CN107240389A - 一种用于可穿戴设备的声传感装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于可穿戴设备的声传感装置，包括：声波传感器，用于检测所可穿戴设备的声音信号的声级；参考信号发生器，用于根据所述声音信号的声级发出参考信号，以将所述声级降低到一预设值；其中，所述参考信号发生器包括：信号消除元件，其包括两层微孔层和形成于所述两层微孔层之间的网格层，所述网格层具有多个微孔，用于吸收所述声音信号的声级，并根据所述声级发出用于抵消部分所述声级的参考信号；分别与所述信号消除元件的两端相连的上电极和下电极，用于输出所述参考信号。本发明的声传感装置通过设置信号消除单元，能够检测移动电话使用中的声泄漏的量，然后相应的补偿音频信号，极大提高了用户体验。

Description

一种用于可穿戴设备的声传感装置
技术领域
本发明涉及传感器领域，具体涉及一种用于可穿戴设备的声传感装置。
背景技术
手机移动电话或头戴耳机播放要求扬声器被放置到接近于(或者内部)听者的外耳。这会导致扬声器与耳朵之间的声耦合，它强烈的影响鼓膜的声压和感觉上的声音质量。
在手机移动式电话的具体的情况下，声耦合的数值不是固定的，它随着用户对着耳朵人工施加于移动式电话的力而改变。当施加的力变强时，到耳朵的扬声器的封接(sealing)或拟合(fit)改善，从而导致减少或降低声泄漏，从而改善低频放声声音重放。
移动电话在使用中的声泄漏的变化会对用户感知的声音质量产生不好的影响。有两种主要的技术可以最小化响应于扬声器的声泄漏的影响。第一，如专利US6658110B1和US6788798B1描述的泄漏容许音频设计。泄漏容许音质设计可以通过引入控制声学的路径来最小化扬声器总的声负载上的泄漏的影响。然而它们要求复杂的扬声器屏蔽套来减少声泄漏的有害影响。第二，如专利US6639987B2中描述的在极接近于扬声器处的专用传感器，它可以用于检测移动电话使用中的声泄漏的量，然后相应的补偿音频信号。
发明内容
本发明所采用的技术方案是：一种用于可穿戴设备的声传感装置，包括：
声波传感器，用于检测所可穿戴设备的声音信号的声级；
参考信号发生器，用于根据所述声音信号的声级发出参考信号，以将所述声级降低到一预设值；
其中，所述参考信号发生器包括：
信号消除元件，其包括两层微孔层和形成于所述两层微孔层之间的网格层，所述网格层具有多个微孔，用于吸收所述声音信号的声级，并根据所述声级发出用于抵消部分所述声级的参考信号；
分别与所述信号消除元件的两端相连的上电极和下电极，用于输出所述参考信号。
进一步地，所述两层微孔层为第一微孔层和第二微孔层；
其中，所述微孔为交叉形的微孔，每一交叉形的微孔在所述第一微孔层处形成两个端口，并在所述第二微孔层处形成两个端口。
进一步地，所述第一微孔层和所述第二微孔层分别包括多个微孔，所述第一微孔层处的每一微孔贯穿所述第一微孔层，所述第二微孔层处的每一微孔贯穿所述第二微孔层。
进一步地，每一微孔的一端延伸至所述端口。
进一步地，所述每一微孔与所述交叉微孔之间具有一预设角度。
进一步地，所述声波传感器位于与参考信号发生器相对固定的位置。
进一步地，声波传感器和参考信号发生器中至少有一个包括压电换能器。
进一步地，所述参考信号发生器配置成产生带限信号，该带限信号的频率高于声波传感器共振频率一倍频程以上的频率。
本发明的有益效果在于：本发明的声传感装置通过设置信号消除单元，能够检测移动电话使用中的声泄漏的量，然后相应的补偿音频信号，极大提高了用户体验。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的用于可穿戴设备的声传感装置的参考信号发生器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明所采用的技术方案是：一种用于可穿戴设备的声传感装置，包括：
声波传感器，用于检测所可穿戴设备的声音信号的声级；
参考信号发生器100，用于根据所述声音信号的声级发出参考信号，以将所述声级降低到一预设值；
其中，所述参考信号发生器100包括：
信号消除元件101，其包括两层微孔层和形成于所述两层微孔层之间的网格层13，所述网格层13具有多个微孔，用于吸收所述声音信号的声级，并根据所述声级发出用于抵消部分所述声级的参考信号；
分别与所述信号消除元件101的两端相连的上电极102和下电极103，用于输出所述参考信号。
所述两层微孔层为第一微孔层11和第二微孔层12；
其中，所述微孔为交叉形的微孔，每一交叉形的微孔在所述第一微孔层11处形成两个端口，并在所述第二微孔层12处形成两个端口。
所述第一微孔层11和所述第二微孔层12分别包括多个微孔，所述第一微孔层11处的每一微孔贯穿所述第一微孔层11，所述第二微孔层12处的每一微孔贯穿所述第二微孔层12。
每一微孔的一端延伸至所述端口。
所述每一微孔与所述交叉微孔之间具有一预设角度。
所述声波传感器位于与参考信号发生器100相对固定的位置。
声波传感器和参考信号发生器100中至少有一个包括压电换能器。
所述参考信号发生器100配置成产生带限信号，该带限信号的频率高于声波传感器共振频率一倍频程以上的频率。
操作中，声传感器还可以包括声波发射器，当声传感器的声波发射器被放置在用户的耳朵的时候，声波容量可能被形成，并且依赖于施加在该装置的力和听者个人耳朵形状的泄漏通道也被形成。声波发射器和声波传感器之间的声学的传递函数可能变化，从而反映由于位于声波发射器上的耳朵的屏蔽效应引起的耦合的变化。该声耦合的值的改变可以通过声波传感器来检测。参考信号发生器100可以在硬件上实现，也可以在软件上实现，例如在数字信号处理器上执行，或者硬件软件结合实现。
通过使用特征已知的参考信号，相对于声波发射器的声波传感器的位置不是决定性的，给定的位置在使用过程中保持固定。本领域技术人员应理解声波传感器的位置相对于声波发射器是可以移动的，声波传感器和声波发射器的相对位置在操作期间可保持固定。参考信号发生器100可以产生单一频率或者频带限制范围的频率。参考信号可能是连续不断的或者是传输间断的。参考信号可以包含单一控制音调或者多个控制音调或者带限噪声信号。该参考信号可能是固定幅度的。
本领域技术人员应理解传感器的位置相对于声波发射器是可以移动的，声波传感器和参考信号发生器100的相对位置在操作期间是保持固定的。声波发射器可能是例如扬声器或者压电式换能器。声波传感器可能是例如麦克风或者压电式换能器。
考信号发生器可能连接到声波发射器，声波传感器可能连接到级检测器。声波发射和声波传感器可能设置在外壳上。声波传感器可能是设置在相对于声波发射器的固定的位置上。声波发射器和声波传感器之间的距离可能是固定的距离，以便该声波传感器可以检测从输出的声输出。声波发射器和声波传感器之间的位置不是重要的，给定的位置在传感器在操作过程中保持固定。
本发明的有益效果在于：本发明的声传感装置通过设置信号消除单元，能够检测移动电话使用中的声泄漏的量，然后相应的补偿音频信号，极大提高了用户体验。
需要说明的是，附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于可穿戴设备的声传感装置，其特征在于，包括：
声波传感器，用于检测所可穿戴设备的声音信号的声级；
参考信号发生器，用于根据所述声音信号的声级发出参考信号，以将所述声级降低到一预设值；
其中，所述参考信号发生器包括：
信号消除元件，其包括两层微孔层和形成于所述两层微孔层之间的网格层，所述网格层具有多个微孔，用于吸收所述声音信号的声级，并根据所述声级发出用于抵消部分所述声级的参考信号；
分别与所述信号消除元件的两端相连的上电极和下电极，用于输出所述参考信号。
2.根据权利要求1所述的用于可穿戴设备的声传感装置，其特征在于，所述两层微孔层为第一微孔层和第二微孔层；
其中，所述微孔为交叉形的微孔，每一交叉形的微孔在所述第一微孔层处形成两个端口，并在所述第二微孔层处形成两个端口。
3.根据权利要求2所述的用于可穿戴设备的声传感装置，其特征在于，所述第一微孔层和所述第二微孔层分别包括多个微孔，所述第一微孔层处的每一微孔贯穿所述第一微孔层，所述第二微孔层处的每一微孔贯穿所述第二微孔层。
4.根据权利要求3所述的用于可穿戴设备的声传感装置，其特征在于，每一微孔的一端延伸至所述端口。
5.根据权利要求4所述的用于可穿戴设备的声传感装置，其特征在于，所述每一微孔与所述交叉微孔之间具有一预设角度。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的用于可穿戴设备的声传感装置，其特征在于，所述声波传感器位于与参考信号发生器相对固定的位置。
7.根据权利要求6所述的用于可穿戴设备的声传感装置，其特征在于，声波传感器和参考信号发生器中至少有一个包括压电换能器。
8.根据权利要求7所述的用于可穿戴设备的声传感装置，其特征在于，所述参考信号发生器配置成产生带限信号，该带限信号的频率高于声波传感器共振频率一倍频程以上的频率。
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