CN104378717B - 一种高音扬声器及一种实现全指向高音声场的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高音扬声器及一种实现全指向高音声场的方法。所述高音扬声器具有体积小、成本低的优势，包括对应于左声道的第一高音单元、对应于右声道的第二高音单元、由多个号筒构成的辐射结构。本技术方案通过使辐射结构中左声道的号筒数目与右声道的号筒数目相同，且所述左声道的号筒与右声道的号筒间隔设置，以及通过将所述多个号筒均匀分布在全平面上，使所述扬声器具有立体声的效果，并且在较小的体积下实现高音部分的360度声场。

Description

一种高音扬声器及一种实现全指向高音声场的方法

技术领域

本发明涉及声学技术领域，特别涉及一种高音扬声器及一种实现全指向高音声场的方法。

背景技术

随着社会财富的积累以及生活节奏的加快，人们对优秀快捷的生活品质提出更高的要求。动听的音乐则是生活中不可缺少的一部分。音响作为音乐的发生源，被广泛利用在生活，工作，学习，娱乐中。

传统音响为满足使用环境中的声场均匀分布，经常多个单独声道以及墙面等多个反射体配合使用，如现有的球顶式高音扬声器利用一个喇叭加相位锥来实现全指向性高音声场，这种方案仅单声道适用，无法做立体声，且整个音响系统体积大，成本高昂。

为适应快节奏的生活，音响便携性，通用性要求变得更加紧迫，对音响的体积小型化、全指向性声场提出更高的要求。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种高音扬声器及一种实现全指向高音声场的方法，本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，本发明提供了一种高音扬声器，包括：

对应于左声道的第一高音单元、对应于右声道的第二高音单元、由多个号筒构成的辐射结构；

所述辐射结构中左声道的号筒数目与右声道的号筒数目相同，且所述左声道的号筒与右声道的号筒间隔设置；

所述第一高音单元和第二高音单元分别装配在所述辐射结构上，所述第一高音单元的振膜与所述第二高音单元的振膜相向设置，并且左声道的各号筒仅对所述第一高音单元设置第一声道开孔，所述第一高音单元辐射的左声道声波沿着第一声道开孔进入左声道的各号筒；右声道的各号筒仅对所述第二高音单元设置第二声道开孔，所述第二高音单元辐射的右声道声波沿着第二声道开孔进入右声道的各号筒。

优选地，所述多个号筒均匀分布在全平面上，其中，所述左声道的号筒的数目为2个以上，相应的，所述右声道的号筒的数目也为2个以上。

优选地，

所述高音扬声器还包括：与所述第一高音单元相匹配的第一密封泡棉、与所述第二高音单元相匹配的第二密封泡棉，其中，所述第一密封泡棉能够环绕第一高音单元并与第一高音单元的振膜互不接触，所述第二密封泡棉能够环绕第二高音单元并与第二高音单元的振膜互不接触；

所述第一高音单元和所述第二高音单元分别通过所述第一密封泡棉和所述第二密封泡棉装配在辐射结构上。

优选地，所述高音扬声器还包括：第一相位锥和第二相位锥；所述第一相位锥由左声道的各号筒上对称设置的支撑架固定，位于所述第一高音单元的振膜的正前方；所述第二相位锥由右声道的各号筒上对称设置的支撑架固定，位于所述第二高音单元的振膜的正前方。

基于上述方案，所述第一高音单元的中心轴与所述第二高音单元的中心轴重合，或者，所述第一高音单元的中心轴与所述第二高音单元的中心轴不重合。

上述技术方案中，在所述第一高音单元的中心轴与所述第二高音单元的中心轴重合时，所述左声道的号筒与所述右声道的号筒位置对称。

上述技术方案中，在所述第一高音单元的中心轴与所述第二高音单元的中心轴不重合时，所述左声道号筒与所述右声道号筒位置不对称。

上述技术方案中，在所述第一高音单元的中心轴与所述第二高音单元的中心轴不重合时，所述左声道号筒与所述右声道号筒位置不对称。

上述技术方案中，在所述第一高音单元的中心轴与所述第二高音单元的中心轴不重合时，所述第一高音单元与所述第二高音单元在轴向上有部分重叠。

本发明提供的高音扬声器，具有结构简单、体积小、成本低的优势；通过将左声道的号筒与右声道的号筒间隔设置，使高音扬声器具有立体声的效果；优选方案中通过将所有号筒均匀分布在全平面上，使号筒发出的声波能够覆盖水平360°，有效的解决了现有技术中的声学结构无法在小型化、成本低的通用性要求下实现360°环绕的立体声的问题。

另一方面，本发明提供了一种实现全指向高音声场的方法，包括：

设置对应于左声道的第一高音单元，设置对应于右声道的第二高音单元；

设置由多个号筒构成的辐射结构，其中所述多个号筒均匀分布在全平面上，且所述辐射结构中左声道的号筒数目与右声道的号筒数目相同，间隔设置所述左声道的号筒与右声道的号筒；

将所述第一高音单元和第二高音单元分别装配在所述辐射结构上；

将所述第一高音单元的振膜与所述第二高音单元的振膜相向设置，并且将左声道的各号筒仅对所述第一高音单元设置第一声道开孔，使所述第一高音单元辐射的左声道声波沿着第一声道开孔进入左声道的各号筒；将右声道的各号筒仅对所述第二高音单元设置第二声道开孔，使所述第二高音单元辐射的右声道声波沿着第二声道开孔进入右声道的各号筒。

本发明提供的实现全指向高音声场的方法，通过将左声道的号筒与右声道的号筒间隔设置，使其具有立体声的效果；并通过将所有号筒均匀分布在全平面上，使号筒发出的声波能够覆盖水平360°，有效的解决了现有技术中的声学结构无法在小型化、成本低的通用性要求下实现360°环绕的立体声的问题。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的高音扬声器的装配结构爆炸图；

图2示出了将图1中的各部件装配在一起后的透视图；

图3示出了将图1中的各部件装配在一起后的剖视图；

图4为本发明一实施例提供的另一种对称号筒的俯视图；

图5为本发明一实施例提供的对高音扬声器进行声场仿真的示意图；

图6为本发明另一实施例提供的高音扬声器的装配结构爆炸图；

图7示出了将图6中的各部件装配在一起后的剖视图；

图8示出了将图6中的各部件装配好的辐射结构去除上层结构后的俯视图；

图9示出了将图6中的各部件装配在一起后的透视图；

图10为本发明实施例提供的实现全指向高音声场的方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

如图1-图5共同所示，本发明实施例提供的高音扬声器包括：对应于左声道的第一高音单元11、对应于右声道的第二高音单元12、由多个号筒(号筒141、号筒142)构成的辐射结构13，其中辐射结构13可以为一体形成，也可以由分离的器件构成，本实施例中辐射结构13为一体形成。一种变形的方式中，第一高音单元11也可以用于右声道，第二高音单元12也可以用于左声道。

参见图2，示出了将图1中的各部件装配在一起后的透视图。辐射结构13中左声道的号筒数目与右声道的号筒数目相同，且左声道的号筒141与右声道的号筒142通过间隔壁间隔设置，即左声道的号筒141与右声道的号筒142相邻设置，号筒之间的间隔壁的厚度根据实际需求调整。

参见图3，示出了将图1中的各部件装配在一起后的剖视图。第一高音单元11和第二高音单12元分别装配在辐射结构13上，第一高音单元11的振膜181与第二高音单元12的振膜182相向设置，并且左声道的各号筒141仅对第一高音单元11设置第一声道开孔171，第一高音单元11辐射的左声道声波沿着各第一声道开孔171进入左声道的各号筒141，沿着左声道的号筒141，最终从号筒141的出声孔传播至空间中；右声道的各号筒142仅对第二高音单元12设置第二声道开孔172，第二高音单元12辐射的右声道声波沿着各第二声道172开孔进入右声道的各号筒142，沿着右声道的号筒142，最终从号筒142的出声孔传播至空间中。

需要说明的是，两高音单元和辐射结构13通常由硬度较大的材质制成，若直接装配，会产生缝隙，两高音单元发声的声音会随着缝隙进入辐射结构13，进而影响音质，本技术方案采用柔性材料制成的密封泡棉结构用于密封两高音单元与辐射结构13直接装配产生的缝隙，一方面通过泡棉实现非刚性连接，另一方面保证了音响的音质。

具体的，第一高音单元11和第二高音单元12分别通过第一密封泡棉151和第二密封泡棉152装配在辐射结构13上；第一密封泡棉151与第一高音单元11相匹配、第二密封泡棉152与第二高音单元12相匹配，第一密封泡棉151能够环绕第一高音单元11，即密封泡棉的形状和尺寸需要与高音单元的形状和尺寸相匹配，并且第一密封泡棉151与第一高音单元11的振膜181互不接触，第二密封泡棉152能够环绕第二高音单元12，并与第二高音单元12的振膜182互不接触，从而保证了泡棉不会影响振膜的振动。

进一步的，在上述实施例中，选取具有相位锥的高音单元，如图3所示，所述高音扬声器还包括为第一高音单元11设置的第一相位锥161和为第二高音单元12设置的第二相位锥162，其中，第一相位锥161由左声道的各号筒141上对称设置的支撑架固定，位于第一高音单元11的振膜181的正前方；第二相位锥162由右声道的各号筒142上对称设置的支撑架固定，位于第二高音单元12的振膜182的正前方，相位锥结构使声音能够更均匀的发散至左右声道的各号筒中。而为每个相位锥在各相应的号筒上对称设置支撑架，有助于声音发散的更加均匀。

例如，图3中显示高音声波正面辐射，第一高音单元11辐射的左声道声波遇到第一相位锥161时发生反射，沿着各第一声道开孔171进入左声道的各号筒141中，第二高音单元12辐射的右声道声波遇到第二相位锥162时发生反射，沿着各第二声道开孔172进入右声道的各号筒142中。

需要说明的是，本技术方案中的第一相位锥161和第二相位锥162的大小、形状可以根据实际需求相应调整。

一优选实施例中，上述多个号筒(141、142)均匀分布在全平面上，其中，左声道的号筒141的数目为2个以上，相应的，右声道的号筒142的数目也为2个以上。号筒的数目越多，全指向声场效果越好，参考图5，为本发明实施例提供的对高音扬声器进行声场仿真的示意图，图中每一个闭合曲线代表位于同一声压的空间点，声压曲线的凸起点对应于号筒的出声孔的正中心，凹陷点对应间隔壁，由此可见，号筒数量越多，分布越均匀，凸起点和凹陷点的位置差异越小，进而声压曲线越接近圆形，也即越接近360的均匀声场。优选的，本实施例中左声道和右声道的号筒的数目各为6个或者8个。

需要说明的是，本技术方案中的号筒以及间隔壁的形状、大小均可以根据实际需要相应调整，只要满足使号筒的出声孔发出的声波能够覆盖水平360°即可。例如，参考图4，图中可见的间隔壁将左声道的号筒与右声道的号筒间隔成六个形状对称、侧壁为圆弧形状的号筒，不同于图2中侧壁为直线形状的号筒。

一种实施例中，上述实施例中第一高音单元11的中心轴与第二高音单元12的中心轴重合，参见图1至4示出的场景。即第一高音单元11与第二高音单元12在水平方向上的投影相互重叠，此时，左声道的号筒141与右声道的号筒142位置对称；第一高音单元11的中心轴、第二高音单元12的中心轴与辐射结构13的中心轴三轴互相重合。

但是，本技术方案包括但不局限于第一高音单元11的中心轴与第二高音单元12的中心轴重合，在另一种实施例中第一高音单元11的中心轴与第二高音单元12的中心轴也可以不重合，具体可以参见图6至图9共同示出的实施例。

需要说明的是，无论左声道的号筒141与右声道的号筒142位置对称与否，两高音单元都可以设置在辐射结构13之内，或者，至少部分高音单元设置在辐射结构13之内。并且，本实施例不限制高音单元的中心轴必须为垂直轴，高音单元可以根据辐射结构的形状的改变相对于水平方向倾斜设置。

本实施例仅通过设置于左右声道的两个高音单元与由左右声道间隔设置的号筒构成的辐射结构有效结合构成高音扬声器，使其具有结构简单、体积小、成本低的优势，并且能够实现立体声的效果；并且进一步通过将所有号筒均匀分布在全平面上，使号筒发出的声波能够覆盖水平360°。

如图6-图9共同所示，本发明的另一实施例提供了一种高音扬声器，所述高音扬声器的第一高音单元21的中心轴与第二高音单元22的中心轴不重合，此时左声道号筒241与所述右声道号筒242位置不对称，即第一高音单元21与第二高音单元22在水平方向上的投影不重叠，第一高音单元21的中心轴、第二高音单元22的中心轴与辐射结构23的中心轴三轴互相不重合。

如图7所示，示出了将图6中的各部件装配在一起后的剖视图。由多个号筒(241、242)构成的辐射结构23由分离的器件构成，包括上层结构231、下层结构232以及中间结构230。

第一高音单元21和第二高音单元22分别通过第一密封泡棉251和第二密封泡棉252装配在辐射结构23上，并通过第三密封泡棉253密封由辐射结构23的上层结构231与中间结构230直接组合装配产生的缝隙，第四密封泡棉254密封由辐射结构23的下层结构232与中间结构230直接组合装配产生的缝隙，保证第一高音单元21的左声道的全部声波沿着第一声道开孔271进入左声道的各号筒241中，第二高音单元22辐射的右声道的全部声波沿着第二声道开孔272进入右声道的各号筒242中，参见图9，其示出了将图6中的各部件装配在一起后的透视图。

需要说明的是，第一高音单元21的中心轴与第二高音单元22的中心轴不重合，此时左声道号筒241与所述右声道号筒242位置不对称，参考图8，示出了将图6中的各部件装配好的辐射结构去除上层结构后的俯视图，第一高音单元21与第二高音单元22水平方向上的投影错开。

参见图7，第一高音单元21与第二高音单元22在轴向上有部分重叠，即在垂直于轴向的方向上，第一高音单元21与第二高音单元22存在交叠部分，优选地，辐射结构23的总厚度小于第一高音单元21的厚度与第二高音单元22的厚度之和，从而保证了能够以更小体积的音响实现全指向声场。

辐射结构23中左声道的号筒数目与右声道的号筒数目相同，且左声道的号筒241与右声道的号筒242通过间隔壁间隔设置，各号筒之间的间隔壁的厚度根据实际需求调整。

一优选实施例中，如图8所示，左声道的号筒241与右声道的号筒242在水平方向上错开，左声道的号筒241水平方向旋转180度后再垂直方向上翻转180度后，与右声道的号筒242位置一致。

本实施例提供的高音扬声器，其第一高音单元的中心轴与第二高音单元的中心轴不重合，通过使第一高音单元与第二高音单元在水平方向上错开，使得辐射结构的总厚度小于第一高音单元的厚度与第二高音单元的厚度之和，从而使整个高音扬声器的结构更加紧凑。

图10为本发明实施例提供的实现全指向高音声场的方法的流程图，该方法包括：

S101，设置对应于左声道的第一高音单元，设置对应于右声道的第二高音单元；

S102，设置由多个号筒构成的辐射结构，其中所述多个号筒均匀分布在全平面上，且所述辐射结构中左声道的号筒数目与右声道的号筒数目相同，间隔设置所述左声道的号筒与右声道的号筒；

S103，将所述第一高音单元和第二高音单元分别装配在所述辐射结构上；

S104，将所述第一高音单元的振膜与所述第二高音单元的振膜相向设置，并且将左声道的各号筒仅对所述第一高音单元设置第一声道开孔，使所述第一高音单元辐射的左声道声波沿着第一声道开孔进入左声道的各号筒；将右声道的各号筒仅对所述第二高音单元设置第二声道开孔，使所述第二高音单元辐射的右声道声波沿着第二声道开孔进入右声道的各号筒。

本发明方法实施例中各步骤的具体执行方式，可以参见本发明扬声器实施例的具体内容，在此不再赘述。

综上所述，本发明提供了一种高音扬声器及实现全指向高音声场的方法，所述高音扬声器包括对应于左声道的第一高音单元、对应于右声道的第二高音单元以及由多个号筒构成的辐射结构，具有结构简单、体积小、成本低的优势；通过将左声道的号筒与右声道的号筒间隔设置，使所述高音扬声器具有立体声的效果；并通过将所有号筒均匀分布在全平面上，使号筒发出的声波能够覆盖水平360°，有效的解决了现有技术中的声学结构无法在小型化、成本低的通用性要求下实现360°环绕的立体声的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高音扬声器，其特征在于，包括：对应于左声道的第一高音单元、对应于右声道的第二高音单元、由多个号筒构成的辐射结构；

所述多个号筒分布在全平面上，所述辐射结构中左声道的号筒的数目为2个以上，相应的，所述辐射结构中右声道的号筒的数目也为2个以上；所述辐射结构中左声道的号筒数目与右声道的号筒数目相同，且所述左声道的号筒与右声道的号筒间隔设置；

所述第一高音单元和第二高音单元分别装配在所述辐射结构上，所述第一高音单元的振膜与所述第二高音单元的振膜相向设置，并且左声道的各号筒仅对所述第一高音单元设置第一声道开孔，所述第一高音单元辐射的左声道声波沿着第一声道开孔进入左声道的各号筒；右声道的各号筒仅对所述第二高音单元设置第二声道开孔，所述第二高音单元辐射的右声道声波沿着第二声道开孔进入右声道的各号筒。

2.根据权利要求1所述的高音扬声器，其特征在于，

所述多个号筒均匀分布在全平面上。

3.根据权利要求1所述的高音扬声器，其特征在于，所述高音扬声器还包括：与所述第一高音单元相匹配的第一密封泡棉、与所述第二高音单元相匹配的第二密封泡棉，其中，所述第一密封泡棉能够环绕第一高音单元并与第一高音单元的振膜互不接触，所述第二密封泡棉能够环绕第二高音单元并与第二高音单元的振膜互不接触；

所述第一高音单元和所述第二高音单元分别通过所述第一密封泡棉和所述第二密封泡棉装配在辐射结构上。

4.根据权利要求1所述的高音扬声器，其特征在于，所述高音扬声器还包括：第一相位锥和第二相位锥；所述第一相位锥由左声道的各号筒上对称设置的支撑架固定，位于所述第一高音单元的振膜的正前方；所述第二相位锥由右声道的各号筒上对称设置的支撑架固定，位于所述第二高音单元的振膜的正前方。

5.根据权利要求1-4任一项所述的高音扬声器，其特征在于，所述第一高音单元的中心轴与所述第二高音单元的中心轴重合，或者，所述第一高音单元的中心轴与所述第二高音单元的中心轴不重合。

6.根据权利要求5所述的高音扬声器，其特征在于，在所述第一高音单元的中心轴与所述第二高音单元的中心轴重合时，所述左声道的号筒与所述右声道的号筒位置对称。

7.根据权利要求5所述的高音扬声器，其特征在于，在所述第一高音单元的中心轴与所述第二高音单元的中心轴不重合时，所述左声道号筒与所述右声道号筒位置不对称。

8.根据权利要求7所述的高音扬声器，其特征在于，所述左声道号筒与所述右声道号筒位置不对称时，所述左声道的号筒水平方向旋转180度后再垂直方向上翻转180度后，与所述右声道的号筒位置一致。

9.根据权利要求5所述的高音扬声器，其特征在于，在所述第一高音单元的中心轴与所述第二高音单元的中心轴不重合时，所述第一高音单元与所述第二高音单元在轴向上有部分重叠。

10.一种实现全指向高音声场的方法，其特征在于，

设置对应于左声道的第一高音单元，设置对应于右声道的第二高音单元；

设置由多个号筒构成的辐射结构，其中所述多个号筒均匀分布在全平面上，所述辐射结构中左声道的号筒的数目为2个以上，相应的，所述辐射结构中右声道的号筒的数目也为2个以上，且所述辐射结构中左声道的号筒数目与右声道的号筒数目相同，间隔设置所述左声道的号筒与右声道的号筒；

将所述第一高音单元和第二高音单元分别装配在所述辐射结构上；

将所述第一高音单元的振膜与所述第二高音单元的振膜相向设置，并且将左声道的各号筒仅对所述第一高音单元设置第一声道开孔，使所述第一高音单元辐射的左声道声波沿着第一声道开孔进入左声道的各号筒；将右声道的各号筒仅对所述第二高音单元设置第二声道开孔，使所述第二高音单元辐射的右声道声波沿着第二声道开孔进入右声道的各号筒。