專利名稱：耳機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種耳才幾。
背景技術(shù)：
通常的耳機(jī)按換能方式分類有動(dòng)圈式、動(dòng)鐵式、動(dòng)》茲式和靜電式等， 按佩戴方式分類有耳塞式、掛耳式和頭戴式等，按照對(duì)外界聲音的開放 程度可分為開放型、半開放型和封閉型耳機(jī)。其基本原理都是使處于》茲 場(chǎng)或電場(chǎng)中的激勵(lì)單元帶動(dòng)與之相連的振膜振動(dòng)，從而在空氣中形成聲 波而傳入人的耳內(nèi)，振動(dòng)耳膜而使人聽聲。這類通過聲波引發(fā)耳膜振動(dòng) 發(fā)聲的耳機(jī)需將耳機(jī)置于耳孔中或覆在耳孔上才能有效地接聽聲音，這 樣對(duì)外界就會(huì)形成一定的"隔音，，。由此產(chǎn)生的問題是，當(dāng)人們想邊聽 耳機(jī)，比如邊和朋友聊天時(shí)，就會(huì)受到限制。即使是使用開放型耳機(jī)， 盡管能夠聽到外界聲音，但對(duì)外界聲音的接聽效果和對(duì)耳機(jī)的接聽效果 都會(huì)受到影響。
因而，需要一種既能"解放"雙耳又能獲得良好音質(zhì)的耳機(jī)。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種耳機(jī)，該耳機(jī)產(chǎn)生的音頻振動(dòng)信號(hào)無 需在空氣中形成聲波再傳入人的耳內(nèi)，而可通過將振動(dòng)輸出元件設(shè)計(jì)為 可與耳廓附近的人體部位接觸的形式而能將音頻振動(dòng)信號(hào)直接傳入聽覺 一申經(jīng)，/人而#^妄聽。
本實(shí)用新型的目的是通過以下結(jié)構(gòu)的耳機(jī)實(shí)現(xiàn)的。
一種耳機(jī)，其包括外殼、振動(dòng)激勵(lì)單元、振動(dòng)輸出元件和音頻輸入 引線，所述振動(dòng)激勵(lì)單元、振動(dòng)輸出元件和音頻輸入引線固定在所述外 殼中，所述音頻輸入引線與所述振動(dòng)激勵(lì)單元電連接以向其提供音頻電
3流信號(hào)。所述振動(dòng)激勵(lì)單元包括磁路系統(tǒng)和振動(dòng)元件，其中，所述振動(dòng) 元件一端與直接將振動(dòng)信號(hào)傳遞給人體組織的所述振動(dòng)輸出元件固定式 連接。當(dāng)向所述振動(dòng)激勵(lì)單元輸入音頻電流信號(hào)后，所述振動(dòng)元件在所 述磁路系統(tǒng)和所述電流信號(hào)的共同作用下產(chǎn)生音頻振動(dòng)信號(hào)，所述音頻 振動(dòng)信號(hào)傳向與所述振動(dòng)元件固定式連接的所述振動(dòng)輸出元件，從而將
所述^f展動(dòng)^r出元件貼在耳廓附近的人體部位，可以向聽覺神經(jīng)傳遞所述 音頻振動(dòng)信號(hào)，由此即可聽到聲音。
一方面，所述振動(dòng)激勵(lì)單元中的所述振動(dòng)元件可以是線圈。故通入
音頻電流信號(hào)之后的所述線圈在由所述磁路系統(tǒng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)中因受到洛 倫茲力的作用而產(chǎn)生音頻振動(dòng)信號(hào)。
優(yōu)選地，所述磁路系統(tǒng)包括磁輒和永磁體。
優(yōu)選地，所述線圈為由銅漆包線螺旋式纏繞而成的空心圓柱形。
優(yōu)選地，所述> 茲輒為具有底部的空心圓筒形，所述永》茲體為圓柱形；
圓柱形的所述永磁體設(shè)于所述磁輒中，并且以一端直立式置于所述磁輒 的底部，另一端伸入所述線圈中。
優(yōu)選地，所述》茲路系統(tǒng)中的,茲隙為0.5-1.5 mm。 優(yōu)選地，所述線圈的質(zhì)量為0. 5-1. 5 g。 優(yōu)選地，所述永磁體為N35以上牌號(hào)的釹鐵硼永》茲體。 另 一方面，所述振動(dòng)激勵(lì)單元中的所述振動(dòng)元件可以為由；茲致伸縮 材料制成的磁致伸縮體。
優(yōu)選地，所述》茲^各系統(tǒng)包括永》茲體和激勵(lì)線圈，所述激勵(lì)線圈為由 銅漆包線螺旋式纏繞而成的空心圓柱；所述激勵(lì)線圏以 一 端固定于所述 永磁體的中心，另一端為自由端；所述磁致伸縮體穿過所述激勵(lì)線圈的 中心，并使所述磁致伸縮體的與所述振動(dòng)輸出元件連接的一端相對(duì)的另 一端與所述永磁體接觸。當(dāng)由音頻輸入引線提供的音頻電流信號(hào)通過激 勵(lì)線圈時(shí)，激勵(lì)線圏會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，磁致伸縮體在該變化磁場(chǎng)的激 勵(lì)下，因其自身長(zhǎng)度的伸縮將產(chǎn)生與音頻電流信號(hào)同頻率的振動(dòng)信號(hào)。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn)
(1)聲波信號(hào)不是通過空氣介質(zhì)傳入耳內(nèi)，而是通過固體介質(zhì)傳入聽覺神經(jīng)。
(2) 聲波的保真度高。頻率范圍介于50Hz-12500Hz;頻率響應(yīng)曲線 的斜率不超過每O倍頻程9dB;在250Hz-800Hz內(nèi)左右單元在同一倍頻程 帶寬內(nèi)平均聲壓級(jí)之差不超過2dB; 100Hz-5000Hz范圍內(nèi)，聲壓級(jí)為 100db時(shí)，諧波失真一般不超過1%,最多不超過3%。
(3) 環(huán)境適應(yīng)性好。
本實(shí)用新型可獲得廣泛的應(yīng)用，例如用于個(gè)人電腦、MP3以及移動(dòng)通 訊用的發(fā)聲裝置等。
本實(shí)用新型的耳機(jī)是直動(dòng)式的，它不需使用耳道而能聽到聲音，解 放了雙耳，且具有高保真特性、結(jié)構(gòu)合理、制造方便。


圖l為本實(shí)用新型的耳機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖2為詳示出圖1耳機(jī)中 一 實(shí)施例的振動(dòng)激勵(lì)單元的剖視圖；以及 圖3為詳示出圖l耳機(jī)中另 一實(shí)施例的振動(dòng)激勵(lì)單元的剖視圖。
具體實(shí)施方式
下面將參照附圖、結(jié)合具體實(shí)施例，詳細(xì)說明本實(shí)用新型。 如圖1所示，耳機(jī)具有外殼1、振動(dòng)激勵(lì)單元2和振動(dòng)輸出頭3 ( 一 種振動(dòng)輸出元件)和音頻輸入引線4。其中，振動(dòng)激勵(lì)單元2、振動(dòng)輸出 頭3和音頻輸入引線4固定在外殼1中，音頻輸入引線4與振動(dòng)激勵(lì)單 元2電連接以向其提供音頻電流信號(hào)。圖1中的振動(dòng)激勵(lì)單元2可以由 圖2或圖3的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。振動(dòng)激勵(lì)單元2包括磁路系統(tǒng)和振動(dòng)輸出頭3, 其中，振動(dòng)元件一端與將振動(dòng)信號(hào)直接傳遞給人體組織的所述振動(dòng)輸出 頭3固定式連接。當(dāng)向振動(dòng)激勵(lì)單元2輸入音頻電流信號(hào)后，振動(dòng)元件 在磁路系統(tǒng)和電流信號(hào)的共同作用下產(chǎn)生音頻振動(dòng)信號(hào)，該音頻振動(dòng)信 號(hào)傳向與振動(dòng)元件固定式連接的振動(dòng)輸出頭3，而將振動(dòng)輸出頭3貼在耳 廓附近的人體部位時(shí)就可以向聽覺神經(jīng)傳遞所述音頻振動(dòng)信號(hào)，由此即 可聽到聲音。圖2示出了一個(gè)實(shí)施例的振動(dòng)激勵(lì)單元2。該振動(dòng)激勵(lì)單元2中的振 動(dòng)元件是線圈23。振動(dòng)激勵(lì)單元2還包括磁輒21和永磁體22。其中， 磁軛21為具有底部的空心圓筒形，永磁體22為圓柱形；磁輒21的內(nèi)徑 略大于永磁體22的直徑，使得圓柱形永磁體22適于以一端直立式置于 磁軛21的底部中心。線圏23可以為由本領(lǐng)域熟知的合適的細(xì)金屬絲螺 》走式纏繞而成的空心圓柱，其中細(xì)金屬絲可以為無氧銅絲或銅包鋁漆包 線等。線圏23的內(nèi)徑略大于永磁體22的直徑，使得適于將永磁體22從 線圏23的一端伸入線圈中，線圈23的另一端直接與振動(dòng)輸出頭3固定 式連接，例如可以通過粘接的方式，以便當(dāng)線圏23振動(dòng)時(shí)可以將振動(dòng)直 接傳遞給振動(dòng)輸出頭3。其中線圈23的與固定于振動(dòng)輸出頭3的一端相 對(duì)的用以伸入永磁體22的另一端為自由端。當(dāng)由音頻輸入引線4提供的 音頻電流信號(hào)通過線圈23時(shí)，通電線圈23在由》茲軛21和永》茲體22所 形成的磁路中會(huì)受到洛倫茲力的作用，從而發(fā)生振動(dòng)。此振動(dòng)通過振動(dòng) 輸出頭3向人體組織直接輸出。在使用中，將振動(dòng)輸出頭貼在耳廓附近 人體部位，通過人體的肌肉或骨骼組織直接傳入聽覺神經(jīng)，由此即可聽
到聲音。
在本實(shí)施例的具體應(yīng)用設(shè)計(jì)中，需要考慮使用磁能極高的永磁材料， 盡可能小的磁隙，以及盡可能小的振動(dòng)質(zhì)量，以獲得理想的聲學(xué)效果。 例如，可以選用N35以上牌號(hào)的釹鐵硼永磁體，磁隙控制在0. 5-1. 5匪 以內(nèi)，振動(dòng)線圈的質(zhì)量控制在0. 5-1. 5g以內(nèi)。
圖3示出了另一個(gè)實(shí)施例的振動(dòng)激勵(lì)單元2。該振動(dòng)激勵(lì)單元2中的 振動(dòng)元件是由磁致伸縮材料制成的磁致伸縮體27。振動(dòng)激勵(lì)單元2還包 括永磁體25和激勵(lì)線圈26。其中，永磁體25為薄的圓柱，磁致伸縮體 27為圓柱。與圖2的實(shí)施例相同，磁致伸縮體27的一端直接與振動(dòng)輸出 頭3連接。同樣，激勵(lì)線圏26可以為由本領(lǐng)域熟知的合適的細(xì)金屬絲螺 i走式纏繞而成的空心圓柱，其中細(xì)金屬絲可以為無氧銅絲或銅包鋁漆包 線等。激勵(lì)線圈26內(nèi)徑略小于永磁體22的直徑，適于以一端固定于所 述永》茲體的圓形表面的中心，而其另一端為自由端；其內(nèi)徑略大于》茲致 伸縮體27的直徑，適于使磁致伸縮體27從其中心穿過，并使所述》茲致200 伸縮體的與所述振動(dòng)輸出元件連接的一端相對(duì)的另 一端與永,茲體25的圓 形表面接觸。永磁體25同時(shí)起到尾質(zhì)量以及預(yù)壓應(yīng)力機(jī)構(gòu)的作用；磁致 伸縮材料可以是金屬磁致伸縮材料，可以是金屬間化合物磁致伸縮材料， 也可以是具有磁致伸縮特性的復(fù)合材料。當(dāng)由音頻輸入引線4提供的音 頻電流信號(hào)通過激勵(lì)線圏26時(shí)，激勵(lì)線圈26會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，被永 磁體25及預(yù)壓應(yīng)力極化后的磁致伸縮體27在該變化磁場(chǎng)的激勵(lì)下，因 其自身長(zhǎng)度的伸縮而產(chǎn)生與音頻電流信號(hào)同頻率的振動(dòng)。此振動(dòng)通過振 動(dòng)輸出頭3向人體組織直接輸出。在使用中，將振動(dòng)輸出頭貼在耳廓附 近人體部位，可通過人體的肌肉或骨骼組織直接傳入聽覺神經(jīng)，由此即
可聽到聲音。
由以上說明可以看出，盡管本實(shí)施例中的激勵(lì)線圈26與圖2所示實(shí) 施例中的線圈23材質(zhì)和形式可以相同，-f旦由于其"i殳置方式不同而作用完 全不同。線圈23通電后，因在磁場(chǎng)中受力而使其自身發(fā)生振動(dòng)，而激勵(lì) 線圈26通電后產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)使置于其中的磁致伸縮體發(fā)生振動(dòng)。
在本實(shí)施例的應(yīng)用設(shè)計(jì)中，需要
(1) 高性能的磁致伸縮材料，即有高的磁致伸縮系數(shù)及低的飽和磁 化場(chǎng)；
(2) 需要施加預(yù)加應(yīng)力，否則會(huì)出現(xiàn)音頻的倍頻現(xiàn)象。預(yù)加應(yīng)力的 大小要適當(dāng)；
(3 )要選擇合適的偏置磁場(chǎng)。
在實(shí)施時(shí)，可以選擇TbDyFe基的稀土超磁致伸縮材料為換能敏感單 元，施加5-15MPa的預(yù)加應(yīng)力，選4奪20-35kA/m的偏置》茲場(chǎng)，以獲得理 想的音效。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，為了滿足直接向人體輸出振動(dòng)的需要，本 實(shí)用新型中所使用的^f展動(dòng)輸出頭3應(yīng)為剛性材料，例如鐵、合金、塑料 等類似的合適材料。另外，為了增加其與人體接觸的舒適感，在剛性材 料的外表可以相應(yīng)地包覆一層柔性膜。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)明白，本實(shí)用新型的通過振動(dòng)輸出元件向人體直 接傳輸振動(dòng)的結(jié)構(gòu)適用于引入任何公知類型的耳機(jī)，使之改造為直動(dòng)式結(jié)構(gòu)，例如適用于各種換能方式的耳機(jī)，其中的振動(dòng)激勵(lì)單元相應(yīng)有各 種不同的結(jié)構(gòu)。故本實(shí)用新型不限于具體的實(shí)施例。
權(quán)利要求1、一種耳機(jī)，其包括外殼、振動(dòng)激勵(lì)單元、振動(dòng)輸出元件和音頻輸入引線，所述振動(dòng)激勵(lì)單元、振動(dòng)輸出元件和音頻輸入引線固定在所述外殼中，所述音頻輸入引線與所述振動(dòng)激勵(lì)單元電連接以向所述振動(dòng)激勵(lì)單元提供音頻電流信號(hào)；所述振動(dòng)激勵(lì)單元包括磁路系統(tǒng)和振動(dòng)元件，其特征在于所述振動(dòng)元件一端與將振動(dòng)信號(hào)直接傳遞給人體組織的所述振動(dòng)輸出元件固定式連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耳機(jī)，其特征在于所述振動(dòng)元件是線圏。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的耳機(jī)，其特征在于所述磁路系統(tǒng)包括磁 輒和永磁體。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的耳機(jī)，其特征在于所述線圈為由銅漆包 線螺旋式纏繞而成的空心圓柱形。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的耳機(jī)，其特征在于所述磁軛為具有底部 的空心圓筒形，所述永磁體為圓柱形；圓柱形的所述永磁體設(shè)于所述磁 軛中，并且以一端直立式置于所述^f茲軛的底部，另一端伸入所述線圏中。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的耳機(jī)，其特征在于所述磁路系統(tǒng)中的磁 隙為0. 5-1. 5 mm。
7、 根據(jù)上述權(quán)利要求2-6中任一項(xiàng)所述的耳機(jī)，其特征在于所述 線圈的質(zhì)量為0.5-1.5 g。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的耳機(jī)，其特征在于所述永磁體為N35以 上牌號(hào)的釹鐵硼永磁體。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耳機(jī)，其特征在于所述振動(dòng)元件為由磁 致伸縮材料制成的》茲致伸縮體。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的耳機(jī)，其特征在于所述磁路系統(tǒng)包括 永磁體和激勵(lì)線圈，所述激勵(lì)線圈為由銅漆包線螺旋式纏繞而成的空心 圓柱；所述激勵(lì)線圈以一端固定于所述永,茲體的中心，另一端為自由端； 所述磁致伸縮體穿過所述激勵(lì)線圈的中心，并使所述磁致伸縮體的與連 ，接到所述振動(dòng)輸出元件的一端相對(duì)的另 一端與所述永磁體^J妄觸。
專利摘要一種耳機(jī)，其包括外殼、振動(dòng)激勵(lì)單元、振動(dòng)輸出元件和音頻輸入引線，所述振動(dòng)激勵(lì)單元、振動(dòng)輸出元件和音頻輸入引線固定在所述外殼中，所述音頻輸入引線與所述振動(dòng)激勵(lì)單元電連接以向所述振動(dòng)激勵(lì)單元提供音頻電流信號(hào)；所述振動(dòng)激勵(lì)單元包括磁路系統(tǒng)和振動(dòng)元件，其中，所述振動(dòng)元件一端與將振動(dòng)信號(hào)直接傳遞給人體組織的所述振動(dòng)輸出元件固定式連接。本實(shí)用新型的耳機(jī)是直動(dòng)式的、可以解放雙耳，具有高保真特性、結(jié)構(gòu)合理、制造方便。
文檔編號(hào)H04R1/10GK201234334SQ200820115549
公開日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2008年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月21日
發(fā)明者董麗娜 申請(qǐng)人:北京麥格東方材料技術(shù)有限公司