耳塞、耳机及用于耳机的耳塞制作方法与流程

1.本发明大体涉及用于耳机的耳塞、耳机以及用于耳机的耳塞制作方法。具体地，耳塞可以包括各向异性刚度元件，例如各向异性微结构，其可以为耳塞主体提供位置特定刚度和/或方向特定刚度。


背景技术：

2.通常，一些传统耳机基于插入式耳机。此类插入式耳机通常包括主体部分和软耳塞部分。例如，耳塞部分通常被设计为推入用户耳道，以便阻止外部声音，并进一步使耳机产生的声音进入用户耳道。
3.用于耳机的传统耳塞基于各向同性均质材料(通常为硅酮)。此外，选择均质材料的耳塞会导致耳塞的整体刚度受到影响。例如，耳塞不应太硬，以免对用户耳道施加太大压力；然而，耳塞也不应太软，以免无法插入用户耳道。
4.然而，此类传统耳塞的问题在于，由于上述影响，包括易于插入、佩戴舒适和密封良好在内的期望结果不能单独优化，但具有很强的相互依赖性。因此，通常需要提供一种用于耳机的替代耳塞。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题和缺点，本发明实施例旨在改进用于耳机的传统耳塞。本发明的目的在于提供一种能够更好地封住用户耳道的耳塞。进一步地，所述耳塞应为用户提供更高的佩戴舒适度。所公开的耳塞应克服基于各向同性材料的传统耳塞的缺点。
6.所述目的通过所附独立权利要求中描述的本发明实施例来实现。本发明实施例的有利实现方式在从属权利要求中进一步定义。
7.具体地，通过在耳塞主体中使用一个或多个各向异性刚度元件，本发明实施例能够控制所述耳塞在不同位置和方向上的刚度，从而可以最大限度地提高用户的佩戴舒适度，同时确保牢固的贴合度和良好的音质和/或高效的声学密封。
8.本发明的第一方面提供了一种用于耳机的耳塞，所述耳塞包括：可变形耳塞主体，用于至少部分地插入耳道；一个或多个各向异性刚度元件，设置在所述耳塞主体中或其上；所述一个或多个各向异性刚度元件用于向所述耳塞主体提供位置特定刚度。
9.所述耳塞可以是用于插入式耳机的耳塞。所述可变形主体可以使所述耳塞(例如，所述耳塞的所述可变形耳塞主体)能够至少部分地插入(例如，位于)用户耳道。
10.此外，所述一个或多个各向异性刚度元件可以基于各向异性微结构，并且可以设置为使得可以向所述耳塞主体提供位置特定刚度。例如，所述一个或多个各向异性刚度元件可以用于控制所述耳塞中不同位置和方向上的刚度和其它材料参数。因此，所述耳塞可以为用户提供最大程度的佩戴舒适度，同时确保牢固的贴合度和良好的音质。
11.例如，所述耳塞的刚度可以局部变化，从而可以在对力不敏感的区域(例如，耳屏)施加更高压力，在对力较敏感的区域施加更低压力。因此，可以提高所述耳塞的佩戴舒适度
和牢固贴合度(防止所述耳机从用户耳朵上脱落)。
12.在所述第一方面的一种实现方式中，所述一个或多个各向异性刚度元件还用于向所述耳塞主体提供方向特定刚度，其中，所述耳塞主体的刚度沿耳道插入方向最高。
13.具体地，向所述耳塞主体提供方向特定刚度，可以使所述耳塞更容易插入用户耳道、佩戴更舒适，并且易于制作。此外，由于所述耳塞主体的所述方向特定刚度，所述耳塞在插入时较硬(防止所述耳塞主体折叠，从而便于插入)，而在佩戴时较软(提高舒适度和密封性)。
14.在所述第一方面的另一种实现方式中，所述一个或多个各向异性刚度元件用于沿所述耳塞的第一轴线向所述耳塞主体提供较高刚度特性，具体地，所述第一轴线位于所述耳道插入方向上。
15.在所述第一方面的另一种实现方式中，所述一个或多个各向异性刚度元件还用于沿所述耳塞的第二轴线向所述耳塞主体提供较低刚度特性，具体地，所述第二轴线倾斜于所述耳道插入方向。
16.在所述第一方面的另一种实现方式中，所述第二轴线与所述第一轴线正交。
17.在所述第一方面的另一种实现方式中，所述一个或多个各向异性刚度元件包括多个梁，所述多个梁设置在所述耳塞主体内。
18.所述多个梁可以基于管，例如，所述多个梁中的每一个可以是管。此外，每个梁(例如，每个管)可以具有可变化的径向角，即，在制作所述耳塞时，可以控制每个管的所述径向角，这可以获得对用户耳道施加较小压力的耳塞。
19.在所述第一方面的另一种实现方式中，所述梁中的每一个沿所述梁延伸方向具有较高刚度，并且倾斜于所述梁延伸方向具有较低弯曲刚度。
20.在所述第一方面的另一种实现方式中，所述一个或多个各向异性刚度元件还包括多个接合结构，所述多个接合结构将所述多个梁互连。
21.在所述第一方面的另一种实现方式中，所述多个接合结构为所述互连的多个梁提供支撑体，从而形成网状结构。
22.在所述第一方面的另一种实现方式中，所述一个或多个各向异性刚度元件还包括多个环，所述多个环彼此相邻设置并且位于所述耳塞的端部，所述端部与用于插入所述耳道的所述耳塞的端部相对。
23.在所述第一方面的另一种实现方式中，
24.·
所述多个梁包含硅酮；和/或
25.·
所述多个环包含硅酮；和/或
26.·
所述多个接合结构包含金属线。
27.本发明的第二方面提供了一种耳机，所述耳机包括根据第一方面或其实现方式中任一项所述的至少一个耳塞。
28.所述耳机可以包括至少一个耳塞，例如，一个耳塞或一对耳塞。此外，所述耳机还可以包括电路。
29.所述耳机还可以包括电路，所述电路包括电子器件，例如可用于提供声音的换能器元件。所述耳机的所述电路可以包括硬件和软件。硬件可以包括模拟电路或数字电路，或模拟电路和数字电路两者。在一些实施例中，电路包括一个或多个处理器以及与一个或多
个处理器连接的非易失性存储器。非易失性存储器可以携带可执行程序代码，所述可执行程序代码当由一个或多个处理器执行时，使设备执行本文描述的操作或方法。
30.此外，所述耳机的所述至少一个耳塞可用于变形，以适应用户耳道并提供声学密封。根据第二方面所述的耳机实现了根据第一方面所述的耳塞的上述优点和效果。
31.本发明的第三方面提供了一种用于耳机的耳塞制作方法，所述方法包括：形成可变形耳塞主体，所述可变形耳塞主体用于至少部分地插入耳道；将一个或多个各向异性刚度元件设置在所述耳塞主体中或其上，使得所述一个或多个各向异性刚度元件向所述耳塞主体提供位置特定刚度。
32.在所述第三方面的一种实现方式中，执行根据第三方面所述的制作方法，以制作根据第一方面或其实现方式中任一项所述的耳塞。
33.需要说明的是，本技术所描述的所有设备、元件、单元和模块可以在软件或硬件元件或其任何组合中实现。本技术中描述的各种实体所执行的步骤以及各种实体要执行的所描述的功能旨在表示相应实体用于执行相应步骤和功能。即使在以下具体实施例的描述中，外部实体要执行的特定功能或步骤未反映在执行该特定步骤或功能的实体的特定详细元件的描述中，技术人员应清楚，这些方法和功能可以在相应的软件或硬件元件中实现，或以此类元件的任何种组合实现。
附图说明
34.结合所附附图，下面具体实施例的描述将阐述上述各方面以及实现方式，在附图中：
35.图1示出了本发明实施例提供的用于耳机的耳塞的示意图；
36.图2a和图2b示出了根据用于设置在耳塞主体中的多个梁的各向异性刚度元件的图(图2a)，以及根据作为耳塞的支撑结构提供的多个环的各向异性刚度元件的图(图2b)；
37.图3a和图3b示出了沿耳塞的第一轴线为耳塞主体提供较高刚度特性的图(图3a)，以及沿耳塞的第二轴线为耳塞主体提供较低刚度特性的图(图3b)；
38.图4示出了包括多个梁和多个环的各向异性刚度元件的示意图；
39.图5示出了使用金属线和其它支撑材料实现的图4所示各向异性刚度元件的示意图；
40.图6示出了用于耳机的耳塞制作方法的示意性流程图。
具体实施方式
41.图1示出了本发明实施例提供的用于耳机(100、101)的耳塞(110、120)的示意图。
42.具体地，图1中示出了一对耳机(100、101)，包括：第一耳机100，例如，包括用于用户左耳的耳塞110；第二耳机101，例如，包括用于用户右耳的耳塞120。所述第一耳机100和所述第二耳机101可以相似或相同，并且可以具有本发明描述的相似或相同功能。此外，所述耳塞110和所述耳塞120可以相似或相同，并且可以具有本发明描述的相似或相同功能。
43.所述耳塞(110、120)包括：可变形耳塞主体(111、121)，用于至少部分地插入耳道。
44.所述耳塞(110、120)还包括：一个或多个各向异性刚度元件(112、113、122、123)，设置在所述耳塞主体(111、121)中或其上；所述一个或多个各向异性刚度元件(112、113、
122、123)用于向所述耳塞主体(111、121)提供位置特定刚度。
45.例如，在图1中，所述耳塞110包括所述各向异性刚度元件(112、113)，所述各向异性刚度元件(112、113)设置在所述耳塞110的所述耳塞主体111中或其上。此外，所述耳塞120包括所述各向异性刚度元件(122、123)，所述各向异性刚度元件(122、123)设置在所述耳塞120的所述耳塞主体121中或其上。
46.此外，所述各向异性刚度元件(112、113、122、123)用于为所述相应耳塞主体(111、121)中的每一个提供位置特定刚度。
47.例如，所述各向异性刚度元件(112、113、122、123)可以分别设置为使得所述耳塞(110、120)的刚度局部变化。此外，这样可以在对力不敏感的区域(例如，耳屏)施加更高压力，在对力较敏感的区域施加更低压力。因此，可以提高每个耳塞(110、120)的佩戴舒适度和牢固贴合度(防止所述耳机(100、101)从用户耳朵上脱落)。
48.此外，用户可以通过至少部分地将所述耳塞(110、120)的所述相应可变形耳塞主体(111、121)插入相应的耳道，来佩戴所述第一耳机100和所述第二耳机101。此外，通过分别由所述各向异性刚度元件(112、113、122、123)提供位置特定刚度，所述可变形耳塞主体(111、121)可以变形以贴合特定用户耳道的独特形状。
49.所述第一耳机100和/或所述第二耳机101还可以包括处理电路(图1中未示出)，用于执行、实施或发起本文所述设备100的各种操作。处理电路可以包括硬件和软件。硬件可以包括模拟电路或数字电路，或模拟电路和数字电路两者。数字电路可以包括专用集成电路(application-specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)或多用途处理器等组件。在一个实施例中，处理电路包括一个或多个处理器以及与一个或多个处理器连接的非瞬时性存储器。所述非瞬时性存储器可以携带可执行程序代码，在所述一个或多个处理器执行所述可执行程序代码时，使得所述第一耳机100和/或所述第二耳机101执行、实施或发起本文所述操作或方法。
50.现在参考图2a和图2b，图2a和图2b示出了图200a和图200b，图200a和图200b示出了根据用于设置在所述耳塞主体中的多个梁201的各向异性刚度元件(如图1所示的112、113、122、123)(图2a所示的图200a)，以及根据作为所述耳塞的支撑结构提供的多个环203的各向异性刚度元件(图2b所示的图200b)。
51.所述各向异性刚度元件(112、113、122、123)可以包括多个梁201。在图2a所示的示例中，示出了可以沿耳道插入方向为所述耳塞主体提供较高刚度特性的八个梁201。
52.进一步地，所述梁201中的每一个沿所述梁延伸方向可以具有较高刚度，并且倾斜于所述梁延伸方向可以具有较低弯曲刚度(例如，弹性特性)。
53.此外，可以提供多个接合结构202，用于互连所述多个梁201。
54.例如，所述各向异性刚度元件(112、113、122、123)可以包括沿所述耳道插入方向的较厚元件(例如，所述梁201)，以防所述相应耳塞(110、120)过度弯曲或折叠。与所述较厚元件相邻的元件可以是支撑结构等较薄元件，例如图2中浅灰色所示的网202，其可以将所述梁201保持在一起，但同时使得在与所述梁201正交的方向上具有弹性(所述较厚元件)。因此，所述耳塞(110、120)朝向用户耳道壁可以具有柔性以防产生不适压力；然而，朝向所述耳道本身可以较硬，从而可以防止在插入所述耳塞(110、120)时过度弯曲。需要注意的
是，薄支撑结构可以不是如图所示的梁状结构，但可以是或包括膜状结构，所述膜状结构也可以用于非泄漏操作。
55.例如，此类各向异性微结构可以通过使用具有不同元件厚度或具有不同材料的一个或多个网状结构202的3d打印来创建。例如，所述梁201可以基于耳塞管，所述耳塞管沿所述插入方向可以较硬，而朝向所述耳道壁可以较软。
56.根据图2b所示的图200b，所述各向异性刚度元件(112、113、122、123)可以基于多个环203。例如，所述多个环203可以彼此相邻设置并且位于所述耳塞(110、120)的端部，所述端部与用于插入所述耳道的所述耳塞(110、120)的端部相对。此外，每个环203可以基于管，所述管具有可以变化的径向角。例如，所述多个环203可以改变所述耳塞主体(111、121)的径向方向。在图2b所示的图200b中，在这方面用虚线表示两种可能的变化。
57.现在参考图3a和图3b，图3a和图3b示出了耳塞主体(111、121)沿耳塞的第一轴线具有较高刚度特性的图(图3a)，以及耳塞主体(111、121)沿耳塞的第二轴线具有较低刚度特性的图(图3b)。
58.从图3a所示的图300a可以看出，所述多个梁201沿所述梁201的第一方向可以具有较高刚度(用箭头301和302表示)。此类特性使得所述梁201的尖端能够基本保持其形状。因此，它们可以轻松地插入耳道。进一步地，从图3b所示的图300b可以看出，所述多个梁201沿第二方向可以具有较低弯曲刚度(用箭头303和304表示)。此类特性使得所述梁210容易贴合耳道，并具有低恢复压力。这改善了所述耳道的密封性。
59.现在参考图4，图4示出了包括多个梁201和多个环203的各向异性刚度元件(例如，图1所示的112、113、122、123)的示意图。
60.例如，所述各向异性刚度元件(112、113、122、123)可以基于所述多个梁201、所述多个环203和多个接合结构202(例如，网状结构202)。
61.组合所述多个梁201和所述多个环203可以形成耳塞(100、101)，所述耳塞(100、101)可以对耳道开口施加较小压力(因为图2b所示的图200b中示出的结构更符合人类耳道方向的自然角度变化)，并且还可以轻松地插入，但不会对耳道壁施加太大压力。例如，图2a所示的图200a中示出的结构朝向所述耳道较硬，而朝向所述耳道壁较软。
62.此外，图4所示的图400中示出了此类组合结构。所述各向异性刚度元件(112、113、122、123)可以包括基于硅酮的所述多个梁201、基于硅酮的所述多个环203以及所述多个接合结构202(例如，网)。进一步地，例如，环支撑设计可以用于防止所述耳塞管在插入窄耳道时受到挤压。
63.现在参考图5，图5示出了使用金属线和其它支撑材料实现的图4所示各向异性刚度元件的示意图。
64.所述各向异性刚度元件(112、113、122、123)可以包括基于硅酮的多个梁201、基于硅酮的多个环203以及基于金属线501的多个接合结构202。组合用于形成所述各向异性刚度元件(112、113、122、123)的此类结构可以促成耳塞设计，所述耳塞设计可以沿用户耳道方向弯曲(例如，由于所述多个环203(图5中未示出))，同时易于插入但不会对耳道壁施加太大压力。这种组合不仅是各向异性耳塞结构的一个示例，而且在不同的位置也具有不同的特性(例如，在耳机主体端部容易弯曲，而在其它位置不易弯曲)。
65.在图5所示的图500中，所述多个梁201与基于金属线501的示例性接合结构以及设
置在所述金属线501的结构上的附加软材料502(以深灰色示出)互连。
66.作为3d打印的替代方案，此类微结构可以通过在较硬支撑材料(例如，所述金属丝501的网)之上模制较软材料502(例如，硅酮)来制作，例如，如图5所示的图500中示出的结构。
67.图6示出了本发明实施例提供的用于耳机(100、101)的耳塞(110、120)制作方法600。
68.所述方法600包括步骤s601：形成可变形耳塞主体(111、121)，所述可变形耳塞主体(111、121)用于至少部分地插入耳道。
69.所述方法600还包括步骤s602：将一个或多个各向异性刚度元件(112、113、122、123)设置在所述耳塞主体(111、121)中或其上，使得所述一个或多个各向异性刚度元件(112、113、122、123)向所述耳塞主体(111、121)提供位置特定刚度。
70.已经结合作为示例的各种实施例以及实现方式描述了本发明。但是，根据对附图、发明内容和独立权利要求的研究，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时，能够理解和实现其它变型。在权利要求书以及说明书中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，且不定冠词“一个”不排除多个。单个元件或其它单元可满足权利要求中描述的若干实体或项目的功能。在互不相同的从属权利要求中列举某些措施并不表示这些措施的组合不能被有效地使用。