CN102196326B - 包括亥姆霍兹共振器的声学结构 - Google Patents

包括亥姆霍兹共振器的声学结构 Download PDF

Info

Publication number
CN102196326B
CN102196326B CN201110046755.1A CN201110046755A CN102196326B CN 102196326 B CN102196326 B CN 102196326B CN 201110046755 A CN201110046755 A CN 201110046755A CN 102196326 B CN102196326 B CN 102196326B
Authority
CN
China
Prior art keywords
helmholtz resonator
neck
panel
chamber
bass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201110046755.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102196326A (zh
Inventor
盐泽安生
鬼束博文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Corp filed Critical Yamaha Corp
Publication of CN102196326A publication Critical patent/CN102196326A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102196326B publication Critical patent/CN102196326B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/22—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only 
    • H04R1/26—Spatial arrangements of separate transducers responsive to two or more frequency ranges
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/22—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only 
    • H04R1/28—Transducer mountings or enclosures modified by provision of mechanical or acoustic impedances, e.g. resonator, damping means
    • H04R1/2807—Enclosures comprising vibrating or resonating arrangements
    • H04R1/2815—Enclosures comprising vibrating or resonating arrangements of the bass reflex type
    • H04R1/2819—Enclosures comprising vibrating or resonating arrangements of the bass reflex type for loudspeaker transducers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2201/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones covered by H04R1/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/40—Details of arrangements for obtaining desired directional characteristic by combining a number of identical transducers covered by H04R1/40 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/401—2D or 3D arrays of transducers

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Obtaining Desirable Characteristics In Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
  • Details Of Audible-Bandwidth Transducers (AREA)

Abstract

在低音反射型扬声器中，亥姆霍兹共振器有低音反射端口和扬声器外壳中除低音反射端口和扬声器单元外的空间形成。低音反射型扬声器的低音反射端口可以在保持其在扬声器外壳中的突出方向的同时可朝向或远离侧表面移动。响应于低音反射端口的这种移动，低音反射型扬声器的颈和腔之间的相对位置关系发生改变。

Description

包括亥姆霍兹共振器的声学结构
技术领域
本发明涉及包括一个或两个亥姆霍兹共振器的声学结构。
背景技术
在包括亥姆霍兹共振器的传统已知的声学结构中，诸如低音反射型扬声器和共振吸音板是可以将亥姆霍兹共振器设置为想要的共振频率的声学结构。例如，日本专利申请公开No.HEI-04-159898(下文称为“专利文献1”)和日本专利申请公开No.2005-86590下文称为“专利文献2”)公开了以下技术：通过调整用于确定亥姆霍兹共振器的共振频率的三个因子中的颈的长度L(或颈长度L)来设置共振频率，三个因子为颈的开口表面(open surface)的面积S(开口表面积S)、与颈相通的腔的容积V、和从颈和腔之间的边界表面到颈的开口表面的颈长度L。
在专利文献1中公开的低音型扬声器中，将圆柱形低音反射端口在其开放端固定至扬声器外壳的前壁部分。在扬声器外壳以内，设置有包围低音反射端口外周的圆柱形辅助端口、以及用于驱动该辅助端口沿低音反射端口的外周移动的驱动机构。此外，在该低音反射型扬声器中，该低音反射端口和该辅助反射端口用作亥姆霍兹共振器的颈。
如本领域中公知的，在亥姆霍兹共振器中的颈的开口表面的面积S、腔的容积V、颈长度L和共振频率f之间存在着如下列数学表达式所示的预定关系：
f＝(c/2π)[S/{(L+ΔL)V}]1/2           (1)
其中，“c”表示音速，“ΔL”表示开放端校正值(如果以r表示开口表面的半径，则ΔL＝0.85r×2)。
从而，可以通过使辅助端口向前表面移动(即，通过减小颈长度L)来增加或提高专利文献1中公开的低音型扬声器的共振频率，以及可以通过使辅助端口向后表面移动(即，通过增加颈长度L)来减小或降低共振频率f。因此，该低音辐射型扬声器的用户可以通过辅助端口的驱动来设置声音增强频带的下限频率。
专利文献2中公开的吸音装置包括借助四个侧面板而彼此相对的上面板和下面板，以及具有设置在上面板中的开放端、并沿着下面板延伸的折叠状蛇管。在该吸音装置中，折叠状蛇管用作亥姆霍兹共振器的颈。专利文献2中公开的吸音装置的共振频率f由于蛇管的收缩而增加(或提高)，而由于蛇管的扩张而减小(或降低)。从而，吸音装置的用户可以通过蛇管的收缩和扩张来设置将要吸收的声音的频率。
然而，利用以上专利文献1和2公开的技术，将会出现以下问题：即，除非将用作颈的圆柱形元件设计成能够充分扩张，否则几乎不能改变共振频率。
发明内容
鉴于前述，本发明的一个目的是提供一种在不改变设置在声学结构中的亥姆霍兹共振器的颈长度、开口表面的面积、和腔容积的条件下允许将共振频率改变为想要的频率的改进技术。
为了实现上述目的，本发明提供了一种设置有亥姆霍兹共振器的改进声学结构，该声学结构被构造成允许改变亥姆霍兹共振器的颈和与颈连通的亥姆霍兹共振器的腔之间的相对位置关系。本发明的声学结构是基于由发明人等人所做的如下研究的结果做出的：即使在颈的开口表面积和长度以及腔的容积保持相同的情况下，亥姆霍兹共振器的共振频率也随着颈和腔之间的相对位置关系而变化。从而，本发明允许在不改变颈的长度和开口表面积以及腔的容积的条件下将共振频率改变至想要的频率。
优选地，本发明的声学结构包括：多个两层或多层的面板，每个面板都具有开口，这些两层或多层的面板在腔的内部和外部进行分割；颈，其由这些两层或多层的面板的开口之间的重叠部分形成；以及滑动元件，其将所述两层或多层的面板中的至少一个面板沿所述两层或多层的面板中的其他面板滑动。
在另一优选实施例中，本发明的声学结构包括：两层或多层的面板，每个面板都具有开口，所述两层或多层的面板在腔的内部和外部进行分割；颈，其由所述两层或多层的面板的开口之间的重叠部分形成；以及转动轴，其转动支撑所述两层或多层的面板中的至少一个面板。
根据本发明的另一个方面，提供了一种改进的声学结构，其包括多个亥姆霍兹共振器，每个亥姆霍兹共振器都具有颈和与颈相连通的腔，所述多个亥姆霍兹共振器在颈与腔之间的相对位置关系方面彼此不同。所述多个亥姆霍兹共振器每个都具有相同的颈的开口表面的面积、相同的与颈相连通的腔的容积、以及相同的从腔和颈之间的边界表面到颈的开口表面的长度，且其中，所述多个亥姆霍兹共振器在颈和腔之间的相对位置关系方面彼此不同。
本发明的声学结构在以下的背景下作出。如上所述，专利文献2中公开的吸音装置的用户可以通过蛇管的收缩和扩张来设置将被吸收的声音的频率。然而，专利文献2公开的吸音装置不能吸收多种频率的声音，这是因为在由作为已经扩张或收缩的蛇管的长度的颈长度(L)、颈的开口表面积(S)和腔的容积(V)确定的频率处发生了共振。一种提供对于由专利文献2公开的技术带来的不方便的解决方案的可行办法是利用在颈和腔的形状和尺寸方面彼此不同的多个亥姆霍兹共振器来构造更复杂的吸音装置。这样的更复杂的吸音装置可以吸收多种频率的声音，但是该吸音装置在整体上缺少设计统一的感觉，从而会有不佳的外观。出于这些原因，已经有了对设置有多个亥姆霍兹共振器并且允许在不削弱装置的总体设计统一性的条件下在多个频率处共振的声学结构(诸如吸音装置)的强烈需求。在如此背景下作出的本发明的声学结构允许在不削弱装置的总体设计统一性的条件下在多个频率处共振。
在本发明的声学结构中，由延伸到腔中的颈的内部区域限定的延伸表面和与连接至颈的腔的各个表面中的一个表面相交的相交面之间的最小距离可以在各亥姆霍兹共振器之间不同。
可替换地，在本发明的声学结构中，由延伸到腔中的颈的内部区域限定的延伸表面和与连接至颈的腔的各个表面中的一个表面相交的相交面之间的接触面积可以在各亥姆霍兹共振器之间不同。
根据本发明的另一个方面，提供了一种设置有亥姆霍兹共振器的改进的声学结构，所述亥姆霍兹共振器具有颈，该颈设置在与和连接至该颈的腔的各个表面中的一个表面相交的相交面接触的位置处，或设置在该相交面附近的位置处。
本发明的声学结构是在以下的背景下作出的。通过三个因子确定亥姆霍兹共振器的共振频率，这三个因子为：颈的开口表面积(S)、腔的容积(V)和颈的长度(L)。如以上由数学表达式(1)所表示的，需要减小开口表面积(S)，或者需要增加腔的容积(V)和颈的长度(L)，以允许亥姆霍兹共振器在较低的频率处共振。然而，在提供有亥姆霍兹共振器的传统已知的声学结构中，对于其中多种进行设计上的改变以满足这样的要求是很困难的。因此，本发明的声学结构被构造成允许在不改变颈的原始开口表面积(S)、腔容积(S)或颈长度(L)的条件下在想要的频率处共振。
在本发明的声学结构中，亥姆霍兹共振器可以具有与单个腔连通的多个颈，并且所述多个颈可以单独设置或沿相交面以彼此间隔开的关系进行设置。
下面将描述本发明的各实施例，但是应该理解，本发明不限于所描述的实施例，而在不背离基本原理的条件下可以对本发明进行各种改变。因此，本发明的范围只由所附权利要求确定。
附图说明
为了更好地理解本发明的目的和其他特征，下面将参照附图详细描述其优选实施例，附图中：
图1A和图1B分别是构成本发明的声学结构的第一实施例的低音反射型扬声器的正视图和侧视图；
图2是示出用于在图1的低音反射型扬声器中实现低音反射端口的移动的示例性结构的视图；
图3A至图3D是示出用于在图1的低音反射型扬声器中实现低音反射端口的移动的另一示例性结构的视图；
图4是示出用于验证图1的低音反射型扬声器的优点的亥姆霍兹共振器的视图；
图5是示出用于验证图1的低音反射型扬声器的优点的另一亥姆霍兹共振器的视图；
图6是示出用于验证图1的低音反射型扬声器的优点的再一亥姆霍兹共振器的视图；
图7是示出用于验证图1的低音反射型扬声器的优点的再一亥姆霍兹共振器的视图；
图8是示出图4至图7所示的各亥姆霍兹共振器的频率响应的曲线图；
图9是示出如何测量图4、图5和图7所示的各亥姆霍兹共振器的腔中的声压分布和质点速度分布的视图；
图10是示出图4、图5和图7所示的各亥姆霍兹共振器的腔中的声压分布和质点速度分布的曲线图；
图11是示出用于验证图1的低音反射型扬声器的优点的再一亥姆霍兹共振器的视图；
图12是示出用于验证图1的低音反射型扬声器的优点的再一亥姆霍兹共振器的视图；
图13是示出用于验证图1的低音反射型扬声器的优点的再一亥姆霍兹共振器的视图；
图14是示出用于验证图1的低音反射型扬声器的优点的再一亥姆霍兹共振器的视图；
图15是示出用于验证图1的低音反射型扬声器的优点的再一亥姆霍兹共振器的视图；
图16是示出用于验证图1的低音反射型扬声器的优点的再一亥姆霍兹共振器的视图；
图17是示出用于验证图1的低音反射型扬声器的优点的再一亥姆霍兹共振器的视图；
图18是示出用于验证图1的低音反射型扬声器的优点的再一亥姆霍兹共振器的视图；
图19是示出图11至图18中所示的各亥姆霍兹共振器的频率响应的曲线图；
图20是示出模拟亥姆霍兹共振器的电路的示意图；
图21是示出虚延伸表面和交叉表面之间的最小距离与亥姆霍兹共振器的附加质量之间的关系的曲线图；
图22A是构成本发明的声学结构的第二实施例的扬声器的正视图，图22B是沿图22A的线B-B’取的扬声器的截面图，以及图22C是沿图22A的线C-C’取的扬声器的截面图；
图23A和图23B是示出图22A至图22C的扬声器的面板的正视图；
图24A和图24B是示出扬声器的颈和腔之间的位置关系如何变化的视图；
图25A是构成本发明的声学结构的第三实施例的扬声器的正视图，以及图25B是沿图25A的线D-D’取的扬声器的截面图；
图26A和图26B是示出图25A和图25B的扬声器的面板的正视图；
图27A和图27B是示出扬声器的颈和腔之间的位置关系如何变化的视图；
图28A是构成本发明的声学结构的第四实施例的扬声器的正视图，以及图28B是沿图28A的线E-E’取的扬声器的截面图；
图29A和图29B是示出图28A和图28B的扬声器的面板的正视图；
图30A是构成本发明的声学结构的第五实施例的吸音板的正视图，以及图30B是沿图30A的线F-F’取的吸音板的截面图；
图31A是构成本发明的声学结构的第六实施例的吸音板的正视图，以及图31B是沿图31A的线G-G’取的吸音板的截面图；
图32是构成本发明的声学结构的第七实施例的线阵扬声器的透视图；
图33A和图33B分别是构成本发明的声学结构的第八实施例的低音反射型扬声器的正视图和侧视图；
图34A和图34B是分别是构成本发明的声学结构的第九实施例的低音反射型扬声器的正视图和侧视图；
图35是构成本发明的声学结构的第十实施例的吉他的透视图。
具体实施方式
[第一实施例]
图1A和图1B分别是构成本发明的声学结构的第一实施例的低音反射型扬声器10的正视图和侧视图。如图1A和图1B所示，低音型扬声器10包括扬声器单元18，其设置在扬声器外壳17的前表面11上，其中该扬声器外壳具有前表面11、后表面12、和四个侧表面13、14、15和16。低音型扬声器10还包括圆柱形的低音发射端口20，该低音发射端口具有位于前表面11中的开口表面19，并突出到扬声器外壳17内。在低音反射型扬声器10中，亥姆霍兹共振器由低音反射端口20和扬声器外壳17内除了低音反射端口20和扬声器单元18以外的空间21构成。在低音反射型扬声器10中，低音反射端口20和空间21分别用作亥姆霍兹共振器的颈和腔。从而，当扬声器单元18可听到地产生其频带等于或高于共振频率f的声音时，由开口表面19可听见地产生与该声音相位相同的声音，从而可以增强其频带等于或高于共振频率f的声音。
低音反射型扬声器10被构造成允许在扬声器10中执行颈的功能的低音反射端口20和在扬声器10中执行腔功能的空间21之间的相对位置关系。更具体地，如图1A和图1B所示，低音反射型扬声器10的低音反射端口20可以在保持其突出到扬声器外壳17内的方向的同时可朝向或远离侧表面13(即，沿图中所示的白色双头箭头表示的方向)移动或平移。
可以以下列两种方式做出用于使低音反射端口20如上所述进行平移的安排。根据第一方式，如图2所示，将前表面11位于扬声器单元18正上方的部分切掉一个矩形形状，以保证用于低音反射端口20的移动区域22，在移动区域22上并沿该移动区域的相对侧边缘23和24的内侧设置轨道27和28，并且在开口表面19的外周上设置凸缘29，该凸缘部分地装配到轨道27和28中。此外，在移动区域22的另一对相对的上下边缘25和26和低音发射端口20的开口表面19之间附接弹性材料30和31，用于闭合边缘25和26与开口表面19之间的间隙。在该第一方式中，可以在保持相同的空间21的容积V的同时使低音反射端口20平移或移动。
根据第二方式，如图3A、3B、3C和3D所示，与边缘25和26平行延伸的辊301和302在空间21内设置在边缘25和26内侧，以及支撑架303和304设置在侧边缘23和24的外侧上，并沿侧边缘23和24延伸。此外，柔性构件305位于边缘23和24、25和26、辊301和302、以及支持架303和304之间，并由它们进行支撑。更具体地，柔性构件305是平板型构件，其具有略大于边缘23和24之间距离的尺寸，以及具有远大于边缘25和26之间距离的尺寸。柔性构件305由具有足够硬度的材料制成。如图3C所示，柔性构件305具有形成在其面对空间21的内表面308中的多个平行水平凹口306。柔性构件305的左侧边缘部分和右侧边缘部分容纳或嵌入在边缘23和支撑架303之间、以及边缘24和支撑架304之间。如图3D所示，柔性构件305的左侧边缘部分和右侧边缘部分之间形成或限定的每个间隙都通过设置在柔性构件305的左侧边缘部分和右侧边缘部分和支撑架303或304之间的板簧307闭合。柔性构件305的左侧边缘部分和右侧边缘部分通常通过板簧307的偏置力压抵住边缘23和24。此外，柔性构件305的上端部分和下端部分嵌入在边缘25和辊31之间、以及边缘26和辊302之间。此外，如图3A和图3B所示，低音反射端口20固定连接至柔性构件305的面向空间21的内表面308的大体中部，并且低音反射端口20的开口表面19暴露于柔性构件305的外表面309的外部。在该第二方式中，也可以在保持相同的空间21的容积V的同时使低音反射端口20平移或移动。
如上所述，低音反射型扬声器10的实施例被构造成允许在扬声器10中执行颈功能的低音反射端口20与在扬声器10中执行腔功能的空间21之间的相对位置关系发生改变。从而，在不采用改变颈长度L、颈的开口表面的面积S和腔的容积V的构造的情况下，低音反射型扬声器10的实施例可以将共振频率f改变为想要的频率。本发明的发明人进行了以下三个测试以证实或验证低音反射型扬声器10的实施例的优点。
在第一验证测试中，本发明的发明人通过在保持腔的相同形状CCAV和容积V、以及颈的相同形状CNEC、开口表面积S和长度L的同时改变亥姆霍兹共振器的颈的位置P测定了亥姆霍兹共振器的频率响应。更具体地，分别提供了亥姆霍兹共振器a1、a2、a3和a4(见图4、图5、图6和图7)，它们具有如下面的表1所示的腔的形状CCAV和容积V、以及颈的开口表面积S、长度L和位置P。然后，将声源设置在亥姆霍兹共振器a1、a2、a3和a4中每一个前面一米远处，并将观察点设置在亥姆霍兹共振器a1、a2、a3和a4中每一个的颈中的重心位置。此后，对于亥姆霍兹共振器a1、a2、a3和a4中的每一个，通过由声源产生并在观察点测量到的声音进行模拟而计算得到频率响应。图8中的曲线a1、a2、a3和a4表示计算得到的亥姆霍兹共振器a1、a2、a3和a4的频率响应。
表1
在第二验证测试中，本发明的发明人测定了亥姆霍兹共振器a1、a2、a3和a4的共振期间的声压分布和质点速度分布。更具体地，本发明的发明人做出了图9所示的与亥姆霍兹共振器a1、a2和a4具有相同尺寸的丙烯酸树脂共振器；图9示出了使用亥姆霍兹共振器a1的实例。然后，发明人通过声压/质点速度探针Pro来通过将扬声器SP放置在位于距离朝向颈的基准面X1 1.0m的位置处并放射随机噪声来测量距离朝向腔的基准面X1的距离为x的每个测量点处的声压P和质点速度V。此处，基准面X1是与颈相反的三种类型共振器之一的腔的表面。然后，本发明的发明人通过以亥姆霍兹共振器a1、a2和a4中在位于距离x(x＞0)处的每个测量点处测量到的声压P除以在位于距离x(x＝0)处的每个测量点处测量到的声压Po测定比率P/Po，以及通过以在位于距离x(x＝0)处的每个测量点处测量到的质点速度V除以在位于距离x(x＞0)处的每个测量点处测量到的质点速度Vo测定比率V/Vo。图10的曲线示出了亥姆霍兹共振器a1、a2和a4中每个共振器中距离基准面X1的距离x之间的关系以及比率P/Po和比率V/Vo。
在第三验证测试中，本发明的发明人通过不同地改变各亥姆霍兹共振器的颈的位置P和腔的形状CCAV同时保持相同的腔容积V和相同的颈的形状CNEC、开口表面积S和长度L来测定了频率响应。更具体地，提供了亥姆霍兹共振器b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7和b8(分别见图11、12、13、14、15、16、17和18)，这些亥姆霍兹共振器分别具有如下表2所示设置的腔的形状CCAV和容积V、以及颈的开口表面积S、长度L和位置P。然后，在亥姆霍兹共振器b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7和b8中每个亥姆霍兹共振器前面一米位置处设置声源，并在亥姆霍兹共振器b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7和b8中每个亥姆霍兹共振器的颈中的重心位置处设置观察点。此后，针对亥姆霍兹共振器b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7和b8中的每个亥姆霍兹共振器，通过对由声源产生并在观察点处测量到的声音进行模拟计算以得到频率响应。图19中的曲线b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7和b8表示计算出的频率响应。
表2
如图4至图7以及图11至图18所示，亥姆霍兹共振器a1至a4以及b11至b18中的每一个都包括连接至圆柱形状的腔的一个底部(下表面)的颈。亥姆霍兹共振器之间在腔和颈之间的相对位置关系方面不同。根据第一至第三验证测试的结果，可以看出在亥姆霍兹共振器中，在腔和颈的之间的相对位置关系和共振频率f之间存在下列关系。
(1)如图4、图5和图7所示，在亥姆霍兹共振器a1、a2和a4中，由向腔延伸的颈的内部区域限定的虚曲面(下文中称为“虚延伸表面PEX”)和与连接至颈的腔(即，具有连接至其的颈)的表面相交的表面(下文中称为“相交面PCR”)之间的最小距离DMIN的大小关系为亥姆霍兹共振器a1＞亥姆霍兹共振器a2＞亥姆霍兹共振器a4。此外，图8所示的亥姆霍兹共振器a1、a2和a4中的频率响应的峰值频率的高低关系为亥姆霍兹共振器a1(182Hz)＞亥姆霍兹共振器a2(178Hz)＞亥姆霍兹共振器a4(167Hz)。根据前述，可以看出，如果虚延伸表面PEX与相交面PCR彼此不接触(即，如果最小距离DMIN＞0)，则共振频率f随着虚延伸表面PEX与相交面PCR之间的最小距离DMIN减小而减小或降低。
(2)如图4至图7所示，在亥姆霍兹共振器a1和亥姆霍兹共振器a2中，虚延伸表面PEX与相交面PCR之间的最小距离DMIN大于0(零)，而亥姆霍兹共振器a3和亥姆霍兹共振器a4中的最小距离DMIN为0。也就是说，在亥姆霍兹共振器a1和亥姆霍兹共振器a2中，虚延伸表面PEX与相交面PCR彼此分隔开，而在亥姆霍兹共振器a3和亥姆霍兹共振器a4中，虚延伸表面PEX与相交面PCR彼此接触。此外，亥姆霍兹共振器a4中的虚延伸表面PEX与相交面PCR的接触面积大于亥姆霍兹共振器a3中的虚延伸表面PEX与相交面PCR的接触面积。相反，亥姆霍兹共振器a4中的频率响应的峰值(167Hz)低于亥姆霍兹共振器a3中的频率响应的峰值(175Hz)。
此外，观察图10的亥姆霍兹共振器a1、a2和a4中的颈附近(即，距离基准面X1的距离x为0.2m的位置附近)的质点速度V，亥姆霍兹共振器a1、a2和a4之间在颈附近的质点速度等于或大于预定值的区域的尺寸的大小关系是亥姆霍兹共振器a4＞亥姆霍兹共振器a2＞亥姆霍兹共振器a1。
此外，如图11至图18所示，在亥姆霍兹共振器b1至b8每一个中，虚延伸表面PEX与相交面PCR相互接触(即，最小距离DMIN＝0)。亥姆霍兹共振器b1至b8间虚延伸表面PEX与相交面PCR之间的接触面积AR的大小关系为亥姆霍兹共振器b8＞亥姆霍兹共振器b3＞亥姆霍兹共振器b2＞亥姆霍兹共振器b6＞亥姆霍兹共振器b5＞亥姆霍兹共振器b4＞亥姆霍兹共振器b7＞亥姆霍兹共振器b1。相反，图19所示的亥姆霍兹共振器b1至b8间的频率响应的峰值的高低关系为亥姆霍兹共振器b8(143Hz)＜亥姆霍兹共振器b3(149Hz)＜亥姆霍兹共振器b2(151Hz)＜亥姆霍兹共振器b6(153Hz)＜亥姆霍兹共振器b5(157Hz)＜亥姆霍兹共振器b4(167Hz)＜亥姆霍兹共振器b7(168Hz)＜亥姆霍兹共振器b1(172Hz)。
根据前述，可以看出，在虚延伸表面PEX与相交面PCR相互接触(即，最小距离DMIN＝0)的情况中，共振频率f随着虚延伸表面PEX与相交面PCR之间的接触面积AR减小而降低。
本发明的发明人为了从另一个角度确认从图8、图10和图19可看出的最小距离DMIN、接触面积AR和共振频率f之间的关系进行了如下计算。在声学领域中，已知的是计算被壁包围的闭合空间的音频阻抗Za作为模拟这样的闭合空间的电路的阻抗(详见2004年5月10日由Baifuukan出版的由Oga Toshiro，Kamakura Tomoo，SaitoShigemi和Takeda Kazuya著的“Onkyo Electonics-Kiso to Ouyou”(Acoustic Elecctronics-Basis and Application)，(下文中称为非专利文献1)，pp75-89，以及1975年1月25日由Syoukabo出版的由Kobashi Yutaka著的“Oto to Onmpa”(Sound and Sound Wave)(下文称为非专利文献2)，pp 114-119。如果与亥姆霍兹共振器的颈相对的腔的底面(下表面)X2上的声压以P来表示，质点速度以V来表示，表示腔中的空气的柔软度(softness)的参数(即，声顺参数)以Ca来表示，表示腔内空气的质量的参数(声质量)以La来表示，表示与所述声质量共振的颈的各相对侧上的质量(附加声质量)的参数以α1和α2来表示，表示颈内的声阻的参数以Rr来表示，以及表示辐射阻的参数以Rn来表示，则可以如图20所示，将该亥姆霍兹共振器看做是具有与电源P并联连接的电容Ca、线圈α1、线圈La、电阻Rn、线圈α2和电阻Rr的电路。
在该电路中，电容Ca可以被看作在底面X2的振动频率足够低的区域中处于断开(open)状态。从而，亥姆霍兹共振器的声阻Za可以以下面的数学表达式(2)来近似。
Za＝Rn+Rr+j2πf(α1+La+α2)        (2)
上述数学表达式(2)中的声阻Za等于通过以声压P除以容积速度Q计算得到的值，其中，容积速度为底面X2上的质点速度V和底面X2的面积S的乘积。从而，可以将上述数学表达式(2)表示为：
P/Q＝Rn+Rr+j2πf(α1+La+α2)        (3)
仅看数学表达式(3)的虚部，其可以简化成下面的数学表达式(4)。
Im(P/Q)＝j2πf(α1+La+α2)          (4)
数学表达式(4)中的参数La是由颈内的容积和空气密度确定的。附加声质量“α1+α2”可以如下基于实际测量到的底面X2上的质点速度V和声压P如下确定。首先，通过将实际测量到的底面X2上的质点速度V的值与底面X2的面积S相乘确定容积速度Q(考虑了相位的复数)，然后，得到通过以实际测量到的声压P的值(考虑了相位的复数)除以容积速度Q计算出的值的虚部Im(P/Q)。之后，通过以虚部Im(P/Q)除以2πf计算得到数学表达式(4)中的“α1+La+α2”。然后，从“α1+La+α2”减去由颈内容积和空气密度确定的值La，来确定附加声质量α1+α2。
根据前述，本发明的发明人通过从连接有颈的表面的重心位置向四个角之一(即，图7所示的亥姆霍兹共振器a4的颈的位置)逐渐移动图4的亥姆霍兹共振器a1的颈来提供了亥姆霍兹共振器a1-1、a1-2、…、a1-N，然后随着声源频率的充分降低测量了亥姆霍兹共振器a1-1、a1-2、…、a1-N中每个亥姆霍兹共振器的底面X2(即，腔中与颈相对的面)上的声压P和质点速度V。然后，针对亥姆霍兹共振器a1-1、a1-2、…、a1-N中每个亥姆霍兹共振器来基于声压P和质点速度V的测量结果和上述数学表达式(4)来计算附加声质量α1和α2之间的和。类似地，本发明的发明人通过将图11的亥姆霍兹共振器b1的颈置于连接有颈的表面的重心位置来提供了亥姆霍兹共振器b1-0，并且还通过从连接有颈的所述表面的中心位置向该表面的内部圆周逐渐移动该颈来提供了亥姆霍兹共振器b1-1、b1-2、…、b1-M。然后，随着声源频率的充分降低分别针对亥姆霍兹共振器b1-1、b1-2、…、b1-M中每个亥姆霍兹共振器测量了底面X2(即，腔中与颈相对的面)上的声压P和质点速度V。之后，针对亥姆霍兹共振器b1-1、b1-2、…、b1-N中每个亥姆霍兹共振器来基于声压P和质点速度V的这些测量结果和上述数学表达式(4)来计算附加声质量α1和α2之间的和。
图21所示的曲线a表示通过以亥姆霍兹共振器a1-1、a1-2、…、a1-N中每个亥姆霍兹共振器的最小距离DMIN除以亥姆霍兹共振器a1的最小距离DMIN计算得到的比率DMIN-比率(0≤DMIN-比率≤1)和通过以亥姆霍兹共振器a1-1、a1-2、…、a1-N中每个亥姆霍兹共振器的附加声量α1+α2除以亥姆霍兹共振器a1-0的附加声量α1+α2计算得到的比率α-比率之间的对应关系。此外，图21所示的曲线b表示通过以亥姆霍兹共振器b1-1、b1-2、…、b1-N中每个亥姆霍兹共振器的最小距离DMIN除以亥姆霍兹共振器b1的最小距离DMIN计算得到的比率DMIN-比率(0≤DMIN-比率≤1)和通过以亥姆霍兹共振器b1-1、b1-2、…、b1-N中每个亥姆霍兹共振器的附加声量α1+α2除以亥姆霍兹共振器b1-0的附加声量α1+α2计算得到的比率α-比率之间的对应关系。
如图21的曲线所示，亥姆霍兹共振器a1的附加声量α1+α2随着最小距离DMIN减小而增加。此外，如图21的曲线所示，亥姆霍兹共振器b1的附加声量α1+α2随着最小距离DMIN减小而增加。从以上这些还可以看出，共振频率f随着亥姆霍兹共振器的虚延伸平面PEX和相交面PCR之间的最小距离DMIN减小而降低。比较曲线a和曲线b，当颈已从所述中心移向壁表面时，曲线a中的附加声量α1+α2的增加量大于曲线b中的附加声量α1+α2的增加量。亥姆霍兹共振器a1和亥姆霍兹共振器b1在腔的容积V、颈的开口表面积S和长度L方面相同(表1和表2)但是它们彼此仅在腔的形状上不同(图4和图11)。从这些关系可以看出，每个亥姆霍兹共振器的共振频率f都取决于腔本身的形状。
[第二实施例]
图22A是构成本发明的声学结构的第二实施例的扬声器40的正视图，图22B是沿图22A的线B-B’取的扬声器40的截面图，以及图22C是沿图22A的线C-C’取的扬声器40的截面图。扬声器40结合到便携式终端(诸如移动电话)中以输出由该终端的控制部产生的声音信号作为可听见的声音。在扬声器40中，如图22A、图22B和图22C所示，扬声器单元42设置在一端开口的盒状外壳41中，并且其背面固定至该盒状外壳41，并且在外壳41的前端上提供两层面板43和44，用于在外壳41的内部和外部之间进行分隔。
图23A和图23B是示出面板43和44的正视图。面板43和44在宽度和厚度上彼此相同。面板44在长度上长于面板43。透过面板43的厚度(即，透过面板43的前表面和后表面45和46的厚度)在面板43的前表面45的中部、以及在前表面45的两个角的内侧附近的位置(长边50之一与两条短边53和54相交的位置)处形成三个开口55、56和57。在开口55、56和57中，开口56和57每个都为正方形，而开口55为矩形，该矩形在尺寸上与由沿面板43的宽度方向首尾相连线性排列的三个开口56形成的虚矩形相同。开口56和57彼此分离或分隔开距离D1。
此外，透过面板44的厚度(即，透过面板44的前表面和后表面47和48之间的厚度)在从前表面47的中心向一条短边61、一天长边58和另一条长边59移置了等于上述开口56的宽度的距离的每个位置处形成共三个开口62、63和64。透过面板44的厚度(即，透过面板44的前表面和后表面47和48之间的厚度)在前表面47的两个角的内部附近的位置(一条长边58与另一短边60相交的位置)以及在位于距离朝向短边61的角的距离为D1的位置处形成另两个开口65和66。这五个开口62至66每个都具有和开口56相同尺寸的正方形形状。
如图22B和图22C所示，面板43的背面46固定至外壳41以闭合外壳41的开口表面。此外，在面板43的相对侧上设置引导构件67和68；即，面板44的相对侧边缘部分装配到引导构件67和68的内侧部分中。引导构件67和68不仅将面板44支撑在面板43的表面45上，还起到用于沿另一面板43的表面45滑动面板44的滑动装置的作用。
在扬声器40中，亥姆霍兹共振器由面板43的开口55至57和面板44的开口62至66的重叠部分OV(图22A、图22B和图22C中所示的实例中开口55和开口63和64之间的重叠部分)和外壳41内除扬声器单元42以外的空间69构成。此外，在扬声器40中，重叠部分OV和空间69分别起到亥姆霍兹共振器的颈和腔的作用。从而，由于亥姆霍兹共振器产生亥姆霍兹共振器的共振频率f的声音，因此可以增强声音。
扬声器40以允许改变用作颈的重叠部分OV和用作腔的空间69之间的相对位置关系的方式来构造。更具体地，如图24A所示，当面板44向短边60滑动等于一个开口的距离时，开口55和开口63和64之间的重叠部分OV消失，但是在开口55和开口62之间存在重叠部分。此外，如图24B所示，当面板44向短边61滑动等于一个开口的距离时，开口55和开口63及64之间的重叠部分OV消失，但是在开口56及57和开口65及开口65和66之间存在重叠部分OV。也就是说，在该扬声器40中，当面板44滑动时，上述最小距离DMIN改变。从而，第二实施例能够通过面板44的滑动移动来容易地调整共振频率f。
[第三实施例]
图25A是构成本发明的声学结构的第三实施例的扬声器70的正视图，以及图25B是沿图25A的线D-D’取的扬声器70的截面图。在扬声器70中，扬声器单元72设置在一端开口的盒状外壳71内，并且其背面固定至盒状外壳71，并且在外壳71的前端上提供两层面板73和74，用于在外壳71的内部和外部之间进行分隔。
图26A和图26B是面板73和74的正视图。面板73的前表面75和后表面76为正方形。面板74的前表面77和后表面78为正圆形。面板73的前表面75和后表面76的每条边的长度都等于面板74的前表面77和后表面78的直径。面板73具有透过面板73的厚度(即，面板73的前表面75和后表面76之间的厚度)形成的环形开口80。透过面板74的厚度(即，面板74的前表面77和后表面78之间的厚度)在面板74的外周内侧附近形成正圆形开口81。开口81具有略小于开口80宽度的直径。面板73的开口80的外周与面板73的前表面75和后表面76的四条边接触。
如图25A和图25B所示，面板73的后表面76固定至外壳71以闭合外壳71的开口表面。此外，如图26B所示，面板74具有在其中央形成的孔82，以使轴83穿过孔82插入。轴83用作用于将面板74转动支撑在面板73上的转动轴。
在扬声器70中，和上述扬声器40(第二实施例)一样，亥姆霍兹共振器由开口80和81之间的重叠部分OV和外壳71内除扬声器单元72以外的空间84构成。扬声器70以允许改变用作颈的重叠部分OV和用作腔的空间84之间的相对位置关系的方式来构造。更具体地，在面板74顺时针转过45度时，构成颈的重叠部分OV远离外壳71的内表面部分移动，如图27A所示。于是，当面板74进一步转过45度时，构成颈的重叠部分OV接近外壳71的另一内表面部分，如图27B所示。也就是说，在该扬声器70中，在面板74转动时，上述最小距离DMIN改变。从而，上第三实施例可以通过面板74的转动移动来容易的调整共振频率f。
[第四实施例]
图28A是构成本发明的声学结构的第四实施例的扬声器90的正视图，以及图28B是沿图28A的线E-E’取的扬声器90的截面图。扬声器90的特征在于包括面板93和94来代替上述扬声器(第三实施例)70的面板43和44。在图28A和图28B中，与图25A和图25B中类似的元件以与25A和图25B中所使用参考标号和字符相同的参考标号和字符来表示，并且在此将不再描述以避免不必要的重复。
图29A和图29B是面板93和94的正视图。面板93具有透过面板93的厚度(即，面板93的前表面95和后表面96之间的厚度)形成的四个开口100、101、102和103。面板94具有透过面板94的厚度(即，面板94的前表面97和后表面98之间的厚度)形成的四个开口104、105、106和107。面板93的开口100至103每个都具有四分之一圆的圆弧形状，而开口104至107每个都具有正圆形装。开口104至107每个都具有略小于开口100至103中每个开口的宽度的直径。面板93的四个开口间尺寸的大小关系是开口100＞开口101＞开口102＞开口103。
面板93的四个开口100至103以下列布局来定位。首先，开口100具有与其中面93板的四个角之一夹置其间的前表面95和后表面96的两条连接边接触的外周108。开口101具有对应于开口100的内圆周109的外圆周110，其中假设开口100关于面板93的中心顺时针角移动转过90度。此外，开口102具有对应于开口101的内圆周111的外圆周112，其中假设开口101关于面板93的中心顺时针角移动转过90度，以及开口103具有对应于开口102的内圆周113的外圆周114，其中假设开口102关于面板93的中心顺时针角移动转过90度。此外，面板94的开口104至107以相等的间隔从面板94的中心向面板104的外周线性排列。还是在该扬声器90中，当面板94转动时，上述最小距离DMIN改变。从而，第四实施例可以通过面板94的转动移动来容易地调整共振频率f。
[第五实施例]
图30A是构成本发明的声学结构的第五实施例的吸音板120的正视图，以及图30B是沿图30A的线F-F’取的吸音板120的截面图。吸音板120包括：大厚度板122，其中形成有多个孔121-i(i＝1-5)；小厚度板123，其厚度小于所述大厚度板；侧面板124、125、126和127，它们设置在大厚度板122和小厚度板123各端部之间；以及分隔板128、129、130和131，它们沿板122和123的延伸方向以相同的间隔彼此相对地设置在侧面板126和127之间。通过分隔板128-131，由上述板122-127围成的空间被分割成各自具有相同容积V的多个空间132-i(i＝1-5)。大厚度板122中的各孔121-i具有相应的开口表面133-i，各开口表面为正圆形且具有相同的面积S。各孔121-i与相应的空间132-i相连通。从孔121-i与相应空间132-i之间的边界表面134-i到相应的开口表面133-i的长度L被设置为相同值。
在吸音板120中，孔121-i(i＝1-5)与空间132-i(i＝1-5)构成第一至第五亥姆霍兹共振器135-i(i＝1-5)。孔121-i(i＝1-5)与空间132-i(i＝1-5)分别用作亥姆霍兹共振器135-i(i＝1-5)的颈和腔。从而，一旦亥姆霍兹共振器135-i(i＝1-5)中任一个的共振频率f的声音进入孔121-i(i＝1-5)，该声音的声能就在每个亥姆霍兹共振器的孔121-i中被转换为空气振动能，从而共振频率f的声音在每个亥姆霍兹共振器被吸收。
在吸音板120中，用作颈的孔121-i和用作腔的空间132-i之间的相对位置关系在各亥姆霍兹共振器135-i之间有所不同。更具体地，在亥姆霍兹共振器135-1、135-2和135-3中，由延伸至空间132-i中的孔121-i的内部区域提供的虚延伸表面PEX与相交面PCR(图30A实例所示的板124-130)分隔开(即，最小距离DMIN＞0)。亥姆霍兹共振器135-1、135-2和135-3之间在虚延伸表面PEX与相交面PCR之间的最小距离DMIN上的大小关系为135-1＞135-2＞135-3。
相反，在亥姆霍兹共振器135-4和135-3中，虚延伸表面PEX与相交面PCR(图30A实例所示的板125和126)相接触(即，最小距离DMIN＝0)。亥姆霍兹共振器135-5中的虚延伸表面PEX与相交面PCR(板125和126)之间的接触面积AR大于亥姆霍兹共振器135-4中的虚延伸表面PEX与相交面PCR(仅板125)之间的接触面积AR。从而，在吸音板120中，各亥姆霍兹共振器135-i(i＝1-5)以其各自的共振频率f1、f2、f3、f4和f5(f1＞f2＞f3＞f4＞f5)共振。以此方式，吸音板120可以吸收宽频带的声音。此外，由于在各亥姆霍兹共振器135-i(i＝1-5)中，构成各亥姆霍兹共振器135-i(i＝1-5)的颈和腔在形状和尺寸上都一致，因此吸音板120整体上可以为看到吸音板120的人提供设计一致的感受。应该注意，至少两个亥姆霍兹共振器彼此可以在颈和腔之间的相对位置关系方面不同。
[第六实施例]
图31A是构成本发明的声学结构的第六实施例的吸音板140的正视图，以及图31B是沿图31A的线G-G’取的吸音板140的截面图。吸音板140包括：大厚度板142，其中形成有多个孔141-i(i＝1-11)；小厚度板143，其厚度小于所述大厚度板；侧面板144、145、146和147，它们设置在大厚度板142和小厚度板143各端部之间。由上述板142-147围成的空间被三个圆柱形板148、149和150以及八个分隔板155-j(j＝1-8)分割成各自具有相同容积V的多个空间157-k(k＝1-11)，并且每个空间157-i通过相应的一个孔141-k(k＝1-11)与外部相连通。
更具体地，如图31A所示，圆柱形板148、149和150布置在中心通过侧面板144和145之间的虚直线上。圆柱形面板148具有接触圆柱形面板149的外周表面的外周表面，而圆柱形面板149的外周表面接触圆柱形面板150的外周表面。分隔板155-1设置在圆柱形面板148的外周表面和侧面板147之间，分隔板155-2和155-3设置在圆柱形面板148的外周表面和侧面板144和145之间。分隔板155-4和155-5设置在圆柱形面板149的外周表面和侧面板144和145之间。此外，分隔板155-6和155-7设置在圆柱形面板150和侧面板144和145之间，而分隔板155-8设置在圆柱形面板150的外周和侧面板146之间。从而，该吸音板140也可以吸收宽频带的声音。
[第七实施例]
图32是构成本发明的声学结构的第七实施例的线阵扬声器160的透视图。该线阵扬声器160包括沿上下或垂直方向互连的六个低音反射性扬声器161-m(m＝1-6)。每个低音反射型扬声器161-m都包括：扬声器单元164-m，其设置在盒式扬声器外壳162-m的前表面163-m上；以及两个低音反射端口165U-m和165L-m，其从前面板163-m突出到扬声器外壳162-m中。
低音反射端口165U-m和165L-m各自具有圆柱形形状，并且位于低音反射端口165U-m和165L-m各自一端的圆形开口表面166U-m和166L-m暴露于前表面163-m外部。对于所有的低音反射型扬声器161-m(m＝1-6)，开口表面166U-m和166L-m的面积S、低音反射端口165U-m和165L-m的长度L以及扬声器外壳162-m中除了扬声器单元164-m以及低音反射端口165U-m和165L-m以外的空间167-m的容积被设置成相同值。也就是说，各低音反射型扬声器161-m(m＝1-6)具有相同的开口表面的面积S、相同的低音反射端口的长度L和相同的空间体积V。
线阵扬声器160中的每个低音反射型扬声器161-m都与低音反射端口165U-m和165L-m以及空间167-m一起提供了亥姆霍兹共振器。低音反射端口165U-m和165L-m和空间167-m分别用作亥姆霍兹共振器的颈和腔。低音反射端口165U-m和165L-m和空间167-m之间的相对位置关系在各低音反射型扬声器161-m之间有所不同。更具体地，在线阵扬声器160中，低音反射端口165U-m和165L-m之间的间隔、以及两个低音反射端口165U-m和165L-m中每一个和空间167-m的内壁表面之间的间隔在各低音反射型扬声器161-m之间有所不同。从而，第七实施例可以增强从高频带到低频带的不同频带的声音。
[第八实施例]
图33A和图33B分别是构成本发明的声学结构的第八实施例的低音反射型扬声器170的正视图和侧视图。如图33A和图33B所示，低音反射型扬声器170包括：半蛋形扬声器外壳171；扬声器单元173，其设置在扬声器外壳171的椭圆前表面172的中央上；以及两个低音反射端口174L和174R，其从前表面172突出到扬声器外壳171中。
低音反射端口174L和174R各自具有圆柱形形状，并且位于低音反射端口174L和174R各自一端的圆形开口表面175L和175R暴露于前表面172外部。在该低音反射型扬声器170中，低音反射端口174L和174R和扬声器外壳171中除了扬声器单元173以及低音反射端口174L和174R以外的空间176一起构成亥姆霍兹共振器。低音反射端口174L和174R和空间176分别用作亥姆霍兹共振器的颈和腔。
在低音反射型扬声器170中，两个低音反射端口174L和174R单独设置在它们与作为与扬声器外壳171的前表面172相交的表面的侧表面177相接触的空间分离位置处。更具体地，在扬声器外壳171中，低音反射端口174L和174R的开口表面175L和175R沿纵轴方向位于如从前表面172中心看到的椭圆前表面172的相对端，并且开口表面175L和175R沿纵轴方向与前表面172的内圆周表面的相对端部分接触。低音反射端口174L和174R沿侧表面177从开口表面175L和175R延伸。此外，在低音反射型扬声器170中，由延伸到空间176中的低音反射端口174L和174R的内部区域形成的表面限定了虚延伸表面PEX，而外壳171的侧表面177限定了相交面PCR，在该情况中，虚延伸表面PEX与相交面PCR之间的最小距离DMIN为0(零)。从而，该实施例可以通过以下方式提供能够更有效增强较低频率的声音的低音反射型扬声器170：对低音反射端口位于更靠近扬声器外壳前表面的中央位置的相同类型的传统已知的低音反射型扬声器进行略微的设计变化。
[第九实施例]
图34A和图34B是分别是构成本发明的声学结构的第九实施例的低音反射型扬声器180的正视图和侧视图。如图34A和图34B所示，低音反射型扬声器180包括：十二边圆柱形的扬声器外壳181；扬声器单元183，其设置在扬声器外壳181的十二边形前表面182的中央；以及两个低音反射端口184L和184R，其从前表面182突出到扬声器外壳181中。
低音反射端口184L和184R各自具有圆柱形形状，并且位于低音反射端口184L和184R各自一端的圆形开口表面185L和185R暴露于前表面182外部。在该低音反射型扬声器180中，低音反射端口184L和184R和扬声器外壳181中除了扬声器单元183以及低音反射端口184L和184R以外的空间186一起构成亥姆霍兹共振器。低音反射端口184L和184R和空间186分别用作亥姆霍兹共振器的颈和腔。
在低音反射型扬声器180中，两个低音反射端口184L和184R单独设置在它们与作为与前表面182相交的表面的扬声器外壳181的侧表面相接触的空间分离位置处。更具体地，在扬声器外壳181中，低音反射端口184L的开口表面185L与以下三个表面接触：沿左右方向彼此相对的两个侧表面187和188中的左侧表面187，其中扬声器单元183设置或夹置在这两个侧表面187和188中央；以及侧表面189和190，它们将左侧表面187的相对端连接在一起。另一方面，低音反射端口184R的开口表面185R与以下三个表面接触：右侧表面188；以及侧表面191和192，它们将右侧表面188的相对端连接在一起。此外，低音反射端口184L沿侧表面187、189和190从开口表面185L延伸，而低音反射端口184R沿侧表面188、191和192从开口表面185R延伸。从而，在低音反射型扬声器180中，由延伸到空间186中的低音反射端口184L和184R的内部区域形成的表面限定了虚延伸表面PEX，而外壳181的侧表面187至192限定了相交面PCR，在该情况中，虚延伸表面PEX与相交面PCR之间的最小距离DMIN为0(零)。从而，该实施例可以通过以下方式提供能够更有效增强较低频率的声音的低音反射型扬声器180：对低音反射端口位于更靠近扬声器外壳前表面的中央位置的相同类型的传统已知的低音反射型扬声器进行略微的设计变化。
[第十实施例]
图35是构成本发明的声学结构的第十实施例的吉他200的透视图。吉他200包括：本体203，其包括附至外周表面面板201的前面板202和背面面板(未示出)；以及弦207，其在设置在颈部204的顶部的颈205和设置在本体203的前面板202上的桥206之间拉紧。在外周表面面板201附近的前面板202中形成了九个音孔208-1至208-9，这些音孔208-1至208-9与本体203内的空间209相连通。在该吉他200中，音孔208-1至208-9以及空间209一起构成了亥姆霍兹共振器。音孔208-1至208-9以及空间209分别用作亥姆霍兹共振器的颈和腔。从而，由于亥姆霍兹共振器的共振频率f的声音是由拨弦207中任意一根弦所可听见地产生的，因此共振频率f的声音通过音孔208-1至208-9放射出来，从而可以有效增强共振频率f的声音。
此外，在吉他200中，九个音孔208-1至208-9独立位于与本体203的前面板202相交的外周表面面板201附近的前面板202的分离位置处。更具体地，音孔208-1至208-9中的每一个都位于前面板202的固定附至外周表面面板201的部分的略向里的位置处，并且音孔2081至208-9中的每一个都具有加长的、与位于音孔208-1至208-9向外的外周表面面板201的轮廓一致弯曲的大致矩形形状。在吉他200中，由延伸到本体203中的音孔208-1至208-9的内部区域形成的表面限定虚延伸表面PEX，而本体203的内圆周必限定相交面PCR，在该情况中，虚延伸表面PEX和相交面PCR之间的最小距离DMIN具有略大于0(零)的值。从而，该实施例可以利用与其中音孔位于本体的前面板中央的传统已知吉他的连接至本体的本体和颈部，来提供相同类型的能够更有效增强较低频率的声音的吉他200。。
[其他实施例]
尽管前面已经详细描述了本发明的第一至第十实施例，但是以下例示的各其他实施例也是可能的。
(1)以上已经将本发明的第一至第十实施例描述为通过将本发明的基本原理应用于低音反射型扬声器、安装于便携式终端之上或之中的小型扬声器、吸音板、线阵扬声器以及吉他来提供。然而，本发明的基本原理除了应用于上述情形以外还可以应用于任何其他声学结构。
(2)在上述第一至第十实施例中，相交面PCR不必需是与连接至颈的表面(即，具有连接至其的颈的表面)垂直相交的表面。在限定腔的各表面中，以锐角与连接有颈的表面相交的一个表面可以由相交面PCR形成，或以锐角与连接有颈的表面相交的另一个表面可以由相交面PCR形成。
(3)在上述第三和第四实施例中，面板74和94通过轴82以它们可以分别围绕轴82相对于面板73和93转动的方式进行支撑。可替换地，可以使面板73和93分别相对于面板74和94转动。此外，在第三实施例中，面板73和74二者都可以由轴83进行可转动支撑。在第四实施例中，面板93和94二者也都可以由轴83进行可转动支撑。
(4)在上述第五实施例中，本发明的基本原理可以应用于包括两至四个亥姆霍兹共振器的吸音板，或可以应用于包括六个或更多亥姆霍兹共振器的吸音板。
(5)在上述第八和第九实施例中，低音反射端口174和184可以以仅一个或三个或更多的低音反射端口来代替。
(6)在上述第十实施例中，音孔208的数量可以从一至八的范围内选择，或可以为十或者更多。此外，这些音孔可以以加长、大体矩形形状以外的任何其他所需形状形成。
(7)在上述第八实施例中，低音反射型扬声器170的低音反射端口174可以以仅一个低音反射端口174来代替，以构成其中一个低音反射端口174与侧面177略微分离开地进行定位的低音反射型扬声器170’。在该情况中，低音反射端口174与侧面177之间的距离可以设置成使得由延伸到空间176中的低音反射端口174的内部区域形成的表面(即，虚延伸表面PEX)与侧面177(即，相交面PCR)之间的最小距离DMIN-170’与低音反射端口174位于前表面172中央的低音反射型扬声器170-center的最近距离DMIN-center之间的DMIN-比率(即，DMIN-比率＝DMIN-170’/DMIN-center)为0.1或更小值。利用其中比率DMIN-比率为0.1或更小的构造，图21所示实例中的附加声质量比率α-比率可以为1.10或更高，从而低音反射型扬声器170’的共振频率可以降低至足够低的频率。此外，在上述第九实施例中，低音反射型扬声器180的低音反射端口184可以以仅一个低音反射端口184来代替，以构造其中一个低音反射端口184与侧表面略微分离地进行定位的低音反射型扬声器180’。在该情况中，低音反射端口184与侧表面之间的距离可以设置为使得由延伸到空间186中的低音反射端口184的内部区域形成的表面(即，虚延伸表面PEX)与侧表面(即，相交面PCR)之间的最小距离DMIN-180’与低音反射端口184位于前表面182中央的低音反射型扬声器180-center的最近距离DMIN-center之间的DMIN-比率(即，DMIN-比率＝DMIN-180’/DMIN-center)为0.1或更小值。
(8)在上述构成本发明第二实施例的扬声器40中，用作亥姆霍兹共振器的腔的壳体41的内部和外部通过各自具有开口的两层面板43和44彼此分隔开。此外，上述扬声器40包括引导构件67和68，作为用于使面板44沿另一面板43滑动的滑动装置。然而，在外壳41的内部和外部进行分隔的这些两层面板不必必须是正好两层的面板，而是可以是三层或更多层的面板。例如，外壳41的内部和外部可以通过各自具有开口的三层的面板43’、43和44彼此分隔开。在此情况中，亥姆霍兹共振器的颈可以由面板43’、43和44的开口之间的重叠部分OV形成。此外，在该情况中，作为滑动装置的引导构件67和68可以滑动支撑所述多层的面板中全部或一些。例如，面板43’、43和44中的面板43’和43可以在外壳41的开口表面的边缘上成层，其中面板43’和43的开口彼此重叠，并且只有最上面板44被支撑用于相对于面板43进行滑动移动。在该改进实施例中，当通过面板44的滑动移动而将面板44、43和43’的开口放置到相互重叠的位置中时，面板44、43和43’的开口之间的重叠部分OV构成亥姆霍兹共振器的颈。
(9)此外，在构成本发明第三实施例的扬声器70中，用于亥姆霍兹共振器的腔的壳体41的内部和外部通过各自具有开口的两层的面板73和74而彼此分隔开。此外，上述扬声器70包括作为转动支撑面板73和74的转动轴的轴83。然而，在外壳71的内部和外部进行分隔的这些两层面板不必必须是正好两层的面板，而是可以是三层或更多层的面板。例如，外壳71的内部和外部可以通过各自具有开口的三层的面板73’、73和74彼此分隔开。在此情况中，亥姆霍兹共振器的颈可以由面板73’、73和74的开口之间的重叠部分OV形成。此外，作为转动轴的轴83可以转动支撑这些多层的面板中的全部或一些。例如，面板73’、73和74中的面板73’和73可以在外壳71的开口表面的边缘上成层，其中面板73’和73的开口彼此重叠，并且只有最上面板74被支撑用于相对于面板73进行滑动移动。在该改进实施例中，当通过面板74的滑动移动而将面板74、73和73’的开口放置到相互重叠的位置中时，面板74、73和73’的开口之间的重叠部分OV构成亥姆霍兹共振器的颈。

Claims (11)

1.一种设置有亥姆霍兹共振器的声学结构，所述声学结构被构造成允许改变所述亥姆霍兹共振器的颈和所述亥姆霍兹共振器的与所述颈连通的腔之间的相对位置关系，所述声学结构包括：
两层或多层的面板，每个面板都具有开口，所述两层或多层的面板在腔的内部和外部进行分隔；所述颈，其由所述两层或多层的面板的开口之间的重叠部分形成；以及滑动元件，其将所述两层或多层的面板中的至少一个面板沿所述两层或多层的面板中的其他面板滑动。
2.根据权利要求1所述的声学结构，还包括：转动轴，其转动支撑所述两层或多层的面板中的至少一个面板。
3.根据权利要求1所述的声学结构，其中，所述两层或多层的面板中的两层的面板中的每个面板都具有多个开口，并且多个颈由所述两层的面板的多个开口之间的重叠部分形成。
4.一种声学结构，其具有多个亥姆霍兹共振器，所述多个亥姆霍兹共振器包括第一亥姆霍兹共振器和第二亥姆霍兹共振器，
所述声学结构被构造为在所述第一亥姆霍兹共振器的第一颈和所述第一亥姆霍兹共振器的与所述第一颈连通的第一腔之间具有第一相对位置关系，
所述声学结构还被构造为在所述第二亥姆霍兹共振器的第二颈和所述第二亥姆霍兹共振器的与所述第二颈连通的第二腔之间具有第二相对位置关系，
其中，所述第一相对位置关系和所述第二相对位置关系彼此不同。
5.根据权利要求4所述的声学结构，其中，所述多个亥姆霍兹共振器中的每一个都具有与单个腔相连通的多个颈，所述多个颈沿相交面彼此分离地独立设置，所述相交面与和颈连接的腔的各面之一相交。
6.一种声学结构，其具有亥姆霍兹共振器，所述声学结构被构造为低音反射型扬声器，所述低音反射型扬声器包括用作所述亥姆霍兹共振器的颈的低音反射端口和用作所述亥姆霍兹共振器的与所述颈连通的腔的空间，其中所述声学结构还被构造成允许改变用作所述亥姆霍兹共振器的颈的低音反射端口和用作所述亥姆霍兹共振器的腔的空间之间的相对位置关系。
7.一种声学结构，其包括：
多个亥姆霍兹共振器，每个所述亥姆霍兹共振器都具有颈和与所述颈相连通的腔，所述多个亥姆霍兹共振器在所述颈与所述腔之间的相对位置关系方面彼此不同，
其中，所述多个亥姆霍兹共振器中的每个亥姆霍兹共振器都具有相同的颈的开口表面的面积、相同的与所述颈相连通的腔的容积、以及相同的从所述腔和所述颈之间的边界表面到所述颈的开口表面的长度。
8.根据权利要求7所述的声学结构，其中，由延伸到所述腔中的所述颈的内部区域限定的延伸表面与连接至所述颈的所述腔的各个表面中的一个表面相交的相交面之间的最小距离可以在各亥姆霍兹共振器之间不同。
9.根据权利要求7所述的声学结构，其中，由延伸到所述腔中的所述颈的内部区域限定的延伸表面和与连接至所述颈的所述腔的各个表面中的一个表面相交的相交面之间的接触面积可以在各亥姆霍兹共振器之间不同。
10.根据权利要求7所述的声学结构，其被构造为吸音板。
11.根据权利要求7所述的声学结构，其被构造为阵列扬声器。
CN201110046755.1A 2010-02-25 2011-02-25 包括亥姆霍兹共振器的声学结构 Expired - Fee Related CN102196326B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010-040964 2010-02-25
JP2010040964 2010-02-25
JP2010-126630 2010-06-02
JP2010126630A JP5560914B2 (ja) 2010-02-25 2010-06-02 ヘルムホルツ共鳴器を備えた音響装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102196326A CN102196326A (zh) 2011-09-21
CN102196326B true CN102196326B (zh) 2015-05-20

Family

ID=44065018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110046755.1A Expired - Fee Related CN102196326B (zh) 2010-02-25 2011-02-25 包括亥姆霍兹共振器的声学结构

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8731224B2 (zh)
EP (1) EP2362679A3 (zh)
JP (1) JP5560914B2 (zh)
CN (1) CN102196326B (zh)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8615097B2 (en) 2008-02-21 2013-12-24 Bose Corportion Waveguide electroacoustical transducing
US8351630B2 (en) * 2008-05-02 2013-01-08 Bose Corporation Passive directional acoustical radiating
US8553894B2 (en) 2010-08-12 2013-10-08 Bose Corporation Active and passive directional acoustic radiating
JP5780161B2 (ja) * 2012-01-19 2015-09-16 ヤマハ株式会社 スピーカ
US9094763B2 (en) 2013-02-13 2015-07-28 Pellisari, LLC Ported speaker and circuit board
CN103533488B (zh) * 2013-10-09 2017-01-11 清华大学 亥姆霍兹共振器及其设计方法
DE102013220725A1 (de) * 2013-10-14 2015-04-30 Reduction Engineering Gmbh Stranggranulator mit helmholtzresonator
US9274503B2 (en) 2013-10-23 2016-03-01 Ricoh Company, Ltd. Sound absorber and image forming apparatus incorporating same
JP6516150B2 (ja) 2014-04-28 2019-05-22 株式会社リコー 吸音装置、電子機器及び画像形成装置
CN103957495A (zh) * 2014-04-30 2014-07-30 郑润柏 一种基于环轴导相管应用的音箱结构
US10057701B2 (en) 2015-03-31 2018-08-21 Bose Corporation Method of manufacturing a loudspeaker
US9451355B1 (en) 2015-03-31 2016-09-20 Bose Corporation Directional acoustic device
CN105163210B (zh) * 2015-09-02 2019-03-08 广东小天才科技有限公司 一种声音回放系统的改进方法
US10424276B1 (en) 2018-03-19 2019-09-24 Fender Musical Instruments Corporation Stringed instrument resonance system
KR102066028B1 (ko) * 2018-05-24 2020-01-14 김정현 한국 범종 울림통 구조의 스피커 울림통
CN109119059B (zh) * 2018-09-21 2020-11-27 同济大学 一种基于Helmholtz共鸣器耦合的双负声学超材料结构
JP7034979B2 (ja) * 2019-04-02 2022-03-14 フォスター電機株式会社 スピーカ装置
USD896881S1 (en) 2019-04-30 2020-09-22 Fender Musical Instruments Corporation Guitar body
CN113674728A (zh) * 2020-05-14 2021-11-19 中信戴卡股份有限公司 吸声器单元和具有吸声装置的车轮
CN220087448U (zh) * 2020-07-29 2023-11-24 深圳市韶音科技有限公司 一种耳机

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3826333A (en) * 1973-03-21 1974-07-30 J Buckwalter Baffle for a sound producing device
JPS58197994A (ja) * 1982-05-14 1983-11-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd バスレフ型スピ−カキヤビネツト
JPS61234195A (ja) * 1985-04-09 1986-10-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd スピ−カシステム
JPH04159898A (ja) 1990-10-23 1992-06-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd バスレフ型スピーカシステム
JP3071977B2 (ja) * 1993-05-10 2000-07-31 株式会社東芝 電気掃除機の消音装置
US6021612A (en) * 1995-09-08 2000-02-08 C&D Technologies, Inc. Sound absorptive hollow core structural panel
US7103193B2 (en) * 2000-09-15 2006-09-05 American Technology Corporation Bandpass woofer enclosure with multiple acoustic fibers
US20040134334A1 (en) * 2003-01-14 2004-07-15 Baggs Lloyd R. Feedback resistant stringed musical instrument
JP2005086590A (ja) 2003-09-10 2005-03-31 Sharp Corp スピーカシステム
US7350618B2 (en) 2005-04-01 2008-04-01 Creative Technology Ltd Multimedia speaker product
JP4215790B2 (ja) * 2006-08-29 2009-01-28 Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社 消音装置、電子機器および消音特性の制御方法
US8107663B2 (en) * 2009-04-24 2012-01-31 Cheng Uei Precision Industry Co., Ltd. Headset

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011199824A (ja) 2011-10-06
US8731224B2 (en) 2014-05-20
EP2362679A3 (en) 2013-11-27
EP2362679A2 (en) 2011-08-31
CN102196326A (zh) 2011-09-21
JP5560914B2 (ja) 2014-07-30
US20110206228A1 (en) 2011-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102196326B (zh) 包括亥姆霍兹共振器的声学结构
US9681215B2 (en) Speaker module
AU2010313782B2 (en) Omnidirectional speaker
JP6418369B2 (ja) スピーカシステム
KR100225315B1 (ko) 배플형 마이크로폰 어셈블리장치(Baffled microphone assembly)
US20190058954A1 (en) Layered speaker assembly
CN201967123U (zh) 电声换能器
US10805715B2 (en) MTM loudspeaker using tweeter arrays
CN101904180A (zh) 具有指向性调整板的扬声器装置
US9407984B2 (en) Method and apparatus for adjusting sound quality
US10225644B2 (en) Speaker system
CN205283773U (zh) 一种入耳式耳机
CN106101940B (zh) 一种集成式数字车载音响系统
CN208707945U (zh) 音效装置及其扬声器单元和低音模组
EP4167594A1 (en) Flat panel loudspeaker
CN103024628B (zh) 机械分频式音箱
US4512434A (en) Aerodynamic bass-reflex enclosure
CN202939979U (zh) 用于薄型显示器的外挂式声音播放器
CN203377997U (zh) 一种全向三维辐射音箱
US9282400B2 (en) Portable isolation cabinet
CN109040872B (zh) 一种吸顶音箱
CN203912170U (zh) 一种基于环轴倒相管应用的音箱结构
KR102076362B1 (ko) 우퍼 부가형 피에조 스피커 블록체 및 그의 사운드 제어시스템
CN215300854U (zh) 充电音箱
RU2498524C1 (ru) Устройство наушника для воспроизведения звука и наушник

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150520

Termination date: 20190225