具有壓力均衡的耳機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本描述涉及耳機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 美國(guó)專(zhuān)利5, 208, 868公開(kāi)了一種用于減小頭戴式耳機(jī)內(nèi)的壓力的裝置，其包括位 于前腔和后腔之間的端口。優(yōu)選地，具有聲阻元件和高順應(yīng)膜片。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 可以以任何技術(shù)上可行的方式來(lái)組合下面提到的所有示例和特征。
[0004] 在一個(gè)方面中，一種耳機(jī)包括第一聲室，第一聲室具有用于聲學(xué)地將第一聲室與 耳機(jī)外的環(huán)境耦合的聲抗元件和聲阻元件中的一個(gè)或多個(gè)。耳機(jī)包括聲換能器以及通過(guò)聲 換能器與第一聲室分隔的第二聲室。殼體從佩戴者的耳朵的外耳支持耳機(jī)，并且將第二聲 室至少延伸到佩戴者耳朵的耳道的入口。端口聲學(xué)地將第一和第二聲室耦合。
[0005] 實(shí)施例可以包括以下特征中的一個(gè)或者任何它們的組合。除端口的入口外，在第 二聲室中僅具有單個(gè)開(kāi)口，其聲學(xué)地將第二聲室耦合至佩戴者的耳朵的耳道。第二室不具 有壓力均衡端口來(lái)將第二室連接至耳機(jī)外的環(huán)境。第一聲室具有大約0.lcm3至大約3cm3之 間的體積。第二聲室具有大約0. 05cm3至大約3cm3之間的體積。聲抗元件在1kHz處具有 大約
_的范圍內(nèi)的聲絕對(duì)值阻抗。聲阻元件具有大 麫
的范圍內(nèi)的特定聲阻抗。端口具有大約0. 25mm 至大約3mm的范圍內(nèi)的直徑。端口具有大約0.5mm的直徑。端口具有大約0.25mm至大約 10mm的范圍內(nèi)的長(zhǎng)度。端口具有大約1mm的長(zhǎng)度。端口在1kHz處具有大麫
至大終
范圍內(nèi)的聲絕對(duì)值阻抗。本文描述了一對(duì)耳機(jī)。
[0006] 在另一方面中，耳機(jī)包括第一聲室，第一聲室具有用于聲學(xué)地將第一聲室與耳機(jī) 外的環(huán)境耦合的聲抗元件和聲阻元件的一個(gè)或多個(gè)。耳機(jī)還包括聲換能器以及通過(guò)聲換能 器與第一聲室隔開(kāi)的第二聲室。端口聲學(xué)地親合第一和第二聲室。除端口的入口之外，在 第二室中僅具有單個(gè)開(kāi)口，其聲學(xué)地將第二室耦合至佩戴者的耳朵的耳道。
[0007] 實(shí)施例可以包括上面和/或下面的特征或者它們的組合。耳機(jī)還包括殼體以從佩 戴者的耳朵的外耳支持耳機(jī)并將第二聲室至少延伸到佩戴者的耳朵的耳道的入口。
[0008] 在又一方面中，耳機(jī)包括第一聲室，第一聲室具有用于聲學(xué)地將第一聲室與耳機(jī) 外的環(huán)境耦合的聲抗元件和聲阻元件的一個(gè)或多個(gè)。耳機(jī)還包括聲換能器以及通過(guò)聲換能 器與第一聲室隔開(kāi)的第二聲室。殼體從佩戴者的耳朵的外耳支持耳機(jī)并將第二聲室至少延 伸到佩戴者耳朵的耳道的入口。端口聲學(xué)地耦合第一和第二聲室。除端口的入口外，在第 二室中僅具有單個(gè)開(kāi)口，其聲學(xué)地將第二室耦合至佩戴者的耳朵的耳道。
[0009] 實(shí)施例可以包括一個(gè)或多個(gè)上述特征或它們的組合。其他特征和優(yōu)勢(shì)將根據(jù)說(shuō)明 書(shū)和權(quán)利要求變得顯而易見(jiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1示出了人耳；
[0011] 圖2A是位于耳朵中的耳機(jī)的透視圖；
[0012] 圖2B是耳機(jī)的等距視圖；
[0013] 圖3是耳機(jī)的第一示例的示意性截面圖；以及
[0014] 圖4是耳機(jī)的第二示例的一部分的示意性截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 本文使用的"耳機(jī)"是指裝配在耳朵周?chē)?、耳朵上或耳朵?nèi)并且向而耳道中輻射聲 能的設(shè)備。耳機(jī)可以包括將音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲能的聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器。耳周式耳機(jī)（aroundthe earearphone)使用與入耳式耳機(jī)（in-earearphone)相比相對(duì)更大聲的聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器。入 耳式耳機(jī)充分小的驅(qū)動(dòng)器通常由于氣體容積排量的減小而具有低得多的聲學(xué)輸出能力。如 此，對(duì)于入耳式耳機(jī)而言，由從驅(qū)動(dòng)器的膜片兩側(cè)輻射的異相聲能引起的聲學(xué)消除相對(duì)于 耳周式（或耳朵上）耳機(jī)更加引入關(guān)注。雖然以下附圖和說(shuō)明書(shū)使用單個(gè)耳機(jī)，但耳機(jī)可 以是單個(gè)獨(dú)立的單元或者一對(duì)耳機(jī)中的一個(gè)（一個(gè)耳機(jī)用于一個(gè)耳朵）。例如通過(guò)頭帶或 者通過(guò)將音頻信號(hào)引導(dǎo)至耳機(jī)中的聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器的引線(xiàn)，一個(gè)耳機(jī)可以機(jī)械地連接至另一個(gè) 耳機(jī)。耳機(jī)可以包括用于無(wú)線(xiàn)地接收音頻信號(hào)的部件。除非另有指定，否則耳機(jī)可以包括 主動(dòng)降噪（ANR)系統(tǒng)的部件。
[0016] 如圖1所示，人耳10包括通向感覺(jué)器官（未示出）的耳道12。耳廓12 (耳朵位于 頭外部的部分）包括外耳14,其是部分通過(guò)耳屏16和對(duì)耳屏18所限定的緊鄰耳道12的中 空部分。耳機(jī)通常被設(shè)計(jì)為佩戴在耳廓上方、外耳中或耳道中。
[0017] 如圖2A和圖2B所示，耳機(jī)100具有殼體，其包括被設(shè)計(jì)為從佩戴者的耳朵10的 外耳14支持耳機(jī)的第一區(qū)域106以及位于耳道12的入口處或耳道12中的第二區(qū)域104。 區(qū)域102 "浮置"在佩戴者的耳屏16和對(duì)耳屏18(圖1)之間的耳朵外（圖2A和圖2B示 出了佩戴者的左耳和對(duì)應(yīng)的耳機(jī)100?；パa(bǔ)耳機(jī)可以裝配右耳（未示出）。在一些示例中， 僅提供一個(gè)耳機(jī)。在一些示例中，左耳機(jī)和右耳機(jī)可以一起設(shè)置為一對(duì)）。墊1〇6(即，耳 尖）將耳機(jī)的聲學(xué)部件耦合至佩戴者的耳朵的物理結(jié)構(gòu)。插塞202將耳機(jī)連接至音頻信號(hào) 的源（諸如CD播放器、手機(jī)、MP3播放器或PDA(未示出）），或者可以具有多個(gè)插塞（未示 出）來(lái)允許一次連接至多于一種類(lèi)型的設(shè)備。電路殼體204可以包括用于修改音頻信號(hào) (例如通過(guò)控制其音量或提供均衡）的電路。電路還可以向耳機(jī)提供噪音消除信號(hào)。殼體 204還可以包括切換電路（手動(dòng)或自動(dòng)），用于將由上述源中的一個(gè)或另一個(gè)輸出的信號(hào)連 接至耳機(jī)。線(xiàn)206將音頻信號(hào)從源傳輸至耳機(jī)。在一些示例中，信號(hào)可以例如使用藍(lán)牙協(xié) 議無(wú)線(xiàn)傳輸，并且將不包括線(xiàn)206?？商鎿Q地或另外地，無(wú)線(xiàn)鏈接可以將電路與一個(gè)或多個(gè) 源連接。
[0018] 如圖3所示，耳機(jī)100的第一區(qū)域102包括在驅(qū)動(dòng)器（聲音換能器）116的任一 側(cè)上分別通過(guò)殼體的殼113和115限定的后聲室112和前聲室114。在一些示例中，使用 14. 8_直徑的驅(qū)動(dòng)器。例如可以根據(jù)耳機(jī)的期望頻率響應(yīng)來(lái)使用其他尺寸和類(lèi)型的聲音換 能器。驅(qū)動(dòng)器116將前聲室和后聲室114和112隔開(kāi)。殼體的殼115將前室114至少延伸 (126)到耳道12的入口，并且在一些實(shí)施例中通過(guò)墊106延伸到耳道12中，并終止于可包 括聲阻元件118的開(kāi)口 127處。在一些示例中，聲阻元件118位于延伸部分126(S卩，嘴） 內(nèi)而不是位于端部處，如圖所示的。聲阻元件消散撞擊到其上或穿過(guò)其中的一定比例的聲 能。在其他示例中，不包括聲阻元件，而是可以在其位置中使用屏（screen)來(lái)防止碎片進(jìn) 入前室114。前室114不具有壓力均衡（PEQ)端口來(lái)將室114連接至耳機(jī)外部的環(huán)境。PEQ 端口可以是用于泄露的源，因此是用于聲音噪聲進(jìn)入耳機(jī)的路徑。
[0019] 端口 119聲學(xué)地耦合前聲室114和后聲室112。端口 119用于釋放在（a)耳機(jī)100 插入到耳朵10中或從耳朵10中移除、（b)佩戴耳機(jī)100的人經(jīng)受沖擊或振動(dòng)、或（C)耳機(jī) 100在佩戴時(shí)被敲擊或重新定位時(shí)積聚在耳道12和前室114內(nèi)的氣壓。端口 119優(yōu)選具 有大約0· 25mm至大約3mm的直徑，更優(yōu)選具有約0· 5mm的直徑。端口 119優(yōu)選具有大約 0. 25mm至大約10mm的長(zhǎng)度，更優(yōu)選具有大約1mm的長(zhǎng)度。
[0020] 通常利用通過(guò)該端口的聲阻抗來(lái)限制可由帶端口的耳機(jī)提供的被動(dòng)衰減的量。通 常，更多的阻抗是優(yōu)選的。然而，通常需要特定端口的幾何形狀以具有適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)性能。端 口用于提高聲輸出、均衡音頻響應(yīng)并在過(guò)壓事件期間提供排放路徑?？梢砸远喾N方式來(lái)改 變阻抗，它們中的一些是相關(guān)的。阻抗是依賴(lài)于頻率的，并且其可以?xún)?yōu)選在一個(gè)頻率范圍內(nèi) 增加阻抗和/或在另一頻率范圍內(nèi)降低阻抗。阻抗具有兩個(gè)分量：聲阻分量（DC流阻R)和 聲抗或質(zhì)量分量j?M，其中，ω是頻率，Μ是聲質(zhì)量，1是端口的長(zhǎng)度，A是端口的 截面積，以及P是空氣的密度（如果實(shí)際測(cè)量是困難或不可能的，則可以假設(shè)為1.2)?？?以通過(guò)確定聲阻抗|z|的絕對(duì)值或幅度，在感興趣的特定頻率處計(jì)算總阻抗。
[0021] 端口 119優(yōu)選在1kHz處具有大約
之間 的絕對(duì)值|ZI聲阻抗，并且更優(yōu)選在1kHz處具有大約
β絕對(duì)值|ZI聲阻 抗。端口 119優(yōu)選在10Hz處具有大約
彳絕對(duì)值 z|聲阻抗，并且更優(yōu)選在10Hz處具有大#
彳絕對(duì)值Iz|聲阻抗。
[0022] 端口 119的主要目的在于例如當(dāng)耳機(jī)100插入到使用者的耳朵10中或從耳朵10 中移除時(shí)或者在使用耳機(jī)期間避免過(guò)壓狀況。在前聲室114中積聚的壓力經(jīng)由端口 119逸 散到后聲室112,或者經(jīng)由后腔端口 122和124(主要是質(zhì)量（mass)端口 122(以下進(jìn)行更 詳細(xì)的討論））從那逸散到環(huán)境中。此外，端口 119可用于提供固定量的泄露，其與可能存 在的其他泄露并行作用。這有助于跨個(gè)體的標(biāo)準(zhǔn)化響應(yīng)。添加端口 119使得在低頻率輸出 中的一些損耗以及可重復(fù)的整體性能之間進(jìn)行折中。端口 119提供與具有類(lèi)似架構(gòu)的完全 阻擋典型前室PEQ端口基本相同的被動(dòng)衰減。預(yù)計(jì)添加端口 119將由于來(lái)自驅(qū)動(dòng)器116的 信號(hào)的前后自抵消而引起低頻輸出（例如，在大約20-lOOHz的頻帶）中的損失，但出人意 外地這并沒(méi)有發(fā)生。與使用傳統(tǒng)前室PEQ端口而不是端口 119相比，端口 119與后腔端口 122和124的串聯(lián)提供了較高阻抗的排放泄露路徑。然而，出人意外的是，發(fā)現(xiàn)這種較大的 阻抗在壓力均衡事件期間產(chǎn)生更加線(xiàn)性的行為，這降低了較高阻抗的負(fù)效應(yīng)。
[0023] 后室112通過(guò)殼113圍繞驅(qū)動(dòng)器116的后側(cè)密封，除了后室112包括聲抗兀件（諸 如端口（也稱(chēng)為質(zhì)量端口）122)和聲阻元件（也可以形成為端口 124)中的一個(gè)或兩個(gè)。 聲抗元件122和聲阻元件聲學(xué)地將后聲室112與耳機(jī)外的環(huán)境耦合，從而釋放上面提到的 氣壓。美國(guó)專(zhuān)利6, 831，984描述了在耳機(jī)設(shè)備中使用并聯(lián)的聲抗和聲阻端口，其內(nèi)容結(jié)合 于此作為參考。盡管將端口稱(chēng)為聲抗或聲阻的，但實(shí)際上任何端口都將具有聲抗和聲阻效 果。用于描述給定端口的術(shù)語(yǔ)表示什么效應(yīng)是主導(dǎo)的。如端口 122的聲抗端口例如為管狀 開(kāi)口，否則在后室112的這種情況下可能為密封的聲室。如端口 124的聲阻元件例如是聲 室壁中的小開(kāi)口，該聲室被提供聲阻的材料（例如，允許一些空氣和聲能穿過(guò)室壁的線(xiàn)或 纖維屏）覆蓋。
[0024] 聲抗元件122優(yōu)選在1kHz處具有大；
的范圍內(nèi)的絕對(duì)值聲阻抗|z|，更優(yōu)選為大約
聲抗元件122優(yōu)選在 10Hz處