CN109525915A - 单向出声的透明音响 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种单向出声的透明音响,应用于轨道交通侧窗或汽车天窗上，包括：结构件，一端设置于轨道交通侧窗或汽车天窗的一侧；振膜，与结构件的另一端连接，振膜通过结构件设置于轨道交通侧窗或汽车天窗上；以及动力单元，一端与振膜连接，动力单元的另一端通过结构件设置于轨道交通侧窗或汽车天窗上，动力单元用于带动振膜发声。本发明应用在轨道交通侧窗上时，利用了轨道交通侧窗的隔音功能，实现单侧发声，并且还具有便于拆卸及维护的功能。本发明应用在汽车天窗上时，可以作为来自汽车上方位的出声源，可以达到车内全方位发声的效果，听音乐或其他音响时，具有更多的空间体验感，创造出了一种身临其境的声音享受。
Description
技术领域
本发明涉及一种音响，特别是涉及一种单向出声的透明音响。
背景技术
随着电子信息技术的不断发展，透明显示终端是未来显示行业发展的大趋势。然而，现有技术的智能终端显示部件与发音部件是分开的，除了显示用的显示屏幕外，还需要扬声器等外部发音部件。而这些外部发音部件占据了显示终端的很大空间，从而使得智能终端的显示屏幕缩水，还影响到整体的设计美感。
传统扬声器的发声原理是携带声音信号的电流通过扬声器线圈，有电流流过的线圈在磁场中受到磁场力的作用，声音信号电流的强弱和方向不同使得磁场作用力也不同，从而线圈作上下振动。线圈与扬声器的发声体(振膜)连接，带动发声体(振膜)振动并推动空气振动从而产生声波。但是这种传统扬声器部件占用空间大，内置效果不好，并且影响整体的设计美观。
压电扬声器的发声原理是利用动力单元在极化方向上被施加电场，则会发生弹性形变(逆压电效应)的现象，通过对动力单元施加方向不断变化电场，使其发生形变，产生振动。动力单元与发声体(振膜)粘结，则振膜在动力单元作用下产生振动，进而推动空气振动，产生声压发出声音。由于压电扬声器与传统扬声器相比，具有成本较低，占用空间小，整体结构简单的优点，因此，压电扬声器为现有技术中通常采用的一种扬声器。
但是，现有技术中的压电扬声器还没有在轨道交通侧窗和汽车天窗上应用的案例及相关的技术研究。原因在于如果把动力单元直接放进轨道交通侧窗或汽车天窗的中空部，会有如下问题：
一是轨道交通侧窗或汽车天窗的两侧玻璃比较厚，动力单元位移量较小，难以带动玻璃振动发声，导致振动幅度弱小，发声效果不明显，音质较差；
二是若直接将压电扬声器放在轨道交通侧窗或汽车天窗的中空部，则会导致轨道交通侧窗或汽车天窗两面发出声音，不仅造成了声波损失，还对轨道交通侧窗或汽车天窗的外侧造成噪音污染；以及
三是现有技术的轨道交通用的轨道交通侧窗的玻璃贴合后是质保三十年不轻易拆卸的，而电子元件的寿命远小于轨道交通侧窗的寿命，维护或更换电子元件时，需要拆卸轨道交通侧窗的玻璃，不便于电子元件的拆卸维护。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种单向出声的透明音响,以解决上述技术问题，具体技术方案如下：一种单向出声的透明音响，应用于轨道交通侧窗或汽车天窗上，其中单向出声的透明音响包括：结构件，一端设置于轨道交通侧窗或汽车天窗的一侧；振膜，与结构件的另一端连接，振膜通过结构件设置于轨道交通侧窗或汽车天窗上；以及动力单元，一端与振膜连接，动力单元的另一端通过结构件设置于轨道交通侧窗或汽车天窗上，动力单元用于带动振膜发声。
在一种可能的设计中，结构件的材质为铝间隔条，结构件的形状为L形。
在一种可能的设计中，振膜为音响振膜，振膜的材质为玻璃、聚碳酸酯(PC)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
在一种可能的设计中，振膜的曲率与轨道交通侧窗或汽车天窗的曲率相同。
在一种可能的设计中，还包括功能层，设置于振膜上。
在一种可能的设计中，功能层还包括液晶(NPD)调光膜、液晶电控(PDLC)调光膜、光学导光板、透明显示屏幕和触控屏中的一种或几种。
在一种可能的设计中，还包括发光二极管(LED)灯条，设置于振膜上。
在一种可能的设计中，动力单元为音响动力单元，动力单元的材质为压电陶瓷。
在一种可能的设计中，还包括外部功放驱动电路，动力单元的正负电极为同极性并联，并与外部功放驱动电路连接，外部功放驱动电路通过驱动动力单元振动而带动振膜发声。
在一种可能的设计中，外部功放驱动电路的线路设置于轨道交通侧窗或汽车天窗的油墨印刷区域。
本发明与现有技术相比具有的优点有：
本发明的单向出声的透明音响应用在轨道交通侧窗上时，利用了轨道交通侧窗的隔音功能，实现单侧发声，并且还具有便于拆卸及维护的功能。
本发明的单向出声的透明音响应用在汽车天窗上时，可以作为来自汽车上方位的出声源，可以达到车内全方位发声的效果，听音乐或其他音响时，具有更多的空间体验感，创造出了一种身临其境的声音享受。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。
图1是本发明一实施例的单向出声的透明音响应用于轨道交通侧窗上的结构示意图。
图2是本发明另一实施例的单向出声的透明音响应用于轨道交通侧窗上的结构示意图。
图3是本发明一实施例的动力单元设置在轨道交通侧窗上的油墨印刷区域的结构示意图。
图4是本发明一实施例的外部功放驱动电路设置在轨道交通侧窗上的油墨印刷区域的结构示意图。
图5是本发明一实施例的结构件的结构示意图。
图6是本发明一实施例的单向出声的透明音响应用于汽车天窗上的结构示意图。
图7是本发明另一实施例的单向出声的透明音响应用于汽车天窗上的结构示意图。
图8是本发明一实施例的动力单元设置在汽车天窗上的油墨印刷区域的结构示意图。
图9是本发明另一实施例的动力单元设置在汽车天窗上的油墨印刷区域的结构示意图。
具体实施方式
本发明在一实施例中，请参考图1-9所示，揭露了一种单向出声的透明音响1，应用于轨道交通侧窗7或汽车天窗8上，单向出声的透明音响1包括结构件2、振膜3和动力单元4。
请参考图1、2、6、7所示，结构件2的一端设置于轨道交通侧窗7或汽车天窗8的一侧，优选的设置于轨道交通侧窗7或汽车天窗8的内侧，但并不以此为限。本实施例公开的结构件2的材质为铝间隔条，请参考图5所示，结构件2的形状为L形，其可以是通过一体化挤出工艺设计制成，也可以是通过焊接方式制成，但并不以此为限。L型的结构的竖直部分21用于支撑振膜3，水平部分22用于为动力单元4提供一承载底座，然结构件2的结构并不局限于此，本领域的技术人员也可以根据本发明的教导选择其他合适的结构的结构件2。
请参考图1、2、6、7所示，振膜3与结构件2的另一端连接，振膜3通过结构件2设置于轨道交通侧窗7或汽车天窗8上，具体的，结构件2的竖直部分21的两端分别与振膜3及轨道交通侧窗7或汽车天窗8通过胶水固定连接，以实现将振膜3固定于轨道交通侧窗7或汽车天窗8上，但并不以此为限。本实施例公开的振膜3为音响振膜3，振膜3的材质为玻璃、聚碳酸酯(PC)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，以使制成的振膜3为透明状，进而确保轨道交通侧窗7或汽车天窗8为透明状，但并不以此为限。
在一优选实施例中，振膜3的曲率与轨道交通侧窗7或汽车天窗8的曲率相同，避免振膜3与轨道交通侧窗7或汽车天窗8连接在一起时存在弯曲应力，防止在振膜震动时，玻璃发生爆裂。
请参考图1、2、6、7所示，动力单元4的一端与振膜3连接，动力单元4的另一端通过结构件2设置于轨道交通侧窗7或汽车天窗8上，具体设置方式可以是通过胶水粘结固定安装于结构件2的水平部分22上，但并不以此为限。动力单元4用于带动振膜3发声，此时的振膜3的发声方式是两面发声，但是由于其是设置在轨道交通侧窗7或汽车天窗8上，由于轨道交通侧窗7或汽车天窗8具有的隔音隔热的性能，屏蔽了振膜3向轨道交通侧窗7或汽车天窗8的另一侧发出的声波，进而导致振膜3是在轨道交通侧窗7或汽车天窗8的一侧(内侧)发声，轨道交通侧窗7或汽车天窗8的另一侧(外侧)是没有声音发出的，实现单向出声效果。
在一优选实施例中，本发明中的动力单元4的选择与振膜3的选择相对应，例如本实施例中公开的振膜3为音响振膜，故动力单元4的选择为音响动力单元4，但并不以此为限。动力单元4的材质为压电陶瓷，但并不以此为限。
在一优选实施例中，请参考图4所示，单向出声的透明音响1还包括外部功放驱动电路9，动力单元4的正负电极为同极性并联，形成正反馈放大电路，并与外部功放驱动电路9连接，音频信号通过功放驱动电路输入给作为动力单元4(压电陶瓷)，驱动动力单元4振动，从而带动振膜3振动，产生声音。
在一优选实施例中，请参考图3、8、9所示，由于轨道交通侧窗7或汽车天窗8在安装后，其四周通常会有油墨印刷区域A2或A4，由于油墨印刷区域A2或A4为不可见区域，因此，将本发明中的外部功放驱动电路9的线路设置于轨道交通侧窗7或汽车天窗8的油墨印刷区域A2或A4上，可以防止因安装外部功放驱动电路9减小轨道交通侧窗7或汽车天窗8的透视面积，但并不以此为限。
在一优选实施例中，请参考图2、7所示，单向出声的透明音响1还包括功能层5，功能层5设置于振膜3上，具体的可以设置于振膜3的内侧，也可以设置于振膜3的外侧，但并不以此为限。通过在振膜3上设置不同的功能层5，进而使单向出声的透明音响1具有特定的功能。本实施例公开的功能层5还包括液晶(NPD)调光膜、液晶电控(PDLC)调光膜、光学导光板、透明显示屏幕和触控屏中的一种或几种，但并不以此为限。
在一优选实施例中，振膜3的内侧设有液晶(NPD)调光膜，可以实现振膜3的渐变调光的功能；在另一优选实施例中，振膜3的内侧设有液晶电控(PDLC)调光膜，可以实现振膜3的透明与非透明瞬间转变的功能；在另一优选实施例中，振膜3的内侧设有光学导光板，可以实现振膜3的提供照明的功能；在另一优选实施例中，振膜3的内侧设有透明显示屏幕，可以实现振膜3的透明显示的功能；在另一优选实施例中，振膜3的内侧设有触控屏，可以实现振膜3的触控的功能。
在一优选实施例中，请参考图7所示，单向出声的透明音响1还包括发光二极管(LED)灯条6，发光二极管(LED)灯条6设置于振膜3上，使振膜3具备照明的功能，优选的，LED灯条7设置于光学导光板内，光学导光板的表面具有导光功能的网点，通过LED灯的光照入射，网点发光，使轨道交通侧窗7或汽车天窗8具备了侧窗或车顶照明的功能。
本发明的单向出声的透明音响1应用在轨道交通侧窗7上时，是在轨道交通侧窗7的基础上增加一层作为发声的功能件，可以单独拆卸，从而实现便于拆卸、方便维修，降低成本的效果。
本发明的单向出声的透明音响1应用在汽车天窗8上时，与轨道交通侧窗7的应用不同之处在于汽车天窗8为水平放置，在汽车天窗8的内侧增加一层作为发声的功能件，汽车天窗8作为来自上方位的出声源，可以达到车内全方位发声的效果，听音乐或其他音响时，具有更多的空间体验感，创造出了一种身临其境的声音享受。
以下将结合具体实施例进一步说明本发明的单向出声的透明音响1的有益效果。
实施例1
请参考图1、3、4、5所示，本发明的单向出声的透明音响1应用在轨道交通侧窗7上时，单向出声的透明音响1包括结构件2、振膜3和动力单元4，其中振膜3为玻璃振动片，请参考图5所示，结构件2为一种L形铝间隔条，请参考图4所示，轨道交通侧窗7包括透明区域A1和油墨印刷区域A2。
请参考图1所示，在本发明中的轨道交通侧窗7包括一外侧玻璃71及一内侧玻璃72，外侧玻璃71与内侧玻璃72之间具有一中空部73，使轨道交通侧窗7具有隔音及隔热性能，但并不以此为限。
请参考图3所示，在玻璃振动片(振膜3)的内表面一圈按照一定规律分布排列动力单元4，动力单元4的一端与玻璃振动片连接，动力单元4的另一端与L形铝间隔条(结构件2)连接，动力单元4与玻璃振动片及L形铝间隔条之间的连接方式为结构型粘接，即将结构单元(动力单元4与玻璃振动片及L形铝间隔条)用胶黏剂牢固地固定在一起，所用的结构胶黏剂及其粘接点必须能传递结构应力，在设计范围内不影响其结构的完整性。通过结构型粘接，动力单元4能够实现更好的压电形变传导，在音频信号电流的作用下产生振动，振动传导至振膜3，从而带动振膜3的振动，振膜3振动推动大面积空气振动，产生声波发出声音。
同时，请参考图1所示，玻璃振动片(振膜3)通过L形铝间隔条(结构件2)与轨道交通侧窗7玻璃刚性连接，起到固定玻璃振动片的作用，通过L形铝间隔条的约束，使得玻璃振动片能够产生弯曲振动而不是横向平行于玻璃基座的振动，这样，能够将动力单元4和玻璃振动片的振动最大程度地耦合，使得整体作弯曲振动辐射声波，进一步提高了发声效果。
请参考图4所示，动力单元4的正负电极采用同极性并联，通过外部功放驱动电路9进行工作，音频信号通过功放驱动电路的作用，使得动力单元4振动，从而带动振动片的振动，产生声音。动力单元4及其连接线路的布置区域位于油墨印刷区域A2的区域内，对外不可见，透明区域为A1区域，并不影响现有轨道交通侧窗7玻璃的可视透明区域。
实施例2
请参考图1-5所示，本发明的单向出声的透明音响1应用在轨道交通侧窗7上时，单向出声的透明音响1的结构与实施例1的结构基本相同，请参考图2所示，不同之处在于本实施例在振膜3的内侧贴合一层功能层5，该功能层5为NPD调光膜，通过NPD调光膜实现振膜3的渐变调光的功能。在本发明中对于NPD调光膜的选择可以没有特殊要求，参照本领域技术人员的常规选择即可。至于NPD调光膜如何实现振膜3的渐变调光的原理为本领域技术人员的公知技术，因此在此不进行赘述。
优选的，NPD调光膜尺寸小于振膜3的尺寸，以使动力单元4是与振膜3直接，而非通过NPD调光膜与振膜3粘接，避免动力单元4的振动力的损失，使得动力单元4的振动能够全部传导到振膜3上，从而不影响音质。
实施例3
请参考图1-5所示，本发明的单向出声的透明音响1应用在轨道交通侧窗7上时，单向出声的透明音响1的结构与实施例2的结构基本相同，不同之处在于本实施例的功能层5为PDLC调光膜，通过PDLC调光膜实现振膜3的自动调光的功能。在本发明中对于PDLC调光膜的选择可以没有特殊要求，参照本领域技术人员的常规选择即可。至于PDLC调光膜如何实现振膜3的自动调光的原理为本领域技术人员的所公知技术，因此在此不进行赘述。
优选的，PDLC调光膜尺寸小于振膜3的尺寸，以使动力单元4是与振膜3直接，而非通过PDLC调光膜与振膜3粘接，避免动力单元4的振动力的损失，使得动力单元4的振动能够全部传导到振膜3上，从而不影响音质。
实施例4
请参考图1-5所示，本发明的单向出声的透明音响1应用在轨道交通侧窗7上时，单向出声的透明音响1的结构与实施例2的结构基本相同，不同之处在于本实施例的功能层5为透明显示屏幕，通过透明显示屏幕实现振膜3的透明显示的功能。在本发明中对于透明显示屏幕的选择可以没有特殊要求，参照本领域技术人员的常规选择即可，例如可以为有机发光二极管(OLED)透明显示屏。至于PDLC调光膜如何实现振膜3的自动调光的原理为本领域技术人员的所公知技术，因此在此不进行赘述。
优选的，透明显示屏幕尺寸小于振膜3的尺寸，以使动力单元4是与振膜3直接，而非通过透明显示屏幕与振膜3粘接，避免动力单元4的振动力的损失，使得动力单元4的振动能够全部传导到振膜3上，从而不影响音质。
实施例5
请参考图1-5所示，本发明的单向出声的透明音响1应用在轨道交通侧窗7上时，单向出声的透明音响1的结构与实施例2的结构基本相同，不同之处在于本实施例的功能层5为触控屏，通过触控屏实现振膜3的触控的功能。在本发明中对于触控屏的选择可以没有特殊要求，参照本领域技术人员的常规选择即可。至于触控屏如何实现振膜3的触控的功能的原理为本领域技术人员的所公知技术，因此在此不进行赘述。
优选的，触控屏尺寸小于振膜3的尺寸，以使动力单元4是与振膜3直接，而非通过触控屏与振膜3粘接，避免动力单元4的振动力的损失，使得动力单元4的振动能够全部传导到振膜3上，从而不影响音质。
实施例6
请参考图1-5所示，本发明的单向出声的透明音响1应用在轨道交通侧窗7上时，单向出声的透明音响1的结构与实施例2的结构基本相同，不同之处在于本实施例的功能层5为触控屏，通过触控屏实现振膜3的触控的功能。在本发明中对于触控屏的选择可以没有特殊要求，参照本领域技术人员的常规选择即可。至于触控屏如何实现振膜3的触控的功能的原理为本领域技术人员的所公知技术，因此在此不进行赘述。
优选的，触控屏尺寸小于振膜3的尺寸，以使动力单元4是与振膜3直接，而非通过触控屏与振膜3粘接，避免动力单元4的振动力的损失，使得动力单元4的振动能够全部传导到振膜3上，从而不影响音质。
实施例7
请参考图5-9所示，本发明的单向出声的透明音响1应用在汽车天窗8上时，单向出声的透明音响1包括结构件2、振膜3和动力单元4，请参考图5所示，结构件2为一种L形铝间隔条，振膜3为玻璃振动片，汽车天窗8包括透明区域A3和油墨印刷区域A4。
请参考图8所示，动力单元4设置在油墨印刷区域A4区域中，使动力单元4处于不可见状态。玻璃振动片(振膜3)通过结构型粘接与L形铝间隔条(结构件2)的一端粘接，L形铝间隔条的另一端与汽车天窗8粘接，动力单元4与L形铝间隔条通过结构型粘接在一起，通过L形铝间隔条安装在汽车天窗8上。L形铝间隔条与汽车天窗8之间的粘接是便于拆卸的，且其粘接方式并不影响发声功能件的音质，从而达到便于拆卸、方便维修，降低成本的效果。
同时，由于汽车天窗8是设置于汽车上方的，所以单向出声的透明音响1安装在汽车天窗8时，相当于一个来自上方位的声道输出，通过对音频在不同的输出通道的调控，可以达到全方位发声的效果，听音乐时有更多的空间体验感，创造出了一种身临其境的声音享受。
同时，请参考图9所示，若汽车天窗8较大时，由于单向出声的透明音响1的自身重力因素，若只对四周布置动力单元2，则位于中心区域的振动片所受振动力度过小，会导致振动不均匀，从而影响音质效果。因此在全景汽车天窗8的动力单元布局上选择在全景天窗中间也布置有动力单元，即把一整块大面积天窗分为两块小面积天窗，能够达到更好的发声效果。
优选的，请参考图7所示，在玻璃振动片(振膜3)的内侧贴合一层功能层5，功能层5为NPD调光膜，通过NPD调光膜的作用，汽车行驶在阳光下，此时NPD膜可实现自动变色，达到遮阳的效果。
优选的，功能层5小于振动片1的大小，其目的在于动力单元与振动片直接粘接而非通过调光膜粘接后再粘接振动片，这样就避免了动力单元的振动力的损失，使得动力单元的振动能够全部传导到振动片上，从而不影响音质。
实施例8
请参考图5-9所示，本发明的单向出声的透明音响1应用在汽车天窗8上时，单向出声的透明音响1的结构与实施例7的结构基本相同，不同之处在于本实施例的功能层5为PDLC调光膜，汽车行驶在阳光下，可通过PDLC调光膜的作用使汽车天窗8变为不透明状态，达到遮阳的效果。
实施例9
请参考图5-9所示，本发明的单向出声的透明音响1应用在汽车天窗8上时，单向出声的透明音响1的结构与实施例7的结构基本相同，不同之处在于本实施例的功能层5为光学导光板，其表面印有具有导光功能的网点，同时，还增加LED灯7作为光源，LED灯的光照通过导光板的截面入射使得网点发光，把点光源转化为面光源，此时整个汽车天窗8即发光面，具备了车顶照明的功能。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施方式，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施方式的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种单向出声的透明音响，应用于轨道交通侧窗或汽车天窗上，其特征在于，所述单向出声的透明音响包括：
结构件，一端设置于所述轨道交通侧窗或所述汽车天窗的一侧；
振膜，与所述结构件的另一端连接，所述振膜通过所述结构件设置于所述轨道交通侧窗或所述汽车天窗上；以及
动力单元，一端与所述振膜连接，所述动力单元的另一端通过所述结构件设置于所述轨道交通侧窗或所述汽车天窗上，所述动力单元用于带动所述振膜发声。
2.根据权利要求1所述的单向出声的透明音响，其特征在于，所述结构件的材质为铝间隔条，所述结构件的形状为L形。
3.根据权利要求1所述的单向出声的透明音响，其特征在于，所述振膜为音响振膜，所述振膜的材质为玻璃、聚碳酸酯(PC)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
4.根据权利要求1所述的单向出声的透明音响，其特征在于，所述振膜的曲率与所述轨道交通侧窗或所述汽车天窗的曲率相同。
5.根据权利要求1所述的单向出声的透明音响，其特征在于，还包括功能层，设置于所述振膜上。
6.根据权利要求5所述的单向出声的透明音响，其特征在于，所述功能层还包括液晶(NPD)调光膜、液晶电控(PDLC)调光膜、光学导光板、透明显示屏幕和触控屏中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的单向出声的透明音响，其特征在于，还包括发光二极管(LED)灯条，设置于所述振膜上。
8.根据权利要求1所述的单向出声的透明音响，其特征在于，所述动力单元为音响动力单元，所述动力单元的材质为压电陶瓷。
9.根据权利要求1所述的单向出声的透明音响，其特征在于，还包括外部功放驱动电路，所述动力单元的正负电极为同极性并联，并与所述外部功放驱动电路连接，所述外部功放驱动电路通过驱动所述动力单元振动而带动所述振膜发声。
10.根据权利要求9所述的单向出声的透明音响，其特征在于，所述外部功放驱动电路的线路设置于所述轨道交通侧窗或所述汽车天窗的油墨印刷区域。
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