TW202349971A - 揚聲模組及穿戴式裝置 - Google Patents

Abstract

一種揚聲模組適於配置至穿戴式裝置。揚聲模組包括一殼體及一驅動單元。驅動單元用於產生聲音。殼體容納驅動單元。殼體的前開口、第一後開口及第二後開口所輸出的聲音的一聲音總和具有指向性。這些開口彼此所定義出的連線向量及連線法向量的相反向量相加形成一組合向量。組合向量的單位向量與前開口朝外的一前法向量的單位向量相加形成一總和向量。總和向量的方向為聲音總和的方向。

Description

揚聲模組及穿戴式裝置

本發明是有關於一種揚聲模組，且特別是有關於一種適用於配置至穿戴式裝置的揚聲模組。

目前的頭戴顯示裝置通常採用耳機或一對微型喇叭作為聲音輸出。微型喇叭在3D音效的表現與空間音場皆有較佳的體驗。不過，一般的微型喇叭通常缺少使用耳機時的優點，例如人因及配戴差異帶來的聲音品質改變，也缺少封閉式耳機的隱私性，以及會有較明顯的左右聲道交互干擾等現象。

本發明提供一種揚聲模組，其所輸出聲音的總和具有指向性。

本發明提供一種穿戴式裝置，其揚聲模組所輸出聲音的總和具有指向性。

本發明的揚聲模組適於配置至穿戴式裝置。揚聲模組包括一殼體及一驅動單元。驅動單元用於產生聲音。殼體容納驅動單元並具有一前開口、一第一後開口及一第二後開口。前開口、第一後開口及第二後開口所輸出的聲音的一聲音總和具有指向性。前開口與第一後開口形成往前開口的一第一向量。前開口與第二後開口形成往前開口的一第二向量。第一後開口與第二後開口形成垂直於第一後開口與第二後開口的連線且遠離前開口的一連線法向量。連線法向量的反向向量、第一向量與第二向量相加形成一組合向量。前開口具有朝殼體外的一前法向量。組合向量的單位向量與前法向量的單位向量相加形成一總和向量。總和向量的方向為聲音總和的方向。

本發明的穿戴式裝置包括一框架以及至少一揚聲模組。揚聲模組揚聲模組包括一殼體及一驅動單元。驅動單元用於產生聲音。殼體容納驅動單元並具有一前開口、一第一後開口及一第二後開口。前開口、第一後開口及第二後開口所輸出的聲音的一聲音總和具有指向性。前開口與第一後開口形成往前開口的一第一向量。前開口與第二後開口形成往前開口的一第二向量。第一後開口與第二後開口形成垂直於第一後開口與第二後開口的連線且遠離前開口的一連線法向量。連線法向量的反向向量、第一向量與第二向量相加形成一組合向量。前開口具有朝殼體外的一前法向量。組合向量的單位向量與前法向量的單位向量相加形成一總和向量。總和向量的方向為聲音總和的方向。

基於上述，在本發明中，揚聲模組所輸出的聲音的總和具有指向性，可以降低使用者的配戴變異及人體的結構差異所造成的偏差。此外，所述指向性更可隔絕語音，讓外面不易聽清楚揚聲模組所輸出的語音內容，創造更加隱私的使用情境，也讓使用者有更真實的聆聽體驗以及更舒適的使用感受。另外，由組合向量的單位向量與前法向量的單位向量相加所形成總和向量為揚聲模組所輸出的聲音總和提供更準確的方向。

請參考圖1，在本實施例中，揚聲模組100包括一殼體110及一驅動單元120。驅動單元120用於產生聲音。殼體110容納驅動單元120。殼體110具有一前開口110a、一第一後開口110b及一第二後開口110c。前開口110a朝向使用者的頭部。第一後開口110b相對於使用者的頭部朝上。第二後開口110c背向使用者的頭部。前開口110a、第一後開口110b及第二後開口110c所輸出的聲音的一聲音總和具有指向性。

請參考圖2A，前開口110a與第一後開口110b形成往前開口110a的一第一向量b1。前開口110a與第二後開口110c形成往前開口110a的一第二向量b2。第一後開口110b與第二後開口110c形成垂直於第一後開口110b與第二後開口110c的連線且遠離前開口110a的一連線法向量a’。連線法向量a’的反向向量a、第一向量b1與第二向量b2相加形成一組合向量d，其中d=a+b1+b2。前開口110a具有朝殼體110外的一前法向量c，如圖2B所示。組合向量d的單位向量d̂與前法向量c的單位向量ĉ相加形成一總和向量S，其中S= d̂+ĉ，如圖2C所示。總和向量S的方向為聲音總和的方向。

請再參考圖2A、圖2B及圖2C，在本實施例中，前開口110a的形心與第一後開口110b的形心可形成往前開口110a的形心的第一向量b1。前開口110a的形心與第二後開口110c的形心可形成往前開口110a的形心的第二向量b2。第一後開口110b的形心與第二後開口110c的形心可形成垂直於第一後開口110b的形心與第二後開口110c的形心的連線且遠離前開口110a的連線法向量a’。前開口110a的形心可具有朝殼體110外的前法向量c。

請參考圖2D，在本實施例中，第一後開口110b的形心具有朝殼體110外的一第一後法向量n1。第二後開口110c的形心具有朝殼體110外的一第二後法向量n2。連線法向量a’所在的平面與第一向量b1與第二向量b2所構成的平面共平面。

請參考圖3A及圖3B，根據前開口110a的任意點、第一後開口110b的任意點及第二後開口110c的任意點所形成總和向量S在前開口110a定義出一有效區域。舉例而言，前開口110a的兩端E1、E2、第一後開口110b的兩個末端E3、E4及第二後開口110c的兩個末端E5、E6的組合可計算出八個總和向量S（S= d̂+ĉ）。這些總和向量S可大致定義出有效區域的邊界。

請再參考圖3A及圖3B，在本實施例中，前開口110a的延伸方向可傾斜於第一後開口110b的延伸方向與第二後開口110c的延伸方向。此外，前開口110a可弧線地延伸，且第一後開口110b及第二後開口110c可直線地延伸。

請參考圖4，在一實施例中，穿戴式裝置10可包括一框架11、一顯示單元12及如圖1所示的一對揚聲模組100。顯示單元12配置至框架11。揚聲模組100配置至框架11。穿戴式裝置10例如是頭戴式顯示裝置（Head Mount Display, HMD）。在本實施例中，揚聲模組100可單獨製作並可拆卸地、可滑動地或可移動地配置至框架11，或可整合成為穿戴式裝置10的一部分。

請參考圖5，在另一實施例中，穿戴式裝置20可包括一框架21及一揚聲模組100。揚聲模組100可拆卸地配置至框架21。穿戴式裝置20例如是耳掛式裝置。

請參考圖6A，相關的穿戴式裝置30通常具有兩個相關的揚聲模組33，其設置在穿戴式裝置30的框架31上的左右兩側。由於相關的揚聲模組33僅具有單一開口，當左邊的揚聲模組33輸出聲音後產生正向聲波R1並往周圍擴散，進而傳遞到使用者的右耳，產生干擾現象。

然而，請參考圖4及圖6B，在本實施例中，各揚聲模組100具有前開口110a110a、第一後開口110b110b及第二後開口110c110c。前開口110a110a及第一後開口110b110b設置在穿戴式裝置10的內側並以特定的角度朝向使用者頭部的方向，使得左側揚聲模組100所輸出的聲音具有正向聲波R2及與正向聲波R2相反向位的反向聲波R3。正向聲波R2由前開口110a110a輸出。反向聲波R3由第一後開口110b110b輸出。當反向聲波R3與正向聲波R2繞過使用者的頭部而傳遞至右耳，因其傳遞的距離相近且聲波仍然維持相反相位，使反向聲波R3與正向聲波R2在使用者的右耳交會時會互相抵消。降低右耳受到左側揚聲模組所輸出的聲音而產生的干擾現象。同理，右側揚聲模組100的聲波傳遞至左耳時也會相互抵消，降低左耳受到右側揚聲模組100所輸出的聲音而產生的干擾現象。

綜上所述，在本發明中，揚聲模組所輸出的聲音的總和具有指向性，可以降低使用者的配戴變異及人體的結構差異所造成的偏差。此外，所述指向性更可隔絕語音，讓外面不易聽清楚揚聲模組所輸出的語音內容，創造更加隱私的使用情境，也讓使用者有更真實的聆聽體驗及更舒適的使用感受。另外，由組合向量的單位向量與前法向量的單位向量相加所形成總和向量為揚聲模組所輸出的聲音總和提供更準確的方向。

10、20、30:穿戴式裝置 11、21、31:框架 12:顯示單元 33:揚聲模組 100:揚聲模組 110:殼體 110a:前開口 110b:第一後開口 110c:第二後開口 120:驅動單元 a:反向向量 a’:連線法向量 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 ĉ:單位向量 d:組合向量 d̂:單位向量 E1、E2、E3、E4、E5、E6:末端 n1:第一後法向量 n2:第二後法向量 R1、R2:正向聲波 R3:反向聲波 S:總和向量

圖1是本發明的一實施例的揚聲模組的立體示意圖。 圖2A是圖1的揚聲模組的前視示意圖。 圖2B是圖1的揚聲模組的前視示意圖。 圖2C是圖1的揚聲模組的前視示意圖。 圖2D是圖1的揚聲模組的立體示意圖。 圖3A是圖1的揚聲模組的前視示意圖。 圖3B是圖1的揚聲模組的前視示意圖。 圖4是本發明的一實施例的一種穿戴式裝置的示意圖。 圖5是本發明的另一實施例的一種穿戴式裝置的示意圖。 圖6A是具有相關的揚聲模組的穿戴式裝置輸出聲音的示意圖。 圖6B是圖4的穿戴式裝置輸出聲音的示意圖。

100:揚聲模組

110:殼體

110a:前開口

110b:第一後開口

110c:第二後開口

120:驅動元件

Claims (14)

1. 一種揚聲模組，適於配置至穿戴式裝置，該揚聲模組包括： 一驅動單元，用於產生聲音；以及 一殼體，容納該驅動單元，並具有一前開口、一第一後開口及一第二後開口，其中該前開口、該第一後開口及該第二後開口所輸出的聲音的一聲音總和具有指向性，該前開口與該第一後開口形成往該前開口的一第一向量，該前開口與該第二後開口形成往該前開口的一第二向量，該第一後開口與該第二後開口形成垂直於該第一後開口與該第二後開口的連線且遠離該前開口的一連線法向量，該連線法向量的反向向量、該第一向量與該第二向量相加形成一組合向量，該前開口具有朝該殼體外的一前法向量，該組合向量的單位向量與該前法向量的單位向量相加形成一總和向量，且該總和向量的方向為該聲音總和的方向。
2. 如請求項1所述的揚聲模組，其中該前開口的形心與該第一後開口的形心形成往該前開口的形心的該第一向量，該前開口的形心與該第二後開口的形心形成往該前開口的形心的該第二向量，該第一後開口的形心與該第二後開口的形心形成垂直於該第一後開口的形心與該第二後開口的形心的連線且遠離該前開口的該連線法向量，且該前開口的形心具有朝該殼體外的該前法向量。
3. 如請求項2所述的揚聲模組，其中該第一後開口的形心具有朝該殼體外的一第一後法向量，該第二後開口的形心具有朝該殼體外的一第二後法向量，且該連線法向量為該第一後法向量與該第二後法向量的相加。
4. 如請求項1所述的揚聲模組，其中根據該前開口的任意點、該第一後開口的任意點及該第二後開口的任意點所形成該總和向量在該前開口定義出一有效區域。
5. 如請求項1所述的揚聲模組，其中該前開口的延伸方向傾斜於該第一後開口的延伸方向與該第二後開口的延伸方向。
6. 如請求項1所述的揚聲模組，其中該前開口弧線地延伸，且該第一後開口及該第二後開口直線地延伸。
7. 一種穿戴式裝置，包括： 一框架；以及 至少一揚聲模組，配置至該框架，該至少一揚聲模組包括： 一驅動單元，用於產生聲音；以及 一殼體，容納該驅動單元，並具有一前開口、一第一後開口及一第二後開口，其中該前開口、該第一後開口及該第二後開口所輸出的聲音的一聲音總和具有指向性，該前開口與該第一後開口形成往該前開口的一第一向量，該前開口與該第二後開口形成往該前開口的一第二向量，該第一後開口與該第二後開口形成垂直於該第一後開口與該第二後開口的連線且遠離該前開口的一連線法向量，該連線法向量的反向向量、該第一向量與該第二向量相加形成一組合向量，該前開口具有朝該殼體外的一前法向量，該組合向量的單位向量與該前法向量的單位向量相加形成一總和向量，且該總和向量的方向為該聲音總和的方向。
8. 如請求項7所述的穿戴式裝置，其中該前開口的形心與該第一後開口的形心形成往該前開口的形心的該第一向量，該前開口的形心與該第二後開口的形心形成往該前開口的形心的該第二向量，該第一後開口的形心與該第二後開口的形心形成垂直於該第一後開口的形心與該第二後開口的形心的連線且遠離該前開口的該連線法向量，且該前開口的形心具有朝該殼體外的該前法向量。
9. 如請求項8所述的穿戴式裝置，其中該第一後開口的形心具有朝該殼體外的一第一後法向量，該第二後開口的形心具有朝該殼體外的一第二後法向量，且該連線法向量為該第一後法向量與該第二後法向量的相加。
10. 如請求項7所述的穿戴式裝置，其中根據該前開口的任意點、該第一後開口的任意點及該第二後開口的任意點所形成該總和向量在該前開口定義出一有效區域。
11. 如請求項7所述的穿戴式裝置，其中該前開口的延伸方向傾斜於該第一後開口的延伸方向與該第二後開口的延伸方向。
12. 如請求項7所述的穿戴式裝置，其中該前開口弧線地延伸，且該第一後開口及該第二後開口直線地延伸。
13. 如請求項7所述的穿戴式裝置，更包括： 一顯示單元，配置至該框架。
14. 如請求項7所述的穿戴式裝置，其中該至少一揚聲模組的數量是兩個，該些揚聲模組設置在該框架的左右兩側，當左側的該揚聲模組所發出的聲音傳遞到右側時，會被右側的該揚聲模組抵消，且當右側的該揚聲模組所發出的聲音傳遞到左側時，會被左側的該揚聲模組抵消。

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