CN213880265U - 声源耦合波导装置及扬声器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种声源耦合波导装置及扬声器，其中声源耦合波导装置包括耦合板和两个波导模块，两个波导模块对称设置在耦合板的两侧；波导模块包括第一板件和第二板件，第一板件具有第一半部和第二半部，第一半部与第二板件之间、以及第二半部与耦合板之间具有预定间隙，预定间隙形成声波导向槽，两个波导模块的输出口并列设置在耦合板的两侧。此声源耦合波导装置，在两个输入口处分别安装声源，通过两个波导模块和耦合板实现对两个声源在水平方向上的耦合，两个声源发出的声波从两个输入口输入，分别经过声波导向槽，在两个并列的输出口处形成汇合并向前辐射，此实用新型用于扬声器扩声技术领域。

Description

声源耦合波导装置及扬声器

技术领域

本实用新型涉及扬声器扩声技术领域，特别是涉及声源耦合波导装置及扬声器。

背景技术

随着扩声领域对扬声器重放质量要求提高，覆盖远近场范围的声压要求要一致均匀，比传统点声源扩声性能更好的线声源逐渐推广开来。以线声源的方式扩散组成的线阵列音箱(扬声器系统)，其特点是单只扬声器垂直角度小，有效解决扬声器之间的声干涉问题，同时线阵列音箱(扬声器系统)声压衰减慢、传输距离远，通常距离增加一倍，声压级只减少3dB。而以点声源是指以点声源呈球面波的方式扩散，其特点是覆盖角度大、声压衰减快，通常距离增加一倍，声压级减少6dB。

线声源是由一串距离相等的驱动器系统组成，线声源扬声器的垂直指向角非常小，若其垂直指向为0度，这就是我们所说的“圆柱波”，每当声源距离增加一倍圆柱波的能量会衰减3dB，而点声源距离增加一倍“球面波”(点声源)能量会相应衰减6dB。因此线阵列音箱覆盖听众前后区域声压更一致均匀。

随着市场的需要，各个厂家设计出基于圆柱波转化的扬声器，但是，相关技术中，只能实现单个声源垂直阵列组合使用，不能实现水平方向上的耦合。

实用新型内容

本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种声源耦合波导装置及扬声器，能够实现两个声源在水平方向上的耦合。

根据本实用新型的第一方面实施例，提供一种声源耦合波导装置，包括：

耦合板；以及

两个波导模块，两个所述波导模块对称设置在所述耦合板的两侧；

其中，所述波导模块包括第一板件和第二板件，所述第二板件设置在所述第一板件和所述耦合板之间，所述第一板件具有第一半部和第二半部，所述第一半部与所述第二板件之间、以及所述第二半部与所述耦合板之间具有预定间隙，所述预定间隙形成声波导向槽，所述声波导向槽具有输入口和输出口，两个所述波导模块的输出口并列设置在所述耦合板的两侧，所述声波导向槽用于引导声波，使声波在所述输出口处形成耦合。

上述的声源耦合波导装置至少具有以下有益效果：在两个输入口处分别安装声源，通过两个波导模块和耦合板实现对两个声源在水平方向上的耦合，其中，每个波导模块包括第一板件和第二板件，第一板件具有第一半部和第二半部，第一半部与第二板件之间的间隙、以及第二半部与耦合板之间的间隙形成了声波导向槽，两个声源发出的声波从两个输入口输入，分别经过声波导向槽扩散，在并列的两个输出口处形成汇合并向前辐射。

根据本实用新型第一方面实施例所述的声源耦合波导装置，所述第一半部凸出形成有凸曲面，所述第二板件上设有凹陷的凹曲面，所述凸曲面与所述凹曲面相互平行，所述凸曲面与所述凹曲面的形状匹配。

根据本实用新型第一方面实施例所述的声源耦合波导装置，所述第一板件呈半圆锥形，所述第一板件的半圆锥形侧壁为所述第一半部，所述凸曲面为半圆锥面，所述第二半部为所述第一板件的半圆锥形的椭圆切面，所述第二半部与所述耦合板的侧面平行。

根据本实用新型第一方面实施例所述的声源耦合波导装置，所述凹曲面呈与所述凸曲面匹配的半圆锥面，所述第二板件靠近所述耦合板的一端设有开口，使所述第一板件与所述耦合板之间可形成预定间隙。

根据本实用新型第一方面实施例所述的声源耦合波导装置，所述凸曲面的中心线与所述第二半部的中心线的夹角为a，所述a大于或等于90度，并且小于180度。

根据本实用新型第一方面实施例所述的声源耦合波导装置，所述耦合板和两个所述波导模块形成一个耦合单元，所述声源耦合波导装置包括多个竖直阵列的耦合单元。

根据本实用新型第一方面实施例所述的声源耦合波导装置，所述第一板件上设有第一紧固板，所述第二板件的一侧设有第二紧固板以及另一侧设有第三紧固板，所述第一紧固板与所述第二紧固板连接，所述第三紧固板与所述耦合板连接。

根据本实用新型第一方面实施例所述的声源耦合波导装置，所述第一板件和/或所述第二板件和/或所述耦合板上设有平分所述声波导向槽的格栅。

根据本实用新型第一方面实施例所述的声源耦合波导装置，所述第一板件和所述第二板件上设有若干加强筋。

根据本实用新型的第二方面实施例，提供一种扬声器，包括声源和上述的声源耦合波导装置，在所述波导模块的所述输入口处安装所述声源。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型实施例声源耦合波导装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例声源耦合波导装置的分解结构示意图；

图3是本实用新型实施例声源耦合波导装置的正面视图；

图4是本实用新型实施例声源耦合波导装置的侧面视图；

图5是本实用新型实施例声源耦合波导装置的剖切结构示意图；

图6是本实用新型实施例第一板件的结构示意图；

图7是本实用新型实施例第一板件的平面结构示意图；

图8是本实用新型实施例第二板件的结构示意图；

图9是本实用新型实施例第二板件的平面结构示意图；

图10是本实用新型实施例a为90°时声源耦合波导装置的剖切结构示意图；

图11是本实用新型实施例多个耦合单元竖直阵列的结构示意图；

图12是本实用新型实施例具有格栅的声源耦合波导装置的分解结构示意图；

附图标记：声源10、耦合板20、波导模块30、第一板件31、第一半部311、凸曲面3111、第二半部312、第一紧固板313、第二板件32、凹曲面321、开口322、第二紧固板323、第三紧固板324、通孔33、声源固定板34、加强筋35、声波导向槽40、输入口41、输出口42、耦合单元50、格栅60。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1至图5，本实用新型实施例提供一种声源耦合波导装置，包括耦合板20和两个波导模块30，两个波导模块30对称设置在耦合板20的两侧；其中，波导模块30包括第一板件31和第二板件32，第二板件32设置在第一板件31和耦合板20之间，第一板件31具有第一半部311和第二半部312，第一半部311与第二板件32之间、以及第二半部312与耦合板20之间具有预定间隙，预定间隙形成声波导向槽40，声波导向槽40具有输入口41和输出口42，两个波导模块30的输出口42并列设置在耦合板20的两侧，声波导向槽40用于引导声波，使声波形成平面波并在输出口42处形成耦合，具体地，输出口42呈矩形。

本实施例的声源耦合波导装置，在两个输入口41处分别安装声源10，通过两个波导模块30和耦合板20实现对两个声源10在水平方向(X方向)上的耦合，其中，每个波导模块30包括第一板件31和第二板件32，第一板件31具有第一半部311和第二半部312，第一半部311与第二板件32之间的间隙、以及第二半部312与耦合板20之间的间隙形成了声波导向槽40，两个声源10发出的声波从两个输入口41输入，分别经过声波导向槽40扩散，在并列的两个输出口42处形成汇合并向前(Y方向)辐射。

声波导向槽40分为两段，第一段为第一板件31的第一半部311与第二板件32之间的间隙，第二段为第一板件31的第二半部312与耦合板20之间的间隙，声波从输入口41输入依次经过第一段和第二段的声波导向槽40。

与现有的扬声器结构相比，本声源耦合波导装置在水平位置上增加了一个声源10，并使两个声源10耦合输出，从而获得更高的声压级，有利于远距离传输，减少失真。

参照图11，在一些实施例中，耦合板20和两个波导模块30形成一个耦合单元50，声源耦合波导装置包括多个竖直(Z方向)阵列的耦合单元50。如此，能够实现多个声源10同时在水平方向上以及在竖直方向上的耦合。

参照图6和图8，在本实施例中，采用曲面的形式引导声波，第一半部311凸出形成有凸曲面3111，第二板件32上设有凹陷的凹曲面321，凸曲面3111与凹曲面321相互平行，凸曲面3111与凹曲面321的形状匹配。

在一些实施例中，第一板件31呈半圆锥形，第一板件31的半圆锥形侧壁为第一半部311，凸曲面3111为半圆锥面，第二半部312为第一板件31的半圆锥形的椭圆切面，第二半部312与耦合板20的侧面平行，凹曲面321呈与凸曲面3111匹配的半圆锥面，第二板件32靠近耦合板20的一端设有开口322，以使第一板件31与耦合板20之间可形成预定间隙。

参照图5，采用上述圆锥面形式的结构，在两个声源10在两个输入口41处沿声波导向槽40向中间发射声波，经过声波导向槽40内的路径修正路径差，可形成一个距离误差很小，近似于等距的矩形平面波。声波沿声波导向槽40以及第一板件31的第一半部311、第二半部312、第二板件32的凹曲面321和耦合板20的表面传输扩散，向前辐射声波。

参照图5和图7，输入口41到矩形的输出口42的两端的距离为B，输出口42的长度为H，输入口41到矩形的输出口42的两端的距离与输出口42的长度相等，即B＝H，也即第一板件31的第一半部311和第二半部312的外周边缘围成一个等边三角形；此外，第一半部311的中心线长度与第二半部312的中心线长度相等，均为A，并且A+A＝B＝H；参照图9，同样地，第二板件32的凹曲面321上中心线长度为A。如此，使得从输入口41到输出口42的任意最短路径长度全部或几乎相等，如图7中C+D同样等于B和H，即C+D＝A+A＝B＝H。从而经过声波导向槽40修正路径，能够使在输入口41输入的球面波转换成平面矩形等距波。

具体地，在一些实施例中，输入口41呈圆形，直径为25mm；输出口42的宽度也即声波导向槽40的宽度(或第二半部312与耦合板20之间的预定间隙)W＝18mm，W的尺寸跟设计目标最高工作频率有关，与最高工作频率的波长相等；输出口42的长度H＝210mm；第一板件31的第一半部311和第二半部312的中心线长度A＝H/2＝105mm。

在一些实施例中，第一半部311上凸曲面3111的中心线与第二半部312的中心线的夹角为a，a大于或等于90度，并且小于180度，即90°≤a＜180°。根据实际需要设置角度a的大小，两个波导模块30的角度a相等，参照图5，a＝135°；参照图10，a＝90°，这种情况下，可在Y方向获得更短的深度，可以在产品设计时超薄化，使扬声器体积更小巧，重量更轻量化。

可以理解的是，声波导向槽40对声波进行引导，修正声波路径，不限于采用上述的圆锥面形式的曲面结构，其还可以采用其他形式的反射曲面，例如环状抛物线、双曲线、椭圆，或者采用多通道、歧管、平的等各种方式，或者更概括地说，平的、凹的、凸的均可。

在一些实施例中，第一板件31、第二板件32和耦合板20采用可拆卸连接的方式固定，第一板件31上设有第一紧固板313，第二板件32的一侧设有第二紧固板323以及另一侧设有第三紧固板324，第一紧固板313与第二紧固板323连接，第三紧固板324与耦合板20连接，第一紧固板313、第二紧固板323、第三紧固板324和耦合板20上设有用于连接的通孔33。使用紧固件穿过第一紧固板313和第二紧固板323上的通孔33，将两者连接，从而使第一板件31和第二板件32相对固定；使用紧固件穿过第三紧固板324和耦合板20上的通孔33，将两者连接，从而使第二板件32和耦合板20相对固定。具体地，紧固件可以采用螺丝。

可以理解的是，第一板件31、第二板件32和耦合板20还可以采用不可拆卸的连接方式，或者是一体成型制作，只要能够实现三者的相对固定并形成上述的声波导向槽40的结构即可。

在一些实施例中，第一板件31和第二板件32上在输入口41的位置设有声源固定板34，声源固定板34用于安装声源10。

参照图12，在一些实施例中，第一板件31和/或第二板件32和/或耦合板20上设有平分声波导向槽40的格栅60。格栅60起提高零部件强度的作用，同时能够抑制大声压下由材料物理特性引起的共振，以及减少声波导向槽内声波不必要的衍射，提高有效高频上限，减少失真。

在一些实施例中，第一板件31和第二板件32上设有若干加强筋35，以此提高第一板件31和第二板件32以及装置整体结构的强度。

本实施例的声源耦合波导装置可以由刚性材料制成，例如金属铝，ABS塑料，树脂，碳纤维等。

本实用新型实施例还提供一种扬声器，包括声源10和上述的声源耦合波导装置，在波导模块30的输入口41处安装声源10。包含上述声源耦合波导装置的扬声器，实现多个声源10同时在水平方向上以及在竖直方向上的耦合，从而获得更高的声压级。

可以理解的是，两个声源10可以是两个工作在相同频率的相同规格声源10，以获得更高的声压输出；或者是两个工作在不同工作频率的不同规格声源10，以获得更宽的有效工作带宽。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种声源耦合波导装置，其特征在于，包括：

耦合板；以及

两个波导模块，两个所述波导模块对称设置在所述耦合板的两侧；

其中，所述波导模块包括第一板件和第二板件，所述第二板件设置在所述第一板件和所述耦合板之间，所述第一板件具有第一半部和第二半部，所述第一半部与所述第二板件之间、以及所述第二半部与所述耦合板之间具有预定间隙，所述预定间隙形成声波导向槽，所述声波导向槽具有输入口和输出口，两个所述波导模块的输出口并列设置在所述耦合板的两侧，所述声波导向槽用于引导声波，使声波在所述输出口处形成耦合。

2.根据权利要求1所述的声源耦合波导装置，其特征在于：所述第一半部凸出形成有凸曲面，所述第二板件上设有凹陷的凹曲面，所述凸曲面与所述凹曲面相互平行，所述凸曲面与所述凹曲面的形状匹配。

3.根据权利要求2所述的声源耦合波导装置，其特征在于：所述第一板件呈半圆锥形，所述第一板件的半圆锥形侧壁为所述第一半部，所述凸曲面为半圆锥面，所述第二半部为所述第一板件的半圆锥形的椭圆切面，所述第二半部与所述耦合板的侧面平行。

4.根据权利要求3所述的声源耦合波导装置，其特征在于：所述凹曲面呈与所述凸曲面匹配的半圆锥面，所述第二板件靠近所述耦合板的一端设有开口，使所述第一板件与所述耦合板之间可形成预定间隙。

5.根据权利要求3所述的声源耦合波导装置，其特征在于：所述凸曲面的中心线与所述第二半部的中心线的夹角为a，所述a大于或等于90度，并且小于180度。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的声源耦合波导装置，其特征在于：所述耦合板和两个所述波导模块形成一个耦合单元，所述声源耦合波导装置包括多个竖直阵列的耦合单元。

7.根据权利要求1所述的声源耦合波导装置，其特征在于：所述第一板件上设有第一紧固板，所述第二板件的一侧设有第二紧固板以及另一侧设有第三紧固板，所述第一紧固板与所述第二紧固板连接，所述第三紧固板与所述耦合板连接。

8.根据权利要求1所述的声源耦合波导装置，其特征在于：所述第一板件和/或所述第二板件和/或所述耦合板上设有平分所述声波导向槽的格栅。

9.一种扬声器，其特征在于：包括声源和权利要求1至8中任意一项所述的声源耦合波导装置，在所述波导模块的所述输入口处安装所述声源。

Images