CN1695401B - 个人佩带式通信及扬声器系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种个人佩带式的通信及扬声器娱乐系统，其提供改进质量的声音响应，并且不会干扰佩带者的行动或妨碍环境声音。该扬声器系统与常规的音频信号源连接或通信，例如，收音机、磁带播放器、CD播放器、移动电话等等。

Description

个人佩带式通信及扬声器系统

背景技术及发明内容

本发明通常涉及一种免提通信装置，并特别涉及从事通信的人们所使用的头戴式和耳戴式耳机的一种可选装置。

目前，通信头戴式耳机装置被用于各种应用中。这些应用包括用于话务员、无线电话务员、呼叫中心工作人员、客户服务人员、移动电话用户、多媒体用户，以及一些其中用户希望双手都用来做除操作通信系统器件之外的事情的情况。因此，现有技术中有很多种头戴式和耳戴式耳机为人们所熟悉。

例如，带有吊杆麦克风的头戴式耳机非常普及。这些头戴式耳机典型地具有一个弹性夹紧带，该弹性夹紧带在用户的头顶延伸。在这种头戴式耳机中，通过夹紧带的末端将耳机压在用户的一只耳朵上，该夹紧带与用户另一只耳朵上方的头部接触。在其他例子中，使用两只相对的耳机，其中扬声器由衬垫包围，衬垫与用户耳朵的外部接触，或者微型的扬声器伸入到用户的耳道内。在任一种例子中，至少要有一些接触施加在用户的耳朵以及用户的头部或头皮上。一些头戴式耳机的用户，尤其是那些长时间佩戴这种装置的用户，比如呼叫中心话务员，都会埋怨头部和/或耳朵不舒适。

还有一些现有技术的装置去掉了绕在头顶上部的夹紧带，而是通过使用耳夹把微型的扬声器附着在用户的耳朵上。在这种装置中，做出了一定的努力来使连接装置适合于用户的耳朵。

众所周知的通信头戴式耳机和耳戴式耳机的显著特征基于其设计及功能的几个基本方面，包括但并不受限于：在向用户传递听觉信息时，是使用入耳式的耳机塞，还是使用非入耳式的但与耳朵接触的扬声器；所传递的是单声道还是双声道的声音；声音特色；它们如何被物理的支承在用户身上；以及它们的人体工程学的质量。

传递双声道声音的头戴式耳机和耳戴式耳机(即，对两只耳朵都有声传感器)可以利用某种形式的头带配置(headband arrangement)使得受话机元件可靠的接触每只耳朵。尽管头带大体上能为头戴式耳机提供稳定的支承，但其缺点是增加了头戴式耳机的尺寸和重量，并且容易使用户觉得不舒服和厌恶，尤其是佩戴过长的时间。传递单声道声音的头戴式耳机(即仅在一只耳朵附近有一个受话器)可以是右耳的或左耳的，也就是它们组合为单一的设计，能够适用于用户的左耳或右耳。单声道的头戴式耳机可以利用支承单个受话器元件的头带来实现，或可以利用适合耳朵轮廓的耳挂来实现。典型的自支承式的耳戴式耳机或是依赖于一种夹紧结构来夹住用户的耳朵，或是依赖于一种双点(dual point)保持系统，该系统利用了耳挂本身的一部分形成靠着耳朵的反向杠杆作用。对于耳挂式的单声道耳机，不均匀的重量分布是一个问题，因为大部分的重量仅施加在头部的一侧。而且，耳挂的缺点是其增加了头戴式耳机的尺寸和重量，并且容易使用户觉得不舒服和厌恶。

设计通信头戴式耳机时的考虑包括装置的舒适度，佩戴头戴式耳机的方便度和继而使用时调整的方便度，保持的稳定度，由于佩戴装置而导致的对用户活动的限制，以及装置所传递的声音质量。通信头戴式耳机装置的舒适度、稳定度和耐用性被认为是最重要的考虑因素。音质也同样很重要，它决定于应用及用户的个人兴趣。用户所听到的声音的听觉质量会受到扬声器与耳朵之间的接触的影响，也就是扬声器外壳与用户耳朵间的任何接触的性质和程度。入耳式的耳机塞提供比较好的密封性，但会引起关于舒适度和清洁方面的问题。另一方面，非入耳式的扩音器类型的受话器更容易受背景平衡度声音的声学退化和通过开放空间从受话器传到耳朵的声波的衰减的影响。头戴式耳机上元件的安排和尺寸还会引起其他的声音问题。使用尺寸尽可能最小且重量最轻的扬声器和麦克风显然是人们所希望的。但是，扩音器类型受话器的听觉声音必须有高水平的声音质量，以使小的扬声器能够传递更强和/或更高质量的声音信号。

此外，众所周知的是人们的生理特性在耳朵和头部的尺寸、形状和结构，耳朵在头部的位置以及其他的生物统计方面存在许多差异。因此，设计头戴式耳机和耳挂的传统方法往往会导致该头戴式耳机对于大量用户都是不舒适或不稳定的。

因此，人们期待提供一种佩戴式通信系统，该系统对于有着不同生理特性的大量用户都是舒适和稳定的，同时能提供高质量的声音性能。

此外，头戴式扬声器典型地处于扩音器模式，此时它作为佩戴式个人通信装置，并不直接连到耳朵上，或是处于耳机模式，此时扬声器被直接连到耳朵上。隐私或其他的考虑会迫使用户选择把扬声器直接连到耳朵上。这种情况下，在一个可选的实施例中，用户可以选择把本发明的套脖式耳机从扩音器模式切换到耳机模式，而不会牺牲质量、声音或舒适度。传统的扬声器有单音线圈并且只能有单一的阻抗和输出率。然而，本发明通过包括这样一种特征寻求消除这种限制：通过使用两个输出率和一个双音线圈从而允许扬声器从扩音器模式切换到耳机模式。

关于传统的头戴式及耳戴式耳机的设计和通信系统的限制，本发明通过提供一种重量轻的、自支承佩戴式的通信装置克服了这些限制，该装置能舒适并安全地适用于很宽范围的用户，而没有过分的个人专用化。本发明的可佩戴通信套脖式耳机可以轻松地调整和安装，以便能舒适地佩戴，并且就在佩带者的肩膀上或肩膀以上以稳固且稳定的方式套在脖子上。其优点是不直接与身体的更敏感部位接触，比如耳朵和头部或头皮。本发明与传统的头戴式或耳戴式耳机相比，包括人体工程学的选择。本发明的装置将扬声器和麦克风组合设置在用户脖子和肩膀的上或附近，这样消除了任何形式的与用户头部或耳朵的接触或将其置于用户头部或耳朵上的需要。在用户的移动性比较重要的特定应用中，附件提供给受话器外壳的移动和旋转的自由度是其优点。

此外，本发明的另一个实施例中，如果用户愿意的话，允许用户将扬声器放置在耳朵上。通过放置双音线圈电线以及扬声器下面的耳挂，用户可轻松地把扬声器从外壳上摘下，并将其附着在耳朵上，用于比较私人的谈话。另外，扬声器可包括一个开关来将装置的输出从扩音器模式改变到耳机模式，以便用户临时(例如有暂时的私事时)用耳挂将装置放置在用户耳朵上时不需要控制音量。此开关可以是手动的，或者该装置也可以配置成使用耳挂时自动切换到耳机模式。

附图说明

图1是一个佩带着本发明的套脖式耳机的用户的透视图，显示套脖式耳机在用户身上的位置；

图2是图1所示的套脖式耳机的放大透视图；

图3是显示套脖式耳机从左耳式配置到右耳式配置的转换的透视图；

图4是显示套脖式耳机的扬声器从左耳式配置到右耳式配置的转换的放大透视图；

图5是显示套脖式耳机的扬声器被附加在本发明的基体上的侧视图；

图6是本发明的套脖式耳机基体的放大底视图；

图7是本发明的套脖式耳机基体的放大底视图，其显示为了实现不同的耳朵配置间的转换的弹性带的分离；

图8是佩带着本发明第二种式样的套脖式耳机的用户的透视图，其显示套脖式耳机在用户身上的位置；

图9是本发明的可选实施例的透视图，其中扬声器相对于支承基体是可移动的；

图10是图4和5所示的套脖式耳机的透视图，其显示该装置进行调整的方法以及从一种配置转换成另一种配置的方法；

图11是本发明的可选实施例的透视图，其中扬声器从基体脱离，并附着在用户耳朵上；

图12是一个局部分解图，其显示具有耳挂和两个处于分离状态的可分离部件的扬声器外壳；

图13是图12中的声音装置在重新装配状态下的截面图。

具体实施方式

图1所示为用户10将本发明的套脖式耳机11带在其脖子上。如图1和2所示，弹性夹紧带12限定一个大体上水平的平面。声音输出装置或扬声器大体上方向朝上，并且恰好位于用户耳朵的下方，其中，声音输出装置或扬声器被置于扬声器外壳16中，扬声器外壳16安装在基体14上。可调节的吊杆麦克风的支承臂18从基体14的前部延伸。麦克风20位于支承臂18的自由端21处。基体14包括控制装置29和按钮30，控制装置29用于调节扬声器16的输出音量，按钮30可用作“即按即讲”开关，静音开关，开/关或应答开关。

弹性带12的末端22被增大以使施加的夹紧力分散在比简单的点负荷更宽的面积上。衬垫28面向里以提供了一个缓冲，并且选择制作衬垫的材料以加强衬垫摩擦属性，这样就能在弹力带12的夹紧作用的基础上增加该装置的稳定性。支承臂18优选的使用有记忆的柔性金属线来制作，即吊杆麦克风能够容易地移动到不同的位置并且保持在被移动到的位置上。这就使得麦克风20能被置于不妨碍用户嘴或下巴的位置上，并且当用户必须或想要轻声说话且仍能被听到时，还使得麦克风20能被移动到靠近用户的位置。

图3所示为把图1和2中所示的套脖式耳机11从左耳式配置(图1)转换成右耳式配置(图2)的方法。如图3所示，当弹性带12处于左耳式配置时(如图3的下部分)，可以按箭头40的方向绕轴32旋转180度来把它配置为右耳使用(如图3的上部分)。

图4所示为把图1和2所示的套脖式耳机11的扬声器外壳16从左耳式配置转换成右耳式配置的方法。如图4所示，当扬声器外壳16处于左耳式配置时(如图4的顶部分)，可以按箭头43的方向绕着扬声器轴33旋转180度来把它配置为右耳使用(如图4的下部分)。

图5所示为被连接在套脖式耳机11的基体14上的扬声器外壳16。从图5能看出，扬声器外壳16通过一个用于扬声器外壳16的中空支承轴(图中未示出)连接在基体14上，该扬声器外壳16从扬声器外壳16的底面所形成的台肩15上延伸。中空支承轴为连接基体14与扬声器外壳16中的扬声器或声音装置的电线留出通道。这个支承轴能通过其末端的旋入基体14中的螺丝来机械地连接在扬声器外壳和台肩15上。支承轴与台肩15处于紧摩擦配合状态，从而通过手动，支承轴就能够自由地旋转为左耳配置或右耳配置。由于支承轴与其台肩处于紧摩擦配合状态，所以扬声器外壳16就能够沿着图4中箭头43所指的路径停留在任何位置上。

图6和7所示为基体14的底视图，用来说明弹性带12如何变换于不同的耳朵配置。如图6所示，弹性带外壳9封装了弹性带12的最靠近基体14和支柱13的一部分。在其静止位置上，弹性带外壳9位于两个配准块7上。弹簧8附着在相对于弹性带外壳9的配准块7的相对侧的支柱13上。从图7可看出，当弹性带12沿箭头45的方向被拉出时，它脱离了配准块7而且能被旋转并转向180度。

图8、9和10显示了本发明的另一个实施例。标号中使用的后缀“a”，用来表示与图1至3所示实施例中相对应的元件。套脖式耳机11a包括扬声器外壳16a，该扬声器外壳16a可移动且可调节地支承在基体14a上。与上述图1至3所示的第一个例子一样，图8至10所示的例子包括支承在一个可弯曲且可定位的支承臂18a上的麦克风20a，该支承臂18a从基体14a上延伸。此外，与第一个例子一样，套脖式耳机11a包括一个位于弹性带12a的末端22a上的衬垫28a。

扬声器外壳16a被支承在伸缩式扬声器支承臂17上。扬声器支承臂17本身可绕着基体14a的纵轴38转动。通过扬声器外壳16a绕着伸缩式支承臂17的轴34旋转，可以进一步调节扬声器外壳16a的朝向。图8至10显示的本发明形式的可调节性为，扬声器可以移动到很接近用户耳朵的位置。这允许将扬声器或声音装置的输出音量设置得很低，例如在几个用户非常靠近地工作这样的环境下，就希望将一个用户能听到另一个用户的扬声器的输出的程度降到最低。

与图3相似，在图10所示的方法中，套脖式耳机11a可以从可用于佩带者的一只耳朵转换成可用于佩带者的另一只耳朵。把夹紧带12a按箭头40的方向绕着轴32a旋转180度，就会得到从左到右或从右到左的配置改变。扬声器外壳16a的向上或向下的调整是通过支承臂17按箭头42的方向沿着扬声器支承轴34伸展或收缩来获得的。扬声器朝向或远离用户耳朵的运动，是通过使支承臂17按箭头44的方向绕着基体轴32a旋转来进一步获得的。

图11所示为本发明的另一个实施例，其中扬声器外壳能从基体上脱离下来，并能自动从扩音器模式切换到耳机模式，以使扬声器能放置在用户耳朵上。标号中使用的后缀“b”，用来指与图1至3所示实施例中相对应的元件。如图11所示，本发明的套脖式耳机11b被置于脖子上，在肩膀处或肩膀以上，如图1和2所示。扬声器外壳16b由基体14b支承，且包含扬声器、双音线圈23以及附加的的可绕轴旋转的耳挂25。扬声器外壳16b具有上部和下部，分别为26和27，上部26包含扬声器本身，而下部27则形成扬声器外壳部分。音圈23被置于扬声器外壳下部27中，恰好在扬声器外壳上部26的下方，并且音圈23是可收缩的，从而使得当扬声器外壳上部26从扬声器外壳16b移动到用户的耳朵上时，音圈23就能够与扬声器外壳上部26一起移动。扬声器外壳上部26具有附加在外侧的可调的耳挂25，从而该耳挂25可以被调整以适合具有不同生理特性的用户耳朵。扬声器外壳上部26以蛤壳式设置与下部27摩擦接合。当扬声器外壳上部26与扬声器外壳下部27脱离时，通过启动机械开关36，扬声器或声音装置会自动从扩音器模式切换到耳机模式。音圈23利用不同的阻抗和输出率来使单音线圈从扩音器模式切换到耳机模式。作为这里所示的硬线实施例的替换方式，本发明的套脖式耳机11b可以配置为无线方式，比如使用射频(RF)技术来与通信装置进行通信，而不需要这里所示的线和插头。

图12和13更为详细地示出了图11中的声音装置。耳挂25的一端通过摩擦配合保持在耳挂支承块37中形成的内孔中。支承块37和与支承块37连成一体的耳挂25可绕着连接销45旋转，以允许可分离的上部26能被用于左耳或右耳。开关36被安装在下部27中，以自动将输出从当处于图13所示位置时的扩音器模式改变到当处于图12所示位置时的耳机模式。上部26和下部27通过摩擦配合(尽管也可能会使用按钮设置)保持在一起，其中圆盘47从上部26伸出，并配合到下部27内部的圆柱部分49中。扬声器50置于上部26中，并通过音圈23中的连线连接到开关36上，再从开关36连接在基体(图12和13未示出)上，并且从基体连到插头并连接在电话或其他通信装置上。

尽管本发明已经参照特定的实施例或示例进行了详细描述，但本领域的技术人员应该认识到，本发明还能通过对上述实施例进行变化、更改以及改进的其他实施例来实现。所示的例子是作为示例的目的给出的，而不是用来限制本发明的广度和范围的，本发明的广度和范围由以下的权利要求给出。因此，所附权利要求的精神和范围不应该受这里所例举的实施例描述的限制。

Claims (15)

1.一种个人佩带式通信系统，包括：

基体，

由所述基体承载的声音输出装置；

由所述基体承载并从所述基体横向延伸的弹性夹紧带，所述夹紧带是弯曲的并且具有长度，由此所述夹紧带的末端和所述基体被定位从而与用户的脖子相对的两侧轻柔地接合，并且所述声音输出装置置于用户耳朵的下方；以及

麦克风，其由可调节定位的支承臂所承载，所述支承臂从所述基体延伸，其中：

所述夹紧带可在两个可操作的并且稳定的位置之间绕所述基体进行旋转性移动，在第一稳定位置上，所述夹紧带的所述末端被置于所述基体的一侧，以及在第二稳定位置上，所述夹紧带的所述末端被置于所述基体的相对侧。

2.如权利要求1所述的个人佩带式通信系统，其中：

所述夹紧带的所述末端被增大，并包括面向所述基体的衬垫，用于分散所述夹紧带所施加的夹紧力。

3.如权利要求1所述的个人佩带式通信系统，其中：

所述基体包括外部按钮开关和用来调节所述声音输出装置的输出的音量控制器，所述按钮开关用于双向通信系统中的即按即讲模式。

4.如权利要求1所述的个人佩带式通信系统，其中：

所述声音输出装置是扬声器，所述扬声器被支承在所述基体上，并且面向一个预定的方向，该预定方向垂直于由所述夹紧带所限定的平面，所述扬声器可在第一位置和第二位置之间旋转，在该第一位置，所述扬声器相对于所述基体的一侧向外延伸，在该第二位置，所述扬声器相对于所述基体的相对侧向外延伸。

5.如权利要求4所述的个人佩带式通信系统，其中：

所述系统可配置为两种可选配置，第一配置用于用户的一只耳朵，其中所述夹紧带被定位从而从所述基体向所述基体的第一侧延伸，且所述声音输出装置被定位从而从所述基体的第二相对侧延伸；以及第二配置用于所述用户的另一只耳朵，其中所述夹紧带被定位从而从所述基体向所述基体的所述第二相对侧延伸，且所述声音输出装置被定位从而从所述基体的所述第一侧延伸。

6.如权利要求1所述的个人佩带式通信系统，其中：所述声音输出装置通过可伸缩臂连接到所述基体上，从而通过所述可伸缩臂的伸展，所述声音装置可以移动到所述基体与所述声音装置之间的距离不同的位置上。

7.如权利要求6所述的个人佩带式通信系统，其中：所述声音输出装置可绕着所述可伸缩臂的轴旋转到通常为彼此相对的位置上，由此，所述声音装置可定位成容易地用于用户的任一只耳朵。

8.如权利要求7所述的个人佩带式通信系统，其中：所述声音输出装置包括可分离的上部和下部，所述下部可旋转地由所述基体所承载，所述上部带具有一个可绕轴转动的耳挂，在非分离状态时所述上部通过可收缩的线圈电线与所述下部电连接，该线圈电线装填在由所述上部和下部所限定的空间内，所述上部和下部利用摩擦配合保持在所述非分离位置。

9.一种个人佩带式通信系统，包含：

基体，

内部具有扬声器的扬声器外壳，所述扬声器外壳由所述基体承载；

从所述基体横向延伸的弹性夹紧带，所述夹紧带是弯曲的，从而使得所述夹紧带的末端和所述基体被放置在所述夹紧带的相对端，且被定位从而与用户的脖子相对的两侧轻柔地接合，并且所述扬声器外壳置于用户耳朵的下方；以及

麦克风，其由从所述基体延伸的可调节定位的支承臂所承载，

所述夹紧带可在两个可操作的并且稳定的位置之间绕所述基体进行旋转性移动，在第一稳定位置上，所述夹紧带的所述末端被置于所述基体的一侧，以及在第二稳定位置上，所述夹紧带的所述末端被置于所述基体的相对侧，

所述扬声器外壳被设置为使得所述扬声器朝向远离由所述夹紧带所限定的平面的方向，所述扬声器在第一扬声器位置和第二扬声器位置之间移动，在该第一个扬声器位置上，所述扬声器相对于所述基体的一侧向外横向延伸，并且当所述夹紧带处于所述第一稳定位置时在远离所述夹紧带围绕其延伸的所述基体的一侧的方向上延伸；在该第二个扬声器位置上，所述扬声器相对于所述基体的相对侧向外横向延伸，并且当所述夹紧带处于所述第二稳定位置时在远离所述夹紧带围绕其延伸的所述基体的一侧的方向上延伸。

10.如权利要求9所述的个人佩带式通信系统，其中：所述扬声器外壳通过可伸缩臂连接到所述基体上，从而通过所述可伸缩臂的伸展，所述扬声器外壳可以移动到所述基体与所述扬声器外壳之间的距离不同的位置上。

11.如权利要求10所述的个人佩带式通信系统，其中：所述扬声器外壳绕着所述可伸缩臂的轴旋转到通常为彼此相对的位置，由此，所述声音装置被定位成容易地用于用户的任一只耳朵。

12.如权利要求9所述的个人佩带式通信系统，其中：所述扬声器外壳包括可分离的上部和下部，所述下部可旋转地由所述基体所承载，以及所述上部具有一个可绕轴转动的耳挂，该耳挂可在两个相反的时针方向上绕所述上部进行定位；在非分离状态时所述上部通过可收缩的线圈电线进行连接，该线圈电线装填在所述上部和下部所限定的空间内，所述上部和下部利用摩擦配合保持在所述非分离位置。

13.如权利要求9所述的个人佩带式通信系统，其中：

一旦所述扬声器从所述基体移开，由所述扬声器外壳承载的开关可将所述扬声器从扩音器模式自动切换到耳机模式。

14.一种个人佩带式通信系统，包含：

基体，

内部具有扬声器的扬声器外壳，所述扬声器外壳由所述基体承载；

从所述基体横向延伸的弹性夹紧带，所述夹紧带是弯曲的，从而使得所述夹紧带的末端和所述基体被设置在所述夹紧带的相对端，且被定位从而与用户的脖子相对的两侧轻柔地接合，并且所述扬声器外壳置于用户耳朵的下方；以及

麦克风，其由从所述基体延伸的可调节定位的支承臂所承载，

所述扬声器外壳被设置为使得所述扬声器朝向远离由所述夹紧带所限定的平面的方向；

所述扬声器能够在下述两种模式下工作：扩音器模式和耳机模式。

15.如权利要求14所述的个人佩带式通信系统，其中：所述扬声器外壳包括可分离的上部和下部，并且所述上部具有一个绕所述上部延伸的耳挂，在非分离状态时所述上部通过可收缩的线圈电线进行连接，该线圈电线装填在由所述上部和下部所限定的空间内，所述上部和下部靠摩擦配合保持在所述非分离位置。

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