CN107950034B - 入耳式耳机的降噪 - Google Patents

Abstract

一种入耳式耳机，包括耳塞主体，其被构造和布置用于定位在佩戴者的耳道中，并且被配置成具有比近端更远地进入耳道的远端。耳塞主体包括空腔和通向空腔的开口。入耳式耳机还包括：在通向空腔的开口中的换能器，换能器的一部分从开口面向外；在耳塞主体的远端处的麦克风；在耳塞主体上并且符合耳塞主体的表面的耳塞尖部；以及在耳塞尖部的远端处的声阻性网状结构。网状结构覆盖换能器的从开口面向外的部分和麦克风。

Description

入耳式耳机的降噪

技术领域

本公开总体上涉及音频设备，并且更具体地，涉及入耳式耳塞***和方法。

发明内容

在总体方面，提供了一种入耳式耳机，包括：耳塞主体，其被构造和布置用于定位在佩戴者的耳道中，并且被配置成具有比近端更远地进入耳道的远端。耳塞主体包括空腔和通向空腔的开口。入耳式耳机还包括：在通向空腔的开口中的换能器，换能器的一部分从开口面向外；在耳塞主体的远端处的麦克风；在耳塞主体上并且符合耳塞主体的表面的耳塞尖部；以及在耳塞尖部的远端处的声阻性网状结构。网状结构覆盖换能器的从开口面向外的部分和麦克风。

各方面可以包括以下特征中的一个或多个：

换能器可以是动圈式换能器。

权利要求1的入耳式耳机还可以包括耦合到耳塞主体的近端的保持环。

耳塞主体可以具有圆锥形状。

空腔可以具有圆锥形状，圆锥形状包括第一端部和比第一端部宽的第二端部，并且通向空腔的开口可以具有从耳塞主体的远端延伸到空腔的第一端部的圆柱形状。

耳塞主体可以包括弯曲部，其用于适应耳道中的弯曲部。

耳塞主体可以具有第一部分和第二部分。空腔可以在第一部分处。通向空腔的开口可以在第二部分处。第一部分和空腔可以在第一延伸方向上延伸。第二部分和通向空腔的开口可以相对于第一延伸方向成角度地在第二延伸方向上从第一延伸方向偏离。弯曲部可以位于耳塞主体的在第一部分与第二部分之间的区域处，在该区域处，第二部分和通向空腔的开口从第一延伸方向偏离。

耳塞尖部可以具有第一部分和第二部分，耳塞尖部的第一部分在耳塞主体的第一部分上，耳塞尖部的第二部分在耳塞主体的第二部分上。耳塞尖部的第一部分可以在第一延伸方向上延伸，耳塞尖部的第二部分可以相对于第一延伸方向成角度地在第二延伸方向上延伸。耳塞尖部可以包括弯曲部，弯曲部位于耳塞尖部的在耳塞尖部的第一部分与耳塞尖部的第二部分之间的区域处。

空腔可以是密封的后部空腔。

耳塞尖部可以包括耦合机构，该耦合机构与耳塞主体的表面处的耦合机构接合以将耳塞尖部固定到耳塞主体。

在另一总体方面，一种入耳式耳机包括圆锥形耳塞主体，其被构造和布置用于定位在佩戴者的耳道中。耳塞主体包括空腔，空腔具有第一端部和比第一端部宽的第二端部。第一端部包括通向空腔的开口。耳塞主体的区域包括用于适应耳道中的轮廓的弯曲部。柔性耳塞尖部附接到并围绕耳塞主体的至少一部分并且围绕通向空腔的开口。耳塞尖部被构造和布置用于定位在耳塞主体中的弯曲部之上。

各方面可以包括以下特征中的一个或多个：

入耳式耳机可以包括麦克风，麦克风在通向耳塞主体的空腔的开口处。

入耳式耳机可以包括声阻性网状结构，其覆盖通向空腔的开口并且被定位在麦克风之上。

空腔的第二端部可以包括密封的后部。

入耳式耳机可以包括在耳塞主体的空腔中的换能器，换能器邻近麦克风。

入耳式耳机可以包括耦合到耳塞主体的第二端部的保持环。

耳塞主体可以具有第一部分和第二部分，空腔可以在第一部分处，通向空腔的开口可以在第二部分处，第一部分和空腔可以在第一延伸方向上延伸，第二部分和通向空腔的开口可以相对于第一延伸方向成角度地在第二延伸方向上从第一延伸方向偏离，并且弯曲部可以位于耳塞主体的在第一部分与第二部分之间的区域处，在该区域处，第二部分和通向空腔的开口从第一延伸方向偏离。

耳塞尖部可以具有第一部分和第二部分，耳塞尖部的第一部分在耳塞主体的第一部分上，耳塞尖部的第二部分在耳塞主体的第二部分上，耳塞尖部的第一部分在第一延伸方向上延伸，耳塞尖部的第二部分相对于第一延伸方向成角度地在第二延伸方向上延伸，并且耳塞尖部包括弯曲部，弯曲部位于耳塞尖部的在耳塞尖部的第一部分与耳塞尖部的第二部分之间的区域处。

在另一总体方面，一种入耳式耳机包括：耳塞主体，其被构造和布置用于定位在佩戴者的耳朵的耳道处，耳塞主体包括具有第一端部和第二端部的空腔，第一端部包括通向空腔的开口，第二端部具有密封的后部；在空腔中的换能器；在开口处的麦克风，麦克风邻近换能器；以及柔性耳塞尖部，附接到并围绕耳塞主体的至少一部分并且围绕通向空腔的开口。

麦克风和换能器可以在第一端部处从空腔的第一端部延伸。

附图说明

结合附图参考以下描述可以更好地理解上文以及进一步的优点，在附图中，相似的数字在各种附图中指示相似的结构元件和特征。附图不一定按比例绘制，替代地，重点放在说明特征和实施方式的原理。

图1A是根据一些示例的入耳式耳机的透视视图。

图1B是图1A的入耳式耳机的剖视视图，其图示了入耳式耳机的内部。

图2是图1A和图1B的入耳式耳机的分解视图。

图3是根据一些示例的图1A、图1B和图2的入耳式耳机的一部分的透视视图。

图4是根据一些示例的定位在耳朵中的入耳式耳机的截面视图。

具体实施方式

本文公开的内容以及要求保护的内容旨在适用于各式各样的个人音频设备，即被构造为至少部分地由用户佩戴在用户耳朵中的至少一只耳朵附近的设备，以在一些实施例中至少为该耳朵提供降噪功能。应当注意，尽管音频设备的各种具体实施方式(诸如头戴式耳机、双向通信头戴式耳麦、耳机、耳塞、无线头戴式耳麦(也称为“耳麦”)和护耳器)以一定程度的细节被呈现，但是这样的具体实施方式的呈现旨在通过使用示例来促进理解，并且不应当被认为是对本公开的范围或者权利要求覆盖范围的限制。

常规的耳机在佩戴时通常包括部分位于耳道内的耳塞。然而，常规耳塞的深度***可能会导致对耳道的刺激。此外，耳塞的组件，特别是麦克风(如果麦克风存在)和音频输出换能器(即，扬声器)，经常邻近耳塞面向鼓膜的开口，并且当这些组件暴露在耳道中时易于由灰尘或其他不合意物质引起损坏。另一方面，重要的是，直接的无间断的路径存在于鼓膜与声源之间用于改善主动降噪(ANR)性能。

因此合意的是，对于耳塞的麦克风和换能器，在***到耳朵中时要被保护，并且对于耳塞及其组件(即麦克风和换能器)要被构造和布置为尽可能靠近鼓膜，同时将耳道与周围的环境噪声隔离开。

图1A是根据一些示例的入耳式耳机10的透视视图。图1B是图1A的入耳式耳机10的剖视视图。图2是图1A和图1B的入耳式耳机10的分解视图。耳机10可以是耳塞或任何其他的入耳样式耳机，其代表一种类型的耳机。然而，本文的概念不限于入耳式耳机10的示例。因此，其他耳机类型可以等同地适用。耳机10被构造和布置用于定位在左耳或右耳中。耳机10也被构造和布置用于降噪。

在例如位于或靠近耳塞主体102的远端处，主体102至少部分地包围或围绕换能器222、或声学驱动器或相关的发声设备、和/或用于执行耳机10的功能的各种机械和电气组件。为了实现这一点，耳塞主体102包括开口227和空腔226，开口227在主体102的管嘴(nozzle)处，空腔226通过***在开口227中的换能器222的存在而形成在主体102的内部。换能器222可以包括膜片、音圈、磁体、电枢、电子器件和/或其他元件，以用于压缩和减压在驱动器前方且在空腔226中的空气，从而产生从主体102传导出的声波。换能器222的一部分从开口227面向外，例如，在***耳道时朝向鼓膜的方向上。更具体地，换能器222具有从开口227面向外的声辐射表面，并且具有面向空腔226中的相对表面，而使得在扬声器处产生的声音相关的信号可以从开口227输出。

麦克风224可以例如作为主动降噪反馈***的一部分被定位在换能器222的前面。麦克风224可以被定位在开口227中或其附近，或者如果换能器填充开口，则麦克风224可以被定位在开口227的前面，以将麦克风放置在主体102最远地进入耳道的端部处，我们称其为“远”端。耦合元件105(例如，硬质环箍或类似物)可以被定位在换能器的顶部区域附近，并且麦克风224可以被附接至耦合元件105以将麦克风224与换能器222隔开预定的距离。

出于设备性能的需要，空腔226可以被配置为具有圆锥形(例如，截头圆锥形或抛物线形)以增加容积。在一些示例中，耳塞主体102具有圆锥形(例如，截头圆锥形)以用于从主体102的密封后部区域228到主体102的减小直径的前部区域的转变，换能器222和麦克风224被定位在主体102的前部区域。圆锥形空腔226可以保持合意的声压水平。具体地，圆锥形状允许换能器和麦克风被定位成更远地进入耳道，同时仍然在换能器的后方提供合理的后部空腔容积。然而，即使是利用圆锥形主体，优选容积也可能不适合在耳朵中。在这种情况下，吸附材料可以用来减小空腔226的所需物理容积，同时仍然提供期望的有效声学容积，例如在美国专利8,784,373中所描述的，其以它的整体通过引用并入本文。

刚性后壳部228可以耦合到(例如，粘合到、胶合到、螺纹接合到等)主体102的后部区域。在其他实施例中，主体102可以被模制或以其他方式形成，其中后壳部228和主体102是一体的，例如由单一材料模制而成，区别于形成密封后壳的耦合在一起的单独物理元件。任一种结构都提供了声密封，其允许主体102将空腔226与主体102外部的环境声学地隔离，从而提供一定程度的降噪。

主体102可以包括用于适应耳道内轮廓的弯曲部223(例如参见图4中示出的弯曲部303、306)。在一些实施例中，耳塞主体102可以具有第一侧表面230和第二侧表面223，第一侧表面230是与主体后部的锥形呈直线或连续的曲面，第二侧表面223相对于主体后部的壁成角度。在一些实施例中，耳塞主体102具有第一部分231，其是圆锥形的，即第一端部和比第一端部宽的第二端部。耳塞主体102的第一部分231可以沿着中心轴线A延伸。耳塞主体102还可以在其远端处具有第二部分232，第二部分232沿着不平行于中心轴线A的轴线B延伸。弯曲部223位于第二部分232从第一部分231延伸之处，并且位于沿着轴线B的第二部分232从沿着轴线A的第一部分231偏离之处。因此，弯曲部223可以被定位在具有非直线或不规则表面(例如，轮廓、弯曲部等)的耳道区域，以相比于直的装配件将会允许的而言，允许换能器和麦克风更远一些地被定位在耳道中。

耳塞主体102在弯曲部223处的区域所具有的主体102的截面积比耳道的截面积和其他尺寸小，因为弯曲部223的位置、面积和角度可能因人而异。例如，如图4所示，对于通常的人，耳道304中的第一弯曲部303距耳道入口301可以是大约6-9mm。

此外，由耳塞尖部106抵靠耳道表面形成的密封可能不形成在弯曲部109、223的区域处，而是更可能沿着尖部106的圆锥形主体进一步向后延伸。参考图4，耳道入口的椭圆形状可以具有9mm乘6.5mm的平均尺寸。密封可以在以下处在耳塞尖部106与耳道之间形成：耳道304的入口301与耳道304中的第一弯曲部303之间的任何地方，或者在朝向鼓膜的方向上沿着耳道304更远的地方，或者在特定耳道的实际尺寸变得小于圆锥形部分231的最大尺寸的任何地方。

包括空腔226和开口227的主体102内部可以包括内部弯曲部229(区别于在主体102的外表面处的弯曲部223)。空腔226可以在第一部分231处，并且通向空腔226的开口227在第二部分232处。第一部分231和空腔226沿着轴线A在第一延伸方向上延伸。第二部分232和通向空腔226的开口227相对于第一延伸方向成一定角度地沿着轴线B在第二延伸方向上从第一延伸方向偏离。空腔226与开口227之间的内部弯曲部229可以在第一部分与第二部分之间的耳塞主体102区域，在该区域处，第二部分和通向空腔226的开口从第一延伸方向或轴线A偏离。

保持环104适于与入耳式耳机10一起使用。保持环104被构造和设计用于沿着耳朵的对耳轮定位，并且用于将耳塞主体102保持在耳道的适当位置。在一些实施例中，主体102包括从刚性后壳部228延伸的耦合机构111。如图1B所示，保持环104可以经由耦合机构111可移除地耦合到刚性后壳部228。

耳塞尖部106可以被定位在主体102之上。耳塞尖部106包括部分地或完全地围绕主体102的外部密封膜。耳塞尖部106由柔软材料形成，该柔软材料可以拉伸或以其他方式符合耳塞主体102的表面，并且由于其柔软性而在与耳朵接触期间提供舒适性。在主体102大体为圆锥形并且包括弯曲部223的实施例中，耳塞尖部106也是圆锥形的并且包括弯曲部109。耳塞尖部106可以包括至少一个接片107或类似物，其与主体102的壁中的对应凹口103、螺纹或类似物接合，以将耳塞尖部106固定到主体102。

耳塞尖部106可以包括位于耳塞远端的刚性网状结构108。网状结构108具有圆顶形状，在一些情况下，圆顶位于短圆柱体的端部。网状结构108被构造和布置成覆盖耳塞主体102的开口227。保持麦克风的环箍105可以进一步增加网状结构108圆顶的刚度。网状结构108在沿着轴线B的第二延伸方向上延伸。网状结构108为多孔结构，并且由具有低声阻或无声阻的材料形成。例如，网状结构108可以由织物和至少一个结构层形成，织物可以是或可以不是金属，诸如金属丝网或低声阻织品，至少一个结构层例如是具有孔洞、穿孔或类似物的金属片或复合物。低声阻织品的一个示例是Saati S.p.A.提供的低声阻织品。

图4是根据一些示例的被定位在耳朵中的入耳式耳机10的截面视图。如上文描述的，耳塞主体102的表面包括弯曲部223，用于适应耳道304中的弯曲部。耳塞尖部106可以围绕耳塞主体102定位，并且包括与耳塞弯曲部223相符合的弯曲部109。管嘴开口227相对于耳塞主体102的圆锥形部分231成角度，用于延伸进入耳道304的入口301，并且进入耳道304。耳塞主体102的恰当定位，并且更具体的是主体102的第二部分232和耳塞尖部106的远端处的网状结构108的恰当定位，可以通过将环104定位在耳朵的对耳屏305处来实现，以便稳定定位在第一弯曲部303与耳甲腔307之间。

在一些示例中，耳机10可以包括压力均衡管(未示出)，压力均衡管延伸穿过主体102的远端的表面以平衡耳道304中对后部空腔226的压力，以使得换能器222在耳塞***/移除期间不被负面影响。另一压力均衡管可以在后部空腔226与外部环境之间延伸，以使得两个管的组合可以平衡从耳道对后部空腔226和对外部环境的压力。

耳塞主体102的形状和配置可以提供改进的频率响应和改进的ANR性能，即，这通过弯曲部223允许管嘴开口227具有与耳塞主体102的圆锥形部分231不同的延伸方向，而相比于具有直线型单一延伸方向的外表面的管嘴更远地延伸到耳道304中。此外，耳塞主体102上的管嘴尖部106的配置可以促进主体102与耳道304的表面之间形成密封。

如上文描述的，主体102被构造为将耳机10的声学元件舒适地耦合到佩戴者耳朵的物理结构。如图4所示，主体102被成形为通过耳道304的轮廓，但不会在耳道304的肉体上施加显著的压力。同时，主体102和耳塞尖部106可以以最小的压力提供对耳道304的密封，并且因此对耳朵产生很少的刺激或不产生刺激。

麦克风224和换能器222从后部空腔226延伸并且被定位在耳道304中，例如在第一弯曲部303与第二弯曲部306之间。在这样做时，这些组件容易受到可能损坏它们的颗粒的影响。在耳塞尖部106的远端处的网状结构108防止颗粒或其他不合意物体到达麦克风224和换能器222。网状结构108的滤网织品圆顶被提供以减少在网状结构108邻接耳道304的壁的情况下对耳道304的刺激。在其他实施例中，网状结构108被定位在耳道304中，但是在***耳朵中之后不接触耳道304。该织品还可以向网状结构108的圆顶提供结构刚度。

已经描述了多种实施方式。然而，将理解，前述描述旨在说明而不是限制由权利要求的范围限定的发明性概念的范围。其他示例也在以下权利要求的范围内。

Claims (18)

1.一种入耳式耳机，包括：

耳塞主体，被构造和布置用于定位在佩戴者的耳道中，被配置成具有比近端更远地进入所述耳道的远端，所述耳塞主体包括空腔和通向所述空腔的开口；

换能器，在通向所述空腔的所述开口中位于所述耳塞主体的所述远端处，所述换能器的一部分从所述开口面向外；

麦克风，在所述耳塞主体的所述远端处；

耳塞尖部，在所述耳塞主体上并且符合所述耳塞主体的表面，所述耳塞主体包括弯曲部，所述耳塞主体中的所述弯曲部被布置用于适应所述耳道中的弯曲部；以及

声阻性网状结构，在所述耳塞尖部的远端处，所述网状结构覆盖所述换能器的从所述开口面向外的所述部分和所述麦克风，

其中所述耳塞主体具有第一部分和第二部分，所述空腔在所述第一部分处，通向所述空腔的所述开口在所述第二部分处，所述第一部分和所述空腔在第一延伸方向上延伸，所述第二部分和通向所述空腔的所述开口在第二延伸方向上从所述第一延伸方向偏离，并且其中所述耳塞主体中的所述弯曲部位于所述耳塞主体的、在所述第一部分与所述第二部分之间的区域处，在所述区域处，所述第二部分和通向所述空腔的所述开口从所述第一延伸方向偏离。

2.根据权利要求1所述的入耳式耳机，其中所述换能器是动圈式换能器。

3.根据权利要求1所述的入耳式耳机，还包括耦合到所述耳塞主体的所述近端的保持环。

4.根据权利要求1所述的入耳式耳机，其中所述耳塞主体具有圆锥形状。

5.根据权利要求4所述的入耳式耳机，其中所述空腔具有圆锥形状，所述圆锥形状包括第一端部和比所述第一端部宽的第二端部，并且其中通向所述空腔的所述开口具有从所述耳塞主体的所述远端延伸到所述空腔的所述第一端部的圆柱形状。

6.根据权利要求1所述的入耳式耳机，其中所述耳塞尖部包括部分地或完全地围绕所述耳塞主体的外部密封膜。

7.根据权利要求1所述的入耳式耳机，其中所述麦克风和所述换能器被布置为定位在所述耳道中。

8.根据权利要求1所述的入耳式耳机，其中所述耳塞尖部具有第一部分和第二部分，所述耳塞尖部的所述第一部分在所述耳塞主体的所述第一部分上，所述耳塞尖部的所述第二部分在所述耳塞主体的所述第二部分上，所述耳塞尖部的所述第一部分在所述第一延伸方向上延伸，所述耳塞尖部的所述第二部分相对于所述第一延伸方向成角度地在所述第二延伸方向上延伸，并且所述耳塞尖部包括弯曲部，所述耳塞尖部中的所述弯曲部位于所述耳塞尖部的、在所述耳塞尖部的所述第一部分与所述耳塞尖部的所述第二部分之间的区域处。

9.根据权利要求1所述的入耳式耳机，其中所述空腔是密封的后部空腔。

10.根据权利要求1所述的入耳式耳机，其中所述耳塞尖部包括耦合机构，所述耦合机构与所述耳塞主体的所述表面处的耦合机构接合，以将所述耳塞尖部固定到所述耳塞主体。

11.一种入耳式耳机，包括：

圆锥形耳塞主体，被构造和布置用于定位在佩戴者的耳道中，所述耳塞主体包括空腔，所述空腔具有第一端部和比所述第一端部宽的第二端部，所述第一端部包括通向所述空腔的开口，所述耳塞主体的区域包括用于适应所述耳道中的轮廓的弯曲部，

其中所述耳塞主体具有第一部分和第二部分，所述空腔在所述第一部分处，通向所述空腔的所述开口在所述第二部分处，所述第一部分和所述空腔在第一延伸方向上延伸，所述第二部分和通向所述空腔的所述开口在第二延伸方向上从所述第一延伸方向偏离，并且其中所述耳塞主体中的所述弯曲部位于所述耳塞主体的、在所述第一部分与所述第二部分之间的区域处，在所述区域处，所述第二部分和通向所述空腔的所述开口从所述第一延伸方向偏离；以及

柔性耳塞尖部，附接到并围绕所述耳塞主体的至少一部分并且围绕通向所述空腔的所述开口，所述耳塞尖部被构造和布置用于定位在所述耳塞主体中的所述弯曲部之上，

其中所述耳塞尖部具有第一部分和第二部分，所述耳塞尖部的所述第一部分在所述耳塞主体的所述第一部分上，所述耳塞尖部的所述第二部分在所述耳塞主体的所述第二部分上，所述耳塞尖部的所述第一部分在所述第一延伸方向上延伸，所述耳塞尖部的所述第二部分相对于所述第一延伸方向成角度地在所述第二延伸方向上延伸，并且所述耳塞尖部包括弯曲部，所述耳塞尖部中的所述弯曲部位于所述耳塞尖部的、在所述耳塞尖部的所述第一部分与所述耳塞尖部的所述第二部分之间的区域处。

12.根据权利要求11所述的入耳式耳机，还包括在通向所述耳塞主体的所述空腔的所述开口处的麦克风。

13.根据权利要求11所述的入耳式耳机，还包括声阻性网状结构，所述声阻性网状结构覆盖通向所述空腔的所述开口并且被定位在所述入耳式耳机的麦克风之上。

14.根据权利要求11所述的入耳式耳机，其中所述空腔的所述第二端部包括密封的后部。

15.根据权利要求11所述的入耳式耳机，还包括在所述耳塞主体的所述空腔中的换能器，所述换能器邻近所述入耳式耳机的麦克风。

16.根据权利要求11所述的入耳式耳机，还包括耦合到所述耳塞主体的所述第二端部的保持环。

17.一种入耳式耳机，包括：

耳塞主体，被构造和布置用于定位在佩戴者的耳朵的耳道处，所述耳塞主体包括具有第一端部和第二端部的空腔，所述第一端部包括通向所述空腔的开口，所述第二端部具有密封的后部，所述耳塞主体包括弯曲部，所述耳塞主体中的所述弯曲部被布置用于适应所述耳道中的弯曲部；

换能器，在所述空腔中；

麦克风，在所述开口处，所述麦克风邻近所述换能器；以及

柔性耳塞尖部，附接到并围绕所述耳塞主体的至少一部分并且围绕通向所述空腔的所述开口，

其中所述耳塞主体具有第一部分和第二部分，所述空腔在所述第一部分处，通向所述空腔的所述开口在所述第二部分处，所述第一部分和所述空腔在第一延伸方向上延伸，所述第二部分和通向所述空腔的所述开口在第二延伸方向上从所述第一延伸方向偏离，并且其中所述耳塞主体中的所述弯曲部位于所述耳塞主体的、在所述第一部分与所述第二部分之间的区域处，在所述区域处，所述第二部分和通向所述空腔的所述开口从所述第一延伸方向偏离。

18.根据权利要求17所述的入耳式耳机，其中所述麦克风和所述换能器在所述第一端部处从所述空腔的第一端部延伸。

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