CN106028198A - 耳机定位和保持结构 - Google Patents
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Abstract
一种用于耳内耳机的定位和保持结构。外支路和内支路在附着端附着到彼此并且在另一端附着到耳机的本体。外支路位于平面中。定位和保持结构具有在外支路的平面中在逆时针方向上向附着端施加力时比在外支路的平面中在顺时针方向上向附着端施加力时更大的硬度。定位和保持结构将与耳机关联的耳机定位于用户的耳部中并且将耳机保持在它的位置。
Description
本申请是于国际申请日2011年8月15日提交的,于2013年4月3日进入中国国家阶段的、申请号为201180048398.0、发明名称为“耳机定位和保持结构”的分案申请。
技术领域
本说明书描述一种用于耳机的定位和保持结构。
发明内容
在一个方面,一种耳机,包括用于从外部源无线地接收传入音频信号的电子模块。该电子模块包括用于将声音换能成传出音频信号的话筒。该电子模块还包括用于无线地发射传出音频信号的电路。耳机还包括音频模块,音频模块包括用于将接收的音频信号换能成声能的声学驱动器。耳机还包括耳内部分。耳内部分包括本体。本体包括在尺寸上被设定并且被布置用于在用户的耳道入口以内相配的出口部分、用于从音频模块向出口部分中的开口传导声能的通道以及定位和保持结构。定位和保持结构至少包括外支路和内支路。外支路和内支路中的每个支路在附着端附着到本体并且在接合端附着到彼此。外支路位于平面中。定位和保持结构在外支路的平面中在一个旋转方向上向端部施加力时比在外支路的平面中在相反旋转方向上施加力时明显更硬。两个支路之一在它的预期位置接触在耳甲的后部的对耳轮(anti-helix);接合端在对耳轮之下,本体的平面部分接触耳甲,并且本体的一部分在对耳屏之下。外支路的平面可以相对于本体平面倾斜。在向耳部中插入耳机并且在顺时针方向上旋转本体时,(1)接合端接触耳轮的基部或者(2)接合端变成楔入对耳轮的耳甲艇区域中或者(3)内支路接触耳轮的基部之一可以防止进一步顺时针旋转。在耳机就位时,可以施加与在耳甲的后部的对耳轮相抵推进外支路的反作用力。本体可以包括出口部分和内部部分,并且内部部分可以包括比出口部分更硬的材料。出口部分可以包括具有约16邵氏A的硬度的材料,并且内部部分可以包括约70邵氏A的材料。声学模块可以包括用于将声波引向出口部分的管嘴。管嘴可以由在方向上测量的外径表征。出口部分可以由在该方向上测量的直径表征。管嘴的外径可以小于出口部分的内径。出口部分和管嘴可以大体上为椭圆形。出口部分的短轴可以约为4.80mm,并且管嘴的短轴可以约为4.05mm。音频模块可以被定向使得音频模块的一部分在耳机就位时在用户的耳部的耳甲中。在与平面垂直的方向上施加力时的硬度可以小于0.01N/mm。
在另一方面,一种耳机,包括用于从外部源无线地接收传入音频信号的电子模块。该电子模块包括用于将声音换能成传出音频信号的话筒。电子模块还包括用于无线地发射传出音频信号的电路。耳机还包括音频模块,该音频模块包括用于将接收的音频信号换能成声能的声学驱动器。耳机还包括耳内部分。耳内部分包括本体,本体包括在尺寸上被设定并且被布置用于在用户的耳道以内相配的耳道部分和用于从音频模块向用户的耳道传导声能的通道。外支路可以位于平面中。定位和保持结构可以在外支路的平面中在一个旋转方向上向端部施加力时比在外支路的平面中在相反旋转方向上施加力时明显更硬。在与外支路的平面垂直的方向上施加力时的硬度可以小于在外支路的平面中在顺时针或者逆时针方向上施加力时的硬度。在与外支路的平面垂直的方向上施加力时的硬度可以小于在外支路的平面中在顺时针或者逆时针方向上施加力时的硬度的0.8倍。在与外支路的平面垂直的方向上施加力时的硬度可以小于0.01N/mm。
在另一方面,一种耳机,包括用于从外部源无线地接收传入音频信号的电子模块。该电子模块包括用于将声音换能成传出音频信号的话筒。该电子模块还包括用于无线地发射传出音频信号的电路。耳机还包括音频模块,音频模块包括用于将接收的音频信号换能成声能的声学驱动器。耳机还包括耳内部分,耳内部分包括本体。本体包括在尺寸上被设定并且被布置用于在用户的耳道以内相配的出口部分、用于从音频模块向出口部分中的开口传导声能的通道以及定位结构,定位结构包括外支路和内支路。内支路和外支路在附着端附着到本体并且在接合端附着到彼此。定位结构提供用于防止超过耳机的旋转位置的顺时针旋转的至少三种模式。这些模式包括尖端接触耳轮的基部、尖端变成楔入耳甲艇区域中的对耳轮之下以及内支路接触耳轮的基部。耳机还可以包括保持结构。该保持结构可以包括内支路和外支路。内支路和外支路可以在附着端附着到本体并且在接合端附着到彼此。在耳机在它的预期位置时,可以与在耳甲的后部的对耳轮相抵推进外支路,以及(1)尖端可以在对耳轮之下或(2)本体和外支路中的至少一个的一部分可以在对耳屏之下或(3)本体可以接合耳道中的至少一个。
在另一方面,一种耳机,包括用于从外部源无线地接收传入音频信号的电子模块。该电子模块包括用于将声音换能成传出音频信号的话筒。该电子模块还包括用于无线地发射传出音频信号的电路。耳机还包括音频模块,音频模块包括用于将接收的音频信号换能成声能的声学驱动器。耳机还包括本体,该本体包括在尺寸上被设定并且被布置用于在用户的耳道以内相配的出口部分。该本体还包括用于从音频模块向出口部分中的开口传导声能的通道。该本体还包括保持结构,保持结构包括内支路和外支路。内支路和外支路在附着端附着到本体并且在接合端附着到彼此。在耳机在它的预期位置时,与在耳甲的后部的对耳轮相抵推进外支路,本体接合耳道,以及(1)尖端在对耳轮之下或者(2)本体和外支路中的至少一个的一部分在对耳屏之下中的至少一个。
在另一方面,一种用于耳内耳机的定位和保持结构,包括外支路和内支路,外支路和内支路在附着端附着到彼此并且在另一端附着到耳机的本体。外支路位于平面中。定位和保持结构具有在外支路的平面中在逆时针方向上向附着端施加力时比在外支路的平面中在顺时针方向上向附着端施加力时更大的硬度。在逆时针方向上施加力时的硬度可以大于在顺时针方向上施加力时的硬度的三倍。在与外支路的平面垂直的方向上施加力时的硬度可以小于在外支路的平面中在顺时针或者逆时针方向上施加力时的硬度。在与外支路的平面垂直的方向上施加力时的硬度可以小于在外支路的平面中在顺时针或者逆时针方向上施加力时的硬度的0.8倍。在与外支路的平面垂直的方向上施加力时的硬度可以小于0.01N/mm。
在另一方面,一种用于耳内耳机的定位结构,包括第一支路和第二支路,第一支路和第二支路在附着端附着到彼此以形成尖端并且在另一端附着到耳机的本体。定位结构提供用于防止耳机的超过旋转位置的顺时针旋转的至少三种模式。这些模式包括尖端接触耳轮的基部、尖端变成楔入耳甲艇区域中的对耳轮之下以及内支路接触耳轮的基部。
在另一方面,一种耳内耳机的保持结构,包括内支路和外支路,内支路和外支路在附着端附着到本体并且在接合端附着到彼此。在耳机在它的预期位置时,与在耳甲的后部的对耳轮相抵推进外支路,本体接合耳道;以及(1)尖端在对耳轮之下;或者(2)本体和外支路中的至少一个的一部分在对耳屏之下中的至少一个。
在另一方面,一种用于耳内耳机的定位和保持结构,包括内支路和外支路,内支路和外支路在附着端附着到彼此并且在第二端附着到耳机的本体。内支路和外支路被布置用于提供用于防止耳机的顺时针旋转的至少三种模式。这些模式包括尖端接触耳轮的基部、尖端变成楔入对耳轮之下以及内支路接触耳轮的基部。内支路和外支路还被布置使得在耳机在它的预期位置时,与在耳甲的后部的对耳轮相抵推进外支路,本体接合耳道;以及(1)尖端在对耳轮之下;或者(2)本体和外支路中的至少一个的一部分在对耳屏之下中的至少一个。
在与以下附图结合阅读时,其它特征、目的和优点将从下文具体描述中变得明显,其中:
附图说明
图1是人耳的侧视图;
图2示出耳机的若干视图;
图3示出耳机的一部分的若干视图;
图4是具有就位的耳机的人耳的视图;
图5是耳机的一部分的等距图和横截面图;
图6是耳机的一部分的图示性横截面;
图7A-7D示出耳机的一部分的视图;
图8是耳机的放大图;
图9是耳机的一部分的等距图和横截面图;以及
图10是耳机的本体的等距图,其中本体的一部分被去除。
图11是耳机的本体的等距图。
具体实施方式
图1出于标识在本申请中使用的术语这一目的而示出人耳和笛卡尔坐标系。在下文描述中,“向前”或者“前面”将指的是沿着X轴的+方向,“向后”或者“后面”将指的是沿着X轴的-方向;“在上方”或者“向上”将指的是沿着Y轴的+方向;“在下方”或者“向下”将指的是沿着Y轴的-方向;“在顶部”和“向外”将指的是沿着Z轴的+方向(出自纸面),以及“在后面”或者“在下面”或者“向内”将指的是沿着Z轴的-方向(进入纸面)。
下文的描述将针对在右耳中相配的耳机。对于在左耳中相配的耳机,可以颠倒一些定义或者“+”和“-”方向,并且“顺时针”和“逆时针”可以意味着相对于耳部或者其它元件以不同于下文描述中所意指的方向的旋转。有许多不同的耳部尺寸和几何形状。一些耳部具有图1中未示出的附加特征。一些耳部缺少图1中所示特征中的一些特征。一些特征可以比图1中所示更显著或者更不显著。
图2示出耳内耳机10的若干视图。耳机10包括本体12、可以机械地耦合到可选电子模块16的声学驱动器模块14。本体12可以具有向耳道中相配的出口部分15。下文将标识其它附图标记。耳机可以是无线的,也就是说,可以没有将耳机机械地或者电子地耦合到任何其它设备的电线或电缆。耳机10的一些元件可以在一些视图中不可见。
可选电子模块16可以包括在电子模块16的一端11处的话筒。可选电子模块16也可以包括用于无线地接收辐射的电信号的电子电路;用于向声学驱动器发射音频信号和用于控制声学驱动器的操作的电子电路;电池;以及其它电路。电子模块可以装入具有平面壁的大体上呈箱形的外壳内。
希望将耳内耳机10放置于耳部中使得它被恰当地定向,从而它是稳定的(也就是说,它保持于耳部中)并且从而它令人舒适。恰当定向可以包括对本体定位使得电子模块(如果存在)被定向使得话筒指向用户的嘴部并且使得电子模块16的平面表面在用户的头部一侧附近或者与该侧相抵定位以防止耳机的过度移动。电子模块16(如果存在)和耳机的可能的无线特性使得耳机的定向和稳定性比在具有电线或者电缆以及无电子模块的耳机中更复杂。电线往往对耳机定向使得电线或者电缆下垂,因此电线或者电缆的缺少使得恰当定向更难以实现。如果不存在电子模块,则恰当定向可以包括对本体定向使得出口部分15相对于耳道被恰当地定向。电子模块16往往相对于耳机的其它部件沉重使得它往往外移质心,其中没有在耳机与用户的头部之间的接触,从而耳机往往沿着Y轴下移并且绕着Z轴和X轴旋转。
图3示出本体12的切分图。本体12包括用于向耳道传导由声学驱动器模块中的声学驱动器辐射的声波的通道18。本体12具有与在一端的耳甲基本上相抵搁放的基本上呈平面的表面13。定位和保持结构20从本体12延伸,该定位和保持结构20与本体12一起保持耳机就位而未使用可能不稳定(往往从耳部掉落)、令人不适(因为它们与耳部相抵按压)或者不相配(因为它们与耳部不符)的耳钩或者所谓的“点击锁定”尖端。定位和保持结构20至少包括从本体延伸的外支路22和内支路24。其它实现方式可以具有附加支路(比如以虚线所示的支路23)。两个支路中的每个支路分别在一端26和一端28处连接到本体。外支路被弯曲成大体上跟随在耳甲的后部的对耳轮的曲线。在点30处接合每个支路的第二端。接合的内支路和外支路可以超过点30向定位和保持结构的末端35延伸。在一个实现方式中,定位和保持结构20由具有16邵氏A硬度计的硅树脂制成。外支路22位于平面中。
定位和保持结构在如箭头37所示的逆时针方向上(绕着Z轴)向末端35施加力时比在如箭头39所示的顺时针方向上绕着Z轴向末端35施加力时明显更硬(更不顺应)。可以通过两个支路22和24的几何形状、两个支路22和24的材料以及通过向支路22和24中的一个或者两个支路预加应力,或者几何形状、材料和预加应力的组合来获得顺应性的差异。还可以通过向支路22和24添加更多的支路来控制顺应性。定位和保持结构在由箭头33所示沿着Z轴向末端施加力时比在由箭头37和箭头39所示绕着Z轴施加力时明显更顺应。
在一个测量中,通过保持本体12静止、在-X方向上沿着X轴向末端35施加力并且测量在-X方向上的位移来近似在(由箭头37所示的)逆时针方向上施加力时的硬度;通过保持本体12静止并且在-Y方向上沿着Y轴拉动末端35来近似在(由箭头39所示的)顺时针方向上施加力时的硬度。根据本体12以及定位和保持结构20的尺寸,在逆时针方向上的硬度的范围从0.03N/mm(牛顿每毫米)到0.06N/mm。同样根据本体12以及定位和保持结构20的尺寸,在顺时针方向上的硬度的范围从0.010N/mm到0.016N/mm。对于等效尺寸的本体以及定位和保持结构,在逆时针方向上的硬度范围是在顺时针方向上的硬度的3.0倍到4.3倍。在一个测量中,沿着Z轴施加力。根据本体12以及定位和保持结构20的尺寸,硬度的范围从0.005N/mm到0.008N/mm;典型的硬度范围可能从0.001N/mm到0.01N/mm。对于等效尺寸的本体以及定位和保持结构,在沿着Z轴施加力时的硬度范围是在逆时针方向上施加力时的硬度的0.43倍到0.80倍。
现在参照图4,为了将耳机放置于耳部中,将本体放置于耳部中并且向内轻推而且优选地如箭头43所示逆时针旋转本体。将本体推入耳部使本体12和外支路22放在对耳屏以下的位置并且使本体12的出口部分15进入耳道。逆时针旋转本体在Z方向上对外支路22恰当地定向用于随后的步骤。
然后如箭头41所示顺时针旋转本体,直至状态出现使得不能进一步旋转本体。这些状态可以包括:末端35可能接触耳轮的基部;支路24可能接触耳轮的基部;或者末端25可能变成楔入耳甲艇区域中的对耳轮后面。尽管定位和保持结构提供所有三种状态(在下文中称为“模式”),但是对于所有用户而言并非所有三种状态都将发生,但是对于多数用户而言将出现这些模式中的至少一种模式。出现哪种(些)状态依赖于用户的耳部的尺寸和几何形状。
提供用于对耳机定位的多种模式是有利的,因为没有一种定位模式对于所有耳部都效果良好。提供多个定位模式使得定位系统更可能对各种耳部尺寸和几何形状效果良好。
顺时针旋转本体12也使末端和外支路接合耳甲艇区域并且放在对耳轮下面。在本体以及定位和保持结构20就位时,定位和保持结构和/或本体用以下若干方式中的至少两种方式接触多数人的耳部并且用以下若干方式中的更多种方式接触许多人的耳部:外支路22的长度40接触在耳甲的后部的对耳轮;定位和保持结构20的末端35在对耳轮42下面;外支路22或者本体12或者这二者的部分在对耳屏44下面;以及本体12在耳屏之下接触到耳道的入口。两个或者更多个接触点保持耳机就位,从而提供更大的稳定性。力的分布以及本体和外支路的接触耳部的部分的顺应性减轻对耳部的压力,从而提供舒适性。
再次参照图2的视图E以及图3的视图B、视图C和视图D,本体12可以具有与耳甲相抵搁放的略微弯曲的表面13。略微弯曲的表面的外围可以处于下文中称为本体平面的平面中。在一个实现方式中,定位和保持结构20的外支路22在Y-Z平面上的投影可以如线条97(支路22的中心线)和线条99(与本体平面平行)所示相对于本体平面13和Y-Z平面的交线成角度。在就位时,本体平面13与X-Y平面基本上平行。换而言之,外支路22略微向外成角度。
定位和保持结构20的成角度具有若干特性。该结构造成末端将放在对耳轮下面的更大的可能性,而不管耳部尺寸和几何形状的变化。向外倾斜更好地顺应耳部。向内偏置定位和保持结构,这引起比对抗向内方向上的移动更多的用于对抗向外方向上的移动的更多的力。与具有相对于接触耳甲的表面的平面不成角度的定位和保持结构的耳机相比,这些特性提供在舒适性、适合性和稳定性方面的明显提高。
如果定位和保持结构的成角度未使末端放在对耳轮后面,则末端在Z方向上的顺应性允许用户向内按压末端使得其确实放在对耳轮后面。
提供防止本体的过度旋转的特征造成这样一种定向,其中该定向从一个用户到另一个用户是相对统一的,而不管耳部尺寸和几何形状的差异。这是有利的,因为耳机的恰当和统一的定向造成话筒到用户的嘴部的恰当和统一的定向。
图5示出本体12以及定位和保持结构20的沿着线条A-A截取的横截面。横截面为椭圆形或者“跑道”形状,其中在与Z轴基本上平行的Z’方向上的尺寸为在与X轴基本上平行的X’方向上的尺寸的2.0倍到1.0倍,优选地比2.0倍更接近于1.0倍,并且在一个示例中,为在X’方向上的尺寸的1.15倍。在一些示例中,在Z’方向上的尺寸可以如在X’方向上的尺寸的0.8倍一样低。横截面允许外支路的更多表面接触在耳甲的后部的对耳轮,从而提供更好的稳定性和舒适性。此外,在支路的接触耳部的部分中无拐角或者锐边,这消除了不舒适的起因。
如图2的视图B和视图E中最好地示出的,声学驱动器模块相对于本体12的平面向内和向前倾斜。向内倾斜相对于与定位和保持结构20或者电子模块12或者这二者基本上平行的声学驱动器模块使重心移位。与向内倾斜组合的向前倾斜允许声学驱动器模块的更多部分在耳部的耳甲以内相配从而增加耳机的稳定性。
图6示出声学驱动器模块14和本体12的图示性横截面。耳机10的第一区域102包括在声学驱动器116的任一侧上由外壳113和外壳115分别限定的后室112和前室114。在一些示例中,使用15mm标称直径驱动器。管嘴126经过本体12从前室114向耳道的入口中并且在一些实施例中向耳道中延伸并且可以结束于可选声阻元件118。在一些示例中,可选声阻元件118位于管嘴126内而不是如图所示位于端部。声阻元件(如果存在)耗散撞击在其上或者经过其的一定比例的声能。在一些示例中,前室114包括压力均衡(PEQ)孔120。PEQ孔120用于减轻在向耳部中插入耳机10时可能在耳道12和前室114内建立的气压。由外壳113绕着声学驱动器116的背面密封后室112。在一些示例中,后室112包括抗性元件,比如端口(也称为质量端口)122和也可以形成为端口124的阻性元件。美国专利6,831,984描述了在头戴式受话器中并联的抗性端口和阻性端口的使用,并且通过引用将其整体结合于此。虽然端口常称为抗性的或者阻性的,但是实际上,任何端口都将具有抗性效果和阻性效果。用来描述给定端口的术语指示哪种效果是主要的。在图6的示例中,抗性端口由外壳113中的空间限定。抗性端口(比如端口122)例如是管形开口,在该开口内另外可以是密封的声学室,在这种情况下为后室112。阻性端口(比如端口124)例如是由提供声阻的材料(例如,电线或者织物筛)覆盖的声学室的壁中的小开口,该开口允许一些空气和声能通过室的壁。质量端口122和抗性端口124声学地耦合后腔112与周围环境。示意性地示出了质量端口122和阻性端口124。将在以下附图中示出质量端口122和阻性端口124的实际位置,并且将在说明书中指定它们的尺寸。类似地,下文将示出压力均衡孔120的实际位置和尺寸,并且将在说明书中指定其尺寸。
本体12、腔体112和腔体114、驱动器116、阻尼器118、孔120以及端口122和124各自具有可以影响耳机10的性能的声学特性。可以调整这些特性以实现耳机的期望频率响应。附加元件(比如有源或者无源均衡电路)也可以用来调整频率响应。
为了增加低频响应和灵敏度,管嘴126可以向耳道中延伸前腔体112,从而有助于在本体12与耳道之间的密封的形成。将前腔体114密封到耳道中与用包括端口122和124的小腔112包围换能器116的后部一样减少了低频截止。管嘴126与衬垫的下部110一起对耳道提供比仅搁放于耳甲中的耳机更好的密封,以及对个别用户的耳部的更一致的耦合。衬垫的锥形形状和柔韧性允许它在多种形状和尺寸的耳部中形成密封。在一些示例中,后室112具有0.26cm3的体积,该体积包括驱动器116的体积。除了驱动器之外,后室112具有0.05cm3的体积。
抗性端口122与后室体积共振。在一些示例中,它具有范围大约从0.5mm到2.0mm(例如1.2mm)的直径和范围大约从0.8mm到10.0mm(例如2.5mm)的长度。在一些实施例中,调谐抗性端口以在耳机的低频截止附近与腔体体积共振。在一些实施例中,低频截止约为100Hz,这可以根据耳部的几何形状随着个人变化。在一些示例中,抗性端口122和阻性端口124并行地提供声抗和声阻,这意味着它们各自独立地将后室112耦合到自由空间。相反,可以例如通过将阻性元件(比如电线网筛)放置于抗性端口的管道以内来在单个通路中串行地提供电抗和电阻。在一些示例中,并行的阻性端口由例如可从Cleveland,OH的Cleveland电线获得的70x800Dutch斜纹电线布覆盖。实现为并行的抗性端口和阻性端口的并行的抗性元件和阻性元件与使用串行的抗性元件和阻性元件的实施例相比提供增加的低频响应。并行电阻未明显衰减低频输出而串行电阻明显衰减低频输出。使用具有并行端口的小后腔体允许耳机具有改善的低频输出和在低频输出与高频输出之间所期望的平衡。
PEQ孔120被定位使得它在使用时不会受阻。例如,PEQ孔120不位于本体12的与耳部直接接触的部分中而是在前室114中远离耳部。孔的主要目的是避免在向用户的耳部中插入耳机10时的过压状态。此外,孔可以用来提供与可能存在的其它泄漏并行作用的固定数量的泄漏。这有助于标准化跨个人的响应。在一些示例中,PEQ孔120具有约0.50mm的直径。可以根据比如前室114的体积和耳机的期望频率响应之类的因素使用其它尺寸。添加PEQ孔在低频输出的一些损耗与更加可重复的总体性能之间进行权衡。
本体12被设计用于将耳机的声学元件令人舒适地耦合到佩戴者的耳部的物理结构。如图7A-7D中所示,如上文提到的那样,本体12具有被成形用于与耳部的耳屏和对耳屏接触的上部802以及被成形用于进入耳道12的下部110。在一些示例中,下部110被成形用于在耳道12内相配但是未对耳道12的肉体施加显著压力。未依赖于下部110在耳朵中提供耳机的保持力,这允许它用最小的压力密封耳道。在上部802中的空间806容纳耳机(未示出)的声学元件,而(图6的)管嘴126向下部110中的空穴808中延伸。在一些示例中,可以从耳机10去除本体12,如区域810和812所示,例如,由具有不同硬度的材料制造本体12。外区域810由软材料(例如具有16邵氏A硬度计的材料)形成,该材料由于它的柔软度而提供良好的舒适性。用于该部分的典型的硬度计范围从2邵氏A到30邵氏A。内区域812由较硬材料(例如具有70邵氏A硬度计的材料)形成。该部分提供保持衬垫就位所需要的硬度。用于该部分的典型的硬度计范围从30邵氏A到90邵氏A。在一些示例中,内部部分812包括用于在声学部件上保持衬垫的O形环型保持项圈809。较硬的内部部分812也可以向外部部分中延伸以增加该部分的硬度。在一些示例中,可以在单种材料中布置可变的硬度。
在一些示例中,衬垫的两个区域由硅树脂形成。可以在单个部分中用柔软的和较硬的硬度计二者制造硅树脂。在双射制造工艺中,利用两个部分之间的强键合将两个部分创建在一起。硅树脂具有在宽温度范围内保持其特性的优点,并且因成功地用于它与人类皮肤保持接触的应用中而闻名。也可以用不同颜色制作硅树脂,以例如用于标识不同尺寸的衬垫或者用于允许定制。在一些示例中,可以使用其它材料,比如热塑弹性体(TPE)。TPE与硅树脂相似并且可以较便宜,但是耐热性较差。可以使用材料的组合,具有软硅树脂或TPE外部部分812和由诸如ABS、聚碳酸酯或尼龙之类的材料制成的硬的内部部分810。在一些示例中,整个衬垫可以由具有单一硬度的硅树脂或者TPE制成,表示在所期望的外部部分812的柔软度与所需要的内部部分810的硬度之间的折衷。
图8示出电子模块16、声学驱动器模块14和本体12的放大图。电子模块包括(可以是多件的)塑料罩402。
该塑料罩包围用于无线地接收音频信号的电子电路(未示出)。声学驱动器模块14包括外壳113、声学驱动器116和外壳115。示出质量端口122和抗性端口124在外壳113中的位置。也示出PEQ孔120在外壳115上的位置。在组装耳机10时,管嘴126在本体12的出口部分15以内相配。再次参照图6,管嘴126的外径如箭头702和箭头704所示可以与出口部分15的内部尺寸近似相同。
图9示出图6的组件的变化形式。图9的实现方式是图6的实现方式的镜像,以指示可以针对任一耳部配置耳机。在图9的实现方式中,管嘴的外部尺寸如箭头702’和704’所示小于出口部分15的对应的内部尺寸。尺寸的差异提供在管嘴与本体12的出口部分15之间的空间706。该空间允许本体的下部15更好地顺应耳道,从而提供额外的舒适性和稳定性。管嘴的硬度造成出口部分顺应耳道的能力,而未明显改变通向耳道的通路的形状或者体积,因而耳部尺寸或者几何形状的改变并未明显地影响耳机的声学性能。管嘴的较小的尺寸可能不利地影响高频(例如在3kHz以上)。然而,在电子模块16中装入的用于无线地接收音频信号的电路可以被限制为接收上至仅3kHz的音频信号,因此,不利地影响的高频性能无损于耳机的总体性能。一种允许耳机更大声地播放的方法是过度驱动声学驱动器。过度驱动声学驱动器往往引入失真并且不利地影响带宽。
图10示出本体12,其中出口部分15和管嘴126的一部分被去除。出口部分15的内侧和管嘴126的外侧均为椭圆形。管嘴的外侧的短轴(由线条702’表示)为4.05mm。出口部分15的内侧的短轴(由线条704’表示)为4.80mm。空间706在它的最宽点的宽度为0.75mm。
一种实现良好声学性能的方法是使用较大的驱动器。较大的声学驱动器(例如15mm标称直径声学驱动器)可以用比常规较小的声学驱动器更小的失真并且以更好的带宽和清晰度来更大声地播放。然而,使用较大的声学驱动器具有一些弊端。具有大于11mm的直径(标称直径加上外壳)的声学驱动器在许多人的耳甲中不相配。如果声学驱动器定位于耳甲以外,则质心可能充分地在耳部以外,使得耳机是不稳定的并且往往会从耳部掉落。这一问题由于电子模块12的存在而变得更糟,该电子模块可能相对于耳机的其它部件沉重并且将质心更加远离头部的侧部移动。
如图2和视图B和视图E中最好地示出的,声学驱动器模块相对于定位和保持结构20的平面以及电子模块12的平面向内和向前倾斜。向内倾斜相对于与定位和保持结构20或者电子模块12或者这二者基本上平行的声学驱动器模块使重心移位。与向内倾斜组合的向前倾斜允许声学驱动器模块的更多部分在耳部的耳甲以内相配,从而增加耳机的稳定性。
尽管人耳在尺寸和形状上表现出大的可变性,但是已经发现可以通过提供赋予少量预定义尺寸的耳机集合来适应大多数的人,只要那些尺寸维持保持结构20的尺寸之间的特定关系。图11示出表征定位和保持结构20的形状和尺寸的尺寸。特别感兴趣的分别是支路22和24的外边缘222和224的半径和长度,即接触耳部的部分的外周长的形状。
为了与对耳轮相配,外支路22的外边缘222具有在本体12附近较急剧地弯曲并且从更远离本体12的位置变平的可变曲率半径。在一些示例中,如图11中所示,外支路由两段22a和22b限定,每段具有在该段内恒定的不同半径Roa和Rob。在一些示例中,使用三个不同的半径,具有平滑在较平坦的外部部分与较弯曲的内部部分之间的转变的中间半径。在其它示例中,可以有具有不同半径的许多段,或者整个支路可以具有连续可变的曲率半径。测量半径所依据的中心点对于不同段而言未必是相同的;半径值仅为在不同点的曲率的表征而未涉及在共同中心周围的曲线。外边缘222具有如从支路与本体12接合的点226和它与在末端36的平坦尖端会合的端点228所测量的总长度Lo。
类似地,图11中的内支路24的外边缘224也具有两段24a和24b,这两段具有不同半径Ria和Rib以及在点230与232之间所测量的总长度Li。在具有在内支路中的两个以上的段的示例中,不同于外支路,半径可能没有单调渐进。具体而言,中段可能具有最短的半径以在任一端的相对较直的部分之间产生相对急剧的弯曲。与外支路一样,内支路可以具有如图所示的两个不同半径、三个半径或者它可以具有更多半径直至是连续可变的。
内支路和外支路的半径与长度是相关的。由于在一端接合两个支路,所以在不对应增加内支路的情况下使外支路更大将使半径减少(使曲线更极端)并且反之亦然。类似地,改变任何半径将需要支路中的一个支路或者另一支路来改变长度。由于使保持特征更小或者更大以用于与不同尺寸的耳部相配,可以改变在不同段之间的关系或者保持相同。使用特定的相对长度和曲率的集合允许单个保持特征设计以使用少量唯一的零件与各种个人相配。
表1示出用于具有三个尺寸的保持特征设计的一个实施例的一组值,这三个尺寸具有共同的相对尺寸(都以mm为单位给出)。表2示出各种尺寸的比值,这些比值包括均值和从那些跨三个尺寸的比值的均值得出的百分比变化。可见外支路的外边缘的两个半径Roa与Rob的比值以及两个支路的外边缘的长度Lo与Li的比值跨所有三个尺寸非常相似,而与均值最远的比值仍然在均值比值的10%内。比值中涉及内支路的半径的两个比值比这更远离它们的均值变化,但是外支路的端半径与内支路的端半径跨所有三个尺寸是非常一致的,从而从均值仅变化6%。由于内支路的曲率主要由外支路的曲率和两个支路的相对长度规定,所以正是Roa/Rob和Lo/Li测量将最重要。一般而言,所描述的形状的并且具有如下外边缘222的三个耳朵尖端将与大部分的人相配,该外边缘由具有在0.7的10%内的比值的两个半径Roa与Rob以及外边缘的如下总长度Lo限定,该总长度在相反边缘224的长度Li的2.6倍的10%内并且覆盖在用于最小外支路长度的约30mm与用于最大外支路长度的45mm之间的适当的绝对尺寸范围。
表1
尺寸 | 小 | 中 | 大 |
Roa | 9.28 | 12.0 | 12.63 |
Rob | 12.16 | 17.5 | 19.67 |
Ria | 3.75 | 5.25 | 5.00 |
Rib | 7.75 | 13.0 | 10.00 |
Lo | 31 | 36 | 46 |
Li | 11 | 15 | 19 |
表2
比值 | 小 | 中 | 大 | 均值 | 变化% |
Roa/Rob | 0.76 | 0.69 | 0.64 | 0.70 | 9% |
Ria/Rib | 0.48 | 0.40 | 0.50 | 0.46 | 13% |
Roa/Ria | 2.47 | 2.29 | 2.53 | 2.43 | 6% |
Rob/Rib | 1.57 | 1.35 | 1.97 | 1.63 | 21% |
Lo/Li | 2.82 | 2.40 | 2.42 | 2.59 | 9% |
Claims (24)
1.一种耳机,包括:
声学驱动器,其将所施加的声信号转换为声能;
外壳,容纳所述声学驱动器;以及
耳部接头,包括
本体部分,其在被用户佩戴时适配在耳屏和对耳屏的下方,并且占据用户耳朵的耳甲下部,
出口,其在被所述用户佩戴时至少延伸到所述用户耳道的入口内;以及
保持部件,其从所述本体部分延伸并且在末端处终止,其中所述保持部件由顺应材料形成,并且在所述耳部接头由所述用户佩戴时,所述保持部件沿着所述保持部件的长度的至少部分抵靠所述用户耳朵的对耳轮,并且向所述对耳轮施加压力。
2.根据权利要求1所述的耳机,其中所述保持部件在未佩戴时大体呈弯曲的面,并且在所述面的方向比在垂直于所述面的方向具有更大的硬度。
3.根据权利要求1所述的耳机,其中所述保持部件在未佩戴时大体呈弯曲的面,并且在倾向于挺直所述保持部件的方向比在倾向于增加曲率的方向具有更大的硬度。
4.根据权利要求1所述的耳机,其中所述保持部件具有椭圆形的横截面,所述横截面的与所述对耳轮的接触面平行的尺寸比与所述对耳轮的接触面垂直的尺寸大。
5.根据权利要求1所述的耳机,其中所述耳部接口进一步包括支路,所述支路从所述本体部分延伸并且在远离所述本体的点支撑所述保持部件。
6.根据权利要求1所述的耳机,其中所述保持部件在未被所述用户佩戴时位于面内,所述保持部件所处的面相对于经过所述本体部分的中心的面倾斜,使得所述保持部件在佩戴时相对于所述本体部分而言更多地从所述用户的头部侧面向外倾斜。
7.根据权利要求1所述的耳机,其中所述声学驱动器包括膜片,所述膜片沿着第一轴行进,并且所述出口沿着不平行于所述第一轴的第二轴朝向所述耳道延伸。
8.根据权利要求1所述的耳机,其中在所述耳机由所述用户佩戴时,所述保持部件的末端位于所述用户耳朵的耳轮的基部下的、所述对耳轮的端部处。
9.一种耳机,包括:
声学驱动器,其将所施加的声信号转换为声能;
外壳,容纳所述声学驱动器,所述外壳包括声耦合到所述声学驱动器的前室,其中在所述耳机被佩戴时,所述外壳包括从所述前室朝向用户的耳道延伸的管嘴;以及
耳部接头,包括
本体部分,其在被所述用户佩戴时占据用户耳朵的耳甲下部,
出口,其在被所述用户佩戴时至少延伸到所述用户耳道的入口内,
其中所述出口至少部分包围所述外壳的所述管嘴,并且提供用于将声能传导到所述用户耳道的通道;以及
保持部件,由顺应材料形成并且在末端处终止,其中在所述耳部接头由所述用户佩戴时,所述保持部件沿着所述保持部件的长度的至少部分向所述用户耳朵的对耳轮施加压力。
10.根据权利要求9所述的耳机,其中所述保持部件在未被用户佩戴时位于面内,并且所述保持部件所处的面相对于所述外壳成角度,使得所述保持部件在所述耳机位于所述用户耳朵内时从所述用户的头部侧面向外倾斜。
11.根据权利要求9所述的耳机,其中所述声学驱动器包括膜片,所述膜片沿着第一轴行进,并且所述管嘴沿着不平行于所述第一轴的第二轴朝向所述耳道延伸。
12.根据权利要求9所述的耳机,其中所述耳机进一步包括支路,所述支路从所述本体部分延伸并且在远离所述本体的点支撑所述保持部件。
13.根据权利要求9所述的耳机,其中所述保持部件在未佩戴时大体呈弯曲的面,并且在倾向于挺直所述保持部件的方向比在倾向于增加曲率的方向具有更大的硬度。
14.根据权利要求9所述的耳机,其中所述保持部件具有椭圆形的横截面,所述横截面的与所述对耳轮的接触面平行的尺寸比与所述对耳轮的接触面垂直的尺寸更大。
15.根据权利要求9所述的耳机,其中所述保持部件从所述耳部接头的所述本体部分延伸。
16.根据权利要求9所述的耳机,其中所述管嘴位于所述声学驱动器的边缘处。
17.根据权利要求9所述的耳机,其中在所述耳机由所述用户佩戴时,所述保持部件的末端位于所述用户耳朵的耳轮的基部下的、所述对耳轮的端部处。
18.一种入耳式声学驱动器的耳部接头,所述耳部接头包括:
本体部分,其在被用户佩戴时适配在耳屏和对耳屏的下方,并且基本上占据用户耳朵的耳甲下部,
顺应的出口,其在被用户佩戴时至少延伸到所述用户耳道的入口内;以及
顺应的保持部件,其从所述本体部分延伸并且在末端处终止,
其中在所述耳部接头由所述用户佩戴时,所述保持部件沿着所述保持部件的长度的至少部分向所述用户耳朵的对耳轮施加压力;以及
在所述耳部接头由所述用户佩戴时,所述保持部件的末端位于所述用户耳朵的耳轮的基部下的、所述对耳轮的端部处。
19.根据权利要求18的耳部接头,其中所述保持部件在未佩戴时大体呈弯曲的面,并且在倾向于挺直所述保持部件的方向比在倾向于增加曲率的方向具有更大的硬度。
20.根据权利要求18的耳部接头,其中所述保持部件具有椭圆形的横截面,所述横截面的与所述对耳轮的接触面平行的尺寸比与所述对耳轮的接触面垂直的尺寸更大。
21.根据权利要求18的耳部接头,其中所述保持部件包括沿着所述保持部件的外边缘的第一支路以及第二支路,所述第二支路从所述本体部分延伸并且在远离所述本体的点支撑所述第一支路。
22.根据权利要求18的耳部接头,其中所述本体、所述出口和所述保持部件构成单个整体结构。
23.根据权利要求18的耳部接头,其中所述保持部件的外边缘具有沿着其长度的不同曲率半径,所述外边缘包括在所述本体部分处开始的、具有第一曲率半径的第一部分以及靠近所述末端的、具有第二曲率半径的第二部分,所述第二曲率半径大于所述第一曲率半径,使得所述外边缘在靠近所述本体处较为急剧地弯曲,而在靠近所述末端处较不急剧地弯曲。
24.根据权利要求18的耳部接头,其中所述保持部件在未被所述用户佩戴时位于面内,所述保持部件所处的面相对于所述外壳倾斜,使得所述保持部件在所述耳部接头位于用户耳朵内时从所述用户的头部侧面向外倾斜。
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