使用两个换能器和具有非平坦轮廓的反射器的声音信号发生器
阅读：399发布：2022-06-23
专利汇可以提供使用两个换能器和具有非平坦轮廓的反射器的声音信号发生器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及音频发生器，其包括第一和第二换能器元件，并且第一换能器元件具有膜片和 反射器 ，该膜片具有非平坦的表面，其中反射器具有非平坦轮廓的表面，并且反射器与导向壁协作以引导并且导向声压波在预定方向上传播。，下面是使用两个换能器和具有非平坦轮廓的反射器的声音信号发生器专利的具体信息内容。
1.一种音频发生器（410，190），包括：
第一换能器元件（210A），所述第一换能器元件被安装为使得所述第一换能器元件（210A）能够使声波在第一方向（M）上传播；
第二换能器元件（210B），所述第二换能器元件被安装为使得所述第二换能器元件（210B）能够使声波在与所述第一方向（M）不同的第二方向上传播；
外壳（310），被适配为包围所述第一换能器元件（210A）和所述第二换能器元件（210B）之间的空间（320）；其中
所述第一换能器元件（210A）具有第一膜片（240A），所述第一膜片具有非平坦的表面（242A），并且其中
所述第一膜片（240A）具有柔性附接到换能器元件主体（280）的一部分（282）的外周（270）；所述外周（270）限定出具有第一孔平面（314）的第一孔（315）；并且其中，在操作中，所述第一膜片（240A）被适配为使所述声压波在与所述第一孔平面（314）正交的所述第一方向（M，300，300A，）上传播；其中
所述音频发生器（410，190）进一步包括
反射器（400），所述反射器（400）具有被适配为反射声音信号的表面（442）；以及导向壁（510，520，530，540），
所述反射器（400）与所述导向壁协作以引导并导向所述声压波在第二方向（300’）上传播；所述第二方向（300’）不同于所述第一方向；并且其中
所述声反射表面（442）具有非平坦轮廓（242’）。
2.一种音频发生器（410，190），包括：
第一换能器元件（210），所述第一换能器元件包括
膜片（240，240A），所述膜片具有非平坦的表面（242，242A）；
用于使所述膜片（240）根据输入信号移动，以使声波在第一方向（M，300，300A，300B）上远离所述膜片传播的装置（250），；并且其中
所述膜片（240A）具有柔性附接到换能器元件主体（280）的一部分（282）的外周（270）；
所述外周（270）限定出具有第一孔平面（314）的第一孔（315）；并且其中，在操作中，所述膜片（240）被适配为使所述声压波在与所述第一孔平面（314）正交的所述第一方向（M，300，
300A，）上传播；其中
所述音频发生器（410，190）进一步包括
第二孔（415）、反射器（400）和导向壁（510，520，530，540），所述反射器（400）具有被适配为反射声音信号的表面（442）；并且其中
所述反射器（400）与所述导向壁协作，以引导并导向所述声压波在与所述第二孔（415）的平面正交的第二方向（300’）上传播；所述第二方向（300’）不同于所述第一方向；
并且其中
所述声反射表面（442）具有非平坦轮廓（242’）。
3.根据权利要求1或2所述的音频发生器；其中
所述声反射表面（442，242’）的非平坦轮廓（242’）被成形为以使所述表面（442，242’）上的点（PC）
沿与所述第二孔（415）的所述平面（416）正交的所述第二方向（300’）上的第一直线，被定位在距所述第二孔（415）的所述平面（416）第一距离（DR1，Δxi）处；以及沿与所述第一孔（315）的所述平面（314）正交的第二直线，被定位在距所述膜片（240）的所述非平坦表面（242）上的对应点（xi）第二距离（DR2，Δyi）处。
4.根据权利要求3所述的音频发生器；其中
对于所述膜片（240）的所述非平坦表面（242）上的任何对应点（xi），所述第一距离（DR1，Δxi）和所述第二距离（DR2，Δyi）之和（Si）基本上是常数值（C）。
5.根据权利要求3或4所述的音频发生器；其中
所述膜片（240）的所述非平坦表面（242）上的所述对应点（xi）是所述外周（270）内所述膜片（240）的所述表面（242）上的点。
6.根据权利要求3或4所述的音频发生器；其中
所述膜片具有基本圆形外周；所述外周能够通过所述圆形外周的半径（R1）描述；并且其中所述常数（C）的值取决于所述膜片外周半径（R1）。
7.根据任一项前述权利要求所述的音频发生器，其中
所述反射器（400）被布置为使得所述反射器（400）的一部分（430’）定位为距所述第二孔较大距离（Δx1）并且距所述膜片（240）的非平坦表面（242）较短距离（Δy1）；以及所述反射器（400）的另一部分（450’）被定位为距所述第二孔（415）的平面（416）较短距离（Δx10）并且距所述膜片（240）的非平坦表面（242）较长距离（Δy10）。
8.根据从属于权利要求3时的任一项前述权利要求所述的音频发生器，其中
在所述第二方向（300’）上的所述第一直线基本正交于所述第二直线的方向（M，）。
9.一种音频发生器（410，190），包括：
第一膜片（240），所述第一膜片具有非平坦的表面（242），以及
反射器（400），其中
所述反射器（400）具有被适配为反射声音信号的表面（442），并且其中
所述声反射表面（442）具有非平坦轮廓（442’），该非平坦轮廓根据所述膜片（240）的所述非平坦表面（242）的轮廓来限定。
10.根据权利要求9所述的音频发生器（410，190），其中
所述第一膜片（240）具有柔性附接到换能器元件主体（280）的一部分（282）的外周（270）。
11.根据权利要求10所述的音频发生器（410，190），其中
所述外周（270）限定出具有第一孔平面（314）的第一孔（315）；并且其中，在操作中，所述膜片（240）被适配为促使所述声波在与所述第一孔平面（314）正交的方向（M，300，
300A，）上传播。
12.一种音频发生器（410，190），包括：
膜片（240），所述膜片具有非平坦的表面（242），以及反射器（400），其中所述反射器（400）具有被适配为反射从所述膜片表面传播的声波以使由所述非平坦表面（242）导致的在两个声波之间的相位偏差在距所述音频发生器（410）任意距离（D3）处被基本消除的表面形状。
13.根据前述权利要求中任一项所述的音频发生器（410，190），其中
所述非平坦反射器表面（442）的轮廓被适配为通过使相互不同的声音信号射线的传播距离基本均等，来补偿所述膜片（240）的所述非平坦表面（242）。
14.一种音频发生器（410，190），包括：
第一换能器元件（210A），所述第一换能器元件被安装为使所述第一换能器元件（210A）能够促使声波在第一方向（M）上传播；
第二换能器元件（210B），所述第二换能器元件被安装为使所述第二换能器元件（210B）能够促使声波在与所述第一方向（M）不同的第二方向上传播；
外壳（310），所述外壳被适配为包围所述第一换能器元件（210A）和所述第二换能器元件（210B）之间的空间（320）；其中
所述第一换能器元件（210A）具有第一膜片（240A）；并且其中
所述第一膜片（240A）具有柔性附接到换能器元件主体（280）的一部分（282）的外周（270）；所述外周（270）限定出具有第一孔平面（314）的第一孔（315）；并且其中，在操作中，所述膜片（240）被适配为促使所述声压波在与所述第一孔平面（314）正交的所述第一方向（M，300，300A，）上传播；其中
所述音频发生器（410，190）进一步包括
导向壁（510，520，530，540），所述导向壁被适配为引导并且导向所述声压波，以将所述声压波的传播方向集中在所述第一方向上。
15.一种音频发生器（410，190），包括：
第一换能器元件（210A），所述第一换能器元件被安装为使所述第一换能器元件（210A）能够使声波在第一方向（M）上传播；
第二换能器元件（210B），所述第二换能器元件被安装为使所述第二换能器元件（210B）能够使声波在与所述第一方向（M）不同的第二方向上传播；
外壳（310），所述外壳（310）被适配为包围所述第一换能器元件（210A）和所述第二换能器元件（210B）之间的空间（320）；其中
所述第一换能器元件（210A）具有第一膜片（240A）；并且其中
所述第一膜片（240A）具有柔性附接到换能器元件主体（280）的一部分（282）的外周（270）；所述外周（270）限定出具有第一孔平面（314）的第一孔（315）；并且其中，在操作中，所述膜片（240）被适配为使所述声压波在与所述第一孔平面（314）正交的所述第一方向（M，300，300A，）上传播；其中
所述音频发生器（410，190）进一步包括
第二孔（415）、反射器和导向壁（510，520，530，540），所述反射器具有被适配为反射声音信号的表面；并且其中
所述反射器与所述导向壁协作以引导并且导向所述声压波在第二方向（300’）上传播，以在与所述第二孔（415）的平面正交的方向上传播；所述第二方向（300’）不同于所述第一方向。
16.根据权利要求15所述的音频发生器，其中
所述第一膜片（240A）具有非平坦的表面（242A），并且其中
所述反射器表面（442）是非平坦的；所述非平坦反射器表面（442）的轮廓被适配为通过使相互不同的声音信号射线的传播距离基本均等，来补偿所述膜片（240）的所述非平坦表面（242）。
17.根据权利要求2或16所述的音频发生器；其中
所述声反射表面（442，442’）的所述非平坦轮廓（242’）被成形为使所述表面（442，
442’）上的点（PC）
沿与所述第二孔（415）的所述平面（416）正交的所述第二方向（300’）上的第一直线，被定位为距所述第二孔（415）的平面（416）第一距离（DR1，Δxi）；以及
沿与所述第一孔（315）的平面（314）正交的第二直线，被定位为距所述膜片（240）的所述非平坦表面（242）上的对应点（xi）第二距离（DR2，Δyi）。
18.根据权利要求17所述的音频发生器；其中
对于所述膜片（240）的所述非平坦表面（242）上的任何对应点（xi），所述第一距离（DR1，Δxi）和所述第二距离（DR2，Δyi）之和（Si）基本上是常数值（C）。
19.一种电声换能器，所述电声换能器包括根据在包括权利要求2或16时的任一前述权利要求的至少第一音频发生器和第二音频发生器；其中
所述第一音频发生器（410I）具有比所述第二音频发生器（410II）更大的膜片，并且所述第一音频发生器（410I）具有决定性第二孔（415I）；以及
所述第二音频发生器（410II）具有依赖性第二孔（415II）；以及
所述依赖性第二孔（415II）的平面（416II）相对于所述决定性第二孔（415I）的平面（416I）被定位为，使得所述依赖性第二孔（415II）的平面（416II）基本上平行于所述决定性第二孔（415I）的平面（416I），以及
所述依赖性第二孔（415II）的平面（416II）相对于所述决定性第二孔（415I）的平面（416I）移位。
20.根据权利要求19所述的电声换能器，其中
移位距离（ΔCI-II，ΔCI-III，）取决于所述第一音频发生器和第二音频发生器的膜片之间的关系。
21.根据从属于权利要求18时的权利要求19所述的电声换能器，其中
所述第一音频发生器（410I）具有决定性总和值（SIi，CI），以及
所述第二音频发生器（410II）具有依赖性总和值（SIIi，CII），并且其中
所述移位距离（ΔCI-II，ΔCI-III，）取决于所述决定性总和值（SIi，CI）和所述依赖性总和值（SIIi，CII）之间的关系或差。
22.根据权利要求1或14或15所述的电声换能器；其中
所述外壳包括用于空气压力均衡的装置。
23.一种用于设计在音频发生器（410I）中使用的反射器的方法，所述音频发生器（410I）具有膜片（240），所述膜片（240）具有第一非平坦表面（242）；所述方法包括建立（S110）描述第一非平坦表面（242）的轮廓的信息；
产生（S130）多个点（Ps’i；x’i，y’i，z’i）以表示三维空间中所述第一非平坦表面（242）的翻转版本（242’）；所述多个点（Ps’i；x’i，y’i，z’i）根据已建立的所述信息来产生；
绕所选择的旋转点（430’）将所述多个点（Ps’i；x’i，y’i，z’i）旋转（S150）一确定角度（α）。
24.根据权利要求23所述的方法；其中
所述旋转步骤被执行为使得所述翻转的非平坦版本表面（242’）的表示被拉伸，以使得所述翻转的非平坦版本表面（242’）的任意点Ps’i=（x’i，y’i，z’i）在至少一个第一维度（x）上保持在基本不变的位置，同时在第二维度（y）上移动，所述第二维度正交于所述第一维度。
25.根据权利要求23或24所述的方法，其中
所述信息建立步骤（S110）包括使用光学扫描仪以建立描述第一非平坦表面（242）的轮廓的测量数据。
26.根据权利要求23、24或25所述的方法，进一步包括：
存储表示所述第一非平坦表面（242）的所述轮廓的位置的位置值，并存储表示所述翻转的非平坦版本表面（242’）的位置的位置值；或
存储指示所述第一非平坦表面（242）和所述翻转的非平坦版本表面（242’）的所述轮廓的相对定位的信息。
27.根据权利要求23至25中任一项所述的方法，进一步包括：
存储所述翻转的非平坦版本表面（242’）的所述表示作为音频信号反射器的模板。
28.一种用于制造在音频发生器（410I）中使用的反射器的方法，所述音频发生器（410I）具有膜片（240），所述膜片（240）具有第一非平坦表面（242）；所述方法包括：
使用音频信号反射器模板作为用于制造音频反射器的模型。
使用两个换能器和具有非平坦轮廓的反射器的声音信号发
生器
技术领域
[0001] 本发明涉及音频发生器。本发明也涉及用于制造音频发生器的方法。
背景技术
[0002] 普通现有技术扬声器具有支持可以充当电磁体的线圈的圆锥体以及永磁体。可以由纸制作的圆锥体通常可相对永磁体移动。当电信号传送到线圈时，线圈充当电磁体从而生成作用在永磁体上的磁场，以使圆锥体相对永磁体移动。在一些声音再现系统中，可以使用多个扬声器，每个都再现可听频率范围的一部分。在诸如无线电和TV接收机以及许多形式的音乐播放器的装置中存在微型扬声器。更大的扬声器系统用于例如在私人住宅中、在电影院中和音乐会中再现音乐。
发明内容
[0003] 本发明的目标是解决实现用于声波再现的改善音频发生器的问题。
[0004] 根据本发明的一方面，该问题由音频发生器（410，190）解决，该音频发生器包括：
[0005] 第一换能器元件（210A），被安装以使该第一换能器元件（210A）可以使声波在第一方向（M）上传播；
[0006] 第二换能器元件（210B），其经安装以使该第二换能器元件（210B）可以使声波在与第一方向（M）不同的第二方向上传播；
[0007] 外壳（310），其经适配为包围第一换能器元件（210A）和第二换能器元件（210B）之间的空间（320）；其中
[0008] 第一换能器元件（210A）具有第一膜片（240A），该第一膜片具有非平坦的表面（242A），并且其中
[0009] 第一膜片（240A）具有柔性附装到换能器元件主体（280）的一部分（282）的外周（270）；所述外周（270）限定出具有第一孔平面（314）的第一孔（315）；并且其中，在操作中，第一膜片（240A）经适配为使所述声压波在与所述第一孔平面（314）正交的第一方向（M，300，300A，）上传播；其中
[0010] 所述音频发生器（410，190）进一步包括
[0011] 反射器（400），该反射器（400）具有经适配为反射声信号的表面（442）；以及[0012] 导向壁（510，520，530，540）
[0013] 反射器（400）与导向壁协作以引导并导向所述声压波在第二方向（300’）上传播；所述第二方向（300’）不同于所述第一方向；并且其中声反射表面（442）具有非平坦轮廓（242’）。
[0014] 由于两个膜片同时在相同方向上移动，因此它们以协作方式有效地相互作用以克服对膜片移动的任何机械阻力。有利地，陷入膜片之间的任何空气随着膜片移动而移动。此外，该解决方案将外壳内的空间中的任何空气压力变化消除或显著减小。由于空气是可压缩介质，外壳310内的空间320中这样的空气压力变化可以用其他方式产生作用在膜片上的弹簧状力，这可以导致较慢响应并因此导致失真。因此，鉴于用于将电扬声器驱动信号变换成声信号的现有技术换能器固有地导致失真，使得由现有技术换能器生成的声信号不能真实表示电扬声器驱动信号，该解决方案有利地使得第一换能器元件膜片能够在正确表示电扬声器驱动信号的意义上提供改善的保真度。因此，当电扬声器驱动信号例如在正确表示原声音信号的意义上提供高保真度时，该解决方案有利使得第一换能器元件膜片在正确表示原声音信号的意义上提供改善的保真度。
[0015] 反射器的非平坦轮廓可以与非平坦膜片协作以将声音反射为在膜片上的相互不同位置产生的两个声波W1’和W2’在到达第二孔的平面时传播基本相同距离。因此，从音频发生器的第二孔传送的声波可以有利地是真实平面声波。
[0016] 因此，提供两个协作换能器元件有利地与提供具有非平坦轮廓的反射器相互作用，以便在电扬声器驱动信号例如在正确表示原声音信号的意义上提供高保真度时，使得音频发生器能够在正确表示原声音信号的意义上提供改善的保真度。
[0017] 根据实施例，外壳是密封外壳。
[0019] 为了使本发明的理解变得简单，通过示例并参考附图描述了本发明，附图中[0020] 图1示出根据本发明的系统100的第一实施例的示意框图。
[0022] 图2B是电声换能器的另一实施例的示意侧面图。
[0023] 图2C是电声换能器的另一实施例的示意侧面图。
[0024] 图2D是沿图2C的直线A-A截取的示意剖面图。
[0025] 图3是换能器元件的实施例的示意侧面图。
[0026] 图4是换能器元件的实施例的示意侧面图。
[0027] 图5和图6是音频发生器的实施例的示意侧面图。
[0028] 图7A也是音频发生器的实施例的示意侧面图。
[0029] 图7B是换能器元件的实施例的顶视图。
[0030] 图7C是包括图7B中示出的换能器元件210以及对应反射器400的实施例的音频发生器410的实施例的侧面图。
[0031] 图7D是图7C中示出的音频发生器的分解侧面图。
[0032] 图8A-图8F示出用于设计音频反射器的过程的实施例。
[0033] 图8G是音频发生器的另一截面侧视图。
[0034] 图9示出音频发生器，该音频发生器包括用于将电信号正确转换成一系列压力波的多个电声换能器410I、410II和410III。
[0035] 图10A是音频发生器的另外实施例的示意图。
[0036] 图10B是沿图10A的直线A-A截取的剖面顶视图。
[0037] 图11A是音频发生器的另外实施例的示意图。
具体实施方式
[0038] 图1示出根据本发明的示意示范系统100。系统100被适配为再现声波。系统包括被适配为发出原声音信号110的声源105。原声音信号由声波形成。声源105的一个示例是歌手。歌手在唱歌时发出原声音信号110。发出原声音信号110的声源105的另一示例是播放语音的扬声器。发出原声音信号110的声源105的另一示例是演奏一首音乐的管弦乐团。该描述将讨论发出人可听到的原声音信号110的声源105以及这样声音的再现，但本发明还可以应用于包括发出其他声音信号（例如以由次声波或超声波形成的声音信号为例）的声源105的系统100。
[0039] 系统100进一步包括换能器115（例如以麦克风115为例），被适配为将原声音信号110转换成麦克风信号。麦克风被适配为通过使声波向麦克风115的移动元件施加力来接收原声音信号110。麦克风115进一步被适配为基于麦克风移动元件的振动产生由电压信号形成的麦克风信号120。麦克风信号120的电平或幅度通常非常低，通常在微伏范围内，例如0-100μV。麦克风115可以是具有平板的电容器麦克风，该平板可以被设定为响应于由声波导致的空气压力偏差来运动。
[0040] 系统100可以进一步包括麦克风前置放大器125，其被适配为输出具有比麦克风信号120更大电平的麦克风线路电平信号130。麦克风线路电平信号130的电平通常在例如0-10V的伏特范围内。
[0041] 系统100可以可选地包括信号处理装置（treater）135。信号处理装置135可以包括被适配为响应于麦克风信号120产生第一数字信号140的模数转换器ADC，使得第一数字信号140是麦克风信号120的数字表示。信号处理装置135还可以包括麦克风线路电平信号130的数字处理。信号处理装置135被进一步适配以输出第一数字信号140。
[0042] 系统100还可以包括信号存储装置145，其被适配为存储模拟麦克风线路电平信号130，或在系统100中存在信号处理装置135时存储第一数字信号140。第一数字信号140可以存储在数据载体142（例如非易失性存储器）上。非易失性存储器可以实施为磁带、硬盘驱动器或紧凑光盘。信号存储装置145也可以具有用于传送从数据载体142取得的信号150的输出端。可替换地，存储的信号可以由用于从数据载体142取得已存储信号的分离装置取得。这样的分离装置可以例如由磁带播放器或紧凑光盘播放器实施。
[0043] 系统进一步包括前置放大器155，该前置放大器155被适配为准备麦克风线路电平信号130，或在存在信号处理装置135时准备经处理的麦克风信号140，或在存在信号存储器145时准备所存储的信号150以进行进一步处理或放大。前置放大器进一步被适配以调整输入信号（130，140或150）的电平。前置放大器155进一步被适配以基于输入信号（130，140或150）输出线路信号160。
[0044] 系统可以可选地包括被适配为处理线路信号160的信号处理器165。当系统100被适配用于数字声音时，信号处理器165可以包括可选的D/A转换器。信号处理器也可以可选地包括可以在调音台中实施的信号处理器。信号处理器165具有用于传送第二线路电平信号170的输出端。
[0045] 系统进一步包括被适配为产生用于经由放大器输出端178传送的电扬声器驱动信号180的放大器175。根据本发明的实施例，放大器175是功率放大器175。扬声器驱动信号180可以响应于线路电平信号而产生，或在系统100中存在信号处理器165时响应于经处理的第二线路电平信号170而产生。以此方式，功率放大器可以产生模拟电信号180，以使模拟电信号180的时间部分具有与麦克风信号120的对应时间部分相同或基本相同的波形。根据实施例，电扬声器驱动信号180可以传送到电声换能器190的输入端185。电声换能器190操作以响应于在输入端185上接收的电扬声器驱动信号180产生声音信号200。可以包括例如音乐的声音信号200可以被用户205收听到。
[0046] 如上提到，声/电换能器115（例如麦克风）可以操作以将声音信号（见于图1）转换成电麦克风信号120。存在能够将声音信号110转换成电麦克风信号120以使电麦克风信号120在正确表示声音信号110的意义上具有高保真度的现有技术换能器。然而，用于将电扬声器驱动信号180转换成声音信号的现有技术换能器固有地导致失真，从而由现有技术换能器产生的声音信号不能真实表示电扬声器驱动信号180。实际上，现有技术声音再现系统固有地不能产生真实表示原声音信号110的声音信号。因此，即使当电扬声器驱动信号180例如在正确表示原声音信号110的意义上如此提供高保真度时，现有技术扬声器固有地引入失真，以使由现有技术扬声器产生的声音在正确表示声音信号110的意义上具有低于电扬声器驱动信号180的保真度。
[0047] 图2A是电声换能器190的实施例的示意侧面图。电声换能器190包括第一换能器元件210A和第二换能器元件210B与隔音板230。
[0048] 图3是换能器元件210的实施例的示意侧面图，该换能器元件可以用在该文档中讨论的电声换能器中。换能器元件210具有膜片240，该膜片240包括用于使膜片240根据电输入信号移动的装置250。膜片移动发生器250可以包括被适配为响应于接收到驱动信号（例如驱动信号180）而产生磁场的线圈250，该驱动信号可以经驱动端子252和254传送。换能器元件210还可以包括固定地附接到换能器元件主体280的永磁体260。膜片240具有可以柔性附接到换能器元件主体280的一部分282的外周270。柔性可以由被适配为将膜片240的外周270与换能器元件主体280的该部分282物理连接的柔性构件284实现。驱动端子252和254可以通过导线256和258分别电连接到线圈250，该导线256和
258被适配为允许膜片240的期望移动，同时允许端子252和254分别保持相对换能器元件主体280不移动。换能器元件主体280可附接到隔音板230。
258被适配为允许膜片240的期望移动，同时允许端子252和254分别保持相对换能器元件主体280不移动。换能器元件主体280可附接到隔音板230。
[0049] 膜片240响应于驱动信号180相对换能器元件主体280移动。在电信号180传送到线圈时，线圈充当电磁体从而产生磁场，该磁场在与永磁体260的磁场相互作用时产生力，从而使得膜片140相对永磁体260移动。换能器元件210被适配为使膜片240仅或基本上仅在图2中箭头300的方向上移动，同时保持膜片240在与箭头300的方向垂直的所有方向上不移动或基本上不移动。这样，在可变电信号180被传送到线圈250时，膜片240可以使声波在箭头300的方向上远离膜片240传播（见于图3）。
[0050] 图3中箭头300的方向可以正交于第一孔315的平面314。第一孔315可以由膜片240的外周270限定。在膜片240是圆锥形时，第一孔平面314可以由膜片锥体240的底部限定。
[0051] 因此，换能器元件210可以被适配为使膜片240仅或基本上仅在与第一孔315的平面314正交的方向300上移动，同时保持膜片240在与第一孔315的平面314平行的所有方向上不移动或基本上不移动。
[0052] 根据实施例，膜片240由具有一定硬度的轻质材料制作。根据实施例，膜片240是圆锥形，如在图3中示出。制作圆锥形轻质膜片240的材料可以包括纸。
[0053] 参考图2A，电声换能器190包括第一换能器元件210A，该第一换能器元件210A安装到隔音板230以使第一换能器元件210A可以使声波在箭头300A的方向上传播。另外，电声换能器190包括第二换能器元件210B，该第二换能器元件210B被安装为使得第二换能器元件210B可以使声波在箭头300B的方向上，即在与箭头300A相反的方向上传播。
[0054] 电声换能器190包括外壳310，该外壳310被适配为包围第一换能器元件210A和第二换能器元件210B之间的空间320。根据实施例，外壳310是密封外壳。因此，外壳310具有主体312，以使得主体312与膜片240A和240B协作以防止空气在外壳310内的空气容积和环境空气之间自由流动。
[0055] 两个换能器元件210A和210B可以有利地以相反的相位连接，如在图2A中示出。因此，放大器输出端178的正端子330可以连接到换能器元件210A的正端子252A和换能器元件210B的负端子254B；并且放大器输出端178的负端子340可以连接到换能器元件
210A的负端子254A和换能器元件210B的正端子252B。该反相连接具有当膜片240A在箭头300A的方向上移动时，然后膜片240B也在箭头300A的方向上移动的效果。当外壳310是密封外壳310，并且两个换能器元件210A和210B反相连接时，则陷入膜片之间的空气将随着膜片240A和240B的移动来移动。由于两个膜片同时在相同方向上移动，因此它们以协作方式有效相互作用以克服对膜片移动的任何机械阻力。此外，该解决方案将外壳310内的空间320中的任何空气压力变化消除或显著减小。由于空气是可压缩介质，所以外壳
310内空间320中这样的空气压力变化可以用其他方式产生作用在膜片上的弹簧状的力，这可以导致较慢响应并因此导致失真。
210A的负端子254A和换能器元件210B的正端子252B。该反相连接具有当膜片240A在箭头300A的方向上移动时，然后膜片240B也在箭头300A的方向上移动的效果。当外壳310是密封外壳310，并且两个换能器元件210A和210B反相连接时，则陷入膜片之间的空气将随着膜片240A和240B的移动来移动。由于两个膜片同时在相同方向上移动，因此它们以协作方式有效相互作用以克服对膜片移动的任何机械阻力。此外，该解决方案将外壳310内的空间320中的任何空气压力变化消除或显著减小。由于空气是可压缩介质，所以外壳
310内空间320中这样的空气压力变化可以用其他方式产生作用在膜片上的弹簧状的力，这可以导致较慢响应并因此导致失真。
[0056] 当换能器元件210被设计为线圈可以在具有相互不同的磁场幅度的位置之间移动时，与线圈位于其中该线圈经历较强磁场幅度的位置时由线圈中某个电流幅度产生的力相比，线圈位于其中该线圈经历较弱磁场幅度的位置时由线圈中该电流幅度产生的力会较弱。
[0057] 有利地，在两个换能器元件210A和210B反相连接时，如在图2中示出，线圈250A和250B将位于相互不同的位置，即如果线圈250A经历较弱磁场幅度，那么线圈250B将位于经历较强磁场幅度的位置。因此，包括第一换能器元件210A和第二换能器元件210B，以使膜片240A在箭头300A的方向上移动时则膜片240B也在箭头300A的方向上移动的电声换能器190，有利地呈现出换能器元件210A和210B之间的电磁机械相互作用。根据实施例，参考图3连同图2，例如当线圈250A远离磁体260A以经历相对弱的场幅度时，则线圈250B将接近磁体260B以便经历较强的磁场幅度。
[0058] 图2B是电声换能器190的另一实施例的示意侧视图。图2B实施例可以基本上如关于图2A描述，但具有以下修改：根据图2B的实施例，外壳310可以是密封外壳，其中外壳310的主体312包括用于空气压力均衡的装置318。根据实施例，用于空气压力均衡的装置
318可以包括阀门318，该阀门可打开以允许外壳310内的空气容积和环境空气之间的空气压力的均衡，并可关闭以使外壳310是密封外壳。
318可以包括阀门318，该阀门可打开以允许外壳310内的空气容积和环境空气之间的空气压力的均衡，并可关闭以使外壳310是密封外壳。
[0059] 在此情境下，注意，环境空气压力可以由于天气状况而变化，导致例如所谓低压或高压。此外，当电声换能器190在不同地理位置或海拔之间运输，例如从接近海平面的位置运输到高于海平面几百米的另一位置时，环境空气压力将会改变。
[0060] 用于空气压力均衡的装置318有利地允许例如在使用电声换能器产生声音信号200之前（见于图1连同图2B）执行空气压力均衡。因此，提供用于空气压力均衡的装置318有利地允许电声换能器190最优操作而不管天气和地理位置如何。
[0061] 根据另一实施例，用于空气压力均衡的装置318可以包括节流装置318，该节流装置318被适配为允许外壳310内空气容积和环境空间之间非常慢的空气压力均衡。在此情境下注意，节流装置318可以包括被适配为允许非常慢的空气压力均衡的微小通道。
[0062] 如关于图2A提到的，两个换能器元件210A和210B可以有利地反相连接。而图2A示出其中两个换能器元件（210A，210B）并联连接的实施例，图2B示出其中两个换能器元件（210A，210B）串联连接的实施例。
[0063] 经由换能器元件210A的孔315A出射（exciting）的声波可以主要在方向300A上传播到周围空间。然而，声波的本质使得它们可以也在所期望方向300A之外的其他方向上稍微扩散，在如图2A或2B中示出的格局中。然而根据本发明的实施例，音频发生器410也可以包括导向壁以使集中于方向300A上的声传播增加。
[0064] 图2C是电声换能器190的另一实施例的示意侧视图。图2C实施例可以基本上如关于图2A和/或2B描述，但具有以下修改：
[0065] 根据图2C实施例的电声换能器190可以包括盒状结构502。盒状结构502支撑如上描述的外壳310。此外，盒状结构502包括导向壁510、520、530和540，该导向壁被适配为引导并导向所述声压波，以使由换能器元件210A产生的声压波的传播方向集中在方向M，300A上。
[0066] 盒状结构502也可以设置有如上描述的用于空气压力均衡的装置318，并且其可有具有开口319或所谓的备用基础（base）元件319。
[0067] 图2D是沿图2C的直线A-A截取的示意剖面图。因此，当膜片240A的移动导致在方向M（方向M与第一孔平面315的平面正交）中的传播方向v上的空气压力（即压力脉冲）暂时增加时，压力脉冲被导向壁510、520、530和550保持并由导向壁510、520、530和550导向，以将方向300A’上压力脉冲的移动方向朝向距音频发生器410一段距离的平面P集中。
[0068] 由于收听者205通常在距离音频发生器410大约多于一米的距离D3欣赏音乐，因此有利的是声音（其由连续受控压力脉冲构成）被导向。
[0069] 当窄宽度的平面波前离开声源时，其固有地以导致所产生的波前在距离声源巨大距离处被弯曲的方式向侧面散布。在这点上，导向壁操作以在连续压力脉冲从第一孔传播时引导并且导向连续压力脉冲。
[0070] 相位调整反射器
[0071] 图4是换能器元件210的实施例的示意侧面图。在图4中示出的换能器元件210可以例如如上面参考图3的描述来设计。该换能器元件210可以用在图2的电声换能器190中。如上提到，换能器元件210被适配为使膜片240仅或基本上仅在箭头300的方向上移动（见于图4和图3），以便在可变电信号180传送到膜片移动发生器250时，声波在箭头
300的方向上离开膜片240传播。如上提到，膜片移动发生器250可以包括线圈250。
300的方向上离开膜片240传播。如上提到，膜片移动发生器250可以包括线圈250。
[0072] 因此，声传播方向在箭头300的方向上，该方向是图4中平面P的法向矢量，即声传播方向主要在膜片移动的方向上。因此，当：膜片的空间形状不平行于平面P时，那么：两个声波W1和W2分别可以在距离平面P相互不同的距离D1和D2被分别产生。本发明人认识到，在相互不同的位置360和370分别产生的两个声波W1和W2将导致位于沿平面P的位置的用户耳朵所体验的声音失真（见于图4）。实际上，本发明人认识到，音频产生膜片
240的空间形状不平行于距换能器元件210的前部282的距离D3处的平面P，如在距换能器元件210的前部282的任何距离D3所体验到的，一些频率会被抑制并且其他频率会被加强（见于图4和/或图2）。
240的空间形状不平行于距换能器元件210的前部282的距离D3处的平面P，如在距换能器元件210的前部282的任何距离D3所体验到的，一些频率会被抑制并且其他频率会被加强（见于图4和/或图2）。
[0073] 根据图4实施例，膜片240至少部分是圆锥形。因此，膜片的空间形状不平行于与声传播方向正交的平面P（见于图4）。参考图4，箭头300可以垂直于平面P，如由图4中以参考号350表示的作为90度角的角度示出。因此，在相互不同位置360和370分别产生的相同频率f1的两个声波W1和W2在相位上相对彼此偏移。该相位偏移或相位偏差表示为 本发明人认识到，对于所产生的音频信号200（见于图1）中的每个特定构成频率，相位偏差 取决于距离偏差dD=D2-D1（见于图4连同图1）。这由具有某个频率f1的信号在其传播通过空气时将表现出对应波长λ1的事实导致的（见于图4）。例如，传播通过空气的10kHz声音信号展现出约34mm的波长，而传播通过空气的100Hz信号展现出约3400mm，即约3.4米的波长。
[0074] 当膜片240是截锥形时，如在图4中示出，最大距离偏差dD=D2-D1根据锥形膜片240的半径R变化。
[0075] 因此，本发明人设计了用于解决实现改善的电声换能器的问题的解决方案。
[0076] 参考图1，本发明人设计了用于解决实现改善的电声换能器的问题的解决方案，当电扬声器驱动信号180例如在正确表示原声音信号110的意义上提供高保真度时，该电声换能器在正确表示原声音信号110的意义上具有高保真度。
[0077] 特别地，本发明人设计了解决实现改善的电声换能器的问题的解决方案，该电声换能器消除或显著减小由在沿着距电声换能器190距离D3的平面P的位置处用户耳朵所体验的声音失真（见于图1、3或4）。
[0078] 原声音信号110可以包括多个信号频率，每个信号频率在声音信号110传播通过空气时由分离波长表示。为再生真实表示原声音信号110（见于图1）的声音信号200，应用以下条件：
[0079] A）在原声音信号110中任何两个信号之间出现的相互时间顺序必须在再现的声音信号200中保持。
[0080] B）在原声音信号110中任何两个信号之间的相互幅度关系必须在再现的声音信号200中保持。
[0081] 上面条件A）可针对至少两个情况被详查：
[0082] A1）在原声音信号110中具有相同信号频率的任何两个信号之间出现的相互时间顺序必须在再现的声音信号200中保持（比较图4和6）。如果条件A1不满足，则效果是二重的：
[0083] 第一，与原声音信号f1110相比，特定的再现声音信号频率f1200的持续时间被延长。时间延长TEXT近似为
[0084] TEXT=dD/v
[0085] 其中dD=D2-D1，并且
[0086] v=声音信号的速度
[0087] 对于声音再现，室温下并且正常空气湿度下声音信号在空气中的速度v是约340米每秒。由于具有不同的开始时间tSTART和不同的结束时间tEND的频率f1的单个电驱动信号180将导致现有技术扬声器产生多个声音信号（见于图4），因此导致该时间延长TEXT。可以例如从图4的示意图来推断，由于波W1从更接近平面P的位置开始，因此波W1的前沿将比另一波W2的前沿更早到达平面P。这可以作为声音信号的拖尾被平面P的收听者体验到。
[0088] 第二，在图4中示出的相位偏差 可以使得波W1在平面P与波W2在叠加原理下相互作用。在非常简洁的概述中，也称为叠加性质的叠加原理阐述了，对于所有线性系统，由两个或多个激励导致的给定位置和时间的净响应是由每个激励单独导致的响应之和。声波是这样的激励的一种。波通常由一些参数经过空间和时间的变化---例如水波中的高度或声波中的压力的变化来描述。该参数的值称为波幅，并且波自身是指定在填满空气的空间（例如房间）中的每个点的幅度的函数。平面P中的任意点（见于图4）是空间中这样点的示例。
[0089] 当叠加原理应用到声波中的压力时，给定时间的波形是系统的声源和初始条件的函数。描述声波的方程可以被视为线性方程，并因此可以应用叠加原理。这意味着由穿过相同空间的两个或多个波产生的净幅度是已由各个波分离地产生的幅度之和。因此，波的叠加导致波之间的干扰。在一些情况下，所产生的总和变化具有比分量变化更小的幅度。在其他情况下，总和变化具有比单独的任何分量更高的幅度。因此，违反上面条件A1也可以导致违反上面条件B。
[0090] A2）原声音信号110中具有不同信号频率的任何两个信号之间出现的相互时间顺序必须在再现的声音信号200中保持。当原声音信号110包括两个分离信号成分频率f1和f2，例如包括10000Hz的频率f1的一个高音信号成分和包括50Hz的频率f2的另一信号成分时，用于将声音信号再生的系统可以尝试使用分离的换能器元件，例如用于将高频成分f1再生的高频扬声器换能器元件和用于将低频成分f2再生的低音换能器元件，将该多成分声音信号110再生。在这点上，请看下面关于图9的讨论。
[0091] 当膜片240是截锥形时，如在图4中示出，最大距离偏差dD=D2-D1依赖于锥形膜片240的半径R，如上所提到的。当膜片240是锥形时，膜片240的外周270是具有限定出膜片锥底部的半径R1的圆形。
[0092] 参考图5，提供具有膜片240的音频发生器390，该膜片240包括用于使膜片240根据输入信号移动的膜片移动发生器250。膜片240的表面242使得存在垂直于膜片表面的向量V，而所述向量V不平行于膜片240的主移动方向M。因此，当可变电信号180被传送到膜片移动发生器250时，膜片240的主移动方向M与声波离开膜片240的传播方向300一致。当然，由于声波由膜片240的移动产生，因此这是基本的。
[0093] 音频发生器390包括反射器400，该反射器400被适配为使声音反射，以使在膜片240上的相互不同位置360’和370’分别产生的两个声波W1’和W2’到达距音频发生器390距离D3的平面P时传播基本相同的距离。根据实施例，距离D3比从膜片表面到反射器表面的最大距离大得多。
[0094] 音频发生器390也可以包括在图5中用参考号230示意示出的隔音板。
[0095] 这样，当可变电驱动信号180传送到膜片移动发生器250时，音频发生器390、410可以使声波在箭头300’的方向上朝向平面P传播（见于图5和/或6）。膜片240的外周270限定出当换能器元件210操作时声音信号流过的第一孔315。实际上，在膜片240的点
360’产生的声音信号的射线可以在箭头M的方向上（见于图5），即在与第一孔315的平面
314正交的方向上传播。
360’产生的声音信号的射线可以在箭头M的方向上（见于图5），即在与第一孔315的平面
314正交的方向上传播。
[0096] 当朝向平面P的方向反射时，波将经过音频发生器390、410的第二孔415（见于图5）。参考图5，第二孔415的平面416垂直于纸张的平面并垂直于箭头300’的方向。第二孔415从基本上位于膜片240的外周270的点450延伸到点450’。如由图5示出，声射线W1’以及声射线W2’经过第二孔415。反射器400可以经“特制”为与膜片240协作以便使声音反射，从而使得在膜片240上的相互不同的位置360’和370’分别产生的两个声波W1’和W2’到达第二孔415的平面416时，将传播基本相同的距离。因此，从音频发生器390、
410的第二孔415（见于图5）传送的声波可以有利地是真平面声波。
410的第二孔415（见于图5）传送的声波可以有利地是真平面声波。
[0097] 此外，可以提供与如上面关于图2C和D相似或相同设计的导向壁510、520、530、540。导向壁在图5中由延伸超过第二孔415的上边沿450’的导向壁520示意示出。
[0098] 图6是音频发生器390、410的实施例的示意侧面图。图6的音频发生器390、410可以如上面参考图5所描述的。音频发生器390、410可以包括如上面关于图3描述的换能器元件210。音频发生器410可以包括具有非平坦的表面242的膜片240，
[0099] 隔音板230；以及
[0100] 反射器400，其中
[0101] 反射器400具有被适配为反射从膜片表面传播的声波的表面形状，以使得由所述非平坦表面242导致的在两个声波之间的相位偏差 在距音频发生器410的任意距离D3处被基本消除。通过图5的音频发生器390和图6的音频发生器410获得的该有利效果可以通过观察图6并与图4比较而容易理解。因此，由非平坦表面242导致的在两个声波W1’和W2’之间的相位偏差 可以在距音频发生器410的任意距离D3基本消除。这是由当反射器400具有被适配为反射声音信号的表面442并且声反射表面442具有根据膜片240的非平坦表面的轮廓限定的非平坦轮廓时，在膜片240上的相互不同位置360’和370’分别产生的两个声波W1’和W2’在到达距音频发生器390的距离D3的平面P时，将传播基本相同距离的事实导致的。
[0102] 如在图6中清晰示出的，当声波W1’从膜片表面242上的位置360’在方向M上沿直线A1传播时（见于图6连同图5），其将在标示为360”的点碰撞到反射器400的表面442，其中其可以在方向300’上朝向平面P反射。用户/收听者205可以定位在平面P，如由图6中耳朵示意表示。声波W1’从位置360’传播到平面P的距离是距离之和A1+A2。以对应方式，声波W2’从位置370’传播到平面P的距离是距离之和B1+B2。因此，声波W1’将传播第一距离DW1’=A1+A2，并且声波W2’将传播第二距离DW2’=B1+B2。
[0103] 根据本发明的实施例，非平坦表面442的轮廓可以使得第一距离DW1’基本等于第二距离DW2’，如在图6中清晰示出。
[0104] 在这点上，注意，图6中基本笔直的线A1和A2示出声射线W1’传播的路径，该声射线W1’在膜片240的表面242上的开始点是标示为360’的点。相似地，图6中基本笔直的直线B1和B2示出另一声射线W2’传播的路径，该声射线W2’在膜片240的表面242上的开始点是标示为370’的点。
[0105] 此外，如上面提到，传播通过空气的声波可以由空气压力经过空间和时间的变化来描述。空气压力值可以被称为声波的幅度，并且波自身是指定填满空气的空间中的每个点幅度的函数。平面P中的任意点（见于图6）是空间中这样点的示例。参考图6，正弦波形线W1A’提供起始于膜片240的表面242上标示为360’的点的声射线W1’的幅度的空间变化的示意性表示，并且正弦波形线W2A’提供了起始于膜片240的表面242上标示为370’的点的声射线W2’的幅度的空间变化的示意性表示。因此，具有某个频率f1的信号在其传播通过空气时展现出对应波长λ1（见于图6连同图4）。例如，传播通过空气的10kHz声音信号展现出约34mm的波长，而传播通过空气的100Hz信号展现出约3400mm，即约3.4米的波长。如在图6中示出，音频发生器390、410可以提供减小或基本消除由干扰导致的声音失真的有益效果。因为根据本发明的一些实施例，非平坦反射器表面442的轮廓被适配为通过使相互不同的声音信号射线的传播距离均等化来补偿膜片240的非平坦表面（242），所以可以获得该有益效果。该均等化可以因此确保例如当多个声音信号射线如W1’和W2’具有某个频率f1，因此展现出对应波长λ1时，声音信号射线的幅度W1A’和W1B’将彼此基本同相，如在图6中示出。
[0106] 如上面提到，非平坦反射器表面400的轮廓可以被适配为补偿表面242的非平坦，以使第一距离DW1基本等于第二距离DW2。因此，由于在膜片240上的相互不同位置360’和370’分别产生的两个声波W1’和W2’到达距音频发生器390距离D3的平面P时，将传播基本相同距离，因此由非平坦表面242导致的在两个声波W1’和W2’之间的相位偏差 可以在距音频发生器410的任意距离D3被基本消除。
[0107] 因此，由于在膜片240上的相互不同位置360’和370’分别产生的两个声波W1’和W2’到达距音频发生器390的距离D3的平面P时，将传播基本相同距离，因此由非平坦表面242导致的在两个声波W1’和W2’之间的相位偏差 可以在距音频发生器410的任意距离D3被基本消除。
[0108] 因此音频发生器390、410（见于图5和/或6）可以有利地确保
[0109] 当电驱动信号180在某个持续时间tn180包括具有某个幅度An180的单个电气频率成分fn180时，则
[0110] 声音信号200（如在距隔音板230距离D3的平面P的任意点所呈现的），将展现出在某个声音持续时间tn200包括具有一定声幅度An200的对应单个声频成分fn200；其中[0111] 单个声频成分fn200将等于或基本等于单个电气频率成分fn180，以及
[0112] 一定声幅度An200将相当于或基本相当于一定幅度An180，以及
[0113] 一定声持续时间tn200将等于或基本等于一定持续时间tn180。因此，通过使用如关于图5和/或6描述的音频发生器390、410的实施例，由具有非平坦表面的现有技术扬声器固有发生的叠加导致的干扰可以被减小或基本消除。
[0114] 图7-图11示出并描述本发明的其他实施例和实施例的详情。
[0115] 图7A也是音频发生器410的实施例的示意侧面图。音频发生器410可以包括如上面关于图3描述的换能器元件210。音频发生器410包括具有非平坦的表面242的膜片240；以及反射器400，其中反射器400具有被适配为反射从膜片表面242传播的声波的表面形状，以使由所述非平坦表面242导致的在两个声波之间的相位偏差 在距音频发生器
410的任意距离D3处基本消除。
410的任意距离D3处基本消除。
[0116] 图7B是换能器元件210的实施例的顶视图。图7B中示出的换能器元件210可以基本上如上面关于图3描述来设计。因此换能器元件210可以具有可根据电驱动信号180而移动的膜片240。膜片240具有可以柔性附接到换能器元件主体280的一部分282的外周270。
[0117] 在图7B的实施例中，膜片240的外周270是具有半径R1的圆形。因此，可被适配为将膜片240的外周270与换能器元件主体280的一部分282物理连接的柔性构件284可以具有内半径R1以及外半径R2。
[0118] 因此，换能器元件280的该部分282可以具有内半径R2和外半径R3，如在图7B中示出。
[0119] 图7C是包括在图7B中示出的换能器元件210以及对应反射器400的实施例的音频发生器410的实施例的侧面图。
[0120] 图7D是图7C中示出的音频发生器410的分解侧面图。
[0121] 用于设计相位调整反射器的过程
[0122] 参考图8A到8F描述用于设计音频反射器400的过程的实施例。
[0123] 图8A是具有膜片240和第一孔315的换能器元件210的示意侧面图。第一孔315可以如上面关于图3和/或5和/或6所讨论的。因此，第一孔315可以由膜片240的外周270来限定。根据图8A实施例的膜片240基本为锥形。因此，如在图8A中示出的，膜片240的上表面242可以基本上具有截锥形的内表面的形状，即膜片表面242被弯曲。因此如在图8A中示出的，弯曲的膜片表面242是非平坦表面242的一种。实际上，图8A的换能器元件210可以具有如在例如图7B中示出的形状。
[0124] 图8B是当在箭头420的方向上观察时在图8A中示出的膜片240的表面242的示意图。
[0125] 用于设计音频反射器400的过程的实施例可以开始于建立描述膜片240的表面242轮廓的信息的步骤S110。该过程或其部分可以依靠操作以执行计算机程序的计算机执行。
[0126] 建立描述表面242轮廓的信息的步骤S110可以包括测量表面242的轮廓。表面242轮廓的此测量可以包括依靠光学扫描仪设备（例如激光扫描仪）自动测量。可替换地，表面242轮廓的测量可以包括表面242的手动测量，和/或自动测量与手动测量的组合。基于在步骤S110中建立的信息，表面242的轮廓可以被描述为三维空间中的数个点。因此，膜片240的表面242可以由多个点Psi=（xi，yi，zi）来描述。在此情境下，请参考图8A，其还示出具有代表三维空间中三个正交维度x、y和z的三个轴的坐标系。
[0127] 在随后步骤S120中，接近表面242的外周270或在表面242的外周270的单个第一选择点430可以被识别出（见于图8A）。在这点上，还识别出第二点450。第二点450可以是沿直线位于距第一选择点距离DR的点（见于图8D）。根据实施例，当膜片240是锥形时，第二点450可以是接近表面242的外周270或在表面242的外周270的膜片240上的点。当膜片240是具有基本圆形底部的锥形时，距离DR可以基本是膜片240底部半径R1的两倍。在图8D中示出的膜片实施例240基本上如图7B、7C和7D的膜片242是锥形的，并因此当第一选择点430在圆锥底部的远右手侧时，第二点450可以是位于圆锥底部的远左手侧的点，如在图8D中示出。
[0128] 在随后步骤S130中，描述表面242轮廓的点可以被复制，从而多个点Ps’i=（x’i，y’i，z’i）表示镜像表面242’；与原表面242相比，镜像表面242’被表示为与原表面242基本相同但是镜面对称的（见于图8C）。该过程可以依靠操作以执行计算机程序的计算机执行。第一选择点430由第一镜像点430’镜像，并且第二点450由第二镜像点450’镜像。参考图8C和8D，直线460可以被绘制以便连接第一镜像点430’与第二镜像点450’。实际上，直线460可以表示准反射器的背面。
[0129] 在随后步骤S140中，描述镜像表面242’轮廓的点可以可选地在y轴方向上移动某个量Δy，如在图8D中示出。因此如在图8D中示出的，移动的镜像图像可以具有坐标PS’i=（x’i，y’i，z’i）=（xi，yi+Δy，zi）。y轴方向上的特定移动量Δy可以被设定成零。
[0130] 在步骤S150中，组成镜像表面242’的点绕第一选择镜像点430’旋转某个角α，如在图8E中示出，从而描述镜像表面242’轮廓的基本所有点在y轴方向上移动。在该步骤S150中，由于组成镜像表面的所有其他坐标点绕选择点430’旋转，因此仅选择点430’可以保持在基本不变的位置。根据实施例，该步骤可以被执行为使得在镜像表面242’旋转期间，镜像表面被拉伸以使镜像表面242’的任意点PS’i=（x’i，y’i，z’i）将保持在不变的x位置同时在y方向上移动。
[0131] 图8F是音频发生器410的实施例的截面侧视图，其中组成镜像表面242’的点PS’i=（x’i，y’i，z’i）绕选择镜像点430’旋转某个角α。在图8F实施例中，某个角α是约45度，并且某个量Δy是零，即在y方向上没有一致的平移。
[0132] 参考图8F，音频发生器410的实施例可以包括由基本锥形膜片240的底部平面限定的第一孔315。第一孔315可以如上面关于图3和/或5和/或6和/或图8A所讨论的。因此，在图8F中，第一孔由从点430延伸到点450的直线示出。根据图8F实施例的音频发生器410还包括第二孔415。在图8F中，第二孔415的平面416被示出为沿连接点
450’和点450的直线延伸。
450’和点450的直线延伸。
[0133] 由膜片240产生的声音可以在方向M上经第一孔315传播以便由反射器400的表面242’反射。由反射器400的表面242’反射的声音可以此后经第二孔415离开音频发生器410，以便在箭头300’的方向上向位于距第二孔415的平面416距离D3的平面P传播。根据实施例，当距离D3非常短或基本为零时，平面P可以与第二孔415的平面416一致。然而在通常的收听会话期间，其中用户很可能定位所在的平面P可以在距第二孔415的平面
416多于一米的距离D3。
416多于一米的距离D3。
[0134] 图8G是图8F实施例的音频发生器的另一截面侧视图。参考图8G描述音频发生器410的实施例的几何形状。
[0135] 根据本发明的实施例，音频发生器410的几何形状使得路线R包括两个组成距离：第一组成距离R1和第二组成距离R2。第一组成距离R1由与第二孔415的平面416正交的直线（平行于箭头300’）定义，并且其值是沿该直线从第二孔415的平面416上的任意点到反射器400的非平坦表面242’上对应点PC的距离（见于图8G）。第二组成距离R2由与第一孔315的平面314正交的第二直线（平行于箭头M）定义，并且其值是沿该第二直线从反射器400的非平坦表面242’上的点PC（称为“对应点”）到膜片240的非平坦表面242上第二对应点的距离。根据一些实施例，音频发生器410使得对于任何两条这样的路线RA和RB，距离RA基本等于距离RB为真。因此路线RA的距离基本等于路线RB的距离，该两个距离都基本等于常数值C。因此常数C的值可以由膜片240的非平坦表面242的几何形状确定。
根据实施例，常数C的值取决于沿如上描述的路线R从第二孔415的平面416上的点到膜片240的非平坦表面242上的对应点的最长距离。当膜片240的非平坦表面242为基本锥形时，常数C的值可以取决于膜片240的半径R1。此外，如上描述，常数C的值可以取决于某个移动量Δy，如关于设计反射器的步骤S140所选择的。
根据实施例，常数C的值取决于沿如上描述的路线R从第二孔415的平面416上的点到膜片240的非平坦表面242上的对应点的最长距离。当膜片240的非平坦表面242为基本锥形时，常数C的值可以取决于膜片240的半径R1。此外，如上描述，常数C的值可以取决于某个移动量Δy，如关于设计反射器的步骤S140所选择的。
[0136] 根据一些其他实施例，音频发生器410使得对于任何两条这样的路线RA和RB，除基本上源于或终止于第一孔315的外周270之外，距离RA基本上等于距离RB为真。音频发生器410、390的几何形状的这些描述可以对于大范围的角度α并对于各种尺寸的第一孔和第二孔，并对于第一孔和第二孔之间的尺寸的各种相互关系是有效的。
[0137] 上面描述的音频发生器410的几何形状不要求第一组成距离R1和第二组成距离R2相互正交。然而，根据音频发生器410的一些实施例，第一组成距离R1和第二组成距离R2相互正交。参考图8G，数个第一组成距离R1被示出为x轴方向上的距离Δx，并且数个第二组成距离R2被示出为距离Δy。
[0138] 更具体地，数条线Δy1，Δy2，Δy3，…Δyi，…Δy9和Δy10示出从膜片240的非平坦表面242到反射器400的非平坦表面242’的相应距离。数条对应参考线Δx1，Δx2，Δx3，…Δxi，…Δx9和Δx10示出从表面242’上直线Δy1，Δy2，Δy3，…Δyi，…Δy9和Δy10的入射点到第二孔415的平面416的各自的距离。根据本发明的实施例，音频发生器410的几何形状使得距离xi和yi之和Si是恒定的：
[0139] Si=Δxi+Δyi=C，其中
[0140] C为常数值；以及
[0141] 下标i是正整数或零。
[0142] 尽管如上描述可以使用单个音频发生器410产生高质量声音，但有时期望为包含在驱动信号180中的多个频带提供多个分离电声换能器。在两个或多个分离电声换能器用在音频发生器410中的情况下，根据本发明的实施例，这些分离的电声换能器应被布置以保持上面提到的条件A）和B）。
[0143] 在使用具有非平坦表面的两个或多个分离电声换能器的情况下：上面提到的常数C的值可以取决于具有最大膜片240的电声换能器，或取决于其膜片240具有最大表面非平坦度变化的电声换能器。
[0144] 图9是音频发生器410的示意侧面图，该音频发生器410包括相互不同几何形状构造的多个电声换能器的示例。存在具有第一较大非平坦膜片240I的第一电声换能器410I、具有小于第一较大膜片240I的第二非平坦膜片240II的第二电声换能器410II。最后，存在具有平坦膜片240III的第三电声换能器410III。
[0145] 具有多个电声换能器的音频发生器410可以在将包含在驱动信号180中的宽频谱正确再生方面有利改善电声换能器410的性能，其中每个电声换能器被适配以最优地再现不同频带。
[0146] 在这点上，请参考上面关于将声音信号200再生，使得其以最小失真来真实表示原声音信号110（见于图1）的条件的讨论（关于图5）。具体地，注意，在原声音信号110中具有不同信号频率的两个信号之间出现的相互时间顺序必须在再现的声音信号200中保持（在上面称为条件A2）。当原声音信号110包括两个分离的信号成分频率f1和f2，例如包括10000Hz的频率f1的一个高音信号成分和包括50Hz的频率f2的另一信号成分时，用于将声音信号再生的系统可以尝试使用分离的换能器元件，例如用于将高频成分f1再生的高频扬声器换能器元件和用于将低频成分f2再生的低音换能器元件，将该多成分声音信号110再生。
[0147] 如上面提到，当使用两个或多个分离的电声换能器时，上面提到的常数C的值可以取决于具有最大膜片240的电声换能器，或取决于其膜片240具有最大表面非平坦度变化的电声换能器。因此参考图9，本发明人认识到，为了使包括多个电声换能器410I、410II和410III的音频发生器410将电信号正确转换成一系列压力波（其可以构成声音信号），上面提到的常数C的值由具有最大膜片240的电声换能器410I决定，或其膜片240具有最大表面非平坦度变化的电声换能器决定。在图9中示出的情况下，决定性膜片是电声换能器410I的膜片240I。
[0148] 在通常的商业电声换能器410中，可以提供低音膜片240I、中频段扬声器膜片240II和高音扬声器膜片240III。在这样的商业电声换能器410中，决定性膜片240I通常是用于产生最低音频信号的膜片，即通常称为低音扬声器膜片或低频扬声器膜片。因此，在通常设施中，低音扬声器或低频扬声器的膜片240I是决定性膜片240I。因此用于制造音频发生器410的方法可以包括以下步骤，该音频发生器410包括具有相互不同几何形状构造的膜片240的多个电声换能器：
[0149] S310：在第一步骤中：提供具有相互不同几何形状构造的膜片240的多个电声换能器。
[0150] S320：确定所提供的电声换能器中哪一个具有最大膜片240，或确定其膜片240具有最大表面非平坦度变化的电声换能器。在本文中所选择的电声换能器将被称为具有决定性膜片240I的决定性电声换能器410I。
[0151] S330：关于决定性膜片240I确定常数CI的值。这可以如上面关于图8A到8G讨论来完成。因此确定的常数在本文中将被称为决定性常数CI。
[0152] S340：从在步骤S310中提供的具有非平坦膜片240II的电声换能器中选择剩余电声换能器410II中的一个。所选择的电声换能器现在将被称为具有非平坦膜片240II的电声换能器410II。
[0153] S350：为所选择的电声换能器410II确定常数CII的值。这也可以如上面关于图8A到8G讨论来完成。因此确定的常数在本文中将被称为依赖性常数CII，并且对应电声换能器将被称为依赖性电声换能器410II。依赖性常数CII的值应小于决定性常数CI的值。
[0154] S360：确定差值ΔCI-II。该差值可以是
[0155] ΔCI-II=CI-CII
[0156] S370：当设计包括多个电声换能器的音频发生器410时，依赖性电声换能器410II的平面416II应定位在距平面P比距决定性电声换能器410I的平面416I更大的距离，该差是所确定的差值ΔCI-II。这在图9中示意示出。因此差值ΔCI-II可以例如以毫米为单位表达为距离。
[0157] S380：如果还存在在步骤S310中提供的具有非平坦膜片240II的另一电声换能器：那么重复步骤S340到S370。
[0158] S390：从在步骤S310中提供的具有平坦膜片240III的电声换能器中选择剩余电声换能器410I中的一个。所选择的电声换能器现在将被称为平坦膜片换能器410III。平坦膜片换能器410III的平坦膜片240III使得
[0159] S400：当设计包括多个电声换能器的音频发生器410时，平坦膜片电声换能器410III的平坦膜片240III应定位在这样的位置，以使得从平坦膜片240III到决定性电声换能器410I的第二孔415的延伸平面416I传播的距离CI-III基本等于决定性常数CI的值（见于图9和/或图11A）。这也可以如下被措辞：由于平坦膜片240III操作以产生平面波前，因此平坦膜片换能器410III具有基本在平坦膜片240III的平面的其第二孔415。因此对于平坦膜片换能器410III常数C具有值零（0）。
[0160] 图10A是根据本发明的音频发生器410的另一实施例的示意图。图10A实施例包括参考图2C和/或2D描述的具有导向壁510、520、530、540的音频发生器190的有利特征，该导向壁510、520、530、540被适配以使集中在方向300A’上朝向距音频发生器410距离D3的平面P传播的声音增加。然而，图10实施例与图2A至图2D实施例的不同之处在于，盒状结构502支撑外壳310，使得第一膜片240A的移动促使声音在不同于方向300’的第一方向上传播，并且上部导向装置510被倾斜以促使从第一孔315出射的声音反射。
[0161] 因此参考图10A，音频发生器410可以包括孔415、反射器450和导向壁510、520、530、540。反射器450可以具有被适配为反射声音信号的表面。反射器与导向壁协作以便引导并且导向所述声压波在方向300’上传播，以便在与孔415的平面正交的方向上传播。
[0162] 图10B是沿图10A的直线A-A截取的示意性剖面图。因此，当膜片240A的移动导致在方向M（其与第一孔平面315的平面正交）上具有传播方向v的空气压力（即压力脉冲）暂时增加时，压力脉冲被反射器560在期望方向上反射。压力脉冲也可以被保持并被导向壁510、520、530和550导向，以将方向300A’上压力脉冲的移动方向朝向距音频发生器410一段距离的平面P集中。
[0163] 由于收听者205通常在距离音频发生器410大约多于一米的距离D3处欣赏音乐，因此有利的是引导声音（其由连续受控压力脉冲构成）。
[0164] 当窄宽度的平面波前离开声源时，其固有地将以使产生的波前在距离声源较大距离处被弯曲的方式向侧面散布。在这点上，导向壁操作以在连续压力脉冲从第一孔传播时引导并且导向它们。
[0165] 图10B是沿图10A的直线A-A截取的剖面顶视图。经第二孔415AI激励的声波可以主要在与第二孔415AI的平面416AI正交的方向300A’上传播到周围空间。然而，声波的本质使得它们可以在方向300A’之外的其他方向上稍微散布。根据本发明的实施例，音频发生器410也可以包括导向壁，以促使集中于与第二孔415AI的平面416AI正交的方向300A’上的声音传播增加。
[0166] 因此当膜片240A的移动导致在方向M（其与第一孔平面的平面正交）上具有传播方向v的空气压力（即压力脉冲）暂时增加时，压力脉冲被保持并由导向壁引导，以将方向300A’上压力脉冲的移动方向朝向距音频发生器410一段距离的平面P集中。
[0167] 由于收听者205通常在距离音频发生器410大约多于一米的距离D3处欣赏音乐，因此引导声音（其由连续受控压力脉冲构成）是有利的。
[0168] 当窄宽度的平面波前离开声源时，其固有地将以导致所产生的波前在距离声源较大距离处被弯曲的方式向侧面固有散布。在这点上，导向壁操作以在连续压力脉冲从第一孔传播时引导并且导向它们。因此导向壁使得集中在期望方向300’上。
[0169] 图11A是根据本发明的音频发生器410的另一个实施例的示意图。图11A实施例将参考图10A和10B描述的音频发生器190的有利特征与参考图5-9描述的音频发生器390、410的另外有利特征组合。因此图10B也是沿图11A的直线A-A截取的剖面顶视图的示意图。
[0170] 图11A音频发生器410包括外壳310，该外壳310被适配为包围在第一换能器元件210A和第二换能器元件210B之间的空间320。根据实施例，外壳310是密封外壳。因此外壳310具有主体312，使得主体312与膜片240A和240B协作以防止空气在外壳310内的空气容积和环境空气之间自由流动。
[0171] 两个换能器元件210A和210B可以有利地反相连接，如在图2A中和/或图2B中以及如在图10中示出。图11A音频发生器410与图2A和图2B的音频发生器190的不同之处在于，图11A音频发生器410包括第一反射器400A。反射器400A可以如上面参考图5-9描述来设计。因此图11A音频发生器410可以包括第二孔415A，其中反射器415A与第一换能器元件210A协作，以使得在与第二孔415A的平面416AI正交的方向300A’上离开第二孔415A的声波是平面波。
[0172] 音频发生器的各种实施例和各种部件在下面讨论。
[0173] 本发明的实施例1包括：换能器元件（210），其具有
[0174] 膜片（240）；以及
[0175] 用于促使膜片（240）根据输入信号移动，以使声波在方向（300，300A，300B）上离开所述膜片传播的装置（250）。
[0176] 实施例2.根据实施例1的换能器元件（210），其中换能器元件（210）包括固定（稳固，firmly）地附接到换能器元件主体（280）的永磁体（260）；并且其中
[0177] 膜片移动发生器（250）包括被适配为响应于接收驱动信号而产生磁场的线圈（250）。
[0178] 实施例3.根据实施例1或2的换能器元件（210）；其中
[0179] 膜片（240）具有柔性附接到换能器元件主体（280）的一部分（282）的外周（270）。
[0180] 实施例4.根据任何前述实施例的换能器元件（210）；其中
[0181] 驱动信号（180）可以经第一驱动端子（252，252A，252B）和第二驱动端子（254，254A，254B）传送；驱动端子分别通过第一（256）和第二（258）导电体电连接到线圈（250）。
[0182] 实施例5.根据实施例4的换能器元件（210）；其中第一（256）和第二（258）导电体被适配为允许膜片（240）的期望移动，同时允许第一驱动端子（252，252A，252B）和第二驱动端子（254，254A，254B）分别保持相对换能器元件主体（280）不移动。
[0183] 实施例6.根据任何前述实施例的换能器元件（210）；其中
[0184] 换能器元件主体（280）可附接到隔音板（230）。
[0185] 实施例7.一种音频发生器（410，190），包括：
[0186] 第一换能器元件（210A），被安装以使第一换能器元件（210A）可以促使声波在第一方向（300A）上传播；
[0187] 第二换能器元件（210B），被安装以使第二换能器元件（210B）可以促使声波在与第一方向（300A）不同的第二方向（300B）上传播；
[0188] 外壳（310），被适配为包围在第一换能器元件（210A）和第二换能器元件（210B）之间的空间（320）。
[0189] 实施例8.根据实施例7的音频发生器（410，190）；其中第一换能器元件（210A）和/或第二换能器元件（210B）如在实施例1-6的任何一个中所限定的。
[0190] 实施例9.根据实施例7或8的音频发生器（410，190）；其中第二方向（300B）与第一方向（300A）相反。
[0191] 实施例10.一种音频发生器（410，190），包括：
[0192] 膜片（240），其具有非平坦的表面（242），以及
[0193] 反射器（400），其中
[0194] 反射器（400）具有被适配为反射从膜片表面传播的声波的表面形状，以使由所述非平坦表面（242）导致的在两个声波之间的相位偏差在距音频发生器（410）的任意距离（D3）处被基本消除。
[0195] 实施例11.音频发生器（410，190）包括：根据任何前述实施例的换能器元件（210），其中
[0196] 膜片（240）具有非平坦的表面（242）；音频发生器（410，190）进一步包括：
[0197] 反射器（400），其中
[0198] 反射器（400）具有被适配为反射从膜片表面传播的声波的表面形状，以使由所述非平坦表面（242）导致的在两个声波之间的相位偏差在距音频发生器（410）的任意距离（D3）处被基本消除。
[0199] 实施例12.根据任何前述实施例的音频发生器（410，190）进一步包括：隔音板（230）。
[0200] 实施例13.根据从属于实施例7时的任何前述实施例的音频发生器（410，190）；其中外壳（310）是密封外壳。
[0201] 实施例14.根据任何前述实施例的音频发生器（410，190），其中两个换能器元件（210A，210B）反相连接。
[0202] 实施例15.根据任何前述实施例的音频发生器（410，190），其中
[0203] 两个换能器元件（210A，210B）串联连接。
[0204] 实施例16.根据任何前述实施例的音频发生器（410，190），其中
[0205] 两个换能器元件（210A，210B）并联连接。
[0206] 实施例17.根据任何前述实施例的音频发生器（410，190），其中两个换能器元件（210A，210B）被连接为使得当第一膜片（240A）在第一方向（300A）上移动时，则第二膜片（240B）也在第一方向（300A）上移动。
[0207] 实施例18.一种音频发生器（410），包括：
[0208] 膜片（240），其具有非平坦的表面（242），
[0209] 隔音板（230）；以及
[0210] 反射器（400），其中
[0211] 反射器（400）具有被适配为反射从膜片表面传播的声波的表面形状，以使由所述非平坦表面（242）导致的在两个声波之间的相位偏差在距音频发生器（410）的任意距离（D3）处被基本消除。
[0212] 实施例19.根据任何前述实施例的音频发生器（410，190），进一步包括[0213] 反射器（400），其中
[0214] 反射器（400）具有被适配为反射从膜片表面传播的声波（W1’，W2’）的表面形状，以使当所述反射声波（W1’，W2’）到达距音频发生器（410）距离（D3）的平面（P）时，所述反射声波（W1’，W2’）传播基本相等距离，而不管声波（W1’，W2’）源于膜片表面的哪个部分。
[0215] 实施例20.根据任何前述实施例的音频发生器（410，190），进一步包括[0216] 高音单元，被适配为产生至少一个高音声波。
[0217] 实施例21.根据实施例20的音频发生器（410，190），其中：
[0218] 所述高音单元被适配为产生所述高音声波，以使得所述高音声波与由所述非平坦表面（242）在距音频发生器（410）距离（D3）处产生的所述两个声波同相。
[0219] 实施例22.根据实施例20或21的音频发生器（410，190），其中：
[0220] 所述高音单元定位在所述隔音板后面的某个距离。
[0221] 实施例23.根据任何前述实施例的音频发生器（410，190），其中所述距离（D3）是比所述非平坦表面的表面偏差大得多的距离。
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