揚(yáng)聲器系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
[0001] (對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用）
[0002] 本申請(qǐng)基于在2014年3月18日提交的日本專利申請(qǐng)No. 2014-055547并要求其 優(yōu)先權(quán)權(quán)益，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容在這里通過引用被并入。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 這里所描述的實(shí)施例通常涉及揚(yáng)聲器系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004] 當(dāng)由于空間狹窄或者諸如磁共振成像（MRI)裝置的強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境而妨礙揚(yáng)聲器的 配置時(shí)，使用聲音管道或?qū)Ч軗P(yáng)聲器。使用管道或?qū)Ч艿膿P(yáng)聲器系統(tǒng)可能涉及輸入信號(hào)與 輸出信號(hào)之間的頻率特性差異。并且，增加管道或?qū)Ч艿拈L(zhǎng)度會(huì)降低輸出的聲壓。
【附圖說明】
[0005] 圖1是示出根據(jù)實(shí)施例的揚(yáng)聲器系統(tǒng)的示意圖；
[0006] 圖2是示出根據(jù)第一實(shí)施例的揚(yáng)聲器系統(tǒng)的示例的示意圖；
[0007] 圖3是示出圖2所示的傳送部分的示例的示意圖；
[0008] 圖4是示出根據(jù)第一實(shí)施例的揚(yáng)聲器系統(tǒng)的另一示例的示意圖；
[0009] 圖5是示出圖4所示的傳送部分的示例的示意圖；
[0010] 圖6是示出圖4所示的傳送部分的另一示例的示意圖；
[0011] 圖7是根據(jù)第一實(shí)施例的揚(yáng)聲器系統(tǒng)的又一示例的示意圖；
[0012] 圖8是示出圖7所示的傳送部分的示例的示意圖；
[0013] 圖9是示出根據(jù)第一實(shí)施例的揚(yáng)聲器系統(tǒng)的又一示例的示意圖；
[0014] 圖10是示出圖9所示的傳送部分的示例的示意圖；
[0015] 圖11A和圖11B是示出用于模擬的聲音收集單元的截面圖和側(cè)視圖；
[0016] 圖12是示出根據(jù)第一實(shí)施例的揚(yáng)聲器系統(tǒng)的模擬結(jié)果的示圖；
[0017] 圖13是示出根據(jù)第二實(shí)施例的揚(yáng)聲器系統(tǒng)的示例的示意圖；
[0018] 圖14是示出根據(jù)第二實(shí)施例的揚(yáng)聲器系統(tǒng)的另一示例的示意圖；
[0019] 圖15是示出根據(jù)第二實(shí)施例的揚(yáng)聲器系統(tǒng)的又一示例的示意圖；
[0020] 圖16是示出根據(jù)第二實(shí)施例的揚(yáng)聲器系統(tǒng)的又一示例的示意圖；
[0021] 圖17是示出將根據(jù)第二實(shí)施例的揚(yáng)聲器系統(tǒng)應(yīng)用于MRI裝置的示例的示意圖；
[0022] 圖18A和圖18B是示出共振箱上的揚(yáng)聲器位置和導(dǎo)管連接位置的設(shè)計(jì)示例的示 圖；
[0023] 圖19是示出圖18A和圖18B所示的共振箱的傳送函數(shù)的示圖；
[0024] 圖20是示出圖13所示的揚(yáng)聲器系統(tǒng)中的從輸入信號(hào)到輸出信號(hào)的傳輸特性的示 圖；
[0025] 圖21A和圖21B是示出共振箱上的揚(yáng)聲器位置和導(dǎo)管連接位置的設(shè)計(jì)示例的示 圖；
[0026] 圖22是示出圖18A和圖18B所示的共振箱的傳送函數(shù)和圖21A和圖21B所示的 共振箱的傳送函數(shù)hi和h2的示圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 根據(jù)實(shí)施例，揚(yáng)聲器系統(tǒng)包含多個(gè)濾波器、多個(gè)揚(yáng)聲器和聲音收集單元。多個(gè)濾波 器中的每一個(gè)過濾第一信號(hào)以產(chǎn)生第二信號(hào)。多個(gè)揚(yáng)聲器被布置為使得從多個(gè)揚(yáng)聲器到評(píng) 價(jià)點(diǎn)的傳輸特性相互不同。多個(gè)揚(yáng)聲器中的每一個(gè)將由多個(gè)濾波器中的相應(yīng)的一個(gè)所產(chǎn)生 的第二信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲波。聲音收集單元被配置為組合從多個(gè)揚(yáng)聲器輸出的聲波以產(chǎn)生組合 聲波。多個(gè)濾波器被形成為使得從第一信號(hào)到輸出信號(hào)的傳輸特性匹配目標(biāo)傳輸特性，該 輸出信號(hào)指示評(píng)價(jià)點(diǎn)處的組合聲波的聲壓。
[0028] 以下參照附圖描述各種實(shí)施例。在實(shí)施例中，類似的元件由類似的附圖標(biāo)記表示， 并且省略重復(fù)的描述。
[0029] 參照?qǐng)D1描述根據(jù)實(shí)施例的揚(yáng)聲器系統(tǒng)的基本方案。
[0030] 圖1示意性地示出根據(jù)實(shí)施例的揚(yáng)聲器系統(tǒng)。圖1所示的揚(yáng)聲器系統(tǒng)包括基于輸 入信號(hào)發(fā)出聲音的揚(yáng)聲器單元10和收集通過揚(yáng)聲器單元10發(fā)出的聲音并向接聽者傳送 該聲音的聲音收集單元20。揚(yáng)聲器單元10包含N個(gè)聲波產(chǎn)生單元11-1、11-2、…、11-N， 這里，N是不小于1的整數(shù)。各聲波產(chǎn)生單元11包含濾波器12和揚(yáng)聲器13。具體而言， 聲波產(chǎn)生單元11-1、11-2、…、11-N分別包含濾波器12-1、12-2、…、12-N和揚(yáng)聲器13-1、 13-2、…、13-N。
[0031] 提供給聲波產(chǎn)生單兀11_1、11_2、…、11-N中的每一個(gè)的信號(hào)與輸入到揚(yáng)聲器單 元10的信號(hào)相同。在各聲波產(chǎn)生單元11中，濾波器12過濾輸入信號(hào)，并且揚(yáng)聲器13將從 濾波器12輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲波。例如，在聲波產(chǎn)生單元11-1中，濾波器12-1過濾輸入 信號(hào)，并且揚(yáng)聲器13-1將從濾波器12-1輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲波。聲波產(chǎn)生單元11-2、…、 11-N與聲波產(chǎn)生單元11-1類似地操作。聲音收集單元20組合從揚(yáng)聲器13-1、13-2、…、 13-N發(fā)出的聲波以產(chǎn)生組合聲波并將組合聲波引導(dǎo)到接聽者的外耳道51。聲音收集單元 20包含傳送部分21，該傳送部分21是由接聽者所配戴以向接聽者的外耳道51傳送組合聲 波的部件。
[0032] 當(dāng)N為2或更大時(shí)，濾波器12-1、12_2、…、12-N被設(shè)計(jì)為滿足以下條件：
[0033]
[0034] 這里，hi表示濾波器12-i的傳輸特性，gi表示從揚(yáng)聲器13-i到評(píng)價(jià)點(diǎn)29的傳輸特 性，且D表不從輸入信號(hào)到輸出信號(hào)的目標(biāo)傳輸特性（即，在評(píng)價(jià)點(diǎn)29處的組合聲波的聲 壓）。傳輸特性gpgy…、gN被預(yù)先測(cè)量。評(píng)價(jià)點(diǎn)29對(duì)應(yīng)于為了測(cè)量傳輸特性gpg2、…、 gN而放置評(píng)價(jià)麥克風(fēng)的位置。評(píng)價(jià)點(diǎn)29被設(shè)定于例如聲音收集單元20的傳送部分21中。 理想的是將評(píng)價(jià)點(diǎn)29設(shè)定于接聽者的外耳道51的入口所應(yīng)該位于的位置處。并且，揚(yáng)聲 器13-1、13_2、…、13-N被布置為使得傳輸特性8142、…、gN相互不同。
[0035] 通常，理想的是，目標(biāo)傳輸特性D是在整個(gè)頻帶上平坦的頻率特性。但是，實(shí)際上， 在考慮揚(yáng)聲器自身的特性和空間特性的情況下設(shè)定目標(biāo)傳輸特性D，以使其在規(guī)定的頻帶 中表現(xiàn)平坦的頻率特性。例如，當(dāng)再現(xiàn)音樂時(shí)，100Hz與20kHz之間的頻率特性可以是平坦 的，并且，具有平坦頻率特性的頻帶不需要被進(jìn)一步擴(kuò)展。并且，當(dāng)揚(yáng)聲器系統(tǒng)被應(yīng)用于有 源噪聲控制系統(tǒng)時(shí)，傳輸特性可以被設(shè)定以在100Hz與2kHz之間具有平坦的頻率特性，原 因是，主動(dòng)噪聲控制系統(tǒng)試圖減少的噪聲信號(hào)一般具有低頻率。因此，根據(jù)情況來確定傳輸 特性。
[0036] 當(dāng)濾波器12-1、12_2、…、12-N的傳輸特性hi、h2、…、心滿足公式（1)時(shí)，從輸入 信號(hào)（in)到輸出信號(hào)（out)的傳輸特性匹配目標(biāo)傳輸特性。用于確定滿足公式（1)的傳輸 特性、…、hN的方法可以為例如MINT(多輸入/輸出逆過濾定理（inversefiltering theorem))。用于設(shè)計(jì)濾波器12-1、12-2、…、12-N的方法不限于使用MINT，并且，可以使用 任何其它的方法來設(shè)計(jì)濾波器12-1、12-2、…、12-N。
[0037] 濾波器12-1、12_2、…、12-N中的一些可具有被設(shè)定為貫通特性（through characteristic)的傳輸特性。具有貫通特性的濾波器可以直接向揚(yáng)聲器輸出輸入信號(hào)。
[0038] 當(dāng)N為1時(shí)，S卩，當(dāng)設(shè)置一個(gè)揚(yáng)聲器13-1時(shí)，使用具有傳輸特性gl的近似逆特性 (approximateinversecharacteristic)hj^濾波器作為濾波器12-1。但是，在這種情況 下，從輸入信號(hào)到輸出信號(hào)的傳輸特性偏離目標(biāo)傳輸特性。
[0039] 如上所述，在根據(jù)實(shí)施例的揚(yáng)聲器系統(tǒng)中，濾波器12-1、12_2、…、12-N的傳輸特 性4、h2、…、hN被確定，使得從輸入信號(hào)到輸出信號(hào)的傳輸特性匹配目標(biāo)傳輸特性。目標(biāo) 傳