[实用新型]高辐射抗型耳机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种耳机——具体说是一种前腔开放的半开放式耳机。

背景技术

随着“新媒体”(智能手机/平板电脑等)移动终端的飞速发展——耳机作为“移动式个人音响系统”，以其免提性/轻量级/便携性等优势，更适合与“新媒体”移动终端配合。相对于微型音响——耳机具有“个人专属性”，且功率/体积小，便携性更好。

耳机聆听属于“超近声场”——作为主流“新媒体音响”，更应该注重健康性。一般耳机往往只注重Hi-Fi性(声学)/稳定性(力学)/卫生性(耳塞式)/安全性，一些耳机符合“人体工程学”原理，但只是注重舒适性——而并未将健康性放在首位。

“听诊器效应”(the Stethophone Effect)——封闭式耳机外耳道密闭，“空气弹簧”劲度Sa↑→声压Pa↑→声阻抗Za↑→声导纳Ya↑(与鼓膜的声阻抗更匹配)，故其效率高/失真小——耳机振膜通过外耳道空气柱与鼓膜形成“耦合振动”(类似于听诊器)。

“鱼与熊掌不可兼得”——一般耳机为了获得高效率/低失真以及良好的低频响应，都采用封闭式结构——但对于鼓膜的刺激大，易导致听觉疲劳/听力损害。

相对于音箱，耳机线度小，全开放式耳机前/后腔都可透声，中低频声波更容易发生“声短路”——故一般耳机并不采用全开放式，而是采用半开放式。半开放式耳机大多是“前腔封闭/后腔开放”，主要是为了改善低频响应——前腔(扬声器前侧声腔)封闭，则效率增加/失真减小(听诊器效应)；后腔(扬声器后侧声腔)开放，声顺Ca增加，则扬声器fo下降。虽然耳机的“Hi-Fi性”更好，但其“健康性”差——但同封闭式耳机一样，易导致听觉疲劳/听力损害。

耳机前腔容积一般都远小于后腔容积，即使加上导声管(入耳式)，前腔容积也比较小——前腔容积减小，有利于提升高频响应；后腔容积增加，有利于改善低频响应。

AKG半开放式耳机采用“前腔开放”结构——如US4158753“Headphone of circumaural design”所披露的——可以增强“耳廓效应”，减弱“头中效应”。耳机前腔设置“声学摩擦阻尼器”及无源辐射器——“声学摩擦阻尼器”开设通孔，内侧具有阻尼材料，可以衰减反射波并使其延时，模拟自然声场。无源辐射器可以改善低频响应——但由于“声学摩擦阻尼器”通孔可能会使声顺Ca趋向于∞(开路)，减弱“亥姆霍茨共鸣器效应”，实际上效果并不理想。

AIWA耳机经典“笛管”设计营造深沉的低频效果——很多人都认为“笛管”是运用“亥姆霍兹共鸣器”原理，但实际上并非如此。声管体积远小于声腔体积，才能构成“亥姆霍兹共鸣器”，而采用“笛管”设计的耳机，声管(笛管)体积接近甚至大于声腔(耳机后腔)体积——因而不可能构成“亥姆霍兹共鸣器”。

动铁耳机(Banlanced Armature)一般为封闭式耳塞(入耳式)，而不采用半开放式/开放式与耳罩式设计——主要是由于其结构限制，而且增加密封性可以提高效率及低频响应，但由于“听诊器效应”，健康性较差。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种不易导致听觉疲劳与听力损害的健康耳机——避免传统耳机的“听诊器效应”，提升辐射效率/改善音色。

本实用新型的技术方案——采用前腔开放的高辐射抗型耳机，扬声器正面加载一“声聚能管”，扬声器背面与一声顺腔体耦合；“声聚能管”容积大于声顺腔体容积；“声聚能管”为刚性材料结构，包括反号筒以及多重套管式、蜗壳式与阿基米德螺旋线式折叠结构中任一种类型。

声顺腔体可以采用封闭式结构——还可以设置无源辐射器，改善低频响应。

辐射阻抗Zr包括辐射阻Rr与辐射抗Xr(Zr＝Rr+jXr)——辐射阻(Rr)表示声源向介质辐射声能量的能力；辐射抗(Xr)代表“无功声能”，储存于近场中，而不辐射出去。一般认为，辐射抗(Xr)为“质量抗”(Xm)，即“附加辐射质量”(Mr)——实际上，辐射抗还包括“弹性抗”(Xe)。“质量抗”相当于感抗(X_L)，“弹性抗”相当于容抗(X_C)。

“质量抗”(Xm)与扬声器系统振动的“排气量”(V)成正比——“排气量”(V)与体速度(u)相关——V↑→u↑→Wr↑(Wr＝u²Za)。