开放式耳机

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年5月3日提交的申请17/306,208的优先权，该申请的全部公开内容以引用方式并入本文用于所有目的。

背景技术

本公开涉及一种戴在耳朵上的开放式耳机。

该开放式耳机通常在靠近耳道的位置但不是在耳道中发出声音。

发明内容

各方面和示例涉及具有声学模块的开放式耳机，该声学模块被构造成位于用户的外耳的耳甲腔中。该声学模块包括声换能器和发声开口，该发声开口被配置为发出由该声换能器产生的声音。联接到该声学模块的耳机主体具有第一部分和第二部分，该第一部分被构造成越过外耳的外侧，该第二部分被构造成位于外耳后面。该发声开口被构造成与用户的耳道开口间隔开并且靠近用户的耳道开口。在一些示例中，该声学模块具有向外凸出的下部，并且该下部被构造成处于耳甲腔的下凹部中，以在其使用位置支撑该开放式耳机，而不需要夹到耳朵上。

下文提及的所有示例和特征均可以任何技术上可能的方式组合。

在一个方面中，一种开放式耳机包括声学模块和主体，该声学模块被构造成至少部分地位于用户的外耳的耳甲中并且包括具有发声开口的声换能器，该发声开口被配置为发出由该声换能器产生的声音；并且该主体联接到该声学模块并且包括第一部分和第二部分，该第一部分被构造成越过对耳轮和耳轮中的至少一者的外侧和外耳的耳垂，该第二部分被构造成位于外耳后面。

一些示例可包括上述和/或下述的特征中的一者或它们的任何组合。在一个示例中，该发声开口被构造成与用户的耳道开口间隔开并且靠近用户的耳道开口。在一个示例中，该声学模块被构造成至少部分地位于外耳的耳甲腔中。在一个示例中，该声学模块包括向外凸出的下部。在一个示例中，该声学模块的该向外凸出的下部被构造成处于耳甲腔的与用户的耳朵的对耳屏相邻的下凹部中。在一个示例中，耳朵的对耳轮、耳轮和耳垂中的至少一者被构造成位于该主体的该第一部分与该第二部分之间。在一个示例中，该开放式耳机还包括位于该主体的该第一部分中的一对麦克风，其中该麦克风位于该第一部分的相对侧中，使得一个麦克风被构造成比第二个麦克风离用户的嘴更远。

一些示例可包括上述和/或下述的特征中的一者或它们的任何组合。在一个示例中，该主体大体为“L”形。在一个示例中，该声学模块和该主体一起大体为“C”形。在一个示例中，该开放式耳机的重心位于该声学模块与该主体的该第二部分之间。在一个示例中，该开放式耳机的重心被构造成位于外耳中。

一些示例可包括上述和/或下述的特征中的一者或它们的任何组合。在一个示例中，该声学模块的该第一发声开口被构造成位于耳甲腔中并且靠近用户的耳朵的耳道开口。在一个示例中，该声学模块还包括第二发声开口，该第二发声开口被构造成相比于该第一发声开口离耳道开口更远。在一个示例中，该声换能器在该声学模块的前声腔和后声腔中产生声压，并且该第一发声开口流体地联接到该前声腔，该第二发声开口流体地联接到该后声腔。

一些示例可包括上述和/或下述的特征中的一者或它们的任何组合。在一个示例中，该主体的该第二部分包括电池壳体，该电池壳体被构造成容纳用于该开放式耳机的电池电源。在一个示例中，存在位于该主体的该第一部分中并且电联接到该电池的印刷电路板。在一个示例中，存在柔性电路元件，该柔性电路元件将该印刷电路板电联接到该声换能器。

在另一个方面中，一种开放式耳机包括声学模块，该声学模块被构造成至少部分地位于用户的外耳的耳甲腔中并且包括声换能器和发声开口，该发声开口被配置为发出由该声换能器产生的声音。该声学模块被构造成位于耳甲腔中并且靠近用户的耳朵的耳道开口但不位于用户的耳朵的耳道开口中。存在主体，该主体联接到该声学模块并且包括第一部分和第二部分，该第一部分被构造成越过对耳轮和耳轮中的至少一者的外侧和外耳的耳垂，该第二部分被构造成位于外耳后面。耳朵的对耳轮、耳轮和耳垂中的至少一者被构造成位于该主体的该第一部分与该第二部分之间。

一些示例可包括上述和/或下述的特征中的一者或它们的任何组合。在一个示例中，该主体的该第二部分包括电池壳体，该电池壳体被构造成容纳用于该开放式耳机的电池电源。在一个示例中，该声学模块包括向外凸出的下部，并且该下部被构造成处于耳甲腔的与用户的耳朵的对耳屏相邻的下凹部中。

附图说明

下面参考附图讨论至少一个示例的各个方面，这些附图并非旨在按比例绘制。包括附图以提供对各个方面和示例的例证和进一步理解，并且附图并入本说明书且构成本说明书的一部分，但并非旨在作为本发明的限制的定义。在附图中，在各种图中示出的相同或几乎相同的部件可以类似的参考符号或数字表示。为清楚起见，并不是在每个图中给每个部件都注上标记。在附图中：

图1A至图1G分别是开放式耳机的透视图、前视图、右侧视图、左侧视图、后视图、俯视图和仰视图。

图1H和1I是图1A至图1G的开放式耳机的另外的透视图，但是标识了开放式耳机的元件。

图2示出了图1A至图1G的开放式耳机如何与外耳对接。

图3A和图3B分别是置于耳朵上的开放式耳机的侧透视图和后透视图。

图4是置于耳朵上的开放式耳机的后视图，示出了其重心。

图5是开放式耳机的示意性局部剖视图。

图6是开放式耳机的声学模块的示意性剖视图。

具体实施方式

戴在耳朵上的开放式耳机应该提供高质量的声音，在耳朵上稳定，长时间佩戴舒适，不显眼，并且看起来时尚。这些目标可能难以实现，因为在一些方面，它们被认为是相互排斥的。例如，稳定性通常意味着夹在外耳上，这对于长期佩戴来说可能不舒适，并且可能看起来不时尚。此外，为了获得高质量的声音，声音必须在耳道附近传递，但不能在耳道内传递，这意味着耳机结构需要覆盖在耳朵上，因此他人很容易看到。

本开放式耳机能够满足所有这些目标。声换能器或驱动器位于声学模块中，该声学模块被构造成位于外耳的耳甲腔中，靠近耳道。声学模块在最靠近耳道的一侧具有发声开口，从而产生更高质量的声音。声学模块被成形为位于耳甲腔的下凹部中。承载声学模块的主体部分被成形为越过耳朵的对耳轮/耳轮/耳垂的外侧，并且终止于位于外耳后面的远端部分。开放式耳机的重心位于声学模块和远端部分之间，因此位于对耳轮、耳轮或耳垂中或非常靠近对耳轮、耳轮或耳垂；这使得耳朵上的稳定性更高，而不需要夹在耳朵上。因此，开放式耳机对于长期佩戴来说是舒适的。

本文描述的耳机的示例不限于应用到以下描述中列出的或附图中示出的构造细节和部件布置。这些耳机能够在其他示例中实施，并且能够以各种方式操作或执行。本文提供的具体实施的示例仅出于进行示意性的目的，并非旨在进行限制。具体地讲，结合任何一个或多个示例所讨论的功能、部件、元件和特征并不旨在被排除在任何其他示例中的类似作用之外。

本文所公开的示例可以与本文所公开的原理中的至少一个一致的任何方式与其他示例组合，并且对“示例”、“一些示例”、“另选示例”、“各种示例”、“一个示例”等的提及不一定使相互排斥得，而是旨在表示所描述的特定特征、结构或特性可包括在至少一个示例中。本文中此类术语的出现不一定全都指代相同的示例。

此外，本文所用的措辞和术语是出于描述的目的，而不应被视为限制。以单数形式指代的对本文的设备的示例、部件、元件、动作或功能的任何提及也可涵盖包括复数的实施方案，并且以复数形式对本文的任何示例、部件、元件、动作或功能的任何提及也可涵盖仅包括单数的示例。因此，单数或复数形式的提及并非旨在限制本发明所公开的设备、它们的部件、动作或元件。本文使用“包括”、“包含”、“具有”、“含有”、“涉及”及其变型形式旨在涵盖其后列出的项目及其等同物以及附加的项目。对“或”的提及可被理解为是包含性的，使得使用“或”描述的任何术语可指示所述术语中的单个、多于一个和全部中的任何一种。

本公开涉及一种开放式耳机，该开放式耳机具有声学模块和主体，该声学模块被构造成至少部分地位于用户的外耳的耳甲中并且包括声换能器和第一发声开口，该第一发声开口被配置为发出由声换能器产生的声音；并且该主体联接到声学模块并且包括第一部分和第二部分，该第一部分被构造成越过外耳的外侧，该第二部分被构造成位于外耳后面。第一发声开口被构造成与用户的耳道开口间隔开并且靠近用户的耳道开口，优选地位于耳甲腔中并且靠近耳道开口。在一些示例中，声学模块被构造成位于耳甲腔中。在一个特定示例中，声学模块具有向外凸出的下部，并且该下部被构造成处于耳甲腔的与用户的耳朵的对耳屏和耳垂相邻的下凹部中。

开放式耳机被构造成使得当声学模块被放置到耳朵的耳甲腔中时，主体越过耳朵的对耳轮、耳轮和耳垂中的至少一者。在一个示例中，主体大体为“L”形，并且声学模块和主体一起(即整个开放式耳机)大体为“C”形。在一个示例中，开放式耳机的重心位于声学模块与主体的第二部分之间。重心可位于外耳的位于声学模块和主体的第二部分之间的部分(例如，耳轮或耳垂)中或附近。

在一些示例中，声学模块包括第二发声开口，该第二发声开口被构造成相比于第一发声开口离耳道开口更远。这些发声开口可被布置成实现类似偶极子的模式，这可导致声音消除，从而减少可被他人听到的声音外溢。在一个示例中，声换能器在声学模块的前声腔和后声腔中产生声压，并且第一发声开口流体地联接到前声腔，第二发声开口流体地联接到后声腔。

在一些示例中，主体的第二部分包括电池壳体，该电池壳体被构造成容纳用于开放式耳机的电池电源。可存在印刷电路板和柔性电路元件，该印刷电路板位于主体的第一部分中并且电联接到电池，该柔性电路元件将印刷电路板电联接到声换能器。在一些示例中，开放式耳机还包括主体的第一部分中的一对麦克风。这些麦克风可位于主体的第一部分的相对侧中，使得一个麦克风被构造成比第二个麦克风离用户的嘴更远。这些麦克风可诸如通过波束控制来排列，以在存在噪声或其他外部声音的情况下改善用户语音的拾取。

图1A至图1I示出了示例性开放式耳机10。开放式耳机10包括声学模块12，该声学模块的尺寸、形状和位置均相对于开放式耳机主体14来确定，使得声学模块12被构造成位于用户的外耳的耳甲中。通常，人的外耳(也称为耳廓或耳壳)包括紧邻耳道入口的耳甲，其位于耳屏下方(或后面)。耳甲被耳轮脚分成称为耳甲腔的下部和称为耳甲艇的上部。耳甲腔是大体碗状的特征，其与耳道直接相邻。耳甲腔通常包括以对耳屏为边界的凹陷，该凹陷是对耳轮的下部和/或以耳垂为边界。耳垂(即耳垂珠)位于耳轮的下端，通常位于对耳屏的正下方。

开放式耳机10的主体14联接到声学模块12并且包括第一部分16和第二部分18，该第一部分被构造成越过耳朵(例如，对耳轮和耳轮中的至少一者和外耳的耳垂)的外侧，该第二部分被构造成位于外耳后面。主体14从侧面看大体为“L”形(如图2所示)，其中部分16与声学模块12大约成直角延伸，连接部分17与部分16大约成直角延伸并通向远端部分18。在一个示例中，部分18可以为大体圆柱形的，使得其被构造成容纳大体圆柱形的电池电源(例如，可再充电电池)。总体上，如图2所示，开放式耳机10大体为“C”形。在一个示例中，声学模块12和主体14是整体模制塑料壳体的部分，该壳体被构造和布置成容纳换能器、电池和耳机操作所需的任何电子器件。

图2示出了图1A至图1I的开放式耳机如何与外耳对接。如图2所示，声学模块12处于外耳50的耳甲腔51中。如本文别处所更详细解释，存在第一发声开口100，其发出由声学模块12中的声换能器产生的声音。发声开口100与用户的耳道开口(未示出)间隔开并且靠近用户的耳道开口。在本示例中，声学模块12具有向外凸出的下部13，并且该下部被构造成处于耳甲腔51的下凹部52中。因此，开放式耳机的配重悬挂在耳甲腔上并且从耳甲腔垂下；这样可以将开放式耳机固定在耳朵上，而不需要将其夹到耳朵上。为了增加下部13的顺应性，使得其处于凹部52的不平坦表面上，在下部13的全部或部分上可存在垫层或其他顺应性构件或可压缩构件(未示出)，或者下部13可以由如泡沫等顺应性材料制成。如果期望将开放式耳机轻轻夹到耳朵上，则可将顺应性内置。例如，至少部分17可由弹性体制成或包括铰链元件，使得该部分可相对于部分16弯曲，从而改变部分18的位置并且改变包围耳部54的部分16和部分17之间的间隙的厚度。合适的顺应性弹性体可具有80肖氏A硬度。

开放式耳机被构造成使得当声学模块被放置到耳朵的耳甲腔中时，主体越过耳朵的对耳轮、耳轮和耳垂中的至少一者，耳朵50的这些部分中的任何一个或多个部分在图2中一般被标记为54。用户能够将主体在外耳上枢转到舒适的或其他期望的主体位置。参见图3A，该图更完整地描述了外耳和主体部分16覆盖外耳的方式。第二主体部分18位于外耳后面。换句话说，它位于外耳50和头部55的相邻部分之间，如图2所示。部分17连接部分16和部分18，并且被构造成越过外耳50的边缘59。

图3A和图3B分别是置于外耳50上的开放式耳机10的侧透视图和后透视图。参考图3A所示的外耳50的各个部分，可以更好地理解开放式耳机10与外耳50相互作用的方式。外耳50包括耳轮56、对耳轮57、耳垂64、耳屏62和耳甲60，耳甲包括耳甲腔51，其中对耳屏58形成耳甲腔51的下边界。取决于用户的外耳解剖结构和用户对开放式耳机适应度的偏好，主体部分16可以被构造成越过耳轮56、对耳轮57、耳垂64和对耳屏58中的一者或多者。主体部分17在耳轮56、对耳轮57和耳垂64中的一者或多者的位置处越过耳朵的外边缘59。

在一些示例中，开放式耳机10带有一个或多个外部麦克风。外部麦克风可用于感测用户的语音和/或感测环境声音和/或用作主动噪声消除系统的前馈麦克风；耳机的外部麦克风的这些和其他功能在技术领域中是已知的，因此本文不再进一步描述。在本示例中，外部麦克风71和外部麦克风72位于主体部分16的相对侧中，使得它们通常沿着轴线73放置，该轴线与用户的嘴的预期位置相交或靠近用户的嘴的预期位置。这样，如果期望，这些麦克风可以进行波束成形。波束成形也是技术领域中已知的，因此本文不再进一步描述。

图4是置于外耳50上的开放式耳机10的后视图，示出了其重心70。重心位于声学模块12(在本视图中仅部分可见)和主体部分18之间。在一些示例中，重心位于外耳中，例如位于耳轮56中。

图5是开放式耳机10的示意性局部剖视图，示出了主体部分18内部承载的电池80。声学模块12承载声换能器82，该声换能器在声腔90中产生声压。发声开口100位于声学模块12最靠近耳道开口63的一端中。声音通过开口100发出，如箭头92所指示。取决于开口100的位置以及声学模块12的具体构造和对称性，开放式耳机10能够被戴在左耳或右耳上。可替代地，一组耳机可包括一个左耳机和一个右耳机，这些耳机的构造都专用于指定的耳朵。印刷电路板(PCB)84位于主体部分16中，并且电联接到电池80。柔性电路元件86从PCB 84通至换能器82，以至少将电力和音频信号携载至换能器。如果期望，可将用户界面元件内置到主体部分中。例如，力触摸元件(例如，从前到后挤压或从上到下挤压)可以由控制器(未示出)来解释，以实现技术领域中已知类型的用户界面元件。在一些示例中，应变仪用于力触摸感测元件。在一个示例中，应变仪安装于耳机10的内部表面。在图5中示出了在声学模块12中安装应变仪88以及在主体部分16中安装应变仪89的两个可能的位置。

图6是具有换能器82的声学模块12的示意性剖视图。在一些示例中，声学模块包括第二发声开口102，该第二发声开口被构造成相比于第一发声开口100离耳道开口更远。这些发声开口可被布置成实现类似偶极子的模式，这可导致声音消除，从而减少可被他人听到的声音外溢。在一个示例中，声换能器在声学模块的声腔90的前声腔部分96和后声腔部分98中产生声压，并且第一发声开口100流体地联接到前声腔96，第二发声开口102流体地联接到后声腔98。如在技术领域中所已知，发声开口可被如布或织物等电阻元件或环保元件覆盖。

已经在上文描述了至少一个示例的若干方面，应当理解，本领域技术人员将容易想到各种改变、修改和改进。此类改变、修改和改进旨在成为本公开的一部分，并且旨在落入本发明的范围内。因此，上述说明书和附图仅是示例性的，并且本发明的范围应由所附权利要求书的适当构造及其等同内容来确定。