JP7455885B2 - デュアルマイクイヤホンの振動除去装置及び方法 - Google Patents
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Description
型マイクであってもよい。
1.構造設計とアルゴリズムの組み合わせを使用して、イヤホン内の振動ノイズをより効果的に除去することと、
2.特別に設計された振動センサー(例えば、骨伝導マイク、密閉型マイク、又はデュアルリンクマイク)を使用して、振動ノイズ信号のみが拾われるようにイヤホン内の気導音信号を効果的にシールドすることと、
3.構造設計を使用して、振動ノイズ信号に対する振動センサー(例えば、骨伝導マイク、密閉型マイク、デュアルリンクマイク)の振幅周波数応答及び/又は位相周波数応答を空気伝導マイクと一致させることにより、より優れたノイズ除去効果を実現することと、を含む。
図16に示すように、イヤホン1600は、空気伝導マイク1601、骨伝導マイク1602、及びハウジング1603を含んでもよい。本明細書で使用される場合、空気伝導マイク1601の音孔1604は、イヤホン1600の外側の空気と連通してもよく、空気伝導マイク1601の側面は、ハウジング1603の内側の側面に接続してもよい。骨伝導マイク1602は、ハウジング1603の側面に結合されてもよい。空気伝導マイク1601は、音孔1604を介して気導音信号を取得し、かつ側面とハウジング1603との間の接続構造を介して第1の振動信号(すなわち、振動ノイズ信号)を取得してもよい。骨伝導マイク1602は、第2の振動信号(すなわち、ハウジング1603によって送信された機械的振動信号)を取得してもよい。第1の振動信号及び第2の振動信号の両方は、ハウジング1603の振動によって生成されてもよい。特に、骨伝導マイク1602と空気伝導マイク1601との間の構造の大きな違いのため、2つのマイクの振幅周波数応答と位相周波数応答は異なってもよく、図2-Aに示す信号処理方法は、振動信号とノイズ信号を除去するために使用されてもよい。
図17に示すように、デュアルマイクアセンブリ1700は、空気伝導マイク1701、密閉型マイク1702、及びハウジング1703を含んでもよい。本明細書で使用される場合、空気伝導マイク1701及び密閉型マイク1702は、一体型構成部品であってもよく、2つのマイクの外壁は、それぞれ、ハウジング1703の内側に結合されてもよい。空気伝導マイク1701の音孔1704は、デュアルマイクアセンブリ1700の外側の空気と連通してもよく、密閉型マイク1702(図9-Bの密閉型マイクに相当)の音孔1702は、空気伝導マイク1701の底部に配置され、外気から隔離されてもよい。特に、密閉型マイク1702は、空気伝導マイク1701とまったく同じであり、密閉型マイク1702が構造設計を通じて外気と連通しない密閉した構造からの空気伝導マイクを使用してもよい。一体化構造により、空気伝導マイク1701及び密閉型マイク1702は、振動源(例えば、図1の振動スピーカー101)に対して同じ振動伝達経路を有し、これにより空気伝導マイク1701及び密閉型マイク1702は同じ振動信号を受信してもよい。空気伝導マイク1701は、音孔1704を介して気導音信号を取得し、ハウジング1703を介して第1の振動信号(すなわち、振動ノイズ信号)を取得してもよい。密閉型マイク1702は、第2の振動信号(すなわち、ハウジング1703によって送信された機械的振動信号)のみを取得してもよい。第1の振動信号及び第2の振動信号の両方は、ハウジング1603の振動によって生成されてもよい。特に、密閉型マイク1702の前部空洞容積、後部空洞容積、及び/又は空洞容積は、空気伝導マイク1701と密閉型マイク1702が同じ又はほぼ同じ周波数応答を有するように、空気伝導マイク1701の対応する容積(前部空洞容積、後部空洞容積、及び/又は空洞容積)の等価容積に応じて決定されてもよい。デュアルマイクアセンブリ1700は、小容積であるという利点を有し、そして個別にデバッグされ、簡単な製造プロセスを通じて取得できる。いくつかの実施形態では、デュアルマイクアセンブリ1700は、空気伝導マイク1701によって受信されたすべての通信周波数帯域における振動及びノイズを除去してもよい。
図19は、本開示のいくつかの実施形態に係るデュアルマイクイヤホンの構造を示す概略図である。図19に示すように、イヤホン1900は、振動スピーカー1901、ハウジング1902、弾性要素1903、空気伝導マイク1904、骨伝導マイク1905、及び開口部1906を含んでもよい。本明細書で使用されるように、振動スピーカー1901は、弾性要素1903を介してハウジング1902に固定されてもよい。空気伝導マイク1904と骨伝導マイク1905は、それぞれ、ハウジング1902内の異なる位置に接続されてもよい。空気伝導マイク1904は、開口部1906を介して外気と連通して、気導音信号を受信してもよい。振動スピーカー1901が振動して音を発する場合、ハウジング1902を振動させるように駆動して、ハウジング1902は、振動を空気伝導マイク1904及び骨伝導マイク1905に伝達してもよい。いくつかの実施形態では、図2-B中の信号処理方法は、骨伝導マイク1905によって取得された振動信号を使用して、空気伝導マイク1904によって受信された振動ノイズ信号を除去するために使用されてもよい。いくつかの実施形態では、骨伝導マイク1905は、空気伝導マイク1904によって受信されたすべての通信周波数帯域における振動ノイズを除去するために使用されてもよい。
図20は、本開示のいくつかの実施形態に係るデュアルマイクイヤホンの構造を示す概略図である。図20に示すように、イヤホン2000は、振動スピーカー2001、ハウジング2002、弾性要素2003、空気伝導マイク2004、振動センサー2005、及び開口部2006を含んでもよい。振動センサー2005は、本開示のいくつかの実施形態に示されるように、密閉型マイク、二重接続マイク、又は骨伝導マイクであってもよいか、又は振動信号収集機能を有する他のセンサー装置であってもよい。振動スピーカー2001は、弾性要素2003を介してハウジング2002に固定されてもよい。空気伝導マイク2004及び振動センサー2005は、選択又は調整後に同じ振幅周波数応答及び/又は位相周波数応答を有する2つのマイクであってもよい。空気伝導マイク2004の上部と側面は、それぞれ、ハウジング2006の内側に接続されてもよく、振動センサー2005の側面は、ハウジング2006の内側に接続されてもよい。空気伝導マイク2004は、開口部2006を介して外気と連通してもよい。振動スピーカー2001が振動する場合、ハウジング2002を振動させるように駆動して、ハウジング2002の振動は、空気伝導マイク2004及び振動センサー2005に伝達されてもよい。空気伝導マイク2004がハウジング2006に接続される位置は、振動センサー2005がハウジング2006に接続される位置に非常に近い(例えば、2つのマイクは、それぞれ、図3の位置301と302に配置されてもよい)ので、ハウジング2006によって2つのマイクに伝達される振動は同じであってもよい。いくつかの実施形態では、空気伝導マイク2004によって受信された振動ノイズ信号は、空気伝導マイク2004及び振動センサー2005によって受信された信号に基づいて、図2-Cに示されるような信号処理方法を使用して除去されてもよい。いくつかの実施形態では、振動センサー2005は、空気伝導マイク2004によって受信されたすべての通信周波数帯域における振動ノイズを除去するために使用されてもよい。
図21は、本開示のいくつかの実施形態に係るデュアルマイクイヤホンの構造を示す概略図である。デュアルマイクイヤホン2100は、図20のイヤホン2000の他の変形例であってもよい。イヤホン2100は、振動スピーカー2101、ハウジング2102、弾性要素2103、空気伝導マイク2104、振動センサー2105、及び開口部2106を含んでもよい。振動センサー2105は、密閉型マイク、デュアルリンクマイク、又は骨伝導マイクであってもよい。空気伝導マイク2104と振動センサー2105は、それぞれ、周辺接続を介してハウジング2102の内側に接続されてもよく、振動スピーカー2101に対して対称的に分布されてもよい(例えば、2つのマイクは、それぞれ、図3の位置301と304に配置されてもよい)。空気伝導マイク2104及び振動センサー2105は、選択又は調整後の同じ振幅周波数応答及び/又は位相周波数応答を有する2つのマイクであってもよい。いくつかの実施形態では、空気伝導マイク2104によって受信された振動ノイズ信号は、空気伝導マイク2104及び振動センサー2105によって受信された信号に基づいて、図2-Cに示される信号処理方法を使用して除去されてもよい。いくつかの実施形態では、振動センサー2105は、空気伝導マイク2104によって受信されたすべての通信周波数帯域における振動ノイズを除去するために使用されてもよい。
101 振動スピーカー
101 スピーカー
102 弾性構造
103 ハウジング
104 第1の接続構造
105 マイク
106 第2の接続構造
107 振動センサー
210、220 信号処理回路
300 ハウジング
501 ハウジングの側壁
502 接続構造
503 マイク
504 接触点
701 ハウジング
702 接続構造
703 マイク
704、705 接触点
910 空気伝導マイク
911 開口部
912 ハウジング
913 集積回路(ASIC)
914 プリント回路基板(PCB)
915 前部空洞
916 ダイアフラム
917 後部空洞
920 振動センサー
922 ハウジング
923 集積回路(ASIC)
924 プリント回路基板(PCB)
925 前部空洞
926 ダイアフラム
927 後部空洞
930 振動センサー
931 開口部
932 ハウジング
933 集積回路(ASIC)
934 プリント回路基板(PCB)
935 前部空洞
936 ダイアフラム
937 後部空洞
938 開口部
Claims (14)
- イヤホンシステムであって、
電気信号を音信号に変換するよう構成されたスピーカーと、
マイクと、
振動センサーと、
を備え、
前記マイクは、音声信号および第1の振動信号を含む第1の信号を受信するよう構成されており、
前記振動センサーは、第2の振動信号を受信するよう構成されており、
前記第1の振動信号および前記第2の振動信号は、振動源の振動から発生し、かつ、
前記振動センサーの空洞容積は、前記マイクの空洞容積よりも大きく、
前記振動センサーの前記空洞容積は、前記振動センサーの前部空洞容積、後部空洞容積、又は前部空洞容積および後部空洞容積の合計に基づいて決定され、
前記マイクの前記空洞容積は、前記マイクの前部空洞容積、後部空洞容積、又は前部空洞容積および後部空洞容積の合計に基づいて決定され、
前記振動センサーの前記空洞容積は、前記マイクが受信する前記第1の振動信号が、前記振動センサーが受信する前記第2の振動信号に相殺されるように、前記マイクの前記空洞容積に比例し、
前記マイクは空気伝導マイクであり、前記振動センサーは骨伝導マイクである、イヤホンシステム。 - 前記振動センサーの前記空洞容積と前記マイクの前記空洞容積との比は、3:1から6.5:1の範囲にある、請求項1に記載のイヤホンシステム。
- 前記振動センサーの前記空洞容積は、前記マイクの前記空洞容積に比例している、請求項1または請求項2に記載のイヤホンシステム。
- 前記イヤホンシステムはハウジングをさらに含み、前記スピーカーと前記マイクと前記振動センサーとは、前記ハウジング内に配置されている、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のイヤホンシステム。
- 前記第1の振動信号および前記第2の振動信号は互いに類似しており、
前記イヤホンシステムは、前記第2の振動信号によって前記第1の振動信号を相殺しかつ前記音声信号を出力するように構成された信号処理ユニットをさらに含む、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のイヤホンシステム。 - 前記マイクは、前部空洞開口を備える装置であり、
前記振動センサーは、密閉した前部空洞と密閉した後部空洞とを備える密閉型マイクである、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のイヤホンシステム。 - 前記マイクは、後部空洞開口を備える装置であり、
前記振動センサーは、密閉した前部空洞と密閉した後部空洞とを備える密閉型マイクである、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のイヤホンシステム。 - 前記マイクは、前部空洞開口を備える装置であり、
前記振動センサーは、開放した前部空洞と開放した後部空洞とを備えるデュアルリンクマイクである、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のイヤホンシステム。 - 前記マイクは、後部空洞開口を備える装置であり、
前記振動センサーは、開放した前部空洞と開放した後部空洞とを備えるデュアルリンクマイクである、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のイヤホンシステム。 - 前記マイクの前記前部空洞開口は、前部空洞の上部または側壁における少なくとも1つの開口部を含む、請求項6または請求項8に記載のイヤホンシステム。
- 前記マイクおよび前記振動センサーはいずれも微小電気機械システムマイクである、請求項1から請求項10のいずれか一項に記載のイヤホンシステム。
- 前記マイクおよび前記振動センサーは、独立して同じハウジングに接続されている、請求項1から請求項11のいずれか一項に記載のイヤホンシステム。
- 前記マイクおよび前記振動センサーは、前記ハウジング上の隣接する位置に、または前記スピーカーに対して前記ハウジング上の対称な位置に配置される、請求項12に記載のイヤホンシステム。
- 前記マイクと前記ハウジングとの間の接続または前記振動センサーと前記ハウジングとの間の接続は、カンチレバー接続、周辺接続、または基板接続のうちの1つを含む、請求項12に記載のイヤホンシステム。
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