專利名稱：減噪頭戴式耳機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及減噪頭戴式耳機(jī)，本發(fā)明尤其涉及用于有源和/或無(wú)源地減小由頭戴式耳機(jī)的使用者感覺(jué)到的噪聲的新的設(shè)備和技術(shù)。
為
背景技術(shù)：
對(duì)第5,305,387, 5,208,868, 5,181,252, 4,989,271, 4,922,542,4,644,581和4,455,675號(hào)美國(guó)專利進(jìn)行引用。還對(duì)Bose有源減噪頭戴式耳機(jī)進(jìn)行引用，它可以從Bose有限公司買到，這通過(guò)引用結(jié)合在此。
本發(fā)明的一個(gè)重要的目的是提供一種改進(jìn)的用于頭戴式耳機(jī)的減噪。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種耳套，它在離開使用者耳朵的后部是封閉的，在接近于使用者耳朵的前部是開口的。在耳套內(nèi)有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器。耳套具有一個(gè)軟墊，固定在前部開孔中，并且該軟墊形成有容納使用者耳朵的耳朵孔，在耳朵孔周圍的環(huán)形的脊部形成有多個(gè)開孔，其中相鄰的開孔典型地相互分開，其分開的程度是沿耳朵孔圓周測(cè)量到的開孔的寬度，其中每一個(gè)開口具有的徑向?qū)挾韧ǔ４怪庇诙淇椎膱A周，它稍小于環(huán)形脊部的徑向?qū)挾取?br> 對(duì)于有源減噪，有一個(gè)擴(kuò)音器，它和驅(qū)動(dòng)器相鄰，通過(guò)電路耦合到驅(qū)動(dòng)器，該擴(kuò)音器提供有源減噪，還有在擴(kuò)音器和驅(qū)動(dòng)器周圍的聲負(fù)載。聲負(fù)載可以包含一個(gè)阻性網(wǎng)篩和/或在管子中的空氣。當(dāng)結(jié)合附圖時(shí)，從下面詳細(xì)的描述，其它特點(diǎn)、目的和優(yōu)點(diǎn)是顯然的，這些附圖是

圖1A是實(shí)施本發(fā)明的頭戴式耳機(jī)套配置的透視圖，其中將圖1B中所示的根據(jù)本發(fā)明的軟墊去掉了；圖2是根據(jù)本發(fā)明的耳套裝配的截面圖；圖3是耳套裝配的內(nèi)部的透視圖，其中去掉了擴(kuò)音器和阻性罩板；圖4是示出耳套的外側(cè)的透視圖；和圖5是實(shí)施本發(fā)明的系統(tǒng)的方框圖。
現(xiàn)在，參照附圖，尤其是圖1A和1B，示出根據(jù)本發(fā)明的耳套裝配的透視圖，其中，去掉了圖1B的打孔的軟墊。耳套11在離開使用者耳朵的后部12是封閉的，并支持驅(qū)動(dòng)器12，和非常接近的擴(kuò)音器(圖1A中未示)，它由阻性網(wǎng)篩13覆蓋，該阻性網(wǎng)篩13典型地形成有使擴(kuò)音器暴露的開孔13A，并包含聲負(fù)載。電路使擴(kuò)音器和驅(qū)動(dòng)器12相互耦合，以提供有源減噪，并通過(guò)電纜14由驅(qū)動(dòng)器13將用于轉(zhuǎn)換的聲頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成理想的聲音信號(hào)給帶著它的使用者，并通過(guò)擴(kuò)音器交換成減噪聲頻信號(hào)。
還參照?qǐng)D1B，軟墊15覆蓋暴露的前部開孔，開孔相鄰于配戴的使用者的耳朵，并且軟墊15形成有耳朵孔15A，用于容納配戴的使用者的耳朵，還有環(huán)形脊部16，圍繞在形成有多個(gè)開孔(諸如16A)的耳朵孔15A的周圍，通過(guò)開孔16A可以看見由泡沫材料制成的環(huán)，當(dāng)裝配時(shí)靠在驅(qū)動(dòng)器12上。
參照?qǐng)D2，示出穿過(guò)裝配好的耳套的截面圖。驅(qū)動(dòng)器12位于耳套11中，驅(qū)動(dòng)器板12A從耳套11的邊緣11A朝后延伸到脊部11B，擴(kuò)音器17接近于驅(qū)動(dòng)器12，并由金屬絲網(wǎng)阻性罩13覆蓋。軟墊15覆蓋耳套11的前部開孔，并包含泡沫材料15B。
參照?qǐng)D3，示出了耳套11內(nèi)部的透視圖，其中為了說(shuō)明結(jié)構(gòu)的詳細(xì)的內(nèi)容，去掉了軟墊15、擴(kuò)音器17和金屬絲網(wǎng)阻性罩13。耳套11形成有電纜入口11C，用于容納電纜14，電纜14用于接收聲頻信號(hào)，由驅(qū)動(dòng)器12進(jìn)行換能，并使外部電路與驅(qū)動(dòng)器和擴(kuò)音器相互耦合。驅(qū)動(dòng)器板12A支持阻性罩固定器21A和21B，用于支持金屬絲網(wǎng)阻性罩13。擴(kuò)音器固定器22從耳套11的后壁延伸，用于支持?jǐn)U音器17，并封閉空氣構(gòu)成聲負(fù)載。驅(qū)動(dòng)器板安裝夾持器12B和12C提供用于將驅(qū)動(dòng)器12安裝到耳套11的手段，驅(qū)動(dòng)器12將耳套12分為相鄰于前部開孔的前部容積(典型地為大約50CC)和由耳套11的封閉端所封閉的后部容積(典型地為大約15CC)。
參照?qǐng)D4，示出耳套11的后視圖，該后視圖示出了空氣團(tuán)端口11C和阻性端口11D，該阻性端口11D由金屬絲覆蓋。
現(xiàn)在，參照附圖，尤其是其中的圖5，它示出一方框圖，說(shuō)明結(jié)合了本發(fā)明的系統(tǒng)的邏輯安排，它對(duì)應(yīng)于圖1(上述＇581專利)。信號(hào)組合器30代數(shù)地將輸入終端24上的信號(hào)與由擴(kuò)音器前置放大器35提供的反饋信號(hào)組合成由耳機(jī)重放所需要的信號(hào)。信號(hào)組合器10將組合的信號(hào)提供給壓縮器31，它限制高電平信號(hào)的電平。將壓縮器31的輸出提供給補(bǔ)償器31A。
補(bǔ)償器31A包含補(bǔ)償電路，用于確保開環(huán)路增益滿足Nyquist穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)，從而當(dāng)環(huán)路閉合時(shí)，系統(tǒng)將不發(fā)生振蕩。示出的這個(gè)系統(tǒng)對(duì)每個(gè)左耳和右耳各制一套。
功率放大器31放大來(lái)自補(bǔ)償器31A的信號(hào)，并為耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器2提供電壓，以提供聲學(xué)信號(hào)(在前面腔體中)，這和從表示為聲學(xué)輸入終端25的區(qū)域進(jìn)入前部腔體的外部噪聲信號(hào)結(jié)合，以在表示為圓環(huán)36的前部腔體中產(chǎn)生組合的聲壓信號(hào)，以提供組合的聲壓信號(hào)，提供該聲壓信號(hào)并通過(guò)擴(kuò)音器7轉(zhuǎn)換。擴(kuò)音器放大器35放大轉(zhuǎn)換信號(hào)，并將它傳遞給信號(hào)轉(zhuǎn)換器30。
已經(jīng)描述了本發(fā)明的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)安排，下面將描述操作的原理。在有源減噪圍耳式耳機(jī)中有一個(gè)問(wèn)題，來(lái)自耳套共鳴，引起粗糙的聲學(xué)響應(yīng)，這是使用者頭部的作用，使得難以電補(bǔ)償。
一種使聲學(xué)響應(yīng)平滑的途徑是，在耳套壁周圍放置阻尼材料，典型的是具有高度吸收力的泡沫材料。這種途徑典型地需要泡沫材料具有足夠的厚度，以提供足夠的阻尼，并需要相對(duì)大容積的耳套，以容納厚的泡沫材料。另外，具有高度吸收力的泡沫材料的阻尼是泡沫材料外形尺寸和大氣條件的敏感函數(shù)，引起不協(xié)調(diào)的聲學(xué)響應(yīng)。
耳套中的共鳴通過(guò)在某一個(gè)頻率引起振蕩，可能產(chǎn)生不穩(wěn)定性，這典型地限制有源減噪的反饋的量。通過(guò)由金屬絲網(wǎng)阻性罩13和/或封閉的空氣聲學(xué)上加載擴(kuò)音器和驅(qū)動(dòng)器，顯著減小了共鳴，并且允許反饋環(huán)路中增加增益以及顯著改進(jìn)容積相對(duì)較小的耳套中有源減噪。
通過(guò)在軟墊15的環(huán)形脊部16中形成開孔，以使泡沫材料15B暴露，耳套的有效容積顯著增加，以包含該容積，并提供另外的阻尼以幫助使在耳朵處的音頻響應(yīng)平滑，并在頭戴式耳機(jī)套從頭部脫下時(shí)控制穩(wěn)定性(這由軟墊15占用)，由此，增加無(wú)源的衰減。
本發(fā)明具有許多的優(yōu)點(diǎn)。套子的尺寸相對(duì)較小，但是具有相當(dāng)?shù)挠行莘e，它具有附加的有效容積(這是通過(guò)孔16A增加的軟墊15提供的)。耳套11內(nèi)部的共鳴的效應(yīng)由金屬絲網(wǎng)阻性罩13和/或封閉的空氣而顯著減小，由此允許有源減噪系統(tǒng)的環(huán)路增益顯著增加。
顯然的，熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)這具體設(shè)備以及從它出發(fā)，以及這里揭示的技術(shù)進(jìn)行各類使用和修改，而不背離本發(fā)明的原理。結(jié)果，本發(fā)明將如此構(gòu)成，一般包含這里揭示的設(shè)備和技術(shù)所擁有的每一個(gè)和各個(gè)新特點(diǎn)和目前特點(diǎn)的新組合，并且僅僅由所附的權(quán)利要求的主旨和范圍確定。
權(quán)利要求
1．一種頭戴式耳機(jī)，其特征在于包含耳套，具有適合于鄰接使用者耳朵的前部開孔，在所述耳套內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)器；在所述前部開孔外圍的軟墊，所述軟墊形成有構(gòu)成和設(shè)置得容納使用者耳朵的耳朵孔，并且所述軟墊在所述耳朵孔周圍形成有多個(gè)開孔，所述多個(gè)開孔構(gòu)成和設(shè)置得聲學(xué)上將所述軟墊的容積增加到所述耳套的容積，并增強(qiáng)無(wú)源衰減。
2．如權(quán)利要求1所述的頭戴式耳機(jī)，其特征在于還包含在所述耳套內(nèi)部，相鄰于所述驅(qū)動(dòng)器的擴(kuò)音器，和有源減噪電路，使構(gòu)成和安排得提供有源減噪的所述擴(kuò)音器和所述驅(qū)動(dòng)器相互耦合，由此，具有所述多個(gè)開孔的所述軟墊還構(gòu)成和安排得提供附加的阻尼，以幫助使在使用者耳朵處的音頻響應(yīng)平滑，并且在頭戴式耳機(jī)從頭部脫下時(shí)，控制穩(wěn)定性。
3．如權(quán)利要求2所述的頭戴式耳機(jī)，其特征在于還包含接近于所述擴(kuò)音器的聲負(fù)載，它構(gòu)成和安排得減小所述耳套中的共鳴效應(yīng)。
4．如權(quán)利要求3所述的頭戴式耳機(jī)，其特征在于所述聲負(fù)載包含金屬絲網(wǎng)阻性罩。
5．如權(quán)利要求4所述的頭戴式耳機(jī)，其特征在于金屬絲網(wǎng)阻性罩形成有在所述擴(kuò)音器附近的開孔。
6．如權(quán)利要求4所述的頭戴式耳機(jī)，其特征在于所述金屬絲網(wǎng)阻性罩與所述驅(qū)動(dòng)器一起基本上包圍所述擴(kuò)音器。
7．一種有源減噪頭戴式耳機(jī)，其特征在于包含耳套；所述耳套內(nèi)部驅(qū)動(dòng)器；所述耳套內(nèi)部相鄰于所述驅(qū)動(dòng)器的擴(kuò)音器；有源減噪電路，使所述擴(kuò)音器和所述驅(qū)動(dòng)器相互耦合，和相鄰于所述擴(kuò)音器的聲負(fù)載，它構(gòu)成和設(shè)置得減小所述耳套內(nèi)部的共鳴效應(yīng)。
8．如權(quán)利要求7所述的有源減噪頭戴式耳機(jī)，其特征在于所述聲負(fù)載包含金屬絲網(wǎng)阻性罩。
9．如權(quán)利要求7所述的有源減噪頭戴式耳機(jī)，其特征在于所述聲負(fù)載中包含一氣團(tuán)。
10．如權(quán)利要求8所述的有源減噪頭戴式耳機(jī)，其特征在于所述聲負(fù)載包含一個(gè)氣團(tuán)。
全文摘要
頭戴式耳機(jī)具有耳套,它具有前部開孔,相鄰于環(huán)形軟墊,軟墊形成有對(duì)著耳套內(nèi)側(cè)的多個(gè)開孔,它聲學(xué)上將耳套容積耦合到軟墊容積。驅(qū)動(dòng)器位于耳套的內(nèi)側(cè),其中擴(kuò)音器相鄰于驅(qū)動(dòng)器。有源減噪電路使驅(qū)動(dòng)器和擴(kuò)音器相互耦合?？砂饘俳z網(wǎng)阻性罩和/或氣團(tuán)的相鄰于擴(kuò)音器的聲負(fù)載構(gòu)成和安排得減小耳套容積中的共鳴效應(yīng)。
文檔編號(hào)G10K11/178GK1297321SQ0012165
公開日2001年5月30日 申請(qǐng)日期2000年7月17日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月15日
發(fā)明者R·薩皮耶斯基, M·J·莫納漢 申請(qǐng)人:伯斯有限公司