Устройство наушника для воспроизведения звука и наушник

Использование: изобретение относится к конструкциям устройств для излучения звука, точнее к конструкциям наушников. Сущность: устройство наушника для воспроизведения звука включает корпус с внутренней звуковой камерой и установленный в корпусе электроакустический преобразователь. При этом корпус выполнен из дерева с толщиной стенки между наружной поверхностью корпуса и внутренней поверхностью звуковой камеры в диапазоне от 5 мм до 25 мм, а внутренняя боковая поверхность звуковой камеры содержит ряд параллельно расположенных ступенчатых выемок. Внутренняя поверхность звуковой камеры напротив электроакустического преобразователя выполнена плоской и примерно параллельной плоскости расположения на корпусе излучающего элемента упомянутого преобразователя. Наушник в целом включает также пару наушников, соединенных устройством для крепления на голове и устройством подвода сигнала к электроакустическому преобразователю. Технический результат: улучшение характеристики звучания. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к конструкциям устройств для излучения звука, точнее к конструкциям наушников.

Известны конструкции наушников, у которых корпус выполнен из дерева.

В заявке JP 2011082840 «Устройство наушника», публикация 21.04.2011, МПК H04R 1/10 корпус наушника выполнен из дерева и сформирован в виде чашки для лучшего звучания.

В заявке JP 2009135956 «Наушник», публикация 18.06.2009, МПК H04R 1/10 корпус наушника имеет воздушную камеру в цилиндрической части. Корпус выполнен из дерева для лучшего звучания и более простого крепления частей наушника к корпусу.

Наиболее близкой к заявляемому изобретению является конструкция наушника по патенту ЕР0363082 «Устройство наушника», публикация 11.04.1990, МПК H04R 1/10 содержащая пару наушников, каждый из которых содержит корпус. Корпус выполнен из дерева и включает звуковую камеру. На корпусе закреплен громкоговоритель. На задней поверхности звуковой камеры, напротив громкоговорителя сформирована нерегулярная структура в виде канавок, выемок, отверстий или выступов.

Техническим результатом заявляемого изобретения является создание новой конструкции наушника, позволяющей получить характеристику звучания более приближенную к оригиналу.

Устройство наушника для воспроизведения звука, включает корпус с внутренней звуковой камерой и установленный в корпусе электроакустический преобразователь. При этом корпус выполнен из дерева с толщиной стенки между наружной поверхностью корпуса и внутренней поверхностью звуковой камеры в диапазоне от 5 мм до 25 мм, а внутренняя боковая поверхность звуковой камеры содержит ряд параллельно расположенных ступенчатых выемок. Внутренняя поверхность звуковой камеры напротив электроакустического преобразователя выполнена плоской и примерно параллельной плоскости расположения на корпусе излучающего элемента упомянутого преобразователя.

При выполнении корпуса наушника деревянным, достаточно большой толщины, в котором боковая поверхность звуковой камеры содержит ступенчатые выемки, а поверхность звуковой камеры напротив электроакустического преобразователя выполнена плоской позволяет получить качественно новые звуковые характеристики наушников.

Сложная картина взаимодействия звуковых волн от излучателя с корпусом наушника характеризуется одновременно процессами отражения, поглощения, рассеяния, дифракции волн и преобразования звуковых волн в другие пространственные структуры. Описать эти процессы чрезвычайно сложно. Однако именно эти процессы влияют на технические характеристики наушника, которые в свою очередь приводят к свойствам наушника, которые оценивает потребитель.

На технические свойства конструкции наушника работает одновременно ряд признаков. С одной стороны материал, который является хорошим демпфирующим материалом, так как имеет соответствующую внутреннюю природную структуру, с другой стороны, определенная толщина деревянного корпуса наушника. Дерево является достаточно твердым материалом, который одновременно поглощает, рассеивает и отражает звуковые волны, поэтому подбор толщины корпуса имеет существенное значение.

Важную роль играет форма звуковой камеры и ее внутренняя поверхность. Боковая поверхность звуковой камеры корпуса выполнена наклонной, а поверхность звуковой камеры напротив электроакустического преобразователя выполнена плоской и примерно параллельной плоскости расположения на корпусе излучающего элемента упомянутого преобразователя. Сочетание и расположение относительно друг друга этих поверхностей на технические характеристики устройства наушника является определяющим, тем более, что в отражении поглощении и рассеивании звуковых волн большую роль для создания звуковой характеристики наушника играют примерно параллельно расположенные на боковой поверхности выемки. Эти выемки выполнены в дереве и имеют регулярную структуру, однако они, в силу волокнистой структуры материала, являются нерегулярными для высоких частот. Данное сочетание регулярности и нерегулярности выемок, расположенных на боковой криволинейной поверхности звуковой камеры, в сочетании с плоской поверхностью дна камеры создает соответствующую амплитодно-частотную характеристику наушников на высоких и средних звуковых частотах. Диффузное рассеяние высокочастотных колебаний препятствует созданию паразитных отражений и способствует созданию полноты звучания и «прозрачного» звука наушника за счет минимальных паразитных искажений.

Однако данная конструкция наушников характеризуется также предельно точной локализацией музыкальной сцены прослушиваемого произведения.

В частном случае корпус наушника выполнен из массива дерева, что позволяет избежать дополнительных искажений, возможных из-за неоднородности материала корпуса.

В качестве массива дерева, в частности, может быть использован бук, орех, амарант, граб, махагони, клен, карельская береза, дуб, мербау, красное дерево, сапеле, венге.

Ступенчатые выемки могут быть выполнены в виде замкнутых по периметру боковой поверхности звуковой камеры выемок.

Кроме того, ступенчатые выемки могут быть выполнены в виде восходящей или нисходящей спирали, расположенной по периметру боковой поверхности звуковой камеры.

Ступенчатые выемки могут содержать от 3 до 10 примерно параллельно расположенных рядов.

В частном случае ступеньки выемок могут быть расположены примерно параллельно плоскости расположения на корпусе излучающего элемента упомянутого преобразователя.

В другом частном случае плоскость ступеньки выемки расположена под углом а от оси симметрии корпуса, в диапазоне углов от 91° до 125°.

Внутренняя поверхность звуковой камеры напротив электроакустического преобразователя может содержать ряд полостей, при этом полости могут быть выполнены в виде отверстий.

Наружная поверхность корпуса наушника может быть выполнена примерно сферической формы или примерно овальной формы.

Наушник, содержит пару наушников, соединенных устройством для крепления на голове и устройством подвода сигнала к электроакустическому преобразователю, в котором каждый из наушников включает корпус с внутренней звуковой камерой и установленный в корпусе электроакустический преобразователь. Корпус наушника выполнен из дерева с толщиной стенки между наружной поверхностью корпуса и внутренней поверхностью звуковой камеры не менее 5 мм, но не более 25 мм. Внутренняя боковая поверхность звуковой камеры выполнена в виде наклонной поверхности и содержит ряд параллельно расположенных ступенчатых выемок, а внутренняя поверхность звуковой камеры напротив электроакустического преобразователя выполнена плоской и примерно параллельной плоскости расположения на корпусе излучающего элемента преобразователя.

Изобретение поясняется рисунками.

На Фиг.1 приведен общий вид наушника.

На Фиг.2 показана внутренняя конструкция наушника в разрезе.

На Фиг.3 приведен разрез корпуса наушника сферической формы, на Фиг 4 приведен вид сверху сферического корпуса наушника с выемками в виде спирали.

На Фиг 5 и Фиг 6 показан корпус наушника сферической формы, на Фиг.5на виде сверху, а на Фиг.6 разрез.

На Фиг.7 приведен пример выполнения выемок на боковой поверхности звуковой камеры корпуса наушника.

Наушник (Фиг.1) включает пару наушников 1, соединенных между собой устройством 2 для крепления на голове пользователя и устройством подвода сигнала к электроакустическому преобразователю (на фигурах не показано). Каждый из наушников 1 (Фиг.2) включает корпус 3 с внутренней звуковой камерой 4 и установленный в корпусе электроакустический преобразователь 5. Корпус выполнен из массива дерева с толщиной стенки h между наружной поверхностью 14 корпуса 3 и внутренней поверхностью 15 звуковой камеры 4 в диапазоне от 5 мм до 25 мм. Выбор толщины корпуса диктуется условиями исключения резонанса в области звуковых частот массива древесины, а также конструкцией звуковой камеры.

В качестве массива дерева, в частности, может быть использован бук, орех, амарант, граб, махагони, клен, карельская береза, дуб, мербау, красное дерево, сапеле, венге. Данные породы являются достаточно плотными и однородными в смысле звуковых характеристик. Выбор той или иной породы дерева зависит от конструкции звуковой камеры, а также определяется эстетическими условиями. Форма корпуса 3 наушника 1 может быть сферической (Фиг.3, Фиг.4), овальной (Фиг.2, Фиг.5-6) или иной, отвечающей условию толщины стенок корпуса.

Внутренняя боковая поверхность звуковой камеры 4 содержит ряд параллельно расположенных ступенчатых выемок 7 (Фиг.2), а внутренняя поверхность 8 звуковой камеры 4 напротив электроакустического преобразователя 5 выполнена плоской и примерно параллельной плоскости расположения на корпусе 3 излучающего элемента преобразователя 5.

Ступенчатые выемки 7 содержат от 3 до 10 примерно параллельно расположенных рядов. Например, число рядов может быть 4 или 8. Ступенчатые выемки могут быть образованы в виде окружностей, овалов (Фиг.5) или в виде в виде восходящей или нисходящей спирали (Фиг.4), расположенных по периметру боковой поверхности звуковой камеры 4. Высота ступеньки выемки от 1,5 мм до 4 мм. Ступеньки выемок 7 расположены примерно параллельно плоскости расположения на корпусе 3 излучающего элемента преобразователя 5. Однако они могут быть также расположены под углом а от оси симметрии корпуса, в диапазоне углов от 90° до 125°, как это показано на Фиг.7. Выбор угла, под которым расположены ступеньки выемок зависит от общей конструкции наушника, материала корпуса и величины излучающего элемента преобразователя 5. В частности, один из удачных вариантов предполагает угол а в районе 115°.

Поверхность 8 звуковой камеры 4 корпуса 3 может содержать ряд полостей 10. Эти полости 10 могут быть выполнены в виде отверстий, расположены по всей поверхности 8 дна корпуса 3 и служат средством дополнительного демпфирования паразитных отражений.

Конструкция работает следующим образом. При излучении звука, в частности, музыкального произведения, для которого характерно большой динамический диапазон звучания и наличие большого количества обертонов, очень важно, чтобы в акустической камере 4, которая является важнейшим элементом формирования звукового поля, попадающего в ушную раковину пользователя наушников, не формировалось дополнительных паразитных гармоник, и, с другой стороны, сохранялись все необходимые составляющие излучаемого преобразователем 5 спектра звукового поля. Данную задачу решают все составляющие корпуса 1 наушника. Материал корпуса 1, форма внутренней поверхности звуковой камеры 4, параллельно расположенные ступенчатые выемки 7.

Предложенная конструкция наушника и конструкция корпуса наушника обеспечивают улучшение характеристик звучания таких сложных акустических устройств, которыми являются наушники закрытого типа. Улучшение характеристик наушников подтверждено испытаниями, в частности, путем измерения их амплитудно-частотных характеристик.

1. Устройство наушника для воспроизведения звука, включающее корпус с внутренней звуковой камерой и установленный в корпусе электроакустический преобразователь, при этом упомянутый корпус выполнен из дерева с толщиной стенки между наружной поверхностью корпуса и внутренней поверхностью звуковой камеры в диапазоне от 5 мм до 25 мм, внутренняя боковая поверхность звуковой камеры содержит ряд параллельно расположенных ступенчатых выемок, а внутренняя поверхность звуковой камеры напротив электроакустического преобразователя выполнена плоской и примерно параллельной плоскости расположения на корпусе излучающего элемента упомянутого преобразователя.

2. Устройство наушника по п.1, отличающееся тем, что упомянутый корпус выполнен из массива дерева.

3. Устройство наушника по п.2, отличающееся тем, что в качестве массива дерева, в частности, использован бук, орех, амарант, граб, махагони, клен, карельская береза, дуб, мербау, красное дерево, сапеле, венге.

4. Устройство наушника по п.1, отличающееся тем, что упомянутые ступенчатые выемки выполнены в виде замкнутых по периметру боковой поверхности звуковой камеры выемок.

5. Устройство наушника по п.1, отличающееся тем, что упомянутые ступенчатые выемки выполнены в виде восходящей или нисходящей спирали, расположенной по периметру боковой поверхности звуковой камеры.

6. Устройство наушника по п.1, отличающееся тем, что ступенчатые выемки содержат от 3 до 10 примерно параллельно расположенных рядов.

7. Устройство наушника по п.1, отличающееся тем, что высота ступеньки выемки от 1,5 мм до 4 мм.

8. Устройство наушника по п.1, отличающееся тем, что ступеньки выемок расположены примерно параллельно плоскости расположения на корпусе излучающего элемента упомянутого преобразователя.

9. Устройство наушника по п.1, отличающееся тем, что ступеньки выемок расположены под углом α от оси симметрии корпуса в диапазоне углов от 90° до 125°.

10. Устройство наушника по п.1, отличающееся тем, что поверхность звуковой камеры напротив электроакустического преобразователя содержит ряд полостей.

11. Устройство наушника по п.9, отличающееся тем, что упомянутые полости выполнены в виде отверстий.

12. Устройство наушника по п.1, отличающееся тем, что наружная поверхность упомянутого корпуса выполнена примерно сферической формы.

13. Устройство наушника по п.1, отличающееся тем, что наружная поверхность упомянутого корпуса выполнена примерно овальной формы.

14. Наушник, содержащий пару наушников, соединенных устройством для крепления на голове и устройством подвода сигнала к электроакустическому преобразователю, в котором каждый из наушников включает корпус с внутренней звуковой камерой и установленный в корпусе электроакустический преобразователь, при этом упомянутый корпус выполнен из дерева с толщиной стенки между наружной поверхностью корпуса и внутренней поверхностью звуковой камеры в диапазоне от 5 мм до 25 мм, а внутренняя боковая поверхность звуковой камеры содержит ряд параллельно расположенных ступенчатых выемок, а внутренняя поверхность звуковой камеры напротив электроакустического преобразователя выполнена плоской и примерно параллельной плоскости расположения на корпусе излучающего элемента упомянутого преобразователя.