專利名稱：四聲道耳機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種四聲道耳機，屬音響領域。
當今音響、電腦音效已有杜比數碼、DTS、A3D、EAX等多聲道標準，一般都在四聲道以上，對于定位都有較好的表現，但需用四只以上的音箱及配套的功放，成本高且占地大，又易影響他人。耳機音質優秀，成本低廉，但只有雙聲道，每只耳朵只有一個發聲單元，無法重放多聲道，定位也僅限于左右方向，且重放時各種聲音如在兩耳間或頭頂發出，不符合實際情況，易使人頭腦發昏。雖有專門處理電路將多聲道合成雙聲道，可用雙聲道耳機重放多聲道，但電路復雜成本高，效果也不理想。
本實用新型的目的在于提供一種四聲道耳機來重放多聲道，使耳機的前后定位達到多音箱重放的效果，生產成本比多音箱系統低，易于使用、攜帶、調整，不會影響他人。
本實用新型是這樣實現的，在現有耳機的兩個發聲單元的基礎上再增加兩個或四個發聲單元，或將發聲單元分割為幾個局部發聲部位，均位于同一水平面，位置與四音箱系統的位置相仿，從而使耳朵收到的聲音與音箱發出的方向相同，所不同的僅僅是聲音傳輸的距離縮短，由于四個發聲單元與耳朵的距離相同，所以對定位沒有影響。針對多個聲道，耳機的連線及傳輸對于有線、無線等傳輸方式有多種實施類型，將常規耳機插口剖化為六聲道插口。
本實用新型的優點在于用一付耳機就能實現杜比、DTS和電腦多聲道音效等系統使用相應的功放音箱才能營造出的立體環繞效果，使用方便，不占空間，不影響他人，不受環境的放射、吸收等影響，對環境噪聲的要求也比較低，使用一個插頭就能傳輸四至六個聲道，或單芯屏蔽線數碼傳輸，或無線傳輸。
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明
圖1為傳統四聲道音箱系統示意圖。
圖2為頭部沿雙耳水平剖視圖。
圖3，圖4為右方耳機的水平剖視圖。
圖5為傳統多聲道功放音箱系統。
圖6為帶解碼器的多聲道耳機示意圖。
圖7，8為耳塞式多聲道耳機一種音圈的示意圖。
圖9，10為標準耳機插頭的示意圖與改進圖。
各涉及聲場的示意圖上方對應聲場前方，下方對應聲場后方，左右方向與聲場一致。
圖中序號對應的部件名稱為1，前左音箱2，前右音箱3，后右音箱4，后左音箱5，頭部 6，左耳罩7，右耳罩8，9主發聲單元 10，低音單元 11，音圈骨架12，局部線圈 13，常規線圈14，地線由于現有的杜比數碼、DTS等系統的中置作對白和彌補中間聲場用，對四點定位沒有實質作用，在本實用新型中均以四聲道來論述；電腦音效如A3D、EAX、D3D等則是標準的四聲道。另，本實用新型所稱的多聲道均指四個或四個以上聲道，所有聲場均位于人耳的耳道口所在的水平面。
對常規多音箱系統示意圖1進行局部放大，見圖2，由于頭部5的阻擋，右耳很少收到前左音箱1、后左音箱4的聲音，左耳很少收到前右音箱2、后右音箱3的聲音，而決定聲音定位的是音箱的直射聲波，衍射波、反射波進入耳朵很少且對定位影響很小，所以圖2接近真實情況，由于左右對稱，以下實施例均以右耳為例來說明。
實施例1，頭戴式發聲單元可移耳機，包括發聲單元、解碼器、無線接收器、耳機罩、導線插頭及相應的固定件，耳機罩的位置見圖2，左耳罩6與右耳罩7包住左右耳廓，每個耳罩內含兩個或三個發聲單元，各發聲單元都與耳道口在同一水平面。見右耳罩水平剖視圖圖3，耳罩內有三個發聲單元主發聲單元8、9和低音單元10，各發聲單元的聲軸都朝向耳道口，其中低音單元10是可選件，可降低主發聲單元8、9的制造工藝，拓展低音，但對定位無實質作用。此時耳朵收到的聲音信息與圖2是等效的，也就是達到了四音箱的效果。
為了適應聲音的聲場場景變化，應使發聲系統的聲源方位可變，這里的聲源距離大體固定，但方向有一定的調節度。見圖3，耳機發聲單元8，9均可在耳罩7內沿它的軀體弧線移動，從而使兩發聲單元的聲軸夾角a發生變化，等效于聲源的移動，使耳朵聽到的聲場變化，部分達到音響中DSP的效果。
大多數影音設備和聲卡等都帶有數碼輸出口，所有聲道的信號都由一根數碼線輸出，再解碼為多聲道經獨立功放推動不同的音箱，見圖5。四聲道耳機的解碼放大電路示意圖見圖6，由于耳機發聲單元需推動的功率很小，因而功放功耗也很小，可用干電池供電，解碼器也是低電壓低功耗的元件，將解碼器和所有功放都做進耳機內，耳機的輸入線只需一根單芯屏蔽線。
耳機含無線接收裝置，使用匹配的調制器，可對已解碼的多聲道模擬信號進行無線調制，由耳機的無線接收裝置接收并將多聲道信號還原，用內置小功放推動耳機，同樣也可接收數碼信號的無線傳輸，用內置的解碼器還原出多聲道信號進行重放。
本耳機帶特殊的插頭，可單插頭駁接六聲道，將已放大的電流導入耳機，直接推動耳機發聲單元。其結構是對現有的立體聲耳機插頭改進而來，標準立體聲耳機插頭見圖9，頭部與中間圓柱體對應連接兩個聲道，根部是地線14的接觸體。將地線14劃出一個與緊鄰的導接聲道信號的圓柱體同樣的一段，并對除地線外的兩段柱體和頭部沿軸心剖開，見圖10，那么得到的接觸塊達到六塊，使用相應的插座即可傳輸六個聲道的信號，也能向下兼容。導線使用漆包線，由于傳輸的是經放大的電流信號，各聲道相互影響很小，各聲道的導線可同在一個屏蔽腔內傳輸，從而使耳機線較細。
實施例2，頭戴式發聲單元可轉耳機，與實施例1不同的是，其耳罩內的發聲單元可轉動一定的角度，見圖4，發聲單元8、9所在位置固定，但自身可轉動，從而使它們的聲軸交點O的位置發生改變，耳朵聽到的聲場也隨之改變。其他部分與實施例1相同。
實施例3，耳塞式四發聲單元耳機，耳機的四發聲單元結構及相互方位與實施例1相同，但發聲單元自身位置固定。由于是耳塞式，所以體積更小，各個發聲單元縮微化，不含解碼器、功放與無線接收器，插頭使用實施例1的六聲道插頭。
實施例4，耳塞式四部位發聲耳機，耳機有兩個發聲單元，與普通立體聲耳機相似，但每個發聲單元的線圈有多組。耳機發聲的關鍵部件是振膜與音圈，兩者相互固定，由音圈上的線圈通電后在磁場中運動而推動振膜發聲，線圈是整圈繞在音圈骨架上，振膜也是整體運動。將線圈分割為一部分，見圖7，8的局部線圈12，僅為一段圓弧，通電后骨架11局部受力，只對最近的振膜推動，從而等效于一個小的發聲單元，局部線圈12左右對稱，見圖7，音膜局部振動區也就有兩個，對應于頭戴式四聲道耳機的發聲單元8，9，達到四聲道重放的效果。這里的局部線圈12只畫出有效部分，若是在此區域來回繞制，通電后運動方向相互抵觸，不會有推動力，圖8是其中一個解決方式，其虛線部分是局部線圈次要部分的繞線位置。漆包線在局部線圈12的部分，即實線部分，正交磁力線，通電可最大效率推動音圈，虛線部分與磁力線幾乎重合或作用力相互抵消，通電后不會有軸向運動。由于局部線圈推動的是局部的振動膜，若幅度較大會發生音圈擦邊等弊病，而聲場定位中低音幾乎無方向性，振幅大，所以使用常規線圈13來重放低音，見圖8，常規線圈13是整圈繞制，輸入低音信號推動振膜整體運動，發出低音，而局部線圈輸入中高音，推動振膜局部運動，還原出中高音，得到定位效果，結構與高低音一體喇叭相類似。
實施例5，耳塞式四瓣發聲耳機，在實施例4的基礎上，將音圈骨架與振膜徑向對半剖開，兩瓣振膜用柔性物在剖開處相互粘連，每瓣振膜固定半個音圈骨架和一個局部線圈，成為獨立發聲的振動體，重放相應的聲道，完成四聲道的定位，相互干擾比實施例4小，定位效果更佳。
權利要求1，一種四聲道耳機，由耳機發聲單元、耳機固定件和傳輸件等組成，特征是耳機帶四個主發聲單元或四個主發聲部位，位于耳道口所在的水平面，耳機每側所含的兩個主發聲單元或主發聲部位以一定角度朝向耳道口，與耳道口呈三角形，方位等同于四聲道音箱系統。
2，根據權利要求1所述的四聲道耳機，其特征是頭戴式耳機主聲道的四個發聲單元可在耳罩壁上以耳道口為圓心沿圓弧水平移動。
3，根據權利要求1所述的四聲道耳機，其特征是頭戴式耳機主聲道的四個發聲單元自身可旋轉。
4，根據權利要求1所述的四聲道耳機，其特征是整體為耳塞式，含四個發聲單元，位置固定在耳機腔內，方位與頭戴式四聲道耳機相同。
5，根據權利要求1所述的四聲道耳機，其特征是耳塞式普通立體聲耳機的音圈線圈局部化，可軸向推動振膜部分僅為音圈圓弧的四分之一左右，每個音圈有兩個局部線圈，以穿過音圈圓心的豎線左右對稱，驅動相應部位的振膜，重放常規四聲道中的左方或右方對應的兩個聲道。
6，根據權利要求1，5所述的四聲道耳機，其特征是耳塞式普通立體聲耳機音圈骨架、振膜豎直對半剖開，兩瓣振膜經柔性物相連，各固定一個局部線圈與半個音圈骨架，獨立重放相應的聲道。
7，根據權利要求1所述的四聲道耳機，其特征是耳機插頭含六個聲道接頭，將標準立體聲耳機插頭用作地線的圓柱體橫向剖出一段圓柱體，與原駁接兩聲道的接觸體同時徑向剖開，以絕緣材料填充粘固，得到六個獨立的接觸塊，各自以導線引出，對應傳輸六個聲道。
8，根據權利要求1所述的四聲道耳機，其特征是耳機內置多聲道解碼器與功放。
9，根據權利要求1所述的四聲道耳機，其特征是耳機帶無線接收器，所有聲道的模擬信號使用無線傳輸。
10，根據權利要求1，8所述的四聲道耳機，其特征是內置解碼器的四聲道耳機帶無線接收器，接收數碼信號或模擬信號。
專利摘要本實用新型涉及一種四聲道耳機,包括四至六個耳機發聲單元或發聲部位,在同一水平面內以多音箱系統位置安排,從而實現耳機的多聲道播放。有頭戴式和耳塞式兩種形式,其中耳塞式可采用帶局部線圈的音圈,推動部分振膜發聲,完成四聲道定位。頭戴式耳機可帶解碼器與功放,能以多種有線或無線方式接受信號。配套六聲道插頭可使本耳機僅使用一個插頭。
文檔編號H04R5/00GK2419776SQ0023301
公開日2001年2月14日 申請日期2000年4月29日 優先權日2000年4月29日
發明者朱曜明 申請人:朱曜明