CN114615601B - 出声系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种出声系统。本申请实施方式的出声系统包括边框、发声元件和功能器件。发声元件设置在边框上。功能器件包括底端和后端。底端与边框之间形成声窗，声窗用于供发声元件发射的声波衍射。后端用于将发声元件发射的声波朝回避声窗的方向反射。本申请实施方式的出声系统中，发声元件发射至底端的声波能够自声窗衍射，而发声元件发射至后端的声波被反射至回避声窗的方向，如此可以在不增加前室效应的前提下，使得总体声程差较小，实现出声系统的高质量发声。

Description

出声系统

技术领域

本申请涉及影音设备出声技术领域，尤其涉及一种出声系统。

背景技术

对于超窄边框的显示装置，声窗宽度一般也较小。若出声结构设置得不合理，很容易产生增加声程差或增加前室效应的问题。不论是增加声程差还是增加前室效应，都会导致发声失真增大，频率响应不均匀，由此无法实现高质量发声。

发明内容

本申请实施方式提供一种解决上述问题或至少部分地解决上述问题的出声系统。

本申请实施方式的出声系统，包括：

边框；

发声元件，所述发声元件设置在所述边框上；和

功能器件，所述功能器件包括底端和后端，所述底端与所述边框之间形成声窗，所述声窗用于供所述发声元件发射的声波衍射，所述后端用于将所述发声元件发射的声波朝回避所述声窗的方向反射。

在某些实施方式中，所述声窗的宽度小于所述发声元件的振膜有效宽度。

在某些实施方式中，所述功能器件包括显示屏，所述显示屏包括相背的显示面和背面；

所述背面形成在所述后端，所述背面用于将所述发声元件发射的声波朝回避所述声窗的方向反射。

在某些实施方式中，所述功能器件包括显示屏，所述显示屏包括相背的显示面和背面，所述显示屏还包括位于所述显示面与所述背面之间的倾斜面；

所述后端包括设置在所述倾斜面上的声栅反射板，所述声栅反射板用于将所述发声元件发射的声波朝回避所述声窗的方向反射。

在某些实施方式中，沿所述发声元件的出声方向，所述倾斜面与所述边框之间的距离逐渐减小。

在某些实施方式中，所述声栅反射板包含多个声栅反射单元，多个所述声栅反射单元沿所述倾斜面成夹角且间隔设置。

在某些实施方式中，所述声栅反射单元的最小宽度处于声波的1/10波长至2倍波长之间。

在某些实施方式中，所述功能器件还包括导向件，所述显示屏设置在所述导向件上，所述底端由所述导向件形成。

在某些实施方式中，所述导向件包括相连的声窗上表面和导向面，所述边框包括相连的声窗下表面和声波传播面；

所述声窗上表面与所述声窗下表面平行相对设置以形成所述声窗；

沿所述发声元件的出声方向，所述导向面与所述声波传播面之间的距离逐渐减小。

在某些实施方式中，所述出声系统还包括设置在所述边框上的导声板，所述导声板位于所述发声元件至少一侧；

沿所述发声元件的出声方向，所述导声板呈张开趋势。

在某些实施方式中，所述导声板能够沿所述边框平面转动以调整张开角度。

在某些实施方式中，所述发声元件能够沿所述边框垂直转动以调整出声角度；和/或

所述发声元件能够沿所述边框平面移动以调整与所述声窗之间的距离。

在某些实施方式中，所述发声元件与所述声窗间隔设置，所述发声元件与所述声窗之间的距离大于或等于所述声窗的宽度的一半。

本申请实施方式的出声系统中，发声元件发射至底端的声波能够自声窗衍射，而发声元件发射至后端的声波被反射至回避声窗的方向，如此可以在不增加前室效应的前提下，使得总体声程差较小，实现出声系统的高质量发声。

本申请的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实施方式的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请某些实施方式的出声系统的结构示意图；

图2是出声系统增加声窗的长度的示意图；

图3是出声系统减小声窗的长度的示意图；

图4是对发声元件增加额外的结构设计的示意图；

图5是将发声元件侧向放置发声的示意图；

图6是本申请某些实施方式的发声元件的截面示意图；

图7是本申请某些实施方式的发声元件的截面示意图；

图8是本申请某些实施方式的出声系统的结构示意图；

图9是本申请某些实施方式的出声系统的原理示意图；

图10是本申请某些实施方式的出声系统的原理示意图；

图11是本申请某些实施方式的出声系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本申请的实施方式作进一步说明。附图中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。另外，下面结合附图描述的本申请的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请的实施方式，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参阅图1和图8，本申请实施方式的出声系统100包括边框30、发声元件20和功能器件10。发声元件20设置在边框30上。功能器件10包括底端142和后端122。底端142与边框30之间形成声窗50，声窗50用于供发声元件20发射的声波衍射。后端122用于将发声元件20发射的声波朝回避声窗50的方向反射。

本申请实施方式的出声系统100中，发声元件20发射至底端142的声波能够自声窗50衍射，而发声元件20发射至后端122的声波被反射至回避声窗50的方向，如此可以在不增加前室效应的前提下，使得总体声程差较小，实现出声系统100的高质量发声。

具体地，声程差与前室效应之间存在着技术矛盾。请参阅图2，当增加声窗50的长度L时，可以降低声程差，但是会增加前室效应。请参阅图3，当减小声窗50的长度L时，可以降低前室效应，但是又会增加声程差，由此无法兼顾声程差与前室效应，实现高质量的发声。

若是如图4所示对发声元件20增加额外的结构设计101，以改变声音传播路径，还是等同于增加了声窗50的长度，会引起严重的前室效应，导致声音失真。若是如图5所示将发声元件20侧向放置发声，即将发声元件20设置在功能器件10后面，朝向下方/上方/左侧/右侧发声。此时声窗50不设置在正面，不会受限于超窄边框的显示装置对于整体边框宽度的要求，可以将声窗50的宽度D设置得较大，但是声音需要从底部绕过功能器件10才能到达正面，被用户接收。这中间存在着声音指向性衰减，且难以通过增加功率等方式进行补偿。

请再次参阅图1，本申请实施方式的出声系统100中，底端142相较于后端122与声窗50的距离更近，发声元件20发射至底端142的声波为直达声波，发声元件20发射至后端122的声波为增加声程差的声波。由于底端142与边框30之间形成声窗50，声窗50用于供发声元件20发射至底端142的声波衍射，使得直达声波能够自声窗50衍射。而发声元件20发射至后端122的声波被反射至回避声窗50的方向，使得增加声程差的声波被反射至回避声窗50的方向。如此，减少了增加声程差的声波出射，可以在不增加前室效应的前提下，使得总体声程差较小，实现出声系统100的高质量发声。

边框30可以为板状结构，也可以为其他由多个支架结合在一起的框架结构。边框30用于安装发声元件20、功能器件10等。本申请实施方式的边框30可做成超窄边框，边框30的宽度可小于或等于4mm。如此边框30较为轻薄，有利于提高用户体验。当功能器件10包括显示屏12时，能够提高屏占比。

发声元件20例如为扬声器，或者其他电声转换器件。发声元件20可采用高灵敏度的扬声器，例如灵敏度大于80dB的扬声器。也即是说，扬声器的灵敏度可以为90dB、100dB、110dB、120dB等。发声元件20采用高灵敏度的扬声器，使得出声系统100整体的发声效果较好。

发声元件20可以设置在边框30上。发声元件20设置在边框30上包括：发声元件20设置在边框30上方并与边框30间隔；或者，发声元件20贴合边框30设置；或者，边框30开设有凹槽，发声元件20部分嵌入凹槽内。在一个例子中，发声元件20贴合边框30设置，如此便于发声元件20的安装，无需对边框30进行结构上的额外处理。发声元件20的出声方向朝向声窗50。在一个例子中，发声元件20的中轴线穿过声窗50，以使得较多的声波能够从声窗50衍射而不被损失掉。

按部件的所处位置，功能器件10包括底端142和后端122。按部件的分类，功能器件10可包括显示屏12和/或导向件14，以及其他用于实现特定功能的元件，例如后文中的声栅反射板40，在此不作限制。底端142与边框30之间形成声窗50。声窗50用于供发声元件20发射的声波衍射。后端122用于将发声元件20发射的声波朝回避声窗50的方向反射。需要指出的是，回避声窗50的方向不限于为发声元件20与声窗50连线的反方向，还可以是任意具有该反方向分量的方向，例如图1中的朝向右上方的方向，或者朝向正右方的方向，或者朝向右下方的方向等。同理，朝向声窗50的方向不限于为发声元件20与声窗50连线的正方向，还可以是任意具有该正方向分量的方向，例如图1中的朝向左上方的方向，或者朝向正左方的方向，或者朝向左下方的方向等。

请参阅图1、图6和图7，在某些实施方式中，声窗50的宽度D小于发声元件20的振膜有效宽度D0。

具体地，发声元件20可包括振膜、音圈、磁铁、支架等。其中，振膜由膜片和边缘组成。下面分别以圆形振膜和跑道型振膜为例来说明振膜的有效宽度D0。

如图6所示，当振膜为圆形振膜时，膜片的半径为r，边缘的宽度为2a。膜片的半径r加上边缘宽度的一半(2a/2)定义为振膜的有效半径，即r+a，则2r+2a即为振膜的有效宽度D0。如图7所示，当振膜为跑道型振膜时，膜片的宽度为2r，边缘的宽度为2a，则2r+2a即为振膜的有效宽度D0。可以理解，振膜的有效宽度D0可参考本领域通用的方式确定，在此不一一举例说明。

相较于图5中声窗50的宽度D等于发声元件20的振膜有效宽度，或者声窗50的宽度D大于发声元件20的振膜有效宽度而言，本申请实施方式中，发声元件20设置在功能器件10与边框30形成的收容空间内部，再通过声音传播至声窗50出声，因此声窗50的宽度D可以做得较小，有利于降低出声系统100的整体高度，实现超窄边框，提高用户体验。

请参阅图8，在某些实施方式中，功能器件10包括显示屏12。显示屏12包括相背的显示面124和背面126。背面126形成在后端122，背面126用于将发声元件20发射的声波朝回避声窗50的方向反射。

本申请实施方式中，显示屏12可以为厚度较薄的有机发光半导体(OrganicLight-Emitting Diode，OLED)显示屏。显示屏12的底面分别与显示面124和背面126连接。显示面124与底面垂直。背面126可以与底面垂直；或者，背面126与底面的夹角为锐角；或者，背面126与底面的夹角为钝角并使得：当声波发射至背面126时，声波相对于背面126的入射方向与背面126的靠近底面的一侧形成的夹角为锐角。上述三种情况都可以使得背面126将发声元件20发射的声波朝回避声窗50的方向反射。

请再次参阅图1，在某些实施方式中，功能器件10包括显示屏12。显示屏12包括相背的显示面124和背面126，显示屏12还包括位于显示面124与背面126之间的倾斜面128。后端122包括设置在倾斜面128上的声栅反射板40，声栅反射板40用于将发声元件20发射的声波朝回避声窗50的方向反射。

其中，显示面124和背面126可以直接通过倾斜面128连接；或者，显示面124与显示屏12的底面连接，显示屏12的底面与倾斜面128连接，倾斜面128与背面126连接。本申请实施方式中，显示屏12的厚度可以做得稍大，后端122可向后上方的方向逐渐变窄形成倾斜面128，以便于通过倾斜面128安装功能器件10或者将其他元件安装在倾斜面128上，同时，后端122逐渐变窄可节省出安装空间，用于其他电子元器件的排布设计。

声栅反射板40设置在倾斜面128上。声栅反射板40可以与后端122一体成型，或者通过卡扣、涂胶、螺栓紧固、焊接等方式与后端122组装在一起。声栅反射板40与后端122形成夹角，该夹角可以为锐角、直角或钝角，具体依据后端122的倾斜角度以及后端122与发声元件20的位置关系确定。该夹角只需满足使得声栅反射板40能够将发声元件20发射至后端122的声波朝回避声窗50的方向反射即可。

如图1所示，本申请实施方式中，后端122与底端142可沿发声元件20的出声方向顺序设置。底端142与边框30之间的距离小于后端122与边框30之间的距离。具体地，底端142任意一处与边框30之间的距离小于后端122任意一处与边框30之间的距离。如此，底端142与边框30之间的距离较窄，后端122与边框30之间的距离较宽，便于在底端142形成声窗50，并从整体上将声波由后端122导向底端142。

进一步地，沿发声元件20的出声方向，后端122与边框30之间的距离逐渐减小，也即是倾斜面128与边框30之间的距离逐渐减小。

在某些实施方式中，声栅反射板40包含多个声栅反射单元42，多个声栅反射单元42沿倾斜面128成夹角且间隔设置。

具体地，每个声栅反射单元42均与倾斜面128成夹角，多个声栅反射单元42相互间隔设置。其中，多个声栅反射单元42可相互平行。例如，多个声栅反射单元42与后端122的远离底端142的一侧形成的夹角均为110度。如此，多个声栅反射单元42在后端122上的形成较为简单，且可以尽量保证反射发声元件20发射至后端122各处的声波。或者，沿底端142至后端122的方向，多个声栅反射单元42与后端122的远离底端142的一侧形成的夹角逐渐增大。例如，沿底端142至后端122的方向，多个声栅反射单元42与后端122的远离底端142的一侧形成的夹角分别为90度、100度、110度、120度、135度等。如此，可以根据发声元件20发射至后端122不同位置的声波的入射角度，匹配设置声栅反射单元42与后端122的远离底端142的一侧形成的夹角，以确保将发声元件20发射至后端122的声波都能被朝回避声窗50的方向反射。

请参阅图1，在某些实施方式中，声栅反射单元42的最小宽度D1处于声波的1/10波长至2倍波长之间。声栅反射单元42的最小宽度D1与声波波长满足该比例关系，进一步有利于将发声元件20发射至后端122的声波都能被朝回避声窗50的方向反射，而不会在相邻的声栅反射单元42之间存在反射遗漏区域。

请结合图9，在设置声栅反射板40之前，当发声元件20发射的声波202到达后端122时，声波202相对于倾斜面128的入射方向与后端122的远离底端142的一侧形成的夹角为锐角，根据反射原理将使得声波202的反射方向为朝向声窗50的方向。由此该增加了声程差的声波202与直达声波201之间将产生声程差，导致发声失真增大，频率响应不均匀。

请结合图10，本申请实施方式的出声系统100在设置声栅反射板40之后，当发声元件20发射的声波202到达后端122时，声波202相对于倾斜面128的入射方向与后端122的远离底端142的一侧形成的夹角为钝角，也即是说，声波202相对于倾斜面128的入射方向与后端122的靠近底端142的一侧形成的夹角为锐角，根据反射原理将使得声波202的反射方向为回避声窗50的方向。由此该增加了声程差的声波202被反射至无害反向，仅直达声波201从声窗50衍射，可以使得总体声程差较小，实现出声系统100的高质量发声。

请参阅图1，在某些实施方式中，功能器件10还包括导向件14，显示屏12设置在导向件14上。底端142由导向件14形成。

导向件14的设置便于通过改变导向件14的长度、宽度、形状等调整声窗50的长度和宽度，而无需对显示屏12底部本身进行结构上改进，只需将显示屏12与导向件14组装在一起即可，具有广泛的适用性。显示屏12与导向件14的连接方式可以是卡扣、涂胶、螺栓紧固、焊接等，在此不作限制。

在其他实施方式中，功能器件10也可以不包括导向件14。此时，底端142可直接由显示屏12的底部形成，或者说显示屏12的底部作为底端142。

在某些实施方式中，导向件14包括相连的声窗上表面144和导向面146。边框30包括相连的声窗下表面32和声波传播面34。声窗上表面144与声窗下表面32平行相对设置以形成声窗50。沿发声元件20的出声方向，导向面146与声波传播面34之间的距离逐渐减小。

具体地，声窗上表面144与导向面146之间可形成夹角，例如可形成钝角。声窗下表面32和声波传播面34可位于同一平面上。导向面146的设置使得声波相对于导向面146的入射方向与导向面146的远离声窗上表面144的一侧形成的夹角为锐角，根据反射原理将使得声波的反射方向为朝向声窗50的方向。可以理解，导向面146的位置已较为靠近声窗50，被导向面146反射的声波与直达声波之间的声程差并不大，通过导向面146将声波往朝向声窗50的方向反射，可以使得较多的声波能够自声窗50衍射，减少声音损失。

请参阅图11，在某些实施方式中，出声系统100还包括设置在边框30上的导声板60，导声板60位于发声元件20至少一侧。沿发声元件20的出声方向，导声板60呈张开趋势。

具体地，导声板60的设置可以减小声波的发散，有利于声波朝向声窗50传播。在一个例子中，导声板60设置在发声元件20的左右两侧，以从发声元件20的左右两边同时防止声波扩散。两个导声板60之间的夹角可为钝角，例如120度、130度、140度等，在此不作限制。

在某些实施方式中，导声板60能够沿边框30平面转动以调整张开角度。

具体地，导声板60在水平方向上微调转动可以降低声音损失，使得较多的声波向前传播。在一个例子中，导声板60包括靠近发声元件20的近端62和远离发声元件20的远端64。当导声板60设置在边框30上时，导声板60的近端62与边框30相对固定并以近端62作为转轴，导声板60的远端64绕转轴转动，以调整导声板60的张开角度。

在某些实施方式中，发声元件20能够沿边框30垂直转动以调整出声角度。

具体地，发声元件20在垂直方向微调转动可以微调声程差，使得声程差趋于零。

请参阅图1，在一个例子中，发声元件20可包括本体22和扩散部24，本体22与扩散部24连接。当发声元件20设置边框30上时，扩散部24的底部与边框30贴合并以底部作为支点，扩散部24的顶部绕支点转动，以调整发声元件20的出声角度。

在调整出声角度后，发声元件20的中轴线可以不与边框30平行，而是微微向下倾斜(如图1所示)，与边框30之间形成夹角，以使得较多的声波能够朝向声窗50衍射。

在某些实施方式中，发声元件20能够沿边框30平面移动以调整与声窗50之间的距离。具体地，发声元件20可朝向声窗50在水平方向微调移动可以使得发声元件20具有合适的位置，适当平衡声程差与前室效应之间的关系。

请参阅图11，在某些实施方式中，发声元件20与声窗50间隔设置，发声元件20与声窗50之间的距离L1大于或等于声窗50的宽度的一半。如此，发声元件20远离声窗50设置，不会由于发声元件20与声窗50之间的距离L1过小而使得声窗50的长度过小，进而导致增加声程差。

在本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个，除非另有明确具体的限定。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种出声系统，其特征在于，包括：

边框；

发声元件，所述发声元件设置在所述边框上；和

功能器件，所述功能器件包括底端和后端，所述底端与所述边框之间形成声窗，所述声窗用于供所述发声元件发射的声波衍射，所述后端用于将所述发声元件发射的声波朝回避所述声窗的方向反射；所述声窗的宽度小于所述发声元件的振膜有效宽度；

所述功能器件包括显示屏，所述显示屏包括相背的显示面和背面，所述显示屏还包括位于所述显示面与所述背面之间的倾斜面；

所述后端包括设置在所述倾斜面上的声栅反射板，所述声栅反射板用于将所述发声元件发射的声波朝回避所述声窗的方向反射；

所述声栅反射板包含多个声栅反射单元，多个所述声栅反射单元沿所述倾斜面成夹角且间隔设置。

2.根据权利要求1所述的出声系统，其特征在于，所述功能器件包括显示屏，所述显示屏包括相背的显示面和背面；

所述背面形成在所述后端，所述背面用于将所述发声元件发射的声波朝回避所述声窗的方向反射。

3.根据权利要求1所述的出声系统，其特征在于，沿所述发声元件的出声方向，所述倾斜面与所述边框之间的距离逐渐减小。

4.根据权利要求1所述的出声系统，其特征在于，所述声栅反射单元的最小宽度处于声波的1/10波长至2倍波长之间。

5.根据权利要求1所述的出声系统，其特征在于，所述功能器件还包括导向件，所述显示屏设置在所述导向件上，所述底端由所述导向件形成。

6.根据权利要求5所述的出声系统，其特征在于，所述导向件包括相连的声窗上表面和导向面，所述边框包括相连的声窗下表面和声波传播面；

所述声窗上表面与所述声窗下表面平行相对设置以形成所述声窗；

沿所述发声元件的出声方向，所述导向面与所述声波传播面之间的距离逐渐减小。

7.根据权利要求1所述的出声系统，其特征在于，所述出声系统还包括设置在所述边框上的导声板，所述导声板位于所述发声元件至少一侧；

沿所述发声元件的出声方向，所述导声板呈张开趋势。

8.根据权利要求7所述的出声系统，其特征在于，所述导声板能够沿所述边框平面转动以调整张开角度。

9.根据权利要求1所述的出声系统，其特征在于，所述发声元件能够沿所述边框垂直转动以调整出声角度；和/或

所述发声元件能够沿所述边框平面移动以调整与所述声窗之间的距离。

10.根据权利要求1所述的出声系统，其特征在于，所述发声元件与所述声窗间隔设置，所述发声元件与所述声窗之间的距离大于或等于所述声窗的宽度的一半。