CN107547992A - 低频延伸的扬声器及应用该扬声器的电子装置 - Google Patents

低频延伸的扬声器及应用该扬声器的电子装置 Download PDF

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Abstract

一种低频延伸的扬声器及应用该扬声器的电子装置。扬声器包括一第一音箱、一喇叭单体、一第二音箱及一导音管。喇叭单体设置于第一音箱内。喇叭单体朝向第二音箱。导音管连接于第二音箱。本发明还公开一种应用该扬声器的电子装置。

Description

低频延伸的扬声器及应用该扬声器的电子装置
技术领域
本发明涉及一种扬声器及应用该扬声器的电子装置，且特别是有关于一种低频延伸的扬声器及应用该扬声器的电子装置。
背景技术
随着科技的进步，各式电子装置不断推陈出新。许多可携式电子装置均搭载着扬声器，以播放音乐或音效。然而，为了因应使用者对于电子装置方便携带的要求，电子装置朝向薄型化发展，进而使得内部的扬声器也必须薄型化。
业界发现在扬声器朝向薄型化发展时，严重影响到低音音效。即使通过各种尝试，低音音效通常仅能达到600Hz，无法表现出600Hz以下的低音音效，而无法满足使用者在听觉上的感受。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低频延伸的扬声器及应用该扬声器的电子装置，其利用第一音箱、第二音箱与导音管的设计，在采用薄型化或小型化的喇叭单体时，在600Hz～250Hz仍有不错的表现，而将低音音效延伸至250Hz，进而满足使用者听觉上的感受。
根据本发明的第一方面，提出一种扬声器。扬声器包括一第一音箱、一喇叭单体、一第二音箱及一导音管。喇叭单体设置于第一音箱内。喇叭单体朝向第二音箱。导音管连接于第二音箱。
根据本发明的第一方面，提出一种电子装置。电子装置包括一扬声器及一音效处理电路。扬声器包括一第一音箱、一喇叭单体、一第二音箱及一导音管。喇叭单体设置于第一音箱内。喇叭单体朝向第二音箱。导音管连接于第二音箱。音效处理电路用以提供一声音信号至扬声器。
为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1绘示根据一实施例的电子装置的示意图；
图2绘示扬声器的外观示意图；
图3绘示图2的扬声器的内部空间示意图；
图4绘示图2的扬声器的侧面示意图；
图5绘示频率曲线的示意图；
图6绘示根据另一实施例的扬声器的示意图；
图7绘示根据另一实施例的扬声器的示意图；
图8绘示根据另一实施例的扬声器的外观示意图；
图9绘示图8的扬声器的内部空间示意图；
图10绘示图8的扬声器的侧面示意图；
图11绘示根据另一实施例的扬声器的示意图；
图12绘示根据另一实施例的扬声器的示意图；
图13绘示根据另一实施例的扬声器的示意图；
图14绘示根据另一实施例的扬声器的示意图。
其中，附图标记
100：电子装置
110、210、310、410、510、610、710、810：扬声器
111、211、311、411、511、611、711、811：第一音箱
111a：外表面
112、212、312、412、512、612、712、812：第二音箱
112a：开口
112b：内表面
113、213、313、413、613、713、813：喇叭单体
113a：振动膜
114、214、314、414、514、614、714、814：导音管
114a：入口
114b：出口
120：音效处理电路
390：螺丝柱
C1、C2：频率曲线
L114：长度
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
请参照图1，其绘示根据一实施例的电子装置100的示意图。电子装置100例如是一平板电脑、一笔记型电脑、一智能型手机或一手持影音装置。电子装置100包括一扬声器110及一音效处理电路120。音效处理电路120用以提供一声音信号S0至扬声器110。为因应使用者对于电子装置1000方便携带的要求，电子装置100朝向薄型化发展，进而使得内部的扬声器110也必须薄型化或小型化。
请参照图2～图4，图2绘示扬声器110的外观示意图，图3绘示图2的扬声器110的内部空间示意图，图4绘示图2的扬声器110的侧面示意图。扬声器110包括一第一音箱111、一喇叭单体113、一第二音箱112及一导音管114。为因应扬声器110薄型化的要求，喇叭单体113的长度为1.5～2.6厘米，喇叭单体113的长度为0.8～1.1厘米，喇叭单体113的厚度为0.2～0.4厘米。在一实施例中，喇叭单体113的长度、宽度与厚度分别为1.6厘米、0.9厘米及0.3厘米。
如图4所示，第一音箱111为密闭式音箱。第一音箱111的体积为0.8～1.2立方厘米，例如是1立方厘米。喇叭单体113设置于第一音箱111内。喇叭单体113的一振动膜113a设置于第一音箱111的外表面111a。喇叭单体113通过第一音箱111的共振，能够扩张音效的音域。然而，由于喇叭单体113较小，故即使藉由第一音箱111的共振，低音音效通常仅能达到600Hz，而无法表现出600Hz以下的低音音效。
如图3所示，喇叭单体113朝向第二音箱112。导音管114连接于第二音箱112的一开口112a。第二音箱112为开放式音箱。第二音箱112的体积大于第一音箱111的体积。经过实验得知，第二音箱112的体积与第一音箱111的比率大于3.75时，能表现出600Hz以下的低音音效。如图4所示，喇叭单体113设置于第一音箱111与第二音箱112的连接处。喇叭单体113的振动膜113a设置于第二音箱112的一内表面112b。
第二音箱112及导音管114通过赫姆兹(Helmholtz)原理，可有效延伸低音音效至更低频的音域。请参照下式(1)，第二音箱112与导音管114的结构设计可依据下式(1)来安排：
其中f为频率，Vs为声波的传播速率，π为圆周率，A为导音管114的截面积，V为第二音箱112的体积，L为导音管114的长度(例如是图3的长度L114)。
也就是说，为了要使扬声器110能够提供频率低于600Hz的一低音声波，导音管114的长度设计成与低音声波的频率成负相关，导音管114的截面积设计成与低音声波的频率成正相关，第二音箱112的体积设计成与低音声波的频率成负相关。
换句话说，依据低音声波欲达成的频率，导音管114的长度、导音管114的截面积与第二音箱112的体积可以按照下式(2)进行结构上的安排：
导音管114的长度可以按照下式(3)进行结构上的安排：
导音管114的截面积与第二音箱112的体积可以按照下式(4)进行结构上的安排：
第二音箱112的体积可以按照下式(5)进行结构上的安排：
举例来说，第二音箱112的体积可以设计为8～9立方厘米，导音管114的长度可以设计为11～13厘米，导音管114的截面积可以设计为0.2～0.4平方厘米。在一实施例中，第二音箱112的体积可以设计为8.9立方厘米，导音管114的长度可以设计为1.242厘米，导音管114的截面积的长度与宽度可以设计为0.59厘米及0.6厘米。
在一实施例中，导音管114可以采用均匀的截面积，以获得较佳的声波导出效果。也就是说，如图3所示，从导音管114的入口114a至导音管114的出口114b，导音管114的截面积实质上均相同。
在一实施例中，如图3所示，为了使扬声器110能够不占据过多的空间，可以通过多个隔板，将导音管114设计成弯曲状的S形状。或者，导音管114亦可设计成U形状。
请参照图5，其绘示频率曲线C1、C2的示意图。在喇叭单体113仅藉由单一音箱进行共振时，量测到频率曲线C1。在喇叭单体113藉由第一音箱111进行共振，且藉由第二音箱112及导音管114进行导音时，量测到频率曲线C2。如频率曲线C1所示，低音音效仅能达到600Hz，而无法表现出600Hz以下的低音音效。如频率曲线C2所示，低音音效在600Hz～250Hz仍有不错的表表现，使得低音效率延伸至250Hz，进而满足使用者在听觉上的感受。
请参照图6，其绘示根据另一实施例的扬声器610的示意图。在此实施例中，扬声器610的喇叭单体613、导音管614与图4的喇叭单体113、导音管114类似，在此不再重复叙述。第二音箱612为方正的长方体，第一音箱611则凸出于第二音箱611之外，以使第二音箱612方便制作。经过实验证明，采用本实施例的实施方式亦能够有效达成低音的效果。
请参照图7，其绘示根据另一实施例的扬声器710的示意图。在此实施例中，扬声器710的喇叭单体713、导音管714与图4的喇叭单体113、导音管114类似，在此不再重复叙述。第一音箱711埋设于第二音箱712内。经过实验证明，采用本实施例的实施方式亦能够有效达成低音的效果。
请参照图8～图10，图8绘示根据另一实施例的扬声器810的外观示意图，图9绘示图8的扬声器810的内部空间示意图，图10绘示图8的扬声器810的侧面示意图。在此实施例中，扬声器810的第二音箱812、喇叭单体813、导音管814与图4的第二音箱112、喇叭单体113、导音管114类似，在此不再重复叙述。第一音箱811向后延伸。经过实验证明，采用本实施例的实施方式亦能够有效达成低音的效果。
请参照图11，其绘示根据另一实施例的扬声器210的示意图。在此实施例中，扬声器210的第一音箱211、第二音箱212、喇叭单体213与图8的第一音箱111、第二音箱112、喇叭单体113类似，在此不再重复叙述。扬声器210的导音管214可以沿着第二音箱212及第一音箱211的边缘延伸，以缩减扬声器210的整体长度。
请参照图12，其绘示根据另一实施例的扬声器310的示意图。在此实施例中，扬声器310的第一音箱311、第二音箱312、喇叭单体313与图8的第一音箱111、第二音箱112、喇叭单体113类似，在此不再重复叙述。扬声器310的导音管314可以避开螺丝柱390(或其他各种元件)，沿着螺丝柱390的边缘延伸，以符合结构设计的要求。
请参照图13，其绘示根据另一实施例的扬声器410的示意图。在此实施例中，扬声器410的第一音箱411、第二音箱412及导音管414依序堆叠。喇叭单体413设置于第一音箱411及第二音箱412的连接处。采用堆叠的方式设置第一音箱411、第二音箱412及导音管414可以有效缩减扬声器410的整体长度。
请参照图14，其绘示根据另一实施例的扬声器510的示意图。在此实施例中，扬声器510的第一音箱511及第二音箱512不局限于长方体或立方体，第一音箱511及第二音箱512可采圆形(或椭圆形)柱体。第二音箱512堆叠于第一音箱511之上。导音管514沿着第一音箱511及第二音箱512的边缘延伸，使得扬声器510实质上形成圆形(或椭圆形)柱体。
根据上述实施例，扬声器在采用薄型化或小型化的喇叭单体时，可以通过第一音箱、第二音箱与导音管的设计，使得低音音效在600Hz～250Hz仍有不错的表表现，而将低音效率延伸至250Hz，进而满足使用者在听觉上的感受。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种扬声器，其特征在于，包括：
一第一音箱；
一喇叭单体，设置于该第一音箱内；
一第二音箱，该喇叭单体朝向该第二音箱；以及
一导音管，连接于该第二音箱。
2.根据权利要求1所述的扬声器，其特征在于，该第一音箱的体积为0.8～1.2立方厘米，该第二音箱的体积大于该第一音箱的体积。
3.根据权利要求1所述的扬声器，其特征在于，该第二音箱的体积与该第一音箱的比率大于3.75。
4.根据权利要求1所述的扬声器，其特征在于，该第一音箱为一密闭式音箱，该第二音箱为一开放式音箱。
5.根据权利要求1所述的扬声器，其特征在于，该导音管连接该第二音箱的一开口，该喇叭单体设置于该第一音箱与该第二音箱的连接处。
6.根据权利要求1所述的扬声器，其特征在于，该扬声器用以提供一低音声波，该低音声波的一频率介于600Hz及250Hz之间，该导音管的一长度与该低音声波的该频率成负相关，该导音管的一截面积与该低音声波的该频率成正相关，该第二音箱的一体积与该低音声波的该频率成负相关。
7.根据权利要求1所述的扬声器，其特征在于，该导音管具有均匀的截面积，且该导音管为弯曲状。
8.根据权利要求1所述的扬声器，其特征在于，该喇叭单体具有一振动膜，该振动膜设置于该第二音箱的一内表面。
9.根据权利要求1所述的扬声器，其特征在于，该第二音箱的体积为8～10立方厘米，该导音管的长度为11～13厘米，该导音管的截面积为0.2～0.4平方厘米。
10.一种电子装置，其特征在于，包括：
一扬声器，包括：
一第一音箱；
一喇叭单体，设置于该第一音箱内；
一第二音箱，该喇叭单体朝向该第二音箱；及
一导音管，连接于该第二音箱；以及
一音效处理电路，用以提供一声音信号至该扬声器。
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