TWI568241B - 具有經控制之聲音洩漏埠之耳機 - Google Patents

具有經控制之聲音洩漏埠之耳機 Download PDF

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TWI568241B TW104125331A TW104125331A TWI568241B TW I568241 B TWI568241 B TW I568241B TW 104125331 A TW104125331 A TW 104125331A TW 104125331 A TW104125331 A TW 104125331A TW I568241 B TWI568241 B TW I568241B
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Description

具有經控制之聲音洩漏埠之耳機
本發明之一實施例係有關一種具有經控制之聲音洩漏埠之耳機總成。亦描述及主張其他實施例。
無論在旅行時聆聽MP3播放器抑或在家聆聽高逼真度立體聲系統，消費者皆正出於其聆聽樂趣而愈來愈多地選擇耳道內耳機及外耳內耳機。兩種類型之電聲換能器裝置具有含有接收器或驅動器(聽筒揚聲器)之相對低剖面外殼。該低剖面外殼為佩戴者提供便利性，同時亦提供極好聲響品質。
耳道內耳機通常經設計成配合於使用者耳道內且與使用者耳道形成密封。因此，耳道內耳機具有自外殼延伸之聲音輸出管部分。該聲音輸出管部分之敞開式末端可***至佩戴者之耳道中。聲音輸出管部分通常形成由橡膠或聚矽氧材料製成之可撓性且彈性之尖端或頂蓋，或與由橡膠或聚矽氧材料製成之可撓性且彈性之尖端或頂蓋配合。該尖端可為有見識的音訊愛好者而訂製，或其可為高容量製造零件。當尖端部分***至使用者耳朵中時，尖端抵靠耳道壁而壓縮且在耳道內部產生密封式(基本上氣密式)空腔。儘管該密封式空腔允許最大聲響輸出功率進入耳道，但其可放大外部振動，因此減弱整體聲響品質。
另一方面，外耳內耳機通常配合於外耳中且正好擱置於內耳道上方。外耳內耳機通常不密封於耳道內且因此不遭受與耳道內耳機之問題相同的問題。然而，聲響品質對於使用者而言可並非最佳，此係因為聲響可自耳機洩漏且未到達耳道。另外，歸因於耳朵形狀及大小之差異，不同量之聲響可能會洩漏，因此在使用者之間引起不一致之聲音效能。
本發明之一實施例為一種耳機，其包括一耳機外殼，該耳機外殼具有經定尺寸以***至一佩戴者之一耳道中的一尖端部分、自該尖端部分向外延伸之一本體部分及自該本體部分延伸之一管部分。用於將由該本體部分內之一驅動器產生之聲響輸出至該耳道中的一初級輸出開口形成於該尖端部分中。用於將空氣排出至外部環境之一次級輸出開口形成於該本體部分之一面中。當該尖端部分***至該耳道中時，該本體部分之該面面對耳朵之一耳廓區域。該初級輸出開口及該次級輸出開口可彼此水平地對準且面對不同方向，使得其相對於彼此形成一銳角。
該次級輸出開口可充當一經控制之洩漏埠以將該耳機內之一聲壓曝露至該外部周圍環境。在此態樣中，該次級輸出開口可經校準以修改該耳機之一聲音回應。舉例而言，次級輸出開口可經校準以在大約6kHz之一峰值下縮減一聲壓位準且調諧該耳機之一頻率回應以改良整體耳機效能。
以上概述並不包括本發明之所有態樣之詳盡清單。預期到本發明包括可自上文所概述之各種態樣以及以下【實施方式】中揭示且與本申請案一起申請之申請專利範圍中特定地指出之態樣的所有合適組合而實踐的所有系統及方法。此類組合具有以上概述中未特定地敍述之特定優點。
100‧‧‧耳機
102‧‧‧耳機外殼
104‧‧‧本體部分
106‧‧‧尖端部分
108‧‧‧初級輸出開口
110‧‧‧次級輸出開口
112‧‧‧面部分
114‧‧‧管部分
120‧‧‧纜線
200‧‧‧耳朵
202‧‧‧耳廓部分
204‧‧‧外耳
206‧‧‧耳道
208‧‧‧接觸區域
300‧‧‧水平平面
302‧‧‧驅動器
304‧‧‧線
306‧‧‧線
308‧‧‧末端部分/側
310‧‧‧後側
312‧‧‧前側
314‧‧‧前面
340‧‧‧第一軸線
342‧‧‧第二軸線
360‧‧‧縱向軸線
420‧‧‧前腔室
422‧‧‧後腔室
424‧‧‧後面
426‧‧‧氣波
428‧‧‧聲波
430‧‧‧保護材料
432‧‧‧聲音材料
434‧‧‧保護材料
436‧‧‧聲音材料
502‧‧‧頂蓋部分
504‧‧‧基座部分
506‧‧‧驅動器底座
508‧‧‧輸出開口
510‧‧‧聲音調諧構件
512‧‧‧聲音輸出埠
514‧‧‧調諧埠
518‧‧‧低音埠
520‧‧‧保護網狀物
522‧‧‧保護網狀物
524‧‧‧尾塞
530‧‧‧低音埠
532‧‧‧低音埠
540‧‧‧敞開式面部分
602‧‧‧電線
642‧‧‧本體部分
644‧‧‧殼體
646‧‧‧聲音溝槽
648‧‧‧外殼溝槽
650‧‧‧閉合式聲音通道
660‧‧‧體積修改部分
704‧‧‧聲音導管
706‧‧‧後體積腔室
實施例係作為實例而非作為限制而在隨附圖式之諸圖中予以說明，在該等圖式中，類似參考指示相似元件。應注意，本發明中對「一」實施例之參考未必針對同一實施例，且其意謂至少一個。
圖1為耳機之一實施例的透視圖。
圖2說明佩戴於右耳內之耳機之一實施例的側視圖。
圖3說明耳機之一實施例的俯視透視切斷圖。
圖4說明耳機之一實施例之俯視透視切斷圖。
圖5說明可含於耳機外殼之一實施例內之內部聲音組件的分解透視圖。
圖6A說明聲音調諧構件之一實施例的正面透視圖。
圖6B說明聲音調諧構件之一實施例的背面透視圖。
圖6C說明聲音調諧構件之一實施例的橫截面俯視圖。
圖7說明具有聲音調諧構件之耳機之一實施例的橫截面側視圖。
圖8說明具有聲音調諧構件之耳機之一實施例的橫截面側視圖。
在此章節中，吾人將參看附加圖式來解釋本發明之若干較佳實施例。只要該等實施例中描述之部件之形狀、相對位置及其他態樣未被清楚地界定，本發明之範疇就不僅僅限於所示部件，該等部件僅意欲用於說明之目的。又，儘管闡述眾多細節，但應理解，可在無此等細節的情況下實踐本發明之一些實施例。在其他例子中，尚未詳細地展示熟知之結構及技術以便不混淆對此描述之理解。
圖1為耳機之一實施例的透視圖。在一實施例中，耳機100可經定尺寸以擱置於耳朵(在此實例中為右耳)之外耳內且延伸至耳道中以達成改良型聲音效能。在此態樣中，可將耳機100視為外耳內耳機與耳道內耳機之混合物。代表性地，耳機外殼102可形成擱置於外耳內 之本體部分104(類似於外耳內耳機)，及延伸至耳道中之尖端部分106(相似於耳道內耳機)。接收器或驅動器(未圖示)可含於外殼102內。下文將更詳細地論述驅動器之態樣。
管部分114可自本體部分104延伸。管部分114可經定尺寸以含有纜線120，纜線120可含有自電動聲響源(未圖示)延伸至驅動器之電線。該等電線可攜載將可由驅動器聽到之音訊信號。另外，管部分114可經定尺寸以提供增強耳機100之聲音效能的聲音路徑。將參看圖7來更詳細地描述此特徵。在一些實施例中，管部分114在實質上垂直方向上自本體部分104延伸，使得當本體部分104處於實質上水平定向時，管部分114自本體部分104垂直地向下延伸。
外殼102可包括初級輸出開口108及次級輸出開口110。初級輸出開口108可形成於尖端部分106內。當尖端部分106定位於耳道內時，初級輸出開口108將由驅動器產生(回應於音訊信號)之聲響輸出至耳道中。初級輸出開口108可具有適合於達成耳機100之所要聲音效能的任何大小及尺寸。
次級輸出開口110可形成於本體部分104內。次級輸出開口110可經定尺寸以提供耳道至外部環境的開孔及/或輸出聲響自耳機100排出至在耳機100外部之外部環境。應將外部或周圍環境理解為指代在耳機100外部之外界環境或氛圍。在此態樣中，次級輸出開口110可充當允許相對少且經控制之量之空氣自耳道及耳機外殼102洩漏至外部環境的洩漏埠。將次級輸出開口110視為經控制之洩漏埠(與未經控制之洩漏相反)，此係因為其大小及形狀經選擇以達成被發現聲學上理想且不僅每當同一使用者佩戴耳機時而且在使用者之間可被一致地維持的空氣洩漏量。此情形與典型外耳內耳機形成對比，該等外耳內耳機允許耳機與耳道之間的實質空氣洩漏量，該實質空氣洩漏量可取決於耳機在耳朵內之定位及使用者耳朵之大小而變化。因此，空氣洩漏量 在彼狀況下未經控制，從而引起不一致之聲音效能。
控制自次級輸出開口110中洩漏之空氣的量出於許多原因而係重要的。舉例而言，隨著耳機100內之驅動器將聲響發射至耳道中，可在耳道內部出現在低頻率下之高壓位準。此高壓可對使用者造成不合意之聲音效果。如先前所論述，尖端部分106延伸至耳道中且因此防止實質量之空氣在尖端部分106周圍自耳道中洩漏。取而代之，空氣被引導出次級輸出開口110。次級輸出開口110提供自耳道離開耳機外殼102的經控制且直接之路徑，使得耳道內之聲壓可曝露或排出至在耳機100外部之周圍環境。縮減耳道內之壓力會改良使用者之聲音體驗。次級輸出開口110具有經控制之大小及形狀，使得期望發生大約相同量之空氣洩漏而不管使用者耳道之大小。此情形又在使用者之間引起耳機100之實質上一致聲音效能。另外，在一實施例中，可控制空氣洩漏量，使得增加(若非最大)之聲響輸出到達耳道。
次級輸出開口110亦可經校準以調諧頻率回應及/或在同一使用者之中及橫越使用者提供耳機100之一致低音回應。次級輸出開口110係在其已被測試或評估(在一製造批次之至少一試樣中)以符合給定規格或設計參數之意義上予以校準。換言之，其並非僅為隨機開口，而是經有意地形成以達成特定目的，即，以幫助調諧頻率回應及/或在同一使用者之中及橫越使用者提供一致低音回應的方式來改變耳機之頻率回應。在此態樣中，次級輸出開口110可經校準以修改初級輸出開口108之聲壓頻率回應。
舉例而言，在一實施例中，次級輸出開口110可用以增加聲壓位準且在大約6kHz之峰值下調諧頻率回應。詳言之，應認識到，隨著次級輸出開口110變得較大，整體聲響品質對於聆聽者而言得以改良。然而，大開口可並不美學上迷人，因此，需要維持可能最小開口。然而，較小開口在6kHz之峰值周圍可並不引起所要聲音效能(例 如，聲音電感可能會增加)。在此態樣中，次級輸出開口110之大小及/或形狀已被測試及校準以具有相對小之大小及理想形狀，而在6kHZ之峰值下仍達成最佳聲音效能。舉例而言，次級輸出開口110可具有約3mm2至約15mm2之表面積，例如，約7mm2至約12mm2，例如，9mm2。在一實施例中，次級輸出開口110可具有約3：2之縱橫比。次級輸出開口110可因此具有(例如)狹長形狀，諸如，矩形形狀或卵形形狀。然而，預期到次級輸出開口110可具有被發現適合於達成所要聲音效能之其他大小及形狀。
次級輸出開口110之大小及形狀亦可經校準以向耳機100提供對於同一使用者而言及在不同使用者之間較一致之低音回應。詳言之，如先前所論述，當自耳機至周圍環境之空氣洩漏未經控制時(例如，當空氣洩漏係通過耳道與耳機外殼之外表面之間的間隙而發生時)，可包括耳機之低音回應的聲音效能將取決於使用者耳朵之大小及在耳朵內之定位而變化。由於次級輸出開口110具有固定大小及形狀且因此能夠以實質上相同方式來排出耳道及/或耳機100內之聲壓，故不管使用者耳朵之大小及耳機100在耳朵內之定位，每當同一使用者佩戴耳機100時及在不同使用者之間，耳機100皆具有實質上一致低音回應。
另外，咸信，相比於無次級輸出開口110之耳機，次級輸出開口110可縮減外部輻射聲響(例如，未經控制之聲響洩漏)之量。在此態樣中，對於由驅動器隔膜產生之相同聲壓位準，具有次級輸出開口110之耳機100將產生較少外部輻射聲響，從而相比於無次級輸出開口110之耳機引起較多聲響到達耳道。
為了確保至周圍環境之一致排出，可將次級輸出開口110形成於在耳機100定位於耳朵內時未由耳朵阻隔的外殼102之部分內。在一實施例中，次級輸出開口110形成於本體部分104之面部分112內。當尖端部分106定位於耳道內時，面部分112可面對耳朵之耳廓區域。因 此，當耳機100定位於耳朵內時，次級輸出開口110面對耳廓區域。另外，在次級輸出開口110具有狹長形狀的情況下，當耳機100定位於耳朵中時，最長尺寸可定向於實質上水平方向上，使得次級輸出開口110自耳道向外延伸。在此態樣中，當尖端部分106定位於耳道內時，次級輸出開口110之實質(若非整個)表面積保持未由耳朵阻隔。在其他實施例中，次級輸出開口110可在面部分112內具有適合於允許來自耳道及/或耳機外殼102之聲響排出至外部環境的任何定向，例如，垂直或對角。
包括尖端部分106及本體部分104之耳機外殼102可由諸如剛性塑膠或其類似者的實質上非順應性且非彈性之材料形成。在此態樣中，不同於典型耳道內耳機，儘管尖端部分106可接觸耳道且與耳道形成密封，但其未經設計成形成氣密式密封，該氣密式密封通常係藉由具有順應性或彈性尖端之耳道內耳機形成。尖端部分106、本體部分104及管部分114可由相同材料或不同材料形成。在一實施例中，可使用任何習知模製程序將尖端部分106及本體部分104模製成所要形狀及大小以作為分離零件或一個經一體式形成零件。另外，尖端部分106可具有自本體部分104成錐形之錐形形狀，使得尖端部分106之面對耳道的末端相對於本體部分104具有縮減之大小或直徑且舒適地配合於耳道內。因此，耳機100無需諸如橡膠或矽尖端的分離之可撓性(彈性或順應性)尖端來集中聲響輸出。在其他實施例中，尖端部分106可由順應性或可撓性材料形成或備有將在耳道內產生密封式空腔之順應性頂蓋。
圖2說明佩戴於右耳內之耳機之一實施例的側視圖。耳朵200包括耳廓部分202，耳廓部分202為外耳之自頭部之側突出的多肉部分。外耳204為耳廓部分202之通向耳道206中的彎曲空腔部分。耳機100可定位於耳朵200內，使得尖端部分106延伸至耳道206中且本體部分104 擱置於外耳204內。尖端部分106之錐形形狀可允許尖端部分106之接觸區域208接觸耳道206之壁且與耳道206形成密封。如先前所論述，尖端部分106可由諸如塑膠之非順應性或剛性材料製成，因此，該密封可並非氣密式。或者，在接觸區域208處形成於尖端部分106周圍之密封可為氣密式。
當耳機100定位於耳朵200內時，本體部分104之面部分112面對耳廓部分202。次級輸出開口110亦面對耳廓部分202，使得聲響退出次級輸出開口110而朝向耳廓部分202且進入周圍環境。儘管次級輸出開口110面對耳廓部分202，但歸因於其大小、定向及在面部分112周圍之定位，其未由耳廓部分202阻隔。
圖3說明耳機之一實施例的俯視透視切斷圖。詳言之，自此視圖可看出，初級輸出開口108及次級輸出開口110係沿著外殼102之不同側而定位，使得該等開口面對不同方向且相對於彼此形成銳角，如下文所描述。舉例而言，初級輸出開口108可形成於與後側310相對且面對耳道之末端部分308中，而次級輸出開口110可形成於面對耳廓部分且與外殼102之前側312相對的面部分112中。
當管部分114垂直地定向時，初級輸出開口108及次級輸出開口110相交於同一水平平面300，亦即，基本上垂直於管部分114之長度尺寸或縱向軸線360的平面。形成於初級輸出開口108與次級輸出開口110之間及水平平面300內的角度(α)可為銳角。在一實施例中，角度(α)可由自管部分114之縱向軸線360輻射且分別延伸通過初級輸出開口108之中心及次級輸出開口110之中心的線304及306界定。在一實施例中，角度(α)可小於90度，例如，約80度至約20度、約65度至約35度，或40度至50度，例如，45度。
或者，初級輸出開口108及次級輸出開口110之定向可由角度(β)界定，角度(β)係藉由通過初級輸出開口108之中心的第一軸線340及 通過次級輸出開口110之中心的第二軸線342形成。第一軸線340及第二軸線342可形成於同一水平平面300內。第一軸線340與第二軸線342之間的角度(β)可小於90度，例如，約85度至45度，代表性地為60度至70度。
在其他實施例中，初級輸出開口108及次級輸出開口110之定向可相對於驅動器302而界定。詳言之，自此視圖可看出，驅動器302之前面314面對初級輸出開口108及次級輸出開口110兩者，但不平行於側308抑或面部分112，開口108、110形成於側308及面部分112中。實情為，驅動器302之末端部分朝向初級輸出開口108延伸至尖端部分106中，且驅動器302之剩餘部分沿著面部分112而延伸。在此態樣中，儘管可將初級輸出開口108及次級輸出開口118兩者視為處於驅動前面314前方，但次級輸出開口110之整個面積可面對驅動器前面314，而初級輸出開口108之僅一部分可面對驅動器前面314，其中剩餘部分面對驅動器302之側。
如為圖3所說明之耳機之更詳細表示的圖4所說明，聲音及/或保護材料可安置於初級輸出開口108及次級輸出開口110中之一者或兩者上方。代表性地，聲音材料432及保護材料430可安置於初級輸出開口108上方。聲音材料432可為提供經界定且有意之聲音電阻或濾波效應的聲學上工程材料零件。舉例而言，在一實施例中，聲音材料432為經製造以對自驅動器302輸出之某些聲壓波進行濾波的網狀物或發泡體材料。保護材料430可為聲學上透明材料，此意謂其不顯著地影響耳機100之聲音效能。實情為，保護材料430藉由防止灰塵、水或任何其他不良材料或物品進入外殼102而保護裝置。舉例而言，保護材料430可為網狀物、聚合物或發泡體，或允許基本上敞開式通路以用於自驅動器302輸出聲壓波之任何其他材料。
相似於初級輸出開口108，聲音材料436及保護材料434可安置於 次級輸出開口110上方。相似於聲音材料432，聲音材料436可為經製造以對自驅動器302輸出之所要聲壓波進行濾波的網狀物或發泡體材料。保護材料434可為聲學上透明材料，例如，網狀物、聚合物或發泡體，或保護耳機100免於碎片或物品且允許基本上敞開式通路以用於自驅動器302輸出聲壓波之任何其他材料。
聲音材料432、436及保護材料430、434可各自為組合於其各別開口上方以形成可搭扣配合於該等開口上方之夾層結構的單零件。或者，該等材料可膠合於或以其他方式黏附於該等開口上方。在一些實施例中，聲音材料432、436及保護材料430、434亦可為複合材料或多層材料。另外，預期到聲音材料432、436及保護材料430、434可以任何次序定位於其各別開口上方。
本體部分104被劃分成形成於驅動器302之對置面周圍的前腔室420及後腔室422。前腔室420可形成於驅動器302之前面314周圍。在一實施例中，前腔室420係藉由外殼102之本體部分104及尖端部分106形成。在此態樣中，由驅動器302之前面314產生的聲波428通過初級輸出開口108而通過前腔室420傳遞至耳道。另外，前腔室420可提供聲音路徑以用於將耳道內之氣波426或聲壓自次級輸出開口110中排出至外部環境。如先前所論述，次級輸出開口110為經校準之開口，因此，聲波428及氣波426通過次級輸出開口110之傳輸經控制成使得耳機100之聲音效能在使用者之間一致。
後腔室422可形成於驅動器302之後面424周圍。後腔室422係藉由外殼102之本體部分104形成。耳機100之各種內部聲音組件可含於前腔室420及後腔室422內，如將參看圖5更詳細地所論述。
圖5說明可含於耳機外殼內之內部聲音組件的分解透視圖。外殼102之尖端部分106可藉由頂蓋部分502形成，在此實施例中，頂蓋部分502經展示為自外殼102之基座部分504被移除以顯露可含於外殼102 內之內部聲音組件。該等內部聲音組件可包括驅動器底座506。驅動器底座506可經定尺寸以配合於頂蓋部分502內及驅動器302之前面314前方。在一實施例中，驅動器底座506可密封至驅動器302之前面314。或者，驅動器底座506可定位於驅動器302前方，但不直接地密封至驅動器302。因此，驅動器底座506定位於先前參看圖4所論述之前腔室420內。驅動器底座506可包括輸出開口508，輸出開口508係與次級輸出開口110對準且包括相似尺寸，使得由驅動器302產生之聲響可通過驅動器底座506輸出至次級輸出開口110。驅動器底座506可包括對應於初級輸出開口108且與初級輸出開口108對準之另一輸出開口(未圖示)。舉例而言，驅動器底座506可為由與外殼102相同之材料(例如，諸如塑膠之實質上剛性材料)或不同材料(例如，順應性聚合材料)形成的經模製結構。
聲音材料436及保護材料434可由驅動器底座506固持於次級輸出開口110上方之適當位置。在一實施例中，聲音材料436及保護材料434定位於驅動器底座506與次級輸出開口110之間。或者，聲音材料436及保護材料434可附接至驅動器底座506之內表面且附接於開口508上方，使得當驅動器底座506處於頂蓋部分502內時，聲學材料436及保護材料434重疊於次級輸出開口110。儘管未說明，但覆蓋初級輸出開口108之聲音材料432及保護材料430亦被視為內部聲音組件。可以與關於材料436、434所論述之方式相似的方式將聲音材料432及保護材料430組裝於初級輸出開口108上方。
聲音調諧構件510定位於驅動器302之後面424後方(亦即，定位於圖4所說明之後腔室422內)且配合於本體部分104之基座部分504內。在一實施例中，聲音調諧構件510定位於驅動器302之後面424附近，但不直接地附接至驅動器302。在另一實施例中，聲音調諧構件410可直接地附接至驅動器302。當聲音調諧構件510定位於驅動器302附近 時，聲音調諧構件510及本體部分104界定驅動器302之後體積腔室。驅動器後體積腔室之大小及形狀對於耳機之整體聲音效能係重要的。由於聲音調諧構件510界定後體積腔室之至少一部分，故聲音調諧構件510可用以修改耳機100之聲音效能。舉例而言，聲音調諧構件510可經定尺寸以藉由改變其尺寸而調諧耳機100之頻率回應。
詳言之，藉由聲音調諧構件510及耳機外殼102形成於驅動器302周圍之後體積腔室的大小可規定耳機100在(例如)約2kHz至約3kHz之頻率範圍內的共振(亦即，敞開式耳增益)。耳道通常表現得像共振器，且在敞開時具有特定共振頻率且在閉合時具有不同共振頻率。當耳道敞開時耳鼓膜處之聲音回應被稱作敞開式耳增益。大約2kHz至3kHz之共振頻率通常受到使用者偏好。聲音調諧構件510可經定尺寸以將耳機100之共振調諧至在此範圍內之頻率。具體言之，當聲音調諧構件510佔據驅動器302後方之較大區域(亦即，後體積腔室之空氣體積減低)時，敞開式耳增益之頻率增加。另一方面，當聲音調諧構件510佔據驅動器302後方之較小區域(亦即，後體積腔室之空氣體積增加)時，敞開式耳增益之頻率減低。因此，聲音調諧構件510之尺寸可經修改以調諧耳機100之共振以達成所要聲音效能。
另外，聲音調諧構件510可在後體積腔室與形成於管部分114內之聲音導管及低音埠518之間形成聲音通道。該聲音通道連同聲音導管及低音埠518之尺寸亦可經選擇以修改耳機100之聲音效能。詳言之，該等尺寸可經選擇以控制耳機之低音回應(例如，小於1kHz之頻率)，如下文將更詳細地所論述。
在典型耳機設計中，耳機外殼自身界定在驅動器周圍之後體積腔室。因此，耳機外殼之大小及形狀影響耳機之聲音效能。然而，聲音調諧構件510可為耳機外殼102內之分離結構。因而，可在不改變耳機外殼102之大小及形狀的情況下改變聲音調諧構件510之大小及形狀 以達成所要聲音效能。另外，預期到聲音調諧構件510之整體外觀尺寸可保持實質上相同，而可改變某些尺寸(例如，本體部分)之大小以修改藉由聲音調諧構件510形成之後體積腔室的大小，此情形又修改關聯耳機之聲音效能。舉例而言，聲音調諧構件510可為實質上圓錐狀結構。可增加形成圓錐之末端之壁部分的厚度，使得由聲音調諧構件510界定之空氣體積較小，或可減低該厚度以增加該空氣體積。然而，不管壁厚度，皆維持外圓錐形狀。因此，界定大空氣體積之聲音調諧構件510及界定相對較小空氣體積之另一聲音調諧構件兩者可配合於相同大小之耳機外殼內。
在不改變外觀尺寸的情況下修改由聲音調諧構件510界定之空氣體積的能力係重要的，此係因為聲音效能隨著不同驅動器而變化。聲音效能之一些態樣可由驅動器後體積腔室之大小規定。因此，一種用以改良驅動器之間的聲音一致性的方式係藉由修改後體積腔室大小。由於聲音調諧構件510界定驅動器後體積，故其可經製造以容納不同效能位準之驅動器。另外，聲音調諧構件510可與耳機外殼102分離，因此，修改其尺寸以容納特定驅動器不會需要對耳機外殼102之設計的變更。
聲音調諧構件510亦包括聲音輸出埠512，聲音輸出埠512將後體積腔室聲學上連接至形成於外殼102之管部分114內的聲音導管。該聲音導管聲學上連接至形成於管部分114內之低音埠518。低音埠518將聲響自外殼102輸出至外部環境。儘管說明單一低音埠518，但預期到管部分114可包括一個以上低音埠，例如，在管部分114之對置側處的兩個低音埠。
另外，聲音調諧構件510可包括自聲音調諧構件510輸出聲響之調諧埠514。調諧埠514可與形成於外殼102中之調諧輸出埠532對準，使得來自聲音調諧構件510之聲響可輸出至在外殼102外部之外部環 境。聲音輸出埠512、調諧埠514、聲音導管及低音埠518中每一者為增強耳機100之聲音效能的經聲學上校準之開口或路徑，如下文將更詳細地所論述。
可包括用於將電力及/或音訊信號傳輸至驅動器302之電線的纜線120可連接至聲音調諧構件510。可在製造程序期間將纜線120包覆模製至聲音調諧構件510以將額外應變釋放提供至纜線120。將纜線120包覆模製至聲音調諧構件510會幫助防止纜線120在力施加至纜線120時變得與驅動器302中斷連接。除了提供額外應變釋放以外，將纜線120及聲音調諧構件510組合成一個機械部件亦會引起在耳機外殼102內佔據較少空間之單一零件。因此，可將纜線120之近端及聲音調諧構件510組裝至耳機外殼102中以作為單一零件。詳言之，為了將聲音調諧構件510***至本體部分104中，將纜線120之遠端***至本體部分104中且下拉該遠端通過管部分114之末端，直至聲音調諧構件510(其中纜線120之近端附接至聲音調諧構件510)裝在基座部分504內為止。
內部組件可進一步包括形成於調諧埠514及/或低音埠518上方以防止灰塵及其他碎片進入之保護材料。代表性地，保護網狀物520可經定尺寸以覆蓋調諧埠514，且保護網狀物522可經定尺寸以覆蓋低音埠518。保護網狀物520及保護網狀物522中每一者可由實質上不干擾聲響傳輸之聲學上透明材料製成。或者，保護網狀物520、522中之一者或兩者可由提供經界定且有意之聲音電阻或濾波效應的聲音網狀物材料製成。保護網狀物520及保護網狀物522可搭扣配合至適當位置或使用黏附劑、膠合劑或其類似者而固持於適當位置。儘管未圖示，但進一步預期到，在一些實施例中，亦可將額外聲音材料(諸如，先前參看圖3所論述之聲音材料)安置於調諧埠514及/或低音埠518上方以調諧耳機100之頻率回應。
可提供尾塞524以幫助將纜線120緊固於管部分114內。尾塞524可為實質上圓柱形結構，其具有經定大小以***於管部分114之敞開式末端內的外徑。在一實施例中，尾塞524可由可符合管部分114之內徑的實質上彈性材料形成。在其他實施例中，尾塞524可由諸如塑膠之實質上剛性材料形成。可藉由任何合適緊固機制(例如，搭扣配合組態、黏附劑、化學鍵結或其類似者)將尾塞524固持於管部分114內。尾塞524可包括敞開式末端及中心開口，該中心開口經定尺寸以容納纜線120，使得當尾塞524***於管部分114內時，纜線120可延行通過尾塞524。亦可通過尾塞524之側壁形成連接低音埠530。連接低音埠530在尾塞524***至管部分114中時與低音埠518對準以促進聲響行進離開低音埠518。
在一實施例中，可如下組裝內部聲音組件以形成耳機100。可將聲音材料436及保護材料434置放於次級輸出開口110上方，且可將驅動器底座506***於頂蓋部分502內以將材料434、436固持於適當位置。可以相似方式來組裝初級輸出開口108之聲音材料432及保護材料430。可將驅動器302之前面314附接至驅動器底座506，使得驅動器302在頂蓋部分502內固持於適當位置。可通過本體部分104將附接至聲音調諧構件510之纜線120***至管部分114中且通過管部分114，直至聲音調諧構件510定位於本體部分504內為止。可在聲音調諧構件510之前或之後將保護網狀物520、保護網狀物522及尾塞525定位於外殼102內。最後，可將驅動器302***於外殼102之本體部分104內。上述操作僅為一個代表性組裝操作。可以足以提供具有最佳聲音效能之耳機的任何方式及任何次序來組裝內部聲音組件。
圖6A說明聲音調諧構件之一實施例的正面透視圖。聲音調諧構件510係藉由具有實質上閉合式本體部分642及敞開式面部分540之調諧構件外殼或殼體644形成，敞開式面部分540在定位於耳機外殼102 內時朝向驅動器302敞開。殼體644可具有能夠調諧關聯驅動器之聲音回應的任何大小及形狀。詳言之，殼體644之尺寸可使得該等尺寸幫助調諧內部供使用殼體644之耳機的中頻回應及低音回應。代表性地，在一實施例中，殼體644形成具有聲音輸出埠512之實質上圓錐狀本體部分642，聲音輸出埠512聲學上耦接至形成於殼體644之後側內的聲音溝槽646(參見圖6B)。儘管描述實質上圓錐狀本體部分642，但亦預期其他形狀，例如，方形、矩形或三角形狀結構。
在一實施例中，聲音輸出埠512可為通過殼體644之壁而形成的開口。或者，聲音輸出埠512可為自殼體644之邊緣向內形成的狹槽。聲音輸出埠512將聲響自聲音調諧構件510輸出至聲音溝槽646。聲音溝槽646對形成於管部分114中之聲音導管提供聲音路徑。聲音輸出埠512及聲音溝槽646經定尺寸以調諧耳機100之聲音回應。在此態樣中，聲音輸出埠512及聲音溝槽646係在其已被測試或評估(在一製造批次之至少一試樣中)以符合給定規格或設計參數之意義上予以校準。換言之，聲音輸出埠512及聲音溝槽646並非僅為隨機開口或溝槽，而是經有意地形成以達成特定目的，即，以幫助調諧頻率回應且改良低音回應之方式來修改耳機之頻率回應。
舉例而言，應認識到，耳機100內之聲音電感控制耳機100之中頻回應及低音回應。另外，耳機100內之聲音電阻可影響低音回應。因此，聲音輸出埠512及聲音溝槽646之大小及形狀可經選擇以達成允許耳機100內之最佳中頻回應及低音回應的所要聲音電感及電阻位準。詳言之，增加耳機100內之聲質量會引起在較低頻率下自耳機100輸出之較大聲能。然而，應在不將聲音電阻增加至不良位準的情況下最大化耳機100內之空氣質量。因此，聲音輸出埠512及聲音溝槽646可經校準以平衡耳機100內之聲音電感及聲音電阻，使得達成聲學上理想之中頻回應及低音回應。代表性地，聲音輸出埠512可具有約0.5 mm2至約4mm2或約1mm2至約2mm2之表面積，例如，約1.3mm2。聲音輸出埠512可具有不同於其寬度尺寸之高度尺寸，例如，高度尺寸可稍微大於寬度尺寸。或者，聲音輸出埠512之高度尺寸及寬度尺寸可實質上相同。
聲音溝槽646可具有實質上匹配於聲音輸出埠512之橫截面尺寸的橫截面尺寸。如先前所論述，聲音溝槽646可為形成於殼體644之後側內的溝槽。聲音溝槽646自聲音輸出埠512朝向殼體644之後端延伸。當聲音調諧構件510定位於耳機外殼102內時，聲音溝槽646與沿著外殼102之內表面而形成的外殼溝槽648配合以在聲音輸出埠512與管部分114之間形成閉合式聲音通道650(參見圖6C)。或者，可省略外殼溝槽648，且聲音溝槽646可藉由與外殼102之任何內表面配合而形成聲音通道650，或可將聲音溝槽646形成為閉合式通道，使得其無需與任何其他表面配合來形成聲音通道650。藉由聲音調諧構件510形成之後體積腔室內的聲波自聲音調諧構件510通過聲音通道650行進至管部分114。聲音溝槽646(及所得聲音通道650)之長度、寬度及深度可使得聲學上理想之中頻回應及低音回應由耳機100達成。代表性地，長度、寬度及深度可足夠大以在不將電阻增加至不良位準的情況下允許耳機100內之最佳聲質量。
返回參看圖6A至圖6B，可沿著聲音調諧構件510之頂部分形成調諧埠514。在一實施例中，調諧埠514為自敞開式面部分540之外邊緣延伸的狹槽。或者，調諧埠514可為形成於外邊緣附近但不延伸通過外邊緣之開口。除了其調諧功能以外，調諧埠514亦可經定尺寸以容納自纜線120延伸至驅動器之電線602，如圖6B所示。代表性地，可沿著本體部分642之後側包覆模製纜線120，使得纜線120之敞開式末端定位於調諧埠514附近。自纜線120之敞開式末端延伸的電線602可穿過調諧埠514且附接至(例如)驅動器之後側上的電端子，以將電力 及/或音訊信號提供至驅動器。
可藉由將諸如塑膠之實質上非順應性材料模製成所要形狀及大小而形成聲音調諧構件510。或者，聲音調諧構件510可由諸如順應性或彈性材料之任何材料形成，只要該材料能夠保持適合於增強耳機100之聲音效能的形狀即可。聲音調諧構件510可經形成為與外殼102分離，使得其擱置於或安裝於耳機外殼102內部。由於聲音調諧構件510為與耳機外殼102分離之零件，故其相比於耳機外殼102可具有不同形狀且界定相比於在無耳機外殼102之情況下形成之後腔室422具有不同形狀的後體積腔室。或者，可將外殼102及聲音調諧構件510一體式地形成為單一零件。
圖6B說明聲音調諧構件510之後側透視圖。自此視圖可看出，聲音溝槽646係藉由聲音調諧構件510之後側形成且自聲音輸出埠512朝向聲音調諧構件510之後端延伸。
圖6C說明定位於耳機外殼102內之聲音調諧構件510的橫截面俯視圖。自此視圖可看出，當聲音調諧構件510定位於外殼102內時，聲音溝槽646係與沿著外殼102之內表面而形成的外殼溝槽648對準以形成聲音通道650。聲音通道650自聲音輸出埠512延伸至管部分114，使得由聲音調諧構件510界定之後腔室內的聲響可自後體積腔室行進至管部分114，如將參看圖7及圖8更詳細地所描述。
仍參看圖6C，除了由聲音輸出埠512及聲音溝槽646達成之聲音特性以外，本體部分642亦可包括體積修改部分660，體積修改部分660之大小可在製造程序期間增加或減低以改變聲音調諧構件510內之空氣體積。如先前所論述，聲音調諧構件510在耳機外殼內之驅動器周圍界定後體積腔室。因此，增加聲音調諧構件510內之空氣體積亦會增加後體積腔室，此情形修改耳機100之聲音效能。減低聲音調諧構件510內之空氣體積會減低後體積腔室。體積修改部分660可具有任 何大小及形狀，且可沿著聲音調諧構件510之內表面的足以改變由聲音調諧構件510界定之後體積腔室之體積的任何部分而定位。舉例而言，可沿著聲音調諧構件510之中心區域而定位體積修改部分660，使得聲音調諧構件510之內剖面具有實質上彎曲形狀。可藉由使聲音調諧構件510之壁部分變厚或將分離插塞構件安裝於聲音調諧構件510內而形成體積修改部分660。另外，可在不修改聲音調諧構件510之整體外觀尺寸的情況下改變體積修改部分660之大小及形狀。因此，在製造期間，可將一個聲音調諧構件510製成為界定大空氣體積，而另一聲音調諧構件界定較小空氣體積，但此兩者可配合於相同類型之耳機外殼102內，此係因為其具有相同之整體外觀尺寸。可將纜線120包覆模製於聲音調諧構件510之體積修改部分660內，如圖6C所說明。在其他實施例中，可將續線120包覆模製於聲音調諧構件510之任何部分內。
圖7說明耳機之一實施例的橫截面側視圖。聲音調諧構件510連同外殼102之一部分經展示為在驅動器302周圍形成後體積腔室706。自此視圖可看出，聲音調諧構件510之體積修改部分660佔據由耳機外殼102界定之後腔室422內的實質面積，因此，後體積腔室706之大小小於外殼後腔室422。如先前所論述，可修改體積修改部分660之大小及形狀以達成所要大小之後體積腔室706。
由驅動器302之後面產生的聲波可通過聲音通道650傳輸至形成於耳機100之管部分114內的聲音導管704。聲音通道650提供用於將聲響自驅動器302傳輸至聲音導管704的經界定之聲音路徑。如先前所論述，聲音通道650可為藉由使沿著聲音調諧構件510之外表面的聲音溝槽646與沿著耳機外殼102之內表面的外殼溝槽648對準或配合而形成的圍封式通道。或者，聲音通道650可由聲音溝槽646或外殼溝槽648中之一者形成，或由安裝於外殼102內之分離結構形成。
聲音導管704可為形成於管部分114內之管道，其允許空氣或聲響自管部分114之一個末端傳遞至另一末端。傳遞通過聲音導管704之空氣或聲響可通過低音埠518退出聲音導管704，使得聲音導管704內之聲響可輸出至在外殼102外部之環境。
除了提供聲響路徑以外，聲音導管704亦可容納纜線120及通過纜線120行進至驅動器302之各種電線。詳言之，纜線120可行進通過聲音導管702及聲音調諧構件510之後側。如先前所論述，纜線120內之電線可延伸出纜線120之末端且通過調諧埠514，使得其可附接至驅動器302。
圖8說明耳機之一實施例的橫截面側視圖。圖8中說明由驅動器302之後面產生之聲波802通過耳機100的傳輸。詳言之，自此視圖可看出，聲音調諧構件510及外殼102在驅動器302之後側周圍形成後體積腔室706。由驅動器302產生之聲波802行進至後體積腔室706中。聲波802可通過聲音輸出埠512退出後體積腔室706。自聲音輸出埠512，聲波802通過聲音通道650行進至聲音導管704。沿著聲音導管704行進之聲波802可通過低音埠518退出聲音導管704以到達周圍環境。應進一步注意，聲波802亦可通過聲音調諧構件510之調諧埠退出後體積腔室706以到達周圍環境，該調諧埠係與形成於外殼102中之調諧輸出埠532對準。
聲音輸出埠512、聲音通道650、聲音導管704及低音埠518中每一者經校準以達成所要聲音回應。詳言之，隨著此等結構中每一者之橫截面積減低，後體積腔室706內之聲音電阻增加。增加聲音電阻會減低低音回應。因此，為了增加耳機100之低音回應，可增加聲音輸出埠512、聲音通道650、聲音導管704及低音埠518中之一或多者之橫截面積。為了減低低音回應，減低聲音輸出埠512、聲音通道650、聲音導管704及低音埠518中之一或多者之橫截面積。在一實施例中，聲 音輸出埠512、聲音通道650、聲音導管704及/或低音埠518之橫截面積的範圍可為約1mm2至約8mm2，例如，3mm2至約5mm2，代表性地為約4mm2。
或者或另外，在需要聲音輸出埠512、聲音通道650、聲音導管704及低音埠518中之一或多者之較小橫截面積的情況下，可減低聲音調諧構件510內之體積修改部分660的大小及形狀以平衡由較小路徑造成之任何電阻增加。詳言之，減低體積修改部分660之大小及/或形狀將會增加藉由聲音調諧構件510形成之後體積腔室706。此較大空氣體積將幫助縮減聲音電阻且又改良低音回應。
儘管已在隨附圖式中描述及展示某些實施例，但應理解，此類實施例僅說明而非限制本發明，且本發明不限於所展示及描述之特定建構及配置，此係因為一般熟習此項技術者可想到各種其他修改。舉例而言，次級輸出開口(在本文中亦被稱作洩漏埠)可具有任何大小及形狀且形成於耳機外殼之適合於改良耳機之聲音回應的任何部分內。舉例而言，次級輸出開口可形成於在耳機定位於耳朵內時不面對耳朵之耳廓部分的外殼之側部分(諸如，耳機外殼之頂側或底側，或該外殼之與耳朵之耳廓部分相對的側)內。再者，聲音調諧構件可用以改良具有聲音能力的任何類型之聽筒(例如，頭戴護耳式耳機、頭戴貼耳式耳機，或行動電話耳麥)的聲音回應。該描述因此將被視作說明性而非限制性的。
100‧‧‧耳機
102‧‧‧耳機外殼
104‧‧‧本體部分
106‧‧‧尖端部分
108‧‧‧初級輸出開口
110‧‧‧次級輸出開口
112‧‧‧面部分
114‧‧‧管部分
300‧‧‧水平平面
302‧‧‧驅動器
304‧‧‧線
306‧‧‧線
308‧‧‧末端部分/側
310‧‧‧後側
312‧‧‧前側
314‧‧‧前面
340‧‧‧第一軸線
342‧‧‧第二軸線
360‧‧‧縱向軸線

Claims (20)

  1. 一種耳機，其包含：一耳機外殼，其具有一壁包含(1)一前側，該前側接合(2)一初級聲響輸出開口形成在其中之一末端部分，該末端部分接合(3)一次級輸出開口形成在其中之一面部分，該面部分接合(4)一後側，該後側接合該前側及圍封一驅動器，其中該面部分及該前側形成經定尺寸以***至一佩戴者之一耳朵中之該耳機外殼之一錐形(tapered)部分，並接觸該佩戴者之該耳朵，其中該初級聲響輸出開口經定尺寸以將由該耳機外殼內含有之該驅動器之一隔膜產生的聲響輸出至該耳朵中且該次級輸出開口經定尺寸以提供該耳朵所排出至一周圍環境；及其中該初級聲響輸出開口及該次級輸出開口面對不同方向並經定位在該驅動器之一聲響輸出面上方。
  2. 如請求項1之耳機，其中當該錐形部分***至該耳朵中時，該後側定位於該耳朵之一外耳內。
  3. 如請求項1之耳機，其中該次級輸出開口經校準以調諧該耳機之一聲音回應。
  4. 如請求項1之耳機，其中該次級輸出開口經校準以在大約6kHz下修改一聲壓位準。
  5. 如請求項1之耳機，其中該次級輸出開口具有3mm2至12mm2之一表面積。
  6. 如請求項1之耳機，其中該次級輸出開口具有一狹長形狀，該狹長形狀在該錐形部分定位至該耳朵中時自該耳朵向外延伸。
  7. 如請求項1之耳機，其中該耳機外殼進一步具有一管部分，其接合該前側及該後側，其中該次級輸出開口具有一狹長形狀，在 該耳機外殼之該管部分經向下垂直定位時，該狹長形狀係定向於一實質上水平方向上。
  8. 如請求項1之耳機，其中該次級輸出開口經定尺寸以在該耳機由不同使用者佩戴時提供該耳機之一聲音效能的一致性。
  9. 如請求項1之耳機，其進一步包含一聲音材料，該聲音材料定位於該次級輸出開口上方以調諧該耳機之一聲音回應。
  10. 如請求項1之耳機，其中該錐形部分係由一非順應性材料形成。
  11. 如請求項1之耳機，其中該耳機外殼不具有一橡膠(rubber)尖端。
  12. 一種耳機，其包含：一耳機外殼，其具有一末端部分、一面部分、一後側及一前側接合在一起以圍繞定位於該耳機外殼內之一驅動器，該末端部分及該面部分藉由該驅動器之一前側以形成一第一腔室，且該耳機外殼之該前側及該後側藉由該驅動器之一後側以形成一第二腔室，其中該耳機外殼之該末端部分經定尺寸以***至一佩戴者之一耳朵中並包含一初級輸出開口以將來自該驅動器之該前側之聲響輸出至耳朵中且該面部分包含一次級輸出開口，其提供該耳朵排出至一周圍環境，及其中在該耳機外殼內形成於通過該初級輸出開口之一中心的一第一軸線與通過該次級輸出開口之一中心的一第二軸線的一相交點處的一角度小於90度。
  13. 如請求項12之耳機，其中該次級輸出開口修改該初級輸出開口之一聲壓頻率回應。
  14. 如請求項12之耳機，其中該次級輸出開口具有3mm2至12mm2之一表面積。
  15. 如請求項12之耳機，其中該次級輸出開口具有3：2之一縱橫比。
  16. 如請求項12之耳機，其中該耳機外殼進一步具有一管部分，其具有垂直於該第一軸線及該第二軸線的一縱向軸線。
  17. 一種耳機外殼，其包含：一耳機外殼壁，其包含(1)一前側，該前側接合(2)一初級輸出開口形成在其中之一末端部分，該末端部分接合(3)一次級輸出開口形成在其中之一面部分，該面部分接合(4)一後側，該後側接合該前側及圍封一驅動器，其中該面部分、該末端部分及該前側形之部分經定尺寸以***至並接觸一佩戴者之一耳朵，且其中該初級輸出開口及該次級輸出開口面向不同方向。
  18. 如請求項17之耳機外殼，其中該面部分及該前側形成一錐形部分，該錐形部分自該後側向該末端部分逐漸變細，且該錐形部分係一體式形成之結構。
  19. 如請求項17之耳機外殼，其中形成於通過該初級輸出開口之一中心的一第一軸線與通過該次級輸出開口之一中心的一第二軸線之間的一相交點處的一角度小於90度。
  20. 如請求項17之耳機外殼，其中在自一本體部分延伸之一管部分經向下垂直定位時，該初級輸出開口及該次級輸出開口係彼此水平地對準。
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