耳机以及声学特性调整方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种耳机以及一种声学特性调整方法。
【背景技术】
[0002] 通常，当设置在壳体中的驱动单元根据音频信号驱动振动板以振动空气时，耳机 产生声音。这里，已知的是耳机的声学特性取决于壳体的结构。具体地，耳机的声学特性可 以根据设置在壳体中的空间的体积、形成于壳体中并且能够用作空气的通道的通气孔 (vent hole)的大小、形成于壳体的分隔壁上并且能够用作壳体的内部与外部之间的空气 的通道的开口的大小等而进行改变。于是，为了改善声学特性，提出了很多关于壳体的结构 的技术。
[0003] 例如，专利文献1公开了一种技术，所述技术通过在壳体的后侧上设置在空间上连 接壳体的内部和外部的管状通道而改善声学特性，其中壳体的后侧是设置有驱动单元的振 动板的一侧的相反侧。
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献 1:JP H4-227396A
【发明内容】
[0006] 技术问题
[0007] 但是，根据耳机的应用，对声学特性的要求(例如强调低音域的声音的输出等）各 不相同。于是，当将上述专利文献1所公开的技术应用于耳机时，未必能获得期望的声学特 性。
[0008] 因此，本公开提出了一种可以进一步改善声学特性的新颖且经过改善的耳机和声 学特性调整方法。
[0009] 技术方案
[0010] 根据本公开，提供了一种耳机，其包括:包括振动板的驱动单元;壳体，其配置为容 纳所述驱动单元、形成气密型前空气室并且形成后空气室，所述前空气室的除了用于声音 输出的开口之外的部分在设置有所述驱动单元的所述振动板的前侧上在空间上与外部隔 断，所述后空气室在作为所述前侧的相反侧的后侧上具有预定的容量；以及声管，其设置于 所述壳体的构成所述后空气室的分隔壁的部分区域中，并且配置为在空间上通过管道连接 所述后空气室和所述壳体的外部。
[0011] 根据本公开，提供了一种声学特性调整方法，其包括:将包括振动板的驱动单元容 纳在壳体内、形成气密型前空气室并且形成后空气室，所述前空气室的除了用于声音输出 的开口之外的部分在所述壳体与设置有所述驱动单元的所述振动板的前侧之间在空间上 与外部隔断，所述后空气室在作为所述前侧的相反侧的后侧上具有预定的容量；以及设置 声管，所述声管设置于所述壳体的构成所述后空气室的分隔壁的部分区域中，并且配置为 在空间上通过管道连接所述后空气室和所述壳体的外部。
[0012]根据本公开，通过设置在空间上通过管道连接壳体中的后空气室和壳体的外部的 声管，至少由声学等效电路中对应于所述后空气室的体积的电容和对应于针对声管的气流 的感应分量的电感形成并联谐振电路。于是，可以使用并联谐振电路中的反谐振来调整声 压级特性。因为用于调整声压级特性的参数增大，所以更容易实现期望的声压级特性，于是 可以进一步地改善声学特性。
[0013]技术效果
[0014] 根据上述的本公开，可以进一步地改善声学特性。注意，所述效果未必是限定性 的，并且与所述效果一起地或者替代所述效果，可以表现出本说明书中所公开的任何效果， 或者可以从本说明书中理解的任何其他效果。
【附图说明】
[0015] 图1是示出根据本公开的实施例的耳机的大概配置的示意图。
[0016] 图2是示出图1所示的耳机的声学等效电路的图。
[0017]图3是定性地示出根据实施例的耳机的声压级特性的曲线图。
[0018] 图4A是示出根据实施例的耳机的外观的六面图。
[0019] 图4B是示出根据实施例的耳机的外观的六面图。
[0020] 图4C是示出根据实施例的耳机的外观的六面图。
[0021 ]图4D是示出根据实施例的耳机的外观的六面图。
[0022]图4E是不出根据实施例的耳机的外观的六面图。
[0023]图4F是不出根据实施例的耳机的外观的六面图。
[0024]图5是示出用户佩戴的根据实施例的耳机的示例的说明图。
[0025] 图6是示出根据实施例的耳机的配置的横截面图。
[0026] 图7是示出根据实施例的耳机的配置的分解透视图。
[0027] 图8A是示出根据实施例的耳机的变型例的配置的分解透视图，其中声管的形状被 改变。
[0028] 图8B是示出根据实施例的耳机的变型例的配置的分解透视图，其中线缆被拉进线 缆盒的内部空间中的方式被改变。
[0029] 图8C是示出根据实施例的耳机的变型例的配置的分解透视图，其中线缆被拉进线 缆盒的内部空间中的方式被改变。
[0030] 图9是示出根据实施例的耳机的声压级特性的曲线图。
[0031]图10是用于描述声阻Rd在根据实施例的耳机的声压级特性中的效果的曲线图。
[0032] 图11A是示出根据实施例的变型例的耳机的外观的六面图。
[0033] 图11B是示出根据实施例的变型例的耳机的外观的六面图。
[0034] 图11C是示出根据实施例的变型例的耳机的外观的六面图。
[0035] 图11D是示出根据实施例的变型例的耳机的外观的六面图。
[0036] 图11E是示出根据实施例的变型例的耳机的外观的六面图。
[0037] 图11F是示出根据实施例的变型例的耳机的外观的六面图。
[0038] 图12A是根据变型例的耳机的一个横截面的横截面图。
[0039] 图12B是根据变型例的耳机的一个横截面的横截面图。
[0040]图13A是根据变型例的耳机的另一个横截面的横截面图。
[0041 ]图13B是根据变型例的耳机的另一个横截面的横截面图。
[0042] 图14是根据变型例的耳机的再一个横截面的横截面图。
[0043] 图15是示出在根据变型例的耳机中安装的开关部件的配置的透视图。
[0044] 图16是示出根据变型例的耳机的声压级特性的曲线图。
[0045] 图17是用于描述声学特性调整机构的说明图，其中所述声学特性调整机构具有可 以改变声管的长度和内径的机构。
【具体实施方式】
[0046] 下文中，将参照附图来详细描述本公开的优选实施例。在本说明书和附图中，具有 基本上相同的功能和结构的结构元件标注以相同的附图标记，并且省略这些结构元件的重 复说明。
[0047]注意，将以下列次序进行描述。
[0048] 1.本公开的实施例的概况
[0049] 2.根据本实施例的耳机的配置
[0050] 3.根据本实施例的耳机的声学特性
[00511 4.声管设计方法
[0052] 5.变型例
[0053] 6 ?补充
[0054] (1 ?本公开的实施例的概况）
[0055] 参照图1到图3描述本公开的实施例的概况。首先，将参照图1描述本实施例的耳机 的示意性配置。接着，将参照图2描述本实施例的耳机的声学等效电路。进一步地，将参照图 3定性地描述通过本实施例实现的声学特性。
[0056] 首先，将参照图1描述根据本公开的实施例的耳机的示意性配置。图1是示出根据 本公开的实施例的耳机的示意性配置的示意图。参照图1，根据本实施例的耳机10设置有驱 动单元110和容纳驱动单元110的壳体140。图1示出基本上穿过驱动单元110的中心的耳机 10的横截面。此外，在图1中，为了简单起见，只示意性地示出本实施例的耳机10的构成部件 中的主要构成部件。此外，在图1中，为了示出耳机10的构成部件和图2所示的声学等效电路 的元件之间的对应关系，将声学等效电路的元件的附图标记附加至赋予所述构成部件的几 个附图标记。
[0057] 驱动单元110具有框架111、振动板112、磁铁113、板114和音圈115。框架111基本上 是圆盘形，并且磁铁113、板114、音圈115和振动板112位于所述圆盘形的一个表面侧上。框 架111基本上在其中心部具有突出部，所述突出部在设置有磁铁113、板114、音圈115和振动 板112的一侧的相反侧上突出。磁铁113、板114和音圈115为圆柱形，并且基本上与框架111 同心地位于突出部的内部。磁铁113介于框架111与板114之间。音圈115比磁铁113和板114 位于更外圆周侧。振动板112设置为覆盖框架111的一个表面，并且振动板112的一些区域连 接至音圈115。当音圈115在由磁铁113所生成的磁场中根据从外部通过例如线缆(未图示） 等提供的音频信号被驱动时，振动板112在厚度方向上振动。这里，音频信号指的是有声音 的信息叠加在其上的电信号，并且当振动板112根据音频信号振动时，周围的空气变得稀疏 或者浓密，于是生成对应于所述音频信号的声音。
[0058] 这里，在下文的描述中，驱动单元110的圆盘形的中心轴线方向将称为z轴方向。另 外，当从驱动单元110来看设置有振动板112的一侧将称为前侧，并且在Z轴方向上在前侧上 的方向将称为z轴的向前方向或者前侧方向。另外，与前侧相反的一侧将称为后侧，并且在z 轴方向上在后侧上的方向将称为z轴的向后方向或者后方向。另外，在与z轴方向正交的平 面内彼此正交的两个方向将称为x轴方向和y轴方向。
[0059] 在本实施例中，音圈115是圆柱形。在振动板112中，位于音圈115的内侧上的区域 也将称为拱形部，并且位于音圈115的外侧上的区域也将称为边缘部。类似地，在框架111 中，位于音圈115的内侧上的区域(对应于突出部的区域）也将称为拱形部，并且位于音圈 115的外侧上的区域(对应于突出部的周边上的凸缘部的区域)也将称为边缘部。在下文的 描述中，为了简便起见，在框架111与振动板112之间的空间（下文将称为驱动单元后空气室 118)中，形成于音圈115的内侧上的空间也将称为拱形部，并且形成于音圈115的外侧上的 空间也将称为边缘部。
[0060] 驱动单元110的框架111设置有在z轴方向上穿过框架111的通气孔116,并且驱动 单元后空气室118在空间上穿过通气孔116连接至作为位于驱动单元110的后侧上并且被驱 动单元110和壳体140围绕的空间（下述的后空气室132)的空间。在图1所示的示例中，通气 孔116基本上形成于框架111的中心处，空间上连接驱动单元后空气室118的拱形部和后空 气室132。
[0061 ] 通气孔116设置有通气阻塞(ventilation resistor)117以堵塞所述孔。通气阻塞 117例如由压缩聚氨酯、非编织织物等等形成，并且用作对气流的阻力组件。但是，通气阻塞 117的材料不限于此，并且可以使用任何对气流施加预定阻力的材料。
[0062] 这里，在本实施例中，可以将对气流具有相对小的阻力的元件选为通气阻塞117。 由于通气阻塞117对气流的相对小的阻力，驱动单元后空气室118与后空气室132之间的空 气相对自由地流动。但是，如下文参照图2和图3所述，声学等效电路40中对应于通气阻塞 117的阻力分量的电阻Rd与耳机10的声压级特性相关。此外，如下文(3.根据本实施例的耳 机的声学特性)所述，当不设置通气阻塞117时(换言之，当电阻Rd是零时），耳机10的声学特 性显著改变。于是，当考虑电阻Rd对耳机10的声学特性的影响时，可以在现实中恰当地选择 与通气阻力有关的特性(例如通气阻塞117的材料）。
[0063] 注意，在图1所示的示例中，尽管通气孔116设置在对应于框架111的拱形部的区域 中，但框架111中设置有通气孔116的位置不限于此。在本实施例中，期望的是通气孔116设 置为在空间上连接驱动单元后空气室118和后空气室132。例如，通气孔116可以形成于相对 于框架111的中心在径向上仅仅偏移预定距离的位置（即边缘部)处。此外，在框架111的不 同位置处可以设置多个通气孔116。如下参照图2所述，设置于通气孔116中的通气阻塞117 用作在耳机10的声学等效电路40中影响声学特性的电阻Rd。在本实施例中，通气孔116被设 置在框架111中的位置可以是设置在通气孔116中的通气阻塞117在声学等效电路40中具有 相同功能的位置，并且当例如考虑壳体140中的其他构成部件的设置位置时，可以被恰当地 设定。
[0064] 此外，根据本实施例的驱动单元110可以是所谓的动态驱动单元。可以应用现有的 一般动态驱动单元作为驱动单元110。关于框架111、振动板112、磁铁113、板114和音圈115 的设置位置或者驱动单元110的驱动方法，例如，可以应用这些部件在一般动态驱动单元中 的设置位置或者驱动方法。但是，根据本实施例的驱动单元110不限于动态驱动单元，并且 可以是另一种类型的驱动单元。例如，驱动单元110可以是所谓的平衡电枢驱动单元(BA驱 动单元）。在本实施例中，即使驱动单元110是BA驱动单元，也可以获得与驱动单元是下述的 动态驱动单元时所获得的相同的效果。
[0065] 壳体140容纳驱动单元110。在驱动单元110的前侧上形成有作为由驱动单元110和 壳体140所围绕的空间的前空气室125。此外，在驱动单元110的后侧上形成有作为由驱动单 元110和壳体140所围绕的空间的后空气室132。
[0066]壳体140可以由多个部件构成。在图1所示的示例中，通过粘合覆盖驱动单元110的 前侧的前壳体120和覆盖驱动单元110的后侧的后壳体130形成壳体140。注意，本实施例不 限于此，并且壳体140可以由三个以上部件构成。
[0067]在空间上连接壳体140的内部和外部的开口 121和122设置在前壳体120的分隔壁 中。开口 121是用于将声音输出至外部的声音输出开口。前空气室125内部的空气经由开口 121作为声音输出至外部。作为突出至外部的管状部的导音管124形成于前壳体120的部分 区域中，并且开口 121设置在导音管124的端部处。当用户收听声音时，导音管124的端部被 插入到用户的外耳道中。如上所述，本实施例的耳机10可以是所谓的耳塞式耳机。注意，用 于将导音管124贴近用户的外耳道的内壁的耳承(未图示)可以设置在导音管124的端部的 外周中。此外，作为通气阻塞的均衡器(未图示)可以设置在导音管124的内部。通过恰当地 设定均衡器的材料和形状，可以进行音质的调整，例如，降低特定频带的声音的输出。
[0068] 通气阻塞123设置在开口 122中以堵塞其孔。通气阻塞123与上述的通气阻塞117具 有相同的功能。但是，在本实施例中，通气阻塞123的材料和形状被选择为基本上隔断空气。 如本实施例中所述，除了开口 121之外的前空气室125可以针对气流在空间上与外部隔断。 在下文的描述中，除了形成为针对气流在空间上与外部隔断的用于声音输出的开口 121之 外的前空气室125也被称为封闭型前空气室125。此外，具有封闭型前空气室125的耳机10也 将称为封闭型耳机10。
[0069] 在后壳体130的分隔壁的部分区域中设置有形成为管状部件并且通过管道连接后 空气室132和壳体140的外部（即耳机10的外部)的声管150。如图1所示，声管150设置为例如 从后壳体130的分隔壁向外部突出。这里，声管150所形成的长度和内横截面积（由声管150 的内径所调整的管内部的横截面积)使得预定的感应分量作用于穿过声管150的内部的气 流上。如下参照图2所述，在本实施例中，作用于气流上的声管150的感应分量用作在耳机10 的声学等效电路40中作用于声学特性上的电感Mb。注意，将在下文(4.声管设计方法）中详 细描述声管150的具体配置和形状。
[0070] 此外，在本实施例中，在后壳体130的分隔壁的除了设置有声管150的区域之外的 区域中可以不设置有在空间上连接后空气室132和壳体140的外部的开口。于是，除了声管 150中的通气之外，后空气室132可以在空间上与外部隔断。为了实现这样的配置，在例如使 用粘合剂等保持气密性的状态下，接合前壳体120和后壳体130的接合部。注意，将在下文 (3.根据本实施例的耳机的声学特性）中详细描述在后壳体130的分隔壁中设置除了声管 150之外的开口（对应于提供下述的壳体阻力)对耳机10的声学特性所造成的影响。
[0071] 声管150形成为例如使得管状部件与壳体140分开制备，并且管状部件和壳体140 相结合。例如，声管150配置为使得在壳体140的形成后空气室132的分隔壁的部分区域中设 置有用于在空间上连接后空气室132和壳体140的外部的开口，并且管状部件连接至开口。 具体地，声管150的管状部件可以设置为穿过开口，使得其一端位于后空气室132的内部，并 且其另一端位于壳体140的外部。此外，声管150可以配置为使得管状部件的一端连接至开 口。但是，在如上所述的本实施例中，除了声管150中的通气之外，后空气室132可以在空间 上与外部隔断，于是，关于连接至管状部件的在壳体140的分隔壁中设置的开口，在例如使 用粘合剂等保持气密性的状态下，接合开口和管状部件的接合部。
[0072] 此外，例如，声管150可以与壳体140形成为一体。如果声管150与壳体140形成为一 体，那么在壳体140的分隔壁中不必形成开口以连接至管状部件，于是，可以更加可靠地保 证后空气室132的气密性。
[0073]上文已参照图1描述根据本实施例的耳机10的示意性配置。接着，将参照图2描述 如图1所示的耳机10的声学等效电路