CN103414972B - 耳机装置 - Google Patents

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Abstract

一种耳机装置，包括：具有驱动器单元的外壳；和装配在所述外壳的前表面上以从该前表面突出的声音导管，其中所述声音导管布置在偏离所述外壳的中心位置的位置处。

Description

耳机装置
本申请是申请日为2007年1月12日、申请号为200710001705.5、发明名称为“耳机装置”的发明专利申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
本发明包含与2006年1月12日向日本专利局提交的日本专利申请JP2006-005412相关的主题，该专利的整体内容在此引入作为参考。
技术领域
本发明涉及耳机装置。例如，本发明可应用于耳塞式耳机装置，其中声音管插入到外耳道，而听筒插置在其间。
背景技术
耳机装置通常根据来自便携式音乐播放器等的声频信号振动布置在驱动器单元中的振动膜，改变空气的压缩状态并因此产生与声频信号相对应的声音，所述驱动器单元容纳在外壳（耳机装置的壳体）中。
例如，根据横向入耳式耳机装置，耳机装置的外壳由用户的耳屏和对耳屏支撑，使得耳机装置配合在用户的耳朵中（例如，见日本已审专利申请公开No.6-81351）。
在上面的耳机装置中，由于耳廓的形状因人而异，当用户佩戴耳机装置时，在外壳和外耳道之间可能存在间隙，从而导致声音泄漏通过该间隙。
此外，在上面的耳机装置中，由于耳屏和对耳屏的形状因人而异，用户不能通过耳屏和对耳屏支撑外壳，从而导致配合舒适性变差，例如配合状态不能维持较长时间。
与此同时，根据竖向入耳式耳机装置，振动膜被布置成与用户的外耳道的入口直接相对，因此，外耳道的入口周围的形状较少地影响声音。相应地，这种耳机装置可以为用户提供稳定、高质量的声音（例如，见日本已审专利申请公开No.6-59120）。
在上面的耳机装置中，当用户佩戴耳机装置时，诸如带或吊架的保持器用于保持耳机装置，从而导致便携性的缺失。另外，带定位在头顶上，因而导致用户的头发凌乱。
为了克服横向入耳式和竖向入耳式耳机装置的缺点，如图15A-15C，提供了一种耳塞式耳机装置30，其包括具有在用户佩戴耳机装置30时与用户的外耳道相对应的轮廓的听筒31、设在听筒31中的大体圆柱形声音导管32、声音导管32安装在其中的大体球形外壳33、与外壳33整体设置的软线保持器34以及连接到设在外壳33中的驱动器单元（未示出）上的软线7。
图15A是示出耳机装置30沿Y-Z平面的侧视图。图15B是示出耳机装置30沿X-Z平面的后视图。图15C是示出耳机装置30沿X-Y平面的仰视图。
外壳33依据来自软线7的声频信号振动布置在驱动器单元中的振动膜，并因此产生与声频信号相对应的声音。
声音导管32从外壳33的前表面的中心突出来，当用户佩戴耳机装置30时，声音导管32插入到外耳道中，且听筒31插置在其间，使得经由外壳33的驱动器单元输出的声音被引导到外耳道。
听筒31由柔性材料形成，使得其形状可以自由变形。一旦听筒31插入到外耳道中，听筒31紧密地贴合到外耳道，从而维持听筒31紧密地贴合到用户耳朵的配合状态并提供柔和的配合。
发明内容
在上面的耳机装置30中，如从顶侧看、佩戴耳机装置30的用户沿线ⅩⅥ-ⅩⅥ的剖视图的图16A所示，由于外壳33的宽度W2被限制成防止外壳33抵靠耳屏22，容纳在外壳33中的振动膜（未示出）的尺寸也受到限制。因此，振动膜较小。
因此，耳机装置30在振动膜的前面只固定少量的空气以待压缩或减压以输出低音声音，此外，空气通常流到振动膜的侧面。因此，空气的压缩状态不能充分变化，因此，低音声音不能有效输出。
此外，如从顶侧看、佩戴耳机装置35的用户沿线ⅩⅥ-ⅩⅥ的剖视图的图16B所示，在采用其宽度W3稍大于外壳33的宽度W2的外壳36的耳机装置35的情况下，容纳在外壳36中的振动膜可以通过增加外壳36的宽度W3而在尺寸上增大。但是，当耳机装置35配合在用户的耳朵中时，外壳36可能抵靠在耳屏22上，因此，难以维持配合状态，甚至难以将耳机装置35插入到耳朵中。
对于耳塞式耳机装置30，为了改善配合状态，振动膜的尺寸会受到限制，从而导致难以提供充分高质量的声音。相反，如果振动膜在尺寸上增大，则配合舒适性会受到损害。
为了克服上述缺点，需要提供一种耳机装置，其提供舒适的配合以及高质量的声音。
根据本发明实施例的耳机装置包括具有驱动器单元的外壳以及安装在外壳的前表面上以从该前表面突出的声音导管，其中声音导管被布置在偏离外壳的中心位置的位置处。
利用该构造，当用户将耳机装置佩戴在耳朵中时，与现有技术相比，外壳的宽度可以较大且外壳不会抵靠在耳屏上。因此，布置在容纳在外壳中的驱动器单元中的振动膜的孔径可以在尺寸上增大，从而为用户提供高质量声音以及改善的配合舒适性。因此，提供了一种能够提供舒适的配合以及高质量声音的耳机装置。
附图说明
图1是示出根据本发明实施例的耳机装置的侧视图；
图2是示出根据本发明所述实施例的耳机装置的后视图；
图3是示出根据本发明所述实施例的耳机装置的仰视图；
图4是从顶侧看到的示出根据本发明所述实施例的耳机装置的左耳机单元的剖视图；
图5是从侧面看到的示出根据本发明所述实施例的耳机装置的左耳机单元的剖视图；
图6是从后侧看到的示出根据本发明所述实施例的耳机装置的左耳机单元的剖视图；
图7是用于描述耳机装置的偏移与倾斜的示意图；
图8是示出测量耳机装置的俯视图；
图9是示出处于配合状态的测量耳机装置的侧视图；
图10是示出处于配合状态的测量耳机装置的俯视图；
图11是示出测量结果的图表；
图12是示出处于配合状态的耳机装置的侧视图；
图13是从顶侧看到的示出处于配合状态的耳机装置的剖视图；
图14是用于说明根据另一实施例的声音导管的偏移和倾斜的示意图；
图15A-15C是每个示出现有技术的耳机装置的结构的示意图；
图16A和16B是从顶侧看到的每个示出处于配合状态的现有技术的耳机装置的剖视图。
具体实施方式
下面将参考附图描述本发明的实施例。
1．耳机装置的外部构造
在图1到图3中示出了根据本发明的实施例的耳机装置1。耳机装置1包括：听筒3，在配合状态中，其具有与用户的外耳道相对应的形状；设在听筒3中的大体圆柱形的声音导管4；声音导管4安装在其中的大体球形外壳5；与外壳5一体设置的大体圆柱形软线保持器6；以及连接至布置在外壳5中的驱动器单元的软线7。
图1是示出耳机装置沿Y-Z平面的侧视图。图2是示出耳机装置1沿X-Z平面的后视图。图3是示出耳机装置1沿X-Y平面的仰视图。
如图1所示，耳机装置1根据从便携式音乐播放器（未示出）等通过连接至播放器的软线7提供的声频信号振动布置在容纳在外壳5中的驱动器单元（未示出）中的振动膜（未示出），改变振动膜前部具有的空气的压缩状态，并因此产生与声频信号相对应的声音。
耳机装置1的软线保持器6固定软线7从外壳5中拔出的拔出位置，并允许用户在佩戴耳机装置1时用手指尖掐住软线保持器6。
如图1和图3所示，圆柱形声音导管4整合到外壳5的前表面并从其突出，使得在耳机装置1处于配合状态时声音从声音导管尖端4A引导到外耳道23（图16）。
声音导管4使用ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）树脂作为它的材料。因此，从外壳5输出的声音可以被引导到外耳道23同时基本上没有声音泄漏到外面。
听筒3使用硅橡胶作为它的材料，因此具有柔性。在耳机装置1的配合状态中，听筒3可以变形到与外耳道23的轮廓对应并可以紧密地贴合到其上，使得基本上没有从声音导管4引导来的声音泄漏到外面。
2．耳机装置的内部构造
下面，参考图4-6描述耳机装置1的内部构造，其中相同的附图标记应用于与图1中相对应的部件。
图4是从顶侧看到的示出耳机装置1沿线Ⅳ-Ⅳ的剖视图。图5是从侧面看到的示出耳机装置1沿线Ⅴ-Ⅴ的剖视图。图6是从后侧看到的示出耳机装置1沿线Ⅵ-Ⅵ的剖视图。
如图4和5所示，外壳5包括外壳前部5A和外壳后部5B，其由塑料材料制成并通过超声焊接相互连接以可靠地保持外壳5的内部空间不透气。
当外壳前部5A和外壳后部5B通过超声焊接相互连接时，在焊接时熔化的树脂可能泄漏到外面。为了保护并隐藏这种树脂，外壳5用环形橡胶16密封。
外壳5的宽度W1大于现有技术的外壳33的宽度W2（图16）。因此，比现有技术的外壳33的振动膜（未示出）更大的振动膜15可以容纳在外壳5中。
如图5和6所示，软线保持器6容纳软线7的软线结11以起到当拉动软线7时防止软线7从外壳5滑出来的限位器的作用。
如图4和5所示，容纳在外壳5的外壳后部5B中的驱动器单元12包括具有磁体13A、板13B以及磁轭13C的磁路；插入到限定在板13B和磁轭13C之间的磁隙的音圈14；连接到音圈14的盘状振动膜15；以及与振动膜15间隔开一定距离的多孔金属圆形防护板20。外壳前部5A布置在与防护板20相对的外壳后部5B的前部圆形开口处，且由橡胶板等制成的减震垫构件5C插置在其间。外壳前部5A利用减震垫构件5C将驱动器单元12柔性地压向外壳后部5B，因此，外壳5可以容纳驱动器单元12且不会发出卡嗒声。振动膜15根据通过软线7输入到音圈14的声频信号被驱动，振动膜15的前部处的空气的压缩状态改变，与声频信号相对应的声音通过声音导管4引导出来。
3．声音导管的偏移与角度确定方法
当耳机装置1（图3）与现有技术的耳机装置30（图15C）相比时，从外壳5的前表面突出的声音导管4被连接成与驱动器单元12的中心线即外壳的中心线L1沿X轴线方向偏离。即，声音导管4相对于外壳5的中心线L1沿X轴线方向偏移预定的偏移量。
此外，当耳机装置1与现有技术的耳机装置30相比时，声音导管尖端4A沿远离外壳5的中心线L1的方向指向。即，声音导管4相对于Y轴线倾斜预定角度（此后称为倾斜角）。
声音导管4的偏移量和倾斜角将参考图7描述，图7是从顶侧看到的示出耳机装置1沿线Ⅶ-Ⅶ的剖视图。
外壳5的中心线L1通过连接外壳前部5A的前表面的中心点（此后称为外壳前部中点P1）与软线保持器6的后表面的中心点（此后称为软线保持器中点P2）而绘制。声音导管4的中心轴线L2通过经过声音导管尖端4A的中心点（此后称为声音导管尖端中点P3）而绘制。交点P5由声音导管4的中心轴线L2和外壳5的中心线L1确定。因此，倾斜角AR1绕交点P5被确定成声音导管4相对于外壳5的倾斜。交点由声音导管4的中心轴线L2和外壳前部5A确定（此后称为声音导管基点P4）。因此，偏移量OF1由在X-Y平面内沿X轴线从中心线L1到基点P4的距离给定。
3-1．声音导管的偏移确定方法
对于该偏移确定方法，偏移量OF1通过使用模拟耳朵的测量确定，该模拟耳朵通过制造真人的耳朵的模具而生产。在本实施例中，偏移量OF1确定为例如5mm。
3-2．声音导管的倾斜角确定方法
下面将描述用于确定用于声音导管4相对于外壳5的前表面的倾斜角AR1的角度的方法。
在该倾斜角确定方法中，如图8所示，制备测量耳机装置8。该测量耳机装置8具有粘贴到软线保持器6的后表面上的计量杆17。例如，测量耳机装置8的偏移量OF1确定为5mm，声音导管4相对于外壳5的前表面的倾斜角确定为40°。
然后，在该倾斜角确定方法中，随机选择受验人员用于测量，每人都佩戴耳机装置8，如图9所示，计量杆17相对于处于测量耳机装置8的配合状态的每个人的头部侧表面的倾斜角AR2如图10所示。
此外，在倾斜角确定方法中，总计倾斜角AR2的测量结果，获得倾斜角AR2的平均值，声音导管4的倾斜角AR1通过从40°减去倾斜角AR2的平均值而获得，其中40°是测量耳机装置8的声音导管4相对于外壳5的前表面的倾斜角。
在该倾斜角确定方法中，将倾斜角AR2的上述测量应用到每个随机选择的受验人员，将测量结果输入到如图11所示的表格中，获得倾斜角AR2的平均值。倾斜角AR2的平均值为7°，从测量耳机装置8的倾斜角40°中减去7°的倾斜角AR2，声音导管4的倾斜角AR1确定为33°。
在本实施例中，倾斜角AR2的上述测量已经应用到33个人中的每一个人上。
因此，耳机装置1可以通过根据上述偏移确定方法和倾斜角确定方法确定声音导管4相对于外壳5的突出的倾斜角和位置而给耳朵形状正常的用户提供舒适的配合，即使在外壳5的宽度W1大于现有技术的外壳33的宽度W2的时候。
当听筒3插入到外耳道23中时，耳机装置1配合在用户的耳朵中。图12示出处于配合状态的耳机装置1。图13是从顶部看到的示出处于配合状态的耳机装置1沿线ⅩⅢ-ⅩⅢ的剖视图。
如图13所示，在耳机装置1的配合状态中，外壳5位于用粗虚线表示的耳腔半圆顶21中，当听筒3插入到外耳道23中时，听筒3变形，从而与外耳道23的形状相对应。因此，耳机装置1可以紧密地贴合到外耳道23并维持配合状态很长时间。
在耳机装置1中，外壳5的宽度W1大于现有技术的耳机装置30（图16A）的外壳33。因此，与现有技术相比，设在容纳在外壳5中的驱动器单元中的振动膜（图4）还可以在尺寸上增大。特别地，耳机装置1的振动膜15可以具有13.5mm的孔径K（图4），而现有技术的耳机装置30具有9mm的孔径。因此，在以1mW的功率输出1kHz的声音的情况下，与现有技术的耳机装置30相比，已经证实耳机装置1的灵敏度可以增加6-8dB。
在这种情况下，声音导管4具有3.6mm的内直径t1和6.3mm的外直径t2，听筒3具有12mm的外直径t3，外壳5具有15.5mm的宽度W1。
5．作用和效果
利用上述构造，在耳机装置1中，声音导管4（图7）相对于外壳5的中心线L1沿X轴线偏移偏移量OF1，声音导管尖端中点P3沿远离中心线L1的方向定向。因此，即使在耳机装置1采用具有比现有技术的耳机装置30的外壳33的宽度W2大的宽度W1的外壳5的时候，使用者可以在外壳5不抵靠用户的耳屏22（图13）的情况下佩戴耳机装置1。
此外，在耳机装置1中，偏移量OF1和倾斜角AR1基于实际测量结果的平均值确定。因此，当耳朵形状正常的用户佩戴耳机装置1时，外壳5不会抵靠在耳屏22上，因此，可以防止用户不能佩戴耳机装置1或者防止用户佩戴困难，从而提供舒适的配合。
此外，在耳机装置1中，外壳5的宽度W1（图13）大于现有技术的耳机装置30的外壳33的宽度W2（图16A）。因此，容纳在外壳5中的振动膜15（图4）可以在尺寸上增大，使得与现有技术的耳机装置30相比，耳机装置1可以提供具有显著的低音的高质量声音。
此外，在耳机装置1中，声音导管4偏离外壳5并倾斜倾斜角AR1。因此，即使在外壳5和振动膜15在尺寸上增大的时候，听筒3也可以紧密地贴合到外耳道23（图13）以维持配合状态，耳机装置1可以为用户提供舒适的配合和高质量的声音。
此外，耳机装置1不必在头顶上具有带或者在耳朵顶上具有吊架。因此，耳机装置1通过克服了诸如使用户的头发凌乱或者不便携的缺点而改善了适用性，上述缺点是由于在用户的头顶上提供带所导致，如日本已审专利申请公开No.6-59120所公开的那样。
利用上述构造，耳机装置1可以提供舒适的配合以及高质量的声音。
6．变型
虽然在上述实施例中听筒3采用硅橡胶作为其材料，但本发明并不局限于此。例如，听筒3可以使用诸如聚氨酯树脂或丙烯酸类树脂的材料。
虽然在上述实施例中声音导管4采用ABS树脂作为其材料，本发明并不局限于此。例如，声音导管4可以使用诸如聚丙烯或聚苯乙烯的树脂。
虽然在上述实施例中声音导管4单独地采用ABS树脂作为其材料，但本发明并不局限于此。例如，声音导管4可以使用弹性体树脂用于其基部，采用诸如ABS树脂的柔性材料用于除基部之外的其余部分，即声音导管4的材料可以通过共注模制制备。
在这种情况下，由于声音导管4在除基部之外的部分处是柔性的，因此声音导管尖端4A可以弯曲。因此，当耳机装置1装在用户的耳朵中时，声音导管4和听筒3可以朝向正确的方向弯曲，使得用户在装配过程中感到更加舒适。
虽然在上述实施例中振动膜15具有13.5mm的孔径K（图4），本发明并不局限于此。例如，孔径K可以是13.6mm、13.4mm等，只要外壳5可以定位在耳腔半圆顶21内（图13）。在这种情况下，耳机装置1可以为用户提供类似于振动膜15具有13.5mm的孔径K的情况下的改善的配合舒适性和高质量的声音。
虽然在上述实施例中声音导管4的倾斜角AR1被确定为33°，本发明并不局限于此。例如，倾斜角AR1可以是从10°到60°范围内的任何值，该范围根据受验人员的数量以及测量结果得到。但是，当倾斜角AR1落在30°到50°范围内时，当佩戴耳机装置1时大多数受验人员会感觉舒适。
虽然在上述实施例中偏移量OF1被确定成5mm，本发明并不局限于此。即使当耳机装置1应用于各种人员，包括耳朵小的年轻女子、耳朵较大的男子如美国或欧洲人等，不需要局限于上述33个受验人员，当偏离量OF1在3到7mm的范围的情况下，大多数受验人员在佩戴耳机装置1很长时间时都会感觉舒适。
虽然在上述实施例中倾斜角AR1为由外壳5的中心线L1与声音导管4的中心轴线L2绕交点P5确定的角度，但本发明并不局限于此。例如，如从顶侧看到的示出耳机装置1沿线ⅩⅣ-ⅩⅣ的剖视图的图14所示，倾斜角AR1可以是由穿过声音导管尖端中点P3的线L3和外壳5的中心线L1绕交点P6确定的角度。
虽然在上述实施例中偏移量OF1为在X-轴线方向上从中心线L1到声音导管基点P4延伸的距离，但本发明并不局限于此。例如，如从顶侧看到的示出耳机装置1沿线ⅩⅣ-ⅩⅣ的剖视图的图14所示，偏移量OF1可以是在X-轴线方向上从中心线L1到声音导管4内的特征点之一延伸的距离，例如在X-轴线方向上从中心线L1到声音导管尖端中点P3延伸的距离。
听筒3可以在尺寸上变化以可拆卸地连接到声音导管4。特别地，听筒3的外直径t3可以包括10、12和14mm的尺寸，以允许佩戴它的用户可以根据用户的外耳道（耳孔）选择听筒3，从而进一步改善配合舒适性。虽然作为示例性耳机装置的耳机装置1通过作为示例性外壳的外壳5和作为示例性声音导管的声音导管4构造，但本发明并不局限于此。耳机装置可以通过任何类型的外壳中的一种和任何类型的声音导管中的一种构造而成。
本领域普通技术人员应理解，根据设计需要和其他因素，可以进行各种变型、组合、次组合和变更，只要它们都落在附属权利要求的范围及其等同范围内。

Claims (15)

1.一种耳机装置，用于产生与音乐播放器提供的声频信号相对应的声音，包括：
容纳驱动器单元的外壳，所述外壳包括外壳前部和外壳后部；
装配在所述外壳前部的前表面上以从该前表面突出的声音导管；
在外壳前部的前表面中的孔，该孔在声音导管外部并且将容纳驱动器单元的空间连接到耳机外部的空间，其中
所述声音导管的尖端沿远离所述驱动器单元的中心线的方向指向，
所述外壳位于耳腔半圆顶中，
减震垫构件，位于所述外壳前部和所述驱动器单元之间；
在声音导管内形成的第一空间以及由外壳前部和驱动器单元形成的第二空间，其中第一空间穿过所述孔和减震垫构件与第二空间连接。
2.如权利要求1所述的耳机装置，其特征在于，
所述外壳前部布置在与所述驱动器单元的金属板相对的所述外壳后部的前部开口处。
3.如权利要求2所述的耳机装置，其特征在于，
所述外壳前部利用减震垫构件将所述驱动器单元压向所述外壳后部。
4.如权利要求1所述的耳机装置，其特征在于，
在使用者佩戴所述耳机装置时，所述外壳不抵靠耳屏。
5.如权利要求1所述的耳机装置，还包括，
软线的软线结，起到当拉动软线时防止软线从所述外壳滑出来的限位器的作用。
6.如权利要求1所述的耳机装置，其特征在于，
所述驱动器单元的中心位置与所述声音导管的中心位置之间的距离不小于3mm且不大于7mm。
7.如权利要求1所述的耳机装置，其特征在于，
装配在所述外壳的前表面上的所述声音导管相对于所述驱动器单元的中心线的角度为不小于10°且不大于60°。
8.如权利要求1所述的耳机装置，还包括：
软线保持器，固定软线从所述外壳中拔出的拔出位置，并允许用户在佩戴所述耳机装置时用手指尖掐住所述软线保持器。
9.如权利要求1所述的耳机装置，其特征在于，
所述声音导管为圆柱形。
10.如权利要求1所述的耳机装置，其特征在于，
所述外壳前部和外壳后部互相连接，
所述外壳被环形盖覆盖。
11.如权利要求1所述的耳机装置，其特征在于，
所述孔位于所述声音导管的基部附近。
12.如权利要求11所述的耳机装置，其特征在于：
所述减震垫构件还被配置为从所述外壳的内部覆盖孔。
13.如权利要求1所述的耳机装置，其特征在于，
在用户在一只耳朵中佩戴耳机时，所述驱动器单元面对所述外壳前部和另一只耳朵。
14.如权利要求1所述的耳机装置，其特征在于，
所述声音导管布置在偏离所述驱动器单元的中心线的位置处。
15.如权利要求8所述的耳机装置，其特征在于，
所述软线保持器为大体圆柱形。
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