CN114979876A - 耳机装置 - Google Patents

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唐泽孝行
高桥智也
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Sintai Optical Shenzhen Co Ltd
Asia Optical Co Inc
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Abstract

一种耳机装置，包括外壳、发声装置及第一遮挡装置。发声装置包括第一扬声器，该第一扬声器包括振动板，该振动板包括第一发声面与第二发声面，该第一发声面朝向该外壳的外部，该第二发声面背向该第一发声面。第一遮挡装置包括第一部、第二部、第一面与第二面，该第一面朝向该第一发声面，该第二面背向该第一面，该第一部介于第一面和第二面之间，该第一部固定于该盖板上，该第二部背向该第一部，且朝向该外壳的外部。

Description

耳机装置
技术领域
本发明有关于一种耳机装置，特别是有关于一种利用声透镜来改善声音质量的耳机装置。
背景技术
扬声器所产生音波为球面波，在室内聆听扬声器的声音时，由于扬声器与人耳之间的距离很远，在这种情况下，球面波的曲率变大，当到达人耳时，球面波接近为平面波，然而对于具有前方定位特征的耳机装置而言，由于耳机装置就在人耳附近，音波将以球面波形式到达人耳，其低音和高音之间的平衡会发生变化，进而影响到声音质量。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术中耳机装置的上述缺陷，提供一种耳机装置，藉由声透镜使音波的传播在边缘处发生延迟，因而音波在到达人耳时已较接近平面波。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是，提供一种耳机装置包括外壳、发声装置及第一遮挡装置。外壳包括壳本体及盖板，该盖板包括第一表面与第二表面，该第一表面朝向该壳本体而与该壳本体结合，形成该壳本体的内部空间，该第二表面背向该第一表面，且远离该壳本体为外部。发声装置包括第一扬声器，该第一扬声器包括振动板，该振动板包括第一发声面与第二发声面，该第一发声面朝向该外部，该第二发声面背向该第一发声面。第一遮挡装置包括第一部、第二部、第一面与第二面，该第一面朝向该第一发声面，该第二面背向该第一面，该第一部介于第一面和第二面之间，该第一部固定于该盖板上，该第二部背向该第一部，且该远离盖板朝向该外部。
其中该发声装置更包括第二扬声器及第三扬声器，该第二扬声器于该盖板上的投影面积有第一中心点，该第三扬声器于该盖板上的投影面积有第二中心点，该第一中心点与该第二中心点连接线的垂直平分面通过该第一扬声器。
本发明耳机装置可更包括第二遮挡装置，该盖板更包括一支撑件，该支撑件包括一端部，该端部连结于该盖板的第二表面，该第二遮挡装置包括第三部及第四部，该第三部固定于该支撑件的端部，该第四部背向该第三部设置而远离该端部。
其中该第二遮挡装置设置在该第一遮挡装置与该第一扬声器的振动板之间，该第一扬声器的振动板的第一发声面同时朝向该第一遮挡装置与该第二遮挡装置，且该第一发声面距离该第二遮挡装置较近，而距离该第一遮挡装置较远。
其中该第一遮挡装置的宽度与高度的比值范围为2.57～3.43，该第二遮挡装置的宽度与高度的比值范围为2.61～3.47。
其中该发声装置更包括磁回系统，该磁回系统包括磁铁，该磁铁有第三表面和第四表面，该磁铁的第三表面朝向该振动板的第二发声面，该磁铁的第四表面背向该磁铁的第三表面，该磁铁的第三表面与该第一遮挡装置的第一面形成一小于90度的夹角。
或者，本发明的耳机装置包括外壳、发声装置及第一遮挡装置。外壳包括壳本体及盖板，该盖板包括第一表面与第二表面，该第一表面朝向该壳本体而与该壳本体结合，形成该壳本体的内部空间，该第二表面背向该第一表面，且远离该壳本体为外部，在该盖板上设置第一音孔。发声装置包括第一扬声器，该第一扬声器包括振动板，该振动板包括第一发声面与第二发声面，该第一发声面朝向该第一表面，该第二发声面背向该第一发声面。第一遮挡装置设置在该第一音孔的周边，包括第一部、第二部、第一面与第二面，该第一面靠近该第一音孔，该第二面背向该第一面，该第一部介于第一面和第二面之间，该第一部固定于该盖板上，该第二部背向该第一部，且朝向该外部。
其中该发声装置更包括一磁回系统，该磁回系统包括磁铁，该磁铁有第三表面和第四表面，该磁铁的第三表面朝向该振动板的第二发声面，该磁铁的第四表面背向该磁铁的第三表面，该磁铁的第三表面与该第一遮挡装置的第一面形成一小于或等于90度的夹角。
其中该第一遮挡装置的宽度与高度的比值范围为1.33～1.78或者2.13～2.85。
其中该第一遮挡装置包括一音波遮挡板。
实施本发明的耳机装置，具有以下有益效果：藉由声透镜使音波的传播在边缘处发生延迟，因而音波在到达人耳时已较接近平面波。
附图说明
图1是依据本发明的一实施例的耳机装置的立体图。
图2是图1耳机装置的上视图。
图3是沿图2III-III切剖耳机装置的示意图。
图4是沿图2IV-IV切剖耳机装置的示意图。
图5是沿图2V-V切剖耳机装置的示意图。
具体实施方式
请参阅图1，图1是依据本发明的一实施例的耳机装置的立体图。其中，耳机装置2包括耳罩(未图示)、外壳20、发声装置以及复数个遮挡装置22、23、25、26。其中，耳罩连结于外壳20，通常为软性材质(例如海绵)，可贴附于使用者的耳朵。在本实施例中，该发声装置包括高音扬声器21、低音扬声器24(显示于图4、5中)以及交叉馈扬声器(未图示)，而这些遮挡装置22、23、25、26为声透镜而包括音波遮挡板。使用耳机装置时，高音扬声器21产生的音波将依序经过遮挡装置23以及遮挡装置22而到达用户的耳道，在另一方面，低音扬声器24产生的音波将经过遮挡装置25以及遮挡装置26而到达用户的耳道。底下详细说明各组件的配置及作用：
请同时参阅图1、2、3，图2是图1耳机装置的上视图，图3是沿图2III-III切剖耳机装置的示意图，如图所示，外壳20包括壳本体204及盖板203，其中壳本体204的剖面大致上为ㄩ字型而具有底部2045以及周边部2046，周边部2046的一侧与底部2045连结而为封闭侧，而与封闭侧相对的另一侧为开口侧，盖板203设置在该开口侧而具有第一表面2034和第二表面2033，其中第一表面2034朝向壳本体204并与壳本体204接合以形成外壳20的内部空间2048，盖板203的第二表面2033背向该第一表面2034，且远离该壳本体204为外部2049。在壳本体204的周边部2046上设置有安装孔2047，本发明耳机装置2更包括支架(未图示)，该支架在外壳20外沿着壳本体204的周边部2046延伸，而支架的末端连结于安装孔2047。
请参阅图2，低音扬声器24于盖板203上的投影面积2032有第一中心点C2，交叉馈扬声器(未图示)于盖板203上的投影面积2031有第二中心点C1，在本实施例中，该第一中心点C2与该第二中心点C1连接线L的垂直平分面P将通过高音扬声器21，且高音扬声器21的设置位置靠近安装孔2047。
高音扬声器21设置在内部空间2048中，包括振动板211以及磁回系统213，其中振动板211包括第一发声面2111与第二发声面2113，该第一发声面2111朝向壳本体204的外部2049，该第二发声面2113背向该第一发声面2111而朝向内部空间2048。磁回系统213设置在第二发声面2113那一侧，包括磁铁，该磁铁有第三表面2133和第四表面2131，该磁铁的第三表面2133朝向振动板211的第二发声面2113，该磁铁的第四表面2131背向该磁铁的第三表面2133。
遮挡装置23包括第三面231、第四面232、第三部234及第四部233，其中第三面231靠近振动板211的第一发声面2111，第四面232背向第三面231设置，第三部234介于第三面231与第四面232之间且固定于盖板203，第四部233介于第三面231与第四面232之间且相对于第三部234设置而远离盖板203。
遮挡装置22包括第一面221、第二面222、第一部224及第二部223，其中第一面221靠近遮挡装置23的第四面232，第二面222背向第一面221设置，第一部224介于第一面221与第二面222之间且固定于盖板203，第二部223介于第一面221与第二面222之间且相对于第一部224设置而远离盖板203。
盖板203更包括二平行的支撑件27(图1、3)以及容置空间2035(图3)，其中每一支撑件27皆包括端部271，端部271连结于盖板203的第二表面2033上(链接处在遮挡装置22附近)，支撑件27为长条状而跨过高音扬声器21的振动板211上方。此外，虽然在图1中显示二支撑件27同时支撑遮挡装置23，然而可以了解到，本发明不限于此，如果修改为仅设置支撑件来支撑遮挡装置23亦属于本发明的范畴。容置空间2035包括斜面2036，高音扬声器21嵌入于该容置空间2035并接触该斜面2036。
在本实施例中，遮挡装置22设置在遮挡装置23的第四面232的那一侧，且固定在盖板203的凹槽2037上。遮挡装置23设置在遮挡装置22与高音扬声器21的振动板211之间，其中高音扬声器21的振动板211之第一发声面2111同时朝向遮挡装置22与遮挡装置23，值得注意的是，第一发声面2111距离遮挡装置23较近，而距离遮挡装置22较远。
请同时参阅图2以及图3，遮挡装置22的宽度为W1，高度为H1，遮挡装置23的宽度为W2，高度为H2，底下显示遮挡装置22、23的尺寸、比例及上下限：
表1
遮挡装置22 宽度W1 高度H1 宽度/高度(W1/H1)
本实施例的尺寸(mm)及其比值 20 7 2.86
本实施例的尺寸(mm)及其比值 24 8.4 3.43
本实施例的尺寸(mm)及其比值 18 6.3 2.57
表2
遮挡装置23 宽度W2 高度H2 宽度/高度(W2/H2)
本实施例的尺寸(mm)及其比值 11 3.8 2.89
本实施例的尺寸(mm)及其比值 13.2 4.56 3.47
本实施例的尺寸(mm)及其比值 9.9 3.42 2.61
由以上表1及表2可知，遮挡装置22的宽度与高度的比值W1/H1之范围为2.57～3.43，遮挡装置23的宽度与高度的比值W2/H2之范围为2.61～3.47。
请参阅图3，在本实施例中，高音扬声器21的磁铁的第三表面2133与遮挡装置22的第一面221之间夹角θ1小于90度。
耳机内的高音扬声器位于耳朵附近，因此它会以球形波到达耳朵，此时耳朵的频率平衡会因耳朵位置的变化而改变，在高音扬声器的中央部高音域较强，高音扬声器之边缘部低音域较强，因此当高音扬声器的边缘部的区域音波较早到达耳朵时，低频和高频之间的平衡会发生变化，且声音质量也会发生变化，因此本发明在高音扬声器21的前方设置遮挡装置23以及遮挡装置22，音波经由遮挡装置23以及遮挡装置22的遮挡而产生反射及/或绕射，其中心部分将发生传播延迟，而在到达耳道时已接近于平面波，且调整相位。特别是，不同人的耳朵位置略有差异，因为本发明能使到达耳道的音波更接近于平面波，所以能确保到达耳道的音波频率特性变化的一致性，进而能产生稳定的前方定位效果，提供优异的声音质量。
请再参阅图1，在外壳20的盖板203上设置有复数个音孔，例如第一音孔201以及第二音孔202，遮挡装置25设置在第一音孔201的周边，遮挡装置26设置在第二音孔202的周边。耳机装置在使用时，设置在外壳20内的低音单体24(显示于图4、5中)将产生音波，音波通过第一音孔201以及第二音孔202而传出外壳20，然后分别经遮挡装置25以及遮挡装置26的遮挡而产生反射及/或绕射并调整相位，使到达使用者的耳道时接近于平面波。
请参阅图4，图4是沿图2IV-IV切剖耳机装置的示意图。如图所示，低音扬声器24包括振动板241以及磁回系统243，其中振动板241包括第一发声面2411与第二发声面2413，该第一发声面2411朝向盖板203，该第二发声面2413背向该第一发声面2411。磁回系统243设置在第二发声面2413那一侧，包括磁铁，该磁铁有第三表面2433和第四表面2431，该磁铁的第三表面2433朝向振动板241的第二发声面2413，该磁铁的第四表面2431背向该磁铁的第三表面2433。
遮挡装置25包括第一面251、第二面252、第一部254及第二部253，其中第一面251靠近第一音孔201，第二面252背向第一面251设置，第一部254介于第一面251与第二面252之间且固定于盖板203，第二部253介于第一面251与第二面252之间且相对于第一部254设置而远离盖板203。在本实施例中，该磁铁的第三表面2433与遮挡装置25的第一面251之间夹角θ2小于或等于90度。
请同时参阅图2以及图4，遮挡装置25的宽度为W3，高度为H3，底下显示遮挡装置25的尺寸、比例及上下限：
表3
遮挡装置25 宽度W3 高度H3 宽度/高度(W3/H3)
本实施例的尺寸(mm)及其比值 7.4 5 1.48
本实施例的尺寸(mm)及其比值 8.88 6 1.78
本实施例的尺寸(mm)及其比值 6.66 4.5 1.33
由以上表3可知，遮挡装置25的宽度与高度的比值W3/H3的范围为1.33～1.78。
请参阅图5，图5是沿图2V-V切剖耳机装置的示意图。如图所示，遮挡装置26包括第一面261、第二面262、第一部264及第二部263，其中第一面261靠近第二音孔202，第二面262背向第一面261设置，第一部264介于第一面261与第二面262之间且固定于盖板203，第二部263介于第一面261与第二面262之间且相对于第一部264设置而远离盖板203。在本实施例中，该磁铁的第三表面2433与遮挡装置26的第一面261之间夹角θ3小于或等于90度。
请同时参阅图2以及图5，遮挡装置26的宽度为W4，高度为H4，底下显示遮挡装置26的尺寸、比例及上下限：
表4
遮挡装置26 宽度W4 高度H4 宽度/高度(W4/H4)
本实施例的尺寸(mm)及其比值 8.3 3.5 2.37
本实施例的尺寸(mm)及其比值 9.96 4.2 2.85
本实施例的尺寸(mm)及其比值 7.47 3.15 2.13
由以上表4可知，遮挡装置26的宽度与高度的比值W4/H4的范围为2.13～2.85。
由于第一音孔201以及第二音孔202相对于耳道有距离差，音波在通过第一音孔201(距离耳道较近)和第二音孔202(距离耳道较远)后到达耳道时频率的平衡会发生变化，因此本发明在第一音孔201及第二音孔202前方设置遮挡装置25及遮挡装置26，用于进行相位调整，以抑制低音扬声器24产生音波的相位差。
虽然本发明已以实施方式揭露如上，但其并非用以限定本发明，本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种耳机装置，其特征在于，包括：
外壳，包括壳本体及盖板，该盖板包括第一表面与第二表面，该第一表面朝向该壳本体而与该壳本体结合，形成该壳本体的内部空间，该第二表面背向该第一表面，且远离该壳本体为外部；
发声装置，包括第一扬声器，该第一扬声器包括振动板，该振动板包括第一发声面与第二发声面，该第一发声面朝向该外部，该第二发声面背向该第一发声面；
第一遮挡装置，包括第一部、第二部、第一面与第二面，该第一面朝向该第一发声面，该第二面背向该第一面，该第一部介于第一面和第二面之间，该第一部固定于该盖板上，该第二部背向该第一部，且远离该盖板。
2.如权利要求1所述的耳机装置，其特征在于，该发声装置更包括第二扬声器及第三扬声器，该第二扬声器于该盖板上的投影面积有第一中心点，该第三扬声器于该盖板上的投影面积有第二中心点，该第一中心点与该第二中心点连接线的垂直平分面通过该第一扬声器。
3.如权利要求1所述的耳机装置，其特征在于，更包括第二遮挡装置，该盖板更包括一支撑件，该支撑件包括一端部，该端部连结于该盖板的第二表面，该第二遮挡装置包括第三部及第四部，该第三部固定于该支撑件的端部，该第四部背向该第三部设置而远离该端部。
4.如权利要求3所述的耳机装置，其特征在于，该第二遮挡装置设置在该第一遮挡装置与该第一扬声器的振动板之间，该第一扬声器的振动板之第一发声面同时朝向该第一遮挡装置与该第二遮挡装置，且该第一发声面距离该第二遮挡装置较近，而距离该第一遮挡装置较远。
5.如权利要求3所述的耳机装置，其特征在于，该第一遮挡装置的宽度与高度的比值范围为2.57～3.43，该第二遮挡装置的宽度与高度的比值范围为2.61～3.47。
6.如权利要求1所述的耳机装置，其特征在于，该发声装置更包括一磁回系统，该磁回系统包括磁铁，该磁铁有第三表面和第四表面，该磁铁的第三表面朝向该振动板的第二发声面，该磁铁的第四表面背向该磁铁的第三表面，该磁铁的第三表面与该第一遮挡装置的第一面形成一小于90度的夹角。
7.一种耳机装置，其特征在于，包括：
外壳，包括壳本体及盖板，该盖板包括第一表面与第二表面，该第一表面朝向该壳本体而与该壳本体结合，形成该壳本体的内部空间，该第二表面背向该第一表面，且远离该壳本体为外部，在该盖板上设置第一音孔；
发声装置，包括第一扬声器，该第一扬声器包括振动板，该振动板包括第一发声面与第二发声面，该第一发声面朝向该第一表面，该第二发声面背向该第一发声面；
第一遮挡装置，设置在该第一音孔的周边，包括第一部、第二部、第一面与第二面，该第一面靠近该第一音孔，该第二面背向该第一面，该第一部介于第一面和第二面之间，该第一部固定于该盖板上，该第二部背向该第一部，且远离该盖板。
8.如权利要求7所述的耳机装置，其特征在于，该发声装置更包括一磁回系统，该磁回系统包括磁铁，该磁铁有第三表面和第四表面，该磁铁的第三表面朝向该振动板的第二发声面，该磁铁的第四表面背向该磁铁的第三表面，该磁铁的第三表面与该第一遮挡装置的第一面形成一小于或等于90度的夹角。
9.如权利要求7所述的耳机装置，其特征在于，该第一遮挡装置的宽度与高度的比值范围为1.33～1.78或者2.13～2.85。
10.如权利要求1或7所述的耳机装置，其特征在于，该第一遮挡装置包括音波遮挡板。
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