专利名称：耳机以及耳机用隔音元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种隔音材料、吸音材料、环境噪音的减轻(reduction)、耳机 (earphone)的制造技术以及电路滤波器(filter)。
背景技术：
目前，市售有具备减轻环境噪音(noise)功能的耳机或播放器，其大致区分为有源(active)方式与无源(passive)方式。本发明涉及到无源方式。作为无源方式的背景技术，为了屏蔽自环境噪音源到达听觉的声音传输路径，重要的是维持耳机的再生性能的同时提高耳机自身的外部噪音屏蔽性能，以及为了提高{耳朵与耳机之间的间隙}的隔音性能而对隔音元件的材质或形状进行改良这两点。已公开有日本特开H08-275298所述的对耳塞耳机的安装件及耳机、日本特开 H10-511832所述的带有耳垫(ear cushion)的头戴式耳机(headset)及限制耳垫的压缩的装置等，虽确实有所改善，但仍有环境噪音会透过耳机的构造物被传到听觉。因此关于降噪性能，未能获得高的满意度。在日本特开2002-200109所述的耳塞型电气音响转换装置中，提出通过使{耳机的振动板的振动}直接传递至{作为耳塞的隔音元件}，从而发挥减轻噪音的功能，但隔音材料原本就属于不适合自{传输特性完全不同的材料直接以机械振动传播声音}的材质， 因而难以获得优质的音响性能。在环境噪音高达87dB的{地铁车站或电车内}的噪音环境、或者飞机的{发动机或风噪音}的噪音环境下，现有的隔音元件的效果不够充分。
发明内容
本发明的课题在于提供一种满足{廉价、制造简单、易使用、高降噪性能、良好的再生音质}的降噪装置，以便在达到87dB的噪音环境下，无需加大音量便可听到高质量的音乐或电话的通话声。一般，欲提高耳机的再生性能，较为理想的是{振动板的背面}朝外开口。然而， 现有方式的{屏蔽环境噪音}的类型的耳机无论是{有源型或是无源型}，均是出于{屏蔽环境噪音的目的}，{耳机的振动板的背面优选采用密闭构造}。使耳机的背面密闭虽简单，但因密闭，再生性能会受到较大影响。特别是为了避免低音再生性能{因密闭引起的显著劣化}，有些商品从振动板的背面设置管道(duct)并向相反侧的耳朵一侧开口等实施了精细工艺。总之，{耳机自身的隔音性能的提高}与{耳机的低音再生性能的提高}，处于无法兼容的关系。通过以隔音性的材质来填埋{入耳式耳机与外耳的入口附近之间形成的空间(声音传导的外耳道的一部分)}，使{要减轻的环境噪音}与{要听的音乐或广播信号}的双 方衰减。该方法由于{再生音也被具备高性能的隔音效果的材质所隔音}，因此再生音的音 量会衰减，尤其越是高音，衰减量越大。通过对该衰减的频率依存部分进行修正，可修正音质。通过使{耳机的再生特性 具各}该修正功能，或者{在耳机中装入{电子电路或电气电路}}，可实现{使用方便的降 噪型的耳机}。其结果是，环境噪音的隔音性能提高，{再生音的衰减}得以修正而成为正常的音 质，且S/N比提高。发明效果由于可提供{筒单、高性能、廉价}的具备{环境噪音减轻功能的再生环境}，因此 可应用于各种商品。由于即使于噪音环境中也能以{对于鼓膜较小的音量}且{良好的音质}来听音 乐，因此没有被担心的对听觉障碍的影响，可提供更安全的再生环境。由于为低价格，因此并非一部分人，而是大多数人能够在{电车内或飞机内}的无 聊的长时间，以{适度的音量及良好的音质}舒适地娱乐。由于噪音环境下的{移动电话的通话条件}变得格外良好，因此不仅使用便利，而 且有助于减少{在噪音环境下常见的}大声通话的情況。衰减特性虽需要适度的调节，但由于可根据再生装置的输出的富余而简单地调节 衰减特性，因此若为原本便可在强噪音环境下使用的再生装置，则中低音区域的衰减的补 偿只需通过加大再生音量便可弥补。例如，将{飞机的座位娱乐系统的音量}设计成{可在噪音环境下充分听到}。因 此，{即使包括再生信号在内而对其噪音进行隔音}，也可确保适当的音量。实际上，在飞机内的实验结果中，若使用机内装备的耳机，需要将音量提高至相当 大，但若使用本发明的耳机，则比先前水平低IOdB至20dB的音量便已足够。即使长时间地使用耳机，也可显著改善因大音量造成的听觉疲劳。而且，再生装置侧可使用现有的再生装置，因此市场导入门槛较低。另ー方面，关于向周围的漏音的影响，与现有装置大致相同。
图1是ー实施例的说明图。图2是图1的实施例的使用状态下的说明图。图3是现有型的说明图。图4是ー实施例的说明图。图5是现有例的隔音特性的说明图。图6是本发明的隔音特性的说明图。图7是本发明的再生特性的说明图。图8是本发明的再生特性的说明图。图9是本发明的再生特性的说明图。图10是本发明的CR型高音衰减补偿电路图。
附图标记
1 耳机本体
2、12 环境噪音
3 摩擦噪音
4、11 再生信号
5:杂音
6 中空管
7 隔音元件
8 空间
9 外耳道的轮廓
10 外耳道
13 钩状突起
C:电容器
IN 输入端子
R:电阻器
VC:音圈
具体实施例方式为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，以下举较佳实施例，并参照附图，进行详细说明。图1是表示本发明的一实施例的图。其中，附图标记1是耳机本体、2是环境噪音、3是摩擦噪音、4是耳机的再生信号、 5是{环境噪音与摩擦噪音}经由耳机本体到达听觉的噪音、6是{用于使后述的柔软的隔音元件易安装至耳机本体中，以实现隔音材料的隔音性能的稳定化(在使用状态下)}的中空管、7是{用于堵塞耳机本体与外耳道之间形成的空间的一部分的}由{变形自如的隔音性的多孔质塑料材料}构成的隔音元件、8是在隔音元件的内侧形成的空间。图2是表示将图1的一实施例佩戴于耳上的状态的图。其中，附图标记1至8与图1相同。9是外耳道的轮廓、10是外耳道、11是经由隔音元件而到达听觉的耳机再生信号、12是经由隔音元件而到达听觉的环境噪音。{耳机的再生信号}4与{经由耳机而进入的{环境噪音及摩擦噪音}}5因隔音元件7的隔音效果而衰减，并经由外耳道而到达听觉。由图所示，由于外耳道的一部分被隔音元件所堵塞，因此到达听觉的环境噪音或摩擦噪音因{隔音元件的隔音效果}而大为衰减。当然，耳机的再生音也同样衰减，但通过{高音衰减补偿电路或高音衰减补偿型信号处理}而预先使{隔音元件对衰减效果的反特性}起作用，{耳机的再生音}可修正隔音元件造成的衰减。作为结果，原本的再生音质能够再生为{与未设置隔音元件的状态大致相同的{音质}}，因此{环境噪音或软线的摩擦噪音}由{隔音元件的隔音效果}而相应地减轻。中空管6实现耳机的声音的出口形状的稳定化，即，具备通过{稳定地确保空间8}， 而在{隔音元件佩戴于耳中的状态}下{确保稳定的隔音性能}的作用。在多次实验中， 在耳机插入耳中的状态下，{隔音元件的材质}、{隔音元件堵塞外耳道的部分的容积}以及{隔音元件的内侧的空间8的形状}会对隔音特性造成较大影响，因此，中空管的用于获得稳定的隔音特性的作用很大。图3是表示将现有型插入耳中的状态的图。耳机的再生信号未被隔音，而直接通过外耳道到达听觉。当然，经由耳机自身传导的{环境噪音或软线的摩擦杂音}也未被屏蔽而到达听觉，因而需要提高耳机自身的对 {环境噪音或摩擦杂音}的隔音性能。图4表示本发明的复合隔音元件的一实施例。图4与图1相同的符号具有相同的功能。13是中空管的钩状突起。图4(a)表示将隔音元件、中空管以及耳机组合在一起的状态。在中空管的外周设置突起，从而防止在中空管套上隔音元件的状态下，隔音元件简单地脱落。突起的形状是易插入且不会简单地脱落的钩状。为了获得稳定的隔音特性，中空管与隔音元件的位置关系较为重要。图4(b)表示中空管的钩状突起的放大图。该钩状突起的设置场所为中空管的任何场所皆可。而且，钩状突起的形状只要是足以防脱的形状即可。图5至图9的实测特性图的横轴表示频率，纵轴表示测定用麦克风的输出的通过放大器而测定的相对电压。由于任一图中的基准水平均相等，因此是进行各个特性的比较后在充分的测定环境下的测定数据。图10是耳机的高音衰减补偿的本发明的一实施例电路。通过高音补偿来使图7 的再生特性成为图8的再生特性的实施例是基于以下的具体例。VC(Voice Coil)是耳机的音圈，R是电阻器、C是电容器，IN是耳机的输入端子。 低音区域的信号被电阻器衰减，高音区域经过电容器，因此获得低音抑制型、相对高音强调型的特性。在具体的实施例中，将音圈的阻抗设为16欧姆，将电阻器设为32欧姆，将电容器设为4. 7微法拉时，在中低音区域存在-IOdB的衰减，从约3000Hz的频率获得八度音阶 (octave)为+6dB的增益(gain)的高音强调特性。对于中低音区域的IOdB的衰减，由于通常的再生装置原本就具有在噪音环境下听音乐所需的大音量的输出，因此在实用上不成问题。图5表示市场上销售的商品中，附带有{最高性能的隔音片}的耳机的隔音特性。虚线表示纵轴处于OdB的位置，且未佩戴耳机时的水平。呈现出在80Hz以下具有隔音效果的特性，但这是因为模拟环境噪音的发生源未再生80Hz以下的缘故，因此，实际的隔音特性不存在80Hz以下的范围的衰减。30Hz以下变得稳定是由于测定器所置的自然环境的噪音的影响。在400Hz以下的范围内，呈现{6dB至7dB}的、稍向右下的衰减特性。自超过400Hz的附近开始，衰减逐渐变大，在1500Hz以上的范围内，呈现约35dB 左右的衰减。表示虽然是在较轻度的噪音环境下可充分使用的特性，但在达到87dB的地铁电车内的噪音环境下，隔音特性不够充分。图5是市场上销售的耳机中隔音性能优异的样品，而廉价的耳机中，基本上达不到实用程度的隔音特性的耳机不在少数。图6是表示在图5所示的耳机中安装本发明的复合隔音元件时的隔音特性。虚线表示纵轴处于OdB的位置，且未佩戴耳机时的水平。虽然在80Hz以下具有隔音效果的特性，但这是因为环境噪音的发生源未再生80Hz以下的缘故，实际的隔音特性不存在80Hz以下的范围的衰减。30Hz以下变得稳定是由于测定器所置的自然环境的噪音的影响。在400Hz以下的范围内，呈现{17dB至18dB}的、稍向右下的衰减特性。自超过400Hz的附近闭始，衰减逐渐变大，与图6不同的是，即使在1500Hz以上的范围内，衰减仍显著增大。具有在地铁电车内或通常的喷气式客机等噪音高的场所下也能充分使用的隔音特性。实际上，即使在现场实验中，与现有型相比较，也能获得IOdB至20dB 的隔音性能的改善。图7是本发明的{安装了复合隔音元件的耳机}的再生特性。由于隔音元件也会对再生音进行隔音，因此再生特性自500Hz以上开始衰减。在 IOOOHz至10000Hz的范围内特性并不一样是由于测定系统的固有特性所造成的。实际的衰减特性是以{八度音阶约6dB的斜度}衰减。该衰减特性下，成为高音不足的音质。图8是在本发明的{安装有复合隔音元件的耳机}的{音圈与耳机插塞}之间， 设置ICR型高音衰减补偿电路的一例}时的再生特性。此再生特性是{预先增大信号源的音量}，以使{从IOOHz至500Hz范围内的再生性能}与图6的情况相等时的再生特性。这表示，若考虑到测定系统的误差量，通过CR型高音衰减补偿电路，直至IOkHz附近为止，可维持理想的再生特性。图9是在本发明的{安装有复合隔音元件的耳机}的{音圈与耳机插塞}之间， 设置{精密的高音衰减补偿电路的一例}时的再生特性。此时的补偿电路使用数字信号处理器，因此与图8的情况相比，可知在40Hz至10000Hz为止的范围内进行了大致一样的平缓的修正。如以上所说明，通过将{安装于耳机中的隔音元件}设为{堵塞外耳道的一部分的构造}，即使是{背面开口的类型的耳机}也可实现高性能的降噪。而且，相反地，{难以获得良好的低音再生性能的密闭型的耳机}与本发明的高音衰减补偿特性类似，因此可将构造简单的密闭型耳机用于本发明的耳机。不仅可简单地减轻环境噪音，而且可利用{现有型的制造技术或设备}来获得廉价、具有稳定性且{失真或电路噪音少的}优质的音质。由于{隔音元件}为低成本，因此即使在{污浊、破损或遗失}等的情况下，也可简单地进行隔音元件的更换。即使涉及到{包含复杂的滤波器的闭循环的稳定性}或{因系统中存在的非线性特性而导致控制性能显著劣化的问题}，也不需要{只能在相矛盾的问题中找出平衡点}这
种{困难的信号处理技术}。
本发明提供--种可独立于耳机而商品化的环境噪音减轻型耳机。
本发明提供--种{外观或形状}多样的可更换的隔音元件。
本发明提供--种耳机用隔音元件。
本发明提供--种安装有隔音元件的耳机。
本发明提供--种隔音元件可装卸的耳机。
本发明提供--种可安装于耳机的隔音元件。
本发明提供一种移动电话用耳机。本发明提供一种便携式播放器用耳机。本发明提供一种飞机座位用耳机。产业上的可利用性本发明实用、廉价、制造简单、易使用、减轻性能高且再生音质良好，因此与现有的降噪方式不同，应用范围极广。本发明可安装至{有可能在噪音下听声音}的{几乎所有装置中}。
权利要求
1.一种耳机，将入耳式耳机作为耳机，将{经由耳机的构造物而到达听觉的环境噪音}作为进入噪音A， 将{经由耳机与{外耳壁}之间的间隙而到达听觉的环境噪音}作为进入噪音B， 将耳机的再生音中{到达听觉的声音}作为进入再生音，将{具备填埋或充满{耳机与外耳道的入口附近产生的空间}的功能}的、{变形自如的隔音性的多孔质塑料材料}作为隔音元件，将为了{使{后述的中空管}插入隔音元件}而设置的孔作为中空管安装孔， 中空管安装孔为杯形状，即一方被堵塞而另一方开口的形状， 将{隔音元件的孔} {被开口一侧}作为耳机安装端面， 将{隔音元件的孔} {被堵塞的一侧}作为隔音端面， 将{隔音元件的孔}的{沿着轴的侧面}作为隔音侧面，将{具备两种功能的中空的管}作为中空管，所述两种功能为，{安装至耳机的声音放射口的功能}，以及{通过插入至隔音元件的孔而将耳机与隔音元件结合的功能}，所述中空管具有{作为{变形自如的柔软的隔音元件}的骨材的功能} ;{将耳机的再生音{经由隔音元件的隔音端面而传递的功能}} ;{对{填埋{外耳壁}与{该中空管} 之间的间隙的隔音元件}的{隔音侧面与隔音端面}进行压缩的功能} ;{通过对隔音元件的隔音侧面，即与{外耳道入口附近的外耳壁}接触的部分进行压缩，从而{使进入噪音B 衰减}的功能}，且具有通过对隔音元件的隔音端面，即{外耳道入口的空间附近}进行压缩，从而使 {所述进入噪音A、所述进入噪音B及所述进入再生音} 一同衰减的功能， 将在所述隔音元件中安装中空管而组合成的组件作为复合隔音元件， 将{{所述隔音元件或所述复合隔音元件}的{所述进人再生音的传递特性}}的{{衰减特性}或{衰减特性的频率依存性}}，作为进入再生音衰减特性，将对所述进入再生音衰减特性进行补偿的功能作为高音衰减补偿功能， 将具备{该高音衰减补偿功能的再生特性}的耳机作为高音衰减补偿型耳机， 将具有该高音衰减补偿功能的特性的{电子电路或电气电路}作为高音衰减补偿电路，将{安装有该复合隔音元件}的耳机作为第1特征，将在{耳机的音圈}与{耳机的插塞}之间的{任一场所具有该高音衰减补偿电路的耳机}作为第2特征，将{安装有该复合隔音元件}的该高音衰减补偿型耳机作为第3特征，本耳机为具有{所述{第1与第幻特征的耳机}或{具有所述第3特征的耳机}。
2.一种如权利要求1中所定义的复合隔音元件。
3.一种复合隔音元件，其与权利要求1中所定义的隔音元件有关，且以于中空管的外周的任一场所具有隔音元件的防脱构造作为第4特征。
4.如权利要求1所述的耳机，其中，该高音衰减补偿型耳机将下述情况作为第9特征，S卩，利用通过减小耳机膜片的口径而降低低音区域的灵敏度的方法、通过加大耳机膜片的刚性而降低低音区域的灵敏度的方法、通过以耳机膜片为边界来减小背面容积而降低低音区域的灵敏度的方法、或者通过以耳机膜片为边界在背面部与正面部设置贯穿孔而降低低音区域的灵敏度的方法等，使耳机的高音再生灵敏度高于中低音再生灵敏度， 该耳机具有所述第9特征。
5.一种耳机，将由{电阻与电容器的并列连接}构成的{于权利要求1中所定义的高音衰减补偿电路}作为CR型高音衰减补偿电路，将在{耳机的音圈的端子}与{向耳机外部的引出线的端子}之间装入CR型高音衰减补偿电路作为第5特征，将在{耳机的导线的任一者之间}装入CR型高音衰减补偿电路作为第6特征， 将在{耳机的导线}与{耳机的插塞}之间装入CR型高音衰减补偿电路作为第7特征，该耳机具有所述{第5或第6或第7}特征。
6.一种中继软线或中继插塞插孔， 一个端子具有耳机插塞， 另一个端子具有耳机插孔，将在耳机插塞与耳机插孔之间具有CR型高音衰减补偿电路作为第8特征。
7.一种耳机，具备耳机本体，包含音圈，并通过放射口而输出再生音；隔音元件，通过变形自如的隔音性的多孔质塑料材料来包围所述耳机本体的所述放射口，并填埋所述耳机本体与外耳道的入口之间的空间；以及中空管，安装于所述耳机本体的所述放射口，并形成骨材以使所述隔音元件结合于所述耳机本体。
8.如权利要求7所述的耳机，其中，所述中空管在所述中空管的外周形成突起，以使所述隔音元件固定于所述中空管。
9.如权利要求7所述的耳机，其中，所述耳机在所述耳机的所述音圈与所述耳机的插塞之间具备高音衰减补偿电路，该高音衰减补偿电路由电容器与电阻并列连接而成。
全文摘要
本发明涉及一种耳机以及耳机用隔音元件，具体涉及廉价的环境噪音减轻型的入耳式耳机，其在如飞机座位或地铁车厢内等达到86分贝的噪音环境下，能以小音量且高品位的音质听音乐。通过以由多孔质的柔软的塑料构成的隔音性组件来填满耳朵与入耳式耳机之间的空间，将通过入耳式耳机的高水平的环境噪音与再生音一同隔音。在耳机的音圈与插塞的中间，设置隔音元件的隔音特性修正用的、由电阻器与电容器构成的频率特性修正电路。
文档编号H04R1/10GK102387434SQ201110095239
公开日2012年3月21日 申请日期2011年4月15日 优先权日2010年8月30日
发明者角元纯一 申请人:角元纯一