调节头戴式耳机中的降噪制造技术

一种头戴式耳机包括：第一耳杯和第二耳杯，各自具有适于与用户的各个耳朵相邻的前开口并且包括电声换能器；头带，耦合到所述耳杯中的每个耳杯；以及有源降噪电路，耦合到电声换能器。头带是在至少两个配置之间可配置的，该至少两个配置各自使用不同力量对着使用者的头部按压耳杯。有源降噪电路被配置为确定头带可能以该至少两个配置中的哪个配置来配置，当头带可能以不同力量中的每个力量来配置时提供不同的降噪量，并且响应于头带在该至少两个配置之间的配置的变化而在不同的降噪量之间自动转换。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】调节头戴式耳机中的降噪
本公开涉及调节头戴式耳机(headset/headphone)中的降噪。
技术介绍
有源降噪(ANR)头戴式耳机(诸如在美国专利7，412，070中描述的那些头戴式耳机)使用电子器件来生成抗噪声信号，该抗噪声信号随着其到达佩戴者的耳朵而抵消环境噪声。围绕耳朵而接触头部的头戴式耳机被称为绕耳式(circum-aural)，而直接靠在外耳(也称为耳朵的耳廓)上的那些头戴式耳机则被称为耳上式(supra-aural)。ANR头戴式耳机可以是绕耳式、耳上式或者耳内式，并且通常采用一些无源降噪测量来在由有源电子器件提供的带宽和能量水平上提供降噪。一副绕耳式头戴式耳机10示于图1A中供参考。这样的头戴式耳机具有两个耳杯12和14，其各自具有接触佩戴者的头部的垫子16、18。在耳上式头戴式耳机中，垫子将接触佩戴者的外耳。耳杯12和14经由轭22和24通过头带20彼此连接。还使用其它配置，诸如头带的端部与耳杯之间的直接连接而没有轭或者被称为“颈带(nape band) ”的带，该颈带在佩戴者的颈部后面而不是在头顶上通行。ANR头戴式耳机可以使用反馈、前馈或者两者的某种组合来生成抗噪声信号，例如如图1B中所示。在图1B的示例中，ANR电路100接收来自前馈麦克风102、反馈麦克风104和音频输入106的输入。实施方式可以包括这些输入或者另外的输入中的任何一个或者所有输入。将来自前馈麦克风和反馈麦克风的信号通过滤波器108和110，其产生抗噪声信号。抗噪声信号与任意音频输入信号组合(如通过求和节点112所指出的)、被放大器114放大并且作为输出信号116被提供到电声换能器118 (也称为驱动器或者扬声器)。在一些示例中，使用多于一个的输出换能器。ANR头戴式耳机还可以提供用于娱乐和通信的音频，并且可以使用与用于生成抗噪声信号相同的扬声器或者另外的扬声器来这么做。ANR头戴式耳机还可以再现通过耳杯外部上的麦克风检测到的声音，以允许用户在需要的时候听到环境中的声音。该特征有时被称为话音自动转发(talk-through)。提供话音自动转发特征的前馈ANR头戴式耳机可以使用相同的麦克风用于前馈噪声抵消和话音自动转发两者，或者可以针对每个特征具有单独的麦克风。图1B中的信号路径以及组件的相对位置和数目仅仅是一个示例。各种信号路径(诸如前馈和反馈)各自可以具有施加不同增益的专用放大器级。ANR电路100可以以模拟电子器件或数字电子器件或者两者的某种组合的形式来实施。无源降噪头戴式耳机使用机械措施来降低到达佩戴者耳朵的环境噪声量。这些机械措施通常包括声学绝缘材料，其被置于耳杯内或者被置于耳朵内以堵塞耳道。对于耳上式和绕耳式头戴式耳机，除绝缘材料自身的特性外，影响降噪量的主要因素是耳杯密封到佩戴者的耳朵或者头部的良好程度。所施加的用于对着佩戴者的头部按压耳杯的力(称为夹紧力(clamping force))是影响密封质量的若干因素之一。其它因素是耳杯与耳朵或头部之间的垫子的柔量(compliance)以及在垫子和佩戴者之间或者通过耳杯的部分是否存在任何漏缝(leak)。在一些示例中，有意地提供漏缝以便控制头戴式耳机的声学特性。无源降噪头戴式耳机可以包括用于针对娱乐音频、电子通信中的任何一个或所有来再现音频或者用于使用外部麦克风来提供话音自动转发的电子元件。
技术实现思路
总体上，在一个方面，一种头戴式耳机包括:第一耳杯和第二耳杯，各自具有适于与用户的各个耳朵相邻的前开口并且包括电声换能器；头带，耦合到所述耳杯中的每个耳杯；以及有源降噪电路，耦合到电声换能器。头带是在至少两个配置之间可配置的，该至少两个配置各自使用不同力量对着使用者的头部按压耳杯。有源降噪电路被配置为确定头带可能以该至少两个配置中的哪个配置来配置，当头带可能以不同力量中的每个力量来配置时提供不同的降噪量，并且响应于头带在该至少两个配置之间的配置的变化而在不同的降噪量之间自动转换。实施方式可以包括下列特征中的一个或多个特征。头戴式耳机可以包括被布置在头带上以检测头带配置的传感器。头戴式耳机可以包括被布置在第一耳杯内以检测力量的传感器，可以使用该力量对着用户的头部按压耳杯。有源降噪电路可以被配置为基于从麦克风接收的信号来确定头带配置。头带还可以包括用于在不同力量之间进行选择的用户致动的调节控制器。由头带施加的力量以电子方式被控制。对于由头带施加的第一力量，有源降噪电路可以不提供降噪。头戴式耳机还可以包括电源和控制电子器件，该控制电子器件被配置为当头带可能正在施加第一力量时将电源从有源降噪电路解耦，并且当头带可能正在施加第二力量时将电源耦合到有源降噪电路。第二力量可以小于第一力量。控制电子器件可以包括通过由头带施加的力量的调节而被激活的开关。有源降噪电路还可以被配置为当头带以不同力量中的每个力量来配置时施加具有不同频率响应的降噪。有源降噪电路可以具有至少两种模式，当头带被配置为提供第一力量时提供第一降噪量的第一模式，以及当头带被配置为提供第二力量时提供第二降噪量的第二模式，第二降噪量比第一降噪量降低更多的总噪声，并且第二模式比第一模式在更大程度上降低低频噪声，并且在与第一模式相同的程度上降低高频噪声。有源降噪电路还可以被配置为控制头戴式耳机的总降噪的频率响应，以使得总频率响应基本上独立于由头带施加的力量。有源降噪电路还可以被配置为控制头戴式耳机的总降噪的频率响应，以使得头戴式耳机的总降噪的动态范围基本上独立于由头带施加的力量。第一耳杯和第二耳杯各自可以耦合到相应的第一垫子和第二垫子，第一垫子和第二垫子按尺寸被制作以使得垫子围绕用户的耳朵将耳杯耦合到用户的头部。第一耳杯和第二耳杯各自可以耦合到相应的第一垫子和第二垫子，以使得垫子将耳杯耦合到用户的耳朵的耳廓。优点包括:提供适合于给定环境的降噪，使舒适性和态势感知(situat1nalawareness)与噪声保护的需要之间保持平衡。根据说明书和权利要求，其它特征和优点将是显而易见的。【附图说明】图1A示出了一副头戴式耳机。图1B和图3示出了有源降噪电路。图2示出了衰减曲线的图。【具体实施方式】提供高的无源降噪水平经常导致长期佩戴不舒适的头戴式耳机和头戴式耳机。这对于处于诸如士兵、工厂工人和飞行员之类的角色中(其中头戴式耳机需要长期佩戴)的用户尤其成问题。该舒适性可以通过在不需要降噪的时候对其妥协而得以改善，诸如通过在环境噪声降低时松开头戴式耳机的配合。这可以例如在工厂车间的休息期间或者在飞机上起飞之后来完成。然而，对于有源降噪(ANR)头戴式耳机而言，松开头戴式耳机可能增加耳杯内空气的柔量，这需要更多功率用于ANR电路来提供相同的有源降噪水平。其还能够导致反馈回路的换能器的过驱动(over-driving)，这造成其它的可听问题。由头戴式耳机提供的无源衰减量受夹紧力的影响，因为夹紧力控制垫子和佩戴者的头部之间的密封质量。密封质量与垫子和头部之间的空气泄漏量有关。对于典型的、柔顺的垫子，增加夹紧力产生泄漏的相应减少。即，夹紧力加倍使泄漏量减少大约一半。使泄漏量减半可以使无源衰减增加多达6dB。在另外的理想系统中，将夹紧力增加10倍将减少泄漏90%，并且使无源衰减增加20dB。当然，将夹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种头戴式耳机，包括：第一耳杯和第二耳杯，各自具有适于与用户的各个耳朵相邻的前开口并且包括电声换能器；头带，耦合到所述耳杯中的每个耳杯；以及有源降噪电路，耦合到所述电声换能器；其中所述头带是在至少两个配置之间可配置的，所述至少两个配置各自使用不同力量对着所述使用者的头部按压所述耳杯；并且所述有源降噪电路被配置为：确定所述头带以所述至少两个配置中的哪个配置来配置，当所述头带以所述不同力量中的每个力量来配置时，提供不同的降噪量，并且响应于所述头带在所述至少两个配置之间的配置的变化而在所述不同的降噪量之间自动转换。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.22 US 61/562,5241.一种头戴式耳机，包括: 第一耳杯和第二耳杯，各自具有适于与用户的各个耳朵相邻的前开口并且包括电声换能器； 头带，耦合到所述耳杯中的每个耳杯；以及 有源降噪电路，耦合到所述电声换能器； 其中 所述头带是在至少两个配置之间可配置的，所述至少两个配置各自使用不同力量对着所述使用者的头部按压所述耳杯；并且所述有源降噪电路被配置为: 确定所述头带以所述至少两个配置中的哪个配置来配置， 当所述头带以所述不同力量中的每个力量来配置时，提供不同的降噪量，并且响应于所述头带在所述至少两个配置之间的配置的变化而在所述不同的降噪量之间自动转换。2.根据权利要求1所述的头戴式耳机，还包括被布置在所述头带上以检测所述头带配置的传感器。3.根据权利要求1所述的头戴式耳机，还包括被布置在所述第一耳杯内以检测所述力量的传感器，使用所述 力量对着所述用户的所述头部按压所述耳杯。4.根据权利要求1所述的头戴式耳机，其中所述有源降噪电路被配置为基于从麦克风接收的信号来确定所述头带配置。5.根据权利要求1所述的头戴式耳机，其中所述头带还包括用于在所述不同力量之间进行选择的用户致动的调节控制器。6.根据权利要求1所述的头戴式耳机，其中由所述头带施加的所述力量以电子方式被控制。7.根据权利要求1所述的头戴式耳机，其中对于由所述头带施加的第一力量，所述有源降噪电路不提供降噪。8.根据权利要求7所述的头戴式耳机，还包括电源和控制电子器件，其中 所述控制电子器件被配置为当所述头带正在施加所述第一力量时将所述电源从所述有源降噪电路解耦，并且当所述头带正在施加第二力量时将所述电源耦合到所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·萨皮诸斯基，
申请(专利权)人：伯斯有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US