[發明專利]聲音和振動的主動控制

有效

• 申請號: 201880007079.7
• 申請日: 2018-01-15
• 公開（公告）號: CN110199347B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 尤卡·利尼亞馬;托米·伊莫寧
• 申請（專利權）人: 弗萊克斯奧德系統有限公司
• 主分類號: G10K11/178
• 分類號: G10K11/178;H04R1/02;H04R5/02
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 李蘭;孫志湧

根據示例實施例，提供了一種用于主動消除聲音和振動的設備，該設備包括用于在作為其輸入提供的驅動信號的控制下聯合產生振動和聲音的聲音和振動產生裝置，其被布置在填充物內以產生在填充物的至少一個外表面上可感知為振動和聲音的機械振動，并且通過填充物的所述至少一個外表面輻射聲音，用于提供指示聲音的聲能和填充物內的振動的反饋裝置，以及用于根據所述反饋信息產生驅動信號以便減少由于聲音和振動的一個或多個外部聲源在填充物內引起的環境聲音和振動的能量的驅動裝置。

技術領域

本發明的示例實施例涉及經由振動的增強的聲音感知。

背景技術

人類聽覺感知主要通過耳朵進行，但它特別是在頻譜的低端受到觸覺的支持。作為示例，在低于50Hz的頻率下，通常需要高于80dB的聲壓水平以便使人類聽眾能夠感知聲音。在這樣的聲壓水平下，人體皮膚也開始以可感知的水平振動，從而產生用作支持聽覺的觸覺，即振動觸覺。在低于20Hz(次聲頻率)的頻率下，空氣壓力振動的聽覺或感覺僅基于振動觸覺感知。除了20Hz以下的極低頻率之外，皮膚上的振動觸覺感知的頻率范圍通常延伸到大約500Hz，而對于可能具有其他感覺的感覺障礙的敏感人群，其可以延伸甚至高達大約1000Hz。因此，振動觸覺(vibrotactile?sense)，即觸覺(sense?of?touch)，在可感知的音頻頻譜的相當大的部分中支持人類聽覺。

并行地，在本領域中已知用于衰減或甚至完全消除有限體積內的不想要的聲音的主動降噪(ANC)技術。也許ANC最著名的應用涉及噪聲消除耳機，其中用作捕捉耳機的用戶周圍環境噪聲的麥克風設備安裝在耳機中，其中ANC處理單元產生“抗噪聲”，當輸出到耳機的用戶時，其導致顯著衰減或甚至完全消除由麥克風設備捕獲的環境噪聲。

很明顯，這樣的ANC應用僅能夠衰減或消除環境噪聲的可聽感知，而振動觸覺感知仍未得到補償。

發明內容

因此，本發明的目的是提供一種用于根據一個或多個控制信號綜合控制——例如消除或衰減——環境聲音和振動的技術。這種技術使得能夠例如創建局部靜音區域，局部靜音區域中用戶感覺到基本上與他/她的環境中可能經由人類聽覺和/或振動觸覺感知傳達的任何干擾隔離。

根據示例實施例，提供了一種用于主動消除聲音和振動的設備，該設備包括聲音和振動產生裝置，其用于在作為到其的輸入而提供的驅動信號的控制下聯合產生振動和聲音，所述裝置被布置在填充物內以產生在填充物的至少一個外表面上可感知為振動和聲音的機械振動，并且以通過填充物的所述至少一個外表面輻射聲音，用于提供指示填充物內的聲音的聲能和振動的反饋信息的反饋裝置，以及用于根據所述反饋信息產生驅動信號以便減少由于聲音和振動的一個或多個外部聲源在填充物內引起的環境聲音和振動的能量的驅動裝置。

在示例中，反饋裝置包括被布置成提供描述填充物內的聲學動能的第一反饋信號的第一傳感器和被布置成提供描述填充物內的聲學勢能的第二反饋信號的第二傳感器，且反饋信息包括所述第一反饋信號和第二反饋信號。在這方面，第一傳感器可以包括被布置成提供描述填充物內的移動速度的第一反饋信號的加速度計，并且第二傳感器可以包括被布置成提供描述填充物內的聲壓的第二反饋信號的壓力傳感器。在另一示例中，驅動裝置被布置為通過將第一反饋信號乘以第一適配增益值來得到第一消除信號，通過將第二反饋信號乘以第二適配增益值來得到第二消除信號以及生成驅動信號作為包括第一消除信號和第二消除信號的組合的信號。

在本專利申請中呈現的本發明的示例性實施例不應被解釋為對所附權利要求的適用性構成限制。動詞“包括”及其衍生詞在本專利申請中用作不排除也存在未記載的特征的開放式限制。除非另外明確說明，否則下文描述的特征相互自由組合。

在所附權利要求中闡述了本發明的一些特征。然而，當結合附圖閱讀時，從以下對一些示例實施例的描述，將最好地理解本發明的作為其構造和其操作方法的各方面，以及其附加的目的和優點。

附圖說明

在附圖的圖中，通過示例而非限制的方式說明了本發明的實施例