使用兩個換能器和具有非平坦輪廓的反射器的聲音信號發(fā)生器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及音頻發(fā)生器，其包括第一和第二換能器元件，并且第一換能器元件具有膜片和反射器，該膜片具有非平坦的表面，其中反射器具有非平坦輪廓的表面，并且反射器與導(dǎo)向壁協(xié)作以引導(dǎo)并且導(dǎo)向聲壓波在預(yù)定方向上傳播。
【專利說明】使用兩個換能器和具有非平坦輪廓的反射器的聲音信號發(fā)生器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及音頻發(fā)生器。本發(fā)明也涉及用于制造音頻發(fā)生器的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]普通現(xiàn)有技術(shù)揚(yáng)聲器具有支持可以充當(dāng)電磁體的線圈的圓錐體以及永磁體?？梢杂杉堉谱鞯膱A錐體通?？上鄬τ来朋w移動。當(dāng)電信號傳送到線圈時，線圈充當(dāng)電磁體從而生成作用在永磁體上的磁場，以使圓錐體相對永磁體移動。在一些聲音再現(xiàn)系統(tǒng)中，可以使用多個揚(yáng)聲器，每個都再現(xiàn)可聽頻率范圍的一部分。在諸如無線電和TV接收機(jī)以及許多形式的音樂播放器的裝置中存在微型揚(yáng)聲器。更大的揚(yáng)聲器系統(tǒng)用于例如在私人住宅中、在電影院中和音樂會中再現(xiàn)音樂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目標(biāo)是解決實現(xiàn)用于聲波再現(xiàn)的改善音頻發(fā)生器的問題。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的一方面，該問題由音頻發(fā)生器(410，190)解決，該音頻發(fā)生器包括:
[0005]第一換能器元件(210A)，被安裝以使該第一換能器元件(210A)可以使聲波在第一方向(M)上傳播；
[0006]第二換能器元件(210B)，其經(jīng)安裝以使該第二換能器元件(210B)可以使聲波在與第一方向(M)不同的第二方向上傳播；
[0007]外殼(310)，其經(jīng)適配為包圍第一換能器元件(210A)和第二換能器元件(210B)之間的空間(320);其中
[0008]第一換能器元件(210A)具有第一膜片(240A)，該第一膜片具有非平坦的表面(242A)，并且其中
[0009]第一膜片(240A)具有柔性附裝到換能器元件主體(280)的一部分(282)的外周(270);所述外周(270)限定出具有第一孔平面(314)的第一孔(315);并且其中，在操作中，第一膜片(240A)經(jīng)適配為使所述聲壓波在與所述第一孔平面(314)正交的第一方向(M，300，300A，)上傳播；其中
[0010]所述音頻發(fā)生器(410，190)進(jìn)一步包括
[0011]反射器(400 )，該反射器(400 )具有經(jīng)適配為反射聲信號的表面(442 );以及
[0012]導(dǎo)向壁(510，520，530，540)
[0013]反射器(400)與導(dǎo)向壁協(xié)作以引導(dǎo)并導(dǎo)向所述聲壓波在第二方向(300’ )上傳播；所述第二方向(300’)不同于所述第一方向；并且其中聲反射表面(442)具有非平坦輪廓(242，)。
[0014]由于兩個膜片同時在相同方向上移動，因此它們以協(xié)作方式有效地相互作用以克服對膜片移動的任何機(jī)械阻力。有利地，陷入膜片之間的任何空氣隨著膜片移動而移動。此夕卜，該解決方案將外殼內(nèi)的空間中的任何空氣壓力變化消除或顯著減小。由于空氣是可壓縮介質(zhì)，外殼310內(nèi)的空間320中這樣的空氣壓力變化可以用其他方式產(chǎn)生作用在膜片上的彈簧狀力，這可以導(dǎo)致較慢響應(yīng)并因此導(dǎo)致失真。因此，鑒于用于將電揚(yáng)聲器驅(qū)動信號變換成聲信號的現(xiàn)有技術(shù)換能器固有地導(dǎo)致失真，使得由現(xiàn)有技術(shù)換能器生成的聲信號不能真實表不電揚(yáng)聲器驅(qū)動信號，該解決方案有利地使得第一換能器兀件膜片能夠在正確表不電揚(yáng)聲器驅(qū)動信號的意義上提供改善的保真度。因此，當(dāng)電揚(yáng)聲器驅(qū)動信號例如在正確表示原聲音信號的意義上提供高保真度時，該解決方案有利使得第一換能器元件膜片在正確表示原聲音信號的意義上提供改善的保真度。
[0015]反射器的非平坦輪廓可以與非平坦膜片協(xié)作以將聲音反射為在膜片上的相互不同位置產(chǎn)生的兩個聲波W1’和W2’在到達(dá)第二孔的平面時傳播基本相同距離。因此，從音頻發(fā)生器的第二孔傳送的聲波可以有利地是真實平面聲波。
[0016]因此，提供兩個協(xié)作換能器元件有利地與提供具有非平坦輪廓的反射器相互作用，以便在電揚(yáng)聲器驅(qū)動信號例如在正確表示原聲音信號的意義上提供高保真度時，使得音頻發(fā)生器能夠在正確表示原聲音信號的意義上提供改善的保真度。
[0017]根據(jù)實施例，外殼是密封外殼。
[0018]本發(fā)明的另外方面在該文檔中在下面討論，并且披露各種實施例和與此關(guān)聯(lián)的優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]為了使本發(fā)明的理解變得簡單，通過示例并參考附圖描述了本發(fā)明，附圖中
[0020]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)100的第一實施例的示意框圖。
[0021]圖2A是電聲換能器的實施例的示意側(cè)面圖。
[0022]圖2B是電聲換能器的另一實施例的示意側(cè)面圖。
[0023]圖2C是電聲換能器的另一實施例的示意側(cè)面圖。
[0024]圖2D是沿圖2C的直線A-A截取的示意剖面圖。
[0025]圖3是換能器元件的實施例的示意側(cè)面圖。
[0026]圖4是換能器元件的實施例的示意側(cè)面圖。
[0027]圖5和圖6是音頻發(fā)生器的實施例的示意側(cè)面圖。
[0028]圖7A也是音頻發(fā)生器的實施例的示意側(cè)面圖。
[0029]圖7B是換能器元件的實施例的頂視圖。
[0030]圖7C是包括圖7B中示出的換能器元件210以及對應(yīng)反射器400的實施例的音頻發(fā)生器410的實施例的側(cè)面圖。
[0031]圖7D是圖7C中示出的音頻發(fā)生器的分解側(cè)面圖。
[0032]圖8A-圖8F示出用于設(shè)計音頻反射器的過程的實施例。
[0033]圖8G是音頻發(fā)生器的另一截面?zhèn)纫晥D。
[0034]圖9不出音頻發(fā)生器，該音頻發(fā)生器包括用于將電信號正確轉(zhuǎn)換成一系列壓力波的多個電聲換能器41(^41(^和410ΠΙ。
[0035]圖10Α是音頻 發(fā)生器的另外實施例的示意圖。
[0036]圖10Β是沿圖10Α的直線Α_Α截取的剖面頂視圖。
[0037]圖11Α是音頻發(fā)生器的另外實施例的示意圖?！揪唧w實施方式】
[0038]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的示意示范系統(tǒng)100。系統(tǒng)100被適配為再現(xiàn)聲波。系統(tǒng)包括被適配為發(fā)出原聲音信號110的聲源105。原聲音信號由聲波形成。聲源105的一個不例是歌手。歌手在唱歌時發(fā)出原聲音信號110。發(fā)出原聲音信號110的聲源105的另一示例是播放語音的揚(yáng)聲器。發(fā)出原聲音信號110的聲源105的另一示例是演奏一首音樂的管弦樂團(tuán)。該描述將討論發(fā)出人可聽到的原聲音信號110的聲源105以及這樣聲音的再現(xiàn)，但本發(fā)明還可以應(yīng)用于包括發(fā)出其他聲音信號(例如以由次聲波或超聲波形成的聲音信號為例)的聲源105的系統(tǒng)100。
[0039]系統(tǒng)100進(jìn)一步包括換能器115(例如以麥克風(fēng)115為例),被適配為將原聲音信號110轉(zhuǎn)換成麥克風(fēng)信號。麥克風(fēng)被適配為通過使聲波向麥克風(fēng)115的移動元件施加力來接收原聲音信號110。麥克風(fēng)115進(jìn)一步被適配為基于麥克風(fēng)移動兀件的振動產(chǎn)生由電壓信號形成的麥克風(fēng)信號120。麥克風(fēng)信號120的電平或幅度通常非常低，通常在微伏范圍內(nèi)，例如0-100 μ V。麥克風(fēng)115可以是具有平板的電容器麥克風(fēng)，該平板可以被設(shè)定為響應(yīng)于由聲波導(dǎo)致的空氣壓力偏差來運(yùn)動。
[0040]系統(tǒng)100可以進(jìn)一步包括麥克風(fēng)前置放大器125，其被適配為輸出具有比麥克風(fēng)信號120更大電平的麥克風(fēng)線路電平信號130。麥克風(fēng)線路電平信號130的電平通常在例如0-10V的伏特范圍內(nèi)。
[0041]系統(tǒng)100可以可選地包括信號處理裝置(treater) 135。信號處理裝置135可以包括被適配為響應(yīng)于麥克風(fēng)信號120產(chǎn)生第一數(shù)字信號140的模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC，使得第一數(shù)字信號140是麥克風(fēng)信號120的數(shù)字表示。信號處理裝置135還可以包括麥克風(fēng)線路電平信號130的數(shù)字處理。信號處理裝置135被進(jìn)一步適配以輸出第一數(shù)字信號140。
[0042]系統(tǒng)100還可以包括信號存儲裝置145，其被適配為存儲模擬麥克風(fēng)線路電平信號130，或在系統(tǒng)100中存在信號處理裝置135時存儲第一數(shù)字信號140。第一數(shù)字信號140可以存儲在數(shù)據(jù)載體142 (例如非易失性存儲器)上。非易失性存儲器可以實施為磁帶、硬盤驅(qū)動器或緊湊光盤。信號存儲裝置145也可以具有用于傳送從數(shù)據(jù)載體142取得的信號150的輸出端。可替換地，存儲的信號可以由用于從數(shù)據(jù)載體142取得已存儲信號的分離裝置取得。這樣的分離裝置可以例如由磁帶播放器或緊湊光盤播放器實施。
[0043]系統(tǒng)進(jìn)一步包括前置放大器155，該前置放大器155被適配為準(zhǔn)備麥克風(fēng)線路電平信號130，或在存在信號處理裝置135時準(zhǔn)備經(jīng)處理的麥克風(fēng)信號140，或在存在信號存儲器145時準(zhǔn)備所存儲的信號150以進(jìn)行進(jìn)一步處理或放大。前置放大器進(jìn)一步被適配以調(diào)整輸入信號(130,140或150)的電平。前置放大器155進(jìn)一步被適配以基于輸入信號(130，140或150)輸出線路信號160。
[0044]系統(tǒng)可以可選地包括被適配為處理線路信號160的信號處理器165。當(dāng)系統(tǒng)100被適配用于數(shù)字聲音時，信號處理器165可以包括可選的D/Α轉(zhuǎn)換器。信號處理器也可以可選地包括可以在調(diào)音臺中實施的信號處理器。信號處理器165具有用于傳送第二線路電平信號170的輸出端。
[0045]系統(tǒng)進(jìn)一步包括被適配為產(chǎn)生用于經(jīng)由放大器輸出端178傳送的電揚(yáng)聲器驅(qū)動信號180的放大器175。根據(jù)本發(fā)明的實施例,放大器175是功率放大器175。揚(yáng)聲器驅(qū)動信號180可以響應(yīng)于線路電平信號而產(chǎn)生，或在系統(tǒng)100中存在信號處理器165時響應(yīng)于經(jīng)處理的第二線路電平信號170而產(chǎn)生。以此方式，功率放大器可以產(chǎn)生模擬電信號180，以使模擬電信號180的時間部分具有與麥克風(fēng)信號120的對應(yīng)時間部分相同或基本相同的波形。根據(jù)實施例，電揚(yáng)聲器驅(qū)動信號180可以傳送到電聲換能器190的輸入端185。電聲換能器190操作以響應(yīng)于在輸入端185上接收的電揚(yáng)聲器驅(qū)動信號180產(chǎn)生聲音信號200?？梢园ɡ缫魳返穆曇粜盘?00可以被用戶205收聽到。
[0046]如上提到，聲/電換能器115 (例如麥克風(fēng))可以操作以將聲音信號(見于圖1)轉(zhuǎn)換成電麥克風(fēng)信號120。存在能夠?qū)⒙曇粜盘?10轉(zhuǎn)換成電麥克風(fēng)信號120以使電麥克風(fēng)信號120在正確表示聲音信號110的意義上具有高保真度的現(xiàn)有技術(shù)換能器。然而，用于將電揚(yáng)聲器驅(qū)動信號180轉(zhuǎn)換成聲音信號的現(xiàn)有技術(shù)換能器固有地導(dǎo)致失真，從而由現(xiàn)有技術(shù)換能器產(chǎn)生的聲音信號不能真實表不電揚(yáng)聲器驅(qū)動信號180。實際上，現(xiàn)有技術(shù)聲音再現(xiàn)系統(tǒng)固有地不能產(chǎn)生真實表示原聲音信號110的聲音信號。因此，即使當(dāng)電揚(yáng)聲器驅(qū)動信號180例如在正確表不原聲音信號110的意義上如此提供高保真度時，現(xiàn)有技術(shù)揚(yáng)聲器固有地引入失真，以使由現(xiàn)有技術(shù)揚(yáng)聲器產(chǎn)生的聲音在正確表不聲音信號110的意義上具有低于電揚(yáng)聲器驅(qū)動信號180的保真度。
[0047]圖2A是電聲換能器190的實施例的不意側(cè)面圖。電聲換能器190包括第一換能器元件210A和第二換能器元件210B與隔音板230。
[0048]圖3是換能器元件210的實施例的示意側(cè)面圖，該換能器元件可以用在該文檔中討論的電聲換能器中。換能器元件210具有膜片240，該膜片240包括用于使膜片240根據(jù)電輸入信號移動的裝置250。膜片移動發(fā)生器250可以包括被適配為響應(yīng)于接收到驅(qū)動信號(例如驅(qū)動信號180)而產(chǎn)生磁場的線圈250，該驅(qū)動信號可以經(jīng)驅(qū)動端子252和254傳送。換能器元件210還可以包括固定地附接到換能器元件主體280的永磁體260。膜片240具有可以柔性附接到換能器元件主體280的一部分282的外周270。柔性可以由被適配為將膜片240的外周270與換能器元件主體280的該部分282物理連接的柔性構(gòu)件284實現(xiàn)。驅(qū)動端子252和254可以通過導(dǎo)線256和258分別電連接到線圈250，該導(dǎo)線256和258被適配為允許膜片240的期望移動，同時允許端子252和254分別保持相對換能器元件主體280不移動。換能器元件主體280可附接到隔音板230。
[0049]膜片240響應(yīng)于驅(qū)動信號180相對換能器兀件主體280移動。在電信號180傳送到線圈時，線圈充當(dāng)電磁體從而產(chǎn)生磁場，該磁場在與永磁體260的磁場相互作用時產(chǎn)生力，從而使得膜片140相對永磁體260移動。換能器元件210被適配為使膜片240僅或基本上僅在圖2中箭頭300的方向上移動，同時保持膜片240在與箭頭300的方向垂直的所有方向上不移動或基本上不移動。這樣，在可變電信號180被傳送到線圈250時，膜片240可以使聲波在箭頭300的方向上遠(yuǎn)離膜片240傳播(見于圖3)。
[0050]圖3中箭頭300的方向可以正交于第一孔315的平面314。第一孔315可以由膜片240的外周270限定。在膜片240是圓錐形時，第一孔平面314可以由膜片錐體240的底部限定。
[0051]因此，換能器元件210可以被適配為使膜片240僅或基本上僅在與第一孔315的平面314正交的方向300上移動，同時保持膜片240在與第一孔315的平面314平行的所有方向上不移動或基本上不移動。[0052]根據(jù)實施例，膜片240由具有一定硬度的輕質(zhì)材料制作。根據(jù)實施例，膜片240是圓錐形，如在圖3中示出。制作圓錐形輕質(zhì)膜片240的材料可以包括紙。
[0053]參考圖2A，電聲換能器190包括第一換能器元件210A，該第一換能器元件210A安裝到隔音板230以使第一換能器元件210A可以使聲波在箭頭300A的方向上傳播。另外，電聲換能器190包括第二換能器元件210B，該第二換能器元件210B被安裝為使得第二換能器元件210B可以使聲波在箭頭300B的方向上，即在與箭頭300A相反的方向上傳播。
[0054]電聲換能器190包括外殼310,該外殼310被適配為包圍第一換能器兀件210A和第二換能器元件210B之間的空間320。根據(jù)實施例，外殼310是密封外殼。因此，外殼310具有主體312，以使得主體312與膜片240A和240B協(xié)作以防止空氣在外殼310內(nèi)的空氣容積和環(huán)境空氣之間自由流動。
[0055]兩個換能器元件210A和210B可以有利地以相反的相位連接，如在圖2A中示出。因此，放大器輸出端178的正端子330可以連接到換能器元件210A的正端子252A和換能器元件210B的負(fù)端子254B ;并且放大器輸出端178的負(fù)端子340可以連接到換能器元件210A的負(fù)端子254A和換能器元件210B的正端子252B。該反相連接具有當(dāng)膜片240A在箭頭300A的方向上移動時，然后膜片240B也在箭頭300A的方向上移動的效果。當(dāng)外殼310是密封外殼310，并且兩個換能器元件210A和210B反相連接時，則陷入膜片之間的空氣將隨著膜片240A和240B的移動來移動。由于兩個膜片同時在相同方向上移動，因此它們以協(xié)作方式有效相互作用以克服對膜片移動的任何機(jī)械阻力。此外，該解決方案將外殼310內(nèi)的空間320中的任何空氣壓力變化消除或顯著減小。由于空氣是可壓縮介質(zhì)，所以外殼310內(nèi)空間320中這樣的空氣壓力變化可以用其他方式產(chǎn)生作用在膜片上的彈簧狀的力，這可以導(dǎo)致較慢響應(yīng)并因此導(dǎo)致失真。
[0056]當(dāng)換能器元件210被設(shè)計為線圈可以在具有相互不同的磁場幅度的位置之間移動時，與線圈位于其中該線圈經(jīng)歷較強(qiáng)磁場幅度的位置時由線圈中某個電流幅度產(chǎn)生的力相比，線圈位于其中該線圈經(jīng)歷較弱磁場幅度的位置時由線圈中該電流幅度產(chǎn)生的力會較弱。
[0057]有利地，在兩個換能器元件210A和210B反相連接時，如在圖2中示出，線圈250A和250B將位于相互不同的位置，即如果線圈250A經(jīng)歷較弱磁場幅度，那么線圈250B將位于經(jīng)歷較強(qiáng)磁場幅度的位置。因此，包括第一換能器元件210A和第二換能器元件210B，以使膜片240A在箭頭300A的方向上移動時則膜片240B也在箭頭300A的方向上移動的電聲換能器190，有利地呈現(xiàn)出換能器元件210A和210B之間的電磁機(jī)械相互作用。根據(jù)實施例，參考圖3連同圖2，例如當(dāng)線圈250A遠(yuǎn)離磁體260A以經(jīng)歷相對弱的場幅度時，則線圈250B將接近磁體260B以便經(jīng)歷較強(qiáng)的磁場幅度。
[0058]圖2B是電聲換能器190的另一實施例的示意側(cè)視圖。圖2B實施例可以基本上如關(guān)于圖2A描述，但具有以下修改:根據(jù)圖2B的實施例,夕卜殼310可以是密封外殼，其中外殼310的主體312包括用于空氣壓力均衡的裝置318。根據(jù)實施例，用于空氣壓力均衡的裝置318可以包括閥門318，該閥門可打開以允許外殼310內(nèi)的空氣容積和環(huán)境空氣之間的空氣壓力的均衡，并可關(guān)閉以使外殼310是密封外殼。
[0059]在此情境下，注意，環(huán)境空氣壓力可以由于天氣狀況而變化，導(dǎo)致例如所謂低壓或高壓。此外，當(dāng)電聲換能器190在不同地理位置或海拔之間運(yùn)輸，例如從接近海平面的位置運(yùn)輸?shù)礁哂诤Ｆ矫鎺装倜椎牧硪晃恢脮r，環(huán)境空氣壓力將會改變。
[0060]用于空氣壓力均衡的裝置318有利地允許例如在使用電聲換能器產(chǎn)生聲音信號200之前(見于圖1連同圖2B)執(zhí)行空氣壓力均衡。因此，提供用于空氣壓力均衡的裝置318有利地允許電聲換能器190最優(yōu)操作而不管天氣和地理位置如何。
[0061]根據(jù)另一實施例，用于空氣壓力均衡的裝置318可以包括節(jié)流裝置318，該節(jié)流裝置318被適配為允許外殼310內(nèi)空氣容積和環(huán)境空間之間非常慢的空氣壓力均衡。在此情境下注意，節(jié)流裝置318可以包括被適配為允許非常慢的空氣壓力均衡的微小通道。
[0062]如關(guān)于圖2A提到的，兩個換能器元件210A和210B可以有利地反相連接。而圖2A示出其中兩個換能器元件(210A，210B)并聯(lián)連接的實施例，圖2B示出其中兩個換能器元件(210A,210B)串聯(lián)連接的實施例。
[0063]經(jīng)由換能器元件210A的孔315A出射(exciting)的聲波可以主要在方向300A上傳播到周圍空間。然而，聲波的本質(zhì)使得它們可以也在所期望方向300A之外的其他方向上稍微擴(kuò)散，在如圖2A或2B中示出的格局中。然而根據(jù)本發(fā)明的實施例，音頻發(fā)生器410也可以包括導(dǎo)向壁以使集中于方向300A上的聲傳播增加。
[0064]圖2C是電聲換能器190的另一實施例的不意側(cè)視圖。圖2C實施例可以基本上如關(guān)于圖2A和/或2B描述，但具有以下修改:
[0065]根據(jù)圖2C實施例的電聲換能器190可以包括盒狀結(jié)構(gòu)502。盒狀結(jié)構(gòu)502支撐如上描述的外殼310。此外，盒狀結(jié)構(gòu)502包括導(dǎo)向壁510、520、530和540，該導(dǎo)向壁被適配為引導(dǎo)并導(dǎo)向所述聲壓波，以使由換能器兀件210A產(chǎn)生的聲壓波的傳播方向集中在方向M，300A 上。
[0066]盒狀結(jié)構(gòu)502也可以設(shè)置有如上描述的用于空氣壓力均衡的裝置318，并且其可有具有開口 319或所謂的備用基礎(chǔ)(base)元件319。
[0067]圖2D是沿圖2C的直線A-A截取的示意剖面圖。因此，當(dāng)膜片240A的移動導(dǎo)致在方向Μ (方向Μ與第一孔平面315的平面正交)中的傳播方向ν上的空氣壓力(即壓力脈沖)暫時增加時，壓力脈沖被導(dǎo)向壁510、520、530和550保持并由導(dǎo)向壁510、520、530和550導(dǎo)向，以將方向300Α’上壓力脈沖的移動方向朝向距音頻發(fā)生器410 —段距離的平面Ρ集中。
[0068]由于收聽者205通常在距離音頻發(fā)生器410大約多于一米的距離D3欣賞音樂，因此有利的是聲音(其由連續(xù)受控壓力脈沖構(gòu)成)被導(dǎo)向。
[0069]當(dāng)窄寬度的平面波前離開聲源時，其固有地以導(dǎo)致所產(chǎn)生的波前在距離聲源巨大距離處被彎曲的方式向側(cè)面散布。在這點上，導(dǎo)向壁操作以在連續(xù)壓力脈沖從第一孔傳播時引導(dǎo)并且導(dǎo)向連續(xù)壓力脈沖。
[0070]相位調(diào)整反射器
[0071]圖4是換能器元件210的實施例的示意側(cè)面圖。在圖4中示出的換能器元件210可以例如如上面參考圖3的描述來設(shè)計。該換能器元件210可以用在圖2的電聲換能器190中。如上提到，換能器元件210被適配為使膜片240僅或基本上僅在箭頭300的方向上移動(見于圖4和圖3)，以便在可變電信號180傳送到膜片移動發(fā)生器250時，聲波在箭頭300的方向上離開膜片240傳播。如上提到，膜片移動發(fā)生器250可以包括線圈250。
[0072]因此，聲傳播方向在箭頭300的方向上，該方向是圖4中平面Ρ的法向矢量，即聲傳播方向主要在膜片移動的方向上。因此，當(dāng):膜片的空間形狀不平行于平面P時，那么:兩個聲波W1和W2分別可以在距離平面P相互不同的距離D1和D2被分別產(chǎn)生。本發(fā)明人認(rèn)識到，在相互不同的位置360和370分別產(chǎn)生的兩個聲波W1和W2將導(dǎo)致位于沿平面P的位置的用戶耳朵所體驗的聲音失真(見于圖4)。實際上，本發(fā)明人認(rèn)識到，音頻產(chǎn)生膜片240的空間形狀不平行于距換能器元件210的前部282的距離D3處的平面P，如在距換能器元件210的前部282的任何距離D3所體驗到的，一些頻率會被抑制并且其他頻率會被加強(qiáng)(見于圖4和/或圖2)。
[0073]根據(jù)圖4實施例，膜片240至少部分是圓錐形。因此，膜片的空間形狀不平行于與聲傳播方向正交的平面P (見于圖4)。參考圖4，箭頭300可以垂直于平面P，如由圖4中以參考號350表示的作為90度角的角度示出。因此，在相互不同位置360和370分別產(chǎn)生的相同頻率fl的兩個聲波W1和W2在相位上相對彼此偏移。該相位偏移或相位偏差表示為φ。本發(fā)明人認(rèn)識到，對于所產(chǎn)生的音頻信號200 (見于圖1)中的每個特定構(gòu)成頻率，相位偏差Φ取決于距離偏差dD=D2-Dl (見于圖4連同圖1)。這由具有某個頻率fl的信號在其傳播通過空氣時將表現(xiàn)出對應(yīng)波長λ 1的事實導(dǎo)致的(見于圖4)。例如，傳播通過空氣的10kHz聲音信號展現(xiàn)出約34mm的波長，而傳播通過空氣的100Hz信號展現(xiàn)出約3400mm，即約3.4米的波長。
[0074]當(dāng)膜片240是截錐形時，如在圖4中示出，最大距離偏差dD=D2-Dl根據(jù)錐形膜片240的半徑R變化。
[0075]因此，本發(fā)明人設(shè)計了用于解決實現(xiàn)改善的電聲換能器的問題的解決方案。
[0076]參考圖1，本發(fā)明人設(shè)計了用于解決實現(xiàn)改善的電聲換能器的問題的解決方案，當(dāng)電揚(yáng)聲器驅(qū)動信號180例如在正確表不原聲音信號110的意義上提供高保真度時,該電聲換能器在正確表示原聲音信號110的意義上具有高保真度。
[0077]特別地，本發(fā)明人設(shè)計了解決實現(xiàn)改善的電聲換能器的問題的解決方案，該電聲換能器消除或顯著減小由在沿著距電聲換能器190距離D3的平面P的位置處用戶耳朵所體驗的聲音失真(見于圖1、3或4)。
[0078]原聲音信號110可以包括多個信號頻率，每個信號頻率在聲音信號110傳播通過空氣時由分離波長表不。為再生真實表不原聲音信號110 (見于圖1)的聲音信號200,應(yīng)用以下條件:
[0079]A)在原聲音信號110中任何兩個信號之間出現(xiàn)的相互時間順序必須在再現(xiàn)的聲音信號200中保持。
[0080]B)在原聲音信號110中任何兩個信號之間的相互幅度關(guān)系必須在再現(xiàn)的聲音信號200中保持。
[0081]上面條件A)可針對至少兩個情況被詳查:
[0082]A1)在原聲音信號110中具有相同信號頻率的任何兩個信號之間出現(xiàn)的相互時間順序必須在再現(xiàn)的聲音信號200中保持(比較圖4和6)。如果條件A1不滿足，則效果是二重的:
[0083]第一，與原聲音信號fl11(l相比，特定的再現(xiàn)聲音信號頻率fl.的持續(xù)時間被延長。時間延長TEXT近似為
[0084]TEXT=dD/v[0085]其中dD=D2_Dl，并且
[0086]v=聲音信號的速度
[0087]對于聲音再現(xiàn)，室溫下并且正常空氣濕度下聲音信號在空氣中的速度v是約340米每秒。由于具有不同的開始時間tSTAKT和不同的結(jié)束時間tEm的頻率fl的單個電驅(qū)動信號180將導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)揚(yáng)聲器產(chǎn)生多個聲音信號(見于圖4)，因此導(dǎo)致該時間延長TEXT?？梢岳鐝膱D4的示意圖來推斷，由于波W1從更接近平面Ρ的位置開始，因此波W1的前沿將比另一波W2的前沿更早到達(dá)平面Ρ。這可以作為聲音信號的拖尾被平面Ρ的收聽者體驗到。
[0088]第二，在圖4中示出的相位偏差Φ可以使得波W1在平面Ρ與波W2在疊加原理下相互作用。在非常簡潔的概述中，也稱為3￡訓(xùn)性質(zhì)的疊加原理闡述了，對于所有線性系統(tǒng)，由兩個或多個激勵導(dǎo)致的給定位置和時間的凈響應(yīng)是由每個激勵單獨導(dǎo)致的響應(yīng)之和。聲波是這樣的激勵的一種。波通常由一些參數(shù)經(jīng)過空間和時間的變化---例如水波中的高度或聲波中的壓力的變化來描述。該參數(shù)的值稱為波幅，并且波自身是指定在填滿空氣的空間(例如房間)中的每個點的幅度的函數(shù)。平面ρ中的任意點(見于圖4)是空間中這樣點的示例。
[0089]當(dāng)疊加原理應(yīng)用到聲波中的壓力時，給定時間的波形是系統(tǒng)的聲源和初始條件的函數(shù)。描述聲波的方程可以被視為線性方程，并因此可以應(yīng)用疊加原理。這意味著由穿過相同空間的兩個或多個波產(chǎn)生的凈幅度是已由各個波分離地產(chǎn)生的幅度之和。因此，波的疊加導(dǎo)致波之間的干擾。在一些情況下，所產(chǎn)生的總和變化具有比分量變化更小的幅度。在其他情況下，總和變化具有比單獨的任何分量更高的幅度。因此，違反上面條件A1也可以導(dǎo)致違反上面條件B。
[0090]A2)原聲音信號110中具有不同信號頻率的任何兩個信號之間出現(xiàn)的相互時間順序必須在再現(xiàn)的聲音信號200中保持。當(dāng)原聲音信號110包括兩個分離信號成分頻率fl和f2，例如包括10000Hz的頻率Π的一個高音信號成分和包括50Hz的頻率f2的另一信號成分時，用于將聲音信號再生的系統(tǒng)可以嘗試使用分離的換能器元件，例如用于將高頻成分fl再生的高頻揚(yáng)聲器換能器元件和用于將低頻成分f2再生的低音換能器元件，將該多成分聲音信號110再生。在這點上，請看下面關(guān)于圖9的討論。
[0091]當(dāng)膜片240是截錐形時,如在圖4中示出，最大距離偏差dD=D2_Dl依賴于錐形膜片240的半徑R，如上所提到的。當(dāng)膜片240是錐形時，膜片240的外周270是具有限定出膜片錐底部的半徑R1的圓形。
[0092]參考圖5，提供具有膜片240的音頻發(fā)生器390，該膜片240包括用于使膜片240根據(jù)輸入信號移動的膜片移動發(fā)生器250。膜片240的表面242使得存在垂直于膜片表面的向量V，而所述向量V不平行于膜片240的主移動方向M。因此，當(dāng)可變電信號180被傳送到膜片移動發(fā)生器250時，膜片240的主移動方向Μ與聲波離開膜片240的傳播方向300一致。當(dāng)然，由于聲波由膜片240的移動產(chǎn)生，因此這是基本的。
[0093]音頻發(fā)生器390包括反射器400，該反射器400被適配為使聲音反射，以使在膜片240上的相互不同位置360’和370’分別產(chǎn)生的兩個聲波W1’和W2’到達(dá)距音頻發(fā)生器390距離D3的平面Ρ時傳播基本相同的距離。根據(jù)實施例，距離D3比從膜片表面到反射器表面的最大距離大得多。[0094]音頻發(fā)生器390也可以包括在圖5中用參考號230示意示出的隔音板。
[0095]這樣，當(dāng)可變電驅(qū)動信號180傳送到膜片移動發(fā)生器250時，音頻發(fā)生器390、410可以使聲波在箭頭300’的方向上朝向平面P傳播(見于圖5和/或6)。膜片240的外周270限定出當(dāng)換能器元件210操作時聲音信號流過的第一孔315。實際上，在膜片240的點360’產(chǎn)生的聲音信號的射線可以在箭頭Μ的方向上(見于圖5)，即在與第一孔315的平面314正交的方向上傳播。
[0096]當(dāng)朝向平面Ρ的方向反射時，波將經(jīng)過音頻發(fā)生器390、410的第二孔415(見于圖5)。參考圖5，第二孔415的平面416垂直于紙張的平面并垂直于箭頭300’的方向。第二孔415從基本上位于膜片240的外周270的點450延伸到點450’。如由圖5示出，聲射線ffr以及聲射線W2’經(jīng)過第二孔415。反射器400可以經(jīng)“特制”為與膜片240協(xié)作以便使聲音反射，從而使得在膜片240上的相互不同的位置360’和370’分別產(chǎn)生的兩個聲波W1’和W2’到達(dá)第二孔415的平面416時，將傳播基本相同的距離。因此，從音頻發(fā)生器390、410的第二孔415 (見于圖5)傳送的聲波可以有利地是真平面聲波。
[0097]此外，可以提供與如上面關(guān)于圖2C和D相似或相同設(shè)計的導(dǎo)向壁510、520、530、540。導(dǎo)向壁在圖5中由延伸超過第二孔415的上邊沿450’的導(dǎo)向壁520示意示出。
[0098]圖6是音頻發(fā)生器390、410的實施例的示意側(cè)面圖。圖6的音頻發(fā)生器390、410可以如上面參考圖5所描述的。音頻發(fā)生器390、410可以包括如上面關(guān)于圖3描述的換能器元件210。音頻發(fā)生器410可以包括具有非平坦的表面242的膜片240，
[0099]隔音板230 ；以及
[0100]反射器400，其中
[0101]反射器400具有被適配為反射從膜片表面?zhèn)鞑サ穆暡ǖ谋砻嫘螤?，以使得由所述非平坦表?42導(dǎo)致的在兩個聲波之間的相位偏差f在距音頻發(fā)生器410的任意距離D3處被基本消除。通過圖5的音頻發(fā)生器390和圖6的音頻發(fā)生器410獲得的該有利效果可以通過觀察圖6并與圖4比較而容易理解。因此，由非平坦表面242導(dǎo)致的在兩個聲波W1’和W2’之間的相位偏差<P可以在距音頻發(fā)生器410的任意距離D3基本消除。這是由當(dāng)反射器400具有被適配為反射聲音信號的表面442并且聲反射表面442具有根據(jù)膜片240的非平坦表面的輪廓限定的非平坦輪廓時，在膜片240上的相互不同位置360’和370’分別產(chǎn)生的兩個聲波W1’和W2’在到達(dá)距音頻發(fā)生器390的距離D3的平面P時，將傳播基本相同距離的事實導(dǎo)致的。
[0102]如在圖6中清晰示出的，當(dāng)聲波W1’從膜片表面242上的位置360’在方向Μ上沿直線Α1傳播時(見于圖6連同圖5),其將在標(biāo)不為360”的點碰撞到反射器400的表面442,其中其可以在方向300’上朝向平面Ρ反射。用戶/收聽者205可以定位在平面Ρ，如由圖6中耳朵示意表示。聲波W1’從位置360’傳播到平面Ρ的距離是距離之和Α1+Α2。以對應(yīng)方式，聲波W2’從位置370’傳播到平面P的距離是距離之和B1+B2。因此，聲波W1’將傳播第一距離DW1 ’ =A1+A2，并且聲波W2’將傳播第二距離DW2 ’ =B1+B2。
[0103]根據(jù)本發(fā)明的實施例，非平坦表面442的輪廓可以使得第一距離DW1 ’基本等于第二距離DW2’，如在圖6中清晰示出。
[0104]在這點上，注意，圖6中基本筆直的線A1和A2示出聲射線W1’傳播的路徑，該聲射線W1’在膜片240的表面242上的開始點是標(biāo)示為360’的點。相似地，圖6中基本筆直的直線B1和B2示出另一聲射線W2’傳播的路徑，該聲射線W2’在膜片240的表面242上的開始點是標(biāo)示為370’的點。
[0105]此外，如上面提到，傳播通過空氣的聲波可以由空氣壓力經(jīng)過空間和時間的變化來描述?？諝鈮毫χ悼梢员环Q為聲波的幅度，并且波自身是指定填滿空氣的空間中的每個點幅度的函數(shù)。平面P中的任意點(見于圖6)是空間中這樣點的示例。參考圖6，正弦波形線W1A’提供起始于膜片240的表面242上標(biāo)示為360’的點的聲射線W1’的幅度的空間變化的示意性表示，并且正弦波形線W2A’提供了起始于膜片240的表面242上標(biāo)示為370’的點的聲射線W2’的幅度的空間變化的示意性表示。因此，具有某個頻率fl的信號在其傳播通過空氣時展現(xiàn)出對應(yīng)波長λ 1 (見于圖6連同圖4)。例如，傳播通過空氣的10kHz聲音信號展現(xiàn)出約34mm的波長，而傳播通過空氣的100Hz信號展現(xiàn)出約3400mm，即約3.4米的波長。如在圖6中示出，音頻發(fā)生器390、410可以提供減小或基本消除由干擾導(dǎo)致的聲音失真的有益效果。因為根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，非平坦反射器表面442的輪廓被適配為通過使相互不同的聲音信號射線的傳播距離均等化來補(bǔ)償膜片240的非平坦表面(242)，所以可以獲得該有益效果。該均等化可以因此確保例如當(dāng)多個聲音信號射線如W1’和W2’具有某個頻率Π，因此展現(xiàn)出對應(yīng)波長λ 1時，聲音信號射線的幅度W1A’和W1B’將彼此基本同相，如在圖6中示出。
[0106]如上面提到，非平坦反射器表面400的輪廓可以被適配為補(bǔ)償表面242的非平坦，以使第一距離DW1基本等于第二距離DW2。因此，由于在膜片240上的相互不同位置360’和370’分別產(chǎn)生的兩個聲波W1’和W2’到達(dá)距音頻發(fā)生器390距離D3的平面P時，將傳播基本相同距離，因此由非平坦表面 242導(dǎo)致的在兩個聲波W1’和W2’之間的相位偏差f可以在距音頻發(fā)生器410的任意距離D3被基本消除。
[0107]因此，由于在膜片240上的相互不同位置360’和370’分別產(chǎn)生的兩個聲波W1’和W2’到達(dá)距音頻發(fā)生器390的距離D3的平面Ρ時，將傳播基本相同距離，因此由非平坦表面242導(dǎo)致的在兩個聲波W1’和W2’之間的相位偏差9可以在距音頻發(fā)生器410的任意距離D3被基本消除。
[0108]因此音頻發(fā)生器390、410 (見于圖5和/或6)可以有利地確保
[0109]當(dāng)電驅(qū)動信號180在某個持續(xù)時間tnl8(l包括具有某個幅度Αη.的單個電氣頻率成分4.時，則
[0110]聲音信號200 (如在距隔音板230距離D3的平面P的任意點所呈現(xiàn)的)，將展現(xiàn)出在某個聲音持續(xù)時間tn2TO包括具有一定聲幅度Α-。的對應(yīng)單個聲頻成分fn2(l(l ;其中
[0111]單個聲頻成分將等于或基本等于單個電氣頻率成分fnl8(1，以及
[0112]—定聲幅度An2(?將相當(dāng)于或基本相當(dāng)于一定幅度Anl8(l，以及
[0113]—定聲持續(xù)時間tn2(l(l將等于或基本等于一定持續(xù)時間tnl8(l。因此，通過使用如關(guān)于圖5和/或6描述的音頻發(fā)生器390、410的實施例，由具有非平坦表面的現(xiàn)有技術(shù)揚(yáng)聲器固有發(fā)生的疊加導(dǎo)致的干擾可以被減小或基本消除。
[0114]圖7-圖11示出并描述本發(fā)明的其他實施例和實施例的詳情。
[0115]圖7A也是音頻發(fā)生器410的實施例的示意側(cè)面圖。音頻發(fā)生器410可以包括如上面關(guān)于圖3描述的換能器元件210。音頻發(fā)生器410包括具有非平坦的表面242的膜片240 ;以及反射器400，其中反射器400具有被適配為反射從膜片表面242傳播的聲波的表面形狀，以使由所述非平坦表面242導(dǎo)致的在兩個聲波之間的相位偏差φ在距音頻發(fā)生器410的任意距離D3處基本消除。
[0116]圖7Β是換能器元件210的實施例的頂視圖。圖7Β中示出的換能器元件210可以基本上如上面關(guān)于圖3描述來設(shè)計。因此換能器元件210可以具有可根據(jù)電驅(qū)動信號180而移動的膜片240。膜片240具有可以柔性附接到換能器元件主體280的一部分282的外周 270。
[0117]在圖7Β的實施例中，膜片240的外周270是具有半徑R1的圓形。因此，可被適配為將膜片240的外周270與換能器元件主體280的一部分282物理連接的柔性構(gòu)件284可以具有內(nèi)半徑R1以及外半徑R2。
[0118]因此，換能器元件280的該部分282可以具有內(nèi)半徑R2和外半徑R3，如在圖7Β中示出。
[0119]圖7C是包括在圖7Β中示出的換能器元件210以及對應(yīng)反射器400的實施例的音頻發(fā)生器410的實施例的側(cè)面圖。
[0120]圖7D是圖7C中示出的音頻發(fā)生器410的分解側(cè)面圖。
[0121]用于設(shè)計相位調(diào)整反射器的過程
[0122]參考圖8Α到8F描述用于設(shè)計音頻反射器400的過程的實施例。
[0123]圖8Α是具有膜片240和第一孔315的換能器兀件210的不意側(cè)面圖。第一孔315可以如上面關(guān)于圖3和/或5和/或6所討論的。因此，第一孔315可以由膜片240的外周270來限定。根據(jù)圖8Α實施例的膜片240基本為錐形。因此，如在圖8Α中示出的，膜片240的上表面242可以基本上具有截錐形的內(nèi)表面的形狀，即膜片表面242被彎曲。因此如在圖8Α中示出的，彎曲的膜片表面242是非平坦表面242的一種。實際上，圖8Α的換能器元件210可以具有如在例如圖7Β中示出的形狀。
[0124]圖8Β是當(dāng)在箭頭420的方向上觀察時在圖8Α中示出的膜片240的表面242的示意圖。
[0125]用于設(shè)計音頻反射器400的過程的實施例可以開始于建立描述膜片240的表面242輪廓的信息的步驟S110。該過程或其部分可以依靠操作以執(zhí)行計算機(jī)程序的計算機(jī)執(zhí)行。
[0126]建立描述表面242輪廓的信息的步驟S110可以包括測量表面242的輪廓。表面242輪廓的此測量可以包括依靠光學(xué)掃描儀設(shè)備(例如激光掃描儀)自動測量?？商鎿Q地，表面242輪廓的測量可以包括表面242的手動測量，和/或自動測量與手動測量的組合?；谠诓襟ES110中建立的信息，表面242的輪廓可以被描述為三維空間中的數(shù)個點。因此，膜片240的表面242可以由多個點PSi= (xi； yi； Zi)來描述。在此情境下，請參考圖8A，其還示出具有代表三維空間中三個正交維度χ、y和ζ的三個軸的坐標(biāo)系。
[0127]在隨后步驟S120中，接近表面242的外周270或在表面242的外周270的單個第一選擇點430可以被識別出(見于圖8A)。在這點上，還識別出第二點450。第二點450可以是沿直線位于距第一選擇點距離DK的點(見于圖8D)。根據(jù)實施例，當(dāng)膜片240是錐形時，第二點450可以是接近表面242的外周270或在表面242的外周270的膜片240上的點。當(dāng)膜片240是具有基本圓形底部的錐形時，距離％可以基本是膜片240底部半徑R1的兩倍。在圖8D中示出的膜片實施例240基本上如圖7B、7C和7D的膜片242是錐形的，并因此當(dāng)?shù)谝贿x擇點430在圓錐底部的遠(yuǎn)右手側(cè)時，第二點450可以是位于圓錐底部的遠(yuǎn)左手側(cè)的點，如在圖8D中示出。
[0128]在隨后步驟S130中，描述表面242輪廓的點可以被復(fù)制，從而多個點Ps%= (x%,1，i，z’ J表示鏡像表面242’ ；與原表面242相比，鏡像表面242’被表示為與原表面242基本相同但是鏡面對稱的(見于圖8C)。該過程可以依靠操作以執(zhí)行計算機(jī)程序的計算機(jī)執(zhí)行。第一選擇點430由第一鏡像點430’鏡像，并且第二點450由第二鏡像點450’鏡像。參考圖8C和8D，直線460可以被繪制以便連接第一鏡像點430’與第二鏡像點450’。實際上，直線460可以表示準(zhǔn)反射器的背面。
[0129]在隨后步驟S140中，描述鏡像表面242’輪廓的點可以可選地在y軸方向上移動某個量Ay，如在圖8D中示出。因此如在圖8D中示出的，移動的鏡像圖像可以具有坐標(biāo)PS%=(X’ i； y’ i； z’ i) = (xi; Yi+Ay, Zi)。y軸方向上的特定移動量Ay可以被設(shè)定成零。
[0130]在步驟S150中，組成鏡像表面242’的點繞第一選擇鏡像點430’旋轉(zhuǎn)某個角α，如在圖8Ε中示出，從而描述鏡像表面242’輪廓的基本所有點在y軸方向上移動。在該步驟S150中，由于組成鏡像表面的所有其他坐標(biāo)點繞選擇點430’旋轉(zhuǎn)，因此僅選擇點430’可以保持在基本不變的位置。根據(jù)實施例，該步驟可以被執(zhí)行為使得在鏡像表面242’旋轉(zhuǎn)期間，鏡像表面被拉伸以使鏡像表面242’的任意點PS’，= (χ’ i; y’ i； z’ J將保持在不變的χ位置同時在1方向上移動。
[0131]圖8F是音頻發(fā)生器410的實施例的截面?zhèn)纫晥D，其中組成鏡像表面242’的點PS’i= (x’yy’pZ’i)繞選擇鏡像點430’旋轉(zhuǎn)某個角α。在圖8F實施例中，某個角α是約45度，并且某個量Λ y是零，即在y方向上沒有一致的平移。
[0132]參考圖8F，音頻發(fā)生器410的實施例可以包括由基本錐形膜片240的底部平面限定的第一孔315。第一孔315可以如上面關(guān)于圖3和/或5和/或6和/或圖8A所討論的。因此，在圖8F中，第一孔由從點430延伸到點450的直線示出。根據(jù)圖8F實施例的音頻發(fā)生器410還包括第二孔415。在圖8F中，第二孔415的平面416被示出為沿連接點450，和點450的直線延伸。
[0133]由膜片240產(chǎn)生的聲音可以在方向Μ上經(jīng)第一孔315傳播以便由反射器400的表面242’反射。由反射器400的表面242’反射的聲音可以此后經(jīng)第二孔415離開音頻發(fā)生器410，以便在箭頭300’的方向上向位于距第二孔415的平面416距離D3的平面Ρ傳播。根據(jù)實施例，當(dāng)距離D3非常短或基本為零時，平面Ρ可以與第二孔415的平面416 —致。然而在通常的收聽會話期間，其中用戶很可能定位所在的平面Ρ可以在距第二孔415的平面416多于一米的距離D3。
[0134]圖8G是圖8F實施例的音頻發(fā)生器的另一截面?zhèn)纫晥D。參考圖8G描述音頻發(fā)生器410的實施例的幾何形狀。
[0135]根據(jù)本發(fā)明的實施例，音頻發(fā)生器410的幾何形狀使得路線R包括兩個組成距離:第一組成距離R1和第二組成距離R2。第一組成距離R1由與第二孔415的平面416正交的直線(平行于箭頭300’)定義，并且其值是沿該直線從第二孔415的平面416上的任意點到反射器400的非平坦表面242’上對應(yīng)點Pc的距離(見于圖8G)。第二組成距離R2由與第一孔315的平面314正交的第二直線(平行于箭頭M)定義，并且其值是沿該第二直線從反射器400的非平坦表面242’上的點P。(稱為“對應(yīng)點”)到膜片240的非平坦表面242上第二對應(yīng)點的距離。根據(jù)一些實施例，音頻發(fā)生器410使得對于任何兩條這樣的路線Ra和Rb，距離Ra基本等于距離Rb為真。因此路線Ra的距離基本等于路線Rb的距離，該兩個距離都基本等于常數(shù)值C。因此常數(shù)C的值可以由膜片240的非平坦表面242的幾何形狀確定。根據(jù)實施例，常數(shù)C的值取決于沿如上描述的路線R從第二孔415的平面416上的點到膜片240的非平坦表面242上的對應(yīng)點的最長距離。當(dāng)膜片240的非平坦表面242為基本錐形時，常數(shù)C的值可以取決于膜片240的半徑R1。此外，如上描述，常數(shù)C的值可以取決于某個移動量△,，如關(guān)于設(shè)計反射器的步驟S140所選擇的。
[0136]根據(jù)一些其他實施例，音頻發(fā)生器410使得對于任何兩條這樣的路線Ra和Rb，除基本上源于或終止于第一孔315的外周270之外，距離^基本上等于距離Rb為真。音頻發(fā)生器410、390的幾何形狀的這些描述可以對于大范圍的角度α并對于各種尺寸的第一孔和第二孔，并對于第一孔和第二孔之間的尺寸的各種相互關(guān)系是有效的。
[0137]上面描述的音頻發(fā)生器410的幾何形狀不要求第一組成距離R1和第二組成距離R2相互正交。然而，根據(jù)音頻發(fā)生器410的一些實施例，第一組成距離R1和第二組成距離R2相互正交。參考圖8G,數(shù)個第一組成距離R1被示出為χ軸方向上的距離Δχ，并且數(shù)個第二組成距離R2被示出為距離Ay。
[0138]更具體地,數(shù)條線Δ yl, Δ y2, Δ y3,…Ayi，…Δ y9和Δ ylO示出從膜片240的非平坦表面242到反射器400的非平坦表面242’的相應(yīng)距離。數(shù)條對應(yīng)參考線Λχ1，Δχ2,Δ χ3,...Δ xi,...Δ χ9 和 Δ χ?ο 不出從表面 242，上直線 Δ yl, Δ y2, Δ y3,...Δ yi,...Ay9和AylO的入射點到第二孔415的平面416的各自的距離。根據(jù)本發(fā)明的實施例，音頻發(fā)生器410的幾何形狀使得距離xi和yi之和Si是恒定的:
[0139]Si= Δ xi+Δ yi=C,其中
[0140]C為常數(shù)值；以及
[0141]下標(biāo)i是正整數(shù)或零。
[0142]盡管如上描述可以使用單個音頻發(fā)生器410產(chǎn)生高質(zhì)量聲音，但有時期望為包含在驅(qū)動信號180中的多個頻帶提供多個分離電聲換能器。在兩個或多個分離電聲換能器用在音頻發(fā)生器410中的情況下，根據(jù)本發(fā)明的實施例，這些分離的電聲換能器應(yīng)被布置以保持上面提到的條件A)和B)。
[0143]在使用具有非平坦表面的兩個或多個分離電聲換能器的情況下:上面提到的常數(shù)C的值可以取決于具有最大膜片240的電聲換能器，或取決于其膜片240具有最大表面非平坦度變化的電聲換能器。
[0144]圖9是音頻發(fā)生器410的示意側(cè)面圖，該音頻發(fā)生器410包括相互不同幾何形狀構(gòu)造的多個電聲換能器的不例。存在具有第一較大非平坦膜片240工的第一電聲換能器410工、具有小于第一較大膜片240工的第二非平坦膜片240π的第二電聲換能器410π。最后，存在具有平坦膜片240ΠΙ的第三電聲換能器410ΠΙ。
[0145]具有多個電聲換能器的音頻發(fā)生器410可以在將包含在驅(qū)動信號180中的寬頻譜正確再生方面有利改善電聲換能器410的性能，其中每個電聲換能器被適配以最優(yōu)地再現(xiàn)不同頻帶。
[0146]在這點上，請參考上面關(guān)于將聲首/[目號200再生，使得其以最小失真來真實表不原聲音信號110 (見于圖1)的條件的討論(關(guān)于圖5)。具體地，注意，在原聲音信號110中具有不同信號頻率的兩個信號之間出現(xiàn)的相互時間順序必須在再現(xiàn)的聲音信號200中保持(在上面稱為條件A2)。當(dāng)原聲音信號110包括兩個分離的信號成分頻率Π和f2，例如包括10000Hz的頻率Π的一個高音信號成分和包括50Hz的頻率f2的另一信號成分時，用于將聲音信號再生的系統(tǒng)可以嘗試使用分離的換能器元件，例如用于將高頻成分Π再生的高頻揚(yáng)聲器換能器元件和用于將低頻成分f2再生的低音換能器元件，將該多成分聲音信號110再生。
[0147]如上面提到，當(dāng)使用兩個或多個分離的電聲換能器時，上面提到的常數(shù)C的值可以取決于具有最大膜片240的電聲換能器，或取決于其膜片240具有最大表面非平坦度變化的電聲換能器。因此參考圖9，本發(fā)明人認(rèn)識到，為了使包括多個電聲換能器41(^41(^和410ΠΙ的音頻發(fā)生器410將電信號正確轉(zhuǎn)換成一系列壓力波(其可以構(gòu)成聲音信號),上面提到的常數(shù)C的值由具有最大膜片240的電聲換能器410工決定，或其膜片240具有最大表面非平坦度變化的電聲換能器決定。在圖9中示出的情況下，決定性膜片是電聲換能器410χ的膜片240ΙΟ
[0148]在通常的商業(yè)電聲換能器410中，可以提供低音膜片24(^、中頻段揚(yáng)聲器膜片240π和高音揚(yáng)聲器膜片240ΠΙ。在這樣的商業(yè)電聲換能器410中，決定性膜片24(^通常是用于產(chǎn)生最低音頻信號的膜片，即通常稱為低音揚(yáng)聲器膜片或低頻揚(yáng)聲器膜片。因此，在通常設(shè)施中，低音揚(yáng)聲器或低頻揚(yáng)聲器的膜片24(^是決定性膜片240卩因此用于制造音頻發(fā)生器410的方法可以包括以下步驟，該音頻發(fā)生器410包括具有相互不同幾何形狀構(gòu)造的膜片240的多個電聲換能器:
[0149]S310:在第一步驟中:提供具有相互不同幾何形狀構(gòu)造的膜片240的多個電聲換能器。[0150]S320:確定所提供的電聲換能器中哪一個具有最大膜片240，或確定其膜片240具有最大表面非平坦度變化的電聲換能器。在本文中所選擇的電聲換能器將被稱為具有決定性膜片24(^的決定性電聲換能器41(^。
[0151]S330:關(guān)于決定性膜片240工確定常數(shù)(^的值。這可以如上面關(guān)于圖8A到8G討論來完成。因此確定的常數(shù)在本文中將被稱為決定性常數(shù)CI；；
[0152]S340:從在步驟S310中提供的具有非平坦膜片240II的電聲換能器中選擇剩余電聲換能器410π中的一個。所選擇的電聲換能器現(xiàn)在將被稱為具有非平坦膜片240π的電聲換能器410π。
[0153]S350:為所選擇的電聲換能器410π確定常數(shù)(^的值。這也可以如上面關(guān)于圖8Α到8G討論來完成。因此確定的常數(shù)在本文中將被稱為依賴性常數(shù)CIT，并且對應(yīng)電聲換能器將被稱為依賴性電聲換能器410]。依賴性常數(shù)Cn的值應(yīng)小于決定性常數(shù)(^的值。
[0154]S360:確定差值A(chǔ)(Vn。該差值可以是
[0155]Δ C^^Cj-Cn
[0156]S370:當(dāng)設(shè)計包括多個電聲換能器的音頻發(fā)生器410時，依賴性電聲換能器410π的平面416π應(yīng)定位在距平面Ρ比距決定性電聲換能器41(^的平面416工更大的距離，該差是所確定的差值Λ(νπ。這在圖9中示意示出。因此差值Λ (Vn可以例如以毫米為單位表達(dá)為距離。
[0157]S380:如果還存在在步驟S310中提供的具有非平坦膜片240II的另一電聲換能器:那么重復(fù)步驟S340到S370。
[0158]S390:從在步驟S310中提供的具有平坦膜片240ΠΙ的電聲換能器中選擇剩余電聲換能器41(^中的一個。所選擇的電聲換能器現(xiàn)在將被稱為平坦膜片換能器410ΠΙ。平坦膜片換能器410ΠΙ的平坦膜片240ΠΙ使得
[0159]S400:當(dāng)設(shè)計包括多個電聲換能器的音頻發(fā)生器410時，平坦膜片電聲換能器410m的平坦膜片240ΠΙ應(yīng)定位在這樣的位置，以使得從平坦膜片240ΠΙ到?jīng)Q定性電聲換能器41(^的第二孔415的延伸平面416工傳播的距離(νιπ基本等于決定性常數(shù)G的值(見于圖9和/或圖11A)。這也可以如下被措辭:由于平坦膜片240ΠΙ操作以產(chǎn)生平面波前，因此平坦膜片換能器410ΠΙ具有基本在平坦膜片240ΠΙ的平面的其第二孔415。因此對于平坦膜片換能器410ΠΙ常數(shù)C具有值零(0)。
[0160]圖10Α是根據(jù)本發(fā)明的音頻發(fā)生器410的另一實施例的示意圖。圖10Α實施例包括參考圖2C和/或2D描述的具有導(dǎo)向壁510、520、530、540的音頻發(fā)生器190的有利特征，該導(dǎo)向壁510、520、530、540被適配以使集中在方向300Α’上朝向距音頻發(fā)生器410距離D3的平面Ρ傳播的聲音增加。然而，圖10實施例與圖2Α至圖2D實施例的不同 之處在于，盒狀結(jié)構(gòu)502支撐外殼310,使得第一膜片240Α的移動促使聲音在不同于方向300’的第一方向上傳播，并且上部導(dǎo)向裝置510被傾斜以促使從第一孔315出射的聲音反射。
[0161]因此參考圖10Α，音頻發(fā)生器410可以包括孔415、反射器450和導(dǎo)向壁510、520、530、540。反射器450可以具有被適配為反射聲音信號的表面。反射器與導(dǎo)向壁協(xié)作以便引導(dǎo)并且導(dǎo)向所述聲壓波在方向300’上傳播，以便在與孔415的平面正交的方向上傳播。
[0162]圖10Β是沿圖10Α的直線Α_Α截取的示意性剖面圖。因此，當(dāng)膜片240Α的移動導(dǎo)致在方向Μ (其與第一孔平面315的平面正交)上具有傳播方向ν的空氣壓力(即壓力脈沖)暫時增加時，壓力脈沖被反射器560在期望方向上反射。壓力脈沖也可以被保持并被導(dǎo)向壁510、520、530和550導(dǎo)向，以將方向300Α’上壓力脈沖的移動方向朝向距音頻發(fā)生器410一段距離的平面Ρ集中。
[0163]由于收聽者205通常在距離音頻發(fā)生器410大約多于一米的距離D3處欣賞音樂，因此有利的是引導(dǎo)聲音(其由連續(xù)受控壓力脈沖構(gòu)成)。
[0164]當(dāng)窄寬度的平面波前離開聲源時，其固有地將以使產(chǎn)生的波前在距離聲源較大距離處被彎曲的方式向側(cè)面散布。在這點上，導(dǎo)向壁操作以在連續(xù)壓力脈沖從第一孔傳播時引導(dǎo)并且導(dǎo)向它們。
[0165]圖10Β是沿圖10Α的直線Α_Α截取的剖面頂視圖。經(jīng)第二孔415\激勵的聲波可以主要在與第二孔415^的平面416^正交的方向300Α’上傳播到周圍空間。然而，聲波的本質(zhì)使得它們可以在方向300Α’之外的其他方向上稍微散布。根據(jù)本發(fā)明的實施例，音頻發(fā)生器410也可以包括導(dǎo)向壁，以促使集中于與第二孔415^的平面416^正交的方向300Α’上的聲音傳播增加。
[0166]因此當(dāng)膜片240Α的移動導(dǎo)致在方向Μ (其與第一孔平面的平面正交)上具有傳播方向ν的空氣壓力(即壓力脈沖)暫時增加時，壓力脈沖被保持并由導(dǎo)向壁引導(dǎo)，以將方向300Α’上壓力脈沖的移動方向朝向距音頻發(fā)生器410 —段距離的平面Ρ集中。
[0167]由于收聽者205通常在距離音頻發(fā)生器410大約多于一米的距離D3處欣賞音樂，因此引導(dǎo)聲音(其由連續(xù)受控壓力脈沖構(gòu)成)是有利的。[0168]當(dāng)窄寬度的平面波前離開聲源時，其固有地將以導(dǎo)致所產(chǎn)生的波前在距離聲源較大距離處被彎曲的方式向側(cè)面固有散布。在這點上，導(dǎo)向壁操作以在連續(xù)壓力脈沖從第一孔傳播時引導(dǎo)并且導(dǎo)向它們。因此導(dǎo)向壁使得集中在期望方向300’上。
[0169]圖11A是根據(jù)本發(fā)明的音頻發(fā)生器410的另一個實施例的示意圖。圖11A實施例將參考圖10A和10B描述的音頻發(fā)生器190的有利特征與參考圖5-9描述的音頻發(fā)生器390,410的另外有利特征組合。因此圖10B也是沿圖11A的直線A-A截取的剖面頂視圖的示意圖。
[0170]圖11A音頻發(fā)生器410包括外殼310,該外殼310被適配為包圍在第一換能器兀件210A和第二換能器元件210B之間的空間320。根據(jù)實施例，外殼310是密封外殼。因此外殼310具有主體312，使得主體312與膜片240A和240B協(xié)作以防止空氣在外殼310內(nèi)的空氣容積和環(huán)境空氣之間自由流動。
[0171]兩個換能器元件210A和210B可以有利地反相連接，如在圖2A中和/或圖2B中以及如在圖10中示出。圖11A音頻發(fā)生器410與圖2A和圖2B的音頻發(fā)生器190的不同之處在于，圖11A音頻發(fā)生器410包括第一反射器400A。反射器400A可以如上面參考圖5-9描述來設(shè)計。因此圖11A音頻發(fā)生器410可以包括第二孔415A，其中反射器415A與第一換能器元件210A協(xié)作，以使得在與第二孔415A的平面416^正交的方向300A’上離開第二孔415A的聲波是平面波。
[0172]音頻發(fā)生器的各種實施例和各種部件在下面討論。
[0173]本發(fā)明的實施例1包括:換能器元件(210)，其具有
`[0174]膜片(240);以及
[0175]用于促使膜片(240)根據(jù)輸入信號移動，以使聲波在方向(300，300A，300B)上離開所述膜片傳播的裝置(250 )。
[0176]實施例2.根據(jù)實施例1的換能器元件(210)，其中換能器元件(210)包括固定(穩(wěn)固，firmly)地附接到換能器元件主體(280)的永磁體(260);并且其中
[0177]膜片移動發(fā)生器(250)包括被適配為響應(yīng)于接收驅(qū)動信號而產(chǎn)生磁場的線圈(250)。
[0178]實施例3.根據(jù)實施例1或2的換能器元件(210);其中
[0179]膜片(240)具有柔性附接到換能器元件主體(280)的一部分(282)的外周(270)。
[0180]實施例4.根據(jù)任何前述實施例的換能器元件(210);其中
[0181]驅(qū)動信號(180)可以經(jīng)第一驅(qū)動端子(252，252A，252B)和第二驅(qū)動端子(254，254A，254B)傳送；驅(qū)動端子分別通過第一(256 )和第二( 258 )導(dǎo)電體電連接到線圈(250 )。
[0182]實施例5.根據(jù)實施例4的換能器兀件(210);其中第一(256)和第二(258)導(dǎo)電體被適配為允許膜片(240)的期望移動，同時允許第一驅(qū)動端子(252，252A，252B)和第二驅(qū)動端子(254，254A，254B)分別保持相對換能器元件主體(280)不移動。
[0183]實施例6.根據(jù)任何前述實施例的換能器元件(210);其中
[0184]換能器元件主體(280)可附接到隔音板(230)。
[0185]實施例7.—種音頻發(fā)生器(410，190)，包括:
[0186]第一換能器元件(210A)，被安裝以使第一換能器元件(210A)可以促使聲波在第一方向(300A)上傳播；[0187]第二換能器元件(210B)，被安裝以使第二換能器元件(210B)可以促使聲波在與第一方向(300A)不同的第二方向(300B)上傳播；
[0188]外殼(310)，被適配為包圍在第一換能器元件(210A)和第二換能器元件(210B)之間的空間(320)。
[0189]實施例8.根據(jù)實施例7的音頻發(fā)生器(410，190);其中第一換能器元件(210A)和/或第二換能器元件(210B)如在實施例1-6的任何一個中所限定的。
[0190]實施例9.根據(jù)實施例7或8的音頻發(fā)生器(410，190);其中第二方向(300B)與第一方向(300A)相反。
[0191]實施例10.—種音頻發(fā)生器(410，190)，包括:
[0192]膜片(240)，其具有非平坦的表面(242)，以及
[0193]反射器(400)，其中
[0194]反射器(400)具有被適配為反射從膜片表面?zhèn)鞑サ穆暡ǖ谋砻嫘螤睿允褂伤龇瞧教贡砻?242)導(dǎo)致的在兩個聲波之間的相位偏差在距音頻發(fā)生器(410)的任意距離(D3)處被基本消除。
[0195]實施例11.音頻發(fā)生器(410，190)包括:根據(jù)任何前述實施例的換能器元件(210)，其中
[0196]膜片(240)具有非平坦的表面(242);音頻發(fā)生器(410，190)進(jìn)一步包括:
[0197]反射器(400)，其中
[0198]反射器(400)具有被適配為反射從膜片表面?zhèn)鞑サ穆暡ǖ谋砻嫘螤睿允褂伤龇瞧教贡砻?242)導(dǎo)致的在兩個聲波之間的相位偏差在距音頻發(fā)生器(410)的任意距離(D3)處被基本消除。
[0199]實施例12.根據(jù)任何前述實施例的音頻發(fā)生器(410，190)進(jìn)一步包括:隔音板(230)。
[0200]實施例13.根據(jù)從屬于實施例7時的任何前述實施例的音頻發(fā)生器(410，190);其中外殼(310)是密封外殼。
[0201]實施例14.根據(jù)任何前述實施例的音頻發(fā)生器(410，190)，其中兩個換能器元件(210A,210B)反相連接。
[0202]實施例15.根據(jù)任何前述實施例的音頻發(fā)生器(410，190)，其中
[0203]兩個換能器元件(210A，210B)串聯(lián)連接。
[0204]實施例16.根據(jù)任何前述實施例的音頻發(fā)生器(410，190)，其中
[0205]兩個換能器元件(210A，210B)并聯(lián)連接。
[0206]實施例17.根據(jù)任何前述實施例的音頻發(fā)生器(410，190)，其中兩個換能器元件(210A, 210B)被連接為使得當(dāng)?shù)谝荒て?240A)在第一方向(300A)上移動時，則第二膜片(240B)也在第一方向(300A)上移動。
[0207]實施例18.—種音頻發(fā)生器(410)，包括:
[0208]膜片(240 )，其具有非平坦的表面(242 )，
[0209]隔音板(230);以及
[0210]反射器(400)，其中
[0211]反射器(400)具有被適配為反射從膜片表面?zhèn)鞑サ穆暡ǖ谋砻嫘螤?，以使由所述非平坦表?242)導(dǎo)致的在兩個聲波之間的相位偏差在距音頻發(fā)生器(410)的任意距離(D3)處被基本消除。
[0212]實施例19.根據(jù)任何前述實施例的音頻發(fā)生器(410，190)，進(jìn)一步包括
[0213]反射器(400)，其中
[0214]反射器(400)具有被適配為反射從膜片表面?zhèn)鞑サ穆暡?Wl’，W2’)的表面形狀，以使當(dāng)所述反射聲波(Wl’，W2’)到達(dá)距音頻發(fā)生器(410)距離(D3)的平面(P)時，所述反射聲波(Wl’，W2’)傳播基本相等距離，而不管聲波(Wl’，W2’)源于膜片表面的哪個部分。
[0215]實施例20.根據(jù)任何前述實施例的音頻發(fā)生器(410，190)，進(jìn)一步包括
[0216]高音單元，被適配為產(chǎn)生至少一個高音聲波。
[0217]實施例21.根據(jù)實施例20的音頻發(fā)生器(410，190)，其中:
[0218]所述高音單元被適配為產(chǎn)生所述高音聲波，以使得所述高音聲波與由所述非平坦表面(242)在距音頻發(fā)生器(410)距離(D3)處產(chǎn)生的所述兩個聲波同相。
[0219]實施例22.根據(jù)實施例20或21的音頻發(fā)生器(410，190)，其中:
[0220]所述高音單元定位在所述隔音板后面的某個距離。
[0221]實施例23.根據(jù)任何前述實施例的音頻發(fā)生器(410，190)，其中所述距離(D3)是比所述非平坦表面的表面偏差大得多的距離。
【權(quán)利要求】
1.一種音頻發(fā)生器(410，190)，包括:第一換能器元件(210A)，所述第一換能器元件被安裝為使得所述第一換能器元件(210A)能夠使聲波在第一方向(M)上傳播； 第二換能器元件(210B)，所述第二換能器元件被安裝為使得所述第二換能器元件(210B)能夠使聲波在與所述第一方向(M)不同的第二方向上傳播；外殼(310)，被適配為包圍所述第一換能器元件(210A)和所述第二換能器元件(210B)之間的空間(320);其中所述第一換能器元件(210A)具有第一膜片(240A)，所述第一膜片具有非平坦的表面(242A)，并且其中所述第一膜片(240A)具有柔性附接到換能器元件主體(280)的一部分(282)的外周(270);所述外周(270)限定出具有第一孔平面(314)的第一孔(315);并且其中，在操作中，所述第一膜片(240A)被適配為使所述聲壓波在與所述第一孔平面(314)正交的所述第一方向(M，300，300A,)上傳播；其中所述音頻發(fā)生器(410，190)進(jìn)一步包括反射器(400 )，所述反射器(400 )具有被適配為反射聲音信號的表面(442 );以及導(dǎo)向壁(510，520，530，540)，所述反射器(400)與所述導(dǎo)向壁協(xié)作以引導(dǎo)并導(dǎo)向所述聲壓波在第二方向(300’)上傳播；所述第二方向(300’)不同于所述第一方向；并且其中所述聲反射表面(442)具有非平坦輪廓(242’)。
2.一種音頻發(fā)生器(410，190)，包括:第一換能器元件(210)，所述第一換能器元件包括膜片(240，240A)，所述膜片具有非平坦的表面(242，242A)；用于使所述膜片(240)根據(jù)輸入信號移動，以使聲波在第一方向(M，300，300A, 300B)上遠(yuǎn)離所述膜片傳播的裝置(250)，；并且其中所述膜片(240A)具有柔性附接到換能器元件主體(280 )的一部分(282 )的外周(270 );所述外周(270)限定出具有第一孔平面(314)的第一孔(315);并且其中，在操作中，所述膜片(240)被適配為使所述聲壓波在與所述第一孔平面(314)正交的所述第一方向(M，300，300A，)上傳播；其中所述音頻發(fā)生器(410，190)進(jìn)一步包括第二孔(415)、反射器(400)和導(dǎo)向壁(510，520，530，540)，所述反射器(400)具有被適配為反射聲音信號的表面(442);并且其中所述反射器(400)與所述導(dǎo)向壁協(xié)作，以引導(dǎo)并導(dǎo)向所述聲壓波在與所述第二孔(415)的平面正交的第二方向(300’)上傳播；所述第二方向(300’)不同于所述第一方向；并且其中所述聲反射表面(442)具有非平坦輪廓(242’)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的音頻發(fā)生器；其中所述聲反射表面(442，242’ )的非平坦輪廓(242’ )被成形為以使所述表面(442，242’ )上的點(Pc)沿與所述第二孔(415)的所述平面(416)正交的所述第二方向(300’)上的第一直線，被定位在距所述第二孔(415)的所述平面(416)第一距離(DK1，AXi)處；以及沿與所述第一孔(315)的所述平面(314)正交的第二直線，被定位在距所述膜片(240)的所述非平坦表面(242 )上的對應(yīng)點(Xi)第二距離(DK2，Λ yi)處。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的音頻發(fā)生器；其中對于所述膜片(240)的所述非平坦表面(242)上的任何對應(yīng)點(Xi)，所述第一距離(DE1, AXi)和所述第二距離(DK2，Λ yi)之和(SJ基本上是常數(shù)值(C)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的音頻發(fā)生器；其中所述膜片(240)的所述非平坦表面(242)上的所述對應(yīng)點(Xi)是所述外周(270)內(nèi)所述膜片(240)的所述表面(242)上的點。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的音頻發(fā)生器；其中所述膜片具有基本圓形外周；所述外周能夠通過所述圓形外周的半徑(R1)描述；并且其中所述常數(shù)(C)的值取決于所述膜片外周半徑(R1)。
7.根據(jù)任一項前述權(quán)利要求所述的音頻發(fā)生器，其中所述反射器(400)被布置為使得所述反射器(400)的一部分(430’)定位為距所述第二孔較大距離(Λχ1)并 且距所述膜片(240)的非平坦表面(242)較短距離(Ayl);以及所述反射器(400)的另一部分(450’)被定位為距所述第二孔(415)的平面(416)較短距離(Λ χΙΟ)并且距所述膜片(240)的非平坦表面(242)較長距離(Λ ylO)。
8.根據(jù)從屬于權(quán)利要求3時的任一項前述權(quán)利要求所述的音頻發(fā)生器，其中在所述第二方向(300’ )上的所述第一直線基本正交于所述第二直線的方向(M，)。
9.一種音頻發(fā)生器(410，190)，包括:第一膜片(240)，所述第一膜片具有非平坦的表面(242)，以及反射器(400)，其中所述反射器(400 )具有被適配為反射聲音信號的表面(442 )，并且其中所述聲反射表面(442)具有非平坦輪廓(442’)，該非平坦輪廓根據(jù)所述膜片(240)的所述非平坦表面(242)的輪廓來限定。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的音頻發(fā)生器(410，190)，其中所述第一膜片(240)具有柔性附接到換能器元件主體(280)的一部分(282)的外周(270)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的音頻發(fā)生器(410，190)，其中所述外周(270)限定出具有第一孔平面(314)的第一孔(315);并且其中，在操作中，所述膜片(240)被適配為促使所述聲波在與所述第一孔平面(314)正交的方向(M，300，300A，)上傳播。
12.—種音頻發(fā)生器(410，190)，包括:膜片(240)，所述膜片具有非平坦的表面(242)，以及反射器(400)，其中所述反射器(400 )具有被適配為反射從所述膜片表面?zhèn)鞑サ穆暡ㄒ允褂伤龇瞧教贡砻?242)導(dǎo)致的在兩個聲波之間的相位偏差在距所述音頻發(fā)生器(410)任意距離(D3)處被基本消除的表面形狀。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的音頻發(fā)生器(410，190)，其中所述非平坦反射器表面(442)的輪廓被適配為通過使相互不同的聲音信號射線的傳播距離基本均等，來補(bǔ)償所述膜片(240 )的所述非平坦表面(242 )。
14.一種音頻發(fā)生器(410，190)，包括:第一換能器元件(210A)，所述第一換能器元件被安裝為使所述第一換能器元件(210A)能夠促使聲波在第一方向(M)上傳播；第二換能器元件(210B)，所述第二換能器元件被安裝為使所述第二換能器元件(210B)能夠促使聲波在與所述第一方向(M)不同的第二方向上傳播；外殼(310)，所述外殼被適配為包圍所述第一換能器元件(210A)和所述第二換能器元件(210B)之間的空間(320);其中所述第一換能器元件(210A)具有第一膜片(240A);并且其中所述第一膜片(240A)具有柔性附接到換能器元件主體(280)的一部分(282)的外周(270);所述外周(270)限定出具有第一孔平面(314)的第一孔(315);并且其中，在操作中，所述膜片(240)被適配為促使所述聲壓波在與所述第一孔平面(314)正交的所述第一方向(M，300，300A，)上傳播；其中所述音頻發(fā)生器(410，190)進(jìn)一步包括導(dǎo)向壁(510，520，530，540)，所述導(dǎo)向壁被適配為引導(dǎo)并且導(dǎo)向所述聲壓波，以將所述聲壓波的傳播方向集中在所述第一方向上。
15.一種音頻發(fā)生器(41 0，190)，包括:第一換能器元件(210A)，所述第一換能器元件被安裝為使所述第一換能器元件(210A)能夠使聲波在第一方向(M)上傳播；第二換能器元件(210B)，所述第二換能器元件被安裝為使所述第二換能器元件(210B)能夠使聲波在與所述第一方向(M)不同的第二方向上傳播；外殼(310)，所述外殼(310)被適配為包圍所述第一換能器元件(210A)和所述第二換能器元件(210B)之間的空間(320);其中所述第一換能器元件(210A)具有第一膜片(240A);并且其中所述第一膜片(240A)具有柔性附接到換能器元件主體(280)的一部分(282)的外周(270);所述外周(270)限定出具有第一孔平面(314)的第一孔(315);并且其中，在操作中，所述膜片(240)被適配為使所述聲壓波在與所述第一孔平面(314)正交的所述第一方向(M，300，300A，)上傳播；其中所述音頻發(fā)生器(410，190)進(jìn)一步包括第二孔(415)、反射器和導(dǎo)向壁(510，520，530，540)，所述反射器具有被適配為反射聲音信號的表面；并且其中所述反射器與所述導(dǎo)向壁協(xié)作以弓丨導(dǎo)并且導(dǎo)向所述聲壓波在第二方向(300’)上傳播，以在與所述第二孔(415)的平面正交的方向上傳播；所述第二方向(300’)不同于所述第一方向。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的音頻發(fā)生器，其中所述第一膜片(240A)具有非平坦的表面(242A)，并且其中所述反射器表面(442)是非平坦的；所述非平坦反射器表面(442)的輪廓被適配為通過使相互不同的聲音信號射線的傳播距離基本均等，來補(bǔ)償所述膜片(240)的所述非平坦表面(242)。
17.根據(jù)權(quán)利要求2或16所述的音頻發(fā)生器；其中所述聲反射表面(442，442’ )的所述非平坦輪廓(242’ )被成形為使所述表面(442，442，)上的點(Pc)沿與所述第二孔(415)的所述平面(416)正交的所述第二方向(300’)上的第一直線，被定位為距所述第二孔(415)的平面(416)第一距離(DK1，AXi);以及沿與所述第一孔(315)的平面(314)正交的第二直線，被定位為距所述膜片(240)的所述非平坦表面(242)上的對應(yīng)點(Xi)第二距離(DK2，ΔΥ?)0
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的音頻發(fā)生器；其中對于所述膜片(240)的所述非平坦表面(242)上的任何對應(yīng)點(Xi)，所述第一距離(DE1, AXi)和所述第二距離(DK2，Λ yi)之和(SJ基本上是常數(shù)值(C)。
19.一種電聲換能器,所述電聲換能器包括根據(jù)在包括權(quán)利要求2或16時的任一前述權(quán)利要求的至少第一音頻發(fā)生器和第二音頻發(fā)生器；其中所述第一音頻發(fā)生器(410J具有比所述第二音頻發(fā)生器(410π)更大的膜片，并且所述第一音頻發(fā)生器(410J具有決定性第二孔(415J ;以及所述第二音頻發(fā)生器(410π)具有依賴性第二孔(415π);以及所述依賴性第二孔(415π)的平面(416π)相對于所述決定性第二孔(415工)的平面(416J被定位為，使得所述依賴性第二孔(415π)的平面(416π)基本上平行于所述決定性第二孔(415工)的平面(416工)，以及所述依賴性第二孔(415π)的平 面(416π)相對于所述決定性第二孔(415工)的平面(416J移位。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電聲換能器，其中移位距離(Λ Δ CMII,)取決于所述第一音頻發(fā)生器和第二音頻發(fā)生器的膜片之間的關(guān)系。
21.根據(jù)從屬于權(quán)利要求18時的權(quán)利要求19所述的電聲換能器，其中所述第一音頻發(fā)生器(410J具有決定性總和值(Sn，Q),以及所述第二音頻發(fā)生器(410π)具有依賴性總和值(Sm，Cn)，并且其中所述移位距離(Λ(νπ，ACmii,)取決于所述決定性總和值(SwQ)和所述依賴性總和值(sm, cn)之間的關(guān)系或差。
22.根據(jù)權(quán)利要求1或14或15所述的電聲換能器；其中所述外殼包括用于空氣壓力均衡的裝置。
23.一種用于設(shè)計在音頻發(fā)生器(410J中使用的反射器的方法，所述音頻發(fā)生器(410J具有膜片(240)，所述膜片(240)具有第一非平坦表面(242);所述方法包括建立(S110)描述第一非平坦表面(242)的輪廓的信息；產(chǎn)生(5130)多個點(？8\3\，7\，2\)以表示三維空間中所述第一非平坦表面(242)的翻轉(zhuǎn)版本(242’)；所述多個點(Ps’，；x’ i; y’ i; z’ J根據(jù)已建立的所述信息來產(chǎn)生；繞所選擇的旋轉(zhuǎn)點(430’)將所述多個點(Ps’ i ;X’ p y’ p z’ J旋轉(zhuǎn)(S150) —確定角度(α )。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法；其中所述旋轉(zhuǎn)步驟被執(zhí)行為使得所述翻轉(zhuǎn)的非平坦版本表面(242’ )的表示被拉伸，以使得所述翻轉(zhuǎn)的非平坦版本表面(242’)的任意點Ps’，= (x，,, r i，z’ J在至少一個第一維度(χ)上保持在基本不變的位置，同時在第二維度(y)上移動，所述第二維度正交于所述第一維度。
25.根據(jù)權(quán)利要求23或24所述的方法，其中所述信息建立步驟(S110)包括使用光學(xué)掃描儀以建立描述第一非平坦表面(242)的輪廓的測量數(shù)據(jù)。
26.根據(jù)權(quán)利要求23、24或25所述的方法，進(jìn)一步包括:存儲表示所述第一非平坦表面(242)的所述輪廓的位置的位置值，并存儲表示所述翻轉(zhuǎn)的非平坦版本表面(242’)的位置的位置值；或存儲指示所述第一非平坦表面(242)和所述翻轉(zhuǎn)的非平坦版本表面(242’)的所述輪廓的相對定位的信息。
27.根據(jù)權(quán)利要求23至25中任一項所述的方法，進(jìn)一步包括:存儲所述翻轉(zhuǎn)的非平坦版本表面(242’ )的所述表示作為音頻信號反射器的模板。
28.一種用于制造在音頻發(fā)生器(410J中使用的反射器的方法，所述音頻發(fā)生器(410J具有膜片(240)，所述膜片(240)具有第一非平坦表面(242);所述方法包括:使用音頻信號反射器模板作為用于制造音頻反射器的模型。
【文檔編號】H04R1/40GK103650532SQ201280035119
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月15日
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