故其声染色导致的音质劣化并不明显；而且导声孔声阻尼Da(Rm)大，可以降低共鸣品质因数Q与气流速度V，减小因“湍流”导致的失真一一因此DXEp导声孔设计可以不采用阻尼吸声材料。
[0054]DXEp可以采用多个导声孔——导声孔总的截面积⑶相同，单孔与多孔的延时效果不同。数量η丨/孔径Φ丨一声阻尼Da/声阻抗Za丨一At丨(延时)/ΛΡ丨(相位差)一“声短路”模态密度丨。如I个Φ200 μ m的导声孔与2个Φ 100 μ m的导声孔延时效果不同，后者效果优于前者。但是并非“多多益善”，导声孔过多(开孔率丨)，声阻尼Da/声阻抗Za减小，延时效果变差；而且后腔弹性抗Xe/辐射声功率Wr减小一一故综合考虑，导声孔数量η <4个。
[0055]后腔“相对封闭结构”(导声孔)可以增加弹性抗Xe以及质量抗Xm，提升辐射声功率Wr。一方面增加导声孔的声阻抗Za/声阻尼Da——使声波延时/改变相位以降低“声短路”;另一方面增加后腔的弹性抗Xe/质量抗Xm，提高辐射声压(势能一动能)一一使声波(尤其是低频)能够通过导声孔衍射出来，不至于发生“全反射”或者完全被“阻尼掉”；辐射抗Xr(Xe/Xm)增加，则不必形成“驻波共振”也能通过导声孔。后腔相对封闭结构可以增加弹性抗Xe以及质量抗Xm，提升辐射声功率Wr。
[0056]导声孔通过调节声阻尼/声阻抗使声波延时并改变其相位；“声聚能管”也具有一定的障板(反射/衍射)与波导作用，改变声波的指向特性一一DXEp可以有效降低“声短路”的模态密度，因而能够采用“双向偶极辐射”设计一一从而突破传统偶极辐射型扬声器系统无法用于全频带与低频系统的瓶颈。
[0057]本实用新型具有以下有益效果——
[0058]DXEp可以在效率/音质与健康之间取得一种平衡一一既可以获得较高效率/低失真以及良好的低频响应一一又能够避免传统封闭式耳机“听诊器效应”导致的听觉疲劳/听力损害。“双向偶极辐射”可以提高辐射效率，并且有利于改善低频响应。
[0059]“声学延时器”(Acoustical Time Delayer)--DXEp导声孔通过调节声阻尼/声阻抗，使声波延时并改变其相位，从而降低“声短路”。电子系统延时器只能使扬声器正/背面的声福射同时延时--DXEp则可以使扬声器两面的声福射产生时间差。
[0060]DXEp双向偶极辐射一一可以获得一种“动态性气压平衡”，降低失真。
[0061]“声学功率放大器”(Acoustical Power Amplifier)--DXEp可以提升福射声功率与声辐射效率，充分利用扬声器背面的辐射声能一一相对于电子系统功率放大器，更“绿色低碳”。
[0062]从“点”到“线” 一一相对于无源辐射器结构，DXEp声辐射效率提升的带宽更大，从扬声器的频率下限fmin可以一直延伸至频率上限fmax--而且能够避免倒相管结构fop
以外频率的“声短路”问题。
[0063]DXEp前腔与后腔都开放的“开放式”设计一一可以避免传统封闭式耳机的“头中效应”，增强“双耳效应” / “耳廓效应”，使声场更宽阔自然。
[0064]“让声音更动听” 一一DXEp前腔设计采用号筒结构声聚能管，具有传统号筒式扬声器的声音优势，声场深度/层次增加，解析力/结像力/临场感好；降低声短路的模态密度一一可以解决声短路导致的音质与音色劣化问题。
[0065]【附图说明】——
[0066]图1为DXEp结构示意图
[0067]图2为DXEp电-力-声类比图(图2A/图2B)
[0068]图3为蜗壳式“声聚能管”示意图(图3A/图3B剖面图)
[0069]图4为阿基米德螺旋线式“声聚能管”示意图(图4A/图4B剖面图)
[0070]图5为耳挂式DXEp示意图(图5A/图5B剖面图)
[0071 ] 图6为头戴式DXEp示意图
[0072]图7为DXEp结构示意图(前/后腔耦合)
[0073]其中——
[0074]1- “声聚能管”，2-扬声器，3-导声孔，4-头垫
【具体实施方式】
[0075]导声孔可以设置于耳机后腔壳的底部(不易落入灰尘)以及后腔壳的凹部一一使用者手指触摸不到，则手上的汗液/油污等不易堵塞导声孔。采用多个导声孔的好处之一还在于一一即使其中一个不慎被堵塞，DXEp仍然能够继续工作(偶极辐射)。
[0076]导声孔加工可以采用激光打孔技术一一其效率高/速度快/光洁度高/精度高(微米级)，适用于多种材料(如塑料/金属/木材等)。由于导声孔孔径小，加工过程中很容易被粘合剂/涂料等堵塞一一采用激光打孔技术，可以在其它工序完成后进行，则能够避免上述问题。激光钻出的孔为圆锥形的，而非是机械钻孔的圆柱形一一可以通过软件编程控制图形输出获得圆柱孔。实际上，圆锥孔作为导声孔也有其优越性一一圆锥孔相当于正号筒(从外侧打孔)，内侧Φ丨一声阻抗Za/声阻尼Da丨一At丨一ΛΡ丨，则“声短路”丨；外侧Φ丨一Za/Da丨一声导纳Ya丨，有利于提高辐射效率。导声孔孔径以外侧Φ为标准，可适当增加孔径(Φ ( 200 μm)。
[0077]DXEp折叠结构“声聚能管”可以采用3D打印机(3D Printers)技术——3D打印带来了颠覆性的制造业革命，无需机械加工或模具一一其成本/速度与精度优于传统制造方式。
[0078]DXEp可以采用全频带扬声器或者多单元分频扬声器系统一一扬声器可采用动圈式扬声器/弯曲波模式扬声器/静电式扬声器/压电式扬声器与平衡电枢式扬声器等类型。
[0079]DXEp支撑/定位结构可以采用耳挂式/头戴式等。耳挂式DXEp (耳塞式)为“非入耳开放式”设计一一采用硬质塑料，卡在耳廓内/而非塞入外耳道，可避免“听诊器效应”，提高健康性。参照图5。头戴式DXEp可以采用“头垫”设计一一头垫由为塑料/橡胶等材料制成，与耳朵上方头部接触(支撑/定位)，使耳机与耳廓保持一定距离一一以保证前腔开放，使耳机后腔壳导声孔的声音传播到耳朵里。耳机出声口轴心(“声聚能管”出声口所在平面与其轴线交点)与耳屏顶端(外耳道入口)的距离为6-15_。参照图6。
[0080]DXEp耳机后腔还可以通过导声孔与耳机前腔“声聚能管”直接耦合一一导声孔位于耳机内部前腔与后腔之间的壳壁上，导声孔孔径Φ满足下述要求:50μπι彡Φ彡150 μ m，导声孔数量η彡2个。参照图2/图7。
[0081]由于高频声波的有效辐射角度小，具有“指向性”。导声孔位于后腔壳背面或侧面时，高频声波可能不会被听到一一因此导声孔还可以设置于前腔与后腔之间的壳壁上，耳机内部高频声波经过反射，再通过导声孔传播出来。但是低频声波容易发生“声短路”，减小导声孔Φ与数量η，降低“声短路” 一一可以取得一种平衡。耳机前腔“声聚能管”与耳机后腔耦合一一相当于一个“信号混合器”，使扬声器正面/背面的声波耦合，则声压Pa ? —声辐射效率σ r t。
[0082]这种设计对于支撑/定位方式的要求比较宽容一一耳机即使采用封闭式结构也能使后腔声音传播到耳朵里一一但仍然建议采用开放式结构，以避免“听诊器效应”。虽然耳机后腔壳为封闭式结构，但后腔通过导声孔/前腔“声聚能管”与周围空气间接耦合一一因此也属于“全开放式”耳机。
【主权项】
1.一种偶极高辐射抗型耳机，其特征在于耳机前腔扬声器加载一 “声聚能管”，所述“声聚能管”结构包括反号筒，以及蜗壳式/阿基米德螺旋线式折叠结构；耳机后腔壳具有至少一个导声孔，所述导声孔为通孔，位于后腔壳背面或侧面，孔径φ满足下述要求:100 μ??彡Φ彡200 μm，导声孔数量η<4个；所述“声聚能管”与后腔壳为刚性材料构造。
2.根据权利要求1所述的偶极高辐射抗型耳机，其特征在于其支撑定位结构包括耳挂式/头戴式结构。
3.根据权利要求2所述的偶极高辐射抗型耳机，其特征在于所述头戴式结构具有两个支撑头垫，分别与耳朵上方左右头部接触，使耳机出声口与外耳道入口保持一定距离。
4.根据权利要求1所述的偶极高辐射抗型耳机，其特征还包括所述导声孔位于耳机内部前腔与后腔之间壳壁上，耳机后腔通过导声孔与耳机前腔“声聚能管”耦合，所述导声孔孔径Φ满足下述要求:50 μ m < Φ ^ 150 μ m，导声孔数量η <2个。
【专利摘要】偶极高辐射抗型耳机（DXEp）——采用全开放式结构，耳机前腔扬声器加载一“声聚能管”，耳机后腔壳具有一导声孔，孔径Φ满足下述要求：100μm≤Φ≤200μm。“声聚能管”可以提升辐射声功率与声辐射效率（声学功率放大器）；导声孔通过调节声阻尼/声阻抗使声波延时而改变其相位（声学延时器）——从而减小“声短路”的模态密度，充分利用扬声器背面的辐射声能。全开放式设计可以获得一种“动态性气压平衡”——降低失真；并且避免传统封闭式耳机“听诊器效应”导致的听觉疲劳/听力损害；降低“头中效应”，增强“双耳效应”与“耳廓效应”，使声场宽阔自然。
【IPC分类】H04R1-10
【公开号】CN204377095
【申请号】CN201520045896
【发明人】邹士磊
【申请人】邹士磊
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年1月22日