CN117241178A - 扬声模块及穿戴式装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种扬声模块及穿戴装置，其中扬声模块适于配置至穿戴式装置。扬声模块包括壳体及驱动单元。驱动单元用于产生声音。壳体容纳驱动单元。壳体的前开口、第一后开口及第二后开口所输出的声音的声音总和具有指向性。这些开口彼此所定义出的连线向量及连线法向量的相反向量相加形成组合向量。组合向量的单位向量与前开口朝外的前法向量的单位向量相加形成总和向量。总和向量的方向为声音总和的方向。由组合向量的单位向量与前法向量的单位向量相加所形成总和向量为扬声模块所输出的声音总和提供更准确的方向。

Description

扬声模块及穿戴式装置

技术领域

本发明涉及一种扬声模块，且特别是涉及一种适用于配置至穿戴式装置的扬声模块。

背景技术

目前的头戴显示装置通常采用耳机或一对微型喇叭作为声音输出。微型喇叭在3D音效的表现与空间音场都有较佳的体验。不过，一般的微型喇叭通常缺少使用耳机时的优点，例如人因及配戴差异带来的声音品质改变，也缺少封闭式耳机的隐私性，以及会有较明显的左右声道交互干扰等现象。

发明内容

本发明提供一种扬声模块，其所输出声音的总和具有指向性。

本发明提供一种穿戴式装置，其扬声模块所输出声音的总和具有指向性。

本发明的扬声模块适于配置至穿戴式装置。扬声模块包括壳体及驱动单元。驱动单元用于产生声音。壳体容纳驱动单元并具有前开口、第一后开口及第二后开口。前开口、第一后开口及第二后开口所输出的声音总和具有指向性。前开口与第一后开口形成往前开口的第一向量。前开口与第二后开口形成往前开口的第二向量。第一后开口与第二后开口形成垂直于第一后开口与第二后开口的连线且远离前开口的连线法向量。连线法向量的反向向量、第一向量与第二向量相加形成组合向量。前开口具有朝壳体外的前法向量。组合向量的单位向量与前法向量的单位向量相加形成总和向量。总和向量的方向为声音总和的方向。

本发明的穿戴式装置包括框架以及至少一扬声模块。扬声模块包括壳体及驱动单元。驱动单元用于产生声音。壳体容纳驱动单元并具有前开口、第一后开口及第二后开口。前开口、第一后开口及第二后开口所输出的声音总和具有指向性。前开口与第一后开口形成往前开口的第一向量。前开口与第二后开口形成往前开口的第二向量。第一后开口与第二后开口形成垂直于第一后开口与第二后开口的连线且远离前开口的连线法向量。连线法向量的反向向量、第一向量与第二向量相加形成组合向量。前开口具有朝壳体外的前法向量。组合向量的单位向量与前法向量的单位向量相加形成总和向量。总和向量的方向为声音总和的方向。

基于上述，在本发明中，扬声模块所输出的声音的总和具有指向性，可以降低使用者的配戴变异及人体的结构差异所造成的偏差。此外，所述指向性更可隔绝语音，让外面不易听清楚扬声模块所输出的语音内容，创造更加隐私的使用情境，也让使用者有更真实的聆听体验以及更舒适的使用感受。另外，由组合向量的单位向量与前法向量的单位向量相加所形成总和向量为扬声模块所输出的声音总和提供更准确的方向。

附图说明

图1是本发明的一实施例的扬声模块的立体示意图；

图2A是图1的扬声模块的前视示意图；

图2B是图1的扬声模块的前视示意图；

图2C是图1的扬声模块的前视示意图；

图2D是图1的扬声模块的立体示意图；

图3A是图1的扬声模块的前视示意图；

图3B是图1的扬声模块的前视示意图；

图4是本发明的一实施例的一种穿戴式装置的示意图；

图5是本发明的另一实施例的一种穿戴式装置的示意图；

图6A是具有相关的扬声模块的穿戴式装置输出声音的示意图；

图6B是图4的穿戴式装置输出声音的示意图。

附图标号说明

10、20、30:穿戴式装置；

11、21、31:框架；

12:显示单元；

33:扬声模块；

100:扬声模块；

110:壳体；

110a:前开口；

110b:第一后开口；

110c:第二后开口；

120:驱动单元；

a:反向向量；

a’:连线法向量；

b1:第一向量；

b2:第二向量；

C1:第一形心；

C2:第二形心；

C3:第三形心；

c:前法向量；

单位向量；

d:组合向量；

单位向量；

E1、E2、E3、E4、E5、E6:末端；

n1:第一后法向量；

n2:第二后法向量；

R1、R2:正向声波；

R3:反向声波；

S:总和向量。

具体实施方式

现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。

请参考图1，在本实施例中，扬声模块100包括壳体110及驱动单元120。驱动单元120用于产生声音。壳体110容纳驱动单元120。壳体110具有前开口110a、第一后开口110b及第二后开口110c。前开口110a朝向使用者的头部。第一后开口110b相对于使用者的头部朝上。第二后开口110c背向使用者的头部。前开口110a、第一后开口110b及第二后开口110c所输出的声音的声音总和具有指向性。

请参考图2A，前开口110a与第一后开口110b形成往前开口110a的第一向量b1。前开口110a与第二后开口110c形成往前开口110a的第二向量b2。第一后开口110b与第二后开口110c形成垂直于第一后开口110b与第二后开口110c的连线且远离前开口110a的连线法向量a’。连线法向量a’的反向向量a、第一向量b1与第二向量b2相加形成组合向量d，其中d＝a+b1+b2。前开口110a具有朝壳体110外的前法向量c，如图2B所示。组合向量d的单位向量与前法向量c的单位向量/>相加形成总和向量S，其中/>如图2C所示。总和向量S的方向为声音总和的方向。

请再参考图2A、图2B及图2C，在本实施例中，前开口110a的形心与第一后开口110b的形心可形成往前开口110a的形心的第一向量b1。前开口110a的形心与第二后开口110c的形心可形成往前开口110a的形心的第二向量b2。第一后开口110b的形心与第二后开口110c的形心可形成垂直于第一后开口110b的形心与第二后开口110c的形心的连线且远离前开口110a的连线法向量a’。前开口110a的形心可具有朝壳体110外的前法向量c。

请参考图2D，在本实施例中，第一后开口110b的形心具有朝壳体110外的第一后法向量n1。第二后开口110c的形心具有朝壳体110外的第二后法向量n2。连线法向量a’所在的平面与第一向量b1与第二向量b2所构成的平面共平面。

请参考图3A及图3B，根据前开口110a的任意点、第一后开口110b的任意点及第二后开口110c的任意点所形成总和向量S在前开口110a定义出有效区域。举例而言，前开口110a的两端E1、E2、第一后开口110b的两个末端E3、E4及第二后开口110c的两个末端E5、E6的组合可计算出八个总和向量S这些总和向量S可大致定义出有效区域的边界。

请再参考图3A及图3B，在本实施例中，前开口110a的延伸方向可倾斜于第一后开口110b的延伸方向与第二后开口110c的延伸方向。此外，前开口110a可弧线地延伸，且第一后开口110b及第二后开口110c可直线地延伸。

请参考图4，在一实施例中，穿戴式装置10可包括框架11、显示单元12及如图1所示的一对扬声模块100。显示单元12配置至框架11。扬声模块100配置至框架11。穿戴式装置10例如是头戴式显示装置(Head Mount Display,HMD)。在本实施例中，扬声模块100可单独制作并可拆卸地、可滑动地或可移动地配置至框架11，或可整合成为穿戴式装置10的一部分。

请参考图5，在另一实施例中，穿戴式装置20可包括框架21及扬声模块100。扬声模块100可拆卸地配置至框架21。穿戴式装置20例如是耳挂式装置。

请参考图6A，相关的穿戴式装置30通常具有两个相关的扬声模块33，其设置在穿戴式装置30的框架31上的左右两侧。由于相关的扬声模块33仅具有单一开口，当左边的扬声模块33输出声音后产生正向声波R1并往周围扩散，进而传递到使用者的右耳，产生干扰现象。

然而，请参考图4及图6B，在本实施例中，各扬声模块100具有前开口110a、第一后开口110b及第二后开口110c。前开口110a及第一后开口110b设置在穿戴式装置10的内侧并以特定的角度朝向使用者头部的方向，使得左侧扬声模块100所输出的声音具有正向声波R2及与正向声波R2相反向位的反向声波R3。正向声波R2由前开口110a输出。反向声波R3由第一后开口110b输出。当反向声波R3与正向声波R2绕过使用者的头部而传递至右耳，因其传递的距离相近且声波仍然维持相反相位，使反向声波R3与正向声波R2在使用者的右耳交会时会互相抵消。降低右耳受到左侧扬声模块所输出的声音而产生的干扰现象。同理，右侧扬声模块100的声波传递至左耳时也会相互抵消，降低左耳受到右侧扬声模块100所输出的声音而产生的干扰现象。

综上所述，在本发明中，扬声模块所输出的声音的总和具有指向性，可以降低使用者的配戴变异及人体的结构差异所造成的偏差。此外，所述指向性更可隔绝语音，让外面不易听清楚扬声模块所输出的语音内容，创造更加隐私的使用情境，也让使用者有更真实的聆听体验及更舒适的使用感受。另外，由组合向量的单位向量与前法向量的单位向量相加所形成总和向量为扬声模块所输出的声音总和提供更准确的方向。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (14)

1.一种扬声模块，适于配置至穿戴式装置，其特征在于，所述扬声模块包括：

驱动单元，用于产生声音；以及

壳体，容纳所述驱动单元，并具有前开口、第一后开口及第二后开口，其中所述前开口、所述第一后开口及所述第二后开口所输出的声音的声音总和具有指向性，所述前开口与所述第一后开口形成往所述前开口的第一向量，所述前开口与所述第二后开口形成往所述前开口的第二向量，所述第一后开口与所述第二后开口形成垂直于所述第一后开口与所述第二后开口的连线且远离所述前开口的连线法向量，所述连线法向量的反向向量、所述第一向量与所述第二向量相加形成组合向量，所述前开口具有朝所述壳体外的前法向量，所述组合向量的单位向量与所述前法向量的单位向量相加形成总和向量，且所述总和向量的方向为所述声音总和的方向。

2.如权利要求1所述的扬声模块，其中所述前开口的形心与所述第一后开口的形心形成往所述前开口的形心的所述第一向量，所述前开口的形心与所述第二后开口的形心形成往所述前开口的形心的所述第二向量，所述第一后开口的形心与所述第二后开口的形心形成垂直于所述第一后开口的形心与所述第二后开口的形心的连线且远离所述前开口的所述连线法向量，且所述前开口的形心具有朝所述壳体外的所述前法向量。

3.如权利要求2所述的扬声模块，其中所述第一后开口的形心具有朝所述壳体外的第一后法向量，所述第二后开口的形心具有朝所述壳体外的第二后法向量，且所述连线法向量为所述第一后法向量与所述第二后法向量的相加。

4.如权利要求1所述的扬声模块，其中根据所述前开口的任意点、所述第一后开口的任意点及所述第二后开口的任意点所形成所述总和向量在所述前开口定义出有效区域。

5.如权利要求1所述的扬声模块，其中所述前开口的延伸方向倾斜于所述第一后开口的延伸方向与所述第二后开口的延伸方向。

6.如权利要求1所述的扬声模块，其中所述前开口弧线地延伸，且所述第一后开口及所述第二后开口直线地延伸。

7.一种穿戴式装置，其特征在于，包括：

框架；以及

至少一扬声模块，配置至所述框架，所述至少一个扬声模块包括：

驱动单元，用于产生声音；以及

壳体，容纳所述驱动单元，并具有前开口、第一后开口及第二后开口，其中所述前开口、所述第一后开口及所述第二后开口所输出的声音的声音总和具有指向性，所述前开口与所述第一后开口形成往所述前开口的第一向量，所述前开口与所述第二后开口形成往所述前开口的第二向量，所述第一后开口与所述第二后开口形成垂直于所述第一后开口与所述第二后开口的连线且远离所述前开口的连线法向量，所述连线法向量的反向向量、所述第一向量与所述第二向量相加形成组合向量，所述前开口具有朝所述壳体外的前法向量，所述组合向量的单位向量与所述前法向量的单位向量相加形成总和向量，且所述总和向量的方向为所述声音总和的方向。

8.如权利要求7所述的穿戴式装置，其中所述前开口的形心与所述第一后开口的形心形成往所述前开口的形心的所述第一向量，所述前开口的形心与所述第二后开口的形心形成往所述前开口的形心的所述第二向量，所述第一后开口的形心与所述第二后开口的形心形成垂直于所述第一后开口的形心与所述第二后开口的形心的连线且远离所述前开口的所述连线法向量，且所述前开口的形心具有朝所述壳体外的所述前法向量。

9.如权利要求8所述的穿戴式装置，其中所述第一后开口的形心具有朝所述壳体外的第一后法向量，所述第二后开口的形心具有朝所述壳体外的第二后法向量，且所述连线法向量为所述第一后法向量与所述第二后法向量的相加。

10.如权利要求7所述的穿戴式装置，其中根据所述前开口的任意点、所述第一后开口的任意点及所述第二后开口的任意点所形成所述总和向量在所述前开口定义出有效区域。

11.如权利要求7所述的穿戴式装置，其中所述前开口的延伸方向倾斜于所述第一后开口的延伸方向与所述第二后开口的延伸方向。

12.如权利要求7所述的穿戴式装置，其中所述前开口弧线地延伸，且所述第一后开口及所述第二后开口直线地延伸。

13.如权利要求7所述的穿戴式装置，还包括：

显示单元，配置至所述框架。

14.如权利要求7所述的穿戴式装置，其中所述至少一个扬声模块的数量是两个，所述些扬声模块设置在所述框架的左右两侧，当左侧的所述扬声模块所发出的声音传递到右侧时，会被右侧的所述扬声模块抵消，且当右侧的所述扬声模块所发出的声音传递到左侧时，会被左侧的所述扬声模块抵消。