CN111356051A - 声学装置 - Google Patents

Abstract

一种声学装置包含第一腔室、第一穿孔、振动结构和分离结构。所述第一腔室包含第一末端和第二末端。所述第一穿孔限定在所述第一腔室的所述第一末端处。所述振动结构安置在所述第一腔室的所述第二末端处且经配置以远离所述第一腔室发射声波。所述分离结构安置在所述第一腔室内且将所述第一腔室分隔成第一子腔室和第二子腔室。所述分离结构限定第二穿孔，所述第二穿孔将所述第一子腔室与所述第二子腔室连接。

Description

声学装置

技术领域

本公开大体上涉及一种声学装置，以及更具体地说，本公开涉及一种包含腔室的声学装置。

背景技术

声学装置(例如耳机)已变得非常流行，因为越来越多的人佩戴便携式电子装置，例如mp3播放器和移动电话。为了提高声学装置的声学性能，低频谐振起到重要作用。然而，当前声学装置由于有限的体积而无法提供充分低频谐振。

发明内容

在一个方面中，根据一些实施例，声学装置包含第一腔室、第一穿孔、振动结构和分离结构。第一腔室包含第一末端和第二末端。第一穿孔限定在第一腔室的第一末端处。振动结构安置在第一腔室的第二末端处且经配置以远离第一腔室发射声波。分离结构安置在第一腔室内且将第一腔室分隔成第一子腔室和第二子腔室。分离结构限定第二穿孔，所述第二穿孔将第一子腔室与第二子腔室连接。

在另一方面中，根据一些实施例，声学装置包含第一腔室、第一穿孔、振动膜和分离结构。第一腔室包含第一末端和第二末端。第一穿孔限定在第一腔室的第一末端处。振动膜安置在第一腔室的第二末端处且经配置以远离第一腔室发射声波。分离结构安置在第一腔室内且限定第一子腔室和第二子腔室。分离结构限定第二穿孔，所述第二穿孔将第一子腔室与第二子腔室连接。第一子腔室的体积大于第二子腔室的体积。

在又一方面中，根据一些实施例，声学装置包含第一腔室、第二腔室、膜和分离结构。膜安置在第一腔室与第二腔室之间。分离结构安置在第二腔室内以将第二腔室分隔成第一子腔室和第二子腔室。分离结构具有第一孔，所述第一孔将第一子腔室与第二子腔室连接。第二腔室具有穿透第二腔室的第二孔。

附图说明

当结合附图阅读时，从以下详细描述最好地理解本公开的各方面。应注意，各种特征可能未按比例绘制，且图式中所描绘特征的尺寸可能出于论述的清楚起见而任意增大或减小。

图1说明根据本公开的一些实施例的声学装置的横截面视图。

图2A、图2B、图2C和图2D是图1中的声学装置在各种工作阶段处的横截面视图。

图3说明根据本公开的一些实施例的声学装置的透视图。

图4说明根据本公开的一些实施例的声学装置的横截面视图。

图5说明根据本公开的一些实施例的声学装置的分解视图。

贯穿图式和详细描述使用共同参考编号来指示相同或相似元件。根据以下结合附图作出的详细描述将容易地理解本公开。

具体实施方式

根据本公开的一些实施例，借助于例如耳机等声学装置的腔室中的分离结构来在腔室内限定两个子腔室，可提高低频谐振而不增大声学装置的体积。在一些实施例中，借助于分离结构上和腔室的末端上的穿孔，可减小或防止声学失真。

图1说明根据本公开的一些实施例的声学装置1a的横截面视图。

声学装置1a包含腔室12、14、振动结构13、分离结构125、衬垫15和音频线16。声学装置1a可为头戴式耳机，例如内部外耳耳机或耳塞头戴式耳机。

腔室12和腔室14形成或限定外壳10。外壳10的大小、形状可被设定成和/或经配置以搁置在用户的耳朵的外耳内。衬垫15与外壳10组合且面朝耳朵。在图1中所示出的实施例中，衬垫15至少部分地覆盖腔室14的一部分。

振动结构13安置在腔室12与腔室14之间。振动结构13经配置以将通过音频线16接收的电音频信号转换成声音或声波。振动结构13可在两个方向上发射声波。举例来说，振动结构13可远离腔室12且朝向衬垫15、或远离衬垫15且朝向腔室12发射声波。振动结构13可为由音频线16驱动的声学驱动器。在一些实施例中，振动结构13可经由与外部装置的无线连接驱动。在一些实施例中，振动结构13可为或可包含振动膜。振动结构13可包含弹性材料。

腔室12包含远离振动结构13的末端121和与末端121相对的末端122。腔室12的末端122邻近于腔室14。振动结构13安置在腔室12的末端122处。如图1中所示出，穿孔(或排气孔、孔口)O1限定或定位在腔室12的末端121的表面处。穿孔O1穿透腔室12的壁或壳。在一些实施例中，穿孔O1的直径可介于0.6mm与0.9mm之间的范围内。在一些实施例中，穿孔O1的直径可介于0.7mm与0.8mm之间的范围内。

分离结构125安置在腔室12内且将腔室12分隔成子腔室124和子腔室126。穿孔(或排气孔、孔口)O2限定在分离结构125处。穿孔O2穿透通过分离结构125且将子腔室124与子腔室126连接。在一些实施例中，子腔室124的体积等于或大于子腔室126的体积。在其它实施例中，子腔室124的体积可小于或等于子腔室126的体积的两倍。分离结构125可增大声学装置1a的结构强度。

在图1中所示出的实施例中，穿孔O1的中心轴线X1不同于或与穿孔O2的中心轴线X2间隔开。也就是说，分离结构125上的穿孔O1的突起不会重叠穿孔O2。然而，本公开不限于此。在一些实施例中，穿孔O1的中心轴线X1与穿孔O2的中心轴线X2相同。也就是说，分离结构125上的穿孔O1的突起可重叠穿孔O2。在一些实施例中，由穿孔O1限定或在穿孔O1内的体积大于由穿孔O2限定或在穿孔O2内的体积。举例来说，由穿孔O1限定的体积与由穿孔O2限定的体积的比大于1且等于或小于1.2。在一些实施例中，比可大于1.2。穿孔O1和O2的配置可在振动结构13的振动期间有助于腔室12内(或子腔室124与子腔室126之间)的压力平衡。穿孔O1和O2的配置还可增大在腔室12内发射的声波的路径，以便增大声学装置1a的声学性能(尤其对低频谐振)。在一些实施例中，分离结构125可限定多于一个穿孔。

分离结构125进一步限定孔O3以用于音频线16穿过振动结构13且耦合到振动结构13。音频线16可用于发射电信号以驱动振动结构13，从而生成声音或声波。在一些实施例中，胶粘材料(未示出)可用于将音频线16固定在孔O3中。胶粘材料可密封音频线16与孔O3之间的空间。胶粘材料可填充音频线16与分离结构125之间的孔O3中的空间。因此，音频线16被紧紧地固定且相对于拉拔强度更稳固或相对于拉拔强度具有更多阻力。

图2A、图2B、图2C和图2D是图1中的声学装置1a在各种工作阶段处的横截面视图。图2A大体上说明在由电信号驱动时，振动结构13振动且生成朝向衬垫15的声波。声波可由各种部分构成，包含低频波、中频波和高频波。低频波通常对人耳听起来“更低”且可介于10Hz与200Hz之间的范围内或更低。中频波可介于200Hz与2000Hz之间的范围内。高频波可高于2000Hz。

参考图2A，当振动结构13(或振动结构13的一部分)朝向衬垫15振动或弯曲时，生成从子腔室124到子腔室126的气流，其中外部空气通过穿孔O1进入子腔室124且子腔室124中的空气通过穿孔O2进入子腔室126。因为子腔室124的体积大于或等于子腔室126的体积，所以气流的力(或密度)F1将在气流进入子腔室126时增强。因此，振动结构13的振动的充分幅度或振动结构13的充分位移可用中等气流实现，且可增强声波的低频部分的动量。

参考图2C，振动结构13朝向腔室12向后振动或向后回弹，从而形成气压和从子腔室126到子腔室124的气流，其中子腔室126中的空气通过穿孔O2进入子腔室124且子腔室124中的空气流动通过穿孔O1。因为子腔室126的体积小于子腔室124的体积，所以从子腔室126流动到子腔室124的空气受限且气流的速度受阻。因此，振动结构13的振动幅度或振动结构13的位移被抑制，这减小了振动结构13需要恢复到其原始位置的时间段。也就是说，更慢气流可防止或减小振动结构13的恢复期间的延迟，所述延迟否则可能由于大量空气的移动而发生且可能会导致声音失真。另外，由于腔室12上的穿孔O1的设计，子腔室124内的空间和子腔室126内的空间连接到外部大气，这可提高压力平衡性能且减小声音失真。因此，本公开可减小或防止声音失真。

图2D说明振动结构13返回到其初始位置且准备好后续振动。

图3说明根据本公开的一些实施例的声学装置3a的透视图。声学装置3a可与图1中的声学装置1a相同或类似。一些组件被省略。举例来说，衬垫15和音频线16被省略。

在图3中所示出的实施例中，腔室12上的穿孔O1的中心轴线X1不同于分离结构125上的穿孔O2的中心轴线X2或与中心轴线X2间隔开。距离D1限定在穿孔O1的中心轴线X1与穿孔O2的中心轴线X2之间。分离结构125限定长度L1。通常，增大距离D1会增大在振动结构13的振动期间所致的子腔室124与子腔室126之间的气流的长度，且可提高所生成声波的低频谐振。在一些实施例中，距离D1与长度L1的比可被设计成接近1；例如，比可介于0.5与0.9之间的范围内。在一些实施例中，比可介于0.1与0.9之间的范围内。根据本公开，目标谐振频率点的adBSPL可增强3dB。在其它实施例中，穿孔O1的中心轴线X1可与穿孔O2的中心轴线X2相同，这与没有分离结构安置在腔室12中的情况相比还具有更好的低频谐振。

在图3中所示出的实施例中，穿孔O1具有半径R1和深度T1的圆形形状(其也可为腔室12的壳的厚度)。穿孔O2具有半径R2和深度T2的圆形形状(其也可为分离结构125的厚度)。因此，穿孔O1的体积V1是π*R12*T1，且穿孔O2的体积V2是π*R22*T2。体积V1大于体积V2。举例来说，体积V1与体积V2的比可大于1且等于或小于1.2。在一些实施例中，体积V1与体积V2的比可大于1.2。穿孔O1和O2的体积的配置可有助于在振动结构13的振动期间腔室12内(或子腔室124与子腔室126之间)的压力平衡。

在一些实施例中，分离结构125限定多于一个穿孔。当分离结构125仅限定一个穿孔O2时，所有穿孔的总体积V3与穿孔O1的体积V1之间的关系或设计规则可与穿孔O2的体积V2与穿孔O1的体积V1之间的关系或设计规则相同或类似。也就是说，体积V1与体积V3的比可大于1且等于或小于1.2。在一些实施例中，体积V1与体积V3的比可大于1.2。

图4说明根据本公开的一些实施例的声学装置4a的横截面视图。声学装置4a可为头戴式耳机，例如耳罩式头戴式耳机。

声学装置4a包含衬垫15、腔室12、振动结构13和分离结构125。腔室12限定穿孔O1且分离结构125限定穿孔O2。分离结构125在腔室12内限定子腔室124和子腔室126。在一些实施例中，声学装置4a的衬垫15、腔室12、振动结构13、分离结构125以及穿孔O1和O2可与图1中的声学装置1a的衬垫15、腔室12、振动结构13、分离结构125以及穿孔O1和O2相同或类似。

在应用期间，可使用两个声学装置4a，对应于用户的右耳和左耳。由于分离结构125的安置，因此例如电池或电路板等组件可安置在两个声学装置4a中的一个的子腔室124内。因此，两个声学装置4a的子腔室126的配置、布置或体积可大体上相同，这会提高由用户的左耳和右耳接收的频率响应的一致性。

图5说明根据本公开的一些实施例的声学装置的分解视图。声学装置可类似于图4中的声学装置4a。如图5中所示出，挡扳17可安置在振动结构13与衬垫15之间(所述挡扳17可包含或为耳垫)。在一些实施例中，限定在腔室12上的穿孔O1的直径可介于4mm与6mm之间，例如，约5mm，且限定在分离结构125上的穿孔O2的直径可介于2mm与3mm之间。腔室12和/或分离结构125可具有帽形状。腔室12将挡扳17、振动结构13和分离结构125覆盖在衬垫15上。分离结构125将振动结构13覆盖在挡扳17上。

如本文中所使用，术语“大致”、“大体上”、“实质”和“约”用于描述和解释小的变化。当与事件或情形结合使用时，所述术语可指代其中事件或情形明确发生的情况以及其中事件或情形极接近于发生的情况。举例来说，当结合数值使用时，术语可指代小于或等于所述数值的±10％的变化范围，例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％、或小于或等于±0.05％。举例来说，如果两个数值之间的差小于或等于所述值的平均值的±10％(例如，小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％或小于或等于±0.05％)，那么可认为所述两个数值“大体上”或“约”相同。举例来说，“大体上”平行可指代相对于0°的小于或等于±10°的角度变化范围，例如小于或等于±5°、小于或等于±4°、小于或等于±3°、小于或等于±2°、小于或等于±1°、小于或等于±0.5°、小于或等于±0.1°、或小于或等于±0.05°。举例来说，“大体上”垂直可指代相对于90°的小于或等于±10°的角度变化范围，例如，小于或等于±5°、小于或等于±4°、小于或等于±3°、小于或等于±2°、小于或等于±1°、小于或等于±0.5°、小于或等于±0.1°，或小于或等于±0.05°。

如果两个表面之间的位移不大于5μm、不大于2μm、不大于1μm或不大于0.5μm，那么可认为所述两个表面是共面的或大体上共面。如果表面的最高点与最低点之间的差值不大于5μm、不大于2μm、不大于1μm或不大于0.5μm，那么可认为表面是平面的或大体上平面。

如本文中所使用，除非上下文另外明确规定，否则单数术语“一(a/an)”和“所述”可包含多个指示物。在一些实施例的描述中，设置在另一组件“上”或“上方”的组件可涵盖前一组件直接在后一组件上(例如，物理接触)的情况，以及一或多个中间组件定位在前一组件与后一组件之间的情况。

虽然已参考本公开的具体实施例描述且说明本公开，但是这些描述和说明并不限制本公开。所属领域的技术人员可清晰地理解，在不脱离如由所附权利要求书定义的本公开的真实精神和范围的情况下，可进行各种改变，且可在实施例内取代等效组件。所述图解可能未必按比例绘制。归因于制造过程中的变量等，本公开中的艺术再现与实际设备之间可能存在区别。可存在并未特定说明的本公开的其它实施例。应将所述说明书和图式视为说明性的，而非限制性的。可做出修改，以使特定情况、材料、物质组成、方法或过程适应于本公开的目标、精神和范围。所有此类修改意图在所附权利要求书的范围内。虽然已参考按特定次序执行的特定操作描述本文中所公开的方法，但是应理解，可在不脱离本公开的教示的情况下组合、细分或重新排序这些操作以形成等效方法。因此，除非本文中具体指示，否则操作的次序和分群并非本公开的限制。

Claims (23)

1.一种声学装置，其包括：

第一腔室，其包括第一末端和第二末端；

第一穿孔，其限定在所述第一腔室的所述第一末端处；

振动结构，其安置在所述第一腔室的所述第二末端处且经配置以远离所述第一腔室发射声波；以及

分离结构，其安置在所述第一腔室内且将所述第一腔室分隔成第一子腔室和第二子腔室，其中

所述分离结构限定第二穿孔，所述第二穿孔将所述第一子腔室与所述第二子腔室连接。

2.根据权利要求1所述的声学装置，其中所述第一子腔室的体积等于或大于所述第二子腔室的体积。

3.根据权利要求2所述的声学装置，其中所述第一子腔室的所述体积小于或等于所述第二子腔室的所述体积的两倍。

4.根据权利要求1所述的声学装置，其进一步包括邻近于所述第一腔室的所述第二末端的第二腔室，其中所述振动结构介于所述第一腔室与所述第二腔室之间。

5.根据权利要求1所述的声学装置，其中所述第一穿孔的中心轴线不同于所述第二穿孔的中心轴线。

6.根据权利要求1所述的声学装置，其中所述第一穿孔限定第一体积且所述第二穿孔限定第二体积，且所述第一体积与所述第二体积的比大于1且等于或小于1.2。

7.根据权利要求1所述的声学装置，其中所述分离结构限定至少两个穿孔。

8.根据权利要求1所述的声学装置，其中所述分离结构进一步限定经配置以用于音频线穿过的孔。

9.根据权利要求8所述的声学装置，其进一步包括胶粘材料，所述胶粘材料将所述音频线固定在所述孔中且密封所述音频线与所述孔之间的空间。

10.根据权利要求1所述的声学装置，其中所述第一穿孔的中心轴线与所述第二穿孔的中心轴线相同。

11.一种声学装置，其包括：

第一腔室，其包括第一末端和第二末端；

第一穿孔，其限定在所述第一腔室的所述第一末端处；

振动膜，其安置在所述第一腔室的所述第二末端处且经配置以远离所述第一腔室发射声波；以及

分离结构，其安置在所述第一腔室内且限定第一子腔室和第二子腔室，其中所述分离结构限定第二穿孔，所述第二穿孔将所述第一子腔室与所述第二子腔室连接，且所述第一子腔室的体积等于或大于所述第二子腔室的体积。

12.根据权利要求11所述的声学装置，其进一步包括邻近于所述第一腔室的所述第二末端的第二腔室，其中所述振动膜介于所述第一腔室与所述第二腔室之间。

13.根据权利要求11所述的声学装置，其中所述第一穿孔的中心轴线不同于所述第二穿孔的中心轴线。

14.根据权利要求11所述的声学装置，其中所述第一穿孔限定第一体积且所述第二穿孔限定第二体积，且所述第一体积与所述第二体积的比大于1且等于或小于1.2。

15.根据权利要求11所述的声学装置，其中所述分离结构限定至少两个穿孔。

16.根据权利要求15所述的声学装置，其中所述分离结构进一步限定经配置以用于音频线穿过的线孔。

17.根据权利要求16所述的声学装置，其进一步包括胶粘材料，所述胶粘材料将所述音频线固定在所述线孔中且密封所述音频线与所述分离结构之间的空间。

18.根据权利要求11所述的声学装置，其中所述第一穿孔的中心轴线与所述第二穿孔的中心轴线相同。

19.一种声学装置，其包括：

第一腔室和第二腔室；

膜，其安置在所述第一腔室与所述第二腔室之间；以及

分离结构，其安置在所述第二腔室内以将所述第二腔室分隔成第一子腔室和第二子腔室，所述分离结构具有将所述第一子腔室与所述第二子腔室连接的第一孔，

其中所述第二腔室具有穿透所述第二腔室的第二孔。

20.根据权利要求19所述的声学装置，其中所述第二孔定位在所述第二腔室的与所述分离结构间隔开的表面处。

21.根据权利要求19所述的声学装置，其中所述分离结构上的所述第二孔的突起不会重叠所述第一孔。

22.根据权利要求19所述的声学装置，其中所述分离结构包括第三孔，音频线穿过所述第三孔。

23.根据权利要求19所述的声学装置，其中所述分离结构上的所述第二孔的突起重叠所述第一孔。

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