WO2015027900A1 - 一种耳机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耳机，包括扬声器单体，与扬声器单体电连接的音频信号线，以及辅助结构；辅助结构包括前盖和外壳；前盖与扬声器单体之间的空间形成前声腔，外壳与扬声器单体之间的空间形成后声腔；其中，在外壳的内侧壁上靠近扬声器单体的一侧设有可增强耳机低频性能的声导管，声导管呈线状延伸；声导管为一端开口的结构，包括一个开放端和一个封闭端，开放端与后声腔连通，在声导管底壁上靠近封闭端的一侧设有若干通孔，通孔连通外壳的侧壁，声导管内的气流通过通孔与外界连通。这种耳机结构提高了产品的低频声效和中频声效，而且使耳机具有良好的外观。
Description
一种耳机
技术领域
本发明涉及一种耳机， 尤其涉及一种应用于便携式通讯电子设备上的高 保真耳机。
背景技术
随着高品质智能手机、 Pad等便携式电子产品的广泛应用， 人们对可与其 配合应用的耳机的要求也越来越高， 不但要求其体形小巧， 而且要求其具备 能够逼真再现各种音效的高保真音质性能， 因此高保真耳机就成为市场趋势。 耳机按佩戴方式的不同分为入耳式、 贴耳式以及半入耳式， 由于入耳式耳塞 佩戴舒适性较差、 使用时对背景声音感知不足而造成的潜在安全风险， 以及 对听力保护的考量， 贴耳式及半入耳式耳塞越来越受到消费者的欢迎。
由于佩戴时耳机与耳道之间天然存在的声泄漏， 通常情况下会使得贴耳 式 /半入耳式耳机的低频性能不足。 常用的解决方案是增大收容音频信号线的 延伸管的尺寸， 并且耳机柄上设置与外界连通的开孔， 使得音频信号线延伸 管成为同时具备增强低频效果的声导管； 或者在音频信号线延伸管同方向增 加一个连接后声腔体积与外界的声导管结构。 这种增强低频效果的声导管的 结构都会增加耳机尺寸， 影响美观， 且由于音频信号线通常通过线结的方式 固定在后声腔内， 线结会对声导管造成不同程度的堵塞，也会影响上述结构声 导管的实施效果。
同时，由于贴耳式及半入耳式耳机通常采用直径大于 13mm的扬声器单体， 基于外观设计的需要， 耳机后声腔体积通常较大， 使得耳机的中频性能不能 让人满意。 通过在后声腔内添加注塑件来缩小后声腔体积， 成本又较高。
因此， 有必要对上述结构的耳机进行改进， 以克服上述现有耳机设计技 术中存在的缺陷。
发明内容
鉴于上述问题， 本发明的目的是提供一种耳机， 以保证耳机具有良好的 外观的同时， 又增强耳机的低频效果和中频段的声效。
根据上述技术问题， 本发明提供一种耳机， 包括扬声器单体， 与所述扬 声器单体电连接的音频信号线， 以及收容固定所述扬声器单体和所述音频信 号线的辅助结构； 所述辅助结构包括前盖和外壳； 所述前盖与所述扬声器单 体之间的空间形成前声腔， 所述外壳与所述扬声器单体之间的空间形成后声 腔； 其中， 所述外壳的内侧壁上靠近所述扬声器单体的一侧设有可增强耳机 低频性能的声导管， 所述声导管呈线状延伸； 所述声导管为一端开口的结构， 包括一个开放端和一个封闭端， 所述开放端与所述后声腔连通， 所述声导管 底壁上靠近封闭端的一侧设有若干通孔， 所述通孔连通所述外壳的侧壁， 所 述声导管内的气流通过所述通孔与外界连通。
此外， 优选的方案是， 所述外壳包括收容所述扬声器单体的收容部， 以 及自所述收容部一端一体延伸形成的管状的延伸部； 所述收容部与所述扬声 器单体之间的空间形成所述后声腔， 所述声导管设置于所述收容部内； 所述 延伸部收容所述音频信号线。
此外， 优选的方案是， 所述声导管由导声槽和结合于所述导声槽上的封 闭盖组成， 所述导声槽包括两个同向延伸的侧壁以及位于两所述侧壁终端的 挡壁， 所述封闭盖结合于所述导声槽远离所述外壳侧壁的一侧； 所述通孔设 置于所述导声槽靠近所述挡壁的底壁上。
此外， 优选的方案是， 所述导声槽与所述外壳一体注塑成型， 设置于所 述外壳的内侧壁上。
此外， 优选的方案是， 所述封闭盖为金属或塑料结构， 与所述导声槽的 开口端通过涂胶或超声波悍接的方式固定结合。
此外， 优选的方案是， 所述声导管包括一个独立成型的槽状的导声槽， 所述导声槽靠近所述外壳内侧壁的位置为开口端， 所述导声槽与所述外壳的 内侧壁固定结合形成所述声导管。
此外， 优选的方案是， 所述外壳内侧壁上设有对应所述导声槽设置的内 凹的安装槽， 所述安装槽的延伸形状与所述导声槽一致。
此外， 优选的方案是， 所述通孔上设有覆盖所述通孔的阻尼片材； 所述 阻尼片材结合于所述导声槽的底壁上， 为网布或海绵或无纺布。
此外， 优选的方案是， 所述声导管为直线状或折线状或曲线状结构。 此外， 优选的方案是， 所述导声槽内结合所述阻尼片材处底壁的厚度小 于导声槽内其他位置底壁的厚度。
此外， 优选的方案是， 所述外壳还设有连通所述后声腔和外界的调音孔， 所述调音孔的位置与所述声导管的位置不重叠， 所述调音孔上结合有覆盖所 述调音孔的调音片材； 所述调音片材结合于所述外壳内壁上， 为网布或海绵 或无纺布。
此外， 优选的方案是， 所述声导管的长度在 lmm— 100mm的数值范围内， 所述声导管的内径在 0. lmm— 10mm的数值范围内。
采用上述技术方案后， 与传统结构相比， 本发明在耳机内设有连通后声 腔与外界的声导管， 从而提高了产品的低频声效； 另外， 声导管设置于后声 腔内减小了后声腔的体积， 使产品的中频声效得到提升； 本发明新增的声导 管未占用耳机柄的空间， 从而可以使耳机柄的外围尺寸较小， 有利于保证产 品具有良好的外观。 附图说明
通过下面结合附图对本发明进行描述， 本发明的上述特征和技术优点将 会变得更加清楚和容易理解。
图 1是本发明实施例一耳机的立体分解结构示意图；
图 2是本发明实施例一耳机的立体结构示意图；
图 3是本发明实施例一耳机外壳组件的立体结构示意图；
图 4是本发明实施例一耳机外壳及其声导管的结构示意图；
图 5是图 2所示结构的 A-A剖面图；
图 6是图 2所示结构的 B-B剖面图；
图 7是后声腔体积大小对耳机中频声学性能的影响曲线图；
图 8是本实用新型实施例二耳机外壳组件的立体分解结构示意图； 图 9是本实用新型实施例二耳机外壳组件的剖面图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的描述。
在下面的描述中， 只通过说明的方式对本发明的某些示范实施例进行描 述， 毋庸置疑， 本领域的普通技术人员可以认识到， 在不偏离本发明的精神 和范围的情况下， 可以用各种不同方式对所述的实施方案进行改变。 因此， 附图和描述在本质上只是说明性的， 而不是用于限制权利要求的保护范围。 此外， 在本说明书中， 相同的附图标记标示相同的部分。 实施例一：
如图 1、 图 5和图 6共同所示， 本发明提供的耳机包括扬声器单体 2， 与 扬声器单体 2电连接的音频信号线 3，以及收容固定扬声器单体 2和音频信号 线 3的辅助结构， 辅助结构包括前盖 5和外壳 4两部分。 其中， 扬声器单体 2 包括振动系统和磁路系统 （图中未显示）， 振动系统包括振膜； 前盖 5设置于 正对扬声器单体 2振膜的一侧， 与扬声器单体 2之间形成前声腔 II， 前声腔 II与前盖 5上的出声孔连通， 使扬声器单体 2产生的声音可以传输到外界。 外壳 4位于振膜远离前盖 5的一侧，扬声器单体 2与外壳 4之间形成后声腔 I， 扬声器单体 2还包括收容固定振动系统和磁路系统的单体外壳， 在单体外壳 上设有开孔， 使振膜后侧的气流可以通过开孔与后声腔 I连通。
本发明提供的耳机还包括声导管 1， 如图 3至图 6所示， 本实施例中的声 导管 1 为有一端开口、 呈曲线状延伸结构， 包括一开口端和一封闭端， 开口 端连通后声腔 I， 封闭端通过一个挡壁 111封闭声导管 1的另一端。 此外， 在 外壳 4的侧壁上对应于封闭端的位置设有若干通孔 61， 如图 1至图 6所示， 通孔 61可以连通声导管 1内部和外界的气流。
如上所述， 声导管 1一端与后声腔 I连通， 另一端通过通孔 61与外界连 通。 这种后声腔 I 内的气流通过管状的声导管 1与外界连通的结构， 由于声 导管 1 可以提供比扬声器单体本身更大的声质量， 可以和扬声器单体的声顺 性发生谐振， 由于谐振点比扬声器单体的 f0低， 因此这种设置声导管 1的结 构可以有效的提升耳机的低频效果。
本实施例一提供的耳机的外壳组件包括： 外壳、 调音片材、 阻尼片材和 封闭盖。 如图 3至图 5所示， 声导管 1由导声槽 11和结合于导声槽 11上的 封闭盖 12组成。 导声槽 11靠近扬声器单体 2的一侧为开放端， 导声槽 11包
括设置于外壳 4内侧壁上呈曲线状同向延伸的具有一定间距的两个侧壁 110， 以及位于两个侧壁 110的终端 （对应导声管 1封闭端的位置） 的挡壁 111。
通孔 61位于声导管 1内导声槽 110的底壁上， 如图 3和图 5所示， 即后 声腔 I的气流进入声导管 1后可以通过通孔 61与外界连通。 导声槽 11的开 放端的端面上还结合有封闭盖 12， 封闭盖 12与导声槽 11固定结合后形成管 状的声导管 1。 其中， 封闭盖 12可以为金属材料或塑料材料， 若为金属材料 可以通过粘结的方式与导声槽 11固定结合； 若为塑料材料则可以通过粘结或 超声波悍接的方式与导声槽 11固定结合。
优选的， 导声槽 11为与外壳 4一体注塑成型的结构， 即导声槽 11设置 于外壳 4的内侧壁上， 这种结构成型工艺简单。 本实施例的这种声导管 1分 别通过导声槽 11和封闭盖 12固定结合成型的结构， 可以保证导声槽 11内部 的空间尺寸， 从而可以保证声导管 1 的内部尺寸， 有利于提高产品制作的精 确性。
优选的， 声导管 1的长度在 1mm— 100mm的数值范围内， 内径在 0. 1mm— 10 mm的数值范围内， 在上述范围内声导管 1的声质量 （与长度成正比， 与直 径 /内径的平方成反比） 和声阻 （与长度成正比， 与直径 /内径的 4次方成反 比） 之比足够大， 能够使得在足够低的低频频段内声导管 1 的声阻抗由声质 量主导， 因而形成的低频声效最好。 其中， 声导管 1的长度指声导管 1的等 效长度， 即指声导管 1 中心线的长度； 内径指声导管 1的等效内径， 即将声 导管 1等效为圆形管状结构后 （横截面积相同）， 管状结构的内侧的直径。
如图 3和图 5、 图 6所示， 在通孔 61上还设有覆盖通孔 61的阻尼片材 610， 优选的， 阻尼片材 610为网布海绵或无纺布等声阻材料， 阻尼片材 610 粘结于外壳 4 的内侧壁， 以起到防尘的作用； 此外， 这些材料声阻抗较小， 可以最大限度地减小阻尼片材 610的声阻抗对声导管 1低频效果的损害。 此 外， 为了保证声导管 1内部的空间尺寸， 声导管 1的底壁上粘结阻尼片材 610 的位置的厚度 d小于声导管 1其他部分的厚度， 如图 5所示， 将该部分底壁 减薄后再粘结阻尼片材 610的结构不会减小声导管 1的内部空间， 从而可以 有效地降低产品的低频效果。 此外， 在本实施例一中， 对应于后声腔 I的位置还设有连通后声腔 I和
外界的调音孔 62， 如图 1至图 5所示， 调音孔 62可以用于调节声学性能， 调 音孔 62位于后声腔 I内且与声导管 1所在的位置不重叠， 使后声腔 I内的气 流可以直接与外界连通。 在调音孔 62上同样结合有能够覆盖调音孔 62的调 音片材 620， 调音片材 620结合于外壳 4的内侧壁上， 优选的， 调音片材 620 为声阻抗较小的海绵或无纺布等声阻材料，该声阻材料的参数需要与声导管 1 的阻抗和后声腔 I的阻抗匹配， 以调节耳机中频的声学性能。
如图 1、 图 4、 图 5和图 6共同所示， 外壳 4包括容纳扬声器单体 2的收 容部 41， 以及从收容部 41的一端一体延伸的细长的延伸部 42， 其中， 声导 管 1设置于收容部 41中， 音频信号线 3被延伸部 42收容。 本实施例一中的 后声腔 I指收容部 41与扬声器单体 2之间的空间。
此外， 外壳 4还包括位于延伸管 42—端的固定部 7， 固定部 7与延伸管 42固定结合， 与延伸管 42共同形成耳机柄； 音频信号线 3穿过延伸管 42后 再穿过固定部 7， 通过固定部 7实现对音频信号线 3的固定。
本实施例一中， 延伸管 42仅起到收容音频信号线 3的作用， 不具有传统 结构中连通后声腔 I与外界的低音增强管等结构， 因此， 延伸管 42的尺寸可 以设置的较小， 而且不需要在延伸管 42或固定部 7上设置连通外界的开孔， 即可以使耳机柄的外围尺寸较小， 因此这种结构使产品具有更好的外观。 比 如， 本实施例中的延伸管 42的内径可以与音频信号线的外径接近， 以满足特 定情况下产品的外观要求。
在本实施例一中， 后声腔 I仅指收容部 41内的空间。 如图 7所示， 当后 声腔 I 体积较大时， 耳机中频峰的位置会向低频移动，从而造成耳机在 3kHz 附近灵敏度不足， 而这个频段为人耳耳道的第一谐振峰， 此频段的灵敏度不 足会造成主观听音明亮度差， 影响耳机音质。 通常的解决方案是在外壳 4上 加注塑料， 从而填充后声腔 I 内的空间， 但是这种方式制造成本较高。 在本 发明中， 由于增强低音的声导管 1位于耳机收容部 41内从而填充了后声腔 I 的空间， 这就相当于减小了耳机后声腔 I 的体积， 使得耳机中频峰的位置在 3kHz附近，从而增强了耳机的音质， 提升了耳机的明亮度和穿透力， 提升了耳 机的中频音效。
另外， 由于声导管 1与音频信号线 3由不同的结构收容， 这样就避免了 通常耳机设计时遇到的线结等因素的影响， 避免了音频信号线 3对声导管 1
的干扰， 从而保证了整个耳机产品的稳定性。 实施例二：
如图 8和图 9所示， 本实施例二与实施例一的主要区别在于， 声导管 Γ 的构成部件不同，本实施例二中的声导管 Γ 为由导声槽 1Γ 与外壳 4' 内侧 壁固定形成一端开口的管状声导管 Γ 。
其中， 导声槽 1Γ 为一个独立成型的结构， 本实施例二中导声槽 1Γ 包 括两个开口端：靠近外壳 4' 侧壁的一侧的开口端和与后声腔 I连通的一侧的 开口端。 同上一实施例， 外壳 4' 包括收容扬声器单体的收容部 4Γ ， 以及 由收容部延伸而成的管状的延伸部 42 ' ， 其中后声腔 I仅指收容部 4Γ 与扬 声器单体之间围成的空间。 本实施例二中的导声槽 1Γ 通过注塑单独成型， 其中导声槽 1Γ 包括与后声腔 I连通的连通部 110' ， 以及封闭端 11Γ ， 在 外壳 4' 侧壁上靠近封闭端 11Γ 的位置设有通孔 6Γ ， 通孔 6Γ 可连通声 导管 Γ 与外界的空间。 在外壳 4' 侧壁上， 与声导管 Γ 位置不重合的部分 还设有调音孔 62' ， 调音孔 62 ' 可用于调节声学性能。
此外， 本实施例中， 在外壳 4' 内侧壁上对应于导声槽 1Γ 底部开口端 的位置设有内凹的安装槽 10' ，安装槽 10' 延伸的形状与导声槽 1Γ 的三个 侧壁的形状一致， 组装过程中导声槽 1Γ 对应安装槽 10' 设置， 然后通过涂 胶的方式将两者固定结合。这种设置安装槽 10' 的结构，可以保证导声槽 1Γ 与外壳 4' 内侧壁结合的牢固程度， 保证声导管 Γ 工作的稳定性。
导声槽 1Γ 与安装槽 10' 固定结合后， 导声槽 1Γ 仅连通部 110' —端 为开放的结构， 声导管 Γ 通过连通部 110' 与后声腔 I连通， 然后通过通孔 6Γ 与外界连通， 从而使得后声腔 I的气流通过声导管 Γ 与外界连通。声导 管 r 可以提供比扬声器单体本身更大的声质量，可以和扬声器单体的声顺性 发生谐振， 由于谐振点比扬声器单体的 f0低， 因此这种设置声导管 Γ 的结 构可以有效地提升耳机的低频效果。
此外， 由于声导管 Γ 设置于后声腔 I中， 这种结构可以提高耳机的中频 特性。 延伸部 42 ' 仅用于收容音频信号线 3' ， 不起到低音增强的作用， 从 而可以减小延伸部 42' 的外围尺寸， 有利于产品的美观。 音频信号线 3 ' 穿 过延伸管 42' 后再穿过固定部 7' ， 通过固定部 7' 实现对音频信号线 3 ' 的
固定。
此外， 可以在通孔 6Γ 和调音孔 62 ' 上覆盖阻尼片材和调音片材， 以进 一步调节声学性能。优选的， 声导管 Γ 的底壁上对应结合调音片材处的厚度 小于底壁上未结合调音片材处底壁的厚度， 本实施例图 8和图 9仅为简单示 意， 未显示调音片材等材料和底壁厚度的区别， 本领域技术人员在实施例一 的基础上容易想到底壁厚度的改进。
本实施例二除上述方案外， 还可以有其他改进， 例如， 声导管可以直接 设计为独立成型的管状结构而非槽状结构， 该管状结构包括与后声腔连通的 连通部， 在声导管封闭端的底壁设有通孔， 该声导管可通过注塑的方式直接 成型。 这种声导管可以直接与外壳粘结固定， 其中声导管上的通孔与外壳上 的通孔连通。 此外， 耳机外壳可以包括两部分， 或两部分以上， 其中一部分 上设有声导管， 然后将带声导管的外壳部分与其他外壳部分结合形成耳机外 壳。 需要说明的是， 本发明还可进行其他改进， 如声导管的形状不限于曲线 状， 也可以为直线状或折线状结构， 只要与外界连通即可， 均可实现低音增 强效果； 优选的， 这种结构的声导管设置于后声腔内， 以增强低频声效。 此 外， 声导管的数量也不限于一个， 可以为两个或更多个， 可根据对声学性能 的具体要求进行调整。 在本发明实施例的启示下， 本领域普通技术人员仅通 过简单的改变即可实现上述结构， 因此上述改进方案均在本发明的保护范围 内。 如上， 本领域技术人员应当理解， 对于上述本发明所提出的耳机结构， 还可以在不脱离本发明内容的基础上做出其他改进和变形， 而这些改进和变 形， 都落在本发明的保护范围内， 本领域技术人员应该明白， 上述的具体描 述只是更好的解释本发明的目的， 本发明的保护范围由权利要求及其等同物 限定。
Claims
1. 一种耳机， 包括扬声器单体， 与所述扬声器单体电连接的音频信号 线， 以及收容固定所述扬声器单体和所述音频信号线的辅助结构； 所述辅 助结构包括前盖和外壳； 所述前盖与所述扬声器单体之间的空间形成前声 腔， 所述外壳与所述扬声器单体之间的空间形成后声腔； 其特征在于， 在所述外壳的内侧壁上靠近所述扬声器单体的一侧设有可增强耳机低 频性能的声导管， 所述声导管呈线状延伸； 所述声导管为一端开口的结构， 包括一个开放端和一个封闭端， 所述开放端与所述后声腔连通， 在所述声 导管底壁上靠近封闭端的一侧设有若干通孔， 所述通孔连通所述外壳的侧 壁， 所述声导管内的气流通过所述通孔与外界连通。
2. 根据权利要求 1所述的耳机， 其特征在于，
所述外壳包括收容所述扬声器单体的收容部， 以及自所述收容部一端 一体延伸形成的管状的延伸部； 所述收容部与所述扬声器单体之间的空间 形成所述后声腔， 所述声导管设置于所述收容部内； 所述延伸部收容所述 音频 ί目号线。
3. 根据权利要求 2所述的耳机， 其特征在于，
所述声导管由导声槽和结合于所述导声槽上的封闭盖组成， 所述导声 槽包括两个同向延伸的侧壁以及位于两所述侧壁终端的挡壁， 所述封闭盖 结合于所述导声槽远离所述外壳侧壁的一侧； 所述通孔设置于所述导声槽 靠近所述挡壁的底壁上。
4. 根据权利要求 3所述的耳机， 其特征在于，
所述导声槽与所述外壳一体注塑成型， 设置于所述外壳的内侧壁上。
5. 根据权利要求 4所述的耳机， 其特征在于，
所述封闭盖为金属或塑料结构， 与所述导声槽的开口端通过涂胶或超 声波悍接的方式固定结合。
6. 根据权利要求 2所述的耳机， 其特征在于，
所述声导管包括一个独立成型的槽状的导声槽， 所述导声槽靠近所述 外壳内侧壁的位置为开口端， 所述导声槽与所述外壳的内侧壁固定结合形 成所述声导管。
7. 根据权利要求 6所述的耳机， 其特征在于，
所述外壳内侧壁上设有对应所述导声槽设置的内凹的安装槽， 所述安 装槽的延伸形状与所述导声槽一致。
8. 根据权利要求 1至 7任一权利要求所述的耳机， 其特征在于， 所述通孔上设有覆盖所述通孔的阻尼片材； 所述阻尼片材结合于所述 导声槽的底壁上， 为网布或海绵或无纺布。
9. 根据权利要求 8所述的耳机， 其特征在于，
所述声导管为直线状或折线状或曲线状结构。
10. 根据权利要求 8所述的耳机， 其特征在于，
所述导声槽内结合所述阻尼片材处底壁的厚度小于导声槽内其他位置 底壁的厚度。
11. 根据权利要求 8所述的耳机， 其特征在于，
所述外壳还设有连通所述后声腔和外界的调音孔， 所述调音孔的位置 与所述声导管的位置不重叠， 所述调音孔上结合有覆盖所述调音孔的调音 片材； 所述调音片材结合于所述外壳内壁上， 为网布或海绵或无纺布。
12. 根据权利要求 8所述的耳机， 其特征在于，
所述声导管的长度在 1mm— 100mm的数值范围内， 所述声导管的内径在 0. lmm— 10mm的数值范围内。
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