CN202060973U - 多通道阵列振动式皮肤听声器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种多通道阵列振动式皮肤听声器：包括麦克风以及与麦克风的输出端相连的音频放大电路，音频放大电路的输出端与音频多通道带通滤波电路的输入端相连，音频多通道带通滤波电路的输出端与功率放大阵列电路的输入端相连，功率放大阵列电路的输出端与包含若干振动单元的振动阵列装置相连，电源分别与音频放大电路、音频多通道带通滤波电路以及功率放大阵列电路相连。本实用新型采用音频多通道带通滤波电路将声音信号分解为若干个频率相对单一的声音信号，并分别由各个输出通道输出后连接至振动阵列装置，振动阵列装置内的各个振动单元刺激皮肤的不同位置，不依赖于人体的任何残余听力，解决了聋哑人的语音辨析问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种听声器，特别涉及一种多通道阵列振动式皮肤听声器。
背景技术
世界上有近1亿听力残疾人，而我国就有2000万听力残疾人，如何解决这些人的听说问题，是世界上的一大难题。目前普遍使用的是助听器，但助听器无法从根本上解决这一难题。由于助听器是利用麦克风把声音信号转化成电流信号并放大，然后再通过扬声器把放大后的声音信号传送给人的耳朵，即助听器只起到声音放大的作用。助听器具有如下缺点：(1)助听器中同时用到扬声器和麦克风，如果放大倍数过大，这二者之间会产生互感(也称为自激现象)，以致无法使用；(2)助听器仍然要利用人的残余听力，所以助听器对于丧失听力比较严重的人不起作用。
发明专利(ZL200410026265.5)公开了一种变压式皮肤听声器，2007年制造出了世界上第一批“皮肤听声器”，使得人类通过皮肤听声成为了现实。但是，上述“变压式皮肤听声器”并没有解决辨析语音的问题，语音是由很多种频率单纯的声音叠加而成。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种具备分辨语音能力的多通道阵列振动式皮肤听声器。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
包括麦克风以及与麦克风的输出端相连的音频放大电路，音频放大电路的输出端与音频多通道带通滤波电路的输入端相连，音频多通道带通滤波电路的输出端与功率放大阵列电路的输入端相连，功率放大阵列电路的输出端与包含若干振动单元的振动阵列装置相连，电源分别与音频放大电路、音频多通道带通滤波电路以及功率放大阵列电路相连。
所述振动单元为微型振动电机。
所述音频多通道带通滤波电路的通道频率中心采用可重定义的形式。
所述音频放大电路或音频放大电路与音频多通道带通滤波电路之间设置有音量调节器。
所述音频多通道带通滤波电路包括4个通道且通道频率中心分别定义为500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz。
本实用新型采用音频多通道带通滤波电路将声音信号分解为若干个频率相对单一的声音信号并输送至功率放大阵列电路，功率放大阵列电路对每个通道内的单一声音信号进行功率放大，并分别由各个输出通道输出后分别控制振动阵列装置的对应振动单元，振动阵列装置内的各个振动单元刺激皮肤的不同位置将声音电流信号通过皮肤传给大脑，本实用新型将复杂的语音还原为多路相对单纯的音频信号，再通过不同频率信号转化为振动以刺激人体不同位置的方式实现辨析语音的目的，不依赖于人体的任何残余听力，从根本上解决了聋哑人的语音辨析问题。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图：
麦克风1，音频放大电路2，音频多通道带通滤波电路3，功率放大阵列电路4，振动阵列装置5，音量调节器6，电源7
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作进一步详细说明。
参见图1，包括麦克风1以及与麦克风1的输出端相连的音频放大电路2，音频放大电路2的输出端与音频多通道带通滤波电路3的输入端相连，所述音频多通道带通滤波电路3的通道频率中心采用可重定义的形式，所述音频多通道带通滤波电路3包括4个通道且通道频率中心分别定义为500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz，所述音频放大电路2或音频放大电路2与音频多通道带通滤波电路3之间设置有音量调节器6，音频多通道带通滤波电路3的输出端与功率放大阵列电路4的输入端相连，功率放大阵列电路4的输出端与包含若干振动单元的振动阵列装置5相连，所述振动单元为微型振动电机，电源7分别与音频放大电路2、音频多通道带通滤波电路3以及功率放大阵列电路4相连。
麦克风1用于将外部声音信号转化为电流脉冲信号，音频放大电路2用于将音频信号放大，音频多通道带通滤波电路3将一般声音分解为若干道频率相对单纯的声音信号，功率放大阵列电路4对每个通道进行功率放大，振动阵列装置5用于刺激人体皮肤特定的不同位置，振动阵列装置5中每个振动单元使用的是微型振动电机，音量调节器6用来调节音频放大电路2的输出音量，电源7用于为音频放大电路2、音频多通道带通滤波电路3、功率放大阵列电路4提供工作电源；麦克风1获取外界声音信号，并将声音信号转化为电流信号输入到音频放大器电路2，音频放大电路2将麦克风1送来的声音电流信号放大，供音频多通道带通滤波电路3进行分解声音信号使用，功率放大阵列电路4用来对分解后的各通道信号进行功率放大。
音量调节器6安装于音频放大电路2之上或者安装在音频放大电路2与音频多通道带通滤波电路3之间用来控制输出功率。但音量调节器6是可选的，具体制作时也可以使用不同规格电阻替代，以适应不同的使用者。
由于声音电流信号也可以由收音机、电脑等电子设备的音频输出端口得到，所以多通道阵列振动式皮肤听声器的实质就是：音频多通道带通滤波电路3，功率放大阵列电路4，振动阵列装置5，电源7这四大部分，听力正常的人也可以不通过扬声器和耳朵获得声音信息。
音频多通道带通滤波电路3中每个通道的频率中心可以根据语言的种类进行设置，如可将通道数设为4，4个通道的频率中心可分别设为500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz。每个通道能输出具有足够电压的音频电流信号驱动振动阵列装置内的振动单元。振动单元用来刺激皮肤不同位置实现皮肤辨析声音。随着通道数的增加，以及音频多通道带通滤波电路中每个通道的频率中心分布不断优化，多通道阵列振动式皮肤听声器的听声效果将会不断得到改进。
本实用新型中没有一步是通过人体的听觉系统来完成的，也就是说它不依赖于人体的任何残余听力，所以它从根本上解决了聋哑人的听觉问题。该仪器在供电充足的条件下，只要振动阵列装置5贴在有足够面积的皮肤上，无需任何手术，便可获得对于一般声音，特别是语音的感知和分辨。如果对于聋人进行语音培训则可获得更佳的使用效果。
使用时的注意事项：(1)需要一段适应的阶段，对于听力丧失严重的人来说由于他们从来没有感觉过声音，声音对于他们来说是一种新的信号；(2)长期使用可能会引起振动阵列装置接触处的皮肤通风不好，最好在晚上睡觉时停止使用，以便让振动阵列装置接触处的皮肤得到恢复；(3)要调节到合适的音量，音量太小无法引起皮肤听觉，音量太大时振动阵列装置发出的声音信号将传进麦克风，引起互感(自激)，导致无法使用；(4)长期使用后，由于人体神经系统的自然调节，听觉效果将会越来越好；(5)若要能辨析人的语音则需要数月以后，因为要形成语言条件反射需要相当长的时间。根据巴甫洛夫的理论，人对于语言的理解是在语言条件反射的建立过程中形成的。所以，聋哑人使用多通道阵列振动式皮肤听声器时需要一段时间的语音训练。但这种训练不需要特殊环境，而是参与人们的正常活动，使得自己对于由多通道阵列振动式皮肤听声器所取得的语音信号形成条件反射。对于语音信号形成条件反射所需要的时间会因人而异，一般来说年龄小的和智商高的人适应的更快。
多通道阵列振动式皮肤听声器所消耗的功率要比助听器大，可以把电源7和音频处理部分封装在一起并与其它器件用较长的导线联接，以便将电源等装在衣服的口袋里。
相对于助听器来说，本实用新型具有如下优点：(1)接收声音不依赖于人体的任何残余听力，适用于听力损失非常严重的人使用；(2)灵敏度比较高，与人的耳朵的听觉范围基本一致，所以可获得对于语音及常遇到的声音的听觉。
相对于电子耳蜗来说，本实用新型作为皮肤听声器使用时具有如下优点：(1)接收声音不依赖于人体的任何残余听力，听觉神经损坏者仍可使用；(2)灵敏度比较高，与人的耳朵的听觉范围基本一致；(3)不需要任何手术，副作用几乎没有。
相对于“变压式皮肤听声器”，多通道阵列振动式皮肤听声器对于人体皮肤的副作用更小，并具备明显的对于语音的分辨能力。
Claims (5)
1.一种多通道阵列振动式皮肤听声器，其特征在于：包括麦克风(1)以及与麦克风(1)的输出端相连的音频放大电路(2)，音频放大电路(2)的输出端与音频多通道带通滤波电路(3)的输入端相连，音频多通道带通滤波电路(3)的输出端与功率放大阵列电路(4)的输入端相连，功率放大阵列电路(4)的输出端与包含若干振动单元的振动阵列装置(5)相连，电源(7)分别与音频放大电路(2)、音频多通道带通滤波电路(3)以及功率放大阵列电路(4)相连。
2.根据权利要求1所述一种多通道阵列振动式皮肤听声器，其特征在于：所述振动单元为微型振动电机。
3.根据权利要求1所述一种多通道阵列振动式皮肤听声器，其特征在于：所述音频多通道带通滤波电路(3)的通道频率中心采用可重定义的形式。
4.根据权利要求1所述一种多通道阵列振动式皮肤听声器，其特征在于：所述音频放大电路(2)或音频放大电路(2)与音频多通道带通滤波电路(3)之间设置有音量调节器(6)。
5.根据权利要求1所述一种多通道阵列振动式皮肤听声器，其特征在于：所述音频多通道带通滤波电路(3)包括4个通道且通道频率中心分别定义为500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz。
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