CN101742373A

CN101742373A - 制噪耳机

Info

Publication number: CN101742373A
Application number: CN200810176469A
Authority: CN
Inventors: 宋柏勋; 蔡政和; 叶炯文; 何鸿钧
Original assignee: Merry Electronics Co Ltd
Current assignee: Merry Electronics Co Ltd
Priority date: 2008-11-13
Filing date: 2008-11-13
Publication date: 2010-06-16

Abstract

本发明是有关于一种制噪耳机，其包括一耳机本体、一扬声器、一麦克风及一信号处理器，耳机本体具有一腔室及一导音管，扬声器及麦克风皆设置于腔室内，且扬声器提供声音信号并由导音管输出，麦克风则是位于扬声器旁并接收腔室内声音信号，信号处理器则是同时电性连接于扬声器及麦克风，信号处理器提供电信号给扬声器以转换为声音信号，而麦克风则将接收的声音信号转换为电信号以传送至信号处理器，再由信号处理器针对声音信号当中被定义为噪音的部分输出反相信号加入扬声器。

Description

制噪耳机

技术领域

本发明涉及一种制噪耳机，特别是涉及一种能提供较佳耳机输出频率响应曲线的耳道式制噪耳机。

背景技术

目前现有习知的制噪耳机内部至少都设置有一扬声器(或称喇叭)及一麦克风，藉由麦克风所接收外界的噪音声波，并将其转化为一噪音信号传送到一制噪电路，而制噪电路会相对应于噪音信号而产生一反相信号以输出至扬声器，并使扬声器得以产生与噪音声波反相的一反相声波作为干涉，而达到制噪的效果。

请参阅图1A所示，为现有习知的耳道式制噪耳机的剖面示意图。耳道式制噪耳机主要是由一耳机壳体10、一耳塞件11、一扬声器12、一麦克风13及一制噪电路14所组成，其中耳塞件11套设在耳机壳体10的开放端，两者组合后可容置扬声器12、麦克风13及制噪电路14，且扬声器12与麦克风13皆各藉由一导线15电性连接到制噪电路14，若以耳塞件11的开放端插入使用者耳道的方向来看，麦克风13乃是设置在扬声器12的前方，也可说是麦克风13在扬声器12与耳道之间，藉由如此的配置方式，扬声器12输出至耳道的声波可由麦克风13先予接收，并直接通过制噪电路14处理后再由扬声器12输出，此称后馈式主动制噪技术(Feed-Back active noisecancelling technology)，此技术可监测最后进入耳朵的噪声信号，因此具有较佳的主动制噪效果。

上述后馈式主动制噪技术的配置方式，实际上较常见于耳罩式耳机或耳塞式耳机，由于与耳道之间形成的腔体空间较大，因此在输出频率响应曲线上大致上还能保持与未加入制噪技术前相似，然而后馈式主动制噪技术结合在耳道式耳机时，则因为与耳道之间形成的腔体变小，其输出频率响应曲线即有较为显著的差异，请参阅图1B所示，其即为图1A的耳道式制噪耳机的频率响应曲线图，如图所示，现有习知的耳道式制噪耳机的频率响应曲线S1在3000HZ-6000HZ的高频区段之间具有较为显著的共振衰减(产生显著的波谷)，然而一般人正常可听频率范围虽在20HZ-20000HZ之间，但实际上较为敏感的区域是在2000HZ-3000HZ之间，乐器的演奏则是最高可达4000HZ，也就是说，在现有习知的耳道式制噪耳机频率响应曲线S1产生衰减的3000HZ-6000HZ的高频区段乃过于接近甚至覆盖敏锐听觉下的频率范围，由此可证明现有习知的耳道式制噪耳机在高频段的声音输出表现因为麦克风的设置位置而被牺牲，实非使用者所乐见。

由此可见，上述现有的制噪耳机在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种输出频率响应曲线较佳制噪耳机，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的制噪耳机存在的缺陷，而提供一种新型的制噪耳机，所要解决的技术问题是使其提供制噪功能又能确保较佳耳机输出频率响应曲线的制噪耳机，非常适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种制噪耳机，其包括：一耳机本体，具有一腔室及一导音管，该腔室藉由该导音管以与外界连通；一扬声器，设置于该腔室内，用以提供声音信号的输出；一麦克风，设置于该腔室内且位于该扬声器旁，用以接收该腔室内的声音信号；一信号处理器，电性连接于该扬声器及该麦克风，该信号处理器依据该麦克风所接收的声音信号产生一反相消噪信号叠加至该扬声器作声音信号的输出；其中，该麦克风设置在该扬声器旁，使得该麦克风在不会直接干扰该扬声器输出声波的位置上接收声音信号，确保该制噪耳机在高频段的频率响应。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的制噪耳机，其中该扬声器到该导音管的距离小于该麦克风的直径。

前述的制噪耳机，其中该扬声器到该导音管的距离小于该麦克风的厚度。

前述的制噪耳机，其更包括一后盖结合于该腔室，且形成一容置空间以供该信号处理器设置。

前述的制噪耳机，其中所述的导音管的一开口端设置有一隔网。

前述的制噪耳机，其中所述的导音管的一开口端套设有一耳塞件。

前述的制噪耳机，其中所述的腔室的周缘具有一开口以调整该腔室内的频率响应。

前述的制噪耳机，其中所述的开口设置在靠近该导音管的位置。

前述的制噪耳机，其更包括有一阻尼件设置于该开口。

前述的制噪耳机，其中所述的腔室对应该开口而设置有一通道以供容置该阻尼件，且该阻尼件在该通道内移动以控制该开口的启闭。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为达到上述目的，本发明提供了一种制噪耳机包括一耳机本体、一扬声器、一麦克风及一信号处理器，耳机本体具有一腔室及一导音管，扬声器及麦克风皆设置于腔室内，且扬声器提供声音信号并由导音管输出，麦克风则是位于扬声器旁并接收腔室内声音信号，信号处理器则是同时电性连接于扬声器及麦克风，信号处理器提供电信号给扬声器以转换为声音信号，而麦克风则将接收的声音信号转换为电信号以传送至信号处理器，再由信号处理器针对声音信号当中被定义为噪音的部分输出反相信号加入扬声器。

再者，为达上述目的，本发明的制噪耳机在腔室周缘设有一开口，且藉由一阻尼件设置于开口上而得控制开口的启闭状态，而此阻尼件可设计为可替换式或可移动式，藉以改变腔室与外界连通的程度。

借由上述技术方案，本发明制噪耳机至少具有下列优点及有益效果：本发明的制噪耳机藉由将麦克风安排设置于扬声器旁，大幅度减缩扬声器与导音管之间的距离，因而使得原本现有习知的制噪耳机在人耳可感知的高频衰减效应发生在超出人耳可感知的更高频区段；缘因于此，本发明所提供的制噪功能并不会牺牲原本耳机所需具备的高频表现，反而是给予了使用者更佳的听觉享受，进一步而言，本发明在腔室周缘更可设置一开口，并藉由一阻尼件以控制腔室与外界连通的程度，其可使得腔室内制噪效果因在固定频率区段内涵盖较大范围的制噪分贝值，故得以在不同频率下皆平均地达到制噪效果，所以整体表现出的制噪效果更为提升。

综上所述，本发明提供一种制噪功能又能确保较佳耳机输出频率响应曲线的制噪耳机。本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1A为现有习知的制噪耳机的剖面示意图。

图1B为图1A的频率响应曲线图。

图2为本发明第一实施例的制噪耳机的剖面示意图。

图3为本发明第一实施例的制噪耳机与现有习知的制噪耳机的频率响应的比较图。

图4为本发明第二实施例的制噪耳机的剖面示意图。

图5A为本发明第二实施例的制噪耳机的频率响应图。

图5B为本发明第二实施例的制噪耳机的收音相位图。

图5C为本发明第二实施例的制噪耳机的制噪表现图。

图6为本发明第三实施例的制噪耳机的剖面示意图。

10：耳机壳体 11：耳塞件

12：扬声器 13：麦克风

14：制噪电路 15：导线

S1：频率响应曲线

20：耳机本体 21：腔室

211：前腔室 212：后腔室

22：导音管 23：后盖

24：容置空间 25：隔网

26：耳塞件 27：开口

28：通道 30：扬声器

40：麦克风 50：信号处理器

60：阻尼件 70：阻尼件

D：距离 L：直径

W：厚度

F1：频率响应曲线 F2：频率响应曲线

F3：频率响应曲线 P2：相位曲线

P3：相位曲线 A2：制噪曲线

A3：制噪曲线

元件符号说明：

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的制噪耳机其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

请参阅图2所示，为本发明第一实施例的制噪耳机的剖面示意图。本发明制噪耳机包括有一耳机本体20、一扬声器30、一麦克风40及一信号处理器50。耳机本体20具有一腔室21及一导音管22，腔室21藉由导音管22而与外界连通，扬声器30及麦克风40皆设置在腔室21中，而扬声器30的设置将腔室分隔为一前腔室211与一后腔室212，麦克风40则是设置在扬声器30旁且位于前腔室211之中，信号处理器50则是同时电性连接于扬声器30及麦克风40，且提供电信号给扬声器30以转换为声音信号而从导音管22输出，而麦克风40接收腔室21内的声音信号以转换电信号传送至信号处理器50，并由信号处理器50对声音信号当中被定义为噪音的部分输出反相信号以加入扬声器30。

特别须要注意的是，由于本发明的麦克风40设置于扬声器30旁，因此可将扬声器30到导音管22的距离D设计到小于麦克风40的直径L，甚至是小于麦克风的厚度W。

另外，在此实施例当中，耳机本体20还包括有一后盖23结合于腔室21上，并形成一容置空间24以供信号处理器50设置；再者，在导音管22的开口端设置有一隔网25，用以阻绝杂物或灰尘进入导音管22；另外，在导音管22的开口端更套设有一耳塞件26，耳塞件26通常以橡胶等软性材质制成，以方便且舒适地塞入至使用者的耳道当中。

请接着参阅图3所示，为本发明第一实施例的制噪耳机与现有习知的制噪耳机的频率响应的比较图，其中横轴为频率值，纵轴为分贝值。由于本发明第一实施例当中麦克风40设置在扬声器30旁，因此扬声器30可以设置在非常接近导音管22的位置，且如此一来麦克风40仍然可以直接地在腔室21内接收扬声器30的声音输出，但完全不会在扬声器30到导音管22的路径上造成干扰，因此在图3当中，本发明第一实施例制噪耳机的频率响应曲线F1与现有习知的制噪耳机的频率响应曲线S1相较之下，频率响应曲线F1产生显著衰减的区段向后移至10000HZ之后，由于10000HZ之后的频率范围已非一般人在听觉上可感受的区段，因此对于使用者的影响将可降至最小。

在此必须补充说明的是，图3所表现出较佳的频率响应虽然是在扬声器30到导音管22的距离D小于麦克风40的厚度W的情况下，然而实际上只要将麦克风40设计在不挡住扬声器30出音路径上即有一定的效果，可想而知，将扬声器30到导音管22的距离D设计到小于麦克风40的直径L亦可达到将产生衰减的区段往高频区移动的功效。

请再参阅图4所示，为本发明第二实施例的制噪耳机的剖面示意图。此实施例的制噪耳机亦由一耳机本体20、一扬声器30、一麦克风40及一信号处理器50所组成，然而此实施例与第一实施例的差异在于耳机本体20的腔室21的周缘设置有一开口27，如图所示开口27可开设在靠近导音管22旁的位置，且腔室21对应于开口27设置有一通道28以供容置一阻尼件60，藉由阻尼件60的设置可调整开口27的启闭，亦可藉此部分地调节腔室21内部与外界的连通程度，例如可调整为全开启、全关闭或部分地开启。

请再参阅图5A至图5C所示，为本发明第二实施例的制噪耳机在不同的开口启闭状态下的频率响应图、收音相位图及制噪表现图。在图5A当中，使用者利用阻尼件60封闭开口27时，在腔室21内可测得一频率响应曲线F2，而当移动阻尼件60开启开口27时，在腔室21内可测得另一频率响应曲线F 3；对应于图5B，在开口27封闭的情况下，麦克风40所接收的一声音信号可产生相位曲线P2，而在开口27开启的情况下，麦克风40所接收的另一声音信号可产生相位曲线P3；再对应于图5C，在开口27封闭的情况下，腔室21内可测得一制噪曲线A2，而在开口27开启的情况下，腔室21内可测得另一制噪曲线A3。

综观图5A至图5C所示的各曲线，当控制开口27由原本封闭状态至开启状态时，麦克风40所接收腔室21内的声音信号的相位渐趋平缓，因而使得其制噪曲线由封闭时的近正弦波形状转化为近梯形波形状，而在此制噪表现示意图当中，在一定的频率区段内所涵盖较大范围的制噪分贝值，表示在不同频率下皆能平均地达到制噪的效果，其整体表现出的制噪效果即较佳。

请参阅图6所示，为本发明第三实施例的制噪耳机的剖面示意图。此实施例的制噪耳机亦由一耳机本体20、一扬声器30、一麦克风40及一信号处理器50所组成，然而此实施例与第二实施例的差异在于耳机本体20的开口27直接设置一阻尼件70，此阻尼件70可替换地设置在开口27上，而藉由不同阻尼系数的阻尼件70的置换，亦可达到不同频率响应的需求，此置换阻尼件70可达到的效果近似于第二实施例以阻尼件60在通道28中来回启闭的效果，故在此即不另作赘述。

上述第二实施例及第三实施例的制噪耳机分别藉由阻尼件60、70来控制腔室21与外界连通的程度，然而观察图5A至图5C所示的各曲线后，可知阻尼件60使得开口27由封闭状态至开启状态时可得到较佳的制噪效果，也就是说，如果耳机本体20仅设置开口27而未设置阻尼件60、70，那么也可以改变腔室21内的频率响应表现，而达到如图5C当中制噪曲线A3的制噪效果。

最后必须补充的是，本发明上述各实施例所揭露的扬声器皆为动圈式扬声器，但基于本发明概念下，亦得将动圈式扬声器置换为动铁式扬声器，此置换将不致影响原本藉由本发明概念所能达成的功效，故在此即不另外绘制图式及说明。

综上所述，本发明制噪耳机的藉由将麦克风安排设置于扬声器旁，大幅度减缩扬声器与导音管之间的距离，因而使得原本现有习知的制噪耳机在人耳可感知的高频衰减效应发生在超出人耳可感知的更高频区段，如此一来，加入制噪功能当然不致牺牲了原本耳机所需具备的高频表现，而能给予使用者更佳的听觉享受；再者，本发明制噪耳机在腔室周缘设置一开口，并藉由一阻尼件以控制开口的开启或关闭状态，当控制开口由关闭状态至开启状态时，腔室内的制噪表现因为在固定频率区段内能涵盖较大范围的制噪分贝值，故得以在不同频率下皆平均地达到制噪的效果，其整体表现出的制噪效果即较佳。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种制噪耳机，其特征在于其包括：

一耳机本体，具有一腔室及一导音管，该腔室藉由该导音管以与外界连通；

一扬声器，设置于该腔室内，用以提供声音信号的输出；

一麦克风，设置于该腔室内且位于该扬声器旁，用以接收该腔室内的声音信号；

一信号处理器，电性连接于该扬声器及该麦克风，该信号处理器依据该麦克风所接收的声音信号产生一反相消噪信号叠加至该扬声器作声音信号的输出；

其中，该麦克风设置在该扬声器旁，使得该麦克风在不会直接干扰该扬声器输出声波的位置上接收声音信号，确保该制噪耳机在高频段的频率响应。

2.根据权利要求1所述的制噪耳机，其特征在于其中该扬声器到该导音管的距离小于该麦克风的直径。

3.根据权利要求1所述的制噪耳机，其特征在于其中该扬声器到该导音管的距离小于该麦克风的厚度。

4.根据权利要求1所述的制噪耳机，其特征在于其更包括一后盖结合于该腔室，且形成一容置空间以供该信号处理器设置。

5.根据权利要求1所述的制噪耳机，其特征在于其中所述的导音管的一开口端设置有一隔网。

6.根据权利要求1所述的制噪耳机，其特征在于其中所述的导音管的一开口端套设有一耳塞件。

7.根据权利要求1所述的制噪耳机，其特征在于其中所述的腔室的周缘具有一开口以调整该腔室内的频率响应。

8.根据权利要求7所述的制噪耳机，其特征在于其中所述的开口设置在靠近该导音管的位置。

9.根据权利要求7所述的制噪耳机，其特征在于其更包括有一阻尼件设置于该开口。

10.根据权利要求9所述的制噪耳机，其特征在于其中所述的腔室对应该开口而设置有一通道以供容置该阻尼件，且该阻尼件在该通道内移动以控制该开口的启闭。