专利名称：耳塞型收发两用机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种耳塞型收发两用机，它具有充当扬声器和传声器的功能，以用于全话音通信的发送和接收，和被设计成能借助一个能量变换元件把所发送和接收的信息变换成可听话音。
在象建筑工地或喷气飞机之类的噪声环境中使用强方向性枪式传声器，使周围背景噪声很难进入传声器。然而，因为从周围墙壁或容器反射背景噪声，故难以完全消除它们。此外，在枪式传声器中，采用一个伸长圆柱形声音导孔去改进方向性，使收集的声音变成不可听的，从而不会得到可听声音电信号。
因此，为了收集话音而不收听背景噪声，通常一直采用一种骨导式传声器。骨导式传声器被设计成在人体的颧骨、颌骨或头颅骨上提供一个由振动能/电能变换元件构成的声音变换元件，把发声时导到骨上的振动变换成电能，并且如此得到的电能被接收和放大成一个收集的话音电信号。
虽然上述骨导式传声器能够收集话音，以得到处于一种消除空气中存在的声波形式的背景噪声的状态下的电信号，但它具有下述缺点对上述声音变换元件相对于颧骨、颌骨或头颅骨的不同位置，对该元件与骨的不同接触压力和对该元件与骨的不同接触方式，具有明显不同的传输特征。
因此，需要总是借助一个专门支承工具来始终保持声音变换元件的位置和接触压力恒定。然而，每次都稳定地满足这个要求是困难的。此外，骨导式传声器还有下述缺点声音收集部分的传输特征的可再现性被认为是随频带的再现特征(F特征)而变的。
此外，在另一种常规骨导式传声器中，讲话扬声器和声音收集传声器分别装于收听者耳机和发送者耳机内，以便实现其间的话音通信而不受背景噪声的影响。然而，讲话部分与声音收集部分的干扰时有发生，从而通常难以使耳机同时充当扬声器和传声器。
鉴于现有技术涉及上述缺点，故设想本发明。
因此，本发明之一个目的在于提供一种耳塞式收发两用机，它被设计成借助于一个与外耳道内鼓膜相对地安置的、公有地用于发送和接收的声音变换器，使作为电信号发送的要发送到用户的话音和由扬声器或用户发出的话音能够变换成声振动；并且把由用户发出的声音变换成电信号。
为了实现该目的，根据本发明，在此提供一种耳塞式收发两用机，它包括一个耳机，它装有一个要插入外耳道中的耳机插入部分；和一个在穿过耳塞插入部分的声音通孔的底座部分上提供的声音变换元件，用于以双向方式把声振动变成电信号和把电信号变成声振动；一个阻抗元件，它串联于声音变换元件的电路；一个电信号施加装置，用于根据第一话音信号施加一个电信号，而第一声音信号要传送到一个佩戴声音变换元件和阻抗元件的耳机串联电路的人；一个声音变换元件终端信号检测装置，用于检测声音变换元件两端的电压，包括通过把耳机佩戴者发出的话音进行电变换而得到的第二话音信号；一个第一模/数变换装置，用于把根据要传送到耳机佩戴者的第一话音信号的电信号，变换成数字信号；一个第二模/数变换装置，用于把声音变换元件终端信号，包括通过电变换耳机佩戴者所发出声音而得到的第二话音信号，变换成数字信号；一个数字信号操作处理装置，用于在其中输入从第一与第二模/数变换装置输出的数字信号，以便根据声音变换元件的阻抗和同声音变换元件串联的阻抗元件的阻抗，通过数字信号操作处理而提取含于声音变换元件终端信号中的第二话音信号，施加于阻抗元件串联电路上的第一话音信号，和跨过声音变换元件而产生的声音变换元件终端信号；和一个数/模变换装置，用于把一个指示第二话音信号的数字信号变换成一个模拟电信号，而第二话音信号由数字信号操作处理装置操作地处理，并从其输出。
根据本发明，可得到下述优点。能用一个装于耳机中的声音变换元件，提供全双工系统的话音通信设备。当把耳机插入外耳道中时，把用户发出的话音通过骨导送到声音变换元件。然而，因为外耳道对在使用耳机的环境周围的高声压级的噪声可严密地隔离，故噪声很难随所接收声音而变换成电信号，并能在低声压级下充分提取电信号形式的从外界发送的话音，从而它能够在紧急通信、室外通信等各种广泛领域有效地用在双向话音通信设备中。
图1是根据本发明一个实施例的耳塞式收发两用机的示意方块图；图2是根据本发明一个实施例的耳机的中央纵向剖面图；图3是根据本发明一个实施例的耳塞式收发两用机的电路图；图4是根据本发明的耳机的等效电路图；图5是方块图，根据本发明表示一个公式，该公式用于从一个其中第一与第二话音信号被彼此重迭的声音变换元件的终端电压中提取第二话音信号；图6是根据本发明的耳机的另一实施例的中央纵向剖面图；图7是供图6中耳机使用的耳塞式收发两用机的另一实施例的电路图；图8是根据本发明的耳机的又一实施例的中央纵向剖面图；和图9是供图8中耳机使用的耳塞式收发两用机的另一实施例的电路图。
下面参照附图较详细地描述根据本发明的耳塞式收发两用机的一些优选实施例。
图1是双向通信系统的方块图，说明实施本发明的要点。
在图1中，1是其中装有声音变换元件2的耳机，和3是经布线码4与声音变换元件2连接的双向传输单元。
也是在图1中，5是双向通信单元，用于输出一个送给双向传输单元3的第一话音信号G1，和输入一个从双向传输单元3供给的第二话音信号G2。
双向通信单元5适合于同另一个经有线或无线通信装置与其相连的双向通信单元5’，进行全双工通信系统(下文叫做全双工)的话音通信。第一话音信号G1是一个要由佩戴耳机1的人接收的话音信号，而第二话音信号G2是一个戴上耳机的人所发出的话音信号，用于送给一个负责另一双向通信单元5’的人。
根据本发明的耳塞式收发两用机A包括其中装有一个声音变换元件2的耳机1，和双向传输单元3。两个话音信号就是第一话音信号G1和第二话音信号G2,G1用于把来自外界的话音信息发送到耳机1的用户，而G2用于实时地把用户发出的话音信息发送到另一个靠声音变换元件2工作的人。
图2是耳机1的纵向剖面图，说明本发明的一个实施例。
耳机1包括一根适配外耳道的外耳适配管6、一根可拆卸地适配外耳适配管6的后端的连接管7，和一个用于安装在连接管7后端提供的声音变换元件2的壳架8。
外耳适配器6在其前端装有一个凸缘形状弹性塞头构件9，它以半球形形式向前伸出，且具有一个在其外周边缘提供的弹性尾段9a，以便向后伸出，并且具有一个声音导孔10在其轴心穿过，以便从其前端通到其后端。在声音导孔10的后端提供一个大直径环形槽12，用于在连接管7的适配段11的前端接合一个大直径凸缘11a。用一种柔韧材料，例如软合成树脂、橡胶或类似材料制作外耳适配管6，从而甚至当长时期使用耳机1时，也不使用户感到痛。
尤其是，用于弹性适配外耳道的弹性塞头构件9可借助弹性尾段9a而无间隙地密切适配外耳道，从而提高由骨传导振动所诱发的声振动的传输特性，和传输特性的可再现性。
如上所述，外耳适配管6由柔韧材料制作，而连接管7由硬合成树脂材料制作。外耳适配管6的声音导孔10中的后端内腔13和连接管7的适配段11的外径116，是在形状和尺寸上做成彼此密切适配的。外耳适配管6的大直径槽12和连接管7的大直径凸缘11，在它们彼此适配时充当一个滑脱制动器。
在这样构成的外耳适配管6和连接管7彼此适配以后，如果只在其轴向拉它们，则不容易使它们彼此分离。然而，如果柔韧外耳适配管6在适配段被倾斜地弯曲，则从连接管7取出适配管6会比较容易。
制作各种其中弹性塞头构件9的直径是互相不同的外耳适配管6，以便按照用户外耳道的尺寸来互相更换。
在连接管7的适配段11的轴心穿过声导孔14，以便连通在外耳适配管6中的声导孔10。
连接管7装有一个鼓形段7a,7a的直径相同于弹性塞头构件9在其中央的外周段的直径；并且在鼓形段7a的轴向上向前(在图2中向左)伸出适配段11，该段在直径上作得小于鼓形段，其相差量相当于外耳适配管6的厚度。
在鼓形段7a的后端，提供一个整体地固定于壳架8上的大直径凸缘15。
在鼓形段7a范围内，限定一个中空腔16，它在直径上大于在适配段11的轴心形成的声导孔14。
用整体模制法把在连接管7后端提供的大断面凸缘15固定到壳架8的周边圆形段17上。
声变换元件2被夹于连接管7与壳架8之间。声变换元件2包括一个振动单元18和一个振动板19。振动板19构成相当于一般盘形(未示出)扬声器圆锥体的一部分，而振动单元18构成相当于一种扬声器电磁铁的一部分，在这种扬声器中装有一个动圈和永久磁铁(未示出)。
振动板19被紧密地夹于连接管7的后端面22与壳架2的底壁23的表面之间，通过一些在其周边段20的两面上提供的环形隔片21，使振动板19的中央部分处于与底壁或类似壁相隔开的状态。
振动单元18被固定于壳架7上，使其后端处于一种嵌入壳架8的底壁23中的状态。振动板19的前面指向声导孔10、14和中空腔16。振动板19被设计成发出输出振动，该振动由振动单元18变换成进入中空腔16的声振动和第一话音信号G1(电能)。
振动单元18能够借助用于把电能和振动能耦合于振动板19的双向能量变换元件，例如动圈和永久磁铁或类似器件的组合体，把从外部加到振动板19上的振动变换成电信号。
由佩戴耳机1的说话者发出的话音通过头颅骨或类似骨来导入外耳道中，通过适配外耳道的外耳适配管6和连接管7把这样导入外耳道的话音传送到振动板19，并且通过振动板19把话音振动送到振动单元18，以变成电信号。
根据本发明，通过尚未由常规骨导技术实现的软骨传导，把说话者发出的话音送到听者的外耳道。这种软骨传导呈现有利的频率特性。
在振动单元18中通过这种软骨传导由振动输出的电信号，被迭加于从外部施加的第一话音信号G1的电信号上，并且呈现于振动单元18的输出终端。
如图3所示，振动单元18连接于双向传输单元3。双向传输单元3把第一话音信号G1施加于振动单元18，并且根据由骨传导发送的话音振动，从振动单元18中提取第二话音信号G2。
在图3中，从双向通信单元5发送的第一话音信号G1被一个具有低输出阻抗的放大器24所放大，并且由此得到的输出被施加到振动单元18的串联电路上，和作为声音变换元件驱动信号e1的阻抗元件25上。
在这个实施例中，其中放大系数定为1的电压跟随器类型的放大器24被这样使用，以致于话音信号G1和声音变换元件驱动信号e1在电压上彼此相等。阻抗元件25最好用一个由一些纯电阻部件组成的电阻器构成。
由一个有高输入阻抗的放大器26检测振动单元18两端的电压Vi，借此在放大器26的输出端得到一个声音变换元件终端信号e2。
象放大器24的情况一样，在此采用其中放大系数定为1的电压跟随器类型的放大器26，使振动单元18两端的电压Vi和声音变换元件终端信号e2的电压彼此相等。
在这方面，要注意，不一定总是把放大器24和26的放大系数定为1，而放大系数也可定为得出一个期望增益。
第一话音信号G1被输入到用于驱动振动单元18的放大器24中，并且等于声音变换元件驱动信号e1；G1被第一模/数变换器27以数字形式变换成声音变换元件驱动信号E1，然后被输入到数字信号处理装置28的第一输入终端29。
声音变换元件终端信号e2具有等于振动单元18的终端电压Vi的电压，并且从放大器26输出；把e2用一个第二模/数变换器30变换成数字形式的声音变换元件终端信号E2，然后输入到数字信号处理装置28的第二输入终端31。
数字信号处理装置28由一个通常叫做DPS(数字信号处理器)的高密度集成电路构成，且包括CPU，存储器和外围控制器。
目前以DPS形式制作的IC电路元件能够被具体地体现成数字信号处理装置28，它们有由Texas Instruments有限公司出品的TMS 320LC5系列，TMS320 F2系列等，它们是市场上可买到的。
在DPS中安装的ROM部分中装载一个用于处理输入信号的程序，它处于一种在由上述DPS构成的数字信号处理装置28中被变换成一种最佳化汇编程序的状态。按照这种信号处理程序数字地处理两个模拟话音信号，它们是用一个被输入到第一输入终端29的第一数字信号(数字形式的声音变换元件驱动信号E1)，和用一个被输入到第二输入终端30的数字信号(数字形式的声音变换元件终端信号E2)，实时地产生的。
在信号处理程序中，包括抑制干扰(例如颤噪声、回声等)的处理，这种干扰使耳机1的用户，即说话者发出的话音返回到说话者自己；去除噪声的处理，以改善抗噪声的稳键性；在说话者的要检测的话音信号中校正畸变的处理；象自动增益控制(AGC)之类的声音信号处理；和稍后描述的计算处理。
通过这些信号处理，在作为数字信号的可听话音中提取由说话者发出的话音。一个这样提取的数字话音信号E3由一个数/模变换器32变换成可听模拟话音信号e3，以便作为第二话音信号G2而从传输单元3供应。
双向传输单元3与由一些通话通信设备构成的双向通信单元5合作地操作，以便完全保持与通用话音输入/输出设备的相容性；在该输入/输出设备中把传声器和耳机的组合用于这些通信设备的手机或头戴耳机；该通话通信设备包括一般电话机，内部电话机等，无线收发信机，个人计算机，电话操作系统等。
其中成对地设置常规传声器和耳机的手机或头戴耳机从传声器输出一个输出信号，用作一个可与普通声学设备的传声器输入终端相容的模拟形式的输出信号；并且接收一个可与耳机相容的模拟电信号，用作来自外界的输入信号。
根据本发明的耳机1本身的工作等效于手机和头戴耳机。
插入用户外耳道的耳机1的操作如下。
当从双向通信单元5输出的第一话音信号G1被输入到传输单元3时，第一话音信号G1被放大器24放大，并且通过串联于振动单元18的阻抗元件25发送到在布线码4上的声音变换元件2的振动单元18，以变换成要送到用户的话音。
在这种情况下，耳机1的外耳适配器6的弹性塞头构件9的弹性尾段9a是与外耳道弹性地接触的，从而外耳道的内侧是与耳外在声音上隔离的，这可产生一种噪声很难从外界进入耳中的状态。
另一方面，当耳机1的声音变换元件2充当传声器时，该元件的操作如下。
当用户发出话音时，话音(振动)被传导到骨和软骨，使外耳内部的外侧振动。如上面描述过的那样，这种振动是作为一个在其上迭加第一话音信号G1的伪话音电信号，以振动单元18的终端电压Vi的形式，由声音变换元件2的振动单元18检测的。指示伪话音电信号的终端电压Vi由放大器26放大，以变成声音变换元件终端信号e2。
这个声音变换元件终端信号e2由上述模/数变换器30变换成第二数字信号e2。
第一话音信号G1在由放大器24放大之前，被施加到模/数变换器27上，以变换成第一数字信号E1。这些第一和第二数字信号E1和E2被输入到数字信号处理装置28。
在数字信号处理装置28中，根据第一和第二数字信号E1和E2进行下述的信号处理。
即，抑制干扰(例如颤噪声，回声等)的处理，这中干扰使发送者发送的话音返回发送者自身；改善抗噪声稳健性的处理；校正伪话音电信号的频率特性的处理；自动增益控制(AGC)处理等。
因此，由发送者发送的话音被作为要变换成可听话音的电话音信号而供给数/模变换器32，以便作为符合于普通模拟式声频设备-通信设备的传声器输入终端的电话音输出信号而输出。
在本发明中，产生要发送到用户的话音振动的操作和把用户所产生话音振动变换成电信号的操作是由信号振动单元18进行的，以便使传输单元3适应全双工通信系统(下文叫做全双工)，下面从逻辑上描述。
图4是耳机1的振动单元18的等效电路及所用驱动电路图。
在等效电路中，e1表示从放大器24输出的声音变换元件驱动信号e1。用其中放大系数被定为1的电压跟随器电路构成放大器24，因此它的电压波形成分相同于从外界送入的第一话音信号G1的成分，并且大体上相同于通过数字变换话音信号G1而得到的第一数字信号E1的成分。
放大器24是一个电信号施加装置，用于把通过放大第一话音信号G1而得到的电信号施加到声音变换元件2和阻抗元件25的串联电路上。
此外，在图4中，R是在振动单元18中串联地提供的阻抗元件25的阻抗；Z是振动单元18的阻抗；Vi是振动单元18的终端电压(等于声音变换元件终端信号e2)，相当于与由振动单元18检测的用户发声结合产生的伪话音电信号；e3是由用户发出的话音的电信号，相当于第二话音信号G2；和i是流过等效电路的电流。
此外，在图4中，能够按照振动单元18的终端电压Vi来检测伪话音信号，其中在第二话音信号e3上迭加一个等于第一话音信号G1电压的声音变换元件驱动电压e1。
下面描述，怎样只从终端电压Vi提取相当于第二话音信号G2的电信号e3，即，本发明怎样才能符合全双工。
在图4所示的等效电路中，根据基尔霍夫电压定律得出下式(1)。
i(R+Z)+e1+e3=0…… (1)第一话音信号G1与声音变换元件驱动信号e1相同，因此假定e1表示第一话音信号，以便描述等效电路。
振动单元18的终端电压Vi和通过使用终端电压Vi作为伪话音信号经有1放大系数的放大器26输出的伪话音信号e2具有相同的信号成分，在伪话音信号中第一和第二话音信号彼此迭加。为便于描述等效电路，假定e2表示终端电压。
根据电流i算出式(1)，借此得出式(2)。
i=(e1+e3)/(R+Z)…… (2)在这种情况下，通过从第一话音信号e1减去阻抗元件25的终端电压(R·i)，得出终端电压e2。这样，得出下式(3)e2=e1-R·i…… (3)将公式(2)中的电流i代入式(3)，可得出下式(4)。
e2=e1-R(e1-e3)=e1(1-R/(R+Z))+e3·R/(R+Z)……(4)根据话音信号(e3)算出式(4)，可得出式(5)。
e3=(e2-e1(1-R/(R+Z)))·(R+Z)/R…… (5)能够把式(5)中安排的阻抗成分表达成图5所示的方块图。
在图5中，如果各阻抗成分(X1)和(X2)被表达成X1=1-(R/(R+Z))和X2=(R+Z)/R，则得出下式(6)。
e3=(e2-e1X1)X2…… (6)通过根据图5所示框图算术地运算式(6)，能够从其中第一话音信号e1和第二话音信号e3彼此混合的伪话音信号(终端电压)e2中提取第二话音信号e2。
在根据图5所示方块图的式(6)的运算处理中，通过把与第一话音信号e1相同的声音变换元件驱动信号E1变换成数字信号而得出的数字形式的声音变换元件驱动信号E1，和通过把振动单元18的终端电压(伪话音信号)Vi或e2变换成数字信号而得出的数字形式的声音变换元件终端电压E2，都被输入到数字信号处理装置28以便处理。
现在，能够测量终端电压Vi、声音变换元件驱动电压(第一话音信号)e1和阻抗元件25的阻抗R，从而如果确定振动单元18的声音变换元件2的阻抗Z，则能够计算第二话音信号e3。
至于声音变换元件2的阻抗Z，实际上，需要得出阻抗Z，阻抗Z是每一秒钟都随着发送话音的人的行动而变的。然而，它的运算是比必需的要复杂的，因此，通过把例如按照下述条件得到的数值用作近似值Ze，由数字信号处理装置28计算阻抗。
在此，通过利用声音变换元件2的阻抗Z的近似值Ze，即用一个假定值(e2=0)代替式4中的终端电压e2，计算公式(4)，从而得出下式(7)。
1-(Vi/e1)=R/(R+Z)…… (7)在式(7)中，式两边的倒数是彼此相同的，由此得出下式(8)。
1/(1-(Vi/e1))=(R+Z)/R…… (8)这样，声音元件2的阻抗Z如下。
Z=(1/(1-(Vi/e1))-1)/R…… (9)把式(9)代入式(5)和(6)，以校正所得值，借此可得第二话音信号e2。
这样，很清楚，根据本发明的耳塞式收发两用机能够借助于一个耳机1来适应全双工。
图6和7说明本发明的另一个实施例。
图6所示实施例属于下述类型，其中在耳机1A的壳架8A中装有在上述实施例的双向传输单元3中提供的用于驱动声音变换元件2的放大器24，和用于放大声音变换元件2的终端电压Vi的放大器26。
图7示出一个电路图，其中图6所示耳机1A被连接于双向传输单元3A。
在这方面，要指出，在图中未示出连接于各放大器和半导体元件的电源电路，并且把相同的标号赋给那些与图1至3中所示实施例中部件相同的部件，从而略去其详述。
在图6中，在振动单元18后面的耳机1A的壳架8A中嵌入模拟运算放大IC电路元件33和34，它们构成放大器24和26，处于一种使这些元件装于布线基片35上的状态。
在布线基片35上还装有阻抗元件25，并且通过一个很短的布线36把用于驱动振动单元18的输出电路连接于振动单元18。
一个用于放大振动单元18的终端电压Vi的放大器26的输入布线，也在布线基片范围内布线得很短。
从图4的等效电路显然可知，由于上述布置，在用于阻抗元件22和振动单元18的串联电路中就不包含图1和3所示的布线码4，从而可明显减小侵入振动单元18的内阻抗Z的干扰，并且能够实现正确地提取第二话音信号e3和稳定的信号处理控制。
此外，因为放大器24和26在最靠近振动单元18的位置接收输入信号，以进行电压跟随器控制，所以使输入信号与输出信号一致的比率是高的，从而送往数字信号处理装置28的数字形式的第一话音信号E1和数字形式的终端电压E2，变成充分靠近第一话音信号e1和终端电压e2，它们被认为是与图4所示等效电路的情况相同的。
在图7中，用于把耳机1A连接于双向传输单元3A的布线码37的阻抗，都不包含在图4所示等效电路的任何参数中，从而布线码37的长度和直径都不直接影响全双工的控制。
因此，不管人体的哪一部分佩戴根据本实施例的双向传输单元3A，在携带时不把其存放部位限于耳朵周围部分的情况下，也不会引起声学上不利的现象。
图8和9示出本发明的又一个实施例，其相当于图6和7所示实施例中布线码37的部分被代之以一对无线通信装置38和39，以便把耳机1B连接于双向传输单元3B。
在图8中的耳机1B的布线基片35A上安装一个用于一个无线通信装置38的无线接收单元40，和一个用于另一个无线通信装置39的无线传输单元41。
如图9的电路图中所示，耳机1B的无线接收单元40包括一个接收电路42和一个解调电路43，并且一个来自解调电路43的输出信号被送往放大器24的输入端。
同样，无线传输单元41包括一个调制电路44和一个传输电路45，并且一个来自放大器26的输出信号被调制电路44的输入端所接收。
双向传输单元3B同样包括一个无线传输单元46和一个无线接收单元47，用于一对无线通信装置38和39。
用于一个无线通信装置38的无线传输单元46包括一个调制电路48和一个传输电路49，并且调制电路48把第一话音信号e1输入到耳机中。
用于另一个无线通信装置39的无线接收单元47包括一个接收电路50和一个解调电路51，并且来自解调电路51的输出被送往第二模数变换器30的输入端。
这样，无线通信装置38构成一个无线话音通信通道，用于把第一话音信号G1从双向传输单元3B传送到耳机1B。而无线通信装置39也构成一个无线话音通信通道，用于把第二话音信号G2从耳机1B传送到双向通信单元3B。
无线通信装置38和39的通信系统是一个调频系统(FM通信系统)，它在为弱电波指定的范围内在输出端的通信区内，最好具有从几个MHz到几百个MHz的频带，和一个用于在从1至3米范围内通信的输出的电场强度。
在耳机1B的壳架8B的后端面上装有一个构成用于接收电路42的接收天线的导线部分52，和一个构成用于传输电路45的发送天线的导线部分53。
虽然用绝缘合成树脂模制壳架8B，但不会总是需要暴露那种构成天线的导线部分52和53的表面，而是这些部分可以嵌入合成树脂中。
对于导线部分52和53，根据所用通信载波频率，螺旋形图案、棒形图案和梳形图案的任一种被选择地用作两维图案。
无线通信装置38和39可以是一种使用红外线的装置。
红外线应用型无线通信装置38和39具有下述的优点尤其是在一种其中从电焊机、大型电机、电炉等产生大范围的电磁波噪声的工作场地更是如此，这种场地产生火花噪声，从而不能使用FM通信系统的无线通信，即使在上述工作场地，红外线应用型通信系统也能充分执行其功能。
此外，在工作场地，当在要求佩戴的安全帽的内部提供双向传输装置3B时，在要插入耳机1B的耳朵的上面直接安置安全帽的侧部下边缘，从而能够通过在紧靠耳上的帽侧内段上提供双向传输单元3B，显著缩短通信距离。
此外，能够通过在紧靠耳上的帽的一侧上提供一个耳盖，容易防止红外线的外部入射。
还有，在图1至3和图6和7所示的实施例中，能容易实现在安全帽内部提供双向传输单元3或3A，并且把传输单元经布线码而线连于耳机。
而且，如图1所示，还有可能使双向通信单元5成为无线的。在这种情况下，能够把双向通信单元5设计成具有大的输出功率，使它能足够经得起工作场地的电磁噪声。此外，对于调制系统，可以采用抗电磁噪声性能很好的数字调制系统或频谱调制系统。
如上所述，根据本发明各实施例的耳塞式收发两用机能够借助全双工来发送和接收清楚的话音，从而它能用于下述情况。
在根据本发明的耳塞式收发两用机用于一种由便携式电话传声器和扬声器组成的手机的情况下，甚至在充满高声压级背景噪声的环境中，例如在火车上、工厂里、高速公路建筑工地或类似场所中，也能够可靠地进行发送和接收。
在双向传输单元3和双向通信单元5被整体地形成以便用作普通电话的无线副电话的情况下，能够在下述状态下实现通话副电话放入口袋中，并且耳机插入耳中，即，处于空手状态，从而一名家务工作者能够在操持家务的同时打电话，而不必触摸放在室内的副电话，还能够用作婴儿、大人所需的家庭照顾或护理的声音监测器，内部对讲电话，普能声音监测器或类似监测器。
此外，通过把根据本发明的收发两用机用作发送通信系统，可获得相当多的效果；该系统通常使用头机去产生紧急指令和命令，其中操作员的对话的原始性和四肢的自由度是需要的，并且尤其是，在用于警察局、消防部门、控制塔等中的电话制导、紧急通信响应台时需要对话的清晰度。
此外，通过把根据本发明的耳塞式收发两用机用于把话音输入一个计算机设备，能够减少话音识别的错误输入。
权利要求
1．一种耳塞式收发两用机，包括一个耳机，装有一个插入外耳道的耳塞插入段；一个声音变换元件，装于穿入耳塞插入段的声通孔的基座段上，以便双向地把声振动变成电信号和把电信号变成声振动；一个阻抗元件，串联于声变换元件的电路；一个电信号施加装置，用于把一个基于要发送到耳机佩戴者的第一话音信号的电信号，施加到一个声变换元件和阻抗元件的串联电路上；一个声变换元件终端信号检测装置，用于检测声音变换元件两端的电压，包括一个通过电变换一个由耳机佩戴者发出的话音而得到的第二话音信号；一个第一模/数变换装置，用于把根据要发送到耳机佩戴者的第一话音信号的电信号变换成数字信号；一个第二模/数变换装置，用于把声变换元件终端信号，包括通过电变换一个由耳机佩戴者发出的话音而得到的第二话音信号，变换成数字信号；一个数字信号运算处理装置，用于根据声变换元件的阻抗、与声变换元件串联的阻抗元件的阻抗、施加于其串联电路上的第一话音信号和通过数字运算处理而在声音变换元件两端生成的声变换元件终端信号，来输入从第一与第二模/数变换装置输出的两个数字信号，并且提取在声音变换元件终端信号中含有的第二话音信号；和一个数/模变换装置，用于把由数字信号运算处理装置算述地运算的和从其输出的第二话音信号的数字信号变换成模拟电信号。
2．根据权利要求1所述的耳塞式收发两用机，其中耳机包括一个阻抗元件；一个电信号施加装置，用于根据第一话音信号施加一个电信号；和一个声变换元件终端信号检测装置，用于检测声变换元件两端的电压。
3．根据权利要求1所述的耳塞式收发两用机，其中用于根据第一话音信号施加一个电信号的电信号施加装置是由一个电压跟随器型放大器构成的。
4．根据权利要求1所述的耳塞式收发两用机，其中用于检测声变换元件两端电压的声变换元件终端信号检测装置是由一个电压跟随器型放大器构成的。
5．根据权利要求1所述的耳塞式收发两用机，其中，一个双向传输单元被设计成使第一话音信号送往耳机，使含有第二话音信号的声变换元件终端信号由耳机来接收，并且包含第一与第二模数变换装置、数字信号处理装置和数模变换装置的双向传输单元是采用与耳机分开的方式提供的，以便经一布线码在耳机与双向传输单元之间发送和接收涉及第一与第二话音信号的电信号。
6．根据权利要求1所述的耳塞式收发两用机，其中，一个双向传输单元被设计成使第一话音信号送往耳机，使含有第二话音信号的声变换元件终端信号由耳机来接收，和包含第一与第二模数变换装置、数字信号处理装置和数模变换装置的双向传输单元是采用与耳机分开的方式提供的，以便经一无线通信装置在耳机与双向传输单元之间发送和接收涉及第一与第二话音信号的电信号。
7．根据权利要求6所述的耳塞式收发两用机，其中，耳机装有一个阻抗元件，一个用于根据第一话音信号施加电信号的电信号施加装置，和一个用于检测其壳架内的声变换元件两端的电压的声变换元件终端信号检测装置；并且在壳架内装有无线通信装置的一个发送段和一个接收段。
8．根据权利要求6所述的耳塞式收发两用机，其中，无线通信装置是由一个用于在弱电波范围传输和接收的有两个信道的调频式双向无线通信装置构成的。
9．根据权利要求6所述的耳塞式收发两用机，其中，无线通信装置是由一个用于以红外线传输和接收的有两个信道的双向光学通信装置构成的。
全文摘要
一种全双工系统的耳塞式收发两用机包括:一耳机;一声变换元件;一阻抗元件;一电信号施加装置;一检测装置;一模数变换装置用于根据第一话音信号把电信号变换成数字信号;一模数变换装置,用于把声变换元件终端信号变换成数字信号;一数字信号运算处理装置,用于从声变换元件终端信号中提取第二话音信号;和一数模变换装置,用于把第二话音信号的数字信号变换成模拟电信号,以借助单声变换元件同时充当传声机和耳机。
文档编号H04R3/00GK1236284SQ99105160
公开日1999年11月24日 申请日期1999年4月21日 优先权日1998年4月21日
发明者小林博昌 申请人:小林博昌, 高锡泰