TWI533717B - Speaker structure - Google Patents

Description

喇叭結構

本發明係關於一種喇叭結構，特別是指一種喇叭單體向下放音，利用音波反射輸出高品質音效之喇叭結構。

按，一般用於聲音播放之揚聲裝置，尤以喇叭最為常見，其中喇叭單體構造大致包括線圈及磁鐵，線圈用以吸放磁鐵以推動振膜的前後移動，產生聲波進而發出聲音。如中華民國新型專利第M260828號所揭露之喇叭結構，其喇叭單體平設於框體內，且振膜向上放音。

由前述揭露之喇叭構造可知，傳統喇叭單體多置於主體底部，或有見於前方或兩側，其聲波之傳送係直接以單一方向向上對外放送，以減少聲波受阻，進而取得較大的輸出功率，此類型的揚聲裝置尤其常見於一般市售小型喇叭。然而，此類型的喇叭單體設置與振膜面朝同一側，且兩者相當靠近，使用時單體非常容易碰觸到振膜而造成損壞，一旦振膜或喇叭單體受損自然影響到放音功能及品質。此外，喇叭單體朝上的設置亦容易彙集汙塵且不易清理，日積月累後會降低單體振膜之效率，破壞輸出品質。

再者，就產品設計而言，傳統喇叭單體朝上設於主體之構型，無形中限制了產品外觀的變化性及完整性，造成喇叭結構的設置千篇一律都是喇叭單體位於本體的底部，上方罩蓋有 一蓋體之構型，如此受限，使得產品工業設計困難，而戶外使用之一般防水能力亦因此須大幅提高成本改良。

有鑒於上述習知技藝之問題，本發明之一目的在於提供一種喇叭單體向下放音，利用音波折射輸出高品質並自動分離中高低音之喇叭結構。

本發明之另一目的在於提供一種可減少汙塵彙集，且可供多變之外觀設計及內部配置之喇叭結構。

為達到前述目的，該喇叭結構，包括一殼體，其內包括有一容置部及一連通該容置部之傳導部，該容置部位於該傳導部上方；一喇叭單體，設於該容置部內，該喇叭單體至少包括一音圈、一磁鐵元件及一振膜；一反射體，設於該傳導部內，該反射體包括一反射部及一固定部，該反射部具有一端面及一弧型反射面，該端面設於該反射體之最高部位，該固定部用以固定該反射體於該殼體；及一輸出通道，其形成於該喇叭單體和該反射體之間，並作為喇叭單體之聲波傳輸路徑；其中該喇叭單體和該反射體係呈上下相對面向設置，該喇叭單體發出之聲波先傳送至該反射體之弧形反射面，再藉由該弧形反射面經該輸出通道向外反射。

依據本發明之一實施例，其中該反射體之弧形反射面為一光滑面。

依據本發明之另一實施例，其中該喇叭單體係朝下面向該傳導部設置，該輸出通道至少連通該殼體之側面，該喇叭單體、該輸出通道及該反射體呈上、中、下層之排列設置。

本發明之喇叭結構利用該喇叭單體向下放音之設置，搭配具有曲線結構之反射體，將聲波以發散平行向外反射， 並藉該反射體之弧型反射面及該輸出通道的設置自動分離出高、中、低音。是以，本發明之喇叭結構可輸出高品質之音效，並可有效避免汙塵彙集，且由於喇叭單體向下設置可供喇叭整體外觀設計更多樣化，更有助於防水功能之設計，有效解決傳統單體置於底部向上放音所產生之缺點。

1‧‧‧喇叭結構

2‧‧‧殼體

21‧‧‧容置部

22‧‧‧傳導部

23‧‧‧基準面

3‧‧‧喇叭單體

31‧‧‧音圈

32‧‧‧磁鐵元件

33‧‧‧振膜

34‧‧‧集聲部

4‧‧‧輸出通道

5‧‧‧反射體

50‧‧‧反射部

51‧‧‧端面

52‧‧‧反射面

53‧‧‧固定部

6‧‧‧電路板

第一圖為本發明之喇叭結構之第一實施例之斷面示意圖，其中一喇叭單體、一輸出通道及一反射體分別呈上、中、下層之設置。

第二圖為本發明之喇叭結構之聲波折射示意圖，用以顯示該喇叭單體發出之聲波至該反射體折射之傳送路徑。

第三圖為第一圖和第二圖之結合示意圖。

本發明之喇叭結構之構造單純，利用物理原理之聲波反射及雙曲線定義發明出一具有反射曲面構造之喇叭結構，並藉特殊之聲波反射達到高品質之聲波輸出，其可應用於任何具有喇叭單體之揚聲裝置。

請參閱第一圖至第三圖為本發明之喇叭結構1之較佳實施例之一，其中第一圖為喇叭結構1之側向斷面示意圖，該喇叭結構1包括一殼體2、一喇叭單體3及一反射體5。殼體2之內部具有一容置部21及一連通容置部21之傳導部22。容置部21位於傳導部22上方，並和傳導部22相鄰形成一基準面23。殼體2之構型可依設計需求而不同，本實施例所示之殼體外型僅為其中之一，此外，殼體2之底部電性連接一電路板6。

本發明之喇叭單體3可為一般常用之單體構造，至 少包括一音圈31、一磁鐵元件32及一振膜33，其發音之方法與一般喇叭單體相同，即由磁鐵元件32組成一磁迴系統，用以提供環形音圈31兩極聲源信號，音圈32受到該磁迴系統形成的磁場之推動力而產生振動，再傳到振膜33而發音。如第一圖所示，本發明特徵之一在於喇叭單體3係面朝下設置於容置部21內，並位於反射體5之正上方，且和殼體2之周圍壁體及反射體5形成一定之間隔(如第一圖所示)。於此實施例中，本發明之喇叭單體3具有一環形周緣。

再請參閱第一圖及第二圖，喇叭單體3之振膜33和反射體5之間間隔形成一無阻礙之輸出通道4，其作為作為喇叭單體3發音之聲波傳輸路徑及通道。殼體2相對於輸出通道4之壁面設有多數穿孔(未圖示)以連通輸出通道4供聲波傳送於外。

如第二圖所示，本發明之另一特徵在於提供該反射體5於殼體2之傳導部22內，其中反射體5具有一反射部50及一固定部53，反射部50包括一端面51及一弧形反射面52。弧形反射面52自端面51之周緣以一特定曲率向下擴展延伸至固定部53，使弧型反射面52具有一向外凸出之曲線及一圓形底緣，換言之，弧形反射面52上任一點至該基準面23之距離大於端面51至該基準面23之距離。端面51位於喇叭單體3之振膜33中心的正下方並為反射體5之最高部位，且可連通反射體3內部和輸出通道4。固定部53用以固定反射體5於殼體2內。於此實施例中，反射體5為一光滑面。光滑面之設置可使聲波之反射角度及反射方向對應反射定律並傳遞較遠距離；於另一實施例中，反射體5之弧形反射面52可為一部分光滑而另一部分為粗糙之表面(未圖示)，粗糙表面用以提供較佳之漫射效果。本發明之反射體5可由金屬或塑膠材質等具有高密度及硬度表面材料特性之材質所製。

本發明之喇叭結構1利用物理原理及雙曲線之計算提供一喇叭具有一曲面結構之反射體5，並依據聲波的反射現象、聲波的可逆性及反射定律形成一可自動分離中高低音之曲面結構，其中聲波反射定律為入射聲波、法線、反射聲波在同一平面上，且入射及反射聲波位在法線之兩側，是以，入射聲波與入射位置切線的夾角等於反射聲波與反射位置切線的夾角。具體而言，如本發明第二圖所示，當喇叭單體3發出聲波至反射體5之弧形反射面52，該聲波依據弧形反射面52之不同接觸位置之切線表面向外反射，其中入射聲波與入射位置切線的夾角等於反射聲波與反射位置切線的夾角。如第二圖所示，喇叭單體3更包括一集聲部34，當聲波由喇叭單體3發出，先傳送至該集聲部34集中，再向下發散傳送至反射體5之弧形反射51，藉由該弧形反射面51經輸出通道4向外反射，換言之，聲波反射的方向相反於聲波射向反射體5之方向。值得一提的是，於此較佳實施例中，本發明之喇叭單體3放出的聲波全部射向反射體5之反射部50但不涵蓋固定部53。惟於另一實施例中，固定部53亦可依反射角度之需求設計成一斜面，使入射聲波射向固定部53及弧形反射面52，其各別之反射射線互不干擾。依據本發明之喇叭結構1，聲波可隨弧形反射面52不同之曲線變化反射不同之距離，並自動分離高音、中音及低音；有別於傳統之全音域喇叭單體，其振膜中心驅動高音域，並由中心向外緣漸漸擴散為中音，最外圍部份為低音，本發明喇叭結構1射向弧形反射面51之中間高處部分的聲波為高音，而射向弧形反射面51之底部外圍處為低音，進言之，由於喇叭單體3之振膜向下放音，可將各音域聲波由上到下播放高中低音，達到自動分離高中低音之全音域之音場效果，以達到輸出高品質音響之目的。

特別說明的是，於前述各實施例中，本發明之反射體5之弧形線形係依聲波輸出之反射角度決定，其決定因素取決於喇叭單體3之一第一焦點及反射體5之一第二焦點之間距及一貫軸之長度。於此較佳實施例中，該第一焦點之位置定義於喇叭單體3之振膜33的中心，該第二焦點的位置由振膜33中心向前延伸一個單體3直徑之距離。該第一及第二焦點之連線與反射體5之弧形曲面交錯於該端面51，該端面51至該第一及第二焦點之連線的中心定義為一節距，而根據雙曲線定義，該反射體5之弧形反射面52上任一點至該第一焦點之距離及該第二焦點之距離的差值，係等於二倍該節距，而該貫軸之長度即為二倍該節距，且不超過振膜33之靜止狀態與振膜33振動至最高點間之範圍。由前述說明可知，喇叭單體3之該第一焦點依據喇叭單體大小不同而設於不同位置，相對地，反射體5之第二焦點視該第一焦點之位置而決定。

綜上所述，本發明喇叭結構1利用喇叭單體1向下放音之設置，搭配具有弧型反射面52之反射體5，將聲波以發散平行向外反射，並藉弧型反射面52之曲線變化自動分離出高、中、低音。藉此，本發明之喇叭結構可輸出高品質之音效，並可有效避免汙塵彙集，且由於喇叭單體向下設置可供喇叭整體外觀設計更多樣化，更有助於防水功能之設計，有效解決傳統單體置於底部向上放音所產生之缺點。

上述詳細說明為針對本發明一種較佳之可行實施例說明而已，惟該實施例並非用以限定本發明之申請專利範圍，凡其它未脫離本發明所揭示之技藝精神下所完成之均等變化與修飾變更，均應包含於本發明所涵蓋之專利範圍中。

1‧‧‧喇叭結構

3‧‧‧喇叭單體

31‧‧‧音圈

32‧‧‧磁鐵元件

33‧‧‧振膜

34‧‧‧集聲部

4‧‧‧輸出通道

5‧‧‧反射體

50‧‧‧反射部

51‧‧‧端面

52‧‧‧反射面

53‧‧‧固定部

Claims (7)

1. 一種喇叭結構，包括：一殼體，其內包括有一容置部及一連通該容置部之傳導部，該容置部位於該傳導部上方；一喇叭單體，設於該容置部內，該喇叭單體至少包括一音圈、一磁鐵元件及一振膜；一反射體，設於該傳導部內，該反射體包括一反射部及一固定部，該反射部具有一端面及一弧型反射面，該端面設於該反射體之最高部位，該固定部用以固定該反射體於該殼體；及一輸出通道，其形成於該喇叭單體和該反射體之間，並作為喇叭單體之聲波傳輸通道；其中該喇叭單體和該反射體係呈上下相對面向設置，該喇叭單體發出之聲波先射入該反射體之弧形反射面，再藉由該弧形反射面以相反於該聲波射入之方向經該輸出通道向外反射，該反射體之弧形反射面自該端面之周緣向下擴展延伸至該固定部，使該弧型反射面具有一向外凸出之曲線及一圓形底緣。
2. 如申請專利範圍第1項所述之喇叭結構，其中該反射體之弧形反射面為一光滑面。
3. 如申請專利範圍第1項所述之喇叭結構，其中該喇叭單體為一環狀，該喇叭單體及該反射體分別定義有一第一焦點及一第二焦點，該反射體之弧型反射面之線形係依該聲波輸出之反射角度決定，其決定因素取決於該第一焦點及該第二焦點之間距及一貫軸之長度，其中該第一焦點之位置係定義於該喇叭單體之振膜的中心，該第二焦點之位置係由該振膜之中心向前延伸一特定距離，而該貫軸之長度係界於該振膜之靜止狀態與該振膜振動至最高點間之距離。
4. 一種喇叭結構，包括：一殼體，其內包括有一容置部及一連通該容置部之傳導部，該容置部位於該傳導部上方；一喇叭單體，設於該容置部內，該喇叭單體至少包括一音圈、一磁鐵元件及一振膜；一反射體，設於該傳導部內，該反射體包括一反射部及一固定部，該反射部具有一端面及一弧型反射面，該端面設於該反射體之最高部位，該固定部用以固定該反射體於該殼體；及一輸出通道，其形成於該喇叭單體和該反射體之間，並作為喇叭單體之聲波傳輸通道；其中該喇叭單體和該反射體係呈上下相對面向設置，該喇叭單體發出之聲波先射入該反射體之弧形反射面，再藉由該弧形反射面以相反於該聲波射入之方向經該輸出通道向外反射，該喇叭單體朝下面向該傳導部設置，該輸出通道至少連通該殼體之側面，該喇叭單體、該輸出通道及該反射體呈上、中、下層之排列設置。
5. 一種喇叭結構，包括：一殼體，其內包括有一容置部及一連通該容置部之傳導部，該容置部位於該傳導部上方；一喇叭單體，設於該容置部內，該喇叭單體至少包括一音圈、一磁鐵元件及一振膜；一反射體，設於該傳導部內，該反射體包括一反射部及一固定部，該反射部具有一端面及一弧型反射面，該端面設於該反射體之最高部位，該固定部用以固定該反射體於該殼體；及一輸出通道，其形成於該喇叭單體和該反射體之間，並作為喇叭單體之聲波傳輸通道； 其中該喇叭單體和該反射體係呈上下相對面向設置，該喇叭單體發出之聲波先射入該反射體之弧形反射面，再藉由該弧形反射面以相反於該聲波射入之方向經該輸出通道向外反射，該容置部和該傳導部相鄰形成一基準面，該反射體之弧形反射面上任一點至該基準面之距離大於該反射體之端面至該基準面之距離。
6. 如申請專利範圍第1項所述之喇叭結構，其中該喇叭單體更包括一集聲部，該喇叭單體發出之聲波先傳送至該集聲部集中，再向下發散傳送至該反射體之雙曲面結構。
7. 如申請專利範圍第1項所述之喇叭結構，其中該反射體由具有高密度及硬度表面材料特性之材質所製。