TW202418835A - 一種開放式耳機 - Google Patents

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徐江
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Abstract

本說明書實施例提供一種開放式耳機，包括：發聲部，包括換能器和容納換能器的殼體，其中，換能器包括振膜；耳掛，佩戴狀態下，耳掛的第一部分掛設在用戶耳廓和頭部之間，耳掛的第二部分向耳廓背離頭部的一側延伸並連接發聲部以將發聲部固定於耳道附近但不堵塞耳道的位置，其中，殼體朝向耳廓的內側面上開設出聲孔，用於將振膜前側產生的聲音匯出殼體後傳向耳道，殼體的其它側壁上開設有至少兩個泄壓孔，至少兩個泄壓孔包括第一泄壓孔和第二泄壓孔，殼體至少部分插入耳甲腔，第二泄壓孔的面積小於第一泄壓孔的面積。

Description

一種開放式耳機
本發明涉及聲學技術領域，具體係涉及一種開放式耳機。
本發明要求於2022年10月28日提交的申請號為2022113369184、於2022年12月1日提交的申請號為2022232396286、於2023年03月02日提交的申請號為2023102478144的中國大陸專利申請的優先權，以及於2022年12月30日提交的申請號為PCT/CN2022/144339的PCT申請的優先權，其全部內容透過引用併入本文。
隨著聲學輸出技術的發展，聲學裝置(例如，耳機)已廣泛地應用於人們的日常生活，其可以與手機、電腦等電子設備配合使用，以便於為用戶提供聽覺盛宴。開放式耳機係一種在特定範圍內實現聲傳導的可擕式音訊輸出設備。與傳統的入耳式、耳罩式耳機相比，開放式耳機具有不堵塞、不覆蓋耳道的特點，可以讓用戶在聆聽音樂的同時，獲取外界環境中的聲音資訊，提高安全性與舒適感。開放式耳機的輸出性能對於用戶的使用舒適度具有很大的影響。
因此，有必要提出一種開放式耳機，以提高開放式耳機的輸出性能。
本發明實施例之一提供一種開放式耳機，包括：發聲部，包括換能器和容納換能器的殼體，其中，換能器包括振膜；耳掛，佩戴狀態下，耳掛的第一部分掛設在用戶耳廓和頭部之間，耳掛的第二部分向耳廓背離頭部的一側延伸並連接發聲部以將發聲部固定於耳道附近但不堵塞耳道的位置，其中，殼體朝向耳廓的內側面上開設出聲孔，用於將振膜前側產生的聲音匯出殼體後傳向耳道，殼體的其它側壁上開設有至少兩個泄壓孔，至少兩個泄壓孔包括第一泄壓孔和第二泄壓孔，第一泄壓孔的中心與第二泄壓孔的中心之間的距離為13.0mm- 15.2mm，可以使得第一泄壓孔與第二泄壓孔在X方向上錯位設置，以使得第一泄壓孔與第二泄壓孔不被耳屏遮擋。
在一些實施例中，出聲孔的中心距第一泄壓孔的中心與第二泄壓孔的中心的連線的中垂面的距離為0mm~2mm，從而使第一泄壓孔和第二泄壓孔盡可能遠離出聲孔，以避免第一泄壓孔和第二泄壓孔輸出的聲音影響出聲孔輸出的聲音在聽音位置的音量。
在一些實施例中，第一泄壓孔開設在殼體的上側面，第二泄壓孔開設在殼體的下側面，可以在最大程度上破壞後腔中聲場的高壓區，使得後腔中駐波的波長變短，進而使得第一泄壓孔/第二泄壓孔匯出至殼體外部的聲音的諧振頻率盡可能地高。
在一些實施例中，在佩戴狀態下，殼體至少部分插入耳甲腔，第二泄壓孔的中心距離殼體的後側面的距離大於第一泄壓孔的中心距離後側面的距離。由於第一泄壓孔設置在上側面，且與出聲孔的距離較第二泄壓孔遠，相對於第二泄壓孔，第一泄壓孔產生的聲音更難傳輸至耳道，故為了避免第二泄壓孔發出的聲音在耳道處與出聲孔發出的聲音相消，導致聽音音量降低，第二泄壓孔可以設置得較第一泄壓孔更遠離後側面。
在一些實施例中，第一泄壓孔的中心距殼體朝向耳廓的內側面的距離範圍為4.24mm~6.38mm，可以避免第一泄壓孔和/或第二泄壓孔的全部或部分的面積在Z方向上被遮擋而使得第一泄壓孔和/或第二泄壓孔的有效面積減小。
在一些實施例中，第一泄壓孔的中心距後側面的距離範圍為10.44mm~15.68mm。在保證發聲部至少部分插入耳甲腔的前提下，透過設置第一泄壓孔與第二泄壓孔距發聲部的後側面RS的合適距離，可以避免第一泄壓孔和/或第二泄壓孔的全部或部分的面積由於自由端FE與耳甲腔壁面的抵接而在X方向上被遮擋，保證第一泄壓孔和/或第二泄壓孔的有效面積不會減小。
在一些實施例中，換能器包括磁路組件，磁路組件用於提供磁場，第一泄壓孔的中心距磁路組件的底面的距離範圍為1.31mm~1.98mm。透過合理設計第一泄壓孔的中心距磁路組件的底面的距離，可以使後腔的體積具有適當的取值範圍，從而使得後腔的諧振頻率較大的同時，後腔也具有較大的聲容。
在一些實施例中，換能器包括磁路組件，磁路組件用於提供磁場，第一泄壓孔的中心距離磁路組件的長軸中心面的距離範圍為5.45mm~8.19mm，可以限定發聲部沿Y方向的尺寸，以使發聲部的尺寸能夠與耳甲腔的尺寸相適配。
在一些實施例中，第二泄壓孔的中心距殼體朝向耳廓的內側面的距離範圍為在一些實施例中，第二泄壓孔的中心距後側面的距離範圍為13.51mm~20.27mm，可以使得出聲孔與第二泄壓孔的距離較大，以使得第二泄壓孔發出的聲音在聽音位置(即耳道)與出聲孔發出的聲音相消的效果減弱，進而使得聽音位置的音量增加。
在一些實施例中，換能器包括磁路組件，磁路組件用於提供磁場，第二泄壓孔的中心距磁路組件的底面的距離範圍為1.31mm~1.98mm。透過合理設計第二泄壓孔的中心距磁路組件的底面的距離，可以使後腔的體積具有適當的取值範圍，從而使得後腔的諧振頻率較大的同時，後腔也具有較大的聲容。
在一些實施例中，換能器包括磁路組件，磁路組件用於提供磁場，第二泄壓孔的中心距離磁路組件的長軸中心面的距離範圍為5.46mm~8.20mm，可以限定發聲部沿Y方向的尺寸，以使發聲部的尺寸能夠與耳甲腔的尺寸相適配。
在一些實施例中，在佩戴狀態下，殼體至少部分插入耳甲腔，第二泄壓孔的面積小於第一泄壓孔的面積，以減少從第二泄壓孔匯出並傳向耳道的聲音強度，以避免第二泄壓孔發出的聲音在耳道(即聽音位置)與出聲孔發出的聲音相消的效果增強而降低聽音音量。
在一些實施例中，第一泄壓孔的面積範圍為3.78mm2~22.07mm2，第二泄壓孔的面積範圍為2.78mm2~16.07mm2。透過合理設計第一泄壓孔和第二泄壓孔的面積，可以使得開放式耳機的頻響曲線具有較寬的平坦區域，並在中高頻範圍內獲得更好的降漏音效果，且在保證破壞後腔中聲場的高壓區的同時使得後腔產生的聲音在遠場有足夠的強度，此外避免太大的第一泄壓孔及第二泄壓孔的面積對開放式耳機的外觀、結構強度、防水防塵等其他方面產生一定的影響。
在一些實施例中，第一泄壓孔的面積與上側面的面積的比值在 0.036-0.093之間，第二泄壓孔的面積與下側面的面積的比值在0.018-0.051之間，可以使後腔的諧振頻率足夠高的同時，保證殼體物理結構的穩定性，從而保證開放式耳機的使用壽命。
在一些實施例中，換能器包括磁路組件，磁路組件用於提供磁場，第一泄壓孔與第二泄壓孔在磁路組件的長軸中心面上的投影的重合面積不大於10.77mm2，可以使第一泄壓孔與第二泄壓孔在X方向上錯開設置，以使第一泄壓孔和第二泄壓孔盡可能地破壞後腔的駐波，以提升後腔的諧振頻率。
在一些實施例中，第一泄壓孔的中心與第二泄壓孔的中心在磁路組件的底面所在平面的投影點的連線的長度範圍為8.51mm-15.81mm，可以使第一泄壓孔與第二泄壓孔在X方向上錯開設置。
在一些實施例中，連線與殼體的短軸方向的夾角的角度範圍為12.85°-23.88°，可以使得第一泄壓孔與第二泄壓孔在X方向上錯開程度不會太大。
在一些實施例中，在佩戴狀態下，殼體至少部分覆蓋對耳輪，下側面上的第二泄壓孔的中心距離殼體的後側面的距離與上側面上的第一泄壓孔的中心距離後側面的距離之差小於10%，以使第一泄壓孔與第二泄壓孔相對於發聲部的長軸中心面可以近似對稱分佈，便於生產製造。
在一些實施例中，第一泄壓孔的中心距殼體朝向耳廓的內側面的距離範圍為4.43mm~7.96mm，或者第二泄壓孔的中心距內側面的距離範圍為4.43mm~7.96mm，可以增大第一泄壓孔和/或第二泄壓孔到耳道的聲程，從而進一步提高開放式耳機的發聲效率。此外，發聲部的整體尺寸的限制不能太大(例如，發聲部在Z方向的尺寸不能過大)，否則會使開放式耳機的整體重量增大，影響用戶的佩戴舒適度。
在一些實施例中，第一泄壓孔的中心距後側面的距離範圍為8.60mm~12.92mm，或者第二泄壓孔的中心距後側面的距離範圍為8.60mm~12.92mm。
在一些實施例中，第一泄壓孔的長軸尺寸與第一泄壓孔的短軸尺寸的比值範圍在1~8之間，或者第二泄壓孔的長軸尺寸與第二泄壓孔的短軸尺寸的比值範圍在1~8之間，可以保證第一泄壓孔及第二泄壓孔輸出的聲音強度。
在一些實施例中，第一泄壓孔的中心與出聲孔的中心之間具有第一距離，第二泄壓孔的中心與出聲孔之間具有第二距離，第一距離與第二距離之差小於10%，以使出聲孔的中心近似在第一泄壓孔的中心與第二泄壓孔的中心的連線的中垂面上。
在一些實施例中，第一距離為5.12mm~15.11mm，可以避免第一泄壓孔發出的聲波與出聲孔發出的聲波在近場相消而影響用戶的聽音品質。
在一些實施例中，第一泄壓孔的中心在矢狀面的投影點距內側面的上邊界的中點在矢狀面的投影點的距離範圍不大於2mm。
在一些實施例中，內側面的上邊界的中點在矢狀面的投影點距耳道的耳道口的中心在矢狀面的投影點的距離範圍為12mm~18mm，可以保證發聲部伸入耳甲腔且內側面的上邊界與耳甲腔之間存在適當的縫隙(形成腔體結構的開口)。
在一些實施例中，第一泄壓孔的中心在矢狀面的投影點距耳道口的中心在矢狀面的投影點的距離範圍為12mm~18mm，可以保證發聲部伸入耳甲腔且內側面的上邊界與耳甲腔之間存在適當的縫隙(形成腔體結構的開口)。
在一些實施例中，第二泄壓孔的中心在矢狀面的投影點距耳道口的中心在矢狀面的投影點的距離範圍為6.88mm~10.32mm，可以保證發聲部伸入耳甲腔且內側面的上邊界與耳甲腔之間存在適當的縫隙(形成腔體結構的開口)。
在一些實施例中，第二泄壓孔的中心在矢狀面的投影點距內側面的上邊界的中點在矢狀面的投影點的距離範圍為14.4mm~21.6mm，可以在發聲部至少部分地插入耳甲腔內的前提下，使腔體結構具有合適體積，以使耳道的收音效果較好。
在一些實施例中，第一泄壓孔的中心在矢狀面的投影點距內側面的下邊界的1/3點在矢狀面的投影點的距離範圍為13.76mm~20.64mm，可以在發聲部至少部分地插入耳甲腔內的前提下，使腔體結構具有合適體積，以使耳道的收音效果較好。
在一些實施例中，第二泄壓孔的中心在矢狀面的投影點距內側面的下邊界的1/3點在矢狀面的投影點的距離範圍為8.16mm~12.24mm，以減小 第二泄壓孔的聲音透過第二洩露結構傳入腔體結構與出聲孔的聲音相消程度。
在一些實施例中，內側面的下邊界的1/3點在矢狀面的投影點距耳道口在矢狀面的投影點的距離範圍為1.76mm~2.64mm，可以保證發聲部伸入耳甲腔且內側面的上邊界與耳甲腔之間存在適當的縫隙(形成腔體結構的開口)。
在一些實施例中，在佩戴狀態下，第一泄壓孔與耳掛的第二部分上任意一點在發聲部長軸方向的距離範圍為5.28mm~13.02mm，以使得用戶佩戴開放式耳機時耳機能與用戶耳部貼合。
本說明書實施例還提供一種開放式耳機，包括：發聲部，包括換能器和容納換能器的殼體，其中，換能器包括振膜；耳掛，佩戴狀態下，耳掛的第一部分掛設在用戶耳廓和頭部之間，耳掛的第二部分向耳廓背離頭部的一側延伸並連接發聲部以將發聲部固定於耳道附近但不堵塞耳道的位置，其中，殼體朝向耳廓的內側面上開設出聲孔，用於將振膜前側產生的聲音匯出殼體後傳向耳道，殼體的其它側壁上開設有至少兩個泄壓孔，至少兩個泄壓孔包括第一泄壓孔和第二泄壓孔，出聲孔的中心距第一泄壓孔的中心與第二泄壓孔的中心的連線的中垂面的距離為0mm~2mm，使第一泄壓孔和第二泄壓孔盡可能遠離出聲孔，以避免第一泄壓孔和第二泄壓孔輸出的聲音影響出聲孔輸出的聲音在聽音位置的音量。
本說明書實施例還提供一種開放式耳機，包括：發聲部，包括換能器和容納換能器的殼體，其中，換能器包括振膜；耳掛，在佩戴狀態下，耳掛的第一部分掛設在用戶耳廓和頭部之間，耳掛的第二部分向耳廓背離頭部的一側延伸並連接發聲部以將發聲部固定於耳道附近但不堵塞耳道的位置，其中，殼體朝向耳廓的內側面上開設出聲孔，用於將振膜前側產生的聲音匯出殼體後傳向耳道，殼體的其它側壁上開設有至少兩個泄壓孔，至少兩個泄壓孔包括第一泄壓孔和第二泄壓孔，殼體至少部分插入耳甲腔，第二泄壓孔的面積小於第一泄壓孔的面積，以減少從第二泄壓孔匯出並傳向耳道的聲音強度，從而減弱第二泄壓孔發出的聲音在耳道(即聽音位置)與出聲孔發出的聲音相消程度，進而增大聽音音量。
10:開放式耳機
100:耳部(也可以稱為耳廓)
101:外耳道
102:耳甲腔
103:耳甲艇
104:三角窩
105:對耳輪
106:耳舟
107:耳輪
1071:耳輪腳
108:耳垂
109:耳屏
11:發聲部
111:殼體
112:出聲孔
113:泄壓孔
1131:第一泄壓孔
1132:第二泄壓孔
114:前腔
1144:磁路組件
115:腔體
1155:固定環
116:換能器
1161:振膜
1162:音圈
1163:盆架
1164:磁路組件
11641:導磁板
11642:磁體
11643:容納件
1165:固定環
117:支架
118:聲阻網
12:耳掛
121:第一部分
122:第二部分
13:主控電路板
171,172,173,174,175,181,182,183,184,185:曲線
41:腔體結構
42:洩漏結構
A:聲源
A’,B’:次級聲源
a1,a2,a3,a4,d1,d2,d3,d4,d5,d6,h1,h2:距離
A1,A2:點聲源
A3:實線框
A4,B2,O1’,O2’,O3’,O1”,O2”:投影點
B:反相聲源
B1:虛線框
C:虛線框(或位置)
C1C2,C2C3,BC:直邊
C1C2C3:截面，三角形
C1C3:斜邊
Ca:聲容
CE:連接端
f,f1,f2:諧振頻率
FE:自由端
G1,G2:虛線圈
IS:內側面
J:虛線圍成的區域
L1,L2:長軸尺寸
LC:第二洩露結構
LS:下側面
M1,M2:區域
NN’:面
O:出聲孔中心
O1,O2,O3:中心
O1O,O2O,O1O2,O1”O2”:連線
OS:外側面
P:最低點
Q:最高點
RS:後側面
S:頸部的面積
S0:面積
S1,S1:開口面積
S2:總開口面積
UC:第一洩露結構
US:上側面
V:體積
W1,W2:短軸尺寸
X:長軸方向
Y:短軸方向
Z:厚度方向
α 1:漏音指數
β,α:夾角
本發明將以示例性實施例的方式進一步說明，這些示例性實施例將透過圖式進行詳細描述。這些實施例並非限制性的，在這些實施例中，相同的編號表示相同的結構，其中：
圖1係根據本發明的一些實施例所示的示例性耳部的示意圖；
圖2係根據本發明一些實施例所示的開放式耳機的示例性結構圖；
圖3係根據本發明一些實施例所示的兩個點聲源與聽音位置的示意圖；
圖4係根據本發明一些實施例所示的單點聲源和雙點聲源在不同頻率下的漏音指數對比圖；
圖5係根據本發明一些實施例所示的偶極子聲源的兩個聲源之間設置擋板的示例性分佈示意圖；
圖6係根據本發明一些實施例所示的偶極子聲源的兩個聲源之間設置擋板和不設置擋板的漏音指數圖；
圖7係根據本發明一些實施例所示的開放式耳機的示例性佩戴示意圖；
圖8係圖7所示的開放式耳機朝向耳部一側的結構示意圖；
圖9係圖8所示的殼體的結構示意圖；
圖10係根據本發明一些實施例所示的偶極子聲源的其中一個聲源周圍設置腔體結構的示例性分佈示意圖；
圖11A係根據本發明一些實施例所示的偶極子聲源結構和偶極子聲源的其中一個聲源周圍構建腔體結構的聽音原理示意圖；
圖11B係根據本發明一些實施例所示的偶極子聲源結構和偶極子聲源的其中一個聲源周圍構建腔體結構的漏音原理示意圖。
圖12A係根據本發明一些實施例所示的具有兩個水平開口的腔體結構的示意圖；
圖12B係根據本發明一些實施例所示的具有兩個垂直開口的腔體結構的示意圖；
圖13係根據本發明一些實施例所示的具有兩個開口和一個開口的腔體結構的聽音指數曲線對比圖；
圖14係根據本發明另一些實施例所示的開放式耳機的示例性佩戴示意圖；
圖15係圖14所示的開放式耳機朝向耳部一側的結構示意圖；
圖16係根據本發明一些實施例所示的開放式耳機的殼體的結構示意圖；
圖17係根據本發明一些實施例所示的不同面積的第一泄壓孔對應的開放式耳機的頻響曲線圖；
圖18係根據本發明一些實施例所示的不同面積的第二泄壓孔對應的開放式耳機的頻響曲線圖；
圖19係根據本發明一些實施例所示的開放式耳機處於佩戴狀態時在矢狀面的投影示意圖；
圖20A係根據本發明一些實施例所示的發聲部的示例性內部結構圖；
圖20B係根據本說明書一些實施例所示的第二聲學腔體的示例性結構圖；
圖20C係根據本說明書一些實施例所示的不同大小的夾角α對應的後腔的頻率回應曲線圖；
圖21係根據本發明一些實施例所示的換能器的示例性內部結構圖；
圖22係開放式耳機的殼體沿Z方向在磁路組件的底面所在平面上的示意圖。
為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的圖式作簡單的介紹。顯而易見地，下面描述中的圖式僅僅係本發明的一些示例或實施例，對於本領域的通常知識者來講，在不付出進步性勞動的前提下，還可以根據這些圖式將本發明應用於其它類似情景。除非從語言環境中顯而易見或另做說明，圖中相同標號代表相同結構或操作。
應當理解，本文使用的「系統」、「裝置」、「單元」和/或「模組」係用於區分不同級別的不同組件、元件、部件、部分或裝配的一種方法。然而，如果其他詞語可實現相同的目的，則可透過其他表達來替換該詞語。
如本發明和申請專利範圍中所示，除非上下文明確提示例外情形，「一」、「一個」、「一種」和/或「該」等詞並非特指單數，也可包括複數。一般說來，術語「包括」與「包含」僅提示包括已明確標識的步驟和元素，而這些步驟和元素不構成一個排它性的羅列，方法或者設備也可能包含其它的步驟或元素。
在本發明的描述中，需要理解的係，術語「第一」、「第二」、 「第三」、「第四」等僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」、「第三」、「第四」的特徵可以明示或者隱含地包括至少一個該特徵。在本發明的描述中，「複數個」的含義係至少兩個，例如兩個、三個等，除非另有明確具體的限定。
在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語「連接」、「固定」等術語應做廣義理解。例如，術語「連接」可以指固定連接，也可以係可拆卸連接，或成一體；可以係機械連接，也可以係電連接；可以係直接相連，也可以透過中間媒介間接相連，可以係兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係，除非另有明確的限定。對於本領域的通常知識者而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
圖1係根據本發明的一些實施例所示的示例性耳部的示意圖。參見圖1，耳部100(也可以稱為耳廓)可以包括外耳道101、耳甲腔102、耳甲艇103、三角窩104、對耳輪105、耳舟106、耳輪107、耳垂108、耳屏109以及耳輪腳1071。在一些實施例中，可以借助耳部100的一個或複數個部位對聲學裝置的支撐，實現聲學裝置佩戴的穩定。在一些實施例中，外耳道101、耳甲腔102、耳甲艇103、三角窩104等部位在三維空間中具有一定的深度及容積，可以用於實現聲學裝置的佩戴需求。例如，聲學裝置(例如，入耳式耳機)可以佩戴於外耳道101中。在一些實施例中，可以借助耳部100中除外耳道101外的其他部位，實現聲學裝置(例如，開放式耳機)的佩戴。例如，可以借助耳甲艇103、三角窩104、對耳輪105、耳舟106、耳輪107等部位或其組合實現聲學裝置的佩戴。在一些實施例中，為了改善聲學裝置在佩戴方面的舒適度及可靠性，也可以進一步借助用戶的耳垂108等部位。透過借助耳部100中除外耳道101之外的其他部位，實現聲學裝置的佩戴和聲音的傳播，可以「解放」用戶的外耳道101。當用戶佩戴聲學裝置(例如，開放式耳機)時，聲學裝置不會堵塞用戶外耳道101(或耳道或耳道口)，用戶既可以接收來自聲學裝置的聲音又可以接收來自環境中的聲音(例如，鳴笛聲、車鈴聲、周圍人聲、交通指揮聲等)，從而能夠降低交通意外的發生概率。在一些實施例中，可以根據耳部100的構造，將聲學裝置設計成與耳部100適配的結構，以實現聲學裝置的發聲部在耳部各 個不同位置的佩戴。例如，聲學裝置為開放式耳機時，開放式耳機可以包括懸掛結構(例如，耳掛)和發聲部，發聲部與懸掛結構透過物理方式進行連接，懸掛結構可以與耳廓的形狀相適配，以將發聲部的整體或者部分結構置於耳屏109的前側(例如，圖1中虛線圍成的區域J)。又例如，在用戶佩戴開放式耳機時，發聲部的整體或者部分結構可以與外耳道101的上部(例如，耳甲艇103、三角窩104、對耳輪105、耳舟106、耳輪107、耳輪腳1071等一個或複數個部位所在的位置)接觸。再例如，在用戶佩戴開放式耳機時，發聲部的整體或者部分結構可以位於耳部100的一個或複數個部位(例如，耳甲腔102、耳甲艇103、三角窩104等)所形成的腔體內(例如，圖1中虛線圍成的至少包含耳甲艇103、三角窩104的區域M1和與至少包含耳甲腔102的區域M2)。
不同的用戶可能存在個體差異，導致耳部存在不同的形狀、大小等尺寸差異。為了便於描述和理解，如果沒有特別說明，本發明將主要以具有「標準」形狀和尺寸的耳部模型作為參考，進一步描述不同實施例中的聲學裝置在該耳部模型上的佩戴方式。例如，可以以基於ANSI：S3.36,S3.25和IEC：60318-7標準製得一含頭部及其(左、右)耳部的模擬器，例如GRAS 45BC KEMAR，作為佩戴聲學裝置的參照物，以此呈現出大多數用戶正常佩戴聲學裝置的情景。僅僅作為示例，作為參考的耳部可以具有如下相關特徵：耳廓在矢狀面上的投影在垂直軸方向的尺寸可以在49.5mm-74.3mm的範圍內，耳廓在矢狀面上的投影在矢狀軸方向的尺寸可以在36.6mm-55mm的範圍內。因此，本發明中，諸如「用戶佩戴」、「處於佩戴狀態」及「在佩戴狀態下」等描述可以指本發明所述的聲學裝置佩戴於前述模擬器的耳部。當然，考慮到不同的用戶存在個體差異，耳部100中一個或複數個部位的結構、形狀、大小、厚度等可以具有一定區別，為了滿足不同用戶的需求，可以對聲學裝置進行差異化設計，這些差異化設計可以表現為聲學裝置中一個或複數個部位(例如，下文中的發聲部、耳掛等)的特徵參數可以具有不同範圍的數值，以此適應不同的耳部。
需要說明的係：在醫學、解剖學等領域中，可以定義人體的矢狀面(Sagittal Plane)、冠狀面(Coronal Plane)和水平面(Horizontal Plane)三個基本切面以及矢狀軸(Sagittal Axis)、冠狀軸(Coronal Axis)和垂直軸(Vertical Axis)三個基本軸。其中，矢狀面係指沿身體前後方向所作的與地面垂直的切面， 它將人體分為左右兩部分；冠狀面係指沿身體左右方向所作的與地面垂直的切面，它將人體分為前後兩部分；水平面係指沿垂直於身體的上下方向所作的與地面平行的切面，它將人體分為上下兩部分。相應地，矢狀軸係指沿身體前後方向且垂直於冠狀面的軸，冠狀軸係指沿身體左右方向且垂直於矢狀面的軸，垂直軸係指沿身體上下方向且垂直於水平面的軸。進一步地，本發明所述的「耳部的前側」係一個相對於「耳部的後側」的概念，前者指耳部背離頭部的一側，後者指耳部朝向頭部的一側。其中，沿人體冠狀軸所在方向觀察上述模擬器的耳部，可以得到圖1所示的耳部的前側輪廓示意圖。
圖2係根據本發明一些實施例所示的開放式耳機的示例性結構圖。
在一些實施例中，開放式耳機10可以包括但不限於氣傳導耳機及骨氣導耳機等。在一些實施例中，開放式耳機10可以與眼鏡、頭戴式耳機、頭戴式顯示裝置、擴增實境(Augmented Reality,AR)/虛擬實境(Virtual Reality,VR)頭盔等產品相結合。
如圖2所示，開放式耳機10可以包括發聲部11和耳掛12。
發聲部11可以用於佩戴在用戶的身體上，發聲部11可以產生聲音輸入用戶耳道。在一些實施例中，發聲部11可以包括換能器(例如圖20A所示的換能器116)和用於容納換能器的殼體111。殼體111可以與耳掛12連接。換能器用於將電信號轉換為相應的機械振動從而產生聲音。在一些實施例中，殼體朝向耳廓的側面上開設有出聲孔112，出聲孔112用於將換能器產生的聲音匯出殼體111後傳向耳道，以便於用戶能夠聽到聲音。在一些實施例中，換能器(例如，振膜)可以將殼體111分隔形成耳機的前腔(例如圖20A所示的前腔114)和後腔，出聲孔112可以連通前腔，並將前腔產生的聲音匯出殼體111後傳向耳道。在一些實施例中，經由出聲孔112匯出的聲音，其一部分可以傳播至耳道從而使用戶聽到聲音，其另一部分可以與經耳道反射的聲音一起經由發聲部11與耳部之間的縫隙(例如耳甲腔未被發聲部11覆蓋的一部分)傳播至開放式耳機10及耳部的外部，從而在遠場形成第一漏音；與此同時，殼體111的其他側面(例如，遠離或背離用戶耳道的側面)上一般會開設有一個或複數個泄壓孔113，泄壓孔113相較於出聲孔112更遠離耳道，泄壓孔113傳播出去的聲音一般會在遠場形成第二漏音，前述第一漏音的強度和前述第二漏音的強度相 當，且前述第一漏音的相位和前述第二漏音的相位(接近)互為反相，使得兩者能夠在遠場反相相消，有利於降低開放式耳機10在遠場的漏音。在一些實施例中，除了殼體111朝向耳廓的側面，殼體111的其他側面上可以開設有至少兩個泄壓孔113。透過設置至少兩個泄壓孔113，不僅可以將後腔產生的聲音匯出殼體111，還可以破壞後腔中聲場的高壓區，使得後腔中駐波的波長變短，進而使得泄壓孔113匯出至殼體111外部的聲音的諧振頻率盡可能地高，例如大於4kHz。此時，由出聲孔112匯出的聲音與由泄壓孔113匯出的聲音能夠在更寬的頻率範圍內保持較好的一致性，兩者在遠場干涉相消的效果更好，從而獲得更好的降漏音效果。為了便於描述，本說明書將以發聲部11上設置有兩個泄壓孔為例進行示例性的說明。僅作為示例，至少兩個泄壓孔113可以包括第一泄壓孔和第二泄壓孔(例如，如圖7中的第一泄壓孔1131和第二泄壓孔1132)，兩個泄壓孔113可以分別位於殼體111的相對兩側，例如，在下述短軸方向Y上相背設置，以期在最大程度上破壞後腔中聲場的高壓區。簡而言之，用戶佩戴開放式耳機10時主要聽到的係經由出聲孔112向耳道傳輸的聲音，泄壓孔113的設置主要係用於平衡後腔的壓力，使得低頻大振幅下可以充分振動，這會使得該聲音盡可能聽起來具備低音下潛、高音穿透的音質，且降低經由出聲孔112洩露到環境的聲音。更多關於發聲部11的描述參見本發明其他地方，例如圖7、圖14、圖20A等及其描述。
耳掛12的一端可以與發聲部11連接，其另一端沿用戶耳部與頭部的交界處延伸。在一些實施例中，耳掛12可以為與用戶耳廓相適配的弧狀結構，以使耳掛12可以懸掛於用戶耳廓處。例如，耳掛12可以具有與用戶頭部與耳部交界處相適配的弧狀結構，以使耳掛12可以掛設在用戶耳部和頭部之間。在一些實施例中，耳掛12也可以為與用戶耳廓相適配的夾持結構，以使耳掛12可以夾持於用戶耳廓處。示例性地，耳掛12可以包括依次連接的鉤狀部(如圖7所示的第一部分121)和連接部(如圖7所示的第二部分122)。其中，連接部連接鉤狀部與發聲部11，以使得開放式耳機10處於非佩戴狀態(也即係自然狀態)時在三維空間中呈彎曲狀。換言之，在三維空間中，鉤狀部、連接部、發聲部11不共面。如此設置，以在開放式耳機10處於佩戴狀態時，鉤狀部可以主要係用於掛設在用戶的耳部的後側與頭部之間，發聲部11可以主要係用於接觸 用戶的耳部的前側，進而允許發聲部11和鉤狀部配合以夾持耳部。作為示例的，連接部可以從頭部向頭部的外側延伸，進而與鉤狀部配合為發聲部11提供對耳部的前側的壓緊力。其中，發聲部11在壓緊力的作用下具體可以抵壓於耳甲腔102、耳甲艇103、三角窩104、對耳輪105等部位所在的區域，以使得開放式耳機10處於佩戴狀態時不堵塞耳部的外耳道101。
在一些實施例中，為了改善開放式耳機10在佩戴狀態下的穩定性，開放式耳機10可以採用以下幾種方式中的任何一種或其組合。其一，耳掛12的至少部分設置成與耳部100的後側和頭部中的至少一者貼合的仿形結構，以增加耳掛12與耳部100和/或頭部的接觸面積，從而增加開放式耳機10從耳部100上脫落的阻力。其二，耳掛12的至少部分設置成彈性結構，使之在佩戴狀態下具有一定的形變量，以增加耳掛12對耳部和/或頭部的正壓力，從而增加開放式耳機10從耳部上脫落的阻力。其三，耳掛12至少部分設置成在佩戴狀態下抵靠在頭部上，使之形成壓持耳部的反作用力，以使得發聲部11壓持在耳部的前側，從而增加開放式耳機10從耳部上脫落的阻力。其四，發聲部11和耳掛12設置成在佩戴狀態下從耳部的前後兩側夾持對耳輪所在區域、耳甲腔所在區域等，從而增加開放式耳機10從耳部上脫落的阻力。其五，發聲部11或者與之連接的輔助結構設置成至少部分伸入耳甲腔、耳甲艇、三角窩及耳舟等腔體內，從而增加開放式耳機10從耳部上脫落的阻力。
在一些實施例中，耳掛12可以包括但不限於耳掛、彈性帶等，使得開放式耳機10可以更好地固定在用戶身上，防止用戶在使用時發生掉落。在一些實施例中，開放式耳機10可以不包括耳掛12，發聲部11可以採用懸掛或夾持的方式固定在用戶的耳部100的附近。
在一些實施例中，發聲部11可以為例如，圓環形、橢圓形、跑道形、多邊形、U型、V型、半圓形等規則或不規則形狀，以便發聲部11可以直接掛靠在用戶的耳部100處。在一些實施例中，發聲部11可以具有垂直於厚度方向Z且彼此正交的長軸方向X和短軸方向Y。其中，長軸方向X可以定義為發聲部11的二維投影面(例如，發聲部11在其外側面所在平面上的投影，或在矢狀面上的投影)的形狀中具有最大延伸尺寸的方向(例如，當投影形狀為長方形或近似長方形時，長軸方向即長方形或近似長方形的長度方向)。短軸方向Y 可以定義為發聲部11在矢狀面上投影的形狀中垂直於長軸方向X的方向(例如，當投影形狀為長方形或近似長方形時，短軸方向即長方形或近似長方形的寬度方向)。厚度方向Z可以定義為垂直於二維投影面的方向，例如，與冠狀軸的方向一致，均指向身體左右的方向。
在一些實施例中，當用戶佩戴開放式耳機10時，發聲部11可以固定於用戶的外耳道101附近但不堵塞耳道的位置。在一些實施例中，在佩戴狀態下，開放式耳機10在矢狀面上的投影可以不覆蓋用戶的耳道。例如，發聲部11在矢狀面上的投影可以落在頭部的左右兩側且在人體矢狀軸上位於耳屏前側的位置上(如，圖2中實線框A3所示的位置)。這時，發聲部11位於用戶的耳屏前側，發聲部11的長軸可以處於豎直或近似豎直狀態，短軸方向Y在矢狀面上的投影與矢狀軸的方向一致，長軸方向X在矢狀面上的投影與垂直軸方向一致，厚度方向Z垂直於矢狀面。又例如，發聲部11在矢狀面上投影可以落在對耳輪105上(如，圖2中的虛線框C所示的位置)。這時的發聲部11至少部分位於對耳輪105處，發聲部11的長軸處於水平或近似水平狀態，發聲部11的長軸方向X在矢狀面上的投影與矢狀軸的方向一致，短軸方向Y在矢狀面上的投影與垂直軸方向一致，厚度方向Z垂直於矢狀面。如此，既可以避免發聲部11覆蓋耳道，進而解放用戶的雙耳；還可以增加發聲部11與耳部100之間的接觸面積，進而改善開放式耳機10的佩戴舒適性。
在一些實施例中，在佩戴狀態下，開放式耳機10在矢狀面上的投影也可以覆蓋或至少部分覆蓋用戶的耳道，例如，發聲部11在矢狀面上的投影可以落在耳甲腔102內(如，圖2中虛線框B1所示的位置)，並與耳輪腳1071和/或耳輪107接觸。這時，發聲部11至少部分位於耳甲腔102內，發聲部11處於傾斜狀態，發聲部11的短軸方向Y在矢狀面上的投影可與矢狀軸的方向具有一定夾角，即短軸方向Y也相應傾斜設置，長軸方向X在矢狀面上的投影可以與矢狀軸的方向具有一定夾角，即長軸方向X也傾斜設置，厚度方向Z垂直於矢狀面。此時，由於耳甲腔102具有一定的容積及深度，使得開放式耳機10的內側面IS與耳甲腔之間具有一定的間距，耳道可以透過內側面IS與耳甲腔之間的縫隙與外界連通，進而解放用戶的雙耳。同時，發聲部11與耳甲腔可以配合形成與耳道連通的輔助腔體(例如，後文提及的腔體結構)。在一些實施例中， 出聲孔112可以至少部分位於前述輔助腔體中，出聲孔112匯出的聲音會受到前述輔助腔體的限制，即前述輔助腔體能夠聚攏聲音，使得聲音能夠更多地傳播至耳道內，從而提高用戶在近場聽到的聲音的音量和品質，從而改善開放式耳機10的聲學效果。
關於上述開放式耳機10的描述僅係出於闡述的目的，並不旨在限制本發明的範圍。對於本領域的通常知識者來說，可以根據本發明的描述，做出各種各樣的變化和修改。例如，開放式耳機10還可以包括電池組件、藍牙組件等或其組合。電池組件可用於給開放式耳機10供電。藍牙組件可以用於將開放式耳機10無線連接至其他設備(例如，手機、電腦等)。這些變化和修改仍處於本發明的保護範圍之內。
圖3係根據本發明一些實施例所示的兩個點聲源與聽音位置的示意圖。在一些實施例中，結合圖3，經出聲孔112可以向開放式耳機10外部傳輸聲音，其可以視作單極子聲源(或點聲源)A1，產生第一聲音；經泄壓孔113可以向開放式耳機10外部傳輸聲音，其可以視作單極子聲源(或點聲源)A2，產生第二聲音，第二聲音與第一聲音可以相位相反或近似相反，使之能夠在遠場相消，也即係形成「聲偶極子」，以降漏音。在一些實施例中，在佩戴狀態下，兩個單極子聲源的連線可以指向耳道(記作「聽音位置」)，以便於用戶聽到足夠大的聲音。其中，聽音位置處的聲壓大小(記作Pear)可以用來表徵用戶聽到的聲音強弱(即，近場聽音聲壓)。進一步地，可以統計以用戶聽音位置為中心的球面上(或者以偶極子聲源(如圖3所示的A1和A2)中心為圓心、半徑為r的球面上)的聲壓大小(記作Pfar)，可以用來表徵開放式耳機10向遠場輻射的漏音強弱(即，遠場漏音聲壓)。其中，可以採用複數種統計方式獲得Pfar，例如取球面各點處聲壓的平均值，再例如，取球面各點聲壓分佈進行面積分等。
需要知道的係，本發明中測量漏音的方法僅作原理和效果的示例性說明，並不作限制，漏音的測量和計算方式也可以根據實際情況進行合理調整。例如，以偶極子聲源中心為圓心，在遠場處根據一定的空間角均勻地取兩個或兩個以上的點的聲壓幅值進行平均。在一些實施例中，聽音的測量方式可以為選取點聲源附近的一個位置點作為聽音位置，以該聽音位置測量得到的聲壓幅值作為聽音的值。在一些實施例中，聽音位置可以在兩個點聲源的連線上，也可以不 在兩個點聲源的連線上。聽音的測量和計算方式也可以根據實際情況進行合理調整，例如，取近場位置的其他點或一個以上的點的聲壓幅值進行平均。又例如，以某個點聲源為圓心，在近場處根據一定的空間角均勻地取兩個或兩個以上的點的聲壓幅值進行平均。在一些實施例中，近場聽音位置與點聲源之間的距離遠小於點聲源與遠場漏音測量球面的距離。
顯然，開放式耳機10傳遞到用戶耳部的聲壓Pear應該足夠大，以增加聽音效果；遠場的聲壓Pfar應該足夠小，以增加降漏音效果。因此，可以取漏音指數α作為評價開放式耳機10降漏音能力的指標：
Figure 112132579-A0101-12-0016-1
透過公式(1)可知，漏音指數越小，開放式耳機的降漏音能力越強，在聽音位置處近場聽音音量相同的情況下，遠場的漏音越小。
圖4係根據本發明一些實施例所示的單點聲源和雙點聲源在不同頻率下的漏音指數對比圖。圖4中的雙點聲源(也可稱為偶極子聲源)可以為典型雙點聲源，即間距固定，兩點聲源幅值相同，兩點聲源相位相反。應當理解的係，選用典型雙點聲源只作原理和效果說明，可以根據實際需要調整各點聲源參數，使其與典型雙點聲源具有一定差異。如圖4所示，在間距固定的情況下，雙點聲源產生的漏音隨頻率的增加而增加，降漏音能力隨頻率的增加而減弱。當頻率大於某一頻率值(例如，如圖4所示8000Hz左右)時其產生的漏音會大於單點聲源，此頻率(例如，8000Hz)即為雙點聲源能夠降漏音的上限頻率。
在一些實施例中，為了提高開放式耳機10的聲學輸出效果，即增大近場聽音位置的聲音強度，同時減小遠場漏音的音量，可以在出聲孔112和泄壓孔113之間設置擋板。
圖5係根據本發明一些實施例所示的偶極子聲源的兩個聲源之間設置擋板的示例性分佈示意圖。如圖5所示，當點聲源A1和點聲源A2之間設有擋板時，在近場，點聲源A2的聲波需要繞過擋板才能與點聲源A1的聲波在聽音位置處產生干涉，相當於增加了點聲源A2到聽音位置的聲程。因此，假設點聲源A1和點聲源A2具有相同的幅值，則相比於沒有設置擋板的情況，點聲源A1和點聲源A2在聽音位置的聲波的幅值差增大，從而兩路聲音在聽音位置 進行相消的程度減少，使得聽音位置的音量增大。在遠場，由於點聲源A1和點聲源A2產生的聲波在較大的空間範圍內都不需要繞過擋板就可以發生干涉(類似於無擋板情形)，則相比於沒有擋板的情況，遠場的漏音不會明顯增加。因此，在點聲源A1和點聲源A2的其中一個聲源周圍設置擋板結構，可以在遠場漏音音量不顯著增加的情況下，顯著提升近場聽音位置的音量。
圖6係根據本發明一些實施例所示的偶極子聲源的兩個聲源之間設置擋板和不設置擋板的漏音指數圖。雙點聲源之間增加擋板以後，在近場相當於增加了兩個點聲源之間的距離，在近場聽音位置的音量相當於由一個距離較大的雙點聲源產生，近場的聽音音量相對於無擋板的情況明顯增加；在遠場，兩個點聲源的聲場受擋板的影響很小，產生的漏音相當於係一個距離較小的雙點聲源產生。因此，如圖6所示，增加擋板以後，漏音指數相比於不加擋板時小很多，即在相同聽音音量下，遠場的漏音比在無擋板的情況下小，降漏音能力明顯增強。
圖7係根據本發明一些實施例所示的開放式耳機的示例性佩戴示意圖。圖8係圖7所示的開放式耳機朝向耳部一側的結構示意圖。圖9係圖7所示的開放式耳機的殼體的結構示意圖。
如圖7所示，耳掛12為與用戶頭部與耳部100的交界處相貼合的弧狀結構。發聲部11(或發聲部11的殼體111)可以具有與耳掛12連接的連接端CE和不與耳掛12連接的自由端FE。開放式耳機10處於佩戴狀態時，耳掛12的第一部分121(例如，耳掛12的鉤狀部)掛設在用戶耳廓(例如，耳輪107)和頭部之間，耳掛12的第二部分122(例如，耳掛的連接部)向耳廓背離頭部的一側延伸並與發聲部11的連接端CE連接，以將發聲部11固定於耳道附近但不堵塞耳道的位置。
結合圖7和圖8所示，發聲部11可以具有在佩戴狀態下沿厚度方向Z朝向耳部的內側面IS(也稱為殼體111的內側面)和背離耳部的外側面OS(也稱為殼體111的外側面)，以及連接內側面IS和外側面OS的連接面。需要說明的係：在佩戴狀態下，沿冠狀軸所在方向(即厚度方向Z)觀察，發聲部11可以設置成圓形、橢圓形、圓角正方形、圓角矩形等形狀。其中，當發聲部11設置成圓形、橢圓形等形狀時，上述連接面可以指發聲部11的弧形側面；而 當發聲部11設置成圓角正方形、圓角矩形等形狀時，上述連接面可以包括後文中提及的下側面LS(也稱為殼體111的下側面)、上側面US(也稱為殼體111的上側面)和後側面RS(也稱為殼體111的後側面)。其中，上側面US和下側面LS可以分別指在佩戴狀態下發聲部11沿短軸方向Y背離外耳道101的側面和靠近外耳道101的側面；後側面RS可以指在佩戴狀態下發聲部11沿長度方向X朝向腦後的側面。為了便於描述，本說明書以發聲部11設置成圓角矩形為例進行示例性的說明。其中，發聲部11在長軸方向X上的長度可以大於發聲部11在短軸方向Y上的寬度。在一些實施例中，為了提升耳機的美觀度及佩戴舒適度，耳機的後側面RS可以為弧面。
發聲部11內可以設置有換能器，其可以將電信號轉換為相應的機械振動從而產生聲音。換能器(例如，振膜)可以將殼體111分隔形成耳機的前腔和後腔。前腔和後腔中產生的聲音相位相反。內側面IS上開設有與前腔連通的出聲孔112，以將前腔產生的聲音匯出殼體111後傳向耳道，以便於用戶能夠聽到聲音。殼體111的其他側面上(例如，外側面OS、上側面US或下側面LS等)可以開設有與後腔連通的一個或複數個泄壓孔113，以用於將後腔產生的聲音匯出殼體111後與經由出聲孔112洩露的聲音在遠場干涉相消。在一些實施例中，泄壓孔113相較於出聲孔112更遠離耳道，以減弱經泄壓孔113輸出的聲音與經出聲孔112輸出的聲音之間在聽音位置(例如，耳道)的反相相消，提高聽音位置處的聲音音量。
在一些實施例中，除了內側面IS，殼體111的其他側面上(例如，外側面OS、上側面US或下側面LS等)可以開設有至少兩個泄壓孔113，至少兩個泄壓孔113的設置可以破壞後腔中駐波，使得泄壓孔113匯出至殼體111外部的聲音的諧振頻率盡可能地高，從而使得後腔的頻響具有較寬的平坦區域(例如，在諧振峰之前的區域)，並在中高頻範圍內(例如2kHz-6kHz)獲得更好的降漏音效果。僅作為示例，泄壓孔113可以包括第一泄壓孔1131和第二泄壓孔1132。第二泄壓孔1132相對於第一泄壓孔1131可以更靠近出聲孔112。在一些實施例中，第一泄壓孔1131和第二泄壓孔1132可以設置在殼體111的同一個側面上，例如，第一泄壓孔1131和第二泄壓孔1132可以同時設置在外側面OS、上側面US或下側面LS上。在一些實施例中，第一泄壓孔1131和第 二泄壓孔1132可以分別設置在殼體111的兩個不同側面上，例如，第一泄壓孔1131可以設置在外側面OS上，第二泄壓孔1132可以設置在上側面US上，或者，第一泄壓孔1131可以設置在外側面OS上，第二泄壓孔1132可以設置在下側面LS上。在一些實施例中，為最大程度上破壞後腔中的駐波，兩個泄壓孔113可以位於殼體111的相對兩側，例如，第一泄壓孔1131可以設置在上側面US上，第二泄壓孔1132可以設置在下側面LS上。為了便於描述，本說明書將以第一泄壓孔1131設置在上側面US上、第二泄壓孔1132設置在下側面LS上為例進行示例性的說明。
在一些實施例中，為避免第一泄壓孔1131和第二泄壓孔1132輸出的聲音影響出聲孔112輸出的聲音在聽音位置的音量，第一泄壓孔1131和第二泄壓孔1132應盡可能遠離出聲孔112，例如，可以使出聲孔112的中心位於第一泄壓孔1131的中心與第二泄壓孔1132的中心的連線的中垂面上或者中垂面附近。在一些實施例中，出聲孔112的中心可以距第一泄壓孔1131的中心與第二泄壓孔1132的中心的連線的中垂面0mm~2mm。在一些實施例中，為了進一步避免第二泄壓孔1132發出的聲音在耳道(即聽音位置)與出聲孔112發出的聲音反相相消而降低聽音音量，可以減小第二泄壓孔1132的面積以減少從第二泄壓孔1132匯出並傳向耳道的聲音強度，此時，第二泄壓孔1132的面積可以小於第一泄壓孔1131的面積(如圖16所示)。
在一些實施例中，如圖7所示，當開放式耳機10處於佩戴狀態時，發聲部11的長軸方向X可以水平或近似水平設置(與圖2所示的位置C類似)，此時發聲部11至少部分地位於對耳輪105處，發聲部11的自由端FE可以朝向腦後。發聲部11處於水平或近似水平狀態，發聲部11的長軸方向X在矢狀面上的投影可以與矢狀軸的方向一致，短軸方向Y在矢狀面上的投影可以與垂直軸方向一致，厚度方向Z垂直於矢狀面。
在一些實施例中，為提高開放式耳機10與耳部100的貼合度，提高開放式耳機10佩戴的穩定性，殼體111的內側面IS可以壓接於耳部100(例如，對耳輪105)表面，以增加開放式耳機10從耳部100上脫落的阻力。
在一些實施例中，結合圖7和圖8，當開放式耳機10壓接於耳部100時，為了使內側面IS上的出聲孔112不被耳部組織阻擋，出聲孔112在矢 狀面的投影可以部分或全部與耳部的內凹結構(例如，耳甲艇103)在矢狀面的投影重合。在一些實施例中，由於耳甲艇103與耳甲腔102連通，耳道位於耳甲腔102內，當出聲孔112在矢狀面上的至少部分投影位於耳甲艇103內時，出聲孔112輸出的聲音可以無阻礙地到達耳道，從而使耳道接收的音量較高。在一些實施例中，發聲部11的長軸尺寸不能過長，過長會使自由端FE在矢狀面的投影超出耳部在矢狀面的投影，影響發聲部11與耳部的貼合效果。因此，發聲部11的長軸尺寸可以設計得使得自由端FE在矢狀面的投影不越過耳輪107在矢狀面的投影。
需要知道的係，由於出聲孔112和泄壓孔113(例如，第一泄壓孔1131和第二泄壓孔1132)設置在殼體111上，殼體111的各個側壁均具有一定厚度，因此，出聲孔112和泄壓孔113均為具有一定深度的孔洞。此時，出聲孔112和泄壓孔113可以均具有內開口和外開口。為便於描述，在本發明中，上述及下述出聲孔112的中心O可以指出聲孔112的外開口的形心，上述及下述泄壓孔113的中心可以指泄壓孔113的外開口的形心(例如，第一泄壓孔1131的中心O1可以指第一泄壓孔1131的外開口的形心，第二泄壓孔1132的中心O2可以指第二泄壓孔1132的外開口的形心)。在本說明書中，為便於描述，出聲孔112和泄壓孔113(例如，第一泄壓孔1131和/或第二泄壓孔1132)的面積可以指出聲孔112和泄壓孔113的外開口的面積(例如，出聲孔112在內側面IS上的外開口面積、第一泄壓孔1131在上側面US上的外開口面積及第二泄壓孔1132在下側面LS上的外開口面積)。需要知道的係，在其他一些實施例中，出聲孔112和泄壓孔113的面積也可以指出聲孔112和泄壓孔113其他截面面積，例如出聲孔112和/或泄壓孔113的內開口的面積，或者出聲孔112和/或泄壓孔113的內開口面積和外開口面積的平均值等。
在一些實施例中，連通前腔的出聲孔112可以視為圖5所示的點聲源A1，連通後腔的泄壓孔113(例如，第一泄壓孔1131和/或第二泄壓孔1132)可以視為圖5所示的點聲源A2，耳道可以視為圖5所示的聽音位置。發聲部11的至少部分殼體和/或至少部分耳廓可以視為圖5所示的擋板，以增大出聲孔112與第一泄壓孔1131和/或第二泄壓孔1132到耳道的聲程差，從而增大耳道處的聲音強度，同時維持遠場降漏音的效果。當開放式耳機10採用圖7所示的結構 時，即殼體111的至少部分位於對耳輪105處時，就聽音效果而言，出聲孔112的聲波可以直接到達耳道，此時，出聲孔112可以設置在內側面IS上靠近下側面LS的位置，至少一個泄壓孔可以設置在遠離出聲孔112的位置，例如，第一泄壓孔1131可以設置在外側面OS或上側面US上遠離出聲孔112的位置。第一泄壓孔1131的聲波需要繞過發聲部11的外側才能與出聲孔112的聲波在耳道處產生干涉。此外，耳廓上上凸下凹的結構(例如，在其傳播路徑上的對耳輪、耳屏等)也會增加第一泄壓孔1131的聲音傳導至耳道的聲程。因此，發聲部11本身和/或至少部分耳廓相當於出聲孔112與第一泄壓孔1131之間的擋板，擋板增加了第一泄壓孔1131到耳道的聲程且減小了第一泄壓孔1131的聲波在耳道的強度，從而使出聲孔112與第一泄壓孔1131發出的聲音在耳道進行相消的程度減少，使得耳道的音量增大。就漏音效果而言，由於出聲孔112與第一泄壓孔1131和/或第二泄壓孔1132產生的聲波在較大的空間範圍內都不需要繞過發聲部11本身就可以發生干涉(類似於無擋板的情形)，漏音不會明顯增加。因此，透過設置出聲孔112和第一泄壓孔1131及第二泄壓孔1132合適的位置，可以在漏音音量不顯著增加的情況下，顯著提升耳道的音量。
在一些實施例中，當自由端FE在矢狀面的投影不越過耳輪107在矢狀面的投影時，為了便於生產製造，第一泄壓孔1131與第二泄壓孔1132相對於發聲部11的長軸中心面(例如，如圖8所示的垂直於紙面向裡的面NN’)可以近似對稱分佈。在一些實施例中，下側面LS上的第二泄壓孔1132的中心O2距離後側面RS的距離a2與上側面US上的第一泄壓孔1131的中心O1距離後側面RS的距離a1之差小於10%。在一些實施例中，下側面LS上的第二泄壓孔1132的中心O2距離後側面RS的距離a2與上側面US上的第一泄壓孔1131的中心O1距離後側面RS的距離a1之差小於5%。在一些實施例中，下側面LS上的第二泄壓孔1132的中心O2距離後側面RS的距離a2與上側面US上的第一泄壓孔1131的中心O1距離後側面RS的距離a1之差小於2%。需要知道的係，在一些實施例中，為了提升耳機的美觀度及佩戴舒適度，耳機的後側面RS可以為弧面。當後側面RS為弧面時，某位置(例如，第一泄壓孔1131中心O1)到後側面RS的距離可以指該位置到後側面RS的平行於短軸的切面的距離。
在一些實施例中，由於出聲孔112設置得靠近耳道，下側面LS上 的第二泄壓孔1132應當設置得儘量遠離出聲孔112，使第二泄壓孔1132發出的聲音在聽音位置(即耳道)與出聲孔112發出的聲音相消的效果減弱，進而使得聽音位置的音量增加。因此，當出聲孔112設置在靠近下側面LS以及連接端CE時，可以使得第二泄壓孔1132設置靠近後側面RS，以此使出聲孔112與第二泄壓孔1132的距離盡可能大。在一些實施例中，當自由端FE在矢狀面的投影不越過耳輪107在矢狀面的投影時，第二泄壓孔1132的中心O2距後側面RS的距離a2範圍可以為8.60mm~20.27mm。在一些實施例中，第二泄壓孔1132的中心O2距後側面RS的距離a2範圍可以為8.60mm~12.92mm。在一些實施例中，第二泄壓孔1132的中心O2距後側面RS的距離a2範圍可以為9.60mm~11.92mm。在一些實施例中，當開放式耳機10在佩戴狀態下，自由端FE有可能與耳部(例如，耳輪107)接觸，導致部分上側面US和/或下側面LS被耳部遮擋，此時，為了避免下側面LS上的第二泄壓孔1132(或上側面US的第一泄壓孔1131)不被耳部100遮擋，從而影響開放式耳機10的聲學性能，第二泄壓孔1132的中心O2距後側面RS的距離a2範圍可以為10.10mm~11.42mm。更優選地，第二泄壓孔1132的中心O2距後側面RS的距離a2範圍可以為10.30mm~11.12mm。更優選地，第二泄壓孔1132的中心O2距後側面RS的距離a2範圍可以為10.60mm~11.82mm。
在一些實施例中，在第二泄壓孔1132的中心O2距離後側面RS的距離a2與第一泄壓孔1131的中心O1距離後側面RS的距離a1之差小於10%的情況下，第一泄壓孔1131的中心O1距後側面RS的距離a1範圍可以為8.60mm~15.68mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1距後側面RS的距離a1範圍可以為8.60mm~12.92mm。在一些實施例中，為使第一泄壓孔1131在矢狀面的投影可以較大部分地與耳部的內凹結構在矢狀面的投影重合，第一泄壓孔1131的中心O1距後側面RS的距離a1範圍可以為9.60mm~11.92mm。優選地，第一泄壓孔1131的中心O1距後側面RS的距離a1範圍可以為10.10mm~11.42mm。更優選地，第一泄壓孔1131的中心O1距後側面RS的距離a1範圍可以為10.30mm~11.12mm。更優選地，第一泄壓孔1131的中心O1距後側面RS的距離a1範圍可以為10.60mm~11.82mm。
在一些實施例中，第一泄壓孔1131相對於第二泄壓孔1132可以 更遠離出聲孔112，且由於耳部100與內側面IS之間的縫隙較小，相對於第二泄壓孔1132，第一泄壓孔1131產生的聲音更難傳輸至耳道。因此，在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1距離後側面RS的距離可以小於第二泄壓孔1132的中心O2距離後側面RS的距離。例如，第一泄壓孔1131的中心O1距後側面RS的距離的範圍為10.44mm~15.68mm，第二泄壓孔1132的中心O2距後側面RS的距離的範圍為13.51mm~20.27mm。
在一些實施例中，參照圖9，為了增加第一泄壓孔1131和/或第二泄壓孔1132到耳道的聲程，可以增加開放式耳機10在厚度方向Z的尺寸，從而提高開放式耳機10的發聲效率(即，在聽音位置的聽音音量)。進一步地，可以將第一泄壓孔1131和/或第二泄壓孔1132設置得遠離內側面IS，從而進一步增大第一泄壓孔1131和/或第二泄壓孔1132到耳道的聲程，提高開放式耳機10的發聲效率。此外，發聲部11的整體尺寸的限制不能太大(例如，發聲部11在Z方向的尺寸不能過大)，否則會使開放式耳機10的整體重量增大，影響用戶的佩戴舒適度。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1距內側面IS的距離d1範圍為4.24mm~7.96mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1距內側面IS的距離d1範圍為4.43mm~7.96mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1距內側面IS的距離d1範圍為5.43mm~6.96mm。在一些實施例中，在佩戴狀態下，為了使第一泄壓孔1131在水平面上的投影能夠較少地或不與耳部100在水平面上的投影重合，以達到第一泄壓孔1131和/或第二泄壓孔1132輸出的聲音能夠更多地向外輻射的目的，而不係向耳道傳遞或經耳部100的部分結構(例如耳廓)反射、折射後向耳道傳遞，第一泄壓孔1131和/或第二泄壓孔1132可以設置得遠離內側面IS。透過如此設置，還可以進一步增加第一泄壓孔1131和/或第二泄壓孔1132到耳道的聲程，提高開放式耳機10的發聲效率。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1距內側面IS的距離d1範圍為5.63mm~7.96mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1距內側面IS的距離d1範圍為6.25mm~7.56mm。
在一些實施例中，第二泄壓孔1132中心O2距內側面IS的距離d2可以與第一泄壓孔1131的中心O1距內側面IS的距離d1相同。在一些實施例中，第二泄壓孔1132中心O2距內側面IS的距離d2範圍為4.43mm~7.96mm。 在一些實施例中，第二泄壓孔1132中心O2距內側面IS的距離d2範圍為5.43mm~6.96mm。在一些實施例中，第二泄壓孔1132中心O2距內側面IS的距離d2範圍為5.63mm~7.96mm。在一些實施例中，第二泄壓孔1132中心O2距內側面IS的距離d2範圍為6.25mm~7.56mm。
在一些實施例中，為使出聲孔112靠近耳道以增大聽音位置，需要使得出聲孔112靠近下側面LS。在這種情況下，第二泄壓孔1132相對於第一泄壓孔1131更靠近內側面IS。為使第二泄壓孔1132發出的聲音在聽音位置(即耳道)與出聲孔112發出的聲音相消的效果減弱，進而使得聽音位置的音量增加，在Z方向上，第二泄壓孔1132相對於第一泄壓孔1131可以更遠離內側面IS，即，第二泄壓孔1132中心O2距內側面IS的距離d2可以與第一泄壓孔1131的中心O1距內側面IS的距離d1不同。例如，第一泄壓孔1131的中心O1距內側面IS的距離d1範圍為5.63mm~6.5mm，第二泄壓孔1132中心O2距內側面IS的距離d2範圍為6.5mm~7.56mm。
關於上述開放式耳機10的描述僅係出於闡述的目的，並不旨在限制本發明的範圍。對於本領域的通常知識者來說，可以根據本發明的描述，做出各種各樣的變化和修改。例如，當發聲部11上只設置有一個泄壓孔時，該泄壓孔可以係上述第一泄壓孔1131和第二泄壓孔1132中的任意一個。例如，該泄壓孔可以係上述第一泄壓孔1131，即該泄壓孔可以設置在上側面US。該泄壓孔的中心距內側面IS的距離範圍可以為4.24mm~7.96mm，該泄壓孔距的中心距後側面RS的距離範圍可以為8.60mm~15.68mm。這些變化和修改仍處於本發明的保護範圍之內。
在一些實施例中，為了提高聽音音量，特別係中低頻的聽音音量，同時仍然保留遠場漏音相消的效果，可以在雙點聲源的其中一個聲源周圍構建一個腔體結構。圖10係根據本發明一些實施例所示的偶極子聲源的其中一個聲源周圍設置腔體結構的示例性分佈示意圖。
如圖10所示，偶極子聲源之間設有腔體結構41時，使得其中一個偶極子聲源和聽音位置在腔體結構41的內部，另外一個偶極子聲源在腔體結構41的外部。腔體結構41的內部的偶極子聲源匯出的聲音會受到腔體結構41的限制，即腔體結構41能夠聚攏聲音，使得聲音能夠更多地傳播至聽音位置內， 從而提高聽音位置的聲音的音量和品質。本發明中，「腔體結構」可以理解為由發聲部11的側壁與耳甲腔結構共同圍成的半封閉結構，該半封閉結構使得內部與外部環境並非完全密閉隔絕，而係具有與外部環境聲學聯通的洩漏結構42(例如，開口、縫隙、管道等)。示例性的洩漏結構可以包括但不限於開口、縫隙、管道等，或其任意組合。
在一些實施例中，腔體結構41中可以包含聽音位置和至少一個聲源。這裡的「包含」可以表示聽音位置和聲源至少有一者在腔體內部，也可以表示聽音位置和聲源至少有一者在腔體內部邊緣處。在一些實施例中，聽音位置可以係耳道入口，也可以係耳朵聲學參考點。
圖11A係根據本發明一些實施例所示的偶極子聲源結構和偶極子聲源的其中一個聲源周圍構建腔體結構的聽音原理示意圖。圖11B係根據本發明一些實施例所示的偶極子聲源結構和偶極子聲源的其中一個聲源周圍構建腔體結構的漏音原理示意圖。
對於近場聽音來說，如圖11A所示的其中一個聲源周圍構建有腔體結構的偶極子，由於其中一個聲源A被腔體結構包裹，其輻射出來的聲音大部分會透過直射或反射的方式到達聽音位置。相對地，在沒有腔體結構的情況，聲源輻射出的聲音大部分不會到達聽音位置。因此，腔體結構的設置使得到達聽音位置的聲音音量得到顯著提高。同時，腔體結構外的反相聲源B輻射出來的反相聲音只有較少的一部分會透過腔體結構的洩漏結構進入腔體結構。這相當於在洩漏結構處生成了一個次級聲源B’，其強度顯著小於聲源B，亦顯著小於聲源A。次級聲源B’產生的聲音在腔體內對聲源A產生反相相消的效果微弱，使聽音位置的聽音音量顯著提高。
對於漏音來說，如圖11B所示，聲源A透過腔體的洩漏結構向外界輻射聲音相當於在洩漏結構處生成了一個次級聲源A’，由於聲源A輻射的幾乎所有聲音均從洩漏結構輸出，且腔體的結構尺度遠小於評價漏音的空間尺度(相差至少一個數量級)，因此可認為次級聲源A’的強度與聲源A相當。對於外界空間來說，次級聲源A’與聲源B產生的聲音相消效果與聲源A與聲源B產生的聲音相消效果相當。即該腔體結構下，仍然保持了相當的降漏音效果。
應當理解的係，上述一個開口的洩漏結構僅為示例，腔體結構的 洩漏結構可以包含一個或一個以上的開口，其也能實現較優的聽音指數，其中，聽音指數可以指漏音指數α 1的倒數1/α 1。以設置兩個開口結構為例，下面分別分析等開孔和等開孔率的情況。以只開一個孔的結構作為對比，這裡的「等開孔」指設置兩個尺寸與只開一個孔的結構相同的開口，「等開孔率」指設置的兩個孔開口面積之和與只開一個孔的結構相同。等開孔相當於將只開一個孔的相對開口大小(即腔體結構上洩漏結構的開口面積S1與腔體結構中受被包含的聲源直接作用的面積S0的比值)擴大了一倍，由之前該，其整體的聽音指數會下降。在等開孔率的情況，即使S/S0與只開一個孔的結構相同，但兩個開口至外部聲源的距離不同，因而也會造成不同的聽音指數。
圖12A係根據本發明一些實施例所示的具有兩個水平開口的腔體結構的示意圖。圖12B係根據本發明一些實施例所示的具有兩個垂直開口的腔體結構的示意圖。如圖12A所示，當兩個開口連線和兩個聲源連線平行(即為兩個水平開口)時，兩個開口到外部聲源的距離分別取得最大和最小；如圖12B所示，當兩連線垂直(即為兩個垂直開口)時，兩開口到外部聲源的距離相等並取得中間值。
圖13係根據本發明一些實施例所示的具有兩個開口和一個開口的腔體結構的聽音指數曲線對比圖。如圖13所示，等開孔的腔體結構較一個開口的腔體結構的整體聽音指數會下降。對於等開孔率的腔體結構，由於兩個開口至外部聲源的距離不同，因而也會造成不同的聽音指數。結合圖12A、圖12B和圖13可以看出，無論水平開口還係垂直開口，等開孔率的洩漏結構的聽音指數都高於等開孔的洩漏結構。這係因為相對於等開孔的洩漏結構，等開孔率的洩漏結構的相對開口大小S/S0相比於等開孔的洩漏結構縮小了一倍，因此聽音指數更大。結合圖12A、圖12B和圖13還可以看出，無論係等開孔的洩漏結構還係等開孔率的洩漏結構，水平開口的聽音指數都更大。這係因為水平開口的洩漏結構中其中一個開口到外部聲源的距離小於兩個聲源的距離，這樣形成的次級聲源與外部聲源由於距離相對原來兩個聲源更近，因此聽音指數更高，進而提高了降漏音效果。因此，為了提高降漏音效果，可以使至少一個開口到外部聲源的距離小於兩個聲源之間的距離。
此外，如圖13所示，採用了兩個開口的腔體結構相對於一個開口 的腔體結構能更好地提高腔體結構內氣聲的諧振頻率，使得整個裝置相對於只有一個開口的腔體結構在高頻段(例如，頻率接近10000Hz的聲音)有更好的聽音指數。高頻段係人耳更敏感的頻段，因此對降漏音的需求更大。因此，為了提高高頻段的降漏音效果，可以選擇開口數量大於1的腔體結構。
圖14係根據本發明另一些實施例所示的開放式耳機的示例性佩戴示意圖。圖15係圖14所示的開放式耳機朝向耳部一側的結構示意圖。
圖14所示的開放式耳機10與圖7所示的開放式耳機10的結構類似，例如，耳掛12為與用戶頭部與耳部100的交界處相貼合的弧狀結構。發聲部11(或發聲部11的殼體111)可以具有與耳掛12連接的連接端CE和不與耳掛12連接的自由端FE。開放式耳機10處於佩戴狀態時，耳掛12的第一部分121(例如，耳掛12的鉤狀部)掛設在用戶耳廓(例如，耳輪107)和頭部之間，耳掛12的第二部分122(例如，耳掛的連接部)向耳廓背離頭部的一側延伸並與發聲部11的連接端CE連接，以將發聲部11固定於耳道附近但不堵塞耳道的位置。圖14所示的開放式耳機10與圖7所示的開放式耳機10的結構類似，其主要區別在於：發聲部11傾斜設置，發聲部11的殼體111至少部分插入耳甲腔102，例如，發聲部11的自由端FE可以伸入耳甲腔102內。如此結構的耳掛12和發聲部11與用戶耳部100適配度較好，能夠增加開放式耳機10從耳部100上脫落的阻力，從而增加開放式耳機10的佩戴穩定性。
在一些實施例中，在佩戴狀態下，沿厚度方向Z觀察，發聲部11的連接端CE相較於自由端FE更靠近頭頂，以便於自由端FE伸入耳甲腔內。基於此，短軸方向Y與人體矢狀軸所在方向之間的夾角可以介於30°~40°之間。其中，如果前述夾角太小，容易導致自由端FE無法伸入耳甲腔內，以及發聲部11上的出聲孔112與耳道相距太遠；如果前述夾角太大，同樣容易導致發聲部11無法伸入耳甲腔內，以及耳道被發聲部11堵住。換言之，如此設置，既允許發聲部11伸入耳甲腔內，又使得發聲部11上的出聲孔112與耳道具有合適的距離，以在耳道不被堵住的情況下，用戶能夠更多地聽到發聲部11產生的聲音。
在一些實施例中，發聲部11和耳掛12可以從耳甲腔所對應的耳部區域的前後兩側共同夾持前述耳部區域，從而增加開放式耳機10從耳部上脫落的阻力，進而改善開放式耳機10在佩戴狀態下的穩定性。例如，發聲部11的 自由端FE在厚度方向Z上壓持在耳甲腔內。再例如，自由端FE在長軸方向X和短軸方向Y上抵接在耳甲腔內。
在一些實施例中，耳掛12的第二部分122的兩端可以分別與耳掛12的第一部分121和發聲部11的連接端CE相連(如圖15所示)。在一些實施例中，耳掛12的第二部分122可以在沿發聲部11的短軸方向Y上具有最低點P和最高點Q。當開放式耳機10處於佩戴狀態時，為了使第一泄壓孔1131不被耳部結構(例如，耳輪或耳屏)遮擋，第一泄壓孔1131的中心與最低點P在發聲部11長軸方向X上的距離h1可以為5.28mm~7.92mm。在一些實施例中，為了使得用戶佩戴開放式耳機10時耳機能與用戶耳部貼合，第一泄壓孔1131的中心與最高點Q在發聲部11長軸方向X上的距離h2可以為8.68mm~13.02mm。在一些實施例中，當用戶佩戴開放式耳機時，第一泄壓孔1131的中心與耳掛12的第二部分122上任意一點在發聲部11長軸方向X的距離範圍為5.28mm~14mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心與耳掛的第二部分122上任意一點在發聲部11長軸方向X的距離範圍為5.28mm~13.02mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心與耳掛的第二部分122上任意一點在發聲部11長軸方向X的距離範圍為6.58mm~12.02mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心與耳掛的第二部分122上任意一點在發聲部11長軸方向X的距離範圍為7.58mm~10.02mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心與耳掛的第二部分122上任意一點在發聲部11長軸方向X的距離範圍為8.58mm~9.02mm。
如圖14所示，當用戶佩戴開放式耳機10時，透過將發聲部11的殼體111設置為至少部分插入耳甲腔103，發聲部11的內側面IS與耳甲腔103共同圍成的腔體可以視為如圖10所示的腔體結構41，內側面IS與耳甲腔之間形成的縫隙(例如，內側面IS與耳甲腔之間形成的靠近頭頂的第一洩露結構UC、內側面IS與耳部之間形成的靠近耳道的第二洩露結構LC)可以視為如圖10所示的洩漏結構42。設置在內側面IS上的出聲孔112可以視為如圖10所示的腔體結構41內部的點聲源，設置在發聲部11其他側面(例如，上側面US和/或下側面LS)的泄壓孔113(例如，第一泄壓孔1131和第二泄壓孔1132)可以視為如圖10所示的腔體結構41外部的點聲源。由此根據圖10-圖13的相關描述， 當開放式耳機10以至少部分插入耳甲腔的佩戴方式佩戴時，即以如圖14所示的佩戴方式佩戴，就聽音效果而言，出聲孔112輻射出來的聲音大部分可以透過直射或反射的方式到達耳道，可以使得到達耳道的聲音音量得到顯著提高，特別係中低頻的聽音音量。同時，泄壓孔113(例如，第一泄壓孔1131和第二泄壓孔1132)輻射出來的反相聲音只有較少的一部分會透過縫隙(第一洩露結構UC和第二洩露結構LC)進入耳甲腔，與出聲孔112產生反相相消的效果微弱，使耳道的聽音音量顯著提高。就漏音效果而言，出聲孔112可以透過縫隙向外界輸出聲音並與泄壓孔113(如，第一泄壓孔1131和第二泄壓孔1132)產生的聲音在遠場相消，以此保證降漏音效果。
在一些實施例中，第一泄壓孔1131與第二泄壓孔1132在X方向上錯位設置，以使得第一泄壓孔1131與第二泄壓孔1132不被耳屏遮擋。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1與第二泄壓孔1132的中心O2之間的距離可以為7mm-15.2mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1與第二泄壓孔1132的中心O2之間的距離可以為8mm-13mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1與第二泄壓孔1132的中心O2之間的距離可以為12.64mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1與第二泄壓孔1132的中心O2之間的距離可以為7.5mm-14mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1與第二泄壓孔1132的中心O2之間的距離可以為12mm-13mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1與第二泄壓孔1132的中心O2之間的距離可以為13mm-15.2mm。
在一些實施例中，為避免第一泄壓孔1131和第二泄壓孔1132輸出的聲音影響出聲孔112輸出的聲音在聽音位置的音量，第一泄壓孔1131和第二泄壓孔1132應盡可能遠離出聲孔112，例如，可以使出聲孔112的中心位於第一泄壓孔1131的中心與第二泄壓孔1132的中心的連線的中垂面上或中垂面附近。
在一些實施例中，可以透過確定第一泄壓孔1131的中心O1與出聲孔112的中心O的距離(也可以稱為第一距離)與第二泄壓孔1132的中心O2與出聲孔112的中心O的距離(也可以稱為第二距離)之間的關係，以使出聲孔112的中心O近似在連線O1O2的中垂面上。在一些實施例中，第一距離與第 二距離之差小於10%。在一些實施例中，第一距離與第二距離之差小於8%。在一些實施例中，第一距離與第二距離之差小於5%。在一些實施例中，第一距離與第二距離之差小於2%。
在一些實施例中，為了避免泄壓孔(例如，第一泄壓孔1131和第二泄壓孔1132)發出的聲波與出聲孔112發出的聲波在近場相消而影響用戶的聽音品質，第一泄壓孔1131和第二泄壓孔1132與出聲孔112之間的距離不能太近。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1與出聲孔112的中心O的距離可以為4mm-15.11mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1與出聲孔112的中心O的距離可以為4mm-15mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1與出聲孔112的中心O的距離可以為5.12mm-15.11mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1與出聲孔112的中心O的距離可以不小於5mm-14mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1與出聲孔112的中心O的距離可以不小於6mm-13mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1與出聲孔112的中心O的距離可以不小於7mm-12mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1與出聲孔112的中心O的距離可以不小於8mm-10mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1與出聲孔112的中心O的距離可以為9.55mm。在一些實施例中，第二泄壓孔1132的中心O2與出聲孔112的中心O之間的距離可以為4mm-16.1mm。在一些實施例中，第二泄壓孔1132的中心O2與出聲孔112的中心O的距離可以不小於4mm-15mm。在一些實施例中，第二泄壓孔1132的中心O2與出聲孔112的中心O的距離可以不小於5mm-14mm。在一些實施例中，第二泄壓孔1132的中心O2與出聲孔112的中心O之間的距離可以為5.12mm-16.1mm。在一些實施例中，第二泄壓孔1132的中心O2與出聲孔112的中心O的距離可以不小於6mm-13mm。在一些實施例中，第二泄壓孔1132的中心O2與出聲孔112的中心O的距離可以不小於7mm-12mm。在一些實施例中，第二泄壓孔1132的中心O2與出聲孔112的中心O的距離可以不小於8mm-10mm。在一些實施例中，第二泄壓孔1132的中心O2與出聲孔112的中心O的距離可以為9.15mm。
在一些實施例中，為以盡可能地拉大第一泄壓孔1131、第二泄壓孔1132與出聲孔112之間的距離，可以減小第一泄壓孔1131的中心O1與出聲 孔112的中心O之間的連線O1O與第二泄壓孔1132的中心O2與出聲孔112的中心O之間的連線O2O之間的夾角角度。在一些實施例中，連線O1O與連線O2O之間的角度範圍為46.40°-114.04°。在一些實施例中，連線O1O與連線O2O之間的角度範圍為46.40°-90.40°。在一些實施例中，連線O1O與連線O2O之間的角度範圍為46.40°-70.04°。在一些實施例中，連線O1O與連線O2O之間的角度範圍為46.40°-60.04°。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1與第二泄壓孔1132的中心O2的連線O1O2與連線O2O之間的角度範圍為19.72°-101.16°。在一些實施例中，連線O1O2與連線O2O之間的角度範圍為19.71°-97.75°。
在一些實施例中，第一泄壓孔1131相較於第二泄壓孔1132更遠離連接端CE。而由於出聲孔112的中心位於第一泄壓孔1131的中心與第二泄壓孔1132的中心連線的中垂面上或中垂面附近，因此出聲孔112在Y方向上位於殼體111靠近第二泄壓孔1132的一側而非中間位置(如圖16所示)。而由於出聲孔112靠近耳道設置，因此第二泄壓孔1132距離耳道更近，第一泄壓孔1131距離耳道更遠。相較於第一泄壓孔1131，第二泄壓孔1132傳出的聲波更容易與出聲孔112傳出的聲波在近場抵消。因此，相較於第一泄壓孔1131，第二泄壓孔1132的尺寸可以較小，以減小第二泄壓孔1132的漏音，即，第二泄壓孔1132的面積可以小於第一泄壓孔1131的面積。在一些實施例中，為了保證第一泄壓孔1131和第二泄壓孔1132的頻響曲線盡可能接近，以達到較好的消聲效果，第一泄壓孔1131和第二泄壓孔1132的面積之差不宜太大。在一些實施例中，第二泄壓孔1132與第一泄壓孔1131的內開口面積之比不大於0.9。在一些實施例中，第二泄壓孔1132與第一泄壓孔1131的內開口面積之比不大於0.8。在一些實施例中，第二泄壓孔1132與第一泄壓孔1131的內開口面積之比不大於0.7。在一些實施例中，第二泄壓孔1132與第一泄壓孔1131的內開口面積之比不大於0.6。在一些實施例中，第二泄壓孔1132與第一泄壓孔1131的內開口面積之比可以為0.55。
在一些實施例中，在例如圖14的構型下，為了使得出聲孔112更加靠近用戶耳道，出聲孔112可以在Y方向上更加靠近發聲部11的下端，即第二泄壓孔1132所在的下側面LS(如圖16所示)。此時，出聲孔112與第一泄壓孔1131在Y方向上的間距大於出聲孔112與第二泄壓孔1132在Y方向上的 間距，以避免分別經由出聲孔112和第一泄壓孔1131傳播而出的聲波在近場相消，這樣有利於提高用戶聽到的經由出聲孔112傳播而出的聲音的音量。相應地，第二泄壓孔1132相較於出聲孔112更靠近連接端CE，以增加兩者在X方向上的間距，從而避免分別經由出聲孔112和第二泄壓孔1132傳播而出的聲波在近場相消，這樣有利於提高用戶聽到的經由出聲孔112傳播而出的聲音的音量。在一些實施例中，在Y方向上出聲孔112的中心O和第一泄壓孔1131的中心O1之間的間距與出聲孔112的中心O和第二泄壓孔1132的中心O2之間的間距之差的取值可以為2mm-10mm，在X方向上第二泄壓孔1132的中心O2和連接端CE之間的距離與出聲孔112的中心O和連接端CE之間的距離之差的取值可以為2mm-15mm。在一些實施例中，在Y方向上出聲孔112的中心O和第一泄壓孔1131的中心O1之間的間距與出聲孔112的中心O和第二泄壓孔1132的中心O2之間的間距之差的取值可以為3mm-9mm，在X方向上第二泄壓孔1132的中心O2和連接端CE之間的距離與出聲孔112的中心O和連接端CE之間的距離之差的取值可以為4mm-12mm。在一些實施例中，在Y方向上出聲孔112的中心O和第一泄壓孔1131的中心O1之間的間距與出聲孔112的中心O和第二泄壓孔1132的中心O2之間的間距之差的取值可以為5mm-7mm，在X方向上第二泄壓孔1132的中心O2和連接端CE之間的距離與出聲孔112的中心O和連接端CE之間的距離之差的取值可以為6mm-8mm。需要知道的係，當殼體111對應連接端CE的側面為弧面時，某位置(例如，第一泄壓孔1131中心O1或第二泄壓孔1132的中心O2)到連接端CE(或該側面)的距離可以指該位置到連接端CE的平行於短軸的切面的距離。
在一些實施例中，結合圖14和圖15，為了使發聲部11至少部分插入耳甲腔，發聲部11的長軸尺寸不能太長。在保證發聲部11至少部分插入耳甲腔的前提下，第一泄壓孔1131與第二泄壓孔1132距發聲部11的後側面RS的距離不能太短，否則可能導致第一泄壓孔1131和/或第二泄壓孔1132的全部或部分的面積由於自由端FE與耳甲腔壁面的抵接而在X方向上被遮擋，使得第一泄壓孔1131和/或第二泄壓孔1132的有效面積減小。因此，在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1距後側面RS的距離a3的範圍為8.60mm~15.68mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1距後側面RS的距離a3的範 圍為10.44mm~15.68mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1距後側面RS的距離a3的範圍為11.00mm~14.55mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1距後側面RS的距離a3的範圍為12.15mm~13.25mm。
進一步地，結合圖16，為了避免第一泄壓孔1131和/或第二泄壓孔1132的全部或部分的面積在Z方向上被遮擋而使得第一泄壓孔1131和/或第二泄壓孔1132的有效面積減小，第一泄壓孔1131的中心O1沿Z方向距發聲部11的內側面IS的距離不能太小。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1沿Z方向距發聲部11的內側面IS的距離d3的範圍為4.24mm~6.38mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1沿Z方向距發聲部11的內側面IS的距離d3的範圍為4.50mm~5.85mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1沿Z方向距發聲部11的內側面IS的距離d3的範圍為4.80mm~5.50mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1沿Z方向距發聲部11的內側面IS的距離d3的範圍為5.20mm~5.55mm。
在一些實施例中，為使出聲孔112更靠近耳道以增大聽音效率，需要使得出聲孔112靠近自由端FE。在這種情況下，為了避免第二泄壓孔1132發出的聲音在耳道處(即聽音位置)與出聲孔112發出的聲音相消，導致聽音音量降低，第二泄壓孔1132可以設置得遠離後側面RS(或自由端FE)。進一步地，對於第一泄壓孔1131，由於其設置在上側面US，且與出聲孔112的距離較第二泄壓孔1132遠，由於耳部100與內側面IS之間的縫隙較小，相對於第二泄壓孔1132，第一泄壓孔1131產生的聲音更難傳輸至耳道。因此，在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心距離後側面RS的距離可以小於第二泄壓孔1132的中心距離後側面RS的距離。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心距離後側面RS的距離也可以大於或者等於第二泄壓孔1132的中心距離後側面RS的距離。在一些實施例中，第二泄壓孔1132的中心O2距後側面RS的距離a4的範圍為13.51mm~20.27mm。在一些實施例中，第二泄壓孔1132的中心O2距後側面RS的距離a4的範圍為15.00mm~19.55mm。在一些實施例中，第二泄壓孔1132的中心O2距後側面RS的距離a4的範圍為17.15mm~18.25mm。
進一步地，在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1與第二泄壓孔1132的中心O2沿Z方向距發聲部11的內側面IS的距離可以相同。在 一些實施例中，第二泄壓孔1132的中心O2沿Z方向距發聲部11的內側面IS的距離d4的範圍為4.24mm~6.38mm。在一些實施例中，第二泄壓孔1132的中心O2沿Z方向距發聲部11的內側面IS的距離d4的範圍為4.50mm~5.85mm。在一些實施例中，第二泄壓孔1132的中心O2沿Z方向距發聲部11的內側面IS的距離d4的範圍為4.80mm~5.50mm。在一些實施例中，第二泄壓孔1132的中心O2沿Z方向距發聲部11的內側面IS的距離d4的範圍為5.20mm~5.55mm。在一些實施例中，為使出聲孔112更靠近耳道以增大聽音效率，需要使得出聲孔112靠近下側面LS。在這種情況下，為了避免第二泄壓孔1132發出的聲音在耳道處(即聽音位置)與出聲孔112發出的聲音相消，導致聽音音量降低，在Z方向上，第二泄壓孔1132相對於第一泄壓孔1131可以更遠離內側面IS，即，第二泄壓孔1132中心O2距內側面IS的距離可以與第一泄壓孔1131的中心O1距內側面IS的距離不同。例如，第一泄壓孔1131的中心O1距內側面IS的距離為2.24mm~5.57mm，第二泄壓孔1132中心O2距內側面IS的距離為5.57mm~6.36mm。
在一些實施例中，第一泄壓孔1131及第二泄壓孔1132的形狀也會對其的聲重量造成影響。狹長形狀的第一泄壓孔1131及第二泄壓孔1132的聲阻較大，從而降低後腔的聲音強度。因此，為了保證第一泄壓孔1131及第二泄壓孔1132輸出的聲音強度，第一泄壓孔1131及第二泄壓孔1132的長軸尺寸與短軸尺寸之比(也稱為泄壓孔113的長寬比)不能過大。同時，由於發聲部11在厚度方向Z上的尺寸限制，第一泄壓孔1131及第二泄壓孔1132在厚度方向Z上的最大尺寸不能過大。因此，在泄壓孔113的面積一定時，第一泄壓孔1131及第二泄壓孔1132的長軸尺寸與短軸尺寸之比不能過小。在一些實施例中，第一泄壓孔1131及第二泄壓孔1132的形狀可以包括但不限於圓形、橢圓形、跑道形等。為便於描述，以下將以第一泄壓孔1131及第二泄壓孔1132設置成跑道形為例進行示例性的說明。
圖16係根據本發明一些實施例所示的開放式耳機的殼體的結構示意圖。如圖16所示，第一泄壓孔1131及第二泄壓孔1132可以採用跑道形，其中，跑道形的兩端可以為劣弧形或半圓形。此時第一泄壓孔1131及第二泄壓孔1132在厚度方向Z上的最大尺寸定義為其對應的短軸尺寸，第一泄壓孔1131 的短軸尺寸為W1，第二泄壓孔1132的短軸尺寸為W2；第一泄壓孔1131及第二泄壓孔1132在長軸方向X上的最大尺寸定義為其對應的長軸尺寸，第一泄壓孔1131的長軸尺寸為L1，第二泄壓孔1132的長軸尺寸為L2。基於上述原理，第一泄壓孔1131及第二泄壓孔1132的長軸尺寸與短軸尺寸之比不能過大也不能過小，在一些實施例中，第一泄壓孔1131的長軸尺寸L1與第一泄壓孔1131的短軸尺寸W1的比值範圍可以在1~8之間。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的長軸尺寸L1與第一泄壓孔1131的短軸尺寸W1的比值範圍可以在1.33~8之間。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的長軸尺寸L1與第一泄壓孔1131的短軸尺寸W1的比值範圍可以在3~7之間。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的長軸尺寸L1與第一泄壓孔1131的短軸尺寸W1的比值範圍可以在4~6之間。在一些實施例中，第二泄壓孔1132的長軸尺寸L2與第二泄壓孔1132的短軸尺寸W2的比值範圍可以在1~8之間。在一些實施例中，第二泄壓孔1132的長軸尺寸L2與第二泄壓孔1132的短軸尺寸W2的比值範圍可以在3~7之間。在一些實施例中，第二泄壓孔1132的長軸尺寸L2與第二泄壓孔1132的短軸尺寸W2的比值範圍可以在4~6之間。在一些實施例中，第二泄壓孔1132的長軸尺寸L2與第二泄壓孔1132的短軸尺寸W2的比值範圍也可以在1~6之間。
在一些實施例中，當第一泄壓孔1131與第二泄壓孔1132均採用直筒狀結構時，即其對應內開口和外開口尺寸相同，此時，第一泄壓孔1131的長軸尺寸L1的取值範圍可以為1.43mm-16.38mm，短軸尺寸W1的取值範圍可以為1.43mm-5.7mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的長軸尺寸L1的取值範圍可以為4.10mm-16.38mm，短軸尺寸W1的取值範圍可以為1.43mm-5.7mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的長軸尺寸L1的取值範圍可以為6.14mm-10.92mm，短軸尺寸W1的取值範圍可以為2.14mm-3.80mm。在一些實施例中，第二泄壓孔1132的長軸尺寸L2的取值範圍可以為1.00mm-10.38mm，短軸尺寸W2的取值範圍可以為1.00mm-4.05mm。在一些實施例中，第二泄壓孔1132的長軸尺寸L2的取值範圍可以為2.59mm-10.38mm，短軸尺寸W2的取值範圍可以為1.52mm-4.05mm。在一些實施例中，第二泄壓孔1132的長軸尺寸L2的取值範圍可以為3.89mm-6.92mm，短軸尺寸W2的取值範圍可以為2.28mm-4.05mm。
在一些實施例中，為了便於加工製造，降低工藝難度，第一泄壓 孔1131與第二泄壓孔1132均可以採用喇叭狀結構，例如，內開口的面積小於對應外開口的面積，或者外開口的面積小於對應內開口的面積。
在一些實施例中，當第一泄壓孔1131與第二泄壓孔1132均採用喇叭狀結構時，第一泄壓孔1131的外開口的沿X方向的長軸尺寸的取值範圍可以為4.10mm-16.38mm，第一泄壓孔1131的外開口的沿Z方向的短軸尺寸的取值範圍可以為1.43mm-5.7mm，第一泄壓孔1131的外開口面積的取值範圍為5.39mm2-86.21mm2；第一泄壓孔1131的內開口的沿X方向的長軸尺寸的取值範圍可以為3.92mm-15.68mm，第一泄壓孔1131的內開口的沿Z方向的短軸尺寸的取值範圍可以為1.29mm-5.14mm，第一泄壓孔1131的內開口面積的取值範圍為4.58mm2-73.32mm2；第二泄壓孔1132的外開口的沿X方向的長軸尺寸的取值範圍可以為2.59mm-10.38mm，第二泄壓孔1132的外開口的沿Z方向的短軸尺寸的取值範圍可以為1.52mm-4.05mm，第二泄壓孔1132的外開口面積的取值範圍為3.42mm2-54.68mm2；第二泄壓孔1132的內開口的沿X方向的長軸尺寸的取值範圍可以為2.28mm-9.1mm，第二泄壓孔1132的內開口的沿Z方向的短軸尺寸的取值範圍可以為1.26mm-5.04mm，第二泄壓孔1132的內開口面積的取值範圍為2.56mm2-40.90mm2。在一些實施例中，當第一泄壓孔1131與第二泄壓孔1132均採用喇叭狀結構時，第一泄壓孔1131的外開口的沿X方向的長軸尺寸的取值範圍可以為6.14mm-10.92mm，第一泄壓孔1131的外開口的沿Z方向的短軸尺寸的取值範圍可以為2.14mm-3.80mm，第一泄壓孔1131的外開口面積的取值範圍為12.12mm2-38.32mm2；第一泄壓孔1131的內開口的沿X方向的長軸尺寸的取值範圍可以為5.88mm-10.45mm，第一泄壓孔1131的內開口的沿Z方向的短軸尺寸的取值範圍可以為1.93mm-3.43mm，第一泄壓孔1131的內開口面積的取值範圍為10.31mm2-32.59mm2；第二泄壓孔1132的外開口的沿X方向的長軸尺寸的取值範圍可以為3.89mm-6.92mm，第二泄壓孔1132的外開口的沿Z方向的短軸尺寸的取值範圍可以為2.28mm-4.05mm，第二泄壓孔1132的外開口面積的取值範圍為7.69mm2-24.30mm2；第二泄壓孔1132的內開口的沿X方向的長軸尺寸的取值範圍可以為3.41mm-6.61mm，第二泄壓孔1132的內開口的沿Z方向的短軸尺寸的取值範圍可以為1.89mm-3.36mm，第二泄壓孔1132的內開口面積的取值範圍為5.75mm2-18.18mm2。在一些實施例中，當第一泄壓孔1131 與第二泄壓孔1132均採用喇叭狀結構時，第一泄壓孔1131的外開口的沿X方向的長軸尺寸的取值可以為8.19mm，第一泄壓孔1131的外開口的沿Z方向的短軸尺寸的取值可以為2.85mm，第一泄壓孔1131的外開口面積的取值為21.55mm2；第一泄壓孔1131的內開口的沿X方向的長軸尺寸的取值可以為7.84mm，第一泄壓孔1131的內開口的沿Z方向的短軸尺寸的取值可以為2.57mm，第一泄壓孔1131的內開口面積的取值為18.33mm2；第二泄壓孔1132的外開口的沿X方向的長軸尺寸的取值可以為5.19mm，第二泄壓孔1132的外開口的沿Z方向的短軸尺寸的取值可以為3.04mm，第二泄壓孔1132的外開口面積的取值為13.67mm2；第二泄壓孔1132的內開口的沿X方向的長軸尺寸的取值可以為4.55mm，第二泄壓孔1132的內開口的沿Z方向的短軸尺寸的取值可以為2.52mm，第二泄壓孔1132的內開口面積的取值為10.23mm2。
在一些實施例中，第一泄壓孔1131內開口與出聲孔112的面積之比可以為0.1-15。在一些實施例中，第二泄壓孔1132內開口與出聲孔112的面積之比可以為0.1-3。在一些實施例中，第一泄壓孔1131內開口與出聲孔112的面積之比可以為0.2-10。在一些實施例中，第二泄壓孔1132內開口與出聲孔112的面積之比可以為0.1-2。在一些實施例中，第一泄壓孔1131內開口與出聲孔112的面積之比可以為0.3-5。在一些實施例中，第二泄壓孔1132內開口與出聲孔112的面積之比可以為0.2-1。
在一些實施例中，當第一泄壓孔1131與第二泄壓孔1132作為聲學孔與後腔構成亥姆霍茲共振腔模型時，由後文該公式(2)可知，第一泄壓孔1131與第二泄壓孔1132的面積越大，後腔的諧振頻率越大，從而使得其對應的漏音的諧振頻率盡可能往頻率較高的頻段(例如大於4kHz的頻率範圍)偏移，有利於提升頻響曲線中的平坦區域，並且有利於進一步避免其漏音被聽到。
圖17係根據本發明一些實施例所示的不同面積的第一泄壓孔對應的開放式耳機的頻響曲線圖。圖18係根據本發明一些實施例所示的不同面積的第二泄壓孔對應的開放式耳機的頻響曲線圖。
如圖17所示，曲線171、曲線172、曲線173、曲線174、曲線175分別表示面積為0、2.52mm2、5.52mm2、8.52mm2、11.52mm2的第一泄壓孔1131所對應的頻響曲線。如圖18所示，曲線181、曲線182、曲線183、曲線184、 曲線185分別表示面積為0、4.02mm2、5.52mm2、7.02mm2、8.52mm2的第二泄壓孔1132所對應的頻響曲線。
從圖17可以看出，當其他結構(例如，出聲孔112、第二泄壓孔1132等)固定時，隨著第一泄壓孔1131的面積逐漸增大，開放式耳機10的頻響曲線中後腔所對應的諧振頻率(即虛線圈G1中的諧振峰對應的頻率)逐漸向高頻移動，頻響曲線的平坦區域變寬。當第一泄壓孔的面積增至11.52mm2後，後腔所對應的諧振頻率向高頻變化變緩。需要說明的係，圖17中的頻響曲線係在當第二泄壓孔1132的位置和尺寸保持不變的條件下模擬得到的出聲孔中心O正前方15mm處的頻響曲線。類似地，從圖18可以看出，當其他結構(例如，出聲孔112、第一泄壓孔1131等)固定時，隨著第二泄壓孔1132的面積逐漸增大，開放式耳機10的頻響曲線中後腔所對應的諧振頻率(即虛線圈G2中的諧振峰對應的頻率)逐漸向高頻移動，頻響曲線的平坦區域變寬。需要說明的係，圖18中的頻響曲線係在當第一泄壓孔1131的位置和尺寸保持不變的條件下模擬得到的出聲孔中心O正前方15mm處的頻響曲線。
在一些實施例中，為了使得開放式耳機的頻響曲線具有較寬的平坦區域(例如，在諧振峰之前的區域)，並在中高頻範圍內(例如2kHz-6kHz)獲得更好的降漏音效果，且在保證破壞後腔中聲場的高壓區的同時使得後腔產生的聲音在遠場有足夠的強度，第一泄壓孔1131的面積和/或第二泄壓孔1132的面積不能太小。此外，在實際的應用中，第一泄壓孔1131的面積和/或第二泄壓孔1132的面積過大，會對開放式耳機10的外觀、結構強度、防水防塵等其他方面產生一定的影響，因此，第一泄壓孔1131的面積和/或第二泄壓孔1132的面積也不能太大。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的面積範圍為3.78mm2-86.21mm2，第二泄壓孔1132的面積的範圍為2.78mm2-54.68mm2。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的面積範圍為3.78mm2~22.07mm2，第二泄壓孔1132的面積範圍為2.78mm2~16.07mm2。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的面積範圍為6.78mm2~20.07mm2，第二泄壓孔1132的面積範圍為4.78mm2~13.07mm2。
在一些實施例中，由於設置在殼體111上的泄壓孔113(包括第一泄壓孔1131和第二泄壓孔1132)和後腔可以視為亥姆霍茲共振腔模型，因此，第一泄壓孔1131和第二泄壓孔1132的開口大小會影響後腔的諧振頻率，為保 證後腔的諧振頻率處在一個較高的頻率，例如，後腔的諧振頻率位於在2000Hz-6000Hz的頻率範圍內，可以透過設計第一泄壓孔1131和第二泄壓孔1132的開口大小與後腔體積的比值範圍來實現。在一些實施例中，為了使發聲部11至少部分插入耳甲腔時能夠與耳甲腔形成如本發明中其它地方所描述的第一洩露結構和/或第二洩露結構，發聲部11沿Y方向的尺寸可以基於耳甲腔尺寸確定。此時，當出聲孔112至換能器底面(例如，圖20A中的換能器116中磁路組件1164的底面)的距離一定時，後腔的體積可以和發聲部11的上側面US和/或下側面LS的面積相關。為了使後腔的諧振頻率足夠高，泄壓孔113的面積與後腔體積之比不能太小，換句話說，泄壓孔113的面積與上側面US和/或下側面LS的面積的比值不能太小。此外，為了保證殼體111物理結構的穩定性，從而保證開放式耳機10的使用壽命，泄壓孔113的面積與上側面US和/或下側面LS的面積的比值不能太大。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的面積與上側面US的面積的比值在0.036-0.093之間，第二泄壓孔1132的面積與下側面LS的面積的比值在0.018-0.051之間。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的面積與上側面US的面積的比值在0.046-0.083之間，第二泄壓孔1132的面積與下側面LS的面積的比值在0.028-0.041之間。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的面積與上側面US的面積的比值在0.056-0.073之間，第二泄壓孔1132的面積與下側面LS的面積的比值在0.031-0.038之間。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的面積與上側面US的面積的比值在0.061-0.068之間，第二泄壓孔1132的面積與下側面LS的面積的比值在0.033-0.036之間。
圖19係根據本發明一些實施例所示的開放式耳機處於佩戴狀態時在矢狀面的投影示意圖。
在一些實施例中，結合圖14和圖19，為了使發聲部11穩定地佩戴在用戶耳部，且便於構造如圖10所示的腔體結構，並使得腔體結構具有至少兩個洩露結構，自由端FE可以在長軸方向X和短軸方向Y上抵接在耳甲腔內，此時，發聲部11的內側面IS相對於矢狀面傾斜，並且此時發聲部的內側面IS與耳甲腔之間至少具有靠近頭頂的第一洩露結構UC(即耳甲腔與內側面IS上邊界之間形成的縫隙)和靠近耳道的第二洩露結構LC(即耳甲腔與內側面IS下邊界之間形成的縫隙)。由此，可以提高聽音音量，特別係中低頻的聽音音量， 同時仍然保留遠場漏音相消的效果，從而提升開放式耳機10的聲學輸出性能。
在一些實施例中，當開放式耳機10以圖14所示的佩戴方式進行佩戴時，發聲部的內側面IS與耳甲腔之間形成的第一洩露結構UC和第二洩露結構LC在長軸方向X上和厚度方向Z上均具有一定的尺度。在一些實施例中，為了便於理解第一洩露結構UC和第二洩露結構LC的位置，可以將開放式耳機10處於佩戴狀態時內側面IS的上/下邊界分別與耳部(例如，耳甲腔的側壁、耳輪腳)相交而形成的兩點的中點作為第一洩露結構UC和第二洩露結構LC的位置參考點，以耳道的耳道口中心作為耳道的位置參考點。在一些實施例中，為了便於理解第一洩露結構UC和第二洩露結構LC的位置，可以在開放式耳機10處於佩戴狀態時，將內側面IS的上邊界的中點作為第一洩露結構UC的位置參考點，以內側面IS的下邊界靠近自由端FE的三等分點(以下簡稱內側面IS的下邊界的1/3點)作為第二洩露結構LC的位置參考點。在本說明書中，當內側面IS與上側面US和/或下側面LS之間的交界處為弧形時，內側面IS的上邊界可以指內側面IS與上側面US之間的相交線，內側面IS的下邊界可以指內側面IS與下側面LS之間的相交線。在一些實施例中，當發聲部11的一個或複數個側面(例如，內側面IS、上側面US和/或下側面LS)為弧面時，兩個側面的相交線可以指該兩個側面的距發聲部中心最遠且平行於發聲部長軸或短軸的切面之間的相交線。
僅作為示例，本說明書將以內側面IS的上邊界的中點以及下邊界的1/3點分別作為第一洩露結構UC和第二洩露結構LC的位置參考點。需要知道的係，選定的內側面IS的上邊界的中點以及下邊界的1/3點，只係作為示例性的參考點來描述第一洩露結構UC和第二洩露結構LC的位置。在一些實施例中，還可以選定其他參考點用以描述第一洩露結構UC和第二洩露結構LC的位置。例如，由於不同用戶耳部的差異性，導致當開放式耳機10處於佩戴狀態時所形成的第一洩露結構UC/第二洩露結構LC為一寬度漸變的縫隙，此時，第一洩露結構UC/第二洩露結構LC的參考位置可以為內側面IS的上邊界/下邊界上靠近縫隙寬度最大的區域的位置。例如，可以以內側面IS的上邊界靠近自由端FE的1/3點作為第一洩露結構UC的位置，以內側面IS的下邊界的中點作為第二洩露結構LC的位置。
在一些實施例中，如圖19所示，內側面IS的上邊界在矢狀面的投影可以與上側面US在矢狀面的投影重合，內側面IS的下邊界在矢狀面的投影可以與下側面LS在矢狀面的投影重合。第一洩露結構UC的位置參考點位於(即內側面IS的上邊界的中點)在矢狀面的投影為點A，第二洩露結構LC的位置參考點位於(即內側面IS的下邊界的1/3點)在矢狀面的投影為點C其中，「內側面IS的上邊界的中點在矢狀面的投影點A4」可以係內側面IS的上邊界與換能器的磁路組件(例如，下文描述的磁路組件1144)的短軸中心面的相交點並投影在矢狀面上的投影點。磁路組件的短軸中心面係指平行於發聲部11的短軸方向且透過磁路組件的幾何中心的平面。「內側面IS的下邊界的1/3點在矢狀面的投影點B2」可以係內側面IS的下邊界靠近自由端FE的三等分點在矢狀面上的投影點。
如圖19所示，在一些實施例中，在佩戴狀態下，開放式耳機10的發聲部11在矢狀面上的投影可以至少部分覆蓋用戶的耳道，但耳道可以透過耳甲腔與外界連通，以實現解放用戶的雙耳。在一些實施例中，由於泄壓孔113的聲音可以透過洩露結構(例如，第一洩露結構UC或第二洩露結構LC)傳入腔體結構與出聲孔112的聲音發生相消，因此，第一泄壓孔1131及第二泄壓孔1132不能離上、下側的洩露結構太近。
在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1在矢狀面的投影點O1’與內側面IS的上邊界的中點在矢狀面的投影點A4可以基本重合。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1在矢狀面的投影點O1’距內側面IS的上邊界的中點在矢狀面的投影點A4的距離範圍不大於2mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1在矢狀面的投影點O1’距內側面IS的上邊界的中點在矢狀面的投影點A4的距離範圍不大於1mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1在矢狀面的投影點O1’距內側面IS的上邊界的中點在矢狀面的投影點A4的距離範圍不大於0.5mm。
當出聲孔112與第一泄壓孔1131的相對位置保持不變(即出聲孔112的中心O與第一泄壓孔1131的中心O1之間的距離保持不變)時，腔體結構的體積V越大，開放式耳機10整體(全頻段範圍內)的聽音指數越小。這係因為受到腔體結構內氣聲諧振的影響，在腔體結構的諧振頻率上，腔體結構內會 產生氣聲諧振並向外輻射遠大於泄壓孔113的聲音，造成了漏音的極大提高，進而使得聽音指數在該諧振頻率附近顯著變小。
在一些實施例中，第二泄壓孔1132的中心O2在矢狀面的投影點O2’距內側面IS的上邊界的中點在矢狀面的投影點A4的距離越大，腔體結構的體積V越大。因此，在一些實施例中，在發聲部11至少部分地插入耳甲腔內的前提下，為了使腔體結構具有合適體積V，以使耳道的收音效果較好，點O2’距點A的距離範圍為14.4mm~21.6mm。在一些實施例中，點O2’距點A的距離範圍為16.4mm~19.6mm。在一些實施例中，點O2’距點A的距離範圍為17.4mm~18.6mm。在一些實施例中，點O2’距點A的距離範圍為17.8mm~18.2mm。
在一些實施例中，為了保證發聲部11伸入耳甲腔且內側面IS的上邊界與耳甲腔之間存在適當的縫隙(形成腔體結構的開口)，內側面IS的上邊界的中點在矢狀面上的投影點A4距耳道口的中心O3在矢狀面的投影點O3’的距離範圍為12mm~18mm，第二泄壓孔的中心O2在矢狀面的投影點O2’距耳道口的中心O3在矢狀面的投影點O3’的距離範圍為6.88mm~10.32mm。在一些實施例中，內側面IS的上邊界的中點在矢狀面的投影點A4距耳道口的中心O3在矢狀面的投影點O3’的距離範圍為14mm~16mm，第二泄壓孔的中心O2在矢狀面的投影點O2’距耳道口的中心O3在矢狀面的投影點O3’的距離範圍為7.88mm~9.32mm。在一些實施例中，內側面IS的上邊界的中點在矢狀面的投影點A4距耳道口的中心O3在矢狀面的投影點O3’的距離範圍為14.5mm~15.5mm，第二泄壓孔的中心O2在矢狀面的投影點O2’距耳道口的中心O3在矢狀面的投影點O3’的距離範圍為7.88mm~8.32mm。
在一些實施例中，為了保證發聲部11伸入耳甲腔且內側面IS的上邊界與耳甲腔之間存在適當的縫隙(形成腔體結構的開口)，第一泄壓孔1131的中心O1在矢狀面的投影點O1’距耳道口的中心O3在矢狀面的投影點O3’的距離範圍為12mm~18mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1在矢狀面的投影點O1’距耳道口的中心O3在矢狀面的投影點O3’的距離範圍為14mm~16mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1在矢狀面的投影點O1’距耳道口的中心O3在矢狀面的投影點O3’的距離範圍為14.5mm~15.5mm。
在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1在矢狀面的投影點 O1’距內側面IS的下邊界的1/3點在矢狀面的投影點B2的距離越大，腔體結構的體積V越大。因此，在一些實施例中，在發聲部11至少部分地插入耳甲腔內的前提下，為了使腔體結構具有合適體積V，以使耳道的收音效果較好，第一泄壓孔1131的中心O1在矢狀面的投影點O1’距內側面IS的下邊界的1/3點在矢狀面的投影點B2的距離範圍為13.76mm~20.64mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1在矢狀面的投影點O1’距內側面IS的下邊界的1/3點在矢狀面的投影點B2的距離範圍為15.76mm~18.64mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1在矢狀面的投影點O1’距內側面IS的下邊界的1/3點在矢狀面的投影點B2的距離範圍為16.16mm~18.24mm。
在一些實施例中，為減少第二泄壓孔1132的聲音透過第二洩露結構LC傳入腔體結構與出聲孔112的聲音相消，第二泄壓孔1132的中心O2在矢狀面的投影點O2’距內側面IS的下邊界的1/3點在矢狀面的投影點B2的距離範圍為8.16mm~12.24mm。在一些實施例中，第二泄壓孔1132的中心O2在矢狀面的投影點O2’距內側面IS的下邊界的1/3點在矢狀面的投影點B2的距離範圍為9.16mm~11.24mm。在一些實施例中，第二泄壓孔1132的中心O2在矢狀面的投影點O2’距內側面IS的下邊界的1/3點在矢狀面的投影點B2的距離範圍為9.66mm~10.74mm。
在一些實施例中，為了保證發聲部11伸入耳甲腔且內側面IS的上邊界與耳甲腔之間存在適當的縫隙(形成腔體結構的開口)，內側面的下邊界的1/3點在矢狀面的投影點B2距耳道口的中心O3在矢狀面的投影點O3’的距離範圍為1.76mm~2.64mm。在一些實施例中，內側面的下邊界的1/3點在矢狀面的投影點B2距耳道口的中心O3在矢狀面的投影點O3’的距離範圍為1.96mm~2.44mm。在一些實施例中，內側面的下邊界的1/3點在矢狀面的投影點B2距耳道口的中心O3在矢狀面的投影點O3’的距離範圍為2.16mm~2.24mm。
圖20A係根據本發明一些實施例所示的發聲部的示例性內部結構圖。
如圖20A所示，發聲部11可以包括與耳掛12連接的殼體111和設置在殼體111內的換能器116。在一些實施例中，發聲部11還可以包括設置在殼體111內的主控電路板13和設置在耳掛12遠離發聲部11一端的電池(未 示出)，電池和換能器116分別與主控電路板13電性連接，以允許電池在主控電路板13的控制下為換能器116供電。當然，電池和換能器116也可以均設置在發聲部11內，且電池可以更靠近連接端CE而換能器116則可以更靠近自由端FE。
在一些實施例中，開放式耳機10可以包括連接發聲部11和耳掛12的調節機構，不同的用戶在佩戴狀態下能夠透過調節機構調節發聲部11在耳部上的相對位置，以使得發聲部11位於一個合適的位置，從而使得發聲部11與耳甲腔形成腔體結構。除此之外，由於調節機構的存在，用戶也能夠調節開放式耳機10佩戴至更加穩定、舒適的位置。
由於耳甲腔具有一定的容積及深度，使得自由端FE伸入耳甲腔內之後，發聲部11的內側面IS與耳甲腔之間能夠具有一定的間距。換言之，發聲部11在佩戴狀態下與耳甲腔可以配合形成與外耳道連通的腔體結構，發聲部11(例如，內側面IS)上設有出聲孔112，且出聲孔112可以至少部分位於前述腔體結構內。如此，在佩戴狀態下，由出聲孔112傳播而出的聲波會受到前述腔體結構的限制，也即前述腔體結構能夠聚攏聲波，使得聲波能夠更好地傳播至外耳道內，從而提高用戶在近場聽到的聲音的音量和音質，這樣有利於改善開放式耳機10的聲學效果。進一步地，由於發聲部11可以設置成在佩戴狀態下不堵住外耳道，使得前述腔體結構可以呈半開放式設置。如此，由出聲孔112傳播而出的聲波，其一部分可以傳播至耳道從而使用戶聽到聲音，其另一部分可以與經耳道反射的聲音一起經由發聲部11與耳部之間的縫隙(例如耳甲腔未被發聲部11覆蓋的一部分)傳播至開放式耳機10及耳部的外部，從而在遠場形成第一漏音；與此同時，經由發聲部11上開設的泄壓孔113(例如，第一泄壓孔1131和第二泄壓孔1132)傳播出去的聲波一般會在遠場形成第二漏音，前述第一漏音的強度和前述第二漏音的強度相當，且前述第一漏音的相位和前述第二漏音的相位(接近)互為反相，使得兩者能夠在遠場相消，這樣有利於降低開放式耳機10在遠場的漏音。
在一些實施例中，換能器116與殼體111之間可以形成前腔114，出聲孔112設置於殼體111上包圍形成前腔114的區域，前腔114透過出聲孔112與外界連通。
在一些實施例中，前腔114設置於換能器116的振膜與殼體111之間，為了保證振膜具有充足的振動空間，前腔114可以具有較大的深度尺寸(即換能器116的振膜與其正對的殼體111之間的距離尺寸)。在一些實施例中，如圖20A所示，出聲孔112設置於厚度方向Z上的內側面IS上，此時前腔114的深度可以係指前腔114在Z方向上的尺寸。然，前腔114的深度過大，又會導致發聲部11的尺寸增大，影響開放式耳機10的佩戴舒適性。在一些實施例中，前腔114的深度可以為0.55mm-1.00mm。在一些實施例中，前腔114的深度可以為0.66mm-0.99mm。在一些實施例中，前腔114的深度可以為0.76mm-0.99mm。在一些實施例中，前腔114的深度可以為0.96mm-0.99mm。在一些實施例中，前腔114的深度可以為0.97mm。
為了提升開放式耳機10的出聲效果，前腔114和出聲孔112構成的類似亥姆霍茲共振腔結構的諧振頻率要盡可能的高，以此使得發聲部的整體的頻率回應曲線具有較寬的平坦區域。在一些實施例中，前腔114的諧振頻率f1可以不低於3kHz。在一些實施例中，前腔114的諧振頻率f1可以不低於4kHz。在一些實施例中，前腔114的諧振頻率可以不低於6kHz。在一些實施例中，前腔114的諧振頻率可以不低於7kHz。在一些實施例中，前腔114的諧振頻率可以不低於8kHz。
請參照圖20A，在一些實施例中，對應第一泄壓孔1131和/或第二泄壓孔1132的位置可以設置有聲阻網118。聲阻網118可以調節後腔的諧振頻率處的幅值，同時也可以起到防塵、防水作用。聲阻網118的其他參數一定時，其聲阻的大小與其厚度相關，不同厚度的聲阻網會對相應的聲學孔的聲學輸出性能產生一定的影響。因此聲阻網118的厚度具有一定範圍的限制。在一些實施例中，設置於第一泄壓孔1131處和第二泄壓孔1132處的聲阻網118的厚度範圍可以為35μm-300μm。在一些實施例中，設置於第一泄壓孔1131處和第二泄壓孔1132處的聲阻網118的厚度範圍可以為40μm-150μm。在一些實施例中，設置於第一泄壓孔1131處和第二泄壓孔1132處的聲阻網118的厚度範圍可以為50μm-65μm。在一些實施例中，設置於第一泄壓孔1131處和第二泄壓孔1132處的聲阻網118的厚度範圍可以為55μm-62μm。另一方面，聲阻網118朝向殼體111外部的一端(即聲阻網118的上表面)與殼體111的外表面之間的 距離越大，對應聲阻網118的設置位置越靠近後腔，後腔的體積越小。在一些實施例中，設置於第一泄壓孔1131處的聲阻網118的上表面與殼體111的外表面之間的距離可以為0.8mm-0.9mm，設置於第二泄壓孔1132處的聲阻網118的上表面與殼體111的外表面之間的距離可以為0.7mm-0.8mm。在一些實施例中，設置於第一泄壓孔1131處的聲阻網118的上表面與殼體111的外表面之間的距離可以為0.82mm-0.88mm，設置於第二泄壓孔1132處的聲阻網118的上表面與殼體111的外表面之間的距離可以為0.72mm-0.76mm。在一些實施例中，設置於第一泄壓孔1131處的聲阻網118的上表面與殼體111的外表面之間的距離可以為0.86mm，設置於第二泄壓孔1132處的聲阻網118的上表面與殼體111的外表面之間的距離可以為0.73mm。
圖20B係根據本說明書一些實施例所示的第二聲學腔體的示例性結構圖。
參照圖20A和圖20B，在一些實施例中，殼體111內可以設置有支架117，支架117與換能器116之間可以圍設形成腔體115，以使得腔體115與殼體111內的其他結構(例如主控電路板13等)隔開，這樣有利於改善發聲部11的聲學表現力。需要知道的係，本說明書中其它地方所描述的後腔不僅可以包括腔體115，還可以包括其它位於振膜後側且與腔體115連通的區域(例如，位於振膜和磁路組件之間的空間)。殼體111設置有泄壓孔113(例如，第一泄壓孔1131和/或第二泄壓孔1132)，支架117上設置有連通泄壓孔113和腔體115的聲學通道，以便於腔體115與外界環境連通，也即空氣能夠自由地進出後腔，從而有利於降低換能器116的振膜在振動過程中的阻力。
在一些實施例中，為了開放式耳機10的聲學輸出性能，後腔的頻率回應曲線需要具有較寬的平坦區域，因此後腔的諧振頻率可以設置地較大。進一步地，為了使得由前述泄壓孔113形成的第二漏音可以與第一漏音更好地相互抵消，在一些實施例中，後腔的諧振頻率可以與前腔114的諧振頻率相等。在一些實施例中，後腔的諧振頻率可以與前腔114的諧振頻率的差值可以不大於1kHz。在一些實施例中，後腔的諧振頻率可以與前腔114的諧振頻率的差值可以不大於500Hz。在一些實施例中，後腔的諧振頻率可以與前腔114的諧振頻率的差值可以不大於200Hz。在一些實施例中，後腔的諧振頻率可以不低於4.5kHz。 在一些實施例中，後腔的諧振頻率可以不低於6kHz。在一些實施例中，後腔的諧振頻率可以為8kHz。
在一些實施例中，後腔和殼體111上設置的泄壓孔113的結合可以看作一個亥姆霍茲共振腔模型。其中，後腔可以作為亥姆霍茲共振腔模型的腔體，泄壓孔可以作為亥姆霍茲共振腔模型的頸部，此時亥姆霍茲共振腔模型的共振頻率為後腔的諧振頻率。在亥姆霍茲共振腔模型中，頸部(例如第一泄壓孔1131或第二泄壓孔1132)的尺寸可以影響到腔體(例如後腔)的諧振頻率f，具體關係如公式(2)所示：
Figure 112132579-A0101-12-0047-2
其中，c代表聲速，S代表頸部(例如第一泄壓孔1131或第二泄壓孔1132)的面積，V代表腔體(例如後腔)的體積，L代表頸部(例如第一泄壓孔1131或第二泄壓孔1132)的深度。
由公式(2)可知，當後腔的體積V減小，後腔的諧振頻率f2增大。因此為了使得後腔具有足夠大的諧振頻率，就需要後腔的體積足夠小。
然後腔的體積也會對後腔的聲容Ca造成影響，後腔的聲容Ca變化，會導致後腔的容抗特性發生改變，進而影響到後腔的振動特性。後腔的體積與後腔的聲容Ca的具體關係如公式(3)所示：
Figure 112132579-A0101-12-0047-3
其中，ρ代表空氣密度，c代表聲音速度，V代表後腔的體積。
結合公式(2)與公式(3)可知，當後腔的體積V增加，後腔的聲容Ca增加，然對應的後腔的諧振頻率減小。為了使得後腔的諧振頻率較大的同時，後腔也具有較大的聲容Ca，後腔的體積V需要具有適當的取值範圍。
如圖20B所示，在一些實施例中，腔體115的截面可以由兩個垂直的邊和一個曲邊構成，連接曲邊的兩個端點，可以將該截面(例如，截面C1C2C3)近似看作一個三角形。其中，斜邊C1C3由支架115上形成的曲面與兩條直邊接觸形成的兩個端點的連線構成，兩個直邊C1C2與C2C3由換能器116的盆架構成，其中斜邊C1C3與直邊C2C3之間具有夾角α。在一些實施例中，由於發聲部11的盆架在直邊C2C3所在區域上需要設置聲學孔(例如透聲 孔)，以使得振膜1161振動產生的聲音可輻射到腔體115，在振膜1161的後側與腔體115之間提供良好的輻射聲音的通道。為保證聲學性能，可以透過調整直邊C1C2的長度，從而調節夾角α的大小，進而改變三角形C1C2C3的面積以調節腔體115的體積，從而改變後腔的體積。在一些實施例中，由於透聲孔的限制，直邊C2C3的長度不小於0.67mm。在一些實施例中，直邊C2C3的長度可以為0.7mm。在一些實施例中，由於夾角α的取值具有範圍限制，因此腔體115的體積V的取值也具有範圍限制。
圖20C係根據本說明書一些實施例所示的不同大小的夾角α對應的後腔的頻率回應曲線圖。如圖20C所示，當減小直邊BC的長度以使夾角α從67.6°減小至45°時，後腔的體積V減小，對應的後腔的聲容Ca從7×10-12m3/Pa減小至2.88×10-12m3/Pa，然後腔的諧振頻率從4.5kHz左右增大至6kHz左右。當增大直邊BC的長度以使夾角α從67.6°增大至79.11°時，後腔的體積V增大，對應的後腔的聲容Ca從7×10-12m3/Pa增大至15×10-12m3/Pa，然後腔的諧振頻率從4.5kHz左右減小至3kHz左右。需要說明的係，圖20C中所示的7×10-12m3/Pa、15×10-12m3/Pa等參數僅代表理論上後腔的體積所對應的聲容值，與實際資料可能存在誤差。
在一些實施例中，腔體115中的夾角α的取值範圍可以為45°-79.11°。在一些實施例中，腔體115中的夾角α的取值範圍可以為60°-70°。在一些實施例中，腔體115中的夾角α的取值可以為67.6°。在一些實施例中，腔體115中的夾角α的取值範圍可以為67°-68°。
圖21係根據本發明一些實施例所示的換能器的示例性內部結構圖。
如圖21所示，殼體111容納有換能器116，換能器116包括振膜1161、音圈1162、盆架1163以及磁路組件1164。其中，盆架1163環繞振膜1161、音圈1162及磁路組件1164設置，用於提供安裝固定平臺，換能器116可以透過盆架1163與殼體111相連，振膜1161在Z方向上覆蓋音圈1162和磁路組件1164，音圈1162伸入磁路組件1164且與振膜1161相連，音圈1162通電之後產生的磁場與磁路組件1164所形成的磁場相互作用，從而驅動振膜1161產生機械振動，進而經由空氣等媒介的傳播產生聲音，聲音透過出聲孔112輸 出。
在一些實施例中，磁路組件1164包括導磁板11641、磁體11642與容納件11643，導磁板11641與磁體11642相互連接，磁體11642遠離導磁板11641的一側安裝於容納件11643的底壁，且磁體11642的周側與容納件11643的周側內側壁之間具有間隙。在一些實施例中，容納件11643的周側外側壁與盆架1163連接固定。在一些實施例中，容納件11643與導磁板11641均可以採用導磁材質(例如鐵等)。
在一些實施例中，振膜1161的周側可以透過固定環1155連接至盆架1163上。在一些實施例中，固定環1165的材質可以包括不銹鋼材質或其他金屬材質，以適應振膜1161的加工製造工藝。
參照圖20A和圖21，在一些實施例中，為了提升發聲部11的聲學輸出(尤其係低頻輸出)效果，提升振膜1161推動空氣的能力，振膜1161沿Z方向的投影面積越大越好，然振膜1161的面積過大會導致換能器116的尺寸過大，由此導致殼體111過大，從而容易導致殼體111與耳廓碰撞摩擦，影響發聲部11的佩戴舒適度。因此需要對殼體111的尺寸進行設計。示例性地，可以根據耳甲腔沿Y方向的尺寸(例如17mm)確定殼體111在Y方向上的短軸尺寸(也可以稱為寬度尺寸)，再根據佩戴舒適度選取適宜的長短比(即殼體111在X方向尺寸與在Y方向的尺寸之比)，從而確定殼體111在X方向的長軸尺寸(也可以稱為長度尺寸)(例如21.49mm)，以與耳甲腔沿X方向的尺寸相匹配。
在一些實施例中，為了便於大多數用戶的佩戴(例如，使大多數用戶在佩戴開放式耳機10時發聲部11能夠插入到耳甲腔中或者抵靠在對耳輪區域)，以形成較好的聲學效果的腔體結構，例如，使得開放式耳機10在佩戴時與用戶耳部之間形成第一洩露結構UC和第二洩露結構LC，以提高耳機的聲學性能，殼體111的尺寸可以採用預設範圍的取值。在一些實施例中，根據耳甲腔沿Y方向的寬度尺寸範圍，殼體111沿Y方向上的寬度尺寸可以在11mm-16mm範圍內。在一些實施例中，殼體111沿Y方向上的寬度尺寸可以為11mm-15mm。在一些實施例中，殼體111沿Y方向上的寬度尺寸可以為14mm-15mm。在一些實施例中，殼體111在X方向尺寸與在Y方向尺寸之比的取值 可以為1.2-5。在一些實施例中，殼體111在X方向尺寸與在Y方向尺寸之比的取值可以為1.4-4。在一些實施例中，殼體111在X方向尺寸與在Y方向尺寸之比的取值可以為1.5-2。在一些實施例中，殼體111沿X方向的長度尺寸可以在15mm-30mm範圍內。在一些實施例中，殼體111沿X方向的長度尺寸可以為16mm-28mm。在一些實施例中，殼體111沿X方向的長度尺寸可以為19mm-24mm。在一些實施例中，為了避免殼體111的體積過大影響開放式耳機10佩戴舒適度，殼體111沿Z方向的厚度尺寸可以在5mm-20mm範圍內。在一些實施例中，殼體111沿Z方向的厚度尺寸可以為5.1mm-18mm。在一些實施例中，殼體111沿Z方向的厚度尺寸可以為6mm-15mm。在一些實施例中，殼體111沿Z方向的厚度尺寸可以為7mm-10mm。在一些實施例中，殼體111的內側面IS面積(在內側面IS為矩形的情況下等於殼體111的長度尺寸與寬度尺寸的乘積)可以為90mm2-560mm2。在一些實施例中，內側面IS面積可以視為近似於振膜1161沿Z方向的投影面積。例如，內側面IS的面積與振膜1161沿Z方向的投影面積相差10%。在一些實施例中，內側面IS的面積可以為150mm2-360mm2。在一些實施例中，內側面IS的面積可以為160mm2-240mm2。在一些實施例中，內側面IS的面積可以為180mm2-200mm2。基於圖10-圖13所述的原理，以如圖14所示的方式進行佩戴，開放式耳機10的尺寸設計在滿足佩戴舒適度的基礎上，其聲學性能係優於現有的開放式耳機，也就係說，在達到同等優良的聲學性能的前提下，開放式耳機10的尺寸可以小於現有的開放式耳機。
在一些實施例中，為了使得後腔的諧振頻率較大的同時，後腔也具有較大的聲容Ca，後腔的體積V需要具有適當的取值範圍。在一些實施例中，為了使後腔的體積具有適當的取值範圍，可以合理設計第一泄壓孔1131的中心O1距磁路組件1164的底面的距離。參照圖20A和21，當發聲部11在Z方向的厚度一定時，第一泄壓孔1131的中心O1沿Z方向距磁路組件1164的底面的距離越小，後腔的體積可能越大，此時，根據前述公式(3)可知，後腔的聲容Ca增加，然對應的後腔的諧振頻率減小。為了保證發聲部11的發聲效率足夠高、後腔諧振頻率在合適頻率範圍內(例如，2000Hz-6000Hz)以及用戶佩戴足夠舒適，在綜合考慮到結構強度、工藝實現難度以及殼體111的整體厚度的情況下，第一泄壓孔1131的中心O1沿Z方向距磁路組件1164的底面(即容納件11643 沿Z方向遠離出聲孔112的側面)的距離d5的範圍為1.31mm~1.98mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1沿Z方向距磁路組件1164的底面的距離d5的範圍為1.31mm~1.98mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1沿Z方向距磁路組件1164的底面的距離d5的範圍為1.41mm~1.88mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1沿Z方向距磁路組件1164的底面的距離d5的範圍為1.51mm~1.78mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1沿Z方向距磁路組件1164的底面的距離d5的範圍為1.56mm~1.72mm。類似地，在一些實施例中，第二泄壓孔1132的中心O2沿Z方向距磁路組件1164的底面的距離d6的範圍為1.31mm~1.98mm。在一些實施例中，第二泄壓孔1132的中心O2沿Z方向距磁路組件1164的底面的距離d6的範圍為1.41mm~1.88mm。在一些實施例中，第二泄壓孔1132的中心O2沿Z方向距磁路組件1164的底面的距離d6的範圍為1.51mm~1.78mm。在一些實施例中，第二泄壓孔1132的中心O2沿Z方向距磁路組件1164的底面的距離d6的範圍為1.56mm~1.72mm。
在一些實施例中，為使發聲部11的尺寸能夠與耳甲腔的尺寸相適配，可以對發聲部11沿Y方向的尺寸進行限定。在一些實施例中，發聲部11沿Y方向的尺寸可以由第一泄壓孔1131的中心O1距離磁路組件1164的長軸中心面(例如，如圖21所示的垂直於紙面向裡的面NN’)的距離決定。在一些實施例中，為便於設計，可以對第一泄壓孔1131的中心O1距離磁路組件1164的長軸中心面(例如，如圖21所示的垂直於紙面向裡的面NN’)的距離進行限定。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1距磁路組件1164的長軸中心面的距離範圍為5.45mm~8.19mm。在本發明中，磁路組件1164的長軸中心面係指平行於發聲部11的下側面LS且透過磁路組件1164的質心的平面。也就係說，磁路組件1164的長軸中心面可以沿著方向X將磁路組件1164分為相同的兩部分。第一泄壓孔1131的中心O1與磁路組件1164的長軸中心面的距離也即係第一泄壓孔1131的中心O1沿短軸方向Y到長軸中心面的距離。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1距離磁路組件1164的長軸中心面的距離範圍為5.95mm~8.69mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1距離磁路組件1164的長軸中心面的距離範圍為6.45mm~7.19mm。在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1距離磁路組件1164的長軸中心面的距離範圍為6.65mm~6.99 mm。類似地，在一些實施例中，第二泄壓孔1132的中心O2距離磁路組件1164的長軸中心面的距離範圍為5.46mm~8.20mm。在一些實施例中，第二泄壓孔1132的中心O2距離磁路組件1164的長軸中心面的距離範圍為5.96mm~8.70mm。在一些實施例中，第二泄壓孔1132的中心O1距離磁路組件1164的長軸中心面的距離範圍為6.46mm~7.20mm。在一些實施例中，第二泄壓孔1132的中心O2距離磁路組件1164的長軸中心面的距離範圍為6.66mm~7.00mm。
在一些實施例中，由於泄壓孔113(例如，第一泄壓孔1131和第二泄壓孔1132)的存在，在腔體115內，靠近泄壓孔113的位置的氣壓與外界氣壓相近，遠離泄壓孔113的位置的氣壓比外界氣壓更高。由於盆架1163上設有連通振膜1161後側與腔體115的透聲孔(未示出)，為了使振膜1161後側與腔體115的氣壓平衡，因此，盆架上的透聲孔可以非對稱設置，以更好地平衡氣流。具體地，在距離第一泄壓孔1131和/或第二泄壓孔1132較遠的位置，由於氣壓比較高，因此透聲孔的尺寸可以較大；在距離第一泄壓孔1131和/或第二泄壓孔1132較近的位置，由於氣壓較低，因此透聲孔的尺寸可以較小。在一些實施例中，透過調節第一泄壓孔1131、第二泄壓孔1132和/或透聲孔的尺寸(例如，截面積大小)大小可以使得開放式耳機10的低頻的振動更平穩。在一些實施例中，為了使後腔中的氣壓更加平穩，從而使振膜振動更加平穩，可以使第一泄壓孔1131與第二泄壓孔1132在X方向上錯開設置。此時，第一泄壓孔1131與第二泄壓孔1132在長軸中心面上的投影部分重合或不重合設置。在一些實施例中，第一泄壓孔1131與第二泄壓孔1132在長軸中心面上的投影重合面積不大於10.77mm2。在一些實施例中，第一泄壓孔1131與第二泄壓孔1132在長軸中心面上的投影重合面積不大於6.77mm2。在一些實施例中，第一泄壓孔1131與第二泄壓孔1132在長軸中心面上的投影重合面積不大於4.77mm2。在一些實施例中，第一泄壓孔1131與第二泄壓孔1132在長軸中心面上的投影重合面積不大於2.77mm2。
圖22係開放式耳機的殼體沿Z方向在磁路組件的底面所在平面上的示意圖。
在一些實施例中，第一泄壓孔1131的中心O1沿Z方向在磁路組件1164的底面所在平面的投影點為O1”，第二泄壓孔1132的中心O2沿Z方向 在磁路組件1164的底面所在平面的投影點為O2”。為了使第一泄壓孔1131與第二泄壓孔1132在X方向上錯開設置，可以使連線O1”O2”的長度範圍大於發聲部11的短軸尺寸。在一些實施例中，連線O1”O2”的長度範圍為11mm-16mm。在一些實施例中，連線O1”O2”的長度範圍為8.51mm-15.81mm。在一些實施例中，連線O1”O2”的長度範圍為10.51mm-15.81mm。在一些實施例中，連線O1”O2”的長度範圍為11.51mm-14.81mm。在一些實施例中，連線O1”O2”的長度範圍為12.51mm-13.81mm。在一些實施例中，連線O1”O2”的長度與發聲部11的寬度尺寸之比可以在1~1.88之間。
在一些實施例中，第一泄壓孔1131與第二泄壓孔1132在X方向上錯開程度不能太大。錯開程度太大，容易使得第一泄壓孔1131與第二泄壓孔1132在X方向上靠近自由端FE或連接端CE，從而導致開放式耳機10佩戴時第一泄壓孔1131和/或第二泄壓孔1132被耳部結構(例如，耳甲腔側壁、耳屏等)遮擋。在一些實施例中，第一泄壓孔1131與第二泄壓孔1132在X方向上錯開程度可以與連線O1”O2”與短軸方向Y之間的夾角β有關。在一些實施例中，夾角β的角度範圍可以為12.85°-23.88°。在一些實施例中，夾角β的角度範圍可以為14.85°-21.88°。在一些實施例中，夾角β的角度範圍可以為16.85°-19.88°。在一些實施例中，夾角β的角度範圍可以為18.85°-29.88°。
關於上述開放式耳機10的描述僅係出於闡述的目的，並不旨在限制本發明的範圍。對於本領域的通常知識者來說，可以根據本發明的描述，做出各種各樣的變化和修改。例如，當發聲部11上只設置有一個泄壓孔時，該泄壓孔可以係上述第一泄壓孔1131和第二泄壓孔1132中的任意一個。例如，該泄壓孔可以係上述第一泄壓孔1131，即該泄壓孔可以設置在上側面US。該泄壓孔距的中心距內側面IS的距離範圍可以為4.24mm~6.38mm，該泄壓孔距的中心距後側面RS的距離範圍可以為10.44mm~15.68mm。這些變化和修改仍處於本發明的保護範圍之內。
上文已對基本概念做了描述，顯然，對於本領域通常知識者來說，上述詳細披露僅僅作為示例，而並不構成對本發明的限定。雖然此處並沒有明確說明，本領域通常知識者可能會對本發明進行各種修改、改進和修正。該類修改、改進和修正在本發明中被建議，所以該類修改、改進、修正仍屬於本發明示範實 施例的精神和範圍。
10:開放式耳機
100:耳部
11:發聲部
12:耳掛
CE:連接端
FE:自由端
IS:內側面
LC:第二洩露結構
LS:下側面
NN’:面
UC:第一洩露結構
US:上側面
X:長軸方向
Y:短軸方向
Z:厚度方向

Claims (10)

  1. 一種開放式耳機，包括：
    發聲部，包括換能器和容納該換能器的殼體，其中，該換能器包括振膜；
    耳掛，在佩戴狀態下，該耳掛的第一部分掛設在用戶耳廓和頭部之間，該耳掛的第二部分向該耳廓背離該頭部的一側延伸並連接該發聲部以將該發聲部固定於耳道附近但不堵塞耳道的位置，其中，該殼體朝向該耳廓的內側面上開設出聲孔，用於將該振膜前側產生的聲音匯出該殼體後傳向該耳道，該殼體的其它側壁上開設有至少兩個泄壓孔，該至少兩個泄壓孔包括遠離該耳道的第一泄壓孔和靠近該耳道的第二泄壓孔，該殼體至少部分插入耳甲腔，該第二泄壓孔的面積小於該第一泄壓孔的面積。
  2. 如請求項1所述的開放式耳機，其中，該第一泄壓孔開設在該殼體的上側面，該第二泄壓孔開設在該殼體的下側面。
  3. 如請求項2所述的開放式耳機，其中，該第一泄壓孔的面積範圍為3.78mm2~22.07mm2，該第二泄壓孔的面積範圍為2.78mm2~16.07mm2。
  4. 如請求項3所述的開放式耳機，其中，該第一泄壓孔的面積與該上側面的面積的比值在0.036-0.093之間，該第二泄壓孔的面積與該下側面的面積的比值在0.018-0.051之間。
  5. 如請求項2所述的開放式耳機，其中，該換能器包括磁路組件，該磁路組件用於提供磁場，該第一泄壓孔與該第二泄壓孔在該磁路組件的長軸中心面上的投影的重合面積不大於10.77mm2。
  6. 如請求項5所述的開放式耳機，其中，該第一泄壓孔的該中心與該第二泄壓孔的該中心在該磁路組件的底面所在平面的投影點的連線的長度範圍為8.51mm-15.81mm。
  7. 如請求項6所述的開放式耳機，其中，該連線與該殼體的短軸方向的夾角的角度範圍為12.85°-23.88°。
  8. 如請求項1所述的開放式耳機，其中，該第一泄壓孔的該中心與該出聲孔的中心之間具有第一距離，該第二泄壓孔的該中心與該出聲孔之間具有第二距離，該第一距離與該第二距離之差小於10%。
  9. 如請求項8所述的開放式耳機，其中，該第一距離為5.12mm~15.11mm。
  10. 如請求項1所述的開放式耳機，其中，該第一泄壓孔的長軸尺寸與該第一泄壓孔的短軸尺寸的比值範圍在1~8之間，或者該第二泄壓孔的長軸尺寸與該第二泄壓孔的短軸尺寸的比值範圍在1~8之間。
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