TWI602441B - 具泛音之揚聲器及應用其之電子裝置 - Google Patents

具泛音之揚聲器及應用其之電子裝置 Download PDF

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Description

具泛音之揚聲器及應用其之電子裝置
本發明是有關於一種揚聲器及應用其之電子裝置，且特別是有關於一種具泛音之揚聲器及應用其之電子裝置。
隨著科技的進步，各式電子裝置不斷推陳出新。許多可攜式電子裝置均搭載著揚聲器，以播放音樂或音效。為了因應使用者對於電子裝置方便攜帶的要求，揚聲器可能採取側出音之設計。
業界發現在揚聲器採取側出音設計時，音色表現通常會比較沉悶且音質會比較單調，使得播放的音樂缺乏諧和度與柔軟度。
本發明係有關於一種具泛音之揚聲器及應用其之電 子裝置，其利用額外增加的音箱及導音管來產生泛音，以改善音色的諧和度與柔軟度。
根據本發明之第一方面，提出一種揚聲器。揚聲器包括一第一音箱、一喇叭單體、一第二音箱、一連接管及至少一導音管。第一音箱具有一第一出音孔。喇叭單體朝向第一音箱。第二音箱具有至少一第二出音孔。連接管連接第一音箱及第二音箱。導音管連接於第二出音孔。
根據本發明之第二方面，提出一種電子裝置。電子裝置包括一揚聲器及一音效處理電路。揚聲器包括一第一音箱、一喇叭單體、一第二音箱、一連接管及至少一導音管。第一音箱具有一第一出音孔。喇叭單體朝向第一音箱。第二音箱具有至少一第二出音孔。連接管連接第一音箱及第二音箱。導音管連接於第二出音孔。音效處理電路用以提供一聲音訊號至揚聲器。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
100‧‧‧電子裝置
110、210、310、410、510、610、710、810、910‧‧‧揚聲器
111、911‧‧‧第一音箱
112、212、312、412、612、912’、912”‧‧‧第二音箱
113‧‧‧第三音箱
114‧‧‧喇叭單體
114f‧‧‧振動膜
115、215、315、515、915’、915”‧‧‧連接管
116、117、118、216、217、218、316、616、617、618、716、717、718、817、818、916、917、918‧‧‧導音管
120‧‧‧音效處理電路
412C‧‧‧球狀結構
H11‧‧‧第一出音孔
H12、H13、H14、H52、H53、H54‧‧‧第二出音孔
L116、L117、L118、L716、L717、L718‧‧‧長度
S11‧‧‧主音
S12、S13、S14、S92、S93、S94‧‧‧泛音
S0‧‧‧聲音訊號
第1圖繪示根據本發明一實施例之電子裝置之示意圖。
第2圖繪示第1圖之揚聲器之側視圖。
第3圖繪示第1圖之揚聲器之俯視圖。
第4圖繪示根據另一實施例之揚聲器的示意圖。
第5圖繪示根據另一實施例之揚聲器的示意圖。
第6圖繪示根據另一實施例之揚聲器的示意圖。
第7圖繪示根據另一實施例之揚聲器的示意圖。
第8圖繪示根據另一實施例之揚聲器的示意圖。
第9圖繪示根據另一實施例之揚聲器的示意圖。
第10圖繪示根據另一實施例之揚聲器的示意圖。
第11圖繪示根據另一實施例之揚聲器的示意圖。
請參照第1圖，其繪示根據本發明一實施例之電子裝置100之示意圖。電子裝置100例如是平板電腦、筆記型電腦、智慧型手機或攜帶式影音裝置。電子裝置100包括一揚聲器110及一音效處理電路120。音效處理電路120用以提供一聲音訊號S0至揚聲器110。
在電子裝置100小型化與薄型化的情況下，揚聲器110可能需要採取側出音的設計。業界發現在揚聲器110採取側出音設計時，音色的表現通常較為沉悶且音質比較單調，使得播放的音樂缺乏諧和度與柔軟度。所謂側出音設計是指出音孔不位於喇叭單體的正前方，而是在喇叭單體的側邊。在本實施例中，於揚聲器110增加泛音的設計，使得音色富有諧和度與柔軟度。
請參照第2圖及第3圖，第2圖繪示第1圖之揚聲器110之側視圖，第3圖繪示第1圖之揚聲器110之俯視圖。揚 聲器110包括一第一音箱111、一第二音箱112、一第三音箱113、一喇叭單體114、一連接管115及至少一導音管(例如是導音管116、117、118)。第一音箱111及第二音箱112係為開放式音箱，第三音箱113係為密閉式音箱。在一實施例中，揚聲器110亦可不包含第三音箱113。第一音箱111具有一第一出音孔H11。第一出音孔H11位於第一音箱111之側面。第一出音孔H11用以輻射出一主音S11。
喇叭單體114設置於第三音箱113內，並朝向第一音箱111。喇叭單體114之振動膜114f位於第一音箱111及第三音箱113之連接處。
連接管115連接第一音箱111及第二音箱112。連接管115與第一出音孔H11位於第一音箱111之相對兩側。連接管115之截面積小於第一出音孔H11之面積。連接管115之截面積小於第一音箱111之截面積，連接管115之截面積小於第二音箱112之截面積，使得第一音箱111與第二音箱112形成兩個互不影響的獨立音腔。在本實施例中，第一音箱111之體積大於第二音箱112之體積。在另一實施例中，第一音箱111之體積可以小於或等於第二音箱112之體積。
第二音箱112具有至少一第二出音孔(例如是第二出音孔H12、H13、H14)。導音管116連接於第二出音孔H12，並設置於第二音箱112內。導音管116之截面積等於第二出音孔H12之面積。第二出音孔H12用以輻射出一泛音S12。
導音管117連接於第二出音孔H13，並設置於第二音箱112內。導音管117之截面積等於第二出音孔H13之面積。第二出音孔H13用以輻射出一泛音S13。
導音管118連接於第二出音孔H14，並設置於第二音箱112內。導音管118之截面積等於第二出音孔H14之面積。第二出音孔H14用以輻射出一泛音S14。
在本實施例中，導音管116之長度L116、導音管117之長度L117與導音管118之長度L118不同，使得泛音S12、S13、S14之頻率不同。舉例來說，導音管116之長度L116、導音管117之長度L117與導音管118之長度L118隨著遠離連接管115的距離逐漸增長。也就是說，導音管116之長度L116小於導音管117之長度L117，導音管117之長度L117小於導音管118之長度L118。
導音管116、117、118皆具有均勻之截面積，以順利導引氣流至第二出音孔H12、H13、H14。
第二音箱112及導音管116(或導音管117、118)透過赫姆茲(Helmholtz)原理，可產生特定頻率的泛音S12(或泛音S13、S14)。請參照下式(1)，第二音箱112與導音管116(或導音管117、118)的結構設計可依據下式(1)來安排：
其中f為頻率，V s 為聲波的傳播速率，π為圓週率， A為導音管116(或導音管117、118)的截面積，V為整體第二音箱112的體積，L為導音管116(或導音管117、118)的長度L116(或導音管117、118的長度L117、L118)。
也就是說，為了要使揚聲器110能夠提供特定頻率的泛音S12(或泛音S13、S14)，導音管116(或導音管117、118)之長度設計成與泛音S12(或泛音S13、S14)之頻率成負相關，導音管116(或導音管117、118)之截面積設計成與泛音S12(或泛音S13、S14)之頻率成正相關，第二音箱112之體積設計成與泛音S12(或泛音S13、S14)之頻率成負相關。
換句話說，依據泛音S12(或泛音S13、S14)欲達成的頻率，導音管116(或導音管117、118)之長度、導音管116(或導音管117、118)之截面積與第二音箱112之體積可以按照下式(2)進行結構上的安排：
導音管116(或導音管117、118)之長度可以按照下式(3)進行結構上的安排：
導音管116(或導音管117、118)之截面積與第二音箱112之體積可以按照下式(4)進行結構上的安排：
第二音箱112之體積可以按照下式(5)進行結構上的安排。
上述實施例雖然以第二音箱112搭配三個導音管116、117、118及三個第二出音孔H12、H13、H14來形成三個泛音S12、S13、S14為例作說明。然而，在另一實施例中，第二音箱112可以僅搭配一個導音管及一個第二出音孔來形成一個泛音。根據實驗結果，一個泛音也可有效增加音色的諧和度與柔軟度。
或者，在另一實施例中，第二音箱112可以搭配超過三個導音管及超過三個第二出音孔來形成超過三個個泛音。只要導音管之數量與第二出音孔之數量相等，且各個導音管連接於各個第二出音孔即可。
請參照第4圖，其繪示根據另一實施例之揚聲器210的示意圖。在此實施例中，第二音箱212之側面係為梯形結構。第二音箱212朝遠離連接管215之方向逐漸擴大，以容置導音管216、217、218。也其他實施例中，第二音箱(未繪示)亦可朝遠離連接管(未繪示)之方向逐漸縮小。
請參照第5圖，其繪示另一實施例之揚聲器310的示意圖。在此實施例中，第二音箱312可以為彎曲管狀結構。彎曲管狀結構之第二音箱312的截面積大於連接管315的截面積， 使得第二音箱312仍可形成一獨立音腔。導音管316之截面積小於彎曲管狀結構之第二音箱312的截面積，而使導音管316能夠設置於第二音箱312內。
請參照第6圖，其繪示另一實施例之揚聲器410的示意圖。在此實施例中，第二音箱412可以包含一球狀結構412C，以提供聲波共振的空間。
請參照第7圖，其繪示另一實施例之揚聲器510的示意圖。在此實施例中，連接管515係為彎折狀，以改變第二出音孔H52、H53、H54之方向。在其他實施例中，連接管(未繪示)亦可彎折不只一次，以使第二出音孔(未繪示)朝向其他特定方向。
請參照第8圖，其繪示另一實施例之揚聲器610的示意圖。在此實施例中，導音管616、617、618可以位於第二音箱612之外，以減少導音管616、617、618在第二音箱612中造成的氣流干擾。在其他實施例中，部分之導音管(未繪示)可以位於第二音箱(未繪示)，其餘之導音管(未繪示)可以位於第二音箱(未繪示)之內。
請參照第9圖，其繪示另一實施例之揚聲器710的示意圖。在此實施例中，導音管716之長度L716、導音管717之長度L717與導音管718之長度L718隨著遠離連接管的距離逐漸縮短。也就是說，導音管716之長度L716大於導音管717之長度L717，導音管717之長度L717小於導音管718之長度L718。
請參照第10圖，其繪示另一實施例之揚聲器810的示意圖。在此實施例中，導音管817及導音管818可以是彎折狀，而不侷限於直管狀。在其他實施例中，導音管(未繪示)的折彎次數可以不止一次。
請參照第11圖，其繪示另一實施例之揚聲器910的示意圖。在此實施例中，揚聲器910具有兩個連接管915’、915”及兩個第二音箱912’、912”。連接管915’連接第一音箱911及第二音箱912’。連接管915”連接第一音箱911及第二音箱912”。導音管916及導音管917設置於第二音箱912’之內，導音管918設置於第二音箱912”之內。如此一來，兩個大小不同的第二音箱912’及912”可以使泛音S94與泛音S92、S93形成較大的頻率差異。
根據上述各種實施例，在揚聲器採取側出音設計時，額外增加音箱及導音管能夠產生泛音，以改善音色的諧和度與柔軟度。
綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
110‧‧‧揚聲器
111‧‧‧第一音箱
112‧‧‧第二音箱
113‧‧‧第三音箱
114‧‧‧喇叭單體
114f‧‧‧振動膜
115‧‧‧連接管
116、117、118‧‧‧導音管
H11‧‧‧第一出音孔
H12、H13、H14‧‧‧第二出音孔
L116、L117、L118‧‧‧長度
S11‧‧‧主音
S12、S13、S14‧‧‧泛音

Claims (10)

  1. 一種揚聲器，包括：一第一音箱，具有一第一出音孔；一喇叭單體，朝向該第一音箱；一第二音箱，具有至少一第二出音孔；一連接管，連接該第一音箱及該第二音箱；以及至少一導音管，連接於該至少一第二出音孔。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之揚聲器，其中該導音管設置於該第二音箱內。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之揚聲器，其中該至少一第二出音孔之數量係為複數個，該至少一導音管之數量係為複數個，各該至少一導音管個別連接於各該至少一第二出音孔。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之揚聲器，其中該些導音管之長度不同。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之揚聲器，其中該第一出音孔與該連接管位於該第一音箱之相對兩側。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之揚聲器，更包括：一第三音箱，該喇叭單體設置於該第三音箱之內，該第三音箱係為一密閉式音箱，該第一音箱及該第二音箱分別為一開放式音箱。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之揚聲器，其中該連接管之截面積小於該第一音箱之截面積，該連接管之截面積小於該第二音 箱之截面積。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之揚聲器，其中該至少一導音管之截面積等於該至少一第二出音孔之面積。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之揚聲器，其中該第一音箱之體積大於該第二音箱之體積。
  10. 一種電子裝置，包括：一揚聲器，包括：一第一音箱，具有一第一出音孔一喇叭單體，朝向該第一音箱；一第二音箱，具有至少一第二出音孔；一連接管，連接該第一音箱及該第二音箱；及至少一導音管，連接於該至少一第二出音孔；以及一音效處理電路，用以提供一聲音訊號至該揚聲器。
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