Sound output assembly

Abstract

The present disclosure relates to a sound output assembly, comprising: a loudspeaker; and a sound conduiting portion, wherein the sound conduiting portion comprises a guide pipe extending longitudinally in an axial direction with an input end and an output end, wherein the loudspeaker is arranged in the input end, and wherein the sound conduiting portion is configured to conduct sound wave emitted by the loudspeaker from the input end to the output end, wherein the sound conduiting portion comprises multiple openings arranged adjacent to each other in rows along said axial direction; and a spiral partition structure which is spirally constructed and arranged inside the conduiting portion in the axial direction for at least a part of a length of the guide pipe.

Description

SOUND OUTPUT ASSEMBLYTECHNICAL FIELD

[0001] The present disclosure relates to a sound output assembly.BACKGROUND

[0002] A loudspeaker with passive directional acoustical radiating function is widely used, especially in fields such as broadcasting and television, monitors, etc. In those types of loudspeaker, soundwave should propagate in a strong directional direction. The loudspeaker generated a sound wave by applying an electrical signal received from a television, a radio, etc. to a voice coil provided in the loudspeaker or the like to vibrate it, such that a sound wave corresponding to the vibration of the voice coil is generated in the air. The loudspeaker with passive directional acoustical radiating function should comprise a loudspeaker driver from which a generated sound wave is output in a particular direction. In practice, sometimes the directivity of the loudspeaker is unsatisfactory, because sometimes the sound radiation of the loudspeaker should be more focused, that is, the sound field of the loudspeaker is narrower.

[0003] The traditional method for limiting the unidirectional acoustical radiating is to add a horn to the loudspeaker driver. The sound field of the loudspeaker can be changed, but the disadvantage of this method is that the horn takes up a lot of space.

[0004] Therefore, the technical problem to be solved by the present invention is to provide a sound output assembly with a more compact structure and improved acoustic performance of the propagating directivity.SUMMARY

[0005] An aspect of the present disclosure relates to The present disclosure relates to a sound output assembly, comprising: a loudspeaker; and a sound conduiting portion, wherein the sound conduiting portion comprises a guide pipe extending longitudinally in an axial direction with an input end and an output end, wherein the loudspeaker is arranged in the input end, and wherein the sound conduiting portion is configured to conduct sound wave emitted by the loudspeaker from the input end to the output end, wherein the sound conduiting portion  comprises multiple openings arranged adjacent to each other in rows along said axial direction; and a spiral partition structure which is spirally constructed and arranged inside the conduiting portion in the axial direction for at least a part of a length of the guide pipe.

[0006] According to one or more embodiments of the present disclosure, the spiral partition structure is constructed as a plate comprising two mutually opposed axial edges extending in a double helical shape and two lateral edges connecting the two axial edges.

[0007] According to one or more embodiments of the present disclosure, the axial edges are in contact with an inner peripheral surface of the guide pipe.

[0008] According to one or more embodiments of the present disclosure, the lateral edge passes over a center of a cross-section of the guide pipe.

[0009] According to one or more embodiments of the present disclosure, the spiral partition structure is twisted by at least 180°.

[0010] According to one or more embodiments of the present disclosure, the guide pipe comprises at least two or more rows of the openings.

[0011] According to one or more embodiments of the present disclosure, the guide pipe has a circular cross-section.

[0012] According to one or more embodiments of the present disclosure, the multiple openings have a same geometry.

[0013] According to one or more embodiments of the present disclosure, the multiple openings are constructed as circular openings having a same diameter.

[0014] According to one or more embodiments of the present disclosure, the multiple openings have different geometry.

[0015] According to one or more embodiments of the present disclosure, the multiple openings are arranged adjacent to each other at a same spacing.

[0016] According to one or more embodiments of the present disclosure, the multiple openings are arranged adjacent to each other at different spacings.

[0017] According to one or more embodiments of the present disclosure, a micro-perforated plate is arranged at the output end.

[0018] According to one or more embodiments of the present disclosure, multiple micro-perforated plates are arranged at the output end.

[0019] According to one or more embodiments of the present disclosure, the multiple micro-perforated each have different porosity and / or thickness and / or aperture.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0020] So that the manner in which the above recited features of the various embodiments can be understood in detail, a more detailed description of the inventive concepts, briefly summarized above, can be had by reference to various embodiments, some of which are illustrated in the appended drawings. It is to be noted, however, that the appended drawings illustrate only typical embodiments of the inventive concepts and are therefore not to be considered limiting of scope in any way, and that there are other equally effective embodiments.

[0021] FIG. 1 schematically illustrates a perspective view of part of the sound output assembly according to one or more embodiments of the present disclosure;

[0022] FIG. 2 illustrates a schematic diagram of a directional acoustical radiating model;

[0023] FIG. 3 illustrates a schematic diagram of a calculation result of the directivity of the model shown in FIG. 2;

[0024] FIG. 4 illustrates a schematic diagram of a test result of the directivity of the sound output assembly with and without the spiral partition structure;

[0025] FIG. 5 schematically illustrates an exploded view of the sound output assembly shown in FIG. 1;

[0026] FIG. 6 illustrates a perspective view of the guide pipe and the spiral partition structure according to one or more embodiments of the present disclosure;

[0027] FIG. 7 schematically illustrates the micro-perforated plate and the end cover according to one or more embodiments of the present disclosure;

[0028] FIG. 8 schematically illustrates a micro-perforated plate according to one embodiment of the present disclosure;

[0029] FIG. 9 schematically illustrate a micro-perforated plate according to another embodiment of the present disclosure; and

[0030] FIG. 10 illustrates a test result of frequency response of the sound output assembly with and without the micro-perforated plate.DETAILED DESCRIPTION

[0031] The disclosure can be better understood with reference to the flowing drawings and description. The components in the drawings are not necessarily to scale, emphasis instead being placed upon illustrating the principles of the disclosure. Moreover, in the figures, like reference numerals designate corresponding parts throughout the different views.

[0032] As used herein, the singular forms “a” , “an” and “the” are intended to include the plural forms as well, unless the context clearly indicates otherwise. The terms “comprises” , “comprising” , “includes” , and / or “including” , as used herein, specify the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, and / or components, but do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, and / or groups thereof. As used herein, the term “and / or” and the symbol “ / ” are meant to include any and all combinations of one or more of the associated listed items. Additionally, while the terms first, second, etc. may be used herein to describe various elements, components, steps or calculations, these elements, components, steps or calculations should not be limited by these terms, rather these terms are only used to distinguish one element, component, step or calculation from another. For example, a first component could be termed a second component, similarly a first calculation could be termed a second calculation; similarly, a first step could be termed a second step; all without departing from the scope of this disclosure.

[0033] An aspect of the present disclosure relates to a sound output assembly, comprising: a loudspeaker; and a sound conduiting portion, wherein the sound conduiting portion comprises a guide pipe extending longitudinally in an axial direction with an input end and an output end, wherein the loudspeaker is arranged in the input end, and wherein the sound conduiting portion is configured to conduct sound wave emitted by the loudspeaker from the input end to the output end, wherein the sound conduiting portion comprises multiple openings arranged adjacent to each other in rows along said axial direction; and a spiral partition structure which is spirally constructed and arranged inside the conduiting portion in the axial direction for at least a part of a length of the guide pipe.

[0034] According to one or more embodiments of the present disclosure, the spiral partition structure is twisted by at least 180°. By adding the spiral partition structure into the conduiting portion, an internal space enclosed by the guide pipe is divided into two twisted subspaces, the acoustic signals propagating inside the conduiting portion travel a longer distance. Preferably, the spiral partition structure is twisted by a greater angle, e.g. 270°, 360°, to allow the acoustic signal to travel a longer distance. Optionally, however, it is also possible to twist the spiral partition structure at an angle of up to 180°, e.g. 100°, 90°, as desired.

[0035] According to one or more embodiments of the present disclosure, the guide pipe comprises at least two or more rows of the openings. Preferably, the guide pipe has a circular cross-section.

[0036] According to one or more embodiments of the present disclosure, the multiple openings have a same geometry. Preferably, the multiple openings are constructed as circular openings having a same diameter.

[0037] Optionally, the multiple openings have different geometry.

[0038] According to one or more embodiments of the present disclosure, the multiple openings are arranged adjacent to each other at a same spacing.

[0039] Optionally, the multiple openings are arranged adjacent to each other at different spacings.

[0040] According to one or more embodiments of the present disclosure, a micro-perforated plate is arranged at the output end.

[0041] When the output end of the guide pipe is directly closed, a standing wave will form in the guide pipe. Its frequency response curve has many unusual fluctuations because of standing wave. These unusual fluctuations show up in the auditory sense, which is unacceptable.

[0042] Micro-perforated plate can form sound absorbers whose absorption coefficients and frequency characteristics are determined by their relative acoustic resistance and the perforated plate constant, which is a function of the perforation diameter and resonance frequency. The micro-perforated plate absorbers have broadband properties and can effectively absorb standing waves.

[0043] According to one or more embodiments of the present disclosure, multiple micro-perforated plates are arranged at the output end. Therefore, the standing wave avoiding  effect is further enhanced.

[0044] According to one or more embodiments of the present disclosure, the multiple micro-perforated each have different porosity and / or thickness and / or aperture.

[0045] FIG. 1 schematically illustrates a perspective view of the sound output assembly 2 according to one or more embodiments of the present disclosure. The sound output assembly 2 comprises a loudspeaker 10, a sound conduiting portion 20 and an end cover 30. As shown in FIG. 5, the sound conduiting portion 20 comprises a guide pipe 22 extending longitudinally in an axial direction. The guide pipe 22 is constructed overall as a hollow tube with an input end 222 and an output end 224, wherein the loudspeaker 10 is arranged at the input end 222 and the end cover 30 is arranged at the output end 224.

[0046] The loudspeaker 10 acoustically coupled to the guide pipe 22 to radiate acoustic energy into the guide pipe 22.

[0047] As shown in FIG. 5, the guide pipe 22 comprises a circular cross-section and a row of adjacent openings 24 are arranged on a circumferential wall of the guide pipe 22.

[0048] The directivity of the loudspeaker can be changed by using a structure of pipe with multiple openings. The loudspeaker 10 is placed on one side of the guide pipe 22, such as the input end 222 of the guide pipe 22, radiating acoustic energy into a hollow tube-shaped structure defined by the guide pipe 22, and radiating acoustic energy out of the pipe through a number of openings 24 at a roughly constant volume velocity. Because the output from each opening delayed, due to the propagation of sound through the sound guide pipe, the resultant array will beam the sound in the direction of the propagating wave.

[0049] When a sound wave passes through the sound guide pipe 22, each of the openings 24 acts as an individual sound source, wherein the sound waves emitted by each of the openings 24 interact, or influence each other, and the effect of the interaction is closely related to the direction of propagation. In a vector direction starting with the loudspeaker 10 and ending with the opening 24 arranged on the guide pipe 22, the sound waves emitted from the openings 24 are superimposed on each other; and as the direction of propagation of the sound waves deviates from the vector direction, the sound waves emitted from the different openings 24 cancel each other out more often, wherein the sound waves will be completely superimposed in the direction directly opposite the loudspeaker, and will be superimposed or  canceled out in other directions..

[0050] Figure 2 shows a directional acoustical radiating schematic diagram. As shown in FIG. 2, a point S is positioned near the sound guide pipe 20, and the loudspeaker 10 is arranged at the input end 222 of the sound guide pipe 20, with multiple openings 24 arranged on top of the transmission duct 20. A straight-line distance between the point S and the loudspeaker 10 is r, and a straight-line distance from the point S to one of the openings 24 is y, wherein a distance between the opening and the loudspeaker is x.

[0051] The following formula is applicable to represent the sound pressure at the point S: y2= [rcos (θ) -x] 2+ [rsin (θ) ] 2

[0052] wherein the total distance traveled by sound waves from the sound source, i.e., to the point S is defined as r', and the sound pressure of source, i.e. the loudspeaker is defined as P0:

[0053] then

[0054] Change θ from 0 to 2π, we can get a polar pattern as shown in FIG. 3.

[0055] As the distance x between the loudspeaker 10 and one of the openings 24 increases, the superimposed sound pressure gradually intensifies. Theoretically, the longer the distance traveled by the sound waves, the better the directivity of the sound wave radiation.

[0056] According to the calculation under ideal conditions, we get the sound radiation pattern from 270° to 90°. As shown in the FIG. 3, the sound pressure level decreases rapidly when it is away from the axial direction.

[0057] In order to further improve the directivity of the acoustic signal propagation in the case of a small structural space, the spiral partition structure 26 is arranged in the guide  pipe 22. The spiral partition structure 26 is constructed as a plate comprising two mutually opposed axial edges 262 extending in a double helical shape and two lateral edges 264 connecting the two axial edges. As shown in FIG. 5 and FIG. 6, the spiral partition structure 26 is twisted substantially 180° and extends longitudinally in the axial direction. The axial edges 262 are both in contact with an inner peripheral surface of the guide pipe 22, and the lateral edge 264 passes over a center of a cross-section of the guide pipe 22.

[0058] FIG. 4 illustrates the results of directional test with and without the spiral partition structure 26, wherein it is seen that with the addition of the spiral partition structure 26, the strength of the acoustic signal is significantly stronger in a narrower region, i.e., its acoustic field with a strong sound pressure is narrower and the propagation of acoustic signal is more directional. This is due to the fact that the spiral partition structure 26 divides the internal space enclosed by the guide pipe 22 into two twisted subspaces, wherein the spiral partition structure 26 itself acting as a twisted dividing interface. In this case, the acoustic signals emitted by the loudspeaker 10 and from the openings 24, which are regarded as individual sound sources, undergo a longer path through the internal space. It is seen that, compare to the sound output assembly without a spiral partition, the sound propagation directivity of the assembly with the spiral partition structure becomes narrower. The sound pressure level decreases more at the same angle away from 0 degrees.

[0059] An end cover 30 is arranged at the output end 224 of the guide pipe 22. When the output end 224 of the guide pipe 22 is directly closed by the end cover 30, a standing wave will form in the guide pipe 22. As shown in FIG. 10, its frequency response curve has many unusual fluctuations because of standing wave. These unusual fluctuations show up in the auditory sense, which is unacceptable.

[0060] In order to avoid or minimize the standing wave, a micro-perforated plate 28 is arranged at the output end 224 of the guide pipe 22. The micro-perforated plate 28 is constructed as a circular plate with multiple holes. One or more micro-perforated plates can be arranged as desired. For example, as shown in FIG. 7 there are two micro-perforated plates, i.e., a first micro-perforated plate 282 and a second perforated plate 284 fixedly connected to the output end 224 by the end cover 30. The both micro-perforated plates are arranged parallel to each other.

[0061] As shown in FIG. 8 and FIG. 9, the first micro-perforated plate 282 and the second perforated plate 284 could have different porosities, wherein the diameter of the holes of the first micro-perforated plate 282 is greater than the holes of the second micro-perforated plate 284.

[0062] In embodiments not shown, however, it is also possible to design the first micro-perforated plate 282 and the second micro-perforated plate 284 to have the same geometry, specifically, to have the same number and the same diameter of a plurality of circular perforations, respectively.

[0063] The arrangement of the micro-perforated plates 28 realized a significant limiting of the standing wave inside the guide pipe 22. As shown in FIG. 10, the sound output assembly with micro-perforated plates exhibit better properties in terms of standing wave limitation.

[0064] Of course, more micro-perforated plates can be provided as required. The spacing between the plurality of micro-perforated plates, the thickness, the porosity, and the shape of the holes of each micro-perforated plate can be changed in accordance with the design requirements, in particular, the requirements for the standing wave limitation function. Alternatively, the microperforated plate may also be used in conjunction with other acoustic absorber such as acoustic cotton.

[0065] The features, structures, or characteristics of one or more embodiments of the present disclosure may be suitably combined.

[0066] the present disclosure can be implemented as follows.

[0067] Item 1: a sound output assembly, comprising: a loudspeaker; and a sound conduiting portion, wherein the sound conduiting portion comprises a guide pipe extending longitudinally in an axial direction with an input end and an output end, wherein the loudspeaker is arranged in the input end, and wherein the sound conduiting portion is configured to conduct sound wave emitted by the loudspeaker from the input end to the output end, wherein the sound conduiting portion comprises multiple openings arranged adjacent to each other in rows along said axial direction; and a spiral partition structure which is spirally constructed and arranged inside the conduiting portion in the axial direction for at least a part of a length of the guide pipe.

[0068] Item 2: the sound output assembly according to item 1, the spiral partition  structure is constructed as a plate comprising two mutually opposed axial edges extending in a double helical shape and two lateral edges connecting the two axial edges.

[0069] Item 3: the sound output assembly according to item 1 or 2, the axial edges are in contact with an inner peripheral surface of the guide pipe.

[0070] Item 4: the sound output assembly according to any of items 1-3, the lateral edge passes over a center of a cross-section of the guide pipe.

[0071] Item 5: the sound output assembly according to items 1-4, the spiral partition structure is twisted by at least 180 °.

[0072] Item 6: the sound output assembly according to any of items 1-5, the guide pipe comprises at least two or more rows of the openings.

[0073] Item 7: the sound output assembly according to any of items 1-6, wherein the guide pipe has a circular cross-section.

[0074] Item 8: the sound output assembly according to any of items 1-7, the multiple openings have a same geometry.

[0075] Item 9: the sound output assembly according to any of items 1-8, the multiple openings are constructed as circular openings having a same diameter.

[0076] Item 10: the sound output assembly according to any of items 1-9, multiple openings have different geometry.

[0077] Item 11: the sound output assembly according to any of the items 1-10, the multiple openings are arranged adjacent to each other at a same spacing.

[0078] Item 12: the sound output assembly according to any of items 1-11, the multiple openings are arranged adjacent to each other at different spacings.

[0079] Item 13: the sound output assembly according to any of items 1-12, a micro-perforated plate is arranged at the output end.

[0080] Item 14: the sound output assembly according to any of items 1-13, multiple micro-perforated plates are arranged at the output end.

[0081] Item 15: the sound output assembly according to any of items 1-14, wherein the multiple micro-perforated each have different porosity and / or thickness and / or aperture.

[0082] Any and all combinations of any of the claim elements recited in any of the claims and / or any elements described in this application, in any fashion, fall within the  contemplated scope of the present invention and protection.

[0083] The descriptions of the various embodiments have been presented for purposes of illustration, but are not intended to be exhaustive or limited to the embodiments disclosed. Many modifications and variations will be apparent to those of ordinary skill in the art without departing from the scope and spirit of the described embodiments.

[0084] While the preceding is directed to embodiments of the present disclosure, other and further embodiments of the disclosure can be devised without departing from the basic scope thereof, and the scope thereof is determined by the claims that follow.

Claims

1.A sound output assembly (2) , comprising:a loudspeaker (10) ; anda sound conduiting portion (20) ,wherein the sound conduiting portion (20) comprises a guide pipe (22) extending longitudinally in an axial direction with an input end (222) and an output end (224) , wherein the loudspeaker (10) is arranged in the input end (222) , and wherein the sound conduiting portion (20) is configured to conduct sound wave emitted by the loudspeaker (10) from the input end (222) to the output end (224) , wherein the sound conduiting portion comprises multiple openings (24) arranged adjacent to each other in rows along said axial direction; anda spiral partition structure (26) which is spirally constructed and arranged inside the conduiting portion (20) in the axial direction for at least a part of a length of the guide pipe (22) .2.The sound output assembly (2) according to claim 1, wherein the spiral partition structure (26) is constructed as a plate comprising two mutually opposed axial edges (262) extending in a double helical shape and two lateral edges (264) connecting the two axial edges (262) .3.The sound output assembly (2) according to claim 2, wherein the axial edges (262) are in contact with an inner peripheral surface of the guide pipe (22) .4.The sound output assembly (2) according to claim 2, wherein the lateral edge (264) passes over a center of a cross-section of the guide pipe (22) .5.The sound output assembly (2) according to claim 1, wherein the spiral partition structure (26) is twisted by at least 180 °.6.The sound output assembly (2) according to claim 1, wherein the guide pipe (22) comprises at least two or more rows of the openings (24) .7.The sound output assembly (2) according to claim 1, wherein the guide pipe (22) has a circular cross-section.8.The sound output assembly (2) according to claim 1, wherein the multiple openings (24) have a same geometry.9.The sound output assembly (2) according to claim 8, wherein the multiple opening (24) are constructed as circular openings having a same diameter.10.The sound output assembly (2) according to claim 1, wherein multiple openings (24) have different geometry.11.The sound output assembly (2) according to claim 1, wherein the multiple openings (24) are arranged adjacent to each other at a same spacing.12.The sound output assembly (2) according to claim 1, wherein the multiple openings (24) are arranged adjacent to each other at different spacings.13.The sound output assembly (2) according to claim 1, wherein a micro-perforated plate (28) is arranged at the output end (224) .14.The sound output assembly (2) according to claim 13, wherein multiple micro-perforated plates (28) are arranged at the output end (224) .15.The sound output assembly (2) according to claim 14, wherein the multiple micro-perforated (28) each have different porosity and / or thickness and / or aperture.

Images