專利名稱：多通道陣列振動式皮膚聽聲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種聽聲器，特別涉及一種多通道陣列振動式皮膚聽聲器。
背景技術(shù)：
世界上有近1億聽力殘疾人，而我國就有2000萬聽力殘疾人，如何解決這些人的聽說問題，是世界上的一大難題。目前普遍使用的是助聽器，但助聽器無法從根本上解決這一難題。由于助聽器是利用麥克風(fēng)把聲音信號轉(zhuǎn)化成電流信號并放大，然后再通過揚聲器把放大后的聲音信號傳送給人的耳朵，即助聽器只起到聲音放大的作用。助聽器具有如下缺點(1)助聽器中同時用到揚聲器和麥克風(fēng)，如果放大倍數(shù)過大，這二者之間會產(chǎn)生互感 (也稱為自激現(xiàn)象)，以致無法使用；(2)助聽器仍然要利用人的殘余聽力，所以助聽器對于喪失聽力比較嚴(yán)重的人不起作用。發(fā)明專利(ZL200410026265. 5)公開了一種變壓式皮膚聽聲器，2007年制造出了
世界上第一批“皮膚聽聲器”，使得人類通過皮膚聽聲成為了現(xiàn)實。但是，上述“變壓式皮膚聽聲器”并沒有解決辨析語音的問題，語音是由很多種頻率單純的聲音疊加而成。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種具備分辨語音能力的多通道陣列振動式皮膚聽聲器。為達(dá)到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是包括麥克風(fēng)以及與麥克風(fēng)的輸出端相連的音頻放大電路，音頻放大電路的輸出端與音頻多通道帶通濾波電路的輸入端相連，音頻多通道帶通濾波電路的輸出端與功率放大陣列電路的輸入端相連，功率放大陣列電路的輸出端與包含若干振動單元的振動陣列裝置相連，電源分別與音頻放大電路、音頻多通道帶通濾波電路以及功率放大陣列電路相連。所述振動單元為微型振動電機(jī)。所述音頻多通道帶通濾波電路的通道頻率中心采用可重定義的形式。所述音頻放大電路或音頻放大電路與音頻多通道帶通濾波電路之間設(shè)置有音量調(diào)節(jié)器。所述音頻多通道帶通濾波電路包括4個通道且通道頻率中心分別定義為500Hz、 1000Hz、2000Hz、4000Hz。本實用新型采用音頻多通道帶通濾波電路將聲音信號分解為若干個頻率相對單一的聲音信號并輸送至功率放大陣列電路，功率放大陣列電路對每個通道內(nèi)的單一聲音信號進(jìn)行功率放大，并分別由各個輸出通道輸出后分別控制振動陣列裝置的對應(yīng)振動單元， 振動陣列裝置內(nèi)的各個振動單元刺激皮膚的不同位置將聲音電流信號通過皮膚傳給大腦， 本實用新型將復(fù)雜的語音還原為多路相對單純的音頻信號，再通過不同頻率信號轉(zhuǎn)化為振動以刺激人體不同位置的方式實現(xiàn)辨析語音的目的，不依賴于人體的任何殘余聽力，從根本上解決了聾 人的語音辨析問題。
圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖麥克風(fēng)1，音頻放大電路2，音頻多通道帶通濾波電路3，功率放大陣列電路4，振動陣列裝置5，音量調(diào)節(jié)器6，電源具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作進(jìn)一步詳細(xì)說明。參見圖1，包括麥克風(fēng)1以及與麥克風(fēng)1的輸出端相連的音頻放大電路2，音頻放大電路2的輸出端與音頻多通道帶通濾波電路3的輸入端相連，所述音頻多通道帶通濾波電路3的通道頻率中心采用可重定義的形式，所述音頻多通道帶通濾波電路3包括4個通道且通道頻率中心分別定義為500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz，所述音頻放大電路2或音頻放大電路2與音頻多通道帶通濾波電路3之間設(shè)置有音量調(diào)節(jié)器6，音頻多通道帶通濾波電路3的輸出端與功率放大陣列電路4的輸入端相連，功率放大陣列電路4的輸出端與包含若干振動單元的振動陣列裝置5相連，所述振動單元為微型振動電機(jī)，電源7分別與音頻放大電路2、音頻多通道帶通濾波電路3以及功率放大陣列電路4相連。麥克風(fēng)1用于將外部聲音信號轉(zhuǎn)化為電流脈沖信號，音頻放大電路2用于將音頻信號放大，音頻多通道帶通濾波電路3將一般聲音分解為若干道頻率相對單純的聲音信號，功率放大陣列電路4對每個通道進(jìn)行功率放大，振動陣列裝置5用于刺激人體皮膚特定的不同位置，振動陣列裝置5中每個振動單元使用的是微型振動電機(jī)，音量調(diào)節(jié)器6用來調(diào)節(jié)音頻放大電路2的輸出音量，電源7用于為音頻放大電路2、音頻多通道帶通濾波電路3、 功率放大陣列電路4提供工作電源；麥克風(fēng)1獲取外界聲音信號，并將聲音信號轉(zhuǎn)化為電流信號輸入到音頻放大器電路2，音頻放大電路2將麥克風(fēng)1送來的聲音電流信號放大，供音頻多通道帶通濾波電路3進(jìn)行分解聲音信號使用，功率放大陣列電路4用來對分解后的各通道信號進(jìn)行功率放大。音量調(diào)節(jié)器6安裝于音頻放大電路2之上或者安裝在音頻放大電路2與音頻多通道帶通濾波電路3之間用來控制輸出功率。但音量調(diào)節(jié)器6是可選的，具體制作時也可以使用不同規(guī)格電阻替代，以適應(yīng)不同的使用者。由于聲音電流信號也可以由收音機(jī)、電腦等電子設(shè)備的音頻輸出端口得到，所以多通道陣列振動式皮膚聽聲器的實質(zhì)就是音頻多通道帶通濾波電路3，功率放大陣列電路4，振動陣列裝置5，電源7這四大部分，聽力正常的人也可以不通過揚聲器和耳朵獲得聲
首{曰息。音頻多通道帶通濾波電路3中每個通道的頻率中心可以根據(jù)語言的種類進(jìn)行設(shè)置，如可將通道數(shù)設(shè)為4，4個通道的頻率中心可分別設(shè)為500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz。 每個通道能輸出具有足夠電壓的音頻電流信號驅(qū)動振動陣列裝置內(nèi)的振動單元。振動單元用來刺激皮膚不同位置實現(xiàn)皮膚辨析聲音。隨著通道數(shù)的增加，以及音頻多通道帶通濾波電路中每個通道的頻率中心分布不斷優(yōu)化，多通道陣列振動式皮膚聽聲器的聽聲效果將會不斷得到改進(jìn)。本實用新型中沒有一步是通過人體的聽覺系統(tǒng)來完成的，也就是說它不依賴于人體的任何殘余聽力，所以它從根本上解決了聾 人的聽覺問題。該儀器在供電充足的條件下，只要振動陣列裝置5貼在有足夠面積的皮膚上，無需任何手術(shù)，便可獲得對于一般聲音，特別是語音的感知和分辨。如果對于聾人進(jìn)行語音培訓(xùn)則可獲得更佳的使用效果。使用時的注意事項(1)需要一段適應(yīng)的階段，對于聽力喪失嚴(yán)重的人來說由于他們從來沒有感覺過聲音，聲音對于他們來說是一種新的信號；(2)長期使用可能會引起振動陣列裝置接觸處的皮膚通風(fēng)不好，最好在晚上睡覺時停止使用，以便讓振動陣列裝置接觸處的皮膚得到恢復(fù)；(3)要調(diào)節(jié)到合適的音量，音量太小無法引起皮膚聽覺，音量太大時振動陣列裝置發(fā)出的聲音信號將傳進(jìn)麥克風(fēng)，引起互感(自激)，導(dǎo)致無法使用；(4)長期使用后，由于人體神經(jīng)系統(tǒng)的自然調(diào)節(jié)，聽覺效果將會越來越好；(5)若要能辨析人的語音則需要數(shù)月以后，因為要形成語言條件反射需要相當(dāng)長的時間。根據(jù)巴甫洛夫的理論，人對于語言的理解是在語言條件反射的建立過程中形成的。所以，聾啞人使用多通道陣列振動式皮膚聽聲器時需要一段時間的語音訓(xùn)練。但這種訓(xùn)練不需要特殊環(huán)境，而是參與人們的正常活動，使得自己對于由多通道陣列振動式皮膚聽聲器所取得的語音信號形成條件反射。對于語音信號形成條件反射所需要的時間會因人而異，一般來說年齡小的和智商高的人適應(yīng)的更快。多通道陣列振動式皮膚聽聲器所消耗的功率要比助聽器大，可以把電源7和音頻處理部分封裝在一起并與其它器件用較長的導(dǎo)線聯(lián)接，以便將電源等裝在衣服的口袋里。相對于助聽器來說，本實用新型具有如下優(yōu)點(1)接收聲音不依賴于人體的任何殘余聽力，適用于聽力損失非常嚴(yán)重的人使用；(2)靈敏度比較高，與人的耳朵的聽覺范圍基本一致，所以可獲得對于語音及常遇到的聲音的聽覺。相對于電子耳蝸來說，本實用新型作為皮膚聽聲器使用時具有如下優(yōu)點(1)接收聲音不依賴于人體的任何殘余聽力，聽覺神經(jīng)損壞者仍可使用；(2)靈敏度比較高，與人的耳朵的聽覺范圍基本一致；(3)不需要任何手術(shù)，副作用幾乎沒有。相對于“變壓式皮膚聽聲器”，多通道陣列振動式皮膚聽聲器對于人體皮膚的副作用更小，并具備明顯的對于語音的分辨能力。
權(quán)利要求1.一種多通道陣列振動式皮膚聽聲器，其特征在于包括麥克風(fēng)(1)以及與麥克風(fēng)(1) 的輸出端相連的音頻放大電路(2)，音頻放大電路(2)的輸出端與音頻多通道帶通濾波電路(3)的輸入端相連，音頻多通道帶通濾波電路(3)的輸出端與功率放大陣列電路(4)的輸入端相連，功率放大陣列電路(4)的輸出端與包含若干振動單元的振動陣列裝置(5)相連，電源(7)分別與音頻放大電路(2)、音頻多通道帶通濾波電路(3)以及功率放大陣列電路⑷相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多通道陣列振動式皮膚聽聲器，其特征在于所述振動單元為微型振動電機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多通道陣列振動式皮膚聽聲器，其特征在于所述音頻多通道帶通濾波電路(3)的通道頻率中心采用可重定義的形式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多通道陣列振動式皮膚聽聲器，其特征在于所述音頻放大電路(2)或音頻放大電路(2)與音頻多通道帶通濾波電路(3)之間設(shè)置有音量調(diào)節(jié)器 (6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多通道陣列振動式皮膚聽聲器，其特征在于所述音頻多通道帶通濾波電路(3)包括4個通道且通道頻率中心分別定義為500HZ、1000HZ、2000HZ、 4000Hz。
專利摘要本實用新型提供一種多通道陣列振動式皮膚聽聲器包括麥克風(fēng)以及與麥克風(fēng)的輸出端相連的音頻放大電路，音頻放大電路的輸出端與音頻多通道帶通濾波電路的輸入端相連，音頻多通道帶通濾波電路的輸出端與功率放大陣列電路的輸入端相連，功率放大陣列電路的輸出端與包含若干振動單元的振動陣列裝置相連，電源分別與音頻放大電路、音頻多通道帶通濾波電路以及功率放大陣列電路相連。本實用新型采用音頻多通道帶通濾波電路將聲音信號分解為若干個頻率相對單一的聲音信號，并分別由各個輸出通道輸出后連接至振動陣列裝置，振動陣列裝置內(nèi)的各個振動單元刺激皮膚的不同位置，不依賴于人體的任何殘余聽力，解決了聾啞人的語音辨析問題。
文檔編號A61F11/04GK202060973SQ201120071530
公開日2011年12月7日 申請日期2011年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月18日
發(fā)明者李建文 申請人:陜西科技大學(xué)