CN1258427A - 扬声装置及内部安装了扬声装置的电子设备 - Google Patents

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Abstract

一种扬声装置,它通过使具有大致平坦面的呈面板状的振动片进行挠曲振动,进行音响的发射,它备有其外缘部分处于至少能沿厚度方向大致进行自由振动的状态的振动片、以及被结合在该振动片的面上而构成能将振动加在振动片上的加振源的至少一个以上的驱动单元,利用根据再生输入信号被驱动的驱动单元施加的振动。使振动片进行挠曲振动,发射音响。通过使振动片进行挠曲振动而进行音响发射,能在从低频到高频的宽广的频带获得良好的频率响应特性,而且,能在从低频到高频的宽广的频带进行声压电平变化小的音质良好的音响发射。

Description

扬声装置及内部安装了扬声装置的电子设备
技术领域
本发明涉及备有面板状振动片的扬声装置及使用该扬声装置的电子设备,更详细地说,涉及利用从驱动单元施加的振动,使呈面板状的振动片产生挠曲振动,进行音响再生的扬声装置。
背景技术
以往,作为扬声装置广泛地采用锥形动态扬声器或喇叭形动态扬声器。
锥形动态扬声器由呈圆锥形的振动片、驱动该振动片的驱动单元、支撑振动片的支撑框、以及收容这些构件的音箱等构件构成。驱动单元由音圈和外磁型的磁回路部分构成,上述音圈缠绕在音圈架的基端部分一侧,该音圈架呈一体地安装在振动片的基端部分一侧的中心部分。磁回路部分由以下部件构成:有中心磁极的轭铁;围绕中心磁极配置在轭铁上的磁铁;以及配置在磁铁上、与中心磁极之间构成磁隙的顶板。将缠绕在音圈架上的音圈插入磁回路部分的磁隙中,通过箭形纸,将振动片的外周侧支撑在其基端部分一侧被固定在磁回路部分上的框上。利用横跨音圈架和框之间安装的缓冲器支撑着振动片。缓冲器这样支撑着振动片,即当振动片振动时,振动片平行于中心轴振动。另外,中心帽安装在振动片的内周一侧,以便将筒状的音圈架的一侧开口端堵塞。中心帽构成振动片的一部分。
这样构成的锥形动态扬声器将音响再生输入信号供给音圈,利用流过音圈的驱动电流和从磁回路部分发射的磁通的作用而产生力,利用该力使振动片振动,进行音响的发射。
锥形动态扬声器中使用的振动片利用重量轻、内部损失大的材料形成圆锥形。另外支撑振动片的框是围在振动片的背面一侧起保护作用的构件。在框上设有开口部分,以便使从振动片的背面一侧发射的声音发放到外部。该开口部分用来避免从振动片的背面一侧发射的声音被框反射后入射到振动片上而对振动片的振动产生影响。箭形纸的作用是将振动片支撑在框上,同时使振动片在振动时不与音箱的安装部分接触。
另一方面,喇叭形动态扬声器将喇叭设置在振动片的前面一侧,利用喇叭将来自振动片的声音放大后发射出去。
喇叭形动态扬声器备有呈圆顶状的振动片、以及驱动该振动片的驱动单元。该驱动单元备有音圈和内磁型的磁回路部分,上述音圈缠绕在呈一体地安装在振动片上的音圈架上,上述内磁型的磁回路部分由以下部分构成:壶形轭铁、配置在该壶形轭铁中央部分的磁铁、设在该磁铁上的孔、以及在与该孔相对配置在轭铁上的孔之间构成磁隙的顶板。
该扬声器的振动片是这样配置的:将缠绕在音圈架上的音圈插入磁回路部分的磁隙中,将周边支撑在构成磁回路部分的顶板上。
喇叭形动态扬声器也与锥形动态扬声器一样,与音响信号对应的驱动电流被供给音圈,利用流过音圈的驱动电流和从磁回路部分发射的磁通的作用而产生力,利用该力进行振动,发射音响。
喇叭形动态扬声器中使用的圆顶形的振动片是用比锥形的振动片的刚性大的铝等轻金属或合成树脂形成的,所以通过只支撑周边部分,同样能平行于中心轴振动。
上述这样的锥形动态扬声器或喇叭形动态扬声器由于振动片呈圆锥状或圆顶形,所以扬声装置总体变厚。
因此,为了谋求装置的薄型化,所使用的扬声装置采用呈平板状的振动片。作为这种扬声装置,是电容型扬声器。电容型扬声器将形成了具有导电性的金属薄膜的振动片相对于固定极留出微小的间隙相对地配置在呈平板状的基体材料上。该扬声器在振动片和固定极之间施加数百伏的直流偏压。如果音响信号被输入固定极,则振动片便利用与固定极之间的静电引力的变化而振动。
电容型扬声器由于在振动片和固定电极之间必须施加数百伏的电压,所以不但设置场所受到限制,而且由于温度或湿度的变化,难以进行稳定的驱动。另外,电容型扬声器由于规定了输入电压为直流偏压,所以对应于输入电压获得的最大无失真输出声压电平比上述的动态扬声装置小,不能获得大的声音。再者,电容型扬声器为了在可听频带内确保稳定的频率响应特性,必须使振动片大型化,但稳定地驱动大的振动片是困难的。
上述的以往使用的扬声装置都是用驱动单元使振动片振动,进行音响再生。在这样的扬声装置中,为了获得良好的声压频率特性,利用驱动单元使振动片振动时,不发生固有振动模式(ResonantModes),而必须一律振动。
为了不在振动片上发生固有振动模式,而使振动片一律振动,必须用刚性足够大的材料形成振动片。另外,为了抑制振动片的固有振动模式,需要对振动片的形状和支撑在框等上面的结构进行各种选择,使得设计和制造变得极其困难。另外,在使用平板状的振动片的扬声装置中,为了抑制固有振动模式,需要与振动片的材料和大小一致地选择驱动单元的驱动点,使得设计和制造变得极其困难。
另外,利用驱动单元使振动片一律振动构成的扬声装置被称为偶极子声源,在振动片的前面一侧和背面一侧发生相位相反的音。相位相反的音、特别是从方向性低的中频带到低频带的声音互相干扰,使得频率响应特性劣化。因此,在这种扬声装置中,为了防止从振动片的前面一侧和背面一侧发生的相位相反的声波互相干扰,将扬声单元安装在反射板上,用作为密闭型的音箱的外壳将扬声单元的背面一侧遮住。
这样由于以往使用的扬声装置使用反射板和外壳,所以安装位置和安装场所受到了限制。
发明的公开
本发明的目的在于提供一种其驱动方式与以往一般使用的扬声装置不同的新的扬声装置。
本发明的另一个目的在于提供这样一种扬声装置,即对应于频带宽的再生输入信号,以良好的响应性进行驱动,能获得良好的频率响应特性,同时能获得音质良好的再生音响。
本发明的另一个目的在于提供一种能谋求薄型化、且小型化的扬声装置。
本发明的另一个目的在于提供一种设置位置或安装位置不受限制的扬声装置。
本发明的另一个目的在于提供一种能容易地与个人计算机、无线电收音机、电视接收机等电子设备安装成一体的扬声装置及呈一体地安装了扬声装置的电子设备。
本发明的扬声装置利用几乎呈平坦面的具有适当的刚性的面板状振动片的挠曲振动(Bending wave vibration),进行音响再生。该挠曲振动是当平板状的振动片被驱动单元施加了振动时,振动片的一部分或全部便进行挠曲振动,从而发射音响,它是一种与下述振动方式不同的振动方式,即与通过利用振动单元使振动片沿平行于中心轴的方向往复运动的活塞式运动,使振动片一律振动的方式不同。
利用挠曲振动的扬声装置中使用的面板状振动片由这样的材料形成,即该材料具有作为振动片具有能独立的程度以上的刚性、具有在从驱动单元施加了振动时发生的振动能传播到振动片的各部分的程度的衰减率小的刚性。因此,作为面板状的振动片不能使用不能独立的薄的膜或纸、更不能使用不能传播振动的刚性低的粘土等。
在使用面板状振动片、利用该振动片的挠曲振动进行音响再生的扬声装置中,如果从驱动单元将振动施加到振动片上,振动片便进行挠曲振动,整体振动片产生与所施加的振动频率对应的振动方式。如果由驱动单元将从低频到高频的宽频带的振动加到振动片上,则在振动片上产生与施加的频率对应的复杂的振动方式。使用面板状振动片的扬声装置的频率响应特性通过以下特性分析而具有特征,这些特性分析是:有限尺寸的振动片的挠曲振动的物理特性、挠曲振动的速度与频率特性、以及驱动点阻抗特性。
使用面板状振动片的扬声装置能根据设想的用途,使用具有参数最佳化了的弯曲刚性的振动片,直至最低固有频率都能工作。该所谓最低固有频率是指面板状振动片整体产生了半波长挠曲的状态而言。该扬声装置一般为了确保面板状振动片由最低固有频率决定的振动,能从驱动单元将振动加在振动片的中心点附近。该扬声装置中使用的面板状振动片的大小可以这样求得:通过有限元分析,利用数学模拟工具求得能给出均匀的模式密度的特定的纵横比。另外,为了实现在振动片上发生的最佳振动模式的均匀性,通过傅里叶型的分析,能求出由驱动单元将振动施加到面板状振动片上的位置。在面板状振动片上,虽然通过傅里叶型分析的展开,在高频带多少产生一些损失,但也能驱动面积更大的振动片。
即,利用振动片的挠曲振动进行音响再生的扬声装置中使用的面板状振动片的挠曲模式随着以下因素而变化:构成振动片的材料的材质品质、形状及大小、振动片的结构、从驱动单元施加振动的位置、振动片的支撑方法等,但一般说来,频率越高越会发生多种固有模式或挠曲。使用该面板状振动片的扬声装置在使振动片进行挠曲振动的频率包括最低固有频率的低音区中,作为双向声源工作,在振动片的前后产生反相位的声波,表现出双向性。如果使振动片进行挠曲振动的频率变高,则在振动片的表面上产生多种挠曲振动,发生复杂的位置变化,在各位置发生的挠曲振动几乎与相位无关地发声,所以作为振动片整体表现出方向性小的特性。如果使振动片进行挠曲振动的频率进一步变高,则振动片进行挠曲振动的部分进一步增大,但从驱动单元加到振动片上的振动因受振动片的传播损失的影响而不能到达振动片的外缘部分,主要使驱动单元的附近部分进行挠曲振动,实现放音。因此,在高频带在表观上作为非常小的声源工作,表现出无方向性。
这样,利用面板状振动片的挠曲振动的扬声装置能通过由单一的驱动单元进行驱动的一个面板状振动片使低音至高音的宽频带的声音再生,利用具有适当的刚性的材料形成振动片,通过适当地设定从驱动单元施加振动的位置等,能获得从低频带到高频带良好的频率响应特性。
使用该面板状振动片的扬声装置由于对驱动单元施加的振动的响应性、以及电气负载与迄今使用的扬声装置相同,所以不仅能谋求与驱动现有的扬声装置用的放大器的互换性,而且能使用动态(动电)型或压电型的驱动单元,能获得音域非常宽的发射模式及双向性的发射模式。
利用面板状振动片的挠曲振动的扬声装置具有从机械能变换成声能的高变换效率,同时能获得与频率无关的无方向性的发射特性、即从低频带到高频带都能获得一定大小的声压电平,另外,还具有由距离条件造成的声压电平下降小的特征。
本发明的扬声装置利用根据所供给的音响再生输入信号被驱动的驱动单元施加的振动,使振动片进行挠曲振动,进行音响再生。
更具体地说,本发明的扬声装置备有:大致呈平坦面的面板状的、外缘部分至少沿厚度方向处于几乎能自由振动的状态的振动片;以及结合在该振动片表面上、构成将振动加到振动片上的加振源的至少一个以上的驱动单元。该扬声装置利用根据再生输入信号被驱动的驱动单元施加的振动,使振动片进行挠曲振动,进行音响再生。该扬声装置被设置在规定的设置位置,用支撑构件支撑着驱动单元。
质量分量设计得分布在面板状的振动片上。驱动单元通过具有规定形状及大小的结合部分而被结合在振动片的表面上。振动片上用来结合驱动单元的部分的材料与其他部分的材料不同。振动片和驱动单元通过结合构件相结合。该结合构件与振动片相结合的部分的形状和与驱动单元相结合的部分的形状不同。
在面板状的振动片周围设置着保护该振动片用的保护框。这时,振动片的外缘部分的一端固定在保护框上,其他外缘部分沿厚度方向处于几乎能自由振动的状态。
另外,本发明将个人计算机等电子设备本体的一部分或安装在本体上的盖的一部分作为振动片用,将驱动单元配置在设备本体内或盖内,利用根据再生输入信号被驱动的驱动单元施加的振动,使设备本体的一部分或盖的一部分进行挠曲振动,从而进行音响再生。
从以下说明的实施例,能进一步了解本发明的其他目的、以及采用本发明所能获得的具体优点。
附图的简单说明
图1是表示本发明的扬声装置的透视图。
图2是上述扬声装置的侧视图。
图3是上述扬声装置的主要部分的纵剖面图。
图4是表示使振动片进行挠曲振动的驱动单元的透视图。
图5(A)~图5(C)是表示使振动片进行挠曲振动时在振动片上发生的振动模式的透视图。
图6(A)~图6(H)是表示与再生输入信号的频率对应的振动片的各种振动模式的平面图。
图7是表示本发明的扬声装置的频率响应特性的特性曲线图。
图8是表示与振动片相结合的音圈架的前端部分呈椭圆形的例的驱动单元的透视图。
图9是表示与振动片相结合的音圈架的前端部分呈矩形的例的驱动单元的透视图。
图10是表示改变了振动片上的与音圈架的结合部分的材料的例的透视图。
图11是表示改变了振动片上的与音圈架的结合部分及装置的周边部分的材料的例的透视图。
图12是表示设置了保护振动片用的保护框的例的扬声装置的透视图,图13是其侧视图。
图14是表示保护框的另一例的扬声装置的透视图。
图15是表示保护框的另一例的扬声装置的透视图。
图16是说明备有三个驱动单元的本发明的扬声装置的透视图,图17是其侧视图。
图18是表示备有三个驱动单元的扬声装置的频率响应特性的特性曲线图。
图19是表示备有三个驱动单元的扬声装置的与再生输入信号的频率对应的振动片的各种振动模式的平面图。
图20是表示在振动片上设置了质量构件的扬声装置的透视图。
图21是表示在振动片上设置了质量构件的扬声装置的频率响应特性的特性曲线图。
图22是说明在振动片上设置了质量构件时低频带的响应性得以提高的原理的说明图。
图23是表示将三个驱动单元倾斜地排列在呈矩形的振动片上的例的透视图。
图24是表示振动片呈三角形的例的透视图。
图25是表示在振动片上与各驱动单元的音圈架相结合的部分设置了其材料与其他部分不同的结合构件的扬声装置的透视图。
图26是表示给出了分别使图25所示的扬声装置的高频带的共振频率偏移了的状态的频率和振幅的关系的特性曲线图。
图27是表示备有三个驱动单元的扬声装置中供给再生输入信号的再生信号输入部的电路图。
图28是表示备有三个驱动单元的扬声装置中供给再生输入信号的再生信号输入部的另一例的电路图。
图29是表示使用从图28所示的再生信号输入部供给的再生输入信号驱动各驱动单元时的频率响应特性的特性曲线图。
图30是表示备有三个驱动单元的扬声装置中设置的再生信号输入部的另一例的电路图。
图31是表示备有三个驱动单元的扬声装置中设置的再生信号输入部的另一例的电路图。
图32是表示备有五个驱动单元的扬声装置中供给再生输入信号的再生信号输入部的电路图。
图33是表示备有五个驱动单元的扬声装置中供给再生输入信号的再生信号输入部的另一例的电路图。
图34是表示将本发明的扬声装置收容在框体内构成电视会议系统用的发声装置的例的纵剖面图。
图35是表示固定支撑振动片的外缘部分的一部分的本发明的扬声装置的侧视图。
图36是图35所示的扬声装置的正视图。
图37是图35所示的扬声装置的驱动单元的主要部分的纵剖面图。
图38是表示固定支撑振动片的外缘部分的一部分的扬声装置的频率响应特性的特性曲线图。
图39是振动片的外缘部分的全周能沿厚度方向自由振动的扬声装置的频率响应特性曲线图。
图40是表示固定支撑振动片的外缘部分的一部分的本发明的扬声装置的另一例的侧视图。
图41是图40所示的扬声装置的正视图。
图42是表示将振动片配置在保护框内的本发明的扬声装置的正视图,图43是其侧视图。
图44是备有将振动片和保护框形成为一体的振动体的本发明的扬声装置被切掉一部分的侧视图。
图45是图44所示的扬声装置的分解透视图。
图46是表示设置了保护振动片的前面和背面的保护板的本发明的扬声装置的侧视图。
图47是图46所示的扬声装置的分解透视图。
图48是表示将振动片和保护框形成为一体的振动体的另一例的正视图。
图49是表示振动体的另一例的正视图。
图50是表示使用多个振动片的本发明的扬声装置的透视图。
图51是表示本发明的扬声装置中使用的驱动单元的另一例的剖面图。
图52是表示图51所示的驱动单元的磁回路部分的剖面图。
图53是表示作为采用了本发明的扬声装置的电子设备的个人计算机的透视图。
图54是图53所示的个人计算机的分解透视图。
图55是图53所示的个人计算机的主要部分的剖面图。
图56是表示使框体进行挠曲振动的压电振动片的剖面图,图57是说明上述压电振动片的振动状态用的剖面图。
图58是表示配置了一组压电振动片的状态的平面图。
图59是表示驱动构成了本发明的电子设备的扬声装置的扬声器驱动电路的电路图,图60是表示上述扬声器驱动电路的另一例的电路图,图61是表示上述驱动电路的另一例的电路图,图62是表示上述驱动电路的另一例的电路图。
实施本发明用的最佳形态
以下,参照附图说明本发明的扬声装置的具体例。
如图1所示,本发明的扬声装置1备有使相对的面分别呈大致平坦面的矩形的面板状振动片2、以及使该振动片2进行挠曲振动的驱动单元3。振动片2是用这样的材料形成的,即该材料有作为振动片能独立的程度以上的刚性、且有从使该振动片进行挠曲振动的驱动单元3施加的振动能传播到振动片2的各部分的程度的衰减率小的刚性。这里,振动片2用苯乙烯树脂构成,其大小呈长25.7cm、宽36.4cm的矩形,其厚度为2mm。
振动片2将一个侧面作为发声面2a,将另一个侧面作为驱动面2b且安装着驱动单元3。驱动单元3被安装在振动片2的另一面2b的大致中心部位。
如图2所示,将驱动单元3安装在驱动面2b一侧的振动片2这样被设置在规定的位置:驱动单元3通过安装板5被支撑在支撑角4上。
这样通过驱动单元3被支撑在支撑角4上的振动片2只被支撑着其大致中心部分,外缘部分处于能沿厚度方向自由振动的状态。
振动片2可以形成为具有大致平坦面的面板状,也可以是圆形或椭圆形。另外,振动片2用这样的材料形成即可,即该材料有作为振动片能独立的程度以上的刚性、且有从驱动单元3施加的振动能传播到振动片2的各部分的程度的衰减率小的刚性,也可以用各种蜂窝板或巴尔沙(バルサ)轻质木材等形成。
使振动片2进行挠曲振动的驱动单元3可以采用与以往使用的动态型的扬声装置中使用的振动片相同的结构。如图2及图3所示,驱动单元3由缠绕在呈圆筒状的音圈架8的底端部分的外周面上的音圈6、以及外磁型的磁回路部分7构成。如图3所示,磁回路部分7由在中心部分形成了中心磁极10的轭铁9、包围着中心磁极10配置在轭铁9上的环状的磁铁11、以及配置在磁铁11上且与中心磁极10之间构成磁隙的顶板12构成。将音圈6插入磁回路部分7的磁隙中配置后,音圈架8通过呈环状的缓冲器13支撑在磁回路部分7上。
缓冲器13将外周边缘一侧结合在磁回路部分7的顶板12上,再将缓冲器13的内周边缘一侧结合在音圈架8的外周面上,于是音圈架8便沿着与中心轴平行的如图3中的箭头P1所示的方向象活塞运动那样被支撑着。
驱动单元3这样安装:用螺钉14将轭铁9的中心部分安装在被设置在支架4上的安装板5上。
将另一面2b一侧的中心部分结合在用图4中的斜线表示的音圈架8的前端部分8a上,从而将振动片2支撑在驱动单元3上。
另外,在上述例中,振动片2虽然被直接结合在音圈架8的前端部分8a上,但也可以结合在被结合在音圈架8的前端部分8a上的呈环状或平板状的结合构件上,从而被支撑在驱动单元3上。
在这样构成的本发明的扬声装置1中,如果再生输入信号从图中未示出的再生输入信号电路部分被供给驱动单元3的音圈6,则音圈架8便沿图3中的箭头P1所示的方向进行活塞式运动。如果与音圈架8的活塞式运动对应的振动被传递到振动片2上,则振动片2便以音圈架8被结合的中心部分为驱动点,进行挠曲振动,发射与再生输入信号对应的声音。
振动片2对应于再生输入信号的频率,发生图5(A)、图5(B)、图5(C)所示的挠曲振动。这时,当62Hz的再生输入信号被输入驱动单元3后而被驱动时,振动片2如图5(A)所示进行挠曲振动,当150Hz的再生输入信号被输入后而被驱动时,振动片2如图5(B)所示进行挠曲振动,当501Hz的再生输入信号被输入后而被驱动时,振动片2如图5(C)所示进行挠曲振动。从图5(A)、(B)、(C)可知,如果供给了再生输入信号后驱动单元3被驱动,则振动片2便产生与再生输入信号的周期对应的挠曲振动,生成复杂的振动模式。另外,随着被输入驱动单元3的再生输入信号的频率升高,振动片2发生有更多的峰或谷的振动模式。
图6(A)~图6(H)是表示在本发明的扬声装置中,频率不同的再生输入信号被输入驱动单元3时,用激光多普勒光谱测定器测定了在振动片2上发生的振动模式的测定结果的图。图6(A)是表示将输入频率为33Hz的再生输入信号供给驱动单元3时振动片2的动作状态的图,能观察到以驱动单元3为中心的圆形的振动模式、以及在其外周区域与振动片2的形状对应的横向长的矩形的振动模式。图6(B)是表示将输入频率为89Hz的再生输入信号供给驱动单元3时振动片2的动作状态的图,能观察到在与振动片2的形状对应的纵向长的矩形内对应于驱动单元3上下对称的双曲线状的振动模式。图6(C)是表示将输入频率为123Hz的再生输入信号供给驱动单元3时振动片2的动作状态的图,能观察到振动片2以与其所结合的驱动单元3为中心发生大致纵向长的纱锭形的振动模式。图6(D)是表示将输入频率为275Hz的再生输入信号供给驱动单元3时振动片2的动作状态的图,图6(E)是表示将输入频率为408Hz的再生输入信号供给驱动单元3时振动片2的动作状态的图,图6(F)是表示将输入频率为554Hz的再生输入信号供给驱动单元3时振动片2的动作状态的图。另外,图6(G)是表示将输入频率为1785Hz的再生输入信号供给驱动单元3时振动片2的动作状态的图,能观察到以驱动单元3为中心在纵向长的矩形内发生从中心开始至大致相等的距离的位置具有较大峰值的振动模式。另外,图6(H)是表示将输入频率为20KHz的再生输入信号供给驱动单元3时振动片2的动作状态的图,能观察到对应于驱动单元3在纵向长的矩形内发生由挠曲振动引起的峰值较大的复杂且很密的振动模式。
面板状振动片2的挠曲方式随着构成振动片2的材料及大小、振动片2本体的结构、从驱动单元3施加振动的驱动点的位置、以及支撑振动片2的结构的变化而变化,但从图6(A)~图6(H)所示的测定结果可知,从驱动单元3施加的振动的频率越高,越是发生与复杂的固有振动模式或挠曲相对应的振动模式。即,如果从驱动单元3施加的振动频率变高,则在振动片2上一边发生多个挠曲振动,一边复杂地改变位置,这些挠曲振动的相位也互相无关地发生。因此,利用面板状振动片2的挠曲振动的本发明的扬声装置1在频率高的区域表现出方向性小的特性。
另外,作为该扬声器元件的振动片2在包括最低固有频率的低频带内,作为双向声源而工作,在振动片2的前后发生相位相反的声波,在振动片2的发声面2a和驱动面2b上发生相位相反的声波,大致表现出双向性。
另外,图7是表示上述本发明的扬声装置1的再生输入信号的频率响应特性的测定结果的图。在图7中,线a1是对振动片2的发声面2a在正面位置测得的再生输出声压电平的测定值,线b1是对振动片2的发声面2a在30°位置测得的再生输出声压电平的测定值,线c1是对振动片2的发声面2a在60°位置测得的再生输出声压电平的测定值。另外,线d1是本发明的扬声装置1的阻抗的测定值。另外,线e1是再生输出的二次高频失真的测定值,另外线f1是再生输出的三次高频失真的测定值。
由图7可知,本发明的扬声装置1即使在被输入驱动单元3的再生输入信号频率为200Hz以下的低频带,也能进行高灵敏度的再生。另外,在该扬声装置1中,随着再生输入信号频率升高,在振动片2上一边发生多个挠曲振动,一边复杂地改变位置,这些挠曲振动的相位也互相无关地发生。因此,作为振动片2的整体表现出方向性小的特性。因此,本发明的扬声装置1即使在高频带也能在较宽的范围内发声。
本发明的扬声装置1由于不需要现有的扬声装置使用的音箱等共鸣箱或音响管等,所以能构成小型且薄型的扬声装置。另外,本发明的扬声装置1由于振动片2大致呈具有平坦面的面板状,所以能比较自由地设计外形形状和表面设计,能在发声面2a一侧绘画、或粘贴照片或画,还能将振动片2作为投影面利用,能投影来自摄象装置的图象。
本发明的扬声装置1由于振动片2呈面板状、且具有较大的振动面积,所以与使用同一规格的驱动单元3的现有的动态型扬声装置相比较,能以更大的声压电平输出低音。另外,本发明的扬声装置1由于不需要现有的扬声装置中的那种支撑振动片2的外周部分2c用的箭纸或框等支撑构件,所以零件个数少,安装工序简单、成本低。
因此,如上所述,本发明的扬声装置1是这样安装的,即将振动片2的另一面2b的中心部分结合在构成驱动单元3的音圈架8的呈环状的前端部分8a上。由于振动片2将结合在音圈架8上的结合部分的大致中心部位作为驱动点进行挠曲振动,所以当高频带的再生输入信号被供给驱动单元3进行驱动时,由于振动片2的质量成分和粘性成分的作用,大的振动很难传递到结合部分的外侧,因此,在本发明的扬声装置1中,当高频带的再生输入信号被输入驱动单元3而使振动片2振动时,从振动片2发射的声音的声压能量不是来自整个振动片2,而是集中在音圈架8的结合部分,实际上具有点声源的功能,没有方向性。
本发明的扬声装置1为了扩展高频带的范围,采用例如图8所示的驱动单元15或图9所示的驱动单元17。这些驱动单元15、17的基本结构与上述的驱动单元3大致相同,所以对应的部分标以相同的符号,其说明从略,但构成音圈架8上与振动片2的结合部分的一端侧的结合端部分16、18的形状有特征。
图8所示的驱动单元15如图8中的斜线所示,使音圈架8结合到振动片2上的结合端部分16形成椭圆形的环状。
图9所示的驱动单元17如图9中的斜线所示,使音圈架8的结合端部分18形成矩形的环状。
本发明的扬声装置1由于备有具有图8或图9所示的结合端部分16、18的驱动单元15或17,因此通过改变振动片2和这些驱动单元15、17的结合部分的面积,能改变高频带的特性。本发明的扬声装置1通过适当地选择上述任意一种驱动单元13、15、17,能调整高频带的声压电平的下降和振幅,能保持从低频带到中频带的声压频率特性的连续性,能获得从低频带到高频带良好的声压频率特性。
另外,在将振动片结合在驱动单元3的音圈架8上的情况下,在使用环状的结合构件时,使该结合构件的形状呈椭圆形或矩形,能降低高频带的声压电平或进行振幅调整。
另外,本发明的扬声装置19为了改善高频带的频率响应特性,可以采用图10所示的结构。图10所示的扬声装置19在驱动单元3的被结合在音圈架8上的振动片20方面有特征,使驱动单元3的成为结合到音圈架8上的结合部分的区域的材料与其他区域的材料不同,在与音圈架8结合的结合部分上设有不同材料的结合片21。在进行振动片20的成形时,通过内侧成形,与振动片20一体地形成该结合片21。构成结合片21的材料可以选择能改善对特定频率的再生输入信号的响应特性的材料。这样,通过在结合到音圈架8上的结合部分上设置与其他区域的材料不同的结合片21,使得振动片20和结合片21的振动特性不同,具有与双路型的扬声装置相同的功能。
另外,本发明的扬声装置22为了改善高频带的频率响应特性,可以采用图11所示的结构。图11所示的扬声装置22使驱动单元3的成为结合到音圈架8上的结合部分的区域及直至其边缘区域的材料与其他区域的材料不同,如图11所示,使结合到音圈架8上的结合片24的大小形成得包括结合到音圈架8上的结合部分及其周边的区域。在进行振动片20的成形时,通过内侧成形,与振动片20一体地形成该结合片24,选择能改善对特定频率的再生输入信号的响应特性的材料。不仅选择结合片24材料,而且通过适当地选择其大小和形状,能变更高频带的振动模式,能谋求改善高频带的频率响应特性。
本发明的扬声装置的振动片呈面板状,只是中心部分被支撑在驱动单元上,外缘部分至少沿厚度方向处于大致能自由振动的状态,所以由于来自外部的冲击,容易受到损伤。
因此,本发明的扬声装置25为了保护振动片2,如图12及图13所示,设有作为保护构件的保护框体26。
另外,图12及图13所示的扬声装置25的保护构件26以外的部分备有与上述的扬声装置1相同的结构,所以相同的部分标以相同的符号,详细说明从略。
为了保护振动片2而设置的保护框体26,采用能充分保证机械强度的刚性大的合成树脂,形成足以包围呈矩形的振动片2的外缘部分2c的全周的矩形。如图12所示,在该保护框体26的相对的一对柱状部分26a、26b上朝向内侧呈梳齿状地设置着多个一端固定的杆状的振动片保护片27a、27b。如图13所示,在这些柱状部分26a、26b的背面一侧呈一体地设置多个支撑片28。
结合在驱动单元3的音圈架8上的振动片2配置在该保护框体26内,用保护框体26包围着外缘部分2c。包围着振动片2的外缘部分2c的保护框体26将支撑片28固定在安装片5上,再安装在支架4上,上述安装片5上还安装着支撑振动片2的驱动单元3。
这时,振动片2的外缘部分2c被保护框体26包围着,另一面2a一侧与保护片27a、27b相对,所以能防止由于不小心被异物冲击而受到损伤。另外,保护片27a、27b以一定的间隔与振动片2的一面2a相对,所以不会妨碍振动片2的振动。
另外,本发明的扬声装置29为了谋求保护振动片2,也可以采用如图14所示的结构。图14所示的扬声装置29包围着振动片2的外缘部分2c配置保护框体30,通过该保护框体30上的多个螺旋弹簧31,将振动片2支撑在保护框体30上。
该扬声装置29中使用的保护框体30也是采用能充分保证机械强度的刚性大的合成树脂,形成足以包围呈矩形的振动片2的外缘部分2c的全周的矩形。如图14所示,在该保护框体26的相对的一对柱状部分26a、26b的背面一侧呈一体地设置着多个支撑片28。
振动片2配置在该保护框体30内,将外缘部分2c包围在保护框体30内,通过多个螺旋弹簧31进行支撑,这些螺旋弹簧31以拉伸的状态连接在连接部分26c、26d和外缘部分2c之间,而上述连接部分26c、26d连接在一对柱状部分26a、26b之间。该螺旋弹簧31具有不妨碍振动片2的挠曲振动的程度的弹性力。
包围着振动片2的外缘部分2c的保护框体30将支撑片28固定在安装片5上,再安装在支架4上,上述安装片5上还安装着支撑振动片2的驱动单元3。
这样,振动片2通过螺旋弹簧31连接在保护框体30上,各螺旋弹簧31吸收振动片2的负载后分散在保护框体30上,所以能减轻加在驱动单元3的结合部分上的负载,能可靠地维持与驱动单元3的结合状态。
另外,本发明的扬声装置33为了谋求保护振动片2,如图15所示,也可以将网34围着振动片2的外缘部分2c配置在保护框体33的前面一侧,用该网34覆盖着振动片2的一面2a一侧。
这里用的网34可以采用几乎不影响振动片2的振动的、不会使声阻低并不致使振动片2发射的声音衰减的网。
上述本发明的扬声装置虽然都是只用一个驱动单元使振动片进行挠曲振动,但如图16及图17所示,也可以采用多个例如3个驱动单元37a、37b、37c使振动片进行挠曲振动的结构。
这里用的驱动单元37a、37b、37c与上述的驱动单元3的结构相同,相同的部分标以相同的符号,详细说明从略。
图16及图17所示的扬声装置35的3个驱动单元37a、37b、37c位于振动片2的左右方向的中心部分,沿振动片2的高度方向排成一列。这时,各驱动单元37a、37b、37c互相隔开70mm的间隔。振动片2被结合在各驱动单元37a、37b、37c的音圈架8的一端8a上支撑着。
支撑振动片2的各驱动单元37a、37b、37c通过固定螺钉等固定用具被安装在设置在支架38上的安装板39上。
例如相同振幅、相同相位的再生输入信号从图中未示出的再生信号输入电路部分输入到该扬声装置35的各驱动单元37a、37b、37c中而被驱动。将再生输入信号输入各驱动单元37a、37b、37c时的频率响应特性获得了图18所示的特性。在图18中,线a2是对振动片36的发声面36a在正面位置测得的再生输出声压电平的测定值。另外,线d2是该扬声装置35的再生输出的阻抗的测定值。另外,线e2是扬声装置35的再生输出的二次高频失真的测定值,另外线f2是扬声装置35的再生输出的三次高频失真的测定值。
因此,上述的有一个驱动单元3的扬声装置1的振动片2进行挠曲振动时的振动模式由振动片2的形状、材料特性及驱动单元3的设置位置等决定所发生的振动模式的频率、次数,产生上述的图7所示的尖锐的峰值陷落。只用一个驱动单元3的扬声装置1在将驱动单元3设置在某输入频率中成为波节的位置的情况下,由于振动不能传递到全体振动片2上,所以在频率响应特性中观察到陷落,如图6所示,在振动片2与传递来自驱动单元3的振动的音圈架8的结合部分以外的部分,产生反映振动片2的材料特性的挠曲振动,所以再生输出遵从构成振动片2的材料的固有振动模式。因此,只用一个驱动单元3的扬声装置1能再生包含峰值陷落的构成振动片2的材料特有的声音。
另一方面,使用多个例如3个驱动单元37a、37b、37c的扬声装置35由于利用各驱动单元37a、37b、37c,使振动片36进行挠曲振动,所以各驱动单元37a、37b、37c不限于将振动施加到振动片36的波节位置,各驱动单元37a、37b、37c不是用再生输入信号的各频带驱动振动片36的波节位置。使用多个驱动单元37a、37b、37c的扬声装置35的各驱动单元37a、37b、37c在再生输入信号的各频带能互相补充驱动波节位置的振动片36,能抑制波节位置的频率响应特性中尖锐的峰或陷落的发生。
从图18可知,使用多个驱动单元37a、37b、37c的扬声装置35与只使用一个驱动单元3的扬声装置1相比较,在从中频带到高频带的范围内,能谋求减少声压电平的峰或陷落。另外,使用3个驱动单元37a、37b、37c的扬声装置35由于在三处使振动片36进行挠曲振动,所以与振动片36的大小或所使用的材料的特性相应的固有的再生输出少,能进行所谓的无癖性的音质良好的声音的再生。
在频率f不同的再生输入信号被输入使用3个驱动单元37a、37b、37c的扬声装置35中的情况下,振动片36的振动模式如图19(A)~图19(H)所示,图19(A)~图19(H)是表示用激光多普勒光谱测定器测定了振动片36的振动模式的测定结果的图。
这里,图19(A)是表示将输入频率f为62Hz的再生输入信号供给各驱动单元37a、37b、37c时振动片36的动作状态的图,图19(B)是表示将输入频率f为150Hz的再生输入信号供给各驱动单元37a、37b、37c时振动片36的动作状态的图,图19(C)是表示将输入频率f为315Hz的再生输入信号供给各驱动单元37a、37b、37c时振动片36的动作状态的图,图19(D)是表示将输入频率f为501Hz的再生输入信号供给各驱动单元37a、37b、37c时振动片36的动作状态的图,图19(E)是表示将输入频率f为630Hz的再生输入信号供给各驱动单元37a、37b、37c时振动片36的动作状态的图,图19(F)是表示将输入频率f为795Hz的再生输入信号供给各驱动单元37a、37b、37c时振动片36的动作状态的图,图19(G)是表示将输入频率f为1500Hz的再生输入信号供给各驱动单元37a、37b、37c时振动片36的动作状态的图,图19(H)是表示将输入频率f为12KHz的再生输入信号供给各驱动单元37a、37b、37c时振动片36的动作状态的图。
从图19(A)~图19(H)可知,使用3个驱动单元37a、37b、37c的扬声装置35在输入频率f为63Hz的低频带,观察到在振动片36的外缘部分附近产生与来自各驱动单元37a、37b、37c的振动被传递到的中心部分相位相反的振动。即,该扬声装置35如上所述,振动片36的外缘部分至少沿厚度方向处于大致能自由振动的状态,所以在外缘部分容易产生低频带的振动,在低频带也能获得稳定的再生输出。
使用3个驱动单元37a、37b、37c的扬声装置35由于振动片36被结合在3个驱动单元37a、37b、37c的各音圈架8上,所以提高了机械强度,另外由于利用3个驱动单元37a、37b、37c进行驱动,所以能谋求提高声压频率特性及再生声音的音质。即,只使用一个驱动单元3的上述扬声装置1由于振动片2的负载全部加在振动片2和音圈架8的结合部分上,所以有可能不能获得足够的机械强度,由于振动片2的材料的不同、以及由于加在与音圈架8的结合部分上的负载的影响,振动片2的振动模式有时离开线性运动而对再生声音的音质产生影响。
与此不同,使用3个驱动单元37a、37b、37c的扬声装置35由于振动片36的负载分散在各驱动单元37a、37b、37c上,所以能谋求减轻加在振动片36与音圈架8的结合部分上的负载,能谋求提高各结合部分的机械强度和耐久性。
使用多个驱动单元37a、37b、37c的扬声装置35还通过选择适合于振动片36的材料,变更在振动片36上产生的振动模式,能抑制在振动片36内产生的过大的振动模式,生成所需的振动模式。将各驱动单元37a、37b、37c沿振动片36的纵向排列成一列的扬声装置35如图19(A)~图19(H)所示,在从低频带到高频带的范围内,能抑制将与各驱动单元37a、37b、37c的排列方向垂直的横向作为波节分割的振动模式的发生。这样,使用多个驱动单元37a、37b、37c的扬声装置35通过适当地配置各驱动单元37a、37b、37c,能抑制特定方向的特定频率的振动模式,能提高音质并使其稳定,能在特定方向增强特定频率的振动模式。
因此,使用多个驱动单元37a、37b、37c的扬声装置35对应于输入到各驱动单元37a、37b、37c中的再生输入信号的输入频率f,在振动片36上分别产生图19(A)~图19(H)所示的振动模式。该扬声装置35特别是在再生输入信号的输入频率f为62Hz这种低频的情况下,如图19(A)所示,相对于沿连接各驱动单元37a、37b、37c的中心线的纵向区域,两侧的区域产生相位相反的大的振动现象,能谋求提高低频带的灵敏度。该扬声装置35由于振动片36在外缘部分的区域进行与各驱动单元37a、37b、37c和振动片36的结合区域附近相位相反的挠曲振动,所以能输出频带更低的再生声音。
另外,使用多个驱动单元37a、37b、37c的扬声装置35,如图8或图9所示,成为与振动片36的结合部分的音圈架8的一端部分8a的形状也可以形成椭圆形或矩形。如图19(H)所示,通过使成为与振动片36的结合部分的音圈架8的一端部分8a形成环形,在再生输入信号的频率为12KHz左右的高频带,声压的能量集中在结合部分附近,从结合部分附近发声。
而且,通过使成为与振动片36的结合部分的音圈架8的一端部分8a形成椭圆形或矩形能改变振动片36和音圈架8的结合面积,从而能改变高频带的声压频率特性。
在使用多个驱动单元37a、37b、37c的扬声装置35中,通过适当地选择振动片36和各驱动单元37a、37b、37c的结合部分的形状、或各驱动单元37a、37b、37c的大小,能改变高频声压频率特性。能获得从低频带至高频带具有平坦的声压频率特性、音质良好的再生声音。
本发明的扬声装置通过在振动片上设置质量构件,能适当地变更频率特性。
参照图20说明在振动片上设置了质量构件的扬声装置。
图20所示的扬声装置40与图16及图17所示的扬声装置相同,也设置了3个驱动单元37a、37b、37c,基本结构与图16及图17所示的扬声装置35相同,相同的部分标以相同的符号,详细说明从略。
该扬声装置40沿着与振动片41的各驱动单元37a、37b、37c结合的面相反一侧的发声面41a的外缘部分41c的全周,粘贴了用比重大的片状的铅材料形成的质量构件43。
图20所示的扬声装置40的振动片41只是中央部分被支撑在各驱动单元37a、37b、37c上,外缘部分41c处于至少能沿厚度方向大致进行自由振动的状态,所以不得不跟随从各驱动单元37a、37b、37c施加的振动而振动,从而发生振动片41具有的固有振动模式的振动,不能获得良好的频率响应特性。特别地,在低频带,直至振动片41的外缘部分41c都能进行对各驱动单元37a、37b、37c施加的振动的响应性良好的挠曲振动,能实现良好的频率特性。通过在振动片41的外缘部分41c上设置质量构件43,能抑制振动片41具有的固有振动模式的振动,在低频带也能发生对各驱动单元37a、37b、37c施加的振动的响应性良好的挠曲振动,所以直至更低的频带也能再生。
该扬声装置40也是从图中未示出的再生信号输入电路部分,将例如同振幅、同相位的再生输入信号输入各驱动单元37a、37b、37c后,进行驱动。将再生输入信号输入各驱动单元37a、37b、37c中时的频率响应特性获得了图21所示的特性。在图21中,线a3是对振动片41的发声面41a测得的正面位置的再生输出声压电平的测定值,线b3是对振动片41的发声面41a测得的30°的位置的再生输出声压电平的测定值,线c3是对振动片41的发声面41a测得的60°的位置的再生输出声压电平的测定值。另外,线d3是该扬声装置40的再生输出阻抗的测定值。另外,线e3是扬声装置40的再生输出的二次高频失真的测定值,另外线f3是扬声装置40的再生输出的三次高频失真的测定值。该扬声装置40与振动片上不设置质量构件的上述的扬声装置35相比较可知,与图21中用p1表示的33Hz的输入频率及用p2表示的63Hz的输入频率对应的声压电平增强,低频带的响应性提高了。因此,将质量构件43设置在振动片41的外缘部分41c上的扬声装置40比备有与该振动片41的大小及材料都相同的振动片的扬声装置,能使更低的频带再生。
用图22所示的单杆46的振动模型,说明通过将质量构件43设置在振动片41上来提高低频带的响应性的原理。即,单杆46的自由端部分有质量M,并设其长度为L、弯曲刚性为EL、质量为Mb,其共振频率Wn可用下式表示:
      Wn∧2=k/(M+0.25Mb)
式中,k=3EL/L∧3
面板状的振动片41以二维振动模式振动,但通过将质量构件43设置在外缘部分41c上,在表示振动模型为单杆46的共振频率Wn的上式中,等同于将质量Mb增大。因此,备有设置了质量构件43的振动片41的扬声装置40,在表示上述的单杆46的共振频率Wn的式中,由于右边的分母变大,共振频率Wn变小,所以低频带的响应性提高。
图20所示的扬声装置40虽然粘贴在振动片41的发声面41a一侧的外缘部分41c上,但也可以粘贴在发声面41a一侧的其他部分、例如粘贴在内侧。由于质量构件43粘贴在发声面41a一侧的内侧,所以会阻碍从各驱动单元37a、37b、37c施加到振动片41上的振动传递到外缘部分41c上,能抑制固有振动模式的振动,能抑制声压电平在特定的频率变得尖锐的频率响应特性,从低频带到高频带都能获得平坦的声压频率响应特性,能获得音质自然的再生声音。
另外,设置在振动片41上的质量成分材料43不限定于上述的片状的铅材料,也可以用其他振动损失大的材料或防震效果大的材料形成。另外,也可以将质量构件43与振动片41设置成一个整体。即,形成振动片41时,也可以使铅材料等在振动片内部成形。
上述的各扬声装置35、40虽然使3个驱动单元37a、37b、37c位于振动片2的左右方向的中心部分、沿高度方向排成一列,但也可以设置更多的驱动单元。
另外,如图23所示,本发明的扬声装置47也可以使3个驱动单元37a、37b、37c沿呈矩形的振动片48的对角线排列。在使各驱动单元37a、37b、37c这样排列的扬声装置47中,由于在振动片48和使该振动片48进行挠曲振动的各驱动单元37a、37b、37c的结合部分周边构成大面积的振动区域48a、48b,所以直至低频带也能进行对再生输入信号的响应性好的再生。
另外,如图24所示,本发明的扬声装置50也可以将面板状的振动片51形成三角形状。该扬声装置50将3个驱动单元37a、37b、37c对应于振动片51的各边排列成三角形。如图24所示,在该扬声装置50中,在振动片48和使该振动片48进行挠曲振动的各驱动单元37a、37b、37c的结合部分周边构成大面积的振动区域54a、54b、54c,直至低频带也能进行对再生输入信号的响应性好的再生。
如图23及图24所示,将多个驱动单元37a、37b、37c集中在振动片48、51的中央部分排列,通过使振动区域比各驱动单元37a、37b、37c的音圈架8和振动片48、51的结合部分的区域大,能使振动片48、51进行大的挠曲振动,能提高低频响应特性。
另外,本发明的扬声装置也可以使振动片与多个驱动单元结合的部分的材料同其他部分的材料不同。
图25所示的扬声装置55是在振动片56与各驱动单元37a、37b、37c的音圈架8结合的部分上设置了与其他部分的材料不同的结合构件58a、58b、58c。这些结合构件58a、58b、58c由能充分地保证与音圈架8的结合强度的材料形成,与振动片56安装成一个整体。将结合构件58a、58b、58c与振动片56安装成一个整体是这样进行的,即在使振动片56成形时,预先将结合构件58a、58b、58c配置在使振动片56成形的模具内进行内部成形。
这样,通过在振动片56与各驱动单元37a、37b、37c的音圈架8结合的部分上设置与其他部分的材料不同的结合构件58a、58b、58c,能改变高频带的振动模式,能改变频率响应特性。
另外,通过分别改变各结合构件58a、58b、58c的材料,如图26所示,在振动片56和各驱动单元37a、37b、37c的音圈架8的结合部分D1、D2、D3上能使高频带的共振频率分别错开,通过辅助地使用各驱动单元37a、37b、37c的共振点,能抑制在高频带发生的频率特性的峰值,能改善高频带的频率响应特性。
因此,使用多个驱动单元37a、37b、37c、使振动片36进行挠曲振动、进行音响再生的上述图16所示构成的扬声装置35通过从图27所示构成的再生信号输入部分63将再生输入信号输入到各驱动单元37a、37b、37c而被驱动,进行音响再生。
该扬声装置35中设置的再生信号输入部分63分别独立地将再生输入信号输入各驱动单元37a、37b、37c中,以便切换被输入各驱动单元37a、37b、37c中的再生输入信号的相位。
即,再生信号输入部分63由以下部分构成:放大从磁盘唱机或磁带录象机等声源64输出的再生输入信号的放大器65;以及将分别独立地连接在该放大器65和各驱动单元37a、37b、37c之间的切换开关66a、66b、66c和电位器67a、67b、67c串联连接的电路。各切换开关66a、66b、66c进行被输入各驱动单元37a、37b、37c中的再生输入信号的通/断的切换操作,同时在输入状态下进行再生输入信号的相位的切换。各电位器67a、67b、67c进行分别输入给各驱动单元37a、37b、37c的再生输入信号的电平调整,一个一个地调整各驱动单元37a、37b、37c的输出。
在备有这样构成的再生信号输入部分63的扬声装置35中,有所需要的相位分量的再生输入信号从再生信号输入部分63被输入各驱动单元37a、37b、37c中,各驱动单元37a、37b、37c的音圈架8进行汽缸式运动,将振动传递给振动片36上与各音圈架8结合的部分,振动片36以与音圈架8的结合部分为中心进行挠曲振动,发射再生音响。这时,从再生信号输入部分63供给各驱动单元37a、37b、37c的再生输入信号分别独立地输入各驱动单元37a、37b、37c中,而且,能进行电平调整或相位切换,所以不需要使用特别的电路元件或切换装置等,通过极简单的操作,就能适当地改变再生音响的音场和音质等,能获得使用者喜欢的再生音响。
另外,驱动扬声装置35的再生信号输入部分也可以如图28所示构成。
图28所示的再生信号输入部分72将从声源73输出的再生输入信号分割成三个频带,同时进行相位调整,再将分割成各频带的再生输入信号合成后,供给各驱动单元37a、37b、37c。
即,图28所示的再生信号输入部分72由以下部分构成:被供给从声源73输出的再生输入信号的带通滤波器74a、74b、74c;分别连接在这些带通滤波器74a、74b、74c上的切换开关单元75、76、77;通过这些切换开关单元75、76、77分别供给再生输入信号的混频器78a、78b、78c;以及分别连接在各混频器78a、78b、78c和各驱动单元37a、37b、37c之间的放大器79a、79b、79c。带通滤波器74a、74b、74c将从声源73供给的再生输入信号分割成各规定的频带。
各切换开关单元75、76、77由分别连接在混频器78a、78b、78c上的三个切换开关75a至75c、76a至76c、77a至77c构成。这些切换开关75a至75c、76a至76c、77a至77c进行例如分别输入给各混频器78a、78b、78c的再生输入信号的通/断的切换操作,同时在输入状态下进行再生输入信号的相位的切换操作。各混频器78a、78b、78c对分别从各切换开关75a至75c、76a至76c、77a至77c供给的规定频带的再生输入信号进行合成后,输入到各放大器79a、79b、79c。各放大器79a、79b、79c将合成再生输入信号放大后,供给各驱动单元37a、37b、37c。
在备有图28所示构成的再生信号输入部分72的扬声装置35中,被分割成三个频带、同时被调整成所需的相位分量的再生输入信号从再生信号输入部分72输入给各驱动单元37a、37b、37c。这时,各驱动单元37a、37b、37c被分别独立地驱动,各驱动单元37a、37b、37c的音圈架8进行汽缸式运动,将振动传递到振动片36与各音圈架8结合的部分上,振动片36以与音圈架8的结合部分为中心进行挠曲振动,发射再生音响。
这时,向各驱动单元37a、37b、37c输入低频带同相的再生输入信号,以及从中频带到高频带反相的再生输入信号。具体地说,向位于图28中上下位置的驱动单元37a、37c输入正相的再生输入信号,向处于中央位置的驱动单元37b输入反相的再生输入信号。
对备有图28所示结构的再生信号输入部分72的扬声装置35的再生输入信号响应特性进行了测定,测定结果获得了图29所示的特性。在图29中,线a4是对振动片36的发声面36a测得的正面位置的再生输出声压电平的测定值,线b4是对振动片36的发声面36a测得的30°的位置的再生输出声压电平的测定值,线c4是对振动片36的发声面36a测得的60°的位置的再生输出声压电平的测定值。另外,线d4是该扬声装置35的再生输出阻抗的测定值。另外,线e4是扬声装置35的再生输出的二次高频失真的测定值,另外线f4是扬声装置35的再生输出的三次高频失真的测定值。
备有图28所示结构的再生信号输入部分72的扬声装置35通过向各驱动单元37a、37b、37c供给低频带同相分量的再生输入信号,由振动片36产生大的挠曲振动,由图29所示的特性曲线图可知,与在振动片上粘贴了质量构件的扬声装置的频率特性一样,在低频带生成声压电平高的峰值p3、p4,能实现提高低频的频率特性的目的。
而且,本发明的扬声装置35通过将从中频带到高频带反相分量的再生输入信号供给各驱动单元37a、37b、37c,使得从各驱动单元37a、37b、37c加到振动片36上的振动的频率分量互相抵消,于是在从中频带到高频带能防止局部声压电平变得尖锐,而成为具有平坦频率特性的声压电平。
另外,向各驱动单元37a、37b、37c中的处于中央位置的驱动单元37b供给与向其他驱动单元37a、37c供给的再生输入信号反相的再生输入信号,在振动片36产生大的挠曲振动的情况下,能再生构成振动片36的材料所具有的材质特性的音。因此,通过使切换开关单元75、76、77进行切换操作,能适当地改变输入各驱动单元37a、37b、37c的再生输入信号的相位,从而能在特定的频带再生构成振动片36的材料所具有的材质特性的音。
本发明的扬声装置35使外缘部分处于能沿厚度方向自由振动的振动片36进行挠曲振动,在振动片36上发生与再生输入信号的频率对应的振动模式,进行声音的再生,所以从图29所示的频率响应特性曲线图可知,即使是在由多个驱动单元37a、37b、37c使振动片36进行挠曲振动的情况下,也能以特定的频率在声压电平上出现陷落或过度的峰值。
如图30所示,为了抑制发生这样的陷落或过度的峰值、实现从低频带到高频带平坦的声压频率特性,设置了对输入各驱动单元37a、37b、37c的再生输入信号进行适当的信号处理的滤波器86a、86b、86c。这些滤波器86a、86b、86c对从声源85供给再生信号输入部分64的再生输入信号进行适当的信号处理。从各滤波器86a、86b、86c输出的进行过信号处理的再生输入信号被放大器87a、87b、87c放大后,输入到各驱动单元37a、37b、37c。
这样通过对应于各驱动单元37a、37b、37c设置滤波器86a、86b、86c,能将非脉冲响应的反滤波器作用加在再生输入信号上,能抑制发生陷落或过度的峰值,能获得从低频带到高频带平坦的声压频率特性。另外,通过适当地选择各滤波器86a、86b、86c,能再生只突出特定频带的声音。能将适当的数字滤波器或模拟滤波器用作各滤波器86a、86b、86c,不仅能对再生输入信号进行特定频带的分离处理,而且能用来进行适合变换振幅或相位等的信号处理。
通过使各滤波器86a、86b、86c的系数具有适当的滞后分量,使从各驱动单元37a、37b、37c施加到振动片36上的振动偏移,能控制从振动片36发射的声音的波振面,使声音的主轴朝向振动片36的正面以外的方向,能控制方向性。
另外,通过使与各驱动单元37a、37b、37c对应的各滤波器86a、86b、86c的系数具有适当的滞后分量,能与扬声器阵列一样,使得从振动片36发射的声音具有方向性,所以通过由多个驱动单元37a、37b、37c使一个振动片82进行挠曲振动,能对应于多个声源分别具有方向性,能控制各声源的方向性。
为了抑制以特定的频率在声压电平上发生陷落或过度的峰值、实现从低频带到高频带平坦的声压频率特性,也可以将再生信号输入部分92构成图31所示的结构。
图31所示的再生信号输入部分92备有从声源93分别供给再生输入信号的第一放大器94、滤波器95、以及连接在该滤波器95上的第二放大器96。在驱动振动片36的驱动单元37a、37b、37c中,再生输入信号从声源93通过第一放大器94直接被输入图31中位于上下位置的第一及第三驱动单元37a、37c,由滤波器95进行了规定的信号处理的再生输入信号被供给位于中央部分的第二驱动单元37b。
这样由于供给位于中央部分的第二驱动单元37b的再生输入信号的相位与供给第一及第三驱动单元37a、37c的再生输入信号的相位不同,所以能抑制以特定的频率在声压电平上发生陷落或过度的峰值、实现从低频带到高频带平坦的声压频率特性。
另外,从多个驱动单元将振动加在面板状的一个振动片上、使其振动、进行声音再生的本发明的扬声装置将多个驱动单元互相相邻地配置,通过将相位不同的再生输入信号分别供给各驱动单元,能在某特定的频带、与振动片的材料无关地强制地生成在这些驱动单元的大致中间位置振动的节。在本发明的这种类型的扬声装置中,通过在振动片上积极地生成振动的节,能进行各频带的灵敏度的调整、再生频率特性的改善、音场或音质的调整等。
另外,在本发明的扬声装置中,可以设置3个以上更多的驱动单元,将不同的再生输入信号从多个声源供给这些驱动单元,进行驱动。
用来自该多个声源的再生输入信号进行驱动的扬声装置如图32所示构成。
图32所示的扬声装置98是用5个驱动单元37a、37b、37c、37d、37e驱动一个面板状的振动片36构成的。这时,如图32所示,各驱动单元37a、37b、37c、37d、37e沿纵向在振动片36的宽度方向的中央部分排列成一列,振动片36被连接在各音圈架8的一端部位上。
如图32所示,将再生输入信号供给该扬声装置98的再生信号输入部分101备有磁盘唱机、磁带录音机等第一声源102a和第二声源102b。在第一及第二声源102a、102b上分别连接着延迟分量供给电路103a1至103a4及延迟分量供给电路103b1至103b4,上述延迟分量供给电路103a1至103a4及延迟分量供给电路103b1至103b4分别将依次增大的延迟分量da1、da2、da3、da4及延迟分量db1、db2、db3、db4附加在从各声源102a、102b供给的再生输入信号上。还备有:将附加了从各延迟分量供给电路103a1至103a4及延迟分量供给电路103b1至103b4分别供给的延迟分量da1、da2、da3、da4及延迟分量db1、db2、db3、db4的再生输入信号混合起来的第一至第五混频器104a至104e;以及将在这些混频器104a至104e中被混合了的再生输入信号放大后供给第一至第五驱动单元37a至37e的第一至第五放大器105a至105e。
构成再生信号输入部分101的第一混频器104a将从第一声源102a供给的再生输入信号和从第二声源102b供给的附加了最大延迟分量db4的再生输入信号混合起来。第二混频器104b将从第一声源102a供给的附加了延迟分量da1的再生输入信号和从第二声源102b供给的附加了延迟分量db3的再生输入信号混合起来。第三混频器104c将从第一声源102a供给的附加了延迟分量da2的再生输入信号和从第二声源102b供给的附加了延迟分量db2的再生输入信号混合起来。第四混频器104d将从第一声源102a供给的附加了延迟分量da3的再生输入信号和从第二声源102b供给的附加了延迟分量db1的再生输入信号混合起来。另外,第五混频器104e将从第一声源102a供给的附加了延迟分量da4的再生输入信号和从第二声源102b供给的再生输入信号混合起来。
图32所示的扬声装置98由于从第一声源102a和第二声源102b分别供给的再生输入信号通过延迟分量供给电路103a1至103a4及延迟分量供给电路103b1至103b4分别改变延迟分量的权重后,被供给第一至第五驱动单元37a至37e,所以第一至第五驱动单元37a至37e根据从第一及第二声源102a及102b分别供给的再生输入信号,依次生成与延迟分量d对应的延迟并依次进行驱动。
第一至第五驱动单元37a至37e利用从第一及第二声源102a及102b分别依次改变了权重的延迟分量的再生输入信号被驱动,所以利用从第一声源102a供给的再生输入信号,能按照从第一驱动单元37a到第五驱动单元37e的顺序依次驱动,反之利用从第二声源102b供给的再生输入信号,能按照从第五驱动单元37e到第一驱动单元37a的顺序依次驱动,根据从第一声源102a供给的再生输入信号,能将再生音朝向振动片36的用图32中右侧的箭头AA所示的方向发射,根据从第二声源102b供给的再生输入信号,能将再生音朝向振动片36的用图32中左侧的箭头BB所示的方向发射。这样,根据从两个声源102a、102b供给的再生输入信号,改变声音的方向性,能用一个扬声装置98同时使从两个声源102a、102b供给的再生输入信号再生,所以还能进行音像定位不同的良好的立体声再生。
另外,为了根据从两个声源供给的再生输入信号,使再生音的方向性不同,也可以如图33所示构成再生信号输入部分。
图33所示的再生信号输入部分110备有:对从第一声源111a供给的再生输入信号进行滤波处理的5个第一至第五滤波器112a1至112a5;以及对从第二声源111b供给的再生输入信号进行滤波处理的5个第一至第五滤波器112b1至112b5。该再生信号输入部分110还备有:将通过第一至第五滤波器112a1至112a5从第一声源111a供给的再生输入信号和从第二声源111b供给的再生输入信号混合起来的5个第一至第五混频器113a至113e;以及将在这些混频器113a至113e中被混合了的再生输入信号放大后供给第一至第五驱动单元37a至37e的第一至第五放大器114a至114e。
第一混频器113a输入从第一声源111a供给后在第一滤波器112a1中进行了滤波处理的再生输入信号和从第二声源111b供给后在第五滤波器112b5中进行了滤波处理的再生输入信号,并对它们进行频道合成后供给第一放大器114a。第二混频器113b输入从第一声源111a供给后在第二滤波器112b2中进行了滤波处理的再生输入信号和从第二声源111b供给后在第四滤波器112b4中进行了滤波处理的再生输入信号,并对它们进行频道合成后供给第二放大器114b。第三混频器113c输入从第一声源111a供给后在第三滤波器112a3中进行了滤波处理的再生输入信号和从第二声源111b供给后在第三滤波器112b3中进行了滤波处理的再生输入信号,并对它们进行频道合成后供给第三放大器114c。另外,第四混频器113d输入从第一声源111a供给后在第四滤波器112a4中进行了滤波处理的再生输入信号和从第二声源111b供给后在第二滤波器112b2中进行了滤波处理的再生输入信号,并对它们进行频道合成后供给第四放大器114d。另外,第五混频器113e输入从第一声源111a供给后在第五滤波器112a5中进行了滤波处理的再生输入信号和从第二声源111b供给后在第一滤波器112b1中进行了滤波处理的再生输入信号,并对它们进行频道合成后供给第五放大器114e。
对从第一声源111a供给的再生输入信号进行滤波处理的第一至第五滤波器112a1至112a5、以及对从第二声源111b供给的再生输入信号进行滤波处理的第一至第五滤波器112b1至112b5可以使用对所输入的再生输入信号进行规定频带的选择、具有进行任意相位或振幅的信号处理的滤波系数的滤波器。这些第一至第五滤波器112a1至112a5及112b1至11265通过分别选择具有适当特性的再生输入信号,能根据第一及第二声源111a、111b供给的再生输入信号,适当地改变再生音的方向性。
另外,通过改变对从第一及第二声源111a、111b供给的再生输入信号分别进行滤波处理的第一至第五滤波器112a1至112a5及112b1至112b5的滤波特性,能生成在振动片36上发生的具有多个腹、节的振动模式,能将振动模式的各腹部位看作发声源,能再生具有狭窄的方向性的声音。
另外,也可以通过设置控制部来经常控制更新对从第一声源111a供给的再生输入信号进行滤波处理的第一至第五滤波器112a1至112a5、以及对从第二声源111b供给的再生输入信号进行滤波处理的第一至第五滤波器112b1至112b5的滤波系数,以便改变方向特性。本发明的扬声装置35通过采用这样的结构,不需要使用特殊的机械结构,就能产生发声轴的旋转、移动等特殊的音响效果。
本发明的扬声装置也可以根据面板状的振动片的大小或形状,设置适当数量的驱动单元。
另外,使振动片进行挠曲振动的驱动单元不限于动态型的,也可以是压电型的。
本发明的扬声装置由于备有利用从驱动单元施加的振动而获得挠曲振动的面板状的振动片,所以即使在装入框体中的情况下,也能使框体薄型化,因此将其用于电视会议系统或电话系统的发声装置中,能谋求发声装置的薄型化,能构成不受设置场所限制的发声装置。
图34是表示将利用一个驱动单元3使上述图1至图3所示的面板状的振动片2进行挠曲振动的扬声装置1用于电视会议系统的发声装置120中的应用例。
该发声装置120是将图1至图3所示的扬声装置1安装在框体121中构成的。内部安装了扬声装置1的框体121设有开口部分123,用来将振动片2配置在顶板121a上。该开口部分123形成得比振动片2的外形尺寸稍大些,使振动片2的发声面2a朝向外面。
扬声装置1如同34所示,用防松螺钉14将磁回路部分7的轭铁7固定在框体121内设置的支座122上,且这样安装在框体121内:使振动片2与框体121的顶板121a大致构成同一面。这时,振动片2不与开口部分123的内周面接触,以便外缘部分2c能沿厚度方向自由振动。面板状的振动片2构成框体121的顶板121a的一部分,所以最好采用具有与顶板121a大致同样外观的材料形成。
这样,本发明的扬声装置1由于备有面板状的振动片2,所以能用该振动片2构成发声装置的框体的一部分,从而能谋求框体进一步薄型化构成发声装置。
上述的扬声装置将振动片的中心部分结合在驱动单元的音圈架上,以便呈面板状的振动片的外缘部分的全周能沿厚度方向自由振动,或者使振动片的宽度方向的中央部分与多个驱动单元的音圈架相结合。即,振动片只通过驱动单元的音圈架支持着,但为了提高振动片的支持强度,也可以将外缘部分的一部分固定支撑在支撑构件上。
下面说明将该振动片结合在驱动单元的音圈架上、同时将外缘部分的一部分连接在支撑构件上的例。
固定支撑振动片202的外缘部分202c的一部分的扬声装置201的结构如图35及图36所示。
该扬声装置201与上述的各扬声装置一样,备有使相对的面大致呈平坦面的矩形面板状的振动片202;以及使该振动片202进行挠曲振动的驱动单元203。振动片202用这样的材料制成:该材料具有作为振动片能独立的程度以上的刚性,且具有使该振动片202进行挠曲振动的驱动单元203施加的振动能传播到振动片202的各部分的程度的衰减率小的刚性。这里,用苯乙烯树脂形成振动片202,其大小为长25.7cm、宽36.4cm,呈矩形,厚度为2mm。
振动片202将其一面作为发声面202a,将另一面作为驱动面202b,将驱动单元203安装在该驱动面202b一侧。
如图35及图36所示,安装着振动片202的驱动单元203被安装到在支撑构件204上形成的驱动单元安装部分204a的前端一侧,该支撑构件204大致呈L形,且能转动地被支撑在支架205上。被支撑在驱动单元203上的振动片202的下端一侧的中央部分被固定结合在从驱动单元安装部分204a的底端一侧伸出的振动片支撑部分204b上。这样结合支撑在驱动单元203及振动片支撑部分204b上的振动片202处于能使振动片支撑部分204b以外的外缘部分202c沿厚度方向自由振动的状态。
另外,振动片202可以形成为具有大致平坦面的面板状,也可以是圆形或椭圆形。另外,振动片202用这样的材料形成即可,即该材料有作为振动片能独立的程度以上的刚性、且有从驱动单元203施加的振动能传播到振动片202的各部分的程度的衰减率小的刚性,也可以用各种蜂窝板或巴尔沙轻质木材等形成。
使振动片202进行挠曲振动的驱动单元203可以采用与以往使用的动态型的扬声装置中使用的振动片相同的结构。如图37所示,驱动单元203由缠绕在呈圆筒状的音圈架208的底端部分的外周面上的音圈206、以及外磁型的磁回路部分207构成。如图37所示,磁回路部分207由在中心部分形成了中心磁极210的轭铁209、包围着中心磁极210配置在轭铁209上的环状的磁铁211、以及配置在磁铁211上且与中心磁极210之间构成磁隙的顶板212、以及嵌合配置在该顶板212的外周侧的辅助环213构成。将音圈206插入磁回路部分207的磁隙中配置后,音圈架208通过呈环状的缓冲器214支撑在磁回路部分207上。缓冲器214将外周边缘一侧结合在磁回路部分207的顶板212上,再将缓冲器214的内周边缘一侧结合在音圈架208的外周面上,于是音圈架208便沿着与中心轴平行的如图37中的箭头P2所示的方向象活塞运动那样被支撑着。
驱动单元203这样安装:用防松螺钉216将轭铁209的中心部分安装在被设置在支架205上的支撑构件204的前端部分204a上。
另外,驱动单元203这样形成:使成为最大直径的辅助环213的外径尺寸约为35mm,从轭铁209的底面至结合构件215前端的高度约为20mm。
振动片202通过安装在驱动单元203的音圈架208的前端侧的结合构件215而被结合在音圈架208上。如图37所示,将振动片202结合在音圈架208上用的结合构件215被形成有与音圈架208的内径大致相等的外径的环状,将底端部分嵌合在音圈架208的前端部分,用粘接剂粘接该嵌合的部分后安装在音圈架208上。通过将驱动面202b结合到在结合构件215的前端形成的凸缘部分215a上而将振动片202连接在音圈架208上。
因此,安装了驱动单元203、固定支撑着振动片202的外缘部分202c的一部分的支撑构件204通过图中未示出的合叶机构支撑着振动片202,以便能沿图35中的箭头R1的方向旋转。即,振动片202的发声面202a的上下方向可变。
振动片202通过例如万向联轴机构将支撑构件204支撑在支架205上,不仅能调整振动片202的上下方向,而且能调整左右方向。
支撑驱动单元203及振动片202的外缘部分202c的下端一侧的中央部分的支撑构件204如图35及图36所示,驱动单元安装部分204a和突出地设置在该驱动单元安装部分204a的底端一侧的振动片支撑部分204b形成得大致呈L形。振动片支撑部分204b的长度与驱动单元203的高度大致相等,振动片202的下端一侧的中央部分结合在振动片支撑部分204b的前端部分上。
驱动单元203被安装在这样构成的支撑构件204的驱动单元安装部分204a上,振动片202的大致中央部分被支撑在驱动单元203的音圈架208的前端侧,振动片202的下端侧的中央部分被支撑在振动片支撑部分204b上,该振动片202的外缘部分202c一侧除了与振动片支撑部分204b相结合的部分202d以外,处于能沿厚度方向自由振动的状态。
如上构成的扬声装置201如图36所示,如果再生输入信号从声源217通过输入线217a被供给驱动单元203的音圈206,则由于被供给该音圈206的再生输入信号和来自磁回路部分207的磁场的作用,音圈架208便沿图37中的箭头P2的方向进行活塞运动。与音圈架208的活塞运动相对应的运动加在振动片202上,振动片202以与安装在音圈架208的前端的结合构件215的结合部分即第一结合部分203a为驱动点,进行挠曲振动,将与再生输入信号对应的频率的声音发射到发声面202a一侧。
本发明的扬声装置201对再生输入信号的频率响应特性获得了图38所示的结果。在图38中,横轴表示所供给的再生输入信号的频率f(Hz),纵轴表示对应于该频率测定的频率响应特性的输出声压电平。另外,在图38中,线L0是振动片202在正面位置的频率响应特性,线L30是振动片202在30°位置的频率响应特性值,线L60是振动片202在60°位置的频率响应特性值。
另一方面,图38表示不将振动片202的外缘部分202c的一部分结合在振动片支撑部分204b上、外缘部分202c的全周都处于能沿厚度方向自由振动的状态的扬声装置的频率响应特性。在图38中,线LL0是振动片202在正面位置的频率响应特性值,线LL30是振动片202在30°位置的频率响应特性值,线LL60是振动片202在60°位置的频率响应特性值。
从图38所示的频率响应特性曲线图可知,使振动片202的全周能沿厚度方向自由振动的扬声装置在1000Hz以上的频带aa,声压的变化大,在100Hz左右的频带bb测得了声压的峰值,但总体上从中频带到高频带获得了较高的频率响应特性。与此相反,从图39可知,将振动片202的外缘部分202c一侧的一部分固定起来的扬声装置201在1000Hz以上的频带a,能抑制声压电平发生大的变化,如图38中的b所示,在比100Hz低的频带测得了低频带的声压电平峰值,另外,50Hz左右的低频带的频率响应特性整体地得以提高。
将振动片202的外缘部分202c一侧的一部分固定起来的扬声装置201的振动片202由于外缘部分202c一侧被结合在振动片支撑部分204b上的结合部分202d以外的部分能沿厚度方向自由地振动,所以被结合在振动片支撑部分204b上的结合部分202d以外的部分能以较大的振幅进行挠曲振动。振动片202由于外缘部分202c上被固定的部分以外的部分以较大的振幅沿厚度方向进行挠曲振动,所以从图38所示的低频带的频率响应特性曲线图可知,采用这样构成的振动片202的扬声装置201能谋求提高低频带的频率响应特性。另外,由于从中频带到高频带能抑制声压电平的变化,所以能扩大再生频带,同时从中频带到高频带能获得声压电平不变化的音质良好的声音。
从图38可知,将振动片202的外缘部分202c一侧的一部分固定起来的扬声装置201不仅振动片202的正面、而且在有一定角度的方向,都能改善频率响应特性。即,在振动片202的各个方向都能谋求提高低频带的频率响应特性,能在大范围内发射音质良好的声音。
将振动片202的外缘部分202c一侧的一部分固定起来的扬声装置201由于利用结合构件215支撑振动片202的大致中央部分,且用振动片支撑部分204b支撑振动片202的外缘部分202c一侧的一部分,所以能提高振动片202的机械强度,还能获得良好的频率响应特性。即,振动片202的负载被分散在与驱动单元203的结合部分203a和与振动片支撑部分204b的结合部分202d这两个位置上,所以能提高振动片202的结合强度和耐久性,另外,由于在两个位置支撑振动片202,所以能抑制振动片202的固有振动模式的发生,能进行音质良好的再生。
即使在上述的扬声装置201中,也能在振动片202上设置用例如带状的铅材料等容易吸收振动的材料形成的质量构件。虽然可以将质量构件粘贴在振动片202的发声面202a一侧的外缘部分202c的全周上,但最好至少将与振动片支撑部分204b的结合部分202d除外,粘贴在其他外缘部分202c上。这样,通过在振动片202的外缘部分202c上再设置质量构件,能抑制在外缘部分发生固有振动模式,能进一步改善低频带的频率响应特性。
另外,在使振动片202大型化的情况下,将振动从多个驱动单元203加到振动片202上即可。在使用多个驱动单元203的情况下,也可以控制输入各驱动单元203的再生输入信号的通/断的切换,或控制输入各驱动单元203的再生输入信号的相位,进一步进行输入各驱动单元203的再生输入信号的电平调整。这样改变输入各驱动单元203的再生输入信号的相位分量,进一步进行电平调整,从而各驱动单元203能独立地使振动片202进行挠曲振动,能随意地改变从一个振动片202发射的声音的声场和音质。
备有多个驱动单元203的扬声装置201也可以利用带通滤波器将再生输入信号分割成多个频带,同时进行相位调整,将其合成后供给各驱动单元203,使振动片202进行挠曲振动。该扬声装置201在低频带将相同分量的再生输入信号输入全部各驱动单元203,同时在从中频带到高频带输入相位相反的再生输入信号,通过这样构成,与将质量构件粘贴在振动片202上的情况一样,能谋求进一步降低最低共振频率,进一步改善低频的频率响应特性。
另外,本发明的扬声装置也可以采用压电型的驱动单元。
使用压电型的驱动单元221的本发明的扬声装置220如图40及图41所示,备有与上述的扬声装置201同样的面板状的振动片202。
将挠曲振动加在振动片202上的压电型的驱动单元221如图40所示,通过安装在高分子压电体222的振动面上的筒状的结合构件224,来结合固定振动片202。驱动单元221将底板223的下端部分安装在支撑构件226上。另外,在支撑驱动单元221的支撑构件226上,振动片结合构件225被突出地设置在与振动片202的下端部分的驱动面202b相对的主面上,将该结合构件225的前端部分突出地结合在振动片202的驱动面202b上。驱动单元221通过结合构件224将挠曲振动加在振动片202上,利用结合构件225支撑振动片202的外缘部分202c的一部分。高压再生输入信号从声源227通过输入线227a被供给驱动单元221。
如图40所示,驱动单元221被结合在振动片202上的这样的位置,即从振动片结合部分225被结合在振动片202上的结合部分221a到振动片202的中心O的距离11比从振动片202的中心O到振动片202的上端边缘202e的距离12小。驱动单元221从偏向与振动片固定构件225的结合部分202d一侧的位置将挠曲振动加在振动片202上,该振动片固定构件225用来固定振动片202的外缘部分202c的一部分。振动片202以这样的状态被结合在驱动单元221上,即除了与振动片固定构件225的结合部分202d以外的外缘部分202c能沿厚度方向自由振动,而驱动单元221被支撑在支撑构件226上。
在这样构成的扬声装置220中,再生输入信号从声源227被供给驱动单元221,该驱动单元221的高分子压电体222沿与振动片202垂直的方向振动。扬声装置220中的高分子压电体222的振动通过结合构件224被加在振动片202上,振动片202以与结合构件224的结合部分为中心进行挠曲振动,使对应于再生输入信号的声音再生。
本发明的扬声装置220中使用的压电型的驱动单元221一般具有能在低频带获得大振动的特性。在使用压电型的驱动单元221的情况下,通过将具有适当的重量的重锤安装在高分子压电体222的边缘部分,能提高低频带的振动量。
另外,在使用压电型的驱动单元221的扬声装置220中,也可以设置多个驱动单元221。在此情况下,也是将上述的进行了各种信号处理的再生输入信号供给各驱动单元221。
在固定振动片的外缘部分的一部分的扬声装置中,为了保护振动片,也可以用保护框体将振动片的外周部分包围起来。
参照图42及图43说明为了保护振动片而设置了保护框体的扬声装置。
另外,与上述的扬声装置201、220相同的构件,标以相同的符号,详细说明从略。
如图42及图43所示,设置了振动片233的保护框体234的扬声装置230备有:使相对的面大致呈平坦面的矩形面板状的振动片233;以及保护该振动片233的外周部分的保护框体。如图43所示,振动片233通过结合构件215结合在驱动单元203的音圈架208的前端部分上,通过该结合部分施加驱动单元203的振动。
如图43所示,保护框体234被形成为其大小具有足以把振动片233的外周一侧包围起来的开口部分234a的大致呈矩形的框状,将振动片233配置在开口部分234a内。如图44所示,该保护框体234的厚度比振动片233的厚度厚,配置在开口部分234a内的振动片233位于保护框体234的厚度方向的大致中央部位。
在保护框体234的开口部分234a中,振动片233的短边的中央部分通过由具有刚性的材料构成的支撑构件235支撑在内周面的下侧一个边的中央部分上。因此,在保护框体234的内周部分和振动片233的外周部分之间形成能允许振动片234振动的间隙,振动片233能进行挠曲振动地通过支撑构件235被支撑在保护框体234的开口部分内。
这样构成的扬声装置230能防止不小心落地时或异物从外部撞击时直接撞击振动片,能谋求可靠地保护振动片233及驱动单元203。
另外,上述的扬声装置230虽然通过支撑构件235将振动片233支撑在保护框体234上,但也可以一体地形成振动片、保护框构件及支撑构件,参照附图说明备有这样一体形成的振动体的另一扬声装置。另外,与上述的扬声装置230相同的构件标以相同的符号,说明从略。
如图44及图45所示,该扬声装置240备有:利用驱动单元203进行挠曲振动的振动片243;保护该振动片243的外周部分用的保护框体244;以及振动体242,该振动体242是与将振动片243的外缘部分的一部分连接在该保护框体244上的连接部分247呈一体形成的。
该振动体242大致呈矩形的平板状,而且由这样的材料形成,即该材料具有作为振动片243具有能独立的程度以上的刚性、具有在从驱动单元203施加了振动时发生的振动能传播到振动片243的各部分的程度的衰减率小的刚性,通过设置将一部分连接在外周边缘部分上的间隙,呈一体地形成振动片243及保护框体244、连接部分247。即,振动体242通过连接部分247,能使振动片243进行挠曲振动地支撑在保护框体244的内周部分。
如图44及图45所示,该扬声装置240在振动体242的振动片243进行挠曲振动的方向即在振动片243的前面一侧及背面一侧,还备有保护该振动片243的前面保护框体245及背面保护框体246。
如图44及图45所示,这些前面保护框体245及背面保护框体246由铝等机械强度较大的金属材料等形成,大致呈矩形的框状。前面保护框体245及背面保护框体246用例如粘接剂或止动螺钉等分别粘接固定在振动体242的保护框体244的前面及背面。这样通过设置前面保护框体245及背面保护框体246,能更可靠地保护振动片243的外周部分,所以能防止由误加的外力等破坏振动片243的棱角部分等。
其次,参照附图说明备有保护振动体242的振动片243的正反面的前面保护板及背面保护板的另一扬声装置。如图46及图47所示,该扬声装置250与上述的扬声装置240的基本结构相同,所以相同的构件标以相同的符号,说明从略。
如图46及图47所示,保护振动体242的振动片243的正反面用的前面保护板248及背面保护板249大致呈矩形板状,在主面上分别设有使声音通过用的多个通孔248a、249a。这些前面保护板248及背面保护板249用粘接剂或止动螺钉粘接固定在前面保护框体245的前面一侧及背面保护框体246的背面一侧,以便覆盖振动片243的前面及背面。通过设置这些前面保护板248及背面保护板249,能可靠地保护振动体242的振动片243的正反两面,所以能可靠地防止由于错误施加的外力破坏振动片243,能提高扬声装置250的耐久性。
上述的扬声装置240、250中使用的振动体不限于上述的结构,也可以将振动片可振动地支撑在保护框体的内周部分,适当地变更振动片的形状或间隙的形状及连接部分的位置等,也可以是图48所示的结构。该图48所示的振动体256是在保护框体258的内周侧将呈矩形形成的振动片257的下端边缘全部连接在保护框体258上。
另外,如图49所示,振动体259在连接振动片260和保护框体261的振动片260的下端边缘部分设有间隙264,通过一对连接部分262、263连接在保护框体261上。
这样通过改变振动片与保护框体的连接部分的形状或连接量,能调整振动片的挠曲振动的特性,能可变地调整使用该振动片的扬声装置的频率响应特性。
另外,将振动片的外周一侧包围起来以便保护振动片而设置了保护框体的扬声装置也可以在保护框体内配置多个振动片。
如图50所示,在保护框体内设置了多个振动片的扬声装置230备有:分别支撑在驱动单元203上的一组第一及第二振动片271、272、以及分别支撑这些振动片271、272的保护框构件273。
第一及第二振动片271、272与上述的振动片一样,使相对的面大致呈平坦面的矩形面板状,且由这样的材料形成,即该材料具有作为振动片具有能独立的程度以上的刚性、具有使该振动片271、272进行挠曲振动的从驱动单元203、203施加的振动能传播到振动片271、272的各部分的程度的衰减率小的刚性。
在第一及第二振动片271、272中,在短边的中央部分呈一体地形成支撑在保护框体273的内周部分上用的支撑片274、275。驱动单元203的音圈架8的前端部分分别连接在这些振动片271、272上。
保护框体273由铝等机械强度较大的材料形成。在该保护框体273的内周部分有开口部分273a,开口的大小足以分别配置一组第一及第二振动片271、272,保护框体273大致呈矩形框状。另外,在保护框体273的内周部分,振动片271、272的支撑片274、275被结合固定在互相相对的边的中央部分,各振动片271、272通过支撑片274、275被分别支撑着。
设置在保护框体273的内周部分的第一及第二振动片271、272与保护框体273的内周壁之间能确保充分的间隙,同时相互之间也能确保充分的间隙,能沿厚度方向进行挠曲振动地通过支撑片274、275被分别支持着。另外,保护框体273沿着与振动片271、272的振动方向平行的方向的厚度比振动片271、272的厚度大,能可靠地保护这些振动片271、272的外周部分。
分别使第一及第二振动片271、272进行挠曲振动的第一及第二驱动单元203、203用止动螺钉被固定在单元支撑构件277的两端部分。支撑各驱动单元203、203的单元支撑构件277的长度方向的中央部分被安装在设置在支架295上的支撑构件294的上端。
这样备有第一及第二振动片271、272的扬声装置270利用立体声再生输入信号的左右声道的再生输入信号,使各振动片271、272进行挠曲振动,能发生立体声音响,能谋求装置的整体小型化。另外,虽然图中未示出,但也可以将另外的振动片配置在保护框体273的内周部分。
因此,构成本发明的扬声装置的驱动单元203的音圈架通过缓冲器能沿着与中心轴平行的方向进行汽缸式运动地被支撑着,但如图52所示,也可以只用振动片支撑音圈架。
只用振动片支撑音圈架的扬声装置280如图51所示,与上述的振动片一样,具有呈矩形的面板状的振动片281,其相对的面分别呈大致平坦的面。该振动片281也由这样的材料形成,即该材料具有作为振动片具有能独立的程度以上的刚性、具有使该振动片281进行挠曲振动的从驱动单元285施加的振动能传播到振动片281的各部分的程度的衰减率小的刚性。
该扬声装置280备有:保护振动片281的外周部分用的保护框体282;将振动片281支撑在保护框体282上用的支撑构件283;以及保护与振动片281的发声面相对的背面用的背面保护构件284。
保护框体282大致呈矩形框状,振动片281被配置在其内周部分。振动片281能沿厚度方向自由地进行挠曲振动地通过支撑构件283被支撑在保护框体282的内周部分。背面保护构件284支持着保护框体282的外周部分,在与振动片281相对的面上设有多个通孔284a。
如图51所示,该扬声装置280备有驱动振动片281的驱动单元285。如图51及图52所示,该驱动单元285穿过磁回路部分286,被配置在设在背面保护构件284上的开口部分内。该磁回路部分286由以下部分构成:在中心部分形成了中心磁极292a的轭铁292、包围着中心磁极292配置在轭铁292上的环状的磁铁293、以及配置在磁铁293上且与中心磁极292a之间构成磁隙的顶板294。构成驱动单元285的音圈架290将缠绕在底端一侧的外周上的音圈291插入磁回路部分285的磁隙中,将前端部分结合在振动片281上。这样,驱动单元285将磁回路部分286支撑在背面保护构件284上,不使用缓冲器等而将音圈架290只结合在振动片281上。这样,通过只用振动片281支撑音圈架290,能减轻包括振动片281的振动系统的重量,能有效地利用驱动单元285的驱动力。另外,由于不用缓冲器等限制音圈架290进行活塞式运动时的运动量,所以能提高需要振幅大的低频带的再生特性。
另外,虽然图中未示出,但音圈291通过沿振动片281的背面配置的金属线连接在与声源连接的外部连接端子上。
如上所述,本发明的扬声装置的振动片形成为其相对的面分别呈大致平坦的面的面板状,它是由这样的材料形成的,即该材料具有作为振动片具有能独立的程度以上的刚性、具有使该振动片进行挠曲振动的从驱动单元施加的振动能传播到振动片的各部分的程度的衰减率小的刚性,可以将内部装有个人计算机、磁盘记录及/或再生装置、以及磁带录音机等声源的电子设备的外壳的一部分等作为振动片用。
以下,举例说明设置了使用面板状的振动片、通过使该振动片进行挠曲振动能进行声音的再生的扬声装置的电子设备即个人计算机中应用的例。
如图53所示,应用了本发明的笔记本型的个人计算机301备有内部装有中央运算处理电路(CPU)、存储器、盘驱动装置等的设备本体303,还备有能沿图53中的箭头a的方向及箭头b的方向对该设备本体303进行开闭的盖体304。
设备本体303及盖体304分别备有框体305、306。如图53所示,有各种操作按钮的操作盘307配置在设备本体303的主面上。如图53及图54所示,将例如图象或字符等各种信息显示在主面上的信息显示板308配置在主面上。作为信息显示板308采用例如大致呈矩形板的液晶型显示板。信息显示板308的外周部分用支撑框构件309支撑,通过支撑框构件309安装在构成盖体304的本体的框体306上。
如图54所示,在构成盖体304的框体306上位于与信息显示板308相对的内周面上分别配置着构成驱动单元的一组压电振动片311、312,上述驱动单元是将振动加到框体306上,使框体306的一部分进行挠曲振动的加振源。如图55及图56所示,这些压电振动片311、312有圆盘状的金属片313、以及分别设置在该金属片313的正反两面上的一组压电陶瓷314、315。金属片313例如用黄铜或不锈钢形成。一组压电陶瓷314、315设置在金属片313的两面的中央部分,通过引线317互相连接。另外,如图56所示,在一片压电陶瓷314上形成电极316,该电极316通过引线317连接在图中未示出的电流供给源即声源上。
如上构成的压电振动片311、312如图57所示,一片压电陶瓷314沿图57中的箭头c1的方向及箭头c2的方向收缩,同时另一片压电陶瓷315沿图57中的箭头d1的方向及箭头d2的方向伸展,于是使金属片313沿厚度方向即图57中的箭头e的方向弯曲。另外,压电振动片311、312如图57所示,一片压电陶瓷314沿图57中的箭头d1的方向及箭头d2的方向收缩,同时另一片压电陶瓷315沿图57中的箭头c1的方向及箭头c2的方向伸展,于是使金属片313沿厚度方向即图57中的箭头f的方向弯曲。
因此,压电振动片311、312通过沿图57中的箭头e的方向及箭头f的方向弯曲而发生振动。从压电振动片311、312发生的振动通过支撑构件319加到盖体304的框体306上,使框体306进行挠曲振动而发出声音。如图53所示,在该电子设备301中,压电振动片311、312发出的声音能被靠近盖体304的信息显示板308位置的使用者325听到。
将作为质量成分的例如铅等重量体318配置在压电振动片311、312的外周部分的规定位置。通过配置重量体318,压电振动片311、312的共振点下降,能提高低频带的频率响应特性。
如图55所示,这些压电振动片311、312的主面的中央部分通过支撑构件319固定支撑着,该支撑构件319由振动的衰减率比该压电振动片311、312及框体305、306大的材料构成。作为该支撑构件319例如用振动损失大的橡胶材料形成,也可以使用粘接剂。
压电振动片311、312由于用上述的支撑构件319支撑,所以低频带的振动能充分地衰减,不容易传播,因此能避免高频带的共振声音。另外,压电振动片311、312由于被支撑着主面的中央部分,所以例如与支撑外周部分等的其他结构相比,能获得低频带的频率共振。
因此,压电振动片311、312与一般的压电振动片相比较,特定的峰值感少,能将较低频率的振动传递到框体306上。
另外,如图58所示,在被配置在框体306上的一组压电振动片311、312之间设置着衰减机构320,用来使从一个振动片传递到另一个振动片的振动衰减。作为该衰减机构320可以采用作为质量成分的铅等的重量体、或振动的损失较大的构件等振动限制体。
本发明的电子设备301通过将衰减机构320配置在一组压电振动片311、312之间,所以能限制各压电振动片311、312传播从中频带到高频带的振动,由于能使中高频带的振动很好地互相分离,所以各压电振动片311、312的定位明确,使用者325能良好地听取两个频道的立体音响。另外,由于低频的定位感小,所以衰减机构320在抑制低频的传播方面即使没有效果,也没有影响。
另外,作为其他的衰减装置虽然图中未示出,但也可以形成这样的形式,即,使从一组压电振动片311、312中的一个向另一个传播的振动衰减。作为使振动衰减的形式,有例如:通过加厚位于一组压电振动片311、312之间的框体306的厚度,使振动衰减;或者通过减薄框体306的厚度,来阻断全体振动的传播等改变框体306的厚度。或者,作为使振动衰减的形式,还可以是:在位于一组压电振动片311、312之间的框体306的内表面上形成例如槽或突起部分等,使框体306的剖面形状不连续。
另外,本发明的电子设备301也可以设置另外的压电振动片,在各压电振动片之间分别配置衰减机构320。另外,上述的压电振动片311、312虽然呈圆板状,但如果支撑主面的中央部分,则当然也可以形成例如大致呈矩形等的其他形状。
如上所述,电子设备301通过将盖体304的框体306本身作为振动片使用,能确保较大的振动面积,所以能提高音响特性。另外,如果采用该电子设备301,则由于压电振动片311、312被配置在盖体304的框体306的内表面上,所以能有效地利用框体306内的空间,因此能实现全体设备的小型化、薄型化。
另外,本发明的电子设备301通过将重量体318配置在构成压电振动片311、312的金属片313的外周部分,能使压电振动片311、312的共振点下降,所以能谋求提高低频的再生特性。
另外,如果采用该电子设备301,则由于通过衰减率比压电振动片311、312及盖体304的框体306大的支撑构件319支撑中央部分,所以共振点下降,能谋求提高低频的再生特性。
另外,本发明的电子设备301通过在各压电振动片311、312之间设置衰减机构320,能抑制各压电振动片311、312的振动的传播,所以各压电振动片311、312的中高频的振动被分离,因此能良好地分别表现各压电振动片311、312的定位。
另外,本发明的电子设备301能很好地应用于例如设置着浴室等中的防水型的电子设备中。即,防水型的电子设备即使框体的内部和外部完全隔断,但由于设置在框体内的压电振动片使框体本身振动,所以能发生清晰的音响,同时能确保良好的防水性。
现在说明将振动加到框体306上、使框体306的一部分进行挠曲振动的加振源即驱动单元的几个具体的使用例。如上所述,该驱动单元可以采用使用压电振动片的驱动单元,或备有上述的磁回路部分的动态型的驱动单元。
图59是表示将该驱动单元用于例如笔记本型的个人计算机中的具体结构框图。如图59所示,该电子设备备有:使来自成为声源的立体声音频信号源(图中未示出)的右频道的音频信号(以下称R信号)的低频分量通过的低通滤波器(以下称LPF)402R;使来自立体声音频信号源的左频道的音频信号(以下称L信号)的低频分量通过的LPF402L;从R信号减去LPF402L的输出的减法器403R;从L信号减去LPF402R的输出的减法器403L;用减法器403R的输出进行驱动的驱动单元401R;以及用减法器403L的输出进行驱动的驱动单元401L
LPF402R将来自立体声音频信号源的R信号的低频分量取出后供给减法器403L,LPF402L将来自立体声音频信号源的L信号的低频分量取出后供给减法器403R。减法器403R从R信号减去L信号的低频分量,即,将L信号的低频分量的相位相反的分量加到R信号上,对驱动单元401R进行驱动。另一方面,减法器403L从L信号减去R信号的低频分量,即,将R信号的低频分量的相位相反的分量加到L信号上,对驱动单元401L进行驱动。然后,如上所述,驱动单元401R、401L由压电元件构成,根据所供给的音频信号,使由框体306或框体306的一部分构成的振动片400振动。
由于这样构成,两频道的高频分量直接供给驱动单元401R、401L,使用者有方向感。另一方面,各频道的低频分量的反相分量被供给相反频道的驱动单元,所以使用者有宽广的声象感。即,象这种笔记本型的个人计算机,在使用者和振动片400的距离呈近距离声场的情况下,收听时能获得良好的立体声感。
图60是表示图59所示的电子设备的变形例的具体结构框图。另外,以下与图59相同的结构零件标以相同的符号,其详细说明从略。
如图60所示,该电子设备备有:将来自立体声音频信号源的R信号和L信号相加的加法器410;使该加法器410的输出的低频分量通过的LPF411;使R信号的高频分量通过的高通滤波器(以下称HPF)412R;使L信号的高频分量通过的HPF412L;从HPF412R的输出减去LPF411的输出的减法器413R;将LPF411的输出加到HPF412的输出上的加法器413L;被减法器413R的输出驱动的驱动单元401R;以及被加法器413L的输出驱动的驱动单元401L
加法器410将R信号和L信号相加后,将两频道的音频信号合成后的音频信号供给LPF411,LPF411取出该音频信号的低频分量,供给减法器413R和加法器413L。另一方面,HPF412R取出R信号的高频分量,供给减法器413R,HPF412L取出L信号的高频分量,供给加法器413R。减法器413R将两频道的低频分量的反相分量加到从HPF412R供给的R信号的高频分量上,对驱动单元401R进行驱动。加法器413L将两频道的低频分量加到从HPF412L供给的L信号的高频分量上,对驱动单元413R进行驱动。
这时,由于音频信号的低频分量不能使使用者有方向感,所以假定LPF411、HPF412R、412L的阻断(截止)频率为相同的频率,则能获得与图59所示的电子设备相同的音响效果,但例如通过使截止频率重叠、或不交叉,能使某频带的声音增强、或衰减。另外,使用者例如通过改变截止频率,能获得所希望的音响效果。
图61是表示将图59所示的电子设备的LPF402R、402L换成了例如放大器或可调电阻等电平调节器的电子设备具体结构框图。
如图61所示,该电子设备备有:使来自立体声音频信号源的R信号衰减的电平调节器421R;使来自立体声音频信号源的L信号衰减的电平调节器421L;从R信号减去电平调节器421L的输出的减法器403R;从L信号减去电平调节器421R的输出的减法器403L;被减法器403R的输出驱动的驱动单元401R;以及被减法器403L的输出驱动的驱动单元401L
这里,电平调节器421R、421L的增益A小于1,例如为0.1~0.5。由于这样构成,在该电子设备中,使一个频道的音频信号的反相分量衰减后,供给另一个频道的驱动单元。因此,使用者能获得宽广的音像感。
图62是表示使用本发明的扬声装置的最简单的电子设备的具体结构框图。
如图62所示的,该电子设备备有:使来自立体声音频信号源(图中未示出)的R信号的相位反相的放大器431;用放大器431的输出驱动的驱动单元401R;以及用R信号驱动的驱动单元401L
因此,在本发明的驱动单元中,由于两频道的相关性比现有的扬声装置低,所以将该电子设备用于例如笔记本型的个人计算机等近距离声场收听的装置时,能获得独特的音像感。
另外,以上虽然说明了用模拟电路构成了应用本发明的扬声装置的电子设备的具体例,但当然用例如数字信号处理装置(DSP)及其软件也能实现构成各电子设备的电路。
工业上利用的可能性
本发明的扬声装置被形成为大致呈平坦面的面板状,备有:其外缘部分至少沿厚度方向处于几乎能自由振动的状态的振动片;以及结合在该振动片表面上、构成将振动加到振动片上的加振源的至少一个以上的驱动单元,利用根据再生输入信号被驱动的驱动单元施加的振动,使振动片进行挠曲振动,发射音响,从低频带到高频带都能获得良好的频率响应特性,而且,从低频带到高频带都能进行声压电平变化小的音质良好的音响的再生。
另外,使面板状的振动片进行挠曲振动的扬声装置由于不需要收容在音箱等中,所以能使装置全体薄型化及小型化。

Claims (36)

1.一种扬声装置,其特征在于包括:
备有大致呈平坦面的面板状的振动片;以及
结合在上述振动片表面上的至少一个以上的驱动单元,
根据再生输入信号利用从上述驱动单元施加的振动而在上述振动片上产生的挠曲振动进行音响发射。
2.根据权利要求1所述的扬声装置,其特征在于:上述振动片的外缘部分处于至少能沿上述振动片的厚度方向大致进行自由振动的状态。
3.根据权利要求1所述的扬声装置,其特征在于:上述振动片至少在外缘部分或接近外缘部分的面密度比与上述驱动单元结合的部分的面密度大。
4.根据权利要求1所述的扬声装置,其特征在于:上述振动片由具有实际上均匀的面密度的基体材料、以及固定在上述基体材料的外缘部分或外缘部分附近且与上述基体材料的材质不同的质量构件构成。
5.根据权利要求1所述的扬声装置,其特征在于:上述振动片由具有实际上均匀的面密度的基体材料、以及固定在上述基体材料的外缘部分或外缘部分附近且具有比上述基体材料的损失系数大的损失系数的质量构件构成。
6.根据权利要求1所述的扬声装置,其特征在于:上述振动片和上述驱动单元在上述振动片和上述驱动单元的结合部分有结合构件,上述结合构件与上述振动片的结合部分的形状和与上述驱动单元的结合部分的形状不同。
7.根据权利要求3所述的扬声装置,其特征在于:上述振动片与上述驱动单元的结合部分对应的材质和上述结合部分以外的区域的材质不同。
8.根据权利要求6所述的扬声装置,其特征在于:上述振动片与上述结合构件的结合部分对应的材质和上述结合部分以外的区域的材质不同。
9.根据权利要求1所述的扬声装置,其特征在于:上述驱动单元由动态型驱动单元构成,上述动态型驱动单元的音圈或缠绕音圈的构件与上述振动片相结合。
10.根据权利要求1所述的扬声装置,其特征在于:上述驱动单元由压电型驱动单元构成,上述压电型驱动单元的振动驱动部分与上述振动片相结合。
11.根据权利要求1所述的扬声装置,其特征在于:还备有在上述振动片的外缘部分上延伸配置的保护装置,上述保护装置通过弹性机构进行配置,使其呈非接触状态或至少处于能沿上述振动片的厚度方向大致进行自由振动的状态,以便上述振动片能振动。
12.一种扬声装置,其特征在于包括:
备有呈大致平坦面的面板状的振动片;
结合在上述振动片的表面上的多个驱动单元;以及
固定上述多个驱动单元的支撑构件,
根据再生输入信号利用从上述多个驱动单元施加的振动而在上述振动片上产生的挠曲振动进行音响发射。
13.根据权利要求12所述的扬声装置,其特征在于:上述多个驱动单元与上述振动片的结合部分及其中包括上述振动片的重心位置的区域的面积比上述区域以外的部分的面积小。
14.根据权利要求12所述的扬声装置,其特征在于:还备有信号切换装置,用来独立地切换设定供给上述多个驱动单元的再生输入信号中的至少供给一个驱动单元的再生输入信号的输入状态。
15.根据权利要求14所述的扬声装置,其特征在于:上述装置还备有限制再生输入信号频带的至少一个频带限制电路,上述多个驱动单元利用上述信号切换装置,选择并输入上述再生输入信号或由上述频带限制电路进行频带限制的再生输入信号。
16.根据权利要求12所述的扬声装置,其特征在于:上述多个驱动单元输入同一个再生输入信号。
17.根据权利要求12所述的扬声装置,其特征在于:上述装置还备有至少一个滤波器,上述滤波器相对地改变被输入上述多个驱动单元中的再生输入信号中至少被输入一个驱动单元中的再生输入信号的振幅及延迟时间。
18.根据权利要求12所述的扬声装置,其特征在于:上述振动片构成声音输出装置的框体的至少一个面。
19.一种扬声装置,其特征在于包括:
备有呈大致平坦面的面板状的振动片,其外缘部分的一端部分被固定支撑着,而且上述一端部分以外的外缘部分处于至少能沿厚度方向大致进行自由振动的状态,以及
结合在上述振动片的表面上的至少一个以上的驱动单元,
根据再生输入信号利用从上述多个驱动单元施加的振动而在上述振动片上产生的挠曲振动进行音响发射。
20.根据权利要求19所述的扬声装置,其特征在于:上述驱动单元,相对于振动片安装在从上述振动片的中央部分偏向上述被固定支撑的一端部分的位置。
21.根据权利要求19所述的扬声装置,其特征在于:上述装置还备有保护上述振动片用的保护框,其沿上述振动片的外缘部分设置。
22.根据权利要求21所述的扬声装置,其特征在于:上述振动片的外缘部分的一端部分被固定在上述保护框上。
23.根据权利要求21所述的扬声装置,其特征在于:上述装置还备有保护上述振动片的保护板,该保护板被设置在与上述振动片的正反两面中的任意一面相对的位置,所述保护框支持所述保护板。
24.根据权利要求19所述的扬声装置,其特征在于:上述驱动单元由动态型的驱动单元构成,备有对上述振动片施加振动的上述动态型的驱动单元的音圈或缠绕上述音圈的构件,上述音圈或缠绕上述音圈的构件只用上述振动片支撑。
25.一种电子设备,其特征在于:
备有设备本体;
能进行开闭地设置在上述设备本体上的盖体;以及
配置在上述设备本体或上述盖体的框体内的至少一个以上的驱动单元,
根据再生输入信号利用从上述驱动单元施加的振动而在上述设备本体及/或上述盖体的框体上产生的挠曲振动进行音响发射。
26.根据权利要求25所述的电子设备,其特征在于:上述驱动单元由压电型驱动单元构成,上述压电型驱动单元的振动驱动部分与上述振动片相结合。
27.根据权利要求26所述的电子设备,其特征在于:在上述压电型驱动单元中,在上述压电型驱动单元的外缘部分配置质量成分。
28.根据权利要求26所述的电子设备,其特征在于:在上述压电型驱动单元中,通过上述压电型驱动单元及上述振动片的由衰减率大的材料构成的支撑构件支撑着主面的大致中央部分。
29.根据权利要求26所述的电子设备,其特征在于:在上述盖体上配置着多个压电型驱动单元,同时在上述各压电型驱动单元之间设置着使从上述压电型驱动单元传播的振动衰减的衰减装置。
30.根据权利要求29所述的电子设备,其特征在于:上述衰减装置是其质量与上述压电型驱动单元或上述振动片的质量不同的振动限制体。
31.根据权利要求29所述的电子设备,其特征在于:上述衰减装置被构成为在上述振动片上形成的使上述振动片的厚度不连续的形状。
32.根据权利要求25所述的电子设备,其特征在于:上述盖体在其一个侧面备有液晶显示部分,在另一个侧面设置着上述驱动单元。
33.根据权利要求25所述的电子设备,其特征在于:
在上述盖体上配置着第一及第二驱动单元,
另外,还备有用规定的阻断频率阻断输入信号的高频分量的第一及第二滤波装置,
被供给的第一及第二再生输入信号中,将上述第一再生输入信号输入第一滤波装置,从第二再生输入信号减去上述第一滤波装置的输出后,供给上述第一驱动单元,将上述第二再生输入信号输入第二滤波装置,从上述第一再生输入信号减去上述第二滤波装置的输出后,供给上述第二驱动单元。
34.根据权利要求25所述的电子设备,其特征在于:
在上述盖体上配置着第一及第二驱动单元,
另外,还备有用规定的阻断频率阻断输入信号的高频分量的高频阻断滤波装置、以及用规定的阻断频率阻断输入信号的低频分量的第一及第二低频阻断滤波器,
将被供给的第一及第二再生输入信号相加后,使其通过上述高频阻断滤波器,获得低频声音信号,同时将上述第一再生输入信号输入上述第一低频阻断滤波装置,与上述低频声音信号相加后,供给上述第一驱动单元,将上述第二再生输入信号输入上述第二低频阻断滤波装置,减去上述低频声音信号后,供给上述第二驱动单元。
35.根据权利要求25所述的电子设备,其特征在于:
在上述盖体上配置着第一及第二驱动单元,
另外,还备有调整输入信号电平的第一及第二电平调整装置,
被供给的第一及第二再生输入信号中,从上述第二再生输入信号减去用上述第一电平调整装置调整过的第一再生输入信号后,供给上述第一驱动单元,从上述第一再生输入信号减去用上述第二电平调整装置调整过的第二再生输入信号后,供给上述第二驱动单元。
36.根据权利要求25所述的电子设备,其特征在于:
在上述盖体上配置着第一及第二驱动单元,
另外,还备有使输入信号的相位反相的相位反相装置,
被供给的第一及第二再生输入信号中,用相位反相装置将上述第一再生输入信号反相后,供给上述第一驱动单元,将上述第二再生输入信号直接供给第二驱动单元。
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