專利名稱：聲波發生器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種聲波發生器。
背景技術：
—般地,具有大振動片的揚聲器,諸如低音揚聲器,用于生成低音調(pitch)聲音。然而，如果存在對裝載和成本的任何限制，則難以采用該具有大振動片的揚聲器。另一 方面，在具有小揚聲器(微揚聲器)的聲波發生器中，則難以生成低音調聲音。因此，僅生成具有較低音調音的聲音。例如，聲波發生器用于車輛靠近通知裝置，該車輛靠近通知裝置用于通知行進聲音小的車輛的存在，該車輛諸如是電動車、燃料電池車和混合動力車。作為例子，將關于生成通知聲以通知諸如行人的人車輛的存在的車輛靠近通知裝置的情形，來解釋上述缺陷。例如，JP2005-289175A描述了一種使用動態揚聲器來生成通知聲音的車輛靠近通知裝置。盡管將諸如單一聲音、和弦聲音、音樂聲音、有音聲音(voice sound)和偽引擎聲音的各種聲波信號視為通知聲音，但是期望在通知聲音中包括400Hz或更低的低音調聲音，以使聲音深沉和提高傾聽舒適度。圖7示例一種真實弓I擎聲音的頻率特性。如圖7所示，該真實引擎聲音包括400Hz或更低的低音調聲音。當偽引擎聲音作為通知聲音生成時，期望該偽引擎聲音在可聽范圍內類似于該真實引擎聲音。實際上，由于裝載的限制，難以采用諸如低音揚聲器的大揚聲器作為用于發送通知聲音到車輛的外部區域的揚聲器。另一方面，如果采用小型揚聲器(微揚聲器)來生成偽引擎聲音，則難以包括具有400Hz或更低的頻率的低音調聲音。也就是說，在車輛靠近通知裝置中，由于裝載的限制，難以采用大揚聲器，并且因此難以生成包括低音調聲音的通知聲音。

發明內容
本發明的目的是提供一種能夠無需大揚聲器而生成低音調聲音的聲波發生器。根據一個方面，一種聲波發生器，包括揚聲器控制電路和揚聲器。揚聲器控制電路包括信號生成單元，所述信號生成單元配置為生成具有蜂音(humming)頻率性質的電信號。所述蜂音頻率性質包括關于AHz具有泛音關系并且定基音于所述A Hz處的多個頻率，所述A Hz是目標生成頻率并且對應于可聽范圍內的低音調頻率。揚聲器通過施加電信號到產生聲波的振動板來根據電信號生成聲波。在該結構中，當揚聲器由具有蜂音頻率性質的電信號驅動時，生成的聲波關于時間軸變化。即，生成的聲波具有在A Hz調諧的周期性質。結果，AHz的目標發生頻率被聽
為蜂音聲音。換句話說，由于該蜂音聲音，不能由揚聲器機械產生的AHz的目標生成頻率能夠被聽到，好像該目標生成頻率實際由該揚聲器生成一樣。因此，能夠生成低于揚聲器的生成能力的低音調頻率，由此能夠生成低音調聲音，無需使用諸如低音揚聲器的大揚聲器。


根據參照附圖所做的以下詳細描述，本發明的其它目的、特征和優點將變得更明顯，其中，相似的部件由相似的參考數字標明，并且其中
圖I是用于解釋根據第一實施例的聲波發生器生成的頻率信號的蜂音頻率性質的圖示；圖2是不例根據第一實施例的聲波發生器產生的蜂音聲音的時間圖；圖3是采用根據第一實施例的聲波發生器的車輛靠近通知裝置的框圖；圖4A和4B是作為根據第一實施例的聲波發生器的揚聲器的范例的車用喇叭的橫截面視圖；圖5是用于解釋根據第二實施例的聲波發生器中生成的頻率信號的蜂音頻率性質的圖示；圖6是用于解釋通過施加根據第二實施例的頻率信號而產生的聲音的頻率特征的圖示；以及圖7是示例真實引擎聲音的頻率特性的圖示。
具體實施例方式將參照附圖描述范例性實施例。聲波發生器是將電信號轉換為聲波信號的設備。一般地，聲波發生器包括揚聲器2，其通過施加電信號到產生聲波的振動板(片)而根據該電信號產生該聲波；以及揚聲器控制電路4，其包括信號生成單元3，信號生成單元3生成“頻率信號”作為用于使振動板I振動的電信號。在根據本實施例的聲波發生器中，信號生成單元3生成具有包括“多個頻率(多個蜂音頻率)”的蜂音頻率性質的“頻率信號(電信號)”，并且該“多個蜂音頻率”關于A Hz具有泛音關系，并且定基音于A Hz處。該A Hz是“目標聲音生成頻率”并且是可聽范圍內的低音調頻率。例如，為了更好地理解，該“多個蜂音頻率”由AHzX2、AHzX3和AHzX4等提供。該“多個蜂音頻率”的數量不受特別的限制，但是由“頻率信號”產生的聲音的蜂音性質現住地在“多個蜂音頻率”的數量上有增加。下文中,將參照附圖詳細描述聲波發生器的范例性實施例。在范例性實施例中，聲波發生器范例性地采用到車輛靠近通知裝置。<第一實施例>將參照圖1-4B來描述第一實施例。車輛靠近通知裝置典型地裝配在由電動機驅動并且行駛聲音小的車輛中。例如，車輛靠近通知裝置裝配在電動車、混合動力車等中。依賴于行駛狀況或在傳感器探測到諸如行人的人時，車輛靠近通知裝置向車輛外部的區域發出通知聲音，從而向車輛的外圍通知車輛的存在。如圖3所示，車輛靠近通知裝置包括用作動態揚聲器的車用喇叭2和用于控制車用喇叭2的操作的揚聲器控制電路4。 (車用喇叭2的說明)車用喇叭2是電磁報警聲音生成設備，其向車輛外部的區域發出報警聲音。例如，車用喇叭2具有公知的結構。車用喇叭2布置在車輛的前部上，諸如在前格柵(frontgrill)的內側上，以使得向車輛外部的區域發出報警聲音。特定地，當用戶操作喇叭開關，諸如方向盤的喇叭按鈕時，車用喇叭2發出報警聲音。當施加了等于或大于閾值(例如電壓等于或大于8V，諸如電池電壓)的直流自激電壓時，車用喇叭2生成報警聲音。 將參照圖4A和4B來描述車用喇叭2的詳細結構。車用喇叭2通過支柱11固定在車的前部上。車用喇叭2包括線圈12、固定磁心(磁吸引磁心)13、活動磁心(可移動磁心)14、固定觸點15和活動觸點16。當施加有電流時，線圈12生成磁力。由于線圈12生成的磁力，固定磁心13生成磁吸引力。活動磁心14被支撐在振動板(片)I的中心部分并且可朝向固定磁心13移動。活動觸點16隨著活動磁心14的移動而移動。隨著活動磁心14朝向固定磁心13移動,活動觸點16與固定觸點15分離，由此關閉到線圈12的電流。應用等于或大于閾值(例如，等于或大于8V)的直流自激電壓到車用喇叭2的電流施加端子(即，連接到線圈12的兩端的端子)使能以下兩種運動的重復。(i)吸引移動，其中活動磁心14被磁力朝向固定磁心13吸弓丨，以將活動觸點16與固定觸點15分離，由此關閉到線圈12的電流；以及(ii)復位移動，其中由于振動板I施加作為返回彈力的力，使得活動觸點16與固定觸點15相接觸,活動磁心14返回到初始位置，由此重啟到線圈12的電流施加。從而，到線圈12的該斷續電流施加(即固定磁心13的磁吸引力的斷續發生)使得振動板I隨著活動磁心14而振動，導致來自車用喇叭2的報警聲音的生成。圖4A和4B示例車用喇叭2的范例。圖4A的車用喇叭發出已通過喇叭部件17放大的報警聲音，該喇叭部件17具有螺旋號角形狀并且用作聲管。圖4B的車用喇叭發出已由共振板(盤)18放大的報警聲音。在本實施例中，車用喇機2用作用于生成通知聲音的動態揚聲器,如上所述。特定地，當線圈12施加有低于自激電壓的分離激發電壓(例如低于8V的電壓)的“頻率信號(電信號)”時，通過“頻率信號”利用線圈12使振動板I振動，以生成對應于“蜂音頻率性質”的聲波(空氣壓縮波)。(揚聲器控制電路4的說明)揚聲器控制電路4包括信號生成單元3，其生成“頻率信號(用于使振動板I振動的電信號)”；喇叭驅動放大器21，其通過“頻率信號”驅動車用喇叭2 ;以及信號處理單元22，其控制通知聲音的生成。下文中，將描述揚聲器信號生成單元3、喇叭驅動放大器21和信號處理單元22的結構和操作。(信號生成單元3的說明)信號生成單元3預先在其中存儲“頻率信號”，并根據來自信號處理單元22的指令輸出“頻率信號”。將參照圖I詳細描述由信號生成單元3生成的“頻率信號”。
期望在通知聲音中包括等于或低于400Hz (例如250Hz)的低音調音，以使通知聲音深沉并提高傾聽舒適度。在車輛中，用于裝配車用喇叭2的空間通常是受限的，因此難以增大車用喇叭2的大小，需要該車用喇叭生成包括等于或低于400Hz的低音調音的通知聲音。一般地，車用喇叭2生成以預定頻率(例如500Hz)作為基音的報警聲音，并且從而難以生成低于該基音的低音調。即使與車用喇叭2分離的動態揚聲器裝配在車輛中以生成通知聲音，用于該分離動態揚聲器的空間仍然受限。因此，難以裝配諸如低音揚聲器的大揚聲器。即使與車用喇叭2分離的動態揚聲器裝配在車輛中，也難以生成包括等于或低于400Hz的低音調的通知聲音。因為上述原因，在一般技術中，頻率信號設定為等于或大于500Hz，其能夠由車用喇口八2生成,如圖I中的比較范例(a)中所示。為解決該問題，本實施例的信號生成單元3采用以下技術。在本實施例中，目標再生頻率由A Hz,諸如250Hz提供。這里，目標再生頻率是不能由車用喇叭2生成，但期望生成的聲音。在此情況下，信號生成單元3配置為生成“頻率信號”，“頻率信號”具有包括“多個頻率”的蜂音頻率性質。此外，該“多個頻率”關于諸如250Hz的A Hz具有泛音關系，并且定基音(pitch)于諸如250Hz的A Hz處。信號生成單元3使用調制電路作為用于生成“蜂音頻率性質”的信號生成設備。即，能夠通過使用調制電路輸出“多個頻率”。特定地，如圖I的(b)中所示，在從500Hz開始的范圍中，每隔A Hz諸如每隔250Hz，產生多個頻率，作為蜂音頻率。需要指出的是，在圖1(b)中的250Hz處的虛線a是并非由信號生成單元3生成的頻率。(喇叭驅動放大器21的說明)喇叭驅動放大器21是操作車用喇叭2作為動態揚聲器的功率放大器。喇叭驅動放大器21放大從信號生成單元3輸出的“頻率信號”并且施加該放大的頻率信號到車用喇叭2的電流施加端子。喇叭驅動放大器21的最大輸出功率被限制為低于8V(分離-激發電壓)，以限制車用喇叭2由于用于生成通知聲音的電壓輸出而生成報警聲音。(信號處理單元22的說明)信號處理單元22從外部設備，諸如車輛的引擎控制單元(E⑶)，接收用于生成通知聲音的通知聲音操作信號(操作指令信號)。例如，在下面情形下，ECU提供通知聲音操作信號到信號處理單元22 (i)當車輛處于預定的操作狀況時，即，在需要生成通知聲音的行駛狀況下，諸如，在行駛速度等于或低于20km/h的狀況下；以及(ii)當車輛正在行駛時，通過人識別系統(未示出)等探測到人處于車輛行駛的方向上時。(第一實施例的操作和有益效果) 當信號處理單元22接收到來自E⑶等的通知聲音操作信號時，信號處理單元3輸出具有包括“圖1(b)中所示的多個頻率”的蜂音頻率性質的“頻率信號”到喇叭驅動放大器21。喇叭驅動放大器21放大“頻率信號”并發送放大的信號到車用喇叭2的電流施加端
子。 當接收到“頻率信號”時，由于振動板I的振動,車用喇叭2產生“包括多個蜂音頻率的聲波”。圖2示例了由車用喇叭2產生的聲波。如圖2所不，由揚聲器生成的聲音具有蜂音性質,其周期性的在目標生成頻率(AHz)，諸如“250Hz”處達到峰值。結果，“250Hz”作為蜂音生成。即，盡管“250Hz”不是由車用喇叭2機械地生成，但是“250Hz”能夠通過蜂音性質聽到，好像“250Hz”實際上從車用喇叭2生成一樣。結果，能夠生成包括“250Hz”的通知聲
曰 因此，在車輛靠近通知裝置中，能夠向車外部的區域發出低于車用喇叭2的聲音生成限制的包括“250Hz”的通知聲音。即，能夠產生包括低音調音的通知聲音，而無需在車輛內裝配諸如低音揚聲器的大揚聲器。在本實施例中，因為使用調制電路生成頻率信號的“多個頻率”，所以以“250Hz”為間隔的蜂音性質明顯地發生。從而，“250Hz”被作為大聲音生成。換句話說，“250Hz”的聲壓能夠產生為基本等于由車用喇叭2實際上生成的“蜂音頻率聲波”的聲壓。<第二實施例>將參照圖5和6來描述第二實施例。下文中，相似的部件由相似的附圖標記標明。作為動態揚聲器的范例，類似于第一實施例，車用喇叭2生成具有500Hz的基音的報警聲音。從而，難以生成低于該基音的低音調音(250Hz)。因此，在一般技術中，例如，生成平均樂律為“do”的聲音作為通知聲音的范例，使用等于或高于由車用喇叭2生成的500Hz (即，500Hz、lkHz、2kHz和4kHz的頻率)的包括“do”的頻率的頻率信號，如圖5(a)中的比較范例中所示。在本實施例中，另一方面，目標生成頻率提供為“250Hz”(低于500Hz的八度音中的“do”聲音)作為A Hz的范例。因此，如圖5(b)所示，信號處理單元3配置為輸出具有包括多個頻率的蜂音頻率性質的“頻率信號”，該多個頻率關于250Hz具有泛音關系，并且定基首于250Hz處。特定地，信號生成單元3輸出“頻率信號”，其中750Hz和I. 25kHz的頻率被增加到如圖5(a)中所示的“do”聲音的頻率中。即，頻率信號(電信號)的蜂音頻率性質包括500Hz、750Hz、lkHz 和 I. 25kHz 的頻率，如圖 5(b)示。喇叭驅動放大器21放大具有包括“do”聲的頻率和來自信號處理單元3的750Hz和I. 25kHz的頻率的蜂音頻率性質的“頻率信號”。當車用喇叭2的電流施加端子施加有該放大的頻率信號時，“頻率信號的蜂音頻率性質”由車用喇叭2產生。從而，“具有蜂音頻率性質的聲波”從車用喇叭2發出。如此，在時間軸上創建250Hz的蜂音聲音。即，聲波具有在250Hz調諧的周期性質。結果，如圖6的箭頭P所示,不是從車用喇叭2機械地生成的“250Hz”通過蜂音性質產生，好像該“250Hz”實際上從車用喇叭2生成一樣。即，能夠產生不能由車用喇叭2生成的250Hz的“do”聲音，。在上述范例性的實施例中，采用車用喇叭2作為動態揚聲器的范例。替代地，分離的動態揚聲器(微揚聲器)可裝配在車輛內，與車用喇叭2相分離，來生成通知聲音。
在上述范例性實施例中，通過動態揚聲器生成通知聲音，動態揚聲器諸如是車用喇叭2。作為另一范例，可通過動態揚聲器(例如，車用喇叭2)和使用超聲波的參數揚聲器來生成通知聲音。在上述范例性實施例中，采用聲波發生器作為車輛靠近通知裝置。然而，聲波發生器的使用并不限制于車輛靠近通知裝置。例如，可以采用聲波發生器用于房子和建筑的報警聲音發生器和鈴音發生器。
對于本領域技術人員來說，容易想到附加的優點和修改。因此，本發明在其寬廣的意義上并不限于所示和所描述的具體細節、代表性裝置和示例性范例。
權利要求
1.一種聲波發生器，包括揚聲器控制電路(4)，所述揚聲器控制電路(4)包括信號生成單元(3)，所述信號生成單元(3)配置為生成具有蜂音頻率性質的電信號，所述蜂音頻率性質包括關于A Hz具有泛音關系并且定基音于所述A Hz處的多個頻率，所述A Hz是目標生成頻率并且對應于可聽范圍內的低音調頻率；以及揚聲器(2)，所述揚聲器(2)通過施加所述電信號到產生聲波的振動板(I)來根據所述電信號生成所述聲波。
2.如權利要求I所述的聲波發生器，其中，所述信號生成單元(3)包括生成所述蜂音頻率性質的調制電路。
3.如權利要求I或2所述的聲波發生器，其中，所述聲波發生器設置在車輛靠近通知裝置中，所述車輛靠近通知裝置通過向車輛的外部發出通知聲音來通知所述車輛的存在。
4.如權利要求I或2的聲波發生器，其中所述揚聲器(2)是車用喇叭，所述車用喇叭包括線圈(12)、活動磁心(14)、固定磁心(13)和所述振動板(I)；當等于或大于閾值水平的直流自激電壓被施加到所述線圈(12)時，由于所述活動磁心(14)被所述線圈(12)生成的磁力吸引到所述固定磁心(13)，通過至所述線圈(12)的斷續電傳導利用所述固定磁心來使所以所述振動板(I)振動，由此生成報警聲音，以及當通過低于所述自激電壓的分離激發電壓將電信號施加到所述線圈(12)時，通過所述電信號來使所述振動板(I)振動，由此生成對應于所述蜂音頻率性質的所述聲波。
全文摘要
一種聲波發生器，包括揚聲器控制電路(4)和揚聲器(2)。揚聲器控制電路(4)包括信號生成單元(3)，所述信號生成單元(3)配置為生成具有蜂音頻率性質的電信號。所述蜂音頻率性質包括關于A Hz具有泛音關系并且定基音于所述A Hz處的多個頻率，所述A Hz是目標生成頻率并且對應于可聽范圍內的低音調頻率。揚聲器(2)通過施加電信號到產生聲波的振動板(1)來根據電信號生成聲波。
文檔編號G10K11/18GK102623004SQ201210025939
公開日2012年8月1日 申請日期2012年1月31日 優先權日2011年1月31日
發明者中山利明, 林俊男, 櫻井公二 申請人:株式會社電裝