Устройство для защиты органов слуха, содержащее скрученный акустический рог
DEVICE FOR PROTECTION OF HEARING ORGANS CONTAINING TWISTED ACOUSTIC HORN

Уровень техники
Устройства для защиты органов слуха часто используются, например, в приложениях, связанных с промышленностью, военной сферой, а также со сферой развлечений.
Сущность изобретения
В настоящем изобретении предлагается базовый блок ушного вкладыша, содержащий скрученный акустический рог; а также устройство для защиты органов слуха, которое включает такой базовый блок ушного вкладыша. Данные, а также прочие воплощения настоящего изобретения будут более понятны из нижеследующего подробного описания. Однако приведенное выше описание сущности изобретения ни в коем случае не следует рассматривать, как ограничивающее заявляемый предмет изобретения, независимо от того, представлен ли заявляемый предмет изобретения в формуле первоначально поданной заявки, или он представлен в формуле изобретения заявки, исправленной или иным образом предоставленной в процессе рассмотрения заявки.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1. Аксонометрическое изображение воплощения устройства защиты органов слуха, включающего одно из воплощений базового блока ушного вкладыша в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 2. Устройство, показанное на фиг. 1, в разобранном виде.
Фиг. 3. Аксонометрическое изображение воплощения базового блока ушного вкладыша, при этом базовый блок ушного вкладыша частично показан прозрачным для лучшего отображения скрученного акустического рога.
Фиг. 4. Вид базового блока ушного вкладыша, показанного на фиг. 3, вдоль его оси «вовнутрь-наружу» (для наглядности базовый блок ушного вкладыша частично показан прозрачным).
Фиг. 5. Сечение базового блока ушного вкладыша, показанного на фиг. 3.
Фиг. 6. Типичный вид сбоку человеческого уха.
Фиг.7. Вид сбоку устройства для защиты органов слуха в соответствии с настоящим изобретением, вставленного в ухо человека.
Фиг. 8. Диаграмма, отображающая потерю интенсивности звуковых волн для рабочего примера устройства защиты органов слуха в соответствии с настоящим изобретением, вставленного в ухо, по сравнению с потерями для обычного устройства защиты органов слуха.
Одинаковыми номерами позиций на разных чертежах обозначены аналогичные элементы. Некоторые элементы могут присутствовать в виде множества идентичных или эквивалентных элементов, и в таких случаях номером позиции могут быть обозначены один типичный элемент или некоторые типичные элементы, но при этом подразумевается, что данный номер позиции относится ко всем таким идентичным элементам. Если не указано иное, все чертежи в данном документе приведены не в масштабе, и данные чертежи сделаны в целях более наглядной иллюстрации различных воплощений настоящего изобретения. В частности, размеры различных компонентов на чертежах выбраны только в иллюстративных целях, и на основании чертежей не следует делать каких-либо выводов о пропорциях размеров различных компонентов, если они не указаны явно.
Подробное описание изобретения
a
В целях большей ясности описания устройства, предлагаемого в настоящем изобретении, а также его размещения и функционирования в человеческом ухе, авторы придерживаются следующей терминологии. (Приведенные ниже описания воплощений настоящего изобретения построены на примере правого уха человека, как это показано на чертежах, и устройства, вставляемого в правое ухо, но при этом подразумевается, что приведенные описания соответствующим образом относятся и к левому уху и подобному устройству, вставляемому в левое ухо.) В контексте настоящего описания термин «обращенный вовнутрь уха» означает, что элемент, к которому он относится, обращен в сторону к внутреннему уху, а «обращенный наружу уха» означает, что элемент, к которому он относится, обращен в сторону от внутреннего уха, когда устройство вставлено в ухо пользователя. Ось IO «вовнутрь-наружу» базового блока ушного вкладыша (как показано на фиг. 2, 4 и 5) означает ось, ориентированную по меньшей мере в целом в данном направлении, когда устройство вставлено в ухо пользователя. Термины «в радиальном направлении вовнутрь» и «в радиальном направлении наружу» соответственно означают, что элементы, к которым они относятся, обращены соответственно в радиальном направлении к данной оси и в радиальном направлении от данной оси (например, в направлении, по меньшей мере в целом перпендикулярном данной оси). Термины «по часовой стрелке» и «против часовой стрелки» используются в общепринятом их значении. Термины «расположенный выше», «вверх», «верхний», «выше» и им подобные, а также термины «расположенный нише», «вниз», «нижний», «ниже» и им подобные используются в общепринятом их значении относительно оси, проходящей в целом вверх и вниз вдоль уха человека (так, например, мочка уха расположена «в нижней части» уха человека).
В контексте настоящего описания термин «в целом», употребляемый в качестве наречия к признаку или свойству, если явно не указано иное, означает, что данное свойство или признак будут хорошо заметны сведущему в данной области техники, но при этом не требуется выполнение данного свойства или признака с высокой точностью (то есть, он может выполняться в пределах ±20% от приведенного значения, для признаков и свойств, допускающих количественное выражение). Термин «в сущности», если не указано иное, означает выполнение данного свойства или признака с высокой степенью точности (то есть, признак или свойство могут выполняться в пределах ±10% от приведенного значения, для признаков и свойств, допускающих количественное выражение). Термин «практически» означает выполнение с очень высокой степенью точности (то есть, признак или свойство могут выполняться в пределах ±2% от приведенного значения, для признаков и свойств, допускающих количественное выражение); при этом подразумевается, что фраза «по меньшей мере практически равен» включает в себя случай «точного совпадения». Однако даже в случае «точного совпадения» или при использовании любых других терминов охарактеризования, таких, как, например, «одинаковый», «равный», «идентичный», «однородный», «постоянный» и им подобные, подразумевается, что такое совпадение не обязательно должно быть абсолютным, а может иметь место в пределах допусков или ошибок измерения, присущих данным обстоятельствам. Все случаи упоминания численных значений параметров (например, размеров, пропорций и так далее) следует понимать (если не указано иное), как рассчитанные средние значения для ряда измерений данного параметра, особенно если данный параметр является переменным.
Как показано на фиг. 1, в одном из воплощений настоящего изобретения предлагается устройство 1 для защиты органов слуха, которое может быть посажено в раковину уха человека. По меньшей мере в некоторых воплощениях устройство 1 является пассивным устройством защиты, которое следует отличать от электронных устройств для защиты органов слуха. Как показано на фиг. 1 и 2, устройство 1 содержит два основных компонента: наконечник 40 ушного вкладыша и базовый блок 10 ушного вкладыша. Базовый блок 10 ушного вкладыша имеет конфигурацию (то есть, форму и размеры), обеспечивающую возможность его расположения в раковине уха пользователя, и обеспечивающую прием звуков, распространяющихся по воздуху, которые входят в скрученный акустический рог 20 (лучше всего виден на фиг. 3 и 4), проходят через него и затем выпускаются из него для их приема наконечником 40 ушного вкладыша. Наконечник 40 ушного вкладыша имеет конфигурацию (то есть, форму и размеры, а также материал подходящей мягкости), обеспечивающую его посадку в ушной канал пользователя (данная терминология означает, что по меньшей мере часть наконечника 40 ушной заглушки садится в обращенную наружу уха часть ушного канала и не подразумевает, что весь наконечник 40 ушного вкладыша должен садиться в ушной канал). По меньшей мере в некоторых воплощениях наконечник 40 ушного вкладыша прикреплен к базовому блоку 10 ушного вкладыша с возможностью его отсоединения, то есть, таким образом, что наконечник 40 ушного вкладыша при необходимости может быть отсоединен для его чистки или замены. В других воплощениях наконечник 40 ушного вкладыша может быть выполнен за единое целое с базовым блоком 10 ушного вкладыша, то есть, может быть прикреплен к нему неразъемно.
Воплощение базового блока 10 ушного вкладыша, показанное на фиг. 1 и 2 в комбинации с наконечником 40 ушного вкладыша, показано в отдельности на фиг. 3-5. Базовый блок 10 ушного вкладыша содержит корпус 11, который может, например, содержать формованный полимерный материал. В некоторых воплощениях корпус 11 может быть выполнен путем сопряжения друг с другом двух основных частей корпуса, например, обращенной вовнутрь уха и обращенной наружу основных частей корпуса. В других воплощениях корпус 11 (и даже весь базовый блок 10 ушного вкладыша) может быть выполнен в виде одной структурно целой детали, например, способом трехмерной печати. Корпус 11 по меньшей мере частично образует внутреннее пространство 22 (видно, например, на фиг. 5), внутри которого выполнен скрученный акустический рог 20, который будет подробно описан ниже. Подчеркнем, что поперечное сечение, показанное на фиг. 5, представлено идеализировано, и на нем все части внутреннего пространства 22, отличные от акустического рога 20, показаны сплошными. Это сделано для более наглядного отображения акустического рога 20, и
на практике во многих воплощениях внутреннее пространство 22 базового блока 10 ушного вкладыша может содержать одну или более пустот в дополнение к пустотам, в совокупности образующим акустический рог 20. Данные дополнительные пустоты могут, например, обеспечивать пространство для установки прочих компонентов или элементов, как будет более подробно описано ниже.
По меньшей мере в некоторых воплощениях корпус 11 может содержать жесткий или полужесткий материал, например, материал, который не является таким же мягким и легко деформируемым, как материал наконечника 40 ушной заглушки. В различных воплощениях корпус 11 может содержать органический полимерный материал (например, термопластическую смолу для инжекционного формования), имеющий твердость, составляющую по меньшей мере примерно 70, 80, 90 или 100 по шкале Шора «А».
Акустический рог
Как показано на фиг. 3-5, базовый блок 10 ушного вкладыша содержит акустический рог 20. По определению, акустический рог содержит первое (звукоприемное, или входное) отверстие 13 и второе (звуковыпускное, или выходное) отверстие 17 (как показано на фиг. 5), связанные друг с другом по газообразной среде, вследствие чего распространяющийся по воздуху звук, который попадает во входное отверстие, может проходить через рог и выходить через выходное отверстие. По определению, звукоприемное отверстие 13 по площади больше, чем звуковыпускное отверстие 17, то есть, входное отверстие 13 функционирует, как широкая сторона рога, а звуковыпускное отверстие 17 работает, как узкая сторона рога.
a
a
В некоторых воплощениях звукоприемное отверстие 13 является отверстием, по меньшей мере в целом обращенным наружу уха (это видно на фиг. 1 и 3, и особенно хорошо заметно на фиг. 5), что означает, что оно обращено по меньшей мере в целом наружу уха вдоль оси IO «вовнутрь-наружу» базового блока 10 ушного вкладыша. В других воплощениях звукоприемное отверстие 13 может быть по меньшей мере в целом обращено вовнутрь уха. По меньшей мере в некоторых воплощениях звуковыпускное отверстие 17 является отверстием, обращенным по меньшей мере в целом вовнутрь уха (обратим внимание, что в воплощении на фиг. 5 выходное отверстие 17 в целом обращено вовнутрь уха, хотя и под небольшим углом к оси IO «вовнутрь-наружу»).
Акустический рог 20 является скрученным рогом, при этом термин «скрученный» в данном случае имеет свое обычное значение; то есть, форма акустического рога 20 соответствует траектории (по линии, протяженной вдоль длины рога от его входного отверстия 13 до выходного отверстия 17), которая по меньшей мере является, например, в сущности извилистой, имеет форму серпантина, кольцеобразную или спиральную форму. Такой скрученный рог (наиболее четко показан на фиг. 3 и 4) следует отличать от рога в форме «шпильки», содержащего вдоль своей длины только один резко изогнутый участок, в то время как остальная часть длины рога является относительно прямой.
В некоторых воплощениях акустический рог 20 может быть винтовым рогом, что означает, что по меньшей мере значительная часть (что означает по меньшей мере 35%) длины рога проходит по винтовой линии в направлении вовнутрь уха при движении от входного отверстия 13 к выходному отверстию 17. Винтовую линию следует отличать от линии по меньшей мере в сущности плоской спирали, которая в большей части или в практически полностью лежит в одной плоскости, в сущности перпендикулярной оси Ю
«вовнутрь-наружу». Еще в некоторых воплощениях, в которых акустический рог 20 является винтовым рогом, по меньшей мере 40, 50, 60, 70 или 80 процентов длины рога проходит по винтовой линии.
а
Для измерения длины пути (или любой другой характеристики рога 20) следует проследить путь, по которому проходит центральная линия рога 20 от его входного отверстия 13 к выходному отверстию 17. (Как будет более подробно описано ниже, и как это лучше всего можно видеть на фиг. 5), выходное отверстие 17 рога 20 не обязательно совпадает со звуковыпускным отверстием 12 (фиг. 5), через которое распространяющийся по воздуху звук выходит из базового блока ушного вкладыша.) В самом простом случае, когда поперечное сечение рога имеет круглую форму по всей его длине, линией длины рога считается линия, соединяющая геометрические центры всех последовательных круглых поперечных сечений рога по всей длине рога. В случае других форм поперечного сечения рога (например, квадратной, прямоугольной, формы равностороннего треугольника и им подобной) линией длины рога также считается линия, соединяющая геометрические центры всех последовательных поперечных сечений по длине рога. Если поперечные сечения рога имеют неправильную форму (например, форму неравностороннего треугольника или ей подобную), то линия длины рога может определяться, как линия, проходящая через центры масс последовательных поперечных сечений по длине рога. Если тип формы поперечного сечения рога
меняется по его длине, то для определения линии длины рога может использоваться любая подходящая комбинация подходов, упомянутых выше.
В некоторых воплощениях акустический рог 20 может иметь по меньшей мере один участок наложения. Под участком наложения подразумевается ситуация, когда на виде рога снаружи вовнутрь (вдоль оси Ю
«вовнутрь-наружу», как показано на фиг. 4) по меньшей мере часть поперечного сечения более внутренней части рога лежит по меньшей мере под частью поперечного сечения более наружной части рога (и соответственно отделена от нее некоторым объемом внутреннего пространства 22 базового блока 10 ушного вкладыша, который не является частью акустического рога). То есть, на виде в данном направлении данная более внутренняя часть акустического рога проходит по меньшей мере частично под более наружной частью акустического рога. Два таких участка наложения 18 и 19 видны на фиг. 3 и 5, и особенно четко на фиг. 4. В различных воплощениях акустический рог 20 может иметь ни одного, один, два, три, четыре или более участков наложения.
а
Смещенные отверстия
В некоторых воплощениях второе (звуковыпускное, или выходное) отверстие 17 скрученного рога 20 может быть смещенным отверстием. Под этим понимается, что на виде базового блока 10 ушного вкладыша вдоль оси Ю
«вовнутрь-наружу» выходное отверстие 17 рога 20 не перекрывает геометрический центр (центр масс) базового блока 10 ушного вкладыша. Вид на фиг. 4 (вдоль оси «вовнутрь-наружу») показывает, что в данном воплощении выходное отверстие 17 является смещенным отверстием. Можно ожидать, что выходное отверстие рога, смещенное таким образом (в противоположность рогу, в котором выходное отверстие расположено в сущности в геометрическом центре базового блока ушного вкладыша) позволяет использовать увеличенных размеров базовый блок 10 ушного вкладыша (и соответственно больший или более длинный рог), и при этом базовый блок ушного вкладыша не будет давить на какую-либо часть уха пользователя (например, на козелок или противокозелок), что могло бы вызвать дискомфорт.
а
В некоторых воплощениях первое (звукоприемное, или входное) отверстие 13 скрученного рога 20 может быть смещенным отверстием. Под этим понимается, что на виде базового блока 10 ушного вкладыша вдоль оси Ю
«вовнутрь-наружу» входное отверстие 13 рога 20 не перекрывает геометрический центр (центр масс) базового блока 10 ушного вкладыша. В некоторых воплощениях входное
а
отверстие 13 и выходное отверстие 17 расположены таким образом, что рог имеет форму смещенной спирали. Под этим понимается, что (опять же, на виде вдоль оси «вовнутрь-наружу») ни одна часть выходного отверстия 17 не перекрывается с какой либо частью входного отверстия 13. На фиг. 4 показано такое воплощение рога 20 в форме смещенной спирали.
В некоторых воплощениях акустический рог 20 может иметь форму эксцентричной спирали на виде вдоль оси «вовнутрь-наружу» базового блока ушного вкладыша. Под эксцентричностью понимается, что расстояние между концентрически соседними сегментами (измеренное между центральными линиями сегментов, определяемыми, как описано выше) не является постоянным. На фиг. 4 показано такое воплощение рога 20 в форме эксцентричной, и одновременно смещенной, спирали. Можно ожидать, что такая конфигурация спирали дает дополнительные преимущества, например, во внутреннем пространстве 22 базового блока 10 ушного вкладыша обеспечивается место для внутренних компонентов, механизмов и прочих элементов (например, компонентов, связанных с работой клапана 25, как будет более подробно описано ниже). В некоторых воплощениях рог 20 на виде вдоль оси «вовнутрь-наружу» базового блока 10 ушного вкладыша (при внимательном рассмотрении пути прохождения линии центров сечений рога) может совершать по меньшей мере 0,5, 0,8, 1,0, 1,2 или 1,4 оборота вдоль своей длины от входного отверстия 13 до выходного отверстия 17. В других воплощениях рог 20 может совершать менее, чем 2,0, 1,8 или 1,6 оборота вдоль своей длины (рог, показанный для примера на фиг. 4, совершает примерно 1,5 оборота).
Сведущим в данной области техники будет понятно, что акустический рог 20 может принимать (собирать) распространяющиеся по воздуху звуки по меньшей мере определенных частот через входное отверстие 13, и такие звуки могут передаваться вдоль длины рога 20 и выходить из рога 20 через его выходное отверстие 17. Постепенно уменьшающееся поперечное сечение рога 20 обеспечивает усиление интенсивности звуковых волн по мере их прохождения вдоль длины рога 20. Наличие акустического рога 20 в базовом блоке ушного вкладыша может, по меньшей мере на некоторых частотах, по меньшей мере частично компенсировать потери интенсивности звуковых волн, возникающие вследствие того, что базовый блок ушного вкладыша вставлен в раковину уха, и тем самым нарушается естественный эффект сбора звуковых волн, обеспечиваемый наружным ухом.
2
2
Таким образом, за счет того, что входное отверстие 13 рога больше, чем его выходное отверстие 17, обеспечивается эффект усиления звука. В различных воплощениях площадь первого (звукоприемного, или входного) отверстия 13 может быть больше, чем площадь второго (звуковыпускного, или выходного) отверстия 17 на величину, составляющую от примерно 150% до примерно 1400% площади выходного отверстия 17. В других воплощениях площадь входного отверстия может быть больше, чем площадь выходного отверстия на величину, составляющую от примерно 200% до примерно 1000%, или от примерно 250% до примерно 600% площади выходного отверстия. Обратим внимание, что приведенные выше соотношения площадей отверстий рассчитаны, как приращение площади по отношению к площади меньшего, то есть выходного отверстия. Так, например, если площадь входного отверстия составляет 37,0 мм, а площадь выходного отверстия составляет 2,7 мм, то входное отверстие по площади больше на (37,0-2,1)/2,1≈1270%, чем выходное отверстие. (Строго говоря, в качестве площади входного отверстия 13 в подобных расчетах следует брать его эффективную площадь, то есть, исключающую площадь каких-либо твердых тел, например, ниток сетки или экрана, перекрывающих отверстие и не являющихся акустически прозрачными на рассматриваемых частотах, как будет более подробно обсуждаться ниже.)
2
2
2
2
В различных воплощениях площадь входного отверстия 13 рога может составлять по меньшей мере примерно 25, 30 или 35 мм. Кроме того, в различных воплощениях площадь входного отверстия 13 рога может составлять не более, чем примерно 50, 45 или 40 мм. В различных воплощениях площадь выходного отверстия 17 рога может составлять по меньшей мере примерно 1,5, 2,0 или 2,5 мм. Кроме того, в различных воплощениях площадь выходного отверстия 17 рога может составлять не более, чем примерно 4,0, 3,5 или 3,0 мм. В различных воплощениях длина рога 20 от его входа 13 до выхода 17 может составлять по меньшей мере примерно 3,0, 3,5, 3,8 или 4,0 см. Кроме того, в различных воплощениях длина рога 20 может составлять не более, чем примерно 5,5, 5,0, 4,5, 4,2 или 4,0 см.
2
2
То, что площадь выходного отверстия 17 рога меньше, чем площадь его входного отверстия 13, фактически означает, что рог 20 имеет сужение. В различных воплощениях рог 20 может иметь среднее сужение (в пересчете на всю длину рога), составляющее по меньшей мере примерно 50, 100, 150, 200, 250, 300 или 350 процентов на сантиметр длины рога. Кроме того, в различных воплощениях рог 20 может иметь среднее сужение, составляющее не более, чем примерно 450, 400, 350 или 300 процентов на сантиметр длины рога. Так, например, рог со входным отверстием площадью 37,0 мм, выходным отверстием площадью 2,7 мм и длиной 4 см имеет среднее сужение ([37,0-2,7]/2,7)/4≈320% на 1 см длины рога. Естественно, что локальное сужение в каждой точке рога 20 вдоль его длины может отличаться от среднего сужения. То есть, в одних местах рога сужение может быть более выраженным, а в других - менее выраженным. Примером такой конструкции рога может быть форма, при которой рог 20 несколько раз (например, четыре, три, два раза или всего один раз) ступенчато меняет площадь сечения вдоль своей длины. И хотя такие воплощения акустического рога также входят в объем настоящего изобретения, в других воплощениях рог 20 может иметь по меньшей мере постоянное сужение, что означает, что его локальное сужение отличается не более чем на ±10% от среднего сужения, по меньшей мере на существенной части (по меньшей мере на 80%) длины рога. В данном контексте постоянное сужение не включает особого случая нулевого или почти нулевого сужения (менее, чем 10% на 1 см длины рога). В некоторых воплощениях рог 20 имеет плавное сужение, что означает, что ни в какой точке вдоль длины рога 20 от его входа 13 к его выходу 17 площадь его поперечного сечения не претерпевает ступенчатого изменения. И хотя в некоторых случаях может быть целесообразно, чтобы рог 20 в любой точке вдоль своей длины имел круглое поперечное сечение, в общем случае форма поперечного сечения рога особым образом не ограничивается, и в любой точке вдоль его длины рог 20 может иметь любую подходящую форму поперечного сечения (например, квадратную, прямоугольную, овальную, треугольную, неправильную и так далее). В различных воплощениях рог может иметь форму, соответствующую, по меньшей мере в целом, в сущности или практически точно, форме конического рупора, экспоненциального рупора или трактриссного рупора.
По меньшей мере в некоторых воплощениях входное отверстие 13 и выходное отверстие 17 являются единственными отверстиями в роге 20 (через которые распространяющиеся по воздуху звуковые волны могут входить в рог 20 и выходить из него). Выходное отверстие 17 по определению расположено на обращенном вовнутрь уха конце рога 20. Как упоминалось выше, выходное отверстие 17 рога не обязательно является самым крайним и/или конечным (в направлении вовнутрь уха) отверстием базового блока 10 ушного вкладыша (так, например, в воплощении на фиг. 5 выходное отверстие 17 рога отличается от звуковыпускного отверстия 12 базового блока 10 ушного вкладыша, и в данном воплощении именно звуковыпускное отверстие 12 является крайним в направлении вовнутрь уха местом базового блока 10 ушного вкладыша).
В некоторых воплощениях входное отверстие 13 рога может быть в сущности ничем не перекрытым отверстием, и это означает, что не более, чем 20% площади отверстия, потенциально открытой для вхождения в него звуковых волн, перекрыто не пропускающим звука материалом (например, материалом экрана, сетки, перфорированной пластины, иными подобными или прочими элементами). В некоторых воплощениях входное отверстие 13 рога является совсем не перекрытым отверстием, и это означает, что ни одна часть площади отверстия, потенциально открытой для вхождения в него звуковых волн, не перекрыта не пропускающим звука материалом. В воплощении, показанном на фиг. 1 и 4, входное отверстие 13 является совсем не перекрытым отверстием, поскольку ни одна часть площади отверстия, потенциально открытой для вхождения в него звуковых волн (то есть, площади, ограниченной круглым ободком, образующим отверстие 13), не перекрыта не пропускающим звука материалом. Такие воплощения выгодно отличаются, например, от конструкций, в которых значительная часть площади, или даже вся площадь отверстия, потенциально открытая для вхождения в него звуковых волн, перекрыта не пропускающим звука материалом. Примером перекрытого отверстия является отверстие, в котором расположен цилиндрический элемент, в результате чего полезная площадь отверстия, открытая для сбора звуковых волн, представляет собой небольшое кольцо, площадь которого значительно меньше, чем площадь всего отверстия, которая была бы доступна для сбора звуковых волн, если бы не была перекрыта.
Можно предположить, что скрученная форма рога в соответствии с настоящим изобретением позволяет достичь относительно большой длины рога в пределах достаточно малого базового блока ушного вкладыша, что в свою очередь позволяет сделать ушной вкладыш эстетически привлекательным по размерам и по форме, и что самое важное - низкопрофильным (то есть, не выступающим значительно из раковины уха). Относительно большая длина рога 20, в комбинации с оптимальной величиной сужения, которая обсуждалась выше, может обеспечивать частоту отсечения (ниже которой практически или полностью отсутствуют сбор и/или усиление звуковых волн), составляющую примерно 2 кГц. Благодаря этому акустический рог 20 может избирательно усиливать звуковые волны в наиболее полезном частотном диапазоне, например, для распознавания речи, то есть, в диапазоне от 2 кГц и выше. (Строго говоря, рог 20 не следует рассматривать, как
усилитель звука, так как звук вряд ли будет слышен лучше, чем в отсутствие базового блока 10 ушного вкладыша, вставленного в ухо; скорее, рог 20 помогает скомпенсировать потерю интенсивности звука из-за размещения базового блока ушного вкладыша в ушном канале и нарушения естественной функции сбора звуковых волн наружным ухом.)
В некоторых воплощениях использование устройства шумоподавления в зависимости от громкости звука (например, избирательного акустического фильтра, который будет более подробно описан ниже), в комбинации с рогом 20 в конструкции устройства 1 для защиты органов слуха, может обеспечивать улучшенное распознавание человеческой речи при адекватной защите пользователя от громких шумов. Кроме того, как будет более подробно описано ниже, наличие в некоторых воплощениях клапана в определенном месте акустического пути устройства 1 может позволять, по желанию пользователя, обратимо превратить устройство 1 в полностью отсекающую шумы ушную заглушку (например, если пользователь находится в среде с частым или постоянным присутствием звуков относительно высокой громкости, и желательно обеспечить максимально возможный эффект шумоподавления).
Базовый блок 10 ушного вкладыша содержит обращенное по меньшей мере в целом вовнутрь отверстие 12 для выпуска звука, распространяющегося по воздуху (наиболее отчетливо видно на фиг. 2 и 5), которое может быть удобно расположено в месте, обеспечивающем акустическое сопряжение с ним первичного (звукоприемного) отверстия 42 сквозного канала 41 наконечника 40 ушного вкладыша. Под «акустическим сопряжением» понимается, что выходное отверстие 12 базового блока 10 ушного вкладыша и первичное (звукоприемное) отверстие 42 наконечника 40 ушного вкладыша связаны друг с другом по газообразной среде таким образом, что звуковые волны, выходящие из выпускного отверстия 12, могут попадать непосредственно в отверстие 42. В одном из воплощений, как это лучше всего видно на фиг. 2 и 5, выходное отверстие 12 может быть выполнено в непосредственной близости к концу полого выступа 14 (патрубка), протяженного в направлении вовнутрь уха (когда устройство 1 вставлено в ухо пользователя), в результате чего при креплении наружного конца 46 наконечника 40 ушного вкладыша к выступу 14 выходное отверстие 12 базового блока 10 ушного вкладыша и отверстие 42 наконечника 40 ушного вкладыша совмещаются друг с другом и располагаются в непосредственной близости друг к другу. (Во многих воплощениях обращенный наружу уха конец 46 наконечника 40 ушного вкладыша может быть насажен на выступ 14, чтобы за счет тугой их посадки получить надежное соединение, в результате чего, строго говоря, отверстие 42 наконечника 40 ушного вкладыша, принимающее звуковые волны, выходящие из выходного отверстия 12, может быть расположено немного внутри сквозного канала 41 наконечника 40 ушного вкладыша, а не на обращенном наружу уха конце сквозного канала 41. В некоторых воплощениях выступ 14 базового блока 10 ушного вкладыша может иметь такой же состав и такие же свойства (например, может быть сделан из того же материала), что и корпус 11 базового блока 10 ушного вкладыша. В определенных воплощениях выступ 14 может быть структурной частью корпуса 11 (это включает в себя случай, когда выступ 14 является структурной частью одной из основных частей корпуса, в частности, в случае, когда корпус 11 выполнен путем сопряжения друг с другом двух основных частей корпуса).
В некоторых воплощениях наконечник 40 ушного вкладыша может быть выполнен с возможностью съемного его крепления к базовому блоку 10 ушного вкладыша (например, обращенный наружу уха конец 46 наконечника 40 ушного вкладыша может съемно крепиться к выступу 14 базового блока 10 ушного вкладыша). Это означает, что пользователь может вручную (то есть, просто пальцами и без использования каких-либо инструментов, таких, как пассатижи, отвертки, лезвия и прочие) отделить наконечник 40 ушного вкладыша от базового блока 10 ушного вкладыша, например, для чистки наконечника 40 ушного вкладыша, замены его на новый или очищенный наконечник ушного вкладыша и прочих целей. В воплощении, показанном на фиг. 1 и 2, съемное крепление наконечника 40 ушного вкладыша к базовому блоку 10 ушного вкладыша может обеспечиваться путем посадки в натяг кольцеобразной части ствола 43 наконечника на периферийную поверхность выступа (патрубка) 14. (Здесь и в любом другом месте описания термин «кольцеобразный» используется в самом широком его смысле и не подразумевает, и не требует, строго круглой или даже в сущности круглой геометрии). При этом, однако, подразумевается, что в других воплощениях может использоваться любой подходящий способ съемного крепления наконечника 40 ушного вкладыша к базовому блоку 10 ушного вкладыша.
По меньшей мере в некоторых воплощениях устройство 1 может включать по меньшей мере одно физическое (не электронное) устройство 23 шумоподавления в зависимости от громкости звука. Такое устройство обеспечивает, по меньшей мере на некоторых частотах, ослабление звуков высокого уровня громкости в большей степени, чем звуков низкого уровня громкости. Такое устройство может быть реализовано, например, в виде одной или более диафрагм или иных препятствий на пути прохождения звуковых волн, и обычно характеризуется значительным уменьшением площади поперечного сечения на пути прохождения через него звуковых волн по сравнению со средним диаметром канала 41. Такое устройство шумоподавления в зависимости от громкости звука может быть расположено в любом подходящем месте пути прохождения звуковых волн, то есть, в любой точке вдоль длины акустического рога 20, или в любой точке вдоль длины сквозного канала 41 наконечника 40 ушного вкладыша. Однако в некоторых воплощениях может быть целесообразным расположить такое устройство 23 между вторым (звуковыпускным, или выходным) отверстием 17 акустического рога 20 и первым (звукоприемным) отверстием 42 наконечника 40 ушного вкладыша, так, чтобы любые звуки, распространяющиеся по воздуху и выходящие из выпускного отверстия 17 акустического рога, попадали бы на физическое устройство шумоподавления в зависимости от громкости звука перед тем, как достигнуть первичного (звукоприемного) отверстия 42 наконечника 40 ушного вкладыша. Пример такой конструкции показан на фиг. 5. В воплощении на фиг. 5 физическим устройством шумоподавления в зависимости от громкости звука является избирательный акустический фильтр 23, посаженный в гнездо 24, образованное, по меньшей мере частично, двумя поверхностями, формованными внутри выступа (патрубка) 14 базового блока 10 ушного вкладыша. В конструкциях такого типа распространяющиеся по воздуху шумы, выходящие из второго (звуковыпускного) отверстия 17 акустического рога 20, должны пройти через акустический фильтр 23, чтобы выйти из базового блока 10 ушного вкладыша (через выходное отверстие 12) и достичь первого (звукоприемного) отверстия 42 наконечника 40 ушного вкладыша.
Может использоваться любой подходящий избирательный акустический фильтр. Варианты потенциально подходящих акустических фильтров подробно описаны, например, в патентах США 6,148,821, 6,070,693, 6,068,079 и 5936208, а также в патентной заявке США 2014/0190494. В воплощении, показанном на фиг. 5, акустический фильтр 23 является полым телом в целом бочковидной формы с отверстием относительно малого диаметра по меньшей мере на одном его конце, которое посажено (например, посажено с натягом и/или закреплено с помощью адгезива или другим способом) в гнездо 24.
В некоторых воплощениях физическое устройство шумоподавления в зависимости от громкости звука (например, акустический фильтр), расположенное в описанном выше месте, является единственным элементом такого типа, присутствующим в устройстве 1. То есть, в таких воплощениях в канале 41 наконечника 40 ушного вкладыша отсутствуют какие-либо физические устройства шумоподавления в зависимости от громкости звука. Так, например, в некоторых воплощениях канал 41 может быть полым воздуховодом, диаметр которого отклоняется не более, чем на ±20% от среднего диаметра (или эквивалентного диаметра) вдоль всей его длины. Подобным образом, в некоторых воплощениях физические устройства шумоподавления в зависимости от громкости звука отсутствуют по всей длине акустического рога 20.
Сведущим в данной области техники будет понятно, что в воплощении, показанном на фиг. 5, описанное выше выходное отверстие является обращенным вовнутрь уха концом акустического рога 17, и соответственно гнездо 24 и расположенный в нем акустический фильтр 23 не являются частями акустического рога 20 (его частью не является также канал 41 наконечника 40 ушного вкладыша). Кроме того, сведущим в данной области техники будет понятно, что такая конструкция отличается от конструкций, в которых акустический фильтр очевидным образом присутствует на некотором участке длины акустического рога (например, на участке между половиной длины и двумя третями длины рога). Сведущему в данной области техники будет понято, что расположение акустического фильтра/демпфера в какой-либо точке длины акустического рога может негативно сказываться на работе рога (фактически, это приводит к разбивке рога на два отдельных, последовательно расположенных рога, и результаты такой разбивки, как правило, отрицательные). Поэтому сведущему в данной области техники будет понятно, что расположение каких-либо физических устройств шумоподавления в зависимости от громкости звука (в частности, акустического фильтра) таким образом, как это описано в настоящей заявке, позволит использовать акустический рог 20 с максимальной эффективностью.
При необходимости базовый блок 10 ушного вкладыша может содержать по меньшей мере один клапан 25, приводимый в действие пользователем, который может частично или полностью закрывать акустический рог, делая невозможным прохождение через него звука, распространяющегося по воздуху. Такой клапан может быть клапаном любого подходящего типа (например, створчатым клапаном, содержащим элемент, который может быть открыт или закрыт путем его сдвига, изгиба и/или поворота в шарнире). Такой клапан может быть расположен в любом месте вдоль длины акустического рога 20. В некоторых воплощениях такой клапан может быть расположен вблизи второго (звуковыпускного, или выходного отверстия) 17 акустического рога 20 (как в воплощении, показанном на фиг. 2).
Клапан 25 может приводиться в действие, например, механическим переключателем 21 любого подходящего типа (например, кулисным переключателем, ползунковым переключателем, поворотным переключателем, кнопочным выключателем и так далее). Такой механический переключатель может быть расположен в любом подходящем месте корпуса 11 базового блока 10 ушного вкладыша. В некоторых воплощениях переключатель 21 может быть расположен на обращенной наружу уха поверхности 16 базового блока 10 ушного вкладыша, что позволяет управлять переключателем, не снимая устройства 1 с уха. В некоторых воплощениях клапан 25 может быть расположен вблизи второго (звуковыпускного) отверстия 17 акустического рога 20, в то время как переключатель 21 может быть расположен на обращенной наружу уха поверхности 16 базового блока 10 ушного вкладыша (то есть, в месте, удаленном от клапана 25). В таких воплощениях переключатель 21 и клапан 25 могут быть функционально связаны друг с другом, например, посредством одного или более толкателей, тросиков или иных элементов, делающих возможным управление клапаном 25 с переключателя 21. Можно ожидать, что скрученная форма акустического рога 20 в совокупности с наличием дополнительных полостей во внутреннем пространстве 22 базового блока 10 ушного вкладыша облегчают такое расположение.
В целом корпус 11 базового блока 10 ушного вкладыша может быть сконфигурирован таким образом, чтобы свести к минимуму (то есть, по меньшей мере в сущности исключить) захождение распространяющихся по воздуху звуковых волн во внутреннее пространство базового блока 10 ушного вкладыша, за исключением специально предусмотренного пути, а именно, через акустический рог 20. Это может быть сделано, например, за счет сведения к минимуму числа и размеров сквозных отверстий, имеющихся в корпусе 11. Так, в некоторых воплощениях базовый блок 10 ушного вкладыша не имеет каких-либо (не перекрытых) отверстий, ведущих во внутреннее пространство 22, кроме первого (звукоприемного, или входного) отверстия 13 акустического рога 20 и звуковыпускного отверстия 12 базового блока 10 ушного вкладыша.
Более подробно это можно объяснить следующим образом: если в каком-либо месте корпуса 11 необходимо расположить какой-либо компонент, например, переключатель, то такой компонент должен плотно сопрягаться со сквозным
отверстием таким образом, чтобы он по меньшей мере в сущности перекрывал данное отверстие (то есть, плотно сидел в данном отверстии). Чтобы этого достичь, при креплении такого компонента в сквозном отверстии в корпусе 11 могут использоваться любая подходящая прокладка, герметик, адгезив и им подобные средства. (Подобным образом, если для изготовления корпуса 11 требуется сопряжение двух или более его частей, для достижения такого же эффекта могут использоваться любые подходящие прокладки, герметики, адгезивы или аналогичные средства.) Кроме того, по меньшей мере в некоторых воплощениях акустический рог 20 может быть сконфигурирован таким образом, что он не будет содержать иных отверстий, кроме упомянутых выше входного отверстия 13 и выходного отверстия 17. Благодаря этому по меньшей мере в сущности предотвращается проникновение любого постороннего распространяющегося по воздуху шума, который может попасть во внутреннее пространство 22 базового блока 10 ушного вкладыша, в акустический рог 20. Подобным образом, по меньшей мере в сущности предотвращается проникновение любого постороннего распространяющегося по воздуху шума вокруг базового блока 10 ушного вкладыша, далее вокруг поверхности наконечника 40 ушного вкладыша и во внутреннее ухо пользователя (за счет описанного ниже эффекта перекрывания зазора между наконечником и ушным каналом, обеспечиваемого конструкцией наконечника 40 ушного вкладыша). И кроме того, плотное прилегание между наконечником 40 ушного вкладыша и, например, выступом 14 базового блока 10 ушного вкладыша, может по меньшей мере в сущности предотвращать прохождение распространяющегося по воздуху постороннего шума вокруг поверхности базового блока 10 ушного вкладыша и далее во внутренний канал 41 наконечника 40 ушного вкладыша. Такие особенности конструкции, независимо от точного способа их исполнения, могут гарантировать, что по меньшей мере весь распространяющийся по воздуху звук, попадающий во внутреннее ухо пользователя, является звуком, который вошел в акустический рог 20 через его входное отверстие 13 и прошел через акустический рог, и преимущества этого были описаны выше.
При необходимости по меньшей мере на части входного отверстия 13 рога 20 может быть расположен любой подходящий защитный элемент, предотвращающий попадание загрязняющих объектов в рог 20. Таким защитным элементом может быть, например, сетка, экран, перфорированная пластина или прочее, и он может быть изготовлен из любого подходящего материала. Он может быть выполнен с возможностью его снятия, очистки и/или замены при необходимости. Если твердые материалы защитного элемента имеют размер или расположение, при которых защитный элемент является по меньшей мере в сущности акустически прозрачным, наличие такого элемента может быть проигнорировано, например, при расчете площади отверстия 13 (то есть, может использоваться полная или номинальная площадь отверстия). Однако если твердые материалы защитного элемента влияют на передачу звука, распространяющегося по воздуху, и данное влияние нельзя считать пренебрежимо малым, то в подобных расчетах следует использовать «эффективную» площадь отверстия 13, то есть, его суммарную площадь, умноженную на коэффициент, учитывающий процент открытой площади защитного элемента, блокирующего часть отверстия.
На фиг. 1 показан также наконечник 40 ушного вкладыша в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения, и данный наконечник показан в отдельности на фиг. 2. Наконечник 40 ушного вкладыша содержит сквозной канал 41, который является протяженным через наконечник 40 ушного вкладыша от его обращенного наружу уха конца 46 к его обращенному вовнутрь уха концу 47, и обеспечивает прохождение распространяющегося по воздуху звука через наконечник. По меньшей мере в некоторых воплощениях сквозной канал 41 является изолированным сквозным каналом, что означает, что канал во всех радиальных направлениях охватывается материалом наконечника 40 ушного вкладыша (а не является канавкой, с какой-либо стороны открывающейся на периферийную поверхность наконечника 40 ушного вкладыша). Сквозной канал 41, который может быть по меньшей мере в целом протяженным вдоль длинной оси наконечника 40 ушного вкладыша, как показано на фиг. 2, содержит первое (звукоприемное) отверстие (отверстие 42 на фиг. 2), которое, когда наконечник 40 ушного вкладыша прикреплен к базовому блоку 10 ушного вкладыша, принимает распространяющийся по воздуху звук из базового блока 10 ушного вкладыша. Сквозной канал 41 дополнительно содержит второе (звуковыпускное) отверстие 45, обращенное в сторону внутреннего уха пользователя, вследствие чего распространяющийся по воздуху звук может проходить через сквозной канал 41 и направляется оттуда во внутреннее ухо пользователя.
По меньшей мере в некоторых воплощениях плотная посадка по меньшей мере части наконечника 40 ушного вкладыша по меньшей мере в часть ушного канала обеспечивает перекрывание зазора межу наконечником и ушным каналом. Под перекрыванием зазора межу наконечником и ушным каналом подразумевается то, что по меньшей мере некоторые периферийные поверхности (например, поверхности 51) наконечника ушного вкладыша находятся в достаточно плотном контакте с участками стенок ушного канала и в сущности предотвращают прохождение распространяющегося по воздуху звука из окружающей среды вдоль ушного канала в зазоре между наконечником ушного вкладыша и стенками внутреннего уха, и соответственно, такой звук не может попасть во внутреннее ухо. Это может гарантировать, что в сущности весь, или практически весь распространяющийся по воздуху звук, попадающий во внутреннее ухо, попадает в него через сквозной канал 41 (и соответственно прошел через акустический рог базового блока ушного вкладыша, как обсуждалось выше). Наконечник 40 ушного вкладыша может плотно садиться на базовый блок 10 ушного вкладыша (то есть, по меньшей мере в сущности герметично), и тем самым дополнительно гарантировать то, что весь распространяющийся по воздуху звук, достигающий внутреннего уха, будет звуком, прошедшим через акустический рог базового блока ушного вкладыша, опять же, как это обсуждалось выше.
Кроме того, подразумевается, что наконечник ушного вкладыша представляет собой тело, по меньшей мере основные части которого являются упруго сжимаемыми и/или деформируемыми, по меньшей мере в радиальном направлении вовнутрь, в результате чего, когда наконечник ушного вкладыша вставлен в ушной канал, по меньшей мере некоторые части наконечника ушного вкладыша упруго смещены в радиальном направлении наружу таким образом, что по меньшей мере некоторые участки периферийной поверхности наконечника ушного вкладыша прижаты к участкам стенок ушного канала, в результате чего в сущности или полностью устраняются какие-либо воздушные зазоры между ними. Наконечник 40 ушного вкладыша содержит длинную ось L, которая, когда устройство 1 вставлено в ухо пользователя, как правило, по меньшей мере в целом совмещается с длинной осью части ушного канала, в которую вставлен наконечник ушного вкладыша. Наконечник 40 ушного вкладыша содержит обращенный наружу уха конец 46 и обращенный вовнутрь уха конец 47, из которых конец 46 является концом, который прикреплен (неразъемно или съемно) к базовому блоку 10 ушного вкладыша, а конец 47 является концом, ближе всего располагающимся к внутреннему уху пользователя. Наконечник 40 ушного вкладыша может быть изготовлен из любого подходящего материала или любых подходящих материалов, и может иметь любую подходящую геометрическую конфигурацию. В некоторых воплощениях наконечник 40 ушного вкладыша может содержать упруго деформируемый и/или сжимаемый органический полимерный материал, например, подходящий формованный пластический материал. В воплощениях первого типа требуемая упругая сжимаемость наконечника ушного вкладыша может быть обеспечена самими по себе свойствами полимерного материала, скорее, чем специальной геометрической конфигурацией. Так, например, в некоторых воплощениях наконечник 40 ушного вкладыша может представлять собой в целом цилиндрическое или коническое тело, выполненное, например, из упруго сжимаемой пены. В воплощениях второго типа требуемая упругая сжимаемость может быть обеспечена или усилена геометрической конфигурацией по меньшей мере некоторых компонентов наконечника ушного вкладыша. Как показано для примера на фиг. 1 и 2, наконечник 40 ушного вкладыша может содержать ствол 43 и один или более выступающих в радиальном направлении наружу воротничков, изготовленных из упруго деформируемого материала. Введение такого наконечника ушного вкладыша в ушной канал приводит к тому, что такие воротнички могут деформироваться (отгибаться назад в сторону обращенного наружу уха конца 46 наконечника ушного вкладыша), и таким образом будет достигаться требуемое упругое смещение воротничков к стенкам ушного канала. В определенных воплощениях один или более воротничков 44 могут быть сразу выполнены отогнутыми назад (в виде юбки или колокола), то есть, они могут иметь отогнутую конфигурацию еще до введения их в ушной канал (пример такого воплощения показан на фиг. 1 и 2). В определенных воплощениях воротнички могут иметь по меньшей мере в целом полусферическую форму. Можно ожидать, что в воплощениях второго типа может быть необязательно, чтобы весь материал, или даже чтобы какая-то часть материала, из которого выполнен наконечник 40 ушного вкладыша, были сильно сжимаемыми, при условии, что по меньшей мере некоторые компоненты (например, воротнички) наконечника ушного вкладыша являются упруго деформируемыми и имеют геометрическую форму, которая обеспечивает выработку деформируемыми участками упругих усилий, достаточных для упругого смещения поверхностей таких компонентов к стенкам ушного канала.
В некоторых воплощениях (независимо от того, содержит ли наконечник ушного вкладыша воротнички или не содержит их), наконечник 40 ушного вкладыша (то есть, его ствол 43 и воротнички, если таковые имеются) могут быть выполнены за единое целое (например, формованы за единое целое) из органического полимерного материала, например, упруго деформируемого и/или сжимаемого материала. В некоторых воплощениях наконечник 40 ушного вкладыша может содержать ствол, который не обязательно является упругим и/или сжимаемым, но на который установлены протяженные в радиальном направлении наружу один или более упруго деформируемых воротничков, один или более кольцеобразных слоев упруго деформируемого материала или им подобные элементы. (Можно ожидать, что в конструкциях типа, показанного на фиг. 1-3, может быть целесообразным, чтобы по меньшей мере обращенный наружу конец ствола 43 наконечника 40 ушного вкладыша был упруго деформируемым, чтобы, например, была возможна посадка с натягом наружного отверстия 42 наконечника 40 ушного вкладыша поверх выступа 14 базового блока 10 ушного вкладыша).
В некоторых воплощениях наконечник 40 ушного вкладыша может иметь сужающуюся форму, при которой обращенный вовнутрь уха конец 47 (фактически, обращенный в сторону внутреннего уха) является узким концом, при этом наконечник 40 ушного вкладыша является структурно целым, или такая сужающаяся форма может быть обеспечена за счет наличия множества воротничков различного диаметра. И хотя на фиг. 1 и 2 показаны три воротничка (44а, 44b и 44с), каждый из которых имеет поверхности, вступающие в контакт со стенкой ушного канала, в других воплощениях может использоваться любое другое число воротничков. Можно ожидать, что возможно большое разнообразие конструкций наконечника 40 ушного вкладыша, и что конструкции, показанные на фиг. 1 и 2, являются лишь примерами возможных воплощений. В различных воплощениях упруго деформируемая и/или сжимаемая часть наконечника 40 ушного вкладыша (или весь наконечник 40 ушного вкладыша) могут быть изготовлены из материала, имеющего твердость, составляющую менее, чем примерно 50, 45, 40, 35, 30, 25 или 20 по шкале Шора «А». В некоторых воплощениях такой наконечник ушного вкладыша или его часть могут быть изготовлены из материала, имеющего твердость от примерно 30 до примерно 40 по шкале Шора «А». Независимо от точной конструкции наконечника 40 ушного вкладыша, может быть целесообразным, чтобы по меньшей мере некоторая часть наконечника 40 ушного вкладыша имела диаметр (когда компоненты наконечника 40 ушного вкладыша находятся в недеформированном и/или несжатом состоянии), по меньшей мере немного больший, чем средний диаметр обращенной наружу части ушного канала взрослого человека, чтобы обеспечить достаточные упругие усилия, смещающие поверхности наконечника 40 ушного вкладыша к стенкам ушного канала при введении наконечника в ушной канал. Выше был подробно описан основной принцип воплощений наконечника ушного вкладыша, и хотелось бы подчеркнуть, что описанный выше базовый блок 10 ушного вкладыша со скрученным акустическим рогом может использоваться с любым подходящим наконечником 40 ушного вкладыша, имеющим любую подходящую конфигурацию и изготовленным из любого подходящего материала.
Физиология уха и посадка устройства в ухо
Ниже приводятся краткие сведения по физиологии и строению человеческого уха, на основании которых можно более точно описать посадку предлагаемого в настоящем изобретении устройства в ухо пользователя. Как показано на фиг. 6, наружное ухо 100 человека включает расширенную часть 101, называемую ушной раковиной. Ушная раковина 101 включает выдающийся наружу, скругленный ободок 103, называемый завитком ушной раковины, который начинается в верхней области 111, называемой ножкой завитка, и является протяженным от нее в направлении против часовой стрелки по наружному периферийному краю ушной раковины. Внутри в радиальном направлении по отношению к завитку 103 расположен еще один криволинейный выступ 107, называемый противозавитком ушной раковины, который является протяженным от области 112, называемой ножками противозавитка, и частично охватывает по периферии чашеобразное углубление 106, называемое раковиной уха. Раковина 106 уха по меньшей мере частично разделяется ножкой 111 завитка на нижнюю часть 109, называемую полостью раковины, и верхнюю часть 115, называемую челноком раковины. Самые внутренние области раковины 106 уха ведут в ушной канал 104, который представляет собой проход в целом круглого или овального сечения, ведущий к ушному барабану и во внутреннее ухо.
Противозавиток 107 имеет обращенный в радиальном направлении вовнутрь ободок 113, который, вдоль по меньшей мере части или даже всей своей длины может немного выступать в радиальном направлении вовнутрь и немного закрывает край периферии раковины 106 уха. Самая нижняя часть противозавитка 107 (часть 116 на фиг. 6) образует противокозелок 108, который представляет собой выступ, протяженный в радиальном направлении вовнутрь над краем полости раковины и обычно образует более выраженный в радиальном направлении буртик, чем это делает противозавиток 107. По другую сторону полости раковины, напротив противокозелка, находится еще один протяженный в радиальном направлении вовнутрь выступ 105, называемый козелком, который, подобно противокозелку, обычно также образует
более выраженный в радиальном направлении буртик, чем это делает противозавиток, и который обычно немного перекрывает снаружи часть ушного канала 104.
Устройство 1 в соответствии с настоящим изобретением имеет конфигурацию (размеры и форму), обеспечивающую удобное его расположение и надежное удержание в ухе пользователя. И хотя в некоторых воплощениях по меньшей мере базовый блок 10 ушного вкладыша может быть индивидуально изготовлен для пользователя, в других воплощениях посадка и удержание устройства 1 в ухе пользователя могут быть достигнуты без индивидуального изготовления устройства под форму уха данного пользователя. А именно, в некоторых воплощениях устройство 1 (в том числе базовый блок 10 ушного вкладыша и наконечник 40 ушного вкладыша) не является индивидуально изготовленными для пользователя (под индивидуально изготовленным понимается устройство, в котором какая-либо часть какого-либо компонента изготовлена по слепку или трехмерному изображению уха данного пользователя). Более того, по меньшей мере в некоторых воплощениях базовый блок 10 ушного вкладыша является по меньшей мере полужестким, или даже полностью жестким, и не является в значительной мере сжимаемым или деформируемым пользователем каким-либо образом при нормальных условиях эксплуатации устройства 1.
По меньшей мере в некоторых воплощениях устройство 1 может иметь такую конфигурацию, что оно может подходить как для правого уха пользователя, так и для левого уха пользователя. В таких воплощениях не обязательно обеспечивать различные по конфигурации (в частности, по форме) базовые блоки 10 ушных вкладышей для правого и левого уха пользователя, а достаточно обеспечить в комплекте поставки пару устройств идентичной формы. В других воплощениях базовые блоки 10 ушных вкладышей могут поставляться имеющими немного разную форму, для левого уха и правого уха.
a
В некоторых воплощениях может быть целесообразным, чтобы общая форма базового блока 10 ушного вкладыша в некоторой степени обладала зеркальной симметрией. Дело в том, что при наличии у базового блока 10 ушного вкладыша некоторой степени зеркальной симметрии (на виде вдоль оси IO «вовнутрь-наружу» базового блока 10 ушного вкладыша) он может быть удобно размещен как в правом ухе, так и в левом ухе. Следует, однако, отметить, что наличие даже высокой степени зеркальной симметрии общей формы базового блока 10 ушного вкладыша не требует, чтобы размещение различных его элементов (в частности, входного отверстия 13 рога и выступа 14) также обладало зеркальной симметрией. Кроме того, не исключается наличие небольшой локальной асимметрии формы базового блока 10 ушного вкладыша, при условии, что сохраняется достаточная степень зеркальной симметрии общей формы базового блока 10 ушного вкладыша.
a
Степень зеркальной симметрии общей формы базового блока 10 ушного вкладыша может быть определена путем построения проекции базового блока 10 ушного вкладыша на плоскость, в сущности перпендикулярную оси IO «вовнутрь-наружу» базового блока 10 ушного вкладыша, и выявления возможной оси симметрии, проходящей по меньшей мере в целом вдоль длинной оси полученной проекции и разбивающей проекцию базового блока 10 ушного вкладыша на две примерно равные части. После этого одну из частей проекции следует мысленно повернуть вокруг выявленной оси симметрии, так чтобы она совместилась со второй частью проекции (то есть, как бы сложить лист по оси симметрии так, чтобы одна часть проекции совместилась со второй частью проекции). После этого можно определить процент площади, который окажется общим для частей проекции, и он будет представлять собой степень зеркальной симметрии. Базовым блоком 10 ушного вкладыша, по меньшей мере в целом обладающим зеркальной симметрией формы, считается базовый блок, у которого части проекции (построенной описанным выше способом) при наложении имеют по меньшей мере 70% общей площади. (Наличие зеркальной симметрии базового блока 10 ушного вкладыша наиболее хорошо прослеживается в его воплощении, показанном на фиг. 4.) В различных воплощениях базовый блок 10 ушного вкладыша может обладать степенью зеркальной симметрии, составляющей по меньшей мере примерно 80, 90, 95 или 98%.
По меньшей мере в некоторых воплощениях базовый блок 10 ушного вкладыша может иметь по меньшей мере в целом овальную форму на виде вдоль длинной оси наконечника 40 ушного вкладыша. Форма, именуемая термином «овальная», в данном контексте включает форму собственно овала, эллипса, прямоугольника с одним или более скругленными углами, капли и им подобных фигур. В воплощении, показанном на фиг. 1-5, базовый блок 10 ушного вкладыша имеет в целом овальную форму с концом 31 (к которому прикреплен наконечник 40 ушного вкладыша), немного более узким, чем противоположный конец 32 (иным словами, в данном воплощении базовый блок 10 ушного вкладыша имеет форму, напоминающую форму капли, с острым концом 31 и тупым концом 32).
Такого типа формы могут обеспечивать расположение одной или более поверхностей базового блока 10 ушного вкладыша в непосредственной близости к поверхности (а в некоторых воплощениях - в контакте с такой поверхностью) некоторого компонента уха, ограничивающего раковину 106 по меньшей мере вокруг части ее периметра. Такие компоненты уха могут включать любой или все из следующих компонентов: козелок 105, противокозелок 108 и части обращенного в радиальном направлении вовнутрь ободка 113 противозавитка 107. Такие конструкции (в совокупности с плотной посадкой наконечника 40 ушного вкладыша в ушном канале 104) могут обеспечивать надежное, и в то же время комфортное, удержание устройства 1 в раковине 106 уха человека. Это проиллюстрировано на фиг. 7, на котором показано воплощение базового блока 10 ушного вкладыша, посаженного в правое ухо пользователя (наконечник 40 ушного вкладыша и ушной канал 104 для ясности данного чертежа условно не показаны).
При этом размеры и форма базового блока 10 ушного вкладыша подобраны таким образом, чтобы базовый блок 10 ушного вкладыша располагался в раковине 106 уха (в некоторых воплощениях - в полости 109 раковины). Так, например, обращенная вовнутрь уха поверхность 15 базового блока 10 ушного вкладыша может иметь такую форму, что когда устройство 1 вставлено в ухо, некоторая часть или большая часть площади обращенной вовнутрь уха поверхности 15 находится в контакте с поверхностями (участками кожи), ограничивающими раковину 106 уха со стороны внутреннего уха. (И хотя в воплощениях на фиг. 2 и 5 поверхность 15 показана относительно плоской, в других воплощениях поверхность 15 может иметь криволинейную, например, выпуклую форму.) Кроме того, как упоминалось выше, вокруг по меньшей мере части периметра базового блока 10 ушного вкладыша могут быть обеспечены одна или более контактных поверхностей базового блока 10 ушного вкладыша (например, поверхность 35, показанная на фиг. 1-2; при наличии нескольких контактных поверхностей они могут быть пространственно разнесены друг от друга или могут переходить друг в друга сплошным образом), которые имеют такую конфигурацию, что когда устройство 1 вставлено в ухо пользователя, по меньшей мере одна контактная поверхность находится в контакте с поверхностями (участками кожи), ограничивающими раковину 106 уха по меньшей мере вокруг части ее периферии (например, ограничивают полость 109 раковины).
В некоторых воплощениях базовый блок 10 ушного вкладыша может иметь такие размеры и форму, что по меньшей мере одна из контактных поверхностей базового блока 10 ушного вкладыша, обращенная в целом наружу уха или протяженная в радиальном направлении наружу (например, поверхность 35), после установки базового блока 10 ушного вкладыша в ухо по меньшей мере частично располагается за обращенной вовнутрь уха поверхностью (а в некоторых воплощениях касается такой поверхности) протяженного в радиальном направлении вовнутрь края компонента уха, образующего часть периферии раковины уха. Поэтому в различных воплощениях базовый блок 10 ушного вкладыша может содержать различные контактные поверхности, конфигурация которых обеспечивает их расположение в плотном контакте (в радиальном направлении и/или в направлении «наружу-вовнутрь») с протяженными в радиальном направлении вовнутрь поверхностями (например, протяженными в радиальном направлении вовнутрь выступами) козелка 105, противокозелка 108 и/или частью 116 противозавитка, ближайшей к противокозелку. (В данном контексте под частью противозавитка, ближайшей к противокозелку, подразумевается часть противозавитка длиной примерно 25 мм, протяженная от точки напротив наиболее выступающей в радиальном направлении вовнутрь части противокозелка вдоль противозавитка в направлении против часовой стрелки.) Пример такой конфигурации показан на фиг. 7, и в данном воплощении контактная поверхность, расположенная в окрестности тупого конца 32 базового блока 10 ушного вкладыша, располагается позади части выступа противокозелка 108 (и в некоторых воплощениях может располагаться в контакте с ней). Подобны образом, контактная поверхность более узкого конца 31 базового блока 10 ушного вкладыша располагается позади части выступа козелка 105 (и в некоторых воплощениях может располагаться в контакте с ней). Такая фиксация более узкого конца 31 базового блока 10 ушного вкладыша за выступом козелка 105 для многих пользователей может являться основным механизмом удержания (или способствовать более надежному удержанию) базового блока 10 ушного вкладыша в раковине уха. Однако необходимо подчеркнуть, что в зависимости от индивидуальных особенностей формы компонентов уха того или иного пользователя, любая из контактных поверхностей базового блока 10 ушного вкладыша (или ее часть) может быть, но может и не быть в контакте с поверхностью (участком кожи) того или иного компонента уха, образующего по меньшей мере часть периферии раковины уха пользователя.
Таким образом, подводя краткий итог, можно сказать, что в некоторых воплощениях базовый блок 10 ушного вкладыша может иметь конфигурацию, при которой устройство 1 может удерживаться на своем месте в ухе пользователя посредством по меньшей мере одной контактной поверхности базового блока 10 ушного вкладыша устройства 1, располагающейся в непосредственной близости к поверхности (а в некоторых воплощениях - в контакте с такой поверхностью) кожи, ограничивающей раковину 106 по меньшей мере вокруг части ее периферии, в совокупности с посадкой наконечника 40 ушного вкладыша в ушной канал 104. (Такие конфигурации устройства следует отличать от конфигураций, при которых устройство в сущности, или практически полностью, удерживается на своем месте в ухе за счет того, что наконечник устройства посажен в ушной канал.) Еще в некоторых воплощениях базовый блок 10 ушного вкладыша может иметь такую конфигурацию, что устройство 1 может удерживаться на своем месте в ухе пользователя по меньшей мере частично за счет того, что две или более контактных поверхностей базового блока 10 ушного вкладыша располагаются в непосредственной близости к соответствующим поверхностям участков кожи (или даже в контакте с такими поверхностями), которые образуют по меньшей мере часть периферии раковины 106 уха. В некоторых воплощениях, когда устройство 1 вставлено в ухо пользователя, две такие области контакта между контактными поверхностями базового блока 10 ушного вкладыша и поверхностями компонентов уха, образующими участки периферии раковины 106 уха, могут быть разнесены друг от друга по периметру базового блока 10 ушного вкладыша на угол, составляющий по меньшей мере 120, 140 или 160° (в направлении по часовой стрелке или против часовой стрелки). Такая конфигурация показана на примере воплощения на фиг. 7, в котором имеются две такие области контакта (с частью козелка и с частью противокозелка соответственно), разнесенные друг от друга по периферии базового блока 10 ушного вкладыша на угол примерно 130°.
И хотя в некоторых воплощениях посадка наконечника 40 ушного вкладыша в ушной канал 104 может усиливать описанные выше эффекты и дополнять надежную посадку устройства 1 в ухо пользователя, наличие по меньшей мере одной контактной поверхности (а еще лучше - двух или более контактных поверхностей) вокруг периметра базового блока 10 ушного вкладыша может обеспечивать возможность не столь жесткой посадки наконечника 40 ушного вкладыша в ушной канал (например, устраняет необходимость слишком глубокой посадки наконечника 40 ушного вкладыша в ушной канал), и тем самым повышается комфорт ношения устройства 1 пользователем при надежном удержании устройства 1 на своем месте. То есть, в таких воплощениях наконечник 40 ушного вкладыша должен быть посажен в ушной канал с плотностью, достаточной лишь для обеспечения упомянутого выше перекрывания зазора между наконечником и ушным каналом, скорее, чем должен быть основным механизмом надежного крепления устройства 1 в ухе пользователя. То есть, в некоторых воплощениях устройство 1 может удерживаться в ухе пользователя по меньшей мере частично, в сущности, или практически полностью за счет плотной посадки базового блока 10 ушного вкладыша устройства 1, то есть, за счет сопряжения периферийной поверхности базового блока 10 ушного вкладыша с участками компонентов уха, образующими периферию раковины уха, таких, как козелок, противокозелок и/или часть противозавитка, ближайшая к противокозелку.
В некоторых воплощениях размер базового блока 10 ушного вкладыша по оси «вовнутрь-наружу» (под которым подразумевается среднее расстояние между обращенной вовнутрь уха поверхностью 15 и обращенной наружу уха поверхностью 16) может быть выдержан минимальным, так, чтобы ни одна часть базового блока 10 ушного вкладыша не выступала за пределы воображаемой плоскости, проходящей по наиболее выступающим в направлении наружу уха местам противозавитка. Это может обеспечивать комфортность ношения устройства 1 даже когда пользователь спит (то есть, благодаря тому, что устройство 1 не выступает слишком сильно в направлении наружу уха, контакт головы и уха пользователя с подушкой не вызовет значительного давления со стороны устройства на ухо пользователя). По меньшей мере в некоторых воплощениях, когда устройство 1 посажено в ухо пользователя, все части базового блока 10 ушного вкладыша могут быть в целом, в сущности, или полностью расположены в пределах полости раковины уха. В частности, в некоторых воплощениях базовый блок 10 ушного вкладыша не содержит каких-либо выступов, которые, когда устройство 1 вставлено в ухо пользователя, были бы протяженным вверх, то есть, в сторону челнока раковины уха (например, не содержит дугообразного выступа, который повторяет форму ободка челнока раковины и/или располагается внутри в радиальном направлении по отношению к ободку челнока раковины.
a
В некоторых воплощениях может иметься угол смещения между длинной осью L наконечника 40 ушного вкладыша и базовым блоком 10 ушного вкладыша (а именно, между длинной осью L наконечника 40 ушного вкладыша и осью IO «вовнутрь-наружу» базового блока 10 ушного вкладыша). Наличие такого угла смещения может обеспечивать повышенный комфорт ношения устройства, посаженного в ухо пользователем. Так, в воплощении, показанном на фиг. 1-5, имеется угол смещения, который находится в диапазоне примерно 10-15°. В различных воплощениях данный угол смещения может составлять по меньшей мере 6, 8 или 10°. Кроме того, в различных воплощениях данный угол смещения может составлять не более, чем 18, 16 или 14°. Во многих воплощениях ориентация длинной оси L наконечника 40 ушного вкладыша может быть обусловлена ориентацией установочного элемента (например, выступа 14) базового блока 10 ушного вкладыша, на который устанавливается наконечник 40 ушного вкладыша. А именно, во многих воплощениях данный угол смещения может быть получен, например, за счет угла, под которым выступ 14 является протяженным от базового блока 10 ушного вкладыша устройства 1, как это видно наилучшим образом на фиг. 5.
Приведенные выше соображения следует понимать с учетом того, что существует некоторое разнообразие форм человеческого уха. Поэтому приведенное выше описание посадки устройства 1 в ухо человека, в частности, в раковину уха, следует рассматривать, как относящееся к геометрическим размерам и форме уха и отдельных его компонентов для взрослого человека, которые следует считать наиболее представительными для популяции взрослого населения. Отметим, что устройство 1 (в частности, базовый блок 10 ушного вкладыша и наконечник 40 ушного вкладыша) может выпускаться различных размеров, и тогда для любого устройства 1 приведенное выше описание будет справедливо по меньшей мере для той группы населения, для которой предназначен данный размер устройства 1. Для различных воплощений устройства 1 в соответствии с настоящим изобретением его посадка в раковину уха может быть оценена по посадке устройства 1 в искусственное ухо (формованную из пластмассы ушную раковину), пригодное для проведения испытаний по методу ANSI S12.42 («Метод измерения потери интенсивности звуковых волн при использовании вставляемых в уши средств защиты органов слуха от постоянного или импульсного шума, с помощью микрофона, вставленного в настоящее ухо, или с помощью специальных приспособлений для акустических измерений») в редакции 2010 года. Подходящие образцы искусственного уха предлагаются компанией G.R.A.S. Sound & Vibration A/S (Холте, Дания), под торговыми наименованиями KB0077 (левый) и KB0078 (правый), и они предназначены для использования с испытательным прибором «G.R.A.S. 45СВ Acoustic Test Fixture)). Так, в некоторых воплощениях базовый блок 10 ушного вкладыша имеет конфигурацию, при которой он имеет по меньшей мере одну контактную поверхность, предназначенную для контакта с «поверхностью кожи», образующей по меньшей мере часть периферии раковины искусственного уха, удовлетворяющего требованиям метода ANSI S12.42 и пригодного для проведения соответствующих испытаний.
И хотя выше были описаны воплощения, в которых базовый блок 10 ушного вкладыша и наконечник 40 ушного вкладыша присоединены друг к другу с образованием устройства 1, следует подчеркнуть, что по меньшей мере в некоторых воплощениях базовый блок 10 ушного вкладыша может поставляться без присоединенного к нему наконечника. То есть, базовый блок 10 ушного вкладыша может поставляться пользователю в отдельности, и пользователь может использовать его в комбинации с любым подходящим наконечником. Кроме того, в некоторых воплощениях по меньшей мере один базовый блок ушного вкладыша и по меньшей мере один наконечник ушного вкладыша могут быть упакованы совместно, например, в виде набора. Такой набор может включать указания по применению (заметим, что прилагаемая инструкция может быть виртуальной, в виде ссылки на веб-сайт, на который может зайти пользователь, чтобы прочитать или скачать соответствующую инструкцию).
И хотя приведенное выше описание было ориентировано на пассивные устройства защиты органов слуха, в других воплощениях базовый блок ушного вкладыша в соответствии с настоящим изобретением может использоваться в составе электронного устройства защиты органов слуха. Под электронным устройством такого типа подразумевается устройство, которое в значительной степени препятствует прямому прохождению распространяющихся по воздуху звуков из окружающего пространства в ушной канал, и включает электронные компоненты, которые принимают распространяющийся по воздуху звук, преобразуют его в электронные сигналы, обрабатывают электронные сигналы, преобразуют обработанные электронные сигналы в обработанный звук и затем выпускают обработанный звук в ушной канал. При этом, однако, необходимо подчеркнуть, что базовый блок ушного вкладыша, содержащий скрученный акустический рог в соответствии с настоящим изобретением, выполнен для его использования в качестве устройства (пассивного или электронного) для защиты органов слуха, и такие устройства следует отличать от пассивных и электронных устройств для коррекции слуха (слуховых аппаратов, слуховых трубок и им подобных устройств).
Следует также отметить, что в приведенном выше описании различные устройства, компоненты и их комбинации в соответствии с настоящим изобретением характеризуются, как «в сущности предотвращающие» прохождение звуковых волн, распространяющихся по воздуху. Такая терминология подразумевает, что такие устройства, компоненты и их комбинации в соответствии с настоящим изобретением
не обязательно должны обеспечивать абсолютный барьер на пути звуковых волн, распространяющихся по воздуху. Скорее, единственным требованием, подразумеваемым данной терминологией, является то, что все такие компоненты и их комбинации в совокупности обладают достаточными барьерными свойствами в отношении звуковых волн, распространяющихся по воздуху, чтобы устройство 1, содержащее наконечник 40 ушного вкладыша и базовый блок 10 ушного вкладыша в соответствии с настоящим изобретением, могло функционировать, как описано в настоящей заявке.
Список возможных воплощений
Воплощение 1 представляет собой базовый блок ушного вкладыша, который имеет конфигурацию, обеспечивающую возможность его расположения в раковине уха пользователя, и содержит скрученный акустический рог, конфигурация которого обеспечивает прием распространяющихся по воздуху звуковых волн через первое, звукоприемное отверстие и выпуск распространяющихся по воздуху звуковых волн через второе, звуковыпускное отверстие, при этом площадь поперечного сечения первого, звукоприемного отверстия больше площади поперечного сечения второго, звуковыпускного отверстия на величину, составляющую от примерно 150% до примерно 1600% площади поперечного сечения второго, звуковыпускного отверстия; при этом второе, звуковыпускное отверстие является смещенным отверстием; и при этом первое, звукоприемное отверстие и второе, звуковыпускное отверстие связаны друг с другом по газообразной среде с образованием скрученного акустического рога; и при этом базовый блок ушного вкладыша имеет конфигурацию, обеспечивающую возможность прикрепления к нему наконечника ушного вкладыша, при этом наконечник ушного вкладыша имеет конфигурацию, обеспечивающую возможность его посадки в ушной канал пользователя, в результате чего базовый блок ушного вкладыша и наконечник ушного вкладыша в комбинации образуют пассивное устройство для защиты органов слуха.
Воплощение 2 представляет собой базовый блок ушного вкладыша согласно воплощению 1, в котором площадь поперечного сечения первого, звукоприемного отверстия больше площади поперечного сечения второго, звуковыпускного отверстия на величину, составляющую от примерно 200% до примерно 1000% площади поперечного сечения второго, звуковыпускного отверстия. Воплощение 3 представляет собой базовый блок ушного вкладыша согласно любому из воплощений 1-2, в котором
первое, звукоприемное отверстие является отверстием, обращенным по меньшей мере в целом наружу уха. Воплощение 4 представляет собой базовый блок ушного вкладыша согласно любому из воплощений 1-3, в котором скрученный акустический рог имеет длину от первого, звукоприемного отверстия до второго, звуковыпускного отверстия, составляющую от примерно 3 см до примерно 5 см. Воплощение 5 представляет собой базовый блок ушного вкладыша согласно любому из воплощений 1-4, в котором скрученный акустический рог имеет форму смещенной спирали, в которой ни одна часть второго, звуковыпускного отверстия скрученного акустического рога не перекрывается с какой-либо частью первого, звукоприемного отверстия скрученного акустического рога.
2
2
Воплощение 6 представляет собой базовый блок ушного вкладыша согласно любому из воплощений 1-5, в котором скрученный акустический рог имеет среднее сужение в диапазоне от примерно 50% до примерно 400% на сантиметр длины рога. Воплощение 7 представляет собой базовый блок ушного вкладыша согласно любому из воплощений 1-6, в котором скрученный акустический рог имеет сужение, по меньшей мере в сущности постоянное вдоль по меньшей мере примерно 80% длины скрученного акустического рога. Воплощение 8 представляет собой базовый блок ушного вкладыша согласно любому из воплощений 1-7, в котором площадь поперечного сечения первого, звукоприемного отверстия скрученного акустического рога находится в диапазоне от примерно 30 мм до примерно 45 мм. Воплощение 9 представляет собой базовый блок ушного вкладыша согласно любому из воплощений 1-8, в котором скрученный акустический рог имеет один или два участка наложения.
Воплощение 10 представляет собой базовый блок ушного вкладыша согласно любому из воплощений 1-9, имеющий форму, по меньшей мере в целом обладающую зеркальной симметрией на виде вдоль оси «вовнутрь-наружу» базового блока ушного вкладыша. Воплощение 11 представляет собой базовый блок ушного вкладыша согласно любому из воплощений 1-10, в котором базовый блок ушного вкладыша имеет длинную ось, ориентированную по меньшей мере в сущности перпендикулярно оси «вовнутрь-наружу» базового блока ушного вкладыша. Воплощение 12 представляет собой базовый блок ушного вкладыша согласно любому из воплощений 1-11, содержащий механический переключатель, расположенный на обращенной наружу уха поверхности базового блока 10 ушного вкладыша, при этом механический переключатель функционально связан с клапаном таким образом, что механический переключатель может использоваться для по меньшей мере частичного закрытия
клапана, в результате чего по меньшей мере частично блокируется прохождение звука, распространяющегося по воздуху, через скрученный акустический рог. Воплощение 13 представляет собой базовый блок ушного вкладыша согласно воплощению 12, в котором клапан расположен вблизи второго, звуковыпускного отверстия акустического рога.
Воплощение 14 представляет собой пассивное устройство для защиты органов слуха, конфигурация которого обеспечивает возможность его посадки в ухо пользователя, содержащее базовый блок ушного вкладыша, который имеет конфигурацию, обеспечивающую возможность его расположения в раковине уха пользователя, и содержит скрученный акустический рог, конфигурация которого обеспечивает прием распространяющихся по воздуху звуковых волн через первое, звукоприемное отверстие и выпуск распространяющихся по воздуху звуковых волн через второе, звуковыпускное отверстие, при этом площадь поперечного сечения первого, звукоприемного отверстия больше площади поперечного сечения второго, звуковыпускного отверстия на величину, составляющую от примерно 150% до примерно 1400% площади поперечного сечения второго, звуковыпускного отверстия; при этом второе, звуковыпускное отверстие является смещенным отверстием; и при этом первое, звукоприемное отверстие и второе, звуковыпускное отверстие связаны друг с другом по газообразной среде с образованием скрученного акустического рога; и наконечник ушного вкладыша, конфигурация которого обеспечивает возможность его посадки в ушной канал пользователя, при этом наконечник ушного вкладыша прикреплен к базовому блоку ушного вкладыша и содержит сквозной канал для прохождения звука, распространяющегося по воздуху, имеющий первое, звукоприемное отверстие, конфигурация которого обеспечивает прием звука, распространяющегося по воздуху и прошедшего через скрученный акустический рог базового блока ушного вкладыша, и второе, звуковыпускное отверстие, обращенное в сторону внутреннего уха пользователя.
Воплощение 15 представляет собой устройство согласно воплощению 14, содержащее физическое устройство шумоподавления в зависимости от громкости звука, расположенное между вторым, звуковыпускным отверстием акустического рога и первым, звукоприемным отверстием наконечника ушного вкладыша таким образом, что любой распространяющийся по воздуху звук, выходящий из второго, звуковыпускного отверстия акустического рога, должен пройти через физическое устройство шумоподавления в зависимости от громкости звука перед тем, как он достигнет первого, звукоприемного отверстия наконечника ушного вкладыша. Воплощение 16 представляет собой устройство согласно воплощению 15, в котором физическое устройство шумоподавления в зависимости от громкости звука является акустическим фильтром, установленным в гнездо, образованное по меньшей мере частично поверхностями, формованными во внутреннем пространстве выступа базового блока ушного вкладыша, и через который должен пройти звук, выходящий из второго, звуковыпускного отверстия акустического рога, чтобы достичь первого, звукоприемного отверстия наконечника ушного вкладыша.
Воплощение 17 представляет собой устройство согласно любому из воплощений 14-16, в котором базовый блок ушного вкладыша содержит по меньшей мере одну контактную поверхность, имеющую такую конфигурацию, что когда устройство посажено в ухо пользователя, упомянутая по меньшей мере одна контактная поверхность находится в контакте с поверхностью кожи какого-либо компонента уха, образующего по меньшей мере часть периферии раковины уха пользователя. Воплощение 18 представляет собой устройство согласно воплощению 17, в котором упомянутая по меньшей мере одна контактная поверхность базового блока ушного вкладыша имеет такую конфигурацию, что когда устройство посажено в ухо пользователя, упомянутая по меньшей мере одна контактная поверхность находится в контакте с поверхностью кожи по меньшей мере одного из следующих компонентов уха пользователя: козелок, противокозелок и часть противозавитка, ближайшая к противокозелку. Воплощение 19 представляет собой устройство согласно воплощению 18, в котором базовый блок ушного вкладыша имеет такую конфигурацию, что когда устройство посажено в ухо пользователя, устройство удерживается в ухе по меньшей мере частично за счет посадки базового блока ушного вкладыша устройства в натяг по меньшей мере с двумя из следующих компонентов уха пользователя: козелок, противокозелок и часть противозавитка, ближайшая к противокозелку.
Воплощение 20 представляет собой устройство согласно любому из воплощений 14-19, в котором базовый блок ушного вкладыша имеет такую конфигурацию, что когда устройство посажено в ухо пользователя, базовый блок ушного вкладыша располагается по меньшей мере в сущности в полости раковины уха пользователя. Воплощение 21 представляет собой устройство согласно воплощению 20, в котором базовый блок ушного вкладыша имеет такую конфигурацию, что когда устройство посажено в ухо пользователя, по меньшей мере в сущности ни одна часть базового блока ушного вкладыша не является протяженной вовнутрь челнока раковины уха пользователя. Воплощение 22 представляет собой устройство согласно любому из воплощений 14-21, в котором базовый блок ушного вкладыша имеет такую конфигурацию, что когда устройство посажено в ухо пользователя, по меньшей мере в сущности ни одна часть базового блока ушного вкладыша не является протяженной наружу уха вдоль оси «вовнутрь-наружу» базового блока ушного вкладыша, из раковины уха пользователя. Воплощение 23 представляет собой устройство согласно воплощению 14, содержащее базовый блок ушного вкладыша согласно любому из воплощений 1-13.
Воплощение 24 представляет собой набор, содержащий: по меньшей мере один базовый блок ушного вкладыша, конфигурация которого обеспечивает возможность его расположения в раковине уха пользователя, и который содержит скрученный акустический рог, конфигурация которого обеспечивает прием распространяющихся по воздуху звуковых волн через первое, звукоприемное отверстие и выпуск распространяющихся по воздуху звуковых волн через второе, звуковыпускное отверстие, при этом площадь поперечного сечения первого, звукоприемного отверстия больше площади поперечного сечения второго, звуковыпускного отверстия на величину, составляющую от примерно 150% до примерно 1400% площади поперечного сечения второго, звуковыпускного отверстия; при этом второе, звуковыпускное отверстие является смещенным отверстием; и при этом первое, звукоприемное отверстие и второе, звуковыпускное отверстие связаны друг с другом по газообразной среде с образованием скрученного акустического рога; и по меньшей мере один наконечник ушного вкладыша, конфигурация которого обеспечивает возможность его посадки в ушной канал уха пользователя, и кроме того, конфигурация наконечника ушного вкладыша обеспечивает возможность его прикрепления к базовому блоку ушного вкладыша. Воплощение 25 представляет собой набор согласно воплощению 24, в котором упомянутый по меньшей мере один базовый блок ушного вкладыша является базовым блоком ушного вкладыша согласно любому из воплощений 1-13.
Пример
Рабочий пример базового блока ушного вкладыша был выполнен способом быстрого изготовления прототипов (стереолитографией), и имел конфигурацию, в
2
2
целом аналогичную конфигурации, показанной на фиг. 1-5. Данный прототип базового блока ушного вкладыша имел сплошную конструкцию (был изготовлен из пластмассы и содержал скрученный акустический рог конфигурации, аналогичной показанной на фиг. 4). Рог имел обращенное наружу уха, круглое, ничем не перекрытое входное отверстие площадью 37 мм, обращенное в целом вовнутрь уха выходное отверстие площадью примерно 2,7 мм и длину пути звука, составлявшую примерно 4 см. Базовый блок ушного вкладыша содержал выступ, по размерам и форме аналогичный выступу, лучше всего показанному на фиг. 2 и 5, который включал гнездо, в котором был размещен избирательный акустический фильтр типа, используемого в устройстве защиты органов слуха, предлагаемом компанией 3М под торговым наименованием «СОМВАТ ARMS EARPLUGS». На выступ базового блока ушного вкладыша напрессовывали наконечник ушного вкладыша, в целом показанный на фиг. 1-2, в результате чего получали рабочий пример пассивного устройства защиты органов слуха. Полученное устройство для защиты органов слуха располагали в ухе манекена KEMAR 45СВ от G.R.A.S. Общепринятыми методами («розовый шум») измеряли потери интенсивности звуковых волн при вставленном в ухо прототипе устройства защиты органов слуха по сравнению с их интенсивностью в отсутствие такого устройства в том же манекене KEMAR 45СВ, и полученные результаты измерений представлены на фиг. 8.
Для сравнения измеряли также потери интенсивности звуковых волн для вставленного в ухо обычного пассивного устройства для защиты органов слуха (которое не включало какого-либо акустического рога, но включало такой же акустический фильтр, как и устройство в рабочем примере, и в котором использовался такой же наконечник ушного вкладыша, как и в рабочем примере). Результаты измерений наглядно показывают, что устройство в рабочем примере характеризуется значительно меньшей потерей интенсивности звуковых волн по сравнению с обычным устройством для защиты органов слуха, особенно в частотном диапазоне свыше 2000 Гц.
Описанный выше пример приведен только для внесения большей ясности в настоящее описание, и из него не следует делать необоснованных выводов о каких-либо ограничениях. Испытание, описанное в разделе «Пример», и его результаты подразумеваются, как иллюстративные, а не предсказательные, и при изменении процедуры испытания могут быть получены другие результаты. Подразумевается также, что все количественные значения, приведенные в разделе «Пример», являются
приблизительными, и их следует рассматривать с учетом возможных отклонений в пределах допусков, типичных для используемых способов измерений. Сведущим в данной области техники будет очевидно, что любые элементы, конструкции, отличительные особенности, детали, конфигурации и прочее, описанные на примере различных воплощений, могут быть изменены и/или могут комбинироваться друг с другом в многочисленных прочих воплощениях. (В частности, любые из элементов, явно упоминаемых в настоящем описании, как альтернативные, могут быть явным образом включены в заявляемый предмет изобретения или исключены из него, в соответствии с целесообразностью.) Изобретателем подразумевается, что все такие изменения и комбинации, а не только те типичные решения, которые были выбраны в качестве иллюстративных, входят в объем настоящего изобретения. Таким образом, объем настоящего изобретения должен быть ограничен не в точности воплощениями, выбранными в качестве примеров в настоящем описании, а он должен быть расширен до воплощений, изложенных в формуле изобретения, и эквивалентов таких воплощений. В случае, если имеются противоречия или расхождения между содержанием настоящего описания и содержанием любого из документов, включенных в настоящее описание посредством ссылки, следует руководствоваться содержанием настоящего описания.