TWI622305B - Directional speaker with directional sound hole structure - Google Patents

Abstract

本發明係一種具指向性透音孔結構之指向性喇叭音箱，包括一中空殼體及一喇叭，其中，該中空殼體之前端設有一前開口，其鄰近該前開口的周緣開設有複數個指向性透音孔，該喇叭被固定於該中空殼體內，且其產生之聲音能通過該前開口與該等指向性透音孔，而被傳送至該中空殼體外，該等指向性透音孔之開設角度會依其與該喇叭之軸向距離而定，軸向距離愈短者，該指向性透音孔之開設角度愈大，軸向距離愈長者，該指向性透音孔之開設角度愈小，如此，藉由該指向性喇叭音箱的結構，即能使該指向性喇叭音箱有效兼顧遠、近音場效果。

Description

具指向性透音孔結構之指向性喇叭音箱

本發明係關於喇叭音箱，尤指一種在音箱上設有複數個指向性透音孔，且各該指向性透音孔的開設角度會依其與喇叭之軸向距離而定，以能將聲音傳送至該音箱外的不同方位，同時夠兼顧遠近音效的喇叭音箱。

按，隨著各種工業技術飛躍性地成長，各式多媒體產品不斷推陳出新，大大地滿足了人們在視覺與聽覺上的享受，尤其是，目前有諸多音樂業者推出線上音樂的服務，因此，使用者不需額外購買實體唱片，便能夠透過網路直接聆聽音樂歌曲。然而，當使用者戴上耳機聆聽音樂時，長時間壓迫耳朵，不僅會造成耳朵的不適，且使用者亦無法隨意的側躺或進行大動作的運動，故，使用者通常較喜愛透過音響設備來播放音樂，且音響設備上的喇叭品質亦遠優於耳機的喇叭品質，令使用者能充分享受音樂所帶來的心靈感動。

一般言，為了能充分運用聲波的共鳴作用，以達到良好的音場效果，現有的音響設備中，通常會將一喇叭設置於一音箱中，以藉該音箱內部之空腔做為一共鳴腔，進而能增強喇叭所發出之聲音響度。茲簡單說明習知的音箱結構L，請參閱第1圖所示，該音箱結構L包括一中空殼體 L1、一喇叭L2及一蓋體L3，其中，該中空殼體L1之前側設有一開口L11，其內則設有一容置空間L12，該容置空間L12係與該開口L11相連通，以供容納一音源控制電路L13，另，該喇叭L2係組裝至該蓋體L3上，且與該音源控制電路L13相電氣連接，以能根據該音源控制電路L13所傳來之音源訊號，激發喇叭L2之鼓膜振動，產生對應之音效，又，該蓋體L3則能安裝至該中空殼體L1上，以遮蔽住該開口L11，如此，當該喇叭L2之鼓膜產生瞬間振動，並對該中空殼體L1內之氣體，施加一向後推擠之作用力時，即可使該中空殼體L1產生低頻共震效果。

然而，隨著音響設備的用途與擺設場地不同，例如：居家客廳、室外開放廣場、演場會場地、運動場...等，使用者對於音響設備的要求亦不盡相同，因此，業者亦會就喇叭音箱的結構進行改良，以迎合使用上的需求。但是，申請人卻發現，現有的喇叭音箱大致可分為兩類，一種聲音射程較近的家用音箱，另一種則為聲音射程較遠的擴音喇叭(或稱PA喇叭)，但卻未有同時兼顧遠近的喇叭音箱，意即，若使用者採用擴音喇叭時，則會造成鄰近該擴音喇叭的人，其所聽到的音場效果較為不良，畢竟，喇叭音箱的擺位涉及了諸多空間聲學條件。因此，如何設計出一種嶄新的音箱結構，以能同時兼顧遠、近音場效果，並提供使用者更為良好的聆聽經驗，即成為本發明在此亟欲探討之一重要課題。

有鑒於習知音箱結構無法有效兼顧遠、近音場效果，造成使用上聆聽上的困擾，因此，發明人憑藉其長年服務於相關產業之實務經驗，經過多次反覆研究及測試後，終於開發出本發明之一種具指向性透音孔結 構之指向性喇叭音箱，期能藉由本發明提供使用者更好的聆聽經驗，以獲得使用者的青睞。

本發明之一目的，係提供一種具指向性透音孔結構之指向性喇叭音箱，包括一中空殼體及一喇叭，其中，該中空殼體係呈桶狀，其內設有一容置空間，其前端則設有一前開口，該前開口係與該容置空間相連通，且該中空殼體鄰近該前開口的周緣開設有複數個指向性透音孔，該等指向性透音孔係會貫穿該中空殼體之外壁面與內壁面，以分別與該容置空間相連通，另，該喇叭係被固定於該中空殼體內，且將該容置空間區隔成為一前音腔及一後音腔，其中，該前開口及該等指向性透音孔係分別對應於該前音腔，該前開口之中心軸係與該喇叭之中心軸相同，該等指向性透音孔之中心軸與該喇叭之中心軸間之夾角則依該指向性透音孔與該喇叭間之一軸向距離而定，軸向距離愈短者，該夾角愈大，軸向距離愈長者，該夾角愈小，該喇叭產生的聲音能通過該前音腔，經由該前開口與該等指向性透音孔，而分別被傳送至該前音腔外不同方位，如此，藉由該指向性喇叭音箱的桶狀態樣，即能使該喇叭所產生之聲音被傳送至較遠距離；藉由該等指向性透音孔之結構，亦能兼顧近場的音效。

本發明之另一目的，係該中空殼體內設有一擾流部，該擾流部係位在該前開口與該喇叭之鼓膜間之同一軸向位置，以在該前音腔內形成至少一壓縮通道，以使該喇叭所產生之聲音，能經由該壓縮通道之壓縮作用，而經由該前開口傳送至該中空殼體外，如此，藉由該擾流部與壓縮通道之設計，能夠使中空殼體內的空氣(或聲音)，產生擾流、反射、壓縮、集中與再釋放之作用，而能有效的提升音頻傳輸之距離。

本發明之再一目的，係該中空殼體鄰近各該指向性透音孔的內壁面，分別凸設有複數個擾流板，該擾流板係圍繞在該指向性透音孔之內緣，以在該擾流板與該指向性透音孔間形成一指向性擾流通道，該指向性擾流通道之一端係與該前音腔相連通，該指向性擾流通道之另一端則係與該指向性透音孔相連通，以使該喇叭產生的聲音通過該前音腔，經由該指向性擾流通道之反射，而由該等指向性透音孔傳送至該前音腔之外時，能因該指向性透音孔與該喇叭間之該軸向距離，而具有不同之聲音指向角度，該軸向距離愈短者，該聲音指向角度愈大，該軸向距離愈長者，該聲音指向角度愈小，以使該喇叭所產生之聲音，能經由該等擾流板之壓縮而傳送至該前音腔外不同方位，並提高各該指向性透音孔的聲音傳輸距離。

本發明之又一目的，係該中空殼體上沿軸向排列之任二相鄰的該等指向性透音孔間設有一擾流葉片，該擾流葉片之構形能使相鄰的該等指向性透音孔之中心軸與該喇叭之中心軸間具有不同之夾角，該軸向距離愈短者，該夾角愈大，該軸向距離愈長者，該夾角愈小，以使該喇叭所產生之聲音，能經由各該擾流葉片與對應指向性透音孔的內壁間之壓縮而傳送至該中空殼體外，且令經由各該指向性透音孔的聲音能被傳送至該中空殼體外不同方位。

為便 貴審查委員能對本發明目的、技術特徵及其功效，做更進一步之認識與瞭解，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：

〔習知〕

L‧‧‧音箱結構

L1‧‧‧中空殼體

L11‧‧‧開口

L12‧‧‧容置空間

L13‧‧‧音源控制電路

L2‧‧‧喇叭

L3‧‧‧蓋體

〔本發明〕

1、2‧‧‧指向性喇叭音箱

11、21‧‧‧中空殼體

110、210‧‧‧容置空間

110A‧‧‧前音腔

110B‧‧‧後音腔

111、211‧‧‧前開口

12、12A、12B、22‧‧‧指向性透音孔

123‧‧‧擾流葉片

1231‧‧‧斜面

13、23‧‧‧喇叭

131、231‧‧‧鼓膜

15、25‧‧‧擾流部

150‧‧‧壓縮通道

151‧‧‧連接板

21A‧‧‧前殼體

21B‧‧‧後殼體

221‧‧‧擾流板

221A‧‧‧指向性擾流通道

A1、A2、A3‧‧‧軸線

θ 1、θ 2‧‧‧角度

第1圖係習知音箱的示意圖； 第2圖係本發明之第一實施例的喇叭音箱之示意圖；第3A圖係本發明之第一實施例的喇叭音箱之局部剖面暨爆炸示意圖；第3B圖係本發明之第一實施例的喇叭音箱之局部剖面示意圖；第3C圖係本發明之第一實施例的指向性透音孔之局部剖面示意圖；第4圖係本發明之第一實施例的指向性透音孔之示意圖；第5圖係本發明之第二實施例的喇叭音箱之前視爆炸示意圖；第6圖係本發明之第二實施例的喇叭音箱之後視爆炸示意圖；第7圖係本發明之第二實施例的指向性透音孔之示意圖；及第8圖係本發明之第二實施例的指向性透音孔之局部剖面示意圖。

本發明係一種具指向性透音孔結構之指向性喇叭音箱，請參閱第2及3A~3B圖所示，在後續說明中，係以第2圖之左下方作為元件的前方，第2圖之右上方作為元件的後方，第2圖之左上方作為元件的左方，第2圖之右下方作為元件的右方，又，該指向性喇叭音箱1包括一中空殼體11及一喇叭13，在一第一實施例中，該中空殼體11略呈矩形桶狀，其內設有一容置空間110，以能容納該指向性喇叭音箱於正常運作時所需的電子元件(如：音源控制電路)，由於前述電子元件之配置係為習知技術，故不予贅述，且亦不繪製於圖式中，以免圖式過於複雜。

復請參閱第2及3A~3B圖所示，該中空殼體11之前端設有一前開口111，該中空殼體11鄰近該前開口111的周緣則開設有複數個指向性透音孔12，該等指向性透音孔12係會貫穿該中空殼體11之外壁面與內壁面，使得該前開口111及各該指向性透音孔12能分別與該容置空間110相連通，在 此特別一提者，雖然第2圖中，係將指向性透音孔12繪示為長條狀，但在本發明之其它實施例中，業者能夠根據設計需求，將該指向性透音孔12設計成圓形、三角形、多邊形、波浪形...等各種形狀，且各該指向性透音孔12能獨立排列，或是相互交連排列，合先敘明。另，該喇叭13係被固定在該中空殼體11內，且將該容置空間110區隔成為一前音腔110A及一後音腔110B，該前開口111及該等指向性透音孔12分別對應於該前音腔110A，復請參閱第3A~3B圖所示，該前開口111之中心軸係與該喇叭13之中心軸(如第3B圖之軸線A1)相同，又，該喇叭13能與該中空殼體11內的電子元件相電氣連接，使得該喇叭13能接收該電子元件的音源訊號，並產生對應之聲音，在該第一實施例中，該喇叭13之一鼓膜131係面向該前音腔110A，且該鼓膜131之中心軸與該前開口111之中心軸相同，並位在該等指向性透音孔12的後方位置，令該喇叭13所產生的聲音能通過該前開口111與該等指向性透音孔12，而被傳送至該中空殼體11之前端外，如此，由於該中空殼體11被設計成桶狀，且喇叭13是位在該中空殼體11內，故該中空殼體11鄰近前開口111的內壁，能對流經的空氣產生一壓縮效果，連帶使該喇叭13所產生的聲音能一併被噴射至遠方，同時，藉由該等指向性透音孔12之設計，亦能兼顧到近場音效。

為詳細說明本發明之指向性透音孔12的結構，請參閱第2及3A~3C圖所示，該等指向性透音孔12之中心軸與該喇叭13之中心軸間之夾角則依該指向性透音孔12與喇叭13間之一軸向距離而定，舉例而言，第3B圖之中空殼體11上方與下方的指向性透音孔12係相對稱，左方與右方的指向性透音孔12亦相對稱，且結構相同，其中，第3B與3C圖之軸線A2為指向 性透音孔12A的中心軸，且指向性透音孔12A與喇叭13兩者的軸線A2、A1會形成一夾角θ 1；第3B圖之軸線A3則為指向性透音孔12B的中心軸，且指向性透音孔12B與喇叭13兩者的軸線A3、A1會形成一夾角θ 2；由第3B與3C圖可明確得知，當指向性透音孔12A的中心軸與喇叭13的中心軸兩者之軸向距離較短時，該指向性透音孔12A之夾角θ 1則會較大(約75~90度)，當指向性透音孔12B的中心軸與喇叭13的中心軸兩者之軸向距離較長時，則指向性透音孔12B之夾角θ 2則會較小(約30度)，如此，當喇叭13所產生的聲音通過該前音腔110A傳送出去時，藉由該等指向性透音孔12A、12B的設計，即可使聲音受到該等指向性透音孔12A、12B的導引，而分別被傳送至該前音腔110A外不同方位。

再者，為能提高該指向性喇叭音箱1的射程，復請參閱第2及3A~3B圖所示，該中空殼體11內銜接該前音腔110A及該後音腔110B之區域的內徑係大於其它區域的內徑，在該第一實施例中，該中空殼體11之中段區域的內徑會大於前段區域的內徑，以藉由內徑之變化而影響氣流的流速，此外，在該第一實施例中，該中空殼體11內尚能設有一擾流部15，該擾流部15係位在該前開口111與該鼓膜131間之中心軸上，以在該前音腔110A內形成至少一壓縮通道150(即，擾流部15之外緣與中空殼體11之內壁面兩者的間距)，如此，該鼓膜131因震動所產生之流動空氣，便能經由該擾流部15與對應之中空殼體11的內壁間之壓縮作用，以較快速度噴射出去，意即，該喇叭13所產生之聲音，能經由該壓縮通道150所產生之反射、壓縮、集中與再釋放等作用，連同前述較快速度噴射的空氣，一同經由該前開口111傳送至該前音腔110A外，進而有效的提升音頻傳輸之距離。在此特別一 提者，復請參閱第2及3A~3B圖所示，該擾流部15能夠為另一喇叭，該另一喇叭之直徑係小於該喇叭13之直徑，且其所產生之音頻能高於該喇叭13所產生之音頻，該另一喇叭上設有複數個連接板151，該等連接板151尚能連接至該前音腔110A的內壁面，以形成各該壓縮通道150，如此，該喇叭13及另一喇叭所產生的聲音，便能共同由中空殼體11之前開口111，被傳送至該前音腔110A外，以滿足使用上的需求。

另，請參閱第2~4圖所示，在該第一實施例中，業者能夠先分別形成各該指向性透音孔12，且在其內設有至少一擾流葉片123，以形成如第3B圖之指向性透音孔12A、12B，其中，該擾流葉片123之構形(如第3C圖與第4圖所形成之斜面1231)能使相鄰的該等指向性透音孔12A、12B之中心軸與該喇叭13之中心軸間具有不同之夾角，且軸向距離愈短者則夾角愈大，軸向距離愈長者則夾角愈小；如此，由於該擾流葉片123與對應指向性透音孔12的內壁能夠對流經該指向性透音孔12的空氣進行壓縮，並藉由該斜面1231對流經該指向性透音孔12的空氣產生一導引效果，令經由各該指向性透音孔12的聲音能被傳送至更遠的距離，及傳送至該前音腔110A外不同方位，惟，在本發明之其它實施例中，該擾流葉片123亦可不設有前述之斜面1231，合先陳明。如此，由於各該指向性透音孔12所開設之方向，與前開口111之開設方向間會形成一角度，故，藉由該指向性喇叭音箱1的整體設計，不僅能夠提升聲音的層次感與透明度，讓指向性喇叭音箱1所發出的聲音有較佳之立體表現，且能使聲音的傳播更為深遠與廣擴，以提高使用者的聆聽品質。

在本發明之第二實施例中，請參閱第5及6圖所示，該指向性 喇叭音箱2包括一中空殼體21、一喇叭23及一擾流部25，其中，該中空殼體21略呈圓桶狀，其內設有一容置空間210，在該第二實施例中，該中空殼體21係由一前殼體21A與一後殼體21B組合而成，惟，在本發明之其它實施例中，業者能夠根據產品需求，更改該中空殼體21之元件數量；又，該前殼體21A之前端設有一前開口211，其周緣則設有複數個指向性透音孔22，各該指向性透音孔22係貫穿該前殼體21A的內外壁面，該前殼體21A內則設有該擾流部25，該擾流部25能使該前殼體21A內形成複數個壓縮通道，前開口211、指向性透音孔22則與對應之壓縮通道及容置空間210相連通。

復請參閱第5及6圖所示，該喇叭23係設在該後殼體21B中，且將該容置空間210區隔成一前音腔與後音腔，意即，在該第二實施例中，該前殼體21A內形成前音腔，該後殼體21B內則形成後音腔，又，當該前殼體21A與後殼體21B相組裝後，該喇叭23之鼓膜231則會位在該等指向性透音孔22的後方，另，請參閱第7及8圖所示，在該第二實施例中，該中空殼體21內壁鄰近各該指向性透音孔22的位置，分別朝該前音腔之方向延伸凸設有一擾流板221，該擾流板221係圍繞在該指向性透音孔22之內緣，以在該擾流板221與該指向性透音孔22間形成一指向性擾流通道221A，該指向性擾流通道221A之一端係與該前音腔相連通，該指向性擾流通道221A之另一端則係與該指向性透音孔22相連通，如此，當該喇叭23產生的聲音通過該前音腔，傳入至該指向性擾流通道221A，且經由該等指向性透音孔22傳送至該前音腔之外時，能因該指向性透音孔22與該喇叭23間之軸向距離，而具有不同之聲音指向角度(如第8圖之符號J)，其中，該軸向距離愈短者，該聲音指向角度愈大，該軸向距離愈長者，該聲音指向角度愈小；惟，在本發 明之其它實施例中，業者亦能夠僅單純設有指向性透音孔22，而不增設其它元件或結構，使得本發明之指向性透音孔22能應用至各種類型的喇叭音箱結構中。

按，以上所述，僅係本發明之較佳實施例，惟，本發明所主張之權利範圍，並不侷限於此，按凡熟悉該項技藝人士，依據本發明所揭露之技術內容，可輕易思及之等效變化，均應屬不脫離本發明之保護範疇。

Claims (8)

1. 一種具指向性透音孔結構之指向性喇叭音箱，包括：一中空殼體，係呈桶狀之一殼體，其內設有一容置空間，其前端則設有一前開口，該前開口係與該容置空間相連通，該中空殼體鄰近該前開口的周緣開設有複數個指向性透音孔，該等指向性透音孔係貫穿該中空殼體，以分別與該容置空間相連通，且該等指向性透音孔之面積係小於該前開口之面積；及一喇叭，係被固定於該中空殼體內，且將該容置空間區隔成為一前音腔及一後音腔，其中，該前開口及該等指向性透音孔係分別對應於該前音腔，該前開口之中心軸係與該喇叭之中心軸相同，該指向性透音孔之中心軸與該喇叭之中心軸間之夾角則依該指向性透音孔與該喇叭間之一軸向距離而定，該軸向距離愈短者，該夾角愈大，該軸向距離愈長者，該夾角愈小。
2. 如請求項1所述之指向性喇叭音箱，其中，該等指向性透音孔係呈長條狀，且其縱向係沿該中空殼體之軸向設置。
3. 如請求項2所述之指向性喇叭音箱，其中，該喇叭之一鼓膜係面向該前音腔，且該鼓膜之中心軸係與該前開口之中心軸相同。
4. 如請求項3所述之指向性喇叭音箱，其中，該中空殼體內設有一擾流部，該擾流部係位在該前開口與該鼓膜間之中心軸上，以在該前音腔內形成一壓縮通道，以使該喇叭所產生之聲音，能藉該壓縮通道之壓縮作用，而經由該前開口傳送至該前音腔外。
5. 如請求項4所述之指向性喇叭音箱，其中，該中空殼體內銜接該前音腔及該後音腔之區域的內徑係大於其它區域的內徑。
6. 如請求項5所述之指向性喇叭音箱，其中，該擾流部係為另一喇叭，該 另一喇叭之中心軸係位在該前開口與該鼓膜間之中心軸上。
7. 如請求項1、2、3、4、5或6所述之指向性喇叭音箱，其中，該中空殼體上沿軸向排列之任二相鄰的該等指向性透音孔間設有一擾流葉片，該擾流葉片之構形能使相鄰的該等指向性透音孔之中心軸與該喇叭之中心軸間具有不同之夾角，該軸向距離愈短者，該夾角愈大，該軸向距離愈長者，該夾角愈小。
8. 如請求項1、2、3、4、5或6所述之指向性喇叭音箱，其中，該中空殼體內壁鄰近各該指向性透音孔的位置，分別朝該前音腔之方向延伸凸設有一擾流板，該擾流板係圍繞在該指向性透音孔之內緣，以在該擾流板與該指向性透音孔間形成一指向性擾流通道，該指向性擾流通道之一端係與該前音腔相連通，該指向性擾流通道之另一端則係與該指向性透音孔相連通，以使該喇叭產生的聲音通過該前音腔，經由該指向性擾流通道，而由該等指向性透音孔傳送至該前音腔之外時，能因該指向性透音孔與該喇叭間之該軸向距離，而具有不同之聲音指向角度，該軸向距離愈短者，該聲音指向角度愈大，該軸向距離愈長者，該聲音指向角度愈小。