CN116055941A - 音频输出模块和开放式耳机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种音频输出模块及开放式耳机，音频输出模块包括：中心发声孔；多个侧发声孔，与中心发声孔位于同一平面上且绕中心发声孔周向间隔布设，每一侧发声孔和与中心发声孔均朝同一方向定向输出声音；其中，每一侧发声孔输出的声音均与中心发声孔输出的声音具有相位差。上述音频输出模块，通过中心发声孔输出的声音和从侧发声孔输出的声音产生相消干涉，使得中心发声孔输出至用户耳道内的声音的音量得到了增强，用户无需更大的音量便可以得到很好的听感，同时中心发声孔发出的远场音量则通过相消干涉得到了降低，在保证用户得到良好的听感的同时，大大降低了音频输出模块漏音的音量，保证了用户的私密性，提高了用户的使用体验。

Description

音频输出模块和开放式耳机

技术领域

本发明涉及耳机技术领域，特别是涉及一种音频输出模块和开放式耳机。

背景技术

开放式耳机是一种在特定范围内实现声传导的便携式音频输出设备。与传统的入耳式、耳罩式耳机相比，开放式耳机具有不堵塞、不覆盖耳道的特点，可以让用户在聆听音乐的同时，获取外界环境中的声音信息，提高安全性与舒适感。

但开放式耳机由于采用开放式的结构，会导致开放式耳机的漏音较传统耳机更为严重，用户需要通过更大的音量才能获得较好的听感，但加大音量的同时也会导致开放式耳机漏出的声音更大，不仅会影响到用户周围的人员，还会泄露用户的隐私。

发明内容

基于此，有必要针对开放式耳机漏音的问题，提供一种改善上述缺陷的一种音频输出模块和开放式耳机。

一种音频输出模块，包括：

中心发声孔；

多个侧发声孔，与所述中心发声孔位于同一平面上且绕所述中心发声孔周向间隔布设，每一所述侧发声孔和与所述中心发声孔均朝同一方向定向输出声音；

其中，每一所述侧发声孔输出的声音均与所述中心发声孔输出的声音具有相位差。

在其中一个实施例中，所述中心发声孔用于输出在第一频率范围内的声音，每一所述侧发声孔用于输出在第二频率范围内的声音，所述第一频率范围包括高于所述第二频率范围内的频率。

在其中一个实施例中，所述侧发声孔包括两个，两个侧发声孔分别位于所述中心发声孔相对的两侧，两个所述侧发声孔输出的声音相位相反。

在其中一个实施例中，所述音频输出模块包括壳体和扬声器，所述扬声器安装于所述壳体内，并包括第一发声部和多个第二发声部，全部所述第二发声部与全部所述侧发声孔一一对应；

所述第一发声部用于输出声音至所述中心发声孔，每个所述第二发声部用于输出声音至对应的所述侧发声孔；

其中，所述第一发声部到所述中心发声孔的声程小于每个所述第二发声部到对应的所述侧发声孔的声程。

在其中一个实施例中，所述壳体的内部形成有中心导音管和多个侧导音管，所述第一发声部输出的声音经过所述中心导音管后输出至所述中心发声孔，每个所述第二发声部输出的声音经过其中一个所述侧导音管后输出至对应的所述侧发声孔，其中，每个所述侧导音管的长度均大于所述中心导音管的长度。

在其中一个实施例中，所述扬声器包括本体，所述第一发声部和所述第二发声部均安装于所述本体上；

所述本体和所述壳体界定形成一个中心声腔和多个悬边声腔，所述第一发声部位于所述中心声腔内，每个所述第二发声部位于其中一个所述悬边声腔内，所述中心声腔与所述中心导音管相连通，每个所述悬边声腔与其中一个所述侧导音管相连通。

在其中一个实施例中，所述第一发声部为安装在所述本体上的振膜球顶，所述第二发声部为安装在所述本体上的振膜悬边。

在其中一个实施例中，所述壳体和所述本体背离所述第一发声部和第二发声部的一侧界定形成背腔。

在其中一个实施例中，所述壳体背离所述中心发声孔和所述侧发声孔的侧面上开设有背音孔，所述壳体的内部形成有背导音管，所述背导音管的一端与所述背腔相连通，另一端与所述背音孔相连通。

一种开放式耳机，包括如上任一项所述的音频输出模块。

上述音频输出模块，通过中心发声孔输出的声音和从侧发声孔输出的声音产生相消干涉，使得中心发声孔输出至用户耳道内的声音的音量得到了增强，用户无需更大的音量便可以得到很好的听感，同时中心发声孔发出的远场音量则通过相消干涉得到了降低，两者结合，在保证用户得到良好的听感的同时，大大降低了音频输出模块漏音的音量，保证了用户的私密性，提高了用户的使用体验。

附图说明

图1为本发明一实施例中音频输出模块的原理示意图；

图2为本发明一实施例中音频输出模块的分解示意图；

图3为图2实施例中音频输出模块的俯视图；

图4为图3中A-A处的剖面示意图；

图5为图3中B-B处的剖面示意图；

图6为图1实施例中音频输出模块的扬声器的结构示意图。

中心发声孔10；侧发声孔11；阻尼网12；

壳体20；中心导音管21；侧导音管22；中心声腔23；悬边声腔24；背腔25；背音孔26；背导音管27；

扬声器30；第一发声部31；第二发声部32；本体33。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，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，除非另有明确的限定。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中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1和图2，本发明一实施例提供了的音频输出模块，包括中心发声孔10和多个侧发声孔11，多个侧发声孔11与中心发声孔10位于同一平面上，且全部侧发声孔11绕中心发声孔10周向间隔布设。其中，中心发声孔10和全部侧发声孔11均用于朝向同一方向定向输出声音，以使得音频输出模块能够朝向一预设方向定向输出声音，当用户将音频输出模块佩戴在耳朵附近时，预设方向朝向耳朵的耳道，音频输出模块的声音能够直接输出至用户的耳道内。

其中，每一侧发声孔11输出的声音均与中心发声孔10输出的声音具有相位差，如此从中心发声孔10输出的声音和从侧发声孔11输出的声音产生相消干涉。具体地，中心发声孔10和全部侧发声孔11朝向预设方向输出的声音，也称近场声音，会因为相消干涉而相互结合，使得音频输出模块朝向预设方向输出的声音的音量得到增强，也就使得音频输出模块输出至用户耳道内的声音的音量得到了增强。而中心发声孔10和全部侧发声孔11朝向预设方向之外输出的声音，也称远场声音，则会因为相消干涉而相互抵消，使得音频输出模块朝向预设方向输出的声音的音量得到降低，即音频输出模块漏出的声音的音量得到了降低。

而相较于采用一个侧发声孔11对中心发声孔10的声音进行相消干涉，采用多个侧发声孔11设置在中心发声孔10的周向，可以使得中心发声孔10发出的近场声音可以同时被多股声音增强，同时中心发声孔10朝不同方向发出的远场声音均能够被位于不同位置的侧发声孔11发出的声音进行抵消，大大减少了音频输出模块漏音的音量。

上述音频输出模块，通过中心发声孔10输出的声音和从多个侧发声孔11输出的声音产生相消干涉，使得中心发声孔10输出至用户耳道内的声音的音量得到了增强，用户无需更大的音量便可以得到很好的听感，同时中心发声孔10发出的远场音量则通过相消干涉得到了降低，两者结合，在保证用户得到良好的听感的同时，大大降低了音频输出模块漏音的音量，保证了用户的私密性，提高了用户的使用体验。

本发明的实施例中，中心发声孔10用于朝向预设方向定向输出第一频率的声音，每个侧发声孔11则用于朝向与中心发声孔10相同的预设方向定向输出第二频率的声音，以使得音频输出模块传递给人耳的声音的频率范围更加宽泛，从而提高用户的听感。

而在实际的使用过程中，处于高频段的声音更加容易衰减，尤其是处于人类的听觉敏感区域2KHz-4KHz的声音，为此第一频率范围包括高于第二频率范围的频率，例如第一频率范围为1000Hz-10000Hz，第二频率范围为100Hz-1000Hz。如此，中心发声孔10输出的高频声音会直接进入到用户的耳道，避免了高频声音的衰减，提高了用户在高频段声音的听感。同时，通过多个侧发声孔11共同输出低频声音，从而可以提高用户在低频段声音的听感，两者共同作用，可以为用户提供更加舒适的聆听体验。

需要说明的是，第一频率范围包括高于第二频率范围内的频率，指的是第一频率范围和第二频率范围可以包含或者不包含重叠的频率范围，只要第一频率范围的最大频率阈值大于第二频率范围的最大频率阈值即可。

本发明的实施例中，侧发声孔11包括两个，两个侧发声孔11分别位于中心发声孔10相对的两侧，以通过两个侧发声孔11发出的声音同时对中心发声孔10发出的声音进行相消干涉，从而提高音频输出模块的近场声音的音量，并减少音频输出模块的远场声音的音量。

其中，为了提高两个侧发声孔11发出的声音与中心发声孔10发出的声音进行相消干涉的效果，两个侧发声孔11输出的声音相位相反，以使得从中心发声孔10发出的声音在任意相位下，均能够通过其中一个侧发声孔11发出的声音进行近场声音的增强以及远场声音的减少。

本发明的实施例中，参阅图2，音频输出模块包括壳体20和扬声器30，扬声器30安装在壳体20内，并与中心发声孔10和全部侧发声孔11均声学连通。声学连通指的是扬声器30输出的声音能够传递到中心发声孔10或侧发声孔11内，再通过中心发声孔10和全部侧发声孔11将扬声器30的声音输出至外部。

其中，参阅图1，为了使得中心发声孔10和全部侧发声孔11能够输出不同频率的声音，扬声器30包括第一发声部31和多个第二发声部32。具体地，第一发声部31用于输出第一频率范围内的声音，并与中心发声孔10声学连通，以使得中心发声孔10能够输出高频声音。全部第二发声孔32与全部侧发声孔一一对应，每个第二发声部32用于输出第二频率范围内的声音，并分别与对应的侧发声孔11声学连通，以使得每个侧发声孔11都能够输出低频声音。

进一步地，若第一发声部31和全部第二发声部32直接正对中心发声孔10和全部侧发声孔11，则中心发声孔10发出的声音便会和全部侧发声孔11发出的声音相位一致，无法做到干涉相消的效果。为此，第一发声部31到中心发声孔10的声程大于每个第二发声部32到对应的侧发声孔11的声程。声程指的是声束经过的路程，如此第二发声部32发出的声音相对第一发声部31要经过更长的距离才能到达侧发声孔11，如此从侧发声孔11发出的声音相较于中心发声孔10发出的声音，会存在相位延迟，从而使得侧发声孔11发出的声音与中心发声孔10发出的声音具有相位差。

具体地，参阅图3、图4和图5，在壳体20的内部形成有中心导音管21和多个侧导音管22，全部侧导音管22和全部侧发声孔11一一对应连通，第一发声部31输出的声音经过中心导音管21后输出至中心发声孔10，每个第二发声部32输出的声音经过其中一个侧导音管22后输出至对应的侧发声孔11，并且每个侧导音管22的长度均大于中心导音管21的长度。

如此，通过侧导音管22使得第二发声部32发出的声音需要经过更长的路径才能到达侧发声孔11，使得侧发声孔11发出的声音经过了一段长度的延迟，进而与从中心发声孔10发出的声音形成相位差。

具体到实施例中，侧发声孔11包括两个，侧导音管22也包括两个，两个侧导音管22分别位于中心导音管21相对的两侧。其中，中心导音管21沿预设方向笔直延伸，以使得第一发声部31通过中心导音管21能够朝向预设方向定向输出声音，而两个侧导音管22相对预设方向曲折设置在中心导引管21的两侧，以使得侧导音管22的长度大于中心导音管21，第二发声部32发出的声音要经过更长的距离才能到达侧发声孔11内。

需要说明的是，在其他实施例中，还可以通过在壳体20内设置谐振声腔、声孔、声狭缝、调音网或调音棉等方式，来调整第一发声部31到中心发声孔10的声程，以及第二发声部32到侧发声孔11的声程，来使得侧发声孔11输出的声音和中心发声孔10输出的声音具有相位差。

在一些实施例中，参阅图6，扬声器30还包括本体33，第一发声部31和全部第二发声部32均安装在本体33上，本体33安装在壳体20内并和壳体20界定形成一个中心声腔23和多个悬边声腔24，并将第一发声部31设置在中心声腔23内，每个第二发声部32设置在其中一个悬边声腔24内，同时将中心声腔23与中心导音管21相连通，每个悬边声腔24与其中一个侧导音管22相连通。

在实际的使用过程中，通过调整中心声腔23和每个悬边声腔24的结构尺寸，进而可以改变中心声腔23和每个悬边声腔24的阻抗特性影响以及谐振频率，进而调整中心发声孔10和每个侧发声孔11输出的声音的表现力，以提高音频输出模块的音质效果。

可选地，第一发声部31为安装在本体33上的振膜球顶，第二安装部为安装在本体33上的振膜悬边，振膜球顶和振膜悬边均为采用振动空气来发出声音的薄膜。振膜球顶中的薄膜振动空气的幅度小，而振膜悬边振动空气的幅度大，如此振膜球顶相较振膜悬边能够输出更高频的声音，故通过振膜球顶来输出第一频率范围内的声音，通过振膜悬边来输出第二频率的声音。

具体到实施例中，为了进一步提高音频输出模块输出声音的音质，壳体20与本体33背离第一发声部31和第二发声部32的一侧界定形成背腔25，并通过背腔25来提高上述振膜球顶和振膜悬边的等效顺性。具体地，背腔25内的空气可以在振膜球顶和振膜悬边的背部形成一个声学上的弹簧，当振膜球顶和振膜悬边在振动空气时，振膜球顶和振膜悬边会压缩背腔25内的空气，并通过背腔25内的空气反向推动振膜球顶和振膜悬边往中心声腔23和悬边声腔24运动。如此，通过背腔25可以提高振膜球顶和振膜悬边振动的顺畅性，从而使得振膜球顶和振膜悬边输出到中心发声孔10和侧发声孔11的声音不沉闷，从而提高用户的听感体验。

具体到实施例中，为了进一步地提高用户的听感体验，参阅图1，在壳体20背离中心发声孔10和全部侧发声孔11的侧面上开设有背音孔26，壳体20的内部形成有背导音管27，背导音管27的一端与背腔25相连通，另一端与背音孔26相连通。如此，当背腔25内的空气被振膜球顶和振膜悬边所振动时，背腔25内空气也会通过背导音管27和背音孔26排出，或者外部空气被吸入到背腔25内，从而进一步提高振膜球顶和振膜悬边振动的顺畅性，进而提高用户的听感体验。

需要说明的是，在上述实施例中，为了使得扬声器30发出的声音朝向中心声腔23和悬边声腔24，需要将扬声器30相对中心导音管21和侧导引管22侧向放置。而在其他实施例中，还可以不设置中心声腔23和悬边声腔24，直接将扬声器30朝向中心导引管21和侧导引管22，扬声器30发出的声音直接进入到中心导音管21和侧导音管22内，最后直接输出至人耳。也就是说，上述实施例的扬声器30的轴向方向与预设方向垂直，扬声器30相对人耳侧向放置，而在该实施例中扬声器30的轴线方向与预设方向平行，以使得扬声器30能够直接朝向人耳，该实施例可以用于传统的头戴式耳机，以使得传统头戴式耳机也能够使用上述音频输出模块，并通过上述音频输出模块减少头戴式耳机的漏音，增加头戴式耳机的听感。

本发明的实施例中，音频输出模块还包括多个阻尼网12，中心发声孔10和每一侧发声孔11内均设置有所述阻尼网12，而在实际的使用过程中，通过调整阻尼网12的材料，来调整阻尼网12的声学阻抗，从而调整中心发声孔10和每个侧发声孔11输出的声音的幅值。

本发明还提供一种开放式耳机，包括如上任一实施例中的音频输出模块，当用户将开放式耳机佩戴在耳朵上时，音频输出模块的中心发声孔10正对用户的耳道，以通过多个侧发声孔11对中心发声孔10输出到耳道内的声音的音量进行加强，同时通过多个侧发声孔11对中心发声孔10输出到耳道外的声音进行抵消，两者相互配合，在保证了用户的使用体验的同时，大大减少了开放式耳机漏音的问题，避免了用户的隐私泄露。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种音频输出模块，其特征在于，所述音频输出模块包括：

中心发声孔(10)；

多个侧发声孔(11)，与所述中心发声孔(10)位于同一平面上且绕所述中心发声孔(10)周向间隔布设，每一所述侧发声孔(11)和与所述中心发声孔(10)均朝同一方向定向输出声音；

其中，每一所述侧发声孔(11)输出的声音均与所述中心发声孔(10)输出的声音具有相位差。

2.根据权利要求1所述的音频输出模块，其特征在于，所述中心发声孔(10)用于输出在第一频率范围内的声音，每一所述侧发声孔(11)用于输出在第二频率范围内的声音，所述第一频率范围包括高于所述第二频率范围内的频率。

3.根据权利要求1所述的音频输出模块，其特征在于，所述侧发声孔(11)包括两个，两个所述侧发声孔(11)分别位于所述中心发声孔(10)相对的两侧，两个所述侧发声孔(11)输出的声音相位相反。

4.根据权利要求1所述的音频输出模块，其特征在于，所述音频输出模块包括壳体(20)和扬声器(30)，所述扬声器(30)安装于所述壳体(20)内，并包括第一发声部(31)和多个第二发声部(32)，全部所述第二发声部(32)与全部所述侧发声孔(11)一一对应；

所述第一发声部(31)用于输出声音至所述中心发声孔(10)，每个所述第二发声部(32)用于输出声音至对应的所述侧发声孔(11)；

其中，所述第一发声部(31)到所述中心发声孔(10)的声程小于每个所述第二发声部(32)到对应的所述侧发声孔(11)的声程。

5.根据权利要求4所述的音频输出模块，其特征在于，所述壳体(20)的内部形成有中心导音管(21)和多个侧导音管(22)，所述第一发声部(31)输出的声音经过所述中心导音管(21)后输出至所述中心发声孔(10)，每个所述第二发声部(32)输出的声音经过其中一个所述侧导音管(22)后输出至对应的所述侧发声孔(11)，其中，每个所述侧导音管(22)的长度均大于所述中心导音管(21)的长度。

6.根据权利要求5所述的音频输出模块，其特征在于，所述扬声器(30)包括本体(33)，所述第一发声部(31)和所述第二发声部(32)均安装于所述本体(33)上；

所述本体(33)和所述壳体(20)界定形成一个中心声腔(23)和多个悬边声腔(24)，所述第一发声部(31)位于所述中心声腔(23)内，每个所述第二发声部(32)位于其中一个所述悬边声腔(24)内，所述中心声腔(23)与所述中心导音管(21)相连通，每个所述悬边声腔(24)与其中一个所述侧导音管(22)相连通。

7.根据权利要求6所述的音频输出模块，其特征在于，所述壳体(20)和所述本体(33)背离所述第一发声部(31)和所述第二发声部(32)的一侧界定形成背腔(25)。

8.根据权利要求7所述的音频输出模块，其特征在于，所述壳体(20)背离所述中心发声孔(10)和所述侧发声孔(11)的侧面上开设有背音孔(26)，所述壳体(20)的内部形成有背导音管(27)，所述背导音管(27)的一端与所述背腔(25)相连通，另一端与所述背音孔(26)相连通。

9.根据权利要求6所述的音频输出模块，其特征在于，所述第一发声部(31)为安装在所述本体(33)上的振膜球顶，所述第二发声部(32)为安装在所述本体(33)上的振膜悬边。

10.一种开放式耳机，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的音频输出模块。

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