CN111818406A - 声音扩散装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种声音扩散装置，包括若干重叠设置的扩声板，扩声板包括竖直设置的竖直中线，扩声板以竖直中线为轴对称设置，五块扩声板的竖直中线重合设置；扩声板包括按顺序叠设的第一板、第二板、第三板、第四板和第五板，其中第二板、第三板、第四板、第五板组合设置用于对发声装置发出的声波进行整形并扩散；第一板上用于容纳发声装置；第二板和第四板上分别设有大小相同的第一整形孔和第二整形孔，第三板上设有与第一整形孔形状和外径相同的整形缝隙，第五板上设有使声波穿出的出波口。本发明使用的声音扩散装置，通过整形孔和整形缝隙使声波发生路径改变，进而对声音扩散进行精确控制，同时发声效率高，装置体积较小。

Description

声音扩散装置

技术领域

本发明涉及扬声器技术领域，尤其涉及一种声音扩散装置。

背景技术

传统扬声器号筒通过号筒的尺寸和横向与纵向的角度对声音扩散进行控制，由于扬声器单元发声频率在1/2空间下呈半球形扩散，在这种情况下，会有大量的声能量投射到号筒内壁，然后产生反射，并与其他声能量之间产生干涉，破坏声音质量。另一方面，由于单元的半球形扩散，到达号筒出口的声能量仍然是球面波，在多只扬声器组合使用的情况下，扬声器之间的声能重叠区域大，彼此之间的声干涉也大，传统的点声源扬声器使用不同类型的号筒或相位塞来改变声音扩散方向，但是精确度低，体积大。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种声音扩散装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

声音扩散装置，包括若干重叠设置的扩声板，所述扩声板包括竖直设置的竖直中线，所述扩声板以所述竖直中线为轴对称设置，五块所述扩声板的所述竖直中线重合设置；

所述扩声板包括按顺序叠设的第二板、第三板、第四板和第五板，其中所述第二板、所述第三板、所述第四板、所述第五板组合设置用于对发声装置发出的声波进行整形并扩散；

所述第二板和所述第四板上分别设有形状和外径相同的第一整形孔和第二整形孔，所述第三板上设有整形缝隙，整形缝隙的形状和外径与所述第一整形孔相同，所述第五板上设有使声波穿出的出波口，所述第一整形孔、所述整形缝隙、所述第二整形孔、所述出波口均以所述竖直中线为轴对称设置；

所述发声装置设于所述第二板背离所述第三板一侧，并沿所述竖直中线为轴对称设置。

优选地，所述第一整形孔、所述整形缝隙和所述第二整形孔按顺序同心设置。

优选地，所述扩声板还包括设于所述第二板背离所述第三板一侧的第一板，所述第一板上设有容纳所述发声装置的容纳孔，所述容纳孔设于所述第一板的所述竖直中线上；

所述第一板、所述第二板、所述第三板、所述第四板、所述第五板按顺序依次叠设。

优选地，所述第一整形孔和所述第二整形孔为外形相同的椭圆孔，所述整形缝隙为椭圆缝隙，所述椭圆缝隙的外径与所述椭圆孔外径相同，所述椭圆孔和所述椭圆缝隙的长轴方向为所述竖直中线方向。

优选地，所述第三板包括设有与所述椭圆孔完全相同的通孔的外侧挡板，以及与所述通孔同心设置，外径小于所述通孔的中心挡板，所述外侧挡板与所述中心挡板通过至少一个连接件固定连接，所述外侧挡板和所述中心挡板组合形成宽度一致的椭圆缝隙。

优选地，所述出波口为直线缝隙，所述直线缝隙以所述第五板的竖直中线为轴对称设置，所述直线缝隙的长度大于或等于所述椭圆孔的长轴长度。

优选地，所述中心挡板上设有为声波传递起导向作用的导向件，所述导向件设于所述中心挡板朝向所述出波口一侧的竖直中线上。

优选地，所述导向件为对称设于所述竖直中线上的三角柱，所述三角柱的底面与所述中心挡板固定连接，所述直线缝隙的宽度大于所述三角柱的底面宽度。

优选地，所述容纳孔与所述椭圆孔、所述椭圆缝隙同心设置。

优选地，所述椭圆孔的长轴和短轴的长度比为2:1。

本发明具有以下有益效果：本发明使用的声音扩散装置，通过整形孔和整形缝隙使声波的路径发生改变，进而对声音扩散进行精确控制，同时发声效率高，装置体积较小。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一个实施例中五块扩声板的结构示意图；

图2是本发明一个实施例中声音扩散装置的声波示意图

图3是本发明一个实施例中第三板的结构示意图；

图4是本发明一个实施例中第三板的俯视剖面图；

图5是本发明第一个实施例的原理示意图；

图6是本发明第一个实施例的声波路径示意图；

图7是本发明第二个实施例的声波路径示意图；

图8是本发明第三个实施例的声波路径示意图；

图9是本发明第四个实施例的原理示意图；

图10是本发明第四个实施例的声波路径示意图；

图11是本发明第五个实施例的原理示意图；

图12是本发明第五个实施例的声波路径示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

本发明提供一种声音扩散装置，用于扬声器中，可对声音扩散进行精确控制。如图1所示，本发明的声音扩散装置可包括若干重叠设置的扩声板10，该扩声板10均包括竖直设置的竖直中线，扩声板10均以竖直中线为轴对称设置，在一些实施例中，优选五块扩声板10的竖直中线重合叠设在一些实施例中，优选上述五板材料相同，可均为金属板或高密度PVC板。作为本发明的一个优选实施例，若干扩声板10外形相同，完全重叠设置。

在本发明中，扩声板10包括按顺序叠设的第二板12、第三板13、第四板14和第五板15，其中，在第二板12背离第三板13的一侧还设有发声装置20，该发声装置20沿竖直中线对称设置，第二板12和第四板14上分别设有外形、大小均相同的第一整形孔121和第二整形孔141，第三板13上设有与第一整形孔121和/或第二整形孔141形状外径相同的整形缝隙131，第五板15上设有使声波穿出该声音扩散装置的出波口151。其中，第一整形孔121、整形缝隙131、第二整形孔141和出波口151分别以第二板12、第三板13、第四板14和第五板15的竖直中线为轴对称设置，第二板12、第三板13、第四板14、第五板15依次排列，参考图2，发声装置20发出声音后，声能量在第一整形孔121的空间内均匀扩散，通过整形缝隙131进入到第二整形孔141的环边，再汇聚至出波口151，通过出波口151以平面波的形式扩散出该声音扩散装置。该声音扩散装置用于对发生单元发出的声波进行整形，将球面波经整形后转变为平面波，进而以平面波形式向外扩散。

在一些实施例中，进一步参考图1，扩声板10还包括固定发声装置20的第一板11，第一板11上设有容纳发声装置20的容纳孔，该容纳孔可配合发声装置20的外形和尺寸进行开孔，容纳孔以第一板11的竖直中线为轴对称设置。在该实施例中，第一板11、第二板12、第三板13、第四板14、第五板15按顺序依次叠设，且上述五板之间无缝隙连接。第一整形孔121、整形缝隙131和第二整形孔141按顺序同心设置，在一些实施例中，第一整形孔121和第二整形孔141为大小相同的椭圆孔，整形缝隙131为椭圆缝隙，该椭圆缝隙的外径和椭圆孔的外径相同。其中，椭圆孔和椭圆缝隙的长轴方向分别为第二板12、第三板13和第四板14的竖直中线方向。在本实施例中，第三板13包括设有与第一整形孔121和第二整形孔141形状相同的通孔的外侧挡板132，还包括与该通孔同心设置，且外径略小于该通孔的中心挡板133，中心挡板133与外侧挡板132同心设置，且通过至少一个连接件134固定连接，外侧挡板132和中心挡板133组合形成宽度一致的椭圆缝隙。在一些实施例中，连接件134可对称设于中心挡板两侧，在本发明中，对连接件134的数量和形状不做限定，但连接件134宽度越小，数量越少，则对声波的影响越小。在一些实施例中，中心挡板133和外侧挡板132之间的整形缝隙131优选为2mm，当然，也可以根据发声装置20的频率调整该整形缝隙131的宽度。

在一些实施例中，出波口151优选为直线缝隙，该直线缝隙以第五板15的竖直中线为轴对称设置，即直线缝隙的延伸方向与椭圆孔和椭圆缝隙的长轴方向平行，该直线缝隙的长度大于或等于椭圆孔的长轴长度。在本发明中，优选直线缝隙的宽度为2mm，当然，该直线缝隙的宽度可随发声装置20的发生频率调整直线缝隙的宽度。在一些实施例中，五块扩声板10的厚度优选相同，但是，为匹配不同频率的声波，可对扩声板10的厚度进行调节。当发声装置20发出的是高频声波时，由于波长短，可适当使第二板12和第四板14的厚度减薄，同时直线缝隙变窄，以匹配该高频声波；相反地，当发声装置20发出的是低频声波时，由于波长较长，可适当增厚第二板12和第四板14的厚度，以使声波有更大的传递空间，同时，直线缝隙适当变宽。

在一些实施例中，为将声波更好地导向出波口151，优选在第三板13的中心挡板133上设有导向件1331，参考图2及图4，该导向件1331可为声波传递起到导向作用。在该实施例中，导向件1331设于中心挡板133朝向出波口151的一侧，具体可为三角柱，三角柱的延伸方向与中心挡板133的长轴方向相同，三角柱的底面与中心挡板133固定连接，三角柱的斜边自中心挡板133向出波口151延伸，用于对自整形缝隙131中出来的声波向出波口151进行导向。在一些实施例中，出波口151的直线缝隙宽度大于该三角柱的底面宽度。当然，除了三角柱，该导向件1331还可以为其他形状，例如梯形柱，只要能将声波导向至出波口151的形状均可作为本发明的导向件，在此不做限定。

作为本发明的第一个实施例，参考图5-图6，五块扩声板10大小相同，为长方形，其中，长方形扩声板10的长宽比为2:1。容纳发声装置20的容纳孔设于第一板11的中心，第一整形孔121设于第二板12的中心，第二整形孔141设于第四板14的中心，第一整形孔121和第二整形孔141均为椭圆孔，该椭圆孔的长轴与短轴的长度比为2:1，椭圆孔的长轴分别设于第二板12和第四板14的竖直中线上；第三板13包括与第二板12和/或第四板14相同的外侧挡板132，外侧挡板132的通孔与第一整形孔121和/或第二整形孔141完全相同，中心挡板133的外径略小于通孔，外侧挡板132与中心挡板133之间形成约2mm的整形缝隙131；同时，中心挡板133与外侧挡板132通过若干连接件134固定连接，该连接件134设于整形缝隙131内，优选该连接件134宽度较小，连接件134的宽度越小，对声波整形的影响越小；出波口151为直线缝隙，以第五板15的竖直中线为轴对称设置，优选该直线缝隙宽度为2mm，当然，整形缝隙131和直线缝隙的宽度可随发声频率调节，在此不做限定。五块扩声板10按顺序重叠设置，其竖直中线相互重合，即容纳孔、第一整形孔121、整形缝隙131、第二整形孔141、直线缝隙同心设置。参考图5，在本实施例中，椭圆孔上的任意一点到圆心的距离(a)与该点到长轴的垂直距离(b)之和均等于该椭圆孔长轴的一半(c)，即在本实施中，a+b＝c，则通过该椭圆孔的任意一处声波到达出波口151的距离相同，所需时间均相等，可以理解的是，由于第一整形孔121、第二整形孔141中的椭圆孔外径和形状均相同，整形缝隙131的外径与第一整形孔121和第二整形孔141的外径和形状也相同，图5示出的椭圆孔既可理解为第一整形孔121或第二整形孔141，也可理解为整形缝隙131的外侧孔，声波的路径是通过第一整形孔121、整形缝隙131、第二整形孔141和出波口151的组合实现变化的。发声装置20发出的球形波经该声音扩散装置后转变为平面波，且平面波相对扩声板10水平扩散。

作为本发明的第二个实施例，参考图7，在实施例一的基础上，容纳孔设于第一板11的下半部分，且容纳孔以第一板11的竖直中线为轴对称设置，其他扩声板10的设置均与实施例一相同。即在本实施例中，第一整形孔121、整形缝隙131、第二整形孔141、直线缝隙同心设置，容纳孔相对上述第一整形孔121、整形缝隙131、第二整形孔141、直线缝隙偏下设置。当发声装置20设于第一整形孔121中心偏下时，处于椭圆孔下半部分的声波到达出波口151的路径距离短于处于椭圆孔上半部分的声波到达出波口151的路径距离，则出波口151下半部分的声波较出波口151上半部分声波先发出，则在本实施例中，发声装置20发出的球形波经该声音扩散装置后转变为平面波，且该平面波距第五板之间的距离自下而上依次缩短。

作为本发明的第三个实施例，参考图8，在实施例二的基础上，容纳孔设于第一板11的上半部分，且容纳孔以第一板11的竖直中线为轴对称设置。当发声装置20设于第一整形孔121中心偏上时，处于椭圆孔上半部分的声波到达出波口151的路径距离短于处于椭圆孔下半部分的声波到达出波口151的路径距离，则在本实施例中，发声装置20发出的球形波经该声音扩散装置后转变为平面波，且该平面波距第五板15之间的距离自上而下依次缩短。

作为本发明的第四个实施例，参考图9-图10，在实施例一的基础上，椭圆孔和椭圆缝隙的长轴和短轴的长度之比大于2:1，例如，在本实施例中，椭圆孔和椭圆缝隙的长轴短轴的长度之比为3:1，其他扩声板10的设置参照实施例一，在本实施例中，由于椭圆孔的长短轴比大于2:1，椭圆孔上的任意一点到圆心的距离(a)与该点到长轴的垂直距离(b)之和小于该椭圆孔长轴的一半(c)，即a+b＜c，则靠近出波口151中心的声波传播路径最短，耗时最少，最先穿出出波口151，且自该出波口151的中心向两侧，声波的传播路径逐渐增长，耗时逐渐增长，则到达出波口151的时间依次延迟，可以理解的是，由于第一整形孔121、第二整形孔141中的椭圆孔外径和形状均相同，整形缝隙131的外径与第一整形孔121和第二整形孔141的外径和形状也相同，图9示出的椭圆孔既可理解为第一整形孔121或第二整形孔141，也可理解为整形缝隙131的外侧孔，声波的路径是通过第一整形孔121、整形缝隙131、第二整形孔141和出波口151的组合实现变化的。当发声装置20发出的球形波经该声音扩散装置整形后，自直线缝隙中心发出的声波最先穿出，同时间发出的声波穿出时间自直线缝隙中心自两侧逐渐递减，即在本实施例中，声波呈两互为一定夹角的两平面穿出扩声板10。

作为本发明的第五个实施例，参考图11-12，在实施例四的基础上，椭圆孔和椭圆缝隙的长轴和短轴的长度之比小于2:1，例如，在本实施例中，椭圆孔和椭圆缝隙的长轴短轴之比为1.5:1，在本实施例中，由于椭圆孔的长短轴比小于2:1，椭圆孔上的任意一点到圆心的距离(a)与该点到长轴的垂直距离(b)之和大于该椭圆孔长轴的一半(c)，即a+b＞c，则靠近出波口151中心的声波传播路径最长，耗时最多，最晚穿出出波口151，且自该出波口151的中心沿椭圆孔的长轴方向向两侧，声波的传播路径逐渐缩短，耗时逐渐减小，则到达出波口151的时间依次提前，可以理解的是，由于第一整形孔121、第二整形孔141中的椭圆孔外径和形状均相同，整形缝隙131的外径与第一整形孔121和第二整形孔141的外径和形状也相同，图11示出的椭圆孔既可理解为第一整形孔121或第二整形孔141，也可理解为整形缝隙131的外侧孔，声波的路径是通过第一整形孔121、整形缝隙131、第二整形孔141和出波口151的组合实现变化的。当发声装置20发出的球形波经该声音扩散装置整形后，直线缝隙两侧的声波最先穿出，同时间发出的声波穿出时间自直线缝隙两侧自中心逐渐递减，即在本实施例中，声波呈两互为一定夹角的平面，且该夹角方向与第四实施例中的夹角方向相反。

当发声装置20发出声音后，声能量在第二板12的椭圆空间均匀扩散，通过第三板13的椭圆缝隙进入到第四板14的椭圆空间的环边，再通过椭圆腔体向中心汇聚，并优选在相等时间到达直线缝隙，然后以平面波的形式扩散出该声音扩散装置。本发明通过该扩声板10中椭圆缝隙和直线缝隙的路径组合，将声波由球面波转化为平面波，使得能够对声音扩散进行精确控制，同时发声效率高，装置体积小。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种声音扩散装置，其特征在于，包括若干重叠设置的扩声板(10)，所述扩声板(10)包括竖直设置的竖直中线，所述扩声板(10)以所述竖直中线为轴对称设置，五块所述扩声板(10)的所述竖直中线重合设置；

所述扩声板(10)包括按顺序叠设的第二板(12)、第三板(13)、第四板(14)和第五板(15)，其中所述第二板(12)、所述第三板(13)、所述第四板(14)、所述第五板(15)组合设置用于对发声装置发出的声波进行整形并扩散；

所述第二板(12)和所述第四板(14)上分别设有形状和外径相同的第一整形孔(121)和第二整形孔(141)，所述第三板(13)上设有整形缝隙(131)，整形缝隙(131)的形状和外径与所述第一整形孔(121)相同，所述第五板(15)上设有使声波穿出的出波口(151)，所述第一整形孔(121)、所述整形缝隙(131)、所述第二整形孔(141)、所述出波口(151)均以所述竖直中线为轴对称设置；

所述发声装置设于所述第二板(12)背离所述第三板(13)一侧，并沿所述竖直中线为轴对称设置。

2.根据权利要求1所述的声音扩散装置，其特征在于，所述第一整形孔(121)、所述整形缝隙(131)和所述第二整形孔(141)按顺序同心设置。

3.根据权利要求2所述的声音扩散装置，其特征在于，所述扩声板(10)还包括设于所述第二板(12)背离所述第三板(13)一侧的第一板(11)，所述第一板(11)上设有容纳所述发声装置的容纳孔(111)，所述容纳孔(111)设于所述第一板(11)的所述竖直中线上；

所述第一板(11)、所述第二板(12)、所述第三板(13)、所述第四板(14)、所述第五板(15)按顺序依次叠设。

4.根据权利要求3所述的声音扩散装置，其特征在于，所述第一整形孔(121)和所述第二整形孔(141)为外形相同的椭圆孔，所述整形缝隙(131)为椭圆缝隙，所述椭圆缝隙的外径与所述椭圆孔外径相同，所述椭圆孔和所述椭圆缝隙的长轴方向为所述竖直中线方向。

5.根据权利要求4所述的声音扩散装置，其特征在于，所述第三板(13)包括设有与所述椭圆孔完全相同的通孔的外侧挡板(132)，以及与所述通孔同心设置，外径小于所述通孔的中心挡板(133)，所述外侧挡板(132)与所述中心挡板(133)通过至少一个连接件(134)固定连接，所述外侧挡板(132)和所述中心挡板(133)组合形成宽度一致的椭圆缝隙。

6.根据权利要求5所述的声音扩散装置，其特征在于，所述出波口(151)为直线缝隙，所述直线缝隙以所述第五板(15)的竖直中线为轴对称设置，所述直线缝隙的长度大于或等于所述椭圆孔的长轴长度。

7.根据权利要求6所述的声音扩散装置，其特征在于，所述中心挡板(133)上设有为声波传递起导向作用的导向件(1331)，所述导向件(1331)设于所述中心挡板(133)朝向所述出波口(151)一侧的竖直中线上。

8.根据权利要求7所述的声音扩散装置，其特征在于，所述导向件(1331)为对称设于所述竖直中线上的三角柱，所述三角柱的底面与所述中心挡板(133)固定连接，所述直线缝隙的宽度大于所述三角柱的底面宽度。

9.根据权利要求4所述的声音扩散装置，其特征在于，所述容纳孔(111)与所述椭圆孔、所述椭圆缝隙同心设置。

10.根据权利要求4所述的声音扩散装置，其特征在于，所述椭圆孔的长轴和短轴的长度比为2:1。

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