[發(fā)明專利]一種極薄封裝且全柔全透明可貼附的聲音增強型耳機

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010858040.5
• 申請日: 2020-08-24
• 公開（公告）號: CN112040360A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發(fā)明（設計）人: 任天令;田禾;韋雨宏;李驍時;喻國芳;葉婉婷;茍廣洋;楊軼
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H04R1/10
• 分類號: H04R1/10;H04R5/033;H04R31/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 羅文群

本發(fā)明屬于電子器材技術領域，尤其涉及一種極薄封裝且全柔全透明可貼附的聲音增強型耳機。包括全柔全透明的上殼、下殼和發(fā)聲單元，上殼上加工有大孔洞和小孔洞，下殼的邊緣加工有凸臺，上殼和下殼相互扣合后在下殼的凸臺處封裝，封裝后的上殼和下殼之間形成聲音共鳴腔，發(fā)聲單元貼附在下殼的內壁上，發(fā)聲單元通過導線與模擬電路或數(shù)字電路連接。本發(fā)明制備快捷，成本低廉，使用方便，極大地縮小了發(fā)聲單元的體積，可以獲得更加寬廣的聲音頻譜，其超薄全柔可貼附特性增加了佩戴舒適度，并可以實時監(jiān)測人體健康。此方法有效地推動了由傳統(tǒng)三維立體耳機向二維超薄柔性透明可穿戴的智能耳機發(fā)展。

技術領域

本發(fā)明屬于電子器材技術領域，尤其涉及一種極薄封裝且全柔全透明可貼附的聲音增強型耳機。

背景技術

以聲音的驅動方式來看，目前市場上的耳機主要有動圈式、動鐵式及靜電式等。其中，動圈式耳機的發(fā)聲單元包括磁鐵、線圈和振膜等，動鐵式耳機的發(fā)聲是由音圈纏繞的精密鐵片在永磁場的磁力作用下帶動振膜發(fā)聲，而靜電式耳機是由處于變化的電場中的振膜振動發(fā)聲。在這三種常見結構中，可以了解到這些發(fā)聲單元的結構都比較復雜，發(fā)聲單元所占體積較大且均為硬質材料的機械振動發(fā)聲，使得耳機的體積無法繼續(xù)縮減，沒有足夠的垂直空間可以裝配入具有健康監(jiān)測等功能的傳感器，不利于耳機向超薄柔性輕型的智能耳機發(fā)展。現(xiàn)有的傳統(tǒng)耳機尺寸最小為直徑14mm，長20mm，而若要實現(xiàn)更柔更輕薄型耳機，則需要融合新的發(fā)聲技術。基于柔性二維材料的熱聲效應，其發(fā)聲材料超薄至納米級，外殼封裝體高度可以實現(xiàn)毫米級。基于材料特性，發(fā)聲單元和外殼封裝體均選用與人體皮膚貼附兼容的柔性透明材料，可以塞入耳部或貼附于耳廓，使用方式與現(xiàn)有傳統(tǒng)耳機有極大不同，增加了可穿戴性、佩戴舒適性，為貼膚式健康監(jiān)測提供可能。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提出一種極薄封裝且全柔全透明可貼附的聲音增強型耳機，對已有耳機的結構進行改進，并采用基于熱聲效應的熱聲材料作為發(fā)聲單元，以大幅度減少耳機的體積，提高發(fā)聲效果。

本發(fā)明提出的極薄封裝且全柔全透明可貼附的聲音增強型耳機，包括全柔全透明的上殼、下殼和發(fā)聲單元，所述的上殼上加工有大孔洞和小孔洞，所述的下殼的邊緣加工有凸臺，上殼和下殼相互扣合后，在下殼的凸臺處封裝，封裝后的上殼和下殼之間形成聲音共鳴腔；所述的發(fā)聲單元貼附在下殼的內壁上，發(fā)聲單元通過導線與模擬電路或數(shù)字電路連接。

上述聲音增強型耳機中，所述的發(fā)聲單元的材料為具備熱聲效應的二維材料，該具備熱聲效應的二維材料為石墨烯或碳化鈦。

上述聲音增強型耳機中，所述的聲音增強型耳機的直徑D為5～15mm。

上述聲音增強型耳機中，所述的上殼上的大孔洞的半徑R為1～3mm，小孔洞的半徑r為0.5～1mm。

上述聲音增強型耳機中，所述的聲音共鳴腔的高度H為1～20mm。

本發(fā)明提出的一種極薄封裝且全柔全透明可貼附的聲音增強型耳機，其優(yōu)點是：

本發(fā)明的一種極薄封裝且全柔全透明可貼附的聲音增強型耳機，采用了基于熱聲效應的熱聲材料作為發(fā)聲單元，在向發(fā)聲單元兩端施加交流電壓時，由于電熱效應，發(fā)聲單元產生周期變化的焦耳熱，基于熱聲效應，所產生的熱量釋放于空氣中，推動空氣分子周期性的運動，從而實現(xiàn)了電能到熱能再轉換為機械能的過程。由于在熱致發(fā)聲的過程中，發(fā)聲單元本身沒有發(fā)生任何的機械運動，所以發(fā)聲單元可選擇超薄的二維材料，極大地減少了耳機的體積。此外，基于熱聲效應選用的熱聲材料，如石墨烯等還具備超薄、力學特性優(yōu)異等特點，因此本發(fā)明極薄封裝且全柔全透明可貼附的聲音增強型耳機，在材料學、微納加工、生物醫(yī)療、健康監(jiān)測等方面也具備重要的應用場景。