TW202418839A - 一種發聲部 - Google Patents

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張磊
顧善勇
趙洪強
童珮耕
解國林
李永堅
徐江
招濤
武多多
戢澳
齊心
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大陸商深圳市韶音科技有限公司
大陸商精拓麗音科技（北京）有限公司
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Abstract

本說明書的一個或複數個實施例涉及一種發聲部，包括：振膜；磁路組件；線圈，該線圈與該振膜連接並至少部分位於該磁路組件形成的磁間隙中，該線圈通電後帶動該振膜振動以產生聲音，其中，該振膜包括主體區域和環繞主體區域的折環區域；和環繞該磁路組件設置的支架，該支架的第一部分與該折環區域連接，該第一部分的厚度在0.3mm-3mm範圍內，該第一部分的厚度為，在振膜的振動方向上，支架與折環區域的連接區域與支架直接和磁路組件相貼合的區域之間的最小距離。

Description

一種發聲部
本發明涉及聲學技術領域，特別涉及一種發聲部。
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24日提交的申請號為2023103289794的中國大陸專利申請的優先權，於2022年12月30日提交的申請號為PCT/CN2022/144339的國際申請的優先權，全部內容透過引用併入本文。
隨著聲學輸出技術的發展，發聲部(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。發聲部的輸出性能對於用戶的使用舒適度具有很大的影響。發聲部中振膜的結構和與振膜配合的支撐結構通常影響發聲部的輸出性能。因此，有必要提出一種具有高輸出性能的發聲部。
本說明書實施例提供一種發聲部，包括：振膜；磁路組件；線圈，該線圈與該振膜連接並至少部分位於該磁路組件形成的磁間隙中，該線圈通電後帶動該振膜振動以產生聲音，其中，該振膜包括主體區域和環繞主體區域的折環區域；和環繞該磁路組件設置的支架，該支架的第一部分與該折環區域連接，該第一部分的厚度在0.3mm-3mm範圍內，該第一部分的厚度為，在振膜的振動方向上，支架與折環區域的連接區域與支架直接和磁路組件相貼合的區域之間的最小距離。透過上述設置，可以使發聲部具有較高的低頻輸出，且使後腔的頻率回應曲線具有較大範圍的平坦區域，提高發 聲部的音質。
在一些實施例中，該主體區域包括第一傾斜段和與該線圈連接的第一連接段，該第一傾斜段與該折環區域的部分區域貼合，且該第一傾斜段相對於該第一連接段向背離該線圈的方向傾斜。透過上述設置，可以避免線圈黏接至振膜時黏接用的膠水溢出至折環區域，導致膠水腐蝕折環區域，影響振膜的振動性能。
在一些實施例中，該發聲部還包括環繞該磁路組件設置的支架，該支架與該折環區域上遠離主體區域的部位連接，該支架上開設複數個透氣孔；和殼體，該殼體上設有泄壓孔，其中，該振膜背面的聲音透過該複數個透氣孔傳輸到該泄壓孔，該複數個透氣孔至少包括第一透氣孔和第二透氣孔，該第一透氣孔的中心與泄壓孔的中心的距離大於該第二透氣孔的中心與泄壓孔的中心的距離，且該第一透氣孔的面積大於該第二透氣孔的面積。透過上述設置，可以平衡後腔的氣壓，使振膜受力均勻以及發聲部的低頻的振動更平穩。
在一些實施例中，該折環區域包括第二傾斜段，該第二傾斜段至少部分與該第一傾斜段貼合。透過上述設置，可以避免線圈黏接至振膜時黏接用的膠水溢出至折環區域，導致膠水腐蝕折環區域，影響振膜的振動性能。
在一些實施例中，該第二傾斜段位於該第一傾斜段背離該線圈的一側。透過上述設置，可以避免線圈黏接至振膜時黏接用的膠水溢出至折環區域，導致膠水腐蝕折環區域，影響振膜的振動性能。
在一些實施例中，該折環區域包括弧形段，該弧形段的高度與該弧形段的跨度的比值在0.35-0.4範圍內。透過上述設置，可以使發聲部具有較好的輸出與較低的失真。
在一些實施例中，該第一傾斜段相對於該第一連接段的傾斜角度在5°-30°範圍內，該第一連接段垂直於振膜的振動方向。透過上述設置，可以減小發聲部的失真程度，避免腐蝕折環區域並影響折環區域的振動。
在一些實施例中，該主體區域包括球頂，該球頂位於該第一連接段遠離第一傾斜段的一端，該球頂的跨度在2mm-8mm範圍內，該球頂的高度在0.7mm-1.2mm範圍內。透過上述設置，可以使發聲部整體具有適宜厚度尺寸並改善發聲部的振動特性。
在一些實施例中，該球頂的高度與跨度的比值在0.1-0.3範圍內。透過上述設置，可以使發聲部整體具有適宜厚度尺寸並改善發聲部的振動特性。
在一些實施例中，出現高頻分割振動的頻率不低於20kHz。透過上述設置，可以使振膜具有較寬的高頻頻寬的同時減少頻寬區域內的高頻分割振動的出現。
在一些實施例中，該磁路組件包括容納件，在0.1V-0.7V的輸入電壓下，在20Hz-6.1kHz的頻率範圍內該線圈底部到容納件底部的距離在0.8mm-0.9mm範圍內。
在一些實施例中，該發聲部還包括環繞該磁路組件設置的支架，該支架的第一部分與該折環區域的第二連接段連接。透過上述設置，可以實現支架與振膜的固定。
在一些實施例中，該折環區域的該第二連接段透過固定環與所述的支架的該第一部分連接。透過上述設置，可以實現支架與振膜的固定。
在一些實施例中，該殼體上設有泄壓孔，該泄壓孔和該振膜背面之間構成後腔，該後腔的諧振頻率不小於3.3kHz。透過上述設置，可以使後腔的頻率回應曲線具有較大範圍的平坦區域，提高發聲部的音質。
在一些實施例中，該後腔的體積在60mm3-110mm3範圍內。
在一些實施例中，該發聲部還包括殼體，該殼體上設有泄壓孔，該支架上開始複數個透氣孔，該振膜背面的聲音透過該複數個透氣孔傳輸到泄壓孔，在振膜振動方向上，該複數個透氣孔的總面積與振膜的投影面積的比值在0.008-0.3範圍內。透過上述設置，可以使振膜振動時受到均勻的、較小的空氣阻力，保證發聲部的良好輸出性能。
在一些實施例中，在振膜振動方向上，該振膜的投影面積在90mm2-560mm2範圍內，該複數個透氣孔的總面積在4.54mm2-12.96mm2範圍內。透過上述設置，可以使後腔具有良好的低頻回應。
在一些實施例中，該發聲部還包括殼體，在振膜振動方向上，該振膜的投影面積與殼體的投影面積的比值不小於0.5。透過上述設置，可以在有限的發聲部的尺寸內，使振膜具有盡可能大的面積，從而增強發聲部的聲學輸出性能。
在一些實施例中，在振膜振動方向上，該振膜的投影面積與殼體的投影面積的比值在0.8-0.95範圍內。透過上述設置，可以在有限的發聲部的尺寸內，使振膜具有盡可能大的面積，從而增強發聲部的聲學輸出性能。
在一些實施例中，該振膜的長軸尺寸在13mm-25mm範圍內，該振膜的短軸尺寸在4mm-13mm範圍內。透過上述設置，可以便於發聲部的整體或部分伸入耳甲腔形成有效的類腔體，增強發聲部的聲學輸出性能。
在一些實施例中，該磁路組件的容納件的底壁或者與該支架相貼合的側壁上開設複數個透氣孔。透過上述設置，可以振膜背面的聲音可以透過複數個透氣孔傳輸到後腔以及泄壓孔，透氣孔在振膜的兩側提供良好的輻射聲音的通道。
在一些實施例中，該球頂由碳纖維交錯編製形成，至少部分碳纖維呈第一角度交錯，該第一角度在45°-90°範圍內。透過上述設置，可以增大主體區域的強度、降低主體區域的等效密度。
在一些實施例中，在振膜振動方向上，該球頂的厚度小於80μm。透過上述設置，可以減小主體區域的重量。
在一些實施例中，該線圈距離該第一傾斜段的最小距離不小於0.3mm。透過上述設置，可以使折環區域與線圈的安裝位置保持安全距離，避免線圈安裝的膠水溢出到折環區域。
在一些實施例中，該磁路組件包括導磁板和磁體，該導磁板 位於磁體和振膜之間並貼附在磁體表面，在振膜振動方向上，線圈的中心與導磁板的中心之間的距離小於0.3mm。透過上述設置，可以使得在振膜上下振動過程中時，至少部分線圈可以位於磁路組件磁通量密度較高的區域，以提高磁路組件的磁場利用效率。
在一些實施例中，在振膜的振動方向上，該球頂的最低點到該導磁板的上表面的距離大於0.8mm。透過上述設置，可以滿足振膜的最大振幅，以使振膜在振動過程中不碰撞導磁板。
在一些實施例中，該磁路組件包括容納件，在振膜的振動方向上，該線圈的底部與該容納件的底壁之間的距離在0.2mm-4mm範圍內。透過上述設置，可以避免發聲部的體積過大，同時避免線圈的碰撞。
在一些實施例中，該線圈與該容納件的側壁之間的距離在0.1mm-0.5mm範圍內。透過上述設置，可以避免線圈的碰撞以及保證磁場為振膜提供的動力。
10:開放式耳機
100:耳部
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
108:耳垂
109:耳輪腳
11:發聲部
111:殼體
111a:出聲孔
111c:第一泄壓孔
111d:第二泄壓孔
112:換能器
1121:振膜
11211:主體區域
112111,112112:碳纖維
11211a:第一傾斜段
11211b:第一連接段
11211c:球頂
11212:折環區域
11212a:第二傾斜段
11212b:第二連接段
11212c:弧形段
1122:線圈
1123:支架
11231:透氣孔
112311:第一部分
11231a:第一透氣孔
11231b:第二透氣孔
11232:第二部分
11233:第三部分
1124:端子
1125:磁路組件
11251:導磁板
11252:磁體
11253:容納件
11253a:底部
11253b:側壁
114:前腔
115:連接架
1151:聲學通道
1155:固定環
116:後腔
11A,11B,11C:佩戴位置
12:耳掛
501A:聲源
501A’,501B’:次級聲源
501B:反相聲源
502:類腔體結構
503:洩漏結構
ABC:截面
AC:斜邊
CE:連接端
D:最高點
f0:第一個拐點
f2:諧振頻率
FE:自由端
fh:第二個拐點
h1,h2:高度
h4:厚度
hd:間距
J:耳屏前側的區域
L:深度
Lm:第一輔助線
Ln:第二條直線
M1,M2:耳廓內的區域
N,K:中心點
r1:曲率半徑
w1,w2:跨度
wt,ww,h3,dd,La,Lb:距離
X:厚度方向
Y:長軸方向
Y-Z:平面
Z:短軸方向
β:傾斜角度
本說明書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係根據本說明書一些實施例所示的開放式耳機的示例性佩戴示意圖；
圖3係根據本說明書一些實施例所示的開放式耳機的示例性佩戴示意圖；
圖4係根據本說明書一些實施例所示的另一開放式耳機的示例性佩戴圖；
圖5係根據本說明書一些實施例所示的雙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6係根據本說明書一些實施例所示的發聲部的示例性內部結構示意 圖；
圖7係根據本說明書一些實施例所示的換能器的示例性外形圖；
圖8係根據本說明書一些實施例所示的換能器的示例性爆炸圖；
圖9係根據本說明書一些實施例所示的發聲部的示例性內部結構圖；
圖10係根據本說明書一些實施例所示的振膜的示例性結構圖；
圖11A係根據本說明書一些實施例所示的發聲部的示例性高頻頻寬示意圖；
圖11B係根據本說明書一些實施例所示的示例性碳纖維的編織結構示意圖；
圖12係根據本說明書一些實施例所示的不同驅動電壓下發聲部的振幅示意圖；
圖13係根據本說明書一些實施例所示的後腔的示例性結構圖；
圖14係根據本說明書一些實施例所示的不同第一部分的厚度對應的後腔的頻率回應曲線圖；
圖15係根據本說明書一些實施例所示的發聲部在不同驅動電壓下發聲部的頻率回應曲線圖；
圖16係根據本說明書一些實施例所示的支架與第一泄壓孔、第二泄壓孔的示例性位置示意圖；及
圖17係根據本說明書一些實施例所示的不同透氣孔總面積對應的後腔的頻率回應曲線。
為了更清楚地說明本說明書實施例的技術方案，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說明書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說明書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。
如本說明書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。
在本說明書的描述中，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。在本說明書的描述中，「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。
在本說明書中，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說明書中的具體含義。
本說明書中使用了流程圖用來說明根據本說明書的實施例的系統所執行的操作。應當理解的係，前面或後面操作不一定按照順序來精確地執行。相反，可以按照倒序或同時處理各個步驟。同時，也可以將其他操作添加到這些過程中，或從這些過程移除某一步或數步操作。
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以及耳輪腳109。在一些實施例中，可以借助耳部100的一個或複數個部位實現聲學裝置的佩戴和穩定。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，降低聲學裝置對用戶耳朵健康的影響。當用戶在道路上佩戴聲學裝置時，聲學裝置不會堵塞用戶外耳道101，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。例如，在用戶佩戴聲學裝置時，聲學裝置的整體或者部分結構可以位於耳輪腳109的前側(例如，圖1中虛線圍成的區域J)。又例如，在用戶佩戴聲學裝置時，聲學裝置的整體或者部分結構可以與外耳道101的上部(例如，耳輪腳109、耳甲艇103、三角窩104、對耳輪105、耳舟106、耳輪107等一個或複數個部位所在的位置)接觸。再例如，在用戶佩戴聲學裝置時，聲學裝置的整體或者部分結構可以位於耳部的一個或複數個部位(例如，耳甲腔102、耳甲艇103、三角窩104等)內(例如，圖1中虛線圍成的區域M1和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，本說明書將主要以具有「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標準製得的含頭部及其(左、右)耳部的模擬器，例 如GRAS KEMAR、HEAD Acoustics、B&K 4128系列或B&K 5128系列，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。以GRAS KEMAR作為示例，耳部的模擬器可以為GRAS 45AC、GRAS 45BC、GRAS 45CC或GRAS 43AG等中的任意一種。以HEAD Acoustics作為示例，耳部的模擬器可以為HMS II.3、HMS II.3 LN或HMS II.3LN HEC等中的任意一種。需要注意的係，本說明書實施例中測取的資料範圍係在GRAS 45BC KEMAR的基礎上測取的，但應當理解的係，不同頭部模型及耳朵模型之間可能存在差異，在用其它模型係相關資料範圍可能存在±10%的波動。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。耳廓在矢狀面的投影係指耳廓的邊緣在矢狀面的投影。耳廓的邊緣至少由耳輪的外輪廓、耳垂輪廓、耳屏輪廓、屏間切跡、對屏尖、輪屏切跡等組成。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、厚度等可以根據不同形狀和尺寸的耳部進行差異化設計，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」指沿著矢狀軸方向且位於耳部朝向人體面部區域的一側。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。
關於上述耳部100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，聲學裝置的部分結構可以遮蔽外耳道101的部分或者全部。這些變化和修改仍處於本發明的保護範圍之內。
圖2係根據本說明書一些實施例所示的開放式耳機的示例性佩戴示意圖，圖3係根據本說明書一些實施例所示的開放式耳機的示例性佩戴示意圖，圖4係根據本說明書一些實施例所示的另一開放式耳機的示例性佩戴圖。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-圖4所示，開放式耳機10可以包括發聲部11和耳掛12。在一些實施例中，開放式耳機10可以透過耳掛12將發聲部11佩戴在用戶身體上(例如，人體的頭部、頸部或者上部軀幹)。
在一些實施例中，開放式耳機10在佩戴狀態下，耳掛12的第一部分掛設在用戶耳廓和頭部之間，第二部分向耳廓背離頭部的一側延伸並連接發聲部11，用於將發聲部11固定於耳道附近但不堵塞耳道的位置。在一些實施例中，耳掛12可以為與用戶耳廓相適配的弧結構，以使耳掛12可以懸掛於用戶上耳廓處。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。在一些實施例中，耳掛12可以包括但不限於掛鉤結構、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，發聲部11可以用於佩戴在用戶的身體上，發聲部11內可以設有換能器(例如換能器112)以產生聲音輸入用戶耳部 100。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、AR/VR頭盔等產品相結合，在這種情況下，發聲部11可以採用懸掛或夾持的方式佩戴在用戶的耳部100的附近。在一些實施例中，發聲部11可以為圓環形、橢圓形、多邊形(規則或不規則)、U型、V型、半圓形，以便發聲部11可以直接掛靠在用戶的耳部100處。
結合圖1和圖2，在一些實施例中，當用戶佩戴開放式耳機10時，發聲部11的至少部分可以位於圖1所示的用戶耳部100耳屏前側的區域J或耳廓內的區域M1和M2。以下將結合發聲部11的不同佩戴位置(圖2所示的11A、11B和11C)進行示例性說明。需要說明的係，本說明書實施例中提及的耳廓的前外側面係指耳廓沿冠狀軸方向背離頭部的一側，對應的，耳廓的後內側面係指耳廓沿冠狀軸方向朝向人頭的一側。在一些實施例中，發聲部11位於11A指發聲部11位於用戶耳部100沿矢狀軸方向朝向人體面部區域的一側，即發聲部11位於耳部100前側的區域J。
進一步地，發聲部11的殼體內部設置有換能器(例如換能器112)，發聲部11的殼體(例如殼體111)上可以設置有至少一個出聲孔(例如出聲孔111a，圖2中未示出)，出聲孔可以位於發聲部殼體上朝向或靠近用戶外耳道101的側壁上，換能器可以透過出聲孔向用戶外耳道101處輸出聲音。其中，換能器係一個可以接收電信號，並將其轉換為聲音信號進行輸出的元件。在一些實施例中，按頻率進行區分，換能器112的類型可以包括低頻(例如，30Hz-150Hz)揚聲器、中低頻(例如，150Hz-500Hz)揚聲器、中高頻(例如，500Hz-5kHz)揚聲器、高頻(例如，5kHz-16kHz)揚聲器或全頻(例如，30Hz-16kHz)揚聲器，或其任意組合。這裡所說的低頻、高頻等只表示頻率的大致範圍，在不同的應用場景中，可以具有不同的劃分方式。例如，可以確定一個分頻點，低頻表示分頻點以下的頻率範圍，高頻表示分頻點以上的頻率。該分頻點可以為人耳可聽範圍內的任意值，例如，500Hz，600Hz，700Hz，800Hz，1000Hz等。
在一些實施例中，換能器可以包括振膜(例如振膜1121)。 當振膜振動時，聲音可以分別從該振膜的前側和後側發出。發聲部11的殼體內部的腔室被振膜至少分隔為位於振膜前側的前腔(例如前腔114)和位於振膜後側的後腔(例如後腔116)，出聲孔與前腔聲學耦合，振膜振動帶動前腔的空氣振動產生氣導聲音，前腔產生的氣導聲音透過出聲孔向外界傳播。在一些實施例中，發聲部11的殼體上還可以包括一個或複數個泄壓孔(例如第一泄壓孔111c與第二泄壓孔111d)，泄壓孔可以位於殼體上與出聲孔所在側壁相鄰或相對的側壁上，泄壓孔與後腔聲學耦合，振膜振動的同時也會帶動後腔的空氣產生振動產生氣導聲音，後腔產生的氣導聲音可以透過泄壓孔向外界傳遞。示例性地，在一些實施例中，發聲部11內的換能器可以透過出聲孔和泄壓孔輸出具有相位差(例如，相位相反)的聲音，出聲孔可以位於發聲部11的殼體朝向用戶外耳道101的側壁上，泄壓孔可以位於發聲部11的殼體背離用戶外耳道101的一側，此時殼體可以起到擋板的作用，增大出聲孔和泄壓孔到外耳道101的聲程差，以增大外耳道101處的聲音強度，同時減小遠場漏音的音量。
在一些實施例中，發聲部11可以具有垂直於厚度方向X且彼此正交的長軸方向Y和短軸方向Z。其中，長軸方向Y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Z可以定義為在發聲部11在矢狀面上投影的形狀中垂直於長軸方向Y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X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，當佩戴狀態下發聲部11處於傾斜狀態時，長軸方向Y與短軸方向Z仍平行或近似平行於矢狀面，長軸方向Y可以與矢狀軸的方向具有一定夾角，即長軸方向Y也相應傾斜設置，短軸方向Z可以與垂直軸的方向具有一定夾角，即短軸方向Z也傾斜設置，如圖2所示的發聲部11佩戴在 11B以及圖4所示的發聲部11的佩戴情況。在一些實施例中，發聲部11的整體或部分結構可以伸入耳甲腔中，也就係說，發聲部11在矢狀面上的投影與耳甲腔在矢狀面上的投影具有重疊的部分。關於發聲部11佩戴在11B的具體內容可以參考本說明書其他地方的內容，例如，圖3及其對應的說明書內容。在一些實施例中，佩戴狀態下發聲部11也可以處於水平狀態或近似水平狀態，如圖2的發聲部11佩戴在11C以及圖3所示的發聲部11所示，長軸方向Y可以與矢狀軸的方向一致或近似一致，均指向身體的前後方向，短軸方向Z可以與垂直軸的方向一致或近似一致，均指向身體的上下方向。需要注意的係，佩戴狀態下，發聲部11處於近似水平狀態可以係指圖2所示的發聲部11的長軸方向與矢狀軸的夾角在特定範圍(例如，不大於20°)內。此外，發聲部11的佩戴位置不限於圖2中所示的11A、11B和11C，滿足圖1中示出的區域J、區域M1或區域M2即可。例如，發聲部11整體或者部分結構可以位於圖1中虛線圍成的區域J。又例如，發聲部11的整體或者部分結構可以與外耳道101的耳輪腳109、耳甲艇103、三角窩104、對耳輪105、耳舟106、耳輪107等一個或複數個部位所在的位置接觸。再例如，發聲部11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)。
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。例如，耳掛12的至少部分設置成與耳部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與耳部和/或頭部的接觸面積，從而增加開放式耳機10從耳部上脫落的阻力。例如，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。例如，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。例如，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、耳甲腔所在區域等生理部位，從而增加開放式耳機10從耳部上脫落的阻力。再例如，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、三角窩及耳舟等生理部位內，從而增加開放式耳機10從耳部上脫落的阻力。
發聲部11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。示例性地，結合圖4，在佩戴狀態下，發聲部11的自由端FE可以伸入耳甲腔內。可選地，發聲部11和耳掛12可以設置成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，發聲部的自由端FE在厚度方向X上壓持在耳甲腔內。再例如，自由端FE在長軸方向Y和/或短軸方向Z上抵接在耳甲腔內(例如，與耳甲腔的相對自由端FE的內壁相抵接)。其中，發聲部11的自由端FE係指發聲部11中與耳掛12連接的固定端相對設置的端部。發聲部11可以為規則或不規則的結構體，這裡為了進一步說明發聲部11的自由端FE，進行示例性說明。例如，發聲部11為長方體結構時，發聲部11的端部壁面為平面，此時發聲部11的自由端FE為發聲部11中與耳掛12連接的固定端相對設置的端部側壁。又例如，發聲部11為球體、橢球體或不規則的結構體時，發聲部11的自由端FE可以係指沿Y-Z平面(短軸方向Z和長軸方向Y形成的平面)對發聲部11進行切割，獲取的遠離固定端的特定區域。需要說明的係：在佩戴狀態下，發聲部11的自由端FE除了伸入耳甲腔內之外，也可以正投影落在對耳輪上，還可以正投影落在頭部的左右兩側且在人體矢狀軸上位於耳部前側的位置上。換言之，耳掛12可以支撐發聲部11佩戴至耳甲腔、對耳輪、耳部前側等佩戴位。
以下以圖4所示的開放式耳機10為例，對開放式耳機10進行詳細說明。需要知道的係，在不違背相應聲學原理的情況下，圖4的開放 式耳機10的結構以及其對應的參數也可以同樣適用於上文中提到的其它構型的開放式耳機中。
透過將發聲部11的至少部分伸入到耳甲腔內，可以提高聽音位置(例如，耳道口處)的聽音音量，特別係中低頻的聽音音量，同時仍然保持較好的遠場漏音相消的效果。僅作為示例性說明，發聲部11的整體或部分結構伸入耳甲腔內時，發聲部11與耳甲腔形成類似於腔體(以下簡稱為類腔體)的結構，在說明書實施例中，類腔體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連通的洩漏結構(例如，開口、縫隙、管道等)。用戶在佩戴開放式耳機10時，發聲部11的殼體上靠近或朝向用戶耳道的一側可以設置一個或複數個出聲孔，發聲部11的殼體的其它側壁(例如，遠離或背離用戶耳道的側壁)上設置一個或複數個泄壓孔，出聲孔與開放式耳機10的前腔聲學耦合，泄壓孔與開放式耳機10的後腔聲學耦合。以發聲部11包括一個出聲孔和泄壓孔作為示例，出聲孔輸出的聲音和泄壓孔輸出的聲音可以近似視為兩個聲源，該兩個聲源的聲波相位相反，發聲部11和耳甲腔對應的內壁形成類腔體結構，其中，出聲孔對應的聲源位於類腔體結構內，泄壓孔對應的聲源位於類腔體結構外，形成圖5所示的聲學模型。
圖5係根據本說明書一些實施例所示的雙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5所示，類腔體結構502中可以包含聽音位置和至少一個聲源501A。這裡的「包含」可以表示聽音位置和聲源501A至少有一者在類腔體結構502內部，也可以表示聽音位置和聲源501A至少有一者在類腔體結構502內部邊緣處。聽音位置可以等效為耳部耳道入口，也可以係耳部聲學參考點，如耳參考點(ear reference point，ERP)、鼓膜參考點(ear-drum reference point，DRP)等，也可以係導向聽音者的入口結構等。由於聲源501A被類腔體結構502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，在沒有類腔體 結構502的情況，聲源501A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，類腔體結構502外的反相聲源501B輻射出來的反相聲音只有較少的一部分會透過類腔體結構502的洩漏結構503進入類腔體結構502中。這相當於在洩漏結構503處生成了一個次級聲源501B’，其強度顯著小於反相聲源501B，亦顯著小於聲源501A。次級聲源501B’產生的聲音在腔體內對聲源501A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，聲源501A透過腔體的洩漏結構503向外界輻射聲音相當於在洩漏結構503處生成了一個次級聲源501A’，由於聲源501A輻射的幾乎所有聲音均從洩漏結構503輸出，且類腔體結構502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501A’的強度與聲源501A相當。對於外界空間來說，次級聲源501A’與反相聲源501B形成雙聲源相消降漏音。
在具體應用場景中，發聲部11的殼體外壁面通常為平面或曲面，而用戶耳甲腔102的輪廓為凹凸不平的結構，透過將發聲部11部分或整體結構伸入耳甲腔內，發聲部11與耳甲腔的輪廓之間形成與外界連通的類腔體結構，進一步地，將出聲孔設置在發聲部11的殼體朝向用戶耳道口和靠近耳甲腔102邊緣的位置，以及將泄壓孔設置在發聲部11背離或遠離耳道口的位置就可以構造圖5所示的聲學模型，從而使得用戶在佩戴開放式耳機10時能夠提高用戶在耳口處的聽音位置，以及降低遠場的漏音效果。
圖6係根據本說明書一些實施例所示的發聲部的示例性內部結構示意圖。如圖6所示，在一些實施例中，發聲部11可以包括換能器112和容納換能器112的殼體111，換能器112可以包括振膜1121。振膜1121與殼體111之間可以形成位於振膜1121前側的前腔114以及位於振膜1121後側的後腔116。殼體111上設有與前腔114聲學耦合的出聲孔111a以及與後腔116聲學耦合的泄壓孔(例如第一泄壓孔111c與第二泄壓孔111d，其中第二泄壓孔111d未在圖6中示出)。殼體111內可以設置有連接架 115。連接架115上設置有聲學通道1151，用於連通第一泄壓孔111c和後腔116，以便於後腔116與外界環境連通，也即空氣能夠自由地進出後腔116，從而有利於降低換能器112的振膜在振動過程中的阻力。
圖7係根據本說明書一些實施例所示的換能器的示例性外形圖，圖8係根據本說明書一些實施例所示的換能器的示例性爆炸圖。請參照圖7與圖8，在一些實施例中，發聲部11可以包括振膜1121、線圈1122、支架1123、端子1124以及磁路組件1125。其中，支架1123提供安裝固定平臺，換能器112可以透過支架1123與殼體111相連，端子1124固定於支架1123，端子1124可以用於電路連接(例如連接引線等)。線圈1122與振膜1121連接且至少部分位於磁路組件1125形成的磁間隙中，磁路組件1125會對通電的線圈1122產生作用力，從而驅動振膜1121產生機械振動，進而經由空氣等媒介的傳播產生聲音。磁路組件1125可以包括導磁板11251、磁體11252與容納件11253。導磁板11251位於磁體11252和振膜1121之間並貼附在磁體11252的表面。
圖9係根據本說明書一些實施例所示的發聲部的示例性內部結構圖，圖10係根據本說明書一些實施例所示的振膜的示例性結構圖。發聲部11包括振膜1121、線圈1122、支架1123以及磁路組件1125。其中，支架1123環繞振膜1121、線圈1122及磁路組件1125設置，用於提供安裝固定平臺。發聲部11可以透過支架1123與殼體111相連，線圈1122伸入磁路組件1125且與振膜1121相連，磁路組件1125會對通電的線圈1122產生作用力，從而驅動振膜1121產生機械振動，進而經由空氣等媒介的傳播產生聲音，聲音透過出聲孔輸出。在一些實施例中，磁路組件1125包括導磁板11251、磁體11252與容納件11253，導磁板11251與磁體11252相互連接，磁體11252遠離導磁板11251的一側安裝於容納件11253的底壁，且磁體11252的周側與容納件11253的周側內側壁之間具有間隙。在一些實施例中，容納件11253的周側外側壁與支架1123連接固定。在一些實施例中，容納件11253與導磁板11251均可以採用導磁材質(例如鐵等)。在 一些實施例中，振膜1121的周側可以透過固定環1155連接至支架1123上。在一些實施例中，固定環1155的材質可以包括不銹鋼材質或其他金屬材質，以適應振膜1121的加工製造工藝。請參照圖8，磁路組件1125可以包括導磁板11251、磁體11252與容納件11253。其中，容納件11253與導磁板11251均可以採用導磁材質(例如鐵等)。在一些實施例中，容納件11253包括容納件的底部11253a與周側的側壁11253b，容納件的底部11253a與側壁11253b圍成容納空間，導磁板11251與磁體11252容納於該容納空間內。導磁板11251與磁體11252相互連接，磁體11252遠離導磁板11251的一側安裝於容納件的底部11253a，且磁體11252的周側與容納件11253周側的側壁11253b之間具有間隙。在一些實施例中，線圈1122可以伸入磁體11252與側壁11253b之間的間隙。
在一些實施例中，為了使得在振膜1121上下振動過程中時，至少部分線圈1122可以位於磁路組件1125內磁通量密度較高的區域，以提高磁路組件1125的磁場利用效率，在振膜1121的振動方向上，線圈1122的中心點N和導磁板11251的中心點K之間的距離dd小於0.3mm。例如，線圈1122的中心點N和導磁板11251的中心點K可以基本在同一水平線上，以使得磁路組件1125對線圈1122產生更大的作用力，以為振膜1121的振動提供動力。
請參照圖9與圖10，在一些實施例中，振膜1121可以包括主體區域11211與環繞主體區域11211設置的折環區域11212。在一些實施例中，主體區域11211包括第一傾斜段11211a以及與線圈1122連接的第一連接段11211b。如圖9所示，第一連接段11211b用於連接線圈1122，該第一連接段11211b平行於短軸方向Z設置，並垂直於振膜的振動方向。第一傾斜段11211a與折環區域11212的部分區域貼合。在一些實施例中，第一傾斜段11211a相對於第一連接段11211b向背離線圈1122的方向傾斜。結合圖9和圖10所示，線圈1122位於第一連接段11211b的下側，第一傾斜段11211a相對於第一連接段11211b向上(即遠離背離線圈1122的 方向)傾斜。透過上述設置，可以避免線圈1122黏接至振膜1121時黏接用的膠水溢出至折環區域11212，導致膠水腐蝕折環區域11212，影響振膜1121的振動性能。
在一些實施例中，磁路系統1125主要包括導磁板11251、磁體11252與容納件11253，導磁板11251與磁體11252相互連接，磁體11252遠離導磁板11251的一側安裝於容納件11253的底壁，且磁體11252的周側與容納件11253的周側內側壁之間具有間隙。線圈1122可以伸入磁體11252與容納件11253之間的間隙。線圈1122與容納件11253的側壁之間的距離太大會使得線圈並未處於磁路組件1125磁通量密度較大的區域，減弱磁路組件1125為振膜1121提供的動力；距離太小會使線圈1122有碰撞容納件11253的風險。因此，為了避免線圈1122的碰撞以及保證磁場為振膜1121提供的動力，在一些實施例中，在上述的間隙中，線圈1122與磁體11252的側壁之間的距離wt可以為0.1mm-0.25mm，線圈1122與容納件11253的周側內側壁之間的距離ww可以為0.1mm-0.5mm。在一些實施例中，線圈1122與磁體11252的側壁之間的距離wt可以為0.12mm-0.24mm，線圈1122與容納件11253的周側內側壁之間的距離ww可以為0.15mm-0.3mm。在一些實施例中，在上述的間隙中，線圈1122與磁體11252的側壁之間的距離wt可以為0.17mm-0.21mm，線圈1122與容納件11253的周側內側壁之間的距離ww可以為0.19mm-0.23mm。在一些實施例中，線圈1122與磁體11252的側壁之間的距離wt可以為0.2mm，線圈1122與容納件11253的周側內側壁之間的距離ww可以為0.2mm。線圈1122與容納件11253的底部11253a之間的距離h3太大會造成整個發聲部11的體積變大，沿振膜1121的振動方向上，線圈1122與容納件11253的底部11253a之間的距離h3太小則會使線圈1122有碰撞容納件11253的風險。因此，為了避免發聲部11的體積過大，同時避免線圈1122的碰撞，在一些實施例中，線圈1122與容納件11253的底部11253a之間的距離h3(即線圈1122遠離振膜1121的一端與容納件11253的底壁之間的距離)可以為0.2mm-4mm。 在一些實施例中，線圈1122與容納件11253的底壁之間的距離h3可以為0.6mm-3mm。在一些實施例中，線圈1122與容納件11253的底壁之間的距離h3可以為1mm-2mm。在一些實施例中，線圈1122與容納件11253的底壁之間的距離h3可以為1.4mm-1.6mm。
在一些實施例中，透過對第一傾斜段11211a相對於第一連接段11211b的傾斜角度β進行設計，可以改變線圈1122與磁路組件1125的相對位置，從而使線圈1122受到的推力大體一致，進而調整發聲部11的低頻失真，使低頻聽感更加豐富。此外，透過設計第一傾斜段11211a相對於第一連接段11211b的傾斜角度β還可以避免線圈1122溢膠至折環區域11212，避免腐蝕折環區域11212，影響折環區域11212的振動。其中，第一傾斜段11211a相對於第一連接段11211b的傾斜角度β係指，第一傾斜段11211a在遠離第一連接段11211b的方向上，與第一連接段11211b所在直線的夾角，如圖10所示。
在一些實施例中，為了減小發聲部11的失真程度，避免腐蝕折環區域11212並影響折環區域11212的振動，第一傾斜段11211a相對於第一連接段11211b的傾斜角度β可以在5°-30°範圍內。在一些實施例中，為了進一步減小發聲部11的失真程度，第一傾斜段11211a相對於第一連接段11211b的傾斜角度β可以在10°-25°範圍內。例如，第一傾斜段11211a相對於第一連接段11211b的傾斜角度β可以為15°。又例如，第一傾斜段11211a相對於第一連接段11211b的傾斜角度β可以為22°。
在一些實施例中，線圈1122距離第一傾斜段11211a的最小距離不小於0.3mm，即第一傾斜段11211a與第一連接段11211b的連接點和線圈1122與第一連接段11211b的連接區域之間的距離不小於0.3mm，以使折環區域11212與線圈1122的安裝位置保持安全距離，避免線圈1122安裝的膠水溢出到折環區域11212。
在一些實施例中，折環區域11212包括第二傾斜段11212a，第二傾斜段11212a至少部分與第一傾斜段11211a貼合。主體區域11211與 折環區域11212透過第一傾斜段11211a與第二傾斜段11212a實現連接。在一些實施例中，為了簡化貼裝工藝，第一傾斜段11211a與第二傾斜段11212a可以透過膠水連接。在一些實施例中，為了實現主體區域11211與折環區域11212的連接，第二傾斜段11212a可以設置於第一傾斜段11211a靠近線圈1122的一側。在一些實施例中，為了實現主體區域11211與折環區域11212的連接，同時為了進一步減小線圈1122黏接時的膠水對折環區域11212的腐蝕程度，第二傾斜段11212a可以設置於第一傾斜段11211a背離線圈1122的一側。
由於低頻時振膜1121的振動幅度較大，若係折環區域11212採用平面結構，其形變能力較差，因此會影響振膜1121振動時的幅度。因此，為了使振膜1121的具有較好的形變能力，在一些實施例中，折環區域11212可以包括弧形段11212c。
在一些實施例中，弧形段11212c的高度h1與跨度w1的比值可以影響弧形段11212c的形變能力。弧形段11212c的高度指在振膜1121的振動方向上，弧形段11212c的最高點與弧形段的最低點之間的距離。如圖10所示，弧形段11212c的高度記為h1。弧形段11212c的跨度指在弧形段11212c的上兩點之間的最大距離。如圖10所示，弧形段11212c的跨度記為w1。若係弧形段11212c的高度h1與跨度w1的比值過小，弧形段11212c的凸起程度過小，形狀可能接近於平面結構，形變能力較差。若係弧形段11212c的高度h1與跨度w1的比值過大，弧形段11212c的凸起程度過大，振膜1121振動時受到的阻礙較大，對發聲部11的輸出造成影響。因此，在一些實施例中，為了使發聲部11具有較好的輸出與較低的失真，弧形段11212c的高度h1與跨度w1的比值可以在0.35-0.4範圍內。在一些實施例中，為了進一步提升發聲部11的輸出，弧形段11212c的高度h1與跨度w1的比值可以在0.36-0.39範圍內。在一些實施例中，為了進一步降低發聲部11的失真，弧形段11212c的高度h1與跨度w1的比值可以為0.37-0.38。例如，弧形段11212c的高度h1與跨度w1的比值可以為0.38。
在一些實施例中，弧形段11212c的高度h1可以在0.5mm-0.7mm範圍內。例如，弧形段11212c的高度h1可以在0.55mm-0.65mm範圍內。在一些實施例中，弧形段11212c的高度h1可以為0.6mm。考慮到誤差尺寸，在一些實施例中，弧形段11212c的高度h1可以為0.6mm±0.05mm。在一些實施例中，折環區域11212的弧形段11212c的跨度(寬度)w2可以小於曲率半徑r1的兩倍。在一些實施例中，折環區域11212的弧形段11212c的曲率半徑r1可以為0.7mm-0.9mm。在一些實施例中，折環區域11212的弧形段11212c的曲率半徑r1可以為0.75mm-0.88mm。在一些實施例中，折環區域11212的弧形段11212c的曲率半徑r1可以為0.8mm-0.83mm。在一些實施例中，折環區域11212的弧形段11212c的跨度w1可以為1.2mm-1.7mm。在一些實施例中，折環區域11212的弧形段11212c的跨度w1可以為1.3mm-1.65mm。在一些實施例中，折環區域11212的弧形段11212c的跨度w1可以為1.5mm-1.6mm。在一些實施例中，折環區域11212的弧形段11212c的曲率半徑r1可以為0.82mm，折環區域11212的弧形段11212c的跨度w1可以為1.58mm。考慮到誤差尺寸，在一些實施例中，折環區域11212的弧形段11212c的曲率半徑r1可以為0.82mm±0.05mm，折環區域11212的弧形段11212c的跨度w1可以為1.58mm±0.1mm。
在一些實施例中，折環區域11212也可以包括由複數個弧形段11212c組成的波浪形結構，其中任意兩個相鄰的弧形段11212c的朝向相反。波浪形結構的設置，可以使得振膜1121在振動過程中向上振動、向下振動所受到阻礙程度儘量對稱，減小發聲部11的失真程度，提升發聲部11的低頻輸出。在一些實施例中，複數個弧形段11212c中每個弧形段11212c的高度與跨度的比值可以與上述單個弧形段11212c的高度與跨度的比值一致。在一些實施例中，複數個弧形段11212c中每個弧形段11212c的高度與跨度的比值可以不同。例如，沿振膜1121的徑向方向上，複數個弧形段11212c中每個弧形段11212c的高度可以從振膜1121的中心到邊緣逐漸降低，每個弧形段11212c的跨度相同。
為了對振膜1121在其大幅度振動時進行約束，避免線圈1122碰到磁路組件1125，在一些實施例中，主體區域11211可以包括位於第一連接段11211b遠離第一傾斜段11211a的一端的拱形的球頂11211c，且拱形的球頂11211c與弧形段11212c的拱起方向相同，即拱形的球頂11211c朝向遠離線圈1122的一側凸起。拱形的球頂11211c可以避免振膜1121在大幅振動時晃動，保證線圈1122與磁路組件1125不會發生碰撞。同時，拱形的球頂11211c也具有較高的強度與剛度，在一定程度上抑制主體區域11211的分割振動，從而改善換能器112的高頻振動特性。在沒有前蓋的情況下，球頂高寬比(即高度和跨度比)增加，高頻頻寬會增加，然過高的球頂高寬比會造成不均勻度增加和整體尺寸的增加。
在一些實施例中，球頂11211c的高度h2與球頂11211c在拱形延伸方向的尺寸(即跨度尺寸w2)相關。球頂11211c的高度指在振膜1121的振動方向上，球頂11211c的最高點與球頂11211c的最低點(即與第一連接段11211b連接的端點)之間的距離。如圖10所示，球頂11211c的高度為h2。球頂11211c的跨度指在球頂11211c的上兩點之間的最大距離。如圖10所示，球頂11211c的跨度為w2。球頂11211c的跨度尺寸w2越大，為了保持球頂11211c的拱形結構(例如，使得球頂11211c對應的弧度保持為預設弧度範圍)，球頂11211c的高度h2就會越大，可能導致換能器112的整體厚度尺寸過大。綜合考慮到換能器112的整體厚度以及結構設計，在一些實施例中，振膜1121的主體區域11211的球頂11211c對應的預設弧度範圍可以為0.5263rad-3.1416rad。在一些實施例中，振膜1121的主體區域11211的球頂11211c對應的預設弧度範圍可以為0.7869rad-3.1416rad。在一些實施例中，振膜1121的主體區域11211的球頂11211c對應的預設弧度範圍可以為1.0526rad-3.1416rad。在一些實施例中，振膜1121的主體區域11211的球頂11211c對應的預設弧度範圍可以為1.5789rad-3.1416rad。在一些實施例中，振膜1121的主體區域11211的球頂11211c對應的預設弧度範圍可以為2.1053rad-3.1416rad。在一些實施例中，振膜1121 的主體區域11211的球頂11211c對應的預設弧度範圍可以為2.6316rad-3.1416rad。在一些實施例中，主體區域11211的球頂11211c的寬度尺寸w2可以為2mm-8mm。在一些實施例中主體區域11211的球頂11211c的寬度尺寸w2可以為3mm-7mm。在一些實施例中主體區域11211的球頂11211c的寬度尺寸w2可以為4mm-6mm。在一些實施例中主體區域11211的球頂11211c的寬度尺寸w2可以為4.8mm。在一些實施例中，主體區域11211的球頂11211c的高度h2(即在振膜振動方向上，球頂11211c的最高點與最低點之間的距離)範圍可以為0.7mm-1.2mm。在一些實施例中，主體區域11211的球頂11211c的高度h2可以為0.9mm-1.1mm。在一些實施例中，主體區域11211的球頂11211c的高度h2可以為1mm-1.05mm。在一些實施例中，主體區域11211的球頂11211c的高度h2可以為0.8mm。在一些實施例中，由於存在加工誤差，主體區域11211的球頂11211c的高度h2可以為0.8mm±0.08mm。
在一些實施例中，球頂11211c的高度h2與跨度w2的比值可能影響發聲部11的整體尺寸和振膜1121的振動。若係球頂11211c的高度h2與跨度w2的比值過小，球頂11211c的凸起程度過小，球頂11211c的形狀接近平面結構，球頂11211c的強度與剛度較低，球頂11211c容易出現分割振動，導致高頻區域出現較多的峰谷，影響換能器112的高頻振動特性。若係球頂11211c的高度h2與跨度w2的比值過大，球頂11211c的凸起程度過大，換能器112的整體厚度尺寸可能過大，不均勻度和整體尺寸也會增加。因此，為了使發聲部11整體具有適宜厚度尺寸，改善發聲部11的高頻振動特性，球頂11211c的高度h2與跨度w2的比值可以在0.1-0.6範圍內。在一些實施例中，為了進一步改善換能器112的高頻振動特性，球頂11211c的高度h2與跨度w2的比值可以在0.1-0.4範圍內。在一些實施例中，為了進一步改善換能器112的高頻振動特性，球頂11211c的高度h2與跨度w2的比值可以在0.1-0.3範圍內。
在一些實施例中，綜合考慮到結構強度、工藝實現難度以及 發聲部11的整體厚度限制，同時滿足振膜1121的最大振幅，以使振膜1121在振動過程中不碰撞導磁板11251，在振膜的振動方向上，振膜1121的主體區域11211的球頂11211c的最低點到磁路組件1125中的導磁板11251頂部之間的距離(如圖9所示的距離hd)可以大於0.8mm。在一些實施例中，振膜1121的主體區域11211球頂11211c的最低點到磁路系統1125中的導磁板11251頂部之間的間距hd可以為0.85mm-0.95mm，即0.9mm±0.05mm。其中，0.9mm為結構尺寸，0.05mm為誤差範圍尺寸。在一些實施例中，振膜1121的主體區域11211球頂11211c的最低點到磁路系統1125中的導磁板11251頂部之間的間距hd可以為0.86mm-0.93mm。在一些實施例中，振膜1121的主體區域11211球頂11211c的最低點到磁路系統1125中的導磁板11251頂部之間的間距hd可以為0.88mm-0.92mm。
圖11A係根據本說明書一些實施例所示的發聲部的示例性高頻頻寬示意圖。如圖11A所示，在發聲部11的頻率回應曲線中，在低頻區域具有第一個拐點f0，f0大致在300Hz左右。f0跟振膜1121的折環區域11212的軟硬程度以及振動重量(主要為主體區域11211的重量)有關。第二個拐點fh係在25kHz左右，fh可以根據頻響曲線的整體趨勢確定。在fh=25kHz後，曲線雖有局部小峰，但整體呈下降趨勢。選取f0與fh之間(即300Hz-25kHz之間)的頻段的峰值並取平均值，形成第一輔助線Lm，如圖11A中上方的直線，以此參考直線下降10dB，形成第二條直線Ln(圖11A中下方直線)，即為選定的頻寬100Hz-45kHz。
在一些實施例中，振膜1121的高頻分割振動的頻率正比於E/ρ。其中，E為振膜1121的楊氏模量，ρ為振膜1121的等效密度。因此E/ρ可以決定高頻的頻寬。當E一定時，振膜1121的重量越小，振膜1121的等效密度ρ越小，E/ρ越大，高頻頻寬越寬。當ρ一定時，振膜1121的楊氏模量E越大，E/ρ越大，振膜1121的高頻分割振動頻率越大，高頻頻寬越寬。
在一些實施例中，發聲部11的高頻分割振動的區域指頻響曲 線到達最高峰之後，頻響會急劇下降並交替出現峰值和谷值的區域。如圖11A所示，頻響曲線到達最高峰(即fh對應的聲壓級)後，頻響急劇下降並交替出現峰值和谷值的fh右側的區域即為高頻分割振動區域。相應的曲線到達最高峰的頻率即為出現高頻分割振動的頻率(如圖11A所示的fh)。在一些實施例中，為了避免主體區域11211內不同部分的振動出現較大差異，導致高頻效果不好，可以對主體區域11211(球頂11211c)高頻分割振動的頻率進行設計，使振膜1121具有較寬的高頻頻寬的同時，減少頻寬區域內的高頻分割振動的出現。在一些實施例中，球頂11211c的高頻分割振動的頻率可以不低於20kHz。例如，球頂11211c的高頻分割振動的頻率可以不低於25kHz。在一些實施例中，為了保證主體區域11211在有效頻段內的輸出較高，主體區域11211的重量需要較小，以降低有效頻段內主體區域11211的振動難度。因此主體區域11211的材質可以選用密度較小、強度較高的材料及結構。因此，球頂11211c的楊氏模量可以不小於6Gpa。在一些實施例中，球頂11211c的楊氏模量可以在6Gpa-7Gpa範圍內。例如，球頂11211c的楊氏模量可以為6.5Gpa。球頂11211c的楊氏模量可以透過靜態法或動態法(例如脈衝激振法、聲頻共振法、聲速法等)測量獲得。
在一些實施例中，主體區域11211可以選用碳纖維材料製成。圖11B係根據本說明書一些實施例所示的示例性碳纖維的編織結構示意圖。碳纖維材料的密度小、強度高，有利於減弱換能器112的高階模態。在一些實施例中，為了進一步增大主體區域11211的強度、降低主體區域11211的等效密度，主體區域11211可以由碳纖維交錯編製形成，至少部分碳纖維呈第一角度交錯。在一些實施例中，該第一角度在45°-90°範圍內。例如，複數根獨立的碳纖維的編織可以以45°、60°、90°等任意角度經緯交錯編織等。如圖11B所示，複數根碳纖維112111和複數根碳纖維112112可以以接近90°的角度交錯編織。在一些實施例中，由於碳纖維很細，複數根碳纖維112111和複數根碳纖維112112可以以接近90°的角度鋪設，並透過膠接連接。在一些實施例中，主體區域11211可以包括複數層(例如2層、3層等) 的碳纖維的交錯編織的結構。為了便於碳纖維的交錯編織，在一些實施例中，單根碳纖維的長度不低於5mm。在一些實施例中，單根碳纖維的長度可以在5mm-10mm範圍內。例如，單根碳纖維的長度可以為7mm。由於單根碳纖維過細，一根一根地編織的難度較大，不易實現。在一些實施例中，可以將複數根碳纖維鋪設連接在一起(例如透過膠接實現連接等)，以形成複數組碳纖維，複數組碳纖維之間呈經緯交錯編織。
在一些實施例中，為了減小主體區域11211的重量，可以對採用超順排碳纖維結構的主體區域11211的厚度進行設計，以獲取選定的高頻頻寬。在一些實施例中，主體區域11211的厚度可以小於80μm。在一些實施例中，主體區域11211的厚度可以在10μm-60μm範圍內。在一些實施例中，主體區域11211的厚度可以為25μm。
圖12係根據本說明書一些實施例所示的不同驅動電壓下發聲部的振幅示意圖。如圖12所示，在相同電壓下，換能器112的振膜1121朝兩個相反方向(如圖6所示的厚度方向X的正負方向，即圖12中縱坐標軸的正負方向)振動的振幅不同，這係由於振膜1121的不對稱性造成的。其中，在圖12中，單位Vrms表示正弦交流信號的有效電壓值，例如0.7Vrms表示輸入的正弦交流信號的有效電壓值為0.7V。如圖12所示，在輸入電壓在0.4V-0.7V範圍內，振膜1121向下(向縱坐標軸的負方向)振動的振幅(0.8mm左右)大於向上(向縱坐標軸的正方向)振動的振幅(0.6mm左右)。其中，振膜1121向上振動係指振膜1121朝向前腔114振動，振膜1121向下振動係指振膜1121朝向後腔116(朝向磁路組件1125)振動。如圖12所示，隨著輸入電壓的繼續增加(例如從0.7V增加至1V)，振膜1121的振幅變化幅度逐漸變小，且最終趨近於閾值，其中振膜1121向下振動的振幅趨近於第一閾值(0.9mm左右)，向上振動的振幅趨近於第二閾值(0.8mm左右)。由於振膜1121向下振動的振幅大於向上振動的振幅，因此本說明書中出現的振膜1121的振幅均指代振膜1121的較大的向下振動的振幅。在一些實施例中，為了避免振膜1121在振動時線圈1122與磁路 組件1125發生碰撞，可以設計限制振膜1121的最大振幅不超過0.8mm，即振膜1121的振幅可以在0mm-0.8mm範圍內。在一些實施例中，振膜1121的振幅可以在0mm-0.75mm範圍內。在一些實施例中，振膜1121的振幅可以在0mm-0.7mm範圍內。
在一些實施例中，在0mm-0.8mm的振幅範圍內，振膜1121朝兩個相反方向振動(即向上振動與向下振動)的振幅的差值可以小於0.05mm，以減小換能器112的失真程度。在一些實施例中，為了進一步減小換能器112的失真程度，振膜1121朝兩個相反方向振動(即向上振動與向下振動)的振幅的差值可以小於0.04mm。在一些實施例中，為了進一步減小換能器112的失真程度，振膜1121朝兩個相反方向振動(即向上振動與向下振動)的振幅的差值可以小於0.03mm。
請參照圖8與圖9，在一些實施例中，支架1123環繞磁路組件1125設置。如圖9所示，沿振膜的振動方向上，支架1123可以包括第一部分112311、第二部分11232和第三部分11233。第一部分112311指沿振膜1121的振動方向上，從支架1123與振膜1121連接的區域的最高點D到支架1123與容納件11253連接區域的最高點之間的部分。第二部分11232指支架1123上開設透氣孔的區域，如圖9所示，第二部分11232指沿振膜1121的振動方向上，從支架1123與容納件11253連接區域的最高點到支架1123上透氣孔的底部所在側壁(即朝向容納件11253的底部11253a)之間的部分。第三部分11233指支架1123上透氣孔的底部所在側壁與支架1123靠近磁路組件1125的底部(即靠近容納件11253的底部11253a)之間的部分。如圖10所示，折環區域11212上遠離主體區域11211的一端設有第二連接段11212b，用於連接支架1123。該第二連接段11212b平行於短軸方向Z設置，並垂直於振膜的振動方向。在一些實施例中，支架1123的第一部分112311與折環區域11212的第二連接段11212b連接。在一些實施例中，折環區域11212的第二連接段11212b透過固定環1155與支架1123的第一部分112311連接，以實現振膜1121與支架1123的固定。
圖13係根據本說明書一些實施例所示的後腔的部分結構示例性結構圖。請參照圖6與圖13，在一些實施例中，殼體111內可以設置有連接架115，連接架115與換能器112的支架1123之間可以圍設形成第二聲學腔體，第二聲學腔體可以作為後腔116。後腔116與殼體111內的其他結構(例如主控電路板等)隔開，這樣有利於改善發聲部11的聲學表現力。其中，殼體111設置有泄壓孔(例如第一泄壓孔111c和/或第二泄壓孔111d)，連接架115上設置有連通泄壓孔和後腔116的聲學通道1151，以便於後腔116與外界環境連通，也即空氣能夠自由地進出後腔116，從而有利於降低換能器112的振膜1121在振動過程中的阻力。
在一些實施例中，後腔116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ABC)近似看作一個三角形。其中，斜邊AC由連接架115上形成的曲面與支架1123的兩條直邊接觸形成的兩個端點的連線構成。在一些實施例中，支架1123的第一部分112311沿振膜1121的振動方向上的厚度h4可以影響後腔116的體積。第一部分112311的厚度h4增加，在整個發聲部11的體積不變的情況下，後腔116的體積減小；相應地，第一部分112311的厚度h4減小，後腔116的體積增大。在一些實施例中，支架1123的第一部分112311的厚度可以影響後腔116的體積，從而影響後腔116的諧振頻率。在一些實施例中，後腔116可以指振膜後側所構成的腔體，此時，支架1123的第一部分112311的厚度h4增加，在整個發聲部11的體積不變的情況下，後腔116的體積增大；相應地，第一部分112311的厚度h4減小，後腔116的體積減小。
在一些實施例中，後腔116和殼體111上設置的泄壓孔(例如第一泄壓孔111c和/或第二泄壓孔111d)的結合可以看作一個亥姆霍茲共振腔模型。其中，後腔116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116的諧振頻率f2。在亥姆霍茲共振腔模型中，腔體(例如後腔 116)的體積可以影響到腔體(例如後腔116)的諧振頻率f，具體關係如公式(1)所示：
Figure 112132580-A0101-12-0030-1
其中，c代表聲速，S代表頸部(例如泄壓孔)的截面積，V代表腔體(例如後腔116)的體積，L代表頸部(例如泄壓孔)的深度。
由公式(1)可知，當泄壓孔(例如第一泄壓孔111c和/或第二泄壓孔111d)的截面積S、泄壓孔的深度L不變時，後腔116的體積增大，後腔116的諧振頻率f2減小即向低頻移動。
圖14係根據本說明書一些實施例所示的不同第一部分112311的厚度對應的後腔的頻率回應曲線圖。由圖14可得，隨著支架1123的第一部分112311的厚度h4從0.3mm逐漸增加至3mm，後腔116的體積逐漸增大，後腔116的諧振峰逐漸向低頻移動，使得頻率回應曲線的平坦範圍減少，影響發聲部11的輸出性能。
若係第一部分112311的厚度h4過小，振膜1121的振幅會受到支架1123的限制，若係第一部分112311的厚度h4過大，會使得發聲部11的整體的尺寸過大，且會使後腔116的諧振峰向低頻移動，使得後腔116的頻率回應曲線的平坦區範圍減少，影響發聲部11的音質。第一部分112311的厚度指在振膜1121的振動方向上，支架1123和折環區域11212的連接區域與直接和磁路組件1125相貼合的區域之間的最小距離。
在一些實施例中，為了使換能器112具有較高的低頻輸出，且使後腔116的頻率回應曲線具有較大範圍的平坦區域，支架1123的第一部分112311的厚度h4可以在0.3mm-3mm範圍內。在一些實施例中，為了進一步提升換能器112的低頻輸出，第一部分112311的厚度h4可以在0.5mm-2mm範圍內。在一些實施例中，為了進一步增大後腔116的頻率回應曲線的平坦區域，第一部分112311的厚度h4可以在0.8mm-1mm範圍內。在一些實施例中，第一部分112311的厚度h4可以為0.9mm，此時後腔116的諧振峰在6.1kHz附近，發聲部11具有較好的低頻輸出，且後腔116的 頻率回應曲線具有較寬的平坦區域。
在一些實施例中，換能器112的重量主要與支架1123以及磁路組件1125相關，其中磁路組件1125的重量占比較大。在一些實施例中，支架1123的重量增加，在支架1123的材質不變的情況下，說明支架1123的尺寸增大，可以對應振膜1121的面積增加。在一些實施例中，磁路組件1125的重量增加，會使得線圈1122附近的磁感應強度增大，對線圈產生的驅動力增大，從而使得振膜1121的振動幅度更大，使換能器112具有更高的靈敏度與更好的低頻效果。然若係換能器112的重量過大，會使發聲部11的重量11過大，影響開放式耳機10的佩戴穩定性與舒適性。
綜合上述圖3所示的發聲部11的至少部分覆蓋對耳輪區域以及圖4所示的發聲部11的整體或部分伸入耳甲腔的兩種佩戴情況，耳部100能聽到的音量增大(相當於發聲效率更高)，因此可以透過減小振膜1121的尺寸或磁路組件1125的重量等減小換能器112的重量，使換能器112具有較高的靈敏度與低頻輸出的同時，開放式耳機10具有較高的佩戴穩定性與舒適性。在一些實施例中，換能器112的重量可以在1.1g-3.3g範圍內。在一些實施例中，為了進一步提升換能器112的靈敏度與低頻輸出，換能器112的重量可以在1.5g-3g範圍內。在一些實施例中，為了進一步提升開放式耳機10的佩戴穩定性與舒適性，換能器112的重量可以在2g-2.5g範圍內。在一些實施例中，換能器112的重量可以為2.2g。
圖15係根據本說明書一些實施例所示的發聲部在不同驅動電壓下的頻率回應曲線圖。將換能器112的振膜面正對測試傳聲器，距離為4mm，向換能器112施加0.1V-0.7V範圍內的電壓，測試頻率範圍設置為20Hz-20000Hz可以得到換能器112在不同驅動電壓下的頻率回應曲線(如圖15所示)。結合圖12和圖15，當輸入電壓為0.1V-0.7V範圍內以及頻率為20Hz-6.1kHz範圍內下，振膜1121的振幅在0mm-0.8mm範圍內。此時，為了防止線圈1122的振動接觸容納件的底部11253a，線圈1122的底部與容納件的底部11253a的距離h3(如圖9所示)可以大於0.8mm。在 一些實施例中，為了使發聲部11的尺寸較小，提高用戶佩戴時的舒適度，線圈1122的底部與容納件的底部11253a的距離h3(如圖9所示)可以不超過0.9mm。因此，在0.1V-0.7V的輸入電壓下，在20Hz-6.1kHz範圍內，該線圈1122的底部到容納件底部11253a的距離h3(如圖9所示)可以在0.8mm-0.9mm範圍內。
如圖15所示，隨著輸入電壓從100mV逐漸增大至700mV，發聲部11的輸出逐漸增加，靈敏度逐漸增大，但諧振峰頻率基本不變，位於6.1kHz附近。綜合上述圖3所示的發聲部11的至少部分覆蓋對耳輪區域以及圖4所示的發聲部11的整體或部分伸入耳甲腔的兩種佩戴情況，透過將線圈1122的底部到容納件底部11253a的距離h3(如圖9所示)控製在0.8mm-0.9mm範圍內時，發聲部11的具有較高的靈敏度。如圖15所示，當輸入電壓為100mV-700mV時，在1kHz的頻率下，發聲部11的聲壓級(SPL)在85dB-103dB範圍內。
在一些實施例中，由前文可知，支架1123的第一部分112311的厚度h4在0.3mm-3mm範圍內。當第一部分112311的厚度h4增大至3mm時，對應的後腔116的諧振頻率f2減小到3.3kHz，使得平坦區範圍減少，影響音質。在一些實施例中，為了增加平坦區的範圍，提高發聲部11的音質，第一部分112311的厚度h4可以小於3mm，後腔116的諧振頻率f2可以不小於3.3kHz。在一些實施例中，為了進一步提高發聲部11的音質，後腔116的諧振頻率f2可以不小於3.5kHz。在一些實施例中，為了進一步提高發聲部11的音質，後腔116的諧振頻率f2可以不小於4kHz。在一些實施例中，為了進一步提高發聲部11的音質，後腔116的諧振頻率f2可以不小於6kHz。
在一些實施例中，根據公式(1)，後腔116的體積可以影響後腔116的諧振頻率f2。且後腔116的體積受支架1123的第一部分112311的厚度的h4的影響。透過第一部分112311的厚度的h4的取值範圍以及後腔116的諧振頻率f2的取值範圍，可以確定後腔116的體積的取值範圍。 在一些實施例中，後腔116的體積可以為60mm3-110mm3。
圖16係根據本說明書一些實施例所示的支架與第一泄壓孔、第二泄壓孔的示例性位置示意圖。如圖16所示，在一些實施例中，支架1123上開設有複數個透氣孔11231。透氣孔11231的設置，使得振膜1121背面的聲音可以透過複數個透氣孔11231傳輸到後腔116以及泄壓孔並傳播至外界，在振膜1121的兩側提供良好的輻射聲音的通道。
在一些實施例中，為了更好地平衡氣流，使後腔116內的氣壓平衡，複數個透氣孔11231可以非對稱設計。例如，以支架1123的短軸為中心，複數個透氣孔11231可以非對稱設置。具體地，支架1123上開設有第一透氣孔11231a和第二透氣孔11231b。如圖16所示，第一透氣孔11231a的中心與第二泄壓孔111d的中心的距離La大於第二透氣孔11231b的中心與第二泄壓孔111d的中心的距離Lb。在一些實施例中，距離第二泄壓孔111d更遠的位置，後腔116的氣壓比較高，因此，為了平衡後腔116內的氣壓，第一透氣孔11231a的面積大於第二透氣孔11231b的面積。也就係說，為了平衡後腔116內的氣壓，距離第二泄壓孔111d(或第一泄壓孔111c)越近的透氣孔的面積越小，距離第二泄壓孔111d(或第一泄壓孔111c)越遠的透氣孔的面積越大。其中，透氣孔11231與泄壓孔的距離係指透氣孔11231的中心與對應泄壓孔的中心之間的距離。本說明書中透氣孔或泄壓孔的中心指孔狀結構的幾何中心。
在後腔116中，在距離第一泄壓孔111c和/或第二泄壓孔111d較遠的位置，氣壓比較高，因此透氣孔11231的面積可以設置的較大；在距離第一泄壓孔111c和/或第二泄壓孔111d較近的位置，氣壓較低，因此透氣孔11231的面積可以設置的較小。若複數個透氣孔11231的面積一樣大，則後腔116內遠離第一泄壓孔111c和/或第二泄壓孔111d的位置，氣壓較高，由於此處的透氣孔11231的面積較小，不能很好平衡後腔116的氣壓，會使得此處振膜1121振動時受到的空氣阻力較大。同理，在後腔116內靠近第一泄壓孔111c和/或第二泄壓孔111d的位置，振膜1121振動時受到的 阻力較小。從而導致振膜1121受力不均勻，使得振膜1121振動不穩定。因此，透過調節透氣孔11231的面積大小可以使得發聲部11的低頻的振動更平穩。
在一些實施例中，由於透氣孔11231可以平衡後腔116內的氣壓，影響振膜1121振動時受到的空氣阻力的均勻性，因此透氣孔11231的總面積可以影響到發聲部11的輸出性能。且複數個透氣孔11231的總面積與振膜1121沿著振動方向的投影面積的比值，可以影響振膜1121振動時的空氣阻力。若係複數個透氣孔11231的總面積與振膜1121沿著振動方向的投影面積的比值過小，會導致後腔116內的氣壓較大，振膜1121振動時受到的空氣阻力較大，影響振膜1121的低頻輸出性能。當複數個透氣孔11231的總面積與振膜1121沿著振動方向的投影面積的比值達到一定閾值之後，再增大該比值，後腔116內的空氣對於振膜1121的振動的影響變化減弱，同時會影響支架的結構強度。因此，在一些實施例中，為了使振膜1121振動時受到均勻的、較小的空氣阻力，保證發聲部11的良好輸出性能，複數個透氣孔11231的總面積與振膜1121沿著振動方向的投影面積的比值可以在0.008-0.3範圍內。在一些實施例中，為了進一步降低振膜1121振動時受到的空氣阻力，複數個透氣孔11231的總面積與振膜1121沿著振動方向的投影面積的比值可以在0.1-0.25範圍內。在一些實施例中，為了進一步降低振膜1121振動時受到的空氣阻力，複數個透氣孔11231的總面積與振膜1121沿著振動方向的投影面積的比值可以在0.11-0.23範圍內。
圖17係根據本說明書一些實施例所示的不同透氣孔總面積對應的後腔的頻率回應曲線。其中，透氣孔11231的不同總面積，可以透過使用橡皮泥堵塞透氣孔11231的操作實現。將換能器112的振膜面正對測試傳聲器，距離為4mm，向換能器112施加0.4V的電壓，測試頻率範圍設置為20Hz-20000Hz可以得到換能器112在不同透氣孔面積下的頻率回應曲線(如圖17所示)。其中，0mm2係指透氣孔11231被完全堵塞，即支架上不開孔的情況。如圖17所示，隨著透氣孔11231的總面積從0mm2逐漸增 大至4.54mm2，後腔116的頻率回應曲線在低頻(例如100Hz-1000Hz)區域逐漸上移，即後腔116的低頻回應逐漸增大。當透氣孔11231的總面積從4.54mm2逐漸增大至12.96mm2的過程中，後腔116的低頻回應變化不明顯。這係因為當透氣孔11231的總面積增加到一定的面積(例如4.54mm2)後，在低頻振動下，後腔116內的空氣對於振膜1121的振動的影響逐漸減弱，因此即使再增加透氣孔11231的總面積，對於後腔116的低頻區域的頻響曲線的影響也不大。
如圖17所示，隨著透氣孔11231的總面積從0mm2逐漸增大至12.96mm2，後腔116的諧振峰逐漸向高頻移動，低頻區域(例如100Hz-1000Hz)的頻響曲線逐漸趨於平坦。在一些實施例中，為了使後腔116具有良好的低頻回應，透聲孔11231的總面積可以在4.54mm2-12.96mm2範圍內。在一些實施例中，為了使後腔116具有良好的低頻回應，透聲孔11231的總面積可以在5mm2-11mm2範圍內。在一些實施例中，為了使後腔116具有良好的低頻回應，透聲孔11231的總面積可以在7mm2-10mm2範圍內。在一些實施例中，為了使後腔116具有良好的低頻回應，透聲孔11231的總面積可以在8mm2-10mm2範圍內。
在一些實施例中，為了提高結構強度，支架1123上可以開設有複數個透氣孔11231，複數個透氣孔11231之間的連接部分形成加強筋。在一些實施例中，在滿足透氣孔11231的總面積的情況下，為了簡化開孔工藝，透氣孔11231的數量也可以設置為只有一個。
在一些實施例中，磁路組件1125的容納件11253的容納件的底部11253a或者側壁11253b上也可以開設有複數個透氣孔。振膜1121背面的聲音可以透過複數個透氣孔傳輸到後腔116以及泄壓孔，透氣孔在振膜1121的兩側提供良好的輻射聲音的通道。
在一些實施例中，振膜1121在振動方向的投影面積會影響到振膜1121振動時推動的空氣量，從而影響振膜1121振動產生聲音的效率，影響發聲部11的聲學輸出效果。若係振膜1121在振動方向的投影面積過 小，會導致振膜1121振動推動的空氣量少，發聲部11的聲學輸出效果差。若係振膜1121在振動方向的投影面積過大，會導致支架1123的尺寸過大，從而導致支架1123的重量增加，使得發聲部11的重量較大，對發聲部11的結構與重量造成影響，影響佩戴舒適性與穩定性。結合圖3所示的發聲部11的至少部分覆蓋對耳輪區域以及圖4所示的發聲部11的整體或部分伸入耳甲腔的兩種佩戴情況，耳部100能聽到的音量增大(相當於發聲效率更高)，因此振膜1121的尺寸可以不需要過大。在一些實施例中，出聲孔111a設置於發聲部11的殼體111靠近用戶耳部的側壁，而出聲孔111a設置於振膜1121前側且與前腔114連通，振膜1121的振動方向即為或近似等同於發聲部11的厚度方向X，振膜1121在振動方向的投影面積即為或近似等於振膜1121在矢狀面的投影面積，振膜1121在振動方向的投影面積可以影響到發聲部11在用戶矢狀面上的投影面積。而發聲部11在用戶矢狀面上的投影的面積與耳甲腔在矢狀面上的投影面積的重疊比例可以影響發聲部11伸入耳甲腔形成的類腔體結構，從而影響發聲部11的聲學輸出效果。進一步地，振膜1121的長軸尺寸與短軸尺寸可以影響發聲部11在矢狀面的投影的長軸尺寸與短軸尺寸。
在一些實施例中，綜合上述圖3所示的發聲部11的至少部分覆蓋對耳輪區域以及圖4所示的發聲部11的整體或部分伸入耳甲腔兩種情況考慮，為了使發聲部11能夠具有良好的聲學輸出，且發聲部11在矢狀面上的投影具有適宜的面積或發聲部11具有適宜的厚度，振膜1121在振動方向的投影面積可以為90mm2-560mm2。優選的，振膜1121在振動方向的投影面積可以為120mm2-300mm2。較為優選的，振膜1121在振動方向的投影面積可以為150mm2-200mm2。
綜合上述圖3所示的發聲部11的至少部分覆蓋對耳輪區域以及圖4所示的發聲部11的整體或部分伸入耳甲腔兩種情況考慮，為了在有限的發聲部11的尺寸內，使振膜1121具有盡可能大的面積，從而增強發聲部11的聲學輸出性能，在一些實施例中，當振膜1121的振動方向與 發聲部11的厚度方向X平行時，振膜1121在振膜振動方向上的投影面積(即振膜1121在矢狀面上的投影面積)與殼體111在振膜振動方向上的投影面積(即殼體111在矢狀面上的投影面積)的比值可以不小於0.5。在一些實施例中，為了在有限的發聲部11的尺寸內，使振膜1121具有盡可能大的面積，從而增強發聲部11的聲學輸出性能，振膜1121在振膜振動方向上的投影面積與殼體111在振膜振動方向上的投影面積的比值可以不小於0.8。在一些實施例中，使振膜1121具有盡可能大的面積，從而增強發聲部11的聲學輸出性能，振膜1121在振膜振動方向上的投影面積與殼體111在振膜振動方向上的投影面積的比值可以在0.8-0.95範圍內。
在一些實施例中，結合上述圖3所示的發聲部11的至少部分覆蓋對耳輪區域的佩戴方式，振膜1121的長軸尺寸可以在13mm-25mm範圍內，振膜的短軸尺寸可以在4mm-13mm範圍內。結合圖4所示的發聲部11的整體或部分伸入耳甲腔的佩戴方式，為了便於發聲部11的整體或部分伸入耳甲腔形成有效的類腔體，振膜1121的短軸尺寸可以在4mm-13mm範圍內。在上述短軸的尺寸基礎上，基於振膜1121的投影面積(例如，振膜1121在振動方向的投影面積在52mm2-325mm2範圍內)進一步確定振膜1121的長軸尺寸為13mm-25mm範圍內。例如，振膜1121的長軸尺寸可以在15mm-20mm範圍內，振膜的短軸尺寸可以在5mm-10mm範圍內。再例如，振膜1121的長軸尺寸可以在17mm-18mm範圍內，振膜的短軸尺寸可以在7mm-8mm範圍內。
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。
同時，本發明使用了特定詞語來描述本發明的實施例。如「一個實施例」、「一實施例」、和/或「一些實施例」意指與本發明至少一個 實施例相關的某一特徵、結構或特點。因此，應強調並注意的係，本說明書中在不同位置兩次或多次提及的「一實施例」或「一個實施例」或「一個替代性實施例」並不一定係指同一實施例。此外，本發明的一個或複數個實施例中的某些特徵、結構或特點可以進行適當的組合。
此外，本領域通常知識者可以理解，本發明的各方面可以透過若干具有可專利性的種類或情況進行說明和描述，包括任何新的和有用的工序、機器、產品或物質的組合，或對他們的任何新的和有用的改進。相應地，本發明的各個方面可以完全由硬體執行、可以完全由軟體(包括韌體、常駐軟體、微碼等)執行、也可以由硬體和軟體組合執行。以上硬體或軟體均可被稱為「資料塊」、「模組」、「引擎」、「單元」、「組件」或「系統」。此外，本發明的各方面可能表現為位於一個或複數個電腦可讀介質中的電腦產品，該產品包括電腦可讀程式編碼。
電腦存儲介質可能包含一個內含有電腦程式編碼的傳播資料信號，例如在基帶上或作為載波的一部分。該傳播信號可能有複數種表現形式，包括電磁形式、光形式等，或合適的組合形式。電腦存儲介質可以係除電腦可讀存儲介質之外的任何電腦可讀介質，該介質可以透過連接至一個指令執行系統、裝置或設備以實現通訊、傳播或傳輸供使用的程式。位於電腦存儲介質上的程式編碼可以透過任何合適的介質進行傳播，包括無線電、電纜、光纖電纜、RF、或類似介質，或任何上述介質的組合。
本發明各部分操作所需的電腦程式編碼可以用任意一種或複數種程式語言編寫，包括物件導向程式設計語言如Java、Scala、Smalltalk、Eiffel、JADE、Emerald、C++、C#、VB.NET、Python等，常規程式化程式設計語言如C語言、Visual Basic、Fortran 2003、Perl、COBOL 2002、PHP、ABAP，動態程式設計語言如Python、Ruby和Groovy，或其他程式設計語言等。該程式編碼可以完全在用戶電腦上運行、或作為獨立的套裝軟體在用戶電腦上運行、或部分在用戶電腦上運行部分在遠端電腦運行、或完全在遠端電腦或處理設備上運行。在後種情況下，遠端電腦可以透過任何網路形式 與用戶電腦連接，比如局域網(Local Area Network,LAN)或廣域網路(Wide Area Network,WAN)，或連接至外部電腦(例如透過網際網路)，或在雲計算環境中，或作為服務使用如軟體即服務(Software as a Service,SaaS)。
此外，除非申請專利範圍中明確說明，本發明該處理元素和序列的順序、數字字母的使用、或其他名稱的使用，並非用於限定本發明流程和方法的順序。儘管上述披露中透過各種示例討論了一些目前認為有用的發明實施例，但應當理解的係，該類細節僅起到說明的目的，附加的申請專利範圍並不僅限於披露的實施例，相反，申請專利範圍旨在覆蓋所有符合本發明實施例實質和範圍的修正和等價組合。例如，雖然以上所描述的系統組件可以透過硬體設備實現，然也可以只透過軟體的解決方案得以實現，如在現有的處理設備或移動設備上安裝所描述的系統。
同理，應當注意的係，為了簡化本發明披露的表述，從而幫助對一個或複數個發明實施例的理解，前文對本發明實施例的描述中，有時會將複數種特徵歸併至一個實施例、圖式或對其的描述中。然，這種披露方法並不意味著本發明物件所需要的特徵比申請專利範圍中提及的特徵多。實際上，實施例的特徵要少於上述披露的單個實施例的全部特徵。
一些實施例中使用了描述成分、屬性數量的數字，應當理解的係，此類用於實施例描述的數字，在一些示例中使用了修飾詞「大約」、「近似」或「大體上」來修飾。除非另外說明，「大約」、「近似」或「大體上」表明該數字允許有±20%的變化。相應地，在一些實施例中，說明書和申請專利範圍中使用的數值參數均為近似值，該近似值根據個別實施例所需特點可以發生改變。在一些實施例中，數值參數應考慮規定的有效數字並採用一般位數保留的方法。儘管本發明一些實施例中用於確認其範圍廣度的數值域和參數為近似值，在具體實施例中，此類數值的設定在可行範圍內盡可能精確。
針對本發明引用的每個專利、專利申請、專利申請公開物和其他材料，如文章、書籍、說明書、出版物、文檔等，特此將其全部內容併 入本發明作為參考。與本發明內容不一致或產生衝突的申請歷史檔除外，對本發明申請專利範圍最廣範圍有限制的檔(當前或之後附加於本發明中的)也除外。需要說明的係，如果本發明附屬材料中的描述、定義、和/或術語的使用與本發明該內容有不一致或衝突的地方，以本發明的描述、定義和/或術語的使用為準。
最後，應當理解的係，本發明記載的具體實施方式僅為示例性的，具體實施方式中的一個或者複數個技術特徵係可選的或者附加的，並非構成本發明構思的必要技術特徵。換言之，本發明的保護範圍涵蓋並遠大於具體實施方式。
11:發聲部
1121:振膜
11211:主體區域
11211b:第一連接段
11212:折環區域
11212a:第二傾斜段
1122:線圈
1123:支架
112311:第一部分
11232:第二部分
11233:第三部分
1125:磁路組件
11251:導磁板
11252:磁體
11253:容納件
11253a:底部
11253b:側壁
1155:固定環
D:最高點
h4:厚度
hd:間距
N,K:中心點
wt,ww,h3,dd:距離
Z:短軸方向

Claims (10)

  1. 一種發聲部，包括：
    振膜；
    磁路組件；
    線圈，該線圈與該振膜連接並至少部分位於該磁路組件形成的磁間隙中，該線圈通電後帶動該振膜振動以產生聲音，其中，該振膜包括主體區域和環繞主體區域的折環區域；和
    環繞該磁路組件設置的支架，該支架的第一部分與該折環區域連接，該第一部分的厚度在0.3mm-3mm範圍內，該第一部分的厚度為，在振膜的振動方向上，支架與折環區域的連接區域與支架直接和磁路組件相貼合的區域之間的最小距離。
  2. 如請求項1所述的發聲部，其中，還包括殼體，該殼體上設有泄壓孔，該泄壓孔和該振膜背面之間構成後腔，該後腔的諧振頻率不小於3.3kHz。
  3. 如請求項2所述的發聲部，其中，該後腔的體積在60mm3-110mm3範圍內。
  4. 如請求項1所述的發聲部，其中，該主體區域包括第一傾斜段和與該線圈連接的第一連接段，該第一傾斜段與該折環區域的部分區域貼合，且該第一傾斜段相對於該第一連接段向背離該線圈的方向傾斜。
  5. 如請求項1所述的發聲部，其中，該主體區域包括球頂，該球頂的高度與跨度的比值在0.1-0.3範圍內。
  6. 如請求項1所述的發聲部，其中，該主體區域包括球頂，該磁路組件包括導磁板和磁體，該導磁板位於磁體和振膜之間並貼附在磁體表面，在振膜的振動方向上，該球頂的最低點到該導磁板的上表面的距離大於0.8mm。
  7. 如請求項1所述的發聲部，其中，還包括殼體，在振膜振動方向上，該振膜的投影面積與殼體的投影面積的比值不小於0.5。
  8. 如請求項1所述的發聲部，其中，該磁路組件包括導磁板和 磁體，該導磁板位於磁體和振膜之間並貼附在磁體表面，在振膜振動方向上，線圈的中心與導磁板的中心之間的距離小於0.3mm。
  9. 如請求項1所述的發聲部，其中，該磁路組件包括容納件，在振膜的振動方向上，該線圈的底部與該容納件的底壁之間的距離在0.2mm-4mm範圍內。
  10. 如請求項9所述的發聲部，其中，該線圈與該容納件的側壁之間的距離在0.1mm-0.5mm範圍內。
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