CN109076275A - 噪音屏蔽耳机及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种噪音屏蔽耳机，根据本发明的噪音屏蔽耳机，包括：驱动单元，其形成有背孔(Back Hole)；及外壳，其用于内置所述驱动单元，并形成有与所述背孔连通的微孔，或者可包括：驱动单元，其形成有背孔；及外壳，其用于内置所述驱动单元，其中，所述背孔中插入有屏蔽部件，所述屏蔽部件上形成有微孔，或者可包括：驱动单元，其形成有背孔；外壳，其用于内置所述驱动单元；及屏蔽部件，其形成有微孔，并结合于所述驱动单元的背孔或者所述外壳。

Description

噪音屏蔽耳机及其制造方法
技术领域
本发明涉及噪音屏蔽技术。更具体地，涉及一种通过使耳机内侧和外侧的气压保持等同的同时，有效屏蔽外部噪音的噪音屏蔽耳机及其制造方法。
背景技术
耳机有很多种类，通常而言，通过插入于耳廓的外耳道的状态下听取音响的入耳式耳机(In-era earphone)被统称为耳机。
另外，耳机插入到外耳道时，会产生耳机内侧(人体体内压力)和外侧(大气压)之间的气压差。即，因形成于耳机的耳塞套紧贴于外耳道的内壁，而会产生耳机内侧和外侧的气压差。
但是，该气压差会对振动板产生影响，会出现振动板偏向于耳机的外侧的现象。
为了避免振动板的偏向现象，动态驱动单元(Dynamic driver unit)和平衡电枢驱动单元(Balanced armature driver unit)的背面部形成有背孔(Back Hole)。这种背孔起到将耳机内侧和外侧的气压保持等同的功能。因此，使得振动板在原位置上执行振动。另外，当利用网孔(Mesh)密度相互不同的其他阻尼器等来覆盖背孔时，会利用振动板动作时所产生的相互不同的压力差来进行调音。
但是，这种背孔会成为供外部噪音流入的路径的问题。即，如图1所示，用于容纳驱动单元1的外壳2上形成有孔(H)，而形成于外壳2上的孔(H)和形成于驱动单元1的背孔(BH)将起到作为供外部噪音流入的路径的作用。因此，在需要完全屏蔽外部噪音的地方，例如，为了在机场等的地方使用，需要完全屏蔽外部噪音，但是，因形成于外壳2上的孔(H)和形成于驱动单元1上的背孔(BH)，难以实现对于外部噪音的完全屏蔽。
另外，对于将扬声器和麦克风一体化的耳机而言，其会在一个主体(Body)上执行将音响传导到外耳道的功能和将用户声音进行集音的功能。这种结构的耳机通常被配置为，其扬声器朝向外耳道方向设置，以用于传导音响，而其麦克风则朝向耳廓的外部方向设置，以用于集音用户的声音。因此，显露于耳廓外部的外壳上形成有集音孔，以用于来自麦克风的集音，而通过该集音孔不仅会流入外部噪音，而且该外部噪音还会传到形成于驱动单元的背面部的背孔。另外，即便是麦克风朝向外耳道方向的入耳式麦克风(In-earmicrophone)而言，不管入耳式麦克风的设置位置在哪里，也会存在因外部噪音的流入而降低音响品质的问题。
那么，如果为此封闭形成于驱动单元背面部的背孔的话，会产生如上述所述的振动板偏向现象，从而，无法在飞机内部或者高山区等的地方使用。
因此，需要一种通过形成于动态驱动单元及平衡电枢驱动单元的背孔，即能够屏蔽外部噪音的流入，又能够供空气流入的方案。
发明内容
本发明目的在于，提供一种噪音屏蔽耳机及其制造方法，其通过在显露于耳廓外部的耳机外壳(背面部)上形成与背孔连通的至少一个以上的微孔，以使得耳机的内侧和外侧的气压保持等同，同时，还能够有效地屏蔽外部噪音。
为了实现上述目的，本发明的噪音屏蔽耳机，包括：驱动单元，其形成有背孔(BackHole)；及外壳，其用于内置所述驱动单元，并形成有与所述背孔连通的微孔。这时，所述微孔可被配置为，形成于所述外壳的背面部，且至少形成有一个以上。
另外，本发明的噪音屏蔽耳机，包括：驱动单元，其形成有背孔(Back Hole)；及外壳，其用于内置所述驱动单元，其中，所述背孔中可插入有屏蔽部件，所述屏蔽部件上形成有微孔。
另外，本发明的噪音屏蔽耳机，包括：驱动单元，其形成有背孔(Back Hole)；外壳，其用于内置所述驱动单元；及屏蔽部件，其形成有微孔，并结合于所述驱动单元的背孔或者所述外壳。
这时，所述微孔的直径(D)与所述外壳的厚度(T)的比率，优选设定为1:100～1000范围内。其中，所述微孔，可被配置为：其用于输入和输出外部噪音的输入部和输出部的直径为等同，或者，其用于输入和输出外部噪音的输入部和输出部的直径设定为1:10～100或者100～10:1范围内。
另外，所述屏蔽部件包括多个屏蔽板，形成于所述屏蔽板上的微孔可具有相互不同的直径。
另外，本发明的噪音屏蔽耳机的制造方法，包括如下步骤：制造背面部被堵塞的状态的外壳；对应于所述外壳的厚度(T)，确定微孔的直径(D)的步骤；在所述外壳上至少形成一个以上的微孔的步骤；及组装包括有形成有背孔的驱动单元的部件，以完成耳机的步骤。
另外，本发明的噪音屏蔽耳机的制造方法，包括如下步骤：制造屏蔽部件的步骤；对应于所述屏蔽部件的厚度(T)，确定微孔的直径(D)的步骤；在所述屏蔽部件上至少形成一个以上的微孔的步骤；将所述屏蔽部件结合于耳机的外壳或者驱动单元的背孔的步骤；及通过组装部件，以完成耳机的步骤。
这时，对应于所述外壳与屏蔽部件的厚度(T)，优选为，在1/100～1000范围内确定微孔的直径(D)。
根据本发明，通过形成于耳机的背面部上的微孔，消除高音域及中音域，实质上仅使100Hz以下的低音域通过，而在蓝牙规格的信号处理过程中，低音不会被过滤并通过，因此，从结论上而言，可使得空气通过的同时，能够对外部噪音进行屏蔽。
附图说明
图1图示了传统的耳机的剖面图；
图2图示了根据本发明一实施例的噪音屏蔽耳机的剖面图；
图3图示了根据本发明一实施例的噪音屏蔽耳机的后视图；
图4至图6图示了适用于本发明的微孔的结构图；
图7图示了根据本发明一实施例的噪音屏蔽耳机的制造方法的流程图；
图8图示了根据本发明另一实施例的屏蔽板结合于外壳上的情况的剖面图；
图9及图10图示了根据本发明又一实施例的屏蔽板结合于驱动单元的背孔上的情况的剖面图；
图11图示了根据本发明又一实施例的屏蔽体插入于驱动单元的背孔的情况的剖面图；
图12图示了图11的屏蔽体的示意图；
图13及图14图示了根据本发明另一实施例的屏蔽部件的示意图及剖面图；
图15图示了根据本发明一实施例的噪音屏蔽耳机的制造方法的流程图。
具体实施方式
以下，参照本发明优选实施例及附图，对本发明进行详细说明，且其说明前提为附图上的等同的附图标记指等同的构成要素。
发明的具体实施方式或者权利要求范围中，当某一构成要素“包括”另一构成要素时，在并未记载与其特别相反的记载内容的情况下，其不应被理解为是仅由一个相应构成要素构成，而应被理解为是还可包括其他的构成要素。
以下，通过特定实施例来说明实施本发明的噪音屏蔽耳机及其制造方法的一例。
图2图示了根据本发明一实施例的噪音屏蔽耳机的剖面图。
参照图2，本发明的噪音屏蔽耳机，包括：驱动单元1，其形成背孔(BH)；外壳2，其内置有驱动单元1，并形成与背孔(BH)连通的微孔(H)。
本实施例中，例示了适用动态驱动单元的耳机，但是，在适用平衡电枢驱动单元的耳机上也同样可使用等同的技术。
如上述所述构成的本发明的噪音屏蔽耳机被配置为，通过利用与背孔(BH)连通的微孔(H)，使得耳机内侧和外侧的气压保持等同的同时，还能够屏蔽所被流入的外部噪音。
图3图示了根据本发明一实施例的噪音屏蔽耳机的后视图。
参照图3，外壳2的背面部形成有微孔(H)，微孔(H)可至少形成有一个以上。
另外，可对应于微孔(H)的形成位置及数量也可进行调音。
图4至图6图示了适用于本发明的微孔的结构图。
参照图4至图6，确定微孔(H)的直径(D)时，优选地，应考虑外壳2的厚度(T)。
即，优选地，微孔(H)的直径(D)与外壳2的厚度(T)的比应设定为1:100～1000范围之内。
例如，外壳2的厚度(T)为1mm(1000um)时，微孔(H)的直径(D)可设定为1～10um范围之内。
另外，确定外壳2的厚度(T)时，优选地，可考虑可进行工序的微孔(H)的直径(D)，尤其是，可仅调整背面部的厚度。
而且，微孔(H)的形状可考虑耳机的使用用途、使用地区(高山区、低洼地)等，而构成为多种形状。
如图4所示，输入部和输出部的直径可形成为等同，如图5及图6所示，输入部和输出部的直径也可形成为相互不同。当输入部和输出部的直径相互不同时，输入部和输出部的比例优选地应设定为，保持1:10～100或者100～10:1左后。这时，以小的直径(图5为D2，图6为D1)为准，微孔(H)的直径(D2、D1)和外壳2的厚度(T)的比例优选地应设定为，1:100～1000范围之内。
如上所述，形成于耳机外壳2上的微孔(H)用于过滤所流入进来的外部噪音。即，通过微孔(H)的过程中，高音域和中音域被吸收，而只有未满100Hz的低音域通过。另外，因能够与背孔(BH)保持通空气的状态，从而能够使耳机的内侧和外侧的气压保持等同。其结果，通过微孔(H)可使得空气通过，但是却能够屏蔽大部分的外部噪音。
图7图示了根据本发明一实施例的噪音屏蔽耳机的制造方法的流程图。
参照图7，利用耳机外壳2的成型材料制造外壳2(S1)。这时，外壳2的背面部保持堵塞的状态。制造外壳2时，优选地，适用通过模具制造的工艺。
继而，对应于外壳2的厚度(T)，在1/100～1000范围内确定微孔(H)的直径(D)，并在外壳2的背面部至少形成一个以上的微孔(H)(S3)。这时，可利用激光等的穿孔来形成微孔(H)，而当微孔(H)的尺寸为10μm以下时，则可适用半导体蚀刻工艺。
然后，通过组装包括有形成背孔(BH)的驱动单元1的部件来完成耳机(S4)。
上述实施例说明了在外壳2本身形成微孔(H)时的情况，但是，也能够单独地制造仅由形成有微孔(H)的部分所构成的屏蔽部件，并可将该屏蔽部件结合于耳机外壳2上。另外，也可将屏蔽部件设于驱动单元1的背孔(BH)上。这时，外壳2上可形成有通过传统工艺所形成的通常的孔(1mm以上)。
图8图示了根据本发明另一实施例的屏蔽板结合于外壳上的情况的剖面图。
参照图8，可单独地制造形成有微孔(H)的屏蔽板3，并将其结合于外壳2上。
本实施例虽然例示了屏蔽板3结合于背面部的情况，但是，其可结合于任意位置。
图9及图10图示了根据本发明又一实施例的屏蔽板结合于驱动单元的背孔上的情况的剖面图。
参照图9及图10，可单独制造形成有微孔(H)的屏蔽板3，并将其结合于驱动单元1的背孔(BH)上。
优选地，屏蔽板3应仅覆盖驱动单元1的背孔(BH)的周边部。
因此，可利用噪音屏蔽板3，来屏蔽形成于动态驱动单元1及平衡电枢驱动单元1’的背面部上的背孔(BH)，从而，不仅能够屏蔽噪音，而且，还能够屏蔽随着振动板的动作而生成的音响朝向背孔(B H)逆输出的声音。
另外，在此简单介绍一下动态驱动单元1及平衡电枢驱动单元’的构成及动作。
动态驱动单元1，包括：呈中空的圆锥形状的框架(磁轭)(a)；于框架(a)内侧进行振动的中空的圆锥形状的振动板(b)；将振动板(b)的前端弹性地支撑于框架(a)的前端的边缘环绕(Edge sur round)(c)；于振动板(b)的后侧其前端固定于振动板(b)的中间部位的绕线管(d)；外围固定支撑于框架(a)上，内围则固定支撑于绕线管(d)的阻尼器(Damper)(e)；缠绕于绕线管(d)上的音圈(f)；用于支撑音圈(f)的弹波(Spider)(g)；配置于音圈(f)的外侧的环状形状的永磁铁(h)；固定配置于框架(a)和永磁铁(h)之间的环状形状的前板(Front Plate)(i)；用于覆盖永磁铁(h)的下部的环状形状的后板(Rear Plate)(j)；在永磁铁(h)及前板(i)之间隔开一定振动空间，以供绕线管(d)上下振动，并且从后板(j)朝向绕线管(d)的内侧突出形成的环状形状的极片(Pole piece)(k)；配置于振动板(b)的中央的防尘盖(Du st Cap)(i)。
如上述所述构成的动态驱动单元1，被配置为：由永磁铁(h)、前板(i)、后板(j)及极片(k)构成磁路，而当电流施加到音圈(f)并使其带有磁性时，会根据音圈(f)的磁力极性拉近或者推出音圈(f)。即，音圈(f)和永磁铁(h)具有等同的磁力极性时会推出，而当音圈(f)和永磁铁(h)呈相互不同的磁力极性时会拉近，从而使得音圈(f)振动。音圈(f)振动会带动固定于音圈(f)上的振动板(b)一起振动，从而生成声音。
另外，平衡电枢驱动单元1’包括：框架(m)；相互隔开并设于框架(m)内的一对永磁铁(n)；用于覆盖永磁铁(n)的磁轭板(o)；一侧具备有空隙(Air gap)并位于永磁铁(n)之间，而另一侧则固定于框架(m)上的电枢(p)；缠绕电枢(p)的部分外围，并在电枢(p)和永磁铁(n)之间形成交流磁场的线圈(q)；连接于电枢(p)的连杆(r)；连接于连杆(r)以形成振动，并借助框架(m)所被支撑的振动板(s)。
框架(m)的外形形状可呈直六面体，但是，框架(m)的外形形状也可并不限于此。框架(m)可由铝或者轻质树脂等的轻质材料构成。
一对永磁铁(n)相互隔开配置，以形成直流磁场，并可被分为上部磁铁和下部磁铁。
磁轭板(o)可被配置为，用于构成包括上部磁铁和下部磁铁的闭路电路。即，借助上部磁铁和下部磁铁产生一定的磁场(static ma gnetic field)，并且对于磁场的返回路径(return path)受磁轭板(o)的限制。因此，磁轭板(o)可由磁性较高的高磁导率的材料形成。
电枢(p)的一端位于相互隔开的一对永磁铁(n)之间。其一端的相反方向的另一端则形成为朝向上位方向弯曲的形态的弯曲结构，从而能够固定于框架(m)上。另一侧的弯曲结构可变形为多种形态，且只要是能够固定于框架(m)的结构的话，任何结构都可适用。通过另一侧的弯曲结构，使得整体高低变低，从而能够减少其所占面积。电枢(p)可通过将金属板条进行冲压成型(stamp out)而形成。金属板条易于弯曲其一端。电枢(p)可由包括如坡莫合金(或者镍铁导磁合金)等的传统导磁材料、如硅钢片等的硅钢材料，或者其他材料而构成。电枢(p)可由导磁性较高的高磁导率的材料形成。位于永磁铁(n)之间的电枢(p)可包括：位于永磁铁(n)和电枢(p)之间的空隙(air gap)。
线圈(q)缠绕于电枢(p)的部分外围，并且当施加信号电流时，可对电枢(p)产生磁束，从而使得电枢(p)与永磁铁(n)之间形成交流磁场。
连杆(r)可由具有刚性的非导磁材料构成。
如上所述构成的平衡电枢驱动电源1’，被配置为：当信号电流施加到线圈(q)时，借助产生于电枢(p)的磁束而形成于电枢(p)与永磁铁(n)之间的交流磁场，当与形成于永磁铁(n)之间的直流磁场重叠时，电枢(p)会朝向上下方向弯曲变形。因此，连接于电枢(p)的连杆(r)会朝向上下方向置换(displacement)。而且，因连杆(r)的置换传递至连接并固定于其上端部的振动板(s),从而使得振动膜振动，以产生音响。如此产生的音响通过声道排放到外部，最终会传递到用户的耳朵上。
图11图示了根据本发明又一实施例的屏蔽体插入于驱动单元的背孔的情况的剖面图。
参照图11，可单独制造形成有微孔(H)的屏蔽体4，并插入于驱动单元1的背孔(BH)内部。
图12图示了图11的屏蔽体的示意图。
参照图12，形成于屏蔽体4的微孔(H)的直径(D)和屏蔽体4的柱的高度的比例，优选设置为1:100～1000范围内。
本实施例中，可将微孔(H)的直径(D)形成为比较大。
图13及图14图示了根据本发明另一实施例的屏蔽部件的示意图及剖面图。
参照图13及图14，根据本实施例的屏蔽部件，被配置为，结合有具有不同直径(D1、D2、D3)的孔(H1、H2、H3)的屏蔽板(41、42、43)。在此，外廓屏蔽板(41、43)可形成等同直径(D1、D3)的孔(H1、H3)，优选地，内部屏蔽板42的直径(D2)大于外廓屏蔽板(41、43)的直径(D1、D3)。通过此，可构成LPE(Low Pass Filter)。
另外，说明了根据本实施例的具有三个屏蔽板的情况，但是，其数量可以任意决定，其直径(D)也可适用多样的直径大小。
另外，根据本实施例的屏蔽部件均可适用于图示于图8至图12的屏蔽板及屏蔽体。
图15图示了根据本发明一实施例的噪音屏蔽耳机的制造方法的流程图。
参照图15，制造屏蔽部件，该屏蔽部件包括结合于耳机外壳2或者结合于驱动单元1的屏蔽板3及屏蔽体4(S11)。即，确定其材质、形状及尺寸时，会考虑到屏蔽部件所要适用的对象，来制造屏蔽部件。在此，屏蔽部件包括图示于图8至图14的所有屏蔽板及屏蔽体。这时，制造屏蔽部件时，优选适用利用模具压制的工艺。
继而，对应于屏蔽部件的厚度(T)，在1/100～1000范围内确定微孔(H)的直径(D)(S12)，屏蔽部件上至少形成有一个以上的微孔(H)(S13)。这时，微孔(H)可利用激光等来穿孔形成，而当微孔(H)的尺寸为10μm以下时，也可适用半导体蚀刻工艺。
然后，屏蔽部件结合于耳机外壳2上，或者结合于驱动单元1(S14)，并进行部件组装工序，以完成耳机(S15)。
以上，通过举几个实施例，介绍了本发明的技术思想。
显而易见地，本发明所述领域技术人员可通过本发明中所记载的内容，能够对于所述实施例进行多种变形或者变更。另外，显而易见地，对于虽然并未明示于附图或者予以说明的事项，本发明所属领域技术人员可通过本发明中所记载的事项，对其进行包括本发明技术思想的多样形态的变形，且其仍属于本发明权利要求范围。参照附图所说明的上述实施例仅用于说明本发明，本发明的权利要求范围并不受限于这些实施例。

Claims (11)

1.一种噪音屏蔽耳机，其特征在于，
包括：
驱动单元，其形成有背孔(Back Hole)；及
外壳，其用于内置所述驱动单元，并形成有与所述背孔连通的微孔。
2.根据权利要求1所述的噪音屏蔽耳机，其特征在于，
所述微孔，被配置为，
形成于所述外壳的背面部，且至少形成有一个以上。
3.一种噪音屏蔽耳机，其特征在于，
包括：
驱动单元，其形成有背孔(Back Hole)；及
外壳，其用于内置所述驱动单元，
其中，所述背孔中插入有屏蔽部件，所述屏蔽部件上形成有微孔。
4.一种噪音屏蔽耳机，其特征在于，
包括：
驱动单元，其形成有背孔(Back Hole)；
外壳，其用于内置所述驱动单元；及
屏蔽部件，其形成有微孔，并结合于所述驱动单元的背孔或者所述外壳。
5.根据权利要求1所述的噪音屏蔽耳机，其特征在于，
所述微孔的直径(D)与所述外壳的厚度(T)的比率设定为1:100～1000范围内。
6.根据权利要求5所述的噪音屏蔽耳机，其特征在于，
所述微孔，被配置为：
其用于输入和输出外部噪音的输入部和输出部的直径为等同。
7.根据权利要求5所述的噪音屏蔽耳机，其特征在于，
所述微孔，被配置为：
其用于输入和输出外部噪音的输入部和输出部的直径设定为1:10～100或者100～10:1范围内。
8.根据权利要求3或者权利要求4所述的噪音屏蔽耳机，其特征在于，
所述屏蔽部件包括多个屏蔽板，
形成于所述屏蔽板上的微孔具有相互不同的直径。
9.一种噪音屏蔽耳机的制造方法，其特征在于，
包括如下步骤：
制造背面部被堵塞的状态的外壳；
对应于所述外壳的厚度(T)，确定微孔的直径(D)的步骤；
在所述外壳上至少形成一个以上的微孔的步骤；及
组装包括有形成有背孔的驱动单元的部件，以完成耳机的步骤。
10.一种噪音屏蔽耳机的制造方法，其特征在于，
包括如下步骤：
制造屏蔽部件的步骤；
对应于所述屏蔽部件的厚度(T)，确定微孔的直径(D)的步骤；
在所述屏蔽部件上至少形成一个以上的微孔的步骤；
将所述屏蔽部件结合于耳机的外壳或者驱动单元的背孔的步骤；及
通过组装部件，以完成耳机的步骤。
11.根据权利要求9或者权利要求10所述的噪音屏蔽耳机的制造方法，其特征在于，
对应于所述外壳与屏蔽部件的厚度(T)，在1/100～1000范围内确定微孔的直径(D)。
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