CN104936106A - 扬声器系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及扬声器系统。根据实施例，扬声器系统包含滤波器、扬声器和声音收集单元。滤波器中的每一个过滤第一信号以产生第二信号。扬声器被布置为使得从扬声器到评价点的传输特性相互不同。扬声器中的每一个将由滤波器中的相应的一个所产生的第二信号转换成声波。声音收集单元组合从扬声器所输出的声波以产生组合声波。滤波器形成为使得从第一信号到输出信号的传输特性匹配目标传输特性，该输出信号指示评价点处的组合声波的声压。

Description

扬声器系统

(对相关申请的交叉引用)

本申请基于在2014年3月18日提交的日本专利申请No.2014-055547并要求其优先权权益，该申请的全部内容在这里通过引用被并入。

技术领域

这里所描述的实施例通常涉及扬声器系统。

背景技术

当由于空间狭窄或者诸如磁共振成像(MRI)装置的强磁场环境而妨碍扬声器的配置时，使用声音管道或导管扬声器。使用管道或导管的扬声器系统可能涉及输入信号与输出信号之间的频率特性差异。并且，增加管道或导管的长度会降低输出的声压。

附图说明

图1是示出根据实施例的扬声器系统的示意图；

图2是示出根据第一实施例的扬声器系统的示例的示意图；

图3是示出图2所示的传送部分的示例的示意图；

图4是示出根据第一实施例的扬声器系统的另一示例的示意图；

图5是示出图4所示的传送部分的示例的示意图；

图6是示出图4所示的传送部分的另一示例的示意图；

图7是根据第一实施例的扬声器系统的又一示例的示意图；

图8是示出图7所示的传送部分的示例的示意图；

图9是示出根据第一实施例的扬声器系统的又一示例的示意图；

图10是示出图9所示的传送部分的示例的示意图；

图11A和图11B是示出用于模拟的声音收集单元的截面图和侧视图；

图12是示出根据第一实施例的扬声器系统的模拟结果的示图；

图13是示出根据第二实施例的扬声器系统的示例的示意图；

图14是示出根据第二实施例的扬声器系统的另一示例的示意图；

图15是示出根据第二实施例的扬声器系统的又一示例的示意图；

图16是示出根据第二实施例的扬声器系统的又一示例的示意图；

图17是示出将根据第二实施例的扬声器系统应用于MRI装置的示例的示意图；

图18A和图18B是示出共振箱上的扬声器位置和导管连接位置的设计示例的示图；

图19是示出图18A和图18B所示的共振箱的传送函数的示图；

图20是示出图13所示的扬声器系统中的从输入信号到输出信号的传输特性的示图；

图21A和图21B是示出共振箱上的扬声器位置和导管连接位置的设计示例的示图；

图22是示出图18A和图18B所示的共振箱的传送函数和图21A和图21B所示的共振箱的传送函数h1和h2的示图。

具体实施方式

根据实施例，扬声器系统包含多个滤波器、多个扬声器和声音收集单元。多个滤波器中的每一个过滤第一信号以产生第二信号。多个扬声器被布置为使得从多个扬声器到评价点的传输特性相互不同。多个扬声器中的每一个将由多个滤波器中的相应的一个所产生的第二信号转换成声波。声音收集单元被配置为组合从多个扬声器输出的声波以产生组合声波。多个滤波器被形成为使得从第一信号到输出信号的传输特性匹配目标传输特性，该输出信号指示评价点处的组合声波的声压。

以下参照附图描述各种实施例。在实施例中，类似的元件由类似的附图标记表示，并且省略重复的描述。

参照图1描述根据实施例的扬声器系统的基本方案。

图1示意性地示出根据实施例的扬声器系统。图1所示的扬声器系统包括基于输入信号发出声音的扬声器单元10和收集通过扬声器单元10发出的声音并向接听者传送该声音的声音收集单元20。扬声器单元10包含N个声波产生单元11-1、11-2、…、11-N，这里，N是不小于1的整数。各声波产生单元11包含滤波器12和扬声器13。具体而言，声波产生单元11-1、11-2、…、11-N分别包含滤波器12-1、12-2、…、12-N和扬声器13-1、13-2、…、13-N。

提供给声波产生单元11-1、11-2、…、11-N中的每一个的信号与输入到扬声器单元10的信号相同。在各声波产生单元11中，滤波器12过滤输入信号，并且扬声器13将从滤波器12输出的信号转换成声波。例如，在声波产生单元11-1中，滤波器12-1过滤输入信号，并且扬声器13-1将从滤波器12-1输出的信号转换成声波。声波产生单元11-2、…、11-N与声波产生单元11-1类似地操作。声音收集单元20组合从扬声器13-1、13-2、…、13-N发出的声波以产生组合声波并将组合声波引导到接听者的外耳道51。声音收集单元20包含传送部分21，该传送部分21是由接听者所配戴以向接听者的外耳道51传送组合声波的部件。

当N为2或更大时，滤波器12-1、12-2、…、12-N被设计为满足以下条件：

$\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{h}_i{g}_i=D---\left(1\right)$

这里，h_i表示滤波器12-i的传输特性，g_i表示从扬声器13-i到评价点29的传输特性，且D表示从输入信号到输出信号的目标传输特性(即，在评价点29处的组合声波的声压)。传输特性g₁、g₂、…、g_N被预先测量。评价点29对应于为了测量传输特性g₁、g₂、…、g_N而放置评价麦克风的位置。评价点29被设定于例如声音收集单元20的传送部分21中。理想的是将评价点29设定于接听者的外耳道51的入口所应该位于的位置处。并且，扬声器13-1、13-2、…、13-N被布置为使得传输特性g₁、g₂、…、g_N相互不同。

通常，理想的是，目标传输特性D是在整个频带上平坦的频率特性。但是，实际上，在考虑扬声器自身的特性和空间特性的情况下设定目标传输特性D，以使其在规定的频带中表现平坦的频率特性。例如，当再现音乐时，100Hz与20kHz之间的频率特性可以是平坦的，并且，具有平坦频率特性的频带不需要被进一步扩展。并且，当扬声器系统被应用于有源噪声控制系统时，传输特性可以被设定以在100Hz与2kHz之间具有平坦的频率特性，原因是，主动噪声控制系统试图减少的噪声信号一般具有低频率。因此，根据情况来确定传输特性。

当滤波器12-1、12-2、…、12-N的传输特性h₁、h₂、…、h_N满足公式(1)时，从输入信号(in)到输出信号(out)的传输特性匹配目标传输特性。用于确定满足公式(1)的传输特性h₁、h₂、…、h_N的方法可以为例如MINT(多输入/输出逆过滤定理(inverse filteringtheorem))。用于设计滤波器12-1、12-2、…、12-N的方法不限于使用MINT，并且，可以使用任何其它的方法来设计滤波器12-1、12-2、…、12-N。

滤波器12-1、12-2、…、12-N中的一些可具有被设定为贯通特性(through characteristic)的传输特性。具有贯通特性的滤波器可以直接向扬声器输出输入信号。

当N为1时，即，当设置一个扬声器13-1时，使用具有传输特性g₁的近似逆特性(approximate inverse characteristic)h₁的滤波器作为滤波器12-1。但是，在这种情况下，从输入信号到输出信号的传输特性偏离目标传输特性。

如上所述，在根据实施例的扬声器系统中，滤波器12-1、12-2、…、12-N的传输特性h₁、h₂、…、h_N被确定，使得从输入信号到输出信号的传输特性匹配目标传输特性。目标传输特性被设定为在期望的频带上具有平坦的频率特性。这能够减少输入信号与输出信号之间的频率特性的差异。

在以下描述的实施例中，描述使用导管以从各扬声器13向声音收集单元20传送声波的示例。导管指的是能够传送声波的中空导管或管道。导管可以为例如由诸如树脂的柔性材料制成的柔性导管。当导管由非磁性材料制成时，即使在诸如MRI装置的强磁场环境中也可使用该扬声器系统。当用于MRI装置时，扬声器系统可以被用于减少噪声或者向对象提供声音指令和音乐。并且，使用柔性导管使得即使当接听者位于狭窄的空间中时也能够应用该扬声器系统。

从各扬声器13向声音收集单元20传送声波可以如图1所示的扬声器系统那样为没有导管的空间传送。在这种情况下，传送部分21可以是圆锥部件；例如，扩音器。当使用扩音器作为传送部分21时，扩音器被安装于接听者处，使得其较窄端指向接听者的耳朵，而其较宽端指向扬声器13-1、13-2、…、13-N。

(第一实施例)

第一实施例涉及导管直接与扬声器连接的扬声器系统。

图2示意性地示出根据第一实施例的扬声器系统的示例。在图2所示的扬声器系统中，导管31-1、31-2、…、31-N被设置在扬声器13-1、13-2、…、13-N与声音收集单元20的传送部分21之间。各导管31的一端与扬声器13连接，并且导管31的另一端与传送部分21连接。从扬声器13-1、13-2、…、13-N发出的声波分别通过导管31-1、31-2、…、31-N传播到传送部分21。当导管31-1、31-2、…、31-N直接与传送部分21连接时，如图3所示，传送部分21为覆盖接听者50的外耳的耳机的耳垫(ear pad)，其类似于耳罩(ear muff)。图3示出两个导管31-1和31-2与耳罩21连接的示例。由导管31-1和31-2的内壁所限定的空间(即，声波的传送路径)通过耳罩21的侧表面中的孔与由耳罩21和接听者50的外耳道所限定的空间相连通。耳罩是传送部分21的示例。传送部分21可以是具有另一形状的部件。

图4示意性地示出根据第一实施例的扬声器系统的另一示例。在图4所示的扬声器系统中，声音收集单元20包含传送部分21、路径接合部分22和传送导管23。在本示例中，各导管31的一端与扬声器13连接，并且，导管31的另一端与路径接合部分22连接。从扬声器13-1、13-2、…、13-N发出的声波的传送路径在路径接合部分22处接合在一起以组合声波。组合声波通过传送导管23从路径接合部分22传播到传送部分21。传送部分21向接听者50的外耳道51传送组合声波。当设置路径接合部分22时，传送路径21可以是如图5所示的覆盖接听者50的耳朵的耳罩或者是如图6所示的可插入到接听者50的外耳道51中的耳机。与耳罩状传送部分21相比，耳机状传送部分21可能有利地消除外耳形状的不利影响，由此能够减少个体差异的不利影响。

设置将导管31-1、31-2、…、31-N连接在一起的路径接合部分22可以防止导管31-1、31-2、…、31-N导致接听者50戴上传送部分21时的障碍。但是，从路径接合部分22到评价点29的传输特性在扬声器13-1、13-2、…、13-N之间相同，由此使得滤波器12-1、12-2、…、12-N的设计变得困难。由此，理想的是，不再需要作为共用元件的传送导管23。

图7示意性地示出根据第一实施例的扬声器系统的又一示例。在图7所示的扬声器系统中，传送部分21包含第一部分25和截面与第一部分25的截面不同的第二部分24。如图8所示，导管23与第一部分25连接，且第二部分24由接听者所配戴。第二部分24可以被具有不同的截面的另一第二部分所替代。当传送部分21在内部包含具有不同截面的部分时，可以调整中低频带的音量。作为结果，可以补偿由通过导管的传送所造成的声压降低。

图9示意性地示出根据第一实施例的扬声器系统的又一示例。在图9所示的扬声器系统中，传送部分21包含具有内部空间的主体部分27和与主体部分27连接并且从主体部分27延伸的导管部分26。如图10所示，当接听者50配戴传送部分21时，主体部分27与接听者50邻接接触。当接听者50配戴传送部分21时，导管部分26的前端位于接听者50的外耳道51附近。例如，传送部分21的与接听者50邻接接触的部分包含诸如垫子的缓冲材料(附图未示出)。传送部分21对应于耳罩的特性和耳机的特性的组合。传送部分21允许接听者50的外耳道51从传送路径排除出去，由此能够减少个体差异的不利影响。并且，与耳机不同，传送部分21不需要导管部分26被插入外耳道中，从而抑制由传送部分21所造成的接听者的不适感。并且，增加主体部分27的内部空间中的声压的能力能够补偿由通过导管的传送所造成的声压降低。

现在描述在声音收集单元20上执行的模拟的结果，其中声音收集单元20是图7和图9所示的结构的组合。

图11A和图11B是示出用于模拟的声音收集单元20的截面图和侧视图。如图11A所示，声音收集单元20包含七个部分71～77。部分71～77中的每一个在截面上被成形为类似于圆形。并且，如图11B所示，部分71～76在截面上被成形为类似于同心圆。当部分71～77具有由S1至S7所示的截面时，S1＝S3＝S5＝S7＝0.004m×0.004m×π、S2＝0.01m×0.01m×π、S4＝0.02m×0.02m×π且S6＝0.04m×0.04m×π。即，声音收集单元20包含具有不同截面的三个部分72、74和76。当部分71～77的长度由L1至L7表示时，L1＝L3＝L5＝0.001m、L2＝L4＝L6＝0.003m且L7＝0.007m。沿与截面正交的方向限定长度。声音收集单元20包含闭合空间，接听者的外耳道从该闭合空间被排除出去。并且，在声音收集单元20的接听者所位于的那一侧设置垫子28。

图12示出从入口(具有截面S1和长度L1的管道入口)到出口(具有截面S7和长度L7的管道出口)的传输特性，该特性是使用图11所示的声音收集单元20通过模拟而获得的。图12表示在约500Hz与2kHz之间的频带上所施加的声音放大效果。如上所述，使用图7和图9中的结构的组合的声音收集单元20能够增加中低频带的音量，从而能够补偿由通过导管的传送所造成的声压降低。截面S1至S7、长度L1至L7,、以及具有不同截面的部分的数量(其均在图11中被描述)是设计参数，并且可以根据用于声音放大的频带被设定。

如上所述，在根据第一实施例的扬声器系统中，通过使用具有不同的传输特性的多个传送路径来传送声波。因此，可以通过其它的传送路径来补偿具有不能够通过单个传送路径来实现的频率特性的频带。即，可以通过使用被设计为使得从输入信号到输出信号的传输特性在期望的频带上平坦的滤波器，来减少输入信号与输出信号之间的频率特性的差异。

(第二实施例)

在第一实施例中，扬声器直接与导管连接。根据第二实施例，扬声器通过共振箱与导管连接。可以通过利用共振箱中的声共振现象来增加音量。并且，当扬声器直接与导管连接时，声音会从扬声器与导管之间的连接处泄漏。在第二实施例中，可以通过共振箱将扬声器与导管连接，来有效地抑制这种声音的泄漏。

图13示意性地示出根据第二实施例的扬声器系统的示例。图13所示的扬声器系统与图2所示的扬声器系统的不同在于，图13所示的扬声器系统包含M个共振箱40-1、40-2、…40-M，这里，M是不小于1且不大于N的整数。各共振箱40是具有内部空间的闭合箱状的部件。扬声器13-1被固定到共振箱40-1，以将声波发送到共振箱40-1的内部空间中。在共振箱40-1的侧壁中形成孔，并且，导管31-1被附着到该孔。导管31-1将共振箱40-1连接到声音收集单元20的传送部分21。

扬声器13-2和13-3被固定到共振箱40-2，以将声波发送到共振箱40-2的内部空间中。共振箱40-2通过导管31-2与传送部分21连接。并且，扬声器13-N被固定到共振箱40-M，以将声波发送到共振箱40-M的内部空间中。共振箱40-M通过导管31-M与传送部分21连接。

在图13的示例中，共振箱40-1具有一个扬声器13-1，并且共振箱40-2具有两个扬声器13-2和13-3。可选地，一个共振箱40可以具有三个或更多个扬声器13。可选地，每个共振箱40可以具有一个扬声器13。具体而言，分别对共振箱40-1、40-2、…、40-N设置扬声器13-1、13-2、…、13-N。并且，扬声器13-1、13-2、…、13-N中的至少一个可以直接与导管31连接，而在扬声器与导管之间没有共振箱40。扬声器13-2和13-3被布置在共振箱40-2的同一壁面上，但可以布置在不同的壁面上。在共振箱40中，可以任选地设定扬声器位置和导管连接位置。并且，共振箱40具有可自由设定的平均声音吸收系数。

图14示意性地示出根据第二实施例的扬声器系统的另一示例。图14所示的示例与在图13中示出且N＝1的扬声器系统对应。即，图14所示的扬声器系统包含一个声波产生单元11。声波产生单元11包含具有传输特性h₁的滤波器12以过滤输入信号，和将从滤波器12输出的信号转换成声波的扬声器13。传输特性h₁是从扬声器13到声音收集单元20中的评价点29的传输特性g₁的近似逆特性。扬声器13被固定到共振箱40。从扬声器13输出的声波在共振箱40中共振并且被放大，并且通过导管31传播到声音收集单元20的传送部分21。传送部分21将到来的声波传送到接听者的外耳道51。

图15示意性地示出根据第二实施例的扬声器系统的又一示例。在图15所示的扬声器系统中，声波产生单元11-2包含滤波器12-2和两个扬声器13-2A和13-2B。从滤波器12-2输出的信号分成两个途径(pathway)。得到的信号中的一个被提供给扬声器13-2A，而另一信号被提供给扬声器13-2B。扬声器13-2A和13-2B被布置到相对于导管31-2与共振箱40-2连接的位置的对称位置处。与一个扬声器13连接到共振箱40的配置相比，该配置具有能够增加导管31的连接位置处的声压的优点。

图16示意性地示出根据第二实施例的扬声器系统的又一示例。除了图13所示的扬声器系统的元件以外，图16所示的扬声器系统包括包含低通滤波器(LPF)62和扬声器63的第二声波产生单元61。扬声器63被连接到共振箱，其中任何声波产生单元11-i的扬声器13-i都被连接到共振箱。在图16中的示例中，扬声器63连同扬声器13-N一起被固定到共振箱40-M。在图16中，g_f表示从扬声器63到评价点29的传输特性。

提供给声波产生单元61的信号与输入到扬声器单元10的输入信号相同。即，提供给声波产生单元61的信号与提供给声波产生单元11-1、11-2、…、11-N的信号相同。低通滤波器62从输入信号去除具有不小于共振箱40-M的共振频率的频率的成分。扬声器63是可发送平面声波的平坦扬声器，并且将从低通滤波器62输出的信号转换成声波。

为了允许将共振箱40的第一阶模设定到低频率，共振箱40需要具有较大的尺寸，从而导致需要较大的空间。使用平坦扬声器允许补偿不能通过使用共振箱来增加声压的频带。为了避免干涉输出高频率的声波的扬声器13-N，使用低通滤波器62。

应当注意，即使提供共振箱40时，也可以通过应用在第一实施例中描述的一个或更多个结构，来获得声音收集单元20的结构。

如上所述，根据第二实施例的扬声器系统能够通过共振箱将扬声器与导管连接来增加声压。

根据上述实施例中的至少一个的扬声器系统能够通过使用滤波器来减少输入信号与输出信号之间的频率特性的差异，其中该滤波器被设计为将从输入信号到输出信号的传输特性与目标传输特性相匹配。根据上述实施例中的至少一个的扬声器系统可以被应用于例如MRI装置。图17示出将根据第二实施例的扬声器系统应用于MRI装置的示例。对象(接听者)50位于MRI装置的腔81中。共振箱40-1和40-2、导管31-1和32-2、路径接合部分22、传送导管23和传送部分21可以由非磁性材料制成。可以通过将上述的元件放在作为强磁场环境的MRI装置的周边80中，来将扬声器应用于MRI装置。

当声源和声音接收点存在在具有类似矩形长方体形状的共振箱中时，声压的传输特性P表达如下。

$P\left(\mathrm{\ω}\right)=\left\{{\mathrm{j\ω\ρc}}^2\underset{n}{\mathrm{\Σ}}\frac{{\mathrm{\φ}}_n\left(x_1\right){\mathrm{\φ}}_n\left(x_2\right)}{{\mathrm{\ϵ}}_n[{\mathrm{\ω}}_n^2-{\mathrm{\ω}}^2+2\mathrm{j\β\ω}]}\right\}/\left(l_x{l}_y{l}_z\right)---\left(2\right)$

φ_n＝cos(xπn_x/l_x)cos(yπn_y/l_y)cos(zπn_z/l_z)     (3)

${\mathrm{\ω}}_{n_x{n}_y{n}_z}=\mathrm{c\π}\sqrt{{(n_x/l_x)}^2+{(n_y/l_y)}^2+{(n_z/l_z)}^2}---\left(4\right)$

公式中，l_x、l_y和l_z表示箱的尺寸，φ_n表示模函数，表示自然角频率。根据本实施例，β是由混响时间确定的并且具有可根据平均声音吸收系数改变的值的常数。ε_n表示被称为模质量的值。x₁表示声源的位置(x_a,y_a,z_a)，x₂表示声音接收点的位置(x_b,y_b,z_b)。ρ表示密度，c表示声速。n_x、n_y和n_z表示整数，n_x、n_y和n_z的组合由n表示。声音接收点对应于导管31的连接位置。

根据公式(3)，当例如声源的位置x₁为(l_x/3,l_y/3,l_z/3)时，公式(4)中的自然角频率均被激励。这是由于n是整数，因此防止cos(πn/3)为零。另一方面，如果声源的位置x₁为(l_x/2,l_y/3,l_z/3)，那么，对于n_x＝1、3、5、…，cos(πn_x/2)为零，即，φ_n＝0。因此，公式(4)中的自然角频率包含未激励的模。并且，当声源的位置x₁是由(0,0,0)或(l_x,l_y,l_z)等代表的箱的四个角中的任一个时，所有的模在模函数的最大值(即，1)处被激励。

通过利用共振箱的所有共振模，即激励所有的自然角频率，来更有效地增加声压。以下将描述这一点。将使用图18A和图18B所示的两个箱来描述通过根据第二实施例的共振箱40施加的声压增加效果。

图18A所示的箱1具有0.21m×0.24m×0.33m的尺寸。扬声器位置x₁为(0.14,0.23999,0.11)，导管位置x₂为(0.00001,0.23999,0.32999)。类似地，图18B所示的箱2具有0.141m×0.165m×0.51m的尺寸。扬声器位置x₁为(0.094,0.16499,0.17)，并且，导管位置x₂为(0.00001,0.16499,0.50999)。这里使用的扬声器位置指的是扬声器圆锥的位置。首先，在考虑公式(4)中的自然角频率的情况下，向箱1和箱2的尺寸分配具有约2、3、4、5、6和7的倒数的值。这改变自然角频率的各侧的效果，结果能够增加自然角频率的数量。并且，倒数不是精确的倒数，而是在考虑扬声器位于与一侧的三分之一对应的位置处的情况下使用3的倍数。就模激励而言，理想的是扬声器位置和导管连接位置均通常是箱的四个角中的任一个。但是，具有高输出音量的扬声器通常是箱类型，并因此附着到箱的表面。换句话说，扬声器圆锥的位置被设定于表面上的位置(一侧的三分之一，一侧的三分之一)。值0.00001，0.50999等意味着与表面接触。在实际的实现中，该配置需要箱1和2的突出等于箱的尺寸但可行的量。其次，当考虑音量时，可以使用小的扬声器，因此，可以在四个角中的任一个安装扬声器。导管是柔性的且占用很少的空间，因此，导管连接位置被设定到四个角中的一个。根据第二实施例的设定可以被概括如下。与在箱的四个角中的任一个处安装扬声器的情况相比，该配置允许模被激励到较低的程度，但允许所有的模均被激励。另外，箱1和箱2激励不同的模，并且因此，箱1和箱2的组合通常增加模的密度。

图19示出从声源(即，扬声器位置)到箱1中的声音接收点(即，导管连接位置)的传输特性g₁(由实线表示)和从声源到箱2中的声音接收点的传输特性g₂(由虚线表示)。传输特性g₁与g₂之间的比较表明，传输特性g₁与g₂在共振频率上特别是在出现陷波(notch)的频率上相互不同。即，图19表示图18A和图18B所示的结构的组合允许从输入到输出的传输特性如期望的那样。并且，主动使用共振能够增加声压。

图20示出图13所示的扬声器系统中的从输入信号(in)到输出信号(out)的传输特性。图20表示，已成功地实现与目标传输特性大致类似的传输特性。该验证没有考虑导管和声音收集单元20的传输特性。即使当导管表现传输特性时，由于共振箱具有不同的传输特性，因此第二实施例也允许适当地补偿导管的传输特性。

将参照图21A、图21B和图22来描述声音放大效果。图21A所示的箱1在尺寸上与图18A所示的箱1相同。图21B所示的箱2在尺寸上与图18B所示的箱2相同。在图21A中的箱1中，扬声器位置是(0.11,0.23999,0.165)，并且导管连接位置是(0.11,0.12,0.165)。在图21B中的箱2中，扬声器位置是(0.07,0.16499,0.25)，而导管连接位置是(0.07,0.083,0.255)。在该配置中，扬声器位于与箱的一侧的一半对应的位置处，因此，一些模未被激励。图22示出结合图18A和图18B和图21A和图21B设计的滤波器h1和h2的频率特性之间的比较。在图22中，实线表示图18A中的箱1的传输特性h1，点线表示图18B中的箱2的传输特性h2。虚线示出图21A中的箱1的传输特性h1，交替长短虚线示出图21B中的箱2的传输特性h2。图22表示，图21A中的箱1的传输特性h1和图21B中的箱2的传输特性h2的增益通常比图18A中的箱1的传输特性h1和图18B中的箱2的传输特性h2的增益更高。滤波器h1和h2的高增益意味着，即使当施加相同的信号输入(in)时，高的电压会被输入到扬声器。换句话说，滤波器的较高增益导致较低电平的输入信号便可达到扬声器的输入电压的极限。换句话说，随着信号输入(in)的增加，图21A和图21B中的设定允许比图18A和图18B中的设定更早地达到扬声器的极限。简言之，图18A和图18B中的设定使得输入信号的电平更高，从而能够增加输出端(out)处的声压。如上所述，有望如图18A和图18B中的设定的情况那样，通过适当地利用共振箱中的共振来成功地增加声压。

模拟的结果表示，通过适当地设计共振箱、扬声器位置和导管连接位置，能够实现适当的输入/输出关系，由此能够实现可以输出高声压的扬声器系统。共振箱的上述的设计图形是解释性的，并且可以使用任何其它的设计图形。

虽然描述了各种实施例，但这些实施例仅是作为示例给出的，并且不旨在限制本发明的范围。事实上，可以通过各种其它的形式来体现这里描述的新颖的实施例；并且，可以在不背离本发明的精神的情况下做出以这里描述的实施例为形式的各种省略、替代和改变。所附的权利要求和它们的等同物旨在覆盖落在本发明的范围和精神内的这些形式或修改。

Claims (14)

1.一种扬声器系统，包括：

多个滤波器，所述多个滤波器中的每一个过滤第一信号以产生第二信号；

多个扬声器，其被布置为使得从所述多个扬声器到评价点的传输特性相互不同，所述多个扬声器中的每一个将由所述多个滤波器中的相应的一个所产生的所述第二信号转换成声波；和

声音收集单元，其被配置为组合从所述多个扬声器输出的声波以产生组合声波，

其中，所述多个滤波器被形成为使得从所述第一信号到输出信号的传输特性匹配目标传输特性，所述输出信号指示在所述评价点处的所述组合声波的声压。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述声音收集单元包含被配置为向接听者的外耳道传送所述组合声波的传送部分。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述声音收集单元还包含接合部分和导管，其中声波的传送路径在所述接合部分中接合到一起，且所述导管将所述接合部分连接到所述传送部分以将来自所述接合部分的所述组合声波传送到所述传送部分。

4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述传送部分被成形为能够插入所述接听者的所述外耳道中。

5.根据权利要求2所述的系统，其中，所述传送部分被成形为覆盖所述接听者的外耳。

6.根据权利要求2所述的系统，其中，所述传送部分包含具有第一截面的第一部分和具有与所述第一截面不同的第二截面的可替换的第二部分。

7.根据权利要求2所述的系统，其中，所述传送部分包含具有内部空间的主体部分和从所述主体部分延伸的导管部分。

8.根据权利要求1所述的系统，还包括将所述多个扬声器与所述声音收集单元连接以将来自所述多个扬声器的声波传送到所述声音收集单元的多个导管。

9.根据权利要求1所述的系统，还包括：

共振箱，所述多个扬声器中的至少一个被连接到所述共振箱；和

导管，所述导管将所述共振箱连接到所述声音收集单元以向所述声音收集单元传送从所述多个扬声器中的至少一个所输出的声波。

10.根据权利要求9所述的系统，还包括：低通滤波器，其从所述第一信号去除具有不小于所述共振箱的共振频率的频率的成分以产生第三信号；和

平坦扬声器，其连接到所述共振箱，所述平坦扬声器将所述第三信号转换成声波。

11.根据权利要求1所述的系统，还包括：

另一扬声器，其将从所述多个扬声器中的一个输出的第二信号转换成声波；

共振箱，对应于所述滤波器中的所述一个的扬声器和其他扬声器被连接到所述共振箱；和

导管，其将所述共振箱连接到所述声音收集单元，

其中，所述扬声器和所述其他扬声器被布置于所述共振箱上，以关于所述导管连接到所述共振箱的位置处对称。

12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述评价点被设定于接听者的外耳道的入口附近。

13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述目标传输特性被设定为在规定的频带中表现平坦的频率特性。

14.一种扬声器系统，包括：

滤波器，其过滤第一信号以产生第二信号；

扬声器，其将所述第二信号转换成声波；

共振箱，其与所述扬声器连接；

传送部分，其被配置为向接听者传送所述声波；和

导管，其将所述共振箱连接到所述传送部分以向所述传送部分传送所述声波，

其中，所述滤波器的传输特性是从所述扬声器到设定于所述传送部分中的评价点的传输特性的近似逆特性。