CN207022199U - 发声装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种发声装置，该发声装置为由内壳体、外壳体围成的中空结构体；内壳体与外壳体之间具有间隙，扬声器设置在该间隙内；外壳体或内壳体上开设有一个出音口，或者外壳体和内壳体上各开设有一个出音口，以使扬声器的正向声波与扬声器的背向声波在出音口处汇合后向发声装置的外部空间发声。该发声装置通过上述特定结构，使得扬声器利用内外壳体间隙所形成的通道进行声波传输，以使扬声器正向、反向声波借由该通道，最终在内外壳体的开口处融合，实现对扬声器所发出的全部声波的有效传播。该特有的结构有效地利用了扬声器所发出的背向声波，使之沿特定通道与正向声波汇合，加强了扬声器的发声能量和效率，提高了扬声器的声学性能。

Description

发声装置

技术领域

本实用新型涉及声学技术领域，尤其涉及一种发声装置。

背景技术

传统的发声装置，如扬声器，是一种发声效率很低的发声装置，其发声效率的提高可以通过将其设置于音箱中进行改善，传统音箱设计的理论基础为无限障板(InfiniteBaffle)理论，即在扬声器振膜正向与背向声波之间放置一片无限障板，将正、背向声波阻隔以免两者在空中相互抵消；但由于无限障板难于做得无限大，因此将无限障板向扬声器背向声波方向进行卷折而形成一个密闭空间，阻隔扬声器背向声波，完全释放扬声器正向声波的能量，从而得到现代音箱的结构。

由于现代音箱的结构设计是基于无限障板理论，其理论基础为抑制扬声器背向声波，即通过密闭音箱将扬声器背向声波的能量屏蔽掉，造成扬声器背向发声能量的损失；且扬声器的正面直接外露于或位于音箱的表面，使扬声器正向声波的能量呈发散状传播；以上这些音箱结构直接影响了现代音箱的发声能量，使其发声效率降低。

发明内容

本实用新型提供一种发声装置，其通过将扬声器设置在内外壳体之间的间隙中，从而使得扬声器正向、反向声波可以借助该间隙所形成的声波传输通道传输，并在内外壳体的开口处融合，有效地将扬声器的全部声波进行传播；该特有的结构有效地利用了扬声器所发出的背向声波，使之沿特定通道与正向声波汇合，加强了扬声器的发声能量和效率，提高了扬声器的声学性能。

本实用新型提供一种发声装置，包括：内壳体、外壳体、扬声器；

所述发声装置为由内壳体、外壳体围成的中空结构体；

所述内壳体与所述外壳体之间具有间隙，所述扬声器设置在所述间隙内；

所述外壳体或所述内壳体上开设有一个出音口，或者所述外壳体和所述内壳体上各开设有一个出音口，以使所述扬声器的正向声波与所述扬声器的背向声波在所述出音口处汇合后向所述发声装置的外部空间发声。

可选的，所述外壳体和所述内壳体上各开设有一个出音口，且两个所述出音口的孔洞位置相对设置。

可选的，所述扬声器设置在使所述扬声器的正向声波与背向声波穿出所述出音口的路径长度不相等的位置处。

可选的，所述外壳体或所述内壳体上开设有一个出音口，所述扬声器设置在所述出音口的边缘处。

可选的，所述扬声器的纸盆面与所述出音口中心之间连线的最短距离小于所述扬声器的背面与所述出音口中心之间连线的最短距离。

可选的，所述发声装置的外部空间包括：所述外壳体的外部，和/或所述外壳体与所述内壳体围出的中空空间。

可选的，所述出音口开设在所述外壳体上，则所述扬声器的正向声波与所述扬声器的背向声波在所述出音口处汇合后朝向所述外壳体的外部发声；或者，

所述出音口开设在所述内壳体上，则所述扬声器的正向声波与所述扬声器的背向声波在所述出音口处汇合后朝向所述外壳体与所述内壳体围出的所述中空空间发声；或者，

所述外壳体和所述内壳体上各开设有一个出音口，则所述扬声器的正向声波与所述扬声器的背向声波在所述出音口处汇合后朝向所述外壳体的外部以及所述外壳体与所述内壳体围出的所述中空空间发声。

可选的，所述出音口的中心位置处设置有声波导向块。

可选的，所述声波导向块具有弧形的外壁，且所述声波导向块具有上下左右均对称的结构。

可选的，所述内壳体与所述外壳体的几何中心重叠；

所述内壳体与所述外壳体的形状相同或不同；

所述内壳体与所述外壳体为以下形状中的任意一种：环形、矩形、三角形、多边形。

本实用新型的发声装置，包括内壳体、外壳体、扬声器；其中，发声装置为由内壳体、外壳体围成的中空结构体；内壳体与外壳体之间具有间隙，扬声器设置在该间隙内；外壳体或内壳体上开设有一个出音口，或者外壳体和内壳体上各开设有一个出音口，以使扬声器的正向声波与扬声器的背向声波在出音口处汇合后向发声装置的外部空间发声。该发声装置通过上述特定结构，使得扬声器利用内外壳体间隙所形成的通道进行声波传输，以使扬声器正向、反向声波借由该通道，最终在内外壳体的开口处融合，实现对扬声器所发出的全部声波的有效传播。该特有的结构有效地利用了扬声器所发出的背向声波，使之沿特定通道与正向声波汇合，加强了扬声器的发声能量和效率，提高了扬声器的声学性能。

附图说明

图1为本实用新型一示例性实施例示出的发声装置的结构示意图；

图2a为本实用新型另一示例性实施例示出的发声装置的结构示意图；

图2b为本实用新型另一示例性实施例示出的发声装置的结构示意图；

图3为本实用新型另一示例性实施例示出的发声装置的结构示意图。

附图标记说明：

内壳体1、外壳体2、扬声器3、正向声波31、背向声波32、纸盆面33、中空空间4、间隙5、出音口6、孔洞61、边缘62、出音口中心63、外壳体的外部7、声波导向块8、外壁81。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，在附图或说明书中，相似或相同的元件皆使用相同的附图标记。

图1为本实用新型一示例性实施例示出的发声装置的结构示意图。 如图1所示，本实用新型提供一种发声装置，包括：内壳体1、外壳体2、扬声器3；发声装置为由内壳体1、外壳体2围成的具有中空空间4的中空结构体；内壳体1与外壳体2之间具有间隙5，扬声器3设置在间隙5内；外壳体2或内壳体1上开设有一个出音口6，或者外壳体2和内壳体1上各开设有一个出音口6，以使扬声器3的正向声波31与扬声器3的背向声波32在出音口6处汇合后向发声装置的外部空间发声。

需要说明的是，本实用新型中的发声装置可以应用于具有本实用新型所描述结构的任意发声装置中，例如，独立音箱、终端内集成的发声装置(音箱或扬声器)、耳机，下述实施例中皆以音箱的结构举例进行说明。具体的，扬声器振膜在发生振动时分别向正向与背向发出声波，此双向声波“相位”相反。所谓“相位”相反是振膜振动位移的任一瞬间，上述双向声波的波形恰好彼此抵消，从而造成振膜双向声波在空中发生“短路”现象。裸扬声器的声音往往干瘪、拘谨、狭窄，这就是声音“短路”的具体体现。而音箱的诞生，其本质是要发挥扬声器的效率，设计原理基于“无限障板”理论，即，将扬声器振膜正向与背向声波彼此隔绝，其理论模型是在扬声器振膜正向与背向声波之间放置一片无限障板，利用正向声波，隔断背向声波。但无限大的障板并无实用的可能，于是将无限障板向扬声器背向声波方向进行卷折形成一个密闭空间，这就是现代音箱设计的理论基础。

现代音箱大致分为三类，密闭箱式、低音反射式、传输线式；密闭箱式通过密闭空间完全隔绝扬声器背向声波的传播；低音反射式(又叫倒相式)音箱是利用扬声器背向声波在箱体内壁的多重反射而形成振荡波，并借助倒相管的谐振效应以加强音箱的低音效果。但是，若扬声器为全频扬声器，其背向声波应该也是全频的声波，但是倒相式音箱的这种工作方式却抑制了背向声波，并将背向声波转换为共振波输出，其仅仅强调了低频声波，且在同时破坏了背向声波所承载音频信号的完整性；传输线式又叫迷宫式音箱，通过在音箱中设置一个口径不断缩小且填充吸音物的曲折通道，不断消弱扬声器背向声波的能量，从而获得较好的低频响应。可见无论哪一种音箱设计，都是基于将扬声器振膜背向声能屏蔽或抑制扬声器的背向声波，因此存在着扬声器的电声能量转换效率低的问题。扬声器工作时，振膜均等地向前、向后发出声波能，而根据无限障板理论，正向声波 是有效能量，而背向声波是无效有害的能量，正向声波可以利用，背向声波则必须抑制。从理论上推断，音箱的电声转换效率不可能超过50％。从实际而言，罕有音箱的电声转换效率能够达到20％。电声转换效率低的直接表现是频响范围狭窄、频率响应及信号还原低劣。

然而，本实用新型摒弃传统的技术偏见，通过结构设计将扬声器背向声波尽可能原原本本的加以利用，并使得扬声器的正向声波与背向声波相互作用、合二为一，从而形成极为微细的全频声音颗粒，在声音还原度、声场真实度以及脱箱感等高保真指标上全面超越传统的音箱设计。

本实用新型图1所示的发声装置的具体结构为，其包括：内壳体1和外壳体2，且内壳体1和外壳体2围出一个具有中空空间4的结构体。如图1所示，内壳体1和外壳体2都是圆弧形状，则内壳体1和外壳体2构成一个具有中空空间4的圆环结构体。需要说明的是，图1所示的发声装置的形状结构仅为示例，本实施例并不对外壳体2、内壳体1的形状作具体的限定，其可以为任意的形状，只要外壳体2与内壳体1之间具有间隙5，且两者边缘密封围出一个具有中空空间4的结构体就可以了。图1所示的圆环形发声装置仅为示例，不是对本实用新型发声装置的形状限制。本领域技术人员可以根据发声需求，采用任意形状的内壳体1和外壳体2。扬声器3被设置在内壳体1和外壳体2的间隙5内，从而减少扬声器3的正向声波31和背向声波32发散的，无序的传播，使得正反向声波可以较为完好的在内壳体1和外壳体2所围出的间隙5的规则通道内传播。间隙5为正向声波31与背向声波32提供畅通无阻的传播通道，能够汇聚扬声器3的全部声波能量并通过出音口6完美释放。这种结构设计完全颠覆了传统发声装置(例如：音箱)的无限障板，即阻隔扬声器3背向声波32的设计理念，实现了有效利用扬声器3的背向声波32，使之沿设定通道(间隙5)与正向声波31汇合后加强扬声器3的发声能量，从而改善扬声器的声学性能，提高扬声器的发声能量和声音效率，具有很大的实用价值。可见，本实用新型的发声装置区别于传统音箱中的扬声器3，传统音箱中的扬声器3的背向声波32被抑制，正向声波31直接经由扬声器3的纸盆发散在空气中，本实用新型的间隙5为扬声器3提供了一个周向封闭的声波传输通道，并通过在外壳体2或内壳体1上，或者外壳体2和内壳体1上， 开设出音口6，使得扬声器3所发出的全部声波(正向和背向)都完整、完全地经由该间隙5在出音口6处汇合，最终从发声装置发出的是正向声波31与背向声波32充分融合后的更加饱满和完整的扬声器3的音效。图1中的箭头示出了声波的传播路径。由于该发声装置是具有中空空间4的结构体，这就使得发声的外部空间不仅仅是外壳体2外的发散空间，根据出音口6的设置位置的不同，例如，若出音口6设置在了内壳体1上，则融合后的扬声器3的正向声波31和背向声波32还会在该中空空间4内发散，这种多空间的发声效果会使得声音效果更佳饱满和浑厚，进一步提高扬声器3的音质效果。

本实施例的发声装置，包括内壳体、外壳体、扬声器；其中，发声装置为由内壳体、外壳体围成的中空结构体；内壳体与外壳体之间具有间隙，扬声器设置在该间隙内；外壳体或内壳体上开设有一个出音口，或者外壳体和内壳体上各开设有一个出音口，以使扬声器的正向声波与扬声器的背向声波在出音口处汇合后向发声装置的外部空间发声。该发声装置通过上述特定结构，使得扬声器利用内外壳体间隙所形成的通道进行声波传输，以使扬声器正向、反向声波借由该通道，最终在内外壳体的开口处融合，实现对扬声器所发出的全部声波的有效传播。该特有的结构有效地利用了扬声器所发出的背向声波，使之沿特定通道与正向声波汇合，加强了扬声器的发声能量和效率，提高了扬声器的声学性能。

在上述实施例的基础上，如图1所示，外壳体2和内壳体1上可以各开设有一个出音口6，这两个出音口6的孔洞61可以相对设置，也可以不相对设置；对于两个出音口6的孔洞61位置相对设置的情况，可以使得正向声波31和背向声波32汇聚在发声装置的同一位置处并发出，从而保证声波传播的均衡性。

可选的，扬声器3设置在使扬声器3的正向声波31与背向声波32穿出出音口6的路径长度不相等的位置处。根据声波叠加原理及声波传播理论可以计算得到扬声器3在间隙5中的设置位置不包含正向声波31与背向声波32汇合叠加后正好发生“相位”相反，即振膜振动位移相等的任一瞬间，上述双向声波的波形恰好彼此抵消，从而造成振膜双向声波在空中发生“短路”现象的位置。这个会使得声波“短路”的位置就是正向声波31与背向声 波32在间隙5中传播距离相等的那个位置，因此，只要把扬声器3设置在保证正向声波31与背向声波32穿出出音口6的路径长度不相等的位置处，则可以避免掉声波“短路”的效应，从而实现正向声波31与背向声波32在出音口6处的有效叠加。

上面阐述了在内壳体1和外壳体2均设置有出音口6的情况，下面阐述仅设置一个出音口6的情况。如图2a、图2b所示，在外壳体2或内壳体1上开设有一个出音口6。其中，图2a示出了在内壳体1上开设有出音口6的示意图；图2b示出了在外壳体1上开设有出音口6的示意图。扬声器3可以如图2a所示设置在间隙5内的除去前述的正向声波31与背向声波32会发生“短路”的其他任意位置处，优选的，还可以如图2b所示，设置在出音口6的边缘62处。

可选的，扬声器3的纸盆面33与出音口中心63之间连线的最短距离(如图2b中的b所示)小于扬声器3的背面34与出音口中心63之间连线的最短距离(如图2b中的a所示)。也就是说，在扬声器3设置在出音口6的边缘62处时，优选的方案是将扬声器3的纸盆面33更靠近出音口6。本实用新型虽然利用了扬声器3的背向声波32，但是对于扬声器3来说，其大部分的声音能量是从纸盆面33发出的正向声波31，因此，将纸盆面33更靠近出音口6，可以更大限度地提高扬声器3的发声效率。对于扬声器3设置在距离出音口6较远位置处的情况，让纸盆面33更靠近出音口6的方案同样适用，使得正向声波31在间隙5内的传播路径小于背向声波32在间隙5内的传播路径，给予作为主声波的正向声波31更优的传播通路。

可选的，发声装置的外部空间包括：外壳体的外部7，和/或外壳体2与内壳体1围出的中空空间4。

可选的，出音口6开设在外壳体2上，则扬声器3的正向声波31与扬声器3的背向声波32在出音口6处汇合后朝向外壳体的外部7发声(如图2b所示)；或者，出音口6开设在内壳体1上，则扬声器3的正向声波31与扬声器3的背向声波32在出音口6处汇合后朝向外壳体2与内壳体1围出的中空空间4发声(如图2a所示)；或者，外壳体2和内壳体1上各开设有一个出音口6，则扬声器3的正向声波31与扬声器3的背向声波32在出音口6处汇合后朝向外壳体的外部7以及外壳体2与内壳体1围出的中空空间4发 声(如图1和图2所示)。

可选的，如图3所示，在出音口中心63位置处设置有声波导向块8。

通过声波导向块8的设置，使扬声器3的正向声波31与背向声波32在出音口6处可以有序的、有规律的进行融合，可选的，声波导向块8具有弧形的外壁81，且声波导向块8具有上下左右均对称的结构；从而进一步使得正向声波31、背向声波32顺着该声波导向块8的外壁81平滑地传播到发声装置的外部空间中，进一步提高正向声波31与背向声波32融合的均衡度，达到更加理想的融合效果，提升音质效果，并有助于提高并还原扬声器3的全部发声能量与发声效率。

可选的，内壳体1与外壳体2的几何中心重叠；内壳体1与外壳体2的形状相同或不同；内壳体1与外壳体2为以下形状中的任意一种：环形、矩形、三角形、多边形。

具体的，若内外壳体形状相同，则通过将内外壳体的几何中心重叠，可以使内外壳间的间隙5均匀，从而使扬声器3的正向声波31以及背向声波32在均匀的间隙5中维持360度的均匀声能，以使从出音口6穿出的正向声波31和背向声波32的音量音效均匀，音质饱满。在此基础上，内外壳的形状可以多种多样，如内外壳体为正方形、矩形、三角形等等。此外，内外壳体还可以形状相异，例如，内壳体1为圆环形，外壳体2为方形；内壳体1为中空正方形，外壳体2为圆环形等等。只要保证内外壳体之间构成间隙5，内外壳体中间为中空空间4的结构，且在内壳体1或外壳体2，或内外壳体上开设有出音口6，就可以使得扬声器3的正向声波31与背向声波32环绕内外壳体之间所形成的360度的环形间隙5通道传播，间隙5容置扬声器3并为其提供完美的正反向声波的传播通道，最大化保留扬声器3所发出的完整的原本的音质效果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种发声装置，其特征在于，包括：内壳体、外壳体、扬声器；

所述发声装置为由内壳体、外壳体围成的中空结构体；

所述内壳体与所述外壳体之间具有间隙，所述扬声器设置在所述间隙内；

所述外壳体或所述内壳体上开设有一个出音口，或者所述外壳体和所述内壳体上各开设有一个出音口，以使所述扬声器的正向声波与所述扬声器的背向声波在所述出音口处汇合后向所述发声装置的外部空间发声。

2.根据权利要求1所述的发声装置，其特征在于，所述外壳体和所述内壳体上各开设有一个出音口，且两个所述出音口的孔洞位置相对设置。

3.根据权利要求2所述的发声装置，其特征在于，所述扬声器设置在使所述扬声器的正向声波与背向声波穿出所述出音口的路径长度不相等的位置处。

4.根据权利要求1所述的发声装置，其特征在于，所述外壳体或所述内壳体上开设有一个出音口，所述扬声器设置在所述出音口的边缘处。

5.根据权利要求2～4任一项所述的发声装置，其特征在于，所述扬声器的纸盆面与所述出音口中心之间连线的最短距离小于所述扬声器的背面与所述出音口中心之间连线的最短距离。

6.根据权利要求1所述的发声装置，其特征在于，所述发声装置的外部空间包括：所述外壳体的外部，和/或所述外壳体与所述内壳体围出的中空空间。

7.根据权利要求6所述的发声装置，其特征在于，

所述出音口开设在所述外壳体上，则所述扬声器的正向声波与所述扬声器的背向声波在所述出音口处汇合后朝向所述外壳体的外部发声；或者，

所述出音口开设在所述内壳体上，则所述扬声器的正向声波与所述扬声器的背向声波在所述出音口处汇合后朝向所述外壳体与所述内壳体围出的所述中空空间发声；或者，

所述外壳体和所述内壳体上各开设有一个出音口，则所述扬声器的正向声波与所述扬声器的背向声波在所述出音口处汇合后朝向所述外壳体的外部以及所述外壳体与所述内壳体围出的所述中空空间发声。

8.根据权利要求5所述的发声装置，其特征在于，所述出音口的中心位 置处设置有声波导向块。

9.根据权利要求8所述的发声装置，其特征在于，所述声波导向块具有弧形的外壁，且所述声波导向块具有上下左右均对称的结构。

10.根据权利要求1所述的发声装置，其特征在于，

所述内壳体与所述外壳体的几何中心重叠；

所述内壳体与所述外壳体的形状相同或不同；

所述内壳体与所述外壳体为以下形状中的任意一种：环形、矩形、三角形、多边形。