DE102007006580A1

DE102007006580A1 - Lautsprecher und Verfahren zur akustischen Schallausgabe

Info

Publication number: DE102007006580A1
Application number: DE102007006580A
Authority: DE
Inventors: Nobukazu Suzuki; Masaru Uryu; Yoshio Ohashi
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2006-02-09
Filing date: 2007-02-09
Publication date: 2007-08-16
Also published as: JP4867379B2; CN101018425A; US7610991B2; KR20070081094A; US20070199427A1; KR101256541B1; CN101018425B; JP2007214917A

Abstract

Ein Lautsprecher umfasst ein Rohrelement, das gegenüberliegende Enden und einen Schallkörper umfasst, der, basierend auf einem akustischen Signal, das an den Schallkörper angelegt wird, angesteuert wird. Der Schallkörper ist auf derselben Achse wie das Rohrelement angeordnet. Eine Schallwelle, die von dem Schallkörper abgestrahlt wird, strahlt von den gegenüberliegenden Enden des Rohrelements aus.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Die vorliegende Erfindung umfasst Gegenstände, die sich auf die japanische Patentanmeldung JP 2006-032958 beziehen, die bei dem japanischen Patentamt am 9. Februar 2006 eingereicht wurde, wobei ihr gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin umfasst ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Lautsprecher und ein Verfahren zur akustischen Schallausgabe. Insbesondere bezieht sie sich auf einen Lautsprecher u. ä., der Schallwellen, die von einem Schallkörper abgestrahlt werden, nach außen abstrahlt, indem er ein Rohrelement verwendet, das einen Resonator bildet.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Die japanische Patentveröffentlichung Nr. H05-56493 hat ein ungerichtetes Lautsprechersystem offenbart, bei dem eine Lautsprechereinheit an einem oberen offenen Ende eines Rohrelements (Rohrkörper) auf derselben Achse wie das Rohrelement angebracht ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

In dem obigen Lautsprechersystem, das in der obigen Patentveröffentlichung Nr. H05-56493 offenbart ist, ist eine Grundplatte an einem unteren offenen Ende des Rohrelements angebracht. Entsprechend strahlt die Lautsprechereinheit Schallwellen lediglich von einer oberen Seite des Rohrelements ab. Bei einer solchen Schallwellenabstrahlung kann ein Hörer jedoch einen ungleichmäßigen Schalldruck an jeder Stelle des Rohrelements entlang seiner Längsrichtung empfinden. Dies bewirkt, dass ein akustisches Bild an der Oberseite des Rohrelements lokalisiert wird. Somit ist es bei dem Lautsprechersystem schwierig, das Orten des akustischen Bilds zu vermeiden und eine breite Schallstreuung von dem ganzen Rohrelement in seiner Längsrichtung zu erreichen, um sein akustisches Bild auf das ganze Rohrelement zu verteilen, so dass dem Hörer ein umfassendes akustisches Bild über den Lautsprecher vermittelt wird.

Es ist wünschenswert, einen Lautsprecher und ein Verfahren zur akustischen Schallausgabe bereitzustellen, die eine breite Schallstreuung von dem ganzen Rohrelement in seiner Längsrichtung erreichen, wodurch sein akustisches Bild auf das ganze Rohrelement verteilt wird, um einem Hörer ein umfassendes akustisches Bild über den Lautsprecher zu vermitteln.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Lautsprecher bereitgestellt, der ein Rohrelement umfasst, das gegenüberliegende bzw. voneinander abgewandte Enden und einen Schallkörper beinhaltet, der basierend auf einem akustischen Signal angesteuert wird, das an den Schallkörper angelegt wird. Der Schallkörper ist auf derselben Achse wie das Rohrelement angeordnet. Eine von dem Schallkörper abgestrahlte Schallwelle strahlt von den gegenüberliegenden Enden des Rohrelements aus.

Der Lautsprecher gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist ein Rohrelement und einen Schallkörper auf. Der Schallkörper ist auf derselben Achse wie das Rohrelement angeordnet. Die von dem Schallkörper abgestrahlte Schallwelle strahlt von den gegenüberliegenden Enden des Rohrelements aus. Zum Beispiel umfasst der Schallkörper eine Lautsprechereinheit, bei der ein elektrodynamischer Aktor verwendet wird.

So ermöglicht eine solche Abstrahlung der Schallwelle, die von dem Schallkörper von den gegenüberliegenden Enden abgestrahlt wird, einem Hörer, einen gleichmäßigen Schalldruck von jeder Stelle des Rohrelements entlang seiner Längsrichtung zu empfinden, wodurch sein akustisches Bild auf das ganze Rohrelement verteilt wird, um dem Hörer ein umfassendes akustisches Bild über den Lautsprecher zu vermitteln.

In dem Lautsprecher gemäß der Ausführungsform der Erfindung ist zum Beispiel ein Inneres des Rohrelements durch ein Trennelement in mehrere Teile geteilt, um Kanäle zu bilden, die sich jeweils entlang einer Achsrichtung des Rohrelements erstrecken. Mehrere Schallkörper sind entsprechend in jedem Kanal auf derselben Achse wie das Rohrelement angeordnet. Dies verhindert, dass die mehreren Schallkörper einander beeinträchtigen. Wenn die mehreren Schallkörper basierend auf akustischen Signalen angesteuert werden, die jeweils voneinander getrennt sind, zum Beispiel mehrkanalige akustische Signale oder akustische Signale, die durch Anpassung eines identischen akustischen Signals auf seinen Pegel, seine Verzögerungszeit und seine Frequenzeigenschaft gesondert erhalten werden, ist es möglich, jede Schallfeldverarbeitung durchzuführen, um so sein akustisches Bild auf das ganze Rohrelement zu verteilen, um dem Hörer ein umfassendes akustisches Bild über den Lautsprecher zu vermitteln.

Ferner ist bei dem Lautsprecher gemäß der Ausführungsform der Erfindung ein Teil der mehrfachen Kanäle an einem zentralen Teil des Rohrelements ausgestaltet und der andere Teil der mehrfachen Kanäle ist um den Teil der Kanäle ausgestaltet, der an dem zentralen Teil des Rohrelements ausgestaltet ist. Dann ist es ebenfalls möglich, wenn ein Schallkörper, der dem Teil der Kanäle entspricht, der an einer zentralen Stelle des Rohrelements gebildet ist, durch ein erstes akustisches Signal angesteuert wird und ein Schallkörper, der einem Kanal entspricht, der um den Teil der Kanäle an der zentralen Stelle des Rohrelements gebildet ist, durch ein zweites akustisches Signal angesteuert wird, jeden Schallgleichfeldsteuerungseffekt an jedem Punkt auf einem Umfang des Rohrelements zu erhalten.

Zum Beispiel ist der Schallkörper an einem mittleren Stück des Rohrelements in seiner Längsrichtung angeordnet. Dies ermöglicht es, dass Pegel der Schallwellen, die von den gegenüberliegenden Enden des Rohrelements abgestrahlt werden, nahezu identisch zueinander sind, wodurch es einem Hörer möglich ist, einen gleichmäßigen Schalldruck von jeder Stelle des Rohrelements entlang seiner Längsrichtung zu empfinden.

Zusätzlich umfasst das Rohrelement in dem Lautsprecher gemäß der Ausführungsform der Erfindung unterschiedliche Durchmesser seines kreisförmigen Querschnitts, die schrittweise in eine Richtung vergrößert werden, in die sich die von dem Schallkörper abgestrahlte Schallwelle ausbreitet. Dies führt dazu, dass elektrische Induktanzbauteile vergrößert werden, so dass eine flache Frequenzeigenschaft und eine Resonanzkippwirkung erhalten wird. Dies ermöglicht ebenfalls, dass ein Ausgang des Rohrelements, aus dem die Schallwelle ausstrahlt, vergrößert ist verglichen mit einem Rohrelement, das keine schrittweise vergrößerten Durchmesser seiner kreisförmigen Querschnitte aufweist, was die Ausbreitung des akustischen Bilds verbessert.

Ferner umfasst der Schallkörper in dem Lautsprecher gemäß der Ausführungsform der Erfindung einen ersten Schallkörper und einen zweiten Schallkörper. Die erste Schallwelle, die von dem ersten Schallkörper abgestrahlt wird, strahlt dann von einem Ende des Rohrelements nach außen aus und die zweite Schallwelle, die dieselbe Phase wie die erste Schallwelle aufweist und von dem zweiten Schallkörper abgestrahlt wird, strahlt von dem anderen Ende des Rohrelements nach außen aus. Dies ermöglicht es, dass die gegenüberliegenden Enden die gleiche Eigenschaft aufweisen, wodurch verhindert wird, dass der Hörer einen Unterschied in ihren Eigenschaften empfindet.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zur Ausgabe eines akustischen Schalls bereitgestellt, indem eine Schallwelle von einem Schallkörper nach außen durch Verwendung eines Rohrelements, das gegenüberliegende Enden aufweist, abgestrahlt wird. Das Verfahren weist die Schritte auf, den Schallkörper auf einem Grundelement auf derselben Achse wie das Rohrelement anzuordnen und die Schallwelle, die von dem Schallkörper abgestrahlt wurde, von den gegenüberliegenden Enden des Rohrelements nach außen auszustrahlen.

Somit kann die Schallwelle, die von dem Schallkörper abgestrahlt wurde, gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung von den gegenüberliegenden Enden des Rohrelements nach außen ausstrahlen. Dies ermöglicht es ebenfalls, dass der Hörer einen gleichmäßigen Schalldruck von jeder Stelle des Rohrelements entlang seiner Längsrichtung empfindet, wodurch sein akustisches Bild auf das gesamte Rohrelement verteilt wird, um dem Hörer ein umfassendes akustisches Bild über den Lautsprecher zu vermitteln.

Der abschließende Teil dieser Patentbeschreibung legt insbesondere den Gegenstand der vorliegenden Erfindung dar und macht darüber unmittelbar einen Anspruch geltend. Jedoch werden die Fachleute sowohl den Aufbau als auch die Arbeitsweise der Erfindung nebst ihrer weiteren Vorteile und Ziele am besten verstehen, indem sie die verbleibenden Teile der Patentbeschreibung mit Blick auf die begleitenden Zeichnungen lesen, in denen gleiche Hinweissymbole die gleichen Elemente bezeichnen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Perspektivansicht eines Lautsprechers 100A gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 ist eine senkrechte Schnittansicht des Lautsprechers 100A gemäß der Ausführungsform der Erfindung;
3 ist eine obere Draufsicht des Lautsprechers 100A gemäß der Ausführungsform der Erfindung;
4 ist eine untere Draufsicht des Lautsprechers 100A gemäß der Ausführungsform der Erfindung;
5 ist eine schematische Schnittansicht eines magnetostriktiven Aktors;
6 ist ein Diagramm zur Darstellung magnetischer Induktionslinien;
7 ist ein Blockdiagramm zur Darstellung eines Aufbaus eines Ansteuersystems für magnetostriktive Aktoren und eine Lautsprechereinheit;
8 ist ein Diagramm zur Darstellung eines Simulationsergebnisses eines Frequenzgangs an jeweils einer unteren Stelle, einer mittleren Stelle und einer oberen Stelle eines Rohrelements, wenn das Rohrelement in seiner radialen Richtung schwingt;
9 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Schwingungsrichtung, wenn das Rohrelement in seiner radialen Richtung schwingt;
10 ist ein Diagramm zur Darstellung eines Simulationsergebnisses eines Frequenzgangs an jeweils einer unteren Stelle, einer mittleren Stelle und einer oberen Stelle eines Rohrelements, wenn das Rohrelement in seiner axialen Richtung schwingt;
11 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Schwingungsrichtung, wenn das Rohrelement in seiner axialen Richtung schwingt;
12 ist ein Diagramm zur Darstellung eines Messergebnisses des Schalldruckpegels (SPL) an jeweils der oberen und unteren Stelle des Rohrelements, wenn eine Schallwelle lediglich vom Oberteil des Rohrelements ausstrahlt;
13 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Abstrahlrichtung der Schallwelle und der zu messenden Stellen, wenn eine Schallwelle lediglich vom Oberteil des Rohrelements ausstrahlt;
14 ist ein Diagramm zur Darstellung eines Messergebnisses des Schalldruckpegels (SPL) an jeweils der oberen und unteren Stelle des Rohrelements, wenn eine Schallwelle sowohl vom Oberteil als auch vom Unterteil des Rohrelements ausstrahlt;
15 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Abstrahlrichtung der Schallwelle und der zu messenden Stellen, wenn eine Schallwelle sowohl vom Oberteil als auch vom Unterteil des Rohrelements ausstrahlt;
16 ist ein Blockdiagramm zur Darstellung eines anderen Aufbaus eines Ansteuersystems für magnetostriktive Aktoren und eine Lautsprechereinheit;
17 ist eine senkrechte Schnittansicht eines Lautsprechers 100B gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
18 ist eine Querschnittsansicht des Lautsprechers 100B gemäß der obigen anderen Ausführungsform der Erfindung, die entlang der in 17 dargestellten Linie XVIII-XVIII erstellt wurde;
19 ist eine obere Teildraufsicht des Lautsprechers 100B gemäß der obigen anderen Ausführungsform der Erfindung;
20 ist eine Perspektivansicht eines Lautsprechers 1000 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
21 ist eine senkrechte Schnittansicht des Lautsprechers 1000 gemäß der obigen weiteren Ausführungsform der Erfindung;
22 ist eine obere Draufsicht des Lautsprechers 1000 gemäß der obigen weiteren Ausführungsform der Erfindung;
23 ist eine untere Draufsicht des Lautsprechers 1000 gemäß der obigen weiteren Ausführungsform der Erfindung;
24 ist ein Blockdiagramm zur Darstellung eines Aufbaus eines Ansteuersystems für magnetostriktive Aktoren und Lautsprechereinheiten;
25 ist eine Perspektivansicht eines Lautsprechers 100D gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform der Erfindung;
26 ist eine senkrechte Schnittansicht des Lautsprechers 100D gemäß der obigen zusätzlichen Ausführungsform der Erfindung;
27 ist eine obere Draufsicht des Lautsprechers 100D gemäß der obigen zusätzlichen Ausführungsform der Erfindung;
28 ist eine untere Draufsicht des Lautsprechers 100D gemäß der obigen zusätzlichen Ausführungsform der Erfindung;
29A und 29B sind jeweils Diagramme, um Auswirkungen zu vergleichen, die durch die Lautsprecher 1000 und 100D erhalten wurden;
30 ist eine Perspektivansicht eines Lautsprechers 100E gemäß einer noch anderen Ausführungsform der Erfindung;
31 ist eine schematische Perspektivansicht eines Lautsprechers 1000 gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung; und
32 ist eine schematische Perspektivansicht eines Lautsprechers 100H gemäß einer noch zusätzlichen Ausführungsform der Erfindung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Das Folgende beschreibt die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen. Die 1 bis 4 stellen einen Aufbau einer Ausführungsform eines Lautsprechers 100A gemäß der Erfindung dar. 1 ist eine Perspektivansicht des Lautsprechers 100A gemäß der Ausführungsform der Erfindung; 2 ist eine senkrechte Schnittansicht davon; 3 ist eine obere Draufsicht davon; und 4 ist eine untere Draufsicht davon.
Der Lautsprecher 100A weist ein Bodengehäuse 101, ein Rohrelement 102, magnetostriktive Aktoren 103 als Aktoren und eine Lautsprechereinheit 104 auf. Das Rohrelement 102 bildet eine Röhrenmembrane als akustische Membrane. Ein Antriebsstab 103a jeder der magnetostriktiven Aktoren 103 bildet einen Übertragungsteil, der eine Verschiebungsausgabe jeder der magnetostriktiven Aktoren 103 überträgt. Die Lautsprechereinheit 104 ist ein Schallkörper, in dem ein elektrodynamischer Aktor verwendet wird.
Das Bodengehäuse 101 ist zum Beispiel aus synthetischem Harz hergestellt. Dieses Bodengehäuse 101 weist eine Form einer Scheibe in der Gesamtheit und eine zylindrische Öffnung 105 auf, die durch einen zentralen Teil davon hindurchgeht. Dieses Bodengehäuse 101 weist ebenfalls eine vorher bestimmte Anzahl an Beinen 106, in dieser Ausführungsform drei Beine, mit demselben Abstand entlang eines unteren Außenumfangbereichs davon auf.
Wenn das Bodengehäuse 101 drei Beine 106 aufweist, ist es möglich ein stabileres Einrichten davon zu realisieren als in dem Fall, in dem das Bodengehäuse 101 zum Beispiel vier Beine aufweist, da diese drei Beine 106 durchaus an allen zu berührenden Stellen kontaktiert werden können. Ferner ermöglicht das Bereitstellen einer Bodenfläche des Bodengehäuses 101 mit den Beinen 106, dass seine Bodenfläche von den zu berührenden Stellen entfernt ist, was es ermöglicht, dass eine Schallwelle, die von der Lautsprechereinheit 104, die unter dem Bodengehäuse 101 bereitgestellt ist, abgestrahlt wird, nach außen ausstrahlt.
Das Rohrelement 102 ist zum Beispiel aus einem vorher bestimmten Material hergestellt, wie zum Beispiel ein transparentes Acrylharz. Das Rohrelement 102 ist auf das Bodengehäuse 101 gesetzt. Und zwar ist ein unteres Endstück des Rohrelements 102 auf eine Oberseite des Bodengehäuses 101 an einer Vielzahl an Stellen gesetzt, in dieser Ausführungsform vier Stellen, indem L-förmige Metallwinkel 107 verwendet werden. Eine Größe des Rohrelements 102 entspricht zum Beispiel einer Länge von 1000 mm, einem Durchmesser von 100 mm und einer Dicke von 2 mm.
In beiden Enden der L-förmigen Metallwinkel 107 sind runde Löcher für eine Schraube, nicht dargestellt, gebohrt. Ein Ende des L-förmigen Metallwinkels 107 ist durch eine Schraube 109 an die Oberseite des Bodengehäuses 101 geschraubt. Jedes Schraubenloch, nicht dargestellt, an dem ein Schraubengewinde der Schraube 109 befestigt ist, ist in dem Bodengehäuse 101 ausgestaltet. Das Ende des L-förmigen Metallwinkels 107 ist an der Oberseite des Bodengehäuses 101 durch ein Dämpfungselement 108 befestigt, das aus einem ringförmigen Gummielement gebildet ist.
Das andere Ende des L-förmigen Winkels 107 ist an einem unteren Endstück des Rohrelements 102 durch eine Schraube 110 und eine Mutter 111 befestigt. Jedes Schraubenloch, nicht dargestellt, an dem ein Schraubengewinde der Schraube 110 befestigt ist, ist in dem unteren Endstück des Rohrelements 102 ausgestaltet.
Dämpfungselemente 112, 113, die jeweils aus einem ringförmigen Gummielement gebildet sind, stehen jeweils zwischen dem anderen Ende des L-förmigen Winkels 107 und einer Außenfläche des Rohrelements 102 und zwischen der Mutter 111 und einer Innenfläche des Rohrelements 102.
Die so dazwischengelegten Dämpfungselemente 108, 112, 113 verhindern, dass sich eine Schwingung (elastische Welle) durch die magnetostriktiven Aktoren 103 in das Bodengehäuse 101 durch das Rohrelement 102 und die L-förmigen Winkel 107 fortpflanzt, wodurch die Lokalisierung eines Schallbilds an dem Bodengehäuse 101 vermieden wird.
Mehrere magnetostriktive Aktoren 103, in dieser Ausführungsform vier magnetostriktive Aktoren, sind auf dem Bodengehäuse 101 eingesetzt. Diese vier magnetostriktiven Aktoren 103 sind in demselben Abstand unter und entlang einer kreisförmigen unteren Endfläche des Rohrelements 102 angeordnet. Auf der Oberseite des Bodengehäuses 101 sind Aushöhlungen 114 jeweils für die Aufnahme des magnetostriktiven Aktors 103 ausgebildet. Die magnetostriktiven Aktoren 103 sind jeweils auf das Bodengehäuse 101 gesetzt, wobei sie jeweils in den Aushöhlungen 114 aufgenommen sind.
Jeder der magnetostriktiven Aktoren 103 ist auf einen Boden der Aushöhlung 114 in dem Bodengehäuse 101 durch ein Dämpfungselement 115, das aus einem ringförmigen Gummielement gebildet ist, gesetzt. Das so dazwischengelegte Dämpfungselement 115 verhindert, dass sich eine Schwingung durch den magnetostriktiven Aktor 103 in das Bodengehäuse 101 fortpflanzt, wodurch die Lokalisierung eines Schallbilds an dem Bodengehäuse 101 vermieden wird.
Wenn jeder der magnetostriktiven Aktoren 103 auf das Bodengehäuse 101 gesetzt und in seinen Aushöhlungen 114 aufgenommen ist, wird der Antriebsstab 103a jedes magnetostriktiven Aktors 103 an der unteren Endfläche des Rohrelements 102 befestigt. In diesem Moment ist eine Verschiebungsrichtung jedes Antriebsstabs 103a in eine Richtung orthogonal zu der unteren Endfläche des Rohrelements 102 gerichtet und zwar in eine Achsrichtung des Rohrelements 102. Diese Achsrichtung entspricht einer Richtung entlang einer Ebene des Rohrelements 102 (eine Richtung parallel zu der Ebene des Rohrelements 102). Solch eine Anordnung ermöglicht es, dass die magnetostriktiven Aktoren 103 mit der unteren Endfläche des Rohrelements 102 durch ihre Schwingungskomponente, die orthogonal zu der unteren Endfläche des Rohrelements 102 ist, schwingen.
5 stellt einen Aufbau eines magnetostriktiven Aktors 103 dar. Dieser magnetostriktive Aktor 103 weist ein stabförmiges magnetostriktives Element 151, das entlang seiner Ausdehnungsrichtung verschoben wird, eine Magnetspule 152 zur Erzeugung eines Magnetfelds, um ein magnetisches Steuerfeld auf das magnetostriktive Element 151 anzuwenden, die um dieses magnetostriktive Element 151 angeordnet ist, einen Antriebsstab 103a als Antriebselement, das mit einem Ende des magnetostriktiven Elements 151 verbunden ist und jede Verschiebungsausgabe des magnetostriktiven Aktors 103 überträgt und einen Behälter 154, der das magnetostriktive Element 151 und die Magnetspule 152 darin enthält, auf.
Der Behälter 154 ist aus einem festen Scheibenfuß 161, einem Permanentmagneten 162 und rohrförmigen Gehäusen 163a, 163b gebildet. Das andere Ende des magnetostriktiven Elements 151 ist mit dem festen Scheibenfuß 161 verbunden, so dass er das magnetostriktive Element 151 halten kann. Der Permanentmagnet 162, der ein ausgerichtetes statisches Magnetfeld an dem magnetostriktiven Element 151 einprägt, und die rohrförmigen Gehäuse 163a, 163b, die einen Magnetkreis bilden, sind um das magnetostriktive Element 151, welches sie umschließen, angeordnet. Die rohrförmigen Gehäuse 163a, 163b sind an beiden Seiten, den Seiten des Antriebsstabs 103a und dem festen Scheibenfuß 161, des Permanentmagneten 162 angebracht. Diese rohrförmigen Gehäuse 163a, 163b sind aus ferromagnetischen Materialien hergestellt, so dass das statische ausgerichtete Magnetfeld wirksam an dem magnetostriktiven Element 151 eingeprägt werden kann. Wenn der feste Scheibenfuß 161 ebenfalls aus ferromagnetischen Materialien hergestellt ist, kann das statische ausgerichtete Magnetfeld wirksamer an dem magnetostriktiven Element 151 eingeprägt werden.
Es gibt einen Spalt 155 zwischen dem Antriebsstab 103a und dem Behälter 154. Der Antriebsstab 103a ist aus ferromagnetischen Materialien hergestellt, so dass er durch den Permanentmagneten 162 durch den Spalt 155 gezogen werden kann. Solch ein Aufbau ermöglicht es, dass eine magnetische Anziehungskraft zwischen dem Antriebsstab 103a und dem Behälter 154 auftritt. Somit ermöglicht die magnetische Anziehungskraft, dass eine Vorspannung gegen das magnetostriktive Element 151, das mit dem Antriebsstab 103a verbunden ist, eingesetzt wird.
6 stellt magnetische Induktionslinien in dem in 5 dargestellten magnetischen Aktor 103 dar. Die magnetischen Induktionslinien, die von dem Permanentmagneten 162 ausgehen, gehen durch das rohrförmige Gehäuse 163a, den Spalt 155, den Antriebsstab 103a und den festen Scheibenfuß 161 und kehren zu dem Permanentmagneten 162 über das rohrförmige Gehäuse 163b zurück. Dies führt dazu, dass die magnetische Anziehungskraft zwischen dem Antriebsstab 103a und dem Behälter 154 auftritt, so dass die magnetische Anziehungskraft ermöglicht, eine Vorspannung gegen das magnetostriktive Element 151 einzusetzen. Ein Teil der magnetischen Induktionslinien, die von dem Permanentmagneten 162 ausgehen, gehen durch das rohrförmige Gehäuse 163a, den Spalt 155, den Antriebsstab 103a, das magnetostriktive Element 151 und den festen Scheibenfuß 161 und kehren zu dem Permanentmagneten 162 über das rohrförmige Gehäuse 163b zurück. Dies ermöglicht es, ein ausgerichtetes statisches Magnetfeld an dem magnetostriktiven Element 151 einzuprägen.
In dem magnetostriktiven Element 103 wird der Antriebsstab 103a nicht durch ein Lager gehalten. Dies ermöglicht es, dass kein Problem wegen Reibung des Antriebsstabs 103a mit dem Lager auftritt, wodurch ein Verlust der Verschiebungsausgabe wesentlich verringert wird.
In dem magnetostriktiven Aktor 103 ermöglicht die magnetische Anziehungskraft, dass eine Vorspannung gegen das magnetostriktive Element 151 eingesetzt wird. Dies ermöglicht es, dass die Vorspannung daran stabil gehalten wird, selbst wenn eine Verschiebungszeitdauer durch das magnetostriktive Element 151 kurz ist, wodurch eine genaue Verschiebungsausgabe basierend auf dem Steuerstrom, welcher der Magnetspule 152 zugeführt wird, erhalten wird.
Somit wird bei dem magnetostriktiven Aktor 103 der Zusammenhang zwischen dem durch die Magnetspule 152 fließenden Steuerstrom und der Verschiebung des Antriebsstabs 103a linearer. Dies ermöglicht, dass eine Verzerrung, die basierend auf einer Eigenschaft des magnetostriktiven Aktors 103 erzeugt wird, verringert wird, wodurch die Last einer Rückkopplungsregelung reduziert wird.
In dem magnetostriktiven Aktor 103 steht der Permanentmagnet 162 zwischen zwei rohrförmigen Gehäusen 163a, 163b, so dass das ausgerichtete statische Magnetfeld gleichmäßiger an dem magnetostriktiven Element 151 eingeprägt werden kann verglichen mit einem Fall, in dem der Permanentmagnet an einer Stelle des festen Scheibenfußes 161 angebracht ist. In dieser Ausführungsform ist es nicht erforderlich, dem magnetostriktiven Aktor 103 ein Lager zur Halterung des Antriebsstabs 103a, ein Kupplungselement zur Verbindung des Antriebsstabs 103a mit dem Behälter 154, eine Feder zur Anwendung einer Vorspannung für das magnetostriktive Element 151 u. ä. bereitzustellen, wodurch es möglich ist, den magnetostriktiven Aktor 103 leicht zu verkleinern und zu einem niedrigen Preis herzustellen.
Das Rohrelement 102 und jeder magnetostriktive Aktor 103 bilden eine Lautsprecherkomponente für den Hochfrequenzbereich in einem Tonfrequenzband, um als Hochtonlautsprecher zu arbeiten. Die Lautsprechereinheit 104 bildet eine Lautsprecherkomponente für den Niederfrequenzbereich in einem Tonfrequenzband, um als Tieftonlautsprecher zu arbeiten.
Die Lautsprechereinheit 104 ist auf dem Bodengehäuse 101 durch Verwendung von Schrauben, nicht dargestellt, angebracht, wobei seine Vorderseite auf den Kopf gestellt und sein Hauptkörper an einem unteren Ende des Bodengehäuses 101 in der Öffnung 105 aufgenommen ist.
In dieser Ausführungsform ist die Lautsprechereinheit 104 derart angeordnet, dass sie auf dieselbe Achse wie das Rohrelement 102 gesetzt werden kann. Eine Schallwelle mit positiver Phase, die von der Vorderseite der Lautsprechereinheit 104 abgestrahlt wird, strahlt nach Außen aus, indem sie durch die Unterseite des Bodengehäuses 101 hindurchgeht. Eine Schallwelle mit negativer Phase, die von der Rückseite der Lautsprecheinheit 104 abgestrahlt wird, strahlt von einem oberen Ende des Rohrelements 102 nach außen aus, indem sie durch die Öffnung 105 und das Rohrelement 102 hindurchgeht. In dieser Ausführungsform arbeitet das Rohrelement 102 als Resonator.
Ein Dämpfungselement 116, das zum Beispiel aus Gummimaterial hergestellt ist, ist zwischen der unteren Endfläche des Rohrelements 102 und der Oberseite des Bodengehäuses 101 angeordnet. Dies verhindert, dass sich Schwingungen durch den magnetostriktiven Aktor 103 in das Bodengehäuse 101 durch das Rohrelement 102 fortpflanzen und verbessert die Abdichtung durch das Rohrelement 102, so dass das Rohrelement 102 hervorragend als Resonator arbeiten kann.
7 stellt einen Aufbau eines Ansteuersystems für die vier magnetostriktiven Aktoren 103 und eine Lautsprechereinheit 104 dar.
Der linke Teil AL und der rechte Teil AR des akustischen Signals, die ein akustisches Stereosignal bilden, werden einem Addierer 121 zugeführt. Der Addierer addiert diese Teile AL, AR des akustischen Signals, um ein monaurales akustisches Signale SA zu erzeugen. Ein Hochpassfilter 122 empfängt das monaurale akustische Signale SA und extrahiert daraus seine Hochfrequenzbereichskomponente SAH. Ein Entzerrer 123 empfängt diese Hochfrequenzbereichskomponente SAH und regelt ihre Frequenzeigenschaft derart, dass sie den magnetostriktiven Aktoren 103 entsprechen kann. Die Verstärker 124-1 bis 124-4 empfangen und verstärken jeweils die angepasste Hochfrequenzbereichskomponente SAH, um sie den vier magnetostriktiven Aktoren 103 als ihr Steuersignal zuzuführen. Dies ermöglicht es, die vier magnetostriktiven Aktoren 103 mit derselben Hochfrequenzbereichskomponente SAH anzusteuern, so dass sich ihre Antriebsstäbe 103a entsprechend der Hochfrequenzbereichskomponente SAH verschieben können.
Ein Tiefpassfilter 125 empfängt das monaurale akustische Signal SA und extrahiert daraus seine Niederfrequenzbereichskomponente SAL. Ein Entzerrer 126 empfängt diese Niederfrequenzbereichskomponente SAL und regelt ihre Frequenzeigenschaft derart, dass sie dem aus dem Rohrelement 102 gebildeten Resonator entsprechen kann. Eine Verzögerungsschaltung 127 empfängt und verzögert die angepasste Niederfrequenzbereichskomponente SAL um einige Millisekunden. Ein Verstärker 128 empfängt und verstärkt die verzögerte Niederfrequenzbereichskomponente SAL, um sie der Lautsprechereinheit 104 als ihr Steuersignal zuzuführen. Dies ermöglicht es, dass die Lautsprechereinheit 104 durch die Niederfrequenzbereichskomponente SAL angesteuert wird.
Das Einfügen der Verzögerungsschaltung 127 in den Versorgungspfad der Niederfrequenzbereichskomponente SAL zur Lautsprechereinheit 104 ermöglicht es, den Zeitpunkt zu verzögern, wann eine Niederfrequenzschallwelle von der Lautsprechereinheit 104 ausstrahlt verglichen mit einem Zeitpunkt, wann eine Hochfrequenzschallwelle von dem Rohrelement 102 ausstrahlt. Dies hat zur Folge, dass ein Hörer dazu neigt, ein Klangbild über das Rohrelement 102, das die Schallwelle des Hochfrequenzbereichs abstrahlt, basierend auf der Höreigenschaft des Menschen derart zu empfinden, dass ein Klangbild von einem Hochfrequenzbereich des gehörten Schalls abhängt.
Das Folgende beschreibt die Funktionsweise des Lautsprechers 100A, der in den 1 bis 4 dargestellt ist.
Die vier magnetostriktiven Aktoren 103, die in dem Bodengehäuse 101 enthalten und gesetzt sind, werden durch die Hochfrequenzbereichskomponente SAH des monauralen akustischen Signals SA angesteuert. Ihre Antriebsstäbe 103a verschieben sich entsprechend der Hochfrequenzbereichskomponente SAH. Basierend auf der Verschiebung jedes Antriebsstabs 103a schwingt das Rohrelement 102 durch die Antriebsstäbe 103a um eine Schwingungskomponente orthogonal zu der unteren Endfläche des Rohrelements 102 (entlang einer Ebene des Rohrelements 102).
Die untere Endfläche des Rohrelements 102 wird durch eine Longitudinalwelle angeregt und eine elastische Welle (Schwingung) pflanzt sich zu dem Rohrelement 102 entlang seiner Ebenenrichtung fort. Wenn sich diese elastische Welle zu dem Rohrelement 102 fortpflanzt, wiederholt die elastische Welle Wechsel der Schwingungsart von einer Longitudinalwelle zu einer Transversalwelle und umgekehrt, so dass Longitudinalwelle und Transversalwelle darin vermischt sein können. Die Transversalwelle regt Schwingung in einer horizontalen Richtung des Rohrelements 102 an (d.h. eine Richtung orthogonal zur Ebene des Rohrelements 102). Dies ermöglicht es, dass eine Schallwelle von dem Rohrelement 102 nach außen abstrahlt. Mit anderen Worten kann eine Außenfläche des Rohrelements 102 eine akustische Hochfrequenzbereichsausgabe, die der Hochfrequenzbereichskomponente SAH entspricht, aussenden.
Es ist anzumerken, dass in dieser Ausführungsform die vier magnetostriktiven Aktoren 103, die in dem Bodengehäuse 101 in demselben Abstand unter und entlang einer kreisförmigen unteren Endfläche des Rohrelements 102 angeordnet sind, basierend auf derselben Hochfrequenzbereichskomponente SAH des monauralen akustischen Signals SA angesteuert werden, so dass ein Umfang des Rohrelements 102 eine akustische Hochfrequenzbereichsausgabe ungerichtet aussenden kann.
Ferner wird die Lautsprecheinheit 102, die an der Bodenfläche des Bodengehäuses 101 angebracht ist, basierend auf der Niederfrequenzbereichskomponente SAL des monauralen akustischen Signals SA angesteuert. Die Vorderseite der Lautsprechereinheit 102 sendet eine akustische Niederfrequenzbereichsausgabe (positive Phase) aus, so dass diese akustische Ausgabe durch die Bodenfläche des Bodengehäuses 101 nach außen ausgesendet werden kann. Die Rückseite der Lautsprechereinheit 104 sendet eine Niederfrequenzbereichsausgabe (negative Phase) aus, so dass diese akustische Ausgabe von der Oberseite des Rohrelements 102 nach außen durch die Öffnung 105 und das Rohrelement 102 ausgesendet werden kann.
Gemäß dem in den 1 bis 4 dargestellten Lautsprecher 100A schwingen die magnetostriktiven Aktoren 103; die basierend auf der Hochfrequenzbereichskomponente SAH des monauralen akustischen Signals SA angesteuert werden, mit der unteren Endfläche des Rohrelements 102 um ihre Schwingungskomponente orthogonal zu der unteren Endfläche des Rohrelements 102. Dies verhindert, dass große Transversalwellen an einem Schwingungspunkt auftreten. Daher hört ein Hörer keine Schallwelle, die sehr laut klingt, von dem Schwingungspunkt verglichen mit jener einer anderen Stelle, so dass ein akustisches Bild über das gesamte Rohrelement 102 in seiner Längsrichtung erzeugt werden kann. Dies führt dazu, dass ein umfassendes akustisches Bild erhalten wird.
Im Folgenden werden Simulationen beschrieben, bei denen eine konstante Beschleunigung eingegeben wird und eine Ausgabe als Beschleunigung dargestellt wird, wenn das Rohrelement 102 an seiner unteren Endfläche in einer Achsrichtung davon (Fall 1) schwingt und wenn das Rohrelement 102 an seiner unteren Endfläche in einer radialen Richtung davon (Fall 2) schwingt. In diesen Simulationen wird angenommen, dass das Rohrelement 102 verwendet wird, das aus einem Acrylharz hergestellt ist, eine Länge von 1000 mm aufweist, einen Durchmesser von 100 mm und eine Dicke von 2 mm.
8 stellt ein Simulationsergebnis dar, wenn das Rohrelement 102 in seiner radialen Richtung schwingt, wie durch Pfeile in 9 gekennzeichnet ist. Eine Kurve „a" kennzeichnet einen Frequenzgang an einer unteren Stelle 102a des Rohrelements 102, die auf einer Mittelachse C um 2,8367 cm von der unteren Endfläche des Rohrelements 102 entfernt angeordnet ist; eine Kurve „b" kennzeichnet einen Frequenzgang an einer Mittelstelle 102b des Rohrelements, die auf der Mittelachse um 50 cm von der unteren Endfläche des Rohrelements 102 entfernt angeordnet ist; und eine Kurve „c" kennzeichnet einen Frequenzgang an einer oberen Stelle 102c des Rohrelements 102, die auf der Mittelachse C um 95,337 cm von der unteren Endfläche des Rohrelements 102 entfernt angeordnet ist.
Wenn das Rohrelement 102 in seiner radialen Richtung schwingt, tritt eine große Transversalwelle an einem Schwingungspunkt auf. Deshalb kann ein Hörer eine Schallwelle, die sehr laut klingt, von dem Schwingungspunkt hören verglichen mit einer anderen Stelle, so dass ein Unterschied zwischen den Beschleunigungen (Schalldrücke) an den Stellen relativ groß werden kann, wie in 8 dargestellt ist. Dies hat zur Folge, dass der Hörer ungleichmäßige Schalldrücke an den Stellen des Rohrelements 102 in seiner Längsrichtung empfindet. Dies verhindert, dass ein umfassendes akustisches Bild erhalten wird.
10 stellt ein Simulationsergebnis dar, wenn das Rohrelement 102 in seiner Achsrichtung schwingt, wie in 11 durch Pfeile gekennzeichnet ist. Eine Kurve „a" kennzeichnet einen Frequenzgang an einer unteren Stelle 102a des Rohrelements 102, die auf einer Mittelachse C um 2,8367 cm von der unteren Endfläche des Rohrelements 102 entfernt angeordnet ist; eine Kurve „b" kennzeichnet einen Frequenzgang an einer Mittelstelle 102b des Rohrelements, die auf der Mittelachse um 50 cm von der unteren Endfläche des Rohrelements 102 entfernt angeordnet ist; und eine Kurve „c" kennzeichnet einen Frequenzgang an einer oberen Stelle 102c des Rohrelements 102, die auf der Mittelachse C um 95,337 cm von der unteren Endfläche des Rohrelements 102 entfernt angeordnet ist.
Wenn das Rohrelement 102 in seiner Achsrichtung (eine Richtung orthogonal zu der unteren Endfläche des Rohrelements 102) schwingt, tritt keine große Transversalwelle an einem Schwingungspunkt auf. Deshalb hört ein Hörer keine Schallwelle, die sehr laut klingt, von dem Schwingungspunkt verglichen mit einer anderen Stelle, so dass ein Unterschied zwischen den Beschleunigungen (Schalldrücken) relativ klein werden kann, wie in 10 dargestellt ist. Dies hat zur Folge, dass ein Hörer einen gleichmäßigen Schalldruck an den Stellen des Rohrelements 102 in seiner Längsrichtung empfindet. Dies ermöglicht es, ein umfassendes akustisches Bild zu erhalten.
Gemäß dem in den 1 bis 4 dargestellten Lautsprecher 100A schwingen die magnetostriktiven Aktoren 103 mit der unteren Endfläche des Rohrelements 102, so dass eine Schallwelle von den Stellen des Rohrelements 102 in seiner Längsrichtung abstrahlen kann. Dies ermöglicht es, dass die akustische Hochfrequenzbereichsausgabe, die der Hochfrequenzbereichskomponente SAH des monauralen akustischen Signals SA entspricht, von einer Außenfläche des Rohrelements 102 ausgesendet wird. Deshalb ist in diesem Lautsprecher 100A keine Antriebsvorrichtung, wie zum Beispiel der magnetostriktive Aktor, an einer Stelle des Rohrelements 102, in dem das Klangbild erzeugt wird, vorhanden, so dass, wenn das Rohrelement 102 vollständig aus transparentem Material hergestellt ist, keine Antriebsvorrichtung zu sehen ist. So ist es möglich, eine visuelle Information, zum Beispiel bezüglich des ausgesendeten Schalls, auf dem Rohrelement 102 anzuzeigen, ohne dass sie durch die Antriebsvorrichtung unterbrochen wird.
Gemäß dem in den 1 bis 4 dargestellten Lautsprecher 100A kann eine akustische Niederfrequenzbereichsausgabe (positive Phase), die von der Vorderseite der Lautsprechereinheit 104, die an dem Unterteil des Bodengehäuses 101 angebracht ist, abgestrahlt wird, durch die Bodenfläche des Bodengehäuses 101 nach außen ausgesendet werden und die akustische Niederfrequenzbereichsausgabe (negative Phase), die von der Rückseite der Lautsprechereinheit 104 abgestrahlt wird, kann von dem Oberteil des Rohrelements 102 nach außen durch die Öffnung 105 und das Rohrelement 102 ausgesendet werden. Dies ermöglicht es, dass der Hörer gleichmäßige Schalldrücke bezüglich der akustischen Niederfrequenzbereichsausgabe an den Stellen des Rohrelements 102 in seiner Längsrichtung empfindet, wodurch das Klangbild über der Gesamtheit des Rohrelements 102 in seiner Längsrichtung erzeugt wird, um ein umfassendes akustisches Bild zu erhalten.
Schalldruckpegel (SPL) an einer oberen Stelle M1 und einer unteren Stelle M2, die sich entsprechend von dem oberen Stück und dem unteren Stück des Rohrelements 102 um einen Meter entfernt befinden, wurden in den folgenden Messungen (1) und (2) unter Verwendung von Mikrophonen gemessen: Die Messung (1) bezieht sich auf einen Fall, bei dem die Schallwelle SW lediglich von dem Oberteil des Rohrelements 102 ausstrahlt und die Messung (2) bezieht sich auf einen Fall, bei dem Schallwellen SW, SW sowohl von dem Oberteil als auch dem Unterteil des Rohrelements 102 ausstrahlen.
12 stellt ein Ergebnis der Messung (1) dar, wenn die Schallwelle lediglich von dem Oberteil des Rohrelements 102 ausstrahlt, wie in 13 durch Pfeile gekennzeichnet ist. Eine Kurve „a" kennzeichnet SPL an einer oberen Stelle M1 und eine Kurve „b" kennzeichnet SPL an einer unteren Stelle M2. Wie in 12 dargestellt ist, ist, wenn die Schallwelle SW lediglich von dem Oberteil des Rohrelements 102 ausstrahlt, SPL an der unteren Stelle M2 kleiner als an der oberen Stelle M1. Dies verhindert, dass der Hörer gleichmäßige Schalldrücke bezüglich der akustischen Niederfrequenzbereichsausgabe über der Gesamtheit des Rohrelements 102 in seiner Längsrichtung empfindet.
14 stellt ein Ergebnis der Messung (2) dar, wenn die Schallwellen SW, SW sowohl von dem Oberteil als auch dem Unterteil des Rohrelements 102 ausstrahlen, wie in 15 durch Pfeile gekennzeichnet ist. Eine Kurve „a" kennzeichnet SPL an einer oberen Stelle M1 und eine Kurve „b" kennzeichnet SPL an einer unteren Stelle M2. Wie in 14 dargestellt ist, ist, wenn die Schallwellen SW, SW sowohl von dem Oberteil als auch von dem Unterteil des Rohrelements 102 ausstrahlen, SPL an der unteren Stelle M2 nahezu gleich wie an der oberen Stelle M1. Dies ermöglicht es, dass der Hörer gleichmäßige Schalldrücke bezüglich der akustischen Niederfrequenzbereichsausgabe über der Gesamtheit des Rohrelements 102 in seiner Längsrichtung empfindet.
Das Ansteuersystem für die magnetostriktiven Aktoren 103 und die Lautsprechereinheit 104 ist beschrieben worden, so dass sein Aufbau zu jenem werden kann, der in 7 dargestellt ist und die vier magnetostriktiven Aktoren 103 durch dieselbe Hochfrequenzbereichskomponente SAH des monauralen akustischen Signals SA angesteuert werden können. Entsprechend einer Ausführungsform können diese vier magnetostriktiven Aktoren 103 jedoch durch eine separate Hochfrequenzbereichskomponenten SAH angesteuert werden.
16 stellt einen anderen Aufbau des Ansteuersystems für die vier magnetostriktiven Aktoren 103 und die Lautsprechereinheit 104 dar. In 16 beziehen sich gleiche Hinweisziffern auf gleiche Elemente der 7, deren ausführliche Erläuterung ausgelassen wird.
Die Hochfrequenzbereichskomponente SAH eines monauralen akustischen Signals SA, die durch einen Hochpassfilter (HPF) 122 extrahiert wurde, wird vier Signalverarbeitungseinheiten 129-1 bis 129-4 zugeführt. Diese vier Signalverarbeitungseinheiten 129-1 bis 129-4 passen jeweils die Hochfrequenzbereichskomponente SAH getrennt in ihrem Pegel, Verzögerungszeit, Frequenzeigenschaft u. ä. an (d.h. sie führen eine Schallfeldsteuerungsverarbeitung durch) und führen eine Signalkompensationsverarbeitung bezüglich der Ausgabeeigenschaften des magnetostriktiven Aktors 103 durch. Verstärker 124-1 bis 124-4 empfangen jeweils die Hochfrequenzbereichskomponenten SAH1 bis SAH4 von den vier Signalverarbeitungseinheiten 129-1 bis 129-4 und verstärken sie. Vier magnetostriktive Aktoren 103 empfangen dann jeweils die verstärkten Hochfrequenzbereichskomponenten SAH1 bis SAH4 als ihre Ansteuersignale. So werden diese vier magnetostriktiven Aktoren 103 jeweils basierend auf den getrennten Hochfrequenzbereichskomponenten SAH1 bis SAH4 angesteuert, wodurch es ermöglicht wird, die Antriebsstäbe 103a dieser magnetostriktiven Aktoren 103 getrennt basierend auf den Hochfrequenzbereichskomponenten SAH1 bis SAH4 zu verschieben.
Die Niederfrequenzbereichskomponente SAL des monauralen akustischen Signals SA, das durch einen Tiefpassfilter (LPF) 125 extrahiert wurde, wird einer Signalverarbeitungseinheit 130 zugeführt. Die Signalverarbeitungseinheit 130 passt die Niederfrequenzbereichskomponente SAL in ihrem Pegel, Verzögerungszeit, Frequenzeigenschaft u. ä. an (d.h. sie führt eine Schallfeldsteuerungsverarbeitung durch) und führt eine Signalkompensationsverarbeitung bezüglich der Resonanzeigenschaften durch. Ein Verstärker 128 empfängt die Niederfrequenzbereichskomponente SAL von der Signalverarbeitungseinheit 130 und verstärkt sie. Die Lautsprechereinheit 104 empfängt dann die verstärkte Niederfrequenzbereichskomponente SAL als ihr Ansteuersignal. So wird die Lautsprechereinheit 104 basierend auf der Niederfrequenzbereichskomponente SAL angesteuert.
Gemäß des Aufbaus des in 16 dargestellten Ansteuersystems werden diese vier magnetostriktiven Aktoren 103 jeweils basierend auf den Hochfrequenzbereichskomponenten SAH1 bis SAH4 angesteuert, die getrennt durch Verarbeitung in den Signalverarbeitungseinheiten 129-1 bis 129-4 erhalten werden, so dass es möglich ist, ein umfassendes akustisches Bild zu verbessern.
Es ist anzumerken, dass, obwohl die Hochfrequenzbereichskomponenten SAH1 bis SAH4 in dem Aufbau des in 16 dargestellten Ansteuersystems zur Ansteuerung der vier magnetostriktiven Aktoren 103 aus dem monauralen akustischen Signal SA in einer Ausführungsform der Erfindung extrahiert wurden, sie aus dem linken akustischen Signal AL und dem rechten akustischen Signal AR, die ein akustisches Stereosignal bilden, oder aus einem akustischen Mehrkanalsignal extrahiert werden können.
Das Folgende beschreibt einen Lautsprecher 100B gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Die 17 bis 19 stellen einen Aufbau des Lautsprechers 100B gemäß dieser anderen Ausführungsform der Erfindung dar. 17 stellt eine senkrechte Schnittansicht des Lautsprechers 100B dar; 18 ist eine Querschnittsansicht des Lautsprechers 100B, die entlang der in 17 dargestellten Linie XVIII-XVIII erstellt wurde, dessen unteres Stück deutlich dargestellt ist; 19 ist eine obere Teildraufsicht des Lautsprechers 100B (ein unteres Stück, dessen Darstellung entlang der Linie XVIII-XVIII in 17 erstellt ist, wird ausgelassen). In den 17 bis 19 beziehen sich gleiche Hinweisziffern auf gleiche Elemente der 1 bis 4, deren ausführliche Erläuterung ausgelassen wird.
Der Lautsprecher 100B weist zusätzlich zu dem Aufbau des in den 1 bis 4 dargestellten Lautsprechers 100A ein Stützelement 131 auf, das das Rohrelement 102B stützt. Das Stützelement 131 weist untere gekreuzte Stäbe 132, die auf die Oberseite des Bodengehäuses 101 gesetzt werden, obere gekreuzte Stäbe 133, die auf das Oberteil des Rohrelements 102B gesetzt werden, und eine Stange 134 auf. Ein Ende der Stange 134 ist mit einer Mitte der unteren gekreuzten Stäbe 132 verbunden und sein anderes Ende ist mit einer Mitte der oberen gekreuzten Stäbe 133 verbunden.
Vier Enden der unteren gekreuzten Stäbe 132 weisen jeweils Löcher für Schrauben, nicht dargestellt, auf. Die vier Enden davon sind jeweils durch Schrauben 135 an der Oberseite des Bodengehäuses 101 befestigt. Jedes Schraubenloch, nicht dargestellt, an dem ein Schraubengewinde jeder Schraube 135 befestigt ist, ist in dem Bodengehäuse 101 ausgestaltet.
Vier Enden 133e der oberen gekreuzten Stäbe 133 sind jeweils verbreitert und in rechten Winkeln nach unten abgekantet. Diese vier Enden 133 weisen jeweils runde Löcher für Schrauben, nicht dargestellt, auf. Die vier Enden 133e der oberen gekreuzten Stäbe 133 sind jeweils an dem Oberteil des Rohrelements 102B durch Schrauben 136 und Muttern 137 befestigt. Jedes Schraubenloch, nicht dargestellt, an dem ein Schraubengewinde der Schraube 136 befestigt ist, ist in dem Oberteil des Rohrelements 102B ausgestaltet.
Dämpfungselemente 138, 139, die jeweils aus einem ringförmigem Gummielement gebildet sind, befinden sich zwischen jedem der vier Enden 133e der oberen gekreuzten Stäbe 133 und der Außenfläche des Rohrelements 102B und zwischen jeder Mutter 137 und der Innenfläche des Rohrelements 102B. Dies verhindert, dass sich eine Schwingung (elastische Welle) durch die magnetostriktiven Aktoren 103 in das Bodengehäuse 101 durch das Rohrelement 102B und das Stützelement 131 fortpflanzt.
Die übrigen Teile des in den 17 bis 19 dargestellten Lautsprechers 100B sind ähnlich denen des in den 1 bis 4 dargestellten Lautsprechers 100A. Der in den 17 bis 19 dargestellte Lautsprecher 100B arbeitet ähnlich der Funktionsweise des in den 1 bis 4 dargestellten Lautsprechers 100A.
Gemäß dem Lautsprecher 100B kann er die hervorragenden Wirkungen ähnlich denen des Lautsprechers 100A erreichen, sowie, da das Stützelement 131 das Rohrelement 102B stützt, sein Gleichgewicht sichern, wenn das Rohrelement 102B verlängert wird. Das Stützelement 131 umfasst die Stange 134 u. ä., wie oben beschrieben ist, so dass ihr eingenommener Rauminhalt in dem Rohrelement klein ist, was wenig Einfluss auf eine Funktion des Rohrelements 102B als Resonator hat.
Das Folgende beschreibt einen Lautsprecher 1000 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Die 20 bis 23 stellen einen Aufbau des Lautsprechers 1000 gemäß der weiteren Ausführungsform der Erfindung dar. 20 stellt eine Perspektivansicht des Lautsprechers 1000 dar; 21 stellt eine senkrechte Schnittansicht davon dar; 22 stellt eine obere Draufsicht davon dar; und 23 stellt eine untere Draufsicht davon dar. In den 20 bis 23 beziehen sich gleiche Hinweisziffern auf gleiche Elemente der 1 bis 4, deren ausführliche Erläuterung ausgelassen wird.
Bei diesem Lautsprecher 1000 ist ein Inneres des Rohrelements 102 durch ein Trennelement, zum Beispiel eine aus Acrylharz hergestellte Trennwand 142, in mehrere Teile geteilt, um mehrere Kanäle zu bilden, vier Kanäle 141a bis 141d in dieser Ausführungsform, von denen sich jeder entlang einer Achsrichtung des Rohrelements 102 erstreckt. Die Trennwand 142 weist einen Querschnitt eines Kreuzes auf, wie in den 22 und 23 dargestellt ist. Die Trennwand 142 erstreckt sich, wie in 21 dargestellt ist, vom Inneren des Rohrelements 102 bis zu der Öffnung 105 des Bodengehäuses 101, so dass dadurch ein Inneres des Bodengehäuses 101 in Teile geteilt werden kann, um jeweils vier getrennte Kanäle 143a bis 143d, die den Kanälen 141a bis 141d entsprechen, zu bilden, wie in den 22 und 23 dargestellt ist. Es ist anzumerken, dass, da das Rohrelement 102 und die Öffnung 105 des Bodengehäuses 101 unterschiedliche Durchmesser aufweisen, die Trennwand 142 Breiten entsprechend den jeweiligen Durchmessern aufweist, um eine stufenartige Form an ihrer unteren Stelle zu bilden, wie in 21 dargestellt ist.
Der Lautsprecher 1000 weist vier Lautsprechereinheiten 104a bis 104d auf, die jeweils auf derselben Achse angeordnet sind wie das Rohrelement 102C in jedem der vier Kanäle 143a bis 143d. Diese Lautsprechereinheiten 104a bis 104d sind jeweils auf dem Boden des Bodengehäuses unter Verwendung von Schrauben, nicht dargestellt, angebracht, wobei ihre Vorderseiten auf den Kopf gestellt und ihre Hauptkörper jeweils in den getrennten Kanälen 143a bis 143d an einem unteren Ende des Bodengehäuses 101 aufgenommen sind.
In dieser Ausführungsform sind die Lautsprechereinheiten 104a bis 104d derart angeordnet, dass sie auf dieselbe Achse gesetzt werden können wie das Rohrelement 102C in jedem der jeweiligen Kanäle 143a bis 143d. Eine Schallwelle positiver Phase, die von der Vorderseite jeder Lautsprechereinheit 104a bis 104d abgestrahlt wird, strahlt nach außen aus, indem sie durch den Boden des Bodengehäuses 101 hindurchgeht. Eine Schallwelle negativer Phase, die von der Rückseite jeder Lautsprechereinheit 104a bis 104d abgestrahlt wird, strahlt von einem oberen Ende des Rohrelements 102C nach außen aus, indem sie durch die Kanäle 143a bis 143d und die Kanäle 141a bis 141d hindurchgeht. In dieser Ausführungsform arbeitet das Rohrelement 102 ebenfalls als Resonator.
24 stellt einen Aufbau eines Ansteuersystems 200 für die vier magnetostriktiven Aktoren 103 und die vier Lautsprechereinheiten 104a bis 104d dar.
Dieses Ansteuersystem 200 weist einen Block 201 digitaler Signalprozessoren (DSP) und Verstärkungsblöcke 202 und 203 auf. Der DSP-Block 201 weist einen Signalanpassungs- und Schallfeldsteuerungsteilblock 201A für die magnetostriktiven Aktoren und einen Signalanpassungs- und Schallfeldsteuerungsteilblock 201B für die Lautsprechereinheiten auf.
Der Signalanpassungs- und Schallfeldsteuerungsteilblock 201A für die magnetostriktiven Aktoren umfasst vier Signalverarbeitungseinheiten 211 und vier Hochpassfilter (HPF) 212, die jeweils den vier magnetostriktiven Aktoren 103 entsprechen. Der Signalanpassungs- und Schallfeldsteuerungsteilblock 201A umfasst ebenfalls vier Paare (acht) Dämpfungsglieder 210, jedes Paar für den Empfang und die Dämpfung eines linken akustischen Signals AL und eines rechten akustischen Signals AR, die ein akustisches Stereosignal für jede der vier Signalverarbeitungseinheiten 211 bilden.
Jede Signalverarbeitungseinheit 211 empfängt und regelt die akustischen Signale AL und AR in ihren Pegeln, Verzögerungszeiten und Frequenzeigenschaften u. ä. und führt eine Verarbeitung, wie zum Beispiel Mischen des akustischen Signals AL und AR (Schallfeldsteuerungsverarbeitung), durch. Jede Signalverarbeitungseinheit 211 führt ebenso eine Signalkompensationsverarbeitung bezüglich der Ausgabeeigenschaften der magnetostriktiven Aktoren 103 durch. Jedes HPF 212 empfängt das akustische Signal von der entsprechenden Signalverarbeitungseinheit 211 und extrahiert Hochfrequenzkomponenten daraus, um sie dem Verstärkungsblock 202 zuzuführen.
Der Verstärkungsblock 202 empfängt und verstärkt die Hochfrequenzkomponenten des akustischen Signals, mit dem der Signalanpassungs- und Schallfeldsteuerungsteilblock 201A des DSP-Blocks 201 die Schallsteuerungsverarbeitung und die Signalkompensationsverarbeitung getrennt durchgeführt hat, um die magnetostriktiven Aktoren 103 damit zu versorgen. Die magnetostriktiven Aktoren 103 empfangen dann jeweils die verstärkten Hochfrequenzkomponenten des akustischen Signals. So ermöglicht die Ansteuerung der vier magnetostriktiven Aktoren 103 durch die Hochfrequenzkomponenten, auf denen die Schallsteuerungsverarbeitung ausgeführt wurde, ein umfassendes akustisches Bild durch akustische Hochfrequenzausgabe zu verbessern.
Auf der anderen Seite umfasst der Signalanpassungs- und Schallfeldsteuerungsteilblock 201B für die Lautsprechereinheiten vier Signalverarbeitungseinheiten 221 und vier Tiefpassfilter (LPF) 222, die jeweils den vier Lautsprechereinheiten 104a bis 104d entsprechen. Der Signalanpassungs- und Schallfeldsteuerungsteilblock 201B umfasst ebenfalls vier Paare (acht) Dämpfungsglieder 220, jedes Paar für den Empfang und die Dämpfung eines linken akustischen Signals AL und eines rechten akustischen Signals AR, die ein akustisches Stereosignal für jede der vier Signalverarbeitungseinheiten 221 bilden.
Jede Signalverarbeitungseinheit 221 empfängt und regelt die akustischen Signale AL und AR in ihren Pegeln, Verzögerungszeiten und Frequenzeigenschaften u. ä. und führt eine Verarbeitung, wie zum Beispiel Mischen des akustischen Signals AL und AR (Schallfeldsteuerungsverarbeitung), durch. Jede Signalverarbeitungseinheit 221 führt ebenso eine Signalkompensationsverarbeitung bezüglich der Ausgabeeigenschaften der Resonatoreigenschaften durch. Jedes LPF 222 empfängt das akustische Signal von der entsprechenden Signalverarbeitungseinheit 221 und extrahiert Niederfrequenzkomponenten daraus, um sie dem Verstärkungsblock 203 zuzuführen.
Der Verstärkungsblock 203 verstärkt die Niederfrequenzkomponenten des akustischen Signals, mit dem der Signalanpassungs- und Schallfeldsteuerungsteilblock 201B des DSP-Blocks 201 die Schallsteuerungsverarbeitung und die Signalkompensationsverarbeitung getrennt durchgeführt hat, um jede Lautsprechereinheit 104a bis 104d damit zu versorgen. Die vier Lautsprechereinheiten 104a bis 104d empfangen dann jeweils die verstärkten Niederfrequenzkomponenten des akustischen Signals. So ermöglicht die Ansteuerung der vier Lautsprechereinheiten 104a bis 104d durch die Niederfrequenzkomponenten, auf denen die Schallsteuerungsverarbeitung ausgeführt wurde, ein umfassendes akustisches Bild durch akustische Niederfrequenzausgabe zu verbessern.
Es ist anzumerken, dass in dem Ansteuersystem 200, wie in 24 dargestellt ist, die Signalverarbeitungseinheiten 211 und die HPFs 212 in einer umgekehrten Reihenfolge in dem Signalanpassungs- und Schallfeldsteuerungsteilblock 201A angeordnet sein können und ähnlich können die Signalverarbeitungseinheiten 221 und die LPFs 222 in einer umgekehrten Reihenfolge in dem Signalanpassungs- und Schallfeldsteuerungsteilblock 201B angeordnet sein. Obwohl die Hochfrequenzkomponenten, die die vier magnetostriktiven Aktoren 103 ansteuern, und die Niederfrequenzkomponenten, die die vier Lautsprechereinheiten 104a bis 104d ansteuern, aus dem rechten und linken akustischen Signal AR, AL, die das akustische Stereosignal in dem in 24 dargestellten Ansteuersystem 200 bilden, erfasst wurden, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Sie können von einem monauralen akustischen Signal oder einem akustischen Mehrkanalsignal erfasst werden.
Die übrigen Teile des in den 20 bis 23 dargestellten Lautsprechers 1000 sind ähnlich denen des in den 1 bis 4 dargestellten Lautsprechers 100A. Der in den 20 bis 23 dargestellte Lautsprecher 1000 arbeitet ähnlich der Funktionsweise des in den 1 bis 4 dargestellten Lautsprechers 100A.
In diesem Lautsprecher 1000 sind jedoch die vier Lautsprechereinheiten 104a bis 104d auf der Bodenfläche des Bodengehäuses 101 angebracht und werden jeweils auf Basis der Niederfrequenzkomponenten SAL1 bis SAL4 angesteuert. Dementsprechend strahlt eine Niederfrequenzschallwelle positiver Phase, die von der Vorderseite jeder Lautsprechereinheit 104a bis 104d abgestrahlt wird, nach außen aus, indem sie durch die Bodenfläche des Bodengehäuses 101 hindurchgeht. Eine Niederfrequenzschallwelle negativer Phase, die von der Rückseite jeder Lautsprechereinheit 104a bis 104d abgestrahlt wird, strahlt von einem oberen Ende des Rohrelements 102 nach außen aus, indem sie durch die Kanäle 143a bis 143d und die Kanäle 141a bis 141d hindurchgeht.
Gemäß dem Lautsprecher 1000 kann zusätzlich zu einer hervorragenden Wirkung ähnlich der des obigen Lautsprechers 100A die folgende Wirkung erreicht werden. Und zwar sind in dieser Ausführungsform die vier Lautsprechereinheiten 104a bis 104d bereitgestellt und sie sind durch die Trennwand 142 getrennt, um jeweils auf derselben Achse wie das Rohrelement 102C in jedem der vier Kanäle 141a bis 141d angeordnet zu sein, so dass sie einander nicht beeinträchtigen und ihre Unabhängigkeit erhalten werden kann. So ermöglicht die Ansteuerung der vier Lautsprechereinheiten 104a bis 104d, wie in 24 dargestellt ist, basierend auf den Niederfrequenzkomponenten SAL1 bis SAL4, auf denen die Signalverarbeitungseinheiten 221 die Schallsteuerungsverarbeitung jede Verarbeitung getrennt ausgeführt haben, dass eine Schallfeldverarbeitung ein zu erzielendes umfassendes akustisches Bild verbessert.
Das Folgende beschreibt einen Lautsprecher 100D gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform der Erfindung. Die 25 bis 28 stellen einen Aufbau des Lautsprechers 100D gemäß der zusätzlichen Ausführungsform der Erfindung dar. 25 stellt eine Perspektivansicht des Lautsprechers 100D dar; 26 stellt eine senkrechte Schnittansicht davon dar; 27 stellt eine obere Draufsicht davon dar; und 28 stellt eine untere Draufsicht davon dar. In den 25 bis 28 beziehen sich gleiche Hinweisziffern auf gleiche Elemente der 1 bis 4, deren ausführliche Erläuterung ausgelassen wird.
Bei diesem Lautsprecher 100D ist ein Inneres des Rohrelements 102 durch ein Trennelement, zum Beispiel eine aus Acrylharz hergestellte Trennwand 146, in mehrere Teile geteilt, um mehrere Kanäle zu bilden, fünf Kanäle 145a bis 145e in dieser Ausführungsform, von denen sich jeder entlang einer Achsrichtung des Rohrelements 102 erstreckt. In dieser Ausführungsform ist ein Teil 145e der fünf Kanäle 145a bis 145e an einer zentralen Stelle des Rohrelements 102 ausgebildet und andere Teile 145a bis 145d sind um den Kanal 145e herum ausgebildet.
Die Trennwand 146 weist einen Querschnitt eines Kreisquerschnitts in seiner Mitte und einen Strahlenquerschnitt, der sich radial von dem kreisförmigen Bereich nach außen in vier Richtungen erstreckt, auf, wie in den 27 und 28 dargestellt ist.
Die Trennwand 146 erstreckt sich, wie in 26 dargestellt ist, vom Inneren des Rohrelements 102 bis zu der Öffnung 105 des Bodengehäuses 101, so dass dadurch ein Inneres des Bodengehäuses 101 in Teile geteilt werden kann, um jeweils fünf getrennte kleine Kanäle 147a bis 147e, die den Kanälen 145a bis 145e entsprechen, zu bilden, wie in den 27 und 28 dargestellt ist. Es ist anzumerken, dass, da das Rohrelement 102D und die Öffnung 105 des Bodengehäuses 101 unterschiedliche Durchmesser aufweisen, die Trennwand 146 Breiten entsprechend den jeweiligen Durchmessern aufweist, um eine stufenartige Form in ihrer unteren Stelle zu bilden.
Der Lautsprecher 100D weist fünf Lautsprechereinheiten 104a bis 104e auf, die jeweils auf derselben Achse angeordnet sind wie das Rohrelement 102D in jedem der fünf Kanäle 145a bis 145e. Diese Lautsprechereinheiten 104a bis 104e sind jeweils auf dem Boden des Bodengehäuses unter Verwendung von Schrauben, nicht dargestellt, angebracht, wobei ihre Vorderseiten auf den Kopf gestellt und ihre Hauptkörper jeweils in den getrennten kleinen Kanälen 147a bis 147e an einem unteren Ende des Bodengehäuses 101 aufgenommen sind.
In dieser Ausführungsform sind die Lautsprechereinheiten 104a bis 104e derart angeordnet, dass sie auf dieselbe Achse gesetzt werden können wie das Rohrelement 102D in jedem der jeweiligen Kanäle 145a bis 145e. Eine Schallwelle positiver Phase, die von der Vorderseite jeder Lautsprechereinheit 104a bis 104e abgestrahlt wird, strahlt nach außen aus, indem sie durch den Boden des Bodengehäuses 101 hindurchgeht. Eine Schallwelle negativer Phase, die von der Rückseite jeder Lautsprechereinheit 104a bis 104e abgestrahlt wird, strahlt von einem oberen Ende des Rohrelements 102D nach außen aus, indem sie durch die kleinen Kanäle 147a bis 147e und die Kanäle 145a bis 145e hindurchgeht. In dieser Ausführungsform arbeitet das Rohrelement 102 ebenfalls als Resonator.
Obwohl kein Ansteuersystem dafür dargestellt ist, werden die fünf Lautsprechereinheiten 104a bis 104e getrennt basierend auf Niederfrequenzkomponenten, die getrennt verarbeitet werden (siehe 24), ähnlich den Lautsprechereinheiten 104a bis 104d in dem Lautsprecher 1000 angesteuert, wie in den 20 bis 23 dargestellt ist.
Die übrigen Teile des in den 25 bis 28 dargestellten Lautsprechers 100D sind ähnlich denen des in den 1 bis 4 dargestellten Lautsprechers 100A. Der in den 25 bis 28 dargestellte Lautsprecher 100D arbeitet ähnlich der Funktionsweise des in den 1 bis 4 dargestellten Lautsprechers 100A.
In diesem Lautsprecher 100D sind jedoch die fünf Lautsprechereinheiten 104a bis 104e auf der Bodenfläche des Bodengehäuses 101 angebracht und werden jeweils basierend auf den Niederfrequenzkomponenten angesteuert. Dementsprechend strahlt eine Niederfrequenzschallwelle positiver Phase, die von der Vorderseite jeder Lautsprechereinheit 104a bis 104e abgestrahlt wird, nach außen aus, indem sie durch die Bodenfläche des Bodengehäuses 101 hindurchgeht. Eine Niederfrequenzschallwelle negativer Phase, die von der Rückseite jeder Lautsprechereinheit 104a bis 104e abgestrahlt wird, strahlt von einem oberen Ende des Rohrelements 102 nach außen aus, indem sie durch die kleinen Kanäle 147a bis 147e und die Kanäle 145a bis 145e hindurchgeht.
Gemäß dem Lautsprecher 100D kann zusätzlich zu einer hervorragenden Wirkung ähnlich der des obigen Lautsprechers 100A die folgende Wirkung erreicht werden. Und zwar sind in dieser Ausführungsform die fünf Lautsprechereinheiten 104a bis 104e bereitgestellt und sie sind durch die Trennwand 146 getrennt, um jeweils auf derselben Achse wie das Rohrelement 102D in jedem der fünf Kanäle 145a bis 145e angeordnet zu sein, so dass sie einander nicht beeinträchtigen und ihre Unabhängigkeit erhalten werden kann. So ermöglicht die Ansteuerung der vier Lautsprechereinheiten 104a bis 104e basierend auf den Niederfrequenzkomponenten, die getrennt verarbeitet werden, dass eine Schallfeldverarbeitung ein zu erzielendes umfassendes akustisches Bild verbessert.
Ferner ist gemäß dem Lautsprecher 100D bei den fünf Kanälen 145a bis 145e der Kanal 145e an einem zentralen Teil des Rohrelements 102 ausgestaltet und die anderen Kanäle 145a bis 145d sind um den Kanal 145e ausgestaltet, der an dem zentralen Teil des Rohrelements 102 gebildet ist. In diesem Fall ist es möglich, wenn die Lautsprechereinheit 104e, die dem zentralen Kanal 145e entspricht, basierend auf einem akustischen Signal Sa1 angesteuert wird und die Lautsprechereinheiten 104a bis 104d, die den umgebenden Kanälen 145a bis 145d entsprechen, basierend auf einem akustischen Signal Sa2 angesteuert werden, eine solche Wirkung zu erhalten, dass ein gleichmäßiger Schallfeldsteuerungseffekt an jeder Stelle rund um das Rohrelement 102D erreicht werden kann und zwar an einer Stelle eines Hörers U1 bis U4.
Wenn kein Kanal an einem zentralen Teil des Rohrelements 102D wie bei dem obigen Lautsprecher 1000 ausgebildet ist, wenn zum Beispiel die Lautsprechereinheiten 104a und 104c, die den Kanälen 141a und 141c entsprechen, basierend auf einem akustischen Signal Sa1 angesteuert werden und die Lautsprechereinheiten 104b und 104d, die den Kanälen 104b und 104d entsprechen, basierend auf einem akustischen Signal Sa2 angesteuert werden, kann eine ungleichmäßige Schallfeldsteuerungswirkung an einer Stelle rund um das Rohrelement 102 erreicht werden. Und zwar können verschiedene Schallfeldsteuerungswirkungen an den Hörerstellen U1 und U3 und jenen der Hörer U2 und U4 erreicht werden. Mit anderen Worten können Schallfeldsteuerungseffekte erreicht werden, die verschiedene Richtwirkungen aufweisen.
Das Folgende beschreibt einen Lautsprecher 100F gemäß einer noch anderen Ausführungsform der Erfindung. 30 stellt einen Aufbau des Lautsprechers 100F gemäß der noch anderen Ausführungsform der Erfindung dar. 30 stellt eine Perspektivansicht des Lautsprechers 100F dar. In 30 beziehen sich gleiche Hinweisziffern auf gleiche Elemente der 1, deren ausführliche Erläuterung ausgelassen wird.
Bei diesem Lautsprecher 100F wird ein Rohrelement 102F anstelle des Rohrelements 102 des in 1 dargestellten Lautsprechers 100A verwendet. Das Rohrelement 102F weist unterschiedliche Durchmesser von kreisförmigem Querschnitt auf, die in einer Richtung schrittweise vergrößert werden (nach oben in 30), in die sich die Schallwelle, die von der Lautsprechereinheit 104 abgestrahlt wird, ausbreitet.
Die übrigen Teile des in 30 dargestellten Lautsprechers 100F sind ähnlich denen des in den 1 bis 4 dargestellten Lautsprechers 100A. Der in 30 dargestellte Lautsprecher 100F arbeitet ähnlich der Funktionsweise des in den 1 bis 4 dargestellten Lautsprechers 100A.
Gemäß dem Lautsprecher 100F kann zusätzlich zu einer hervorragenden Wirkung ähnlich jener des obigen Lautsprechers 100A die folgende Wirkung erreicht werden. Und zwar, da das Rohrelement 102F unterschiedliche Durchmesser von kreisförmigem Querschnitt aufweist, die in einer Richtung schrittweise vergrößert werden, in die sich die Schallwelle, die von der Lautsprechereinheit 104 abgestrahlt wird, ausbreitet, kann er vergrößerte elektrische Induktanzbauteile aufweisen, was es ermöglicht, flache Frequenzeigenschaften und Resonanzkippeffekte zu erhalten. Da das Rohrelement 102F eine vergrößerte Öffnung aufweist, aus der die Schallwelle ausstrahlt, ist es möglich, ein umfassendes akustisches Bild zu verbessern.
Obwohl beschrieben wurde, dass die Lautsprechereinheit(en) auf der Bodenfläche des Bodengehäuses 101 in den obigen Ausführungsformen angebracht ist (sind), ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Als noch eine weitere Ausführungsform kann ein Lautsprecher 1000 wie in 31 dargestellt bereitgestellt werden, bei dem eine Lautsprechereinheit 104G in einem Mittelteil des Rohrelements 102 in Längsrichtung angeordnet ist.
Gemäß dem Lautsprecher 1000 breitet sich eine Schallwelle SW1 positiver Phase, die von der Vorderseite der Lautsprechereinheit 104G abgestrahlt wird, nach unten in das Rohrelement 102G aus und strahlt nach außen durch sein unteres Ende aus. Eine Schallwelle SW2 negativer Phase, die von der Rückseite der Lautsprechereinheit 104G abgestrahlt wird, breitet sich nach oben in dem Rohrelement 102G aus und strahlt durch sein oberes Ende nach außen aus. In dieser Ausführungsform arbeitet das Rohrelement 102G als Resonator.
Gemäß dem Lautsprecher 1000 strahlen die Schallwellen sowohl von dem oberen als auch von dem unteren Ende des Rohrelements 102G aus. Dies ermöglicht es, dass ein Hörer gleichmäßige Schalldrücke an jeder Stelle des Rohrelements 102G in seiner Längsrichtung empfindet, was es erlaubt, ein akustisches Bild entlang der gesamten Länge des Rohrelements 102G zu verteilen, um dem Hörer ein umfassendes akustisches Bild zu vermitteln. In diesem Moment ist die Lautsprechereinheit 104G in einem Mittelbereich des Rohrelements 102 in einer Längsrichtung davon angeordnet, so dass die Pegel der Schallwellen, die sowohl von dem oberen als auch dem unteren Ende des Rohrelements 102G ausgestrahlt werden, nahezu gleich werden können, wodurch ermöglicht wird, dass gleichmäßigerer Schalldruck an jeder Stelle des Rohrelements 102 in einer Längsrichtung davon erhalten wird.
Obwohl beschrieben wurde, dass die Schallwelle positiver Phase nach außen durch das untere Ende des Rohrelements 102, 102B, 102C, 102D, 102F oder 102G ausstrahlt und die Schallwelle negativer Phase nach außen durch das obere Ende des Rohrelements 102, 102B, 102C, 102D, 102F oder 102G in den obigen Ausführungsformen ausstrahlt, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Als noch eine zusätzliche Ausführungsform kann ein Lautsprecher 100H wie in 32 dargestellt bereitgestellt werden, in dem zwei Lautsprechereinheiten 104Ha, 104Hb in einem Mittelbereich des Rohrelements 102H in einer Längsrichtung davon angeordnet sind. Diese Lautsprechereinheiten 104Ha, 104Hb sind in einem Mittelbereich des Rohrelements 102H Rücken an Rücken angeordnet. Die Lautsprechereinheiten 104Ha, 104Hb werden basierend auf demselben akustischen Signal angesteuert.
Gemäß dem Lautsprecher 100H breitet sich eine Schallwelle SW3 positiver Phase, die von der Vorderseite der Lautsprechereinheit 104Ha abgestrahlt wird, nach unten in das Rohrelement 102H aus und strahlt nach außen durch sein unteres Ende aus. Eine Schallwelle SW4 positiver Phase, die von der Vorderseite der Lautsprechereinheit 104Hb abgestrahlt wird, breitet sich nach oben in dem Rohrelement 102H aus und strahlt durch sein oberes Ende nach außen aus. In dieser Ausführungsform arbeitet das Rohrelement 102H als Resonator.
Gemäß dem Lautsprecher 100H strahlen die Schallwellen sowohl von dem oberen als auch von dem unteren Ende des Rohrelements 102H aus. Dies ermöglicht, dass ein Hörer gleichmäßige Schalldrücke an jeder Stelle des Rohrelements 102H in seiner Längsrichtung empfindet, was es erlaubt, ein akustisches Bild entlang der gesamten Länge des Rohrelements 102H zu verteilen, um dem Hörer ein umfassendes akustisches Bild zu vermitteln.
In diesem Moment sind die Lautsprechereinheiten 104Ha, 104Hb in einem Mittelbereich des Rohrelements 102H in einer Längsrichtung davon angeordnet, so dass die Pegel der Schallwellen, die sowohl von dem oberen als auch dem unteren Ende des Rohrelements 102H ausgestrahlt werden, nahezu gleich werden können, wodurch ermöglicht wird, dass gleichmäßigerer Schalldruck an jeder Stelle des Rohrelements 102 in einer Längsrichtung davon erhalten wird. Ferner weisen die Schallwellen, die sowohl von dem oberen als auch dem unteren Ende des Rohrelements 102H ausgestrahlt werden, dieselbe Phase auf, so dass dieselbe Charakteristik sowohl an dem oberen als auch an dem unteren Ende des Rohrelements 102H erhalten wird, wodurch es möglich ist, dass der Hörer ein akustisches Bild empfindet, das keinen Unterschied in den Eigenschaften aufweist.
Obwohl in den obigen Ausführungsformen der magnetostriktive Aktor und der elektrodynamische Aktor als Schallkörper (Wandler) in der Lautsprechereinheit verwendet wurde, ist diese Erfindung nicht darauf beschränkt. Natürlich kann ein piezoelektrischer Aktor o. ä. als Schallkörper verwendet werden.
Gemäß den obigen Ausführungsformen der Erfindung ist es möglich, ein umfassendes akustisches Bild innerhalb eines akzeptablen weiten Bereichs zu erhalten, so dass diese Erfindung auf einen Lautsprecher o. ä. anwendbar ist, der für audio-visuelle Anlagen erhältlich ist.
Es ist von den Fachleuten zu verstehen, dass verschiedene Veränderungen, Zusammensetzungen, Teilzusammensetzungen und Wechsel auftreten können, abhängig von Auslegungsbedingungen und anderen Faktoren, sofern sie innerhalb des Geltungsbereichs der angefügten Ansprüchen oder deren Entsprechungen liegen.

Claims

Lautsprecher umfassend: ein Rohrelement, das gegenüberliegende Enden umfasst; und einen Schallkörper, der basierend auf einem akustischen Signal angesteuert wird, das an den Schallkörper angelegt wird, wobei der Schallkörper auf derselben Achse wie das Rohrelement angeordnet ist, worin eine Schallwelle, die von dem Schallkörper abgestrahlt wird, von den gegenüberliegenden Enden des Rohrelements ausstrahlt.
Lautsprecher gemäß Anspruch 1, worin ein Inneres des Rohrelements durch ein Trennelement in mehrere Teile geteilt ist, um Kanäle zu bilden, die sich jeweils entlang einer Achsrichtung des Rohrelements erstrecken; und worin jeweils mehrere Schallkörper auf derselben Achse wie das Rohrelement in jedem der Kanäle angeordnet sind.
Lautsprecher gemäß Anspruch 2, worin ein Teil der mehreren Kanäle an einer zentralen Stelle des Rohrelements ausgestaltet ist und der andere Teil der mehreren Kanäle um den Teil der Kanäle ausgestaltet ist, der an der zentralen Stelle des Rohrelements gebildet ist.
Lautsprecher gemäß Anspruch 1, worin der Schallkörper in einem Mittelteil des Rohrelements in seiner Längsrichtung angeordnet ist.
Lautsprecher gemäß Anspruch 1, worin das Rohrelement unterschiedliche Durchmesser seines kreisförmigen Querschnitts umfasst, wobei die Durchmesser schrittweise in eine Richtung vergrößert werden, in die sich die von dem Schallkörper abgestrahlte Schallwelle ausbreitet.
Lautsprecher gemäß Anspruch 1, worin der Schallkörper ein erstes Schallelement und ein zweites Schallelement umfasst; und worin die erste Schallwelle, die von dem ersten Schallelement abgestrahlt wird, von einem Ende des Rohrelements nach außen ausstrahlt und die zweite Schallwelle, die von dem zweiten Schallelement abgestrahlt wird, von dem anderen Ende des Rohrelements nach außen ausstrahlt, wobei die zweite Schallwelle dieselbe Phase aufweist wie die erste Schallwelle.
Verfahren zur akustischen Schallausgabe durch Abstrahlen einer Schallwelle von einem Schallkörper nach außen unter Verwendung eines Rohrelements, das gegenüberliegende Enden umfasst, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Anordnen des Schallkörpers auf derselben Achse wie das Rohrelement; und Ausstrahlen der Schallwelle, die von dem Schallkörper abgestrahlt wurde, von den gegenüberliegenden Enden des Rohrelements nach außen.