CN111698595A - 多音频耳机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种多音频耳机，其中包括：两发声模块，两所述发声模块能够配戴于用户头部的两侧，每一所述发声模块分别包括一动圈式单体及一薄膜发声组件；其中所述动圈式单体用以产生一第一频率音场，所述薄膜发声组件用以产生一第二频率音场；所述薄膜发声组件通过弯曲方式形成朝向和所述动圈式单体出音方向凹入的弧形片状体。

Description

多音频耳机
技术领域
本发明涉及一种多音频耳机，特别是涉及一种由薄膜发声组件和动圈式单体组合成的多音频耳机。
背景技术
随着音响技术及材料的进步，市场上因应不同的场合及环境，设计出不同样式的耳机。目前市面上多数的耳机多采用动圈式单体作为发声组件。虽然目前高阶动圈式单体耳机产品强调其具有全音域的特性，然而，音源输入的频率范围十分广泛，但受限于动圈式发音单体的音频特性，仅能够对中低音频的声音信号具有良好的响应特性，因此使得现有耳机的高频音域的表现不佳。
尤其是近年来电竞游戏风行，对于电竞使用的计算机外设产品的质量要求也日渐提高。耳机是属于电竞外围产品当中相当重要的一种，电竞用耳机除了用以供使用者聆听游戏配乐或游戏音效外，更重要的是能够通过耳机塑造出一环境音效，让用户融入游戏的场景，此外还能够通过听音辨位方式，辨别出对手或各种目标的方位。例如：第一人称射击游戏中，使用者能够通过脚步声辨别队友或敌人接近的方位，或者通过枪声、爆炸声等音响的方位辨别出游戏中交火的位置。
因此对于电竞耳机而言，特别注重声音细节的表现，以及环境音场的空间感，以使得用户能够从游戏音效中的声音细节，或者是环境音效的空间做出判断，并提高游戏的使用体验。
然而现有的耳机因高频音效的表现不佳，因此使其输出的声音细节不佳，也使得环境音效的空间感降低。由于以上原因，造成现有耳机使用上的缺点，故如何通过结构改良，以解决前述各项问题，已成为该项事业所欲解决的重要课题之一。
发明内容
本发明主要目的在于解决现有耳机高频音效输出效果不佳，缺乏空间感的缺点。
本发明实施例提供一种多音频耳机，其中包括：两发声模块，两所述发声模块能够配戴于用户头部的两侧，每一所述发声模块分别包括一动圈式单体及一薄膜发声组件；其中所述动圈式单体用以产生一第一频率音场，所述薄膜发声组件用以产生一第二频率音场，所述第一频率音场和所述第二频率音场分别为涵盖不同音频范围的音场；所述薄膜发声组件通过弯曲方式形成朝向所述动圈式单体出音方向凹入的弧形片状体。
本发明一优选实施例，其中所述薄膜发声组件具有一压电薄膜及两导电层，其中两所述导电层贴附于所述压电薄膜相对的两侧面，两所述导电层和一音源信号电性连接，使得所述音源信号的电压能够传导到两所述导电层，而使得所述压电薄膜因逆压电效应产生震动，藉以发出声音。
本发明一优选实施例，其中所述压电薄膜的材质选自聚偏二氟乙烯、尼龙、涤纶、聚氯乙烯的其中之一或其组合。
本发明一优选实施例，其中两所述导电层为选自：铜(Cu)、银(Ag)、铬(Cr)、镍(Ni)、钛(Ti)、氮化钛(TiN)、氧化锡(SnO2)、氧化铟(In2O3)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锡(ITO)薄膜的其中之一或其组合。
本发明一优选实施例，其中两所述导电层是通过蒸镀、溅镀、沉积、电镀、化学镀、印刷或涂布等方法的其中一种方法设置于所述压电薄膜相对的两侧面。
本发明一优选实施例，其中每一所述发声模块分别具有一壳体，所述壳体具有一出音面，所述动圈式单体设置于所述出音面相对于所述使用者头部的一侧面，所述动圈式单体产生的音场穿通过所述出音面，所述薄膜发声组件设置于所述壳体上的位置位于所述出音面朝向使用者头部方向的一侧面。
本发明一优选实施例，其中所述薄膜发声组件输出音场的中心轴线和所述动圈式单体的中心轴线相互平行，且所述薄膜发声组件中央的凹入部分靠近于所述出音面，所述薄膜发声组件的两侧边朝向所述动圈式单体的出音方向弯曲。
本发明一优选实施例，其中每一所述发声模块分别具有一壳体，所述壳体具有一出音面，所述动圈式单体设置于所述出音面相对于所述使用者头部的一侧面，所述动圈式单体产生的音场穿通过所述出音面，所述薄膜发声组件设置于所述壳体上的位置位于所述出音面相对于使用者头部的一侧面。
本发明一优选实施例，其中所述薄膜发声组件输出音场的中心轴线和所述动圈式单体输出音场的中心轴线相互平行。
本发明一优选实施例，其中所述薄膜发声组件输出音场的中心轴线和所述动圈式单体输出音场的中心轴线非平行。
本发明有益效果在于能够通过薄膜发声组件增进高音频的声音细节，并且通过薄膜发声组件结构及空间形态的安排增进高频音场的空间感。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。
附图说明
图1为本发明多音频耳机的立体组合示意图。
图2为本发明多音频耳机第一实施例的发声模块的剖面构造示意图。
图3为本发明多音频耳机第一实施例的发声模块的平面构造示意图。
图4为本发明多音频耳机使用的发声模块的电路构造示意图。
图5为本发明使用的薄膜发声组件的剖面构造示意图。
图6为本发明多音频耳机第二实施例的发声模块的剖面构造示意图。
图7为本发明多音频耳机第二实施例的发声模块的平面构造示意图。
图8为本发明多音频耳机第三实施例的发声模块的剖面构造示意图。
图9为本发明多音频耳机一具体实施例的音频响应特性曲线图。
具体实施方式
如图1至图5所示，本发明提供一种多音频耳机1，其中所述多音频耳机1具有两发声模块10，两所述发声模块10设置于一配戴单元20的两侧边，所述配戴单元20能够配戴于一使用者的头部，且通过所述配戴单元20将两所述发声模块10配戴于用户头部的两侧。
如图2及图3所示，两所述发声模块10分别具有一壳体11、一动圈式单体13及一薄膜发声组件14，其中所述壳体11朝向使用者头部的一侧具有一出音面12，所述出音面12上设置多个出音孔121。且所述壳体11位于所述出音面12的外侧设置一耳罩17，用以接触使用者的耳朵。所述动圈式单体13容置于所述壳体11内部位于所述出音面12相对于使用者头部的一侧，且所述动圈式单体13产生的音场能够穿通过多个所述出音孔121而输出到出音面12的外侧。
所述薄膜发声组件14为一压电式薄膜发声组件，因此具有可弯折，且能够任意裁剪为不同形状的特性。本实施例中，所述薄膜发声组件14为一矩形的片状体，并且通过弯折方式形成朝向动圈式单体13的出音方向凹入的弧形片状体。如图3所示，本实施例中，所述薄膜发声组件14为设置在发声模块10的壳体11位于出音面12朝向使用者头部方向的一侧，并且所述薄膜发声组件14中央凹陷部位靠近于出音面12，且所述薄膜发声组件14的两侧边分别朝向所述动圈式单体13的出音方向弯曲，因此使得所述薄膜发声组件14的发声面形成一朝向动圈式单体13的出音方向凹入的弧形凹面。
如图4所示为本发明多音频耳机1采用控制电路的示意图，其中，所述动圈式单体13及薄膜发声组件14和一控制单元15连接，所述控制单元15和一音源信号30连接。所述控制单元15将音源信号30输出的音响信号经由分音后，产生一第一音频信号及第二音频信号，且将所述第一音频信号输出到所述动圈式单体13，而产生一第一频率音场，并将第二音频信号输出到所述薄膜发声组件14，而产生一第二频率音场。并且本实施例中，所述薄膜发声组件14输出的第二频率音场的中心轴线C2和动圈式单体13输出第一频率音场的中心轴线C1相互平行，且相互对准，因此使得所述第一频率音场和第二频率音场沿着相同方向输出，并且同轴心。
特别说明，所述第一频率音场和第二频率音场分别涵盖不同音频范围的音场，而且本实施例中，由于动圈式单体13和薄膜发声组件14的音频特性不同，而使得第一频率音场为涵盖低频至中频范围的音场，且第二频率音场为涵盖中频到高频范围的音场。
此外，本实施例中，所述控制单元15还能够进一步连接一控制开关16，所述控制开关16用以供用户输入一控制信号，藉以控制发声模块10的音场输出模式。例如，所述控制开关16能够控制所述发声模块10以一第一音频模式或一第二音频模式进行操作，当所述发声模块10以第一音频模式操作时，所述控制单元15同时输出高音频信号及低音频信号至所述薄膜发声组件14和所述动圈式单体13，而使得所述薄膜发声组件14和所述动圈式单体13同时输出声音。当所述发声模块10以第二音频模式操作时，则控制单元15仅将声音信号输出到动圈式单体13，仅通过动圈式单体13输出声音。因此本发明的多音频耳机1能够依据使用的用途，调整最为适合的音场输出模式。
本发明使用的薄膜发声组件14为一压电式的薄膜发声组件，如图5所示，所述薄膜发声组件14具有一压电薄膜141，所述压电薄膜141具有相对的上侧面及下侧面，且在压电薄膜141的上侧面及下侧面分别设置有一导电层142。其中所述压电薄膜141由具有压电特性的高分子聚合材料制成的薄膜或板片，压电薄膜141的材质较佳者为选用聚偏二氟乙烯(PVDF)材料，或者是其他能够产生压电效应的聚合材料，如：尼龙、涤纶、聚氯乙烯等材料制成的薄膜或板片。所述压电薄膜141的厚度较佳者为小于0.3mm以下。两所述导电层142是通过蒸镀、溅镀、沉积、电镀、化学镀、印刷或涂布等方式设置于压电薄膜141的上下两侧，且导电层142大致上覆盖了压电薄膜141上侧面与下侧面的大部分面积，且两所述导电层142和压电薄膜141的上下表面之间没有间隙且直接接触。两所述导电层142可以为导电的金属材料层，例如：铜(Cu)、银(Ag)、铬(Cr)、镍(Ni)、钛(Ti)等金属材料的其中之一或其组合，或者是导电的金属氧化物薄膜，如：氮化钛(TiN)、氧化锡(SnO2)、氧化铟(In2O3)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锡(ITO)薄膜的其中之一或其组合。
所述薄膜发声组件14的两侧面均贴附设置有导电层142，音源信号的电压输入到两导电层142后，能够在压电薄膜141的两侧面形成正负电场，而使得所述压电薄膜141因为逆压电作用而产生震动，因此将音源信号通过压电薄膜141的震动而转换为声音信号。
本发明采用的薄膜发声组件14的特点，在于所述压电薄膜141上下两侧面的大部分面积均设置有所述导电层142，当音源信号30的电压输入到两导电层142后，压电薄膜141的大部分面积均会产生震动，而能够形成大面积的震动发声区域，因此使得本发明的薄膜发声组件14输出音场的强度能够提高。此外，所述压电薄膜141的厚度限制于0.3mm以下，而使其具有极轻的质量，且再加上所述压电薄膜141是采用具有良好压电特性的材料制成，因此使得本发明的薄膜发声组件14对于高音频信号具有良好的响应特性，而有助于提升高音信号的音质。
此外，如图3及图4所示，由于本发明的薄膜发声组件14的发声面是呈现朝向动圈式单体13的出音方向凹入的弧形凹面，因此使得薄膜发声组件14产生的音场会形成大角度扩散音场。并且因为薄膜发声组件14震动发出声音时，声音大致上会沿着薄膜发声组件14的发声面的法线方向传递，因此如图4所示，从薄膜发声组件14两侧的弯曲部分所发出的声音的传递路径会彼此交会，因此产生干涉现象，而使得薄膜发声组件14产生的音场因干涉作用产生的声波相叠或消长而使得声波的波形改变。此外，所述薄膜发声组件14发出声音时，沿着所述薄膜发声组件14的弧形曲线上的不同位置处所发出的声音和使用者耳朵之间的距离的均不相同，因此使得薄膜发声组件14不同位置处发出声音传递到达使用者耳朵的时间会因距离的不同而产生变化。由于以上原因，使得本发明的薄膜发声组件14易于塑造出具有空间感的音场，且能够表现出更为丰富的声音细节。
如图9所示，为本发明的多音频耳机1一实施例的音频响应特性响应曲线，其中响应曲线D1为动圈式单体13在不同频率音响信号的响应特性曲线，响应曲线D2为薄膜发声组件14在不同频率音响信号的响应特性曲线。在本实施例中，动圈式单体13的响应曲线D1在5K Hz以下的频率具有良好的响应特性，但在5K Hz以上的频率其响应特性会急遽下降。而薄膜发声组件14的响应曲线D2则显示了在5K Hz以上至40K Hz的频率仍维持良好的响应特性，因此使得本发明的多音频耳机1能够通过薄膜发声组件14提高了高音频声音信号的音质。
通常人类耳朵所能分辨的高音频率约为20K Hz，通过本发明的薄膜发声组件14能够将耳机的响应频率扩展到超出人类所能分辨的超高频的范围，再加上本发明通过将薄膜发声组件14设置成弧形曲面的结构，更使得本发明的多音频耳机1易于塑造出具有空间，且声音层次更为丰富的音场。
如图6及图7所示，为本发明多音频耳机的第二实施例，本实施例基本构造和第一实施例相同，因此相同的技术特征不再重复介绍。本实施例的不同处，在于所述薄膜发声组件14是设置在壳体11的出音面12相对于使用者头部的一侧，因此使得本实施例的薄膜发声组件14和动圈式单体13共同地设置于壳体11的内部。
如图8所示，为本发明多音频耳机1的第三实施例，本实施例和前述各实施例的不同点，在于所述薄膜发声组件14安排成以倾斜方式设置，而使得所述薄膜发声组件14输出音场的中心轴线C2和动圈式单体13输出音场的中心轴线C1成为非平行的状态，因此使得薄膜发声组件14和动圈式单体13所输出的音场分别沿着不同方向的轴线传递到使用者的耳部。
〔实施例的可能功效〕
综上所述，本发明的有益效果在于能够提升多音频耳机高频声音的音质，并且塑造出更具有空间感，且高频音场层次更为丰富的音效，而达到提升音质，增进使用者聆听体验的功效。
以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，非因此局限本发明的专利范围，故举凡运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种多音频耳机，其特征在于，包括：
两发声模块，两所述发声模块能够配戴于用户头部的两侧，每一所述发声模块分别包括一动圈式单体及一薄膜发声组件；
其中所述动圈式单体用以产生一第一频率音场，所述薄膜发声组件用以产生一第二频率音场，所述第一频率音场和所述第二频率音场分别为涵盖不同音频范围的音场；所述薄膜发声组件通过弯曲方式形成朝向所述动圈式单体出音方向凹入的弧形片状体。
2.如权利要求1所述的多音频耳机，其特征在于，所述薄膜发声组件具有一压电薄膜及两导电层，其中两所述导电层贴附于所述压电薄膜相对的两侧面，两所述导电层和一音源信号电性连接，使得所述音源信号的电压能够传导到两所述导电层，而使得所述压电薄膜因逆压电效应产生震动，藉以发出声音。
3.如权利要求2所述的多音频耳机，其特征在于，所述压电薄膜的材质选自聚偏二氟乙烯、尼龙、涤纶、聚氯乙烯的其中之一或其组合。
4.如权利要求3所述的多音频耳机，其特征在于，两所述导电层为选自：铜(Cu)、银(Ag)、铬(Cr)、镍(Ni)、钛(Ti)、氮化钛(TiN)、氧化锡(SnO2)、氧化铟(In2O3)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锡(ITO)薄膜的其中之一或其组合。
5.如权利要求4所述的多音频耳机，其特征在于，两所述导电层是通过蒸镀、溅镀、沉积、电镀、化学镀、印刷或涂布的其中一种方法设置于所述压电薄膜相对的两侧面。
6.如权利要求5所述的多音频耳机，其特征在于，每一所述发声模块分别具有一壳体，所述壳体具有一出音面，所述动圈式单体设置于所述出音面相对于所述使用者头部的一侧面，所述动圈式单体产生的音场穿通过所述出音面，所述薄膜发声组件设置于所述壳体上的位置位于所述出音面朝向使用者头部方向的一侧面。
7.如权利要求6所述的多音频耳机，其特征在于，所述薄膜发声组件输出音场的中心轴线和所述动圈式单体的中心轴线相互平行，且所述薄膜发声组件中央的凹入部分靠近于所述出音面，所述薄膜发声组件的两侧边朝向所述动圈式单体的出音方向弯曲。
8.如权利要求5所述的多音频耳机，其特征在于，每一所述发声模块分别具有一壳体，所述壳体具有一出音面，所述动圈式单体设置于所述出音面相对于所述使用者头部的一侧面，所述动圈式单体产生的音场穿通过所述出音面，所述薄膜发声组件设置于所述壳体上的位置位于所述出音面相对于使用者头部的一侧面。
9.如权利要求8所述的多音频耳机，其特征在于，所述薄膜发声组件输出音场的中心轴线和所述动圈式单体输出音场的中心轴线相互平行。
10.如权利要求8所述的多音频耳机，其特征在于，所述薄膜发声组件输出音场的中心轴线和所述动圈式单体输出音场的中心轴线非平行。
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