专利名称：带有改进声的电子发声器的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及电子发声，更特别的是涉及产生声音但不产生明显重复相同的声音的方法和装置。
背景技术：
电子发声器经常用于个人娱乐，消遣，休息和促进睡眠。这些器材的用户发现夹杂在自然界其它声音中的雨声、流水声、风声特别有益。这些声音可以用来掩蔽过分喧闹和令人心烦的环境噪音而使用户镇静，甚至帮助用户入睡。
电子发声器通常能够创造出几种这样的声音，并且包括允许用户选择特殊声音的开关。发声器还设置音量控制，甚至允许用户调制某些声音的效果。
某些电子发声器输出合成声音。自然声音或其它声音将首先用磁带记录，接着所记录声音的数字描述电子地存储在合成器集成电路(IC)内。接下来把IC用到电子发声器内，以输出用于收听的用户所选的用存储的声音合成的声音。
其它电子发声器不存储声音，但是使用白噪声模拟声音。理想地是，“白噪声”发声器输出宽频谱，每一频率成分振幅相等。例如，与流水或冲水相关联的声音可以使用白噪声发声器直接模拟。经常使用斜坡信号调制或改变白噪声的振幅。当斜坡的瞬时幅度变化时，白噪声声音的幅度将变化。一种控制能够允许用户改变斜坡变化幅度的变化率，以从白噪声电子发声器产生有趣的声音效果。
不管是从单个数字合成器IC产生，还是从单个白噪声源产生，电子发声器把声音提供到左右通道扬声器或耳机。这能够稍微提高可为用户察觉到的声音质量，不过，仍然有相当大的改进空间。声音经常听起来太“平”，几乎觉察不到声音的深度或质量。发明人为Smith且已转让给本发明受让人的美国专利US5619179(1997.4)公开了一种用于电子地增强电子声音可觉察的空间间隔的复杂方法。申请人把Smith的专利US5619179作为背景材料引入本发明，以供参考。
许多电子发声器的一个问题是提供的声音库相当有限，并且完全相同的声音被简单的一遍又一遍地重复，以致有过于觉察的感觉。从电子发声器库选择“雨滴”声音的听众很快会对发声器产生厌烦，因为几秒钟后，听众几乎能够预测接下来将听到的雨滴声的顺序是什么。其声音模式太过重复，对于收听已得不到乐趣或消遣。
在某些发声器中，所听到的声音的变化可能发生的太突然。例如，海浪声部分可能会从平静的波浪声很突然地转变为巨大的冲击波声。柔-响-柔-响的重复模式可能令用户有烦恼的感觉。实际上，据认为某些过于重复突然的声音模式能引起癫痫病患者癫痫发作。
总之，需要一种电子发声器，其能够产生声音，所述声音的声音模式不是精确重复的，一致听众基本上不能预测下面的声音。这种发声器应能提供较多种可觉察的声音模式，包括不能被听众直接识别为先前已听过的模式。
本发明提供了这样一种电子发声器。
发明内容
本发明使用至少有关多通道声音集成电路(IC)电子地再现声音。通常，在IC内存储有不同的声音，其通过一个或两个声频通道(例如，扬声器)再现。本发明认为相同的存储声音每次可以通过一个以上的通道放音，包括有时间延迟地通过一个以上的通道放音。而且，不同的声音可以从不同的通道播放，接着混合并通过单个声频通道输出。
通过这种方式，存储的数字雨滴声音可以和它本身组合，但是有时间延迟，以改变觉察模式。而且，雨滴声音可以和其它声音，例如鸟的啾鸣声片段或片断结合，以改变从一个播放到另一个的模式。
本发明的其它特征和优点将出现在以下的结合附图的描述中，其中优先实施例作了详细地阐述。
附图简介
图1是根据本发明的有改进声的电子发声器的前视图；图2A是描述根据本发明的多通道IC内声音文件使用的方框图；图2B是描述根据本发明的多通道IC内声音文件使用的进一步的方框图；图2C是描述根据本发明的来自多通道IC的多通道声音文件的优选使用的方框图；图3A是根据本发明的图2C的优选实施例的方框图；以及图3B是本发明发声器部分的简易示意图；优选实施例的详细描述图1描述了根据本发明的有改进声的电子发声器10。该优选实施例设置在近似圆柱形的壳体20内，壳体20有一带有开口(未示出)的凹槽区30，从该开口，用户可以听到其内一个或多个扬声器(SPKR(s))产生的听得见的声音。
沿着壳体的顶部是若干用户控制器40，其用于选择特殊声音，例如城市声，路边声，蒸汽火车发动机声，雾号声，海潮声，码头边声，海边声，海浪声，雨声，小溪声，瀑布声，雨林声，森林声，雷声，沼泽地声，营火声，风铃声，夏晚声，鸟声以及心跳声。当然，发声器10可以提供不同的声音库，包括较大或较小数目的声音。
用户还可得到的是不同的开关控制器，包括发声器10的ON/OFF开关S1，导致发声器10在预定时间例如30分钟后关闭的睡眠开关S2，以及用来控制所产生声音音量的音量控制器(VOLUME)。
在壳体20内设置有依照本发明实现声音生成的电子设备100和电池电源B1，不过，例如6VDC至约9VDC的DC操作电源可以由外部产生并经过输入插孔J1输入到设备10。一个或多个扬声器(SPKR(s))设置在壳体内，而且允许耳机插孔J2屏蔽扬声器输出，从而使与J2相连的耳机产生立体声。
图2A描述普通的多通道集成电路(IC)片110，其有能存储大量数字声音的寄存器存储器120。例如，声音1可以是城市声，声音2可以是路边声，声音3可以是蒸汽发动机火车声等等。存储声音可以通过将真实的声音数字化而产生，或者可以合成，或者可能某些声音数字地记录而其它声音合成。在存储器120内的不同声音可以进入不同的声频通道130，声频通道也设置在IC 110内。每次给定的声音可通过一个以上通道同时播放，或者在一个或多个通道内使用时间延迟并通过一个以上通道播放。因而，声音1图示为与通道2耦合，以及使用时间延迟，声音1也耦合到通道2。声音3图示为直接与通道3耦合。如果需要，不同声音能够从不同的通道播放，接着一起混合并经普通扬声器输出。
图2B的构造用在本发明中，以产生伪立体声声音。在图2B中，同样的声音，例如来自存储寄存器120内共同的存储地址的声音1通过两个声频通道播放，但是故意把时间延迟Δt插入其中一个声道内，在这儿是输入到通道2。在Δt等于几毫秒时，能够取得相当好的立体发声效果，特别是当使用与设备10的输入插孔J2相接合的立体声耳机来听所产生的声音时。如可选反馈路线140所示，所选择的声频通道可以环路回馈，通过使用合成发声器设计领域的已知技术。
在图2C内描述多通道IC 110更复杂的使用，其中“片断”或声音片段可以结合产生不同的声音组合。在图2C内，声音1(假定声音1为城市声)耦合到通道1。不管时间延迟Δt1为多少，声音2(假定为路边声)耦合到通道2。在延迟时间Δt2，声音3(假定为蒸汽火车声)耦合到通道3。在延迟时间Δt3，声音2(路边声)再次传到通道2。通道的输出，这儿是三个音频通道，接着被用混合器150混合并输出到扬声器，这儿是左扬声器(如果使用左右扬声器)或者左耳机。用户听到的声音开始为城市声(例如可能为行人的嘈杂声)，Δt1以后将加入路边声(可能为汽车喇叭声)，再过Δt2以后将听到蒸汽发动机声，再过Δt3以后将又听到路边声。在优选实施例中，在设备10内不同的时间延迟是准随机的，设备10可以选择适合于与初始选择的声音相搀杂的真正的辅助声。上述描述为示范性的，应认识到可以产生很多不同的声音，因为有如此多的声音组合，以致听众不可能“识别”声音的次序并且认为声音的次序与先前听到的声音次序完全一样。本发明的这个方面与现有技术中的发声器相当不同，在现有技术的发声器中声音次序相同的程度会达到听众能够记住的程度，从而听众很快对收听变得厌烦。
图3A的框图将在前述的基础上理解。使用设备10上的不同控制器，用户能选择特定的声音和时间，例如通过按控制钮以选择雾号声，瀑布声，风铃声，以及可能按睡眠钮以在预定时间期限后关闭设备。中央处理器或微控制器200接收用户输入并且能通过选择合适的辅助声灵活地增大声音选择。因而，如果选择了雾号声，MCU 200能够决定在雾号声的播放中加入某些随机周期Δt1，从而海浪声也可能开始播放，因为海浪声和雾号声已经事先结合在MCU 200内的存储器内。
MCU 200发布命令信号到主声音片1 210，主声音片1 210包含它本身的声音和通道寄存器120，130。声音片1接着发布命令信号到次声音片2220，次声音片2 220包含它本身的声音和通道寄存器120，130。主次声音片210，220输出它们各自的声音信号到声音放大器230，同时，主声音片1也输出通常的音量控制信号到声音放大器230。结合在声音放大器230内的可以是混合器150。声音放大器230优选输出两通道声音，例如输出到左右扬声器和/或左右耳机通道。
图3B是优选实施例的示意图并且遵循图3A的总方块图，除了明确显示混合器150外。
只要不背离权利要求书所限定的主题和构思，本发明公开的实施例可以进行各种修改和变化。例如，尽管本发明对独立的发声器进行了描述，但是本发明能够引入到其它电子设备中，例如，CD播放器，收音机等。
权利要求
1.一种用于在第一声音通道和第二声音通道发声的电子系统，包括存储用户选择的记录声音的存储库；用于准随机地时间延迟至少所述记录声音之一的装置；用于将至少一个用户选择的记录声音与所述记录声音之一的至少一个时间延迟型式结合的装置；以及至少一个声音输出换能器，其用于播放用户选择的记录声音和所述记录声音之一的时间延迟型式的组合。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述存储库存储至少十个声音，其选自从城市声，路边声，蒸汽火车发动机声，海潮声，雾号声，码头边声，海边声，海浪声，雨声，小溪声，瀑布声，雨林声，森林声，雷声，沼泽地声，营火声，风铃声，夏晚声，鸟声以及心跳声组成的集合。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统作为单个IC而被实现。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述用于准随机时间延迟的装置包括微处理器。
5.根据权利要求1所述的系统，进一步包括用于自动选择与用户选择的声音相联系的第二声音，所述第二声音将与所述用户选择声音结合。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述用于自动选择的装置包括微处理器。
7.根据权利要求1所述的系统，进一步包括包含CD播放器的娱乐设备。
8.根据权利要求1所述的系统，进一步包括包含收音机的娱乐设备。
9.根据权利要求1所述的系统，进一步包括包含数字钟的娱乐设备。
10.一种用于在第一声音通道和第二声音通道发声的电子系统，包括存储用户选择的记录声音的存储库；用于准随机地时间延迟至少所述记录声音之一的装置；用于自动地选择与用户选择的声音相联系的第二声音的装置；用于将至少一个用户选择的记录声音、至少所述记录声音之一的时间延迟型式以及至少一个所述第二声音结合的装置；以及至少一个声音输出换能器，其用于播放用户选择的记录声音、所述记录声音之一的时间延迟型式以及第二声音的组合。
11.一种用于在第一声音通道和第二声音通道发声的电子系统，包括存储用户选择的记录声音的存储库；用于准随机地时间延迟至少所述记录声音之一的装置；由微处理器自动选择的，用于与用户选择的声音相联系的第二声音；用于将至少一个用户选择的记录声音、所述记录声音之一的至少一个时间延迟型式以及至少一个第二声音结合的装置；以及至少一个声音输出换能器，其用于播放用户选择的记录声音、所述记录声音之一的时间延迟型式以及至少一个第二声音的组合。
全文摘要
发声器,包括存储用户选择的记录声音的存储库;能够准随机地时间延迟至少记录声音之一的微处理器;以及能够结合用户选择的记录声音和时间延迟的声音以从扬声器或耳机输出的混合器。微处理器还能使输出声音包含有微处理器选择的记录声音之一,该记录声音用于在用户的记录声音回放时进行搀杂。
文档编号G10H1/26GK1356685SQ0113856
公开日2002年7月3日 申请日期2001年9月25日 优先权日2000年9月25日
发明者刘锡晖, 理查德·J·塔尔海默, 小爱德华·C·麦金尼, 特里斯坦·M·克里斯琴森, 查尔斯·E·泰勒 申请人:夏珀影像公司