TWM624428U

TWM624428U - 揚聲器

Info

Publication number: TWM624428U
Application number: TW110212823U
Authority: TW
Inventors: 魏鵬江
Original assignee: 大陸商美特科技（蘇州）有限公司
Priority date: 2021-09-16
Filing date: 2021-10-29
Publication date: 2022-03-11
Also published as: CN215647334U

Abstract

本申請關於一種揚聲器，其包括殼體組件、振動板、驅動組件、第一調節單元及第二調節單元。殼體組件具有容置空間以及出聲口通道，容置空間連通於出聲口通道。振動板設置於容置空間中。驅動組件設置於容置空間中，並被配置以驅動振動板振動。第一調節單元設置於出聲口通道中，第一調節單元由聲學超材料組成。第二調節單元設置於振動板的一側，第二調節單元由聲學超材料組成。

Description

揚聲器

本申請有關於揚聲器的技術領域，特別是關於一種具有聲學超材料的揚聲器。

揚聲器是一種將電子訊號轉換成聲音的裝置。具體來說，揚聲器由殼體、磁鐵、線圈及振膜所組成。當電流通過線圈時，線圈產生磁場。接著，由線圈產生的磁場會與磁鐵帶有的磁場交互作用，進而使線圈靠近或遠離磁鐵。最後，線圈在靠近或遠離磁鐵的過程中會帶動振膜一同振動，從而發出聲音。所發出的聲音藉由殼體的共鳴便能夠提供給使用者聽取。

對於側出音設計的微型揚聲器來說，振膜與殼體所構成的共鳴區域(亦稱為「前腔」)會出現一個尖銳的聲學峰值與谷值，且高頻感度會急劇擦減。如此一來，使用者在聽取出現偏差的音頻後會感受到極度的不舒適，從而大幅度地降低使用者體驗。

為了解決上述問題，一般都是藉由在揚聲器中設置額外的聲學腔體或是另一片振膜來改善聲學曲線。然而，額外的聲學腔體會擠壓揚聲器中的其他組件，從而導致低頻感度的下降。另一方面，兩片振膜的結構對於產品的精細度要求極高，些微的公差均會導致聲學曲線的大幅度偏差。因此，如何在不犧牲揚聲器的音質且不提高生產難度的情況下改善使用者體驗，便成為本領域亟待解決的課題。

本申請實施例提供一種揚聲器，解決目前的揚聲器在特定頻率下的頻響曲線會出現尖銳的聲學峰值與谷值的問題。

為了解決上述技術問題，本申請是這樣實現的：

提供一種揚聲器，其包括殼體組件、振動板、驅動組件、第一調節單元及第二調節單元。殼體組件具有容置空間以及出聲口通道，容置空間連通於出聲口通道。振動板設置於容置空間中。驅動組件設置於容置空間中，並被配置以驅動振動板振動。第一調節單元設置於出聲口通道中，第一調節單元由聲學超材料組成。第二調節單元設置於振動板的一側，第二調節單元由聲學超材料組成。

在一些實施例中，第一調節單元被配置以調節揚聲器在頻率範圍為6~10kHz的頻響曲線，第二調節單元被配置以調節揚聲器在頻率範圍為2~5kHz的頻響曲線。

在一些實施例中，容置空間被振動板劃分為第一容置空間以及第二容置空間，第二調節單元位於第一容置空間中，驅動組件位於第二容置空間中，出聲口通道具有出聲口，出聲口通道遠離出聲口的一端連通第一容置空間。

在一些實施例中，第一調節單元包括第一主體及第二主體。第一主體具有第一側板及複數個第一隔板，複數個第一隔板間隔地設置於第一側板上。第二主體相對地設置於第一主體的一側，其中第二主體具有第二側板及複數個第二隔板，第二側板設置於複數個第一隔板的遠離第一側板的一側，複數個第二隔板間隔地設置於第二側板上，複數個第二隔板與複數個第一隔板交錯設置並且互相平行。

在一些實施例中，第一調節單元包括第一調節入口和第一調節出口，第一調節入口和第一調節出口分別位於相鄰的第一隔板和第二隔板之間，第一調節入口靠近第一容置空間，第一調節出口靠近出聲口。

在一些實施例中，複數個第一隔板中的每一個位於複數個第二隔板中的相鄰兩個之間。

在一些實施例中，容置空間被振動板劃分為第一容置空間以及第二容置空間，驅動組件位於第二容置空間中，殼體組件還具有側空間，側空間連通第一容置空間，第一容置空間位於側空間和出聲口通道之間，第二調節單元位於側空間中。

在一些實施例中，第二調節單元包括第三主體及第四主體。第三主體具有第三側板及複數個第三隔板，複數個第三隔板間隔地設置於第三側板上。第四主體相對地設置於第四主體的一側，其中第四主體具有第四側板及複數個第四隔板，第四側板設置於複數個第三隔板的遠離第三側板的一側，複數個第四隔板間隔地設置於第四側板上，複數個第三隔板與複數個第四隔板交錯設置並且互相平行。

在一些實施例中，第二調節單元包括第二調節口和第三調節口，第二調節口和第三調節口分別位於相鄰的第三隔板和第四隔板之間，第二調節口和第三調節口皆朝向第一容置空間。

在一些實施例中，複數個第三隔板中的每一個位於複數個第四隔板中的相鄰兩個之間。

本申請的揚聲器藉由設置於出聲口通道的第一調節單元以及振動板一側的第二調節單元改善頻響曲線。更具體地，第一調節單元及第二調節單元分別由聲學超材料組成，因此可以在不佔用過多空間的情況下有效地改善頻響曲線。除此之外，聲學超材料的設置不會犧牲揚聲器的音質，也不會提升揚聲器的生產難度。如此一來，本申請實現了一種具有優異頻響曲線的揚聲器。

為利瞭解本申請之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本申請配合圖式，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本申請實施後之真實比例與精確配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、局限本申請於實際實施上的權利範圍，合先敘明。

除非另有定義，本文所使用的所有術語(包含技術和科學術語)具有與本申請所屬技術領域的通常知識者通常理解的含義。將進一步理解的是，諸如在通常使用的字典中定義的那些術語應當被解釋為具有與它們在相關技術和本申請的上下文中的含義一致的含義，並且將不被解釋為理想化的或過度正式的意義，除非本文中明確地如此定義。

請參閱圖1至圖4，其是本申請一實施例的揚聲器的示意圖、分解圖、另一分解圖及殼體組件、第一調節單元及第二調節單元的示意圖。如圖所示，揚聲器1包括殼體組件10、振動板11、驅動組件12、第一調節單元13及第二調節單元14。殼體組件10具有容置空間100以及出聲口通道101，容置空間100連通於出聲口通道101。振動板11設置於容置空間100中。驅動組件12設置於容置空間100中，並被配置以驅動振動板11振動。第一調節單元13設置於出聲口通道101中，第一調節單元13由聲學超材料組成。第二調節單元14設置於振動板11的一側，第二調節單元14由聲學超材料組成。

聲學超材料是人工製造的一種複合結構。在結構的尺寸遠小於聲波波長的情況下，聲學超材料具有很多自然材料所不具備的特殊性質。亦即，聲學超材料是藉由調整尺寸來改變其在聲學上的物理特性，從而不受限於材料本質的物理特性(例如，使某個空間的折射指數大於1)。具體地，聲學超材料是由具有特定形狀的固體材料所構成，其餘的部分則是填滿空氣。請一併參閱圖6及圖7，其分別是本申請一實施例的第一調節單元的立體圖及上視圖。以圖7所示為例，聲學超材料的固體材料具有厚度w、單元長度U _x及單元寬度U _y，且固體材料之間具有間隔寬度d。進一步地，聲學超材料還具有能與周遭產生響應(例如，實際上發生局域共振的空間尺寸)的空間長度P _x及空間寬度P _y，且空間長度P _x及空間寬度P _y分別大於或等於單元長度Ux及單元寬度Uy。進一步地，聲學超材料的設計需要符合下列公式： d = 1.7w，U _x= 9w + 8d = 22.6w， r = P _x/ P _y， U _y= U _x/ r， n _eff* k ₀* l = π / 2， k ₀=2 * π * freq ₀/ c ₀。

其中，n _eff是折射率指數(例如，空氣的折射率指數n _air為1)，l是P _x* P _y，c ₀是聲音在空氣中的傳播速率(343m/s)。如此一來，在設計聲學超材料時，便可以根據所欲取得的物理性質(例如，特定的折射率指數)去計算出聲學超材料的尺寸。

基於上述原理，本申請藉由設置有第一調節單元13及第二調節單元14，以實現改善響頻曲線的功效。從揚聲器1的結構來看，殼體組件10的容置空間100可以被振動板11劃分為第一容置空間100a(或者，可以稱為前腔)以及第二容置空間(或者，可以稱為後腔)。其中，第二調節單元14位於第一容置空間100a中，驅動組件12位於第二容置空間中。另外，出聲口通道101具有出聲口1010，出聲口通道101遠離出聲口1010的一端連通第一容置空間100a，且第一調節單元13位於出聲口通道101鄰近於出聲口1010的一端上。亦即，本申請藉由將驅動組件12、振動板11、第一調節單元13及第二調節單元14之間的相對位置設置成如上所述，實現了優異的頻響曲線。

在一些實施例中，第一調節單元13被配置以調節揚聲器1在頻率範圍為6~10kHz的頻響曲線，且第二調節單元14被配置以調節揚聲器1在頻率範圍為2~5kHz的頻響曲線。在本文中的「調節」可以是兩種情況，一是降低所述頻率範圍的頻響，二是提升所述頻率範圍的頻響。值得一提的是，上述的頻率範圍僅是示例，本申請的第一調節單元13及第二調節單元14亦可以藉由改變尺寸(例如，上文中所述之厚度w、單元長度U _x及單元寬度U _y等)，以將頻率範圍延展。

請參閱圖5，其是本申請一實施例的頻響曲線的測試結果。其中，實線為設置有第一調節單元13及第二調節單元14的頻響曲線，虛線為未設置有第一調節單元13及第二調節單元14的頻響曲線。如圖所示，在頻率範圍為2~5kHz的位置處，現有技術的揚聲器會有尖銳的峰值。另外，在頻率範圍為6~10kHz的位置處，現有技術的揚聲器的頻率響應發生驟降，亦即有一個頻響的低谷。進一步地，在設置具有特定尺寸的聲學超材料之後，揚聲器的頻響曲線被大幅度地優化，從而展現平滑的曲線。也就是說，本申請的揚聲器藉由設置調節單元而實現了優異的音質。為了使本申請更加淺顯易懂及清楚，在下文中將詳細地描述本申請的各種實施態樣以及零部件的細節。

如圖2及圖4所示，在一些實施例中，第一調節單元13可以藉由射出成型製程直接形成在出聲口通道101中。然而，本申請不限於此。在其他的實施例中，第一調節單元13也可以藉由壓鑄、鍛造或是3D列印等方式形成，並藉由黏著劑設置於出聲口通道101中。

在一些實施例中，第一調節單元13的固體材料可以包括金屬，例如：鋁。在一些實施例中，第一調節單元13的固體材料可以包括塑料，例如：聚碳酸酯。然而，本申請不限於此。所屬技術領域具有通常知識者所認知的合適材料皆可以應用於本申請中。

如圖6及圖7所示，在一些實施例中，第一調節單元13可以包括第一主體130及第二主體131。第一主體130具有第一側板1300及複數個第一隔板1301，複數個第一隔板1301間隔地設置於第一側板1300上。第二主體131相對地設置於第一主體130的一側，其中第二主體131具有第二側板1310及複數個第二隔板1311，第二側板1310設置於複數個第一隔板1301的遠離第一側板1300的一側，複數個第二隔板1311間隔地設置於第二側板1310上，複數個第二隔板1311與複數個第一隔板1301交錯設置並且互相平行。

在一些實施例中，複數個第一隔板1301中的每一個位於複數個第二隔板1311中的相鄰兩個之間。亦即，第一調節單元13的最外側的兩個隔板均為第二隔板1311。舉例來說，複數個第一隔板1301的數量為四個，複數個第二隔板1311的數量為五個。然而，本申請不限於此。在其他實施例中，複數個第一隔板1301的數量可為二個、三個、五個或是更複數個，複數個第二隔板1311的數量可為三個、四個、六個或是更複數個，其只要能夠符合複數個第二隔板1311的數量多於複數個第一隔板1301的數量一個即可。

值得一提的是，本申請不限於上述的配置，其可以根據實際情況而定。舉例來說，在其他實施例中，複數個第一隔板1301的數量可以相同於複數個第二隔板1311的數量。亦即，第一調節單元13由兩個對稱的第一主體130及第二主體131組成，且第一調節單元13最外側的兩個隔板分別為第一隔板1301及第二隔板1311。

如圖4所示，在一些實施例中，第一側板1300及第二側板1310沿著水平面橫放於出聲口通道101，且位於最外側的兩個第二隔板1311朝向出聲口通道101的開口方向。亦即，在圖7中所觀察到的第一調節單元13的聲學超材料是朝向環繞出聲口通道101的左右側壁。值得一提的是，上述的設置方法僅是示例，本申請不限於此。在其他實施例中，在圖7中所觀察到的第一調節單元13的聲學超材料也可以朝向出聲口通道101的開口方向。

在一些實施例中，第一調節單元13包括第一調節入口132和第一調節出口133，第一調節入口132和第一調節出口133分別位於相鄰的第一隔板1301和第二隔板1311之間，第一調節入口132靠近第一容置空間100a，第一調節出口133靠近出聲口1010。亦即，由振動板11所發出的聲音可由第一調節入口132進入到第一調節單元13中，並在受到干涉後由第一調節出口133離開第一調節單元13。

如圖2所示，在一些實施例中，第二調節單元14可以藉由射出成型製程直接形成在振動板11的一側。然而，本申請不限於此。在其他的實施例中，第二調節單元14也可以藉由壓鑄、鍛造或是3D列印等方式形成，並藉由黏著劑設置於振動板11的一側。

在一些實施例中，殼體組件10還可具有側空間100b，側空間100b連通第一容置空間100a，第一容置空間100a位於所述側空間100b和出聲口通道101之間。在這種情況下，第二調節單元14可以不設置在第一容置空間100a中，而是位於側空間100b中。亦即，殼體組件10可以對應於第二調節單元14而設計有專用的容置區域，以更佳地容置第二調節單元14。與前文所述之設置方式相比，本實施例提供了一種設置位置些微偏移但具有同樣功效的實施態樣。值得一提的是，在一些情況下，側空間100b也可以被視為第一容置空間100a的一部分(因彼此連通)。因此，此處的實施態樣僅是從不同的方面來解釋本申請，而非用於限制本申請。

在一些實施例中，第二調節單元14的固體材料可以包括金屬，例如：鋁。在一些實施例中，第二調節單元14的固體材料可以包括塑料，例如：聚碳酸酯。然而，本申請不限於此。所屬技術領域具有通常知識者所認知的適合材料皆可以應用於本申請中。

請參閱圖8及圖9，其分別是本申請一實施例的第二調節單元的立體圖及側視圖。如圖所示，在一些實施例中，第二調節單元14包括第三主體140及第四主體141。第三主體140具有第三側板1400及複數個第三隔板1401，複數個第三隔板1401間隔地設置於第三側板1400上。第四主體141相對地設置於第三主體140的一側，其中第四主體141具有第四側板1410及複數個第四隔板1411，第四側板1410設置於複數個第三隔板1401的遠離第三側板1400的一側，複數個第四隔板1411間隔地設置於第四側板1410上，複數個第三隔板1401與複數個第四隔板1411交錯設置並且互相平行。

在一些實施例中，複數個第三隔板1401中的每一個位於複數個第四隔板1411中的相鄰兩個之間。類似於第一調節單元13的配置，第二調節單元14的最外側的兩個隔板均為第四隔板1411。在一些實施例中，複數個第三隔板1401的數量為三個，複數個第四隔板1411的數量為四個。然而，本申請不限於此。在其他實施例中，複數個第三隔板1401的數量可為二個、四個、五個或是更複數個，複數個第四隔板1411的數量可為三個、五個、六個或是更複數個，其只要能夠符合複數個第四隔板1411的數量多於複數個第三隔板1401的數量一個即可。然而，本申請不限於上述配置，其可以根據實際情況而定。詳細的敘述可以參考第一調節單元13，於此不再贅述。

如圖2及圖4所示，在一些實施例中，第三側板1400及第四側板1410垂直地豎立於振動板11的一側，且第三側板1400及第四側板1410朝向容置空間100。另外，複數個第三隔板1401及複數個第四隔板1411垂直地豎立於振動板11的一側，且朝向出聲口通道101的開口方向。亦即，在圖8中所觀察到的第二調節單元14的聲學超材料是朝向揚聲器1的頂蓋103(如圖2所示)。

在一些實施例中，第二調節單元14包括第二調節口142和第三調節口143，第二調節口142和第三調節口143分別位於相鄰的第三隔板1401和第四隔板1411之間，第二調節口142和第三調節口143皆朝向第一容置空間100a。亦即，由振動板11所發出的聲音可由第二調節口142進入到第二調節單元14中，並在受到干涉後由第三調節口143離開第二調節單元14。或者，由振動板11所發出的聲音可由第三調節口143進入到第二調節單元14中，並在受到干涉後由第二調節口142離開第二調節單元14。

如圖3所示，在一些實施例中，驅動組件12可以包括線圈120、上極片121、磁鐵122及下極片123。線圈120設置於振動板11上。上極片121設置於線圈120上。磁鐵122設置於上極片121上。下極片123設置於磁鐵122上。其中，線圈120被配置以接收電流並形成磁場。形成的磁場與上極片121、磁鐵122及下極片123互相作用，從而使線圈120帶動位於其上的振動板11振動。

在一些實施例中，殼體組件10可以包括殼體102及頂蓋103。殼體102中具有容置空間100。頂蓋103設置於殼體102上，並遮蓋殼體102的容置空間100及位於容置空間100中的組件。

綜上所述，本申請的揚聲器藉由設置於出聲口通道的第一調節單元以及振動板一側的第二調節單元改善頻響曲線。更具體地，第一調節單元及第二調節單元分別由聲學超材料組成，因此可以在不佔用過多空間的情況下有效地改善頻響曲線。除此之外，聲學超材料的設置不會犧牲揚聲器的音質，也不會提升揚聲器的生產難度。如此一來，本申請實現了一種具有優異頻響曲線的揚聲器。

惟以上所述者，僅為本申請之實施例而已，並非用來限定本申請實施之範圍，舉凡依本申請之申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包含於本申請之申請專利範圍內。

1:揚聲器 10:殼體組件 100:容置空間 101:出聲口通道 1010:出聲口 102:殼體 103:頂蓋 100a:第一容置空間 100b:側空間 11:振動板 12:驅動組件 120:線圈 121:上極片 122:磁鐵 123:下極片 13:第一調節單元 130:第一主體 1300:第一側板 1301:第一隔板 131:第二主體 1310:第二側板 1311:第二隔板 132:第一調節入口 133:第一調節出口 14:第二調節單元 140:第三主體 1400:第三側板 1401:第三隔板 141:第四主體 1410:第四側板 1411:第四隔板 142:第二調節口 143:第三調節口 d:間隔寬度 P _x:空間長度 P _y:空間寬度 U _x:單元長度 U _y:單元寬度 w:厚度

此處所說明的圖式用來提供對本申請的進一步理解，構成本申請的一部分，本申請的示意性實施例及其說明用於解釋本申請，並不構成對本申請的不當限定。在圖式中：圖1是本申請一實施例的揚聲器的示意圖；圖2是本申請一實施例的揚聲器的分解圖；圖3是本申請一實施例的揚聲器的另一分解圖；圖4是本申請一實施例的殼體組件、第一調節單元及第二調節單元的示意圖；圖5是本申請一實施例的頻響曲線的測試結果；圖6是本申請一實施例的第一調節單元的立體圖；圖7是本申請一實施例的第一調節單元的上視圖；圖8是本申請一實施例的第二調節單元的立體圖；以及圖9是本申請一實施例的第二調節單元的側視圖。

101:出聲口通道

1010:出聲口

102:殼體

103:頂蓋

100a:第一容置空間

100b:側空間

11:振動板

13:第一調節單元

14:第二調節單元

Claims

一種揚聲器，其包括：一殼體組件，具有一容置空間以及一出聲口通道，該容置空間連通於該出聲口通道；一振動板，設置於該容置空間中；一驅動組件，設置於該容置空間中，並被配置以驅動該振動板振動；一第一調節單元，設置於該出聲口通道中，該第一調節單元由聲學超材料組成；以及一第二調節單元，設置於該振動板的一側，該第二調節單元由聲學超材料組成。
如請求項1所述之揚聲器，其中該第一調節單元被配置以調節該揚聲器在頻率範圍為6~10kHz的頻響曲線，該第二調節單元被配置以調節該揚聲器在頻率範圍為2~5kHz的頻響曲線。
如請求項1所述之揚聲器，其中該容置空間被該振動板劃分為一第一容置空間以及一第二容置空間，該第二調節單元位於該第一容置空間中，該驅動組件位於該第二容置空間中，該出聲口通道具有一出聲口，該出聲口通道遠離該出聲口的一端連通該第一容置空間。
如請求項3所述之揚聲器，其中該第一調節單元包括：一第一主體，該第一主體具有一第一側板及複數個第一隔板，該複數個第一隔板間隔地設置於該第一側板上；以及一第二主體，相對地設置於該第一主體的一側，其中該第二主體具有一第二側板及複數個第二隔板，該第二側板設置於該複數個第一隔板的遠離該第一側板的一側，該複數個第二隔板間隔地設置於該第二側板上，該複數個第二隔板與該複數個第一隔板交錯設置並且互相平行。
如請求項4所述之揚聲器，其中該第一調節單元包括一第一調節入口和一第一調節出口，該第一調節入口和該第一調節出口分別位於該複數個第一隔板和該複數個第二隔板中的相鄰兩個之間，該第一調節入口靠近該第一容置空間，該第一調節出口靠近該出聲口。
如請求項4所述之揚聲器，其中該複數個第一隔板中的每一個位於該複數個第二隔板中的相鄰兩個之間。
如請求項1所述之揚聲器，其中該容置空間被該振動板劃分為一第一容置空間以及一第二容置空間，該驅動組件位於該第二容置空間中，該殼體組件還具有一側空間，該側空間連通該第一容置空間，該第一容置空間位於該側空間和該出聲口通道之間，該第二調節單元位於該側空間中。
如請求項7所述之揚聲器，其中該第二調節單元包括：一第三主體，該第三主體具有一第三側板及複數個第三隔板，該複數個第三隔板間隔地設置於該第三側板上；以及一第四主體，相對地設置於該第四主體的一側，其中該第四主體具有一第四側板及複數個第四隔板，該第四側板設置於該複數個第三隔板的遠離該第三側板的一側，該複數個第四隔板間隔地設置於該第四側板上，該複數個第三隔板與該複數個第四隔板交錯設置並且互相平行。
如請求項8所述之揚聲器，其中該第二調節單元包括一第二調節口和一第三調節口，該第二調節口和該第三調節口分別位於該複數個第三隔板和該複數個第四隔板的相鄰兩個之間，該第二調節口和該第三調節口皆朝向該第一容置空間。
如請求項8所述之揚聲器，其中該複數個第三隔板中的每一個位於該複數個第四隔板中的相鄰兩個之間。