专利名称：音频耳机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种音频耳机，其通过电缆或无线电线路连接到固定、移动或无绳电话或者类似的双向通信设备。
该耳机是用于双向通信设备的非手持操作单元，其允许用户和远程伙伴进行通话，但仍能用两手从事其他工作，且不需要扬声技术。耳机，如其名称所表示，位于用户的头部，靠近耳朵处有一个小扬声器，同时可能有一个传声器来获取用户的语音。耳机通过有线或无线电线路连接到双向通信设备。
目前市场上典型的耳机都是固定支撑在用户耳朵周围，这对于用户是非常不舒适的。而且也很难同时使用该类型的支撑设备和普通的眼镜，因为眼镜的侧架会和耳朵上方的耳机固定装置产生冲突。
美国专利No.5,659,156公开了一种所谓的耳模，其使用目的和本发明相同。该耳模有一个能伸入到用户耳朵的耳轮脚下方区域内的前突，而该设备的整个外壳基本填充了耳甲腔以及耳屏和对耳屏之间的区域。因此该耳模倾向于位于用户听管相对较深的位置处，甚至有一个进入耳道的前突。美国专利声称其所公开的耳模能用于减轻不舒适感，但显然此设备仍然位于听管相对较深的位置处，从而使周围声音的穿透力很弱以及阻碍出汗问题，因此导致了皮肤刺激。
美国专利No.6,122,388公开了一种类似的设备，其具有一个能伸入到对耳轮的上部基区和耳轮脚之间区域的前突，也即深入到耳甲艇内。另外，其还有一个与耳屏吻合的前突，也即该前突伸入到耳屏和对耳屏之间的区域，以及一个沿对耳屏边缘弯曲部分的相当大的吻合区。此设备也突出进入了听管，显然也具有和前述设备中屏蔽周围声音和阻碍出汗的相同问题。
另一种已知耳机设备参看公开号为WO 02/45390的国际专利申请。该设备不具有和前述两个设备相同的“防噪音耳塞”特征，而是在听管外部放置了一个扬声器栅格，但该设备的支撑仍然依赖于耳朵的解剖细节。因此该设备配备了一个C形状的大垫片，后者基本上完全与对耳轮边缘吻合来实现支撑，其上端突出进入了对耳轮前脚和耳轮脚之间的耳甲艇区域，且其下端沿着对耳屏/在对耳屏下部突出进入了耳屏下方形成的空腔。
尽管其在入口和听管之间保持了一定距离，但显然WO 02/45390公开的设备中的大垫片必定会产生和两个现有技术公开的类似问题。而且许多人具有明显和突出的耳轮脚，C形状的大垫片会抵触到耳轮脚，因此在使用了一段时间后就会导致不舒适和疼痛。或者说该设备不会按照期望的那样固定在外耳内，而是会被耳轮脚压向外面。
发明内容
本发明目的在于解决或至少减少现有技术中的上述问题，通过提供了一种音频耳机实现了该目的，该耳机包括把声音送向用户听管的扬声器装置，位于扬声器外壳内；用于获取用户语音的传声器装置；通信装置，用于在独立的双向通信设备和扬声器装置以及传声器装置之间分别接收和传送信号；固定于面向用户耳朵一侧上的所述扬声器外壳的支撑装置，通过与用户耳朵的解剖细节相配合而适于支撑耳机。
本发明的音频耳机的特征在于支撑装置包括至少两个位于扬声器栅格周围的支撑垫片，并且垫片之间具有开口，第一个所述垫片的形状和位置为，通过穿过对耳轮前脚下方和耳轮脚上方的区域来配合耳甲腔的区域，而第二个垫片的位置和形状为配合在耳屏和对耳屏之间。
本发明的一个实施例中，第三个支撑垫片的形状和位置要配合耳甲后壁以增强稳定性。
本发明的另一个实施例中，第三和第四个支撑垫片的形状和位置要配合耳甲后壁，但在两个垫片之间要有一个开口，其长度可以和垫片大小相比。
通信装置包括无线电接收机、发射机和天线，其全部位于扬声器外壳内并和独立的通信设备进行无线双向通信。在这种情况下，电池盒可设置成从扬声器外壳向下的延伸部分。用户界面可以集成在电池盒内，操作按钮设置在盒壁上。
可选择地，通信装置可以包括与独立的通信设备连接的双向电缆。
支撑垫片或者可调节地固定在扬声器外壳上，或者具有不同的大小以对不同大小的耳朵提供适当的及舒适的耳机支撑。从上述内容可以看出，与使用C形或类似连续形状的现有技术设备相比，本发明提出了2或3种垫片形状，特别消除了耳轮脚的周围区域。
本发明的显著优点是良好的透气性，增强了用户的舒适感，因为和只有一个开口或根本没有开口相比，空气可以通过两个或更多的透气孔，与此同时还对用户耳朵增加了三维的声音传播效果。因为允许周围声音从2-3个方向穿透用户的耳朵，用户能够更加容易的辨别声音来源的方向。
以下通过描述本发明的优选实施例，同时参照附图来更加详细地说明本发明，其中图1表示典型人耳的重要解剖细节，图2表示本发明的一个实施例的耳机外观侧视图，图3a、3b表示本发明实施例的耳机在面向耳朵的一边上的支撑垫片的具体位置和形状，图4表示耳机位于用户耳内的透视图，图5表示使用移动电话和耳机的一个用户，以及图6示意性表示耳机的一般内部细节。
具体实施例方式
首先参看图1，其绘出了一个典型的人耳以及它的解剖细节附图标记1表示耳轮，即耳朵的外部和上边缘。耳轮脚1a是耳朵前端从耳轮连续向内和向后弯曲的部分。附图标记2表示对耳轮，其是耳轮“内部”的较大区域并且包括两个子部分，即对耳轮后脚2a和前脚2b。
附图标记3表示前脚2b下方的耳甲，并且耳甲被耳轮脚1a划分成上部的耳甲艇3a和下部通向听管的耳甲腔3b。
在耳甲腔3b下方，我们可以看到对耳屏4和耳屏5分别在听管口的两边，最下端的附图标记6表示耳垂。
移动电话正变得非常普及，且使用也相当广泛。因此目前需要能够非常耐用的耳机，甚至在全天的极限情况下也不会使用户感到不适。此外，耳机既不应屏蔽听管而显著降低用户的听力，也不应降低对声音来源的方向感。
参看图2，其给出了本发明的一个完整耳机7的实施例的侧视图。主要部分是一个扬声器外壳8，其不可见的一边上有一个面向用户耳朵的扬声器栅格。所示实施例是无线类型的耳机，其配备了从扬声器外壳8向下延伸的电池盒9。需要注意的是在用电缆连接耳机7和用户携带的主要双向通信设备例如移动电话的实施例中，该电池盒不是必需的(见图5)。
但是双向通信必需的元件是由附图标记10表示的传声器。本实施例中，传声器集成在扬声器外壳8内或稍微超出外壳8，其用于获取用户的语音。传声器可以配备一个定向声道把用户语音传入传声器来增强音频性能。
附图标记12表示一个指操作按钮形式的用户界面。本实施例中按钮12位于电池盒9之上是很方便的，但是在没有电池盒的实施例中，用户界面可以位于扬声器外壳8的外部或边缘上。
但是在图2的实施例中，为了最佳使用和固定，用户界面12集成在电池盒9内，因此按钮可以稳定地控制和按压，同时避免当用户界面位于耳机外部时把耳机按压到耳朵内的感觉。
图2中，本发明的最重要元件在图片上部仅部分可见，即第一个垫片13，和传声器10位于扬声器外壳8上的位置之后的第二个垫片14的顶端。本发明最基本的实施例中，两个该类型的垫片13、14通过形状和位置与用户耳朵的指定区域相吻合来提供了耳机的支撑装置。参看图1，垫片13、14所吻合的两个区域分别是耳甲艇3a以及耳屏5和对耳屏4之间的区域。仅用两个支撑垫片13、14就能确保用户透气和出汗时较好的舒适度，并且关于用户对背景声音的听觉能力也提供了很好的条件。
图3a给出了和图2同一实施例中的扬声器外壳8的另一边，即面向用户耳朵带有中央扬声器栅格的一边。垫片13和14清楚地呈现为一个上部垫片13和一个下部垫片14，两个垫片都略微呈拉长的形状。当垫片13从对耳轮前脚2b下方区域与耳甲艇区域相吻合时，垫片14同时进入了耳屏4和对耳屏5之间的区域，耳机就牢靠固定在用户的外耳内。此外，两个垫片13、14之间的开口非常大，其能够自由传输背景声音，同时具有适当的透气性。
垫片13、14的大小可以小于图3a所示的垫片，其增加了透气性和环境声音，但损失了稳定性和牢靠支撑。但是图3b所示的实施例中添加了一个额外的垫片15以提供更好的稳定性，而仍然有很好的透气性和声音状态。本实施例中，前两个垫片13、14可以略微较小，但其形状以及与耳朵吻合的位置与只有两个垫片的实施例是相同的。垫片15的形状和位置用于吻合耳甲3的环形后壁。因此获得了在耳内的适当支撑和牢靠固定。
很重要的一点是垫片之间的开口要足够大。因此可以认为把垫片个数增加到大于三个不会比三个垫片的情况具有任何额外的改进，因为用户耳朵内有非常小的垫片将不会很舒适。
图4给出了本发明一个实施例中3垫片耳机的“透视图”，其固定在用户耳朵内。可以很清楚地看到上部垫片是如何进入耳甲艇区域，同时下部/前方垫片位于耳屏和对耳屏之间的空腔，以及第三个后方垫片和耳甲壁吻合，同时在垫片之间留出了较大开口以保证透气性和声音穿透力。需要提及的是，与此同时图4和图2中标示的电池盒实际上增加了耳机的稳定性，并且使重心固定，从耳朵的对耳屏/耳屏区域和向下区域形成了耳机的延续形式。
关于构成本发明重要部分的垫片，其必须具有坚固的和非过敏原的表面。软性橡皮状表面不能经受人耳出汗的化学反应，因而很容易被溶解并产生粘滞感。优选类似标准ABS的材料。该表面或者是纯塑料，或者进行装饰性的涂绘。电镀或真空镀的表面会引起过敏反应，因而不推荐使用，至少不推荐用作垫片或与用户皮肤或耳朵接触的部分。垫片应该坚固以保证适当的稳固性。因为人耳的大小不同，垫片优选以挠性方式固定在扬声器外壳8上，或者具有不同的大小来最佳固定。扬声器外壳可以设置沟槽，垫片座能够滑入其中来可变固定，或者设有扣合功能的开口来将垫片保持到位。
图5表示一个用户携带了双向通信设备16，在这种情况下是一个移动电话，但同样也可以是一个无绳电话或任何可用频带上用于双向通信的手持式无线电收发机。图中同时给出了双向通信设备16和独立耳机7之间的两种可行连接，分别是虚线的电缆连接21和短距离无线电通信线路20。该类型的短距离无线电通信在目前是相当普遍的(“蓝牙”)。
图6给出了“无线电”实施例时耳机7的内部细节天线17连接到一个接收器/发送器模块18，后者从电池盒9的电池接收功率，并由用户界面12控制。传声器10和扬声器9连接到模块18。
最后需要强调的是，本发明的耳机是一种吻合用户的外耳且不需到达听管的耳机。现有技术的一些发明描述了相关的概念，但其仅允许背景声音从一个耳朵透气口穿透耳朵。因此会降低耳朵的透气性，降低汗水从耳朵直接消散的可能性。通过引入类似本发明中的多个透气孔，优选2或3个开口，能够使湿气更好通风，而同时背景声音可以从各个方向穿透。这是通过引入至少两个垫片获得的，其稳固地把耳机固定在用户外耳内，防止耳机旋转并且允许空气和声音自由地沿着开口传播。透气孔的长度应该比得上垫片的长度。垫片的形状是，一个垫片从对耳轮前脚下方和耳轮脚上方之间的区域穿过耳甲艇区域，另一个垫片位于耳屏和对耳屏之间，且第三个垫片位于耳甲的环形壁处。前两个垫片防止耳机水平旋转，同时第三个垫片提供进一步的稳定性。
权利要求
1.一种音频耳机，包括把声音送向用户听管的扬声器装置(19)，位于扬声器外壳(8)内；用于获取用户语音的传声器装置(10)；通信装置(17，18)，用于在独立的双向通信设备(16)和扬声器装置(19)以及传声器装置(10)之间分别接收和传送信号；固定于面向用户耳朵一侧上的所述扬声器外壳(8)的支撑装置(13-15)，通过与用户耳朵的解剖细节(2-5)相配合而适于支撑所述耳机；其特征在于所述支撑装置包括至少两个位于扬声器栅格周围的支撑垫片(13-15)，并且垫片之间具有开口，第一个所述垫片(13)的形状和位置为，通过穿过对耳轮前脚(2b)下方和耳轮脚(1a)上方的区域来配合耳甲腔(3a)的区域，而第二个垫片(14)的位置和形状为配合在耳屏(5)和对耳屏(4)之间。
2.权利要求1的耳机，其特征在于第三个支撑垫片(15)的形状和位置为配合耳甲后壁(3b)，以增强稳定性。
3.权利要求1或2的耳机，其特征在于通信装置包括无线电接收机(18)、发射机(18)和天线(17)，其全部位于扬声器外壳(8)内，与所述独立的通信设备(16)进行无线双向通信。
4.权利要求3的耳机，其特征在于电池盒(9)设置为从扬声器外壳(8)向下的延伸部分。
5.权利要求4的耳机，其特征在于用户界面集成在电池盒(9)内，操作按钮(12)设置在盒壁上。
6.权利要求4的耳机，其特征在于通信装置包括与所述独立的通信设备(16)连接的双向电缆(21)。
7.权利要求1或2的耳机，其特征在于垫片(13-15)可调节地固定在扬声器外壳(8)上，以给不同大小的耳朵提供合适和舒适的耳机支撑。
全文摘要
一种音频耳机(7)，通过独立的移动电话或类似设备进行双向通信，由配合用户外耳解剖细节的两或三个垫片(13－15)来支撑。一个垫片(13)配合耳甲艇，第二个垫片(14)配合在耳屏和对耳屏之间的区域。第三个支撑垫片可以配合耳甲后壁。
文档编号H04M1/60GK1810014SQ03826426
公开日2006年7月26日 申请日期2003年5月9日 优先权日2003年5月9日
发明者迈克尔·瓦明 申请人:丹麦尖端移动通信