CN219437132U - 一种耳机 - Google Patents

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CN219437132U CN202223373964.XU CN202223373964U CN219437132U CN 219437132 U CN219437132 U CN 219437132U CN 202223373964 U CN202223373964 U CN 202223373964U CN 219437132 U CN219437132 U CN 219437132U
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付峻江
王跃强
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Abstract

本申请主要是涉及一种耳机,包括转接壳体和机芯模组,机芯模组包括机芯壳体和换能装置,机芯壳体包括与转接壳体连接的第一机芯壳体,第一机芯壳体包括内筒壁、外筒壁和过渡壁,内筒壁位于换能装置的外围,外筒壁位于内筒壁的外围,并与内筒壁间隔设置,也即机芯壳体的一部分设置成内外两层结构,过渡壁连接在内筒壁与外筒壁之间,外筒壁、内筒壁和过渡壁围设形成一声学腔,声学腔与容置腔连通,以吸收容置腔内空气随换能装置振动而形成的声波的声能,从而降低耳机的漏音,结构简单、可靠。

Description

一种耳机
本申请是2022年09月22日提交中国专利局、申请号为2022225243017、发明名称为“一种耳机”的中国专利申请的分案申请。
母案申请要求于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
在一些实施方式中,所述耳机包括头梁组件和与所述头梁组件连接的机芯模组,以及与所述机芯模组耦接的电池和主板,所述头梁组件用于绕过用户头顶,并使得所述机芯模组整体位于用户耳部的前侧,所述机芯模组包括与所述头梁组件连接的机芯壳体和设置在所述机芯壳体的容置腔内的换能装置,并以骨传导的方式传递所述换能装置产生的机械振动,所述电池设置成为所述主板供电,所述主板设置成控制所述换能装置将电信号转换为机械振动。
在一些实施方式中,所述机芯模组还包括第一传振片和振动面板,所述换能装置通过所述第一传振片悬挂在所述容置腔内,所述振动面板与所述换能装置连接,并用于与用户的皮肤接触。
在一些实施方式中,所述耳机进一步包括转接壳体,所述转接壳体形成有用于容纳电子元件的容纳空间,所述机芯壳体与所述转接壳体构成弹性连接,所述机芯壳体或所述转接壳体连接至所述头梁组件。
在一些实施方式中,所述换能装置包括磁路系统和线圈,所述线圈与所述机芯壳体构成刚性连接,以使得所述线圈驱动所述机芯壳体振动。
在一些实施方式中,所述换能装置还包括支架和第二传振片,所述支架与所述机芯壳体刚性连接,所述第二传振片连接所述支架与所述磁路系统,以将所述磁路系统悬挂在所述容置腔内,所述线圈与所述支架连接,并沿所述振动方向伸入所述磁路系统的磁间隙内。
在一些实施方式中,所述机芯壳体背离所述转接壳体的一侧形成用于与用户的皮肤接触的接触面。
在一些实施方式中,所述转接壳体沿所述换能装置的振动方向与所述机芯壳体层叠设置,且位于所述机芯壳体背离所述振动面板的一侧;
其中,所述转接壳体在垂直于所述振动方向的参考平面上具有第一投影面积,所述机芯壳体在所述参考平面具有第二投影面积,所述第一投影面积与所述第二投影面积之间的比值介于0.2与1.5之间;
和/或,沿所述换能装置的振动方向,所述机芯壳体与所述转接壳体之间的间隙介于1mm与10mm之间。
在一些实施方式中,所述电池或所述主板由所述转接壳体支撑固定,并位于所述转接壳体朝向所述换能装置的一侧。
在一些实施方式中,所述头梁组件施加介于0.4N至0.8N之间的压紧力将所述机芯模组压持于用户脸颊。
在一些实施方式中,所述耳机还包括与所述头梁组件连接的支撑件,所述电池或者所述主板设置在所述支撑件内。
在一些实施方式中,在佩戴状态下,所述支撑件与所述机芯模组沿人体矢状轴间隔设置。
在一些实施方式中,所述机芯模组相对于所述支撑件更加靠近用户头部前侧。
在一些实施方式中,在佩戴状态下,所述支撑件与所述机芯模组沿人体垂直轴间隔设置,所述机芯模组相对于所述支撑件更加远离用户头顶。
通过上述方式,本申请提供的耳机不仅以骨传导的方式传递机芯模组产生的机械振动,还以头戴的方式被用户佩戴,也即一种全新的有别于耳挂式骨传导耳机的头戴式骨传导耳机。
在一些实施方式中,所述耳机包括机芯模组,所述机芯模组包括机芯壳体、换能装置、第一传振片和振动面板,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,所述振动面板与所述换能装置连接,并用于与用户的皮肤接触;其中,所述耳机还包括与所述换能装置电性连接的电池,所述电池在所述换能装置的振动方向上与所述换能装置间隔设置,所述电池的容量与所述机芯壳体和所述电池的重量之和之间的比值介于11mAh/g与24.5mAh/g之间。
在一些实施方式中,所述耳机包括与机芯壳体连接的转接壳体,所述电池设置在所述转接壳体内,所述电池的容量与所述机芯壳体和所述转接壳体的重量之和之间的比值介于55mAh/g与220mAh/g之间。
在一些实施方式中,所述电池的容量大于或者等于200mAh,所述机芯壳体和所述转接壳体的重量之和介于1g与4g之间。
在一些实施方式中,所述电池的容量与所述振动面板与用户的皮肤接触的面积之间的比值介于0.37mAh/mm2与0.73/mm2之间。
在一些实施方式中,所述耳机还包括与所述机芯模组连接的头梁组件,所述头梁组件用于绕过用户头顶,并使得所述机芯模组位于用户耳部的前侧;其中,在佩戴状态下,所述头梁组件与用户头顶形成第一接触点,所述机芯模组与用户脸颊形成第二接触点,所述第二接触点与所述第一接触点在人体矢状轴所在方向上的间距介于20mm与30mm之间。
在一些实施方式中,所述头梁组件包括弧形头梁件和转接件,所述弧形头梁件用于绕过用户头顶,所述转接件包括第一连接段、中间过渡段和第二连接段,所述中间过渡段连接所述第一连接段和所述第二连接段,所述第一连接段和所述第二连接段分别相对于所述中间过渡段弯折并反向延伸,所述第一连接段与所述弧形头梁件连接,所述第二连接段与所述机芯模组连接;其中,沿人体冠状轴所在方向观察,所述中间过渡段相对于人体垂直轴倾斜。
在一些实施方式中,所述机芯壳体包括内筒壁以及与所述内筒壁的一端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,所述机芯模组还包括连接件,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。
在一些实施方式中,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。
在一些实施方式中,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。
在一些实施方式中,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。
通过上述方式,本申请提供的耳机中,不仅电池和换能装置间隔地设置在一起,使得耳机在结构上更加紧凑,还设置电池的容量与机芯壳体和电池的重量之和之间的比值介于11mAh/g与24.5mAh/g之间,以在延长耳机的续航能力的情况下兼顾耳机在机芯模组处的重量。
在一些实施方式中,所述耳机包括头梁组件和与所述头梁组件连接的机芯模组,所述头梁组件用于绕过用户头顶,并使得所述机芯模组位于用户耳部的前侧;其中,在佩戴状态下,所述头梁组件与用户头顶形成第一接触点,所述机芯模组与用户脸颊形成第二接触点,所述第二接触点与所述第一接触点在人体矢状轴所在方向上的间距介于20mm与30mm之间。
在一些实施方式中,沿人体冠状轴所在方向观察,所述头梁组件至少部分相对于人体垂直轴倾斜。
在一些实施方式中,所述头梁组件包括弧形头梁件和转接件,所述弧形头梁件用于绕过用户头顶,所述转接件包括第一连接段、中间过渡段和第二连接段,所述中间过渡段连接所述第一连接段和所述第二连接段,所述第一连接段和所述第二连接段分别相对于所述中间过渡段弯折并反向延伸,所述第一连接段与所述弧形头梁件连接,所述第二连接段与所述机芯模组连接;其中,沿人体冠状轴所在方向观察,所述中间过渡段相对于人体垂直轴倾斜。
在一些实施方式中,所述第一连接段相对于所述中间过渡段的弯折角度大于或者等于90°且小于180°;和/或,所述第二连接段相对于所述中间过渡段的弯折角度大于或者等于90°且小于180°。
在一些实施方式中,在佩戴状态下,并沿人体冠状轴所在方向观察,所述第一连接段与所述第二连接段平行,且所述第一连接段与所述第二连接段之间的间距介于20mm与30mm之间。
在一些实施方式中,所述第一连接段和所述第二连接段分别设有走线腔,所述中间过渡段设有开槽,所述开槽用于连通所述第一连接段和所述第二连接段的所述走线腔,以允许所述耳机的走线由所述机芯模组经所述转接件延伸至所述弧形头梁件,所述头梁组件还包括嵌入所述开槽的密封件,所述密封件覆盖所述走线。
在一些实施方式中,所述转接件的材质为金属,所述弧形头梁件的材质为塑料。
在一些实施方式中,所述第一连接段在外力作用下能够伸出或者缩回所述弧形头梁件。
在一些实施方式中,所述弧形头梁件的两端均设有所述转接件和所述机芯模组,所述头梁组件在第一使用状态时为所述机芯模组提供第一压紧力,且在第二使用状态时为所述机芯模组提供第二压紧力,所述第二压紧力与所述第一压紧力之差的绝对值介于0与0.1N之间;
其中,所述第一使用状态定义为每一所述转接件相对于所述弧形头梁件具有第一伸出量,且两个所述机芯模组之间具有第一间距的使用状态,所述第二使用状态定义为每一所述转接件相对于所述弧形头梁件具有第二伸出量,且两个所述机芯模组之间具有第二间距的使用状态,所述第二伸出量大于所述第一伸出量,所述第二间距大于所述第一间距。
在一些实施方式中,所述机芯模组对用户脸颊的压紧力介于0.4N至0.8N之间。
通过上述方式,本申请提供的耳机中,不仅其机芯模组位于用户耳部的前侧,而且以头戴的方式被用户佩戴,有别于传统的耳挂式骨传导耳机,在此基础之上,设置头梁组件与用户头顶形成的第一接触点和机芯模组与用户脸颊形成的第二接触点在人体矢状轴所在方向上的间距介于20mm与30mm之间,使得机芯模组振动产生的声波能够以尽可能短的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。
在一些实施方式中,所述耳机包括转接壳体和机芯模组,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,所述机芯壳体包括与所述转接壳体连接的第一机芯壳体,所述第一机芯壳体包括内筒壁、外筒壁和过渡壁,所述内筒壁位于所述换能装置的外围,所述外筒壁位于所述内筒壁的外围,并在垂直于所述换能装置的振动方向的方向上与所述内筒壁间隔设置,所述过渡壁连接在所述内筒壁与外筒壁之间,所述外筒壁、所述内筒壁和所述过渡壁围设形成一声学腔,所述声学腔与所述容置腔连通,以吸收所述容置腔内空气随所述换能装置振动而形成的声波的声能。
在一些实施方式中,所述声波的频响曲线具有一谐振峰,所述声学腔为一亥姆霍兹共振腔,以减弱所述谐振峰的峰值谐振强度。
在一些实施方式中,所述谐振峰的峰值谐振频率介于500Hz与4kHz之间,所述亥姆霍兹共振腔与所述容置腔连通的开口处于打开状态时的所述谐振峰的峰值谐振强度与所述亥姆霍兹共振腔与所述容置腔连通的开口处于关闭状态时的所述谐振峰的峰值谐振强度之间的差值大于或者等于3dB。
在一些实施方式中,所述第一机芯壳体还包括连接在所述内筒壁与外筒壁之间的盖板,所述盖板与所述过渡壁在所述振动方向上间隔设置,并与所述外筒壁、所述内筒壁和所述过渡壁围设形成所述亥姆霍兹共振腔。
在一些实施方式中,所述声学腔为一声滤波器,所述声滤波器的截止频率小于或者等于5kHz。
在一些实施方式中,所述第一机芯壳体还包括端壁,所述端壁与所述内筒壁的一端连接,并围设形成所述容置腔,所述转接壳体包括中板和与所述中板连接的筒状侧壁,所述中板位于所述端壁背离所述容置腔的一侧,所述筒状侧壁位于所述外筒壁的外围,所述端壁、所述内筒壁、所述过渡壁和所述外筒壁与所述中板和所述筒状侧壁围设形成所述声滤波器,所述声波被所述声滤波器吸收后经所述筒状侧壁与所述外筒壁之间的间隙传输至所述耳机的外部。
在一些实施方式中,所述过渡壁与所述中板在所述振动方向上的间隙和所述内筒壁与所述外筒壁在垂直于所述振动方向的方向上的间隙均大于所述筒状侧壁与所述外筒壁在垂直于所述振动方向的方向上的间隙。
在一些实施方式中,所述第一机芯壳体还包括加强柱,所述加强柱连接所述内筒壁和所述外筒壁,所述加强柱和所述筒状侧壁中的一者设有轴孔,另一者设有与所述轴孔配合的转轴,所述转轴嵌入所述轴孔,以允许所述机芯壳体相对于所述转接壳体转动。
在一些实施方式中,所述耳机还包括与所述机芯模组连接的头梁组件,所述头梁组件用于绕过用户头顶,并使得所述机芯模组与用户脸颊接触,所述头梁组件包括弧形头梁件和转接件,所述弧形头梁件用于绕过用户头顶,所述转接件包括依次连接的第一连接段、中间过渡段和第二连接段,所述第一连接段与所述弧形头梁件连接,所述第二连接段与所述转接壳体连接,所述第一连接段和所述第二连接段分别相对于所述中间过渡段弯折并反向延伸,以在佩戴状态下,并沿人体冠状轴所在方向观察,所述弧形头梁件位于用户耳部的上方,所述机芯模组位于用户耳部的前侧。
在一些实施方式中,所述第一连接段相对于所述中间过渡段的弯折角度大于或者等于90°且小于180°;和/或,所述第二连接段相对于所述中间过渡段的弯折角度大于或者等于90°且小于180°。
在一些实施方式中,在佩戴状态下,并沿人体冠状轴所在方向观察,所述第一连接段与所述第二连接段平行,且所述第一连接段与所述第二连接段之间的间距介于20mm与30mm之间。
通过上述方式,本申请提供的耳机中,机芯壳体的一部分设置成内外两层结构,内筒壁用于容纳换能装置,外筒壁、内筒壁和两者之间的过渡壁围设形成一声学腔,声学腔与用于设置换能装置的容置腔连通,以吸收容置腔内空气随换能装置振动而形成的声波的声能,从而降低耳机的漏音,结构简单、可靠。
在一些实施方式中,所述耳机包括第一电路板、第二电路板、编码器、轻触开关和功能键,所述第一电路板与所述第二电路板层叠设置,所述编码器设置在所述第一电路板上,所述轻触开关设置在所述第二电路板上,并位于所述第二电路板朝向所述第一电路板的一侧,所述功能键包括键帽和与所述键帽连接的键杆,所述键帽位于所述第一电路板背离所述第二电路板的一侧,所述键杆远离所述键帽的自由端与所述轻触开关正对设置,所述编码器套设在所述键杆上;其中,在用户通过所述键帽旋转所述键杆时,所述键杆带动所述编码器生成第一输入信号,在用户通过所述键帽按压所述键杆时,所述键杆触发所述轻触开关生成第二输入信号。
在一些实施方式中,所述第一输入信号用于控制所述耳机的音量加/减;和/或,所述第二输入信号用于控制所述耳机的播放/暂停、切歌、配对设备、开机/关机中的任意一种。
在一些实施方式中,所述耳机进一步包括壳体和转接环,所述壳体包括第一筒体,所述第一电路板与所述第二电路板沿所述第一筒体的轴向层叠设置于所述第一筒体内,所述转接环套接于所述第一筒体的外围,所述转接环沿所述第一筒体的轴向被限位,并能够绕所述第一筒体的轴向转动,所述键帽固定设置于所述转接环上,所述键杆沿所述第一筒体的轴向插入所述第一筒体。
在一些实施方式中,所述第一筒体的外周壁上设置有第一卡扣,所述转接环包括第二筒体,所述第二筒体的内周壁上设置有第二卡扣,所述第一卡扣和第二卡扣彼此卡接,以限制所述转接环沿所述键杆相对所述第一筒体的插入方向的反方向移动。
在一些实施方式中,所述第一筒体的外周壁上进一步设置有第一凸缘,所述第二筒体的外周壁上进一步设置有第二凸缘,所述第一凸缘用于支撑所述第二凸缘,以限制所述转接环沿所述键杆相对所述第一筒体的插入方向移动。
在一些实施方式中,所述键帽包括第三筒体和端板,所述第三筒体套设于所述第二筒体的外围,并所述第三筒体的一端支撑于所述第二凸缘背离所述第一凸缘的一侧,所述端板设置于所述第三筒体的另一端,所述键杆设置于所述端板上。
在一些实施方式中,所述功能键的材质为塑料,所述转接环的材质为金属。
在一些实施方式中,所述耳机还包括头梁组件和与所述头梁组件连接的机芯模组,所述头梁组件用于绕过用户头顶,并使得所述机芯模组位于用户耳部的前侧;其中,在佩戴状态下,所述头梁组件与用户头顶形成第一接触点,所述机芯模组与用户脸颊形成第二接触点,所述第二接触点与所述第一接触点在人体矢状轴所在方向上的间距介于20mm与30mm之间。
在一些实施方式中,所述头梁组件包括弧形头梁件和转接件,所述弧形头梁件用于绕过用户头顶,所述转接件包括第一连接段、中间过渡段和第二连接段,所述中间过渡段连接所述第一连接段和所述第二连接段,所述第一连接段和所述第二连接段分别相对于所述中间过渡段弯折并反向延伸,所述第一连接段与所述弧形头梁件连接,所述第二连接段与所述机芯模组连接;其中,沿人体冠状轴所在方向观察,所述中间过渡段相对于人体垂直轴倾斜。
在一些实施方式中,所述机芯模组包括机芯壳体、换能装置、第一传振片、振动面板和连接件,所述机芯壳体与所述头梁组件连接,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。
通过上述方式,本申请提供的耳机中,在用户通过键帽旋转键杆时,键杆带动编码器生成第一输入信号,在用户通过键帽按压键杆时,键杆触发轻触开关生成第二输入信号,使得用户通过一个功能键即可进行旋转和按压两种操作,进而对耳机进行两种控制,这样既可以扩展耳机的功能,又可以简化耳机的结构。
在一些实施方式中,所述耳机包括:壳体;拾音组件,所述拾音组件包括枢转连接块、连接杆以及拾音器,所述枢转连接块用于与所述壳体枢轴连接,所述连接杆的一端连接所述枢转连接块,所述拾音器设置于所述连接杆的另一端,其中所述枢转连接块背离所述壳体的一侧设置有凹陷区域;开关组件,设置于所述凹陷区域内。
在一些实施方式中,所述凹陷区域的底部设置有凸台,所述凸台的外周壁与所述凹陷区域的侧壁之间形成一环形凹槽,所述开关组件包括开关电路板、弹性支撑件以及按键,所述开关电路板设置于所述凸台的顶部,所述弹性支撑件包括环形固定部以及弹性支撑部,其中所述环形固定部固定于所述环形凹槽内,所述弹性支撑部呈穹顶形设置,并与所述环形固定部连接,所述按键设置于所述弹性支撑部上。
在一些实施方式中,所述环形固定部和弹性支撑部一体设置,所述耳机进一步包括加强环,所述加强环沿所述环形固定部的周向衬设于所述环形固定部上,并与所述枢转连接块连接。
在一些实施方式中,所述加强环套设于所述环形固定部的外围,且所述加强环的外周壁与所述凹陷区域的侧壁固定连接。
在一些实施方式中,所述加强环为金属件。
在一些实施方式中,所述按键包括键帽、键杆和环状凸缘,所述键杆和所述环状凸缘连接在所述键帽的同一侧,所述环状凸缘环绕所述键杆,所述键杆和所述环状凸缘嵌入所述弹性支撑部内,所述键杆沿所述按键的按压方向正投影至所述开关电路板时与所述开关电路板上凸起的开关元件重叠。
在一些实施方式中,所述环状凸缘的凸起高度和所述键杆的凸起高度相等。
在一些实施方式中,所述耳机还包括头梁组件和与所述头梁组件连接的机芯模组,所述头梁组件用于绕过用户头顶,并使得所述机芯模组位于用户耳部的前侧;其中,在佩戴状态下,所述头梁组件与用户头顶形成第一接触点,所述机芯模组与用户脸颊形成第二接触点,所述第二接触点与所述第一接触点在人体矢状轴所在方向上的间距介于20mm与30mm之间。
在一些实施方式中,所述头梁组件包括弧形头梁件和转接件,所述弧形头梁件用于绕过用户头顶,所述转接件包括第一连接段、中间过渡段和第二连接段,所述中间过渡段连接所述第一连接段和所述第二连接段,所述第一连接段和所述第二连接段分别相对于所述中间过渡段弯折并反向延伸,所述第一连接段与所述弧形头梁件连接,所述第二连接段与所述机芯模组连接;其中,沿人体冠状轴所在方向观察,所述中间过渡段相对于人体垂直轴倾斜。
在一些实施方式中,所述机芯模组包括机芯壳体、换能装置、第一传振片、振动面板和连接件,所述机芯壳体与所述头梁组件连接,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。
通过上述方式,本申请提供的耳机中,不仅设置有拾音组件,以允许耳机能够拾取用户的语音或者进行降噪,还在拾音组件上增设开关组件,以拓展耳机的功能,结构简单、可靠。
在一些实施方式中,所述耳机包括头梁组件,所述头梁组件包括弧形头梁件、转接件和连接线组件,所述弧形头梁件用于绕过用户头顶,所述转接件与所述弧形头梁件连接,并在外力作用下能够伸出或者缩回所述弧形头梁件,所述连接线组件包括沿所述弧形头梁件延伸的导线,所述导线划分为定位段和位于所述定位段两端的自然段,所述定位段被固定于所述弧形头梁件,所述自然段连接至所述弧形头梁件,以允许所述导线跟随所述转接件的伸出而伸长或者所述转接件的缩回而回弹。
在一些实施方式中,所述头梁组件还包括与所述弧形头梁件卡接的压持件,所述压持件将所述定位段压持在所述弧形头梁件上。
在一些实施方式中,所述压持件包括压持部和位于所述压持部两端的卡接部,每一所述卡接部分别相对于所述压持部弯折,两个所述卡接部朝所述压持部的一侧同向延伸,并在外力作用下能够彼此靠近,所述压持部用于压持所述定位段,所述卡接部用于与所述弧形头梁件卡接。
在一些实施方式中,所述弧形头梁件包括内仓体和与所述内仓体连接的外盖体,所述内仓体用于与用户头部接触,所述导线位于所述内仓体与所述外盖体之间,所述压持件与所述外盖体卡接。
在一些实施方式中,所述弧形头梁件还包括内盖体,所述内盖体和所述内仓体与所述外盖体的同一侧连接,所述内盖体和所述外盖体夹持所述转接件。
在一些实施方式中,所述导线进一步划分为位于所述定位段与所述自然段之间的伸缩段,所述伸缩段的弹性系数大于所述定位段和所述自然段中任意一者的弹性系数。
在一些实施方式中,所述连接线组件还包括与两段所述自然段连接的辅助线,所述辅助线的弹性系数大于所述伸缩段的弹性系数,以用于在所述导线被拉伸时提供弹性恢复力。
在一些实施方式中,所述辅助线包括弹性主体和位于所述弹性主体两端的套环,每一所述套环分别套设在对应的所述自然段上,并在所述伸缩段的回弹方向上被所述自然段上的限位结构止挡。
在一些实施方式中,所述限位结构为与所述导线的绝缘层一体连接的凸起,或者为所述自然段打结所形成的绳结。
在一些实施方式中,所述耳机还包括机芯模组、电池和主板,所述弧形头梁件的两端分别通过一所述转接件连接一所述机芯模组,所述电池与两个所述机芯模组中的一个连接,所述主板与两个所述机芯模组中的另一个连接,所述电池和所述主板通过所述导线电性连接。
通过上述方式,本申请提供的耳机中,不仅导线设置成能够跟随转接件的伸出而伸长或者转接件的缩回而回弹,以避免导线被扯断,而且导线的定位段和自然段分别与弧形头梁件和弧形头梁件连接,以在用户分别伸缩弧形头梁件两端的转接件时,定位段两侧的导线彼此不受影响。
在一些实施方式中,所述耳机包括头梁组件,所述头梁组件包括弧形头梁件、转接件和阻尼件,所述弧形头梁件用于绕过用户头顶,并包括内仓体、内盖体和外盖体,所述内仓体用于与用户头部接触,所述内盖体和所述内仓体与所述外盖体的同一侧连接,所述内盖体和所述外盖体夹持所述转接件,所述外盖体设有用于引导所述转接件相对于所述外盖体运动的第一导向槽,所述阻尼件设置在所述转接件朝向所述内盖体的一侧,并凸出于所述第一导向槽,所述阻尼件进一步与所述内盖体抵接,以在所述转接件伸出或者缩回所述弧形头梁件的过程中提供阻力。
在一些实施方式中,所述转接件靠近所述内仓体的一端设有收纳槽,所述阻尼件设置在所述收纳槽内,并部分凸出所述转接件。
在一些实施方式中,所述转接件靠近所述内仓体的一端设有滑块,所述外盖体在所述第一导向槽远离所述内仓体的一端设有止挡部,所述止挡部用于止挡所述滑块,所述收纳槽设于所述滑块。
在一些实施方式中,所述内盖体设有用于在所述转接件伸出或者缩回所述弧形头梁件的过程中引导所述阻尼件的第二导向槽。
在一些实施方式中,所述耳机还包括设置在所述内仓体与所述外盖体之间的连接线组件,所述连接线组件包括导线,所述转接件包括第一连接段、中间过渡段和第二连接段,所述中间过渡段连接所述第一连接段和所述第二连接段,所述第一连接段和所述第二连接段分别相对于所述中间过渡段弯折并反向延伸,所述滑块设置在所述第一连接段,所述第一连接段和所述第二连接段分别设有走线腔,所述中间过渡段设有开槽,所述开槽用于连通所述第一连接段和所述第二连接段的所述走线腔,以允许所述导线进一步穿设在所述转接件内。
在一些实施方式中,所述导线划分为伸缩段和位于所述伸缩段两端的自然段,所述伸缩段的弹性系数大于所述自然段的弹性系数,所述自然段连接至所述转接件,以允许所述导线跟随所述转接件的伸出而伸长或者所述转接件的缩回而回弹。
在一些实施方式中,所述连接线组件还包括与两段所述自然段连接的辅助线,所述辅助线的弹性系数大于所述伸缩段的弹性系数,以用于在所述导线被拉伸时提供弹性恢复力。
在一些实施方式中,所述辅助线包括弹性主体和位于所述弹性主体两端的套环,每一所述套环分别套设在对应的所述自然段上,并在所述伸缩段的回弹方向上被所述自然段上的限位结构止挡。
在一些实施方式中,所述限位结构为与所述导线的绝缘层一体连接的凸起,或者为所述自然段打结所形成的绳结。
在一些实施方式中,所述耳机还包括机芯模组、电池和主板,所述弧形头梁件的两端分别通过一所述转接件连接一所述机芯模组,所述电池与两个所述机芯模组中的一个连接,所述主板与两个所述机芯模组中的另一个连接,所述电池和所述主板通过所述导线电性连接。
通过上述方式,本申请提供的耳机中,外盖体设有用于引导转接件相对于外盖体运动的第一导向槽,内盖体将转接件压持在第一导向槽内,以允许头梁组件的弧长可调节,转接件朝向内盖体的一侧阻尼件,阻尼件凸出第一导向槽并与盖体抵接,以在转接件伸出或者缩回弧形头梁件的过程中提供阻力,也即在用户调整头梁组件的弧长的过程中提供阻尼手感,以及在用户调整头梁组件的弧长至所需弧长之后维持转接件与弧形头梁件之间的相对位置,从而维持调整后的头梁组件的弧长。
在一些实施方式中,所述耳机包括头梁组件,所述头梁组件包括用于绕过用户头顶的弧形头梁件,所述弧形头梁件包括内仓体、内盖体和外盖体,所述内仓体具有弹性,并用于与用户头部接触,所述内盖体和所述内仓体分别与所述外盖体的同一侧连接,所述内仓体的端部伸入所述内盖体与所述外盖体之间,且在所述头梁组件的两端沿彼此背离的方向被逐渐拉开的过程中,所述内仓体能够从所述内盖体与所述外盖体之间部分退出。
在一些实施方式中,所述内盖体和所述外盖体为一体成型结构件。
在一些实施方式中,所述内仓体的端部设有通孔,所述内盖体朝向所述外盖体的一侧设有伸入所述通孔的立柱,所述立柱的径向尺寸小于所述通孔的径向尺寸,以在所述头梁组件的两端沿彼此背离的方向被逐渐拉开的过程中,所述内仓体从所述内盖体与所述外盖体之间部分退出,并被所述立柱止挡。
在一些实施方式中,所述通孔为长度方向沿所述弧形头梁件的延伸方向设置的腰形孔。
在一些实施方式中,所述通孔和所述立柱的数量均为两个,两个所述通孔在垂直于所述头梁组件的延伸方向的方向上间隔设置,两个所述立柱分别伸入一个所述通孔内。
在一些实施方式中,所述头梁组件还包括转接件,所述内盖体和所述外盖体夹持所述转接件,所述转接件在外力作用下能够伸出或者缩回所述弧形头梁件。
在一些实施方式中,所述耳机还包括设置在所述内仓体与所述外盖体之间的连接线组件,所述连接线组件包括导线,所述转接件包括第一连接段、中间过渡段和第二连接段,所述中间过渡段连接所述第一连接段和所述第二连接段,所述第一连接段和所述第二连接段分别相对于所述中间过渡段弯折并反向延伸,所述第一连接段和所述第二连接段分别设有走线腔,所述中间过渡段设有开槽,所述开槽用于连通所述第一连接段和所述第二连接段的所述走线腔,以允许所述导线进一步穿设在所述转接件内。
在一些实施方式中,所述导线划分为伸缩段和位于所述伸缩段两端的自然段,所述伸缩段的弹性系数大于所述自然段的弹性系数,所述自然段连接至所述转接件,以允许所述导线跟随所述转接件的伸出而伸长或者所述转接件的缩回而回弹。
在一些实施方式中,所述连接线组件还包括与两段所述自然段连接的辅助线,所述辅助线的弹性系数大于所述伸缩段的弹性系数,以用于在所述导线被拉伸时提供弹性恢复力。
在一些实施方式中,所述辅助线包括弹性主体和位于所述弹性主体两端的套环,每一所述套环分别套设在对应的所述自然段上,并在所述伸缩段的回弹方向上被所述自然段上的限位结构止挡,所述限位结构为与所述导线的绝缘层一体连接的凸起,或者所述限位结构为所述自然段打结所形成的绳结。
在一些实施方式中,所述耳机还包括机芯模组、电池和主板,所述弧形头梁件的两端分别通过一所述转接件连接一所述机芯模组,所述电池与两个所述机芯模组中的一个连接,所述主板与两个所述机芯模组中的另一个连接,所述电池和所述主板通过所述导线电性连接。
在一些实施方式中,所述耳机包括头梁组件,所述头梁组件包括用于绕过用户头顶的弧形头梁件,所述弧形头梁件划分为中间段和与所述中间段的两端分别连接的末段,所述末段的弧长小于所述中间段的弧长;其中,在所述头梁组件的两端沿彼此背离的方向被逐渐拉开的过程中,两个所述末段相对于所述中间段沿彼此背离的方向偏转。
通过上述方式,相较于相关技术中内仓体的端部与内盖体(及外盖体)固定连接,本申请提供的耳机中,内仓体与内盖体设置成能够相对运动,有利于释放内仓体在头梁组件被撑开的过程中的应力,尤其是内仓体的端部的,从而避免内仓体因形变过大而撕裂。
在一些实施方式中,所述耳机包括:壳体;拾音组件,包括枢转连接块、连接杆以及拾音器,所述枢转连接块和所述壳体中的一者形成枢轴孔,另一者形成伸入所述枢轴孔的枢轴,所述连接杆的一端连接至所述枢转连接块,所述拾音器设置于所述连接杆的另一端;阻尼件,位于所述枢转连接块与所述壳体在所述枢轴孔的轴向上重叠的区域内,所述阻尼件与所述枢转连接块和所述壳体中的一者连接,并与所述枢转连接块和所述壳体中的另一者抵接,以在所述拾音组件相对于所述壳体转动的过程中提供阻力。
在一些实施方式中,所述阻尼件设置在所述壳体的容置槽内,并凸出于所述容置槽。
在一些实施方式中,沿所述枢轴孔的轴向观察,所述阻尼件呈弧形,并与所述枢轴孔同心设置。
在一些实施方式中,所述阻尼件的数量为多个,多个所述阻尼件绕所述枢轴孔间隔设置。
在一些实施方式中,所述枢转连接块朝向所述壳体的一侧形成所述枢轴,所述枢转连接块背离所述壳体的一侧设置有凹陷区域,所述耳机还包括设置在所述凹陷区内的开关组件。
在一些实施方式中,所述凹陷区域的底部设置有凸台,所述凸台的外周壁与所述凹陷区域的侧壁之间形成一环形凹槽,所述开关组件包括开关电路板、弹性支撑件以及按键,所述开关电路板设置于所述凸台的顶部,所述弹性支撑件包括环形固定部以及弹性支撑部,其中所述环形固定部固定于所述环形凹槽内,所述弹性支撑部呈穹顶形设置,并与所述环形固定部连接,所述按键设置于所述弹性支撑部上。
在一些实施方式中,所述环形固定部和弹性支撑部一体设置,所述耳机进一步包括加强环,所述加强环沿所述环形固定部的周向衬设于所述环形固定部上,并与所述枢转连接块连接。
在一些实施方式中,所述加强环套设于所述环形固定部的外围,且所述加强环的外周壁与所述凹陷区域的侧壁固定连接。
在一些实施方式中,所述耳机还包括头梁组件和机芯模组,所述机芯模组通过所述壳体与所述头梁组件连接,所述头梁组件用于绕过用户头顶,并使得所述机芯模组位于用户耳部的前侧;其中,在佩戴状态下,所述头梁组件与用户头顶形成第一接触点,所述机芯模组与用户脸颊形成第二接触点,所述第二接触点与所述第一接触点在人体矢状轴所在方向上的间距介于20mm与30mm之间。
在一些实施方式中,所述头梁组件包括弧形头梁件和转接件,所述弧形头梁件用于绕过用户头顶,所述转接件包括第一连接段、中间过渡段和第二连接段,所述中间过渡段连接所述第一连接段和所述第二连接段,所述第一连接段和所述第二连接段分别相对于所述中间过渡段弯折并反向延伸,所述第一连接段与所述弧形头梁件连接,所述第二连接段与所述机芯模组连接;其中,沿人体冠状轴所在方向观察,所述中间过渡段相对于人体垂直轴倾斜。
通过上述方式,本申请提供的耳机中,不仅设置有可旋转的拾音组件,以允许耳机更好地拾取用户的语音或者进行降噪,而且在拾音组件与壳体之间的旋转面上设置阻尼件,阻尼件用于在用户调整拾音组件的位置的过程中提供阻尼手感,以及在用户调整拾音组件的位置至所需位置之后维持拾音组件与壳体之间的相对位置。
在一些实施方式中,所述耳机包括:壳体;拾音组件,包括枢转连接块、连接杆以及拾音器,所述枢转连接块伸入所述壳体的枢轴孔内,并允许所述拾音组件相对于所述壳体转动,所述连接杆的一端连接至所述枢转连接块,所述拾音器设置于所述连接杆的另一端;导线,延伸经过所述枢转连接块和所述连接杆的内部以电性连接至所述拾音器;隔板,固定在所述壳体内,并使得所述枢转连接块和所述导线保持间隔。
在一些实施方式中,所述隔板在所述枢轴孔的周向上覆盖所述枢转连接块的一部分,并部分伸入所述枢轴孔内。
在一些实施方式中,所述枢转连接块设置成在所述拾音组件相对于所述壳体转动一角度之后被所述隔板止挡。
在一些实施方式中,所述枢转连接块包括枢轴,以及与所述枢轴的两端分别连接的倒钩部和操作部,所述枢轴位于所述枢轴孔内,所述倒钩部和所述操作部位于所述壳体的相背两侧,以在所述枢轴孔的轴向上锁止所述枢转连接块和所述壳体,所述连接杆与所述操作部连接,所述隔板包括与所述壳体连接的固定部和与所述固定部连接的弧形延伸部,所述固定部覆盖所述倒钩部的一部分,并在所述枢轴孔的轴向上与所述倒钩部间隔设置,所述弧形延伸部伸入所述枢轴,并在所述枢轴孔的径向上与所述枢轴间隔设置,所述导线在穿过所述枢轴孔时搭设在所述弧形延伸部和所述固定部上,所述倒钩部在所述拾音组件相对于所述壳体转动一角度之后被所述固定部止挡。
在一些实施方式中,所述耳机还包括固定在所述壳体内的电路板,所述壳体上设有热熔柱,所述固定部和所述电路板套设在所述热熔柱上,所述拾音器通过所述导线与所述电路板电性连接。
在一些实施方式中,所述枢转连接块背离所述壳体的一侧设置有凹陷区域,所述耳机还包括设置在所述凹陷区内的开关组件。
在一些实施方式中,所述凹陷区域的底部设置有凸台,所述凸台的外周壁与所述凹陷区域的侧壁之间形成一环形凹槽,所述开关组件包括开关电路板、弹性支撑件以及按键,所述开关电路板设置于所述凸台的顶部,所述弹性支撑件包括环形固定部以及弹性支撑部,其中所述环形固定部固定于所述环形凹槽内,所述弹性支撑部呈穹顶形设置,并与所述环形固定部连接,所述按键设置于所述弹性支撑部上。
在一些实施方式中,所述环形固定部和弹性支撑部一体设置,所述耳机进一步包括加强环,所述加强环沿所述环形固定部的周向衬设于所述环形固定部上,并与所述枢转连接块连接。
在一些实施方式中,所述耳机还包括头梁组件和机芯模组,所述机芯模组通过所述壳体与所述头梁组件连接,所述头梁组件用于绕过用户头顶,并使得所述机芯模组位于用户耳部的前侧;其中,在佩戴状态下,所述头梁组件与用户头顶形成第一接触点,所述机芯模组与用户脸颊形成第二接触点,所述第二接触点与所述第一接触点在人体矢状轴所在方向上的间距介于20mm与30mm之间。
在一些实施方式中,所述头梁组件包括弧形头梁件和转接件,所述弧形头梁件用于绕过用户头顶,所述转接件包括第一连接段、中间过渡段和第二连接段,所述中间过渡段连接所述第一连接段和所述第二连接段,所述第一连接段和所述第二连接段分别相对于所述中间过渡段弯折并反向延伸,所述第一连接段与所述弧形头梁件连接,所述第二连接段与所述机芯模组连接;其中,沿人体冠状轴所在方向观察,所述中间过渡段相对于人体垂直轴倾斜。
通过上述方式,本申请提供的耳机中,不仅设置有拾音组件,以允许耳机能够拾取用户的语音或者进行降噪,还通过隔板将拾音器的导线与枢转连接块间隔,以避免导线在拾音组件转动的过程中被枢转连接块磨损,进而增加导线的可靠性。
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;
图35是本申请提供的耳机一实施例的结构示意图;
图36是本申请提供的耳机一实施例的等效模型示意性;
图37是本申请提供的耳机一实施例在非佩戴状态下振动面板振动的频响曲线;
图38是本申请提供的耳机在非佩戴状态下且其第一传振片具有不同的刚度时振动面板振动的频响曲线;
图39是本申请提供的耳机在非佩戴状态下且其第二传振片具有不同的刚度时振动面板振动的频响曲线;
图40是本申请提供的耳机在非佩戴状态下且其机芯壳体具有不同的质量时振动面板振动的频响曲线;
图41是本申请提供的耳机在非佩戴状态下且其第一传振片和第二传振片具有不同的刚度时振动面板振动的频响曲线;
图42是本申请提供的两种耳机实施例在非佩戴状态下的漏音的频响曲线;
图43是本申请提供的耳机一实施例朝向用户的皮肤一侧的结构示意图;
图44是本申请提供的耳机一实施例朝向用户的皮肤一侧的结构示意图;
图45是本申请提供的耳机一实施例的结构示意图;
图46是本申请提供的耳机一实施例的结构示意图;
图47是图46中支架一实施例的结构示意图;
图48是图12中耳机一实施例朝向用户的头部一侧的结构示意图;
图49是本申请提供的耳机在不同佩戴方式下的力学模型示意图;
图50是本申请提供的耳机一实施例的结构示意图;
图51是本申请提供的耳机一实施例的结构示意图;
图52是本申请提供的耳机一实施例的结构示意图;
图53是本申请提供的弧形头梁件一实施例的分解结构示意图;
图54是图53中弧形头梁件一实施例的截面结构示意图;
图55是本申请提供的头梁组件一实施例的局部分解结构示意图;
图56是本申请提供的头梁组件一实施例在不同状态下的局部结构示意图;
图57是本申请提供的连接线组件一实施例的分解结构示意图;
图58是本申请提供的耳机一实施例的分解结构示意图;
图59是图58中耳机另一视角的结构示意图;
图60是本申请提供的耳机一实施例的截面结构示意图;
图61是本申请提供的两种耳机实施例在非佩戴状态下的漏音的频响曲线;
图62是图27中耳机一实施例的截面结构示意图。
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。进一步地,本申请所述的机芯模组11可以设置两个,两个机芯模组11均可以将电信号转化成机械振动,以便于耳机10实现立体声音效。因此,在其他一些对立体声要求并不是特别高的应用场景下,例如听力患者助听、主持人直播提词等,耳机10也可以仅设置一个机芯模组11,取消的那个机芯模组11可以由辅助耳机10佩戴的结构件替代。
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,用于将换能装置112产生的机械振动传递至用户。相应地,机芯壳体111靠近振动面板114一端为敞口结构。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。结合图42,图42中频响曲线42_1和频响曲线42_2分别表示机芯壳体111靠近振动面板114一端为敞口结构时耳机10的漏音和机芯壳体111靠近振动面板114一端为封闭结构时耳机10的漏音。显然,相较于机芯壳体111靠近振动面板114一端为敞口结构,机芯壳体111靠近振动面板114一端为封闭结构时,耳机10的漏音明显降低。
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,更优选地小于或者等于1kHz。
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,沿换能装置112的振动方向观察,内筒壁1112的横截面呈圆形、椭圆形、跑道形、多边形等形状中的任意一种,当然整体或者局部也可以不规则。进一步地,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。
本申请的发明人在长期的研发过程中发现:结合图61,图61中频响曲线61_1和频响曲线61_2分别表示机芯壳体111具有较大容积和机芯壳体111具有较小容积时耳机10的漏音。显然,相较于机芯壳体111具有较大容积,机芯壳体111具有较小容积时,耳机10的漏音明显降低。例如:1kHz-2kHz频率范围内的漏音明显变小,3kHz-4kHz频率范围内的漏音明显变小,这些都是人耳比较敏感的频率范围。其中,1kHz-2kHz频率范围内的漏音包含较多的人声成分,对用户的主观感知影响较大,因此该频率范围内的漏音维持在一个较低的水平能够使得耳机10更加具有市场竞争力。基于此,在满足机芯壳体111容纳换能装置112的条件下,机芯壳体111的容积可以小于或者等于3cm3,以降低耳机10的漏音。其中,机芯壳体111的容积可以通过向其中注水的方式测量得到。进一步地,通过调节内筒壁1112在垂直于换能装置112的振动方向上的径向尺寸或者调节内筒壁1112与换能装置112在垂直于换能装置112的振动方向上的径向间隙等方式可以改变机芯壳体111的容积,例如在满足换能装置112在振动过程中不与机芯壳体111碰撞的条件下,前述径向尺寸或者前述径向间隙可以尽可能的小,从而降低耳机10的漏音;除此之外,还可以增加耳机10的抗冲击能力,这是因为较小的前述径向尺寸或者前述径向间隙使得换能装置112在跌落等冲击情况下具有更小的运动行程,第一传振片113和第二传振片1122等结构件的形变更小,更不易发生塑性形变或断裂,使之可靠性更高。
需要说明的是:虽然换能装置112通过第一传振片113悬挂在容置腔100内,例如换能装置112与第一传振片113的中心区域连接且第一传振片113的周边区域与机芯壳体111连接,但是第一传振片113的相对位置可以根据实际的需求进行合理的调整。例如:第一传振片113位于容置腔100内;具体地,第一传振片113位于第一端壁1113靠近第二端壁1114的一侧。换言之,沿换能装置112的振动方向观察,安装孔1111的面积可以小于第一传振片113的面积;此处,第一传振片113的面积可以定义为第一传振片113沿换能装置112的振动方向的正投影的最大外围边界所围成的区域的面积。再例如:第一传振片113位于安装孔1111内;或者,第一传振片113一部分位于容置腔100内,另一部分位于安装孔1111内;或者,第一传振片113一部分位于容置腔100内,一部分位于安装孔1111内,另一部分位于机芯壳体111外部。其中,结合图1,本申请以第一传振片113位于容置腔100内为例进行示例性的说明,以便于机芯壳体111自身基于声偶极子即可降低耳机10的漏音。值得注意的是:相较于第一传振片113位于安装孔1111,第一传振片113位于容置腔100内可以使得耳机10获得更好的降漏音效果。这主要是因为:由于第一传振片113沿换能装置112的振动方向的面积比连接件115沿换能装置112的振动方向的面积要大,第一传振片113位于安装孔1111内会导致第一端壁1113沿换能装置112的振动方向的面积较大程度地减小,这样容易导致第一端壁1113和第二端壁1114的刚度差异较大,不利于两者形成声偶极子。
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。
在其他一些实施例中,容置腔100可以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,前述第二通道的开口面积与前述第一通道的开口面积之间的比值可以小于或者等于10%。其中,前述第二通道可以用作降漏音孔,以在声偶极子降漏音的方式之上进一步调节或者优化耳机10的漏音。此时,由于机芯壳体111自身基于声偶极子即可降低耳机10的漏音,使得耳机10的漏音能够处于一个用户易于接收的水平,前述第二通道的开口面积也因此可以比相关技术仅通过打孔降漏音的方式而开设的降漏音孔的开口面积要小得多,有利于满足耳机10的防水防尘需求。当然,前述第二通道也可以不用作诸如降漏音孔的声学孔;而是用作外观孔,例如在耳机10包括两个机芯模组11的实施例中,其中一个机芯模组11内设有麦克风且其机芯壳体111上设有麦克风孔,另一个机芯模组11内未设有麦克风但其机芯壳体111上设有与前述麦克风孔对应的外观孔;抑或仅仅是机芯壳体111上开设的别无他用的通孔。
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)。其中,刚度亦可称作弹性系数、劲度系数等。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诸如正多边形的多边形,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(具体为安装孔1111的壁面)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,更优选地大于或者等于0.1mm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。其中,当安装孔1111和连接件115的数量分别为多个且一一对应时,例如图2中(b)和(c)所示,连接件115与安装孔1111的壁面之间的间隙可以定义为多个连接件115分别与对应的一个安装孔1111的壁面形成的间隙之和。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。
在一些实施例中,容置腔100通过一通道与耳机10的外部连通,前述通道为连接件115与安装孔1111的壁面之间的间隙。此时,机芯模组11可以包括密封膜118,密封膜118用于密封前述通道,也即连接件115与安装孔1111的壁面之间的间隙可以被密封膜118密封,以避免容置腔100内形成的由空气传导的声波经由前述通道传播至耳机10的外部形成漏音。其中,密封膜118的材质可以为橡胶、硅胶、聚氯乙烯(Polyvinyl chloride,PVC)、聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)、聚醚醚酮(poly(ether-ether-ketone),PEEK)。
作为示例性地,结合图35,密封膜118可以包括一体连接的第一连接部1181、褶皱部1182和第二连接部1183,褶皱部1182在第一连接部1181与第二连接部1182之间形成一凹陷区。此时,第一连接部1181可以与第一端壁1113连接,第二连接部1183可以与连接件115或者振动面板114连接。如此,相较于平面状的薄膜结构(例如前述凹陷区所在部分为平面状),这种带有折环的非平面状的薄膜结构,有利于增加密封膜118的弹性,这样既有利于避免换能装置112产生的机械振动经由密封膜118过多地传递至机芯壳体111,又有利于避免密封膜118因连接件115或者振动面板114与机芯壳体111之间的相对运动的幅度过大而被“扯断”或者因容置腔100内的声压过大或者过小而被“震破”或者因容置腔100内的声压变化过大而产生疲劳失效。除此之外,机芯壳体111上可以设有一泄压孔,前述泄压孔用于平衡容置腔100内的声压,使之维持在一个相对于大气压变化不大的水平,以延长密封膜118的使用寿命。其中,泄压孔的面积可以小于或者等于4mm2。值得注意的是:设置密封膜118,有利于增大连接件115与安装孔1111的壁面之间的间隙,也即安装孔1111的开口面积可以设置得比连接件115的横截面积大些,从而有利于避免连接件115与机芯壳体111之间出现不必要的磨损,进而延长机芯模组11的使用寿命。
需要说明的是:结合图46及图35,密封膜118可以仅与第一端壁1113连接,也即密封膜118与连接件115之间可以留有一间隙,但该间隙小于连接件115与安装孔1111的壁面之间的间隙,这样不仅可以缩小容置腔100与耳机10外部的连通面积,还有利于平衡容置腔100内的声压,使之维持在一个相对于大气压变化不大的水平。
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,再例如围边116与第一端壁1113连接,围边116可以环绕振动面板114,以避免振动面板114脱落。换言之,围边116与机芯壳体111连接,围边116在一垂直于换能装置112的振动方向的参考平面内的投影环绕在振动面板114在前述参考平面内的投影的外围。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,也即至少部分围边116与振动面板114一同接触用户的皮肤,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,机芯壳体111靠近振动面板114的一侧与振动面板114和围边116可以围设形成一腔体400,例如围边116与第一端壁1113和振动面板114围设形成腔体400,围边116可以设有连通腔体400与机芯模组11外部的连通孔1161,以在佩戴状态下,腔体400通过连通孔1161与机芯模组11的外部连通。换言之围边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,也即机芯壳体111相背两侧产生的漏音能够在远场反相相消,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,再例如连通孔1161在围边116上的开孔率大于或者等于30%,以便于第一端壁1113产生的漏音更多地传播出去而与第二端壁1114产生的漏音在远场反相相消。其中,前述开孔率可以指单个连通孔1161的面积与连通孔1161的数量之积再除以围边116的面积。进一步地,在佩戴状态下,多个连通孔1161中的至少一部分不与用户的皮肤接触,以便于第一端壁1113产生的漏音经由连通孔1161传播出去。因此,结合图3,连通孔1161可以开设在围边116的侧面;结合图27或者图32,连通孔1161可以开设在连接部1162上,第一外筒壁1115上设有与连通孔1162对应的避让孔,连通孔1161也可以开设在限位部1164不与用户的皮肤接触的部分;结合图52,连通孔1161可以开设在围边116不与用户的皮肤接触的部分。除此之外,由于腔体400与连通孔1161同样可以构成一亥姆霍兹共振腔,增大连通孔1161在围边116上的开孔率有利于腔体400共振时的谐振峰往频率较高的频段偏移,使得用户能够感受到的漏音变少。值得注意的是: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,将在后文中进行示例性的说明。
作为示例性地,在500Hz至4kHz的频率范围之内存在一区间长度至少为1/3倍频程的目标频率范围。基于此,在前述目标频率范围内,连通孔1161处于打开状态时耳机10在佩戴状态下产生的漏音弱于连通孔1161处于关闭状态时耳机10在佩戴状态下产生的漏音。其中,前述目标频率范围可以为1kHz至2kHz。需要说明的是:前述连通孔1161处于关闭状态可以指将连通孔1161堵住。
进一步地,围边116上每一平方毫米的单位面积上可以有至少一个连通孔1161,以使得围边116上连通孔1161的数量足够多,但单个连通孔1161的面积又不是特别大,这样有利于保证围边116的结构强度。当然,在其他一些诸如围边116的结构强度足够的实施方式中,单个连通孔1161的面积也可以相对较大。
在一些实施方式中,围边116可以为塑胶制件,围边116的壁厚可以介于0.2mm至1mm之间。其中,如果围边116的壁厚太小,容易导致结构强度不足;如果围边116的壁厚太大,容易导致围边116先于振动面板114与用户的皮肤接触,进而致使振动面板114难以与用户的皮肤接触。当然,在确保振动面板114与用户的皮肤能够接触的情况下,围边116用于与用户的皮肤接触的部分可以较其他部分厚些,例如围边116用于与用户的皮肤接触的部分的壁厚大于1mm,以避免围边116在佩戴状态下被挤压而塌陷。进一步地,当围边116为塑胶制件时,前述塑胶制件可以通过注塑工艺成型在一金属框架上,以对围边116进行结构上的补强。
在一些实施方式中,围边116可以为金属制件,以允许连通孔1161在围边116上的开孔率可以大于或者等于60%,这主要是因为金属制件的结构强度可以较塑胶制件的更高。例如:围边116为目数(也即每英寸内目孔数)介于5与508之间的钢丝网。
在一些实施方式中,机芯壳体111可以为第一塑胶制件,围边116可以通过第二塑胶制件与机芯壳体111连接,第二塑胶制件与一金属制件通过注塑工艺一体成型,连通孔1161可以开设在前述金属制件上。
结合图43或者图44,围边116在佩戴状态下朝向用户的皮肤的一侧的外表面上可以具有高低不平的区域,以使得围边116与用户的皮肤接触时不完全贴合,也即围边116与用户的皮肤之间留有间隙,进而允许腔体400与机芯模组11的外部连通。如此,机芯壳体111相背两侧(例如第一端壁1113和第二端壁1114)产生的漏音同样可以在远场反相相消,进而满足耳机10对降漏音的需求。其中,前述高低不平的区域的高度差可以介于0.5mm至5mm之间,以使得腔体400与机芯模组11的外部有足够的连通空隙。
在一些实施方式中,结合图43,围边116的外表面上可以设有凹槽1165,在佩戴状态下,腔体400通过凹槽1165与机芯模组11的外部连通。其中,凹槽1165的数量、深度等参数会影响腔体400与机芯模组11的外部连通的面积。例如:围边116在一垂直于换能装置112的振动方向的参考平面内的投影具有彼此正交的长轴方向和短轴方向,围边116在长轴方向上的尺寸大于围边116在短轴方向上的尺寸,凹槽1165的数量可以为多个,多个凹槽1165可以划分为四组,其中两组凹槽1165分别沿长轴方向间隔设置,另外两组凹槽1165分别沿短轴方向间隔设置,每一组沿长轴方向间隔设置的凹槽1165的数量可以大于每一组沿短轴方向间隔设置的凹槽1165的数量。其中,为了便于区分和描述,图43中凹槽1165所在区域用网格进行了填充,也即一个网格所在区域即可简单地视作一个凹槽1165。再例如:凹槽1165的深度可以介于0.5mm至5mm之间。
在一些实施方式中,结合图44,围边116的外表面上可以设有凸起1166,凸起1166使得围边116在佩戴状态下与用户的皮肤之间形成间隙,腔体400通过前述间隙与机芯模组11的外部连通。其中,凸起1166的数量、高度等参数同样会影响腔体400与机芯模组11的外部连通的面积。例如:凸起1166的数量为多个,多个凸起1166使得前述间隙呈网格状。其中,为了便于区分和描述,图44中凸起1166所在区域用网格进行了填充,也即一个网格所在区域即可简单地视作一个凸起1166。再例如:凸起1166的高度可以介于0.5mm至5mm之间。
类似地,在500Hz至4kHz的频率范围之内存在一区间长度至少为1/3倍频程的目标频率范围。基于此,在前述目标频率范围内,围边116的外表面上具有高低不平的区域时耳机10在佩戴状态下产生的漏音弱于围边116的外表面上不具有高低不平的区域时耳机10在佩戴状态下产生的漏音。其中,前述目标频率范围可以为1kHz至2kHz。需要说明的是:前述围边116的外表面上不具有高低不平的区域可以指将围边116的外表面上高低不平的区域填平。例如:在凹槽1165内或者在多个凸起1166之间填满胶水,待胶水固化之后,即可简单地视作围边116的外表面上不具有高低不平的区域。
结合图45,围边116在佩戴状态下朝向用户的皮肤的一侧可以设有多孔结构1167,以在佩戴状态下,多孔结构1167至少部分与振动面板114一同接触用户的皮肤,并允许腔体400与机芯模组11的外部连通。如此,机芯壳体111相背两侧(例如第一端壁1113和第二端壁1114)产生的漏音同样可以在远场反相相消,进而满足耳机10对降漏音的需求。
进一步地,多孔结构1167可以包括固定层和与固定层连接的多孔主体层,多孔结构1167通过固定层与围边116连接,多孔结构1167通过多孔主体层连通腔体400与机芯模组11的外部。其中,前述多孔主体层的孔隙率可以大于或者等于60%,例如前述多孔主体层为海绵或者泡棉。
在一些实施方式中,多孔结构1167的固定层与围边116可以设置成可拆卸连接,两者之间的连接方式可以为磁吸式、卡扣式、粘接式中的任意一种。其中,前述粘接式可以通过魔术贴、单面胶和双面胶中的任意一种实现。
在一些实施方式中,多孔结构1167的固定层可以为固化后的胶水,也即多孔结构1167通过胶水固定在围边116上。此时,由于多孔结构1167更换不方便,为了延长多孔结构1167的使用寿命,多孔结构1167可以包括覆盖在多孔结构1167的多孔主体层上的保护层,多孔结构1167通过前述保护层与用户的皮肤接触。其中,前述保护层可以设置成纺织物或者钢网。
类似地,在500Hz至4kHz的频率范围之内存在一区间长度至少为1/3倍频程的目标频率范围。基于此,在前述目标频率范围内,机芯模组11具有多孔结构1167时耳机10在佩戴状态下产生的漏音弱于机芯模组11不具有多孔结构1167时耳机10在佩戴状态下产生的漏音。其中,前述目标频率范围为1kHz至2kHz。需要说明的是:前述机芯模组11不具有多孔结构1167可以指将多孔结构1167从围边116上取下。例如:当多孔结构1167与围边116可拆卸连接时,将多孔结构1167拆下即可,当多孔结构1167通过胶水固定在围边116上时,用刀将多孔结构1167刮下即可。
需要说明的是:在诸如围边116上设有凹槽1165、凸起1166和多孔结构1167的实施方式中,围边116同样可以设有连通腔体400与机芯模组11外部的连通孔1161,以在佩戴状态下,腔体400进一步通过连通孔1161与机芯模组11的外部连通。其中,连通孔1161的数量可以为多个,连通孔1161在围边116上的开孔率可以大于或者等于30%。
结合图4,振动面板114与第一端壁1113之间还可以设置一垫片117,垫片117的洛氏硬度小于第一传振片113的洛氏硬度。换言之,相较于第一传振片113,垫片117也可以称作软质垫片。如此,以避免换能装置112产生的机械振动经垫片117传递至机芯壳体111,进而进一步降低耳机10的漏音。其中,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。如此,机芯模组11在佩戴状态下可以整体上更靠近外耳道,使得机芯模组11以骨传导的方式传递换能装置112产生的机械振动的同时能够更多地引起外耳道内空气随之振动(也即气导声),进而增加用户听到的声音的音量。
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强度(具体可以为峰值谐振强度),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。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。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。当然,在其他一些诸如突出某一频点或者频段的实施例中,亥姆霍兹共振腔200可以设置成减弱前述气导声的频响曲线在一预设频段内的振动强度,该预设频段可以不涵盖前述谐振峰。其中,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强度之间的差值可以大于或者等于3dB,相应的频响曲线可以在激励电压为1V的条件下测得。
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1121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的数量可以根据需要设置一个或者至少两个;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。值得注意的是:在一些诸如导磁罩1124的内侧设有环绕磁体1125的环形磁体的实施例中,虽然磁间隙具体形成在环形磁体与磁体1125之间,但是磁间隙仍位于导磁罩1124与磁体1125之间,因此依旧可以视作磁间隙由磁体1125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形成。
在一些实施方式中,结合图27及图28,第一传振片113的中心区域可以嵌套在支架1121上,第一传振片113的周边区域可以被第一端壁1113压持在内筒壁1112上;第二传振片1122的中心区域可以嵌套在支架1121上,且相较于第一传振片113更远离振动面板114,第二传振片1122的周边区域可以被固定在一筒状连接件上;磁路系统的导磁罩1124的侧壁可以与前述筒状连接件连接,以使得磁路系统通过第二传振片1122与支架1121连接;线圈1123与支架1121背离第一传振片113和第二传振片1122的一侧连接,并伸入导磁罩1124与磁体1125之间的磁间隙内。此时,由于导磁罩1124的侧壁通过一筒状连接件与第二传振片1122连接,使得换能装置112内部形成一个腔体,在不做其他结构改进的前提下,该腔体仅会通过第二传振片1122上的镂空区域与容置腔100连通,致使换能装置112在振动过程中出现较为严重的声腔效应,进而引起较大的漏音。
在一些实施方式中,结合图46及图11,支架1121可以通过第一传振片113与机芯壳体111连接,第二传振片1122可以通过支架1121与第一传振片113连接,磁路系统可以与第二传振片1122的中心区域连接,以将磁路系统悬挂在容置腔内,线圈1123沿换能装置112的振动方向伸入磁路系统的磁间隙内。其中,前述磁间隙环绕磁路系统与第二传振片1122连接的位置。如此,由于磁路系统与第二传振片1122的中心区域连接,使得磁路系统不用设置与第二传振片1122的周边区域连接的筒状连接件,也即上述筒状连接件得以取消,以允许换能装置112的内外具有更大的连通面积,这样有利于抑制上述声腔效应,进而改善耳机10的漏音。例如:磁路系统的磁体1125与第二传振片1122的中心区域连接,导磁罩1124的侧壁也因此能够与第二传振片1122在换能装置112的振动方向上间隔设置,以形成连通前述磁间隙与磁路系统外部的通道,进而增大换能装置112内外连通的面积。
作为示例性地,结合图47及图46,支架1121可以包括第一支架11212和第二支架11213,第一支架11212可以与第一传振片113的中心区域连接,第二支架11213可以与第二传振片1122的周边区域连接。相应地,第二支架11213和振动面板114可以分别与第一支架11212连接,线圈1123可以与第二支架11213连接。此时,由于线圈1123与第二支架11213连接的位置对应于第二传振片1122的周边区域,使得上述磁间隙能够环绕磁路系统与第二传振片1122连接的中心区域。其中,第一支架11212与第一传振片113可以通过金属嵌件注塑工艺一体成型,第二支架11213与第二传振片1122同样可以通过金属嵌件注塑工艺一体成型。相应地,第一支架11212和第二支架11213中的一者上可以设有接插孔,另一者上则可以设有嵌入接插孔的接插柱,接插柱伸入接插孔内,以使得第一支架11212和第二支架11213连接。其中,本实施例以第一支架11212和第二支架11213分别设有接插孔11215和接插柱11216为例进行示例性的说明。
进一步地,换能装置112可以包括悬架11214,悬架11214与第二传振片1122的中心区域连接,第二支架11213位于悬架11214的外围,并在垂直于换能装置112的振动方向的方向上与悬架11214间隔设置,磁路系统的磁体1125可以与悬架11214连接。如此,导磁罩1124与磁体1125之间的磁间隙环绕磁体1125与第二传振片1122连接的中心区域。
进一步地,磁体1125可以为一块永磁体,也可以包括沿换能装置112的振动方向层叠设置的第一磁性件11251、导磁件11252和第二磁性件11253,第二磁性件11253相较于第一磁性件11251更靠近第二传振片1122,例如第一磁性件11251与导磁罩1124的底部连接。其中,第一磁性件11251和第二磁性件11253的磁化方向不同,例如两者的磁化方向互为反向。进一步地,导磁罩1124的侧壁沿垂直于换能装置112的振动方向的方向正投影至磁体1125的外周面时可以至少与导磁件11252重叠,以使得磁体1125形成的磁场更多地集中在前述磁间隙内,从而减小漏音。优选地,线圈1123沿垂直于换能装置112的振动方向的方向正投影至磁体1125的外周面时可以至少与导磁件11252重叠,以使得磁体1125形成的磁场更多地穿过线圈1123,从而增加磁场的利用率。
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,以增大换能装置112内外连通的面积,进而削弱声腔效应。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,以及上述筒状连接件上也可以设有沿垂直于换能装置112的振动方向的方向延伸的通孔,以进一步增大换能装置112内外连通的面积,进而削弱声腔效应。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,再例如图45,机芯模组11可以通过振动面板114及围边116上的多孔结构1167与用户脸颊接触。
需要说明的是:除了图12所示的头梁组件12之外,机芯模组11可以与其他类型的支撑组件连接,前述支撑组件用于支撑机芯模组11佩戴至佩戴位,同样允许用户佩戴耳机10。例如:前述支撑组件包括后挂结构和与后挂结构的两端分别连接的耳挂结构,后挂结构用于在佩戴状态下绕过用户的脑部的后侧,两个耳挂结构分别用于在佩戴状态下挂在用户的左、右耳部上。进一步地,前述佩戴位可以为用户的脸颊靠近耳部的位置或者用户的耳部背离头部的前侧。
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能够被自然地佩戴至用户的脸颊靠近耳部的佩戴位,机芯模组11在前述佩戴位处振动产生声波,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配合的部分也可以设置成金属件,以局部加强两者的耐磨性。
需要说明的是:虽然图13至图17仅示意出了耳机10与用户的头部在一侧形成的接触点,但是耳机10一般设置成左右对称结构,例如图12所示的头梁组件12的两端分别连接一个机芯模组11,使得每一个机芯模组11分别与用户脸颊形成第二接触点,也即耳机10与用户的头部实际上可以形成一个第一接触点和两个接触点,简称“三点式佩戴”。
结合图48及图16,在佩戴状态下,并沿人体冠状轴所在方向观察,振动面板114朝向上述佩戴位的一侧的中心(例如图48中CP2所示)在人体矢状轴所在方向上较机芯壳体111朝向前述佩戴位的一侧的中心(例如图48中CP0所示)更靠近用户耳部的外耳道。换言之,在上述支撑组件和机芯模组11的结构一定的情况下,振动面板114设置成相对于机芯壳体111偏置,以使得机芯模组11在前述佩戴位处振动产生声波时,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。除此之外,振动面板114在佩戴状态下更靠近外耳道,使得机芯模组11以骨传导的方式传递换能装置112产生的机械振动的同时能够更多地引起外耳道内空气随之振动(也即气导声),进而增加用户听到的声音的音量。值得注意的是:在机芯模组11包括围边116的实施方式中,振动面板114相对于围边116偏置,也即两者朝向佩戴位一侧的中心不重合。
在一些实施方式中,振动面板114沿换能装置112的振动方向正投影至机芯壳体111的中心与换能装置112沿前述振动方向正投影至机芯壳体111的中心重合,也即振动面板114相对于换能装置112不偏置,例如支架1121与振动面板114连接的位置在振动面板114的中心处;而换能装置112沿前述振动方向正投影至机芯壳体111的中心与机芯壳体111在前述振动方向上朝向换能装置112一侧的中心不重合,也即换能装置112作为一个整体相对于机芯壳体111偏置。
在其他一些实施方式中,换能装置112沿其振动方向正投影至机芯壳体111的中心与机芯壳体111在前述振动方向上朝向换能装置112一侧的中心重合,也即换能装置112作为一个整体相对于机芯壳体111不偏置;而振动面板114沿前述振动方向正投影至机芯壳体111的中心与换能装置112沿前述振动方向正投影至机芯壳体111的中心不重合,也即振动面板114相对于换能装置112偏置,例如支架1121与振动面板114连接的位置并不在振动面板114的中心处,以使得振动面板114相对于机芯壳体111偏置。
进一步地,耳机10可以包括连接机芯壳体111和所述支撑组件(例如头梁组件12)的转接壳体13。其中,结合图20、图27及图28,转接壳体13可以包括位于机芯壳体111外围的筒状侧壁134,筒状侧壁134可以与头梁组件12连接。基于此,机芯壳体111和筒状侧壁134在垂直于换能装置112的振动方向的参考平面上的正投影分别具有第一中心和第二中心。其中,在佩戴状态下,第一中心可以相较于第二中心更靠近用户耳部的外耳道。换言之,结合图46及图28,在支撑组件和机芯模组11的结构一定的情况下,机芯壳体111设置成相对于转接壳体13偏置,以使得机芯模组11在前述佩戴位处振动产生声波,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。
作为示例性地,结合图48及图46,机芯壳体111可以设置成相对于转接壳体13绕第一轴线(例如图48中A1所示)转动,以使得机芯模组11更好地贴合佩戴位。其中,上述第一中心和第二中心沿前述第一轴线所在方向间隔。换言之,在前述第一轴线所在方向上,如果机芯壳体111的一侧更靠近筒状侧壁134,那么机芯壳体111的另一侧可以更远离筒状侧壁134,也即机芯壳体111与筒状侧壁134之间的间隙在前述第一轴线所在方向上可以不相等。进一步地,上述第一中心和第二中心可以在前述第一轴线上,也即机芯模组11仅沿前述第一轴线平移一距离。
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,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,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0.5N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,自由端的挠度满足如下关系式(1)。
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)。
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)。
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)。
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)。
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)。
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间距大且处于仲长状态(也即“大头”的用户佩戴耳机10)时的夹紧力相同或者相近。
本申请的发明人在长期的研究中发现:同等条件下,耳机10在佩戴状态下与用户的头部形成的接触点的数量及其分布对于佩戴的稳定具有较大的影响。例如:在低头状态下,受耳机10的重力的影响,耳机10有滑落或者以机芯模组11为转轴相对于用户头部转动的风险,从而影响耳机10在佩戴方面的可靠性。
作为示例性地,例如图13至图17,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,机芯模组11与用户脸颊可以形成第二接触点。其中,在用户根据自己的头部大小佩戴好耳机10之后,以及在头梁组件12为机芯模组11提供的压紧力的作用下,耳机10可以分别在第一接触点和第二接触点处施加指向用户头部的压紧力。基于此,在低头状态下,机芯模组11因与用户脸颊接触而在摩擦力的作用下产生一阻力矩,头梁组件12因与用户头顶接触而在摩擦力的作用下产生另一阻力矩,前述两个阻力矩的合力矩可以大于或者等于耳机10的重力相对于机芯模组11的重力矩,也即在低头状态下克服耳机10的重力矩,从而有利于避免耳机10滑落或者以机芯模组11为转轴相对于用户头部转动。
进一步地,在佩戴状态下,除了头梁组件12与用户头顶形成第一接触点和机芯模组与用户脸颊形成第二接触点之外,头梁组件12还可以与用户头部形成第三接触点(例如图49中CP3所示),第三接触点在人体垂直轴所在方向上介于前述第一接触与前述第二接触点之间。其中,在用户根据自己的头部大小佩戴好耳机10之后,以及在头梁组件12为机芯模组11提供的压紧力的作用下,耳机10可以分别在第一接触点、第二接触点和第三接触点处施加指向用户头部的压紧力。基于此,在低头状态下,机芯模组11因与用户脸颊接触而在摩擦力的作用下产生一阻力矩,头梁组件12因与用户头顶接触而在摩擦力的作用下产生另一阻力矩,头梁组件12因与用户头顶之外的其他地方接触而在摩擦力的作用下产生又一阻力矩,前述三个阻力矩的合力矩可以大于上述两个阻力矩的合力矩,使之更易于在低头状态下克服耳机10的重力矩,从而改善耳机10在佩戴方面的可靠性。
需要说明的是:结合图12,头梁组件12的两端分可以别连接一个机芯模组11,每一个机芯模组11可以分别与用户脸颊形成第二接触点;相应地,头梁组件12与用户头部的两侧也可以分别形成第三接触点。换言之,耳机10与用户的头部实际上可以形成一个第一接触点、两个第二接触点和两个第三接触点,简称“五点式佩戴”。其中,对于用户的头部一侧的第三接触点而言,由于头梁组件12的长度较长或者用户的头部因不同人群而存在差异,使得第三接触点的数量可以为多个。进一步地,头梁组件12与用户头部形成第三接触点时,头梁组件12在第一接触点与第二接触点之间存在至少部分与用户头部不接触,也即头梁组件12不是全部与用户的头部接触并形成相应的压紧力,以便于维持机芯模组11处的压紧力大小变化不大。
结合图49,下面就上述三点式佩戴和五点式佩戴的受力分析进行示例性的说明。其中,图49中(a)是三点式佩戴情况下用户不低头时沿人体矢状轴所在方向观察的力学模型示意图,图49中(b)是三点式佩戴情况下用户低头时沿人体冠状轴所在方向观察的力学模型示意图,图49中(c)是五点式佩戴情况下用户不低头时沿人体矢状轴所在方向观察的力学模型示意图,图49中(d)是五点式佩戴情况下用户低头时沿人体冠状轴所在方向观察的力学模型示意图。
上述三点式佩戴和五点式佩戴的情况下,假设:用户的头部大小保持不变,耳机10的佩戴状态保持不变,使得第一接触点相对于两个机芯模组11的参考连线的距离H保持不变,头梁组件12对用户头顶施加的压紧力F1保持不变,以及耳机10的重量G及其等效重心与前述参考连线之间的距离L保持不变;机芯模组11与用户脸颊接触的面积保持不变,使得机芯模组11作用于用户脸颊时等效力臂r保持不变;机芯模组11与用户脸颊之间的摩擦系数μ1和头梁组件12与用户头部的摩擦系数μ2保持不变。其中,对于上述五点式佩戴,第三接触点相对于前述参考连线的距离为h,h<H。
进一步假设:头梁组件12在两种情况下提供的压紧力F2保持不变,那么,对于上述三点式佩戴,头梁组件12提供的压紧力主要是作用于第二接触点,使得机芯模组11对用户脸颊的压紧力为F2;对于上述五点式佩戴,头梁组件12提供的压紧力不仅作用于第二接触点,还作用于第三接触点,使得机芯模组11对用户脸颊的压紧力小于F2,其中假设头梁组件12在第三接触点处对用户头部的压紧力为F3,则机芯模组11对用户脸颊的压紧力为(F2-F3)。
对于上述三点式佩戴,在低头状态下,例如用户的头部前倾一角度β,机芯模组11因与用户脸颊接触而在摩擦力的作用下产生一阻力矩,头梁组件12因与用户头顶接触而在摩擦力的作用下产生另一阻力矩,前述两个阻力矩的合力矩可以为M1;对于上述五点式佩戴,在低头状态下,例如用户的头部同样前倾一角度β,机芯模组11因与用户脸颊接触而在摩擦力的作用下产生一阻力矩,头梁组件12因与用户头顶接触而在摩擦力的作用下产生另一阻力矩,头梁组件12因与用户头顶之外的其他地方(例如第三接触点)接触而在摩擦力的作用下产生又一阻力矩,前述三个阻力矩的合力矩可以为M2,并可以大于上述两个阻力矩的合力矩M1。其中,合力矩M1、合力矩M2和重力矩G·L·sinβ之间满足如下关系式:
M1≥G·L·sinβ
M2≥G·L·sin β
M1=μ1·F2·r+μ2·F1·H
M2=μ1·(F2-F3)·r+μ2·F3·h+μ2·F1·H
M2-M1=μ2·F3·h-μ1·F3·r。
式中,由于距离h较等效力臂r要大得多,且摩擦系数μ1、μ2之间的差异小于距离h与等效力臂r之间的差异,也即h/r>μ1/μ2或者μ2·h-μ1·r>0,使得M2-M1>0。换言之,在同等条件,相较于三点式佩戴,五点式佩戴更有利于在低头状态下维持耳机10的佩戴状态。
本申请的发明人在长期的研究中发现:对于上述五点式佩戴,第二接触点处的压紧力可以介于0.2N与2N之间,第三接触点处的压紧力可以介于0.3N与2N之间,以便于用户获得良好的佩戴稳定性和舒适度,以及耳机10表现出良好的音质。其中,如果第二接触点的压紧力太小,容易导致机芯模组11传递至用户的机械振动变少,进而影响耳机10的听音效果;如果第二接触点的压紧力太大,容易导致用户佩戴不舒服。进一步地,如果第三接触点的压紧力太小,不利于改善耳机10在佩戴方面的可靠性;如果第三接触点的压紧力太大,容易导致第二接触点处的压紧力不足。
结合图50至图52,头梁组件12可以包括与弧形头梁件121连接的辅助件125,例如辅助件125与后文中提及的内盖体1214连接,以在佩戴状态下,两个辅助件125与用户头部的两侧分别形成第三接触点。其中,辅助件125可以一端与弧形头梁件121连接,另一端不与弧形头梁件121,也即构成悬臂梁结构;辅助件125也可以两端分别与弧形头梁件121连接,两端之间的中间局部凸起。为了便于描述,本申请以每一辅助件125相对于弧形头梁件121悬臂设置为例进行示例性的说明。当然,在其他一些实施方式中,第三接触点也可以是弧形头梁件121与用户的头部接触时形成,例如弧形头梁件121局部凸起以形成第三接触点,也即头梁组件12不包括辅助件125。相应地,弧形头梁件121可以与用户头顶形成第一接触点。
基于上述的详细描述,在低头状态下,第一接触点处的压紧力相对于第二接触点形成第一阻力矩,第三接触点处的压紧力相对于第二接触点形成第二阻力矩,第二接触点处的压紧力相对于机芯模组11与用户脸颊接触的接触面在头梁组件12包括辅助件125时形成第三阻力矩,第二接触点处的压紧力相对于机芯模组11与用户脸颊接触的接触面在头梁组件12不包括辅助件125时形成第四阻力矩。其中,第一阻力矩、第二阻力矩和第三阻力矩形成的合力矩大于第一阻力矩和第四阻力矩形成的合力矩。简而言之,头梁组件12上设置辅助件125,以引入另一阻力矩,有利于在低头状态下克服耳机10的重力矩,从而改善耳机10在佩戴方面的可靠性。
进一步地,辅助件125设置成具有弹性,以在耳机10被具有不同大小头部的用户佩戴时,辅助件125因发生不同程度的弹性形变而使得第二接触点处的压紧力的改变量小于或者等于0.2N。如此,以在不同用户使用耳机10时,既可以使得辅助件125对用户的头部施加一压紧力,以改善耳机10在佩戴方面的稳定性,尤其是低头状态时,也可以使得机芯模组11对用户脸颊的压紧力变化不大,以便于维持耳机10在声学方面的表现力。基于此,当头梁组件12具有转接件122以调节头梁组件12的弧长而更好地适配不同的用户时,辅助件125同样设置成使得上述第二压紧力与上述第一压紧力之差的绝对值介于0与0.1N之间,以使得机芯模组11对用户脸颊的压紧力变化不大。其中,前述第一压紧力和第二压紧力可以分别介于0.4N至0.8N之间。
结合图50及图51,在自然状态下,头梁组件12具有彼此正交的第一参考平面和第二参考平面,两个辅助件125相对于第一参考平面(例如图50及图51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的最高点和两个端点。其中,将弧形头梁件121和辅助件125投影到第二参考平面,在第二参考平面内,辅助件125的固定端和自由端之间的连线在平行于弧形头梁件121的两个端点的连线的第一参考方向上具有第一投影分量(例如图50及图51中x1所示),且在垂直于弧形头梁件121的两个端点的连线的第二参考方向上具有第二投影分量(例如图50及图51中y1所示)。基于此,前述第二投影分量与第一投影分量之间的比值(例如y1/x1)可以介于1与5之间;和/或,辅助件125的等效弹性系数可以介于100N/m与180N/m之间。其中,如果前述比值太小,容易导致第三接触点的压紧力太小,不利于改善耳机10在佩戴方面的可靠性;如果前述比值太大,容易导致第三接触点的压紧力太大,进而导致第二接触点处的压紧力不足,例如机芯模组11被辅助件125撑起。类似地,如果辅助件125的等效弹性系数太小,容易导致第三接触点的压紧力太小,不利于改善耳机10在佩戴方面的可靠性;如果辅助件125的等效弹性系数太大,容易导致第三接触点的压紧力太大,进而导致第二接触点处的压紧力不足,例如机芯模组11被辅助件125撑起。
在一些实施方式中,在自然状态下,将弧形头梁件121投影到上述第二参考平面,在第二参考平面内建立直角坐标系,前述直角坐标系以弧形头梁件121的最高点为坐标原点,以过前述坐标原点且平行于弧形头梁件121的两个端点的连线的直线为x轴,以过前述坐标原点且垂直于前述x轴的直线为y轴,弧形头梁件121从任一端点至最高点的曲线可以满足以下关系式:
x=±(-2.63472525·1015·y10+1.41380284·1012·y9-3.25586957·1010·y8+4.2058788·108·y7-3.34381129·106·y6+1.69016414·104·y5-5.42625713·103·y4+1.07794891·101·y3-1.27679777·y2+9.70381438·y+2.61)。
基于此,辅助件125的厚度可以小于或者等于4mm,以便于耳机10被头部较大的用户佩戴时辅助件125能够提供相应的压紧力;辅助件125与弧形头梁件121之间的间隙可以大于或者等于10mm,以便于耳机10被头部较小的用户佩戴时辅助件125能够提供相应的压紧力。其中,如果辅助件125的厚度太大,耳机10被头部较大的用户佩戴时辅助件125容易直接与弧形头梁件121抵接,进而导致第二接触点处的压紧力不足,例如机芯模组11被辅助件125撑起;如果辅助件125与弧形头梁件121之间的间隙太小,耳机10被头部较小的用户佩戴时辅助件125可能难以与用户的头部抵接,进而导致第三接触点处的压紧力太小。
在一些实施方式中,每一辅助件125可以分别固定于弧形头梁件121的一端部,弧形头梁件121的任一端点与最高点之间的连线在平行于两个端点的连线的第一参考方向上具有第三投影分量(例如图50及图51中x2所示),且在垂直于弧形头梁件121的两个端点的连线的第二参考方向上具有第四投影分量(例如图50及图51中y2所示)。基于此,上述第二投影分量与前述第四投影分量之间的比值(例如y1/y2)可以介于0.1与0.5之间。其中,如果前述比值太小,容易导致第三接触点的压紧力太小,不利于改善耳机10在佩戴方面的可靠性;如果前述比值太大,容易导致第二接触点的压紧力不足,例如机芯模组11及弧形头梁件121被辅助件125撑起,同样不利于改善耳机10在佩戴方面的可靠性。
在一些诸如辅助件125不一定固定于弧形头梁件121的端部的实施方式中,辅助件125与弧形头梁件121连接的固定端到与辅助件125相邻的机芯模组11之间的距离在垂直于弧形头梁件121的两个端点的连线的第二参考方向上的投影分量可以介于40mm与120mm之间。其中,如果前述距离太小,容易导致第二接触点处的压紧力不足,例如机芯模组11被辅助件125撑起;如果前述距离太大,容易导致第一接触点处的压紧力不足,例如弧形头梁件121被辅助件125撑起。
作为示例性地,结合图50,辅助件125可以向弧形头梁件121的中间区域延伸。其中,在第二参考平面内,辅助件125与弧形头梁件121连接的固定端在垂直于弧形头梁件121的两个端点的连线的参考方向上与弧形头梁件121的最高点之间具有第一距离(例如图50中y3所示),机芯模组11与头梁组件12连接的位置在前述参考方向上与前述最高点之间具有第二距离(例如图50中y4所示)。基于此,前述第一距离与第二距离之间的比值(例如y3/y4)可以介于1/3与1/2之间。其中,如果前述比值太小,容易导致第一接触点的压紧力不足,例如弧形头梁件121被辅助件125撑起;如果前述比值太大,容易导致第二接触点的压紧力不足,例如机芯模组11被辅助件125撑起。
作为示例性地,结合图51,辅助件125可以向弧形头梁件121的端部延伸。其中,在第二参考平面内,辅助件125与弧形头梁件121连接的固定端在垂直于弧形头梁件121的两个端点的连线的参考方向上与弧形头梁件121的最高点之间具有第三距离(例如图51中y3所示),机芯模组11与头梁组件12连接的位置在前述参考方向上与前述最高点之间具有第四距离(例如图51中y4所示)。基于此,前述第三距离与第四距离之间的比值(例如y3/y4)可以介于1/5与1/3之间。其中,如果前述比值太小,容易导致第一接触点的压紧力不足,例如弧形头梁件121被辅助件125撑起;如果前述比值太大,容易导致第二接触点的压紧力不足,例如机芯模组11被辅助件125撑起。
作为示例性地,结合图52,辅助件125可以包括固定部1251、与固定部1251连接的第一延伸部1252和与第一延伸部1252连接的第二延伸部1253,固定部1251可以与弧形头梁件121连接。其中,第一延伸部1252和第二延伸部1253在佩戴状态下位于弧形头梁件121朝向用户头部的一侧,并在自然状态下与弧形头梁件121间隔设置,以便于辅助件125与用户的头部形成第三接触点。基于此,第二延伸部1253的宽度可以大于第一延伸部1252的宽度,第二延伸部1253用于在佩戴状态下与用户头部形成第三接触点。换言之,辅助件125大体设置成T字型结构,相对细长的第一延伸部1252有利于辅助件125发生形变,相对短宽的第二延伸部1253有利于辅助件125更好地与用户的头部接触。例如:在佩戴状态下,并沿人体垂直轴所在方向观察,两个辅助件125的第二延伸部1253朝向用户头部的后侧彼此靠拢,使之能够在用户头部的后侧钩住头部,有利于改善耳机10在佩戴方面的可靠性,尤其是在低头状态下。
进一步地,在自然状态下,头梁组件12具有彼此正交的第一参考平面和第二参考平面,两个辅助件125相对于第一参考平面对称设置,第二参考平面过弧形头梁件121的最高点和两个端点。其中,在佩戴状态下,前述第一参考平面可以平行于人体矢状面,前述第二参考平面可以平行于人体冠状面。基于此,每一辅助件125的第二延伸部1253的平均法线与前述第二参考平面之间的夹角可以介于5度至10度之间。考虑到第二延伸部1253可能设置成与用户的头部更加贴合的仿形结构,例如为弧面结构,使之法线进一步定义为平均法线。其中,前述平均法线的计算公式可以为:
式中,为上述平均法线;/>为面上任意一点的法线,ds为面元。
进一步地,第二延伸部1253与用户头部接触的面积可以介于2cm2与8cm2之间。其中,如果前述面积大小,容易引起佩戴不适;如果前述面积太大,容易导致耳机10在整体上的外观变差。除此之外,如果前述面积大小,也不利于辅助件125产生足够的阻力矩。
进一步地,第二延伸部1253的摩擦系数可以大于第一延伸部1252的摩擦系数,以使得辅助件125主要是通过第二延伸部1253形成相应的阻力矩。
进一步地,辅助件125与弧形头梁件121可以可拆卸连接,以便于更换或者用户根据实际的需求选择是否使用辅助件125。
基于上述的详细描述,由于头梁组件12的长度较长或者用户的头部因不同人群而存在差异,使得头梁组件12在佩戴状态下可能没有与用户头顶形成接触点并产生相应的压紧力。基于此,在佩戴状态下,机芯模组11可以与用户脸颊形成第一接触点,并对用户头部施加第一压紧力;头梁组件12可以与用户头部形成第二接触点,并对用户头部施加第二压紧力。其中,前述第二接触点在人体垂直轴所在方向上相较于前述第一接触更靠近用户头顶。换言之,耳机10与用户的头部实际上可以形成两个第一接触点和两个接触点,简称“四点式佩戴”。其中,对于用户的头部一侧的第二接触点而言,由于头梁组件12的长度较长或者用户的头部因不同人群而存在差异,使得第二接触点的数量可以为多个。进一步地,头梁组件12与用户头部形成第二接触点时,头梁组件12在第二接触点与用户头顶之间存在至少部分与用户头部不接触,也即头梁组件12不是全部与用户的头部接触并形成相应的压紧力,以便于维持机芯模组11处的压紧力大小变化不大。
类似地,对于前述四点式佩戴,在低头状态下,第二压紧力相对于第一接触点形成第一阻力矩,第一接触点处的压紧力相对于机芯模组11与用户脸颊接触的接触面在头梁组件12包括辅助件125时形成第二阻力矩,第一接触点处的压紧力相对于机芯模组11与用户脸颊接触的接触面在头梁组件12不包括辅助件125时形成第三阻力矩。其中,第一阻力矩与第二阻力矩形成的合力矩大于第三阻力矩。简而言之,头梁组件12上设置辅助件125,以引入另一阻力矩,有利于在低头状态下克服耳机10的重力矩,从而改善耳机10在佩戴方面的可靠性。
类似地,对于前述四点式佩戴,第一接触点处的压紧力可以介于0.2N与2N之间,第二接触点处的压紧力可以介于0.3N与2N之间,以便于用户获得良好的佩戴稳定性和舒适度,以及耳机10表现出良好的音质。
类似地,对于前述四点式佩戴,在佩戴状态下,与弧形头梁件121连接的两个辅助件125与用户头部的两侧分别形成第二接触点;辅助件125设置成具有弹性,以在耳机10被具有不同大小头部的用户佩戴时,辅助件125因发生不同程度的弹性形变而使得前述第一压紧力的改变量可以小于或者等于0.2N。如此,以在不同用户使用耳机10时,既可以使得辅助件125对用户的头部施加一压紧力,以改善耳机10在佩戴方面的稳定性,尤其是低头状态时,也可以使得机芯模组11对用户脸颊的压紧力变化不大,以便于维持耳机10在声学方面的表现力。
结合图53及图54,弧形头梁件121可以包括内仓体1211和与内仓体12111连接的外盖体1212,内仓体1211用于与用户头部接触,例如形成上述第一接触点和第三接触点中的至少一者。其中,内仓体1211可以为具有一定深度的槽状结构,外盖体1212可以为具有一定厚度的长条结构,两者配合可以形成一走线通道,以便于耳机10左右两侧的电子元件经由其中相应的导线1271电性连接。进一步地,外盖体1212的结构强度可以较内仓体1211的更大些,以便于头梁组件12为机芯模组11提供所需的压紧力;内仓体1211的材质可以较外盖体1212的更柔软些,以便于头梁组件12更好地与用户头部贴合,增加佩戴的稳定性。其中,由于内仓体1211和外盖体1212在结构强度、材质等方面存在一定的差异,为了便于组装,弧形头梁件121可以包括与内仓体1211连接的补强体1213,内仓体1211通过补强体1213与外盖体1212连接。作为示例性地,补强体1213的材质可以与外盖体1212的相同或者相似;补强体1213和内仓体1211可以通过注塑工艺一体成型,补强体1213和外盖体1212可以通过卡接的方式可拆卸连接。
结合图55、图53及图52,弧形头梁件121可以包括内盖体1214,内盖体1214和内仓体1211分别与外盖体1212的同一侧连接。其中,内仓体1211的端部伸入内盖体1214与外盖体1212之间,且在头梁组件12的两端沿彼此背离的方向被逐渐拉开的过程中,相当于用户佩戴耳机10时头梁组件12的两端会被用户的头部撑开,内仓体1211能够从内盖体1214与外盖体1212之间部分退出。如此,相较于相关技术中内仓体1211的端部与内盖体1214(及外盖体1212)固定连接,本实施例中内仓体1211与内盖体1214设置成能够相对运动,有利于释放内仓体1211在头梁组件12被撑开的过程中的应力,尤其是内仓体1211的端部的,从而避免内仓体1211因形变过大而撕裂。结合图56中(a),头梁组件12的两端沿彼此背离的方向被拉开之前,内仓体1211的端部伸入内盖体1214与外盖体1212之间;结合图56中(b),头梁组件12的两端沿彼此背离的方向被拉开一定距离之后,内仓体1211的端部从内盖体1214与外盖体1212之间部分退出。
在一些实施方式中,内盖体1214和外盖体1212可以为两个单独的结构件。此时,内仓体1211的端部可以设有通孔12111,内盖体1214朝向外盖体1212的一侧可以设有伸入通孔12111的立柱12141,立柱12141的径向尺寸小于通孔12111的径向尺寸,以在头梁组件12的两端沿彼此背离的方向被逐渐拉开的过程中,内仓体1211不仅从内盖体1214与外盖体1212之间部分退出,还被立柱12141止挡,以避免内仓体1211的端部从内盖体1214与外盖体1212之间完全退出,也即内仓体1211可以始终部分位于内盖体1214与外盖体1212之间,以便于内仓体1211在头梁组件12回弹的过程中更好地插入内盖体1214与外盖体1212之间。其中,通孔12111可以为长度方向沿弧形头梁件121的延伸方向设置的腰形孔,以为内仓体1211提供相对于内盖体1214运动的行程空间。进一步地,通孔12111和立柱12141的数量均可以为两个,两个通孔12111在垂直于头梁组件12的延伸方向的方向上间隔设置,两个立柱12141可以分别伸入一个通孔12111内。
在一些实施方式中,内盖体1214和外盖体1212可以为一体成型结构件。此时,内仓体1211的端部插入内盖体1214与外盖体1212之间即可。其中,内仓体1211的插入深度可以大于内仓体1211在头梁组件12被撑开的过程中的最大退出距离,也即内仓体1211可以始终部分位于内盖体1214与外盖体1212之间,以便于内仓体1211在头梁组件12回弹的过程中更好地插入内盖体1214与外盖体1212之间。
进一步地,在头梁组件12包括转接件122,且转接件122在外力作用下能够伸出或者缩回弧形头梁件121的实施方式中,内盖体1214的结构强度可以较内仓体1211的更大些,以便于内盖体1214与外盖体1212一同夹持转接件122。此时,内盖体1214和外盖体1212可以为两个单独的结构件,以便于组装转接件122。在头梁组件12不包括转接件122,或者头梁组件12包括转接件122但转接件122在外力作用下不能伸出或者缩回弧形头梁件121的实施方式中,内盖体1214的结构强度同样可以较内仓体1211的更大些,以便于内盖体1214与外盖体1212形成一容纳内仓体1211的端部的空间。此时,内盖体1214和外盖体1212可以为一体成型结构件,或者内盖体1214、外盖体1212和转接件122可以为一体成型结构件。
在一些实施方式中,弧形头梁件121可以划分为中间段和与中间段的两端分别连接的末段,末段的弧长小于中间段的弧长。其中,在头梁组件12的两端沿彼此背离的方向被逐渐拉开的过程中,两个末段相对于中间段沿彼此背离的方向偏转,有利于释放中间段靠近末段的端部的应力。作为示例性地,前述中间段可以包括内仓体1211,前述末段可以包括内盖体1214,两者可以通过一转轴枢接。其中,内仓体1211和内盖体1214的同一侧设有外盖体1212,以起到支撑的作用。结合图56中(a),头梁组件12的两端沿彼此背离的方向被拉开之前,内仓体1211的端部伸入内盖体1214与外盖体1212之间,内仓体1211和内盖体1214基本上构成平滑的曲线,两者之间的夹角约等于0°;结合图56中(b),头梁组件12的两端沿彼此背离的方向被拉开一定距离之后,内仓体1211和内盖体1214之间的夹角大于0°,相当于内仓体1211的端部从内盖体1214与外盖体1212之间部分退出。
基于上述的相关描述,在头梁组件12包括弧形头梁件121和转接件122的实施方式中,转接件122在外力作用下能够伸出或者缩回弧形头梁件121,以调整头梁组件12的弧长。基于此,并结合图55,头梁组件12可以包括阻尼件126,阻尼件126用于在用户调整头梁组件12的弧长的过程中提供阻尼手感,以及在用户调整头梁组件12的弧长至所需弧长之后维持转接件122与弧形头梁件121之间的相对位置,也即维持头梁组件12的弧长。
作为示例性地,结合图55,外盖体1212可以设有用于引导转接件122相对于外盖体1212运动的第一导向槽12121,以使得转接件122在第一导向槽12121的导向下伸出或者缩回弧形头梁件121。进一步地,阻尼件126可以设置在转接件122朝向内盖体1214的一侧,并凸出于第一导向槽12121,阻尼件126进一步与内盖体1214抵接,以在转接件122伸出或者缩回弧形头梁件121的过程中提供阻力,简单可靠。
转接件122靠近内仓体1211的一端可以设有收纳槽,例如收纳槽开设在第一连接段1221远离第二连接段1223的端部,阻尼件126可以设置在转接件122的收纳槽内,并部分凸出转接件122,以便于阻尼件126抵接内盖体1214,进而提供相应的阻力。如此,有利于维持阻尼件126与转接件122之间的相对位置。
转接件122靠近内仓体1211的一端可以设有滑块1227,例如滑块1227设置在第一连接段1221远离第二连接段1223的一端,上述收纳槽可以设于滑块1227。其中,在垂直于转接件122的伸缩方向的方向上,滑块1227的宽度可以大于第一连接段1221的宽度;相应地,外盖体1212在第一导向槽12121远离内仓体1211的一端可以设有止挡部12122,止挡部12122用于止挡滑块1227,以避免转接件122因“过拔”而脱离弧形头梁件121。
内盖体1214可以设有用于在转接件122伸出或者缩回弧形头梁件121的过程中引导阻尼件126的第二导向槽12142,第二导向槽12142与第一导向槽12121共同引导转接件122,使之更加可靠。相应地,阻尼件126可以与第二导向槽12142的底部抵接。
基于本申请的相关描述,头梁组件12的两端可以分别连接一机芯模组11,耳机10的左右两侧可以分别设置电池14和主板15,以及棍咪组件16和功能组件17等电子元件,他们需要通过相应的导线、柔性电路板等电性连接,例如至少用于电性连接电池14和主板15的导线1271穿设在头梁组件12内,以免导线1271外露。进一步地,头梁组件12可以包括弧形头梁件121和转接件122,转接件122用于连接弧形头梁件121和相应的机芯模组11,且转接件122设置成能够伸出或者缩回弧形头梁件121以调整头梁组件12的弧长,以便于不同大小头部的用户佩戴耳机10。为此,穿设在头梁组件12内的导线1271需要留有一定的余量,例如导线1271的至少一部分折叠在头梁组件12内,以随头梁组件12的伸长而展开,进而避免导线在用户调长头梁组件12的弧长时被扯断。除此之外,当用户调短头梁组件12的弧长时,导线1271也应该尽可能地恢复至原来的形态,例如折叠起来,以便于下次跟随头梁组件12的伸长而再次展开。
作为示例性地,结合图57及图53,连接线组件127可以包括用于导电的导线1271和与导线1271连接的辅助线1272,导线1271在一外力的拉伸作用下发生形变时带动辅助线1272随之发生弹性形变,辅助线1272在外力释放后提供一弹性恢复力,前述弹性恢复力用于带动导线1271恢复至形变前的形态。如此,通过设置与导线1271配合的辅助线1272,导线1271和辅助线1272伸长之后,辅助线1272可以辅助导线1271恢复至伸长之前的形态,以便于导线1271再次伸长。基于此,连接线组件127可以设置在头梁组件12内,例如导线1271和辅助线1272位于内仓体1211与外盖体1212之间且导线1271进一步穿设在转接件122内,以沿弧形头梁件121延伸,并跟随转接件122的伸出而伸长或者转接件122的缩回而回弹,且机芯模组11、电池14和主板15等电子元件可以通过导线1271电性连接。此时,用户调长头梁组件12的弧长时,连接线组件127跟随转接件122的伸出而伸长,以使得导线1271和辅助线1272一起发生形变;用户调短头梁组件12的弧长时,连接线组件127跟随转接件122的缩回而回弹,以使得辅助线1272带着导线1271一起恢复至初始的形态。
在一些实施方式中,导线1271可以划分为伸缩段12711和位于伸缩段12711两端的自然段12712,伸缩段12711的弹性系数介于自然段12712的弹性系数与辅助线1272的弹性系数之间,例如伸缩段12711为导线1271绕至少部分辅助线1272进行螺旋状延伸的部分,再例如伸缩段12711为导线1271沿至少辅助线1272进行折叠状延伸的部分。如此,以使得导线1271在伸缩段12711处具有一定的弹性,以及导线1271具有跟随头梁组件12伸长而伸长的余量。基于此,自然状态下,也即未对导线1271施加外力或者伸缩段12711未发生形变时,伸缩段12711的长度与导线1271的长度之间的比值可以介于0.1与0.5之间。其中,如果前述比值太小,容易导致导线1271跟随头梁组件12伸长而伸长的余量较小;如果前述比值太大,容易导致导线1271被完全拉长之后的长度过大,不利于降低连接线组件127的成本。
在一些实施方式中,导线1271可以划分为伸缩段12711和位于伸缩段12711两端的自然段12712,伸缩段12711的长度大于辅助线1272的长度,同样使得导线1271具有跟随头梁组件12伸长而伸长的余量。此时,伸缩段12711既可以不设置成螺旋状,也可以部设置成折叠状。
作为示例性地,结合图57,辅助线1272可以包括弹性主体12721和位于弹性主体12721两端的套环12722,每一套环12722可以分别套设在对应的自然段12712上,并在伸缩段12711的回弹方向上被自然段12712上的限位结构12713止挡,以便于辅助线1272带着导线1271一起恢复至初始的形态。其中,在伸缩段12711为导线1271绕至少部分辅助线1272进行螺旋状延伸的部分的实施方式中,弹性主体12721可以穿设在螺旋状延伸的伸缩段12711内。进一步地,限位结构12713可以为与导线1271的绝缘层一体连接的凸起,或者为自然段12712打结所形成的绳结。
需要说明的是:在伸缩段12711为导线1271螺旋状延伸的部分的实施方式中,也即伸缩段12711呈类似于弹簧的螺旋状结构,如果伸缩段12711的弹性系数在导线1271跟随头梁组件12伸长而伸长之后能够恢复至原来的形态,那么也不可以设置辅助线1272。换言之,头梁组件12可以包括头梁件121、转接件122和导线1271,弧形头梁件121用于绕过用户头顶,转接件122与弧形头梁件121连接,并在外力作用下能够伸出或者缩回弧形头梁件121,导线1271设置在头梁组件12内,导线1271的一部分设置成螺旋状结构,且导线1271的端部连接至转接件122,以跟随转接件122的伸出而伸长,导线1271的螺旋状结构允许导线1271跟随转接件122的缩回而回弹。
基于上述的相关描述,当连接线组件127应用于头梁组件12时,自然段12712可以连接至转接件122,以允许导线1271跟随转接件122的伸出而伸长或者转接件122的缩回而回弹。进一步地,由于弧形头梁件121的两端可以分别连接一转接件122,使得连接线组件127也可以一分为二,例如伸缩段12711的中间区域被固定在弧形头梁件121上,以在用户分别伸缩转接件122时伸缩段12711的两部分彼此不受影响。
作为示例性地,结合图53、图57及图54,导线1271可以划分为定位段12714和位于定位段12714两端的自然段12712,定位段12714被固定在弧形头梁件121上,自然段12712被连接至转接件122,导线1271设置成能够跟随转接件122的伸出而伸长或者转接件122的缩回而回弹。如此设置,以在用户分别伸缩弧形头梁件121两端的转接件122时,定位段12714两侧的导线1271彼此不受影响。
进一步地,头梁组件12可以包括与弧形头梁件121卡接的压持件128,压持件128将定位段12714压持在弧形头梁件121上。其中,压持件128可以包括压持部1281和位于压持部1281两端的卡接部1282,每一卡接部1282分别相对于压持部1281弯折,两个卡接部1282朝压持部1281的一侧同向延伸,并在外力作用下能够彼此靠近,压持部1281用于压持定位段12714,卡接部1282用于与弧形头梁件121卡接。例如:压持件128的压持部1281将导线1271的定位段12714压持在弧形头梁件121的外盖体1212上,压持件128的卡接部1282与外盖体1212卡接。当然,在其他一些实施方式中,导线1271的定位段12714还可以被胶水直接胶接在弧形头梁件121的外盖体1212上。
进一步地,导线1271在定位段12714与自然段12712之间可以设有螺旋状或者折叠状延伸的伸缩段12711,或者导线1271在定位段12714与自然段12712之间不设置螺旋状或者折叠状延伸的伸缩段12711但导线1271在定位段12714与自然段12712之间的长度大于或者等于转接件122的伸缩量。其中,当导线1271进一步划分为位于定位段12714与自然段12712之间的伸缩段12711时,伸缩段12711的弹性系数大于定位段12714和自然段12712中任意一者的弹性系数。类似地,导线1271可以在辅助线1272的辅助下形变,也即辅助线1272用于在导线1271被拉伸时提供弹性恢复力。
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。换言之,电池14与两个机芯模组11中的一个连接,主板15与两个机芯模组11中的另一个连接。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。
本申请的发明人在长期的研发过程中发现:结合图23及图32,当电池14和换能装置112在换能装置112的振动方向上间隔地设置在一起时,电池14的容量与机芯壳体111和电池14的重量之和之间的比值可以介于11mAh/g与24.5mAh/g之间,有利于在延长耳机10的续航能力的情况下兼顾耳机10在机芯模组11处的重量。进一步地,在耳机10包括与机芯壳体111连接的转接壳体13的实施例中,由于转接壳体13刚性连接至机芯壳体111,使得电池14需要驱动这两个壳体振动,更费电,因此电池14需要更大的容量。基于此,电池14设置在转接壳体13内,电池14的容量与机芯壳体111和转接壳体13的重量之和之间的比值可以介于55mAh/g与220mAh/g之间,有利于在兼顾耳机10在机芯模组11处的重量的情况下延长耳机10的续航能力。其中,电池14的容量可以大于或者等于200mAh,机芯壳体111和电池14的重量之和可以介于9g与20g之间,机芯壳体111和转接壳体13的重量之和可以介于1g与4g之间。进一步地,由于换能装置112主要是通过振动面板114将机械振动传递至用户,当电池14的容量一定时,振动面板114与用户的皮肤接触的面积越大,振动面板114传递机械振动的效率越高,振动面板114的重量也越重,振动面板114与用户的皮肤接触的面积越小,振动面板114传递机械振动的效率越低,振动面板114的重量也越轻。基于此,电池14的容量与振动面板114与用户的皮肤接触的面积之间的比值可以介于0.37mAh/mm2与0.73/mm2之间。其中,振动面板114与用户的皮肤接触的面积可以介于300mm2与600mm2之间。
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。其中,当机芯壳体111和转接壳体13中的任意一者为不规则结构,例如机芯壳体111朝向转接壳体13的一侧和转接壳体13朝向机芯壳体111的一侧中的任意一者为非平面结构,亦或者机芯壳体111朝向转接壳体13的一侧和转接壳体13朝向机芯壳体111的一侧为平面结构但两者不平行时,机芯壳体111与转接壳体13之间的间隙可以定义为机芯壳体111与转接壳体13之间的最小间隙。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和第二机芯壳体111b分别与第一机芯壳体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。然而,本申请的发明人在长期的研发过程中发现:在图29所示的实施方式中,由于按键1623的键杆较高,也即键杆嵌入弹性支撑部1625内较深,容易导致用户按压按键1623的键帽的边缘时因杠杆作用出现按键1623与枢转连接块1611的内壁卡死的技术问题;另外,由于弹性支撑部1625的厚度较厚,容易导致用户按压按键1623后的回弹效果较差。为此,结合图62,按键1623可以包括键帽16231、键杆16232和环状凸缘16233,键杆16232和环状凸缘16233连接在键帽16231的同一侧,环状凸缘16233环绕键杆16232。其中,键杆16232和环状凸缘16233嵌入弹性支撑部1625内,例如各自分别嵌入弹性支撑部1625预设的盲孔内;键杆16232沿按键1623的按压方向正投影至开关电路板1621时与开关电路板1621上凸起的开关元件重叠,以便于用户按压按键1623时触发开关电路板1621。如此,在环状凸缘16233的限制下,有利于削弱键帽16231的边缘相对于键杆16232的杠杆效应,从而改善按键1623与枢转连接块1611的内壁卡死的技术问题。其中,环状凸缘16233的凸起高度和键杆16232的凸起高度相等,以避免环状凸缘16233太矮而难以起到相应的作用。进一步地,键杆16232的凸起高度小于或者等于开关电路板1621上开关元件的凸起高度,这样有利于减小弹性支撑部1625的厚度,从而增加用户按压按键1623后的回弹效果。
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)可以大于按键组件跟随换能装置112振动的振幅,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大于或者等于0.1mm,当然也可以介于0.05mm与0.1mm之间。
在其他一些实施例中,结合图31,在非按压状态下,并在按键组件跟随换能装置112振动的过程中,开关电路板1621上的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,以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。其中,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。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。
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。
基于上述的相关描述,耳机10可以包括拾音组件161,拾音组件161可以设置成相对于诸如转接壳体13(具体可以为外壳135)或者机芯壳体111的壳体转动,以在佩戴状态下调整拾音组件161相对于用户的诸如嘴部等生理特征的位置,这样有利于改善拾音组件161的拾音效果。基于此,并结合图58,耳机10可以包括设置在拾音组件161与前述壳体之间的阻尼件163,阻尼件163用于在用户调整拾音组件161的位置的过程中提供阻尼手感,以及在用户调整拾音组件161的位置至所需位置之后维持拾音组件161与前述壳体之间的相对位置。
作为示例性地,结合图58,枢转连接块1611和壳体(例如外壳135)中的一者形成枢轴孔,另一者形成伸入枢轴孔的枢轴,也即两者枢轴连接,以便于拾音组件161相对于前述壳体转动。例如:前述壳体形成枢轴孔1354,枢转连接块1611朝向前述壳体的一侧形成伸入枢轴孔1354的枢轴16111。基于此,阻尼件163可以位于枢转连接块1611与前述壳体在枢轴孔1354的轴向上重叠的区域内,阻尼件163与枢转连接块1611和前述壳体中的一者连接,并与枢转连接块1611和前述壳体中的另一者抵接,以在拾音组件161相对于前述壳体转动的过程中提供阻力。例如:阻尼件163设置在前述壳体的容置槽内,并凸出于前述容置槽,以与枢转连接块1611抵接。换言之,阻尼件163可以在枢轴孔1354的轴向上位于前述壳体朝向枢转连接块1611的端面上。除此之外,阻尼件163也可以在枢轴孔1354的周向上位于前述壳体朝向枢轴16111的侧面上。
在一些实施方式中,沿枢轴孔1354的轴向观察,阻尼件163可以呈弧形,并可以与枢轴孔1354同心设置,以使得拾音组件161转动更加平稳。
在一些实施方式中,阻尼件163的数量可以为多个,多个阻尼件163绕枢轴孔1354间隔设置,以使得阻尼件163提供的阻力更加均匀,拾音组件161转动更加平稳。
基于上述的相关描述,拾音组件161端部设置有拾音器1613,使得拾音器1613需要通过导线164与诸如主板15的电路板电性连接,例如导线164延伸经过枢转连接块1611和连接杆1612的内部以电性连接至拾音器1613,以避免导线164外露。除此之外,由于拾音组件161需要转动,导线164在一定程度上存在被磨损的风险。
作为示例性地,结合图58至图60,耳机10包括固定在诸如转接壳体13(具体可以为外壳135)或者机芯壳体111的壳体内的隔板165,隔板165使得枢转连接块1611(具体可以为枢轴16111)和导线164保持间隔,以避免导线164在拾音组件161转动的过程中被磨损,进而增加导线164的可靠性。例如:隔板165在枢轴孔1354的周向上覆盖枢转连接块1611(具体可以为枢轴16111)的一部分,并部分伸入枢轴孔1354内,以更好地将导线164与枢轴16111隔开。
进一步地,枢转连接块1611可以设置成在拾音组件161相对于上述壳体转动一角度之后被隔板165止挡。其中,前述角度可以介于90°与180°之间。例如:结合图12至图17,拾音组件161的初始位置和终了位置中的一者可以为连接杆1612与头梁组件12大体平行,另一者则可以为拾音器1613指向用户的嘴部。
在一些实施方式中,枢转连接块1611可以包括位于枢轴孔1354内的枢轴16111,以及与枢轴16111的两端分别连接的倒钩部16112和操作部16113,倒钩部16112和操作部16113位于上述壳体的相背两侧,以在枢轴孔1354的轴向上锁止枢转连接块1611和前述壳体。相应地,连接杆1612与操作部16113连接。
在一些实施方式中,隔板165可以包括与上述壳体连接的固定部1651和与固定部1651连接的弧形延伸部1652,固定部1651可以覆盖倒钩部16112的一部分,并在枢轴孔1354的轴向上与倒钩部16112间隔设置,弧形延伸部1652可以伸入枢轴16111,并在枢轴孔1354的径向上与枢轴16111间隔设置,以允许枢转连接块1611相对于前述壳体及与之连接的隔板165转动。此时,导线164在穿过枢轴孔1354时可以搭设在弧形延伸部1652和固定部1651上,从而将导线164与枢转连接块1611隔开。相应地,倒钩部16112在拾音组件161相对于前述壳体转动一角度之后可以被固定部1651止挡。
进一步地,耳机10可以包括固定在上述壳体内的电路板166,拾音器1613可以通过导线164与电路板166电性连接,例如导线164远离拾音器1613的一端焊接在电路板166上,电路板166与主板15可以通过板对板连接的方式扣接。其中,前述壳体(例如外壳135)上可以设有热熔柱1355,固定部1651和电路板166套设在热熔柱1355上,简单可靠。
需要说明的是:枢转连接块1611背离壳体的一侧设置有凹陷区域,也即前述凹陷区域设置在操作部16113上,耳机10还可以包括设置在前述凹陷区内的开关组件162,在此不再赘述。进一步地,当耳机10包括开关组件162时,由于开关组件162和拾音组件161设置在一起以构成棍咪组件16,棍咪组件16当然也可以包括其他电子元件,使得导线164还可以用于实现开关组件162及其他电子元件与主板15之间的电性连接,同样可以被隔板165隔开,在此亦不再赘述。
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。
基于耳机10的等效模型,结合图36,耳机10的振动方程可以表示为:
式中,md表示机芯壳体111的质量,m02表示线圈1123与支架1121的质量之和m0与振动面板114的质量m2之和,m1表示磁路系统(例如包括导磁罩1124和与导磁罩1124的底部连接的磁体1125)的质量;r5表示支撑组件的阻尼,rd表示第一传振片113的阻尼,r1表示第二传振片1122的阻尼;k5表示支撑组件(例如头梁组件12)的刚度,kd表示第一传振片113的刚度,k1表示第二传振片1122的刚度;xd表示机芯壳体111的位移,x02表示线圈1123、支架1121和振动面板114作为一个整体的位移,x1表示磁路系统的位移;F表示换能装置112产生的驱动力。
进一步地,基于上述振动方程,可以得到耳机10的频响曲线,从而设计、优化耳机10中相关的结构参数等,以改善耳机10的声学表现力。当然,对于实际的产品,还可以在非佩戴状态下基于激光三角测量法测量振动面板114的振动位移(也即振幅),振动面板114的振动位移可以换算成振动面板114的加速度,进而换算成振动面板114的振动大小,以便于得到振动面板114振动的频响曲线(例如图37所示)。因此,振动面板114的频响曲线可以用于表征振动面板114振动大小与频率之间的变化关系。其中,图37至图41所示的实施方式中,所述频响曲线的横轴可以表示频率,其单位为Hz;纵轴可以表示振动面板114的振动大小,其单位为dB。进一步地,对于某一频响曲线而言,频响曲线上谐振峰或者谐振谷所对应的峰值谐振频率、峰值谐振强度会在一定程度上影响耳机10的声学表现力。对于诸如语音的音频信号,一般会倾向于频响曲线在300Hz至3.4kHz的频段范围更平坦;而对于诸如音乐的音频信号,一般会倾向于频响曲线在20Hz至20kHz的频段范围均平坦,以使得耳机10具有良好的声学表现力。
需要说明的是:本申请所述的非佩戴状态可以定义为耳机10没有被用户佩戴,例如耳机10没有被佩戴至用户的头部;支撑组件被固定,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相对于支撑组件的固定点呈悬臂状态。此时,振动面板114除了与机芯模组11自身的结构连接或者接触之外不与其他的介质(例如用户的皮肤)接触。在前述非佩戴状态下,本申请可以基于激光三角测量法测量振动面板114的振动位移,进而得到振动面板114振动的频响曲线。作为示例性地,激光测振仪可以向振动面板114上诸如质心、几何中心的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°)聚焦于前述测试点;激光测振仪可以以第二角度对前述测试点上形成的激光光斑进行成像,也即第一激光信号经振动面板114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,前述测试点在振动面板114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,并计算得到振动面板114在不同时刻的振动位移,进而得到振动面板114振动的频响曲线。
结合图36及图1,振动面板114可以在换能装置112的驱动下振动,以在佩戴状态下将换能装置112产生的机械振动传递至用户。结合图37,在非佩戴状态下,振动面板114振动的频响曲线可以具有至少一个由第一传振片113和第二传振片1122共同产生的谐振峰,例如两个谐振峰。此时,为了便于描述,两个谐振峰还可以进一步定义为第一谐振峰P1和第二谐振峰P2,且第二谐振峰P2的峰值谐振频率大于第一谐振峰P1的峰值谐振频率。当然,在其他一些实施例中,通过调节机芯模组11中各个结构的质量、刚度等参数,前述频响曲线也可以只具有一个由第一传振片113和第二传振片1122共同产生的谐振峰。
进一步地,在某一频率下,机芯壳体111会与第一传振片113谐振,使得机芯壳体111发生大振幅的振动,导致振动面板114几乎不振动。结合图37,在非佩戴状态下,振动面板114振动的频响曲线在200Hz至1kHz的频段范围内会出现一由第一传振片113产生的谐振谷V0(可以称作“中频谷”),例如中频谷出现在300Hz附近。此时,振动面板114在中频谷所对应的频率下几乎不振动(可以称作“中频缺失”),这对于耳机10的声学表现力来说是致命的,例如用户不能有效地听到声音。因为,对于诸如语音的音频信号而言,中频缺失会在一定程度上影响通话质量;而对于诸如音乐的音频信号而言,中频缺失同样会在一定程度上影响播放质量。因此,本申请的一个发明初衷可以是改善耳机10的中频缺失。为此,本申请的发明构思可以包括如下两个:其一,将中频谷偏移至频率更低或者更高的频段,使之不在特定的频段范围内,例如诸如语音的音频信号的中频谷不在300Hz至3.4kHz的频段范围内;其二,弱化中频谷,例如减小中频谷所对应的幅值(也即峰值谐振强度),再例如减小中频谷所对应的半幅宽度。
本申请的发明人在长期的研发工作中发现:基于上述振动方程,第一谐振峰P1的峰值谐振频率与第二传振片1122的刚度强相关,第二谐振峰P2的峰值谐振频率与第一传振片113的刚度强相关,谐振谷V0的峰值谐振频率与第一传振片113的刚度和机芯壳体111的质量强相关。其中,本申请所述的强相关可以指第一传振片113的刚度改变时,例如在满足第一传振片113连接换能装置112和机芯壳体111的情况下破坏或者打断第一传振片113自身的局部结构,第二谐振峰P2和谐振谷V0的峰值谐振频率明显变大或者变小;第二传振片1122的刚度改变时,例如在满足第二传振片1122连接磁路系统和支架1121的情况下破坏或者打断第二传振片1122自身的局部结构,第一谐振峰P1的峰值谐振频率明显变大或者变小;机芯壳体111的质量改变时,例如在机芯壳体111上涂抹并固化胶水,谐振谷V0的峰值谐振频率明显变大或者变小。例如:第一传振片113的刚度改变时,第二谐振峰P2的峰值谐振频率的偏移量的绝对值大于第一谐振峰P1的峰值谐振频率的偏移量的绝对值;第二传振片1122的刚度改变时,第一谐振峰P1的峰值谐振频率的偏移量的绝对值大于第二谐振峰P2的峰值谐振频率的偏移量的绝对值。然而,这并不意味着第一谐振峰P1和第二谐振峰P2的峰值谐振频率分别仅与第二传振片1122和第一传振片113的刚度有关,例如第一谐振峰P1的峰值谐振频率还与第一传振片113的刚度、磁路系统的质量等参数有关,再例如第二谐振峰P2的峰值谐振频率还与第二传振片1122的刚度、磁路系统的质量、机芯壳体111的质量等参数有关。
结合图38,在非佩戴状态下,振动面板114振动的频响曲线在不同的第一传振片113的刚度下存在较大差异。其中,附图标记K1-2、K1-1、K1_0、K1+1和K1+2分别表示第一传振片113的刚度,且数值依次增大。进一步地,相较于参考刚度(例如K1_0),随着第一传振片113的刚度逐渐变大(例如K1_0→K1+1→K1+2),第一谐振峰P1的峰值谐振频率基本不变,第二谐振峰P2和谐振谷V0的峰值谐振频率明显变大,也即第二谐振峰P2和谐振谷V0往频率较高的频段偏移;而随着第一传振片113的刚度逐渐变小(例如K1_0→K1-1→K1-2),第一谐振峰P1的峰值谐振频率略微变小,第二谐振峰P2和谐振谷V0的峰值谐振频率明显变小,也即第二谐振峰P2和谐振谷V0往频率较低的频段偏移。简而言之,相较于第一谐振峰P1的峰值谐振频率,第二谐振峰P2和谐振谷V0的峰值谐振频率随第一传振片113的刚度的改变而明显变化。
除此之外,相较于参考刚度(例如K1_0),随着第一传振片113的刚度逐渐变大(例如K1_0→K1+1→K1+2),第一谐振峰P1、第二谐振峰P2和谐振谷V0的峰值谐振强度基本不变;而随着第一传振片113的刚度逐渐变小(例如K1_0→K1-1→K1-2),第二谐振峰P2和谐振谷V0的峰值谐振强度明显变小,第一谐振峰P1的峰值谐振强度先基本不变后明显变小。
结合图39,在非佩戴状态下,振动面板114振动的频响曲线在不同的第二传振片1122的刚度下存在较大差异。其中,附图标记K2-2、K2-1、K2_0、K2+1和K2+2分别表示第二传振片1122的刚度,且数值依次增大。进一步地,相较于参考刚度(例如K2_0),随着第二传振片1122的刚度逐渐变大(例如K2_0→K2+1→K2+2),谐振谷V0的峰值谐振频率基本不变,第一谐振峰P1和第二谐振峰P2的峰值谐振频率明显变大,也即第一谐振峰P1和第二谐振峰P2往频率较高的频段偏移;而随着第二传振片1122的刚度逐渐变小(例如K2_0→K2-1→K2-2),第一谐振峰P1的峰值谐振频率明显变小,也即第一谐振峰P1往频率较低的频段偏移,第二谐振峰P2和谐振谷V0的峰值谐振频率基本不变。简而言之,相较于谐振谷V0的峰值谐振频率,第一谐振峰P1的峰值谐振频率随第二传振片1122的刚度的改变而明显变化,第二谐振峰P2的峰值谐振频率也随第二传振片1122的刚度的改变而变化,但变化量有限。
除此之外,相较于参考刚度(例如K2_0),随着第二传振片1122的刚度逐渐变大(例如K2_0→K2+1→K2+2),第一谐振峰P1的峰值谐振强度先基本不变后明显变小,第二谐振峰P2的峰值谐振强度略微变大,谐振谷V0的峰值谐振强度基本不变;而随着第二传振片1122的刚度逐渐变小(例如K2_0→K2-1→K2-2),第一谐振峰P1、第二谐振峰P2和谐振谷V0的峰值谐振强度基本不变。
结合图40,在非佩戴状态下,振动面板114振动的频响曲线在不同的机芯壳体111的质量下存在较大差异。其中,附图标记M1-2、M1-1、M1_0、M1+1和M1+2分别表示机芯壳体111的质量,且数值依次增大。进一步地,相较于参考质量(例如M1_0),随着机芯壳体111的质量逐渐变大(例如M1_0→M1+1→M1+2),第一谐振峰P1和第二谐振峰P2的峰值谐振频率略微变小,谐振谷V0的峰值谐振频率明显变小,也即谐振谷V0往频率较低的频段偏移;而随着机芯壳体111的质量逐渐变小(例如M1_0→M1-1→M1-2),第一谐振峰P1的峰值谐振频率略微变大,第二谐振峰P2和谐振谷V0的峰值谐振频率明显变大,也即谐振谷V0往频率较高的频段偏移。简而言之,相较于第一谐振峰P1和第二谐振峰P2的峰值谐振频率,谐振谷V0的峰值谐振频率随机芯壳体111的质量的改变而明显变化。
除此之外,相较于参考质量(例如M1_0),随着机芯壳体111的质量逐渐变大(例如M1_0→M1+1→M1+2),第一谐振峰P1的峰值谐振强度明显变小,第二谐振峰P2的峰值谐振强度基本不变,谐振谷V0的峰值谐振强度明显变大;而随着机芯壳体111的质量逐渐变小(例如M1_0→M1-1→M1-2),第一谐振峰P1的峰值谐振强度基本不变,第二谐振峰P2的峰值谐振强度先基本不变后明显变小,谐振谷V0的峰值谐振强度明显变小。
进一步地,结合图1及图36,第一传振片113需要将换能装置112、振动面板114等结构悬挂在机芯壳体111内,第二传振片1122需要将换能装置112的磁路系统等结构悬挂在机芯壳体111内。显然,第一传振片113所要承载的总重量比第二传振片1122所要承载的总重量大。基于此,第一传振片113的刚度一般会大于第二传振片1122的刚度,使之分别满足相应的悬挂需求。换言之,当所要承载的总重量更大时,本领域的技术人员倾向于选择刚度更大的传振片;而当所要承载的总重量更小时,本领域的技术人员倾向于选择刚度更小的传振片。与之不同的是:本申请在满足悬挂需求的情况下,第一传振片113的刚度可以减小,第二传振片1122的刚度也可以增大,以调节频响曲线上谐振峰或者谐振谷所对应的峰值谐振频率、峰值谐振强度,使得频响曲线在人耳可听的频段范围内尽可能的平坦。作为示例性地,第二传振片1122的刚度可以大于第一传振片113的刚度。
结合图41,在非佩戴状态下,振动面板114振动的频响曲线在不同的第一传振片113的刚度和第二传振片1122的刚度下存在较大差异。其中,相较于参考刚度(K1_0&K2_0),随着不断优化第一传振片113的刚度和/或第二传振片1122的刚度,例如第一传振片113的刚度逐渐减小而第二传振片1122的刚度逐渐增大,谐振谷V0的峰值谐振频率可以逐渐变小,也即谐振谷V0可以往频率较低的频段偏移,有利于改善中频缺失。不仅如此,谐振谷V0的峰值谐振强度也可以逐渐变小,有利于消除中频谷,使得频响曲线更加平坦,有利于改善耳机10的声学表现力。值得注意的是:第一传振片113和第二传振片1122共同产生的谐振峰及第一传振片113产生的谐振谷,在图37至图40所示的频响曲线上绝大多数情况下表现为“峰-谷-峰”(也即P1-V0-P2)的排列方式,且谐振谷V0的峰值谐振强度较大;而在图41所示的频响曲线上则表现为“谷-峰-峰”(也即V0-P1-P2)的排列方式,且谐振谷V0的峰值谐振强度较小。换言之,相较于单独改变第一传振片113的刚度和第二传振片1122的刚度中的一者,同时减小第一传振片113的刚度和增大第二传振片1122的刚度,不仅使得谐振谷V0往频率较低的频段偏移更加高效,还有利于弱化谐振谷V0。
在一些实施例中,机芯壳体111的质量可以大于或者等于1g,第一传振片113的刚度可以小于或者等于7000N/m,以减小谐振谷V0的峰值谐振频率,例如谐振谷V0的峰值谐振频率小于或者等于400Hz,使得谐振谷V0往频率较低的频段偏移,有利于改善中频缺失。优选地,机芯壳体111的质量可以大于或者等于1g,第一传振片113的刚度可以小于或者等于7000N/m;更优选地,机芯壳体111的质量可以大于或者等于1.2g,第一传振片113的刚度可以小于或者等于5000N/m,以更多地减小谐振谷V0的峰值谐振频率,例如谐振谷V0的峰值谐振频率小于或者等于200Hz,使得谐振谷V0更多地往频率较低的频段偏移,有利于改善中频缺失。除此之外,谐振谷V0偏移至频率更低的频段,以使得振动面板114在低频段的振动减弱,还有利于减轻低频段的麻痒感。
基于上述的相关描述,增大机芯壳体111的质量和减小第一传振片113的刚度均有利于减小谐振谷V0的峰值谐振频率,也即有利于使得谐振谷V0往频率较低的频段偏移。因此,机芯壳体111的质量与第一传振片113的刚度之间的比值可以大于或者等于0.15s2;优选地,机芯壳体111的质量与第一传振片113的刚度之间的比值可以大于或者等于0.2s2。如此,以在机芯壳体111的质量和第一传振片113的刚度中的一者确定时,确定或者优化机芯壳体111的质量和第一传振片113的刚度中的另一者,从而使得谐振谷V0的峰值谐振频率尽可能地往频率较低的频段偏移,进而改善中频缺失。
可选地,在非佩戴状态下,除了谐振谷V0,振动面板114振动的频响曲线在200Hz至2kHz的频段范围内还可以具有至少一个由第一传振片113和第二传振片1122共同产生的谐振峰,例如第一谐振峰P1和第二谐振峰P2。其中,第一谐振峰P1的峰值谐振频率可以介于200Hz与400Hz之间,第二谐振峰P2的峰值谐振频率大于第一谐振峰P1的峰值谐振频率。如此,耳机10至少能够在中低频段获得一个较高的灵敏度,也即中低频的音量不至于过低,以改善耳机10的声学表现力。当然,在其他一些实施例中,频响曲线在200Hz至2kHz的频段范围内也可以仅具有一个谐振峰,例如第二谐振峰P2。
可选地,第二传振片1122的刚度可以大于或者等于1000N/m,以减小第一谐振峰P1的峰值谐振强度,进而弱化第一谐振峰P1,使得频响曲线整体上更加平坦。与此同时,第一谐振峰P1的峰值谐振频率也会略微增大,也即第一谐振峰P1略微往频率较高的频段偏移;而谐振谷V0又往频率较低的频段偏移,使得第一谐振峰P1的峰值谐振频率可以大于谐振谷V0的峰值谐振频率。如此,耳机10至少能够在中高频段获得一个较高的灵敏度,也即中高频段的音量不至于过低,以改善耳机10的声学表现力。
在一些实施例中,机芯壳体111的质量可以小于或者等于0.5g,第一传振片113的刚度可以大于或者等于80000N/m,以增大谐振谷V0的峰值谐振频率,例如谐振谷V0的峰值谐振频率大于或者等于2kHz,使得谐振谷V0往频率较高的频段偏移,有利于改善中频缺失。优选地,机芯壳体111的质量可以小于或者等于0.5g,第一传振片113的刚度可以大于或者等于160000N/m,以更多地增大谐振谷V0的峰值谐振频率,例如谐振谷V0的峰值谐振频率大于或者等于4kHz,使得谐振谷V0更多地往频率较高的频段偏移,有利于改善中频缺失。
可选地,在非佩戴状态下,除了谐振谷V0,振动面板114振动的频响曲线还可以具有至少一个由第一传振片113和第二传振片1122共同产生的谐振峰,例如第一谐振峰P1和第二谐振峰P2。其中,第一谐振峰P1的峰值谐振频率小于谐振谷V0的峰值谐振频率,例如第一谐振峰P1的峰值谐振频率介于200Hz与400Hz之间;第二谐振峰P2的峰值谐振频率大于谐振谷V0的峰值谐振频率,例如第二谐振峰P2的峰值谐振频率大于或者等于4kHz。如此,耳机10至少能够在中低频段获得一个较高的灵敏度,也即中低频的音量不至于过低,频响曲线整体上也更加平坦,以改善耳机10的声学表现力。
在一些实施例中,机芯模组11可以设置成使得在非佩戴状态下振动面板114振动的频响曲线在400Hz至2kHz的频段范围内无有效谐振谷,以改善中频缺失。其中,本申请所述的有效谐振谷定义为平行于前述频响曲线的横轴的参考线段与前述频响曲线有两个交点,前述参考线段所对应的强度减前述有效谐振谷的峰值谐振强度等于6dB,前述参考线段的两端点所对应的频率之差小于或者等于4个倍频程。例如:在非佩戴状态下,借助激光三角测量法测量得到振动面板114的振动位移,然后选取频响曲线上某一疑似有效谐振谷的频率响应点(一般为频响曲线上下陷的位置)并读取该频率响应点的峰值谐振强度,该峰值谐振强度减6dB得到一参考点,再过该参考点划一条平行于频响曲线的横轴的参考线,若该参考线与频响曲线有两个交点,则进一步计算并判断两个交点的频率之差是否小于或者等于4个倍频程,若该频率之差小于或者等于4个倍频程,则该频率响应点为本申请所定义的有效谐振谷。因此,相较于前述有效谐振谷,即使频响曲线在某一频段内出现局部微小的上凸(例如本申请所述的谐振峰)或者下陷(例如本申请所述的谐振谷),使得相应的频响曲线看起来似乎不够平坦,但只要这种局部微小的上凸或者下陷对耳机10的声学表现力没有实质性的不良影响,我们依旧允许这种谐振峰或者谐振谷的存在,以兼顾机芯模组11的成本。简而言之,本申请所述的谐振谷和有效谐振谷是两个不同的评估频响曲线的平坦度的标准,两者主要针对频响曲线上下陷的位置,其中有效谐振谷是谐振谷的一种,但谐振谷不一定满足本申请对有效谐振谷的定义。
基于上述的相关描述,有效谐振谷的峰值谐振频率与第一传振片113的刚度和机芯壳体111的质量等参数有关。作为示例性地,机芯壳体111的质量和/或第一传振片113的刚度可以设置成使得频响曲线在400Hz至2kHz的频段范围内无有效谐振谷,以改善中频缺失。其中,频响曲线在400Hz至2kHz的频段范围内无有效谐振谷可以指频响曲线上诸如谐振谷的下陷位置不满足本申请对有效谐振谷的定义,也可以指频响曲线上诸如谐振谷的下陷位置满足本申请对有效谐振谷的定义但其峰值谐振频率不在400Hz至2kHz的频段范围内。
进一步地,在非佩戴状态下,除了有效谐振谷,振动面板114振动的频响曲线在200Hz至2kHz的频段范围内可以具有至少一个由第一传振片113和第二传振片1122共同产生的谐振峰,以使得中频段的音量不至于过低,有利于改善耳机10的声学表现力。在一些实施方式中,机芯壳体111的质量可以大于或者等于1g,第一传振片113的刚度可以小于或者等于2500N/m,第二传振片1122的刚度可以小于或者等于100000N/m。在其他一些实施方式中,机芯壳体111的质量可以小于或者等于0.5g,第一传振片113的刚度可以大于或者等于80000N/m,第二传振片1122的刚度可以介于1000N/m与500000N/m之间。
可选地,机芯壳体111的质量和/或第一传振片113的刚度可以设置成使得频响曲线在200Hz至2kHz的频段范围内无有效谐振谷,以在更宽的频段范围内改善中频缺失。其中,频响曲线在200Hz至2kHz的频段范围内无有效谐振谷可以指频响曲线上诸如谐振谷的下陷位置不满足本申请对有效谐振谷的定义,也可以指频响曲线上诸如谐振谷的下陷位置满足本申请对有效谐振谷的定义但其峰值谐振频率不在200Hz至2kHz的频段范围内。在一些实施方式中,机芯壳体111的质量可以大于或者等于1g,第一传振片113的刚度可以小于或者等于2500N/m,以更多地减小有效谐振谷的峰值谐振频率,例如有效谐振谷的峰值谐振频率小于或者等于200Hz,使得有效谐振谷更多地往频率较低的频段偏移,有利于改善中频缺失。在其他一些实施方式中,机芯壳体111的质量可以小于或者等于0.5g,第一传振片113的刚度可以大于或者等于80000N/m,以增大有效谐振谷的峰值谐振频率,例如有效谐振谷的峰值谐振频率大于或者等于2kHz,使得有效谐振谷往频率较高的频段偏移,有利于改善中频缺失。
进一步地,机芯壳体111的质量和/或第一传振片113的刚度可以设置成使得频响曲线在200Hz至4kHz的频段范围内无有效谐振谷,以在更宽的频段范围内改善中频缺失。其中,频响曲线在200Hz至4kHz的频段范围内无有效谐振谷可以指频响曲线上诸如谐振谷的下陷位置不满足本申请对有效谐振谷的定义,也可以指频响曲线上诸如谐振谷的下陷位置满足本申请对有效谐振谷的定义但其峰值谐振频率不在200Hz至4kHz的频段范围内。在一些实施方式中,机芯壳体111的质量可以大于或者等于1g,第一传振片113的刚度可以小于或者等于2500N/m,以更多地减小有效谐振谷的峰值谐振频率,例如有效谐振谷的峰值谐振频率小于或者等于200Hz,使得有效谐振谷更多地往频率较低的频段偏移,有利于改善中频缺失。在其他一些实施方式中,机芯壳体111的质量可以小于或者等于0.5g,第一传振片113的刚度可以大于或者等于160000N/m,以增大有效谐振谷的峰值谐振频率,例如有效谐振谷的峰值谐振频率大于或者等于4kHz,使得有效谐振谷往频率较高的频段偏移,有利于改善中频缺失。
可选地,机芯壳体111的质量和/或第一传振片113的刚度可以设置成使得频响曲线在200Hz至400Hz的频段范围内具有有效谐振谷,有利于避免有效谐振谷出现在中频段,进而改善中频缺失。作为示例性地,机芯壳体111的质量可以大于或者等于1g,第一传振片113的刚度可以小于或者等于7000N/m,以减小有效谐振谷的峰值谐振频率,例如有效谐振谷的峰值谐振频率小于或者等于400Hz,使得有效谐振谷往频率较低的频段偏移,有利于改善中频缺失。除此之外,有效谐振谷偏移至频率更低的频段,以使得振动板在低频段的振动减弱,还有利于减轻低频段的麻痒感。进一步地,在非佩戴状态下,除了有效谐振谷,振动面板114振动的频响曲线在400Hz至2kHz的频段范围内可以具有两个由第一传振片113和第二传振片1122共同产生的谐振峰,也即两个谐振峰的峰值谐振频率可以分别大于有效谐振谷的峰值谐振频率。作为示例性地,第二传振片1122的刚度可以大于或者等于1000N/m,以减小第一谐振峰的峰值谐振强度,进而弱化第一谐振峰,使得频响曲线整体上更加平坦。与此同时,第一谐振峰的峰值谐振频率也会略微增大,也即第一谐振峰略微往频率较高的频段偏移;而有效谐振谷又往频率较低的频段偏移,使得第一谐振峰的峰值谐振频率可以大于有效谐振谷的峰值谐振强度。如此,耳机10至少能够在中低频段获得一个较高的灵敏度,也即中低频的音量不至于过低,以改善耳机10的声学表现力。
可选地,机芯壳体111的质量和/或第一传振片113的刚度可以设置成使得频响曲线在2kHz至20kHz的频段范围内具有有效谐振谷,有利于避免有效谐振谷出现在中频段,进而改善中频缺失。作为示例性地,机芯壳体111的质量可以小于或者等于0.5g,第一传振片113的刚度可以大于或者等于80000N/m,以增大有效谐振谷的峰值谐振频率,例如有效谐振谷的峰值谐振频率大于或者等于2kHz,使得有效谐振谷往频率较高的频段偏移,有利于改善中频缺失。
在一些实施例中,在非佩戴状态下,振动面板114振动的频响曲线可以具有由第一传振片113和第二传振片1122共同产生的第一谐振峰和第二谐振峰,第一谐振峰的峰值谐振频率小于第二谐振峰的峰值谐振频率,且第一谐振峰和第二谐振峰之间无有效谐振谷。如此,不仅有利于增加频响曲线在两个谐振峰之间的平坦度,还有利于避免频响曲线在两个谐振峰之间出现某个频点或者频段缺失的问题。其中,第一谐振峰和第二谐振峰之间无有效谐振谷可以指频响曲线上诸如谐振谷的下陷位置不满足本申请对有效谐振谷的定义,也可以指频响曲线上诸如谐振谷的下陷位置满足本申请对有效谐振谷的定义但其峰值谐振频率不在第一谐振峰和第二谐振峰之间。进一步地,第一谐振峰的峰值谐振频率可以介于80Hz与400Hz之间,第二谐振峰的峰值谐振频率可以介于100Hz与2kHz之间。优选地,第一谐振峰的峰值谐振频率可以介于200Hz与400Hz之间,第二谐振峰的峰值谐振频率可以介于400Hz与2kHz之间。
基于上述的相关描述,机芯壳体111的质量可以大于或者等于1g,第一传振片113的刚度可以小于或者等于7000N/m,第二传振片1122的刚度可以大于或者等于1000N/m。优选地,机芯壳体111的质量可以大于或者等于1.2g,第一传振片113的刚度可以小于或者等于5000N/m,第二传振片1122的刚度可以大于或者等于3000N/m。
在一些实施例中,在非佩戴状态下,振动面板114振动的频响曲线可以具有一由第一传振片113产生的谐振谷V0,以及由第一传振片113和第二传振片1122共同产生的第一谐振峰P1和第二谐振峰P2,谐振谷V0的峰值谐振频率小于第一谐振峰P1的峰值谐振频率,第一谐振峰P1的峰值谐振频率小于第二谐振峰P2的峰值谐振频率。如此,不仅有利于避免频响曲线在两个谐振峰之间出现某个频点或者频段缺失的问题,还有利于增加频响曲线在两个谐振峰之间的平坦度。在一些实施方式中,谐振谷V0的峰值谐振频率可以大于或者等于400Hz。作为示例性地,机芯壳体111的质量可以小于或者等于1g,第一传振片113的刚度可以大于或者等于7000N/m,第二传振片1122的刚度可以大于或者等于1000N/m。在其他一些实施方式中,第二谐振峰P2的峰值谐振频率可以小于或者等于1kHz。作为示例性地,机芯壳体111的质量可以小于或者等于1g,第一传振片113的刚度可以大于或者等于7000N/m,第二传振片1122的刚度可以介于20000N/m与50000N/m之间。
在一些实施例中,结合图37,在非佩戴状态下,振动面板114振动的频响曲线还可以具有一与支架1121的刚度强相关的谐振峰,该谐振峰可以定义为第三谐振峰P3。其中,支架1121的刚度可以大于或者等于100000N/m,以使得第三谐振峰P3的峰值谐振频率大于或者等于4kHz,进而使得频响曲线的中高频段及以上频段尽可能的平坦,这样有利于改善耳机10的声学表现力。在一些实施方式中,支架1121的材质可以为聚碳酸酯、尼龙、塑胶钛等高分子材料中的任意一种,以使得支架1121具有足够的刚度,进而使得第三谐振峰P3尽可能往频率较高的频段偏移。在其他一些实施方式中,支架1121可以包括基体和增强体,基体的材质可以为聚碳酸酯、尼龙、塑胶钛等高分子材料中的任意一种,增强体可以为掺杂在基体内的玻璃纤维或者碳纤维,或者增强体可以为通过套啤工艺成型在基体上的铝合金或者不锈钢,以进一步增加支架1121的刚度,使得第三谐振峰P3尽可能往频率较高的频段偏移。进一步地,支架1121的平均厚度与支架1121的面积之间的比值可以大于或者等于0.01mm-1,以增加支架1121的刚度,使得第三谐振峰P3尽可能往频率较高的频段偏移。其中,支架1121的面积可以定义为支架1121沿换能装置112的振动方向的正投影的面积,支架1121的平均厚度可以定义为支架1121的体积除以支架1121的面积;而支架1121的面积和体积均可以测量得到。
需要说明的是:本申请所述的第一传振片113的刚度可以通过如下方式测量得到:先将第一传振片113的边缘固定在诸如克力计的测试仪的固定台上,再将克力计的探头对准第一传振片113上诸如质心、几何中心的测试点,然后在克力计的控制面板上输入多个位移的数值,并记录探头的受力、位移等参数之间的对应关系,以绘制成位移-受力曲线(其横轴和纵轴分别表示位移和力),最后计算曲线中倾斜直线段的斜率,以得到第一传振片113的刚度。其中,每一位移可以表示探头移动的距离,探头移动可以引起第一传振片113产生一形变量,且每一位移所引起的第一传振片113的形变量可以不超过第一传振片113的最大形变量。进一步地,由于第一传振片113的形变滞后于探头的移动,使得位移-受力曲线会有一段几乎平行于横轴的曲线段,这段平行于横轴的曲线段在计算第一传振片113的刚度时可以不考虑。显然,第二传振片1122、支架1121等结构的刚度也可以采用相同或者相似的方式测量得到,在此不再赘述。
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,所述耳机包括转接壳体和机芯模组,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,所述机芯壳体包括与所述转接壳体连接的第一机芯壳体,所述第一机芯壳体包括内筒壁、外筒壁和过渡壁,所述内筒壁位于所述换能装置的外围,所述外筒壁位于所述内筒壁的外围,并在垂直于所述换能装置的振动方向的方向上与所述内筒壁间隔设置,所述过渡壁连接在所述内筒壁与外筒壁之间,所述外筒壁、所述内筒壁和所述过渡壁围设形成一声学腔,所述声学腔与所述容置腔连通,以吸收所述容置腔内空气随所述换能装置振动而形成的声波的声能。
2.根据权利要求1所述的耳机,其特征在于,所述声波的频响曲线具有一谐振峰,所述声学腔为一亥姆霍兹共振腔,以减弱所述谐振峰的峰值谐振强度。
3.根据权利要求2所述的耳机,其特征在于,所述谐振峰的峰值谐振频率介于500Hz与4kHz之间,所述亥姆霍兹共振腔与所述容置腔连通的开口处于打开状态时的所述谐振峰的峰值谐振强度与所述亥姆霍兹共振腔与所述容置腔连通的开口处于关闭状态时的所述谐振峰的峰值谐振强度之间的差值大于或者等于3dB。
4.根据权利要求2所述的耳机,其特征在于,所述第一机芯壳体还包括连接在所述内筒壁与外筒壁之间的盖板,所述盖板与所述过渡壁在所述振动方向上间隔设置,并与所述外筒壁、所述内筒壁和所述过渡壁围设形成所述亥姆霍兹共振腔。
5.根据权利要求1所述的耳机,其特征在于,所述声学腔为一声滤波器,所述声滤波器的截止频率小于或者等于5kHz。
6.根据权利要求5所述的耳机,其特征在于,所述第一机芯壳体还包括端壁,所述端壁与所述内筒壁的一端连接,并围设形成所述容置腔,所述转接壳体包括中板和与所述中板连接的筒状侧壁,所述中板位于所述端壁背离所述容置腔的一侧,所述筒状侧壁位于所述外筒壁的外围,所述端壁、所述内筒壁、所述过渡壁和所述外筒壁与所述中板和所述筒状侧壁围设形成所述声滤波器,所述声波被所述声滤波器吸收后经所述筒状侧壁与所述外筒壁之间的间隙传输至所述耳机的外部。
7.根据权利要求6所述的耳机,其特征在于,所述过渡壁与所述中板在所述振动方向上的间隙和所述内筒壁与所述外筒壁在垂直于所述振动方向的方向上的间隙均大于所述筒状侧壁与所述外筒壁在垂直于所述振动方向的方向上的间隙。
8.根据权利要求6所述的耳机,其特征在于,所述第一机芯壳体还包括加强柱,所述加强柱连接所述内筒壁和所述外筒壁,所述加强柱和所述筒状侧壁中的一者设有轴孔,另一者设有与所述轴孔配合的转轴,所述转轴嵌入所述轴孔,以允许所述机芯壳体相对于所述转接壳体转动。
9.根据权利要求1所述的耳机,其特征在于,所述耳机还包括与所述机芯模组连接的头梁组件,所述头梁组件用于绕过用户头顶,并使得所述机芯模组与用户脸颊接触,所述头梁组件包括弧形头梁件和转接件,所述弧形头梁件用于绕过用户头顶,所述转接件包括依次连接的第一连接段、中间过渡段和第二连接段,所述第一连接段与所述弧形头梁件连接,所述第二连接段与所述转接壳体连接,所述第一连接段和所述第二连接段分别相对于所述中间过渡段弯折并反向延伸,以在佩戴状态下,并沿人体冠状轴所在方向观察,所述弧形头梁件位于用户耳部的上方,所述机芯模组位于用户耳部的前侧。
10.根据权利要求9所述的耳机,其特征在于,所述第一连接段相对于所述中间过渡段的弯折角度大于或者等于90°且小于180°;和/或,所述第二连接段相对于所述中间过渡段的弯折角度大于或者等于90°且小于180°。
11.根据权利要求9所述的耳机,其特征在于,在佩戴状态下,并沿人体冠状轴所在方向观察,所述第一连接段与所述第二连接段平行,且所述第一连接段与所述第二连接段之间的间距介于20mm与30mm之间。
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