CN110460937A - 聚焦型扬声器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种聚焦型扬声器，该聚焦型扬声器包括有壳体、电源、信号处理装置、控制芯片、发声单元；所述发声单元以发声口的中心线为轴线，呈同心圆状的等距阵列分布在发声口处；在所述筒体的底部设置有调节杆，各发声单元通过调节杆与对应的调节环连接；在调节环的轴心线上安装有伸缩控制臂，在伸缩控制臂的端部铰接有控制杆；在所述控制杆上开设有滑槽，在各调节环上设置有滑扣，所述滑扣对应装配在各控制杆的滑槽中；所述伸缩控制臂与所述控制芯片电性连接，该聚焦型扬声器结构新颖、原理独特，能够将声音在较小范围内高效传播，保证信息有效传达，有效提高视听体验；避免对其他顾客造成打扰。

Description

聚焦型扬声器

技术领域

本发明涉及扬声器领域，特别的，是一种声音聚拢型的扬声器。

背景技术

扬声器是音响设备中的重要部件之一，它能够将电信号转换而成的声信号传播出来，方便用户向顾客传达信息；目前几乎各行各业均需要使用到扬声器，小到个人娱乐、大到企业广播，从商业运作到安全警报，扬声器处于必不可少的地位。

按扬声器播放广度划分的话，扬声器可分为广泛传播型和聚焦传播型，广泛传播型具有更广的传播角度，能够同时向更多的客户传达声音，提高声音的传播效率，比如在警报、预警时；聚焦传播型的扬声器则是将声音聚拢到较小范围内传播，达到对目标受众的针对性传播，同时能够避免干扰周围其他方向的顾客；这种聚焦型的扬声器有很多的应用场景：比如在商场超市里，每个产品的宣传音频可以在产品对应的位置播放，既能够对产品附近的顾客宣传，又能够避免其他位置的顾客收到声音的干扰；再比如广场舞，声音聚焦在居民的活动区域，有效避免较广的传播角度打扰到其他居民；此外，还可以用于展厅、博物馆等，既能够有效的向目标受众传达信息，又能够保证展厅、博物馆等其他位置的相对安静，避免安静的氛围被破坏。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种聚焦型扬声器，该聚焦型扬声器结构新颖、原理独特，能够将声音在较小范围内高效传播，保证信息有效传达，有效提高视听体验；同时有效避免对其他顾客造成打扰。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：该聚焦型扬声器包括有壳体、电源、信号处理装置、控制芯片、发声单元；所述发声单元包括有永磁体、芯柱、纸盆、音圈及外筒体，所述芯柱设置在外筒体的内底，所述永磁体同轴套设在芯柱的外部，所述音圈与纸盆固定连接；所述音圈的一端位于永磁体及芯柱的缝隙之间，音圈的轴线与芯柱的轴线共线，所述音圈通电时能够在自身轴线上往复移动，音圈往复移动过程中不与永磁体、芯柱接触；各所述音圈与所述信号处理装置电性连接；

所述壳体包括有发声口，所述发声单元以发声口的中心线为轴线，呈同心圆状的等距阵列分布在发声口处，发声元件与相邻发声元件及壳体之间能够相对滑动，各发声单元仅能够在自身轴线上往复平移；在所述筒体的底部设置有调节杆，每个同心圆上的各发声单元通过各自的调节杆与对应的一个调节环连接，各调节环具有共同的轴心线；

在调节环的轴心线上安装有伸缩控制臂，所述伸缩臂的基座固定在壳体上，在伸缩控制臂的端部铰接有控制杆，各所述控制杆以所述轴心线为轴向外辐射分布；在所述控制杆上开设有沿控制杆轴线方向延伸的滑槽，在各调节环上设置有滑扣，所述滑扣对应装配在各控制杆的滑槽中；

所述伸缩控制臂与所述控制芯片电性连接，所述控制芯片与信号处理装置电性连接。

本发明的有益效果是：信号处理装置将音频电信号传递至各发声单元的音圈中，音频电信号在传递过程中受到永磁体、芯柱的磁场力作用，于是带动纸盆振动，振动的纸盆对附近的空气进行挤压、舒张，于是一波波的压缩、舒张空气向外扩散，进而发声。

在本发明中，信号处理装置将音频电信号传递给发声单元的同时会将信号传递至控制芯片，控制芯片根据音频电信号的声音频率信息对伸缩控制臂进行调节；声音频率越高，对应声波的波长较短，声音频率越低，对应的声波的波长越长；伸缩控制臂根据声音频率信息调节自身的长度，进而带动控制杆发生一定程度的偏斜，于是滑扣在控制杆上滑动并促使调节环移动；调节环移动时，同一调节环上的各发声单元将作出同步的平移，而相邻调节环上的发声单元则因移动范围不同而发生相对滑动；于是相邻调节环上的发声单元的位置差将发生改变；以发声口的中心线为轴线，在一个同心圆上的各发声单元同步平移，相邻同心圆上的发声单元会发生相对滑动。

伸缩控制臂根据音频电信号调节各同心圆发声元件之间的位置差，使得相邻同心圆上的发声元件之间的位置差长度始终趋近于声音的波长整倍数。

声音在空气中传播时，以声源为中心、以球面波型向外扩散，在遇到阻碍物等边界时会发生一定程度的衍射；在本发明中，各发声单元同步的发出一定功率的声波信号，相邻同心圆上的发声元件位置差为波长整倍数；因此，当发声口中心线上的发声单元发出声波后，该声波以球面型向外扩散；当该声波到达外一层同心圆上的发声元件时，该声波与外一层同心圆上的发声元件发出的声波相叠加，使得声波增强，在声波持续扩散的过程中，声波被逐级增强；而该声波增强的范围聚焦在发声单元形成的同心圆范围。

因此，在使用本发明时，信号处理装置将音频电信号传递给各发声元件，促使各发声元件发出一定功率的声波；同时伸缩控制臂随音频电信号动态的调节各发声单元之间的位置差，使得各发声单元发出的声波能够有效叠加；于是，本发明在播放声音时，聚焦于发声口位置的声波得到逐级加强，正对发声口处的较小范围内，顾客能够听到清晰、响亮的声音；而随着发声口的外围，仅有较少数量的声波向外衍射，此时传播的声音较小、音质也不清晰。

综上，本发明能够将声音聚拢，使得扬声器聚焦在较小范围内有效传播声音，既能够保证声音有效的传递给目标受众，又不会对其他范围内的顾客造成干扰；该聚焦型扬声器的原理独特、结构新颖，可广泛用于商场、博物馆、广场舞等多种场合。

特别是在播放一些中高频声音时，中高频声音对应的声波较短，此时能够将扬声器的尺寸做得小巧，有效减小空间占用；同时伸缩控制臂的调节范围较小，取得更好的响应速度，从而提供更好的视听体验。

作为优选，所述外筒体由磁屏蔽材料做成；以便于减小相邻发声单元之间的相互干扰。

作为优选，在外筒体的外壁及壳体的内壁上涂覆有润滑层；以便于减小发声元件相对滑动时的摩擦力。

附图说明

图1为本聚焦型扬声器一个实施例播放中频时的截面结构示意图。

图2为图1所示实施例播放高频时的截面结构示意图。

图3为图1所示实施例沿调节环轴心线观察调节环与控制杆的结构示意图。

图4为图1所实施例中发声单元的截面放大结构示意图。

具体实施方式

实施例：

在图1至图4所示的实施例中，该聚焦型扬声器包括有壳体1、电源、信号处理装置2、控制芯片3、发声单元4；所述发声单元4包括有永磁体41、芯柱、纸盆42、音圈43及外筒体44，所述外筒体44由磁屏蔽材料做成；所述芯柱设置在外筒体44的内底，所述永磁体41同轴套设在芯柱的外部，所述音圈43与纸盆42固定连接；所述音圈43的一端位于永磁体41及芯柱的缝隙之间，音圈43的轴线与芯柱的轴线共线，所述音圈43通电时能够在自身轴线上往复移动，音圈43往复移动过程中不与永磁体41、芯柱接触；各所述音圈43与所述信号处理装置2电性连接；

所述壳体1包括有发声口，所述发声单元4以发声口的中心线为轴线，呈同心圆状的等距阵列分布在发声口处，发声元件与相邻发声元件及壳体1之间能够相对滑动，各发声单元4仅能够在自身轴线上往复平移；在外筒体44的外壁及壳体1的内壁上涂覆有润滑层；在所述筒体的底部设置有调节杆5，每个同心圆上的各发声单元4通过各自的调节杆5与对应的一个调节环8连接，各调节环8具有共同的轴心线；

在调节环8的轴心线上安装有伸缩控制臂6，所述伸缩臂的基座固定在壳体1上，在伸缩控制臂6的端部铰接有控制杆7，各所述控制杆7以所述轴心线为轴向外辐射分布；在所述控制杆7上开设有沿控制杆7轴线方向延伸的滑槽，在各调节环8上设置有滑扣81，所述滑扣81对应装配在各控制杆7的滑槽中；

所述伸缩控制臂6与所述控制芯片3电性连接，所述控制芯片3与信号处理装置2电性连接。

信号处理装置2将音频电信号传递至各发声单元4的音圈43中，音频电信号在传递过程中受到永磁体41、芯柱的磁场力作用，于是带动纸盆42振动，振动的纸盆42对附近的空气进行挤压、舒张，于是一波波的压缩、舒张空气向外扩散，进而发声。

在本发明中，信号处理装置2将音频电信号传递给发声单元4的同时会将信号传递至控制芯片3，控制芯片3根据音频电信号的声音频率信息对伸缩控制臂6进行调节；声音频率越高，对应声波的波长较短，声音频率越低，对应的声波的波长越长；伸缩控制臂6根据声音频率信息调节自身的长度，进而带动控制杆7发生一定程度的偏斜，于是滑扣81在控制杆7上滑动并促使调节环8移动；调节环8移动时，同一调节环8上的各发声单元4将作出同步的平移，而相邻调节环8上的发声单元4则因移动范围不同而发生相对滑动；于是相邻调节环8上的发声单元4的位置差将发生改变；以发声口的中心线为轴线，在一个同心圆上的各发声单元4同步平移，相邻同心圆上的发声单元4会发生相对滑动。

伸缩控制臂6根据音频电信号调节各同心圆发声元件之间的位置差，使得相邻同心圆上的发声元件之间的位置差长度始终趋近于声音的波长整倍数。

声音在空气中传播时，以声源为中心、以球面波型向外扩散，在遇到阻碍物等边界时会发生一定程度的衍射；在本发明中，各发声单元4同步的发出一定功率的声波信号，相邻同心圆上的发声元件位置差为波长整倍数；因此，当发声口中心线上的发声单元4发出声波后，该声波以球面型向外扩散；当该声波到达外一层同心圆上的发声元件时，该声波与外一层同心圆上的发声元件发出的声波相叠加，使得声波增强，在声波持续扩散的过程中，声波被逐级增强；而该声波增强的范围聚焦在发声单元4形成的同心圆范围。

因此，在使用本发明时，信号处理装置2将音频电信号传递给各发声元件，促使各发声元件发出一定功率的声波；同时伸缩控制臂6随音频电信号动态的调节各发声单元4之间的位置差，使得各发声单元4发出的声波能够有效叠加；于是，本发明在播放声音时，聚焦于发声口位置的声波得到逐级加强，正对发声口处的较小范围内，顾客能够听到清晰、响亮的声音；而随着发声口的外围，仅有较少数量的声波向外衍射，此时传播的声音较小、音质也不清晰。

综上，本发明能够将声音聚拢，使得扬声器聚焦在较小范围内有效传播声音，既能够保证声音有效的传递给目标受众，又不会对其他范围内的顾客造成干扰；该聚焦型扬声器的原理独特、结构新颖，可广泛用于商场、博物馆、广场舞等多种场合。

特别是在播放一些中高频声音时，中高频声音对应的声波较短，此时能够将扬声器的尺寸做得小巧，有效减小空间占用；同时伸缩控制臂6的调节范围较小，取得更好的响应速度，从而提供更好的视听体验。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，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 (3)

1.一种聚焦型扬声器，该聚焦型扬声器包括有壳体（1）、电源、信号处理装置（2）、控制芯片（3）、发声单元（4）；所述发声单元（4）包括有永磁体（41）、芯柱、纸盆（42）、音圈（43）及外筒体（44），所述芯柱设置在外筒体（44）的内底，所述永磁体（41）同轴套设在芯柱的外部，所述音圈（43）与纸盆（42）固定连接；所述音圈（43）的一端位于永磁体（41）及芯柱的缝隙之间，音圈（43）的轴线与芯柱的轴线共线，所述音圈（43）通电时能够在自身轴线上往复移动，音圈（43）往复移动过程中不与永磁体（41）、芯柱接触；其特征在于：各所述音圈（43）与所述信号处理装置（2）电性连接；所述壳体（1）包括有发声口，所述发声单元（4）以发声口的中心线为轴线，呈同心圆状的等距阵列分布在发声口处，发声元件与相邻发声元件及壳体（1）之间能够相对滑动，各发声单元（4）仅能够在自身轴线上往复平移；在所述筒体的底部设置有调节杆（5），每个同心圆上的各发声单元（4）通过各自的调节杆（5）与对应的一个调节环（8）连接，各调节环（8）具有共同的轴心线；在调节环（8）的轴心线上安装有伸缩控制臂（6），所述伸缩臂的基座固定在壳体（1）上，在伸缩控制臂（6）的端部铰接有控制杆（7），各所述控制杆（7）以所述轴心线为轴向外辐射分布；在所述控制杆（7）上开设有沿控制杆（7）轴线方向延伸的滑槽，在各调节环（8）上设置有滑扣（81），所述滑扣（81）对应装配在各控制杆（7）的滑槽中；所述伸缩控制臂（6）与所述控制芯片（3）电性连接，所述控制芯片（3）与信号处理装置（2）电性连接。

2.根据权利要求1所述的聚焦型扬声器，其特征在于：所述外筒体（44）由磁屏蔽材料做成。

3.根据权利要求1或2所述的聚焦型扬声器，其特征在于：在外筒体（44）的外壁及壳体（1）的内壁上涂覆有润滑层。