АКУСТИЧЕСКОЕ ВЫХОДНОЕ УСТРОЙСТВО
ACOUSTIC OUTPUT DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение, в общем, относится к акустическому выходному устройству, и более конкретно, относится к акустическому выходному устройству, использующему и костную проводимость, и воздушную проводимость для предоставления аудио сигналов пользователю.
Уровень техники
Сегодня бурно развиваются и становятся все более и более популярными носимые акустические выходные устройства (например, головные гарнитуры). Открытое стереофоническое акустическое выходное устройство (например, громкоговоритель с костной проводимостью) представляет собой портативное аудио устройство, способствующее передаче звука пользователю. Однако громкоговоритель с костной проводимостью имеет плохие характеристики в диапазоне средних-низких звуковых частот и создает при этом сильные вибрации, отрицательно воздействующие на восприятие пользователем, особенно ухудшающие степень комфортности для пользователя. Поэтому желательно разработать акустическую выходную аппаратуру, улучшающую восприятие звука пользователем в диапазоне средних-низких частот.
Раскрытие сущности изобретения
Согласно одному аспектe настоящего изобретения предложено акустическое выходное устройство. Акустическое выходное устройство может содержать громкоговоритель с костной проводимостью, выполненный с возможностью генерирования акустических волн костной проводимости; громкоговоритель с воздушной проводимостью, выполненный с возможностью генерирования акустических волн воздушной проводимости, причем громкоговоритель с воздушной проводимостью работает независимо от громкоговорителя с костной проводимостью; и по меньшей мере один корпус, выполненный с возможностью размещения в нем громкоговорителя с костной проводимостью и громкоговорителя с воздушной проводимостью.
В некоторых вариантах осуществления громкоговоритель с костной проводимостью содержит вибрационный узел, причем вибрационный узел содержит систему магнитного контура, выполненную с возможностью генерирования магнитного поля; вибрационную пластинку, соединенную с указанным по меньшей мере одним корпусом; и одну или более катушек, соединенных с вибрационной пластинкой, при этом указанная одна или более катушек выполнены с возможностью вибрировать в магнитном поле и возбуждения вибрации вибрационной пластинки для генерирования акустических волн костной проводимости.
В некоторых вариантах осуществления громкоговоритель с воздушной проводимостью содержит возбудитель и вибрирующую диафрагму, причем возбудитель выполнен с возможностью возбуждать вибрацию вибрирующей диафрагмы для генерирования акустических волн воздушной проводимости.
В некоторых вариантах осуществления громкоговоритель с воздушной проводимостью расположен рядом с громкоговорителем с костной проводимостью.
В некоторых вариантах осуществления указанный по меньшей мере один корпус содержит первый корпус и второй корпус, причем громкоговоритель с костной проводимостью размещен в первом корпусе, а громкоговоритель с воздушной проводимостью размещен во втором корпусе.
В некоторых вариантах осуществления направление колебаний громкоговорителя с костной проводимостью является первым направлением, центральное направление колебаний диафрагмы громкоговорителя с воздушной проводимостью является вторым направлением, причем первое направление параллельно второму направлению.
В некоторых вариантах осуществления расстояние от громкоговорителя с воздушной проводимостью до позиции прослушивания меньше расстояния от громкоговорителя с костной проводимостью до позиции прослушивания.
В некоторых вариантах осуществления второй корпус имеет звуковое отверстие, обращенное к позиции прослушивания.
В некоторых вариантах осуществления громкоговоритель с воздушной проводимостью и громкоговоритель с костной проводимостью расположены один над другим.
В некоторых вариантах осуществления направление колебаний громкоговорителя с костной проводимостью и центральное направление колебаний диафрагмы громкоговорителя с воздушной проводимостью являются одним и тем же направлением.
В некоторых вариантах осуществления указанный по меньшей мере один корпус содержит третий корпус, причем громкоговоритель с костной проводимостью и громкоговоритель с воздушной проводимостью установлены в третьем корпусе.
В некоторых вариантах осуществления третий корпус содержи стенку для передачи акустических волн костной проводимости наружу.
В некоторых вариантах осуществления третий корпус имеет звуковое отверстие, обращенное в направлении к позиции прослушивания.
В некоторых вариантах осуществления громкоговоритель с костной проводимостью и громкоговоритель с воздушной проводимостью расположены вертикально.
В некоторых вариантах осуществления направление колебаний громкоговорителя с костной проводимостью является третьим направлением, центральное направление колебаний диафрагмы громкоговорителя с воздушной проводимостью является четвертым направлением, причем третье направление по существу перпендикулярно четвертому направлению.
В некоторых вариантах осуществления указанный по меньшей мере один корпус содержит четвертый корпус, причем громкоговоритель с костной проводимостью и громкоговоритель с воздушной проводимостью установлены в четвертому корпусе.
В некоторых вариантах осуществления акустические волны костной проводимости содержат средне-высокие частоты, а акустические волны воздушной проводимости содержат средне-низкие частоты.
В некоторых вариантах осуществления акустические волны костной проводимости содержат средне-низкие частоты, а акустические волны воздушной проводимости содержат средние-высокие частоты.
В некоторых вариантах осуществления акустические волны воздушной проводимости содержат средне-низкие частоты, а акустические волны костной проводимости содержат часты более широкого диапазона частот, чем частоты акустических волн воздушной проводимости.
В некоторых вариантах осуществления акустические волны костной проводимости содержат средне-низкие частоты, а акустические волны воздушной проводимости содержат частоты в более широком диапазоне частот, чем частоты акустических волн костной проводимости.
В некоторых вариантах осуществления акустические волны воздушной проводимости содержат средне-высокие часты, а акустические волны костной проводимости содержит частоты в более широком диапазоне частот, чем частоты акустических волн воздушной проводимости.
В некоторых вариантах осуществления акустические волны костной проводимости содержат средне-высокие частоты, а акустические волны воздушной проводимости содержит частоты в более широком диапазоне частот, чем частоты акустических волн костной проводимости.
Дополнительные признаки будут частично установлены в последующем описании, а частично станут очевидными для специалистов в рассматриваемой области после изучения последующего описания и прилагаемых чертежей, либо могут быть определены в ходе изготовления или эксплуатации примеров. Признаки настоящего изобретения могут быть реализованы и получены в ходе практического применения или использования различных аспектов способов, инструментов и приборов, а также комбинаций таких компонентов, предлагаемых в подробных описаниях примеров ниже.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение далее описано в терминах примеров вариантов. Эти примеры вариантов рассмотрены подробно со ссылками на чертежи. Чертежи выполнены не в масштабе. Эти варианты представляют собой неисчерпывающие примеры вариантов, на которых подобные цифровые позиционные обозначения присвоены аналогичным структурам на нескольких видах чертежей, и на которых:
Фиг. 1 представляет упрощенную схему, иллюстрирующую пример акустической системы согласно некоторым вариантам настоящего изобретения;
Фиг. 2A и 2B представляют упрощенные схемы примера акустического выходного устройства согласно некоторым вариантам настоящего изобретения;
Фиг. 3A представляет упрощенную схему примера акустического выходного устройства согласно некоторым вариантам настоящего изобретения;
Фиг. 3B представляет упрощенную схему другого примера акустического выходного устройства согласно некоторым вариантам настоящего изобретения;
Фиг. 4 представляет упрощенную схему резонансной системы согласно некоторым вариантам настоящего изобретения;
Фиг. 5A представляет упрощенную схему примера громкоговорителя с костной проводимостью согласно некоторым вариантам настоящего изобретения;
Фиг. 5B представляет упрощенную схему примера громкоговорителя с воздушной проводимостью согласно некоторым вариантам настоящего изобретения;
Фиг. 6 представляет упрощенную схему примера акустического выходного устройства согласно некоторым вариантам настоящего изобретения;
Фиг. 7 представляет упрощенную схему примера акустического выходного устройства согласно некоторым вариантам настоящего изобретения;
Фиг. 8 представляет упрощенную схему примера акустического выходного устройства согласно некоторым вариантам настоящего изобретения;
Фиг. 9 и 10 представляют упрощенные диаграммы кривых зависимостей просачивания звука от частоты для акустического выходного устройства 600 согласно некоторым вариантам настоящего изобретения;
Фиг. 11 представляет упрощенную схему примера акустического выходного устройства согласно некоторым вариантам настоящего изобретения;
Фиг. 12 представляет упрощенную схему примера акустического выходного устройства согласно некоторым вариантам настоящего изобретения;
Фиг. 13 и 14 представляют упрощенные диаграммы кривых зависимостей просачивания звука от частоты для акустического выходного устройства 1100 согласно некоторым вариантам настоящего изобретения;
Фиг. 15 представляет упрощенную схему примера акустического выходного устройства согласно некоторым вариантам настоящего изобретения;
Фиг. 16 представляет упрощенную диаграмму кривых зависимостей просачивания звука от частоты для акустического выходного устройства 1500 согласно некоторым вариантам настоящего изобретения;
Фиг. 17 – 21 представляют упрощенные диаграммы кривых частотных характеристик акустического выходного устройства согласно некоторым вариантам настоящего изобретения; и
Фиг. 22 представляет упрощенную диаграмму спектральной зависимости смещения в процессе колебаний от частоты для громкоговорителя с костной проводимостью согласно некоторым вариантам настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
Последующее описание представлено с целью позволить любому специалисту в рассматриваемой области изготовить и использовать настоящее изобретение и разработано в контексте конкретного приложения и его требований. Разнообразные модификации описываемых вариантов станут легко понятны и очевидны специалистам в рассматриваемой области, а общие принципы, описываемые здесь, могут быть применены к другим вариантам и приложениям, не отклоняясь от смысла и объема настоящего изобретения. Таким образом, настоящее изобретение не исчерпывается показанными здесь вариантами, а должно соответствовать широчайшему объему, согласованному с Формулой изобретения.
Терминология, используемая здесь, предназначена исключительно для описания конкретных примеров вариантов и не имеет целью вносить какие-либо ограничения. Как используется здесь, формы единственного числа, такие как «какой-то», «некий» и «этот» могут иметь целью охватывать также формы множественного числа, если только контекст явно не диктует иное. Также следует понимать, что такие термины, как «содержать», «содержит» и/или «содержащий», «включать (в себя)», «включает» и/или «включающий», при использовании в настоящем описании, специфицируют присутствие указанных признаков, целых чисел, операций, элементов и/или компонентов, но не препятствуют присутствию или добавлению одного или нескольких других признаков, целых чисел, операций, элементов, компонентов и/или групп перечисленных объектов.
Следует понимать, что термины «система», «машина», «блок» и/или «модуль», используемые здесь, представляют один способ различения между разными компонентами, элементами, частями или узлами на разных уровнях в восходящем порядке. Однако если той же цели можно достичь другими словами, соответствующие термины могут быть заменены другими выражениями.
В общем случае, слово «модуль», «функциональная единица» или «блок», как оно используется здесь, относится к логике, воплощенной в оборудовании, или во встроенном программном обеспечении, или в совокупности команд загружаемого программного обеспечения. Модуль, функциональная единица или блок, описываемые здесь, могут быть реализованы в виде программного обеспечения и/или оборудования и могут быть сохранены на энергонезависимом читаемом компьютером носителе информации какого-либо типа или в другом устройстве для хранения информации. В некоторых вариантах, модуль/функциональная единица/блок программного обеспечения может быть скомпилирован и связан для превращения в выполняемую программу. Следует понимать, что модули программного обеспечения могут быть вызываемыми из других модулей/функциональных единиц/блоков или из самих себя и/или могут быть вызваны в ответ на обнаруженные события или прерывания. Модули/функциональные единицы/блоки программного обеспечения, конфигурированные для выполнения в процессорных устройствах, (например, в процессоре 220, как это иллюстрировано на Фиг. 2) могут быть предоставлены на читаемом компьютером носителе информации, таком как компакт-диск, цифровой видео диск, флэш-накопитель, магнитный диск или какой-либо другой материальный носитель, либо скачаны в цифровом виде (и могут быть первоначально сохранены в сжатом или в инсталлируемом формате, что требует инсталлирования, расширения или расшифровки перед выполнением). Такой код программного обеспечения может быть сохранен, частично или полностью, в устройстве для хранения информации в процессорном устройстве для выполнения этим процессорным устройством. Команды программного обеспечения могут быть записаны в запоминающем устройстве, таком как стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (СППЗУ (EPROM)). Должно быть далее понятно, что аппаратные модули/функциональные единицы/блоки могут быть включены в соединенные логические компоненты, такие как вентили и триггеры, и/или могут быть включены в программируемые функциональные единицы, такие как программируемые вентильные матрицы или процессоры. Такие модули/функциональные единицы/блоки или процессорные устройства, функционально описываемые здесь, могут быть реализованы в виде модулей/функциональных единиц/блоков загружаемого программного обеспечения, но могут быть также представлены в форме аппаратуры или встроенного программного обеспечения. В общем случае, модули/функциональные единицы/блоки, описываемые здесь, обозначают логические модули/функциональные единицы/блоки, которые можно комбинировать с другими модулями/функциональными единицами/блоками или разбивать на суб-модули/функциональные суб-единицы/суб-блоки независимо от их физической организации или хранения. Представленное описание может быть применено к системе, машине или ее части.
Должно быть понятно, что когда про функциональную единицу, машину, модуль или блок указано, что этот объект «располагается на», «соединен с» или «связан с» с другой функциональной единицей, машиной, модулем или блоком, этот объект может непосредственно располагаться на, быть соединен или связан с или осуществлять связь с указанной другой функциональной единицей, машиной, модулем или блоком, либо между ними может присутствовать промежуточная функциональная единица, машина, модуль или блок, если только контекст ясно не указывает иное. Как используется здесь, термин «и/или» может охватывать любые и все комбинации одного или нескольких объектов из ассоциированного списка.
Для иллюстрации технических решений относительно вариантов настоящего изобретения ниже приведена краткая информация о чертежах, связанных с описанием вариантов изобретения. Очевидно, что описываемые ниже чертежи представляют собой только некоторые примеры или варианты настоящего изобретения. Даже рядовые специалисты в рассматриваемой области смогут без особых творческих усилий применить настоящее изобретение в других подобных сценариях с использованием этих чертежей. Если не указано иное или не очевидно из контекста, одинаковые цифровые позиционные обозначения на чертежах относятся к одинаковым структурам и операциям.
Технические решения вариантов настоящего изобретения будут рассмотрены со ссылками на чертежи, как это описано ниже. Очевидно, что описываемые варианты не являются исчерпывающими и ограничивающими. Другие варианты, полученные на основе вариантов, приведенных в настоящем описании, даже рядовыми специалистами в рассматриваемой области без особых творческих усилий, попадают в объем защиты настоящего изобретения.
Один из аспектов настоящего изобретения относится к акустическому выходному устройству. Это акустическое выходное устройство может содержать громкоговоритель с костной проводимостью (также называемый вибрационным громкоговорителем), и громкоговоритель с воздушной проводимостью, и по меньшей мере один корпус, конфигурированный для установки в нем громкоговорителя с костной проводимостью и громкоговорителя с воздушной проводимостью. Громкоговоритель с воздушной проводимостью не зависит от громкоговорителя с костной проводимостью. Здесь могут быть применены различные варианты расположения в пространстве и/или частотные характеристики громкоговорителя с костной проводимостью и громкоговорителя с воздушной проводимостью с целью улучшения восприятия звука пользователем акустического выходного устройства на низких частотах и уменьшения просачивание звука от акустического выходного устройства.
На Фиг. 1 представлена упрощенная схема, иллюстрирующая пример акустической системы согласно некоторым вариантам настоящего изобретения. Эта акустическая система 100 может содержать мультимедийную платформу 110, сеть 120 связи, акустическое выходное устройство 130, устройство 140 терминала и устройство 150 для хранения информации.
Мультимедийная платформа 110 может осуществлять связь с одним или несколькими компонентами акустической системы 100 или внешним источником данных (например, облачным центром обработки данных). В некоторых вариантах, мультимедийная платформа 110 может передавать данные или сигналы (например, аудиоданные музыкального произведения) для акустического выходного устройства 130 и/или пользовательского терминала 140. В некоторых вариантах, мультимедийная платформа 110 может способствовать обработке данных/сигналов для акустического выходного устройства 130 и/или пользовательского терминала 140. В некоторых вариантах, мультимедийная платформа 110 может быть реализована на одном сервере или в группе серверов. Эта группа серверов может представлять собой централизованную группу серверов, соединенную с сетью 120 связи через точку доступа, или распределенную группу серверов, соединенных с сетью 120 связи через одну или несколько точек доступа, соответственно. В некоторых вариантах, мультимедийная платформа 110 может быть локально соединена с сетью 120 связи или дистанционно соединена с сетью 120 связи. Например, мультимедийная платформа 110 может получать доступ к информации и/или данным, сохраняемым в акустическом выходном устройстве 130, пользовательском терминале 140 и/или устройстве 150 для хранения информации через сеть 120 связи. В качестве другого примера, устройство 150 для хранения информации может служить внутренним хранилищем данных для мультимедийной платформы 110. В некоторых вариантах, мультимедийная платформа 110 может быть реализована на облачной платформе. Просто в качестве примера, облачная платформа может представлять собой частное облако, облако общего пользования, гибридное облако, облако сообщества, распределенное облако, межоблачную систему, многооблачную систему или другое подобное облако или какую-либо комбинацию таких облаков.
В некоторых вариантах, мультимедийная платформа 110 может содержать процессорное устройство 112. Процессорное устройство 112 может осуществлять основные функции мультимедийной платформы 110. Например, процессорное устройство 112 может вызывать аудиоданные из устройства 150 для хранения информации и передавать вызванные аудиоданные акустическому выходному устройству 130 и/или пользовательскому терминалу 140 для генерации звука. В качестве другого примера, процессорное устройство 112 может обрабатывать сигналы (например, генерировать сигнал управления костной проводимостью) для акустического выходного устройства 130.
В некоторых вариантах, процессорное устройство 112 может содержать один или несколько процессорных модулей (например, одноядерных процессорных устройств или многоядерных процессорных устройств). Просто в качестве примера, процессорное устройство 112 может содержать центральный процессор (central processing unit (CPU)), специализированную интегральную схему (application-specific integrated circuit (ASIC)), процессор со специализированным набором команд (application-specific instruction-set processor (ASIP)), графический процессор (graphics processing unit (GPU)), физический процессор (physics processing unit (PPU)), цифровой процессор сигнала (digital signal processor (DSP)), программируемую пользователем вентильную матрицу (field programmable gate array (FPGA)), программируемое логическое устройство (programmable logic device (PLD)), контроллер, микроконтроллерный модуль, компьютер с сокращенным набором команд (reduced instruction-set computer (RISC)), микропроцессор или другое подобное устройство, либо какую-то комбинацию перечисленных устройств.
Сеть 120 связи может способствовать обмену информацией и/или данными. В некоторых вариантах, один или несколько компонентов в акустической системе 100 (например, мультимедийная платформа 110, акустическое выходное устройство 130, пользовательский терминал 140, устройство 150 для хранения информации) могут передавать информацию и/или данные другим компонентам в акустической системе 100 через сеть 120 связи. В некоторых вариантах, сеть 120 связи может представлять собой проводную или беспроводную сеть связи какого-либо типа или комбинацию таких сетей. Просто в качестве примера, сеть 120 связи может представлять собой кабельную сеть связи, проводную сеть связи, оптоволоконную сеть связи, телекоммуникационную сеть, сеть интранет, сеть Интернет, локальную сеть связи (local area network (LAN)), широкомасштабную сеть связи (wide area network (WAN)), локальную сеть радиосвязи (wireless local area network (WLAN)), общегородскую сеть связи (metropolitan area network (MAN)), телефонную сеть общего пользования (public telephone switched network (PSTN)), сеть связи Bluetooth, сеть связи ZigBee, сеть связи в ближней зоне (near field communication (NFC)) или другую подобную сеть связи или комбинацию таких сетей. В некоторых вариантах, сеть 120 связи может содержать одну или несколько точек доступа в эту сеть связи. Например, сеть 120 связи может иметь проводные или беспроводные точки доступа в сеть, такие как базовые станции и/или точки обмена с Интернет 120-1, 120-2, …, через которые один или несколько компонентов акустической системы 100 могут быть соединены с сетью 120 связи для обмена данными и/или информацией.
TM
TM
TM
TM
Акустическое выходное устройство 130 может выводить пользователю звуки и взаимодействовать с пользователем. Согласно одному из аспектов, акустическое выходное устройство 130 может предоставлять пользователю по меньшей мере аудио контент, такой как песни, поэмы, новостное вещание, вещание прогнозов погоды, аудио уроки и т.п. Согласно другому аспекту, пользователь может передавать обратную связь акустическому выходному устройству 130 посредством, например, клавиш, сенсорного экрана, движений тела, голоса, жестов, мыслей и т.п. В некоторых вариантах, акустическое выходное устройство 130 может быть носимым устройством. Если не специфицировано иначе, носимое устройство, как это используется здесь, может представлять собой головные телефоны и разнообразные персональные устройства других типов, такие как устройства, носимые на голове, плечах или на теле. Носимое устройство может предоставлять пользователю по меньшей мере аудио контент, имея при этом контакт с пользователем или без контакта с ним. В некоторых вариантах, носимое устройство может представлять собой интеллектуальную головную гарнитуру, интеллектуальные очки, дисплей, устанавливаемый на голове (head mountable display (HMD)), «умный» браслет, «умную» обувь, «умные» очки, интеллектуальный шлем, интеллектуальные наручные часы, «умную» одежду, «умный» рюкзак, «умный» аксессуар, шлем виртуальной реальности, очки виртуальной реальности, патч виртуальной реальности, шлем дополненной реальности, очки дополненной реальности, патч дополненной реальности или другое подобное устройство, либо какую-то комбинацию таких устройств. Просто в качестве примера, такое носимое устройство может представлять собой устройство марки Google Glass, Oculus Rift, Hololens Gear VR и т.п.
Акустическое выходное устройство 130 может осуществлять связь с пользовательским терминалом 140 через сеть 120связи. В некоторых вариантах, акустическое выходное устройство 130 может принимать разного рода данные и/или информацию, включая, например, параметры движения (например, географическое положение, направление движения, скорость движения, ускорение и т.п.), параметры голоса (громкость голоса, содержание речи и т.п.), жесты (например, рукопожатие, кивок головой и т.п.), мысли пользователя и т.д. В некоторых вариантах, акустическое выходное устройство 130 может далее передавать принятые данные и/или информацию мультимедийной платформе 110 или пользовательскому терминалу 140.
В некоторых вариантах, пользовательский терминал 140 может быть специализирован, например, посредством установленного в нем приложения, для связи с акустическим выходным устройством 130 и/или осуществления обработки данных/сигналов для этого устройства. Пользовательский терминал 140 может представлять собой мобильное устройство 130-1, планшетный компьютер 130-2, портативный компьютер 130-3, встроенное устройство 130-4, установленное на автомобиле, или другое подобное устройство, либо какую-то комбинацию таких устройств. В некоторых вариантах, мобильное устройство 130-1 может представлять собой устройство «умного» дома, интеллектуальное мобильное устройство или другое подобное устройство, либо какую-то комбинацию таких устройств. В некоторых вариантах, устройство «умного» дома может содержать «умный» осветительный прибор, устройство управления интеллектуальной электрической аппаратурой, интеллектуальное устройство мониторинга, интеллектуальный телевизор, интеллектуальную видеокамеру, интерфон или другое подобное устройство, либо какую-то комбинацию этих устройств. В некоторых вариантах, интеллектуальное мобильное устройство может представлять собой смартфон, персональный цифровой помощник (personal digital assistance (PDA)), игровое устройство, навигационное устройство, кассовый аппарат (point of sale (POS)) или другое подобное устройство, либо какую-то комбинацию таких устройств. В некоторых вариантах, встроенное в автомобиль устройство 130-4 может представлять собой встроенный компьютер, встроенный бортовой телевизор, встроенный планшет и т.п. В некоторых вариантах, пользовательский терминал 140 может содержать передатчик сигнала и приемник сигнала, конфигурированные для осуществления связи с устройством местоопределения (не показано на чертеже) для определения местонахождения пользователя и/или пользовательского терминала 140. В некоторых вариантах, мультимедийная платформа 110 или устройство 150 для хранения информации может быть интегрировано в пользовательский терминал 140. В таком случае, функции, которые могут быть реализованы мультимедийной платформой 110, описываемой выше, могут быть аналогичным образом реализованы пользовательским терминалом 140.
Устройство 150 для хранения информации может сохранять данные и/или команды. В некоторых вариантах, устройство 150 для хранения информации может сохранять данные, полученные от мультимедийной платформы 110, акустического выходного устройства 130 и/или пользовательского терминала 140. В некоторых вариантах, устройство 150 для хранения информации может сохранять данные и/или команды, в соответствии с которыми мультимедийная платформа 110, акустическое выходное устройство 130 и/или пользовательский терминал 140 может выполнять различные функции. В некоторых вариантах, устройство 150 для хранения информации может представлять собой устройство большой емкости для хранения данных, энергозависимое запоминающее устройство для чтения и записи данных, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ (read-only memory (ROM))) или другое запоминающее устройство, либо какую-то комбинацию таких устройств. К примерам устройств большой емкости для хранения данных относятся магнитный диск, оптический диск, твердотельный накопитель и т.п. К примерам съемных устройств для хранения данных относятся флэш-накопитель, гибкий диск, оптический диск, карта памяти, zip-диск, магнитная лента и т.п. К примерам энергозависимых запоминающих устройств для чтения и записи данных относятся запоминающее устройство с произвольной выборкой (ЗУПВ (random access memory (RAM)). К примерам таких ЗУПВ (RAM) могут относиться динамическое ЗУПВ (dynamic RAM (DRAM)), синхронное динамическое ЗУПВ с удвоенной частотой шины данных (double date rate synchronous dynamic RAM (DDR SDRAM)), статическое ЗУПВ (static RAM (SRAM)), тиристорное ЗУПВ (thyristor RAM (T-RAM)) и ЗУПВ с нулевой емкостью (zero-capacitor RAM (Z-RAM)) и т.п. К примерам ПЗУ (ROM) могут относиться ПЗУ с масочным программированием (mask ROM (MROM)), программируемое ПЗУ (ППЗУ (programmable ROM (PROM))), стираемое программируемое ПЗУ (СППЗУ (erasable programmable ROM (EPROM))), электрически стираемое программируемое ПЗУ (ЭСППЗУ (electrically erasable programmable ROM (EEPROM)), ПЗУ на компакт-диске (compact disk ROM (CD-ROM)) ПЗУ на цифровом универсальном диске (digital versatile disk ROM) и т.п. В некоторых вариантах, устройство 150 для хранения информации может быть реализовано на облачной платформе. Просто в качестве примера, такая облачная платформа может представлять собой частное облако, облако общего пользования, гибридное облако, облако сообщества, распределенное облако, межоблачную систему, многооблачную систему или другое подобное облако или какую-либо комбинацию таких облаков. В некоторых вариантах, один или несколько компонентов акустической системы 100 может обращаться и получать доступ к данным и/или командам, сохраняемым в устройстве 150 для хранения информации, через сеть 120 связи. В некоторых вариантах, устройство 150 для хранения информации может быть непосредственно соединено с мультимедийной платформой 110 в качестве внутреннего хранилища данных.
В некоторых вариантах, мультимедийная платформа 110, устройство 140 терминала и/или устройство 150 для хранения информации могут быть интегрированы в акустическом выходном устройстве 130. В частности, по мере развития технология и расширения процессорных возможностей акустического выходного устройства 130, вся обработка данных может быть выполнена в акустическом выходном устройстве 130. Например, акустическое выходное устройство 130 может представлять собой интеллектуальную головную гарнитуру, MP3-плеер, слуховой аппарат и т.п. с интегрированными в высокой степени электронным компонентами, такими как центральный процессор (central processing unit (CPU)), графический процессор (graphics processing unit (GPU)) и т.п., обладая в результате сильными процессорными функциями.
На Фиг. 2A и 2B представлены упрощенные схемы примеров акустического выходного устройства согласно некоторым вариантам настоящего изобретения. Фиг. 2A иллюстрирует вид акустического выходного устройства 130 в косой проекции. Фиг. 2B иллюстрирует разобранный вид акустического выходного устройства 130. Это акустическое выходное устройство 130 может быть описано в сочетании с Фиг. 2A и 2B.
В некоторых вариантах, акустическое выходное устройство 130 может содержать заушники 10, корпуса 20 микротелефонных модулей, корпуса 30 электронных схем, заднюю скобу 40, микротелефонные модули 50, схему 60 управления и аккумулятор 70. Корпуса 20 микротелефонных модулей и корпуса 30 электронных схем могут располагаться на обоих концах заушников 10, соответственно, а задняя скоба 40 может быть далее прикреплена к концам корпусов 30 электронных схем, обращенным прочь от заушников 10. Корпуса 20 микротелефонных модулей могут быть использованы для установки в них различных модулей 50 наушников. Эти корпуса 20 микротелефонных модулей и корпуса 30 электронных схем могут быть установлены на обоих концах заушников 10, соответственно, и далее задняя скоба 40 может быть прикреплена к концам корпусов 30 электронных схем, обращенным прочь от заушников 10. Корпуса 20 микротелефонных модулей могут быть использованы для установки в них различных микротелефонных модулей. Корпус 30 электронной схемы может быть использован для установки в нем схемы 60 управления и аккумулятора 70. Два конца задней скобы 40 могут быть соединены с соответствующими корпусами 30 электронных схем. Под заушниками 10 можно понимать структуры, конфигурированные для установки акустического выходного устройства 130 на ушах пользователя, когда этот пользователь носит это акустическое выходное устройство 130, и для фиксации корпусов 20 микротелефонных модулей и самих микротелефонных модулей в заданных позициях относительно ушей пользователя.
В некоторых вариантах, заушники 10 могут содержать эластичную металлическую проволоку. Эта эластичная металлическая проволока может быть конфигурирована для удержания заушников 10 в такой форме, какая согласована с ушами пользователя, с некоторой долей эластичности, так что некоторая упругая деформация может происходить в соответствии с формой ушей и формой головы пользователя, когда пользователь носит акустическое выходное устройство 130, тем самым адаптируясь к пользователям с различными формами ушей и формами головы. В некоторых вариантах, эластичная металлическая проволока может быть изготовлена из сплава с памятью формы, обладающего хорошей способностью восстановления после деформации. Даже если заушники 10 будут деформированы под воздействием внешней силы, они могут восстановить свою первоначальную форму, когда воздействие внешней силы прекратится, что продлевает срок службы акустического выходного устройства 130. В некоторых вариантах, эластичная металлическая проволока может быть изготовлена из сплава, не обладающего памятью формы. В этой эластичной металлической проволоке может быть создан проводник для установления электрического соединения между микротелефонными модулями 50 и другими компонентами, такими как схема 60 управления, аккумулятор 70 и т.д., чтобы способствовать подаче питания и передаче данных для микротелефонных модулей 50. В некоторых вариантах, каждый заушник 10 может далее содержать защитную трубку 16 и элемент 17 защиты корпуса, выполненный заодно с защитной трубкой 16.
В некоторых вариантах, корпуса 20 микротелефонных модулей могут быть конфигурированы для установки в них микротелефонных модулей 50. Эти микротелефонные модули 50 могут содержать один или несколько громкоговорителей. Совокупность этих одного или нескольких громкоговорителей может содержать громкоговоритель с костной проводимостью, громкоговоритель с воздушной проводимостью и т.п. Громкоговоритель с костной проводимостью может быть конфигурирован для вывода акустических волн, передаваемых через твердую среду (например, кости). Например, громкоговоритель с костной проводимостью может преобразовывать электрический сигнал в колебания костей черепа пользователя через непосредственный контакт с пользователем. Громкоговоритель с воздушной проводимостью может быть конфигурирован для вывода акустических волн, передаваемых через воздух. Например, громкоговоритель с воздушной проводимостью может преобразовывать другой электрический сигнал в колебания воздуха, воспринимаемые ухом пользователя. Число объектов каждого типа – микротелефонных модулей 50 и корпусов 20 микротелефонных модулей может быть равно двум, что может соответствовать левому и правому ушам пользователя. Подробности относительно микротелефонных модулей 50 можно найти в других местах настоящего описания, например, в отношении Фиг. 3 – 15.
В некоторых вариантах, заушник 10 и корпус 20 микротелефонного модуля могут быть отлиты по отдельности и затем собраны воедино вместо того, чтобы отливать их сразу вместе.
В некоторых вариантах, корпус 20 микротелефонного модуля может иметь контактную поверхность 21. Эта контактная поверхность 21 может быть в контакте с кожей пользователя. Акустические волны костной проводимости, генерируемые одним или несколькими громкоговорителями с костной проводимостью из микротелефонных модулей 50 могут быть, во время работы акустического выходного устройства 130, переданы из корпуса 20 микротелефонного модуля (например, к барабанной перепонке пользователя) через контактную поверхность. В некоторых вариантах, материал и толщина контактной поверхности 21 могут влиять на передачу акустических волн костной проводимости, тем самым оказывая влияние на качество звучания. Например, если материал контактной поверхности 21 является относительно мягким, передача акустических волн костной проводимости в низкочастотном диапазоне может быть лучше передачи таких акустических волн костной проводимости в высокочастотном диапазоне. Напротив, если материал контактной поверхности 21 является относительно твердым, передача акустических волн костной проводимости в высокочастотном диапазоне может быть лучше передачи таких акустических волн костной проводимости в низкочастотном диапазоне.
На Фиг. 3A показана упрощенная схема примера акустического выходного устройства согласно некоторым вариантам настоящего изобретения. Как показано на Фиг. 3A, акустическое выходное устройство 300 может содержать модуль 310 обработки сигнала и выходной модуль 320. Модуль 310 обработки сигнала может принимать электрические сигналы от источника сигнала и обрабатывать эти электрические сигналы. В некоторых вариантах, электрические сигналы могут быть аналоговыми сигналами или цифровыми сигналами. Например, электрические сигналы могут представлять собой цифровые сигналы, полученные от мультимедийной платформы 110, устройства 140 терминала, устройства 150 для хранения информации и т.п.
Модуль 310 обработки сигнала может обрабатывать электрические сигналы. Например, модуль 310 обработки сигнала может обрабатывать электрические сигналы путем выполнения различных операций обработки сигнала, таких как дискретизация, превращение в цифровую форму, сжатие, деление частоты, частотная модуляция, кодирование или другие подобные операции, либо какая-то комбинация этих операций. Модуль 310 обработки сигнала может далее генерировать сигналы управления на основе обработанных электрических сигналов.
Выходной модуль 320 может генерировать и передавать на выход акустические волны костной проводимости (также называемые звуками костной проводимости) и/или акустические волны воздушной проводимости (также называемые звуками воздушной проводимости). Выходной модуль 320 может принимать сигналы управления от модуля 310 обработки сигнала и генерировать акустические волны костной проводимости и/или акустические волны воздушной проводимости на основе этих сигналов управления. Как используется здесь, акустическими волнами костной проводимости называются акустические волны, передаваемые в форме механических колебаний через твердую среду (например, кости). Акустическими волнами воздушной проводимости называются акустические волны, передаваемые в форме механических колебаний через воздух.
Для целей иллюстрации, выходной модуль 320 может содержать громкоговоритель с костной проводимостью (также называемый вибрационным громкоговорителем) 321 и громкоговоритель 322 с воздушной проводимостью. Эти громкоговоритель 321 с костной проводимостью и громкоговоритель 322 с воздушной проводимостью могут быть электрически соединены с модулем 310 обработки сигнала. Громкоговоритель 321 с костной проводимостью может генерировать акустические волны костной проводимости в конкретном частотном диапазоне (например, в низкочастотном диапазоне, в диапазоне средних частот, в высокочастотном диапазоне, в диапазоне средних-низких частот, в диапазоне средних-высоких частот и т.д.) в соответствии с сигналами управления, генерируемыми модулем 310 обработки сигнала. Громкоговоритель 322 с воздушной проводимостью может генерировать акустические волны воздушной проводимости в тех же самых частотных диапазонах, что и громкоговоритель 321 с костной проводимостью, или в других частотных диапазонах в соответствии с сигналами управления, генерируемыми модулем 310 обработки сигнала. В некоторых вариантах, громкоговоритель 321 с костной проводимостью и громкоговоритель 322 с воздушной проводимостью могут представлять собой два независимых функциональных устройства или два независимых компонента одного и того же устройства. Как используется здесь, то, что первое устройство не зависит от второго устройства, означает, что операция первого/второго устройства не вызвана операцией второго/первого устройства, или другими словами, операция первого/второго устройства не является результатом операции второго/первого устройства. Принимая громкоговоритель с костной проводимостью и громкоговоритель с воздушной проводимостью в качестве примеров, громкоговоритель с воздушной проводимостью не зависит от громкоговорителя с костной проводимостью, поскольку каждый из этих двух громкоговорителей независимо возбуждают электрическим сигналом для генерации акустических волн.
Различные частотные диапазоны могут быть определены в соответствии с фактическими потребностями. Например, низкочастотный диапазон (также называемый низкими частотами) может обозначать частотный диапазон от 20 Гц до 150 Гц, среднечастотный диапазон (также называемый средними частотами) может обозначать частотный диапазон от 150 Гц до 5 кГц, высокочастотный диапазон (также называемый высокими частотами) может обозначать частотный диапазон от 5 кГц до 20 кГц, диапазон средних-низких частот (также называемый средними-низкими частотами) может обозначать частотный диапазон от 150 Гц до 500 Гц, диапазон средних-высоких частот (также называемый средними-высокими частотами) может обозначать частотный диапазон от 500 Гц до 5 кГц. В качестве другого примера, низкочастотный диапазон может обозначать частотный диапазон от 20 Гц до 300 Гц, диапазон средних частот может обозначать частотный диапазон от 300 Гц до 3 кГц, диапазон высоких частот может обозначать частотный диапазон от 3кГц до 20 кГц, диапазон средних-низких частот может обозначать частотный диапазон от 100 Гц до 1000 Гц, и диапазон средних-высоких частот может обозначать частотный диапазон от 1000 Гц до 10 кГц. Следует отметить, что значения границ этих частотных диапазонов приведены просто для целей иллюстрации и не являются ограничениями. Определения приведенных выше частотных диапазонов могут варьироваться в соответствии с различными сценариями применения и различными классификационными стандартами. Например, в некоторых других сценариях применения, низкочастотный диапазон может обозначать частотный диапазон от 20 Гц до 80 Гц, диапазон средних частот может обозначать частотный диапазон от 160 Гц до 1280 Гц, диапазон высоких частот может обозначать частотный диапазон от 2560 Гц до 20 кГц, диапазон средних-низких частот может обозначать частотный диапазон от 80 Гц до 160 Гц, и диапазон средних-высоких частот может обозначать частотный диапазон от 1280 Гц до 2560 Гц. В качестве опций, разные частотные диапазоны могут иметь или не иметь накладывающихся одну на другую частот.
На Фиг. 3B представлена упрощенная схема другого примера акустического выходного устройства согласно некоторым вариантам настоящего изобретения. В некоторых вариантах, акустическое выходное устройство 305, показанное на Фиг. 3B, может быть аналогичным или таким же, как акустическое выходное устройство 300, показанное на Фиг. 3A, за исключением того, что акустическое выходное устройство 305 может дополнительно содержать схемы 316 обработки сигналов для костной проводимости и схемы 317 обработки сигналов для воздушной проводимости. Схемы 316 обработки сигналов для костной проводимости могут быть конфигурированы для обработки сигналов для костной проводимости. Схемы 317 обработки сигналов для воздушной проводимости могут быть конфигурированы для обработки сигналов для воздушной проводимости. В некоторых вариантах, электрические сигналы могут содержать сигналы для костной проводимости и сигналы для воздушной проводимости. Как используется здесь, сигналами для костной проводимости называются электрические сигналы, относящиеся к акустическим волнам костной проводимости, и/или электрические сигналы, имеющие влияние на генерацию и передачу на выход акустических волн костной проводимости. Сигналами для воздушной проводимости называются электрические сигналы, относящиеся к акустическим волнам воздушной проводимости, и/или электрические сигналы, имеющие влияние на генерацию и передачу на выход акустических волн воздушной проводимости. В некоторых вариантах, схема 316 обработки сигналов для костной проводимости может принимать сигналы для костной проводимости от источника сигнала, обрабатывать эти сигналы для костной проводимости и генерировать соответствующий сигнал управления для костной проводимости. Этот сигнал управления для костной проводимости обозначает сигнал, управляющий генерацией и передачей на выход акустических волн костной проводимости. Аналогично, схема 317 обработки сигналов для воздушной проводимости может принимать сигналы для воздушной проводимости от источника сигнала, обрабатывать эти сигналы для воздушной проводимости и генерировать сигнал управления для воздушной проводимости. Этот сигнал управления для воздушной проводимости обозначает сигнал, управляющий генерацией и передачей на выход акустических волн воздушной проводимости.
Выходной модуль 325 может также содержать громкоговоритель 326 с костной проводимостью и громкоговоритель 327 с воздушной проводимостью. Эти громкоговоритель 326 с костной проводимостью и громкоговоритель 327 с воздушной проводимостью могут быть такими же или подобными как громкоговоритель 321 с костной проводимостью и громкоговоритель 322 с воздушной проводимостью соответственно из выходного модуля 320, показанного на Фиг. 3A, описание чего здесь повторено не будет. Громкоговоритель 326 с костной проводимостью может быть электрически соединен со схемой 316 обработки сигналов для костной проводимости. Этот громкоговоритель 326 с костной проводимостью может генерировать и излучать акустические волны костной проводимости в конкретном диапазоне частот в соответствии с сигналами управления для костной проводимости, генерируемыми схемами 316 обработки сигналов для костной проводимости. Громкоговоритель 327 с воздушной проводимостью может быть электрически соединен со схемой 317 обработки сигналов для воздушной проводимости. Этот громкоговоритель 327 с воздушной проводимостью может генерировать и излучать акустические волны воздушной проводимости в тех же самых или в других частотных диапазонах, как громкоговоритель 326 с костной проводимостью, в соответствии с сигналами управления для воздушной проводимости, генерируемыми схемами обработки сигналов для воздушной проводимости.
В некоторых вариантах, схемы 316 обработки сигналов для костной проводимости могут быть интегрированы с громкоговорителем 326 с костной проводимостью или расположены в том же самом корпусе, где громкоговоритель. Аналогично, схемы 317 обработки сигналов для воздушной проводимости могут быть интегрированы с громкоговорителем 327 с воздушной проводимостью или расположены в том же самом корпусе.
В сочетании с Фиг. 3A и Фиг. 3B, для регулирования выходных характеристик (например, частоты, фазы, амплитуды и т.д.) акустических волн костной проводимости и/или акустических волн воздушной проводимости, сигналы управления для костной проводимости и/или сигналы управления для воздушной проводимости могут быть далее обработаны в модуле 310 или 315 обработки сигнала, так что акустические волны костной проводимости и/или акустические волны воздушной проводимости могут иметь различные выходные характеристики. Например, сигналы управления для костной проводимости и/или сигналы управления для воздушной проводимости могут содержать конкретные частоты. В некоторых альтернативных вариантах структура каждого из совокупности по меньшей мере одного компонента и/или расположение и конфигурация по меньшей мере одного компонента в выходном модуле 320 или 325 может быть модифицирована или оптимизирована таким образом, что можно регулировать выходные характеристики (например, частоты) акустических волн костной проводимости и/или акустических волн воздушной проводимости.
В некоторых вариантах, для регулирования выходных характеристик (например, частот) акустических волн костной проводимости и/или акустических волн воздушной проводимости могут быть применены один или несколько фильтров или групп фильтров для обработки сигналов управления для костной проводимости и/или сигналов управления для воздушной проводимости в модуле 310 или 315 обработки сигнала. К примерам фильтров или групп фильтров могут относиться, не ограничиваясь этим, аналоговые фильтры, цифровые фильтры, пассивные фильтры, активные фильтры или другие подобные фильтры, либо какая-то комбинация таких фильтров.
В некоторых вариантах, может быть предложен способ обработки сигналов во временной области для обогащения акустических эффектов выходных звуков, передаваемых выходным модулем 320 или 325. К примерам таких способов обработки во временной области относятся способ управления динамическим диапазоном (dynamic range control (DRC)), введение времени задержки, введение реверберации и т.п.
В некоторых вариантах, акустическое выходное устройство 300 или 305 может также содержать модуль активного уменьшения просачивания. В некоторых вариантах, этот модуль активного уменьшения просачивания может передавать на выход акустические волны напрямую, без обратной связи от источника опорного сигнала (например, микрофона) для наложения и подавления просачивающихся звуковых волн (т.е. просачивания звука) от акустического выходного устройства 300 или 305. Акустические волны, излучаемые с выхода модуля активного уменьшения просачивания, могут иметь такие же амплитуды, такие же частоты и инвертированные фазы относительно просачивающихся звуковых волн. В некоторых альтернативных вариантах, модуль активного уменьшения просачивания может излучать акустические волны в соответствии с обратной связью от источника опорного сигнала. Например, в звуковое поле акустического выходного устройства 300 или 305 может быть помещен микрофон для получения информации о звуковом поле (например, позиции, частоте, фазе, амплитуде и т.д.), и передачи сигнала обратной связи в реальном времени модулю активного уменьшения просачивания с целью динамического регулирования выходных акустических волн для уменьшения или полного исключения просачивания звука от акустического выходного устройства 300 или 305. В некоторых вариантах, модуль активного уменьшения просачивания может входить в выходной модуль 320 или 325.
В некоторых вариантах, акустическое выходное устройство 300 или 305 может далее содержать модуль формирования луча. Модуль формирования луча может быть конфигурирован для формирования некоторого звукового луча из акустических волн костной проводимости и/или акустических волн воздушной проводимости. В некоторых вариантах, модуль формирования луча может формировать этот звуковой луч посредством управления амплитудами и/или фазами акустических волн костной проводимости и/или акустических волн воздушной проводимости, распространяющихся от выходного модуля 320 (например, громкоговорителя 321 с костной проводимостью и громкоговорителя 322 с воздушной проводимостью) или выходного модуля 325 (например, громкоговорителя 326 с костной проводимостью и громкоговорителя 327 с воздушной проводимостью). Звуковой луч может представлять собой, например, веерообразный луч с некоторым углом расхождения. Звуковой луч может распространяться в конкретном направлении для достижения максимального уровня звукового давления возле ушей человека. В то же время, уровень звукового давления в других позициях в звуковом поле может быть относительно небольшим, что уменьшает просачивание звука от акустического выходного устройства 300 или 305. В некоторых вариантах, акустическое выходное устройство 300 или 305 может создавать более идеальное трехмерное звуковое поле с использованием технологии реконструкции трехмерного (3D) звукового поля или технологии управления локальными звуковыми полями, так что пользователь может оказаться лучше погружен в звуковое поле. В некоторых вариантах, модуль формирования луча может также быть встроен в выходной модуль 320 или 325.
На Фиг. 4 представлена упрощенная схема резонансной системы согласно некоторым вариантам настоящего изобретения. В некоторых вариантах, влияние структур и/или расположений одного или нескольких компонентов акустического выходного устройства 130 на характеристики выходного звука этого акустического выходного устройства 130 можно моделировать с использованием резонансной системы 400. В некоторых вариантах, резонансная система 400 может быть описана в сочетании с системой демпфирования, содержащей массу и пружину. В некоторых вариантах, резонансная система 400 может быть описана в сочетании с несколькими такими системами демпфирования, каждая из которых содержит массу и пружину, где эти демпфирующие системы соединены параллельно или последовательно. Движение в резонансной системе 400 может быть выражено Уравнением (1):
, (1)
где M обозначает массу резонансной системы 400, R обозначает демпфирование в резонансной системе 400, K обозначает коэффициент упругости резонансной системы 400, F обозначает движущую силу, и обозначает смещение в резонансной системе 400.
В некоторых вариантах, резонансная частота резонансной системы 400 может быть получена путем решения Уравнения (1). Резонансная частота резонансной системы 400 может быть получена согласно Уравнению (2):
, (2)
где обозначает резонансную частоту резонансной системы 400.
В некоторых вариантах, ширина полосы частот может быть определена в соответствии с точкой по уровню половинной мощности. Добротность Q резонансной системы 400 может быть определена согласно Уравнению (3):
. (3)
В случае наличия нескольких резонансных систем, вибрационные характеристики (например, амплитудно-частотная характеристика, фазочастотная характеристика, переходная характеристика и т.п.) для каждой из нескольких резонансных систем могут быть одинаковыми или различными. Например, каждая из нескольких резонансных систем может возбуждаться одной и той же движущей силой или разными движущими силами.
В некоторых вариантах, каждый из громкоговорителей – громкоговоритель 321 с костной проводимостью, громкоговоритель 322 с воздушной проводимостью, громкоговоритель 326 с костной проводимостью или громкоговоритель 327 с воздушной проводимостью, может представлять собой одну резонансную систему или комбинацию нескольких резонансных систем. В некоторых вариантах, выходной модуль 320 или 325 может также содержать несколько громкоговорителей с костной проводимостью или несколько громкоговорителей с воздушной проводимостью.
Что касается акустических волн костной проводимости, частоты и ширину полосы частот акустических волн костной проводимости можно регулировать путем изменения параметров, приведенных выше (например, массы, демпфирования и т.д.). Например, резонансную частоту можно регулировать для смещения в диапазон средних-низких частот путем увеличения массы, уменьшения коэффициента упругости (например, используя пружину с более низким коэффициентом упругости, используя материал с более низким модулем Юнга в качестве структуры для передачи вибраций, уменьшая толщину структуры для передачи вибраций и т.п.). В таком случае резонансная система 400 (например, громкоговоритель с костной проводимостью) может передавать на выход вибрации в диапазоне средних-низких частот. В качестве другого примера, резонансную частоту можно регулировать для смещения в диапазон средних-высоких частот путем уменьшения массы резонансной системы 400, увеличения коэффициента упругости резонансной системы 400 (используя пружину с более высоким коэффициентом упругости, используя материал с более высоким модулем Юнга в качестве структуры для передачи вибраций, увеличивая толщину структуры для передачи вибраций и т.п., создавая ребра или другие армирующие структуры на структуре для передачи вибраций и т.д.). В таком случае, резонансная система 400 может передавать вибрации в диапазоне средних-высоких частот. В качестве другого примера, ширину полосы частот вибраций, передаваемых на выход резонансной системой 400, можно регулировать путем изменения добротности Q. В качестве следующего примера, может быть предложена составная резонансная система, содержащая несколько резонансных систем. Резонансную частоту и добротность Q каждой резонансной системы можно регулировать по отдельности. Центральную частоту и ширину полосы частот составной резонансной системы можно регулировать путем соединения нескольких резонансных систем последовательно или параллельно.
Что касается акустических волн воздушной проводимости, частоты и ширину полосы этих акустических волн воздушной проводимости можно регулировать путем изменения параметров, примеры которых приведены выше, (например, массы, демпфирования и т.п.) аналогичным образом. В некоторых вариантах, для подстройки частот акустических волн воздушной проводимости могут быть созданы одна или несколько акустических структур. Эти одна или несколько акустических структур могут представлять собой, например, акустический объемный резонатор, звуковую трубку, звуковое отверстие, декомпрессионное отверстие, настроечную сетку, настроечный хлопчатобумажный материал, пассивную диафрагму или другой подобный компонент, либо какую-то комбинацию таких компонентов. Например, коэффициент упругости системы 400 можно регулировать путем изменения объема акустического объемного резонатора. Если объем акустического резонатора увеличивается, коэффициент упругости системы может быть меньше. Если объем акустического резонатора уменьшается, коэффициент упругости системы может быть больше. В некоторых вариантах, массу и демпфирование в системе 400 можно регулировать путем настройки звуковой трубки или звукового отверстия. Чем длиннее звуковая трубка или звуковое отверстие, тем меньше будет поперечное сечение, тем больше будет масса и тем меньше будет демпфирование. Напротив, чем короче звуковая трубка или звуковое отверстие, тем больше будет поперечное сечение, тем меньше будет масса и тем больше будет демпфирование. В некоторых вариантах, демпфирование в системе 400 можно регулировать путем подбора акустических сопротивлений материалов (например, настроечных отверстий, настроечных сеток, настроечных хлопчатобумажных материалов и т.п.) на пути, по которому распространяются акустические волны воздушной проводимости. В некоторых вариантах, акустические волны воздушной проводимости в низкочастотном диапазоне могут быть усилены путем настройки пассивной диафрагмы. В некоторых вариантах, фазы, амплитуды и/или частотные диапазоны акустических волн воздушной проводимости можно регулировать путем настройки одной или нескольких звуковых трубок и/или фазоинверторных отверстий. В некоторых других вариантах может быть решетка из громкоговорителей с воздушной проводимостью. Амплитуду, частотный диапазон и фазу каждого громкоговорителя с воздушной проводимостью можно регулировать для формирования звукового поля с конкретным пространственным распределением.
В некоторых вариантах, пользователь также может регулировать выходные характеристики акустических волн костной проводимости и/или акустических волн воздушной проводимости (например, путем регулирования амплитуды, частоты и/или фазы сигнала управления). В некоторых вариантах, выходные характеристики акустических волн костной проводимости и/или акустических волн воздушной проводимости можно также регулировать посредством параметров резонансной системы 400 и сигнала управления, задаваемого пользователем.
На Фиг. 5A представлена упрощенная схема примера громкоговорителя с костной проводимостью согласно некоторым вариантам настоящего изобретения. Такой громкоговоритель 500 с костной проводимостью может содержать вибрационный узел 510. Этот вибрационный узел 510 может содержать корпус 520 или может быть установлен в этом корпусе. Вибрационный узел 510 может быть электрически соединен с модулем 310 или 315 обработки сигнала для приема сигналов управления для костной проводимости и генерировать акустические волны костной проводимости на основе сигналов управления для костной проводимости. Например, вибрационный узел 510 может представлять собой или содержать какой-либо элемент (например, вибрационный двигатель, электромагнитное вибрационное устройство и т.д.), который преобразует электрические сигналы (например, сигналы управления для костной проводимости) в механические вибрационные сигналы. К примерам способов преобразования сигнала могут относиться, не ограничиваясь этим, электромагнитные способы (например, способ с подвижной катушкой, способ с подвижным железным сердечником, магнитострикционный способ), пьезоэлектрические способы, электростатические способы и т.д. Внутренние структуры вибрационного узла 510 могут представлять собой одиночную резонансную систему или составную резонансную систему. В некоторых вариантах, вибрационный узел 510 может генерировать механические вибрации в соответствии с сигналами управления для костной проводимости. Эти механические вибрации могут генерировать акустические волны костной проводимости.
Как иллюстрировано на Фиг. 5A, вибрационный узел 510 может содержать систему 511 магнитного контура, вибрационную пластинку 512 и одну или несколько катушек 513. Система 511 магнитного контура может быть конфигурирована для генерации магнитного поля. В некоторых вариантах, система 511 магнитного контура может содержать магнитный зазор. Эта система 511 магнитного контура может генерировать магнитное поле в магнитном зазоре. Вибрационная пластинка 512 может контактировать с кожей пользователя (например, с кожей головы пользователя) и передавать акустические волны костной проводимости в улитку пользователя, когда пользователь носит акустическое выходное устройство 300 или 305. Вибрационная пластинка 512 может также являться нижней стенкой корпуса 520. Как используется в настоящем изобретении, обозначения «нижняя» или «верхняя» часть компонента определены в отношении кожи пользователя. Например, в корпусе 520, стенка, ближайшая к коже (например, стенка, прикрепленная к коже) пользователя, называется нижней стенкой, а стенка, наиболее удаленная от кожи (например, стенка, противоположная нижней стенке) пользователя, называется верхней стенкой. Указанные одна или несколько катушек 513 могут быть механические соединены с вибрационной пластинкой 512. В некоторых вариантах, одна или несколько катушек 513 могут быть также электрически соединены с модулем 310 или 315 обработки сигнала. В некоторых вариантах, эти одна или несколько катушек 513 могут быть помещены в магнитный зазор. Когда в эти одну или несколько катушек 513 поступает электрический ток, катушки 513 могут вибрировать в магнитном поле и возбуждать вибрационную пластинку 512 для вибрации и генерации акустических волн костной проводимости.
На Фиг. 5B представлена упрощенная схема примера громкоговорителя с воздушной проводимостью согласно некоторым вариантам настоящего изобретения. В некоторых вариантах, громкоговоритель 550 с воздушной проводимостью может представлять собой громкоговоритель общего назначения, генерирующий акустические волны, распространяющиеся в воздухе. В некоторых вариантах, громкоговоритель 550 с воздушной проводимостью может представлять собой специально сконструированный громкоговоритель, специализированный в соответствии с определенными требованиями (например, требованиями к выходным характеристикам). В некоторых вариантах, громкоговоритель 550 с воздушной проводимостью может содержать диафрагму 551 и возбудитель 552. Диафрагма 551 может представлять собой тонкую пленку материала, чувствительного к переменным магнитным полям. К примерам материалов диафрагмы 551 могут относиться полиарилэфир (polyarylester (PAR)), термопластичный эластомер (thermoplastic elastomer (TPE)), политетрафторэтилен (polytetrafluoroethylene (PTFE)) и т.п. Возбудитель 552 может представлять собой возбудитель с подвижным железным сердечником, возбудитель с подвижной катушкой или другие подобные компоненты, либо какая-то комбинация этих компонентов. В некоторых вариантах, возбудитель 552 может получать сигналы управления для воздушной проводимости от модуля 310 или 315 обработки сигнала (например, от схем 317 обработки сигналов для воздушной проводимости), и возбуждать диафрагму 551, чтобы она колебалась в соответствии с сигналами управления для воздушной проводимости для генерации акустических волн воздушной проводимости.
В некоторых вариантах, громкоговоритель 550 с воздушной проводимостью, содержащий диафрагму 551 и возбудитель 552, может быть установлен в корпусе 560. В некоторых вариантах, диафрагма 551 может иметь большой размер, так что внутренняя камера корпуса 560 может быть разделена на две части, а именно переднюю часть 561 и заднюю часть 562, диафрагмой 551. Передней частью 561 называется часть камеры, находящаяся с передней стороны от диафрагмы 521, (например, нижняя часть, как показано на Фиг. 5B) и эта часть может называться «передней камерой». Задней частью 562 называется часть камеры, находящаяся с задней стороны от диафрагмы 521, (например, верхняя часть, как показано на Фиг. 5B) и эта часть может называться «задней камерой».
В некоторых вариантах, в стенке передней камеры корпуса 560 может быть создано по меньшей мере одно звуковое отверстие (например, звуковое отверстие 570). Звуковое отверстие может представлять собой сквозное отверстие. Акустические волны воздушной проводимости, генерируемые в передней камере корпуса 560 могут распространяться из корпуса 560 наружу через это по меньшей мере одно сквозное отверстие. В некоторых вариантах, когда пользователь носит акустическое выходное устройство 300 или 305, звуковое отверстие может быть обращено к наружному слуховому каналу пользователя.
В некоторых вариантах, со звуковым отверстием может быть соединена звуковая трубка (не показана). В некоторых вариантах, акустические волны воздушной проводимости, проходящие сквозь звуковое отверстие, могут входить в звуковую трубку и распространяться в конкретном направлении через эту звуковую трубку. При таком подходе звуковая трубка может изменять направление, в котором распространяются акустические волны воздушной проводимости.
В некоторых вариантах, в стенке задней камеры корпуса 560 может быть создано декомпрессионное отверстие (не показано). Это декомпрессионное отверстие может быть сквозным отверстием, что способствует выравниванию давлений между задней камерой корпуса 560 и пространством вне корпуса. Далее, декомпрессионное отверстие может помогать регулировать частотную характеристику громкоговорителя 550 с воздушной проводимостью в области низких частот.
В некоторых вариантах, акустические волны воздушной проводимости могут выходить наружу через декомпрессионное отверстие, создавая тем самым просачивание звука. В некоторых вариантах, специальным образом сконструированное декомпрессионное отверстие может уменьшить или полностью подавить просачивание звука. Например, декомпрессионное отверстие может иметь больший размер, так что резонансный пик (резонанс Гельмгольца) задней камеры корпуса 560 может соответствовать более высокой частоте. При таком подходе, просачивание звука в диапазоне средних-низких частот, который распространяется наружу из декомпрессионного отверстия, может быть подавлено. Далее, чем больше размер декомпрессионного отверстия, тем меньше может быть акустическое сопротивление, и тем меньше может быть звуковое давление, создаваемое акустическими волнами в декомпрессионном отверстии, уменьшая тем самым просачивание звука.
В некоторых других вариантах, в декомпрессионном отверстии может быть создана настроечная сетка (не показана) для уменьшения интенсивности резонансного пика, тем самым уменьшая частотную характеристику задней камеры корпуса 520 и подавляя просачивание звука.
В некоторых вариантах, выходные характеристики акустических волн костной проводимости можно регулировать путем изменения жесткости вибрационной пластинки 512 и/или корпуса 520 (например, путем соответствующего выбора размеров, модуля упругости материала, ребер и/или других механических структур вибрационной пластинки 512 и/или корпуса 520). В некоторых вариантах, выходные характеристики акустических волн воздушной проводимости можно регулировать путем изменения формы, коэффициента упругости и демпфирования диафрагмы 521. В некоторых вариантах, выходные характеристики акустических волн воздушной проводимости можно также регулировать путем изменения числа, позиций, размеров и/или формы по меньшей мере одного звукового отверстия и/или декомпрессионных отверстий. Например, в звуковом отверстии 570 может быть создана демпфирующая структура (например, настроечная сетка) для регулирования акустического эффекта громкоговорителя 550 с воздушной проводимостью.
Следует отметить, что число, размеры, формы (например, формы поперечного сечения) и/или позиции одной или нескольких дополнительных акустических структур, примеры которых приведены выше, (например, звукового отверстия, звуковой трубки, декомпрессионного отверстия и/или настроечной сетки) могут быть установлены в соответствии с фактическими потребностями и могут быть ничем не ограниченными в настоящем изобретении. В некоторых вариантах, число, размеры, формы и/или позиции одной или нескольких дополнительных акустических структур могут быть оптимизированы в соответствии с просачиванием звука из акустического выходного устройства 300 или 305. В некоторых вариантах, может быть осуществлена оптимизация в соответствии с кривыми зависимостей просачивания звука от частоты, приведенными ниже. Кроме того, пространственное расположение громкоговорителя 500 с костной проводимостью и громкоговорителя 550 с воздушной проводимостью и/или одного или нескольких компонентов громкоговорителя 500 с костной проводимостью и громкоговорителя 550 с воздушной проводимостью могут быть в настоящем изобретении не ограничены. Например, пространственное расположение громкоговорителя 500 с костной проводимостью и громкоговорителя 550 с воздушной проводимостью (например, громкоговоритель 550 с воздушной проводимостью может быть расположен рядом с громкоговорителем 500 с костной проводимостью, громкоговоритель 550 с воздушной проводимостью и громкоговоритель 500 с костной проводимостью могут быть расположены один на другом и т.д.) могут варьироваться в соответствии с фактическими потребностями, и могут быть здесь не ограничены. В качестве другого примера, позиция возбудителя 552 и/или диафрагмы 551 в корпусе 560, ориентация (например, направление передней стороны) диафрагмы 551, и т.п., могут варьироваться в соответствии с фактическими потребностями, и могут быть здесь не ограничены.
Акустическое выходное устройство, предлагаемое в настоящем изобретении, может комбинировать громкоговоритель с костной проводимостью (например, громкоговоритель 500 с костной проводимостью) и громкоговоритель с воздушной проводимостью (например, громкоговоритель 550 с воздушной проводимостью) для создания лучших акустических эффектов и тактильных ощущений для пользователя. В некоторых вариантах, акустические волны костной проводимости и акустические волны воздушной проводимости, излучаемые с выхода акустического выходного устройства, могут содержать звуковые волны с различными частотами.
На Фиг. 6 представлена упрощенная схема примера акустического выходного устройства согласно некоторым вариантам настоящего изобретения. Как показано на Фиг. 6, акустическое выходное устройство 600 содержит первый корпус 610, второй корпус 620, громкоговоритель 630 с костной проводимостью и громкоговоритель 640 с воздушной проводимостью. Громкоговоритель 630 с костной проводимостью может быть таким же или аналогичным громкоговорителю 500 с костной проводимостью, показанному на Фиг. 5. Структура громкоговорителя 630 с костной проводимостью может быть упрощена, как показано на Фиг. 6. Громкоговоритель 630 с костной проводимостью может быть электрически соединен со схемами 316 обработки сигналов для костной проводимости и конфигурирован для генерации акустических волн костной проводимости в соответствии с сигналами управления для костной проводимости, генерируемыми схемами 316 обработки сигналов для костной проводимости. Громкоговоритель 630 с костной проводимостью может быть расположен на внутренней стороне нижней стенки первого корпуса 610. Акустические волны костной проводимости, генерируемые громкоговорителем 630 с костной проводимостью, могут быть переданы пользователю через нижнюю стенку первого корпуса 610. Эта нижняя стенка может быть в контакте с кожей пользователя (например, представленной пунктирной линией 650). В некоторых вариантах, вибрационная пластинка громкоговорителя 630 с костной проводимостью может быть механически соединена с нижней стенкой первого корпуса 610, либо нижняя стенка первого корпуса 610 может быть частью громкоговорителя 630 с костной проводимостью и может рассматриваться в качестве вибрационной пластинки этого громкоговорителя 630 с костной проводимостью. В таких случаях вибрационная пластинка может вибрировать в направлении, перпендикулярном или по существу перпендикулярном коже пользователя (пунктирная линия 650). В некоторых альтернативных вариантах громкоговоритель 630 с костной проводимостью может быть расположен на верхней стенке первого корпуса 610, противоположной относительно нижней стенки этого первого корпуса 610. Как используется в настоящем изобретении, два направления могут считаться по существу параллельными одно другому, если разность между углом, образованным этими двумя направлениями, и углом 0 градусов (или 180 градусов) меньше некой пороговой величины (например, 2 градуса, 5 градусов, 10 градусов). Аналогично, два направления могут считаться по существу перпендикулярными, если разность между углом, образованным этими двумя направлениями, и углом 90 градусов меньше указанной пороговой величины (например, 2 градуса, 5 градусов, 10 градусов).
Громкоговоритель 640 с воздушной проводимостью может быть соединен со схемами 317 обработки сигналов для воздушной проводимости и конфигурирован для генерации акустических волн воздушной проводимости в соответствии с сигналом управления для воздушной проводимости, генерируемым схемами 317 обработки сигналов для воздушной проводимости. Громкоговоритель 640 с воздушной проводимостью может быть расположен рядом с громкоговорителем 630 с костной проводимостью. В частности, громкоговоритель 630 с костной проводимостью и громкоговоритель 640 с воздушной проводимостью могут быть расположены на референсной плоскости (например, на коже пользователя или на плоскости, в которой находится нижняя стенка первого корпуса 610). При этом громкоговоритель 640 с воздушной проводимостью может находиться на стороне громкоговорителя 630 с костной проводимостью.
Громкоговоритель 630 с костной проводимостью может быть расположен во внутренней камере 611 первого корпуса 610. Громкоговоритель 640 с воздушной проводимостью может быть расположен во внутренней камере 621 второго корпуса 620. Внутренняя камера 611 первого корпуса 610 и внутренняя камера 621 второго корпуса 620 могут не быть соединены. Второй корпус 620 также может быть расположен рядом с первым корпусом 610. В некоторых вариантах, первый корпус 610 и второй корпус 620 могут быть фиксировано соединены один с другим и прикреплены один к другому. Например, первый корпус 610 и второй корпус 620 могут совместно использовать одну и ту же боковую стенку, расположенную между ними. В некоторых вариантах, первый корпус 610 и второй корпус 620 могут быть разнесены в пространстве (например, может быть некоторое расстояние между первым корпусом 610 и вторым корпусом 620) и могут быть соединены один с другим посредством соединительного компонента.
Передняя сторона диафрагмы громкоговорителя 640 с воздушной проводимостью может быть обращена в любом направлении. В некоторых вариантах, передняя сторона диафрагмы громкоговорителя 640 с воздушной проводимостью может быть обращена вниз в отношении нижней стенки второго корпуса 620 (т.е. к штриховой линии 650, показанной на Фиг. 6). Направление колебаний громкоговорителя 630 с костной проводимостью (т.е. направление, в котором распространяются акустические волны костной проводимости от громкоговорителя 630 с костной проводимостью) может быть перпендикулярно или по существу перпендикулярно коже пользователя, и центральное направление колебаний диафрагмы громкоговорителя 640 с воздушной проводимостью также может быть перпендикулярно или по существу перпендикулярно коже пользователя. Как используется здесь, центральным направлением колебаний диафрагмы называется направление колебаний центра диафрагмы громкоговорителя 640 с воздушной проводимостью. Направление колебаний громкоговорителя 630 с костной проводимостью может быть идентично направлению колебаний вибрационной пластинки громкоговорителя 630 с костной проводимостью. В таком случае, центральное направление колебаний диафрагмы громкоговорителя 640 с воздушной проводимостью может быть параллельно направлению колебаний громкоговорителя 630 с костной проводимостью.
В некоторых вариантах, в стенке второго корпуса 620 может быть создано по меньшей мере одно звуковое отверстие. Это по меньшей мере одно звуковое отверстие может выводить акустические волны воздушной проводимости для распространения наружу из внутренней камеры 621. Например, первое звуковое отверстие 622 может быть создано в верхней стенке второго корпуса 620. Второе звуковое отверстие 623 может быть создано в боковой стенке второго корпуса 620. В некоторых вариантах, второе звуковое отверстие 623 может быть расположено ниже передней поверхности громкоговорителя 640 с воздушной проводимостью (например, диафрагмы громкоговорителя 640 с воздушной проводимостью) в вертикальном направлении, перпендикулярном нижней стенке второго корпуса 620.
Когда пользователь носит акустическое выходное устройство 600, первый корпус 610 может быть прикреплен к коже пользователя непосредственно или не непосредственно. Нижняя стенка первого корпуса 610, находящаяся в контакте с кожей пользователя, может передавать акустические волны костной проводимости в улитку пользователя через кожу и кости пользователя. В некоторых вариантах, по сравнению с громкоговорителем 630 с костной проводимостью, громкоговоритель 640 с воздушной проводимостью может находиться ближе к позиции прослушивания (например, к позиции уха пользователя). Второе звуковое отверстие 623 второго корпуса 620 может быть обращено к позиции прослушивания, так что акустические волны воздушной проводимости могут распространяться к уху пользователя напрямую, тем самым уменьшая потери звука и увеличивая громкость звучания, которое слышит пользователь.
Следует отметить, что указанное по меньшей мере одно звуковое отверстие (например, звуковые отверстия 622 и 623) может быть создано для целей иллюстрации, так что наличие и число таких отверстий не являются ограничениями. В некоторых альтернативных вариантах звуковое отверстие 623 может быть ненужным. Передняя камера второго корпуса 620 может быть исключена. Акустические волны воздушной проводимости, генерируемые диафрагмой громкоговоритель 640 с воздушной проводимостью, могут распространяться из второго корпуса 620 наружу напрямую. В таких случаях диафрагма громкоговорителя с воздушной проводимостью может образовать стенку (например, нижнюю стенку) второго корпуса 620. В некоторых вариантах, могут быть созданы одна или несколько дополнительных акустических структур (например, настроечная сетка, декомпрессионное отверстие, звуковая трубка и т.п.).
Громкоговоритель 630 с костной проводимостью может быть электрически соединен со схемой 316 обработки сигналов для костной проводимости. Этот громкоговоритель 630 с костной проводимостью может генерировать и передавать на выход акустические волны костной проводимости в конкретном частотном диапазоне (например, низкочастотном диапазоне, среднечастотном диапазоне, высокочастотном диапазоне, в диапазоне средних-низких частот, в диапазоне средних-высоких частот и т.д.) в соответствии с сигналами управления для костной проводимости, генерируемыми схемами 316. Громкоговоритель 640 с воздушной проводимостью может быть электрически соединен со схемами обработки сигналов для воздушной проводимости 317. Громкоговоритель 640 с воздушной проводимостью может генерировать выходные акустические волны воздушной проводимости в тех же самых или в других частотных диапазонах по сравнению с громкоговорителем 630 с костной проводимостью в соответствии с сигналами управления для воздушной проводимости, генерируемыми схемами 317 обработки сигналов для воздушной проводимости.
Например, акустические волны костной проводимости могут содержать средне-высокие частоты, а акустические волны воздушной проводимости могут содержать средне-низкие частоты. Акустические волны воздушной проводимости средне-низких частот могут быть использованы в дополнение к акустическим волнам костной проводимости средне-высоких частот. Полный выходной акустический сигнал акустического выходного устройства может охватывать и средне-низкие частоты, и средне-высокие частоты. В таких случаях может быть достигнуто более высокое качество звучания (особенно на низких частотах), а также можно избежать интенсивных вибраций громкоговорителя с костной проводимостью на низких частотах.
В качестве другого примера, акустические волны костной проводимости могут содержать средних-низкие частоты, а акустические волны воздушной проводимости могут содержать средне-высокие частоты. В таком случае, акустическое выходное устройство может передавать пользователю подсказки или предупреждения через громкоговоритель с костной проводимостью и/или громкоговоритель с воздушной проводимостью, поскольку пользователь является чувствительным к акустическим волнам костной проводимости средне-низких частот и/или к акустическим волнам воздушной проводимости средне-высоких частот.
В качестве еще одного примера, акустические волны воздушной проводимости могут содержать средних-низке частоты, а акустические волны костной проводимости могут содержать частоты в более широком частотном диапазоне (частоты широкого диапазона), чем акустические волны воздушной проводимости. Выходная мощность средних-низких частот может быть увеличена, и качество звучания может быть улучшено. Больше подробностей относительно распределений частот в акустических волнах костной проводимости и/или акустических волнах воздушной проводимости можно найти в других местах настоящего описания, например, применительно к Фиг. 17 – 21.
Следует отметить, что приведенное выше описание дано только для целей иллюстрации и не предназначено для ограничения объема настоящего изобретения. Даже рядовые специалисты в рассматриваемой области смогут сделать многочисленные изменения и модификации в соответствии с положениями настоящего изобретения. Однако эти изменения и модификации не отклоняются от объема настоящего изобретения. Например, относительное расположение громкоговорителя 630 с костной проводимостью и громкоговорителя 640 с воздушной проводимостью, массы, формы и/или размеры первого корпуса 610 и/или второго корпуса 620, одной или нескольких дополнительных акустических структур и т.п. можно модифицировать и оптимизировать в соответствии с различными потребностями, что никак не ограничивается в настоящем изобретении.
На Фиг. 7 представлена упрощенная схема примера акустического выходного устройство согласно некоторым вариантам настоящего изобретения. В некоторых вариантах, акустическое выходное устройство 700 может быть таким же или аналогичным акустическому выходному устройству 600 за исключением того, что передняя сторона диафрагмы громкоговорителя 740 с воздушной проводимостью может быть обращена вверх относительно нижней части второго корпуса 720 (т.е. к верхней стенке второго корпуса 720). Нижняя стенка первого корпуса 710, в котором находится громкоговоритель 730 с костной проводимостью, может быть в контакте с кожей пользователя (например, представленной горизонтальной пунктирной линией 750), когда пользователь носит акустическое выходное устройство 700.
В некоторых вариантах, звуковое отверстие 723 может быть выполнено в боковой стенке второго корпуса 720. Это звуковое отверстие 723 может быть расположено выше передней поверхности громкоговорителя 740 с воздушной проводимостью (например, поверхностью диафрагмы громкоговорителя 740 с воздушной проводимостью) в направлении, перпендикулярном нижней стенке второго корпуса 720. В дополнение к этому, в указанной боковой стенке второго корпуса 720 может быть создано декомпрессионное отверстие (не показано на Фиг. 7). Это декомпрессионное отверстие может быть расположено ниже передней поверхности громкоговорителя 740 с воздушной проводимостью в направлении, перпендикулярном нижней стенке второго корпуса 720.
На Фиг. 8 представлена упрощенная схема примера акустического выходного устройства согласно некоторым вариантам настоящего изобретения. Как показано на Фиг. 8, акустическое выходное устройство 800 может содержать корпус 810, громкоговоритель 830 с костной проводимостью и громкоговоритель 840 с воздушной проводимостью. В некоторых вариантах, акустическое выходное устройство 800 может быть аналогично акустическому выходному устройству 700 за исключением того, что громкоговоритель 830 с костной проводимостью и громкоговоритель 840 с воздушной проводимостью могут использовать одну и ту же внутреннюю камеру корпуса 810. Громкоговоритель 830 с костной проводимостью может быть расположен на внутренней стороне нижней стенки корпуса 810. Акустические волны костной проводимости, генерируемые громкоговорителем 830 с костной проводимостью, могут быть переданы пользователю через нижнюю стенку корпуса 810. Эта нижняя стенка корпуса 810 может быть в контакте с кожей пользователя (например, представленной пунктирной линией 850). Громкоговоритель 840 с воздушной проводимостью может быть расположен рядом с громкоговорителем 830 с костной проводимостью внутри корпуса 810.
В некоторых вариантах, корпус 810 может быть определять переднюю камеру вместе с передней поверхностью громкоговорителя 840 с воздушной проводимостью (например, поверхностью диафрагмы громкоговорителя 840 с воздушной проводимостью). Эта передняя поверхность громкоговорителя 840 с воздушной проводимостью может быть обращена вверх относительно нижней стенки корпуса 810, и излучать акустические волны воздушной проводимости в направлении передней камеры. В некоторых вариантах, громкоговоритель 840 с воздушной проводимостью может быть зафиксирован между боковой стенкой корпуса 810 и фиксаторной стенкой, выступающей во внутреннюю камеру корпуса 810. Например, фиксаторная стенка может выступать в вертикальном направлении перпендикулярно нижней стенке корпуса 810. Комбинация фиксаторной стенки, боковой стенки корпуса 810 и диафрагмы громкоговорителя 840 с воздушной проводимостью может образовать переднюю камеру громкоговорителя 840 с воздушной проводимостью.
В некоторых вариантах, корпус 810 может иметь по меньшей мере одно звуковое отверстие. Например, звуковое отверстие 822 может быть расположено в боковой стенке передней камеры корпуса 810. В некоторых вариантах, это звуковое отверстие 822 может быть обращено к позиции прослушивания (например, к уху пользователя, когда этот пользователь носит акустическое выходное устройство 800). Это звуковое отверстие 822 может быть расположено выше передней поверхности громкоговорителя с воздушной проводимостью (например, поверхности диафрагмы громкоговорителя 840 с воздушной проводимостью) в вертикальном направлении перпендикулярно нижней стенке корпуса 810. В некоторых альтернативных вариантах, передняя поверхность громкоговоритель 840 с воздушной проводимостью (например, поверхность диафрагмы громкоговорителя 840 с воздушной проводимостью) может быть обращена вниз относительно нижней поверхности корпуса 810. В таких случаях положение звукового отверстия 822 может быть изменено соответствующим образом. В некоторых вариантах, в корпусе 810 может быть также создано декомпрессионное отверстие 812 для уравновешивания давления в задней камере для громкоговорителя 840 с воздушной проводимостью, ограниченной корпусом 810. Как показано на Фиг. 8, громкоговоритель 830 с костной проводимостью может быть расположен внутри задней камеры громкоговорителя 840 с воздушной проводимостью. Декомпрессионное отверстие 812 и громкоговоритель 840 с воздушной проводимостью могут быть расположены на противоположных сторонах от громкоговорителя 830 с костной проводимостью. Расстояние между звуковым отверстием 822 и громкоговорителем 840 с воздушной проводимостью может быть меньше расстояния между декомпрессионным отверстием 812 и громкоговорителем 840 с воздушной проводимостью.
На Фиг. 9 и 10 представлены упрощенные диаграммы кривых зависимостей просачивания звука от частоты для акустического выходного устройства 600 согласно некоторым вариантам настоящего изобретения. Под кривой зависимости просачивания звука от частоты для акустического выходного устройства 600 понимают кривую, представляющую вариации просачивания звука от акустического выходного устройства 600 в функции от частоты звука. Что касается акустического выходного устройства 600, громкоговоритель 640 с воздушной проводимостью может быть расположен рядом с громкоговорителем 630 с костной проводимостью. Могут быть представлены кривые зависимости просачивания звука от частоты для акустического выходного устройства 600 в различных условиях. Горизонтальная ось может представлять частоту звука. Вертикальная ось может представлять громкость просачивающегося звука от акустического выходного устройства 600. Как показано на Фиг. 9, первая кривая 910 зависимости просачивания звука от частоты соответствует условиям, когда акустическое выходное устройство 600 содержит только громкоговоритель 630 с костной проводимостью (громкоговоритель 640 с воздушной проводимостью исключен). Вторая кривая 920 зависимости просачивания звука от частоты соответствует условиям, когда в стенке передней камеры второго корпуса 620 создано по меньшей мере одно звуковое отверстие. Третья кривая 930 зависимости просачивания звука от частоты соответствует условиям, когда исключено по меньшей мере одно звуковое отверстие в стенке передней камеры второго корпуса 620. Как показано на Фиг. 10, четвертая кривая 1010 зависимости просачивания звука от частоты соответствует условиям, когда в стенке задней камеры второго корпуса 620 создано по меньшей мере одно звуковое отверстие. Пятая кривая 1020 зависимости просачивания звука от частоты соответствует условиям, когда исключено по меньшей мере одно звуковое отверстие в стенке задней камеры второго корпуса 620. И шестая кривая 1030 зависимости просачивания звука от частоты соответствует условиям, когда масса второго корпуса 620 увеличена.
Можно определить, что просачивание звука в условиях, когда акустическое выходное устройство 600 содержит только громкоговоритель 630 с костной проводимостью (громкоговоритель 640 с воздушной проводимостью исключен), на большинстве частот больше, чем в условиях, когда акустическое выходное устройство 600 содержит оба громкоговорителя – громкоговоритель 630 с костной проводимостью и громкоговоритель 640 с воздушной проводимостью. Таким образом, комбинация громкоговорителя 630 с костной проводимостью и громкоговорителя 640 с воздушной проводимостью может уменьшить просачивание звука, когда громкоговоритель 640 с воздушной проводимостью расположен рядом с громкоговорителем 630 с костной проводимостью. В дополнение к этому, расположение по меньшей мере одного звукового отверстия в стенке передней камеры или задней камеры корпуса 620 может иметь небольшое влияние на просачивание звука от акустического выходного устройства 600. Можно также понять, что амплитуды вибраций невибрационных стенок первого корпуса 610 (например, верхней стенки и боковых стенок первого корпуса 610) и второго корпуса 620 могут быть уменьшены путем увеличения массы акустического выходного устройства 600 и жесткости стенок первого корпуса 610 и/или второго корпуса 620. Таким образом, может быть эффективно уменьшено просачивание звука от акустического выходного устройства 600 в конкретном частотном диапазоне (например, в диапазоне частот выше 400 Гц).
На Фиг. 11 представлена упрощенная схема примера акустического выходного устройства согласно некоторым вариантам настоящего изобретения. Как показано на Фиг. 11, акустическое выходное устройство 1100 может содержать корпус 1110, громкоговоритель 1120 с костной проводимостью и громкоговоритель 1130 с воздушной проводимостью. Громкоговоритель 1120 с костной проводимостью может быть расположен на внутренней стороне нижней стенки корпуса 1110. Акустические волны костной проводимости, генерируемые громкоговорителем 1120 с костной проводимостью, могут быть переданы пользователю через нижнюю стенку корпуса 1110. Нижняя стенка может быть в контакте с кожей пользователя (например, представленной пунктирной линией 1150). В некоторых вариантах, вибрационная пластинка громкоговорителя 1120 с костной проводимостью может быть механически соединена с нижней стенкой корпуса 1110, либо нижняя стенка корпуса 1110 может быть частью громкоговорителя 1120 с костной проводимостью, и может рассматриваться в качестве вибрационной пластинки громкоговорителя 1120 с костной проводимостью. В таких случаях, вибрационная пластинка может вибрировать в направлении, перпендикулярном или по существу перпендикулярном коже пользователя (пунктирной линии 1150). В некоторых альтернативных вариантах громкоговоритель 1120 с костной проводимостью может быть расположен на верхней стенке корпуса 1110, противоположной нижней стенке корпуса 1110. Громкоговоритель 1130 с воздушной проводимостью и громкоговоритель 1120 с костной проводимостью могут быть расположены один на другом. В частности, громкоговоритель 1130 с воздушной проводимостью может быть расположен над громкоговорителем с костной проводимостью относительно референсной плоскости (например, кожи пользователя или плоскости, в которой находится нижняя стенка корпуса 1110). Корпус 1110 может содержать первую внутреннюю камеру 1111 и вторую внутреннюю камеру 1112, расположенные последовательно одна за другой в направлении от верхней стенки к нижней стенке корпуса 1110. В некоторых вариантах, первая внутренняя камера 1111 и вторая внутренняя камера 1112 могут быть не соединены одна с другой. Например, первая внутренняя камера 1111 и вторая внутренняя камера 1112 могут быть разделены мембраной, внутренней стенкой корпуса 1110 и т.п. Громкоговоритель 1120 с костной проводимостью может быть расположен в первой внутренней камере 1111 корпуса 1110. Громкоговоритель 1130 с воздушной проводимостью может быть расположен во второй внутренней камере 1112 корпуса 1110. Вторая внутренняя камера 1112 может быть передней камерой громкоговорителя 1130 с воздушной проводимостью, как показано на Фиг. 11. В качестве альтернативы, вторая внутренняя камера 1112 может быть задней камерой громкоговорителя 1130 с воздушной проводимостью, если громкоговоритель 1130 с воздушной проводимостью расположен в перевернутом положении (т.е. верхней стороной вниз).
В некоторых вариантах, передняя сторона громкоговорителя 1130 с воздушной проводимостью может быть обращена к нижней поверхности корпуса 1110. Направление колебаний громкоговорителя 1120 с костной проводимостью (т.е. направление, в котором акустические волны костной проводимости распространяются от громкоговорителя 1120 с костной проводимостью) может быть перпендикулярно коже пользователя, и центральное направление колебаний диафрагмы громкоговорителя 1130 с воздушной проводимостью может также быть направлением, перпендикулярным коже пользователя. В этом случае, центральное направление колебаний диафрагмы громкоговорителя 1130 с воздушной проводимостью может быть таким же, как направление колебаний громкоговорителя 1120 с костной проводимостью.
В некоторых вариантах, для уменьшения просачивания звука от акустического выходного устройства 1100 в боковой стенке корпуса 1110 может быть создано декомпрессионное отверстие 1113. Декомпрессионное отверстие 1113 может соединять заднюю камеру громкоговорителя 1130 с воздушной проводимостью с внешним пространством и также может называться звуковым отверстием задней камеры. В некоторых вариантах, звуковое отверстие 1114 может быть создано в боковой стенке передней камеры 1112 громкоговорителя 1130 с воздушной проводимостью. Это звуковое отверстие 1114 может соединять переднюю камеру 1112 с окружающим пространством. В некоторых вариантах, звуковое отверстие 1114 может быть расположено ниже передней поверхности громкоговорителя 1130 с воздушной проводимостью (например, поверхности диафрагмы громкоговорителя 1130 с воздушной проводимостью). Это звуковое отверстие 1114 может передавать акустические волны воздушной проводимости в позицию прослушивания (например, к уху пользователя, когда пользователь носит это акустическое выходное устройство 1100).
В некоторых вариантах, по сравнению с громкоговорителем 1120 с костной проводимостью, громкоговоритель 1130 с воздушной проводимостью может находиться ближе к позиции прослушивания, и звуковое отверстие 1114 может быть обращено к позиции прослушивания, так что акустические волны воздушной проводимости могут распространяться к позиции прослушивания прямо через звуковое отверстие 1114. В некоторых альтернативных вариантах звуковое отверстие 1114 может не быть необходимым. Передняя камера корпуса 1110 (например, боковая стенка, обращенная к позиции прослушивания) может быть исключена. Акустические волны воздушной проводимости, генерируемые диафрагмой громкоговорителя 1130 с воздушной проводимостью, могут распространяться напрямую из корпуса 1110 наружу. В таком случае, диафрагма громкоговорителя с воздушной проводимостью может образовывать стенку корпуса 1110.
Громкоговоритель 1120 с костной проводимостью может быть электрически соединен со схемой 316 обработки сигналов для костной проводимости. Громкоговоритель 1120 с костной проводимостью может генерировать и передавать на выход акустические волны костной проводимости в конкретном частотном диапазоне (например, диапазоне низких частот, диапазоне средних частот, диапазоне высоких частот, диапазоне средних-низких частот, диапазоне средних-высоких частот и т.д.) в соответствии с сигналами управления для костной проводимости, генерируемые схемами 316 обработки сигналов для костной проводимости. Громкоговоритель 1130 с воздушной проводимостью может быть электрически соединен со схемой 317 обработки сигналов для воздушной проводимости. Громкоговоритель 1130 с воздушной проводимостью может генерировать и передавать на выход акустические волны воздушной проводимости в том же самом или в других частотных диапазонах по сравнению с громкоговорителем 1120 с костной проводимостью в соответствии с сигналами управления для воздушной проводимости, генерируемыми схемами 317 обработки сигналов для воздушной проводимости.
Например, акустические волны костной проводимости могут содержать средне-высокие частоты, а акустические волны воздушной проводимости могут содержать средне-низкие частоты. Акустические волны воздушной проводимости средне-низких частот могут быть использованы в качестве дополнения к акустическим волнам костной проводимости средне-высоких частот. Полный выходной акустический сигнал акустического выходного устройства может охватывать и средне-низкие частоты, и средне-высокие частоты. В таком случае, можно добиться более высокого качества звука (особенно на низких частотах) и избежать интенсивных вибраций громкоговорителя с костной проводимостью на низких частотах.
Больше подробностей относительно частотных распределений акустических волн костной проводимости и/или акустических волн воздушной проводимости могут быть найдены в других местах настоящего описания, например, на Фиг. 17 – 21.
Следует отметить, что приведенное выше описание дано просто для целей иллюстрации и не предназначено для ограничения объема настоящего изобретения. Даже рядовые специалисты в рассматриваемой области могут внести многочисленные вариации и модификации в соответствии с положениями настоящего изобретения. Однако эти вариации и модификации не отклоняются от объема настоящего изобретения. Например, относительное расположение громкоговорителя 1120 с костной проводимостью и громкоговорителя 1130 с воздушной проводимостью, масса, форма и/или размер корпуса 1110, одна или несколько дополнительных акустических структур и т.д. могут быть модифицированы и оптимизированы в соответствии с различными потребностями, что в настоящем изобретении не ограничивается. В качестве другого примера, громкоговоритель 1120 с костной проводимостью и громкоговоритель 1130 с воздушной проводимостью могут быть установлены в двух корпусах по отдельности.
На Фиг. 12 представлена упрощенная схема примера акустического выходного устройства согласно некоторым вариантам настоящего изобретения. Как показано на Фиг. 12, акустическое выходное устройство 1200 может содержать корпус 1210, громкоговоритель 1220 с костной проводимостью и громкоговоритель 1230 с воздушной проводимостью. В некоторых вариантах, акустическое выходное устройство 1200 может быть таким же или аналогичным акустическому выходному устройству 1100 за исключением того, что передняя сторона диафрагмы громкоговорителя 1230 с воздушной проводимостью может быть обращена вверх относительно нижней стенки корпуса 1210 (т.е. к верхней стенке корпуса 1210). Громкоговоритель 1220 с костной проводимостью может быть расположен на внутренней стороне нижней стенки корпуса 1210. Акустические волны костной проводимости, генерируемые громкоговорителем 1120 с костной проводимостью, могут быть переданы пользователю через нижнюю стенку корпуса 1210. Эта нижняя стенка может быть в контакте с кожей пользователя (например, представленной пунктирной линией 1150). Громкоговоритель 1230 с воздушной проводимостью и громкоговоритель 1220 с костной проводимостью могут быть расположены один над другим. В некоторых вариантах, громкоговоритель 1230 с воздушной проводимостью и громкоговоритель 1220 с костной проводимостью могут быть расположены последовательно один за другим в направлении от верхней стенки к нижней стенке корпуса 1210. Громкоговоритель 1230 с воздушной проводимостью и громкоговоритель 1220 с костной проводимостью могут совместно использовать одну и ту же внутреннюю камеру корпуса 1210. В некоторых вариантах, передняя сторона громкоговорителя 1230 с воздушной проводимостью может быть обращена вверх относительно нижней стенки корпуса 1210.
В некоторых вариантах, звуковое отверстие 1214 может быть выполнено в боковой стенке корпуса 1210. Например, это звуковое отверстие 1214 может быть выполнено в боковой стенке передней камеры громкоговорителя с воздушной проводимостью 1120. В некоторых вариантах, декомпрессионное отверстие 1213 может быть создано в боковой стенке корпуса 1210. Например, декомпрессионное отверстие 1213 может быть создано в боковой стенке задней камеры громкоговорителя 1230 с воздушной проводимостью. Громкоговоритель 1220 с костной проводимостью может также быть расположен в задней камере громкоговорителя 1230 с воздушной проводимостью.
На Фиг. 13 и 14 представлены упрощенные диаграммы кривых зависимостей просачивания звука от частоты для акустического выходного устройства 1100 согласно некоторым вариантам настоящего изобретения. Громкоговоритель 1130 с воздушной проводимостью и громкоговоритель 1120 с костной проводимостью в акустическом выходном устройстве 1100 могут быть расположены один на другом. Могут быть представлены кривые зависимости просачивания звука от частоты для акустического выходного устройства 1100 в различных условиях. Горизонтальная ось может представлять частоту звука. Вертикальная ось может представлять громкость просачивающегося звука от акустического выходного устройства 1100. Как показано на Фиг. 13, первая кривая 1310 зависимости просачивания звука от частоты соответствует условиям, когда акустическое выходное устройство 1100 содержит только громкоговоритель 1120 с костной проводимостью (громкоговоритель 1130 с воздушной проводимостью исключен). Вторая кривая 1320 зависимости просачивания звука от частоты соответствует условиям, когда в стенке задней камеры корпуса 1110 создано по меньшей мере одно звуковое отверстие. Третья кривая 1130 зависимости просачивания звука от частоты соответствует условиям, когда исключено по меньшей мере одно звуковое отверстие в стенке задней камеры корпуса 1110. Как показано на Фиг. 14, четвертая кривая 1410 зависимости просачивания звука от частоты соответствует условиям, когда в стенке передней камеры корпуса 1110 создано по меньшей мере одно звуковое отверстие. Пятая кривая 1420 зависимости просачивания звука от частоты соответствует условиям, когда исключено по меньшей мере одно звуковое отверстие в стенке передней камеры корпуса 1110. И шестая кривая 1430 зависимости просачивания звука от частоты соответствует условиям, когда масса части корпуса 1110 увеличена.
Отсюда можно определить, что просачивание звука в условиях, когда акустическое выходное устройство 1100 содержит только громкоговоритель 1120 с костной проводимостью (громкоговоритель 1130 с воздушной проводимостью исключен), в конкретных частотных диапазонах (например, 1000 Гц – 3000 Гц и 8000 Гц – 10 кГц) больше, чем в условиях, когда акустическое выходное устройство 1100 содержит оба громкоговорителя – громкоговоритель 1120 с костной проводимостью и громкоговоритель 1130 с воздушной проводимостью. В дополнение к этому, расположение по меньшей мере одного звукового отверстия в стенке задней камеры корпуса 1110 может уменьшить просачивание звука от акустического выходного устройства 1100 в конкретных частотных диапазонах (например, меньше 1000 Гц). Однако расположение по меньшей мере одного звукового отверстия в стенке передней камеры корпуса 1110 может увеличить просачивание звука от акустического выходного устройство 1100 в конкретных частотных диапазонах (например, 3000 Гц – 10 кГц). Можно также определить, что амплитуды вибраций невибрационных стенок корпуса 1110 можно уменьшить путем увеличения массы акустического выходного устройства 1100 и жесткости по меньшей мере одной из стенок корпуса 1110. Таким образом, можно эффективно уменьшить просачивание звука от акустического выходного устройств 1100 в конкретном частотном диапазоне (например, в частотном диапазоне 6000 – 10000 Гц).
На Фиг. 15 представлена упрощенная схема примера акустического выходного устройства согласно некоторым вариантам настоящего изобретения. Как показано на Фиг. 15, акустическое выходное устройство 1500 может содержать громкоговоритель 1520 с костной проводимостью и громкоговоритель 1530 с воздушной проводимостью. Эти громкоговоритель 1520 с костной проводимостью и громкоговоритель 1530 с воздушной проводимостью могут быть расположены в одном и том же корпусе 1510. Громкоговоритель 1520 с костной проводимостью может быть расположен на внутренней стороне нижней стенки 1511 корпуса 1510. Акустические волны костной проводимости, генерируемые громкоговорителем 1520 с костной проводимостью, могут передаваться пользователю через нижнюю стенку 1511 корпуса 1510, когда пользователь носит акустическое выходное устройство 1500. Нижняя стенка 1511 может быть в контакте с кожей пользователя (например, представленной пунктирной линией 1550). В некоторых вариантах, вибрационная пластинка громкоговорителя 1520 с костной проводимостью может быть механически соединена с нижней стенкой корпуса 1510, или нижняя стенка корпуса 1510 может быть частью громкоговорителя 1520 с костной проводимостью и может считаться вибрационной пластинкой громкоговорителя 1520 с костной проводимостью. В таких случаях, вибрационная пластинка может вибрировать в направлении, перпендикулярном или по существу перпендикулярном коже пользователя (пунктирная линия 1550). В некоторых альтернативных вариантах, громкоговоритель 1520 с костной проводимостью может быть расположен на верхней стенке корпуса 1510, противоположной указанной нижней стенке этого корпуса 1510.
Громкоговоритель 1530 с воздушной проводимостью может быть установлен вертикально относительно громкоговорителя 1520 с костной проводимостью. Иными словами, направление колебаний вибрационной пластинки громкоговорителя 1520 с костной проводимостью может быть вертикальным относительно центрального направления колебаний диафрагмы громкоговорителя 1530 с воздушной проводимостью. Как показано на Фиг. 15, диафрагма 1512 громкоговорителя 1530 с воздушной проводимостью может образовывать боковую стенку корпуса 1510, так что в устройстве отсутствует передняя камера громкоговорителя 1530 с воздушной проводимостью. Передняя сторона диафрагмы громкоговорителя 1530 с воздушной проводимостью может быть обращена к позиции прослушивания. Акустические волны воздушной проводимости, генерируемые громкоговорителем 1530 с воздушной проводимостью, могут распространяться прямо в направлении прослушивания. В некоторых альтернативных вариантах боковая стенка корпуса 1510 может располагаться перед диафрагмой громкоговорителя 1530 с воздушной проводимостью, тем самым образуя переднюю камеру громкоговорителя 1530 с воздушной проводимостью. Акустические волны воздушной проводимости, генерируемые громкоговорителем 1530 с воздушной проводимостью, могут распространяться в направлении прослушивания через звуковое отверстие в стенке передней камеры.
В некоторых вариантах, направление колебаний громкоговорителя 1520 с костной проводимостью (т.е. направление, в котором акустические волны костной проводимости распространяются из громкоговорителя 1520 с костной проводимостью) может быть направлением, перпендикулярным коже пользователя (представлена пунктирной линией 1550), а центральное направление колебаний диафрагмы громкоговорителя 1530 с воздушной проводимостью может быть параллельно коже пользователя (представлена пунктирной линией 1550). В этом случае, центральное направление колебаний диафрагмы громкоговорителя 1530 с воздушной проводимостью может быть по существу перпендикулярно направлению колебаний громкоговорителя 1520 с костной проводимостью. Вибрации громкоговорителя 1520 с костной проводимостью (или акустические волны костной проводимости, генерируемые этим громкоговорителем 1520 с костной проводимостью) могут не иметь никакого влияния или оказывать лишь небольшое влияние на колебания диафрагмы громкоговорителя 1530 с воздушной проводимостью, тем самым достигая лучшего звукового эффекта акустического выходного устройства 1500. Следует отметить, что центральное направление колебаний диафрагмы громкоговорителя 1530 с воздушной проводимостью может не быть совершенно перпендикулярным направлению колебаний громкоговорителя 1520 с костной проводимостью. Например, угол между этими двумя направлениями может быть больше или меньше 90 градусов (например, 70 градусов, 80 градусов, 85 градусов, 95 градусов, 100 градусов, 115 градусов и т.д.).
Громкоговоритель 1520 с костной проводимостью может быть электрически связан со схемой 316 обработки сигналов для костной проводимости. Громкоговоритель 1520 с костной проводимостью может генерировать и передавать на выход акустические волны костной проводимости в конкретном частотном диапазоне (например, диапазон низких частот, диапазон средних частот, диапазон высоких частот, диапазон средних-низких частот, диапазон средних-высоких частот и т.д.) в соответствии с сигналами управления для костной проводимости, генерируемыми схемами 316 обработки сигналов для костной проводимости. Громкоговоритель 1530 с воздушной проводимостью может быть электрически соединен со схемой 317 обработки сигналов для воздушной проводимости. Громкоговоритель 1530 с воздушной проводимостью может генерировать и передавать на выход акустические волны воздушной проводимости в тех же самых или в других частотных диапазонах по сравнению с громкоговорителем 1520 с костной проводимостью в соответствии с сигналами управления для воздушной проводимости, генерируемыми схемами 317 обработки сигналов для воздушной проводимости.
Например, акустические волны костной проводимости могут содержать средне-высокие частоты, а акустические волны воздушной проводимости могут содержать средне-низкие частоты. Акустические волны воздушной проводимости средне-низких частот могут быть использованы в качестве дополнения к акустическим волнам костной проводимости средне-высоких частот. Полный выходной акустический сигнал акустического выходного устройства может охватывать и средне-низкие частоты, и средне-высокие частоты. В этом случае можно добиться лучшего качества звучания (особенно на низких частотах) и избежать интенсивных вибраций громкоговорителя с костной проводимостью на низких частотах.
Больше подробностей о распределениях частот акустических волн костной проводимости и/или акустических волн воздушной проводимости можно найти в других местах настоящего описания, например, Фиг. 17 – 21.
Следует отметить, что приведенное выше описание дано только для иллюстрации и не имеет целью ограничить объем настоящего изобретения. Даже рядовые специалисты в рассматриваемой области могут внести многочисленные изменения и модификации согласно положениям настоящего изобретения. Однако эти изменения и модификации не отклоняются от объема настоящего изобретения. Например, число, позиции, размеры и/или формы звуковых отверстий и декомпрессионных отверстий, выполненных в акустическом выходном устройстве, не ограничиваются вариантами, показанными на чертежах. В некоторых вариантах, со звуковым отверстием может быть соединена звуковая трубка. В некоторых альтернативных вариантах звуковая трубка может быть вставлена в корпус 1510 прямо сквозь стенку. В качестве другого примера, относительное расположение громкоговорителя 1520 с костной проводимостью и громкоговорителя 1530 с воздушной проводимостью, масса, форма и/или размер корпуса 1510, одна или несколько дополнительных акустических структур и т.п. могут быть модифицированы и оптимизированы в соответствии с различными потребностями, что в настоящем изобретении ничем не ограничивается. В качестве еще одного примера, громкоговоритель 1520 с костной проводимостью и громкоговоритель 1530 с воздушной проводимостью могут быть установлены в двух корпусах по отдельности.
На Фиг. 16 представлена упрощенная диаграмма кривых зависимостей просачивания звука от частоты для акустического выходного устройства 1500 согласно некоторым вариантам настоящего изобретения. Громкоговоритель 1530 с воздушной проводимостью из акустического выходного устройства 1500 может быть утоплен в боковую стенку 1512 корпуса 1510. В этом случае, масса и жесткость боковой стенки 1512 могут быть увеличены, вибрации корпуса 1510 могут быть уменьшены, тем самым уменьшая просачивание звука из акустического выходного устройства 1500. Могут быть представлены кривые зависимости просачивания звука от частоты для акустического выходного устройства 1500 в различных условиях. Горизонтальная ось может представлять частоту звука. Вертикальная ось может представлять громкость просачивающегося звука от акустического выходного устройства 1500. Как показано на Фиг. 16, первая кривая 1610 зависимости просачивания звука от частоты соответствует условиям, когда акустическое выходное устройство 1500 содержит только громкоговоритель 1520 с костной проводимостью (громкоговоритель 1530 с воздушной проводимостью исключен). Вторая кривая 1620 зависимости просачивания звука от частоты представляет просачивание звука от акустического выходного устройства 1500 на других частотах.
В соответствии с кривыми 1610 и 1620 зависимостей просачивания звука от частоты можно определить, что в конкретном частотном диапазоне (например, 150 Гц – 10000 Гц), уровень просачивания звука от акустического выходного устройства 1500 меньше уровня просачивания звука от акустического выходного устройства, содержащего только громкоговоритель с костной проводимостью.
На Фиг. 17 – 21 представлены упрощенные диаграммы кривых частотных характеристик акустического выходного устройства согласно некоторым вариантам настоящего изобретения. Акустическое выходное устройство (например, акустическое выходное устройство 600, 700, 800, 1100, 1200 или 1500) может содержать громкоговоритель с костной проводимостью и громкоговоритель с воздушной проводимостью. Громкоговоритель с костной проводимостью и громкоговоритель с воздушной проводимостью могут быть независимы один от другого. Громкоговоритель с костной проводимостью и громкоговоритель с воздушной проводимостью могут генерировать акустические волны с различными частотами (например, средними-низкими частотами, средними-высокими частотами и т.п.). Акустические волны с различными частотами могут быть комплементарными для достижения специальных выходных эффектов.
Как показано на Фиг. 17, акустические волны костной проводимости, генерируемые громкоговорителем с костной проводимостью, и акустические волны воздушной проводимости, генерируемые громкоговорителем с воздушной проводимостью, могут содержать разные частоты. В некоторых вариантах, акустические волны костной проводимости могут содержать средне-высокие частоты (представленные штриховой линией с короткими штрихами на Фиг. 17), и акустические волны воздушной проводимости могут содержать средне-низкие частоты (представленные пунктирной линией на Фиг. 17). Акустические волны воздушной проводимости, содержащие средне-низкие частоты (т.е. звуки со средними-низкими частотами), могут распространяться к уху пользователя, который носит акустическое выходное устройство, через воздух, и акустические волны костной проводимости, содержащие средне-высокие частоты (т.е. звуки со средними-высокими частотами), могут распространяться к пользователю через кости этого пользователя. Звуки со средними-низкими частотами могут быть использованы в качестве дополнения к звукам со средними-высокими частотами. Полный выходной акустический сигнал (представленный сплошной линией на Фиг. 17) акустического выходного устройства может охватывать средние-низкие частоты и средние-высокие частоты. В таком случае, можно добиться более высокого качества звука (особенно на низких частотах) и избежать интенсивных вибраций громкоговорителя с костной проводимостью на низких частотах.
Обычно слух человека более чувствителен к средним-высоким частотам, а тактильное ощущение человека более чувствительно к низким частотам. В некоторых вариантах, акустические волны костной проводимости могут содержать средне-низкие частоты (представлены пунктирной линией на Фиг. 17), и акустические волны воздушной проводимости могут содержать средне-высокие частоты (представлены штриховой линией с короткими штрихами на Фиг. 17). В таком случае, акустическое выходное устройство может предоставлять пользователю подсказки или предупреждения через громкоговоритель с костной проводимостью и/или громкоговоритель с воздушной проводимостью, поскольку пользователь чувствителен к акустическим волнам костной проводимости средне-низких частот и/или к акустическим волнам воздушной проводимости средне-высоких частот. Следует отметить, что диапазон средних-низких частот и диапазон средних-высоких частот могут накладываться один на другой. Например, максимальная частота диапазона средних-низких частот (например, частота, соответствующая точке по уровню половинной мощности на кривой характеристики для средних-низких частот) может быть выше минимальной частоты диапазона средних-высоких частот (например, частоты, соответствующей точке по уровню половинной мощности на кривой характеристики для средних-высоких частот). В некоторых альтернативных вариантах диапазон средних-низких частот и диапазон средних-высоких частот могут не накладываться один на другой.
В некоторых вариантах, акустические волны костной проводимости и акустические волны воздушной проводимости могут содержать одинаковые частоты. Как показано на Фиг. 18, громкоговоритель с костной проводимостью и громкоговоритель с воздушной проводимостью из акустического выходного устройства могут генерировать акустические волны с разными частотами (например, частотами в более широком частотном диапазоне (также называется широким частотным диапазоном, представленным штриховой линией с короткими штрихами на Фиг. 18), или частотами в более узком частотном диапазоне (также называется узким частотным диапазоном, представленным пунктирной линией на Фиг. 18)). Акустические волны с разными частотами могут быть комплементарны одни другим, чем достигаются специальные звуковые эффекты. В некоторых вариантах, акустические волны костной проводимости и акустические волны воздушной проводимости могут содержать одинаковые частоты в диапазоне средних-низких частот. В таком случае, полный выходной акустический сигнал (представленный сплошной линией на Фиг. 18) акустического выходного устройства в диапазоне средних-низких частот может быть выше, чем в диапазоне средних-высоких частот. Другими словами, полный выходной акустический сигнал акустического выходного устройства может быть усилен в диапазоне средних-низких частот. Поскольку порог слышимости человека выше в диапазоне средних-низких частот и ниже в диапазоне средних-высоких частот (т.е. человек обладает более высокой чувствительностью к звукам в диапазоне средних-высоких частот), усиленный выходной акустический сигнал в диапазоне средних-низких частот может компенсировать указанное выше влияние порога слышимости, тем самым выравнивая звуки с различными частотами, слышимые пользователем.
В некоторых вариантах, акустические волны воздушной проводимости могут содержать средне-низкие частоты, и акустические волны костной проводимости могут содержать частоты в более широком частотном диапазоне (частоты широкого диапазона), чем акустические волны воздушной проводимости. Таким образом, выходной акустический сигнал в диапазоне средних-низких частот может быть усилен, и качество звука может быть улучшено. В то же время можно избежать интенсивных вибраций на средних-низких частотах, тем самым повышая уровень комфорта и безопасность для слуха пользователя. В некоторых вариантах, акустические волны костной проводимости могут содержать средне-низкие частоты, и акустические волны воздушной проводимости могут содержать частоты в более широком частотном диапазоне (частоты широкого диапазона), чем акустические волны воздушной проводимости. Путем добавления умеренных вибраций на средних-низких частотах можно создать тактильные ощущения для пользователя вместе со слуховыми ощущениями, тем самым обогащая слуховые ощущения для пользователя.
Как показано на Фиг. 19, акустические волны костной проводимости и акустические волны воздушной проводимости могут содержать одинаковые частоты в диапазоне средних-высоких частот, чтобы увеличить громкость звука в диапазоне средних-высоких частот или уменьшить просачивание звука в диапазоне средних-высоких частот. В некоторых вариантах акустические волны воздушной проводимости могут содержать средне-высокие частоты (например, фазоинвертированные средне-высокие частоты, как это показывает пунктирная линия на Фиг. 19), и акустические волны костной проводимости могут содержать частоты в более широком частотном диапазоне (частоты широкого диапазона), чем акустические волны воздушной проводимости. Акустические волны воздушной проводимости могут уменьшить или исключить просачивание звука (например, просачивание звука от громкоговорителя с костной проводимостью, как это представлено штриховой линией с короткими штрихами на Фиг. 19) на средних-высоких частотах громкоговорителя с костной проводимостью с применением принципа подавления с использованием инвертированной фазы. В таком случае, полное просачивание звука (представлено сплошной линией на Фиг. 19) от акустического выходного устройства могут быть уменьшено на средних-высоких частотах.
Как показано на Фиг. 20, акустические волны костной проводимости могут содержать средне-высокие частоты (например, частоты в узком частотном диапазоне, что представлено пунктирной линией на Фиг. 20), и акустические волны воздушной проводимости могут содержать частоты в более широком частотном диапазоне (например, частоты широкого диапазона, что представлено штриховой линией из коротких штрихов на Фиг. 20), чем акустические волны костной проводимости, тем самым усиливая полный выходной акустический сигнал (представленный сплошной линией на Фиг. 20) акустических волн средних-высоких частот (например, повышая громкость звука от акустического выходного устройства в диапазоне средних-высоких частот).
В сценариях практических приложений, для головных телефонов, оборудованных громкоговорителем с воздушной проводимостью, акустические волны костной проводимости, генерируемые громкоговорителем с костной проводимостью, могут служить дополнением для средних-высоких частот от громкоговорителя с воздушной проводимостью. Поскольку амплитуды вибраций громкоговорителя с костной проводимостью в низкочастотном диапазоне относительно велики, пользователь будет ощущать относительно сильную вибрацию лицевой области, что ведет к плохому ощущению для пользователя. Для уменьшения или исключения вибраций можно подавить звуки низких частот от громкоговорителя с костной проводимостью (например, посредством делителя частоты или разделительного фильтра), что может привести к резкому снижению низких частот от громкоговорителя с костной проводимостью, тем самым снижая качество звука. Однако громкоговоритель с воздушной проводимостью может быть использован для дополнения низких частот. В частности, акустическое выходное устройство может передавать на выход звук низких частот через громкоговоритель с воздушной проводимостью, и передавать на выход звуки средних частот и/или высоких частот через громкоговоритель с костной проводимостью, обеспечивая тем самым сбалансированное ощущение звука для пользователя.
Как показано на Фиг. 21, громкоговоритель с костной проводимостью может передавать на выход звуки с высокими частотами (представлено штриховой линией с короткими штрихами на Фиг. 21), и громкоговоритель с воздушной проводимостью может передавать на выход низкочастотные звуки (представлено пунктирной линией на Фиг. 21). Акустическое выходное устройство может передавать на выход звуки и высоких частот, и низких частот, тем самым повышая уровень комфорта для пользователя, равно как поддерживая акустический эффект. В некоторых вариантах, под высокими частотами можно понимать частотный диапазон выше 300 Гц, 1000 Гц, 10 кГц и т.д. Соответственно, под низкими частотами можно понимать частотный диапазон ниже 250 Гц, 500 Гц, 1 кГц, и т.д.
На Фиг. 22 представлена упрощенная диаграмма спектральной зависимости смещения в процессе колебаний от частоты для громкоговорителя с костной проводимостью согласно некоторым вариантам настоящего изобретения. Смещения громкоговорителя с костной проводимостью в процессе вибраций на разных частотах могут быть измерены лазерным виброметром. Как показано на Фиг. 22, громкоговоритель с костной проводимостью имеет резонансный пик характеристики на частоте около 180 Гц. Амплитуды вибраций громкоговорителя с костной проводимостью быстро растут на частотах около 100 Гц – 250 Гц, что может быть областью, чувствительной к вибрациям. В некоторых вариантах, точка разделения частотных полос громкоговорителя с костной проводимостью и громкоговорителя с воздушной проводимостью может быть установлена около 250 Гц. При такой настройке, громкоговоритель с воздушной проводимостью может генерировать акустические волны воздушной проводимости главным образом с частотами ниже 250 Гц, и громкоговоритель с костной проводимостью может генерировать акустические волны костной проводимости главным образом с частотами выше 250 Гц. В результате, амплитуду вибраций громкоговорителя с костной проводимостью можно поддерживать в относительно небольших пределах, эффективно уменьшая тем самым ощущение вибраций лицевой области и выравнивая акустический эффект.
При таком описании базовых концепций специалистам в рассматриваемой области может быть очевидно после прочтения этого подробного описания, что приведенное выше подробное описание представлено только на примерах и не является исчерпывающим. Специалисты в рассматриваемой области могут внести разнообразные изменения, усовершенствования и модификации, которые не указаны здесь в явном виде. Считается, что эти изменения, усовершенствования и модификации предполагаются в настоящем изобретений и находятся в пределах смысла и объема примеров вариантов настоящего изобретения.
Более того, для описания вариантов настоящего изобретения была использована определенная терминология. Например, термины «один вариант», «один из вариантов» и «некоторые варианты» означают, что конкретный признак, структура или характеристика, описываемые в соединении с рассматриваемым вариантом, входит по меньшей мере в один из вариантов настоящего изобретения. Поэтому подчеркивается и должно быть понятно, что две или более ссылок на «один из вариантов» или «один вариант» или «альтернативный вариант» в различных частях настоящего описания не обязательно все относятся к одному и тому же варианту. Более того, конкретные признаки, структуры или характеристики можно комбинировать подходящим образом в одном или нескольких вариантах настоящего изобретения.
Далее, специалисты в рассматриваемой области должны понимать, что аспекты настоящего изобретения могут быть иллюстрированы и описаны здесь в каком-либо из ряда патентуемых классов или контексте, включая какие-либо новые и полезные процессы, машины, технологии или композиции материалов, либо какие-либо новые и полезные усовершенствования перечисленного. Соответственно, аспекты настоящего изобретения могут быть реализованы целиком аппаратно, целиком программно (включая встроенное программное обеспечение, резидентное программное обеспечение, микрокод и т.п.) или посредством комбинации программной и аппаратной реализаций, которые все могут, в общем, называться «модуль», «блок», «компонент», «устройство» или «система». Кроме того, аспекты настоящего изобретения могут принимать форму компьютерного программного продукта, воплощенного на одном или нескольких читаемых компьютером носителях информации, где записан читаемый компьютером программный код.
Читаемый компьютером носитель сигнала может содержать распространяющийся сигнал данных, несущий читаемый компьютером программный код, например, в видеодиапазоне или как часть волны несущей. Такой распространяющийся сигнал может принимать какую-либо из разнообразных форм, включая электромагнитную, оптическую или другую подобную форму, либо какую-то подходящую комбинацию этих форм. Читаемый компьютером носитель сигнала может представлять собой какой–либо читаемый компьютером носитель, который не является читаемым компьютером носителем для хранения информации и который может передавать, распространять или транспортировать программу для использования посредством или в связи с системой, аппаратурой или устройством для выполнения команд. Программный код, записанный на читаемом компьютером носителе сигнала, может быть передан с использованием какого-либо подходящего носителя, включая радиолинию, кабельную линию, оптоволоконный кабель, высокочастотный сигнал или какую-либо комбинацию перечисленного.
Компьютерный программный код для осуществления операций согласно аспектам настоящего изобретения может быть записан на какой-либо комбинации одного или нескольких языков программирования, включая объектно-ориентированные языки программирования, такие как Java, Scala, Smalltalk, Eiffel, JADE, Emerald, C++, C#, VB. NET, Python или другие подобные языки, обычные процедурные языки программирования, такие как язык программирования "C", Visual Basic, Fortran 2003, Perl, COBOL 2002, PHP, ABAP, языки динамического программирования, такие как Python, Ruby и Groovy или другие языки программирования. Программный код может выполняться целиком на компьютере пользователя в качестве автономного пакета программ, частично на компьютере пользователя и частично на удаленном компьютере, либо целиком на удаленном компьютере или сервере. В последнем сценарии удаленный компьютер может быть соединен с компьютером пользователя через сеть связи какого-либо типа, включая локальную сеть связи (LAN) или широкомасштабную сеть связи (WAN), либо может быть создано соединение с внешним компьютером (например, через Интернет с использованием Интернет-провайдера) либо в облачной вычислительной среде, либо предоставлено в виде сервиса, такого как «Программное обеспечение как услуга» (Software as a Service (SaaS)).
Более того, приведенный здесь порядок процессорных элементов или последовательностей, либо использование цифр, букв или каких-либо других обозначений не имеет целью ограничить заявляемые процессы и способы каким-либо порядком за исключением того, что может быть специфицировано в Формуле изобретения. Хотя приведенное выше изобретение обсуждается с использованием различных примеров, которые сегодня считаются разнообразными полезными вариантами изобретения, следует понимать, что такие подробности приведены только для этой цели, и что прилагаемая Формула изобретения не исчерпывается только описываемыми вариантами, а напротив имеет целью охватывать модификации и эквивалентные конфигурации, находящиеся в пределах смысла и объема описываемых вариантов. Например, разнообразные компоненты, описываемые здесь, могут быть реализованы в аппаратном устройстве, они могут также быть реализованы в виде чисто программного технического решения, например, инсталлированного на существующем сервере или в мобильном устройстве.
Аналогично, следует понимать, что в приведенном выше описании вариантов настоящего изобретения разнообразные признаки иногда сгруппированы в одном варианте, чертеже или описании для упрощения описания и способствования пониманию одного или нескольких различных вариантов. Этот способ описания не следует, однако, интерпретировать как отражающий намерение, что заявляемый предмет изобретения требует больше признаков, чем представлено в явном виде в каждом пункте Формулы изобретения. Напротив, заявляемый предмет изобретения содержит не все признаки какого-либо одного из приведенных выше вариантов.