專利名稱：揚聲器單元及其組件的制作方法
技術領域：
本發明涉及揚聲器系統，特別(但并不是專用)適合于對“家庭影院”的應用中。
背景技術：
家庭影院系統的一個至關重要的方面是聲音再現的特性和質量。好的家庭影院聲音再現的一個重要特征就是所謂的“環繞聲”，此說明即再現的聲音是從聽者的周圍而不是從特定的離散源中發出(即環繞聲揚聲器)。常規下，環繞聲揚聲器通常包括兩個異相工作的活塞式振動膜驅動器，以產生一個“8字形”的偶極聲輻射指向特性(驅動器可以在基頻處同相，或者在外殼內具有一個單獨的低頻驅動器)。然而，這種傳統活塞式環繞聲揚聲器具有趨于造價昂貴的缺點，并且通常不能夠為聽者產生一個完全令人信服的背景聲音分布。
國際專利申請WO 99/62294中公開了一種共振面板型揚聲器系統的操作方法，包括在邊界的附近布置揚聲器面板，以便在聲音上與邊界耦合并具有與邊界成一定角度(例如基本標準的)的揚聲器面板平面。這種揚聲器系統缺少一個“活塞式”揚聲器，因此將不能夠再現低音頻率。活塞式揚聲器允許使用一個小型的并且不能再現低中頻帶頻率的面板。活塞式揚聲器能夠更好的在低頻處再現高的SPL。

發明內容
本發明目的在于提供一個新型揚聲器系統，其特別適用于產生環繞聲再現，例如對家庭影院的應用中。然而，本發明并不限于家庭影院中的應用，或者是通常的環繞聲，盡管這些的應用都特別適用于本發明。
相應地，本發明第一方面提供一個揚聲器單元，它包括組合布置的一個活塞式揚聲器和一個共振面板揚聲器，從而共振面板可相對于活塞揚聲器進行移動。
優選地，共振面板可相對于活塞式揚聲器進行旋轉(即揚聲器中的振動膜作為一個大致剛性整體在至少部分它的工作頻帶上以活塞式的運動方式進行移動)。
有利地，共振面板可以相對于活塞揚聲器在共振面板至少部分地覆蓋活塞式揚聲器的第一位置與活塞式揚聲器完全沒有被共振面板揚聲器所覆蓋的第二位置之間進行移動。優選地，在第一位置處共振面板基本上完全覆蓋了活塞式揚聲器。當共振面板處于第二位置時該活塞式揚聲器優選的基本上完全不被共振面板所覆蓋。
通過共振面板揚聲器對活塞式揚聲器的覆蓋和不覆蓋具有諸如克服潛在設計問題的優點。當共振面板揚聲器處于第一位置(“停放”)并覆蓋活塞式揚聲器時，共振面板趨于最小化這兩個揚聲器(即在它們不被使用時)的視覺效果。“停放”的共振面板也提供對活塞式揚聲器一定程度的保護。
活塞式揚聲器的覆蓋或不覆蓋優選的包括對活塞式揚聲器的活塞式驅動振動膜的覆蓋或不覆蓋。當共振面板處于第二位置時，優選的將該面板定向在與沿著活塞式揚聲器的振動膜進行活塞式驅動的軸線完全平行的方向。
至少在使用中，該單元優選地被附加到、安裝到相對的(或另外被布置的相對的)一面墻或其它聲邊界處。該單元可以諸如被附加到墻或其他的邊界處，從而至少使該活塞式揚聲器被放置在墻(或其他邊界)的凹進處內。因此共振面板揚聲器優選的在聲音上與該邊界耦合，至少該邊界能直接改變從共振面板發射的聲輻射。優選地進行附加、安裝或布置，從而使活塞式揚聲器定向在大致(優選地完全)垂直于該邊界的活塞式軸線方向。另外或可選擇的，優選地，共振面板的第二位置大致(或更優選地完全)垂直于該邊界。
特別的將共振面板揚聲器的第一位置優選為一個非工作位置，將共振面板揚聲器的第二位置優選為一個工作位置，其中在該工作位置處共振面板揚聲器能夠發射聲輻射。優選的，共振面板在第一和第二位置之間被布置旋轉。因此，有利的是，共振面板優選的可以操作在第一和第二位置之間任何的方向上(也可以優選在超過從第一位置到第二位置的任何范圍的位置內)。
有利地，揚聲器單元進一步包括一個支架，共振面板可移動地(最好旋轉地)被附加到該支架上。
揚聲器單元優選地還包括一個馬達，借助于該馬達共振面板可相對于活塞式揚聲器進行移動(優選旋轉)。
本發明的第二個方面是提供一個揚聲器組件，包括一個共振面板揚聲器，一個支架，其中共振面板被附加到該支架上，和一個馬達，借助于該馬達共振面板可相對于支架進行移動(優選旋轉)。
根據本發明的第一個方面的揚聲器設備優選地包括根據本發明第二方面的組件(共振面板揚聲器，馬達和包含如上所述這些單元組件的支架)。
本發明的第三個方面是提供一種操作根據本發明第一方面的揚聲器單元或根據本發明第二方面的揚聲器組件的方法，該方法包括在一個非工作的第一位置和一個工作的第二位置之間移動共振面板揚聲器，其中在第二位置處共振面板揚聲器能夠發射聲輻射。
通過定向共振面板揚聲器的面板，使它不平行于諸如墻的邊界，通過從兩個相對面板的主表面來發射聲輻射，以使面板揚聲器通常產生一個“8字形”聲輻射圖案，聲輻射圖案的“零位”與面板本身一致。因此，在這個方向上使用共振面板揚聲器可以產生通常環繞聲所需的聲輻射圖案的類型。此外，共振面板揚聲器有助于產生對于環繞聲理想的離散聲輻射。這兩個特性相結合就使本發明提供一個非常有效的環繞聲揚聲器系統。另一個優選是在相對于墻或其它邊界的非平行方向上操作共振面板揚聲器通常可以增加面板的輻射效率。
本發明其它優選和可選的特征將描述如下。


圖1是根據本發明一個結合揚聲器部件的揚聲器單元1的優選實施例的示意性平面圖。
具體實施例方式
現在將參照附圖1示例性的敘述本發明的實施例。
圖1是根據本發明一個優選實施例的揚聲器單元1的示意平面圖(該揚聲器單元1結合本發明的一個揚聲器組件)。
揚聲器單元1包括組合布置的一個活塞式揚聲器9和一個共振面板揚聲器3，從而共振面板可相對于活塞揚聲器進行移動。在本說明書中提到的“活塞式揚聲器”是指這樣一種揚聲器，即它的振動膜在至少它的工作頻帶部分(例如達到大約700Hz)作為一個普通剛性整體以活塞式的運動方式進行移動。
優選地，共振面板揚聲器3可相對于活塞式揚聲器9進行旋轉。同樣地，共振面板揚聲器3在第一位置(由虛線的面板和參考數字4所表示)與第二位置(由實線繪制的面板和參考數字3所表示)之間相對于活塞式揚聲器9進行移動，其中在第一位置中的共振面板揚聲器3至少部分的覆蓋活塞式揚聲器9，在第二位置中的活塞式揚聲器9完全沒有被共振面板揚聲器3所覆蓋。優選的，在第一位置中的共振面板揚聲器3基本上完全覆蓋活塞式揚聲器9。當共振面板揚聲器3位于第二位置時，活塞式揚聲器9優選的基本上完全不被共振面板揚聲器3所覆蓋。
通過共振面板揚聲器3對活塞式揚聲器9的覆蓋和不覆蓋的方式具有以下優點，例如可以克服潛在的設計問題。當共振面板揚聲器3位于第一位置(“停放”)并覆蓋活塞式揚聲器9時，共振面板揚聲器3有助于最小化兩個揚聲器3，9(例如當它們沒有被使用時)的視覺影響。“停放”的共振面板揚聲器3也提供一定程度保護活塞式揚聲器9免受影響和外界干擾的作用。
活塞式揚聲器9的覆蓋或不覆蓋優選的包括對活塞式揚聲器9的活塞式驅動振動膜10的覆蓋或不覆蓋。當共振面板揚聲器3位于第二位置時，面板3最好定向在與軸線平行的位置，其中活塞式揚聲器9的振動膜10沿著該軸線被活塞式驅動。
特別優選地將共振面板揚聲器3的第一位置設置為一個非工作的位置，將共振面板揚聲器3的第二位置設置為一個工作位置，在工作位置中共振面板揚聲器3能夠發射聲輻射。優選的將共振面板揚聲器3配置為可以在第一和第二位置之間進行旋轉。因此，有利的是，共振面板揚聲器3可以優選的操作在第一和第二位置之間的任何方向上(也可以是優選的在超過從第一位置到第二位置的任何范圍的位置內)。
至少在使用中，優選的將揚聲器單元1附加、安裝到相對的(或另外配置到相對的)一面墻或其它聲邊界處。單元1可以例如被附加到墻或其它的邊界處，至少使該活塞式揚聲器9設置在該墻(或其他邊界)的凹進處內。因此共振面板揚聲器3優選的與該邊界在聲音上耦合，至少該邊界直接改變了從共振面板揚聲器3發射的聲輻射。優選地進行附加、安裝和配置以使該活塞式揚聲器9定向在大致(最好基本上)與該邊界垂直的活塞式軸的方向上。附加或可選擇的，共振面板揚聲器3的第二位置最好是大致(更為優選基本上)與邊界相垂直。
同樣的，在這里敘述的實例中，共振面板揚聲器3是通過一個支架7被附加到墻5上。該支架7包括機械齒輪或類似裝置(例如凸輪)，通過該機械齒輪電動機8就能夠旋轉該共振面板揚聲器3(以箭頭表示)。電動機8可以采用遠程控制方式來控制，遠程控制電路構成了該單元的一部分，并以參考數字6來表示。
共振面板揚聲器3通過電動機8在由虛線的面板和參考數字4所表示的第一非工作位置與由虛線繪制的面板和參考數字3所表示的第二工作位置之間進行旋轉。在第二工作位置中共振面板揚聲器3完全垂直于墻5，在第一非工作位置中面板3與墻5基本上平行。在第一位置中，面板3優選的與墻基本上齊平，并覆蓋了構成揚聲器單元1部分活塞式揚聲器9。
活塞式揚聲器9被安裝在墻5的凹進處內，并被定向使它的活塞式軸線(圖中所示的A-A虛線)與該墻基本垂直，從而使得從它發射的聲音為半球面波。活塞式揚聲器9優選為一個低頻揚聲器(例如低音揚聲器，或低音喇叭)；優選的該活塞式揚聲器9包括一個移動線圈驅動的紙盆振動膜揚聲器。
揚聲器單元1還包括一個活塞式揚聲器9的外殼11。優選的該外殼11包括整個揚聲器單元1的外殼部分。該單元1優選的設置在圖1所示的墻5(或其他邊界)的凹進處，但它也可以如示例只附加到邊界或設置在邊界附近處。
優選地，共振面板揚聲器3包括一個用于通過一個或多個激勵器(例如揚聲器的驅動部件，未顯示)振動的面板。共振面板揚聲器常被稱為“分布模式”揚聲器(DML)，因此它們通常通過激勵多個分布在整個面板(面板通常在共振上整體工作)上的振動模式而產生作用。
因此，優選的面板揚聲器3包括一個共振面板和一個或多個用于激勵該面板的激勵器。激勵器可以通常包括任何類型的換能器，例如電磁的(比如移動線圈式)、壓電的或靜電的換能器。面板本身可以由任何種類的材料構成，例如聚合材料和/或玻璃纖維材料和/或碳化纖維材料和/或紙板等(或類似材料)。該面板可以包括一個單片的材料、多個層(或其他復合結構)和/或可以包括一個例如蜂窩或泡沫結構的核心。
面板最好基本上是平面的(即一個薄而平的面板)。它的優點在于從每個面板的主表面發射的聲輻射圖案可以基本上與其他的相同(例如，從而增強對聲音再現的離散環繞聲的特性)。然而，面板不必須為平面，例如也可以是在一維或二維中的彎曲面板。
如上所述，在工作中(在第二位置中)，共振面板揚聲器3的面板被優選地布置，為使面板大致垂直于該墻5或其它的聲邊界。這里所述的“大致垂直”是表示從垂直方向偏離例如，不超過大約30度，優選的不超過20度，以及特別不超過大約10度的范圍。最優選的揚聲器9的面板是在揚聲器工作期間基本上與墻5或其他邊界相垂直。
活塞式揚聲器9可以諸如包括一個電動圈式振動膜揚聲器，它具有所述的紙盆振動膜10。優選的，活塞式揚聲器9是一個低頻揚聲器(例如低音揚聲器或低音喇叭)。
如上所述，活塞式揚聲器9可以被安裝在或安裝到墻5或其他邊界處。在特定的優選實施例中，共振面板揚聲器3可以在相對于墻5(或其他邊界)基本平行(第一)的方向和完全不平行(第二)的方向之間進行移動。當在它的平行方向(例如它的第一方向)上時，共振面板揚聲器3可以覆蓋(至少部分的)活塞式揚聲器9。因此，對定向共振面板揚聲器3的使用(到它的第二位置)可以揭示出對更多揚聲器9的使用。
通過定向共振面板揚聲器3從而使它處于不平行于墻5(或其他邊界)的方向，通過從兩個相對的面板主表面中發射聲輻射來使面板揚聲器9通常產生一個“8字形”的聲輻射圖案，該聲輻射圖案的“零位”與面板本身一致。因此，在該方向上使用共振面板揚聲器3就可產生通常環繞聲所需的聲輻射圖案的類型。此外，共振面板揚聲器有助于產生散射聲輻射，這對于環繞聲是理想的效果。結合這兩個特性就表明根據本發明揚聲器單元1的實例會提供一個最有效的環繞聲揚聲器系統。另一個優點是在相對于墻5或其他邊界非平行方向上工作的共振面板揚聲器3通常可以增加面板3的輻射效率。
本發明已經結合特定的優選實施方案進行了敘述，但是也可以具備其它的方案。因此，從屬權利要求的精神和范圍不作為對這里所包含的優選實施方案的內容的限定。
權利要求
1.一個揚聲器單元，它包括以組合方式布置的一個活塞式揚聲器和一個共振面板揚聲器，共振面板可相對于活塞揚聲器進行移動。
2.根據權利要求1的揚聲器單元，其中共振面板揚聲器可相對于活塞式揚聲器進行旋轉。
3.根據權利要求1的揚聲器單元，其中共振面板揚聲器在第一位置與第二位置之間相對于活塞揚聲器進行移動。
4.根據權利要求3的揚聲器單元，其中共振面板揚聲器在共振面板揚聲器至少部分地覆蓋活塞式揚聲器的第一位置與活塞式揚聲器基本上沒有被共振面板揚聲器所覆蓋的第二位置之間可相對于活塞揚聲器進行移動。
5.根據權利要求4的揚聲器單元，其中在第一位置中共振面板基本上完全覆蓋了活塞式揚聲器。
6.根據權利要求4的揚聲器單元，其中當共振面板處于第二位置時活塞式揚聲器基本上完全不被共振面板所覆蓋。
7.根據權利要求4的揚聲器單元，其中在第一位置中共振面板基本上完全覆蓋了活塞式揚聲器；并且當共振面板處于第二位置時活塞式揚聲器基本上完全不被共振面板所覆蓋。
8.根據權利要求4的揚聲器單元，其中活塞式揚聲器包括一個活塞式驅動振動膜，該活塞式揚聲器的覆蓋或不覆蓋包括對活塞式驅動振動膜的覆蓋或不覆蓋。
9.根據權利要求5的揚聲器單元，其中活塞式揚聲器包括一個活塞式驅動振動膜，該活塞式揚聲器的覆蓋或不覆蓋包括對活塞式驅動振動膜的覆蓋或不覆蓋。
10.根據權利要求6的揚聲器單元，其中活塞式揚聲器包括一個活塞式驅動振動膜，該活塞式揚聲器的覆蓋或不覆蓋包括對活塞式驅動振動膜的覆蓋或不覆蓋。
11.根據權利要求7的揚聲器單元，其中活塞式揚聲器包括一個活塞式驅動振動膜，該活塞式揚聲器的覆蓋或不覆蓋包括對活塞式驅動振動膜的覆蓋或不覆蓋。
12.根據權利要求8的揚聲器單元，其中當共振面板揚聲器處于第二位置時，該面板被定向在沿著與活塞式揚聲器的振動膜進行活塞式驅動的軸線基本上平行的方向。
13.根據權利要求4的揚聲器單元，其中共振面板揚聲器的第一位置是一個非工作位置，共振面板揚聲器的第二位置是一個工作位置，在該工作位置中共振面板揚聲器能夠發射聲輻射。
14.根據權利要求5的揚聲器單元，其中共振面板揚聲器的第一位置是一個非工作位置，共振面板揚聲器的第二位置是一個工作位置，在該工作位置中共振面板揚聲器能夠發射聲輻射。
15.根據權利要求6的揚聲器單元，其中共振面板揚聲器的第一位置是一個非工作位置，共振面板揚聲器的第二位置是一個工作位置，在該工作位置中共振面板揚聲器能夠發射聲輻射。
16.根據權利要求8的揚聲器單元，其中共振面板揚聲器的第一位置是一個非工作位置，共振面板揚聲器的第二位置是一個工作位置，在該工作位置中共振面板揚聲器能夠發射聲輻射。
17.根據權利要求12的揚聲器單元，其中共振面板揚聲器的第一位置是一個非工作位置，共振面板揚聲器的第二位置是一個工作位置，在該工作位置中共振面板揚聲器能夠發射聲輻射。
18.根據權利要求1的揚聲器單元，其中活塞式揚聲器是一個低頻揚聲器。
19.根據權利要求2的揚聲器單元，其中活塞式揚聲器是一個低頻揚聲器。
20.根據權利要求4的揚聲器單元，其中活塞式揚聲器是一個低頻揚聲器。
21.根據權利要求8的揚聲器單元，其中活塞式揚聲器是一個低頻揚聲器。
22.根據權利要求13的揚聲器單元，其中活塞式揚聲器是一個低頻揚聲器。
23.一個揚聲器單元，包括一個活塞式揚聲器；一個共振面板揚聲器，它被設置為可相對于活塞式揚聲器進行移動；一個支架，共振面板揚聲器被移動的附加到該支架上。
24.根據權利要求23的揚聲器單元，進一步包括一個馬達，借助于該馬達該共振面板揚聲器可相對于活塞式揚聲器進行移動。
25.根據權利要求24的揚聲器單元，其中共振面板揚聲器在該共振面板揚聲器至少部分地覆蓋活塞式揚聲器的第一位置與活塞式揚聲器完全沒有被共振面板揚聲器所覆蓋的第二位置之間可相對于活塞揚聲器進行移動。
26.根據權利要求24的揚聲器單元，其中該馬達是一個電動機。
27.根據權利要求24的揚聲器單元，還包括一個設置用于控制共振面板揚聲器的移動的遠程控制系統。
28.根據權利要求24的揚聲器單元，其中共振面板揚聲器相對于支架進行旋轉。
29.根據權利要求24的揚聲器單元，其中共振面板揚聲器包括一個共振面板和一個或多個設置為激勵該面板的激勵器。
30.根據權利要求29的揚聲器單元，其中共振面板包括兩個相反的主表面，該共振面板揚聲器設置為同時從面板的兩個相反表面上發射聲輻射。
31.根據權利要求30的揚聲器單元，其中共振面板基本上是平面。
32.根據權利要求31的揚聲器單元，其中共振面板揚聲器在該共振面板揚聲器至少部分的覆蓋活塞式揚聲器的第一位置與活塞式揚聲器完全沒有被共振面板揚聲器所覆蓋的第二位置之間可相對于活塞揚聲器進行移動。
33.一種揚聲器單元的操作方法，其中該揚聲器單元包括一個活塞式揚聲器和一個共振面板揚聲器，該共振面板揚聲器被設置為相對于活塞式揚聲器進行移動，該方法包括以下步驟在一個非工作的第一位置和一個工作的第二位置之間移動共振面板揚聲器，其中在第二位置處共振面板揚聲器能夠發射聲輻射。
全文摘要
一個揚聲器單元，包括組合布置的一個活塞式揚聲器和一個共振面板揚聲器，從而共振面板可相對于活塞揚聲器進行移動，如進行旋轉。共振面板揚聲器可以在該共振面板揚聲器至少部分地覆蓋活塞式揚聲器的第一位置與活塞式揚聲器完全沒有被共振面板揚聲器所覆蓋的第二位置之間相對于活塞揚聲器進行移動。共振面板揚聲器可以借助于馬達進行旋轉，例如通過遠程控制的方式。本文還公開了一個揚聲器組件，它包括一個共振面板揚聲器，一個將共振面板附加到其上的支架，一個馬達，其中借助于馬達該共振面板相對于支架進行移動。這個組件可以構成該單元的一部分，該組件或單元可以被附加到墻或其他的邊界處，例如在凹進處。
文檔編號H04R1/26GK1496192SQ0314704
公開日2004年5月12日 申請日期2003年8月16日 優先權日2002年8月17日
發明者S·赫爾塞爾, S 赫爾塞爾 申請人:Kh技術公司