CN114827820B - 骨导送话器及头戴式蓝牙耳机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种骨导送话器及头戴式蓝牙耳机，所述骨导送话器包括外壳、面盖、骨传导组件；所述面盖具有朝向耳前面颊部且与耳前面颊部间隙设置的第一面和与所述第一面相对应的第二面，所述骨传导组件包括气囊和密封于气囊开口处的骨导板；其中，所述气囊与所述骨导板围成的密闭空腔内充有惰性气体，所述气囊远离所述气囊开口的一端穿过所述面盖上的通孔，且凸出所述第一面直至抵紧耳前面颊部，以使所述气囊感知耳前面颊部振动，且所述面盖用于阻隔外界噪音声波对所述气囊的振动。本申请通过对骨导送话器结构优化设计，最大限度提升头戴式耳机的物理隔声性能，提高头戴式耳机的信噪比，以使在高嘈杂环境下能将语音信号清晰的传输给受话方。

Description

骨导送话器及头戴式蓝牙耳机

技术领域

本发明属于通讯设备的技术领域，具体地涉及一种骨导送话器及采用该骨导送话器的头戴式蓝牙耳机。

背景技术

骨传导技术分为骨传导送话、骨传导受话两种。骨传导受话的工作模式为将语音电信号转化为机械振动，进行语音传输；骨传导送话的工作模式为将振动信号转化为电信号，进行语音传输。骨传导送话技术广泛应用于骨导送话器中，通过人说话时声带振动产生声波，声波不仅通过空气传播，也会通过骨头、肌肉传递到喉头、牙齿、耳前面颊部、额头、头顶和后枕骨等部位，尤其以喉部最为明显，手放在喉部，即可感受到这种话音振动，但是喉部佩戴耳机，做吞咽动作时舒适体验感很差。

目前，骨导送话器主要是利用惯性原理来实现机电换能。当骨导送话器固定于人体的某一部位，说话时产生的机械振动通过骨头、肌肉会传递至这一部位，从而引起骨导送话器的整体作相应振动。由于骨导送话器内部各部件的质量不同，骨导送话器的整体振动会引起内部的惯性部件产生相对运动，达到机电换能的目的。然而，现有骨导送话器存在机械振动转换效率低，以及对拾取空气传导来的噪声震动同样敏感的问题，导致骨导送话器普遍存在语音信号灵敏度低、话音质量与接触部位及佩戴方式相关性强的缺陷。

因此，如何增强骨传导送话的信噪比，从源头上控制噪声信号，保护主要方向目标语音信号强度，显得有为重要，也是目前行业研究探索的重点方向。

发明内容

为了解决上述至少一个技术问题，本发明提供了一种骨导送话器及头戴式蓝牙耳机，通过对骨导送话器结构优化设计，最大限度提升头戴式耳机的物理隔声性能，提高头戴式耳机的信噪比，从源头上控制噪声信号，保护主要方向目标语音信号强度，以使在高嘈杂环境下能将语音信号清晰的传输给受话方。

一方面，该发明提供一种骨导送话器，应用于头戴式耳机；所述骨导送话器包括外壳；

面盖，设于所述外壳上，具有朝向耳前面颊部且与耳前面颊部间隙设置的第一面和与所述第一面相对应的第二面；

骨传导组件，设于所述外壳内，其包括气囊和密封于气囊开口处的骨导板，所述气囊装配在所述面盖上；

其中，所述第一面贴近耳前面颊部留有间隙，且该间隙以使用者说话时耳前面颊部振动不会触碰到所述气囊为准；所述气囊与所述骨导板围成的密闭空腔内充有惰性气体，所述气囊远离所述气囊开口的一端穿过所述面盖上的通孔，且凸出所述第一面直至抵紧耳前面颊部，所述通孔自所述第一面朝向所述第二面方向呈扩张态，使得所述气囊突出所述第一面的部分呈一锥形状态，以使所述气囊感知耳前面颊部振动，且所述面盖用于阻隔外界噪音声波对所述气囊的振动。

相比现有技术，本发明的有益效果是：通过在骨导送话器外壳上设置面盖，及将面盖贴近耳前面颊部设置，将骨导板密封设置在气囊的开口处，两者形成的封闭空间内充满惰性气体，且将气囊穿过面盖抵紧耳前面颊部，通过该结构优化，由于气囊内充满惰性气体，其受外界环境（热胀冷缩等）影响甚微，可以真实感受使用者说话时耳前面颊部所带来的振动，即增强了使用者说话时的信号强度；并且因面盖贴近耳前面颊部，即存在相应的小间隙，使得外界环境的声波被阻隔，大幅减低外界声波对气囊的影响，即降低了外界的噪音强度，意味着提高了骨导送话器的信噪比，最大限度提升该骨导送话器的物理隔声性能。

较佳地，所述第二面沿着背离所述第一面的方向上凸起设有限位环，所述气囊开口处设有与所述限位环仿形设置的台阶环，所述台阶环与所述限位环配合，以使所述气囊装配在所述面盖上。

较佳地，所述外壳内设有主控板，且所述外壳上嵌装有电源开关、接口及按键，所述按键设于外壳背离耳前面颊部的一侧；所述电源开关、所述接口及所述按键分别与所述主控板电性连接。

另一方面，本发明还提供了一种头戴式蓝牙耳机，包括头戴件、两耳机，还包括上述的所述骨导送话器和与所述骨导送话器仿形设置的仿形壳体，所述骨导送话器与所述仿形壳体对称设置于所述头戴件的末端，两所述耳机经导线分别连接在所述骨导送话器及所述仿形壳体上。

相比现有技术，本发明的有益效果为：通过采用上述骨导送话器，由于气囊内充满惰性气体，其受外界环境（热胀冷缩等）影响甚微，可以真实感受使用者说话时耳前面颊部所带来的振动，即增强了使用者说话时的信号强度；并且因面盖贴近耳前面颊部，即存在相应的小间隙，使得外界环境的声波被阻隔，大幅减低外界声波对气囊的影响，即降低了外界的噪音强度，意味着提高了头戴式蓝牙耳机的信噪比，最大限度提升该头戴式蓝牙耳机的物理隔声性能，以实现在高嘈杂环境下能将语音信号清晰的传输给受话方。

较佳地，所述头戴件包括头围组件，所述头围组件包括与头部曲线仿形的头带和分别位于所述头带两末端的魔术贴；所述头带通过两所述魔术贴分别与所述骨导送话器与所述仿形壳体可调节安装。

较佳地，所述头戴件还包括头环组件，所述头环组件包括后弓式头环、包裹所述后弓式头环的硅胶套和分别位于所述后弓式头环两端且与其可调节的拉伸结构；两所述拉伸结构分别隐藏于所述外壳及所述仿形壳体的内腔。

较佳地，两所述耳机均包括与耳廓仿形设置的耳壳和套设于所述耳壳出音管道上的耳塞；所述耳塞包括采用亲肤材料制成的外层结构和采用记忆海绵材料制成的填充结构。

较佳地，所述导线包括由内至外依次设置的线芯、由编织铜网材料制成的屏蔽层及由阻燃TPU材料制成的绝缘层。

较佳地，所述线芯中设有防弹丝。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的头戴式蓝牙耳机的立体图；

图2为本发明实施例1提供的骨导送话器的立体图；

图3为本发明实施例1提供的骨导送话器另一视角图；

图4为本发明实施例1提供的骨导送话器部分分解图；

图5为本发明实施例1提供的面盖与骨传导组件分离状态图；

图6为图1标识A的局部放大示意图；

图7为本发明实施例1提供的骨导送话器的降噪深度仿真曲线图；

图8为本发明实施例1提供的导线截面图；

图9为本发明实施例2提供的头戴式蓝牙耳机的立体图。

附图标记说明：

10-头戴件、11-头围组件、111-头带、112-魔术贴、12-头环组件、121-后弓式头环、122-硅胶套；

20-耳机、21-耳壳、22-耳塞；

30-骨导送话器、31-外壳、311-面盖、3111-通孔、3112-限位环、32-骨传导组件、321-气囊、3211-台阶环、322-骨导板、33-电源开关、34-接口、35-按键；

40-仿形壳体；

50-导线、51-线芯、511-防弹丝、52-屏蔽层、53-绝缘层。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明的实施例，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种头戴式蓝牙耳机，包括头戴件10、两耳机20、骨导送话器30和与所述骨导送话器30仿形设置的仿形壳体40。其中，所述骨导送话器30与所述仿形壳体40对称设置于所述头戴件10的末端。具体实施时，所述骨导送话器30及所述仿形壳体40贴近耳前面颊部处，对称设置的目的在于提高使用者佩戴该头戴式蓝牙耳机的舒适感。并且，两所述耳机20经导线50分别连接在所述骨导送话器30及所述仿形壳体40上。

如图2所示，所述骨导送话器30包括外壳31、设于所述外壳31内的主控板（未画出）和嵌装于所述外壳31上的电源开关33、接口34及按键35，所述按键35设于所述外壳31背离耳前面颊部的一侧；所述电源开关33、所述接口34及所述按键35分别与所述主控板电性连接。

如图3、图4和图5所示，所述外壳31具有一开口，该开口通过一面盖311盖合，且所述外壳31内置有骨传导组件32。其中，所述面盖311具有朝向耳前面颊部且与耳前面颊部间隙设置的第一面和与所述第一面相对应的第二面。具体地，所述面盖311位于所述骨导送话器30的内侧，即所述第一面朝向耳前面颊部设置，所述第二面远离所述耳前面颊部设置。

进一步地，所述骨传导组件32包括气囊321和密封于气囊开口处的骨导板322。其中，所述气囊321与所述骨导板322围成的密闭空腔内充有惰性气体。本实施例中，惰性气体采用氦气。当然，其它实施例也可采用氖气、氩气、氪气或氙气。

进一步地，所述气囊321远离所述气囊开口的一端穿过所述面盖311上的通孔3111，且凸出所述第一面直至抵紧耳前面颊部，以使所述气囊321感知耳前面颊部振动；且所述面盖311与耳前面颊部之间留有一定的间隙，该间隙以使用者说话时耳前面颊部振动不会触碰到所述气囊321为准；具体实施时，所述气囊321抵紧耳前面颊部，因耳前面颊部部位相对平坦，适合采集振动信号，通过与人体耳前面颊部部位接触，拾取人说话时该部位的相应振动，将机械振动转换为电信号。本实施例中，一则通过将所述骨导板322密封设置在所述气囊321的开口处，两者形成的封闭空间内充满惰性气体，且将所述气囊321穿过所述面盖311抵紧耳前面颊部，由于气囊内充满惰性气体，其受外界环境（热胀冷缩等）影响甚微，可以真实感受使用者说话时耳前面颊部所带来的振动，即增强了使用者说话时的信号强度；二则因面盖311贴近耳前面颊部，即存在相应的小间隙，使得外界环境的声波被阻隔，大幅减低外界声波对气囊的影响，即降低了外界的噪音强度；即通过针对骨导送话器上所述面盖311及所述气囊321的设计以及两者与耳前面颊部之间位置的设置，可以有效提高该头戴式蓝牙耳机的信噪比，最大限度提升该头戴式蓝牙耳机的物理隔声性能，以实现在高嘈杂环境下能将语音信号清晰的传输给受话方。

如图5所示，所述第二面沿着背离所述第一面的方向上凸起设有限位环3112，所述气囊开口处设有与所述限位环3112仿形设置的台阶环3211，所述台阶环3211与所述限位环3112配合，以使所述气囊321装配在所述面盖311上。优选地，所述通孔3111自所述第一面朝向所述第二面方向呈扩张态，其目的在于使得所述气囊321突出所述第一面的部分呈一锥形状态，意味着与耳前面颊部接触的部分气囊呈近乎点接触，从而达到提高所述气囊感知耳前面颊部振动的敏感度，以间接提高使用者说话时的信号强度。

如图1所示，所述头戴件10包括头围组件11，所述头围组件11包括与头部曲线仿形的头带111和分别位于所述头带111两末端的魔术贴112；所述头带111通过两所述魔术贴112分别与所述骨导送话器30与所述仿形壳体40可调节安装，以使可方便调节佩戴高度，使得该头戴式蓝牙耳机适配不同脸型的佩戴者。本实施例中，所述头带111采用弹簧钢片制成，以使增强所述头带的韧性和强度，及提高抗弯折性能及使用寿命。需要说明的是，所述头围组件11遵循轻量化、小型化设计，整体结构最大厚度控制在20mm以内，便于兼容适配头盔、头套及防毒面具等佩戴方式。

如图6所示，两所述耳机20均包括与耳廓仿形设置的耳壳21和套设于所述耳壳21出音管道上的耳塞22；所述耳塞22包括采用亲肤材料制成的外层结构和采用记忆海绵材料制成的填充结构。本实施例中，所述耳壳21选用阻燃ABS塑压而成，既保证所述耳壳的机构强度和韧性，又保证其隔声性能，并兼顾防水、阻燃要求。并且通过对材料的隔声性能及佩戴的舒适性进行对比，选用耐汗渍，优质仿皮亲肤材料作为外被材料，选用记忆海绵作为填充材料，满足产品的环境适应性需求又能满足产品的被动隔声效果。具体设计中，为了防止入耳式耳机脱落，采用独特的人体工学设计，根据耳廓形状进行3D仿形设计，增加耳塞的附着力，有效解决运动过程中的脱落问题。需要说明的是，根据所述耳机的耳壳外形及耳塞材料特性分析声音传播路径，建立声学模型，该模型主要描述声波经过记忆绵耳塞和711仿真人工耳后的传播情况，利用记忆绵耳塞，硅胶中心柱、出声管以及711仿真人工耳的3D几何建模有限元分析。仿真分析给出了20Hz～8000Hz内的传输损耗，如图7所示的降噪深度仿真曲线图；仿真20Hz～8000Hz的衰退灵敏度，在整个频率范围内，降噪的好坏与材料的流阻率有比较大的关系，流阻率越大，降噪性能越好，且在各频段比重有些变化，此项与材料物理特性有很大关系。本实施例使用材料仿真显示2000Hz～6000Hz之间的降噪效果高于低频降噪效果，根据降噪需求选择合适的记忆绵耳塞，最终确定选用流阻率为2×10⁶ pa. s/m²的材料作为隔声耳塞可以满足42dB的降噪量。

如图8所示，所述导线50包括由内至外依次设置的线芯51、由编织铜网材料制成的屏蔽层52及由阻燃TPU材料制成的绝缘层53。本实施例中，所述绝缘层53采用阻燃TPU材料作为绝缘外被，目的在于提高安全性能及耐环境适应性，防止导线引燃而灼伤、烧伤；所述屏蔽层52采用编织铜网材料制成的目的在于提高恶劣电磁环境下的抗干扰能力，避免或减弱电磁干扰。优选地，所述线芯51中设有100D的防弹丝511，其目的在于提高所述导线50的抗拉、抗弯折能力。

基于上述结构的头戴式蓝牙耳机，针对所述骨导送话器的性能测试及可懂度摸底测试，测试的结果显示：性能满足送话失真度≤5%、送话频响200Hz～4000Hz、送话可懂度≥85%（≤130dB环境噪声）。

实施例2

如图9所示，本实施例与实施例1的不同之处在于：所述头戴件10还包括头环组件12，所述头环组件12包括后弓式头环121、包裹所述后弓式头环121的硅胶套122和分别位于所述后弓式头环121两端且与其可调节的拉伸结构（未画出）；两所述拉伸结构分别隐藏于所述外壳31及所述仿形壳体40的内腔。本实施例中，通过增加所述头环组件12，所述后弓式头环121分别与所述外壳31和所述仿形壳体40提供15mm的调节范围，可实现所述后弓式头环121尺寸的大小范围调节，以适配不同头围、不同脸型佩戴者，并强化佩戴的牢固性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种骨导送话器，应用于头戴式耳机，其特征在于，包括：

外壳；

面盖，设于所述外壳上，具有朝向耳前面颊部且与耳前面颊部间隙设置的第一面和与所述第一面相对应的第二面；

骨传导组件，设于所述外壳内，其包括气囊和密封于气囊开口处的骨导板，所述气囊装配在所述面盖上；

其中，所述第一面贴近耳前面颊部留有间隙，且该间隙以使用者说话时耳前面颊部振动不会触碰到所述气囊为准；所述气囊与所述骨导板围成的密闭空腔内充有惰性气体，所述气囊远离所述气囊开口的一端穿过所述面盖上的通孔，且凸出所述第一面直至抵紧耳前面颊部，所述通孔自所述第一面朝向所述第二面方向呈扩张态，使得所述气囊突出所述第一面的部分呈一锥形状态，以使所述气囊感知耳前面颊部振动，且所述面盖用于阻隔外界噪音声波对所述气囊的振动。

2.根据权利要求1所述的骨导送话器，其特征在于，所述第二面沿着背离所述第一面的方向上凸起设有限位环，所述气囊开口处设有与所述限位环仿形设置的台阶环，所述台阶环与所述限位环配合，以使所述气囊装配在所述面盖上。

3.根据权利要求1～2任一项所述的骨导送话器，其特征在于，所述外壳内设有主控板，且所述外壳上嵌装有电源开关、接口及按键，所述按键设于外壳背离耳前面颊部的一侧；所述电源开关、所述接口及所述按键分别与所述主控板电性连接。

4.一种头戴式蓝牙耳机，包括头戴件、两耳机，其特征在于，还包括如权利要求3所述的骨导送话器和与所述骨导送话器仿形设置的仿形壳体，所述骨导送话器与所述仿形壳体对称设置于所述头戴件的末端，两所述耳机经导线分别连接在所述骨导送话器及所述仿形壳体上。

5.根据权利要求4所述的头戴式蓝牙耳机，其特征在于，所述头戴件包括头围组件，所述头围组件包括与头部曲线仿形的头带和分别位于所述头带两末端的魔术贴；所述头带通过两所述魔术贴分别与所述骨导送话器与所述仿形壳体可调节安装。

6.根据权利要求4所述的头戴式蓝牙耳机，其特征在于，所述头戴件还包括头环组件，所述头环组件包括后弓式头环、包裹所述后弓式头环的硅胶套和分别位于所述后弓式头环两端且与其可调节的拉伸结构；两所述拉伸结构分别隐藏于所述外壳及所述仿形壳体的内腔。

7.根据权利要求4所述的头戴式蓝牙耳机，其特征在于，两所述耳机均包括与耳廓仿形设置的耳壳和套设于所述耳壳出音管道上的耳塞；所述耳塞包括采用亲肤材料制成的外层结构和采用记忆海绵材料制成的填充结构。

8.根据权利要求4～7任一项所述的头戴式蓝牙耳机，其特征在于，所述导线包括由内至外依次设置的线芯、由编织铜网材料制成的屏蔽层及由阻燃TPU材料制成的绝缘层。

9.根据权利要求8所述的头戴式蓝牙耳机，其特征在于，所述线芯中设有防弹丝。

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