一种声学输出装置的制作方法

专利检索2026-05-04  8


本说明书涉及声学领域,特别涉及一种声学输出装置。


背景技术:

1、为了解决声学输出装置的漏音问题,通常利用两个或多个声源,发出两个相位相反的声信号。在远场条件下两个相位反相的声源到达远场中某点的声程差基本可忽略,因此两个声信号可以相互抵消,以降低远场漏音。该方法虽然能够在一定程度上达到降低漏音的效果,但是仍然存在一定的局限性。例如,由于高频漏音的波长更短,在远场条件下两个声源之间的距离相较于波长不可忽略,导致两个声源发出的声音信号无法抵消。又例如,当声学输出装置的声学传输结构发生谐振时,声学输出装置的出声口实际辐射的声信号的相位与声波产生位置的原始相位存在一定相位差,并且在传输的声波中增加额外的谐振峰,导致声场分布混乱且难以保证高频下远场的降漏音效果,甚至可能增大漏音。

2、因此,希望提供一种具有较好的指向性声场的声学输出装置。


技术实现思路

1、本说明书实施例之一提供一种声学输出装置,其包括:壳体;第一扬声器,设置于所述壳体内,所述第一扬声器包括第一振膜,在所述壳体内,所述第一振膜前后两侧分别对应设有第一前腔、第一后腔,所述第一前腔与所述第一后腔分别与设置于所述壳体上的两个孔部声学耦合,以分别输出具有相位差的第一声波与第二声波;第二扬声器,设置于所述壳体内,所述第二扬声器包括第二振膜,在所述壳体内,所述第二振膜前后两侧分别设有第二前腔、第二后腔,所述第二前腔与所述第二后腔中仅有其中一个与设置于所述壳体上的一个孔部声学耦合,以输出第三声波。此时,第一扬声器形成双声源,第二扬声器形成单声源,通过单声源与双声源的结合,调整声学输出装置的声场,使声学输出装置获得良好的指向性声场,进而改善声学输出装置的远场漏音问题。

2、在一些实施例中,所述第一扬声器由第一电信号驱动,所述第二扬声器由第二电信号驱动,在目标频率范围内,所述第一电信号与所述第二电信号存在幅度和/或相位的差异,以使所述第一声波、所述第二声波和所述第三声波相互叠加,使得所述声学输出装置的远场辐射声音呈指向性。通过第一电信号与第二电信号的设计,使第一声波、第二声波和第三声波在声学输出装置特定方向的远场位置处叠加相消后的声压较小(例如接近零),且在该特定方向的相反方向上对应的远场位置处的声压较大,以使上述两位置处的声压级差的绝对值不小于预设声压级阈值,从而使声学输出装置的远场辐射呈指向性。

3、在一些实施例中,所述第一振膜与所述第二振膜的振动方向相同,所述第一振膜与所述第二振膜沿所述振动方向或沿垂直于所述振动方向的方向间隔排布。通过对第一扬声器(第一振膜)与第二扬声器(第二振膜)的排布方式的设计,可以对声学输出装置的各腔体的参数(例如体积、谐振频率等)进行设计,从而调整声学输出装置实现指向性的频率区间。

4、在一些实施例中,所述第一前腔、所述第一后腔分别与设置于所述壳体上的第一孔部和第二孔部耦合,所述第二前腔、所述第二后腔中的其中一个与所述第一后腔为同一腔体,与所述第一后腔构成所述同一腔体的所述第二前腔或所述第二后腔通过所述第二孔部输出所述第三声波。此时,第一扬声器与第二扬声器可以共用同一腔体,同一腔体通过第二孔部输出的第二声波、第三声波与第一前腔输出的第一声波叠加,使声学输出装置的远场辐射呈指向性。

5、在一些实施例中,所述同一腔体的谐振频率不低于4khz;所述同一腔体的体积不大于0.28cm3,所述第二孔部的面积不小于20mm2。通过对同一腔体的体积及对应耦合的第二孔部的面积进行设计,可以使同一腔体的谐振频率处于适宜范围,既能够使同一腔体的谐振频率落在实现心形指向性的频率范围外,同时还可以决定较为容易实现心形指向性的频率上限,使声学输出装置可以在人耳敏感的频率范围内具有心形指向性,提升用户的收音效果。

6、在一些实施例中,未与所述第二孔部声学耦合的所述第二后腔或所述第二前腔的谐振频率不高于1khz。通过对该谐振频率的设计,使第二扬声器未与第二孔部声学耦合的腔体(第二扬声器的封闭腔体)的谐振频率落在实现心形指向性的频率范围外,同时可以决定较为容易实现心形指向性的频率下限,以避免声学输出装置在低频时声场混乱。

7、在一些实施例中,在目标频率范围内,在相同的电信号的驱动下,在所述声学输出装置的特定方向的远场位置处,所述第一扬声器输出的所述第一声波、所述第二声波叠加后与所述第二扬声器输出的所述第三声波之间的声压级差小于14db,所述目标频率范围包括1khz-4khz。通过对第一扬声器和第二扬声器在远场位置的频率响应的差异进行设计,可以减小电信号的调整难度、提升电信号的稳定性。通过对目标频率范围的设计,使得声学输出装置可以在人耳敏感的频率范围内具有心形指向性,提升用户的收音效果。

8、在一些实施例中,所述第一孔部与所述第二孔部的连线的延长线所在方向为所述特定方向,在佩戴状态下,所述特定方向的相反方向指向用户耳道口。通过对特定方向的设计,可以使得声学输出装置的远场辐射的指向性的方向指向用户耳部,提升用户收音效果。

9、在一些实施例中,所述第一前腔、所述第一后腔分别与设置于所述壳体上的第一孔部和第二孔部耦合,所述第二前腔、所述第二后腔中的其中一个与所述壳体上的第三孔部耦合,所述第三孔部与所述第一孔部、所述第二孔部为不同的孔部。三个声学腔体分别输出的第一声波、第二声波、第三声波叠加,使声学输出装置的远场辐射呈指向性。

10、在一些实施例中,与所述第三孔部声学耦合的所述第二前腔或所述第二后腔具有一个谐振频率,与所述第二孔部声学耦合的所述第一后腔具有另一谐振频率,所述一个谐振频率与所述另一谐振频率之间的差值不大于3000hz。上述两个谐振频率决定了声学输出装置实现心形指向性的频率上限,通过对上述两个谐振频率的差值进行设计,可以避免其中一个谐振频率过小,导致声学输出装置实现心形指向性的频率上限过小,导致声学输出装置实现心形指向性的频段范围过小,最终影响声学输出装置的输出性能。

11、在一些实施例中,与所述第三孔部声学耦合的所述第二前腔或所述第二后腔的谐振频率不低于4khz。通过对第二扬声器与第三孔部声学耦合的声学腔体的谐振频率进行设计,可以使该声学腔体的谐振频率落在实现心形指向性的频率范围外,同时还可以决定较为容易实现心形指向性的频率上限,使声学输出装置可以在人耳敏感的频率范围内具有心形指向性,提升用户的收音效果。

12、在一些实施例中,未与所述第三孔部声学耦合的所述第二后腔或所述第二前腔形成的谐振频率不高于1khz。通过对该谐振频率的设计,使第二扬声器未与第三孔部声学耦合的腔体(第二扬声器的封闭腔体)的谐振频率落在实现心形指向性的频率范围外,同时可以决定较为容易实现心形指向性的频率下限,以避免声学输出装置在低频时声场混乱。

13、在一些实施例中,所述第二孔部与所述第三孔部具有等效孔部,所述第一孔部与所述等效孔部的连线的延长线所在方向为所述特定方向,在佩戴状态下,所述特定方向的相反方向指向用户耳道口。通过对特定方向的设计,可以使得声学输出装置的远场辐射的指向性的方向指向用户耳部,提升用户收音效果。

14、在一些实施例中,在100hz-800hz的范围内,所述第一扬声器在与所述第一后腔声学耦合的孔部处输出声波的声压级与所述第二扬声器在与其耦合的孔部处输出的所述第三声波的声压级的差值不小于6db。通过对声学输出装置的特定方向的远场位置处第一扬声器与第二扬声器的输出的声压级差进行设计,使得声学输出装置在该特定方向的远程位置处的声压级较小,使声学输出装置的输出主要集中在特定方向的相反方向,以实现声学输出装置的指向性。

15、在一些实施例中,在佩戴状态下,所述第一扬声器的所述第一前腔声学耦合的孔部靠近用户耳部设置,所述第一后腔声学耦合的孔部与所述第二扬声器输出所述第三声波的孔部远离所述用户耳部设置,所述第一后腔声学耦合的孔部与所述第二扬声器输出所述第三声波的孔部具有等效孔部,由所述等效孔部指向所述第一前腔声学耦合的孔部的方向指向所述用户耳部;或者,在佩戴状态下,所述第一扬声器的所述第一前腔声学耦合的孔部靠近用户耳部设置,所述第一后腔声学耦合的孔部远离所述用户耳部设置,由所述第一后腔声学耦合的孔部指向所述第一前腔声学耦合的孔部的方向指向所述用户耳部。通过使声学输出装置的后腔出声孔(第二孔部或等效孔部)指向前腔出声孔(第一孔部)的方向进行设计,使声学输出装置的指向性指向用户耳部,使声学输出装置的输出主要朝向用户耳部,提升用户的收音效果。


技术特征:

1.一种声学输出装置,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的声学输出装置,其特征在于,所述第一扬声器由第一电信号驱动,所述第二扬声器由第二电信号驱动,在目标频率范围内,所述第一电信号与所述第二电信号存在幅度和/或相位的差异,以使所述第一声波、所述第二声波和所述第三声波相互叠加,使得所述声学输出装置的远场辐射声音呈指向性。

3.如权利要求1所述的声学输出装置,其特征在于,所述第一振膜与所述第二振膜的振动方向相同,所述第一振膜与所述第二振膜沿所述振动方向或沿垂直于所述振动方向的方向间隔排布。

4.如权利要求1-3任意一项所述的声学输出装置,其特征在于,所述第一前腔、所述第一后腔分别与设置于所述壳体上的第一孔部和第二孔部耦合,所述第二前腔、所述第二后腔中的其中一个与所述第一后腔为同一腔体,与所述第一后腔构成所述同一腔体的所述第二前腔或所述第二后腔通过所述第二孔部输出所述第三声波。

5.如权利要求4所述的声学输出装置,其特征在于,所述同一腔体的谐振频率不低于4khz;所述同一腔体的体积不大于0.28cm3,所述第二孔部的面积不小于20mm2。

6.如权利要求5所述的声学输出装置,其特征在于,未与所述第二孔部声学耦合的所述第二后腔或所述第二前腔的谐振频率不高于1khz。

7.如权利要求5所述的声学输出装置,其特征在于,在目标频率范围内,在相同的电信号的驱动下,在所述声学输出装置的特定方向的远场位置处,所述第一扬声器输出的所述第一声波、所述第二声波叠加后与所述第二扬声器输出的所述第三声波之间的声压级差小于14db;所述目标频率范围包括1khz-4khz。

8.如权利要求7所述的声学输出装置,其特征在于,所述第一孔部与所述第二孔部的连线的延长线所在方向为所述特定方向,在佩戴状态下,所述特定方向的相反方向指向用户耳道口。

9.如权利要求1-3任意一项所述的声学输出装置,其特征在于,所述第一前腔、所述第一后腔分别与设置于所述壳体上的第一孔部和第二孔部耦合,所述第二前腔、所述第二后腔中的其中一个与所述壳体上的第三孔部耦合,所述第三孔部与所述第一孔部、所述第二孔部为不同的孔部。

10.如权利要求9所述的声学输出装置,其特征在于,与所述第三孔部声学耦合的所述第二前腔或所述第二后腔具有一个谐振频率,与所述第二孔部声学耦合的所述第一后腔具有另一谐振频率,所述一个谐振频率与所述另一谐振频率之间的差值不大于3000hz。

11.如权利要求9所述的声学输出装置,其特征在于,与所述第三孔部声学耦合的所述第二前腔或所述第二后腔的谐振频率不低于4khz。

12.如权利要求9所述的声学输出装置,其特征在于,未与所述第三孔部声学耦合的所述第二后腔或所述第二前腔形成的谐振频率不高于1khz。

13.如权利要求9所述的声学输出装置,其特征在于,所述第二孔部与所述第三孔部具有等效孔部,所述第一孔部与所述等效孔部的连线的延长线所在方向为特定方向,在佩戴状态下,所述特定方向的相反方向指向用户耳道口。

14.如权利要求1所述的声学输出装置,其特征在于,在100hz-800hz的范围内,所述第一扬声器在与所述第一后腔声学耦合的孔部处输出声波的声压级与所述第二扬声器在与其耦合的孔部处输出的所述第三声波的声压级的差值不小于6db。

15.如权利要求1所述的声学输出装置,其特征在于,在佩戴状态下,所述第一扬声器的所述第一前腔声学耦合的孔部靠近用户耳部设置,所述第一后腔声学耦合的孔部与所述第二扬声器输出所述第三声波的孔部远离所述用户耳部设置,所述第一后腔声学耦合的孔部与所述第二扬声器输出所述第三声波的孔部具有等效孔部,由所述等效孔部指向所述第一前腔声学耦合的孔部的方向指向所述用户耳部;


技术总结
本说明书实施例提供一种声学输出装置,其包括:壳体;第一扬声器,设置于壳体内,第一扬声器包括第一振膜,在壳体内,第一振膜前后两侧分别对应设有第一前腔、第一后腔,第一前腔与第一后腔分别与设置于壳体上的两个孔部声学耦合,以分别输出具有相位差的第一声波与第二声波;第二扬声器,设置于壳体内,第二扬声器包括第二振膜,在壳体内,第二振膜前后两侧分别设有第二前腔、第二后腔,第二前腔与第二后腔中仅有其中一个与设置于壳体上的一个孔部声学耦合,以输出第三声波。

技术研发人员:王真,梁家宁,张磊,齐心
受保护的技术使用者:深圳市韶音科技有限公司
技术研发日:20230824
技术公布日:2024/5/29
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