专利名称：扬声器系统和电视机扬声器系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及扬声器系统和电视机扬声器系统，特别涉及配置有在扬声器振动板前后导引声波的音响导波管，以扩展放音频带和放音立体声场为目的扬声器系统和电视机扬声器系统。
图16是表示以往的密闭型扬声器系统的透视图，图17表示其频率特性。
在图16所示的扬声器系统中，扬声器1固定在音箱2上，输入信号加给扬声器1后使振动板3振动，声波就向前传播。
这时，振动板3的前面是自由空间，加到振动板3前面的附加质量由下式决定8/3 pa3…(1)式中p-空气密度a-振动板3的半径。
在图16的结构中，加到扬声器1的振动板3口径的半径约12cm的附加质量很小，因而在以往的密闭型扬声器系统中，低音频的放音界限由扬声器1的大小和音箱2的内容积决定，所以存在用小型细的音箱对低音区不能充分放音的问题。
为解决此问题，如图18所示，在扬声器11的前面配置具有比前面振动板12的面积小的开口部14的音响导波管13。在这种结构中，空气的质量加到扬声器振动板12的前面，使其成为附加质量，扬声器11的最低谐振频率下降，使低音放音区域降低，从而扩大了放音的频带范围。图中符号16是用以防止音响导波管13及其内部共振的吸音材料。
然而，音响导波管13的开口部14的声音频率特性如图19所示，扬声器11的后振动板15的声音频率特性成为如图20所示，两者的频率特性的电平在后振动板15一方，因前振动板12比开口部14的面积大，振动板后面的声压电平变得比前面的声压电平高，使振动板前后的声压平衡变坏。特别是低频声压电平，后振动板15一方低。因此，从振动板前面放射的声音被来自振动板后面的中、高频声音掩盖，音质变得不清晰。
因此，如图21所示，在图18所示结构的后振动板15上配置后空腔17和导管18，利用导管18的共振使低音再生，由于使用导管18，后空腔17的内容积变大，难以小型化。而且，迄今为止还要在后空腔17中加进防止驻波用的吸音材料16，也使成本变高。
一方面，欣赏立体声效果的各种音响设备通常在密闭型扬声器系统中，以左右扬声器为一边的正三角形顶点是欣赏立体声音像的最佳位置，近年来，作为欣赏立体声效果的方法，已由一定要在正面欣赏，向能自由欣赏音乐的音场型扬声器系统方面变化。
图22示出以往的音场型扬声器系统。在图22中，主扬声器22固定在音箱21的前面，音场扬声器23固定在音箱21的上面，反射板24用安装部件25安装在音场扬声器23的上面。
在图22的结构中，输入信号加到主扬声器22和音场扬声器23后，主扬声器振动板26和音场扬声器振动板27振动，放射声波。在此，音场扬声器23用反射板24将声波全方位扩散，具有扩展和临场效果，而主扬声器22有定位效果。
但是，即使在图22的情况下，与图16的情况一样，加到主扬声器振动板26前面的附加质量用上述(1)式决定，因而低频区的放音界限用主扬声器22的大小和音箱21的内容积来决定，所以也存在用小型窄型的扬声器音箱不能使低音充分再现这样的问题。由于需要主扬声器22和音场场声器23这样二个以上的扬声器，因而成本也变高。
如上所述，以前，用小型窄音箱型扬声器系统不能充分地再现低，而且用将音响导波管配置在扬声器前面的系统，振动板前后的音压平衡变坏，低频区的声音不充分，音质变得不清晰。进而即使用音场型扬声器系统，也同样不能充分地再现低音，同时存在在立体声等的单通道中需要二个以上的扬声器，所以不利于成本降低的问题。
一方面，一般说来，安装电视机的扬声器的地方，取用设置阴极射线管后富余的空间，配置在阴极射线管屏面两边或者其上部或下部。
近年来，电由电视机向屏面大型化、宽屏幕化方向发展，而电视机的外形设计有窄小化动向，所以放音的扬声器的形状也不得不转向薄型化。
然而，在使振动板的度尺寸小的扬声器中，由于从该振动板面积、振动系统的支承方式方面看也不利于低音区放音，迄今以来，将音响导波管设置在扬声器的前面，将发自扬声器振动板的声波导引向放射声音的开口部的方法作为使电视机窄薄化的方法，进行了种种开发。
但是，这样的电视机扬声器系统，为使从音响导波管开口部放射的声音有良好音质，按惯例是在音响导波管内部和开口部进行压力变换，由于放射声音的开口部的面积比所用的扬声器振动板的面积小，使由开口部放射的声压电平减少，所以本领域的现状是音量效果和音场效果均感不足。
图23和图24示出现有的电视机的扬声器系统。
在图23中，符号30是电视机，在电视机壳体31内部，左右声道用的扬声器33、34分别配置在阴极射线管32的左右两则处。音响导波管35、36分别安装在左右声道用扬声器33、34的前面，左右音响导波管35、36的放射声音开口部37、38配置在电视机壳体31的前面板(前框)附。
在图23的结构中，在扬声器33、34的后部未设置后箱，扬声器后振动板放射的声音由设置在电视机壳体31周围的通风孔39、40向周围放音。这时如上所述由于放声开口部37、38的面积比扬声器33、34的振动板面积小，在由放声开口部37、38放射的声压电平减少的情况下，由扬声器后面部分放射的声压电压变大，从通风孔39、40向周围放射的声音掩盖了来自开口部37、38正面侧的声音，因而有音质不清晰，左右立体声难以分开等缺点。
因此，在重视音质场合如图24所示结构那样，在多数情况下，将后箱(密闭箱)设置在其前面部分配置有音响导波主管35、36的左右声道用扬声器33、34各自的后部。
但是在图24所示的已有技术的实例中，由于是在受电视机壳体31限制的空间构成后箱41、42，所以后箱41、42不能做成大容积的。由于后箱41、42的容积受到限制，存在放音的低频区域受限制的缺点。而且从扬声器33、34后面部分发出的声音被后箱41、42围挡未放射到外部，只由放音开口部37、38向外部放射声音，所以有放音的声压电平低的缺点。
如上所述，迄今为止由电视机前面放射的声音不清晰，在将后箱配置在扬声器后部的方式下，由于不能构成大容积的后箱，放音低频的范围受到限制，而且由于扬声器后部被密封，也有放音的声压电平变低的问题。
本发明的目的是提供这样一种扬声器系统，即使用小型窄音箱型扬声器系统也能充分地再现低音，能得到清晰的音质，而且能得到扩展和临场效果，成本也不高。
本发明的另一目的是提供一种电视机的扬声器系统，由电视机内部前后面放射的声音不互相干涉，能得到清晰度高的音质，放音的频带宽，能再现临场感好的声音。
按照第一发明的扬声器系统包括扬声器;
将此扬声器振动板的前面所放射的声音向前方导引放射的第一音响导波管;
将由上述扬声器振动板后面放射的声音反射的空腔;
将用此空腔反射的声波向与前方不同的方向导引放射的第二音响导波管。
按照第一发明，由于第一音响导波管设置在扬声器的前振动板上，反射声波的后空腔和导引该被反射的声波的第二音响导波设置在后振动板上，将因第一音响导波管形成的空气质量加到前振动板上，而且能将与前振动板几乎相同的负荷加到后振动板上，振动板前后的负荷得到平衡，能高效地发出相同电平的低音，进而能从第一及第二音响导波管分别发出全频带的声波。这样就不会出现前面的低音被后面的中、高音掩盖使音质不清晰的情况，而且由于声音分别向不同方向放射，所以能再现有扩展效果和临场效果的声音。由于扬声器数目可以减少，所以能获得物美价廉的扬声器系统。
按照第二发明，电视机的扬声器系统包括
设置在电视机内部的扬声器;
将此扬声器振动板前面部分放射的声音向电视机的前方导引放射的第一音响导波管;
将由上述扬声器振动板后面部分放射的声音向与电视机的前方不同的方向导引放射的第二音响导波管。
按照第二发明，一方面将第一音响导波管配置到扬声器振动板的前面部分使声音向电视机的前方放射，一方面将第二音响导波管配置到扬声器振动板的后面部分使声音向与电视机的前方不同的方向导引放射。由此能使电视机中扬声器振动板的前后面部分的音响负荷得到平衡。而且将音响导波管配置到扬声器振动板的前后以后，由于前后面的空气负荷增加，低音共振频率f0下降，能扩展放音频带。因而，使电视机中放音声压电平提高而且能再现音域宽临场感强的声音。
图1是表示本发明的扬声器系统的第一实施例的透视图。
图2是图1的纵剖视图。
图3是表示后空腔的一实施例的外形的透视图。
图4是沿图3中X-X线的剖视图。
图5是表示图1的第一音响导波管开口部的频率特性图。
图6是表示图1的第二音响导波管开口的频率特性图。
图7是表示本发明的扬声器系统的第二实施例的纵剖视图。
图8是表示本发明的扬声器系统的第三实施例的透视图。
图9是图8的纵剖视图。
图10是表示图8的音响导波管开口部的频率特性图。
图11是表示图8的低音频放射部的开口部的频率特性图。
图12是表示本发明的电视机的扬声器系统的一实施例的透视图。
图13是表示本发明的电视机扬声器系统的另一实施例的透视图。
图14是表示将图13的系统模型化的结构的透视图。
图15是表示将图13的反射部件安装到电视机壳本顶面部分的结构例的透视图。
图16是表示已有的扬声器系统的透视图。
图17是表示图16的扬声器系统的频率特性图。
图18是表示另一已有的扬声器系统实例的纵剖视图。
图19是表示图18的音响导波管开口部的频率特性图。
图20是表示图18的后振动板的频率特性图。
图21是表示另一例已有的扬声器系统的纵剖视图。
图22是表示另一例已有的扬声器系统的透视图。
图23是表示已有的电视机扬声器系统的透视图。
图24是表另一例已有的电视机扬声器系统的透视图。
下面参照附图对实施例进行说明。
图1是表示本发明的扬声器系统的第一施例的透视图，图2是其纵剖视图。
在图1和图2中，符号50是扬声器系统，具有比前振动板51a面积小的开口部53的第一音响导波管52，配置在扬声器51的前面，还将用以防止在内部特定的频率上共振的吸音材料57设置在该音响导管52上。呈难以产生驻波的反射形状(在图中截面为三角形)的后空腔54配置在后振动板51b的后面，还将用以将空腔内部的反射面54b反射的声波向斜上方导引的第二音响导波管55，设置到位于后空腔54上部的开口部54a上，放射声波的开口部56设置在音响导波管55的上方。
根据这样的结构，在前振动板51a的后振动板51b加上相同的空气质量，使其成为附加质量，扬声器51的低音谐振频率f0下降，所以能从开口部53和开口部56高效地放射电平几乎相同的低音频。第二音响导波管55可以与后空腔54一体成形，也可以与后空腔54分别成形，再将其用螺钉、粘结剂等固定手段固定到空腔54上来构成。
图3示出图1中的后空腔54的一实施例的外形，图4示出沿图1中X-X线的剖视图。此后空腔54用合成树脂成型，在空腔54左右各侧面形成横格状的交替凹凸(由凹部54c和凸部54d的组成)，因而与外观的凹凸相应，空腔54各侧面的内面形成凸凹形状，而且空腔54的背面也形成竖格状凹凸(由凹部54e和凸部54f组成)，因而与外观的凹凸相对应，空腔54的背面的内面也形成凸凹形状。
似这样，由于后空腔54的内面成为凹凸形状，因而成为难以产生驻波的结构，能防止导致音质恶化的驻波，也能省略以往所必需的在空腔内的吸音材料。
下面对具有上述结构的扬声器系统的工作进行说明。
由扬声器51的前振动板51a放射的声波通过第一音响导波管52，在开口部53放射低音谐振频率已下降的全频带的声波。图5示出第一音响导波管52的开口部53的频率特性。而由扬声器51的振动板51b发出的声音从反射声波的小容积的后空腔54通过导引声波的第二音响导波管55，在开口部56放射其低音谐振频率f0已下降的全频带的声波。图6示出第二音响导波管55的开口部56的频率特性。
如图5、图6所示，前面开口部53和后面开口部56有几乎相同的频率特性，从扬声器51的振动板前后放射的声波有几乎相同的全频带的声压电平。
图7表示本发明的扬声器系统的第二实施例的纵剖视。此实施例示出将反射部件58安装到图1实施例中的开口部56的上部的实例。反射部件58由例如大体呈圆锥形的反射板构成。此反射部件58通过图中未绘出的安装部件安装在第二音响导波管55的开口56的上部。由于发装了反射部件58，能使声波沿水平主向在360°范围传播，或者也能通过在反射部件58及安装部年的形状上下功夫使之沿水平方向的特定范围放射传播。作为反射部件58不限于图中所示的近似圆锥形，可以是平板形，也可以是放射方向可变的结构。
图8是表示本发明的扬声器系统的第三实施例的透视图，图9是其纵剖视图。
如图8和图9所示，比前振动板51a的面积小的第一音响导波管52配置在扬声器51的前面，还将用以防止内部共振的吸音材料57配置在音响导波管52上，放射声波的开口部53设置在音响导波管52的前方。呈不易产生驻波的反射形状(图4截面为三角形)的后空腔54配置在后振动板51b的后面，进而将长方形的开口部54a设置在后空腔54的上部，只将用空腔内部的反射面反射的声波中的低音频部分从开口部6a放射的低音频放射部60成箱形设置在此开口部54a的上面。低音频放射部60以挤压进空腔54上面的一部分的形式成箱形突出设置，而且开口部60a形成在该突出部的一端(在图中后面侧)。
按照这样的结构，由于在前振动板和后振动板加相同的附加质量，扬声器51的低音谐振频率f0下降，能从音响导波管52的开口部53和低音频放射部60的开口部60a高效地放射电平几乎相同的低音频。
低音频放射部60可以与后空腔共同一体成型，或者也可以与后空腔54分别成形，再将其用螺钉、粘结剂等固定手段固定到空腔54上。
而即使在图8和图9所示的实施列中，如使后空腔54的侧面和背面的内面形成与图3和图4所示相同的凹凸状，驻波变得难以产生，能防止导致音质恶化的驻波，还能省去空腔中以往所必须的(图21的)吸音材料。
下面将对具有上述结构的扬声器系统的工作进行说明。
由扬声器51的前振动板51a放射的声波通过第一音响导波管52，在开口部53放射其低音谐振频率f0下降的全频带的声波。图10示出第一音响导波管52的开口部53的频率特性。而且，从扬声器51的后振动板51b发出的声音通过反射声波的小容积的后空腔54，从已挤压进的开口部54a被低频放射部60的顶板60b反射，再从开口部54a被低频放射部60的顶板反射，再从开口部60a放射。通过使声波在开口部54a处压缩，由顶板60b反射，实现低频滤波，使不需要的中、高音频衰减，能够高效地放射低音频。图11示出低音频放射部60的开口部60a的频率特性。
如图10和图11所示，前面的开口部53和后面的开口部56对低音频来说有几乎相同的频率特性，从扬声器51的振动板前后放射有强调低音效果和临场效果的声音。
如上所述，按照本发明的实施例，即使用小型的窄音箱型的扬声器系统也能充分地再现低音，得到清晰的音质，而且用小量的扬声器就能获得扩展效果和临场效果，也能实现低成本的扬声器系统。
图12是表示本发明的电视机扬声器系统一实施例的透视图。
在图12中，符号70是电视机，在电视机壳体71内，左右声道用的扬声器73、74分别配置在构成显示器的阴极射线管72两侧的左右位置处。音响导波管75、76分别安装在左右声道用扬声器73、74的前面，左右音响导波管75、76的放音开口部77、78配置在电视壳体71的前面板(前框)上。放音开口部77、78分别成为与设置在前面板左右位置处的各放音孔相连结的结构。
而且，音响导波管83、84分别安装在左右声道用扬声器73、74的后面。此左右音响导波管83、84从扬声器振动板后部向斜上方伸出形成向前方弯曲的形状(大体为＜字形)，各音响导波管的放音开口部85、86设置在电视壳体71的顶面部分上。放音开口部85、86分别成为与设置在顶面部分的左右位置处的各放音孔相连结的结构。
在这样的结构中，从左右声道用扬声器73、74的振动板前部放射的声音分别经左右音响导波管75、76，从左右放音开口部77、78向电视机70的前方放射。同时，从左右声道用扬声器73、74的振动板后部放射的声音一边分别被左右音响导波管83、84的内面反射，一边从左右放音开口部85、86向电视机70的上方放射。也就是说，由于左右音响导波管83、84从各扬声器振动板后部的空间向斜上方伸出并向前方倾斜，从各振动板后部放射的声音一边被各音响导波管83、84的内面反射，一边向斜上方导引并且向前方放射。在这里由于空气的质量加到位于前部音响导波管75(或76)和后部音响导波管83(或84)内的扬声器振动板的前后使其成为负荷质量，所以扬声器73(或74)的前后面的低音谐振频率f0下降，能扩展放音频带。而且，由于分别从扬声器73(或74)的前后部放射的声音的频率特性(频率相对声压电平)相同，所以不会产生前方的声音被后方的声音掩盖这样的不良情况，能获得清晰的音质。
还由于是从电视机70的前面和上面四个位置放声，所以能再现有自然扩展效果的音域宽阔而清晰的音质。而且由于只用左右两个扬声器，所以能做出价格性能比良好的高效率的扬声器系统。
图13是表示本发明的另一实施例的透视图，图14是表示将图13的系统模型化的结构的透视图。
在图13的实施例中，为了使从开口部85、86放射的声音高效地向听众方向(斜前方)放射，将反射部件87、88设置在位于图11中的电视机70的顶面附近的上述左右放声开口部85、86的上方。
图15示出用以将反射部件87(或88)安装到电视机壳体71的顶面上的结构的一个实例。
在图15中，反射部件87为似圆锥形，此反射部件87可与安装部件89的内面一体成型，或者成为紧固在安装部件89内面上的状态。安装部件89由如下各部分构成用以将来自音响导波管83的声音用反射部件87反射并向外部放射的开口部89A;形成在此开口部89A的反射面上用以将声音向开口部89A的方向导引的屏蔽部89B;用以将安装部件89载承在设置在电视机壳体71的顶面部分上的放音孔(上述音响导波管83的放声开口部85与孔的下部连结)的上方的凸缘形部89C。上述音响导波管83的放音开口部85与设置在电视机壳体71的顶面部分上的放音孔的下部连结。
如上所述，按照本发明的实施例，因为做成了使扬声器振动板前后面的负荷平衡的结构，用少量扬声器就能扩展放音的频带并能再现有良好临场效果的声音，所以能实现低成本的电视机扬声器系统。
而且，已用图12，图13所示的实施例的对配备了左右声道用的二个扬声器的电视机进行了说明，本发明对于只配备单声道用一个扬声器的电视机当然也适用。
本发明不限于上述实施例，不脱离本发明要旨的范围内可实施种种变形。
权利要求
1.一种扬声器系统，其特征在于它包括扬声器(51)；将在此扬声器(51)的振动板前面所放射的声音向前方导引放射的第一音响导波管(52)；使由上述扬声器振动板的后面放射的声音反射的空腔(50)；将由此空腔(50)反射的声波向与前方不同的方向导引放射的第二音响导波管(55)。
2.一种扬声器系统，其特征在于它包括扬声器(51);用以将在此用扬声器(51)的振动板的前面放射的声音向前方导引放射的第一音响导波管(52);用以反射从上述扬声器振动板的后面放射的声音的空腔(54);用以将被此空腔(54)反射的声波向与前方不同的方向导引放射的第二音响导波(55);设置在此第二音响导波管(55)的放声口附近，用以一边使声波扩散一边决定放射方向的反射部件(58)。
3.按照权利要求1或2所说的扬声器系统，其特征是所说的第二音响导波管(55)的放射方向是装有扬声器系统的音响装置的上部方向。
4.一种扬声器系统，其特征在于它包括扬声器(51);用以将此扬声器(51)的振动板前面放射的声音向前方导引放射的音响导波管(52);用以反射从上述扬声器振动板后面放射的声音的空腔(54);低音频放射部(60)，在此空腔(54)的上部，压挤进该空腔(54)的一部分那样呈突出形状设置，而且开口部(60a)形成在该突出形状部的一端，只从开口部(60a)放射被上述空腔(54)反射的声波中的低音频。
5.按照权利要求1，2或4所说的扬声器系统，其特征在于所说的空腔(54)的内面加工成防止驻波发生的凹凸形状。
6.一种电视机扬声器系统，其特征在于它包括设置在电视机(70)内部的扬声器(73);将在此扬声器(73)的振动板的前面部分放射的声音向上述电视机(70)的前方导引放射的第一音响导波管(75);将从上述扬声器振动板的后面部分放射的声音向与前方不同的的方向导引放射的第二音响导波管(83)。
7.按照权利要求6所说的电视机扬声器系统，其特征在于所说的第二音响导波管(83)一边反射从上述扬声器振动板的后面部分放射的声音，一边向与上述电视机(70)的前方不同的方向导引放射。
8.按照权利要求6或7所说的电视机扬声器系统，其特征在于所说的第二音响导波管(83)的放声方向是向电视机(70)的顶面部分。
9.按照权利要求6、7或8所说的电视机扬声器系统，其特征在于将用以使声音扩散、扩大放射范围的反射部件(87)设置到上述第二音响导波管(83)的放音口附近。
10.一种电视机扬声器系统，其特征是它包括分别配置在位于电视机(70)内部的显示器(72)左右位置处的左右声通用的第一、第二扬声器(73、74);将在此第一、第二扬声器(73、74)的各振动板的前面部分放射的声音向上述电视机(70)的前方导引放射的第一、第二音响导波管(75、76);将从上述第一、第二扬声器(73、74)的各振动板的后面部分放射的声音向与上述电视机(70)的前方不同的方向导引放射的第三、第四音响导波管(83、84)。
11.按照权利要求10所说的电视机扬声器系统，其特征在于所说的第三、第四音响导波管(83、84)使从上述第一、第二扬声器(73、74)的各扬声器振动板的后面部分放射的声音一边反射，一边向与上述电视机(70)的前方不同的方向导引放射。
12.按照权利要求10或11所说的电视机扬声器系统，其特征在于所说的第三、第四音响导波管(83、84)的放音方向是向电视机(70)的顶面。
13.按照权利要求10、11或12所说的电视机扬声器系统，其特征在于将用以使声音扩散并扩大放射范围的反射部件(87、88)配置在所说的第三、第四音响导波管(83、84)的放音口附近。
全文摘要
扬声器系统，其中第一音响导波管设置在扬声器前振动板上，反射声波的后空腔和导引被反射声波的第二音响导波管设置在后振动板上，使振动板前后的音响负荷平衡，能从两个音响导波管高效地放射出具有几乎相同的电平的低音频声波，从而能获得有扩展效果和临场效果的声音。还提供了高效和音响逼真、结构简单的电视机扬声器系统。
文档编号H04N5/64GK1112772SQ9411902
公开日1995年11月29日 申请日期1994年12月14日 优先权日1993年12月16日
发明者齐藤齐, 山后准 申请人:株式会社东芝