专利名称：扬声器设备和扬声器设备的形成方法
技术领域：
本发明涉及具有激励型配置的扬声器设备，其使得由诸如超磁致伸缩执行器等的执行器根据声信号所产生的振动被传输到声振膜，从而产生声音，并且还涉及形成该扬声器设备的方法。
背景技术：
作为除具有音圈和圆锥体的普通扬声器单元以外的扬声器设备，已经提出并且付诸实际应用的扬声器设备，其使得振动从诸如超磁致伸缩执行器等执行器施加到由丙烯酸树脂形成的声振膜，从而从声膜片产生声音。更具体而言，专利文献1公开了具有被竖直支撑的圆柱形声振膜以及布置在声振膜下侧的多个磁致伸缩执行器的扬声器设备，其中各个磁致伸缩执行器的驱动棒与声振膜的下端表面毗邻，以对声振膜施加轴向振动。在该扬声器设备中，圆柱形振膜的下端表面被激励以立即在圆柱形振膜的纵向方向上传播压缩波。在该压缩波的传播过程期间，根据固体的内资泊松比产生沿着圆柱形振膜的径向方向(沿着与圆柱形振膜的纵向方向垂直的方向)的力。因此，该力引起圆柱形振膜的径向振动，从而下哦那个整个圆柱形振膜产生声波。泊松比意味着当力施加到弹性体以延伸或压缩该弹性体时、在力的施加方向上的延伸或压缩与在垂直于力的施加方向的方向上的延伸或压缩之间的比值。在该扬声器设备中，声波以均勻的水平在声振膜的任意轴向位置处、从声振膜释放，从而在声振膜的高度(长度)上形成均勻的声音图像。即，能够实现高质量的再现声场。专利文献2公开了涉及扬声器的发明，该扬声器使得由执行器根据声信号产生的信号(振动)被传输到由纸形成的振膜以从振膜产生声音。专利文献2中所述的执行器被实现为驱动部分盒，其包括音圈和用于从音圈接收力的圆板，该圆板在振动受抑制条件下提供。通过向音圈提供电信号来产生施加到圆板上的力，并且由该力产生的波通过支撑柱等传输到纸(振膜)，从而使纸振动以释放声音。在专利文献2所述的扬声器设备中，与传统的扬声器设备不同，音圈和圆锥体不一定被布置成彼此靠近。因此，能够提高结构和布局的灵活性。现有技术文件专利文献专利文献1 日本专利特许公开No. 2007-166027专利文献2 日本专利特许公开No. 2000-35028
发明内容
在专利文献1公开的扬声器设备中，压缩波在固体中以声速瞬时传播。然而，从严格意义上将，对在振膜上的激励点处释放的声波的时间和在距离激励点最远的点处释放的声波的时间、没有给出足够的考虑。S卩，声音从振膜上的激励点立即释放，直到来自激励点的振动被传输到与激励点距离最远的点为止，需要短暂的时间。因此，在专利文献1所述的发明中，从整个振膜释放的声波前根据在振膜的材料中的声速而变为具有角度α的波前(在固体中(在振膜中)纵波的传播速度)。图17Α是具有例如由丙烯酸树脂形成的声振膜100以及设置在声振膜100的下端处的振动元件(执行器)200的该扬声器设备的正视图，其中根据声信号的振动从振动元件 200施加到声振膜100。在这种情况下，声音从声振膜的激励点附件的下部立即释放，而声音从声振膜的远离激励点的上部以轻微的时间延迟而释放。因此，如图17A的侧视图17B所示，从声振膜100的整个前表面释放的声音的波前变为由实线所示的波前Au，其相对于由虚线所示的与100的前表面平行的平面形成有角度 α ο在专利文献2中所述的扬声器设备也是如此。即，同样在专利文献2所述的扬声器设备中，振动也施加到形成振膜的纸的下侧。因此，与专利文献1中所述的扬声器设备一样，在专利文献2中所述的扬声器中， 在形成振膜的纸的激励点附近的部分与在距离激励点较远的部分之间产生了在声音释放定时上的轻微差异。在专利文献2所述的扬声器设备中，形成声振膜的纸在出现内部压力的情况下发生弹性变形。由于声振膜的复杂形状，因此很难控制声音释放以形成与声振膜平行的声波
、r -考虑以专利文件1所述的扬声器设备为前提，仅形成与声振膜平行的声波前是不够的。即，期望实现在声音沿水平方向朝向收听者非定向地传播时、能够形成柱面波的扬声器设备。因此，本发明的目标是在声音从扬声器设备释放时形成沿水平方向朝向收听者非定向地传播的理想柱面波。根据权利要求1所限定的发明，提供了一种扬声器设备，其包括具有锥体形状的声振膜，其使得从顶点向底面所画的垂线通过底面的中心；振动元件，其用于接收将被再现的声信号并且根据声信号产生振动；以及振动传输构件，其具有被支撑到具有锥体形状的声振膜的顶点的一端，以及被振动元件激励的另一端；其中从声振膜的顶点向声振膜的底面所画的垂线与声振膜的侧面之间的角度θ被设定为，使得从声振膜的顶点释放的声音所传播的距离等于从声振膜的侧面的距离声振膜的顶点最远的端部以与从顶点释放的声音相同的定时所传播的距离。根据权利要求1所限定的发明的扬声器设备，振动传输构件在其一端支撑到锥形声振膜的顶点，并且由振动元件根据声信号产生的振动施加到振动传输构件的另一端。即， 来自振动元件的振动通过振动传输构件传输到锥形声振膜的顶点。在锥形声振膜中，从声振膜的顶点向其底面所画的垂线与声振膜的侧面之间的角度θ被设定为，使得从声振膜的顶点释放的声音所传播的距离等于从声振膜侧面的距离声振膜顶点最远的端部释放的声音、以与从顶点释放的声音相同的定时所传播的距离。
因此，从声振膜释放的声音变为沿水平方向朝向收听者非定向传播的理想的柱面波，从而可为收听者提供良好的非定向再现声场。根据本发明，锥形声振膜在声音沿水平方向朝向收听者非定向地传播时、可形成理想的柱面波。因此，能够为收听者提供良好的非定向再现声场。
图1是用于图示应用了本发明的设备和方法的优选实施例的、根据第一实施例的激励型扬声器设备的外观的示图；图2是根据图1所示的第一优选实施例的扬声器设备的侧视图。图3是用于图示怎样得到圆锥形振膜1的轴线AD与圆锥形振膜1的侧面的边AC 之间的角度θ的示图。图4是用于图示根据第一优选实施例的扬声器设备的修改的视图。图5是用于图示从扬声器的侧视图中观察时、由根据第一优选实施例的扬声器设备所产生的声波前的侧视图。图6是用于图示从扬声器的俯视平面图中观察时、由根据第一优选实施例的扬声器设备所产生的声波前的俯视平面图。图7是用于图示用作振动元件3的超磁致伸缩执行器的配置的视图。图8是用于图示根据第一优选实施例的扬声器设备的具体配置的视图.图9是用于图示使得从圆锥形振膜1释放的声音的声波前的传播方向向上倾斜的情况的视图。图10是用于图示使得从圆锥形振膜1释放的声音的声波前的传播方向向下倾斜的情况的视图。图11是用于图示根据本发明的第二优选实施例的激励型扬声器设备的视图。图12是用于图示仅采用底面朝上的圆锥形振膜Ia的扬声器设备的视图。图13是用于图示根据第三优选实施例的第一示例的扬声器设备的视图。图14是用于图示镁和纸的振动特性的曲线图。图15是用于图示根据第三优选实施例的第二示例的扬声器设备的视图。图16是用于图示根据第三优选实施例的第三示例的扬声器设备的视图。图17是用于图示现有技术中的激励型扬声器的视图。
具体实施例方式现在将参考附图描述根据本发明的扬声器设备及其形成方法的一些优选实施例。 在各个优选实施例中的扬声器设备是包括振膜、振动传输构件和振动元件(执行器)作为基本组件的所谓的激励型。在各个优选实施例中的扬声器被配置为注重以下三个因素，S卩，音膜的形状、在音膜中的激励点的位置以及振动传输构件的材料(声速等)。即，通过优化这三个因素来实现能够形成理想的柱面波的非定向扬声器设备。现在将具体地描述根据本发明的扬声器设备及其形成方法的第一至第三实施例。
在本说明书中，词语“音响的，，广泛地指“声音”。即，在本说明书中所使用的词语“音响的”包括人声、音乐声以及可通过振动传播并且人耳可听见的其他各种“声音”。[第一实施例]图1是用于图示根据本发明的第一优选实施例的激励型扬声器设备的外观的视图。如图1所示，根据第一优选实施例的扬声器设备由圆锥形振膜1、振动传输构件2和振动元件(执行器)3构成。圆锥形振膜1用作振膜，并且其由环氧树脂形成，例如以形成圆锥形状。在第一优选实施例中，例如，圆锥形振膜1具有约3mm的厚度，并且圆锥形振膜1的内部是空的。艮口， 从侧视图观察时圆锥形振膜1具有等腰三角形的形状，并且圆锥形振膜1的圆形基底面形成有圆形(精确的圆)开口。当从圆锥形振膜1的顶点A向其底面画垂线时，该垂线通过圆锥形振膜1的圆形底面的中心。因此，从圆锥形振膜1的顶点A到其底面的垂线与圆锥形振膜1的轴线一致。如图1所示，振动传输构件2被设置为使得振动传输构件2的一端从圆锥形振膜 1的内部与圆锥形振膜1的顶点A接触。此外，振动元件3被设置为，使其振动传输构件2 的另一端接触，从而激励圆锥形振膜1。振动传输构件2由所谓的钢琴丝或碳纤维丝构成，并且例如具有约Imm到几mm的直径。如图1所示，振动传输构件2被放置在圆锥形振膜1的轴线上、以连接圆锥形振膜1 的顶点A与振动元件3。虽然如上所述振动传输构件2的一端与圆锥形振膜1的顶点A接触，但可以多种方式实现该接触。例如，在圆锥形振膜1本身具有第一程度的重量的情况下，圆锥形振膜1 可以图1所示的方式简单地放置在振动传输构件2上。然而，为了将振动通过振动传输构件2有效地传输到圆锥形振膜1，圆锥形振膜1 和振动传输构件2优选地相互固定。例如，圆锥形振膜1和振动传输构件2可以在圆锥形振膜1的顶点A处形成螺纹孔并且在振动传输构件2的一端处形成螺纹的方式、通过螺纹啮合来固定。在这种情况下， 可在圆锥形振膜1的顶点A处直接开螺纹孔，或者可将具有螺纹孔的管子粘结到圆锥形振膜1的顶点A。可以使用用于螺纹孔的任何其他形成方法。此外，圆锥形振膜1和振动传输构件2可通过使用熔融树脂或粘合剂、在顶点A处紧密地粘结。可采用用于圆锥形振膜1和振动传输构件2的任何其他固定方法。振动传输构件2是棒状构件，并且其截面形状不限。例如，可以使用圆柱形、棱形和板状构件。振动传输构件2由“内部损失”较小并且“声速”较高的材料形成。例如，这种材料包括钢(例如，钢琴丝)和碳纤维。术语“内部损失”的字面意思是当振动在固体中传播时的损失。换句话说，“内部损失”指示振动是否容易被传输。因此，较小的“内部损失”意味着较小的传播损失，其意味着“振动有效地传播”。此外，术语“声速”指的是弹性波在弹性体或连续体中传播的传输速度。考虑到“内部损失”和“声速”，用于振动传输构件2的最理想材料(物质)必须具有良好的振动传播效率，即，在这种材料中“内部材料”必须很小。此外，在这种材料中“声速”必须很高，以使得从振动传输构件2的起点(激励点)到其终点(距离激励点最远的点)的时间延迟最小。以这种方式，可以根据“内部损失”和“声速”来适当地选择和使用振动传输构件2 的材料。振动元件(执行器)3用于接收作为再现对象的声信号，并且根据该声信号产生振动。如下文所述，诸如压电执行器、电动执行器和超磁致伸缩执行器等各种执行器可用作振动元件3。压电执行器是利用通过对其施加电压能够产生位移的元件的执行器。电动执行器是具有利用电流产生振动的线圈和磁铁的执行器。超磁致伸缩执行器是使用能够根据外部磁场改变其尺寸的超磁致伸缩器的执行器。在根据第一优选实施例的扬声器设备中，使用超磁致伸缩执行器作为振动元件3。因此，根据作为再现对象的声信号的振动被从振动元件3施加到振动传输构件2 的下端。该振动然后通过振动传输构件2传输到圆锥形振膜1的顶点A。其后，根据被通过振动传输构件2传输到圆锥形振膜1的顶点A的振动的压缩波， 以圆锥形振膜1的材料(环氧树脂)所固有的声速在圆锥形振膜1中传播。在该压缩波的传播过程中，根据固体(由环氧树脂构成的圆锥形振膜1)所固有的泊松比产生与圆锥形振膜1垂直的力。结果，通过该与圆锥形振膜1垂直的力，生成了与圆锥形振膜1垂直的振动，并且作为结果的这种振动变为声波。即，从圆锥形振膜1释放根据通过振动传输构件2传输的振动的声音。在根据第一优选实施例的圆锥形振膜1中，考虑在与振动传输构件2保持接触的顶点A与距离顶点A最远的位置之间在声波释放定时上的时间差、来设定圆锥形振膜1的轴线与圆锥形振膜1的侧面之间的角度θ。图2是根据图1所示的第一优选实施例的扬声器设备的侧视图。如上所述，从侧视图观察时，圆锥形振膜1具有等腰三角形的形状。如图2所示，振动传输构件2被放置在圆锥形振膜1的轴线上。振动传输构件2 的一端与圆锥形振膜1的顶点A接触。因此，由振动元件3产生根据声信号的振动，并且该振动通过振动传输构件2传输到圆锥形振膜1的顶点Α。因此，在圆锥形振膜1中的激励点是顶点Α，并且从圆锥形振膜1的顶点A立刻释放声音。另一方面，传输到圆锥形振膜1的顶点A的振动在圆锥形振膜1中传播，以到达在圆锥形振膜1的侧面的下端处的位置C，即与顶点A距离最远的位置，并且随后从位置C释
放声音。如图2所示，将位置B定义为，通过圆锥形振膜1的顶点A并且与圆锥形振膜1的底面平行地延伸的线与通过位置C并且与圆锥形振膜1的底面垂直地延伸的线之间的交点。此外，将位置D定义为圆锥形振膜1的轴线与圆锥形振膜1的底面之间的交点。除非在从顶点A释放的声音到达位置B时、来自圆锥形振膜1的顶点A的振动通过圆锥形振膜1到达位置C、以从位置C释放声音，否则不能在圆锥形振膜1周围形成理想的柱面波。圆锥形振膜1的轴线与圆锥形振膜1的侧面之间的角度θ被设定为，使得在从顶点A释放的声音到达位置B时、来自圆锥形振膜1的顶点A的振动通过圆锥形振膜1到达位置C。如图2所示，角度θ也可以表示为圆锥形振膜1的轴线AD与圆锥形振膜1的侧面的边AC(连接顶点A和位置C的线)之间的角度。在设定角度θ时，在空气中的声速Va(声音在空气中传播的传输速度)与在圆锥形振膜1中的声速Vs (弹性波在圆锥形振膜1中传播的传输速度)是很重要的。如图2所示，从圆锥形振膜1的顶点A朝向位置B传播的声音在空气中传播，从而该声音以在空气中的声速Va传播。另一方面，从圆锥形振膜1的顶点A朝向位置C传播的振动(弹性波)以在圆锥形振膜1中的声速Vs传播。在空气中的声速Va约为340m/s，并且在形成圆锥形振膜1的环氧树脂中的声速约为1700m/s。因此，将角度θ设定为，使得从顶点A释放的声音以340m/s的声速在空气中传播到达位置B为止所经过的时间、与来自顶点A的振动以1700m/s的声速在环氧树脂中传播到达位置C为止所经过的时间相等。图3是用于图示了怎样得到圆锥形振膜1的AD与圆锥形振膜1的侧面的边AC之间的角度θ的示图。S卩，图3对应于由图2所示的顶点Α、位置B、位置C和位置D所包围的四边形部分。在图3中，由点Α、B、C和D形成的四边形是内角为直角的矩形，因此边AB等于边 DC,并且边AD等于边BC。因此，在图3中，在三角形ABC中的任意两个边以及它们之间形成的角与三角形CDA中的那些全等。换言之，可以讲三角形ABC与三角形CDA彼此全等。同样在图3中，参考字母Va表示在空气中的声速，并且参考字母Vs表示在环氧树脂中的声速。此外，角度θ是圆锥形振膜1的轴线AD与圆锥形振膜1的侧面的边AC之间形成的角度。此外，参考字母T表示时间。如图3所示，点A和B之间的距离用VaT (Va与T的乘积)表示，并且点A和C之间的距离用VsT (Vs与T的乘积)表示。角度θ可通过图3所示的等式(1)获得。在图3所示的等式(1)中，时间T共同地包括在分母和分子中，因此其可通过化简来消除。此外，图3所示的等式(1)等效于sin θ = Va/Vs0通过将等式O)的在空气中的声速Va以及等式(3)的在环氧树脂中的声速Vs代入图3所示的等式(1)中，可计算出角度θ为11. 53度，如等式(4)所示。因此，如图1至3所示，圆锥形振膜1被形成为，使得圆锥形振膜1的轴线AD与圆锥形振膜1的侧面的边AC之间的角度θ为11. 53度。结果，在圆锥形振膜1的周围、能够形成如图2中用虚线示出的声波前所表示的理想的柱面波。因此，可以说，根据图1至3所示的第一优选实施例的扬声器设备是完全非定向的。换句话说，从根据第一优选实施例的扬声器设备释放的声音、在该扬声器周围的任何位置处都能被很好地听取。[第一优选实施例的修改]图4是用于描述根据第一优选实施例的扬声器的修改的视图。如图4所示，该修改的扬声器还包括圆锥形振膜IX、振动传输构件2和振动元件3。图4所示的扬声器设备的振动传输构件2和振动元件3分别类似于图1和图2所示的扬声器设备的对应部件。圆锥形振膜IX在形状上与图1和图2所示的圆锥形振膜1 类似，但是在内部配置上不同。
更具体而言，在图4所示的本修改中的圆锥形振膜IX由环氧树脂形成，并且具有与图1和图2所示的圆锥形振膜1类似的圆锥形状。然而，如图4所示，在圆锥形振膜IX 中嵌入了多个振膜内振动传输构件4。各个振膜内振动传输构件4例如由钛形成，并且具有棒状形状。多个振膜内振动传输构件4被嵌入在圆锥形振膜IX的侧面中，以从圆锥形振膜IX的顶点A释放状地延伸。因此，多个振膜内振动传输构件4在圆锥形振膜IX的顶点A处接近振动传输构件 2。例如，多个振膜内振动传输构件4可以在圆锥形振膜IX的顶点A处、与振动传输构件2 直接接触。钛中的“内部损失”是0.002，并且在钛中的声速是4950!11/8。相反，如上所述，在环氧树脂中的声速是1700m/s。因此，在钛中的声速是在环氧树脂中的声速的大约3倍。因此，在如图4所示、其中嵌入了多个钛制振膜内振动传输构件4以使其从顶点A 放射状的延伸的圆锥形振膜IX中的声速，高于在如图1和图2所示的仅由环氧树脂形成的圆锥形振膜1中的声速。因此，与图1和图2所示的的扬声器相比，根据图4所示的本修改的扬声器具有能够使圆锥形振膜IX的轴线AD与圆锥形振膜IX的侧面的边AC之间的角度θ减小的优势。 结果，能够实现圆锥形振膜的细化。在根据图4所示的本修改的扬声器设备中，考虑被嵌入在圆锥形振膜IX中的振膜内振动传输构件4的数目以及在振膜内振动传输构件4中的声速、来获得在圆锥形振膜IX 中的声速Vs。然后，壳体通过图3所示的计算，适当地得到圆锥形振膜IX的轴线AD与圆锥形振膜IX的侧面的边AC之间的角度θ，从而形成圆锥形振膜IX。虽然在本修改中、振膜内振动传输构件4由钛形成，但是振膜内振动传输构件4的材料不受限制。即，可使用其他各种材料作为振膜内振动传输构件4。例如，可使用由钢形成的钢琴丝和由碳纤维形成的丝。此外，虽然在本修改中、振膜内振动传输构件4被嵌入在圆锥形振膜中，但是将振膜内振动传输构件4固定到圆锥形振膜的方法不受限制。例如，振膜内振动传输构件4可紧密地连接到圆锥形振膜的表面。[由根据第一优选实施例的扬声器设备形成的柱面波]如上所述，根据图1至4所示的第一优选实施例，可以实现能够形成理想的柱面波的非定向扬声器设备。图5是用于图示从扬声器设备的侧视图观察、由根据图1至4所示的第一优选实施例的扬声器设备产生的声波前的侧视图，并且图6是用于图示从扬声器设备的俯视平面图观察、由根据图1至4所示的第一优选实施例的扬声器设备产生的声波前的俯视平面图。如示出了根据第一优选实施例的扬声器设备的侧视图的图5中的虚线所示，可以形成与圆锥形振膜1或IX的底面垂直并且沿水平方向传播的声波前。如示出了根据第一优选实施例的扬声器设备的俯视平面图的图6中的虚线所示， 可以形成具有在圆锥形振膜1或IX的顶点A处的中心并且在圆锥形振膜1或IX的周围沿水平方向传播的理想的柱面波。从图5和图6可明白，通过使用其中适当地调整了轴线AD与侧面的边AC之间的角度θ的圆锥形振膜，能够实现完全非定向的扬声器设备。[振动元件3的配置]现在将描述在根据第一优选实施例的扬声器设备中使用的振动元件(执行器)3 的具体配置。如上所述，在第一优选实施例中的振动元件3由超磁致伸缩执行器来提供。因此，现在将描述超磁致伸缩执行器的配置。图7是用于图示用作在根据本优选实施例的扬声器设备中的振动元件3的超磁致伸缩执行器。更具体而言，在对超磁致伸缩器施加了预紧力的情况下，图7(A)是超磁致伸缩执行器的俯视平面图，并且图7 (B)是超磁致伸缩执行器的截面侧视图。作为振动元件(执行器)的主体，将电磁线圈32布置在棒状超磁致伸缩器31的周围，并且将磁铁33和磁轭34布置在电磁线圈32的周围。驱动棒35连接到超磁致伸缩器31的一端，并且固定板36安装到超磁致伸缩器31
的另一端。具有这些组件的振动元件(执行器)的主体，例如以驱动棒35的前端突出到外壳 39之外的方式、封装在由铝形成的外壳39中。此外，由橡胶形成的阻尼构件37例如安装在驱动棒35上，并且螺钉38从固定板 36的背面插入在外壳39中，从而对超磁致伸缩器31施加预紧力。在图1、2、和4所示的扬声器设备中，具有图7所示的配置的振动元件3被设置为与振动传输构件2的下端接触。在这种情况下，振动元件3具有较大的磁场范围，在该磁场范围中，磁致伸缩值随控制磁场的变化而线性地变化，并且振动元件3还具有在该磁场中、随着控制磁场的变化的磁致伸缩值的变化很大。例如，施加到超磁致伸缩器31的负载可通过位于振动元件3的下侧的螺旋弹簧所给定的压力来调节。[扬声器设备的具体配置]现在将描述上述第一优选实施例的具体配置。图8是用于说明根据第一优选实施例的扬声器设备的具体配置的视图。更具体而言，图8是沿着通过扬声器设备的中心的平面所取的截面图。如上参考图1至4所述，根据第一优选实施例的扬声器设备包括圆锥形振膜1、振动传输构件2和振动元件3。具有图8所示的配置的扬声器设备的圆锥形振膜1由环氧树月旨、丙烯酸树脂等，并且具有约3mm的厚度(壁厚)。如上参考图3所述，图8所示的圆锥形振膜1形成为，使得圆锥形振膜1的轴线与圆锥形振膜1的侧面的边之间的角度θ根据在空气中的声速Va和在圆锥形振膜1中的声速Vs来适当地设置。在图8所示的扬声器设备的圆锥形振膜1的顶点处形成有螺纹孔，以通向圆锥形振膜1的内部。振动传输构件2的一端与形成在圆锥形振膜1的顶点处的螺纹孔螺纹地配
合O图8所示的振动传输构件2是由所谓的钢琴丝或碳纤维丝等形成的棒状构件，并且具有与圆锥形振膜1的高度基本相等的长度。此外，在振动传输构件2的一端处形成用于与形成在圆锥形振膜1的顶点处的螺纹孔配合的螺纹。因此，振动传输构件2的一端通过螺纹配合固定到锥形振膜1的顶点，使得形成在振动传输构件2的一端处的螺纹与形成在锥形振膜1的顶点处的螺纹孔相配合。振动元件3被放置成与振动传输构件2的另一端接触。如图8所示，圆锥形振膜 1、振动传输构件2、振动元件3全部都支撑到底部壳体5，以使得振动元件3与振动传输构件2适当地接触并且维持该接触。底部壳体5被设置为将圆锥形振膜1、振动传输构件2和振动元件3固定到其上。 希望底部壳体5较重，由此底部壳体5自身不会振动。因此，通过诸如黄铜及铝的金属来形成底部壳体5。底部壳体5是圆柱构件，其上表面的面积等于或稍大于圆锥形振膜1的底面面积。 然而，底部壳体5的形状不限于圆柱形，而是底部壳体5可以是上表面的大小能够完全覆盖圆锥形振膜1的底面的棱柱形构件。以这种方式，圆锥形振膜1的底面被底部壳体5的上表面覆盖、从而封闭了圆锥形振膜1的内部的空间。因此，能够关闭在圆锥形振膜1内部产生的声波。换句话说，能够防止从圆锥形振膜1的外侧表面产生的声波与在圆锥形振膜1的内部产生的声波之间的干涉，从而形成较好的声场。如图8所示，底部壳体5的上表面通过螺钉6固定到圆锥形振膜1的侧面的下端。 例如，底部壳体5通过沿着圆锥形振膜1的底面的外周相互间隔45°的八个位置处的螺钉 6、固定到圆锥形振膜1。除了螺钉6以外，可将橡胶构件或毡构件插入在底部壳体5与圆锥形振膜1之间， 或者将粘结剂涂覆在这两者之间，从而改善底部壳体5与圆锥形振膜1之间的接触条件。可适当地使用用于改善底部壳体5与圆锥形振膜1之间的接触条件的任何其他方法。在底部壳体5的中心部分处形成有用于安装振动元件3的竖直孔。通过将振动元件3安装于在底部壳体5的中心部分处形成的竖直孔中，使得振动元件3在径向方向上(在水平方向上)得到支撑，从而防止振动元件3的径向振动。如图8所示，振动元件3被紧定螺钉从底部壳体5的下侧向上(朝向振动传输构件 2)按压。因此，振动元件3通过适合的力、向固定到圆锥形振膜1(设置在底部壳体5上) 的振动传输构件2的下端(顶端)按压。因此，振动元件3通过底部壳体5在其径向方向上得到支撑，并且还通过适当的按压力在纵向方向上与振动传输构件2保持压力接触。结果，由振动元件3根据声信号产生的振动通过振动传输构件2适当地传输到圆锥形振膜1的顶点A。如图8所示，底部壳体5被放置在由腿7和底板8构成的支撑台上并被固定至支撑台。因此，底部壳体5被支撑为与地面距离预定高度。因此，来自圆锥形振膜1的沿着水平方向传播的理想柱面波可在圆锥形振膜1周围的空间(声场空间)中形成。虽然在图8所示的具体配置中，圆锥形振膜1和振动传输构件2通过螺纹配合相互固定，但是圆锥形振膜1与振动传输构件2的固定方法不受限制。例如，由于如图8所示圆锥形振膜1和底部壳体5通过螺钉6彼此稳固地连接，因此振动传输构件2可被布置为与圆锥形振膜1的顶点简单地接触。作为另一修改，各种树脂或粘结剂可用于将振动传输构件2固定到圆锥形振膜1 的顶点。即，至关重要的是，振动传输构件2以振动能够适当地传输到圆锥形振膜1的顶点的方式、与圆锥形振膜1的顶点接触。
[声波前的传播方向的控制]如上参考图5所述，在根据第一优选实施例的扬声器设备中，通过适当地设定圆锥形振膜1的轴线与圆锥形振膜1的侧面的边之间的角度θ，来形成与圆锥形振膜1的底面垂直地延伸并且沿水平方向传播的柱面波。然而，这是根据第一优选实施例的扬声器设备相对于用户(收听者)位于下侧，或者反过来相对于用户位于上侧的情况。在这样的情况下，有时候需要柱面波的传播方向向上倾斜或向下倾斜。然而，如果扬声器本身或圆锥形振膜1本身整体倾斜，则在向上或向下倾斜侧上的柱面波的传播方向变得与向下或向上倾斜侧相反，这是由于声波前在扬声器设备周围、 在其整个圆周上形成。更具体而言，在图5所示的扬声器设备向左下倾斜，则在扬声器设备的左侧声波前向下传播，而在扬声器设备的右侧声波前向上倾斜。在根据第一优选实施例的扬声器设备中，通过调整圆锥形振膜1的轴线与圆锥形振膜1的侧面的边之间的角度θ，声波前的传播方向可在圆锥形振膜1的整个圆周上向下或向上倾斜。与在图1至3所示的第一优选实施例的情况相同，在这种情况下的扬声器设备包括由环氧树脂形成的圆锥形振膜1，由所谓的钢琴丝形成的振动传输构件2和振动元件3。图9是用于图示使得从圆锥形振膜1释放的声音的声波前的传播方向向上倾斜的情况的视图。在根据图2和3所示的第一优选实施例的扬声器设备中，通过将锥形振膜1的轴线与锥形振膜1的侧面的边之间的角度θ设定为11. 53度，可释放声音以形成与圆锥形振膜1的底面垂直地声波前。为了向上引导声波前，将圆锥形振膜1的轴线与圆锥形振膜1的侧面的边之间的角度θ设定为大于11. 53度。在以这种方式增大角度Θ的情况下下，圆锥形振膜1的侧面的下端C远离轴线AD，如图9所示。从图5与图9之间的比较可明白，在图9的情况下，通过在不改变圆锥形振膜1的顶点A的位置的情况下增大角度θ，位置C更加远离轴线AD。结果，声波前的传播方向向上倾斜。以这种方式，使得声波前的传播方向在圆锥形振膜1的整个圆周上向上倾斜。因此，这种情况的扬声器设备适合于其相对于用户的头部位于下侧，例如，位于用户的脚的附近的情况。图10是用于图示使得从圆锥形振膜1释放的声音的声波前的传播方向向下倾斜的情况的视图。为了向下引导声波前，将圆锥形振膜1的轴线与圆锥形振膜1的侧面的边之间的角度θ设定为小于11. 53度。在以这种方式减小角度Θ的情况下下，圆锥形振膜1的侧面的下端C向轴线AD移动，如图10所示。从图5与图9之间的比较可明白，在图10的情况下，通过在不改变圆锥形振膜1 的顶点A的位置的情况下较小角度θ，位置C更加靠近轴线AD。结果，声波前的传播方向向下倾斜。
以这种方式，使得声波前的传播方向在圆锥形振膜1的整个圆周上向下倾斜。因此，这种情况的扬声器设备适合于其相对于用户的头部位于上侧，例如，位于天花板附近的情况。因此，通过根据扬声器设备的位置、适当地调节已确定的角度θ，能够微细地调节声波的释放方向。[第二实施例]图11是用于图示根据本发明的第二优选实施例的激励型扬声器设备的视图。更具体而言，图11是根据第二优选实施例的扬声器设备的侧视图。在图11中，与根据图1至3所示的第一优选实施例的扬声器设备的那些部件类似的部件用相同的附图标记表示，并且这里将省略其详细描述。根据图11所示的第二优选实施例的扬声器设备由两个圆锥形振膜Ia和lb、振动传输构件2和振动元件3构成。与根据图3所示的第一优选实施例的圆锥形振膜1的情况相同，圆锥形振膜Ia和 Ib的各个被形成为，根据在空气中的声速和在圆锥形振膜Ia或Ib中的声速、来调节圆锥形振膜Ia或Ib的轴线与侧表面之间的角度θ。S卩，圆锥形振膜Ia和Ib的各个能够形成与圆锥形振膜Ia或Ib的底面垂直地延伸并且与圆锥形振膜Ia或Ib的底面平行传播的柱面波。与在第一优选实施例中一样，例如，圆锥形振膜Ia和Ib的各个由环氧树脂构成。如图11所示，通过以圆锥形振膜Ia和Ib相互对齐并且圆锥形振膜Ia和Ib的顶点彼此相对的方式连接圆锥形振膜Ia和圆锥形振膜lb，来配置根据第二优选实施例的扬
声器设备。振动传输构件2的一端与如上所述连接在一起的圆锥形振膜Ia和Ib的顶点接触。即，振动传输构件2的一端与圆锥形振膜Ia和Ib的顶点接触，使得振动可被传输到圆锥形振膜Ia和Ib两者。与在第一优选实施例中一样，振动元件3与振动传输构件2的另一端接触。因此，由振动元件3根据声信号产生的振动通过振动传输构件2传输到圆锥形振膜Ia和lb。在圆锥形振膜Ia和Ib的周围形成了与圆锥形振膜Ia和Ib的底面垂直地延伸并且与圆锥形振膜Ia和Ib的底面平行地延伸的柱面波。通过如图11所示连接两个圆锥形振膜Ia和lb，可抑制圆锥形振膜Ia和Ib的各个的高度，并且从而可抑制圆锥形振膜Ia和Ib的各个的底面径向尺寸。S卩，预期由如图1和2所示的单个圆锥形振膜1获得某种程度的高度，则圆锥形振膜1的底面变得相对较大。相反，通过使用两个圆锥形振膜Ia和Ib来实现与圆锥形振膜 1的高度相同的高度，可将圆锥形振膜Ia和Ib的各个的高度减小到圆锥形振膜1的一半。在这种情况下，与通过单个圆锥形振膜1来实现相同的高度的情况相比，能够减小圆锥形振膜Ia和Ib的各个的底面的尺寸。因此，通过使用两个圆锥形振膜Ia和Ib可抑制底面的径向尺寸，从而形成纤细(细长)的扬声器设备。相反地，通过轴向地布置多个圆锥形振膜，可以实现能够形成轴向长度增加的柱面波的扬声器设备。S卩，可在竖直方向上连接多个图11所示的圆锥形振膜Ia和Ib组。通过将单个振动传输构件连接到所有如上所述被连接的圆锥形振膜的顶点，可以实现能够形成轴线长度增加的柱面波的扬声器设备。[圆锥形振膜的取向的变化]虽然根据图11所示的第二优选实施例的扬声器设备采用两个圆锥形振膜Ia和 lb，但也可形成仅采用底面朝上的圆锥形振膜Ia的扬声器设备。图12是用于图示仅采用底面朝上的圆锥形振膜Ia的扬声器设备的视图。图12 所示的扬声器设备包括与根据图11所示的第二优选实施例的扬声器设备的那些类似的圆锥形振膜la、振动传输构件2和振动元件3。换句话说，图12所示的扬声器设备具有通过从图11所示的扬声器设备中移除圆锥形振膜Ib而得到的配置。图12所示的扬声器设备仅在圆锥形振膜Ia的底面朝上这一点上与图1和2所示的扬声器设备不同。因此，与图1和2所述的扬声器设备中一样，在圆锥形振膜Ia的周围可形成与在第一优选实施例中获得的柱面波类似的柱面波。其中圆锥形振膜的底面朝上的图12所示的扬声器设备所形成的柱面波的性质， 与其中圆锥形振膜的底面向下的图1和2所示的扬声器设备所形成的柱面波的性质相同。因此，通过提供图12所示的扬声器设备以及图1和2所示的扬声器设备，用户可以选择这两个扬声器设备中任意优选的一个。与在图4所示的配置中一样，同样在图11和图12所示的扬声器设备中，例如由钛形成的多个振膜内振动传输构件可嵌入在或连接到圆锥形振膜Ia和lb。以这样的配置，可增大在圆锥形振膜Ia和Ib中的声速，使得能够减小圆锥形振膜 Ia和Ib的各个的轴线与侧面之间的角度θ，从而使圆锥形振膜细化。[第三优选实施例]图13至16是用于描述根据本发明的第三优选实施例的扬声器设备的各种配置。 根据第三优选实施例的扬声器设备与根据图12所示的第二优选实施例的扬声器设备类似，采用多个圆锥形振膜，在圆锥形振膜的布局方式上与根据第二实施例的扬声器设备不同。[第三优选实施例的第一示例]图13是用于图示根据第三优选实施例的第一示例的扬声器设备的视图。如图13 所示，根据本示例的扬声器设备包括由镁形成的圆锥形振膜圆Ic和由纸(例如，锥形纸) 形成的圆锥形振膜Id。与在根据图3所示的第一优选实施例的圆锥形振膜1中一样，根据在空气中的声速和在圆锥形振膜Ic中的声速来调节圆锥形振膜Ic的轴线与圆锥形振膜Ic的侧面的边之间的角度Θ1。类似地，根据在空气中的声速和在圆锥形振膜Id中的声速来调节圆锥形振膜Id的轴线与圆锥形振膜Id的侧面的边之间的角度θ 2。因此，与在第一优选实施例中一样，圆锥形振膜Ic可形成与圆锥形振膜Ic的底面垂直地延伸并且与圆锥形振膜Ic的底面平行地(在水平方向上)传播的柱面波。类似地， 圆锥形振膜Id可形成与圆锥形振膜Id的底面垂直地延伸并且与圆锥形振膜Id的底面平行地(在水平方向上)传播的柱面波。在镁中的“内部损失”是0. 0045，并且在镁中的声速与钛类似约为5000m/s。此外， 在纸(锥形纸)中的“内部损失”是0.04，并且在纸中的“声速”约为1650m/s。
虽然在图13中示出，圆锥形振膜Ic中的角度θ 1与圆锥形振膜Id中的角度θ 2 彼此基本相等，但是在由镁形成的圆锥形振膜Ic中的角度θ 1小于在由纸形成的圆锥形振膜Id中的角度θ 2。如图13所示，圆锥形振膜Ic和Id串联地布置并且圆锥形振膜Ic和Id的顶点连接到振动传输构件2。可采用用于将圆锥形振膜Ic和Id的顶点连接到振动传输构件2的各种方法。例如，如上所述，圆锥形振膜Ic和Id的顶点以及振动传输构件2可通过螺纹配合或通过使用树脂或粘结剂来固定。振动元件3与振动传输构件2的下端接触。因此，由振动元件3根据声信号产生的振动可通过振动传输构件2传输到圆锥形振膜Ic和Id。因此，在圆锥形振膜Ic和Id的周围可形成与圆锥形振膜Ic和Id的底面垂直地延伸并且与圆锥形振膜Ic和Id的底面平行地传播的柱面波。由镁形成的声振膜Ic具有相对较小的内部损失，并且其良好地响应在高频部分中(高频区)的振动。因此，声振膜Ic用于释放高频声音。另一方面，由纸形成的声振膜Id具有比镁的声振膜高的内部损失，并且其良好地响应于在低频部分中(低频区)的振动。因此，声振膜Id用于释放低频声音。图14是用于图示镁和纸的振动特性的曲线图。如图14所示，由镁形成的声振膜 Ic响应于具有较高频率的振动，从而以较高的声压释放高频声音。相反，如图14所示，由纸形成的声振膜Id响应于具有较低频率的振动，从而以较低的声压释放低频声音。因此，通过使用镁的声振膜Ic和纸的声振膜ld，可朝向高频区和低频区延伸扬声器设备的再现频率特性。即，可完全地延伸再现频率特性，以形成良好的再现声场。[第三优选实施例的第二示例]图15是用于图示根据第三优选实施例的第二示例的扬声器设备的视图。与在图 13所示的第一示例中一样，根据第二示例的扬声器设备包括由镁形成的圆锥形振膜Ic和由纸形成的圆锥形振膜Id(例如，锥形值)。与在根据图13所示的第一示例的扬声器设备的圆锥形振膜Ic和Id中一样，图15 所示的扬声器设备的圆锥形振膜Ic和Id被形成为，根据图3所示的计算来设定角度θ 1 和θ 2。因此，与在第一优选实施例中一样，圆锥形振膜Ic可形成与圆锥形振膜Ic的底面垂直地延伸并且与圆锥形振膜Ic的底面平行地(在水平方向上)传播的柱面波。类似地， 圆锥形振膜Id可形成与圆锥形振膜Id的底面垂直地延伸并且与圆锥形振膜Id的底面平行地(在水平方向上)传播的柱面波。如图15所示，振动传输构件％被分支为两个部分，这两个部分分别连接到圆锥形振膜Ic和Id。S卩，圆锥形振膜Ic和Id的顶点分别连接到振动传输构件加的两个分支部分的上端。同样在该示例中，可使用用于将圆锥形振膜Ic和Id的顶点连接到振动传输构件 2a的各种方法。例如，如上所述，圆锥形振膜Ic和Id的顶点以及振动传输构件加可通过螺纹配合或通过使用树脂或粘结剂来固定。此外，振动传输构件加的两个分支部分被弯曲，以使振动的衰减最小化。振动元件3与振动传输构件加的下端接触。因此，由振动元件3根据声信号产生的振动通过振动传输构件加传输到圆锥形振膜Ic和Id。因此，在圆锥形振膜Ic和Id的周围可形成与圆锥形振膜Ic和Id的底面垂直地延伸并且与圆锥形振膜Ic和Id的底面平行地传播的柱面波。与在图13所示的扬声器设备中一样，使用镁的声振膜Ic和纸的声振膜ld，从而向高频区和低频区两者延伸扬声器的再现频率特性。即，可完全地延伸再现频率特性以形成良好的再现声场。在该示例中，振动传输构件加的两个分支部分分别连接到两个声振膜Ic和ld，使得振动可等效地(同样地)传输到两个声振膜Ic和Id。[使用多个声振膜的情况的第三示例]图16是用于描述根据第三优选实施例的第三示例的扬声器设备的视图。根据图 16所示的第三示例的扬声器设备包括由镁形成的圆锥形振膜Ic和由纸(例如，锥形纸)形成的两个圆锥形振膜Id和le。即，这种情况下的扬声器设备共具有三个圆锥形振膜lc、ld 禾口 Ie0与在根据第三优选实施例的第一和第二示例的扬声器设备的圆锥形振膜Ic和Id 中一样，图16所示扬声器设备的圆锥形振膜lc、ld和Ie被形成为使得，根据图3所示的计算来设定角度θ 1和θ 2。因此，与在第一优选实施例中一样，圆锥形振膜Ic可形成与圆锥形振膜Ic的底面垂直地延伸并且与圆锥形振膜Ic的底面平行地(在水平方向上)传播的柱面波。类似地， 圆锥形振膜Id可形成与圆锥形振膜Id的底面垂直地延伸并且与圆锥形振膜Id的底面平行地(在水平方向上)传播的柱面波。类似地，圆锥形振膜Ie可形成与圆锥形振膜Ie的底面垂直地延伸并且与圆锥形振膜Ie的底面平行地(在水平方向上)传播的柱面波。如图16所示，振动传输构件2b被分支为三个部分，这三个部分分别连接到圆锥形振膜lc、ld和le。S卩，圆锥形振膜lc、ld和Ie的顶点分别连接到振动传输构件2b的三个分支部分的上端。同样在该示例中，可使用用于将圆锥形振膜lc、ld和Ie的顶点连接到振动传输构件2b的各种方法。例如，如上所述，圆锥形振膜lc、ld和Ie的顶点以及振动传输构件2b 可通过螺纹配合或通过使用树脂或粘结剂来固定。与在根据图15所示的第二示例的振动传输构件加的情况一样，振动传输构件2b的分支部分被弯曲，以使振动的衰减最小化。振动元件3与振动传输构件2b的下端接触。因此，由振动元件3根据声信号产生的振动通过振动传输构件2b传输到圆锥形振膜lc、ld和le。因此，在圆锥形振膜lc、ld和Ie的周围可形成与圆锥形振膜lc、ld和Ie的底面垂直地延伸并且与圆锥形振膜lc、ld和Ie的底面平行地传播的柱面波。与在图13所示的扬声器设备中一样，使用镁的声振膜Ic和纸的声振膜ld，从而向高频区和低频区两者延伸扬声器的再现频率特性。即，可完全地延伸再现频率特性以形成良好的再现声场。在该示例中，振动传输构件2b的三个分支部分分别连接到声振膜lc、声振膜Id和声振膜le，使得振动可等效地(同样地)传输到两个声振膜lc、ld和le。与图4所示的配置一样，同样在根据第三优选实施例的扬声器设备中，例如由钛形成的多个振膜内振动传输构件可嵌入在或连接到圆锥形振膜Ia和lb。
以这样的配置，可增大在圆锥形振膜Ia和Ib中的声速，使得能够减小圆锥形振膜 Ia和Ib的各个的轴线与侧面之间的角度θ，从而使圆锥形振膜细化。[使用多个声振膜的情况的其他示例]可使用适当数量的声振膜。在这种情况下，可通过不同的执行器单独地振动多个声振膜。此外，如上参考图15和16所述，来自单个执行器的振动可通过分支振动传输构件被传输到多个声振膜。此外，多个声振膜可具有不同的尺寸。例如，用于释放低频声音的声振膜的高度可制作成大于用于释放高频声音的声振膜的高度。相反，用于释放高频声音的声振膜的高度可制作成大于用于释放低频声音的声振膜的高度。此外，多个声振膜的材料不限于镁和纸。例如，多个声振膜的全部可由镁形成或多个声振膜的全部可由纸形成。此外，对于多个声振膜，可使用除了镁和纸以外的任何材料。 例如，对于多个声振膜可使用塑料、玻璃和各种纤维。[优选实施例的效果]根据上述优选实施例，可以实现能够释放沿水平方向传播的柱面波的非定向扬声器设备。与用于形成不沿着水平方向传播的柱面波的激励型扬声器设备相比，可预期更多地抑制声压随距离的衰减的效果。即，可以实现能够形成更好的声场的非定向扬声器设备。[本发明的方法]从第一至第三优选实施例的上述描述可明白，本发明的方法的特征在于形成扬声器设备的方法，该扬声器设备包括圆锥形振膜1、振动传输构件2和振动元件3，在从圆锥形振膜1的顶点向圆锥形振膜1的底面所画的垂线与圆锥形振膜1的侧面之间的角度θ被设定为，使得从圆锥形振膜1的顶点释放的声音所传播的距离，等于从圆锥形振膜1的侧面的距离顶点最远的端部释放的声音以与从顶点释放的声音相同的定时所传播的距离。已经参考图3描述了角度θ的具体设定方法。参考图1、2、4、8、11至13、15和16 描述的扬声器设备基本上通过本发明的扬声器形成方法来形成。[其他][组件的材料、尺寸、形状等]如上所述，对于圆锥形振膜l、la、lb、lc、ld和Ie可采用各种材料和尺寸。具体而言，可不同地设置各个圆锥形振膜的高度，并且根据高度来确定各个圆锥形振膜的底面的尺寸。此外，在上述优选实施例中的圆锥形振膜l、la、lb、lc、ld和Ie具有圆锥形状。然而， 在本发明中的声振膜的形状不限于圆锥形状。即，也可以使用角锥形状。换句话说，可使用具有不同棱锥形状的声振膜。更具体而言，可使用具有三角锥、四角锥、五角锥等形状的声振膜。在这样的情况下，声音的释放方向(传播方向)受到角锥的侧面的取向的影响。然而，通过如八角锥和十六角锥那样增加角锥的侧面的数量，可使得扬声器设备的方向性更接近非定向性质。基本上，优选地使用正角锥体作为角锥体。然而，在本发明中，除正角锥以外的其他角锥体也可用作声振膜。在这种情况下，通过适当地设置轴线与各个侧面之间的角度θ， 能够适当地控制声波前。此外，对于振动传输构件，可使用各种材料、形状和尺寸。此外，锥形声振膜的数量、振动传输构件的数量以及执行器的数量可以是适当的。因此，锥形声振膜的材料、形状和尺寸，圆锥形振膜的材料、形状和尺寸，锥形声振膜的数量，振动传输构件的数量以及执行器的数量，可以在能够实现要被释放的声音的目标声音特性(频率特性、时间响应、相特性等)的范围内适当地选择。此外，诸如压电执行器、电动执行器和超磁滞伸缩执行器等的各种执行器可用作执行器。此外，各种类型的纸可用作声振膜的材料。例如，可使用绘图纸、牛皮纸和各种加工纸。[振动传输构件的配置]振动传输构件2的长度不限于最初固定的长度。即，振动传输构件2的长度是可调节的。例如，振动传输构件的结构可形成为其中不同厚度的多个振动传输构件相连接以延伸和压缩的所谓的天线棒结构。作为修改，可准备各个在两端具有螺纹(一端是外螺纹，另一端是内螺纹)的多个振动传输构件，并且振动传输构件的这些外螺纹和内螺纹可根据需要配合、从而形成单个振动传输构件。因此，振动传输构件可具有可延伸结构、使得其可以根据需要延伸和压缩，或者具有可连接结构、使得振动传输构件的部分可根据需要连接。参考标记说明1:圆锥形振膜la，lb:圆锥形振膜lc，ld，le 圆锥形振膜2，2a, 2b 振动传输构件3 振动元件4 振膜内振动传输构件5 底部壳体6 螺,丁7 -M8 底板
权利要求
1.一种扬声器设备，其包括具有锥体形状的声振膜，其使得从顶点向底面所画的垂线通过所述底面的中心；振动元件，其用于接收将被再现的声信号并且根据所述声信号产生振动；以及振动传输构件，其具有被支撑到所述具有锥体形状的声振膜的顶点的一端，以及被所述振动元件激励的另一端；其中从所述声振膜的顶点向所述声振膜的底面所画的垂线与所述声振膜的侧面之间的角度θ被设定为，使得从所述声振膜的顶点释放的声音所传播的距离等于从所述声振膜的侧面的距离所述声振膜的顶点最远的端部以与从所述顶点释放的声音相同的定时所传播的距离。
2.根据权利要求1所述的扬声器设备，其中所述角度θ通过cos(90-e)=Va/Vb来获得，其中Va是在空气中的声速并且Vs是在所述具有锥体形状的声振膜中的声速。
3.根据权利要求1或2所述的扬声器设备，其中所述具有锥体形状的声振膜的侧面设置有一个或多个其他振动传输构件，其中声速高于在所述声振膜中的声速。
4.根据权利要求1、2或3所述的扬声器设备，其中所述具有锥体形状的声振膜包括具有锥体形状并且连接到所述振动传输构件的多个锥形声振膜。
5.根据权利要求4所述的扬声器设备，其中所述振动传输构件具有分别与多个具有锥体形状的锥形声振膜对应的多个分支部分。
6.根据权利要求4或5所述的扬声器设备，其中所述多个具有锥形声振膜中的一个或多个与剩余的锥形声振膜由不同的材料形成。
7.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的扬声器设备，其中所述具有锥体形状的声振膜包括具有圆形底面的圆锥体声振膜。
8.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的扬声器设备，其中所述具有锥体形状的声振膜包括具有多边形底面的角锥体声振膜。
9.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的扬声器设备，其中所述振动元件包括超磁致伸缩执行器。
10.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的扬声器设备，其中所述振动元件包括压电执行器。
11.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的扬声器设备，其中所述振动元件包括电动执行器。
12.一种用于扬声器设备的形成方法，所述扬声器设备包括具有锥体形状的声振膜、其使得从顶点向底面所画的垂线通过所述底面的中心，振动元件，其用于接收将被再现的声信号并且根据所述声信号产生振动，以及振动传输构件，其具有被支撑到所述具有锥体形状的声振膜的一端以及由所述振动元件激励的另一端；其中从所述声振膜的顶点向所述声振膜的底面所画的所述垂线与所述声振膜的侧面之间的侧面之间的角度被设定为，使得从所述声振膜的顶点释放的声音所传播的距离等于从所述声振膜的侧面的距离所述声振膜的顶点最远的端部以与从所述顶点释放的声音相同的定时所传播的距离。
全文摘要
使得从扬声器设备释放的声音变为理想的柱面波，理想的柱面波具有向收听者非定向的特性，并且沿水平方向推进。扬声器设备被配置为使得振动传输构件(2)的一端支撑在圆锥形振板(1)的顶点(A)部分处，并且根据声信号产生的振动由振动元件(3)施加到振动传输构件(2)的另一端。从圆锥形振板(1)的顶点(A)部分向底面所画的垂直线与声振板的侧面之间的角度(θ)被配置为使得，基于声音通过空气的速度以及声音在圆锥形振板(1)内的速度、从顶点(A)部分释放的声音所达到的范围与从侧面的距离顶点最远的端部释放的声音所达到的范围变得相同。
文档编号H04R15/00GK102474685SQ20108003209
公开日2012年5月23日 申请日期2010年7月20日 优先权日2009年7月23日
发明者大桥芳雄, 铃木伸和 申请人:索尼公司