CN106792401A - 环绕声扬声器单元及环绕声场生成方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种环绕声扬声器单元，本发明通过设置具有多个振动区域的振膜和多个对应的独立的音圈，以及可由多个独立的音圈共用的磁路系统，通过对多个音圈分别输入独立的音频信号，每个音圈由磁路系统驱动受力，带动对应振动区域的振膜振动发声，使得一个扬声器单元就能实现环绕声效果；由于音圈在磁路系统中可以共用部分磁路系统和盆架，从而减小了环绕声耳机的体积，节省了耳机使用空间。

Description

环绕声扬声器单元及环绕声场生成方法

技术领域

本发明涉及一种扬声器领域，具体涉及一种环绕声扬声器单元及环绕声场生成方法。

背景技术

现有的环绕声耳机实现方式是将多个扬声器单元放置在一个头戴式耳机中，通过对不同的扬声器单元输入独立的信号来实现环绕声效果；由于每一个扬声器单元都具有单独的盆架、磁铁、音圈、振膜等结构，所以采用上述方式实现环绕声效果将加大耳机的整体体积和重量，降低使用的舒适性。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种环绕声扬声器单元及环绕声场生成方法，以减小环绕声耳机的体积和重量，增加使用的效果以及方便性。

根据本发明的第一方面，提供一种环绕声扬声器单元，包括：

振动系统，具有振膜和多个独立的音圈，其中，所述振膜具有与所述多个独立的音圈对应的多个振动区域，所述多个振动区域适于独立地随对应的音圈振动；

磁路系统，适于形成多个磁间隙区域，所述磁间隙区域与所述多个独立的音圈对应；以及，

盆架，适于固定所述振动系统和所述磁路系统。

优选地，所述振膜上形成有多个折环，所述折环将所述振膜划分为多个振动区域。

优选地，所述多个振动区域包括位于振膜中心的圆形区域和环绕所述圆形区域四周的多个区域。

优选地，环绕所述圆形区域四周的多个区域被设置为扇环形。

优选地，所述振动系统还包括多个补强板，所述多个补强板与环绕所述圆形区域四周的多个区域对应，并设置在环绕所述圆形区域四周的多个区域中，适于调节频响。

优选地，所述多个振动区域包括位于振膜中心的圆形区域以及多个和所述圆形区域同心的环形区域。

优选地，所述磁路系统包括：

多个环形磁铁；

磁碗，所述磁碗用于固定多个环形磁铁，以在所述多个环形磁铁之间形成至少一个间隙；

多个导磁柱，与所述多个独立的音圈对应，所述导磁柱设置在所述间隙中，以形成所述磁间隙区域。

优选地，所述独立的音圈形成为环状，适于套设于对应的导磁柱上。

优选地，所述磁路系统包括：

多个环形磁铁；

磁碗，用于固定所述多个环形磁铁，以使得所述多个环形磁铁之间形成所述磁间隙区域。

优选地，所述独立的音圈形成为圆环状，适于以同心方式设置于所述环形磁铁之间的磁间隙区域中。

优选地，所述振动系统还包括压环，所述压环适于固定所述振膜。

优选地，所述磁路系统还包括多个顶片，所述顶片设置在所述环形磁铁上，以隔离所述环形磁铁和所述振膜，并支撑所述振膜。

根据本发明的第二方面，提供一种环绕声场生成方法，包括：

通过共用的磁路系统驱动独立的音圈带动振膜上对应的振动区域振动以生成环绕声场；

其中，所述多个振动区域形成在同一振膜上并适于独立地振动。

优选地，所述振动区域通过形成于振膜上的折环划分。

优选地，所述振动区域包括振膜中心的圆形区域和环绕所述圆形区域四周的多个区域；或者，所述多个振动区域包括位于振膜中心的圆形区域以及多个和所述圆形区域同心的环形区域；

优选地，环绕所述圆形区域四周的多个区域被设置为扇环形。

本发明通过设置具有多个振动区域的振膜和多个对应的独立的音圈，以及可由多个独立的音圈共用的磁路系统，通过对多个音圈分别输入独立的音频信号，每个音圈由磁路系统驱动受力，带动对应振动区域的振膜振动发声，使得一个扬声器单元就能实现环绕声效果；由于音圈在磁路系统中可以共用部分磁路系统和盆架，从而减小了环绕声耳机的体积，节省了耳机使用空间。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1是本发明第一实施例的环绕声扬声器单元剖面示意图；

图2是本发明第一实施例的环绕声扬声器单元分解示意图；

图3是本发明第一实施例的振膜结构示意图；

图4是本发明第一实施例的补强板41结构示意图；

图5是本发明第一实施例的压环结构示意图；

图6是本发明第二实施例的环绕声扬声器单元剖面示意图；

图7是本发明第二实施例的环绕声扬声器单元分解示意图；

图8是本发明第三实施例的环绕声场生成方法的流程图；

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。

实施例一：

本实施例的环绕声扬声器单元的结构如图1～图5所示，本实施例的环绕声扬声器单元主要包括振动系统A、磁路系统B以及用于固定振动系统A、磁路系统B的盆架1。

在本实施例中，盆架1为结构框架，可以被形成为内侧具有凸缘的环状。振动系统A设置在盆架的上侧，磁路系统B设置在盆架的下侧。

振动系统A包括多个音圈81～87、振膜2和压环3。振膜2上形成有多个折环22～28，从而将振膜2划分为多个可以独立振动发声的振动区域。其中，所述多个振动区域包括位于振膜2中心部分的圆形区域21，在圆形区域内的振膜被形成为拱顶，折环22限定出圆形区域21的范围。折环22的四周形成有折环23～28，折环23～折环28将振膜2的其他区域划分为多个独立的振动区域。各独立的振动区域可以独立振动发声。在本实施例中，振膜2可以被形成为圆形。同时，圆形区域21和折环22被形成为与所述圆形振膜同心，且圆形区域21在振膜平面的投影为圆形，折环22在振膜平面的投影为圆环形。同时，折环23～折环28形成的独立振动区域被形成为相同的扇环形结构，均匀的分布在所述圆形区域21的四周。在本发明中，扇环结构形是指由两条基本同心的圆弧与通过圆弧的端点的半径围成的区域，也即，扇环就是一个圆环被扇形截得的一部分。扇环形结构可以将振膜2充分利用、实现最大化使用，减少振膜面积的浪费。应理解，振膜2的形状并不限于圆形，折环21～28以及由其划分获得的各独立的振动区域的形状也不仅限于上述形状。折环23～折环28也可被替换为其它形状，任何可以将振膜划分为多个独立振动区域的折环，均可以适用于本实施例。

压环3具有多个镂空部分的圆环，压环3的镂空部分与振膜2的多个独立振动区域一一对应，压环3可以设置于振膜2的上面，即具有折环凸起的一侧，以固定振膜2。具体地，压环3的镂空部分形状与振膜2及其振膜2上形成的折环22～折环28的形状对应，在其压紧振膜2后，振膜2上的各振动区域进一步被隔离，从而使得振膜2上各振动区域之间可以完全独立，互不影响。

进一步地，振动系统A还可以包括支撑环100。支撑环100为圆环形结构，位于振膜2的下侧，即折环凸起的另一侧，用以支撑振膜2。支撑环100的形状由折环22的形状对应。折环22被压环3及支撑环100从两侧夹持，从而使得振膜2上折环23～28形成的振动区域不受折环22形成的振动区域的振动影响。

本实施例中，音圈81～87相互独立，与对应的振动区域连接，用于在磁路系统B的驱动下，带动振动区域振动发声。所有的音圈均形成为环状，从而适于套设于磁路系统B中对应的导磁柱上。其中，音圈81为圆环状音圈，音圈82～音圈87为带圆弧矩形环状音圈。音圈的数量与振膜2的独立的振动区域对应，也即，一个振动区域设置至少一个独立的音圈。音圈一端可以与对应的振动区域上的平面部分连接，另一端设置于磁路系统B中。当各音圈分别通独立的音频信号时，各音圈在磁路系统B的驱动下受力，带动对应的振膜振动区域独立振动发声。应理解，本实施例音圈81～音圈87的形状不限于上述环形音圈，根据磁路系统设置形式的不同，音圈可以设置为各种形状，只要能够在磁路系统驱动下独立地振动即可。

优选地，为了提高环绕声扬声器单元的音频效果，振动系统A可以设置补强板41～补强板46，分别粘接在折环23～折环28形成的振动区域上，用来调节频响。折环23～折环28所形成的振动区域的中心部分被形成为平面，可以用于粘接补强板41～补强板46；补强板41～补强板46的形状相同，如图4所示为其中补强板41的示意图。同时，补强板41～补强板46可以为平面或曲面结构，本实施例为平面；补强板41～补强板46可以粘接在振膜2平面区域的任意一侧，本实施例为粘接在折环凸起的一侧(也即图中的上侧)，对应的，音圈81～音圈87粘接在折环凸起的另一侧平面区域。

磁路系统B包括磁碗5、磁铁61、磁铁62以及导磁柱91～导磁柱97。其中，磁碗5的中心有开口向上的圆形凹槽，四周均匀分布着6个形状尺寸相同带圆角的矩形凹槽，磁碗5设置在盆架1的下端。磁铁61和磁铁62为环形磁铁，并且以同心的方式固定在磁碗5上，因此形成了同心的间隙。在本实施例中，导磁柱91被设置为圆柱形导磁柱，固定于磁碗5的圆形凹槽中，从而位于环形磁铁61和环形磁铁62的中央，与环形磁铁61的内侧形成间隙。导磁柱92～导磁柱97可被设置为截面为带圆角矩形的柱体，并分别固定于磁碗5上带圆角的矩形凹槽中。这使得导磁柱92～97位于由磁铁61和磁铁62形成的同心间隙中。导磁柱91～导磁柱97与磁铁61、磁铁62共同形成了多个磁间隙区域。音圈81～音圈87分别套设于导磁柱91～导磁柱97上，由此，使得音圈81～音圈87位于上述磁间隙区域中。

应理解，本实施例的磁路设置方式仅为示例，磁碗5并不仅限于上述带有凹槽的结构，任何通过其他方式将导磁柱91～导磁柱97固定在磁碗5上的结构，均可以适用于本发明。导磁柱91～导磁柱97的形状也不仅限于上述形状，只要导磁柱91～导磁柱97可以放入磁铁61、磁铁62形成的间隙中，并以适当的方式形成可以驱动音圈独立运动的磁间隙都可以适用于本实施例。

优选地，为了避免上述环形磁铁和振膜直接接触，磁路系统B还可以设置顶片71和顶片72。顶片71中心为圆形孔状，外侧为带倒角的六边形薄片结构，顶片72内侧为带倒角的六边形孔状，外侧为圆形薄片结构，顶片71和顶片72分别以同心的方式位于磁铁61和磁铁62的上端，用于隔离上述磁铁61、磁铁62和振膜2，避免两者直接接触。顶片71和顶片72的形状随导磁柱形状可以做适当的变动，不影响磁路回路即可。

对音圈81～音圈87分别输入独立的音频信号，音圈81～音圈87分别在静磁场中受力振动，音圈81～音圈87分别带动对应的振膜2的振动区域以及对应的补强板41～补强板46振动发声。由于音频信号为独立信号，音圈81～音圈87分别独立工作，振膜2的多个振动区域为独立振动区域，所以音圈81～音圈87带动振膜2上的振动区域独立工作，相互不影响，用以上方式使单个扬声器单元产生环绕声效果。本实施例中，只需要设置一个振膜，通过将振膜划分为多个独立振动的区域，同时配合设计带动振动区域振动的多个音圈和驱动音圈的磁路系统，音圈在磁路中可以共用部分磁路系统，不需要为每个发声部设置独立的盆架和磁路，可以缩小体积，节省耳机使用空间。

实施例二：

本实施例环绕声扬声器单元的结构如图6、图7所示，图6为本实施例环绕声扬声器单元剖面示意图；图7为本实施例环绕声扬声器单元的分解示意图。本实施例的环绕声扬声器单元主要包括振动系统A、磁路系统B以及用于固定振动系统A、磁路系统B的盆架1。

在本实施例中，盆架1为结构框架，可以被形成为内侧带有阶梯的环状。振动系统A设置在盆架的上侧，磁路系统B设置在盆架的下侧。

振动系统A包括多个音圈81～84、振膜2和压环3。振膜2上形成有多个折环22～25，从而将振膜2划分为多个可以振动发声的振动区域。其中，所述多个振动区域包括位于振膜2中心部分的圆形区域21，在圆形区域内的振膜被形成为拱顶，折环22限定出圆形区域21的范围。折环22的外侧振膜被形成为多个同心的环形折环23～25，折环23～25即为划分的多个振动区域。在本实施例中，振膜2可以被形成为圆形，且圆形区域21在振膜平面的投影为圆形，折环22～折环25在振膜平面的投影为同心圆环形。应理解，振膜2的形状并不限于圆形，折环21～折环25形状也不仅限于上述形状，也可被替换为椭圆形或带圆角的矩形。同时，折环的个数也可以随需要进行调整。

在本实施例中，音圈81～音圈84相互独立，与对应的振动区域连接，用于在磁路系统B的驱动下，带动振动区域振动发声。所有的音圈均形成为同心圆环状，从而适于套设于磁路系统B中。音圈的数量与振膜2的振动区域对应，也即，一个振动区域设置至少一个独立的音圈。音圈一端可以与对应的振动区域上的平面部分连接，另一端设置于磁路系统B中。当各音圈分别通独立的音频信号时，各音圈在磁路系统B的驱动下受力，带动对应的折环区域振动发声。应理解，本实施例音圈81～音圈84的形状不限于上述圆环形，根据磁路系统设置形式的不同，音圈可以设置为各种形状，只要能够在磁路系统驱动下独立地振动即可。

压环3为环状结构，位于振膜2的上面，用于与盆架1的边缘一同夹持振膜2的边缘，从而固定振膜2。压环3与折环25外侧的振膜形状对应，以使得压环3可以将折环25外侧的振膜区域完全覆盖并固定。

磁路系统B包括磁碗5、磁铁61、磁铁62和磁铁63。其中，磁碗5的中心为带有圆形凸台，四周有多个圆柱孔的碗状结构，凸台的中心为中空状，其以同心的方式套置在盆架1的下侧。磁铁61～磁铁63为环形磁铁，分别以同心的方式固定于磁碗5上，因此形成了同心的磁间隙区域。音圈81～音圈84设置于上述形成的磁间隙区域中，以使得音圈接收音频信号后，在磁间隙区域中受力，带动对应的折环振动发声。可选地，磁铁61～磁铁63可被形成为圆环形、椭圆形、矩形等环形磁铁。在形成圆环形磁铁时，所形成的磁间隙区域比较均匀，产生的磁场力比较稳定，对于音圈产生的振动音频效果比较好。

优选地，为了避免上述环形磁铁和振膜直接接触，磁路系统B还可以设置顶片71～顶片73。顶片71～顶片73为同心圆环状薄片结构，分别以同心的方式位于磁铁61～磁铁63的上端，用于隔离上述磁铁61～63和振膜2，避免两者直接接触。顶片71～顶片73与磁铁61～磁铁63的形状一一对应。

对音圈81～音圈84分别输入独立的音频信号，音圈81～音圈84分别在静磁场中受力振动，音圈81～音圈84分别带动对应的振膜2上折环振动区域振动发声，以此使单个扬声器单元产生环绕声效果。

实施例三：

本实施例提出了一种环绕声场的生成方法，其基于实施例一或实施例二的扬声器单元生成环绕生成。

图8是本发明第三实施例的环绕声场生成方法的流程图。如图8所示，所述方法包括：

步骤S100、接收环绕声信号。

步骤S200、根据所述环绕声信号通过共用的磁路系统驱动独立的音圈带动振膜上对应的振动区域振动以生成环绕声场。

其中，所述多个振动区域形成在同一振膜上并适于独立地振动。

其中，所述振动区域通过形成于振膜上的折环划分。进一步地，所述振动区域包括振膜中心的圆形区域和环绕所述圆形区域四周的多个区域；或者，所述多个振动区域包括位于振膜中心的圆形区域以及多个和所述圆形区域同心的环形区域。

优选地，环绕所述圆形区域四周的多个区域被设置为扇环形。

本发明通过设置具有多个振动区域的振膜和多个对应的独立的音圈，以及可由多个独立的音圈共用的磁路系统，通过对多个音圈分别输入独立的音频信号，每个音圈由磁路系统驱动受力，带动对应振动区域的振膜振动发声，进而使得一个扬声器单元就能实现环绕声效果；由于音圈在磁路系统中可以共用部分磁路系统和盆架，从而减小了环绕声耳机的体积，节省了耳机使用空间。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种环绕声扬声器单元，包括：

振动系统，具有振膜和多个独立的音圈，其中，所述振膜具有与所述多个独立的音圈对应的多个振动区域，所述多个振动区域适于独立地随对应的音圈振动；

磁路系统，适于形成多个磁间隙区域，所述磁间隙区域与所述多个独立的音圈对应；以及，

盆架，适于固定所述振动系统和所述磁路系统。

2.根据权利要求1所述的环绕声扬声器单元，其特征在于，所述振膜上形成有多个折环，所述折环将所述振膜划分为多个振动区域。

3.根据权利要求2所述的环绕声扬声器单元，其特征在于，所述多个振动区域包括位于振膜中心的圆形区域和环绕所述圆形区域四周的多个区域；优选地，环绕所述圆形区域四周的多个区域被设置为扇环形。

4.根据权利要求3所述的环绕声扬声器单元，其特征在于，所述振动系统还包括多个补强板，所述多个补强板与环绕所述圆形区域四周的多个区域对应，并设置在环绕所述圆形区域四周的多个区域中，适于调节频响。

5.根据权利要求2所述的环绕声扬声器单元，其特征在于，所述多个振动区域包括位于振膜中心的圆形区域以及多个和所述圆形区域同心的环形区域。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的环绕声扬声器单元，其特征在于，所述磁路系统包括：

多个环形磁铁；

磁碗，所述磁碗用于固定多个环形磁铁，以在所述多个环形磁铁之间形成至少一个间隙；

多个导磁柱，与所述多个独立的音圈对应，所述导磁柱设置在所述间隙中，以形成所述磁间隙区域；

优选地，所述独立的音圈形成为环状，适于套设于对应的导磁柱上。

7.根据权利要求1、2和6中任一项所述的环绕声扬声器单元，其特征在于，所述磁路系统包括：

多个环形磁铁；

磁碗，用于固定所述多个环形磁铁，以使得所述多个环形磁铁之间形成所述磁间隙区域；

优选地，所述独立的音圈形成为圆环状，适于以同心方式设置于所述环形磁铁之间的磁间隙区域中。

8.一种环绕声场生成方法，包括：

接收环绕声信号；

根据所述环绕声信号通过共用的磁路系统驱动独立的音圈带动振膜上对应的振动区域振动以生成环绕声场；

其中，所述多个振动区域形成在同一振膜上并适于独立地振动。

9.根据权利要求8所述的环绕声场生成方法，其特征在于，所述振动区域通过形成于振膜上的折环划分。

10.根据权利要求9所述的环绕声场生成方法，其特征在于，所述振动区域包括振膜中心的圆形区域和环绕所述圆形区域四周的多个区域；或者，所述多个振动区域包括位于振膜中心的圆形区域以及多个和所述圆形区域同心的环形区域；

优选地，环绕所述圆形区域四周的多个区域被设置为扇环形。