СЛУХОЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2018 года по МПК H04R1/10 

Область техники

Настоящее изобретение относится к наушной чашке с внутренним пространством чашки и внешним пространством чашки, разделенными разделительной стенкой, для слухозащитного устройства, причем внутреннее пространство чашки снабжено динамиком. В частности, настоящее изобретение относится к улучшению качества звука, воспроизводимого динамиком.

Уровень техники

Слухозащитные устройства используются в условиях сильного шума. Обычно слухозащитные устройства содержат две чашки для ушей и устройство для крепления слухозащитного устройства к голове пользователя, так что чашки для ушей располагаются поверх его ушей. Кроме того, чашки для ушей могут быть снабжены активными элементами таким образом, что функция пассивного шумоподавления совмещена с функцией активного воспроизведения звука внутри чашки для ушей для того, чтобы позволить пользователю слушать данный воспроизведенный звук. Такие активные элементы обычно содержат электронный блок, содержащий динамик.

Активный элемент может включать различные функции. Один тип может, например, содержать радиоприемник и электронную схему, необходимую для воспроизведения звука, принятого радиоприемником, через динамик. Другой тип может быть выполнен таким образом, чтобы иметь возможность воспроизведения внешнего звука, поступающего из места возле слухозащитного устройства. В данном случае слухозащитное устройство обычно снабжено микрофоном, соединенным с электронным блоком. Другой тип может представлять собой связь с внешними устройствами, соединенными со слухозащитным устройством посредством электропроводки и/или беспроводным образом, например при помощи Bluetooth.

Электронные блоки, снабженные динамиком и микрофоном, имеют функцию приема звука от микрофона и преобразования его таким образом, что он испускается динамиком во внутреннее пространство чашки на уровне, отвечающем соответствующим стандартам безопасности, и подходит для пользователя. Кроме того, электронная схема электронного блока обычно содержит схемы для ослабления частот и/или уровня звука, которые особенно раздражают человеческое ухо, с выделением частотного диапазона обычной речи. Посредством такого конфигурирования пользователь активного слухозащитного устройства имеет возможность говорить с другим человеком в шумной окружающей обстановке без необходимости удаления слухозащитного устройства и без риска повреждения слуха.

Очевидно, что воспроизведенный внешний звук отличается от фактического внешнего звука, так как некоторые частоты ослаблены. Кроме того, воспроизведение звука посредством системы микрофон-динамик не будет идеальным. Таким образом, в уровне техники были приняты различные меры для обеспечения хорошего воспроизведения внешнего звука в чашках для ушей, снабженных активными системами воспроизведения звука.

В WO 2008/100197 раскрыта чашка для ушей слухозащитного устройства, имеющая шумоподавляющее пространство и по меньшей мере один электронный блок по меньшей мере с одним динамиком. Кроме того, чашка для ушей имеет резонансное пространство, выполненное с возможностью функционирования в качестве звукового отражателя для звука, испускаемого динамиком. Посредством обеспечения закрытого резонансного пространства динамик обеспечивает улучшенный басовый звук.

В WO 2006/118514 раскрыта чашка для ушей слухозащитного блока, которая содержит внутреннюю часть чашки, образующую шумоослабляющее пространство, обращенное к пользователю. Чашка для ушей также имеет внешнюю часть чашки для размещения электронного оборудования и/или источника тока. Внутренняя часть чашки и внешняя часть чашки разделены разделительным устройством, которое выполнено за единое целое с внутренней частью чашки. Разделительное устройство по существу закрыто, за исключением отверстия, в котором расположена закрепляющая часть на держателе. Закрепляющая часть содержит/включает проводники к громкоговорителю. Держатель также имеет преграждающую пластину, которая проходит вдоль периферии громкоговорителя. Преграждающая пластина предназначена для улучшения воспроизведения звука в диапазонах нижних частот. В связи с этим важно отметить, что преграждающая пластина на своей задней стороне не отделяет или, по возможности, в некоторой степени уплотняет объем, который может уменьшить размер эффективного шумоослабляющего пространства. Хотя преграждающая пластина предназначена для улучшения воспроизведения звука в предложенном техническом решении, для реализации этого решения требуется значительное пространство. Кроме того, перегородка может быть неудобна для людей, имеющих выступающие уши.

В WO 2009/139682 раскрыто слухозащитное устройство, имеющее две закрытые муфты, которые плотно упираются в голову пользователя, так что образуется закрытое пространство в каждой муфте вокруг уха пользователя. Громкоговоритель расположен внутри муфты и имеет мембрану, одна сторона которой обращена к уху пользователя, а обратная сторона которой обращена к закрытому объему, образованному мембраной и корпусом. Для улучшения базового воспроизведения при прослушивании музыки внутренняя часть корпуса, по меньшей мере посредством одного отверстия или одного канала сообщается по потоку с внешним окружением снаружи закрытого пространства муфты. Хотя базовое воспроизведение улучшено, наличие отверстия или канала подразумевает, что внешний шум может "проникнуть" в шумоослабляющее пространство.

Техническим результатом, обеспечиваемым настоящим изобретением, является улучшение характеристик воспроизведения звука предложенной чашкой для ушей благодаря передаче мембраной колебаний воздуха от резонансного пространства к внешнему пространству чашки, при которой обеспечено управление низкочастотным низким звуком, и одновременно, минимизации мембраной проникновения внешнего шума во внутреннее пространство чашки для ушей.

Раскрытие изобретения

В результате, настоящее изобретение предназначено для смягчения, облегчения, устранения или обхода одного или более из вышеперечисленных недочетов уровня техники и недостатков по отдельности или в совокупности при помощи чашки для ушей слухозащитного блока, которая содержит: разделительную стенку для разделения первой части чашки для ушей, обращенной к пользователю, от второй части чашки для ушей, обращенной к окружающей среде, динамик, расположенный в первой части чашки для ушей; причем динамик установлен в держателе динамика, имеющем первую полость, обращенную к пользователю, для уплотнения резонансного пространства; а держатель динамика, в свою очередь, установлен на разделительной стенке сверху от первого отверстия в разделительной стенке; при этом держатель динамика содержит мембрану, проходящую через первое отверстие; и электрический соединитель, расположенный во второй части чашки для ушей, а динамик и электрический соединитель соединены электрическим кабелем.

Другие преимущественные признаки изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения. В дополнение, преимущественные признаки изобретения детально разобраны в вариантах реализации в настоящем описании.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение описано ниже более подробно со ссылкой на предпочтительные варианты его реализации, показанные на приложенных чертежах, на которых:

на фиг. 1 показана сторона чашки для ушей в соответствии с одним из вариантов реализации, которая обращена к пользователю, без динамика;

на фиг. 2 показано сечение чашки для ушей по фиг. 1, на котором показаны динамик, держатель динамика и мембрана;

на фиг. 3-6 показаны различные виды держателя динамика по фиг. 2;

на фиг. 7 показана сторона чашки для ушей в соответствии с одним из вариантов реализации, которая обращена к пользователю, без динамика;

на фиг. 8 показано сечение чашки для ушей по фиг. 7, на котором показаны динамик, держатель динамика и мембрана;

на фиг. 9-12 показаны различные виды держателя динамика по фиг. 8;

на фиг. 13 показана сторона чашки для ушей в соответствии с одним из вариантов реализации, которая обращена к пользователю, без динамика;

на фиг. 14 показано сечение чашки для ушей по фиг. 13, на котором показаны динамик, держатель динамика и мембрана;

на фиг. 15-18 показаны различные виды держателя динамика по фиг. 14; и

на фиг. 19 показано слухозащитное устройство.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение относится к чашке для ушей, которая образует часть слухозащитного устройства (см. фиг. 19), в соответствии с фиг. 1, 7 и 13. Слухозащитные устройства обычно содержат две чашки для ушей, по одной для каждого уха. Чашки для ушей расположены на опоре 200, которая может быть для установки на шлем, ворот или головную ленту. Посредством опоры 200 чашки для ушей прижимаются поверх ушей для уплотнения шумоослабляющего пространства. Обычно чашки для ушей снабжены уплотнительным кольцом 201, расположенным на периферии чашки для ушей.

В соответствии с одним из вариантов реализации изобретение относится к чашке для ушей, содержащей жесткую разделительную стенку 1, которая образует часть слухозащитного устройства. Жесткая разделительная стенка 1 обычно выполнена из термопласта, такого как акрилонитрилбутадиенстирол, полипропилен, полиоксиметилен и их комбинаций. Так как жесткая разделительная стенка 1 является частью слухозащитного устройства с активными элементами, такими как элементы для воспроизведения внешнего звука, находящегося вблизи слухозащитного устройства, или элементов с функцией радио, динамик 2 и электрический соединитель 3, которые могут быть соединены с микрофоном или радиоприемником, расположены на противоположных сторонах разделительной стенки 1.

Динамик 2 установлен в держателе 4 динамика из эластичного материала на стороне разделительной стенки 1, которая обращена к уху пользователя слухозащитного устройства. Примеры подходящих эластичных материалов включают термопластические эластомеры, например термопластические полиуретаны, и термоотверждающиеся эластомеры, например резина или силиконовая резина. Для обеспечения резонансного пространства 8 держатель 4 динамика имеет первую полость 44, обращенную к уху пользователя. Первая полость 44 уплотнена динамиком 2 для обеспечения резонансного пространства 8. Для улучшения качества звука от громкоговорителя и для управления низкочастотным низким звуком, воспроизводимым громкоговорителем, держатель 4 динамика расположен на разделительной стенке 1 над первым отверстием 13 в разделительной стенке 1. Часть держателя 4 динамика, наложенная на отверстие 13, выполнена с возможностью образования гибкой мембраны 42, таким образом минимизируя "утечку" внешнего шума в шумоослабляющее пространство через первое отверстие 13. Гибкая мембрана 42, таким образом, расположена за динамиком 2, т.е. на другой стороне динамика 2 по отношению к пользователю. Гибкая мембрана 42 может таким образом представлять собой часть держателя 4 динамика.

Динамик 2 и электрический соединитель 3 соединены электрическим кабелем 31, идущим через отверстие в разделительной стенке 1. Отверстие, через которое проходит электрический кабель 31, имеет область отверстия, которая больше, чем поперечное сечение электрического кабеля 31, так что электрический кабель может свободно проходить через отверстие. Так как обычно отверстие и электрический кабель 31 имеют круглую форму в поперечной плоскости, диаметр отверстия больше, чем диаметр кабеля.

В соответствии с одним из вариантов реализации электрический кабель 31 проходит через первое отверстие 13 в разделительной стенке 1 (см. фиг. 2 и 8). В соответствии с другим вариантом реализации электрический кабель 31 проходит через второе отдельное отверстие 131 в разделительной стенке 1 (см. фиг. 14).

Поскольку динамик 2 соединен с электрическим соединителем 3 посредством электрического кабеля 31, держатель динамика 4 снабжен кабельным отверстием 41, через которое проходит электрический кабель 31. Кабельное отверстие 41 может быть наложено на первое отверстие 13 (см. фиг. 2 и 8) или, в альтернативном варианте реализации, на второе отдельное отверстие 131 (см. фиг. 14), при его наличии. Кабельное отверстие 41 также выполнено с возможностью уплотнительным образом взаимодействовать с электрическим кабелем 31, благодаря чему минимизируется "утечка" внешнего шума в шумоослабляющее пространство.

В соответствии с одним из вариантов реализации электрический соединитель 3 соединен с микрофоном. Обычно электрический соединитель 3, в соответствии с таким вариантом реализации, соединен с электронной схемой, содержащей схемы для ослабления частот, которые в особенности беспокоят человеческое ухо, в пользу частотного диапазона, в котором располагается обычная речь, причем электронная схема в свою очередь соединена с микрофоном.

В соответствии с одним из вариантов реализации разделительная стенка 1 имеет первый буртик 14 для подвешивания держателя 4 динамика, в котором установлен динамик 2. Первый буртик 14 расположен вокруг отверстия 13 на стороне разделительной стенки 1, которая обращена к уху пользователя слухозащитного устройства. Первый буртик 14 выполнен соответствующим по форме и размеру периферии держателя 4 динамика, так что держатель 4 динамика может быть введен с возможностью удаления в первый буртик 14 для достижения взаимодействия между держателем 4 динамика и, следовательно, динамиком и разделительной стенкой 1. Следовательно, первый буртик 14 образует выступ, в котором может быть подвешен держатель 4 динамика (см. фиг. 2, 8 и 14).

Держатель динамика 4 установлен на первом буртике 14 для обеспечения подвешивания динамика 2, такого как описан выше. Часть держателя динамика, которая расположена поверх первого отверстия 13, является тонкой для образования гибкой мембраны 42. Толщина мембраны предпочтительно составляет от 0,5 до 1 мм. Когда толщина больше 1 мм, звук с очень низкими частотами пропадает. Когда толщина ниже 0,6 мм, звук с очень низкими частотами проходит. Гибкая мембрана 42 может усовершенствовать функцию резонансного пространства 8 и таким образом воспроизведение звука. Кроме того, гибкая мембрана 42 может передавать колебания воздуха от резонансного пространства 8 к внешнему пространству чашки, посредством чего усовершенствуя качество звука от громкоговорителя и управляя низкочастотным низким звуком, воспроизводимым громкоговорителем. Важно отметить, что гибкая мембрана 42 также минимизирует "утечку" внешнего шума в шумоослабляющее пространство через первое отверстие 13. Гибкая мембрана 42 может быть выполнена круглой. Кроме того, первый буртик 14 также может быть выполнен круглым.

Хотя первый буртик 14 может иметь форму кольца и иметь непрерывную стенку, не обязательно, чтобы стенка была непрерывной, так как резонансное пространство 8 в любом случае уплотнено динамиком 2 и держателем 4 динамика. Таким образом, буртик может быть снабжен узкими щелевыми отверстиями или множеством отдельных кольцевых сегментов, чтобы минимизировать использование материала. Кроме того, может быть проще защелкнуть держатель 4 динамика на втором буртиком 15, если второй буртик 15 состоит из отдельных кольцевых сегментов.

В соответствии с одним из вариантов реализации отверстие 13 расположено не по центру первого буртика 14, благодаря чему упрощается размещение держателя 4 динамика при сборке чашки для ушей. Кроме того, такое расположение предотвращает вращение держателя 4 динамика в первом буртике 14. Вращение электрического кабеля 31 может впоследствии вызвать обрыв линии.

В соответствии с одним из вариантов реализации мембрана 42 расположена в выступе, проходящем от держателя 4 динамика. Выступ выполнен соответствующим по форме и размеру отверстию 13 и вставлен в первое отверстие 13, вследствие чего держатель 4 динамика установлен на разделительной стенке 1 над первым отверстием 13.

В соответствии с одним из вариантов реализации разделительная стенка 1 имеет второй буртик 15 (см. фиг. 2). Второй буртик 15 расположен вокруг первого отверстия 13 на стороне 12 разделительной стенки, которая обращена к уху пользователя слухозащитного устройства. При наличии, первый буртик 14 охватывает второй буртик 15. В соответствии с таким вариантом реализации держатель 4 динамика имеет вторую полость 43, обращенную от уха пользователя (см. фиг. 6). Форма и размер второй полости 43 выполнены в соответствии со вторым буртиком 15, вследствие чего держатель 4 динамика имеет возможность скольжения на второй буртик 15 для закрепления положения держателя 4 динамика.

Чашка для ушей может быть также снабжена системой из распорки и уплотнительного кольца 201 на периферии жесткой разделительной стенки 1. Если слухозащитное устройство, содержащее чашку для ушей, надето, разделительная стенка 1 и распорка с уплотнительным кольцом 201 уплотняют шумоослабляющее пространство. Кроме того, чашка для ушей может иметь крышку, которая вместе с разделительной стенкой 1 охватывает внешнее пространство чашки, содержащее электрический соединитель 3. Внешнее пространство чашки может быть выполнено с возможностью размещения электрического блока, соединенного с электрическим соединителем 3. Электрический блок может содержать микрофон для регистрации внешних звуков для того, чтобы обеспечивать возможность воспроизведения их микрофоном, внешнее пространство чашки обычно сообщается по потоку с окружающей средой. Уплотнительное кольцо 201 обычно содержит мягкий пеноматериал, который может быть сжат под давлением для расширения после удаления давления. Кроме того, уплотнительное кольцо 201 может содержать уплотнительную кромку из эластомерного материала. Для увеличения ослабления внешнего шума часть чашки для ушей, уплотняющая шумоослабляющее пространство, может быть облицована шумопоглотителем, таким как пеноматериал. Кроме того, чашка для ушей может быть снабжена средствами 202 для прикрепления ее к опоре 200, такой как для установки на шлем, воротник или головную повязку.

В соответствии с другим вариантом реализации, показанным на фиг. 19, изобретение относится к слухозащитному устройству, содержащему две чашки для ушей, подробно описанные выше. Чашки для ушей соединены опорой 200, такой как шлем, ворот или головная лента.

Без дальнейшего уточнения, подразумевается, что специалист в уровне техники, с использованием настоящего описания, сможет использовать настоящее изобретение в его самой полной степени. Предпочтительные конкретные варианты реализации, описанные в настоящем описании, таким образом, истолкованы как исключительно иллюстративные и не ограничивающие остальное описание каким-либо образом. Кроме того, хотя настоящее изобретение описано выше со ссылкой на конкретные варианты реализации, оно не ограничено конкретными формами, описанными в настоящем описании. Наоборот, изобретение ограничено только прилагаемой формулой изобретения и другие варианты реализации, отличные от конкретных вариантов, описанных выше, в равной степени возможны в объеме данной приложенной формулы изобретения, например, отличные от описанных выше.

В формуле изобретения термин "содержит/содержащий" не исключает наличие других элементов или этапов. В дополнение, хотя отдельные признаки могут быть включены в различные пункты формулы, они могут быть комбинированы в предпочтительном варианте реализации и включение в различные пункты формулы не означает, что комбинация признаков не является возможной и/или предпочтительной.

В дополнение, ссылки в единственном числе не исключают множественное число. Термины "один", "первый", "второй" и т.д. не исключают множественное число.

Изобретение относится к акустике, в частности к слухозащитным устройствам. Чашка для ушей для слухозащитного блока содержит разделительную стенку для разделения первой части чашки для ушей, обращенной к пользователю, от второй части чашки для ушей, обращенной к окружающей среде, динамик, расположенный в первой части чашки для ушей, и электрический соединитель, расположенный во второй части чашки для ушей. Динамик установлен в держателе, который имеет первую полость, обращенную к уху пользователя, для уплотнения резонансного пространства. Держатель динамика установлен на разделительной стенке сверху от первого отверстия в разделительной стенке. Кроме того, держатель динамика содержит мембрану над первым отверстием. Динамик и электрический соединитель соединены электрическим кабелем, свободно проходящим через первое отверстие в разделительной стенке, или через второе отдельное отверстие в разделительной стенке, а держатель динамика выполнен с возможностью образования резонансного пространства. Технический результат - улучшение характеристик воспроизведения звука чашкой для ушей благодаря передаче мембраной колебаний воздуха от резонансного пространства к внешнему пространству чашки, и одновременно, минимизации мембраной проникновения внешнего шума во внутреннее пространство чашки слухозащитного устройства. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 19 ил.

1. Чашка для ушей для слухозащитного блока, содержащая:

разделительную стенку (1) для отделения первой части чашки для ушей, обращенной к пользователю, от второй части чашки для ушей, обращенной к окружающей среде;

динамик (2), расположенный в первой части чашки для ушей;

причем динамик (2) установлен в держателе (4) динамика, имеющем первую полость (44), обращенную к пользователю, для уплотнения резонансного пространства (8) и установленном на разделительной стенке (1) сверху от первого отверстия (13) в разделительной стенке (1);

при этом держатель (4) динамика содержит мембрану (42), проходящую поперек первого отверстия (13); и

электрический соединитель (3), расположенный во второй части чашки для ушей, причем динамик (2) и электрический соединитель (3) соединены электрическим кабелем (31).

2. Чашка для ушей по п. 1, в которой электрический кабель (31) свободно проходит через первое отверстие (13) в разделительной стенке (1) или через второе отдельное отверстие (131), выполненное в разделительной стенке (1), причем держатель (4) динамика выполнен с возможностью уплотнительного взаимодействия с электрическим кабелем (31).

3. Чашка для ушей по п. 1 или 2, в которой разделительная стенка (1) имеет первый буртик (14), расположенный вокруг отверстия (13) на стороне разделительной стенки, которая предназначена для обращения к уху пользователя, и выполненный соответствующим по форме и размеру держателю (4) динамика; и

при этом держатель (4) динамика введен в первый буртик (14), посредством чего первый буртик (14) обеспечивает подвешивание держателя (4) динамика.

4. Чашка для ушей по п. 1 или 2, в которой гибкая мембрана (42) выполнена круглой.

5. Чашка для ушей по п. 1 или 2, в которой электрический кабель (31) свободно проходит через первое отверстие (13).

6. Чашка для ушей по п. 1 или 2, в которой держатель (4) динамика выполнен из эластомера, а разделительная стенка (1) выполнена из термопласта.

7. Чашка для ушей по п. 1 или 2, в которой разделительная стенка (1) имеет второй буртик (15), расположенный вокруг отверстия (13) на стороне (12) разделительной стенки, которая предназначена для обращения к уху пользователя;

причем первый буртик (14) расположен вокруг второго буртика (15);

держатель (4) динамика имеет вторую полость (43), обращенную от уха пользователя и выполненную соответствующей по форме и размеру второму буртику (15); и

держатель (4) динамика введен во второй буртик (15), посредством чего второй буртик (15) обеспечивает закрепление положения держателя (4) динамика.

8. Чашка для ушей по п. 1 или 2, дополнительно содержащая распорку и уплотнительное кольцо (201), расположенные на периферии жесткой разделительной стенки (1),

причем разделительная стенка (1) и уплотнительное кольцо (201) уплотняют шумоослабляющее пространство при размещении поверх уха пользователя; а

часть чашки для ушей, уплотняющая шумоослабляющее пространство, облицована шумопоглотителем.

9. Чашка для ушей по п. 1 или 2, дополнительно содержащая крышку, которая вместе с разделительной стенкой (1) заключает в себе внешнее пространство чашки, выполненное с возможностью размещения электрического блока, соединенного с электрическим соединителем (3).

10. Чашка для ушей по п. 9, в которой электрический блок содержит микрофон.

11. Слухозащитное устройство, содержащее две чашки для ушей по любому из предыдущих пунктов, которые соединены посредством опоры (200).