Наушник костной проводимости

Полезная модель относится к устройствам, дающим пользователям возможность замены прямого слухового восприятия другим видом восприятия, а именно наушникам с костной проводимостью.
Известно, что костная проводимость - передача звука во внутреннее ухо через кости черепа. Посредством костной проводимости звук могут воспринимать люди, как с нормальным, так и с ослабленным слухом (см. https://ru.wikipedia.org/).
Изделия, использующие технологию костной проводимости, условно можно разделить на три группы:
простые изделия, такие как головные гарнитуры или наушники;
слуховые аппараты и вспомогательные слуховые устройства;
устройства связи специального назначения (например, для использования под водой).
В современных условиях (см. https://ru.wikipedia.org/), например, устройство GoogleGlass использует технологию костной проводимости для передачи пользователю информации посредством преобразователя, размещающегося рядом с ушной раковиной. Использование технологии костной проводимости подразумевает, что любая голосовая информация, получаемая пользователем с помощью Glass, почти не слышна окружающим.
Другой пример, головная гарнитура Aftershokz представляет собой ободок с двумя преобразователями, которые размещаются на скулах. Устройство позиционируется как спортивное, производитель делает упор на безопасность наушников для бегунов и велосипедистов, из-за того, что ушной канал не перекрывается и спортсмен не теряет вовлеченности в ситуацию.
Современные аппараты, при всех своих достоинствах, характерны сложностью устройства и высокой стоимостью.
Из уровня техники также известен слуховой аппарат костной проводимости, содержащий оправу очков, амортизированные вибраторы и установленные в дужке оправы микрофон, усилитель с элементами управления и источник питания, вибраторы расположены в носовых опорах (см. SU №628916, кл. A61F 11/04, опубл. 25.10.1978). Кроме того, устройство по патенту US №8908891 (кл. H04R 15/00, H04R 25/00, опубл. 09.03.2011) использует для передачи вибраций низкой амплитуды зубы в голове человека.
Известные устройства используют для передачи звука неестественные пути, что вызывает неудобства при использовании и далеко не всегда приемлемо, в результате область их применения крайне ограничена.
Наушник для доставки стереофонических звуковых волн через структуру сосцевидного отростка человеческого черепа (см. US № 5323468, кл. H04R 25/00, опубл. 30.06.1992) включает в себя один или несколько акустических преобразователей, прикрепленных к бокам головы человека, примыкающих к каждому из его слуховых проходов и находящихся в звукопроводящей структуре сосцевидного отростка.
Кроме того, костный наушник по патенту US №7822215 (кл. H04R 25/00, опубл. 07.07.2006) содержит акустический преобразователь, расположенный снаружи, рядом с ушным каналом человека, передающий звук на сосцевидную структуру кости.
Общий недостаток известных аналогов заключается в незащищенности акустических преобразователей от внешних шумовых и физических воздействий, что не позволяет полноценному восприятию звуковых волн, транслируемых через наушники, и надежности устройства в целом.
В известных решениях акустические преобразователи размещены в обычных пластмассовых корпусах, которые легко пропускают звуковые волны во внешнюю среду, искажая преобразуемые вибрации. В результате звуковой спектр все хуже и медленнее проходит через костную структуру, что снижает эффективность приема поступающих звуковых сигналов пользователем. Кроме того, хрупкий корпус аппарата при ударных воздействиях, в т.ч. при пользовании в холодное время года, не обеспечивает целостность и работоспособность элементов устройства.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является создание устройства наушников костной проводимости, в т.ч. беспроводных, с усовершенствованной конструкцией корпуса.
Техническим результатом, получаемом при использовании полезной модели, является повышение удобства в пользовании и надежности устройства наушников костной проводимости.
Для решения поставленной задачи наушник костной проводимости, включающий дугообразную дужку, например, в виде вертикального или затылочного оголовья, корпус с аккумулятором, блоком управления и акустическим преобразователем, соединенными в электрическую цепь, отличается тем, что корпусы акустического преобразователя и блока управления выполнены из двухслойного композиционного материала, внутренний слой которого получен на основе резины, например, марки В-14 на основе бутадиен-нитрильного каучука (БНКС-18), а поверхностный слой - из сверхвысокомолекулярного полиэтилена, например, марки GUR 4120.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с известными признаками свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».
Совокупность признаков полезной модели обеспечивает решение заявленной технической задачи, а именно, создание надежного устройства костных наушников несложной конструкции, отличающегося удобством в пользовании за счет усиленной шумозащиты корпуса акустического преобразователя. При этом аппарат характеризуется ударопрочным, морозостойким исполнением корпусов основных элементов, что немаловажно для пользователей, ведущих активный и спортивный образ жизни.
Заявленное устройство поясняется чертежом, где на фигуре показана общая схема устройства наушника.
Наушник костной проводимости может быть снабжен с гарнитурой для использования как для одного уха, так и для обеих ушей пользователя. Далее рассматривается пример для использования обеими ушами пользователя (см. фигуру).
Наушник костной проводимости беспроводного исполнения состоит из дужки (например, вертикального оголовья или затылочной) 1, по обоим краям которой расположены два корпуса отсеков: один для размещения аккумулятора 2, другой - блока управления 3. За отсеками 2, 3 дужка 1 имеет изгибы 4 в форме полукруга для удобства расположения за уши пользователя. Дужка 1 завершается акустическими преобразователями (динамиками с пьезоэлементами) 5, размещенными в защищенных корпусах 6 (см. фигуру).
В заявленном устройстве используется пьезоэлемент известной конструкции, преобразующий звук в механические колебания, например, содержащий пьезозуммер с генератором.
Беспроводное исполнение наушника включает аккумулятор, разъем для зарядки аккумулятора, блок управления, например с Bluetooth модулем. В стандартном наборе блока управления размещены кнопка включения-выключения, miniUSB-разъем, кнопки регулировки звука. Блок управления 3 соединен с аккумулятором 2, акустическими преобразователями 5 в электрическую цепь посредством кабеля, скрытого в корпусе наушника.
Как правило, корпусы известных наушников также выполнены в пыле- и грязеустойчивом исполнении, для чего, чаще всего, используют известные виды пластиков, например, на основе ABS и PLA полимеров.
Исходя из поставленной задачи, корпус наушника костной проводимости, а именно, акустических преобразователей и блока управления, должны быть изготовлены из материала, обеспечивающего высокую шумоизоляцию, ударо- и морозостойкость. Этим требованиям вполне отвечают сверхвысокомолекулярные полиэтилены (СВМПЭ) и их модификации, представляющие собой полимеры этилена с молекулярной массой более 1 млн. Специфические свойства СВМПЭ обусловливают и особые области применения - СВМПЭ используется там, где обычные марки полиэтилена низкого давления (ПЭНД) и термопласты не выдерживают жестких условий эксплуатации, что объясняет причины постоянно расширяющейся области применения СВМПЭ. С другой стороны, СВМПЭ отличается низкой стоимостью на рынке.
Таким образом, известен композиционный материал (см. RU №2615416, кл. С08С 4/00, C08L 33/18, С08К 5/01, В32В 25/16, опубл. 04.04.2017), состоящий из двух слоев, первый из которых выполнен на основе бутадиен-нитрильного каучука, при этом состоит из резины В-14 на основе бутадиен-нитрильного каучука (БНКС-18), наполненной СВМПЭ марки GUR 4120, а второй слой состоит из СВМПЭ марки GUR 4120. Прочность связи СВМПЭ к резине достигнута за счет наполнения последней порошком из СВМПЭ. При этом достигается увеличение прочности связи между резиной и СВМПЭ в 2,3 раза.
Изготовлением корпусов элементов заявленного устройства наушника на основе двухслойного СВМПЭ материала обеспечивается надежность работы прибора за счет повышенной ударопрочности и морозостойкости модифицированного композита.
Кроме того, резиновая подложка двухслойного композитного материала, обращенная во внутреннюю полость корпуса 6 акустического преобразователя 5, обеспечивает дополнительную шумоизоляцию. При этом за счет упругих свойств способствует сохранению электронных деталей устройства при ударных и вибрационных воздействиях и, в целом, обеспечивает работоспособность аппарата на длительное время.
Работа наушника заявленной конструкции не отличается от серийно выпускаемых устройств, а за счет дополнительной шумоизоляции корпуса 6 акустического преобразователя 5 улучшается восприятие пользователями звуковых волн, транслируемых через наушники, в т.ч. с нарушением слуха.
Таким образом, наушники с костной проводимостью звука могут использоваться людьми, ведущими спортивный образ жизни, на тренировках для разделения окружающих звуков вокруг и звука, транслируемого из наушников.