耳机的制作方法

【技术领域】

本发明是有关于一种耳机。

背景技术：

随着科技不断进步，电子产品无不朝向轻巧微型化的趋势发展，人们随时随地都可使用微型化的电子产品，例如收音机、随身听或是智能型手机等。不论是上述何种电子产品，为了让用户在不干扰旁人的状况下聆听电子产品所提供的声音信息，耳机已成为电子产品的必要配件。

一般而言，对于体积较小类型的耳机，例如入耳式或半入耳式耳机，为让使用者获得较佳的声音质量，通常会将耳机喇叭单体的出音面面对出音口，如此一来，这类小体积耳机的内部可运用空间非常有限，难以使耳机具备多种功能。因此，在耳机结构上的改良，使耳机兼具不同功能并且保有耳机声音的质量是目前研发人员必须面对的课题。

技术实现要素：

本发明提供一种耳机，其可灵活地运用耳机内部空间，使耳机兼具多种功能之外更保有耳机声音质量。

本发明的耳机包括一壳体、一单体以及一出音孔。壳体至少包括一插入端与一本体。插入端插入一使用者的耳朵。本体是由插入端延伸且包括有一耳廓接触面及一相对耳廓接触面的外界连通面。当使用者使用耳机时，本体的耳廓接触面是面对该使用者的一耳廓，而外界连通面是与外界环境连通。单体配置于壳体的本体内，藉以将本体区分为一前腔室及一后腔室。本体的后腔室的局部与本体的耳廓接触面相邻。单体的出音面面对外界连通面。出音孔开设于壳体的插入端，其中出音孔藉以导出由单体所发出的声音。

在本发明的一实施例中，上述的耳机更包括一后腔调音孔。后腔调音孔开设于壳体的本体的耳廓接触面，以连通后腔室与壳体的外部。

在本发明的一实施例中，上述的耳机更包括一隔板。隔板配置于壳体的本体内，介于外界连通面与单体之间。其中，隔板与外界连通面之间形成一容置空间。

在本发明的一实施例中，上述的耳机更包括至少一功能组件。功能组件位于容置空间中。

在本发明的一实施例中，上述的耳机更包括一前腔调音孔。前腔调音孔开设于壳体的本体的外界连通面，以连通前腔室与壳体的外部。

在本发明的一实施例中，上述的耳机更包括一隔板以及一第二单体。隔板配置于壳体的本体内，介于外界连通面与单体之间。第二单体配置于壳体内，且连接于隔板与本体之间。其中，第二单体与单体共享前腔室，且第二单体与外界连通面之间形成一第二后腔室。

在本发明的一实施例中，上述的耳机更包括一第二后腔调音孔。第二后腔调音孔开设于壳体的本体外界连通面，以连通第二后腔室与壳体的外部。

在本发明的一实施例中，上述的耳机更包括一前腔延伸段。前腔延伸段位于本体的耳廓接触面与单体之间，并与前腔室连通。

基于上述，在本发明的耳机中，单体配置于壳体的本体内，藉以将本体区分为前腔室及后腔室。再者，本体的后腔室的局部与本体的耳廓接触面相邻。藉由此配置方式，本发明的耳机具有装设其他功能组件的容置空间，并有更多的空间变化应用，使耳机能够兼具多种功能。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。

【附图说明】

图1是依照本发明的第一实施例的一种耳机的示意图。

图2是依照本发明的第二实施例的一种耳机的示意图。

图3a及图3b是依照本发明的第三实施例的一种耳机的示意图。

图4a至图4d是依照本发明的第四实施例的一种耳机的示意图。

图5a是依照本发明的第五实施例的一种耳机的示意图。

图5b及图5c是图5a的耳机在受力状态下的示意图。

其中的附图标记说明如下：

100、200、300、400-1、400-2、400-3、400-4、500：耳机

110、210、310、410：壳体

112、212、312、412、512：插入端

114、214、314、414、514：本体

114a、214a、314a、414a、514a：前腔室

114b、214b、314b、414b、514b：后腔室

120、220、320、420、520：单体

120a、220a、320a、420a、520a：出音面

130、230、330、430、530：出音孔

140、240、340、440：隔板

250、350、450、550：后腔调音孔

260：功能组件

260a、460a：主动噪音消除组件

270、470：前腔调音孔

280、480：前腔延伸段

314c：第二后腔室

350a：第二后腔调音孔

390：第二单体

460b：心率监控传感器

510：变形壳体

516：变形区块

516a、516a’：正投影面积

518：通气片

519：支撑件

a：容置空间

d：最大距离

d1：延伸方向

d2：法线方向

e：使用者的耳朵

e1：耳廓

f：外力

s1：耳廓接触面

s2：外界连通面

p：平面

p1：第一位置

p2、第二位置

p3、第三位置

x、y、z：方向

θ：夹角

【具体实施方式】

图1是依照本发明的第一实施例的一种耳机的示意图。请参照图1，本实施例的耳机100包括一壳体110、一单体120以及一出音孔130。壳体110至少包括一插入端112与一本体114。插入端112插入一使用者的耳朵e。本体114是由插入端112延伸且界定有一耳廓接触面s1及相对耳廓接触面s1的一外界连通面s2。当使用者使用耳机100时，本体114的耳廓接触面s1是面对使用者的一耳廓e1，而外界连通面s2是与外界环境连通。单体120配置于壳体110的本体114内，藉以将本体114区分为一前腔室114a及一后腔室114b。本体114的局部后腔室114b与本体114的耳廓接触面s1相邻。也就是说，本体114的至少局部的后腔室114b是与本体114的耳廓接触面s1相邻。再者，单体120的一出音面120a面对外界连通面s2。出音孔130开设于壳体110的插入端112，其中出音孔130藉以导出由单体120所发出的声音。

详细而言，在本实施例中，出音孔130的一延伸方向d1与单体120的一法线方向d2的夹角θ大于或等于90度。可以理解的是，在其他实施例中，出音孔130的延伸方向d1与单体120的法线方向d2的夹角θ也可以依据实际的设计需求而设置为小于90度。另外，在本实施例中，耳机100还包括一隔板140。隔板140配置于壳体110的本体114内，介于外界连通面s2与单体120之间。其中，该隔板140与外界连通面s2之间形成一容置空间a。换言之，前腔室114a是介于单体120与容置空间a之间的空间，可视实际的设计需求调整隔板140的配置，进而改变前腔室114a的容积大小。一般而言，前腔室114a的容积越小，则有利于提升高频响应，亦可提高音质效果。在一实施例中，壳体110的本体114可以具有弹性。举例来说，本体114的材质可以包含聚氨酯泡棉材料、硅胶、橡胶或是其他弹性高分子材料等。当外力施加于本体114时，耳廓接触面s1及/或外界连通面s2会产生变形。关于壳体包含弹性材质的其他细节会在后述的实施例中描述。

图2是依照本发明的第二实施例的一种耳机的示意图。请参照图1及图2，其中相同或相似的组件使用相同或相似标号，在此不再赘述。本实施例的耳机200类似于图1的耳机100，惟两者之间主要的差异例如在于耳机200还包括一后腔调音孔250以及至少一功能组件260。具体而言，后腔调音孔250开设于壳体210的本体214以连通后腔室214b与壳体210的外部。功能组件260位于容置空间a中。举例来说，功能组件260包括主动噪音消除(activenoisecancellation，anc)组件260a、心率监控器(heartratemonitor，hrm)传感器(参照图4d的460b)或其他感测组件等。

在本实施例中，耳机200还可以包括一前腔调音孔270。前腔调音孔270例如是开设于本体214的耳廓接触面s1，以连通前腔室214a与壳体210的外部。藉由设置前腔调音孔270，可避免使用者在长时间使用耳机时所产生的闭塞感。此外，耳机200更包括前腔延伸段280。前腔延伸段280位于本体214的耳廓接触面s1与单体220之间，并与前腔室214a连通。其中，前腔延伸段280的两端分别连接单体220与壳体210，而单体220可藉前腔延伸段280调整其倾斜的角度。在此须说明的是，图2的前腔延伸段280设计仅作为说明举例之用，本发明并不以此为限。

图3a及图3b是依照本发明的第三实施例的一种耳机的示意图。请参照图1、图3a及图3b，其中相同或相似的组件使用相同或相似标号，在此不再赘述。本实施例的耳机300类似于图1的耳机100，惟两者之间主要的差异例如在于耳机300还包括一第二单体390。第二单体390配置于壳体310内，并且连接于隔板340与本体314之间。第二单体390的出音面可以是面对出音孔330设置。也就是说，单体320的出音面320a与第二单体390的出音面彼此相对。此外，第二单体390的尺寸例如是小于单体320的尺寸。藉此，单体320与第二单体390可以用于发出不同频段的音波，举例而言，单体320负责低音或中低音域，而第二单体390则负责高音音域。由于耳机300同时具备单体320与第二单体390，故耳机300可以扩大整体的频率响应范围，进而提供较佳的音质表现。

在本实施例中，隔板340是介于外界连通面s2与单体320之间。隔板340与第二单体390与单体320共享前腔室314a，且第二单体390与隔板340与外界连通面s2界定出一第二后腔室314c。在本实施例中，耳机300还包括后腔调音孔350以及第二后腔调音孔350a。后腔调音孔350开设于壳体310的本体314的耳廓接触面s1，以连通后腔室314b与壳体310的外部。第二后腔调音孔350a开设于壳体310的本体314的外界连通面s2，以连通第二后腔室314c与壳体310的外部。

图3a及图3b之间主要的差异例如在于第二单体390的尺寸与其配置。详细而言，在图3b的实施例中，第二单体390例如采用尺寸较小的喇叭单体，并使第二单体390的出音面更为贴近出音孔330，藉此，第二单体390更贴近使用者的耳膜，故能够提供高质量的高音域声音输出。单体320与第二单体390的相对位置及尺寸关系皆可依据实际的设计需求调整，以满足用户对声音质量或音色的不同需求，本发明并不以此为限。在一实施例中，耳机300亦可以包括前腔调音孔(图中未绘示)。前腔调音孔例如是开设于单体320与第二单体390之间的本体314上，以连通前腔室314a与壳体310的外部。

图4a、图4b、图4c及图4d是依照本发明的第四实施例的一种耳机的示意图。请参照图1、图2、图4a至图4d，其中相同或相似的组件使用相同或相似标号，在此不再赘述。本实施例的耳机400-1类似于图2的耳机200，惟两者之间主要的差异例如在于耳机400-1的单体420可依据耳机外型、高频或低频的不同需求而改变其尺寸与夹角θ。此外，容置空间a亦可依据功能组件的数量、类型或尺寸等，配合隔板440而调整容置空间a的大小，使耳机400-1具有多种不同的空间运用与变化。

其次，图4b的耳机400-2与图4a的耳机400-1的差异例如在于图4b的耳机400-2可设置更大的单体420，且单体420相对于耳廓接触面s1的倾斜角度更大。因此，使用者在配戴耳机400-2时，耳机400-2的局部例如是超出使用者的耳甲腔(图中未绘示)之外。体积较大的单体420可提供较佳的低频响应，进而让使用者得到不同的听觉感受。此外，耳机400-2还可以在壳体410的本体414内设置两个隔板440，本发明并不限制隔板的数量。在本实施例中，两个主动噪音消除组件460a可以分别配置于两个隔板440上，并位于容置空间a中。举例而言，一个主动噪音消除组件460a可以配置在靠近出音孔430处，以接收耳道内的噪音。另一个主动噪音消除组件460a可以将其收音口朝向外界，以接收外界的噪音。藉此配置方式能够更全面的采集噪音，从而达到更好地降噪效果。

再者，图4c的耳机400-3与图1的耳机100的差异例如在于图4c的耳机400-3包括前腔调音孔470以及后腔调音孔450。前腔调音孔470开设于壳体410的本体414的外界连通面s2，以连通前腔室414a与壳体410的外部。后腔调音孔450则是开设于壳体410的本体414，以连通后腔室414b与壳体410的外部。换句话说，图4c的耳机400-3相对于图4a的耳机400-1而言，前腔调音孔470的位置是开设于外界连通面s2上。藉由前腔调音孔470开设位置的不同，使得耳机高频及低频能够得到平衡，进而让使用者能获得更佳的声音质量。

另外，图4d的耳机400-4与图2的耳机200的差异例如在于图4d的耳机400-4包括心率监控传感器460b。由于心率是相当重要的人体运动生理指标，心率感测的成果不仅可以评估使用者的身体状态，还可以判定用户的心肺功能，以作为运动强度指标、能量消耗或运动训练效果评估等。因此，在耳机400-4内的容置空间中配置心率监控传感器460b，能够有效地运用耳机400-4的空间。耳机400-4的结构简单且实用性高。另外，心率监控传感器460b所在的平面与单体420出音面420a之间所夹的角度亦可依据耳机的外型及实际配置情况做调整，本发明并不以此为限。

图5a是依照本发明的第五实施例的一种耳机的示意图。请参照图5a，本实施例的耳机500包括一变形壳体510、一单体520以及一出音孔530。具体来说，变形壳体510至少包括插入端512与本体514。插入端512插入使用者的耳朵e。本体514是由插入端512延伸，且界定有耳廓接触面s1及相对耳廓接触面s1的外界连通面s2。当使用者使用耳机500时，本体514的耳廓接触面s1是面对使用者的耳廓e1，而外界连通面s2是与外界环境连通。再者，单体520配置于变形壳体510的本体514内，藉以将本体514区分为前腔室514a及后腔室514b。本体514的局部后腔室514b与本体514的耳廓接触面s1相邻，且单体520的出音面520a面对外界连通面s2。另外，耳机500出音孔530可以是开设于变形壳体510的插入端512，藉此单体520所发出的声音可经由出音孔530导入使用者的耳朵e。本实施例的耳机500类似于图1的耳机100，也就是，单体520及出音孔530的设置类似于耳机100的单体120与出音孔130，惟两者之间主要的差异例如在于变形壳体510的设计。

举例来说，变形壳体510包括一变形区块516。变形区块516可以是面对本体514的后腔室514b。在一实施例中，变形区块516可以构成为本体514，并将单体520包覆于其中。举例来说，变形区块516包含弹性材质，如聚氨酯泡棉材料、硅胶、橡胶或其他弹性高分子材料等。在一实施例中，变形区块516的材料的弹性模数例如是介于0.01至4gpa之间，最佳实施的弹性模数例如是介于0.01至0.2gpa之间。藉此，使用者在使用耳机500时，变形区块516可以顺应着使用者的耳廓e1形状而产生弹性变形。也就是说，藉由变形壳体510的材质特性，使用者在使用耳机500时，无须额外套设耳塞，即能够舒适地将耳机500放置于耳道内，并且变形壳体510能够配合不同使用者的耳廓e1形状，而产生弹性变形，以顺应不同使用者的需求，透过该变形壳体510呈能够贴合使用者耳廓形状的特点，除了能够提升使用者的舒适性之外，就耳机所发出的声音质量而言，更能确实减少声音泄漏而有助于声音质量的提升。

在一实施例中，变形壳体510包括一后腔调音孔550。举例来说，后腔调音孔550开设于变形壳体510的本体514的耳廓接触面s1，以连通后腔室514b与变形壳体510的外部。在一实施例中，还可以包括一通气片518。举例来说，通气片518可以配置于变形壳体510的本体514的耳廓接触面s1，并对应于后腔调音孔550。通气片518可用以控制通气量。此外，由于通气片518对应于后腔调音孔550设置，藉此可防止异物经由后腔调音孔550进入变形壳体510内，进而影响耳机效能。详细而言，变形壳体510的不同部分具有不同的作用。举例来说，变形区块516可以顺应着耳廓e1形状而产生弹性变形，而通气片518除了可以调节耳机500的通气量，以避免产生闭塞感之外，亦可以在变形区块516产生弹性变形时，保护单体520避免受到过度挤压而造成损坏。藉此，相对于变形区块516包含弹性材料，通气片518的材质可以包括刚性材料。也就是说，通气片518的材质的刚性大于变形区块516的材质的刚性。举例而言，通气片518的材质可以是塑料、树脂、复合材料或其他适合的材料。

此外，通气片518在单体520的出音面520a所在的平面上的正投影面积(未绘示)可以是位于单体520的正投影面积(未绘示)之内，并且小于单体520于其出音面520a的正投影面积。在一实施例中，通气片518在单体520的出音面520a所在的平面上的正投影面积可以是覆盖或是部分重迭于单体520于其出音面520a的正投影面积。在其他实施例中，通气片518在单体520的出音面520a所在的平面上的正投影面积可以是与单体520于其出音面520a的正投影面积不重迭。本发明并不限制通气片518于本体514的耳廓接触面s1上的位置，亦不限制通气片518的尺寸。

另外，变形壳体510的通气片518与变形壳体510的变形区块516例如是一体成型。一体成型的方式例如包括双料射出、埋入射出或其他适合的方式，本发明并不以此为限。藉此，通气片518不需额外组装于变形壳体510上，以简化耳机500的组装流程。再者，通气片518与变形区块516能够牢固地结合，故通气片518不会因为长时间的使用而轻易脱落，而影响耳机500的声音效能。另外，藉由将通气片518配置于耳廓接触面s1上并对应于后腔室514b，能够在变形区块516产生弹性变形时，将本体514的耳廓接触面s1与单体520隔开，藉此，后腔室514b的容积不会受到过度地挤压，而影响耳机500的声音质量。

再者，变形壳体510还可以包括一支撑件519。支撑件519例如是配置于本体514内，并且连接于单体520，以在变形壳体510内支撑单体520。支撑件519可以是面对本体514的前腔室514a。也就是说，变形壳体510的变形区块516受一外力f影响而产生弹性变形时，支撑件519用以保护前腔室514a，以维持前腔室514a的形状，藉此保有声音的质量。另外，耳机500藉由支撑件519提供结构性的支持，可以避免单体520受到过度地挤压，而造成单体520移位或功能受损。

图5b及图5c是图5a的耳机在受力状态下的示意图。请参照图5a至图5c，本体514的后腔室514b的形状例如经由施加于变形壳体510的变形区块516的外力f而改变。举例来说，请参照图5a及图5b，当变形壳体510的变形区块516受到在方向x上的外力f挤压时，变形壳体510的本体514的耳廓接触面s1与外界连通面s2彼此靠近。当施加于变形壳体510的变形区块516的外力f自变形区块516移开后，变形壳体510的本体514的耳廓接触面s1与外界连通面s2彼此远离。

进一步来说，当沿着方向x施加外力f于变形区块516及/或通气片518上时，位于一第一位置p1的变形区块516与通气片518会往单体520移动至一第二位置p2，并且在第一位置p1与第二位置p2之间产生一最大距离d，进而改变后腔室514b的形状。在一实施例中，当施加外力f于变形区块516及/或通气片518上时，位于第二位置p2的通气片518可以是抵靠于单体520。另外，当沿着方向x所施加的外力f自变形壳体510的变形区块516及/或通气片518上移除时，由于变形区块516的弹性变形，使得位于第二位置p2上的变形区块516与通气片518会回复到第一位置p1。也就是说，在外力f自变形区块516上移除后，后腔室514b的形状会恢复为初始形状。可以理解的是，最大距离d的数值至少是取决于外力f的大小与变形区块516及通气片518的材质特性。

再者，请参照图5a及图5c，当变形壳体510的变形区块516受外力f挤压时，变形区块516于出音孔530所在的平面p上的正投影面积516a’小于当施加于变形壳体510的变形区块516的外力f自变形区块516移开后，变形区块516于出音孔530所在的平面p上的正投影面积516a。进一步来说，当沿着方向z施加外力f于变形区块516上时，位于一第一位置p1的变形区块516往单体520移动至一第三位置p3，并在第一位置p1与第三位置p3之间产生最大距离d，进而改变后腔室514b的形状。此外，当沿着方向z所施加的外力f自变形壳体510的变形区块516上移除时，由于变形区块516的弹性变形，使得在第三位置p3上的变形区块516与通气片518会回复到第一位置p1。也就是说，变形区块516在第一位置p1时，变形区块516于出音孔530所在的平面p上的正投影面积516a会大于变形区块516在第三位置p3时，变形区块516于出音孔530所在的平面p上的正投影面积516a’。

可以理解的是，当沿着方向y施加外力f于变形区块516上时，位于一第一位置p1的变形区块516会往单体520移动，进而改变后腔室514b的形状。此外，图5b及图5c仅示例性的绘示变形区块516受到沿着单一方向上的外力f挤压，在其他实施例中，变形区块516可以例如是受到沿着多个方向上的外力影响，使得变形区块516往单体520移动，并产生多个轴向的变形量，进而改变后腔室514b的形状。另外，值得注意的是，由于通气片518的材质的刚性大于变形区块516的材质的刚性，使得变形区块516的移动位置被限制于最大距离d的范围内。此外，变形区块516受到外力f的影响而产生弹性变形时，耳机500能藉由通气片518的限位，以限制后腔室514的形状的变化量，并且降低外力f过大而造成单体520受损的风险。也就是说，无论变形区块516受到任何方向的外力f而产生弹性变形时，前腔室514a藉由支撑件519的保护，而后腔室514b藉由通气片518的限位，对于耳机500的低频与中高频曲线的影响微小。

综上所述，本发明的耳机藉由调整单体的配置方向，并利用前腔延伸段或隔板定义出容置空间，再将功能组件配置于容置空间中，使得耳机能够兼具多种功能并且保有耳机声音的质量。此外，藉由单体的出音面呈面对外界连通面的设置方式，可使耳机整体的重心偏向耳廓接触面，亦即倾向使用者的耳朵，因此，使用者于配戴耳机时不易掉落。

再者，本发明的耳机的壳体可以是包括变形区块的变形壳体，并且配合调整单体的配置方向，藉此，使用者在使用耳机时，变形区块可以顺应着使用者的耳廓形状而产生变形。因此，本发明的耳机不须额外套设耳塞，即能舒适地将耳机放置于耳道内，除能符合不同使用者的耳腔之外,也同步增加耳腔内气密性以达到提升声音质量的功效。另外，本发明的耳机通过将通气片设置于本体的耳廓接触面上，并且由于通气片的材质的刚性大于变形区块的材质的刚性，藉此除了提高变形壳体的结构强度，还可以使得变形区块受力后的移动位置受限于通气片，进而降低变形壳体因变形区块的变形而导致单体受损或无法作用的风险，同时能保有耳机的声音质量。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视申请的权利要求范围所界定为准。