CN104285453A - 新颖扬声器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种扬声器，其包括一个或多个换能器、外壳和安装在所述外壳上的悬架，其中所述悬架和所述外壳被构造使得所述外壳能够由于所述换能器的操作而振动以便产生可听声音。

Description

新颖扬声器

技术领域

本发明涉及一种扬声器。特定而言，本发明涉及一种改进型扬声器，其增强扬声器系统的可听声音性能，尤其增加系统的低频响应(低音)。

发明背景

设计具有增强可听声音性能的扬声器一直是扬声器业界的目标。然而，由于一些实际限制，诸如扬声器大小和扬声器外壳的材料，尤其对于具有相对小尺寸的扬声器而言，所需声音性能的实现可能极为困难。

对于常规扬声器(通常为闭箱的形式)，扬声器的整个外壳应理论上设计成尽可能的刚硬。通常应理解，扬声器外壳的任何振动会损及扬声器系统的声音品质。图1示出了常规扬声器10的典型闭箱设计的图，其包括将输入电能量转换成输出声音能量的换能器12以及外壳14。

然而，利用常规结构，人类只可听到扬声器系统产生的声音的“一半”。即，外壳内部由扬声器系统的换能器产生的声音(其具有与外壳外部的可听声音相反的相位)可能在所述外壳中消失且无法被听众听到。实际上，由扬声器输出的声音在低音性能中尤其不利。在最小化扬声器中，较差低音性能由于其在产生低音声音上的固有劣势而被进一步扩大。

已经提出扭转这个问题的一些设计。图2和图3示出了分别具有无源辐射器和开孔箱设计的设计。实际上，两个设计的一般设计是类似的，即，为扬声器系统提供额外部件以重新引导消失的声音能量产生可听声音。一般而言，无源辐射器看似没有附接至其的磁性和电子结构的扬声器。无源辐射器的主要组件是锥体、悬架和框架。如其名称表明，无源辐射器是反作用装置。当驱动器(诸如低音炮)安装到密封扬声器外壳时，扬声器的物理向前/向后移动影响外壳的内部空气压力。当无源辐射器安装到相同扬声器箱时，由驱动扬声器的移动造成的内部空气压力波动造成无源辐射器开始向前/向后移动，就如同其也是驱动扬声器一般。当无源辐射器移动时，其正如常见驱动器一般创建声音频率。如图2中可见，无源辐射器22被提供在扬声器系统20的外壳24上，且由于其由内部空气压力波动所造成的移动而创建声音频率，所述内部空气压力波动是由扬声器系统20的换能器26(驱动扬声器)的移动所造成。因此，具有无源辐射器22的设计使用外壳24内部中可能在常规开孔箱结构中以其它方式消失的一些声音能量，且从其中产生更多可听声音。类似地，图3所示的开孔箱设计在扬声器系统30中提供一种“低音反射”端口管32以重新引导可能以其它方式消失的声音能量且输出更多可听声音(主要是低频低音)。

在两种设计中，可在一些程度上利用扬声器的外壳内部的声音能量。在仔细设计无源辐射器22或低音反射端口管32的情况下，与常规闭箱设计相比较，扬声器系统20或30可产生改进的声音(主要是低音)。然而，如上所述，由于一般应理解，扬声器外壳的任何振动将损及扬声器系统的一些品质，先前技术中并未尝试使用扬声器外壳的振动来进一步改进扬声器系统的声音性能的设计。相反，扬声器系统的设计人几乎总是尝试尽可能多的消除扬声器外壳的振动。

然而，本发明人的研究已经显示扬声器系统的外壳的振动可用来为扬声器系统产生甚至进一步改进的声音性能。因此，本发明旨在提供一种通过利用扬声器外壳的振动而改进声音性能的新颖扬声器。

发明概要

根据本发明的一个实施方案，一种扬声器包括换能器、外壳和安装在所述外壳上的悬架，其中所述悬架和所述外壳被构造来使得所述外壳能够由于所述换能器的操作而振动以便产生可听声音。

根据本发明的优选实施方案，所述外壳包括在其间连接悬架的至少第一部分和第二部分。所述悬架可由挠曲材料制成，诸如橡胶、泡沫、聚氯乙烯(PVC)或聚氨酯(PU)。或者，所述悬架可被构造为具有弹簧或波状纸张的挠曲构造。

根据本发明的优选实施方案，所述外壳的第一部分与所述外壳的第二部分大体上一样重。

根据本发明的实施方案，两个设计参数-即所述外壳中的每个部分的重量和所述悬架的柔度用于设计具有所需声音性能的扬声器。

根据本发明的另一实施方案，所述外壳包括在其上安装所述换能器的侧。所述悬架被安置在所述侧上且围绕所述外壳的第一部分。优选地，所述换能器通过形成于所述外壳的第一部分中的通孔附接到所述外壳的第一部分。此外，所述外壳的第一部分可具有任何适当形状，包括圆形形状、矩形形状或椭圆形形状。实际上，在本实施方案中，所述换能器、所述外壳的第一部分和所述悬架共同用作无源辐射器。

根据本发明的优选实施方案，所述外壳的第一部分和第二部分的各自重量以及所述悬架的柔度被选择来实现外壳的振动。

优选地，根据本发明的扬声器外壳可具有弹性支架以防止外部对外壳的振动有任何不利影响。

附图简述

如附图所示，从以下更特定描述中，本发明的额外特征和优势将变得显而易见，其中：

图1是绘示扬声器的常规闭箱设计的结构的图；

图2是绘示具有无源辐射器的扬声器设计的结构的图；

图3是绘示开孔箱的结构的图；

图4是绘示根据本发明的一个实施方案的扬声器设计的结构的图；并且

图5是绘示根据本发明的另一实施方案的扬声器设计的结构的图。

发明实施方案

图4绘示根据本发明的一个实施方案的扬声器设计的结构。扬声器40包括扬声器外壳42和提供在扬声器外壳42上的换能器44。应明白，外壳42可以是业界中使用的任何适当材料，且还可以具有出于功能或美学目的的额外部件，诸如支架或装饰用壳体。特定而言，扬声器外壳42形成为第一部分421经由挠曲悬架46与第二部分422连接的两件式部件。只要悬架46可提供允许扬声器外壳42的两个部分相对于彼此相对移动的挠曲，悬架46可以由任何适当挠曲材料制成，诸如橡胶、泡沫、聚氯乙烯(PVC)或聚氨酯(PU)，或者可以被构造为挠曲构造，诸如弹簧或波状纸张。

换能器44可安装到扬声器42的任一部分。虽然图4中示出在外壳42上安装一个换能器，但是实际上多个换能器可以是可行的。多个换能器的配置可按需设计。当换能器44操作时，换能器44的物理向前/向后移动影响外壳42的内部空气压力。由于两个部分经由悬架46的连接，内部空气压力波动造成外壳42的两个部分开始振动。这种振动可以用来产生有用声音以便尤其在低频范围中改进扬声器40输出的所得声音中的可听声音性能。本发明人已发现，对于具有所需声音性能的这种概念的扬声器设计，两个设计变量-即外壳42的每个部分的重量和悬架46的柔度极为重要。仔细选择和优化两个参数可得到极佳的最终音质，尤其是低音性能。

由于根据本发明的扬声器使用外壳的振动以便产生更有用的声音，希望来自外部的可能不利影响外壳振动的任何影响应被最小化或甚至消除。举例而言，扬声器外壳42可被安装在弹性支架上以吸收外壳42的振动且防止由于在其上放置扬声器的任何硬支架或表面对外壳的振动的反作用而对外壳42的振动有不利影响。

在本发明的优选实施方案中，外壳42的第一部分421与外壳42的第二部分422大体上一样重。应明白，外壳42的第一部分421和第二部分422可按需以其它方式设计。

另外，虽然作为示例性实例，在图2中绘示两件式外壳42，但是应明白出于实现本发明的目标，具有两个以上零件的外壳可以是可行的。举例而言，外壳可以具有由(多个)悬架连接的三个或四个部件，只要多个零件可以形成可使用空气压力波动以促进产生可听声音的振动结构。

图5是绘示根据本发明的另一实施方案的扬声器设计的结构的图。扬声器50包括扬声器外壳52和布置在扬声器外壳52的一侧上的换能器54。外壳52包括第一部分56和第二部分57，其中悬架58连接于其间。在本示例性实施方案中，外壳52的第一部分56布置在换能器安装在其上且利用换能器54通过其附接的通孔形成的侧上。悬架58布置在换能器54安装在其上且围绕外壳52的第一部分56的前述侧上。取决于实际需求，悬架58可以通过粘合剂或通过焊接附接到外壳的第一部分56和第二部分57上。虽然在图5中示出外壳52的第一部分56具有圆形形状，但是应明白，第一部分56可以是任何形状，诸如矩形或椭圆形。实际上，根据本实施方案，换能器54、外壳52的第一部分56和悬架58共同形成为扬声器50操作中的无源辐射器。特定而言，扬声器50的外壳52被设计成能够经由连接外壳52的第一部分56和第二部分57的悬架58而振动，从而促进从扬声器50产生更多可听声音。

更明确而言，当扬声器50的换能器54操作时，由于连接到外壳52的第一部分56的悬架58，换能器54和第一部分56的组合向前/向后移动为无源辐射器。此外，包括第一部分56和第二部分57的整个外壳52被设计成由于通过连接第一部分56和第二部分57的悬架58的外壳52内部的空气压力波动而振动。如上所述，这种振动可用于产生有用声音以便改进扬声器50输出所得声音中的可听声音性能，尤其是低频范围。在本案中，设计人可以优化外壳52的第一部分56和第二部分57的各自重量以及悬架58的柔度以实现从扬声器50输出的声音的所需最终音质。

此外，图5所示实施方案的有利之处在于换能器54、外壳的第一部分56和悬架58共同形成为最小化无源辐射器。如上所指示，换能器54经由形成于外壳的第一部分中的通孔附接到外壳的第一部分56，从而与第一部分56和悬架58一起形成无源辐射器。与图2所示具有单独无源辐射器的扬声器相比较，这种设计可促进扬声器的最小化。此外，本实施方案的设计使使用换能器本身作为无源辐射器的功能块成为可能，从而减少无源辐射器上使用的常规块(其通常较贵)的量。

总之，本发明涉及一种改进的扬声器，其增强扬声器系统的可听声音性能，尤其增强系统的低频响应。这是通过使用扬声器外壳的振动来产生更有用的声音来实现，从而改进扬声器系统的最终音质。

从上文中应明白，虽然本文已经出于说明的目的描述本发明的特定实施方案，但是可进行各种修改而不脱离本发明的精神或范畴。因此，希望前述详细描述被视为说明性的而非限制性，且应理解，包括所有等效物的以下权利要求希望尤其指出且明确要求被视为本发明的主题。

Claims (14)

1.一种扬声器，其包括换能器、外壳和安装在所述外壳上的悬架，其中所述悬架和所述外壳被构造来使得所述外壳能够由于所述换能器的操作而振动以便产生可听声音。

2.根据权利要求1所述的扬声器，其中所述扬声器包括多个换能器。

3.根据权利要求1所述的扬声器，其中所述外壳包括在其间连接悬架的至少第一部分和第二部分。

4.根据权利要求3所述的扬声器，其中所述悬架由挠曲材料制成。

5.根据权利要求4所述的扬声器，其中所述挠曲材料包括橡胶、泡沫、聚氯乙烯或聚氨酯。

6.根据权利要求3所述的扬声器，其中所述悬架被构造为具有弹簧或波状纸张的挠曲构造。

7.根据权利要求3所述的扬声器，其中所述外壳的所述第一部分与所述外壳的所述第二部分大体上一样重。

8.根据权利要求1-7所述的扬声器，其中所述外壳的所述第一部分和所述第二部分的各自重量和所述悬架的柔度被选择来实现外壳的振动。

9.根据权利要求3所述的扬声器，其中所述外壳包括在其上安装所述换能器的侧，所述悬架被安置在所述侧上且围绕所述外壳的所述第一部分。

10.根据权利要求9所述的扬声器，其中所述换能器通过形成于所述外壳的所述第一部分中的通孔附接到所述外壳的所述第一部分。

11.根据权利要求10所述的扬声器，其中所述外壳的所述第一部分具有圆形形状、矩形形状或椭圆形形状。

12.根据权利要求9所述的扬声器，其中所述外壳的所述第一部分和所述第二部分的所述各自重量和所述悬架的柔度被选择来实现所述外壳的所述振动。

13.根据权利要求1所述的扬声器，其中所述外壳被安装至弹性支架上。

14.根据权利要求9所述的扬声器，其中所述换能器、所述外壳的所述第一部分和所述悬架共同用作无源辐射器。