TW201914312A - 反射錐及音箱 - Google Patents

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Abstract

一種反射錐及音箱，前述反射錐包含反射面，前述反射面係由抛物線的一部分繞固定軸線旋轉一周得到的曲面，固定軸線過抛物線的焦點並與抛物線的對稱軸垂直，抛物線的一部分為過固定軸線與抛物線的一個交點並向遠離抛物線的頂點的方向延伸的部分。利用抛物線的特性，當聲源位於抛物線的焦點處時，反射錐的反射面將聲波反射後沿反射面的周向向外傳播，在反射錐的任意一個截面上聲波的傳播方向平行，聽者在360度的範圍內聽感一致，失真小，音質好。

Description

反射錐及音箱
本發明係關於音箱技術領域，例如關於一種反射錐及音箱。
隨著生活水準的提高，人們在享受音樂的同時，越來越關注音質的保真程度，因此，高保真的音箱系統被更多的人接受。同時，人們在空閒及休息的時間，希望藉由音樂來放鬆身心、陶冶情操，大尺寸的音箱器材佔用空間大、攜帶不方便，因此滿足小尺寸聽音環境或極限環境的音箱器材成為了大家的需要，而推動音箱向小型化發展。
發明人在實現本發明的過程中發現，傳統的音箱皆為藉由揚聲器發出的聲波帶動空氣振動來傳播聲音，使用時，聽者在正對揚聲器的位置聽到的音量較大、音質較好，在偏離揚聲器的部位音量較小、音質較差且失真大，輸出的聲學頻響曲線波動很大。
本發明提供一種反射錐，可以解決先前技術中存在的聲波帶 動空氣振動來傳播聲音導致的音量較小、音質較差以及失真大，輸出的聲學頻響曲線波動大的技術問題。
本發明進一步提供一種音箱，可以解決先前技術中存在的音箱的揚聲器與反射錐之間形成駐波，音質效果差的技術問題。
一種反射錐，前述反射錐包含反射面，前述反射面係由抛物線的一部分繞固定軸線旋轉一周得到的曲面；前述固定軸線過前述抛物線的焦點並與前述抛物線的對稱軸垂直，前述抛物線的一部分為過前述固定軸線與前述抛物線的一個交點並向遠離前述抛物線的頂點的方向延伸的部分。
在一發明態樣中，前述反射錐進一步包含與前述反射面連接的底面，前述底面位於前述反射面遠離前述反射錐的錐尖的一端。
在一發明態樣中，前述反射錐的錐尖到前述底面的垂直距離為8mm~12mm。
在一發明態樣中，前述反射錐的錐尖到前述底面的垂直距離為10mm。
一種音箱，包含：如上任一項所記載之反射錐；以及揚聲器，前述揚聲器的聲源位於前述抛物線的焦點處，前述揚聲器的出聲孔朝向前述反射錐。
在一發明態樣中，前述聲源與前述反射錐的錐尖之間的垂直距離為8mm~12mm。
在一發明態樣中，前述聲源與前述反射錐的錐尖之間的垂直距離為10mm。
在一發明態樣中，前述音箱進一步包含殼體，前述反射錐及前述揚聲器均位於前述殼體內。
在一發明態樣中，前述揚聲器設置於安裝座上，前述安裝座位於前述殼體內並與前述殼體卡接。
在一發明態樣中，前述殼體包含與前述反射錐連接的第一殼體及與前述安裝座連接的第二殼體，前述第一殼體上設置有多個出音孔。
本發明提出的反射錐，反射錐的反射面係由抛物線的一部分繞固定軸線旋轉一周得到的曲面，固定軸線過抛物線的焦點並與抛物線的對稱軸垂直，抛物線的一部分為過固定軸線與抛物線的一個交點並向遠離抛物線的頂點的方向延伸的部分。利用抛物線的特性，從焦點發出的光經抛物線反射後均平行於抛物線的對稱軸傳播，因此，當聲源位於抛物線的焦點處時，反射錐的反射面將聲波反射後沿反射面的周向向外傳播，在反射錐的任意一個截面上聲波的傳播方向平行，使得聽者在360度的範圍內聽感一致，聲波失真小，音質好。
本發明提出的音箱，包含前述反射錐及揚聲器，揚聲器的聲源位於抛物線的焦點處，揚聲器的出聲孔朝向反射錐。前述反射錐的使用，使得反射區不會形成駐波，聽者在音箱360度的範圍內聽感一致，失真小，音質好，佔用空間更小，利於音箱的小型化發展。
11‧‧‧反射體
12‧‧‧發聲器
13‧‧‧安裝面
21‧‧‧反射錐
211‧‧‧反射面
212‧‧‧底面
213‧‧‧抛物線
214‧‧‧固定軸線
215‧‧‧焦點
216‧‧‧對稱軸
217‧‧‧交點
218‧‧‧頂點
22‧‧‧揚聲器
221‧‧‧聲源
23‧‧‧安裝座
24‧‧‧殼體
241‧‧‧上殼體
242‧‧‧下殼體
243‧‧‧出音孔
【圖1】先前技術中之反射錐的工作原理圖；【圖2】一實施形態提供的反射錐之形成原理圖一；【圖3】一實施形態提供的反射錐之形成原理圖二；【圖4】一實施形態提供的反射錐之工作原理圖；【圖5】一實施形態提供的反射錐之結構示意圖；【圖6】一實施形態提供的音箱的之部結構示意圖；【圖7】圖6的側視圖；【圖8】一實施形態提供的音箱之部分結構示意圖；【圖9】一實施形態提供的聲學頻響曲線。
本實施形態提供一種反射錐，參照圖2至圖5，反射錐21的反射面211係由抛物線213的一部分繞固定軸線214旋轉一周得到的曲面，固定軸線214過抛物線213的焦點215並與抛物線213的對稱軸216垂直，抛物線213的一部分為過固定軸線214與抛物線213的一個交點217並向遠離抛物線213的頂點218的方向延伸的部分。
在一實施形態中，前述抛物線213的一部分為以固定軸線214與抛物線213的一個交點217為始點，並沿抛物線朝遠離抛物線213的頂點218的方向延伸設定長度的部分。
利用抛物線的特性，從焦點發出的光經抛物線反射後均平行於抛物線的對稱軸傳播，因此，當聲源位於抛物線213的焦點215處時，反射錐21的反射面211將聲波反射後沿反射面211的周向向外傳播，在反射錐21的任意一個截面上聲波的傳播方向平行，使得聽者在360度的範圍內聽感一致，聲波失真小，音質好。
在一些實施形態中，反射錐21進一步包含與反射面211連接的底面212，底面212位於反射面211遠離反射錐21的錐尖的一端，反射面211與底面212之間可以為實心設置。反射錐21的錐尖到底面212的垂直距離為8mm~12mm。在本實施形態中，反射錐21的錐尖到底面212的垂直距離為10mm。錐尖與底面212之間的距離不能過近或過遠，過近則底面212的直徑較小，揚聲器22的聲源221發出的聲波不能完全被反射錐21的反射面211反射，過遠則底面212的直徑較大，佔用較大的空間，不利於實現音箱小型化。
參照圖3，反射錐21的反射面211可以係由兩條抛物線213的一部分繞固定軸線214旋轉一周得到的曲面，在本實施形態中，採用的兩條抛物線213的抛物線方程分別為抛物線方程：
及抛物線方程：
其中，圖3中a所示為抛物線方程(1)，圖3中b所示為抛物線方程(2)，則固定軸線214為Y軸，抛物線213的對稱軸216為X軸，抛物線213的焦點215為(0,0)，固定軸線214與抛物線213的交點217為(0，10)，抛物線方程(1)的頂點218為(，0)，抛物線方程(2)的頂點為(，0)。
上述反射錐21實現當聲源位於抛物線213的焦點處時，反射錐21的反射面211將聲波反射後沿反射面211的周向向外傳播，在反射錐21的任意一個截面上聲波的傳播方向平行，使得聽者在360度的範圍內聽感一致，聲波失真小，音質好。先前技術中亦存在一種反射錐，結構如圖1所示，反射體11為圓錐體，用於對聲波進行反射。無論發聲器12係與反射體11的錐頂間隔設置，或者位於其他位置，發聲器12發出的聲波經過反射體11的錐面反射後為沒有規律的傳播，在反射體11的任意一個截面上，聲波的傳播方向均不平行，如此聲波會失真，影響音質。將反射體11應用在音箱中，部分聲波經發聲器12的安裝面13反射，發聲器12的安裝面13與反射體11之間的反射區就會形成駐波，導致聲學頻響曲線仍然不平坦，高低音效果不好，影響音箱音質。另外，先前技術中對反射體11結構的設計，通常將多個不同尺寸或不同形狀的反射體11進行聲學測試，選擇較優的反射體11，不僅耗時，花費較大，而且也沒有達到提高音質的效果。
綜上，本實施形態提供的反射錐相對於先前技術的反射錐的優點在於，本實施形態中的反射錐21的反射面211係由抛物線213的一部分繞固定軸線214旋轉一周得到的曲面，固定軸線214過抛物線213的焦點215並與抛物線213的對稱軸216垂直，抛物線213的一部分為過固定軸線214與抛物線214的一個交點217並向遠離抛物線213的頂點的方向延伸的部分。利用抛物線的特性，從焦點發出的光經抛物線反射後均平行於抛物線的對稱軸傳播，因此，當聲源位於抛物線213的焦點215處時，反射錐21的反射面211將聲波反射後沿反射面211的周向向外傳播，在反射錐21的任意一個截面上聲波的傳播方向平行，使得聽者在360度的範圍內聽感一致，聲波失真 小，且音質好。
本實施形態進一步提供一種音箱，參照圖6及圖7，包含上述反射錐21及揚聲器22，反射錐21用於將揚聲器22發出的聲波反射，改變聲波的傳播方向。揚聲器22的聲源221位於抛物線213的焦點215處，揚聲器22的出聲孔朝向反射錐21。
在一實施形態中，前述揚聲器22的聲源221位於抛物線213的焦點215處，揚聲器22的出聲孔朝向反射錐21的反射面211。
反射錐21的反射面211將聲波反射後沿反射面211的周向向外傳播，在反射錐21的任意一個截面上聲波的傳播方向平行，聽者在音箱360度的範圍內聽感一致，反射區不會形成駐波，失真小，音質好，佔用空間更小，利於音箱的小型化發展。揚聲器22的出聲孔朝向反射錐21，保證揚聲器22發出的聲波都被反射錐21接收，提高聲波利用率及傳播效率。
揚聲器22與反射錐21的錐尖之間的垂直距離為8mm~12mm。在本實施形態中，揚聲器22與反射錐21的錐尖之間的垂直距離為10mm。揚聲器22與反射錐21的錐尖之間的距離不能過近或過遠，如果過近或過遠，揚聲器22的聲源221發出的聲波不能完全被反射錐21的反射面211反射。
參照圖8，本實施形態的音箱亦包含殼體24，反射錐21及揚聲器22均位於殼體24內。揚聲器22設置於安裝座23上，安裝座23位於殼體24內並與殼體24卡接。
殼體24包含與反射錐21連接的上殼體241及與安裝座23連接的下殼體242，上殼體241及下殼體242藉由卡接或膠結連接，便於安裝及拆 卸。可以在上殼體241靠近下殼體242的一端設置多個卡凸，在下殼體242的對應位置設置多個與卡凸配合的卡槽。
上殼體241上設置有多個出音孔243。出音孔243沿上殼體241的周向分佈，使得經反射面211反射的聲波能夠沿360度全方位傳播出去。
參照圖9，橫軸表示頻率，頻率的單位為Hz，縱軸表示分貝，分貝的單位為dB。曲線a為沒有反射錐的音箱的聲學頻響曲線，曲線b為採用圖1的反射體的音箱的聲學頻響曲線，曲線c為採用本實施形態提供的反射錐的音箱的聲學頻響曲線，點A表示駐波點。
可以很明顯的看出，曲線a波動較大，並在2KHz之後一直呈下降趨勢。曲線b與曲線a相比，增加反射體11後，發聲器12離軸方向上的頻響曲線在2KHz之後得到明顯提升，但是在4KHz、5KHz和8KHz頻點上，由於產生駐波，造成聲學頻響曲線的不平整。曲線c與曲線b相比，採用反射錐21後，揚聲器22離軸方向上的頻響曲線在2KHz之後波動較小，聲學頻響曲線更平整。藉由計算3.15KHz~16KHz範圍的頻響曲線上不同頻點靈敏度的標準差，反射體11為：4.43dB，而本發明的反射錐21為：3.30dB，可見，抛物線形反射錐21的聲學頻響曲線更為平滑，實際聽感上聲音更圓潤。
【產業利用性】
本發明提出的反射錐，利用抛物線的特性，從焦點發出的光經抛物線反射後均平行於抛物線的對稱軸傳播，因此，當聲源位於抛物線的焦點處時，反射錐的反射面將聲波反射後沿反射面的周向向外傳播，在反射錐的任意一個截面上聲波的傳播方向平行，使得聽者在360度的範圍內 聽感一致，聲波失真小，音質好。

Claims (10)

  1. 一種反射錐，其特徵在於，前述反射錐(21)包含反射面(211)，前述反射面(211)係由抛物線(213)的一部分繞固定軸線(214)旋轉一周得到的曲面；其中，前述固定軸線(214)過前述抛物線(213)的焦點(215)並與前述抛物線(213)的對稱軸(216)垂直，前述抛物線(213)的一部分為過前述固定軸線(214)與前述抛物線(213)的一個交點(217)並向遠離前述抛物線(213)的頂點(218)的方向延伸的部分。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之反射錐，其中，前述反射錐(21)進一步包含與前述反射面(211)連接的底面(212)，前述底面(212)位於前述反射面(211)遠離前述反射錐(21)的錐尖的一端。
  3. 如申請專利範圍第2項所記載之反射錐，其中，前述反射錐(21)的錐尖到前述底面(212)的垂直距離為8mm~12mm。
  4. 如申請專利範圍第3項所記載之反射錐，其中，前述反射錐(21)的錐尖到前述底面(212)的垂直距離為10mm。
  5. 一種音箱，其特徵在於，包含：如申請專利範圍第1-4項中任一項所記載之反射錐(21)；以及揚聲器(22)，前述揚聲器(22)的聲源(221)位於前述抛物線(213)的焦點(215)處，前述揚聲器(22)的出聲孔朝向前述反射錐(21)。
  6. 如申請專利範圍第5項所記載之音箱，其中，前述聲源(221)與前述反射錐(21)的錐尖之間的垂直距離為8mm~12mm。
  7. 如申請專利範圍第6項所記載之音箱，其中，前述聲源(221)與前述反射錐(21)的錐尖之間的垂直距離為10mm。
  8. 如申請專利範圍第5項所記載之音箱，其中，前述音箱進一步包含殼體(24)，前述反射錐(21)及前述揚聲器(22)均位於前述殼體(24)內。
  9. 如申請專利範圍第8項所記載之音箱，其中，前述揚聲器(22)設置於安裝座(23)上，前述安裝座(23)位於前述殼體(24)內並與前述殼體(24)卡接。
  10. 如申請專利範圍第9項所記載之音箱，其中，前述殼體(24)包含與前述反射錐(21)連接的第一殼體(241)及與前述安裝座(23)連接的第二殼體(242)，前述第一殼體(241)上設置有多個出音孔(243)。
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