[发明专利]噪声降低的耳机

说明书

技术领域

本发明涉及一种噪声降低的耳机，即，一种适于衰减接近佩戴者耳朵的噪声的耳机。本发明可有利地应用于头戴式耳机、耳机、听力保护器以及其他听力装置中。

背景技术

在现有技术中，已知各种耳机，这些耳机采用无源降噪(PNR)来减少到达佩戴者的耳朵的噪声量。通常通过在结构元件(例如，耳机外壳和耳垫)中抑制声音，来实现PNR。还已知将PNR与有源地抵消接近佩戴者耳朵的噪声的有源降噪(ANC)相结合，从而试图消除并从而从到达耳朵的声音中去除噪音。通常通过控制在耳机中的驱动器的输出从而抵消PNR没有消除的残余噪声，来实现ANC。

在频率高于大约1kHz时，PNR通常有效，而该效果朝着更低的频率减小，并且在频率低于大约100Hz时，该效果实际上不存在。相反，ANC通常在低于大约1kHz的频率范围内有效，而对于更高的频率，其难以获得良好的结果。因此，原理上，使用PNR和ANC的组合的降噪在整个音频频率范围内是有效的。然而，同时，很多耳机旨在再生整个音频频率范围内的音频，包括低频声音的再生。这对耳机设计师提出了挑战，由于以低频输出的声音通常需要声学开放耳机，而有效的PNR需要声学封闭耳机。

美国专利6,831,984B2公开了在头戴式耳机中的这种问题的解决方案。头戴式耳机包括封闭由分隔器分离的前腔室和后腔室的耳杯。具有膜片的驱动器安装在位于前腔室和后腔室之间的分隔器内。头戴式耳机进一步包括被构造和设置为有效地将前腔室密封至人的头部的头戴护耳式密封垫。端口和电阻开口通过后腔室的壁平行地互相耦接外壳的内部和外部。将端口的声音量和后腔室的顺应性调谐为大约300Hz的共振频率。这使得后腔室在高于300Hz时关闭并且在低于该频率时打开。电阻开口抑制端口共振，该共振造成在输出至耳朵的声音中在300Hz处小幅降低。所公开的解决方案的缺点在于，由于端口中的自然的共振，频率高于共振频率的声波仍然可以通过端口和电阻开口进入后腔室，这降低了由耳杯提供的PNR的效果。该结果是在整个噪声降低中的降低，主要在从PNR过渡到ANC的大约以及高于1kHz的宽频区域中。

美国专利5,497,427公开了在相似的耳机中的替换解决方案，其允许用户在打开和关闭配置之间手动切换。替代端口和电阻开口，没有驱动器的膜片被设置为覆盖在后腔室的壁中的窗口孔。膜片被调谐为在大约1300Hz处共振。盖体部件可被手动附接以关闭窗口孔，或者被去除以打开窗口孔。随着去除盖体部件，声音在低调的声音范围内未被衰减，并且也可听见外部声音。因此，在室外做运动或者散步时，用户可听见音乐等的再生声音。通过使用盖体部件关闭窗口孔，耳机还可用作一般的封闭式耳机。在这种情况下，存在在低调的声音范围内声音的一些衰减，同时几乎听不到外部声音。显然，所公开的替换解决方案不允许同时实现高电平低频声音和有效的PNR。

日本专利4826399公开了该替换解决方案的变形，这允许用户在“关闭”位置与“打开”位置之间手动移动制动元件，在“关闭”位置中，制动元件与膜片接触，并因此防止膜片振动，在“打开”位置中，制动元件与膜片不接触，从而允许膜片振动。膜片被调谐为在大约1–2kHz的频率处共振。

发明内容

本发明的一个目标在于，提供一种耳机，该耳机没有现有技术的耳机的缺点。

通过在独立权利要求中限定的并且在以下描述中进一步解释的发明，实现本发明的这个和其他目标。通过在从属权利要求中以及在本发明的详细描述中限定的实施方式，实现本发明的另外的目标。

在该文档内，术语“耳机”表示一种装置，该装置被配置为佩戴在个人(佩戴者)的一只耳朵处、上或内，并且能够将可听见的声音输出信号提供给佩戴者。耳机本身可构成听力装置，或者可由听力装置构成，例如，头戴式耳机、耳机、听力保护器或助听器。例如，听力装置可用于将音频信号以可听格式传递给个人，用于增强听力正常的人的听力能力，以在允许个人听周围环境的声音的同时，保护个人的听力能力和/或用于补偿听力受损的人的听力能力损失。