CN109348387A - 一种骨导传声装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种骨导传声技术，该技术可用于制具小型化、轻量化的骨导传声装置。此类装置佩戴于人耳外周特定区域可达到良好的骨导传声效果，同时，该装置所有构件之间充分密实连接，不存在人为设计或由结构上的空隙形成的空气腔体，由此可减小装置尺寸并有效抑制了装置的漏音。相较于现有骨导扬声器，该骨导传声技术及由此形成的骨导传声装置由于其小巧、轻量和易佩戴之特征，尤其适合在耳后佩戴使用，有很好的隐蔽效果。同时不需要装置与使用者皮肤之间形成持续紧密连接，包括在皮肤表面长期佩戴导致垂直方向的挤压，形成不适感，而使用粘合，磁吸，垂挂和夹持外耳等方式，有利于长期佩戴。

Description

一种骨导传声装置

技术领域

本发明涉及骨导传声技术领域，具体涉及一种小型化、轻量，易于装置和隐藏佩戴的外耳骨导传声装置。

背景技术

骨导传声技术是将骨传导扬声器通过与人耳外周直接接触或通过介质装置于人耳外周有利于接受骨传导的部位，声波通过人耳外周进入中耳并最终由听觉神经感知的技术。由于传声设备主要通过耳廓或其他介质通路传递而不堵塞人的外耳和中耳前庭，将有利于与使用者周边环境其他听觉信息的自然有秩耦合，而不产生听觉掩蔽或堵塞。

骨传导扬声器所产生的声波是由包括压电陶瓷和压电马达在内的骨导换能器产生的，骨传导换能器是将模拟音频电信号转化为机械波而利于通过各种耦合手段传递至人耳的发声器件。

骨传导技术通常应用于军用，警用，以及医用助听设备。由于骨导传声技术从其装置位置来看，是装置于人耳外周，故不会阻塞外耳道。近年来这项技术被广泛应用于便携式音频播放设备，被制造成智能眼镜的音频输出设备和骨传导耳机等头戴式设备。

但现有技术存在结构设计不具备通用性、漏音较严重、不适合长时佩戴、不利于隐藏等缺陷。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种适合长时佩戴的隐藏式骨导传声装置。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种骨导传声装置，所述的骨导传声装置包括被包裹物、包裹物以及若干根导线，其中，所述的被包裹物是音频换能器，用于将音频电信号转化为机械振荡信号，所述的若干根导线与所述的音频换能器之间电连接，传递电流或压差变化形式的音频信号驱动音频换能器形成不同频率幅度的振荡而形成声波；

所述的音频换能器由所述的包裹物完全包围呈现包含结构，所述的包裹物与被包裹物密实连接可以阻隔被包裹物直接向空气中传播声波信号，包裹物吸收被包裹物发出的声波信号并以纵波、横波以及表面波的形式传递，包裹物表面直接或间接接触人耳外周，以实现骨导传声。

进一步地，所述的包裹物与被包裹物之间密实连接，不存在用于扩音或抵消回波而设置的空气腔体。

进一步地，所述的包裹物采用单一的基本易弯材料或者多种基本易弯材料复合形成的复合包裹材料。

进一步地，所述的基本易弯材料是以硅胶、橡胶、塑料、海绵、金属中的一种作为主要成分的弹性体。

进一步地，所述的音频换能器为含有两个或多个电极的压电陶瓷或压电马达。

进一步地，所述的包裹物包括外侧包裹物和内侧包裹物，所述的外侧包裹物和所述的内侧包裹物之间搭接或叠层形成，所述的外侧包裹物完全或不完全包裹内侧包裹物，所述的外侧包裹物的一个或多个导音面用于与人耳外周直接或间接接触。

进一步地，所述的包裹物表面直接或间接接触的人耳外周部分包括耳前颌骨、耳后颅骨、耳廓正面、耳廓背面中的一种或多种部分。

进一步地，所述的导音面与佩戴者的佩戴区域使用粘合、磁吸、垂挂或夹持外耳进行直接或间接接触。

进一步地，所述的骨导传声装置的形状为长条型、跑道型、弯条型、圆柱型或扁长方型。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1、本发明所设计的结构简单，所使用包含结构尽量贴合了音频换能器的基本形状，在保证音质的同时最大限度减少了骨传导耳机的体积，其典型质量可达到3g以下。其轻小的特点使其佩戴范围扩展到了包括耳前颌骨、耳后颅骨、耳廓正面、耳廓背面在内的区域，适合于设计成有异于现有设备的产品形态。

2、本发明采用包裹物与被包裹物形成的包含结构，保护了内部易碎或有尖锐部分的刚性音频换能器。同时，包裹物所采用的以弹性材料为主体的单一或复合材料可有效阻隔声波向空气中传播，故可有效抑制骨传导设备的漏音。

3、其与人耳接触的导音面使用了易于形变的材料，从而更加贴合皮肤，有更大的传音面积，佩戴更舒适，易于长时间佩戴。

4、基于其轻小、漏音小、易于佩戴的特点，该骨传导设备还拥有了良好的隐藏特性，交互对象无法在正面看到佩戴在耳后颅骨或耳廓背面的骨传导设备。

附图说明

图1(a)是本发明实施例公开的一种包裹物(单一材料)与被包裹物形成的长方体包含结构的示意图；

图1(b)是本发明实施例公开的一种包裹物(单一材料)与被包裹物形成的长方体包含结构的纵截面示意图；

图2是本发明实施例公开的一种由复合材料层叠形成包裹物的长方体包含结构的纵截面示意图；

图3是本发明实施例公开的一种由复合材料搭接，层叠形成包裹物的长方体包含结构的纵截面示意图；

图4(a)是本发明实施例公开的一种含有阻振体的长方体包含结构的纵截面示意图；

图4(b)是本发明实施例公开的一种含有阻振体腔室的长方体包含结构的纵截面示意图；

图5(a)是本发明实施例公开的一种骨导传声装置的具体实施范例(跑道型)；

图5(b)是本发明实施例公开的一种骨导传声装置的佩戴示意图(跑道型)；

图6(a)是本发明实施例公开的另一种骨导传声装置的具体实施范例弯条型)；

图6(b)是本发明实施例公开的另一种骨导传声装置的佩戴示意图(弯条型)；

图6(c)是本发明实施例公开的另一种骨导传声装置的侧后视图(弯条型)；

图7(a)是本发明实施例公开的另一种骨导传声装置的具体实施范例(圆柱型)；

图7(b)是本发明实施例公开的另一种骨导传声装置的佩戴示意图(圆柱型)；

图8(a)是本发明实施例公开的另一种骨导传声装置的具体实施范例(扁长方型)；

图8(b)是本发明实施例公开的另一种骨导传声装置的佩戴示意图(扁长方型)；

图9是骨导传声装置的佩戴侧视图，包括耳垂位置、耳前颅骨及颌骨所形成的耳前位置、耳后颅骨位置、耳廓正面；

图10(a)是骨导传声装置的另一佩戴侧视图；

图10(b)是骨导传声装置的侧后视图；

图11是骨导传声装置的另一佩戴后视图，其中，佩戴部位为紧贴脑骨、耳后颅骨；

图12是骨导传声装置的另一佩戴后视图，其中，佩戴部位为耳廓背面；

图13是骨导传声装置的另一佩戴侧视图，其中，方位为45°侧视；

附图标记如下：1-被包裹物，2-包裹物，3-导线，a-外侧包裹物，b-被包裹物，c-内侧包裹物，d-导音面，e-导音介质，4-阻振体，5-跑道型范例，6-弯条型范例，7-圆柱型范例，8-扁长方型范例，9-耳垂，10-耳前位置，11-耳后颅骨位置，12-耳廓正面位置，13-耳廓背面位置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明公开一种骨导传声装置，为一小型轻量化的复合材料骨传导扬声器。该装置由被包裹物1和包裹物2构成，其构型关系的实现方式包括但不限于包含结构、层叠结构及在此基础上形成的其他复合结构，以下以包含结构为例说明其构型关系。

如图1(a)所示为一个典型的小型轻量化骨传导扬声器，它由被包裹物1、包裹物2以及若干根导线3共同构成，其中被包裹物被包裹物完全包围呈现包含结构，导线3与被包裹物1之间电连接。其成体呈现为连接一组两股或多股导线的长方体，由该包含结构所形成的骨导传声装置可被设计为包含长方体在内的直棱柱体以及其他适于形成包含结构的形体，图1(b)为图1(a)所示长方体包含结构纵截面示意图。其被包裹物1是音频换能器，将音频电信号转化为机械振荡信号，可由压电陶瓷或压电马达实现。其包裹物2可由基本易弯的单一材料实现，如主要成分为硅胶、橡胶、海绵以及其他由真空注塑或压塑等工艺形成的弹性体(包括粘弹体)或以上两种以至多种该类材料搭接、叠层形成的复合包裹材料(图2-图4)。其导线3根据音频换能器的馈电需要和音频换能器的尾端或其他位置连接，若干根导线和导线之间彼此绝缘，通过电流或压差信号变化传递音频信号驱动音频换能器形成不同频率幅度的振荡而形成声波。

被包裹物是易碎或刚性的材料，不适于直接与人耳外周皮肤接触，同时被包裹物本身在裸露状态下会透过空气向空间传递声波信号，由此形成漏音。包裹物与被包裹物密实连接可以阻隔被包裹物直接向空气中传播声波信号，包裹物吸收被包裹物发出的声波信号并以纵波，横波，以及表面波的形式传递，包裹物表面直接或间接接触人耳外周，以实现骨导传声。由于包裹物与空气接触的部位可被设计为基本上是柔性的，其不利于向空气中传递声波信号，故而可有效抑制漏音。

实施例二

为了更清楚地表示其结构，本实施例公开一种骨导传声装置，以下以该长方体纵截面图为主体描述三种包裹物由两种或两种以上材料构成的构型关系特例。

附图2所示为包裹物与被包裹物所形成的长方体的第一种特例，其中被包裹物b为含有两个或多个电极的长条形薄型压电陶瓷，包裹物由内侧包裹物c和居于其外的外侧包裹物a叠层而成。用于形成内侧包裹物的材料可以是硅胶，橡胶及其他软性物质形成。外侧包裹物可被设计为完全或不完全包裹内侧包裹物，留出的一个或多个导音面d用于与人耳外周直接或间接接触，值得注意的是，图2所示特例及其他典型特例所形成的骨传导扬声器并不限定单一的一个表面作为与人耳外周接触的导音面，当某一个表面与人耳直接或间接发生接触时，其既被认定为导音面，骨传导扬声器表面未与人耳接触的部分既为漏音面。外侧包裹物提高了整个器件的机械强度，与被包裹物不直接接触。外侧包裹物和内侧包裹物呈现叠层结构，两者共同与被包裹物形成完整的包含结构。

附图3所示为包裹物与被包裹物所形成的长方体的第二种特例，基本结构与第一种特例相似，被包裹物b为含有两个或多个电极的长条型薄型压电陶瓷，包裹物由内侧包裹物c和居于其外的外侧包裹物a按照如图3所示的搭接方式搭接而成。其中外侧包裹物在一个面上与被包裹物接触，内侧包裹物在该面的其余部分和其余面上与被包裹物充分接触。外侧包裹物和内侧包裹物共同与被包裹物形成包含结构。

附图4(a)所示为包裹物与被包裹物所形成的长方体的第三种特例，其为图3所示特例的一种改进，其中被包裹物b为含有电极的长条形薄型压电陶瓷，包裹物由内侧包裹物c和外侧包裹物a组成，如图4(a)所示，在被包裹物与外侧包裹物之间介入一个阻振体4，该阻振体用于吸收、阻滞、隔绝被包裹物向外侧包裹物传递的机械振荡信号。在长方体包含结构的骨传导扬声器结构中，该阻振体可被构造为长条状以充分阻隔被包裹物和外侧包裹物的接触。阻振体可被抽成真空或填充吸音棉等粘流体、粘弹体以及其他有利于吸收，阻滞，隔绝被包裹物向外侧包裹物传递的机械振荡信号的材料。当使用与内侧包裹物同型的材料构造阻振体时，其本质与内侧包裹物对被包裹物实施全包裹的情形是一致的。

当使用流体材料作为阻振体时，如图4(b)所示，外侧包裹物将在一个面上与被包裹物形成最少量的接触，由流体材料形成的阻振体被限定在由被包裹物与流体接触的一面和外侧包裹物共同形成的腔室中，该阻振体可被抽成真空。如果导音介质e具有与皮肤和导音面的双面粘性，该装置可以通过粘合的佩戴方式与皮肤间接接触，适合长时佩戴。

值得注意的一点是，由图1(b)、图2、图3、图4(a)、图4(b)的纵截面图所构成的骨导传声实物都需要导线3与被包裹物连接，由于导线的存在不影响上述特例中各部件位置关系的描述，故没有在横截面示意图中示出。

当提供音频电信号的音源被设计的足够轻小时，其可以被设计为与音频换能器整合为一体，而不再是通过导线与骨传导扬声器远端相连形成电器连接。

附图5(a)、图6(a)、图7(a)、图8(a)描述了几种其他具体实施的范例，其中包含了跑道型、弯条型、圆柱型以及扁长方型，被包裹物也可以存在多种形状以适应整体结构。这些结构都具有轻小的特点，便于佩戴。

附图5(b)、图6(b)、图6(c)、图7(b)、图8(b)描述了这些范例与人体典型的佩戴关系，典型佩戴位置位于耳廓背面，在该位置具有良好的传音效果、舒适度与隐藏特性。

附图9、图10(a)、图10(b)用两个或三个视图描述了几种适合的佩戴位置及其佩戴方式，包括以粘贴、磁吸、夹持、垂挂中的一种或结合多种方式装置于耳垂9或其下方、以粘贴或夹持中的一种或结合两种方式装置于由耳屏、耳前颅骨及颌骨所形成的耳前位置10、以粘贴或夹持中的一种或结合两种方式装置于耳后颅骨11、以粘贴、磁吸、夹持、垂挂中的一种或结合多种方式装置于耳廓正面12、以粘贴、磁吸、夹持、垂挂中的一种或结合多种方式装置于耳廓背面13。图10(a)和图10(b)以两个角度描述了耳廓背面的佩戴位置。当导音面与佩戴者于附图9、图10(a)、图10(b)的佩戴区域使用粘合、磁吸、垂挂和夹持外耳等方式进行直接或间接接触时，将获得理想的传音效果。

附图11、12描述了两种特定区域(耳后颅骨、耳廓背面)，这两种位置具有相对更优的传音效果和隐藏特性。如图13所示，其描述了以跑道型骨导传声装置为例，图12佩戴方式的正面45°侧视图，黑色部分5表示佩戴在耳后的跑道型骨传导设备，其被外耳完全遮住，交互对象无法在正面看到佩戴在耳后颅骨或耳廓背面的骨传导设备，在佩戴者及其交互对象之间不形成明显的视觉屏障，有良好的隐藏特性。此外，与传统外耳传声设备佩戴位置(耳前位置10)相比，附图11和附图12位置音频设备所传递的声波信号，其泄漏入空气中的部分在更大程度上会被外耳遮挡或反弹，声波信号将更多以骨传导的方式进入人耳听觉系统，从而不妨碍使用者日常交流或获知周遭环境音频指示警示。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种骨导传声装置，其特征在于，所述的骨导传声装置包括被包裹物、包裹物以及若干根导线，其中，所述的被包裹物是音频换能器，用于将音频电信号转化为机械振荡信号，所述的若干根导线与所述的音频换能器之间电连接，传递电流或压差变化形式的音频信号驱动音频换能器产生不同幅度、频率的振荡而形成声波；

所述的音频换能器由所述的包裹物完全包围呈现包含结构，包裹物吸收被包裹物发出的声波并向表面传递，包裹物表面直接或间接接触人耳外周的佩戴区域，以实现骨导传声。

2.根据权利要求1所述的一种骨导传声装置，其特征在于，所述的包裹物与被包裹物之间密实连接，不存在用于扩音或抵消回波而设置的空气腔体。

3.根据权利要求1所述的一种骨导传声装置，其特征在于，所述的包裹物采用单一的弹性体材料或者多种弹性体材料复合形成的复合包裹材料。

4.根据权利要求1所述的一种骨导传声装置，其特征在于，所述的音频换能器为含有电极的压电陶瓷或压电马达。

5.根据权利要求3所述的一种骨导传声装置，其特征在于，所述的包裹物包括外侧包裹物和内侧包裹物，所述的外侧包裹物和所述的内侧包裹物之间密实连接，所述的外侧包裹物完全或不完全包裹内侧包裹物，所述的外侧包裹物的一个或多个导音面用于与人耳外周直接或间接接触。

6.根据权利要求1所述的一种骨导传声装置，其特征在于，所述的包裹物表面直接或间接接触的人耳外周的佩戴区域包括耳屏、耳前颌骨、耳后颅骨、耳廓正面、耳廓背面中的一种或多种部分。

7.根据权利要求5所述的一种骨导传声装置，其特征在于，所述的导音面与佩戴者的佩戴区域使用粘合、磁吸、垂挂或夹持进行直接或间接接触。

8.根据权利要求1至7任一所述的一种骨导传声装置，其特征在于，所述的骨导传声装置的形状为长条型、跑道型、弯条型、圆柱型或扁长方型。