CN115314816A - 一种扬声器以及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种扬声器以及电子设备,扬声器包括:扬声器壳体;扬声器本体,设于扬声器壳体内,扬声器本体用于振动发声,扬声器本体将扬声器壳体分隔为前声腔以及后声腔,扬声器壳体上开设有扬声孔,前声腔通过扬声孔与扬声器壳体的外部连通;谐振器,设于扬声器壳体上,谐振器的一侧对应于前声腔设置,谐振器的另一侧暴露于扬声器壳体的外部。与现有技术相比,本申请通过于扬声器的前声腔内耦合设置谐振器,达到了改善扬声器的高频再现和减小扬声器的互调失真的目的,最终改善了电子设备中扬声器的声音质量。
Description
技术领域
本发明涉及电声转换技术领域,特别是一种扬声器以及电子设备。
背景技术
在电子设备的扬声器中,由于机械和工业设计的许多限制,迫使扬声器的现有尺寸的声音端口在最高音频频率下不能很好地工作。10-20千赫区域尤其成问题,由于音频范围内的一部分被严重抑制,导致扬声器的音频效果被降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种扬声器以及电子设备,以解决现有技术中的技术问题,它能够改善扬声器在最高音频频率下的音频输出,从而提高声音质量。
本发明提供了一种扬声器,包括:
扬声器壳体;
扬声器本体,设于所述扬声器壳体内,所述扬声器本体用于振动发声,所述扬声器本体将所述扬声器壳体分隔为前声腔以及后声腔,所述扬声器壳体上开设有扬声孔,所述前声腔通过所述扬声孔与所述扬声器壳体的外部连通;
谐振器,设于所述扬声器壳体上,所述谐振器的一侧对应于所述前声腔设置,所述谐振器的另一侧暴露于所述扬声器壳体的外部。
如上所述的一种扬声器,其中,优选的是,所述扬声孔位于所述扬声器本体振动方向的法线方向上,所述谐振器设置于靠近所述扬声器本体,同时远离所述扬声孔。
如上所述的一种扬声器,其中,优选的是,所述谐振器位于所述扬声器本体振动方向的法线方向上,所述扬声孔与所述谐振器设于所述扬声器壳体的相对两侧。
如上所述的一种扬声器,其中,优选的是,在所述扬声器本体振动方向的法线方向上,所述扬声孔于所述扬声器壳体上的正投影,完全落于所述谐振器于所述扬声器壳体上的正投影内。
如上所述的一种扬声器,其中,优选的是,所述谐振器位于所述扬声器本体振动方向上,且设置于与所述扬声器本体的相对位置。
如上所述的一种扬声器,其中,优选的是,所述谐振器的延伸方向与所述扬声器本体的振动方向形成既定夹角。
如上所述的一种扬声器,其中,优选的是,所述谐振器的数目设有多个。
如上所述的一种扬声器,其中,优选的是,所述扬声器内设有吸音材料。
如上所述的一种扬声器,其中,优选的是,所述谐振器通过转接件固定设于所述扬声器壳体上、所述谐振器一体成型于所述扬声器壳体上或所述谐振器由具有声学阻尼的网格保护。
本发明还提供了一种电子设备,包括外壳以及安装在所述外壳内的前述的扬声器,所述外壳上开设有出声孔,所述出声孔与所述扬声孔相对且连通。
与现有技术相比,本发明通过于扬声器的前声腔内耦合设置谐振器,达到了改善扬声器的高频再现和减小扬声器的互调失真的目的,最终改善了电子设备中扬声器的声音质量。
附图说明
图1是本申请一实施例提供的第一种结构的扬声器的轴测图;
图2是本申请一实施例提供的第一种结构的扬声器的俯视图;
图3是本申请一实施例提供的对应于图2中A-A处的剖面结构示意图;
图4是本申请一实施例提供的具有第一种结构扬声器的电子设备的轴测图;
图5是本申请一实施例提供的具有第一种结构扬声器的电子设备的侧视图;
图6是本申请一实施例提供的对应于图5中B-B处的剖面结构示意图;
图7是本申请一实施例提供的第二种结构的扬声器的轴测图;
图8是本申请一实施例提供的第二种结构的扬声器的俯视图;
图9是本申请一实施例提供的对应于图8中C-C处的剖面结构示意图;
图10是本申请一实施例提供的具有第二种结构扬声器的电子设备的轴测图;
图11是本申请一实施例提供的具有第二种结构扬声器的电子设备的侧视图;
图12是本申请一实施例提供的对应于图11中D-D处的剖面结构示意图。
附图标记说明:
1-扬声器,10-扬声器壳体,101-前声腔,102-后声腔,103-扬声孔,11-扬声器本体,12-谐振器,121-基底,122-复合膜;
2-电子设备,21-外壳,22-出声孔;
L1-第一方向
L2-第二方向。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
现有技术中,设于电子设备内的扬声器缺乏最高音频频率下的良好输出,已有的解决途径具有几种,例如使声音端口尽可能短,和/或使其外端尽可能宽,或者,声音端口可以变细,使得其外端比内端宽,并且增大电子设备壳体中的总开口面积。
然而,这些解决途径并不总是可能的,因为它可能需要太多的空间,但电子设备内存在空间不可能分配的领域。在大多数的情况下,由于市场对机械和工业设计的要求,往往实现不了以上的解决途径,声音端口长度可能变得过长,和/或电子设备壳体的可见表面处的声音端口区域可能变得太小而无法实现期望的良好高频输出。
基于以上的问题,参照图1至图12所示,本申请实施例提供了一种扬声器1,包括扬声器壳体10、扬声器本体11以及谐振器12,其中:
扬声器壳体10内部具有空腔,用于收容扬声器本体11,扬声器本体11用于振动发声,在一种可行的实施方式中,扬声器本体11可以包括振膜、音圈以及磁路单元等结构,在磁路单元的作用下,具有变化的电流的音圈受到不同大小的安培力而振动,音圈振动带动振膜振动,振膜振动推动周围的空气振动,从而产生声音。
扬声器本体11将扬声器壳体10的空腔分隔为前声腔101以及后声腔102,本申请实施例中,扬声器本体11的振动方向定义为第一方向L1,扬声器本体11的振动方向的法线方向定义为第二方向L2,第一方向L1和第二方向L2相垂直,前声腔101的主体部分大致沿着第二方向L2延伸。
在扬声器壳体10上开设有扬声孔103,在可行的实施方式中,扬声孔103为扁平的条形孔,前声腔101通过扬声孔103与扬声器壳体10的外部连通,将扬声器本体11振动发出的声音传递出去,扬声孔103与后续提及的电子设备2的出声孔22的位置、形状以及尺寸相匹配,本领域的技术人员可以知晓,可以根据实际情况对扬声孔103的位置、形状以及尺寸作出适应性改变。
谐振器12,设于扬声器壳体10上,谐振器12的一侧对应于前声腔101设置,与前声腔101相耦合,使谐振器12处于声波的传播路径上,谐振器12的另一侧暴露于扬声器壳体10的外部。
在一种可行的实施方式中,谐振器12包括基底121以及设于基底121之上的复合膜122;复合膜122包括沿基底121的厚度方向依次设置的第一电极、压电功能膜、第二电极以及调频器。
在另一种实施方式中,谐振器12是完全无源的,因此不需要任何电极,可以由任何具有适当机械性能的材料制成。
谐振器12耦合到前声腔101中,在前声腔101内提供声阻抗,该声阻抗作为沿着前声腔101传播的平面声波的阻抗匹配,以衰减前声腔101的轴线方向上的高模,更进一步地,谐振器12被设计成将这种衰减效应集中到高频。
在机械方面,可以通过为谐振器12中的复合膜122选择合适的阻尼参数来实现所需的电阻,谐振器12还自然地产生声电容,声电容的选择使得衰减效应仅集中到高频。这是通过适当地选择谐振器12中的复合膜122的刚度来完成的。
谐振器12不可避免地也会产生一些声质量,合成声阻抗的这一部分不太需要,由此可以通过减轻谐振器12的复合膜122来最小化声质量。然而,在某些情况下,为了微调高频区域的行为,可以允许附加声质量稍高一些。
本申请的实施例通过于扬声器1的前声腔101内耦合设置谐振器12,达到了改善扬声器1的高频再现和减小扬声器1的互调失真的目的,最终改善了电子设备2中扬声器1的声音质量。
本申请的实施例所提供的扬声器1,特别适用于用在薄型电子设备2边缘,该电子设备2的出声孔22的面积有着严格约束。
本申请的实施例中,扬声孔103位于扬声器本体11振动方向的法线方向上,在第一方向L1上,空腔被扬声器本体11分隔为上下两个部分,前声腔101和后声腔102位于扬声器本体11的于第一方向L1的相对两侧,参照图3以及图9所示,前声腔101位于扬声器本体11的上方,后声腔102位于扬声器本体11的下方,前声腔101沿着第二方向L2延伸,扬声孔103位于前声腔101的远离扬声器本体11的一端,谐振器12设置于靠近扬声器本体11,同时远离扬声孔103,谐振器12的位置以及取向具有多种选择,以下列举几种常见的结构,可以理解的是,本领域的技术人员可以根据以下几种结构的扬声器1作出更多可预见的变形例。
在一种可能的实施方式中,参照图1至图3所示,提供的是第一种结构的扬声器1,谐振器12位于扬声器本体11振动方向的法线方向上,谐振器12的复合膜122的延伸方向与第一方向L1相平行,在第二方向L2上,扬声孔103与谐振器12设于扬声器壳体10的相对两侧,且谐振器12靠近于扬声器本体11设置,谐振器12位于扬声器本体11的背离扬声孔103的一侧。
更进一步地,在扬声器本体11振动方向的法线方向上,也就是图示的第二方向L2上,扬声孔103于扬声器壳体10上的正投影,完全落于谐振器12于扬声器壳体10上的正投影内,也就是扬声孔103的截面积要小于谐振器12的截面积,谐振器12的复合膜122的覆盖范围更广,复合膜122所提供的声阻抗对前声腔101的轴线方向上的高模的衰减作用更强。
在一种可能的实施方式中,参照图7至图9所示,提供的是第二种结构的扬声器1,谐振器12位于扬声器本体11振动方向上,也就是图示的第一方向L1上,且设置于与扬声器本体11的相对位置。在第一方向L1上,谐振器12位于扬声器本体11的上方,复合膜122的延伸方向与第二方向L2相平行,谐振器12于扬声器壳体10上的正投影,落于扬声器本体11于扬声器壳体10上的正投影内,在扬声器本体11振动发声时,谐振器12即对于第二方向L2上传播的声波提供声阻抗,效率较高。
除了以上两种结构的扬声器1。谐振器12在扬声器壳体10上的位置和取向均可以进行修改,例如谐振器12可以倾斜,谐振器12内的复合膜122的延伸方向与扬声器本体11的振动方向形成既定夹角,既定夹角的取值范围可以依照实际情况而定,在此不做限定,作为第一种结构和第二种结构的扬声器1的谐振器12的取向之间的折衷,可于扬声器壳体10外部为空气流动提供更多空间来改善性能。
在一种可能的实施方式中,谐振器12的数目设有多个,以应对较大的面积的扬声器壳体10,多个谐振器12所提供声阻抗可相同也可以不相同,多个谐振器12可位于扬声器壳体10的同一侧也可以位于不同侧。
在一种可能的实施方式中,谐振器12可以不直接设置于前声腔101,而是通过转接件(例如短管)耦合到前声腔101内,从而简化了谐振器12的安装。
在一种可能的实施方式中,扬声器内设有吸音材料,吸音材料设于前声腔101内,优选为多空结构,例如为疏松多孔的纤维、泡棉颗粒、沸石、活性炭等材料,当扬声器本体11振动时,吸音材料与谐振器12的振动部分一起调谐,以产生所需的声学效果,吸音材料可以设于谐振器12的基底121上,也可以作为一个单独部件设于前声腔101内。
在一些实施例中,吸音材料也可以在前声腔101之外,但与谐振器12相通。
在谐振器12的复合膜122没有足够高的内部阻尼的情况下,设置吸音材料是有益的。通常情况下,谐振器12正常工作所需的机械阻尼很低,但必须有一个明确定义的控制值。因此,如果由所使用的谐振器12的复合膜122材料技术提供的机械阻尼不够稳定和/或可预测,设置吸音材料可以用于稳定它,以便谐振器12的正常作业。吸音材料也可以是一个薄网,吸音材料也可以在谐振器12的相对侧。
基于以上的实施例,参照图3、5、6、10、11和12所示,本申请还提供了一种电子设备2,电子设备2包括但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、可穿戴设备、虚拟现实设备、蓝牙耳机或车载装置等具有扬声器1的移动或固定终端设备。
电子设备2包括外壳21以及安装在外壳21内的前述的扬声器1,外壳21内设有收容腔,以收容电池、摄像模组、扬声器1等电子器件,扬声器1内设有谐振器12,谐振器12设于扬声器壳体10上,谐振器12的一侧对应于前声腔101设置,与前声腔101相耦合,使谐振器12处于声波的传播路径上,谐振器12的另一侧暴露于扬声器壳体10的外部,也就是面对电子设备2的收容腔,外壳21上开设有出声孔22,出声孔22的位置、形状以及尺寸与扬声孔103相匹配,出声孔22与扬声孔103相对且连通,以使扬声器1内扬声器本体11所产生的声音可依次从前声腔101、扬声孔103以及出声孔22传出至电子设备2的外部。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果,以上所述仅为本发明的较佳实施例,但本发明不以图面所示限定实施范围,凡是依照本发明的构想所作的改变,或修改为等同变化的等效实施例,仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时,均应在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种扬声器,其特征在于,包括:
扬声器壳体;
扬声器本体,设于所述扬声器壳体内,所述扬声器本体用于振动发声,所述扬声器本体将所述扬声器壳体分隔为前声腔以及后声腔,所述扬声器壳体上开设有扬声孔,所述前声腔通过所述扬声孔与所述扬声器壳体的外部连通;
谐振器,设于所述扬声器壳体上,所述谐振器的一侧对应于所述前声腔设置,所述谐振器的另一侧暴露于所述扬声器壳体的外部。
2.根据权利要求1所述的扬声器,其特征在于:所述扬声孔位于所述扬声器本体振动方向的法线方向上,所述谐振器设置于靠近所述扬声器本体,同时远离所述扬声孔。
3.根据权利要求2所述的扬声器,其特征在于:所述谐振器位于所述扬声器本体振动方向的法线方向上,所述扬声孔与所述谐振器设于所述扬声器壳体的相对两侧。
4.根据权利要求3所述的扬声器,其特征在于:在所述扬声器本体振动方向的法线方向上,所述扬声孔于所述扬声器壳体上的正投影,完全落于所述谐振器于所述扬声器壳体上的正投影内。
5.根据权利要求2所述的扬声器,其特征在于:所述谐振器位于所述扬声器本体振动方向上,且设置于与所述扬声器本体的相对位置。
6.根据权利要求2所述的扬声器,其特征在于:所述谐振器的延伸方向与所述扬声器本体的振动方向形成既定夹角。
7.根据权利要求1所述的扬声器,其特征在于:所述谐振器的数目设有多个。
8.根据权利要求1所述的扬声器,其特征在于:所述扬声器内设有吸音材料。
9.根据权利要求1所述的扬声器,其特征在于:所述谐振器通过转接件固定设于所述扬声器壳体上、所述谐振器一体成型于所述扬声器壳体上或所述谐振器由具有声学阻尼的网格保护。
10.一种电子设备,其特征在于:包括外壳以及安装在所述外壳内的如权利要求1-9任一项所述的扬声器,所述外壳上开设有出声孔,所述出声孔与所述扬声孔相对且连通。
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