CN109661823A - 耳机 - Google Patents

Abstract

一种耳机，包括声波导管（305），用于将来自声换能器的声波耦合到耳朵（5）中，该波导管具有外端（315）和内端（320），至少内端是开放的。声换能器（310），布置在声波导管的外端（315），并且声波导管的内端（320）被构造为位于耳朵（5）中。声波导管（305）在外端（315）和内端（320）之间具有颈部（340），并且在颈部处具有横截面，该横截面小于在每个外端处及内端处的横截面。

Description

耳机

发明领域

本发明涉及耳机，也称为入耳式监听器。

背景技术

耳机或入耳式监听器是一种类型的双耳耳机，其中该装置的至少一部分被设计成插入人耳中。因为它们部分位于耳内，舒适性是耳机的重要考虑因素。并且，与所有双耳耳机一样，还希望提供高质量的音频再现。

已知定制入耳式监听器，其中耳塞的外表面被定制以适合个人用户的耳朵。这可能需要对耳朵进行印模。然后将适合进入耳朵的耳机部分模制或成形以匹配印模。因为耳机的外表面遵循他们耳朵的特定轮廓，所以这种定制可以增加佩戴者的舒适度。

现在将参考图1和图2，提供一种耳朵解剖结构的简要概述。外耳由耳廓（或耳郭）和外耳道（或耳道）40组成。耳廓的边缘是耳轮12。称为对耳轮16的第二弯曲部分大致平行于耳轮12，并且在耳轮12的前方。在其上端，对耳轮16分成下（前）耳轮脚24和上（后）耳轮脚26。在它们之间是被叫做三角窝27的凹陷部分。耳舟28是耳轮12和对耳轮14之间的狭窄凹陷部分。在对耳轮16的前面有一个称为外耳30的空腔，它被耳轮脚14部分地分成上部的耳甲艇34以及下部的耳甲腔32。在腔32的前方，耳屏22向后突出于耳道40上。对耳屏20相对于耳屏22位于后部。在它们之间定义了耳前切迹（或耳屏间切迹）18。耳垂10在其下方。如图2所示，耳道40从外耳30的底部延伸到鼓膜（或耳膜）75。耳道40形成S形曲线，首先向内，向前和略微向上延伸；然后，在第一次弯曲60后，向内和向后延伸；最后向内、向前，略微向下。它部分地由软骨65，部分由骨50形成，衬有薄层皮肤。在内耳中，耳蜗70是圆锥形的螺旋形中空骨腔。耳蜗70包括用于听觉的感觉器官。在此，感测到声振动以产生声音感。内耳内的皮肤是身体最薄的。耳蜗70充满约18,000根细小毛发，其将电脉冲传递到大脑以产生听觉。大声的噪音会损伤这些毛发，损伤可能是永久性的，这会导致听力下降和耳鸣。

发明内容

本发明由权利要求限定。

根据一个方面，提供了一种耳机，包括：声换能器；和

声波导管，用于将来自声换能器的声波耦合到耳朵中，该波导管具有外端和内端，至少内端是开放的，

其中声换能器布置在声波导管的外端，声波导管的内端构造成位于耳朵中，并且

其中声波导管在外端和内端之间具有颈部，声波导管在颈部处的横截面小于在每个外端处和内端处的横截面。

本发明人已经认识到仍然需要改进的音频质量，并且这可以通过优化耳机的内部形状而不仅仅是其外部形状来解决。根据实施例，声波导管的形状被设计成改善声波（声振动）从换能器到佩戴者耳朵的耦合。这种改进的耦合可以造成较少的声音衰减（感知为增强的音量），更好的音频再现保真度（感知为类似于现场音频体验的沉浸式音频体验）或两者。

横截面可以在垂直于连接开口端的波导管轴的平面中截取。如果波导管是弯曲的，则该轴可以是弯曲的。

波导管横截面的尺寸可以由其最大线性尺寸，其最小线性尺寸或其面积来限定。通常，所有这些措施都将是相关的。

优选地，声波导管是填充有空气的空腔。在外端和内端之间的给定位置处的横截面尺寸表示在该位置处空腔中的空间量。

除了内端之外，声波导管的外端也可以是开放的。

声换能器可以是扬声器。扬声器可包括隔膜，隔膜面向声波导管的外端。优选地，隔膜后面的空间与耳朵外部的空气流动连通。特别地，耳机可以包括位于扬声器后部的盖子，并且可以在该盖子中设置气孔。这可以允许隔膜比密封外壳更大的移动。

颈部在声波导管的横截面中限定了收缩部。优选地，声波导管在颈部具有其最小的横截面。通常，波导管的外端横截面大于内端。

优选地，声波导管在外端和颈部之间呈锥形，并且在内端和颈部之间呈锥形。

这里，锥形意味着逐渐减小的横截面。声波导管在外端和颈部之间呈锥形，并在颈部和内端之间展开。展开意味着逐渐扩大的横截面。优选地，锥形（或分别地，展开）是平滑的，并且特别地，优选地，声波导管的内表面是光滑的弯曲表面，例如，它不具有任何角或边缘。因此，声波导管可以具有可以近似沙漏形状的三维形状。

优选地，声波导管包括位于外端和颈部之间的圆柱形部分。声波导管的横截面在整个圆柱形部分是恒定的。声波导管可包括在圆柱形部分之前或在圆柱形部分之后或在圆柱形部分之前及在圆柱形部分之后的非圆柱形部分。圆柱形部分之前和/或之后的非圆柱形部分可以是锥形的。优选地，圆柱形部分从声波导管的外端开始。因此，在圆柱形部分之前沿着从外端到内端的轴线，没有声波导管的部分。

优选地，声波导管包括弯曲部。

优选地，颈部位于弯曲部处。

耳机可包括由聚合物材料形成的主体，并且其中声波导管包括聚合物材料中的空腔。

主体的至少一部分可以构造成插入耳朵中。主体的外表面可以成形为与耳朵接合。

声波导管可以由空腔形成，空腔可以由主体的内表面限定。

通常，内表面和外表面之间的主体厚度是不均匀的。

优选地，声换能器安装在主体的外部。

主体可包括：位于外部部分内侧的中间部分；位于中间部分内侧的弯曲部分；以及位于弯曲部分内侧的内部部分。

这里，外部，中间和内部指的是相对于耳朵的位置。“向内”意味着更靠近耳朵或更位于耳朵内侧。

弯曲部分可以构造成与人耳中的第一弯曲部接合。

优选地，内部部分构造成在耳朵的第一弯曲部分的内部与耳道（外耳道）接合。内部部分可以构造成与软骨外耳道，空腔或骨外耳道中的一个或多个（或全部）接合。

内部部分与耳道壁的接合可有助于促进声学振动固体传导到耳朵中，也称为“骨传导”。振动可以从耳机主体的内部传导到耳道壁，从那里通过皮肤或软骨传导到颞骨（颅底），以及从颞骨到耳蜗（内耳）。

优选地，声波导管的弯曲部在主体的弯曲部分中形成。

因此，优选地，声波导管的颈部位于主体的弯曲部分中。

可选地，该主体还包括突出的耳垂，用于与人耳的艇（耳甲艇）接合。

耳垂可以从主体的外部突出，形成声波导管空腔的内部、上方和/或后方。

主体可以由在主体不同部分具有不同硬度的聚合物材料形成。

可以满足以下条件中的至少一个，或者满足以下条件中的两个或更多个的任何组合：外部部分比中间部分、弯曲部分和内部部分中的每一个都硬；内部部分比外部部分、中间部分和弯曲部分每一个更柔软；中间部分比弯曲部分硬。

较硬的外部部分可以提供更大的刚性。较软的内部部分可以促进声振动固体传导到耳道壁（促进骨传导）。从外部到内部逐渐降低的硬度可以改善声学振动到内部（以及从那里到耳道壁）的固体传导。这也可以为佩戴者提供更多的舒适感。

硬度可以使用肖氏A标度，通过肖氏硬度计来确定。

优选地，外部部分的肖氏硬度在大于或等于30且小于或等于50的范围内。优选地，中间部分的肖氏硬度在大于或等于20且小于或等于30的范围内。优选地，弯曲部分的肖氏硬度在大于或等于10且小于或等于20的范围内。优选地，内部部分的肖氏硬度在大于或等于6且小于或等于10的范围内。

在其他实施例中，外部部分的肖氏硬度在大于或等于25且小于或等于50的范围内。优选地，中间部分的肖氏硬度在大于或等于15且小于或等于25的范围内。优选地，内部部分的肖氏硬度在大于或等于8且小于或等于15的范围内。

优选地，聚合物材料包含硅氧烷。

还提供了一对包括左耳机和右耳机的耳机，每个如上所述，左耳机中的声波导管的形状是右耳机中声波导管形状的镜像，其中左耳机的主体不是右耳机主体的镜像。

如果佩戴者具有不同形状或尺寸的左耳和右耳，则每个耳机的主体的外表面应成形为与相应的耳朵匹配。然而，为了产生平衡的声音感知，声学波导管在两个耳机中基本相同（使得右波导管是左波导管的镜像）可能是有益的。为了确保满意的配合，可以基于用户两个耳道中的较小者的测量来形成基本相同的声波导管。

根据另一方面，提供了一种制造如上所述的耳机的方法，该方法包括以下步骤：

（i）确定个体使用者耳道的形状；和

（ii）制造耳机的主体，使得主体外部的至少一部分与所述确定的形状基本相同。

优选地，主体的整个外部与确定的耳朵形状基本相同。

制造主体的步骤（ii）可以包括确定主体内端的尺寸，使得其小于个体用户的耳道的相应横截面的尺寸，当个体使用者佩戴时，其中主体的内端位于耳道中，使得主体的内端不接触个体使用者耳道的皮肤。

优选地，主体内端的尺寸可以设定为个体使用者耳道的相应横截面的尺寸的50％至99％。

主体内端的尺寸可以设定成使得它小于用户耳道部分的最小横截面的尺寸，当个人用户佩戴耳机时，主体所在的部分位于其中。优选地，主体内端的尺寸可以设定为最小横截面尺寸的50％至99％。

优选地，主体内端的尺寸使得内端和弯曲部之间的主体外表面不接触个体使用者的耳道皮肤。

可以通过应用上述制造耳机的方法来制造一对耳机，以产生用于个人用户的左耳道的左耳机和用于个人用户的右耳道的右耳机。

用于两个耳机的声波导管的形状可以基于个体用户的左耳道和右耳道中的较小者来形成。

两个耳机的主体内端的尺寸可以相同。两个耳机的主体内端的尺寸可以设定为个体用户的左耳道和右耳道中较小者的相应横截面的尺寸的50％至99％。

两个耳机的主体的内端的尺寸可以设定成使得它们小于用户耳道的两个部分的最小横截面的尺寸，当个人用户佩戴一对耳机时，其中每个耳机的主体用户耳道内。

两个耳机的主体内端的尺寸可以设定为最小横截面尺寸的50％至99％。

两个耳机的主体内端的尺寸可以设定成使得每个耳机的内端和弯曲部之间的主体外表面不接触个人用户相应耳道的皮肤。确定形状的步骤（i）可以包括以下中的至少一个：3D扫描；以及获取耳朵的印模。

可选地，制造主体的步骤（ii）包括以下中的至少一个：3D打印用于模制聚合物材料的模具；3D打印聚合物材料。

3D打印可用于将聚合物材料直接成形为所需的定制形状以适合耳朵。或者，可以使用3D打印来成型模具，然后可以使用模具来浇铸聚合物材料以使主体成为所需的定制形状。

该方法还可以包括：基于步骤（i）中确定的形状，确定将适合耳朵的声换能器的最大尺寸；使用所述最大尺寸的声换能器制造耳机。

在耳机中使用的声换能器（例如，扬声器）可以被构造为适合由耳朵的外耳和切迹（耳屏间切迹）的组合限定的空间。通常，换能器越大，耳机能够产生声振动并将它们（通过空气传导和/或固体传导）耦合到耳朵就越好。因此，音频再现的质量可能随着换能器尺寸的增大而增强。

根据另一方面，提供了一种用于组装到耳机中的部件套件，如上所述。该套件可包括第一部件和第二部件。第一部件容纳声换能器并限定声波导管的第一部分，第一部分包括声波导管的外端。第二部件限定声波导管的第二部分，第二部分包括内端。由第一部件限定的声波导管的第一部分可包括上面所述的圆柱形部分。该套件还可包括用于与佩戴者的外耳接合的第三部件。虽然第三部件没有定义声波导管的一部分，但它有助于在使用时将耳机固定到位。

附图说明

本发明现在将参考附图以示例的方式进行描述，其中：

图1示出了耳朵的外部解剖结构；

图2是表示耳朵的外部解剖结构和内部解剖结构的剖视图；

图3示出了根据一个实施例的右耳机；

图4从正视图示出了根据一个实施例的右耳机的硅树脂主体；

图5从侧视图示出了图4的硅树脂主体；

图6是图5相对侧的视图；

图7示出了图4-图6的耳机的两半的横截面；

图8是根据一个实施例的耳机的示意图，其示出了耳朵中的位置；

图9是说明根据一个实施例的声波通过耳机的声波导管传播的示意图；

图10简化表示声波导管的原理；以及

图11是示意性地示出根据实施例的耳机如何与佩戴者的耳朵接合的剖视图。

应注意，这些图是示意性的，不一定按比例绘制。为了图中的清楚和方便起见，这些图的部件的相对尺寸和比例已经被放大或缩小地示出。

具体实施方式

现在参考图3-图11，描述根据一个实施例的示例性耳机。耳机300包括声换能器310，在该实施例中，声换能器310是扬声器。电信号通过电缆312传送到扬声器，扬声器将电信号转换成声振动。耳机将这些振动耦合到佩戴者的耳朵中。特别地，耳机包括声波导管305，声波导管305是充气腔，用于将来自扬声器的声波耦合到耳朵中。该波导管305具有内端320，其成形成并布置成配合到耳朵5中。波导管305的外端315耦合到声换能器310。换能器310产生的声波穿过声波导管305内部的空气，进入耳道40。使用空气作为介质将声波传输到耳朵中称为空气传导。

声波导管305在其外端315和内端320之间具有颈部340。颈部340处的波导管横截面小于其在外端315处的横截面，也小于其在内端320处的横截面。特别地，形成波导管305的空腔横截面积在外端315处较大，在颈部320处较小，并且在内端320处为中等尺寸。声波导管305在外端315和颈部340之间是锥形的，并且在内端320和颈部340之间也是锥形的。特别地，沿着波导管的纵向轴线从外端315移动到颈部340，波导管305的横截面积逐渐变小。类似地，沿着纵向轴线从内端320到颈部340，横截面积逐渐减小。因此，颈部340是波导管305的最窄部分并且具有最小的横截面积。通过逐渐变细，波导管305的形状避免了明显的间断性，例如角或边缘，这可能造成不想要的声波反射。如图7-图9所示，波导管305具有弯曲部350，颈部340位于弯曲部350处。因此，声波导管305的形状可以认为有点类似于沙漏或在其窄端处耦合在一起的两个锥形段，其中弯曲部位于最窄点处或其附近。

在替代实施例（未示出）中，声波导管包括圆柱形部分，该圆柱形部分从声波导管的外端开始，位于声波导管的外端和颈部之间。

图10以简化的示意图形式示出了声波据信在声波导管305中传播的原理。图10的简化波导管模型1000由两个锥形段1002和1004在它们的窄端耦合而成。不希望受理论束缚，据信进入第一锥体1002的音频波1010被“压缩”到波导管的最窄部分，然后再次膨胀以从第二锥体1004以与其进入的音频波基本相同的形式出现。据信这通过衍射机制发生。类似地，在真实波导管305中，声波据信在颈部340处围绕弯曲部350衍射。因此，不希望受理论束缚，据信声波前沿总是沿大致平行于弯曲的纵向轴线的方向行进。从波导管305的外端315到内端320，通过颈部340，如图9中示出的。

据信在声波导管的外端和颈部之间所包括的圆柱形部分具有形成谐振腔的效果。不希望受理论束缚，据信这样的谐振腔可以使用谐振放大波导管内的部分反射，从而模仿许多声音（例如人声和各种乐器）自然产生的方式，并可以加强骨传导。因此，据信包含谐振腔为耳机的使用者所经历的声音增加了更真实的深度。

耳机主体360的外表面最好参见图3-图6。在该实施例中，耳机的主体360由聚合物材料，具体地，由硅树脂形成。声波导管305由硅树脂中的空腔形成。因此，主体360的内表面限定波导管305的形状。声换能器310在主体的外部410处连接到主体360。外部部分410的硅树脂可以模制成与换能器310接合，并且换能器310可以具有凸起或夹子（未示出），以便于与模制的硅树脂牢固接合。外部部分的硅树脂相对较厚可能是有利的。这据信有助于将来自换能器310的振动强烈耦合到主体360的固体材料中，并进入波导管305的空气空间。外部部分410由相对硬的硅树脂形成，肖氏A硬度在30到50的范围内。主体360还具有直接位于外部部分内侧的中间部分420；位于中间部分420正下方的弯曲部分430；位于弯曲部分430正前方的内部部分440。这些部分相继使用较软等级的硅树脂。中间部分的肖氏A硬度在20至30的范围内。弯曲部分中的硅树脂的肖氏A硬度在10至20的范围内。内部部分440的硅树脂是最软的，肖氏A硬度在6至10的范围内。据信，通过朝向主体360的外部部分410提供相对更硬的硅树脂，并且朝向主体360的内部部分440提供相对更柔软的硅树脂，可以改善声振动的传输。特别是，据信这可以促进通过主体360的内部部分440到达耳道40壁的声振动的固体传导，其与内部部分440直接接触。这种振动可以通过薄层皮肤传递到软骨65或颞骨50，或都到两者。然后可以通过骨传导将振动传递到耳蜗70和颅底。耳机的外表面成形为与佩戴者的耳朵紧密接合。特别地，内部部分440成形为与耳朵的第一弯曲部分60内部的耳道40接合。弯曲部分430成形为与耳朵的第一弯曲部60接合。主体的部分也对应于声波导管305的不同部分。波导管305的内端320设置在由主体360的内部440中的开口处。在波导管305弯曲部分350处的颈部340位于主体360的弯曲部分430中。波导管305的外端315设置在由主体360的外部410中的开口处。外部部分410设计成使得可能的最大扬声器可以适用于声波导管305外端。外部410的外表面成形为与切口18和外耳30匹配并接合。在该部分中，波导管305的形状近似于空腔32的形状。硅树脂的实心耳垂330从外部410突出。该凸起的耳垂330成形为与艇34接合。

外耳的自然尺寸和弯曲，特别是外耳30，决定了扬声器的尺寸可以舒适地装配到硅树脂主体360中。较大的扬声器允许更多的空气被推入声波导管305中。可被推入波导管305中的空气越多，可传递到耳朵的振动越强大。

在主体360的中间部分420中，波导管305被设计成遵循并突出外耳30的自然曲线，从而导致耳道40的第一弯曲部60处的弯曲。通过仔细地成形波导管305，波导管可以控制音频波如何传递到弯曲部350。优选地，波导管305的形状与耳道40的形状匹配并且可以突出其音频通道特性。在硅树脂主体360的弯曲部分430中，波导管305中的弯曲部350穿过颈部340，将音频波转向内耳道和耳鼓75。通过仔细地成形弯曲部350，在主体360的内部部分440中，音频波可以扩展朝向波导管305的内端320。据信，这以尽可能最清晰的方式传递最大量的空气和振动。还据信这通过硅树脂主体360的内部部分440使骨传导成为可能。优选地，在主体360的内部部分440处，硅树脂在软骨65直接连接到颞骨50的点处抵靠耳道40的皮肤振动。由硅树脂和空气产生的振动可以通过乳突和颞骨引起第二种形式的听觉，称为骨传导。

在一些实施例（未示出）中，波导管305的主体320的内端稍微小于其适合的耳道40的部分。因此，弯曲部350和内端320之间的耳机部件在使用时不会接触使用者耳道的皮肤。这改善了使用者的舒适度，同时仍然允许在一点处传递振动，在该点处，软骨65直接附接到波导管305弯曲部350处的颞骨。由于波导管305的内端仅略小于其适合进入的耳道40的部分（例如耳道那部分尺寸的50％-99％或耳机位于耳道最小部分尺寸的50％-99％），如上所述，波导管305仍然可以在很大程度上展开（即锥形）以提供改善的声音质量。上述特征的组合引起沉浸式声音体验，这与传统耳机提供的体验不同。据信，这部分地来自声波导管305，部分地来自硅树脂主体360的外部与耳朵5的皮肤之间的紧密接合，并且与此相关，通过空气传导（通过鼓膜75）和骨传导，从固体材料到耳蜗和颅底，振动与内耳耦合。

图8示意性地示出了耳机300如何配合到耳朵5中。它还示出了盖子500，其适配换能器310，覆盖换能器（扬声器）310的后部。在盖子500中设置气孔510，避免在扬声器的振膜后部和盖子之间形成密封的外壳。这有助于确保扬声器振膜可以尽可能自由地移动，这可以提供更好的扬声器响应。

图9示意性地示出了在扬声器310和波导管305的内端320之间，声波600如何在声波导管305中传播。盖子500可以附接到扬声器310，附接到硅树脂主体360，或同时附接两者。

优选地，硅树脂主体360被定制以匹配一个特定用户的耳朵形状。这可以通过将硅树脂主体360模制成特定形状来实现。有多种方法可以实现这一目标。现在将描述一种示例性方法。该方法首先包括确定耳朵的形状，其次，产生耳机的主体360，使得外表面的相关部分与耳朵的形状相匹配。在一个示例中，耳朵的形状可以通过获得耳朵的印模来确定。可以通过将柔软的硅树脂插入耳朵来获得印模。（注意，这不是用于制造主体360的硅树脂。）以制作定制助听器为目的，以这种方式获取耳朵印模是已知的。在获得耳朵印模之后，有几种方法来制造耳机的主体360。在一个实施例中，对硅树脂耳朵印模进行数字扫描以在计算机上创建3D模型。3D模型可以与3D打印机一起使用来制作塑料模具。然后用硅树脂填充该模具以制造主体360。如上所述，使用四种不同类型，不同硬度的硅树脂，分别用于外部部分410、中间部分420、弯曲部分430和内部部分440。模塑过程的结果是硅树脂的固体。然后从该主体的中心移除硅树脂，以生成音频波导管305。

可以使用计算机3D建模软件结合主体360的3D模型设计音频波导管305。在这种情况下，计算机中的3D模型不仅限定了主体360的外表面，而且还限定了形成声波导管305的内表面。该模型可以使用合适的3D打印机直接在硅树脂中3D打印。一种这样的3D打印机是由Sheffield UK的Picsima Ltd（Fripp Design的子公司）制造的。Picsima打印机能够在主体360内的不同位置直接打印不同硬度的硅树脂。

在另一种可能的方法中，不是采用耳朵印模来确定耳朵的形状，而是可以直接数字扫描耳朵以测量其形状。这可以允许直接从耳朵获得形状的3D计算机模型，而不需要中间步骤。

在已经以正确的形状（包括使声波导管305成形）制备硅树脂主体360之后，可以用硅树脂印模漆涂覆主体360，以使耳机更舒适并降低硅树脂的吸声性能。一种合适的漆是由DETAX GmbH＆Co.KG生产的，称为Abdrucklack的产品。这也可以作为硅树脂密封胶，保护耳机。

在许多用户中，左侧和右侧之间的外耳和中耳的尺寸和形状不同。因此，与右耳机相比，硅树脂主体360的外表面应具有与左耳机不同的尺寸和形状。换句话说，左耳机将具有主体360，主体360的形状不仅仅是右耳机的主体360的镜像。然而，据信在左耳机和右耳机中声波导管305的形状基本相同是有利的。特别地，声波导管305可以根据较小耳朵的尺寸来设计，并且这种尺寸和形状也可以用于较大的耳朵。据信这有助于确保左耳和右耳之间的声音的平衡感知。

对于具有上述特征的定制形状的耳机，可以创建高度沉浸式的声音体验。使用这些耳机的用户会感受到来自头部内部的声音。音乐、虚拟现实（VR）、电影和电视行业有一种未满足的需求，可以通过智能手机、平板电脑、笔记本电脑甚至家庭影院等便携式设备提供身临其境的声音。例如，希望重现与“听到”一样“感觉”的声音的感知，例如卡车的隆隆声或一级方程式赛车经过的哨声。据信，如上所述，通过空腔和内耳传递的骨传导现象可以是传递这些振动的有效方式，其再现身临其境的身体感觉。例如，在音乐再现方面，用户评论说它比在现实中的音乐厅更好，因为感觉好像你已成为乐器。

优选地，虽然如上所述耳机为个人用户定制，但在其他实施例中，耳机可以作为标准化可互换部件的组合提供，其尺寸可以不同。在这种情况下，用户可以通过选择耳机的每个（或一些）部件的适当标准尺寸来组装最适合其耳道尺寸的一对耳机。可以选择可用的尺寸，使得可以提供有限数量的可互换部件以满足大部分用户的需要。为了实现这一点，可以选择可用的尺寸以匹配不同用户群的耳道的平均尺寸。为了允许用户为耳机的不同部件选择不同的尺寸，耳机可以作为一套部件提供。例如，第一部件可以从外端开始将耳机的声换能器与声波导管305的第一部分一起容纳，而第二部件可以将声波导管305的其余部分限定到内端。然后，用户可以选择最符合其耳道相应部分尺寸的耳机第一部件的尺寸。然后，用户可以选择耳机的第二部件的尺寸，该尺寸与其耳道部分的尺寸最匹配。例如，可以生产每个标准化部件的三种不同尺寸以分别适合小型，中型和大型耳道，但是当然可以提供更多或更少数量的每个标准部件的不同尺寸（并且对于每个部件，不同尺寸的数量可以都不同）。还应当理解的是，耳机的声波导管305可以由两个以上的部件限定，以允许更多粒度定制耳机，同时仍然使用标准化部件。虽然这种耳机的适配不太可能与定制形状的耳机一样好，但是仍然可以为大多数用户提供合理的适配，同时仍然产生由上述增强产生的声音质量。同时，这种方法可以显着降低耳机的制造成本。

实施例还具有良好的隔音特性。即，在音频换能器工作时衰减或屏蔽外部声音或背景声音的能力。

实施例可以有益地用于依赖于可听通信的任何系统，特别是在大背景噪声的条件下操作的系统。例如，本发明可以应用于航空公司飞行员通信系统中。

虽然本发明已经在附图和前面的描述中详细图示出并进行描述，但是这样的图示和描述应被认为是说明性或示例性的而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。

通过研究附图，公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时，可以理解和实现所公开实施例的其他变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中陈述某些措施的仅有事实并不表示这些措施的组合不能用于获益。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。

Claims (33)

1.一种耳机，包括：

声换能器（310）；和

声波导管（305），用于将来自所述声换能器的声波耦合到耳朵（5）中，所述波导管具有外端（315）和内端（320），至少所述内端是开放的，

其中所述声换能器（310）布置在所述声波导管的外端（315）处，并且所述声波导管的所述内端（320）被构造为位于耳朵（5）中，并且

其中所述声波导管（305）在所述外端（315）和所述内端（320）之间具有颈部（340），所述声波导管的所述颈部横截面小于每个所述外端及所述内端的横截面。

2.根据权利要求1所述的耳机，其中所述声波导管（305）在所述外端（315）和所述颈部（340）之间是锥形的，并且在所述内端（320）和所述颈部（340）之间是锥形的。

3.根据权利要求1或2所述的耳机，其中所述声波导管（305）包括位于所述外端和所述颈部之间的圆柱形部分。

4.根据权利要求3所述的耳机，其中所述圆柱形部分始于所述声波导管的所述外端。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的耳机，其中所述声波导管（305）包括弯曲部（350）。

6.根据权利要求5所述的耳机，其中所述颈部（340）位于所述弯曲部（350）处。

7.根据前述权利要求中任一项所述的耳机，其中所述耳机包括由聚合物材料形成的主体（360），并且其中所述声波导管（305）包括所述聚合物材料中的腔。

8.根据权利要求7所述的耳机，其中所述声换能器（310）被安装到所述主体的外部部分（410）。

9.根据权利要求8所述的耳机，其中所述主体包括：

中间部分（420），位于所述外部部分的内侧；

弯曲部分（430），位于所述中间部分的内侧；以及

内部部分（440），位于所述弯曲部分内侧。

10.根据权利要求9所述的耳机，其中所述声波导管的弯曲部分（350）在所述主体的弯曲部分（430）中形成。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的耳机，其中所述主体还包括突出的耳垂（330），用于与人耳的艇（34）（耳甲艇）接合。

12.根据权利要求7至11中任一项所述的耳机，其中所述主体（360）由在所述主体的不同部分处具有不同硬度的聚合物材料形成。

13.根据权利要求12所述的耳机，其中满足以下条件中的至少一个，或满足以下条件中的两个或更多个的任何组合：

所述外部部分（410）比所述中间部分（420）.所述弯曲部分（430）和所述内部部分（440）中的每一个更硬；

所述内部部分（440）比所述外部部分（410），所述中间部分（420）和所述弯曲部（430）中的每一个都软；

所述中间部分（420）比所述弯曲部分（430）更硬。

14.根据权利要求7至13中任一项所述的耳机，其中所述聚合物材料包括硅树脂。

15.一对包括左耳机和右耳机的耳机，每个根据权利要求7至14中任一项所述的耳机，所述左耳机中的所述声波导管的形状是所述右耳机中所述声波导管形状的镜像，

其中所述左耳机的主体不是所述右耳机主体的镜像。

16.一种制造权利要求7至14中任一项所述的耳机的方法，所述方法包括以下步骤：

（i）确定个体使用者耳道的形状；和

（ii）制造耳机的主体，使得所述主体外部的至少一部分与所述确定的形状基本相同。

17.根据权利要求16所述的方法，其中制造所述主体的步骤（ii）包括确定所述主体的所述内端的尺寸，使其小于所述个体使用者的耳道的相应横截面的尺寸，当个体用户佩戴耳机时，所述主体的内端就位于个体使用者的耳道内，使得所述主体的所述内端的外表面不接触个体使用者的耳道皮肤。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述主体的所述内端的尺寸设定为个体使用者耳道的相应横截面尺寸的50％至99％。

19.根据权利要求17所述的方法，其中所述主体的所述内端的尺寸设计成使其小于用户耳道部分的最小横截面的尺寸，当个体用户佩戴所述耳机时，所述主体位于用户耳道内。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述主体的所述内端的尺寸设定为最小横截面尺寸的50％至99％。

21.根据权利要求17至20中任一项所述的方法，其中所述主体的所述内端的尺寸设计成使得在所述内端和所述弯曲部之间的所述主体外表面不接触个体使用者的耳道皮肤。

22.一种制造权利要求15所述的一对耳机的方法，包括：

（i）通过将根据权利要求16至21中任一项所述的方法应用于个体用户的左耳道，来制造所述一对耳机的左耳机；和

（ii）通过将根据权利要求16至21中任一项所述的方法应用于个体用户的右耳道，来制造所述一对耳机的右耳机。

23.根据权利要求22所述的方法，其中还包括基于个体用户的左耳道和右耳道中较小的一个，形成用于两个耳机的所述声波导管的形状。

24.根据权利要求22或23所述的方法，其中两个耳机的所述主体的所述内端的尺寸是相同的。

25.根据权利要求24所述的方法，其中所述两个耳机的所述主体的所述内端的尺寸被设定为个体用户的左耳道和右耳道中较小者的相应横截面尺寸的50％至99％之间。

26.根据权利要求24所述的方法，其中两个耳机的所述主体的所述内端的尺寸使得它们小于用户耳道的两个部分的最小横截面的尺寸，当个体用户佩戴这对耳机时，每个耳机的所述主体位于用户耳道内。

27.根据权利要求26所述的方法，其中两个耳机的所述主体的所述内端的尺寸被设定为最小横截面尺寸的50％至99％。

28.根据权利要求24至27中任一项所述的方法，其中两个耳机的所述主体的所述内端的尺寸被设定为每个耳机的所述内端和所述弯曲部之间的所述主体的外表面不接触个体用户相应耳道的皮肤。

29.根据权利要求16至28中任一项所述的方法，其中制造所述主体的步骤（ii）包括以下中的至少一个：

3D打印用于模制聚合物材料的模具；和

3D打印聚合物材料。

30.一种用于组装到权利要求1至14中任一项所述的耳机中的部件套件。

31.根据权利要求30所述的套件，其中所述套件包括：

第一部件，容纳所述声换能器，并限定包括外端的所述声波导管的第一部分；和

第二部件，限定包括内端的所述声波导管的第二部分。

32.根据权利要求30或31所述的套件，用于组装到权利要求3或4所述的耳机中，其中由所述第一部件限定的所述声波导管的第一部分包括所述圆柱形部分。

33.根据权利要求30至32中任一项所述的套件，其中所述套件还包括第三部件，用于与佩戴者的外耳接合，以在使用时将耳机固定在适当位置。