CN1643976A - 声音装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种弯曲波扬声器，包括一面板型辐射器和一机电振动激励器耦合至辐射器，其中辐射器的弯曲硬度在范围0.001至1000Nm之间，其中激励器和辐射器之间的耦合使得所加能量的成分在辐射器中产生压缩波，且其中辐射器具有中央面对称的突变以产生声音辐射。一种制造弯曲波扬声器的方法，包括：选取一面板型辐射器和一机电振动激励器，耦合激励器至辐射器以便在振动激励器的机电阻抗和辐射器的机械阻抗之间具有可用于该辐射器的工作带宽的关系，安排辐射器的弯曲硬度在范围0.001到1000Nm，安排激励器和辐射器之间的耦合使得所加能量的成分在辐射器中产生压缩波，并提供辐射器具有中央面对称的突变以产生声音辐射。

Description

声音装置

技术领域

本发明涉及一种声音装置，更具体地涉及一种弯曲波声音装置，例如扬声器。特别是本发明涉及一种方法和装置，藉由该装置经过固体传播的声音能量可以转化为面外运动(out of plane motion)，以致可以在空中辐射声音。因此本发明可以应用在产生共振的弯曲波面板型扬声器，例如WO97/09842中所描述的类型。

背景技术

本发明特别涉及一种驱动面板型扬声器的方法，包括藉由一激励器沿着面板平面来驱动面板，也就是说以压缩方式来进行。取道面板平面，也就是经由该面板材料的部分从大面积面板表面间中央经过的一条线，以下将称为“压缩”驱动。如果辐射器面板是平面的，也就是说平的，材料将会移动和振动，但是非常少的声音会产生出来，因为该结构所产生的面外偏转十分地小。换句话说，平的面板可以携带机械声音能量，但是不能有效地辐射成声音。

发明内容

从一观点来看，本发明提供一种制造弯曲波扬声器的方法，包括：选取一面板型辐射器和一电动机械振动激励器，耦合该激励器至该辐射器，在振动激励器的电动机械阻抗和辐射器的机械阻抗之间具有用于辐射器工作带宽所需的关系，安排该辐射器的弯曲硬度在范围0.001到1000Nm中，安排在激励器和辐射器之间的耦合使得所施加能量的成分在辐射器中产生压缩波，并提供该辐射器具有中央面对称的突变(break)以产生声音辐射。中央面对称是指传统平面面板的特性，它通常可用作分布模式扬声器。中央面是一个与面板的面平行的假想平面，它将面板的深度切成两分使得面板关于该面对称。当面板特性关于该中央面变得不对称时，出现中央面对称的突变。

该方法可包括耦合该振动激励器至该辐射器的边缘。

该方法可包括限制与耦合该激励器的边缘相对的辐射器边缘。

该方法可包括耦合该振动激励器至该辐射器的两相对边缘。

该方法可包括耦合该多个激励器至该辐射器。

该方法可包括排列多个激励器的至少两个，使与其工作轴成某个角度。

该方法可包括产生具有局部中断的辐射器。

该方法可包括在接近与耦合该激励器的边缘相对的辐射器边缘处，设置局部中断。

该方法可包括在接近辐射器中央处，设置局部中断。

该方法可包括形成辐射器为中央凸起或中央凹下的弯曲。

该方法可包括产生不一致的曲线。

该方法可包括形成辐射器为一层压板，其由对压缩波而言具有不同特性的材料层形成，以及耦合该激励器以驱动这些层。

该方法可包括形成辐射器为具有叠置层的层压板，耦合该激励器以驱动其中一层，并在激励器耦合位置的远端位置处限制其他层。

该方法可包括产生有高形状比的辐射器。

该方法可包括排列辐射器和激励器，以致辐射器在低频受到整体运动的驱动。

该方法可包括安排辐射器以在高频下产生共振。

该方法可包括安排该辐射器以作为分布模式装置工作。

从另一观点，本发明是一种弯曲波扬声器，包括一面板型辐射器和一耦合至辐射器的电动机械振动激励器，其中该辐射器的弯曲硬度在范围0.001至1000Nm之间，其中在激励器和辐射器之间的耦合使得所施加能量的成分在辐射器中产生压缩波，且其中该辐射器具有一中央面对称的突变，以产生声音辐射。

辐射器的弯曲硬度可在范围0.01至100Nm之间，优选地在范围0.01至10Nm之间。

振动激励器可耦合到辐射器的边缘。

与耦合激励器的边缘相对的辐射器边缘可加以限制。

振动激励器可耦合到辐射器的相对边缘。

多个激励器可耦合到辐射器。至少两个激励器可排列成具有某角度的工作轴。

该辐射器可形成一局部中断。该局部中断可位于接近与耦合该激励器的边缘相对的辐射器边缘的位置处。该局部中断的位置可靠近辐射器中心。

该辐射器可以中央凸起或中央凹下地弯曲。该曲线可以是不一致的。

该辐射器可以是一层压板，其由对压缩波而言具有不同特性的至少两种不同材料所组成，以及可耦合该激励器以驱动该至少两种材料。

该辐射器可以是一包括至少两层的层压板，以及可耦合该激励器以驱动其中一层，其他层可限制在激励器耦合位置的远端位置。

该辐射器可以具有高的形状比。

排列该辐射器和激励器，以致辐射器在低频受到整体运动的驱动。

排列该辐射器和激励器，以致辐射器在高频下共振。

该辐射器可排列成当作分布模式装置工作。

激励分布模式扬声器(DML)的常用方法是利用一移动线圈马达。这个马达的设计对于DML带宽和灵敏度性能的最佳化是很重要的，但是当高和低频率范围均最大化时，会发生冲突。

高频时，面板的理论点阻抗通常是真的且固定不变。移动线圈激励器具有一机械输出阻抗，其在高频时被音圈装配件的移动质量加上耦合器加上蛛网形悬吊配置所控制。因此，为了要达到良好的高频效能，音圈装配件的质量应根据下列公式来限制：

$\mathrm{\ω}{M}_{\mathrm{ms}}\≤8\sqrt{\mathrm{B\μ}}$

这个限制规定了马达系统的设计，其中音圈装配件的移动质量针对最佳高频水平是最小化的。

在低频时，音圈装配件的移动质量的限制较少。在这个区域，通常关心两方面。首先，装置的悬吊柔量需要设计成使得它所代表的阻抗与所关心频带中的面板阻抗相比较是较小的。第二，音圈装配件需要根据该装置的偏移限制设计，该限制与功率处理和装置带宽直接有关。这个设计限制可以很严格，因为一般程序材料在低频时通常能含量会增加，因此增加了音圈装配件在功率处理和偏移方面的需求。

这个设计明显地与用于极高频率水平的小而轻音圈装配件和用于极低频率水平的大偏移和功率处理的需求相互冲突。任何设计都表示在这两个极端频率之间的妥协。

解决这个冲突的一个方式是使所用面板的硬度最大化。这样做的结果是使对激励器而言的驱动点阻抗最大化，允许使用较重的音圈，而不限制高频响应。这个方法的缺点包括两方面：

1)增加面板的硬度通常也会增加它的质量，这不利于装置的灵敏度。因此硬度增加的结果是要牺牲灵敏度来增加装置的带宽。可藉由将较大磁铁应用到音圈上来弥补，但是这会增加装置的成本。

2)对于给定的尺寸而言，装置第一弯曲模式的硬度增加。其结果是，为了要实现全模态方案，将需要增加面板面积。替代的是一混合方案，藉此模态响应趋向一低频的活塞运动，也是一种选择方式。这增加了管理活塞至模态转变的复杂性。

本发明提供至激励器的增加驱动点阻抗以改进在高和低频端的带宽，同时在最低频率降低对于音圈偏移的限制。此外，本发明不需要传统地增加面板的硬度，允许低质量面板用于良好灵敏度。

装置的工作不被限制在装置的第一压缩共振之上的频率，因为整个主体压缩可用于这个频率之下。整个主体压缩的作用，与面板的对称突变相结合，相对于传统面外配置，在低频提供一增加的驱动点阻抗。这个方法对于音圈相当低的偏移可用来增加从激励器到面板的能量耦合。这个压缩释放为面外移动，且特别有用于十分低频率响应的延伸。

本发明因此提供一种方法，藉由放松对传统面外激励的马达设计所规定的限制，改进一声音装置的高频和低频限制。

许多面板形状可以与压缩驱动一起使用，例如高形状比的矩形面板和长窄条形面板。在本发明中，来自激励器的驱动能量通常会施加到面板的边缘。在低频率，激励器可驱动整个面板，但是在较高频率，压缩波在材料中形成。相比于弯曲波，压缩波以非常高的速度传播通过材料。例如，在中等硬度的塑性材料中弯曲波的速度仅仅是1kHz时50m/s，但是在相同的材料中，压缩波的速度是1500m/s，也就是说要快上30倍。弯曲波的速度仰赖材料硬度和频率来决定，所以弯曲波和压缩波之间的波速差异比是可变的和宽的，且典型在10到50倍的范围。

附图说明

在附图中将透过实例的方式对本发明加以概略地说明，其中：

图1A是辐射器面板和激励器组合的正视图；

图1B是图1A组合的侧视断面图；

图2是类似图1B组合的断面侧视图，显示本发明扬声器操作的第一个方法；

图3是类似图1B组合的断面侧视图，显示本发明扬声器操作的第二个方法；

图4是类似图1B组合的断面侧视图，显示本发明扬声器操作的第三个方法；

图5是类似图1B组合的断面侧视图，显示本发明扬声器操作的第四个方法的一观点；

图6是类似图5组合的断面侧视图，显示本发明扬声器操作的第四个方法的另一观点；

图7是本发明扬声器第一具体实施例的正面透视图；

图8A是本发明扬声器第二具体实施例的正面透视图；

图8B是图8A扬声器的侧视图；

图8C是图8A扬声器修正版的侧视图，对应到图8B的扬声器；

图9是本发明扬声器第三具体实施例的正面透视图；

图10是图9喇叭的断面侧视图；

图11是压缩驱动的曲梁式辐射器的面外速度图解；

图12是在图11中显示该类型喇叭的典型声音输出的统计图表；

图13到17是断面侧视图，类似根据本发明喇叭各种不同具体实施例图2到6的情况；

图18是具有双重激励和单一端激励的声音输出的统计图表；

图19和20是显示驱动大致上为矩形面板的方法的图表；

图21和22是显示驱动大致上为三角形面板的方法的图表；

图23A和23B分别是本发明卵形喇叭的正视图和侧视图，以及

图24A和24B、25A和25B以及26A和26B分别是本发明喇叭三个其他具体实施例的侧视图和正视图。

附图标记说明

1    扬声器                2    辐射器面板

3    激励器                4    辐射器的一端

5    辐射器的另一端        6    辐射器的角或隅角

7    惯性力或夹具          8    层压板层

9    层压板层              10   层压板层

11   层压板层              12   底座

13   悬吊                  14   底座的一端

15   夹具                  16   底座的相对端

17   机罩                  18   一半的辐射器

19   其他一半的辐射器      20   压电

21   口                    22   底座

具体实施方式

在图1A和1B中，显示一扬声器1，包括一长条形面板型辐射器2和一振动激励器3耦合到辐射器的一端。一条面内线经由辐射器2，标示为虚线a。

根据本发明的第一方法，如下所述将面内的能量转变成面外能量，使用辐射器内的局部中断，将面内移动转变为面外移动，这导致产生弯曲波。然后这些弯曲波按照类似于传统DML的方式有效率地辐射。在图2所示的例子中，中断在辐射器板上呈90度弯曲的形式。

图2显示扬声器1，其具有一平的面板型辐射器2和一激励器3耦合在一起，以驱动该辐射器的一端4。在与激励点4相对的端部5处，辐射器经由角或隅角6弯曲。来自激励器3具有压缩波c的形式的面内移动导致隅角6如图箭头b所示在面内移动。这个由虚线e所示的隅角面内移动引起隅角附近的扭矩。该扭矩提供面外刺激，负责产生如虚线d所示的弯曲波。从该图也很清楚地显示，使扭矩产生以回应面内移动的任何中断都适合将面内能量转化为更加有助于声音的弯曲波。

与激励器3相距遥远的辐射器端部5受到惯性力或者夹具7的限制。

局部中断或角的转变方法根据频率以三种方式产生声音，如下所述：

1)在高频率时，面内压缩波在角处导致旋转并形成弯曲波。

2)在中频率时，整个主体的面内移动导致集中在隅度位置上的弯曲波产生。

3)在低频率时，来自激励器的面内整个主体移动导致面外面板的整个主体挠曲。

可看出，使用这种方法，通过中断面内的运动在某一点或一线上可以转化为面外运动，即可以辐射宽频率范围的声音。

如果从面内运动到面外运动的转变展开到一定距离上，而不只是在辐射器的一点或一线上动作，则转变装置的外形会变成弯曲形的辐射器2，如图3所示，这也就是根据本发明将面内能量转化为面外能量的第二种方法。

因此，平面的替代变形是曲线，这也可以把面内运动转化成面外运动。要说明这个工作如何进行，可能要先将该曲线想象成连结在一起产生角的面板的许多平面区段沿着该面板的长度方向蔓延。如果平面区段的数量大幅增加(且每一个的长度缩短)，终究会形成一个平滑的曲线。每个单独的平面区段都产生像参见图2时所描述的角或隅角的情况一样的效果。这样就可以看到曲线以类似角的方式起作用，但从面内运动到面外运动的转变会均匀地分布在整个面板长度上，而不是仅发生在某个点或某一线上。

但是，在角和曲线方法之间存在重大差异。在高频率时，当面内波长比面板长度的两倍短时，会形成压缩波。压缩波的面外成分导致面板在面内波长移动到面外。如稍早所述，压缩波长通常比弯曲波长长10到50倍，因为压缩波速高。来自这个额外面外移动的声音辐射的特性类似于上述fc(coincidence frequency，重合频率)弯曲波辐射，这很有效率但有方向性，并倾向于达到偏离面板法线轴的声音输出的峰值。

曲线的转变方法根据频率以三种方式产生声音，如下所述：

1)在低频率时，面内整个主体移动导致面外整个主体挠曲，因为位于激励器的相对端处的面板是固定的。

2)在中频率时，整个主体挠曲的面外成分分解为弯曲波。

3)在高频率时，面内压缩波导致面内波长下的面外运动，并发生上述fc型辐射。

将面内能量转变成面外能量的第三种方法如图4所示，它是第一种方法的变形，但在接近面板中央区的位置具有角或局部中断6。

将面内能量转变成面外能量的第四种方法如图5和6所示，使用平的堆叠面板的差异驱动或具有不同硬度和波传播速度的平面堆叠材料。这个方法很有用，因为它使平面辐射器成为可利用的装置。各位将会发现，在某些视屏应用中，有必要使用绝对平的透明材料来控制光反射性。

辐射器2(其是两种平面材料的层压板)的面内驱动可产生面外移动，如果该层压板的一层8受到驱动，并且另一层9以例如一底座或质量为基准或是受到激励器3的反向驱动，如图5所示。层压板的各层8、9沿相反的方向被驱动，且每一单独层的中心线与层压板的中心线间的差异使得整个层压板旋转，因此声音被辐射出来。

图6显示材质硬度和波速不同的两层10、11层压板的辐射器2如何受到面内驱动以产生面外移动。在低频率时，不同的硬度产生面外整个主体挠曲，在高频率时，不同的压缩波速度导致旋转和弯曲波的形成。

图5差异驱动层压板的转变方法以三种方式产生声音，如下所示：

1)在高频率时，面内波的推拉作用导致面内波长下的面外旋转。

2)在中频率时，低于最低面内共振的差动作用以弯曲波的形式在面外释放旋转能量。

3)在低频率时，激励的差动作用导致面外整个主体挠曲，即可辐射出声音。

图6所示层压板的转变方法以三种方式从面内能量产生声音，如下所示：

1)在高频率时，两层结合板中不同的压缩波传播速率会导致旋转发生，这在面内波长下产生面外移动。

2)在中频率时，低于最低面内共振的不同传播速度以弯曲波的形式在面外释放能量。

3)在低频率时，两平板不同的面内硬度导致面外整个主体挠曲，即可辐射声音。

图7是本发明扬声器1的第一具体实施例，包括一矩形面板型辐射器2，在其宽度方向凸起地弯曲，并具有耦合到辐射器的两相对端4、5的四个激励器3排。面板材料由一透明单片材料所构成，用来像平板扬声器一样运作，将要置于显示屏的前面，产生喇叭与显示的组合。

该面板扬声器在高频时像模态的压缩波装置般运作，在中间范围音频下像模态的弯曲波装置般运作。在低频时，面内的激励方法也可设计成使面板像弹性整体辐射器般运作。压缩、弯曲和整体挠曲三种类型操作组合，使得本具体实施例的扬声器涵盖整个音频谱的宽部分。尤其这个具体实施例提供了比纯粹弯曲波辐射器用途更广的频率范围。

在图8A和8B所示扬声器1的第二具体实施例中，面板/喇叭屏幕可以是平的，这对于在某些应用中控制光反射特性时是必要条件。当面板型辐射器在面内受到激励器3驱动时，能量会由于辐射器相对侧的成角边缘或隅角6转变为弯曲的。当辐射器在面内移动时，角6(其受到惯性力或只是单纯由底座12支撑)旋转并传送能量回辐射器成为弯曲波。

在图8C所示第二具体实施例的变形中，面板2的两个平面部分以一开放角度或短曲线6结合。该方法可能不适合屏幕应用，因为角6在面板的中央区，这样会影响到透明度。该方法本身具有高形状比(aspect ratio)设计，其中按照下面图9和10具体实施例中的曲线高度的相同方式，该角限定了激励器放大倍率。

图9和10说明高形状比面板型喇叭1的实际具体实施例。这类扬声器装置可能十分适合用在有空间限制需求的应用上。范例包括电视或监视器应用的立体声侧面喇叭。

图9和10所示的具体实施例由凸起弯曲的面板型辐射器2组成，尺寸为400mm×50mm×5mm厚，曲线高度为40mm。面板型辐射器2利用弹性悬吊13沿着各侧长度安装在框架或底座12上，允许辐射器不受限制的移动，同时防止面板前后之间空气的自由流动。一预先成形的悬吊设计成允许在面板和底座之间向上/向下和纵长移动，且它固定在底座12和面板2之间全都沿着曲线长度方向。一气密也装配在振动换能器3的周围。该悬吊13不需要保持面板的位置，因此只需使用合适的弹性轻量平面材料简单设计制成即可。悬吊可利用胶粘剂装配在面板上，并利用夹板装配在底座上。

底座的一端14支撑电动力移动线圈换能器3，换能器3被精确地对齐以施加力到它的面内的面板2。换能器藉由一夹具15固定在面板的端部边缘4，面板的相对端5通过稳固地固定到底座12的相对端16上而保持不动。在非常低的频率时，面内激励和面板弯曲形状的组合产生辐射声音的面外整体挠曲。选择曲线高度以放大激励器的动作，这大幅增加换能器上的机械负载阻抗，允许即使在最低音频下也施加高驱动力。

整个主体挠曲是面板的最低模式，取决于频率低至40Hz时在面板的后部可以产生空气负载。随着频率增加，会激励辐射声音的弯曲模式。当频率进一步增加到超过上述最低压缩模式的频率时，面板的弯曲形状会导致面内产生共振，以表现出面外成分。这个面外成分引起声音的有效辐射，类似于上述fc弯曲波辐射。

图10显示图9高形状比例面板的剖面图。如图10所示，底座12可选择性地包括所谓的无限反射板罩，以容纳来自辐射器2的后端辐射。

压缩驱动的优点包括下列各项：

1.在高频率下不存在换能器孔径效应。

2.送到换能器的机械驱动阻抗可加以设计及制造成在所有频率下都足够高，以致于换能器的移动质量变得较不重要。

3.经过压缩的边缘驱动可以产生与面外中央驱动相同的输出水平，这在激励必须是从边缘产生的情形下提供很重要的优势。

关于功率从激励器到面板的转移，在许多应用中，面内激励改进了传统移动线圈激励器的驱动负载阻抗的适合性。在低频率时，当利用面外激励驱动需要大激励器偏移的轻量面板材料时，下降至最低频时面内激励器载荷仍然高，因为弯曲面板用作放大激励器移动的杠杆。在高频率时，较长的面内波长维持激励器上的高负载，以致于音圈质量比较不重要，而且在非常高的频率下，压缩波延伸带宽超过音频范围。在一些应用中，来自小幅移动高力压电激励器的激发也适用于面内驱动。

用于图7第一具体实施例的激励器参数如下所示。

Zhejiang Tianle 25

线圈架直径  ＝25mm

线圈层的数量＝2

Mms         ＝0.683gm(音圈装配件的移动质量)

Rms         ＝0.103Ns/m(悬吊的机械阻抗)

B1          ＝3.564Tm(马达转换因子)

Re          ＝9.62Ω(音圈的直流电阻)

Le          ＝1.4uH(1kHz下音圈的电感因子)

Cms         ＝0.196e-3m/N(悬吊的柔量)

用于高形状比实施例的面板材料连同它的技术参数一起提供如下。

Rotrex Lite 51LS(商品名)材料，聚甲基丙烯酰亚胺(polymethacrylimide)热塑性泡沫的5mm厚芯，与玻璃罩/热塑性外壳。面板尺寸400mm×50mm。

质量面积密度	M	0.447	Kg/m2
				弯曲硬度	D1	4.011	Nm
弯曲硬度	D2	5.244	Nm
				厚度	T	5	mm

现在将解释曲线高度与面内到面外转换之间的关系。较低曲线高度具有较大曲线半径，当在面内驱动时，这赋予激励器移动较大的放大倍率以及更加延伸的低频率响应，但是灵敏度较低。

压缩驱动弯曲面板因此像具有一些不寻常特性的杆一样操作。在低频率时，当激励器沿着面板平面推动时，中心移动至面外。更多的弯曲等同较小的半径，这会导致较小的激励器移动放大倍率，但有更多的面外成分来自面内能量。

图11显示被面内驱动的弯曲梁的面外速度的激光测量。在轨迹左端形成的长波长是已经沿着梁长度移动的脉冲的开始。它是展现这种材料的面内波长的压缩波面外成分。在它的后面在梁的右端，弯曲波的脉冲已经形成，其将沿着梁更加缓慢地传播。面内和弯曲波振幅是类似的，而且两者波型的组合产生来自弯曲面板的模式和声音输出。

典型声音测量的范例如图12所显示。轴上输出显示为1伏特输入时来自安装在墙隔音板上的40mm高曲线390mm×50mm。

本发明的喇叭可以许多方式修改，以改变辐射面积，以使得面板配合激励器，以控制两种类型的模态分布，以变更影响带宽的空气载荷，以及以便改变高频散射。如图10所示，罩可用来避免前后抵消，而且在这种情况中，载荷条件必须是施加到传统密闭扬声器的相同限制。一些可能的修改范例如图13到17所显示。

在图13中，显示与图9和10相同大类的扬声器1，其中辐射器2沿着它的长度有一可变曲线。

参见图14，显示一与图13相同类型的喇叭1，但是其中辐射器2沿着它的长度形成有多个曲线。

在图15中，显示图13大类的喇叭1，其中辐射器形成具有一接近其中央的局部中断或隅角6，以及其中辐射器2的一半18弯曲，而且另一半19是平的。辐射器2的端部4由一个移动线圈激励器3驱动，同时该辐射器的端部5由一个压电激励器20驱动。

在图16中，一喇叭1包括共同运作而且用作罩17的一对弯曲辐射器梁。将需要特别的测量来控制例如图示罩口21的密闭容积的内部压力。如图17所示，激励可施加至面板的两端。

图18显示双重激励所产生的声音差异图。在直到1kHz的低频率范围中声音输出是类似的，除了极低频率范围和功率处理在双重激励器中较大。在1kHz以上，输出比较高。

现在将讨论，面内驱动的二维空间面板。为了清楚，图10的图例是一维空间剖视图。除了图9和10具体实施例的高形状比形状的面板之外，其它面板也可以被压缩驱动，且存在将面内能量转换成面外运动的几种方式。

图19显示一矩形面板型辐射器2，在一个面内具有一弯曲面，它可在一个或多个位置上(例如隅角处)受到驱动，以将面内运动转换成声音辐射。收听者可以位于面对凸面或凹面的面板的任一侧。虚线显示面板2可以是凸起或凹下的弯曲。激励器3排列在弯曲方向上，而且它可以应用在侧边或隅角位置处，相比较于中央面外驱动，其优点是能够在边缘分界线处驱动，而不会损失输出。

图20显示一矩形面板型辐射器2，在二个面内具有弯曲面，其可以在一个或多个位置(例如在隅角)受到驱动，以将面内运动转换成声音辐射。虚线显示面板2可以是凸起或凹下的弯曲。在本例中，从成形可以获得一些额外的硬度，而且为了提高灵敏度可以降低面板材料的硬度和质量。

除了矩形之外的形状(例如三角形)可以工作在面内驱动。在图21中显示的弯曲三角形面板型辐射器2可以从它的任何隅角处驱动，而且图22显示一平的三角形面板型辐射器2，具有用作波变换器的倾斜底座22。

图23A和23B显示正面及侧面视图中具有卵形辐射器2的喇叭范例，形成的大小可适合驱动点的激励器3，但其朝向中央面积增加。面板在垂直方向上弯曲，以从激励器的面内能量产生面外移动。

图24A和24B显示喇叭1实施例的平面图和后视图。采用了用作透明显示面板的辐射器2的压缩驱动。两个激励器3背对背地连结，向外驱动至面板2的面内，此处它在隅角6处回折叠以形成一个几乎闭合的环。这个方法的优点是：在所有频率下，所有激励器的能量都施加在面板的面内，也就是说激励器是自定位(self referencing)的。在低频范围时，转换为弯曲和整个主体挠曲发生在两个隅角处，以及在更高频率时，产生中央激励的影响。

图25A和25B显示与24A和24B中所示的相同大类的喇叭1的另一版本的平面图和正视图，设计成可提高系统的声音输出。辐射器中在6处折叠的角允许从激励器看来少许控制面板的机械阻抗。

图26A和26B是平面图和正视图，示出了图24大体类型的喇叭(但是包括两个表面声音面板型辐射器2)如何能堆叠在一起且在面内驱动。因为堆叠部分确保在两个隅角6处产生的力矩取消，如此所有能量都用来达到弯曲正面和背面面板辐射器的曲线，因此增强低频性能。

Claims (32)

1.一种包括一面板型辐射器和一耦合至该辐射器的电动机械振动激励器的弯曲波扬声器，其中该辐射器的弯曲硬度在范围0.001至1000Nm之间，其中该激励器和该辐射器之间的耦合使得所施加能量的一成分在该辐射器中产生压缩波，且其中该辐射器具有一中央面对称的突变以产生声音辐射。

2.如权利要求1的扬声器，其中该振动激励器被耦合到该辐射器的一边缘。

3.如权利要求2的扬声器，其中该辐射器的与该激励器的耦合边缘相对的边缘受到限制。

4.如权利要求2的扬声器，其中该振动激励器被耦合到该辐射器的相对边缘。

5.如前述权利要求中任一项的扬声器，其中多个激励器耦合到该辐射器，且至少两个激励器排列成它们的工作轴成某个角度。

6.如前述权利要求中任一项的扬声器，其中该辐射器形成为具有一局部中断。

7.如权利要求6的扬声器，其中该局部中断的位置靠近与耦合该激励器的边缘相对的该辐射器边缘。

8.如权利要求6的扬声器，其中该局部中断的位置接近该辐射器的中心。

9.如前述权利要求中任一项的扬声器，其中该辐射器是中央凸起或中央凹下弯曲。

10.如权利要求9的扬声器，其中该弯曲是不一致的。

11.如前述权利要求中任一项的扬声器，其中该辐射器是一包括从压缩波来看特性不同的至少两种材料层的层压板，且其中该激励器被耦合以驱动所述至少两层。

12.如权利要求1至10中任一项的扬声器，其中该辐射器是一包括至少两层的层压板，其中该激励器被耦合以驱动其中一层，且其中其它层被限制在远离该激励器耦合位置的位置处。

13.如前述权利要求中任一项的扬声器，其中该辐射器具有高形状比。

14.如前述权利要求中任一项的扬声器，其中该辐射器和该激励器排列成使得该辐射器在低频下受到整体运动的驱动。

15.如前述权利要求中任一项的扬声器，其中排列该辐射器和该激励器使得该辐射器在高频产生共振。

16.如权利要求15的扬声器，其中该辐射器排列成像分布模式装置般地运作。

17.一种制造弯曲波扬声器的方法，包括选取一面板型辐射器和一电动机械振动激励器，耦合该激励器至该辐射器以在该振动激励器的电动机械阻抗和该辐射器的机械阻抗之间具有用于该辐射器工作带宽的关系，设置该辐射器的弯曲硬度在范围0.001到1000Nm中，设置在该激励器和该辐射器之间的耦合使得所施加能量的一成分在该辐射器中产生压缩波，以及使得该辐射器具有一中央面对称的突变以产生声音辐射。

18.如权利要求17的方法，包括耦合该振动激励器到该辐射器的一边缘。

19.如权利要求18的方法，包括限制与耦合该激励器的边缘相对的该辐射器的边缘。

20.如权利要求18的方法，包括耦合振动激励器到该辐射器的相对边缘。

21.如权利要求17、18、19或20的方法，包括耦合多个激励器到该辐射器，以及安排至少两个激励器使得它们的工作轴成某个角度。

22.如权利要求17至21中任一项的方法，包括该辐射器形成为具有一局部中断。

23.如权利要求22的方法，包括该局部中断的位置接近与耦合该激励器的边缘相对的该辐射器的边缘处。

24.如权利要求22的方法，包括在接近该辐射器的中心处设置该局部中断。

25.如权利要求17至24中任一项的方法，包括形成该辐射器为中央凸起或中央凹下的弯曲。

26.如权利要求25的方法，包括形成该弯曲是不一致的。

27.如权利要求17至26中任一项的方法，包括形成该辐射器为一包括对压缩波而言具有不同特性的材料层的层压板，以及耦合该激励器以驱动所述层。

28.如权利要求17至26中任一项的方法，包括形成该辐射器为具有叠置层的层压板，耦合该激励器以驱动其中一层，并在该激励器耦合位置的一远端位置处限制其他层。

29.如权利要求17至28中任一项的方法，包括形成该辐射器为具有高的形状比。

30.如权利要求17至29中任一项的方法，包括排列该辐射器和该激励器使得该辐射器在低频下受到整体运动的驱动。

31.如权利要求17至30中任一项的方法，包括将该辐射器排列成在高频产生共振。

32.如权利要求31的方法，包括将该辐射器排列成像一分布模式装置般地运作。

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