CN103369439A - 屏幕拾取声音系统以及应用该系统的终端设备 - Google Patents

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王超
唐琪
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Abstract

本发明涉及了一种屏幕拾取声音系统，该系统包括：屏幕，其用于对周围环境中的声音产生振动反馈；加速度传感器，其用于接收所述屏幕产生的振动反馈，并将所述振动反馈转化为加速度信号；预处理模块，其用于接收所述加速度信号，并对所述加速度信号进行处理并转化为语音信号。本发明提供的一种屏幕拾取声音系统以及应用该系统的终端设备，其利用屏幕拾取声音系统来让屏幕拾取周边环境中的声音并将由声音引起的屏幕振动转化为语音信号。

Description

屏幕拾取声音系统以及应用该系统的终端设备
【技术领域】
本发明涉及电声转换领域，尤其涉及一种屏幕拾取声音系统以及应用该系统的终端设备。
【背景技术】
加速度传感器是一种能感受加速度并转换成可用输出信号的传感器，也是一种能够测量加速力的电子设备，通常又叫加速度计。加速度计按其输入轴数目分为单轴、双轴和三轴加速度计。在现在的一些终端设备中常常应用到加速度计，例如，在现在的智能手机中，通常用的是三轴加速度计，实现对任意方向的加速度的检测。
而应用于智能手机中的三轴加速度计通常只用它来检测手机倾角、加速度等物理量，实际上，可以利用手机中的三轴加速度计实现更多的新功能。
经过实验检测发现，当人说话时，手机在紧贴人脸的条件下或者手机靠近嘴巴的条件下，手机的屏幕都会发生振动，并且屏幕的振动频率与人说话的声音频率相一致。
针对上述情况，本发明提供了一种新型的屏幕拾取声音系统以及应用该系统的终端设备
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种屏幕拾取声音系统以及应用该系统的终端设备，其利用屏幕拾取声音系统来让屏幕拾取周边环境中的声音并将由声音引起的屏幕振动转化为语音信号。
一种屏幕拾取声音系统，该系统包括：屏幕，其用于对周围环境中的声音产生振动反馈；加速度传感器，其用于接收所述屏幕产生的振动反馈，并将所述振动反馈转化为加速度信号；预处理模块，其用于接收所述加速度信号，并对所述加速度信号进行处理并转化为语音信号。
优选的，所述加速度传感器为压电式加速度传感器。
优选的，所述加速度传感器至少具有一个轴垂直于所述屏幕。
优选的，所述预处理模块包括AD转换器。
优选的，所述预处理模块包括带通滤波器。
一种终端设备，所述终端设备应用如上所述的屏幕拾取声音系统。
优选的，所述终端设备还包括音频应用模块，所述音频应用模块用于接收并应用所述语音信号。
本发明的有益效果在于:本发明提供的一种屏幕拾取声音系统以及应用该系统的终端设备，其利用屏幕拾取声音系统来让屏幕拾取周边环境中的声音并将由声音引起的屏幕振动转化为语音信号。
【附图说明】
图1是本发明屏幕拾取声音系统的工作示意图；
图2是本发明终端设备的框架图；
图3是图1中加速度传感器的优选实施例压电加速度传感器与屏幕的结构示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，本发明提供的提供一种屏幕拾取声音系统，该系统包括：屏幕1，其用于对周围环境中的声音产生振动反馈；加速度传感器2，其用于接收所述屏幕1产生的振动反馈，并将所述振动反馈转化为加速度信号；预处理模块3，其用于接收所述加速度信号，并对所述加速度信号进行处理并转化为语音信号。
如图2所示，为本发明提供的屏幕拾取声音系统的工作示意图，声音传递到所述屏幕1上，屏幕1与声音共振从而产生振动反馈，实际上，不仅仅局限于声音直接作用于屏幕1上，例如，人在说话时，声带产生的振动会传递到人的脸上，因为人脸此时产生的振动频率与发出的声音的频率相同，如果将屏幕与人脸直接接触，屏幕1会与人脸共振从而产生振动反馈，该屏幕拾取声音系统也相当于拾取了声音，虽然此时的声音是间接作用于屏幕1上，但是原理相同，都应该属于本发明的保护范围内。
再看图1，本发明提供的加速度传感器优选的采用压电式加速度传感器，传统的压电加速度传感器的结构示意图正如图3所示，包括弹簧20、与弹簧20连接的质量块21、与所述质量块21相互固持的压电片22。而压电加速度传感器又与屏幕1直接或间接固定，用于接收屏幕1的振动反馈，当压电加速度传感器感受到振动时，所述质量块21感受到与屏幕1相同的振动，并受到与加速度方向相反的惯性力的作用，这样，质量块21就有一正比于加速度的交变力作用于压电片22上，由于压电片22的压电效应，压电片22的上下表面就会产生交变电荷，当振动频率远低于压电加速度传感器的固有频率时，压电加速度传感器输出电荷与作用力成正比。
所述压电加速度传感器的输出电量由其输出端引出，输入到前置放大器后就可以用普通的测量仪器测出屏幕1的加速度，如在前置放大器中加进适当的积分电路，就可以测出屏幕1的振动速度或位移。
所述压电加速度传感器内部的质量块21的质量和弹簧20的力顺控制了压电加速度传感器所能控检测的振动的频率的上限。
质量块21和弹簧20的自由振动频率为：
f 0 = 1 2 π 1 MC
其中M为质量块21的质量，C为弹簧20的力顺。
测试振动系统的时候，工作频带一般要低于质量块21和弹簧20构成的系统的f0，此时系统工作在弹性控制状态。
在弹性控制状态下，假如屏幕1以一个固定振幅做单频振动，则输出电压有如下的公式：
E a = τ M m a 10 ω | Z m |
其中：
Mm为质量块21的质量；
a10为屏幕1的及速度；
τ为一个常数；
Zm为系统的力阻抗模值。
当屏幕1的振动频率远远小于f0的时候，上式可以近似等效为：
E a = τa 10 ω 0 2
而对于一个固定振幅的屏幕1来说，它在平衡位置的加速度是和频率的平方成正比的，所以输出电压的幅度和频率无关。
因此，在手机上，通常都是采用三轴加速度计，实际上是将三个一维的加速度计组装到一起，以实现对任意方向的加速度的检测。因此，将加速度传感器2安装于手机上的时候只要确保有一个轴垂直于屏幕，即加速度传感器2至少具有一个轴垂直于所述屏幕1，那么，就可以直接提取该轴的加速度信息，然后经过预处理模块3处理后，就可以输出语音信号。
优选的，本发明提供的预处理模块3包括AD转换器，其还可以包括带通滤波器，所述带通滤波器为模拟或数字带通滤波器。
本发明还提供了一种应用如上所述的屏幕拾取声音系统的终端设备。所述终端设备还包括音频应用模块4，所述音频应用模块4用于接收并应用所述语音信号。所述音频应用模块4是指录音、打电话、或将语音信号作为上行消噪语音端点检测用的参考信号等利用音频信息来运行的程序，即软件应用。
本发明提供的一种屏幕拾取声音系统以及应用该系统的终端设备，其利用屏幕拾取声音系统来让屏幕1拾取周边环境中的声音并将由声音引起的屏幕振动转化为语音信号。
以上所述的仅是本发明的较佳实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种屏幕拾取声音系统，其特征在于，该系统包括：
屏幕，其用于对周围环境中的声音产生振动反馈；
加速度传感器，其用于接收所述屏幕产生的振动反馈，并将所述振动反馈转化为加速度信号；
预处理模块，其用于接收所述加速度信号，并对所述加速度信号进行处理并转化为语音信号。
2.根据权利要求1所述的屏幕拾取声音系统，其特征在于：所述加速度传感器为压电式加速度传感器。
3.根据权利要求2所述的屏幕拾取声音系统，其特征在于：所述加速度传感器至少具有一个轴垂直于所述屏幕。
4.根据权利要求1所述的屏幕拾取声音系统，其特征在于：所述预处理模块包括AD转换器。
5.根据权利要求4所述的屏幕拾取声音系统，其特征在于：所述预处理模块包括带通滤波器。
6.一种终端设备，其特征在于，所述终端设备应用如权利要求1至5任意一项所述的屏幕拾取声音系统。
7.根据权利要求6所述的终端设备，其特征在于，所述终端设备还包括音频应用模块，所述音频应用模块用于接收并应用所述语音信号。
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