CN110972021B

CN110972021B - 耳机

Info

Publication number: CN110972021B
Application number: CN201911342016.XA
Authority: CN
Inventors: 张�杰; 赵忠旭; 郭在康
Original assignee: Goertek Inc
Current assignee: Goertek Inc
Priority date: 2019-12-20
Filing date: 2019-12-20
Publication date: 2022-08-19
Anticipated expiration: 2039-12-20
Also published as: WO2021120332A1; CN110972021A; US20220116694A1; US11736846B2

Abstract

本发明公开了一种耳机，所述耳机包括：耳机壳体、第一声孔、第二声孔和扬声器，所述耳机壳体表面开设有第一声孔和第二声孔，所述耳机壳体内部设置有连通所述第一声孔和所述第二声孔的谐振腔；所述扬声器设置于所述谐振腔内，且所述扬声器对应所述第一声孔设置；所述扬声器包括对应所述第一声孔的第一发声面，所述扬声器还包括背向所述第一发声面的第二发声面，所述第二发声面发出的声音经所述谐振腔传递至所述第二声孔。本发明的技术方案能够使用户长时间佩戴，也不会引起的胀耳、压耳等不适感。

Description

耳机

技术领域

本发明涉及耳机技术领域，尤其涉及一种耳机。

背景技术

如今在繁忙的工作，耳机能够带使给人们随时享受属于自己的个人时光，因此对耳机的需求越来越多，而目前的耳机均需要用户将耳机的听筒插入人耳，长时间佩戴易引起的胀耳、压耳等不适感。

上述内容仅用于辅助理解本申请的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

基于此，针对现有耳机均需要用户将耳机的听筒插入人耳，在长时间佩戴情况下，易引起的胀耳、压耳等不适感的问题，有必要提供一种耳机，能够使用户长时间佩戴，也不会引起的胀耳、压耳等不适感。

为实现上述目的，本发明提出的一种耳机，所述耳机包括：

耳机壳体，所述耳机壳体开设有第一声孔和第二声孔，所述耳机壳体内部设有连通所述第一声孔和所述第二声孔的谐振腔；和

扬声器，所述扬声器设置于所述谐振腔内，所述扬声器包括对应所述第一声孔的第一发声面，所述扬声器还包括背向所述第一发声面的第二发声面，所述第二发声面发出的声音经所述谐振腔传递至所述第二声孔。

可选地，所述谐振腔的腔长距离L满足：L＝(1+2k)*85/f，其中，k为整数，f为消声频率上限。

可选地，所述谐振腔的等效直径为R，则L＞10R。

可选地，所述耳机包括分隔件，所述分隔件设置于所述耳机壳体内部，所述分隔件和所述耳机壳体内壁围设形成所述谐振腔。

可选地，所述分隔件包括第一分隔部和第二分隔部，以及连接于所述第一分隔部和所述第二分隔部的连接部，第一分隔部、所述第二分隔部、所述连接部与所述耳机壳体内壁围设形成所述谐振腔；

所述第一分隔部邻接于所述第一声孔设置，所述第二分隔部邻接于所述第二声孔设置。

可选地，所述第一声孔和所述第二声孔设置于所述耳机壳体的上表面，所述连接部包括与所述第一分隔部连接的第一连接段，以及与所述第二分隔部连接的第二连接段，所述第一分隔部和所述第一连接段形成容放所述扬声器的安装空间。

可选地，所述第一连接段和所述耳机壳体内顶壁距离大于所述第二连接段和所述耳机壳体内顶壁距离。

可选地，所述第二连接段的长度大于所述第一连接段的长度。

可选地，所述耳机壳体包括呈弧形设置壳本体和自所述壳本体分别向两端延伸的安装段，所述第一声孔和所述第二声孔开设于所述安装段，所述谐振腔设于所述安装段。

可选地，所述第一声孔设于所述安装段靠近所述壳本体的位置，所述第二声孔设于所述安装段远离所述壳本体的位置。

本发明提出的技术方案中，将耳机佩戴在用户的颈部位置，即耳机于用户颈部位置悬挂，无需与人耳直接接触；在耳机壳体表面开设有第一声孔和第二声孔，第一声孔和第二声孔之间具有连通的谐振腔，通过在第一声孔对应位置设置能够向两个方向传声的扬声器，扬声器第一发声面发出的声音通过第一声孔传出，扬声器第二发声面发出的声音通过谐振腔的传导，经过第二声孔传出，第一声孔和第二声孔传出的声音经过叠加后向用户耳中传递，由此能够避免使耳机插入人耳中，即使用户长时间佩戴，也不会引起的胀耳、压耳等不适感存在。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明耳机中部分剖面结构示意图；

图2为本发明耳机一实施例的结构示意图；

图3为图1中扬声器的结构示意图；

图4为本发明中用户佩戴耳机时形成的增强区和衰减区示意图；

图5为本发明用户和第三方接听声音示意图；

图6为图5中用户和第三方接听声音的指向性示意图；

图7为图5中用户和第三方接听声音的频谱响应曲线示意图；

图8为图2中安装空间的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	耳机壳体	21	第一发声面
11	壳本体	22	第二发声面
				12	安装段	31	第一分隔部
13	谐振腔	32	第二分隔部
				131	安装空间	33	第一连接段
110	第一声孔	34	第二连接段
				120	第二声孔	40	用户
20	扬声器	50	第三方

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请参阅图1至图3所示，本发明提出的一种耳机，包括：耳机壳体10和扬声器20。

耳机壳体10表面开设有第一声孔110和第二声孔120，耳机壳体10内部设置有连通第一声孔110和第二声孔120的谐振腔13；用户在使用耳机享受音乐的时，耳机壳体10通常挂设于用户颈部位置，在耳机壳体10内设有各种电子元器件，比如电路板，以及和电路板连接的电池等。

其中，第一声孔11和第二声孔12的开孔形状有多种选择，例如，圆形、椭圆形、方形或者长条形等，第一声孔110和第二声孔120的主要作用是保证扬声器20发射出的声音能够传播出。另外，耳机壳体10内还开设有连通第一声孔110和第二声孔120的谐振腔13，谐振腔13也称呼为共振腔，扬声器20发出的声音在共振腔内传播，并经过第二声孔120传出。通过设计谐振腔13的长度，能够控制声音在谐振腔13内的传播距离，使第一声孔110和第二声孔120产生相位差，以此进一步保证用户在享受音乐时能够使声音得到加强，或者使其他位置声音减弱。

扬声器20设置于谐振腔13内，且扬声器20对应第一声孔110设置；例如，扬声器20可粘贴设置于谐振腔13内，或者焊接设置于谐振腔13内。扬声器20包括对应第一声孔110的第一发声面21，扬声器20还包括背向第一发声面21的第二发声面22，第二发声面22发出的声音经谐振腔13传递至第二声孔120。另外，扬声器20对应第一声孔110设置，可以理解为，扬声器20的第一发声面21正对第一声孔110设置。

本实施例提出的技术方案中，将耳机佩戴在用户的颈部位置，即耳机于用户颈部位置悬挂，在耳机壳体10表面开设有第一声孔110和第二声孔120，其中，第一声孔110和第二声孔120是开放式的声孔，相对于相关技术中，耳机的声孔是直接插入于人耳中，能够避免引起的胀耳、压耳等不适感。第一声孔110和第二声孔120之间具有连通的谐振腔13，通过在第一声孔110对应位置设置能够向两个方向传声的扬声器20，扬声器20第一发声面21发出的声音通过第一声孔110传出，扬声器20第二发声面22发出的声音通过谐振腔13的传导，经过第二声孔120传出，第一声孔110和第二声孔120传出的声音经过叠加后向用户耳中传递，由此能够避免使耳机插入人耳中，即使用户长时间佩戴，也不会引起的胀耳、压耳等不适感存在。

进一步地，谐振腔13的腔长距离L满足：L＝(1+2k)*85/f，其中，k为整数，f为消声频率上限。当谐振腔13的形状结构为条状设置，谐振腔13的腔长与第一声孔110和第二声孔120之间的距离相同，也就说，第一声孔110和第二声孔120之间的距离为声波在谐振腔13内的传播距离。当谐振腔13的弯折型腔体时，腔长L为声波在谐振腔13内的传播距离。例如，当谐振腔13为条状设置时，用户在使用耳机过程中，由于第一声孔110和第二声孔120距离人耳间隔一定距离，为了保证人耳能够接收到清楚的声音，需要使第一声孔110和第二声孔120传出的声音在振幅上相互叠加，同时需要降低用户周边的人接收到声音大小，或者使用户附近的人无法听清楚耳机发出的声音。具体地，如图4和5所示，依据谐振腔13的腔长L，计算得到的用户接收到的声音强度I为

其中，A为常数，c₀是声速，p₀为传递声波的介质密度，r为用户与第一声孔110和第二声孔120连线中点的距离，θ角为用户与第一声孔110和第二声孔120形成的角度，θ角的角度范围在0°到360°之间，k＝ω/c₀，ω为声波频率，通过上述公式，可以计算得出用户听到声音的指向性为∞形状，如图6所示，用户在佩戴耳机接听声音时，声音的指向性形状。用户耳朵的位置处在声音的增强区内。

在用户40附近的第三方50，用户40接收到耳机发出的声音具有衰减区和增强区，用户40的正前方属于增强区，用户40耳朵也在增强区内，由此能够保证用户40能够清楚听到耳机中播放的声音。另外，在第三方50的位置，也就是用户40的侧面，谐振腔13的腔长的距离满足上述公式，第一声孔110和第二声孔120具有相位差，第一声孔110和第二声孔120发出的声音能够相互抵消掉，保证用户40侧面位置的第三方50无法听清楚声音，有效保护用户的个人隐私。

另外，谐振腔13还可为弯折的形状，根据设计的需要，有时谐振腔13的长度较长，为了在保证第一声孔110和第二声孔120之间的距离不变的情况下，通过对谐振腔13进行弯折设计，以此来增加谐振腔13的腔长。

参见图7所示，在使用耳机时，对比用户40和第三方50在声音低频段的对声音的响应度，可见，用户40在低频的响度更高，而且，人耳在低频段是人能够接听声音的主要范围。声音的低频段范围一般在20～200HZ。即是说，通过谐振腔13的长度，在第一声孔110和第二声孔120发出的声音，定向在人耳附近实现低频段叠加，使人耳接听的声音更加清晰，以改善接听声音的品质。另外还能够在用户40的第三方50位置，定向实现低频声音抵消，降低第三方50接听的声音音量，使第三方50无法听清或听不见耳机发出的声音，进而保护用户的隐私。

进一步地，谐振腔13的等效直径为R，则L＞10R。等效直径为R是指不规则的外形物体，与其截面积相同的圆形直径。在确定得出第一声孔110至第二声孔120之间的距离L后，依据距离L得出等效直径R＜L/10，由此，避免谐振腔13的等效直径R过大，以此保证传递声音的质量。

在其中一实施例中，耳机包括分隔件(未标示)，分隔件设置于耳机壳体10内部，分隔件和耳机壳体10内壁围设形成谐振腔13。具体地，在耳机壳体10内部设置有分隔空间(未标示)，分隔件设置于耳机壳体10内部，通过分隔件将分隔空间分隔开，分隔件和耳机壳体10内壁形成谐振腔13。其中谐振腔13的形状可以依据需要通过设定分隔件形状完成。所述耳机壳体10的材质可以是塑质管或者是金属管，也还可以是木质管，同样地，为了保证声音的传递质量，保证分隔件的材质与耳机壳体10的材质相同，即分隔件可以为塑质管或者是金属管，也还可以是木质管。

进一步地，分隔件包括第一分隔部31和第二分隔部32，以及连接于第一分隔部31和第二分隔部32的连接部(未标示)。第一分隔部31、第二分隔部32、连接部与耳机壳体10内壁围设形成谐振腔13。

第一分隔部31邻接于第一声孔110设置，第二分隔部32邻接于第二声孔120设置。通过设置分隔件中第一分隔部31和第二分隔部32对应第一声孔110和第二声孔120的位置，保证第一声孔110和第二声孔120对应在谐振腔13以内，进而保证扬声器20发出的声音能够准确通过第一声孔110和第二声孔120传递出。

参见图8所示，第一声孔110和第二声孔120设置于耳机壳体10的上表面，连接部包括与第一分隔部31连接的第一连接段33，以及与第二分隔部32连接的第二连接段34，第一分隔部31和第一连接段33形成容放扬声器的安装空间131。通常来说，扬声器20设置在耳机壳体10中时，一般扬声器20占据一定的空间，为此，需要在耳机壳体10内部开设安装空间131，将扬声器20设置于安装空间131内。

进一步地，第一连接段33和耳机壳体10内顶壁距离大于第二连接段34和耳机壳体10内顶壁的距离。可以理解的是，第一连接段33距离耳机壳体10内顶壁位置更大，也就是说，安装空间131具有更大的安装体积，以此进一步满足扬声器20安装要求。另外，可以知道的是，第二连接段34更加靠近耳机壳体10内顶壁，形成的谐振腔13的腔体横截面积更小，也就是避免谐振腔13的等效直径过大，保证声音在谐振腔13内有效传递。

进一步地，第二连接段34的长度大于第一连接段33的长度。具体地，扬声器20的第二发声面22发出的声音经过谐振腔13的传递，通过设置第二连接段34的长度大于第一连接段33的长度，保证声音在第二连接段34对应的谐振腔13的腔体长度，以此进一步提高声音在谐振腔13内的传播距离，进而使第一声孔110发出的声音和第二声孔120发出的声音产生相位差，保证用户人耳位置能够产生增强区域。

在其中一个实施例中，耳机壳体10包括呈弧形设置壳本体11和自壳本体11分别向两端延伸的安装段12，第一声孔110和第二声孔120开设于安装段12，谐振腔13设于安装段12。通常地，用户在使用耳机享受音乐时，耳机佩戴于用户颈部位置，耳机壳体10包括呈弧形设置的壳本体11，通过壳本体11挂设在用户颈部位置能够更加符合人体设计。

另外，通过自壳本体11延伸出的安装段12，扩大了耳机和用户的安装接触范围，使用户佩戴更加牢固。再者，第一声孔110和第二声孔120以及谐振腔13均设于安装段12，也就是说安装段12提供了足够的安装空间。

进一步地，第一声孔110设置于安装段12靠近壳本体11的位置，第二声孔120设置于安装段12远离壳本体11的位置。

可以理解的是，用户在佩戴耳机时，第一声孔110更加靠近用户耳朵位置，第二声孔120位于用户面向的前方位置，如此，通过第一声孔110和第二声孔120设置位置，在用户的正前方和耳朵位置形成声音叠加的增强区和声音抵消的减弱区。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种耳机，其特征在于，所述耳机包括：

扬声器，所述扬声器设置于所述谐振腔内，所述扬声器包括对应所述第一声孔的第一发声面，所述扬声器还包括背向所述第一发声面的第二发声面，所述第二发声面发出的声音经所述谐振腔传递至所述第二声孔；

所述谐振腔的腔长距离L满足：L＝(1+2k)*85/f，其中，k为整数，f为消声频率上限，使得所述第一声孔和所述第二声孔传出的声音在振幅上相互叠加，形成衰减区和增强区；

所述第一声孔和所述第二声孔传出的声音相互叠加后的指向性为“∞”形状，且人耳的位置处于所述增强区内。

2.如权利要求1所述的耳机，其特征在于，所述谐振腔的等效直径为R，则L＞10R。

3.如权利要求1或2所述的耳机，其特征在于，所述耳机包括分隔件，所述分隔件设置于所述耳机壳体内部，所述分隔件和所述耳机壳体内壁围设形成所述谐振腔。

4.如权利要求3所述的耳机，其特征在于，所述分隔件包括第一分隔部和第二分隔部，以及连接于所述第一分隔部和所述第二分隔部的连接部，第一分隔部、所述第二分隔部、所述连接部与所述耳机壳体内壁围设形成所述谐振腔；

5.如权利要求4所述的耳机，其特征在于，所述第一声孔和所述第二声孔设置于所述耳机壳体的上表面，所述连接部包括与所述第一分隔部连接的第一连接段，以及与所述第二分隔部连接的第二连接段，所述第一分隔部和所述第一连接段形成容放所述扬声器的安装空间。

6.如权利要求5所述的耳机，其特征在于，所述第一连接段和所述耳机壳体内顶壁距离大于所述第二连接段和所述耳机壳体内顶壁的距离。

7.如权利要求6所述的耳机，其特征在于，所述第二连接段的长度大于所述第一连接段的长度。

8.如权利要求1所述的耳机，其特征在于，所述耳机壳体包括呈弧形设置壳本体和自所述壳本体分别向两端延伸的安装段，所述第一声孔和所述第二声孔开设于所述安装段，所述谐振腔设于所述安装段。

9.如权利要求8所述的耳机，其特征在于，所述第一声孔设于所述安装段靠近所述壳本体的位置，所述第二声孔设于所述安装段远离所述壳本体的位置。