开放式音频设备的制作方法

电子通信装置的制造及其应用技术开放式音频设备1.相关申请的交叉引用2.本技术要求于2019年12月23日提交的临时专利申请62/952,873的优先权，其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：3.本公开涉及一种被配置用于佩戴在耳朵上的音频设备。4.无线头戴式耳机将声音传送至耳朵。大多数无线头戴式耳机包括放置到耳道开口中的耳塞。耳塞可抑制或阻止用户听到语音和环境声音。此外，耳塞发出用户不可供用于与他人交互的社交提示。技术实现要素：5.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。6.在一个方面中，一种开放式音频设备包括主体，所述主体具有内表面，所述内表面被配置用于位于用户的外耳后面并且沿所述主体的长度在所述外耳和头部中至少一者的靠近所述头部与所述外耳的交汇处的多个位置处接触，其中所述主体的所述内表面大体沿衰变螺旋。存在声学模块由所述主体承载并且被配置用于在所述耳道开口上方抵靠所述外耳定位。7.一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。在一些示例中，所述主体被配置用于沿所述沿主体的大部分长度靠近所述头部与所述外耳的所述交汇处接触所述外耳和所述头部中的至少一者。在一个示例中，所述主体具有被配置用于靠近耳朵的耳轮的下端定位的自由远端，并且所述主体被配置用于靠近所述头部和所述外耳的所述交汇处-靠近所述耳轮的上端以及靠近所述主体的所述自由远端两者接触所述外耳和所述头部中的至少一者。在一个示例中，所述开放式音频设备被配置用于在包括所述声学模块在所述耳道上方接触所述耳朵、以及所述主体靠近所述头部与所述外耳的所述交汇处与所述外耳和所述头部中至少一者的接触(靠近所述耳轮的上端以及靠近所述主体的所述自由远端两者)的接触位置处接触所述耳朵和头部。在一个示例中，这些接触位置大致限定三角形的顶点，使得所述接触帮助将所述开放式音频设备稳定在所述耳朵和所述头部上。在一些示例中，所述声学模块包括内表面，所述内表面被配置用于接触所述耳道开口上方的所述外耳以及所述头部的刚好在其前面的一部分。8.一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。在一些示例中，所述主体从所述声学模块悬垂并且包括联接到所述声学模块的桥接件和与所述桥接件相比更远离所述声学模块的壳体。在一个示例中，所述声学模块包括内表面，所述内表面被配置用于接触所述耳道开口上方的所述外耳。可限定第一平面，所述第一平面与所述声学模块的所述内表面至少部分地共面。可限定第二平面，所述第二平面对分所述桥接件。在一个示例中，这两个平面以锐角相交。在一个示例中，该锐角为约30度。在一个示例中，表示所述桥接件的接触旋转轴线的线相对于所述第一平面的法向矢量在三个轴线中的两个轴线中以钝角与所述第一平面成角度。在一个示例中，这些钝角为约165和115度，容差大约+10、-0度。9.一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，所述桥接件比所述壳体薄。在一些示例中，所述壳体具有内弯曲表面和外弯曲表面。在一个示例中，所述壳体的所述内弯曲表面和所述外弯曲表面具有大致相同的曲率半径。在一个示例中，所述桥接件的内表面与所述壳体的内表面相比具有更小的曲率半径。在一个示例中，所述壳体具有大体泪状横截面形状。在一个示例中，所述壳体的厚度为约6mm到约12mm。10.一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。在一些示例中，所述声学模块包括音频驱动器，所述音频驱动器从前侧和后侧两者发射声音，并且所述声学模块具有发射前侧声音的声发射喷嘴和发射后侧声音的低频偶极开口。在一个示例中，所述喷嘴被配置为与所述低频偶极开口相比更接近所述耳道开口。在一个示例中，所述声学模块还包括第一麦克风开口和第二麦克风开口，所述第一麦克风开口和所述第二麦克风开口被配置为将声压传导到第一麦克风和第二麦克风，并且所述麦克风开口相对于与用户的口的预期位置相交的轴线大体上位于约+/-30度内。在一个示例中，所述主体是一体模制塑料构件。在一个示例中，所述声学模块被配置用于倚靠外耳窝和所述头部的邻近于耳窝且在所述耳窝前面的一部分。附图说明11.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：12.图1a至图1g分别是针对右耳设计的开放式音频设备的透视图、前视图、后视图、左侧视图、右侧视图、俯视图和仰视图。13.图2a是代表性右耳的放大侧视图，图2b是图2a的耳朵的后透视图，并且图2c是图2a和图2b的耳朵以及头部的相邻区域的后视图。14.图3a是戴在右耳上的图1a至图1g的开放式音频设备的侧视图。15.图3b是图1a至图1g的开放式音频设备的镜像版本的后视图，其被配置用于戴在左耳上。16.图4a和图4b示出了开放式音频设备的不同部分之间的两个角度。17.图4c示出了开放式音频设备的桥接件和壳体的曲率半径的方面。18.图4d是沿开放式音频设备的主体的长度的曲率半径(以mm为单位)的曲线图。具体实施方式19.本文公开了一种开放式音频设备，诸如无线头戴式耳机，其靠近耳道开口递送声音但不阻挡或阻塞耳道。开放式音频设备承载在耳朵和头部与耳朵相邻的部分上。开放式音频设备被配置用于定位成使得其轻柔且舒适地夹在上耳上并且将声学模块定位为在耳道上方抵靠耳朵，使得耳道保持打开以接收语音和环境声音。开放式音频设备与耳朵交接，使得即使用户移动头部，其也保持在适当位置。20.图1a至图1g中描绘了示例性开放式音频设备10。开放式音频设备10被专门设计用于承载在右耳上。用于左耳的开放式音频设备是镜像图像；例如参见图3b。右耳和相邻头部区域在图2a至图2c中示出，它们帮助理解开放式音频设备如何与耳朵和头部交接。21.开放式音频设备10由外耳82以及头部110的分别在耳朵后面以及刚好在耳朵前面(即，邻近耳朵)的部分112和114承载，如本文其他地方进一步描述的。开放式音频设备10包括声学模块20，该声学模块在其内部包含电声换能器或音频驱动器(未示出)。声学模块20被配置用于将声发射开口22定位在耳道开口86上方，耳道开口在耳屏84后面(即，大体在其下面)。声学模块20具有内面26和相对的外面28。在一些示例中，面26和/或28是大致平坦的，如图1a至图1g所示。有利地，将声学模块20定位在耳道开口86上方使耳道开口无阻挡，当从侧面和前面两者观看时，这向用户周围的他人视觉地表明用户是开放的并且能够与其环境交互。在一个示例中，示例性声学模块20具有与开口22相比更远离耳道的第二声发射开口24。开口22和24可从音频驱动器的相对侧(例如，前部和背部)发射声音，因此声音异相。异相声音将倾向于在远场中抵消，因此开口如低频偶极工作。然而，开口22足够接近耳道，使得其很多声音在到达耳朵之前不被抵消。在一个示例中，声学模块20承载至少两个麦克风。图1a示出了引向麦克风(未示出，位于声学模块20内)的开口33和34。在一个示例中，通过两个麦克风开口的轴线将在用户的口的预期位置的约+/-30度内，使得麦克风可被阵列化/波束形成，如本领域已知的。22.音频设备10还包括主体40，该主体被配置用于佩戴在外耳82上或邻接外耳82，使得主体40在两个或更多个单独的间隔开的接触位置处接触外耳和/或头部的刚好在外耳后面并邻接外耳的部分。音频设备10被配置用于轻轻地夹持外耳、头部的刚好在耳朵前面(前方)的部分、以及头部的刚好在外耳82的后部后面的部分，如下文更详细解释的。23.图2a至图2c示出了在理解本公开的开放式音频设备及其与耳朵和头部的交接中有用的耳朵80(尤其是外耳82(有时称为耳廓))和头部的相邻部分的方面。外耳82包括耳轮88(具有其上端89，其在那里与头部相交)、对耳轮90、耳窝92、耳甲艇94、耳轮脚95、耳屏84、耳道开口86和耳垂85。线102表示外耳82与头部110的交汇处。交汇处102具有被称为耳上附着点的上端96、以及被称为耳下附着点的下端100，而交汇处102的最后面部分98被称为耳后附着点。交汇处102通常在接近耳上附着点96的区域107与交汇处开始其朝向耳后附着点98的下降的区域108之间表现出拱形106。外耳包括邻接交汇处102的后部部分82b。头部110包括刚好在耳朵后面并且邻接耳朵的后部部分82b的部分112。头部还包括刚好在外耳82的外侧82a的上部部分104前面的部分114。另外，头部通常包括与耳下附着点和耳垂相邻的凹坑或凹陷116(图2c)；凹坑116通常但不一定在大多数头部中定位为非常接近或邻接耳下附着点100或刚好在其后面，如图2c所示。24.回到图1a至图1g，开放式音频设备主体40包括弯曲桥接部分46和具有自由远端50的壳体48。桥接件46平滑地合并到声学模块20中，例如，如图1b所示，使得桥接件46的外表面44的开始与声学模块20的前弯曲部分21相切。桥接件46比壳体48薄。一个原因是使得在用户戴着开放式音频设备时有空间可供用于眼镜镜腿件仍然安置在耳朵上，如图3b所示。在一个示例中，主体40是一体模制塑料构件。在一个示例中，主体40由非塑料刚性材料制成，诸如金属。主体40在一个示例中相对刚性，但在桥接部分46中可具有一定顺应性，如下所述。25.主体40通常被配置用于定位在外耳后面，如图3a和图3b所示。主体40与声学模块20之间的间隙52的尺寸和形状通常被设定为允许外耳82的上部部分104安置穿过开口，其中间隙52的上端或封闭端53定位成使得耳轮89的上端安置在间隙部分53中。因此，耳轮89的上端成为开放式音频设备10可枢转或旋转的点。26.主体40的几乎全部坐置在耳朵后面，沿耳朵的背部与头部的交汇处。参见图3b，其示出了左耳后面的主体40。需注意，图3b中所示的开放式音频设备被设计用于左耳81，因此是图1a至图1g所示开放式音频设备10的镜像。主体40被尺寸、形状、轮廓设定并相对于声学模块20成角度，使得主体40大体上沿循耳朵-头部交汇处的形状和轮廓，并且沿主体40的大部分长度、到自由远端50的大部分路径、或几乎到自由远端50接触耳朵和/或头部。同时，对于大多数耳朵，主体40厚到足以使得其将外耳的背部82b稍微推出或远离头部。耳朵的这个弯曲导致对主体40的轻微力，其趋向于将其推动抵靠头部。在一个示例中，声学模块20具有内表面26，内表面被配置用于倚靠外耳82的前部部分82a(例如，抵靠耳窝92、对耳屏90、耳轮脚95、和耳轮88中的一个或多个)以及头部100的位于上耳部分104的紧邻前方的部分114。声学模块20的靠近主体40的内表面42的最高点49的部分可坐置在耳轮88下方。27.头部和耳朵的位于或非常接近头部的上部部分104与外耳的突出背部82b相比更硬。由于声学模块20至少部分地倚靠硬表面(头部和耳朵的抵靠或非常接近头部的部分)，因此不能移动更靠近头部。这迫使主体40推出到外耳82中，这产生倾向于使开放式音频设备10绕点49旋转的反向力。这导致三个约束设备锚定位置，其包括设备围绕点49接触耳轮、声学模块20倚靠耳朵和头部、以及主体40由于耳朵的略微弯曲的软部分而朝向头部推动。外耳的柔性加载/预加载这三个点以确保它们始终经受法向力。因此，外耳的柔性有助于开放式音频设备10的稳定且舒适的安置。此外，由于这三个锚定位置不是直线的，因此它们大体上限定三角形的顶点，这与锚定位置对准的情况相比产生更大的稳定性。开放式音频设备10因此被轻轻但牢固地保持在头部上，即使在头部移动时也是如此。28.图4a示出了开放式音频设备10的桥接件46和声学模块20的一个空间关系。如图4a中从上方看，第一大致竖直平面看起来成线“a”。该平面与声学模块20的平坦或基本上平坦的内面26的一些或全部共面。在该第一平面对分桥接件46的宽度的情况下，将桥接件跨其宽度沿其纵向范围对分的第二大致竖直平面被放置，并且从上方看起来成线“b”。由线a和b表示的平面以锐角相交，该锐角在一个示例中为约30度。将桥接件46以约30度(可能在30度的+/-10度内)成角度帮助桥接件沿循耳朵/头部交汇处的上部部分，同时确保声学模块内面26倚靠耳朵和头部。它还沿壳体的大部分长度将壳体48放置在耳朵后面或非常接近耳朵/头部交汇处。因此，开放式音频设备10在多个间隔开的位置处被保持到耳朵和头部。此外，在一些示例中，壳体48的厚度(其可以是从约6mm到约12mm)足够使得其将推动外耳略微远离头部，如上所述。在一个示例中，壳体具有大致泪状横截面形状，其在从壳体的顶端朝向自由远端50移动到壳体的底端时逐渐变得更宽。泪状形状具有宽端和窄端。在一个示例中，壳体被配置成使得其泪状横截面形状的宽端抵靠耳朵定位，使得耳朵略微向外弯曲，而窄端不与头部或耳部接触以改善舒适度。29.图4b示出了桥接件46和声学模块20之间的另一空间关系。平面a是图4a所示的相同平面a。线c表示桥接件46的接触旋转轴线。在一个示例中，线c相对于平面a的法线矢量以(165、0、115)度成角度(容差约为+10,-0度)。该角度允许声学模块20在该区域中紧密匹配耳肉的取向，而不夹压或挤压肉。30.图4c和图4d例示和描述示例性主体40的曲率半径。主体40的内表面42大体沿衰变螺旋。螺旋是三维空间中的平滑曲线。表面42不是严格螺旋的，但在三维空间中确实弯曲，因为自由远端50(其在壳体48的远端处)偏离内表面42的最高点49，使得端部50与点49相比更接近正中矢状面。曲线衰变，因为其曲率半径在从点49处曲线的开始移动到其靠近自由远端50的端部时增大(相应地，其曲率在点49处曲线的开始处最大，并且当将主体朝向其端部50向下移动时减小)。在一个示例中，沿表面42的几个点处的曲率半径的近似尺寸如下：点49，3.5mm；点42a，5mm；点42b，7mm；点42c，9mm。31.图4d是沿表面42的长度(其在一个非限制性示例中为约70mm)的曲率半径的曲线图。在长度的80-90％之间开始并在100％处结束的骤然跳跃和下降是由于倒圆端部50。表面42被配置为大体上沿循“普通”人耳朵后面的耳朵-头部交汇处，而壳体的长度确保在几乎每个耳朵解剖结构中，主体将位于该交汇处上或接近该交汇处达到至少向下远至耳后附着点的点，并且在许多情况下低于其，接近耳轮的下端。壳体48的厚度被设计为至少在大多数解剖结构中推动外耳略微远离头部，如上所述。在一个示例中，壳体具有大致均一的宽度。因此，壳体的内弯曲表面42和外弯曲表面44将具有大致相同的曲率半径。壳体的尺寸和形状被设定成适应传统圆柱形可充电电池，尽管可适应其它电池形状。32.主体40可大体成形为沿循外耳和头部的交汇处。沿该交汇处的接触和/或头部和/或耳朵邻接该交汇处将是在沿耳朵和相邻头部区域的多个间隔开的位置处。然而，由于人头部具有许多形状和尺寸，因此主体40不一定接触头部和耳朵的交汇处。相反，它可被设计为具有使得其至少在大多数头部上将接触外耳的背部和/或头部的邻接外耳的背面的部分、以及耳道开口上方的耳朵的前部的形状。这些接触发生在多个间隔开的位置处。这些位置可至少包括基本上或大体上沿直径相对的位置。33.在一个示例中，桥接件可被构造为具有一定弯曲顺应性(例如，通过制造柔性材料的桥接件，或在被设计成能够弯曲的部分中重叠注塑柔性材料，诸如弹性体)。弯曲顺应性可围绕其纵向轴线。桥接件可被配置成使得桥接件当其在耳朵顶部上方被向下推动时略微弯曲。顺应性可产生轻轻地推动声学模块和壳体抵靠头部的力，以更好地将开放式音频设备保持在适当位置。顺应性可在开放式音频设备的相对位置处引起轻微的压缩力，并且因此可导致足以在头部移动时帮助将开放式音频设备保持在适当位置的在耳朵和头部上的夹持。34.此外，由于开放式音频设备与耳朵/头部接触点中至少两个是在耳朵的上部部分附近(由于声学模块和桥接件)并且在耳朵/头部的背部上向下降低(由于壳体的形状和曲率，通常在耳后附着点98处或下方)，因此存在大体上沿直径相对的接触点。大体上沿直径相对的位置在开放式音频设备上产生大致位于相对的接触区域之间的线中的合力。以此方式，开放式音频设备可被认为在耳朵上是稳定的。这与下接触区域在耳朵的背部上基本上进一步向上的情况对比，后者会导致倾向于将其向上推动并使其向前、向上和离开耳朵旋转的开放式音频设备上的合力。通过在耳朵上大致沿直径相对地布置接触力，开放式音频设备可适应更宽范围的取向和惯性条件，其中力可被平衡，并且开放式音频设备因此可保持在耳朵上。35.开放式音频设备10可以是主要一体模制的塑料构件。塑料材料可具有一定的柔韧性，使得开放式音频设备在其被坐置等的情况下不太可能破裂。材料可以是尼龙或醋酸纤维素(类似于在一些眼镜的能够弯曲到一定程度而不破裂、然后在弯曲后返回其原始形状的框架中使用的材料)。由于声学模块20保持音频驱动器和用于将音频信号接收、处理和供应到驱动器的电子器件，因此设计必须考虑将部件定位在声学模块20内的需要。此外，可充电电池通常被包含在壳体48中，并且布线需要从电池行进到声学模块。36.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。









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