声振式水系统.pdf

一种声振式系统具有用于盛水的壳体，换能器被安装到该壳体。多通道输入信号使得换能器驱动壳体从而实现不同的、但是协同的触觉和听觉刺激，为使用者提供独特的组合式振动和听觉水感受。

1.一种声振式水系统，包括：用于盛水的壳体，所述壳体包括在第一轴线的相对侧上偏离的左侧壁和右侧壁，以及在与所述第一轴线垂直的第二轴线的相对侧上偏离的头壁和脚壁，其中，所述第一轴线和所述第二轴线限定四个象限，其中所述左侧壁、右侧壁、头壁和脚壁构成壳体的封闭边界；安装到所述壳体的听觉换能器组，该听觉换能器组接收音响输入信号，该音响输入信号具有音响波特性并且驱动所述壳体以实现听觉刺激；以与所述壳体形成能量传送关系的方式安装到所述壳体的振动换能器组，该振动换能器组位于所述壳体中的水的水线下方，其中在四个象限的每一个象限中布置有至少一个振动换能器并且所述头壁、脚壁、左侧壁和右侧壁中的每一个上安装有至少一个振动换能器，该振动换能器组接收多通道振动输入信号，该多通道振动输入信号具有与所述音响波特性不同的振动波特性，并且驱动所述壳体以在水中实现与所述听觉刺激不同的触觉刺激；所述壳体还包括头部凹槽，该头部凹槽具有下表面，该下表面连接到所述头壁的上边沿并且沿水平方向向所述闭合边界外侧延伸，该下表面向上弯曲并连接到所述壳体的边缘，其中所述头部凹槽被配置为支撑入浴者的头部，使得入浴者的耳朵位于壳体临近边缘的部分内低于壳体的边缘且高于水线，其中通过定制所述壳体的几何形状以使在适于传送听觉刺激的可听见频率的范围内的振动衰减最小，壳体邻近边缘的部分已经被微调成增强听觉刺激；和控制器，其被配置成接收辅助输入以及将辅助输入路由到听觉换能器和振动换能器，其中所述控制器被进一步配置成分析辅助输入以提取脉冲，脉冲从音响信号中过滤并在振动信号中被加强。 2.如权利要求1所述的系统，其中所述振动换能器被布置成使得所述振动换能器中的第一组位于所述第一轴线的第一侧，并且所述振动换能器中的第二组位于所述第一轴线的第二侧。 3.如权利要求2所述的系统，其中所述触觉刺激在空间上被引导到所述第一轴线的一侧或两侧。 4.如权利要求3所述的系统，其中所述触觉刺激在所述第二组换能器中横跨所述第一轴线的至少两个换能器之间摇摆。 5.如权利要求4所述的系统，其中所述触觉刺激以生物节奏的模式摇摆。 6.如权利要求4所述的系统，其中所述第一轴线沿着所述壳体的长尺寸延伸。 7.如权利要求2所述的系统，其中由所述听觉换能器组接收的音响输入信号是多通道的，并且其中所述听觉换能器组被布置成使得所述至少一个听觉换能器位于所述第二轴线的各侧处。 8.如权利要求7所述的系统，其中所述听觉刺激在空间上被引导到第二轴线的一侧或两侧。 9.如权利要求8所述的系统，其中所述听觉刺激在所述听觉换能器组的横跨所述第二轴线的至少两个换能器之间摇摆。 10.如权利要求8所述的系统，其中所述第一轴线沿着所述壳体的长尺寸延伸，并且所述第二轴线沿着所述壳体的短尺寸延伸。 11.如权利要求10所述的系统，其中各听觉和触觉刺激在空间上被引导到一个或多个象限。 12.如权利要求11所述的系统，其中所述触觉刺激的所述空间中心与所述听觉刺激的空间中心相配合。 13.如权利要求12所述的系统，其中所述听觉和触觉刺激的空间中心位于同一象限中。 14.如权利要求12所述的系统，其中所述听觉刺激的空间中心与所述触觉刺激的空间中心相配合地移动，以便提供在空间上有变化的听觉/触觉感受。 15.如权利要求1所述的系统，其中所述振动波特性是无旋律的。 16.一种声振式洗浴系统，包括：用于盛水的浴缸盆，该浴缸盆具有在第一轴线的相对侧上偏离的左侧壁和右侧壁，以及在第二轴线的相对侧上偏离的头端和脚端，其中所述左侧壁、右侧壁、头壁和脚壁构成浴缸盆的封闭边界；听觉换能器组，该听觉换能器组以与所述浴缸盆形成能量传送关系的方式安装到所述浴缸盆，并且被布置成使得所述听觉换能器组中的至少一个听觉换能器在各头端和脚端处，所述听觉换能器组接收具有音响波特性并且驱动所述浴缸盆以实现听觉刺激的多通道音响输入信号；和包括至少四个振动换能器的振动换能器组，该振动换能器组以与所述浴缸盆形成能量传送关系的方式安装到所述浴缸盆，该振动换能器组位于所述浴缸盆中的水的水线下方，其中所述振动换能器被布置成使得所述头壁、脚壁、左侧壁和右侧壁中的每一个上安装有至少一个振动换能器，所述振动换能器接收多通道振动输入信号，该多通道振动输入信号具有与所述音响波特性不同的振动波特性，并且驱动所述浴缸盆以在水中实现与所述听觉刺激不同的触觉刺激；其中所述触觉刺激可在所述头端和所述脚端之间摇摆，所述听觉刺激可在两侧之间摇摆；所述浴缸盆还包括头部凹槽，该头部凹槽具有下表面，该下表面连接到所述头壁的上边沿并且沿水平方向向所述闭合边界外侧延伸，该下表面向上弯曲并连接到所述浴缸盆的边缘，其中所述头部凹槽被配置为支撑入浴者的头部，使得入浴者的耳朵位于浴缸盆临近边缘的部分内低于壳体的边缘且高于水线，其中通过定制所述浴缸盆的几何形状以使在适于传送听觉刺激的可听见频率的范围内的振动衰减最小，所述浴缸盆邻近边缘的部分已经被微调成增强听觉刺激；和控制器，其被配置成接收辅助输入并且将辅助输入路由到听觉换能器和振动换能器，其中所述控制器被进一步配置成分析辅助输入以提取脉冲，脉冲从音响信号中过滤并在振动信号中被加强。 17.如权利要求16所述的系统，其中所述听觉刺激的摇摆和空间中心中的至少一个是与所述触觉刺激的空间中心相配合。 18.如权利要求16所述的系统，其中所述触觉刺激是无旋律的。

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年3月31日提交的、美国临时申请61/041,157的优先权。

联邦政府资助的研究或开发

不适用。

背景技术

本发明涉及声振式系统。更具体地，它涉及产生不同的受控听觉和振动感受(experience)的声振式水或洗浴系统。

将浴缸壳体(例如，浴缸)用作声音扬声器以重现音乐是被普遍知道的。美国专利US6,523,191披露了一种有声源热水浴缸(acoustically active hottub)，其具有多个固定到被嵌入热水浴缸壳体中的块的换能器。音频换能器将来自音乐源的电信号转换成振动，该振动被传送到热水浴缸的壳体，使得壳体振动。热水浴缸壳体在适于传送通常与音乐相关的声频的频率范围内振动。这样，在泵和喷嘴使掺气水在热水浴缸之内循环时，用户能听到音乐。

然而，上面所讨论的技术无法使用热水浴缸壳体产生两种不同的效果。换能器仅仅为热水浴缸的使用者产生可听声音。而且，用在美国专利US6,523,191的热水浴缸中的喷嘴即使不完全消除也会减损可能由入浴者感受到的、因为换能器重现音乐而产生的任何附带振动。

德国专利DE19902875介绍了用作声音扬声器的浴缸的另一例子。这个参考文献的中心是改善换能器的机械振荡传送到浴缸的壳体的传送效率，以改善壳体充当声音扬声器的性能。然而，与美国专利US6,523,191一样，德国专利DE19902875仅将壳体用作伪扬声器，不考虑可听见声音的再现以外的输入信号或输出信号的影响。

使用安装在浴缸附近的单个换能器振动水，并且因此振动入浴者，也是被普遍知道的。美国专利US3,585,991披露了一种被安装成与浴缸的一个壁成能量耦合关系的换能器。耦合到壁的换能器产生一系列经由浴缸的单个壁通过水的能量波，然而，包括未被耦合到浴缸壳体的分离的扬声器(例如，头戴式耳机或周围声音系统)以产生音乐。这样，美国专利US3,585,991不将浴缸用作声音扬声器，而是仅仅使用单个壁达到振动的目的，并且具有分离的扬声器来产生听得见的音乐。此外，该发明教导用漩涡类型的单元形成水的可见运动，其将明显减损传播通过水的能量波的效果。

欧洲专利申请公布EP0651987也介绍了通过浴缸壁的壁孔安装的换能器，该换能器允许超声波直接传送到浴缸中。这样，浴缸不用作扬声器，而仅用作在浴缸和换能器之间有垫片隔离的换能器专用安装座。而且，除换能器之外，浴缸还包括水按摩器(例如，喷水器)，也会减损超声波。

因为产生受控振动和听觉感受深具挑战，因此现有技术使用浴具外壳来产生振动或声音之间已经建立起分界线。因此，创造一种声振式卫浴器具，该声振式卫浴器具的壳体能由两个能形成具有不同波特性的声音感受和振动感受的不同信号驱动，可克服以上挑战，是以前预料不到的。

发明内容

本发明一方面提供了一种声振式水系统。该系统包括用于盛水的壳体和两组以安装成与壳体有能力传送关系的方式安装到壳体的换能器。一组换能器使用具有音响波特性的音响输入信号驱动壳体并且实现听觉刺激。另一组换能器使用多通道振动输入信号驱动壳体以在水中实现与听觉刺激不同的触觉刺激，该多通道振动输入信号具有与音响波特性不同的振动波特性。

另一方面，一组换能器，优选地两组换能器被布置成，允许相对于壳体摇摆或者在空间上以其它方式控制或改变听觉和触觉刺激。例如，触觉刺激能以生物节奏模式摇摆。触觉刺激可被引导到壳体的一侧或多侧，一个或多个象限或其它部分，以便提供与位置有关的处理。对于听觉刺激也是这样的。听觉和触觉刺激的摇摆或空间改变可以可察觉的随机方式发生，或者能与彼此相配合，使得通过听觉和视觉刺激的一致作用能提供期望的组合振动和听觉感受，所述振动和听觉感受例如趋向于安慰或鼓舞用户。

用足够数量的换能器并且通过适当地控制各音响和振动信号的振幅和/或频率，相关换能器能为各听觉和触觉刺激产生空间“中心”，或感觉。

可通过不同输入信号通道的数码以及换能器的放置位置和数量来影响听觉和触觉刺激的空间控制和解析度。例如，接收分离的输入信号且在正交轴线上间隔开的四个换能器，允许大体上在由轴线限定的二维平面内改变声音或振动的空间中心。增加换能器和输入信号的数量能增加空间控制的解析度。

通过使用多组多个换能器和输入信号，例如分离的振动和音响换能器组，振动和声音的空间中心能与彼此独立地或者彼此协同地来操控，以提供期望的总体振动和声音感受。例如，听力和触觉刺激的空间中心可被控制以留驻在相同区域或不同区域处。这些空间中心可重叠以及在特定位置的部位，例如在入浴者的特定身体部位处，提供声振感受，或者空间中心可相互一致地移动，或者有相同或相似路径，或者有任何线性或非线性的分岔路径，从而提供期望的效果。

为了进一步增强效果，可通过使用无旋律的和/或不重复的音响和振动波特性来获得振动和声音感受，让使用者感到它不遵循固定的音轨、例程或程序。

借助于详细描述和附图，本发明的这些和其它方面及好处将变得显而易见的。以下内容仅仅是本发明的优选的示例性实施方式。为了评定本发明的全部范围，应当参考权利要求。

附图说明

图1是等轴视图，示出了依照本发明的声振式水或洗浴系统；

图2是该系统的底视图；

图3是该系统的左侧视图；

图4是该系统的脚端视图；

图5是该系统的头端视图；

图6A是示意图，示出了图1的系统的示例性的线路配置图；

图6B是示意图，示出了另一示例性的线路配置图；

图7A是示意图，示出了图1的系统的示例性的信号分配；

图7B是示意图，示出了另一示例性的信号分配；

图8A是可与图1的系统一起使用来建立通用脉冲的简化波形；

图8B是可与图1的系统一起使用来建立扫描振动(sweeping vibration)的另一简化波形；

图8C是可与图1的系统一起使用来建立周期振动的另一个简化波形；

图8D是可与图1的系统一起使用来建立支配听觉感受的再另一简化波形；

图8E是可与图1的系统一起使用来通过辅助输入建立振动感受和听觉感受的示例性辅助波形；和

图8F是可与图1的系统一起使用来建立不同的振动感受的示例性基本波形。

具体实施方式

本发明提供卫浴器具12(优选为浴缸)形式的、能同时为入浴者11产生和实现受控的听觉和振动感受的声振式水或洗浴系统。

听觉感受主要给入浴者11带来听觉刺激，该听觉刺激是由响应于音响信号被驱动的壳体14产生的，该音响信号包括传统音乐架构下的波特性。音乐架构包括典型的音乐元素，例如以特定调性(key)为中心的音调和与该调性相关的和声。听觉感受优选地包括由入浴者11听到的听觉焦点的音响旋律。听觉感受优选地通过气体介质，例如空气，传播到入浴者11，并且基本上实现听觉刺激。

振动感受主要给入浴者11带来大体上触觉的刺激，该触觉刺激也是由响应于振动信号被驱动的壳体14产生的，该振动信号包括与音响信号的至少一个波特性不同的波特性。振动感受的触觉振动大体上包括无旋律的波特性，该无旋律的波特性是特别形成的以获得经由触觉刺激实现的受控振动感受。振动感受的波特性优选地传达不可辨别的、辅助的感受，该不可辨别的、辅助的感受不建立时间架构，意味着通常成人入浴者在多个场合能遇到相同的振动信号，并且无法轻易地有意识地区别特定振动感受之内的开始、中间、结束、或其它时间关系。

振动感受优选地通过液体介质，例如水，传播到入浴者11，并且大体上实现触觉刺激，例如深按摩感受。而且，振动感受优选地包括对壳体14产生的振动的受控应用，以操控振动感受的位置和强度。

声振式卫浴器具12，更具体地是壳体14，已经被“微调(tune)”成可定制由壳体14产生的、并且通过空气和水传播以实现各自的听觉和触觉刺激的听觉和振动感受。最好将壳体14微调成有期望的调性，以便适当地响应特定调性的主要频率。适当的壳体14响应大体上意味着壳体14在频率的优选范围内有最小的振动衰减，壳体14被构造成可操作以增强期望的波特性。通过使得壳体14的频率响应(例如，壳体14的自然频率和谐振)与期望的听觉和振动感受的波特性相关联，来建立壳体14与期望的听觉和振动感受之间的关系。

在图1中示出了示例性的声振式卫浴器具12。器具或系统12包括壳体14，例如浴缸、淋浴间、水池、或其它类似盆，其优选为由纤维玻璃增强塑料制成，但是可以由多种其它材料或者例如亚克力、金属、瓷和类似材料这样的材料的组合制成。壳体14的频率响应部分地取决于壳体14的材料和几何形状。例如，取决于几何形状，铸铁可能是太致密以及太重而无法建立优选的声振式卫浴器具。然而，本发明仍可以使用具有合适的几何形状和结构的铸铁壳体。优选地将壳体14的几何形状和材料优化成，能适当地响应由各应用的细节和听觉和振动感受的波特性给定的期望频率范围

壳体14大体上包括偏离右侧壁18的左侧壁16，偏离脚壁22的头壁20，以及与壁16、18、20、22连接的基底24。壳体14通常经由用阀(未示出)控制的出水嘴来填入一部分水。在基底24中形成有排水口26，以便在不用时让水从壳体14排出。此外，溢水口28坐落在溢水横档30，以确保水不会升高到水线32以上并且不会突破壳体14边缘36界定的平面34。

壳体14的脚端38可以包括搁脚部分40，该搁脚部分40的轮廓表面被构造成当使用者在壳体14中时接合和支撑使用者的脚。此外，头端42可以包括形成在头壁20的靠背部分48上面的头部凹槽44。靠背部分48是倾斜的并且轮廓被构造成在入浴者在壳体14中时为入浴者11提供斜躺位置。

头部凹槽44可以采用各种结构。然而，每种的尺寸和大小被制造成使得当入浴者11的头部搁置在头部凹槽44中时，入浴者11的耳朵实质上低于平面34，并且优选地高于水线32。保持耳朵低于壳体14的边缘36并且高于水线32会改变由壳体14产生并通过空气传播的听觉刺激(下文会详细描述)。可替换地，头部凹槽44可以构造成使得耳朵位于水线32下。而且，这也会改变由听觉和振动感受实现的听觉刺激。

声振式卫浴器具12还可包括安装到壳体14的与壳体14的振动大体上同步的一系列色光疗法装置(chromotherapy device)50。色光疗法装置50可以由多色发光二极管、白炽灯泡、光纤束线(fiber optic strand)等等构成，并被安放在半透明或透明镜片52的后面。色光疗法装置50可能通过本领域技术人员已知的任何技术来安装。而且，可根据需要来改变色光疗法装置50的位置和数量。

声振式洗浴系统12包括安装成与壳体14有能量耦合关系的多个换能器。这些换能器驱动和振动壳体14，藉此实现听觉和振动感受。尽管将参考电磁换能器来描述示例性的实施方式，但换能器可以是能将输入信号转换成相应的机械振动的任何类型的换能器。在示例性的实施方式中，换能器优选地是电磁Rolen-Star音频换能器。

具体参考图2、图6A和图6B，换能器被分成两组：(1)振动壳体14以实现听觉感受的听觉换能器，和(2)振动壳体14以实现振动感受的振动换能器。听觉换能器包括右音响换能器54R和左音响换能器54L(共同称作“音响换能器54R、54L”)。振动换能器包括右头端振动换能器56R、左头端振动换能器56L、右脚端振动换能器58R、左脚端振动换能器58L、右侧头端振动换能器60R、左侧头端振动换能器60L、右侧脚端振动换能器62R、和左侧脚端振动换能器62L(共同称作“振动换能器56R、56L、58R、58L、60R、60L、62R、62L”)。

所描述的示例性实施方式总共使用两个听觉换能器54R、54L和八个振动换能器56R、56L、58R、58L、60R、60L、62R、62L；不过，依照本发明可以包括任何数量的听觉和振动换能器。此外，尽管示出了优选的换能器布置和数量，但是可以改变换能器的布置，并且事实上，每个特定器具12(例如，浴缸)最好针对使用者偏好的互动类型来调节换能器的布置，以最大化听觉和振动感受。就示例性实施方式所示的壳体14而言，优选地以图示的相对排列布置换能器，以使得由听觉和振动感受实现的波特性的传送最大化。例如，如图所示那样，将音响换能器54R、54L定向成将听觉感受引导向入浴者11，从而实现所期望的听觉刺激。

每个换能器安装在产生局部感受和/或整体感受的位置。振动换能器56R、56L、58R、58L、60R、60L、62R、62L优选地安装到壳体14的水线32下，使得相应的振动可产生通过水传播的触觉、振动感受。

作为局部振动感受的例子，右头端振动换能器60R和左头端振动换能器60L均邻近靠背部分48地固定到壳体14，使得右头端振动换能器60R和左头端振动换能器60L产生的能量会振动邻近靠背部分48的壳体14，并且在液体介质中产生从壳体14传播到入浴者11的相应能量波。振动感受会被入浴者通过触觉感知为背部、胸部和接近右头端振动换能器60R和左头端振动换能器60L的所有内部生物结构的受控的定向振动。类似的受控的局部效果由在壳体14周围的期望位置处的其余振动换能器56R、56L、58R、58L、60R、60L、62R、62L产生。

也可一致地控制振动换能器56R、56L、58R、58L、60R、60L、62R、62L以产生传播到壳体14内的多个区域或地带的或沿着预定路径传播的整体振动感受。在一个实施方式中，如图6A和图7A中所示，右脚端振动换能器58R和左脚端振动换能器58L可与右头端振动换能器56R和左头端振动换能器56L一致地被控制，以产生在入浴者11的脚和头之间来回传播的受控式组合振动感受。这在入浴者11的头和脚之间可提供具有传播通过入浴者11的触觉刺激的振动感受。

在另一实施方式中，如图6B和图7B所示，与邻近头端42和脚端38包括右头端振动换能器56R、左头端振动换能器56L、右脚端振动换能器58R、和左脚端振动换能器58L的四个振动换能器相分离地，来对包括右侧头端振动换能器60R、左侧头端振动换能器60L、右侧脚端振动换能器62R、和左侧脚端振动换能器62L的四个集中振动换能器一起进行控制。这种构造能实现在入浴者11的核心和头/脚之间选择性地引导振动感受的触觉刺激。如同本领域技术人员将会认识到的那样，多种换能器耦合结构可用来影响入浴者11的振动感受。

优选地将音响换能器54R、54L安装成邻近边缘36，实质上高于水线32，并且偏向壳体14的头端42。这将音响换能器54R、54L安置成更靠近入浴者11的头部并且实质上高于壳体14中的水面。结果是，在壳体14振动周围空气以实现听觉刺激时，此布置增强了由音响换能器54R、54L产生的听觉感受。而且，壳体14的设计，尤其是邻近边缘36的部分，已经被微调成能增强听觉感受的波特性，从而最大化听觉刺激。

在示例性实施方式中，右头端振动换能器56R、左头端振动换能器56L、右脚端振动换能器58R、和左脚端振动换能器58L大体沿着纵轴线64间隔开。类似地，右侧头端振动换能器60R、左侧头端振动换能器60L、右侧脚端振动换能器62R、和左侧脚端振动换能器62L大体沿着横向轴线66间隔开。也大体上沿着横向轴线66定向右音响换能器54R和左音响换能器54L。

换能器54R、54L、56R、56L、58R、58L、60R、60L、62R、62L的这种总体正交排列使壳体14可能同时产生部分取决于换能器之间相对间隔和排列的听觉和振动感受。听觉和振动感受可包括在大体由纵轴64和横轴66建立的象限之内或之间的感受的受控应用，包括摇摆式、立体声成象式、聚焦型振动、以及类似的应用。此外，例如，可以在所得听觉和/或振动感受的位置、振幅、频率、持续时间、和相互作用方面控制听觉和振动感受的听觉和触觉刺激。可操控感受的波特性，以实现多种感受。

可用任何已知的方法将换能器54R、54L、56R、56L、58R、58L、60R、60L、62R、62L安装到壳体14，包括但不限于：用粘接剂和环氧树脂将换能器54R、54L、56R、56L、58R、58L、60R、60L、62R、62L牢固地连接到壳体14，并且在壳体14和换能器之间形成能量耦合关系。优选的连接可确保能量有效地从换能器54R、54L、56R、56L、58R、58L、60R、60L、62R、62L传递到壳体14，使得壳体充分地产生听觉感受和振动感受，以实现期望的听觉和触觉刺激。

具体参考图6A，示出了声振式洗浴系统12的简化示例性的总体信号流和配线示意图。为清楚起见，分开描述振动部件和音响部件。将参考图7A更详细地描述信号的产生和处理。

听觉感受是音响信号68和它的音响波特性的结果。音响信号68包括音响换能器54R、54L的指令(也就是，特性)，用以振动壳体14从而产生被实现为听觉刺激的听觉感受。音响信号68在驱动右音响换能器54R和左音响换能器54L之前经过音响放大器70。音响信号68优选包括第一音响通道68A和第二音响通道68B。第一音响通道68A驱动右音响换能器54R，并且第二音向通道68B驱动左音响换能器54L。取决于期望的听觉感受，第一音响通道68A和第二音响通道68B可将相似的或不同的音响信号68运送到各自的音响换能器54R、54L。例如，沿着横轴66的听觉摇摆效果可通过一致地操控第一音响通道68A和第二音响通道68B的音响波特性，例如频率和/或振幅来实现。

尽管示例性实施方式的音响信号68是两通道信号，但可预期到本发明同样可应用任何其它类型的信号。例如，可将音响信号68编码成，使得与多个通道(例如，4、5、7等)有关的信息可从音响信号68解码出，用一个或多个音响放大器70放大，和连接到适当的换能器以产生期望的听觉感受。

振动感受是振动信号72和它的振动波特性的结果。振动信号72包括用于振动换能器56R、56L、58R、58L、60R、60L、62R、62L的指令(也就是，特性)，用以产生由触觉刺激实现的振动感受。在示例性实施方式中，振动信号72在驱动振动换能器56R、56L、58R、58L、60R、60L、62R、62L之前要经过一对振动放大器74。振动信号72优选地包括第一振动通道72A和第二振动通道72B。

在图6A和图7A所示的一个示例性的实施方式中，第一振动通道72A驱动右头端振动换能器56R、左头端振动换能器56L、右侧头端振动换能器60R、和左侧头端振动换能器60L(共同称作“头端振动换能器56R、56L、60R、60L”)。第二振动通道72B驱动右脚端振动换能器58R、左脚端振动换能器58L、右侧脚端振动换能器62R和左侧脚端振动换能器62L(共同称作“脚端振动换能器58R、58L、62R、62L”)。

如图6A所示，右头端振动换能器56R与左头端振动换能器56L串联，并且右侧头端振动换能器60R与左侧头端振动换能器60L也串联。然而，头端振动换能器56R、56L、60R、60L由第一振动通道72A驱动。图中由第二振动通道72B驱动的脚端振动换能器58R、58L、62R、62L有类似的耦合。所示的结构考虑到第一振动通道72A和第二振动通道72B用两个不同的振动信号72各自驱动头端振动换能器56R、56L、60R、60L和脚端振动换能器58R、58L、62R、62L。结果，通过相对于脚端振动换能器58R、58L、62R、62L改变与头端振动换能器56R、56L、60R、60L相关的振动波特性(例如，强度、持续时间、频率以及类似特性)能实现受控的振动感受。这样，能在位置、强度、持续时间和类似方面操控振动感受的触觉刺激。

在图6B和图7B中示出了另一示例性的实施方式，其中第一振动通道72A驱动右头端振动换能器56R、左头端振动换能器56L、右脚端振动换能器58R、和左脚端振动换能器58L(共同称作“端振动换能器56R、56L、58R、58L”)。第二振动通道72B驱动右侧脚端振动换能器62R、左侧脚端振动换能器62L、右侧头端振动换能器60R、和左侧头端振动换能器60L(共同称作“核心振动换能器60R、60L、62R、62L”)。

如图6B所示，端振动换能器56R、56L、58R、58L由第一振动通道72A驱动。类似地，核心振动换能器60R、60L、62R、62L由第二振动通道72B驱动。所示的这种换能器配置考虑到第一振动通道72A和第二振动通道72B用两个不同的振动信号72各自驱动端振动换能器56R、56L、58R、58L和核心振动换能器60R、60L、62R、62L。结果，通过相对于核心振动换能器60R、60L、62R、62L改变与端振动换能器56R、56L、58R、58L相关的振动波特性(例如，强度、持续时间、频率和类似特性)能实现受控的振动感受。这样，可在位置、强度、持续时间和类似方面操控振动感受的触觉刺激。

与第一音响通道68A和第二音响通道68B一样，第一振动通道72A和第二振动通道72B的特性可被改变以产生总体或局部的振动感受，例如从脚端38到头端42的摇摆。与音响换能器54R、54L一样，振动换能器56R、56L、58R、58L、60R、60L、62R、62L每一个都可以由分开离散的振动信号72驱动，该信号可编码成振动信号72。进一步地，每个振动换能器56R、56L、58R、58L、60R、60L、62R、62L可由分离的振动放大器74驱动，这样允许取决于应用需求的独立控制。

在示例性实施方式中，具体参考图7A，听觉感受和振动感受分别被编码到音响信号68和振动信号72中。可替换地，音响信号68和振动信号72可被编码到单源信号中并且可视需要被从其中解码。优选地，音响信号68和振动信号72编码成动画专家群层3的格式(“MP3格式”)，然而可以用任何其它编解码器编码，或者可以以原始格式(例如，波形(“WAV”)、先进音频编码(“AAC”)，杜比数字，以及类似格式)呈现。

音响信号68和振动信号72优选地从分离的介质装置(未示出)得到，例如安全数码(“SD”)卡，迷你SD，紧凑式闪存，闪盘以及类似装置。可替换地，音响信号68和振动信号72可存储在内置存储介质(例如，硬盘驱动)中或光学介质(例如，压缩盘(“CD”)，数字多用盘(“DVD”)，蓝光光盘(“BD”)，及类似介质)中。这样，音响信号68和振动信号72可以从单个介质装置得到并且来自单个流。

在示例性实施方式中，音响信号68被引导到音响解码器76，在那里它从MP3格式解码成优选地包括第一音响通道68A和第二音响通道68B的流音响信号(streaming audile signal)68。类似地，振动信号72被路由到振动解码器78，在那里它从优选的MP3格式解码成包括第一振动通道72A和第二振动通道72B的流振动信号72。音响解码器76和振动解码器78可类似于由Freecale Semiconductor生产的SCF5250 Integrated ColdFire微处理器。可替换地，单个解码器可以解码音响信号68和振动信号72。

音响解码器76的输出(即，第一音响通道68A和第二音响通道68B)和振动解码器78的输出(即，第一振动通道72A和第二振动通道72B)被引导到控制器80。在示例性实施方式中，控制器80可以是任何多个复杂可编程的市售逻辑装置。控制器80将第一音响通道68A、第二音响通道68B、第一振动通道72A、和第二振动通道72B路由到信号处理器82(会在下文描述)的合适的输入。应当认识到，控制器80可结合有解码器76、78，信号处理器82，放大器70、74，色光疗法控制器86和用在声振式洗浴系统12中的任何其它部件中的一个、几个、或者所有功能和特征。为了易于解释，本示例性实施例分开解释各部件的功能和特征。

控制器80将至少一个颜色信号(chromo signal)84提供给色光疗法控制器86。色光疗法控制器86响应于从控制器80接收的颜色信号84操控一系列色光疗法装置50(例如，LEDS)。多种颜色组合、强度、模式、和类似方面经由色光疗法控制器86和所结合的色光疗法装置50被引导到壳体14。

示例性实施方式的信号处理器82操控和调节音响信号68和振动信号72。信号处理器82可用于调节振动波特性或音响波特性，诸如第一音响通道68A、第二音响通道68B、第一振动通道72A、第二振动通道72B、和任何其它输入信号的频率和振幅。信号处理器82可类似于由Texas Instruments制造的TAS5508A。此外，信号处理器可包括一系列放大器；然而，图6A和图7A所示的示例性实施方式包括驱动音响换能器54R、54L的听力放大器70，以及一对振动放大器74，一个驱动头端振动换能器56R、56L、60R、60L，一个驱动脚端振动换能器58R、58L、62R、62L。本领域技术人员将会认识到，多种放大器配置和组合可用来为声振式洗浴系统12供给能量。例如，电路板可以包括一系列芯片，这些芯片都包括各自接收输入信号的一对放大器。放大器可以多种方式电耦合起来以在操作期间更好地分布热能，例如通过电耦合一个或多个芯片。

继续参考图7A，示出了音响换能器54R、54L的以及头端振动换能器56R、56L、60R、60L和脚端振动换能器58R、58L、62R、62L的结构。此示例性配置允许音响信号68被离散地分布在音响换能器54R、54L之间，以获得期望的听觉感受。参考图7B，示出了端振动换能器56R、56L、58R、58L和核心振动换能器60R、60L、62R和62L的结构。此外，可操控振动信号72从而以多种方式分布在振动换能器56R、56L、58R、58L、60R、60L、62R、62L之间，以获得所期望的振动感受。

如上所述，可以独立控制每个换能器54R、54L、56R、56L、58R、58L、60R、60L、62R、62L。例如，控制器80可输出两个不同的音响信号68和八个不同的振动信号72，从而允许独立地控制每个换能器54R、54L、56R、56L、58R、58L、60R、60L、62R、62L。例如，通过将离散的振动信号72从控制器80发送通过信号处理器82并且发送到期望的振动换能器56R、56L、58R、58L、60R、60L、62R、62L，可由特定的振动换能器56R、56L、58R、58L、60R、60L、62R、62L产生特定的触觉刺激。

示例性实施方式的控制器80还包括辅助输入88。控制器80接收辅助输入88，并将该输入路由到期望的音响换能器54R、54L和振动换能器56R、56L、58R、58L、60R、60L、62R、62L。该信号可以被发送到由入浴者11经由用户界面(未示出)确定的或者由控制器80依照可编程逻辑确定的一个或所有换能器。例如，控制器80可以被编程来过滤辅助输入88，以将较低频率(例如，在大约250赫兹以下)引导到振动换能器56R、56L、58R、58L、60R、60L、62R、62L，而将较高频率(例如，在大约250赫兹以上)引导到音响换能器54R、54L。可替换地，控制器80可以被编程成从辅助输入88提取脉动信号(即，“节拍”)以及将那些信号引导到振动换能器56R、56L、58R、58L、60R、60L、62R、62L。然后可将辅助输入88的剩余部分引导到音响换能器54R、54L。可从多种辅助装置(未示出)获得辅助输入88，包括计算机、电视、数字媒体播放器以及类似装置。

来看图8A至图8F，示出了简化波形(其中，Y轴大体表示相对振幅，X轴大体表示时间连续体)，该简化波形示出了被用来产生期望的听觉和振动感受的示例性音响信号68和振动信号72。所示的音响信号68和振动信号72仅仅是可用于通过振动壳体14而产生期望的听觉刺激和触觉刺激的示例性波形。与另一感受相比，振动感受和听觉感受具有至少一个不同的波特性。该特性可以涉及频率、振幅、音调、持续时间以及任何其它波特性，并且优选与壳体14相协调。此外，应当注意，优选地由壳体14同时产生振动感受和听觉感受，以基本上同时实现触觉和听觉刺激。因此，各换能器同时驱动壳体14以产生期望的感受。

参考图8A，“放松”波形90被设计成可产生听觉感受和振动感受，该听觉感受和振动感受用由“放松”波形90建立的通用脉冲使入浴者11的某些生物度量(例如，呼吸率，心率以及类似度量)同步。由分别经由第一音响通道68A和第二音响通道68B引导到右音响换能器54R和左音响换能器54L的音响信号68给予听觉感受。当壳体14振动周围空气产生听觉刺激时，听觉感受会被作用于入浴者11。

类似地，在图6A所示的实施方式中，由经由第一振动通道72A引导到头端振动换能器56R、56L、60R、60L和经由第二振动通道72B引导到脚端振动换能器58R、58L、62R、62L的振动信号72给予振动感受。在图6B所示的替换实施方式中，由经由第一振动通道72A引导到端振动换能器56R、56L、58R、58L和经由第二振动通道72B引导到核心振动换能器60R、60L、62R、62L的振动信号72给予振动感受。由音响换能器54R、54L和振动换能器56R、56L、58R、58L、60R、60L、62R、62L给予壳体14的振动可建立脉冲，而此脉冲可通过将下意识呼吸模式混入到放松波形90中的重复的渐强音(crescendo)和渐弱音(decrescendo)来影响入浴者11。如前所述，壳体14振动水以传播振动感受；振动感受最终被实现为触觉刺激。由“放松”波形实现的振动感受是生物节奏摇摆的一个例子。

转向图8B，“本质”波形92被设计成可产生将入浴者11的自然节奏混入到本质波形92的脉冲的听觉感受和振动感受。在图6A所示的实施方式中，本质波形92形成以下这样的振动感受，其中振动会从壳体14的脚端38扫描到壳体14的头端42，然后从头端42扫描到脚端38。可替换地，图6B所示的实施方式产生以下这样的振动感受，其中在脚端38和头端42之间，朝向横轴66，然后再返回向脚端38和头端42，以脉冲方式产生振动。参见振动信号72，第一振动通道72A的峰值振幅A1在时间上与第二振动通道72B的峰值振幅A2偏离，因此当壳体14振动时会产生扫描振动感受。

参考图8C中所示的“超越”波形94，描述额外的代表性的听觉和振动感受组。超越波形94建立具有振动信号72的步进脉冲(walking pulse)，所述振动信号72重复建立峰值大约相隔一秒的周期振动感受。具体而言，第一振动通道72A与第二振动通道72B偏离，使得可选地在邻近壳体14的头端42和壳体14的脚端38处(在图6A所示的实施方式中)，和在脚端38/头端42和横轴66之间(在图6B所示的实施方式中)，产生明显的振动感受，从而建立壳体14的节奏性振动。

图8D示出“突现”波形96，该波形建立听觉感受和振动感受。音响信号68的平均振幅显著地大于振动信号72的平均振幅。这样，经由听觉刺激实现的听觉感受的感知影响大于经由触觉刺激实现的振动感受。结果，相对于伴随的振动感受，突现波形96会使入浴者的注意力更集中在听觉感受上。

图8E中示出了“辅助”波形98。辅助波形98表示可以产生以及经由辅助输入88而被路由到各音响换能器54R、54L和振动换能器56R、56L、58R、58L、60R、60L、62R、62L的音响信号68和振动信号72。在所示的辅助波形98中，不执行辅助输入88的操控，然而，如上所讨论的那样，可以操控信号(例如，调整、过滤、解构和类似操控)以获得相对预定的听觉和振动感受。例如，可以分析振动信号72以提取脉冲P，该脉冲P接着从音响信号68过滤并且在振动信号72中被加强。此外，可以操控音响波特性和振动波特性，以便与壳体14有更好的相互作用(即，针对壳体14加以动态微调)。许多额外的信号操控和处理技术在本发明的范围之内，并且是本领域技术人员已知的。

除了图8A至图8E中所示的复杂波形之外，“基本”波形100，例如图8F中所示的那些波形，可设计成提供更类似于重复的按摩或鼓声的听觉感受和振动感受。可预料到有许多变型，并且这些变型在本发明的范围之内。

如上所讨论的那样，声振式洗浴系统12可构造成能产生各种由壳体14振动所导致的听觉和触觉刺激实现的受控听觉和振动感受。

本发明的优选示例性实施方式已经被相当详细地描述。对本领域普通技术人员而言，所描述的优选示例性实施方式的许多修改和变型将是显而易见的。因此，本发明不应当被限制到所描述的示例性实施方式。

工业应用性

本发明提供用在消费者洗浴应用中的声振式卫浴器具，尤其是，能产生受控听觉和振动感受的洗浴系统。