用于具有主动透听的anr耳机的用户界面的制作方法
【专利说明】用于具有主动透听的ANR耳机的用户界面
【背景技术】
[0001] 本公开涉及在主动噪声降低（ANR)耳机中提供自然的透听（hear-through)， 与ANR耳机中的透听同时再现音频信号，并且排除ANR耳机中的闭塞效应（occlusion effect)〇
[0002] 噪声降低耳机被用来阻止环境噪声到达用户的耳朵。噪声降低耳机可以是主动 的，即ANR耳机，在其中电子电路被用来生成与环境噪声相消干涉从而消除它的抗噪声信 号，或者噪声降低耳机可以是被动的，在其中耳机物理地阻塞及减弱环境声音。大多数主动 耳机还提供被动噪声降低措施。用于通信或者用于收听娱乐音频的耳机可以包括主动和被 动噪声降低能力中的一者或两者。ANR耳机可以针对音频（其包括通信和娱乐两者）和消 除使用相同的扬声器，或者可以针对每个具有单独的扬声器。
[0003] 一些耳机提供了通常称为"透讲（talk-through) "或"监听（monitoring) "的特 征，在其中外部麦克风被用来检测用户可能想听见的外部声音。那些声音被耳机内部的扬 声器再现。在具有透讲功能的ANR耳机中，用于透讲的扬声器可以是与用于噪声消除的相 同的扬声器，或者可以是附加的扬声器。外部麦克风还可以被用于前馈主动噪声消除，用于 通信的目的拾取用户自己的嗓音，或者外部麦克风可以专用于提供透讲。典型的透讲系统 仅向外部信号应用最小信号处理，并且我们将这些称为"直接透讲"系统。有时直接透讲系 统使用带通滤波器以限制外部声音至嗓音带或感兴趣的一些其它带。直接透讲特征可以是 手动触发的或者可以被诸如嗓音或警报之类的感兴趣的声音的检测触发。
[0004] 一些ANR耳机包括临时地减弱噪声消除使得用户可以听见环境的特征，但它们并 不同时提供透讲，反而，它们依赖于被动地穿过耳机的足够声音以使得环境可听见。我们将 该特征称为被动监听。
【发明内容】
[0005] 通常，在一些方面，主动噪声降低耳机包括被配置为耦合至佩戴者的耳朵以定义 包括佩戴者的耳道以内的空气的体积以及耳杯以内的体积的声体积的耳杯，声耦合至外部 环境并且电耦合至前馈主动噪声消除信号路径的前馈麦克风，被声耦合至声体积并且被电 耦合至反馈主动噪声消除信号路径的反馈麦克风，经由耳杯以内的体积被声耦合至声体积 并且被电耦合至前馈和反馈主动噪声消除信号路径两者的输出换能器，以及被配置为应用 滤波器和控制前馈和反馈主动噪声消除信号路径两者的增益的信号处理器。该信号处理器 被配置为在提供环境声音的有效消除的第一操作模式向前馈信号路径应用第一前馈滤波 器并且向反馈信号路径应用第一反馈滤波器，并且在提供具有环境自然度的环境声音的主 动透听的第二操作模式向前馈信号路径应用第二前馈滤波器。
[0006] 各个实施方式可以包括以下中的一个或多个。前馈滤波器可以致使耳机具有在佩 戴者的耳朵处的可以是平滑及分段线性的总系统响应。在第一操作模式与第二操作模式之 间的语音噪声的总噪声降低之差可以至少为12dBA。第二前馈滤波器可以具有被选择为致 使公5
【主权项】
1. 一种主动噪声降低耳机，具有主动噪声消除模式和主动透听模式，其中所述耳机基 于检测到用户触摸所述耳机的壳体而在所述主动噪声消除模式与所述主动透听模式之间 改变。
2. -种主动噪声降低耳机，具有主动噪声消除模式和主动透听模式，其中所述耳机基 于从外部设备接收的命令信号而在所述主动噪声消除模式与所述主动透听模式之间改变。
3. 根据权利要求2所述的耳机，进一步包括用于接收所述命令信号的光学检测器。
4. 根据权利要求2所述的耳机，进一步包括用于接收所述命令信号的射频接收器。
5. 根据权利要求2所述的耳机，其中所述命令信号包括音频信号。
6. 根据权利要求5所述的耳机，其中所述耳机被配置为通过被集成到所述耳机中的麦 克风来接收所述命令信号。
7. 根据权利要求5所述的耳机，其中所述耳机被配置为通过用于接收输入电子音频信 号的所述耳机的信号输入来接收所述命令信号。
8. -种主动噪声降低耳机，包括： 耳件，所述耳件被配置为耦合至佩戴者的耳朵以定义声体积，所述声体积包括在所述 佩戴者的耳道以内的空气的体积以及在所述耳件以内的体积； 前馈麦克风，所述前馈麦克风被声耦合至外部环境并且被电耦合至前馈主动噪声消除 信号路径； 反馈麦克风，所述反馈麦克风被声耦合至所述声体积并且被电耦合至反馈主动噪声消 除信号路径； 输出换能器，所述输出换能器经由在所述耳件以内的所述体积被声耦合至所述声体 积，并且被电耦合至所述前馈主动噪声消除信号路径和所述反馈主动噪声消除信号路径两 者；以及 信号处理器，所述信号处理器被配置为应用滤波器并且控制所述前馈主动噪声消除信 号路径和所述反馈主动噪声消除信号路径两者的增益； 其中所述信号处理器被配置为： 在提供环境声音的有效消除的第一操作模式中并且在提供环境声音的主动透听的第 二操作模式中操作所述耳机，以及 基于来自所述前馈麦克风和所述反馈麦克风的信号的比较而在所述第一操作模式与 所述第二操作模式之间改变。
9. 根据权利要求8所述的耳机，其中所述信号处理器被配置为：当来自所述前馈麦克 风和所述反馈麦克风的信号的所述比较指示所述耳机的所述用户正在说话时，从所述第一 操作模式改变至所述第二操作模式。
10. 根据权利要求9所述的耳机，其中所述信号处理器进一步被配置为：在来自所述前 馈麦克风和所述反馈麦克风的信号的所述比较不再指示所述耳机的所述用户正在说话的 预定时间量之后，从所述第二操作模式改变至所述第一操作模式。
11. 根据权利要求8所述的耳机，其中所述信号处理器被配置为：当来自所述反馈麦克 风的信号在与由闭塞作用放大的人类语音的部分相一致的频率带以内与来自所述前馈麦 克风的信号相关并且在指示所述用户正在说话的阈值水平之上时，从所述第一操作模式改 变至所述第二操作模式。
12. -种主动噪声降低耳机，具有主动噪声消除模式和主动透听模式，所述耳机包括： 指示器，当所述耳机处于所述主动透听模式时，所述指示器被激活， 所述指示器在仅能够从所述耳机的前方观看的有限观看角度上是可见的。
13. -种主动噪声降低耳机，包括： 耳件，所述耳件被配置为耦合至佩戴者的耳朵以定义声体积，所述声体积包括在所述 佩戴者的耳道以内的空气的体积以及在所述耳件以内的体积； 前馈麦克风，所述前馈麦克风被声耦合至外部环境并且被电耦合至前馈主动噪声消除 信号路径； 反馈麦克风，所述反馈麦克风被声耦合至所述声体积并且被电耦合至反馈主动噪声消 除信号路径； 输出换能器，所述输出换能器经由在所述耳件以内的所述体积被声耦合至所述声体 积，并且被电耦合至所述前馈主动噪声消除信号路径和所述反馈主动噪声消除信号路径两 者；以及 信号处理器，所述信号处理器被配置为应用滤波器并且控制所述前馈主动噪声消除信 号路径和所述反馈主动噪声消除信号路径两者的增益； 其中所述信号处理器被配置为： 在提供环境声音的有效消除的第一操作模式中并且在提供环境声音的主动透听的第 二操作模式中操作所述耳机， 在所述第二操作模式期间，检测在所述前馈主动噪声消除信号路径中超过阈值水平的 高频信号，所述阈值水平指示所述输出换能器与所述前馈麦克风的异常高的声耦合， 响应于所述检测，向所述前馈信号路径应用压缩限幅器，以及 一旦在高于所述阈值的水平处不再检测到所述高频信号，就从所述前馈信号路径移除 所述压缩限幅器。
【专利摘要】在主动噪声降低耳机中，信号处理器应用滤波器并且控制前馈和反馈主动噪声消除信号路径两者的增益。该信号处理器被配置为在提供环境声音的有效消除的第一操作模式期间向前馈信号路径应用第一前馈滤波器并且向反馈信号路径应用第一反馈滤波器，并且在提供具有环境自然度的环境声音的主动透听的第二操作模式期间向前馈信号路径应用第二前馈滤波器。
【IPC分类】H04R1-10, G10K11-178
【公开号】CN104871556
【申请号】CN201380067612
【发明人】D·M·小高格尔, M·K·希尔
【申请人】伯斯有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2013年10月30日
【公告号】EP2915337A2, US20140126733, WO2014070836A2, WO2014070836A3