超声波发声装置的制作方法

本实用新型涉及定向传声技术领域，特别是涉及一种超声波发声装置。

背景技术：

传统的扬声器是基于一种线形模型，即空气介质的吸收能量与产生的声波呈线性关系。扬声器直接向空气中辐射频率在可听声频段范围内的不具有指向性的声波。

当今社会对具有高指向性的扬声器的需求与日俱增，传统的扬声器难以实现高指向性。由于超声波的一个重要特征就是在空气中传播时具有高的指向性，因此超声波技术可以应用在这一方面。但是超声波的频段范围超过了人耳的可接收的音频范围。因此，可将可听声波(频率20KHz以内)调制到超声波上来，通过超声波的高指向性，将可听声以集束的方式送出。在传送的过程中，该调制超声波与空气发生相互作用，称作“自解调”，将可听声解调出来，这一过程实现了可听声以集束的方式传递的作用，而超声波由于其频率高，在空气中逐渐衰减消失掉。

然而，现有的超声波发声装置在定向传播过程中始终会发生反射，当超声波信号在传输中遇到物体时会发生反射，同时，超声波信号在传输中与空气的非线性接触能够还原成可听声音信号；经空气解调的可听声音具有明显的指向性且随着频率的增高，超声调幅信号的指向性越来越强；但超声波信号在传输到接收者时，因反射原因导致接收者所接收的可听声音信号不清晰与指向性较差。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种超声波发声装置，用于解决现有技术中超声波发声装置发射的超声信号存在反射导致接收者所接收的可听声音信号不清晰与指向性较差的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种超声波发声装置，包括：

超声波阵列扬声器，用于将音频信号调制为超声波信号发射传输；

反射器，以夹角形式设置在所述超声波阵列扬声器的传输方向，定向反射所述超声波信号。

于本实用新型的一优选实施例中，所述夹角范围15～75度。

于本实用新型的一优选实施例中，所述夹角为45度。

于本实用新型的一优选实施例中，所述反射器的反射面为光面结构。

于本实用新型的一优选实施例中，所述反射器的形状为平面、椭圆曲面、半球形曲面、圆柱形曲面中的任意一种。

于本实用新型的一优选实施例中，所述超声波阵列扬声器与反射器之间的双侧各设置隔音板。

于本实用新型的一优选实施例中，所述超声波阵列扬声器包含多个均匀排列的超声波换能器。

于本实用新型的一优选实施例中，所述超声波换能器的谐振频率在20～500khz之间。

于本实用新型的一优选实施例中，所述超声波发声装置为音响、喇叭、播放器中的任意一种。

如上所述，本实用新型的超声波发声装置，具有以下有益效果：

通过设置成倾斜角度的反射器，使得输出的超声波信号能够呈指向性传输，同时，减少了超声波信号因喇叭共振所带来的噪声，提高了声音定向传播的指向性与可听声音信号的清晰度。

附图说明

图1显示为本实用新型提供一种超声波发声装置透视结构图；

图2显示为本实用新型提供一种超声波发声装置剖视图；

图3显示为本实用新型提供一种超声波发声装置原理图。

元件标号说明：

1 超声波阵列扬声器

2 反射器

3 隔音板

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1至图3。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

请参阅图1，本实用新型提供一种超声波发声装置透视结构图，包括：

超声波阵列扬声器1，用于将音频信号(主要指代可听声音，如人声，或频率为20HZ～20000HZ的声音)调制为超声波信号(频率大于20KHZ)发射传输；即以超声波信号为载波将该音频信号调制到超声波信号内，将低频的音频信号调制为高频的超声波信号；其中，所述超声波阵列扬声器1包含多个均匀排列的超声波换能器，通过超声波换能器组成的超声波阵列扬声器，其中，该阵列的形状可为方形或圆形，且超声波换能器的外部形状可以是方形、圆形、椭圆曲面形、半球形曲面、圆柱曲面，在此其形状优选为圆形，而所述超声波换能器的谐振频率在20～500khz之间。

反射器2，以夹角形式设置在所述超声波阵列扬声器的传输方向，定向反射所述超声波信号。

在本实施例中，通过采用夹角反射形式降低了超声波信号因喇叭共振所带来的噪声，同时，采用夹角反射形式，使得稍近距离的接收者也能清晰听见，而无需等待超声波信号中噪声因空气传播而自带消除。

如图2所示，反射器设置于超声波阵列扬声器声音传输方向，且两者呈夹角形式，当超声波阵列扬声器发射的超声波信号通过反射器均匀反射从而进行输出，由于超声波信号经过反射会消耗掉喇叭共振所带来的共振噪音，但反射次数越多信号衰减越快，鉴于超声波信号的频率范围使得其信号强度恰好能经过一次反射后不会产生太大的干扰信号，同时，剩余噪声可通过空气传播消耗，还使其能够向光线一样呈定向传播传输到接收者，从而能够使反射后的超声波信号在传输过程中自解调为可听见声音，达到了定向指向性传输，同时，避免多次反射所造成的信号衰减，导致接收者能够清晰听见。

如图3所示，所述反射器的反射面为光面结构，采用光面结构的反射器可提高超声波信号的反射效果，防止超声波信号在反射时被吸收或产生不规则的折射所引起干扰噪声，所述反射器的形状为平面、椭圆曲面、半球形曲面、圆柱形曲面中的任意一种，在此优选平面的光面结构进行反射，使得超声波信号不会造成多次反射，尽量控制反射后的超声波信号呈直线传输，无散射现象；同时，所述夹角范围15～75度，优选所述夹角为45度，便于超声波信号尽量沿传输方向水平反射，所述反射面的尺寸尽量大于超声波阵列扬声器，保证其发出的超声波信号都能够反射输出。

在上述实施例的基础上，所述超声波阵列扬声器1与反射器2之间的双侧各设置隔音板3，其中，所述隔音3板包裹着超声波阵列扬声器与反射器，使得超声波信号在发射到反射器的过程中不会收到外界干扰信号的干扰，同时，隔音板3可隔绝外部干扰信号，到达干扰隔绝的目的，其中，所述隔音板可为复合隔音板，在隔音中采用不同性能的隔音材料，利用各自具有的特性，在隔音中复合使用，在发挥各自隔音材料的优势，以提高隔音的整体性能，做到多道隔音，综合防护的功效。

在上述实施例的基础上，所述超声波发声装置为音响、喇叭、播放器中的任意一种，可将上述结构应用到音响、喇叭、或者播放器中，实现声音的定向传播。

综上所述，本实用新型通过设置成倾斜角度的反射器，使得输出的超声波信号能够呈指向性传输，同时，减少了超声波信号因喇叭共振所带来的噪声，提高了声音定向传播的指向性与可听声音信号的清晰度。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。