專利名稱：耳機以及耳機用隔音元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種隔音材料、吸音材料、環(huán)境噪音的減輕(reduction)、耳機 (earphone)的制造技術(shù)以及電路濾波器(filter)。
背景技術(shù)：
目前，市售有具備減輕環(huán)境噪音(noise)功能的耳機或播放器，其大致區(qū)分為有源(active)方式與無源(passive)方式。本發(fā)明涉及到無源方式。作為無源方式的背景技術(shù)，為了屏蔽自環(huán)境噪音源到達聽覺的聲音傳輸路徑，重要的是維持耳機的再生性能的同時提高耳機自身的外部噪音屏蔽性能，以及為了提高{耳朵與耳機之間的間隙}的隔音性能而對隔音元件的材質(zhì)或形狀進行改良這兩點。已公開有日本特開H08-275298所述的對耳塞耳機的安裝件及耳機、日本特開 H10-511832所述的帶有耳墊(ear cushion)的頭戴式耳機(headset)及限制耳墊的壓縮的裝置等，雖確實有所改善，但仍有環(huán)境噪音會透過耳機的構(gòu)造物被傳到聽覺。因此關(guān)于降噪性能，未能獲得高的滿意度。在日本特開2002-200109所述的耳塞型電氣音響轉(zhuǎn)換裝置中，提出通過使{耳機的振動板的振動}直接傳遞至{作為耳塞的隔音元件}，從而發(fā)揮減輕噪音的功能，但隔音材料原本就屬于不適合自{傳輸特性完全不同的材料直接以機械振動傳播聲音}的材質(zhì)， 因而難以獲得優(yōu)質(zhì)的音響性能。在環(huán)境噪音高達87dB的{地鐵車站或電車內(nèi)}的噪音環(huán)境、或者飛機的{發(fā)動機或風噪音}的噪音環(huán)境下，現(xiàn)有的隔音元件的效果不夠充分。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題在于提供一種滿足{廉價、制造簡單、易使用、高降噪性能、良好的再生音質(zhì)}的降噪裝置，以便在達到87dB的噪音環(huán)境下，無需加大音量便可聽到高質(zhì)量的音樂或電話的通話聲。一般，欲提高耳機的再生性能，較為理想的是{振動板的背面}朝外開口。然而， 現(xiàn)有方式的{屏蔽環(huán)境噪音}的類型的耳機無論是{有源型或是無源型}，均是出于{屏蔽環(huán)境噪音的目的}，{耳機的振動板的背面優(yōu)選采用密閉構(gòu)造}。使耳機的背面密閉雖簡單，但因密閉，再生性能會受到較大影響。特別是為了避免低音再生性能{因密閉引起的顯著劣化}，有些商品從振動板的背面設(shè)置管道(duct)并向相反側(cè)的耳朵一側(cè)開口等實施了精細工藝。總之，{耳機自身的隔音性能的提高}與{耳機的低音再生性能的提高}，處于無法兼容的關(guān)系。通過以隔音性的材質(zhì)來填埋{入耳式耳機與外耳的入口附近之間形成的空間(聲音傳導的外耳道的一部分)}，使{要減輕的環(huán)境噪音}與{要聽的音樂或廣播信號}的雙 方衰減。該方法由于{再生音也被具備高性能的隔音效果的材質(zhì)所隔音}，因此再生音的音 量會衰減，尤其越是高音，衰減量越大。通過對該衰減的頻率依存部分進行修正，可修正音質(zhì)。通過使{耳機的再生特性 具各}該修正功能，或者{在耳機中裝入{電子電路或電氣電路}}，可實現(xiàn){使用方便的降 噪型的耳機}。其結(jié)果是，環(huán)境噪音的隔音性能提高，{再生音的衰減}得以修正而成為正常的音 質(zhì)，且S/N比提高。發(fā)明效果由于可提供{筒單、高性能、廉價}的具備{環(huán)境噪音減輕功能的再生環(huán)境}，因此 可應(yīng)用于各種商品。由于即使于噪音環(huán)境中也能以{對于鼓膜較小的音量}且{良好的音質(zhì)}來聽音 樂，因此沒有被擔心的對聽覺障礙的影響，可提供更安全的再生環(huán)境。由于為低價格，因此并非一部分人，而是大多數(shù)人能夠在{電車內(nèi)或飛機內(nèi)}的無 聊的長時間，以{適度的音量及良好的音質(zhì)}舒適地娛樂。由于噪音環(huán)境下的{移動電話的通話條件}變得格外良好，因此不僅使用便利，而 且有助于減少{在噪音環(huán)境下常見的}大聲通話的情況。衰減特性雖需要適度的調(diào)節(jié)，但由于可根據(jù)再生裝置的輸出的富余而簡單地調(diào)節(jié) 衰減特性，因此若為原本便可在強噪音環(huán)境下使用的再生裝置，則中低音區(qū)域的衰減的補 償只需通過加大再生音量便可彌補。例如，將{飛機的座位娛樂系統(tǒng)的音量}設(shè)計成{可在噪音環(huán)境下充分聽到}。因 此，{即使包括再生信號在內(nèi)而對其噪音進行隔音}，也可確保適當?shù)囊袅?。實際上，在飛機內(nèi)的實驗結(jié)果中，若使用機內(nèi)裝備的耳機，需要將音量提高至相當 大，但若使用本發(fā)明的耳機，則比先前水平低IOdB至20dB的音量便已足夠。即使長時間地使用耳機，也可顯著改善因大音量造成的聽覺疲勞。而且，再生裝置側(cè)可使用現(xiàn)有的再生裝置，因此市場導入門檻較低。另ー方面，關(guān)于向周圍的漏音的影響，與現(xiàn)有裝置大致相同。


圖1是ー實施例的說明圖。圖2是圖1的實施例的使用狀態(tài)下的說明圖。圖3是現(xiàn)有型的說明圖。圖4是ー實施例的說明圖。圖5是現(xiàn)有例的隔音特性的說明圖。圖6是本發(fā)明的隔音特性的說明圖。圖7是本發(fā)明的再生特性的說明圖。圖8是本發(fā)明的再生特性的說明圖。圖9是本發(fā)明的再生特性的說明圖。圖10是本發(fā)明的CR型高音衰減補償電路圖。
附圖標記
1 耳機本體
2、12 環(huán)境噪音
3 摩擦噪音
4、11 再生信號
5:雜音
6 中空管
7 隔音元件
8 空間
9 外耳道的輪廓
10 外耳道
13 鉤狀突起
C:電容器
IN 輸入端子
R:電阻器
VC:音圈
具體實施例方式為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，以下舉較佳實施例，并參照附圖，進行詳細說明。圖1是表示本發(fā)明的一實施例的圖。其中，附圖標記1是耳機本體、2是環(huán)境噪音、3是摩擦噪音、4是耳機的再生信號、 5是{環(huán)境噪音與摩擦噪音}經(jīng)由耳機本體到達聽覺的噪音、6是{用于使后述的柔軟的隔音元件易安裝至耳機本體中，以實現(xiàn)隔音材料的隔音性能的穩(wěn)定化(在使用狀態(tài)下)}的中空管、7是{用于堵塞耳機本體與外耳道之間形成的空間的一部分的}由{變形自如的隔音性的多孔質(zhì)塑料材料}構(gòu)成的隔音元件、8是在隔音元件的內(nèi)側(cè)形成的空間。圖2是表示將圖1的一實施例佩戴于耳上的狀態(tài)的圖。其中，附圖標記1至8與圖1相同。9是外耳道的輪廓、10是外耳道、11是經(jīng)由隔音元件而到達聽覺的耳機再生信號、12是經(jīng)由隔音元件而到達聽覺的環(huán)境噪音。{耳機的再生信號}4與{經(jīng)由耳機而進入的{環(huán)境噪音及摩擦噪音}}5因隔音元件7的隔音效果而衰減，并經(jīng)由外耳道而到達聽覺。由圖所示，由于外耳道的一部分被隔音元件所堵塞，因此到達聽覺的環(huán)境噪音或摩擦噪音因{隔音元件的隔音效果}而大為衰減。當然，耳機的再生音也同樣衰減，但通過{高音衰減補償電路或高音衰減補償型信號處理}而預(yù)先使{隔音元件對衰減效果的反特性}起作用，{耳機的再生音}可修正隔音元件造成的衰減。作為結(jié)果，原本的再生音質(zhì)能夠再生為{與未設(shè)置隔音元件的狀態(tài)大致相同的{音質(zhì)}}，因此{環(huán)境噪音或軟線的摩擦噪音}由{隔音元件的隔音效果}而相應(yīng)地減輕。中空管6實現(xiàn)耳機的聲音的出口形狀的穩(wěn)定化，即，具備通過{穩(wěn)定地確保空間8}， 而在{隔音元件佩戴于耳中的狀態(tài)}下{確保穩(wěn)定的隔音性能}的作用。在多次實驗中， 在耳機插入耳中的狀態(tài)下，{隔音元件的材質(zhì)}、{隔音元件堵塞外耳道的部分的容積}以及{隔音元件的內(nèi)側(cè)的空間8的形狀}會對隔音特性造成較大影響，因此，中空管的用于獲得穩(wěn)定的隔音特性的作用很大。圖3是表示將現(xiàn)有型插入耳中的狀態(tài)的圖。耳機的再生信號未被隔音，而直接通過外耳道到達聽覺。當然，經(jīng)由耳機自身傳導的{環(huán)境噪音或軟線的摩擦雜音}也未被屏蔽而到達聽覺，因而需要提高耳機自身的對 {環(huán)境噪音或摩擦雜音}的隔音性能。圖4表示本發(fā)明的復(fù)合隔音元件的一實施例。圖4與圖1相同的符號具有相同的功能。13是中空管的鉤狀突起。圖4(a)表示將隔音元件、中空管以及耳機組合在一起的狀態(tài)。在中空管的外周設(shè)置突起，從而防止在中空管套上隔音元件的狀態(tài)下，隔音元件簡單地脫落。突起的形狀是易插入且不會簡單地脫落的鉤狀。為了獲得穩(wěn)定的隔音特性，中空管與隔音元件的位置關(guān)系較為重要。圖4(b)表示中空管的鉤狀突起的放大圖。該鉤狀突起的設(shè)置場所為中空管的任何場所皆可。而且，鉤狀突起的形狀只要是足以防脫的形狀即可。圖5至圖9的實測特性圖的橫軸表示頻率，縱軸表示測定用麥克風的輸出的通過放大器而測定的相對電壓。由于任一圖中的基準水平均相等，因此是進行各個特性的比較后在充分的測定環(huán)境下的測定數(shù)據(jù)。圖10是耳機的高音衰減補償?shù)谋景l(fā)明的一實施例電路。通過高音補償來使圖7 的再生特性成為圖8的再生特性的實施例是基于以下的具體例。VC(Voice Coil)是耳機的音圈，R是電阻器、C是電容器，IN是耳機的輸入端子。 低音區(qū)域的信號被電阻器衰減，高音區(qū)域經(jīng)過電容器，因此獲得低音抑制型、相對高音強調(diào)型的特性。在具體的實施例中，將音圈的阻抗設(shè)為16歐姆，將電阻器設(shè)為32歐姆，將電容器設(shè)為4. 7微法拉時，在中低音區(qū)域存在-IOdB的衰減，從約3000Hz的頻率獲得八度音階 (octave)為+6dB的增益(gain)的高音強調(diào)特性。對于中低音區(qū)域的IOdB的衰減，由于通常的再生裝置原本就具有在噪音環(huán)境下聽音樂所需的大音量的輸出，因此在實用上不成問題。圖5表示市場上銷售的商品中，附帶有{最高性能的隔音片}的耳機的隔音特性。虛線表示縱軸處于OdB的位置，且未佩戴耳機時的水平。呈現(xiàn)出在80Hz以下具有隔音效果的特性，但這是因為模擬環(huán)境噪音的發(fā)生源未再生80Hz以下的緣故，因此，實際的隔音特性不存在80Hz以下的范圍的衰減。30Hz以下變得穩(wěn)定是由于測定器所置的自然環(huán)境的噪音的影響。在400Hz以下的范圍內(nèi)，呈現(xiàn){6dB至7dB}的、稍向右下的衰減特性。自超過400Hz的附近開始，衰減逐漸變大，在1500Hz以上的范圍內(nèi)，呈現(xiàn)約35dB 左右的衰減。表示雖然是在較輕度的噪音環(huán)境下可充分使用的特性，但在達到87dB的地鐵電車內(nèi)的噪音環(huán)境下，隔音特性不夠充分。圖5是市場上銷售的耳機中隔音性能優(yōu)異的樣品，而廉價的耳機中，基本上達不到實用程度的隔音特性的耳機不在少數(shù)。圖6是表示在圖5所示的耳機中安裝本發(fā)明的復(fù)合隔音元件時的隔音特性。虛線表示縱軸處于OdB的位置，且未佩戴耳機時的水平。雖然在80Hz以下具有隔音效果的特性，但這是因為環(huán)境噪音的發(fā)生源未再生80Hz以下的緣故，實際的隔音特性不存在80Hz以下的范圍的衰減。30Hz以下變得穩(wěn)定是由于測定器所置的自然環(huán)境的噪音的影響。在400Hz以下的范圍內(nèi)，呈現(xiàn){17dB至18dB}的、稍向右下的衰減特性。自超過400Hz的附近閉始，衰減逐漸變大，與圖6不同的是，即使在1500Hz以上的范圍內(nèi)，衰減仍顯著增大。具有在地鐵電車內(nèi)或通常的噴氣式客機等噪音高的場所下也能充分使用的隔音特性。實際上，即使在現(xiàn)場實驗中，與現(xiàn)有型相比較，也能獲得IOdB至20dB 的隔音性能的改善。圖7是本發(fā)明的{安裝了復(fù)合隔音元件的耳機}的再生特性。由于隔音元件也會對再生音進行隔音，因此再生特性自500Hz以上開始衰減。在 IOOOHz至10000Hz的范圍內(nèi)特性并不一樣是由于測定系統(tǒng)的固有特性所造成的。實際的衰減特性是以{八度音階約6dB的斜度}衰減。該衰減特性下，成為高音不足的音質(zhì)。圖8是在本發(fā)明的{安裝有復(fù)合隔音元件的耳機}的{音圈與耳機插塞}之間， 設(shè)置ICR型高音衰減補償電路的一例}時的再生特性。此再生特性是{預(yù)先增大信號源的音量}，以使{從IOOHz至500Hz范圍內(nèi)的再生性能}與圖6的情況相等時的再生特性。這表示，若考慮到測定系統(tǒng)的誤差量，通過CR型高音衰減補償電路，直至IOkHz附近為止，可維持理想的再生特性。圖9是在本發(fā)明的{安裝有復(fù)合隔音元件的耳機}的{音圈與耳機插塞}之間， 設(shè)置{精密的高音衰減補償電路的一例}時的再生特性。此時的補償電路使用數(shù)字信號處理器，因此與圖8的情況相比，可知在40Hz至10000Hz為止的范圍內(nèi)進行了大致一樣的平緩的修正。如以上所說明，通過將{安裝于耳機中的隔音元件}設(shè)為{堵塞外耳道的一部分的構(gòu)造}，即使是{背面開口的類型的耳機}也可實現(xiàn)高性能的降噪。而且，相反地，{難以獲得良好的低音再生性能的密閉型的耳機}與本發(fā)明的高音衰減補償特性類似，因此可將構(gòu)造簡單的密閉型耳機用于本發(fā)明的耳機。不僅可簡單地減輕環(huán)境噪音，而且可利用{現(xiàn)有型的制造技術(shù)或設(shè)備}來獲得廉價、具有穩(wěn)定性且{失真或電路噪音少的}優(yōu)質(zhì)的音質(zhì)。由于{隔音元件}為低成本，因此即使在{污濁、破損或遺失}等的情況下，也可簡單地進行隔音元件的更換。即使涉及到{包含復(fù)雜的濾波器的閉循環(huán)的穩(wěn)定性}或{因系統(tǒng)中存在的非線性特性而導致控制性能顯著劣化的問題}，也不需要{只能在相矛盾的問題中找出平衡點}這
種{困難的信號處理技術(shù)}。
本發(fā)明提供--種可獨立于耳機而商品化的環(huán)境噪音減輕型耳機。
本發(fā)明提供--種{外觀或形狀}多樣的可更換的隔音元件。
本發(fā)明提供--種耳機用隔音元件。
本發(fā)明提供--種安裝有隔音元件的耳機。
本發(fā)明提供--種隔音元件可裝卸的耳機。
本發(fā)明提供--種可安裝于耳機的隔音元件。
本發(fā)明提供一種移動電話用耳機。本發(fā)明提供一種便攜式播放器用耳機。本發(fā)明提供一種飛機座位用耳機。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明實用、廉價、制造簡單、易使用、減輕性能高且再生音質(zhì)良好，因此與現(xiàn)有的降噪方式不同，應(yīng)用范圍極廣。本發(fā)明可安裝至{有可能在噪音下聽聲音}的{幾乎所有裝置中}。
權(quán)利要求
1.一種耳機，將入耳式耳機作為耳機，將{經(jīng)由耳機的構(gòu)造物而到達聽覺的環(huán)境噪音}作為進入噪音A， 將{經(jīng)由耳機與{外耳壁}之間的間隙而到達聽覺的環(huán)境噪音}作為進入噪音B， 將耳機的再生音中{到達聽覺的聲音}作為進入再生音，將{具備填埋或充滿{耳機與外耳道的入口附近產(chǎn)生的空間}的功能}的、{變形自如的隔音性的多孔質(zhì)塑料材料}作為隔音元件，將為了{使{后述的中空管}插入隔音元件}而設(shè)置的孔作為中空管安裝孔， 中空管安裝孔為杯形狀，即一方被堵塞而另一方開口的形狀， 將{隔音元件的孔} {被開口一側(cè)}作為耳機安裝端面， 將{隔音元件的孔} {被堵塞的一側(cè)}作為隔音端面， 將{隔音元件的孔}的{沿著軸的側(cè)面}作為隔音側(cè)面，將{具備兩種功能的中空的管}作為中空管，所述兩種功能為，{安裝至耳機的聲音放射口的功能}，以及{通過插入至隔音元件的孔而將耳機與隔音元件結(jié)合的功能}，所述中空管具有{作為{變形自如的柔軟的隔音元件}的骨材的功能} ;{將耳機的再生音{經(jīng)由隔音元件的隔音端面而傳遞的功能}} ;{對{填埋{外耳壁}與{該中空管} 之間的間隙的隔音元件}的{隔音側(cè)面與隔音端面}進行壓縮的功能} ;{通過對隔音元件的隔音側(cè)面，即與{外耳道入口附近的外耳壁}接觸的部分進行壓縮，從而{使進入噪音B 衰減}的功能}，且具有通過對隔音元件的隔音端面，即{外耳道入口的空間附近}進行壓縮，從而使 {所述進入噪音A、所述進入噪音B及所述進入再生音} 一同衰減的功能， 將在所述隔音元件中安裝中空管而組合成的組件作為復(fù)合隔音元件， 將{{所述隔音元件或所述復(fù)合隔音元件}的{所述進人再生音的傳遞特性}}的{{衰減特性}或{衰減特性的頻率依存性}}，作為進入再生音衰減特性，將對所述進入再生音衰減特性進行補償?shù)墓δ茏鳛楦咭羲p補償功能， 將具備{該高音衰減補償功能的再生特性}的耳機作為高音衰減補償型耳機， 將具有該高音衰減補償功能的特性的{電子電路或電氣電路}作為高音衰減補償電路，將{安裝有該復(fù)合隔音元件}的耳機作為第1特征，將在{耳機的音圈}與{耳機的插塞}之間的{任一場所具有該高音衰減補償電路的耳機}作為第2特征，將{安裝有該復(fù)合隔音元件}的該高音衰減補償型耳機作為第3特征，本耳機為具有{所述{第1與第幻特征的耳機}或{具有所述第3特征的耳機}。
2.一種如權(quán)利要求1中所定義的復(fù)合隔音元件。
3.一種復(fù)合隔音元件，其與權(quán)利要求1中所定義的隔音元件有關(guān)，且以于中空管的外周的任一場所具有隔音元件的防脫構(gòu)造作為第4特征。
4.如權(quán)利要求1所述的耳機，其中，該高音衰減補償型耳機將下述情況作為第9特征，S卩，利用通過減小耳機膜片的口徑而降低低音區(qū)域的靈敏度的方法、通過加大耳機膜片的剛性而降低低音區(qū)域的靈敏度的方法、通過以耳機膜片為邊界來減小背面容積而降低低音區(qū)域的靈敏度的方法、或者通過以耳機膜片為邊界在背面部與正面部設(shè)置貫穿孔而降低低音區(qū)域的靈敏度的方法等，使耳機的高音再生靈敏度高于中低音再生靈敏度， 該耳機具有所述第9特征。
5.一種耳機，將由{電阻與電容器的并列連接}構(gòu)成的{于權(quán)利要求1中所定義的高音衰減補償電路}作為CR型高音衰減補償電路，將在{耳機的音圈的端子}與{向耳機外部的引出線的端子}之間裝入CR型高音衰減補償電路作為第5特征，將在{耳機的導線的任一者之間}裝入CR型高音衰減補償電路作為第6特征， 將在{耳機的導線}與{耳機的插塞}之間裝入CR型高音衰減補償電路作為第7特征，該耳機具有所述{第5或第6或第7}特征。
6.一種中繼軟線或中繼插塞插孔， 一個端子具有耳機插塞， 另一個端子具有耳機插孔，將在耳機插塞與耳機插孔之間具有CR型高音衰減補償電路作為第8特征。
7.一種耳機，具備耳機本體，包含音圈，并通過放射口而輸出再生音；隔音元件，通過變形自如的隔音性的多孔質(zhì)塑料材料來包圍所述耳機本體的所述放射口，并填埋所述耳機本體與外耳道的入口之間的空間；以及中空管，安裝于所述耳機本體的所述放射口，并形成骨材以使所述隔音元件結(jié)合于所述耳機本體。
8.如權(quán)利要求7所述的耳機，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.如權(quán)利要求7所述的耳機，其中，所述耳機在所述耳機的所述音圈與所述耳機的插塞之間具備高音衰減補償電路，該高音衰減補償電路由電容器與電阻并列連接而成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種耳機以及耳機用隔音元件，具體涉及廉價的環(huán)境噪音減輕型的入耳式耳機，其在如飛機座位或地鐵車廂內(nèi)等達到86分貝的噪音環(huán)境下，能以小音量且高品位的音質(zhì)聽音樂。通過以由多孔質(zhì)的柔軟的塑料構(gòu)成的隔音性組件來填滿耳朵與入耳式耳機之間的空間，將通過入耳式耳機的高水平的環(huán)境噪音與再生音一同隔音。在耳機的音圈與插塞的中間，設(shè)置隔音元件的隔音特性修正用的、由電阻器與電容器構(gòu)成的頻率特性修正電路。
文檔編號H04R1/10GK102387434SQ201110095239
公開日2012年3月21日 申請日期2011年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月30日
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