CN114125622A - 一种耳机及移动终端 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种耳机及移动终端,耳机包括:壳体以及扬声器组件,壳体内部包括由扬声器组件分隔的前腔以及后腔,其中,前腔位于扬声器组件出声方向的一侧,后腔位于与扬声器组件出声方向相反的一侧;壳体上设置有一个或多个导音通道,每个导音通道设置在壳体的侧壁,每个导音通道用于在耳机被正常佩戴时,在不连通前腔中的空气与后腔中的空气的情况下将用户的耳道内的空气和耳道外的空气连通。在采用上述方案时,通过设置在壳体的导音通道将耳道内的环境与耳道外的环境连通,使得耳道内的声压能够暴露或排出至耳机之外的周围环境。降低耳道内的压力提高了用户的声音体验。
Description
本申请要求在2020年08月31日提交中国专利局、申请号为202010900041.1、申请名称为“一种耳机及移动终端”的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及到通信技术领域,尤其涉及到一种耳机及移动终端。
背景技术
不论是在旅行中听MP3播放器还是在家听高保真性的立体音响系统,消费者越来越多地选择入耳式和半入耳式耳机以用于他们的听觉享受。两种类型的电声换能器设备均具有包含接收器或驱动器(听筒扬声器)的相对薄型壳体。薄型壳体为用户提供方便,同时还提供很好的音质。其中,半入耳式耳机通常适配在外耳中并且略高于内耳道。半入耳式耳机通常并不密封在耳道内,但是由于声音可从耳机泄漏并且不到达耳道,因此对用户来说音质可能不是最佳的。此外,由于耳朵形状和大小不同,可能泄漏不同的声音量从而导致用户之间的不一致的声学性能,影响用户的使用体验。
发明内容
本申请提供了一种耳机及移动终端,用于提高耳机的声学性能。
本申请提供了一种耳机,该耳机应用于移动终端,用于与移动终端无线连接。耳机包括:壳体以及扬声器组件,壳体内部包括由扬声器组件分隔的前腔以及后腔,其中,所述前腔位于所述扬声器组件出声方向的一侧,所述后腔位于与所述扬声器组件出声方向相反的一侧;所述壳体上设置有一个或多个导音通道,每个导音通道设置在所述壳体的侧壁,每个导音通道用于在所述耳机被正常佩戴时,在不连通所述前腔中的空气与所述后腔中的空气的情况下将所述用户的耳道内的空气和耳道外的空气连通。在采用上述方案时,通过设置在壳体的导音通道将耳道内的环境与耳道外的环境连通,使得耳道内的声压能够暴露或排出至耳机之外的周围环境。降低耳道内的压力提高了用户的声音体验。
在一个具体的可实施方案中,所述一个或多个导音通道中的至少一个导音通道为设置在所述壳体的侧壁内的通孔;所述通孔具有第一开口和第二开口;所述第一开口在所述耳机被正常佩戴时与所述耳道内的空气连通;所述第二开口在所述耳机被正常佩戴时与所述耳道外的空气连通。通过在壳体的侧壁内设置通孔直接将耳道内和耳道外连通。
在一个具体的可实施方案中,所述第一开口的开口面积S1与所述第二开口的开口面积S2满足:S1与S2的比值为0.5~2。可以保证良好的泄压效果。
在一个具体的可实施方案中,所述第一开口的开口面积S1与所述第二开口的开口面积S2相等。可以保证良好的泄压效果。
在一个具体的可实施方案中,所述通孔的第一开口的开口面积S1不小于2mm2。保证通气量。
在一个具体的可实施方案中,所述第一开口和所述第二开口可以为椭圆型、梯型、圆型或方型。可采用不同形状的开口。
在一个具体的可实施方案中,所述一个或多个导音通道中的至少一个导音通道为设置在所述壳体的外表面的凹槽;所述凹槽的一端开口在所述耳机被正常佩戴时,与所述耳道内的空气连通;所述凹槽的另一端开口在所述耳机被正常佩戴时,与所述耳道外的空气连通。通过设置的凹槽将耳道内和耳道外连通。
在一个具体的可实施方案中,所述一个或多个导音通道中的至少一个导音通道包括第一通道组和第二通道组;其中,所述第一通道组包括至少一个第一通道,其中,所述第一通道为设置在所述壳体的外表面的凹槽;所述第二通道组包括至少一个第二通道,其中,所述第二通道为设置在所述壳体的侧壁内的通孔;所述第一通道组与所述第二通道组连通;所述第一通道组与所述第二通道组构成的组合通道的一个端口在所述耳机被正常佩戴时,与所述耳道内的空气连通;所述组合通道的端口另一端开口在所述耳机被正常佩戴时,与所述耳道外的空气连通。通过组合通道的结构实现耳道内与耳道外的连通。
在一个具体的可实施方案中,所述导音通道可以为直线形、曲线形、蛇形、树杈形的通道。可采用不同的导音通道。
在一个具体的可实施方案中,所述一个或多个导音通道中的至少一个导音通道为设置在所述壳体的侧壁内的导管;所述导管具有第一开口和第二开口;所述第一开口在所述耳机被正常佩戴时与所述耳道内的空气连通;所述第二开口在所述耳机被正常佩戴时与所述耳道外的空气连通。通过导管实现导通耳道内和耳道外的空气。
在一个具体的可实施方案中,所述导音通道的长度不小于3mm。保证导音通道的两端能够不被耳道遮挡。
在一个具体的可实施方案中,所述壳体包括用于插入用户的耳道中的尖端区、从所述尖端区向外延伸的主体区;其中,所述主体区和所述尖端区分列在卡合区的两侧;所述导音通道的长度方向沿所述主体区指向所述尖端区的方向。卡合区为耳机卡装在耳朵内的区域。采用上述方式设置,方便连通耳道内外的压差。
在一个具体的可实施方案中,所述导音通道可以与用户的耳道方向部分平行。方便连通耳道内外的压差。
在一个具体的可实施方案中,还包设置在所述前腔内的麦克风,以及与所述麦克风连接的拾音通道;在所述耳机被正常佩戴时,在不连通所述前腔中的空气的情况下将所述用户的耳道内的空气与所述麦克风连通。可以有效改善半入耳式耳机的SP处FR响应的稳定性,同时能够有效改善SP和DRP两者FR响应的相关性。
在一个具体的可实施方案中,所述麦克风设置在所述壳体的内表面。
在一个具体的可实施方案中,所述拾音通道的一端与所述麦克风相连,所述拾音通道的另一端包括拾音孔,所述拾音孔设置在所述壳体朝向所述耳道的表面。方便麦克风设置。
在一个具体的可实施方案中,所述拾音孔设置在所述导音通道。
在一个具体的可实施方案中,所述拾音通道包括封闭的拾音管道,所述拾音管道的一端与所述麦克风相连,所述拾音管道的另一端包括拾音孔,所述拾音孔在所述耳机被正常佩戴时,在不连通所述前腔中的空气的情况下与所述用户的耳道内的空气连通。
在一个具体的可实施方案中,所述壳体包括弹性套,所述一个或多个导音通道中的至少一个导音通道的部分通道设置在所述弹性套。
在一个具体的可实施方案中,所述耳机还包括处理器,所述处理器用于根据麦克风的拾音效果对声音进行补偿。可以有效改善半入耳式耳机的音效。
第二方面,提供了一种移动终端,该移动终端包括本体以及上述任一项所述的耳机;其中,所述本体与所述耳机通过无线通信连接。在采用上述方案时,通过设置在壳体内的导音通道将耳道内的环境与耳道外的环境连通,使得耳道内的声压能够暴露或排出至耳机之外的周围环境。降低耳道内的压力提高了用户的声音体验。
附图说明:
图1为本申请实施例提供的耳机的结构框图;
图2为本申请实施例提供的耳机的应用场景示意图;
图3为本申请实施例提供的耳机的结构示意图;
图4为本申请实施例提供的耳机的使用状态参考图;
图5为本申请实施例提供的另一耳机的结构示意图;
图6为本申请实施例提供的另一耳机的结构示意图;
图7为本申请实施例提供的另一耳机的结构示意图;
图8为本申请实施例提供的另一耳机的结构示意图;
图9为本申请实施例提供的用于仿真的耳机的结构示意图;
图10为本申请实施例提供的传统耳机的频响曲线示意图;
图11为本申请实施例提供的耳机的频响曲线示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请实施例作进一步描述。
本申请中,耳机按外形分类通常可分为耳塞与头戴式耳机。其中,耳塞一般指驱动器单元口径小,可以佩戴在外耳廓,或插入耳道的耳机。头戴式耳机与耳塞在外形上最大的区别就在于尺寸,这类耳机的尺寸一般远远大于耳塞,根据耳罩的尺寸可分为中尺寸耳机和全尺寸耳机。简单来说,中尺寸耳机的耳罩不能完全包住耳廓,而全尺寸耳机也就是我们常说的“大耳机”则可以完全包住耳廓,实现更好的隔音效果。
耳塞又有为半入耳式和入耳式之分,一般能插入外耳道的耳塞,被称为入耳式,佩戴在外耳廓的,则被称为半入耳式。在本申请涉及到的耳机指代的为耳塞。
本申请实施例提供的耳机可为不同类型的耳机,例如,按佩戴方式可包括颈挂式耳机或者非颈挂式耳机;按通信方式可包括有线耳机,或者普通蓝牙无线,或者TWS(TrueWireless Stereo,真无线立体声)耳机。无论采用哪种类型的耳机,均可适用于本申请实施例中,下文实施例中,以TWS耳机为例进行说明。
随着TWS耳机越来越广发,人们对TWS耳机的声学性能和舒适性要求也越来越高。TWS耳机也分为入耳式耳机和半入耳式耳机。入耳式耳机由于有胶套的密封作用,一般从耳道泄露很少,不同用户响应的差异性和SP(Second Path,次级通路)的稳定性都较好,从声学性能上来说比较适合做反馈/混合降噪。
半入耳式在声舒适性和佩戴舒适性都较好,由于不同用户的耳朵形状和大小不同,可能泄漏不同的声音量从而导致用户之间的不一致的声学性能。由于声学响应的不稳定,导致反馈式降噪设计时,滤波器的设计变得很困难。另一方面,由于泄露的不稳定,导致反馈式降噪的SP响应和DRP(Drum Reference Point,鼓膜参考点)响应相关性很差,使得DRP处的降噪性能也变得不稳定,严重影响降噪体验。为此本申请实施例提供了一种用于改善音效的耳机,下面结合具体的附图以及实施例对其进行详细说明,应理解本申请实施例对于入耳式耳机,半入耳式耳机均都适用,尤其对于半入耳式耳机带来的场景,增益更明显。
为方便理解本申请实施例提供的耳机,首先介绍本申请实施例提供的耳机涉及到的基本结构。
图1示出了本申请实施例提供的耳机的结构框图,以说明本申请实施例提供的耳机的各个器件。本申请实施例提供的耳机包含了前馈式降噪和反馈式降噪两种形式。
前馈式降噪的方式为:前馈式麦克风(Feedback Mic,简称为FB Mic)101用于拾取外界环境噪声,经过ADC模数转换模组102后把噪声的数字信号送到前馈控制器104,经过前馈控制器104处理后,产生一个相应的控制信号,通过数模转换模组107驱动扬声器108输出该声音信号产生次级声场109,次级声场109产生的声音进入到耳朵111内。前馈式降噪的方式通过前馈控制器104对信号进行处理,进而和实际通过物理途径中传来的原始噪声声波信号相叠加,达到抵消噪声的目的。前馈式有源噪声控制的优点是传声器接收的是纯噪声,并不接收扬声器发出的声音,所以系统是一个开环,不会引起任何的闭环振荡和啸叫。因此采用前馈式降噪的耳机可以独立地调试电路,使降噪的效果达到最佳。但噪声经过扬声器并在扬声器内多次反射,其大小和相位已发生变化,前馈式麦克风101采集到的噪声与扬声器108内的噪声将有很大的不同,且外部噪声的方向性很强,难以使用同一电路满足来自不同方向的噪声的降噪要求。
反馈式降噪的方式除包含上述前馈式降噪的结构外,还包括反馈式麦克风110,反馈式麦克风110不需要预先接收外界的环境噪声,而是同时接收反馈式麦克风110处的噪声和扬声器108发出的次级声场109,然后通过反馈式控制器105调整误差信号,从而降低噪声。106是SP响应的一个信号来源,是下行的音乐信号,不是通过FB Mic拾取的,是电路上过来的信号和mic拾取并处理过的噪声信号混音后输出给扬声器播放。由于是反馈系统,当放大器的增益加大到一定程度时,系统将变得很不稳定,产生高频啸叫或低频振荡。为了维持控制系统的稳定,次级声场109必须尽量稳定,即FB Mic的SP响应需要稳定,不能因为泄露而出现很大的波动性;另一方面,由于真正需要降噪的点是DRP处,因此FB Mic的SP响应必须和DRP处的响应线性相关,算法才能很好的适配。
图2示出了本申请实施例提供的耳机的应用场景示意图。其中的虚线代表被遮挡的结构。用户的耳朵200包括耳廓202、耳甲204、以及耳道206。其中,耳廓202为从头部的侧面突出的外耳的多肉部分,耳甲204为耳廓202导向耳道206的曲面腔体部分。本申请实施例提供的耳机在佩戴时,停留在耳朵200的耳甲204内并延伸至耳道206中曲面腔体部分。
图3示出了耳机300的结构示意图,本申请实施例提供的耳机300按照功能划分可分为用于插入到耳道内的主体结构301,以及与主体结构301连接的管部结构302。其中,主体结构301用于承载耳机300的大部分结构,如扬声器或驱动器、FB Mic等不同的器件。管部结构302从主体结构301延伸,并可与主体结构301采用一体结构。作为一个可选的方案,管部结构302的尺寸可被设计为包含缆线,缆线可包含从供电声源(未示出)延伸至扬声器组件的电线,该电线可承载由驱动器音频化的音频信号。
实施例一
基于上述各实施例,本申请实施例一公开了一种耳机300,包括壳体310,壳体310用于承载耳机300的器件以及线缆等,如其中的器件可以包含扬声器组件。壳体310内包含有扬声器组件分隔而成的前腔以及后腔,其中,前腔位于扬声器组件出声方向的一侧,后腔位于扬声器组件出声方向相反的一侧,上述扬声器组件的结构,以及通过扬声器组件划分的前腔和后腔为耳机300的一种常规设置,在此不再详细赘述。
对于壳体310的外表面,壳体310具有用于卡装在用户的耳道内的卡合区312。应理解,虽然图3中卡合区312用一条线条代替,但是卡合区312具有一定的宽度,以保证在佩戴时能够与耳道充分接触。壳体310被卡合区312划分为主体区311和尖端区313,主体区311和尖端区313列在卡合区312的两侧。在佩戴时,主体区311外露在耳道外,而尖端区313位于耳道内。作为一个可选的方案,尖端区313采用沿远离主体区311的方向渐缩的结构,其形状可允许尖端区313插入到耳道内。
壳体310上设置有主出声孔304,主出声孔304可形成在尖端区313内。当将尖端区313定位在耳道内时,主出声孔304位于耳道内,主出声孔304与壳体310的前腔连通,可将由扬声器组件产生的声音(响应于音频信号)输出至耳道中。
作为一个可选的方案,主出声孔304可具有适用于实现耳机300的期望声学性能的任何大小和尺寸。示例性的,主出声孔304可为椭圆形或者圆形等不同的形状。
在耳机300佩戴到耳道内时,卡合区312可与耳道紧密接触,但是由于壳体310一般都是由非柔顺或刚性材料(如塑料)制成,卡合区312与耳道的紧密接触可能并非气密。卡合区312和耳道之间会产生缝隙,该缝隙可用于泄气。由于不同用户的耳道存在差异,因此卡合区312与耳道之间产生的缝隙也会存在差异;另外对于同一用户,同一用户每次佩戴耳机300时由于佩戴时的力度或者位置不同,也会造成气流泄漏量产生差异。因此,卡合区312与耳道之间的气流泄露是不可控的,存在很多人为因素的影响。而气流泄漏量的差异会对用户产生不良的感受,例如,当耳机300内的扬声器组件将声音发送至耳道中时,低频率下的高声压水平可在耳道内部出现,该高声压可对用户造成令人不悦的声效。同时,由于壳体310的尖端区313延伸至耳道中,会阻止了大量空气从尖端区313周围泄漏,导致产生的高声压不能快速释放。
为此,参见图3,本申请实施例提供的耳机300设置了一个或者多个导音通道320,每个导音通道320设置在壳体310的侧壁,每个导引通道320用于在耳机300被正常佩戴时,在不连通前腔中的空气与后腔中的空气的情况下,将用户的耳道内的空气和耳道外的空气连通。应理解上述正常佩戴指代的是能够实现耳机正常使用时的佩戴方式,如现有耳机说明书中指代的佩戴方式。
在图3中示例出了两个导音通道320,但应理解本申请实施例提供的一个或多个导音通道中320导音通道320可以是一个,还可为二个或者更多个。每个导音通道的设置方式可以相同,或者不同,各种导音通道的实现方式可以参见下文介绍。
在一个实施例中,一个或多个导音通道中320的至少一个导音通道320为设置在壳体310的通孔,该通孔位于壳体310的侧壁内,并在壳体310的侧壁内延伸,通孔的两端分别为第一开口321和第二开口322,第一开口321和第二开口322位于壳体310的外表面(例如,分列在卡合区312的两侧),用于分别连通耳道内的空气与耳道外的空气,从而使得耳道内的空气与耳道外的空气通过该侧壁内的通孔实现连通。其中,上述壳体310的外表面指代的是壳体310朝向耳道的表面。
为了方便说明,本实施例下文以一个导音通道320为例进行说明。参见图3,以在图中下方的导音通道为例,在耳机300佩戴在用户耳道时,导音通道320的第一开口321位于耳道内,第二开口322位于耳道外,且第一开口321在耳机300被正常佩戴时与耳道内的空气连通;第二开口322在耳机300被正常佩戴时与所述耳道外的空气连通,从而使得导音通道320直接将用户耳道内与耳道外连通。
参见图4,图4示出了耳机的应用时的示意图。在耳机佩戴在用户的耳朵200上时,导音通道320可以从尖端区313跨过卡合区312后一直延伸到外界空气。第一开口和第二开口分别位于耳道206内和耳道206外,通过导音通道320将用户的耳道206和外界空气连通。导音通道320可实现对耳道206进行排气和将声音从耳机输出至耳机之外的外界环境中的功能。
可以理解,本申请中上述方案中,壳体内的通孔相当于一个位于壳体内的“隧道”,通过该“隧道”来将用户的耳道内的空气和耳道外的空气连通。
作为一个可选的方案,第一开口321和第二开口322分别设置在尖端区313和主体区311上。在耳机300佩戴到用户的耳道时,第一开口321位于耳道内,且第一开口321不被耳道堵塞;第二开口322位于耳道外,且第二开口322不被耳朵的耳廓或耳甲遮挡。
作为一个可选的方案,导音通道320可划分为两部分,分别为第一通道和第二通道,第一通道和第二通道连通。其中,第二通道设置在主体区311,第一通道设置在尖端区313。在耳机未包含弹性套时(如半入耳式耳机),第一通道设置在位于尖端区313内的壳体部分内;在耳机包含弹性套时(如入耳式耳机),弹性套设置在尖端区313。一个或多个导音通道中的至少一个导音通道的部分通道设置在弹性套,如在将导引通道320划分为第一通道和第二通道时,第一通道可位于弹性套中,以使得第一通道上的第一开口321可直接与耳道内的空间连通。
作为一个可选的方案,在设置导音通道320时,导音通道320的第一开口321和第二开口322可采用不同的面积比,示例性的,第一开口321的开口面积S1与第二开口322的开口面积S2满足:S1与S2的比值为0.5~2。具体可为,第一开口321的开口面积S1与第二开口322的开口面积S2可以相等,也可第一开口321的开口面积S1大于第二开口322的开口面积S2。如第一开口321的开口面积S1为第二开口322开口面积S2的0.5倍、0.8倍、1.1倍、1.2倍、1.3倍、1.4倍、1.5倍、2倍等任意介于0.5~2之间的比例。在采用上述比例时,可使得耳道内的气体可以顺畅的流动到耳道外。
另外,为保证有足够的气体泄漏量,在设置第一开口321时,导音通道320的第一开口321的开口面积S1不小于2mm2。示例性的,第一开口321的开口面积S1可为2mm2、2.5mm2、3mm2、3.5mm2、4mm2等不同的面积,以保证导音通道320具有稳定的泄漏量。
作为一个可选的方案,在图3中示例出的导音通道320的第一开口321和第二开口322均为椭圆形,但是应理解,图3中示例出的端口形状仅为一个具体的示例,第一开口321和第二开口322可还可采用其他的形状,如第一开口321和第二开口322的开口形状可为圆形、椭圆形、方形、异形等不同的形状。另外,第一开口321和第二开口322的形状可以相同,也可不相同。示例性的,第一开口321和第二开口322可采用相同的圆形形状,或第一开口321采用圆形、第二开口322采用椭圆形。
作为一个可选的方案,导音通道320走向可采用不同的方式,如直线形、曲线形、蛇形、树杈形等不同的形状。但应理解,无论导音通道320采用任何形式的走向,导音通道320均可方便气体流通、不会对气体造成阻碍。在导音通道320包括第一通道和第二通道时,第一通道和第二通道可分别为直线形、曲线形、蛇形、树杈形等不同的形状。只需要保证第一通道和第二通道连通即可。
为方便气体流通,可选的,导音通道320的长度方向可以与用户的耳道方向部分平行,以方便耳道内的气体泄漏。如导音通道320的长度方向与耳道平行,导音通道320的走向可跟随耳道的变化而变化。另外,导音通道320的横截面形状可采用不同的形状,如椭圆型、梯型、圆型、方型、或者异形等不同的形状。作为一种可选的方案,导音通道320可为横截面积不变的导音通道320,也可为横截面积渐变的导音通道320,如在第一开口321和第二开口322的横截面积或形状不同时,导音通道320的横截面积或形状可适应性变化,以保证导音通道320内平滑的从第一开口321形状或面积变化成第二开口322的形状或面积。
作为一个可选的方案,在设置导音通道320时,导音通道320的长度不小于3mm。上述导音通道320的长度指代的第一开口321和第二开口322之间的直线距离。即在本申请实施例中,导音通道320的第一开口321和第二开口322应间距一定长度的距离,以保证在卡合区312与耳道接触时,耳道不会遮挡第一开口321,同时第二开口322可外露在外界环境,不会被耳朵的其他结构遮挡,保证导音通道320的畅通。示例性的,第一开口321和第二开口322之间的距离可为3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm等不同的距离。
作为一个可选的方案,第一开口321和第二开口322可设置有防护网,该防护网为多孔结构,可避免外界的杂质进入到导音通道320内,保证导音通道320的可靠性。
作为一个可选的方案,第一开口321可设置在壳体310朝向耳道的表面,方便连通耳道内与耳道外,耳道内的气体可通过第一开口321进入到导音通道320。应理解,第一开口321设置在壳体310朝向耳道的表面仅为第一开口321设置位置的一个具体示例,本申请实施例提供的第一开口321只需设置在不被耳道遮挡的位置即可。示例性的,第一开口321可设置在与主出声孔304连通的位置,主出声孔304输出的气流可直接通过第一开口321进入到导音通道320,改善气体泄漏的效果。通过第一开口321与主出声孔304连通也避免了耳道堵塞第一开口321,保证了导音通道320的气流泄漏的稳定性。或者还可采用第一开口321的开口方向与主出声孔304的开口方向相同,也可避免耳道遮挡第一开口321。
作为一个可选的方案,第一开口321的开口方向与主出声孔304的开口方向相同时,第一开口321形成在主出生口周边的侧壁(壳体310的侧壁)。
本申请实施例中,导音通道320在设置时,不会受到卡合区312和耳道206的侧壁配合的影响,可形成稳定的气流排泄通道,因此导音通道320可作为受控导音端口。导音通道320的大小和形状可经过选择以实现在声学上令人满意的效果。另外由于导音通道320可作为受控导音端口,能够实现在同一用户每次佩戴耳机时保持一致的效果,还可实现在不同用户之间仍始终一致的漏气量。从而可使耳机内的声压暴露于外部周围环境,使得扬声器发出的次级声场具有稳定的特性,方便对耳机校准以修改耳机的声响应,改善SP响应的一致性以提升总体耳机听音性能和降噪性能。
实施例二
基于上述各实施例,本实施例对导音通道另一种实现形式进行介绍。参见图5,为本申请实施例提供的另一种耳机的结构示意图,图5中的部分标号可参考图3中的相同标号。图5所示的耳机的导音通道为凹槽323,即一个或多个导音通道中的至少一个导音通道为设置在壳体310的外表面的凹槽323。凹槽323的一端开口在耳机300被正常佩戴时,与耳道内的空气连通;凹槽323的另一端开口在耳机300被正常佩戴时,与耳道外的空气连通。在具体设置时,凹槽323设置在壳体310的外表面(壳体310朝向耳道的表面),并由壳体310的尖端区313延伸到主体区311。
作为一个可选的方案,凹槽323可采用直线型凹槽。应理解在本申请实施例提供的凹槽323的形状不仅限于图5所示的直线型凹槽323。还可采用曲线形凹槽、水滴形凹槽等不同形状的凹槽。
在采用凹槽323作为导音通道时,凹槽323可以与主出声孔304的较长的边相连,从而可避免凹槽323被耳道遮挡,保证泄露空气的稳定性。
在采用图5所示的凹槽323作为导音通道时,同样可实现打通耳道内和外界的导音通道,对耳机的音效有稳定的改善效果,而且涉及SP响应和DRP响应的线性相关性,获取较大的收益。另外,在采用凹槽323时,增大了导音通道的开口面积,避免了导音通道被耳道遮挡的情况。应理解,在采用凹槽323作为导音通道时,凹槽323的深度或形状应保证在耳机佩戴到耳朵内时,不会被耳朵挤入到凹槽323内的部分堵塞。
实施例三
基于上述各实施例,本实施例对导音通道另一种实现形式进行介绍。参见图6,为本申请实施例提供的一种耳机的结构示意图。图6中的部分标号可参考图3中的相同标号。图6所示的导音通道采用凹槽324与通孔325的组合形式。通孔325与凹槽324之间连通,以形成导音通道。此时,一个或多个导音通道中的至少一个导音通道包括第一通道组和第二通道组。第一通道组包括至少一个第一通道,如一个、两个或者三个第一通道;其中,第一通道为设置在壳体的外表面的凹槽324。第二通道组包括至少一个第二通道,如一个、两个、三个第二通道;其中,第二通道为设置在壳体的侧壁内的通孔325。上述的第一通道组与第二通道组连通,即凹槽324与通孔325连通。第一通道组与第二通道组构成的组合通道的一个端的开口在耳机被正常佩戴时,与耳道内的空气连通;组合通道另一端的开口在耳机被正常佩戴时,与耳道外的空气连通。
作为一个可选的方案,凹槽324位于壳体310的尖端区313,而通孔325位于壳体310的主体区。通孔325的一端开口位于凹槽324的侧壁内,以使得凹槽324与通孔325组成导音通道。在采用图6所示的组合方式时,同样可实现打通耳道内和外界的导音通道,对耳机的音效有稳定的改善效果,而且涉及SP响应和DRP响应的线性相关性,获取较大的收益。另外,在尖端区313采用凹槽324时,增大了第一开口的开口面积,可保证在与耳道接触时,仍有较大的开口与耳道内连通。
实施例四
基于上述各实施例,本实施例对导音通道另一种实现形式进行介绍。参见图10,为本申请实施例提供的一种耳机的结构示意图。图7所示的耳机的部分标号可参考图3中的相同标号。图7所示的耳机的导音通道为通孔,其包含有三个端口,分别为第一开口321、第二开口322和第三开口326。其中,第一开口321、第二开口322和第三开口326分别连通。第二开口322位于主体区,在耳机佩戴到用户时,第二开口322位于用于的耳道外。第一开口321和第三开口326位于尖端区,且第一开口321和第三开口326可分别位于不同的位置。在耳机佩戴在用户时,第一开口321和第三开口326均位于耳道内。在采用上述结构时,可通过增加的第三开口326增加稳定的气体通口,在第一开口321被遮挡时,可通过第三开口326保证稳定的空气泄露。
在导音通道具有第一开口321、第二开口322和第三开口326时,导音通道可采用树杈形。示例性的,导音通道可包含第一通道、第二通道和第三通道,第一开口321位于第一通道,第二开口322位于第二通道,第三开口326位于第三通道。通过第一通道、第二通道及第三通道之间连通,使得第一开口321、第二开口322和第三开口326连通。
作为一个可选的方案,第三开口326与壳体310的前腔314连通。第三开口326与前腔314连通时,扬声器组件产生的声音可直接通过第三开口326流通到第二开口322,实现空气的泄露。另外,在第三开口326设置在前腔314时,可避免被耳道遮挡,保证了导音通道可有稳定的泄漏量。
实施例五
基于上述各实施例,本实施例对导音通道另一种实现形式进行介绍。参见图8所示的导管327,一个或多个导音通道中的至少一个导音通道可为设置在壳体310的侧壁内的导管327。对于导管327的个数可参考上述实施例中的其他类型的导音通道的说明,在此不再赘述。
导管327具有第一开口329和第二开口328;第一开口329在耳机被正常佩戴时与耳道内的空气连通;第二开口328在耳机被正常佩戴时与耳道外的空气连通。导管327可理解为是实施例一的通孔的一种替代结构,其形状以及参数均可参考实施例一中示例的通孔,在此不再详细赘述。
应理解,在具体设置导管327时,导管327可部分埋设在壳体310内,部分外露在壳体310,也可整个埋设在壳体310内,在此不做具体限定。
作为一个可选的方案,导管327可采用软质材料制备的导管327或者硬质材料制备的导管327,示例性的导管327可采用塑料、硅胶等材质,或者导管327采用的材质与壳体310的材料一致。
实施例六
基于上述各实施例示例的耳机,介绍一下拾音通道。
在对耳机进行校对时,通过反馈式麦克风接收次级声场的声音作为参考数值。该参数通过反馈式麦克风采集,具体结构包括:设置在前腔内的麦克风(反馈式麦克风),以及与麦克风连接的拾音通道;在耳机被正常佩戴时,在不连通所述前腔中的空气的情况下将用户的耳道内的空气与所述麦克风连通。而拾音通道的一端与麦克风相连,拾音通道的另一端包括拾音孔305,拾音孔305设置在壳体310朝向耳道的表面。
拾音孔305在入耳式耳机中一般要求尽量靠近扬声器组件,以获得直接的SP响应。对于入耳式耳机来说,由于入耳式耳机有胶套的密封,前腔不容易气体泄露,SP响应和DRP响应相关性一般很好。但是对于本申请实施例提供的半入耳式耳机来说,由于耳机存在气体泄露,因此扬声器正前方的SP响应和DRP处的响应线性相关度变得很差。为此本申请实施例提供的耳机将拾音孔305设置在壳体上位于卡合区312的第一侧,上述第一侧为壳体上相对卡合区312靠近耳道206内的一侧。拾音孔305拾取到的是经过泄露后的SP响应,DRP处的SP响应也是经过泄露后的响应,从而可获取到较好的SP响应和DRP响应。
拾音孔305在设置时可设置在不同的位置,示例性的,拾音孔305可设置在壳体310朝向耳道的外表面。如图3中所示,拾音孔305设置在壳体310的尖端区313。在耳机佩戴到用户时,拾音孔305应不被耳道遮挡。拾音孔305在位于壳体310的尖端区313时,可位于不同的结构。如拾音孔305可位于尖端区313的外表面,或者拾音孔305可位于导音通道内,或者拾音孔305位于主出声孔304。另外,在将拾音孔305改成朝向壳体310外的方式,既能改善FB响应和DRP响应的线性相关性,还能提升双耳录音效果。
反馈式麦克风位于壳体310内时,反馈式麦克风可以放置在耳机的尖端区313或者其他位置。示例性的,反馈式麦克风设置在壳体310的内表面,以便于反馈式麦克风的设置,同时方便采集数据。在与拾音孔305配合时,反馈式麦克风的拾音面朝向拾音孔305,并可接收拾音孔305接收到的声音。拾音孔305与麦克风连接时,可采用不同的方式。示例性的,拾音孔305可通过上述的拾音通道与反馈式麦克风连接,或者其他的管状结构与反馈式麦克风连接,从而可提高反馈式麦克风的拾取音效的效果。在把耳机的拾音孔305放置在耳机的尖端区313、反馈式麦克风的拾音面朝向壳体310外部时,能极大提到SP响应和DRP响应的相关性,从而降低DRP处的噪声水平。
为方便理解本申请实施例提供的耳机的SP响应和DRP处的响应线性相关度,下面对传统耳机以及本申请实施例提供的耳机进行仿真说明。
图9示出了本申请实施例提供的耳机在耳道中的放置示意图,其中,扬声器组件位于壳体内,它发出的声音通过前腔及尖端区的主出声孔给耳道206,耳朵鼓膜在处接收到声音,还有一部分声音通过耳机与耳道206之间的缝隙406泄露到外界空气中,这部分泄露和佩戴关系非常大,导音通道320是固定的泄露量,不受佩戴松紧程度影响。在本申请未示出传统耳机的结构,作为对比的传统耳机可视为图9所示的耳机中去掉导音通道320的结构。下面将传统耳机和本申请实施例提供的耳机的检测位置标示在图9中所示的耳机中进行说明。
图9中的第一位置402是传统耳机(没有导音通道)的SP响应位置,第二位置403是本申请方案的耳机的SP响应位置,第三位置404是DRP响应的位置。
针对传统耳机,传统耳机在没有导音通道的情况下,根据佩戴松紧程度不同,耳机与耳朵之间的缝隙的泄露程度也不一样,随着泄露程度的变化,分别观测第一位置402的SP位置响应、第三位置404的DRP位置响应和第二位置403的SP位置响应,得到图10示出的三组频响曲线:第一频响曲线501、第二频响曲线502和第三频响曲线503。图10中的纵坐标为声压级(单位dB),横坐标为频率(单位Hz),三个频响曲线为传统耳机在三个位置的频响曲线。由图10可以看出,在没有导音通道的情况下,三个频响曲线的离线性都极大,而且三者之间没有线性相关度。
在增加导音通道之后,再重新观测三个位置的频响曲线,得到如图11的结果。图11中的纵坐标为声压级(单位dB),横坐标为频率(单位Hz),由图11可看出,第一位置响应得到的第四频响曲线601的一致性得到大幅改善,但是和第三位置响应得到的第五频响曲线602没有相关性,而第二位置响应得到的第六频响曲线603和第五频响曲线602完全线性相关,在低频部分几乎重叠。
另外,对比第五频响曲线602和第二频响曲线502,第三频响曲线503和第六频响曲线603可以看出,本申请实施例提供的耳机使得SP和DRP的低频响应受佩戴方式改变的影响大大减小,即因泄露导致的SP响应乘性扰动大大减小,同时提升了耳机播放音乐时的频响稳定性,提升了耳机的音质体验。另外,本申请实施例提供的SP位置,改善了SP响应和DRP响应线性相关性,支撑ANC(Active Noise Cancellation,主动降噪)性能,特别是实际体验点DRP处的ANC性能改善。
通过对比上述图10和图11中的曲线可看出,本申请实施例提供的耳机通过导音通道可直接打通耳道内和外界的导音通道,对耳机的音效有稳定的改善效果,而且涉及SP响应和DRP响应的线性相关性,获取较大的收益。
本申请实施例还提供了一种移动终端,移动终端可为笔记本电脑、平板电脑、手机、智能穿戴设备等常见的可通信的移动终端。移动终端包含本体以及上述任一项耳机。其中,本体与耳机之间可通过无线通信连接,如通过蓝牙。在耳机采用上述的结构时,可通过设置在壳体内的导音通道将耳道内的环境与耳道外的环境连通,使得耳道内的声压能够暴露或排出至耳机之外的周围环境。降低耳道内的压力提高了用户的声音体验。
显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (22)
1.一种耳机,其特征在于,包括:壳体以及扬声器组件;
所述壳体内部包括由所述扬声器组件分隔的前腔以及后腔,其中,所述前腔位于所述扬声器组件出声方向的一侧,所述后腔位于与所述扬声器组件出声方向相反的一侧;
所述壳体上设置有导音通道,所述导音通道设置在所述壳体的侧壁,所述导音通道用于在所述耳机被正常佩戴时,在不连通所述前腔中的空气与所述后腔中的空气的情况下将用户的耳道内的空气和耳道外的空气连通。
2.如权利要求1所述的耳机,其特征在于,所述壳体包括主体区及尖端区,在所述耳机被正常佩戴时,所述主体区外露在所述耳道外,所述尖端区位于所述耳道内;
所述导音通道的两端分别包括第一开口和第二开口;所述第一开口位于所述尖端区,所述第二开口位于所述主体区;在所述耳机被正常佩戴时,所述第一开口与所述耳道内的空间连通,所述第二开口与所述耳道外的空间连通。
3.如权利要求2所述的耳机,其特征在于,所述壳体上还设置有主出声孔,所述主出声孔位于所述尖端区,所述主出声孔与所述前腔连通;所述第一开口与所述主出声孔连通,或者,所述第一开口形成在所述主出声孔周边的侧壁。
4.如权利要求2或3所述的耳机,其特征在于,所述导音通道为通孔结构,所述导音通道设置在所述壳体的侧壁内。
5.如权利要求2~4中任一项所述的耳机,其特征在于,所述第一开口的开口面积S1不小于2mm2。
6.如权利要求5所述的耳机,其特征在于,所述第一开口的开口面积S1与所述第二开口的开口面积S2满足:
S1与S2的比值为0.5~2。
7.如权利要求2或3所述的耳机,其特征在于,所述导音通道为凹槽结构,所述导音通道设置在所述壳体的侧壁的外表面。
8.如权利要求2或3所述的耳机,其特征在于,所述导音通道至少包括相互连通的第一通道和第二通道;
所述第一通道的第一端与所述第二通道的第一端连通,所述第一通道的第二端具有所述第一开口,所述第二通道的第二端具有所述第二开口。
9.如权利要求8所述的耳机,其特征在于,所述第一通道设置在所述壳体的侧壁内,所述第一通道为通孔结构,所述第二通道设置在所述壳体的外表面,所述第二通道为凹槽结构;或者,
所述第一通道设置在所述壳体的侧壁的外表面,所述第一通道为凹槽结构,所述第二通道设置在所述壳体的侧壁内,所述第二通道为通孔结构。
10.如权利要求8或9所述的耳机,其特征在于,所述导音通道还包括第三通道,所述第三通道的第一端分别与所述第一通道的第一端和所述第二通道的第一端连通,所述第三通道的第二端具有第三开口,所述第三开口位于所述尖端区,并且,在所述耳机被正常佩戴时,所述第三开口与所述耳道内的空间连通。
11.如权利要求10所述的耳机,其特征在于,所述第三通道设置在所述壳体的侧壁内,所述第三通道为通孔结构;或者,
所述第三通道设置在所述壳体的侧壁的外表面,所述第三通道为凹槽结构。
12.如权利要求10或11所述的耳机,其特征在于,所述第三开口与所述前腔连通。
13.如权利要求10~12任一项所述的耳机,其特征在于,所述第三开口与所述主出声孔连通,或者,所述第三开口形成在所述主出声孔周边的侧壁。
14.如权利要求2或3所述的耳机,其特征在于,所述导音通道为导管结构。
15.如权利要求14所述的耳机,其特征在于,所述导音通道至少部分设置在所述壳体的侧壁内。
16.如权利要求8或9所述的耳机,其特征在于,所述尖端区设置有弹性套,所述第一通道设置在所述弹性套上。
17.如权利要求1~16任一项所述的耳机,其特征在于,所述导音通道的长度不小于3mm。
18.如权利要求2~17任一项所述的耳机,其特征在于,所述耳机还包括麦克风,所述麦克风设置于所述前腔内,所述麦克风的拾音面朝向所述尖端区;
所述壳体的侧壁内设置有拾音通道,所述拾音通道的第一端与所述麦克风的拾音面连接,所述拾音通道的第二端具有拾音孔,所述拾音孔位于所述尖端区,并且,在所述耳机被正常佩戴时,所述麦克风与所述耳道内的空间连通。
19.如权利要求18所述的耳机,其特征在于,所述拾音孔位于所述尖端区的外表面,或者,所述拾音孔与所述主出声孔连通,或者,所述拾音孔位于所述导音通道内。
20.如权利要求18或19所述的耳机,其特征在于,所述拾音通道为导管结构或通孔结构。
21.如权利要求18~20任一项所述的耳机,其特征在于,所述耳机还包括处理器,所述处理器用于根据所述麦克风的拾音效果对声音进行补偿。
22.一种移动终端,其特征在于,包括本体以及如权利要求1~21任一项所述的耳机;其中,所述本体与所述耳机通信连接。
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