TWI547912B - 移動裝置用之發聲器 - Google Patents

Description

移動裝置用之發聲器

本發明係關於一種可應用於一移動裝置的發聲器。

傳統的電動車或電子移動裝置因為其電動性能的設計，故其動力容量、速度和機動性都受到限制。但是在某些情境之下，相較於這些科技所造成的限制，安靜性更為重要時，就會選擇使用電動車。電動車常見的例子為奶類輸送車。傳統的奶類輸送車是電力發動的電動車，所以在安靜的清晨時間移動時，可以避免吵雜聲破壞街坊的安寧平靜。

然而，隨著電動移動車輛領域的科技進步，且低污染排放的車輛的需求日益增進，電動車的相關應用的數量已顯著提升。

近年來，混和動力車輛已逐漸流行。混和動力車輛在市區低速行駛時會使用電力來驅動，在高速行駛時則會改用燃料來驅動。目前已有許多汽車廠商投資研發電動車。

雖然電動的奶類輸送車或類似的車輛因其安靜的特性具有優勢，但是在某些情景下，電動車的安靜性亦可能為明顯的缺點。尤其是針對習慣用聽聲音來辨認來車的方向和距離，以防止被撞上的行人。對於這樣不習慣安靜移動的電動車的行人，就很容易與之發生車禍碰撞。而視力有限的行人更較一般人依賴聽力來判斷來車。由此可見，電動車或混和動力車輛比傳統的內燃動力車輛更容易發生車禍意外。

因此，有必要使一安靜的車輛產生聲音，讓行人能及時察覺到該發聲之車輛，並進而使行人提早做出對應的決定，比如說踏入馬路或離開馬路。

本發明之主要目的係在提供一種發聲器，該發聲器係應用於一移動裝置(包括電動車或混和動力車)，發聲器係用來使行人和周遭的其他人注意到該移動裝置，以提升移動裝置的安全性。

因此本發明提供一種發聲器，其係應用於一移動裝置，該發聲器包括一電子訊號產生器以及一電聲轉換器以用來產生一可聽聲音，其中該聲音包括或由一實質為寬頻聲音連續重複預先設定的頻段所組成。

本發明利用寬頻聲音來做為一警示和定位裝置，其同時擁有循環播放的特性，類似行駛中的傳統內燃動力車輛的引擎聲音。

該寬頻聲音包括一位於可聽頻率範圍內之廣泛頻率。如果此聲音的強度隨著頻率變更而持平則此聲音為白色噪音(White Sound)。此時的強度亦為噪音之強度。如果該聲音的強度依照特定的比率降低，則該聲音係以其他方式描述。例如，一種頻率上升成兩倍而強度隨之衰退3dB的聲音，被稱作粉紅噪音(Pink Noise)。當一聲音包括一廣泛的可聽頻率的範圍，則寬頻聲音會有特定的統稱。另外，該聲音亦可被調整來增強其部分之頻率頻譜，以符合特殊應用。本發明的方法可應用於任何種類的聲音：寬頻聲音、窄頻聲音或其他類型。

寬頻聲音比音調的聲音和其他組態的多頻率的聲音具有更優秀的性質，更容易被人耳感知，適合用作指示音源的方向。寬頻聲音對人耳來說也比單一音調或頻率範圍狹小的音調更不具侵入性和干擾性。因此純粹的寬頻聲音具有可觀的噪音汙染優勢。

在本發明之一較佳實施例中，寬頻聲音是由白色噪音和粉紅噪音所組成。

波封(Sound Envelope)是一種不連續可重現的聲音單位，其定義聲音的頻率、強度與時間之間的關係。一獨立的波封可被電子儀器或是電子錄音裝置依要求來製造並依需求來使用。

理想的寬頻聲音的頻段可包括實質的寬頻聲音，其具有至少一可聽之強度變化音。

良好的可聽之強度變化音可以是相對小於寬頻聲音的頻段的平均強度。

在一較佳實施例中，寬頻聲音的頻段可包括一實質的寬頻聲音，以及至少一預先設定頻率於寬頻聲音的頻率範圍內的可聽之強度變化音。

較佳的變化音的強度可相對小於寬頻聲音的頻段的平均強度。

良好的變化音的強度可以是相對小寬頻聲音的頻段的平均強度之10%。

在一較佳實施例中，該循環片段的頻率是可變化的。聲音波封的長度是優化可變化的。以提供讓該聲音產生的聲音具有聽起來更像汽車引擎的優點。

較佳的循環片段的頻率或響度可被設定為提供關於車輛的速度的訊息。行人已經習慣傳統內燃動力車輛產生的聲音會隨著車子的速度而做出不同的改變。通常該循環片段的重複性和/或響度的頻率會隨著車子的速度而增加。

較優者，預先設定的聲音片段的內容是可變化的。

在一較佳實施例中，該聲音的平均強度是可變化的。

在不同的情境會有需要產生出不同響度或強度的聲音。當一台汽車在低速行駛時，僅會產生非常小的噪音。然而高速行駛的車輛則會產生更加吵雜的噪音。因此，因應不同情境來調整寬頻聲音的頻段的強度是有益的。

當電動車或混和動力車輛的行駛速度達到一定程度的速度以上時，會產生類似傳統車輛行駛的聲音。當速度超過此程度的速度時，則沒有再使用此人工產生的聲音的額外價值，因此可依需求將發聲器關閉。

本應用之寬頻聲音的頻段可由含有產生裝置之裝置產生，或是可以電子方式儲存或重現於一合適的設備。

圖1顯示本發明根據粉紅噪音而產生的三秒之樣本的聲音連續波形圖。其規律性是可見的。仔細檢視圖1的波形，可顯示其中有規律性的特徵，其由波形圖中的波峰看出其規律性。在波型圖中的時間區隔是以秒計算，在0秒至3秒內總共有15個波峰，亦即為重現率是每秒五次。因此，除了固有的寬頻頻譜為粉紅噪音之特色以外，依照本發明之原理所製造出的聲音，亦會呈現出一額外的振動，可用以提示聽者注意附近的行車。該新聲音具有兩項主要特徵：

1.所欲獲得的特性為以寬頻聲音作為定位之用。

2.所欲獲得的特性為提示車輛存在的指示音，以利採取必要的行動。

雖然圖中顯示重現率為每秒五次，但是本發明不以此為限，可依本發明之應用的環境來多樣化得變化重現率。

圖2顯示本發明的圖1的波形之頻率分析圖。

一理想的粉紅噪音的頻譜會隨著頻率每增加一倍而線性衰減衰退3dB。如本發明所使用者，重複循環的粉紅噪音的短頻段，在線性衰減頻譜上增加了一些不規則性，如圖2所示，但粉紅噪音的頻譜特徵係緊跟在後，如被加至該頻譜的直線所示。需注意的是，在圖2中，垂直刻度的分貝數是被區分為每單位3dB。

該實質上是從車輛發射的聲音是如圖1顯示者所組成，再由選用的電子系統修改，並運用發聲器的發聲性質來產生該可聽聲音。如果由於車輛空間的限制，而採用一小型的發聲器，則最低頻率的發射將會不足，但是這並不造成影響，因為較高的頻率才可用作發音源的定位。另外，本發明提供一如同引擎振動的效果，而不需要藉由啟動一內燃式動力引擎，並使其在低速運轉，例如一慢速移動的車輛，以產生引擎旋轉中所產生的低頻。

圖3顯示本發明根據白色噪音而產生的聲音的連續波形圖。先前在圖1關於聲音之敘述也適用於本波形，不同的是在本圖中很難觀察出重現性。這是因為在白色噪音裡額外添加的較高頻率，其頻譜強度隨著頻率而保持恆定。

圖4顯示本發明的圖3的波形之頻率分析圖。在未修改的白色噪音中可以看出原本頻率的強度。將頻譜的不規則性和添入此頻譜的水平線做比較，可顯示出此振動聲音的頻譜偏離理想之白色噪音頻譜的程度小於3dB。

圖5為依據本發明，之產生振動的寬頻聲音的過程之區塊示意圖。由一信號產生器或是一錄音器來選定一所需長度的聲音樣本。這是接下來將用作於該設備產生的振動的寬頻聲音的來源。，接著就以預定的方式從發聲器裡連續重複輸出播放該樣本。該聲音的可聽品質，可藉由對連續重複的長度施加細小的波動來調整。

本發明之操作方式可由圖5顯示出，其顯示出本發明之一實施例。一簡短的聲音樣本是先選定一較長的聲音並將之載入一裝置，然後使用該裝置連續播放。該裝置可為一數位編輯器，比如說通常用於處理波形的電腦。該裝置是用於產出樣本，比如說一振動波形的十秒鐘的樣本，其若為一秒五個波形則會包括五十個重複波形，若一秒四個則會包括四十個重複波形，以此類推。樣本可被載入至一記憶微晶片，以作為振動警示聲的來源。當車輛在行駛時，該微晶片就會被存取，而當車輛在慢速駕駛時，儲存起來的聲音就會被連續播放，並以該車輛本身的低內燃音量向其他人表示有危險。

圖6顯示循環的聲音，A表示聲音樣本開始播放，B表示該聲音樣本播放結束。由此可看出A係緊跟隨在B之後無間隙或無干擾連續播放，且該發聲器從頭到尾都是依照此方式來操作。該連續的聲音兼具寬頻和可聽振動的性質。

本發明之發聲器將會以下列圖樣來描述之：圖1顯示本發明根據粉紅噪音而產生的三秒之樣本的聲音的連續波形圖；圖2顯示本發明的第1圖的波形之頻率分析圖；圖3顯示本發明根據白色噪音的聲音的連續波形圖；圖4顯示本發明的第3圖的波形之頻率分析圖；圖5顯示本發明之聲音的生產過程的區塊示意圖；以及圖6顯示本發明的連續播放的振動的播放之序列圖。

Claims (9)

1. 一種應用於一移動裝置之發聲器，包括：一電子訊號產生器；以及一電聲轉換器，其係用於產生一可聽聲音，其中該可聽聲音包括實質為寬頻聲音的連續重複預先設定的頻段，該寬頻聲音的頻段實質具有至少一可聽之強度變化音，該可聽之強度變化音的強度小於該寬頻聲音的頻段的平均強度的10%。
2. 如申請專利範圍第1項之發聲器，其中該寬頻聲音由白色噪音或粉紅噪音所組成。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項之發聲器，其中該寬頻聲音的頻段實質是由寬頻聲音所組成。
4. 一種應用於一移動裝置之發聲器，包括：一電子訊號產生器和一電聲轉換器，其係用於產生一可聽聲音，其中該可聽聲音是由寬頻聲音的連續重複預先設定的頻段所組成，其中該寬頻聲音的頻段是由實質為寬頻聲音，以及至少一預先設定好頻率的範圍是限定在寬頻聲音的範圍內的可聽之強度變化音所組成，該可聽之強度變化音的強度小於該寬頻聲音的頻段的平均強度的10%。
5. 如申請專利範圍第1項或第4項之發聲器，其中該重現的頻率是可變化的。
6. 如申請專利範圍第1項或第4項之發聲器，其中該預先設定的寬頻聲音的頻段的內容是可變化的。
7. 如申請專利範圍第1項或第4項之發聲器，其中該聲音的平均強度是可變化的。
8. 如申請專利範圍第1項或第4項之發聲器，其中該寬頻聲音的頻段是以電子化得儲存。
9. 如申請專利範圍第1項或第4項之發聲器，其中該聲音的各頻段的長度是可變化的。