CN116668899A - 一种骨气复合发声装置及耳机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种骨气复合发声装置及耳机，涉及骨传导技术领域，该骨气复合发声装置包括外壳和振动单元。外壳设有内腔，所述外壳包括基体和振动部分，所述振动部分隔开所述内腔和外界，且所述振动部分较所述基体更易发生振动。振动单元设于所述内腔内，所述振动单元振动时带动所述内腔内的气体振动，所述振动部分能够由所述内腔内的气体带动振动。本发明的骨气复合发声装置能够实现骨气复合传声，相较于单纯的骨导传声，具有更高的响度，且防水性能更佳。

Description

一种骨气复合发声装置及耳机

技术领域

本发明涉及骨传导技术领域，尤其涉及一种骨气复合发声装置及耳机。

背景技术

骨传导耳机和气传导耳机是现有技术中两种常见的耳机。骨传导耳机通过骨传导的方式，将机械振动传递至听骨，使人听到声音。气传导耳机通过振膜鼓动空气振动发声，利用空气传递声波。

相比于气传导耳机，骨传导耳机无需入耳式佩戴，且能够使得一些具有听力障碍的人听到声音，但是该种耳机相较于气传导耳机的频宽相对不足，频响较低。

现有技术中还存在一些骨传导和气传导复合发声的耳机，例如公开号为CN201860442U的中国专利公开了一种骨传导和空气传导振子及其耳机，其能够同时通过骨传导和空气传导的方式发声，从而增大耳机的频宽。

该专利揭示的振子为动圈式的结构，其线圈上设置有振膜，在线圈振动时，振膜被带动振动，从而带动空气发声。同时，其极靴和恒磁体通过振动片与壳体连接，能够相对壳体振动，该振动通过振动片传递给壳体，壳体可以将振动传递给人体，从而实现骨导传声。

以上述专利为代表的骨传导和气传导复合发声的耳机，通常需要在壳体上开设较大面积的供空气流通的孔，以使得空气的振动能够通过该孔传递至外界，使外界听到声音，这就导致了骨传导耳机的防水性能较差。

因此，有必要对现有技术予以改良以克服现有技术中的所述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种骨气复合发声装置及耳机，该骨气复合发声装置的防水性能更好。

为实现上述发明目的，一方面，本发明提出了一种骨气复合发声装置，包括：

外壳，设有内腔，所述外壳包括基体和振动部分，所述振动部分隔开所述内腔和外界，且所述振动部分较所述基体更易发生振动；以及，

振动单元，设于所述内腔内，所述振动单元振动时带动所述内腔内的气体振动，所述振动部分能够由所述内腔内的气体带动振动。

进一步地，所述振动部分的柔性大于所述基体的柔性。

进一步地，所述外壳开设有连通所述内腔和外界的通孔，所述振动部分呈膜状，且封住所述通孔。

进一步地，所述振动部分设置于所述基体的外壁；或者，

所述振动部分设置于所述基体的内壁；或者，

所述振动部分设置于所述通孔内部。

进一步地，所述基体的材料与所述振动部分的材料不同。

进一步地，所述振动部分的厚度小于所述基体的壁厚。

进一步地，所述振动部分的面积大于0.5mm²。

进一步地，所述振动部分呈膜状，所述振动部分的表面平整，或者，所述振动部分至少其外表面设置有内凹或者外凸的纹路。

进一步地，所述外壳包括两个以上的振动部分，所有的所述振动部分的结构均相同，或者至少两个所述振动部分的结构不同。

进一步地，所述外壳设有连通所述内腔和外界的泄压孔，所述泄压孔的面积小于所述振动部分的面积。

进一步地，所述振动单元包括与所述基体相对固定的定子组件和与所述基体活动连接的振子组件，所述定子组件和所述振子组件在电磁力的作用下相对运动。

进一步地，所述振动单元包括由所述振子组件带动振动的振膜。

进一步地，所述振动单元包括支架和弹片，所述定子组件与所述支架相连，所述振子组件通过所述弹片与所述支架相连，所述振膜覆盖在所述弹片上。

进一步地，所述弹片包括外架体、内架体以及连接在所述外架体和所述内架体之间的弹性臂，所述振膜包括与所述外架体相连的外环部、与所述内架体相连的中心部以及连接在所述外环部和所述中心部之间的环部，所述环部向着远离所述弹性臂的方向凸起。

进一步地，所述支架呈环状，且开设有第一出气口，所述第一出气口至少部分与所述振动部分正对设置。

进一步地，所述外壳包括与所述基体相连的面盖，所述面盖设置有与所述支架相连的隔环，所述振膜封住所述隔环，所述隔环设置有第二出气口。

另一方面，本发明提出了一种耳机，包括如上任一项所述的骨气复合发声装置。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明中，骨气复合发声装置的外壳包括隔开外界和内腔的振动部分，且振动部分较外壳的基体更易发生振动，在振动单元振动时，内腔内的气体能够带动振动部分振动，从而鼓动空气实现气导传声，而外壳本身的振动可以通过与人体皮肤接触实现骨导传声，其整体响度相较于单纯的骨导传声更大。另外，由于振动部分能够隔开外界和内腔，无需内腔的气体直接传递至外界传声，因此能够有效的提高防水防尘效果，保护内部的零部件，提高骨气复合发声装置工作的可靠性。

附图说明

图1是本发明中一种实施例的骨气复合发声装置的立体图。

图2是图1所示的骨气复合发声装置的主视图。

图3是沿图2中A-A剖面线剖得的剖视图。

图4是本发明中振动部分设置于基体的外壁时的示意图。

图5是本发明中振动部分设置于基体的内壁时的示意图。

图6是本发明中振动部分设置于通孔内的示意图。

图7是本发明中一种实施例的骨气复合发声装置的立体图，图中，振动部分设有条状的纹路。

图8是本发明中一种实施例的骨气复合发声装置的立体图，图中，振动部分设置有环状的纹路。

图9是本发明中一种实施例的骨气复合发声装置的剖视图。

图10是本发明中一种实施例的振动单元的立体图。

图11是图10所示的振动单元的剖视图。

图12是本发明中一种实施例的骨气复合发声装置的剖视图。

图13是图12中振动单元的立体图。

图14是图13所示的振动单元的剖视图。

图15是本发明中一种实施例的骨气复合发声装置的剖视图。

图16是本发明中一种实施例的骨气复合发声装置的剖视图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图，对本申请的具体实施方式做详细的说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

如图1至图3所示，对应于本发明一种较佳实施例的骨气复合发声装置，其包括外壳1和振动单元2。

外壳1设有用于安装振动单元2的内腔10。如图3所示，外壳1包括基体11和振动部分12，振动部分12隔开内腔10和外界，且振动部分12较基体11更易发生振动。通常的，外壳1还包括连接在基体11开口端的面盖14，面盖14封住该开口端。骨气复合发声装置使用时，面盖14与人脸部皮肤接触抵接，以传导振动。

振动单元2设于内腔10内，其能够产生振动，在振动单元2振动时，其带动内腔10内的气体振动，同时，振动单元2也带动基体11振动。由于振动部分12被设置成较基体11更易发生振动，因此，振动部分12除了能够在由基体11传递过来的振动能量的带动下振动（即由基体11带动振动），还能够由内腔10内的气体带动振动，其振动幅度较基体11的振动更大。当振动部分12振动时，由于其与外界接触，因此，能够直接鼓动空气振动形成气导声。

这样，振动单元2的振动一方面可以通过外壳1传导至人体皮肤实现骨导传声，另一方面可以通过振动部分12的振动产生气导声，从而实现了骨传导和气传导的复合传声，相较于单纯的骨导传声，能够提高整体的响度。同时，由于振动部分12隔开了内腔和外界，无需气流直接传导至外界实现声波的传递，能够有效的隔离外界和内腔，提高防水防尘效果，从而有效的提高骨气复合发声装置整体的可靠性。

在一些实施例中，振动部分12的柔性大于基体11的柔性以使得振动部分12相对于基体11更易发生振动，例如将振动部分12的材料设置成与基体11的材料不同，将振动部分12的材料的杨氏模量设置成小于基体11等。通常的，基体11的材料为高分子类，通常为硬质塑胶，例如PC+ABS（工程塑料合金）、PC+玻纤或者PA+玻纤等。振动部份12的材料例如可以是纸浆类、高分子类、复合类、金属类中的一种或多种的组合，优选的，振动部分12的材料为高分子薄膜，例如采用硅胶、TPU或者PET中的一种或者多种材料制成。

在一些实施例中，振动部分12的厚度被设置成小于基体11与振动部分12相连接的部分的壁厚，以使得振动部分12相对于基体11更容易振动。振动部分12的壁厚例如可以小于等于基体11与振动部分12相连接的部分的壁厚的9/10、3/4、1/2、1/3、1/4、1/5或者1/10等。根据振动部分12的材料的不同，振动部分12的厚度也可以不同，通常的，刚度越大的振动部分12，其厚度可以设置的越小。在这些实施例中，振动部分12可以与基体11的材料相同或者不同，振动部分12可以与基体11是一体成型的，也可以是分体的。基体11可以是壁厚均匀的，即等壁厚的，也可以是不等壁厚的，例如，基体11与振动部分12相连接的部分被设置成大于或者小于基体11其余部分的厚度。

在一些实施例中，外壳1开设有连通内腔10和外界的通孔13，振动部分12呈膜状，且封住通孔13。振动部分12的位置不做限定，例如可以设置在基体11的外壁110上（参考图4），或者设置在基体11的内壁111上（参考图5），又或者设置在基体11的外壁110和内壁111之间的区域（参考图6）。振动部分12与基体11之间例如可以通过胶粘、焊接或者热熔等方式连接。当内腔10内的气体振动时，气体能够方便的带动膜状的振动部分12振动，从而产生气导声。如图4至图6所示，还可以在通孔13的外侧设置网罩17，以提高对振动部分12的保护作用，还可以进一步起到防尘的效果。

在一些实施例中，参考图1，膜状的振动部分12表面可以是平整、光滑的，例如呈曲面或者平面状。在另一些实施例中，膜状的振动部分12的表面可以设置纹路，纹路例如可以是条状的或者是环状的，优选的，纹路至少设置在振动部分12朝向外界的外表面上。纹路的设置可以减少高频分割振动，使得高频更平滑，音质好，材质损害小。如图7和图8所示，图7示出的实施例中，振动部分12的外表面设置有多条倾斜且间隔设置的长槽120，倾斜的纹路可以接收基体11传递的振动来推动空气振动发声。图8示出的实施例中，振动部分12设置有环形的凸起121，可以减少腔内气体流动带来的高频分割振动。在其他实施例中，纹路还可以是环形的凹槽，环形的凸起和凹槽的数量不限于是一圈，其可以设置成多圈。另外，设置在振动部分12上的纹路还可以是倾斜或者环状或者其他形式组合形成的复合纹路。

可以理解的是，外壳1可以包括一个或两个以上的振动部分12，在振动部分12的结构为两个以上时，各振动部分12的结构可以设置成完全相同的，也可以设置成至少两个振动部分12的结构不同。通过改变振动部分12的面积、表面纹路或者厚度等参数，可以改变振动部分12发出的声音，从而使骨气复合发声装置的声学表现更佳。

可以理解的是，振动部分12的位置不限，例如可以设置在基体11的底板112或者侧壁113上，又例如可以设置在面盖14上。优选的，振动部分12朝向人耳设置，以使得其产生的气导声能够更为直接的传递至人耳，被人耳听到。由于骨气复合发声装置使用时，其通过面盖14挤压人体脸部皮肤，因此，优选将振动部分12设置在基体11的侧壁113上。在振动部分12的数量有多个时，各振动部分12的位置可以不同，例如在侧壁113、底板112和面盖14中的两个或者三个上均设置振动部分12，又例如在侧壁113、底板112或者面盖14的不同位置上设置振动部分12。

为了使得振动部分12的振动能够产生较为清晰的气导声，优选其面积大于0.5mm²，进一步优选为大于等于2mm²，进一步优选为大于等于5mm²，进一步优选为大于等于10mm²，进一步优选为大于等于25mm²。

作为一种优选的实施方式，参考图3和图9，振动单元2包括与基体11相对固定的定子组件20和与基体11活动连接的振子组件21，定子组件20和振子组件21在电磁力的作用下相对运动。在振子组件21振动时，即可带动外壳1内的气体振动。在一些实施例中，进一步参考图10和图11，振动单元2还包括支架22和弹片23，定子组件20与支架22相连，振子组件21通过弹片23与支架22相连，通过弹片23的弹力提供复位力。弹片23包括环形的外架体230、设置在外架体230内的内架体231以及连接在外架体230和内架体231之间的若干弹性臂232。通过将定子组件20和振子组件21均设置在支架22上，可以使得振动单元2作为一个整体进行安装，安装更为方便。

为了提高振子组件21对外壳1内的气体的驱动力，在一些实施例中，参考图12，振动单元2包括振膜210，振膜210由振子组件21带动振动，由于振膜210具有较大的表面积，在其振动时，对空气的扰动更大，可以使得振动部分12的振动更强烈，从而提高响度。

为了使得振动单元2振动后，能够高效的带动内腔10内的气体振动，如图9和图11所示，外壳1设置有连通外界及内腔10的泄压孔16，泄压孔16能够平衡外壳1的内外气压。振动部分12的面积被设置成大于泄压孔16，以使得外壳1内的气压不会通过泄压孔16过快的平衡掉，振动部分12能够被内腔10内的气体可靠的带动。作为一种优选的实施方式，振动部分12的面积大于等于2倍的泄压孔16的面积，进一步优选为大于等于5倍的泄压孔的面积，进一步优选为大于等于10倍的泄压孔的面积，进一步优选为大于等于25倍的泄压孔的面积，进一步优选为大于等于50倍的泄压孔的面积。优选的，泄压孔16设置在面盖14靠近振动部分12的一侧，在振动部分12的数量有多个时，泄压孔16设置在面盖14上靠近任一个泄压孔16的位置即可。

作为一种优选的实施方式，振膜210设置在弹片23背向振子组件21的表面上，为了降低振膜210对弹性臂232变形的影响，如图13和图14所示，振膜210包括与外架体230相连的外环部211、与内架体231相连的中心部212和连接在外环部211和中心部212之间的环部213，环部213封住中心部212和外环部211之间的区域，且向着远离弹性臂232的方向凸起，图13和图14示出的实施例中，环部213的截面呈上凸的弧形。这样，环部213能够为弹性臂232的变形提供空间。

作为一种优选的实施方式，支架22呈环状，且开设有第一出气口220。在振膜210振动时，其带动支架22内的气体振动，至少部分的气体能够从第一出气口220流出，在支架22下端较为封闭或者被设置成封闭的情况下，气体将主要从第一出气口220流出，较优的，第一出气口220被设置成至少部分与振动部分12正对设置，以使得第一出气口220流出的气流能够更直接的推动振动部分12振动。进一步优选的，第一出气口220被设置成与振动部分12正对设置，此时，支架22内气流对振动部分12的驱动更为高效。

外壳1还包括面盖14，面盖14连接在基体11的开口端，并封住该开口端。面盖14设置有向着外壳1内部延伸的隔环15，振动单元2的支架22与隔环15相连，其振膜210封住隔环15的下端，在隔环15上开设有第二出气口150以供气体流出。可以理解的是，支架22和隔环15的设置，可以形成气体的流道，第一出气口220和第二出气口150的设置，能够促进气体在外壳1内部循环流动，从而带动振动部分12振动。

振动单元2的结构不限，例如其可以是动圈式的结构、动铁式的结构或者动磁式的结构等。

在一些实施例中，参考图11，图11示出的实施例中，振子组件21包括与弹片23的内架体231相连的导磁碗214和设于导磁碗214内的上磁体215，定子组件20包括与支架22的下端相连的第一导磁板200以及均设置在第一导磁板200上的线圈201和下磁体202，下磁体202设置在线圈201内，其与上磁体215同极相对设置。导磁碗214向下开口，振子组件21和定子组件20沿着振动方向相对间隔设置，两者之间具有间隔空间，以供振子组件21振动。

导磁碗214和下磁体202之间具有第一磁吸力，第一导磁板200和上磁体215之间具有第二磁吸力，在线圈201未通电时，上磁体215和下磁体202之间的磁斥力与第一磁吸力和第二磁吸力的合力相平衡，以提高振子组件21振动的灵敏度。

在一些实施例中，如图15所示，振子组件21包括第二导磁板217和至少两个磁体216，相邻的两个磁体216之间通过第二导磁板217相连。定子组件20包括环绕在第二导磁板217外周的线圈201，线圈201固定在支架22内部。本实施例中，振子组件21的两端均通过一个弹片23与支架22相连，振动时的稳定性更好。可以仅在振子组件21的上端或者下端设置振膜210，也可以在振子组件21的两端均设置振膜210。

在一些实施例中，如图16所示，振子组件21包括磁体216和至少两个第二导磁板217，相邻的两个第二导磁板217之间通过磁体216相连。定子组件20包括线圈201，至少一个第二导磁板217的外部环绕有线圈201。线圈201通电后，振子组件21在线圈201产生的磁场的作用力下振动。当两个第二导磁板217外周均环绕有线圈201时，同一时刻通入相邻两个线圈201的电流方向相反，以使得线圈201能够对振子组件21施加相同方向的力。

本发明还提出了一种耳机，其包括上文所述的骨气复合发声装置。

耳机可以包括一个或者两个耳机头，耳机头设置有所述骨气复合发声装置。

上述仅为本发明的具体实施方式，其它基于本发明构思的前提下做出的任何改进都视为本发明的保护范围。

Claims (17)

1.一种骨气复合发声装置，其特征在于，包括：

外壳（1），设有内腔（10），所述外壳（1）包括基体（11）和振动部分（12），所述振动部分（12）隔开所述内腔（10）和外界，且所述振动部分（12）较所述基体（11）更易发生振动；以及，

振动单元（2），设于所述内腔（10）内，所述振动单元（2）振动时带动所述内腔（10）内的气体振动，所述振动部分（12）能够由所述内腔（10）内的气体带动振动。

2.如权利要求1所述的骨气复合发声装置，其特征在于，所述振动部分（12）的柔性大于所述基体（11）的柔性。

3.如权利要求2所述的骨气复合发声装置，其特征在于，所述外壳（1）开设有连通所述内腔（10）和外界的通孔（13），所述振动部分（12）呈膜状，且封住所述通孔（13）。

4.如权利要求3所述的骨气复合发声装置，其特征在于，所述振动部分（12）设置于所述基体（11）的外壁（110）；或者，

所述振动部分（12）设置于所述基体（11）的内壁（111）；或者，

所述振动部分（12）设置于所述通孔（13）内部。

5.如权利要求2所述的骨气复合发声装置，其特征在于，所述基体（11）的材料与所述振动部分（12）的材料不同。

6.如权利要求2所述的骨气复合发声装置，其特征在于，所述振动部分（12）的厚度小于所述基体（11）的壁厚。

7.如权利要求2所述的骨气复合发声装置，其特征在于，所述振动部分（12）的面积大于0.5mm²。

8.如权利要求1所述的骨气复合发声装置，其特征在于，所述振动部分（12）呈膜状，所述振动部分（12）的表面平整，或者，所述振动部分（12）至少其外表面设置有内凹或者外凸的纹路。

9.如权利要求8所述的骨气复合发声装置，其特征在于，所述外壳（1）包括两个以上的振动部分（12），所有的所述振动部分（12）的结构均相同，或者至少两个所述振动部分（12）的结构不同。

10.如权利要求1所述的骨气复合发声装置，其特征在于，所述外壳（1）设有连通所述内腔（10）和外界的泄压孔（16），所述泄压孔（16）的面积小于所述振动部分（12）的面积。

11.如权利要求1至10任一项所述的骨气复合发声装置，其特征在于，所述振动单元（2）包括与所述基体（11）相对固定的定子组件（20）和与所述基体（11）活动连接的振子组件（21），所述定子组件（20）和所述振子组件（21）在电磁力的作用下相对运动。

12.如权利要求11所述的骨气复合发声装置，其特征在于，所述振动单元（2）包括由所述振子组件（21）带动振动的振膜（210）。

13.如权利要求12所述的骨气复合发声装置，其特征在于，所述振动单元（2）包括支架（22）和弹片（23），所述定子组件（20）与所述支架（22）相连，所述振子组件（21）通过所述弹片（23）与所述支架（22）相连，所述振膜（210）覆盖在所述弹片（23）上。

14.如权利要求13所述的骨气复合发声装置，其特征在于，所述弹片（23）包括外架体（230）、内架体（231）以及连接在所述外架体（230）和所述内架体（231）之间的弹性臂（232），所述振膜（210）包括与所述外架体（230）相连的外环部（211）、与所述内架体（231）相连的中心部（212）以及连接在所述外环部（211）和所述中心部（212）之间的环部（213），所述环部（213）向着远离所述弹性臂（232）的方向凸起。

15.如权利要求14所述的骨气复合发声装置，其特征在于，所述支架（22）呈环状，且开设有第一出气口（220），所述第一出气口（220）至少部分与所述振动部分（12）正对设置。

16.如权利要求14所述的骨气复合发声装置，其特征在于，所述外壳（1）包括与所述基体（11）相连的面盖（14），所述面盖（14）设置有与所述支架（22）相连的隔环（15），所述振膜（210）封住所述隔环（15），所述隔环（15）设置有第二出气口（150）。

17.一种耳机，其特征在于，包括如权利要求1至16任一项所述的骨气复合发声装置。