專利名稱：揚(yáng)聲器設(shè)備和揚(yáng)聲器設(shè)備的形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有激勵型配置的揚(yáng)聲器設(shè)備，其使得由諸如超磁致伸縮執(zhí)行器等的執(zhí)行器根據(jù)聲信號所產(chǎn)生的振動被傳輸?shù)铰曊衲?，從而產(chǎn)生聲音，并且還涉及形成該揚(yáng)聲器設(shè)備的方法。
背景技術(shù)：
作為除具有音圈和圓錐體的普通揚(yáng)聲器單元以外的揚(yáng)聲器設(shè)備，已經(jīng)提出并且付諸實(shí)際應(yīng)用的揚(yáng)聲器設(shè)備，其使得振動從諸如超磁致伸縮執(zhí)行器等執(zhí)行器施加到由丙烯酸樹脂形成的聲振膜，從而從聲膜片產(chǎn)生聲音。更具體而言，專利文獻(xiàn)1公開了具有被豎直支撐的圓柱形聲振膜以及布置在聲振膜下側(cè)的多個磁致伸縮執(zhí)行器的揚(yáng)聲器設(shè)備，其中各個磁致伸縮執(zhí)行器的驅(qū)動棒與聲振膜的下端表面毗鄰，以對聲振膜施加軸向振動。在該揚(yáng)聲器設(shè)備中，圓柱形振膜的下端表面被激勵以立即在圓柱形振膜的縱向方向上傳播壓縮波。在該壓縮波的傳播過程期間，根據(jù)固體的內(nèi)資泊松比產(chǎn)生沿著圓柱形振膜的徑向方向(沿著與圓柱形振膜的縱向方向垂直的方向)的力。因此，該力引起圓柱形振膜的徑向振動，從而下哦那個整個圓柱形振膜產(chǎn)生聲波。泊松比意味著當(dāng)力施加到彈性體以延伸或壓縮該彈性體時、在力的施加方向上的延伸或壓縮與在垂直于力的施加方向的方向上的延伸或壓縮之間的比值。在該揚(yáng)聲器設(shè)備中，聲波以均勻的水平在聲振膜的任意軸向位置處、從聲振膜釋放，從而在聲振膜的高度(長度)上形成均勻的聲音圖像。即，能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量的再現(xiàn)聲場。專利文獻(xiàn)2公開了涉及揚(yáng)聲器的發(fā)明，該揚(yáng)聲器使得由執(zhí)行器根據(jù)聲信號產(chǎn)生的信號(振動)被傳輸?shù)接杉埿纬傻恼衲ひ詮恼衲ぎa(chǎn)生聲音。專利文獻(xiàn)2中所述的執(zhí)行器被實(shí)現(xiàn)為驅(qū)動部分盒，其包括音圈和用于從音圈接收力的圓板，該圓板在振動受抑制條件下提供。通過向音圈提供電信號來產(chǎn)生施加到圓板上的力，并且由該力產(chǎn)生的波通過支撐柱等傳輸?shù)郊?振膜)，從而使紙振動以釋放聲音。在專利文獻(xiàn)2所述的揚(yáng)聲器設(shè)備中，與傳統(tǒng)的揚(yáng)聲器設(shè)備不同，音圈和圓錐體不一定被布置成彼此靠近。因此，能夠提高結(jié)構(gòu)和布局的靈活性?，F(xiàn)有技術(shù)文件專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本專利特許公開No. 2007-166027專利文獻(xiàn)2 日本專利特許公開No. 2000-35028
發(fā)明內(nèi)容
在專利文獻(xiàn)1公開的揚(yáng)聲器設(shè)備中，壓縮波在固體中以聲速瞬時傳播。然而，從嚴(yán)格意義上將，對在振膜上的激勵點(diǎn)處釋放的聲波的時間和在距離激勵點(diǎn)最遠(yuǎn)的點(diǎn)處釋放的聲波的時間、沒有給出足夠的考慮。S卩，聲音從振膜上的激勵點(diǎn)立即釋放，直到來自激勵點(diǎn)的振動被傳輸?shù)脚c激勵點(diǎn)距離最遠(yuǎn)的點(diǎn)為止，需要短暫的時間。因此，在專利文獻(xiàn)1所述的發(fā)明中，從整個振膜釋放的聲波前根據(jù)在振膜的材料中的聲速而變?yōu)榫哂薪嵌圈恋牟ㄇ?在固體中(在振膜中)縱波的傳播速度)。圖17Α是具有例如由丙烯酸樹脂形成的聲振膜100以及設(shè)置在聲振膜100的下端處的振動元件(執(zhí)行器)200的該揚(yáng)聲器設(shè)備的正視圖，其中根據(jù)聲信號的振動從振動元件 200施加到聲振膜100。在這種情況下，聲音從聲振膜的激勵點(diǎn)附件的下部立即釋放，而聲音從聲振膜的遠(yuǎn)離激勵點(diǎn)的上部以輕微的時間延遲而釋放。因此，如圖17A的側(cè)視圖17B所示，從聲振膜100的整個前表面釋放的聲音的波前變?yōu)橛蓪?shí)線所示的波前Au，其相對于由虛線所示的與100的前表面平行的平面形成有角度 α ο在專利文獻(xiàn)2中所述的揚(yáng)聲器設(shè)備也是如此。即，同樣在專利文獻(xiàn)2所述的揚(yáng)聲器設(shè)備中，振動也施加到形成振膜的紙的下側(cè)。因此，與專利文獻(xiàn)1中所述的揚(yáng)聲器設(shè)備一樣，在專利文獻(xiàn)2中所述的揚(yáng)聲器中， 在形成振膜的紙的激勵點(diǎn)附近的部分與在距離激勵點(diǎn)較遠(yuǎn)的部分之間產(chǎn)生了在聲音釋放定時上的輕微差異。在專利文獻(xiàn)2所述的揚(yáng)聲器設(shè)備中，形成聲振膜的紙?jiān)诔霈F(xiàn)內(nèi)部壓力的情況下發(fā)生彈性變形。由于聲振膜的復(fù)雜形狀，因此很難控制聲音釋放以形成與聲振膜平行的聲波
、r -考慮以專利文件1所述的揚(yáng)聲器設(shè)備為前提，僅形成與聲振膜平行的聲波前是不夠的。即，期望實(shí)現(xiàn)在聲音沿水平方向朝向收聽者非定向地傳播時、能夠形成柱面波的揚(yáng)聲器設(shè)備。因此，本發(fā)明的目標(biāo)是在聲音從揚(yáng)聲器設(shè)備釋放時形成沿水平方向朝向收聽者非定向地傳播的理想柱面波。根據(jù)權(quán)利要求1所限定的發(fā)明，提供了一種揚(yáng)聲器設(shè)備，其包括具有錐體形狀的聲振膜，其使得從頂點(diǎn)向底面所畫的垂線通過底面的中心；振動元件，其用于接收將被再現(xiàn)的聲信號并且根據(jù)聲信號產(chǎn)生振動；以及振動傳輸構(gòu)件，其具有被支撐到具有錐體形狀的聲振膜的頂點(diǎn)的一端，以及被振動元件激勵的另一端；其中從聲振膜的頂點(diǎn)向聲振膜的底面所畫的垂線與聲振膜的側(cè)面之間的角度θ被設(shè)定為，使得從聲振膜的頂點(diǎn)釋放的聲音所傳播的距離等于從聲振膜的側(cè)面的距離聲振膜的頂點(diǎn)最遠(yuǎn)的端部以與從頂點(diǎn)釋放的聲音相同的定時所傳播的距離。根據(jù)權(quán)利要求1所限定的發(fā)明的揚(yáng)聲器設(shè)備，振動傳輸構(gòu)件在其一端支撐到錐形聲振膜的頂點(diǎn)，并且由振動元件根據(jù)聲信號產(chǎn)生的振動施加到振動傳輸構(gòu)件的另一端。即， 來自振動元件的振動通過振動傳輸構(gòu)件傳輸?shù)藉F形聲振膜的頂點(diǎn)。在錐形聲振膜中，從聲振膜的頂點(diǎn)向其底面所畫的垂線與聲振膜的側(cè)面之間的角度θ被設(shè)定為，使得從聲振膜的頂點(diǎn)釋放的聲音所傳播的距離等于從聲振膜側(cè)面的距離聲振膜頂點(diǎn)最遠(yuǎn)的端部釋放的聲音、以與從頂點(diǎn)釋放的聲音相同的定時所傳播的距離。
因此，從聲振膜釋放的聲音變?yōu)檠厮椒较虺蚴章犝叻嵌ㄏ騻鞑サ睦硐氲闹娌?，從而可為收聽者提供良好的非定向再現(xiàn)聲場。根據(jù)本發(fā)明，錐形聲振膜在聲音沿水平方向朝向收聽者非定向地傳播時、可形成理想的柱面波。因此，能夠?yàn)槭章犝咛峁┝己玫姆嵌ㄏ蛟佻F(xiàn)聲場。


圖1是用于圖示應(yīng)用了本發(fā)明的設(shè)備和方法的優(yōu)選實(shí)施例的、根據(jù)第一實(shí)施例的激勵型揚(yáng)聲器設(shè)備的外觀的示圖；圖2是根據(jù)圖1所示的第一優(yōu)選實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備的側(cè)視圖。圖3是用于圖示怎樣得到圓錐形振膜1的軸線AD與圓錐形振膜1的側(cè)面的邊AC 之間的角度θ的示圖。圖4是用于圖示根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備的修改的視圖。圖5是用于圖示從揚(yáng)聲器的側(cè)視圖中觀察時、由根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備所產(chǎn)生的聲波前的側(cè)視圖。圖6是用于圖示從揚(yáng)聲器的俯視平面圖中觀察時、由根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備所產(chǎn)生的聲波前的俯視平面圖。圖7是用于圖示用作振動元件3的超磁致伸縮執(zhí)行器的配置的視圖。圖8是用于圖示根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備的具體配置的視圖.圖9是用于圖示使得從圓錐形振膜1釋放的聲音的聲波前的傳播方向向上傾斜的情況的視圖。圖10是用于圖示使得從圓錐形振膜1釋放的聲音的聲波前的傳播方向向下傾斜的情況的視圖。圖11是用于圖示根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例的激勵型揚(yáng)聲器設(shè)備的視圖。圖12是用于圖示僅采用底面朝上的圓錐形振膜Ia的揚(yáng)聲器設(shè)備的視圖。圖13是用于圖示根據(jù)第三優(yōu)選實(shí)施例的第一示例的揚(yáng)聲器設(shè)備的視圖。圖14是用于圖示鎂和紙的振動特性的曲線圖。圖15是用于圖示根據(jù)第三優(yōu)選實(shí)施例的第二示例的揚(yáng)聲器設(shè)備的視圖。圖16是用于圖示根據(jù)第三優(yōu)選實(shí)施例的第三示例的揚(yáng)聲器設(shè)備的視圖。圖17是用于圖示現(xiàn)有技術(shù)中的激勵型揚(yáng)聲器的視圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的揚(yáng)聲器設(shè)備及其形成方法的一些優(yōu)選實(shí)施例。 在各個優(yōu)選實(shí)施例中的揚(yáng)聲器設(shè)備是包括振膜、振動傳輸構(gòu)件和振動元件(執(zhí)行器)作為基本組件的所謂的激勵型。在各個優(yōu)選實(shí)施例中的揚(yáng)聲器被配置為注重以下三個因素，S卩，音膜的形狀、在音膜中的激勵點(diǎn)的位置以及振動傳輸構(gòu)件的材料(聲速等)。即，通過優(yōu)化這三個因素來實(shí)現(xiàn)能夠形成理想的柱面波的非定向揚(yáng)聲器設(shè)備?，F(xiàn)在將具體地描述根據(jù)本發(fā)明的揚(yáng)聲器設(shè)備及其形成方法的第一至第三實(shí)施例。
在本說明書中，詞語“音響的，，廣泛地指“聲音”。即，在本說明書中所使用的詞語“音響的”包括人聲、音樂聲以及可通過振動傳播并且人耳可聽見的其他各種“聲音”。[第一實(shí)施例]圖1是用于圖示根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例的激勵型揚(yáng)聲器設(shè)備的外觀的視圖。如圖1所示，根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備由圓錐形振膜1、振動傳輸構(gòu)件2和振動元件(執(zhí)行器)3構(gòu)成。圓錐形振膜1用作振膜，并且其由環(huán)氧樹脂形成，例如以形成圓錐形狀。在第一優(yōu)選實(shí)施例中，例如，圓錐形振膜1具有約3mm的厚度，并且圓錐形振膜1的內(nèi)部是空的。艮口， 從側(cè)視圖觀察時圓錐形振膜1具有等腰三角形的形狀，并且圓錐形振膜1的圓形基底面形成有圓形(精確的圓)開口。當(dāng)從圓錐形振膜1的頂點(diǎn)A向其底面畫垂線時，該垂線通過圓錐形振膜1的圓形底面的中心。因此，從圓錐形振膜1的頂點(diǎn)A到其底面的垂線與圓錐形振膜1的軸線一致。如圖1所示，振動傳輸構(gòu)件2被設(shè)置為使得振動傳輸構(gòu)件2的一端從圓錐形振膜 1的內(nèi)部與圓錐形振膜1的頂點(diǎn)A接觸。此外，振動元件3被設(shè)置為，使其振動傳輸構(gòu)件2 的另一端接觸，從而激勵圓錐形振膜1。振動傳輸構(gòu)件2由所謂的鋼琴絲或碳纖維絲構(gòu)成，并且例如具有約Imm到幾mm的直徑。如圖1所示，振動傳輸構(gòu)件2被放置在圓錐形振膜1的軸線上、以連接圓錐形振膜1 的頂點(diǎn)A與振動元件3。雖然如上所述振動傳輸構(gòu)件2的一端與圓錐形振膜1的頂點(diǎn)A接觸，但可以多種方式實(shí)現(xiàn)該接觸。例如，在圓錐形振膜1本身具有第一程度的重量的情況下，圓錐形振膜1 可以圖1所示的方式簡單地放置在振動傳輸構(gòu)件2上。然而，為了將振動通過振動傳輸構(gòu)件2有效地傳輸?shù)綀A錐形振膜1，圓錐形振膜1 和振動傳輸構(gòu)件2優(yōu)選地相互固定。例如，圓錐形振膜1和振動傳輸構(gòu)件2可以在圓錐形振膜1的頂點(diǎn)A處形成螺紋孔并且在振動傳輸構(gòu)件2的一端處形成螺紋的方式、通過螺紋嚙合來固定。在這種情況下， 可在圓錐形振膜1的頂點(diǎn)A處直接開螺紋孔，或者可將具有螺紋孔的管子粘結(jié)到圓錐形振膜1的頂點(diǎn)A。可以使用用于螺紋孔的任何其他形成方法。此外，圓錐形振膜1和振動傳輸構(gòu)件2可通過使用熔融樹脂或粘合劑、在頂點(diǎn)A處緊密地粘結(jié)?？刹捎糜糜趫A錐形振膜1和振動傳輸構(gòu)件2的任何其他固定方法。振動傳輸構(gòu)件2是棒狀構(gòu)件，并且其截面形狀不限。例如，可以使用圓柱形、棱形和板狀構(gòu)件。振動傳輸構(gòu)件2由“內(nèi)部損失”較小并且“聲速”較高的材料形成。例如，這種材料包括鋼(例如，鋼琴絲)和碳纖維。術(shù)語“內(nèi)部損失”的字面意思是當(dāng)振動在固體中傳播時的損失。換句話說，“內(nèi)部損失”指示振動是否容易被傳輸。因此，較小的“內(nèi)部損失”意味著較小的傳播損失，其意味著“振動有效地傳播”。此外，術(shù)語“聲速”指的是彈性波在彈性體或連續(xù)體中傳播的傳輸速度?？紤]到“內(nèi)部損失”和“聲速”，用于振動傳輸構(gòu)件2的最理想材料(物質(zhì))必須具有良好的振動傳播效率，即，在這種材料中“內(nèi)部材料”必須很小。此外，在這種材料中“聲速”必須很高，以使得從振動傳輸構(gòu)件2的起點(diǎn)(激勵點(diǎn))到其終點(diǎn)(距離激勵點(diǎn)最遠(yuǎn)的點(diǎn))的時間延遲最小。以這種方式，可以根據(jù)“內(nèi)部損失”和“聲速”來適當(dāng)?shù)剡x擇和使用振動傳輸構(gòu)件2 的材料。振動元件(執(zhí)行器)3用于接收作為再現(xiàn)對象的聲信號，并且根據(jù)該聲信號產(chǎn)生振動。如下文所述，諸如壓電執(zhí)行器、電動執(zhí)行器和超磁致伸縮執(zhí)行器等各種執(zhí)行器可用作振動元件3。壓電執(zhí)行器是利用通過對其施加電壓能夠產(chǎn)生位移的元件的執(zhí)行器。電動執(zhí)行器是具有利用電流產(chǎn)生振動的線圈和磁鐵的執(zhí)行器。超磁致伸縮執(zhí)行器是使用能夠根據(jù)外部磁場改變其尺寸的超磁致伸縮器的執(zhí)行器。在根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備中，使用超磁致伸縮執(zhí)行器作為振動元件3。因此，根據(jù)作為再現(xiàn)對象的聲信號的振動被從振動元件3施加到振動傳輸構(gòu)件2 的下端。該振動然后通過振動傳輸構(gòu)件2傳輸?shù)綀A錐形振膜1的頂點(diǎn)A。其后，根據(jù)被通過振動傳輸構(gòu)件2傳輸?shù)綀A錐形振膜1的頂點(diǎn)A的振動的壓縮波， 以圓錐形振膜1的材料(環(huán)氧樹脂)所固有的聲速在圓錐形振膜1中傳播。在該壓縮波的傳播過程中，根據(jù)固體(由環(huán)氧樹脂構(gòu)成的圓錐形振膜1)所固有的泊松比產(chǎn)生與圓錐形振膜1垂直的力。結(jié)果，通過該與圓錐形振膜1垂直的力，生成了與圓錐形振膜1垂直的振動，并且作為結(jié)果的這種振動變?yōu)槁暡?。即，從圓錐形振膜1釋放根據(jù)通過振動傳輸構(gòu)件2傳輸?shù)恼駝拥穆曇簟Ｔ诟鶕?jù)第一優(yōu)選實(shí)施例的圓錐形振膜1中，考慮在與振動傳輸構(gòu)件2保持接觸的頂點(diǎn)A與距離頂點(diǎn)A最遠(yuǎn)的位置之間在聲波釋放定時上的時間差、來設(shè)定圓錐形振膜1的軸線與圓錐形振膜1的側(cè)面之間的角度θ。圖2是根據(jù)圖1所示的第一優(yōu)選實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備的側(cè)視圖。如上所述，從側(cè)視圖觀察時，圓錐形振膜1具有等腰三角形的形狀。如圖2所示，振動傳輸構(gòu)件2被放置在圓錐形振膜1的軸線上。振動傳輸構(gòu)件2 的一端與圓錐形振膜1的頂點(diǎn)A接觸。因此，由振動元件3產(chǎn)生根據(jù)聲信號的振動，并且該振動通過振動傳輸構(gòu)件2傳輸?shù)綀A錐形振膜1的頂點(diǎn)Α。因此，在圓錐形振膜1中的激勵點(diǎn)是頂點(diǎn)Α，并且從圓錐形振膜1的頂點(diǎn)A立刻釋放聲音。另一方面，傳輸?shù)綀A錐形振膜1的頂點(diǎn)A的振動在圓錐形振膜1中傳播，以到達(dá)在圓錐形振膜1的側(cè)面的下端處的位置C，即與頂點(diǎn)A距離最遠(yuǎn)的位置，并且隨后從位置C釋
放聲音。如圖2所示，將位置B定義為，通過圓錐形振膜1的頂點(diǎn)A并且與圓錐形振膜1的底面平行地延伸的線與通過位置C并且與圓錐形振膜1的底面垂直地延伸的線之間的交點(diǎn)。此外，將位置D定義為圓錐形振膜1的軸線與圓錐形振膜1的底面之間的交點(diǎn)。除非在從頂點(diǎn)A釋放的聲音到達(dá)位置B時、來自圓錐形振膜1的頂點(diǎn)A的振動通過圓錐形振膜1到達(dá)位置C、以從位置C釋放聲音，否則不能在圓錐形振膜1周圍形成理想的柱面波。圓錐形振膜1的軸線與圓錐形振膜1的側(cè)面之間的角度θ被設(shè)定為，使得在從頂點(diǎn)A釋放的聲音到達(dá)位置B時、來自圓錐形振膜1的頂點(diǎn)A的振動通過圓錐形振膜1到達(dá)位置C。如圖2所示，角度θ也可以表示為圓錐形振膜1的軸線AD與圓錐形振膜1的側(cè)面的邊AC(連接頂點(diǎn)A和位置C的線)之間的角度。在設(shè)定角度θ時，在空氣中的聲速Va(聲音在空氣中傳播的傳輸速度)與在圓錐形振膜1中的聲速Vs (彈性波在圓錐形振膜1中傳播的傳輸速度)是很重要的。如圖2所示，從圓錐形振膜1的頂點(diǎn)A朝向位置B傳播的聲音在空氣中傳播，從而該聲音以在空氣中的聲速Va傳播。另一方面，從圓錐形振膜1的頂點(diǎn)A朝向位置C傳播的振動(彈性波)以在圓錐形振膜1中的聲速Vs傳播。在空氣中的聲速Va約為340m/s，并且在形成圓錐形振膜1的環(huán)氧樹脂中的聲速約為1700m/s。因此，將角度θ設(shè)定為，使得從頂點(diǎn)A釋放的聲音以340m/s的聲速在空氣中傳播到達(dá)位置B為止所經(jīng)過的時間、與來自頂點(diǎn)A的振動以1700m/s的聲速在環(huán)氧樹脂中傳播到達(dá)位置C為止所經(jīng)過的時間相等。圖3是用于圖示了怎樣得到圓錐形振膜1的AD與圓錐形振膜1的側(cè)面的邊AC之間的角度θ的示圖。S卩，圖3對應(yīng)于由圖2所示的頂點(diǎn)Α、位置B、位置C和位置D所包圍的四邊形部分。在圖3中，由點(diǎn)Α、B、C和D形成的四邊形是內(nèi)角為直角的矩形，因此邊AB等于邊 DC,并且邊AD等于邊BC。因此，在圖3中，在三角形ABC中的任意兩個邊以及它們之間形成的角與三角形CDA中的那些全等。換言之，可以講三角形ABC與三角形CDA彼此全等。同樣在圖3中，參考字母Va表示在空氣中的聲速，并且參考字母Vs表示在環(huán)氧樹脂中的聲速。此外，角度θ是圓錐形振膜1的軸線AD與圓錐形振膜1的側(cè)面的邊AC之間形成的角度。此外，參考字母T表示時間。如圖3所示，點(diǎn)A和B之間的距離用VaT (Va與T的乘積)表示，并且點(diǎn)A和C之間的距離用VsT (Vs與T的乘積)表示。角度θ可通過圖3所示的等式(1)獲得。在圖3所示的等式(1)中，時間T共同地包括在分母和分子中，因此其可通過化簡來消除。此外，圖3所示的等式(1)等效于sin θ = Va/Vs0通過將等式O)的在空氣中的聲速Va以及等式(3)的在環(huán)氧樹脂中的聲速Vs代入圖3所示的等式(1)中，可計(jì)算出角度θ為11. 53度，如等式(4)所示。因此，如圖1至3所示，圓錐形振膜1被形成為，使得圓錐形振膜1的軸線AD與圓錐形振膜1的側(cè)面的邊AC之間的角度θ為11. 53度。結(jié)果，在圓錐形振膜1的周圍、能夠形成如圖2中用虛線示出的聲波前所表示的理想的柱面波。因此，可以說，根據(jù)圖1至3所示的第一優(yōu)選實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備是完全非定向的。換句話說，從根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備釋放的聲音、在該揚(yáng)聲器周圍的任何位置處都能被很好地聽取。[第一優(yōu)選實(shí)施例的修改]圖4是用于描述根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施例的揚(yáng)聲器的修改的視圖。如圖4所示，該修改的揚(yáng)聲器還包括圓錐形振膜IX、振動傳輸構(gòu)件2和振動元件3。圖4所示的揚(yáng)聲器設(shè)備的振動傳輸構(gòu)件2和振動元件3分別類似于圖1和圖2所示的揚(yáng)聲器設(shè)備的對應(yīng)部件。圓錐形振膜IX在形狀上與圖1和圖2所示的圓錐形振膜1 類似，但是在內(nèi)部配置上不同。
更具體而言，在圖4所示的本修改中的圓錐形振膜IX由環(huán)氧樹脂形成，并且具有與圖1和圖2所示的圓錐形振膜1類似的圓錐形狀。然而，如圖4所示，在圓錐形振膜IX 中嵌入了多個振膜內(nèi)振動傳輸構(gòu)件4。各個振膜內(nèi)振動傳輸構(gòu)件4例如由鈦形成，并且具有棒狀形狀。多個振膜內(nèi)振動傳輸構(gòu)件4被嵌入在圓錐形振膜IX的側(cè)面中，以從圓錐形振膜IX的頂點(diǎn)A釋放狀地延伸。因此，多個振膜內(nèi)振動傳輸構(gòu)件4在圓錐形振膜IX的頂點(diǎn)A處接近振動傳輸構(gòu)件 2。例如，多個振膜內(nèi)振動傳輸構(gòu)件4可以在圓錐形振膜IX的頂點(diǎn)A處、與振動傳輸構(gòu)件2 直接接觸。鈦中的“內(nèi)部損失”是0.002，并且在鈦中的聲速是4950!11/8。相反，如上所述，在環(huán)氧樹脂中的聲速是1700m/s。因此，在鈦中的聲速是在環(huán)氧樹脂中的聲速的大約3倍。因此，在如圖4所示、其中嵌入了多個鈦制振膜內(nèi)振動傳輸構(gòu)件4以使其從頂點(diǎn)A 放射狀的延伸的圓錐形振膜IX中的聲速，高于在如圖1和圖2所示的僅由環(huán)氧樹脂形成的圓錐形振膜1中的聲速。因此，與圖1和圖2所示的的揚(yáng)聲器相比，根據(jù)圖4所示的本修改的揚(yáng)聲器具有能夠使圓錐形振膜IX的軸線AD與圓錐形振膜IX的側(cè)面的邊AC之間的角度θ減小的優(yōu)勢。 結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)圓錐形振膜的細(xì)化。在根據(jù)圖4所示的本修改的揚(yáng)聲器設(shè)備中，考慮被嵌入在圓錐形振膜IX中的振膜內(nèi)振動傳輸構(gòu)件4的數(shù)目以及在振膜內(nèi)振動傳輸構(gòu)件4中的聲速、來獲得在圓錐形振膜IX 中的聲速Vs。然后，殼體通過圖3所示的計(jì)算，適當(dāng)?shù)氐玫綀A錐形振膜IX的軸線AD與圓錐形振膜IX的側(cè)面的邊AC之間的角度θ，從而形成圓錐形振膜IX。雖然在本修改中、振膜內(nèi)振動傳輸構(gòu)件4由鈦形成，但是振膜內(nèi)振動傳輸構(gòu)件4的材料不受限制。即，可使用其他各種材料作為振膜內(nèi)振動傳輸構(gòu)件4。例如，可使用由鋼形成的鋼琴絲和由碳纖維形成的絲。此外，雖然在本修改中、振膜內(nèi)振動傳輸構(gòu)件4被嵌入在圓錐形振膜中，但是將振膜內(nèi)振動傳輸構(gòu)件4固定到圓錐形振膜的方法不受限制。例如，振膜內(nèi)振動傳輸構(gòu)件4可緊密地連接到圓錐形振膜的表面。[由根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備形成的柱面波]如上所述，根據(jù)圖1至4所示的第一優(yōu)選實(shí)施例，可以實(shí)現(xiàn)能夠形成理想的柱面波的非定向揚(yáng)聲器設(shè)備。圖5是用于圖示從揚(yáng)聲器設(shè)備的側(cè)視圖觀察、由根據(jù)圖1至4所示的第一優(yōu)選實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備產(chǎn)生的聲波前的側(cè)視圖，并且圖6是用于圖示從揚(yáng)聲器設(shè)備的俯視平面圖觀察、由根據(jù)圖1至4所示的第一優(yōu)選實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備產(chǎn)生的聲波前的俯視平面圖。如示出了根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備的側(cè)視圖的圖5中的虛線所示，可以形成與圓錐形振膜1或IX的底面垂直并且沿水平方向傳播的聲波前。如示出了根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備的俯視平面圖的圖6中的虛線所示， 可以形成具有在圓錐形振膜1或IX的頂點(diǎn)A處的中心并且在圓錐形振膜1或IX的周圍沿水平方向傳播的理想的柱面波。從圖5和圖6可明白，通過使用其中適當(dāng)?shù)卣{(diào)整了軸線AD與側(cè)面的邊AC之間的角度θ的圓錐形振膜，能夠?qū)崿F(xiàn)完全非定向的揚(yáng)聲器設(shè)備。[振動元件3的配置]現(xiàn)在將描述在根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備中使用的振動元件(執(zhí)行器)3 的具體配置。如上所述，在第一優(yōu)選實(shí)施例中的振動元件3由超磁致伸縮執(zhí)行器來提供。因此，現(xiàn)在將描述超磁致伸縮執(zhí)行器的配置。圖7是用于圖示用作在根據(jù)本優(yōu)選實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備中的振動元件3的超磁致伸縮執(zhí)行器。更具體而言，在對超磁致伸縮器施加了預(yù)緊力的情況下，圖7(A)是超磁致伸縮執(zhí)行器的俯視平面圖，并且圖7 (B)是超磁致伸縮執(zhí)行器的截面?zhèn)纫晥D。作為振動元件(執(zhí)行器)的主體，將電磁線圈32布置在棒狀超磁致伸縮器31的周圍，并且將磁鐵33和磁軛34布置在電磁線圈32的周圍。驅(qū)動棒35連接到超磁致伸縮器31的一端，并且固定板36安裝到超磁致伸縮器31
的另一端。具有這些組件的振動元件(執(zhí)行器)的主體，例如以驅(qū)動棒35的前端突出到外殼 39之外的方式、封裝在由鋁形成的外殼39中。此外，由橡膠形成的阻尼構(gòu)件37例如安裝在驅(qū)動棒35上，并且螺釘38從固定板 36的背面插入在外殼39中，從而對超磁致伸縮器31施加預(yù)緊力。在圖1、2、和4所示的揚(yáng)聲器設(shè)備中，具有圖7所示的配置的振動元件3被設(shè)置為與振動傳輸構(gòu)件2的下端接觸。在這種情況下，振動元件3具有較大的磁場范圍，在該磁場范圍中，磁致伸縮值隨控制磁場的變化而線性地變化，并且振動元件3還具有在該磁場中、隨著控制磁場的變化的磁致伸縮值的變化很大。例如，施加到超磁致伸縮器31的負(fù)載可通過位于振動元件3的下側(cè)的螺旋彈簧所給定的壓力來調(diào)節(jié)。[揚(yáng)聲器設(shè)備的具體配置]現(xiàn)在將描述上述第一優(yōu)選實(shí)施例的具體配置。圖8是用于說明根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備的具體配置的視圖。更具體而言，圖8是沿著通過揚(yáng)聲器設(shè)備的中心的平面所取的截面圖。如上參考圖1至4所述，根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備包括圓錐形振膜1、振動傳輸構(gòu)件2和振動元件3。具有圖8所示的配置的揚(yáng)聲器設(shè)備的圓錐形振膜1由環(huán)氧樹月旨、丙烯酸樹脂等，并且具有約3mm的厚度(壁厚)。如上參考圖3所述，圖8所示的圓錐形振膜1形成為，使得圓錐形振膜1的軸線與圓錐形振膜1的側(cè)面的邊之間的角度θ根據(jù)在空氣中的聲速Va和在圓錐形振膜1中的聲速Vs來適當(dāng)?shù)卦O(shè)置。在圖8所示的揚(yáng)聲器設(shè)備的圓錐形振膜1的頂點(diǎn)處形成有螺紋孔，以通向圓錐形振膜1的內(nèi)部。振動傳輸構(gòu)件2的一端與形成在圓錐形振膜1的頂點(diǎn)處的螺紋孔螺紋地配
合O圖8所示的振動傳輸構(gòu)件2是由所謂的鋼琴絲或碳纖維絲等形成的棒狀構(gòu)件，并且具有與圓錐形振膜1的高度基本相等的長度。此外，在振動傳輸構(gòu)件2的一端處形成用于與形成在圓錐形振膜1的頂點(diǎn)處的螺紋孔配合的螺紋。因此，振動傳輸構(gòu)件2的一端通過螺紋配合固定到錐形振膜1的頂點(diǎn)，使得形成在振動傳輸構(gòu)件2的一端處的螺紋與形成在錐形振膜1的頂點(diǎn)處的螺紋孔相配合。振動元件3被放置成與振動傳輸構(gòu)件2的另一端接觸。如圖8所示，圓錐形振膜 1、振動傳輸構(gòu)件2、振動元件3全部都支撐到底部殼體5，以使得振動元件3與振動傳輸構(gòu)件2適當(dāng)?shù)亟佑|并且維持該接觸。底部殼體5被設(shè)置為將圓錐形振膜1、振動傳輸構(gòu)件2和振動元件3固定到其上。 希望底部殼體5較重，由此底部殼體5自身不會振動。因此，通過諸如黃銅及鋁的金屬來形成底部殼體5。底部殼體5是圓柱構(gòu)件，其上表面的面積等于或稍大于圓錐形振膜1的底面面積。 然而，底部殼體5的形狀不限于圓柱形，而是底部殼體5可以是上表面的大小能夠完全覆蓋圓錐形振膜1的底面的棱柱形構(gòu)件。以這種方式，圓錐形振膜1的底面被底部殼體5的上表面覆蓋、從而封閉了圓錐形振膜1的內(nèi)部的空間。因此，能夠關(guān)閉在圓錐形振膜1內(nèi)部產(chǎn)生的聲波。換句話說，能夠防止從圓錐形振膜1的外側(cè)表面產(chǎn)生的聲波與在圓錐形振膜1的內(nèi)部產(chǎn)生的聲波之間的干涉，從而形成較好的聲場。如圖8所示，底部殼體5的上表面通過螺釘6固定到圓錐形振膜1的側(cè)面的下端。 例如，底部殼體5通過沿著圓錐形振膜1的底面的外周相互間隔45°的八個位置處的螺釘 6、固定到圓錐形振膜1。除了螺釘6以外，可將橡膠構(gòu)件或氈構(gòu)件插入在底部殼體5與圓錐形振膜1之間， 或者將粘結(jié)劑涂覆在這兩者之間，從而改善底部殼體5與圓錐形振膜1之間的接觸條件。可適當(dāng)?shù)厥褂糜糜诟纳频撞繗んw5與圓錐形振膜1之間的接觸條件的任何其他方法。在底部殼體5的中心部分處形成有用于安裝振動元件3的豎直孔。通過將振動元件3安裝于在底部殼體5的中心部分處形成的豎直孔中，使得振動元件3在徑向方向上(在水平方向上)得到支撐，從而防止振動元件3的徑向振動。如圖8所示，振動元件3被緊定螺釘從底部殼體5的下側(cè)向上(朝向振動傳輸構(gòu)件 2)按壓。因此，振動元件3通過適合的力、向固定到圓錐形振膜1(設(shè)置在底部殼體5上) 的振動傳輸構(gòu)件2的下端(頂端)按壓。因此，振動元件3通過底部殼體5在其徑向方向上得到支撐，并且還通過適當(dāng)?shù)陌磯毫υ诳v向方向上與振動傳輸構(gòu)件2保持壓力接觸。結(jié)果，由振動元件3根據(jù)聲信號產(chǎn)生的振動通過振動傳輸構(gòu)件2適當(dāng)?shù)貍鬏數(shù)綀A錐形振膜1的頂點(diǎn)A。如圖8所示，底部殼體5被放置在由腿7和底板8構(gòu)成的支撐臺上并被固定至支撐臺。因此，底部殼體5被支撐為與地面距離預(yù)定高度。因此，來自圓錐形振膜1的沿著水平方向傳播的理想柱面波可在圓錐形振膜1周圍的空間(聲場空間)中形成。雖然在圖8所示的具體配置中，圓錐形振膜1和振動傳輸構(gòu)件2通過螺紋配合相互固定，但是圓錐形振膜1與振動傳輸構(gòu)件2的固定方法不受限制。例如，由于如圖8所示圓錐形振膜1和底部殼體5通過螺釘6彼此穩(wěn)固地連接，因此振動傳輸構(gòu)件2可被布置為與圓錐形振膜1的頂點(diǎn)簡單地接觸。作為另一修改，各種樹脂或粘結(jié)劑可用于將振動傳輸構(gòu)件2固定到圓錐形振膜1 的頂點(diǎn)。即，至關(guān)重要的是，振動傳輸構(gòu)件2以振動能夠適當(dāng)?shù)貍鬏數(shù)綀A錐形振膜1的頂點(diǎn)的方式、與圓錐形振膜1的頂點(diǎn)接觸。
[聲波前的傳播方向的控制]如上參考圖5所述，在根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備中，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定圓錐形振膜1的軸線與圓錐形振膜1的側(cè)面的邊之間的角度θ，來形成與圓錐形振膜1的底面垂直地延伸并且沿水平方向傳播的柱面波。然而，這是根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備相對于用戶(收聽者)位于下側(cè)，或者反過來相對于用戶位于上側(cè)的情況。在這樣的情況下，有時候需要柱面波的傳播方向向上傾斜或向下傾斜。然而，如果揚(yáng)聲器本身或圓錐形振膜1本身整體傾斜，則在向上或向下傾斜側(cè)上的柱面波的傳播方向變得與向下或向上傾斜側(cè)相反，這是由于聲波前在揚(yáng)聲器設(shè)備周圍、 在其整個圓周上形成。更具體而言，在圖5所示的揚(yáng)聲器設(shè)備向左下傾斜，則在揚(yáng)聲器設(shè)備的左側(cè)聲波前向下傳播，而在揚(yáng)聲器設(shè)備的右側(cè)聲波前向上傾斜。在根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備中，通過調(diào)整圓錐形振膜1的軸線與圓錐形振膜1的側(cè)面的邊之間的角度θ，聲波前的傳播方向可在圓錐形振膜1的整個圓周上向下或向上傾斜。與在圖1至3所示的第一優(yōu)選實(shí)施例的情況相同，在這種情況下的揚(yáng)聲器設(shè)備包括由環(huán)氧樹脂形成的圓錐形振膜1，由所謂的鋼琴絲形成的振動傳輸構(gòu)件2和振動元件3。圖9是用于圖示使得從圓錐形振膜1釋放的聲音的聲波前的傳播方向向上傾斜的情況的視圖。在根據(jù)圖2和3所示的第一優(yōu)選實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備中，通過將錐形振膜1的軸線與錐形振膜1的側(cè)面的邊之間的角度θ設(shè)定為11. 53度，可釋放聲音以形成與圓錐形振膜1的底面垂直地聲波前。為了向上引導(dǎo)聲波前，將圓錐形振膜1的軸線與圓錐形振膜1的側(cè)面的邊之間的角度θ設(shè)定為大于11. 53度。在以這種方式增大角度Θ的情況下下，圓錐形振膜1的側(cè)面的下端C遠(yuǎn)離軸線AD，如圖9所示。從圖5與圖9之間的比較可明白，在圖9的情況下，通過在不改變圓錐形振膜1的頂點(diǎn)A的位置的情況下增大角度θ，位置C更加遠(yuǎn)離軸線AD。結(jié)果，聲波前的傳播方向向上傾斜。以這種方式，使得聲波前的傳播方向在圓錐形振膜1的整個圓周上向上傾斜。因此，這種情況的揚(yáng)聲器設(shè)備適合于其相對于用戶的頭部位于下側(cè)，例如，位于用戶的腳的附近的情況。圖10是用于圖示使得從圓錐形振膜1釋放的聲音的聲波前的傳播方向向下傾斜的情況的視圖。為了向下引導(dǎo)聲波前，將圓錐形振膜1的軸線與圓錐形振膜1的側(cè)面的邊之間的角度θ設(shè)定為小于11. 53度。在以這種方式減小角度Θ的情況下下，圓錐形振膜1的側(cè)面的下端C向軸線AD移動，如圖10所示。從圖5與圖9之間的比較可明白，在圖10的情況下，通過在不改變圓錐形振膜1 的頂點(diǎn)A的位置的情況下較小角度θ，位置C更加靠近軸線AD。結(jié)果，聲波前的傳播方向向下傾斜。
以這種方式，使得聲波前的傳播方向在圓錐形振膜1的整個圓周上向下傾斜。因此，這種情況的揚(yáng)聲器設(shè)備適合于其相對于用戶的頭部位于上側(cè)，例如，位于天花板附近的情況。因此，通過根據(jù)揚(yáng)聲器設(shè)備的位置、適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)已確定的角度θ，能夠微細(xì)地調(diào)節(jié)聲波的釋放方向。[第二實(shí)施例]圖11是用于圖示根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例的激勵型揚(yáng)聲器設(shè)備的視圖。更具體而言，圖11是根據(jù)第二優(yōu)選實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備的側(cè)視圖。在圖11中，與根據(jù)圖1至3所示的第一優(yōu)選實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備的那些部件類似的部件用相同的附圖標(biāo)記表示，并且這里將省略其詳細(xì)描述。根據(jù)圖11所示的第二優(yōu)選實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備由兩個圓錐形振膜Ia和lb、振動傳輸構(gòu)件2和振動元件3構(gòu)成。與根據(jù)圖3所示的第一優(yōu)選實(shí)施例的圓錐形振膜1的情況相同，圓錐形振膜Ia和 Ib的各個被形成為，根據(jù)在空氣中的聲速和在圓錐形振膜Ia或Ib中的聲速、來調(diào)節(jié)圓錐形振膜Ia或Ib的軸線與側(cè)表面之間的角度θ。S卩，圓錐形振膜Ia和Ib的各個能夠形成與圓錐形振膜Ia或Ib的底面垂直地延伸并且與圓錐形振膜Ia或Ib的底面平行傳播的柱面波。與在第一優(yōu)選實(shí)施例中一樣，例如，圓錐形振膜Ia和Ib的各個由環(huán)氧樹脂構(gòu)成。如圖11所示，通過以圓錐形振膜Ia和Ib相互對齊并且圓錐形振膜Ia和Ib的頂點(diǎn)彼此相對的方式連接圓錐形振膜Ia和圓錐形振膜lb，來配置根據(jù)第二優(yōu)選實(shí)施例的揚(yáng)
聲器設(shè)備。振動傳輸構(gòu)件2的一端與如上所述連接在一起的圓錐形振膜Ia和Ib的頂點(diǎn)接觸。即，振動傳輸構(gòu)件2的一端與圓錐形振膜Ia和Ib的頂點(diǎn)接觸，使得振動可被傳輸?shù)綀A錐形振膜Ia和Ib兩者。與在第一優(yōu)選實(shí)施例中一樣，振動元件3與振動傳輸構(gòu)件2的另一端接觸。因此，由振動元件3根據(jù)聲信號產(chǎn)生的振動通過振動傳輸構(gòu)件2傳輸?shù)綀A錐形振膜Ia和lb。在圓錐形振膜Ia和Ib的周圍形成了與圓錐形振膜Ia和Ib的底面垂直地延伸并且與圓錐形振膜Ia和Ib的底面平行地延伸的柱面波。通過如圖11所示連接兩個圓錐形振膜Ia和lb，可抑制圓錐形振膜Ia和Ib的各個的高度，并且從而可抑制圓錐形振膜Ia和Ib的各個的底面徑向尺寸。S卩，預(yù)期由如圖1和2所示的單個圓錐形振膜1獲得某種程度的高度，則圓錐形振膜1的底面變得相對較大。相反，通過使用兩個圓錐形振膜Ia和Ib來實(shí)現(xiàn)與圓錐形振膜 1的高度相同的高度，可將圓錐形振膜Ia和Ib的各個的高度減小到圓錐形振膜1的一半。在這種情況下，與通過單個圓錐形振膜1來實(shí)現(xiàn)相同的高度的情況相比，能夠減小圓錐形振膜Ia和Ib的各個的底面的尺寸。因此，通過使用兩個圓錐形振膜Ia和Ib可抑制底面的徑向尺寸，從而形成纖細(xì)(細(xì)長)的揚(yáng)聲器設(shè)備。相反地，通過軸向地布置多個圓錐形振膜，可以實(shí)現(xiàn)能夠形成軸向長度增加的柱面波的揚(yáng)聲器設(shè)備。S卩，可在豎直方向上連接多個圖11所示的圓錐形振膜Ia和Ib組。通過將單個振動傳輸構(gòu)件連接到所有如上所述被連接的圓錐形振膜的頂點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)能夠形成軸線長度增加的柱面波的揚(yáng)聲器設(shè)備。[圓錐形振膜的取向的變化]雖然根據(jù)圖11所示的第二優(yōu)選實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備采用兩個圓錐形振膜Ia和 lb，但也可形成僅采用底面朝上的圓錐形振膜Ia的揚(yáng)聲器設(shè)備。圖12是用于圖示僅采用底面朝上的圓錐形振膜Ia的揚(yáng)聲器設(shè)備的視圖。圖12 所示的揚(yáng)聲器設(shè)備包括與根據(jù)圖11所示的第二優(yōu)選實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備的那些類似的圓錐形振膜la、振動傳輸構(gòu)件2和振動元件3。換句話說，圖12所示的揚(yáng)聲器設(shè)備具有通過從圖11所示的揚(yáng)聲器設(shè)備中移除圓錐形振膜Ib而得到的配置。圖12所示的揚(yáng)聲器設(shè)備僅在圓錐形振膜Ia的底面朝上這一點(diǎn)上與圖1和2所示的揚(yáng)聲器設(shè)備不同。因此，與圖1和2所述的揚(yáng)聲器設(shè)備中一樣，在圓錐形振膜Ia的周圍可形成與在第一優(yōu)選實(shí)施例中獲得的柱面波類似的柱面波。其中圓錐形振膜的底面朝上的圖12所示的揚(yáng)聲器設(shè)備所形成的柱面波的性質(zhì)， 與其中圓錐形振膜的底面向下的圖1和2所示的揚(yáng)聲器設(shè)備所形成的柱面波的性質(zhì)相同。因此，通過提供圖12所示的揚(yáng)聲器設(shè)備以及圖1和2所示的揚(yáng)聲器設(shè)備，用戶可以選擇這兩個揚(yáng)聲器設(shè)備中任意優(yōu)選的一個。與在圖4所示的配置中一樣，同樣在圖11和圖12所示的揚(yáng)聲器設(shè)備中，例如由鈦形成的多個振膜內(nèi)振動傳輸構(gòu)件可嵌入在或連接到圓錐形振膜Ia和lb。以這樣的配置，可增大在圓錐形振膜Ia和Ib中的聲速，使得能夠減小圓錐形振膜 Ia和Ib的各個的軸線與側(cè)面之間的角度θ，從而使圓錐形振膜細(xì)化。[第三優(yōu)選實(shí)施例]圖13至16是用于描述根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備的各種配置。 根據(jù)第三優(yōu)選實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備與根據(jù)圖12所示的第二優(yōu)選實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備類似，采用多個圓錐形振膜，在圓錐形振膜的布局方式上與根據(jù)第二實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備不同。[第三優(yōu)選實(shí)施例的第一示例]圖13是用于圖示根據(jù)第三優(yōu)選實(shí)施例的第一示例的揚(yáng)聲器設(shè)備的視圖。如圖13 所示，根據(jù)本示例的揚(yáng)聲器設(shè)備包括由鎂形成的圓錐形振膜圓Ic和由紙(例如，錐形紙) 形成的圓錐形振膜Id。與在根據(jù)圖3所示的第一優(yōu)選實(shí)施例的圓錐形振膜1中一樣，根據(jù)在空氣中的聲速和在圓錐形振膜Ic中的聲速來調(diào)節(jié)圓錐形振膜Ic的軸線與圓錐形振膜Ic的側(cè)面的邊之間的角度Θ1。類似地，根據(jù)在空氣中的聲速和在圓錐形振膜Id中的聲速來調(diào)節(jié)圓錐形振膜Id的軸線與圓錐形振膜Id的側(cè)面的邊之間的角度θ 2。因此，與在第一優(yōu)選實(shí)施例中一樣，圓錐形振膜Ic可形成與圓錐形振膜Ic的底面垂直地延伸并且與圓錐形振膜Ic的底面平行地(在水平方向上)傳播的柱面波。類似地， 圓錐形振膜Id可形成與圓錐形振膜Id的底面垂直地延伸并且與圓錐形振膜Id的底面平行地(在水平方向上)傳播的柱面波。在鎂中的“內(nèi)部損失”是0. 0045，并且在鎂中的聲速與鈦類似約為5000m/s。此外， 在紙(錐形紙)中的“內(nèi)部損失”是0.04，并且在紙中的“聲速”約為1650m/s。
雖然在圖13中示出，圓錐形振膜Ic中的角度θ 1與圓錐形振膜Id中的角度θ 2 彼此基本相等，但是在由鎂形成的圓錐形振膜Ic中的角度θ 1小于在由紙形成的圓錐形振膜Id中的角度θ 2。如圖13所示，圓錐形振膜Ic和Id串聯(lián)地布置并且圓錐形振膜Ic和Id的頂點(diǎn)連接到振動傳輸構(gòu)件2?？刹捎糜糜趯A錐形振膜Ic和Id的頂點(diǎn)連接到振動傳輸構(gòu)件2的各種方法。例如，如上所述，圓錐形振膜Ic和Id的頂點(diǎn)以及振動傳輸構(gòu)件2可通過螺紋配合或通過使用樹脂或粘結(jié)劑來固定。振動元件3與振動傳輸構(gòu)件2的下端接觸。因此，由振動元件3根據(jù)聲信號產(chǎn)生的振動可通過振動傳輸構(gòu)件2傳輸?shù)綀A錐形振膜Ic和Id。因此，在圓錐形振膜Ic和Id的周圍可形成與圓錐形振膜Ic和Id的底面垂直地延伸并且與圓錐形振膜Ic和Id的底面平行地傳播的柱面波。由鎂形成的聲振膜Ic具有相對較小的內(nèi)部損失，并且其良好地響應(yīng)在高頻部分中(高頻區(qū))的振動。因此，聲振膜Ic用于釋放高頻聲音。另一方面，由紙形成的聲振膜Id具有比鎂的聲振膜高的內(nèi)部損失，并且其良好地響應(yīng)于在低頻部分中(低頻區(qū))的振動。因此，聲振膜Id用于釋放低頻聲音。圖14是用于圖示鎂和紙的振動特性的曲線圖。如圖14所示，由鎂形成的聲振膜 Ic響應(yīng)于具有較高頻率的振動，從而以較高的聲壓釋放高頻聲音。相反，如圖14所示，由紙形成的聲振膜Id響應(yīng)于具有較低頻率的振動，從而以較低的聲壓釋放低頻聲音。因此，通過使用鎂的聲振膜Ic和紙的聲振膜ld，可朝向高頻區(qū)和低頻區(qū)延伸揚(yáng)聲器設(shè)備的再現(xiàn)頻率特性。即，可完全地延伸再現(xiàn)頻率特性，以形成良好的再現(xiàn)聲場。[第三優(yōu)選實(shí)施例的第二示例]圖15是用于圖示根據(jù)第三優(yōu)選實(shí)施例的第二示例的揚(yáng)聲器設(shè)備的視圖。與在圖 13所示的第一示例中一樣，根據(jù)第二示例的揚(yáng)聲器設(shè)備包括由鎂形成的圓錐形振膜Ic和由紙形成的圓錐形振膜Id(例如，錐形值)。與在根據(jù)圖13所示的第一示例的揚(yáng)聲器設(shè)備的圓錐形振膜Ic和Id中一樣，圖15 所示的揚(yáng)聲器設(shè)備的圓錐形振膜Ic和Id被形成為，根據(jù)圖3所示的計(jì)算來設(shè)定角度θ 1 和θ 2。因此，與在第一優(yōu)選實(shí)施例中一樣，圓錐形振膜Ic可形成與圓錐形振膜Ic的底面垂直地延伸并且與圓錐形振膜Ic的底面平行地(在水平方向上)傳播的柱面波。類似地， 圓錐形振膜Id可形成與圓錐形振膜Id的底面垂直地延伸并且與圓錐形振膜Id的底面平行地(在水平方向上)傳播的柱面波。如圖15所示，振動傳輸構(gòu)件％被分支為兩個部分，這兩個部分分別連接到圓錐形振膜Ic和Id。S卩，圓錐形振膜Ic和Id的頂點(diǎn)分別連接到振動傳輸構(gòu)件加的兩個分支部分的上端。同樣在該示例中，可使用用于將圓錐形振膜Ic和Id的頂點(diǎn)連接到振動傳輸構(gòu)件 2a的各種方法。例如，如上所述，圓錐形振膜Ic和Id的頂點(diǎn)以及振動傳輸構(gòu)件加可通過螺紋配合或通過使用樹脂或粘結(jié)劑來固定。此外，振動傳輸構(gòu)件加的兩個分支部分被彎曲，以使振動的衰減最小化。振動元件3與振動傳輸構(gòu)件加的下端接觸。因此，由振動元件3根據(jù)聲信號產(chǎn)生的振動通過振動傳輸構(gòu)件加傳輸?shù)綀A錐形振膜Ic和Id。因此，在圓錐形振膜Ic和Id的周圍可形成與圓錐形振膜Ic和Id的底面垂直地延伸并且與圓錐形振膜Ic和Id的底面平行地傳播的柱面波。與在圖13所示的揚(yáng)聲器設(shè)備中一樣，使用鎂的聲振膜Ic和紙的聲振膜ld，從而向高頻區(qū)和低頻區(qū)兩者延伸揚(yáng)聲器的再現(xiàn)頻率特性。即，可完全地延伸再現(xiàn)頻率特性以形成良好的再現(xiàn)聲場。在該示例中，振動傳輸構(gòu)件加的兩個分支部分分別連接到兩個聲振膜Ic和ld，使得振動可等效地(同樣地)傳輸?shù)絻蓚€聲振膜Ic和Id。[使用多個聲振膜的情況的第三示例]圖16是用于描述根據(jù)第三優(yōu)選實(shí)施例的第三示例的揚(yáng)聲器設(shè)備的視圖。根據(jù)圖 16所示的第三示例的揚(yáng)聲器設(shè)備包括由鎂形成的圓錐形振膜Ic和由紙(例如，錐形紙)形成的兩個圓錐形振膜Id和le。即，這種情況下的揚(yáng)聲器設(shè)備共具有三個圓錐形振膜lc、ld 禾口 Ie0與在根據(jù)第三優(yōu)選實(shí)施例的第一和第二示例的揚(yáng)聲器設(shè)備的圓錐形振膜Ic和Id 中一樣，圖16所示揚(yáng)聲器設(shè)備的圓錐形振膜lc、ld和Ie被形成為使得，根據(jù)圖3所示的計(jì)算來設(shè)定角度θ 1和θ 2。因此，與在第一優(yōu)選實(shí)施例中一樣，圓錐形振膜Ic可形成與圓錐形振膜Ic的底面垂直地延伸并且與圓錐形振膜Ic的底面平行地(在水平方向上)傳播的柱面波。類似地， 圓錐形振膜Id可形成與圓錐形振膜Id的底面垂直地延伸并且與圓錐形振膜Id的底面平行地(在水平方向上)傳播的柱面波。類似地，圓錐形振膜Ie可形成與圓錐形振膜Ie的底面垂直地延伸并且與圓錐形振膜Ie的底面平行地(在水平方向上)傳播的柱面波。如圖16所示，振動傳輸構(gòu)件2b被分支為三個部分，這三個部分分別連接到圓錐形振膜lc、ld和le。S卩，圓錐形振膜lc、ld和Ie的頂點(diǎn)分別連接到振動傳輸構(gòu)件2b的三個分支部分的上端。同樣在該示例中，可使用用于將圓錐形振膜lc、ld和Ie的頂點(diǎn)連接到振動傳輸構(gòu)件2b的各種方法。例如，如上所述，圓錐形振膜lc、ld和Ie的頂點(diǎn)以及振動傳輸構(gòu)件2b 可通過螺紋配合或通過使用樹脂或粘結(jié)劑來固定。與在根據(jù)圖15所示的第二示例的振動傳輸構(gòu)件加的情況一樣，振動傳輸構(gòu)件2b的分支部分被彎曲，以使振動的衰減最小化。振動元件3與振動傳輸構(gòu)件2b的下端接觸。因此，由振動元件3根據(jù)聲信號產(chǎn)生的振動通過振動傳輸構(gòu)件2b傳輸?shù)綀A錐形振膜lc、ld和le。因此，在圓錐形振膜lc、ld和Ie的周圍可形成與圓錐形振膜lc、ld和Ie的底面垂直地延伸并且與圓錐形振膜lc、ld和Ie的底面平行地傳播的柱面波。與在圖13所示的揚(yáng)聲器設(shè)備中一樣，使用鎂的聲振膜Ic和紙的聲振膜ld，從而向高頻區(qū)和低頻區(qū)兩者延伸揚(yáng)聲器的再現(xiàn)頻率特性。即，可完全地延伸再現(xiàn)頻率特性以形成良好的再現(xiàn)聲場。在該示例中，振動傳輸構(gòu)件2b的三個分支部分分別連接到聲振膜lc、聲振膜Id和聲振膜le，使得振動可等效地(同樣地)傳輸?shù)絻蓚€聲振膜lc、ld和le。與圖4所示的配置一樣，同樣在根據(jù)第三優(yōu)選實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備中，例如由鈦形成的多個振膜內(nèi)振動傳輸構(gòu)件可嵌入在或連接到圓錐形振膜Ia和lb。
以這樣的配置，可增大在圓錐形振膜Ia和Ib中的聲速，使得能夠減小圓錐形振膜 Ia和Ib的各個的軸線與側(cè)面之間的角度θ，從而使圓錐形振膜細(xì)化。[使用多個聲振膜的情況的其他示例]可使用適當(dāng)數(shù)量的聲振膜。在這種情況下，可通過不同的執(zhí)行器單獨(dú)地振動多個聲振膜。此外，如上參考圖15和16所述，來自單個執(zhí)行器的振動可通過分支振動傳輸構(gòu)件被傳輸?shù)蕉鄠€聲振膜。此外，多個聲振膜可具有不同的尺寸。例如，用于釋放低頻聲音的聲振膜的高度可制作成大于用于釋放高頻聲音的聲振膜的高度。相反，用于釋放高頻聲音的聲振膜的高度可制作成大于用于釋放低頻聲音的聲振膜的高度。此外，多個聲振膜的材料不限于鎂和紙。例如，多個聲振膜的全部可由鎂形成或多個聲振膜的全部可由紙形成。此外，對于多個聲振膜，可使用除了鎂和紙以外的任何材料。 例如，對于多個聲振膜可使用塑料、玻璃和各種纖維。[優(yōu)選實(shí)施例的效果]根據(jù)上述優(yōu)選實(shí)施例，可以實(shí)現(xiàn)能夠釋放沿水平方向傳播的柱面波的非定向揚(yáng)聲器設(shè)備。與用于形成不沿著水平方向傳播的柱面波的激勵型揚(yáng)聲器設(shè)備相比，可預(yù)期更多地抑制聲壓隨距離的衰減的效果。即，可以實(shí)現(xiàn)能夠形成更好的聲場的非定向揚(yáng)聲器設(shè)備。[本發(fā)明的方法]從第一至第三優(yōu)選實(shí)施例的上述描述可明白，本發(fā)明的方法的特征在于形成揚(yáng)聲器設(shè)備的方法，該揚(yáng)聲器設(shè)備包括圓錐形振膜1、振動傳輸構(gòu)件2和振動元件3，在從圓錐形振膜1的頂點(diǎn)向圓錐形振膜1的底面所畫的垂線與圓錐形振膜1的側(cè)面之間的角度θ被設(shè)定為，使得從圓錐形振膜1的頂點(diǎn)釋放的聲音所傳播的距離，等于從圓錐形振膜1的側(cè)面的距離頂點(diǎn)最遠(yuǎn)的端部釋放的聲音以與從頂點(diǎn)釋放的聲音相同的定時所傳播的距離。已經(jīng)參考圖3描述了角度θ的具體設(shè)定方法。參考圖1、2、4、8、11至13、15和16 描述的揚(yáng)聲器設(shè)備基本上通過本發(fā)明的揚(yáng)聲器形成方法來形成。[其他][組件的材料、尺寸、形狀等]如上所述，對于圓錐形振膜l、la、lb、lc、ld和Ie可采用各種材料和尺寸。具體而言，可不同地設(shè)置各個圓錐形振膜的高度，并且根據(jù)高度來確定各個圓錐形振膜的底面的尺寸。此外，在上述優(yōu)選實(shí)施例中的圓錐形振膜l、la、lb、lc、ld和Ie具有圓錐形狀。然而， 在本發(fā)明中的聲振膜的形狀不限于圓錐形狀。即，也可以使用角錐形狀。換句話說，可使用具有不同棱錐形狀的聲振膜。更具體而言，可使用具有三角錐、四角錐、五角錐等形狀的聲振膜。在這樣的情況下，聲音的釋放方向(傳播方向)受到角錐的側(cè)面的取向的影響。然而，通過如八角錐和十六角錐那樣增加角錐的側(cè)面的數(shù)量，可使得揚(yáng)聲器設(shè)備的方向性更接近非定向性質(zhì)?；旧?，優(yōu)選地使用正角錐體作為角錐體。然而，在本發(fā)明中，除正角錐以外的其他角錐體也可用作聲振膜。在這種情況下，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)置軸線與各個側(cè)面之間的角度θ， 能夠適當(dāng)?shù)乜刂坡暡ㄇ?。此外，對于振動傳輸?gòu)件，可使用各種材料、形狀和尺寸。此外，錐形聲振膜的數(shù)量、振動傳輸構(gòu)件的數(shù)量以及執(zhí)行器的數(shù)量可以是適當(dāng)?shù)?。因此，錐形聲振膜的材料、形狀和尺寸，圓錐形振膜的材料、形狀和尺寸，錐形聲振膜的數(shù)量，振動傳輸構(gòu)件的數(shù)量以及執(zhí)行器的數(shù)量，可以在能夠?qū)崿F(xiàn)要被釋放的聲音的目標(biāo)聲音特性(頻率特性、時間響應(yīng)、相特性等)的范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)剡x擇。此外，諸如壓電執(zhí)行器、電動執(zhí)行器和超磁滯伸縮執(zhí)行器等的各種執(zhí)行器可用作執(zhí)行器。此外，各種類型的紙可用作聲振膜的材料。例如，可使用繪圖紙、牛皮紙和各種加工紙。[振動傳輸構(gòu)件的配置]振動傳輸構(gòu)件2的長度不限于最初固定的長度。即，振動傳輸構(gòu)件2的長度是可調(diào)節(jié)的。例如，振動傳輸構(gòu)件的結(jié)構(gòu)可形成為其中不同厚度的多個振動傳輸構(gòu)件相連接以延伸和壓縮的所謂的天線棒結(jié)構(gòu)。作為修改，可準(zhǔn)備各個在兩端具有螺紋(一端是外螺紋，另一端是內(nèi)螺紋)的多個振動傳輸構(gòu)件，并且振動傳輸構(gòu)件的這些外螺紋和內(nèi)螺紋可根據(jù)需要配合、從而形成單個振動傳輸構(gòu)件。因此，振動傳輸構(gòu)件可具有可延伸結(jié)構(gòu)、使得其可以根據(jù)需要延伸和壓縮，或者具有可連接結(jié)構(gòu)、使得振動傳輸構(gòu)件的部分可根據(jù)需要連接。參考標(biāo)記說明1:圓錐形振膜la，lb:圓錐形振膜lc，ld，le 圓錐形振膜2，2a, 2b 振動傳輸構(gòu)件3 振動元件4 振膜內(nèi)振動傳輸構(gòu)件5 底部殼體6 螺,丁7 -M8 底板
權(quán)利要求
1.一種揚(yáng)聲器設(shè)備，其包括具有錐體形狀的聲振膜，其使得從頂點(diǎn)向底面所畫的垂線通過所述底面的中心；振動元件，其用于接收將被再現(xiàn)的聲信號并且根據(jù)所述聲信號產(chǎn)生振動；以及振動傳輸構(gòu)件，其具有被支撐到所述具有錐體形狀的聲振膜的頂點(diǎn)的一端，以及被所述振動元件激勵的另一端；其中從所述聲振膜的頂點(diǎn)向所述聲振膜的底面所畫的垂線與所述聲振膜的側(cè)面之間的角度θ被設(shè)定為，使得從所述聲振膜的頂點(diǎn)釋放的聲音所傳播的距離等于從所述聲振膜的側(cè)面的距離所述聲振膜的頂點(diǎn)最遠(yuǎn)的端部以與從所述頂點(diǎn)釋放的聲音相同的定時所傳播的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器設(shè)備，其中所述角度θ通過cos(90-e)=Va/Vb來獲得，其中Va是在空氣中的聲速并且Vs是在所述具有錐體形狀的聲振膜中的聲速。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的揚(yáng)聲器設(shè)備，其中所述具有錐體形狀的聲振膜的側(cè)面設(shè)置有一個或多個其他振動傳輸構(gòu)件，其中聲速高于在所述聲振膜中的聲速。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的揚(yáng)聲器設(shè)備，其中所述具有錐體形狀的聲振膜包括具有錐體形狀并且連接到所述振動傳輸構(gòu)件的多個錐形聲振膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的揚(yáng)聲器設(shè)備，其中所述振動傳輸構(gòu)件具有分別與多個具有錐體形狀的錐形聲振膜對應(yīng)的多個分支部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的揚(yáng)聲器設(shè)備，其中所述多個具有錐形聲振膜中的一個或多個與剩余的錐形聲振膜由不同的材料形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的揚(yáng)聲器設(shè)備，其中所述具有錐體形狀的聲振膜包括具有圓形底面的圓錐體聲振膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的揚(yáng)聲器設(shè)備，其中所述具有錐體形狀的聲振膜包括具有多邊形底面的角錐體聲振膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的揚(yáng)聲器設(shè)備，其中所述振動元件包括超磁致伸縮執(zhí)行器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的揚(yáng)聲器設(shè)備，其中所述振動元件包括壓電執(zhí)行器。
11.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的揚(yáng)聲器設(shè)備，其中所述振動元件包括電動執(zhí)行器。
12.一種用于揚(yáng)聲器設(shè)備的形成方法，所述揚(yáng)聲器設(shè)備包括具有錐體形狀的聲振膜、其使得從頂點(diǎn)向底面所畫的垂線通過所述底面的中心，振動元件，其用于接收將被再現(xiàn)的聲信號并且根據(jù)所述聲信號產(chǎn)生振動，以及振動傳輸構(gòu)件，其具有被支撐到所述具有錐體形狀的聲振膜的一端以及由所述振動元件激勵的另一端；其中從所述聲振膜的頂點(diǎn)向所述聲振膜的底面所畫的所述垂線與所述聲振膜的側(cè)面之間的側(cè)面之間的角度被設(shè)定為，使得從所述聲振膜的頂點(diǎn)釋放的聲音所傳播的距離等于從所述聲振膜的側(cè)面的距離所述聲振膜的頂點(diǎn)最遠(yuǎn)的端部以與從所述頂點(diǎn)釋放的聲音相同的定時所傳播的距離。
全文摘要
使得從揚(yáng)聲器設(shè)備釋放的聲音變?yōu)槔硐氲闹娌?，理想的柱面波具有向收聽者非定向的特性，并且沿水平方向推進(jìn)。揚(yáng)聲器設(shè)備被配置為使得振動傳輸構(gòu)件(2)的一端支撐在圓錐形振板(1)的頂點(diǎn)(A)部分處，并且根據(jù)聲信號產(chǎn)生的振動由振動元件(3)施加到振動傳輸構(gòu)件(2)的另一端。從圓錐形振板(1)的頂點(diǎn)(A)部分向底面所畫的垂直線與聲振板的側(cè)面之間的角度(θ)被配置為使得，基于聲音通過空氣的速度以及聲音在圓錐形振板(1)內(nèi)的速度、從頂點(diǎn)(A)部分釋放的聲音所達(dá)到的范圍與從側(cè)面的距離頂點(diǎn)最遠(yuǎn)的端部釋放的聲音所達(dá)到的范圍變得相同。
文檔編號H04R15/00GK102474685SQ20108003209
公開日2012年5月23日 申請日期2010年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月23日
發(fā)明者大橋芳雄, 鈴木伸和 申請人:索尼公司