CN111970596B

CN111970596B - 耳机

Info

Publication number: CN111970596B
Application number: CN202010823360.7A
Authority: CN
Inventors: 张�杰; 赵忠旭; 宿元亮
Original assignee: Goertek Techology Co Ltd
Current assignee: Goertek Techology Co Ltd
Priority date: 2020-08-19
Filing date: 2020-08-19
Publication date: 2023-03-14
Anticipated expiration: 2040-08-19
Also published as: CN111970596A

Abstract

本发明公开一种耳机，耳机包括：壳体，所述壳体形成有容纳腔；以及扬声器单体，所述扬声器单体设于所述容纳腔内，所述扬声器单体将所述容纳腔分隔为前声腔和后声腔；所述壳体还形成有谐振管，所述谐振管一端连通所述前声腔，另一端封闭。本发明技术方案旨在能消除某些特定频段的声音，以提高耳机的音质、满足用户的使用需求。

Description

耳机

技术领域

本发明涉及声能转换技术领域，特别涉及一种耳机。

背景技术

随着人们对视听效果的追求，耳机产品也在逐步朝向携带更方便、音质更好的方向发展。真无线耳机的出现解决了用户被耳机线缠绕的烦恼，然而真无线耳机的音质效果还有待改进。

由于人耳道的特殊结构，用户在佩戴真无线耳机过程中，某些特定频段的声音与耳道产生谐振作用，使得用户对这些频段的声音特别敏感，造成使用上的不适。若通过数字信号技术来消除这些特定频率的声音，则可能存在功率过高、声音失真或造成声音听上去不自然的情况发生，不能满足用户对真无线耳机的使用需求。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种耳机，旨在能消除某些特定频段的声音，以提高耳机的音质、满足用户的使用需求。

为实现上述目的，本发明提出的耳机，包括：

壳体，所述壳体形成有容纳腔；以及

扬声器单体，所述扬声器单体设于所述容纳腔内，所述扬声器单体将所述容纳腔分隔为前声腔和后声腔；

所述壳体还形成有谐振管，所述谐振管一端连通所述前声腔，另一端封闭。

可选地，定义所述谐振管的长度为L，所述谐振管的横截面的最大线性尺寸为n，L和n满足：5n≤L≤30n。

可选地，L和n满足：10n≤L≤20n。

可选地，所述壳体包括前壳和后壳，所述前壳连接所述后壳形成所述容纳腔，所述后壳与所述扬声器单体之间形成所述后声腔；

所述壳体还包括扬声器支架，所述扬声器支架连接于所述前壳和所述扬声器单体之间，将所述扬声器单体与所述前壳之间分隔形成所述前声腔和所述谐振管，所述扬声器支架还设有连通所述前声腔和所述谐振管的连通孔。

可选地，所述扬声器支架包括相背对设置的前侧面和后侧面，所述后侧面面向所述扬声器单体，所述前侧面凹陷形成第一凹槽，所述第一凹槽与所述壳体围合形成所述谐振管，所述后侧面凹陷形成第二凹槽，所述第二凹槽与所述扬声器单体围合形成所述前声腔，所述扬声器支架还设有连通所述第一凹槽和所述第二凹槽的所述连通孔。

可选地，所述壳体上设有出声孔，所述扬声器支架上设有出声对接孔，所述出声对接孔连通所述前声腔，并贯穿至所述扬声器支架的所述前侧面，所述出声对接孔与所述出声孔相连通；

所述第一凹槽的一端邻近所述出声对接孔，所述第一凹槽的另一端朝向远离所述出声对接孔的方向延伸。

可选地，所述连通孔位于所述第二凹槽的中部偏向远离所述出声对接孔的位置。

可选地，所述扬声器支架上还设有声学网布，所述声学网布罩盖于所述连通孔。

可选地，所述壳体包括前壳和后壳，所述前壳连接所述后壳形成所述容纳腔，所述前壳和所述扬声器单体围合形成所述前声腔，所述后壳和所述扬声器单体围合形成所述后声腔，所述谐振管连接所述前壳，并位于所述前壳背离所述后壳的一侧。

可选地，所述壳体还包括出声管，所述出声管连接所述前壳，并位于所述前壳背离所述后壳的一侧，所述谐振管邻接所述出声管。

本发明技术方案通过在壳体上形成谐振管，并将该谐振管的一端与前声腔连通，另一端设置为封闭状态。该耳机在工作过程中，扬声器单体传出的声音经前声腔进入谐振管内，当声音频率达到谐振管的固有频率时，谐振管产生共振，从而能将该频率的声音进行消除，而谐振管的固有频率附近的声音频率也能够在一定程度上得到削弱。本发明的技术方案能够根据需要消除或削弱的声音频率来调整谐振管的尺寸，以使谐振管的固有频率与该需要削弱或消除的声音频率一致或接近，从而达到对人体敏感声音的消除或削弱的效果，以提高用户听觉上的舒适性，使得该耳机能满足用户的使用需求。

附图说明

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

图1为本发明耳机一实施例的结构示意图；

图2为图1中耳机的爆炸示意图；

图3为图1中耳机沿纵截面的剖视图；

图4为图1中耳机的扬声器支架的结构示意图；

图5为图4中扬声器支架另一视角的结构示意图；

图6为图1中耳机的频响曲线图；

图7为本发明耳机另一实施例的剖视图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	耳机	341	连通孔
10	胶套	35	扬声器支架
				30	壳体	351	前侧面
31	前壳	3511	第一凹槽
				32	容纳腔	353	后侧面
321	前声腔	3531	第二凹槽
				322	后声腔	355	出声对接孔
323	出声孔	36	出声管
				33	后壳	50	扬声器单体
34	谐振管

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

参见图1，本发明提出一种耳机100，具体为真无线耳机，耳机100通过无线连接的方式与移动终端进行信号连接，该移动终端可以是电脑、手机或其他电子设备，该无线连接的方式不限于蓝牙连接、无线宽带或紫峰协议(Zig-Bee)等，在此不做限定。

进一步结合图2和图3，本发明技术方案的耳机100包括壳体30和扬声器单体50，壳体30内形成有容纳腔32，扬声器单体50设于容纳腔32内，扬声器单体50将容纳腔32分隔为前声腔321和后声腔(未图示)，壳体30还形成有谐振管34，谐振管34一端连通前声腔321，另一端封闭。

在扬声器结构中，后声腔主要影响的是声音的低频部分，对高频音响则较小；前声腔321对声音的低频段影响不大，主要影响的是声音的高频部分。引起用户不适的声音频率主要集中于中、高频段，主要是由前声腔321的结构有关。

本发明技术方案通过在壳体30上形成谐振管34，并将该谐振管34的一端与前声腔321连通，另一端设置为封闭状态。该耳机100在工作过程中，扬声器单体50传出的声音经前声腔321进入谐振管34内，当声音频率达到谐振管34的固有频率时，谐振管34产生共振，从而能将该频率的声音进行消除，而谐振管34的固有频率附近的声音频率也能够在一定程度上得到削弱。本发明的技术方案能够根据需要消除或削弱的声音频率来调整谐振管34的尺寸，以使谐振管34的固有频率与该需要削弱或消除的声音频率一致或接近，从而达到对人体敏感声音的消除或削弱的效果，以提高用户听觉上的舒适性，使得该耳机100能满足用户的使用需求。

根据人耳等响曲线可以发现，人耳对个别高频频点特别敏感：如2k(Hz)、4k(Hz)、7k(Hz)，本发明技术方案中谐振管34的长度L与谐振管34的横截面的最大线性尺寸n满足以下范围：5n≤L≤30n，进一步地，10n≤L≤20n。

当谐振管34的横截面为正圆形时，谐振管34的横截面的最大线性尺寸n为谐振管34横截面的直径；当谐振管34的横面为椭圆形时，谐振管34的横截面的最大线性尺寸n为谐振管34横截面较长的直径；当谐振管34的横面为长方形时，谐振管34的横截面的最大线性尺寸n为谐振管34横截面的长度。

在上述取值范围内，谐振管34呈现出细长状的结构，该结构下谐振管34的固有频率能更接近需要消除的声音频率，从而能使耳机100呈现更好的音质。

具体地，谐振管34满足以下关系式：

上述公式中M_b为谐振管34的声音质量；C_b为谐振管34的声容；

谐振管34的声音质量M_b满足以下公式：

其中，k为系数，l为谐振管34的长度，ρ₀为空气密度，S_b为谐振管34的横截面的面积。可以理解地，谐振管34的声音质量M_b与谐振管34的长度l正相关，与谐振管34的横截面的面积S_b负相关。

谐振管34的声容C_b满足以下公式：

其中，V_b为谐振管34的容积，c₀为声速。可以理解的，谐振管34的声容C_b与谐振管34的容积V_b正相关。

共振式消声器的消声量TL(单位为dB)与频率z满足以下公式：

其中，中间量β满足以下公式：

其中，ω_r为角速度，该角速度满足以下公式：

ω_r＝2πf

根据以上公式分析可知，本发明主要根据壳体30形成的谐振管34具有的滤波作用，通过调整谐振管34的横截面的面积、长度和容积三个参数，以降低频响中某一特定频段。

进一步地，壳体30包括前壳31和后壳(未图示)，前壳31连接后壳形成容纳腔32，后壳与所述扬声器单体50之间形成后声腔；

壳体30还包括扬声器支架35，扬声器支架35连接于前壳31和扬声器单体50之间，将扬声器单体50与前壳31之间分隔形成前声腔321和谐振管34，扬声器支架35还设有连通前声腔321和谐振管34的连通孔341。

扬声器单体50的外边缘和前壳31的内边缘均设有与扬声器支架35相配合的连接结构。在安装过程中支架在安装前壳31和后壳的过程中增加一个扬声器支架35的结构，操作起来简单、方便。

进一步地，参见图4和图5，扬声器支架35包括相背对设置的前侧面351和后侧面353，后侧面353面向扬声器单体50，前侧面351凹陷形成第一凹槽3511，第一凹槽3511与壳体30围合形成谐振管34，后侧面353凹陷形成第二凹槽3531，第二凹槽3531与扬声器单体50围合形成前声腔321，扬声器支架35还设有连通第一凹槽3511和第二凹槽3531的连通孔341。

该扬声器支架35上只需加工出第一凹槽3511和第二凹槽3531，该第一凹槽3511与壳体30配合形成谐振管34，第二凹槽3531与扬声器单体50配合形成前声腔321，使得扬声器支架35的加工、制造简单，使得该耳机100在提高音质的同时成本较低。

壳体30上设有出声孔323，扬声器支架35上设有出声对接孔355，出声对接孔355连通前声腔321，并贯穿至扬声器支架35的前侧面351，出声对接孔355与出声孔323相连通；

第一凹槽3511的一端邻近出声对接孔355，第一凹槽3511的另一端朝向远离出声对接孔355的方向延伸。

扬声器单体50发出的声音经前声腔321和谐振管34后，由出出声对接孔355至声孔方向传出，用户将本发明实施例中的耳机100佩戴于耳朵上，出声孔323处传出的声音则能够被用户接收。该实施例中，谐振管34朝向远离出声对接孔355的方向延伸，使得该谐振管34的外形呈直线形延伸，加工成型更加简单。可以理解地，谐振管34还可以为曲线形延伸的结构，以使该谐振管34的布置能更充分的利用空间，使得壳体30整体更加紧凑。

本发明实施例中的壳体30外形与人耳的形状相适配，第一凹槽3511具体位于扬声器支架35的中间位置。连通孔341位于第一凹槽3511的中部偏向远离出声对接孔355的位置。该结构下，能在有限的空间内，使谐振管34的长度满足要求，谐振管34能有效的对所需要消除或弱化的波段进行更好的过滤。

进一步地，扬声器支架35上还设有声学网布(未图示)，声学网布罩盖于连通孔341。该声学网布可以为无纺布、聚氯乙烯或金属材料制成的具有多网孔的结构。通过调整该声学网布上网孔的密度，可以调整声阻。声学网布上网孔的密度越大，声阻就越大，空气流通阻力大，可以削减谐振强度，降低声压级，使得频响曲线上的振峰和振谷变得平缓。

进一步地，本发明技术方案中的耳机100还包括胶套10，该胶套10套设于壳体30外侧，用于将耳道与壳体30之间进行密封，使得耳机100佩戴更加舒适、且不易掉落，还能起到防止声音外泄的作用。

如图6所示的频响曲线图，该纵轴表示消声量(dB)，横轴表示频率(Hz)，标号为①的曲线为没有设置谐振管34的频响曲线，标号为②的曲线为设有谐振管34的频响曲线，谐振管34的长度l为15mm，谐振管34的横截面的直径为2mm，且谐振管34的连通孔341处设有声学网布，该声学网布的声阻值为5*10⁷Ω，由该频响曲线可以看出，标号为②的曲线所对应的方案可以有效降低5kHz附近的高频振峰。

在实际应用中可以通过对谐振管34的尺寸进行改变，在上述实施例中，则仅需对第一凹槽的长度、宽度和高度的至少之一，则可以控制谐振管34的共振频率，实现某一特定频率范围灵敏度的衰减或增强，或者使频响曲线的振峰或振谷的频点进行移动，从而调节产品的主观音色。

前声腔321、谐振管34、连通孔341、后声腔及声连通孔341上的声学网布共同作用影响扬声器单体50的振动状态，从而形成特定的声学频响，使产品表现出特定的声音特色。其中后壳上也可以开适当尺寸泄露孔，使泄露孔连通后声腔，并配合合适型号的声学网布，用以进一步调节声学振动状态。

本发明还提供了谐振管的另外一种结构(未图示)，该实施例中壳体包括前壳和后壳，前壳连接后壳形成容纳腔，前声腔形成于扬声器单体与前壳之间，后声腔形成于扬声器单体与后壳之间，谐振管连接前壳，并位于前壳背离后壳的一侧。该实施例中，省去了扬声器支架的结构，谐振管可以直接与前壳一体成型，简化了耳机的组装步骤。

如图7所示实施例为入耳式耳机100，该实施例中壳体30还包括出声管36，出声管36连接前壳31，并位于前壳31背离后壳33的一侧，谐振管34邻接出声管36，出声管36背离前声腔321的一侧开设有出声孔323。

用户在佩戴该耳机100时，将谐振管34和出声管36背离前声腔321的一端插入耳朵孔内，扬声器单体50发出的声音经前声腔321和谐振管34，经出声管36并由出声口传出。该实施例给出了入耳式耳机100设置谐振管34的结构，使得入耳式耳机100也能达到消除某些特定频段的声音，以提高耳机100的音质、满足用户的使用需求。

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

Claims

1.一种耳机，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体包括前壳和后壳，所述前壳和所述后壳连接形成容纳腔，

所述壳体还形成有谐振管，所述谐振管一端连通所述前声腔，另一端封闭，定义所述谐振管的长度为L，所述谐振管的横截面的最大线性尺寸为n，L和n满足：5n≤L≤30n；

所述壳体还包括扬声器支架，所述扬声器支架连接于所述前壳和所述扬声器单体之间，所述扬声器支架包括相背对设置的前侧面和后侧面，所述后侧面面向所述扬声器单体，所述前侧面凹陷形成第一凹槽，所述第一凹槽与所述壳体围合形成所述谐振管，所述后侧面凹陷形成第二凹槽，所述第二凹槽与所述扬声器单体围合形成所述前声腔，所述第一凹槽和所述第二凹槽还设有连通孔；

所述壳体上设有出声孔，所述扬声器支架上设有出声对接孔，所述出声对接孔与所述出声孔、所述前声腔相连通，所述谐振管的一端邻近所述出声对接孔，另一端朝向远离所述出声对接孔的方向延伸，以使所述谐振管的延伸方向与所述出声孔的轴向方向形成夹角。

2.如权利要求1所述的耳机，其特征在于，L和n满足：10n≤L≤20n。

3.如权利要求1所述的耳机，其特征在于，所述连通孔位于所述第二凹槽的中部偏向远离所述出声对接孔的位置。

4.如权利要求1所述的耳机，其特征在于，所述扬声器支架上还设有声学网布，所述声学网布罩盖于所述连通孔。