用于形成听力保护器的系统、该系统中的耳杯，以及由该系统形成的听力保护器 【发明领域】
本发明涉及一种用于形成听力保护器的系统、一种由上述系统形成的听力保护器，以及一种适用于由上述系统形成的听力保护器的耳杯。更具体地说，本发明涉及一种听力保护器，除了噪音降低功能(noise-reducingfunction)外，所述听力保护器还具有与听力保护器关联的放音功能，以允许发出听力保护器中的声音。
背景技术
听力保护器包括两个耳杯和一个用于将听力保护器系牢在佩戴者的头部的装置，以便将耳杯固定到佩戴者的耳朵上。现有的听力保护器使用的耳杯可以起有源元件的作用，这意味着它们具有消极的、减弱声音的功能，这个功能与耳杯内的主动的放音功能相结合来允许使用者听到这个放音。
为了这个目的，耳杯可以采用具有扬声器的电子单元。电子单元可以包含不同的功能。一种类型的电子单元可以，例如，包括无线电接收器和用来通过扬声器再现由无线电接收器接收到的声音所必需的电子电路。另一种类型的电子单元可以设计成使之有能力再现来自听力保护器邻近地区的环境声音。在这种情况下，听力保护器可以装有与电子单元相连接的扬声器。因此，电子单元具有允许其接收来自扬声器的声音并且转换该声音以便该声音以适合于佩戴者的水平由耳杯内的扬声器发出的功能。电子单元的电子电路可以包括例如这样一种电路，这种电路能为了日常说话的频率范围的益处而衰减尤其干扰人耳的频率。这样，这种有效的听力保护器的使用者能在嘈杂的环境中与另一个人讲话而不用摘掉听力保护器，并且没有任何损坏听力的危险。电子单元也可以设计为具有以上描述的两种功能。
不同类型的耳杯可以根据其将被使用的环境中噪音的水平而设计为具有不同的衰减程度。如果听力保护器计划用于噪音水平高的环境，例如用于飞机起飞的邻近地区，则耳杯必须具有比用于低噪音环境的听力保护器，例如用于餐饮业的厨房的听力保护器，高得多的噪音衰减程度。为了这个原因，听力保护器设计为具有不同的噪音衰减能力，也就是具有不同尺寸的噪音降低空间(noise-reducing space)。通常，耳杯的尺寸越大衰减能力越好。
重要的是，安置在听力保护器中的扬声器不能发出太大的声音，以使声音不会变得对使用者的耳朵有害。为了这个原因，可对可由电子单元通过耳杯内的扬声器放出的音量设置一上限。这个放音水平限制记述在，例如，欧洲标准EN352中。为了避免扬声器在使用者的耳朵附近发出的声音超过这个限制，以及保证使用者对所有地耳杯具有相同类型的声音体验，有源耳杯(active ear cup)最好能在耳朵附近以某种音量设置发出相同的声音水平，而与耳杯的类型无关。为了在具有不同衰减程度，也就是在具有不同尺寸的噪音降低空间的耳杯中实现这一点，目前，根据耳杯的衰减程度，必须使用不同的电子电路来提供相同的放音功能。例如，当生产具有两个不同衰减程度的耳杯时，必须开发提供放音功能所需的两种电路，一种提供给具有较高衰减程度的耳杯，而另一种提供给具有较低衰减程度的耳杯。这意味着，与不管耳杯的衰减程度如何都可使用相同的电路的情况相比，对于每个耳杯而言，在装配、研制、电路的适配，以及储藏方面，都需要较高的费用。
【发明内容】
因此，本发明的目的是提供一种能消除上面所描述的缺陷的解决方案，即，不论耳杯的尺寸和衰减程度如何，该方案都能用相同类型的电子电路和扬声器在使用者的耳朵附近提供相似的声音体验。
这个目的由根据相应的独立权利要求的用于形成听力保护器的系统、这个系统中的耳杯以及由这样的系统形成的听力保护器实现。
本发明的实施方式由从属权利要求和下述的说明书以及附图呈现。
根据本发明的第一方面，这个目的由一种用于形成听力保护器的系统来实现，该系统包括：至少一个第一耳杯(5a)和至少一个第二耳杯(5b)，所述第一耳杯和第二耳杯具有不同尺寸的噪音降低空间(11)，以及具有至少一个扬声器(31)的至少一个电子单元(30)，
所述耳杯(5a，5b)被设置来容纳所述电子单元，
所述耳杯(5a，5b)中的每一个被设置来容纳所述扬声器(31)，使得在所述噪音降低空间(11)中获得从所述扬声器开始且沿着当使用者佩戴耳杯时使用者耳朵的方向的内部距离(I)，
所述耳杯(5a，5b)进一步具有一谐振空间(15)，所述谐振空间(15)布置为对所述扬声器(31)发出的声音起共鸣板的作用，且
所述第一耳杯(5a)中的内部距离(Ia)和所述谐振空间的体积(Va)适合于所述第二耳杯(5b)中的内部距离(Ib)和所述谐振空间的体积(Vb)，使得，当电子单元(30)安装到每一个耳杯(5a，5b)时，由每一个耳杯中的所述扬声器(31)发出的声音在第一耳杯(5a)中与在第二耳杯(5b)中产生大体相同的声音特征。
噪音降低空间可被界定为一个由耳杯的内侧和由外部圆周边缘在耳杯上界定的表面限定的空间，所述边缘设置为面对使用者的耳朵。
对于“内部距离”一词，其指的是，当耳杯靠着使用者的耳朵放置时，由设置在耳杯内的扬声器发出的声音在噪音降低空间内沿使用者耳朵的方向从扬声器，适当地说应是从扬声器膜片，行进到直到其离开噪音降低空间所经过的距离。这个距离恰当界定为从扬声器膜片到由耳杯的外部圆周边缘所界定的表面的距离。参见图2a和3a中的参考数字Ia和Ib。
对于“谐振空间”一词，其指的是，耳杯中预计对由扬声器发出的声音起到共振板作用的立体凹穴(spatial cavity)，也就是说，邻近扬声器的对发出的声音水平和声音特征具有实质影响的空间。谐振空间主要位于扬声器后面，并且，也被称为扬声器的后部体积。
当在两个耳杯中使用相同类型的扬声器和电子电路时，对于每种类型的耳杯来说，谐振空间的适合的内部距离和体积可通过以下实验测试来决定，通过改变扬声器在每个耳杯中的位置，以及通过改变谐振空间的体积，直到对于具有一定尺寸的噪音降低空间的一种类型的耳杯相对于具有不同尺寸的噪音降低空间的另一种类型的耳杯来说，获得大体相同的声音特征。通过利用这个方案，对于不同的耳杯尺寸不需要具有不同的电路。因此，由于这种耳杯减少了装配成本、研制成本、电路的适配成本、存储成本等等，所以，与不同的耳杯尺寸必须使用不同的电路的情况相比，更具有经济效益。
根据本发明的一个实施方式，耳杯具有支架，所述支架设置在噪音降低空间内，而扬声器安装在所述支架上。这使得相应地改变耳杯中的内部距离和谐振空间的体积变得可能，通过改变支架在由设置在支架上的扬声器发出的声音在使用者耳朵的方向传播的方向上的延伸，可在具有不同尺寸的噪音降低空间的两个不同的耳杯中获得大致相同的声音特征。
根据另一个实施方式，每一个耳杯中的谐振空间由噪音降低空间的至少一部分形成。
根据进一步的实施方式，每一耳杯中的谐振空间设计为使得，当扬声器安装在耳杯中时，谐振空间与噪音降低空间分隔开。于是，获得了清楚地限定的谐振空间，该谐振空间的体积可相对容易地被改变，以达到本发明的目的。此外，这使得在听力保护器的右耳杯和左耳杯中提供相同尺寸的谐振空间变得相对容易，因为谐振空间的尺寸不取决于噪音降低空间的尺寸，而噪音降低空间的尺寸在右耳杯和左耳杯中有可能是不相同的，这取决于是否有一些无件被设置在右耳杯或左耳杯中的噪音降低空间中。
根据本发明的再一个实施方式，支架形成有凹进部分，并且这个凹进部分形成耳杯中的谐振空间。这允许通过用不同的方式设计支架来使内部距离和谐振空间的体积都改变，这使得能更容易地调整这些尺寸来适合不同尺寸的耳杯，从而实现本发明的目的。此外，谐振空间的尺寸将不再取决于噪音降低空间的尺寸，这和前面的那些实施方式一样带来了优点。
根据另外一个实施方式，每一耳杯中的支架被设置为使得，当扬声器安装到支架上时，凹进部分以使其与噪音降低空间完全分隔开的方式被覆盖。因为扬声器后面的空间与扬声器前面的空间是分隔开的，所以，由扬声器发出的声音通过声音的短路循环来影响扬声器自身的风险消除了。另外，与谐振体积和噪音降低空间具有部分相同的体积相比，扬声器后面的这种封闭的空间能在扬声器中提供更好的低音。
根据另外一个实施方式，第一耳杯中的内部距离(Ia)与第二耳杯中的内部距离(Ib)大体相同，且第一耳杯中的谐振空间的体积(Va)与第二耳杯中的谐振空间的体积(Vb)大体相同。因为，具有不同尺寸的噪音降低空间的耳杯的两个不同变量的尺寸是相同的，所以，当在两个耳杯中使用相同的电路时，邻近使用者耳朵的来自两个耳杯的声音特征是大体相同的。
根据进一步的实施方式，每一耳杯具有内部杯部分以及外部杯部分，所述内部杯部分界定噪音降低空间，所述外部杯部分设置来容纳电子单元的至少一部分。通过以这种方式将耳杯分为两部分，在听力保护器的右耳杯和左耳杯中提供相同尺寸的噪音降低空间是可能的，而不用考虑电子单元是否仅仅设置在其中一个耳杯中，或者电子单元是否分开在不同的耳杯中，例如，是否电子电路设置在听力保护器的其中一个耳杯中，而电子单元的电池设置在听力保护器的其中另一个耳杯中。
本发明还涉及一种包含在该系统中的耳杯，以及一种由该系统中的某些部件形成的听力保护器。
【附图说明】
图1是听力保护器的透视图，其中，以分解图的形式阐述了电子电路，包括扬声器和盖子。
图2a是具有大的噪音降低空间的耳杯的侧视截面图，其中安装了电子电路，包括扬声器。
图2b是图2a中的耳杯的透视图。
图2c是图2a中的耳杯的内部的前视图。
图3a是具有小的噪音降低空间的耳杯的侧视截面图，其中安装了电子电路，包括扬声器。
图3b是图3a中的耳杯的透视图。
图3c是图3a中的耳杯的内部的前视图。
图4是扬声器和耳杯的一部分的透视图。
优选实施方式描述
图1示出了具有两个耳杯5的听力保护器1。耳杯通过带板4彼此连接，而带板4用于将听力保护器固定到使用者的头上。带板通过系牢装置3的帮助而系牢到耳杯上。在一个可选的实施方式中，两个耳杯5可以用别的装置代替带板4来使耳杯彼此连接，例如每一个杯可以具有支托物(holder)，而支托物被设置来连接到将要戴在使用者头上的头盔或者类似物上。每个耳杯5具有内部杯部分10和外部杯部分20，这些部分由例如硬塑料制成。安装在内部杯部分的边缘12上的是密封圈6(如图2b所示)，该密封圈6布置成将在使用者的一只耳朵的周围区域与使用者的头部紧密接触。有利的是，耳杯5具有相等尺寸的噪音降低空间，以便对使用者的右耳和左耳来说，噪音的降低是相同的。
图2a-2c示出了具有大的噪音降低空间11的第一耳杯5a，而图3a-3c示出了具有小的噪音降低空间11的第二耳杯5b。第一和第二耳杯都具有下面描述的特征。
内部杯部分10界定了噪音降低空间11。内部杯部分10具有外部圆周边缘12，当使用者佩戴耳杯时，外部圆周边缘12面对着使用者。外部圆周边缘12设计为允许在其上设置密封圈。外部杯部分20和盖子40界定了将要容纳，尤其是容纳电子单元30的一部分的外部空间21。电子单元包括：用于提供放音功能的电子电路，例如FM无线电，和/或mp3播放器和/或用于播放环境声音的电子电路；至少一个扬声器和电源。在听力保护器中，电子单元或者安装在其中一个耳杯内或者分开安装在两个耳杯内，例如，将电源布置在一个耳杯内，而将电路布置在另一个耳杯内。有利地，扬声器布置为每个耳杯内各有一个扬声器。
内部杯部分10和外部杯部分20由隔板(partition)13分开，隔板13可以制成与内部杯部分10为一体。在噪音降低空间11内，布置有从隔板延伸的支架14以容纳扬声器31。支架具有凹进部分15，该凹进部分15形成了扬声器的谐振空间。支架14和扬声器31以这样的方式设计，当扬声器安装在支架14上时，凹进部分15由扬声器密封，以便所形成的谐振空间和噪音降低空间11分离开。隔板13进一步具有孔16，将扬声器31连接到电子电路30的电线(未示出)由这个孔16通过。
根据本发明，第一耳杯5a形成为具有大的噪音降低空间11，而第二耳杯5b形成为具有小的噪音降低空间11，以便获得从安装在支架14上的扬声器到由圆周边缘12界定的表面的内部距离I。于是，第一杯5a的内部距离Ia和第一杯的谐振空间15的体积Va被调整来匹配第二杯5b的相应的内部距离Ib和体积Vb，以便当相同类型的电子电路30分别布置在第一杯5a和第二杯5b中时，对于由安装在支架14上的扬声器31发出的声音来说，将在由圆周边缘12定义的表面上获得大体相同的声音特征。通过测试不同的距离和谐振空间体积来做出调整，直到获得对于两个耳杯来说都将给出大体上相同的声音特征的比率。
在一个实施方式中，第一和第二耳杯设计为使得第一耳杯的内部距离Ia与第二耳杯的内部距离Ib大体上是相同的，且第一耳杯5a中的谐振空间的体积Va与第二耳杯5b中的谐振空间15的体积Vb大体上也是相同的。因此，邻近使用者的耳部的声音特征是大体上相同的。为了在具有不同尺寸的噪音降低空间11的耳杯内获得相同的谐振空间体积，并且同时获得相同的内部距离，扬声器必须定位为在第一杯5a中比在第二杯5b中更远离噪音降低空间的内侧(即隔板13的表面)，因为在第一和第二杯中，扬声器离由圆周表面12所界定的表面的距离相同。因此，与在第二杯5b中相比，支架14在第一杯5a中设置的更高，也就是说，它具有更大的延伸长度。在这种连接中，第一耳杯5a中的谐振空间15采用与第二耳杯5b中的谐振空间相同的尺寸。
根据阐述在图2a和3a中的一个实施方式，支架14可具有搁在内部杯部分10的内侧上的圆筒的形式，紧靠着隔板13，并且朝向由圆周边缘12所界定的表面延伸。圆筒具有远离隔板的上部表面，该面形成了用于扬声器的支撑表面，而扬声器被设置为放置在这个支撑表面上。这样，谐振空间15由圆筒14、隔板13以及由支撑表面界定的表面定义的空间形成。于是，在第一和第二杯具有相同的内部距离I和谐振空间的体积V的实施方式中，谐振空间被形成为使得：具有较大的噪音降低空间11的第一耳杯5a的圆筒14比具有较小的噪音降低空间的第二耳杯5b的圆筒具有更大的延伸和更窄的横截面积。因此，耳杯将具有相同的内部距离I和相同的谐振空间的体积V。本发明还涉及一种形成听力保护器的系统。
系统包括许多具有大的噪音降低空间11的第一耳杯5a、许多具有小的噪音降低空间11的第二耳杯5b，以及许多相同类型的电子单元30，每个电子单元30具有至少一个扬声器31。为了由这个系统形成听力保护器，有利地，选用两套相同类型的耳杯、两个扬声器和一个电子单元，然后将它们组装。例如，用于极其嘈杂环境中的听力保护器适合由两套具有大的噪音降低空间的第一耳杯和具有两个扬声器的电子单元形成，每个耳杯各具有一个扬声器。同样地，计划用于较不嘈杂的环境中的听力保护器适合由两套具有小的噪音降低空间的第二耳杯和具有两个扬声器的电子单元形成，每个耳杯各具有一个扬声器，两个听力保护器的电子单元，包括扬声器，都是相同类型的。
系统不排除形成包括具有大的声音降低空间的第一耳杯和具有小的声音降低空间的第二耳杯以及具有两个扬声器的电子单元的听力保护器。只有其中一个耳杯安装有扬声器的听力保护器的实施方式也是可能的，这样的耳杯充当了无源耳杯(passive ear cup)。
除具有两个不同类型的耳杯外，系统也可以具有三个或更多类型的不同尺寸的耳杯，这些耳杯可用来形成具有许多不同尺寸的噪音降低空间，且因此具有不同噪音降低能力的听力保护器。与上面的描述一样，相同类型的扬声器可以用在具有不同尺寸的噪音降低空间的耳杯内。图4示出了怎样能将扬声器安装到不同尺寸的支架上。图4用透视图的方式示出了扬声器31、密封圈32和支架。通过使用接合装置(adapter device)，例如，密封圈32，可适合于扬声器31的尺寸。根据支架14的尺寸来提供不同尺寸的密封圈32，以允许将扬声器安装到支架上。有利地，密封圈设计为使得当密封圈32容纳了扬声器31并且他们已经被定位到支架14上时，不论凹进部分15的横截面面积为多少，扬声器和密封圈32都将覆盖支架14内的凹进部分15，从而导致形成谐振空间的凹进部分15与噪音降低空间分隔开。这允许将相同类型的扬声器用于不同类型的耳杯，而不用管支架的尺寸是多少。
在一个可选的实施方式中，可以形成没有分隔的谐振空间的耳杯。在这种情形下，整个噪音降低空间，或者噪音降低空间的位于扬声器之后的至少一部分，作为谐振空间使用。在这种情形下，耳杯可以设计为，例如，使得扬声器被安装在两个销钉的形式的支架上，而扬声器将被搁置在这两个销钉上。
在另一个可选的实施方式中，耳杯可以具有单独的杯部分，在该单独的杯部分里，电子电路将安装在噪音降低空间中。