CN102957986A - 声音装置与其声音控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种声音装置与其声音控制器。该声音装置包括：一电声换能器；以及一声音控制器，耦接至该电声换能器，用以主动控制该电声换能器而使其运作成一喇叭或一麦克风，其中，该喇叭用以将电子输出讯号转换成输出声音，而该麦克风用以将输入声音转换成电子输入讯号。

Description

声音装置与其声音控制器
技术领域
本发明涉及声音装置，特别是涉及喇吧与麦克风。
背景技术
喇叭，是一种可将声音转换成电子讯号的电子元件。
移动电话通常会具有一个运作于手持模式的喇吧(相当于一般电话中听筒)，其音量较小，使用者必须将耳朵贴附于其上始得以听取声音以及各种音讯。在现今移动电话的设计中，通常会另外增设一免持模式喇吧，其能够在该「免持模式」下发出大音量的声音。
然而，使用者一般仅只在「手持模式」下或「免持模式」下使用其中一个喇吧，而其他的喇吧则会闲置不用。本发明的目的即在于提升前述喇吧的使用率。
发明内容
本发明提供一种声音装置，其包括：一电声换能器；以及一声音控制器，耦接至该电声换能器，用以主动控制该电声换能器而使其运作成一喇叭或一麦克风，其中，该喇叭用以将电子输出讯号转换成输出声音，而该麦克风用以将输入声音转换成电子输入讯号。
本发明还提供一种声音控制器，其耦接至一电声换能器，用以主动控制该电声换能器而使其运作成一喇叭或一麦克风，其中，该喇叭用以将电子输出讯号转换成输出声音，而该麦克风用以将输入声音转换成电子输入讯号。
本发明还提供一种声音装置，其包括：一电声换能器；以及一声音控制器，耦接至该电声换能器，用以主动控制该电声换能器而使其运作成一喇叭或一麦克风，其中，该喇叭用以将电子输出讯号转换成输出声音，而该麦克风用以将输入声音转换成电子输入讯号；该声音控制器还包括：一频谱估测单元，用以在该电声换能器运作成一麦克风时，估测由该输入声音所转换而成的该电子输入讯号的频谱；以及一频谱校正单元，耦接至该频谱估测单元，用以依据一预设频谱特征校正该电子输入讯号的该频谱。
本发明还提供一种声音装置，其包括：一电声换能器；以及一声音控制器，耦接至该电声换能器，用以主动控制该电声换能器而使其运作成一喇叭或一麦克风，其中，该喇叭用以将电子输出讯号转换成输出声音，而该麦克风用以将输入声音转换成电子输入讯号；该声音控制器还包括：一动态切换单元，在电声换能器接收该电子输出讯号时，切换该电声换能器而使其运作成该喇叭；以及在两个连续电子输出讯号间的时段上，切换该电声换能器而使其运作成该麦克风。
本发明还提供一种声音装置，其包括：电声换能器；以及一声音控制器，耦接至该电声换能器，用以主动控制该电声换能器而使其运作成一喇叭或一麦克风，其中，该喇叭用以将电子输出讯号转换成输出声音，而该麦克风用以将输入声音转换成电子输入讯号；该声音控制器还包括：一动作检测单元，用以检测一使用者的一动作，其中该声音控制器依据该动作控制是否将该电声换能器运作成一喇叭或一麦克风。
附图说明
图1是依据本发明一实施例的声音装置示意图。
图2是依据本发明第一实施例的声音装置示意图。
图3是依据本发明第二实施例的声音装置示意图。
图4是依据本发明第三实施例的声音装置示意图。
图5是依据本发明第四实施例的声音装置示意图。
图6是依据本发明第五实施例的声音装置示意图。
附图符号说明
110、210、310、410、510、610～电声换能器；
120、220、320、420、520、620～声音控制器；
130～其他电子元件；
222～频谱估测单元；
224～频谱校正单元；
322～噪音估测单元；
324～噪音减除单元；
422～回音分析单元；
424～回音消除单元；
522～动态切换单元；
622～动作检测单元；
652～温度感测器。
具体实施方式
下文为介绍本发明的最佳实施例。各实施例用以说明本发明的原理，但非用以限制本发明。本发明的范围是以本发明的权利要求为准。
图1是依据本发明一实施例的声音装置示意图。本发明的声音装置100包括一电声换能器110以及一声音控制器120。电声换能器110，举例而言，可为现有技术所述移动电话上的免持模式喇叭或手持模式喇叭，其连接至移动电话中的其他电子元件130以接收电子输出讯号Eo，并播放该电子讯号Eo所代表的「输出声音」。声音控制器120耦接于电声换能器110与其他电子元件130之间，可用来主动地控制电声换能器110以使其运作成一喇叭或一麦克风。在此实施例中，当电声换能器110运作成一喇吧时，其可将电子输出讯号Eo转换成输出声音So，而当电声换能器110运作成一替代(makeshift)麦克风时，其可将输入声音Si转换成电子输入讯号Ei。下文将以五个实施例说明本发明声音控制器120的各种功能。
《第一实施例》
图2是依据本发明第一实施例的声音装置示意图。在此实施例中，声音装置200的声音控制器220还包括一频谱估测单元222以及一频谱校正单元224。声音控制器220耦接至一电声换能器210，而该电声换能器210将电子输出讯号Eo转换成输出声音So，并将输入声音Si转换成电子输入讯号Ei。
值得注意的是，虽然麦克风能将输入声音转换成电子输入讯号，该功能理论上仅为喇吧的相反功能，然而，当喇吧运作成一替代麦克风时，其仍然具有与一般标准麦克风相异且有限的频率响应(即频谱)。因此，本发明提供频谱估测单元222与频谱校正单元224以克服频谱的差异及限制。当耦接至声音控制器220的电声换能器210运作成一麦克风时，本发明的频谱估测单元222可用以估测由电声换能器210所接受的输入声音Si所转换而来的电子输入讯号Ei的频谱。之后，耦接至频谱估测单元222的频谱校正单元224即可依据一预设频谱特征电子输入讯号的频谱。举例而言，预设频谱特征可预先储存于一存储器(图未示)中，而该存储器可与声音控制器220分离或整合成一体。明确地说，电子输入讯号的频谱是电子输入讯号在一段频率范围(一般介于0-20kHz)中的电压电平，单元为分贝，而预设频谱特征则可由一标准麦克风的频谱所衍生而来。通过频谱校正单元222的校正，此替代用的麦克风可产生具有理想频谱的电子输入讯号。必须注意到，虽然在多数的应用中，具有均匀(uniform)频率响应的麦克风是较为理想的，但在某些特定应用中(例如录音)，具有不均匀频率响应的麦克风可能可产生更高品质的声音。因此，对本领域的技术人员而言，如何订定预设频谱特征是设计上的选择，本发明不必限于使用均匀的频谱。
《第二实施例》
图3是依据本发明第二实施例的声音装置示意图。在此实施例中，声音装置300的声音控制器320还包括一噪音估测单元322以及一噪音减除单元324。声音控制器320耦接至一电声换能器310，而电声换能器310同样可将电子输出讯号Eo转换成输出声音So，并将输入声音Si转换成电子输入讯号Ei。
当电声换能器310运作成麦克风时，本发明的噪音估测单元322可估测输入声音Si中的环境噪音，并产生代表该环境噪音的电子噪音讯号(图未示)。在一实施例中，电子噪音讯号可储存在存储器之中，而该存储器可与声音控制器320分离或整合为一体。当电声换能器310运作成一麦克风时，耦接至噪音估测单元322的噪音减除单元324可进一步将电子噪音讯号从此电子输入讯号以及之后接收的其他电子输入讯号中减除。
《第三实施例》
图4是依据本发明第三实施例的声音装置示意图。在此实施例中，声音装置400的声音控制器420还包括一回声分析单元422和一回声消除单元424。声音控制器420耦接至一电声换能器410，而该电声换能器410将电子输出讯号Eo转换为输出声音So，和将输入声音Si转换为电子输入讯号Ei。
当电声换能器运作成喇吧时(例如：移动电话中的免持模式喇叭)，其可播放电子输出讯号Eo所代表的输出声音So，然而，该输出声音So会造成回音。一旦电声换能器410切换功能成麦克风，而电声换能器410接收到该回音时，本发明的回声分析单元422即可立即分析该回音。举例而言，回声分析单元422可藉由比对该电子输出讯号So以及其相关的电子输入讯号Si的方式产生代表上述回音的电子回音讯号(图未示)。在一实施例中，电子回音讯号可储存在存储器之中，而该存储器可与声音控制器320分离或整合为一体。由于在多数的实施例中，声音装置400通常停留在相同的空间，而相同的空间具有相同的声音反射模式，因此，当电声换能器310运作成麦克风时，耦接至回声分析单元322的回声消除单元324会进一步利用所分析及储存的电子回音讯号将电声换能器310所接收的输入声音中的回音予以消除。
《第四实施例》
图5是依据本发明第四实施例的声音装置示意图。声音装置500的电声换能器510亦可将电子输出讯号Eo转换成输出声音So，并将输入声音Si转换成电子输入讯号Ei。
在此实施例中，声音装置500的声音控制器320还包括一动态切换单元522。动态切换单元324用以在电声换能器510接收电子输出讯号Eo时切换该电声换能器510而使其运作成喇叭，并在连续两电子输出讯号Eo之间的时间间隔中切换电声换能器510而使其运作成麦克风。在一实施例中，声音装置500作为从动电话中一免持模式喇叭之用，使用者可通过该免持模式喇叭说话。由于使用者在说话当下多少会有所停顿，因此传送至电声换能器510的电子输出讯号Eo中会存在许多没有声音存在的时间间隔。当本发明的动态切换单元522检测到此间隔时，其可立即切换电声换能器510的功能而使电声换能器510由喇叭转变成麦克风，而切换成麦克风后即可接收该移动电话所处环境中的环境噪音。在其他实施例中，其他电子元件亦可利用所接收到的环境噪音进行各种用途，包括录音、频谱校正、噪音/回音估测及消除等等，而为了执行此类功能，本发明的声音控制器520可进一步包括前述实施例的频谱估测单元222、频谱校正单元224、噪音估测单元322、噪音减除单元324、回声分析单元422或回声消除单元424。
《第五实施例》
图6是依据本发明第五实施例的声音装置示意图。声音装置600的电声换能器610亦可将电子输出讯号Eo转换成输出声音So，并将输入声音Si转换成电子输入讯号Ei。
在此实施例中，声音装置600的声音控制器620还包括一动作检测单元622，其可用以检测使用者的动作；以及包括一声音控制器620，其可用控制是否依据所检测的动作将电声换能器610运作成一喇叭或麦克风。在一实施例中声音装置600作为移动电话的免持模式喇吧。其中，动作检测单元622可耦接至一温度感测器652，而温度感测器652可配置于移动电话上的适当位置(例如接听区)，藉以判断其是否接触任何有体温之物(例如使用者的耳朵)。当判断使用者的耳朵靠近接听区时，免持模式喇吧即关闭，而手持模式喇叭即开启。本发明的声音控制器620将依据动作检测单元622的判断切换电声换能器610的功能，藉以使电声换能器610由喇叭转变成麦克风。切换后的电声换能器610可接收环境噪音以作他用，例如，录音、频谱校正、噪音/回音估测及消除等等，而为了执行此类功能，本发明的声音控制器620可进一步包括前述实施例的频谱估测单元222、频谱校正单元224、噪音估测单元322、噪音减除单元324、回声分析单元422或回声消除单元424。此外，前述的温度感测器652亦可以其他感测器替代，例如各种能够检测光线、动作、磁场、动力、湿度、振动、压力、电场、声音以及各种环境物理量的感测器，以及这些感测器的组合。
虽然在前文的实施例中以应用于移动电话的声音装置为例，但本发明的应用不必以此为限。本发明虽以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明的范围，本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可做若干的更动与润饰，因此本发明的保护范围是以本发明的权利要求为准。

Claims (29)

1.一种声音装置，包括：
一电声换能器；以及
一声音控制器，耦接至该电声换能器，用以主动控制该电声换能器而使其运作成一喇叭或一麦克风，其中，该喇叭用以将电子输出讯号转换成输出声音，而该麦克风用以将输入声音转换成电子输入讯号。
2.如权利要求1所述的声音装置，其中该声音控制器还包括：
一频谱估测单元，用以在该电声换能器运作成一麦克风时，估测由该输入声音所转换而成的该电子输入讯号的频谱。
3.如权利要求2所述的声音装置，其中该声音控制器还包括：
一频谱校正单元，耦接至该频谱估测单元，用以依据一预设频谱特征校正该电子输入讯号的该频谱。
4.如权利要求3所述的声音装置，还包括：
一存储器，耦接至该声音控制器，用以预先储存该预设频谱特征。
5.如权利要求1所述的声音装置，其中该声音控制器还包括：
一噪音估测单元，用以在该电声换能器运作成该麦克风时，从该输入声音估测出环境噪音，并产生表示该环境噪音的电子噪音讯号。
6.如权利要求5所述的声音装置，其中该声音控制器还包括：
一噪音减除单元，耦接至该噪音估测单元，用以从该电子输入讯号中减除该电子噪音讯号。
7.如权利要求5所述的声音装置，还包括：
一存储器，耦接至该声音控制器，用以储存该电子噪音讯号。
8.如权利要求1所述的声音装置，其中该声音控制器还包括：
一回声分析单元，用以在该电声换能器切换成该麦克风时，分析该电子输出讯号的该输出声音的回声，并产生代表该回声的电子回声讯号。
9.如权利要求8所述的声音装置，其中该声音控制器还包括：
一回声消除单元，用以在该电声换能器运作成该麦克风时，利用该电子回声讯号消除该输入声音的回声。
10.如权利要求8所述的声音装置，还包括：
一存储器，耦接至该声音控制器，用以储存该电子回声讯号。
11.如权利要求1所述的声音装置，其中该声音控制器还包括：
一动态切换单元，用以：
在电声换能器接收该电子输出讯号时，切换该电声换能器而使其运作成该喇叭；以及
在两个连续电子输出讯号间的时段上，切换该电声换能器而使其运作成该麦克风。
12.如权利要求1所述的声音装置，其中该声音控制器还包括：
一动作检测单元，用以检测一使用者的一动作，其中该声音控制器依据该动作控制是否将该电声换能器运作成一喇叭或一麦克风。
13.如权利要求1所述的声音装置，还包括：
一温度感测器，耦接至该动作检测单元，用以检测一使用者的温度。
14.一种声音控制器，耦接至一电声换能器，用以主动控制该电声换能器而使其运作成一喇叭或一麦克风，其中，该喇叭用以将电子输出讯号转换成输出声音，而该麦克风用以将输入声音转换成电子输入讯号。
15.如权利要求14所述的声音控制器，还包括：
一频谱估测单元用以在该电声换能器运作成一麦克风时，估测由该输入声音所转换而成的该电子输入讯号的频谱。
16.如权利要求15所述的声音控制器，还包括：
一频谱校正单元，耦接至该频谱估测单元，用以依据一预设频谱特征校正该电子输入讯号的该频谱。
17.如权利要求16所述的声音控制器，还包括：
一存储器，耦接至该声音控制器，用以预先储存该预设频谱特征。
18.如权利要求14所述的声音控制器，还包括：
一噪音估测单元，用以在该电声换能器运作成该麦克风时，从该输入声音估测出环境噪音，并产生表示该环境噪音的电子噪音讯号。
19.如权利要求18所述的声音控制器，还包括：
一噪音减除单元，耦接至该噪音估测单元，用以从该电子输入讯号中减除该电子噪音讯号。
20.如权利要求18所述的声音控制器，还包括：
一存储器，耦接至该声音控制器，用以储存该电子噪音讯号。
21.如权利要求14所述的声音控制器，还包括：
一回声分析单元，用以在该电声换能器切换成该麦克风时，分析该电子输出讯号的该输出声音的回声，并产生代表该回声的电子回声讯号。
22.如权利要求21所述的声音控制器，还包括：：
一回声消除单元，用以在该电声换能器运作成该麦克风时，利用该电子回声讯号消除该输入声音的回声。
23.如权利要求21所述的声音控制器，还包括：
一存储器，耦接至该声音控制器，用以储存该电子回声讯号。
24.如权利要求14所述的声音控制器，还包括：
一动态切换单元，用以：
在电声换能器接收该电子输出讯号时，切换该电声换能器而使其运作成该喇叭；以及
在两个连续电子输出讯号间的时段上，切换该电声换能器而使其运作成该麦克风。
25.如权利要求14所述的声音控制器，还包括：
一动作检测单元，用以检测一使用者的动作，
其中该声音控制器依据该动作控制是否将该电声换能器运作成一喇叭或一麦克风。
26.如权利要求25所述的声音控制器，还包括：
一温度感测器，耦接至该动作检测单元，用以检测一使用者的温度。
27.一种声音装置，包括：
一电声换能器；以及
一声音控制器，耦接至该电声换能器，用以主动控制该电声换能器而使其运作成一喇叭或一麦克风，其中，该喇叭用以将电子输出讯号转换成输出声音，而该麦克风用以将输入声音转换成电子输入讯号；该声音控制器还包括：
一频谱估测单元，用以在该电声换能器运作成一麦克风时，估测由该输入声音所转换而成的该电子输入讯号的频谱；以及
一频谱校正单元，耦接至该频谱估测单元，用以依据一预设频谱特征校正该电子输入讯号的该频谱。
28.一种声音装置，包括：
一电声换能器；以及
一声音控制器，耦接至该电声换能器，用以主动控制该电声换能器而使其运作成一喇叭或一麦克风，其中，该喇叭用以将电子输出讯号转换成输出声音，而该麦克风用以将输入声音转换成电子输入讯号；该声音控制器还包括：
一动态切换单元，在电声换能器接收该电子输出讯号时，切换该电声换能器而使其运作成该喇叭；以及在两个连续电子输出讯号间的时段上，切换该电声换能器而使其运作成该麦克风。
29.一种声音装置，包括：
电声换能器；以及
一声音控制器，耦接至该电声换能器，用以主动控制该电声换能器而使其运作成一喇叭或一麦克风，其中，该喇叭用以将电子输出讯号转换成输出声音，而该麦克风用以将输入声音转换成电子输入讯号；该声音控制器还包括：
一动作检测单元，用以检测一使用者的一动作，
其中该声音控制器依据该动作控制是否将该电声换能器运作成一喇叭或一麦克风。
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