音频输出装置及振动器的制作方法

专利名称：音频输出装置及振动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及音频输出装置，所述音频输出装置例如适合用于平板 扬声器。具体地说，本发明涉及音频输出装置，在所述音频输出装置 中，可以选择性地将振动器的位置在振动构件上从一个位置移动到另 一个位置，并且，本发明涉及安装到这种音频输出装置上的振动器。
背景技术：
在现有技术中，通过允许振动器使板状的平板(振动构件)振动 来输出声音的音频输出装置是众所周知的。与锥形音频输出装置相比， 这种音频输出装置可以在更为广阔的区域内传播声音，从而，具有其 悦耳点(最佳听音区域)宽阔的优点。
为了更精确地再生音频输入，要求音频输出装置具有尽可能平坦 的频率特性。即，当将在每个频率处其音量(音频电平)恒定的声音 的音频信号输入到音频输出装置中并进行再生时，被音频输出装置再 生的声音的每个频率处的音量(音频电平)越接近于恒定的音量，则 该音频输出装置越能够更精确地再生输入的音频。
在使用平板的音频输出装置中，作为振动构件，输出的声音的质 量和传播会随着与振动构件接触的振动器的位置的变化或者将振动器 推压到振动构件上的力的量值的变化而改变。为了实现更平坦的频率 特性，相关技术的音频输出装置使用两个或者更多个带有不同位置的 振动器的振动构件，以便分别输出具有不同频率特性的声音(例如，参见日本尚未审查的专利申请公开No.2007画116422 UP 2007-116422
A)。在这种情况下，预先确定各个振动器的位置，以使得当从各个振 动构件同时输出声音时，输出的声音的频率特性变得更加平坦。另外， 预定的位置上的每个振动器的配置允许音频输出装置以更理想的质量 输出声音。

发明内容
如上所述，在相关技术的音频输出装置中，在确定振动器的位置 之后，利用粘合剂等将振动器固定到振动构件上。从而，为了将声音 的质量调整到所希望的水平，要求使用者一度卸下安装好的振动器， 然后，在调整其位置之后，重新安装振动器。换句话说，存在着这样 的缺点，即，使用者不能容易地通过将振动器定位来调整声音的质量。
理想的是，提供一种能够通过恰当地定位振动器而容易地调整声 音质量的音频输出装置，并提供一种在这种音频输出装置中使用的振 动器。
根据本发明的一种实施形式，提供一种包括振动构件和振动器的 音频输出装置。所述振动构件用于输出作为振动的结果的声音。将所 述振动器设计成与振动构件接触并可拆卸地安装到所述振动构件上。 所述振动器允许所述振动构件响应输入的音频信号而进行振动。所述 音频输出装置还包括振动器定位单元和振动器深度定位单元。所述振 动器定位单元控制振动器与振动构件接触的位置。所述振动器深度定 位单元调整振动器在将振动器推压到振动构件上以使它们之间进行接 触的方向上的位置。
当如上所述构成所述音频输出装置时，可以利用振动器定位单元 调整振动器在振动构件上的位置。
根据本发明的实施形式，振动器定位单元调整振动器在振动构件 上的位置。从而，可以容易地通过振动器的定位调整进行声音质量的 调整。


图l是表示根据本发明的实施形式的屏蔽式扬声器装置的结构的 一个例子的透视图。
图2是根据本发明的实施形式的振动器的结构的一个例子的側视图。
图3是表示根据本发明的实施形式的采用巨磁致伸缩元件的振动 器的结构的一个例子的侧视图。
图4A和4B表示根据本发明的实施形式的采用巨磁致伸缩元件的 振动器的结构的一个例子，其中，图4A是振动器剖视图，图4B是振 动器的透视图。
图5A和5B表示根据本发明的实施形式的框架的结构的一个例 子，其中，图5A是该框架的正视图，图5B是该框架的顶视图。
图6是表示根据本发明的实施形式的深度方向振动构件支架的结 构一个例子的透视图。
图7是表示根据本发明的实施形式的振动器移动机构的结构的一 个例子的透视图。
图8是表示根据本发明的实施形式的振动器移动机构的结构的一 个例子的透视图。
图9是根据本发明的实施形式的振动构件和振动器移动机构安装 于其上的框架的侧视图。
图10是表示当根据本发明的实施形式的振动构件具有不规则形 状时，振动器与振动构件接触的一个例子的透视图。
图11是根据本发明的实施形式的屏蔽式扬声器装置的内部结构 的一个例子的框图。
图12A和12B表示根据本发明的另外一种实施形式的振动器的结 构的一个例子，其中，图12A是振动器的侧视图，图12B是振动器的 剖视图。
图13是表示根据本发明的另外一种实施形式的屏蔽式扬声器的 结构的例子的透视图。图14是表示根据本发明的另外一种实施形式的屏蔽式扬声器装 置的结构的一个例子的透视图。
图15是表示根据本发明的另外一种实施形式的屏蔽式扬声器装 置的结构的一个例子的透视图。
具体实施例方式
下面，参照附图描述本发明的实施形式。
图1是表示根据本发明的一种实施形式的屏蔽式扬声器装置11 的外观的透视图。屏蔽式扬声器装置11是音频输出装置的一个例子， 既起着扬声器的作用，也起着屏风的作用。
屏蔽式扬声器装置ll包括底座21，轮子22A至22D，装置支架 23A至23D，框架24，承重振动构件支架25A和25B。屏蔽式扬声器 装置11还包括深度方向振动构件支架26A-1至26A-3和26B-1至 26B-3，振动构件31-1至31 3，和振动器41-1、 41-2、 42-1、 42-2、 43-1 和43-2。
底座21例如由具有足以支承框架24的强度的材料构成，例如铁、 铝、镁或者钛。如图1所示，轮子22A至22D (轮子22D未示出)设 置在底座21的四个角部处的下表面上。进而，在其附近，设置装置支 架23A至23D (装置支架23C和23D未示出)。例如，当使用者推动 置于房间内的屏蔽式扬声器装置11时，每个轮子22A至22D在地板 表面上转动，导致屏蔽式扬声器装置ll在推动方向上移动。另外，每 个装置支架23A至23D与地板表面接触，使得屏蔽式扬声器装置11 可以站立在所处的位置上。
换句话说，使用者可以将屏蔽式扬声器装置ll移动并置于所希望 的位置。
框架24通过焊接等固定在底座21的上表面上，并且在底座21 上竖立。
另外，框架24将承重振动构件支架25A和25B固定，用以将振 动构件31-1至31-3保持在施加负荷的方向(图1中的向下的方向)。框架24将深度方向振动构件支架26A-1至26A-3和26B-1至26B-3 固定，用以在图1的深度方向上保持振动构件31-1至31-3。从而，分 别利用这些支架26A-1至26A-3和26B-1至26B-3将振动构件31-1至 31-3可拆卸地固定到框架25上。
换句话说，振动构件31-1的重量由承重振动构件支架25A支承。 在深度方向上，振动构件31-1被深度方向振动构件支架26A-1和26B-1 支承。与振动构件31-1类似，振动构件31-2的重量由承重振动构件 支架25B支承。在深度方向上，振动构件31-2由深度方向振动构件支 架26A-2和26B-2支承。振动构件31-3由框架24的上侧以及深度方 向振动构件支架26A-3和26B-3支承。
如上所述，振动构件31-1至31-3的每一个在竖直方向上被可拆 卸地固定在框架24上，从而，屏蔽式扬声器装置11可起到具有从地 板表面起的预定的高度的屏风的作用。
而且，振动构件31-1至31-3在竖直方向上并列地配置，从而， 将振动构件31-2定位在与收听来自于屏蔽式扬声器装置11的声音输 出的收听者的耳朵相同的高度(图1中所示竖直方向上的高度)上。
振动构件31-1至31-3由石膏板、诸如MDF (中密度纤维板)等 木材、铝板、碳板或者诸如丙烯酸板等树脂板形成。或者，振动构件 31-1至31-3可以是由诸如玻璃等材料制造的板。振动构件31-1至31-3 也可以是由将不同的材料结合(层压)起来的复合材料制成的。
如图l所示，屏蔽式扬声器装置11包括三个振动构件31-1至31-3。 然而，根据本发明的实施形式，振动构件的数目并不局限于三个。也 可以将一个或者更多个振动构件可拆卸地固定到框架24上。换句话 说，使用者可以在竖直方向上结合任意数目的振动构件，以便提供具 有所希望的高度的屏蔽式扬声器装置11。
在图l所示的例子中，在竖直方向上并列地配置尺寸相同的振动 构件31-1至31-3。或者，也可以在水平方向或倾斜方向上对它们进行 并列地配置。然而，优选将振动构件31-1至31-3配置成来自于每个 振动构件31-1至31-3的音频输出同时到达收听者的右耳和左耳。从而，例如，当收听者在图1中的竖直方向上站立并且在收听者 从其前侧观察屏蔽式扬声器装置11的位置处收听声音输出时，优选
地，如图1所示，振动构件31-1至31-3可以在竖直方向上并列地配 置。
如图1所示，振动器41-1和41-2并列地沿水平方向安装到振动 构件31-1中。如图1所示，振动器42-1和42-2并列地沿水平方向安 装到振动构件31-2中。如图1所示，将振动器这样安装到振动构件 31-1和31-2上使得振动器42-1与振动器42-2之间的距离比振动器
41- 1与振动器41-2之间的距离短。而且，如图l所示，将振动器43-l 和43-2并列地沿竖直方向安装到振动构件31-3上。
这样，各个振动构件31的振动器相对于预定的位置对称地配置， 例如，相对于各个振动构件31的中心对称地配置。然而，振动器在各 个振动构件31上的位置是相互不同的。这样，各个振动构件31-1至 31-3的振动位置可以相互不同。从而，来自于被振动的各个振动构件 31-1至31-3的音频输出的频率特性是相互不同的。应当指出，安装在 每个振动构件31-1至31-3上的振动器的数目可以是一个或者三个或 者更多。
每个振动器41-1、 41-2、 42-1、 42-2、 43-1和43-2设有后面将要
描迷的振动器移动机构60。响应使用者的操作等，每个振动器可以在 对应的振动构件31-1、 31-2或者31-3水平方向、竖直方向或者深度方 向上移动到任意位置。换句话说，图1所示的振动器41-1、 41-2、 42-1、
42- 2、 43-1和43-2的配置只是作为例子提供的，本发明并不局限于此。 因此，可以采用任意其它的配置。
在屏蔽式扬声器装置11中，例如，由诸如放大器等声源(未示出) 驱动的振动器41-1和41-2， 42-1和42-2,以及43-1和43-2，分别响 应来自于声源的音频信号输入，使振动构件31-1至31-3振动。因此， 各个振动构件31-1至31-3输出声音。即，屏蔽式扬声器装置ll起着 将音频信号转换成声音的扬声器的作用。
在下面的描述中，当没有必要将振动器41-1和振动器41-2个别地区分开时，将它们简单地称为振动器41。类似地，当没有必要将振 动器42-1和振动器42-2个别地区分开时，将它们简单地称为振动器 42。另外，当没有必要将振动器43-1和振动器43-2个别地区分开时， 将它们简单地称为振动器43。进而，当没有必要将振动器41-1、 41-2、 42-1、 42-2、 43-1和43-2彼此区分开时，将它们简单地称为振动器41。
在下面的描述中，当没有必要将承重振动构件支架25A和25B个 别地区分开时，将它们简单地称为承重振动构件支架25。当没有必要 将深度方向振动构件支架26A-1至26A-3个别地区分开时，将它们简 单地称为深度方向振动构件支架26A。当没有必要将深度方向振动构 件支架26B-1至26B-3个别地区分开时，将它们简单地称为深度方向 振动构件支架26B。当没有必要将深度方向振动构件支架26A-1至 26A-3和26B-1至26B-3个别地区分开时，将它们简单地称为深度方 向振动构件支架26。下面，当没有必要将振动构件31-1至31-3个别 地区分开时，将它们简单地称为振动构件31。
图2表示振动器41的结构的一个例子。如图2所示，振动器41 包括振动部409。振动器41还包括将在后面描述的、图2中没有表示 出来的支承杆410。振动部409包括容納在壳体409-l内的磁铁409-2、 靠近磁铁409-2配置的绕线管409-3、以及巻绕在绕线管409-3上的线 圈409-4。将绕线管409-3的端部设置成与振动构件接触的接触面 409-5。利用緩冲器409-6将绕线管409-3安装到壳体409-1上，以便 能够改变绕线管409-3的角度。借助振动部409的这种结构，将信号 施加到围绕绕线管409-3巻绕的线圏409-4上。在接收到信号时产生 的线圈磁场与磁铁409-2的偏压磁场一起作用，使得与接触面409-5 接触的振动构件31振动。
振动部409的结构并不局限于图2所示的例子，可以利用巨磁致 伸缩元件形成振动部409。巨/P兹致伸缩元件是一种对由线圏、/磁铁等 产生的施加磁场做出响应而使尺寸以毫微秒或者微秒数量级的速率变 化的器件。图3表示采用巨磁致伸缩元件的振动部409的结构的例子。
图3中所示的振动部409A包括圆柱形的巨》兹致伸缩元件409-7;夹着巨磁致伸缩元件409-7、同时与其相反两侧接触的磁铁309-2Aa 和409-2Ab;以及围绕巨》兹致伸缩元件409-7巻绕的线圏409-4。另外， 磁铁409-2Aa被安装到壳体409-1上，磁铁409-2Ab被安装到接触面 409-5上。借助如上所述形成的振动部409A，将信号提供给线圏409-4， 以便利用磁铁409-2Aa和409-2Ab向巨磁致伸缩元件409-7施加偏压 磁场。因此，由偏压/f兹场和线圏磁场形成的复合磁场允许巨磁致伸缩 元件409-7在竖直方向上伸长和收缩。随后，将巨f兹致伸缩元件409-7 的伸长和收缩运动传递给振动构件31，导致振动构件31输出声音。
这样，利用巨》兹致伸缩元件409-7提供的振动部409A能够经由振 动构件31以接近10KHz或者更大的高频率输出声音。
对于将要输出的声音的各个频率，可以使用不同的振动器。换句 话说，对于高频音频输出，可以使用具有巨磁致伸缩元件409-7的振 动器，图2所示的振动器可以用于其它频率的音频输出。可以利用不 同振动器的组合。
另外，可以用不同于图3所示的方式将偏压》兹场施加到巨》兹致伸 缩元件409-7上。例如，可以利用中空圓柱形式的磁铁409-2，并且围 绕巨磁致伸缩元件409-7的外周配置，从而施加磁场。
在这种情况下的振动部409B的结构的一个例子表示在图4A和 4B上。图4A是振动部409B的剖视图。图4B是振动部409B的透视 图，单独地表示巨磁致伸缩元件409-7、线圏409-4及磁铁409-2B。 在图4A和4B所示的振动部409B中，线圏409-4围绕圆柱形的巨磁 致伸缩元件409-7的外周巻绕，然后，将空心圆柱形式的磁铁409-2B 配置在所形成的结构的外周。同样，在振动部409B的这种结构的情 况下，随着施加偏压/P兹场和线圏磁场的复合万兹场，巨磁致伸缩元件 409-7可以在竖直方向上伸长和收缩。接着，将巨》兹致伸缩元件409-7 的伸长和收缩运动传递给振动构件31,使振动构件31输出声音。
下面，参照图5A和5B，详细描述框架24，其中，上面所述的振 动构件31和振动器移动机构60安装在该框架24上。图5A表示图1 所示的框架21的正视图(前侧)，图5B是图1所示的框架21的顶视图。如图5B所示，框架24的固定振动构件31的一侧的横截面为U 形。
如图5A所示，框架24包括主框架51A至51F和副框架52A至
52F。
每个主框架51A至51F由诸如金属等材料构成。另外，通过焊接 将主框架51D和底座21固定到一起，以便允许框架24竖直地站立在 底座21上。
主框架51A至51F的每一个都在预定的位置设有长孔(或者圆 孔)，从而能够随意地配置每个副框架52A至52F。这些长孔以相等 的间隔形成在主框架51A至51F的预定位置处。
主框架51E和51F作为L形角构件形成，通过焊接等固定到对应 的直线构件、主才医架51A至51D上。
即，框架24的横截面是U形的。因此，在图5A中，可以采用形 成在主框架51E和51F的前部、右侧部和左侧部上的长孔。利用螺栓 等将承重振动构件支架25固定到所述长孔中的预定长孔上。结果，将 振动构件支架25固定到主框架51上，以便将振动构件31的重量支承 在其上。
另外，例如，可以利用诸如螺栓和螺母等紧固件，将副框架52A 至52F固定到形成在每个主框架51A至51F上的长孔上。换句话说， 利用紧固件将副框架52A至52F分别安装到主框架51A至51F上。
即，使用者可以通过拆下对应的紧固件将副框架52A至52F中的 任何一个从主框架51A至51F上卸下。另外，例如，使用者可以利用 紧固件随意地将另外的副框架52G (未示出)安装到任何主框架51A 至51F上。
通过将副框架52A至52F分别安装到主框架51A至51F上，可 以增大框架24的强度。进而，通过改变振动构件31的尺寸，并通过 根据振动构件31的共振点压制振动构件31、即压制被输出的声音的 频率的共振点以降低声音的失真，可以改变音质。
换句话说，每个副框架52A至52F，例如，用于抑制声音的共振点的峰值，或者改变共振点的频率。
在上面所述的方式中，在屏蔽式扬声器装置11中，主框架51A至51F分别安装有副框架52A至52F。结果，屏蔽式扬声器装置11能够在低频到高频可靠地输出声音。
在下面的描述中，当无需个别地区分主框架51A至51F时，将简单地将它们称为主框架51。当无需个别地区分副框架52A至52F时，将简单地将它们称为副框架52。
在上述例子中，框架24由六个主框架51A至51F和六个副框架52A至52F形成。根据本发明的实施形式，可以设置任意所希望数目的主框架51和副框架52，并且，可以在任何所希望的位置上配置每个主框架51和副框架52。
而且，也可以将副框架52在倾斜的方向上安装到主框架51上。进而，也可以不将副框架52形成直线形状，而是例如形成L字形，T字形或者U字形。
下面，参照图6描述深度方向振动构件支架26的详细情况。深度方向振动构件支架26由金属等材料制成。如图6所示，深度方向振动构件支架26呈U字形，并可拆卸地安装在框架24上。
深度方向振动构件支架26利用其U字形，通过将振动构件31夹在深度方向振动构件支架26A与26B之间，在深度方向上支承振动构件31。
下面，参照图7详细描述振动器移动机构60。振动器移动机构60是用于在振动构件31的水平方向(图中的X方向)上、竖直方向(图中的Y方向)上和深度方向(图中的Z方向)上，将振动器41-1和41-2移动到任意位置的机构。而且，图7中所示的方向x、 y、 z分别对应于图5A中所示的x、 y、 z。
振动器移动机构60包括作为在竖直方向(方向Y)上移动振动器41-1和41-2的机构的导轨401-1和401-2。另外，导轨403以直角安装到两个导轨401-1和401-2上。导轨401-1和401-2的每一个在一个带齿侧具有齿条，使得齿条可以和设置在导轨403的两端的齿轮408-1和408-2啮合。
当齿轮408-1和408-2 ^皮各个马达132-1和132-2驱动时，导轨403沿着导轨401-1和401-2在竖直方向上运动。
由于导轨401-1和401-2被安装到框架24上，且竖直地竖立，所以，配置在两个导轨401-1和401-2上的导轨403被向重力方向推动。因此，将用于支承导轨403的夹具411A配置在设于导轨403的端部的齿轮408-1和408-2的竖直方向上的上侧和下侧。
将夹具411A设计成配合到形成在各个导轨401-1和401-2的纵向方向的侧部的槽412A内，以便允许夹具411A随齿轮408-1和408-2的运动一起4亍进。
用于水平地移动振动器41-1和41-2的振动器移动单元407-1和407-2 ^皮分别安装到导轨403上。各个振动器移动单元407-1和407-2的端部设有与导轨403上的齿条啮合的齿轮408-3和408-4。另外，用于驱动齿轮408-3的马达132-3安装在振动器移动单元407-1中。类似地，用于驱动齿轮408-4的马达132-4安装在振动器移动单元407-2中。从而，当马达132-3和132-4分别驱动齿轮408-3和408-4时，振动器移动单元407-1和407-2可以在导轨403上水平运动。另外的夹具411B配置在每个振动器移动单元407-1和407-2的水平方向的一侧。
进而，振动器41-1由与振动构件31接触的振动部409-a和具有预定长度的圆柱形支承杆410-1形成。同样，振动器41-2由与振动构件31接触的振动部409-|3和具有预定长度的圆柱形支承杆410-2形成。在下面的说明中，当没有必要个别地区分振动部409-a和409-P时，将它们统称为振动部409。另外，当没有必要单独区分支承杆410-1和410-2时，将它们统称为支承杆410。
支承杆410被安装在振动部409的外壳409-1 (参见图2至4B )上，并垂直于接触面409-5延伸。另外，支承杆410，在能够在振动构件31的深度方向(Z方向)上移动的同时，被振动器移动单元407-1或407-2保持，马达132安装在振动器移动单元407中。马达132负责将保持支承杆410的位置在深度方向上前后移动，以便调整振动部409推压振动构件31 (在图7中未示出)的压力的量值。从振动构件31输出的声音的质量根据振动部409推压振动构件31的压力的量值而改变。从而，使用者可以通过指定振动部409在深度方向上的位置来调整声音的质量。
进而，当将振动部409移动到振动构件31上的预定位置时，也进行支承杆410在深度方向上的定位。即，在将振动部409从振动构件31上移动开以后，移动支承杆410。
响应驱动信号，对将振动器41移动到水平、竖直或者深度方向上的各自的位置上用的马达132进行控制。驱动信号由后面将要描述的控制单元产生，并根据由使用者通过后面描述的操作单元等输入的位置信息，被提供给各个马达132。
进而，螺栓孔402形成在导轨401-1和401-2上，并配置在其纵向方向上。因此，可以通过将紧固构件插入到各个螺栓孔402内，将导轨401-1和401-2固定到框架24上。具体地说，将导轨401-1安装到主框架51F的后侧(参见图5A)，将导轨401-2安装到主框架51E的后侧，同时，保持其没有齿条的一侧面对前方。后面将参照图8说明振动器移动机构60在框架24上的安装位置的详细情况。
在图7所示的例子中，为了清楚地描述所述结构，提供一个导轨403。或者，也可以安装两个或者更多个导轨403。例如，如图8所示，可以安装两个导轨403-1和403-2。在本例中，如图l所示，要求四个导轨403，因为有四个振动器41配置在屏蔽式扬声器装置11的竖直方向上。
移动振动器41的机构并不局限于图7中利用导轨和齿轮的机构。也可以是任何其它一种机构，只要它能够在预定的X、 Y或者Z方向上移动振动器41即可。
下面，参照图9详细描述振动器移动机构60向框架24上的安装。图9是屏蔽式扬声器装置11的顶视图，其中，振动器移动机构60和振动构件31被安装在框架24上。在图9中，图的下侧表示屏蔽式扬声器装置ll的前侧，图的上侧表示其后侧。如图9所示，深度方向振动构件支架26A和26B被安装到框架24的前部，它们的U形横截面的开口相互面对，夹着振动构件31。如图9所示，振动构件31被插入到深度方向振动构件支架26A与26B之间。在这种情况下，可以将具有预定形状的緩冲材料71A、 71B、72A和72B插入到深度方向振动构件支架26A、 26B与振动构件31之间。换句话说，振动构件31可以被进一步置于緩沖材料71A和72A之间，也可以置于緩冲材料71B与72B之间。
每个緩冲材料71A、 71B、 72A和72B由诸如氨基曱酸乙酯(海绵体)或者橡胶等一些材料制成。另外，可以对应于所希望的声音的质量或者声音的音量，将所述材料调整到从高到低范围内的任意硬度。緩冲材料71A和71B被置于振动构件31的前方，緩冲材料72A和72B被置于振动构件31的后方，以便分别吸收振动构件上的冲击。因此，能够防止振动构件31受到冲击。
即，緩沖材料71A、 71B、 72A和72B起着用于振动构件31、框架24等的冲击吸收器的作用，以便振动构件31容易振动，促进声音的产生。
振动器移动机构60被安装到框架24的后部。在深度方向(Z方向)上调整安装到振动器移动单元407上支承杆410的长度，以便使固定到支承杆410的顶部的振动部409与振动构件31接触。
如上所述，可以随意地调整振动部409在深度方向上的位置。从而，例如，如图10所示，即使在振动构件31具有不规则的形状，振动部409与振动构件31也能够确定无疑地相互接触。换句话说，即使振动构件31在深度方向上的高度对应于其在水平方向或者竖直方向上的位置而发生变化，通过对每个位置调整支承杆410的高度，振动部409与振动构件31也能够容易地相互接触。
在这种情况下，可以将有关振动构件31的形状的信息预先存储在控制单元等中的表内。从而，可以自动地将支承杆410在深度方向上的位置调整到适当的位置。
下面，参照图11说明屏蔽式扬声器装置11的内部结构的一个例子。在图11中，对应于前面在图1中描述的部分，赋予相同的参考标
号，并省略其说明。另外，在图11中，未表示出振动构件31和图1中所示的一些其它部分。
屏蔽式扬声器装置11包括操作输入单元100、音频输入端子101、控制单元102、信号处理单元103、音频选择单元IIO、马达驱动单元130-1至130-6、以及振动器41-1、 41-2、 42-1、 42-2、 43-1和43-2。
操作输入单元100包括遥控器等，并产生对应于由使用者输入的操作内容的操作信号，将操作信号输出到控制单元102。操作输入单元100可以包括开关、按钮等。
音频输入端子101被连接到重现装置上，用于从CD(光盘)、DVD(数字通用盘)、收音机、麦克风等中重现声音。这样，将从音频输入端子101输入的音频信号被提供给信号处理单元103。信号输入端子101诸如从2-通道或者5.1-通道等任何一个中接收音频信号。
控制单元102产生控制信号，用于控制从各个振动构件31输出的声音的增益，并将所产生的控制信号提供给音频选择单元110和信号处理单元103。控制单元102产生驱动信号，用于根据从操作输入单元100输入的操作信号将各个马达132-1至132-n在预定的方向上移动，然后将所产生的驱动信号提供给各个马达驱动单元130-1至130-6。
在控制单元102的控制下，音频选择单元110将从音频输入端子101输入的音频信号提供给信号处理单元103的每个部分。
信号处理单元103，例如，可以是DSP (数字信号处理器)或者MPU (微处理器)。信号处理单元103对于从音频选择单元110输入的音频信号进行预定的处理，然后将处理过的音频信号提供给每个振动器41画1、 41-2、 42-1、 42-2、 43-1和43-2。
振动器41-1、 41-2、 42-1、 42-2、 43-1和43-2中的每个，响应从信号处理单元103提供的音频信号，使各个振动器安装于其上的振动构件31振动。结果，振动构件31输出声音。用于在水平方向、竖直方向和深度方向上移动各个振动器41-1、 41-2、 42-1、 42-2、 43-1和43-2的马达驱动单元130-1至130-6的详细情况将在后面进行详细。信号处理单元103包括延迟处理器121、滤波器处理器122、以及 增益调节器123。
延迟处理器121包括延迟处理器121-1至121-3。延迟处理器121-1 至121-3的每一个对从音频输入端子101提供的音频信号进行导致预 定量的延迟的处理(延迟处理)，并将已经经过延迟处理的音频信号提 供给滤波器处理器122。
滤波器处理器122包括滤波器处理器122-1至122-3。滤波器处理 器122-1至122-3分别对于从延迟处理器121-1至121-3提供的音频信 号进行预定的滤波处理。这里，"滤波处理"一词指的是，利用诸如FIR (有限脉沖响应)滤波器或者IIR (无限脉冲响应)滤波器等滤波器以 允许具有预定的频带的音频信号通过或者被阻塞的处理。滤波器处理 器122-1至122-3的每一个向增益调节器123提供进行过滤波的音频 信号。
增益调节器123包括增益调节器123-1至123-3。增益调节器123-1 至123-3的每一个，当接收到从控制单元102提供的控制信号时，对 从滤波器处理器122-1至122-3的每一个提供的音频信号进行增益调 节处理。增益调节器调节输入的音频信号的增益，并限定要被输出的 音频信号的电平的范围。
增益调节器123-1向振动器41-1和41-2的每一个上提供已经进行 过增益调节处理的音频信号。增益调节器123-2向振动器42-1和42-2 的每一个上提供已经进行过增益调节处理的音频信号。增益调节器 123-3向振动器43-1和43-2的每一个上提供已经进行过增益调节处理 的音频信号。
在上述实施形式中，按顺序进行延迟处理、滤波处理和增益调节 处理，但是，并不局限于上述这样的顺序。例如，也可以在进行过增 益调节之后进行滤波处理，接着，最后进行延迟处理。
在上面描述的例子中，延迟处理器121、滤波器处理器122和增 益调节器123分别对提供给振动器41-1和41-2、 42-1和42-2、以及 43-1和43-2的音频信号进行预定的处理。但是，根据本发明的实施形式，也可以不进行它们之中的一部分处理，例如，可以对音频信号只
利用延迟处理器121进行延迟处理。
在上面描述的例子中，为了便于理解所进行的描述，延迟处理器 121设有延迟处理器121-1至121-3，滤波器处理器122设有滤波器处 理器122-1至122-3，增益调节器123设有增益调节器123-1至123-3。 但是，本发明并不局限于这种结构。也可以由一个处理器(例如，延 迟处理器121、滤波器处理器122、或者增益调节器123)进行每个处 理。
马达驱动单元130-1至130-6包括马达132-1至132-6，以及用于 驱动各个马达132-1至132-6的马达控制器131-1至131-6。马达132-1 和马达132-2是用于在Y方向上移动振动器41的驱动机构(参见图7 )。 类似地，马达132-3和马达132-4是用于在X方向上移动振动器41的 驱动机构。另外，马达132-5和马达132-6是用于在Z方向上移动振 动器41的驱动才几构。
马达132-1至132-6可以分别在马达控制器131-1至131-6的控制 下被驱动。如上所述构成的马达驱动单元130-1至130-6可以响应在 接收到从操作输入单元100输入的操作信号时由控制单元102产生的 驱动信号而被驱动。换句话说，马达132-1至132-6接收驱动信号， 该驱动信号分别利用关于使用者指定的在x、 y、 z方向上在振动构件 31上的位置的信息，指示预定的行进量。接着，马达132-1至132-6 -故驱动，以《更移动振动器41-1、 41-2、 42-1、 42-2、 43-1和43-2。
按照上述结构，振动器41-1、 41-2、 42-1、 42-2、 43-1和43-2可 以移动到使用者通过操作输入单元100输入的各个位置。
根据本发明的上述实施形式，振动器41可以自动地在水平和竖直 方向上移动到振动构件31上的任何位置上。从而，与被粘合剂等固定 到振动构件31上的情况相比，振动器41的这种运动可以有利于声音 质量的调整。
根据本发明的上述实施形式，振动器41可以在深度方向上，移动 到振动构件31上的任意位置。从而，通过控制振动器41推压振动构件31的力，可以调整声音的质量。
在这种情况下，可以将与振动构件31接触的各个振动器41分别 在深度方向上调整到不同的高度。从而，即使振动构件31具有不规则 的形状，也能够使所有振动器41与振动构件31的表面接触以便振动。
根据上述实施形式，可以将任选数目的振动器41安装到振动器移 动机构60的导轨403上。另外，如果需要的话，也可以改变导轨403 的数目。从而，可以使振动构件31上的两个或者更多任选的位置振动。 换句话说，可以更精细地调整声音的质量。
根据上述实施形式，和本例子类似，当由两个或者更多个平板构 件形成振动构件31时，它们中的每一个可以具有不同数目的振动器 41。从而，在这种情况下，相邻的平板构件的被振动的位置的数目可 以是不同的。换句话说，能够以任何不同的方式将振构器21安装到平 板构件的每一个上。例如，可以在竖直方向上，将两个振动器41安装 到相互邻接的平板构件的每一个上。或者，例如，可以将四个振动器 41安装到上部平板构件上，但是，任何振动器都不安装到下部平板构 件上。
在根据上述实施形式的振动器41的例子中，每个振动器41的表 面都通过接触面409-5与振动构件31的表面接触。然而，振动器41 的配置并不局限于此。例如，振动器41可以是球轮(ball caster)形 的，从而振动器41可以与振动构件31进行点接触。在这种情况下的 振动器41的结构的例子表示在图12A和12B中。图12A是振动器的 侧视图，图12B是振动器的剖视图。在图12中，对于与图2至图4 中的部分相对应的部分，给予相同的参考标号。
图12A和12B中所示的振动部409C包括容纳在壳体409-1中的 磁铁409-2B、靠近磁铁409-2B配置的绕线管409-3、以及围绕绕线管 409-3巻绕的线圏409-4B。利用緩冲器409-6将绕线管409-3安装到壳 体409-1上，以^J文变绕线管409-3的角度。借助振动部409C的这种 结构，将信号施加到围绕绕线管409-3巻绕的线圈409-4B上。响应所 施加的信号而产生线圏磁场，并与磁铁409-2的偏压磁场一起作用，使绕线管409-3振动。
球409-8和球轴承409-9容纳在绕线管409-3中。球409-8与振 动构件31点接触。球轴承409-9负责有效地将绕线管409-3的振动传 递给球409-8。因为振动部409C按照上述方式构成，所以，由于偏压 磁场和线圏磁场的复合磁场而产生的振动被传递给振动构件31，导致 振动构件31输出声音。
如上所述，因为振动器41为球轮的形式，所以,振动器41可以 在x、 y、 z方向上移动到振动构件31上的任意位置处，同时，与振动 构件31接触。从而，例如，即使振动构件31具有如图13所示的曲面， 振动器41也能够在与振动构件31接触的同时进行移动。在这种情况 下，应当控制每个马达132，使得能够将振动器41推压在振动构件31 上的力沿切线方向作用到振动器41的表面上。
通过将振动器41形成如图12A和12B所示的球轮的形状，即使 当振动构件31具有如图IO所示的不规则形状时，也能够在与振动构 件31接触的同时移动振动器41。换句话说，没有必要在运动之前将 振动器41从振动构件31上卸下。从而，可以在振动器41被移动的同 时，保持振动构件31产生声音。因此，从时间上来说，可以连续地进 行声音质量的调整。换句话说，使用者可以在检查声音质量的微小变 化的同时调整振动器41的位置。
在振动器41是球轮形状的情况下，用于将振动器41推压到振动 构件31上的机构可以是弹簧等。在这种情况下，将振动器41推压到 振动构件31上的力可以通过弹簧的伸展和收缩来进行控制。这种结构 的机构，无需使用用于进行振动部409在深度方向上的位置调整的支 承杆410以及用于移动支承杆410的马达。换句话说，可以简化用于 在深度方向上调整振动部409的机构，使音频输出装置的生产成本的 降低。
另外，球轮形的振动器41允许使用图13所示的带有曲面的振动 构件。使用这种振动构件导致可以进一步扩展从屏蔽式扬声器装置11 输出的声音的传播。上面已经利用具有自行站立的结构的屏蔽式扬声器装置11作为 一个例子描述了本发明的上述实施形式。但是，屏蔽式扬声器装置ll 的结构并不局限于上述例子。例如，屏蔽式扬声器装置ll也可以安装 并悬挂到天花板等上的导轨上。这种屏蔽式扬声器装置ll'的例子示于
图14。
在图14中，给予与图1中的部分相对应的部分相同的参考标号， 并省略其说明。如图14所示的屏蔽式扬声器装置ll'在振动构件31 的顶端具有轮子27A和27B。轮子27A和27B的每一个具有能够配合 到天花板、墙面等上的导轨80中的形状。通过将轮子27A和27B配 合到导轨80中，以悬挂到导轨80上的方式支承屏蔽式扬声器装置ll'。
在以这种结构支承的屏蔽式扬声器装置ll'中，可以将导轨80形 成得稍长，从而使得每一个轮子27A和27B能够在导轨80上滑动。
屏蔽式扬声器装置ll'的这种结构，即使振动构件31是由钢或者 其它重的材料制成的，也允许其本身能够通过悬挂振动构件31竖立， 并且可以不只纟皮轮子22A至22D或者装置支架23A至23D支承(见 图1)。
进而，当屏蔽式扬声器装置ll'具有从天花板上悬挂下来的形状 时，可以将振动构件31设计成能够沿着旋转方向运动。图15表示这 种屏蔽式扬声器装置ll"的结构的例子。
在图14中，将相同的参考标号赋予和图1和14中所描述的部分 相对应的部分，并省略其说明。在图15中所示的屏蔽式扬声器装置 ll"中，轮子27A和27B安装在振动构件31的顶部的轮子安装部81 的上部。这里，如图15所示，轮子安装部81独立于振动构件31形成。 另外，经由沿垂直方向延伸的旋转轴82将轮子安装部81和振动构件 31连接起来。
轮子安装部81是和振动构件31具有基本上相同厚度的板状构件。 将轮子安装部81在竖垂直方向上的高度设定成振动构件31的高度的 一部分。旋转轴82位于振动构件31的宽度的基本上一半的位置处， 并允许振动构件31在水平方向上旋转360度。利用这种结构，振动构件31可以围绕旋转轴82旋转。从而，使 用者可以将屏蔽式扬声器装置ir旋转成面对任何方向，例如，使用 者所在的方向。
应当理解，熟悉本领域的人员，可以根据涉及需要和其它因素， 在所附权利要求或者其等效物的范围内，进行各种改型、组合、再组 合和变形。
权利要求
1. 一种音频输出装置，包括振动构件，所述振动构件进行振动以便输出声音；振动器，所述振动器与所述振动构件接触，可拆卸地安装在该振动构件上，以允许振动构件对输入的音频信号做出响应而进行振动；振动器定位单元，该振动器定位单元控制振动器与振动构件之间的接触位置；以及振动器深度定位单元，所述振动器深度定位单元调整振动器在被推压到振动构件上并与振动构件接触的方向上的位置。
2. 如权利要求l所述的音频输出装置，其特征在于， 所述振动器定位单元包括水平驱动单元，该水平驱动单元在振动构件的水平方向上移动振 动器；以及垂直驱动单元，该垂直驱动单元在振动构件的垂直方向上移动振 动器。
3. 如权利要求2所述的音频输出装置，其特征在于，还包括 控制单元，该控制单元当接收到由使用者输入的位置信息时，产生用于驱动振动器定位单元和振动器深度定位单元的驱动信号，其中， 振动器定位单元和振动器深度定位单元对驱动信号做出响应而被 驱动。
4. 如权利要求3所述的音频输出装置，其特征在于， 振动器包括作为与振动构件接触的部分的球。
5. 如权利要求4所述的音频输出装置，其特征在于， 振动器深度定位单元包括将振动器推压到振动构件上的弹性材料。
6. 如权利要求3所述的音频输出装置，其特征在于， 振动器包括振动部，所述振动部对音频信号做出响应而进行振动；以及支承杆，所述支承杆与振动构件成直角地安装到振动部上；以及其中，振动器深度定位单元是用于改变支承杆被保持的位置的机构。
7. 如权利要求3所述的音频输出装置，其特征在于， 所述振动器包括巨/f兹致伸缩元件；磁铁，所述磁铁向巨磁致伸缩元件施加偏压磁场；以及 线圈，所述线圏向巨磁致伸缩元件施加电流。
8. 如权利要求3所述的音频输出装置，其特征在于，还包括 表，在该表中描述有关振动构件的形状的信息，其中， 控制单元根据在所述表中描述的位置信息，计算振动器的移动量，并根据计算出来的移动量产生驱动信号。
9. 如权利要求3所述的音频输出装置，其特征在于， 振动器定位单元包括第一导轨，所述第一导轨安装在振动构件的垂直方向上，并具有形成在其一侧的齿条状部分；第二导轨，所述 第二导轨垂直于第一导轨安装，并且在相反的两端具有与齿条状部啮 合的齿轮；振动器移动单元，该振动器移动单元保持所述振动器，并 且该振动器移动单元在其一端具有与形成在第二导轨上的齿条状部啮 合的齿轮。
10. 如权利要求9所述的音频输出装置，其特征在于， 振动器深度定位单元与振动器定位单元成一整体地形成。
11. 如权利要求IO所述的音频输出装置，其特征在于，还包括 框架，振动构件安装在该框架上，其中，振动器定位单元和振动器深度定位单元被安装到该框架的侧面， 该侧面与安装振动构件的一侧相反，从而，使振动器与振动构件接触。
12. —种振动器，包括作为与振动构件接触的部分的球，该振动构件进行振动以便输出 声音，其中，所述部分被可拆卸地安装到振动构件上，并允许对输入的音频信 号做出响应而使振动构件进行振动。
全文摘要
本发明提供一种音频输出装置。该音频输出装置包括振动构件、振动器、振动器定位单元、振动器深度定位单元。所述振动构件进行振动，以便输出声音。振动器与振动构件接触并可拆卸地安装在振动构件上，以便允许振动构件响应输入的音频信号进行振动。振动器定位单元控制振动器与振动构件之间的接触位置。振动器深度定位单元调整振动器在被推压到振动构件上的方向上的位置，并使之与振动构件接触。
文档编号H04R7/12GK101534464SQ200910126499
公开日2009年9月16日 申请日期2009年3月13日 优先权日2008年3月14日
发明者岛淳一, 有光哲彦, 江间拓郎, 近藤哲二郎 申请人:索尼株式会社