CN1980491B - 扬声器和输出声音的方法 - Google Patents

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Abstract

一种扬声器，包括声学振动膜，和根据声信号而被驱动的激励器。该激励器具有直接或间接连接至声学振动膜并且将激励器的位移输出传递至声学振动膜的传递部分。该激励器按至少它的沿声学振动膜的平面的振动分量与声学振动膜一起振动。

Description

扬声器和输出声音的方法
相关申请的交叉引用
本发明包括2005年12月9日向日本专利局提交的日本专利申请JP2005-356751的主题，该申请的全部内容被合并于此而引为参考。
技术领域
本发明涉及一种扬声器和输出声音的方法。更特别地，本发明涉及一种扬声器等，其中根据声信号被驱动的激励器被用于与振动膜一起振动，从而得到声输出。
背景技术
日本专利申请公开No.H04-313999已经公开了一种扬声器，其中磁致伸缩激励器被用于与振动膜一起振动，从而得到声输出。磁致伸缩激励器指的是一种激励器，其中使用形状可通过施加外部磁场而改变的磁致伸缩元件。
图1示出了一种用于获得声输出的声输出装置300的构型。该声输出装置300具有播放器301、放大器302、磁致伸缩激励器303、和振动膜304。在该装置300中，磁致伸缩激励器303和振动膜304构成了扬声器305。
播放器301再现例如光盘(CD)、小型盘(MD)、数字化多用途光盘(DVD)并且输出其声信号。放大器302从播放器301接收这些声信号，并且随后使其放大并将其供给至磁致伸缩激励器303。磁致伸缩激励器303具有用于传递任何位移输出的驱动杆303a。该驱动杆的尖端连接至振动膜304。
磁致伸缩激励器303根据声信号驱动振动膜304。换句话说，磁致伸缩激励器303的驱动杆303a按照声信号的波形移动，从而该移动可被传递至振动膜304。这使得振动膜304能够输出与声信号相对应的声音。
发明内容
但是，在声输出装置300的上述扬声器305中，磁致伸缩激励器303的驱动杆303a连接至振动膜304的平面，并且磁致伸缩激励器303仅按一个与振动膜304的平面垂直的振动分量而与振动膜304一起振动，以便获得声输出。
在该装置中，振动膜304在它的振动点处大声地振动。听者可听到来自该振动点处的声波与其它位置的声波相比非常大声。这使得声像局限于振动点处。因此，在声输出装置300中，很难获得球形的声像(Global acoustic image)。
提供一种能够提供这种球形声像的扬声器和输出声音的方法是理想的。
根据本发明的一个实施例，提供了一种扬声器，它具有一声学振动膜和一根据声信号而被驱动的激励器。激励器的传递部分连接至声学振动膜，并且将激励器的位移输出传递至声学振动膜。激励器按至少它的沿声学振动膜的平面的振动分量与声学振动膜一起振动。
根据本发明一实施例的扬声器具有上述声学振动膜和激励器。该声学振动膜的形状例如为管形、板形、杆形、球壳形、球形、漏斗形、锥形、和酒杯形。例如，管形的声学振动膜由卷绕的板状部件制成，由此可容易地制造扬声器。该声学振动膜通过激励根据声信号而被驱动的激励器来振动。作为激励器，例如，可使用磁致伸缩激励器或扬声器单元。
用于将激励器的位移输出传递至声学振动膜的激励器的传递部分连接至声学振动膜。该激励器按至少它的沿声学振动膜的平面的振动分量与声学振动膜一起振动。在该实施例中，沿声学振动膜的平面的振动分量随着激励器的传递部分的位移方向靠近声学振动膜的平面方向而增加。例如，如果声学振动膜具有端面，则该激励器按至少它的与声学振动膜的端面垂直的振动分量与声学振动膜一起振动。
因此，激励器按它的沿声学振动膜的平面的振动分量与声学振动膜一起振动，其中该振动分量平行于声学振动膜的平面，因此基于声信号的弹性波在声学振动膜的平面方向上传播。当弹性波在声学振动膜中传播时，该弹性波重复纵波至横波的模式交换，并且反之亦然，因此，纵波和横波可在声学振动膜中混合。横波沿着声学振动膜的平面方向(即，与声学振动膜的端面垂直的方向)激励振动。这使得振动膜可向外发射声波，从而获得声输出。
因此，激励器按它的沿声学振动膜的平面的振动分量与声学振动膜一起振动，这可防止在振动点产生较大的横波。因此，听者不会听到与来自其它位置的声波相比听起来非常大声的来自该振动点处的声波，因此，可在整个声学振动膜上产生声像。这使得可获得球形的声像。
作为声学振动膜，可使用杯形的声学振动膜。激励器的传递部分连接至杯形的声学振动膜的敞开端面。在该扬声器中，已从声学振动膜的敞开端面传播至该声学振动膜的弹性波传播至直到杯形声学振动膜的底部。这使得声学振动膜的底部可向外发射声波，从而增强了球形的声像。
例如，激励器被设置在一底座外壳上，并且声学振动膜通过一缓冲件设置在该底座外壳上。因此声学振动膜通过该缓冲件设置在底座外壳上，这可防止由激励器产生的任何振动(弹性波)传播至底座外壳，并且防止将声像局限在底座外壳侧。
当设置声学振动膜时，其可以可拆卸地设置在底座外壳上。这使得可在多个类别的具有不同材料、尺寸、和形状的声学振动膜中任意选择声学振动膜，以便将其安装在底座外壳上，从而可获得各种类型的音色和外观等。
例如，可设置多个激励器。该激励器的传递部分分别连接至声学振动膜的不同部分。例如，可根据例如同一声信号来驱动多个激励器，从而允许获得全向性。而且，可分别利用独立的声信号，例如，利用多通道的声信号，利用通过独立地根据声信号的水平、延迟时间、或频率特性等来调节相同的声信号而获得的多个声信号等来驱动多个激励器，从而允许执行任何声场处理，以便增强球形的声像。
例如，声学振动膜可由多个裂开式(split)声学振动膜构成，它们完全或部分地相互分开。在该扬声器中，多个激励器的传递部分分别连接至相应的裂开式声学振动膜，从而确保每一个激励器的独立地振动。这允许，例如上述声场处理被有效地执行。
例如，声学振动膜可被设置为使得它的一个端部位于下侧，激励器可被安装在声学振动膜的另一个端部上，而该激励器的传递部分连接至声学振动膜的另一个端部。这使得不具有任何固定的激励器可通过惯性力将它的振动传播至声学振动膜，因为激励器不受限制，因此可导致在声像中出现较少的失真。
根据本发明的该实施例，由于用于将激励器的位移输出传递至声学振动膜的激励器的传递部分连接至声学振动膜，并且激励器按至少它的沿声学振动膜的平面的振动分量与声学振动膜一起振动，就有可能获得球形的声像。
本说明书的结论部分特别指出并且直接要求了本发明的主题。但是，本领域技术人员通过参照附图阅读该说明书的其余部分，其中相同的附图标记指代相同的元件，将可以更好地理解本发明操作的组织和方法，以及它的进一步的优点和目的。
附图说明
图1是方框图，用于说明现有技术的声输出装置的构型，其中使用磁致伸缩激励器；
图2是根据本发明一实施例的扬声器100A的透视图；
图3是根据本发明该实施例的扬声器100A的竖直剖视图；
图4是根据本发明该实施例的扬声器100A的俯视图；
图5是根据本发明该实施例的扬声器100A的底视图；
图6是磁致伸缩激励器的剖面示意图；
图7是表示磁感应线的简图；
图8是方框图，表示用于磁致伸缩激励器和扬声器单元的驱动系统的构型；
图9是一曲线图，示出了当管件沿其径向振动时，在管件的底部位置，中央位置和顶部位置处的频率响应的模拟结果；
图10是简图，用于表示当管件沿其径向振动时的振动方向；
图11是一曲线图，示出了当管件沿其轴向振动时，在管件的底部位置，中央位置和顶部位置处的频率响应的模拟结果；
图12是简图，用于表示当管件沿其轴向振动时的振动方向；
图13是一曲线图，示出了当声波仅从管件的顶部发射时，在管件的底部位置和顶部位置处的声压水平(SPL)测量结果；
图14是简图，用于表示当声波仅从管件的顶部发射时，声波的发射方向和待测量的位置；
图15是一曲线图，示出了当声波同时从管件的顶部和底部发射时，在管件的底部位置和顶部位置处的SPL测量结果；
图16是简图，用于表示当声波同时从管件的顶部和底部发射时，声波的发射方向和待测量的位置；
图17是方框图，示出了用于磁致伸缩激励器和扬声器单元的驱动系统的另一构型；
图18是根据本发明另一实施例的扬声器100B的竖直剖视图；
图19是根据本发明该另一实施例的扬声器100B的横向剖视图；
图20是根据本发明该另一实施例的扬声器100B的部分省略的俯视图；
图21是根据本发明又一实施例的扬声器100C的透视图；
图22是根据本发明又一实施例的扬声器100D的透视图；
图23是根据本发明又一实施例的扬声器100D的竖直剖视图；
图24是根据本发明又一实施例的扬声器100E的透视图；
图25是根据本发明又一实施例的扬声器100F的透视图；
图26是根据本发明又一实施例的扬声器100G的透视图；
图27是根据本发明又一实施例的扬声器100G的俯视图；
图28是根据本发明又一实施例的扬声器100H的透视图；
图29是根据本发明又一实施例的扬声器100H的竖直剖视图；
图30A和30B是简图，各自示出了如何从板状部件制造管形振动膜(管件)；
图31是简图，示出了管件的变型；
图32是简图，示出了管件的另一个变型；
图33是简图，示出了管件的另一个变型(两条裂缝)；
图34是简图，示出了管件的另一个变型(四条裂缝)；
图35A至35H是简图，分别用于表示声学振动膜的形状；
图36A和36B是简图，分别用于表示声学振动膜的变型；
图37是简图，用于表示声学振动膜的振动方法；
图38A和38B是简图，分别用于表示声学振动膜的另一振动方法；以及
图39A和39B是简图，分别用于表示声学振动膜的另一振动方法。
具体实施方式
下面将参照附图描述本发明的实施例。图2-5示出了根据本发明扬声器的一个实施例的构型。图2是根据本发明实施例的扬声器100A的透视图；图3是其竖直剖视图；图4是其俯视图；图5是其底视图。
扬声器100A具有底座外壳101，管件102，作为激励器的磁致伸缩激励器103，和扬声器单元104。管件102构成了管形振动膜，其用作声学振动膜。磁致伸缩激励器103的驱动杆103a构成了用于传递磁致伸缩激励器103的位移输出的传递部分。
底座外壳101例如由合成树脂制成。该底座外壳101整体上具有类似于圆盘的形状，在其中央部分具有穿过它的圆筒形开口105。该底座外壳101还具有预定数量的腿106，在该实施例中，为三条腿，它们沿下部外圆周部分以相等的间距间隔。
如果底座外壳101具有三条腿106，则与底座外壳101具有四条腿的情形相比，有可能实现更稳定的设置，这是因为这三条腿106可以一定与待接触的任何地方接触。而且，在底座外壳101的底面设置腿16，可使得其底面远离待接触的地方，从而允许从扬声器单元104发射的声波能够向外发射，该扬声器单元104设置在底座外壳101下方。
管件102例如由预定的材料制成，例如透明的丙烯酸树脂。管件102被设置在底座外壳101上。即，管件102的下端部被设置在底座外壳101的顶面上的多个位置，在该实施例中，通过使用L形的金属角形件107设置在四个位置。管件102的尺寸为，例如长1000mm，直径100mm，厚度2mm。
在L形金属角形件107的两端，钻有未示出的用于螺钉的圆孔。L形角形件107的一端通过螺钉109拧在底座外壳101的顶面上。未示出的每一个螺钉孔形成在底座外壳101中，其中螺钉109的螺纹固定至该螺钉孔。L形角形件107的端部通过由环形橡胶件构成的缓冲件108固定至底座外壳101的顶面。
L形角形件107的另一端通过螺钉110和螺母111固定至管件102的下端部。未示出的每一个螺钉孔形成在管件102的底端部中，其中螺钉110的螺纹固定至该螺钉孔。均由环形橡胶件构成的缓冲件112、113位于L形角形件107的另一端和管件102的外表面之间以及螺母111和管件102的内表面之间。
这样插入的缓冲件108、112、113可防止由磁致伸缩激励器103产生的任何振动(弹性波)通过管件102和L形角形件107传播至底座外壳101，从而避免将任何声像局限于底座外壳101。
多个磁致伸缩激励器103，在该实施例中为四个磁致伸缩激励器，被设置在底座外壳101上。该四个磁致伸缩激励器103在管件102的圆形下端面之下并沿该下端面以相等的间距设置。在底座外壳101的顶面上，形成有多个分别用于容纳磁致伸缩激励器103的凹陷114。磁致伸缩激励器103以分别容纳在凹陷114内的方式分别设置在底座外壳101上。
每一个磁致伸缩激励器103通过由环形橡胶件构成的缓冲件115设置在底座外壳101的凹陷114的底部。这样插入的缓冲件115可防止由磁致伸缩激励器103产生的任何振动传播至底座外壳101，从而避免将任何声像局限于底座外壳101。
当每一个磁致伸缩激励器103以容纳在凹陷114内的方式设置在底座外壳101上时，每一个磁致伸缩激励器103的驱动杆103a被连接至管件102的下端面。此时，每一个驱动杆103a的位移方向沿与管件102的下端面垂直的方向定向，即，沿管件102的轴向定向。该轴向与沿管件102的平面的方向(平行于管件102的平面的方向)相一致。这种构型使得磁致伸缩激励器103可按它们的与管件102的下端面垂直的振动分量与管件102的下端面一起振动。
图6示出了磁致伸缩激励器103的构型。该磁致伸缩激励器103具有沿延伸方向移动的杆状磁致伸缩元件151；用于产生磁场的螺线管152，其定位在该磁致伸缩元件151周围；作为驱动部件的驱动杆103a，其连接至磁致伸缩元件151的端部并传递磁致伸缩激励器103的任何位移输出；和容器154，用于将磁致伸缩元件151和螺线管152容纳于其中。
容器154由固定盘支座161，永磁体162，和管状外壳163a，163b构成。磁致伸缩元件151的另一端连接至用于支撑磁致伸缩元件151的固定盘支座161。向磁致伸缩元件151施加偏置静磁场的永磁体162和构成磁路的管状外壳163a、163b位于被它们包围的磁致伸缩元件151周围。管状外壳163a、163b被安装在永磁体162的两侧，即驱动杆103a侧和固定盘支座161侧。该管状外壳163a、163b由铁磁材料制成，从而偏置静磁场可被有效地施加至磁致伸缩元件151。如果固定盘支座161也由铁磁材料制成，则偏置静磁场可被更有效地施加至磁致伸缩元件151。
在驱动杆103a和容器154之间有一个间隙155。驱动杆103a由铁磁材料制成，因此它可由永磁体162吸引。这种构型使得在驱动杆103a和容器154之间产生吸引磁力。因此，该吸引磁力允许向与驱动杆103a相连的磁致伸缩元件151施加预载荷。
图7示出了在图6的磁致伸缩激励器103中的磁感应线。该磁感应线从永磁体162开始，穿过管状外壳163a、间隙155、驱动杆103a、和固定盘支座161，并且通过管状外壳163b返回至永磁体162。这使得在驱动杆103a和容器154之间产生吸引磁力，因此，该吸引磁力允许向磁致伸缩元件151施加预载荷。一部分磁感应线从永磁体162开始，穿过管状外壳163a、间隙155、驱动杆103a、磁致伸缩元件151、和固定盘支座161，并且通过管状外壳163b返回至永磁体162。这使得可向磁致伸缩元件151施加偏置静磁场。
在磁致伸缩激励器103中，驱动杆103a未通过轴承支撑。这使得不会产生驱动杆103a与轴承的摩擦问题，从而可显著降低位移输出的损失。
在磁致伸缩激励器103中，吸引磁力允许向磁致伸缩元件151施加预载荷。即使是磁致伸缩元件151的移动期间很短，这也能允许预载荷保持被稳定地施加于其，从而可根据供至螺线管152的控制电流获得适当的位移输出。
因此，在磁致伸缩激励器103中，流过螺线管152的控制电流和驱动杆103a的位移之间的关系变成接近于线性关系。这使得可减少根据磁致伸缩激励器103的特性产生的任何失真，从而降低反馈调节的负担。
在磁致伸缩激励器103中，永磁体162位于两个管状外壳163a，163b之间，因此，与永磁体被安装在固定盘支座161的位置上的情形相比，可向磁致伸缩元件151更均匀地施加偏置静磁场。在该实施例中，无需提供任何轴承以用于支撑驱动杆103a，任何联接部件以用于将驱动杆103a联接至容器154，任何弹簧以用于向磁致伸缩元件151施加预载荷，等等，从而可容易地减小磁致伸缩激励器103的尺寸并以较低的价格制造它。
管件102和每一个磁致伸缩激励器103构成了用于高声频频带范围的扬声器部件，以便用作高频扬声器。扬声器单元104构成了用于低声频频带范围的扬声器部件，以便用作低频扬声器。
扬声器单元104通过使用未示出的螺钉安装在底座外壳101上，它的正面倒置并且在底座外壳101下端处封闭开口105。
在该实施例中，扬声器单元104被设置成使得它可置于与管件102相同的轴线上。从扬声器单元104的正面发出的正相位声波穿过底座外壳101的底部而射出。从扬声器单元104的背面发出的负相位声波穿过开口105和管件102而从管件102的上端部发射到外部。在该实施例中，管件102用作共振器。
由橡胶材料制成的缓冲件116被设在管件102的下端面和底座外壳101的顶面之间。这可防止由磁致伸缩激励器103产生的任何振动通过管件102传播至底座外壳101，并可通过管件102增加密封，从而管件102可极好地用作共振器。
图8示出了用于四个磁致伸缩激励器103和扬声器单元104的驱动系统的构型。
构成立体声信号的该声信号的左成分AL和右成分AR被提供至加法器121。该加法器将声信号的这些成分AL和AR彼此相加以便产生单耳声信号SA。高通滤波器122接收该单耳声信号SA并从中提取高频范围(high range)成分SAH。均衡器123接收该高频范围成分SAH并调节其频率特性，以使得它与磁致伸缩激励器103相一致。放大器124-1至124-4分别接收并且放大该经调节的高频范围成分SAH，以便将其作为控制信号提供至四个磁致伸缩激励器103。这使得四个磁致伸缩激励器103被相同的高频范围成分SAH所驱动，因此它们的驱动杆103a可相应于高频范围成分SAH移动。
低通滤波器125接收单耳声信号SA并从中提取低频范围(1owrange)成分SAL。均衡器126接收该低频范围成分SAL并调节其频率特性，以使得它与由管件102构成的共振器相一致。延迟电路127接收并使经调节的低频范围成分SAL延迟几毫秒。放大器128接收并放大该延迟后的低频范围成分SAL，以便将其作为控制信号提供至扬声器单元104。这使得扬声器单元104可由低频范围成分SAL驱动。
将延迟电路127插入到低频范围成分SAL供向扬声器单元的供给路径中，使得与高频范围的声波从管件102发出时的时间点相比，低频范围的声波从扬声器单元104发出时的时间点能被延迟。这使得听者易于感觉到在管件102上的声像，其中管件102根据人类的听觉特性发出高频范围的声波，使得声像根据所听到声音的高频范围而定。
下面将描述示于图2-5的扬声器100A的操作。
容纳并且设置在底座外壳101中的四个磁致伸缩激励器103被单耳声信号SA的高频范围成分SAH驱动。它们的驱动杆103a相应于高频范围成分SAH而移动。根据每一个驱动杆103a的位移，管件102按它的与管件102的下端面垂直的振动分量(沿管件102的平面)振动。
管件102的下端面被一个纵波激励并且一个弹性波(振动)沿着管件102的平面方向向其传播。当该弹性波传播到管件102时，弹性波重复纵波至横波的模式交换，并且反之亦然，因此，纵波和横波可在那里混合。横波在管件102的水平方向上(即，与管件102的平面垂直的方向)激励振动。这使得声波能从管件102向外发射。换句话说，管件102的外表面可发出与高频范围成分SAH相对应的高频范围的声输出。
应该注意的是，在该实施例中，在管件102的圆形下端面之下并沿该下端面以相同间距设置在底座外壳101中的四个磁致伸缩激励器103根据单耳声信号SA的相同高频范围成分SAH被驱动，因此，管件102的圆周可向各个方向发出高频范围的声输出。
安装在底座外壳101底部上的扬声器单元104根据单耳声信号SA的低频范围成分SAL被驱动。扬声器单元104的正面发出低频范围(正相位)的声输出，因此，该声输出可从底座外壳101的底部向外发射。而且，扬声器单元104的背面发出低频范围(负相位)的声输出，因此，该声输出可从管件102的顶部通过开口105和管件102向外发射。
根据图2-5中所示的扬声器100A，磁致伸缩激励器103根据单耳声信号SA的高频范围成分SAH被驱动，按它们的与管件102的下端面垂直的振动分量而与管件102的下端面一起振动。这可防止在振动点处产生较大的横波。因此，听者不会听到与来自其它位置的声波相比听起来非常大声的来自振动点处的声波，因此，可在整个管件102上沿其纵向产生声像。这使得可获得球形的声像。
下面将描述模拟，其中输入恒定的加速度，并且示出的输出为管件102在它的下端面沿轴向振动(情形1)以及管件102在它的下端面沿其径向振动(情形2)情况下的加速度。在这些模拟中，设想使用由丙烯酸树脂制成的管件102，其具有1000mm的长度，100mm的直径，和2mm的厚度。
图9示出了当管件102沿其径向，即图10中箭头所指的方向振动时的模拟情况。曲线“a”表示管件102的底部位置102a，即位于中心轴C上与管件102的下端面相距2.8367cm处的频率响应；曲线“ b”表示管件102的中间位置102b，即位于中心轴C上与管件102的下端面相距50cm处的频率响应；曲线“c”表示管件102的顶部位置102c，即位于中心轴C上与管件102的下端面相距95.337cm处的频率响应。
如果管件102沿其径向振动，则在振动点处将产生较大的横波。因此，听者可听到与来自其它位置的声波相比听起来非常大声的来自振动点处的声波，因此，这些位置处的加速度(声压)之间的差值可相对较大。这使得听者在沿管件102的纵向的各个位置处可感到不均匀的声压。这阻止了获得球形的声像。
图11示出了管件102沿其轴向，即按图12的箭头所示的方向发生振动的模拟情况。曲线“a”表示管件102的底部位置102a，即位于中心轴C上与管件102的下端面相距2.8367cm处的频率响应；曲线“b”表示管件102的中间位置102b，即位于中心轴C上与管件102的下端面相距50cm处的频率响应；曲线“c”表示管件102的顶部位置102c，即位于中心轴C上与管件102的下端面相距95.337cm处的频率响应。
如果管件102沿其轴向(与管件102的下端面垂直的方向)振动，则在振动点处不会产生较大的横波。因此，听者不会听到与来自其它位置的声波相比听起来非常大声的来自振动点处的声波，因此，这些位置处的加速度(声压)之间的差值可相对较小。这使得听者在沿管件102的纵向的各个位置处可感到均匀的声压。从而允许获得球形的声像。
根据示于图2-5的扬声器100A，磁致伸缩激励器103与管件102的下端面一起振动，以使得声波可从管件102沿其纵向的各位置处发射。这使得与单耳声信号SA的高频范围成分SAH相对应的高频范围声输出可从管件102的外表面发射出去。因此，在该扬声器100A中，在产生声像的管件102的位置处不具有任何驱动装置如磁致伸缩激励器，因此，如果管件102由完全透明的材料制成，则看不到驱动装置。因此，有可能在管件102上显示任何可视信息，例如所发声音的伴随的可视信息，而不会被驱动装置阻断。
根据示于图2-5的扬声器100A，从附着在底座外壳101底部上的扬声器单元104的正面发出的低频范围(正相位)的声输出可从底座外壳101的底部向外发射，并且从扬声器单元104的背面发出的低频范围(负相位)的声输出可从管件102的顶部通过开口105和管件102向外发射。相对于在管件102沿其纵向的各位置处产生的低频范围的声输出，这使得听者可感觉到均匀的声压，从而，可在整个管件102上沿其纵向产生声像，以便获得球形的声像。
顶部位置M1和底部位置M2处的声压水平(SPL)通过使用麦克风在下面的测量(1)和(2)中被测量，其中顶部位置M1和底部位置M2分别距管件102的上部和底部各一米。测量(1)相应于声波SW仅从管件102的顶部发出的情形，测量(2)相应于声波SW同时从管件102的顶部和底部发出的情形。
图13示出了当声波SW仅从管件102的顶部，即按图14的箭头所示方向发出时测量(1)的结果。曲线“a”表示顶部位置M1处的SPL，曲线“b”表示底部位置M2处的SPL。如图13所示，当声波SW仅从管件102的顶部发出时，底部位置M2处的SPL小于顶部位置M1处的SPL。相对于在整个管件102上沿其纵向产生的低频范围声输出，这可阻止听者感觉到均匀的声压。
图15示出了当声波SW同时从管件102的顶部和底部，即按图16的箭头所示方向发出时测量(2)的结果。曲线“a”表示顶部位置M1处的SPL，曲线“b”表示底部位置M2处的SPL。如图15所示，当声波SW同时从管件102的顶部和底部发出时，底部位置M2处的SPL几乎等于顶部位置M1处的SPL。相对于在整个管件102上沿其纵向产生的低频范围声输出，这允许听者感觉到均匀的声压。
用于磁致伸缩激励器103和扬声器单元104的驱动系统已进行描述，因此它的构型可为图8所示的那样，并且四个磁致伸缩激励器103可被单耳声信号SA的相同高频范围成分SAH驱动。但是，根据一个实施例，该四个磁致伸缩激励器103可被分别的高频范围成分SAH驱动。
图17示出了用于四个磁致伸缩激励器103和扬声器单元104的驱动系统的另一构型。在图17中，相同的附图标记指代与图8相同的元件，并将省略对其的详细描述。
由高通滤波器(HPF)122提取的单耳声信号SA的高频范围成分SAH被提供至四个数字信号处理器(DSP)129-1至129-4。该四个数字信号处理器129-1至129-4分别独立地调节高频范围成分SAH的水平，延迟时间，频率特性等等。放大器124-1至124-4分别接收并且放大通过四个数字信号处理器129-1至129-4调节后的高频范围成分SAH1至SAH4。四个磁致伸缩激励器103随后分别接收作为驱动信号的该放大后的高频范围成分SAH1至SAH4。因此，该四个磁致伸缩激励器103根据单独的高频范围成分SAH1至SAH4被分别驱动，从而使得这些磁致伸缩激励器103可根据高频范围成分SAH1至SAH4独立地移动。
由低通滤波器(LPF)125提取的单耳声信号SA的低频范围成分SAL被提供至DSP 130。DSP 130执行例如与如图8所示的在均衡器126和延迟电路127中执行的处理相一致的处理。放大器128从DSP130接收并放大低频范围成分SAL。扬声器单元104随后接收作为驱动信号的被放大的低频范围成分SAL。因此，扬声器单元104根据低频范围成分SAL被驱动。
根据示于图17的驱动系统的构型，该四个磁致伸缩激励器103根据由DSP129-1至129-4的处理而分别获得的高频范围成分SAH1至SAH4被分别驱动，因此，有可能处理声场以便增强球形的声像。
应该注意的是，尽管在示于图17的驱动系统的构型中，用于驱动四个磁致伸缩激励器103的高频范围成分SAH1至SAH4从单耳声信号SA中提取出来，但是在本发明的一个实施例中，它们可从构成立体声信号的左声信号AL和右声信号AR，或者从多通道声信号中提取出来。
下面将描述根据本发明另一实施例的扬声器100B。图18-20示出了根据本发明的该另一实施例的扬声器100B的构型。图18是扬声器100B的竖直剖视图；图19是扬声器100B的横向剖视图，清楚地示出了它的沿图18中线A-A剖开的下部；图20是扬声器100B的俯视图(沿图18中线A-A剖开的下部将被部分地省略)。在图18-20中，相同的附图标记指代与图2-5相同的元件，因此将省略对其的详细说明。
除具有如图2-5所示的扬声器100A的构型外，扬声器100B还具有用于支承管件102的支承件131。支承件131具有将被设置在底座外壳101的顶面上的下交叉杆132，将被设置在管件102的顶部上的上交叉杆133，和杆134。杆134的一端连接至下交叉杆132的中心，并且其另一端连接至上交叉杆133的中心。
下交叉杆132的四个端部分别具有未示出的用于螺钉的圆孔。其四个端部通过螺钉135分别固定至底座外壳101的顶面。未示出的每一个螺钉孔形成在底座外壳101中，其中每一个螺钉135的螺纹固定至该孔。
上交叉杆133的四个端部133e分别被做得较宽并呈直角向下折叠。该四个端部133e分别具有未示出的螺钉所用的圆孔。上交叉杆133的四个端部133e分别通过螺钉136和螺母137固定至管件102的顶部。未示出的每一个螺钉孔形成在管件102的顶部中，其中螺钉136的螺纹固定至该孔。
各自由环形橡胶件构成的缓冲件138、139位于上交叉杆133的四个端部133e中每一个和管件102的外表面之间，以及螺母137中每一个和管件102的内表面之间。这可防止由磁致伸缩激励器103产生的振动(弹性波)通过管件102和支承件131而传播至底座外壳101。
图18-20所示的扬声器100B的其余部分与图2-5所示的扬声器100A类似。图18-20所示的扬声器100B的操作与图2-5所示的扬声器100A的操作类似。
根据扬声器100B，可获得与扬声器100A类似的极好的效果，并且，如果管件102是细长的，由于支承件131支承着管件102，这可保证它的平衡。支承件131由上述的杆134等制成，因此，它在管件中的占据容积可以较小，这对于作为共振器的管件102的任何功能来说几乎没有影响。
下面将描述根据本发明又一实施例的扬声器100C。图21示出了根据本发明该又一实施例的扬声器100C的构型。图21是扬声器100C的透视图。在图21中，相同的附图标记指代与图2相同的元件，因此省略对其的详细说明。
在该扬声器100C中，作为具有底部的管件的杯状件102c被用于代替图2所示的扬声器100A的管件102。该杯状件102c倒置地设置在底座外壳101的顶面上，其上部被底部102d封闭并且其下部敞开。怎样设置杯状件102c类似于管件102的设置，因此省略对其的详细说明。
设置在底座外壳101中的磁致伸缩激励器103的驱动杆103a分别连接至杯状件102c的下端面。这使得杯状件102c可通过磁致伸缩激励器103按它们的与杯状件102c的下端面垂直的振动分量从它的下端面开始振动，这与上述管件102类似。
应该注意的是，在该扬声器100C中，在杯状件102c的下端面和底座外壳101之间不像图2所示的扬声器100A那样设置有缓冲件。这是因为，杯状件102c的上部被底部102d封闭，因此不具有共振器的功能，所以无需像共振器那样增强它的密封。
图21所示的扬声器100C的其余部分与图2所示的扬声器100A类似。图21所示的扬声器100C的操作与图2所示的扬声器100A的操作类似，除了杯状件102c不具有共振器的功能之外。
根据该扬声器100C，磁致伸缩激励器103根据单耳声信号SA的高频范围成分SAH被驱动，按它们的与杯状件102c的下端面垂直的振动分量而与杯状件102c的下端面一起振动。这可防止在振动点处产生较大的横波。因此，听者不会听到与来自其它位置的声波相比听起来非常大声的来自振动点处的声波，因此，可在整个杯状件102c上沿其纵向产生声像。这使得可获得球形的声像。
根据该扬声器100C，由于杯状件102c的上部被底部102d所封闭，因此由磁致伸缩激励器103产生的任何振动(弹性波)可传播至直到该底部102d，以至于底部102d也可向外发射声波，从而增强球形声像。
下面将描述根据本发明又一实施例的扬声器100D。图22和23示出了根据本发明该又一实施例的扬声器100D的构型。图22是扬声器100D的透视图，图23是沿示于图22的线B-B剖开的扬声器100D的竖直剖视图。在图22和23中，相同的附图标记指代与图2和3相同的元件，因此将省略对其的详细说明。
尽管在示于图2和3的扬声器100A中，管件102被用作管形的声学振动膜，但是在根据本发明的该实施例的扬声器100D中，矩形丙烯酸板102D被用作板形的声学振动膜。
丙烯酸板102D被设置在底座外壳101上。即，丙烯酸板102D的下端部被设置在底座外壳101的顶面上的多个位置，在该实施例中，通过两个L形金属角形件141a和141b设置在两个位置。
在每一个L形金属角形件141a和141b的两端，分别钻有用于螺钉的未示出的圆孔。每一个L形角形件141a和141b的一端通过螺钉142a或142b拧在底座外壳101的顶面上。未示出的每一个螺钉孔形成在底座外壳101中，其中每一个螺钉142a、142b的螺纹固定至该螺钉孔。L形角形件141a、141b的端部通过各自由环形橡胶件构成的缓冲件143a、143b分别固定至底座外壳101的顶面。
L形角形件141a、141b的另一端通过螺钉144和螺母145固定至丙烯酸板102D的下端部。未示出的每一个螺钉孔形成在丙烯酸板102D的下端部中，其中每一个螺钉144的螺纹固定至该螺钉孔。应该注意的是，L形角形件141a位于丙烯酸板102D的一侧，而L形角形件141b位于丙烯酸板102D的另一侧。各自由环形橡胶件构成的缓冲件146a、146b位于L形角形件141a的另一端和丙烯酸板102D的侧面之间以及L形角形件141b的另一端和丙烯酸板102D的另一侧面之间。
这样插入的缓冲件143a、143b、146a和146b可防止由磁致伸缩激励器103产生的任何振动(弹性波)通过丙烯酸板102D和L形角形件141a、141b传播至底座外壳101，从而避免将任何声像局限于底座外壳101。
多个磁致伸缩激励器103，在该实施例中为两个磁致伸缩激励器被设置在底座外壳101中。该两个磁致伸缩激励器103位于丙烯酸板102D的下端面之下并沿该下端面设置。在底座外壳101的顶面上，形成有多个分别用于容纳磁致伸缩激励器103的凹陷147。磁致伸缩激励器103以容纳在凹陷147内的方式分别设置在底座外壳101上。
每一个磁致伸缩激励器103通过由环形橡胶件构成的缓冲件148设置在底座外壳101的凹陷147的底部。这样插入的缓冲件148可防止由磁致伸缩激励器103产生的任何振动传播至底座外壳101，从而避免将任何声像局限于底座外壳101。
当每一个磁致伸缩激励器103以容纳在凹陷147内的方式设置在底座外壳101上时，每一个磁致伸缩激励器103的驱动杆103a被连接至丙烯酸板102D的下端面。此时，每一个驱动杆103a的位移方向沿与丙烯酸板102D的下端面垂直的方向定向，即，沿着丙烯酸板102D的平面的方向定向。这种构型使得磁致伸缩激励器103按它们的与丙烯酸板102D的下端面垂直的振动分量与丙烯酸板102D的下端面一起振动。
两个磁致伸缩激励器103由例如图8所示的驱动系统根据相同的高频范围成分SAH驱动，因此它们的驱动杆103a可相应于高频范围成分SAH移动。可替换地，该两个磁致伸缩激励器103分别由例如图17所示的驱动系统根据分别的高频范围成分SAH1、SAH2驱动，因此它们的驱动杆103a可分别相应于它们的相应高频范围成分SAH1、SAH2移动。
下面将描述图22和23所示的扬声器100D的操作。
容纳并且设置在底座外壳101中的两个磁致伸缩激励器103例如通过单耳声信号SA的高频范围成分SAH驱动。它们的驱动杆103a相应于高频范围成分SAH而移动。根据每一个驱动杆103a的位移，磁致伸缩激励器103按它们的与丙烯酸板102D的下端面垂直的振动分量与丙烯酸板102D的下端面一起振动。
丙烯酸板102D的下端面被一个纵波激励并且一个弹性波(振动)传播至丙烯酸板102D的平面方向。当该弹性波传播到丙烯酸板102D时，弹性波重复纵波至横波的模式交换，并且反之亦然，因此，纵波和横波可在那里混合。横波在丙烯酸板102D的水平方向上(即，与丙烯酸板102D的平面垂直的方向)激励振动。这使得声波能从丙烯酸板102D的两个侧面发射。换句话说，丙烯酸板102D的外表面可发出与高频范围成分SAH相对应的高频范围的声输出。
安装在底座外壳101底部上的扬声器单元104根据单耳声信号SA的低频范围成分SAL被驱动。扬声器单元104的正面发出低频范围(正相位)的声输出，因此，该声输出可从底座外壳101的底部向外发射。而且，扬声器单元104的背面发出低频范围(负相位)的声输出，因此，该声输出可从底座外壳101的顶面通过开口105向外发射。
根据图22和23的扬声器100D，磁致伸缩激励器103根据单耳声信号SA的高频范围成分SAH被驱动，按它们的与丙烯酸板102D的下端面垂直的振动分量与丙烯酸板102D的下端面一起振动。这可防止在振动点处产生较大的横波。因此，听者不会听到与来自其它位置的声波相比听起来非常大声的来自振动点处的声波，因此，可在丙烯酸板102D的整个表面上产生声像。这使得可获得球形的声像。
根据图22和23所示的扬声器100D，磁致伸缩激励器103与丙烯酸板102D的下端面一起振动，因此声波可从丙烯酸板102D沿其纵向的各位置发射。这使得与单耳声信号SA的高频范围成分SAH相对应的高频范围声输出可从丙烯酸板102D的外表面发射出去。因此，在该扬声器100D中，在产生声像的丙烯酸板102D的位置处不具有任何驱动装置，例如磁致伸缩激励器，因此，如果丙烯酸板102D由完全透明的材料制成，则看不到驱动装置。因此，有可能在丙烯酸板102D上显示任何可视信息，例如所发声音伴随的可视信息，而不会被驱动装置阻断。
下面将描述根据本发明另一实施例的扬声器100E。图24示出了根据本发明该另一实施例的扬声器100E的构型。图24是扬声器100E的透视图。在图24中，相同的附图标记指代与图2相同的元件，因此将省略对其的详细说明。
在该扬声器100E中，不具有开口的盘状底座外壳101E被用于代替图2所示的扬声器100A的底座外壳101。管件102被设置在盘状底座外壳101E的顶面上，并且四个磁致伸缩激励器103(在该图中仅示出了两个磁致伸缩激励器103)被容纳并设置在其中。设置该管件102和磁致伸缩激励器103的方式类似于图2所示的扬声器100A，因此将省略对其的详细说明。
应该注意的是，在该扬声器100E中，在底座外壳101E上未安装扬声器单元。
四个磁致伸缩激励器103通过例如图8所示的驱动系统根据相同的高频范围成分SAH驱动，因此它们的驱动杆103a可相应于它们的相应高频范围成分SAH移动。可替换地，该四个磁致伸缩激励器103分别通过例如图17所示的驱动系统根据分别的高频范围成分SAH1至SAH4驱动，因此它们的驱动杆103a可分别相应于它们的相应高频范围成分SAH1至SAH4移动。
图24所示的扬声器100E的其余部分与图2所示的扬声器100A类似。该扬声器100E中的管件102和磁致伸缩激励器103的操作与图2所示的扬声器100A的操作类似，从而可从管件102的外表面获得与高频范围成分SAH相应的高频范围的声输出。
根据该扬声器100E，与图2所示的扬声器100A类似，磁致伸缩激励器103根据单耳声信号SA的高频范围成分SAH被驱动，按它们的与管件102的下端面垂直的振动分量而与管件102的下端面一起振动。这可防止在振动点处产生较大的横波。因此，听者不会听到与来自其它位置的声波相比听起来非常大声的来自振动点处的声波，因此，可在整个管件102上沿其纵向产生声像。这使得可获得球形的声像。
下面将描述根据本发明另一实施例的扬声器100F。图25示出了根据本发明该另一实施例的扬声器100F的构型。图25是扬声器100F的透视图。在图25中，相同的附图标记指代与图22相同的元件，因此将省略对其的详细说明。
在该扬声器100F中，不具有开口的盘状底座外壳101E被用于代替图22所示的扬声器100D的底座外壳101。丙烯酸板102D被设置在盘状底座外壳101E的顶面上，并且两个磁致伸缩激励器103被容纳并设置在其中。设置该丙烯酸板102D和磁致伸缩激励器103的方式类似于图22所示的扬声器100D，因此将省略对其的详细说明。
应该注意的是，在该扬声器100F中，在底座外壳101E上未安装扬声器单元。
两个磁致伸缩激励器103通过例如图8所示的驱动系统根据相同的高频范围成分SAH驱动，因此它们的驱动杆103a可相应于它们的相应高频范围成分SAH移动。可替换地，该两个磁致伸缩激励器103分别通过例如图17所示的驱动系统根据分别的高频范围成分SAH1和SAH2驱动，因此它们的驱动杆103a可分别相应于它们的相应高频范围成分SAH1和SAH2移动。
图25所示的扬声器100F的其余部分与图22所示的扬声器100D类似。该扬声器100F中的丙烯酸板102D和磁致伸缩激励器103的操作与图22所示的扬声器100D的操作类似，从而可从丙烯酸板102D的外表面获得与高频范围成分SAH相应的高频范围的声输出。
根据该扬声器100F，与图22所示的扬声器100D类似，磁致伸缩激励器103根据例如单耳声信号SA的高频范围成分SAH被驱动，按它们的与丙烯酸板102D的下端面垂直(沿丙烯酸板102D的平面方向)的振动分量与丙烯酸板102D的下端面一起振动。这可防止在振动点处产生较大的横波。因此，听者不会听到与来自其它位置的声波相比听起来非常大声的来自振动点处的声波，因此，可在丙烯酸板102D的整个表面上产生声像。这使得可获得球形的声像。
下面将描述根据本发明另一实施例的扬声器100G。图26和27示出了根据本发明该另一实施例的扬声器100G的构型。图26是扬声器100G的透视图，图27是扬声器100G的俯视图。在图26和27中，相同的附图标记指代与图2-5相同的元件，因此将省略对其的详细说明。
该扬声器100G具有外壳171，用作声学振动膜的管件102，和用作激励器的磁致伸缩激励器103。外壳171例如由合成树脂制成并且具有盘状形状。该外壳171安装在管件102的顶部上。
多个磁致伸缩激励器103，在该实施例中为四个磁致伸缩激励器上下倒置地设置在外壳171中。该四个磁致伸缩激励器103在管件102的圆形顶端面之上并沿该顶端面以相等的间距设置。在外壳171的底面上，形成有各自用于容纳磁致伸缩激励器103的未示出的凹陷。磁致伸缩激励器103以容纳在这些凹陷内的方式分别设置在外壳171中。
设置并且容纳在外壳171中的四个磁致伸缩激励器103的前端分别与管件102的顶端面连接。在该实施例中，每一个驱动杆103a的位移方向被定向为沿着与管件102的顶端面垂直的方向，即，定向于管件102的轴向。该轴向与沿管件102的平面方向(平行于管件102的平面的方向)相一致。这种构型使得磁致伸缩激励器103可按它们的与管件102的顶端面垂直的振动分量而与管件102的顶端面一起振动。
四个磁致伸缩激励器103通过例如图8所示的驱动系统根据相同的高频范围成分SAH驱动，因此它们的驱动杆103a可相应于高频范围成分SAH移动。可替换地，该四个磁致伸缩激励器103分别通过例如图17所示的驱动系统根据分别的高频范围成分SAH1至SAH4驱动，因此它们的驱动杆103a可分别相应于它们的相应高频范围成分SAH1至SAH4移动。
该扬声器100G中的管件102和磁致伸缩激励器103的操作与图2所示的扬声器100A的操作类似，从而可从管件102的外表面获得与高频范围成分SAH相应的高频范围的声输出。
根据该扬声器100G，与图2所示的扬声器100A类似，磁致伸缩激励器103根据单耳声信号SA的高频范围成分SAH被驱动，按它们的与管件102的顶端面垂直的振动分量与管件102的顶端面一起振动。这可防止在振动点处产生较大的横波。因此，听者不会听到与来自其它位置的声波相比听起来非常大声的来自振动点处的声波，因此，可在整个管件102上沿其纵向产生声像。这使得可获得球形的声像。
根据该扬声器100G，磁致伸缩激励器103被设置在安装于管件102的顶端面上的外壳171中，因此，每一个磁致伸缩激励器103不固定，并且可通过惯性力向管件102传播任何振动。这使得磁致伸缩激励器103能不受限制，从而声像中失真较小。
下面将描述根据本发明另一实施例的扬声器100H。图28和29示出了根据本发明另一实施例的扬声器100H的构型。图28是扬声器100H的透视图，图29是扬声器100H的竖直剖视图。在图28和29中，相同的附图标记指代与图2和3相同的元件，因此将省略对其的详细说明。
该扬声器100H具有底座外壳101、用作声学振动膜的管件102、和用作电动激励器的扬声器单元172。
扬声器单元172安装在底座外壳101上，它朝向上并且封闭着开口105。如图29所示，该扬声器单元172具有单元框架172a、锥172b、边缘172c、极靴172d、磁铁172e、磁轭172f，和顶板172g。
管件102的下端部被设置在单元框架1 72a的多个位置，在该实施例中，被设置在四个位置。在单元框架172a和管件102的每一个中，分别钻有未示出的用于螺钉的圆孔。管件102的下端部通过螺钉173和螺母174固定至该单元框架172a。各自由环形橡胶件构成的缓冲件175、176位于单元框架172a和管件102的外表面之间，以及螺母174和管件102的内表面之间。
当管件102的下端部按照上述被设置至单元框架172a时，管件102的下端面连接至扬声器单元172的锥172b。锥172b构成了激励器的传递部分，用于将激励器的位移输出传递至声学振动膜。这种构型使得扬声器单元172的锥172b可按它的与管件102的下端面垂直的振动分量与管件102的下端面一起振动。
这样插入的缓冲件175，176可防止由扬声器单元172的锥172b产生的任何振动通过管件102和单元框架172a传播至底座外壳101，从而避免将任何声像局限于底座外壳101。
扬声器单元172通过例如从单耳声信号SA中提取出来的高频范围成分SAH驱动，以使得锥172b可相应于该高频范围成分SAH移动。
下面将描述图28和29所示的扬声器100H的操作。
连接至底座外壳101的扬声器单元172通过单耳声信号SA的高频范围成分SAH被驱动。它的锥172b相应于高频范围成分SAH而移动。根据锥172b的位移，管件102的下端面按锥172b的与管件102的下端面垂直(沿管件102的平面)的振动分量而振动。
管件102的下端面被一个纵波激励并且一个弹性波(振动)传播至管件102。当该弹性波传播到管件102时，弹性波重复纵波至横波的模式交换，并且反之亦然，因此，纵波和横波可在那里混合。横波在管件102的水平方向上(即，与管件102的平面垂直的方向)激励振动。这使得声波能从管件102发射。换句话说，管件102的外表面可发出与高频范围成分SAH相应的高频范围的声输出。
根据图28和29的扬声器100H，扬声器单元172根据单耳声信号SA的高频范围成分SAH被驱动，按它的与管件102的下端面垂直的振动分量与管件102的下端面一起振动。这可防止在振动点处产生较大的横波。因此，听者不会听到与来自其它位置的声波相比听起来非常大声的来自振动点处的声波，因此，可在整个管件102上沿其纵向产生声像。这使得可获得球形的声像。
尽管在上面的实施例中，圆筒形的管件102被用作管形的声学振动膜，但是本发明并不限于此。也可以使用方形的管件。而且，作为圆筒形的管件，其可通过卷绕板状部件来制造。这使得管形的声学振动膜可被容易地制造。例如，如图30A所示的板状部件181可被卷绕以制造如图30B所示的管件182。在该管件182中，在图30B中以箭头P表示的边缘通过胶粘剂等相互粘结在一起。应该注意的是，如图31所示，不将其边缘粘接在一起而被制造的具有字母C形断面的管件182’也可被用作管形的声学振动膜。
图32示出了通过折叠板状部件制造的方形管件183。尽管在该管件183中，以箭头Q表示的边缘没有相互粘接在一起，因此它可裂开一个裂缝，但是本发明并不限于此。该边缘可完全地彼此粘接在一起。
尽管在上面的实施例中，已经示出了整体的声学振动膜(管件或丙烯酸板)，其中磁致伸缩激励器103与该声学振动膜一起振动，但是本发明并不限于此。例如，如图33所示，可使用被劈成至少两个部分的方形管件184。图33示出了方形管件184被两条裂缝184a、184b裂开的情形。而且，图34示出了管件185被四条裂缝185a-185d裂开的情形。
应该注意的是，尽管在图33中，方形管件184被裂缝184a、184b完全裂开，但是本发明并不限于此。被两条其长度小于管件的整个长度的裂缝部分地裂开的管件也可使用。可替换地，尽管在图34中，管件185被裂缝185a-185d部分地裂开，但是本发明并不限于此。被四条其长度等于管件的总长度的裂缝完全地裂开的管件也可使用。
管件184、185底部的箭头表示振动传递的方向。这种构型，即声学振动膜被裂成至少两个部分，允许保证在每一个激励器上的激励可独立进行，从而能有效地执行上述声场处理。
尽管在上面的实施例中，作为管形声学振动膜的管件102和作为板状声学振动膜的丙烯酸板102D被用作声学振动膜，但是本发明并不限于此。也可使用具有其它形状的声学振动膜。例如，图35A示出了杆形的声学振动膜186a；图35B示出了球壳形的声学振动膜186b；图35c示出了球形的声学振动膜186c；图35D示出了圆锥形的声学振动膜186d；图35E和35F分别示出了漏斗形的声学振动膜186e，186f；图35G示出了酒杯形的声学振动膜186g；图35H示出了圆筒形的声学振动膜186h，其直径逐渐变大。应该注意的是，当声学振动膜具有如图35D或35E所示的圆锥形或漏斗形时，一个磁致伸缩激励器103与该圆锥或漏斗的顶点一起振动，从而可获得全向的声学振动膜。
即使是使用这些声学振动膜，当磁致伸缩激励器按至少其沿声学振动膜的平面的振动分量与声学振动膜中的任意一个一起振动时，来自振动点处的水平也可降低，从而能够获得球形的声像。
在上面的实施例中，管件102和丙烯酸板102D通过其下端面设置在底座外壳101的顶面上(见图2和22)。在那种情况下，它们可通过螺钉109、142a固定或松开，从而它们可根据需要被连接或拆卸。此时，用户可根据他或她的选择改变声学振动膜，因此如图36A所示，丙烯酸板102D可被设置在底座外壳101上，或者如图36B所示，木制板102D’可被设置在底座外壳101上。
因此，声学振动膜可拆卸地设置在底座外壳101上，允许用户在多个类别的具有不同材料、尺寸、和形状的声学振动膜中任意选择声学振动膜，并将其连接至底座外壳101，从而可获得各种类型的音色和外观。
在如图2所示的扬声器100A中，在管件102的圆形下端面之下并沿该下端面以相等间距设置的四个磁致伸缩激励器103按它们的与管件102的下端面垂直的振动分量与管件102一起振动，因此管件102的整个外表面可以全向发射高频范围的声输出。如图37所示，如果一个磁致伸缩激励器103的驱动杆103a连接至管件191的整个下端面，并且磁致伸缩激励器103与管件191一起振动，则管件191的整个外表面就有可能以全向发射高频范围的声输出。
尽管在图2所示的扬声器100A和图22所示的扬声器100D中，每一个磁致伸缩激励器103的驱动杆103a直接连接至作为声学振动膜的管件102和丙烯酸板102D中每一个的下端面，但是本发明并不限于此。每一个磁致伸缩激励器103的驱动杆103a可间接连接至声学振动膜并与其一起振动。
例如，图38A和38B示出了声学振动膜的一种情形，其中丙烯酸圆盘193连接至管件192的整个下端面并且该磁致伸缩激励器103的驱动杆103a连接至该丙烯酸圆盘193的下端面。图38A是该声学振动膜的透视图，图38B是其竖直剖视图。在该声学振动膜中，例如，0.5mm的薄且轻的聚碳酸酯管可被用作管件192，因此磁致伸缩激励器103可按它的与管件192的下端面垂直的振动分量与管件192一起振动，从而使得管件192的整个外表面可以全向发射高频范围的声输出。应该注意的是，图38B所示的箭头表示在管件192中传递任何振动的方向。这种构型可通过一个磁致伸缩激励器103以低成本实现。
而且，图39A和39B示出了声学振动膜的一种情形，其中，例如在丙烯酸管件194的圆形下端面之下并沿该下端面以相等间距设置的两个磁致伸缩激励器103按它们的与管件194的下端面垂直的振动分量与管件194一起振动，并且插入板195分别位于磁致伸缩激励器103的驱动杆103a和管件194的下端面之间。图39A是该声学振动膜的透视图，图39B是其竖直剖视图。在该声学振动膜中，插入板195可由各种材料制成，例如木头、铝、和玻璃。由于特征振动模式根据材料而互不相同，因此可根据所选定的材料获得任意类型的音色。
尽管在上面的实施例中，磁致伸缩激励器103和电动激励器用作激励器，但是本发明并不限于此。当然，压电激励器等也可被用作激励器以实现与上面的实施例相同的扬声器。
根据本发明的上述实施例，有可能在可接受的较宽范围内获得球形的声像，因此本发明适用于视听设备的扬声器等。
本发明的技术人员应该理解，各种改进、组合、变型和改变可根据设计要求和其它因素产生，只要它们落在所附权利要求或其等效物的范围内。

Claims (12)

1.一种扬声器，包括：
声学振动膜；和
根据声信号而被驱动的激励器，所述激励器具有将激励器的位移输出传递至声学振动膜的驱动杆，声学振动膜具有一端面，所述驱动杆直接或间接连接至声学振动膜的端面，
其中，激励器的驱动杆的位移方向沿与声学振动膜的端面垂直的方向定向；
从而激励器按它的与声学振动膜的端面垂直的振动分量与声学振动膜一起振动。
2.根据权利要求1所述的扬声器，其中声学振动膜为杯形；并且
其中激励器的驱动杆连接至杯形声学振动膜的敞开端面。
3.根据权利要求1所述的扬声器，其中声学振动膜为管形，并且激励器的驱动杆连接至管形声学振动膜的一侧的端面；并且
其中管形的声学振动膜由卷绕的板状部件制成。
4.根据权利要求1所述的扬声器，还包括底座外壳，
其中激励器被设置在该底座外壳上；并且
其中声学振动膜通过一缓冲件设置在该底座外壳上。
5.根据权利要求4所述的扬声器，其中声学振动膜可拆卸地设置在底座外壳上。
6.根据权利要求1所述的扬声器，其中设置有多个激励器；并且
其中激励器的驱动杆分别连接至声学振动膜的端面的不同部分。
7.根据权利要求6所述的扬声器，其中多个激励器通过相同的声信号驱动。
8.根据权利要求6所述的扬声器，其中多个激励器分别通过独立的声信号驱动。
9.根据权利要求1所述的扬声器，其中激励器是磁致伸缩激励器和电动激励器之一。
10.根据权利要求6所述的扬声器，其中声学振动膜包括多个裂开式声学振动膜；并且
其中多个激励器的驱动杆分别连接至相应的裂开式声学振动膜。
11.根据权利要求1所述的扬声器，其中声学振动膜被设置为使得它的一个端部位于下侧；并且
其中该激励器被安装在声学振动膜的另一个端部上，而该激励器的驱动杆连接至声学振动膜的另一个端部。
12.一种输出声音的方法，其中具有一端面的声学振动膜通过激励器振动，所述激励器具有一用于传递激励器的位移输出的驱动杆，所述激励器根据声信号被驱动，所述方法包括以下步骤：
使激励器的驱动杆连接至声学振动膜的端面；
使激励器的驱动杆的位移方向沿与声学振动膜的端面垂直的方向定向；和
使激励器按激励器的与声学振动膜的端面垂直的振动分量与声学振动膜一起振动。
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