TW200813978A - Audio player with decreasing environmental noise function - Google Patents

Description

200813978 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係揭露一種音響播放裝置，尤指一種既實用 又廉價且製造簡單易於使用、降低功能高以及播放音質 佳的技術，不同於現今降低雜音方式，而且應用範圍極 廣。另外，本發明能於低噪音下欣賞音樂，且幾乎可安 裝於所有裝置内。 【先前技術】 一般市場中販賣著可降低環境噪音來易於欣賞音樂 或廣播功能的耳機或話筒。大致上可劃分為主動式和被 動式2種。 其中，主動式的功能較佳而其原理係採用於進行的 環境噪音之某些空間中，藉由施加一作為對象場所之振 動反相位振動來降低此對象空間的環境噪音成分能量且 於相反端讓環境噪音來逆向反射的方式。理論上係易於 來消除噪音，但是實際上如果想在500Hz以上的頻帶區 域中來提高功能的話就會讓動作不穩定，因此不易獲得 一想要的消除裝置。 另外，被動式將對製造技術、成本、動作的穩定性 以及攜帶性必須的消耗電流功能等有所限制，且至今也 尚未完成能涵蓋此等全部技術問題之處理技術。因此， 要從300〜500Hz要來消除高頻帶並非主動式而係要依靠 於被動式所產生之噪音效果。另外，這種方式的商品由 200813978 於不便宜，因此使用者不多，但是其完成比例度高且也 提高了使用者的滿足度。 ’ 有關主動式降低噪音裝置已經有複數個專利申請案 件。以下乃為代表範例。 曰本特開2001-5463音響裝置； 日本特開H7-264699助聽器； 曰本特開H9-36763降低噪音裝置； 曰本特開2006-139307具有聲音效果處理和噪音控制的 / 裝置； 曰本特開H5-30585降低噪音頭戴式耳機裝置； 曰本特開H5-130691耳機； 曰本特開H8-47074對講式頭戴式耳機； 曰本特開H8-79873通信終端機； 曰本特開H8-275281消除噪音型頭戴式耳機； 曰本特開H1 1-308685動能型降低噪音頭戴式耳機； 曰本特開200047876音響裝置以及頭戴式耳機.； 1.. 曰本特開H6-6886降低噪音頭戴式耳機； 曰本特開H6-70391頭戴式耳機裝置；及 曰本特開H7-240989降低噪音頭戴式耳機裝置。 此外，日本特開2005-184578 (耳掛式之聲音資訊 傳達器）係揭露一種利用骨傳聲（bone conduction)之 技術。 一般而言，被動式係於環境噪音來源和話筒之間來 截止環境噪音的一種方法。要來提高遮音功能須於話筒 6 200813978 ::側，來增加遮音部，因此並不傾向於需求較多的攜 :纟；紐多適用於大面積且具有流通性 和耳機之間的空隙中來使用遮音= :出有日本特開祕275298 (用來安裝耳機之器具及耳 、）、日本特開H10-511832 (安裝有耳墊之頭罩及可控 制=M I®之裝置）等手段。雖確實有達収善的功能， 但是環境噪音係透過耳機之振動板來傳達到聽覺内，因 此直無法來達到高滿意度之降低噪音功能。 另外，於曰本特開2002_2〇〇〗〇9 (耳塞式電氣音響 換裝置）中，揭示有藉由將耳機之振動板的振動而傳達 到耳塞内之遮音元件來發揮降低噪音的魏，但是原本 的遮音材料為具有彈性體，且即使直接讓這種材料振動 也無法獲得理想中的音響效果。 【發明内容】 立所有鑑於此，本發明係於話筒和聽覺之間設置有衰減 音質的兀件，藉以衰減想要降低環境噪音與要聽的音樂 或廣播信號。 利用這種條件且於電氣信號之階段上’讓從話筒傳 到聽覺之衰減特性之反傳達特性來產生作用而來修正播 放信號進而驅動話筒。 如此一來，不但可降低環境噪音且能修正衰減的播 放音質產生正常的音質進而提供S/N比。 200813978 【實施方式】 為使對本發明的目的、構造、特徵 一步的瞭解，茲配合實施例詳細說明如下。此有進 首先說明，本發明可應用於安 機;可安裝/卸下衰減元件之耳二之：、、 元件；插入有反衰減特性之行動電話穿插：：哀減 減特性之行動播放裝置；插人有反衰減特性之並通= 裝置，插入有反衰減特性之攜帶式電腦；；減 車座=端:A插人有反衰減== 〃乐1圖」為表不本發明實施例之方塊圖。 由第1圖且配合申請專利範圍第1、2項來說明本發明 首先INPUT係-作為播放使用的信 N酬為環境聲音，N⑺為環境噪音 = =反Si有反衰減… 二* ’反衰減特性滤波器CF的輸出為3 哭另外AMP係用來驅動話筒之電力放大 口口，RCV為同，聽筒之輸出為s (f) * p (。发 ⑺係讓輸入信號S⑺來撥放聽筒Rcv。Ep為衰诸S 件，衰減元件的輸入為聽筒之輪出s(f) %⑺二;： =音，）相加，也就是8⑺、⑺+環境噪朴⑴, ΐΐί早㈣’假設衰減元件的播放信號之特性等於環 W呆音的特性的話，則衰減元件的輸出幹 入為S⑺*“f”P⑺+N(f”p⑺。由於：) 200813978 *p(f) =1，所以傳達到耳朵的聲音為s (f) +N(f) y)」也就是播放信號錢為原本的音質㈣境操 藉由衰減元件來逐漸降低。 、 原則上本發明係需要大幅去除電力放大器和靜筒 2:態範圍。譬如，假設衰減特性的最大衰減量為；_， It完ΐ來修正的話，則反衰減特性的最大增益為 有關這—點也對說是本發明的唯—缺點。 的商品’即使可在相當吵雜的環境噪 ;2?=程保有動態範圍，因此為了確保本發 槌圍，因此必須更加大幅度來去除 裔或耳機之動態範圍。 7放大 鬥笛/=2圖」為表示當反衰減特性合併有申請專利範 Ή 具有調整普通音質功能之等化器或加強音 貝h况之貫施例方塊圖。其中「第i圖」和「第 :異點在於信號處理部分合併有反衰減特性和音質調、 :、二般而言如果當做某線性濾、波器的情況時，传將構 成雇波為的貧源限定於最小範甘 功能和「第i圖」相同，所以省略說明。弟2圖」的其他 :「第3圖」開始至「第10圖」為 藉由實降的立鄕接 个知θ K細例 X軸為/一^ 得到的結果例子。其中各圖之 =表㈣“ 表示增益或者 絶對增盈別無具有重要意義存在又γ軸之. 頻率間的相對增益差係 j表所表不之各 對應用商品來摔作〜W巴對增益由於係 水麵作曰里控制’所以沒有必要另外的說 200813978 明’因此於此省略。 例。這種第示衰減元件的衰減特性之其中-範 衰減特性 量的信號準位，且利== 則定出感覺到相同音 性來加以模擬進而測定出此濾波器的特性。之處波-特 性。「第4圖」為表示「第3圖」的衰減特性之反衰減特 一個範圖」為表示-般所使用的加強音質特性的其中 5圖」生會產t有第4圖之反衰減特性和「第 口」< 刀口強日貝特性之兩者綜合特性。一 田、 任何一種播放裝置皆至少 、又。，攻近 的應用「:也會合併使料者tr音’當然於本發明 样插古「=7圖」為表示具有音樂信號頻譜密度之尖蜂保 伏的傾向圖。只要係自然的樂曲皆具有通稱U維右方起 「=圖」為表示於「第7圖」之樂曲中會產生「第 ^^」二特性之直方圖。—般在具有類似如此的頻镨分 =+曲中幾乎完全感覺不到較高頻率成份，反而比^ 似套上飛機客艙中所使用的耳套式耳塞而從頭戴 ::機聽到播出的一般音樂音質。實際的衰減元件雖块 ^照材質或構造甚至耳朵㈣狀有所不同，但是―: 而吕都具有如此往右傾斜的特性。 又 200813978 第8圖」為表示於「第9圖」之直方圖中會產生第 4圖之反衰減特性。雖然會大幅增加高音之增益，但 验聽到的音樂具有近似1/f之頻譜密度分佈，因此並不至 於要改變電子回路部分之動態範圍。—般而言，即使用 一，的音樂或廣播來產生反衰減特性也會超過極限且也 =會有不足夠的動態範圍，因此實際上是沒問題。如果 错由人工正弦波或白色噪音信號（white n〇ise)來進行 測試的時候，則動態範圍當然就不會足夠。 :第_」為表示會產生「第6圖」之反衰減特 加強音質特性兩者情況之直方圖。 一、由於要正確量測出傳到衰減元件之聽覺（耳朵）的 ，減特乂為不易。因此，最好且最實際的方法為藉由 貫際的聽覺來妓反衰減特性。從「第3圖」至「第^ 圖j的特性範例為依靠約3 〇分鐘之聽覺所模擬出。因此， 热淪於降低功能或播放音質方面皆為極優。 “其中於中請專職圍第3、4項提到#處在環境操音 =使用衰減元件反之就不使用，因此對作為商品： 曰曰插放裝置必然具有這些模式的選擇功能。另外，必 然會具有藉由衰減元件的衰減特性或愛好的音質等來選 擇反衰減特性種類之功能。 、 …有關申請專利！請中沒有提到的壓縮功能。如果能 提，衰減元件的功能化，將會增加反衰減特性所必" 動態範圍同時也會縮小放大器或聽筒之多餘的動態範 圍。近年來一般而言頗會利用合成器來完成作曲，甚至 200813978 也可完成任何振幅分布的樂曲。如 範㈣生飽和失真或混合曲調失真:話== 品〜價。因此在任何—場所中不希望會發生失直商 :置的極限甚至話筒的極限在信號處理部來 r、 :關申請專利範圍第6項。本發明的衰減元 且低音帶等功能相較於高音帶將具有瑕苑 〜/、中主動式的低音功能不像高音般易於控制。 “、、'追求出可彌補兩者的缺點且更高性能的降低雜音係 :=!:同㈣於極不易來提高主動式的最大缺點 w的問題’如果合併本發明就可來解決較多 的間通。 裝置的成本效率的意思中係為了避免過度規格“ (〇verSpeeifleatl()n)，因此會在電子 壓縮功能。壓縮功能並非本發明的本f。^'、且入有

有關申請專利範圍第7項。耳機也屬於一種消耗 品。另外，有關設計或功能從嗜好品味來看，由於個人 或設計面的喜好範圍較廣，因此也必須要製造 女衣有哀減元件的耳機來販賣。 有關申明專利範圍第8項。由於衰減零件會碰觸到身 體，因此必然會污染且能以消耗品來互換。 綜上所述可知，本發明為可具體來完成一既簡單又 具有鬲功能且廉價及穩定度高之降低雜音功能。 乂現7的音響播放功能來將反衰減特性組入到譬如 12 200813978 “壓縮播放裝置 聲音或音樂的農：電：專之耳機或利用聽筒來聽 性，而於吵雜的威立嗶日的狀態下去除反衰減特 用有附屬衰減元件:耳機:=反：減特性作用’且使 有廷種情況的衰減元件且 早就販賣 使用有適應主動月匕 。另外，藉由組入到 音的高功能。動式4波益之習知產品更能實現出降低噪 =本發明以前述之實施例揭 以限疋本㈣。在不脫離本 ^亚非用 之更動與潤飾，均屬本發明之專利：:：=，所為 明所双仝+加处 彳1示邊辄圍。關於本發 丨疋之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。 13 200813978 【圖式簡單說明】 第1圖為本發明之其中一個實施範例說明圖。 f 2圖為本發明之其中一個實施範例說明圖。 第3圖為衰減元件之衰減特性圖。 第4圖為反衰減特性範例圖。 ^ 5圖為與反衰減特性無關之加強音質特性圖。 特性=圖為組合有反衰減特性與加強音質特性之綜合 圖。第7圖為具有音樂信號頻譜密度之尖峰保持值直方 第8圖為表示藉由第7圖音 元件特性來產生反衰減特性。…〜弟3圖之衰減 弟9圖為表示會產峰裳 減特性之頻率分布範例。圖曰樂信號、第4圖反衰 弟10圖為表示會產峰黛7 減特性及第5圖加強音f特性之Θ日、第4圖反衰 1足頸率分布範例。 【主要元件符號說明】 noise :通過衰減元件前之環境澡音 二f):.通過衰減元件前之環境噪音θ特性 NPUT ·輸入撥放信號 s ( f) ··撥放信號 CF :反衰減濾波器 P (f) ··反衰減元件特性 s(f)*p(f):通過反衰減元件後之信號 14 200813978 AMP :放大器 RCV :聽筒 S (f) : # s (f)作為聽筒輸入信號時々 S (f) +p (f):聽筒之輪出信號 EP :衰減元件 θ & OUTPUT :衰減元件輪出 EAR :聽覺 CF+EF :合併有反衰減濾波器與普通加 濾波器 -聽筒輪出信號 出信號，也就是 強音質濾波器之 15

Claims (1)

1. 200813978 十、申請專利範圍： ι· 一種音響播放裝置， ^具有以下特徵，其中·· 之“聲音傳播‘===:於聽覺（耳朵） 哀減特性P ( f)， 輸入到耳機至聽覺間之藉由該衰減元件來電氣 反衰減特性P(f) i!：覺範圍内的音響特性； 傳達特性；及 ，為刚述衰減特性P⑺之反 ί 特性’等於前述反衰減特性p⑺或者，似 =減:性P(f)，且於驅動耳機的電子= 入具有可修正該衰減元件效果； 不但可衰減環境噪音之聽覺傳 讓：覺：之播放音質等同沒有附加衰減元件與反；： 兀件兩者時之音質，或者具有類似的功能。、減 2·-種音響播放裝置，具有以下特徵，盆中. ί 於貼近耳朵之頭戴式耳機或話筒“（以下將 =機或洁同稱之為話筒）端與聽覺間設置有插入有; 讓聲音傳播衰減之衰減元件；及 U 衰減特性P⑺，—種從藉由該衰減元件來 輸入料機至聽覺間之人類聽覺範圍内的音響特= 反衰減特性P (f)，為衰減特性p (f) 查 特性；及 &得建 音響特性，等於前述反衰減特性p (f)或 於反衰減特性P(f)，且於驅動話筒的電子電路= 16 200813978 入具有可修正該衰減元件效果； ^藉此，不但可衰減環境噪音之聽覺傳達，同 邊聽覺中之播放信號等同沒有附加衰減元件虛反奢 兀件兩者時之音質，或者具有類似的功能。、^ 3.如申請專利範㈣142項所述之任—音響播放 J有J選擇有附加衰減特性與無附加衰減特性二任— 个月況日質之切換功能。 4:申=範圍第卜2或3項所述之任一音響播放裝 有反衰減特性以及於—般的 化為或加強音質等固定裝置。 置T之寺 5·如申請專利範圍第丨、2、3或4 裝置，且古〆員所述之任一音響播放 插 衰減特性p⑺或者可選擇藉數 種類的反衰減特性之任—功能。 &擇硬數 6.如申請專利範圍第〗、2、3 放裝置，係植入古士& 4戍5項所述之任-音響播 係'、且δ有主動型噪音消除裝置。

   種衰減元件，可從耳機主體 圍第1項之衰減元件。 κ甲明專利車巳 8·—種耳機 农減元件 m機來㈣t料魏隊項所述之 或者攸耳機來卸下該衰減元件。 17