[发明专利]音频通信系统和方法

说明书

公开了用于音频通信的系统和方法。该系统包括多个换能器单元和多个三维传感器模块(TDSM)，其适于位于系统应当向其提供服务的多个地点/空间中。多个换能器单元能够将超声波信号发射/引导和聚焦到地点中的相应覆盖区域，使得通过利用来自超声波技术的声音，可以在覆盖区域中的选定空间位置处形成局部(受限)声场。TDSM与地点中的各个感测体积相关联，并且可操作以获得指示地点中元件的3D排列的感测数据。该系统包括：(i)用户检测模块，用于处理来自TDSM的感测数据，以确定用户在感测体积内的空间位置；(ii)映射模块，提供感测体积和覆盖区域之间的空间映射；以及(iii)输出声音发生器，其适于利用空间映射来选择用于服务于用户的换能器单元，并且操作所选择的换能器以在用户的头部/耳朵附近产生局部声场。

技术领域

本发明属于人机接口领域，利用音频通信，且涉及提供免提音频通信的系统和方法。

背景

音频通信需要很大一部分人的互动。我们进行电话交谈，听音乐或与电视节目相关的声音，并接收警报，例如闹钟或微波炉或洗碗机循环的结束。

声波信号的自然波行为和相对长的波长导致声波的大幅度传播，并允许位于公共区域的人们听到声音并感知其上承载的数据。

已知各种技术允许用户通过声音进行通信，同时保持通信的私密性。在这些技术之间，最公知的例子包括电话接收机和头戴式耳机或耳机，它们都提供指向用户的一个或两个耳朵的相对低振幅的声音信号。

本申请发明人开发的附加技术提供从远程位置发送到选定用户的私人声音。该技术的细节描述在转让给本申请受让人的WO2014/076707和WO2014/147625中。

更具体地，WO2014/076707公开了一种用于在指定空间位置处产生局部可听声场的系统和方法。根据这种技术，承载预定声音数据的空间受限的可听声音在应该被听到的指定空间位置本地产生。更具体地，根据所公开的技术，为了产生承载期望声音数据的局部受限可听声音，基于声音数据确定至少两个超声波束的频率内容，并且由声换能器系统(例如，包括多个超声波换能器元件的布置的换能器系统)发射至少两个超声波束的频率内容，然后，由至少两个超声波束在指定位置产生空间受限可听声音。例如，所述至少两个超声波束包括至少一个初级音频调制超声波束和一个或更多个附加超声波束，初级音频调制超声波束的频率内容包括至少两个超声波频率分量，所述至少两个超声波频率分量被选择成在非线性介质中经历非线性交互之后产生可听声音，每个附加超声波束包括一个或更多个超声波频率分量。指示指定位置的位置数据被用于分别确定至少两个超声波束的至少两个焦点，使得将至少两个超声波束聚焦在至少两个焦点上能够产生具有指定空间位置附近的可听声音的局部声场。

也转让给本申请的受让人的WO2014/147625描述了一种换能器系统，其包括具有一个或更多个压电致能箔/片/层的面板和耦合到面板的电触点布置。电触点被配置成在面板中限定多个换能器。每个换能器与面板的相应区域相关联，并且与至少两个电触点相关联，所述至少两个电触点耦合到面板的相应区域处的至少两个区域。电触点适于在这至少两个区域中提供电场，以在这至少两个区域中引起不同程度的压电材料变形，从而使面板的相应区域在基本垂直于面板表面的方向上变形，并且由此能够将电信号有效地转换成机械振动(声波)和/或反之亦然。本发明的换能器可以被配置和可操作用于产生至少两个超声波束，所述至少两个超声波束可用于产生上述WO2014/076707中公开的空间受限可听声音。

概要描述

在本领域中需要一种能够管理指向位于特定空间内的所选一个或更多个用户的私人声音(即，向所选用户提供声音以供用户私人消费/听到)的新系统和方法。本发明的技术利用与一个或更多个换能器单元相关联的一个或更多个三维传感器模块(TDSM)来确定用户的位置并确定适当的声音轨迹，用于向所选择的用户发送私人声音信号，同时消除或至少显著减少声音信号与可能位于相同空间中的其他用户的干扰。