CN207369287U - 一种骨传导发声装置和音乐房 - Google Patents

Abstract

一种骨传导发声装置和音乐房，其中，发声装置包括发声部件和振动传导体，振动传导体耦合所述发声部件输出的音频振动信号，振动传导体上形成有人体支撑位，所述人体支撑位用于与人体接触以向人体骨传导所述音频振动信号。采用传统的发声部件与振动传导体耦合的形式将音频电信号转化为音频振动信号，无需压电振子。

Description

一种骨传导发声装置和音乐房

技术领域

本实用新型涉及音频播放设备领域，具体涉及一种骨传导发声装置和音乐房。

背景技术

骨传导：是一种声音传导方式，即将声音转化为不同频率的机械振动，通过人的颅骨、骨迷路、内耳淋巴液传递、螺旋器、听神经、听觉中枢来传递声波。相对于通过振膜产生声波的经典声音传导方式，骨传导省去了许多声波传递的步骤，能在嘈杂的环境中实现清晰的声音还原，而且声波也不会因为在空气中扩散而影响到他人。

传统的骨传导发生装置，通常是通过一压电振子将音频电信号转化为音频振动信号，音频振动信号通过传导柱传递给人体。然而压电振子的尺寸大小限制了骨传导发生装置的应用，使得骨传导发生装置常用于耳机中，而无法大型化。

因此，现有技术还有待改进和提高。

实用新型内容

本实用新型提供一种骨传导发声装置和音乐房，采用传统的发声部件与振动传导体耦合的形式将音频电信号转化为音频振动信号，无需压电振子。

根据本实用新型的第一方面，一种实施例中提供一种骨传导发声装置,包括发声部件和振动传导体，振动传导体耦合所述发声部件输出的音频振动信号，振动传导体上形成有人体支撑位，所述人体支撑位用于与人体接触以向人体骨传导所述音频振动信号。

根据本实用新型的第二方面，一种实施例中提供一种音乐房，包括地板和发声部件，还包括振动传导体，所述地板上设置振动传导体，振动传导体耦合发声部件输出的音频振动信号，振动传导体上形成有人体支撑位，所述人体支撑位用于与人体接触以向人体骨传导所述音频振动信号。

依据上述实施例的骨传导发声装置和音乐房，采用传统的发声部件与振动传导体耦合的形式将音频电信号转化为音频振动信号，无需压电振子。

附图说明

图1为本实用新型提供的发声装置一实施例正面的剖视图；

图2为本实用新型提供的发声装置一实施例中，在俯视状态下，形成听声区域A的原理示意图；

图3为本实用新型提供的发声装置一实施例正面的立体图；

图4为本实用新型提供的发声装置一实施例背面的立体图；

图5为本实用新型提供的发声装置一实施例侧面的剖视图；

图6为本实用新型提供的发声装置另一实施例中，在正视状态下，形成听声区域A的原理示意图；

图7为本实用新型提供的发声装置另一实施例正面的立体图；

图8为本实用新型提供的音频信号的传输方法的流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。

本实用新型中用到的术语定义：

声短路，是指扬声器的振膜向前或向后运动时声波是反相的，导至声波互相抵消，所以声音也很轻。

低音扬声器是扬声器的一种，是一种转换电子信号成为声音的换能器。

骨传导：是一种声音传导方式，即将声音转化为不同频率的机械振动，通过人的骨头，例如颅骨、骨迷路、内耳淋巴液传递、螺旋器、听神经、听觉中枢来传递声波。相对于通过振膜产生声波的经典声音传导方式，骨传导省去了许多声波传递的步骤，能在嘈杂的环境中实现清晰的声音还原，而且声波也不会因为在空气中扩散而影响到他人。

本实用新型提供一种骨传导发声装置,包括发声部件和振动传导体，振动传导体耦合所述发声部件输出的音频振动信号，振动传导体上形成有人体支撑位，所述人体支撑位用于与人体接触以向人体骨传导所述音频振动信号。振动传导体耦合所述发声部件输出的音频振动信号，为振动传导体响应所述音频振动信号，将所述音频振动信号传导给人体。此种方式无需压电振子，不受其尺寸限制，使得骨传导原理可应用在于人体接触的大型发声装置中，例如应用在发声座椅、发声床、发声舞台甚至房屋中。

在第一实施例中，如图1所示，发声部件包括扬声器(喇叭)20和第一音腔30，至少部分第一音腔30位于振动传导体60的下方，扬声器20的振膜的正面与第一音腔30接触且朝向第一音腔30。本实用新型采用传统的扬声器20将音频电信号转化为音频振动信号(声音)，通过第一音腔30的加载，音频振动信号传递到振动传导体60上，进而传导到人体。

所述发声装置还包括用于传输音频电信号的接口。该接口可以是传统的音频信号接口，也可以是USB接口等。

本实施例中，所述人体支撑位为供人体坐的位置，当然在其他实施例中，例如骨传导发声床中，所述人体支撑位为供人体躺的位置，相应的，人体支撑位上可设置坐垫或者床垫。当然，所述人体支撑位也可以是供人体站立的位置。具体的，振动传导体60优选为振动传导板，扬声器20朝向振动传导板,便于引起振动传导板振动。用户坐在振动传导板上即可欣赏到音乐。人体支撑位为振动传导体上用于支撑人体的部位。骨传导可以将30Hz及以下的极低频音频振动信号传递给人体，极大的提高了发声装置的低频特性。

扬声器20可设置一个或多个，本实施例采用4个扬声器阵列设置。扬声器20通常有高音扬声器、中音扬声器和低音扬声器，本实施例采用低音扬声器，其频响范围在16—256Hz，涵盖了极低频(20Hz-40Hz)、低频(40Hz-80Hz)和中低频(80Hz-160Hz)。换而言之，所述音频振动信号为极低频音频振动信号和/或低频音频振动信号。

第一音腔30的腔壁上设置有至少一个第一音孔310以及至少一个第二音孔320,第一音孔310和第二音孔320具有不同的开口方向。可见，本实施例的发声装置，声音不仅通过人体的骨骼进行传导，还通过空气传播，实现了立体传播。

第一音腔30具有一大致(基本)为U型的截面，第一音孔310和第二音孔320分别设置于该U型的两臂的内侧腔壁上，换而言之，所述第一音孔310和第二音孔320的开口方向为相向设置。所述大致为U型，指的是第一音腔30的底部31两侧设置有臂32，第一音孔310和第二音孔320分别设置在两臂的内侧腔壁上，就能使得两个音孔相向设置。请一并参阅图2，第一音孔310和第二音孔320之间形成为听声区域A，所述听声区域A用于供用户处于其中并接收音频振动信号；换而言之，用户处于第一音孔310和第二音孔320之间即可欣赏到扬声器20发出的声音(例如音乐)。所述相向设置，为第一音孔310和第二音孔320间隔有一定的距离，两者的开口方向朝向对方一侧，即两个开口的朝向既包括正对向设置(两开口方向的夹角180°)，也可以成钝角(两开口方向的夹角处于90°-180°)。本实施例中，第一音孔310和第二音孔320的开口方向为正对向设置。

请参阅图3-图5，所述发声装置还包括第二音腔40，第二音腔40与第一音腔30相邻但彼此分隔；扬声器20设置于第一音腔30和第二音腔40的一相邻处，扬声器20的振膜的背面朝向第二音腔40,换而言之，扬声器20的振膜设置在第一音腔30和第二音腔40之间，振膜可视为第一音腔30和第二音腔40之间的隔断物(即振膜为两个音腔相邻处腔壁的一部分)，两个音腔在此处相邻。第二音腔40的腔壁上设置有至少一个第三音孔410，至少一个第一音孔310或第二音孔320与第三音孔410具有不同的开口方向。

请参阅图5，第二音腔40具有一大致为L型的截面，该L型的底部41与所述U型的底部31上下相邻，第三音孔310设置于L型的立部42的外侧腔壁上。

第一音孔310、第二音孔320与第三音孔410之间设置有至少一个隔挡物50，所述隔挡物50用于将听声区域A与第三音孔分隔开，以阻挡第一音孔310、第二音孔320出来的音频振动信号沿直线传播到第三音孔410。换而言之，隔挡物50的设置使得第一音孔310、第二音孔320出来的声音绕过隔挡物50进入第三音孔410，从而在听声区域A外部形成声短路，减小了对外界产生的噪音污染，基本不会扰民。在第一实施例中，第三音孔410的开口方向与第一音孔310和/或第二音孔320垂直。

L型的立部42为扁平腔时，其腔壁起到隔挡物50的作用，换而言之，本实施例中，隔挡物50为第二音腔的一部分。

第一音孔310、第二音孔320出来的声音为有效的声音，图2中用实线圆来表示某一平面内这一有效声音的声波；第三音孔410出来的声音用虚线圆来表示其声波。由图2可知，第一音孔310的开口、第二音孔320的开口以及隔挡物50之间形成了一个很好的听声区域(空间)A(两个实线圆重叠的区域)。由于存在隔挡物50的阻挡，使得第三音孔410出来的声音很少能进入听声区域A中，听声区域A中的声短路现象很轻微。图中虚线圆与实线圆重叠的区域均存在声短路，可见除听声区域A外，其他区域听到的声音很小，从而有效的降低了听音乐尤其是低音时给外界带来的噪声，使得音箱的使用不受场所的限制。

隔挡物50优选采用吸音材料，可以是挡板、U形板等。设第一音孔310出来的声音绕过隔挡物50进入到第三音孔410的最短距离为S1，第二音孔320出来的声音绕过隔挡物50进入到第三音孔410的最短距离为S2，第一音孔310与第二音孔320之间的间距为L，则较佳的，隔挡物50的设置满足S1≥1/2L，S2≥1/2L。换而言之，若人处于第一音孔310与第二音孔320之间，则第一音孔310和第二音孔320出来的声音先传递到人耳或者人体上，后传递到第三音孔410，用户所在的听声区域A不会有声短路，保障了用户处于听声区域A中能获得最大的声音。

第一音孔310、第二音孔320和第三音孔410为长条状，第一音孔310、第二音孔320的长边方向与水平面平行，第三音孔410的长边方向与水平面垂直或成一定的角度。当然，也可以是其他形状，或者多个同类型的音孔阵列排布。

请参阅图6和图7，在第二实施例中，用于形成声短路的第三音孔410设置的位置与第一实施例不同。第二音腔40的腔壁上还设置有至少一个第四音孔420。第一音孔310与第三音孔410处于听声区域A的一侧且开口方向相反。第二音孔320与第四音孔420处于听声区域A的另一侧且开口方向相反。至少设置有两个隔挡物50，一个隔挡物50用于将听声区域A与第三音孔410分隔开，以阻挡第一音孔310出来的音频振动信号沿直线传播到第三音孔410。另一个隔挡物50用于将听声区域A与第四音孔420分隔开，以阻挡第二音孔320出来的音频振动信号沿直线传播到第四音孔420。本实施例设置有三个隔挡物50，第三个隔挡物50与前两个隔挡物50连接，且位于前两个隔挡物50的靠近第三音孔410或第四音孔420的一侧；换而言之，三个隔挡物50围绕成U形，第一音孔310和第二音孔320设置在U形内侧，第三音孔410和第四音孔420设置在U形的外侧。

常规的音箱尽量避免产生声短路，通常设置一个箱体将振膜正面和背面发出的声音隔离开。有的音箱采用倒相管将振膜背面发出的部分频率的声音倒相，以加以利用，通常倒相管的截面积为0.1-0.4倍振膜的有效振动面积。而本实用新型提供的发声装置，扬声器20振膜正面发出的声音经第一音腔30的第一音孔310和第二音孔320发出，绕过隔档物50后进入第三音孔410或第四音孔420，形成一个闭环。利用第一音孔310、第二音孔320和隔档物50形成一个听声区域A，利用声短路的原理来降低其他区域的声音，从而使得用户在听音乐时不会扰民。而且，本实用新型的发声装置无倒相管，第二音腔40的腔壁上所有第三音孔410的面积之和、所有第四音孔420的面积之和均大于0.4倍振膜的有效振动面积，即第三音孔410和第四音孔420不会倒相，声音在第一音孔310与第三音孔310之间的声场中形成声短路，声音在第二音孔320与第三音孔310之间的声场中形成声短路，当然，关于第三音孔410的特征也同样适应于第四音孔420。进一步的，所有第三音孔410的开口面积之和、所有第四音孔420的开口面积之和大于等于4平方厘米。

由于声音形成了闭环，本实用新型的发声装置还是一种闭环式发声装置，音箱的低频特性好。闭环式：是指作为声音的输出端以球形波的方式返回到输入端，并对输入端施加控制影响的一种控制关系。即输出端通过“旁链”方式回馈到输入端。输出端回馈到输入端并参与对输出端再控制，这才是闭环控制的目的，这种目的是通过反馈来实现的。

请继续参阅图1-5，在第三实施例中，所述骨传导发声装置为骨传导发声座椅，具体为发声沙发，包括坐凳和如上所述的扬声器20，同样的，还包括相邻但彼此分隔的第一音腔30和第二音腔40。扬声器20设置于第一音腔30和第二音腔40的一相邻处，扬声器20的振膜的正面朝向第一音腔30，背面朝向第二音腔40。至少部分第一音腔30位于所述坐凳下方，所述第一音腔30的腔壁上设置有至少一个第一音孔310以及至少一个第二音孔320,所述第二音腔40的腔壁上设置有至少一个第三音孔410，所述第三音孔410位于发声座椅的背面或侧面，至少一个所述第一音孔310或第二音孔320与第三音孔410具有不同的开口方向。同样的，本实施例中扬声器为低音扬声器，所述第三音孔410位于发声座椅的背面。

发声座椅还包括设置于坐凳两侧的扶手120以及设置于坐凳另一侧且位于两个扶手之间的靠背110，第一音腔30具有一大致为U型的截面，该U型的两臂分别形成于两个扶手120内，第一音孔310和第二音孔320分别设置于两个扶手120的内侧。换而言之，所述第一音孔310和第二音孔320的开口方向为相向设置，且形成一个用于供用户获取音频振动信号的听声区域A。第二音腔40具有一大致为L型的截面，该L型的底部41与所述U型的底部31上下相邻，L型的立部42形成于靠背内，第三音孔410设置于靠背的背面。

如此设置，使得靠背110、两个扶手120成为主要隔档物，听声区域A位于坐凳的上方、靠背110的前方，原理如图2所示。用户坐在该发声座椅上即可欣赏到最佳的低音效果，而发声座椅外则由于声短路现象而声音较小。本实施例中，第一音腔30包括三个部分，底部31和臂32均为矩形腔，当然也可以是其他形状，如管状、多边形腔等，底部31设置在坐凳下方，与另外两个矩形腔连通，另外两个矩形腔分别设置在两个扶手120内，音频振动信号的传播方向如图1实线箭头所示。

所述坐凳上设置有振动传导板，即坐凳上供用户坐的那块板子，所述坐凳为人体支撑。所述振动传导板用于接收所述第一音腔30内传递来的音频振动信号并向人体骨传导所述音频振动信号。

请参阅图6和图7，在第四实施例中，所述第三音孔410位于发声座椅的侧面，靠背的背面不开孔。所述第二音腔40的腔壁上还设置有至少一个第四音孔420，第三音孔410和第四音孔420分别设置于两个扶手120的外侧。即第一音孔310设置在一侧扶手的内侧，第三音孔410设置在一侧扶手的外侧；第二音孔320设置在另一侧扶手的内侧，第四音孔420设置在另一侧扶手的外侧。进一步的，第一音孔310位于扶手120的上部，第三音孔410位于扶手120的下部；第二音孔320位于扶手120的上部，第四音孔420位于扶手120的下部。如此设置，使得两个扶手120和坐凳成为主要隔档物，听声区域A位于坐凳的上方、靠背110的前方，原理如图6所示。用户坐在该发声座椅上即可欣赏到最佳的低音效果，而发声座椅外则由于声短路现象而声音较小。本实施例仅形成声音回流的第三音孔410和第四音孔420的设置与第三实施例不同，第二音腔40无需延伸到靠背110内(无形状要求)，其他特征相同，故不再赘述。

发声座椅上还可以设置高音扬声器、中音扬声器或全频扬声器等，与低音扬声器配合，实现全频段立体声播放音乐。第三和第四实施例中，发声座椅为发声沙发或者称之为音箱/音响沙发。发声座椅的结构和原理在发声装置的实施例中已详细阐述，在此不再赘述。

上述实施例中的骨传导发声装置，还可以设置在地板下，形成一种音乐房。换而言之，所述音乐房,包括地板和如上所述的发声部件，还包括如上所述的振动传导体，所述地板上设置振动传导体，振动传导体耦合发声部件输出的音频振动信号，振动传导体上形成有人体支撑位，所述人体支撑位用于与人体接触以向人体骨传导所述音频振动信号。所述人体支撑位为供人体坐、躺或站立的位置。优选的，人体支撑位为供人体站立的位置。

发声部件包括扬声器和第一音腔，至少部分第一音腔位于振动传导体的下方，扬声器的振膜的正面与第一音腔接触且朝向第一音腔。振动传导体为振动传导板，扬声器朝向振动传导板。扬声器为低音扬声器。可见，在音乐房内，用户只需站在地板上，即可获取声音，由于声音的传输是通过人体来实现，故不会扰民，使得音乐房可广泛的应用在娱乐场所、歌舞剧院中。

同样的，第一音腔具有一大致为U型的截面，第一音孔和第二音孔分别设置于该U型的两臂的内侧腔壁上，第一音孔和第二音孔之间形成为听声区域，所述听声区域用于供用户处于其中并接收音频振动信号。

所述音乐房还包括第二音腔，第二音腔与第一音腔相邻但彼此分隔；扬声器设置于第一音腔和第二音腔的一相邻处，扬声器的振膜的背面朝向第二音腔,第二音腔的腔壁上设置有至少一个第三音孔，至少一个第一音孔或第二音孔与第三音孔具有不同的开口方向。

本实用新型提供的音乐房，除振动传导板设置在地板上外，其他技术特征与上述骨传导发声装置第一实施例、第二实施例相同，故不再赘述。

基于上述实施例提供的骨传导发声装置，本实用新型还提供一种骨传导发声装置的音频信号的传输方法，请参阅图8，包括如下步骤：

S10、发声部件将音频电信号转化为音频振动信号。即，扬声器将音频电信号转化为音频振动信号。扬声器为低音扬声器，故所述音频振动信号为极低频音频振动信号和/或低频音频振动信号。

S20、通过一个振动传导体耦合所述音频振动信号；振动传导体上形成有人体支撑位。所述人体支撑位为供人体站立、坐或躺的位置。

具体的，音频振动信号经第一音腔传导到振动传导体上，引起振动传导体振动；同时振动传导体通过第一音腔腔壁上的第一音孔和第二音孔向听声区域传播，听声区域外的部分音频振动信号在隔挡物的阻挡下，形成绕射，并进入第三音孔形成音频振动信号传播的闭环路径(即，与第三音孔出来的音频振动信号部分抵消)。可见，即在听声区域实现了用空气传播声音，也实现了骨传导声音，还在听声区域外产生了声短路现象，降低了听声区域外的声音，基本不会扰民。

S30、所述人体支撑位与人体直接接触以骨传导的方式将音频振动信号传递到人体内。

所述音频信号的传输方法的特点在上述发声装置的实施了中已详细阐述，在此不再赘述。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，可以对上述具体实施方式进行变化。

Claims (14)

1.一种骨传导发声装置,包括发声部件，其特征在于，还包括振动传导体，振动传导体耦合所述发声部件输出的音频振动信号，振动传导体上形成有人体支撑位，所述人体支撑位用于与人体接触以向人体骨传导所述音频振动信号；发声部件包括扬声器和第一音腔，至少部分第一音腔位于振动传导体的下方，扬声器的振膜的正面与第一音腔接触且朝向第一音腔。

2.如权利要求1所述的骨传导发声装置，其特征在于，振动传导体为振动传导板，扬声器朝向振动传导板。

3.如权利要求2所述的骨传导发声装置，其特征在于，扬声器为低音扬声器。

4.如权利要求3所述的骨传导发声装置，其特征在于，所述人体支撑位为供人体坐、躺或站立的位置。

5.如权利要求2-4任意一项权利要求所述的骨传导发声装置，其特征在于，第一音腔的腔壁上设置有至少一个第一音孔以及至少一个第二音孔,第一音孔和第二音孔具有不同的开口方向。

6.如权利要求5所述的骨传导发声装置，其特征在于，第一音腔具有一大致为U型的截面，第一音孔和第二音孔分别设置于该U型的两臂的内侧腔壁上，第一音孔和第二音孔之间形成为听声区域，所述听声区域用于供用户处于其中并接收音频振动信号。

7.如权利要求6所述的骨传导发声装置，其特征在于，所述发声装置还包括第二音腔，第二音腔与第一音腔相邻但彼此分隔；扬声器设置于第一音腔和第二音腔的一相邻处，扬声器的振膜的背面朝向第二音腔,第二音腔的腔壁上设置有至少一个第三音孔，至少一个第一音孔或第二音孔与第三音孔具有不同的开口方向。

8.如权利要求1所述的骨传导发声装置，其特征在于，所述发声装置还包括用于传输音频电信号的接口。

9.一种音乐房,包括地板和发声部件，其特征在于，还包括振动传导体，所述地板上设置振动传导体，振动传导体耦合发声部件输出的音频振动信号，振动传导体上形成有人体支撑位，所述人体支撑位用于与人体接触以向人体骨传导所述音频振动信号；发声部件包括扬声器和第一音腔，至少部分第一音腔位于振动传导体的下方，扬声器的振膜的正面与第一音腔接触且朝向第一音腔。

10.如权利要求9所述的音乐房，其特征在于，振动传导体为振动传导板，扬声器朝向振动传导板。

11.如权利要求10所述的音乐房，其特征在于，扬声器为低音扬声器。

12.如权利要求11所述的音乐房，其特征在于，所述人体支撑位为供人体坐、躺或站立的位置。

13.如权利要求10-12任意一项权利要求所述的音乐房，其特征在于，第一音腔具有一大致为U型的截面，第一音孔和第二音孔分别设置于该U型的两臂的内侧腔壁上，第一音孔和第二音孔之间形成为听声区域，所述听声区域用于供用户处于其中并接收音频振动信号。

14.如权利要求13所述的音乐房，其特征在于，所述音乐房还包括第二音腔，第二音腔与第一音腔相邻但彼此分隔；扬声器设置于第一音腔和第二音腔的一相邻处，扬声器的振膜的背面朝向第二音腔,第二音腔的腔壁上设置有至少一个第三音孔，至少一个第一音孔或第二音孔与第三音孔具有不同的开口方向。