CN111163396A - 扬声器及其电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种扬声器及其电子装置，扬声器包括一喇叭单体以及一共振腔体。共振腔体被相邻设置于喇叭单体的一侧。共振腔体包括一前音腔及多个导音管，其中前音腔相邻设置于喇叭单体与多个导音管之间，使得喇叭单体输出的声音通过前音腔而输出至多个导音管。多个导音管的个别截面积小于前音腔截面积，从而提高特定频率的声压。

Description

扬声器及其电子装置

技术领域

本发明涉及一种扬声器，更精确而言，本发明尤其涉及一种可以使得声波利用亥姆霍兹共振原理而提高特定频率的声压的扬声器及其电子装置。

背景技术

一般装置的喇叭或扬声器，为了拓宽声波的有效频带，提升使用者更好的声音体验，未见将扬声器前音腔设计应用于设备中，因此一般装置的频率响应在1KHz～8KHz之间几乎呈现平坦的有效带宽。

德国物理学家赫尔曼·冯·海尔姆霍茨Hermann von Helmholtz所著《作为音乐理论生理基础乐音感觉论》(On the Sensations of Tone as a Physiological Basisfor the Theory of Music)曾述及短管与空腔可结合成为一亥姆霍兹(Helmholtz)共振腔，用来研究声学中“正弦波”的频率和音高，从而引发了许多工业应用。

发明内容

一般装置的微型喇叭在吵杂环境中通常声压表现不佳，尤其是工业条形码机在其应用领域中，环境噪音明显过高。有鉴于此，根据本发明的一实施例，在此提出了一种扬声器，包括一喇叭单体以及一共振腔体。共振腔体相邻设置于喇叭单体的一侧。

特别地，共振腔体包括一前音腔及多个导音管，其中前音腔相邻设置于喇叭单体与多个所述导音管之间，使得喇叭单体输出的声音通过前音腔而输出至多个所述导音管，多个所述导音管的个别截面积小于前音腔截面积。特别地，多个所述导音管的总截面积小于前音腔截面积。

根据本发明的再一实施例，在此提出了一种电子装置，包括如前述实施例所述的扬声器。

为了提升用户扫描键产生的声音体验，本发明在扬声器前音腔设计一出音信道，产生共振频率并提高频率的声压，以在吵杂环境中突显声音。

为了能更进一步了解本发明为达成既定目的所采取的技术、方法及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明、附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得以深入且具体的了解，然而所附附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。

附图说明

图1为本发明一实施例所示出扬声器前音腔示意图；

图2为本发明一实施例所示出扬声器剖面示意图；

图3为本发明一实施例所示出扬声器结构爆炸图；

图4A至图4F为本发明一实施例所示出扬声器的出音孔类型；以及

图5为本发明扬声器的频率响应图。

具体实施方式

以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关“扬声器及其电子装置”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。

为了更清楚的说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出过多努力的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

有别于一般电子装置，其扬声器的音腔设计皆着重于后音腔，本发明利用亥姆霍兹共振腔原理，可建构出前音腔附有出音信道的扬声器的电子装置。

请参阅图1，其为本发明一实施例所示出扬声器前音腔示意图。如图所示，一种扬声器10包括一喇叭单体100以及一共振腔体103。共振腔体103相邻设置于喇叭单体100的一侧。

特别地，共振腔体103包括一前音腔1033及多个作为出音通道的导音管1011和1012，前音腔1033相邻设置于喇叭单体100与导音管1011和1012之间，使得喇叭单体100所输出的声音通过前音腔1033而输出至导音管1011和1012，喇叭单体100可通过其两侧的喇叭固定架102而被固定。

前音腔1033的一前音腔截面积A2与振膜面积A1的比例符合一预设比率，且两个导音管1011和1012的一总截面积AA和喇叭单体100的一振膜面积A1的比例符合一预设开孔率，使得喇叭单体100所输出声波利用亥姆霍兹共振原理而提高1KHz至3KHz频率的声压。换言之，声波于1KHz至3KHz频率的一声压通过前音腔1033与导音管1011和1012所形成的共振结构而被加强。

在一实施例中，两个导音管1011和1012的每一个皆具一出音孔，其个别出音孔具有一特定截面积，两个导音管1011和1012的其中之一自前音腔1033的一侧发出，前音腔1033与两个导音管1011和1012形成一T型共振腔体103且具一前音腔截面积A2。前音腔1033与两个导音管1011和1012的任一皆连通。

在一实施例中，导音管1011和1012分别具备小于前音腔1033的前音腔截面积A2的一特定截面积。同时，导音管1011和1012两者截面积的总和亦小于前音腔1033的前音腔截面积A2。

在一实施例中，扬声器10还包含遮盖件107，其位于前音腔1033上方，以遮盖两个导音管1011和1012与前音腔1033。一声波经由前音腔1033和两个导音管1011和1012而分别朝向一第一方向D1和/或一第二方向D2输出。

在一实施例中，多个所述导音管包括一第一导音管1011及一第二导音管1012，第一导音管1011及第二导音管1012相连通，且第一导音管1011的声音输出方向D1与第二导音管1012输出声音方向D2互不相同。

请参阅图2，其为本发明一实施例所示出扬声器剖面示意图。如图所示，一种扬声器20包括一喇叭单体200以及一共振腔体203。共振腔体203被相邻设置于喇叭单体200的一侧。

特别地，共振腔体203包括一前音腔2033及导音管2011和2012，前音腔2033相邻设置于喇叭单体200与导音管2011和2012之间，使得喇叭单体200输出的声音通过前音腔2033而输出至导音管2011和2012。喇叭单体200可通过其两侧的喇叭固定架202而被固定。

在一实施例中，共振腔体203还包括一底座203B及一分叉部203F，底座203B形成有中空的前音腔2033，分叉部203F形成有中空的导音管2011和2012，前音腔2033与导音管2011和2012相连通。两个导音管2011和2012的每一个的个别出音孔2011H或2012H分别具有一截面积。

图3为本发明一实施例所示出扬声器结构爆炸图。如图所示，一种扬声器30包括一喇叭单体300以及一共振腔体303。共振腔体303相邻设置于喇叭单体300的一侧。

特别地，共振腔体303包括一前音腔3033及导音管3011和3012，前音腔3033相邻设置于喇叭单体300与导音管3011和3012之间，使得喇叭单体300输出的声音通过前音腔3033而输出至导音管3011和3012。

特别地，共振腔体303还包括一底座303B及一分叉部303F，底座303B形成有中空的前音腔3033，分叉部303F的两侧分别形成有中空的导音管3011和3012，前音腔3033与导音管3011和3012相互连通。

前音腔3033的前音腔截面积A2与振膜面积A1的比例符合预设比率，且两个导音管3011和3012的一总截面积AA和喇叭单体300的一振膜面积A1的比例符合一预设开孔率，使得声波利用亥姆霍兹共振原理而提高特定频率的声压。

两个导音管3011和3012的每一个的个别出音孔分别具有一出音孔截面积，两个导音管3011和3012的其中之一自前音腔3033的一侧发出，前音腔3033与两个导音管3011和3012形成一T型共振腔体3033，且前音腔3033具一前音腔截面积A2。前音腔3033与两个导音管3011和3012的任一皆连通。

在一实施例中，导音管3011具备小于前音腔3033的前音腔截面积A2的一出音孔截面积A3；同时，导音管3011和3012两者截面积的总和亦小于前音腔3033的前音腔截面积A2。

在一实施例中，扬声器30还包含遮盖件307，其位于前音腔3033上方，以遮盖两个导音管3011和3012与前音腔3033。

在一实施例中，一声波经由前音腔3033以及多个导音管的至少其中之一，比如导音管3011，而使得导音管3011内的音波朝向一第一方向D1输出。

在一实施例中，扬声器30还包括多个垫片(Gasket)，其中多个垫片的其中之一用以设置于导音管3011和3012的个别出音孔3011H和3012H与前音腔3033的一分叉部303F之间，以使得相应导音管3011和3012和相应出音孔3011H和3012H得以相接密合。在一范例中，共振腔体303还包括一第一垫片3011G、一第一出音部3011I、一第二垫片3012G及一第二出音部3012I，第一垫片3011G被设置于第一导音管3011与第一出音部3011I之间，第二垫片3012G被设置于第二导音管3012与第二出音部3012I之间。

在一实施例中，多个导音管环绕分布于前音腔3033的周围。

在一实施例中，第一方向D1垂直于喇叭单体300与前音腔1033的联线方向。

在一实施例中，扬声器30还包括一保护网300M，设置于底座303B与喇叭单体300之间。

在一实施例中，喇叭单体300的一振膜300SM为纸膜、铝膜或PET(乙烯对苯二甲酸酯)膜的其中之一。

在一实施例中，依据导音管3011和3012的一总截面积AA和喇叭单体300的一振膜300SM的一振膜面积A1所形成的预设比率可计算出一预设开孔率，前音腔截面积的大小占喇叭单体300的振膜面积A1的30％以上，预设开孔率则介于5％至30％之间。

在一实施例中，声波即利用亥姆霍兹共振原理，从而提高1KHz至3KHz频率的声压。换言之，声波于1KHz至3KHz频率的一声压通过前音腔3033、导音管3011和3012所形成的共振结构而被加强。

在一实施例中，工业条形码机Honeywell/CK65的扬声器可以由图3所示发明而实现。扬声器30的出音孔的信道位置分别位于两侧，前音腔截面积A2为大于喇叭单体300的一振膜300SM的振膜面积A1的30％以上。两边出音通道的孔径3011H和3012H皆小于前音腔截面积A2，两边出音孔3011H和3012H的合计截面积AA换算振膜面积A1的开孔率为5％至30％，以形成亥姆霍兹共振腔。

在另一实施例中，一种具有喇叭增强单频音量的扬声器可以由图1至图3所示发明而实现。此扬声器包括外壳、防水防尘网、喇叭单体、喇叭固定架、垫片与出音孔等设计。喇叭固定架包括底盖及与底盖结合的壳体，壳体上设有导音管，壳体与喇叭固定架之间形成前音腔。设置于导音管与出音部之间的垫片则提供导音管与出音孔密合的作用。

请同时参阅图3，以及图4A至图4F；图4A至图4F为本发明一实施例所示出扬声器的出音孔类型。

在一实施例中，第一出音部3011I及第二出音部3012I分别具有至少一出音孔。如图所示，出音孔3011H或3012H的形状可呈任何形式，比如出音孔3011H或3012H的出音孔截面积可以为长方形、椭圆形和圆形的其中之一。

如图1至图3所示的扬声器可被设置于如：行动装置、笔记本电脑、平板计算机、液晶显示器或工业条形码机等电子装置内。在一实施例中，电子装置包括至少一如上述的扬声器。通过本发明的设计，增加了本发明的扬声器输出的声波的方向性与丰富度，使本发明的扬声器输出声波整体更有层次。

请同时参阅图3和图5，图5为传统扬声器与本发明扬声器的频率响应的比较。如图所示，在频率响应图中，相较于仅具备后音腔的传统扬声器而言，利用此具备双出音通道的扬声器可以产生单频的尖峰值，即于1KHz～3KHz附近的波形的分贝声压级(dBSPL)强度出现跃升。如此一来，可以使得工业条形码机具备了单频声压提升的效果，有利于扫描键产生的声波回馈的应用。

〔实施例的可能技术效果〕

然而，为了工业条形码机特定频带扫描音回馈应用，通过前音腔的设计，并配合双出音通道，利用亥姆霍兹共振腔产生共振频率使其在1KHz～3KHz中间产生一个声压的峰值，以提高频率的声压。

本发明利用亥姆霍兹共振腔，结合喇叭的前音腔设计，将喇叭信号在特定频率上形成共振点，以提升特定频率的声压。

综上可知，电子装置的微型喇叭在吵杂环境中通常声压表现不佳，尤其是工业条形码机在其应用领域中，底噪明显过高。因此，为了提升用户扫描键产生的声音体验，在扬声器的前音腔设计一个出音信道，产生共振频率并提高特定频率的声压，便可以在吵杂环境中突显特定频率的声波。

最后须说明地是，于前述说明中，尽管已将本发明技术的概念以多个示例性实施例具体地示出与阐述，然而在本领域技术人员将理解，在不背离由以下权利要求所界定的本发明技术的概念的范围的条件下，可对其作出形式及细节上的各种变化。

Claims (10)

1.一种扬声器，其特征在于，包括：

一喇叭单体；以及

一共振腔体，相邻设置于该喇叭单体的一侧；

其中该共振腔体包括一前音腔及多个导音管，该前音腔相邻设置于该喇叭单体与多个所述导音管之间，使得该喇叭单体输出的声音通过该前音腔而输出至多个所述导音管；

其中多个所述导音管的个别截面积小于该前音腔截面积。

2.如权利要求1所述的扬声器，其特征在于，其中该共振腔体还包括一底座及一分叉部，该底座形成有中空的该前音腔，该分叉部形成有中空的多个所述导音管，该前音腔与多个所述导音管相连通。

3.如权利要求1所述的扬声器，其特征在于，其中多个所述导音管包括一第一导音管及一第二导音管，该第一导音管及该第二导音管相连通，且该第一导音管的声音输出方向与该第二导音管输出声音方向互不相同。

4.如权利要求1所述的扬声器，其特征在于，其中该共振腔体还包括一第一垫片、一第一出音部、一第二垫片及一第二出音部，其中该第一垫片设置于该第一导音管与该第一出音部之间，该第二垫片设置于该第二导音管与该第二出音部之间。

5.如权利要求2所述的扬声器，其特征在于，还包括一保护网，设置于该底座与该喇叭单体之间。

6.如权利要求3所述的扬声器，其特征在于，其中该前音腔截面积为大于该喇叭单体的振膜面积的30％以上。

7.如权利要求6所述的扬声器，其特征在于，其中该第一出音部及该第二出音部分别具有至少一出音孔。

8.如权利要求7所述的扬声器，其特征在于，其中该出音孔呈长方形、椭圆形和圆形的其中之一。

9.如权利要求8所述的扬声器，其特征在于，其中多个所述出音孔的总截面积为该喇叭单体的振膜面积的5％至30％的开孔率。

10.一种电子装置，其特征在于，包括至少一个如权利要求1至权利要求9任一项所述的扬声器。

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