[發(fā)明專(zhuān)利]聲音再現(xiàn)裝置和方法以及程序

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780019330.7
• 申請(qǐng)日: 2017-03-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108886651B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 中川俊之;大橋芳雄
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 索尼公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04R3/12
• 分類(lèi)號(hào): H04R3/12;H04R1/32;H04R1/40;H04R3/00;H04R17/00;H04R19/02
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王萍;陳煒

本技術(shù)涉及能夠以較低成本實(shí)現(xiàn)具有高音質(zhì)和優(yōu)異的方向性特性的聲音再現(xiàn)的聲音再現(xiàn)裝置、方法和程序。該聲音再現(xiàn)裝置設(shè)置有：放大單元，其用于放大聲學(xué)信號(hào)；多個(gè)電聲換能單元，其具有容性負(fù)載特性并且基于從放大單元輸出的聲學(xué)信號(hào)來(lái)輸出聲音；以及切換單元，其用于對(duì)電聲換能單元到放大單元的連接進(jìn)行切換，使得多個(gè)電聲換能單元中的任一個(gè)或更多個(gè)電聲換能單元連接至放大單元。例如，本技術(shù)可以應(yīng)用于聲音再現(xiàn)裝置。

技術(shù)領(lǐng)域

本技術(shù)涉及聲音再現(xiàn)裝置和方法以及程序，并且更特別地涉及能夠以較低的成本實(shí)現(xiàn)具有高音質(zhì)和優(yōu)異的方向性特性的聲音再現(xiàn)的聲音再現(xiàn)裝置和方法以及程序。

背景技術(shù)

當(dāng)聲音被再現(xiàn)時(shí)，例如波形信號(hào)被轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并且電信號(hào)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，以發(fā)出聲音。

用于通過(guò)振蕩系統(tǒng)從電子電路執(zhí)行聲學(xué)輻射的轉(zhuǎn)換過(guò)程被稱(chēng)為電聲換能，并且執(zhí)行電聲換能的元件和設(shè)備被稱(chēng)為電聲換能器。例如，揚(yáng)聲器、耳機(jī)等是電聲換能器。

目前廣泛使用的揚(yáng)聲器是電動(dòng)或動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器。其他類(lèi)型的揚(yáng)聲器包括壓電揚(yáng)聲器、靜電揚(yáng)聲器等。

電動(dòng)式電聲換能器利用了以下事實(shí)：當(dāng)在垂直方向上通電的物體被置于均勻磁場(chǎng)中時(shí)，在物體中生成沿與磁場(chǎng)和電流正交的方向的力。

聲學(xué)信號(hào)具有交變電流和可變電流方向。因此，力的方向改變，并且物體(電導(dǎo)體)隨著改變振動(dòng)。這種電聲換能器被稱(chēng)為動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器。

其中，壓電電聲換能器利用了以下事實(shí)：當(dāng)從外部電源向通過(guò)將金屬振膜接合到壓電晶體板形成的結(jié)構(gòu)施加電壓時(shí)，靜電力作用于構(gòu)成壓電晶體板的正離子和負(fù)離子，并且生成應(yīng)力以使晶體扭曲。

例如，壓電晶體板受到用于加寬面積的應(yīng)力。然而，壓電晶體板的一側(cè)受到金屬振膜的約束，并且因此，壓電晶體板膨脹，以引起金屬振膜的翹曲。此外，如果電壓方向反轉(zhuǎn)，則壓電晶體板受到用于使面積變窄的應(yīng)力。然而，壓電晶體板的一側(cè)受到金屬振膜的約束。因此，壓電晶體板收縮，并且金屬振膜朝向相反側(cè)彎曲。這種電聲換能器被稱(chēng)為壓電揚(yáng)聲器。

此外，靜電型電聲換能器利用了以下事實(shí)：當(dāng)在彼此靠近的導(dǎo)電振膜和固定板之間施加DC電壓時(shí)形成靜電場(chǎng)。如果在這種情況下施加作為聲學(xué)信號(hào)的交變電流，則靜電場(chǎng)的吸引力由于電壓改變而改變，并且振膜移動(dòng)。這種電聲換能器被稱(chēng)為靜電(電容器)揚(yáng)聲器。

其中，電阻指示電流動(dòng)的困難程度。如果電阻高，即使施加相同的電壓時(shí)，電流也幾乎不流動(dòng)。電阻通常取決于AC電壓的頻率，并且每個(gè)頻率處的電阻稱(chēng)為阻抗。

其中，動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器需要諸如磁體的磁路系統(tǒng)作為組件。因此，動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器的單位厚度和單位重量超過(guò)一定水平。

例如，在揚(yáng)聲器作為便攜式設(shè)備被隨身攜帶或者揚(yáng)聲器被附接到壁表面并且然后被使用的情況下，薄度和輕盈度對(duì)于揚(yáng)聲器進(jìn)行商業(yè)化而言是至關(guān)重要的。此外，在揚(yáng)聲器用作私人車(chē)輛等中的車(chē)載設(shè)備的情況下，揚(yáng)聲器的薄度和輕盈度在商業(yè)化中也是至關(guān)重要的。

在此，壓電揚(yáng)聲器和靜電揚(yáng)聲器具有如下優(yōu)點(diǎn)：兩種揚(yáng)聲器都比動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器輕，不需要磁路系統(tǒng)。然而，存在壓電揚(yáng)聲器和靜電揚(yáng)聲器難以在低頻范圍內(nèi)確保聲壓的趨勢(shì)。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，已經(jīng)提出了一種增加揚(yáng)聲器面積的方法作為用于增加低頻范圍內(nèi)的聲壓的方法。然而，如果增加了揚(yáng)聲器面積，則由于尺寸的增加而使制造變得困難，并且還降低了安裝的自由度。

另一方面，壓電揚(yáng)聲器和靜電揚(yáng)聲器具有容性阻抗。換句話(huà)說(shuō)，壓電揚(yáng)聲器和靜電揚(yáng)聲器具有這樣的特性：阻抗在低頻范圍內(nèi)高并且在高頻范圍內(nèi)低，這與動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器的特性不同，動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器的阻抗在所有頻率范圍內(nèi)保持在4歐姆到16歐姆的范圍內(nèi)。

例如，在多個(gè)揚(yáng)聲器被驅(qū)動(dòng)的情況下，如果揚(yáng)聲器并聯(lián)連接，則阻抗變得更低，并且在動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器中，音頻帶中的阻抗可能變得太低。在這種情況下，如果揚(yáng)聲器的阻抗低于放大器的輸出阻抗，則提供給揚(yáng)聲器的電流輸出受到限制，并且揚(yáng)聲器和放大器的性能劣化。