專利名稱：音響裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種音響裝置，更特別地關(guān)于一種個(gè)人使用的音響裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)所提供的耳機(jī)可插入使用者耳朵的凹洞或所提供的聽(tīng)筒包括一個(gè)小型揚(yáng)聲器，其安裝在頭帶且配置在緊靠使用者耳朵或覆蓋于耳朵上的位置。這類聲源使用空氣壓力波動(dòng)通過(guò)耳道經(jīng)過(guò)耳鼓將聲音傳送至使用者的內(nèi)耳。
一種典型的傳統(tǒng)耳機(jī)使用安裝在塑料外殼內(nèi)的動(dòng)圈式的換能器。該動(dòng)圈連接至一個(gè)輕質(zhì)振膜，其設(shè)計(jì)為安裝在耳道的入口。該動(dòng)圈及振膜為輕質(zhì)的并密切耦合至耳道另一端的耳鼓。由動(dòng)圈換能器所看到的耳鼓和耳道的聲阻抗相當(dāng)?shù)男?。這個(gè)與密切耦合相關(guān)的小阻抗意味著該動(dòng)圈換能器的運(yùn)動(dòng)要求較低。
動(dòng)圈換能器需要磁路，磁路其通常包括金屬零件，例如鋼或鐵極性組件，以產(chǎn)生磁力線讓線圈移動(dòng)。這些零件提供相當(dāng)大的慣性質(zhì)量，與低運(yùn)動(dòng)要求結(jié)合，則其意味著較小的振動(dòng)會(huì)進(jìn)入外殼。
耳機(jī)及聽(tīng)筒具有缺點(diǎn)。例如，它們可能會(huì)阻礙像會(huì)話這類正常的聽(tīng)覺(jué)過(guò)程或可能阻止使用者聽(tīng)到有用或重要的外部聲音信息，例如警告。再者，一般而言它們令人感覺(jué)不舒適且如果傳輸?shù)囊袅刻撸鼈儠?huì)使聽(tīng)覺(jué)過(guò)度負(fù)荷和受損。
一種可選擇的供應(yīng)聲音至使用者內(nèi)耳的方法是使用象在例如一些聽(tīng)力輔助類型中的骨導(dǎo)體。在此情形中，換能器固定至使用者的乳突骨以被機(jī)械耦接至使用者的頭骨。然后聲音由換能器傳輸通過(guò)頭骨直接到達(dá)耳蝸或內(nèi)耳。此聲音傳輸路徑不涉及耳鼓。把換能器配置在耳朵后側(cè)能提供良好的機(jī)械耦合。
但缺點(diǎn)是，頭骨在換能器位置的機(jī)械阻抗是頻率的復(fù)雜函數(shù)。因而，換能器的設(shè)計(jì)及所必要的電氣均衡將相當(dāng)昂貴且難以實(shí)現(xiàn)。
對(duì)于本申請(qǐng)案的可選擇的解決方式提出于JP56-089200(Matsushita電動(dòng)工業(yè)有限公司)，WO 01/87007(Temco日本有限公司)及WO 02/30151。在各公開(kāi)文件中，換能器直接耦合至使用者耳廓，特別是在使用者耳朵后側(cè)，以在其內(nèi)激發(fā)振動(dòng)，由此使聲音信號(hào)傳輸至使用者的內(nèi)耳。
如WO 02/30151所陳述，換能器可為壓電型的。如同一般耳機(jī)中的動(dòng)圈式換能器，壓電換能器需要對(duì)機(jī)械損壞的防護(hù)。再者，壓電換能器必須機(jī)械耦合至耳廓并且必須保護(hù)該耦合。因此，換能器可安裝在一個(gè)保護(hù)外殼內(nèi)。
壓電換能器并非與耳鼓密切耦合且通過(guò)耳廓相當(dāng)高的阻抗驅(qū)動(dòng)。而且，聲音是透過(guò)一機(jī)械式耦合而非音頻式耦合傳輸至耳鼓。因此，需要較高的振動(dòng)能量以在耳鼓內(nèi)保持與一般耳機(jī)相同的水平。
不同于動(dòng)圈式換能器，壓電式換能器不具備振動(dòng)所涉及的高慣性質(zhì)量。因此，外殼振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生不想要的外部聲音輻射。這種聲音輻射的泄漏會(huì)騷擾附近的聽(tīng)眾，且會(huì)降低穿戴者的隱私性，以及損害音響裝置的性能。因此，本發(fā)明目的是提供對(duì)外殼的一種改良設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容
如本發(fā)明第一方面，所提供的音響裝置包括一壓電換能器及用于耦合該換能器至使用者耳廓的耦合裝置，由此換能器在耳廓內(nèi)激發(fā)振動(dòng)，以使其將來(lái)自換能器的聲音信號(hào)傳輸至使用者內(nèi)耳，其特征在于該換能器嵌入到由相當(dāng)軟的材料所制成的套管中，而該套管被安裝在由相當(dāng)堅(jiān)硬的材料制成的外殼上，從而在套管和外殼之間限定一凹洞。
耳廓即使用者整個(gè)外耳。換能器可被耦合至使用者耳廓后面緊鄰使用者的耳殼。
套管及外殼共同形成一個(gè)保護(hù)換能器的雙組件結(jié)構(gòu)。雙組件結(jié)構(gòu)的使用提供較大的設(shè)計(jì)靈活性，以便形成產(chǎn)生所不想要的輻射為最少的裝置，并且具有一有良好靈敏度而被充分保護(hù)的換能器。相反地，安裝壓電換能器在一個(gè)單組件外殼中則靈活性較小。如果使用一較硬的材料，可能對(duì)裝置的靈敏度及帶寬帶來(lái)不利的影像，且可能會(huì)導(dǎo)致所不想要的輻射。然而，如果使用較軟的材料，則裝置可能不會(huì)足夠堅(jiān)固。
套管可被模制。相當(dāng)軟的材料可具有在10至100范圍中的肖氏硬度，可能的話是20至80，且例如可為橡膠、硅或聚氨酯。材料也可以是非傳導(dǎo)性，非過(guò)敏性及/或防水性的。材料優(yōu)選要對(duì)換能器性能具有最小的影響，即，不會(huì)限制換能器的移動(dòng)且能提供一些，對(duì)例如來(lái)自小的振動(dòng)及來(lái)自環(huán)境的，特別是濕度的保護(hù)。
外殼優(yōu)選由堅(jiān)硬的材料制成，以便為換能器提供額外的保護(hù)，特別是在使用期間。較硬的材料可具有1GPa或更高的楊氏模量，且例如可為一種金屬(例如鋁或鋼，分別具有70GPa及207GPa的楊氏模量)，硬塑料(例如有機(jī)玻璃、丙乙烯丁二烯苯乙烯樹(shù)脂(ABS)，或具有20GPa楊氏模量的玻璃加強(qiáng)型塑料)或具有1GPa楊氏模量的軟性塑料。
套管及外殼均可為模制，例如以雙步驟模制操作方式?；蛘?，外殼可鑄模或壓印。為便于制造，套管可搭扣安裝在外殼內(nèi)。
套管及外殼之間的耦合優(yōu)選為較小以降低從換能器傳輸至外殼的振動(dòng)。外殼可在套管具有降低振動(dòng)的位置上耦合套管。所述位置可接觸外殼的特定區(qū)域，在該區(qū)域上可通過(guò)例如安裝質(zhì)量來(lái)抑制振動(dòng)。所述位置可以在套管的相反端。
凹洞能確保套管及外殼之間最小的耦合。凹洞也可設(shè)計(jì)為降低來(lái)自換能器的后輻射，這樣可降低來(lái)自裝置的不想要的輻射。凹洞可具有的機(jī)械阻抗(Zcavity)其低于換能器輸出阻抗，并最好低于耳廓的阻抗(Zpinna)。如此，凹洞的機(jī)械阻抗優(yōu)選設(shè)計(jì)為使得不會(huì)對(duì)所獲得的力產(chǎn)生限制。所以換能器的運(yùn)動(dòng)及所獲得的力的不會(huì)被凹洞所明顯影響。所以凹洞不會(huì)對(duì)裝置的靈敏度產(chǎn)生不利的影響。當(dāng)凹洞阻抗低于耳廓阻抗時(shí)，所有可獲得的力可被傳輸至耳廓，凹洞對(duì)于裝置的操作只產(chǎn)生最小的影響。于是凹洞的效果限定為機(jī)械保護(hù)的所期望的功能及降低所不想要的外部聲音輻射。
可選擇換能器的機(jī)械性質(zhì)，特別是機(jī)械阻抗，以與典型的耳廓阻抗匹配。通過(guò)匹配機(jī)械性質(zhì)，特別是機(jī)械阻抗，可實(shí)現(xiàn)改良的效率及帶寬?；蛘?，可選擇機(jī)械性質(zhì)以適于應(yīng)用。例如，如果經(jīng)過(guò)匹配的換能器太薄以致無(wú)法持久使用，可增加換能器的機(jī)械阻抗以便提供更長(zhǎng)的使用期限。這類的換能器可能效率較低但仍能使用。
可匹配換能器的機(jī)械性質(zhì)以優(yōu)化換能器及耳廓之間的接觸力，例如考慮一或多個(gè)參數(shù)，所述參數(shù)從平滑度、帶寬及/或各個(gè)個(gè)人使用者所決定的頻率響應(yīng)水平，以及在靜態(tài)時(shí)與有音頻信號(hào)出現(xiàn)時(shí)使用者的身體舒適度中選擇?？蛇x擇換能器的機(jī)械性質(zhì)以使換能器的頻率范圍為最佳。
機(jī)械性質(zhì)可包括安裝位置、增加的質(zhì)量、壓電層數(shù)。換能器可以以離心方式安裝，由此使用扭力來(lái)提供與耳廓良好的接觸。質(zhì)量可例如加在壓電元件端部，以改良低頻帶寬。換能器可具有多層壓電材料，由此可提高電壓靈敏度以及降低放大器的電壓要求。該層或每層壓電材料可被壓縮。
耦合裝置優(yōu)選在耳廓及裝置之間提供接觸壓力，以便裝置與耳廓的全部機(jī)械阻抗耦合。如果接觸壓力太輕，向裝置所顯現(xiàn)的阻抗太小耳能量傳輸可能會(huì)顯著降低。耦合裝置可具有鉤子的形狀，其上端可彎過(guò)耳廓的上表面。其下端可彎在耳廓下表面的下方或者向下懸掛在耳廓后面。具有彎向耳廓的兩端的鉤子可提供一種更穩(wěn)固的固定，會(huì)保持充分的接觸壓力用于有效的能量傳輸。
外殼安裝在鉤子上以便換能器套管接觸耳廓的下部，例如耳垂。該鉤子可由金屬、塑料或橡膠化的材料制成。
音響裝置可包括一內(nèi)建設(shè)備以定位該換能器于各個(gè)單獨(dú)使用者耳廓上的最佳位置，如WO 02/30151所教導(dǎo)。音響裝置可包括一施加平衡的補(bǔ)償器以改善音響裝置的聲音性能。
音響裝置可免手持，即使用于雙耳。因此制造能被簡(jiǎn)化及變得便宜，因?yàn)榧庸こ杀窘档?。再者，裝置更加容易使用，因?yàn)槭褂谜卟粫?huì)將裝置防止在錯(cuò)誤的耳朵上且更換易于獲得。使用者可使用兩個(gè)音響裝置，每個(gè)耳朵上裝有一個(gè)。輸入各個(gè)音響裝置的信號(hào)可不同，例如，以產(chǎn)生相關(guān)的立體影像，或?qū)蓚€(gè)音響裝置都相同。
音響裝置可包括一個(gè)微型內(nèi)建麥克風(fēng)，例如用于免手持電話，及/或可包括一個(gè)內(nèi)建的微接收器，例如用于無(wú)線連接至本地聲源，例如CD放播器或電話，或者連接至廣播發(fā)送的遠(yuǎn)端聲源。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，其提供一種設(shè)計(jì)音響裝置的方法，此方法包括將一壓電換能器機(jī)械耦合至使用者耳廓且驅(qū)動(dòng)該換能器，從而該換能器在耳廓內(nèi)激發(fā)振動(dòng)，使其將來(lái)自換能器的聲音信號(hào)傳輸至使用者內(nèi)耳，其特征在于通過(guò)將該換能器嵌入在由較軟的材料制成的套管內(nèi)，及將該套管安裝至由較硬材料制成的保護(hù)外殼上，使得在套管及外殼之間限定一凹洞。
本方法可包括選擇該凹洞、套管及外殼中的一或多個(gè)參數(shù)以降低不想要的輻射、提供對(duì)該換能器的保護(hù)及/或確保有良好靈敏度及帶寬。特別是，可選擇套管及外殼及/或凹洞之間的耦合以降低不想要的輻射?？蛇x擇套管的材料以確保良好的靈敏度及帶寬，及/或給換能器提供一些保護(hù)?？蛇x擇外殼材料以提供額外的保護(hù)。凹洞的機(jī)械阻抗可低于換能器輸出阻抗，最好低于耳廓的阻抗。
本方法可包括為各使用者測(cè)量音響裝置的聲音性能，及對(duì)每個(gè)單獨(dú)使用者調(diào)整其換能器在耳廓上的位置，以便使聲音性能最優(yōu)化，例如提供最佳音調(diào)平衡。最佳位置可通過(guò)確定一角度而被測(cè)量出，該角度是在一經(jīng)過(guò)入口延伸至使用者耳道的水平軸線與一延伸通過(guò)入口且對(duì)應(yīng)于換能器中心軸線的徑向線之間的角度。該角度可以在在9至41度的傾斜范圍內(nèi)。
本方法可包括施加一平衡以改善音響裝置的聲音性能。本方法可包括施加壓力到加在換能器上的信號(hào)，特別是如果該換能器是一個(gè)壓電換能器。本方法可包括最優(yōu)化換能器及耳廓之間的接觸壓力。接觸壓力的優(yōu)化可通過(guò)考慮例如像平滑度、帶寬及/或各個(gè)人使用者決定的頻率響應(yīng)的水平，以及在靜態(tài)及音頻信號(hào)出現(xiàn)時(shí)使用者的身體舒適度這樣的參數(shù)，而獲得。
上述的音響裝置及方法可用于許多應(yīng)用中，例如免手持移動(dòng)電話，虛擬會(huì)議、諸如飛機(jī)上的及電腦游戲的娛樂(lè)系統(tǒng)、緊急及安全服務(wù)的通信系統(tǒng)、水下操作、主動(dòng)雜音消除聽(tīng)筒、耳鳴患者、呼叫中心及秘書(shū)服務(wù)、家庭影院及電影院、加強(qiáng)及分享真實(shí)包括數(shù)據(jù)和信息接口、訓(xùn)練應(yīng)用、博物館、豪華古宅(旅游導(dǎo)覽)及主題公園以及汽車內(nèi)的娛樂(lè)。另外，音響裝置可在所有的應(yīng)用中使用，例如必須維持自然的未阻礙的聽(tīng)覺(jué)的環(huán)境，例如當(dāng)行人及騎腳踏車的人通過(guò)個(gè)人聽(tīng)筒收聽(tīng)節(jié)目?jī)?nèi)容時(shí)增加其安全。
多數(shù)的耳聾者在部分的頻率范圍具有良好或足夠的聽(tīng)覺(jué)，耳在剩余的頻率范圍聽(tīng)覺(jué)較弱。音響裝置可用以增加部分耳聾者具有具有不良聽(tīng)覺(jué)的頻率范圍的部分，而不阻礙耳聾人士在剩余頻率范圍上的聽(tīng)覺(jué)。例如，音響裝置可用于在頻譜下段具有良好或足夠聽(tīng)覺(jué)的部分耳聾者，以增加其上部頻率范圍，或反之亦然。下段頻率范圍可低于500Hz而高頻范圍高于1kHz。


為更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)在以僅為示例形式，參考

本發(fā)明的特定實(shí)施例，在附圖中
圖1是本發(fā)明實(shí)施例安裝在耳廓上的立體圖；圖2是圖1音響裝置的剖面?zhèn)纫晥D，為清楚起見(jiàn)有些部分被移除；圖3是圖1裝置的橫截面圖，其所取角度與圖2的相垂直；圖4a至4c是可在本發(fā)明中使用的可選擇的壓電換能器的側(cè)視圖；圖5是圖4b換能器當(dāng)連接至耳廓時(shí)功率相對(duì)對(duì)頻率的圖示；圖6是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的音響裝置的組件的機(jī)械阻抗的示意圖；圖7a是該組件機(jī)械阻抗與頻率的圖示；圖7b是圖7a的簡(jiǎn)化版本，及圖8示出在音響裝置可安裝在使用者耳朵上一優(yōu)選位置的側(cè)視圖。
主要元件符號(hào)說(shuō)明10，70，80 換能器12 換能器層14 墊片層16，82 壓電層17，84 墊片18 電極層19 粘著層30 音響裝置32 耳廓34，74 保護(hù)外殼36 上鉤38 下鉤40 引線42 套管44 壓電換能器46 44的凸段48，72 凹洞50 連接器52 回圈54 耦合裝置56 凸耳
58 溝槽60 耳道入口62 中心徑向線64 上徑向線65 下徑向線66 水平軸線68 垂直軸線86 質(zhì)量具體實(shí)施方式
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的安裝在耳廓32上的音響裝置30。該裝置包括一保護(hù)外殼34，其上附著一個(gè)具有上鉤及下鉤36、38的耦合裝置54。鉤子36、38分別回繞耳廓32的上部及下部，以確保裝置及耳廓間的良好接觸。引線40沿外殼34延伸而連接至一個(gè)外部聲源。
如圖2及3所示，外殼34是一空心體，其容納一個(gè)嵌有壓電換能器44的套管42。凹洞48限定在外殼34內(nèi)表面及套管42外表面之間。套管42大致上為矩形截面并具有一個(gè)凸段46，且其成形為在使用者耳廓上提供一個(gè)貼身的固定。套管42是由一種比外殼34所使用材料軟很多的材料制成。
外殼34通過(guò)連接器50連接至套管42的相反端，其使從該套管42到外殼34的振動(dòng)最小化。外殼34形成有固定耦合裝置54的回圈52。
外殼42沿短軸線形成有突出部57，其提供凸耳56在套管42的任一側(cè)。凸耳56與外殼34內(nèi)表面上的對(duì)應(yīng)溝槽58接合。在正常操作中，凸耳56不與外殼34接觸，但防止套管與外殼分離，例如，如果套管被垂直拉出時(shí)。耦合裝置54固定至外殼34的外表面。
圖4a及4c示出可在本發(fā)明使用的可選擇的壓電換能器。在圖4a中，換能器10彎曲且包括兩個(gè)彎曲壓電層12，且其中夾著一層彎曲墊片層14。在圖4b及4c中，換能器不彎曲且為28毫米長(zhǎng)及6毫米寬的矩形。
在圖4b中，換能器80包括每層厚度是100微米的壓電材料的兩層82。各壓電層82以一層厚度80微米的銅質(zhì)墊片層84隔開(kāi)。質(zhì)量86安裝至換能器各端，例如抑制這些區(qū)域中換能器中的振動(dòng)。換能器具有3.3Ns/m的輸出阻抗。在圖4c中，換能器包括壓電材料(例如PZT)的三層16，其與四個(gè)電極層18(典型是銀鈀材料)交疊配置。各壓電層16的極性以箭頭指示。層的設(shè)置為堆疊方式，其頂層和底層為電極層18。換能器安裝在合金墊片17上，并由一層粘著層19固定。
圖5表示圖4b換能器中當(dāng)其附接在耳廓(虛線)上及當(dāng)其不附接在耳廓(實(shí)線)上時(shí)功率消耗的測(cè)量結(jié)果。當(dāng)換能器安裝至耳廓時(shí)，因?yàn)槎?fù)載顯著增加了換能器電阻抗的實(shí)部，從換能器抽取的功率增加。一般而言，壓電元件的電阻抗主要是電容性的。
凹洞設(shè)計(jì)可參考圖6至7b陳述如下。圖6表示系統(tǒng)即耳廓32的阻抗、換能器70、凹洞72及外殼74，的阻抗的示意圖。凹洞具有由其面積及深度所決定的剛度或機(jī)械阻抗。圍繞換能器的外殼74或套管的振動(dòng)導(dǎo)致此剛度壓縮，因而外殼及套管可被認(rèn)為耦合至凹洞。凹洞的機(jī)械阻抗可通過(guò)計(jì)算空氣負(fù)荷的柔順度來(lái)估算，空氣負(fù)荷本身可由下列式子估算(假定位移較小) 其中P0是大氣壓(101kPa)。
凹洞的機(jī)械阻抗接著可使用下式在整個(gè)頻率范圍表達(dá)Zcavity=12·π·f·C]]>可選擇壓電換能器的參數(shù)(例如尺寸及組成)以用于在給定帶寬上將能量有效傳輸至耳廓的機(jī)械阻抗。一種可接收的換能器可在500Hz至10kHz范圍操作的設(shè)計(jì)，包括五層壓電層且為28毫米×6毫米。這樣的換能器具有4.47kg/s的機(jī)械輸出阻抗。與換能器具有相同面積及深度為2.5毫米的凹洞具有1.47×10-4m/N的空氣負(fù)荷柔順度。
圖7a表示凹洞(Zcavity)、耳廓(Zpinna)及換能器(Zpiezo)相對(duì)于頻率的阻抗。耳廓阻抗在低于1kHz的頻率上大致固定在Zpinna＝2.7kg/s的值。因此，各組件阻抗可簡(jiǎn)化如圖7b所示。在頻率f1(約420Hz)，凹洞的機(jī)械阻抗等于換能器的阻抗。低于此頻率，換能器輸出將受到凹洞作用的限制，因此f1必須設(shè)定為裝置的最小操作頻率?？赏ㄟ^(guò)增加凹洞尺寸(特別是深度)來(lái)降低f1頻率，以避免裝置工作頻帶中所發(fā)生交叉點(diǎn)。使凹洞足夠深度能使在相關(guān)頻帶上在套管及/或外殼與凹洞之間的耦合最小。
在最低操作頻率，即500Hz，Zcavity＝2.17kg/s，因此Zcavity＜Zpiezo及Zcavity＜Zpinna。此條件也在整個(gè)操作范圍即直到10kHz上滿足，因?yàn)閆piezo固定，Zpinna固定于1kHz，然后上升，而Zcavity隨頻率下降。
圖8表示如何對(duì)于各單獨(dú)使用者調(diào)整換能器在耳廓上的位置，以提供最佳音調(diào)平衡，或使聲音響應(yīng)的其它特性最優(yōu)化。通過(guò)使換能器的位置最佳化，耳廓及換能器可有效形成一個(gè)對(duì)一單獨(dú)使用者來(lái)說(shuō)的唯一的組合驅(qū)動(dòng)器。最佳位置是通過(guò)確定一中心徑向線62及一水平軸線66之間的角度θ而測(cè)得，該兩線均延伸通過(guò)入口60至耳道。中心徑向線62對(duì)應(yīng)換能器的中心軸線，以及給予第一使用者其換能器的最佳位置。
上下徑向線64、65其二者均與中心徑向線62成角度α，表示與該中心徑向線62的可能偏移范圍，這可引出第二使用者的最佳位置。進(jìn)行的測(cè)試給出25°的θ值及16°的α值。音響裝置可包括一個(gè)內(nèi)建設(shè)備用以定位最佳位置。角度的調(diào)整可通過(guò)換能器與鉤上端的接合移動(dòng)來(lái)進(jìn)行。代替水平軸線的使用，可以相對(duì)于延伸通過(guò)入口60至耳道的一垂直軸線68測(cè)量該角度。
通過(guò)將換能器安裝在耳朵后側(cè)，該音響裝置不突出、隱密且不致阻礙或扭曲耳廓形狀。換能器與耳道相隔一段距離，因此不會(huì)阻礙耳道入口，因此正常的聽(tīng)覺(jué)不致受到影響。再者，這可減少對(duì)外耳的梗塞，因此當(dāng)比較在不同程度上梗塞耳朵的常規(guī)聽(tīng)筒時(shí)，其降低或沒(méi)有定位誤差。
音響裝置可以以低成本、重量輕的材料制造，因此可將其舍棄。這樣的可舍棄性是一種優(yōu)點(diǎn)，例如當(dāng)會(huì)議使用情形下衛(wèi)生是一項(xiàng)先決條件時(shí)?；蛘?，因?yàn)橐繇懷b置不插入耳朵，這樣較舒適，因此更適宜長(zhǎng)期佩戴。
權(quán)利要求
1.一種音響裝置，其包括一壓電換能器及用于將該換能器耦合至一使用者耳廓的耦合裝置，由此該換能器在該耳廓內(nèi)激發(fā)振動(dòng)，使其將來(lái)自該換能器的聲音信號(hào)傳輸至一使用者的內(nèi)耳，其特征在于該換能器被嵌入到由較軟的材料所制成的套管內(nèi)，且該套管被安裝在由較硬的材料所制成的外殼上，從而在該套管及外殼之間限定一凹洞。
2.如權(quán)利要求1所述的音響裝置，其中該換能器適于被耦合至使用者耳廓的后表面接近該使用者耳殼。
3.如權(quán)利要求1或2所述的音響裝置，其中該套管及外殼間的耦合為最小，以便降低振動(dòng)從該換能器至該外殼的傳輸，其中該外殼在該套管上具有減小振動(dòng)的位置處被耦合至該套管。
4.如權(quán)利要求3所述的音響裝置，其中該位置接觸該換能器上振動(dòng)會(huì)被抑制的區(qū)域。
5.如權(quán)利要求3或4所述的音響裝置，其中該位置是在該套管的相對(duì)端。
6.如上述權(quán)利要求任一所述的音響裝置，其中該凹洞具有一機(jī)械阻抗(Zcavity)，其低于該換能器的輸出阻抗。
7.如上述權(quán)利要求任一所述的音響裝置，其中該凹洞具有一機(jī)械阻抗，其低于該耳廓(Zpinna)的阻抗。
8.如上述權(quán)利要求任一所述的音響裝置，其中該耦合裝置提供在該耳廓及該裝置間的接觸壓力，使得該裝置可被耦合至該耳廓的全部機(jī)械阻抗。
9.如上述權(quán)利要求任一所述的音響裝置，其中該耦合裝置是呈鉤形，其一上端彎曲在該耳廓的上表面上方。
10.如權(quán)利要求9所述的音響裝置，其中該鉤的一下端彎曲在該耳廓的下表面下方。
11.如權(quán)利要求9或10所述的音響裝置，其中該外殼被安裝至該鉤，使得該換能器套管接觸該耳廓的下部。
12.一種設(shè)計(jì)音響裝置的方法，其包括將一壓電換能機(jī)械耦合至一使用者耳廓并驅(qū)動(dòng)該換能器，使得該換能器在該耳廓內(nèi)激發(fā)振動(dòng)，以使其將來(lái)自該換能器的聲音信號(hào)傳輸至使用者內(nèi)耳，其特征在于通過(guò)將該換能器嵌入一由較軟的材料制成的套管中，及通過(guò)將該套管安裝至一由較硬的材料制成的保護(hù)外殼上，從而該套管及外殼之間限定一凹洞。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其包括選擇該凹洞、套管及外殼中的一或更多參數(shù)，以降低不想要的輻射，而提供對(duì)該換能器的保護(hù)及/或確保良好的靈敏度及帶寬。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中選擇該套管及外殼及/或該凹洞之間的耦合以降低不想要的輻射。
15.如權(quán)利要求13或14所述的方法，其中選擇該凹洞的機(jī)械阻抗為低于該換能器的輸出阻抗。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中選擇該凹洞的機(jī)械阻抗為低于該耳廓的阻抗。
17.如權(quán)利要求12到16任一所述的方法，其包括為各使用者測(cè)量該音響裝置的聲音性能，及為各單獨(dú)使用者調(diào)節(jié)換能器在耳廓上的位置，以使聲音性能最優(yōu)化。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中該最佳位置是通過(guò)確定在一延伸通過(guò)該入口至該耳道的水平軸線及一延伸經(jīng)過(guò)該入口且對(duì)應(yīng)該換能器的中心軸線的徑向線之間的角度來(lái)測(cè)得。
全文摘要
一種音響裝置(30)，其包括一壓電換能器(44)以及用于將換能器耦合至使用者耳廓(32)的耦合裝置(54)，由此使該換能器在耳廓(32)內(nèi)激發(fā)振動(dòng)，以使其將來(lái)自換能器(44)的聲音信號(hào)傳輸至使用者內(nèi)耳，其特征在于該換能器被嵌入一個(gè)由較軟的材料制成的套管(42)內(nèi)，而該套管(42)則被安裝至一個(gè)由較硬的材料制成的外殼(34)上，以在該套管(42)及外殼(34)之間限定一凹洞(48)。一種設(shè)計(jì)音響裝置的方法，其包括以機(jī)械方式耦合一壓電換能器至一使用者耳廓且驅(qū)動(dòng)該換能器，從而該換能器在耳廓內(nèi)激發(fā)振動(dòng)，以使其將來(lái)自換能器的聲音信號(hào)傳輸至使用者內(nèi)耳，其特征在于將該換能器嵌入由較軟的材料所制成的套管內(nèi)，及將該套管安裝至由較硬的材料所制成的保護(hù)外殼上，從而在該套管及外殼之間限定一凹洞。
文檔編號(hào)H04R1/10GK1849842SQ200480026158
公開(kāi)日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2004年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月10日
發(fā)明者亨利·阿齊馬, 尼古拉斯·P·R·希爾, 羅賓·C·克羅斯, 蒂莫西·C·惠特韋爾, 約翰·F·范德林德 申請(qǐng)人:新型轉(zhuǎn)換器有限公司