一體式小型桌面音箱的製作方法

2023-05-17 14:34:06

專利名稱：一體式小型桌面音箱的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及小型音箱領域，特別是一種一體式小型桌面音箱。
背景技術：
隨著筆記本電腦、MP3等音樂播放器的流行和廣泛使用，適用於這類電子 設備的小型桌面音箱也隨之流行起來。由於這種類型的桌面音箱要求體積小(一 般不大於40cm),集成度高，釆用普通大型音箱或電腦音箱的技術在這麼小的 空間內很難保證音質，傳統的音箱技術難以應用於高音質的桌面音箱上。
目前對於此類音箱暫無對音質要求的工業化標準，因此很多廠家均通過降 低音質的方式來實現。作為一種潮流產品，廠家主要是通過美觀或獨特的外型 來吸引消費者。但是隨著市場的逐步成熟，消費者對音質的要求越來越高，現 有的桌面音箱的音質已經無法滿足普通消費者的需求了。
為了滿足消費者對高音質的桌面音箱的需求，很多音箱設計師也轉用傳統 的分體式音箱，類似於傳統的桌上型電腦音箱，體積小巧，符合桌面音箱的標準。 雖然在音質上得到一定的提升，但是由於分體式結構給外型的工業設計上增加 了難度，音箱之間的接線複雜，生產成本高。而且不符合消費者對桌面音箱的 一體式概念，導致目標市場上定位的不明確，與桌上型電腦音箱混淆，給產品的 推廣帶來很大的難度。
綜上所述，目前消費者急需一種能夠適用於各種小型電子設備，如MP3隨 聲聽等音樂播放器的小型桌面音箱。這種音箱需要同時滿足體積小、集成度高、 音質高且造型美觀等要求。由於音箱的音質很大程度上取決於音箱的內空間， 一體化音箱還進一步要求避免各個揚聲器之間的幹擾，顯然採用現有的音箱技 術和對這些技術的簡單移用，是無法設計出上述小型桌面音箱的。需要對小型 桌面音箱從整體到局部的結構進行重新設計。

實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題在於克服現有技術的不足，設計一種具有 高音質的一體式小型桌面音箱。本實用新型通過以下技術方案實現上述目的。
本專利所設計的一體式小型桌面音箱，包括殼體、低音揚聲器和左、右揚 聲器，其改良的結構是所述殼體呈球冠形，球冠高大於球直徑，低音揚聲器方 向朝下安裝在殼體的球冠底部，左、右揚聲器對稱設置在殼體的前半冠區域內， 殼體下部設有支腿或支座支撐整個音箱使殼體底部不接觸支撐面。本實用新型 將低音揚聲器安裝在殼體的底部，朝向桌面，並通過支腿使低音揚聲器與桌面 保持一定距離，形成底面增壓系統，能夠使得低音揚聲器具有良好的低音頻段 效果，發出強勁有力的動感音效。低音揚聲器安裝在殼體的底部，可以在不影 響音箱的整體造型的前提下，最大化低音揚聲器的面積，給採用更大功率的低 音揚聲器提供設計空間。另一方面大面積的低音揚聲器重量更大，安裝在殼體 的底部有利於穩定整個殼體，起到減少殼體振動的作用，保證音質效果。球冠 形的殼體設計，圓弧形的內壁能夠最大限度的減少上述各個揚聲器在工作時內 部聲音的繞射，防止聲音繞射對其他揚聲器的影響，提高音箱的信噪比和動態 範圍。由於桌面音箱一般體積較小，採用的揚聲器功率較低，而且與使用者的 距離很近，為了使得發出的聲音更具立體感，左、右揚聲器必須對稱設置在殼 體的前半冠區域內，直接面向使用者。
為了進一步減少聲音在殼體內部的繞射，低音揚聲器和左、右揚聲器的最 佳位置設計是中心軸線均穿過殼體中心。這種設計能夠最大限度的減少聲音的 繞射和相互幹擾外，還能夠減小殼體內部其他結構由聲音帶來的共振，提高音 箱在中音頻段的解析度，使得聲音更為清晰透徹。
為了進一步提高低音效果，涉及桌面音箱很難發出的超低音頻，本實用新 型在殼體內部設有倒相管，由於殼體內部的空間有限，普通的直管形倒相管顯 然無法適用，因此本專利的倒相管為S形，截面為非圓形，倒相管沿殼體內表 面分布，倒相孔開設於殼體上。通過倒相管使得低音揚聲器的效果成平方級的 增加，而且能夠表現出更為清晰、乾淨的超低音頻。
經過發明人的研究，在小空間的殼體內，對稱的結構能夠最大限度的避免 各個構件之間的幹擾，降低音箱工作時殼體的振動，因此本專利在殼體的中軸
線上設計一個中心對稱平面，左、右揚聲器對稱設置在對稱平面兩側，低音揚 聲器和倒相管居中設置在對稱平面上。為了進一步提高音箱的集成度，減少外部連線，本專利將功放電路板集成在音箱內部，由於功放電路板發熱量大，因此本專利也在功放電路板上連接有散熱器。為了便於散熱，將散熱器位於倒相管內開口外側，這樣在低音揚聲器工作的時候，通過倒相管產生重音增強的同時，壓縮空氣將散熱器的熱量通過倒相管導出。解決了小空間內的散熱問題，可以集成功率更大的功放電路板，為音質的提升創造了空間。
由於低音揚聲器是朝向桌面的，雖然通過底面增加能夠提高低音效果，但是從桌面直線反射回來的聲音也會產生幹擾。為了保證能夠產生清晰、乾淨的重音效果，本實用新型的殼體底部、低音揚聲器外側設有弧形隔板。弧形隔板的設計使得聲音成一定角度射向桌面，避免了直線反射的幹擾，保證了音質的純淨。
為了能夠涉及聲音的高頻段，本專利在殼體頂部兩側對稱設有左、右高音揚聲器。由於音箱的高音頻段是指向性最強的一個頻段，最佳是直接設置在音箱的正面。然而由於音箱的正面已經設置了左、右揚聲器，如果再將左、右高音揚聲器也設置在音箱的正面，那麼將使得揚聲器過於集中，相互之間的幹擾嚴重，無法保證音質。因此本實用新型將左、右高音揚聲器設計在殼體的頂部兩側，最佳結構是對稱設置且軸線過殼體中心，部分彌補了指向性問題帶來的高音頻段的音質下降，也避免了高音揚聲器與其他揚聲器之間的幹擾。
為了進一步提高高音頻段的音質，降低高音頻段指向性問題，本實用新型在正對左、右高音揚聲器設有倒錐形的高音擴散器。通過倒錐形的高音擴散器將高音向四周擴散，改變聲音的傳播方向，由於音箱工作時，使用者與音箱的距離很近，因此能夠使坐在音箱前面的使用者得到高音頻段的直接音場的享受。
為了避免機械噪音，本專利在殼體上設有觸摸式音量調節區。普通的機械音量調節旋鈕，在使用過程中會產生靜電和電弧，機械結構的配合不緊密會引入灰塵等等。由於這些機械結構自身的局限所帶來的噪音在普通音箱中影響較小，但是在小體積的殼體內會給音質帶來致命的影響。為此，本實用新型採用觸摸式的音量調節區來替代傳統的機械結構，克服了機械音量調節旋鈕的自身缺陷，保證了音箱的音質。
作為一種小型桌面音箱，本實用新型要滿足消費者對桌面音箱的認知，才能使得產品的市場定位準確，以免與傳統的音箱的消費群體造成混淆。所以本
專利的殼體的球直徑在10cm至30cm之間，支腿或支座支撐整個音箱使殼體底部距離支撐面lcm至5cm，在俯視面上左、右揚聲器的中心軸線夾角在40度至130之間，殼體上設有數碼拓展接口。
本實用新型針對小型桌面音箱的產品特點以及使用特點，對音箱從整體到局部進行重新設計，使本專利在符合小型桌面音箱的特點的前提下，在音質方面有了質的改變。採用球形的殼體結構，揚聲器的合理布置，減少了聲音在殼體內的繞射幹擾，並且給使用更大功率的低音揚聲器提供空間。重低音的底面增壓技術，合理的對音箱進行配重，對減少使用過程中的振動噪音起到關鍵作用，低音揚聲器的弧面隔板的設計也避免了聲音直線反射帶來的幹擾。合理的布置倒相管和設計其形狀和截面，使在小殼體內具有足夠的倒相距離，實現普通低音炮才能實現的低音效果。內置功放電路板，合理的設計散熱片的位置，提高散熱效果，有利於提高電路板的功率。高音擴散器的設計克服了聲音高音頻段定向傳播的缺陷，給小殼體音箱的高度集成提供了設計空間。本實用新型克服了現有技術音質差，對小型桌面音箱的產品定位不準確，不具有市場竟爭力的缺陷，具有突出的實質性特點和顯著的進步。


圖1為本實用新型立體圖2為圖1主視圖3為圖1俯視圖4為圖l仰視圖5為圖1的結構分解圖6為圖1的中心剖視圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步的解釋說明。
如圖1所示的一體式小型桌面音箱，球冠型的殼體1下部設有4個支腿3，便於各種造型的設計，如本實施例就體設計成小豬的形象，但本實用新型並不局限於這個形象設計，任何基於球冠型殼體1的設計都是本實用新型所要求的範圍。具體的結構下面進一步結合圖5的結構分解圖進行說明。殼體1由前殼體11和後殼體12對接構成，在上述殼體1內安裝有左、右
揚聲器21、低音揚聲器22和左、右高音揚聲器23。其中左、右揚聲器21對稱設置在殼體的前半冠區域內，前面設有格網211;低音揚聲器22方向朝下安裝在殼體l的球冠底部，下側設有弧形隔板7;左、右高音揚聲器23對稱設在殼體1頂部兩側，正對左、右高音揚聲器23設有倒錐形的高音擴散器4。
結合圖2所示，上述所有揚聲器的中心軸線均穿過殼體1中心o。如圖所示，音箱底部大面積的低音揚聲器22使得整個音箱的重心下移，起到減少殼體振動的作用。從圖2分析使用過程中音箱的音效特性，從圖中可見左、右揚聲器21直接面向使用者，結合圖3可見左、右揚聲器21的中心軸線成一定的夾角，這個夾角可以根據音箱的大小在40度至130之間變化。這種結構設計符合人體工程學，使得在同 一個音箱內發出的兩個聲道的聲音具有針對性的被人的左右耳接收，具有立體空間定位的效果，發出的聲音更具立體感。
低音揚聲器安裝22在殼體1的底部，朝向桌面，並通過支腿4使低音揚聲器22與桌面保持一定距離，如圖2所示，形成底面增壓系統，能夠使得低音揚聲器22具有良好的低音頻段效果，發出強勁有力的動感音效。另一方面，由於低音揚聲器22與桌面距離較小，為了避免發出的聲音通過桌面直線反射回來，造成幹擾，本實用新型採用弧形隔板7作為低音揚聲器22的隔板，如圖3所示，弧形隔板7為一塊圓形的具有略向上凹弧度的網隔板。如圖中虛線箭頭所示，弧形隔板7的設計使得聲音成一定角度射向桌面，避免了直線反射的幹擾，使得低音的音質更為清晰、乾淨。為了進一步提高低音效果，本實用新型在殼體l內部設有倒相管62連接殼體1正面的倒相孔61，由於殼體l內部的空間有限，因此倒相管62採用S形的非直線型結構，截面也為非圓形，沿殼體l內表面向上延伸。通過倒相管62使得低音揚聲器22的效果成平方級的增加，而且能夠表現出更為清晰、乾淨的超低音頻。
本實用新型為了解決在一個小型殼體內容納多個揚聲器且不幹擾的問題，特別將左、右高音揚聲器23設計在殼體1的頂部，另一方面為解決聲音高音頻段的定向傳播的問題，特別正對左、右高音揚聲器23設置高音擴散器4。高音擴散器4下方的倒錐形結構能夠使得正對其定向傳播的高音音頻向四周擴散，如圖中虛線曲線箭頭所示。因此只要是在音箱的四周欣賞音樂的使用者均能得到高音頻段的直接音場的享受，符合小型桌面音箱的使用特點。
通過上述的結構設計，本實用新型相對於現有的音箱無論在低音、中音和高音上的音質都有了質的提高。以下具體分析一下本專利在減少幹擾方面的設計，上述結構已經說明了球冠型的殼體1能夠減少各個揚聲器在殼體1內部的聲音繞射，弧形隔板7能夠避免低音的直線反射幹擾，所有揚聲器中軸線均穿過殼體1中心O的設計能夠減少各個揚聲器之間的相互幹擾。除了這些整體結構i殳計外，本實用新型還對細節結構進行優化，具體如下。
為了避免機械噪音，本專利將高音擴散器4上表面設計成觸摸式音量調節區42,此為內置的觸摸式電調節開關，通過連接片43與功放電路板81連接。採用觸摸式音量調節區42來替代傳統的機械結構，克服了機械音量調節旋鈕在使用過程中會產生靜電和電弧、機械結構的配合不緊密會引入灰塵等自身缺陷，保證了音箱的音質。
由於在小空間內，對稱的結構能夠最大限度的避免各個構件之間的幹擾，降低音箱工作時殼體1的振動，因此本專利在殼體1的中軸線上設計一個中心對稱平面A-A。從結合圖2、 3和4可見，左、右揚聲器21,左、右高音揚聲器23對稱設置在對稱平面A-A兩側，低音揚聲器22和倒相孔61、倒相管62居中設置在對稱平面A-A上。另外在殼體1的內部設計上的多個構件也採用居中或對稱的位置設計方式。
為了進一步提高音箱的集成度，減少外部連線，本專利將功放電路板81集成在音箱內部，由於功放電路板81發熱量大，因此本專利也在功放電鴻^反上連接有散熱器82。為了便於散熱，將散熱器位於倒相管62內開口 63外側，這樣在低音揚聲器22工作的時候，通過倒相管62產生重音增強的同時，壓縮空氣將散熱器82的熱量通過倒相管62導出，如圖6所示，形成一種"呼吸散熱"結構。解決了小空間內的散熱問題，可以集成功率更大的功放電路板81,為音質的提升創造了空間。
本實用新型的結構除了滿足上述音質的要求外，還具有足夠的空間進行其他功能的拓展，如圖所示，在殼體1的頂部後部分設有功能拓展接口 51,殼體1前方設有遙控接收器52,即豬鼻子，殼體1前方設有用於調節和接線的功能阜53。詳細結構從圖5可以看出，功能拓展接口 51內設有Ipod的PCB組件511與其配合，用於與Ipod音樂播放器配合，當然也可以拓展為與MP3或其他音樂播放器配合的PCB組件，或USB接口等。遙控接收器52內側設有遙控PCB組件521 ，用於與遙控器配合進行遠程4番放控制。功能阜53內設有輸入;f反PCB組件531，可以用於連接音頻輸入輸出線，或設置重低音調節旋鈕等。
權利要求1.一種一體式小型桌面音箱，包括殼體、低音揚聲器和左、右揚聲器，其特徵在於所述殼體呈球冠形，球冠高大於球直徑，低音揚聲器方向朝下安裝在殼體的球冠底部，左、右揚聲器對稱設置在殼體的前半冠區域內，殼體下部設有支腿或支座支撐整個音箱使殼體底部不接觸支撐面。
2. 根據權利要求1所述的一體式小型桌面音箱，其特徵在於低音揚聲器和 左、右揚聲器的中心軸線均穿過殼體中心。
3. 根據權利要求1所述的一體式小型桌面音箱，其特徵在於在殼體內部設有 倒相管，倒相管為S形，截面為非圓形，倒相管沿殼體內表面分布，倒相孔開 設於殼體上。
4. 根據權利要求3所述的一體式小型桌面音箱，其特徵在於殼體具有一個中 心對稱平面，左、右揚聲器對稱設置在對稱平面兩側，低音揚聲器和倒相管居 中設置在對稱平面上。
5. 根據權利要求3所述的一體式小型桌面音箱，其特徵在於功放電路板集成 在音箱內部，功放電路板連接有散熱器，散熱器位於倒相管內開口外側。
6. 根據權利要求1至5任一項所述的一體式小型桌面音箱，其特徵在於殼體 底部、低音揚聲器外側設有弧形隔板。
7. 根據權利要求1至5任一項所述的一體式小型桌面音箱，其特徵在於殼體 頂部兩側對稱設有左、右高音揚聲器。
8. 根據權利要求7所述的一體式小型桌面音箱，其特徵在於正對左、右高音 揚聲器設有倒錐形的高音擴散器。
9. 根據權利要求1至5任一項所述的一體式小型桌面音箱，其特徵在於殼體 上設有觸摸式音量調節區。
10. 根據權利要求1至5任一項所述的一體式小型桌面音箱，其特徵在於殼 體的球直徑在10cm至30cm之間，支腿或支座支撐整個音箱使殼體底部距離支 撐面1 cm至5cm，在俯視面上左、右揚聲器的中心軸線夾角在40度至130之間， 殼體上設有數碼拓展接口 。
專利摘要本實用新型涉及小型音箱領域，包括殼體、低音揚聲器和左、右揚聲器，其改良的結構是所述殼體呈球冠形，球冠高大於球直徑，低音揚聲器方向朝下安裝在殼體的球冠底部，左、右揚聲器對稱設置在殼體的前半冠區域內，殼體下部設有支腿或支座支撐整個音箱使殼體底部不接觸支撐面。本實用新型將低音揚聲器安裝在殼體的底部，朝向桌面，並通過支腿使低音揚聲器與桌面保持一定距離，形成底面增壓系統，能夠使得低音揚聲器具有良好的低音頻段效果，發出強勁有力的動感音效。低音揚聲器安裝在殼體的底部，可以在不影響音箱的整體造型的前提下，最大化低音揚聲器的面積，給採用更大功率的低音揚聲器提供設計空間。
文檔編號H04R1/34GK201435815SQ20092006237
公開日2010年3月31日 申請日期2009年8月14日 優先權日2009年8月14日
發明者李沫然 申請人:李沫然