CN114630250B - 扬声器模组和智能头戴设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种扬声器模组和智能头戴设备,所述扬声器模组包括模组壳体和扬声器单体,模组壳体内设有内腔体,所述内腔体的一端形成有安装腔;扬声器单体设于安装腔内,并将内腔体间隔为前腔和后腔;模组壳体设有与前腔连通的前腔声孔以及分别与后腔连通的第一后腔声孔和第二后腔声孔,模组壳体具有沿其长度方向相对设置的第一端和第二端,扬声器单体靠近第一端设置,第一后腔声孔设于第一端并与扬声器单体正对设置,且第一后腔声孔和前腔声孔分别位于扬声器单体的宽度方向的两侧,第二后腔声孔设于模组壳体的第二端。本发明技术方案的扬声器模组可以提高发声响度并减少声音泄露的现象。

Description

扬声器模组和智能头戴设备
技术领域
本发明涉及智能穿戴技术领域,特别涉及一种扬声器模组和智能头戴设备。
背景技术
VR设备(虚拟现实系统)是近年来出现的高新技术,为使用者提供视觉、听觉、触觉等感官模拟,让使用者如同身临其境。其中,听觉系统已成为VR设备中重要的模块,声学集成模组也成为VR设备设计中重要的一环。
为有效利用VR设备的空间,目前将VR设备的悬臂做成声学集成器件,即,可利用旋转轴位置的内部空间安装扬声器单体,又可以利用悬臂做为腔体使用。但是,由于悬臂相对常规集成壳体更长,其长短需求又不一致,前腔声孔以及后腔声孔的位置相对人耳位置存在许多的不确定性,导致声音响度没有达到最大,而且声泄漏也没有达到最佳效果。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种扬声器模组,旨在通过在悬臂设置一前腔声孔和至少两个后腔声孔,且设定第一后腔声孔和第二后腔声孔的相对位置关系,从而使得设备的声音响度和声音泄露情况达到最佳。
为实现上述目的,本发明提出的扬声器模组包括:
模组壳体,所述模组壳体内设有内腔体,所述内腔体的一端形成有安装腔;和
扬声器单体,所述扬声器单体设于所述安装腔内,并将所述内腔体间隔为前腔和后腔;
所述模组壳体设有与所述前腔连通的前腔声孔以及分别与所述后腔连通的第一后腔声孔和第二后腔声孔,所述模组壳体具有沿其长度方向相对设置的第一端和第二端,所述扬声器单体靠近所述第一端设置,所述第一后腔声孔设于所述模组壳体的第一端并与所述扬声器单体正对设置,且所述第一后腔声孔和所述前腔声孔分别位于所述扬声器单体的宽度方向的两侧,所述第二后腔声孔设于所述模组壳体的所述第二端。
可选地,所述模组壳体的所述第一端的端面为圆弧面,并设有与所述圆弧面顺序连接的水平面,所述前腔声孔开设于所述圆弧面,所述前腔声孔形成为圆弧形,所述前腔声孔的一端位于所述水平面靠近所述圆弧面的端部,所述前腔声孔的另一端的延伸方向与所述圆弧面的延伸方向相同。
可选地,以所述圆弧面的中心为圆点,所述圆点至所述前腔声孔靠近所述第一后腔声孔的一边缘的连线为S1,所述圆点至所述第一后腔声孔靠近所述圆弧面的边缘的连线为S2,设定S1与S2之间的夹角R大于90°。
可选地,所述第一后腔声孔在所述模组壳体的长度方向上的延伸长度为D1,所述扬声器单体远离所述圆弧面的一端至所述圆弧面的端面的距离为L1,设定1/3<D1/L1≤1。
可选地,所述模组壳体的所述第二端设有转轴,所述第二后腔声孔邻近所述转轴设置。
可选地,所述模组壳体在所述转轴的轴线方向上的厚度为H1,所述第一后腔声孔在所述模组壳体的宽度方向上的宽度为H2,设定1/8<H2/H1≤1/2。
可选地,所述模组壳体包括第一壳体和第二壳体,所述第一壳体与所述第二壳体配合限定出所述内腔体,所述第一壳体形成为平板状,所述第二壳体包括平板部和围绕所述平板部延伸的曲面部,所述转轴设于所述平板部,所述前腔声孔、所述第一后腔声孔和所述第二后腔声孔均设于所述曲面部。
可选地,所述模组壳体还开设有与所述后腔连通的第三后腔声孔,所述第三后腔声孔设于所述模组壳体的所述第二端,并与所述第二后腔声孔间隔设置。
可选地,所述第二后腔声孔和所述第三后腔声孔均沿所述模组壳体的长度方向延伸,沿所述模组壳体的宽度方向,所述第二后腔声孔和所述第三后腔声孔相对设置。
可选地,所述第二后腔声孔的延伸方向与所述模组壳体的长度方向一致,所述第二后腔声孔的长度为D2,所述模组壳体的所述第二端端面至所述第二后腔声孔远离该端面的边缘之间的距离为L2,设定1/4≤D2/L2≤1。
可选地,所述模组壳体沿其长度方向的延伸长度不小于40mm。
本发明还提出一种智能头戴设备,所述智能头戴设备包括显示主体和设于所述显示主体两侧的扬声器模组,所述扬声器模组为如上任一所述的扬声器模组。
可选地,所述前腔声孔与佩戴者的耳孔之间的距离为第一距离,所述第一后腔声孔与佩戴者的耳孔之间的距离为第二距离,所述第二距离大于所述第一距离,所述第二距离与所述第一距离的差值大于5mm。
可选地,所述智能头戴设备发声时,所述前腔声孔与所述第一后腔声孔形成第一声偶极子,所述前腔声孔与所述第二后腔声孔形成第二声偶极子。
可选地,所述模组壳体包括第一壳体和第二壳体,所述第一壳体与所述第二壳体配合限定出所述内腔体,所述第二壳体位于所述模组壳体靠近佩戴者的一侧,所述前腔声孔、所述第一后腔声孔和所述第二后腔声孔均设于所述第二壳体。
本发明技术方案的扬声器模组包括模组壳体和扬声器单体,模组壳体在其长度方向上具有相对的第一端和第二端,第二端用于安装固定扬声器模组,故将扬声器单体安装在模组壳体靠近第一端的安装腔内,从而使得扬声器模组在安装于智能头戴设备时,扬声器单体更加靠近人耳,提高声音响度效果。
同时,模组壳体开设有连通前腔的前腔声孔和连通后腔的至少两个后腔声孔,前腔声孔可与两个后腔声孔分别形成声偶极子,在模组壳体的长度方向上,第一后腔声孔设于模组壳体的第一端,并与扬声器单体正对设置,而第二后腔声孔位于远离扬声器单体的第二端,从而在远场位置时,能够通过前腔声孔的声音和第一后腔声孔之间的距离较近,在远场的两声音能相消而有效降低声音的泄露;在近场位置时,前腔声孔与人耳的距离相对于第二后腔声孔与人耳的距离更近,不符合声偶极子效应的条件,从而能够提升低频的灵敏度,使佩戴者接收的声音响度变大。且两后腔声孔的位置不依赖于人耳的相对位置关系,可以实现其位置设计的准确性和确定性,使得声音响度更佳,泄露更少,从而可以提升扬声器模组的发声效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,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讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明扬声器模组第一实施例的结构示意图;
图2为图1中所示扬声器模组另一视角的结构示意图;
图3为图1中所示扬声器模组又一视角的结构示意图;
图4为本发明扬声器模组第二实施例的结构示意图;
图5为本发明扬声器模组第三实施例的结构示意图;
图6为图5所示扬声器模组又一视角的结构示意图;
图7为图5所示扬声器模组另一视角的结构示意图;
图8为本发明扬声器模组中的前腔声孔在不同位置处的模拟响度图;
图9为本发明扬声器模组中与后腔连通的后腔声孔的数量为1~3个时的前腔的近场处的模拟响度图;
图10为本发明扬声器模组中与后腔连通的后腔声孔的数量为1~3个时的后腔的远场处的模拟响度图;
图11为本发明扬声器模组中与后腔连通的后腔声孔的数量为1个或3个的前腔的远场处的模拟响度图;
图12为本发明扬声器模组中与后腔连通的后腔声孔的数量为1个或3个的后腔的近场处的模拟响度图;
图13为本发明智能头戴设备一实施例的结构示意图。
附图标号说明:
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其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该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种扬声器模组100。
请结合图1至图3,本发明的一实施例中,扬声器模组100包括模组壳体10和扬声器单体30,所述模组壳体10内设有内腔体,所述内腔体的一端形成有安装腔;所述扬声器单体30设于所述安装腔内,并将所述内腔体间隔为前腔和后腔;
所述模组壳体10设有与所述前腔连通的前腔声孔11以及分别与所述后腔连通的第一后腔声孔12和第二后腔声孔13,所述模组壳体10具有沿其长度方向上相对设置的第一端和第二端,所述扬声器单体30靠近第一端设置,第一后腔声孔12设于所述模组壳体10的第一端并与所述扬声器单体30正对设置,且所述第一后腔声孔12和所述前腔声孔11分别位于所述扬声器单体30的宽度方向的两侧,所述第二后腔声孔13设于所述模组壳体10的第二端。
本实施例中,扬声器模组100可以应用在智能头戴设备中,作为智能头戴设备的听觉部件,为用户提供合适响度的声音。具体地,扬声器模组100包括模组壳体10和扬声器单体30,模组壳体10此处可以作为为智能头戴设备的悬臂结构的一部分,连接在智能头戴设备的主体部分,从而可以省去单独设置扬声器模组的固定壳体结构,结构简单。
因悬臂结构为长条状,此处扬声器模组100也大致呈长条状,故模组壳体10具有其长度方向和宽度方向,第一端和第二端分别位于其长度方向上的两端,第二端用于与应用设备进行连接,此处不限于可活动连接或固定连接。模组壳体10内部形成有内腔体,内腔体包括与之连通的安装腔,扬声器单体30设置在靠近第一端的安装腔内,使得用户在使用扬声器模组100时,扬声器单体30能更加靠近人耳,实现较好的发声效果。扬声器单体30安装在安装腔内,可以将内腔体分割成前腔和后腔,扬声器单体30包括有振动系统和磁路系统,以在电信号输入后磁路系统的驱动下实现振动系统的振动而发声,故扬声器单体30的发声结构与原理可参考现有的扬声器结构,在此不做赘述。在前腔的腔壁上开设有前腔声孔11,从而使得扬声器单体30发出的声音能够从前腔声孔11中传到外界,被人耳接收。此处,前腔声孔11的开口形状可以是长方形、椭圆形或圆弧形等,在此不做限定。
相关技术中,智能头戴设备上的扬声器模组100通常设置开放式后腔(模组的后腔与外界连通),实现音频性能的最优化使用,以满足消费者的听感体验。因此,在后腔的腔壁上还设置有第一后腔声孔12,第一后腔声孔12的形状可为圆形、长方形或椭圆形等,在此不做限定,声音也可以通过第一后腔声孔12的辐射而传到外界。且第一后腔声孔12设在模组壳体10的第一端,并在模组壳体10的长度方向上与扬声器单体30正对,此处设定扬声器单体30为长方体结构,第一后腔声孔12与前腔声孔11相对位于扬声器单体30的宽度方向上的两侧,故第一后腔声孔12与前腔声孔11之间在使用扬声器模组100时形成了一对声偶极子。所谓声偶极子是指相距很近的两个声源,它们的振动幅值相同,但是相位相反,由这样的两个点声源构成的合成声源称为声偶极子。前腔声孔11距离人耳较近,能够提高声音的响度;且前腔声孔11和第一后腔声孔12在远场位置时,正是利用了声偶极子的反相位降漏原理,使得两者发出的声音在远处相互抵消,达到降漏的目的。同时,模组壳体10还设有第二后腔声孔13,第二后腔声孔13的形状可为圆形、长方形或椭圆形等,在此不做限定。第二后腔声孔13设置在远离扬声器单体30的一端,故在使用者的近场位置,第二后腔声孔13相对于人耳的距离相较于前腔声孔11与人耳的距离较大,不会出现声偶极子效应,从而能够相对进一步提高扬声器模组100的响度。而在远场位置时,也可以与前腔声孔11起到一定程度的声偶极子效应,削弱远场处的声音,进一步减少声音的泄露。
本发明技术方案的扬声器模组100包括模组壳体10和扬声器单体30,模组壳体10在长度方向上具有相对的第一端和第二端,第二端用于安装固定扬声器模组100,将扬声器单体30安装在模组壳体10远离第二端的安装腔内,从而使得扬声器模组100在安装于智能头戴设备时,扬声器单体30更加靠近人耳,提高声音的响度效果。
同时,模组壳体10开设有连通前腔的前腔声孔11和连通后腔的至少两个后腔声孔,前腔声孔11可与两个后腔声孔分别形成声偶极子,在模组壳体10的长度方向上,第一后腔声孔12设于模组壳体10的第一端,并与扬声器单体30正对设置,而第二后腔声孔13位于第二端,从而在远场位置时,能够通过前腔声孔11的声音和第一后腔声孔12之间的距离较近,在远场的两声音相消而有效降低声音的泄露,并可以根据两者距离扬声器单体30的相对位置较相近,从而降低远场的距离范围,进一步降低声音的泄露,提高对使用者隐私的保护。在近场位置时,前腔声孔11与人耳的距离相对于第二后腔声孔13与人耳的距离更近,不符合声偶极子效应的条件,从而能够提升低频的灵敏度,使佩戴者接收的声音响度变大。且两后腔声孔的位置不依赖于人耳的相对位置关系,可以实现其位置设计的准确性和确定性,使得声音响度更佳,泄露更少。
请继续参照图2,可选地,所述模组壳体10的第一端的端面为圆弧面15,并设有与所述圆弧面15顺序连接的水平面,所述前腔声孔11开设于所述圆弧面15,所述前腔声孔11形成为圆弧形,所述前腔声孔11的一端位于所述水平面靠近所述圆弧面15的端部,所述前腔声孔11的另一端的延伸方向与所述圆弧面15的延伸方向相同。
本实施例中,因模组壳体10的第一端接近于人耳的前侧,为了提高舒适性,将模组壳体10的第一端端面设置为圆弧面15,该圆弧面15为光滑的表面,从而可以避免尖锐的部位对使用者面部或耳部的损伤,提升安全性,且于触感上更加舒适,于外观上也更加美观。同时,将模组壳体10还设有与圆弧面15顺序连接的水平面,从而方便与人耳相贴合,提高贴合舒适性。
将前腔声孔11开设在该圆弧面15上,从而能够距离人耳声道最近,有效提升人耳听取的声音的响度。此处的圆弧面15为在模组壳体10的厚度方向上的投影为圆弧形,且可以在其宽度面上的投影也为圆弧形,从而具有更为光滑顺畅的端面。同时,将前腔声孔11设置为圆弧形,并在模组壳体10的厚度方向上的投影为圆弧形,前腔声孔11的一端位于水平面靠近圆弧面15的一端,另一端与圆弧面15的延伸方向一致,从而使得前腔声孔11的形状与圆弧面15的形状相适配,提高表面利用率,使得扬声器模组100体积更小,并能提升前腔声孔11的开孔尺寸,以提升扬声器模组100的响度。
上述效果也可以根据实验得出,请参照图3和图8,在扬声器模组100应用于VR设备中时,其相对于人耳的位置是在人耳的前方,如此,将前腔声孔11的位置分别设定为扬声器模组100的A、B、C、D四个位置,并分别对四个位置处的响度值进行检测,通过仿真数据可以得出,将前腔声孔11设置在D位置时能够获得最大的响度值,并且低频效果更佳。
请继续参照图2,可选地,以所述圆弧面15的中心为圆点,所述圆点至所述前腔声孔11靠近所述第一后腔声孔12的一边缘的连线为S1,所述圆点至所述第一后腔声孔12靠近所述圆弧面15的边缘的连线为S2,设定S1与S2之间的夹角R大于90°。
可以理解的,前腔声孔11与第一后腔声孔12之间的距离不宜过小,否则在对于人耳的近场位置,容易形成声偶极子效应,消减声音的响度,因此,在前腔声孔11为圆弧形状的结构的基础上,且圆弧面15的中心圆点为圆点,该圆点与前腔声孔11靠近第一后腔声孔12的边缘的连线为S1,圆点至第一后腔声孔12靠近圆弧面15的边缘的连线为S2,也即,前腔声孔11与第一后腔声孔12之间距离最近的两边缘与圆点形成的连线之间的夹角R大于90度,例如,95度、100度、105度或110度等,从而有效保证扬声器模组100的响度和发声效果。
请再次参照图2,可选地,所述第一后腔声孔12在所述模组壳体10的长度方向上的延伸长度为D1,所述扬声器单体30远离所述圆弧面15的一端至所述圆弧面15的端面的距离为L1,设定1/3<D1/L1≤1。
此处,为了更好地确定第一后腔声孔12的尺寸和位置,提升扬声器模组100的响度,在模组壳体10的尺寸设定后,将扬声器单体30远离圆弧面15的一端至圆弧面15朝向第二端的端面线的距离设定为L1,而第一后腔声孔12沿模组壳体10的长度方向延伸,并且延伸长度为D1,该延伸长度不宜过小,否则出声效果和响度较低,当然,开孔长度也不宜过大,设定1/3<D1/L1≤1,例如,D1/L1为0.5、2/3、3/4或1等,从而在确定了扬声器单体30在模组壳体10的长度方向上的位置后,可以更好的设定第一后腔声孔12的长度,从而保证第一后腔声孔12较好的出声效果和响度。
请参照图3和图4,可选地,所述模组壳体10的所述第二端设有转轴20,所述第二后腔声孔13邻近所述转轴20设置。
本实施例中,模组壳体10在长度方向上的第二端设置有转轴20,方便与主体部分组装,实现可转动的连接结构,从而能够根据实际需求进行第一端的角度和位置的调整,满足不同用户的需求,实现扬声器模组100的可适应性。可以理解的,转轴20凸设在模组壳体10的表面的中部,其可与模组壳体10为一体成型结构,从而有效提升该扬声器模组100的结构强度和安装时的结构稳定性,以及转动稳定性。转轴20的横截面为圆形,方便实现多角度的调节。当然,于其他实施例中,转轴20也可与模组壳体10为分体结构;转轴20的横截面也可以是三角形或其他形状,从而实现多个档位角度的调节。第二后腔声孔13邻近转轴20设置,从而增加与前腔声孔11之间的距离。
此处,第二后腔声孔13可位于与第一后腔声孔12同一侧的位置,也可以与第一后腔声孔12在模组壳体10的宽度方向上的两侧。当然,于其他实施例中,第二端也可通过螺纹或卡扣的方式进行安装固定。
请参照图5,可选地,所述模组壳体10在所述转轴20的轴线方向上的厚度为H1,所述第一后腔声孔12在所述模组壳体10的宽度方向上的宽度为H2,设定1/8<H2/H1≤1/2。
本实施例中,为了进一步精确第一后腔声孔12的开口尺寸,设定第一后腔声孔12在模组壳体10的宽度方向上的宽度为H2,该宽度与模组壳体10的厚度尺寸相关,由于模组厚度尺寸决定了后腔体积的大小,因此,宽度H2与其厚度H1具有一定的比例关系,此处,设定1/8<H2/H1≤1/2,例如,设定H2/H1为0.2、0.3、0.4、0.5等,从而在保证出声响度高的同时,避免开设较大的孔,提升美观效果和结构强度。
请再次参照图1和图2,可选地,所述模组壳体10包括第一壳体16和第二壳体17,所述第一壳体16与所述第二壳体17配合限定出所述内腔体,所述第一壳体16形成为平板状,所述第二壳体17包括平板部171和围绕所述平板部171延伸的曲面部173,所述转轴20设于所述平板部171,所述前腔声孔11、所述第一后腔声孔12和所述第二后腔声孔13均设于所述曲面部173。
本实施例中,为了方便组装扬声器单体30,模组壳体10包括相连接的第一壳体16和第二壳体17,第一壳体16和第二壳体17的材质可以均为塑料,两者的连接方式可以是可拆卸连接,例如,卡扣或螺纹连接等,当然,也可以是粘接等固定连接方式,在此不做限定。第一壳体16大致呈平板状,而第二壳体17包括平板部171和设于平板部171周缘的曲面部173,该曲面部173由平板部171的周缘朝向第一壳体16的方向弯折延伸形成,曲面部173与第一壳体16的周缘对接连接,从而在保持模组壳体10光滑外表的基础上,能够提高模组壳体10的结构强度,有效延长其使用寿命。此处,将转轴20设置在第二壳体17的平面部上,方便与主体部分进行组装,而将第一后腔声孔12、第二后腔声孔13以及前腔声孔11均设置在曲面部173上,也即三者均开设在模组壳体10的边缘位置,从而能够在扬声器模组100被佩戴时不会出现被遮挡的情况,提高扬声器模组100的发声效果。可以理解的,此处曲面部173包含了上述实施例中的圆弧面15,曲面部173远离转轴20的端部的端面为圆弧面15。
当然,此处的第一壳体16也可以不完全为平板状,其靠近转轴20的一端在宽度方向上的边缘向第二壳体17弯折延伸,从而与曲面部173进行对应连接,提高连接的稳定性。
请参照图5至图7,可选地,所述模组壳体10还开设有与所述后腔连通的第三后腔声孔14,所述第三后腔声孔14设于模组壳体10的第二端,并与所述第二后腔声孔13间隔设置。
可以理解的,为了进一步削减远场处的声音响度,模组壳体10还开设有第三后腔声孔14,从而在远场位置时,能够增加与前腔声孔11形成声偶极子效应的后腔声孔,从而进一步增强扬声器模组100在远场处的消声效果,继而进一步降低声音泄露,有效保护使用者的隐私。同时,第三后腔声孔14也设置在第二端,从而能够相对于前腔声孔11在近场时与人耳的距离有更大的区别,继而不满足声偶极子条件,从而能够增大在人耳的近场位置的声音的响度,提高发声效果。
请结合图9和图10,在第二实验中,在对后腔的开孔数量进行设计时,分别设计后腔的腔壁开设一个孔、开设两个孔、开设三个孔的情况,且开设一个孔时,设为第二后腔开孔的位置,并分别针对这三种结构进行近场和远场的响度值的仿真模拟,该模拟条件为,当客户使用时,旁边站一个人,两人头距离大约30cm,30cm远处测试性能表示泄漏声音大小,测试值越低,代表泄漏量越小。由图9显示,在后腔开设三个孔的结构的时候,在近场测得的响度值最高,由图10显示,在后腔开设三个孔的时候,在远场处的响度值最低,也即明显降低了声音泄露。
同时,为了美观,考虑降低开孔数量,故而在第三个实验中,请参照图11和图12,分别在模组壳体10的后腔腔壁开设三个孔、在后腔腔壁仅开设第一后腔声孔12、第二后腔声孔13或第三后腔声孔14,并分别对这四种结构进行仿真模拟。由图中的曲线表明,在30cm的远场位置,后腔开设三个孔的声音泄露最低,其次是开设有第一后腔声孔12的结构。而在前腔声孔115cm内的近场时,后腔开设三个孔的结构的响度值最高,其次是后腔开设第二后腔声孔13,因此,在本申请的实施例中,综合考虑,可以选择在后腔开设第一后腔声孔12和第二后腔声孔13,从而在提高扬声器模组100近场处的响度值的同时,也能够有效减少远场的声音泄露,并于外观较为美观。
请继续参照图6,可选地,所述第二后腔声孔13和所述第三后腔声孔14均沿所述模组壳体10的长度方向延伸,沿所述模组壳体10的宽度方向,所述第二后腔声孔13和所述第三后腔声孔14相对设置。
本实施例中,第二后腔声孔13的延伸方向与模组壳体10的长度方向一致,且第三后腔声孔14沿模组壳体10的长度方向延伸,如此,可与模组壳体10的延伸方向相适配,方便加工,且也能提高模组壳体10的表面利用率。
且第二后腔声孔13和第三后腔声孔14均设置在模组壳体10宽度方向上的两侧面边缘位置,从而可以在使用时不会被人体所遮挡,能够提高发声效果,且于结构上也可以避免集中开孔对模组壳体10的强度影响。
当然,于其他实施例中,第二后腔声孔13的延伸方向也可与模组的宽度方向一致,或,第二后腔声孔13的延伸方向与模组壳体10的长度方向呈锐角设置等,第三后腔声孔14的延伸方向与第二后腔声孔13的延伸方向一致。
请再参照图2,可选地,所述第二后腔声孔13的延伸方向与所述模组壳体10的长度方向一致,所述第二后腔声孔13的长度为D2,所述模组壳体10的第二端端面至所述第二后腔声孔13远离该端面的边缘之间的距离为L2,设定1/4≤D2/L2≤1。
本实施例中,第二后腔声孔13的开口形状为跑道形孔,当第二后腔声孔13的延伸方向与模组壳体10的长度方向一致时,此时,第二后腔声孔13可以设于模组壳体10的边缘位置,设第二后腔声孔13的长度为D2,模组壳体10的远离扬声器单体30的一端端面至第二后腔声孔13远离该端面边缘的距离为L2,也即第二后腔声孔13朝向扬声器单体30的一端边缘至模组壳体10的远离扬声器单体30的一端端面之间的距离,第二后腔声孔13的长度不宜过小,否则对于响度的提升效果不明显,当然,第二后腔声孔13的长度D2不会超过L2,故设定1/4≤D2/L2≤1,例如,D2/L2为0.25、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或1,从而在限定第二后腔声孔13的开口尺寸的同时,即可以限定出其位置,以进一步提升扬声器模组100的响度。
可选地,所述模组壳体10沿其长度方向的延伸长度不小于40mm。
本实施例中,在上述前腔声孔11与第一后腔声孔12及第二后腔声孔13的位置设置的基础是,扬声器模组100的整体尺寸不宜过小,也即模组壳体10的长度方向上的延伸长度不宜过小,否则,前腔声孔11与第一后腔声孔12相对于人耳的距离、前腔声孔11与第二后腔声孔13相对于人耳的距离相差不大,从而会对前腔声孔11的响度削弱过多,故而模组壳体10的长度范围应不小于40mm,例如40mm、45mm、50mm、55mm等,从而在能够使得扬声器模组100在远场时能够获得声偶极子效应,起到削弱声音防止泄露的效果,而在近场时又可以尽可能减小对前腔声孔11的声音的削弱,提升扬声器模组100的响度。
请参照图13,本发明还提出一种智能头戴设备,该智能头戴设备包括显示主体400和设于显示主体400两侧的扬声器模组100,扬声器模组100为如上任一所述的扬声器模组100,即该扬声器模组100的具体结构参照上述实施例,由于本智能头戴设备采用了上述所有实施例的全部技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。
此处的智能头戴设备可以是AR/VR/XR/MR等,在此不做限定。本实施例中,以智能头戴设备为VR设备为例,该智能头戴设备包括显示主体400,并且在显示主体400的两端分别设置有固定带500,该固定带500可以套设于人体头部,从而起到固定的作用。当然,还可以增加定位带,分别连接于显示主体400的中部与固定带500的中部,从而能够抵持于人体头部顶端,起到一定的限位作用,提高佩戴稳定性。当然,智能头戴设备的结构并不限于上述结构,只要是佩戴于头部并可以用于观看的智能设备均可。而扬声器模组100则安装在显示主体400的两端,在使用时位于人体的两耳前侧位置。
可选地,所述前腔声孔11与佩戴者的耳孔之间的距离为第一距离,所述第一后腔声孔12与佩戴者的耳孔之间的距离为第二距离,所述第二距离大于所述第一距离,所述第二距离与所述第一距离的差值大于5mm。
可以理解的,对于佩戴者周边的人而言,我们希望漏音越小越好,也就是要求前腔声孔11和第一后腔声孔12之间能够形成声偶极子效应,这就要求第一后腔声孔12和前腔声孔11之间的距离不能太远,同时,发现在前腔声孔11与佩戴者的耳孔之间的距离为第一距离,第一后腔声孔12与佩戴者的耳孔之间的距离为第二距离,当第一距离与第二距离的差值大于5mm时,前腔声孔11和第一后腔声孔12这两个声源相对于佩戴者的耳孔不满足形成声偶极子效应的条件,因此便能够降低对佩戴者的影响。也就是说,对于佩戴者的周边人而言,前腔声孔11和第一后腔声孔12这两个声源形成声偶极子效应,以起到降低漏音的作用;而相对于佩戴者自己而言,前腔声孔11和第一后腔声孔12这两个声源则不能形成声偶极子效应,以免影响佩戴者的收听效果。
可选地,所述智能头戴设备发声时,所述前腔声孔11与所述第一后腔声孔12形成第一声偶极子,所述前腔声孔11与所述第二后腔声孔13形成第二声偶极子。
可以理解的,智能头戴设备通过在显示主体400的两侧设置扬声器模组100,实现了扬声器模组100与佩戴者耳孔的开放式耦合,相比入耳式的密闭耦合形式,开放式耦合佩戴方便舒适且结构简化,外形美观,并且佩戴者可以实时感知外界动态,提高了该智能头戴设备使用时的安全性。
同时,模组壳体10上开设有前腔声孔11、第一后腔声孔12以及第二后腔声孔13,此时,前腔声孔11与第一后腔声孔12声源相位相反,形成正负声压相,即形成了第一声偶极子,前腔声孔11与第二后腔声孔13的声源相位也相反,相当于形成第二声偶极子。所谓声偶极子是指相距很近的两个声源,它们的振动幅值相同,但是相位相反,由这样的两个点声源构成的合成声源称为声偶极子。而该智能头戴设备正是利用了声偶极子的反相位降漏原理,使得第一声偶极子的两个声源发出的声音在远处相互抵消,同时使得第二声偶极子的两个声源发出的声音在远处相互抵消,达到共同双重降漏的目的,防止声源向外扩散,有利于佩戴者个人隐私的保护,也不会对他人造成干扰。
可以理解的,前腔声孔11与第一后腔声孔12、前腔声孔11与第二后腔声孔13能够形成声偶极子效应的条件是:前腔声孔11与第一后腔声孔12之间的距离要远小于上述二者到佩戴者周边人的耳孔的距离,前腔声孔11与第二后腔声孔13之间的距离要远小于上述二者到佩戴者周边人的耳孔的距离,这样,对于佩戴者周边人的耳孔来说,前腔声孔11与第二后腔声孔13之间的距离可以忽略不计,也就是说,因此,这样两个相位相反的声源在到达佩戴者周边人的耳孔时互相抵消,达到降漏的目的。
请再参照图1、图2和图13,可选地,所述模组壳体10包括第一壳体16和第二壳体17,所述第一壳体16与所述第二壳体17配合限定出所述内腔体,所述第二壳体17位于所述模组壳体10靠近佩戴者的一侧,所述前腔声孔11、所述第一后腔声孔12和所述第二后腔声孔13均设于所述第二壳体17。
本实施例中,为了方便组装扬声器单体30,模组壳体10包括相连接的第一壳体16和第二壳体17,具体的结构设置可以参照上述实施例,在此不做赘述。第二壳体17位于模组壳体10靠近佩戴者的一侧,也即转轴20安装于显示主体400时,第二壳体17朝向使用者的耳部,第一壳体16则朝向外界环境,如此,将前腔声孔11、第一后腔声孔12和第二后腔声孔13均设于第二壳体17,使得开孔位置不裸露,能够提升智能头戴设备的外观,使其更加美观,且使得在听觉上效果更好,以提升使用者的体验感。
以上所述仅为本发明的可选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (15)

1.一种用于智能头戴设备的扬声器模组,其特征在于,所述扬声器模组包括:
模组壳体,所述模组壳体内设有内腔体,所述内腔体的一端形成有安装腔;和
扬声器单体,所述扬声器单体设于所述安装腔内,并将所述内腔体间隔为前腔和后腔;
所述模组壳体设有与所述前腔连通的前腔声孔以及分别与所述后腔连通的第一后腔声孔和第二后腔声孔,所述模组壳体具有沿其长度方向相对设置的第一端和第二端,所述扬声器单体靠近所述第一端设置,所述第一后腔声孔设于所述模组壳体的所述第一端并与所述扬声器单体正对设置,且所述第一后腔声孔和所述前腔声孔分别位于所述扬声器单体的宽度方向的两侧,所述第二后腔声孔设于所述模组壳体的所述第二端;
所述模组壳体包括第一壳体和第二壳体,所述第一壳体与所述第二壳体配合限定出所述内腔体,所述第一壳体形成为平板状,所述第二壳体包括平板部和围绕所述平板部延伸的曲面部,所述前腔声孔、所述第一后腔声孔和所述第二后腔声孔均设于所述曲面部。
2.如权利要求1所述的扬声器模组,其特征在于,所述模组壳体的所述第一端的端面为圆弧面,并设有与所述圆弧面顺序连接的水平面,所述前腔声孔开设于所述圆弧面,所述前腔声孔形成为圆弧形,所述前腔声孔的一端位于所述水平面靠近所述圆弧面的端部,所述前腔声孔的另一端的延伸方向与所述圆弧面的延伸方向相同。
3.如权利要求2所述的扬声器模组,其特征在于,以所述圆弧面的中心为圆点,所述圆点至所述前腔声孔靠近所述第一后腔声孔的一边缘的连线为S1,所述圆点至所述第一后腔声孔靠近所述圆弧面的边缘的连线为S2,设定S1与S2之间的夹角R大于90°。
4.如权利要求2所述的扬声器模组,其特征在于,所述第一后腔声孔在所述模组壳体的长度方向上的延伸长度为D1,所述扬声器单体远离所述圆弧面的一端至所述圆弧面的端面的距离为L1,设定1/3<D1/L1≤1。
5.如权利要求1所述的扬声器模组,其特征在于,所述模组壳体的所述第二端设有转轴,所述第二后腔声孔邻近所述转轴设置。
6.如权利要求5所述的扬声器模组,其特征在于,所述模组壳体在所述转轴的轴线方向上的厚度为H1,所述第一后腔声孔在所述模组壳体的宽度方向上的宽度为H2,设定1/8<H2/H1≤1/2。
7.如权利要求5所述的扬声器模组,其特征在于,所述转轴设于所述平板部。
8.如权利要求1所述的扬声器模组,其特征在于,所述模组壳体还设有与所述后腔连通的第三后腔声孔,所述第三后腔声孔设于所述模组壳体的所述第二端,并与所述第二后腔声孔间隔设置。
9.如权利要求8所述的扬声器模组,其特征在于,所述第二后腔声孔和所述第三后腔声孔均沿所述模组壳体的长度方向延伸,沿所述模组壳体的宽度方向,所述第二后腔声孔和所述第三后腔声孔相对设置。
10.如权利要求1所述的扬声器模组,其特征在于,所述第二后腔声孔的延伸方向与所述模组壳体的长度方向一致,所述第二后腔声孔的长度为D2,所述模组壳体的所述第二端的端面至所述第二后腔声孔远离该端面的边缘之间的距离为L2,设定1/4≤D2/L2≤1。
11.如权利要求1-10中任一项所述的扬声器模组,其特征在于,所述模组壳体沿其长度方向的延伸长度不小于40mm。
12.一种智能头戴设备,其特征在于,所述智能头戴设备包括显示主体和设于所述显示主体两侧的扬声器模组,所述扬声器模组为如权利要求1至11中任一项所述的扬声器模组。
13.根据权利要求12所述的智能头戴设备,其特征在于,所述前腔声孔与佩戴者的耳孔之间的距离为第一距离,所述第一后腔声孔与佩戴者的耳孔之间的距离为第二距离,所述第二距离大于所述第一距离,所述第二距离与所述第一距离的差值大于5mm。
14.根据权利要求13所述的智能头戴设备,其特征在于,所述智能头戴设备发声时,所述前腔声孔与所述第一后腔声孔形成第一声偶极子,所述前腔声孔与所述第二后腔声孔形成第二声偶极子。
15.根据权利要求12所述的智能头戴设备,其特征在于,所述模组壳体包括第一壳体和第二壳体,所述第一壳体与所述第二壳体配合限定出所述内腔体,所述第二壳体位于所述模组壳体靠近佩戴者的一侧,所述前腔声孔、所述第一后腔声孔和所述第二后腔声孔均设于所述第二壳体。
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