CN101453678A - 扬声机构及应用其的电子装置 - Google Patents

Abstract

一种扬声机构及应用其的电子装置。扬声机构包括一音箱、一扬声元件及一声音补偿元件。扬声元件设置于音箱表面。扬声元件用以发出一声音讯号。声音补偿元件设置于音箱表面。声音补偿元件包括一共振薄膜及一增重元件。共振薄膜可与声音讯号共振于一共振频率范围，以补偿声音讯号于共振频率范围的声音强度。增重元件贴附于共振薄膜的表面。增重元件的重量与共振频率范围相关。

Description

扬声机构及应用其的电子装置

技术领域

本发明是有关于一种扬声机构及应用其的电子装置，且特别是有关于一种小型扬声机构其应用其的电子装置。

背景技术

随着科技发展，各式电子装置不断推陈出新，带给人们生活中许多的便利与无限的乐趣。其中，许多的电子装置均搭载有扬声机构。通过扬声机构即可广播一声音讯号，以播放音乐、讯息或进行口语沟通等动作。

请参照图1，其所示为一种传统的扬声机构900的示意图。扬声机构900包括一音箱940及一喇叭950。其中喇叭950包括一导电线圈951、一金属元件952及一振动薄膜953。导电线圈951及金属元件952设置于音箱940内，导电线圈951环绕于金属元件952的***。当导电线圈951通入一交流电时，导电线圈951与金属元件952产生一磁场。磁场随着交流电的大小及方向改变，并使得振动薄膜953随着磁场的改变而振动。振动薄膜953振动后产生声音讯号S9，声音讯号S9并在音箱940内共振后传递至外界。

然而，手机、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、笔记本电脑、数码相机或全球定位***(GPS)接收装置等携带式电子装置不断朝向“轻、薄、短、小”的趋势发展。因此，携带式电子装置的扬声机构900的音箱940越来越小，甚至小于4立方厘米(cm³)。使得喇叭950所发出的声音讯号S9在音箱940共振时，低音频率范围的共振效果变得很差。

因此，如何提出一扬声机构及应用其的电子装置，来解决小体积的音箱所带来的低音频率范围效果较差的问题，实为目前的一重要研发方向。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种扬声机构及应用其的电子装置，其利用声音补偿元件共振于一共振频率范围的特性，补强扬声机构在此共振频率范围的声音讯号。使得本发明的扬声机构及应用其的电子装置可具有“在小音箱的结构下，仍可获得最佳的低音共振效果”、“不影响其它的电子元件”、“成本低廉”、“使用方便”、“环场音效、多方向传递的效果”以及“相位分离的效果”。

根据本发明的一目的，提出一种扬声机构。扬声机构包括一音箱、一扬声元件及一声音补偿元件。扬声元件设置于音箱表面。扬声元件用以发出声音讯号。声音补偿元件设置于音箱表面。声音补偿元件包括一共振薄膜及一增重元件。共振薄膜可与声音讯号共振于一共振频率范围，以补偿声音讯号于特定共振频率范围的声音强度。增重元件贴附于共振薄膜的表面。增重元件的重量与共振频率范围相关。

根据本发明的另一目的，提出一种电子装置。电子装置包括一壳体、一控制单元及一扬声机构。控制单元设置于壳体内。扬声机构包括一音箱、一扬声元件及一声音补偿元件。扬声元件设置于音箱表面。控制单元电性连接至扬声元件，以控制扬声元件发出一声音讯号。声音补偿元件设置于音箱表面。声音补偿元件包括一共振薄膜及一增重元件。共振薄膜可与声音讯号共振于一共振频率范围，以补偿声音讯号于共振频率范围的声音强度。增重元件贴附于共振薄膜的表面。增重元件的重量与共振频率范围相关。

本发明的效果：

本发明所揭露的扬声机构及应用其的电子装置利用声音补偿元件共振于一共振频率范围的特性，补强扬声机构在此共振频率范围的声音讯号。使得本发明的扬声机构及应用其的电子装置至少具有下列优点：

第一、在小音箱的结构下，仍可获得较佳的低音共振效果：本发明的扬声机构在不增加音箱体积之下，只需设置一声音补偿元件即可达到较佳的低音共振效果。相当地符合电子装置朝向“轻、薄、短、小”的潮流，并解决了长久以来小音箱所产生的低音效果不佳的问题。

第二、不影响其它的电子元件：在小型化的电子装置中，各个电子零件拥挤的设置于电子装置内。其中，天线及芯片等电子零件的运作相当容易受到导线及金属的影响。本发明的声音补偿元件并不具有导线或金属，因此对于其它电子零件的影响可降至最低。

第三、成本低廉：声音补偿元件在材料成本及制造成本上均相当的低廉，更使得本发明的扬声机构及应用其的电子装置具有大量制造的优势。

第四、使用方便：扬声机构更可独立形成一气密性良好的单一结构体，使得扬声机构更便于应用各种不同的电子装置内。

第五、环场音效、多方向传递的效果：扬声机构的声音讯号可通过扬声元件及声音补偿元件传递至外界。依据扬声元件及声音补偿元件的设置位置，更可获得环场音效、多方向传递的效果。

第六、相位分离的效果：扬声机构更可通过隔板或导音管，而使得扬声元件的共振频率与声音补偿元件的共振频率相位分离。

为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

附图说明

图1所示为一种传统的扬声机构的示意图；

图2所示为依照本发明第一实施例的扬声机构及应用其的电子装置示意图；

图3所示为图2的扬声机构及应用其的电子装置的分解图；

图4所示为图2的扬声机构及应用其的电子装置的俯视图；

图5所示为图4的扬声机构沿截面线5-5’的剖面图；

图6所示为本发明第一实施例的扬声机构的量测图；

图7所示为依照本发明第二实施例的扬声机构及应用其的电子装置的示意图；

图8所示为依照本发明第三实施例的扬声机构及应用其的电子装置的示意图；

图9所示为依照本发明第四实施例的扬声机构及应用其的电子装置的示意图；

图10所示为依照本发明第五实施例的扬声机构及应用其的电子装置的示意图。

具体实施方式

第一实施例

请同时参照图2、图3，图2所示为依照本发明第一实施例的扬声机构110及应用其的电子装置100示意图。图3所示为图2的扬声机构110及应用其的电子装置100的分解图。电子装置100包括一壳体120、一控制单元140及一扬声机构110。控制单元140设置于壳体120内。扬声机构110包括一音箱111、一扬声元件112及一声音补偿元件113。扬声元件112设置于音箱111表面。控制单元140电性连接至扬声元件112，以控制扬声元件112发出一声音讯号S1。声音补偿元件113设置于音箱114表面。声音补偿元件113包括一共振薄膜1131及一增重元件1132。共振薄膜1131共振于一共振频率范围，通常为400赫(Hz)至扬声元件112的第一共振点，以补偿声音讯号S1于共振频率范围的声音强度。增重元件1132贴附于共振薄膜1131的表面。增重元件1132的重量与共振频率范围相关。

在本实施例中，声音补偿元件113于400赫(Hz)至500赫(Hz)的共振频率范围具有最佳的共振效果。一般而言，小体积的音箱111(例如是4立方厘米以下，在本实施例中，音箱111的体积为1.5立方厘米)在400赫(Hz)至500赫(Hz)的低共振频率范围的效果不佳，通过本发明的声音补偿元件113，即可有效地补偿400赫(Hz)至500赫(Hz)的共振频率范围的声音讯号S1。

电子装置100更包括一电路板130。电路板130设置于壳体120内。如图3所示，音箱111具有一第一开口111a、一第二开口111b及一第三开口111c。扬声元件112密封式设置于第一开口111a，声音补偿元件113密封式设置于第二开口111b，第三开口111c密封式耦接于电路板130，以使音箱111形成一封闭式空间。扬声元件112所发出的声音讯号S1即可在此封闭式空间内共振。

此外，音箱111的第三开口111c除了可以耦接于电路板130外，更可以耦接于壳体120，以形成封闭式空间。使用者可视电子装置100的结构设计来作适当的调整。

如图2所示，扬声元件112及声音补偿元件113位于同一个音箱111内。扬声元件112所发出的声音讯号S1共振于音箱111内时，声音补偿元件113亦接收声音讯号S1，并同步共振以加强声音讯号S1。

再者，本实施例的扬声元件112及声音补偿元件113设置于音箱111的同一侧(即Z轴的正方向)。藉此，扬声元件112及声音补偿元件113可朝向同一方向传递声音讯号S1，以获得共振的效果。

请参照图3，在共振薄膜1131随着声音讯号S1共振的过程中，增重元件1132的重量与共振频率范围相关。使用者可适当的调整增重元件1132的重量(例如是100～300毫克(mg)，在本实施例中，增重元件1132的重量为200毫克)，即可使本实施例的声音补偿元件113于400赫(Hz)至500赫(Hz)的共振频率范围获得最佳的效果。

请参照图4、图5，图4所示为图2的扬声机构110及应用其的电子装置100的俯视图，图5所示为图4的扬声机构110沿截面线5-5’的剖面图。如图5所示，增重元件1132贴附共振薄膜1131的中央处。共振薄膜1131在共振过程中，由于增重元件1132具有一定的重量，共振薄膜1132摆动地较为缓慢。使得本实施例的声音补偿元件113很容易地在低频率范围内产生共振。

如请参照图6，其所示为本实施例的扬声机构110的量测图。曲线A表示未贴附增重元件1132的共振薄膜1131的量测曲线，曲线B表示已贴附增重元件1132的共振薄膜1131的量测曲线。图6的横轴代表共振频率(Hz)，纵轴代表增益值(dB)。以曲线A及曲线B比较，曲线B在400赫(Hz)至500赫(Hz)的共振频率范围内的增益值明显高出曲线A许多(如图6的虚线区域所示)。也就是说，贴附有增重元件1132的扬声机构110在400赫(Hz)至500赫(Hz)的共振频率范围内具有极佳的效果。

此外，共振薄膜1131的材质亦会影响声音补偿元件113的共振频率范围。一般而言，越硬的材质(例如是金属)的共振频率越高；越软的材质(例如是塑料)的共振频率越低。在本实施例中，声音补偿元件113的目的是用以补偿低音频率范围的声音讯号S1，故采用塑料薄膜作为本实施例的共振薄膜1131。

再者，共振薄膜1131的厚度亦会影响声音补偿元件113的共振频率范围。共振薄膜1131的厚度越薄，共振薄膜113越容易摆动，使得共振薄膜1131的共振频率越高。共振薄膜1131的厚度越厚，共振薄膜1131越不容易摆动，使得共振薄膜1131的共振频率越低。使用者可依据实际需求调整共振薄膜1131的厚度。

如上所述，不论是增重元件1132的重量、共振薄膜1131的材质或是共振薄膜1131的厚度均可经过适当的调整后，使得声音补偿元件113共振于欲加强的共振频率范围内。

此外，若欲增加音箱111的气密性，共振薄膜1131可以与音箱111为一体成型的结构，以保持音箱111良好的气密性。或者，当共振薄膜1131与音箱111选用不同材质时，亦可通过橡胶或海绵来组装成一密闭空间。

如上所述，声音补偿元件113的在低共振频率范围内补强声音讯号S1，使得扬声机构110在不增加任何复杂的元件(例如是另一喇叭)或增加音箱111的体积下，即可获得最佳的低音效果。

第二实施例

本实施例的扬声机构210及应用其的电子装置200与第一实施例的扬声机构110及应用其的电子装置100不同处在于共振薄膜2131的结构，其余相同之处并不再赘述。请参照图7，其所示为依照本发明第二实施例的扬声机构210及应用其的电子装置200的示意图。在本实施例中，共振薄膜2131的中央处具有一第一厚度D1，共振薄膜2131的边缘处具有一第二厚度D2，第一厚度D1大于二厚度D2。由于共振薄膜2131的边缘处的第二厚度D2较薄，因此共振薄膜2131的边缘处较中央处软。且共振薄膜2131的中央处的第一厚度D1较厚，因此共振薄膜2131的中央处较边缘处厚。此结构将使得共振薄膜2131摆动的较为缓慢，而在低共振频率范围内可获得较佳的共振效果。

第三实施例

本实施例的扬声机构310及应用其的电子装置300与第一实施例的扬声机构110及应用其的电子装置100不同处在于音箱311的结构，其余相同之处并不再赘述。请参照图8，其所示为依照本发明第三实施例的扬声机构310及应用其的电子装置300的示意图。在本实施例中，音箱311具有一第一开口111a及一第二开口111b，扬声元件112密封式设置于第一开口111a，声音补偿元件113密封式设置于第二开口111b，以使音箱311形成一封闭式空间。音箱311仅具有第一开口111a及第二开口111b，扬声元件111及声音补偿元件113分别设置于第一开口111a及第二开口111b后，音箱311即形成封闭式空间。也就是说，本实施例的扬声机构310可以独立于电路板130或壳体120外。在某些的电子装置中，可视设计需求采用本实施例的扬声机构310，而不必考虑如何与电路板或壳体保持良好的气密性。使得电子装置的机构设计更加的方便。

第四实施例

本实施例的扬声机构410及应用其的电子装置400与第一实施例的扬声机构110与应用其的电子装置100不同处在于扬声元件112及声音补偿元件113的相对位置，其余相同之处并不再赘述。请参照图9，其所示为依照本发明第四实施例的扬声机构410及应用其的电子装置400的示意图。在本实施例中，扬声元件112及声音补偿元件113设置于音箱411的相对两侧。藉此，扬声元件112所产生的声音讯号S1可朝两个方向传递(即图9的Z轴正方向及负方向)。在某些电子装置的应用中，更可以达到环场音效、多方向传递的效果。使用者可视电子装置的设计需求而采用。

第五实施例

本实施例的扬声机构510及应用其的电子装置500与第一实施例的扬声机构110与应用其的电子装置100不同之处在于扬声机构510更包括一隔板514，其余相同之处并不再赘述。请参照图10，其所示为依照本发明第五实施例的扬声机构510及应用其的电子装置500的示意图。在本实施例中，扬声机构510更包括一隔板514。隔板514设置于扬声元件112及声音补偿元件113之间。隔板514实质上将音箱111区隔为两个相互连通的第一共振空间1111及一第二共振空间1112。扬声元件112产生一第一声音讯号S51后，第一声音讯号S51共振于第一共振空间1111。第一声音讯号S51经过隔板514的反射作用后，传递至第二共振空间1112时形成与第一声音讯号S51相位相反的一第二声音讯号S52，第二声音讯号S52并与声音补偿元件113共振。使得扬声元件112的振动频率及声音补偿元件113的振动频率相位分离。

在本实施例中，虽然扬声机构510采用隔板514将音箱111区隔为第一共振空间1111及第二共振空间1112，以使扬声元件112的振动频率与声音补偿元件113的振动频率相位分离。相位分离意谓的是将扬声机构510的两个不同方向的音压隔离，避免相互抵消，造成音压的衰减。然扬声机构510亦可采用一导音管耦接于音箱111，通过声音讯号在导音管内的反射，使得扬声元件112的振动频率及声音补偿元件113的振动频率相位分离。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (14)

1.一种扬声机构，其特征是，包括：

一音箱；

一扬声元件，设置于上述音箱表面，上述扬声元件用以发出一声音讯号；以及

一声音补偿元件，设置于上述音箱表面，上述声音补偿元件包括：

一共振薄膜，可与上述声音讯号共振于一共振频率范围，以补偿上述声音讯号于上述共振频率范围的声音强度；及

一增重元件，贴附于上述共振薄膜的表面，上述增重元件的重量与上述共振频率范围相关。

2.根据权利要求1所述的扬声机构，其特征是，其中上述共振薄膜及上述音箱为一体成型的结构。

3.根据权利要求1所述的扬声机构，其特征是，其中上述增重元件的重量为100～300毫克(mg)，上述共振频率范围为400赫(Hz)至上述扬声元件的第一共振点。

4.根据权利要求1所述的扬声机构，其特征是，其中上述共振薄膜的材质与上述共振频率范围相关。

5.根据权利要求1所述的扬声机构，其特征是，其中上述共振薄膜的中央处具有一第一厚度，上述共振薄膜的边缘处具有一第二厚度，上述第一厚度大于上述二厚度。

6.根据权利要求1所述的扬声机构，其特征是，其中上述扬声元件及上述声音补偿元件设置于上述音箱的同一侧。

7.根据权利要求1所述的扬声机构，其特征是，其中上述扬声元件及上述声音补偿元件设置于上述音箱的相对两侧。

8.根据权利要求1所述的扬声机构，其特征是，其中上述音箱具有一第一开口及一第二开口，上述扬声元件密封式设置于上述第一开口，上述声音补偿元件密封式设置于上述第二开口，以使上述音箱形成一封闭式空间。

9.根据权利要求1所述的扬声机构，其特征是，其中上述音箱具有一第一开口、一第二开口及一第三开口，上述扬声元件密封式设置于上述第一开口，上述声音补偿元件密封式设置于上述第二开口，上述第三开口密封式耦接于一电子装置的一电路板或一壳体，以使上述音箱形成一封闭式空间。

10.根据权利要求1所述的扬声机构，其特征是，其中上述共振频率范围为400赫(Hz)至上述扬声元件的第一共振点。

11.根据权利要求1所述的扬声机构，其特征是，更包括：

一隔板，设置于上述扬声元件及上述声音补偿元件之间，用以使上述扬声元件的振动频率及上述声音补偿元件的振动频率相位分离。

12.根据权利要求1所述的扬声机构，其特征是，更包括：

一导音管，耦接于上述音箱，以使上述扬声元件的振动频率及上述声音补偿元件的振动频率相位分离。

13.根据权利要求1所述的扬声机构，其特征是，其中上述音箱的体积小于4立方厘米(cm³)。

14.一种电子装置，其特征是，包括：

一壳体；

一控制单元，设置于上述壳体内；以及

一扬声机构，包括：

一音箱；

一扬声元件，设置于上述音箱表面，上述控制单元电性连接至上述扬声元件，以控制上述扬声元件发出一声音讯号；及

一声音补偿元件，设置于上述音箱表面，上述声音补偿元件包括：

一共振薄膜，可与上述声音讯号共振于一共振频率范围，以补偿上述声音讯号于上述共振频率范围的声音强度；及

一增重元件，贴附于上述共振薄膜的表面，上述增重元件的重量与上述共振频率范围相关。

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