耳機組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于入耳式收聽裝置的耳機組件和用于過濾可聽到的聲音輸出的一部分的方法。耳機包括配置為接收管嘴的外罩，布置在外罩內(nèi)的每一個具有聲輸出的多個驅(qū)動器，和布置在外罩內(nèi)的配置為過濾來自多個驅(qū)動器的至少一個的聲波輸出的至少可聽到部分的細長通路。該方法包括提供細長通路，以提供增大的路徑長度；和將至少一個驅(qū)動器的輸出連接到細長通路，以將聲音輸出配置為被接收在細長通路內(nèi)，從而聲學(xué)地過濾來自至少一個驅(qū)動器的聲音輸出的一部分。
【專利說明】耳機組件
[0001] 交叉引用
[0002] 本申請要求2012年5月22日提交的美國申請No. 13/477874的優(yōu)先權(quán)，該申請在 此以引用的方式以其全文并入本文中。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及聲音重現(xiàn)領(lǐng)域，更具體地，涉及使用耳機的聲音重現(xiàn)領(lǐng)域。本發(fā)明的各 方面涉及范圍為從聽力輔助裝置到高質(zhì)量音頻收聽裝置到消費者收聽裝置的用于入耳式 收聽裝置的耳機。

【背景技術(shù)】
[0004] 音樂人、錄音棚工程師和現(xiàn)場音響工程師利用個人入耳式監(jiān)聽系統(tǒng)監(jiān)聽舞臺上和 錄音棚中的表演。入耳式系統(tǒng)直接將音樂組合直接遞送到音樂人或工程師的耳朵而無需與 其他舞臺或音響聲音競爭。這些系統(tǒng)提供給音樂人或工程師對樂器和聲道的平衡以及音 量的控制，并且用于通過在較低的音量設(shè)置下較好的聲音質(zhì)量來保護音樂人或工程師的聽 力。入耳式監(jiān)聽系統(tǒng)給予對傳統(tǒng)的監(jiān)聽系統(tǒng)或揚聲器的改進替代，并且繼而，顯著改變了音 樂人和聲音工程師在舞臺上和錄音棚中的工作方式。
[0005] 而且，很多消費者期望高質(zhì)量的音響，無論他們正在聽音樂、DVD原聲碟、播客或手 機通話。使用者可能期望小的耳機，其有效地阻擋來自使用者的外部四周的背景環(huán)境聲音。
[0006]助聽器、入耳式系統(tǒng)和消費者收聽裝置通常利用耳機，耳機至少部分地接合收聽 者的耳內(nèi)部。通常的耳機具有安裝在外罩內(nèi)的一個或多個具有動態(tài)動圈或平衡電樞設(shè)計的 驅(qū)動器。通常，聲音被從驅(qū)動器（一個或多個）的輸出端口通過圓柱狀聲音端口或管嘴輸 送到使用者的耳道中。
[0007] 多個驅(qū)動器耳機可產(chǎn)生更準確的頻率響應(yīng)，尤其在低音電吉他或低音鼓的通常較 低的頻率范圍中。更好質(zhì)量的聲音輸出通過優(yōu)化用于特定聲音區(qū)域的特別的驅(qū)動器來實 現(xiàn)，因為特別的驅(qū)動器可專門設(shè)計用于特定的頻率范圍。另外，多驅(qū)動器耳機能夠提供更大 音量的聲音而沒有太多的失真，由此在更高分貝的設(shè)置中帶來更清楚的聲音。但是，還期望 過濾由低頻驅(qū)動器產(chǎn)生的更高頻率的過濾器，以優(yōu)化耳機的性能或聲音質(zhì)量，如下面更詳 細討論的。
[0008]在相關(guān)領(lǐng)域中，用作低通濾波器的無源電學(xué)方法在擴音器中是常見的。擴音器分 頻器（crossover)設(shè)計通常使用僅簡單的第一級無源電網(wǎng)絡(luò)來建立低通和高通濾波器，主 要允許每一個揚聲器在其有效范圍中工作，并且避免對沒有設(shè)計用于再現(xiàn)特定頻率的驅(qū)動 器的損壞。正確設(shè)計的分頻器也最小化再現(xiàn)重疊頻率區(qū)域的多個聲源之間的破壞性相間作 用。適當(dāng)配對的低和高通濾波器還防止驅(qū)動器的并聯(lián)電網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)關(guān)于源放大器的過低的負 載阻抗。無源網(wǎng)絡(luò)通常使用感應(yīng)器來電子地建立低通濾波器，感應(yīng)器的性能直接與其線圈 匝數(shù)的數(shù)量相關(guān)。
[0009] 但是，關(guān)于多驅(qū)動器耳機設(shè)計，感應(yīng)器用于低通濾波的使用在實際的實施方式中 存在兩個明顯的障礙。首先，對大的匝數(shù)數(shù)量的要求導(dǎo)致更大的封裝尺寸。其次，用于最大 化每單位感應(yīng)器體積的匝數(shù)數(shù)量而使用小尺寸線導(dǎo)致明顯更高的DC電阻值。當(dāng)處于與接 收器電串聯(lián)時，該DC電阻導(dǎo)致接收器輸出靈敏性的不期望的下降，這不利地影響耳機的質(zhì) 量。本文公開的實施例目的是克服如上所討論的感應(yīng)器協(xié)同低頻驅(qū)動器的使用的實際實施 的問題；但是，這不排除感應(yīng)器與本文公開的任何實施例協(xié)同實施。
[0010] 來自低頻驅(qū)動器的不期望的高頻聲音輸出可通過增大從驅(qū)動器輸出到耳機輸出 的聲音通道的長度而被過濾。聲慣量（acousticinertance)，其為對聲音在小橫截面積的 管道中的傳輸?shù)膽T性阻礙作用或空氣對聲音在管道中的傳輸?shù)馁|(zhì)量加載，可通過下面的方 程計算，其中為P?？諝獾拿芏龋琇為以米為單位的管的長度，A為以平方米為單位的管的橫 截面積，并且《為以弧度為單位的聲波的角頻率：（以kg/m4為單位）：

【權(quán)利要求】
1. 一種耳機組件，包括： 外罩； 第一驅(qū)動器，配置為產(chǎn)生第一音頻輸出； 第二驅(qū)動器，配置為產(chǎn)生第二音頻輸出； 管嘴，聯(lián)接到外罩；和 細長通路，聯(lián)接到第一驅(qū)動器，并且容納在外罩內(nèi)，該細長通路具有長度和橫截面積， 并且包括曲折的路徑，該路徑具有多個轉(zhuǎn)彎，所述多個轉(zhuǎn)彎在內(nèi)部蜿蜒在外罩內(nèi)，其中，該 細長通路的長度和橫截面積配置為聲濾波器，用于過濾來自第一驅(qū)動器的音頻輸出的聲音 的至少可聽到的部分。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耳機組件，其中，所述細長通路的至少一部分形成迷宮。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的耳機組件，其中，所述迷宮包括多個一體的層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的耳機組件，其中，所述迷宮的一個或多個層在層的最大表面 積上形成沿長度方向、寬度方向延伸的細長溝道或其組合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的耳機組件，其中，一個或多個層的細長溝道形成為波浪或螺 旋形狀。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的耳機組件，進一步包括歧管，其中，所述歧管包括形成細長通 路的部分的通路。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的耳機組件，其中，所述歧管包括多個一體的層，其中，所述歧 管的一個或多個層形成細長溝道，并且其中，形成在所述歧管的一個或多個層中的細長溝 道具有比形成在迷宮的一個或多個層中的細長溝道的長度更大的長度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的耳機組件，其中，所述歧管進一步包括用于直接從第二驅(qū)動 器接收聲音的另外的通路，該第二驅(qū)動器配置為輸出比第一驅(qū)動器更高頻率的聲音。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的耳機組件，其中，阻尼機構(gòu)提供在歧管中，并且其中，阻尼機 構(gòu)包括多個孔，所述多個孔形成在形成歧管的層中。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耳機組件，其中，細長通路的形狀的至少一部分為螺旋或波 浪狀。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耳機組件，其中，細長通路一體地形成在殼體的一部分內(nèi)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耳機組件，其中細長通路具有恒定直徑。
13. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的耳機組件，其中，迷宮以棱柱形狀形成。
14. 一種耳機組件，包括： 外罩，配置為接收用于輸出聲音的管嘴；和 多個驅(qū)動器，每一個具有布置在外罩內(nèi)的輸出，其中，驅(qū)動器中的至少一個連接到細長 通道，該細長通道聲學(xué)地聯(lián)接到管嘴； 其中，細長通道由布置在外罩內(nèi)的不同形狀的通道的網(wǎng)絡(luò)形成，其中，細長通道沿X，Y 和Z方向中的每一個方向延伸，并且其中，細長通路的長度和橫截面積配置為過濾來自多 個驅(qū)動器中的至少一個輸出的聲波的至少可聽到的部分。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的耳機組件，其中，細長通路的至少一部分形成迷宮。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的耳機組件，其中，細長通路的路徑的至少一部分包括螺旋 或波浪形狀。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的耳機組件，其中，迷宮進一步包括多個層。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的耳機組件，其中沿長度方向、寬度方向延伸的細長溝道或 其組合形成在迷宮的一個或多個層上的該層的最大表面積上。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的耳機組件，其中，耳機組件進一步包括歧管，并且其中，歧 管提供軌跡，該軌跡提供細長通路的至少一部分。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的耳機組件，其中，阻尼機構(gòu)提供在歧管中，并且其中，阻尼 機構(gòu)包括多個孔，所述多個孔形成在形成歧管的層中。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的耳機組件，其中，所述歧管包括多個一體的層，其中，所述 歧管的一個或多個層形成細長溝道，并且其中，形成在所述歧管的一個或多個層中的細長 溝道具有比形成在迷宮的一個或多個層中的細長溝道的長度更大的長度。
22. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的耳機組件，其中，迷宮以棱柱形狀形成。
23. -種過濾耳機中的聲輸出的方法，包括： 由多個疊置的層形成細長通路； 將細長通路和配置為提供聲輸出的至少一個驅(qū)動器收納在耳機殼體內(nèi)； 將至少一個驅(qū)動器的輸出連接到細長通路，并且將聲輸出配置為接收在細長通路內(nèi)， 以聲學(xué)地過濾來自至少一個驅(qū)動器的聲輸出的至少一部分。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，多個疊置的層和通路形成迷宮，并且其中，第 一子組疊置的層具有由不同形狀形成的通道。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，第二子組疊置的層具有孔，該孔允許聲音通過 第二子組疊置的層中的每一個進入第一子組疊置的層中的相鄰一個中。
26. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，進一步包括將疊置的層激光焊接在一起。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，多個疊置的層包括交替的第一和第二子組的 層。
28. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述至少一個驅(qū)動器為低頻驅(qū)動器，并且細長 通路配置為過濾來自低頻驅(qū)動器的高頻聲音。
29. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，進一步包括提供歧管，其中，細長通道部分地形成在 該歧管內(nèi)。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，進一步包括由一系列疊置的層形成歧管。
31. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，進一步包括通過在形成歧管的層中提供多個孔在歧 管中提供阻尼機構(gòu)。
32. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，進一步包括將細長通路的路徑的至少一部分形成為 螺旋或波浪形狀。
33. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，進一步包括形成細長通路，以使其沿X，Y和Z方向 中的每一個延伸。
34. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中迷宮通過3D打印形成。
35. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中迷宮通過微光刻形成。
【文檔編號】H04R1/24GK104412615SQ201380035855
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2013年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月22日
【發(fā)明者】S.C.格林克, P.N.桑加里斯, S.R.格羅斯, K.P.格拉范, L.弗羅利希, G.扎諾尼, M.B.布雷內(nèi)曼 申請人:舒爾.阿奎西什控股公司