Индивидуальное средство воспроизведения звука для персонального прослушивания звуковой информации

Область техники
Полезная модель относится к аксессуарам для средств связи, а именно к микрофонно-телефонным устройствам, размещаемым с помощью несущего элемента на голове.
Уровень техники
Известны проводные наушники Sony с входным штекером http://4review.ru/sony/1078-obzor-sony-sth-30-naushniki-vkladyshi-s-92-mm-membranoy.html см. дата обращения 14.08.2015 г. Для прослушивания звуковой информации необходимо вставить штекер данного устройства в гнездо электронного устройства.
Недостатком известного технического решения является неудобство эксплуатации: при задевании провода возможны механические повреждения электронного устройства и обрыв провода.
Аналогом предлагаемой полезной модели является устройство для подключения наушников к мобильным устройствам, описанное в патенте на полезную модель DE202008014989 U1 (опубликовано 19.02.2009). В нем описано индивидуальное средство воспроизведения звука для персонального прослушивания звуковой информации, содержащее первый наушник, который закреплен на одной стороне дужки с электроакустическим преобразователем, корпусом, креплением наушника в рабочем положении. Крепление наушника в рабочем состоянии реализовано посредством дужки. Электроакустический преобразователь установлен в корпусе, к корпусу присоединено крепление наушника в рабочем положении. Также индивидуальное средство воспроизведения звука для персонального прослушивания звуковой информации содержит первую часть магнитного разъемного соединителя, снабженную контактами, соединенную с электроакустическим преобразователем, который размещен в наушнике. Соединение выполнено посредством провода, причем первая часть выполнена ответной по отношению ко второй части магнитного разъемного соединителя. То есть ответная часть позволяет им соединяться.
Недостатком известного технического решения является необходимость подносить микрофон, который может быть расположен в мобильном устройстве, в результате чего провод может провисать, образуя фигуру в виде петли, что приводит к повышению вероятности повреждений и повышению вероятности отсоединения разъемного соединителя.
Прототипом предлагаемой полезной модели является спортивная гарнитура MusiCom, описанная в заявке US 20120077549 А1 (опубликовано 29.03.2012). Указанное устройство содержит подшлемник, например, из эластичной ткани, предназначенный для надевания на голову пользователя и в котором рядом с ушами пользователя размещены первый и второй наушники, а рядом с подбородком - микрофон. Также устройство содержит магнитный разъемный соединитель, состоящий из двух частей и размещенный на удалении от источника электрического сигнала. Причем первая часть магнитного разъемного соединителя проводом соединена с наушниками и микрофоном, а вторая часть соединена также при помощи провода со "шлепковым переключателем" (slap switch). "Шлепковый переключатель" в свою очередь соединен проводом с источником электрического сигнала. Возможен вариант исполнения устройства, когда пользователь вместо подшлемника с наушниками и микрофоном использует собственную гарнитуру (не описываемую в патенте), подключаемую к источнику электрического сигнала при помощи специального разъема.
Недостатком прототипа является отсутствие механического обеспечения правильного положения первой части и второй части магнитного разъединяемого соединителя. Объясняется это следующим образом. В соответствии с абзацем 41 обеспечение сопряжения первой части и второй части и электрических контактов на них обеспечивается за счет только магнитного взаимодействия, которое не обеспечивает абсолютно точное сопряжение контактов, вследствие чего может быть нарушена работа электрической цепи.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является обеспечение правильного размещения частей магнитного разъединяемого соединителя относительно друг друга с созданием условий для соприкосновения контактов первой части с контактами второй части.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в индивидуальном средстве воспроизведения звука для персонального прослушивания звуковой информации, содержащем первый наушник с электроакустическим преобразователем, корпусом, креплением наушника в рабочем положении, причем электроакустический преобразователь установлен в корпусе, к корпусу присоединено крепление наушника в рабочем положении, магнитный разъемный соединитель, состоящий из двух частей, одна из которых снабжена контактами, соединенными с электроакустическим преобразователем посредством провода, и выполнена ответной по отношению к другой части магнитного разъемного соединителя, при этом одна часть магнитного разъемного соединителя снабжена выступом, а другая часть магнитного разъемного соединителя снабжена ответным по отношению к указанному выступу углублением, причем выступ и углубление размещены между контактами на поверхности соответствующей им части магнитного разъемного соединителя, в частном случае в него дополнительно введен второй наушник, причем соответствующий электроакустический преобразователь второго наушника соединен с указанным проводом, в частном случае выступ выполнен с плавными очертаниями, в частном случае выступ выполнен с угловатыми очертаниями, в частном случае выступ выполнен треугольной формы, в частном случае выступ выполнен квадратной формы, в частном случае выступ выполнен шестиугольной формы, в частном случае выступ выполнен овальной формы, в частном случае части магнитного разъемного соединителя выполнены с обеспечением самостоятельного их размещения друг относительно друга за счет магнитного их взаимодействия, в частном случае части магнитного разъемного соединителя выполнены с обеспечением силы взаимодействия, достаточной для удержания их в соединенном состоянии и с обеспечением возможности их размыкания при достаточном приложенном усилии, в частном случае в него дополнительно введен микрофон, причем микрофон установлен на держателе, закрепленном на корпусе первого наушника, и непосредственно соединен проводом с соответствующей частью магнитного разъемного соединителя, в частном случае в него дополнительно введен микрофон, который закреплен на проводе, и непосредственно соединен этим проводом с соответствующей частью магнитного разъемного соединителя.
Краткое описание чертежей
Изобретение поясняется чертежами (фиг. 1, 2), где на фиг. 1 показаны основные элементы устройства, на фиг. 2 - вид на первую часть магнитного разъемного соединителя спереди.
Раскрытие изобретения
На фигурах обозначены: индивидуальное средство воспроизведения звука непосредственно в ухо человека 1 (далее именуемое как индивидуальное средство воспроизведения звука), корпус 2, средство крепления в рабочем положении 3 (далее именуемое как средство крепления), первый наушник 4, второй наушник 5, источник электрического сигнала 6, магнитный разъемный соединитель 7, одна из частей 8 магнитного разъемного соединителя 7 (далее именуемая как вторая часть), другая часть 9 магнитного разъемного соединителя 7 (далее именуемая как первая часть), провод 10, электроакустический преобразователь 11, контакты 12 первой части 9, выступ 13.
Устройство представляет собой индивидуальное средство воспроизведения звука для персонального прослушивания звуковой информации. В данном случае индивидуальное средство воспроизведения звука 1 по типу передачи сигнала выполнено проводным. Индивидуальное средство воспроизведения звука 1 состоит из первого наушника 4, второго наушника 5 (далее вместе именуемые как наушники), средства крепления 3, провода 10 и первой части 9 магнитного разъемного соединителя 7.
Наушники по конструкции могут быть разных типов: вставными в ушную раковину, внутриканальными, вставляемыми в ушной канал, накладными на ухо и полноразмерными, полностью обхватывающими ухо. Наушники состоят из корпуса 2, средства крепления 3 и электроакустического преобразователя 11.
Материал корпуса 2, в частности, может быть выполнен из металла, пластика, дерева. Корпус 2 вмещает в себя электроакустический преобразователь 11, внутреннюю проводку для прохождения электрического сигнала к электроакустическому преобразователю 11 и внутренние каналы для прохождения звука в наружный слуховой проход человека.
Средство крепления 3 закреплено на корпусе 2, в котором расположен электроакустический преобразователь 11. Средство крепления 3 предназначено для фиксации наушников в рабочем положении по отношению к уху человека. Средство крепления 3 может быть выполнено в виде дужки, соединяющей первый наушник 4 и второй наушник 5. Дужку располагают на макушке головы или на затылке. Средство крепления 3 может быть осуществлено посредством заушины или клипс, закрепляющих наушники за ушной раковиной, амбушюров, находящихся в ушной раковине или наружном слуховом проходе и удерживаемых там силой упругости.
Электроакустические преобразователи 11 являются устройствами, преобразующими электрическую энергию в акустическую. В зависимости от принципа преобразования электрического сигнала в акустический наиболее распространены электродинамические и электростатические преобразователи. В зависимости от конструктивных особенностей, электродинамические преобразователи делятся на катушечные, с уравновешенным якорем, изодинамические, ортодинамические. Принцип действия электродинамических преобразователей основывается на физическом явлении возникновения соответствующей силы в помещенном в постоянное магнитное поле проводнике в случае протекания через него электрического тока. В катушечных электродинамических преобразователях используется мембрана, к которой прикреплены катушка с проводом и постоянный магнит, в магнитном поле которого она находится. При пропускании переменного тока через катушку возникает магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем постоянного магнита. Вследствие этого мембрана начинает колебаться, повторяя электрический сигнал посредством звуковой волны. Электродинамические преобразователи с уравновешенным якорем характеризуются пластиной П-образной формы (якорем), вокруг которой располагается катушка. Якорь может двигаться только вокруг оси, проходящей через центр той его части, которая находится внутри магнитного поля. Электрические сигналы вызывают колебания магнитного поля, в результате которых якорь движется, что передается на мембрану, которая производит звуковые волны. В основе изодинамических и ортодинамических электродинамических преобразователей лежит тонкая и легкая пленочная мембрана с нанесенными на нее металлическими дорожками. Она размещена между двумя магнитами, при подаче тока на которые она приводится в движение и колеблется между ними. В изодинамических излучателях используется прямоугольная мембрана, в ортодинамических - круглая. В электростатических преобразователях используется сверхтонкая мембрана, которая расположена между двух электродов. На мембрану подается высокое напряжение, на электроды подается сигнал большой амплитуды. В результате между мембраной и электродами возникает переменное электростатическое поле, двигающее мембрану со звуковой частотой.
Электроакустический преобразователь 11 соединен проводом 10 с источником электрического сигнала 6. Провод 10 представляет собой шнур, который изготовляют из соответствующего количества гибких многопроволочных токопроводящих жил с резиновой или поливинилхлоридной изоляцией. Провод 10 состоит из двух участков: верхний участок разветвлен и снабжен наушниками, нижний участок сдвоен и снабжен первой частью 9 магнитного разъемного соединителя 7. Посредством магнитного разъемного соединителя 7 провод 10 подключен к источнику электрического сигнала 6.
Микрофон представляет собой электроакустический прибор, который может осуществлять преобразование звуковых колебаний, например речи человека, в электрические колебания. Микрофон может быть закреплен на верхнем или нижнем участке провода 10 с обеспечением его электрического соединения с проводом 10. Индивидуальное средство воспроизведения звука 1 может включать в свой состав держатель, который закреплен на корпусе первого наушника 4 или второго наушника 5, или на средстве крепления 3. На держателе закреплен микрофон. Держатель выполнен с обеспечением возможности электрического соединения микрофона с проводом 10. На чертеже держатель и микрофон не показаны. Микрофон соединен проводом 10 с первой частью 9 магнитного разъемного соединителя 7. Микрофон содержит тонкую мембрану, которая может осуществлять колебания под действием давления звуковых колебаний воздуха. Также микрофон содержит средство преобразования звукового сигнала в электрический.
Магнитный разъемный соединитель 7 является приспособлением для подключения индивидуального средства воспроизведения звука 1 к источнику электрического сигнала 6. Магнитный разъемный соединитель 7 образован первой частью 9 и второй частью 8. Магнитный разъемный соединитель 7 предназначен для многократного соединения и разъединения первой части 9 и второй части 8 без нарушения их целостности, и электрического контакта первой части 9 и второй части 8 по взаимно сопряженным внешним поверхностям. Первая часть 9 расположена на конце нижнего участка провода 10. Вторая часть 8 расположена на поверхности источника электрического сигнала 6 или вблизи нее.
Первая часть 9 магнитного разъемного соединителя 7 выполнена с обеспечением силы взаимодействия со второй частью 8 магнитного разъемного соединителя 7, достаточной для удержания их в соединенном состоянии, и с обеспечением возможности их размыкания при достаточном приложенном усилии. Для этого сила взаимодействия должна быть больше силы тяжести индивидуального средства воспроизведения звука 1, но меньше силы, приложенной к магнитному разъемному соединителю 7, для разъединения первой части 9 и второй части 8. В частном случае, при приложении к проводу 10 силы, равной силе рывка, происходит безопасное отсоединение первой части 9 от второй части 8, при этом источник электрического сигнала 6 остается на месте. Сила взаимодействия зависит от нескольких факторов: от взаимной конфигурации первой части 9 и второй части 8, магнитных свойств материалов первой части 9 и второй части 8, расположения магнитных полюсов, геометрических форм и размеров первой части 9 и второй части 8.
В предлагаемом устройстве первая часть 9 магнитного разъемного соединителя 7 снабжена контактами 12 и выступом 13. Контакты 12 первой части 9 разнесены по ее внешней поверхности, перпендикулярной ее продольной оси. Выступ 13 расположен между контактами 12 первой части 9 на ее внешней поверхности, перпендикулярной ее продольной оси. На внешней поверхности второй части 8, перпендикулярной ее продольной оси, расположены контакты, ответные электрическим контактам 12 первой части 9, и углубление, выполненное ответным по отношению к выступу 13 на первой части 9.
Элемент является ответным по отношению к другому элементу, если при конкретном расположении их друг относительно друга они соответствуют друг другу по конфигурации, формируемым магнитным полям, сопрягаются и образуют надежное соединение, в том числе с обеспечением электрического контакта между соответствующими электрическими контактами. Как правило, ответные друг по отношению другу элементы являются составными частями сложных предметов.
В другом исполнении предлагаемого устройства первая часть 9 и вторая часть 8 магнитного разъемного соединителя 7 выполнены плоскими с обеспечением естественного положения контактов для замыкания и размыкания электрической цепи.
Во всех исполнениях материалы первой части 9 и второй части 8 включают в себя вещества, обладающие ферромагнитными свойствами для обеспечения магнитного взаимодействия. В одном из исполнений ферромагнитными свойствами обладают выступ 13 в первой части 9 и поверхность углубления во второй части 8. В другом исполнении непосредственно первая часть 9 и вторая часть 8 обладают ферромагнитными свойствами. Для обеспечения магнитного взаимодействия возможны следующие вариации: в первой части 9 расположен источник постоянного магнитного поля, вторая часть 8 содержит магнитный материал; первая часть 9 содержит магнитный материал, во второй части 8 расположен источник постоянного магнитного поля; и в первой части 9, и во второй части 8 расположены источники постоянного магнитного поля. В предлагаемом устройстве источником постоянного магнитного поля является постоянный магнит. Постоянный магнит представляет собой изделие определенной формы из предварительно намагниченного ферромагнитного или ферримагнитного материала, способного сохранять значительную магнитную индукцию после устранения намагничивающего поля. В качестве материалов для постоянных магнитов обычно служат железо, никель, кобальт, некоторые сплавы редкоземельных металлов, а также некоторые естественные минералы, такие как магнетиты. Магнитный материал представляет собой ненамагниченный материал, притягивающийся к магниту при взаимодействии с ним. В качестве магнитного материала могут быть использованы железо, кобальт, никель и их сплавы. Использование сильных магнитов, например неодимовых, в данном случае возможно, но маложелательно, так как сила взаимодействия в этом случае может быть больше силы, приложенной к магнитному разъемному соединителю 7, для разъединения первой части 9 и второй части 8.
Если и в первой части 9, и во второй части 8 расположены магниты, то их располагают разноименными полюсами друг другу для взаимного притяжения. Если магнит расположен в одной из частей (первая часть 9, вторая часть 8), то другая часть (первая часть 9, вторая часть 8) соответственно содержит магнитный материал. При приближении к одному из полюсов магнита магнитного материала, последний временно намагнитится. При этом ближний к полюсу магнита полюс намагниченного материала будет противоположным по наименованию, а дальний - одноименным. При намагничивании магнитного материала происходит упорядочивание ориентации диполей в нем, затем магнитный материал притягивается к магниту Непосредственное притяжение разноименных полюсов и сопряжение внешних поверхностей первой части 9 и второй части 8 в одном из исполнений обеспечивают правильную посадку выступа 13 в углублении, в другом исполнении правильное размещение первой части 9 на второй части 8 друг относительно друга.
Форма выступа 13 выполнена правильной для увеличения напряженности магнитного поля. Увеличение напряженности магнитного поля ведет к увеличению плотности энергии магнитного поля, таким образом усиливается притяжение выступа 13 к углублению. Форма выступа 13 может быть треугольной, квадратной, овальной, круглой или шестиугольной.
Также выступ 13 может быть выполнен с плавными или угловатыми очертаниями, но таким образом, чтобы выступ 13, предпочтительно, был перпендикулярен магнитным силовым линиям, выходящих из полюсов параллельно продольным осям выступа 13 и углубления. Тогда магнитный поток, пронизывающий выступ 13, будет максимален.
Вследствие небольшого размера первой части 9 и второй части 8 их сила взаимодействия всегда меньше силы, которая может быть приложена человеком к магнитному разъемному соединителю 7 для разъединения первой части 9 и второй части 8.
Источник электрического сигнала 6 представляет собой мобильное электронное устройство, в частности мобильный телефон, МР3-проигрыватель, портативный компьютер.
Осуществление изобретения
Устройство реализуется следующим образом. Изготовление индивидуального средства воспроизведения звука 1 состоит из нескольких этапов. Первоначально изготавливают наушники и микрофон. К корпусам 2 наушников присоединяют средства крепления 3. В корпусах 2 наушников устанавливают электроакустические преобразователи 11. Закрепляют микрофон на проводе 10. Если в состав устройства входит держатель, закрепляют микрофон на держателе, а держатель закрепляют на корпусе первого наушника 4 или второго наушника 5 или на средстве крепления 3. Электроакустические преобразователи 11 и микрофон соединяют проводом 10 и подключают к источнику электрического сигнала 6 посредством магнитного разъемного соединителя 7. Магнитный разъемный соединитель 7 изготавливают в виде соединения двух частей (первая часть 9 и вторая часть 8). Первую часть 9 магнитного разъемного соединителя 7 устанавливают в конце провода 10. На внешней поверхности первой части 9, перпендикулярной ее продольной оси, располагают контакты 12 первой части 9 и выступ 13. Вторую часть 8 магнитного разъемного соединителя 7 размещают на поверхности источника электрического сигнала 6. На внешней поверхности второй части 8, перпендикулярной ее продольной оси, располагают контакты, ответные электрическим контактам 12 первой части 9, и углубление, выполненное ответным по отношению к выступу 13 на первой части 9. В другом исполнении первую часть 9 и вторую часть 8 магнитного разъемного соединителя 7 выполняют плоскими.
Устройство работает следующим образом. При приближении первой части 9 магнитного разъемного соединителя 7 ко второй части 8 осуществляется их надежное соединение за счет магнитного взаимодействия. Выступ 13 первой части 9 вставляется в углубление второй части 8. Внешняя плоская поверхность первой части 9 по форме плотно прилегает к внешней плоской поверхности второй части 8. Контакты 12 первой части 9, соприкасаются с ответными контактами, расположенными на второй части 8, и образуют электрическую цепь, в которой источником электрической энергии является источник электрического сигнала 6. Источник электрического сигнала 6 выдает электрический сигнал, который через магнитный разъемный соединитель 7 передается по проводу 10 и поступает в электроакустические преобразователи 11, установленные в корпусах 2 наушников. Электроакустические преобразователи 11 преобразовывают электрический сигнал в акустический сигнал. Если наушники через средство крепления 3 установлены в рабочем положении по отношению к уху человека, то акустический сигнал поступает в наружный слуховой проход.
Источник электрического сигнала 6 выдает электрический сигнал, который через магнитный разъемный соединитель 7 передается по проводу 10 и поступает в электроакустические преобразователи, установленный в микрофоне, и обеспечивает их питание. Давление звуковых колебаний воздуха действует на мембрану микрофона, которая начинает колебаться. Колебания мембраны возбуждают электрические колебания в электроакустических преобразователях. Электрические колебания передаются по проводу 10 через магнитный разъемный соединитель 7 в мобильное электронное устройство, например мобильный телефон.
Магнитный разъемный соединитель 7 предохраняет индивидуального средства воспроизведения звука 1 и источник электрического сигнала 6 от возможных повреждений. В частном случае, при задевании провода 10 во время занятий спортом первая часть 9 магнитного разъемного соединителя 7 безопасно отсоединяется от второй части 8, таким образом источник электрического сигнала 6 остается в сохранности. Кроме того, в случае разговора по мобильному электронному устройству не надо подносить микрофон, расположенный в мобильном электронном устройстве, ко рту пользователя. В результате отсутствует провисание провода 10 в виде петли, и снижается вероятность повреждений при эксплуатации и вероятность отсоединения индивидуального средства воспроизведения звука 1 от мобильного электронного устройства В другом случае, если индивидуальное средство воспроизведения звука 1 подключено к такому источнику электрического сигнала 6 как компьютер, то при удалении человека с рабочего места - вставании со стула, происходит безопасное размыкание первой части 9 от второй части 8. Тогда и провод 10, и компьютер не подвергаются повреждениям.
Таким образом, выполнение первой части 9 с выступом 13, а второй части 8 с ответным углублением обеспечивает правильное размещение частей магнитного разъединяемого соединителя 6 относительно друг друга с созданием условий для соприкосновения контактов первой части 9 с ответными контактами второй части 8. Объясняется это следующим образом. Выступ 13 первой части 9 при взаимодействии с ответным углублением второй части 8 дополнительно к магнитному сопряжению обеспечивает механическое сопряжение. В результате обеспечивается более точное сопряжение первой части 9 со второй частью 8, при этом обеспечивается точное взаимодействие соответствующих контактов первой части 9 и второй части 8 с минимальной возможностью нарушения работы электрической цепи.