ВСТАВНОЙ НАУШНИК
PLUG-IN HEADPHONE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к конструкциям наушников, более точно вставных наушников.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известны различные конструкции вставных наушников. Малые габариты таких наушников создают известные трудности при создании наушников с высокими акустическими характеристиками. Эти трудности возрастают, если в качестве излучателей используются изодинамические или ортодинамические излучатели с плоской тонкой мембраной и нанесенными на мембрану токопроводящими дорожками. Такие излучатели характеризуются очень малыми нелинейными искажениями, их звучание характеризуется точностью воспроизведения. Однако в малых габаритах создать хорошее звучание с такими габаритами является сложной задачей. Поэтому, с изодинамическими и ортодинамическими излучателями, которые также называют планарными излучателями, выпускают в основном накладные наушники.
Применение рупорных систем в звуковой технике давно известно. Они применяются, в основном для усиления звука путем концентрации его в определенном направлении.
Известно применение рупорных систем и во вставных наушниках.
В патенте US4484775, опубл. 19.11.2019, МПК H04R 1/10 раскрыта конструкция звукового канала наушника рупорной формы, в которой поверхность рупора имеет ступенчатую форму.
В CN208724169, опубл. 21.05.2014, МПК H04R 1/10 раскрыта конструкция вставного наушника, в котором для уменьшения высокочастотных гармонических искажений применена рупорная форма в звуковом канале.
Наиболее близким техническим решением является конструкция наушника по заявке WO201967807, опубл. 04.04.2019, МПК H04R 1/10, в которой звуковой канал имеет рупорную форму.
Однако известные конструкции не решают задачу применения изодинамических излучателей во вставных наушниках с получением высококачественного звукового эффекта для пользователя.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Техническим результатом заявляемого изобретения является увеличение акустической мощности на выходе звукового канала наушника при снижении нелинейных искажений звука.
Вставной наушник включает корпус, внутри которого размещен планарный излучатель. Передняя часть корпуса перед планарным излучателем содержит звуковой канал рупорной формы, пространство корпуса за планарным излучателем разделено на две камеры перегородкой с отверстием, на камеру у планарного излучателя и камеру за перегородкой. При этом звуковой канал расположен по оси планарного излучателя и имеет гладкую форму рупора, сначала сужающегося от планарного излучателя примерно до половины длины звукового канала и расширяющийся в конце по примерно параболической кривой. Корпус за перегородкой снабжен отверстием, сообщающей камеру за перегородкой с атмосферой.
Повышение акустической мощности на выходе звукового канала наушника при сохранении в малых габаритах вставного наушника достоинств планарного излучателя обеспечивается совокупностью признаков изобретения. При этом под планарным излучателем понимается изодинамический и ортодинамический излучатель.
Благодаря наличию двух камер, полученных разделением пространства за излучателем с помощью перегородки с отверстием, представляется возможным создание необходимого давления воздуха во время работы тонкой мембраны излучателя, размещенного внутри замкнутой системы, образованной небольшим объемом корпуса. При этом звуковой канал, выполненный особой рупорной формы обеспечивает достаточную акустическую мощность на выходе наушника.
В частности, звуковой канал перед планарным излучателем содержит отверстие, сообщающее звуковой канал с атмосферой.
Кроме того, отверстие в перегородке имеет форму, сужающуюся к камере за перегородкой.
Помимо этого, диаметр звукового канала у планарного излучателя меньше диаметра планарного излучателя.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На Фиг. 1 приведен разрез вставного наушника.
На Фиг. 2 приведен разрез вставного наушника в аксонометрии, в другом частном случае выполнения.
На Фиг. 3 приведен пример выполнения планарного излучателя в разрезе.
На Фиг 4 приведен пример выполнения планарного излучателя на виде спереди.
ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Вставной наушник включает корпус 1 (Фиг. 1) с планарным излучателем 2 и звуковым каналом 3. Пространство корпуса 1 за планарным излучателем 2 разделено на две камеры перегородкой 4 с отверстием 5, камеру 6 у излучателя и камеру 7 за перегородкой 4. Отверстие 5 в перегородке 4 может иметь форму, сужающуюся к камере 7 за перегородкой 4.
Отверстия 5 могут отличаться в форме и по размеру, например, на Фиг. 2 показана перегородка 8 с большим отверстием 9. Форма перегородки и размер отверстия зависит от вида и характеристик планарного излучателя 2. Отверстие 5 также может быть снабжено тканевым фильтром между камерами 6 и 7.
Корпус 1 за перегородкой 4 снабжен отверстием 10, сообщающим камеру 7 за перегородкой 4 с атмосферой. Отверстие 11 используется для ввода кабеля наушника.
Звуковой канал 3 расположен по оси излучателя 2, имеет гладкую форму рупора, сначала сужающегося 12 от планарного излучателя примерно до половины длины звукового канала и расширяющийся в конце по примерно параболической кривой 13.
При необходимости звуковой канал 3 также может быть снабжен отверстием 14 в корпусе 1.
Пример выполнения изодинамического (планарного) излучателя 2 приведен на Фиг. 3 и Фиг. 4. Пример конструкции излучателя может быть взят из патента RU 2580217.
При работе излучателя 2 планарного типа колебания тонкой мембраны практически беспрепятственно распространяется в пространство звукового канала 3 и в пространство за планарным излучателем 2. Так как мембрана 15 излучателя 2 работает в обоих направлениях, конструкция наушника должна позволять стравливать излишки воздуха при обратном колебании и набирать нужное давление при прямом движении. Для этого и имеются камера 6 у планарного излучателя 2 и камера 7 за перегородкой 4, которая является по сути акустическим фильтром, выравнивающим давление. При положительном колебании воздух всасывается с одной стороны, а при отрицательном стравливается с другой стороны. Из-за замкнутости системы камер 6 и 7 ближайшее отверстие 11 будет стравливать воздух, когда дальнее будет загонять его обратно. Отверстия между камерами стравливают воздух друг в друга в зависимости от направления хода мембраны внешнее же отверстие 10 при обратном ходе стравливает излишки воздуха из корпуса и засасывает внешний воздух при прямом ходе мембраны. При оптимальном подборе размера камер 6 и 7 относительно размеров планарного излучателя 2 можно добиться эффекта открытой конструкции.
При выполнении перегородки 4 воронкообразного вида (Фиг. 1) избыточный объем воздуха стравливается из камеры 6 в камеру 7 через воронкообразное отверстие 5. При возникновении разрежения в камере 6, при движении мембраны 15 вперед, недостаток давления компенсируется притоком воздуха из камеры 7 за перегородкой 4.
Рупорная форма звукового канала 3 используется для максимальной минимизации или полного исключения резонансов, ввиду полного отсутствия граней на пути воздуха. При этом исключаются паразитные переотражения.
Звуковой канал 3 служит усилителем скорости и кинетической энергии и одновременно направляющей для воздуха, поданного от планарного излучателя 2 с определенной амплитудой колебаний нужно избежать обратного отражения звуковой волны.
Для чтобы такого эффекта не возникло, звуковой канал 3 сужается от планарного излучателя 2 примерно до половины длины звукового канала 3 и расширяется в конце по примерно параболической кривой. Таким образом, практически полностью не происходит нежелательных переотражений. Благодаря увеличенному направленному давлению воздуха в звуковом канале 3, который меньше диаметром, чем сама мембрана 15 излучателя 2 получается акустический эквивалент более крупного динамика с большим ходом мембраны и с полным отсутствием паразитных переотражений, приводящих к искажениям. Внутренняя поверхность звукового канала 3 должна быть максимально гладкой.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
Конструкция наушника технологична, может быть выполнена на современном оборудовании и позволяет получить максимально чистое звучание, практически лишенное нелинейных искажений.