耳机设备的制作方法

专利名称：耳机设备的制作方法
技术领域：
本发明的领域涉及用于声音再现的耳机设备。
背景技术：
MP3播放器的出现导致了用于收听音乐的耳塞(earbud)式耳机的较大增长。常规 的耳塞耳机有两种大致类型(i)简单地保持在接近于耳道的外耳的类型；和(ii)实现与 耳道的某些形式的接触以试图形成声学密封的类型。前一种类型不具有密封耳朵的装置，并且除了其他方面外，在耳朵中还遭受差的 低音响应、很少的声隔离和不安全的配合。后一种类型(通常称为插入耳塞)通过较大或较小程度地突出到耳道中并且使用 某些形式的柔性元件以产生与耳道的接触，以此来形成对耳道的密封。它们提供改进的低 音响应、改进的隔离和比邻近类型(proximity type)的耳塞更安全的配合。然而，在实际 中，密封的效果远没有理想的好，并且导致低音性能、隔离、配合和舒适性的损失。为了再现重低音响应，耳塞应该有效地对耳道密封，使得最小化耳塞扬声器和耳 道之间的空气泄漏。如果在耳塞和耳道之间存在严重的空气泄漏，则在耳膜处的频率响应 将展现出下降的低音响应——泄漏越大，低音响应开始下降的频率越高。通常通过配合到 耳道或耳道入口的柔性垫的某些装置来实现插入类型耳塞的密封。低音响应也受到这个垫 的声阻抗(acoustic impedance)影响。如果阻抗太低，则低音响应将被降低。补偿插入式耳塞存在的低音响应问题的尝试普遍上不成功。试图通过例如在驱动 耳塞的放大器之前使用合适的均衡滤波器来补偿下降的低音响应可能导致过载问题。空气 泄漏降低了耳塞驱动单元操作的声阻抗；因此，保持给定水平的低音输出，驱动单元不得不 被更强地驱动以产生更多的排量(displacement)，并且放大器必须产生同样较大的输出水 平。这两个因素导致了来自耳塞的较高的失真并且减小了最大输出水平能力。虽然增加驱 动的要求对于动圈(移动线圈)式驱动单元相当困难，但是对于使用微型平衡电枢驱动单 元的耳塞特别成问题，所述微型平衡电枢(balanced armature)驱动单元在低频处一般具 有更低的声体积速度性能(acoustic volume velocity capability)。相对于耳道的密封的质量或特性也可以影响耳塞的隔声特性。密封越好，即空气 泄漏越少，隔声越好，特别是在低频处。插入型耳塞经常佩戴在它们阻挡外部噪声的能力是 重要的环境中，从而在严重环境噪声(例如在飞机、公共交通上等)存在时允许以安全的听 觉水平进行收听。糟糕的密封将极大地减小耳塞阻挡外部噪声的能力，特别是较低频率的 噪声，并且通过提升音量来使低频更能听见的任何尝试将导致例如损害回放水平或增加失 真ο
除了最小化空气泄漏的能力之外，用来实现密封的垫的声阻抗也是重要的。如果 垫太轻或太薄，不管其消除声学空气泄漏的效果如何，它都将具有低的声阻抗并且将对外 部噪声阻挡很差。在现有技术的耳塞中，例如Etymotic Research Inc.制造的ER4S 耳机，典型 地通过两种装置中的一种来实现密封。在图1中示出了第一种，其包括附连到耳塞外壳的 输出端口的三个分层“蘑菇”尖端。在外壳和尖端之间保持紧密密封，从而使得理想上在两 者之间没有声学泄漏发生。将蘑菇尖端插入到耳道中，从而使得蘑菇盖中的一个或多个与 耳道壁接触以实现密封。由于人与人的耳道尺寸不同，因此提供不同尺寸的耳朵尖端，并且 用户必须通过感觉和收听声频来确定哪一个正好是最合适的尖端。然而，为了实现合适的 密封，不得不将尖端较深地插入到耳道中，因此可能感到不舒适，使得许多用户在实际中没 有得到足够完全密封的益处。此外，由于深插入，尖端常常拾取当清洁耳道时不容易接近以 去除的耳垢。即使当获得良好的密封时，这种耳塞还有一个缺点，这与密封阻挡外部噪声的有 限的能力有关。蘑菇尖端的盖由非常薄的硅树脂橡胶制成，使得当被插入到耳道中时，它们 将容易变形。然而，这个柔韧性对垫阻挡外部噪声的能力是有害的。图3中的曲线图301示 出了使用蘑菇盖的示例耳塞在真实耳朵中的声衰减(与下面讨论的泡沫盖的衰减相比)。 可以看出，高频衰减平稳在几百赫兹以上而不是随着频率增加继续提高。可替换方法是使用慢恢复聚安酯泡沫垫，类似于在嘈杂环境中用于保护的耳塞。 ER4 耳机提供了这种方案作为蘑菇尖端的替换，并且在图2中示出。在将泡沫垫插入耳 道之前，必须小心地滚动泡沫垫以压缩泡沫，小心不引起泡沫中的折痕，一旦泡沫垫被插入 到耳道中，所述折痕将阻止均勻的扩展。泡沫垫一旦被压缩，就尽可能深的被推入耳道中， 于是其扩展以与耳道壁产生接触并且实现声学密封。为了产生有效的密封，泡沫的扩展肯 定是显著的，一旦完全被插入，这导致在耳道中压力的感觉，从而可以导致不舒适。蘑菇盖 在拾取耳垢方面存在同样的问题。泡沫垫的声音阻抗可以显著高于蘑菇盖，然而这导致了高频的较大隔离。这可以 通过再次参照图3中所示的声衰减曲线图尤其是曲线图305看出。对于两个垫，较低频率 衰减是类似的，表明对于两个垫，已经获得了合理的低频密封，但是如曲线图305所示，泡 沫垫的高频衰减明显较高。在上面的描述中暗示的问题是要求佩戴者选择合适尺寸的垫并且将其足够深并 且足够小心地插入以获得良好的密封。用户不情愿将垫足够深地推入耳朵中，因为害怕如 果插入深会引起对耳朵的损伤。这个问题与耳塞中发现的相同，研究显示，用户不是非常熟 练从这些设备获得最佳性能(参见Elliott H. Berger，“The Naked Truth About NRRs”， EAR Hearing Protection Products ； 1993 ； S EAR AearoEARLog 中)。可以在如下耳塞上找到其他类型的耳朵密封，例如由Sony Electronics Inc.(索 尼电子股份有限公司)制造的MDR-NCll噪声消除耳塞式头戴耳机。他们采用蘑菇尖端的 变型，仅利用单个盖，同样具有不同的尺寸以适应不同的耳朵。这种类型的耳塞通常使用具 有比平衡电枢设备更大的振动膜的动圈式换能器，但是仍然需要良好的密封用于再现低音 频率。尖端具有与多个盖方法相同的问题，但是其没有被设计为配合到耳朵中那么远并且 遇到与差的密封和差的隔离同样的问题，而且由于浅插入而加重。
因此，提供克服上述问题、劣势或缺点中的一个或多个的耳机设备是有利的。提供 下述耳机设备例如配合到耳道中的耳塞是更有利的其通常需要佩戴者较少的技巧或注意 而潜在地提供其他额外的益处，包括例如改进的密封、较高声阻抗的垫和/或更安全地配 合到耳朵中以改进耳塞的低音响应。提供下述耳机设备也是有利的，即其提供更有效的噪 声隔离以及改进的配合和性能一致性。

发明内容
在一个方面，提供了一种装置和方法，用于通过使用形成密封的可压缩材料和手 动元件来将插入类型的耳塞配合到耳道，所述手动元件用于控制所述可压缩材料的压缩。在一个实施例中，耳机设备包括具有终止于声学输出端口的主体的外壳、设置在 所述外壳内部的至少一个驱动单元、至少部分地围绕接近所述输出端口的主体部分的可压 缩材料(例如泡沫球)和具有多个位置的可调构件。当所述可调构件在第一位置时，所述 可压缩材料是相对不压缩的，并且当所述可调构件在第二位置时，所述可压缩材料是相对 压缩的。所述可调构件除其他外，可以是例如枢轴杠杆、螺旋形凸轮或推杆机构。所述壳体 可以具有包围所述一个或多个驱动单元的主体和终止于所述声学输出端口的较窄中空延 伸构件(例如中空柱)。可移动盖可以被设置在所述壳体的一端，其中所述中空延伸构件穿 过所述可移动盖。可以围绕所述可移动盖的周边设置凸缘，从而提供围绕所述耳道区域的 密封。所述可压缩材料可以由所述中空延伸构件夹住，并且紧邻所述可移动盖或凸缘。通 过致动所述可调构件，所述可压缩材料可以被解压，并因此变窄或伸长，以便插入到所述佩 戴者的耳朵中，并且通过进一步致动所述可调构件，所述可压缩材料可以被压缩，并因此变 宽或扩展，以扩大所述可压缩材料，从而形成对所述佩戴者的耳道区域的足够的密封。根据如本文所描述的各种实施例，插入耳塞类型的耳机设备与常规耳机设备相 比，通常可能需要所述佩戴者较少的技巧或注意，同时潜在地提供其他额外的益处，包括改 进的密封、较高的声阻抗垫和/或在耳朵中更安全的配合以改进耳塞的低音响应，并且提 供更有效的噪声隔离以及配合和性能的改进的一致性。 也在本文公开了其他实施例、变型和改进。


图1是现有技术的头戴式耳机的耳塞的一种类型插图。图2是现有技术的头戴式耳机的耳塞的另一种类型的插图。图3是比较图1和2中所示的现有技术的耳塞的衰减特性的图表。图4A是根据本文公开的一个实施例的耳机设备的局部剖面的图示，所述耳机设 备具有手动杠杆，用于在插入耳道之前或期间，压缩泡沫垫或其他类似材料，并且图4B和 4C是更详细地说明了手动杠杆工作的图示。图5是耳机设备的另一实施例的局部剖面的图示，所述耳机设备具有可旋转的构 件，在插入耳道之前或期间，所述旋转构件引起泡沫垫或其他类似材料的压缩。图6是耳机设备的另一实施例的局部剖面的图示，在插入耳道之前或期间，所述 耳机设备使用手动杠杆来压缩泡沫垫或类似材料。图7是耳机设备的另一实施例的局部剖面的图示，所述耳机设备具有弹簧加载柱构件，在插入耳道之前或期间，所述弹簧加载柱构件允许泡沫垫或其他类似材料的压缩。图8是耳机设备的另一实施例的局部剖面的图示，所述耳机设备具有弹簧加载柱 构件和锁定机构，在耳机插入耳道之前或期间，所述弹簧加载柱构件和锁定机构允许泡沫 垫或其他类似材料的压缩。图9A是类似于图4A的耳机设备的图示，但是沿着其长度具有带孔或类似穿孔的 在部分透声的类柱构件，以及图9B是示出了在类柱构件上的孔或穿孔的示例性图案的图
示 ο
具体实施例方式根据本文公开的一个或多个实施例，耳机设备包括耳塞外壳、中空延伸构件、可压 缩材料(例如泡沫球)和可调构件(例如手动杠杆、推杆或螺旋形凸轮)，所述耳塞外壳具 有包围一个或多个驱动单元的壳体，所述中空延伸构件终止在声学输出端口，从驱动单元 输出的声音被弓I导通过所述声学输出端口，所述可压缩材料至少部分地围绕靠近所述输出 端口的主体的一部分，所述可调构件控制可压缩材料的形状。当可调构件被移动到第一位 置中时，可压缩材料变得相对不压缩并且伸长，允许容易地插入耳道中。当可调构件被移动 到第二位置中时，可压缩材料是相对压缩的并且展宽，从而形成对耳道的紧贴密封。可移动 盖可以被布置在壳体的一端，并且具有围绕其外围设置的凸缘，以便提供围绕耳道区域的 辅助密封。中空延伸构件可以被扩张，从而夹住可压缩材料，并且抵靠可移动盖和/或凸缘 拉动材料或推动材料远离可移动盖和/或凸缘。因此可压缩材料可以被解压并且因此变窄 或伸长，或可压缩材料可以被压缩并且因此展宽或扩展以形成对佩戴者的耳道的密封。在图4中示出了耳机设备400的一个实施例的图示。具有声学端口 404的耳塞壳 体401位于盖403内部(声学端口 404可以包括位于中空管或类柱构件419的尖端处的开 口，所述中空管或类柱构件419从耳塞壳体401突出)，优选地它们都是由刚性材料制成，例 如基于尼龙的塑料。设置在耳塞壳体401内部的是一个或多个驱动单元(未示出)，例如 一个微型电枢驱动单元或两个或更多个微型平衡电枢驱动单元，可能与用于低频的小的动 态驱动器连接，所有均如本领域中常规已知的。驱动单元声音输出从位于声学端口 404的 尖端处的开口发出，并且从连接到耳塞壳体401的电线或电缆430接收信号。盖403优选 配备有柔韧的、柔性的凸缘406，其覆盖并且密封所述盖，虽然在某些实施例中可以省略凸 缘406。凸缘406倚靠耳道的入口配合耳道并且优选的是足够柔韧以符合耳道入口的轮廓， 从而提供舒适的配合并且形成对它的至少部分声学密封。耳塞壳体401在盖403内来回滑 动，当其向外滑动时，由具有偏心凸轮扩展元件407的杠杆402协助。杠杆402的轮廓边缘 靠着盖403的背部保持，当手动地致动杠杆402时，所述盖403相对于壳体401来回移动。 元件407可以包括柔性的泡沫、弹簧或某些其他可延展或可扩展的材料。根据优选实施例，围绕中空柱构件404的是垫405。垫405包括可变形的材料，其 被成形为使得当耳塞壳体401被向前安置在盖403内部时，其在轮廓上相对长和窄。当耳 塞壳体401远离盖403向后移动时，垫405从前向后缩短，从而将其形状从相对长和度改变 到相对短和胖。杠杆402用来在盖403内来回移动耳塞壳体401。杠杆402具有偏心凸轮 布置以给出两个稳定位置——如在图4A和4C中所示的垂直位置或如在图4B中所示的水 平位置。
在使用中，在将耳塞插入耳道中之前，将杠杆402设置到水平位置，使垫405伸长， 如在图4B中所示。这个动作使垫405在剖面上足够小，使得其容易滑入耳道中。杠杆402 的轮廓是使得当杠杆402在水平位置时，从枢轴点418到盖403的底部的距离更短。结果， 盖403顺着中空柱构件404向下滑动，这是由于垫405的压力沿这个方向推动盖403，允许 垫405在轮廓上伸长并且从而变窄。同时，在耳塞壳体401和盖403之间的柔性材料407可 以被压缩。将垫405插入耳道足够远，使得凸缘406优选地倚靠耳道入口外部保持并且阻 止进一步进入。一旦垫405保持在适当位置上，就将杠杆402移动到垂直位置，如图4C中 所示。这个动作缩短了垫405并且使其向外扩展直到其碰到耳道的壁。接着垫405倚靠耳 道壁压缩以形成声学密封。当这样做时，它夹住耳道从而使得杠杆运动的缩短动作牵引柔 性凸缘406进一步向前倚靠耳道入口并且改进耳塞400的全面紧握。在这个示例中，类柱构件419的扩口尖端(flared tip)用作夹住垫405，虽然可以 使用其他装置(例如位于类柱构件419上其他处的环，或沿着类柱构件419的边的小的类 钩构件，或粘合剂)来允许当盖403相对垫移动时，由类柱构件419至少部分地固定垫。从 而可以沿着类柱构件419的长度在任何合适的点处夹住垫405。由于垫通过前端/后端压缩来获得垫的更大的向外扩展的能力，因此垫405不需 要像常规耳塞尖端一样深地突出到耳道中，从而更舒适和卫生。通过使用凸缘406来帮助 达到较少的插入距离的要求，所述凸缘406用作终点挡板以阻止垫405被插入得太深，并 且用作全面紧握的辅助设备，以挤压凸缘406和垫405之间的耳道入口。凸缘406的插入 深度限制作用也减少了佩戴者关于将垫405插入得太深的任何担心。此外，也可以将凸缘 406制作得足够柔软，以变形成耳道入口周围区域的形状，从而形成对耳道外部的辅助声学 密封。因为耳塞垫405的配合不单独依赖于材料从压缩状态扩展的能力，所以它可以使 用比常规耳塞更大范围的材料。它可以由例如合适的泡沫制成，其具有或不具有表皮，或制 成为硅树脂突头，其具有或不具有泡沫填充。与常规耳塞垫相比，可以为改进的稳定性、舒 适、卫生等选择这些材料。由于不同的用户的耳道在尺寸和形状上不同，因此杠杆402可以包括可调机构， 其改变耳塞壳体401在盖403内来回运动的范围，从而改变垫405的最大扩展。例如这个 可调机构可以采用在“鼹鼠夹(Mole Grip)”类型的锁定钳中常规使用的螺杆调整的形式。所描述的机构不限制用在专门设计的耳塞上。它也可以适应于作为用于现有耳塞 的承载器，从而赋予它们改进的配合和额外的舒适的益处。用于缩短和扩展垫405的机构不限于图4A-4C中所示的那个。在图5中详细地示 出了可替换布置，其替代杠杆动作，使用转动动作连同螺旋形凸轮509 —起来回移动壳体 501。类似于图4A，图5中所示的实施例具有带声学端口 504的耳塞壳体501，其位于盖503 内部，如之前一样，所有优选地由刚性材料制成的，例如基于尼龙的塑料。声学端口 504被 优选地设置在中空类柱构件519的端处，类似于图4A。盖503优选地具有柔韧的、柔性的凸 缘506，其倚靠耳道的入口配合，并且优选地符合耳道入口的轮廓，为其提供舒适的配合和 至少部分声学密封。在使用中，为了以类似于图4A-4C的实施例的方式压缩和解压垫505， 相对于盖503旋转壳体501的主体。在这个示例中，类柱构件519的扩口尖端用作夹住垫 505，虽然可以使用其他装置(例如位于类柱构件519上其他位置的环，或沿着类柱构件519的小的类钩构件，或粘合剂)来允许当盖503相对于垫移动时，由类柱构件519至少部分地 固定垫。还示出了可选的隔板508 (或可替换地是螺纹环)，如果需要，其可以用来为不同的 耳朵限制调整范围，从而使舒适最大化。为了相同目的，类似的隔板环也可以用在图4A中 所示的实施例中，并且例如放置在凸轮杠杆402和盖403之间，或可以用在本文描述的其他 实施例中。图6是耳机设备600的另一实施例的局部剖面的图示，在插入耳道之前或期间，所 述耳机设备使用可手动致动杠杆602来压缩泡沫垫605或类似材料。类似于图4A，图6中 所示的实施例具有带声学端口 604的耳塞壳体601，其位于伸长盖620的内部，如之前一样， 所有优选地由刚性材料制成，例如基于尼龙的塑料。声学端口 604优选被设置在中空类柱 构件619或其他类似中空管的尖端处，类似于图4A的那样。伸长盖620优选地具有柔韧、 柔性的凸缘606，如之前一样，其倚靠耳道的入口配合并且为其提供至少部分声学密封。泡 沫垫605至少部分地围绕类柱构件619。弹簧625被设置在耳塞壳体601的前向边缘和伸 长盖620在凸缘606的背部上的部分之间的腔中。在使用中，在将耳塞插入耳道中之前，将杠杆602设置到水平位置，使垫605伸长， 如之前针对图4B中的示例所描述的。杠杆602是悬臂式的，从而使得杠杆602的尖端向前 按压耳塞壳体601的后面，由此压缩弹簧625并且相对于凸缘606和伸长盖620向前压迫类 柱构件619。这个动作使垫605在剖面上足够小，使得其容易滑到耳道中。同时，弹簧625 被压缩。将垫605插入到耳道中足够远，使得凸缘606优选地靠着耳道的外部停留并且阻 止进一步进入。一旦垫605在适当位置上，就将杠杆602移动到垂直位置，如之前针对图4C 中的示例所解释的。这个动作连同弹簧625的扩展使垫605缩短并且使其向外扩展直到它 碰到耳道的壁。接着垫605倚靠耳道壁压缩以形成声学密封。当这样做时，垫夹住耳道，从 而使得杠杆运动的缩短动作牵引柔性凸缘606使其倚靠耳道入口进一步向前，并且改进耳 塞600的全面紧握。在这个示例中，类柱构件619的扩口尖端用来夹住垫605，虽然可以使用如之前所 描述的其他装置来允许当伸长盖603相对于垫移动时，由类柱构件619至少部分地固定垫 605。图7是耳机设备700的另一实施例的局部剖面的图示，所述耳机设备具有弹簧加 载推杆710，其用于在插入耳道之前或期间，控制泡沫垫或其他类似材料的压缩。图7中所 示的实施例具有带声学端口 704的耳塞内部壳体701，其位于柱形外部壳体720的内部，如 之前一样，所有优选地由刚性材料制成，例如基于尼龙的塑料。声学端口 704优选地被设置 在中空类柱构件719的尖端处，如针对前面的实施例所描述的。柱形外部壳体720优选地 具有柔韧的、柔性的凸缘706，如之前一样，其倚靠耳道入口配合并且为其提供至少部分声 学密封。泡沫垫705至少部分地围绕类柱构件719。弹簧725被设置在耳塞内部壳体701 的前向边缘和柱形外部壳体720在凸缘706的背部上的部分之间的腔中。耳机设备700包 括类似于圆珠笔的双推机构，其中第一次压下推杆710将耳塞内部壳体701锁定在前向位 置，并且类柱构件719完全延伸，而第二次压下推杆710释放耳塞内部壳体701并且允许类 柱构件719缩回。例如，用于这个目的一些双推机构的示例公开在美国专利6，921，225和 3，724，961中，通过引用将两者合并到本文，如同在此完全陈述一样。在使用中，以类似于圆珠笔的方式致动推杆710，其中佩戴者朝着耳塞内部壳体701推动推杆710。这个动作促使耳塞内部壳体701向前，伸长垫705，如之前针对图4B中 的示例和其他前面的实施例所描述的。耳机设备700包括类似于圆珠笔的双推机构，其中 推杆710的第一次推动引起耳塞内部壳体701锁定在前向位置上。同时，弹簧725被压缩。 这时，垫705足够窄，从而使得它容易滑到耳道中。如之前一样，将垫705插入到耳道中足 够远，使得凸缘706优选地靠着耳道入口的外部停留并且阻止进一步进入。一旦垫705在 适当位置上，佩戴者就第二次推动推杆710，释放锁定机构，并且允许耳塞内部壳体701缩 回。这个动作连同弹簧725的扩展一起缩短了垫705并且使其向外扩展直到它碰到耳道的 壁。接着垫705倚靠耳道壁压缩以形成声学密封。当这样做时，垫夹住耳道，使得杠杆运动 的缩短动作牵引柔性凸缘706使其倚靠耳道入口进一步向前，并且改进耳塞700的全面紧 握。图8是耳机设备800的又一实施例的局部剖面的图示，所述耳机设备具有在原理 上大致类似于图7的弹簧加载推动机构，其用于在插入耳道之前或期间，控制泡沫垫或其 他类似材料的压缩。图8中所示的实施例具有带声学端口 804的耳塞内部壳体801，其位 于柱形外部壳体820的内部，如之前一样，所有优选地由刚性材料制成，例如基于尼龙的塑 料。可手动致动的推杆810从耳塞内部壳体801的远端延伸。声学端口 804优选地被设置 在中空类柱构件819的尖端处，如针对前面的实施例所描述的。柱形外部壳体820优选地具 有柔韧的、柔性的凸缘806，如之前一样，其倚靠耳道入口配合并且在为其提供至少部分声 学密封。泡沫垫805至少部分地围绕类柱构件819。弹簧825被设置在耳塞内部壳体801 的前向边缘和柱形外部壳体820在凸缘806的背部上的部分之间的腔中。耳塞内部壳体801也具有插入式销(inset pin)构件811，其附连到耳塞内部壳体 并且平行于耳塞内部壳体延伸，终止于小的V形或钩形尖端。销构件811也具有垂直延伸 部分812，其突出到柱形外部壳体820中的槽状或缝状的开口外。柱形外部壳体820在其靠 近销构件811的内部壁上还具有与销构件811的V形或钩形尖端的形状大致匹配的凹痕或 其他印痕，用于将耳塞内部壳体801可控制地锁定在位置上。在使用中，以类似于圆珠笔的方式致动推杆810，佩戴者推动推杆810从而在前向 方向上压迫耳塞内部壳体801，伸长垫805，如之前针对图4B中的示例和其他前面的实施例 所描述的。耳机设备800类似于圆珠笔的机制工作，其中推杆810的第一次推动引起耳塞 内部壳体801锁定在前向位置，因为销构件811向前滑动直到其V形或钩形尖端锁定到凹 痕或印痕813中。同时，弹簧825被压缩。这时，垫805足够窄使得它容易滑动到耳道中， 并且如之前一样，将它插入到耳道中足够远，使得凸缘806优选地靠着耳道入口的外部停 留并且阻止进一步进入。一旦垫805在适当位置上，佩戴者就向下推动销构件811的延伸 部分812，从凹痕或印痕813释放销构件811的尖端，并且允许耳塞内部壳体801缩回。这 个动作连同弹簧825的扩展一起使垫805缩短并且使其向外扩展直到它碰到耳道的壁。接 着垫805倚靠耳道壁压缩以形成声学密封。当这样做时，垫夹住耳道使得杠杆运动的缩短 动作牵引柔性凸缘806使其倚靠耳道入口进一步向前，并且改进耳塞800的全面紧握。对于在图7或8中所描述的示例，类柱构件719或819的扩口尖端用于夹住垫705 或805 ；然而，可以使用如之前所描述的其他方式来允许当垫相对于柱形外部壳体移动时， 由类柱构件至少部分地固定垫。在某些实施例中，柱形中空类柱构件可以具有其他形状或形式。例如，它可以是大致锥形或漏斗形，即在盖附近较宽并且朝着声音输出端口变窄。声学输出端口在形状上也 可以是正方形、长方形、卵形或长椭圆形，中空类柱构件也可以是一样的(朝着盖看去，从 剖面有利点来说)。类似的，已经描述了具有柔性凸缘的各种实施例，其中柔性凸缘用于靠 着耳道壁停留，从而提供终点挡板，但是在其他实施例中可以省略凸缘。此外，在某些实施例中，中空类柱构件沿着其长度的部分可以是至少部分透声。例 如，图9A是类似于图4A中耳机设备的耳机设备900的图示，但是所述耳机设备900具有沿 着其长度带孔或类似穿孔941的部分透声的类柱构件919。孔或穿孔941可以是圆形或细 长的，从而范围从圆形或卵形孔到较窄的夹缝。孔或穿孔941的图案可以是规则并且重复 的，或不规则的。图9B中示出了孔的图案的一个示例。孔或穿孔941优选地与垫905中类 似排布的孔对齐，所述垫在其外部周边940处也是至少部分透声的。这种布置提供了对耳 道的较少限制性的耦合，而仍然提供对耳道防止外部噪声的密封。在其他实施例中，可以使用不同机构来压缩和解压球状垫，允许以密封的配合插 入耳朵中，类似于之前所描述的实施例。例如，可以手动致动一对反向的杠杆构件(类似于 鳄鱼夹或晒衣夹类型的机构)，即被一起按压，旋转小的齿轮或凸轮，从而相对于盖或外部 壳体移动耳塞壳体，由此引起泡沫垫压缩，并且当期望解压泡沫垫时，可以释放这对反向的 杠杆构件。类似地，也可以使用具有弹簧偏置的类注射器机构来控制垫的压缩和解压。在其他实施例中，可压缩材料可以采用可变形膜的形式，其通过移动可调构件来 被选择性地成形(扩展或变窄)，如之前所描述的。膜可以由例如薄的硅树脂橡胶、乳胶等 制成，并且如果需要可以加固或加垫。在耳机设备的膜变型中，突出柄或中空管的延伸和缩 短通过使其变形而不是压缩体材料(例如泡沫)，来或扩展或压缩膜球的形状。膜的内在柔 性使其形成为所期望的被扩展或被压缩的形状。可调构件的动作用于根据膜的内在柔性， 至少部分地压缩可变形膜的材料，从而影响膜的形状。虽然针对用于听音乐的耳机已经普遍描述了各种实施例，但是应理解，本发明不 限于音乐声音再现，而是其在其他领域(例如用于助听器等)中也可以找到应用。根据如在本文所公开的各种实施例，提供了一种具有一个或多个以下益处和优势 的耳机设备对佩戴者耳道的改进的配合、改进的舒适和对于改进的声音的较好的密封，所 有都由容易使用的手动机构来实现。这种耳机设备可以是相对简单的和容易构造，并且制 造不昂贵，并且也可以提供其他的益处和优势。虽然在本文已经描述了本发明的优选实施例，但是保持在本发明的概念和范围内 的各种变型是可能的。在查看说明书和附图之后，这类变型对于本领域技术人员将变得清 楚。因此除了在任何随附的权利要求的精神和范围内，本发明不受限制。
权利要求
一种声学耳机设备，包括具有主体的外壳，所述主体终止于声学输出端口；设置在所述外壳内部的至少一个驱动单元；以及至少部分地围绕靠近所述输出端口的主体部分的可压缩材料；具有多个位置的可调构件，其中当所述可调构件在第一位置时，所述可压缩材料是相对不压缩的，当所述可调构件在第二位置时，所述可压缩材料是相对压缩的。
2.根据权利要求1所述的耳机设备，其中所述外壳包括壳体和比所述壳体窄的中空 管，其中在所述壳体中设置所述至少一个驱动单元，并且其中所述中空管从所述壳体延伸 并且终止于所述声学输出端口。
3.根据权利要求2所述的耳机设备，还包括柔韧凸缘，所述中空管穿过所述柔韧凸缘 突出，其中所述可压缩材料紧邻所述柔韧凸缘。
4.根据权利要求3所述的耳机设备，其中所述中空管包括用于夹住所述可压缩材料的 扩口尖端。
5.根据权利要求3所述的耳机设备，其中将所述可调构件放在所述第一位置导致所述 可压缩材料解压并且沿着所述中空管的轴线伸长，以及其中将所述可调构件放在所述第二 位置导致所述可压缩材料倚靠所述柔韧凸缘压缩并且沿着所述中空管的轴线变宽。
6.根据权利要求3所述的耳机设备，还包括围绕所述外壳的所述壳体的可滑动盖，其 中所述柔韧凸缘被设置在所述可滑动盖上。
7.根据权利要求3所述的耳机设备，其中所述可调构件是可手动致动的杠杆。
8.根据权利要求7所述的耳机设备，其中所述杠杆具有紧邻所述可滑动盖的外形轮 廓，从而使得当所述杠杆移动到所述第一位置中时，所述可滑动盖进一步远离所述声学输 出端口移动并且允许所述可压缩材料解压，以及当所述杠杆移动到所述第二位置中时，所 述可滑动盖朝着所述声学端口更近地移动并且提供用于压缩所述可压缩材料的力。
9.根据权利要求7所述的耳机设备，还包括设置在所述可滑动盖的背部和所述外壳的 所述壳体的表面之间的弹簧。
10.根据权利要求9所述的耳机设备，其中所述杠杆关于枢轴点悬臂设置，使得当所述 杠杆移动到所述第一位置中时，所述杠杆的一端相对于所述可滑动盖向前按压所述壳体， 从而移动所述声学输出端口进一步远离所述柔韧凸缘并且允许所述可压缩材料解压，并且 当所述杠杆移动到所述第二位置中时，所述弹簧推动所述壳体远离所述可滑动盖，从而移 动所述声学端口更靠近所述柔韧凸缘并且引起所述可压缩材料的压缩。
11.根据权利要求6所述的耳机设备，其中所述可调构件是螺旋形凸轮。
12.根据权利要求3所述的耳机设备，还包括围绕所述外壳的所述壳体的可滑动外部 壳体。
13.根据权利要求12所述的耳机设备，其中所述可调构件是可手动致动的推杆。
14.根据权利要求13所述的耳机设备，还包括弹簧，所述弹簧被设置为围绕所述中空 管并且位于所述可滑动外部壳体的内部表面和所述外壳的所述壳体的外部表面之间。
15.根据权利要求14所述的耳机设备，其中当所述推杆在所述第一位置时，朝着所述 可滑动输出壳体的内部表面向前推动所述外壳的所述壳体，从而解压所述可压缩材料并且 压缩所述弹簧，并且当所述推杆在所述第二位置时，所述弹簧推动所述外壳的所述壳体远离所述外部可滑动壳体的内部表面，从而压缩所述可压缩材料。
16.根据权利要求2所述的耳机设备，还包括围绕所述外壳的所述壳体的可滑动盖。
17.根据权利要求1所述的耳机设备，其中所述可压缩材料包括泡沫球。
18.根据权利要求1所述的耳机设备，其中所述至少一个驱动单元包括两个或两个以 上微型平衡电枢驱动单元。
19.一种耳机设备，包括在其中包围至少一个驱动单元的壳体；从所述壳体突出并且终止于声学输出端口的中空管；可移动盖，其被设置在所述壳体的外部上，从而使得所述中空管穿过所述可移动盖；以及可压缩材料，其至少部分地围绕所述中空管并因此被夹住；其中所述可移动盖相对于所述中空管的相对运动导致所述可压缩材料压缩或解压。
20.根据权利要求19所述的耳机设备，其中所述可压缩材料包括泡沫球。
21.根据权利要求19所述的耳机设备，还包括柔韧凸缘，所述中空管突出穿过所述柔 韧凸缘，其中所述可压缩材料紧邻所述柔韧凸缘。
22.根据权利要求19所述的耳机设备，其中所述中空管包括用于夹住所述可压缩材料 的扩口尖端。
23.
24.根据权利要求19所述的耳机设备，其中所述可移动盖与所述壳体可滑动地啮合。
25.根据权利要求24所述的耳机设备，还包括可手动致动的杠杆。
26.根据权利要求25所述的耳机设备，其中所述杠杆具有紧邻所述可滑动盖的外形轮 廓，使得当所述杠杆移动到所述第一位置时，所述可滑动盖进一步远离所述声学输出端口 移动并且允许所述可压缩材料解压，并且当所述杠杆移动到所述第二位置中时，所述可移 动盖朝着所述声学端口移动得更近并且提供用于压缩所述可压缩材料的力。
27.根据权利要求25所述的耳机设备，还包括弹簧，其被设置在所述壳体的外部表面 和所述可移动盖的内部表面之间，其中所述杠杆关于枢轴点以悬臂方式设置，使得当所述 杠杆移动到所述第一位置时，所述杠杆的一端相对于所述可移动盖向前按压所述壳体，从 而移动所述声学输出端口进一步远离所述壳体并且允许所述可压缩材料解压，并且当所述 杠杆移动到所述第二位置时，所述弹簧推动所述壳体远离所述可移动盖，从而移动所述声 学端口更靠近所述壳体并且导致所述可压缩材料的压缩。
28.根据权利要求24所述的耳机设备，还包括用于调整所述壳体相对于所述中空管的 位置的螺旋形凸轮。
29.根据权利要求24所述的耳机设备，还包括用于调整所述壳体相对于所述中空管的 位置的可手动致动的推杆。
30.根据权利要求19所述的耳机设备，其中所述可压缩材料包括泡沫球。
31.根据权利要求19所述的耳机设备，其中所述至少一个驱动单元包括两个或两个以 上微型平衡电枢驱动单元。
32.根据权利要求19所述的耳机设备，其中所述可移动盖是围绕所述壳体的部分外部 壳体，所述壳体包围所述驱动单元。
33.一种声学耳机设备，包括在其中包围至少一个驱动单元的壳体； 从所述壳体突出并且终止于声学输出端口的中空延伸构件；可移动盖，其被设置在所述壳体的外部上并且与所述壳体的外部可滑动地啮合，使得 所述中空延伸构件穿过所述可移动盖；围绕所述可移动盖的柔韧凸缘，所述柔韧凸缘适于当被按压时生成围绕所述耳道区域 的密封；可压缩泡沫球，其至少部分地围绕所述中空延伸构件并因此被夹住；以及 可手动致动的枢轴杠杆，其连接到所述壳体，从而使得当其旋转时，所述可移动盖相对 于所述壳体滑动；其中所述可移动盖相对于所述中空延伸构件的相对运动导致所述可压缩泡沫球解压， 从而变得相对细长且窄，或导致压缩，从而变得相对宽且矮胖。
全文摘要
一种耳机设备，包括包围一个或多个微型驱动单元的内部壳体和相对于所述内部壳体移动的可移动盖或外部壳体。所述内部壳体具有终止于声学输出端口的延伸构件，例如中空柱。可压缩泡沫球至少部分地围绕所述延伸构件，并且通过致动可调构件被解压和压缩。所述可调构件除其他之外，可以是例如枢轴杠杆、螺旋形凸轮或推杆机构。可以围绕所述可移动盖的周边布置凸缘，从而提供围绕所述耳道区域的密封。所述可压缩材料可以由中空扩展构件夹住，并且紧邻所述可移动盖和凸缘。通过致动所述可调构件，所述可压缩材料可以被解压，从而伸长，以便插入所述佩戴者的耳朵中，并且所述可压缩材料可以被压缩，从而变宽或扩展，以形成对所述佩戴者的耳道区域的足够的密封。
文档编号H04R1/10GK101911719SQ200880123517
公开日2010年12月8日 申请日期2008年10月31日 优先权日2007年10月31日
发明者L·R·芬彻姆, O·琼斯 申请人:Thx有限公司