开放式耳机的制作方法

开放式耳机
1.本技术要求于2022年3月10日提交美国专利局、申请号为17/692,144、das码为1491、发明名称为“开放式耳机”的美国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本技术中。
技术领域
2.本发明涉及一种耳机，更涉及一种开放式耳机。


背景技术：

3.习知的耳机的振膜至前方的出音孔之间无其他构件，而使得出声方式直接，声音阻尼较小。相反地，振膜至后方的调音孔之间会经过喇叭单体盆架与后腔，声音阻尼较大。声音阻尼的差异造成出音孔和调音孔的声音大小与相位的不匹配，而使得声音指向性在某些频段不明显，造成漏音。即便其他的习知设计在振膜至出音孔之间设置网状结构，来增加声音阻尼，仍不能达到理想的声质量。


技术实现要素：

4.本发明是针对一种开放式耳机，其可具有较佳的声质量与声阻。
5.根据本发明的实施例，开放式耳机包括壳体、扬声器组件及隔板。壳体包括出音孔及调音孔，其中出音孔与人耳耳道声学连通但不接触耳道。扬声器组件设置于壳体内，以将壳体内的空间区分出前腔、后腔。隔板设置于壳体的前腔内，以将前腔分隔出靠近扬声器组件的第一区及远离扬声器组件的第二区，隔板介于第一区与第二区之间，隔板具有厚度且包括多个第一通孔，其中这些第一通孔贯穿隔板而连通第一区及第二区，以产生声质量效应。
6.在根据本发明的实施例的开放式耳机中，这些第一通孔的每一者的孔径大于0.6毫米。
7.在根据本发明的实施例的开放式耳机中，这些第一通孔的每一者的轴向长度大于0.6毫米。
8.在根据本发明的实施例的开放式耳机中，隔板的厚度大于0.6毫米。
9.在根据本发明的实施例的开放式耳机中，扬声器组件包括框架、形成于框架的多个第二通孔及设置于框架的振动膜，第二通孔形成于框架上，振动膜与框架之间的振膜空间的体积介于第一区的体积的0.7倍至1.3倍之间。
10.在根据本发明的实施例的开放式耳机中，第二区的体积介于后腔的体积的0.7倍至1.3倍之间。
11.在根据本发明的实施例的开放式耳机中，扬声器组件包括框架及形成于框架的多个第二通孔，这些第二通孔的数量介于这些第一通孔的数量的0.7倍至1.3倍之间。
12.在根据本发明的实施例的开放式耳机中，扬声器组件包括框架及形成于框架的多个第二通孔，这些第二通孔的尺寸介于这些第一通孔的尺寸的0.7倍至1.3倍之间。
13.在根据本发明的实施例的开放式耳机中，出音孔的尺寸介于调音孔的尺寸的0.7倍至1.3倍之间。
14.在根据本发明的实施例的开放式耳机中，更包括第一网状结构及第二网状结构，第一网状结构设置于出音孔，第二网状结构设置于调音孔，第一网状结构与第二网状结构的声阻差异在0.8倍至1.2倍之间。
15.在根据本发明的实施例的开放式耳机中，壳体包括相对的前壁与后壁及位于前壁与后壁之间的侧壁，扬声器组件朝向前壁，出音孔位于前壁，调音孔位于后壁。
16.综上所述，本发明的开放式耳机的出音孔与人耳耳道声学连通但不接触耳道。扬声器组件将壳体内的空间区分出前腔、后腔。隔板设置于壳体的前腔内，以将前腔分隔出靠近扬声器组件的第一区及远离扬声器组件的第二区。这些第一通孔贯穿隔板而连通第一区及第二区，以产生声质量效应。也就是说，本发明的开放式耳机通过隔板及这些第一通孔的设置来调整扬声器组件与出音孔之间的声质量与声阻，而使出音孔和调音孔的声音大小和相位更加匹配。
附图说明
17.图1是本发明的实施例的开放式耳机配置在耳朵上的示意图；
18.图2是图1的开放式耳机的剖面示意图。
19.附图标记说明
20.d、d1：孔径；
21.l：轴向长度；
22.t：厚度；
23.10：耳朵；
24.12：耳道；
25.20：挂勾；
26.100：开放式耳机；
27.110：壳体；
28.111：前壁；
29.112：后壁；
30.113：侧壁；
31.114：出音孔；
32.115：调音孔；
33.116：前腔；
34.1161：第一区；
35.1162：第二区；
36.117：后腔；
37.120：扬声器组件；
38.122：框架；
39.123：第二通孔；
40.124：振动膜；
41.130：隔板；
42.132：第一通孔；
43.140：第一网状结构；
44.142：第二网状结构。
具体实施方式
45.现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同组件符号在图式和描述中用来表示相同或相似部分。
46.图1是本发明的实施例的开放式耳机配置在耳朵上的示意图。请参阅图1，在本实施例中，开放式耳机100例如是通过挂勾20挂在耳朵10上，开放式耳机100与人耳的耳道12声学连通但与耳道12隔开一段距离，而不直接接触耳道12。
47.图2是图1的开放式耳机的剖面示意图。请参阅图2，开放式耳机100包括壳体110、扬声器组件120及隔板130。壳体110包括相对的前壁111与后壁112及位于前壁111与后壁112之间的侧壁113、出音孔114及调音孔115。扬声器组件120朝向前壁111，出音孔114位于前壁111，调音孔115位于后壁112。出音孔114与人耳的耳道12(图1)声学连通但不接触耳道12。在一实施例中，出音孔114或/且调音孔115也可以位于侧壁113上。
48.出音孔114的尺寸(孔径)介于调音孔115的尺寸(孔径)的0.7倍至1.3倍之间。在一实施例中，出音孔114的尺寸相同于调音孔115的尺寸。在一实施例中，出音孔114的尺寸大于调音孔115的尺寸，且小于调音孔115的尺寸的1.3倍。在一实施例中，出音孔114的尺寸小于调音孔115的尺寸，且大于调音孔115的尺寸的0.7倍。
49.扬声器组件120设置于壳体110内，以将壳体110内的空间区分出前腔116、后腔117。扬声器组件120包括框架122及设置于框架122的振动膜124。振动膜124隔开前腔116与后腔117。
50.习知的耳机的振膜至前方的出音孔之间无其他构件，而使得出声方式直接，声音阻尼较小。相反地，振膜至后方的调音孔之间会经过框架与后腔，声音阻尼(声阻)较大。声阻差异造成出音孔和调音孔的声音大小与相位的不匹配，而使得声音指向性在某些频段不明显，造成漏音。有的习知设计会在振膜至出音孔之间设置网状结构，来增加声音阻尼，但振膜至出音孔或调音孔之间的声音总阻抗z不仅与声阻r有关，也与声质量l有关。
51.声阻r及声质量l越大，总阻抗z越大。此外，由于声阻r与孔的孔径的四次方成反比，声质量l与孔的孔径的二次方成反比。当直径减少时，声阻r比声质量l增加的更多，小直径的孔(传统使用的网状结构的孔)虽具有好的阻尼效果，但声质量的感性不佳，难以达到出音孔和调音孔处的声音大小相等，方向相反的要求。
52.具体地说，习知的网状结构和阻尼纸类材料(未示出)，厚度约为50微米，孔径也约为50微米。由于网状结构是多孔结构，孔虽不规则但是足够小，且网状结构厚度小，粘度效应在整个孔内发生。因此，网状结构具有大的声阻r和非常小的声质量l。
53.与网状结构和阻尼纸类材料相比，在振膜至出音孔之间若能设有隔板且隔板上具有较大而长的孔，可同时具有阻尼效果与声质量的感性，达到出音孔和调音孔处的声音大小相等，方向相反的要求，而可实现全频段比较好的指向性。
54.在本实施例中，隔板130设置于壳体110的前腔116内，以将前腔116分隔出靠近扬
声器组件120的第一区1161及远离扬声器组件120的第二区1162，隔板130介于第一区1161与第二区1162之间。隔板130具有厚度。隔板130包括多个第一通孔132。这些第一通孔132贯穿隔板130而连通第一区1161及第二区1162，以产生声质量效应，有效提供良好的声阻与声质量。
55.值得一提的是，整个前腔116的大小会影响扬声器组件120的高频谐振峰的位置，增加隔板130以后会使出音孔114处高频的声音大小的曲线和相位更加复杂，因此，隔板130的尺寸、位置、第一通孔132的尺寸需要被考虑。
56.具体地说，在本实施例中，振动膜124与框架122之间的振膜空间的体积(也就是扬声器腔体的体积)介于第一区1161的体积的0.7倍至1.3倍之间。第二区1162的体积介于后腔117的体积的0.7倍至1.3倍之间。
57.在一实施例中，振动膜124与框架122之间的振膜空间的体积(也就是扬声器腔体的体积)相同于第一区1161的体积。在一实施例中，振动膜124与框架122之间的振膜空间的体积(也就是扬声器腔体的体积)的尺寸大于第一区1161的体积，且小于第一区1161的体积的1.3倍。在一实施例中，振动膜124与框架122之间的振膜空间的体积(也就是扬声器腔体的体积)小于第一区1161的体积，且大于第一区1161的体积的0.7倍。上述体积范围可具有较佳的声音效果。
58.此外，在本实施例中，隔板130的厚度t在0.6毫米以上，第一通孔132具有孔径d和轴向长度l。这些第一通孔132的每一者的孔径d大于0.6毫米。这些第一通孔132的每一者的轴向长度l大于0.6毫米。由于孔径d较大，可使得流体的粘滞效应只发生在靠近第一通孔132的环状壁面处，第一通孔132的中心轴线处则不会有粘滞效应，所以在隔板130上设有第一通孔132可提供良好的声阻r和声质量l的特性。
59.扬声器组件120包括形成于框架122的多个第二通孔123。第二通孔123连通扬声器组件120的内部与后腔117。在本实施例中，这些第二通孔123的数量介于这些第一通孔132的数量的0.7倍至1.3倍之间。在一实施例中，这些第二通孔123的数量相同于这些第一通孔132的数量。在一实施例中，这些第二通孔123的数量大于这些第一通孔132的数量，且小于这些第一通孔132的数量的1.3倍。在一实施例中，这些第二通孔123的数量小于这些第一通孔132的数量，且大于这些第一通孔132的数量的0.7倍。
60.这些第二通孔123的尺寸(孔径d1)介于这些第一通孔132的尺寸(孔径d)的0.7倍至1.3倍之间。在一实施例中，这些第二通孔123的尺寸相同于这些第一通孔132的尺寸。在一实施例中，这些第二通孔123的尺寸大于这些第一通孔132的尺寸，且小于这些第一通孔132的尺寸的1.3倍。在一实施例中，这些第二通孔123的尺寸小于这些第一通孔132的尺寸，且大于这些第一通孔132的尺寸的0.7倍。上述尺寸与数量范围可具有较佳的声音效果。
61.开放式耳机100更包括第一网状结构140及第二网状结构142，第一网状结构140设置于出音孔114，第二网状结构142设置于调音孔115。第一网状结构140及第二网状结构142可用来防尘、避免异物进入且可提供声阻。
62.第一网状结构140与第二网状结构142的声阻差异在0.8倍至1.2倍之间。在一实施例中，第一网状结构140与第二网状结构142的声阻差异为0。在一实施例中，第一网状结构140的声阻大于第二网状结构142的声阻，且小于第二网状结构142的声阻的1.3倍。在一实施例中，第一网状结构140的声阻小于第二网状结构142的声阻，且大于第二网状结构142的
声阻的0.7倍。上述尺寸与数量范围可有助提供较佳的声音效果。
63.本实施例的开放式耳机100利用与传统使用的网状结构具有不同的声学特性的隔板130的第一通孔132来得到所需的声阻和声质量，使得出音孔114和调音孔115的声音大小和相位更加匹配(声音大小相同且相位相反)，从而呈现出更加完美的指向性。
64.综上所述，本发明的开放式耳机的出音孔与人耳耳道声学连通但不接触耳道。扬声器组件将壳体内的空间区分出前腔、后腔。隔板设置于壳体的前腔内，以将前腔分隔出靠近扬声器组件的第一区及远离扬声器组件的第二区。这些第一通孔贯穿隔板而连通第一区及第二区，以产生声质量效应。也就是说，本发明的开放式耳机通过隔板及这些第一通孔的设置来调整扬声器组件与出音孔之间的声质量与声阻，而使出音孔和调音孔的声音大小和相位更加匹配。
65.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。