[发明专利]降噪耳机

说明书

技术领域

本发明涉及降噪耳机，更具体地涉及包括平衡电枢（Balanced Armature，BA）驱动器的降噪耳机，但并不限于此。

背景技术

配备主动降噪功能的头戴式耳机的实施方案是常见的商业出售品。具有类似主动降噪功能的耳机（即，入耳或“入耳道”装置或者称作听筒或入耳式头戴耳机/监听器）也有商业化的先例。对于耳机，主动控制系统是有用的，不仅在降低通过听筒及其周围传递至中耳的环境噪音方面，而且在降低“阻塞效应（occlusion effect）”方面，在阻塞效应中，通常在使用者身体内部产生的不明显的声音反射离开耳机导致使用耳机时使用者感觉到不良的像回声式的声音。同时这些现有技术耳机中的多数是基于包括“动圈”驱动器（微型传声器）和驻极体电容式传声器（Electret Condenser Microphones，ECMs）的换能器手段，有提供包括平衡电枢驱动器的主动降噪耳机的愿望。

平衡电枢驱动器在主动降噪耳机中的应用由两个因素所推动：尺寸和音频质量。尽管是非常老的电声技术，当前阶段的平衡电枢装置是为助听器中的特殊应用所开发的。助听器的微型化带动了平衡电枢驱动器的微型化，现在可获得在尺寸上适合于入耳或“入耳道”装置的平衡电枢驱动器。这些装置的高音频质量已被专业耳机系统的制造商所认可，且现在为在高性能消费音频产品上应用平衡电枢驱动器提供了强劲的推动力。有吸引力的小尺寸、高音频质量以及市场拉动力的组合推动了平衡电枢技术在具有主动降噪功能的消费耳机中的集成。

发明内容

遗憾地，传统“动圈”换能器和平衡电枢装置之间基本的电声差异使得普遍理解的用于主动降噪耳机的设计、控制器架构和系统集成的现有技术方法是不相称的。本申请人已意识到需要改进的技术在能够支持主动降噪和阻塞控制的耳机系统中并入平衡电枢驱动器，设法解决与基于传统的“动圈”换能器技术而开发的现有技术有关的问题，或者至少减轻这些问题。

根据本发明，提供的耳机装置包括：配置成至少部分插入使用者耳朵听道的主体，主体容纳驱动器并界定了将驱动器连接至主体中开口的通道（例如，从驱动器延伸至主体外表面开口的通道，该开口由主体的环（或尖端）部界定）从而使得驱动器产生的声音进入使用者耳朵的听道；以及连接至主体向信号处理器提供反馈信号的感应传声器，感应传声器包括定位以感测存在于使用者耳朵听道中的声音的感应元件。

在一个实施方式中驱动器是平衡电枢（Balanced Armature，以后用“BA”表示）驱动器或其它高声源阻抗驱动器（例如，大体上在整个人类听觉频率范围上（例如，在20Hz-20kHz范围上），具有的声源阻抗比人耳的声输入阻抗高的驱动器）。

在一个实施方式中，感应元件与驱动器隔开（例如，沿着通道）。这样，提供了这种类型的改进的耳机装置，其中反馈信号（基于感应元件感测到的声音）供给至配置成产生噪音抑制信号的信号处理器，该噪音抑制信号能够从使用者听到的声音中去除或降低阻塞效应。本申请人已经确认到，将主动阻塞控制系统的感应元件定位于远离驱动器这一明显与直觉相反的步骤，有利地降低了由通道（或“波导”，“waveguide”）产生的共鸣效应，其程度超过了由这种定位所造成的固有的相位延迟。在驱动器是BA驱动器或类似的高声源阻抗驱动器（例如，包括管口或喷嘴来将声音传递至使用者耳朵的类型）的应用中，这种改进被发现是特别有利的，这里由通道产生的共鸣效应会比现有的低声源阻抗的动圈驱动器更加显著。通过降低由通道产生的共鸣效应，感应传声器可提供反馈信号，该反馈信号降低随后由信号处理器（或主动降噪（ANR）处理器）执行的滤波，从而允许更多地去除阻塞噪声。信号处理器可构成耳机装置的一部分，并可位于主体的内部或外部。

在一个实施方式中，感应元件沿着通道放置。本申请人已经认识到，沿着通道增加的间隔出人意料地降低了由在通道中感应元件的位置产生的共鸣的程度。在一个实施方式中，感应元件位于沿着通道长度超过一半的位置处（例如，相比靠近驱动器而言，更靠近开口）。例如，感应元件位于沿着通道长度超过三分之二的位置处。

在一个实施方式中，感应元件临近（例如，大体上在）主体中的开口放置。

在一个实施方式中，耳机装置还可包括配置成补偿由感应元件的位置（例如，感应元件的位置在驱动器处或与驱动器隔开）产生的共鸣效应的电子滤波器（例如，主动噪声控制电路）。这样，不利的共鸣效应可被降低（或在感应元件与驱动器隔开的情况下进一步被降低）以改善反馈控制的性能。在一个实施方式中，电子滤波器包括陷波滤波器（例如，具有调整成补偿由通道产生的共鸣效应的峰滤波器响应）。