TWI844119B - 揚聲器裝置 - Google Patents

Abstract

一種揚聲器裝置，安裝於一電子裝置，並且揚聲器裝置包含一揚聲器模組以及一第一迴路管。揚聲器模組具有一殼體以及一揚聲器單體。殼體具有一主音腔以及一出音口。揚聲器單體是設置於殼體內，並且揚聲器單體包含一振膜，連通於出音口。第一迴路管具有一第一端以及一第二端，並且第一端連接於殼體。第一迴路管的長度至少為10mm，並且第一迴路管的內徑至少為2mm。

Description

揚聲器裝置

本揭露係關於一種揚聲器裝置，特別係關於一種可增加低頻的聲壓級的揚聲器裝置。

隨著科技的發展，現今許多電子裝置(例如筆記型電腦)已是相當普及且受歡迎的產品。其中，筆記型電腦在現今消費性產品中是最受歡迎且普及的，使用者可於筆記型電腦上執行各種應用程式以達到各種所需之目的，例如觀看影片、玩遊戲、瀏覽網頁或看電子書等功能。

一般來說，筆記型電腦等電子裝置都配置有至少一揚聲器裝置，配置以發出音樂等聲音。然而，現有的筆記型電腦的設計趨向輕薄化，因此揚聲器裝置的尺寸也必須縮小，進而使得揚聲器裝置的音腔的容積也跟著縮小。由於音腔的容積不足，使得揚聲器裝置所發出的聲音效果不能滿足使用者的需求，特別是在低頻的音效。

因此，如何設計出可提高低頻效果的揚聲器裝置，便是現今值得探討與解決之課題。

有鑑於此，本揭露提出一種揚聲器裝置，以解決上述之問題。

本揭露提供了一種揚聲器裝置，安裝於一電子裝置，並且揚聲器裝置包含一揚聲器模組以及一第一迴路管。揚聲器模組具有一殼體以及一揚聲器單體。殼體具有一主音腔以及一出音口。揚聲器單體是設置於殼體內，並且揚聲器單體包含一振膜，連通於出音口。第一迴路管具有一第一端以及一第二端，並且第一端連接於殼體。第一迴路管的長度至少為10mm，並且第一迴路管的內徑至少為2mm。

根據本揭露一些實施例，第一端具有一第一開口，連通於主音腔，並且第二端具有一第二開口，連通於電子裝置的一容置空間。

根據本揭露一些實施例，殼體具有矩形體結構，並且第一迴路管具有一第一段部以及一第二段部，第一端與第二端分別位於第一段部以及第二段部，第一段部平行且鄰接於矩形結構的一第一側面，並且第二段部平行且鄰接於矩形體結構的一第二側面。

根據本揭露一些實施例，揚聲器裝置更包含一調節單體，設置於第一迴路管內，並且調節單體鄰近於第二開口設置。

根據本揭露一些實施例，揚聲器裝置更包含有一第一擴充單體，對應於電子裝置之至少一內部元件的形狀，第一迴路 管之第二端連接於第一擴充單體，並且第一擴充單體形成的一第一副音腔經由第二端連通於第一迴路管以及主音腔。

根據本揭露一些實施例，第一擴充單體係由金屬材質製成。

根據本揭露一些實施例，第一副音腔內填充有一多孔性材料，包含沸石粉與活性碳中之至少一者。

根據本揭露一些實施例，第一端與殼體的連接處係藉由一密封元件密封，並且第二端與第一擴充單體的連接處係藉由另一密封元件密封，其中這些密封元件包含矽酮(silicone)或一密封環。

根據本揭露一些實施例，第一擴充單體為一可回收且可充氣的袋體。

根據本揭露一些實施例，揚聲器裝置更包含一第二迴路管以及一第二擴充單體，第二迴路管連接於第一擴充單體以及第二擴充單體之間，以使第二擴充單體形成的一第二副音腔經由第二迴路管連通於第一副音腔以及主音腔。

本揭露提供一種揚聲器裝置，包含一揚聲器模組以及第一迴路管。第一迴路管的第一端是連接於揚聲器模組的殼體，第一迴路管的第二端為沒有封閉的自由端，具有一第二開口，使得殼體形成的主音腔連通於外部空氣。基於這樣的設計，可以有效地提升揚聲器裝置的低頻聲音輸出效果。

另外，在一些實施例中，揚聲器裝置可進一步包含 至少一擴充單體，藉由至少一迴路管連接於揚聲器模組。由於擴充單體所形成的副音腔與揚聲器模組的主音腔可以共同形成一個更大的音腔，因此可以進一步提升揚聲器裝置的低頻聲音輸出效果。

再者，在一些實施例中，迴路管內可設置一調節單體，及/或擴充單體內可填充有多孔性材料。這樣的設計會使得空氣分子的移動速度降低，以使得共振頻率跟著降低，進而可以增加低頻的聲壓級。

10:電子裝置

11:顯示模組

12:主機模組

13:主機板

14:第一電子元件

15:第二電子元件

16:第三電子元件

17:第四電子元件

18:第五電子元件

50L、50R:揚聲器裝置

100:揚聲器模組

102:殼體

1021:主音腔

1022:出音口

104:揚聲器單體

1041:振膜

110:第一迴路管

110D:內徑

111:第一端

1111:第一開口

112:第二端

1121:第二開口

120:外殼

121:容置空間

130:第二迴路管

150:第一擴充單體

1501:第一副音腔

155:多孔性材料

157:密封元件

160:第一擴充單體

1601:第一副音腔

170:第二擴充單體

1701:第二副音腔

200:調節單體

CV01、CV11、CV21、CV31:曲線

CV02、CV12、CV22、CV32:曲線

CV41、CV42:曲線

GP1:空隙

SG11:第一段部

SG12:第二段部

SG21:第一段部

SG22:第二段部

SS1:第一側面

SS2:第二側面

X:X軸

Y:Y軸

Z:Z軸

本揭露可藉由之後的詳細說明並配合圖示而得到清楚的了解。要強調的是，按照業界的標準做法，各種特徵並沒有按比例繪製，並且僅用於說明之目的。事實上，為了能夠清楚的說明，因此各種特徵的尺寸可能會任意地放大或者縮小。

第1圖為根據本揭露一實施例之一電子裝置10之部分結構的示意圖。

第2圖為根據本揭露一實施例之揚聲器裝置50L之立體示意圖。

第3圖為根據本揭露另一實施例之一電子裝置10之部分結構的示意圖。

第4圖為根據本揭露另一實施例之揚聲器裝置50L之立體示意圖。

第5圖表示本揭露不同實施例之揚聲器裝置以及一習知揚聲器裝置的頻率與聲壓級關係圖。

第6圖表示本揭露不同實施例之揚聲器裝置以及所述習知揚聲器裝 置的頻率與阻抗關係圖。

第7圖表示本揭露另一實施例之揚聲器裝置以及習知揚聲器裝置的頻率與聲壓級關係圖。

第8圖表示本揭露另一實施例之揚聲器裝置以及所述習知揚聲器裝置的頻率與阻抗關係圖。

第9圖為根據本揭露另一實施例之電子裝置10之部分結構的示意圖。

第10圖為根據本揭露另一實施例之揚聲器裝置50L之立體示意圖。

為了讓本揭露之目的、特徵、及優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖示做詳細說明。其中，實施例中的各元件之配置係為說明之用，並非用以限制本揭露。且實施例中圖式標號之部分重複，係為了簡化說明，並非意指不同實施例之間的關聯性。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本揭露。

在本說明書以及申請專利範圍中的序數，例如「第一」、「第二」、「第三」等等，彼此之間並沒有順序上的先後關係，其僅用於標示區分兩個具有相同名字之不同元件。

請參考第1圖，第1圖為根據本揭露一實施例之一電 子裝置10之部分結構的示意圖。電子裝置10可為一筆記型電腦，具有一顯示模組11以及一主機模組12。主機模組12連接於顯示模組11，並且主機模組12可包含一主機板13、一第一電子元件14、一第二電子元件15、一第三電子元件16、一第四電子元件17以及一第五電子元件18。要注意的是，為了清楚表示主機模組12的內部結構，主機模組12的上殼體(一般通稱為C件)在此省略。

第一電子元件14例如為影像輸出連接器，第二電子元件15例如為網路連接器，第三電子元件16例如為電池，第四電子元件17例如為USB連接器，第五電子元件18例如為擴充連接埠，但不限於此。主機板13與上述電子元件是容置於主機模組12的一容置空間121內。

再者，電子裝置10可進一步包含有二揚聲器裝置50L、50R，設置於主機板13上。揚聲器裝置50L是設置於第一電子元件14與第二電子元件15之間，並且揚聲器裝置50R是設置於第四電子元件17與第五電子元件18之間。

接著，請參考第1圖與第2圖，第2圖為根據本揭露一實施例之揚聲器裝置50L之立體示意圖。於此實施例中，揚聲器裝置50L中包含一揚聲器模組100以及一第一迴路管110，並且揚聲器模組100具有一殼體102以及一揚聲器單體104。

殼體102具有一主音腔1021以及一出音口1022，並且揚聲器單體104是設置於殼體102內並連通於主音腔1021。揚聲器單體104包含一振膜1041，並且振膜1041是連通於出音口 1022。揚聲器模組100可更包含一線圈以及一磁鐵(圖中未表示)，線圈可連接於振膜1041，當線圈通電時，可以與磁鐵產生電磁驅動力而帶動振膜1041運動，以使電流訊號轉換為聲音訊號。

第一迴路管110可由軟性材質製成。舉例來說，第一迴路管110可由軟性塑膠材質製成，但不限於此。再者，第一迴路管110的總長度至少為10mm，並且第一迴路管110的內徑110D至少為2mm。

於此實施例中，第一迴路管110可具有一第一端111以及一第二端112。第一端111是連接於殼體102，並且第一端111具有一第一開口1111，連通於主音腔1021，而第二端112具有一第二開口1121，連通於電子裝置10的容置空間121。意即，第二端112為沒有封閉的自由端。

於此實施例中，殼體102具有矩形體結構，並且第一迴路管110可彎折為一第一段部SG11以及一第二段部SG12。如第2圖所示，第一端111與第二端112是分別位於第一段部SG11以及第二段部SG12。

如第1圖所示，由於揚聲器裝置50L與主機模組12的外殼120之間的空隙狹小，並且揚聲器裝置50L與第二電子元件15之間的空隙狹小，因此第一段部SG11可配置以平行且鄰接於矩形體結構的一第一側面SS1，並且第二段部SG12可配置以平行且鄰接於矩形體結構的一第二側面SS2。

於此實施例中，揚聲器裝置50L可更包含一調節單體 200，設置於第一迴路管110內，並且調節單體200鄰近於第二開口1121設置。

舉例來說，調節單體200與第二開口1121的距離可為第一迴路管110的總長度的百分之十至二十。於此實施例中，調節單體200與第二開口1121的距離為1~2mm，但不限於此。

在一些實施例中，調節單體200之材料係以具有吸收聲音特性之材料所製成。舉例而言，調節單體200係選自PU泡棉、PE泡棉、特殊橡膠發泡棉、美耐皿(melamine)棉、玻璃纖維棉、岩棉(rockwool)、OFAN聚脂纖維吸音棉、三聚氰胺吸音棉、或活性碳至少其中之一者所製成。

於此實施例中，第一迴路管110為圓筒狀結構，並且調節單體200為圓柱狀結構。調節單體200與第一迴路管110共形，意即調節單體200的直徑大致上等於第一迴路管110的內徑110D。

本揭露的第一迴路管110與調節單體200的剖面的形狀不限於圓形。舉例來說，在其他實施例中，第一迴路管110可為矩形筒狀結構，並且調節單體200對應地為矩形柱狀結構，其中兩者的剖面皆為矩形。

要說明的是，於此實施例中，揚聲器裝置50R的揚聲器模組100與揚聲器裝置50L的揚聲器模組100的結構相同，故揚聲器裝置50R的揚聲器模組100在此便不再贅述。然而，如第1圖所示，由於揚聲器裝置50R的周圍空間與揚聲器裝置50L的周圍空間不同，因此揚聲器裝置50R中的第一迴路管110的配置也有所不同。

舉例來說，為了對應第三電子元件16與第五電子元件18之間的空隙形狀，揚聲器裝置50R的第一段部SG21的長度小於揚聲器裝置50L的第一段部SG11的長度，而揚聲器裝置50R的第二段部SG22的長度大於揚聲器裝置50L的第二段部SG12的長度，並且揚聲器裝置50R的第一迴路管110的第一段部SG21的長度小於第二段部SG22的長度。

基於此實施例的第一迴路管110與調節單體200的設計，可以使原本揚聲器模組100的低音的效果明顯地增強。具體而言，請參考下方所列的亥姆霍茲公式：

其中C為聲速，S為第一迴路管110的截面積，V為音腔(如主音腔1021)的體積，L第一迴路管110的長度。

如此公式所示，當L變長時，共振頻率f會降低。由於此實施例的主音腔1021連通了第一迴路管110，意即公式中的L會增長，因此使得低頻的輸出效果可以增強。另外，當C下降時，共振頻率f也會降低。具體而言，調節單體200會降低第一迴路管110內的聲速，因此也會使得低頻的輸出效果可以進一步增強。

另外，由於第一迴路管110為軟性材質製成，因此可以隨著主機模組12內的配置來調整其彎折方式。基於上述的設計，不僅可以增強低頻的輸出效果，更可以使電子裝置達成整體薄型化的目的。

接著，請參考第3圖與第4圖，第3圖為根據本揭露另一實施例之一電子裝置10之部分結構的示意圖，並且第4圖為根據本揭露另一實施例之揚聲器裝置50L之立體示意圖。於此實施例中，揚聲器裝置50L更包含有一第一擴充單體150，對應於電子裝置10之至少一內部元件的形狀，並且第一迴路管110的第二端112連接於第一擴充單體150。

具體而言，如第3圖所示，為了對應第二電子元件15與第三電子元件16的形狀，當沿著Z軸觀察時，第一擴充單體150可為長方形，其在X軸上的寬度小於第二電子元件15與第三電子元件16之間的一空隙GP1。

再者，如第4圖所示，第一擴充單體150可形成封閉的一第一副音腔1501，經由第二端112之第二開口1121連通於第一迴路管110以及主音腔1021。因此，第一副音腔1501與主音腔1021可以共同形成一個更大的音腔，進而可以提升揚聲器裝置50L的低頻聲音輸出效果。

於此實施例中，第一擴充單體150是由金屬材質製成。舉例來說，第一擴充單體150可由銅、鐵或不銹鋼等材質製成。基於這樣的設計，可以進一步提升揚聲器裝置50L的低頻聲音輸出效果。

另外，在一些實施例中，第一副音腔1501內可填充有一多孔性材料155。多孔性材料155例如可為沸石粉與活性碳中之至少一者。在第一副音腔1501內填充多孔性材料155後，第一副音 腔1501內的空氣分子的移動速度會降低，意即亥姆霍茲公式中的聲速會降低，因此會使共振頻率降低，進而增加低頻的聲壓級(sound pressure level，SPL)。

值得注意的是，在本揭露中，為了確保密閉性，第一端111與殼體102的連接處係藉由一密封元件157密封。其中，密封元件157可為矽酮(silicone)製成，但不限於此。

舉例來說，密封元件157也可為一密封環。相似地，第二端112與第一擴充單體150的連接處也可藉由另一密封元件157進行密封。

另外，如第3圖所示，不同於第一擴充單體150，第一擴充單體160為一可回收且可充氣的袋體。舉例來說，第一擴充單體160例如為塑膠材質製成的袋體，並且可對應於第五電子元件18與第三電子元件16的形狀膨脹。

因此，第一擴充單體160可具有更大的第一副音腔1601，進而可使得揚聲器裝置50R達到更好的低頻聲音輸出效果。

接著，請參考第5圖，第5圖表示本揭露不同實施例之揚聲器裝置以及一習知揚聲器裝置的頻率與聲壓級關係圖。如第5圖所示，曲線CV01代表習知揚聲器裝置在不同頻率時的聲壓級曲線，並且曲線CV11、CV21、CV31代表本揭露之揚聲器裝置在不同頻率時的聲壓級曲線。

其中，對應於曲線CV11的揚聲器裝置具有管長50mm與管內徑2mm的第一迴路管110，對應於曲線CV21的揚聲器 裝置具有管長100mm與管內徑3.2mm的第一迴路管110，並且第一迴路管110連通於具有內容積0.5cc的第一擴充單體150。再者，對應於曲線CV31的揚聲器裝置具有管長100mm與管內徑3.2mm的第一迴路管110，並且第一迴路管110連通於具有內容積6.2cc的第一擴充單體150。

由第5圖可以看出，在頻率為400Hz至1000Hz的範圍，本揭露的揚聲器裝置所得到的聲壓級都較習知揚聲器裝置來的高，意即本揭露的揚聲器裝置在低頻時可以產生更好的聲音輸出效果。

請參考第6圖，第6圖表示本揭露不同實施例之揚聲器裝置以及所述習知揚聲器裝置的頻率與阻抗關係圖。如第6圖所示，曲線CV02代表習知揚聲器裝置在不同頻率時的阻抗曲線，並且曲線CV12、CV22、CV32代表本揭露之揚聲器裝置在不同頻率時的阻抗曲線。

其中，曲線CV12與曲線CV11對應於相同的揚聲器裝置，曲線CV22與曲線CV21對應於相同的揚聲器裝置，並且曲線CV32與曲線CV31對應於相同的揚聲器裝置。

由第6圖可以看出，在頻率為400Hz至1000Hz的範圍，本揭露的揚聲器裝置的阻抗都較習知揚聲器裝置的阻抗來的高，意即本揭露的揚聲器裝置在低頻時可以產生更好的聲音輸出效果。

請參考第7圖與第8圖，第7圖表示本揭露另一實施例 之揚聲器裝置以及習知揚聲器裝置的頻率與聲壓級關係圖，並且第8圖表示本揭露另一實施例之揚聲器裝置以及所述習知揚聲器裝置的頻率與阻抗關係圖。

其中，對應於曲線CV41的揚聲器裝置具有管長10.5mm與截面積2*2mm²的第一迴路管110。由第7圖可以看出，在頻率為400Hz至1000Hz的範圍，只要第一迴路管110的管長大於10mm，本揭露的揚聲器裝置所得到的聲壓級都可以較習知揚聲器裝置來的高，進而產生更好的低音輸出效果。

值得說明的是，在第7圖中，雖然曲線CV41在100Hz~400Hz的範圍內的聲壓級小於曲線CV01的聲壓級，但此段頻率的聲音幾乎無法被人耳察覺，因此並不影響本揭露的揚聲器裝置的低頻聲音輸出效果。

在第8圖中，曲線CV42與曲線CV41對應於相同的揚聲器裝置。同樣地，由第8圖可以看出，在低頻時本揭露的揚聲器裝置的阻抗都較習知揚聲器裝置的阻抗來的高，意即本揭露的揚聲器裝置在低頻時可以產生更好的聲音輸出效果。

接著，請參考第9圖與第10圖，第9圖為根據本揭露另一實施例之一電子裝置10之部分結構的示意圖，並且第10圖為根據本揭露另一實施例之揚聲器裝置50L之立體示意圖。於此實施例中，揚聲器裝置50L更包含一第二迴路管130以及一第二擴充單體170。

具體而言，第二迴路管130是連接於第一擴充單體 150以及第二擴充單體170之間，以使第二擴充單體170形成的一第二副音腔1701經由第二迴路管130連通於第一副音腔1501以及主音腔1021。

相似於第一擴充單體150，第二擴充單體170可由金屬材質或具有彈性的塑膠材質製成，並且可藉由二個密封元件157將第二迴路管130與第二擴充單體170的交界處以及將第二迴路管130與第一擴充單體150的交界處進行密封。

由於第一擴充單體150所形成的封閉的第二副音腔1701可連通於第一副音腔1501以及主音腔1021，因此第一副音腔1501、第二副音腔1701與主音腔1021可以共同形成一個更大的音腔，進而可以提升揚聲器裝置50L的低頻聲音輸出效果。

綜上所述，本揭露提供一種揚聲器裝置，包含一揚聲器模組100以及第一迴路管110。第一迴路管110的第一端111是連接於揚聲器模組100的殼體102，第一迴路管110的第二端112為沒有封閉的自由端，具有一第二開口1121，使得殼體102形成的主音腔1021連通於外部空氣。基於這樣的設計，可以有效地提升揚聲器裝置的低頻聲音輸出效果。

另外，在一些實施例中，揚聲器裝置可進一步包含至少一擴充單體，藉由至少一迴路管連接於揚聲器模組100。由於擴充單體所形成的副音腔與揚聲器模組100的主音腔1021可以共同形成一個更大的音腔，因此可以進一步提升揚聲器裝置的低頻聲音輸出效果。

再者，在一些實施例中，迴路管內可設置一調節單體200，及/或擴充單體內可填充有多孔性材料155。這樣的設計會使得空氣分子的移動速度降低，以使得共振頻率跟著降低，進而可以增加低頻的聲壓級。

雖然本揭露的實施例及其優點已揭露如上，但應該瞭解的是，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作更動、替代與潤飾。此外，本揭露之保護範圍並未侷限於說明書內所述特定實施例中的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，任何所屬技術領域中具有通常知識者可從本揭露揭示內容中理解現行或未來所發展出的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，只要可以在此處所述實施例中實施大抵相同功能或獲得大抵相同結果皆可根據本揭露使用。因此，本揭露之保護範圍包括上述製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟。另外，每一申請專利範圍構成個別的實施例，且本揭露之保護範圍也包括各個申請專利範圍及實施例的組合。

50L:揚聲器裝置 100:揚聲器模組 102:殼體 1021:主音腔 1022:出音口 104:揚聲器單體 1041:振膜 110:第一迴路管 110D:內徑 111:第一端 1111:第一開口 112:第二端 1121:第二開口 157:密封元件 200:調節單體 SG11:第一段部 SG12:第二段部 SS1:第一側面 SS2:第二側面 X:X軸 Y:Y軸 Z:Z軸

Claims (8)

1. 一種揚聲器裝置，安裝於一電子裝置，並且該揚聲器裝置包含：一揚聲器模組，具有：一殼體，具有一主音腔以及一出音口；以及一揚聲器單體，設置於該殼體內，並且該揚聲器單體包含一振膜，連通於該出音口；以及一第一迴路管，具有一第一端以及一第二端，並且該第一端連接於該殼體；其中，該第一迴路管的長度至少為10mm，並且該第一迴路管的內徑至少為2mm；其中該揚聲器裝置更包含有一第一擴充單體，對應於該電子裝置之至少一內部元件的形狀，該第一迴路管之該第二端連接於該第一擴充單體，並且該第一擴充單體形成的一第一副音腔經由該第二端連通於該第一迴路管以及該主音腔；其中該第一擴充單體為一可回收且可充氣的袋體。
2. 如請求項1之揚聲器裝置，其中該第一端具有一第一開口，連通於該主音腔，並且該第二端具有一第二開口，連通於該第一擴充單體之該第一副音腔。
3. 如請求項2之揚聲器裝置，其中該殼體具有矩形體結構，並且該第一迴路管具有一第一段部以及一第二段部，該第一端與該第二端分別位於該第一段部以及該第二段部，該第一段部平 行且鄰接於該矩形體結構的一第一側面，並且該第二段部平行且鄰接於該矩形體結構的一第二側面。
4. 如請求項2之揚聲器裝置，其中該揚聲器裝置更包含一調節單體，設置於該第一迴路管內，並且該調節單體鄰近於該第二開口設置。
5. 如請求項1之揚聲器裝置，其中該第一擴充單體係由金屬材質製成。
6. 如請求項1之揚聲器裝置，其中該第一副音腔內填充有一多孔性材料，包含沸石粉與活性碳中之至少一者。
7. 如請求項1之揚聲器裝置，其中該第一端與該殼體的連接處係藉由一密封元件密封，並且該第二端與該第一擴充單體的連接處係藉由另一密封元件密封，其中該些密封元件包含矽酮(silicone)或一密封環。
8. 如請求項1之揚聲器裝置，其中該揚聲器裝置更包含一第二迴路管以及一第二擴充單體，該第二迴路管連接於該第一擴充單體以及該第二擴充單體之間，以使該第二擴充單體形成的一第二副音腔經由該第二迴路管連通於該第一副音腔以及該主音腔。

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