CN101854576B - 一种双膜、双传导的多声道耳机 - Google Patents

Abstract

一种双膜、双传导的多声道耳机，每个耳机设有：金属底座与其中央安装的圆柱状轭铁及轭铁外侧、呈同轴径向顺序排列的圆筒形永久磁铁、线圈绕组和圆筒形轭铁构成的组件；圆筒形轭铁上方无缝粘接有圆球状音膜；金属底座的另一侧藉由螺钉连接另一底座，两个底座中间的圆形振动膜片与底座之间都设有弹簧垫片；圆形振动膜片的外径周边在靠近、但不触及组件的外侧固装有振动传导圆筒，振动传导圆筒的另一端是圆环状缓冲垫圈。其中的圆球状音膜和圆形振动膜片分别通过两种介质：空气和头骨传导声音至听觉神经产生听觉。该多声道耳机在有效保护使用者听力的基础上，既保持对耳蜗产生一定的刺激强度，又具有较好的音质效果，有益于听者的身心健康。

Description

一种双膜、双传导的多声道耳机

技术领域

本发明涉及一种结构新颖的耳机，确切地说，涉及一种双膜、双传导的多声道耳机，属于音频输出设备的技术领域。

背景技术

人类在接收外界的声音信号时，具有两种途径：一种是空气传导，即声波振动人的耳膜，通过听小骨的传导对耳蜗产生刺激，再经由听觉神经传导至大脑产生听觉。另一种是骨传导，振动的声波先通过头骨将信号传递至听小骨，同样会对耳蜗产生刺激，再经由听觉神经传导至大脑产生听觉。

目前，为了降低耳机专用扬声器的最大声压，相关生产厂家采用了各种各样的听力保护和护耳技术，例如，制造音频播放器的生产厂家采用了根据播放时间长短而自动限制音量的技术，或者采用淡入淡出技术等；也有一些制造厂商采用降低环境噪音技术的耳机，使得用户在低音量时也能享受到较好的音质。其它途径还有：对有源耳机采用降低放大电路的增益，对无源耳机采用串接一个小电阻来加大耳机的阻抗，或采用磁能级较低的磁材或减少磁铁体积，用于减低耳机的电声转换效率等等。

为了实现多声道立体声，传统耳机是在每个耳机的壳体内设置2～3个扬声器。由于耳机壳体内的容积有限，造成这些扬声器的安装位置非常紧凑，从而使得扬声器各自发出的声道位置也相对接近。这样，虽然多个声道是独立发声，但对于耳膜而言，其所听到的仍然是一种近似混合声源而已，因此效果不佳。

传统的骨传导耳机的缺陷是音域不够宽广，尤其在高频部分表现不佳。

因此，如何改进耳机的结构，使之能够很好地播放多声道立体声，实现较好的音效，就成为业内技术人员关注的热点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种双膜、双传导的多声道耳机，用于克服现有技术的不足，该耳机在有效保护使用者听力的基础上，既保持对耳蜗的产生一定的刺激强度，又具有较好的音质效果，有益于听者的身心健康。

为了达到上述发明目的，本发明提供了一种双膜、双传导的多声道耳机，其中的每个耳机设有金属底座与安装在金属底座上的组件，该组件包括：位于金属底座中央的圆柱状轭铁及其外侧、呈同轴径向顺序排列的圆筒形永久磁铁、线圈绕组和圆筒形轭铁，且在圆环形轭铁上方无缝粘接有圆球状音膜；其特征在于：所述双膜是圆球状音膜和圆形振动膜片，其中，圆形振动膜片的材质是包括铽镝铁合金的磁致伸缩材料；所述双传导是通过空气和头骨分别传导声音至听觉神经而产生听觉；当音频电流流经该耳机线圈绕组时产生电磁力，有部分电磁力直接驱动圆球状音膜发出声音，通过空气传导至耳膜；另一部分电磁力通过金属底座传导到圆形振动膜片，使得振动膜片产生振动并带动振动传导圆筒与圆环状缓冲垫圈一起振动，从而引起头骨振动而传导声音至听觉神经；所述金属底座的另一侧藉由螺钉连接另一底座，且在该两个底座之间设有圆形振动膜片，该圆形振动膜片与两个底座之间还分别设有弹簧垫片；该圆形振动膜片的外径周边在靠近、但不触及所述组件的外侧固装有振动传导圆筒，该振动传导圆筒的另一端是柔性材料制成的圆环状缓冲垫圈。

所述圆柱状轭铁和圆筒形轭铁都是用设定形状的硅钢片叠加构成的高导磁构件。

所述组件中的金属底座材质是铁镍软磁合金类的高导磁材料，另一个底座的材质是工程塑料。

所述组件中的圆筒形永久磁铁、线圈绕组和圆筒形轭铁的高度相同或相近；所述振动传导圆筒加上圆环状缓冲垫圈的高度要大于圆筒形轭铁与其粘接的圆球状音膜的总高度。

所述多声道耳机是在人耳两侧分别设置一个或一个以上的发声单元。

众所周知，从声学角度获悉，人类对声源位置的判断是基于声波对人耳作用位置的不同，以及取决于左右两耳接收声波的时差。声音的骨传导也完全能满足人们判断音源位置的需求。扬声器的实质是一种利用电磁感应原理将音频信号转换成音膜振动信号的换能装置，当音频电流流过电磁线圈绕组时所产生的磁场与固定在线圈轭铁上的磁铁所产生的磁场两者相互作用，由此带动固定在线圈轭铁上的音膜产生振动，这是传统的声音传导方式。另一方面，如果将由此产生的音膜振动直接接触人的头骨，藉此将该振动信号传递至耳蜗，再经由听觉神经传递至大脑而产生听觉。经由空气传导的声波振动，能弥补声音在骨传导时存在的音域和音色方面的不足，具有较好的音质。而且，通过头骨传导的声音既保障了耳机的输出功率，又能降低声压，从而保护听力。

本发明双膜、双传导的多声道耳机与现有技术相比较，具有以下优点：在金属导磁材料的底座和工程塑料的底座之间通过弹簧垫片安装的圆形振动膜片，这样就将部分电磁力作用于该圆形振动膜片，它的振动通过骨传导方式传递给用户，从而降低了耳机的声压，同时保证不损耗耳机的功率。

本发明多声道耳机采用双膜、双传导的声音传输方式，既可以保持一定的刺激强度，又可以有效保护使用者的听力，其中通过空气传播的声音，补充了骨传导声音在音域和音色方面的不足，还具有较好的音质效果，对听者的身心健康大有益处。而且，本发明多声道耳机可以在头骨的任意部位上安装任意数量的耳机，使得人们的听觉神经可以清楚地分辨出来自头骨任意不同部位传来的声音，且由各个骨传导耳机共同组成一个具有真实位置感的宏大音场。再者，本发明多声道耳机的结构简单、实用，具有很好的应用前景。

附图说明

图1是本发明双膜、双传导的多声道耳机的结构组成示意图。

图2是本发明双膜、双传导的多声道耳机的声音传播途径示意图。

图3是本发明双膜、双传导的多声道耳机的佩戴示意图

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。

参见图1，介绍本发明双膜、双传导的多声道耳机的结构组成(图示为一个耳机发声单元内的各个组成部件的构造)，每个耳机设有：圆板状的金属底座1与安装在金属底座1中央的圆柱状轭铁6，以及位于其外侧、呈同轴径向顺序排列的圆筒形永久磁铁4、线圈绕组5和圆筒形轭铁3构成的组件。该组件中的圆筒形永久磁铁4、线圈绕组5和圆筒形轭铁3的高度相同或相近。其中圆柱状轭铁6和圆筒形轭铁3都是用设定形状的硅钢片叠加构成的高导磁构件。在圆环形轭铁3的上方无缝粘接有圆球状音膜7。金属底座1的另一侧藉由螺钉连接另一个采用工程塑料制成的底座2，且在该金属底座1和塑料底座2之间设有圆形振动膜片11，该圆形振动膜片11与两个底座1和2之间还分别设有弹簧垫片10；该圆形振动膜片11的外径周边在靠近、但不触及上述组件的外侧固装有振动传导圆筒8，圆形振动膜片11与振动传导圆筒8之间可以通过多点螺固或点焊方式连接(取决于其材料的选择)，该振动传导圆筒8的另一端是用柔性材料制成的、直接贴在人耳两侧头部的圆环状缓冲垫圈9。振动传导圆筒8加上圆环状缓冲垫圈9的高度要大于圆筒形轭铁3与其粘接的圆球状音膜7的总高度。组件中的金属底座1是用铁镍软磁合金类的高导磁材料制成。

本发明多声道耳机的双膜是圆球状音膜7和圆形振动膜片11，双传导是通过空气和头骨分别传导声音至听觉神经而产生听觉。其中，圆球状音膜7是用传统音膜材料制成，当本发明耳机中的线圈绕组5通过音频电流时所产生的电磁力，分别驱动圆球状音膜7和圆形振动膜片11产生振动。电磁力直接驱动圆球状音膜7振动发出的声音，通过空气传导至人耳的耳膜。圆形振动膜片的材质是包括铽镝铁合金的磁致伸缩材料，电磁力通过金属底座1传导到圆形振动膜片11的振动，带动振动传导圆筒8与圆环状缓冲垫圈9一起振动，再传导到佩戴该耳机的头骨(参见图2)，从而引起头骨振动而传导声音至听觉神经。这样就产生了分别通过空气和头骨两种介质或两个途径传导的声音，最终到达听觉神经产生听觉。其中，空气传播的声音具有较好的音质，能够弥补声音在音域和音色方面的不足；头骨传导的声音，既保障了耳机的输出功率，又能够降低声压，从而保护听力。再者，参见图2所示，本发明多声道耳机可以在人耳两侧分别设置一个或一个以上的耳机。例如图示在人的左侧就设置了的三个发声单元，这样，该耳机就有六个发声单元，该实施例的多声道耳机就有六个声音传播通道(参见图3)。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种双膜、双传导的多声道耳机，其中的每个耳机设有金属底座与安装在金属底座上的组件，该组件包括：位于金属底座中央的圆柱状轭铁及其外侧、呈同轴径向顺序排列的圆筒形永久磁铁、线圈绕组和圆筒形轭铁，且在圆筒形轭铁上方无缝粘接有圆球状音膜；其特征在于：所述双膜是圆球状音膜和圆形振动膜片，其中，圆形振动膜片的材质是包括铽镝铁合金的磁致伸缩材料；所述双传导是通过空气和头骨分别传导声音至听觉神经而产生听觉；当音频电流流经该耳机线圈绕组时产生电磁力，有部分电磁力直接驱动圆球状音膜发出声音，通过空气传导至耳膜；另一部分电磁力通过金属底座传导到圆形振动膜片，使得振动膜片产生振动并带动振动传导圆筒与圆环状缓冲垫圈一起振动，从而引起头骨振动而传导声音至听觉神经；所述金属底座的另一侧藉由螺钉连接另一底座，且在该两个底座之间设有圆形振动膜片，该圆形振动膜片与两个底座之间还分别设有弹簧垫片；该圆形振动膜片的外径周边在靠近、但不触及所述组件的外侧固装有振动传导圆筒，该振动传导圆筒的另一端是柔性材料制成的圆环状缓冲垫圈。

2.根据权利要求1所述的多声道耳机，其特征在于：所述圆柱状轭铁和圆筒形轭铁都是用设定形状的硅钢片叠加构成的高导磁构件。

3.根据权利要求1所述的多声道耳机，其特征在于：所述组件中的金属底座材质是铁镍软磁合金类的高导磁材料，另一个底座的材质是工程塑料。

4.根据权利要求1所述的多声道耳机，其特征在于：所述组件中的圆筒形永久磁铁、线圈绕组和圆筒形轭铁的高度相同或相近；所述振动传导圆筒加上圆环状缓冲垫圈的高度要大于圆筒形轭铁与其粘接的圆球状音膜的总高度。

5.根据权利要求1所述的多声道耳机，其特征在于：所述多声道耳机是在人耳两侧分别设置一个或一个以上的发声单元。

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