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一种电子设备和拾音组件

文献发布时间:2024-04-18 19:58:21


一种电子设备和拾音组件

技术领域

本申请涉及音频领域,更具体地,涉及一种电子设备和拾音组件。

背景技术

手机、耳机、平板等电子设备需要麦克风(microphone,MIC)来完成拾音以及声-电信号的转换,大多数的电子设备中,需要通过拾音管道来连接MIC与外界声源。目前,拾音管道均设置于由壳体围合的空间内,占据了电子设备内部的空间,不利于电子设备的轻薄化以及小型化设计。

发明内容

本申请实施例提供了一种电子设备和拾音组件,能够节省整机空间,有利于电子设备的轻薄化设计以及小型化设计。

第一方面,提供了一种电子设备,包括:壳体、拾音组件和麦克风;

所述壳体开设有贯穿所述壳体的安装孔;

所述拾音组件安装于所述安装孔内,所述拾音组件包括拾音结构,所述拾音结构形成有主通道,所述主通道的一端形成为拾音口,所述主通道的另一端连接所述麦克风。

本申请实施例提供的电子设备,相比于现有技术的拾音组件占据由壳体围合的空间而言,本申请提供的拾音组件安装于贯穿壳体的安装孔,通过壳体本身的结构为拾音组件提供安装空间,能有效减少对由壳体围合的容纳空间的体积的占用,节省了整机空间,非常有利于电子设备的轻薄化以及小型化设计。

并且,将拾音组件安装于贯穿壳体的安装孔内,可以使得拾音组件形成为独立且能够模块化生产的部件,相比于在壳体中现场加工拾音组件或将拾音组件的各个部件按照顺序安装于壳体内,本申请的独立且能够模块化生产的拾音组件,可以仅需要将已经模块化生产的拾音组件一次性安装在壳体的安装孔上,能够有效减少了加工周期,从而减少生产成本,非常适用于大批量组装电子设备的场景;此外,模块化的拾音组件内各个部件的布局空间的集成度高,容易实现拾音组件的体积小型化,也有利于电子设备的轻薄化以及小型化设计。

可选地,所述拾音组件还包括密封壳,所述密封壳密封套接在所述拾音结构的外侧。

本申请实施例提供的电子设备,通过密封壳可以将谐振腔封装为密闭的谐振腔,由于谐振腔与主通道连通,通过密闭的谐振腔能够密封主通道,最终能够尽可能使得音频信号在密闭环境中传输,减少漏音的情况,提高了拾音组件的拾音效果和拾音可靠性。此外,由于拾音组件可以作为一个独立的装配件整体一次性安装于壳体上,作为一个独立的装配件,相比于将谐振腔外露,通过密封壳将谐振腔封装为密闭的谐振腔,能够减少例如灰尘等异物进入谐振腔以及提高拾音结构的防水性,并且,尽可能避免拾音结构与外物碰撞而导致的拾音结构易损坏的问题。

可选地,所述拾音结构还形成有谐振腔,所述谐振腔与所述主通道连通,所述谐振腔自所述拾音结构的外侧壁向内凹陷形成,用于对经由所述主通道的音频信号进行谐振滤波。

本申请实施例提供的电子设备,拾音结构还形成有与主通道连接的谐振腔,谐振腔用于对经由主通道的音频信号进行谐振滤波,能够降低主通道在特定频率(例如,8kHz)的谐振峰值,将特定频率的谐振峰变为多个幅值较小的小峰,相比于幅值高的谐振峰,这些幅值小的小峰的峰值与音源的强度值不容易超过声学过载点,从而达到提高音频质量以提高麦克风的工作带宽的目的。

可选地,所述拾音结构包括多个所述谐振腔,多个所述谐振腔间隔设置,多个所述谐振腔的谐振频率不同,多个所述谐振腔中的第一谐振腔的谐振频率与所述主通道的谐振频率相同,多个所述谐振腔中除所述第一谐振腔以外的谐振腔的谐振频率与所述第一谐振腔对经由所述主通道的音频信号进行谐振滤波后得到的音频信号的谐振频率相关。

本申请实施例提供的电子设备,拾音结构中设置有多个谐振频率不同的谐振腔,多个不同谐振频率的谐振腔之间并联,共同对于经过主通道111的音频信号进行谐振滤波,相比于通过一个谐振腔对音频信号进行谐振滤波而言,多个谐振腔的谐振滤波的效果更好,能更好地达到提高音频质量以更好地提高麦克风的工作带宽。

可选地,所述拾音结构中除所述谐振腔以外的区域的壁厚相同。

本申请实施例提供的电子设备,通过将拾音结构中除谐振腔以外的区域的壁厚设计为相同的尺寸,使得拾音结构中除谐振腔以外的区域是平齐的,便于拾音结构的密封与安装。

可选地,所述安装孔呈阶梯状,包括第一孔段和第二孔段,所述第一孔段在第一平面的尺寸大于所述第二孔段在所述第一平面的尺寸,所述拾音组件安装于所述第一孔段内,所述拾音口的尺寸与所述第二孔段的尺寸匹配,所述第一平面垂直于所述安装孔的长度方向。

本申请实施例提供的电子设备,将安装孔设计为阶梯状结构,拾音组件安装于靠内的第一孔段,拾音口的尺寸与靠外的第二孔段的尺寸匹配,可以仅将拾音口通过第二孔段外漏,避免了拾音组件的其他区域外露,有利于保护拾音组件;并且,通过第一孔段和第二孔段之间相连的区域可以限制拾音组件向外移动,具有一定的限位作用。

可选地,所述麦克风与所述主通道之间设置有柔性件,或,所述拾音口处设置有所述柔性件。

本申请实施例提供的电子设备,通过柔性件为部件之间提供缓冲,能够减少力的应变导致拾音组件的损坏。

可选地,所述麦克风与所述主通道之间设置有阻尼件,或,所述拾音口处设置有所述阻尼件。

本申请实施例提供的电子设备,通过阻尼件可以进一步减少音频信号的谐振峰值,以更好地达到提高音频质量,从而更好地提高麦克风的工作带宽。

可选地,所述壳体包括中框,所述安装孔设置于所述中框的侧边框上。

本申请实施例提供的电子设备,由于中框的侧边框的壁厚较厚,壁厚的尺寸决定了拾音组件的长度方向的尺寸,将安装孔设置于中框的侧边框上,能够尽可能为拾音组件提供相对足够的安装空间,这样,拾音组件的尺寸不至于太小,从而减少了由于尺寸太小增加工艺难度的问题。

可选地,所述主通道的谐振频率的范围是8kHz-10kHz。

本申请实施例提供的电子设备,通过降低8kHz-10kHz的范围的谐振频率的谐振峰值,可以将麦克风的工作带宽提高至20Hz-20kHz的范围,这样,能够提高特殊场景下的通话、录音等的适应性。

可选地,所述拾音结构包括5个所述谐振腔。

第二方面,提供了一种拾音组件,其特征在于,所述拾音组件用于安装在电子设备的壳体的安装孔内,所述安装孔贯穿所述壳体,所述拾音组件包括拾音结构,所述拾音结构形成有主通道,所述主通道的一端形成为拾音口,所述主通道的另一端用于连接所述电子设备内的麦克风。

可选地,所述拾音组件还包括密封壳,所述密封壳密封套接在所述拾音结构的外侧。

可选地,所述拾音结构还形成有谐振腔,所述谐振腔与所述主通道连通,所述谐振腔自所述拾音结构的外侧壁向内凹陷形成,用于对经由所述主通道的音频信号进行谐振滤波。

可选地,所述拾音结构包括多个所述谐振腔,多个所述谐振腔间隔设置,多个所述谐振腔的谐振频率不同,多个所述谐振腔中的第一谐振腔的谐振频率与所述主通道的谐振频率相同。

可选地,所述拾音结构中除所述谐振腔以外的区域的壁厚相同。

可选地,所述主通道的谐振频率的范围是8kHz-10kHz。

附图说明

图1是本申请实施例提供的电子设备的示意性结构图。

图2是本申请实施例提供的壳体的局部区域的示意性结构图。

图3是本申请实施例提供的拾音组件与壳体装配的局部区域的示意性结构图。

图4是图3的局部区域的局部放大图。

图5是本申请实施例提供的拾音组件和壳体装配的局部区域的截面示意图。

图6是本申请实施例提供的壳体的局部区域的截面示意图。

图7是本申请实施例提供的拾音组件与壳体装配的局部区域的截面示意图。

图8是本申请实施例提供的电子设备对音频信号的处理过程的示意图。

图9是本申请实施例提供的拾音结构的示意性结构图。

图10是本申请实施例提供的拾音结构的另一角度的示意性结构图。

图11是本申请实施例提供的拾音结构的示意性截面图。

图12是本申请实施例提供的在具有不同数量谐振腔的拾音结构下音频信号的频响曲线。

图13是本申请实施例提供的拾音组件的示意性结构图。

图14是本申请实施例提供的密封壳的示意性结构图。

图15是本申请实施例提供的具有密封壳的拾音组件装配于电子设备上的过程的示意图。

附图标记

100、电子设备;20、壳体;201、安装孔;2011、第一孔段;2012、第二孔段;202、麦克风口;10、拾音组件;11、拾音结构;111、主通道;1111、拾音口;112、谐振腔;113、连接通道;12、密封壳;121、中空区域;31、芯片;32、按键;33、麦克风;34、柔性件;40、拾音装置。

具体实施方式

下面将结合附图,对本申请中的技术方案进行描述。

本申请实施例的电子设备可以是任意能够拾音的电子设备。例如,该电子设备可以是手机、平板电脑、手表或可穿戴设备等。

为了便于描述,定义电子设备的宽度方向为x轴方向,电子设备的长度方向为y轴方向,电子设备的厚度方向为z轴方向,x轴方向、y轴方向和z轴方向两两相互垂直,x轴方向与y轴方向构成xy平面,x轴方向与z轴方向构成xz平面,y轴方向与z轴方向构成yz平面。

此外,定义电子设备沿y轴正方向的一端为电子设备的底端,定义电子设备沿y轴负方向的一端为电子设备的顶端,电子设备的底部和顶部相对设置;定义电子设备沿y轴方向的两端为电子设备的侧端,两个侧端与顶端和底端相连接。

图1是本申请实施例提供的电子设备的示意性结构图。

参考图1,电子设备100包括壳体20和拾音组件10。拾音组件10设置于壳体20上,壳体20上形成有麦克风口202,拾音组件10的一端与麦克风口202连通,拾音组件10的另一端连接麦克风33,以在麦克风口202处通过拾音组件10将音频信号传递至麦克风33。

拾音组件10可以设置于壳体20的任意位置。例如,拾音组件10可以设置于壳体20的底端(即,电子设备100的底端)(如图2所示的位置)。再例如(图中未示出),拾音组件10可以设置于壳体20的顶端(即,电子设备100的顶端)。再例如(图中未示出),拾音组件10可以设置于壳体20的侧端(即,电子设备100的侧端)。

可以理解,壳体20的顶端、底端以及侧端与电子设备100的顶端、底端以及侧端所表示的方位均一致。

示例性地,壳体20可以包括手机的中框和后盖,拾音组件10可以设置于中框或后盖上,本申请实施例不做任何限定。

麦克风33,也称“话筒”,“传声器”,用于将音频信号的模拟信号转换为电信号。当拨打电话或发送语音信息时,用户可以通过人嘴靠近麦克风口202发声,将音频信号通过拾音结构输入到麦克风33。电子设备100可以设置有至少一个麦克风33。

在一些实施例中,电子设备100可以设置两个麦克风33,除了采集音频信号,还可以实现降噪功能。在另一些实施例中,电子设备100还可以设置三个、四个或更多麦克风33,实现采集音频信号,降噪,还可以识别声音来源,实现定向录音功能等。

在本申请实施例中,电子设备100上可以设置有多个拾音组件10,对应地,壳体20上设置有相同数量的麦克风口202,拾音组件10和麦克风口202的位置不做任何限定。

参考图1,电子设备100还包括芯片31,芯片31上集成有处理器,处理器可用于对来自麦克风33的音频信号进行处理,以输出处理后的音频信号,处理后的音频信号通过扬声器或耳机等音频设备播放。

可选地,电子设备100还包括按键32,通过按键32可实现电子设备100的开机、关机、音量调节等功能。

可选地,电子设备100还包括显示屏(图中未示出),显示屏安装于电子设备100的正面,与壳体20中的后盖相对设置。

可以理解的是,图1所示的部件并不构成对电子设备100的具体限定,电子设备100还可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者拆分某些部件,或者不同的部件布置。

现有技术中,拾音组件均设置于由壳体20的中框围合的空间(如图1所示中框的虚线围合的区域)内,拾音组件会占据电子设备内部的空间,不利于电子设备的轻薄化以及小型化设计。

基于此,本申请实施例提供了一种电子设备,将拾音组件安装于贯穿壳体的安装孔,通过壳体本身的结构为拾音组件提供安装空间,能有效减少对由壳体围合的容纳空间的体积的占用,节省了整机空间,有利于电子设备的轻薄化以及小型化设计。

图2是本申请实施例提供的壳体的局部区域的示意性结构图。图3是本申请实施例提供的拾音组件与壳体装配的局部区域的示意性结构图。图4是图3的局部区域的局部放大图。图5是本申请实施例提供的拾音组件和壳体装配的局部区域的截面图。

参考图1,电子设备100包括壳体20、拾音组件10和麦克风33,拾音组件10和麦克风33均设置于壳体20内。

参考图2,壳体20上开设有安装孔201,安装孔201从壳体20的一侧穿过壳体20的另一侧,形成为贯穿壳体20的安装孔201。

安装孔201可以设置于壳体20的任意位置,本申请实施例对此不做任何限定。

例如,安装孔201可以设置于壳体20的底端(如图2所示)。再例如(图中未示出),安装孔201可以设置于壳体20的顶端。再例如(图中未示出),安装孔201可以设置于壳体20的侧端。

壳体20包括中框和后盖(图中未示出),由中框围合的空间可用于容纳各种器件(例如,芯片、电池等),后盖主要用于对电子设备起到保护作用,也用于安装后置摄像头。

在一示例中,安装孔201可以开设于中框的侧边框上(如图2至图4所示),安装孔201贯穿中框的侧边框。示例性地,安装孔201可以开设于中框的底端的侧边框上。

可以理解,由于中框的侧边框的壁厚较厚,壁厚的尺寸决定了拾音组件的长度方向的尺寸,将安装孔设置于中框的侧边框上,能够尽可能为拾音组件提供相对足够的安装空间,这样,拾音组件的尺寸不至于太小,从而减少了由于尺寸太小增加工艺难度的问题。

在另一示例中,安装孔201也可以开设于后盖上(图中未示出),安装孔201贯穿后盖。一般情况下,后盖的整体厚度都比较薄,为了能够设置安装孔201,可以设计后盖的局部区域的厚度相比于其他区域的厚度较厚,在该局部区域开设有安装孔201。

参考图3至图5,拾音组件10安装于安装孔201,以将拾音组件10安装在壳体20内,其中,拾音组件10靠近安装孔201的内侧的一端连接有麦克风33,拾音组件10靠近安装孔201的外侧的一端与麦克风口202连通。

应理解,这里所说的拾音组件10安装于安装孔201内,可以表示,在一定安装误差范围内拾音组件10的全部区域安装于安装孔201内,这里的一定安装误差范围可以理解为在安装误差允许范围内,允许拾音组件10的很小一部分区域相对于安装孔201外漏,拾音组件10的绝大部分区域位于安装孔201内。如图4和图5所示,拾音组件10的全部区域安装于安装孔201内。

参考图4和图5,拾音组件10包括拾音结构11,拾音结构11形成有主通道111,主通道111的一端形成为拾音口1111,主通道111的另一端连接麦克风33,以通过主通道111将外界音源传递至麦克风33。

可以理解,安装孔201的外端部形成为图1所示的麦克风口202,麦克风口202与主通道111的拾音口1111连通。

本申请实施例对拾音结构11和主通道111的形状不做任何限定。

例如,拾音结构11可以呈圆柱形、或呈长方体、或呈异型结构等。

例如,主通道111的截面呈圆形(如图4所示)、或方形等结构。

此外,主通道111可以整体呈直线型结构(如图4所示),或呈弯管结构,本申请实施例对此不做任何限定。

需要说明的是,拾音组件10中可以仅包括拾音结构11,也可以包括其他部件(例如下文的密封壳等部件),本申请实施例不做任何限定。

参考图4和图5,麦克风33与主通道111的另一端连接,麦克风33可以相对于安装孔201外露在安装孔201的一侧(如图4和图5所示);在壳体20的壁厚允许范围内,麦克风33也可以安装于安装孔201内,即,在壳体20的壁厚较厚的情况下,安装孔201的长度方向的尺寸会较大,在能够容纳拾音组件10的情况下,也能够容纳麦克风33。

需要说明的是,拾音组件10安装在安装孔201内时,拾音组件10与安装孔201之间无间隙或者间隙很小,以尽可能减少外界异物(例如,水,灰尘等)通过间隙进入电子设备内部,对电子设备造成不必要的损害。

本申请实施例提供的安装有拾音组件的电子设备,相比于现有技术的拾音组件占据由壳体围合的空间而言,本申请提供的拾音组件安装于贯穿壳体的安装孔,通过壳体本身的结构为拾音组件提供安装空间,能有效减少对由壳体围合的容纳空间的体积的占用,节省了整机空间,非常有利于电子设备的轻薄化以及小型化设计。

并且,将拾音组件安装于贯穿壳体的安装孔内,可以使得拾音组件形成为独立且能够模块化生产的部件,相比于在壳体中现场加工拾音组件或将拾音组件的各个部件按照顺序安装于壳体内,本申请的独立且能够模块化生产的拾音组件,可以仅需要将已经模块化生产的拾音组件一次性安装在壳体的安装孔上,能够有效减少了加工周期,从而减少生产成本,非常适用于大批量组装电子设备的场景;此外,模块化的拾音组件内各个部件的布局空间的集成度高,容易实现拾音组件的体积小型化,也有利于电子设备的轻薄化以及小型化设计。

在本申请实施例中,拾音组件10与其他部件配合的区域,可能会出现力的应变,导致拾音组件10可能发生损坏。基于此,本申请实施例提出,通过柔性件为部件之间提供缓冲,以减少力的应变导致拾音组件10的损坏。

参考图4和图5,在一示例中,麦克风33与主通道111之间设置有柔性件34。

在另一示例中(图中未示出),主通道111的拾音口1111处设置有柔性件34。

可以理解,在将柔性件34设置于麦克风33与主通道111之间或者设置在拾音口1111处时,将柔性件34设计为环形结构,避免堵塞拾音口1111或主通道111中与拾音口1111相对的出音口,保证音频信号的正常传输。

应理解,柔性件34的材料可以是通过能够起到缓冲作用的材料。例如,柔性件34的材料可以是泡棉。

图6是本申请实施例提供的壳体的局部区域的截面示意图。图7是本申请实施例提供的拾音组件与壳体装配的局部区域的截面示意图。

在一些实施例中,参考图6和图7,安装孔201呈阶梯状,具体地,安装孔201沿着轴向方向的尺寸呈阶梯状。安装孔201包括第一孔段2011和第二孔段2012,第一孔段2011在第一平面(例如,xz平面)的尺寸大于第二孔段2012在第一平面的尺寸,拾音组件10安装于第一孔段2011内,拾音口1111的尺寸与第二孔段2012的尺寸匹配,第一平面垂直于安装孔201的长度方向(例如,y轴方向)。其中,第二孔段2012的外侧形成为麦克风口202。

应理解,第一孔段2011的第一平面的尺寸大于第二孔段2012在第一平面的尺寸,表示的是,第一孔段2011在第一平面的任意方向的尺寸均大于第二孔段2012在第一平面的任意方向的尺寸。当安装孔201的形状呈圆形时,孔段在第一平面的尺寸可以理解为孔段的径向尺寸,径向表示的是孔段的半径方向。例如,在图6中,安装孔201的形状呈圆形,孔段的径向尺寸可以是孔段在z轴方向的尺寸,第一孔段2011在z轴方向的尺寸大于第二孔段2012在z轴方向的尺寸。

还应理解,拾音口1111的尺寸与第二孔段2012的尺寸匹配,表示的是,拾音口1111的尺寸与第二孔段2012的尺寸基本相同或者差距不大。

本申请实施例提供的电子设备,将安装孔201设计为阶梯状结构,拾音组件10安装于靠内的第一孔段2011,拾音口1111的尺寸与靠外的第二孔段2012的尺寸匹配,可以仅将拾音口1111通过第二孔段2012外露,避免了拾音组件10的其他区域外露,有利于保护拾音组件10;并且,通过第一孔段2011和第二孔段2012之间相连的区域可以限制拾音组件10向外移动,具有一定的限位作用。

在另一实施例中,参考图5,安装孔201沿着轴向方向的尺寸均相同。具体地,安装孔201在第一平面(例如,xz平面)的尺寸均相同,且安装孔201在第一平面(例如,xz平面)尺寸与拾音组件10在第一平面的尺寸匹配,拾音口1111在第一平面的尺寸小于安装孔201在第一平面的尺寸。当安装孔201的形状呈圆形时,安装孔201在第一平面的尺寸可以理解为安装孔201的径向尺寸。

图8是本申请实施例提供的电子设备对音频信号的处理过程的示意图。外界音源通过麦克风口进入拾音组件,音频信号经过拾音组件后进入麦克风,麦克风将音频信号的模拟信号转化为电信号,并将电信号形式的音频信号发送给音频编解码处理器,音频编解码处理器对音频信号进行处理,通过扬声器或耳机等音频设备输出处理后的音频信号。

在上述音频信号经过拾音组件的过程中,音频信号在高频会发生谐振,传递至麦克风的音频信号是外界音源与谐振信号叠加后的音频信号。麦克风具有声学过载点,当谐振信号的峰值(简称谐振峰值)与音源叠加后的强度超过麦克风的声学过载点后,会导致传递至麦克风的音频信号发生削波现象,产生噪音,音频信号失真,降低了输出的音频质量。为了尽可能保证输出的音频质量,将易发生谐振的高频以及以上的频率不再作为麦克风的工作带宽,这样,限制了麦克风的工作带宽,降低了用户体验。例如,实际上麦克风的工作带宽可以是20Hz-20kHz的范围,由于高频发生谐振,导致限制后的工作带宽是20Hz-8kHz的范围或20Hz-10kHz的范围。

例如,声学过载点在127dBV-135dBV的范围,谐振信号的峰值为20dBV,当外界音源的强度为120dBV时,传递至麦克风的总的音频信号的强度是120+20=140dBV,超过声学过载点,从而出现上述问题。

基于此,本申请实施例对拾音组件做了进一步改进,即,在拾音组件的拾音结构上设置谐振腔,通过谐振腔来降低谐振峰值,防止进入麦克风的音频信号超过麦克风的声学过载点,提高输出的音频质量,以提高麦克风的工作带宽。

图9是本申请实施例提供的拾音结构的示意性结构图。图10是本申请实施例提供的拾音结构的另一角度的示意性结构图。图11是本申请实施例提供的拾音结构的示意性截面图。

参考图9,拾音结构11还形成有谐振腔112,谐振腔112与主通道111连通,谐振腔112自拾音结构11的外侧壁向内凹陷形成,形成为一端开放的谐振腔112,用于对经由主通道111的音频信号进行谐振滤波。

应理解,谐振腔112用于对经由主通道111的音频信号进行谐振滤波,能够降低主通道111在特定频率(例如,8kHz)的谐振峰值,将特定频率的谐振峰值变为多个幅值较小的小峰,相比于幅值高的谐振峰,这些幅值小的小峰的峰值与音源叠加后的音频信号的强度不容易超过声学过载点,从而达到提高音频质量以提高麦克风的工作带宽的目的。

本申请实施例对谐振腔112的数量不做任何限定。

在一些实施例中,拾音结构11包括一个谐振腔112。

在另一些实施例中,拾音结构11包括多个谐振腔112。例如,拾音结构11包括2、3、4、5或更多个谐振腔112,图9至图11示出了5个谐振腔112。

应理解,谐振腔112的数量越多,降低谐振峰值的效果越好,但数量多的谐振腔112占据的空间也较大,因此,实现中根据实际情况以及设计要求合理设计谐振腔112的数量。

示例性地,参考图9至图11,谐振腔112可以通过连接通道113与主通道111连通,即,连接通道113的一端与主通道111连通,另一端与谐振腔112连通。

谐振腔112远离主通道111的一端呈开放端,谐振腔112靠近主通道111的一端开设有开口,该开口与连接通道113的尺寸相同,与连接通道113连接,以通过连接通道113与主通道111连通。

在本申请实施例中,谐振腔112和连接通道113可以根据赫姆霍兹谐振腔理论设计。具体地,谐振腔112的谐振频率、连接通道113的尺寸和谐振腔112的尺寸满足以下公式:

其中,f为谐振腔112的谐振频率,A为连接通道113的横截面积,L为连接通道113的长度,d为连接通道的直径,V为谐振腔112的体积,c为空气中的声传播速度。在图11所示的方位中,连接通道113的横截面积表示在连接通道113在xy平面的横截面积,连接通道113的长度表示连接通道113在z方向的尺寸。

在拾音结构11仅有一个谐振腔112时,该谐振腔112的谐振频率与主通道111的谐振频率相同,这样,谐振腔112可以有针对性地吸收主通道111的谐振能力,减少谐振峰值。应理解,这里所说的谐振腔112与主通道111的谐振频率相同,可以是完全相同,也可以是大致相同,大致相同可以表示两个谐振频率具有小范围内的差值。例如,主通道111的谐振频率是8kHz,那么,谐振腔112的谐振频率可以是8kHz、或者可以是8kHz附近的频率(例如,7.5kHz、7.8kHz、8.2kHz等)。

设计时,根据赫姆霍兹谐振腔理论的上述公式设计谐振腔112与连接通道113的尺寸。

参考图9至图11,在拾音结构11包括多个谐振腔112时,多个谐振腔112间隔设置,多个谐振腔112的谐振频率不同,多个谐振腔112并联,共同对经过主通道111的音频信号进行谐振滤波。

其中,多个谐振腔112中的第一谐振腔的谐振频率与主通道111的谐振频率相同。

多个谐振腔112中除第一谐振腔以外的其余谐振腔112的谐振频率与第一谐振腔对经由主通道111的音频信号进行谐振滤波后得到的音频信号的谐振频率相关。具体地,该其余谐振腔112可以被分为多组,第一组谐振腔的谐振频率基于第一谐振腔对经由主通道111的音频信号进行谐振滤波后得到的音频信号的谐振频率得到,该第一组谐振腔能够降低经第一谐振腔谐振滤波后的音频信号的谐振峰值,第二组谐振腔的谐振频率是基于经第一谐振腔和第一组谐振腔谐振滤波后的音频信号的谐振频率得到的,该第二组谐振腔能够降低经第一谐振腔和第一组谐振腔谐振滤波后的音频信号的谐振峰值,依此类推,直到设计出所有的谐振腔112。通过拾音结构11的多个谐振腔112的共同配合,对经过主通道111的音频信号均进行谐振滤波,以尽可能降低谐振峰值。

设计时,根据赫姆霍兹谐振腔理论的上述公式设计每个谐振腔112与对应的连接通道113的尺寸。

下面,以图9至图11所示的5个谐振腔112为例,对多个谐振腔112的设计做简单说明。为了便于描述,对每个谐振腔112进行编号,分别是①号谐振腔112、②号谐振腔112、③号谐振腔112、④号谐振腔112和⑤号谐振腔112,对应地,对每个谐振腔112连接的连接通道113进行编号,分别是①号连接通道113、②号连接通道113、③号连接通道113、④号连接通道113和⑤号连接通道113。

假设,主通道111的谐振频率为频率1,谐振峰值为峰值1,①号谐振腔112的谐振频率与主通道111的谐振频率相同,根据上述公式得到①号谐振腔112和①号连接通道113的尺寸,①号谐振腔112为上述的第一谐振腔。经过主通道111的音频信号通过①号谐振腔112谐振滤波后,谐振峰值发生变化,将峰值1的谐振峰可以变为两个峰值较小的谐振峰,记为峰值2和峰值3,峰值2和峰值3均小于峰值1,峰值2和峰值3的频率分别为频率2和频率3。继续降低谐振峰值,将频率2作为②号谐振腔112的谐振频率,将频率3作为③号谐振腔112的谐振频率,根据上述公式得到②号谐振腔112和②号连接通道113的尺寸,以及,③号谐振腔112和③号连接通道113的尺寸,这里,②号谐振腔112和③号谐振腔112为第一组谐振腔。

经过主通道111的音频信号通过①号谐振腔112、②号谐振腔112和③号谐振腔112谐振滤波后,谐振峰值继续发生变化,将峰值2的谐振峰可以变为两个峰值更小的谐振峰,记为峰值21和峰值22,峰值21和峰值22均小于峰值2,同时,将峰值3的谐振峰可以变为两个峰值更小的谐振峰,记为峰值31和峰值32,峰值31和峰值32均小于峰值3,此时,在上述3个谐振腔112的作用下,最终产生了4个峰值较小的谐振峰,即峰值21、峰值22、峰值31和峰值32,4个峰值的频率分别记为频率21、频率22、频率31和频率32。基于设计要求,峰值21和峰值22的峰值还是较大,因此,继续降低谐振峰值,将峰值21的频率21作为④号谐振腔112的谐振频率,将峰值22的频率22作为⑤号谐振腔112的谐振频率,根据上述公式得到④号谐振腔112和对应的④号连接通道113的尺寸,以及,⑤号谐振腔112和对应的⑤号连接通道113的尺寸,这里,④号谐振腔112和⑤号谐振腔112为第二组谐振腔。

最终,基于上述5个谐振腔112谐振滤波的音频信号的谐振峰值均较小,满足设计要求。

应理解,在拾音结构11包括多个谐振腔112的实施例中,各个谐振腔112的尺寸以及各个连接通道113的尺寸可以相同,也可以不同,不做任何限定。例如,在图9至图11中,5个连接通道113的直径基本相同,但长度有差异:③号连接通道113的长度(图中沿z方向的尺寸)与②号连接通道113的长度不同,③号连接通道113的长度与①号连接通道113的长度相同;⑤号谐振腔112的体积最大。

图12是本申请实施例提供的在具有不同数量谐振腔的拾音结构下音频信号的频响曲线。参考图12,在拾音结构11无谐振腔的情况下,经过主通道111的音频信号在8kHz处发生谐振,谐振峰值大概为20dBV,当外界音源的强度超过120dBV时,容易超过麦克风的声学过载点(127dBV-135dBV),限制麦克风的工作带宽大概在20Hz-8kHz。

在拾音结构11包括3个谐振腔112的情况下,将原本的20dBV的谐振峰降低为3个峰值较小的谐振峰,均在10dBV以下,在拾音结构11包括5个谐振腔112的情况下,将原本的20dBV的谐振峰降低为5个峰值更小的谐振峰,5个谐振峰中最大峰值为6dBV,整体上,相比于无谐振腔的结构设计,5个谐振腔112可以降低大约14dBV的增益,频响曲线更为平滑,可以将麦克风的工作带宽提高至20Hz-20kHz。

麦克风的工作带宽提高,有利于提高声音强度高的特殊场景下的通话、录音等功能的适应性,例如,雷声场景(音源的强度大致为120dBV)、迪吧或交响乐队的场景(音源的强度大致为110dBV-120dBV)、音乐会前排练场景或赛车场(音源的强度大致为120dBV-130dBV)。

在一些实施例中,参考图11,拾音结构11中除谐振腔112以外的区域的壁厚相同。

可以理解,拾音结构11中除谐振腔112以外的区域的壁厚,表示的是,拾音结构11中除谐振腔112以外的区域的外侧壁与主通道111的中轴向之间的距离L。

这样,通过将拾音结构11中除谐振腔112以外的区域的壁厚设计为相同的尺寸,使得拾音结构11中除谐振腔112以外的区域是平齐的,便于拾音结构11的密封与安装。

在本申请实施例中,除了通过上述谐振腔112降低谐振峰值以外,可以通过阻尼件进一步降低谐振峰值。示例性地,阻尼件可以是阻尼网。

在一示例中(图中未示出),麦克风33与主通道111之间设置有阻尼件。

在另一示例中(图中未示出),拾音口1111处设置有阻尼件。

在另一示例中(图中未示出),谐振腔112与主通道111之间设置有阻尼件。

在具有谐振腔112的拾音结构11中,由于谐振腔112与主通道111连通,谐振腔112最靠近安装孔201,容易发生漏音现象,从而影响拾音效果以及拾音可靠性。

图13是本申请实施例提供的拾音组件的示意性结构图。图14是本申请实施例提供的密封壳的示意性结构图。

参考图13和图14,拾音组件10包括拾音结构11和密封壳12,密封壳12密封套接在拾音结构11的外侧。

其中,密封壳12呈环形结构,环形结构的中空区域121用于容纳拾音结构11。密封壳12的横截面可以是任意形状的环形结构。例如,密封壳12的横截面可以是圆形或方形的环形结构。

示例性地,密封壳12可以是一体成型的结构。

本申请实施例对密封壳12与拾音结构11之间密封配合的方式不做任何限定。例如,密封壳12与拾音结构11的外侧之间可以涂布有胶水,通过胶水实现密封壳12与拾音结构11之间的密封配合。

本申请实施例提供的电子设备,通过密封壳12可以将谐振腔112封装为密闭的谐振腔112,由于谐振腔112与主通道111连通,通过密闭的谐振腔112能够密封主通道111,最终能够尽可能使得音频信号在密闭环境中传输,减少漏音的情况,提高了拾音组件10的拾音效果和拾音可靠性。此外,由于拾音组件10可以作为一个独立的装配件整体一次性安装于壳体20上,作为一个独立的装配件,相比于将谐振腔112外漏,通过密封壳12将谐振腔112封装为密闭的谐振腔112,能够减少例如灰尘等异物进入谐振腔112以及提高拾音结构11的防水性,并且,尽可能避免拾音结构11与外物碰撞而导致的拾音结构11易损坏的问题。

在安装孔201上安装拾音组件10时,由于密封壳12是与安装孔201直接配合的部件,因此,密封壳12的形状与安装孔201的形状相匹配。

此外,为了避免外物通过密封壳12与安装孔201之间的间隙进入电子设备内部,安装时,尽可能减少密封壳12与安装孔201之间间隙或者两者之间无间隙。

应理解,上述拾音组件10包括密封壳12的结构仅为示意性说明,拾音组件10中可以不需要密封壳12,在此种结构中,通过拾音结构11的外壁与安装孔201之间密封配合,以将谐振腔112封装为密闭的谐振腔体。

图15是本申请实施例提供的具有密封壳的拾音组件装配于电子设备上的过程的示意图。参考图15,拾音结构11与密封壳12密封配合,组装为一个独立的可模块化的拾音组件10。将麦克风33安装于主通道111中与拾音口1111相对设置的出音口上,可选地,还可以在麦克风33与出音口之间可以设置柔性件34或阻尼件等部件,或者,在拾音口1111处设置柔性件34或阻尼件等部件,从而形成拾音装置40。将拾音装置40作为一个整体组装到壳体20的安装孔201中,这样,完成了拾音组件10在电子设备的组装过程。

本申请实施例还提供了一种拾音组件10,拾音组件10用于安装在电子设备的壳体20的安装孔201内,安装孔201贯穿所述壳体20,拾音组件10包括拾音结构11,拾音结构11形成有主通道111,主通道111的一端形成为拾音口1111,主通道111的另一端用于连接电子设备内的麦克风33。

关于拾音组件10的具体描述可参考上文的相关描述,不再赘述。

应理解,在本申请实施例中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“固定连接”“接触”等术语应做广义理解。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述各种术语在本申请实施例中的具体含义。

示例性地,针对“连接”,可以是固定连接、转动连接、柔性连接、滑动连接、一体成型、电连接、接触式连接等各种连接方式;可以是直接相连,或,可以是通过中间媒介间接相连,或,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。

示例性地,针对“固定连接”,可以是一个元件可以直接或间接固定连接在另一个元件上;固定连接可以包括机械连接、焊接、粘接或一体成型等方式,其中,机械连接可以包括铆接、螺栓连接、螺纹连接、键销连接、卡扣连接、锁扣连接、插接等方式,粘接可以包括粘合剂粘接以及溶剂粘接等方式。

示例性地,对于“接触”的解释,可以是一个元件与另一个元件直接接触或间接接触;此外,本申请实施例所描述的两个元件之间的接触,可以理解为在安装误差允许范围内的接触,可以存在由于安装误差原因造成的很小的间隙。

还应理解,本申请实施例描述的“平行”或“垂直”,可以理解为“近似平行”或“近似垂直”。

还应理解,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本申请实施例中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一特征和第二特征直接接触,或第一特征和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

还应理解,术语“内”、“外”、“上”、“底”、“前”、“后”等指示的方位或者位置关系(若有的话)为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请实施例中,“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“元件的至少部分”是指元件的部分或全部。“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B的情况,其中A、B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

需要说明的是,本申请实施例中以同一附图标记表示同一组成部分或同一零部件,对于本申请实施例中相同的零部件,图中可能仅以其中一个零件或部件为例标注了附图标记,应理解的是,对于其他相同的零件或部件,附图标记同样适用。

以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准总之,以上所述仅为本申请技术方案的较佳实施例而已,并非用于限定本申请的保护范围。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

相关技术
  • 一种拾音组件、拾音器及电视机唤醒远讲语音系统
  • 一种麦克风拾音组件及电子设备
技术分类

06120116484439