噪声消除系统、耳机和电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及噪声消除系统、耳机和电子装置(71)。处理单元(64)连接到扬声器(61)、第一麦克风(62)和第二麦克风(63)，该扬声器(61)、该第一麦克风(62)和该第二麦克风(63)被全部包括在外壳(66)中。当所述外壳(66)被安装在用户的耳朵(40)处时，所述第一麦克风(62)和所述第二麦克风(63)位于所述扬声器(61)与所述耳朵(40)的耳膜(42)之间。所述处理单元(64)被配置为基于来自所述第一麦克风(62)的第一音频信号(68)和来自所述第二麦克风(63)的第二音频信号(69)中的至少一个来生成噪声消除信号，该噪声消除信号当经由所述扬声器(61)被输出时，至少部分地补偿所述用户的所述耳朵(40)中的环境噪声。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】噪声消除系统、耳机和电子装置
技术介绍
本专利技术涉及噪声消除系统，具体地涉及一种可以被集成到耳机或耳用扬声器中并且实现所称的反馈噪声消除技术的主动噪声消除系统。本专利技术此外涉及实现该噪声消除系统的耳机和电子装置。
技术实现思路
根据实施方式，一种噪声消除系统包括扬声器、第一麦克风、第二麦克风和外壳，该扬声器、该第一麦克风和该第二麦克风被集成或者安装在该外壳中。所述外壳被配置为被安装在用户的耳朵处。例如，所述外壳可以被配置为至少部分地包围所述用户的耳朵，或者如作为耳机被已知的，所述外壳可以被配置为被直接装配在外耳中，面向耳道但未插入耳道中。所述噪声消除系统此外包括处理单元，该处理单元连接到所述扬声器、所述第一麦克风和所述第二麦克风。所述处理单元被配置为基于来自所述第一麦克风的第一音频信号和来自所述第二麦克风的第二音频信号中的至少一个来生成噪声消除信号。换句话说，所述处理单元基于所述第一音频信号或所述第二音频信号或者基于所述第一音频信号和所述第二音频信号两者来生成所述噪声消除信号。当所述噪声消除信号经由所述扬声器被输出时，所述噪声消除信号至少部分地补偿所述用户的所述耳朵中的环境噪声。所述噪声消除系统被配置为使得当所述外壳被安装在所述用户的所述耳朵处时，所述第一麦克风和所述第二麦克风位于所述扬声器与所述耳朵的耳膜之间。因此，所述第一麦克风和所述第二麦克风接收存在于所述用户的所述耳朵中尤其在所述用户的所述耳道中的音频信号。因此，可以基于在所述用户的所述耳道中识别的所述噪声来调整所述噪声消除信号。噪声消除系统正越来越受欢迎，尤其与在有噪声的环境中(例如在火车、汽车、飞机或拥挤地方中)使用的移动装置相组合。已知两种不同的噪声消除技术：前馈噪声消除和反馈噪声消除。前馈噪声消除是麦克风被放置在耳塞外部的原理。来自环境的信号用此外部麦克风接收，被滤波并以相反相位发送到耳用扬声器以便消除或者减少环境噪声。然而，前馈噪声消除原理从交付起是固定的，并且它将取决于相应用户的耳道的个别尺寸而不同地适于不同的用户。此外，前馈噪声消除的噪声消除能力取决于耳塞如何被插入到外耳中并使耳朵与环境噪声隔离。反馈噪声消除利用布置在耳道中或附近的内麦克风，该内麦克风捕获存在于耳道中的音频信号。可以基于由耳道内的内麦克风捕获的耳道中的残余噪声的信息来更新前馈噪声消除的参数。然而，当在耳道中发生声驻波模式时内麦克风或入耳式麦克风可以不表示耳膜处的压力。这可以限制反馈噪声消除的效率和性能。通过使用如以上实施方式中所描述的第一麦克风和第二麦克风，同样在耳道中的声驻波模式或共振条件的情况下，可根据来自第一麦克风和第二麦克风的音频信号容易地确定耳膜处的噪声条件。因此，可以改进反馈噪声消除的可靠性和效率。根据实施方式，所述噪声消除系统被配置为使得当所述外壳被安装在所述用户的所述耳朵处时，所述第一麦克风和所述第二麦克风位于所述耳朵的耳道内或者在所述耳道的远端处。此外，当所述外壳被安装在所述用户的所述耳朵处时，所述扬声器可以位于所述耳朵的耳廓处或者在所述耳朵的耳道中。例如，所述外壳可以包括形式为传统耳机、所称的耳塞式耳机(earbud)或入耳式耳机的外壳。根据另一实施方式，所述噪声消除系统包括第三麦克风，该第三麦克风连接到所述处理单元并且被安装在所述外壳中，使得所述第三麦克风直接从外部环境接收环境噪声。例如，所述第一麦克风和所述第二麦克风被布置在所述扬声器的第一侧，并且所述第三麦克风被布置在所述扬声器的与所述第一侧相反的第二侧。当所述扬声器被例如布置在耳廓处并将声波发出到所述耳道的方向中时，所述第一麦克风和所述第二麦克风可以被布置在所述扬声器与所述耳道之间，然而所述第三麦克风被布置在所述扬声器的所述相反侧，使得所述扬声器被布置在所述第三麦克风与所述耳道之间。所述第三麦克风连接到所述处理单元，并且所述处理单元被配置为附加地基于来自所述第三麦克风的第三音频信号来生成所述噪声消除信号。因此，所述处理单元可以基于所述第三音频信号组合前馈噪声消除，并且基于来自所述第一麦克风的所述第一音频信号和来自所述第二麦克风的第二音频信号通过反馈噪声消除来适配所述噪声消除。声波是一种借助于绝热压缩和减压在介质(例如空气)中传播的纵波。在气体例如空气中，声波是纵波。这意味着质点的振动位移与传播方向平行。用于描述声波的重要量例如是声压、质点速度、质点位移和声音强度。声压和质点速度根据频率而周期性地变化。在共振条件下，声压和质点速度可以各自形成对应的驻波。然而，声压的驻波和质点速度的驻波是异相的，例如相移了90度。这意味着例如在某个位置处，声压的驻波具有波节(即，压力的最大变化)，然而质点速度的驻波在此位置处具有波腹(最小或无速度变化)。反之亦然，在另一位置声压的驻波可以有波腹而质点速度的驻波可以有波节。存在两种类型的麦克风：对声压敏感的压力感测麦克风和对压力梯度敏感的压力梯度感测麦克风。压力梯度感测麦克风也被称作定向或速度敏感麦克风。在一些实施方式中，所述第一麦克风是声压感测麦克风并且所述第二麦克风也是声压感测麦克风。附加地，所述第一麦克风可以被布置在距所述扬声器第一距离处并且所述第二麦克风可以被布置在距所述扬声器第二距离处，其中所述第一距离和所述第二距离是不同的。在可以在所述耳道中发生的共振情况下，所述第一麦克风和所述第二麦克风中的一个可以被布置在声压的波节处并且因此可能无法接收到用于执行对应的反馈噪声消除的噪声信号。然而，由于距所述扬声器的距离不同，所述第一麦克风和所述第二麦克风中的另一个麦克风将被布置在所述波节外部，使得也可以在共振条件下可靠地执行所述反馈噪声消除。在一些其它实施方式中，所述第一麦克风是声压感测麦克风并且所述第二麦克风是声压梯度感测麦克风。在这种情况下所述第一麦克风和所述第二麦克风可以被布置在距所述扬声器相同的距离处。在共振条件的情况下，所述第一麦克风可以被布置在声压的波节处并且因此可能无法接收到用于执行对应的反馈噪声消除的噪声信号。然而，当所述第二麦克风正在感测声压梯度时，尽管所述第二麦克风被布置在声压的波节处，但是它将基于压力梯度或质点速度来检测所述噪声信号。在所述第二麦克风被布置在所述压力梯度感测麦克风将未检测到任何噪声信号的声压的波腹处的共振条件下，所述第一麦克风将在波腹处检测到大振幅并且因此将传送适合于所述反馈噪声消除的声音信号。总之，在一些实施方式中，两个压敏麦克风可以位于不同的距离或位置处，并且在一些其它实施方式中压敏麦克风和压力梯度敏感麦克风的组合可以位于同一位置。此外，在一些实施方式中，如果两个压力梯度敏感麦克风指向相反方向则它们可以位于同一位置处，或者两个压力梯度敏感麦克风可以在两个不同的位置处。根据另一实施方式，一种耳机包括扬声器、第一麦克风、第二麦克风以及被配置为被安装在用户的耳朵处的外壳。所述扬声器、所述第一麦克风和所述第二麦克风被安装在所述外壳中。所述耳机被配置为使得当所述外壳被安装在所述用户的所述耳朵处时，所述第一麦克风和所述第二麦克风位于所述扬声器与所述用户的所述耳朵的耳膜之间。所述耳机可以连接到所述电子装置，例如音乐播放装置或移动电话，并且所述电子装置可以使用来自所述第一麦克风和所述第二麦克风的音频信号来执行即使在共振条件下也可靠地工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种噪声消除系统，该噪声消除系统包括：‑扬声器(61)，‑第一麦克风(62)和第二麦克风(63)，‑外壳(66)，该外壳(66)被配置为被安装在用户的耳朵(40)处，其中所述扬声器(61)、所述第一麦克风(62)和所述第二麦克风(63)被安装在所述外壳(66)中，以及‑处理单元(64)，该处理单元(64)连接到所述扬声器(61)、所述第一麦克风(62)和所述第二麦克风(63)，并且被配置为基于来自所述第一麦克风(62)的第一音频信号(68)和来自所述第二麦克风(63)的第二音频信号(69)中的至少一个来生成噪声消除信号，其中该噪声消除信号当经由所述扬声器(61)被输出时，至少部分地补偿所述用户的所述耳朵(40)中的环境噪声，其中所述噪声消除系统被配置为使得当所述外壳(66)被安装在所述用户的所述耳朵(40)处时，所述第一麦克风(62)和所述第二麦克风(63)位于所述扬声器(61)与所述耳朵(40)的耳膜(42)之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.22 US 14/745,7301.一种噪声消除系统，该噪声消除系统包括：-扬声器(61)，-第一麦克风(62)和第二麦克风(63)，-外壳(66)，该外壳(66)被配置为被安装在用户的耳朵(40)处，其中所述扬声器(61)、所述第一麦克风(62)和所述第二麦克风(63)被安装在所述外壳(66)中，以及-处理单元(64)，该处理单元(64)连接到所述扬声器(61)、所述第一麦克风(62)和所述第二麦克风(63)，并且被配置为基于来自所述第一麦克风(62)的第一音频信号(68)和来自所述第二麦克风(63)的第二音频信号(69)中的至少一个来生成噪声消除信号，其中该噪声消除信号当经由所述扬声器(61)被输出时，至少部分地补偿所述用户的所述耳朵(40)中的环境噪声，其中所述噪声消除系统被配置为使得当所述外壳(66)被安装在所述用户的所述耳朵(40)处时，所述第一麦克风(62)和所述第二麦克风(63)位于所述扬声器(61)与所述耳朵(40)的耳膜(42)之间。2.根据权利要求1所述的噪声消除系统，其中，所述处理单元(64)被配置为基于所述第一音频信号(68)和所述第二音频信号(69)来生成所述噪声消除信号。3.根据权利要求1或2所述的噪声消除系统，其中，所述噪声消除系统被配置为使得当所述外壳(66)被安装在所述用户的所述耳朵(40)处时，所述第一麦克风(62)和所述第二麦克风(63)位于所述耳朵(40)的耳道(41)内。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的噪声消除系统，其中，所述噪声消除系统被配置为使得当所述外壳(66)被安装在所述用户的所述耳朵(40)处时，所述扬声器(61)位于所述耳朵(40)的耳廓(43)处或者位于所述耳朵(40)的耳道(41)中。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的噪声消除系统，该噪声消除系统包括：-第三麦克风(65)，该第三麦克风(65)连接到所述处理单元(64)并且被安装在所述外壳(66)中，其中所述处理单元(64)被配置为附加地基于来自所述第三麦克风(65)的第三音频信号(70)来生成所述噪声消除信号，其中所述第一麦克风(62)和所述第二麦克风(63)被布置在所述扬声器(61)的第一侧，并且所述第三麦克风(65)被布置在所述扬声器(61)的与所述第一侧相反的第二侧。6.根据权利要求5所述的噪声消除系统，其中，所述噪声消除系统被配置为使得当所述外壳(66)被安装在所述用户的所述耳朵(40)处时，所述第三麦克风(65)位于所述耳朵(40)的所述耳道(41)外部。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的噪声消除系统，其中，所述第一麦克风(62)是声压感测麦克风并且所述第二麦克风(63)是声压感测麦克风。8.根据权利要求7所述的噪声消除系统，其中，所述第一麦克风(62)被布置在距所述扬声器(61)第一距离处，并且所述第二麦克风(63)被布置在距所述扬声器(61)第二距离处，所述第一距离和所述第二距离是不同的。9.根据权利要求1至6中的任一项所述的噪...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·奈斯特龙，
申请(专利权)人：索尼移动通讯有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP