对这些音箱设置共振频率分别不同的导管，由此，整体构成多重共振回路，得到频率特性为从所有导管放射的声输出信号的总和的扬声器系统。

在具有使从扬声器单元的背面放射的声音的相位反转而向外部放射的导管的低声频反射式(bass reflex)扬声器装置中，提出了一种用于得到能够再现特别丰富的低音的高音质的其他提案(例如参照专利文献2)。根据该提案，利用金属板形成导管的一部分，通过改变其长度和形状使导管的容积发生变化，从而由导管使在低音域中的共振频率发生变化，而能够使扬声器装置的低音域特性为所期望的特性。

专利文献1：日本特开平3-22797号公报

专利文献2：日本特开平10-117311号公报

在上述种类的以往的扬声器系统中，存在如下的问题：在特别重视低音域的再现的较大口径的扬声器单元中使用的例如锥型振动板动作时，由于振动的反作用而使整个音箱振动，从而使整个音响系统振动而产生与再现声音不同的机械性振动音，或者是组装或组合使用扬声器系统的TV接收器等设备振动，导致使图像产生晃动或降低图像质量。但是，为了抑制该振动无法不依赖机械性的抑制手段，在这一点上难以实现构造的简化。特别是在如上述的倒相式(低声频反射式)那样在放音系统中包含共振系统的扬声器系统中，整个音箱的振动对再现声音特性产生较大影响。

发明内容

因而，本发明的目的在于提供如下的一种扬声器系统：特别是在放音系统中包含共振系统的扬声器系统中，降低扬声器单元进行动作时的振动板振动的反作用振动，抑制整个扬声器系统的振动，从而得到特别对低音域的特性进行了改善的高音质的再现声音，并且不需要或者能够简化抑制由反作用振动引起的振动的抑制部件。

为了达到上述目的，本发明的技术方案1的扬声器系统利用音箱覆盖多个扬声器单元的前表面，使放射的声音的相位反转后放射到外部，其特征在于，使多个扬声器单元分别在背面进行机械结合，使背面结合的扬声器单元的周面开放而作为放音部，音箱具有设置在各扬声器单元的前表面并在扬声器单元的轴线方向上延伸的管状体，某个音箱或各音箱在其内部具有一端在音箱的外侧开口且另一端在音箱内开口的至少一个管状的导管，使各音箱和导管的共振频率之比设定在1∶1～1∶3的范围，配置各扬声器单元并对它们进行接线连接以使得各扬声器单元的反作用振动的矢量之和为零(0)。

根据技术方案2，技术方案1所述的扬声器系统的特征在于，导管设置成外端位于音箱的长度方向端面，内端与扬声器单元的前表面相面对。

根据技术方案3，技术方案1所述的扬声器系统的特征在于，各扬声器单元的各个音箱被设置为通过设置在扬声器单元的结合体的周面的一部分上的连通部而相互连通，导管被设置为在连通部处与音箱的长度方向正交。

根据技术方案4，技术方案1所述的扬声器系统的特征在于，放音部具有扩散器(diffuser)。

根据技术方案5，技术方案1所述的扬声器系统的特征在于，放音部具有与电视柜支柱部的安装器具相对应的安装器具承接部件。

根据技术方案6，技术方案1所述的扬声器系统的特征在于，多个扬声器单元和音箱以共用的结合构件为中心而配置成放射状。

根据技术方案7，技术方案1所述的扬声器系统的特征在于，并联设置至少两对扬声器单元，在相邻的至少两个扬声器单元的前表面设置共用音箱，导管沿共用音箱的长度方向配置在音箱内的中央。

根据技术方案8，技术方案1～7中的任一项所述的扬声器系统的特征在于，扬声器单元分别在背面侧底面通过粘着剂相互结合或结合在共用结合构件上。

根据技术方案9，技术方案1～7中的任一项所述的扬声器系统的特征在于，扬声器单元成对，各对扬声器单元通过贯通中心轴线的螺纹连接部件紧固结合。

根据技术方案10，在利用音箱封闭多个扬声器单元的前表面的扬声器系统中，特征在于，使多个扬声器单元分别在背面进行机械结合，使背面结合的扬声器单元的周面开放而作为放音部，音箱具有设置在各扬声器单元的前表面并在扬声器单元的轴线方向上延伸的筒状体或箱状体，将各个音箱的容积比设定在1∶1～1∶3的范围，配置各扬声器单元并对它们进行接线连接使得各扬声器单元的反作用振动的矢量之和为零(0)。

将至少两个扬声器单元在背面侧相互机械结合，以音箱覆盖各个前表面侧，在音箱内设置导管并使音箱在导管的一端开放的情况下，将音箱和导管的共振频率之比设定为1∶1～1∶3的范围，在未设置导管而将音箱设为封闭型的情况下，将各个音箱的容积比设定在1∶1～1∶3的范围，由此对低音域特性进行改善。并且，配置各扬声器单元并对它们进行接线连接以使得各扬声器单元的反作用振动的矢量之和为零，由此能够消除由扬声器单元产生的振动，不受振动的影响而发挥改善了的低音域特性。

附图说明

图1是本发明的实施例1的扬声器系统的纵剖视图。

图2是本发明的实施例2的扬声器系统的纵剖视图。

图3是在实施例1和2中通用的实施方式的扬声器系统的纵剖视图。

图4是本发明的实施例3的扬声器系统的纵剖视图。

图5是能够应用于实施例1～3的实施方式的扬声器系统的纵剖视图。

图6是处于安装在电视柜支柱部上的状态的实施例1的扬声器系统的纵剖视图。

图7是本发明的实施例4的扬声器系统的纵剖视图。

图8是本发明的实施例5的扬声器系统的纵剖视图。

图9是实施例1的扬声器系统的低音域的反作用振动特性图。

图10是以往例的扬声器系统的低音域的反作用振动特性图。

图11是实施例1的扬声器系统的全音域的频率特性图。

图12是以往例的扬声器系统的全音域的频率特性图。

具体实施方式

图1～9中示出了几个实施例作为本发明的扬声器系统的最佳实施方式，下面对其进行说明。

实施例1

图1以纵剖视图表示由本发明的扬声器系统的基本结构形成的实施例1。在图1中，在中央处配置有将背面侧、即磁路侧底面相互抵接并将中心轴线对齐而结合成一体的一对扬声器单元1a、1b，位于两侧的各扬声器单元前表面侧1c、1d、即振动板外表面侧分别被封闭了外方端的中空筒状的音箱2a、2b覆盖。即，在朝相互相反方向结合的一对扬声器单元1a、1b的振动板外面侧即前表面侧1c、1d分别安装封闭了外方端的筒状的音箱2a、2b的开口的内方端，来封闭扬声器单元前表面侧1c、1d。关于扬声器单元1a、1b之间的结合，希望利用在各个磁路底面上涂敷的粘着剂来粘接、或者利用贯通两个单元的中心轴线的螺钉或者螺栓螺母那样的螺纹连接部件来紧固。

对在背面侧进行结合的、即朝相反方向相互结合的一对扬声器单元1a、1b进行接线连接使得由工作时的反作用引起的扬声器单元的振动的矢量之和为零(0)而成为相互抵消振动的动作，由此来抑制由振动板的振动的反作用引起的音箱整体的振动的产生。

并且，为了改善该扬声器系统的低音域特性，在筒状的音箱2a、2b的内部设置中空筒状的导管4a、4b，各中空筒状的导管4a、4b的直径小于音箱直径而且各导管4a、4b的一端4c、4e在音箱的外方端开口，并且另一端4d、4f朝向扬声器单元前表面1c、1d开口。此时，使根据音箱和导管算出的共振频率之比在1∶1～1∶3的范围。由此，中高音域成分在音箱2a、2b的内部衰减，另一方面，对于低音域，能够使主要从导管放射的低音域成为失真较少的高音质的共鸣音。使用下面的计算式算出导管的共振频率fb。

$\mathrm{fd}=\sqrt{\frac{30000\×S}{V\×(L+0.825\sqrt{S})}}$

在此，S表示导管的面积(cm²)，V表示音箱的容积(lit.)，L表示导管的长度(cm)。

使扬声器单元1a、1b的结合体的周围开放而构成放音部3，放出到扬声器单元背面侧的全音域成分在该放音部3中共鸣并进行放射。另一方面，放射到扬声器单元前表面的中高音域成分在两个音箱内衰减，而通过导管进行共振的低音域成分从导管开口端放射。

图9表示图1的实施例1的本发明的扬声器系统的在两个音箱2a、2b的长度方向中间位置上测量到的由背面结合扬声器单元产生的反作用振动的特性，以输入5v在20～500Hz中进行扫描，结果，测量位置处的振幅值在整个期间基本接近零。与此相对地，由单独的扬声器单元以及与其轴线正交地延伸的导管构成的以往的扬声器系统的在与导管相反侧的扬声器单元外周测量到的图10的同样的振动特性表示在20Hz已经较为显著的振幅值。另外，图11和图12分别表示图9的本发明的实施例1的扬声器系统以及图10的测量中使用的以往的扬声器系统的全音域中的频率特性曲线，在图11的本发明的频率特性曲线中，低音域中的改善以及中高音域中的衰减较为明显。

实施例2

图2表示本发明的实施例2中的扬声器系统，与实施例1的结构上的差异在于音箱2a、2b各自不具有导管4a、4b，因而无论哪个音箱都封闭了外侧端地进行设置这一点。在这种情况下，将一对扬声器单元1a、1b的音箱2a、2b的容积比设定为1∶1～1∶3的范围，由此，中高音域成分在封闭音箱内衰减，而低音域成分在两个音箱内共振并从放音部3与背面侧放射音一起放射出去。

图3表示实施例2的扬声器系统的其它实施方式。在此，在一个音箱2b内设置实施例1的导管4b并使其外方端开口，但是使另一个音箱2a为封闭型。并且，如果将实施例2的容积比应用于封闭型音箱2a，将实施例1的共振频率比应用于带开口导管的音箱2b，则得到复合性的低音域特性。

实施例3

图4表示本发明的实施例3的扬声器系统，在本实施例中，增大实施例1或实施例2中表示的相互独立的音箱2a、2b的直径或宽度，通过设置在位于中央的背面结合的扬声器单元1a、1b的侧方的连通部2c将两个音箱2d、2e连通成一个。在此，在连通部2c处设置在与扬声器单元1a、1b的轴线正交的方向上延伸的导管4g，通过导管4g来解除音箱2d、2e内的连通空间的封闭。因而应用了实施例1的共振频率比，但是也可以不设置导管而设为封闭型，应用实施例2的容积比。

图5表示能够通用地应用于实施例1和2的、并且根据希望也能够应用于实施例3的实施方式，本发明的扬声器系统具有扩散器5，由此，该扬声器系统对放射声音赋予方向性，从而改善声音特性，该扩散器5由反射板5a和扩散锥体5b构成；该反射板5a安装在中央的扬声器单元结合体的一个侧面上，使放射声音返回到扬声器单元结合体侧；该扩散锥体5b安装在与上述一个侧面相反的侧面上，对来自反射板的声音以及放射声音进行扩散。

图6表示能够应用于实施例1和2的实施方式，本发明的扬声器系统具有安装器具承接构件6，该安装器具部件承接构件6用于承接与本发明的扬声器系统组合使用的TV接收器的电视柜7的支柱部所具有的安装器具8的对应部分。因而，本发明的扬声器系统能够简便地安装在TV接收器的正面下部来进行使用。

实施例4

在图7所示的本发明的实施例4的扬声器系统中，将三个扬声器单元1e～1g各自的背面粘贴固定在这种情况下截面为正三角形的共用的结合构件9的各面上，在各扬声器单元的前表面分别安装与实施例1的音箱相同的三个音箱2f～2h的开口端，以相等的间隔排列成放射状。关于该放射状排列，如果使用具有所期望边数的正多边形截面的结合构件作为共用的结合构件9，则能够成为由所期望边数的扬声器单元和音箱构成的扬声器系统。不言而喻，可应用用于抵消由反作用引起的扬声器单元的振动的实施例1中叙述的接线连接和用于改善低音特性的共振频率比或容积比。

实施例5

在图8的实施例5中，将多对背面结合扬声器单元与安装在其前表面的各音箱并联地进行配置。在图中，两对背面结合的扬声器单元1h、1i以及1j、1k相互连接侧面而并联配置，在两个并列的扬声器单元的各自一侧的两个前表面分别安装有相连通的音箱2i、2j。根据期望使这些音箱为带导管或无导管的封闭型中的任意类型的音箱，相应地进行共振频率比或容积比的期望值设定以及反作用振动抵消用的接线连接。

Claims (10)

1.一种扬声器系统，该扬声器系统利用音箱覆盖多个扬声器单元的前表面，使放射的声音的相位反转后放射到外部，其特征在于，

使多个扬声器单元分别在背面进行机械结合，使背面结合的扬声器单元的周面开放而作为放音部，音箱具有设置在各扬声器单元的前表面并在扬声器单元的轴线方向上延伸的管状体，某个音箱或各音箱在其内部具有一端在音箱的外侧开口且另一端在音箱内开口的至少一个管状的导管，将各音箱和导管的共振频率之比设定在1∶1～1∶3的范围，配置各扬声器单元并对它们进行接线连接以使得各扬声器单元的反作用振动的矢量之和为零。

2.根据权利要求1所述的扬声器系统，其特征在于，

导管设置成外端位于音箱的长度方向端面，且内端与扬声器单元的前表面相面对。

3.根据权利要求1所述的扬声器系统，其特征在于，

各扬声器单元的各个音箱被设置为通过设置在扬声器单元的结合体的周面的一部分上的连通部而相互连通，导管被设置为在连通部处与音箱的长度方向正交。

4.根据权利要求1所述的扬声器系统，其特征在于，

放音部具有扩散器。

5.根据权利要求1所述的扬声器系统，其特征在于，

放音部具有与电视柜支柱部的安装器具相对应的安装器具承接构件。

6.根据权利要求1所述的扬声器系统，其特征在于，

多个扬声器单元和音箱以共用的结合构件为中心而配置成放射状。

7.根据权利要求1所述的扬声器系统，其特征在于，

并联设置至少两对扬声器单元，在相邻的至少两个扬声器单元的前表面设置共用音箱，导管沿共用音箱的长度方向配置在音箱内的中央。

8.根据权利要求1～7中的任一项所述的扬声器系统，其特征在于，

扬声器单元分别在背面侧底面通过粘着剂相互结合或结合在共用结合构件上。

9.根据权利要求1～7中的任一项所述的扬声器系统，其特征在于，

扬声器单元成对，各对扬声器单元利用贯通中心轴线的螺纹连接部件紧固结合。

10.一种扬声器系统，利用音箱封闭多个扬声器单元的前表面，其特征在于，

使多个扬声器单元分别在背面进行机械结合，使背面结合的扬声器单元的周面开放而作为放音部，音箱具有设置在各扬声器单元的前表面并在扬声器单元的轴线方向上延伸的筒状体或箱状体，使各个音箱的容积比设定在1∶1～1∶3的范围，配置各扬声器单元并对它们进行接线连接以使得各扬声器单元的反作用振动的矢量之和为零。

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