CN112291674B - 一种利用声聚焦原理的音响 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种利用声聚焦原理的音响，其包括基架、发声元件和反射碗，发声元件位于反射碗内部，发声元件位于反射碗内凹面镜的焦点处，基架上位于反射碗的后侧设有调节机构用于调节反射碗的旋转和俯仰，基架上还设有跟踪组件，跟踪组件包括控制器，控制器与调节机构电连接。本申请具有通过逆用声聚焦的远离，将发声元件设置在反射碗内部的焦点位置，从而当发声元件发声时，反射碗将声波沿反射碗轴线方向平行反射而出，并通过调节机构与跟踪组件的配合将反射碗的朝向对准使用者的耳部，使声音集中传递到使用者耳部且减少声音向其它方向扩散的情况，使用者在使用音频设备的同时减少对周围人的正常工作生活影响的效果。

Description

一种利用声聚焦原理的音响

技术领域

本申请涉及音频设备设计的领域，尤其是涉及一种利用声聚焦原理的音响。

背景技术

音频设备主要是对音频输入输出设备的总称，其包括的产品类型也很多，一般可以分为音箱、话筒、耳机等。目前，随着社会的发展和科技的进步，人们对生活质量的追求越来越高，音频设备越来越广泛的融入到人们的生活当中。

相关技术中，在使用者实用电脑等电子设备时，为了避免电脑等电子设备播放的音频影响其他人的正常工作和学习，通常采用耳机作为音频的输出设备。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有长时间佩戴耳机时，耳机容易滋生细菌，且导致使用者耳道炎症的发声，严重者会造成听力的损伤缺陷。

发明内容

为了解决佩戴耳机容易造成听力损伤的缺陷，本申请提供一种利用声聚焦原理的音响。

本申请提供的一种利用声聚焦原理的音响采用如下的技术方案：

一种利用声聚焦原理的音响，包括基架、发声元件和反射碗，所述发声元件位于反射碗内部，所述反射碗的内壁呈凹面镜状，所述发声元件位于反射碗内凹面镜的焦点处，所述基架上位于反射碗的后侧设有调节机构用于调节反射碗的水平摆动和俯仰，所述基架上还设有跟踪组件，所述跟踪组件包括控制器，所述控制器与调节机构电连接。

通过采用上述技术方案，由于发声元件设置在反射碗内焦点位置，当发声元件工作时，反射碗将发声元件发出的、向反射碗内壁传播的声波反射，使声波向平行于反射碗轴线方向向反射碗外传播，从而加强反射碗轴线方向上声音的强度，通过调节机构调节反射碗轴线的朝向，从而改变声音集中传播的方向。通过跟踪组件追踪使用者双耳位置，并通过调节机构使反射碗朝向使用者双耳，在发声元件发出声音后，由于反射碗将大部分声波集中在反射碗轴线方向传播使声音在反射碗轴线方向传播距离增大，同时减少了声波向周围扩散的强度，声音集中传向使用者耳部，并降低了使用者之外的人能够听到的声音音量，使用着无需佩戴耳机，也可在对他人正常工作和学习影响较小的情况下使用音频输出设备。

优选的，所述调节机够包括转向电机，所述转向电机的电机轴竖直向上延伸且固设有碗座，所述碗座上固设有连接架，所述反射碗铰接在连接架上并且沿竖直方向摆动，所述反射碗的侧壁上铰接有推杆，所述碗座上位于反射碗的后侧设有电机轴朝向反射碗设置的俯仰电机，所述俯仰电机的电机轴端部固设有调节丝杆，所述调节丝杆上设有滑块，所述滑块沿俯仰电机电机轴的轴线方向与碗座滑动连接，所述推杆与滑块铰接。

通过采用上述技术方案，转向电机工作时，碗座带动反射碗在水平方向上摆动，俯仰电机工作时，调节丝杆驱动滑块运动，从而带动推杆推拉反射碗边沿，驱动反射碗完成俯仰动作，通过转向电机和俯仰电机的配合调整反射碗的朝向。

优选的，所述基架下方设有承重台，所述承重台上设有转盘，所述基架与转盘转动连接。

通过采用上述技术方案，通过设置承重台和转盘，便于工作人员将基架进行转动，从而增加反射碗调节范围的灵活性，工作人员可根据自己的需要调整基架的朝向，进而使反射碗的调节范围更加合适。

优选的，所述基架外侧罩设有外箱，所述外箱包括骨架和滤尘网，所述骨架由若干圆周分布的竖杆及与各个竖杆分别固定连接的结构环，所述滤尘网为环形并分别填充在相邻结构环之间。

通过采用上述技术方案，通过设置骨架和滤尘网对反射碗和发声元件等内部机构进行保护，滤尘网减少灰尘进入外箱内部，对内部元件工作造成影响的可能性。

优选的，所述反射碗后侧固设有推动电机，所述推动电机的电机轴上固定连接有推动丝杆，所述反射碗内部固设有端部伸出反射碗的导向柱，所述发声元件沿导向柱滑动，所述发声元件上设有推块，所述推块与推动丝杆配合。

通过采用上述技术方案，通过推动电机的推动丝杆配合推块将发声元件沿导向柱的方向推出反射碗，从而使反射碗对发声元件的声波聚焦失效，声音正常扩散至音响周围，使音响具有正常的扩音功能。

优选的，所述跟踪组件还包括红外发射器和接收定位器，所述接收定位器与控制器电连接。

通过采用上述技术方案，使用者使用音响时，将红外发射器佩戴在耳部附近，接收定位器对红外发射器进行定位，控制器接收到接收定位器的讯号后，控制调节机构调整反射碗的朝向，使反射碗的轴线方向朝向红外发射器所在的方向上，实现声音向使用者耳部的汇聚。

优选的，还包括发射颈环，所述发射颈环为由弹性材料制成的非闭合类环形项圈，所述红外发射器设置在发射颈环的两端部。

通过采用上述技术方案，由于红外发射器设置在发射颈环的端部，使用者通过将发射颈环佩戴在脖颈上，不会对耳朵造成过多的压力，同时发射端与使用者耳部较为靠近，提升了装置的便利性。

优选的，所述发射颈环朝向环内的侧壁上固设有若干按摩单元。

通过采用上述技术方案，通过设置按摩单元，在使用者佩戴发射颈环时，按摩单元可对使用者的脖颈按摩，提升佩戴的舒适性。

优选的，所述基架上固设有定位杆，所述定位杆向基架的前侧延伸，所述定位杆远离基架的一端设有卡座，所述卡座上设有定位块，所述发射颈环上设有定位槽。

通过采用上述技术方案，通过设置卡座和定位块，便于工作人员将发射颈环大方在卡座上，时定位块和定位槽对发射颈环进行定位，从而便于放置发射颈环的同时，配合卡座位置和接收定位器对发生颈环进行定位，对调节机构进行位置矫正。

优选的，所述定位块上设有与市电连通的充电插头，所述定位槽内设有充电插座，所述发射颈环内设有储电单元。

通过采用上述技术方案，通过充电插座和充电插头的配合，当使用者将发射颈环放置在卡座上后对发射颈环进行充电，拓展了卡座的功能，提高装置的实用性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过逆用声聚焦的远离，将发声元件设置在反射碗内部的焦点位置，从而当发声元件发声时，反射碗将声波沿反射碗轴线方向平行反射而出，并通过调节机构与跟踪组件的配合将反射碗的朝向对准使用者的耳部，使声音集中传递到使用者耳部且减少声音向其它方向扩散的情况，使用者在使用音频设备的同时减少对周围人的正常工作生活影响；

2.通过选用红外发射器和接收定位器作为追踪装置，并且使用者通过发射颈圈将红外发射器固定在发射颈圈的两端，便于使用者佩戴的同时，也便于接收定位器对使用者耳部进行定位；

3.通过设置卡座，便于放置发射颈环，并通过充电插头和充电插座对发射颈环进行充电，提升了装置的实用性。

附图说明

图1是本申请实施例1的一种利用声聚焦原理的音响的整体结构示意图。

图2是本申请实施例1用于体现骨架结构的示意图。

图3是本申请实施例1用于体现发声元件和调节机构的示意图。

图4是本申请实施例1用于体现推动电机和俯仰电机结构的示意图。

图5是本申请实施例2用于体现卡座与转盘相对位置的结构示意图。

图6是本申请实施例2用于体现卡座和发射颈环结构的示意图。

附图标记说明：1、基架；2、发声元件；21、推动电机；22、推动丝杆；23、导向柱；24、推块；3、反射碗；4、调节机构；41、转向电机；411、碗座；412、连接架；42、推杆；421、俯仰电机；43、调节丝杆；431、滑块；5、跟踪组件；51、红外发射器；52、接收定位器；53、发射颈环；531、按摩单元；54、定位槽；6、承重台；61、转盘；7、外箱；71、骨架；711、竖杆；712、结构环；72、滤尘网；8、定位杆；81、卡座；82、定位块；821、充电插头。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种利用声聚焦原理的音响。

实施例1

参照图1和图2，一种利用声聚焦原理的音响包括两个承重台6，承重台6上转动连接有转盘61，转盘61上固设有基架1，基架1外侧罩设有外箱7。外箱7包括骨架71和若干滤尘网72，骨架71包括若干竖杆711和若干结构环712，若干竖杆711围绕着转盘61轴线的周向均匀分布并与转盘61固定连接，若干结构环712沿竖直方向均匀分布且每个结构环712均与每个竖杆711固定连接。滤尘网72为环状，且固设在相邻的两结构环712之间。基架1上设有反射碗3，且反射碗3内设置有发声元件2，反射碗3的后侧设有调节机构4，基架1上方的外箱7顶部固设有跟踪组件5。

参照图2和图3，基架1包括沿竖直方向排列的多个平台和竖直设置的结构架，反射碗3、调节机构4均设有多个且分别位于不同的平台上。调节机构4包括平台上固设有电机轴竖直向上延伸的转动电机和俯仰电机421，和转动电机的电机轴上固设有碗座411，碗座411上固设有连接架412，连接架412竖直向上延伸且侧壁上固设有连接耳，反射碗3与连接耳铰接且沿竖直方向摆动。俯仰电机421设置在碗座411上，俯仰电机421的电机轴朝向反射碗3设置，且电机轴端部固设有调节丝杆43，调节丝杆43上设有滑块431，滑块431与碗座411沿平行于俯仰电机421电机轴的方向滑动，反射碗3后侧靠近下部边缘位置铰接有推杆42，推杆42远离反射碗3的一端与滑块431铰接。

参照图3和图4，当转动电机工作时，反射碗3随着碗座411一同在水平方向上转动，当俯仰电机421工作时，滑块431推动或者拉动反射碗3的边缘，从而使反射碗3通过与连接架412的铰接在竖直方向上摆动，进而实现了对反射碗3碗口所对的方向进行调节。

参照图3和图4，反射碗3的后侧固设有推动电机21，推动电机21的电机轴端部穿入反射碗3内并平行于反射碗3的轴线，推动电机21的电机轴端部固设有推动丝杆22，反射碗3内壁上固设有导向柱23，发声元件2上设有两推块24，其中一个推块24与导向柱23配合，另一个推块24与推动丝杆22配合，导向柱23和推动丝杆22均从反射碗3的开口端伸出。反射碗3内部成抛物线形凹陷，存在光学上的反射焦点，音响正常工作过程中，发声元件2位于反射碗3内侧焦点位置，逆用声聚焦原理对发声元件2发出的声音反射至与反射碗3轴线平行的方向，增强声波在该方向上的传播距离和强度，并同时减弱声音在其他方向上的传播距离和强度。当使用者需要音响将声音均匀扩散到周围空间时，推动电机21工作，通过推动丝杆22和导向柱23的配合将发声元件2从反射碗3中推出，使发声元件2发出的声音向周围空间扩散。

参照图1，跟踪组件5包括控制器和视频设备，视频设备选用摄像机，控制器选用计算机。摄像机与控制器电连接，调节机构4与控制器电连接。

实施例1的实施原理为：摄像机对使用者进行面部识别，并通过控制器内的软件判断出使用者耳朵所在位置（面部识别技术为现有技术），由于视频设备与基架1的相对位置是固定的，因此控制器根据视频反馈位置信息驱动调节机构4，使反射碗3朝向使用者耳朵。由于反射碗3将发声元件2发出的声音在反射碗3轴线方向上集中和增强，使发声元件2发出的声音较小即可将声音传递至使用者耳部，同时通过反射碗3对声音的聚集，降低了声音散播到周围空间，对其他人生活工作造成影响的情况。

当使用者需要音响将声音扩散到周围，当做扩音器使用时，通过推动电机21驱动丝杆，使发声元件2从反射碗3中推出，此时发声元件2的声音增大，且反射碗3的声聚焦失效，因此声音正常扩散到周围空间内。

实施例2

参照图5，与实施例1不同之处在于，跟踪组件5包括红外发射器51和接收定位器52，接收定位器52固设在外箱7顶部。转盘61上通过嵌块和嵌槽配合可拆卸连接有一根定位杆8，定位杆8远离装置转盘61的一端固定连接有卡座81，卡座81上放置有发生颈环，发射颈环53为非封闭式类圆环型，且红外发射器51位于发射颈环53两端端部，从而便于使用者对红外发射器51佩戴在耳部附近。

参照图6，发射颈环53内设有储电单元（图中未示出），储电单元可以是一次性电池可换电池或者内置充电电池，本实施例选用内置可充电池。发射颈环53朝向换内侧的侧壁上固设有按摩单元531，按摩单元531可以是按摩电极、加热装置或者震动装置，本实施例选用按摩电极作为按摩单元531，储电单元对红外发射器51和按摩单元531供电。

参照图6，卡座81上设有定位块82，发射颈环53上开设有定位槽54，发射颈环53放置在卡座81上时通过定位块82和定位槽54相对其定位，定位块82上设有充电插头（图中未示出），定位槽54内设有充电插座（图中未示出），充电插头和充电插座可以是micro-usb充电接口，也可以是lightning接口或type-c接口，本申请选用micro-usb接口。当发射颈环53放置到卡座81上时同步对发射颈环53的储电单元充电，提升了装置的便利性。

实施例2的实施原理为：通过红外发射器51发射红外讯号，并通过接收定位器52对红外讯号进行捕捉和定位，从而定位发射颈环53与反射碗3之间的相对位置，反射碗3的朝向控制在红外发射器51上方10厘米处从而对准人耳位置。通过红外发射器51与接收定位器52配合的方式对使用者耳部进行定位，定位更加稳定。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用声聚焦原理的音响，其特征在于：包括基架(1)、发声元件(2)和反射碗(3)，所述发声元件(2)位于反射碗(3)内部，所述反射碗(3)的内壁呈凹面镜状，所述发声元件(2)位于反射碗(3)内凹面镜的焦点处，所述基架(1)上位于反射碗(3)的后侧设有调节机构(4)用于调节反射碗(3)的水平摆动和俯仰，所述基架(1)上还设有跟踪组件(5)，所述跟踪组件(5)包括控制器，所述控制器与调节机构(4)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种利用声聚焦原理的音响，其特征在于：所述调节机构 包括转向电机(41)，所述转向电机(41)的电机轴竖直向上延伸且固设有碗座(411)，所述碗座(411)上固设有连接架(412)，所述反射碗(3)铰接在连接架(412)上并且沿竖直方向摆动，所述反射碗(3)的侧壁上铰接有推杆(42)，所述碗座(411)上位于反射碗(3)的后侧设有电机轴朝向反射碗(3)设置的俯仰电机(421)，所述俯仰电机(421)的电机轴端部固设有调节丝杆(43)，所述调节丝杆(43)上设有滑块(431)，所述滑块(431)沿俯仰电机(421)电机轴的轴线方向与碗座(411)滑动连接，所述推杆(42)与滑块(431)铰接。

3.根据权利要求2所述的一种利用声聚焦原理的音响，其特征在于：所述基架(1)下方设有承重台(6)，所述承重台(6)上设有转盘(61)，所述基架(1)与转盘(61)转动连接。

4.根据权利要求2所述的一种利用声聚焦原理的音响，其特征在于：所述基架(1)外侧罩设有外箱(7)，所述外箱(7)包括骨架(71)和滤尘网(72)，所述骨架(71)由若干圆周分布的竖杆(711)及与各个竖杆(711)分别固定连接的结构环(712)，所述滤尘网(72)为环形并分别填充在相邻结构环(712)之间。

5.根据权利要求1所述的一种利用声聚焦原理的音响，其特征在于：所述反射碗(3)后侧固设有推动电机(21)，所述推动电机(21)的电机轴上固定连接有推动丝杆(22)，所述反射碗(3)内部固设有端部伸出反射碗(3)的导向柱(23)，所述发声元件(2)沿导向柱(23)滑动，所述发声元件(2)上设有推块(24)，所述推块(24)与推动丝杆(22)配合。

6.根据权利要求1所述的一种利用声聚焦原理的音响，其特征在于：所述跟踪组件(5)还包括红外发射器(51)和接收定位器(52)，所述接收定位器(52)与控制器电连接。

7.根据权利要求6所述的一种利用声聚焦原理的音响，其特征在于：还包括发射颈环(53)，所述发射颈环(53)为由弹性材料制成的非闭合类环形项圈，所述红外发射器(51)设置在发射颈环(53)的两端部。

8.根据权利要求7所述的一种利用声聚焦原理的音响，其特征在于：所述发射颈环(53)朝向环内的侧壁上固设有若干按摩单元(531)。

9.根据权利要求7所述的一种利用声聚焦原理的音响，其特征在于：所述基架(1)上固设有定位杆(8)，所述定位杆(8)向基架(1)的前侧延伸，所述定位杆(8)远离基架(1)的一端设有卡座(81)，所述卡座(81)上设有定位块(82)，所述发射颈环(53)上设有定位槽(54)。

10.根据权利要求9所述的一种利用声聚焦原理的音响，其特征在于：所述定位块(82)上设有与市电连通的充电插头，所述定位槽(54)内设有充电插座，所述发射颈环(53)内设有储电单元。

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