[發明專利]音頻頭戴式耳機

在審

• 申請號: 201611025864.4
• 申請日: 2016-11-21
• 公開（公告）號: CN106792305A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: V·翁珂推;M·米肖;R·龐科特
• 申請（專利權）人: 鸚鵡無人機股份有限公司
• 主分類號: H04R1/10
• 分類號: H04R1/10;H04R3/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 蔡悅

本發明涉及“麥克風－頭戴式耳機”類型的單元，該單元包括配備有“主動噪聲控制”系統的音頻頭戴式耳機，該音頻頭戴式耳機與適配成拾取頭戴式耳機佩戴者的語音的麥克風組相組合。

背景技術

音頻頭戴式耳機一般包括由頭帶連接的兩個耳機。每個耳機包括容納聲音再現換能器并且旨在通過插入將耳朵與外部聲音環境隔離的罩耳墊來施加在用戶耳朵周圍的閉合外殼。

還存在“入耳式”類型的耳機，其具有放置在耳道中的元件，因此沒有圍繞或覆蓋耳朵的墊，或者還有“耳塞式”型，其中的元件在超出耳道的耳廓的中空部中突出。

在下文中，主要將涉及“頭戴式”類型的耳機，其具有容納在圍繞耳朵(“罩耳式”頭戴式耳機)或者靠在耳朵上(“壓耳式(supra-aural)”頭戴式耳機)的外殼中的換能器，但是此示例不能被認為是限制性的，因為正如所理解的，本發明也可被應用于“入耳式”、“耳塞式”或類似類型的耳機。

在任何情況下，頭戴式耳機可被用于收聽來自諸如MP3播放器、收音機、智能電話等裝置的音頻源(例如音樂)，該頭戴式耳機通過有線連接或通過無線連接(尤其是藍牙鏈接(注冊商標))連接到該裝置。

由于麥克風組，也有可能將頭戴式耳機用于通信功能(諸如“免提”電話功能)，作為音頻源收聽的補充。頭戴式耳機換能器隨后再現該頭戴式耳機佩戴者與之對話的遠程說話者的語音。

例如，在EP 2 518 724 A1，EP 2 930 942 A1和EP 2 945 399 A1(所有三個都以Parrot的名義)中描述了這種組合的微型頭戴式耳機單元。

當在嘈雜環境(地鐵、繁華街道、火車、飛機等)中使用頭戴式耳機時，佩戴者部分地受到頭戴組件耳機的保護而免受噪聲，該耳機借助閉合的外殼和罩耳墊將佩戴者隔離。實際上，由于其機械結構，頭戴式耳機像低通濾波器一樣被動地衰減環境噪聲級，更強烈地衰減高頻。衰減的程度與頭戴式耳機的機械參數直接地相關，基本上與其質量和剛度直接相關。諸如EP 0 414 479 A2和US 8 358 799 B1的文檔描述了優化該被動濾波功能的各種技術。

然而，這種純被動式保護僅僅是部分的，一部分聲音(尤其是頻譜中的低頻部分)能夠穿過耳機外殼或經由佩戴者的頭顱被傳送到耳朵。

這就是之所以開發所謂的“主動噪聲控制”即ANC技術的原因，ANC技術的原理包括拾取入射噪聲分量并且在時間和空間上將一聲波疊加到此噪聲分量上，該聲波在理想情況下是該噪聲分量的壓力波的反轉副本。問題是要創建與該噪聲分量的相消干擾并且減少(在理想情況下抵消)雜散聲波的壓力的變動。

EP 2 597 889 A1(Parrot公司)描述了一種頭戴式耳機，該頭戴式耳機具有將閉環反饋和開環前饋類型的濾波操作進行組合的ANC系統。反饋濾波路徑接收由放置在耳朵附近的耳機外殼內的麥克風收集的信號，拾取由換能器產生的聲音和在耳機的腔中仍可感知的未被抵消的殘留噪聲。前饋濾波路徑使用由外麥克風拾取的信號，該外部麥克風收集存在于頭戴式耳機的佩戴者的直接環境中的雜散噪聲。最后，第三濾波路徑處理來自要再現的音樂源的音頻信號。三個濾波路徑的輸出信號被組合并且應用于換能器來再現與周圍噪聲的抑制信號(內部麥克風的信號，從其中減去音樂源的音頻信號，構成用于ANC系統的反饋回路的誤差信號)相關聯的音樂源信號。

但是，在某些情況下，ANC系統對周圍噪聲的衰減可能是麻煩的，于是造成頭戴式耳機的使用是不合適的：

–因此，用戶有時希望自然地感知他自己的聲音：例如，當頭戴式耳機提供“免提”電話功能時，頭戴式耳機佩戴者希望能夠通過就像他沒有佩戴頭戴式耳機一樣的方式感知他自己的聲音的方式與遠程說話者或與在他附近的人交談；

–在其他情況下，用戶希望完全地感知他所處的環境，以便例如聽到汽車通行來評估車輛的距離或者聽到警報信號、由公共交通服務的駕駛員廣播的消息等。

這兩種現象是隔音或“閉合式”類型的頭戴式耳機所特有的。實際上，所謂的“閉合式”頭戴式耳機與所謂的“開放式”頭戴式耳機的區別在于，第一組頭戴式耳機具有完全關閉(或在通風口存在的情況下部分關閉)的后腔，于是創建一定程度的隔音，而第二組頭戴式耳機在換能器的后部只有非常低的阻抗。開放式的頭戴式耳機只有輕微的隔音，因此只產生一點遮擋。但是，由于它們輕微的隔音特性，它們很少被人以游走的方式使用，而是被用作高保真休閑頭戴式耳機或演播室頭戴式耳機；此外，換能器向外部發散被再現的聲音的一部分，并且該聲音可被周圍的人聽到并使人感到惱火。