[发明专利]耳机装置及用于其的操作方法

说明书

技术领域

 本发明涉及耳机装置，特别地，但不排他地，涉及封闭式（closed）和入耳式（in-ear）耳机。

背景技术

 个性化的音频重现的使用随着便携式通信和音频重现设备的出现和流行而变得日益普遍，导致在公共的和共享的环境下个性化的音频供应变得频繁。

 为了提供个性化的音频，典型地使用某种形式的耳机。例如，头戴式耳机组可包括用于每只耳朵的耳机，其例如可以是入耳式耳机，或包围用户的耳朵的封闭式耳机设计。使用耳机来提供个性化音频的另一例子是例如听力受损的用户对助听器的使用。

 许多这样的耳机被安排成也提供对外部环境噪声的无源衰减。例如，由于在耳道与声学环境之间的声密封，设计优良的入耳式耳机可以减小外部噪声约25dB。同样地，耳外的封闭式耳机也可以提供对外部环境，特别是高频的显著的无源衰减。

 这样的噪声减小在许多情景中可能有利。例如，对于在嘈杂环境下的远端通信（例如，通过电话链路），优选的是减小往往会降低远端方的可懂度的外部噪声。作为另一个例子，当外部噪声被减小时，在嘈杂环境下收听音乐也往往更令人愉悦，例如在飞机、公共汽车、火车和拥挤的公共场所中。

 而且，由于在耳机与用户耳朵之间的紧密耦合，封闭式或入耳式耳机设计不仅可以提供对外部声音的衰减，而且也提供所再现的音频的改进的质量。实际上，在许多情形下，由于对于给定尺寸的耳机可以达到的音频质量，所以可以选择封闭式或入耳式设计。

 然而，在许多情景下，外部声音的衰减可能是不利的。例如，它可能不仅衰减不想要的噪声，而且也衰减想要的外部声音。

 作为例子，在其中对声音环境的注意很重要的交通和其它情形下戴上封闭式或入耳式耳机可能是不实际的，并且实际上外部声音的减小甚至可能导致危险的情形。另外，这样的耳机的使用导致阻塞效应（occlusion effect），阻塞效应类似于当耳朵被堵住（例如，被水堵住）时的体验。因为耳朵感觉被堵住，所以阻塞效应急剧地降低了舒适的感觉，并且实质上影响了对用户自己的话音的感知，导致感知到的失真。

 由于相同的耳机典型地被使用于许多不同的情景，在某些情景下，耳机很可能是次最佳的，并且实际上，在某些情景下，耳机很可能没有提供足够的外部声音给用户，而在其它的情景下，耳机很可能提供了太多的外部声音给用户。

 为了改进对于给定的耳机的感知质量和用户体验，已建议了许多用于处理要由耳机再现的信号的信号处理算法。例如，已提出了有源噪声消除，其中话筒测量环境噪声信号，该环境噪声信号被使用来从耳机的声换能器生成反相的抵消声音信号。作为另一个例子，对于封闭式或入耳式头戴式耳机，已提出话筒可以捕获外部声音，并把这些外部声音加到正在重现的声音上。

 然而，虽然用于修改由耳机的声换能器重现的声音的这样的算法在许多情景下可以提供改进的性能，但它们在某些情形下也往往是次最佳的，特别是它们不能提供对于最佳化的完全的灵活性。实际上，在某些情景下，这样的方法可能提供次最佳的音频质量或用户体验。这些方法也往往相对较复杂，且导致耳机系统的成本增加。

 因此，改进的方法是有利的，特别是允许增加灵活性、改进对不同音频环境和/或使用情景的动态适配性、改进感知的音频质量、减小复杂性、便利操作、便利实现和/或改进性能的方法是有利的。

发明内容

 因此，本发明寻求优选地单个地或按任何组合地减轻、缓和或消除上面提到的缺点中的一个或多个。

 按照本发明的一个方面，提供了耳机装置，包括：话筒，用于生成话筒信号；声换能器，被安排来响应于驱动信号而辐射第一声音分量到用户的耳朵；声道，用于引导（channeling）外部声音以便把第二声音分量提供到用户的耳朵；声阀（acoustic valve），用于响应于阀控制信号而控制声道的衰减；以及控制电路，用于响应于话筒信号而生成阀控制信号，以便提供对于声道的可变衰减，导致到达用户耳朵的第一声音分量和第二声音分量的混合声音。

 本发明可以在许多情景下提供改进的耳机装置。特别地，可以获得可适配于不同的使用情景和当前条件的耳机。该耳机可以提供在来自音频环境的直接的声学声音与由声换能器重现的声音之间的改进的混合。

 特别地，该耳机可以通过允许直接来自外部音频环境的声音与由声换能器重现的声音的动态的和/或逐渐的混合而提供改进的用户体验。该方法可以允许在冲突的要求，比如，举例而言噪声抑制与阻塞效应的减小之间的更灵活的、动态的和逐渐的折衷。