CN1496191A - 扬声器组合部件 - Google Patents

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CN1496191A CNA031470416A CN03147041A CN1496191A CN 1496191 A CN1496191 A CN 1496191A CN A031470416 A CNA031470416 A CN A031470416A CN 03147041 A CN03147041 A CN 03147041A CN 1496191 A CN1496191 A CN 1496191A
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M·多德
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Abstract

一个扬声器部件具有组合布置的一个活塞式驱动膜片扬声器和一个普通平面共振面板扬声器，其中共振面板扬声器的平面位于与膜片被活塞式驱动所沿的轴线相同的方向。共振面板扬声器可以设置在膜片扬声器的后面，共振面板扬声器的功能是作为一个发散偶极，例如用于产生环绕声再现，膜片扬声器设置在偶极的零位中，它的功能是作为一个声音单极，例如用于产生图像立体声再现。

Description

扬声器组合部件
技术领域
本发明涉及扬声器部件，特别适用于“家庭影院”的应用。
背景技术
家庭影院系统的一个至关重要方面是声音再现的性质和质量。好的家庭影院声音再现的一个重要特征就是所谓的“环绕声”，即再现声音是从听者的周围而不是仅从特定的离散信源中发射出来(即环绕声扬声器)。通常，环绕声扬声器位于观众后面和/或旁边，并且通常包括两个异相工作的活塞膜片驱动器，以产生一个“8字形”偶极声辐射的指向特性(驱动器可以在基频同相，或者在外壳内可以有一个独立的低频驱动器)。然而，这样传统活塞环绕声扬声器具有趋于昂贵的缺点，并且通常不能够为听者产生一个完全令人信服的背景声音分布。
发明内容
本发明目的在于提供一个新型扬声器部件，它适用于五声道超声频光盘(SACD)和/或适用于产生环绕声再现，例如在家庭影院的应用中。本发明尤其寻求避免在家庭影院系统观众后面设置单独的环绕声音响扬声器的需要。然而，本发明不限于对SACD或家庭影院的应用，或者是通常的环绕声，尽管这些应用将特别适用于本发明。
因此，本发明第一方面提供一个扬声器部件，它包括组合布置的一个活塞式驱动膜片扬声器和一个普通平面共振面板扬声器，其中共振面板的平面一般位于与膜片被活塞驱动所沿的轴线相同的方向(即扬声器中的膜片在至少它的工作频带部分作为一个普通的刚性整体以活塞式运动方式进行移动)。
共振面板扬声器的平面可以是，例如一般平行于膜片被活塞驱动所沿的轴线。然而，较佳地，共振面板的平面和轴线通常相互成一条直线(即轴线通常更适宜与面板位于同一平面)。较佳地，面板的平面与膜片被活塞式驱动所沿的轴线的方向基本上相同，因此，面板和轴线优选的也相互平行，或者基本上彼此成一条直线(即轴线最好与面板基本上位于相同的平面上)。
较佳地，共振面板扬声器的位置与活塞式驱动膜片扬声器(下文为“膜片扬声器)相关，从而使得来自膜片扬声器中发射的声辐射基本上不会被共振面板扬声器所阻挡。有利地，共振面板可以设置在膜片扬声器的上面、下面、旁边或者后面。
较佳地，共振面板扬声器被设置为同时从面板的两个相对主表面中发射声音。
本发明的优点在于通过定向共振面板扬声器的平面，使得它与被活塞式驱动的膜片扬声器的轴线方向大体相同，通过从与膜片扬声器的轴线大体一致的具有“零位(null)”的发射图案的两个相对面板的主平面上发射声音，以使共振面板扬声器通常产生一个“8字形”声辐射图案。从而以这种方向使用的共振面板扬声器产生通常环绕声所需的声辐射图形。附加地，也是最具有优势的是，共振面板扬声器有助于产生发散声辐射，这对于环绕声是理想的效果。这里组合的两个特点表明根据本发明的扬声器部件的共振面板扬声器提供了一个非常有效的环绕声音扬声器系统。事实上，根据本发明的扬声器部件包含这样一个具有膜片扬声器(最好作为单极操作)的环绕声扬声器的突出优点是省去了位于观众/听众后面的分离的传统的环绕声扬声器，随之替代的根据本发明设置在邻近(或者作为其中一部分)电视(或其它家庭影院屏幕)的一个或者多个(最好一对)的扬声器部件将提供图像声音和环绕声音。
本发明第二个方面是提供根据本发明第一方面的扬声器部件的使用，用于同时提供再现环绕声和再现图像立体声。共振面板扬声器最好提供环绕声再现，活塞式驱动膜片扬声器最好提供图像立体声再现。
本发明第三个方面是提供根据本发明第一方面的一个音频—视频系统，包括一个视频显示装置和至少一个(但最好两个)扬声器部件。较好地，音频—视频系统是一个家庭影院(或者家庭娱乐)系统，较佳地，视频显示装置包括一个电视机。视频显示装置和扬声器部件可以组合在一个单个部件内。
本发明其它优选和可选的特征将描述如下。
附图说明
本发明这些和其它特点、方面和优点将参考下列叙述、从属权利要求和相应附图得到理解：
图1是根据本发明实施例中一个扬声器部件的膜片扬声器和共振面板扬声器的方向和相关位置的示意性说明。
图2是根据本发明采用的一个音频—视频系统的示意性说明。
图3是根据本发明一个扬声器的优选实施例的分解图。
具体实施方式
图1示意性地显示了根据本发明实施例的一个扬声器部件10，它包括一个共振面板扬声器1和一个膜片扬声器7。共振面板扬声器1包括具有激励器5附加于其上的一个普通平面共振面板3。激励器5(显示了两个激励器，但是面板3可以仅具有一个激励器5或者多于两个的激励器)是共振面板扬声器1的驱动器，并使面板3产生共振从而发射出声辐射。
激励器5可以通常包括任何类型的变换器，例如电磁的(比如动圈式)、压电的或静电的变换器。面板3本身可以由任何种类的材料构成，例如聚合材料和/或玻璃纤维材料和/或碳化纤维材料和/或纸板等(或类似材料)。面板3可以包括一个单片的材料、多个层(或其他复合结构)和/或可以包括一个例如蜂窝或泡沫结构的磁心。
在这个实施例中，面板3最好基本上是平面的(即一个薄而平的面板)。它的优点在于从每个面板的主表面发射的声辐射图案可以基本上与其他的相同(例如，从而增强对声音再生的散射环绕声的特性)。
共振面板扬声器常被称为“分布模式”扬声器(DML)，因此它们通常通过激励多个分布在整个面板(面板通常在共振上整体工作)上的振动模式而起作用。共振面板扬声器可以是如在国际专利申请号PCT/GB96/02145中叙述的扬声器，通过参考该文献可扩的其全部内容。
参照活塞式驱动膜片扬声器7，在本说明书中提到的“活塞式扬声器”和“活塞式驱动膜片扬声器”是指这样一种扬声器，即它的膜片在至少它的工作频带部分(例如达到大约700Hz)作为一个普通刚性整体以活塞式的运动方式进行移动。同样，活塞式驱动膜片扬声器7包括一个普通纸盆膜片9和一个用于膜片9的驱动器11。驱动器11可以是一个压电—机械变换器，例如一个动圈式变换器，但是也能够被采用其它形式的驱动器。
活塞式驱动膜片扬声器7较好地提供图像声音再现(其中共振面板扬声器1较好地提供发散环绕声的再现)，最佳的是，膜片扬声器7功能是作为一个单极声源(优选的共振面板扬声器1的功能是作为一个发散单极声源)。膜片扬声器7较佳地发射由立体声源的左/右信号输出的声音。
因此，如图2所示的实施例以及下面进一步的描述，由听众(或者家庭影院系统的观众)使用本发明所采用的两个扬声器部件10，其中两个部件10的两个膜片扬声器7中的每一个都发射图像立体声，并且这两个共振面板扬声器1都发射发散(没有图像)声辐射。
共振面板扬声器1的平面可以是，例如一般平行于膜片9被活塞驱动所沿的轴线。然而，较佳地，共振面板3的平面和轴线通常相互成一条直线(即轴线通常更适宜与面板位于同一平面)。较佳地，面板3的平面与膜片9被活塞式驱动所沿的轴线的方向基本上相同，因此，面板3和轴线优选的也相互平行，或者基本上彼此成一条直线(即轴线最好与面板基本上位于相同的平面上)。
如图1所示，共振面板3的平面位于与被活塞式驱动的膜片9所沿的轴线A-A相同的方向上。实际上，轴线A-A位于与共振面板3相同的平面上，较佳地，共振面板扬声器的位置与相对于活塞式驱动膜片扬声器(下文为“膜片扬声器)设置，从而使得来自膜片扬声器中发射的声辐射基本上不会被共振面板扬声器所阻挡。有利地，共振面板可以设置在膜片扬声器7的上面、下面、旁边或者后面。最好地，共振面板扬声器1位于膜片扬声器7的后面。同样，在图1中，共振面板3位于膜片扬声器7的后面，以使膜片扬声器7定向输出的声音(如箭头D指示)不会被共振面板扬声器1所阻挡。
共振面板扬声器1的声音输出用箭头R指示出。正如图中所示，共振面板3的声音输出通常与膜片9的输出相垂直。然而，共振面板3的输出是发散的，并且是以偶极(dipole)的形式，该偶极的“零位”以膜片扬声器7的A-A轴线为中心。因此，如果膜片扬声器7的方向面对观众/听众，共振面板扬声器7的发散偶极的零位将以观众/听众为中心，并且尽管事实上扬声器部件通常仅位于观众/听众的前面，共振面板3的输出将被感觉如同背景环绕声。
较佳地，共振面板扬声器1被设置为同时从面板3的两个相对主表面中发射声音。根据本发明，扬声器部件10的优点在于通过定向共振面板扬声器1的平面，使得它与被活塞式驱动的膜片扬声器7的轴线方向大体相同，通过从与膜片扬声器7的轴线大体一致的具有“零位”的发射图案的两个相对面板3的主平面上发射声音，以使共振面板扬声器1通常产生一个“8字形”声辐射图案。从而以这种方向使用的共振面板扬声器产生通常环绕声所需的声辐射图形。附加地，也是最具有优势的是，共振面板扬声器有助于产生发散声辐射，这对于环绕声是理想的效果。这里组合的两个特点表明根据本发明的扬声器部件10的共振面板扬声器1提供了一个非常有效的环绕声音扬声器系统。事实上，根据本发明的扬声器部件10包含这样一个具有膜片扬声器7(最好作为单极操作)的环绕声扬声器的突出优点是省去了位于观众/听众后面的分离的传统的环绕声扬声器，随之替代的根据本发明设置在邻近(或者作为其中一部分)电视(或其它家庭影院屏幕)的一个或者多个(最好一对)的扬声器部件10将提供图像声音和环绕声音。如在下面参照图2中相关内容的进一步描述。
图2是根据本发明实施例的一个家庭影院系统12的平面示意图。系统12包括一个电视机13(或其他视觉显示装置)和两个本发明的扬声器部件，诸如图1所示的扬声器部件10。扬声器部件10位于电视机13的两旁，并定向从而使它们的膜片扬声器7的方向面对观众/听众15。如上述描述，尽管扬声器10仅设置在观众/听众的前面(而不是后面或旁边)，但这种布置为观众/听众产生背景环绕声的感觉。因为采用定向的单极膜片扬声器，而使这种布置同时也产生了图像立体声。
每个扬声器部件10可以包括多于一个的活塞式驱动膜片扬声器7和/或多于一个的共振面板扬声器1。例如，活塞式扬声器7的功能可以由多个活塞式扬声器(即具有每个指定在一个单独频率范围的这种扬声器)来实现，活塞式驱动膜片扬声器7可以，例如包括在美国申请NO.5548657中公开的混合扬声器的类型，在这里结合他的全部内容作为参考。
为清楚起见，从图1中省略了扬声器部件10的外壳，较佳地，根据本发明的扬声器10进一步包括一个封装共振面板扬声器1和膜片扬声器7的外壳。图3是根据本发明的一个扬声器部件14的优选实施例的分解图。在该实施例中，扬声器部件14包括一个共振面板扬声器1和一个活塞式驱动膜片扬声器7，其中共振面板扬声器1具有附加于其上的激励器15的共振面板3。膜片扬声器7包括一个膜片9和一个驱动器11。图3中所示的该活塞式驱动膜片扬声器7可以是美国申请NO.5548657中所公开的混合扬声器类型。该混合膜片扬声器7包括一个具有所示的普通纸盆膜片9的低频部分，和一个具有位于纸盆膜片9颈部中或邻近普通纸盆膜片的颈部(没有示出)的高频部分。
图3所示的扬声器部件14也包括一个封装共振面板扬声器1和膜片扬声器7的外壳17。外壳17包括多个部分或面板，它们围绕扬声器1和7被装配在一起。在本实例中，外壳17包括两块侧面板17a和17b，一个前面板17c和一个后面板17d。各种面板具有设置于它们之间的衬垫(或其他密封)19，用于密封外壳。衬垫(或其他密封)19可以，例如，由聚合物泡沫或者其他聚合物密封材料组成。共振面板3通过粘接垫21(和/或通过胶粘带，没有示出)保持在外壳17中。
图3中可以清楚看到外壳17包括两个主要部分。外壳17的第一部分23封装(最好完全封装)除包含多个开口25的前面板17c之外的活塞式驱动膜片扬声器7，由膜片扬声器7发射的前向声辐射通过开口25进行传播。第二部分27用于保持共振面板扬声器1，但是它在邻近共振面板3的相对的主侧面上是开通的，这就允许由共振面板扬声器1发射的侧面方向声辐射能够从该部件中自由地传播出去。该(或每个)激励器5通过位于外壳第二部分27的开口面中的小封装元件29而得到保护，导线31通过终端引脚33连接到部件14的两个扬声器1，7。
这样，本发明提供一种新型扬声器部件，它适用于五声道超声频光盘(SACD)和/或适用于产生环绕声再现，例如在家庭影院的应用中。本发明尤其寻求避免在家庭影院系统观众后面设置单独的环绕声音响扬声器的需要。然而，本发明不限于对SACD或家庭影院的应用，或者是通常的环绕声，尽管这些应用将特别适用于本发明。
本发明已经结合特定的优选实施方案进行了叙述，但是也可以实现其它的方案。因此，后面所附的权利要求的精神和范围不作为对这里所包含的优选实施方案的内容的限定。

Claims (64)

1.一个扬声器部件，它包括组合布置的一个具有膜片的活塞式驱动膜片扬声器，和一个一般平面共振面板扬声器，其中共振面板扬声器的平面通常处于与该膜片被活塞式驱动所沿的轴线的相同方向上。
2.如权利要求1的扬声器部件，其中共振面板扬声器的平面处于与该膜片被活塞式驱动所沿的轴线基本上相同的方向。
3.如权利要求2的扬声器部件，其中膜片被活塞式驱动所沿的轴线基本上处于共振面板扬声器的平面上，或基本上平行于共振面板扬声器的平面。
4.如权利要求1的扬声器部件，其中共振面板扬声器位置相对于活塞式驱动膜片扬声器设置，从而使来自膜片扬声器的声辐射基本上不会被共振面板扬声器所阻挡。
5.如权利要求2的扬声器部件，其中共振面板扬声器位置相对于活塞式驱动膜片扬声器设置，从而使来自膜片扬声器的声辐射基本上不会被共振面板扬声器所阻挡。
6.如权利要求3的扬声器部件，其中共振面板扬声器位置相对于活塞式驱动膜片扬声器设置，从而使来自膜片扬声器的声辐射基本上不会被共振面板扬声器所阻挡。
7.如权利要求1的扬声器部件，其中共振面板扬声器位于膜片扬声器的上面。
8.如权利要求1的扬声器部件，其中共振面板扬声器位于膜片扬声器的下面。
9.如权利要求1的扬声器部件，其中共振面板扬声器位于膜片扬声器的侧面。
10.如权利要求1的扬声器部件，其中共振面板扬声器位于膜片扬声器的后面。
11.如权利要求1的扬声器部件，其中共振面板扬声器包括一个具有两个相对主平面的面板，该共振面板扬声器设置为同时从面板的两个相对主平面中发射声音。
12.如权利要求2的扬声器部件，其中共振面板扬声器包括一个具有两个相对主平面的面板，共振面板扬声器设置为同时从面板的两个相对主平面中发射声音。
13.如权利要求4的扬声器部件，其中共振面板扬声器包括一个具有两个相对主平面的面板，共振面板扬声器设置为同时从面板的两个相对主平面中发射声音。
14.如权利要求1的扬声器部件，其中共振面板扬声器包括一个共振面板和一个或多个用于激励面板的激励器。
15.如权利要求14的扬声器部件，其中每个激励器包括一个变换器。
16.如权利要求1的扬声器部件，其中共振面板扬声器的功能是作为一个发散偶极声源。
17.如权利要求16的扬声器部件，其中共振面板扬声器提供发散环绕声的再现。
18.如权利要求16的扬声器部件，其中偶极的零位与膜片被活塞式驱动所沿的轴线基本上一致。
19.根据权利要求17的扬声器部件，其中偶极的零位与膜片被活塞式驱动所沿的轴线基本上一致。
20.如权利要求1的扬声器部件，其中活塞式驱动膜片扬声器的功能是作为一个单极声源。
21.如权利要求1的扬声器部件，进一步包括一个封装共振面板扬声器和活塞式驱动膜片扬声器的外壳。
22.如权利要求21的扬声器部件，其中外壳包括一个封装活塞式驱动膜片扬声器的第一部分和一个封装共振面板扬声器的第二部分。
23.如权利要求22的扬声器部件，其中外壳的第二部分保持共振面板扬声器，并且它在邻近共振面板的相对的主侧面上是开通的，以便允许由共振面板扬声器1发射的声辐射能够从扬声器部件中自由地传播出去。
24.一种提供声音产生的方法，包括步骤：
选择一个扬声器部件，该扬声器部件包括一个具有膜片的活塞式驱动膜片扬声器和一个一般平面共振面板扬声器，其中共振面板扬声器的平面大体位于与该膜片被活塞式驱动所沿的轴线相同的方向上；
利用该扬声器部件同时提供环绕声再现和图像立体声再现。
25.如权利要求24所述方法，其中共振面板扬声器提供环绕声再现，活塞式膜片扬声器提供图像立体声再现。
26.如权利要求24所述方法，其中利用扬声器部件的步骤包括使用扬声器部件作为一个音频—视频系统的一部分的步骤。
27.如权利要求26所述方法，其中音频—视频系统包括一个视觉显示装置，利用扬声器部件的步骤包括将扬声器部件设置于邻近该视觉显示装置的位置。
28.如权利要求27所述方法，其中不使用附加的环绕声扬声器。
29.如权利要求27所述方法，进一步包括步骤：
选择一个包括具有一个膜片的活塞式驱动膜片扬声器和一个普通平面共振面板扬声器的第二扬声器部件，其中所述共振面板扬声器的平面通常位于与膜片被活塞式驱动所沿的轴线相同的方向；和
将第二扬声器部件基本设置于邻近视觉显示装置的位置。
30.如权利要求29所述方法，其中不使用附加的环绕声扬声器。
31.如权利要求24所述方法，其中共振面板扬声器的平面位于与膜片被活塞式驱动所沿的轴线基本上相同的方向；
32.如权利要求31所述方法，膜片被活塞式驱动所沿的轴线基本上处于共振面板扬声器的平面上，或基本上平行于共振面板扬声器的平面。
33.如权利要求24所述方法，其中共振面板扬声器位置相对于活塞式驱动膜片扬声器设置，从而使来自膜片扬声器的声辐射基本上不会被共振面板扬声器所阻挡。
34.如权利要求24所述方法，其中共振面板扬声器位于膜片扬声器的侧面。
35.如权利要求24的方法，其中共振面板扬声器位于膜片扬声器的后面。
36.如权利要求24的方法，其中共振面板扬声器包括一个具有两个相对主平面的面板，共振面板扬声器设置为同时从面板两个相对主平面中发射声音。
37.如权利要求24的方法，其中共振面板扬声器包括一个共振面板和一个或多个用来激励面板的激励器。
38.如权利要求37的方法，其中每个激励器包括一个变换器。
39.如权利要求24的方法，其中共振面板扬声器的功能是作为一个发散偶极声源。
40.如权利要求39的方法，其中共振面板扬声器提供发散环绕声的再现。
41.如权利要求40的方法，其中偶极的零位与膜片被活塞式驱动所沿的轴线基本上一致。
42.根据权利要求40的方法，其中偶极的零位与膜片被活塞式驱动所沿的轴线基本上一致。
43.如权利要求24的对方法，其中活塞式驱动膜片扬声器的功能是作为一个单极声源。
44.如权利要求24的方法，其中扬声器部件进一步包括一个封装共振面板扬声器和活塞式驱动膜片扬声器的外壳。
45.如权利要求44的方法，其中外壳包括一个封装活塞式驱动膜片扬声器的第一部分和一个封装共振面板扬声器的第二部分。
46.如权利要求45的方法，其中外壳的第二部分保持共振面板扬声器，并且它在邻近共振面板的相对的主侧面上是开通的，以便允许由共振面板扬声器发射的声辐射能够从扬声器部件中基本上自由地传播出去。
47.一个音频—视频系统，包括一个视频显示装置和至少一个扬声器部件，该扬声器部件包括一个具有膜片的活塞式驱动膜片扬声器和一个普通平面共振面板扬声器，其中共振面板扬声器的平面大体位于与膜片被活塞式驱动所沿的轴线相同的方向。
48.如权利要求47的音频—视频系统，其中视频显示装置和扬声器部件组装在一个单独部件内。
49.如权利要求47的音频—视频系统，其中共振面板扬声器的平面位于与膜片被活塞式驱动所沿的轴线基本上相同的方向。
50.如权利要求49的音频—视频系统，其中膜片被活塞式驱动所沿的轴线基本上位于共振面板扬声器的平面上，或基本上平行于共振面板扬声器的平面。
51.如权利要求47的音频—视频系统，其中共振面板扬声器位置与活塞式驱动膜片扬声器相关，从而使来自膜片扬声器的声辐射不会被共振面板扬声器所基本上阻挡。
52.如权利要求47的音频—视频系统，其中共振面板扬声器位于膜片扬声器的侧面。
53.如权利要求47的音频—视频系统，其中共振面板扬声器位于膜片扬声器的后面。
54.如权利要求47的音频—视频系统，其中共振面板扬声器包括一个具有两个相对主平面的面板，共振面板扬声器设置为同时从面板两个相对主平面中发射声音。
55.如权利要求47的音频—视频系统，其中共振面板扬声器包括一个共振面板和一个或多个用于激励面板的激励器。
56.如权利要求55的音频—视频系统，其中每个激励器包括一个变换器。
57.如权利要求47的音频—视频系统，其中共振面板扬声器功能是作为一个发散偶极声源。
58.如权利要求57的音频—视频系统，其中共振面板扬声器提供发散环绕声的再现。
59.如权利要求58的音频—视频系统，其中偶极的零位与膜片被活塞式驱动所沿的轴线基本上一致。
60.根据权利要求58的音频—视频系统，其中偶极的零位与膜片被活塞式驱动所沿的轴线基本上一致。
61.如权利要求47的音频—视频系统，其中活塞式驱动膜片扬声器的功能是作为一个单极声源。
62.如权利要求47的音频—视频系统，进一步包括一个封装共振面板扬声器和活塞式驱动膜片扬声器的外壳。
63.如权利要求62的音频—视频系统，其中外壳包括一个封装活塞式驱动膜片扬声器的第一部分和一个封装共振面板扬声器的第二部分。
64.如权利要求63的音频—视频系统，其中外壳的第二部分保持共振面板扬声器，并且它在邻近共振面板的相对的主侧面上是开通的，以便允许由共振面板扬声器发射的声辐射能够从扬声器部件中基本上自由地传播出去。
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