CN114631138A - 开放式音频设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种开放式音频设备。该开放式音频设备包括声辐射器，该声辐射器从其前侧发射前侧声辐射并且从其后侧发射后侧声辐射。前声腔接收前侧声辐射并且包括至少一个前发声开口，并且后声腔接收后侧声辐射并且包括至少一个后发声开口。前声腔和后声腔各自具有基频。基频在彼此的一个倍频内。

Description

开放式音频设备
背景技术
本公开涉及开放式音频设备。
开放式音频设备允许使用者更好地感知环境，并提供佩戴者可与其他人进行交互的社交提示。然而，由于开放式音频设备的声换能器与耳朵间隔开，并且不将声音限为仅到耳朵内，因此与贴耳式耳机相比，开放式音频设备产生更多的可以被其他人听到的声音溢出。溢出会减损开放式音频设备的实用性和合意性。
发明内容
下文提及的所有示例和特征均可以任何技术上可能的方式组合。
在一个方面，开放式音频设备包括声辐射器，该声辐射器从其前侧发射前侧声辐射并且从其后侧发射后侧声辐射。存在接收前侧声辐射并且包括至少一个前发声开口的前声腔和接收后侧声辐射并且包括至少一个后发声开口的后声腔。前声腔和后声腔各自具有基频。基频在彼此的一个倍频内。
示例可包括上述和/或下述的特征中的一者或它们的任何组合。至少一个前发声开口可包括电阻元件；电阻元件可包括电阻屏。至少一个后发声开口可包括电阻元件；电阻元件可包括电阻屏。开放式音频设备可进一步包括耦接到前声腔的亥姆霍兹谐振器。开放式音频设备可进一步包括耦接到后声腔的亥姆霍兹谐振器。
示例可包括上述和/或下述的特征中的一者或它们的任何组合。开放式音频设备可进一步包括前端口，该前端口声学地耦接到前声腔并且包括前发声开口。开放式音频设备可进一步包括后端口，该后端口声学地耦接到后声腔并且包括后发声开口。开放式音频设备可进一步包括前声学传输线，该前声学传输线声学地耦接到前声腔并且包括前发声开口。开放式音频设备可进一步包括后声学传输线，该后声学传输线声学地耦接到后声腔并且包括后发声开口。
示例可包括上述和/或下述的特征中的一者或它们的任何组合。开放式音频设备可进一步包括电阻开口，该电阻开口声学地耦接前声腔和后声腔。前声腔可包括至少两个前发声开口，并且至少一个前发声开口可包括电阻元件。第一前发声开口可被构造成比第二前发声开口更靠近耳道并且远离第二前发声开口定位，并且第一前发声开口可包括电阻元件。后声腔可包括至少两个后发声开口，并且至少一个后发声开口可包括电阻元件。第一后发声开口可被构造成比第二后发声开口更靠近耳道并且远离第二后发声开口定位，并且第一后发声开口可包括电阻元件。
示例可包括上述和/或下述的特征中的一者或它们的任何组合。开放式音频设备可进一步包括结构，该结构被构造成将声辐射器承载在穿戴者的头部上，使得声辐射器保持在使用者的耳道开口附近但不保持在使用者的耳道开口中。第一前发声开口可被构造成通常在耳道开口附近引导声音。开放式音频设备可进一步包括后端口，该后端口声学地耦接到后声腔并且包括后发声开口，该后发声开口被构造成使得其比第一发声开口更远离耳道开口。后声腔可包括第一后发声开口和第二后发声开口，其中第一后发声开口被构造成比第二后发声开口更靠近耳道，并且其中第一后发声开口包括电阻元件。
示例可包括上述和/或下述的特征中的一者或它们的任何组合。开放式音频设备可进一步包括耳机外壳，该耳机外壳包含声辐射器并且被构造成保持在使用者的耳朵上或靠近使用者的耳朵。开放式音频设备可进一步包括眼镜框架，该眼镜框架包含声辐射器并且被构造成承载在使用者的头部上。
附图说明
图1示出了位于耳朵上的开放式音频耳机设备。
图2为开放式音频设备的示意性剖视图。
图3示出了来自图2的开放式音频设备的声音溢出。
图4为开放式音频设备的示意性剖视图。
图5为开放式音频设备的示意性剖视图。
图6为开放式音频设备的示意性剖视图。
图7为开放式音频设备的示意性剖视图。
图8示出了开放式音频眼镜。
具体实施方式
开放式音频设备，诸如提交于2016年12月11日的美国专利公开2018-0167710(其全部公开内容出于所有目的以引用方式并入本文)通常包括具有前侧和后侧的电声换能器(即，驱动器)。在一些非限制性示例中，前侧声音靠近使用者耳道离开设备，并且后侧声音远离使用者耳道离开。在其它示例中，前侧声音比后侧声音更靠近耳朵离开设备。在低频率下，来自前侧和后侧的声音在振幅上几乎相等并且不同相，使得设备表现为近似于偶极。因此，周围的人几乎听不到任何声音。
因为包含驱动器的驱动器盆架或外壳在前侧和后侧中的每一者上具有一定的声体积和至少一个开口，所以声谐振在前部和后部两者上发生。当谐振发生在前部声体积或后部声体积中时，从来自该体积的开口辐射的声压水平(SPL)增加。当在基本上不同的频率下在前部和后部上发生谐振时，从一个开口辐射更多的声音，使得不再在谐振频率下或在高于谐振频率下发生偶极行为，并且发生更高的不良溢出。
本公开包括以引用方式并入的本专利申请中所描述的类型的低溢出开放式音频设备。可以实现低溢出的一种方式是具有外壳，考虑到其它产品设计限制，该外壳被构造成使得前部初级(即，基频)声谐振频率和后部初级(即，基频)声谐振频率尽可能紧密匹配。在一个非限制性示例中，基频谐振符合一定的容差(例如，在彼此的一个倍频内)。对于简单的偶极外壳(例如，在前声腔和后声腔中的每一者中具有单个出口孔)，这可以通过调整前声腔和后声腔的体积和/或长度及其相应开口的面积和/或长度来实现，因此谐振几乎是匹配的。通常，尽管不是必须的，但是前腔体积和后腔体积被制为较小以使得整个设备紧凑，这可使使用者舒适度提高。通常，尽管不是必须的，开口面积通常被制为较大以使得以尽可能高的频率发生谐振(其因此在高达谐振频率下保持低溢出)，同时保持开口在适当位置处引导声音(例如，前开口靠近耳道，并且后开口基本上离耳道更远，因此在耳朵处的声抵消较少)。
电声换能器包括声学元件(例如，隔膜)，该声学元件从其前侧发射前侧声辐射，并从其后侧发射后侧声辐射。外壳或其他结构(例如换能器盆架)引导前侧声辐射和后侧声辐射。该结构中的多个发声排气孔(至少前部一个以及后部一个)允许声音离开结构。电声换能器能够实现递送到耳朵的声压与溢出的声音的适当比率。
本公开描述了一种类型的开放式音频设备，该开放式音频设备具有定位于耳朵之外的一个或多个电声换能器。耳机是指一种通常装配在耳朵周围、耳朵上或耳朵内并将声能辐射到耳道内的设备。耳机有时被称为耳筒、听筒、头戴式受话器、耳塞或运动耳机，可以是有线或无线的。耳机包括电声换能器(驱动器)，其用于将音频信号转换成声能。声学驱动器可容纳或可不容纳在耳罩中。在一些情况下，下文的附图和描述示出了单个开放式音频设备。耳机可以是单个独立单元或一对耳机中的一个(每个耳机包括至少一个声学驱动器)，每个耳机对应一只耳朵。耳机可以机械地连接到另一个耳机，例如通过头带和/或通过将音频信号传导到耳机中的声学驱动器的引线。耳机可以包括用于无线接收音频信号的部件。耳机可以包括主动降噪(ANR)系统的部件。耳机还可以包括其他功能，诸如麦克风。
在耳朵周围或耳朵上或耳朵外的耳机中，耳机可包括头带或另一个支撑结构，以及包括换能器并且被布置成安放在使用者的耳朵上或上方或靠近使用者的耳朵的至少一个外壳或另一结构。头带可以是可收缩的或可折叠的，并且可以由多个部分制成。一些头带包括滑块，该滑块可以定位在头带的内部，有助于外壳的任何期望的平移。一些耳机包括枢转地安装到头带的轭，其中外壳枢转地安装到轭，以有助于外壳的任何期望的旋转。
开放式音频设备包括但不限于耳外耳机(即，具有耦接到头部或耳朵但不堵塞耳道开口的一个或多个电声换能器的设备)，以及由上部躯干(例如肩部区域)承载的音频设备。在下面的描述中，开放式音频设备被描绘为耳外耳机，但这不是对本公开的限制，因为电声换能器可用于被构造为将声音递送到佩戴者的一只或两只耳朵的任何设备中，其中没有耳罩和耳塞。
图1示出了安装在耳朵12和/或头部上靠近耳朵的开放式音频设备20。设备20可以被认为是耳机。它包括声学模块22，该声学模块包括至少一个电声换能器、前部声体积发声开口24(其靠近但不在耳道开口14上或耳道开口中)和后部声体积发声开口26(其通常但不必尽可能远离前开口24定位)。声学模块22由支撑结构28承载，该支撑结构被构造成安装在耳朵12上和/或头部的靠近耳朵的部分上。
图2中示出了示例性偶极样开放式音频设备声学模块30。模块30包括位于外壳34内的换能器32。换能器32包括隔膜44，该隔膜通过线圈46与由大体上表示为结构48的磁性系统产生的磁场相互作用而移动。结构48还可以包含盆架并且可以通向后声腔38。电声换能器设计和操作是本领域技术人员众所周知的，因此本文未完全描述。前侧声辐射进入前声腔36，并且后侧声辐射(其与前侧辐射不同相)进入后声腔38。声音经由开口40离开前腔36，并且声音经由开口42离开后腔38。如通过引用并入本文的专利申请中更详细地描述的，由于离开开口40和42的声音不同相，因此它在远场抵消。这种偶极样行为导致可能被设备30的使用者附近的其他人听到的溢出声音减少。此外，由于开口40相对靠近耳朵，因此其声音在被来自开口42的声音抵消之前将主要到达耳朵。因此，音频设备30被启用以将声音递送到使用者并且减少能够被其他人听到的溢出声音。
如上所述，前腔36和后腔38及其相应的开口40和42各自在声学上表现出基频谐振频率。在这个频率下以及高于该频率，离开腔开口的声压将增加。如果两个腔的谐振频率相当不同，这导致从前后开口发出的SPL不平衡，从而导致声音溢出增加。图3中示出了示例性溢出数据，其中绘出了相对于佩戴者听到的声音溢出到(位于声学模块一米处的)旁观者的声音(如当将100dB SPL递送到耳朵时的dB溢出)与频率的关系。实线曲线用于当后部谐振频率等于前部谐振频率时，而虚线用于后部谐振频率比前部谐振频率低得多时，并且点划线用于后部谐振频率比前部谐振频率高得多时。当谐振频率几乎相等(即，等于约一个倍频或更小内)时，发生最佳(最低)溢出。当后部谐振频率小得多时，在该示例中，在约500Hz到6kHz的频率范围内示出存在溢出的宽带增加。当后部谐振频率高得多时，在约4kHz及以上的频率范围内示出存在溢出峰值。
需注意，前后开口可具有电阻元件诸如屏幕，正如图4的声学模块50一样。可通过电阻元件抑制谐振，该电阻元件可通过使谐振峰不太明显而有助于使前部声辐射和后部声辐射匹配，因此谐振频率的未对准导致前部声辐射与后部声辐射之间的差异较小。抑制谐振的另一种方式是将亥姆霍兹谐振器(未示出)耦接到体积。在一些示例中，谐振器可包括不同的端口和体积元件，或者可由恒定或非恒定横截面积的波导形成。谐振器可包括电阻元件，诸如电阻屏或多孔泡沫。声学模块50包括位于外壳58内的换能器52。换能器52将前侧声辐射辐射到前声腔54中，并且将后侧声辐射辐射到后声腔56中。声音经由开口60离开前腔54，并且声音经由开口64离开后腔56。开口60被电阻元件62(其可以但不必是电阻布)覆盖，并且开口64被电阻元件66覆盖。需注意，开口中的仅一个开口可以被电阻元件覆盖。电阻元件对于溢出可能是有益的，特别是如果后开口具有电阻元件，因为该元件可以帮助抑制后部谐振并且当后部谐振频率不与前部谐振频率匹配时使从后部辐射的附加声音最小化。然而，该示例中的电阻元件也可抑制换能器并降低换能器的谐振频率下的效率。除了增加电阻，屏幕62和66中的任一者可主要用于防止异物进入。
可在前侧和/或后侧上使用一个或多个开口。并行使用多个开口可以是增加谐振频率以促进前部与后部匹配的方式。而且，可以在多个开口中的一个或多个开口上使用电阻元件。在多个开口中的一个开口上使用较高电阻元件可能是有用的，以帮助抑制相应的腔谐振而不抑制换能器谐振。
图5中示出了一个示例。声学模块70包括位于外壳78内的换能器72。换能器72将前侧声辐射辐射到前声腔74中，并且将后侧声辐射辐射到后声腔76中。声音通过开口80离开前腔74，并且还可通过由电阻元件88覆盖的开口86离开。声音通过开口84离开后腔76，并且还可通过由电阻元件92覆盖的开口90离开。需注意，开口86和90中的仅一个开口可以被电阻元件覆盖。元件88和92有助于分别抑制腔74和76中的谐振。而且，前声腔和后声腔中的一者或两者可具有多于一个电阻开口。例如，可以存在两个较小的电阻开口而不是一个较大的电阻开口。例如，在周向上，主开口或喷嘴可位于零度，具有两个电阻开口，一个位于+90度，一个位于-90度。在一些示例中，屏幕(未示出)也可被放置在开口80和84中的任一者或两者上，以防止异物进入。
在前声腔和后声腔中的一者或两者中可以存在一个、两个或更多个开口。一个开口通常充当声压出口，尽管两个或更多个(通常较小的)开口可以替换单个此类开口。同样，一个开口可以是电阻的，以帮助抑制腔谐振，尽管两个或更多个(通常较小的)电阻开口可以替换单个此类开口。对于前腔，更重要的是，非电阻或低电阻开口(即，喷嘴)靠近耳道，并且电阻开口远离耳道，但(必要时)也远离喷嘴，使得在谐振时，电阻开口处于高压位置，从而能够有效地分流/抑制谐振。因此，电阻开口确实可以靠近辐射器(与图5的电阻开口88一样)，但其也可以沿着与喷嘴开口80相对的一侧上的圆周。同样，对于后腔，更重要的是，非电阻/低电阻开口远离耳道，以便不抵消耳朵处的低音，并且电阻开口远离非电阻开口，使得在谐振时，电阻开口处于高压位置，从而能够分流/抑制谐振。后部电阻开口也可定位成比后部非电阻开口更靠近耳道，以便使更短的偶极用于更好的高频溢出。因此，电阻开口90可位于辐射器附近(如图5)，但是其也可以沿着与开口84相对的一侧上的圆周。
还可以使用外壳内的连接前后腔的电阻元件来抑制前部谐振和后部谐振，有时称为压力均衡或PEQ端口。PEQ端口进一步描述于美国专利8,989,427中。图6中示出了具有PEQ端口的换能器的示例。声学模块100包括位于外壳108内的换能器102。换能器102将前侧声辐射辐射到前声腔104中，并且将后侧声辐射辐射到后声腔106中。声音通过开口110离开前腔104。声音通过开口112离开后腔106。开口114连接腔104和106并且由电阻元件116覆盖。电阻元件116可具有足够的电阻性，以防止低频率在腔104与106之间泄漏，因此保持了对耳道的低音输出，但是足够开放以抑制在前腔104和后腔106两者中的谐振。在一些示例中，开口114和电阻元件116可以是外壳108的一部分或换能器102的一部分，诸如盆架的一部分或隔膜的一部分。在一些示例中，开口114和电阻元件116可由具有附接的电阻屏的开口或由材料的穿孔部分形成。
前腔和/或后腔中的一个或多个开口可以穿过外壳中的端口或波导。端口在音频设备设计中可以是有益的，作为可小于换能器并且可将前侧声音或后侧声音引导到更优位置的元件。例如，图7示出了包括位于外壳128内的换能器122的声学模块120。换能器122将前侧声辐射辐射到前声腔124中，并且将后侧声辐射辐射到后声腔126中。声音通过开口130离开前腔124。声音经由开口132离开后腔126，该开口位于声学传输线或端口131的末端，因此比开口130距离换能器更远。第二后开口134被电阻元件136覆盖。端口或声学传输线(具有或不具有第二电阻开口)也可以或可替代地耦接到前声腔。声学模块拓扑类似于通过引用方式并入本文的专利申请中公开的可变长度偶极(VLD)。VLD的一个方面是，除了实现频率相关的偶极行为之外，通过调谐以匹配如本文所述的前部谐振频率和后部谐振频率来实现最佳溢出。在此构型中，可以通过调整前后声腔的体积和/或长度及其相应开口的面积和/或长度来实现匹配前部谐振频率和后部谐振频率，因此谐振几乎是匹配的。此外，可以调整后开口屏幕136的电阻以偏移和抑制后部谐振。例如，在电阻136较低以有效打开的极限情况下，总体后开口面积较大，从而导致较高的谐振频率，而在电阻136较高以有效闭合的极限情况下，总体后开口面积较低，从而导致较低的谐振频率。将电阻136调整为中等有效电阻可使后部谐振在这些极值之间偏移并抑制该后部谐振。在一些情况下，该电阻也必须与其对频率相关的偶极行为的影响平衡。通常，尽管不是必须的，但是前腔体积和后腔体积被制为较小以使得整个设备紧凑，这可使使用者舒适度提高。通常，尽管不是必须的，开口面积通常被制为较大以使得以尽可能高的频率发生谐振(其因此在高达谐振频率下保持低溢出)，同时保持开口在适当位置处引导声音(例如，前开口靠近耳道，并且后开口基本上离耳道更远，因此在耳朵处的声抵消较少)。
本文公开的电阻元件可用于抑制后部谐振，以便使从后开口辐射的声音最小化。此类抑制在诸如图7中所示的带端口后腔设计中可以特别有用，因为端口可降低后部谐振频率，其否则可能导致更大的前后谐振失配，并且因此导致更大的溢出声音。
作为类似于图7中的设计的使用的一个非限制性示例，开放式音频设备可被构造成将小换能器放置在外耳的耳甲艇中，其中前开口130非常靠近耳道。后端口131用于引导远离耳道的后部声音。优选地但并非必须，后开口132被构造成定位成使得其不位于外耳上。后部电阻元件(诸如元件136)可能需要位于后侧上以增加并抑制后部谐振频率以便减少溢出。
可使用探管麦克风测量前后谐振的期望匹配(例如，在所述容差内)，该探管麦克风在换能器被激发时测量每个开口处的压力，以确定前后谐振是否匹配。还可以通过直接驱动换能器并测量每伏特所得声压来进行测量。另选地，可以通过激光测量换能器锥运动，并且可以测量每锥速度的压力以确定谐振。
如上文所提及，支撑结构通常将被构造成承载在使用者的身体上。支撑结构的附加非限制性示例是图8的眼睛框架150。框架150包括桥接件152，该桥接件被构造成位于鼻部上，并且镜腿件154和158被构造成位于左耳和右耳上或附近，其中远端155和159通常抵靠头部位于耳朵附近。声学模块156和160是镜腿件的一部分，或者由镜腿件承载，并且可包括上述任何声学模块设计。它们各自承载电声换能器(未示出)，该电声换能器将声音朝向耳朵投射穿过前声腔开口(未示出，并且通常被构造成恰好位于耳朵前面)，并且还包括与前开口间隔开的后腔开口。图8中所示类型的眼镜音频设备在本领域中是已知的，诸如可从美国马萨诸塞州弗里兰姆的Bose公司获得的
Figure BDA0003620956910000091
框架音频太阳镜。
已描述了多个具体实施。然而，应当理解在不脱离本文所述发明构思的范围的情况下可进行附加修改，并且因此，其他示例在以下权利要求书的范围内。

Claims (22)

1.一种开放式音频设备，所述开放式音频设备包括：
声辐射器，所述声辐射器从所述声辐射器的前侧发射前侧声辐射并且从所述声辐射器的后侧发射后侧声辐射；
前声腔，所述前声腔接收前侧声辐射并且包括至少一个前发声开口；和
后声腔，所述后声腔接收后侧声辐射并且包括至少一个后发声开口；
其中所述前声腔和所述后声腔各自具有基频，并且其中所述基频在彼此的一个倍频内。
2.根据权利要求1所述的开放式音频设备，其中至少一个前发声开口包括电阻元件。
3.根据权利要求2所述的开放式音频设备，其中所述电阻元件包括电阻屏。
4.根据权利要求1所述的开放式音频设备，其中至少一个后发声开口包括电阻元件。
5.根据权利要求4所述的开放式音频设备，其中所述电阻元件包括电阻屏。
6.根据权利要求1所述的开放式音频设备，所述开放式音频设备进一步包括耦接到所述前声腔的亥姆霍兹谐振器。
7.根据权利要求1所述的开放式音频设备，所述开放式音频设备进一步包括耦接到所述后声腔的亥姆霍兹谐振器。
8.根据权利要求1所述的开放式音频设备，所述开放式音频设备进一步包括前端口，所述前端口声学地耦接到所述前声腔并且包括前发声开口。
9.根据权利要求1所述的开放式音频设备，所述开放式音频设备进一步包括后端口，所述后端口声学地耦接到所述后声腔并且包括后发声开口。
10.根据权利要求1所述的开放式音频设备，所述开放式音频设备进一步包括前声学传输线，所述前声学传输线声学地耦接到所述前声腔并且包括前发声开口。
11.根据权利要求1所述的开放式音频设备，所述开放式音频设备进一步包括后声学传输线，所述后声学传输线声学地耦接到所述后声腔并且包括后发声开口。
12.根据权利要求1所述的开放式音频设备，所述开放式音频设备进一步包括电阻开口，所述电阻开口声学地耦接所述前声腔和所述后声腔。
13.根据权利要求1所述的开放式音频设备，其中所述前声腔包括至少两个前发声开口，并且其中至少一个前发声开口包括电阻元件。
14.根据权利要求13所述的开放式音频设备，其中第一前发声开口被构造成比第二前发声开口更远离耳道并且远离第二前发声开口定位，并且其中所述第一前发声开口包括所述电阻元件。
15.根据权利要求1所述的开放式音频设备，其中所述后声腔包括至少两个后发声开口，并且其中至少一个后发声开口包括电阻元件。
16.根据权利要求15所述的开放式音频设备，其中第一后发声开口被构造成比第二后发声开口更靠近耳道并且远离第二后发声开口定位，并且其中所述第一后发声开口包括所述电阻元件。
17.根据权利要求1所述的开放式音频设备，所述开放式音频设备进一步包括结构，所述结构被构造成将所述声辐射器承载在穿戴者的头部上，使得所述声辐射器保持在所述使用者的耳道开口附近但不保持在所述使用者的耳道开口中。
18.根据权利要求17所述的开放式音频设备，其中第一前发声开口被构造成通常靠近所述耳道开口引导声音。
19.根据权利要求18所述的开放式音频设备，所述开放式音频设备进一步包括后端口，所述后端口声学地耦接到所述后声腔并且包括后发声开口，所述后发声开口被构造成使得其比所述第一发声开口更远离所述耳道开口。
20.根据权利要求19所述的开放式音频设备，其中所述后声腔包括第一后发声开口和第二后发声开口，其中第一后发声开口被构造成比第二后发声开口更靠近所述耳道，并且其中所述第一后发声开口包括电阻元件。
21.根据权利要求1所述的开放式音频设备，所述开放式音频设备进一步包括耳机外壳，所述耳机外壳包含所述声辐射器并且被构造成保持在使用者的耳朵上或靠近使用者的耳朵。
22.根据权利要求1所述的开放式音频设备，所述开放式音频设备进一步包括眼镜框架，所述眼镜框架包含所述声辐射器并且被构造成承载在使用者的头部上。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115209287A (zh) * 2021-04-09 2022-10-18 深圳市韶音科技有限公司 一种耳机
US20220337931A1 (en) * 2021-04-16 2022-10-20 Kingston Technology Corporation Acoustic chamber and venting systems and methods
CN113556655B (zh) * 2021-07-07 2023-01-24 歌尔股份有限公司 智能头戴设备
WO2023084574A1 (ja) * 2021-11-09 2023-05-19 日本電信電話株式会社 音響信号出力装置
WO2023188345A1 (ja) * 2022-03-31 2023-10-05 日本電信電話株式会社 音響信号出力装置
WO2023243379A1 (ja) * 2022-06-14 2023-12-21 日本電信電話株式会社 音響信号出力装置
WO2024004089A1 (ja) * 2022-06-29 2024-01-04 日本電信電話株式会社 音響信号出力装置
WO2024100815A1 (ja) * 2022-11-10 2024-05-16 日本電信電話株式会社 音響信号出力装置
WO2024100816A1 (ja) * 2022-11-10 2024-05-16 日本電信電話株式会社 音響信号出力装置
WO2024100817A1 (ja) * 2022-11-10 2024-05-16 日本電信電話株式会社 音響信号出力装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8902831A (nl) * 1989-11-16 1991-06-17 Philips Nv Luidsprekersysteem bevattende een helmholtz resonator gekoppeld met een akoestische buis.
US5682434A (en) * 1995-06-07 1997-10-28 Interval Research Corporation Wearable audio system with enhanced performance
DE19938172C2 (de) * 1999-08-16 2002-04-11 Daimler Chrysler Ag Lautsprecherbox
US7499555B1 (en) 2002-12-02 2009-03-03 Plantronics, Inc. Personal communication method and apparatus with acoustic stray field cancellation
US20060140433A1 (en) 2004-12-29 2006-06-29 Motorola, Inc. Dual sided ear cup
US9020168B2 (en) * 2011-08-30 2015-04-28 Nokia Corporation Apparatus and method for audio delivery with different sound conduction transducers
US8447058B1 (en) 2011-12-02 2013-05-21 Merry Electronics Co., Ltd. Headphone with acoustic modulator
JP6136016B2 (ja) * 2012-01-30 2017-05-31 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 イヤホン
US8989427B2 (en) * 2013-06-06 2015-03-24 Bose Corporation Earphones
US9794676B2 (en) 2016-01-12 2017-10-17 Bose Corporation Headphone
US10051357B2 (en) 2016-01-28 2018-08-14 Bose Corporation Pressure equalization in earphones
JP6727852B2 (ja) * 2016-03-01 2020-07-22 株式会社オーディオテクニカ ヘッドホン
US10397681B2 (en) * 2016-12-11 2019-08-27 Base Corporation Acoustic transducer
US10299032B2 (en) * 2017-09-11 2019-05-21 Apple Inc. Front port resonator for a speaker assembly
US10555071B2 (en) * 2018-01-31 2020-02-04 Bose Corporation Eyeglass headphones
US10390143B1 (en) * 2018-02-15 2019-08-20 Bose Corporation Electro-acoustic transducer for open audio device
KR101956884B1 (ko) * 2018-03-15 2019-03-12 부전전자 주식회사 마이크로 스피커 구조
US10609465B1 (en) * 2018-10-04 2020-03-31 Bose Corporation Acoustic device

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