CN117956365A - 一种耳机 - Google Patents
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Abstract
本说明书实施例提供一种耳机,所述耳机包括发声部以及耳挂,耳挂包括依次连接的第一部分和第二部分,第一部分挂设在用户耳廓和头部之间,第二部分向耳廓的前外侧面延伸并连接发声部,将发声部佩戴于耳道附近但不堵塞耳道口的位置,发声部至少部分伸入耳甲腔;其中,发声部和耳挂的第一部分在佩戴状态下夹持耳廓,发声部距离耳挂的第一部分的最小距离在佩戴状态和非佩戴状态下的差值不小于1mm;发声部在矢状面上具有第一投影,第一投影的形心与耳廓的耳甲腔边缘在矢状面上的投影的距离范围为4mm‑25mm。
Description
交叉引用
本申请要求2022年10月28日提交的申请号为202211336918.4的中国申请的优先权,2022年12月1日提交的申请号为202223239628.6的中国申请的优先权,2022年12月30日提交的申请号为PCT/CN2022/144339的PCT申请的优先权,2023年3月2日提交的申请号为PCT/CN2023/079400的PCT申请的优先权,以及于2023年3月2日提交的申请号为PCT/CN2023/079409的PCT申请的优先权,其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本说明书涉及声学技术领域,特别涉及一种耳机。
背景技术
随着声学输出技术的发展,声学输出装置(例如,耳机)已广泛地应用于人们的日常生活,其可以与手机、电脑等电子设备配合使用,以便于为用户提供听觉盛宴。按照用户佩戴的方式,声学装置一般可以分为头戴式、耳挂式和入耳式等。声学装置的输出性能,以及佩戴的舒适性和稳定性会极大影响用户的选择和体验。
因此,有必要提供一种耳机,保证耳机的输出性能的同时,改善用户佩戴的舒适度以及耳机在佩戴方面的稳定性。
发明内容
本说明书实施例之一提供一种耳机,该耳机包括:发声部,以及耳挂,所述耳挂包括依次连接的第一部分和第二部分,所述第一部分挂设在用户耳廓和头部之间,所述第二部分向所述耳廓的前外侧面延伸并连接所述发声部,将所述发声部佩戴于耳道附近但不堵塞耳道口的位置,所述发声部至少部分伸入所述耳甲腔;其中,所述发声部和所述耳挂的第一部分在佩戴状态下夹持所述耳廓,所述发声部距离所述耳挂的第一部分的最小距离在佩戴状态和非佩戴状态下的差值不小于1mm;所述发声部在矢状面上具有第一投影,所述第一投影的形心与所述耳廓的耳甲腔边缘在所述矢状面上的投影的距离范围为4mm-25m。
本说明书实施例之一还提供一种耳机,该耳机包括:发声部,以及耳挂,所述耳挂包括依次连接的第一部分和第二部分,所述第一部分挂设在用户耳廓和头部之间,所述第二部分向所述耳廓的前外侧面延伸并连接所述发声部,将所述发声部佩戴于耳道附近但不堵塞耳道口的位置,所述发声部的至少部分覆盖对耳轮区域;其中,所述发声部和所述耳廓在矢状面上分别具有第一投影和第二投影,所述第一投影的形心与所述第二投影的最高点在垂直轴方向具有第一距离,所述第一距离与所述第二投影在所述垂直轴方向的高度之比在0.25~0.4之间;所述第一投影的形心与所述第二投影的末端点在矢状轴方向具有第二距离,所述第二距离与所述第二投影在所述矢状轴方向的宽度之比在0.4~0.6之间;所述发声部朝向所述对耳轮区域的侧面包括与所述对耳轮区域接触的夹持区域,在佩戴状态下,所述发声部上距离耳挂平面最远的点与所述耳挂平面的距离为12mm-19mm。
附加的特征将在下面的描述中部分地阐述,并且对于本领域技术人员来说,通过查阅以下内容和附图将变得显而易见,或者可以通过实例的产生或操作来了解。本说明书的特征可以通过实践或使用以下详细实例中阐述的方法、工具和组合的各个方面来实现和获得。
附图说明
本说明书将以示例性实施例的方式进一步说明,这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的,在这些实施例中,相同的编号表示相同的结构,其中:
图1是根据本说明书一些实施例所示的示例性耳部示意图;
图2是根据本说明书一些实施例所示的耳机的示例性佩戴示意图;
图3是根据本说明书一些实施例所示的耳机的发声部伸入耳甲腔的佩戴示意图;
图4是根据本说明书一些实施例所示的类腔体结构声学模型示意图;
图5A是根据本说明书又一些实施例所示的耳机的示例性佩戴示意图;
图5B是根据本说明书又一些实施例所示的耳机的示例性佩戴示意图;
图6是图3所示耳机的另一示例性结构图;
图7是根据本说明书一些实施例所示的类腔体结构示意图;
图8是根据本说明书一些实施例所示的具有不同大小的泄漏结构的类腔体结构的听音指数曲线图;
图9是根据本说明书另一些实施例所示的耳机的示例性佩戴示意图;
图10是根据本说明书一些实施例所示的耳机处于未佩戴状态下的结构示意图;
图11是根据本说明书另一些实施例所示的耳机的示例性佩戴示意图;
图12是根据本说明书另一些实施例所示的耳机的示例性佩戴示意图;
图13是图3所示耳机的另一示例性结构图;
图14是根据本说明书一些实施例所示的耳机的示例性佩戴示意图;
图15是本说明书一些实施例提供的耳机的示例性结构示意图;
图16是根据本说明书一些实施例提供的用户佩戴耳机的示意图;
图17是根据本说明书另一些实施例所示的耳机的示例性佩戴示意图;
图18是根据本说明书另一些实施例所示的耳机的示例性佩戴示意图;
图19A是根据本说明书一些实施例所示的一种耳机与用户耳道的示例性配合位置示意图;
图19B是根据本说明书一些实施例所示的另一种耳机与用户耳道的示例性配合位置示意图;
图19C是根据本说明书一些实施例所示的又一种耳机与用户耳道的示例性配合位置示意图;
图20是图3所示耳机的发声部的示例性爆炸图;
图21是根据本说明书一些实施例所示的耳机的发声部覆盖对耳轮区域的示例性佩戴示意图;
图22是根据本说明书一些实施例所示的双声源的两个声源中间设置挡板结构的示例性分布示意图;
图23是根据本说明书另一些实施例所示的耳机的示例性佩戴示意图;
图24是根据本说明书另一些实施例所示的耳机的示例性佩戴示意图;
图25A是根据本说明书所示的一种耳机与用户耳道的不同示例性配合位置示意图;
图25B是根据本说明书所示的另一种耳机与用户耳道的不同示例性配合位置示意图;
图25C是根据本说明书所示的又一种耳机与用户耳道的不同示例性配合位置示意图;
图26是根据本申请的一些实施例所示的示例性声学装置一部分部件的透视图;
图27是根据本申请的一些实施例所示的示例性金属丝的截面图。
具体实施例
为了更清楚地说明本说明书的实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些示例或实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图将本说明书应用于其他类似情景。应当理解,给出这些示例性实施例仅仅是为了使相关领域的技术人员能够更好地理解进而实现本说明书,而并非以任何方式限制本说明书的范围。除非从语言环境中显而易见或另做说明,图中相同标号代表相同结构或操作。
如本说明书和权利要求书中所示,除非上下文明确提示例外情形,“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数,也可包括复数。一般说来,术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素,而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列,方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”;术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。
在本说明书的描述中,需要理解的是,术语“前”、“后”“耳挂”、“后挂”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本说明书和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本说明书的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示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。在本说明书的描述中,“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。
在本说明书中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,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说明书中的具体含义。
本说明书实施例提供一种耳机,该耳机包括发声部以及耳挂,耳挂包括依次连接的第一部分和第二部分,第一部分挂设在用户耳廓和头部之间,第二部分向耳廓的前外侧面延伸并连接发声部,将发声部佩戴于耳道附近但不堵塞耳道口的位置,发声部至少部分伸入耳甲腔。其中,发声部和耳挂的第一部分在佩戴状态下夹持耳廓,发声部距离耳挂的第一部分的最小距离在佩戴状态和非佩戴状态下的差值不小于1mm;发声部在矢状面上具有第一投影,第一投影的形心与耳廓的耳甲腔边缘在矢状面上的投影的距离范围为4mm-25mm。本说明书实施例中的耳机中,通过将第一投影的形心与耳甲腔边缘在矢状面上的投影的距离,使得发声部与耳甲腔之间形成的缝隙尺寸(即类腔体结构的泄露结构的数量和开口大小)较为合适,从而保证耳机的听音质量和降漏音效果。进一步地,发声部和耳挂的第一部分夹持耳廓,发声部距离耳挂的第一部分的最小距离在佩戴状态和非佩戴状态下的差值过小会导致夹紧力过小,无法将发声部稳定地佩戴于用户耳部的耳甲腔中,导致发声部和耳甲腔之间无法形成有效的类腔体结构,即发声部和耳甲腔之间形成的缝隙尺寸过大,影响用户耳道附近的听音音量。通过将发声部距离耳挂的第一部分的最小距离在佩戴状态和非佩戴状态下的差值不小于1mm,在提供合适的夹紧力,保证佩戴时的舒适感同时,保证用户耳道附近的听音音量。
图1是根据本说明书一些实施例所示的示例性耳部示意图。参见图1,耳部100可以包括外耳道101、耳甲腔102、耳甲艇103、三角窝104、对耳轮105、耳舟106、耳轮107、耳垂108,耳轮脚109,外轮廓1013和内轮廓1014。需要说明的是,为便于描述,本说明书实施例中将对耳轮上脚1011和对耳轮下脚1012以及对耳轮105统称为对耳轮区域。在一些实施例中,可以借助耳部100的一个或多个部位对声学装置的支撑,实现声学装置佩戴的稳定。在一些实施例中,外耳道101、耳甲腔102、耳甲艇103、三角窝104等部位在三维空间中具有一定的深度及容积,可以用于实现声学装置的佩戴需求。例如,声学装置(例如,入耳式耳机)可以佩戴于外耳道101中。在一些实施例中,可以借助耳部100中除外耳道101外的其他部位,实现声学装置的佩戴。例如,可以借助耳甲艇103、三角窝104、对耳轮105、耳舟106、或耳轮107等部位或其组合实现声学装置的佩戴。在一些实施例中,为了改善声学装置在佩戴方面的舒适度及可靠性,也可以进一步借助用户的耳垂108等部位。通过借助耳部100中除外耳道101之外的其他部位,实现声学装置的佩戴和声音的传播,可以“解放”用户的外耳道101。当用户佩戴声学装置(耳机)时,声学装置不会堵塞用户外耳道101,用户既可以接收来自声学装置的声音又可以接收来自环境中的声音(例如,鸣笛声、车铃声、周围人声、交通指挥声等),从而能够降低交通意外的发生概率。在一些实施例中,可以根据耳部100的构造,将声学装置设计成与耳部100适配的结构,以实现声学装置的发声部在耳部不同位置的佩戴。例如,声学装置为耳机时,耳机可以包括悬挂结构(例如,耳挂)和发声部,发声部与悬挂结构通过物理方式进行连接,悬挂结构可以与耳廓的形状相适配,以将耳部发声部的整体或者部分结构置于耳轮脚109的前侧(例如,图1中虚线围成的区域J)。又例如,在用户佩戴耳机时,发声部的整体或者部分结构可以与外耳道101的上部(例如,耳轮脚109、耳甲艇103、三角窝104、对耳轮105、耳舟106、耳轮107等一个或多个部位所在的位置)接触。再例如,在用户佩戴耳机时,发声部的整体或者部分结构可以位于耳部的一个或多个部位(例如,耳甲腔102、耳甲艇103、三角窝104等)所形成的腔体内(例如,图1中虚线围成的至少包含耳甲艇103、三角窝104的区域M1和与至少包含耳甲腔102的区域M2)。
不同的用户可能存在个体差异,导致耳部存在不同的形状、大小等尺寸差异。为了便于描述和理解,如果没有特别说明,本说明书将主要以具有“标准”形状和尺寸的耳部模型作为参考,进一步描述不同实施例中的声学装置在该耳部模型上的佩戴方式。例如,可以以基于ANSI:S3.36,S3.25和IEC:60318-7标准制得的含头部及其(左、右)耳部的模拟器,例如GRAS KEMAR、HEAD Acoustics、B&K 4128系列或B&K 5128系列,作为佩戴声学装置的参照物,以此呈现出大多数用户正常佩戴声学装置的情景。以GRAS KEMAR作为示例,耳部的模拟器可以为GRAS 45AC、GRAS 45BC、GRAS 45CC或GRAS 43AG等中的任意一种。以HEADAcoustics作为示例,耳部的模拟器可以为HMS II.3、HMS II.3LN或HMSII.3LN HEC等中的任意一种。需要注意的是,本说明书实施例中测取的数据范围是在GRAS 45BC KEMAR的基础上测取的,但应当理解的是,不同头部模型及耳朵模型之间可能存在差异,在用其它模型是相关数据范围可能存在±10%的波动。仅仅作为示例,作为参考的耳部模型可以具有如下相关特征:耳廓在矢状面上的投影在垂直轴方向的尺寸可以在55-65mm的范围内,耳廓在矢状面上的投影在矢状轴方向的尺寸可以在45-55mm的范围内。耳廓在矢状面的投影是指耳廓的边缘在矢状面的投影。耳廓的边缘至少由耳轮的外轮廓、耳垂轮廓、耳屏轮廓、屏间切迹、对屏尖、轮屏切迹等组成。因此,本申请中,诸如“用户佩戴”、“处于佩戴状态”及“在佩戴状态下”等描述可以指本申请所述的声学装置佩戴于前述模拟器的耳部。当然,考虑到不同的用户存在个体差异,耳部100中一个或多个部位的结构、形状、大小、厚度等可以根据不同形状和尺寸的耳部进行差异化设计,这些差异化设计可以表现为声学装置中一个或多个部位(例如,下文中的发声部、耳挂等)的特征参数可以具有不同范围的数值,以此适应不同的耳部。
需要说明的是:在医学、解剖学等领域中,可以定义人体的矢状面(SagittalPlane)、冠状面(Coronal Plane)和水平面(Horizontal Plane)三个基本切面以及矢状轴(Sagittal Axis)、冠状轴(Coronal Axis)和垂直轴(Vertical Axis)三个基本轴。其中,矢状面是指沿身体前后方向所作的与地面垂直的切面,它将人体分为左右两部分;冠状面是指沿身体左右方向所作的与地面垂直的切面,它将人体分为前后两部分;水平面是指沿垂直于身体的上下方向所作的与地面平行的切面,它将人体分为上下两部分。相应地,矢状轴是指沿身体前后方向且垂直于冠状面的轴,冠状轴是指沿身体左右方向且垂直于矢状面的轴,垂直轴是指沿身体上下方向且垂直于水平面的轴。进一步地,本申请所述的耳部的前侧指沿着矢状轴方向且位于耳部朝向人体面部区域的一侧。其中,沿人体冠状轴所在方向观察上述模拟器的耳部,可以得到图1所示的耳部的前侧轮廓示意图。
关于上述耳部100的描述仅是出于阐述的目的,并不旨在限制本申请的范围。对于本领域的普通技术人员来说,可以根据本申请的描述,做出各种各样的变化和修改。例如,声学装置的部分结构可以遮蔽外耳道101的部分或者全部。这些变化和修改仍处于本申请的保护范围之内。
图2是根据本说明书一些实施例所示的耳机的示例性佩戴示意图。如图2所示,耳机10可以包括发声部11和悬挂结构12。在一些实施例中,耳机10可以通过悬挂结构12将发声部11佩戴在用户身体上(例如,人体的头部、颈部或者上部躯干)。在一些实施例中,悬挂结构12可以为耳挂,发声部11与耳挂的一端连接,耳挂可以设置成与用户耳部相适配的形状。例如,耳挂可以为弧形结构。在一些实施例中,悬挂结构12也可以为与用户耳廓相适配的夹持结构,以使悬挂结构12可以夹持于用户耳廓处。在一些实施例中,悬挂结构12可以包括但不限于耳挂、弹性带等,使得耳机10可以更好地挂设在用户身上,防止用户在使用时发生掉落。
在一些实施例中,发声部11可以用于佩戴在用户的身体上,发声部11内可以设有扬声器以产生声音输入用户耳部100。在一些实施例中,耳机10可以与眼镜、头戴式耳机、头戴式显示装置、AR/VR头盔等产品相结合,在这种情况下,发声部11可以采用悬挂或夹持的方式佩戴在用户的耳部100的附近。在一些实施例中,发声部11可以为圆环形、椭圆形、多边形(规则或不规则)、U型、V型或半圆形,以便发声部11可以直接挂靠在用户的耳部100处。
结合图1和图2,在一些实施例中,当用户佩戴耳机10时,发声部11的至少部分可以位于图1中示出用户耳部100中耳屏前侧的区域J或耳廓的前外侧面区域M1和区域M2。以下将结合发声部11的不同佩戴位置(11A、11B和11C)进行示例性说明。需要说明的是,本说明书实施例中提及的耳廓的前外侧面是指耳廓沿冠状轴方向背离头部的一侧,对应的,耳廓的后内侧面是指耳廓沿冠状轴方向朝向人头的一侧。在一些实施例中,发声部11A位于用户耳部100沿矢状轴方向朝向人体面部区域的一侧,即发声部11A位于耳部100的前侧的人体面部区域J。进一步地,发声部11A的壳体内部设置有扬声器,发声部11A的壳体上可以设置有至少一个出声孔(图2中未示出),出声孔可以位于发声部的壳体上朝向或靠近用户外耳道101的侧壁上,扬声器可以通过出声孔向用户外耳道101处输出声音。在一些实施例中,扬声器可以包括振膜,发声部11的壳体内部的腔室被振膜至少分隔为前腔和后腔,出声孔与前腔声学耦合,振膜振动带动前腔的空气振动产生气导声音,前腔产生的气导声音通过出声孔向外界传播。在一些实施例中,发声部11的壳体上还可以包括一个或多个泄压孔,泄压孔可以位于壳体上与出声孔所在侧壁相邻或相对的侧壁上,泄压孔与后腔声学耦合,振膜振动的同时也会带动后腔的空气产生振动产生气导声音,后腔产生的气导声音可以通过泄压孔向外界传递。示例性地,在一些实施例中,发声部11A内的扬声器可以通过出声孔和泄压孔输出具有相位差(例如,相位相反)的声音,出声孔可以位于发声部11A的壳体朝向用户外耳道101的侧壁上,泄压孔可以位于发声部11的壳体背离用户外耳道101的一侧,此时壳体可以起到挡板的作用,增大出声孔和泄压孔到外耳道101的声程差,以增大外耳道101处的声音强度,同时减小远场漏音的音量。在一些实施例中,发声部11可以具有垂直于厚度方向X且彼此正交的长轴方向Y和短轴方向Z。其中,长轴方向Y可以定义为发声部11的二维投影面(例如,发声部11在其外侧面所在平面上的投影,或在矢状面上的投影)的形状中具有最大延伸尺寸的方向(例如,当投影形状为长方形或近似长方形时,长轴方向即长方形或近似长方形的长度方向),短轴方向Z可以定义为在发声部11在矢状面上投影的形状中垂直于长轴方向Y的方向(例如,当投影形状为长方形或近似长方形时,短轴方向即长方形或近似长方形的宽度方向)。厚度方向X可以定义为垂直于二维投影面的方向,例如,与冠状轴的方向一致,均指向身体左右的方向。在一些实施例中,当佩戴状态下发声部11处于倾斜状态时,长轴方向Y与短轴方向Z仍平行或近似平行于矢状面,长轴方向Y可以与矢状轴的方向具有一定夹角,即长轴方向Y也相应倾斜设置,短轴方向Z可以与垂直轴的方向具有一定夹角,即短轴方向Z也倾斜设置,如图2所示的发声部11B的佩戴情况。在一些实施例中,发声部11B的整体或部分结构可以伸入耳甲腔102中,也就是说,发声部11B在矢状面上的投影与耳甲腔102在矢状面上的投影具有重叠的部分。关于发声部11B的具体内容可以参考本说明书其他地方的内容,例如,图3及其对应的说明书内容。在一些实施例中,佩戴状态下发声部11也可以处于水平状态或近似水平状态,如图2的发声部11C所示,长轴方向Y可以与矢状轴的方向一致或近似一致,均指向身体的前后方向,短轴方向Z可以与垂直轴的方向一致或近似一致,均指向身体的上下方向。需要注意的是,佩戴状态下,发声部11C处于近似水平状态可以是指图2所示的发声部11C的长轴方向Y与矢状轴的夹角在特定范围(例如,不大于20°)内。此外,发声部11的佩戴位置不限于图2中所示的发声部11A、发声部11B和发声部11C,满足图1中示出的区域J、区域M1或区域M2即可。例如,发声部11整体或者部分结构可以位于图1中虚线围成的区域J。又例如,发声部的整体或者部分结构可以与耳部100的耳轮脚109、耳甲艇103、三角窝104、对耳轮105、耳舟106、耳轮107等一个或多个部位所在的位置接触。再例如,发声部11的整体或者部分结构可以位于耳部100的一个或多个部位(例如,耳甲腔102、耳甲艇103、三角窝104等)所形成的腔体内(例如,图1中虚线围成的至少包含耳甲艇103、三角窝104的区域M1和与至少包含耳甲腔102的区域M2)。
为了改善耳机10在佩戴状态下的稳定性,保证耳机10与用户耳廓之间具有一定的夹紧力,以提高耳机在用户耳道附近的听音音量,提升听音效果,耳机10可以采用以下几种方式中的任何一种或其组合。其一,悬挂结构12的至少部分设置成与耳廓的后内侧面和头部中的至少一者贴合的仿形结构,以增加悬挂结构12与耳部和/或头部的接触面积,使得耳机10与用户耳部之间具有一定的夹紧力,从而增加耳机10从耳部上脱落的阻力。其二,悬挂结构12的至少部分设置成弹性结构,使之在佩戴状态下具有一定的形变量,以增加悬挂结构12对耳部和/或头部的正压力,使得耳机10与用户耳部之间具有一定的夹紧力,从而增加耳机10从耳部上脱落的阻力。其三,悬挂结构12至少部分设置成在佩戴状态下抵靠在耳部和/或头部上,使之形成压持耳部的反作用力,以使得发声部11压持在耳廓的前外侧面(例如,图1中示出的区域M1和区域M2),使得耳机10与用户耳部之间具有一定的夹紧力,从而增加耳机10从耳部上脱落的阻力。其四,发声部11和悬挂结构12设置成在佩戴状态下从耳廓的前外侧面和后内侧面两侧夹持对耳轮区域、耳甲腔102所在区域等,使得耳机10与用户耳部之间具有一定的夹紧力,从而增加耳机10从耳部上脱落的阻力。其五,发声部11或者与之连接的结构设置成至少部分伸入耳甲腔102、耳甲艇103、三角窝104及耳舟106等腔体内,使得耳机10与用户耳部之间具有一定的夹紧力,从而增加声耳机10从耳部上脱落的阻力。
示例性地,结合图3,在佩戴状态下,发声部11的末端FE(也被称为自由端)可以伸入耳甲腔102内。可选地,发声部11和悬挂结构12可以设置成从耳甲腔102所对应的耳部区域的前后两侧共同夹持前述耳部区域,从而增加耳机10从耳部上脱落的阻力,进而改善耳机10在佩戴状态下的稳定性。例如,发声部的末端FE在厚度方向X上压持在耳甲腔102内。再例如,末端FE在长轴方向Y和/或短轴方向Z上抵接在耳甲腔102内(例如,与耳甲腔102的相对末端FE的内壁相抵接)。需要说明的是,发声部11的末端FE是指发声部11中与悬挂结构12连接的固定端相对设置的端部,也被称为自由端。发声部11可以为规则或不规则的结构体,这里为了进一步说明发声部11的末端FE,进行示例性说明。例如,发声部11为长方体结构时,发声部11的端部壁面为平面,此时发声部11的末端FE为发声部11中与悬挂结构12连接的固定端相对设置的端部侧壁。又例如,发声部11为球体、椭球体或不规则的结构体时,发声部11的末端FE可以是指沿Y-Z平面(短轴方向Z和厚度方向X形成的平面)对发声部11进行切割,获取的远离固定端的特定区域,该特定区域沿长轴方向Y的尺寸与发声部沿长轴方向Y的尺寸的比值可以为0.05-0.2。
通过将发声部11和耳挂的第一部分在佩戴状态下夹持耳廓以及发声部11至少部分伸入耳甲腔102内,不仅可以使得耳机与用户耳部之间具有合适的夹紧力,还可以提高听音位置(例如,耳道口处)的听音音量,特别是中低频的听音音量,同时仍然保持较好的远场漏音相消的效果。仅作为示例性说明,发声部11的整体或部分结构伸入耳甲腔102内时,发声部11与耳甲腔102形成类似于腔体的结构(以下简称为类腔体),在说明书实施例中,类腔体结构可以理解为由发声部11的侧壁与耳甲腔102结构共同围成的半封闭结构,该半封闭结构使得听音位置(例如,耳道口处)与外部环境并非完全密闭隔绝,而是具有与外部环境声学联通的泄漏结构(例如,开口、缝隙、管道等)。用户在佩戴耳机10时,发声部11的壳体上靠近或朝向用户耳道的一侧可以设置一个或多个出声孔,发声部11的壳体的其它侧壁(例如,远离或背离用户耳道的侧壁)上设置一个或多个泄压孔,出声孔与耳机10的前腔声学耦合,泄压孔与耳机10的后腔声学耦合。以发声部11包括一个出声孔和泄压孔作为示例,出声孔输出的声音和泄压孔输出的声音可以近似视为两个声源,该两个声源的声音相位相反,形成一个偶极子,发声部11和耳甲腔102对应的内壁形成类腔体结构,其中,出声孔对应的声源位于类腔体结构内,泄压孔对应的声源位于类腔体结构外,形成图4所示的声学模型。如图4所示,类腔体结构402中可以包含听音位置和至少一个声源401A。这里的“包含”可以表示听音位置和声源401A至少有一者在类腔体结构402内部,也可以表示听音位置和声源401A至少有一者在类腔体结构402内部边缘处。听音位置可以等效为耳部的耳道口,也可以是耳部声学参考点,如ERP、DRP等,也可以是导向听音者的入口结构等。声源401B位于类腔体结构402的外部,相位相反的声源401A和401B构成了一个偶极子。该偶极子分别向周围空间辐射声音并发生声波的干涉相消现象,实现漏音相消效果。由于两个声音的声程差在听音位置较大,因此声音相消的效果相对不显著,可在听音位置听到较其他位置更大的声音。具体地,由于声源401A被类腔体结构402包裹,其辐射出来的声音大部分会通过直射或反射的方式到达听音位置。相对地,在没有类腔体结构402的情况,声源401A辐射出的声音大部分不会到达听音位置。因此,类腔体结构402的设置使得到达听音位置的声音音量得到显著提高。同时,类腔体结构402外的反相声源401B辐射出来的反相声音只有较少的一部分会通过类腔体结构402的泄漏结构403进入类腔体结构402中。这相当于在泄漏结构403处生成了一个次级声源401B’,其强度显著小于声源401B,亦显著小于声源401A。次级声源401B’产生的声音在腔体内对声源401A产生反相相消的效果微弱,使听音位置的听音音量显著提高。对于漏音来说,声源401A通过腔体的泄漏结构403向外界辐射声音相当于在泄漏结构403处生成了一个次级声源401A’,由于声源401A辐射的几乎所有声音均从泄漏结构403输出,且类腔体结构402尺度远小于评价漏音的空间尺度(相差至少一个数量级),因此可认为次级声源401A’的强度与声源401A相当。对于外界空间来说,次级声源401A’与声源401B产生的声音相消效果与声源401A与声源401B产生的声音相消效果相当。即该类腔体结构下,仍然保持了相当的降漏音效果。
在具体应用场景中,发声部11的壳体外壁面通常为平面或曲面,而用户耳甲腔102的轮廓为凹凸不平的结构,通过将发声部11部分或整体结构伸入耳甲腔102内,发声部11与耳甲腔102的轮廓之间形成与外界连通的类腔体结构,进一步地,将出声孔设置在发声部的壳体朝向用户耳道口和靠近耳甲腔102边缘的位置,以及将泄压孔设置在发声部11背离或远离耳道口的位置就可以构造图4所示的声学模型,从而使得用户在佩戴耳机时能够提高用户在耳口处的听音位置,以及降低远场的漏音效果。
图5A是根据本说明书又一些实施例所示的耳机的示例性佩戴示意图。在一些实施例中,耳机可以包括换能器和容纳换能器的壳体,其中,换能器是一个可以接收电信号,并将其转换为声音信号进行输出的元件。在一些实施例中,按频率进行区分,换能器的类型可以包括低频(例如,30Hz~150Hz)扬声器、中低频(例如,150Hz~500Hz)扬声器、中高频(例如,500Hz~5kHz)扬声器、高频(例如,5kHz~16kHz)扬声器或全频(例如,30Hz~16kHz)扬声器,或其任意组合。这里所说的低频、高频等只表示频率的大致范围,在不同的应用场景中,可以具有不同的划分方式。例如,可以确定一个分频点,低频表示分频点以下的频率范围,高频表示分频点以上的频率。该分频点可以为人耳可听范围内的任意值,例如,500Hz,600Hz,700Hz,800Hz,1000Hz等。
在一些实施例中,换能器可以包括一个振膜。当振膜振动时,声音可以分别从该振膜的前侧和后侧发出。在一些实施例中,壳体120内振膜前侧的位置设有用于传递声音的前腔(未示出)。前腔与出声孔声学耦合,振膜前侧的声音可以通过前腔从出声孔中发出。壳体120内振膜后侧的位置设有用于传递声音的后腔(未示出)。后室与泄压孔声学耦合,振膜后侧的声音可以通过后腔从泄压孔中发出。
参照图3,这里以耳挂作为悬挂结构12的一个示例进行说明,在一些实施例中,耳挂可以包括依次连接的第一部分121和第二部分122,其中,第一部分121可以挂设在用户耳廓的后内侧面和头部之间,第二部分122可以向耳廓的前外侧面(耳廓沿冠状轴方向背离人体头部的一侧)延伸并连接发声部11,从而将发声部11佩戴于用户耳道附近但不堵塞耳道口的位置。在一些实施例中,出声孔可以开设在发声部11的壳体朝向耳廓的侧壁上,从而将换能器产生的声音导出壳体后传向用户的耳道口。
图6是图3所示耳机的另一示例性结构图。结合图3与图4,在一些实施例中,发声部11可以包括换能器和容纳换能器的壳体,壳体具有在佩戴状态下沿厚度方向X朝向耳部100的内侧面IS和背离耳部100的外侧面OS,以及连接内侧面IS和外侧面OS的连接面。需要说明的是:在佩戴状态下,沿冠状轴所在方向(即厚度方向X)观察,发声部11可以设置成圆形、椭圆形、圆角正方形、圆角矩形等形状。其中,当发声部11设置成圆形、椭圆形等形状时,上述连接面可以指发声部11的弧形侧面;而当发声部11设置成圆角正方形、圆角矩形等形状时,上述连接面可以包括后文中提及的下侧面LS、上侧面US和后侧面RS。因此,为了便于描述,本实施例以发声部11设置成圆角长方体为例进行示例性的说明。其中,发声部11在长轴方向Y上的长度可以大于发声部11在短轴方向Z上的宽度。如图6所示,发声部11可以具有在佩戴状态下沿短轴方向Z背离外耳道101的上侧面US和朝向外耳道101的下侧面LS,以及连接上侧面US和下侧面LS的后侧面RS,后侧面RS在佩戴状态下位于长轴方向Y朝向脑后的一端,并至少部分位于耳甲腔102内。
结合图3和图5A,在一些实施例中,用户佩戴耳机10时,发声部11沿冠状轴方向R在矢状面(即图5A中T轴和S轴所形成的平面)上具有第一投影,发声部11的形状可以为规则或不规则的三维形状,对应地,发声部11在矢状面上的第一投影为规则或不规则的形状,例如,发声部11的形状为长方体、类长方体、圆柱体时,发声部11在矢状面上的第一投影可能为长方形或类长方形(例如,跑道形),考虑到发声部11在矢状面上的第一投影可能为不规则形状,为方便描述第一投影,可在图5A中所示的发声部11投影(即第一投影)周围划定实线框P所示的矩形区域,并将实线框P所示的矩形区域的形心O近似视为第一投影的形心。需要说明的是,上述关于第一投影及其形心的描述仅作为一个示例,第一投影的形状与发声部11的形状或相对耳部的佩戴情况相关。耳廓沿冠状轴R方向在矢状面上具有第二投影。在一些实施例中,为了使得发声部11的整体或部分结构可以伸入耳甲腔102内,例如,图2中所示的发声部11B相对于耳部的位置,第一投影的形心O与第二投影的最高点在垂直轴方向(例如图5A所示的T轴方向)的距离h1(也被称为第一距离)与第二投影在垂直轴方向的高度h之比可以在0.35-0.6之间,第一投影的形心O与第二投影的末端点在矢状轴方向(例如图5A所示的S轴方向)的距离w1(也被称为第二距离)与第二投影在矢状轴方向的宽度w之比在0.4-0.65之间。本说明书实施例中提供的耳机,通过将用户佩戴时的第一投影的形心O与第二投影的最高点在垂直轴方向的距离h1与第二投影在垂直轴方向的高度h之比控制在0.35-0.6之间,将第一投影的形心与第二投影的末端点在矢状轴方向的距离与第二投影在矢状轴方向的宽度之比控制在0.4-0.65之间,可以使发声部11至少部分伸入耳甲腔102内,并与用户的耳甲腔102形成图4所示的声学模型。从而提高耳机在听音位置(例如,耳道口处)的听音音量,特别是中低频的听音音量,同时保持较好的远场漏音相消的效果。这里发声部11的部分或整体伸入耳甲腔102时,出声孔更加靠近耳道口,进一步提高耳道口处的听音音量。除此之外,耳甲腔102可以对发声部11起到一定的支撑和限位作用,提高耳机佩戴状态下的稳定性。
在一些实施例中,发声部11与悬挂结构12可以是两个相互独立的结构或者为一体成型式的结构。为了更为清楚描述发声部的第一投影区域,这里根据发声部11的三维结构引入厚度方向X、长轴方向Y和短轴方向Z,其中长轴方向Y和短轴方向Z垂直,厚度方向X与长轴方向Y和短轴方向Z形成的平面垂直。仅作为示例,实线框P的确认过程如下:确定发声部11在长轴方向Y上相距最远的两点,分别过该两点作与短轴方向Z平行的第一线段和第二线段。确定发声部11在短轴方向Z上相距最远的两点,分别过该两点作与长轴方向Y平行的第三线段和第四线段,通过上述各线段所形成的区域可以获取图5A所示实线框P的矩形区域。
第二投影的最高点可以理解为其所有投影点中相对于用户颈部的某个点矢状面上的投影在垂直轴方向上的距离最大的点,也就是说,耳廓的最高点(例如,图5A中的A1点)在矢状面上的投影为第二投影的最高点。第二投影的最低点可以理解为其所有投影点中相对于用户颈部的某个点矢状面上的投影在垂直轴方向上的距离最小的点,也就是说,耳廓的最低点(例如,图5A中的A2点)在矢状面上的投影为第二投影的最低点。第二投影在垂直轴方向的高度为第二投影中所有投影点中相对于用户颈部的某个点在矢状面上的投影沿垂直轴方向上的距离最大的点与最小的点之间的差值(图5A中示出的高度h),即,A1点与A2点在垂直轴T方向的距离。第二投影的末端点可以理解为其所有投影点中相对于用户鼻尖在矢状面上的投影在矢状轴方向上距离最大的点,也就是说,耳廓的末端点(例如,图5A中示出的B1点)在矢状面的投影为第二投影的末端点。第二投影的前端点可以理解为其所有投影点中相对于用户鼻尖在矢状面上的投影在矢状轴方向上距离最小的点,也就是说,耳廓的前端点(例如,图5A中示出的B2点)在矢状面的投影为第二投影的前端点。第二投影在矢状轴方向的宽度为第二投影中所有投影点中相对于鼻尖在矢状面上的投影沿矢状轴方向上的距离最大的点与最小的点之间的差值(图5A中示出的宽度w),即B1点与B2点在矢状轴S方向的距离。需要说明的是,本说明书的实施例中发声部11或耳廓等构造在矢状面上的投影均指沿冠状轴R方向在矢状面上的投影,在说明书后文中不再进行强调。
还需要说明的是,发声部11在矢状面上的第一投影的面积一般远小于耳廓在矢状面上的投影面积,以保证用户在佩戴耳机10时不堵塞用户耳道口,同时也降低用户在佩戴时的负荷,便于用户的日常携带。在此前提下,在佩戴状态下,当发声部11在矢状面的投影(第一投影)的形心O与耳廓最高点A1在矢状面的投影(第二投影的最高点)在垂直轴方向的距离h1与第二投影的垂直轴方向的高度h比值过小或过大时,发声部11的部分结构可能位于耳廓顶部的上方或者位于用户的耳垂处,无法利用耳廓对发声部11起到足够支撑和限位作用,存在佩戴不稳定容易发生脱落的问题,另一方面,还可能导致发声部11上设置的出声孔距离耳道口较远,影响用户耳道口的听音音量。为了保证耳机不堵塞用户耳道口的前提下,保证用户佩戴耳机的稳定性和舒适性以及具有较好的听音效果,在一些实施例中,第一投影的形心O与第二投影的最高点A1在垂直轴方向的距离h1与第二投影在垂直轴方向的高度h之比控制在0.35-0.6之间,以使得发声部的部分或整体结构伸入耳甲腔102时,则可以通过耳甲腔102对发声部11的作用力,对发声部11起到一定的支撑和限位作用,使得耳机11与用户耳部100之间具有较为合适的夹紧力,进而提升其佩戴稳定性和舒适性。同时发声部11还可以与耳甲腔102形成图4所示的声学模型,保证用户在听音位置(例如,耳道口)的听音音量,降低远场的漏音音量。优选地,第一投影的形心O与第二投影的最高点A1在垂直轴方向的距离h1(也被称为第一距离)与第二投影在垂直轴方向的高度h之比控制在0.35-0.55之间。较为优选地,第一投影的形心O与第二投影的最高点在垂直轴方向的距离h1与第二投影在垂直轴方向的高度h之比控制在0.4-0.5之间。
类似地,当第一投影的形心O与第二投影的末端点在矢状轴方向的距离w1与第二投影在矢状轴方向的宽度w之比过大或过小时,发声部11的部分或整体结构可能位于耳部前侧的面部区域,或伸出耳廓的外轮廓,同样会导致发声部11无法与耳甲腔102构建图4所示的声学模型的问题,同时也会导致耳机10佩戴不稳定。基于此,本说明书实施例中提供的耳机,通过将第一投影的形心O与第二投影末端点在矢状轴方向的距离w1(也被称为第二距离)与第二投影在矢状轴方向的宽度w之比控制在0.4-0.7之间,还可以在保证发声部的声学输出效果的同时,提升耳机的佩戴稳定性和舒适度。优选地,第一投影的形心O与第二投影末端点在矢状轴方向的距离w1与第二投影在矢状轴方向的宽度w之比可以为0.45-0.68。较为优选地,第一投影的形心O与第二投影末端点在矢状轴方向的距离w1与第二投影在矢状轴方向的宽度w之比控制在0.5-0.6。
作为一个具体的示例,第二投影在垂直轴方向的高度h可以为55mm~65mm,在佩戴状态下,如果第一投影的形心O与第二投影最高点在矢状面的投影在垂直轴方向的距离h1小于15mm或大于50mm,发声部11会位于距离耳甲腔102较远的位置,不仅无法构建图4所示的声学模型,同时还存在佩戴不稳定的问题,因此,为了确保发声部的声学输出效果以及耳机的佩戴稳定性,可以将第一投影的形心O与第二投影最高点在垂直轴方向的距离h1控制在为15mm~50mm之间。类似地,在一些实施例中,第二投影在矢状轴方向的宽度可以为40mm~55mm,当第一投影的形心O在矢状面的投影与第二投影末端点在矢状轴方向的距离大于45mm或小于15mm时,发声部11会相对于用户耳部过于靠前或过于靠后,同样会导致发声部11无法构建图4所示的声学模型的问题,同时也会导致耳机10佩戴不稳定,因此,为了确保发声部11的声学输出效果以及耳机的佩戴稳定性,可以将第一投影的形心O与第二投影末端点在矢状轴方向的距离控制在15mm~45mm之间。
如前文所述,当用户佩戴耳机10时,其发声部11的至少部分可以伸入用户的耳甲腔102,形成图4所示的声学模型。发声部11的壳体外壁面通常为平面或曲面,而用户耳甲腔102的轮廓为凹凸不平的结构,通过将发声部11部分或整体结构伸入耳甲腔102内时,由于发声部11无法与耳甲腔102完成紧密贴合,从而会形成缝隙,该缝隙与图4中所示出的泄露结构403对应。图7是根据本说明书一些实施例所示的类腔体结构的示意图;图8是根据本说明书一些实施例所示的具有不同大小的泄漏结构的类腔体结构的听音指数曲线图。如图7所示,类腔体结构上泄漏结构的开口面积为S,类腔体结构中受被包含的声源(例如,图7中示出的“+”)直接作用的面积为S0。这里的“直接作用”指被包含声源发出的声音不经过泄漏结构直接声学作用于类腔体结构的壁面。两声源的间距为d0,泄漏结构的开口形状的中心到另一个声源(例如,图7中示出的“-”)的距离为L。如图8所示,保持L/d0=1.09不变,相对开口大小S/S0越大,听音指数越小。这是由于相对开口越大,被包含的声源直接向外辐射的声音成分越多,到达听音位置的声音越少,造成了听音音量随着相对开口增大而下降,进而导致听音指数变小。由此可以推断出,开口越大,在听音位置的听音音量越小。
在一些实施例中,考虑到发声部11与用户耳道(例如耳甲腔102)的相对位置会影响发声部11与耳甲腔102之间形成的缝隙尺寸,例如,发声部11的末端FE与耳甲腔102相抵靠时,缝隙尺寸会较小,当发声部11的末端FE不抵靠耳甲腔102时,缝隙尺寸较大。这里发声部11与耳甲腔102之间形成的缝隙可以视为图4中声学模型中的泄露结构,因此发声部11与用户耳道(例如耳甲腔102)的相对位置会影响发声部11与用户耳甲腔102所构成的类腔体结构的泄露结构的数量以及泄露结构的开口大小,而该泄露结构的开口大小会直接影响听音质量,具体表现为泄露结构的开口越大,发声部11直接向外辐射的声音成分越多,到达听音位置的声音越少。基于此,为了兼顾发声部11的听音音量和降漏音效果,以保证发声部11的声学输出质量,可以使发声部11尽可能地与用户的耳甲腔102相贴合。相应地,可以将第一投影的形心O与第二投影最高点在垂直轴方向的距离h1与第二投影在垂直轴方向的高度h之比控制在0.35-0.6之间,同时将第一投影的形心O与第二投影末端点在矢状轴方向的距离w1与第二投影在矢状轴方向的宽度w之比控制在0.4-0.65之间。优选地,在一些实施例中,为了在保证发声部11的声学输出质量的同时提升耳机的佩戴舒适度,第一投影的形心O与第二投影最高点在垂直轴方向的距离h1与第二投影在垂直轴方向的高度h之比还可以在0.35-0.55之间,第一投影的形心O与第二投影末端点在矢状轴方向的距离w1与第二投影在矢状轴方向的宽度w之比可以在0.45-0.68之间。较为优选地,第一投影的形心O与第二投影最高点在垂直轴方向的距离h1与第二投影在垂直轴方向的高度h之比还可以在0.35-0.5之间,第一投影的形心O与第二投影末端点在矢状轴方向的距离w1与第二投影在矢状轴方向的宽度w之比可以在0.48-0.6之间。
当耳机10在上述图5A所示的佩戴状态时,即第一投影的形心O与第二投影最高点在垂直轴方向的距离h1与第二投影在垂直轴方向的高度h的比值以及第一投影的形心O与第二投影末端点在矢状轴方向的距离w1与第二投影在矢状轴方向的宽度w的比值在上述的范围内时,发声部11与耳挂的第一部分121的最小距离可以反映耳机10与用户耳部100之间的夹紧力,如果最小距离太小,会导致耳机10在佩戴状态下对用户耳部100压迫感强烈,不易于在佩戴后调整佩戴位置,并且会导致发声部11的侧壁与耳甲腔102上边缘贴合,发声部11的侧壁与耳甲腔102的缝隙太小或数量太少,导致降漏音效果差。为了使得耳机10与用户耳部100之间具有较为合适的夹紧力,以及保证耳机10的近场听音效果以及降漏音效果,在一些实施例中,耳机10在图5A所示的佩戴状态下,发声部11与耳挂的第一部分121的最小距离也需要保持在一定范围之内。需要说明的是,这里所说的发声部11与耳挂的第一部分121的最小距离是指夹持在耳廓两侧的发声部11上的区域(即夹持区域)与耳挂的第一部分121上的区域(即耳挂夹持点EP附近的区域)之间最小的距离。在一些实施例中,为了方便描述,发声部11与耳挂第一部分的最小距离可以理解为夹持区域中心CC到耳挂夹持点EP的距离。关于耳挂夹持点EP和夹持区域中心CC的具体内容可以参考说明书其它地方的描述,例如图13及其相关描述。在一些实施例中,为了防止耳机10在佩戴状态下与用户耳部100之间的夹紧力过大,造成发声部11过度压迫用户耳部100,发声部11与耳挂第一部分的最小距离可以不小于2mm。在一些实施例中,为了提高降漏音效果,在佩戴状态下,发声部11与耳挂第一部分的最小距离可以不小于2.5mm。此时,发声部11的侧壁与耳甲腔102的边缘具有一定缝隙,保证发声部11的侧壁与耳甲腔102的缝隙太小或数量较为适中,进而提高耳机10的降漏音效果。在一些实施例中,为了进一步增加佩戴后的可调节性,在佩戴状态下,发部11与耳挂第一部分的最小距离可以不小于2.8mm。
在一些实施例中,第一投影的形心O与第二投影最高点在垂直轴方向的距离h1与第二投影在垂直轴方向的高度h的比值以及第一投影的形心O与第二投影末端点在矢状轴方向的距离w1与第二投影在矢状轴方向的宽度w的比值在上述的范围内时,发声部11与耳挂的第一部分121的最小距离可以反映发声部11和耳挂的第一部分121夹持于耳廓的夹紧力的大小和发声部11的佩戴位置。在佩戴状态下时,发声部11和耳挂的第一部分121夹持于耳廓的夹紧力过小或过大时,发声部11的部分结构可能位于耳廓顶部的上方或者位于用户的耳垂处,无法利用耳廓对发声部11起到足够支撑和限位作用,存在佩戴不稳定容易发生脱落的问题,还可能导致发声部11上设置的出声孔距离耳道口较远,影响用户耳道口的听音音量,另一方面,还可能导致发声部11的部分或整体结构可能位于耳部前侧的面部区域,或伸出耳廓的外轮廓,导致发声部11无法与耳甲腔102构建图4所示的声学模型的问题。因此为了保证耳机不堵塞用户耳道口的前提下,保证用户佩戴耳机的稳定性和舒适性以及具有较好的听音效果,在一些实施例中,发声部11和耳挂的第一部分121夹持于耳廓的夹紧力在0.03N~1N的范围内。在一些实施例中,在佩戴状态下,耳挂12产生驱使发声部11靠近耳挂第一部分的夹紧力,该夹紧力需要保持在一定范围之内。需要说明的是,该夹紧力可以通过拉力器测定拉开预设距离对应的夹紧力,该预设距离为标准佩戴情况下的距离;该夹紧力还可以通过在耳廓朝向头部的一侧和耳廓背离头部的一侧都贴上力传感器(例如应变片)或力传感器阵列,并读取耳廓被夹持位置的力的值获得。例如,如果耳廓朝向头部的一侧和耳廓背离头部的一侧上有两个对应于相同位置的点处都可以测到力,则可以将该力(例如两个力中的任意一个)的大小作为夹紧力。如果前述夹紧力太小,会导致佩戴状态下,耳挂12和发声部11无法有效夹持在耳部100的前后两侧,导致佩戴稳定性变差,并且当发声部11无法对耳甲腔102形成有效夹持时,发声部11与耳甲腔102之间的缝隙过大,即形成的类腔体开口过大,导致听音指数变小。如果前述夹紧力太大,会导致耳机10在佩戴状态下对用户耳部100压迫感强烈,不易于在佩戴后调整佩戴位置。并且前述夹紧力太大会使得发声部11对耳甲腔102的压力过大,会导致发声部11绕夹紧支点CP转动的趋势增大,发声部11的夹持区域可能朝向夹紧支点CP所在位置滑动而使发声部11不能在耳甲腔102中处于预期的位置,即发声部11的侧壁可能与耳甲腔102上边缘贴合,使得发声部11的侧壁与耳甲腔102的缝隙太小或数量太少,导致降漏音效果差。在一些实施例中,为了满足佩戴需求,耳挂12产生驱使发声部11靠近耳挂第一部分的夹紧力的取值范围可以为0.03N~1N。在一些实施例中,为了增加佩戴后的可调节性,耳挂12产生驱使发声部11靠近耳挂第一部分的夹紧力的取值范围可以为0.05N~0.8N。在一些实施例中,为了增加佩戴后的稳定性,耳挂12产生驱使发声部11靠近耳挂第一部分的夹紧力的取值范围可以为0.2N~0.75N。在一些实施例中,为了使得耳机在佩戴状态下具有更好的听音指数,耳挂12产生驱使发声部11靠近耳挂第一部分的夹紧力的取值范围可以为0.3N~0.7N。在一些实施例中,为了进一步提高降漏音效果,耳挂12产生驱使发声部11靠近耳挂第一部分的夹紧力的取值范围可以为0.35N~0.6N。
在一些实施例中,在非佩戴状态下,发声部11与耳挂第一部分的最小距离需要保持在一定范围之内。如果前述最小距离太大,会导致佩戴后无法有效夹持在耳部100两侧,耳机10与用户耳部100之间的夹紧力过小,即佩戴稳定性变差,并且会导致发声部11与耳甲腔102之间的缝隙过大,即形成的类腔体开口过大,进而导致听音指数变小。在一些实施例中,为了使得耳机在佩戴状态下具有更好的听音指数,以及保证耳机与用户耳部之间具有一定的夹紧力,在非佩戴状态下,发声部11与耳挂第一部分的最小距离可以不大于3mm。在一些实施例中,在非佩戴状态下,发声部11与耳挂第一部分的最小距离可以不大于2.6mm,以增大耳机与用户耳部之间的夹紧力,增强用户佩戴耳机后的稳定性,同时使得发声部11与耳甲腔102形成的类腔体开口较为合适,提升用户佩戴耳机时在耳道口的听音效果。在一些实施例中,为了使得发声部11与耳甲腔102形成的类腔体结构具有更合适的开口大小,在非佩戴状态下,发声部11与耳挂第一部分的最小距离可以不大于2.2mm。
在一些实施例中,耳机10可以包括佩戴状态和非佩戴状态,发声部11与耳挂第一部分的最小距离在佩戴状态和非佩戴状态下的差值需要保持在一定范围之内。需要说明的是,佩戴状态和非佩戴状态下的差值可以对应拉开距离。如果前述差值太小,夹紧力会太小,会导致佩戴后无法有效夹持在耳部100两侧,并且会导致发声部11耳甲腔102之间的缝隙过大,即形成的类腔体开口过大,进而导致听音指数变小。在一些实施例中,为了使得耳机在佩戴状态下具有更好的听音指数,发声部11与耳挂第一部分的最小距离在佩戴状态和非佩戴状态下的差值可以不小于1mm。在一些实施例中,为了增加佩戴后的稳定性,发声部11与耳挂第一部分的最小距离在佩戴状态和非佩戴状态下的差值可以不小于1.3mm。在一些实施例中,为了使得发声部11与耳甲腔102形成的类腔体结构具有更合适的开口大小,发声部11与耳挂第一部分的最小距离在佩戴状态和非佩戴状态下的差值可以不小于1.5mm。
图5B是根据本说明书又一些实施例所示的耳机的示例性佩戴示意图;
不同用户的耳部有所差异,例如,有些用户的耳垂较长,这时采用第一投影的形心O和第二投影最高点的距离与第二投影在垂直轴上的高度比值来限定耳机10可能会有影响,如图5B所示,这里选取用户耳廓与头部之间的连接区域的最高点A3和最低点A4来进行说明。耳廓与头部之间的连接处的最高点可以理解为耳廓与头部连接区域在矢状面的投影相对脖颈处特定点在矢状面的投影具有最大距离的位置。耳廓与头部之间的连接处的最高点可以理解为耳廓与头部连接区域在矢状面的投影相对脖颈处特定点在矢状面的投影具有最小距离的位置。为了兼顾发声部11的听音音量和降漏音效果,以保证发声部11的声学输出质量,可以使发声部11尽可能地与用户的耳甲腔102相贴合。相应地,可以将第一投影的形心O和耳廓与头部的连接区域的在矢状面上的投影最高点在垂直轴方向的距离h3和耳廓与头部的连接区域在矢状面上投影的最高点和最低点在垂直轴方向的高度h2之比控制在0.4-0.65之间,同时将第一投影的形心O与第二投影末端点在矢状轴方向的距离w1与第二投影在矢状轴方向的宽度w之比控制在0.4-0.65之间。优选地,在一些实施例中,为了在保证发声部11的声学输出质量的同时提升耳机的佩戴舒适度,可以将第一投影的形心O和耳廓与头部的连接区域的在矢状面上的投影最高点在垂直轴方向的距离h3和耳廓与头部的连接区域在矢状面上投影的最高点和最低点在垂直轴方向的高度h2之比控制在0.45-0.6之间,第一投影的形心O与第二投影末端点在矢状轴方向的距离w1与第二投影在矢状轴方向的宽度w之比可以在0.45-0.68之间。较为优选地,第一投影的形心O和耳廓与头部的连接区域的在矢状面上的投影最高点在垂直轴方向的距离h3和耳廓与头部的连接区域在矢状面上投影的最高点和最低点在垂直轴方向的高度h2之比的范围可以为0.5-0.6,第一投影的形心O与第二投影末端点在矢状轴方向的距离w1与第二投影在矢状轴方向的宽度w之比的范围可以为0.48-0.6。
在一些实施例中,第一投影的形心O和耳廓与头部的连接区域的在矢状面上的投影最高点在垂直轴方向的距离h3和耳廓与头部的连接区域在矢状面上投影的最高点和最低点在垂直轴方向的高度h2的比值,以及第一投影的形心O与第二投影末端点在矢状轴方向的距离w1与第二投影在矢状轴方向的宽度w的比值在上述的范围内时,发声部11与耳挂的第一部分121的最小距离同样可以反映发声部11和耳挂的第一部分121夹持于耳廓的夹紧力的大小和发声部11的佩戴位置。
图9是根据本说明书另一些实施例所示的耳机的示例性佩戴示意图。图10是根据本说明书一些实施例所示的耳机处于未佩戴状态下的结构示意图。
参照图9,在一些实施例中,为了用户佩戴耳机时,发声部11的部分或整体结构可以伸入耳甲腔102中,使得发声部11与耳甲腔102形成类腔体,保证近场听音效果和远场降漏音效果,同时使得发声部11和耳挂能够夹持在用户耳部,以为用户佩戴时提供一定的夹紧力,发声部11的上侧壁111与耳挂的第二部分122之间具有一定的夹角。该夹角可以通过发声部11的上侧壁111在矢状面的投影和耳挂的第二部分122与发声部11的上侧壁111的连接处在矢状面上的投影的切线126的夹角β来表示。具体地,发声部11的上侧壁与耳挂的第二部分122具有连接处,该连接处在矢状面的投影为点U,过该点U做耳挂的第二部分122在矢状面的投影的切线126。当上侧壁111为曲面时,上侧壁111在矢状面上的投影可能为曲线或折线,此时上侧壁111在矢状面上的投影与切线126的夹角可以为曲线或折线,相对于平面距离最大的点的切线与切线126的夹角。在一些实施例中,上侧壁111曲面时,还可以选取其投影上与长轴方向Y平行的切线,以该切线与水平方向的夹角表示上侧壁111在矢状面上的投影与切线126的倾角。在一些实施例中,夹角β可以在100°~150°的范围内,这时发声部11和耳挂相配合可以夹持在用户耳部上,保证用户佩戴耳机时的稳定性,同时,发声部11的部分结构可以伸入耳甲腔102中形成类腔体结构。优选地,夹角β可以在120°~135°的范围内,发声部11与用户耳部贴合地更加紧密,进一步提高用户佩戴时的稳定性,同时发声部11与耳甲腔102形成的类腔体的开口尺寸和数量较为合适,提高用户佩戴耳机时的听音效果和降漏音效果。
人体头部可以近似视为类似球体的结构,耳廓为相对头部外凸的结构,用户在佩戴耳机时,耳挂12的部分区域可以贴靠在用户头部,为了使得发声部11能够伸入耳甲腔102中,发声部11与耳挂平面之间具有一定的倾斜角度。该倾斜角度可以通过发声部11对应的平面和耳挂平面之间的夹角来表示。在本说明书中的一些实施例中,耳挂平面可以指耳挂12沿其长度延伸方向将其平分或大致平分的平分线所构成的平面(例如图10中虚线12A所在的平面)。在一些实施中,耳挂平面也可以为与耳挂上最外凸的三个点所形成的平面,即将耳挂自由放置(不受外力作用)时,对耳挂进行支撑的平面。例如,将耳挂放置在水平面时,该水平面对耳挂进行支撑,该水平面可以视为耳挂平面。在一些实施例中,发声部11对应的平面11A’可以包括发声部11朝向用户耳廓前外侧面的侧壁(也被称为内侧面)或背离用户耳廓前外侧面的侧壁(也被称为外侧面)。当发声部11朝向用户耳廓前外侧面的侧壁或背离用户耳廓前外侧面的侧壁为曲面时,发声部11所对应的平面可以指该曲面在中心位置处所对应的切面,或与该曲面的边缘轮廓所围成的曲线大致重合的平面。这里以发声部11沿朝向用户耳廓前外侧面的侧壁所在的平面11A’时作为示例,该平面11A’与耳挂平面12A之间所形成的夹角θ为发声部11相对于耳挂平面的倾斜角度。在一些实施例中,夹角θ可以通过如下示例性的方法进行测量,沿发声部11的短轴方向Z分别获取发声部11中靠近耳挂12的侧壁(以下简称内侧面)在X~Y面上的投影和耳挂12在X~Y面上的投影,选取耳挂12在X~Y面上的投影靠近(或远离)发声部11中内侧面在X~Y面上的投影的一侧中最凸出的两个点做第一直线,当发声部11中内侧面X~Y面上的投影为直线时,该第一直线与内侧面在X~Y面上的投影的夹角即为夹角θ。当发声部11中内侧面为曲线时,该第一直线与长轴方向Y的夹角可以近似视为夹角θ。需要说明的是,耳机在佩戴状态和佩戴状态下均可以采用上述方法测量发声部11相对于耳挂平面的倾斜角度θ,区别在于,未佩戴状态下,可以直接采用上述方法测量,佩戴状态下,耳机佩戴在人头模型或耳朵模型上采用上述方法进行测量。考虑到角度过大会使得发声部11与用户耳廓前外侧面的接触面积较小,耳机与用户耳部之间的夹紧力过小,用户在佩戴时容易发生脱落,此外,发声部11与用户耳甲腔102之间的形成的类腔体结构中的缝隙尺寸势必会过大,影响用户耳道口的听音音量。而角度过小,用户在佩戴时,发声部11对用户耳部的压迫较为强烈,长时间佩戴带来不适感,甚至该角度极小时,发声部11无法有效伸入耳甲腔102。为了保证用户在佩戴耳机10时能够具有较好的听音效果的同时,保证佩戴时的稳定性,在一些实施例中,当耳机处于佩戴状态时,发声部11相对于耳挂平面的倾斜角度θ的范围可以为15°~28°。优选地,发声部11相对于耳挂平面的倾斜角度θ的范围可以为16°~25°,此时发声部11与耳甲腔102形成的类腔体结构的开口尺寸和数量较为适中,保证用户佩戴耳机的听音效果和降漏音效果。较为优选地,发声部11相对于耳挂平面的倾斜角度θ的范围可以为18°~23°,此时用户佩戴耳机时,发声部11与用户的耳部贴合地更加紧密,增大了发声部11与用户耳部之间的接触面积,从而提高用户佩戴耳机时的稳定性。
由于耳挂自身具有弹性,发声部11相对于耳挂平面12A的倾斜角度在佩戴状态和未佩戴状态可以发生一定的变化,比如,未佩戴状态下的倾斜角度小于佩戴状态下的倾斜角度。在一些实施例中,当耳机处于未佩戴状态时,发声部11相对于耳挂平面的倾斜角度范围可以为15°~23°,以使得耳机100在处于佩戴状态时其耳挂能够对用户耳朵产生一定的夹紧力,从而使得其在不影响用户佩戴体验的情况下提高用户佩戴时的稳定性。基于上述内容,优选地,在未佩戴状态下,发声部11相对于耳挂平面12A的倾斜角度范围可以为16.5°~21°。较为优选地,在未佩戴状态下,发声部11相对于耳挂平面12A的倾斜角度范围可以为18°~20°。
当发声部11在厚度方向X的尺寸过小时,振膜与发声部11的壳体形成的前腔和后腔的体积过小,振动的振动幅度受到限制,无法提供较大的声音音量。当发声部11在厚度方向X的尺寸过大时,在佩戴状态时,发声部11的末端FE无法完全抵靠在耳甲腔102的边缘,耳甲腔102的边缘对发声部11的支撑和限位作用较弱,耳机与用户耳朵之间的夹紧力较小,导致耳机容易发生脱落。发声部11沿冠状轴方向上朝向用户耳部的侧壁与耳挂平面具有倾斜角度,发声部11上距离耳挂平面最远的点与耳挂平面的距离与发声部11在厚度方向X的尺寸。因为发声部11相对耳挂平面倾斜设置,发声部11上距离耳挂平面最远的点可以是指发声部11中与耳挂连接的固定端、下侧壁和外侧面的交点I。进一步地,可以通过发声部11上距离耳挂平面最近的点与耳挂平面的距离判断发声部11伸入耳甲腔102的深度,发声部11伸入耳甲腔102越深,耳甲腔102对发声部11的支撑和限位效果越明显,用户佩戴耳机的稳定性越高,因此将发声部11上距离耳挂平面最近的点与耳挂平面的距离设置在合适的范围内,可以保证发声部11与耳甲腔102形成的缝隙尺寸较小的同时保证用户的佩戴舒适性和稳定性。发声部11上距离耳挂平面最近的点可以是指发声部11的末端FE、上侧壁和内侧面的交点H。在一些实施例中,为了保证发声部11可以具有较好的声学输出效果以及保证佩戴时的稳定性和舒适性,当耳机处于佩戴状态时,发声部11上距离耳挂平面12A最远的点I与耳挂平面12A的距离可以为11.2mm~16.8mm,发声部11上距离耳挂平面12A最近的点H与耳挂平面12A的距离可以为3mm~5.5mm。优选地,发声部11上距离耳挂平面12A最远的点I与耳挂平面12A的距离可以为12mm~15.6mm,发声部11上距离耳挂平面12A最近的点H与耳挂平面12A的距离可以为3.8mm~5mm,此时发声部11在厚度方向X的尺寸较为适中,可以保证振膜的振动幅度,进而使得发声部11可以提供较大的音量,保证用户在耳道口的听音音量。同时,发声部11的尺寸不至于过大,发声部11的末端FE可以至少部分抵靠在耳甲腔102的边缘,耳甲腔102的边缘可以对发声部11起到一定的支撑和限位作用,提高用户佩戴耳机的稳定性。为了使得发声部11的末端的更多部分与耳甲腔102的边缘抵靠,进一步提高用户佩戴耳机的稳定性,较为优选地,发声部11上距离耳挂平面12A最远的点I与耳挂平面12A的距离可以为13mm~15mm,发声部11上距离耳挂平面12A最近的点H与耳挂平面12A的距离可以为4mm~5mm。
图11是根据本说明书另一些实施例所示的耳机的示例性佩戴示意图。
发声部11相对耳廓面的倾斜角度也会影响用户佩戴耳机时的稳定性。具体参照图11,在一些实施例中,耳机在佩戴状态下,其发声部11的至少部分可以伸入用户的耳甲腔102,从而在确保发声部11的声学输出效果的同时,通过耳甲腔102对发声部11的作用力以提升耳机的佩戴稳定性,此时,发声部11背离用户头部或朝向用户耳道口的侧壁相对于用户的耳廓面可以具有一定的倾斜角度。需要说明的是,发声部11背离用户头部或朝向用户耳道口的侧壁可以是平面或曲面,当其为曲面时,发声部11背离用户头部或朝向用户耳道口的侧壁相对于用户耳廓面的倾斜角度可以用该曲面在中心位置处所对应的切面(或与该曲面的边缘轮廓所构成的曲线大致重合的平面)相对于用户耳廓面的倾斜角度表示。需要说明的是,在本说明书的一些实施例中,用户的耳廓面可以指用户耳廓上不同区域(例如,耳廓顶部区域、耳屏区域、对耳轮)中距离用户矢状面最远的三个点在的平面(例如,通过图11中的点D1、D2、D3所在平面)。此外,还可以通过其他方式确定耳廓面,比如,通过3D扫描的方式对用户的耳廓进行扫描,并建立用户的耳廓三维模型,并计算出与耳廓前外侧相切的平面,即为耳廓面。
由于发声部11在矢状面上的投影远小于耳廓在矢状面上的投影,而耳甲腔102是耳廓结构中一个内凹的腔体,当发声部11相对于耳廓面的倾斜角度的范围较小时,比如,发声部11背离用户头部或朝向用户耳道口的侧壁与用户的耳廓面近似平行时,发声部11无法伸入耳甲腔102或者发声部11与耳甲腔102之间形成的类腔体结构的缝隙尺寸很大,用户在佩戴耳机时,无法获取较好的听音效果。同时,发声部11无法抵靠在耳甲腔102的边缘处,用户在佩戴耳机时,容易发生脱落。当发声部11相对于耳廓面的倾斜角度的范围较大时,发声部11过度深入耳甲腔102并挤压用户耳部,用户长时间佩戴耳机会引起强烈的不适感。为了使得用户在佩戴耳机时能够体验到较好的声学输出效果的同时保证佩戴的稳定性和舒适性,发声部11背离用户头部或朝向用户耳道口的侧壁相对于用户的耳廓面的倾斜角度为40°~60°,发声部11的部分或整体结构可以伸入到用户的耳甲腔102中,此时,发声部11可以具有相对较好的声学输出质量,并且发声部11与用户耳道之间的接触力较为适中,从而实现相对于用户耳部更稳定的佩戴,并使得用户具有较舒适的佩戴体验。优选地,在一些实施例中,为了进一步优化耳机在佩戴状态下的声学输出质量和佩戴体验,可以将其发声部11相对于耳廓面的倾斜角度范围控制在42°~55°之间。较为优选地,在一些实施例中,为了进一步优化耳机在佩戴状态下的声学输出质量和佩戴体验,可以将其发声部11相对于耳廓面的倾斜角度范围控制在44°~52°之间。
需要说明的是,结合图11,耳廓面相对矢状面向上倾斜,耳廓面与矢状面之间的倾斜角度为γ1。为了发声部11的末端伸入相对耳廓内凹的耳甲腔102中,发声部11的外侧面或内侧面相对矢状面向下倾斜,发声部11的外侧面或内侧面与矢状面的倾斜角为γ2,发声部11与耳廓面的夹角为耳廓面与矢状面之间的倾斜角度γ1和发声部11的长轴方向Y与矢状面的倾斜角γ2之和。也就是说,发声部11外侧面或内侧面相对于用户的耳廓面的倾斜角度可以通过计算耳廓面与矢状面之间的夹角γ1以及发声部11外侧面或内侧面与矢状面之间的夹角γ2之和进行确定。发声部11的外侧面或内侧面与矢状面的倾斜角可以近似视为发声部11的长轴方向Y与矢状面的倾斜角。在一些实施例中,还可以通过耳廓面在T轴和R轴所形成的平面(以下简称T-R面)的投影和发声部11的外侧面或内侧面在T-R面的投影之间的夹角进行计算。当发声部11的外侧面或内侧面为平面时,发声部11的外侧面或内侧面在T~R面上投影为直线,该直线与耳廓面在T-R面的投影的夹角为发声部11相对于耳廓面的倾斜角度。当发声部11的外侧面或内侧面为曲面时,发声部11相对于耳廓面的倾斜角度可以近似视为发声部11的长轴方向Y与耳廓面在T-R面的投影的夹角。
发声部11在矢状面上的投影远小于耳廓在矢状面上的投影,而耳甲腔102是耳廓结构中一个内凹的腔体,当发声部11相对于耳廓面的倾斜角度的范围较小时,比如,发声部11背离用户头部或朝向用户耳道口的侧壁与用户的耳廓面近似平行时,发声部11无法伸入耳甲腔102或者发声部11与耳甲腔102之间形成的类腔体结构的缝隙尺寸很大,用户在佩戴耳机时,无法获取较好的听音效果。同时,发声部11无法抵靠在耳甲腔102的边缘处,用户在佩戴耳机时,无法提供足够的夹紧力,导致耳机容易发生脱落。当发声部11相对于耳廓面的倾斜角度的范围较大时,耳机与用户耳部之间的夹紧力过大,发声部11过度深入耳甲腔102并挤压用户耳部,用户长时间佩戴耳机会引起强烈的不适感。将发声部11相对于耳廓面的倾斜角度设置在上述范围,使得用户在佩戴耳机时能够体验到较好的声学输出效果的同时保证佩戴的稳定性和舒适性。
在上述实施例中提到了发声部11相对耳廓的位置关系、发声部11与耳挂的第一部分121的最小距离、发声部11相对耳挂平面和耳廓面的倾斜角度等因素,会影响发声部11相对耳甲腔102的位置以及用户佩戴耳机时夹紧力的大小,进而影响用户耳道口处的听音效果和远场的降漏音效果。为了更为清楚地说明发声部11与耳甲腔102的位置关系对用户佩戴耳机时对声学输出效果和佩戴稳定性的影响,以下将对发声部11与耳甲腔102的位置关系进行具体说明。
图12是根据本说明书另一些实施例所示的耳机的示例性佩戴示意图。
在一些实施例中,第一投影的形心与耳甲腔102的边缘在矢状面上的投影的距离范围为4mm~25mm,发声部11插入耳甲腔102的至少部分包括至少一个与耳甲腔102的边缘接触的夹持区域。
参照图12,在一些实施例中,发声部在矢状面的投影可以与用户耳甲腔(例如图12中的虚线部分)在该矢状面上的投影具有重叠的部分,也就是说,用户佩戴耳机时,发声部的部分或整体覆盖耳甲腔,并且当耳机处于佩戴状态时,第一投影的形心(例如图12中的点O)位于用户耳甲腔在该矢状面上的投影区域内。在一些实施例中,当耳机10的佩戴状态为其发声部11的至少部分覆盖用户的对耳轮区域时,发声部11在用户矢状面上的第一投影的形心O可以位于用户耳道口在该矢状面上的投影区域外,使得耳道口保持充分的开放状态,以更好地接收外界环境中的声音信息。第一投影的形心O的位置与发声部的尺寸相关,比如,发声部11在长轴方向Y或短轴方向Z的尺寸过小时,发声部11的体积相对较小,使得其内部设置的振膜面积也相对较小,导致振膜推动发声部11的壳体内部空气产生声音的效率低,影响耳机的声学输出效果,而发声部11在长轴方向Y或短轴方向Z的尺寸过大时,发声部11可能超出耳廓,耳廓的内轮廓无法对发声部11起到支撑和限位作用,佩戴状态下容易发生脱落,除此之外发声部11会超出耳甲腔的范围,无法伸入耳甲腔,并无法形成类腔体结构,或者发声部11与耳甲腔之间形成的缝隙的总尺寸很大,影响用户佩戴耳机10在耳道口的听音音量以及远场的漏音效果。在一些实施例中,为了使用户在佩戴耳机10可以具有较好的声学输出质量,第一投影的形心O与用户耳甲腔的边缘在该矢状面上的投影的距离范围可以为4mm-25mm。此外,发声部11在长轴方向Y的尺寸过小时,发声部11的末端FE相对耳廓的内轮廓1014之间具有间隙,出声孔发出的声音和泄压孔发出的声音会在发声部11的末端FE与耳廓的内轮廓1014之间的区域发生声短路,导致用户耳道口处的听音音量降低,发声部11的末端FE与耳廓的内轮廓1014之间的区域越大,声短路现象越明显。发声部11在短轴方向Z的尺寸过大时,发声部11可能覆盖用户耳道口,影响用户获取外界环境中的声音信息。在一些实施例中,为了使发声部具有较好的声学输出质量,当耳机处于佩戴状态时,发声部在用户矢状面上的第一投影的形心与用户耳道口在该矢状面上的投影的形心的距离可以不大于25mm。优选地,该发声部在用户矢状面上的第一投影的形心与用户耳道口在该矢状面上的投影的形心的距离可以为5mm-23mm。较为优选地,该发声部在用户矢状面上的第一投影的形心与用户耳道口在该矢状面上的投影的形心的距离可以为8mm-20mm。在一些实施例中,通过将该发声部在用户矢状面上的第一投影的形心与用户耳道口在该矢状面上的投影的形心的距离控制为10mm-17mm,可以使得第一投影的形心O大致位于用户的对耳轮区域,由此,不仅可以使发声部输出的声音能够较好地传递给用户,并能够使耳道口保持充分开放的状态以获取外界环境中的声音信息,同时,耳廓的内轮廓还可以使得发声部11的至少部分可以受到阻碍其下滑的作用力,从而可以在一定程度上提升耳机10的佩戴稳定性。需要说明的是,耳道口在矢状面上的投影的形状可以近似视为椭圆形,相对应地,耳道口在矢状面的投影的形心可以为该椭圆形的几何中心。进一步地,这里第一投影的形心O与用户耳甲腔边缘在该矢状面上的投影的距离范围可以反映发声部11的至少部分插入用户耳甲腔102,此时,插入用户耳甲腔102的至少部分包括至少一个与用户耳甲腔102的边缘接触的夹持区域,该夹持区域可以设置于发声部11的自由端FE。在一些实施例中,耳挂12在一垂直于长轴方向Y的参考平面(例如图6中XZ平面)上的正投影与自由端FE在同一参考平面上的正投影部分重叠(如图6中后侧面RS上的阴影部分所示),夹持区域可以定义为后侧面RS上在该参考平面上形成投影重叠区域的区域。其中,耳挂12在前述参考平面上的正投影与自由端FE在同一参考平面上的正投影所形成的重叠区域在厚度方向X上位于内侧面IS与外侧面OS之间。如此,不仅发声部11和耳挂12可以从耳部100的前后两侧共同夹持耳部100,而且所形成的夹持力主要表现为压应力,有利于改善耳机在佩戴状态下的稳定性和舒适度。可以理解地,当发声部11设置成圆形、椭圆形等形状时,夹持区域可以定义为与该重叠区域对应的连接面(发声部11的弧形侧面)上的区域。夹持区域可以是发声部11上用于夹持耳甲腔102的区域,但由于不同的用户可能存在个体差异,导致耳部100存在不同的形状、大小等尺寸差异,实际佩戴状态下,该夹持区域并不一定会夹持耳甲腔102,但对于大多数用户和前述标准耳部100模型而言,在佩戴状态下该夹持区域可以夹持用户的耳甲腔。优选地,该第一投影的形心O在用户矢状面上的投影与用户耳甲腔的边缘在该矢状面上的投影的距离范围可以为6mm-20mm,此时发声部的较多部分结构可以伸入耳甲腔,发声部与耳甲腔的边缘接触的区域较多,即夹持区域的面积较大,为用户佩戴耳机时提供一定的夹紧力,提高用户佩戴时的稳定性。除此之外,发声部覆盖耳甲腔的区域较大,发声部与耳甲腔形成的类腔体结构的缝隙数量和尺寸不至于过大,提高用户在耳道口的听音效果。为了进一步增加耳机在佩戴状态时的夹紧力,同时保证发声部与耳甲腔形成的类腔体结构的缝隙数量和尺寸不至于过小,防止耳机在佩戴状态时的降漏音效果较差,较为优选地,该第一投影的形心O在用户矢状面上的投影与用户耳甲腔的边缘在该矢状面上的投影的距离范围可以为10mm-18mm。作为具体示例进行说明,在一些实施例中,该第一投影的形心O与用户耳甲腔的边缘在该矢状面上的投影的最小距离d5可以为5mm,该第一投影的形心O与用户耳甲腔的边缘在该矢状面上的投影的最大距离d6可以为24.5mm。在一些实施例中,通过将该第一投影的形心O与用户耳甲腔的边缘在该矢状面上的投影的距离范围控制在4mm-25mm,可以使得发声部11的至少部分结构覆盖耳甲腔,从而与耳甲腔形成类腔体声学模型,由此,不仅可以使发声部输出的声音能够较好地传递给用户,同时,还可以通过耳甲腔对发声部11的作用力提升耳机100的佩戴稳定性。
图13是图3所示耳机的另一示例性结构图。在一些实施例中,如图3所示,发声部11和耳挂12可以从耳部100(例如,耳甲腔102)的前后两侧共同夹持耳部100,而且所形成的夹紧力主要表现为压应力,有利于改善耳机10在佩戴状态下的稳定性和舒适度。如图13所示,发声部11可以包括夹持区域中心CC,耳挂12可以包括夹紧支点CP和耳挂夹持点EP。
这里所说的夹紧支点CP可以理解为佩戴时耳挂12上接触耳廓并对耳机提供支撑的支点。考虑到耳挂12上存在连续的与耳廓朝向头部的一侧接触并提供支撑区域,为方便理解,在一些实施例中,可以将位于该区域内的耳挂12的极值点视为夹紧支点CP。耳挂12的极值点可以通过以下方式确定:获取佩戴状态下的耳机在用户矢状面上的投影曲线的内轮廓(或者非佩戴状态下的耳机在耳挂平面上的投影的内轮廓),以所述投影曲线的内轮廓在短轴方向Z上的极值点(例如,极大值点)作为耳挂12的极值点,其在佩戴状态下位于人体垂直轴方向上的最高点附近(例如,在该最高点的后侧15mm内的位置)。需要说明的是,耳挂结构为弧形结构,耳挂平面为与耳挂12上最外凸的三个点所形成的平面,即将耳挂12自由放置时,对耳挂12进行支撑的平面。在其它实施例中,耳挂平面也是可以指耳挂12沿其长轴方向Y将其平分或大致平分的平分线所构成的平面。所述投影曲线的内轮廓在宽度方向Z上的极值点的确定方法可以为:以发声部11的长轴方向Y作为横纵,短轴方向Z作为纵轴构建坐标系,将所述投影曲线的内轮廓在该坐标系上的极大值点(例如,一阶导数为0)作为所述投影曲线的内轮廓在宽度方向Z上的极值点。此外,由非佩戴状态变为佩戴状态时,发声部11和耳挂12上远离发声部11的端部(例如,电池仓)之间可能被拉伸,此时,夹紧支点CP处应当产生较大的应变,因此,在一些可替代的实施例中,可以将佩戴前后耳挂12上应变最大位置处对应的截面中心当作夹紧支点CP。或者,为了能够让夹紧支点CP处容易产生较大的应变,可以将耳挂12设置为变截面结构,即耳挂12不同位置的横截面的面积可以不同,并将耳挂12上截面积最小的截面的中心作为夹紧支点CP。在另一些可替代的实施例中,由于用户在佩戴耳机时,用户耳部100对耳挂12的支撑力的主要作用位置为耳挂12位于人体垂直轴方向上的最高点,因此,也可以将该最高点当作夹紧支点CP。
夹持区域中心CC是指可以代表夹持区域并用来描述夹持区域相对于其它结构位置的点。在一些实施例中,夹持区域中心CC可以用来表征在标准佩戴情况下夹持区域对耳部100作用力最大的位置。标准佩戴情况可以是将耳机按照佩戴规范正确地佩戴在前述标准耳部模型上的情况。在一些实施例中,当发声部11设置成圆形、椭圆形、圆角正方形、圆角矩形等规则形状时,可以将发声部长轴与夹持区域的交点定义为夹持区域中心CC。需要说明的是,发声部长轴可以为发声部11沿前述长轴方向Y的中轴线。夹持区域中心CC可以通过以下方式确定:确定发声部11在一垂直于长轴方向Y的参考平面(例如图6中XZ平面)上的正投影与中轴线在同一参考平面上的正投影的交点,夹持区域中心CC可以定义为发声部11上在该参考平面上形成上述交点的点。在另一些实施例中,当发声部11的长轴难以确定(例如,发声部11设置成不规则形状)时,如图6所示,夹持区域中心CC可以定义为自由端FE与耳挂12上远离发声部11的端部(例如,电池仓)的切面与自由端FE的交点。夹持区域中心CC可以通过以下方式确定:确定发声部11在一垂直于厚度方向X的参考平面(例如图6中YZ平面)上的正投影与耳挂12上远离发声部11的端部(例如,电池仓)在同一参考平面上的正投影的切线T,确定该参考平面上切线T与自由端FE的正投影的交点,夹持区域中心CC可以定义为自由端FE上在该参考平面上形成上述交点的点。
在一些实施例中,当发声部11的形状和尺寸确定后,通过设计夹持区域中心CC与夹紧支点CP的距离可以同时改变佩戴状态下发声部11在耳甲腔102中的覆盖位置,以及发声部11夹持耳甲腔102(甚至耳甲腔102附近的耳屏)的夹持位置,不仅能够影响用户佩戴耳机的稳定性、舒适度,还能够影响耳机的听音效果。即在佩戴状态下,夹持区域中心CC与夹紧支点CP的距离需要保持在一定范围之内。当发声部11的形状、尺寸一致时,如果前述距离太大,会导致发声部11在耳甲腔102内的位置偏下,发声部11的上侧面US与耳甲腔102之间的缝隙过大,即形成的类腔体开口过大,被包含的声源(即位于内侧面IS上的出声孔)直接向环境中辐射的声音成分较多,到达听音位置的声音较小,同时外面声源进入类腔体的声音会增多,导致近场声音相消,进而导致听音指数变小。而且,如果前述距离太大,会造成发声部11(或者耳挂12与发声部的连接区域)与耳屏之间形成过多的干涉,导致发声部11过于挤压耳屏,影响佩戴的舒适度。当发声部11的形状、尺寸一致时,如果前述距离太小,会导致发声部11的上侧面US与耳甲腔102上边缘贴合,上侧面US与耳甲腔102之间的缝隙太小或数量太少,甚至使得内部与外部环境完全密闭隔绝,无法形成类腔体的结构。而且,如果前述距离太小,会造成发声部11(或者耳挂12与发声部的连接区域)过于挤压耳部的外轮廓,也会影响佩戴的舒适度。其中,听音指数可以取漏音指数α的倒数1/α,作为评价各构型的效果。其含义为,在漏音相同时听音音量的大小。从应用的角度看,听音指数应越大越好。如果缝隙太小(即类腔体的开口过小),则降漏音效果差。如果形成的缝隙太少,会导致该类腔体的开口数量较少。而采用了较多开口的腔体结构相对于较少开口的腔体结构能更好地提高腔体结构内气声的谐振频率,使得整个装置相对于较少开口的腔体结构在高频段(例如,频率接近10000Hz的声音)有更好的听音指数。并且,高频段是人耳更敏感的频段,因此对降漏音的需求更大。因此,如果形成的缝隙太少,会导致无法提高高频段的降漏音效果。在一些实施例中,为了使得耳机在佩戴状态下具有更好的听音指数,夹持区域中心CC与夹紧支点CP的距离可以为20mm~40mm。在一些实施例中,为了进一步提高降漏音效果,夹持区域中心CC与夹紧支点CP的距离可以为23mm~35mm。在一些实施例中,为了使得发声部11与耳甲腔102形成的类腔体结构具有更合适的体积和开口大小/数量,夹持区域中心CC与夹紧支点CP的距离可以为25mm~32mm。
耳挂夹持点EP可以为耳挂12上离夹持区域中心CC最近的点,可以用来衡量佩戴状态下,耳挂12对耳部100的夹持情况。通过设置耳挂夹持点EP的位置,可以改变耳挂12对耳部100的夹持力。在一些实施例中,当发声部11设置成圆形、椭圆形、圆角正方形、圆角矩形等规则形状时,可以将发声部长轴与耳挂第一部分的交点定义为耳挂夹持点EP。耳挂夹持点EP可以通过以下方式确定:耳挂第一部分在一垂直于长轴方向Y的参考平面(例如图6中XZ平面)上的正投影与发声部11的中轴线在同一参考平面上的正投影的交点所对应的耳挂第一部分上的点定义为耳挂夹持点EP。在一些实施例中,当发声部11的长轴难以确定(例如,发声部11设置成不规则形状)时,如图6所示,耳挂夹持点EP可以定义为经过夹持区域中心CC,且与自由端FE与耳挂12上远离发声部11的端部(例如,电池仓)的切面垂直的切面,与耳挂12上靠近自由端FE的部分的交点。耳挂夹持点EP可以通过以下方式确定:确定在一垂直于厚度方向X的参考平面(例如图6中YZ平面)上经过夹持区域中心CC在该参考平面上的正投影,且与切线T垂直的直线S,确定直线S与耳挂12在该参考平面上的正投影上靠近自由端FE在该参考平面上的正投影的部分的交点,耳挂夹持点EP可以定义为耳挂12上在该参考平面上形成上述交点的点。
在一些实施例中,在佩戴状态下,耳挂第一部分上的耳挂夹持点EP与夹紧支点CP的距离范围需要保持在一定范围之内。如果前述距离太大,会导致耳挂夹持点EP与夹紧支点CP之间的耳挂12过直或者难以夹持于耳甲腔102后侧(例如,夹持位置相对耳甲腔102偏下),耳挂12上远离发声部11的端部(例如,电池仓)与耳部100贴合性不好。如果前述距离太小,会导致耳挂12夹持点EP与夹紧支点CP之间的耳挂12过弯或者难以夹持于耳甲腔102后侧(例如,加持位置相对耳甲腔102偏上),耳挂12上远离发声部11的端部对耳部100形成挤压,舒适性较差。在一些实施例中,为了满足佩戴需求,在佩戴状态下,耳挂第一部分上的耳挂夹持点EP与夹紧支点CP的距离范围可以为25mm~45mm。在一些实施例中,为了使得耳挂12上远离发声部11的端部与耳部100贴合性更好,在佩戴状态下,耳挂第一部分上的耳挂夹持点EP与夹紧支点CP的距离范围可以为26mm~40mm。在一些实施例中,为了使得舒适性更好,在佩戴状态下,耳挂第一部分上的耳挂夹持点EP与夹紧支点CP的距离范围可以为27mm~36mm。
在一些实施例中,如图3所示,在佩戴状态下,沿人体冠状轴所在方向观察,连接端CE相较于自由端FE更靠近头顶,以便于自由端FE伸入耳甲腔102内。基于此,长轴方向Y与人体矢状轴所在方向之间的夹角需要保持在一定范围之内。当发声部11的形状、尺寸一致时,如果前述夹角太小,会导致发声部11的上侧面US与耳甲腔102上边缘贴合,上侧面US与耳甲腔102之间的缝隙太小或数量太少,导致降漏音效果差,并且发声部11上的出声孔与外耳道101相距太远。当发声部11的形状、尺寸一致时,如果前述夹角太大,会导致发声部11的上侧面US与耳甲腔102之间的缝隙过大,即形成的类腔体开口过大,导致听音指数变小。在一些实施例中,为了使得耳机在佩戴状态下具有更好的听音指数,长轴方向Y与人体矢状轴所在方向之间的夹角可以在15°~60°范围内。在一些实施例中,为了进一步提高降漏音效果,长轴方向Y与人体矢状轴所在方向之间的夹角可以在20°~50°范围内。在一些实施例中,为了使得出声孔与外耳道101具有合适的距离,长轴方向Y与人体矢状轴所在方向之间的夹角可以在23°~46°范围内。
在一些实施例中,夹紧力的方向可以是耳机夹持在耳廓两侧的两个夹持点(或夹持面的中心点)的连线方向。当发声部11形状和尺寸一定时,夹紧力的方向与发声部11在耳甲腔102中的朝向和伸入耳甲腔102的深度密切相关,发声部11伸入耳甲腔102的深度可以通过发声部11相对耳挂平面或耳廓面的倾斜角度来体现,比如,发声部11相对耳挂平面或耳廓面的倾斜角度越大,发声部11伸入耳甲腔102的深度越大。另外,为了使耳机佩戴更稳固,应尽量使夹紧力的方向与发声部11对耳甲腔102施加的压力的方向以及耳挂夹持点EP对耳背施加的压力的方向均保持相同或大致相同,以避免产生发声部11与耳挂12产生相对运动的趋势,因此夹紧力的方向还会影响耳机的佩戴稳定性。由于耳部100背面与耳甲腔102相对的区域范围有限,且耳挂12在这些区域对耳部100的压力方向通常是平行或大致平行于用户矢状面的,因此,夹紧力的方向与用户的矢状面的夹角需要保持在一定范围内。换言之,夹紧力的方向与用户的矢状面平行或基本平行。如果前述夹角偏离0°太大,会导致发声部11的内侧面IS与耳甲腔102之间的缝隙过大,进而导致听音指数变小;或者会导致发声部11在耳甲腔102内的位置偏向耳部100朝向头部的一侧,发声部11上的内侧面IS与耳甲腔102上边缘贴合,发声部11的内侧面IS与耳甲腔102之间的缝隙太小或数量太少,甚至使得内部与外部环境完全密闭隔绝,进而降漏音效果差。另外,如果前述夹角偏离0°太大,会导致耳机10的佩戴稳定性较差,容易产生摇晃。需要说明的是,夹紧力的方向可以通过在耳廓朝向头部的一侧和耳廓背离头部的一侧都贴上力传感器(例如应变片)或力传感器阵列,并读取耳廓被夹持位置的力的分布获得。例如,如果耳廓朝向头部的一侧和耳廓背离头部的一侧上分别有一个可以测到力的点,就可以认为夹紧力的方向为两个点的连线方向。在一些实施例中,为了满足佩戴需求,夹紧力的方向与用户的矢状面的夹角在-30°~30°范围内。在一些实施例中,为了提高听音指数,夹紧力的方向与用户的矢状面的夹角在-20°~20°范围内。在一些实施例中,为了进一步提高降漏音效果,夹紧力的方向与用户的矢状面的夹角在-10°~10°范围内。在一些实施例中,为了进一步增加耳机10的佩戴稳定性,夹紧力的方向与用户的矢状面的夹角在-8°~8°范围内。在一些实施例中,通过设计耳挂12的曲线构型,和/或,设计发声部11的形状、尺寸,和/或,设计夹持区域中心CC的位置,即可调控夹紧力的方向。
为了更进一步地衡量耳挂12在佩戴状态下提供的夹紧力,本说明书将耳挂12基于夹紧支点CP形变的难易程度定义为基于夹紧支点CP的夹紧系数。在一些实施例中,耳挂12基于夹紧支点CP的夹紧系数的取值范围需要保持在一定范围之内。如果前述夹紧系数太大,会导致佩戴时夹紧力过大,对用户耳部100压迫感强烈,不易于在佩戴后调整佩戴位置,并且可能会导致发声部11的上侧面US与耳甲腔102上边缘贴合,发声部11与耳甲腔102之间的缝隙太小或数量太少,导致降漏音效果差。如果前述夹紧系数太小,会导致耳挂12佩戴不够稳定,发声部11容易脱离耳廓,并且容易导致发声部11与耳甲腔102之间的缝隙过大,即形成的类腔体开口过大,导致听音指数变小。在一些实施例中,为了满足佩戴需求,耳挂12基于夹紧支点CP的夹紧系数的取值范围为10N/m~30N/m。在一些实施例中,为了增加佩戴后的可调节性,耳挂12基于夹紧支点CP的夹紧系数的取值范围为11N/m~26N/m。在一些实施例中,为了增加佩戴后的稳定性,耳挂12基于夹紧支点CP的夹紧系数的取值范围为15N/m~25N/m。在一些实施例中,为了使得耳机在佩戴状态下具有更好的听音指数,耳挂12基于夹紧支点CP的夹紧系数的取值范围为17N/m~24N/m。在一些实施例中,为了进一步提高降漏音效果,耳挂12基于夹紧支点CP的夹紧系数的取值范围为18N/m~23N/m。耳挂12基于夹紧支点CP的夹紧系数可以反映拉伸发声部11以远离耳挂12的难易程度。在一些实施例中,耳挂12基于夹紧支点CP的夹紧系数可以表示为佩戴状态下,发声部11与耳挂12的拉开距离与耳挂12产生的驱使发声部11靠近耳挂第一部分的夹紧力的关系。需要说明的是,发声部11与耳挂12的拉开距离可以为,从非佩戴状态到佩戴状态,发声部长轴方向Y上,发声部11与耳挂12的距离的变化量;耳挂12基于夹紧支点CP的夹紧系数的取值范围可以通过下述示例性的方法进行确定,可以将耳挂12等价于一个弹簧,该弹簧的拉开距离与夹紧力具体关系如公式(1)所示:
F=kx (1)
其中,F代表夹紧力,k代表夹紧系数,x代表拉开距离。
基于上述公式(1),可以通过以下方法确定夹紧系数:通过拉力器测定不同拉开距离对应的夹紧力,确定至少一组夹紧力与拉开距离。将至少一组夹紧力与对应的拉开距离代入公式(1),确定至少一个中间夹紧系数。接着计算至少一个中间夹紧系数的平均值,并将该平均值作为夹紧系数。或者,通过拉力器测定拉开正常佩戴状态下的拉开距离时的夹紧力,确定夹紧力。将该夹紧力和拉开距离代入公式(1),确定夹紧系数。
在一些实施例中,当夹紧支点CP的夹紧系数确定后,在非佩戴状态下,夹持区域中心CC到夹紧支点CP的第一连线与耳挂夹持点EP到夹紧支点CP的第二连线之间的夹角需要保持在一定范围之内,使得耳机在佩戴状态下能够对耳部100提供合适的夹紧力,并使得发声部11在耳甲腔102中处在预期的位置。当夹紧支点CP的夹紧系数以及发声部11的形状、尺寸一致时,如果前述夹角太大,会导致佩戴后无法有效夹持在耳部100两侧,并且会导致发声部11和耳甲腔102之间的缝隙过大,即形成的类腔体开口过大,进而导致听音指数变小。当夹紧支点CP的夹紧系数以及发声部11的形状、尺寸一致时,如果前述夹角太小,会导致佩戴状态连线夹角与非佩戴状态连线夹角的差值过大,从而佩戴状态下耳挂12对耳部100的夹紧力会过大,导致耳机10在佩戴状态下对用户耳部100压迫感强烈,不易于在佩戴后调整佩戴位置,并且会导致发声部11的侧壁与耳甲腔102上边缘贴合,发声部11的侧壁与耳甲腔102的缝隙太小或数量太少,导致降漏音效果差。在一些实施例中,为了满足佩戴需求,在非佩戴状态下,夹持区域中心CC到夹紧支点CP的第一连线与耳挂夹持点EP到夹紧支点CP的第二连线之间的夹角范围可以为3°~9°。在一些实施例中,为了增加佩戴后的可调节性,在非佩戴状态下,夹持区域中心CC到夹紧支点CP的第一连线与耳挂夹持点EP到夹紧支点CP的第二连线之间的夹角范围可以为3.1°~8.4°。在一些实施例中,为了增加佩戴后的稳定性,在非佩戴状态下,夹持区域中心CC到夹紧支点CP的第一连线与耳挂夹持点EP到夹紧支点CP的第二连线之间的夹角范围可以为3.8°~8°。在一些实施例中,为了使得耳机在佩戴状态下具有更好的听音指数,在非佩戴状态下,夹持区域中心CC到夹紧支点CP的第一连线与耳挂夹持点EP到夹紧支点CP的第二连线之间的夹角范围可以为4.5°~7.9°。在一些实施例中,为了进一步提高降漏音效果,在非佩戴状态下,夹持区域中心CC到夹紧支点CP的第一连线与耳挂夹持点EP到夹紧支点CP的第二连线之间的夹角范围可以为4.6°~7°。
在一些实施例中,当夹紧支点CP的夹紧系数以及耳机10的形状、尺寸确定时,在佩戴状态下,夹持区域中心CC到夹紧支点CP的第一连线与耳挂夹持点EP到夹紧支点CP的第二连线之间的夹角需要保持在一定范围之内,以便为耳部100提供合适的夹紧力并使发声部11在耳甲腔102中处于预期的位置。当夹紧支点CP的夹紧系数以及耳机10的形状、尺寸一致时,如果前述夹角太小,会导致耳机10在佩戴状态下对用户耳部100压迫感强烈,不易于在佩戴后调整佩戴位置,并且会导致发声部11的侧壁与耳甲腔102上边缘贴合,发声部11的侧壁与耳甲腔102的缝隙太小或数量太少,导致降漏音效果差。当夹紧支点CP的夹紧系数以及耳机10的形状、尺寸一致时,如果前述夹角太大,会导致佩戴后无法有效夹持在耳部100两侧,并且会导致发声部11耳甲腔102之间的缝隙过大,即形成的类腔体开口过大,进而导致听音指数变小。在一些实施例中,为了满足佩戴需求,在佩戴状态下,夹持区域中心CC到夹紧支点CP的第一连线与耳挂夹持点EP到夹紧支点CP的第二连线之间的夹角范围可以为6°~12°。在一些实施例中,为了增加佩戴后的可调节性,在佩戴状态下,夹持区域中心CC到夹紧支点CP的第一连线与耳挂夹持点EP到夹紧支点CP的第二连线之间的夹角范围可以为6.3°~10.8°。在一些实施例中,为了增加佩戴后的稳定性,在佩戴状态下,夹持区域中心CC到夹紧支点CP的第一连线与耳挂夹持点EP到夹紧支点CP的第二连线之间的夹角范围可以为7°~10.5°。在一些实施例中,为了使得耳机在佩戴状态下具有更好的听音指数,在佩戴状态下,夹持区域中心CC到夹紧支点CP的第一连线与耳挂夹持点EP到夹紧支点CP的第二连线之间的夹角范围可以为7.3°~10°。在一些实施例中,为了进一步提高降漏音效果,在佩戴状态下,夹持区域中心CC到夹紧支点CP的第一连线与耳挂夹持点EP到夹紧支点CP的第二连线之间的夹角范围可以为8°~9.8°。
在一些实施例中,耳机10可以包括佩戴状态和非佩戴状态,佩戴状态连线夹角与非佩戴状态连线夹角的差值需要保持在一定范围之内。需要说明的是,佩戴状态连线夹角为在佩戴状态下,夹持区域中心CC到夹紧支点CP的第一连线与耳挂夹持点EP到夹紧支点CP的第二连线之间的夹角;非佩戴状态连线夹角为在非佩戴状态下,夹持区域中心CC到夹紧支点CP的第一连线与耳挂夹持点EP到夹紧支点CP的第二连线之间的夹角。当夹紧支点CP的夹紧系数一致时,如果前述差值太小,夹紧力会太小,会导致佩戴后无法有效夹持在耳部100两侧,并且会导致发声部11耳甲腔102之间的缝隙过大,即形成的类腔体开口过大,进而导致听音指数变小。当夹紧支点CP的夹紧系数一致时,如果前述差值太大,夹紧力会太大,会导致耳机10在佩戴状态下对用户耳部100压迫感强烈,不易于在佩戴后调整佩戴位置,并且会导致发声部11的侧壁与耳甲腔102上边缘贴合,发声部11的侧壁与耳甲腔102的缝隙太小或数量太少,导致降漏音效果差。在一些实施例中,为了满足佩戴需求,佩戴状态连线夹角与非佩戴状态连线夹角的差值范围可以为2°~4°。在一些实施例中,为了增加佩戴后的可调节性,佩戴状态连线夹角与非佩戴状态连线夹角的差值范围可以为2.1°~3.8°。在一些实施例中,为了增加佩戴后的稳定性,佩戴状态连线夹角与非佩戴状态连线夹角的差值范围可以为2.3°~3.7°。在一些实施例中,为了使得耳机在佩戴状态下具有更好的听音指数,佩戴状态连线夹角与非佩戴状态连线夹角的差值范围可以为2.5°~3.6°。在一些实施例中,为了进一步提高降漏音效果,佩戴状态连线夹角与非佩戴状态连线夹角的差值范围可以为2.6°~3.4°。
用户在佩戴耳机时,耳挂需要位于耳廓的后内侧面与头部之间的连接处,以使耳挂和发声部对耳部形成夹持,进而提供佩戴时的夹紧力。考虑到耳挂可能无法完全贴合耳廓的后内侧面与头部之间的连接处,发声部相对耳廓的位置关系和相对耳挂(尤其是耳挂的第一部分)的位置关系存在一定的区别,这样可以使得耳机较为稳定地佩戴在用户耳部。其中,发声部相对耳廓的位置关系可以通过第一投影的形心与第二投影的轮廓之间的距离来进行体现,发声部相对耳挂的第一部分的位置关系可以通过第一投影的形心与耳挂的第一部分在矢状面的投影来进行体现。具体请参考图14及其相关内容。图14是根据本说明书一些实施例所示的耳机的示例性佩戴示意图。
结合图3和图14,当用户佩戴耳机10时,发声部11伸入耳甲腔时,第一投影的形心O可以位于第二投影的轮廓围成的区域中,其中,第二投影的轮廓可以理解为用户的耳轮的外轮廓、耳垂轮廓、耳屏轮廓、屏间切迹、对屏尖、轮屏切迹等轮廓在矢状面上的投影。在一些实施例中,还可以通过调整第一投影的形心O与第二投影的轮廓之间的距离来提高发声部的听音音量、降漏音效果以及佩戴时的舒适性和稳定性。比如,发声部11位于耳廓顶部、耳垂处、耳廓前侧的面部区域或耳廓的内轮廓1014和耳甲腔的外边缘之间时,具体体现为第一投影的形心O与第二投影的轮廓的某个区域的点的距离过小,相对于另一区域的点的距离过大,发声部无法与耳甲腔形成类腔体结构(图4中示出的声学模型),影响耳机10的声学输出效果。为了保证用户佩戴耳机10时声学输出质量,在一些实施例中,第一投影的形心O与第二投影的轮廓的距离范围可以在10mm-52mm之间,也就是说,第一投影的形心O与第二投影的轮廓的任意一点的距离在10mm-52mm。优选地,为了进一步提升耳机10的佩戴舒适度,以及优化发声部11与耳甲腔配合形成的类腔体结构,第一投影的形心O与第二投影的轮廓的距离范围可以在12mm-50.5mm之间。较为优选地,第一投影的形心O与第二投影的轮廓的距离范围还可以在13.5mm-50.5mm之间。在一些实施例中,通过将第一投影的形心O与第二投影的轮廓的距离范围控制在在10mm-52mm之间,可以使得发声部11大部分位于用户耳道附近,并且,可以使得发声部的至少部分伸入用户的耳甲腔以构成图4所示的声学模型,从而确保发声部11输出的声音能够较好地传递给用户。作为具体示例,在一些实施例中,第一投影的形心O与第二投影的轮廓的最小距离d1可以为20mm,最大距离d2可以为48.5mm。
在一些实施例中,第一投影的形心O与第二投影的轮廓的某个区域的点的距离过小,相对于另一区域的点的距离过大,还会使对耳轮区域无法与发声部11相配合起到挡板的作用,影响耳机的声学输出效果。此外,第一投影的形心O与第二投影的边界的某个区域的点的距离过大,发声部11的末端FE相对耳廓的内轮廓1014之间可能具有间隙,出声孔发出的声音和泄压孔发出的声音会在发声部11的末端FE与耳廓的内轮廓1014之间的区域发生声短路,导致用户耳道口处的听音音量降低,而发声部11的末端FE与耳廓的内轮廓1014之间的区域越大,声短路现象越明显。在一些实施例中,当耳机10的佩戴状态为其发声部11的至少部分覆盖用户的对耳轮区域时,发声部11在用户头部的矢状面上的第一投影的形心O也可以位于第二投影的轮廓围成的区域中,但是,相较于发声部11的至少部分伸入用户耳甲腔而言,该佩戴状态下,发声部11在用户头部的矢状面上的第一投影的形心O与第二投影的轮廓的距离范围会存在一定的不同。图16-图24所示的耳机中,发声部11的至少部分结构覆盖对耳轮区域,可以让耳道口充分暴露,使得用户可以更好地接收外界环境中的声音。在一些实施例中,为了在该佩戴方式下兼顾发声部11的听音音量、降漏音效果以及接收外部环境的声音的效果以及发声部11的末端FE与耳廓的内轮廓1014之间的区域尽量降低,使发声部11具有较好的声学输出质量,该第一投影的形心O与第二投影的轮廓的距离范围可以在13mm-54mm之间。优选地,第一投影的形心O与第二投影的轮廓的距离范围可以在18mm-50mm之间。较为优选地,第一投影的形心与第二投影的轮廓的距离范围还可以在20mm-45mm之间。在一些实施例中,通过将发声部11在用户头部的矢状面上的第一投影的形心O与第二投影的轮廓的距离范围控制在在23mm-40mm之间,可以使得发声部11大致位于用户的对耳轮区域,并且,可以使得发声部11的至少部分与对耳轮区域形成挡板,以增大泄压孔发出的声音传播到外耳道101的声程,从而增大出声孔和泄压孔到外耳道101的声程差,以增大外耳道101处的声音强度,同时减小远场漏音的音量。
在一些实施例中,考虑到用户在佩戴耳机10时,若第一投影的形心O与耳挂的第一部分121在该矢状面上的投影的距离过大时可能会出现佩戴不稳定的问题,此时发声部11与耳挂之间无法对耳部形成有效的夹持,以及发声部11无法有效伸入耳甲腔的问题,而该距离过小时则不仅会影响发声部11与用户耳甲腔以及耳道口的相对位置,还可能会导致发声部11或耳挂压迫耳部,导致佩戴舒适度较差的问题。基于此,为避免前述问题,在一些实施例中,第一投影的形心O与耳挂的第一部分121在该矢状面上的投影的距离范围可以为18mm-43mm。通过将该距离控制在18mm-43mm,可以使得耳挂与用户耳部较好地贴合,同时保证发声部11恰好位于用户耳甲腔处,并且可以构成图4所示的声学模型,以确保发声部11输出的声音能够较好地传递给用户。除此之外,沿矢状面的某一方向上,第一投影的形心O与耳挂的第一部分121在该矢状面上的投影的距离略小于第一投影的形心O与第二投影的轮廓的距离,可以使得耳挂的第一部分悬挂在耳廓的后内侧面与头部的连接处,使得耳挂和发声部对耳部形成夹持以提供佩戴时的夹紧力,保证用户佩戴耳机时的稳定性。优选地,第一投影的形心O与耳挂的第一部分121在该矢状面上的投影的距离范围可以为20mm-41mm,此时耳挂的第一部分121可以更好地与用户耳廓的后内侧面与头部之间的连接处进行贴合,以进一步提升耳机的佩戴稳定性。较为优选地,第一投影的形心O与耳挂的第一部分121在该矢状面上的投影的距离范围可以为22mm-40.5mm。作为具体的示例,第一投影的形心O在用户矢状面上的投影与耳挂的第一部分121在该矢状面上的投影的最小距离d3可以为21mm,第一投影的形心O在用户矢状面上的投影与耳挂的第一部分121在该矢状面上的投影的最大距离d4可以为41.2mm。
在一些实施例中,由于耳挂12自身具有弹性,发声部11与耳挂的距离在佩戴状态和未佩戴状态可以发生一定的变化(通常未佩戴状态下的距离小于佩戴状态下的距离)。示例性地,在一些实施例中,当耳机10处于未佩戴状态时,发声部11在特定参考面的投影的形心与耳挂的第一部分121在该特定参考面上的投影的距离范围可以为15mm-38mm。优选地,当耳机100处于未佩戴状态时,发声部11在特定参考面的投影的形心与耳挂的第一部分121在该特定参考面上的投影的距离范围可以为16mm-36mm。
在一些实施例中,为了避免该第一投影的形心O与耳挂的第一部分121在该矢状面上的投影的距离过大导致佩戴不稳定以及可以使得发声部11的末端FE与耳廓的内轮廓1014之间的区域较大的问题,同时避免该第一投影的形心O与耳挂12的第一部分121在该矢状面上的投影的距离过小而导致佩戴舒适度较差以及无法与对耳轮区域相配合以实现较好的声学输出质量的问题,可以将发声部11在用户矢状面上的第一投影的形心O与耳挂的第一部分121在该矢状面上的投影的距离范围控制在8mm-45mm之间。可以理解,通过将该距离控制在8mm-45mm,可以使得耳挂的第一部分121在佩戴时能够与用户耳廓的后内侧面较好地贴合,同时保证发声部11恰好位于用户的对耳轮区域,使发声部11与对耳轮区域形成挡板,以增大泄压孔发出的声音传播到外耳道101的声程,从而增大出声孔和泄压孔到外耳道101的声程差,以增大外耳道101处的声音强度,同时减小远场漏音的音量。此外,将发声部11在用户矢状面上的第一投影的形心O与耳挂的第一部分121在该矢状面上的投影的距离范围控制在8mm-45mm之间,可以使得发声部11的末端FE与耳廓的内轮廓1014之间的区域尽量减小,以减小发声部11周围的声短路区域,从而提高用户耳道口的听音音量。优选地,为了进一步提升耳机的佩戴稳定性,在一些实施例中,发声部11在用户矢状面上的第一投影的形心O与耳挂的第一部分121在该矢状面上的投影的距离范围可以为10mm-41mm。较为优选地,发声部11在用户矢状面上的第一投影的形心O与耳挂的第一部分121在该矢状面上的投影的距离范围可以为13mm-37mm。更为优选地,发声部11在用户矢状面上的第一投影的形心O与耳挂的第一部分121在该矢状面上的投影的距离范围可以为15mm-33mm。进一步优选地,发声部11在用户矢状面上的第一投影的形心O与耳挂的第一部分121在该矢状面上的投影的距离范围可以为20mm-25mm。
在一些实施例中,耳挂12可以具有弹性,其在佩戴状态相较于未佩戴状态可以发生一定的形变。示例性地,在一些实施例中,发声部11在用户矢状面上的第一投影的形心与耳挂的第一部分121在该矢状面上的投影的距离在佩戴状态可以大于未佩戴状态。示例性地,在一些实施例中,当耳机100处于未佩戴状态时,发声部11在在特定参考面上的投影的形心与耳挂的第一部分121在特定参考面上的投影的距离范围可以为6mm-40mm。优选地,该发声部在特定参考面上的形心与耳挂的第一部分121在特定参考面上的投影的距离范围可以为9mm-32mm。可以理解,在一些实施例中,通过使发声部11在特定参考面上的形心与耳挂的第一部分121在特定参考面上的投影的距离在未佩戴状态下略小于佩戴状态,可以使得耳机10在处于佩戴状态时其耳挂和发声部能够对用户耳朵产生一定的夹紧力,从而使得其在不影响用户佩戴体验的情况下提高用户佩戴时的稳定性。
在一些实施例中,通过使发声部在特定参考面上的投影的形心与耳挂的第一部分121在特定参考面上的投影的距离在未佩戴状态下略小于佩戴状态,可以使得耳机100在处于佩戴状态时其耳挂能够对用户耳部产生一定的夹紧力,从而使得其在不影响用户佩戴体验的情况下提高用户佩戴时的稳定性。在一些实施例中,特定参考面可以矢状面,此时在未佩戴状态下,发声部在矢状面的投影的形心可以类比为发声部在特定参考面的投影的形心。例如,这里的非佩戴状态可以表现为将人头模型中的耳廓结构去除,并采用固定件或者胶水将发声部以与佩戴状态下相同的姿态固定在人体头部模型。在一些实施例中,特定参考面可以是耳挂平面。耳挂结构为弧形结构,耳挂平面为与耳挂上最外凸的三个点所形成的平面,即将耳挂自由放置(即不受外力作用)时,对耳挂进行支撑的平面。例如,将耳挂自由放置在水平面时,该水平面对耳挂进行支撑,该水平面可以视为耳挂平面。在其它实施例中,耳挂平面也是可以指耳挂沿其长度延伸方向将其平分或大致平分的平分线所构成的平面。在佩戴状态时,耳挂平面虽然相对于矢状面有一定角度,但此时耳挂可以近似视为与头部进行贴合的,因此该角度很小,为了便于计算及描述,这里采用耳挂平面作为特定参考面来代替矢状面也是可以的。
图15是本说明书一些实施例提供的耳机的示例性结构示意图;图16是根据本说明书一些实施例提供的用户佩戴耳机的示意图。如图15和图16所示,耳机10可以包括悬挂结构12、发声部11和电池仓13,其中发声部11和电池仓13分别位于悬挂结构12的两端。在一些实施例中,悬挂结构12可以为图15或图16所示的耳挂,耳挂可以包括依次连接的第一部分121和第二部分122,第一部分121可以挂设在用户耳廓的后内侧面和头部之间,并沿着耳廓的后内侧面向脖颈处延伸,第二部分122可以向耳廓的前外侧面延伸并连接发声部11,从而将发声部11佩戴于用户耳道附近但不堵塞耳道口的位置,第一部分121远离发声部11的一端与电池仓13连接,电池仓3内设置有与发声部11电性连接的电池。在一些实施例中,耳挂为与人体耳廓和头部连接处相适配的弧形结构,当用户佩戴耳机10时,发声部11和电池仓13可以分别位于耳廓的前外侧面和后内侧面,其中,发声部11向耳挂的第一部分121处延伸,使得发声部11的整体或部分结构伸入耳甲腔中,并与耳甲腔配合形成类腔体结构。当第一部分121在其延伸方向的尺寸(长度)过小时,电池仓13会在靠近用户耳廓顶部的位置,此时第一部分121和第二部分121无法为耳机10提供对耳部和/或头部的足够的接触面积,导致耳机10容易从耳部脱落,因此耳挂的第一部分121的长度需要足够长,以保证耳挂可以提供对耳部和/或头部的足够大的接触面积,从而增加耳机从人体耳部和/或头部脱落的阻力。此外,当发声部11的末端与耳挂的第一部分121的间距过大时,在佩戴状态下,电池仓13距离耳廓较远,无法为耳机提供足够的夹持力,容易发生脱落。当发声部11的末端与耳挂的第一部分121的间距过小时,电池仓13或发声部11对耳廓造成挤压,长时间佩戴影响用户的舒适性。这里以用户佩戴耳机作为示例,耳挂中第一部分121在其延伸方向的长度以及发声部11的末端与第一部分121之间的间距可以通过发声部11在矢状面上的投影(即,第一投影)的形心O和电池仓13在矢状面上的投影的形心W距离来表征,为了保证耳挂可以提供对耳部和/或头部的足够大的接触面积,电池仓W在矢状面上的投影的形心Q相对于水平面(例如,地平面)的距离小于发声部11在矢状面上的投影的形心O相对于水平面的距离,也就是说,在佩戴状态下,电池仓W在矢状面上的投影的形心Q位于发声部11在矢状面上的投影的形心O的下方。在佩戴状态下,发声部11的位置需要部分或整体伸入耳甲腔,其位置相对固定,如果发声部11的在矢状面上的投影形心O和电池仓13在矢状面上的投影的形心Q之间的距离过小,电池仓13会紧紧贴靠甚至压迫在耳廓后内侧面,影响用户佩戴的舒适性,而发声部11在矢状面上的投影的形心O和电池仓13在矢状面上的投影的形心Q的距离过大时,耳挂中第一部分121的长度也会较长,导致用户在佩戴时明显感觉到位于耳廓后内侧面的耳机部分偏沉或者电池仓13相对耳廓的位置较远,用户在运动时容易发生脱落,影响用户佩戴舒适度和耳机佩戴时的稳定性。为了使得用户佩戴耳机10时具有较好的稳定性和舒适性,在佩戴状态下,发声部11在矢状面上的投影的形心O和电池仓13在矢状面上的投影的形心Q之间的第四距离d8范围为20mm-30mm。优选地,发声部11在矢状面上的投影的形心O和电池仓13在矢状面上的投影的形心Q之间的第四距离d8范围为22mm-28mm。较为优选地,发声部11在矢状面上的投影的形心O和电池仓13在矢状面上的投影的形心Q之间的第四距离d8范围为23mm-26mm。由于耳挂自身具有弹性,耳机10在佩戴状态下和未佩戴状态下,发声部11在矢状面上的投影的形心O和电池仓13在矢状面上的投影的形心Q之间的距离会发生变化。在一些实施例中,在未佩戴状态下,发声部11在特定参考面的投影的形心和电池仓13在特定参考面的投影的形心之间的第三距离d7范围为16.7mm-25mm。优选地,在未佩戴状态下,发声部11在特定参考面的投影的形心和电池仓13在特定参考面的投影的形心之间的第三距离d7范围为18mm-23mm。较为优选地,在未佩戴状态下,发声部11在特定参考面的投影的形心和电池仓13在特定参考面的投影的形心之间的第三距离d7范围为19.6mm-21.8mm。在一些实施例中,特定参考面可以是人体矢状面或者耳挂平面。在一些实施例中,特定参考面可以矢状面,此时在未佩戴状态下,发声部在矢状面的投影的形心可以类比为发声部在特定参考面的投影的形心,电池仓在矢状面的投影的形心可以类比为电池仓在特定参考面的投影的形心。例如,这里的非佩戴状态可以表现为将人头模型中的耳廓结构去除,并采用固定件或者胶水将发声部以与佩戴状态下相同的姿态固定在人体头部模型。在一些实施例中,特定参考面可以是耳挂平面。耳挂结构为弧形结构,耳挂平面为与耳挂上最外凸的三个点所形成的平面,即将耳挂自由放置时,对耳挂进行支撑的平面。例如,将耳挂放置在水平面时,该水平面对耳挂进行支撑,该水平面可以视为耳挂平面。在其它实施例中,耳挂平面也是可以指耳挂沿其长度延伸方向将其平分或大致平分的平分线所构成的平面。在佩戴状态时,耳挂平面虽然相对于矢状面有一定角度,但此时耳挂可以近似视为与头部进行贴合的,因此该角度很小,为了便于计算及描述,这里采用耳挂平面作为特定参考面来代替矢状面也是可以的。
以特定参考面为矢状面作为示例,耳机10在佩戴状态下和未佩戴状态下,发声部11在矢状面的投影的形心O和电池仓13在矢状面的投影的形心Q之间的距离会发生变化,该变化值可以反映耳挂的柔软度。耳挂的柔软度过大时,耳机10的整体结构和形态不稳定,无法对发声部11和电池仓13进行较强支撑,佩戴的稳定也较差,容易发生脱落,考虑到耳挂需要挂设在耳廓与头部的连接处,耳挂的柔软度过小时,耳机10不易发生形变,用户佩戴耳机时,耳挂会紧紧贴靠甚至压迫在人体耳部和/或头部之间的区域,影响佩戴的舒适性。为了使得用户佩戴耳机10时具有较好的稳定性和舒适性,在一些实施例中,耳机10在佩戴状态和未佩戴状态下发声部11在矢状面的投影的形心O在与电池仓13在矢状面的投影的形心Q的距离变化值与耳机在非佩戴状态下发声部11在矢状面的投影的形心O与电池仓13在矢状面的投影的形心Q的距离的比值范围为0.3-0.8。优选地,放式耳机10在佩戴状态和未佩戴状态下发声部11在矢状面的投影的形心O在与电池仓13在矢状面的投影的形心Q的距离变化值与耳机在非佩戴状态下发声部11在矢状面的投影的形心O与电池仓13在矢状面的投影的形心Q的距离的比值范围为0.45-0.68。
需要注意的是,关于电池仓13在矢状面上的投影的形状及形心Q的内容可以参考本说明书中关于发声部11在矢状面的投影的形状和形心O的相关描述。此外,电池仓13与耳挂的第一部分121可以为相互独立的结构,电池仓13与耳挂的第一部分121之间采用嵌接、卡接等的方式连接,确定电池仓13的投影时可以以电池仓13与第一部分121之间的拼接点或拼接线以更加准确地获取电池仓13在矢状面上的投影。
在一些实施例中,发声部11可以为长方体、类长方体、圆柱体、椭球状或其他规则以及不规则的立体结构。当发声部11伸入耳甲腔时,由于耳甲腔的整体轮廓为类似弧形的不规则的构造,发声部11与耳甲腔的轮廓之间不会完全覆盖或贴合,从而形成若干缝隙,该缝隙的总体尺寸可以近似视为上述图6所示的类腔体模型中的泄露结构的开口S,发声部11与耳甲腔的轮廓之间进行贴合或覆盖的尺寸可以近似视为上述图6所示的类腔体结构中的未打孔面积S0,如图7所示,相对开口大小S/S0越大,听音指数越小。这是由于相对开口越大,被包含的声源直接向外辐射的声音成分越多,到达听音位置的声音越少,造成了听音音量随着相对开口增大而下降,进而导致听音指数变小。在一些实施例中,在保证耳道不被堵塞的同时还需要考虑,发声部11与耳甲腔之间形成的缝隙尺寸尽量较小,以及与对耳轮区域形成的挡板的尺寸(尤其是沿第一投影的长轴方向Y的尺寸)尽量大,发声部11的整体体积不宜过大也不宜过小,因此在发声部11的整体体积或形状特定的前提下,对于发声部11相对于耳廓及耳甲腔的佩戴角度需要重点考虑。比如,发声部11为类长方体结构时,当用户佩戴耳机10时,发声部11的上侧壁111(也被称为上侧面)或下侧壁112(也被称为下侧面)相对水平面平行设置或近似平行设置以及垂直设置或近似垂直(也可以理解为,发声部11的上侧壁111或下侧壁112在矢状面上的投影相对矢状轴平行设置或近似平行设置以及垂直设置或近似垂直)时,发声部11贴合或覆盖部分耳甲腔时会形成较大尺寸的缝隙,影响用户的听音音量。为了使得发声部11的整部或部分区域伸入耳甲腔中,并提高发声部11覆盖耳甲腔的区域面积,减小发声部11与耳甲腔边缘之间形成的缝隙尺寸,提高耳道口的听音音量,在一些实施例中,耳机10在佩戴状态下,发声部11的上侧壁111或下侧壁112在矢状面上的投影与水平方向的倾角α范围可以为10°-28°。优选地,耳机10在佩戴状态下,发声部11的上侧壁111或下侧壁112在矢状面上的投影相对于水平方向的倾角α范围可以为13°-21°。较为优选地,耳机10在佩戴状态下,发声部11的上侧壁111或下侧壁112在矢状面上的投影与水平方向的倾角α范围可以为15°-19°。需要注意的是,发声部11的上侧壁111在矢状面上的投影与水平方向的倾角可以与下侧壁112在矢状面上的投影与水平方向的倾角相同或不同。例如,当发声部11的上侧壁111与下侧壁112平行时,上侧壁111在矢状面上的投影与水平方向的倾角和下侧壁112在矢状面上的投影与水平方向的倾角相同。又例如,当发声部11的上侧壁111与下侧壁112不平行时,或者上侧壁111或下侧壁112中的一个为平面壁,另一个为非平面壁(例如,曲面壁)时,上侧壁111在矢状面上的投影与水平方向的倾角和下侧壁112在矢状面上的投影与水平方向的倾角相同。此外,当上侧壁111或下侧壁112为曲面时,上侧壁111或下侧壁112在矢状面上的投影可能为曲线或折线,此时上侧壁111在矢状面上的投影与水平方向的倾角可以为曲线或折线,相对于平面距离最大的点的切线与水平方向的夹角,下侧壁112在矢状面上的投影与水平方向的倾角可以为曲线或折线,相对于平面距离最小的点的切线与水平方向的夹角。在一些实施例中,上侧壁111或下侧壁112为曲面时,还可以选取其投影上与长轴方向Y平行的切线,以该切线与水平方向的夹角表示上侧壁111或下侧壁112在矢状面上的投影与水平方向的倾角。
需要说明的是,本说明书实施例的发声部11的一端与悬挂结构的第二部分122连接,该端部可以称为固定端,发声部11背离该固定端的一端可以称为自由端或末端,其中,发声部11的末端朝向耳挂的第一部分121。在佩戴状态时,悬挂结构12(例如,耳挂)具有顶点(例如,图16示出的顶点T1),即相对水平面距离最高的位置,该顶点T1靠近第一部分121和第二部分122的连接处,上侧壁为发声部11除固定端和末端之外的且中心点(例如,几何中心点)与耳挂上顶点(也被称为夹紧支点CP)在垂直轴方向距离最小的一个侧壁(例如,图16和图17中示出的上侧壁111)。相对应地,下侧壁为与发声部11上侧壁相对的侧壁,即,发声部11除固定端和末端之外的侧壁中心点(例如,几何中心点)与耳挂上顶点在垂直轴方向距离最大的一个侧壁(例如,图16和图17中示出的下侧壁112)。
发声部11的整体或部分结构伸入耳甲腔可以形成图4所示的类腔体结构,而用户佩戴耳机10时的听音效果与发声部11和耳甲腔边缘之间形成的缝隙的尺寸相关,缝隙的尺寸越小,用户耳道口处的听音音量越大。发声部11和耳甲腔边缘之间形成的缝隙尺寸除了与发声部11的上侧壁111或下侧壁112在矢状面上的投影与水平面的倾角相关,还与发声部11的尺寸相关,比如,发声部11的尺寸(尤其是沿图18中示出的短轴方向Z的尺寸)过小时,发声部11和耳甲腔边缘之间形成的缝隙会过大,影响用户耳道口处的听音音量。而发声部11的尺寸(尤其是沿图18中示出的短轴方向Z的尺寸)过大时,发声部11能够伸入耳甲腔的部位可能很少或者发声部11可能完全覆盖耳甲腔,此时耳道口相当于被堵塞,无法实现耳道口与外界环境之间的连通,起不到耳机自身的设计初衷。此外,发声部11的尺寸过大影响用户的佩戴舒适性以及随身携带时的便捷性。如图18所示,在一些实施例中,发声部11的上侧壁111和下侧壁112在矢状面上的投影的中点与第二投影的最高点距离可以反映发声部11在沿短轴方向Z(图18中示出的箭头Z所示的方向)的尺寸以及发声部11相对于耳甲腔的位置。为了保证耳机10不堵塞用户耳道口的同时,提高耳机10的听音效果,在一些实施例中,发声部11的上侧壁111在矢状面上的投影的中点C1与第二投影的最高点A1的距离d10范围为20mm-38mm,发声部11的下侧壁112在矢状面上的投影的中点C2与第二投影的最高点A1的距离d11范围为32mm-57mm。优选地,发声部11的上侧壁111在矢状面上的投影的中点C1与第二投影的最高点A1的距离d10范围为24mm-36mm,发声部11的下侧壁112在矢状面上的投影的中点C2与第二投影的最高点A1的距离d11范围为36mm-54mm。较为优选地,发声部11的上侧壁111在矢状面上的投影的中点C1与第二投影的最高点A1的距离范围为27mm-34mm,发声部11的下侧壁112在矢状面上的投影的中点C2与第二投影的最高点A1的距离范围为38mm-50mm。需要说明的是,发声部11的上侧壁111在矢状面上的投影为曲线或折线时,发声部11的上侧壁111在矢状面上的投影的中点C1可以通过下述示例性的方法进行选取,可以选取上侧壁111在矢状面上的投影沿长轴方向距离最大的两个点做一条线段,选取该线段上的中点做中垂线,该中垂线与该投影相交的点即为发声部11的上侧壁111在矢状面上的投影的中点。在一些替代性实施例中,可以选取上侧壁111在矢状面上的投影中与第二投影最高点的投影的距离最小的点作为发声部11的上侧壁111在矢状面上的投影的中点C1。关于发声部11的下侧壁112在矢状面上的投影的中点同上述方式选取,例如,可以选取下侧壁112在矢状面上的投影中与第二投影最高点的投影的距离最大的点作为发声部11的下侧壁112在矢状面上的投影的中点C2。
在一些实施例中,发声部11的上侧壁111和下侧壁112在矢状面上的投影的中点与耳挂上顶点在矢状面的投影的距离可以反映发声部11在沿短轴方向Z(图3中示出的箭头Z所示的方向)的尺寸。耳挂上顶点可以是用户佩戴开方式耳机时,耳挂上相对用户脖颈处特定点在垂直轴方向具有最大距离的位置,例如,图16中所示的顶点T1。为了保证耳机10不堵塞用户耳道口的同时,提高耳机10的听音效果,在一些实施例中,发声部11的上侧壁111在矢状面上的投影的中点C1与耳挂上顶点T1在矢状面上的投影的距离d13范围为17mm-36mm,发声部11的下侧壁112在矢状面上的投影的中点C2与耳挂上顶点d14在矢状面上的投影的距离范围为28mm-52mm。优选地,发声部11的上侧壁111在矢状面上的投影的中点C1与耳挂上顶点T1在矢状面上的投影的距离d13范围为21mm-32mm,发声部11的下侧壁112在矢状面上的投影的中点C2与耳挂上顶点T1在矢状面上的投影的距离d14范围为32mm-48mm。较为优选地,发声部11的上侧壁111在矢状面上的投影的中点C1与耳挂上顶点T1在矢状面上的投影的距离d13范围为24mm-30mm,发声部11的下侧壁112在矢状面上的投影的中点C2与耳挂上顶点T1在矢状面上的投影的距离d14范围为35mm-45mm。
图19A-图19C是根据本说明书所示的耳机与用户耳道的不同示例性配合位置示意图。
发声部11和耳甲腔边缘之间形成的缝隙尺寸除了与发声部11的上侧壁111或下侧壁112在矢状面上的投影与水平面的倾角、发声部11的尺寸(例如,沿图3中示出的短轴方向Z的尺寸)相关,还与发声部11的末端FE相对于耳甲腔的边缘的距离相关。需要说明的是,发声部11的末端FE是指发声部11中与悬挂结构12连接的固定端相对设置的端部,也被称为自由端。发声部11可以为规则或不规则的结构体,这里为了进一步说明发声部11的末端FE,进行示例性说明。例如,发声部11为长方体结构时,发声部11的端部壁面为平面,此时发声部11的末端FE为发声部11中与悬挂结构12连接的固定端相对设置的端部侧壁。又例如,发声部11为球体、椭球体或不规则的结构体时,发声部11的末端FE可以是指沿Y-Z平面(短轴方向Z和厚度方向X形成的平面)对发声部11进行切割,获取的远离固定端的特定区域,该特定区域沿长轴方向Y的尺寸与发声部沿长轴方向Y的尺寸的比值可以为0.05-0.2。
具体地,发声部11的一端与悬挂结构12(耳挂的第二部分122)连接,用户在佩戴时,其位置相对靠前,而发声部11的末端FE(自由端)相对于固定端的距离可以反映发声部11在其长轴方向(图3中示出的箭头Y所示的方向)的尺寸,因此发声部11的末端FE相对耳甲腔的位置会影响发声部11覆盖耳甲腔的面积,从而影响发声部11和耳甲腔的轮廓之间形成的缝隙尺寸,进而影响用户耳道口处的听音音量。发声部11的末端FE在矢状面上的投影的中点与耳甲腔的边缘在矢状面上的投影距离可以反映发声部11的末端FE相对于耳甲腔的位置以及发声部11覆盖用户耳甲腔的程度。耳甲腔是指耳轮脚下方的凹窝区域,也就是说,耳甲腔的边缘至少是由耳脚轮下方的侧壁、耳屏的轮廓、屏间切迹、对屏尖、轮屏切迹以及与耳甲腔对应的对耳轮体的轮廓组成。需要说明的是,发声部11的末端FE在矢状面上的投影为曲线或折线时,发声部11的末端FE在矢状面上的投影的中点可以通过下述示例性的方法进行选取,可以选取末端FE在矢状面上的投影在短轴方向Z上距离最大的两个点做一条线段,选取该线段上的中点做中垂线,该中垂线与该投影相交的点即为发声部11的末端在矢状面上的投影的中点。在一些实施例中,发声部11的末端FE为曲面时,还可以选取其投影上与短轴方向Z平行的切线所在的切点作为发声部11的末端FE在矢状面上的投影的中点。
如图19A所示,发声部11没有抵接在耳甲腔102的边缘时,发声部11的末端FE位于耳甲腔102内,也就是说,发声部11的末端FE在矢状面上的投影的中点并未与耳甲腔102的边缘在矢状面上的投影进行重叠。如图19B所示,耳机10的发声部11伸入耳甲腔102,且发声部11的末端FE与耳甲腔102的边缘抵接。需要说明的是,在一些实施例中,发声部11的末端FE与耳甲腔102的边缘抵接时,发声部11的末端FE在矢状面上的投影的中点与耳甲腔102的边缘在矢状面上的投影进行重叠。在一些实施例中,发声部11的末端FE与耳甲腔102的边缘抵接时,发声部11的末端FE在矢状面上的投影的中点与耳甲腔102的边缘在矢状面的投影也可以不重叠。例如,耳甲腔102为凹窝结构,耳甲腔102对应的侧壁并非是平整的壁面,而耳甲腔的边缘在矢状面的投影是一个不规则的二维形状,耳甲腔102对应的侧壁在矢状面的投影可能是在该形状的轮廓上,也可能在该形状的轮廓外,因此,发声部11的末端FE在矢状面上的投影的中点与耳甲腔102的边缘在矢状面上的投影也可以不重叠。例如,发声部11的末端FE在矢状面上的投影的中点可以在耳甲腔102的边缘在矢状面的投影内侧或外侧。在本说明书的实施例中,当发声11的末端FE位于耳甲腔102时,发声部11的末端FE与在矢状面上的投影的中点与耳甲腔102的边缘在矢状面上的投影的距离在特定范围(例如,不大于6mm)内均可视为发声部11的末端FE与耳甲腔102的边缘抵接。如图19C所示,耳机10的发声部11覆盖耳甲腔,且发声部11的末端FE位于耳甲腔102的边缘和耳廓的内轮廓1014之间。
结合图19A-图19C,当发声部11的末端FE位于耳甲腔102边缘内时,发声部11的末端FE在矢状面上的投影的中点C3与耳甲腔102边缘在矢状面上的投影的距离如果过小,则发声部11覆盖耳甲腔102的面积过小,发声部11和耳甲腔的边缘之间形成的缝隙尺寸较大,影响用户耳道口处的听音音量。当发声部末端FE与在矢状面上的投影的中点C3位于耳甲腔102的边缘在矢状面上的投影和耳廓的内轮廓1014在矢状面上的投影之间的位置时,发声部末端FE在矢状面上的投影的中点C3与耳甲腔102边缘在矢状面上的投影如果过大,发声部11的末端FE会与耳廓相干涉,并不能增加发声部11覆盖耳甲腔102的比例,而且用户佩戴时,发声部11的末端FE如果未处于耳甲腔102中,耳甲腔102的边缘无法对发声部11起到限位的作用,容易发生脱落。此外,发声部11某一方向的尺寸增加会增加其自身重量,影响用户佩戴的舒适性和随身携带的便捷性。基于此,为了保证耳机10在具有较好的听音效果的同时,也能保证用户佩戴的舒适性和稳定性,在一些实施例中,发声部11的末端FE在矢状面上的投影的中点C3与耳甲腔的边缘在矢状面上的投影的距离不大于16mm。优选地,发声部11的末端FE在矢状面上的投影的中点C3与耳甲腔的边缘在矢状面上的投影的距离不大于13mm。较为优选地,发声部11的末端FE在矢状面上的投影的中点C3与耳甲腔的边缘在矢状面上的投影的距离不大于8mm。需要说明的是,在一些实施例中,发声部11的末端FE在矢状面上的投影的中点C3与耳甲腔102的边缘在矢状面上的投影的距离可以是指发声部11的末端FE在矢状面上的投影的中点C3与耳甲腔102的边缘在矢状面上的投影的最小距离。在一些实施例中,发声部11的末端FE在矢状面上的投影的中点C3与耳甲腔102的边缘在矢状面上的投影的距离还可以是指沿矢状轴方向的距离。此外,在具体佩戴场景中,还可以是发声部11的末端FE在矢状面的投影中除了中点C3之外的其他点与耳甲腔的边缘抵靠,此时发声部11的末端FE在矢状面上的投影的中点C3与耳甲腔的边缘在矢状面的投影的距离可以大于0mm。在一些实施例中,发声部11的末端FE在矢状面上的投影的中点C3与耳甲腔的边缘在矢状面的投影的距离可以为2mm-16mm。优选地,发声部11的末端FE在矢状面上的投影的中点C3与耳甲腔的边缘在矢状面的投影的距离可以为4mm-10.48mm。
如图20所示,在一些实施例中,发声部11的壳体110插入用户耳甲腔102的夹持区域和/或夹持区域的内侧设置有柔性材料,该柔性材料的邵氏硬度需要保持在一定范围之内。如果前述柔性材料的邵氏硬度太大,会导致发声部11在佩戴状态下的舒适度恶化。在一些实施例中,为了满足佩戴需求,柔性材料的邵氏硬度范围可以为0HA~40HA。在一些实施例中,为了提高舒适度,柔性材料的邵氏硬度范围可以为0HA~20HA。
该柔性材料可以为柔性嵌块1119,柔性嵌块1119的硬度小于壳体110的硬度。其中,壳体110可以为塑胶制件;柔性嵌块1119的材质可以为硅胶、橡胶等,并可以通过注塑的方式形成在夹持区域和/或夹持区域的内侧。进一步地,柔性嵌块1119可以至少部分覆盖在壳体110对应于自由端FE的区域,即覆盖在夹持区域和/或夹持区域的内侧,以使得发声部11至少部分通过柔性嵌块1119抵靠在耳甲腔102内。换言之,壳体110伸入耳甲腔102且与耳甲腔102接触的部分可以被柔性嵌块1119覆盖。如此,当发声部11抵靠在耳甲腔102内时,例如当发声部11和悬挂结构12设置成从耳部100的耳甲腔102所对应的耳部区域的前后两侧共同夹持前述耳部区域时,柔性嵌块1119在壳体110与耳部100(例如前述耳部区域)之间起到缓冲作用,以缓解声学装置10对耳部100的压力,这样有利于改善声学装置10在佩戴状态下的舒适度。
在一些实施例中,柔性嵌块1119可以连续地覆盖在壳体110对应于后侧面RS、上侧面US和下侧面LS的至少部分区域上。例如:壳体110对应于后侧面RS的区域被柔性嵌块1119覆盖90%以上,壳体110对应于上侧面US和下侧面LS的区域分别被柔性嵌块1119覆盖30%左右。如此,以兼顾声学装置10在佩戴状态下的舒适度以及壳体110内设置换能器等结构件的需求。
在一些实施例中,沿厚度方向X上观察,柔性嵌块1119可以呈U型设置。
在一些实施例中,柔性嵌块1119对应于下侧面LS的部分可以抵靠在对耳屏上。其中,柔性嵌块1119对应于后侧面RS的部分的厚度可以分别小于柔性嵌块1119对应于的上侧面US和下侧面LS的部分的厚度,以在机芯模组11抵靠在耳甲腔102内不平的位置时也能够获得良好的舒适度。
图20是根据本说明书一些实施例所示的发声部的示例性爆炸图。在一些实施例中,壳体110可以包括沿厚度方向X彼此扣合的内壳1111和外壳1112,内壳1111在佩戴状态下相较于外壳1112更靠近耳部100,出声孔111a、第一泄压孔111c与第二泄压孔111d均可以设置在内壳1111上,换能器的振膜朝向内壳1111设置,换能器与内壳1111之间形成第一声学腔体。其中,外壳1112和内壳1111之间的分模面111b在靠近自由端FE的方向上向机芯内壳1111所在一侧倾斜,以使得柔性嵌块1119能够尽可能地设置在外壳1112对应于自由端FE的区域。例如:柔性嵌块1119全部设置在机芯外壳1112对应于自由端FE的区域,以简化发声部11的结构,降低加工成本。
在一些实施例中,壳体110外还可以设置有包裹层,该包裹层的邵氏硬度范围需要保持在一定范围之内。如果前述邵氏硬度太大,会导致发声部11在佩戴状态下的舒适度恶化,且当柔性覆层1120可以一体地覆盖在至少部分柔性嵌块1119的外表面时,柔性嵌块1119无法起到其应有的作用(例如,缓解声学装置10对耳部100的压力,改善声学装置10在佩戴状态下的舒适度)。如果前述邵氏硬度太小,会导致发声部11的侧壁与耳甲腔102结构完全贴合,从而使得内部与外部环境完全密闭隔绝,无法能形成类腔体的结构,因此无法降低远场的漏音效果,并且会导致装配过程中无法定型。在一些实施例中,为了提高降漏音效果,该包裹层的邵氏硬度范围可以为10HA~80HA。在一些实施例中,为了提高发声部11在佩戴状态下的舒适度,该包裹层的邵氏硬度范围可以为15HA~70HA。在一些实施例中,为了使得发声部11与耳甲腔102形成的类腔体结构,该包裹层的邵氏硬度范围可以为25HA~55HA。在一些实施例中,为了使得装配过程中更好的定型,该包裹层的邵氏硬度范围可以为30HA~50HA。
该包裹层可以为柔性覆层1120,柔性覆层1120的硬度小于壳体110的硬度。其中,壳体110可以为塑胶制件;柔性覆层1120的材质可以为硅胶、橡胶等,并可以通过注塑、胶水连接等方式形成在壳体110的预设区域上。进一步地,柔性覆层1120可以一体地覆盖在至少部分柔性嵌块1119的外表面和至少部分外壳1112未被柔性嵌块1119覆盖的外表面上,这样有利于增强发声部11在外观上的一致性。当然,柔性覆层1120可以进一步覆盖在内壳1111的外表面上。其中,柔性嵌块1119的硬度小于柔性覆层1120的硬度,以允许柔性嵌块1119足够的柔软。除此之外,柔性覆层1120也能够改善声学装置10在佩戴状态下的舒适度,且具有一定的结构强度以保护柔性嵌块1119。进一步地,柔性嵌块1119的外表面的面积可以介于126mm2与189mm2之间。其中,如果柔性嵌块1119的外表面的面积太小,会导致发声部11在佩戴状态下的舒适度恶化;如果柔性嵌块1119的外表面的面积太大,会导致发声部11的体积过大,以及因柔性嵌块1119不与耳甲腔102抵靠的面积过大而与设置柔性嵌块1119的初衷背离。在一些实施例中,柔性覆层1120的厚度可以小于外壳1112的厚度。
在一些实施例中,内壳1111可以包括底壁1113以及与底壁1113连接的第一侧壁1114,外壳1112可以包括顶壁1115以及与顶壁1115连接的第二侧壁1116,第二侧壁1116和第一侧壁1114沿分模面111b彼此扣合,且两者可以彼此支撑。其中,沿短轴方向Z观察,在连接端CE指向自由端FE的参考方向(例如图20中长轴方向Y的箭头的反方向)上,第一侧壁1114靠近自由端FE的部分在厚度方向X上逐渐靠近底壁1113,第二侧壁1116靠近自由端FE的部分在厚度方向X上逐渐远离顶壁1115,以使得分模面111b在靠近自由端FE的方向上向内壳1111所在一侧倾斜。此时,柔性嵌块1119至少部分设置在第二侧壁1116的外侧。例如:结合图20,柔性嵌块1119除了设置在第二侧壁1116的外侧之外,还部分设置在顶壁1115的外侧。
在一些实施例中,外壳1112可以设置有至少部分位于第二侧壁1116上的嵌入槽,柔性嵌块1119可以嵌入到嵌入槽内,以使得外壳1112未被柔性嵌块1119覆盖的区域的外表面与柔性嵌块1119的外表面连续过渡。其中,图20中柔性嵌块1119所在的区域即可简单地视作嵌入槽。如此,不仅有利于柔性嵌块1119在注塑过程中堆积在外壳1112上,避免柔性嵌块1119四溢,还有利于改善发声部11的外观品质,避免机组11的表面凹凸不平。
在一些实施例中,第二侧壁1116可以包括第一子侧壁段1117以及与第一子侧壁段1117连接的第二子侧壁段1118,第一子侧壁段1117在厚度方向X上相较于第二子侧壁段1118更靠近顶壁1115,第二子侧壁段1118相较于第一子侧壁段1117朝向壳体110的外侧凸出。简而言之,第二侧壁1116可以呈台阶状结构。采用上述结构,不仅有利于柔性嵌块1119在注塑过程中堆积在外壳1112上,避免柔性嵌块1119四溢,还有利于发声部11更好地通过柔性嵌块1119抵靠在耳甲腔102内,从而改善声学装置10在佩戴状态下的舒适度。
图21是根据本说明书另一些实施例所示的耳机的示例性佩戴示意图。
参照图21,在一些实施例中,耳机在佩戴状态下,发声部11的至少部分可以覆盖用户的对耳轮区域,其中,对耳轮区域可以包括图1所示的对耳轮105、对耳轮上脚1011、对耳轮下脚1012中任意一个或多个位置,此时,发声部11位于耳甲腔102及耳道口的上方,用户的耳道口处于开放状态。在一些实施例中,发声部11的壳体上可以包括至少一个出声孔和泄压孔,出声孔与耳机10的前腔声学耦合,泄压孔与耳机10的后腔声学耦合,其中,出声孔输出的声音和泄压孔输出的声音可以近似视为两个点声源,该两个点声源的声音具有相位相反,形成一个偶极子。其中,用户佩戴耳机时,出声孔位于发声部11朝向或靠近用户耳道口的侧壁上,泄压孔位于发声部11远离或背离用户耳道口的侧壁上。这里发声部11自身的壳体可以起到挡板的作用,增大出声孔和泄压孔到外耳道101的声程差,以增大外耳道101处的声音强度。进一步地,在佩戴状态下,发声部11的内侧面贴靠在对耳轮区域,对耳轮区域的凹凸结构也可以起到挡板的作用,其会增大泄压孔发出的声音传播到外耳道101的声程,从而增大出声孔和泄压孔到外耳道101的声程差。
通过将发声部11至少部分位于用户对耳轮105处,可以提高耳机的输出效果,即增大近场听音位置的声音强度,同时减小远场漏音的音量。用户在佩戴耳机10时,发声部11的壳体上靠近或朝向用户耳道的一侧可以设置一个或多个出声孔,发声部11的壳体的其它侧壁(例如,远离或背离用户耳道的侧壁)上设置一个或多个泄压孔,出声孔与耳机10的前腔声学耦合,泄压孔与耳机10的后腔声学耦合。以发声部11包括一个出声孔和泄压孔作为示例,出声孔输出的声音和泄压孔输出的声音可以近似视为两个声源,该两个声源的声波相位相反。出声孔发出的声音可以不受阻碍地直接传递到用户耳道口,而泄压孔发出的声音需要绕过发声部11的壳体或者穿过发声部11和对耳轮105之间形成的缝隙。此时,发声部11和对耳轮105可以形成类似于挡板的结构(对耳轮105相当于挡板),其中,出声孔对应的声源位于挡板的一侧,泄压孔对应的声源位于挡板的另一侧,形成图22所示的声学模型。如图22所示,当点声源A1和点声源A2之间设有挡板时,在近场,点声源A2的声场需要绕过挡板才能与点声源A1的声波在听音位置处产生干涉,相当于增加了点声源A2到听音位置的声程。因此,假设点声源A1和点声源A2具有相同的幅值,则相比于没有设置挡板的情况,点声源A1和点声源A2在听音位置的声波的幅值差增大,从而两路声音在听音位置进行相消的程度减少,使得听音位置的音量增大。在远场,由于点声源A1和点声源A2产生的声波在较大的空间范围内都不需要绕过挡板就可以发生干涉(类似于无挡板情形),则相比于没有挡板的情况,远场的漏音不会明显增加。因此,在点声源A1和点声源A2的其中一个声源周围设置挡板结构,可以在远场漏音音量不显著增加的情况下,显著提升近场听音位置的音量。
在一些实施例中,发声部11覆盖对耳轮105时,发声部11的壳体上可以包括至少一个出声孔和泄压孔,出声孔与耳机10的前腔声学耦合,泄压孔与耳机10的后腔声学耦合。出声孔输出的声音和泄压孔输出的声音可以近似视为两个点声源,该两个点声源的声音相位相反,形成一个偶极子。用户佩戴耳机10时,出声孔位于发声部11朝向或靠近用户耳道口的侧壁上,泄压孔位于发声部11远离或背离用户耳道口的侧壁上。此时发声部11自身的壳体起到挡板的作用,增大出声孔和泄压孔到外耳道101的声程差,从而增大外耳道101处的声音强度。进一步地,在佩戴状态下,发声部11的内侧面贴靠在对耳轮105区域,对耳轮105区域的凹凸结构也可以起到挡板的作用,其会增大泄压孔发出的声音传播到外耳道101的声程,从而增大出声孔和泄压孔到外耳道101的声程差,以增大外耳道101处的声音强度,同时减小远场漏音的音量。
图23和图24是根据本说明书另一些实施例所示的耳机的示例性佩戴示意图。如图23和图24所示,在一些实施例中,当耳机10处于佩戴状态时,发声部可以相对于水平方向大致平行或呈一定的倾斜角度,使得耳机11与用户耳部100(对耳轮区域)之间具有较为合适的夹紧力。在一些实施例中,当耳机10处于佩戴状态时,发声部11和用户耳廓在用户头部的矢状面(例如可以参考图23和图24中的S-T平面)上分别具有第一投影(图23和图24中所示的实线框U所示的矩形区域近似等效为第一投影)和第二投影。为了使得发声部11的整体或部分结构覆盖用户的对耳轮区域(例如,位于对耳轮、三角窝、对耳轮上脚或对耳轮下脚的位置),其中,第一投影的形心O与第二投影的最高点A6在垂直轴方向(例如,图23和图24所示的T轴方向)的距离h6与第二投影在该垂直轴方向的高度h之比可以在0.25-0.4之间,该第一投影U的形心O与第二投影的末端点B6在矢状轴方向(例如,图23和图24所示的S轴方向)的距离w6与第二投影在该矢状轴方向的宽度w之比可以在0.4-0.6之间。
考虑到发声部11的侧壁贴靠在对耳轮区域,为了使得发声部11与更大区域的对耳轮区域相贴靠,使得区域的凹凸结构也可以起到挡板的作用,以增大泄压孔发出的声音传播到外耳道101的声程,从而增大出声孔和泄压孔到外耳道101的声程差,以增大外耳道101处的声音强度,同时减小远场漏音的音量。基于此,为了兼顾发声部11的听音音量和漏音量,以保证发声部11的声学输出质量,可以使发声部11尽可能地与用户的对耳轮区域相贴合。相应地,可以将发声部11在用户头部的矢状面上的第一投影的形心O与用户耳廓在该矢状面上的第二投影的最高点A6在垂直轴方向的距离h6与第二投影在垂直轴方向的高度h之比控制在0.25-0.4之间,同时将发声部11在矢状面上的第一投影的形心O与用户耳廓在该矢状面上的第二投影的末端点B6在矢状轴方向的距离w6与第二投影在矢状轴方向的宽度w之比控制在0.4-0.6之间。优选地,在一些实施例中,为了在保证发声部11的声学输出质量的同时提升耳机的佩戴舒适度,第一投影的形心O与第二投影的最高点A6在垂直轴方向的距离h6与第二投影在垂直轴方向的高度h之比还可以在0.25-0.35之间,第一投影的形心O与第二投影的末端点B6在矢状轴方向的距离w6与第二投影在矢状轴方向的宽度w之比可以在0.42-0.6之间。较为优选地,第一投影的形心O与第二投影的最高点A6在垂直轴方向的距离h6与第二投影在垂直轴方向的高度h之比还可以在0.25-0.34之间,第一投影的形心O与第二投影的末端点B6在矢状轴方向的距离w6与第二投影在矢状轴方向的宽度w之比可以在0.42-0.55之间。
类似地,当用户耳朵在形状和尺寸上存在差异,前述比值范围可以在一定范围内浮动。示例性地,当用户耳垂较长时,第二投影在垂直轴方向的高度h相比一般情况会偏大,此时,用户在佩戴耳机100的情况下第一投影的形心O与第二投影的最高点A6在垂直轴方向的距离h6与第二投影在垂直轴方向的高度h之比则会变小,例如,可以为0.2-0.35之间。类似地,在一些实施例中,当用户耳轮呈向前弯曲的形态时,第二投影在矢状轴方向的宽度w相比一般情况会偏小,第一投影的形心O与第二投影的末端点B6在矢状轴方向的距离w6也会偏小,此时,用户在佩戴耳机100的情况下第一投影的形心O与第二投影的末端点B6在矢状轴方向的距离w6与第二投影在矢状轴方向的宽度w之比可能会变大,例如,可以为0.4-0.7之间。在一些实施例中,发声部11可以包括换能器和容纳换能器的壳体,发声部壳体的至少部分位于用户对耳轮105处,壳体朝向用户对耳轮105的侧面包括与用户对耳轮105接触的夹持区域。由于在厚度方向X上发声部11相对于耳挂平面的距离在佩戴后被拉大,发声部11有向耳挂平面靠近的趋势,因此佩戴状态下可以形成夹持。在一些实施例中,耳挂12在一垂直于厚度方向X的参考平面(例如图21中YZ平面)上的正投影与发声部11中段或中前段在同一参考平面上的正投影部分重叠(如图中壳体朝向用户对耳轮105的侧面上的阴影部分所示)。其中,耳挂12在前述参考平面上的正投影与自由端FE在同一参考平面上的正投影所形成的重叠区域位于朝向用户对耳轮105的侧面上。如此,不仅发声部11和耳挂12可以从耳部100背离头部的一侧到耳部100朝向头部的一侧共同夹持耳部100,而且所形成的夹持力主要表现为压应力,有利于改善声学装置10在佩戴状态下的稳定性和舒适度。需要说明的是,上述夹持区域是指夹持对耳轮105的区域,但由于不同的用户可能存在个体差异,导致耳部100存在不同的形状、大小等尺寸差异,实际佩戴状态下,该夹持区域并不一定会夹持对耳轮105。
当用户佩戴耳机时,发声部11朝对耳轮区域的侧面需要与用户的对耳轮区域贴合形成夹持区域。在发声部11在厚度方向X的尺寸确定的情况下,如果发声部11相对耳挂平面最远的点到耳挂平面的距离过大,则表示发声部11与耳挂平面的倾斜角过大,发声部11朝对耳轮区域的侧面与对耳轮区域贴合不紧密,用户佩戴耳机时的稳定性较差;同时发声部11与对耳轮区域之间形成的挡板结构效果较差甚至无法起到挡板结构的作用,影响用户的听音质量。反之,如果发声部11相对耳挂平面最远的点的距离过小,发声部11会过度压迫用户对耳轮区域,用户长时间佩戴会带来严重的不适感。在一些实施例中,为了保证发声部11可以具有较好的声学输出效果,以及保证发声部11在厚度方向X上相对于耳挂平面的距离在佩戴后足够大,使得发声部11具有向耳挂平面靠近的趋势以提供合适的夹紧力和维持佩戴时的稳定性,在一些实施例中,当耳机的佩戴方式为发声部至少部分地覆盖用户对耳轮区域时,发声部上距离耳挂平面最远的点与耳挂平面的距离可以为12mm-19mm。优选地,耳机处于佩戴状态时,发声部上距离耳挂平面最远的点与耳挂平面的距离可以为13.5mm-17mm。这时发声部11与对耳轮区域的夹紧力较大,进一步提高用户佩戴时的稳定性。较为优选地,为了进一步提升耳机处于佩戴状态时的稳定性和听音效果,发声部上距离耳挂平面最远的点与耳挂平面的距离可以为14mm-17mm。由于耳挂自身具有弹性,上距离耳挂平面最远的点与耳挂平面的距离在佩戴状态和未佩戴状态可以发生一定的变化,比如,未佩戴状态下的佩戴状态下的距离大于未佩戴状态下的距离。也就是说相较于未佩戴状态,佩戴状态下发声部11在厚度方向X上相对于耳挂平面的距离会被拉大,此时发声部11具有向耳挂平面靠近的趋势和夹紧力。为了使得耳机与用户耳部之间具有合适的夹紧力,进而使得发声部11的至少部分可以与用户的对耳轮区域向贴合以形成挡板结构,从而提高用户耳道附近的听音音量,提高耳机在佩戴时的听音效果,在一些实施例中,在非佩戴状态下,发声部11上距离耳挂平面最远的点与耳挂平面的距离为11mm-18mm。优选地,耳机处于非佩戴状态时,发声部上距离耳挂平面最远的点与耳挂平面的距离可以为12mm-17mm。这时发声部11与对耳轮区域的夹紧力较大,进一步提高用户佩戴时的稳定性。
进一步地,发声部与用户耳部接触的一侧与用户耳部(例如,对耳轮区域)之间的压力与发声部上距离耳挂平面最远的点与耳挂平面的距离佩戴状态下和非佩戴状态下的差值相关,发声部上距离耳挂平面最远的点与耳挂平面的距离佩戴状态下和非佩戴状态下的差值过大会导致夹紧力过小,无法将发声部稳定地与用户的对耳轮区域相贴合,导致发声部和对耳轮区域之间无法形成有效的挡板结构,影响用户耳道附近的听音音量。发声部上距离耳挂平面最远的点与耳挂平面的距离佩戴状态下和非佩戴状态下的差值过小会导致夹紧力过大,用户长时间佩戴耳机,发声部压迫用户耳部的对耳轮区域,给用户带来不适感,通过将发声部上距离耳挂平面最远的点与耳挂平面的距离佩戴状态下和非佩戴状态下的差值在0.8mm-1.2mm之间,在提供合适的夹紧力,保证佩戴时的舒适感同时,保证用户耳道附近的听音音量。
此外,发声部上距离耳挂平面最近的点也可以影响用户佩戴耳机时的听音效果和佩戴体验感。同发声部上距离耳挂平面最远的点的原理,在一些实施例中,在非佩戴的情况下,发声部上距离耳挂平面最近的点与耳挂平面的距离可以为3mm-9mm,这时发声部11与对耳轮区域的夹紧力较为适中,能够确保用户佩戴时的稳定性。优选地,发声部上距离耳挂平面最近的点与耳挂平面的距离可以为4.5mm-8mm,以进一步增强发声部和对耳轮区域形成的夹持区域,提高用户佩戴时的稳定性。较为优选地,,发声部上距离耳挂平面最近的点与耳挂平面的距离可以为5mm-7mm,以进一步增强发声部和对耳轮区域形成的挡板效果,提高耳机在佩戴状态下的听音效果。在一些实施例中,通过将发声部上距离耳挂平面最远的点与耳挂平面的距离控制在12mm-19mm之间,同时将发声部上距离耳挂平面最近的点与耳挂平面的距离控制在3mm-9mm之间,可以对发声部的沿厚度方向X以及长轴方向Y的尺寸进行约束,以使得其至少部分能够与用户的对耳轮区域相配合形成挡板,并且同时确保用户在佩戴耳机时,能够提供足够的夹紧力以具有较好的佩戴舒适度和稳定性。关于图21和图18所示的耳机与图10和图11所示的耳机的整体结构大致相同,关于图21和图18所示的耳机中发声部相对于耳挂平面的倾斜角度、发声部11上距离耳挂平面最远的点与耳挂平面的距离的相关内容可以参考图10和图11。
在佩戴状态下,让发声部11相对耳挂平面最远的点和相对耳挂最近的点分别与耳挂平面保持特定的范围距离,可以使得用户佩戴时,发声部11与对耳轮105区域的夹紧力不至于过大,防止发声部11过于压迫耳朵;也保证发声部11与对耳轮105区域的夹紧力不至于过小,提高佩戴时的稳定性。
人体头部可以近似视为类似球体的结构,耳廓为相对头部外凸的结构,用户在佩戴耳机时,耳挂12的部分区域贴靠在用户头部,为了使得发声部11能够与对耳轮区域相接触以提供足够的夹紧力,在一些实施例中,当耳机处于佩戴状态时,发声部相对于耳挂平面可以具有一定的倾斜角度。该倾斜角度可以通过发声部11对应的平面和耳挂平面之间的夹角来表示。参考图21和图24,在一些实施例中,发声部11对应的平面11可以包括外侧面和内侧面。在一些实施例中,当发声部11的外侧面或内侧面为曲面时,发声部11所对应的平面可以指该曲面在中心位置处所对应的切面,或与该曲面的边缘轮廓所围成的曲线大致重合的平面。这里以发声部11的内侧面作为示例,该侧面与耳挂平面之间所形成的夹角为发声部11相对于耳挂平面的倾斜角度。
考虑到角度过大会使得发声部11与用户对耳轮区域的接触面积较小,耳机与用户耳部之间的夹紧力过小,用户在佩戴时容易发生脱落,此外,发声部11至少部分覆盖对耳轮区域形成的挡板的尺寸(尤其是沿发声部11的长轴方向Y的尺寸)过小,出声孔和泄压孔到外耳道101的声程差较小,影响用户耳道口的听音音量。再者,发声部11沿其长轴方向Y的尺寸过小,发声部11的末端FE与耳廓的内轮廓1014之间的区域较大,出声孔发出的声音和泄压孔发出的声音会在发声部11的末端FE与耳廓的内轮廓1014之间的区域发生声短路,导致用户耳道口处的听音音量降低。为了保证用户在佩戴耳机10时能够具有较好的听音效果的同时,能够提供合适的夹紧力保证佩戴时的稳定性和舒适性,示例性地,在一些实施例中,当耳机的佩戴方式为发声部11至少部分地覆盖用户对耳轮区域,且该耳机处于佩戴状态时,发声部11所对应的平面相对于耳挂平面的倾斜角度范围可以不大于8°,从而使得发声部11与用户对耳轮区域具有较大的接触面积,提高佩戴时的稳定性,同时发声部11的大部分结构位于对耳轮区域,使得耳道口处于完全放开的状态,以便用户接收外界环境中的声音。优选地,发声部11所对应的平面相对于耳挂平面的倾斜角度范围可以为2°-7°。较为优选地,发声部11所对应的平面相对于耳挂平面的倾斜角度范围可以为3°-6°。
由于耳挂自身具有弹性,发声部11相对于耳挂平面的倾斜角度在佩戴状态和未佩戴状态可以发生一定的变化,比如,未佩戴状态下的倾斜角度小于佩戴状态下的倾斜角度,也就是说相较于未佩戴状态,佩戴状态下发声部11在厚度方向X上相对于耳挂平面的距离会被拉大,此时发声部11具有向耳挂平面靠近的趋势和夹紧力。在一些实施例中,当耳机处于未佩戴状态时,发声部相对于耳挂平面的倾斜角度范围可以为0°-6°。通过使发声部相对于耳挂平面的倾斜角度在未佩戴状态下略小于佩戴状态,可以使得耳机10在处于佩戴状态时其耳挂能够对用户耳朵(例如对耳轮区域)产生一定的夹紧力,从而使得其在不影响用户佩戴体验的情况下提高用户佩戴时的稳定性。优选地,未佩戴状态下,发声部相对于耳挂平面的倾斜角度范围可以为1°-6°。较为优选地,在未佩戴状态下,发声部相对于耳挂平面的倾斜角度范围可以为2°-5°。
在一些实施例中,当耳机10的佩戴方式为发声部至少部分地覆盖用户对耳轮区域,且该耳机处于佩戴状态时,能够提供足够大的夹紧力,其发声部11的至少部分可以受到对耳轮的作用力以阻止其下滑,从而在确保发声部11的声学输出效果的同时,通过对耳轮区域对发声部11的作用力提升耳机的佩戴稳定性,此时,发声部11相对于用户的耳廓面可以具有一定的倾斜角度。当发声部11相对于耳廓面的倾斜角度的范围较大时,夹紧力过大会导致发声部11挤压对耳轮区域,用户长时间佩戴耳机会引起强烈的不适感。因此,为了使得用户佩戴耳机时能够提供合适的夹紧力保证具有较好的稳定性和舒适性,同时使发声部11具有较好的声学输出效果,可以使耳机的发声部相对于耳廓面的倾斜角度范围在佩戴状态下介于5°-40°之间。优选地,在一些实施例中,为了进一步优化耳机在佩戴状态下的声学输出质量和佩戴体验,可以将其发声部相对于耳廓面的倾斜角度范围控制在8°-35°之间。较为优选地,发声部相对于耳廓面的倾斜角度范围控制在15°-25°之间。优选地,发声部11相对于耳廓面的倾斜角度范围7°~25°。需要说明的是,发声部11背离用户头部或朝向用户耳道口的侧壁相对于用户的耳廓面的倾斜角度可以为耳廓面与矢状面之间的夹角γ1以及发声部11背离用户头部或朝向用户耳道口的侧壁与矢状面之间的夹角γ2之和。关于发声部相对于耳廓面的倾斜角度可以参考本说明书实施例其他地方的内容,例如,图11及其相关描述。
在一些实施例中,夹紧力的方向与用户的矢状面的夹角需要保持在一定范围之内。例如,夹紧力的方向可以与用户的矢状面垂直或基本垂直。如果前述夹角偏离90°太大,会导致出声孔和泄压孔之间无法形成挡板结构(例如,泄压孔所在的壳体一侧翘起,对耳轮105无法将泄压孔挡到出声孔另一侧),无法提升近场听音位置的音量,并且自由端FE或电池仓对耳部100产生压迫。需要说明的是,夹紧力的方向可以通过在耳廓朝向头部的一侧和耳廓背离头部的一侧都贴上贴片(即力传感器)或贴片阵列,并读取耳廓被夹持位置的力的分布获得。例如,如果耳廓朝向头部的一侧和耳廓背离头部的一侧上分别有一个可以测到力的点,就可以认为夹紧力的方向为两个点的连线方向。在一些实施例中,为了满足佩戴需求,夹紧力的方向与用户的矢状面的夹角可以在60°~120°范围内。在一些实施例中,为了提升近场听音位置的音量,夹紧力的方向与用户的矢状面的夹角可以在80°~100°范围内。在一些实施例中,为了进一步使耳机在佩戴状态下更好地贴合对耳轮105,夹紧力的方向与用户的矢状面的夹角可以在70°~90°范围内。
在一些实施例中,在佩戴状态下,壳体和耳挂第一部分夹持用户耳廓,并向用户耳廓提供的夹紧力需要保持在一定范围之内。需要说明的是,该夹紧力可以通过拉力器测定。例如,将非佩戴状态下的发声部11壳体按照佩戴方式与耳挂12拉开预设距离,此时的拉力大小等同于夹紧力大小;该夹紧力还可以通过在佩戴者耳部固定贴片获得。如果夹紧力过小,会导致出声孔和泄压孔之间无法形成挡板结构(例如,发声部11较松,对耳轮105无法将泄压孔挡到出声孔另一侧,相当于图9中的挡板高度减小),无法提升近场听音位置的音量,并且会造成耳机10的佩戴稳定性较差;如果夹紧力过大,会导致对耳部100有较大的压迫感,使得耳机10佩戴后的可调节性较差。在一些实施例中,为了满足佩戴需求,在佩戴状态下,壳体和耳挂12第一部分夹持用户耳廓,并向用户耳廓提供0.03N~3N的夹紧力。在一些实施例中,为了增加佩戴后的可调节性,在佩戴状态下,壳体和耳挂第一部分夹持用户耳廓,并向用户耳廓提供0.03N~1N的夹紧力。在一些实施例中,为了提升近场听音位置的音量,在佩戴状态下,壳体和耳挂第一部分夹持用户耳廓,并向用户耳廓提供0.4N~0.9N的夹紧力。
发声部壳体的至少部分位于用户对耳轮105处,壳体朝向用户对耳轮105的侧面包括与用户对耳轮105接触的夹持区域。由于在厚度方向X上发声部11相对于耳挂平面的距离在佩戴后被拉大,发声部11有向耳挂平面靠近的趋势,因此佩戴状态下可以形成夹持。在一些实施例中,为了在用户佩戴如图21和图24所示耳机时,发声部的部分或整体结构可以覆盖对耳轮区域,使得发声部11和对耳轮105可以形成类似于挡板的结构,同时使得发声部11和耳挂能够夹持在用户耳部,以为用户佩戴时提供一定的夹紧力,发声部11的上侧壁111与耳挂的第二部分122之间具有一定的夹角。与发声部的至少部分伸入耳甲腔的原理类似,这里继续参考10,该夹角可以通过可以发声部11的上侧壁111在矢状面的投影和耳挂的第二部分122与发声部11的上侧壁111的连接处在矢状面上的投影的切线126的夹角β来表示。具体地,发声部11的上侧壁与耳挂的第二部分122具有连接处,该连接处在矢状面的投影为点U,过该点U做耳挂的第二部分122在矢状面的投影的切线126。当上侧壁111为曲面时,上侧壁111在矢状面上的投影可能为曲线或折线,此时上侧壁111在矢状面上的投影与切线126的夹角可以为曲线或折线,相对于平面距离最大的点的切线与切线126的夹角。在一些实施例中,上侧壁111曲面时,还可以选取其投影上与长轴方向Y平行的切线,以该切线与水平方向的夹角表示上侧壁111在矢状面上的投影与切线126的倾角。在一些实施例中,夹角β可以在45°-110°的范围内,这里发声部11和耳挂相配合可以夹持在用户耳部上,保证用户佩戴耳机时的稳定性,同时,发声部11的部分结构可以覆盖对耳轮区域以形成挡板结构。优选地,夹角β可以在60°-100°的范围内。较为优选地,夹角β可以在80°-95°的范围内,发声部11与用户耳部贴合地更加紧密,进一步提高用户佩戴时的稳定性,同时发声部11与对耳轮105形成的挡板结构可以更好地增大出声孔和泄压孔到耳道口的距离,提高用户佩戴耳机时的听音效果和降漏音效果。
在一些实施例中,还可以通过发声部11的上侧壁111和下侧壁112在矢状面上的投影的中点与耳挂上顶点在矢状面上的投影的距离可以反映发声部11在沿短轴方向Z(的尺寸。为了保证耳机10不堵塞用户耳道口的同时,提高耳机10的听音效果,在一些实施例中,发声部11的上侧壁111在矢状面上的投影的中点与耳挂上顶点在矢状面上的投影的距离范围为可以13mm-20mm,发声部11的下侧壁112在矢状面上的投影的中点与耳挂上顶点在矢状面上的投影的距离范围为22mm-36mm。优选地,发声部11的上侧壁111在矢状面上的投影的中点与耳挂上顶点在矢状面上的投影的距离范围可以为14mm-19.5mm,发声部11的下侧壁112在矢状面上的投影的中点与耳挂上顶点在矢状面上的投影的距离范围可以为22.5mm-35mm。较为优选地,发声部11的上侧壁111在矢状面上的投影的中点与耳挂上顶点在矢状面上的投影的距离范围可以为15mm-18mm,发声部11的下侧壁112在矢状面上的投影的中点与耳挂上顶点在矢状面上的投影的距离范围为26mm-30mm。
参照图25A,在一些实施例中,佩戴状态下发声部11的上侧壁111或下侧壁112可以相对水平面平行或近似平行,发声部11的末端FE位于耳廓的内轮廓1014和耳甲腔102的边缘之间,也就是说,发声部11的末端FE在矢状面的投影的中点C3位于耳廓的内轮廓1014在矢状面的投影和耳甲腔102的边缘(耳甲腔102的边缘如图24和25所示的虚线区域1015)在矢状面上的投影之间。如图25B和19C所示,在一些实施例中,佩戴状态下发声部11的上侧壁111或下侧壁112也可以相对于水平面呈一定角度的倾斜。如图25B所示,发声部11的末端FE相对发声部11的固定端向耳廓顶部的区域倾斜,发声部11的末端FE抵靠在耳廓的内轮廓1014。如图25C所示,发声部11的固定端相对发声部11的末端FE向耳廓顶部的区域倾斜,发声部11的末端FE位于耳甲腔102的边缘和耳廓的内轮廓1014之间,也就是说,发声部11的末端FE在矢状面的投影的中点C3位于耳廓的内轮廓1014在矢状面的投影和耳甲腔102的边缘在矢状面上的投影之间。在一些实施例中,发声部11的末端FE在矢状面的投影的中点C3位于耳廓的内轮廓1014在矢状面的投影和耳甲腔102的边缘在矢状面上的投影之间。在佩戴状态下,发声部11的末端FE在矢状面上的投影的中点C3相对耳甲腔102的边缘在矢状面上的投影过小时,发声部11的末端FE无法抵靠在耳廓的内轮廓1014处,就无法对发声部11起到限位的作用,容易发生脱落,发声部11的末端FE在矢状面上的投影的中点C3相对耳甲腔102的边缘在矢状面上的投影过大时,发声部11对耳廓的内轮廓1014造成挤压,长时间佩戴引起用户的不适。为了保证耳机10在具有较好的听音效果的同时,也能保证用户佩戴的舒适性和稳定性,在一些实施例中,发声部11的末端FE在矢状面上的投影的中点C3与耳甲腔的边缘在矢状面上的投影的距离不大于15mm。优选地,发声部11的末端FE在矢状面上的投影的中点C3与耳甲腔的边缘在矢状面上的投影的距离不大于13mm。较为优选地,发声部11的末端FE在矢状面上的投影的中点C3与耳甲腔的边缘在矢状面上的投影的距离不大于11mm。此外,考虑到发声部11的末端FE相对耳廓的内轮廓1014之间具有间隙,出声孔发出的声音和泄压孔发出的声音会在发声部11的末端FE与耳廓的内轮廓1014之间的区域发生声短路,导致用户耳道口处的听音音量降低,发声部11的末端FE与耳廓的内轮廓1014之间的区域越大,声短路现象越明显。为了保证用户佩戴耳机10时的听音音量,在一些实施例中,发声部11的末端FE可以抵靠在耳廓的内轮廓1014处,使得发声部11的末端FE与耳廓的内轮廓之间的声短路路径被关闭,从而提高耳道口的听音音量。
在一些实施例中,耳机10在佩戴状态下,发声部11的至少部分覆盖用户的对耳轮区域时,其第一投影U的形心O与电池仓13在矢状面上的投影的形心W的距离相较于发声部11的至少部分伸入用户耳甲腔的佩戴方式会发生一定的变化。与发声部11的至少部分伸入用户耳甲腔的佩戴方式同理,参照图16,为了使得用户佩戴耳机10时具有较好的稳定性和舒适性,在佩戴状态下,发声部11在矢状面的投影的形心O和电池仓13在矢状面的投影形心W之间的距离(第六距离)范围可以控制在20mm-31mm之间。优选地,发声部11在矢状面上的投影的形心O和电池仓13在矢状面上的投影的形心W之间的距离范围可以为22mm-28mm。较为优选地,发声部11在矢状面上的投影的形心O和电池仓13在矢状面上的投影的形心W之间的距离范围可以为23mm-26mm。由于耳挂自身具有弹性,耳机10在佩戴状态下和未佩戴状态下,发声部11对应的投影的形心O和电池仓13对应的投影的形心W之间的距离会发生变化。在一些实施例中,在未佩戴状态下,发声部11在特定参考面上投影的形心O和电池仓13在特定参考面上投影的形心W之间的距离(第五距离)范围可以为16.7mm-25mm。优选地,在未佩戴状态下,发声部11在特定参考面上投影的形心O和电池仓13在特定参考面上投影的形心W之间的距离范围可以为18mm-23mm。较为优选地,在未佩戴状态下,发声部11在特定参考面上投影的形心O和电池仓13在特定矢状面上投影的形心W之间的距离范围可以为19.6mm-21.8mm。
以特定参考面为矢状面作为示例,在一些实施例中,耳机10在佩戴状态下和未佩戴状态下,发声部11对应的投影的形心O和电池仓13对应的投影的形心W之间的距离的变化值(第四距离与第三距离之间的差值与第三距离之间的比值)可以反映耳挂的柔软度。可以理解,当耳挂的柔软度过大时,耳机10的整体结构和形态不稳定,无法对发声部11和电池仓13进行较强支撑,佩戴的稳定也较差,容易发生脱落。考虑到耳挂需要挂设在耳廓与头部的连接处,因此,当耳挂的柔软度过小时,耳机10则不易发生形变,用户佩戴耳机时,耳挂会紧紧贴靠甚至压迫在人体耳部和/或头部之间的区域,影响佩戴的舒适性。基于此,为了使得用户佩戴耳机10时具有较好的稳定性和舒适性,在一些实施例中,耳机10在佩戴状态和未佩戴状态下第一投影U的形心O与电池仓13在矢状面上的投影的形心W的距离变化值与耳机在非佩戴状态下第一投影U的形心O与电池仓13在矢状面上的投影的形心W的距离的比值范围可以为0.3-0.7。优选地,耳机10在佩戴状态和未佩戴状态下发声部11在矢状面上的投影的形心O与电池仓13在矢状面上的投影的形心W的距离变化值与耳机在非佩戴状态下发声部11的形心O与电池仓13的形心W的距离的比值范围可以为0.45-0.68。关于特定参考面的内容可以参考本说明书其他地方的内容,例如,图15和图16及其对应的内容。
图26是根据本申请的一些实施例所示的示例性声学装置一部分部件的透视图。
在一些实施例中,如图26所示,耳机10的耳挂12可以由金属丝121和包裹层123组成,金属丝121起到支撑和夹持的作用,包裹层123可以包覆在金属丝121的外侧,使耳挂12更柔软,与耳廓的贴合度更好,从而提高用户舒适度。
以下以图21所示的耳机10为例,对耳机10进行详细说明。需要知道的是,在不违背相应声学原理的情况下,图21的耳机10的结构以及其对应的参数也可以同样适用于上文中提到的其它构型的耳机中。
在一些实施例中,金属丝121可以包括弹簧钢、钛合金、钛镍合金、铬钼钢、铝合金、铜合金等或其组合。在一些实施例中,金属丝121的数量、形状、长度、厚度、直径等参数可以根据实际需要(例如,声学装置部件的直径、对声学装置部件的强度要求等)设置。金属丝121的形状可以包括任何适合的形状,例如,圆柱体、正方体、长方体、棱柱、椭圆柱体等。
图27是根据本申请的一些实施例所示的示例性金属丝的横截面图。如图27所示,金属丝121可以为扁平结构,从而使得金属丝121在各个方向上具有不同的形变能力。在一些实施例中,金属丝121的横截面形状可以包括正方形、矩形、三角形、多边形、圆形、椭圆形、不规则形状等形状。如图27中的图(a)所示,金属丝121的横断面形状可以为圆角矩形。如图27中的图(b)所示,金属丝121的断面形状可以为椭圆形。在一些实施例中,金属丝121长边(或者长轴,L1)和/或短边(或者短轴,L2)的长度可以根据实际需要(例如,包括金属丝121的声学装置部分的直径)设置。在一些实施例中,金属丝121的长边与短边的比值可以在1.1:1-2:1的范围之内。在一些实施例中,金属丝121的长边与其短边的比值可以为1.5:1。
在一些实施例中,金属丝121可以通过冲压、预弯折等工艺形成特定的形状,仅作为示例,声学装置的耳挂12中的金属丝121的初始状态(也就是被加工之前的状态)可以为卷曲状,拉直后再通过冲压工艺使其在短轴方向呈圆弧状(如图27中的图(c)所示),进而使得金属丝121能够储存一定的内应力而维持平直形态,成为“记忆金属丝”,在受到较小的外力时,会恢复卷曲状,进而使声学装置的耳挂12贴合包裹在人耳上。在一些实施例中,金属丝121的圆弧高度(图27所示的L3)与其长边的比值可以在0.1-0.4的范围之内。在一些实施例中,金属丝121的圆弧高度与其长边的比值可以在0.1-0.35的范围之内。在一些实施例中,金属丝121的圆弧高度与其长边的比值可以在0.15-0.3的范围之内。在一些实施例中,金属丝121的圆弧高度与其长边的比值可以在0.2-0.35的范围之内。在一些实施例中,金属丝121的圆弧高度与其长边的比值可以在0.25-0.4的范围之内。通过设置金属丝121,可以提高声学装置中的部件沿其长度方向的刚度,提高声学装置(例如,耳挂12)对用户耳部100夹持的有效性。另外,经过加工后,耳挂12中的金属丝121可以在耳挂12的长度方向上弯曲而具有较强的弹性,从而进一步提高耳挂12对用户耳部100或者头部压持的有效性。
在一些实施例中,金属丝121的弹性模量可以通过GB/T 24191-2009/ISO 12076:2002获得。在一些实施例中,金属丝121的弹性模量需要保持在一定范围之内。当耳机10的形状、尺寸一致时,如果前述弹性模量太大,会导致耳挂12不容易变形,使用户难以调整耳挂12的佩戴角度等。当耳机10的形状、尺寸一致时,如果前述弹性模量太小,会导致耳挂12太容易变形,从而导致佩戴后无法有效夹持在耳部100两侧。在一些实施例中,为了使耳挂12在佩戴后可以有效夹持在耳部100两侧,金属丝121的弹性模量可以为20GPa~50GPa。在一些实施例中,为了使耳挂12容易调节,金属丝121的弹性模量可以为25GPa~43GPa。在一些实施例中,金属丝121的弹性模量还可以为30GPa~40GPa。
在一些实施例中,金属丝121的直径需要保持在一定范围之内。需要说明的是,当金属丝121的横截面形状为圆形时,金属丝121的直径为金属丝121的圆形横截面的直径的长度;当金属丝121的横截面形状为椭圆形时,金属丝的直径为金属丝121的椭圆形横截面的长轴的长度;当金属丝121的横截面形状为正方形、矩形、三角形、多边形、不规则形状等形状时,金属丝121的直径可以定义为两个端点在金属丝121的横截面上且通过金属丝121的横截面的中心的线段中,最长的线段的长度。
在一些实施例中,金属丝121的直径需要保持在一定范围之内。当金属丝121的材料以及耳机10的形状、尺寸一致时,如果前述直径太大,会导致耳挂12太重,且对耳部100产生压迫感,并且会导致耳挂12的强度太大,耳挂12不容易变形,用户难以调整耳挂12的佩戴角度。当金属丝121的材料以及耳机10的形状、尺寸一致时,如果前述直径太小,会导致耳挂12强度太低,且夹紧力太弱,佩戴后无法有效夹持在耳部100两侧。在一些实施例中,为了使耳挂12在佩戴后不会对耳部100产生压迫感,且易于进行佩戴角度调整,金属丝121的直径可以为0.5mm~1mm。在一些实施例中,为了增加耳挂12的强度,金属丝121的直径可以为0.6mm~1mm。在一些实施例中,为了使耳挂12在佩戴后可以有效夹持在耳部100两侧,金属丝121的直径可以为0.7mm~0.9mm。
在一些实施例中,金属丝121的密度需要保持在一定范围之内。如果前述密度太大,会导致耳挂12太重,对耳部100产生压迫感。如果前述密度太小,会导致耳挂12强度太低,容易损坏,寿命较低。在一些实施例中,为了使耳挂12在佩戴后不会对耳部100产生压迫感,金属丝121的密度可以为5g/cm3~7g/cm3。在一些实施例中,为了增加耳挂12的强度,金属丝121的密度可以为5.5g/cm3~6.8g/cm3。在一些实施例中,金属丝121的密度可以为5.8g/cm3~6.5g/cm3。
在一些实施例中,包裹层123可以包括质地较软的材料、质地较硬的材料等或其组合制成。质地较软的材料是指硬度(例如,邵氏硬度)小于第一硬度阈值(例如,15A、20A、30A、35A、40A等)的材料。例如,质地较软的材料的邵氏硬度可以为45-85A,30-60D。质地较硬的材料是指硬度(例如,邵氏硬度)大于第二硬度阈值(例如,65D、70D、75D、80D等)的材料。质地较软的材料可以包括聚氨酯(Polyurethanes,PU)(例如,热塑性聚氨酯弹性体橡胶(Thermoplastic polyurethanes,TPU))、聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)、聚酰胺(Polyamides,PA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(Acrylonitrile Butadiene Styrene,ABS)、聚苯乙烯(Polystyrene,PS)、高冲击聚苯乙烯(High Impact Polystyrene,HIPS)、聚丙烯(Polypropylene,PP)、聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate,PET)、聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride,PVC)、聚氨酯(Polyurethanes,PU)、聚乙烯(Polyethylene,PE)、酚醛树脂(Phenol Formaldehyde,PF)、尿素-甲醛树脂(Urea-Formaldehyde,UF)、三聚氰胺-甲醛树脂(Melamine-Formaldehyde,MF)、硅胶等或其组合。质地较硬的材料可以包括聚醚砜树酯(Poly(estersulfones),PES)、聚二氯乙烯(Polyvinylidenechloride,PVDC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PolymethylMethacrylate,PMMA)、聚醚醚酮(Poly-ether-ether-ketone,PEEK)等或其组合,亦或其与玻璃纤维、碳纤维等增强剂形成的混合物。在一些实施例中,包裹层123的设置可以根据具体情况选择。例如,金属丝121可以直接由质地较软的材料包覆。又例如,金属丝121可以先由质地较硬的材料包覆,质地较硬的材料再由质地较软的材质包裹。再例如,佩戴状态下,耳挂12中与用户接触的部分由质地较软的材质制成,其余部分由质地较硬的材质制成。在一些实施例中,不同的材质之间可以采用双色注塑、喷涂手感漆等工艺进行成型。手感漆可以包括橡胶手感漆、弹性手感漆、塑料弹性漆等或其组合。在本实施例中,质地较软的材料可以提高用户佩戴耳挂12的舒适度,质地较硬的材料可以提高耳挂12的强度,通过合理的配置耳挂12各部分的材质,可以在提高用户舒适度的同时提高耳挂12的强度。
在一些实施例中,包裹层123的邵氏硬度需要保持在一定范围之内。如果前述邵氏硬度太大,会导致用户佩戴耳挂12的舒适度较差。在一些实施例中,为了增加用户佩戴耳挂12的舒适度,包裹层123的邵氏硬度范围可以为10HA~80HA。在一些实施例中,包裹层123的邵氏硬度范围可以为15HA~70HA。在一些实施例中,包裹层123的邵氏硬度范围可以为25HA~55HA。在一些实施例中,包裹层123的邵氏硬度范围可以为30HA~50HA。
上文已对基本概念做了描述,显然,对于本领域技术人员来说,上述详细披露仅仅作为示例,而并不构成对本说明书的限定。虽然此处并没有明确说明,本领域技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本说明书中被建议,所以该类修改、改进、修正仍属于本说明书示范实施例的精神和范围。
Claims (23)
1.一种耳机,其特征在于,包括:
发声部;以及
耳挂,所述耳挂包括依次连接的第一部分和第二部分,所述第一部分挂设在用户耳廓和头部之间,所述第二部分向所述耳廓的前外侧面延伸并连接所述发声部,将所述发声部佩戴于耳道附近但不堵塞耳道口的位置,所述发声部至少部分伸入所述耳甲腔;
其中,所述发声部和所述耳挂的第一部分在佩戴状态下夹持所述耳廓,所述发声部距离所述耳挂的第一部分的最小距离在佩戴状态和非佩戴状态下的差值不小于1mm;
所述发声部在矢状面上具有第一投影,所述第一投影的形心与所述耳廓的耳甲腔边缘在所述矢状面上的投影的距离范围为4mm-25mm。
2.根据权利要求1所述的耳机,其特征在于,在非佩戴状态下,所述发声部距离所述耳挂的第一部分的最小距离不大于3mm。
3.根据权利要求1或2所述的耳机,其特征在于,所述耳廓在矢状面上具有第二投影,所述第一投影的形心与所述第二投影的最高点在垂直轴方向具有第一距离,所述第一距离与所述第二投影在所述垂直轴方向的高度之比在0.25-0.6之间,所述第一投影的形心与所述第二投影的末端点在矢状轴方向具有第二距离,所述第二距离与所述第二投影在所述矢状轴方向的宽度之比在0.4-0.7之间。
4.根据权利要求1所述的耳机,其特征在于,在非佩戴状态下,所述发声部相对于耳挂平面的倾斜角度范围为15°~28°或所述发声部相对于耳廓面的倾斜角度范围为40°~60°。
5.根据权利要求4所述的耳机,其特征在于,所述发声部上距离所述耳挂平面最远的点与所述耳挂平面的距离为11.2mm~16.8mm。
6.根据权利要求4或5所述的耳机,其特征在于,所述发声部和所述耳挂的第一部分夹持与所述耳廓的夹紧力的方向与所述矢状面的夹角在-30°~30°范围内。
7.根据权利要求1所述的耳机,其特征在于,所述发声部插入所述耳甲腔的所述至少部分包括至少一个与所述耳甲腔的边缘接触的夹持区域;所述耳挂包括夹紧支点,所述夹紧支点位于所述耳挂上截面积最小的位置,所述耳挂基于所述夹紧支点的夹紧系数的取值范围为10N/m~30N/m。
8.根据权利要求7所述的耳机,其特征在于,所述发声部的上侧壁在所述矢状面上的投影的中点与所述夹紧支点在所述矢状面上的投影的距离范围为21mm-32mm;所述发声部下侧壁在所述矢状面上的投影的中点与所述夹紧支点在所述矢状面上的投影的距离范围为32mm-48mm。
9.根据权利要求7或8所述的耳机,其特征在于,夹持区域中心与所述夹紧支点的距离范围为20mm~40mm。
10.根据权利要求9所述的耳机,其特征在于,所述耳挂的第一部分上的耳挂夹持点与所述夹紧支点的距离范围为25mm~45mm。
11.根据权利要求10所述的耳机,其特征在于,所述夹持区域中心到所述夹紧支点的第一连线与所述耳挂夹持点到所述夹紧支点的第二连线之间的夹角范围为6°~12°。
12.根据权利要求11所述的耳机,其特征在于,在佩戴状态下,所述第一投影的形心与所述耳挂的第一部分在所述矢状面上的投影的距离范围为18mm~43mm。
13.根据权利要求12所述的耳机,其特征在于,非佩戴状态下,所述发声部在特定参考面投影的形心与所述耳挂的第一部分在所述特定参考面的投影的距离范围为13mm~38mm。
14.根据权利要求1所述的耳机,其特征在于,所述耳机还包括电池仓,所述电池仓位于所述耳挂远离所述发声部的一端;
在非佩戴状态下,所述发声部在特定参考面的投影的形心与所述电池仓在所述特定参考面的投影的形心具有第三距离,所述第三距离的范围为16.7mm~25mm;在佩戴状态下,所述第一投影的形心与所述电池仓在所述矢状面上的投影的形心具有第四距离,所述第四距离的范围为20mm~30mm;所述第四距离和所述第三距离的差值与所述第四距离的比值范围为0.3~0.8。
15.根据权利要求1所述的耳机,其特征在于,所述发声部和所述耳挂的第一部分夹持与所述耳廓的夹紧力在0.03N~1N的范围内。
16.一种耳机,其特征在于,包括:
发声部;以及
耳挂,所述耳挂包括依次连接的第一部分和第二部分,所述第一部分挂设在用户耳廓和头部之间,所述第二部分向所述耳廓的前外侧面延伸并连接所述发声部,将所述发声部佩戴于耳道附近但不堵塞耳道口的位置,所述发声部的至少部分覆盖对耳轮区域;
其中,所述发声部和所述耳廓在矢状面上分别具有第一投影和第二投影,所述第一投影的形心与所述第二投影的最高点在垂直轴方向具有第一距离,所述第一距离与所述第二投影在所述垂直轴方向的高度之比在0.25~0.4之间;所述第一投影的形心与所述第二投影的末端点在矢状轴方向具有第二距离,所述第二距离与所述第二投影在所述矢状轴方向的宽度之比在0.4~0.6之间;所述发声部朝向所述对耳轮区域的侧面包括与所述对耳轮区域接触的夹持区域,在佩戴状态下,所述发声部上距离耳挂平面最远的点与所述耳挂平面的距离为12mm-19mm。
17.根据权利要求16所述的耳机,其特征在于,佩戴状态下,所述发声部相对于所述耳挂平面的倾斜角度范围不大于8°。
18.根据权利要求16所述的耳机,其特征在于,在非佩戴状态下,所述发声部相对于所述耳挂平面的倾斜角度范围不大于6°。
19.根据权利要求18所述的耳机,其特征在于,在非佩戴状态下,所述发声部上距离耳挂平面最远的点与所述耳挂平面的距离为11mm~18mm。
20.根据权利要求18所述的耳机,其特征在于,所述发声部上距离耳挂平面最远的点与所述耳挂平面的距离在佩戴状态下和非佩戴状态下的差值为0.8mm~1.2mm。
21.根据权利要求16所述的耳机,其特征在于,所述发声部相对于耳廓面的倾斜角度范围7°~25°。
22.根据权利要求16所述的耳机,其特征在于,所述发声部与所述对耳轮区域的夹紧力的方向与所述矢状面的夹角在60°~120°范围内。
23.根据权利要求16-22任一项所述的耳机,其中,所述发声部与所述对耳轮区域的夹紧力在0.03N~3N的范围内。
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