CN218888677U - 一种耳机 - Google Patents

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Abstract

本申请主要是涉及一种耳机，耳机包括机芯模组、开关电路板和按键组件，机芯模组包括机芯壳体和设置在机芯壳体的容置腔内的换能装置，开关电路板与机芯壳体连接，按键组件与开关电路板在预设的按压方向上正对设置，并包括弹性支撑件和硬质垫片，弹性支撑件与机芯壳体连接，硬质垫片与弹性支撑件连接，弹性支撑件在用户施加的按压力作用下通过硬质垫片触发开关电路板上的轻触开关；其中，在非按压状态下，轻触开关部分伸入硬质垫片的盲孔内，使得按键组件难以与开关电路板上的轻触开关发生相对滑动摩擦，有利于避免耳机出现杂音。

Description

一种耳机
本申请要求于2021年10月22日提交中国专利局、申请号为2021112326083、发明名称为“一种耳机”的中国专利申请的优先权，其相关内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及电子设备的技术领域，具体是涉及一种耳机。
背景技术
耳机已广泛地应用于人们的日常生活，其可以与手机、电脑等电子设备配合使用，以便于为用户提供听觉盛宴。其中，按照耳机的工作原理，一般可以分为气导式耳机和骨导式耳机；按照用户佩戴耳机的方式，一般又可以分为头戴式耳机、耳挂式耳机和入耳式耳机；按照耳机与电子设备之间的交互方式，一般还可以分为有线式耳机和无线式耳机。
实用新型内容
本申请实施例提供了一种耳机，耳机包括机芯模组、开关电路板和按键组件，机芯模组包括机芯壳体和设置在机芯壳体的容置腔内的换能装置，开关电路板与机芯壳体连接，按键组件与开关电路板在预设的按压方向上正对设置，并包括弹性支撑件和硬质垫片，弹性支撑件与机芯壳体连接，硬质垫片与弹性支撑件连接，弹性支撑件在用户施加的按压力作用下通过硬质垫片触发开关电路板上的轻触开关；其中，在非按压状态下，轻触开关部分伸入硬质垫片的盲孔内。
在一些实施例中，在按键组件和轻触开关跟随换能装置振动的过程中，轻触开关与按键组件保持随动。
在一些实施例中，盲孔的内表面设置成粗糙面；和/或，轻触开关与盲孔的内表面接触的外表面设置成粗糙面。
在一些实施例中，沿按压方向观察，按键组件设置成非圆形结构。
在一些实施例中，机芯模组还包括第一传振片、振动面板和连接件，换能装置通过第一传振片悬挂在机芯壳体的容置腔内，机芯壳体包括内筒壁以及与内筒壁的两端分别连接的第一端壁和第二端壁，第一端壁和第二端壁在换能装置的振动方向上分别位于换能装置的相背两侧，并与内筒壁围设形成容置腔，第一端壁设有安装孔，振动面板位于机芯壳体外，并用于与用户的皮肤接触，连接件的一端与振动面板连接，另一端经由安装孔伸入机芯壳体内，并与换能装置连接；其中，沿振动方向观察，振动面板的面积大于安装孔的面积，安装孔的面积大于连接件的面积。
在一些实施例中，容置腔仅通过一通道与耳机的外部连通，通道为连接件与安装孔的壁面之间的间隙；
或者，容置腔仅通过第一通道和第二通道与耳机的外部连通，第一通道为连接件与安装孔的壁面之间的间隙，第二通道经一声滤波器与耳机的外部连通。
在一些实施例中，沿振动方向观察，安装孔的面积与第一端壁的面积之间的比值小于或者等于0.6。
在一些实施例中，沿振动方向观察，安装孔的面积和连接件的面积之差与安装孔的面积之间的比值大于0且小于或者等于0.5。
在一些实施例中，在振动方向上，振动面板的厚度介于0.3mm与3mm之间；和/或，振动面板与第一端壁之间的间隙介于0.5mm与3mm之间；和/或，第一端壁背离第二端壁的一侧与第二端壁背离第一端壁的一侧之间的间距介于6mm与16mm之间。
在一些实施例中，振动面板背离换能装置的一侧包括用于与用户的皮肤接触的皮肤接触区和至少部分不与用户的皮肤接触的气导增强区，振动面板通过气导增强区带动耳机外部的空气振动形成声波。
在一些实施例中，气导增强区至少部分相对于皮肤接触区倾斜，并朝向换能装置延伸，且气导增强区相对于皮肤接触区的倾斜角介于0与75°之间；
和/或，气导增强区沿振动方向的正投影的宽度大于或者等于1mm。
通过上述方式，使得按键组件难以与开关电路板上的轻触开关发生相对滑动摩擦，有利于避免耳机出现杂音。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请提供的耳机一实施例的结构示意图；
图2是本申请提供的耳机中连接件与振动面板相对位置关系一实施例的结构示意图；
图3是本申请提供的耳机一实施例的结构示意图；
图4是本申请提供的耳机一实施例的结构示意图；
图5是本申请提供的振动面板一实施例的结构示意图；
图6是本申请提供的振动面板一实施例的结构示意图；
图7是本申请提供的振动面板一实施例的结构示意图；
图8是本申请提供的耳机一实施例的结构示意图；
图9是本申请提供的耳机一实施例的结构示意图；
图10是本申请提供的耳机一实施例的结构示意图；
图11是本申请提供的耳机一实施例的结构示意图；
图12是本申请提供的耳机一实施例的结构示意图；
图13是本申请提供的耳机一实施例处于佩戴状态的结构示意图；
图14是本申请提供的耳机一实施例处于佩戴状态的结构示意图；
图15是本申请提供的耳机一实施例处于佩戴状态的结构示意图；
图16是本申请提供的耳机一实施例处于佩戴状态的结构示意图；
图17是本申请提供的耳机一实施例处于佩戴状态的结构示意图；
图18是申请提供的悬臂梁弯曲变形的力学模型示意图；
图19是申请提供的头梁组件一实施例的力学模型示意图；
图20是图12中耳机一实施例的分解结构示意图；
图21是图20中耳机另一视角的分解结构示意图；
图22是图20中转接件E1区域的局部放大结构示意图；
图23是图12中耳机一实施例的分解结构示意图；
图24是图12中耳机一实施例的分解结构示意图；
图25是本申请提供的耳机一实施例处于佩戴状态的结构示意图；
图26是本申请提供的耳机一实施例处于佩戴状态的结构示意图；
图27是图12中耳机一实施例的截面结构示意图；
图28是图27中耳机另一视角的截面结构示意图；
图29是图27中耳机另一视角的截面结构示意图；
图30是本申请提供的耳机一实施例的截面结构示意图；
图31是本申请提供的耳机一实施例的截面结构示意图；
图32是图12中耳机一实施例的截面结构示意图；
图33是图32中耳机另一视角的截面结构示意图；
图34是本申请提供的耳机一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本申请作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本申请，但不对本申请的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本申请的部分实施例而非全部实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请中提及“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。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例可以与其他实施例相结合。
本申请中，耳机10可以包括机芯模组11，机芯模组11设置成至少产生骨导声，并在佩戴状态下与用户的皮肤(例如脸颊)接触，以允许用户耳部的外耳道“开放”。换言之，在用户耳部的外耳道开放而不被耳机10堵住/遮挡的情况下，耳机10还可以产生气导声，将在后文中进行示例性的说明。此时，耳机10产生的声音可以以骨导声为主，气导声为辅，也即气导声增强骨导声，进而改善耳机10的音质。
需要说明的是：本申请所述的骨导声指机芯模组11产生的机械振动主要通过用户的头骨等媒介进行传播，本申请所述的气导声指机芯模组11产生的机械振动主要通过空气等媒介进行传播。
结合图1，机芯模组11可以包括机芯壳体111和设置在机芯壳体111的容置腔100内的换能装置112，换能装置112设置成将电信号转化为机械振动。此时，机芯模组11可以主要以骨传导的方式传递换能装置112产生的机械振动，进而形成骨导声。
在一些实施例中，在佩戴状态下，机芯模组11可以通过机芯壳体111与用户的皮肤直接接触，也即机芯模组11直接通过机芯壳体111传递换能装置112产生的机械振动。如此，耳机10可以不包括后文中提及的第一传振片113、振动面板114等结构件。与此同时，机芯壳体111也会带动耳机10外部的空气振动，进而产生漏音。此时，为了降低耳机10的漏音，机芯壳体111上可以开设连通容置腔100与耳机10外部的通孔(可以定义为“降漏音孔”)，以允许经降漏音孔输出至耳机10外部的声波与机芯壳体111随换能装置112振动产生的漏音在远场反相相消(俗称“打孔降漏音”)。
在其他一些实施例中，机芯模组11还可以包括第一传振片113和振动面板114。其中，换能装置112可以通过第一传振片113悬挂在容置腔100内，振动面板114可以至少部分位于机芯壳体11的容置腔外，并与换能装置112连接。此时，在佩戴状态下，机芯模组11可以通过振动面板114与用户的皮肤接触，也即机芯模组11通过振动面板114传递换能装置112产生的机械振动。与此同时，因第一传振片113的存在，换能装置112产生的机械振动可以较少甚至不传递至机芯壳体111，以尽可能地避免机芯壳体111带动耳机10外部的空气振动，进而降低耳机10的漏音。当然，也可以通过打孔降漏音的方式进一步降低耳机10的漏音。
在其他另一些实施例中，例如图1，机芯模组11同样通过振动面板114传递换能装置112产生的机械振动，不同的是：机芯壳体111靠近振动面板114一端并非敞口结构，也即除了后文中提及的安装孔1111之外其他部分可以为封闭结构。此时，机芯壳体111自身基于声偶极子即可降低耳机10的漏音，而较少甚至无需在机芯壳体111上额外地开设降漏音孔。
作为示例性地，机芯模组11还可以包括连接振动面板114和换能装置112的连接件115，机芯壳体111上设有用于装设连接件115的安装孔1111。此时，振动面板114位于机芯壳体111外，以与用户的皮肤接触；连接件115的一端与振动面板114连接，另一端经由安装孔1111伸入机芯壳体111内，并与换能装置112连接。如此，即便换能装置112产生的机械振动部分通过第一传振片113传递至机芯壳体111，但是第一端壁1113和第二端壁1114随换能装置112振动分别产生的漏音的相位相反，两者能够在远场反相相消，进而降低耳机10的漏音。基于此，机芯壳体111上可以较少甚至不开设降漏音孔，进而改善耳机10的防水防尘性能。优选地，沿换能装置112振动方向观察，振动面板114的面积大于安装孔1111的面积，安装孔1111的面积大于连接件115的面积。如此，以避免换能装置112产生的机械振动经连接件115传递至机芯壳体111，进而进一步降低耳机10的漏音。此时，连接件115与安装孔1111的壁面之间的间隙和容置腔100配合形成一亥姆霍兹共振腔，该亥姆霍兹共振腔的谐振频率可以小于或者等于4kHz，优选地小于或者等于2kHz。
作为示例性地，机芯壳体111可以包括内筒壁1112以及与内筒壁1112的两端分别连接的第一端壁1113和第二端壁1114，内筒壁1112位于换能装置112的外围，第一端壁1113和第二端壁1114在换能装置112的振动方向上分别位于换能装置112的相背两侧，并与内筒壁1112围设形成容置腔100。其中，在佩戴状态下，第一端壁1113相较于第二端壁1114更靠近用户的皮肤。此时，第一端壁1113设有安装孔1111。当然，在其他一些诸如对降漏音的需求并不严苛或者打孔降漏音的实施例中，机芯壳体111也可以不包括第一端壁1113和/或第二端壁1114，换能装置112背离振动面板114的一侧可以通过其他结构件(例如后文中提及的转接壳体13)进行保护。在其他一些诸如机芯模组11未设置振动面板114的实施例中，机芯壳体111可以通过第一端壁1113与用户的皮肤直接接触。
在一些实施例中，容置腔100可以仅通过第一通道与耳机10的外部连通，前述第一通道为连接件115与安装孔1111的壁面之间的间隙。换言之，机芯壳体111上不开设降漏音孔。此时，耳机10通过第一端壁1113和第二端壁1114产生的漏音在远场反相相消进行降漏音。需要说明的是：结合图8，当机芯模组11设有亥姆霍兹共振腔200时，机芯壳体111上可以设有连通容置腔100与亥姆霍兹共振腔200的通孔，该通孔可以开设在内筒壁1112和/或第二端壁1114上。此时，由于亥姆霍兹共振腔200仅通过前述通孔与容置腔100连通，而不通过其他的通道与耳机10的外部连通，依旧可以视作容置腔100仅通过第一通道与耳机10的外部连通。
在其他一些诸如机芯模组11设有声滤波器300的实施例中，结合图9，容置腔100仅通过第一通道和第二通道与耳机10的外部连通，前述第一通道为连接件115与安装孔1111的壁面之间的间隙，前述第二通道经声滤波器300与耳机10的外部连通。此时，除了安装孔1111之外，虽然机芯壳体111上还设有连通容置腔100与声滤波器300的通孔，但该通孔起到的作用也与降漏音孔的不同，两者不应混为一谈。
需要说明的是：相较于机芯模组11通过机芯壳体111直接与用户的皮肤接触，机芯模组11通过振动面板114与用户的皮肤接触可以取得更好的贴合度。这是因为，第一传振片113具有一定的弹性，而换能装置112、振动面板114等又通过第一传振片113悬挂在容置腔100内，在佩戴状态下，第一传振片113允许振动面板114与用户的皮肤接触时根据皮肤轮廓相对于机芯壳体111发生一定角度的偏转，以使得振动面板114能够更紧密地贴合用户的皮肤，这样有利于降低振动面板114将换能装置112的机械振动传递至用户的头骨等媒介的损耗，进而增强骨导声。进一步地，振动面板114随换能装置112振动的过程中也会带动耳机10外部的空气振动，其相背两侧的相位相反，两者同样能够在远场反相相消，进而降低耳机10的漏音。
一般地，结构的谐振频率f与结构的刚度K和结构的质量m满足关系式：f∝(K/m)。显然，相同质量下，结构的刚度越大，其谐振频率也越高。除此之外，结构的刚度越大，结构振动时的高阶模态也越少，有利于改善音质。其中，结构的刚度K与其材料(具体表现为杨氏模量E)、具体结构形式等因素有关。一般地，结构的刚度K与材料的杨氏模量E、结构的厚度t和结构的面积S满足关系式：K∝(E·t)/S。显然，结构的面积S越小，结构的刚度K越大；结构的厚度t越大，结构的刚度K越大。因此，增加材料的杨氏模量E、增加结构的厚度t、减小结构的面积S等方式中的一种或其组合均有利于增加结构的刚度K，进而有利于增加结构的谐振频率，并减少结构振动时的高阶模态。基于此，第一端壁1113和第二端壁1114的杨氏模量可以分别大于或者等于2000Mpa，优选地大于或者等于3000Mpa；和/或，第一端壁1113和第二端壁1114的厚度可以分别介于0.3mm与3mm之间，优选地介于0.5mm与2.5mm之间；和/或，第一端壁1113和第二端壁1114的面积可以分别介于200mm2与500mm2之间，优选地介于300mm2与400mm2之间，以使得两者的刚度能够足够的大。如此，第一端壁1113和第二端壁1114振动时的高阶模态能够尽可能的少，两者分别产生的漏音的谐振频率也能够尽可能地往高频段偏移，例如大于或者等于4kHz，使得用户对漏音不敏感。进一步地，第一端壁1113的刚度和第二端壁1114的刚度之差可以较小，以使得第一端壁1113和第二端壁1114分别产生的漏音的谐振频率能够尽可能地相近，进而使得两者在远场更好地反相相消，以降低耳机10的漏音。类似地，振动面板114的杨氏模量可以大于或者等于3000Mpa，优选地大于或者等于4000Mpa；和/或，振动面板114的厚度可以介于0.3mm与3mm之间，优选地介于0.5mm与2.5mm之间；和/或，振动面板114的面积可以介于130mm2与400mm2之间，优选地介于140mm2与300mm2之间，以使得振动面板114的刚度足够的大，进而使得振动面板114振动时的高阶模态能够尽可能的少。
作为示例性地，沿换能装置112的振动方向观察，安装孔1111的面积与第一端壁1113的面积之间的比值可以小于或者等于0.6，优选地小于或者等于0.5。如此，以在安装孔1111满足连接件115的安装需求时，第一端壁1113的刚度与第二端壁1114的刚度尽可能地相近，以使得第一端壁1113和第二端壁1114分别产生的漏音的谐振频率尽可能地相近。进一步地，沿换能装置112的振动方向观察，安装孔1111的面积和连接件115的面积之差与安装孔1111的面积之间的比值可以大于0且小于或者等于0.5，优选地大于0且小于或者等于0.4。如此，以在安装孔1111允许连接件115及振动面板114相对于机芯壳体111运动时，连接件115与第一端壁1113之间的间隙尽可能地小，以避免容置腔100内的空气随换能装置112振动形成的声波过多地经安装孔1111传输至耳机10外部而形成漏音，也即抑制声腔效应，进而降低耳机10的漏音。当然，由于经安装孔1111传输至耳机10外部的声波的相位可以与第一端壁1113和第二端壁1114分别产生的漏音中的一者的相位相反，使得经安装孔1111传输至耳机10外部的声波也可以进一步调节第一端壁1113和第二端壁1114分别产生的漏音在远场的反相相消，进而降低耳机10的漏音。
作为示例性地，安装孔1111的开口形状与连接件115的横截面形状可以为相同的规则形状。例如：安装孔1111的开口形状与连接件115的横截面形状为对应的正多边形，也即当连接件115的横截面形状为正方形、正六边形等时，安装孔1111的开口形状也对应为正方形、正六边形等。再例如：安装孔1111的开口形状与连接件115的横截面形状为对应的圆形、椭圆形等。进一步地，连接件115与第一端壁1113之间的间隙可以大于0且小于或者等于2mm，优选地大于0且小于或者等于1mm，以在安装孔1111允许连接件115及振动面板114相对于机芯壳体111运动时，连接件115与第一端壁1113之间的间隙尽可能地小。当然，在其他一些实施例中，安装孔1111的开口形状与连接件115的横截面形状也可以为不相同的规则形状。例如：当连接件115的横截面形状为正方形、正六边形等正多边形时，安装孔1111的开口形状也可以对应为圆形；反之，当连接件115的横截面形状为圆形时，安装孔1111的开口形状也可以对应为正方形、正六边形等正多边形。在其他另一些实施例中，安装孔1111的开口形状与连接件115的横截面形状也可以为其他不规则的结构形状。其中，结合图2，本申请以连接件115的横截面形状为圆形为例进行示例性的说明；相应地，安装孔1111的开口形状也为圆形。
在一些实施例中，例如图2中(a)，连接件115的数量可以为一个，且连接件115可以与振动面板114的中心区域连接。此时，安装孔1111的数量也可以为一个，连接件115穿设在安装孔1111内。如此，同等条件下，可以最大限度地降低安装孔1111与机芯壳体111外的连通面积，进而最大程度地抑制容置腔100内的空气随换能装置112振动形成的声波经安装孔1111传输至耳机10外部而形成漏音。
在其他一些实施例中，例如图2中(b)，连接件115的数量可以为多个，例如三个、四个等，多个连接件115绕振动面板114平行于换能装置112的振动方向的中心线(例如图2中(b)的O所示)间隔设置。此时，安装孔1111的数量也可以为多个，多个连接件115分别通过相应的一个安装孔1111与换能装置112连接。如此，有利于提高连接件115连接振动面板114和换能装置112的可靠性。进一步地，多个连接件115的中心可以落在同一圆上(也即共圆)，该圆的圆心(例如图2中(b)的O所示)可以落在振动面板114平行于换能装置112的振动方向的中心线上。其中，多个连接件115可以均匀地绕振动面板114平行于换能装置112的振动方向的中心线间隔设置。
在其他另一些实施例中，例如图2中(c)，连接件115的数量可以为多个，例如四个、五个等，其中一个连接件115与振动面板114的中心区域连接，剩余的连接件115绕位于振动面板114的中心区域的连接件115间隔设置。此时，安装孔1111的数量也可以为多个，多个连接件115分别通过相应的一个安装孔1111与换能装置112连接。如此，同样有利于提高连接件115连接振动面板114和换能装置112的可靠性。
需要说明的是：相较于图1，图2可以简单地视作振动面板114及连接件115沿换能装置112的振动方向的正投影。
基于上述的相关描述，在换能装置112产生机械振动的过程中，机芯壳体111(具体可以为第一端壁1113和第二端壁1114)与振动面板114还可以进一步形成多组声偶极子，也即相位相反的两两之间相消，进而降低耳机10的漏音。基于此，振动面板114的刚度和第一端壁1113的刚度之差的绝对值与振动面板114的刚度和第一端壁1113的刚度中较大者之间的比值可以介于0与0.4之间，优选地介于0与0.3之间；和/或，振动面板的刚度和第二端壁的刚度之差的绝对值与振动面板的刚度和第二端壁的刚度中较大者之间的比值介于0与0.4之间，优选地介于0与0.3之间。如此，振动面板114产生的漏音的谐振频率与第一端壁1113和/或第二端壁1114产生的漏音的谐振频率能够尽可能地相近，以使得两者在远场更好地反相相消，进而降低耳机10的漏音。
作为示例性地，沿换能装置112的振动方向观察，振动面板114的面积与第一端壁1113的面积之间的比值可以介于0.3与1.6之间，优选地介于0.5与1.2之间。换言之，当机芯壳体111的结构确定之后，振动面板114的面积与第一端壁1113的面积可以差异不大，以使得振动面板114的刚度与第一端壁1113的刚度尽可能地相近。除此之外，振动面板114的面积过小，既可能影响振动面板114传递换能装置112产生的机械振动，进而影响耳机10产生的骨导声的强度，也可能导致用户的皮肤与机芯模组11之间的接触面过小而引起佩戴不适，进而影响耳机10的佩戴舒适度；振动面板114的面积过大，既可能影响振动面板114的刚度，进而影响耳机10的音质，也可能导致振动面板114受皮肤轮廓的影响过大而难以与用户的皮肤紧密贴合，进而影响耳机10产生的骨导声的强度。
一般地，对于声偶极子而言，相位相反的两个单极子之间的距离越小，反相相消的效果越明显，也即远场的声压越小；相应地，对于耳机10而言，远场的漏音也越小。当然，考虑到振动面板114的结构强度、振动面板114与机芯壳体111在换能装置112振动过程中的结构干涉，以及机芯壳体111内设置换能装置112等结构件的空间需求，两个单极子之间的距离也难以为零。因此，在换能装置112的振动方向上，振动面板114的厚度可以介于0.3mm与3mm之间，优选地介于0.5mm与2.5mm之间，该厚度太小不利于振动面板114有足够的刚度；和/或，振动面板114与第一端壁1113之间的间隙可以介于0.5mm与3mm之间，优选地介于1mm与2mm之间，该间隙太小容易导致振动面板114与机芯壳体111碰撞而形成破音；和/或，第一端壁1113背离第二端壁1114的一侧与第二端壁1114背离第一端壁1113的一侧之间的间距可以介于6mm与16mm之间。
结合图3，机芯模组11还可以包括与机芯壳体111靠近振动面板114的一端连接的围边116，例如围边116与内筒壁1112远离第二端壁1114的一端连接，围边116可以环绕振动面板114，以避免振动面板114脱落。其中，在非佩戴状态下，围边116在垂直于换能装置112的振动方向的方向上与振动面板114间隔设置，以避免围边116阻碍振动面板114随换能装置112振动；且振动面板114背离换能装置112的一侧在换能装置112的振动方向上至少部分凸出围边116背离换能装置112的一侧，以允许振动面板114与用户的皮肤紧密贴合，进而增加耳机10产生的骨导声的强度。进一步地，在佩戴状态下，除了振动面板114与用户的皮肤接触之外，围边116也可以与用户的皮肤接触，以分担部分机芯模组11对用户的皮肤施加的压紧力，使得振动面板114能够随换能装置112振动，进而改善耳机10的音质，尤其是低频段的。换言之，机芯模组11设置围边116，有利于兼顾佩戴稳定性和舒适度与音质。因此，振动面板114对用户脸颊的压紧力可以小于后文中提及的头梁组件12将机芯模组11压持于用户脸颊的压紧力，振动面板114与用户脸颊的接触面积也可以小于机芯模组11与用户脸颊的接触面积。其中，当机芯模组11设有围边116时，机芯模组11压持于用户脸颊的压紧力可以等于振动面板114对用户脸颊的压紧力与围边116对用户脸颊的压紧力之和，机芯模组11与用户脸颊的接触面积可以等于振动面板114与用户脸颊的接触面积与围边116与用户脸颊的接触面积；当机芯模组11未设有围边116而仅通过振动面板114与用户脸颊接触时，机芯模组11压持于用户脸颊的压紧力可以等于振动面板114对用户脸颊的压紧力，机芯模组11与用户脸颊的接触面积可以等于振动面板114与用户脸颊的接触面积。基于此，后文中提及的头梁组件12可以施加介于0.4N至0.8N之间的压紧力将机芯模组11压持于用户脸颊，振动面板114对用户脸颊的压紧力可以介于0.1N至0.7N之间；机芯模组11与用户脸颊的接触面积可以介于400mm2与600mm2之间，优选地介于450mm2与550mm2之间；振动面板114与用户脸颊的接触面积可以介于180mm2与300mm2之间，优选地介于160mm2与280mm2之间。
进一步地，围边116可以设有连通孔1161，连通孔1161用于连通振动面板114与机芯壳体111(例如第一端壁1113)之间的间隙与耳机10的外部，以便于第一端壁1113产生的漏音与第二端壁1114产生的漏音在远场反相相消，以更好地满足耳机10对降漏音的需求。其中，连通孔1161的数量可以为多个，例如多个连通孔1161绕连接件115间隔设置，在佩戴状态下，其中至少一个连通孔1161的开口方向可以背离用户头顶，例如该连通孔1161的开口方向与用户垂直轴之间的夹角介于0与10°之间，以便于诸如用户的汗液等液体也可以经由连通孔1161留出，也即避免汗液等滞留在机芯模组11内。当然，第一端壁1113产生的漏音也可以经由围边116与振动面板114在垂直于换能装置112的振动方向的方向上的间隙传出，进而与第二端壁1114产生的漏音在远场反相相消。
结合图4，振动面板114与第一端壁1113之间还可以设置一软质垫片117，软质垫片117的洛氏硬度小于第一传振片113的洛氏硬度。如此，以避免换能装置112产生的机械振动经软质垫片117传递至机芯壳体111，进而进一步降低耳机10的漏音。其中，软质垫片117可以具有黏性，例如泡棉胶，以连接振动面板114和第一端壁1113，同样可以避免振动面板114脱落。
需要说明的是：本申请的发明人在长期的研究中发现，机芯模组11增设围边116，有利于漏音往中高频段偏移；而机芯模组11增设软质垫片117，有利于漏音往中低频段偏移，均有利于改善漏音。进一步地，本申请中，低频段对应的频率范围可以为20-150Hz，中频段对应的频率范围可以为150-5kHz，高频段对应的频率范围可以为5k-20kHz。其中，中低频段对应的频率范围可以为150-500Hz，中高频段对应的频率范围可以为500-5kHz。
结合图5至图7，振动面板114背离换能装置112的一侧可以包括用于与用户的皮肤接触的皮肤接触区1141和至少部分不与用户的皮肤接触的气导增强区1142，振动面板114可以通过气导增强区1142带动耳机10外部的空气振动形成声波。换言之，机芯模组11通过振动面板114既产生骨导声，又产生气导声，且两者的相位相同，以允许气导声增强骨导声，进而改善耳机10的音质。其中，气导增强区1142可以至少部分相对于皮肤接触区1141倾斜，并朝向换能装置112延伸，且气导增强区1142相对于皮肤接触区1141的倾斜角(例如图5及图6中θ所示)可以介于0与75°之间，优选地介于0与60°之间；和/或，气导增强区1142沿换能装置112的振动方向的正投影的宽度(例如图5至图7中W所示)可以大于或者等于1mm，优选地大于或者等于2mm。如此，以增加气导增强区1142的大小，进而增加气导声对骨导声的增强效果。进一步地，气导增强区1142既可以设置成曲面(例如图5所示)，也可以设置成平面(例如图6所示)。
在一些实施例中，例如图5，气导增强区1142可以全部相对于皮肤接触区1141倾斜，并朝向换能装置112延伸。
在其他一些实施例中，例如图6，气导增强区1142可以一部分相对于皮肤接触区1141倾斜(也即θ≠0)，并朝向换能装置112延伸，另一部分在换能装置112的振动方向上与皮肤接触区1141间隔设置，例如平行于皮肤接触区1141(也即θ＝0)。进一步地，结合图27，当机芯壳体111上设有围边116时，沿换能装置112的振动方向观察，围边116可以与气导增强区1142部分重叠，并与皮肤接触区1141错开，以允许围边116在换能装置112的振动方向上止挡振动面板114。
在其他另一些实施例中，例如图7，在佩戴状态下，气导增强区1142至少部分指向用户耳部的外耳道入口，以允许振动面板114产生的声波指向外耳道入口，进而增加气导声对骨导声的增强效果。作为示例性地，振动面板114具有垂直于换能装置112的振动方向且彼此正交的长轴方向和短轴方向，振动面板114在前述长轴方向上的尺寸大于振动面板114在前述短轴方向上的尺寸，例如沿振动方向观察，振动面板114呈椭圆形或者圆角矩形或者跑道形设置。其中，在佩戴状态下，前述长轴方向指向用户头顶，前述短轴方向指向用户耳部的外耳道入口。
结合图8至图10，机芯模组11可以设有与容置腔100连通的声学腔，声学腔用于吸收容置腔100内空气随换能装置112振动而形成的声波的声能。其中，前述声波可以经安装孔1111输出至耳机10外部形成一气导声。
在一些实施例中，例如图8，上述声波的频响曲线具有一谐振峰，上述声学腔可以为一亥姆霍兹共振腔200，以减弱前述谐振峰的峰值谐振强度，也即抑制峰值谐振强度的突增，使得耳机10的音质更加均衡。作为示例性地，亥姆霍兹共振腔200可以设置在机芯壳体111上，例如第二端壁1114背离换能装置112的一侧；和/或，亥姆霍兹共振腔200可以设置在换能装置112(例如其磁路系统)上。其中，前述谐振峰的峰值谐振频率可以介于500Hz与4kHz之间，优选地介于1kHz与2kHz之间，亥姆霍兹共振腔200与容置腔100连通的开口处于打开状态时的前述谐振峰的峰值谐振强度与亥姆霍兹共振腔200与容置腔100连通的开口处于关闭状态时的前述谐振峰的峰值谐振强度之间的差值可以大于或者等于3dB。
在其他一些实施例中，例如图9及图10，上述声学腔可以为一声滤波器300，声滤波器300的截止频率可以小于或者等于5kHz，优选地小于或者等于4kHz，以削弱频率大于前述截止频率的频段的声能。作为示例性地，结合图9，声滤波器300可以位于换能装置112背离振动面板114的一侧，也即后置声滤波器。结合图10，声滤波器300可以位于换能装置112朝向振动面板114的一侧，也即前置声滤波器。例如：第一端壁1113可以包括在换能装置112的振动方向上间隔设置的第一子端壁11131和第二子端壁11132，安装孔1111沿换能装置112的振动方向贯穿第一子端壁11131和第二子端壁11132，第一子端壁11131和第二子端壁11132与内筒壁1112配合形成声滤波器300。其中，第一子端壁11131与第二子端壁11132在换能装置112的振动方向上的间隙可以介于0.5mm与5mm之间，优选地介于1mm与3mm之间。
结合图11，换能装置112可以包括支架1121、第二传振片1122、磁路系统和线圈1123，支架1121通过第一传振片113与机芯壳体111连接，第二传振片1122连接支架1121和磁路系统，以将磁路系统悬挂在容置腔100内，线圈1123与支架1121连接，并沿换能装置112的振动方向伸入磁路系统的磁间隙内。此时，振动面板114可以通过连接件115与支架1121连接。作为示例性地，第一传振片113的周边区域可以与机芯壳体111连接，第一传振片113的中心区域可以与支架连接；第二传振片1122的周边区域可以与支架1121连接，第二传振片1122的中心区域可以与磁路系统连接。当然，在其他一些实施例中，第二传振片1122的周边区域可以与磁路系统连接，第二传振片1122的中心区域可以与支架1121连接。此时，磁路系统可以通过一筒状连接件与第二传振片1122的周边区域连接。其中，前述磁路系统可以包括导磁罩1124和与导磁罩1124的底部连接的磁体1125，磁体1125可以与第二传振片1122的中心区域连接，并与导磁罩1124在垂直于换能装置112的振动方向的方向上间隔设置以形成前述磁间隙，线圈1123伸入磁体1125与导磁罩1124之间。
进一步地，导磁罩1124上可以设有连通前述磁间隙与磁路系统的外部空间的连通孔11241，以削弱声腔效应。当然，支架1121上也可以设有沿换能装置112的振动方向延伸的连通孔11211，以削弱声腔效应。这是因为，换能装置112在产生机械振动的过程中会使得在其振动方向上相背两侧的空气压缩或者舒张，也即形成正负声压；而前述连通孔可以使得换能装置112相背两侧的空气连通，进而反相相消。
在一些实施例中，在非佩戴状态下，振动面板114振动的频响曲线在80Hz至2kHz的频段范围内具有一谐振谷、第一谐振峰和第二谐振峰，谐振谷、第一谐振峰和第二谐振峰的峰值频率依次定义为f0、f1和f2，且满足关系式：f0＜f1＜f2。其中，80Hz≤f0≤400Hz，80Hz≤f1≤400Hz，100Hz≤f2≤2kHz。
在一些实施例中，在非佩戴状态下，振动面板114振动的频响曲线在80Hz至2kHz的频段范围内仅具有一个谐振峰。其中，前述谐振峰的峰值频率介于100Hz与2kHz之间。
在一些实施例中，在非佩戴状态下，振动面板114振动的频响曲线在80Hz至2kHz的频段范围内具有第一谐振峰和第二谐振峰，且无谐振谷。其中，第一谐振峰的峰值频率介于80Hz与400Hz之间，第二谐振峰的峰值频率介于100Hz与2kHz之间。
在一些实施例中，在非佩戴状态下，振动面板114振动的频响曲线在80Hz至200Hz的频段范围内具有一谐振谷、第一谐振峰和第二谐振峰，谐振谷、第一谐振峰和第二谐振峰的峰值频率依次定义为f0、f1和f2，且满足关系式：f0＜f2，f1＜f2。
在一些实施例中，机芯壳体111的质量大于或者等于1.2g，优选地大于或者等于1.5g；和/或，第一传振片113的刚度小于或者等于2500N/m。进一步地，磁路系统的质量大于或者等于3g，优选地大于或者等于5g；和/或，第二传振片1122的刚度大于或者等于3000N/m，优选地大于或者等于5000N/m。
在一些实施例中，机芯壳体111的质量小于或者等于0.5g，优选地小于或者等于0.3g；和/或，第一传振片113的刚度大于或者等于2000N/m，优选地大于或者等于5000N/m。
在一些实施例中，在非佩戴状态下，振动面板114振动的频响曲线具有一谐振峰，谐振峰与支架1121的刚度强相关，且谐振峰的峰值频率大于或者等于4kHz，优选地大于或者等于5kHz。其中，支架1121的刚度大于或者等于105N/m，优选地大于或者等于5×105N/m。
结合图12，耳机10还可以包括与机芯模组11连接的头梁组件12，头梁组件12用于绕过用户头顶，并可以使得机芯模组11整体位于用户耳部的前侧。当然，机芯模组11也可以整体位于用户耳部的后侧或者其他位置，还可以部分位于用户耳部的前侧或者后侧。在一些实施例中，例如图34，机芯模组11可以通过机芯壳体111(具体可以为第一端壁1113)与用户脸颊接触，也即机芯壳体111背离转接壳体13的一侧形成用于与用户的皮肤接触的接触面。在其他一些实施例中，例如图1，机芯模组11可以通过振动面板114与用户脸颊接触。在其他另一些实施例中，例如图3，机芯模组11可以通过振动面板114及围边116与用户脸颊接触。
作为示例性地，在佩戴状态下，头梁组件12与用户头顶可以形成第一接触点(例如图13至图17中CP1所示)，机芯模组11与用户脸颊形成第二接触点(例如图13至图17中CP2所示)，第二接触点与第一接触点在人体矢状轴所在方向上的间距(例如图13至图17中W所示)可以介于20mm与30mm之间，优选地介于22mm与28mm之间；进一步地，第二接触点与第一接触点在人体矢状轴所在方向上的间距优选25mm，保证该间距时，机芯模组11能够被自然佩戴至用户耳部前侧的正确位置，机芯模组11在该位置振动产生声波，能够以最短路径将该声波传递至用户的中枢神经，使得该声波的传递效率更高，音损更少。其中，沿人体冠状轴所在方向观察，第一接触点可以位于用户耳部的正上方，第二接触点可以位于用户耳部的正前方。进一步地，头梁组件12可以包括弧形头梁件121和转接件122，弧形头梁件121用于绕过用户头顶，转接件122的两端分别与弧形头梁件121和机芯模组11连接。其中，弧形头梁件121可以位于用户耳部的上方，并与用户头顶形成第一接触点。作为示例性地，弧形头梁件121的材质可以为塑料，转接件122的材质可以为金属；当然两者的材质也可以同为塑料或者金属。其中，当机芯模组11设置成能够在头梁组件12的延伸方向上靠近或者远离弧形头梁件121时，例如转接件122背离机芯模组11一端(具体可以为后文中提及的第一连接段1221)能够伸出或者缩回弧形头梁件121，弧形头梁件121与转接件122的配合的部分也可以设置成金属件，以进行局部加强，两者的耐磨性。
在一些实施例中，结合图13至图16，在佩戴状态下，并沿人体冠状轴所在方向观察，头梁组件12至少部分相对于人体垂直轴倾斜，例如朝向用户正前方倾斜延伸，以便于形成第一接触点和第二接触点。此时，转接件122可以设置呈杆状或者片状。例如：结合图13，沿人体冠状轴所在方向观察，弧形头梁件121相对于人体垂直轴倾斜，转接件122平行于人体垂直轴。此时，转接件122可以与机芯模组11朝向用户头顶的一侧连接。再例如：结合图14，沿人体冠状轴所在方向观察，弧形头梁件121相对于人体垂直轴倾斜，转接件122也相对于人体垂直轴倾斜，两者相对于人体垂直轴的倾斜角相同。此时，转接件122可以与机芯模组11背离用户脸颊的一侧连接。再例如：结合图15，沿人体冠状轴所在方向观察，弧形头梁件121相对于人体垂直轴倾斜，转接件122一部分相对于人体垂直轴倾斜另一部分平行于人体垂直轴。此时，转接件122可以与机芯模组11背离用户耳部的一侧连接。再例如：结合图16，沿人体冠状轴所在方向观察，弧形头梁件121平行于人体垂直轴倾斜，转接件122一部分相对于人体垂直轴倾斜另一部分平行于人体垂直轴。此时，转接件122可以与机芯模组11朝向用户头顶的一侧连接。
在其他一些实施例中，结合图17，转接件122可以设置呈环状。此时，在佩戴状态下，并沿人体冠状轴所在方向观察，弧形头梁件121可以平行于人体垂直轴倾斜，转接件122可以套设在用户耳部的外围，同样可以形成第一接触点和第二接触点。其中，转接件122可以呈连续的封闭的环状，也可以呈不连续的环状(例如C字型或者U字型)。
需要说明的是：在医学、解剖学等领域中，可以定义人体的矢状面(SagittalPlane)、冠状面(Coronal Plane)和水平面(Horizontal Plane)三个基本切面以及矢状轴(Sagittal Axis)、冠状轴(Coronal Axis)和垂直轴(Vertical Axis)三个基本轴。其中，矢状面是指沿身体前后方向所作的与地面垂直的切面，它将人体分为左右两部分；冠状面是指沿身体左右方向所作的与地面垂直的切面，它将人体分为前后两部分；水平面是指沿身体上下方向所作的与地面平行的切面，它将人体分为上下两部分。相应地，矢状轴是指沿身体前后方向垂直通过冠状面的轴，冠状轴是指沿身体左右方向垂直通过矢状面的轴，垂直轴是指沿身体上下方向垂直通过水平面的轴。
作为示例性地，并结合图12、图16及图20，转接件122可以包括第一连接段1221、中间过渡段1222和第二连接段1223，中间过渡段1222连接第一连接段1221和第二连接段1223。其中，第一连接段1221和第二连接段1223分别相对于中间过渡段1222弯折并反向延伸。此时，第一连接段1221可以与弧形头梁件121连接，第二连接段1223可以与机芯模组11连接。其中，沿人体冠状轴所在方向观察，中间过渡段1222相对于人体垂直轴倾斜，以便于形成第一接触点和第二接触点。
进一步地，第一连接段1221相对于中间过渡段1222的弯折角度(例如图16中θ1所示)可以大于或者等于90°且小于180°；和/或，第二连接段1223相对于中间过渡段1222的弯折角度(例如图16中θ2所示)可以大于或者等于90°且小于180°。如此，以使得转接件122更加平滑地过渡连接弧形头梁件121和机芯模组11。其中，在佩戴状态下，并沿人体冠状轴所在方向观察，第一连接段1221可以与第二连接段1223平行。此时，第一连接段1221与第二连接段1223之间的间距(例如图16中W所示)可以介于20mm与30mm之间，优选地介于22mm与28mm之间。
需要说明的是：结合图19，转接件122在其他视角(例如沿人体矢状轴所在方向观察)也可以具有一弯曲弧度，例如弧形头梁件121两端的转接件122彼此同向靠近延伸，以便于耳机10更好地用户头部接触，也便于头梁组件12为机芯模组11提供压紧力。
进一步地，结合图20，第一连接段1221和第二连接段1223可以分别设有走线腔，例如两者分别呈中空管状设置，中间过渡段1222则可以设有开槽1224，开槽1224用于连通第一连接段1221和第二连接段1223的走线腔，以允许耳机10的走线由机芯模组11经转接件122延伸至弧形头梁件121。其中，耳机10的走线可以设置为导线、柔性电路板等。相应地，头梁组件12还可以包括嵌入开槽1224的密封件，密封件覆盖走线，这样有利于改善耳机10的防水防尘，也有利于改善耳机10的外观。其中，密封件可以为固化之后的胶体，也可以为一盖板。当然，在其他一些实施例中，耳机10的走线也可以外露于转接件122；相应地，转接件122可以设置成实心结构。
本申请的发明人在长期的研究中发现：当头梁组件12施加介于0.4N至0.8N之间的压紧力将机芯模组11压持于用户脸颊时，也即在佩戴状态下，机芯模组11对用户脸颊的压紧力可以介于0.4N至0.8N之间，优选地介于0.3N至0.6N之间，用户能够获得优异的佩戴稳定性和舒适度以及良好的音质。其中，压紧力可以借助夹力试验机(FL-86161A，博文仪器)测量得到。具体而言，测量时，将耳机10夹在夹力试验机的平行板两侧，并支撑在夹力试验机的中间叉子上；随后，夹力试验机的平行板使得两个机芯模组11彼此背离并具有一测试间距(例如人头宽均值145mm)，进而模拟用户佩戴耳机10。此时，读取夹力试验机上显示的数值即可测量得到相应的压紧力。对于不同用户而言，其头部的大小不一(例如“大头”和“小头”)。因此，头梁组件12可以设置成弧长可调节，以满足不同用户对耳机10的佩戴需求。进一步地，本申请希望不同的用户佩戴耳机10时，均能够获得一致的压紧力。
作为示例性地，第一连接段1221在外力作用下能够伸出或者缩回弧形头梁件121，以允许机芯模组11在头梁组件12的延伸方向上靠近或者远离弧形头梁件121，进而调节头梁组件12的弧长。当然，第二连接段1223在外力作用下也能够伸伸出或者缩回机芯模组11，同样能够调节头梁组件12的弧长。
进一步地，结合图12，弧形头梁件121的两端可以均设有转接件122和机芯模组11。其中，头梁组件12在第一使用状态时为机芯模组11提供第一压紧力，且在第二使用状态时为机芯模组11提供第二压紧力，第二压紧力与第一压紧力之差的绝对值可以介于0与0.1N之间，优选地介于0与0.05N之间。如此，以在不同用户佩戴耳机10时，也即头梁组件12具有不同弧长且两个机芯模组11具有不同间距，头梁组件12使得机芯模组11对用户脸颊施加的压紧力差异不大，进而增加耳机10对不同用户的适配度。
需要说明的是：第一使用状态可以定义为每一转接件122相对于弧形头梁件121具有第一伸出量，且两个机芯模组11之间具有第一间距的使用状态；第二使用状态可以定义为每一转接件122相对于弧形头梁件121具有第二伸出量，且两个机芯模组11之间具有第二间距的使用状态。其中，第二伸出量大于第一伸出量，第二间距大于第一间距。简而言之，第一使用状态可以倾向于小头用户佩戴耳机10，第二使用状态则可以倾向于大头用户佩戴耳机10。因此，当机芯模组11最靠近弧形头梁件121时，第一伸出量可以取最小值；而当机芯模组11最远离弧形头梁件121时，第二伸出量可以取最大值。
本申请的发明人在长期的研究中发现：同等条件下，弧形头梁件121和转接件122的刚度和弯曲程度等参数对头梁组件12能够提供的压紧力具有一定的影响，现对此进行定性的分析。
对于悬臂梁而言，结合图18，悬臂梁在诸如集中力、分布载荷等载荷的作用下将产生弯曲变形，其最大挠度wmax发生在悬臂梁的自由端处。
对于等截面悬臂梁而言，结合图18中(a)，并基于材料力学，自由端的扰度满足如下关系式(1)。
Figure BDA0003875590970000091
式中，EI为截面抗弯刚度，M(x)为截面弯矩。其中，E为材料的杨氏模量，I为截面惯性矩。
对于变截面悬臂梁而言，结合图18中(b)，由于变截面梁截面的属性会发生变化，在分析其自由端位移时可采用逐段刚度法。即将变截面悬臂梁视作由多个等截面悬臂梁构成，计算变形时除所研究的悬臂梁段之外其余的悬臂梁段可以视为刚体，最后将相同载荷工况下的位移变形叠加，这种方法常用于外伸悬臂梁或变截面悬臂梁。相应地，自由端的挠度满足如下关系式(2)。
Figure BDA0003875590970000092
对于诸如图12所示的头戴式耳机而言，耳机10的左右两侧可以简单化为对称结构，因此取其一侧进行受力分析即可。其中，耳机10无论是处于第一使用状态(例如缩回状态)还是处于第二使用状态(例如伸出状态)都满足力矩平衡方程，也即如下关系式(3)。
M＝F·L                  (3)
式中，M为耳机10在头顶支点(例如第一接触点CP1)处的弯矩值，F为头梁组件12在某一使用状态时为机芯模组11提供的压紧力，L为机芯模组11的等效集中作用点(例如第二接触点CP2)到头顶支点的力臂。其中，结合图19，以完全缩回(例如转接件122相对于弧形头梁件121的伸出量最小)的工况为参考，假设等效集中作用点在机芯模组11上的位置不因头梁组件12的伸缩调整而变化，那么在完全伸出(例如转接件122相对于弧形头梁件121的伸出量最大)的工况时，力臂L是增加的。基于此，并结合上述力矩平衡方程(2)，研究弯矩M的变化规律即可获得压紧力F的变化规律。
结合图19，在完全缩回(例如图19中“收缩状态”所示)和完全伸出(例如图19中“伸长状态”所示)两种不同工况下，分别将耳机10从初始自由态张开至相应间距(例如人头宽均值145mm)的终态；现假设临界状态下，二者的压紧力相同，也即无论是收缩状态还是伸长状态，头梁组件12均能够为机芯模组11提供相同或者相近的压紧力。
对于完全缩回的工况，头梁组件12可以简单地视作一等截面悬臂梁(也即弧形头梁件121所在的弧线段S1)，由其自由端的挠度，也即公式(1)，沿着弧线段S1积分得如下关系式(4)。
Figure BDA0003875590970000101
式中，E1I1为弧线段S1的截面抗弯刚度，L1(s)为弧线段S1截面上集中力F的力臂函数。
对于完全伸出的工况，梁组件12可以简单地视作一变截面悬臂梁(也即弧形头梁件121所在的弧线段S1和转接件122所在的弧线段S2)，由其自由端的挠度，也即公式(2)，沿着弧线段S1和弧线段S2分别积分并求和得如下关系式(5)。
Figure BDA0003875590970000102
式中，E2I2为弧线段S2的截面抗弯刚度，L2(s)为弧线段S2截面上集中力F的力臂函数。其中，等式右端的前两项为弧线段S1的变形量，第三项为弧线段S2的变形量，l为弧线段S2在竖向方向上的分量。
进一步地，结合图19，上述两种工况满足如下关系式(6)。
Δ2＝Δ1+h                                    (6)
式中，h为弧线段S2在水平方向上的分量，将关系式(4)、(5)代入关系式(6)中，并将上述两种工况下压紧力相同的临界状态的h记作hcr，则得到关系式(7)。
Figure BDA0003875590970000103
关系式(7)实际上给出了相同头宽时耳机10在伸出状态或者收缩状态下压紧力的变化规律。相应地，弧线段S2在水平方向上的实际设计值h满足如下关系式(8)。
Figure BDA0003875590970000104
由关系式(7)和(8)可知，假设弧线段S1的截面抗弯刚度E1I1、弧线段S2 在竖向方向上的分量l不变，则有：
1)弧线段S2的截面抗弯刚度的抗弯刚度E2I2设计越小(也即hcr越大)，其伸出后压紧力越小；
2)弧线段S2向内弯曲的弧度设计越小(例如h越小)，其伸出后压紧力越小。
基于上述的详细分析，现进行定量的说明。作为示例性地，在非佩戴状态下，当每一机芯模组11均最靠近或最远离弧形头梁件121时，弧形头梁件121两端的转接件122相对于第一参考平面(例如图19中RP1所示)对称设置，第二参考平面(例如纸面所在平面)过弧形头梁件121两端之间的连线(例如图19中RP2所示)，并与第一参考平面垂直相交。其中，在佩戴状态下，第一参考平面可以平行于人体矢状面，第二参考平面可以平行于人体冠状面。进一步地，结合图19，在弧形头梁件121处于自然状态下，并将弧形头梁件121和转接件122投影到第二参考平面，当机芯模组11最靠近弧形头梁件121(例如图19中“收缩状态”所示)时，转接件122用于连接机芯模组11的自由端(例如第二连接段1223)具有第一位置(例如图19中L1所示)，当机芯模组11最远离弧形头梁件121(例如图19中“伸长状态”所示)时，所述自由端具有第二位置(例如图19中L2所示)。其中，第一位置和第二位置的连线在平行于弧形头梁件121的两端连线的第一参考方向上具有第一投影分量(例如图19中h所示)，且在垂直于弧形头梁件121的两端连线的第二参考方向上具有第二投影分量(例如图19中l所示)，第二投影分量与第一投影分量的比值可以大于或等于2。进一步地，转接件122的截面抗弯刚度与弧形头梁件121的截面抗弯刚度的比值可以小于或者等于0.9。换言之，转接件122设计得柔软与平直，可以保证两个机芯模组11间距相同时收缩状态下的压紧力大于伸长状态下的压紧力；再考虑到头宽越大压紧力越大的事实，可以进一步实现两个机芯模组11间距小且处于收缩状态(也即“小头”的用户佩戴耳机10)时的夹紧力与两个机芯模组11间距大且处于伸长状态(也即“大头”的用户佩戴耳机10)时的夹紧力相同或者相近。
结合图20及图21，耳机10还可以包括连接机芯模组11与头梁组件12的转接壳体13。其中，机芯壳体111可以相对于转接壳体13绕第一轴线(例如图20中虚线A1所示)转动，转接壳体13可以相对于头梁组件12绕第二轴线(例如图20中虚线A2所示)转动，以增加机芯模组11相对于头梁组件12在三维空间中的自由度。如此，机芯模组11及头梁组件12可以更好地适应用户头部的轮廓，进而增加耳机10佩戴的稳定性和舒适度，机芯模组11也能够更好地与用户皮肤贴合。作为示例性地，机芯壳体111相对于转接壳体13转动的第一轴线与转接壳体13相对于头梁组件12转动的第二轴线在一垂直于换能装置112的振动方向的参考平面上交叉。其中，第一轴线和第二轴线可以彼此正交。例如：在佩戴状态下，第一轴线平行于人体矢状轴；和/或第二轴线平行于人体垂直轴。其中，第一轴线和第二轴线在三维空间中既可以共面也可以异面。
作为示例性地，转接壳体13与转接件122远离弧形头梁件121的一端(例如第二连接段1223)可以转动连接。相应地，第二连接段1223可以沿第二轴线所在方向延伸。
结合图20及图27，转接壳体13上设置有转轴腔131，转接件122沿转轴腔131的轴向(例如第二轴线所在方向)插入转轴腔131。进一步地，头梁组件12还可以包括锁止件123，锁止件123用于沿转轴腔131的轴向对转接件122进行限位，以使得转接件122保持在转轴腔131内。例如：结合图20、图22及图27，转接件122的自由端(例如第二连接段1223)设置有卡槽1225，在转接件122从转轴腔131的一端插入转轴腔131后，卡槽1225从转轴腔131的另一端外露，锁止件123卡置于卡槽1225内，且锁止件123的径向尺寸大于转轴腔131的径向尺寸，以在转接件122插入转轴腔131的接插方向的反方向进行锁止。进一步地，转接件122(例如第二连接段1223)的外周壁上开设有限位槽1226，转轴腔131的内周壁上设置有限位块132，限位块132嵌入限位槽1226内，以对转接件122相对转轴腔131的旋转角度进行限制。其中，转接壳体13相对于头梁组件12转动的旋转角度可以介于5°至15°之间，这样既便于耳机10适应用户头部的轮廓，又便于用户佩戴。
结合图23及图24，耳机10还可以包括与机芯模组11(具体可以为换能装置112)耦接的电池14和主板15，电池14设置成为主板15供电，主板15设置成控制换能装置112将电信号转换为机械振动。其中，电池14的容量可以大于或者等于200mAh，以增加耳机10的续航能力。进一步地，转接壳体13可以用于设置电池14或者主板15，例如电池14和主板15分别位于耳机10左侧和右侧的转接壳体13内。如此，既可以减轻机芯模组11的总重，以便于改善耳机10的音质，又可以分担耳机10左右两侧的总重，以便于改善耳机10佩戴的稳定性和舒适度。
作为示例性地，转接壳体13可以包括与转接件122连接的中板133、环绕中板133的筒状侧壁134和与筒状侧壁134扣合的外壳135，以使得外壳135与中板133连接，三者也可以围设形成一容置空间。换言之，转接壳体13可以形成一用于容纳电子元件的容纳空间，该电子元件可以为电池14或者主板15，也可以为开关组件162和/或功能组件17，还可以为其他诸如LED的光源或其导光柱。其中，电池14或者主板15可以由转接壳体13支撑固定，并可以位于转接壳体13朝向换能装置112的一侧，例如电池14或者主板15设置在外壳135与中板133之间。此时，机芯壳体111和外壳135可以分别位于中板133的相背两侧，电池14或者主板15可以在换能装置112的振动方向上与机芯壳体111间隔设置，也即电池14或者主板15与机芯模组11内外堆叠。当然，在其他一些诸如转接壳体13不包括外壳135的实施例中，电池14或者主板15与机芯壳体111可以位于中板133的同一侧。相应地，转轴腔131可以设置在筒状侧壁134及中板133上，转接件122也可以与中板133转动连接；机芯壳体111可以与筒状侧壁134转动连接。
进一步地，结合图34，换能装置112可以与机芯壳体111刚性连接，例如线圈1123与机芯壳体111构成刚性连接，再例如线圈1123与支架1121连接而支架1121与机芯壳体111构成刚性连接，也即换能装置112不是通过第一传振片113与机芯壳体111构成弹性连接。此时，线圈1123驱动机芯壳体111振动，也即机芯壳体111跟随换能装置112振动，进而通过机芯壳体111向用户皮肤传递换能装置112产生的机械振动。相应地，机芯壳体111与转接壳体13构成弹性连接，例如机芯壳体111通过弹性连接件137与筒状侧壁134连接，机芯壳体111或者转接壳体13连接至头梁组件12，以减弱转接壳体13随换能装置112的振动，进而降低耳机10的漏音。其中，转接壳体13沿换能装置112的振动方向与机芯壳体111层叠设置，且位于机芯壳体111背离振动面板114的一侧，转接壳体13在垂直于振动方向的参考平面上具有第一投影面积，例如中板133的面积，机芯壳体111在前述参考平面具有第二投影面积，例如第二端壁1114的面积，第一投影面积与第二投影面积之间的比值可以介于0.2与1.5之间，优选地介于0.2与1之间，更优选地介于0.2与0.5之间，以减弱挡板效应，进而降低耳机10的漏音。进一步地，沿换能装置112的振动方向，机芯壳体111与转接壳体13之间的间隙可以介于1mm与10mm之间，优选地介于2mm与8mm之间，以减弱声腔效应，进而降低耳机10的漏音。需要说明的是：挡板效应为转接壳体13会改变机芯壳体111背离振动面板114一侧的漏音的传播方向，本申请不希望在佩戴状态下用户正前方具有较大的漏音；声腔效应为转接壳体13与机芯壳体111之间的间隙会形成一声腔，并因该声腔的气导共振而产生漏音，本申请也不希望因此产生较大的漏音。
需要说明的是：在其他一些诸如机芯模组11不相对于头梁组件12转动或者机芯模组11仅绕一个轴线(例如第二轴线A2)转动的实施例中，耳机10也可以不包括转接壳体13，例如转接件122与机芯壳体111固定连接或者转动连接。进一步地，结合图25及图26，电池14或者主板15也可以设置在机芯模组11所在区域之外的其他位置。例如：耳机10还可以包括与头梁组件12连接的支撑件124，电池14或者主板15可以设置在支撑件124内。其中，支撑件124可以作为头梁组件12的一部分结构，当然电池14或者主板15也可以直接设置在头梁组件12(例如弧形头梁件121)内。结合图25，在佩戴状态下，支撑件124与机芯模组11沿人体矢状轴间隔设置，也即电池14或者主板15与机芯模组11前后堆叠，例如机芯模组11相对于支撑件124更加靠近用户头部前侧。结合图26，在佩戴状态下，支撑件124与机芯模组11沿人体垂直轴间隔设置，例如机芯模组11相对于支撑件124更加远离用户头顶。
结合图27至图28及图20至图21，机芯壳体111可以相对于转接壳体13绕第一轴线A1转动，围边116可以与机芯壳体111远离转接壳体13的一端连接，也即围边116可以与机芯壳体111靠近振动面板114的一端连接。其中，围边116可以包括与机芯壳体111连接的连接部1162和与连接部1162连接的凸缘部1163，凸缘部1163至少部分在换能装置112的振动方向上与转接壳体13(例如筒状侧壁134)间隔设置，以允许机芯模组11相对于转接壳体13转动。其中，沿换能装置112的振动方向观察，凸缘部1163位于机芯壳体111的外围，并与转接壳体13(例如筒状侧壁134)重叠。如此，机芯模组11相对于转接壳体13转动的角度可以被限制在一定的角度范围之内，例如介于5°至15°之间，这样既便于耳机10适应用户头部的轮廓，又便于用户佩戴。进一步地，在非佩戴状态下，以机芯壳体111相对于转接壳体13转动的轴线(例如第一轴线A1)为起点，凸缘部1163与转接壳体13在换能装置112的振动方向上的间隙(例如图27及图28中W所示)沿一参考方向逐渐增大，前述参考方向定义为垂直于前述振动方向和第一轴线所在方向且远离第一轴线的方向。其中，前述参考方向可以平行于第二轴线方向A2。如此，有利于减小机芯模组11与转接壳体13在换能装置112的振动方向上的总尺寸，使得耳机10的结构更加紧凑。
作为示例性地，凸缘部1163与转接壳体13在换能装置112的振动方向上的最大间隙(例如图27中W所示)可以介于2mm与5mm之间，优选地介于2.5mm与4mm之间，最小间隙(例如图28中W所示)可以为零或者接近零，允许机芯壳体111相对于转接壳体13转动即可。
进一步地，沿机芯壳体111相对于转接壳体13转动的轴线(例如第一轴线A1)所在方向观察，凸缘部11朝向转接壳体13的一侧可以呈弧形设置，以增加耳机10的外观品质。其中，凸缘部1163朝向转接壳体13一侧的圆弧半径大于或者等于50mm，以使得凸缘部1163的弯曲程度不是异常的大，也即是凸缘部1163相对平滑的弯曲延伸，进而改善耳机10的外观品质。
作为示例性地，机芯壳体111可以包括第一机芯壳体111a、第二机芯壳体111b和围边116，第二机芯壳体111b和围边116可以分别与第一机芯壳体111a连接。其中，第一机芯壳体111a可以包括内筒壁1112和第一外筒壁1115，内筒壁1112位于换能装置112的外围，第一外筒壁1115位于内筒壁1112的外围，并在垂直于换能装置112的振动方向的方向上与内筒壁1112间隔设置。进一步地，第二机芯壳体111b与内筒壁1112连接，围边116与第一外筒壁1115连接，并围绕振动面板114。此时，安装孔1111可以开设于第二机芯壳体111b。如此，以简化机芯模组11的结构，并简化装配。具体而言，可以先将换能装置112及第一传振片113装设在内筒壁1112内，再将第二机芯壳体111b与内筒壁1112连接，然后通过连接件115将振动面板114与换能装置112连接，最后将围边116与第一外筒壁1115连接。
在一些实施例中，第二机芯壳体111b可以包括第一端壁1113和与第一端壁1113连接的筒状侧壁1116，筒状侧壁1116位于内筒壁1112与第一外筒壁1115之间，并与内筒壁1112卡接。例如：内筒壁1112和筒状侧壁1116中的一者上设有扣槽，另一者上设有与扣槽配合的倒扣，以便于第二机芯壳体111b与第一机芯壳体111a扣合卡接。在其他一些实施例中，第二机芯壳体111b也可以仅包括第一端壁1113，第一端壁1113盖设在内筒壁1112的端面上，两者可以通过热熔柱连接。进一步地，第二机芯壳体111b与第一机芯壳体111a扣合时，还可以将第一传振片113的周边区域压持在内筒壁1112的端面上，当然第一传振片113自身也可以与内筒壁1112卡接或者胶接。
在一些实施例中，连接部1162和第一外筒壁1115中的一者上设有扣槽，另一者上设有与扣槽配合的倒扣，以便于围边116与第一机芯壳体111a扣合卡接。其中，连接部1162可以呈筒状设置，并可以位于第一外筒壁1115的外围；凸缘部1163也相应地位于第一外筒壁1115的外围。
进一步地，振动面板114背离换能装置112的一侧可以包括与皮肤接触区1141连接的边缘区1143，边缘区1143位于皮肤接触区1141的外围，并在换能装置112的振动方向上与皮肤接触区1141间隔设置，例如边缘区1143所在平面平行于皮肤接触区1141所在平面。相应地，围边116还可以包括与连接部1162连接的限位部1164，限位部1164位于振动面板114背离换能装置112的一侧。其中，沿换能装置112的振动方向观察，限位部1164与边缘区1143重叠，并与皮肤接触区114错开。如此，围边116既不影响振动面板114随换能装置112振动，也能够避免振动面板114脱落，增加耳机10的可靠性。相应地，在非佩戴状态下，皮肤接触区1141在换能装置112的振动方向上可以凸出限位部1164背离换能装置112的一侧。
基于上述的相关描述，并结合图6，振动面板114背离换能装置112的一侧还可以包括气导增强区1142，气导增强区1142可以连接在皮肤接触区1141与边缘区1143之间。其中，由于边缘区1143也可以不与用户的皮肤接触，使得边缘区1143至少未被限位部1164遮挡的部分也可以用作气导增强区1142，进而增加气导增强区1142的大小，以改善气导声对骨导声的增强效果。
作为示例性地，连接件115可以包括与换能装置112连接的第一连接件1151和与振动面板114连接的第二连接件1152，例如第一连接件1151与支架1121为一体成型结构件，例如第二连接件1152与振动面板114连接为一体成型结构件。其中，第一连接件1151和第二连接件1152中的一者可以设置成筒状结构，另一者则可以设置杆状结构，杆状结构嵌入筒状结构内，以使得连接件115连接换能装置112与振动面板114。
进一步地，第一机芯壳体111a还可以包括第二外筒壁1117，第二外筒壁1117位于内筒壁1112的外围，并在垂直于换能装置112的振动方向的方向上与内筒壁1112间隔设置。其中，第二外筒壁1117与第一外筒壁1115反向延伸，以便于两者分别连接转接壳体13和围边116；第二外筒壁1117位于凸缘部1163的内侧，以允许凸缘部1163与筒状侧壁134在换能装置112的振动方向上重叠。相应地，筒状侧壁134可以位于第二外筒壁1117的外围，筒状侧壁134和第二外筒壁1117中的一者可以设有轴孔，另一者则可以设有与轴孔配合的转轴，转轴嵌入轴孔，以允许机芯壳体111相对于转接壳体13转动。考虑到耳机10的外观品质以及筒状侧壁134的壁厚，轴孔优选地开设在第二外筒壁1117上，转轴则相应地设置在筒状侧壁134上。进一步地，为了增加机芯壳体111与转接壳体13转动连接的可靠性，第一机芯壳体111a还可以包括加强柱1118，加强柱1118可以连接第二外筒壁1117与内筒壁1112，进而局部加强第二外筒壁1117，以便于开设轴孔。作为示例性地，筒状侧壁134上设有转轴136，加强柱1118上设有轴孔，转轴136伸入加强柱1118的轴孔内。
基于上述的相关描述，并结合图8及图9，机芯模组11可以设有与容置腔100连通的声学腔，声学腔用于吸收容置腔100内空气随换能装置112振动而形成的声波的声能，该声波可以经安装孔1111输出至耳机10外部形成一气导声。其中，第二外筒壁1117、内筒壁1112和过渡壁1119可以围设形成前述声学腔。基于此，第一机芯壳体111a自身可以围设形成一声学腔，例如亥姆霍兹共振腔200；第一机芯壳体111a也可以与转接壳体13围设形成一声学腔，例如声滤波器300。
作为示例性地，第一机芯壳体111a还可以包括连接在内筒壁1112与第二外筒壁1117之间的过渡壁1119和盖板1120，过渡壁1119和盖板1120在换能装置112的振动方向上间隔设置，以与内筒壁1112和第二外筒壁1117围设形成亥姆霍兹共振腔200。此时，内筒壁1112上可以设有连通亥姆霍兹共振腔200与容置腔100的连通孔。其中，过渡壁1119也可以连接在第一外筒壁1115与内筒壁1112之间，也即第二外筒壁1117与第一外筒壁1115分别位于过渡壁1119的相背两侧，并反向延伸。
进一步地，过渡壁1119与盖板1120可以在换能装置112的振动方向上彼此远离，以增加亥姆霍兹共振腔200的体积，有利于亥姆霍兹共振腔200在更宽的频段内吸收声能，也即频响曲线在更宽的频段内更加平坦，使得耳机10的音质更加均衡。为此，盖板1120可以与第二端壁1114平齐，以在换能装置112的振动方向上增大亥姆霍兹共振腔200；第二外筒壁1117可以位于第一外筒壁1115的外围，以在垂直于换能装置112的振动方向的方向上增大亥姆霍兹共振腔200，以使得机芯模组11的结构更加紧凑。当然，当亥姆霍兹共振腔200满足相应的声学需求时，第二外筒壁1117也可以位于第一外筒壁1115的内侧，或者在换能装置112的振动方向上与第一外筒壁1115重叠。进一步地，结合图32，过渡壁1119可以包括第一子过渡壁11191和第二子过渡壁11192，第一子过渡壁11191连接内筒壁1112和第一外筒壁1115，第二子过渡壁11192连接第一外筒壁1115和第二外筒壁1117。其中，第二子过渡壁11192与第一子过渡壁11191在换能装置112的振动方向上间隔设置，且第二子过渡壁11192相较于第一子过渡壁11191更加远离中板133，也即更加靠近振动面板114，以充分利用围边116中凸缘部1163所在的外围区域以及围边116和第二壳体111b分别与第一壳体111a卡接的扣合位在换能装置112的振动方向上的高度差，进而在换能装置112的振动方向上进一步增大亥姆霍兹共振腔200。
需要说明的是：在其他一些诸如机芯壳体111不相对于转接壳体13转动的实施例中，第一机芯壳体111a可以不包括盖板1120，亥姆霍兹共振腔200靠近第二端壁1114的一端可以由中板133密封。在其他一些诸如声学腔设置为声滤波器300的实施例中，结合图32，第一机芯壳体111a也可以不包括盖板1120，以允许容置腔100内空气随换能装置112振动而形成的声波经由第二外筒壁1117与筒状侧壁134之间的间隙或者其他途径传输至耳机10外部(如图32中虚线所示的路径)。换言之，本申请所述的声滤波器300可以由第二端壁1114、内筒壁1112、过渡壁1119和第二外筒壁1117与中板133和筒状侧壁134围设形成，声波被声滤波器300吸收后经筒状侧壁134与第二外筒壁1117之间的间隙传输至耳机10的外部。此时，内筒壁1112上可以设有连通声滤波器300与容置腔100的连通孔。相应地，中板133与第二端壁1114在换能装置112的振动方向上的间隙可以大于筒状侧壁134与第二外筒壁1117在垂直于换能装置112的振动方向的方向上的间隙，以使得容置腔100内空气随换能装置112振动而形成的声波经由第二外筒壁1117与筒状侧壁134之间的间隙传输至耳机10外部，并增加声滤波器300的体积，以在更宽的频段内吸收声能。第二外筒壁1117与内筒壁1112在垂直于换能装置112的振动方向的方向上的间隙可以大于中板133与第二端壁1114在换能装置112的振动方向上的间隙，以利用内筒壁1112外围的空间增大声滤波器300的体积。进一步地，在其他一些诸如机芯模组11不设置声学腔或者例如亥姆霍兹共振腔200设置在换能装置112上的实施例中，第一机芯壳体111a也可以不包括盖板1120，过渡壁1119也可以为不连续结构，满足第一外筒壁1115、第二外筒壁1117与内筒壁1112之间的连接即可。此时，第二外筒壁1117也可以位于第一外筒壁1115的内侧，或者在换能装置112的振动方向上与第一外筒壁1115重叠，以使得机芯模组11的结构更加紧凑。
结合图24、图27及图29，耳机10还可以包括与一壳体连接的棍咪组件16，棍咪组件16还可以相对于该壳体转动。其中，当耳机10未设置转接壳体13时，该壳体可以为机芯壳体111；当耳机10设置转接壳体13时，该壳体可以为机芯壳体111也可以为转接壳体13。本实施例以该壳体为外壳135为例进行示例性的说明，也即棍咪组件16与外壳135连接，并可以相对转动。进一步地，棍咪组件16可以包括拾音组件161和开关组件162，开关组件162可以设置在拾音组件161上，以扩展耳机10的功能。
作为示例性地，拾音组件161可以包括枢转连接块1611、连接杆1612以及拾音器1613，枢转连接块1611用于与壳体(例如外壳135)枢轴连接，例如枢转连接块1611部分嵌入外壳135的枢轴孔内，连接杆1612的一端连接枢转连接块1611，例如两者通过锁止件1616锁止，拾音器1613设置于连接杆1612的另一端。其中，拾音器1613的数量既可以为一个，并用于采集用户的语音；也可以为两个，一个用于采集用户的语音，另一个用于降噪。进一步地，枢转连接块1611背离壳体的一侧可以设置有凹陷区域，开关组件162可以设置于凹陷区域内，以使得耳机10在结构上更加紧凑。其中，开关组件162背离壳体的一侧可以与枢转连接块1611(近似)平齐。进一步地，拾音组件161还可以包括一密封圈1614，密封圈1614可以位于外壳135的枢轴孔的外围，并设置在枢转连接块1611朝向外壳135的端面与外壳135朝向枢转连接块1611的端面之间，以在棍咪组件16与外壳135组装连接时，即可压紧密封圈1614，简单可靠。
结合图29，凹陷区域的底部设置有凸台1615，凸台1615的外周壁与凹陷区域的侧壁之间形成一环形凹槽。相应地，开关组件162可以包括开关电路板1621、弹性支撑件1622以及按键1623，开关电路板1621与主板15耦接，并可以设置于凸台1615的顶部，弹性支撑件1622与枢转连接块1611上凹陷区域的侧壁和/或底部连接，并用于支撑按键1623，按键1623可以在预设的按压方向上与开关电路板1621(例如其上的轻触开关)相对设置，以接收用户施加的按压力并通过弹性支撑件1622触发开关电路板1621。其中，弹性支撑件1622可以包括环形固定部1624以及弹性支撑部1625，环形固定部1624固定于环形凹槽内，弹性支撑部1625与环形固定部1624连接，并可以呈穹顶形设置，以便于弹性支撑部1625在外力作用下相对于环形固定部1624发生形变，进而靠近开关电路板1621产生一位移。此时，按键1623可以设置于弹性支撑部1625上。其中，按键1623可以包括键帽和与键帽连接的键杆，键帽支撑在弹性支撑部1625上，键杆嵌入弹性支撑部1625预设的盲孔内。
环形固定部1624和弹性支撑部1625可以为一体设置，例如硅胶件。此时，开关组件162还可以包括加强环1626，加强环1626沿环形固定部1624的周向衬设于环形固定部1624上，并与枢转连接块1611固定连接。例如：加强环1626套设于环形固定部1624的外围，且加强环1626的外周壁与凹陷区域的侧壁固定连接(例如卡接)。如此，以在用户按压开关组件162时，弹性支撑部1625的四周能够均匀地相对于环形固定部1624发生形变，进而增加开关组件162的可靠性以及按压手感。其中，加强环1626可以为金属件，也可以为硬质塑胶件。除此之外，由于枢转连接块1611上凹陷区域的容积有限，使得环形凹槽底部的面积也随之有限，弹性支撑件1622通过加强环1626同时在侧向与枢转连接块1611连接，有利于改善两者连接的可靠性。当然，如果枢转连接块1611上凹陷区域的容积足够大，使得环形凹槽底部的面积也随之足够大，弹性支撑件1622也可以与环形凹槽的底部直接，而无需加强环1626。
需要说明的是：在其他一些诸如耳机10未设置棍咪组件16的实施例中，开关组件162也可以直接设置在耳机10的一壳体(例如机芯壳体111或者外壳135)上。
进一步地，开关组件162还可以包括与弹性支撑件1622连接的硬质垫片1627，例如硬质垫片1627为PET等硬质塑胶件并与弹性支撑部1625连接，以使得弹性支撑件1622通过硬质垫片1627触发轻触开关，进而避免开关电路板1621上的轻触开关刺穿弹性支撑件1622，以增加开关组件162的可靠性。
本申请的发明人在长期的研发过程过程中发现：换能装置112产生机械振动的过程中会带动与壳体(例如机芯壳体111或者外壳135)连接的弹性支撑件1622振动，进而带动与之连接的按键1623和硬质垫片1627等随之一起振动，一般包括上下振动、摇摆振动等多种振动模式。其中，上下振动时，硬质垫片1627可能会直接与开关电路板1621上轻触开关碰撞而产生杂音；而摇摆振动时，硬质垫片1627可能会与开关电路板1621上轻触开关发生相对滑动摩擦，进而引发上下振动，产生与换能装置112的振动频率为整数倍关系的谐频声音，也即杂音。为此，本申请提出如下实施例以改善耳机10的杂音问题。
在一些实施例中，结合图30，在非按压状态下，硬质垫片1627与开关电路板1621上轻触开关在按压方向上的间隙(例如图30中W所示)可以大于按键组件相对于壳体(例如机芯壳体111或者外壳135)振动在1kHz时的相对振幅，前述相对振幅也即按键组件在1kHz时振动的振幅与壳体(例如机芯壳体111或者外壳135)在1kHz时振动的振幅之差的绝对值，以避免硬质垫片1627与轻触开关碰撞而产生杂音，进而增加耳机10的可靠性。其中，本申请所述的按键组件可以包括弹性支撑件1622及与之连接的硬质垫片1627，还可以包括与之连接的按键1623。进一步地，硬质垫片1627与轻触开关在按压方向上的间隙可以介于0.05mm与0.4mm之间；优选地，前述间隙可以介于0.1mm与0.3mm之间。如此，以使得按键组件装配于壳体(例如机芯壳体111或者外壳135)后两者之间具有大于或者等于0.05mm的装配间隙。
需要说明的是：由于按键组件和壳体(例如机芯壳体111或者外壳135)会跟随换能装置的振动而振动，因此上述相对振动振幅可以通过如下方式测量：1)固定头梁组件12使得机芯模组11呈悬臂状态，例如头梁组件12被固定在激光测振仪的固定台上，且机芯模组11相对于头梁组件12的固定点呈悬臂状态；2)在前述悬臂状态下，可以基于激光三角测量法测量按键组件和壳体(例如机芯壳体111或者外壳135)振动的振动位移，进而得到两者振动的频响曲线(横坐标表示频率，单位为Hz；纵坐标表示振幅，单位为mm)；具体地，激光测振仪可以向按键组件(例如按键1623)上诸如质心、几何中心的第一测试点发射第一激光信号，第一激光信号可以包括由失真分析仪产生的频率范围在20-20000Hz的扫频信号，第一激光信号可以以第一角度(例如90°)聚焦于前述第一测试点，激光测振仪可以以第二角度对前述第一测试点上形成的激光光斑进行成像，也即第一激光信号经按键组件(例如按键1623)反射或者散射后形成的第二激光信号可以被诸如CCD的激光接收器采集，其中相较于非振动的自然状态，前述第一测试点在按键组件(例如按键1623)振动过程中的相对位置会发生变化，也即激光光斑的相对位置发生变化，使得第二角度随之改变，激光光斑在激光接收器上的成像位置随之变化，并计算得到按键组件(例如按键1623)在不同时刻的振动位移，进而得到按键组件(例如按键1623)振动的频响曲线；类似地，激光测振仪可以向壳体(例如机芯壳体111或者外壳135)上距离按键组件(例如按键1623)的边缘2mm内的任意第二测试点发射第一激光信号，……，并计算得到壳体(例如机芯壳体111或者外壳135)在不同时刻的振动位移，进而得到壳体(例如机芯壳体111或者外壳135)振动的频响曲线。其中，按键组件(例如按键1623)和壳体(例如机芯壳体111或者外壳135)振动的频响曲线既可以同时测量，也可以先后测量。基于此，在两者的频响曲线上读取1kHz所对应的振幅，作差之后取绝对值，即可得到相应的相对振动振幅。
在其他一些实施例中，结合图31，在非按压状态下，开关电路板1621上的轻触开关可以部分伸入硬质垫片1627预设的盲孔内，以阻碍硬质垫片1627与轻触开关发生相对滑动摩擦，从而避免按键组件因摇摆振动而产生杂音，进而增加耳机10的可靠性。作为示例性地，在按键组件和轻触开关跟随换能装置112振动的过程中，轻触开关与按键组件保持随动，也即硬质垫片1627与轻触开关难以发生相对滑动摩擦。进一步地，盲孔的内表面可以设置成粗糙面；和/或，轻触开关与盲孔的内表面接触的外表面也可以设置成粗糙面，以增加静摩擦力或者动摩擦力，同样可以改善杂音。
需要说明的是：上述保持随动可以定义为：通过上述激光三角测量法测量轻触开关与按键组件振动的频响曲线，前述频响曲线的纵坐标的单位可以由“mm”进一步换算成“dB”，两者振动的最大振幅之差小于或者等于3dB，且两个结构振动的相位之差小于或者等于90°。因此，在开关电路板1621上的轻触开关部分伸入硬质垫片1627预设的盲孔内的实施方式中，在按键组件和轻触开关跟随换能装置112振动的过程中，可能存在某一频点或者频率范围，轻触开关与按键组件并没有保持随动，例如存在相对振幅很小的相对运动。
进一步地，沿开关组件162的按压方向观察，按键组件可以设置成非圆形结构，以避免按键组件随换能装置112出现摇摆振动。
结合图23、图32及图33，耳机10还可以包括一与壳体连接的功能组件17，用户可以通过功能组件17控制耳机10。其中，当耳机10未设置转接壳体13时，该壳体可以为机芯壳体111；当耳机10设置转接壳体13时，该壳体可以为机芯壳体111也可以为转接壳体13。本实施例以该壳体为外壳135为例进行示例性的说明，功能组件17可以装设在外壳135的凹槽区域内。
作为示例性地，功能组件17可以包括第一电路板171、第二电路板172、编码器173、轻触开关174和功能键175，第一电路板171与第二电路板172层叠设置，并分别与主板15耦接，编码器173设置在第一电路板171上，轻触开关174设置在第二电路板172上，并位于第二电路板172朝向第一电路板171的一侧，功能键175可以包括键帽1751和与键帽1751连接的键杆1752，键帽1751位于第一电路板171背离第二电路板172的一侧，键杆1752远离键帽1751的自由端与轻触开关174正对设置，编码器173套设在键杆1752上。其中，在用户通过键帽1751旋转键杆1752时，键杆1752带动编码器173生成第一输入信号；而在用户通过键帽1751按压键杆1752时，键杆1752触发轻触开关174生成第二输入信号。如此，用户通过一个功能键即可进行旋转和按压两种操作，进而对耳机10进行两种控制，这样既可以扩展耳机10的功能，又可以简化耳机10的结构。进一步地，第一输入信号用于控制耳机10的音量加/减；和/或，第二输入信号用于控制耳机10的播放/暂停、切歌、配对设备、开机/关机中的任意一种。
结合图33，壳体(例如外壳135)可以包括第一筒体1351，第一电路板171与第二电路板172沿第一筒体1351的轴向(平行于功能键175预设的按压方向)层叠设置于第一筒体1351内。其中，键帽1751背离键杆1752的一侧可以与第一筒体1351(近似)平齐。进一步地，功能组件17还可以包括套接在第一筒体1351外围的转接环176，转接环176沿第一筒体1351的轴向被限位，并能够绕第一筒体1351的轴向转动。此时，键帽1751可以固定设置于转接环176上，键杆1752可以沿第一筒体1351的轴向插入第一筒体1351，以便于功能键175实现旋转和按压两种操作。
需要说明的是：第一筒体1351的底部可以设有多个沿功能键175的旋转方向(也即绕功能键175的按压方向)间隔设置的限位柱，第一电路板171和第二电路板172依次间隔套设在限位柱上，以避免用户通过键帽1751旋转键杆1752进而带动编码器173旋转时进一步带动第一电路板171旋转，也即保持第一电路板171在功能键175的旋转方向上的相对静止。进一步地，限位柱可以包括一体连接的第一限位段和第二限位段，第一限位段相较于第二限位段更远离第一筒体1351的底部，且第一限位段的径向尺寸小于第二限位段的径向尺寸，以使得限位柱上形成一承载面，第一电路板171支撑在该承载面上，以避免用户通过键帽1751按压键杆1752时带动第一电路板171朝向第二电路板172运动，也即保持第一电路板171在功能键175的按压方向上的相对静止，进而维持第一电路板171和第二电路板172在功能键175的按压方向上的间距。
进一步地，第一筒体1351的外周壁上设置有第一卡扣1352，转接环176可以包括第二筒体1761，第二筒体1761的内周壁上设置有第二卡扣1762，第一卡扣1352和第二卡扣1762彼此卡接，以限制转接环176沿键杆1752相对第一筒体1351的插入方向的反方向移动，进而避免转接环176从第一筒体1351上脱落，增加耳机10的可靠性。
需要说明的是：第一筒体1351及其上的第一卡扣1352在第一筒体1351的周向方向上是不连续的，表现为图32及图33中第一筒体1351一部分有剖面线而另一部分及与之相连的第一卡扣1352没有剖面线，以在转接环176与外壳135卡接时，第一卡扣1352朝向第一筒体1351的中心聚拢，以允许第二卡扣1762与第一卡扣1352彼此越过，进而卡接。
进一步地，第一筒体1351的外周壁上还可以设置有第一凸缘1353，第二筒体1761的外周壁上还可以设置有第二凸缘1763，第一凸缘1353用于支撑第二凸缘1763，以限制转接环176沿键杆1752相对第一筒体1351的插入方向移动，也即控制用户通过键帽1751按压键杆1752的行程，进而避免键杆1752将轻触开关174压坏，增加耳机10的可靠性。
进一步地，键帽1751可以包括第三筒体1753和与第三筒体1753连接的端板1754。其中，第三筒体1753可以套设于第二筒体1761的外围，第三筒体1753的一端支撑于第二凸缘1763背离第一凸缘1353的一侧，以增加键帽1751与转接环176连接的可靠性。此时，端板1754设置于第三筒体1753的另一端，键杆1752设置于端板1754上。
以上所述仅为本申请的部分实施例，并非因此限制本申请的保护范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种耳机，其特征在于，所述耳机包括机芯模组、开关电路板和按键组件，所述机芯模组包括机芯壳体和设置在所述机芯壳体的容置腔内的换能装置，所述开关电路板与所述机芯壳体连接，所述按键组件与所述开关电路板在预设的按压方向上正对设置，并包括弹性支撑件和硬质垫片，所述弹性支撑件与所述机芯壳体连接，所述硬质垫片与所述弹性支撑件连接，所述弹性支撑件在用户施加的按压力作用下通过所述硬质垫片触发所述开关电路板上的轻触开关；其中，在非按压状态下，所述轻触开关部分伸入所述硬质垫片的盲孔内。
2.根据权利要求1所述的耳机，其特征在于，在所述按键组件和所述轻触开关跟随所述换能装置振动的过程中，所述轻触开关与所述按键组件保持随动。
3.根据权利要求1所述的耳机，其特征在于，所述盲孔的内表面设置成粗糙面；和/或，所述轻触开关与所述盲孔的内表面接触的外表面设置成粗糙面。
4.根据权利要求1所述的耳机，其特征在于，沿所述按压方向观察，所述按键组件设置成非圆形结构。
5.根据权利要求1所述的耳机，其特征在于，所述机芯模组还包括第一传振片、振动面板和连接件，所述换能装置通过所述第一传振片悬挂在所述机芯壳体的容置腔内，所述机芯壳体包括内筒壁以及与所述内筒壁的两端分别连接的第一端壁和第二端壁，所述第一端壁和所述第二端壁在所述换能装置的振动方向上分别位于所述换能装置的相背两侧，并与所述内筒壁围设形成所述容置腔，所述第一端壁设有安装孔，所述振动面板位于所述机芯壳体外，并用于与用户的皮肤接触，所述连接件的一端与所述振动面板连接，另一端经由所述安装孔伸入所述机芯壳体内，并与所述换能装置连接；其中，沿所述振动方向观察，所述振动面板的面积大于所述安装孔的面积，所述安装孔的面积大于所述连接件的面积。
6.根据权利要求5所述的耳机，其特征在于，所述容置腔仅通过一通道与所述耳机的外部连通，所述通道为所述连接件与所述安装孔的壁面之间的间隙；
或者，所述容置腔仅通过第一通道和第二通道与所述耳机的外部连通，所述第一通道为所述连接件与所述安装孔的壁面之间的间隙，所述第二通道经一声滤波器与所述耳机的外部连通。
7.根据权利要求5所述的耳机，其特征在于，沿所述振动方向观察，所述安装孔的面积与所述第一端壁的面积之间的比值小于或者等于0.6。
8.根据权利要求5所述的耳机，其特征在于，沿所述振动方向观察，所述安装孔的面积和所述连接件的面积之差与所述安装孔的面积之间的比值大于0且小于或者等于0.5。
9.根据权利要求5所述的耳机，其特征在于，在所述振动方向上，所述振动面板的厚度介于0.3mm与3mm之间；和/或，所述振动面板与所述第一端壁之间的间隙介于0.5mm与3mm之间；和/或，所述第一端壁背离所述第二端壁的一侧与所述第二端壁背离所述第一端壁的一侧之间的间距介于6mm与16mm之间。
10.根据权利要求5所述的耳机，其特征在于，所述振动面板背离所述换能装置的一侧包括用于与用户的皮肤接触的皮肤接触区和至少部分不与用户的皮肤接触的气导增强区，所述振动面板通过所述气导增强区带动所述耳机外部的空气振动形成声波。
11.根据权利要求10所述的耳机，其特征在于，所述气导增强区至少部分相对于所述皮肤接触区倾斜，并朝向所述换能装置延伸，且所述气导增强区相对于所述皮肤接触区的倾斜角介于0与75°之间；
和/或，所述气导增强区沿所述振动方向的正投影的宽度大于或者等于1mm。
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