CN109218888A - 具有通风室的质量加载耳塞 - Google Patents

Abstract

本申请涉及具有通风室的质量加载耳塞。公开了一种内耳甲式耳机。在实施例中，内耳甲式耳机包括具有后方空间的外壳，所述后方空间被分成后腔体积、低音导管以及驱动器和后壁之间的通风室。通风室可以通过声学端口和低音导管两者与后腔体积声学耦合。此外，通风室可以通过通风端口与周围环境声学耦合，其中通风端口可以是后壁中的唯一声学开口。因此，由驱动器发射的声音可以传播通过声学端口和低音导管，以便在通过通风端口释放到周围环境之前在通风室中相遇。还描述和要求保护其它实施例。

Description

具有通风室的质量加载耳塞

本申请是申请日为2015年6月26日、申请号为201510362022.7、发明名称为“具有通风室的质量加载耳塞”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

公开了涉及头戴式耳机的实施例。更具体而言，公开了涉及一种内耳甲式耳机的实施例，该内耳甲式耳机具有后方空间(rear space)，所述后方空间被分成后腔体积(backvolume)、具有声学质量(acoustic mass)的低音导管(bass duct)以及通风室。在实施例中，通风室可以与后腔体积和低音导管声学耦合并且可以通过单个后端口(rear port)端接到周围环境。

背景技术

内耳甲式耳机，也被称为耳塞，是放在外耳中的头戴式耳机。在使用过程中，内耳甲式耳机可以面向耳道，但是通常不插入耳道。由于内耳甲式耳机一般不密封在耳道内，因此声音会从耳机泄漏而不到达耳道。此外，来自周围环境的声音可以在耳机周围行进到耳道中，从而进一步降级声学性能。由于声音泄漏会依赖于用户耳朵的解剖结构，因此内耳甲式耳机的声学性能会在所有使用情况不一致。

发明内容

公开了内耳甲式耳机的实施例。在实施例中，内耳甲式耳机包括保持驱动器的外壳，所述驱动器把电子音频信号(electrical audio signal)转换成声音。外壳可以具有位于驱动器后面的后壁以及可以在驱动器和后壁之间限定后方空间。室隔板可以位于后方空间中，并且可以把后方空间分成几个空间，包括驱动器后面的后腔体积、室隔板与后壁之间的通风室、以及低音导管。室隔板还可以限定一个或多个端口或孔，诸如把后腔体积与通风室声学耦合的声学端口，以及在后腔体积处的低音导管从其延伸到在通风室处的导管端口的低音孔。后壁可以包括通风端口，使得通风室通过通风端口与周围环境声学耦合。此外，通风端口可以是外壳后壁中的仅有的声学开口。因此，由驱动器发射的声音的第一部分可以传播通过声学端口并且声音的第二部分可以传播通过低音导管，使得声音部分在通过通风端口离开外壳之前在通风室中相遇。

室隔板可以包括面向驱动器的前表面和面向后壁的后表面。前表面可以至少部分地限定后室并且后表面可以至少部分地限定通风室。此外，后表面中的导管轮廓可以限定室隔板与后壁之间的低音导管。在实施例中，导管轮廓遵循低音孔与低音端口之间的后表面之上的曲线(curvilinear)路径。低音端口可以跨通风室距声学端口定位，例如端口可以被分开小于1mm，使得经过声学端口和导管端口的声音在大致相同的位置进入通风室。

在实施例中，耳机中的一个或多个端口或孔被声学材料覆盖。例如，声学端口、导管端口和/或通风端口可以被网状材料覆盖。被覆盖或未被覆盖的每个端口可以基于端口的几何形状、覆盖材料等等呈现声学阻抗。在实施例中，声学端口具有高于导管端口和通风端口二者的声学阻抗的声学阻抗。例如，声学端口可以具有至少为通风端口的声学阻抗的25倍的声学阻抗。通风端口的声学阻抗可以低于大约10Rayl，从而基本上不妨碍声音朝周围环境传播。但是，由于覆盖端口并且减少外部物质从周围环境入侵耳机的可能性的保护性护罩，相对于露天，通风端口或者任何其它端口或孔可以具有非零的声学阻抗。

除了在耳机内提供声学网络，由室隔板形成的一个或多个室还可以保持用于声学控制的部件。例如，麦克风可以位于通风室中，以便感测来自周围环境的声音。因此，麦克风可以提供可被耳机处理以便实现有效噪声控制的信号。

以上概述不包括本发明所有方面的详尽列表。预期本发明包括所有可以从以上概述的各方面以及以下具体实施方式中公开并且尤其是在与本申请一起提交的权利要求中要求保护的那些方面的所有合适组合实践的系统和方法。这种组合具有未在以上概述中具体阐述的特定优点。

附图说明

图1是根据本发明实施例、在外壳的后部中具有多个声学开口的耳机的透视图。

图2是根据本发明实施例、在外壳的后部中具有多个声学开口的耳机的横截面图。

图3是根据本发明实施例、在外壳的后部中具有多个声学开口的耳机的示意图。

图4是根据本发明实施例、在外壳的后部中具有单个声学开口的耳机的透视图。

图5是根据本发明实施例、在外壳的后部中具有单个声学开口的耳机的分解视图。

图6是根据本发明实施例、在外壳的后部中具有单个声学开口的耳机的横截面图。

图7是根据本发明实施例的室隔板的前透视图。

图8是根据本发明实施例的室隔板的后透视图。

图9是根据本发明实施例、在外壳的后部中具有单个声学开口的耳机的示意图。

图10是根据本发明实施例、在外壳的后部中具有单个声学开口的耳机的示意图。

具体实施方式

本发明的实施例描述了用于播放从外部音频源接收的外部生成的音频信号的头戴式耳机。但是，虽然一些实施例是具体关于内耳甲式耳机描述的，但是实施例不限于此，并且某些实施例还可以适用于其它用途。例如，以下描述的一个或多个实施例可以集成在把声音导向耳朵中的其它设备或装置中，诸如通常相对于耳道密封的耳道内耳机。

在各种实施例中，参考附图进行描述。但是，某些实施例没有这些具体细节当中的一个或多个也可以实现，或者与其它已知方法和配置组合。在以下描述中，阐述各种具体细节，诸如具体配置、维度和过程，以便提供对实施例的透彻理解。在其它情况下，众所周知的过程和制造技术没有以特定的细节描述，以避免不必要地模糊本描述。贯穿本说明书，对“一种实施例”、“一个实施例”等等的参考指所描述的特定的特征、结构、配置或特点包括在至少一种实施例中。因此，短语“一种实施例”、“一个实施例”等等贯穿本说明书在各个位置的出现不一定指相同的实施例。此外，特定的特征、结构、配置或特点可以在一种或多种实施例中以任何合适的方式组合。

一方面，内耳甲式耳机包括具有后方空间的外壳，该后方空间被分成后腔体积、低音导管以及位于驱动器和后壁之间的通风室。通风室可以通过声学端口和低音导管二者与后腔体积声学耦合。此外，通风室可以通过通风端口与周围环境声学耦合。由驱动器发射的声音可以传播通过声学端口和低音导管，以便在通过相同通风端口释放到周围环境时在通风室中相遇。因为通风端口可能是后壁中的唯一开口，例如后壁中单个外部可见的开口，所以外部物质入侵耳机的可能性可以降低。

一方面，外壳中的室隔板可以限定后腔体积、低音导管和通风室的几何形状。因此，室隔板可以通过尺寸设计和配置来控制耳机内音量的声学质量。此外，室隔板可以限定驱动器与周围环境声学耦合的声学通路。声学通路可以包括后腔体积与通风室之间的声学端口、后腔体积与低音导管之间的低音孔、低音导管与通风室之间的低音端口、或者出口到周围环境的通风端口。因此，室隔板可以通过尺寸设计和配置来控制各个声学通路的声学阻抗。耳机内端口和孔的声学阻抗可以由一种或多种覆盖端口的声学材料更改，诸如网。因此，耳机的室隔板和其它声学元件可以被配置为实现驱动器的期望共振并且把耳机的频率响应和低音响应调谐到期望的水平。因为期望的声学性能可以利用装配在耳机后方空间中的声学网络实现，所以从后方空间辐射的低音管道可以被消除，并且耳机可以紧凑封装。

参考图1，示出了根据本发明实施例、在外壳的后部中具有多个声学开口的耳机的透视图。耳机100可以被配置为连接到电子设备，诸如便携式媒体播放器或能够播放音频、视频或其它媒体的另一设备。例如，耳机100可以包括音频插孔或电连接电子设备与电缆102的其它电子连接器。从而，外部产生的音频信号可以通过电缆102传输到耳机100的外壳104中的驱动器。驱动器可以把电子音频信号转换成声音。在备选实施例中，耳机100结合无线接口，以便经由与外部放大器的无线连接接收外部生成的音频信号。

外壳104可以通过尺寸设计并配置为放在耳朵的外耳中，而无需密封耳朵的耳道。从而，外壳104可以包括配置为面向耳道的前壁106和配置为近似外耳的轮廓的后壁108，使得耳机100抵抗来自耳朵的移动。当放置在外耳中时，外壳104中的驱动器可以通过前壁106中的前声学开口110向前发射声音并且进入耳道。除了通过前声学开口110在正向方向发射声音，由驱动器生成的声音还可以通过调谐端口112和低音端口114在向后方向发射。

参考图2，示出了根据本发明实施例、在外壳的后部中具有多个声学开口的耳机的横截面图。前壁106可以限定为外壳104从驱动器202向前延伸的部分，并且后壁108可以限定为外壳104在驱动器202后面延伸的部分。例如，横平面可以与驱动器202的中心轴正交经过，并且前壁106可以是外壳104轴向位于横平面的前面的部分，而后壁108可以是外壳104轴向位于横平面的后面的部分。后室204可以位于外壳104中驱动器202与后壁108之间。因此，从驱动器202在向后方向发射的声音可以指向通过在后室204处的后壁108形成的调谐端口112，以及指向从后室204进入声学导管208的声学通道206。指向声学通道206的声音可以通过声学导管208传播到低音端口114。

参考图3，示出了根据本发明实施例、在外壳的后部中具有多个声学开口的耳机的示意图。由驱动器202发射到后室204中的声音可以包括指向调谐端口112的第一声音部分302和指向声学通道206的第二声音部分304。更特别地，第一声音部分302通过后壁108的第一位置，即调谐端口112，输出到周围环境，并且第二声音部分304传播通过声学导管208，通过后壁108的第二位置，即低音端口114，输出到周围环境。第一声音部分302和第二声音部分304在离开后室204之后或从外壳104放出到周围环境之前不在耳机100内混合。从而，后壁108包括对应于调谐端口112和低音端口114的至少两个外部可见的开口，并且因此外部物质，诸如灰尘、碎屑和其它颗粒，可以在多个位置通过后壁108进入耳机100。

在已经描述在后壁108中具有多个声学开口的耳机100的结构和声学功能之后，以下描述将集中在具有通风室的耳机100的实施例，其中通风室通过后外壳壁中的单个声学开口端接到周围环境。不过，应当理解，本文所述本发明的实施例不是相互排斥的，并且因此，在本发明的范围之内，在后壁108中具有多个声学开口的耳机100的特征可以与在后外壳壁中具有单个声学开口的耳机100的特征相结合。

参考图4，示出了根据本描述实施例、在外壳的后部中具有单个声学开口的耳机的透视图。耳机100可以配置为通过电缆102接收外部生成的音频信号并且通过前壁106中的前声学开口110把电子音频信号转换成外壳104中的驱动器202播放的声音。耳机100可以具有尺寸设计并配置为放置在耳朵外耳内的外壳104。从而，在使用过程中，声音可以通过前声学开口110播放到耳朵中。

类似于以上参考图1和2所述的实施例，驱动器202还可以在朝着后壁108的向后方向发射声音。但是，在实施例中，连同后室204，声学导管208的声学质量可以集成在驱动器202后面的后壁108中。更特别地，声音可以路由通过轴向位于驱动器202后面并且在后壁108中的声学网络。图1与4中所示耳机100实施例的比较指示以这种方式在后壁108中结合声学网络可以允许更紧凑的耳机100。

现在参考图4，由驱动器202在后部发射的声音可以从外壳104通过后壁108中的通风端口402放出。更特别地，后壁108可以包括外部可见的声学开口，通过该开口，由驱动器202在后部发射的声音与周围环境交汇。也就是说，多个声学通道可以路由到在外壳104中相遇，使得多个通风端口可以在单个可见的位置处统一从外壳104通风。因此，在实施例中，通风端口402在后壁108中提供唯一声学开口。

参考图5，示出了根据本发明实施例、在外壳的后部中具有单个声学开口的耳机的分解视图。耳机100的各个部件可以沿着耳机轴502对齐。耳机轴502可以被限定为穿过驱动器202的中心的轴。即，驱动器202的外边缘504可以与耳机轴502轴向对齐。例如，在实施例中，外边缘504是圆形的，并且以耳机轴502为中心。此外，外边缘504可以与驱动器202的隔膜506同心，使得由隔膜506在向前或向后方向发射的声音最初沿耳机轴502传播。外壳104的前壁106可以沿耳机轴502位于驱动器202的前方，而外壳104的后壁108可以沿耳机轴502位于驱动器202的后方。

在实施例中，一个或多个部件可以位于外壳104中驱动器202与后壁108之间，以便把外壳104中空间的体积划分成多个室或体积。例如，室隔板508可以位于驱动器202与后壁108之间。室隔板508可以具有符合外壳104的形状和/或以这样一种方式密封外壳104，使得若干个体积或室在室隔板508的表面与驱动器202或后壁108的表面之间被限定。例如，室可以在驱动器202与室隔板508的前表面之间限定。室隔板508的后表面可以具有导管轮廓510，例如凹进的剖面，该剖面沿着一条路径延伸以沿后表面形成凹槽或通道。导管轮廓510可以与后壁108的内表面配合以形成具有空气的声学质量的声学通道，例如低音管。若干个体积可以进一步被放成通过各种端口，诸如声学端口512或低音孔514，彼此流体连通，即彼此声学耦合。因为若干个独立的体积可以由一个或多个室隔板508限定，所以声学网络的频率响应和低音响应可以通过改变隔板的形状来更改。此外，由于各个体积可以通过一个或多个端口或孔声学耦合，因此声学网络的频率响应和低音响应可以通过控制端口和孔的声学阻抗来更改。从而，网状元件可以覆盖端口来改变它们的声学阻抗。例如，声学网516可以覆盖声学端口512并且通风网518可以覆盖通风端口402。网可以包括与端口的对应边缘配合的边缘，使得端口的横截面积被填充以覆盖端口。

参考图6，示出了根据本发明实施例、在外壳的后部中具有单个声学开口的耳机的横截面图。后方空间可以包括耳机100的驱动器202与后壁108之间的整个体积。因此，后方空间可以由被驱动器202和后壁108的相对表面包围的空间限定。外壳104可以在外边缘504周围支撑驱动器202，使得驱动器202的正面面向前壁106并且驱动器202的后面面向后方空间。从而，外壳104的后壁108可以封住驱动器202后面的后方空间。因此，如以上所讨论的，当外部生成的音频信号通过电缆102被输送到驱动器202时(电缆可以延伸通过后方空间以附连到驱动器202)，电信号可以被驱动器202转换成声音，声音被向前发射到前声学开口110并向后发射到后方空间中。

在实施例中，室隔板508驻留在后方空间中并且包括把后方空间分成一个或多个体积的形状。在实施例中，室隔板508可以由多个部件组装和/或可以是细分后方空间的多个室隔板508，但是为了容易理解，室隔板508在以下被描述为基本上包括单个主体，其表面几何形状在后方空间中创建通过一个或多个端口和/或孔声学耦合的室与导管的声学网络。

室隔板508可以包括面向驱动器202的前表面602。前表面602可以限定在驱动器202后面并且在驱动器202与室隔板508之间的后腔体积604。后腔体积604可以是后方空间的子体积。后腔体积604可以基本上包括具有依赖于驱动器202、后壁108和室隔板508的表面的体积几何形状的腔体。即，那些表面可以包围并且因此限定后腔体积604。例如，室隔板508可以具有限定后腔体积604的对应凸部分的凹形前表面602。即，后腔体积604的空间包络可以是符合前表面602的负空间。如由包围该体积的表面限定的，后腔体积604的尺寸和形状对于耳机100的整体声学性能会是重要的。更特别地，后腔体积604的腔体可以调谐耳机100的频率响应。特别地，在驱动器202、后壁108和室隔板508之间形成的后腔体积604的尺寸可以确定耳机100在例如大约2kHz至大约3kHz的频率范围内的共振，即开放耳(openear)增益。耳道通常就像共振器一样工作并且当打开时具有特定的共振频率并且当闭合时具有不同的共振频率。当耳道打开时位于耳鼓膜的声学响应被称为开放耳增益。大约2kHz至3kHz的共振频率通常是用户优选的。后腔体积604可以成形为把耳机100的共振调谐到这个范围内的频率。更具体而言，当后壁108或室隔板508被成形为减小后腔体积604时，开放耳增益的频率可以增加。作为例子，后腔体积604可以通过减小关于耳机轴502横向包围后腔体积604的后壁108的半径来减小。作为替代，后腔体积604可以通过减小室隔板508与驱动器202之间沿耳机轴502的距离而减小。相反，当后壁108或室隔板508被成形为增加后腔体积604时，开放耳增益的频率可以减小。作为例子，后腔体积604可以通过关于耳机轴502增加横向包围后腔体积604的后壁108的半径来增加。作为替代，后腔体积604可以通过增加室隔板508与驱动器202之间沿耳机轴502的距离来增加。从而，后腔体积604的几何形状可以被调整，以调谐耳机100的共振和声学性能。

室隔板508还可以限定连接后腔体积604与从后腔体积604位于室隔板508后面的一个或多个附加体积的一个或多个端口或孔。附加体积可以是后方空间的其它子体积。外壳104中的后方空间可以被细分成包括通过低音孔514与后腔体积604声学耦合的低音导管606。在实施例中，低音孔514可以是通过室隔板508形成的洞(见图5)。但是，低音孔514还可以是在室隔板508的外边缘与后壁108的内表面之间限定的端口(类似于图5中所示的声学端口512)。因此，低音孔514可以提供连接后腔体积604与低音导管606的通道。

类似于后腔体积604，低音导管606可以限定为室隔板508的后后表面608与后壁108的内表面之间的空间的体积。低音导管606可以是后方空间的子体积。即，低音导管606可以基本上包括具有依赖于后壁108的表面和包围低音导管606的室隔板508的体积几何形状的腔体。例如，室隔板508可以限定在低音孔514远离后腔体积604延伸的导管结构。除了限定导管，室隔板508还可以在低音导管606的末端限定导管端口612。例如，导管端口612可以在后表面608与后壁108之间限定，它们可以结合以创建端口形状。限定低音导管606的腔体的表面可以通过尺寸设计并成形为调谐驱动器202的低音响应。就像室隔板508的维度可以被更改以便控制后腔体积604的几何形状并由此控制耳机100的共振一样，室隔板508的维度可以被更改，以控制低音导管606的几何形状并由此控制耳机100的低音响应。在实施例中，通过把低音导管606成形为包含充当对应声学质量的空气体积，低音响应可以被控制到小于1kHz的频率。

外壳104中的后方空间还可以被细分成包括位于室隔板508与后壁108之间的通风室610。即，通风室610可以基本上包括具有依赖于室隔板508和后壁108的表面的体积几何形状的腔体。通风室610可以是后方空间的子体积。通风室610可以通过声学端口512和低音导管606二者与后腔体积604声学耦合。更特别地，调谐耳机100共振的后腔体积604可以通过声学端口512端接到通风室610中，而调谐耳机100的低音响应的低音导管606可以通过导管端口612端接到通风室610中。从而，通过后腔体积604和低音导管606发送的声音在从外壳104放出之前可以进入通风室610，并在其中相遇或混合。

可选地，通风室610可以在耳机轴502的方向轴向位于声学端口512的后面。类似地，通风室610可以在耳机轴502的方向轴向位于驱动器202的后面。例如，位于外边缘504后面的空间可以在耳机轴502的方向上构成圆柱形的空间包络。通风室610可以被空间包络涵盖，使得整个室体积在驱动器的正后方。因此，通风室610不会在已经由驱动器202的外边缘504形成的横向维度上向耳机100添加附加的横向维度。

声音从后腔体积604到通风室610中的发送可以依赖于各种互连端口和孔的几何形状。例如，声学端口512的声学阻抗可以通过改变后腔体积604与通风室610之间声学端口512的尺寸或长度来改变。这些维度可以通过调节限定声学端口512的室隔板508和后壁108表面的形状来改变，以实现期望的声学阻抗。除了修改室隔板508和后壁108的几何形状，声学材料可以放在一个或多个各种端口或孔之上。

在实施例中，声学网516被设置在声学端口512之上或其中，以便修改耳机100的声学性能。例如，声学网516可以覆盖声学端口512，以更改声学端口512的声学阻抗。在实施例中，声学网516由声学工程设计为提供既定且有意的声学电阻或过滤效果的声学材料构成。例如，声学网516可以是被制造成过滤由驱动器202朝声学端口512发射的某些声压波的网状或泡沫材料。作为替代，声学网516可以是透声的，从而基本上不干扰通过声学端口512的声音传输。在任何一种情况下，声学网516可以提供防止外部物质，诸如灰尘、水或其它颗粒，不期望地从通风室610进入后腔体积604的保护性屏障。

可选地，声学材料可以位于导管端口612或低音孔514之上或其中，以修改耳机100的声学性能，或者防止外部物质不期望地入侵到低音导管606。例如，导管网(未示出)可以覆盖导管端口612，以更改低音导管606的声学阻抗。在实施例中，导管网由被声学工程设计成提供既定的和有意的声学电阻或过滤效果的声学材料构成。例如，导管网可以是被制造成过滤由驱动器202通过低音导管606朝导管端口612发射的某些声压波的网状或泡沫材料。作为替代，导管网可以是透声的，从而基本上不比导管端口612几何形状中已经固有的更多地干扰通过导管端口612的声音传输。在任何一种情况下，导管网都可以提供防止外部物质，诸如灰尘、水或其它颗粒，不期望地从通风室610进入低音导管606的保护性屏障。

在实施例中，通风端口402可以通过后壁108在通风室610和周围环境之间形成。周围环境可以是外界环境或者耳机100外部的环境。例如，声音可以通过通风端口402从通风室610传播到用户外耳内的空间或者进入用户在其中收听耳机100的房间。从而，通风室610可以通过通风端口402与周围环境声学耦合。如上所述，通风端口402可以是后壁108中的唯一声学开口，任何离开外壳104的朝后声音经过该开口通过。类似地，通风端口402可以在后壁108中构成唯一可见的开口。即，耳机100可以仅在用户肉眼可见的外边缘504后面的后壁108中包括单个开口。

通风网518可以位于通风端口402之上或其中，以修改声音通过其在通风室610与周围环境之间发送的表面区域。例如，通风网518可以是透声材料，这意味着它不影响耳机100的声学性能。作为替代，通过更改通风端口402的声学阻抗，声学网518可以修改耳机100的声学性能。例如，通风网518的材料可以被声学工程设计成提供既定的和有意的声学电阻或过滤效果，例如以过滤由驱动器202通过后腔体积604、低音导管606和通风室610朝通风端口402发射的某些声压波。在任何一种情况下，通风网518可以提供防止外部物质，诸如灰尘、水或其它颗粒，不期望地从周围环境进入外壳104的保护性屏障。

参考图7，示出了根据本发明实施例的室隔板的前透视图。如上所述，室隔板508可以包括放置在驱动器202与后壁108之间的后方空间内的任何几何形状，并且把后方空间细分成声学网。从而，室隔板508可以包括面向驱动器202并且至少部分地限定后腔体积604的前表面602。如此，前表面602可以包括从耳机轴502附近的边702延伸到顶点704的凹形状。例如，前表面602可以包括具有在边702周围的基部周界和在顶点704的轨迹(locus)的锥形表面。作为替代，前表面602可以包括二次表面，诸如从边702延伸到顶点704的抛物面表面。边702可以密封住后壁108的内表面，例如通过边702和后壁108之间的粘合剂粘合或压配。因此，前表面602可以限定具有顺应凸表面的后腔体积604的一部分。虽然前表面602可以具有锥体形状，但是它可以类似地成形为半球形表面、立方体表面、金字塔形表面，等等。此外，前表面602不需要是凹的，即它可以是凸的或平的。因此，前表面602可以具有限定赋予耳机100期望的声学性能的后腔体积604的任何形状。

一个或多个端口或孔可以通过室隔板508例如从前表面602到后表面608形成。端口或孔可以是增强耳机100的声学性能的声学校准的开口或通路。耳机100中的端口或孔可以是任何形状，包括撕裂状、圆形、椭圆形、半圆形、多边形，等等。应当认识到，在一些实施例中，通过室隔板508的任何开口都可以具有完全在前表面602的边702中限定的入口和出口，如对低音孔514所示出的，或者可以具有由室隔板508和诸如后壁108的另一表面的组合限定的入口或出口，如对声学端口512所示出的。因此，连接耳机100中的各种室和导管的开口不是要专门局限于图中所示的几何形状。

在实施例中，声学端口512可以是从边702沿槽边缘706延伸的槽，以便在耳机轴502的方向上形成鞍状的开口。如以上所提到的，边702可以密封住后壁108的内表面，从而为由驱动器202发射的声音提供从室隔板508的前侧上的后腔体积604经过到达室隔板508的后侧上的通风室610的密闭开口。

室隔板508还可以包括从前表面602到后表面608通过室隔板508的壁形成的孔。例如，低音孔514可以包括在跨后腔体积604和/或沿前表面602与声学端口512隔开的位置通过室隔板508的洞。即，声学端口512和低音孔514可以沿室隔板508隔开，从而接收并发送由驱动器202发射的声音的不同部分。不像声学端口512，低音孔514可以在完全在前表面602的边702中的孔边缘708之间限定，即低音孔514可以是通过室隔板508的开口、孔或洞，而不是由后壁108和槽边缘706的组合限定的开口。

导管轮廓510可以基本上构成低音导管606的横截面剖面。即，导管轮廓510可以是后表面608中的凹陷剖面，该剖面在诸如直线路径或曲线路径710的路径上延伸，以构成沿后表面608穿过一定距离的凹槽。因此，当导管轮廓510是后表面608中的半圆形凹陷时，沿后表面608的凹槽可以具有直线或曲线长度之上的半圆柱形体积。此外，低音导管606可以在该凹槽和后壁108的配对部分之间限定。因此，低音导管606可以封住一定体积的空气，例如半圆柱形体积的空气，这充当声学质量。

参考图8，示出了根据本发明实施例的室隔板508的后透视图。导管轮廓510可以沿位于低音孔514处的起点和位于导管端口612的结束点之间的直线或曲线长度延伸，例如沿曲线路径710。更特别地，当后表面608与相对表面配对时，诸如后壁108，低音导管606的声学质量可以变得被封在外壳104中的后壁108和后表面608之间。从而，低音导管606可以从位于低音孔514处的入口延伸到位于低音端口612处的出口。

如上所述，通过室隔板的声学端口512以及室隔板508与后壁108之间的导管端口612可以位于通风室610。更特别地，声音可以通过声学端口512和导管端口612发送到组装好的耳机100的通风室610中。在实施例中，经过声学端口512和导管端口612的声音可以进入同一位置附近的通风室610。例如，部分地限定声学端口512的槽边缘706和部分地限定导管端口612的导管轮廓510可以跨通风室610，或者沿室隔板508的后表面608被分隔间隙802隔开。在实施例中，分隔间隙802小于低音导管606的长度。在实施例中，分隔间隙802小于大约10mm。例如，分隔间隙802可以小于1mm，例如大约0.1mm。从而，由驱动器202发射到后腔体积604中的声音可以被划分并且在通风室610中相遇并通过通风端口402放出到周围环境中之前通过声学端口512和导管端口612二者传播。

参考图9，示出了根据本发明实施例、在外壳的后部中具有单个声学开口的耳机的示意图。该示意图有助于可视化通过耳机100的声音路径。耳机100可以包括驱动器202，其正面指向前声学开口110，使得由驱动器202发射的声音向前传播进入耳道。驱动器202还可以在朝后腔体积604的向后方向上发射声音，并且为了说明，声音可以被描述为分成第一声音部分902和第二声音部分904。第一声音部分902可以传播通过室隔板508中的声学端口512，以进入通风室610。第二声音部分904可以在进入通风室610之前沿着后表面608传播通过室隔板508中的低音孔514和低音导管606。因此，第一声音部分902和第二声音部分904可以在通过各自的端口或孔离开后腔体积604之后进入通风室610，在其中相遇或混合。更特别地，第一声音部分902和第二声音部分904可以在释放到周围环境之前进入相同的通风室610。从而，第一声音部分902和第二声音部分904可以在单独的方向上从驱动器202传播，然后在通风室610中的同一位置混合，以组合成通过通风端口402从耳机100放出的输出声音906。

参考图10，示出了根据本发明实施例、在外壳的后部中具有单个声学开口的耳机的示意图。示意图有助于可视化第一声音部分902或第二声音部分904可以遵循后腔体积604和通风室610之间的曲折路径的一种方式。但是，通过耳机100传播的声音可以遵循沿声学网络的任何片段的曲折路径，例如甚至从通风室610到周围环境。如上所述，第一声音部分902可以由驱动器202通过声学端口512发射到通风室610中。类似地，第二声音部分904可以由驱动器202朝低音孔514发射。第二声音部分904可以从低音孔514通过低音导管606朝导管端口612传播，以进入通风室610。在实施例中，低音导管606由导管轮廓510限定，该轮廓遵循沿后表面608的曲线路径710。例如，曲线路径710可以是具有多个拐弯的曲折路径，其中拐弯可以是90度或更多。曲折路径还可以包括在整个路径长度上延伸的单个拐弯或曲线，其中总的路径长度至少是低音孔514和导管端口612之间的线性距离的三倍。例如，低音导管606可以沿后表面608围绕耳机轴502从低音孔514到相邻的导管端口612螺旋缠绕。即，螺旋可以沿路径710。第一声音部分902和第二声音部分904可以在通风室610中相遇并且组合成随后通过通风端口402释放到周围环境的输出声音906。

如上所述，声学端口、孔和导管可以维度设计成调谐耳机100的声学性能。此外，附加的部件，诸如放在端口和孔之上的网，可以被用来调谐声学性能。本领域技术人员可以引入附加的部件，以进一步更改声学网络的声学响应，诸如通过沿表面实现挡板或其它声学材料，或者在导管或室中挂起。这种附加部件还可以进一步更改声音通过耳机100的传播。因此，为了与给定的规范或设计参数兼容，在制造批次的至少一个标本中，在它们已经被测试或评估的意义上，耳机100中的端口、孔、导管和室被校准。换句话说，耳机100的声学网络不是由随机开口或凹槽制成的，而是被有意地形成以调谐耳机100的共振、频率响应和低音响应的方式修改耳机100的声学性能。声学调谐参数可以通过上述各种结构的改变来调谐。现在将指出这些参数中的一些，但是应当理解，以下对特定声学特点的讨论可以在本描述的范围内更改并且因此不是要限定本发明。

在实施例中，耳机100的每个孔和端口可以包括特定的声学阻抗。声学阻抗影响声音如何传播通过声学介质，例如空气，并且因此，对于作为影响诸如耳机100的共振频率的调谐参数是有用的。声学阻抗可以基于端口或孔的几何形状和材料以及通过遮蔽孔端口一部分的另一部件(例如声学网516或通风网518)的几何形状和材料来确定。从而，孔或端口的声学阻抗可以根据期望被调谐。

在实施例中，声学端口512和/或声学端口512之上的声学网516的声学阻抗被调谐为高于通风端口402和/或通风端口402之上的通风网518的声学阻抗。例如，声学端口512可以比通风端口402具有更小的直径，或者声学网516可以比通风端口402具有更高的网表面积与端口横截面积之比，例如更高的堆积密度(packing density)。从而，通过后腔体积604的声音传播可以比通过通风端口402的声音传播更受到更大阻力，使得进入通风室610的声音自由地释放到周围环境。在实施例中，声学端口512和/或声学网516的声学阻抗可以比通风端口402和/或通风网518的声学阻抗至少多25倍。例如，声学端口512和/或声学网516的声学阻抗可以是通风端口402和/或通风网518的声学阻抗的50至100倍。

耳机100内其它端口和孔的声学阻抗可以类似地被调谐。例如，导管端口612和/或导管端口612之上的导管网也可以具有声学阻抗，并且在实施例中，导管端口612和/或导管网的声学阻抗可以被调谐到高于通风端口402和/或通风网518的声学阻抗。相反，导管端口612和/或导管网的声学阻抗可以被调谐到低于声学端口512和/或声学网516的声学阻抗。

耳机100内的每个室或体积也可以包括声学阻抗。例如，低音导管606可以具有基于低音导管606的声学质量以及声学损耗(例如在声音经过低音导管606时发生的粘性和热损耗)的声学阻抗。如上所述，低音导管606可以涵盖充当声学质量的一定体积的空气。声学质量可以被概念化为添加到驱动器202的隔膜506的质量。因此，声学质量可以基于低音导管606的几何形状确定尺寸，以影响驱动器202的共振和低音响应。例如，低音导管606的声学质量越高，耳机100的共振越低并且低音越多。但是，低音导管606的声学质量的尺寸可以被限制，因为驱动器202必须大到足以驱动声学质量，并且因此，成本和封装尺寸考虑可以对驱动器选择强加实际的限制。一旦选择适当的声学质量，以创建用于实际驱动器202的期望共振和低音响应，低音导管606的几何形状就可以被优化，以适合放在可用的后方空间中。例如，为了把声学质量钉在期望的值，当低音导管606的长度被缩短到适合放在室隔板508的后面时，导管轮廓510的面积必须减小。但是，低音导管606尺寸的减小变得被粘性和热损耗限制，这粗略地与导管轮廓510面积的负二次方成比例地增加，由此增加低音导管606的声学阻抗。因此，导管尺寸并且由此耳机尺寸与低音导管606的声学性能之间的折中可以存在。在实施例中，低音导管606可以尺寸设计成使得通过低音导管606的声学损耗大约为通过通风端口402的声学损耗的两倍。这可以提供具有期望的低音响应的紧凑耳机。从而，低音导管606的声学阻抗可以大于通风端口402和/或覆盖通风端口402的通风网518的声学阻抗。在实施例中，低音导管606、通风端口402和/或通风网518各自的声学阻抗可以最小化为尽可能接近地近似为零，以维持小于声学端口512或声学网516的声学阻抗。

即使在其中端口、孔或体积的声学阻抗被最小化的情况下，声学阻抗也仍然可以大于零，以实现美观或其它功能目的。例如，网可以覆盖端口，以便针对美观原因提供对端口的可视区分，并且因此，即使使用具有小网表面积与端口横截表面积之比的网，例如小于大约75％，端口的声学阻抗也可以大于零。端口的类似覆盖(shrouding)可以用于减小外部物质将进入耳机后方空间的可能性的功能目的。例如，如上所述，通风端口402和/或通风网518可以基本上是透声的。例如，通风端口402和/或通风网518的声学阻抗可以是大约10Rayl，或者更小的量级。更特别地，通风端口402之上的通风网518可以具有其尺寸设计为抵抗灰尘、碎屑、沙子或其它颗粒进入但是对声音提供最小抵抗的多个开口。多个开口可以具有大约300微米或更小的有效直径。例如，多个开口可以具有大约200微米的有效直径，从而使它们小到足以抵抗大部分沙粒进入，但是相对于周围大气的声学阻抗具有近似为零的声学阻抗。在实施例中，通风端口402可以不被覆盖并且颗粒进入后腔体积604和低音导管606可以被声学端口512之上的声学网516和/或导管端口612之上的导管网抵抗。在另一种实施例中，低音导管606可以不包括导管网，而是可以是曲折的，使得通过通风室610进入导管端口612的颗粒可能不可能通过低音孔514一路到达后腔体积604。因此，通风端口402和低音端口612都可以是不被覆盖的打开的通道。从而，应当认识到，耳机100的端口和孔可以被覆盖或不被覆盖，以创建期望的声学阻抗并减小颗粒进入后腔体积604的可能性。

仍然参考图10，在实施例中，耳机可以包含有源噪声控制元件，诸如麦克风、模拟电路或者数字信号处理部件，以减小不想要的环境噪声。更特别地，环境或参照麦克风1002可以位于通风室610中，面向通风端口402和/或周围环境。参照麦克风1002可以从周围环境接收外部声音并且把声音转换成提供给信号处理电路系统的电信号，这种信号处理电路系统可以在耳机100的内部或外部。信号处理电路系统可以使用自适应算法来分析外界声音的波形并且或者相移或者反转波形，以创建抵消信号。然后，抵消信号可以提供给驱动器202，或者提供给位于耳机100中的附加扬声器，使得声音在朝着耳道行进时，产生一个破坏性干扰外界声音的抵消声音。可察觉的外界噪声的音量可以相应地减小。此外，误差麦克风1004可以包括在耳机100中，例如在前壁106的内部或外面，并且可以指向用户的耳朵。误差麦克风1004可以感测声音并且向信号处理电路系统返回反馈信号，信号处理电路系统可以基于外界噪声被抵消得多好的判断或者鉴于从反馈信号确定的其它声音质量特点来对噪声抵消信号进行附加的调整。

在实施例中，参照麦克风1002或误差麦克风1004当中的一个或两个都可以在电话应用中使用。更特别地，耳机100可以包括可位于外壳104内部或外部的麦克风(例如参照麦克风1002)，以充当接收用户语音的语音拾取。在电话使用情况中，所接收的声音可以被麦克风转换成电信号，用于进一步处理。

在前面的说明书中，已经参照其具体示例性实施例对本发明进行了描述。很显然，在不背离如以下权利要求阐述的本发明更广泛精神和范围的情况下，可以对其进行各种修改。从而，说明书和附图应当被认为是在说明性的意义而不是约束性的意义上。

Claims (9)

1.一种内耳甲式耳机，包括：

驱动器，所述驱动器被配置为将电子音频信号转换成声音；

其中具有所述驱动器的外壳，所述外壳包括在所述驱动器后面的后壁和在所述驱动器与所述后壁的内表面之间的后方空间；以及

所述后方空间中的室隔板，所述室隔板具有符合所述内表面的外边缘以将所述后方空间分成在所述驱动器与所述室隔板的前表面之间的第一空间和在所述后壁与所述室隔板的后表面之间的第二空间，其中所述室隔板包括在所述前表面与所述后表面之间延伸的多个孔，并且其中所述多个孔通过所述第二空间流体连通。

2.根据权利要求1所述的内耳甲式耳机，还包括所述第二空间内的通风室，其中所述后壁包括通风端口，并且其中所述通风室通过所述通风端口与周围环境声学耦合。

3.根据权利要求2所述的内耳甲式耳机，还包括低音导管，其中所述多个孔包括低音孔和声学端口，其中所述低音导管在所述低音孔与所述通风室之间延伸，其中由所述驱动器发射的声音的第一部分传播通过所述声学端口并且所述声音的第二部分传播通过所述低音孔和所述低音导管，并且其中所述第一部分和所述第二部分在通过所述通风端口离开所述外壳之前在所述通风室中相遇。

4.根据权利要求3所述的内耳甲式耳机，还包括所述室隔板中的导管端口，其中所述低音导管在所述第一空间处的所述低音孔与在所述通风室处的所述导管端口之间延伸。

5.根据权利要求4所述的内耳甲式耳机，其中所述导管端口和所述声学端口跨所述通风室隔开小于1mm。

6.一种内耳甲式耳机，包括：

具有外驱动器边缘的驱动器，所述驱动器被配置为将电子音频信号转换成声音；

室隔板，所述室隔板具有前表面、后表面和外隔板边缘；以及

外壳，所述外壳具有在所述外驱动器边缘和所述外隔板边缘周围的后壁，所述外壳封住所述驱动器和所述后壁之间的后方空间，其中所述后方空间包括在所述驱动器与所述前表面之间的第一空间和在所述后壁与所述后表面之间的第二空间，并且其中声学端口和低音孔在所述第一空间与所述第二空间之间延伸通过所述室隔板。

7.根据权利要求6所述的内耳甲式耳机，还包括所述第二空间内的通风室，其中由所述驱动器发射的声音的第一部分传播通过所述声学端口并且所述声音的第二部分传播通过所述低音孔，并且其中所述第一部分和所述第二部分在通过所述后壁中的通风端口离开所述外壳之前在所述通风室中相遇。

8.根据权利要求7所述的内耳甲式耳机，其中所述通风端口是所述后壁中的唯一声学开口。

9.根据权利要求7所述的内耳甲式耳机，还包括：

低音导管，所述低音导管在所述低音孔与所述通风室之间延伸；以及

声学网，所述声学网覆盖所述声学端口，其中所述声学网具有第一声学阻抗，其中所述低音导管具有第二声学阻抗，并且其中所述第二声学阻抗小于所述第一声学阻抗。