專利名稱：帶有改進(jìn)聲的電子發(fā)聲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及電子發(fā)聲，更特別的是涉及產(chǎn)生聲音但不產(chǎn)生明顯重復(fù)相同的聲音的方法和裝置。
背景技術(shù)：
電子發(fā)聲器經(jīng)常用于個(gè)人娛樂，消遣，休息和促進(jìn)睡眠。這些器材的用戶發(fā)現(xiàn)夾雜在自然界其它聲音中的雨聲、流水聲、風(fēng)聲特別有益。這些聲音可以用來掩蔽過分喧鬧和令人心煩的環(huán)境噪音而使用戶鎮(zhèn)靜，甚至幫助用戶入睡。
電子發(fā)聲器通常能夠創(chuàng)造出幾種這樣的聲音，并且包括允許用戶選擇特殊聲音的開關(guān)。發(fā)聲器還設(shè)置音量控制，甚至允許用戶調(diào)制某些聲音的效果。
某些電子發(fā)聲器輸出合成聲音。自然聲音或其它聲音將首先用磁帶記錄，接著所記錄聲音的數(shù)字描述電子地存儲(chǔ)在合成器集成電路(IC)內(nèi)。接下來把IC用到電子發(fā)聲器內(nèi)，以輸出用于收聽的用戶所選的用存儲(chǔ)的聲音合成的聲音。
其它電子發(fā)聲器不存儲(chǔ)聲音，但是使用白噪聲模擬聲音。理想地是，“白噪聲”發(fā)聲器輸出寬頻譜，每一頻率成分振幅相等。例如，與流水或沖水相關(guān)聯(lián)的聲音可以使用白噪聲發(fā)聲器直接模擬。經(jīng)常使用斜坡信號(hào)調(diào)制或改變白噪聲的振幅。當(dāng)斜坡的瞬時(shí)幅度變化時(shí)，白噪聲聲音的幅度將變化。一種控制能夠允許用戶改變斜坡變化幅度的變化率，以從白噪聲電子發(fā)聲器產(chǎn)生有趣的聲音效果。
不管是從單個(gè)數(shù)字合成器IC產(chǎn)生，還是從單個(gè)白噪聲源產(chǎn)生，電子發(fā)聲器把聲音提供到左右通道揚(yáng)聲器或耳機(jī)。這能夠稍微提高可為用戶察覺到的聲音質(zhì)量，不過，仍然有相當(dāng)大的改進(jìn)空間。聲音經(jīng)常聽起來太“平”，幾乎覺察不到聲音的深度或質(zhì)量。發(fā)明人為Smith且已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人的美國專利US5619179(1997.4)公開了一種用于電子地增強(qiáng)電子聲音可覺察的空間間隔的復(fù)雜方法。申請(qǐng)人把Smith的專利US5619179作為背景材料引入本發(fā)明，以供參考。
許多電子發(fā)聲器的一個(gè)問題是提供的聲音庫相當(dāng)有限，并且完全相同的聲音被簡單的一遍又一遍地重復(fù)，以致有過于覺察的感覺。從電子發(fā)聲器庫選擇“雨滴”聲音的聽眾很快會(huì)對(duì)發(fā)聲器產(chǎn)生厭煩，因?yàn)閹酌腌姾螅牨妿缀跄軌蝾A(yù)測接下來將聽到的雨滴聲的順序是什么。其聲音模式太過重復(fù)，對(duì)于收聽已得不到樂趣或消遣。
在某些發(fā)聲器中，所聽到的聲音的變化可能發(fā)生的太突然。例如，海浪聲部分可能會(huì)從平靜的波浪聲很突然地轉(zhuǎn)變?yōu)榫薮蟮臎_擊波聲。柔-響-柔-響的重復(fù)模式可能令用戶有煩惱的感覺。實(shí)際上，據(jù)認(rèn)為某些過于重復(fù)突然的聲音模式能引起癲癇病患者癲癇發(fā)作。
總之，需要一種電子發(fā)聲器，其能夠產(chǎn)生聲音，所述聲音的聲音模式不是精確重復(fù)的，一致聽眾基本上不能預(yù)測下面的聲音。這種發(fā)聲器應(yīng)能提供較多種可覺察的聲音模式，包括不能被聽眾直接識(shí)別為先前已聽過的模式。
本發(fā)明提供了這樣一種電子發(fā)聲器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明使用至少有關(guān)多通道聲音集成電路(IC)電子地再現(xiàn)聲音。通常，在IC內(nèi)存儲(chǔ)有不同的聲音，其通過一個(gè)或兩個(gè)聲頻通道(例如，揚(yáng)聲器)再現(xiàn)。本發(fā)明認(rèn)為相同的存儲(chǔ)聲音每次可以通過一個(gè)以上的通道放音，包括有時(shí)間延遲地通過一個(gè)以上的通道放音。而且，不同的聲音可以從不同的通道播放，接著混合并通過單個(gè)聲頻通道輸出。
通過這種方式，存儲(chǔ)的數(shù)字雨滴聲音可以和它本身組合，但是有時(shí)間延遲，以改變覺察模式。而且，雨滴聲音可以和其它聲音，例如鳥的啾鳴聲片段或片斷結(jié)合，以改變從一個(gè)播放到另一個(gè)的模式。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將出現(xiàn)在以下的結(jié)合附圖的描述中，其中優(yōu)先實(shí)施例作了詳細(xì)地闡述。
附圖簡介

圖1是根據(jù)本發(fā)明的有改進(jìn)聲的電子發(fā)聲器的前視圖；圖2A是描述根據(jù)本發(fā)明的多通道IC內(nèi)聲音文件使用的方框圖；圖2B是描述根據(jù)本發(fā)明的多通道IC內(nèi)聲音文件使用的進(jìn)一步的方框圖；圖2C是描述根據(jù)本發(fā)明的來自多通道IC的多通道聲音文件的優(yōu)選使用的方框圖；圖3A是根據(jù)本發(fā)明的圖2C的優(yōu)選實(shí)施例的方框圖；以及圖3B是本發(fā)明發(fā)聲器部分的簡易示意圖；優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述圖1描述了根據(jù)本發(fā)明的有改進(jìn)聲的電子發(fā)聲器10。該優(yōu)選實(shí)施例設(shè)置在近似圓柱形的殼體20內(nèi)，殼體20有一帶有開口(未示出)的凹槽區(qū)30，從該開口，用戶可以聽到其內(nèi)一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器(SPKR(s))產(chǎn)生的聽得見的聲音。
沿著殼體的頂部是若干用戶控制器40，其用于選擇特殊聲音，例如城市聲，路邊聲，蒸汽火車發(fā)動(dòng)機(jī)聲，霧號(hào)聲，海潮聲，碼頭邊聲，海邊聲，海浪聲，雨聲，小溪聲，瀑布聲，雨林聲，森林聲，雷聲，沼澤地聲，營火聲，風(fēng)鈴聲，夏晚聲，鳥聲以及心跳聲。當(dāng)然，發(fā)聲器10可以提供不同的聲音庫，包括較大或較小數(shù)目的聲音。
用戶還可得到的是不同的開關(guān)控制器，包括發(fā)聲器10的ON/OFF開關(guān)S1，導(dǎo)致發(fā)聲器10在預(yù)定時(shí)間例如30分鐘后關(guān)閉的睡眠開關(guān)S2，以及用來控制所產(chǎn)生聲音音量的音量控制器(VOLUME)。
在殼體20內(nèi)設(shè)置有依照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)聲音生成的電子設(shè)備100和電池電源B1，不過，例如6VDC至約9VDC的DC操作電源可以由外部產(chǎn)生并經(jīng)過輸入插孔J1輸入到設(shè)備10。一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器(SPKR(s))設(shè)置在殼體內(nèi)，而且允許耳機(jī)插孔J2屏蔽揚(yáng)聲器輸出，從而使與J2相連的耳機(jī)產(chǎn)生立體聲。
圖2A描述普通的多通道集成電路(IC)片110，其有能存儲(chǔ)大量數(shù)字聲音的寄存器存儲(chǔ)器120。例如，聲音1可以是城市聲，聲音2可以是路邊聲，聲音3可以是蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)火車聲等等。存儲(chǔ)聲音可以通過將真實(shí)的聲音數(shù)字化而產(chǎn)生，或者可以合成，或者可能某些聲音數(shù)字地記錄而其它聲音合成。在存儲(chǔ)器120內(nèi)的不同聲音可以進(jìn)入不同的聲頻通道130，聲頻通道也設(shè)置在IC 110內(nèi)。每次給定的聲音可通過一個(gè)以上通道同時(shí)播放，或者在一個(gè)或多個(gè)通道內(nèi)使用時(shí)間延遲并通過一個(gè)以上通道播放。因而，聲音1圖示為與通道2耦合，以及使用時(shí)間延遲，聲音1也耦合到通道2。聲音3圖示為直接與通道3耦合。如果需要，不同聲音能夠從不同的通道播放，接著一起混合并經(jīng)普通揚(yáng)聲器輸出。
圖2B的構(gòu)造用在本發(fā)明中，以產(chǎn)生偽立體聲聲音。在圖2B中，同樣的聲音，例如來自存儲(chǔ)寄存器120內(nèi)共同的存儲(chǔ)地址的聲音1通過兩個(gè)聲頻通道播放，但是故意把時(shí)間延遲Δt插入其中一個(gè)聲道內(nèi)，在這兒是輸入到通道2。在Δt等于幾毫秒時(shí)，能夠取得相當(dāng)好的立體發(fā)聲效果，特別是當(dāng)使用與設(shè)備10的輸入插孔J2相接合的立體聲耳機(jī)來聽所產(chǎn)生的聲音時(shí)。如可選反饋路線140所示，所選擇的聲頻通道可以環(huán)路回饋，通過使用合成發(fā)聲器設(shè)計(jì)領(lǐng)域的已知技術(shù)。
在圖2C內(nèi)描述多通道IC 110更復(fù)雜的使用，其中“片斷”或聲音片段可以結(jié)合產(chǎn)生不同的聲音組合。在圖2C內(nèi)，聲音1(假定聲音1為城市聲)耦合到通道1。不管時(shí)間延遲Δt1為多少，聲音2(假定為路邊聲)耦合到通道2。在延遲時(shí)間Δt2，聲音3(假定為蒸汽火車聲)耦合到通道3。在延遲時(shí)間Δt3，聲音2(路邊聲)再次傳到通道2。通道的輸出，這兒是三個(gè)音頻通道，接著被用混合器150混合并輸出到揚(yáng)聲器，這兒是左揚(yáng)聲器(如果使用左右揚(yáng)聲器)或者左耳機(jī)。用戶聽到的聲音開始為城市聲(例如可能為行人的嘈雜聲)，Δt1以后將加入路邊聲(可能為汽車?yán)嚷?，再過Δt2以后將聽到蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)聲，再過Δt3以后將又聽到路邊聲。在優(yōu)選實(shí)施例中，在設(shè)備10內(nèi)不同的時(shí)間延遲是準(zhǔn)隨機(jī)的，設(shè)備10可以選擇適合于與初始選擇的聲音相攙雜的真正的輔助聲。上述描述為示范性的，應(yīng)認(rèn)識(shí)到可以產(chǎn)生很多不同的聲音，因?yàn)橛腥绱硕嗟穆曇艚M合，以致聽眾不可能“識(shí)別”聲音的次序并且認(rèn)為聲音的次序與先前聽到的聲音次序完全一樣。本發(fā)明的這個(gè)方面與現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)聲器相當(dāng)不同，在現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)聲器中聲音次序相同的程度會(huì)達(dá)到聽眾能夠記住的程度，從而聽眾很快對(duì)收聽變得厭煩。
圖3A的框圖將在前述的基礎(chǔ)上理解。使用設(shè)備10上的不同控制器，用戶能選擇特定的聲音和時(shí)間，例如通過按控制鈕以選擇霧號(hào)聲，瀑布聲，風(fēng)鈴聲，以及可能按睡眠鈕以在預(yù)定時(shí)間期限后關(guān)閉設(shè)備。中央處理器或微控制器200接收用戶輸入并且能通過選擇合適的輔助聲靈活地增大聲音選擇。因而，如果選擇了霧號(hào)聲，MCU 200能夠決定在霧號(hào)聲的播放中加入某些隨機(jī)周期Δt1，從而海浪聲也可能開始播放，因?yàn)楹＠寺暫挽F號(hào)聲已經(jīng)事先結(jié)合在MCU 200內(nèi)的存儲(chǔ)器內(nèi)。
MCU 200發(fā)布命令信號(hào)到主聲音片1 210，主聲音片1 210包含它本身的聲音和通道寄存器120，130。聲音片1接著發(fā)布命令信號(hào)到次聲音片2220，次聲音片2 220包含它本身的聲音和通道寄存器120，130。主次聲音片210，220輸出它們各自的聲音信號(hào)到聲音放大器230，同時(shí)，主聲音片1也輸出通常的音量控制信號(hào)到聲音放大器230。結(jié)合在聲音放大器230內(nèi)的可以是混合器150。聲音放大器230優(yōu)選輸出兩通道聲音，例如輸出到左右揚(yáng)聲器和/或左右耳機(jī)通道。
圖3B是優(yōu)選實(shí)施例的示意圖并且遵循圖3A的總方塊圖，除了明確顯示混合器150外。
只要不背離權(quán)利要求書所限定的主題和構(gòu)思，本發(fā)明公開的實(shí)施例可以進(jìn)行各種修改和變化。例如，盡管本發(fā)明對(duì)獨(dú)立的發(fā)聲器進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明能夠引入到其它電子設(shè)備中，例如，CD播放器，收音機(jī)等。
權(quán)利要求
1.一種用于在第一聲音通道和第二聲音通道發(fā)聲的電子系統(tǒng)，包括存儲(chǔ)用戶選擇的記錄聲音的存儲(chǔ)庫；用于準(zhǔn)隨機(jī)地時(shí)間延遲至少所述記錄聲音之一的裝置；用于將至少一個(gè)用戶選擇的記錄聲音與所述記錄聲音之一的至少一個(gè)時(shí)間延遲型式結(jié)合的裝置；以及至少一個(gè)聲音輸出換能器，其用于播放用戶選擇的記錄聲音和所述記錄聲音之一的時(shí)間延遲型式的組合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述存儲(chǔ)庫存儲(chǔ)至少十個(gè)聲音，其選自從城市聲，路邊聲，蒸汽火車發(fā)動(dòng)機(jī)聲，海潮聲，霧號(hào)聲，碼頭邊聲，海邊聲，海浪聲，雨聲，小溪聲，瀑布聲，雨林聲，森林聲，雷聲，沼澤地聲，營火聲，風(fēng)鈴聲，夏晚聲，鳥聲以及心跳聲組成的集合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)作為單個(gè)IC而被實(shí)現(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述用于準(zhǔn)隨機(jī)時(shí)間延遲的裝置包括微處理器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于自動(dòng)選擇與用戶選擇的聲音相聯(lián)系的第二聲音，所述第二聲音將與所述用戶選擇聲音結(jié)合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述用于自動(dòng)選擇的裝置包括微處理器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括包含CD播放器的娛樂設(shè)備。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括包含收音機(jī)的娛樂設(shè)備。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括包含數(shù)字鐘的娛樂設(shè)備。
10.一種用于在第一聲音通道和第二聲音通道發(fā)聲的電子系統(tǒng)，包括存儲(chǔ)用戶選擇的記錄聲音的存儲(chǔ)庫；用于準(zhǔn)隨機(jī)地時(shí)間延遲至少所述記錄聲音之一的裝置；用于自動(dòng)地選擇與用戶選擇的聲音相聯(lián)系的第二聲音的裝置；用于將至少一個(gè)用戶選擇的記錄聲音、至少所述記錄聲音之一的時(shí)間延遲型式以及至少一個(gè)所述第二聲音結(jié)合的裝置；以及至少一個(gè)聲音輸出換能器，其用于播放用戶選擇的記錄聲音、所述記錄聲音之一的時(shí)間延遲型式以及第二聲音的組合。
11.一種用于在第一聲音通道和第二聲音通道發(fā)聲的電子系統(tǒng)，包括存儲(chǔ)用戶選擇的記錄聲音的存儲(chǔ)庫；用于準(zhǔn)隨機(jī)地時(shí)間延遲至少所述記錄聲音之一的裝置；由微處理器自動(dòng)選擇的，用于與用戶選擇的聲音相聯(lián)系的第二聲音；用于將至少一個(gè)用戶選擇的記錄聲音、所述記錄聲音之一的至少一個(gè)時(shí)間延遲型式以及至少一個(gè)第二聲音結(jié)合的裝置；以及至少一個(gè)聲音輸出換能器，其用于播放用戶選擇的記錄聲音、所述記錄聲音之一的時(shí)間延遲型式以及至少一個(gè)第二聲音的組合。
全文摘要
發(fā)聲器,包括存儲(chǔ)用戶選擇的記錄聲音的存儲(chǔ)庫;能夠準(zhǔn)隨機(jī)地時(shí)間延遲至少記錄聲音之一的微處理器;以及能夠結(jié)合用戶選擇的記錄聲音和時(shí)間延遲的聲音以從揚(yáng)聲器或耳機(jī)輸出的混合器。微處理器還能使輸出聲音包含有微處理器選擇的記錄聲音之一,該記錄聲音用于在用戶的記錄聲音回放時(shí)進(jìn)行攙雜。
文檔編號(hào)G10H1/26GK1356685SQ0113856
公開日2002年7月3日 申請(qǐng)日期2001年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月25日
發(fā)明者劉錫暉, 理查德·J·塔爾海默, 小愛德華·C·麥金尼, 特里斯坦·M·克里斯琴森, 查爾斯·E·泰勒 申請(qǐng)人:夏珀影像公司