УСТРОЙСТВО НАУШНИКОВ ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЗВУКА Российский патент 2005 года по МПК H04R5/33 

Изобретение относится к средствам акустической передачи информации, а именно к устройству наушников, которые могут использоваться в системе домашних кинотеатров. Автор считает возможным именовать данную разработку "Duran-X".

Известные системы домашних кинотеатров, как правило, содержат акустическую систему обработки звукового сигнала с распределяющим усилителем и подключенными к нему акустическими колонками - центральную, две фронтальные и две задние, при помощи которых создается эффект пространственного ощущения звукового присутствия в той или иной аудиовидеокартине, воспроизводимой на экране телевизора или видеопроектора (видеомонитора). Для полноты ощущений рекомендуется размещать акустические колонки на уровне головы пользователя. При этом центральная колонка, как правило, воспроизводит только НЧ-диапазон, а фронтальные в основном ВЧ. Акустические колонки могут содержать как один, так и несколько громкоговорителей с разным диапазоном воспроизводимых звуковых частот. С проигрывателя звуковой информации при помощи схем обработки входного сигнала его пространственно разделяют на задний, передний и центральный звуковой фон, воспроизводимый соответствующими акустическими колонками. При этом соединение аппаратуры домашнего кинотеатра может быть как при помощи проводов, так и беспроводное.

Недостатком такой акустической аппаратуры является ее громоздкость и высокая стоимость. Желательно наличие специального помещения для ее размещения с соответствующим образом подобранными акустическими характеристиками.

Известно использование наушников с видеоаппаратурой, в частности, некоторые модели телевизоров оснащены соответствующими разъемами. Однако обычные наушники, как правило, содержат по одному электроакустическому преобразователю с каждой стороны, и максимум, что возможно обеспечить при этом, - это стереоэффект.

Известны наушники, содержащие несколько электродинамических преобразователей для раздельного воспроизведения ВЧ-, СЧ- и НЧ-диапазонов, заявка Японии №2003199187 с публикацией 11.07.2003, заявка Японии №2001-218293 с публикацией 10.08.2001. Однако данные наушники имеют ряд недостатков, не позволяющих использовать их для домашних кинотеатров и воспроизведения картины пространственного звучания. Конструкция наушников не предусматривает создание эффекта объемного звучания, отсутствует какое-либо распределение сигнала между громкоговорителями, кроме как с делением на частотные диапазоны.

В основу предложенного изобретения положено решение задачи разработки высококачественных наушников нового поколения, при помощи которых возможно воспроизведение картины пространственного звучания, которые имели бы невысокую стоимость по сравнению с акустическими системами домашних кинотеатров и одновременно не уступали бы им по качеству, являлись мобильными и позволяли создавать качественную звуковую картину.

Для решения поставленной задачи предложено устройство наушников для воспроизведения звука Duran-X, содержащее левый и правый корпус, имеющие переднюю и заднюю части, и механически соединенные между собой перемычкой, для обеспечения возможности размещения их с позиционированием относительно слуховых отверстий пользователя. При этом каждый корпус включает, по меньшей мере, три электроакустических преобразователя, размещенных равноудаленно друг от друга и на некотором расстоянии по отношению к передней части корпуса, имеющей множество отверстий для выхода звука. Кроме того, электроакустические преобразователи в каждом из корпусов электрически соединены в общую электронную схему, обеспечивающую прием и преобразование входного сигнала с распределением его на преобразователи по заданной программе, предусматривающей амплитудо-частотное и/или фазочастотное и/или временное разделение входного сигнала с индивидуальной подачей преобразованного входного сигнала на входы преобразователей. При этом входы каждой схемы приспособлены для приема входного сигнала от носителя и/или источника звуковой информации.

Электронная схема обеспечивает пространственное разделение входного сигнала при воспроизведении преобразованного входного сигнала на преобразователях, по крайней мере, на передний фронт звукового поля, задний фронт звукового поля и центральный фронт звукового поля. Электронная схема может быть выполнена на базе полупроводниковой микросхемы или чипа, т.е. в виде устройства цифровой обработки сигнала. Электронная схема содержит цифроаналоговый преобразователь. В частности электронная схема может быть выполнена на базе известных схем, используемых в аппаратуре домашних кинотеатров для распределения сигналов между громкоговорителями с целью создания картины пространственного объемного звучания. При этом отпадает необходимость в использовании усилителей. Достаточно схемы предварительной обработки звукового сигнала, выполненной непосредственно в звуковоспроизводящей аппаратуре, например DVD проигрывателе, приспособленной для преобразования сигнала с носителя информации и подачи его на предложенное устройство наушников по заданной программе пространственного распределения объемного звучания.

При этом могут использоваться электроакустические преобразователи мембранного типа. Электроакустические преобразователи могут быть расположены в вершинах равностороннего треугольника. Устройство наушников может содержать также и четыре преобразователя, установленные соответственно внизу, вверху и по бокам корпуса для большего охвата зоны воздействия. Может быть и большее количество преобразователей, например, установленных по всему периметру передней части корпуса. Корпус наушника выполняется на основании известных технологий с целью исключения неблагоприятного воздействия на пользователя и создания максимального комфорта.

На современном рынке товаров отсутствует предложение подобной аудиоаппаратуры. Предложенное устройство позволяет при наличии соответствующей аппаратуры подключить несколько пользователей, по аналогии с кинотеатрами индивидуального прослушивания. При этом возможна индивидуальная настройка звуковых характеристик под конкретного пользователя. Отсутствуют посторонние помехи, создается «полное погружение» в картину происходящего. Отпадает необходимость в выборе оптимального положения слушателя. Можно использовать также и беспроводную связь наушников с системой воспроизведения. Электронная схема может быть запрограммирована на любую систему цифровой обработки звука для создания эффекта пространственного объемного звучания, например фирмы Dolby. Возможно использование наушников как с системами домашних кинотеатров, так и с видеоиграми, компьютером, в музыкальных центрах и системах.

Изобретение относится к области акустики. Устройство включает два корпуса, в каждом из которых расположены три электроакустических преобразователя, электрически соединенных в общую электронную схему, обеспечивающую прием и преобразование входного сигнала с индивидуальной подачей преобразованного сигнала на входы преобразователей. Техническим результатом изобретения является возможность воспроизведения пространственного звучания при невысокой стоимости устройства. 8 з.п. ф-лы.

1. Устройство наушников для воспроизведения звука, содержащее левый и правый корпусы, имеющие переднюю и заднюю части и механически соединенные между собой перемычкой для обеспечения возможности размещения их с позиционированием относительно слуховых отверстий пользователя, при этом каждый корпус включает, по меньшей мере, три электроакустических преобразователя, размещенных равноудаленно друг от друга и на некотором расстоянии по отношению к передней части корпуса, имеющей множество отверстий для выхода звука, кроме того, электроакустические преобразователи в каждом из корпусов электрически соединены в общую электронную схему, обеспечивающую прием и преобразование входного сигнала с распределением его на преобразователи по заданной программе, предусматривающей амплитудо-частотное, и/или фазо-частотное, и/или временное разделение входного сигнала с индивидуальной подачей преобразованного входного сигнала на входы преобразователей, при этом входы каждой схемы приспособлены для приема входного сигнала от носителя и/или источника звуковой информации.2. Устройство по п.1, в котором электронная схема обеспечивает пространственное разделение входного сигнала при воспроизведении преобразованного входного сигнала на преобразователях, по крайней мере, на передний фронт звукового поля, задний фронт звукового поля и центральный фронт звукового поля.3. Устройство по п.1, в котором электронная схема выполнена на базе полупроводниковой микросхемы или чипа.4. Устройство по п.1, в котором электронная схема выполнена в виде устройства цифровой обработки сигнала.5. Устройство по п.1 или 4, в котором электронная схема содержит цифроаналоговый преобразователь.6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что используются электроакустические преобразователи мембранного типа.7. Устройство по п.1, в котором электроакустические преобразователи по сути расположены в вершинах равностороннего треугольника.8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит четыре преобразователя.9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что преобразователи установлены соответственно внизу, вверху и по бокам корпуса.