CN107959913B - 一种音频播放装置和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种音频播放装置和设备。所述音频播放装置包括扬声器、扬声器容器和增腔材料，所述扬声器和所述增腔材料设置在所述扬声器容器中；所述增腔材料为表面存在不规则孔洞的纤维制成的织物，所述织物的纤维与纤维之间形成了孔洞。通过在所述音频播放装置中设置表面存在不规则孔洞的纤维制成的织物。由此实现了通过所述音频播放装置进行音频播放时，所述织物的纤维与纤维之间的缝隙和纤维表面的不规则孔洞降低音频播放装置的共振频率f0和增大的频带宽度。
Description
本申请要求于2016年10月17日提交中国国家知识产权局专利局、申请号为201610905803.0、发明名称为“一种扬声器装置和终端”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明的实施例涉及音频设备技术领域，尤其涉及一种音频播放装置和设备。
背景技术
为了使得扬声器低频响应更好，实现声音更为饱满、更圆润的音效，需要降低扬声器共振频率f0和增大器件频带宽度。现有技术中，通常存在两种方法。一是通过增加扬声器后腔的空间，如增加音箱的外观尺寸，赋予扬声器更大的后腔空间。二是，采用添加增腔材料的方法，通过添加增腔材料，达到虚拟增加扬声器后腔的目的。对于第一种方法通常用于体积较大的扬声器或体积能够被增大的扬声器。但是，对于难于物理增加扬声器后腔尺寸的扬声器，特别是微型扬声器，通常是添加增腔材料达到虚拟增腔的效果。
增腔材料一般是具有多孔、疏松和透气的物质，如天然沸石、活性炭、不同种类的发泡体等材料。由于增腔材料中具有大量的、互相贯通的、从表到里的微孔，也即具有一定的透气性。当声波入射到多孔材料表面时，引起微孔中的空气振动，由于摩擦阻力和空气的黏滞阻力以及热传导作用，将相当一部分声能转化为热能，从而起吸音和增腔作用。
但是，现有技术中的增腔材料也存在许多问题。例如，将沸石材料制成微米尺寸的小球。但此种材料强度低，在实际使用过程中易碎。并且需要将所述多个小球封装到专用的壳体/腔体，并通过专用的盖体对壳体进行封装。由于原材料制成工艺复杂、强度低、装配难度高，成本高且对壳体具有选择性，从而导致了普遍适用性低，限制了其应用。
发明内容
本发明实施例提供了一种音频播放装置和设备。通过所述音频播放装置或所述设备的音频播放装置中包括的增腔材料，可以降低共振频率f0和增大的频带宽度。
一方面，本发明实施例提供了一种音频播放装置。所述音频播放装置包括：扬声器、扬声器容器和增腔材料。所述扬声器和所述增腔材料设置在所述扬声器容器中；所述增腔材料为表面存在不规则孔洞的纤维制成的织物，所述织物的纤维与纤维之间包括不同尺寸的缝隙。通过在所述音频播放装置中设置表面存在不规则孔洞的纤维制成的织物。通过所述织物的纤维与纤维之间的缝隙和纤维表面的不规则孔洞降低音频播放装置的共振频率f0和增大的频带宽度。
在一个可能的设计中，所述纤维是有机纤维、无机纤维、金属纤维、陶瓷纤维或混杂纤维中的任意一种或多种。
在一个可能的设计中，所述纤维是长纤维和/或短纤维。
在一个可能的设计中，所述纤维的横截面形状是圆形、工字形或椭圆中的任意一种或多种的组合。
在一个可能的设计中，所述纤维发中心结构可以是中空结构、实心结构或皮芯结构中的任意一种或多种的组合。
在一个可能的设计中，所述纤维是通过针刺、水刺、熔喷或热压中的任意一种方式，制得所述织物。
在一个可能的设计中，所述增腔材料为聚酯多孔纤维水刺制成的无纺布；其纤维结构为圆形横截面的短纤维。
在一个可能的设计中，所述增腔材料为聚酯多孔纤维针刺制成的无纺布；其纤维结构为椭圆形横截面的短纤维。
在一个可能的设计中，所述增腔材料为聚乙烯多孔纤维复合纺、长丝机织成的布；其纤维结构为椭圆形横截面的皮芯结构的长纤维。
在一个可能的设计中，所述增腔材料为玻璃纤维熔喷方式制成的无纺布；其纤维结构为椭圆形横截面的短纤维。
在一个可能的设计中，所述增腔材料为聚乳酸酯多孔纤维水刺纺织成的布；其纤维结构为复合纺成中空短纤维。
在一个可能的设计中，所述增腔材料为大豆多孔纤维针刺成的纺布；其纤维结构为椭圆形横截面的短纤维。
在一个可能的设计中，所述增腔材料为银多孔纤维针刺成的布；其纤维结构为椭圆形横截面的短纤维。
在一个可能的设计中，所述增腔材料为多种纤维混合组成的混杂纤维并针织成布；其纤维结构为椭圆形横截面的短纤维。
在一个可能的设计中，所述多种纤维具体包括：含量为40％银多孔纤维、30％聚酯纤维、10％大豆纤维和20％玻璃纤维。
在一个可能的设计中，所述增腔材料长短纤维混合组成的织物，所述织物通过混纺编织；其纤维结构的横截面为工字型。
在一个可能的设计中，所述长短纤维混合组成的织物具体包括：含量为30％聚酯长纤维、20％的碳纤维的短纤维、50％的丙纶纤维。
另一方面，本发明具体实施例提供了一种设备。所述设备为手机，所述手机包括第一方面及第一方面的任意一种可能所述的音频播放装置。通过在所述手机中设置所述的音频播放装置，从而使所述手机进行音频播放时，降低音频播放装置的共振频率f0和增大的频带宽度。
另一方面，本发明具体实施例提供了一种设备。所述设备为耳机，所述耳机包括第一方面及第一方面的任意一种可能所述的音频播放装置。通过在所述耳机中设置所述的音频播放装置，从而使所述耳机进行音频播放时，降低音频播放装置的共振频率f0和增大的频带宽度。
本发明实施例的一种音频播放装置和设备，根据所述音频播放装置，通过在所述音频播放装置中设置表面存在不规则孔洞的纤维制成的织物。由此实现了通过所述音频播放装置进行音频播放时，所述织物的纤维与纤维之间的缝隙和纤维表面的不规则孔洞降低音频播放装置的共振频率f0和增大的频带宽度。
附图说明
图1为本发明具体实施例提供的一种音频播放装置；
图2为本发明具体实施例提供的一种纤维结构示意图；
图3为本发明具体实施例提供的一种频率与声压级关系的曲线图；
图4为本发明具体实施例提供的一种音频播放装置；
图5为本发明具体实施例提供的又一种音频播放装置；
图6为本发明具体实施例提供的一种手机结构示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述。
本发明具体实施例提供了一种音频播放装置和包括所述音频播放装置的设备。图1为本发明具体实施例提供的一种音频播放装置。如图1所示，音频播放装置包括扬声器102、扬声器容器101和增腔材料103。所述扬声器102和增腔材料103设置在扬声器容器101中。通过在扬声器容器101中添加增腔材料103，尽可能地降低扬声器共振频率f0和增大器件频带宽度。从而使得扬声器低频响应更好，实现声音更为饱满、更圆润的音效，以满足人们对于好声音的聆听越来越显得挑剔要求。
图2为本发明具体实施例提供的一种纤维结构示意图。如图2所示，所述纤维的表面包括规律分布且大小不同的微孔，由于每根纤维基体上存在若干个微孔，并且将纤维制成的织物上纤维与纤维间存在的空隙，自然形成网状立体毛细通道。所述表面分别大小不同微孔的纤维，有利于建立无数个三维立体吸收和释放空气的空间，形成一个比拟真实空腔的虚拟的空间。从而使本发明具体实施例所述的纤维制成的织物形成增腔材料。本发明具体实施例所采用的纤维制成的织物，原材料成本低、施工工艺简单、具有普适性，同时赋予扬声器更加低的共振频率f0和更大的频带宽度。因此，包括本发明上述织物的音频播放装置或设备，可达到虚拟增加扬声器的谐振空间，实现与真实增加扬声器装置背腔空间相同的声学效果。
图3为本发明具体实施例提供的一种频率与声压级关系的曲线图。如图3所示，所述横轴表示频率，纵轴表示声压级。其中，曲线1表示没有添加纤维材料时扬声器的声压级曲线。曲线2表示添加了表面包括不规则孔洞的纤维材料形成的织物作为增腔材料的声压级曲线。通过所述曲线1和曲线2可以知道，所述添加了增腔材料的音频播放装置频率在800HZ下时，所述音频播放装置的声压级明显得到提高。添加了增腔材料的音频播放装置频率在1300HZ上时，所述音频播放装置的声压级能够得到提高。从而，通过增加声压级，降低共振频率f0和增大的频带宽度。
在本发明的具体实施例中，所述纤维包括有机纤维、无机纤维、金属纤维、陶瓷纤维或混杂纤维中的任意一种或多种组成的。所述纤维的表面是离散分布的、尺寸不同的微孔结构。所述织物的纤维还可以是长纤维或短纤维中的任意一种或多种。所述纤维的横截面形状包括圆形、工字形和椭圆等形状中的任意一种或多种。所述纤维的中心结构可以是中空的结果也可以是实心的结构或皮芯的结构。
本发明实施例的增腔材料可以是，将纤维通过多种加工方法制成的织物。所述纤维的加工方法可以是通过针刺、水刺、熔喷、热压等加工工艺，将上述的纤维制成织物。
所述制成的织物可以是无纺布、机织布和针织布等。所述织物中存在大量不规则分布的、贯穿或半贯穿的间隙，有益于空气的进和出。吸收和释放空气，形成一个虚拟的空间，达到虚拟增加扬声器的谐振空间。通过所述纤维之间的间隙和所述纤维表面的孔洞，实现与真实增加扬声器装置腔体空间相同的声学效果，有效降低扬声器共振频率f0和增大器件频带宽度，从而获得更好的声学性能。
图4为本发明具体实施例提供的一种音频播放装置。如图4所示，音频播放装置包括连接部分401和腔体部分402。所述连接部分401用于将所述音频播放装置与其他部分的结构进行连接。所述腔体部分402包括上腔体和下腔体组成，所述连接部分401与下腔体连接，通过所述上腔体和下腔体将所述扬声器密封在一个腔体中。
所述腔体部分402包括第一填充腔404、扬声器腔403和出声口406，所述第一填充腔404用于设置增腔材料，所述扬声器腔403中包括设置扬声器。所述扬声器的发声部位与出声口406相对，所述出声口406上还设置了第二填充腔405，所述第二填充腔内设置增腔材料。当所述扬声器工作时，通过第一填充腔404与出声口406的第二填充腔405设置增腔材料，使扬声器共振频率f0和增大器件频带宽度。
需要说明的是，上述图4所述的音频播放装置仅为本发明具体实施例中的一种具体实现方式的举例，而不能用于对本发明的限定。
图5为本发明具体实施例提供的又一种音频播放装置。如图5所示，音频播放装置包括后腔501和前腔502。所述后腔501为凹形结构503，通过设置所述凹形结构503达到物理增腔的效果。所述凹形结构503中还设置了增腔材料504，通过所述增腔材料504达到虚拟增腔的效果。所述后腔501的顶部还包括支撑结构505，通过所述支撑结构505将前腔502设置在后腔501上。在一个例子中，所述支撑结构505可以是设置在后腔501顶部的边缘。也可以是设置在整个后腔501顶部的材料，所述材料通风。例如，所述材料为上述的增腔材料。
所述前腔502包括上壳体508和扬声器506。所述上壳体508与后腔501密封连接。所述扬声器506设置在所述后腔501的支撑结构505上。所述上壳体508还包括出声口507。在本发明的具体实施例中，所述前腔502中也可以设置所述增腔材料。只要是能够达到更好的音频效果，本发明具体实施例中对增腔材料所设置的位置不作任何限定。
下面，通过具体实验的方式对本发明包括的上述织物的音频播放装置进行实验。
实施例1：第一音频播放装置，包括增腔材料。所述增腔材料为聚酯多孔纤维，横截面为圆形，短纤维。所述声学增腔材料通过水刺成无纺布，单位面积的重量是0.050克。所述第一音频播放装置在添加增腔材料前，共振频率为850HZ，添加增腔材料后的共振频率f0降低100HZ。频率为500HZ处的声压级(SPL)在添加增腔材料前为74.50dB,添加增腔材料后频率为500HZ处的声压级(SPL)增加了0.6dB。频率为2000HZ处的声压级(SPL)在添加增腔材料前为84.3dB，添加增腔材料后频率为2000HZ处的声压级(SPL)增加了0.25dB。
实施例2：第一音频播放装置，包括增腔材料。所述增腔材料为聚酯多孔纤维，横截面为椭圆形，短纤维。所述声学增腔材料通过针刺成纺布，单位面积的重量是0.08克。所述第一音频播放装置在添加增腔材料前共振频率f0为880HZ，添加增腔材料后的共振频率降低110HZ。频率为500HZ处的声压级(SPL)在添加增腔材料前为73.6dB,添加增腔材料后频率为500HZ处的声压级(SPL)增加了0.70dB。频率为2000HZ处的声压级(SPL)在添加增腔材料前为83.8dB，添加增腔材料后频率为2000HZ处的声压级(SPL)增加了0.30dB。
实施例3：第一音频播放装置，包括增腔材料。所述增腔材料为聚乙烯多孔纤维，横截面为椭圆形，皮芯结构。所述声学增腔材料采用复合纺方法喷长丝，机织成布，单位面积的重量是0.10克。所述第一音频播放装置在添加增腔材料前共振频率f0为830HZ，添加增腔材料后共振频率f0降低了95HZ。频率为500HZ处的声压级(SPL)在添加增腔材料前为74.10dB,添加增腔材料后频率为500HZ处的声压级(SPL)增加了0.75dB。频率为2000Hz处的声压级(SPL)在添加增腔材料前为83.5dB，添加增腔材料后频率为2000HZ处的声压级(SPL)增加了0.32dB。
实施例4：第一音频播放装置，包括增腔材料。所述增腔材料为玻璃纤维，横截面为椭圆形，短纤维。所述声学增腔材料通过熔喷方式制成无纺布，单位面积的重量是0.12克。所述第一音频播放装置在添加增腔材料前共振频率f0为860HZ，添加增腔材料后共振频率f0降低了125HZ。频率为500HZ处的声压级(SPL)在添加增腔材料前为72.50dB，添加增腔材料后频率为500HZ处的声压级(SPL)增加了0.90dB。频率为2000HZ处的声压级(SPL)在添加增腔材料前为81.4dB，添加增腔材料后频率为2000HZ处的声压级(SPL)增加了0.45dB。
实施例5：第一音频播放装置，包括增腔材料。所述增腔材料为聚乳酸酯多孔纤维，复合纺成中空短纤维。所述声学增腔材料通过水刺纺织成布，单位面积的重量是0.05克。所述第一音频播放装置在添加增腔材料前共振频率f0为900HZ，添加增腔材料后共振频率f0降低95HZ。频率为500HZ处的声压级(SPL)在添加增腔材料前为74.8dB，添加增腔材料后频率为500HZ处的声压级(SPL)增加了0.50dB。频率为2000HZ处的声压级(SPL)在添加增腔材料前为84.8dB，添加增腔材料后频率为2000HZ处的声压级(SPL)增加了0.25dB。
实施例6：第一音频播放装置，包括增腔材料。所述增腔材料为大豆多孔纤维，横截面为椭圆形，短纤维。所述声学增腔材料通过针刺成纺布，单位面积的重量是0.08克。所述第一音频播放装置在添加增腔材料前共振频率f0为890HZ，添加增腔材料后试验后共振频率f0降低了105HZ。频率为500HZ处的声压级(SPL)在添加增腔材料前为72.7dB，添加增腔材料后频率为500HZ处的声压级(SPL)增加了0.6dB。频率为2000HZ处的声压级(SPL)在添加增腔材料前为82.20dB，添加增腔材料后频率为2000Hz处的声压级(SPL)降低了0.35dB。
实施例7：第一音频播放装置，包括增腔材料。所述增腔材料为银多孔纤维，横截面为椭圆形，短纤维。所述声学增腔材料通过针织成布，单位面积的重量是0.15克。所述第一音频播放装置在添加增腔材料前共振频率f0为940HZ，添加增腔材料后试验后共振频率f0降低160HZ。频率为500HZ处的声压级(SPL)在添加增腔材料前为72.0dB，添加增腔材料后频率为500HZ处的声压级(SPL)增加了0.95dB。频率为2000Hz处的声压级(SPL)在添加增腔材料前为92.90dB，添加增腔材料后频率为2000Hz处的声压级(SPL)增加了0.65dB。
实施例8：第一音频播放装置，包括增腔材料。所述增腔材料为多种纤维混合组成的织物。其中，多种纤维的含有重量比为40％银多孔纤维、重量比为30％聚酯纤维、重量比10％大豆纤维和重量比20％玻璃纤维。纤维横截面为椭圆形，短纤维，单位面积的重量是0.08克。所述声学增腔材料通过针织成布。所述第一音频播放装置在添加增腔材料前共振频率f0为910HZ，添加增腔材料后共振频率f0降低了120HZ。频率为500HZ处的声压级(SPL)在添加增腔材料前为74.8dB，添加增腔材料后频率为500HZ处的声压级(SPL)增加了0.85dB。频率为2000Hz处的声压级(SPL)在添加增腔材料前为85.2dB，添加增腔材料后频率为2000Hz处的声压级(SPL)增加了0.50dB。
实施例9：第一音频播放装置，包括增腔材料。所述增腔材料为长短纤维混合组成的织物。其中，多种纤维的含有重量比为30％聚酯长纤维、重量比为20％的碳纤维的短纤维、含有50％的丙纶纤维。纤维表面为多孔结构，横截面为工字型，内部为中空结构。所述声学增腔材料通过混纺编织成布，单位面积的重量是0.10克。所述第一音频播放装置在添加增腔材料前共振频率f0为925HZ，添加增腔材料后共振频率f0降低了110HZ。频率为500HZ处的声压级(SPL)在添加增腔材料前为74.2dB，添加增腔材料后频率为500HZ处的声压级(SPL)增加了0.75dB。频率为2000Hz处的声压级(SPL)在添加增腔材料前为84.6dB，添加增腔材料后频率为2000Hz处的声压级(SPL)增加了0.36dB。
通过上述实施例可以发现，所述包括若干个微孔的纤维和所述纤维制成的织物作为增腔材料，能够降低共振频率f0。可达到虚拟增加扬声器的谐振空间，实现与真实增加扬声器装置背腔空间相同的声学效果。
在本发明的具体实施例中，可以将包括所述纤维制成的织物的音频播放装置添加到需要音频播放装置，但体积较小的设备中。例如，所述设备可以是手机。
当所述设备是手机时，所述扬声器容器是根据手机上所能放置的空间设计。所述扬声器和所述增腔材料设置在所述扬声器中。
图6为本发明具体实施例提供的一种手机结构示意图。如图6所示，所述手机601包括显示屏幕603、处理器、通信模块、电源、摄像头和音频播放装置602。通过所述电源为所述手机601的运行提供持续的支持。所述通信模块可以用于将所述手机601与其他的设备进行信息的传输，所述通信模块可以包括但不限于是基带通信模块、蓝牙通信模块、NFC(近距离无线通信技术,Near Field Communication)等。所述处理器包括用于对手机601中输入、输出的数据进处理。对于手机中输出的数据，可以通过显示屏幕603进行显示，也可以通过音频播放装置602进行播放，或同时通过显示屏幕603进行显示和通过音频播放装置602进行播放。所述音频播放装置602可以是上述的任意一种音频播放模块(图4、图5)，也可以是其它任意包括上述纤维(图2)形成的织物的音频播放装置。
在另一个例子中，所述设备还可以是耳机。当所述设备是耳机时，所述扬声器容器是耳机的外壳。所述扬声器和所述增腔材料设置在所述耳机壳内。
需要说明的是，所述增腔材料在扬声器容器中的具体位置和具体的大小需与所述扬声器容器实际的形状和大小相匹配。本发明对此不作任何限定。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种音频播放装置，其特征在于，所述音频播放装置包括：
扬声器、扬声器容器和增腔材料，所述扬声器和所述增腔材料设置在所述扬声器容器中；所述增腔材料为表面存在不规则孔洞的纤维制成的织物，所述织物的纤维与纤维之间包括不同尺寸的缝隙，形成网状立体毛细通道；
所述纤维的纤维发中心结构为中空结构、实心结构或皮芯结构中的任意一种或多种的组合；
其中，所述增腔材料为多种纤维混合组成的混杂纤维并针织成布；其纤维结构为椭圆形横截面的短纤维；所述多种纤维具体包括：含量为40％银多孔纤维、30％聚酯纤维、10％大豆纤维和20％玻璃纤维；或
所述增腔材料为长短纤维混合组成的织物，所述织物通过混纺编织；其纤维结构的横截面为工字型；所述长短纤维混合组成的织物具体包括：含量为30％聚酯长纤维、20％的碳纤维的短纤维、50％的丙纶纤维。
2.一种设备，其特征在于，所述设备为手机，所述手机包括权利要求1所述的音频播放装置。
3.一种设备，其特征在于，所述设备为耳机，所述耳机包括权利要求1所述的音频播放装置。
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