[發明專利]一種基于擴張式消聲器的止鼾裝置

在審

• 申請號: 202110364522.X
• 申請日: 2021-04-06
• 公開（公告）號: CN113101037A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 孫瑞峰
• 申請（專利權）人: 孫瑞峰
• 主分類號: A61F5/56
• 分類號: A61F5/56;G10K11/172;G10K11/178
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明所提供的一種基于擴張式消聲器的止鼾裝置，首先，從消除打鼾的因果關系的“果”的角度提出技術方案，采用擴張式和主動式兩者混合的消聲方式，彌補了主動式在中高頻段，而擴張式在中低頻段的消聲性能下降和帶寬不足的技術缺陷，獲得了適用性廣、消聲量大、消聲帶寬廣、體積小、重量輕和電能耗低的多者兼顧的有益效果；其次，主動消聲模塊和擴張室之間的連接可拆卸，解決了清洗擴張室因呼吸所產生異味的難題；最后，控制模塊還包括音頻旁路模塊，將音頻轉換出的聲波通過鼻腔、咽鼓管、中耳腔傳播到耳膜內側，引起耳膜的振動而使人產生聽覺，避免了睡眠臥姿下佩戴耳機容易掉落的難題。

技術領域

本發明涉及一種基于擴張式消聲器的止鼾裝置。

背景技術

拫據人群隨機調查的不完全統計，我國有30%以上的成年人打鼾，男性打鼾率占20%~25%，女性占5%~15%，男女比例約為3 :1。而且隨著年齡增長，打鼾率也在增高。40~64歲男性打鼾率高達60%, 女性打鼾率達40%。

現有的止鼾器采用消除打鼾的因果關系的“因”的技術方案，即消除打鼾聲源的技術方案，例如讓打鼾者口含可以擴張氣道的裝置，使得懸雍垂產生的振動和渦流減小，從而減輕或消除鼾聲；再例如先檢測出打鼾聲后，再刺激人體穴道，使得人體呼吸道肌肉收縮，以改變呼吸道截面積等聲學特性；再例如使用綁帶讓打鼾者口腔閉合，但是因為打鼾的生理和機理是復雜多樣的，所以現有技術難以適用所有打鼾者，即適用性差。

另外一方面，打鼾的聲音頻譜分布比較規律的，基本成高斯分布。因為人聲頻譜能量基本集中在[200，3500]Hz頻率范圍內，其中的軟顎部位的鼾聲頻率大多分布在 150-300Hz 間，舌下部位之頻率大多分布在 500-750Hz 間，并且鼾聲的頻譜分布極大值在200Hz和600Hz附近，對于鼾聲[20，5000]Hz全頻率范圍進行分類，其中[20，1000]Hz頻率范圍為中低頻段，[1000，5000]Hz頻率范圍為中高頻段，其中鼾聲能量主要集中在[20，1000]Hz中低頻段。

主動降噪或主動消聲是一種降噪技術，是應用在耳機降噪技術領域的方法之一，其使用次級聲源產生與外界噪音幅度相等，并且相位相反的降噪聲波，與噪音聲波在空間上（例如腔體內）疊加中和，從而實現降噪的效果。它的原理是所有的聲音都由一定的頻譜組成，如果可以找到一種聲音，其頻譜與所要消除的噪聲完全一樣，只是相位剛好相反就可以將噪聲完全抵消掉，換言之，主動降噪技術需要同時滿足相頻和幅頻條件。

首先，在滿足幅頻條件方面，如果在鼾聲[20-5000]Hz頻率范圍內使用主動降噪，為了滿足幅頻特性，將會導致對次級聲源的性能指標要求極高，因為單一規格的次級聲源難以在全頻道提供足夠帶寬和增益的頻率響應性能，需要（二路）二分頻或（三路）三分頻系統才能滿足，因此導致整個主動降噪系統的體積和重量大，耗電量大。

此外，在滿足相頻條件方面，降噪聲波相位需要跟隨噪音相位，而噪音聲波相位和腔體的聲學特性相關，如圖8的劃線所示，在[200，500]Hz區間，腔體的噪聲相位從-40度快速跳變到100度，降噪系統難以快速跟隨噪聲相位跳變實現消聲功能，反而產生附加噪音，在實際應用中采取放棄相位匹配和減少降噪聲波幅值的方法，而在本發明所涉及的止鼾器領域中，因為可穿戴性對止鼾器消聲腔體的尺度限制，導致擴張室所固有的聲學相位跳變頻段與鼾聲的頻譜分布極大值頻段交疊，因此在止鼾器領域使用現有主動降噪技術對大于500Hz的噪音，其降噪能力嚴重下降，導致主動降噪技術在中高頻段降噪能力不足，不適合應用于可穿戴性要求的止鼾器裝置，下文中為表述方便，簡稱主動降噪技術為主動式。