[发明专利]入耳式有源噪声降低耳机

说明书

背景技术

本说明书描述了一种入耳式有源噪声降低(ANR)耳机。有源噪声降低耳机在美国专利4,455,675中进行了讨论。入耳式耳机被设计用来使得耳机的全部或大部分在用户的耳朵中使用。当入耳式耳机被放置就位时，该耳机通常具有处于用户的耳道中的一部分。

发明内容

在一方面，一种装置包括耳机。该耳机包括密封入口与耳道以形成腔体的管嘴(nozzle)，该腔体包括耳道的密封的部分以及管嘴中的通道(passageway)。该耳机进一步包括用于检测在腔体内的噪声的反馈麦克风，以及响应于反馈麦克风的反馈电路，用于提供反馈噪声消除音频信号。该耳机进一步包括用于将输出噪声消除音频信号转换成对噪声进行衰减的声学能量的声学驱动器，该输出噪声消除音频信号包括反馈噪声消除音频信号，该耳机还包括将腔体耦合至环境的开口，以及在开口中的阻抗提供结构。阻抗提供结构可以包括在开口中的声阻材料。声阻材料可以是线网(wire mesh)。阻抗提供结构可以包括声学地耦合开口与环境的管件。该管件可以被泡沫填充。腔体和用户的耳膜的特征可以在于，阻抗提供结构的阻抗z和阻抗的绝对值在低于预定义频率的频率处可以小于z的绝对值，并且在高于预定义频率的频率处可以高于z的绝对值。该装置还可以包括用于接合外耳使得耳机被定位及保持在用户的耳朵中而不需要使用头带(headband)的结构。通道可以具有大于13mm²的开放横截面面积(open cross sectional area)。声学驱动器可以被定向使得与声学驱动器的轴线平行或重合、并且与管嘴的中心线相交的直线以角度θ>±30度与管嘴的中心线相交。管嘴具有或更小的比率其中A是管嘴的开放横截面面积，并且l是管嘴的长度。管嘴可以具有或更小的声学质量(acoustic mass)M，其中ρ是空气密度，A是管嘴的开放横截面面积，并且l是管嘴的长度。通道的质量阻抗(mass impedance)的绝对值|z|在1kHz处是或更小，其中|z|＝Mf，其中ρ是空气密度，A是通道的开放横截面面积，l是通道的长度，并且f是频率。该装置还可以包括：前馈麦克风，用于检测耳机外部的噪声；响应于前馈麦克风的前馈电路，用于提供前馈噪声降低音频信号；用于结合反馈噪声降低音频信号与前馈噪声降低音频信号以提供输出噪声降低音频信号的电路。

在另一方面，一种装置包括耳机。该耳机包括腔体，该腔体包括用户的耳道。该耳机还可以包括用于检测在腔体中的噪声的反馈麦克风，以及响应于反馈麦克风的反馈电路，用于提供反馈噪声消除音频信号。该耳机进一步包括用于将输出噪声降低音频信号转换成声学能量并且将声学能量辐射进入腔体中以对噪声进行衰减的声学驱动器，该输出噪声降低音频信号包括反馈噪声降低音频信号。该耳机还可以包括耦合腔体与环境的开口以及在开口中的阻抗提供结构。阻抗提供结构可以包括在开口中的声阻材料。阻抗提供结构还可以包括声学地耦合开口与环境的管件。该管件可以被泡沫填充。腔体和用户的耳膜可以定义：阻抗提供结构的阻抗z和阻抗的绝对值在低于预定义频率的频率处可以低于z的绝对值，并且在高于预定义频率的频率处可以高于z的绝对值。腔体还可以包括声学地耦合至耳道和密封结构的通道，用于从环境声学地密封该腔体。该装置还可以包括：用于检测耳机外部的噪声的前馈麦克风；响应于前馈麦克风的前馈电路，用于提供前馈噪声消除音频信号；以及用于结合前馈噪声消除音频信号与反馈噪声消除音频信号以提供输出噪声消除音频信号的电路。

在另一方面，一种装置包括腔体，该腔体包括用户的耳道；用于检测在腔体中的噪声的反馈麦克风；响应于反馈麦克风的反馈电路以用于提供反馈噪声消除音频信号；用于将输出噪声消除音频信号转换成声学能量并且将声学能量辐射进入腔体中以对检测到的噪声进行衰减的声学驱动器，该输出噪声消除音频信号包括反馈噪声消除音频信号；以及耦合腔体与环境并且在腔体与环境之间提供声学阻抗(acoustical impedance)的声学分路器。该分路器可以包括通道和在通道中的声学阻尼材料。该分路器可以包括在腔体与环境之间的开口以及在开口中的声阻网。该分路器可以包括在耳机的壳中的孔中的一个孔。该分路器可以包括插入件，在插入件中形成有孔。该装置还可以包括用于检测耳机外部的噪声的前馈麦克风；响应于前馈麦克风的前馈电路，用于提供前馈噪声消除音频信号；以及用于结合反馈噪声消除音频信号与前馈噪声消除音频信号以提供输出噪声消除音频信号的电路。