一种扬声器模组和智能穿戴设备的制作方法

1.本技术涉及电声设备技术领域，尤其涉及一种扬声器模组和智能穿戴设备。


背景技术：

2.随着智能穿戴设备的普及和大众化，越来越多的智能穿戴设备上结合了声学功能。例如音频眼镜、便携式头戴等可穿戴音频设备相比于传统耳机，采用了近耳外放技术，听久了既不会听觉疲劳，又不损伤听力。
3.随着智能穿戴设备不断朝向轻薄化方向发展，设于智能穿戴设备中的扬声器模组多设置成侧出声结构，侧出声结构的扬声器模组工作时一部分声波不能直接从出声孔中辐射出去，该部分声波要经过扬声器模组的前声腔侧壁的反射才能从出声孔中辐射出去，此时某些频段声波的发射波与反射波相位叠加后会形成驻波，致使该频点处声压急剧减小，扬声器模组的发声灵敏度曲线在该频点附近产生深谷，严重影响了扬声器模组在该频段的发声灵敏度，影响可穿戴设备的音频效果。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供了一种扬声器模组和智能穿戴设备，以改善智能穿戴设备的驻波问题。
5.本技术实施例采用下述技术方案：
6.第一方面，本技术实施例提供一种扬声器模组，包括：模组外壳内收容有扬声器单体，所述扬声器单体将所述扬声器模组的内腔分隔为前声腔和后声腔，所述模组外壳上设有连通所述后声腔与外界的泄声孔和连通所述前声腔与外界的出声孔，所述出声孔设于所述前声腔的第一侧侧壁，所述扬声器单体的中心位置到与所述出声孔相对的第二侧侧壁的距离不小于8.5mm，所述扬声器模组还包括：辅助声孔，所述辅助声孔与所述前声腔的与所述出声孔相对的一侧连通，所述辅助声孔邻近所述泄声孔设置，所述辅助声孔和所述出声孔分别与所述泄声孔形成偶极子结构。
7.可选地，所述扬声器模组包括多个泄声孔，多个所述泄声孔中泄声面积最大的为主泄声孔，所述辅助声孔邻近所述主泄声孔设置。
8.可选地，所述扬声器模组包括多个泄声孔，多个所述泄声孔的泄声面积相同，且多个所述泄声孔围绕所述辅助声孔的外周设置。
9.可选地，所述辅助声孔与所述泄声孔处于同一表面。
10.可选地，所述辅助声孔通过辅助导音管与所述前声腔连通，所述泄声孔通过泄声导音管与所述后声腔连通，所述辅助导音管与所述泄声导音管在所述模组外壳内相互独立设置，所述辅助导音管和所述泄声导音管具有共用导音壁。
11.可选地，所述辅助声孔通过辅助导音管与所述前声腔连通，所述辅助导音管的入口端设有引出孔，所述引出孔设于所述第二侧侧壁，所述引出孔和所述出声孔分别设于所述前声腔的长度方向的两端。
12.可选地，所述引出孔的开口面积与所述出声孔的开口面积的比值为1/5～1/3。
13.可选地，所述辅助声孔通过辅助导音管与所述前声腔连通，所述辅助导音管的形状为平直管道形状或螺旋管道形状；且/或，所述辅助导音管的横截面形状为圆形或多边形。
14.可选地，所述模组外壳包括模组上壳和模组下壳，所述辅助声孔通过辅助导音管与所述前声腔连通，所述辅助导音管设于所述模组下壳，其中，所述辅助导音管与所述模组下壳一体注塑成型；或，所述辅助导音管与所述模组下壳形成为分体件，所述辅助导音管与所述模组下壳粘接固定或超声焊接固定。
15.第二方面，本技术实施例还提供一种智能穿戴设备，包括：扬声器模组，所述扬声器模组为上述扬声器模组。
16.可选地，本技术实施例的智能穿戴设备还包括：设备外壳，所述设备外壳至少包括前腔主声孔、前腔副声孔和后腔出声孔；所述前腔主声孔与扬声器模组的出声孔连通，所述前腔副声孔与扬声器模组的辅助声孔连通，所述后腔出声孔与扬声器模组的泄声孔连通。
17.可选地，所述智能穿戴设备还包括：设备外壳，至少部分所述模组壳体形成为所述设备外壳。
18.本技术实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
19.本技术实施例的扬声器模组的出声孔位于扬声器单体的侧壁，扬声器单体将整个模组内腔分为前声腔和后声腔，当声源距离前声腔的反射面(即前声腔相对出声孔的前声腔侧壁)为某些频率的四分之一波长时，发射声波与反射声波叠加后会在前声腔内形成驻波干涉，本技术实施例在前声腔与出声孔相对的一侧设置辅助声孔，通过辅助声孔将反射波导出到扬声器模组的外侧，避免反射声波与发射声波发生驻波干涉，提高中高频段的灵敏度。且本技术实施例将辅助声孔设于临近泄声孔的位置，设辅助声孔与泄声孔形成偶极子结构，通过距离相近的偶极子结构对辐射声波进行远场频响抵消，改善扬声器模组的漏音问题，提高设备的使用私密性。
附图说明
20.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
21.图1为本技术实施例中示出的扬声器模组的爆炸结构示意图；
22.图2为本技术实施例中示出的扬声器模组的仿真效果示意图；
23.图3为本技术实施例中示出的扬声器模组的透视图；
24.图4为本技术实施例中示出的扬声器模组的外观示意图；
25.图5为本技术实施例中示出的5cm自由场的频响曲线(frequency response)对比示意图；
26.图6为本技术实施例中示出的30cm自由场的频响曲线(frequency response)对比示意图；
27.图中：模组上壳11，模组下壳12，第一侧侧壁13，第二侧侧壁14，扬声器单体20，第一泄声孔30，泄声导音管310，第二泄声孔31，辅助声孔32，辅助导音管321，引出孔322，出声孔40，前声腔50，后声腔60。
具体实施方式
28.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术具体实施例及相应的附图对本技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
29.本技术中涉及到的方位上均指扬声器单体的振动系统的方向，方位下均指扬声器单体的磁路系统的方向；本技术中涉及到的内侧均指位于模组内腔内的一侧，外侧均指位于模组内腔外的一侧。
30.以下结合附图，详细说明本技术各实施例提供的技术方案。
31.根据本技术第一方面实施例的扬声器模组，如图1和图2所示，本实施例的扬声器模组包括模组外壳，模组外壳例如包括如图1所示的模组上壳11和模组下壳12，所述模组外壳内收容有扬声器单体20，所述扬声器单体20将扬声器模组的内腔分隔为前声腔50和后声腔60，并参考图3和图4，模组外壳上设有连通后声腔60与外界的泄声孔(30,31)和连通前声腔50与外界的出声孔40。其中出声孔40设于前声腔50的第一侧侧壁13。
32.实际应用中，应用于智能穿戴设备中的扬声器模组，其扬声器单体20较大较长，扬声器单体20的中心位置到与出声孔40相对的第二侧侧壁14的距离一般不小于8.5mm。参考图2，第一侧侧壁13为前声腔中扬声器单体第一短轴侧的前声腔侧壁，该前声腔侧壁为模组外壳的一部分，第二侧侧壁14为前声腔中扬声器单体第二短轴侧的前声腔侧壁，第一侧侧壁13和第二侧侧壁14为前声腔50的相对侧壁，第一侧侧壁13和第二侧侧壁14之间的距离大于17mm。
33.研究发现，在例如图2所示出的具有侧出声结构的扬声器模组中，由于前声腔50较长，在3khz～6khz这一频段范围内的声波会在第二侧侧壁处14反射，该频段的反射声波与发射声波相叠加后引起驻波干涉，在3khz～6khz这一频段范围内出现波谷，参考图5所示出的相关方案中在6khz频率附近产生了波谷，严重影响扬声器模组在该频段的灵敏度。
34.针对这一问题，本实施例的扬声器模组包括辅助声孔32，辅助声孔32与前声腔50的与出声孔40相对的一侧连通，辅助声孔32邻近泄声孔(30,31)设置，通过辅助声孔32将前声腔50的反射声波导出到外界，避免反射声波与发射声波叠加产生驻波干涉。本实施例的扬声器模组有效改善了扬声器模组在中高频段的灵敏度，参考图5，本实施例的扬声器模组在中高频段内的频响曲线更加平坦，提高了扬声器模组的声学系能。
35.考虑到智能穿戴设备与传统耳机的技术不同，智能穿戴设备的声音私密性较差，需要尽力避免漏音。相关技术为避免漏音是采用后声腔60开放式设计，将与后声腔60连通的泄声孔的声波相位设为与前声腔50连通的出声孔40的声波相位相反。但在智能穿戴设备中，以智能眼镜为例，出声孔40一般设于离人耳较近的距离，且为了不影响出声孔40的辐射声波的响度，要求泄声孔与出声孔40之间保持一定的距离。但研究发现，泄声孔与出声孔40之间辐射声波的远场频响的抵消效果与两者之间的距离相关，距离越近，辐射声波的远场频响的抵消效果越好，但为保证出声孔40的辐射声波具有良好的响度，两者之间的距离又不能过近。图6中示出的为扬声器响度随频率变化的曲线图，从图6中可以清楚地看出，现有方案中的扬声器在30cm外的响度较大，远场漏音比较明显。
36.针对这一问题，本实施例设置辅助声孔32和出声孔40分别与泄声孔(30,31)形成
偶极子结构，且辅助声孔32邻近泄声孔(30,31)，利用辅助声孔32与出声孔40相位相同，与泄声孔(30,31)相位相反，形成双偶极子结构。如图6所示，相比于相关技术中利用后声腔60的泄声孔与前声腔50的出声孔40之间的单偶极子结构，本实施例在单偶极子结构的基础上，新增了辅助声孔32与泄声孔之间的又一偶极子结构，且该新增的偶极子结构距离较近，通过将引起驻波干涉的前声腔50的反射声波导出到泄声孔附近，使得导出的该部分声波与泄声孔导出的后声腔60声波的在远场频响抵消，进一步降低扬声器模组的远场频响效果，改善远场漏音问题。从图6中可以明确地看出，在100hz-3000hz的范围内，本技术方案中的远场响度比现有方案中的远场响度低3db-20db之间，有效改善了远场漏音的问题。
37.为便于理解本技术各个实施例，下面详细说明本技术一个具体实施例中扬声器模组的具体结构。
38.扬声器单体20包括盆架、振动系统和磁路系统，振动系统包括边缘部位固定在盆架上的振膜，振膜的中间部位固定有球顶，振膜靠近磁路系统的一侧固定有音圈，音圈的绕线端部具有音圈引线，音圈引线与外部电路电连接。磁路系统包括导磁轭、中心磁铁、边磁铁和华司，导磁轭的外周固定于盆架，导磁轭的中心位置依次固定有中心磁铁和边磁铁，中心磁铁和边磁铁，中心磁铁和边磁铁的上表面均固定有华司之间设有磁间隙，音圈的端部位于磁间隙，音圈根据通过其绕线内的声频电信号的大小和方向在磁间隙内做上下运动，振膜随着音圈的上下运动而振动，策动空气发声，从而完成电声之间的能量转换。
39.扬声器单体20的振膜将整个扬声器模组的内腔分隔为前声腔50和后声腔60两个腔体，一般地，模组上壳11、一部分模组下壳12和振膜共同围成前声腔50，振膜和另一部分模组下壳12共同围成后声腔60。以振膜的两个表面为参考，安装有球顶的第一表面处于前声腔50，与第一表面相背的第二表面处于后声腔60。这里，本实施例是示例性示出模组外壳示包括模组上壳11和模组下壳12，实际应用中，模组外壳也可以为其他结构，例如为更多壳体组合形成，或者为一体成型。
40.振膜策动空气辐射至前声腔50的初始声波和辐射至后声腔60的初始声波相位相反。基于此，为通过辅助声孔32达到远场频响降低的效果，可以通过调整辅助导音管321的形状及长度达到理想的效果。
41.例如，确定出声孔40与泄声孔(30,31)辐射声波发生频响抵消的第一频段，通过设置辅助导音管321的形状及长度，获得辅助声孔32与泄声孔(30,31)辐射声波发生频响抵消的第二频段内，第二频段与第一频段可以为不完全相同的频段，例如第二频段为第一频段范围外的其他频段。以此通过出声孔40和辅助声孔32的配合，改善扬声器模组远场漏音的问题。
42.当然，实际应用中，本领域技术人员可以灵活设置辅助声孔32与泄声孔发生频响抵消的频段，本实施例对此不做具体限制。
43.如图3所示，在本技术的一些实施例中，辅助声孔32通过辅助导音管321与前声腔50连通，泄声孔(30,31)通过泄声导音管310与后声腔60连通，辅助导音管321与泄声导音管310在模组外壳内相互独立设置，避免辅助导音管321与泄声导音管310引出的声波不会在产品内部发生近场频响抵消。
44.本实施例的辅助声孔32通过辅助导音管321与前声腔50连通，辅助导音管321的入口端设有引出孔322，所述引出孔322设于第二侧侧壁14，引出孔322和出声孔40分别设于前
声腔50的长度方向的两端，例如出声孔40设于前声腔50中第一短轴方向，引出孔322设于前声腔50中第二短轴方向，第一短轴方向和第二短轴方向为矩形结构的扬声器单体20的两个相对短边所在方向。如此，通过将引出孔332设于远离出声孔40的第二侧侧壁14上，能够有效地将前声腔50侧壁产生的反射声波引出。
45.在本技术的一些可选的实施例中，参考图3，引出孔322例如设于第二侧侧壁14的扬声器单体20的长短轴交接处，当然也可以设置第二侧侧壁14的其他位置，本实施例不作具体限制。
46.根据本发明的一些实施例，本实施例中引出孔322的开口面积与出声孔40的开口面积的比值为1/5～1/3，引出孔322的开口面积不宜过小，过小的引出孔322不能有效地将第二侧侧壁14引起的反射声波导出，过大的引出孔322将影响出声孔40的响度。
47.在本发明的一些实施例中，如图3所示，辅助导音管321和泄声导音管310具有共用导音壁，以有效减少辅助导音管321对后声腔60体积的占用，避免对后声腔60的低频效果产生影响。应理解的是，实际应用中，本领域技术人员可以灵活辅助导音管321的位置和数量，例如设置两个以上的辅助导音管321，各个辅助导音管321的引出孔322位于不同位置。
48.可选地，以前述模组外壳包括模组上壳11和模组下壳12为例，本实施例的辅助导音管321是设于模组下壳12，辅助导音管321与模组下壳12例如一体注塑成型，或辅助导音管321与模组下壳12形成为分体件，辅助导音管321与模组下壳12粘接固定或超声焊接固定。
49.根据本技术的一些实施例，辅助导音管321的形状为平直管道形状或螺旋管道形状或其他形状；例如辅助导音管321的横截面形状为圆形或多边形。
50.应理解的是，实际应用中，本领域技术人员在本技术实施例的启示下，应灵活选择辅助导音管321的数量、长度、位置、形状以及安装方式等，本实施例上述示出的示例性方案不应作为限定方案。
51.根据本技术的一些实施例，扬声器模组可能包括多个泄声孔，如图4所示，例如包括第一泄声孔30和第二泄声孔31，其中多个泄声孔的泄声面积可以相同或不同。当多个泄声孔的泄声面积不同时，泄声面积最大的第一泄声孔30为主泄声孔，辅助声孔32邻近该主泄声孔30设置。当多个泄声孔的泄声面积相同时，多个泄声孔可以围绕辅助声孔32的外周设置，以保证辅助声孔32导出的声波与多个泄声孔导出的声波在尽可能宽的频段范围内发生频响抵消。
52.本实施例中关于辅助声孔32邻近泄声孔应理解为，在扬声器模组内腔的闲置空间内合理设置辅助导音管321，在尽可能接近泄声孔的模组壳体的合理位置处开设辅助声孔32，在不影响扬声器模组的其他部件的情况下，尽可能使辅助声孔32邻近泄声孔。例如图4示出的辅助声孔32与泄声孔30处于同一表面，以使辅助声孔32导出的声波与泄声孔导出的声波在尽可能宽的频段范围内的发生频响抵消。
53.根据本技术第二方面实施例的智能穿戴设备，本实施例的智能穿戴设备包括根据本技术上述实施例中的扬声器模组。
54.本实施例的智能穿戴设备包括便携式头戴设备，例如智能眼镜，头戴耳机，hmd(head-mounted display，头盔显示器)设备等。智能穿戴设备可以为ar(augmented reality，增强现实)，vr(virtual reality，虚拟现实)，mr(mixreality，混合现实)设备。
55.本实施例中的智能穿戴设备中至少设置一个扬声器模组，例如在智能眼镜中，可以在每个镜腿的位置处各设置一个扬声器模组，扬声器模组的数量本领域技术人员可以灵活设置。
56.在本技术一些实施例中，扬声器模组可以作为智能穿戴设备的外设组件，例如扬声器模组可拆卸安装在智能穿戴设备中。当然，扬声器模组也可以组装在智能穿戴设备的壳体内，例如智能穿戴设备包括设备外壳，设备外壳至少包括前腔主声孔、前腔副声孔和后腔出声孔；前腔主声孔与扬声器模组的出声孔连通，前腔副声孔与扬声器模组的辅助声孔连通，所述后腔出声孔与扬声器模组的泄声孔连通。
57.在本技术的一些可选地实施例中，智能穿戴设备还可以包括：设备外壳，至少部分模组壳体形成为设备外壳。也就是说，扬声器模组与智能穿戴设备可以共用壳体。例如，扬声器模组的模组壳体可以作为设备外壳的一部分，扬声器模组的模组壳体也可以全部为设备外壳，由此可以实现模组一体化设计，即扬声器单体直接装配在设备外壳内，扬声器单体与设备外壳配合限定出扬声器模组的声腔，可以减小扬声器模组占用的装配空间，可以实现智能穿戴设备的轻量化和小型化设计，
58.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
59.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。