CN106068005B - 一种扬声器及扬声器系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扬声器及扬声器系统，辐射体的两侧分别设置有第一声音流通通道、第二声音流通通道；第一声音流通通道从辐射体上与第一发声单元正对的位置、以在X轴方向上逐渐远离第一发声单元的方式延伸至辐射体的边缘；第二声音流通通道从辐射体上与第二发声单元正对的位置、以在X轴方向上逐渐远离第二发声单元的方式延伸至辐射体的边缘。本发明的扬声器，第一发声单元发出的声波经过辐射体上若干个第一声音流通通道辐射出去，第二发声单元发出的声波经过辐射体上若干个第二声音流通通道辐射出去，由此实现了两个发声单元声场的360°扩散，改善高音单元声场为全指向性，使得该扬声器可以做到更小，同时又保证了扬声器的立体声效果。

Description

一种扬声器及扬声器系统

技术领域

本发明涉及声学技术领域，更准确地说，涉及一种扬声器，尤其涉及一种高音部分的声学结构；本发明还涉及一种扬声器系统。

背景技术

随着社会财富的积累以及生活节奏的加快，人们对优秀快捷的生活品质提出更高的要求。动听的音乐则是生活中不可缺少的一部分。音响作为音乐的发生源，被广泛利用在生活，工作，学习，娱乐中。

传统音响为满足使用环境中的声场均匀分布，经常多个单独声道以及墙面等多个反射体配合使用，如现有的球顶式高音扬声器利用一个喇叭加相位锥来实现全指向性高音声场，这种方案仅单声道适用，无法做立体声，且整个音响系统体积大，成本高昂。

为适应快节奏的生活，音响便携性，通用性要求变得更加紧迫，对音响的体积小型化、全指向性声场提出更高的要求。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种扬声器的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种扬声器，包括辐射体，以及相对固定在辐射体两侧的第一发声单元、第二发声单元，其中，所述第一发声单元上设置的振膜与第二发声单元上设置的振膜相向设置；所述辐射体上邻近第一发声单元的一侧设置有若干个下凹的、供第一发声单元声波流经的第一声音流通通道，所述辐射体上邻近第二发声单元的一侧设置有若干个相对于第一声音流通通道上凹的、供第二发声单元声波流经的第二声音流通通道；以第一发声单元、第二发声单元相对分布的方向记为X轴方向，其中：

所述第一声音流通通道从辐射体上与第一发声单元正对的位置、以在X轴方向上逐渐远离第一发声单元的方式延伸至辐射体的边缘；

所述第二声音流通通道从辐射体上与第二发声单元正对的位置、以在X轴方向上逐渐远离第二发声单元的方式延伸至辐射体的边缘。

优选的是，所述若干个第一声音流通通道沿着辐射体的周向均匀分布；所述若干个第二声音流通通道沿着辐射体的周向均匀分布。

优选的是，所述第一声音流通通道的数量与第二声音流通通道的数量相等，且第一声音流通通道与第二声音流通通道间隔设置。

优选的是，第一声音流通通道与相邻的第二声音流通通道平滑过渡。

优选的是，所述第一声音流通通道、第二声音流通通道分别设置有三个，其中每个第二声音流通通道的辐射角度为60°。

优选的是，在所述辐射体正对第一发声单元的位置设置有与各第一声音流通通道连通的第一相位锥；在所述辐射体正对第二发声单元的位置设置有与各第二声音流通通道连通的第二相位锥。

优选的是，所述第一相位锥与各第一声音流通通道平滑过渡连接；所述第二相位锥与各第二声音流通通道平滑过渡连接。

优选的是，所述第一相位锥与第一声音流通通道一体成型；所述第二相位锥与第二声音流通通道一体成型。

优选的是，所述第一发声单元固定在辐射体上位于第二声音流通通道的位置；所述第二发声单元固定在辐射体上位于第一声音流通通道的位置。

优选的是，在所述辐射体上位于若干个第二声音流通通道的位置分别设置一第一支撑柱，所述第一发声单元固定在该第一支撑柱上；在所述辐射体上位于若干个第一声音流通通道的位置分别设置一第二支撑柱，所述第二发声单元固定在该第二支撑柱上。

优选的是，若干个第一支撑柱位于同一圆的圆周方向上，在每个第一支撑柱邻近圆心的一侧设置有用于放置第一发声单元的缺口；若干个第二支撑柱位于同一圆的圆周方向上，在每个第二支撑柱邻近圆心的一侧设置有用于放置第二发声单元的缺口。

本发明还提供了一种扬声器系统，包括上述扬声器。

优选的是，还包括具有前声腔、后声腔的壳体，所述扬声器设置在壳体的前声腔中；其中，所述扬声器的第一发声单元、第二发声单元为高音发声单元，在所述壳体中还设有用于隔绝前声腔、后声腔，并作为低音发声单元的第三发声单元。

优选的是，所述扬声器安装在壳体的上部。

优选的是，所述壳体上位于后声腔的位置还设置有被动辐射器。

本发明的扬声器，第一发声单元发出的声波经过辐射体上若干个第一声音流通通道辐射出去，第二发声单元发出的声波经过辐射体上若干个第二声音流通通道辐射出去，由此实现了两个发声单元声场的360°扩散，改善高音单元声场为全指向性，使得该扬声器可以做到更小，同时又保证了扬声器的立体声效果；而且，本发明的扬声器，声音可以更好地在两个声音流通通道中流通，不会发生发射或者衍射的问题，从而使得最终辐射出来的声音不会引入其它的噪音。

本发明的发明人发现，在现有技术中，经常采用多个单独声道以及墙面来实现全指向性高音声场，这种方案仅单声道适用，无法做立体声，且整个音响系统体积大，成本高昂。

因此，本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本发明是一种新的技术方案。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明扬声器的结构示意图。

图2是本发明扬声器的爆炸图。

图3是本发明扬声器的剖面图。

图4是本发明扬声器的部分结构示意图。

图5是本发明扬声器结构的剖面图。

图6是第一声音流通通道中声音的流动示意图。

图7是第一、第二声音流通通道中声音的流动示意图。

图8是第一、第二声音流通通道的区域分布图。

图9是本发明扬声器的声场仿真示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

参考图1，本发明提供了一种扬声器，包括辐射体3，以及相对固定在辐射体3两侧的第一发声单元1、第二发声单元2。在本发明一个具体的实施方式中，第一发声单元1、第二发声单元2可以直接固定在辐射体3上，也可以通过另外设置的支架进行固定，以将第一发声单元1、第二发声单元2保持在辐射体3的两侧。其中，本发明的第一发声单元1、第二发声单元2可以是高音发声单元，也可以是低音发声单元；第一发声单元1可以作为扬声器的左声道，第二发声单元2可以作为扬声器的右声道。当然，对于本领域的技术人员来说，第一发声单元1也可以作为扬声器的右声道，第二发声单元2作为扬声器的左声道。

为了便于描述本发明扬声器中各部件之间的关系，以第一发声单元1、第二发声单元2相对分布的方向记为X轴方向。其中需要说明的是，本发明中，第一发声单元1和第二发声单元2对称分布在辐射体3的两侧，当然，第一发声单元1和第二发声单元2也可以以非对称的方式分布在辐射体3的两侧。

所述第一发声单元1上设置的振膜10与第二发声单元2上设置的振膜20相向设置，也就是说，第一发声单元1的振膜10以及第二发声单元2的振膜20分别面向辐射体3的两侧。

参考图1至图4，所述辐射体3上邻近第一发声单元1的一侧设置有若干个下凹的第一声音流通通道31，该第一声音流通通道31从辐射体3上与第一发声单元1正对的位置、以在X轴方向上逐渐远离第一发声单元1的方式延伸至辐射体3的边缘；也就是说，该第一声音流通通道31从辐射体3上与第一发声单元1正对的位置至其到辐射体3边缘的位置，在X轴方向上逐渐远离第一发声单元1。

第一发声单元1振膜10发出的声音进入至该第一声音流通通道中，并沿着该第一声音流通通道31的延伸方向辐射出去。第一声音流通通道31的数量为大于等于2的整数。在本发明一个具体的实施方式中，参考图4，第一声音流通通道31设置有三个，该三个第一声音流通通道31沿着辐射体3的周向均匀分布，使得第一发声单元1振膜10发出的声音可以通过该三个第一声音流通通道31辐射出去，从而实现了第一发声单元1声场的360°扩散。其中，第一声音流通通道31的数量越多，其全指向声场的效果越好。

参考图1至图4的视图方向，所述辐射体3上邻近第二发声单元2的一侧设置有若干个相对于第一声音流通通道31上凹的第二声音流通通道32，该第二声音流通通道32从辐射体3上与第二发声单元2正对的位置、以在X轴方向上逐渐远离第二发声单元2的方式延伸至辐射体3的边缘；也就是说，该第二声音流通通道32从辐射体3上与第二发声单元2正对的位置至其到辐射体3边缘的位置，在X轴方向上逐渐远离第二发声单元2。

第二发声单元2振膜20发出的声音进入至该第二声音流通通道32中，并沿着该第二声音流通通道32的延伸方向辐射出去。第二声音流通通道32的数量为大于等于2的整数。在本发明一个具体的实施方式中，参考图4，第二声音流通通道32设置有三个，该三个第二声音流通通道32沿着辐射体3的周向均匀分布，使得第二发声单元2振膜20发出的声音可以通过该三个第二声音流通通道32辐射出去，从而实现了第二发声单元2声场的360°扩散。其中，第二声音流通通道32的数量越多，其全指向声场的效果越好。

本发明的扬声器，第一发声单元1发出的声波经过辐射体3上若干个第一声音流通通道31辐射出去，第二发声单元2发出的声波经过辐射体3上若干个第二声音流通通道32辐射出去，由此实现了两个发声单元声场的360°扩散，提高了两个发声单元声场的全指向性，使得该扬声器可以做到更小，同时又保证了扬声器的立体声效果；而且，本发明的扬声器，声音可以更好地在两个声音流通通道中流通，不会发生发射或者衍射的问题，从而使得最终辐射出来的声音不会引入其它的噪音。

本发明的扬声器，第一声音流通通道31、第二声音流通通道32的数量优选相等，且二者间隔设置。

进一步优选的是，第一声音流通通道31与相邻的第二声音流通通道32平滑过渡，使得辐射体的整个表面为连续可导的曲面。

图6为第一声音流通通道31中声音的流动示意图，第一发声单元1发出的声音沿着第一声音流通通道31光滑的曲面向外辐射，从而可以减少声音辐射时驻波的产生，提高了声音的辐射效果，以提高声音的辐射效果。图7为第一声音流通通道31、第二声音流通通道32中声音的流动示意图，第一声音流通通道31与第二声音流通通道32间隔设置，提高了扬声器的立体环绕声效果。

图8示出了第一声音流通通道31与第二声音流通通道32的流通区域示意图，第一发声单元1发出的声音从第一声音流通通道31辐射出去，第二发声单元2发出的声音从第二声音流通通道32辐射出去。在本发明一个具体的实施方式中，分别设置三个第一声音流通通道31、第二声音流通通道32，其中每个第二声音流通通道32的辐射角度可以为60°。

图9为本发明实施例提供的对扬声器进行声场仿真的示意图，图中每一个闭合曲线代表位于同一声压的空间点，声压曲线的凸起点对应于号筒的出声孔的正中心，凹陷点对应间隔壁，由此可见，号筒数量越多，分布越均匀，凸起点和凹陷点的位置差异越小，进而声压曲线越接近圆形，也即越接近360的均匀声场。

在本发明另一优选的实施方式中，在所述辐射体3正对第一发声单元1的位置设置有与各第一声音流通通道31连通的第一相位锥33，参考图1，第一发声单元1发出的声波经过第一相位锥33时发生反射，并使发射的声波进入到各第一声音流通通道31内，通过若干个第一声音流通通道31辐射出去。设置的第一相位锥33可以使声音能够更均匀的辐射至第一声音流通通道31中。进一步优选的是，所述第一相位锥33与各第一声音流通通道31平滑过渡连接。本发明中，第一相位锥33与第一声音流通通道31可以是两体分立的部件，也可以是一体成型的。

基于相同的原理，在所述辐射体3正对第二发声单元2的位置设置有与各第二声音流通通道32连通的第二相位锥(视图未标注)；第二发声单元2发出的声波经过第二相位锥时发生反射，并使发射的声波进入到各第二声音流通通道32内，通过若干个第二声音流通通道32辐射出去。设置的第二相位锥可以使声音能够更均匀的辐射至第二声音流通通道32中。进一步优选的是，所述第二相位锥与各第二声音流通通道32平滑过渡连接。本发明中，第二相位锥与第二声音流通通道32可以是两体分立的部件，也可以是一体成型的。

需要说明的是，上述第一相位锥和第二相位锥的大小、形状(包括平面度、弧度)可以根据实际需求相应调整。

如上文所述，第一发声单元1、第二发声单元2可以直接固定在辐射体3上，也可以通过另外设置的支架进行固定，以将第一发声单元1、第二发声单元2保持在辐射体3的两侧。在本发明一个优选的实施方式中，由于第一声音流通通道31相对于第二声音流通通道32下凹，或者说第二声音流通通道32相对于第一声音流通通道31上凹，使得第一声音流通通道31、第二声音流通通道32在辐射体3的表面形成“此起彼伏”的凹凸面。鉴于此，所述第一发声单元1可以固定在辐射体3上位于第二声音流通通道32的位置；所述第二发声单元2固定在辐射体3上位于第一声音流通通道31的位置，参考图1。

具体地，参考图2、图4，在所述辐射体3上位于各个第二声音流通通道32的位置分别设置第一支撑柱34，将所述第一发声单元1固定在该第一支撑柱24上，从而实现了第一发声单元1与辐射体3的连接。基于相同的道理，在所述辐射体3上位于各个第一声音流通通道31的位置分别设置第二支撑柱(视图未给出)，将所述第二发声单元2固定在该第二支撑柱上，从而实现了第二发声单元2与辐射体3的连接。

进一步优选的是，若干个第一支撑柱34位于同一圆的圆周方向上，在每个第一支撑柱34邻近圆心的一侧设置有用于放置第一发声单元1的缺口340，该若干个缺口340构成了可以承载并卡合第一发声单元1的支撑部分；基于同样的道理，若干个第二支撑柱位于同一圆的圆周方向上，在每个第二支撑柱邻近圆心的一侧设置有用于放置第二发声单元2的缺口，该若干个缺口构成了可以承载并卡合第二发声单元2的支撑部分。

本发明的扬声器，其辐射体3以及位于辐射体3上的第一声音流通通道31、第二声音流通通道32、第一相位锥33、第二相位锥可以是一体成型的，例如可通过注塑的方式同时形成上述结构。其中，辐射体3也可以采用双层结构，参考图3，该辐射体3包括复合在一起的第一结构层3a、第二结构层3b，两个结构层固定在一起后形成了辐射体3，并且在其中部位置可形成一空腔结构。为了提高该辐射体的强度，所述第一结构层3a、第二结构层3a位于空腔的一侧均设置有用于支撑的加强筋结构35。

参考图5，本发明还提供了一种扬声器系统，包括上述扬声器a。具体地，本发明的扬声器系统包括壳体4，在所述壳体4内设置有前声腔40、后声腔41。扬声器a安装固定在壳体4的前声腔40中，其中，所述扬声器a作为高音扬声器，也就是说，扬声器a中的第一发声单元1、第二发声单元2为高音发声单元。所述壳体4上相应的位置还设置有多个出声孔7，以便声音的流出。在所述壳体4内还设有作为低音发声单元的第三发声单元5，通过该第三发声单元5可以发出低音效果。该第三发声单元5安装在壳体4内，并将壳体4的前声腔40、后声腔41隔开。

其中优选的是，所述前声腔40位于壳体4的上部；所述后声腔41位于壳体4的下部。也就是说，扬声器a安装在壳体4内较高的位置上，有利于高音声场的扩散。当然，特殊情况下，也可以将扬声器a设置在壳体的下部。

进一步优选的是，所述壳体4上位于后声腔41的位置还设置有被动辐射器6，通过该被动辐射器6可以进一步加强扬声器系统的低音效果。被动辐射器6的结构以及工作原理属于本领域技术人员的公知常识，在此不再具体说明。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (14)

1.一种扬声器，其特征在于：包括辐射体(3)，以及相对固定在辐射体(3)两侧的第一发声单元(1)、第二发声单元(2)，其中，所述第一发声单元(1)上设置的振膜(10)与第二发声单元(20)上设置的振膜(20)相向设置；所述辐射体(3)上邻近第一发声单元(1)的一侧设置有若干个下凹的、供第一发声单元(1)声波流经的第一声音流通通道(31)，所述辐射体(3)上邻近第二发声单元(2)的一侧设置有若干个相对于第一声音流通通道(31)上凹的、供第二发声单元(2)声波流经的第二声音流通通道(32)；以第一发声单元(1)、第二发声单元(2)相对分布的方向记为X轴方向，其中：

所述第一声音流通通道(31)从辐射体(3)上与第一发声单元(1)正对的位置、以在X轴方向上逐渐远离第一发声单元(1)的方式延伸至辐射体(3)的边缘；

所述第二声音流通通道(32)从辐射体(3)上与第二发声单元(2)正对的位置、以在X轴方向上逐渐远离第二发声单元(2)的方式延伸至辐射体(3)的边缘。

2.根据权利要求1所述的扬声器，其特征在于：所述若干个第一声音流通通道(31)沿着辐射体(3)的周向均匀分布；所述若干个第二声音流通通道(32)沿着辐射体(3)的周向均匀分布。

3.根据权利要求2所述的扬声器，其特征在于：所述第一声音流通通道(31)的数量与第二声音流通通道(32)的数量相等，且第一声音流通通道(31)与第二声音流通通道(32)间隔设置。

4.根据权利要求3所述的扬声器，其特征在于：第一声音流通通道(31)与相邻的第二声音流通通道(32)平滑过渡。

5.根据权利要求3所述的扬声器，其特征在于：所述第一声音流通通道(31)、第二声音流通通道(32)分别设置有三个，其中每个第二声音流通通道(32)的辐射角度为60°。

6.根据权利要求1所述的扬声器，其特征在于：在所述辐射体(3)正对第一发声单元(1)的位置设置有与各第一声音流通通道(31)连通的第一相位锥(33)；在所述辐射体(3)正对第二发声单元(2)的位置设置有与各第二声音流通通道(32)连通的第二相位锥。

7.根据权利要求6所述的扬声器，其特征在于：所述第一相位锥(33)与各第一声音流通通道(31)平滑过渡连接；所述第二相位锥与各第二声音流通通道(32)平滑过渡连接。

8.根据权利要求6所述的扬声器，其特征在于：所述第一相位锥(33)与第一声音流通通道(31)一体成型；所述第二相位锥与第二声音流通通道(32)一体成型。

9.根据权利要求1所述的扬声器，其特征在于：所述第一发声单元(1)固定在辐射体(3)上位于第二声音流通通道(32)的位置；所述第二发声单元(2)固定在辐射体(3)上位于第一声音流通通道(31)的位置。

10.根据权利要求9所述的扬声器，其特征在于：在所述辐射体(3)上位于若干个第二声音流通通道(32)的位置分别设置一第一支撑柱(34)，所述第一发声单元(1)固定在该第一支撑柱(34)上；在所述辐射体(3)上位于若干个第一声音流通通道(31)的位置分别设置一第二支撑柱，所述第二发声单元(2)固定在该第二支撑柱上。

11.根据权利要求10所述的扬声器，其特征在于：若干个第一支撑柱(34)位于同一圆的圆周方向上，在每个第一支撑柱(34)邻近圆心的一侧设置有用于放置第一发声单元(1)的缺口(340)；若干个第二支撑柱位于同一圆的圆周方向上，在每个第二支撑柱邻近圆心的一侧设置有用于放置第二发声单元(2)的缺口。

12.一种扬声器系统，包括如权利要求1至10任一项所述的扬声器。

13.根据权利要求12所述的扬声器系统，其特征在于：还包括具有前声腔(40)、后声腔(41)的壳体(4)，所述扬声器设置在壳体(4)的前声腔(40)中；其中，所述扬声器的第一发声单元(1)、第二发声单元(2)为高音发声单元，在所述壳体(4)中还设有用于隔绝前声腔(40)、后声腔(41)，并作为低音发声单元的第三发声单元(5)。

14.根据权利要求13所述的扬声器系统，其特征在于：所述壳体(4)上位于后声腔(41)的位置还设置有被动辐射器(6)。

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