本文中公開的技術涉及聲學換能器，該聲學換能器裝配在收聽者的耳朵中并且將電信號轉換為聲波或者將聲波轉換成電信號。

背景技術：

緊湊的聲學換能器，即耳機，已經被廣泛使用，其通過耳朵或鼓膜附近的揚聲器將從再現設備和接收器輸出的電信號轉換成聲信號。這種聲音再現設備生成聲音，使得佩戴該再現設備的收聽者能夠收聽聲音。因此，聲音再現設備用在各種環境中。

許多目前常見的耳機具有插入收聽者的耳朵的形狀。例如，內耳式(innereartype)耳機具有鉤在收聽者的耳廓上的形狀。此外，入耳式(canaltype)耳機具有通過深深插入耳朵的孔(耳道)中而被使用的形狀。而且，入耳式耳機通常具有封閉的結構并且具有相對好的聲音隔離性能。因此，利用入耳式耳機存在下述優點：收聽者能夠在輕微嘈雜的地方享受音樂。

一般地，入耳式耳機包括作為基本部件的用于將電信號轉換成聲信號的揚聲器單元和基本上為圓柱形的殼體，該殼體還用作聲管，并且揚聲器單元附接至該殼體的一端(耳道的外側)。在殼體中，設置有輻射出口，該輻射出口將由揚聲器單元生成的空氣振動輻射至耳道并且將該空氣振動傳送到鼓膜。此外，耳塞(可拆卸的部件)附接至殼體的另一端(插入耳道中的部分)。耳塞通常具有在收聽者佩戴耳塞時與耳道匹配的形狀。

例如，已經提出了一種入耳式耳機裝置，該入耳式耳機裝置可以將殼體容置在耳甲腔中并且可以通過從偏離殼體的中心的位置傾斜地布置聲管而將聲管布置到耳道入口(例如，參考專利文獻1)。

入耳式耳機至少需要包括揚聲器單元和揚聲器所附接到的殼體，該殼體容納揚聲器并且同時獲得聲學特性。換言之，入耳式耳機需要具有揚聲器單元和殼體的重量并且需要具有殼體的體積。這導致在用戶將耳機佩戴耳朵上時存有異物感。

此外，利用傳統的耳機裝置(包括內耳式和入耳式)，基本上，由揚聲器單元生成的聲音傳遞通過耳機殼體和耳道并且到達鼓膜。然后，聲音使鼓膜振動，以便用戶收聽聲音。

而且，已到達鼓膜的聲音被鼓膜反射并且在耳道中沿相反的方向行進以去往外部。然而，許多傳統的耳機裝置具有如下配置：其中耳機殼體被佩戴在耳廓附近的位置以便覆蓋耳道入口。因此，正去往耳道外部的聲音(從鼓膜反射的聲音)被耳機殼體和殼體中的揚聲器單元反射并且再次朝向鼓膜的方向進入耳道。

總而言之，由于重復反射，在使用傳統的耳機裝置時，收聽兩種聲音，即直接從揚聲器單元進入鼓膜的聲音和已經被鼓膜反射一次并且再次被耳機殼體等反射的聲音。在直接進入的聲音和反射的聲音之間的時間間隔等于或者短于幾百微秒的情況下，時間間隔變成聽覺意義上的壓迫感和定位(localization)現象并且作用于用戶，因此，這抑制了對作為出色的再現聲音的聲音的收聽。

已知用于使用具有無反射端的聲管以防止被鼓膜反射的聲音被耳機殼體等再次反射的耳機裝置。這種類型的聲管的內部基本上與自由空間相同。從設置在聲管的一端的揚聲器生成的聲波(可聽見的聲音)的行進波被傳播，并且不生成反射波。因此，上述耳機裝置成為無反射耳機。

例如，已經提出了一種聲音再現設備，該聲音再現設備包括被形成為內徑與耳道的內徑基本上相同的聲管和以聲音發射表面面向聲管的內壁表面的狀態附接的揚聲器單元(參考專利文獻2)。此外，在該聲音再現設備中，包括聲管的揚聲器單元的聲音發射表面的內周面積基本上與不包括聲管的揚聲器單元的聲音發射表面的內周面積相同。再者，聲管的一端是裝配在耳廓中的部件，并且另一端是聲音無反射端。根據該聲音再現設備，從揚聲器單元發出的聲音通過聲管到達鼓膜，并且該聲音在通過鼓膜被聽見之后被反射到聲管的無反射側。因此，聲音沒有被朝向鼓膜側反射并且沒有被再次收聽。

然而，盡管用于使用聲管的聲音再現設備可以消除反射聲音的影響，但是該聲音再現設備除了揚聲器單元以外需要包括聲管。而且，揚聲器和殼體的重量和體積導致用戶在將聲音再現設備佩戴在耳朵上時存有異物感。

技術實現要素：

本發明要解決的問題

本文中公開的技術目的在于提供一種通過佩戴在收聽者的耳朵上而被使用的緊湊的、輕便的且出色的聲學換能器。

本文中公開的技術的另外的目的在于提供一種出色的聲學換能器，該聲學換能器通過佩戴在收聽者的耳朵上而被使用，被形成為緊湊且輕便的形狀并且優選地可以防止聲波的再反射。

問題的解決方案

提供本文中公開的技術以解決上述問題。第一方面在于聲學換能器，該聲學換能器包括被形成為具有與人的耳道的內徑幾乎相同的內徑且具有伸縮動作的聲學換能單元和設置在聲學換能單元的至少一端的耳道插入部件。

根據本文中公開的技術的第二方面，根據第一方面的聲學換能器的聲學換能單元的兩個出口均是敞開的。

根據本文中公開的技術的第三方面，根據第一方面的聲學換能器還包括在耳道插入部件中的裝配構件。

根據本文中公開的技術的第四方面，根據第一方面的聲學換能器的聲學換能單元是封閉的。

根據本文中公開的技術的第五方面，根據第一方面的聲學換能器的聲學換能單元是封閉的，并且聲學換能單元的兩個端部均是耳道插入部件。

根據本文中公開的技術的第六方面，根據第一方面的聲學換能器的聲學換能單元的一個端部是封閉的，并且另一端部是耳道插入部件。

根據本文中公開的技術的第七方面，根據第一方面的聲學換能器的聲學換能單元是封閉的，并且封閉的位置是可變的。

根據本文中公開的技術的第八方面，根據第四方面的聲學換能器還包括用于對聲學換能單元的內部或端部進行密封的吸音材料。

根據本文中公開的技術的第九方面，根據第一方面的聲學換能器的聲學換能單元在縱向方向上具有幾乎均勻的橫截面積。

根據本文中公開的技術的第十方面，根據第一方面的聲學換能器的聲學換能單元的內部的橫截面積被形成為在縱向方向上逐步減小。

根據本文中公開的技術的第十一方面，根據第一方面的聲學換能器在聲學換能單元的外側上具有外部殼體。

根據本文中公開的技術的第十二方面，根據第十一方面的聲學換能器的外部殼體被形成為封閉聲學換能單元的位于耳道插入部件的相對側的出口。

根據本文中公開的技術的第十三方面，根據第十一方面的聲學換能器的外部殼體被形成為內徑大于聲學換能單元的外部形狀并且通過將聲學換能單元插入外部殼體中來固持該聲學換能單元。

根據本文中公開的技術的第十四方面，根據第十一方面的聲學換能器還包括位于外部殼體和聲學換能單元之間的間隙中的吸音材料。

根據本文中公開的技術的第十五方面，根據第一方面的聲學換能器的聲學換能單元被形成為用作再現裝置。

根據本文中公開的技術的第十六方面，根據第一方面的聲學換能器的聲學換能單元被形成為用作聲音收集裝置。

根據本文中公開的技術的第十七方面，根據第一方面的聲學換能器的聲學換能單元被形成為用作再現裝置或聲音收集裝置。

根據本文中公開的技術的第十八方面，根據第一方面的聲學換能器的聲學換能單元由具有根據電信號進行伸縮動作的片狀柔性裝置形成。

本發明的效果

已被應用本文中公開的技術的聲學換能器通過使用由具有伸縮動作的膜狀材料形成的圓柱形聲學換能元件而以形成為緊湊且輕便的形狀。因此，聲學換能器可以生成直達鼓膜的聲波或者可以在鼓膜附近的地方收集聲音，同時用戶在將該聲學換能器佩戴在耳朵上的情況下沒有異物感。

此外，根據已被應用本文中公開的技術的聲學換能器，因為圓柱形聲學換能元件還用作聲管，所以在生成聲波時可以防止被鼓膜反射的聲波再反射。因此，可以防止在聽覺意義上的壓迫感和定位現象，并且聲音可以作為出色的再現聲音而被收聽。

此外，本文中描述的效果僅是示例性的，并且本發明的效果不限于此。而且，本發明除了上述效果以外還具有另外的效果。

要描述的基于實施例的詳細說明和附圖會使本文中公開的技術的另外的目的、特征和優點變得清楚。

附圖說明

圖1是已被應用本文中公開的技術的聲學換能器100被佩戴在人的耳廓(左耳)上的狀態的圖。

圖2是佩戴有聲學換能器100的人的頭部(耳道)的豎直剖面圖。

圖3是用于描述聲學換能元件的轉換動作的原理的圖。

圖4是聲學換能元件101的剖面圖。

圖5是聲學換能元件101的縱向截面和用于將電信號轉換為聲波的操作的視圖。

圖6是聲學換能元件101的縱向截面和用于將聲波轉換為電信號的操作的視圖。

圖7是包括布置在金屬層的外側上的保護性pet層的聲學換能元件101的示例性配置的圖。

圖8是包括布置在金屬層的外側上的保護性pet層的聲學換能元件101的示例性配置的圖。

圖9是聲學換能器100的修改的圖。

圖10是聲學換能器100的另一修改的圖。

圖11是圖10中圖示的聲學換能器100的修改的圖。

圖12(a)到圖12(c)是包括吸音材料1001的移動機制的聲學換能元件101的示例性配置的圖。

圖13是聲學換能器100的又一修改的圖。

圖14是圖13中圖示的聲學換能器100的修改的圖。

圖15是圖14中圖示的聲學換能器100的修改的圖。

圖16是聲學換能器100的又一修改的圖。

圖17是聲學換能器100的再一修改(用作麥克風的聲學換能器的示例)的圖。

圖18是圖17中圖示的聲學換能器100的修改的圖。

圖19是通過將單片柔性裝置纏繞成螺旋形狀而形成的聲學換能元件101的圖。

具體實施方式

下面參照附圖對根據本文中公開的技術的實施例進行詳細描述。

在圖1中，圖示了已被應用本文中公開的技術的聲學換能器100裝配在人的耳廓(左耳)中的狀態。此外，在圖2中圖示了佩戴有聲學換能器100的人的頭部(耳道)的豎直剖面圖。

耳道200是從耳道入口201開始并且在鼓膜202的內側終止的孔。耳道200的長度通常約25到30mm。此外，耳廓203具有由耳廓軟骨的形狀引起的復雜非均勻形狀并且位于耳道200的外側。耳廓203的結構的粗略描述從耳廓203的外側起依次包括耳輪、對耳輪、耳甲和耳珠。耳甲是位于耳朵的中心處的最凹陷的部分，并且耳道入口201位于在耳甲的下半部分中的耳甲腔的耳珠附近。耳道200通常以s形狀蜿蜒。然而，為了簡化，在圖2中耳道200被示出為圓柱形狀。

已被應用本文中公開的技術的聲學換能器100包括由具有伸縮動作的膜狀材料形成的圓柱形聲學換能元件101。聲學換能元件101可以用作通過根據電信號進行收縮動作來生成聲音的再現裝置和用于將由接收到的聲波引起的振動轉換成電信號的聲音收集裝置(將在下文描述)。圓柱形聲學換能元件101用作無反射型聲管和再現裝置。在生成聲波時，聲學換能元件101可以防止被鼓膜反射的聲波的再反射。因此，可以防止在聽覺意義上的壓迫感和定位現象，并且聲音可以作為出色的再現聲音而被收聽。此外，因為作為基本部件的聲學換能元件101形成為緊湊且輕便的形狀，所以聲學換能器100可以生成用于直達鼓膜的聲波或者可以在鼓膜附近的地方收集聲音，同時人在將該聲學換能器佩戴在耳朵上的情形下沒有異物感。

聲學換能元件101通過將片狀柔性裝置處理成圓柱形狀而形成。在圖3中，圖示了聲學換能元件的轉換動作的原理的圖。聲學換能元件包括片狀柔性平面裝置301和布置在裝置301的兩個表面上的金屬層302和303。然后，當電信號施加在兩個表面上的金屬層302和303之間時，裝置301的面積根據電信號的極性、如由附圖標記310指示的那樣擴大或縮小。裝置301基本上在垂直于電場的水平方向上擴展和收縮。

另外，因為裝置301具有伸縮動作，例如，可以使用其中具有壓電效應的顆粒分散在柔性有機材料(樹脂)中的結構(例如，參考專利文獻3和4)。

圖4是通過將圖3中示出的片狀柔性裝置401處理成圓柱形狀并且在柔性裝置401的內表面和外表面上形成金屬層402和403而形成的聲學換能元件101的剖面圖。此外，圖5是圖4中圖示的聲學換能元件101的縱向剖面圖。

如圖3所示，在平面裝置301的情況下，經由兩側表面上的金屬層302和303施加到裝置301的電信號根據極性在面積方向310上使裝置301擴展和收縮。然而，在圖4中示出的圓柱形裝置401的情況下，電信號的施加使裝置401根據極性在如由附圖標記410指示的徑向方向上擴展和收縮。再者，參照圖5，通過圓柱形裝置401在徑向方向上的擴展運動501和收縮運動502，在圓柱中朝向在兩端處的出口在兩個方向上發射聲波511和512。

此外，被配置為圓柱形裝置401的聲學換能元件101不僅可以用作用于如圖5所示那樣地將所施加的電信號轉換成聲波的聲音再現裝置(致動器)，還可以用作用于將輸入聲波轉換成電信號的聲音收集裝置(換能器)。

在圖6中，圖示了其中聲波611和612從在兩端(或一端)處的入口進入圓柱形裝置401的狀態。已經進入裝置401的聲波611和612引起圓柱形裝置401在如由附圖標記601和602指示的徑向方向上擴展和收縮。然后，與圖4中圖示的運動相反，在裝置401的兩側表面之間生成根據圓柱形裝置401在徑向方向上的擴展和收縮運動的極性之間的電位差，并且裝置401根據進入的聲波生成電信號且用作換能器。

再次參照圖2，圓柱形聲學換能元件101被形成為內徑w與耳道200的內徑wi幾乎相同。嚴格地，聲學換能元件101的內徑w相比于耳道200的內徑wi要小片的厚度t的兩倍。

聲學換能元件101被形成為在縱向方向上具有幾乎均勻的內徑w的長管體，即聲管。該管的內部用作由聲學換能元件101生成的聲波通過其傳送的聲音路徑。當作為聲管的聲學換能元件101的內徑w與耳道的內徑wi幾乎相同時，聲學換能元件101的一端可以插入耳道入口201中，并且從聲學換能元件101的該端發射的聲波可以進入耳道200而不改變聲阻抗。

在聲學換能元件101的管中的阻抗與耳道200的阻抗幾乎相同的情況下，可以防止在被鼓膜202反射的聲音從耳道入口201出去時由所產生的阻抗的變化引起的聲音反射，并且聲音不會再次進入耳道200中。因此，優選地，聲學換能元件101的內徑w與人的耳道的平均內徑幾乎相同。

假設成人的耳道的內徑wi的平均值為約7.5mm。因此，在聲學換能元件101的內徑w被設定為6到9mm時，可以減小聲學換能元件101與耳道入口201的截面積之間的差異，并且不會引起反射。因而，可以防止產生駐波，并且在防止反射的聲音到達鼓膜202的同時可以獲得出色的聲學特性。

另一方面，假設聲學換能元件101的管的另一端不反射聲音。也就是，聲學換能元件101被形成為在縱向方向上具有幾乎相同的內徑并且具有特定長度的形狀。

總之，聲學換能元件101被形成為具有相同內徑和特定長度的類管(tube-like)形狀。據此，即使在被鼓膜202反射的聲音從一端進入管的情況下，在聲音到達另一端之前該聲音被衰減，并且防止該聲音被另一端反射。而且，在圖2中圖示的示例中，聲學換能元件101的兩端均是敞開的。因此，到達另一端的反射聲音不會被再次反射并且不返回到耳道200。

另外，如圖3所示，聲學換能元件101的基本部件是裝置301和金屬層302和303，裝置301響應于所施加的電信號而進行伸縮并且電信號從兩側表面施加于金屬層302和303。金屬層302和303例如由設置并粘附在裝置301的表面上的銅箔形成。銅箔需要防止由于與外部物體(例如，使用聲學換能器100的人的手指和耳道的內周)接觸而引起的剝落。

圖7是包括分別布置在金屬層302和303的外側的保護性聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)層701和702的聲學換能元件101的示例性配置的圖。而且，在圖1和圖2中圖示的圓柱形聲學換能元件101的情況下，保護金屬層302的內側的必要性是低的。因此，如圖8所示，pet層702可以布置在金屬層303的外側表面上。通過將圖7和圖8中圖示的片狀柔性裝置卷成圓柱形狀可以產生圖4中圖示的聲學換能元件101。此外，優選地，圓柱形聲學換能元件101由層壓(laminating)的兩層或更多層而不是單層的圖7和圖8中圖示的片狀柔性裝置形成。例如，優選地，單個聲學換能元件101可以通過同心地疊置多個圓柱而形成，并且使一個圓柱的半徑略大于內部的圓柱(未示出)的半徑。然而，在疊置多個圓柱時，圓柱被疊置成使得各層的極性彼此一致。可替選地，如圖19所示，單個聲學換能元件101可以通過制備單片柔性裝置并且將其纏繞成螺旋形狀而形成。在具有螺旋結構的聲學換能元件101的情況下，裝置的所有層是一體的。因此，電信號可以如圖19所示的那樣施加到單個位置。在具有多層結構的聲學換能元件101的情況下，在施加電信號時，在每層中產生的擴張力和收縮力累積。因此，可以獲得較大的聲壓。

在圖9中，示出了圖2中圖示的聲學換能器100的修改。在圖9中圖示的聲學換能器100中，裝配構件(耳塞)901布置在聲學換能元件101的一個端側處。裝配構件901由柔性合成樹脂或橡膠材料形成。裝配構件901改善將其裝配到耳廓中的感覺并且防止從耳道入口201的附近的聲音泄漏。而且，裝配構件901的內徑被設定為不改變聲學換能元件101的圓柱中的聲阻抗的特性的尺寸。

此外，裝配構架901可以從聲學換能元件101拆卸并且可以被更換。然而，裝配構件901可以固定到聲學換能元件101的一端或者可以與聲學換能元件101集成。

再者，在圖10中，示出了圖2中圖示的聲學換能器100的另一修改。在圖10中圖示的聲學換能器100中，布置有用于封閉聲學換能元件101的圓柱的吸音材料1001。也就是，圖10中圖示的聲學換能器100被形成為通過使用吸音材料1001來迅速地實現聲音衰減。因此，即使在聲學換能元件101在縱向方向上的長度縮短的情況下，類似于具有長聲管的耳機裝置(例如，參考專利文獻2)，被鼓膜反射的聲音也不會被反射并且不會被再次收聽。因而，可以使聲學換能器100小型化。此外，因為減小了聲學換能元件101中產生的聲能量向外部的泄漏，所以可以增強從耳道入口進入耳道的聲波的低音部分。

再者，吸音材料1001通過使聲學換能元件101中產生的聲音迅速衰減來防止其向外部泄漏。此外，吸音材料1001防止外部聲音進入聲學換能元件101，并且可以很好地收聽聲音。相反地，在其中未使用吸音材料并且到聲學換能元件101外部的出口敞開的圖2和圖9中圖示的示例性配置中，存下下述優點：在收聽聲學換能元件101中產生的聲音時可以同時收聽外界聲音。

在圖10中圖示的示例性配置中，吸音材料1001布置在配置聲學換能元件101的圓柱的幾乎中心處。而且，聲學換能元件101具有圓柱形狀并且在縱向方向上具有均勻的橫截面積。因此，聲學特性不改變。在這種情況下，可以認為通過吸音材料1001劃分的聲學換能元件101的左部分101l和右部分101r的聲阻抗幾乎相同。在假設聲學換能元件101產生幾乎均勻的向右和向左的聲波的情況下(也就是，在圖5中，向相對方向上的出口行進的聲波511和512具有相同的聲音質量)，從聲學換能元件101的右端和左端兩者可以收聽的相同的聲音。因此，在聲學換能元件101的端101a和101b中的任一端被插入耳道入口中時，可以收聽相同的聲音。

再者，圖11是圖10中圖示的聲學換能元件101的修改的圖。吸音材料100布置在用于形成聲學換能元件101的圓柱的中心附近的右側，聲學換能元件101的左部分101l變長并且右部分10r變短。而且，左部分和右部分的聲阻抗變得不均勻。因此，可以根據要收聽的聲音適當地采用使用形式。例如，當收聽者收聽音樂時，優選地，如圖11所示地那樣將端101a側插入耳道入口中以通過主動使用具有長聲音路徑的左部分101l來收聽低音部分。反之，當收聽者想要收聽諸如無線電廣播dj的聲音時，優選地，將端101b側插入耳道入口中以通過使用具有短聲音路徑的右部分101r來移除不包括聲音分量的低音部分。

在圖10和圖11中示出的兩個示例性配置中，在聲學換能元件101中布置吸音材料1001，并且封閉圓柱。當端101a和101b中的任一端插入耳道入口中時，可以收聽相同的聲音。然而，盡管在附圖中沒有示出，但是優選地，吸音材料布置在位于耳道入口的相對側的端部附近以封閉聲學換能元件101。在這種情況下，其中元件101未封閉的端部可以插入耳道入口中。而且，聲學換能元件101可以如聲管那樣將聲波的低音分量增強到最大。

此外，盡管在圖10和圖11中未示出，但是類似于圖9中圖示的示例，裝配構件(耳塞)可以附接到在聲學換能元件101的耳道入口側的端部。

而且，吸音材料1001在縱向方向上可以是可移動的，而不是將吸音材料1001固定到聲學換能元件101的圓柱中的特定位置。在這種情況下，在聲學換能器100裝配在耳朵中的同時，移動吸音材料1001的位置以改變離開左出口和右出口中的每個的距離。相應地，聲學換能元件101的圓柱和耳道中的體積改變，并且可以調節從耳道入口進入的聲波的頻率特性。

在圖12(a)到圖12(c)中，示出了包括吸音材料1001的移動機制的聲學換能元件101的示例性配置。圖12(a)是聲學換能元件101的俯視圖。此外，圖12(b)是沿著線a-a切割的聲學換能元件101在縱向方向上的剖面圖。此外，圖12(c)是沿著線b-b切割的聲學換能元件101的橫截面圖。

如圖12(a)所示，在圓柱形聲學換能元件101中在縱向方向上設置有線性導槽1201。而且，盤狀的吸音材料1001插入聲學換能元件101的圓柱中。如圖12(b)和圖12(c)所示的那樣，在吸音材料1001的外圍的單個部分處形成突出部1202。如圖12(a)至圖12(c)所示的那樣，突出部1202插入導槽1201中，并且突出部1202的前端部分從導槽1201暴露于外部環境。

聲學換能器100的佩戴者可以通過用指尖等操作突出部1202來移動吸音材料1001。通過線性導槽1201來調節突出部1202，即吸音材料1001的移動。通過操作突出部1202來使吸音材料1001的位置沿著聲學換能元件101的縱向方向移動，可以自由地改變封閉聲學換能元件101的位置。

在圖13中，示出了圖2中圖示的聲學換能器100的又一修改。圖13中圖示的聲學換能器100包括用于保持形狀的外部殼體1301，該外部殼體1301附接到圓柱形聲學換能元件101的外側。如圖7和圖9所示，聲學換能元件101是其中諸如銅箔的金屬層和pet層形成在柔性裝置的兩側表面上的軟結構。外部殼體1301是具有內徑大于聲學換能元件101的外部形狀的圓柱形狀的相對堅固的結構。外部殼體1301通過將聲學換能元件101插入外部殼體1301中來固持該聲學換能元件101。因此，即使在聲學換能元件101是柔性且柔軟的情況下，也可以防止由來自外部的物理壓力而引起的聲學換能元件101的形變。設置外部殼體1301的目的在于固持聲學換能元件101。因此，外部殼體1301可以被密封并且可以如網一樣地使聲學換能元件101向外部敞開。在外部殼體1301被密封時，通過封閉聲學換能元件101的位于耳道入口的相對側的出口來獲得防止聲波從聲學換能元件101發射到外部的效果。此外，外部殼體1301具有防止聲波從外部進入聲學換能元件101的效果。

外部殼體1301可以被形成為用于封閉圓柱形聲學換能元件101的敞開端的可移動的帽。

在圖14中，示出了圖13中圖示的聲學換能器100的修改。在圖14中圖示的示例中，吸音材料1401插入圓柱形聲學換能元件101中。外部殼體1301是具有內徑大于聲學換能元件101的外部形狀的圓柱形狀的結構。外部殼體1301通過將聲學換能元件101插入外部殼體1301中來固持該聲學換能元件101。因此，即使在聲學換能元件101是柔性且柔軟的情況下，也可以防止由來自外部的物理壓力而引起的聲學換能元件101的形變。設置外部殼體1301的目的在于固持聲學換能元件101。因此，外部殼體1301可以被密封并且可以如網一樣地使聲學換能元件101向外部敞開。在外部殼體1301被密封時，獲得防止聲波從聲學換能元件101發射到外部的效果。此外，吸音材料1401防止由聲學換能元件101產生的聲波在該聲波到達鼓膜202之后被反射并且通過在聲學換能元件101中被再反射而進入鼓膜202。

再者，在圖15中，示出了圖14中圖示的聲學換能器100的修改。在圖15中的示例中，吸音材料1501布置在圓柱形聲學換能元件101和被插入聲學換能元件101的外部殼體1301之間的間隙中。外部殼體1301是具有內徑大于聲學換能元件101的外部形狀的圓柱形狀的結構。外部殼體1301通過將聲學換能元件101插入外部殼體1301中來固持該聲學換能元件101。因此，即使在聲學換能元件101是柔性且柔軟的情況下，也可以防止由來自外部的物理壓力而引起的聲學換能元件101的形變。設置外部殼體1301的目的在于固持聲學換能元件101。因此，外部殼體1301可以被密封并且可以如網一樣地將聲學換能元件101向外部敞開。在外部殼體1301被密封時，獲得防止聲波從聲學換能元件101發射到外部的效果。吸音材料1401防止由聲學換能元件101產生的聲波在該聲波到達鼓膜202之后被反射并且通過在聲學換能元件101中被再反射而進入鼓膜202。此外，吸音材料1501具有防止由聲學換能元件101產生的聲波從外圍向外部發射的效果。

此外，盡管圖13到圖15中未示出，但是類似于圖9中圖示的示例，裝配構件(耳塞)可以附接到聲學換能元件101的位于耳道入口側的端部。

在圖16中，示出了圖2中圖示的聲學換能器100的又一修改。在圖10、11和12(a)到12(c)中圖示的示例性配置中，聲學換能元件101例如像圓柱形狀一樣在縱向方向上具有均勻的橫截面積，并且吸音材料1001擠入聲學換能元件101中。因而，聲學換能元件101可以防止由聲學換能元件101產生的聲音泄漏到外部。然而，在圖16中圖示的示例中，中空的聲學換能元件1601具有隨著在縱向方向上的移動而逐步減小的橫截面積的形狀，諸如圓錐形狀。在這種情況下，被鼓膜反射的聲波即使在該聲波被聲學換能元件1601再反射的情況下也難以發射到外部。因此，盡管聲學換能元件1601具有敞開的端部，但是在不需要設置吸音材料的情況下仍可以防止由聲學換能元件1601產生的聲音泄漏到外部。

另外，盡管圖16中未示出，但是類似于圖9中圖示的示例，裝配構件(耳塞)可以附接到聲學換能元件101的位于耳道入口側的端部。

在圖17中，示出了圖2中圖示的聲學換能器100的又一修改。如已經參照圖6描述的，圓柱形聲學換能元件101可以用作用于將從端部進入圓柱的聲波轉換成電信號的換能器。在圖17中圖示的示例中，聲學換能器100用作麥克風。也就是，通過將聲學換能元件101的內表面和外表面上的金屬層連接到麥克風放大器1701的相應的輸入端子，可以捕獲根據聲波的電信號。通過將具有圖17中圖示的配置的麥克風裝配到兩個耳朵中，該麥克風可以用于作為要裝配到人的耳朵中的仿頭(dummyhead)麥克風或雙耳(binaural)麥克風而收集聲音。圖17中圖示的聲學換能器100的聲學換能元件101中不包括吸音材料，因此，耳道入口是敞開的。據此，可以通過真正的耳朵收聽外部聲音的同時收集聲音。

在圖18中，示出了圖17中圖示的聲學換能器100的修改。在圖18中圖示的示例中，通過切換器1800對針對麥克風放大器1701和揚聲器放大器1801的輸出進行切換。麥克風放大器1701通過相應的輸入端子輸入來自聲學換能元件101的內部金屬層和外部金屬層的電信號，并且揚聲器放大器1801將來自相應的輸出端子的電信號輸出到聲學換能元件101的內部金屬層和外部金屬層。也就是，在圖18中圖示的示例中，聲學換能器100可以用作聲音再現裝置和聲音收集裝置兩者。

此外，盡管圖17和圖18中未示出，但是類似于圖9中圖示的示例，裝配構件(耳塞)可以附接到聲學換能元件101的位于耳道入口側的端部。

通過這種方式，根據本實施例的聲學換能器100具有簡單、緊湊且輕便的配置并且作為無反射型耳機操作。而且，聲學換能器100具有出色的聲像定位，并且用戶可以在收聽聲音的同時收聽外部聲音。此外，聲學換能器100還可以作為雙耳式麥克風操作。

引用列表

專利文獻

專利文獻1：日本專利申請公布第2007-189468號

專利文獻2：日本專利第2829982號

專利文獻3：日本專利申請公布第2009-59842號

專利文獻4：日本專利申請公布第2014-14063號

工業應用

已經參照具體實施例對本文中公開的技術進行了詳細描述。然而，明顯的是，本領域的技術人員可以在不背離本文中公開的技術的范圍的情況下修改和替換實施例。

在本說明書中，主要描述了下述實施例，在該實施例中通過使用面積響應于要施加的電信號的特性而擴大或縮小的片狀柔性裝置來形成圓柱形或圓錐形的聲學換能元件。然而，本文中公開的技術的范圍不限于此。通過使用類似的裝置，通過使用形成為不同于圓柱形和圓錐形的各種中空形狀的聲學換能元件也可以實現具有類似聲學特性的聲學換能器。

總之，作為示例的形式對本文中公開的技術進行了描述，并且本描述的內容不應被限制性地解釋。就是說，應當考慮權利要求書來確定本文中公開的技術的范圍。

注意，本文中公開的技術可以具有以下配置：

(1)一種聲學換能器包括：

聲學換能單元，其被配置成形成為內徑與人的耳道的內徑幾乎相同并且具有伸縮動作；以及

耳道插入部件，其被配置成設置在所述聲學換能單元的至少一端處；

(1-1)根據(1)所述的聲學換能器，其中

所述聲學換能單元是具有幾乎均勻的內徑的長管體；

(1-2)根據(1)所述的聲學換能器，其中

所述聲學換能單元包括：形成為中空形式并且具有根據電信號進行伸縮動作的片狀柔性裝置、布置在所述柔性裝置的內周側的第一金屬層、布置在所述柔性裝置的外周側的第二金屬層、以及輸出要施加在所述第一金屬層和所述第二金屬層之間的電信號或者輸入在所述第一金屬層和所述第二金屬層之間產生的電信號的放大器。

(1-3)根據(1-2)所述的聲學換能器，其中

由pet或其他材料形成的保護層布置在所述第一金屬層和所述第二金屬層中的至少一個上。

(2)根據(1)所述的聲學換能器，其中

所述聲學換能單元的兩個出口均是敞開的。

(3)根據(1)所述的聲學換能器，還包括：

裝配構件，其被配置成包括在所述耳道插入部件中。

(3-1)根據(3)所述的聲學換能器，其中

所述裝配構件的內徑被設定為不改變所述聲學換能單元中的聲阻抗特性的尺寸。

(4)根據(1)所述的聲學換能器，其中

所述聲學換能單元是封閉的。

(5)根據(1)所述的聲學換能器，其中

所述聲學換能單元是封閉的，并且所述聲學換能單元的兩個端部均是上升耳道插入部件。

(6)根據(1)所述的聲學換能器，其中

所述聲學換能單元的一個端部是封閉的，并且另一端部是所述耳道插入部件。

(7)根據(1)所述的聲學換能器，其中

所述聲學換能單元是封閉的，并且封閉的位置是可變的。

(8)根據(4)至(7)中任一項所述的聲學換能器，還包括：

吸音材料，其被配置成對所述聲學換能單元的內部或者端部進行密封。

(9)根據(1)所述的聲學換能器，其中

所述聲學換能單元的內部在縱向方向上具有幾乎均勻的橫截面積。

(10)根據(1)所述的聲學換能器，其中

所述聲學換能單元的內部的橫截面積在縱向方向上逐步減小。

(11)根據(1)所述的聲學換能器，還包括；

外部殼體，其被配置成設置在所述聲學換能單元的外部。

(12)根據(11)所述的聲學換能器，其中

所述外部殼體封閉所述聲學換能單元的位于所述耳道插入部件的相對側的出口。

(13)根據(11)或(12)所述的聲學換能器，其中

所述外部殼體的內徑大于所述聲學換能單元的外部形狀，并且所述外部殼體通過將所述聲學換能單元插入所述外部殼體中來固持所述聲學換能單元。

(14)根據(13)所述的聲學換能器，還包括：

吸音材料，其被配置成設置在所述外部殼體與所述聲學換能單元之間的間隙中。

(15)根據(1)所述的聲學換能器，其中

所述聲學換能單元用作再現裝置。

(16)根據(1)所述的聲學換能器，其中

所述聲學換能單元用作聲音收集裝置。

(17)根據(1)所述的聲學換能器，其中

所述聲學換能單元用作再現裝置和聲音收集裝置兩者。

(18)根據(1)所述的聲學換能器，其中

所述聲學換能單元由具有根據電信號進行伸縮動作的片狀柔性裝置形成。

附圖標記列表

100聲學換能器

101聲學換能單元

301片狀柔性裝置

302，303金屬層

401片狀柔性裝置

402，403金屬層

701，702pet層

901裝配構件(耳塞)

1301外部殼體

1401吸音材料(用于聲學換能單元的內部)

1501吸音材料(用于聲學換能單元的外圍)

1601聲學換能單元(圓錐形)

1701麥克風放大器

1800切換器

1801揚聲器放大器