CN110572759B - 电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供一种电子设备,包括处理器,以及与处理器电性连接的压电陶瓷后盖和音频接收器,在接收到处理器发出的通话指令和距离检测指令时,压电陶瓷后盖发射第一声音信号和第一超声波信号,音频接收器接收外界的第二声音信号以及所述第一超声波信号经反射形成的第二超声波信号。本申请实施例的电子设备,压电陶瓷后盖可以产生声音信号和超声波信号,音频接收器可以接收相应的声音信号和超声波信号,从而本申请的电子设备利用压电陶瓷后盖和音频接收器可以实现通话功能和距离检测功能,电子设备不需要再额外设置距离检测器件,可以避免距离检测器件在电子设备上的开口,减少了电子设备上的开口数量,使电子设备的结构更简单。

Description

电子设备
技术领域
本申请涉及电子技术领域,特别涉及一种电子设备。
背景技术
随着电子技术的发展,诸如智能手机等电子设备在用户的日常生活中使用地越来越频繁。其中,电子设备的音频播放功能是用户在使用电子设备的过程中,使用最多的功能之一。例如,在用户使用电子设备欣赏影视剧、听音乐、玩游戏、进行语音通话或者视频通话等过程中,都会使用到电子设备的音频播放功能。从而,用户对电子设备进行音频播放时的发声效果提出了更高的要求。
发明内容
本申请实施例提供一种电子设备,可以通过压电陶瓷后盖发射声音信号和超声波信号,以减少电子设备上发声器件和接近检测器件的开孔。
本申请实施例提供了一种电子设备,包括:
处理器;
压电陶瓷后盖,与所述处理器电性连接,所述压电陶瓷后盖用于在接收到处理器发出的通话指令和距离检测指令时,发射第一声音信号和第一超声波信号;及
音频接收器,与所述处理器电性连接,所述音频接收器用于在接收到所述通话指令和所述距离检测指令时,接收外界的第二声音信号以及所述第一超声波信号经反射形成的第二超声波信号。
本申请实施例还提供了一种电子设备,包括:
压电陶瓷后盖,所述压电陶瓷后盖用于发射第一声音信号和第一超声波信号;
前壳,所述前壳与所述压电陶瓷后盖相对设置;
边框,所述边框设置在所述前壳的周缘及所述压电陶瓷后盖的周缘;
第一压电陶瓷音频接收器,所述第一压电陶瓷音频接收器设置在所述边框的一端,所述第一压电陶瓷音频接收器用于接收所述第一声音信号;
第二压电陶瓷音频接收器,所述第一压电陶瓷音频接收器设置在所述前壳位置,且所述第一压电陶瓷音频接收器远离所述第一压电陶瓷设置边框的一端,所述第二压电陶瓷单体用于接收所述第一超声波信号。
本申请实施例的电子设备,利用压电陶瓷后盖作为声音信号的输出器件,压电陶瓷后盖产生振动并直接向电子设备的外部发出声音信号,一方面,电子设备上不需要开设声音信号的传输孔,可减少电子设备上的开口,提高电子设备的防尘、防水性能;另一方面,电子设备也不需要额外设置声音信号的导音通道,可以简化电子设备的结构。并且,本申请实施例的电子设备,压电陶瓷后盖可以产生声音信号和超声波信号,音频接收器可以接收相应的声音信号和超声波信号,从而本申请的电子设备利用压电陶瓷后盖和音频接收器可以实现通话功能和距离检测功能,电子设备不需要再额外设置距离检测器件,可以避免距离检测器件在电子设备上的开口,减少了电子设备上的开口数量,使电子设备的结构更简单。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的电子设备的第一种结构示意图。
图2为图1所示的压电陶瓷后盖的结构示意图。
图3为图2所示的压电陶瓷后盖处于第一弯曲状态的结构示意图。
图4为图2所示的压电陶瓷后盖处于第二弯曲状态的结构示意图。
图5为本申请实施例提供的电子设备的第二种结构示意图。
图6为本申请实施例提供的电子设备的第一种电路原理示意图。
图7为本申请实施例提供的电子设备的第二种电路原理示意图。
图8为本申请实施例提供的电子设备的第三种电路原理示意图。
图9为本申请实施例提供的电子设备的第四种电路原理示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供一种电子设备。电子设备可以是手机、平板电脑等移动终端设备,还可以是游戏设备、增强现实(Augmented Reality,AR)设备、虚拟现实(VirtualReality,VR)设备、车载电脑、笔记本电脑、数据存储装置、音频播放装置、视频播放装置、可穿戴设备等具有显示装置的设备,其中可穿戴设备可以是智能手环、智能眼镜等。
参考图1,图1为本申请实施例提供的电子设备的第一种结构示意图。图1示出了电子设备10为手机的示例,电子设备10可以包括压电陶瓷后盖100,压电陶瓷后盖100由陶瓷材料制成。压电陶瓷后盖100可以将机械能和电能互相转换,以实现声音信号、超声波信号与电信号之间的转换。
当压电陶瓷后盖100将电能转换为机械能时,压电陶瓷后盖100可以输出声音信号和超声波信号,此时压电陶瓷后盖100可以作为电子设备10的听筒、扬声器或超声波发射器件;当压电陶瓷后盖100将机械能例如声音信号和超声波信号转换为电能时,压电陶瓷后盖100可以采集声音信号或超声波,此时压电陶瓷后盖100可以作为电子设备10的麦克风或超声波接收器件。
结合图2所示,图2为图1所示的压电陶瓷后盖的结构示意图。压电陶瓷后盖100的形状可以为规则形状,比如压电陶瓷后盖100可以为矩形结构、圆角矩形结构、圆形结构等。压电陶瓷后盖100可以为不规则形状,以与电子设备10的具体外形相匹配。
压电陶瓷后盖100可以包括层叠设置的第一压电陶瓷片110、膜片120和第二压电陶瓷片130。其中,第一压电陶瓷片110和第二压电陶瓷片130为导体,可以用于传导电流。膜片120为非导体,不可以用于传导电流。
膜片120的尺寸大于第一压电陶瓷片110和第二压电陶瓷片130的尺寸。膜片120可以包括第一区和第二区,第二区设置在第一区的周缘。比如第二区可以围绕在第一区的周缘设置。其中,第一压电陶瓷片110和第二压电陶瓷片130设置在第一区,使得第二区裸露在外。
第一压电陶瓷片110和第二压电陶瓷片130分别与交流电源诸如交流电源200电性连接,以用于将交流电源200所输出的电能转换为机械能。交流电源200用于输出交流电压,交流电源200可以包括电位值不同的第一电极210和第二电极220。
第一压电陶瓷片110具有相对的第一端面和第二端面,其中第一端面为远离膜片120的一面,第二端面为与第一区连接的一面。第一端面与交流电源200的第一电极210电性连接,第二端面与交流电源200的第二电极220电性连接。
第二压电陶瓷片130具有相对的第三端面和第四端面,其中第三端面为与第一区连接的一面,第四端面为远离膜片120的一面。第三端面与交流电源200的第二电极220电性连接,第四端面与交流电源200的第一电极210电性连接。
在本申请的描述中,需要理解的是,诸如“第一”、“第二”、“第三”等术语仅用于区分类似的对象,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。
如图3和图4所示,图3为图2所示压电陶瓷后盖处于第一弯曲状态的结构示意图,图4为图2所示压电陶瓷后盖处于第二弯曲状态的结构示意图。
交流电源200的交变电压方向可以随着方向是会随着时间发生改变的,压电陶瓷后盖100可以随着交变电压方向的交替变化而进行形变运动,压电陶瓷后盖100的形变运动可以使周围空气流动,从而发出声音。
例如,如图3所示,当交流电源200的交变电压方向从第一电极210输出,并回到第二电极220时,此时第一压电陶瓷片110和第二压电陶瓷片130在电场的作用下,使原来混乱取向的各自发极化矢量沿电场方向择优取向发生极化,由于第一压电陶瓷片110的外加电场方向与第二压电陶瓷片130的外加电场方向相反,导致第一压电陶瓷片110的极化方向与第二压电陶瓷片130的极化方向相反,第一压电陶瓷片110的极化方向与交流电源200的电压方向相同,第一压电陶瓷片110伸长,使第一压电陶瓷片110朝向膜片120的方向弯曲;第二压电陶瓷片130的极化方向与交流电源200的电压方向相反,第二压电陶瓷片130缩短,使第二压电陶瓷片130朝背离膜片120的方向弯曲,膜片120在第一压电陶瓷片110和第二压电陶瓷片130的作用下也发生形变,使得压电陶瓷后盖100呈现出第一弯曲状态。
如图4所示,当交流电源200的交变电压方向从第二电极220输出,并回到第一电极210时,第一压电陶瓷片110的极化方向与交流电源200的电压方向相反,第一压电陶瓷片110缩短,使第一压电陶瓷片110朝背离膜片120的方向弯曲,第二压电陶瓷片130伸长,使第二压电陶瓷片130朝向膜片120的方向弯曲,膜片120在第一压电陶瓷片110和第二压电陶瓷片130的作用下也发生形变,使得压电陶瓷后盖100呈现出第二弯曲状态。
电子设备10可以通过控制交流电源200的交变电压,进而使压电陶瓷后盖100在第一弯曲状态和第二弯曲状态相互切换,以控制压电陶瓷后盖100进行形变运动。
需要说明的是,图3和图4中第一压电陶瓷片110和第二压电陶瓷120的形变幅度仅为示例,在实际应用中,可采取通过控制交变电压等方式使第一压电陶瓷片110和第二压电陶瓷130的形变幅度在人眼不易察觉的范围内,以保持电子设备10具有稳定的外形结构。
其中,压电陶瓷单体后盖100的形变幅度可以与交变电压的电压幅值相关联。比如压电陶瓷后盖100的形变幅度可以与交变电压的电压幅值成正比。当电子设备10控制交变电源200的交变电压的电压幅值升高时,压电陶瓷后盖100的形变幅度随之增大,可以带动更强的空气波动形成更大的音量,进而增加音频信号的响度。当然,压电陶瓷后盖100的形变幅度可以与交变电压的电压幅值成反比也是可以的,此时电子设备10可以通过减小交变电压的电压幅值,增大压电陶瓷后盖100的形变幅度。
本申请实施例通过将第一压电陶瓷片110和第二压电陶瓷片130设置在第一区,使膜片120的第二区裸露在外,使得第一区受到第一压电陶瓷片110和第二压电陶瓷片130所施加的作用力发生形变,第二区在没有外力作用保持原有状态,相比于没有裸露的第二区可以增加膜片120的形变幅度。
可以理解的是,在高频电信号的刺激下,压电陶瓷后盖100的振幅越小,在低频电信号的刺激下,压电陶瓷后盖100的振幅越大。本申请实施例的压电陶瓷后盖100,既可以在高频电信号的刺激下,向外发射超声波信号,又可以在中、低频电信号的刺激下,向外发射声音信号,采用上述的第一压电陶瓷片110和第二压电陶瓷片130设置在第一区,使膜片120的第二区裸露在外的结构,其形变幅度更能满足本申请实施例压电陶瓷后盖100的需求。
需要说明的是,压电陶瓷后盖100也可以只包括第一压电陶瓷片110和膜片120,第一压电陶瓷片110可以带动膜片120发生形变。当然,压电陶瓷后盖100也可以包括多个第一压电陶瓷片110和/或多个第二压电陶瓷片130,第一压电陶瓷片110可以第二压电陶瓷片130的数量可以根据实际情况进行设置,本申请实施例对此并不予以限定。
本申请实施例的压电陶瓷后盖100,也可以包括第一压电陶瓷单体140和第二压电陶瓷单体150。其中,第一压电陶瓷单体140与处理器500电性连接,第一压电陶瓷单体140用于在接收到处理器500发射的通话指令时,发射第一声音信号。第二压电陶瓷单体150也与处理器500电性连接,第二压电陶瓷单体150用于在接收到所述处理器500发射的所述距离检测指令时,发射所述第一超声波信号。
可以理解的是,第一压电陶瓷单体140和第二压电陶瓷单体150可以分别是压电陶瓷后盖100上的某一部分区域,在执行通话指令时,压电陶瓷后盖100上与第一压电陶瓷单体140对应的区域产生第一形变发射第一声音信号,以执行发射声音信号的功能;在执行距离检测指令时,压电陶瓷后盖100上与第二压电陶瓷单体150对应的区域产生第二形变以发射第一超声波信号,以执行发射超声波信号的功能。
由于压电陶瓷后盖100在不同频率的振动电路的作用下,其振动幅度是不同,本申请实施例的电子设备10,第一压电陶瓷单体140在中、低频振荡电路的作用下,第一压电陶瓷单体140的振幅较大。而第二压电陶瓷单体150在高频振荡电路的作用下,第二压电陶瓷单体150的振幅较小,通过调节第一压电陶瓷单体140连接的电压,使第一压电陶瓷单体140在中、低频振荡电路的作用下产生的第一形变的振幅与第二压电陶瓷单体150在高频振荡电路的作用下第二压电陶瓷单体150产生的第二形变的振幅相同;或者通过调节第二压电陶瓷单体150连接的电压,使第二压电陶瓷单体150在高频振荡电路的作用下产生的第二形变的振幅与第一压电陶瓷单体140在中、低频振荡电路的作用下产生的第一形变的振幅相同,进而实现距离检测过程和通话过程中压电陶瓷后盖100的整体振幅均在同一幅度内,不会产生有区别的振感。
需要说明的是,第一压电陶瓷单体140和第二压电陶瓷单体150可以均包括层叠设置的第一压电陶瓷片110、膜片120和第二压电陶瓷片130,所述膜片120包括第一区和第二区,所述第二区设置在所述第一区的周缘,所述第一压电陶瓷片110和所述第二压电陶瓷片130设置在所述第一区,以使所述第二区裸露在外。
继续参考图1,本申请实施例的电子设备10还可以包括前壳300,以与压电陶瓷后盖100形成电子设备10的壳体,用于容纳电子设备10的其他电子器件,前壳300可以是电子设备10的显示屏。显示屏可以用于显示图像、文本等信息。显示屏可以为液晶显示屏(Liquid Crystal Display,LCD)或有机发光二极管显示屏(Organic Light-EmittingDiode,OLED)。
显示屏可以包括显示区域以及非显示区域。其中,显示区域执行显示屏的显示功能,用于显示图像、文本等信息。非显示区域不显示信息。非显示区域可以用于设置距离传感器、显示屏触控电极等电子器件。显示屏可以为全面屏。此时,显示屏可以全屏显示信息,从而电子设备10具有较大的屏占比。显示屏可以只包括显示区域,而不包括非显示区域,或者对用户而言非显示区域的面积较小。
本申请实施例的电子设备10还包括音频接收器400和处理器500,所述音频接收器400可以将声音信号、超声波信号转换为电信号。所述处理器500分别与压电陶瓷后盖100和音频接收器400电性连接,以控制压电陶瓷后盖100和音频接收器400实现各自的功能。
音频接收器400可以位于前壳300上,音频接收器400也可以位于电子设备10的内部。音频接收器400将声音信号、超声波信号转换为电信号的原理可以是电磁式转换、电容式转换、电阻式转换、压电式转换。
其中,电磁式转换的方式可以包括动圈式和舌簧式。动圈式是声音信号、超声波信号带动振膜上的铜线圈,在磁场中振动,而产生感应电压。舌簧式是线圈很多,线圈可以达到上千匝,声音信号、超声波信号带动振膜上的线圈、线圈带动铁芯片在磁场中振动,而产生感应电流。例如,音频接收器400可以是电子设备10上的麦克风器件,麦克风可以利用电磁感应现象,当超声波、声波使麦克风的膜片振动时,连接在膜片上的线圈随着一起振动,线圈在磁场里振动,进而将声音信号、超声波信号转换为电信号。
电容式转换的方式可以包括用一张极薄的镀金膜,作为电容的一个电极,与其相隔零点几毫米,有另外一个固定电极,这样形成一个电容器,振膜电极跟随声波、超声波的振动而造成电容的容量变化,形成电信号,从而实现声音信号与电信号的转换。
电阻式转换的方式可以包括振膜和碳阻粉,振膜在感应到声波和超声波的振动时,碳粉被压紧放松,造成电阻变化,而产生随声波、超声波变化的电流。
压电式转换的方式可以包括由压电陶瓷材料制成的压电陶瓷音频接收器例如,采用如上述压电陶瓷后盖材质制成的压电陶瓷音频接收器。当压电陶瓷音频接收器接收到声音信号、超声波信号时,压电陶瓷音频接收器产生振动,并将机械能转换为电能,使得压电陶瓷音频接收器可以采集声音信号、超声波信号。
需要说明的是,本申请实施例的音频接收器400还可以为其他可以实现声音信号、超声波信号与电信号转换的器件,本申请实施例对音频接收器400的具体种类不作限定。
其中,处理器500分别与压电陶瓷后盖100和音频接收器400电性连接。所述处理器500可以向压电陶瓷后盖100发出通话指令和距离检测指令,以控制所述压电陶瓷后盖100在电子设备10内部声音和超声波处理电路的作用下发射第一声音信号和第一超声波信号。处理器500也可以向音频接收器400发出通话指令和距离检测指令,以控制音频接收器400在电子设备10内部声音和超声波处理电路的作用下接收外界的第二声音信号以及所述第一超声波信号经反射形成的第二超声波信号。进而,本申请实施例的电子设备10,利用压电陶瓷后盖100和音频接收器400,既可以实现通话过程中的声音信号与电信号之间的转换,又可以实现在距离检测过程中的超声波信号与电信号之间的转换。
可以理解的是,电子设备10还可以集成有存储器等器件,存储器可以用于存储计算机软件程序以及模块、以及各类电子器件反馈的诸如第一超声波信号发射的时间以及第二超声波接收的时间等数据信息,处理器500通过运行或加载存储在存储器内的计算机程序,以及调用存储在存储器40内的数据,执行电子设备10的各种功能并处理数据,从而对电子设备10进行整体监控。
本申请实施例的电子设备10,利用压电陶瓷后盖100作为声音信号的输出器件,压电陶瓷后盖100产生振动并直接向电子设备10的外部发出声音信号,一方面,电子设备10上不需要开设声音信号的传输孔,可减少电子设备10上的开口,提高电子设备10的防尘、防水性能;另一方面,电子设备10也不需要额外设置声音信号的导音通道,可以简化电子设备10的结构。并且,本申请实施例的电子设备10,压电陶瓷后盖100可以产生声音信号和超声波信号,音频接收器400可以接收相应的声音信号和超声波信号,从而本申请实施例的电子设备10利用压电陶瓷后盖100和音频接收器400可以实现通话功能和距离检测功能,电子设备10不需要再额外设置距离检测器件,可以避免距离检测器件在电子设备10上的开口,减少了电子设备10上的开口数量,使电子设备10的结构更简单。
本申请实施例的压电陶瓷后盖100可以用于分时发射所述第一声音信号和所述第一超声波信号,所述音频接收器400也可以用于分时接收所述第二声音信号和第二超声波信号。也即,本申请实施例的电子设备10可以先进行距离检测,然后再进行通话;也可以在通话的过程中,选取很小一段时间来进行距离检测,在检测完毕继续通话过程。
具体的,请参阅图5,图5为本申请实施例提供的电子设备的第一种电路原理示意图。本申请实施例的电子设备10还可以包括声音发射电路600、超声波发射电路700、音频放大电路800、第一滤波电路900和第二滤波电路1000。
所述声音发射电路600的输入端与所述处理器500电性连接,以接收所述处理器500的指令。所述声音发射电路600的输出端与所述压电陶瓷后盖100电性连接,所述声音发射电路600在所述处理器500的控制下,为所述压电陶瓷后盖100提供加载有声音信息的第一电流信号,使得压电陶瓷后盖100在所述第一电流信号的作用下向外振动,以产生与第一电流信号相匹配的第一声音信号。用户的耳部可以接收压电陶瓷后盖100发射的第一声音信号,以实现通话过程中的声音信号的输出过程。
可以理解的是,声音发射电路600可以只与压电陶瓷后盖100上的第一压电陶瓷单体140电性连接,以使得第一压电陶瓷单体140在接收所述处理器500发射的通话指令时,产生第一形变以发射所述第一声音信号。
所述超声波发射电路700的输入端与所述处理器500电性连接,以接收所述处理器500的指令。所述超声波发射电路700的输出端与所述压电陶瓷后盖100电性连接,所述超声波发射电路700在所述处理器500的控制下,为所述压电陶瓷后盖100提供加载有超声波信息的第二电流信号,使得压电陶瓷后盖100在所述第二电流信号的作用下向外振动,并产生与第二电流信号相匹配的第一超声波信号,从而实现接近检测过程中的超声波发射过程。
可以理解的是,超声波发射电路700可以只与压电陶瓷后盖100上的第二压电陶瓷单体150电性连接,以使得第二压电陶瓷单体150在接收所述处理器500发射的通话指令时,产生第二形变以发射所述第一超声波信号。
其中,压电陶瓷后盖100可以分时与声音发射电路600和超声波发射电路700连接。也即,压电陶瓷后盖100或者第一压电陶瓷单体140,在第一时间段内接收的电流信号为第一电流信号,压电陶瓷后盖100在该第一电流信号的刺激下振动,可以向外发射第一声音信号。压电陶瓷后盖100或者第二压电陶瓷单体150,在第二时间段内接收的电流信号为第二电流信号,压电陶瓷后盖100在该第二电流信号的刺激下振动,可以向外发射第一超声波信号。
可以理解的是,当第一压电陶瓷单体140和第二压电陶瓷单体150均为整个压电陶瓷后盖100时,可以通过控制开关来分时控制,以使在第一时间段内声音发射电路600与压电陶瓷后盖100电性连接,第二时间段内超声波发射电路700与压电陶瓷后盖100电连接。
本申请实施例的电子设备10,所述第一压电陶瓷单体140可以与声音发射电路600电性连接,第二压电陶瓷单体150可以与超声波发射电路700电性连接,第一压电陶瓷单体140、声音发射电路600和处理器500可以形成的第一链路,第二压电陶瓷单体150、超声波发射电路700和处理器500可以形成第二链路,在分时控制过程中,第一链路和第二链路可以不同时工作,以节约电子设备10的功耗。
本申请实施例的电子设备10,将压电陶瓷后盖100设置为第一压电陶瓷单体140和第二压电陶瓷单体150,通过调节第一压电陶瓷单体140和第二压电陶瓷单体150受到的电压,可以实现第一压电陶瓷单体140和第二压电陶瓷单体150的振幅相同,在通话和距离检测的切换过程中不会产生有区别的振感,用户的体验感更佳。
本申请实施例的所述音频接收器400,在接收到处理器500的通话指令时,音频接收器400可以接收外界的第二声音信号,并将第二声音信号转换为相应的第二声音电信号,以实现通话过程中的声音信号的采集过程。所述音频接收器400在接收到处理器500的距离检测指令时,音频接收器400也可以接收第一超声波信号遇障碍物反射后形成的第二超声波信号,并将第二超声波信号转换为相应的第二超声电信号,以实现接近检测过程中的超声波采集过程。
请参阅图6,图6为本申请实施例提供的电子设备的第二种电路原理示意图。音频接收器400可以包括第一音频接收器410和第二音频接收器420。第一音频接收器410与处理器500电性连接,第一音频接收器410可以用于在第一时间段接收所述第二声音信号,以实现通话过程中的声音信号的采集过程。第二音频接收器420与处理器500电性连接,第二音频接收器420可以用于在第二时间段接收所述第二超声波信号,以实现接近检测过程中的超声波采集过程。
所述音频放大电路800的输入端与所述音频接收器400电性连接,所述音频放大电路800的输出端分别于第一滤波电路900和第二滤波电路1000电性连接。所述音频放大电路800在处理器500的控制下可以对携带第二声音信号、第二超声波信号信息的音频电信号进行放大处理,以得到初始音频电信号。
具体的,所述音频放大电路800可以分别与所述第一音频接收器410和第二音频接收器420电性连接,以接收第一音频接收器410由第二声音信号转换而成的音频电信号,并将该音频电信号传输至第一滤波电路900中;或者接收第二音频接收器420由第二超声波信号转换而成的音频电信号,并将该音频电信号传输至第二滤波电路1000中。
当然,音频放大电路800也可以包括第一音频放大电路和第二音频放大电路,第一音频放大电路与第一音频接收器410和第一滤波电路900电性连接,以对第二声音信号进行放大处理;第二音频放大电路与第二音频接收器420和第二滤波电路1000电性连接,以对第二超声波信号进行放大处理。
可以理解的是,音频接收器400转换的音频电信号的电流较小,利用音频放大电路800对音频电信号进行放大,以便于后续的第一滤波电路900和第二滤波电路1000处理。
所述第一滤波电路900的输入端与所述音频放大电路800或者第一音频接收器410电性连接,所述第一滤波电路900的输出端与所述处理器500电性连接。所述第一滤波电路900在处理器500的控制下,对初始音频电信号进行滤波,以获得预设频段内的目标声音电信号,第一滤波电路900接着将目标声音电信号传输至处理器500中,处理器500利用无线通讯技术将目标电信号传输至其他用户中,进而实现了通话过程中的声音信号的传输过程。
所述第二滤波电路1000的输入端与所述音频放大电路800或者第二音频接收器420电性连接,所述第二滤波电路1000的输出端与所述处理器500电性连接。所述第二滤波电路1000在处理器500的控制下,对初始音频电信号进行滤波,以获得预设频段内的目标超声波电信号,第二滤波电路1000接着将目标超声波电信号传输至处理器500中,从而实现了距离检测过程中的超声波接收过程。接着,处理器500根据发射第一超声波信号的时间以及接收目标超声波电信号的时间,可以计算出是否存在障碍物,最终完成整个距离检测的判断。
本申请实施例的电子设备10,第一音频接收器410、第一滤波电路900和处理器500可以形成一完整的第三链路,以实现声音信号采集的过程。第二音频接收器420、第二滤波电路1000和处理器500可以形成另一完整的第四链路,以实现声音信号采集的过程。在分时控制的过程中,第三链路和第四链路可以不同时工作,可以减少电子设备10的功耗。
可以理解的是,第一音频接收器410和第二音频接收器420可以是电子设备10上的主麦克风和副麦克风,通过调节主麦克风或者福麦克风的滤波频率可以实现对超声波信号的接收,进而,电子设备10不需要额外在设置音频接收器件。
第一音频接收器410和第二音频接收器420也可以是两个压电陶瓷音频接收器,例如,第一压电陶瓷音频接收器430和第二压电陶瓷音频接收器440,进而通过压电陶瓷音频接收器、压电陶瓷后盖100,实现电子设备10的声音信号输出、声音信号采集、距离检测功能等,整个电子设备10可以实现无孔化设计。
具体的,参考图7,图7为本申请实施例提供的电子设备的第二种结构示意图。本申请实施例的电子设备10还可以包括边框1300,所述边框1300设置在所述前壳300的周缘及所述压电陶瓷后盖100的周缘,所述第一压电陶瓷音频接收器430设置在所述边框1300的一端,所述第一压电陶瓷音频接收器430用于接收所述第一声音信号,所述第二压电陶瓷音频接收器440设置在所述前壳300位置,且所述第二压电陶瓷音频接收器440远离所述第一压电陶瓷音频接收器430设置边框1300的一端,进而通过两个压电陶瓷音频接收器而分别接收第一声音信号和第一超声波信号,整个电子设备10可以实现无孔化设计。
可以理解的是,边框1300可以为薄板状或薄片状的结构,也可以为中空的框体结构。边框1300用于为电子设备10中的电子器件或电子器件提供支撑作用,以将电子设备10中的电子器件、电子器件安装到一起。例如,电子设备100中的采光元件、受话器、电路板、电池等电子器件都可以安装到边框1300上以进行固定。
其中,第一音频接收器410和第二音频接收器420也可以一个是麦克风、一个是压电陶瓷音频接收器。本申请实施例的第一音频接收器410和第二音频接收器420并不局限于上述举例,其他可实现声音信号和超声波信号采集的器件也在本申请的保护范围内。
本申请实施例的压电陶瓷后盖100和音频接收器400在分时控制状态下的工作流程如下:
处理器500在检测到电子设备10需要进行通话时,或者在通话过程中,控制声音发射电路600不工作,而控制超声波发射电路700对压电陶瓷后盖100或者第二压电陶瓷单体150提供第二电流信号,以使压电陶瓷后盖100或者第二压电陶瓷单体150发射第一超声波信号。同时,处理器500可以控制音频接收器400或者第二音频接收器420接收第一超声波信号反射回来的第二超声波信号,音频放大电路800和第二滤波电路1000可将超声波信号转换为相应的目标超声波电信号,此时,第一滤波电路900也可以不工作,进而可以实现电子设备10的距离检测过程。
处理器500根据第一超声波信号和第二超声波信号完成距离检测后,接着控制声音发射电路600向压电陶瓷后盖100或者第二压电陶瓷单体150提供第一电流信号,以使压电陶瓷后盖100或者第二压电陶瓷单体150发射第一声波信号,此时,超声波发射电路700可以不工作。同时,处理器500可以控制第二滤波电路1000也可以不工作,而控制音频接收器400或者第一音频接收器410接收外界的第二声音信号,音频放大电路800和第一滤波电路900可将声音信号转换为相应的目标声音电信号,进而可以实现了电子设备10的通话过程。
可以理解的是,处理器500可以根据电子设备10是否接收到通话指令、也可以根据用户抬手准备接听通话的姿态等来判断出电子设备10是否需要进行距离检测,从而控制压电陶瓷后盖100进行接近检测。
需要说明的是,由于距离检测所需要的时间很短,因而,距离检测所占据的电子设备10的通话时长不会对影响用户对通话过程的影响。
本申请实施例的电子设备10,压电陶瓷后盖100和音频接收器400分时进行通话功能和接近检测功能,在进行通话的过程中,实施接近检测的相关电路可以断开不工作,在进行接近检测的过程中,实施接近检测的相关电路可以断开不工作,从而可以减少电子设备10的功耗。
本申请实施例的压电陶瓷后盖100也可以用于同时发射所述第一声音信号和所述第一超声波信号,所述音频接收器400也可以用于同时接收所述第二声音信号和第二超声波信号。也即,本申请实施例的电子设备10在通话的过程中可以同时进行接近检测功能。
具体的,请参阅图8,图8为本申请实施例提供的电子设备的第三种电路原理示意图。本申请实施例的电子设备10可以包括声音发射电路600、超声波发射电路700、音频放大电路800、第三滤波电路1100和第四滤波电路1200。
所述声音发射电路600的输入端与所述处理器500电性连接,以接收所述处理器500的指令。所述声音发射电路600的输出端与所述压电陶瓷后盖100电性连接,所述声音发射电路600在所述处理器500的控制下,为所述压电陶瓷后盖100提供加载有声音信息的第一电流信号,使得压电陶瓷后盖100在所述第一电流信号的作用下向外振动,以产生与第一电流信号相匹配的第一声音信号。用户的耳部可以接收压电陶瓷后盖100发射的第一声音信号,以实现通话过程中的声音信号的输出过程。
所述超声波发射电路700的输入端与所述处理器500电性连接,以接收所述处理器500的指令。所述超声波发射电路700的输出端与所述压电陶瓷后盖100电性连接,所述超声波发射电路700在所述处理器500的控制下,为所述压电陶瓷后盖100提供加载有超声波信息的第二电流信号,使得压电陶瓷后盖100在所述第二电流信号的作用下向外振动,并产生与第二电流信号相匹配的第一超声波信号,从而实现接近检测过程中的超声波发射过程。
可以理解的是,压电陶瓷后盖100可以同时与声音发射电路600和超声波发射电路700连接,也即,压电陶瓷后盖100接收的电流信号为第一电流信号和第二电流信号的混合电信号,从而压电陶瓷后盖100在该混合电信号的刺激下振动,可以同时向外发射第一超声波信号和第一声音信号。由于超声波信号的频率高于10000赫兹,而人耳所能接收的频率在10赫兹至10000赫兹,因此,人耳不会接收压电陶瓷后盖100发射的第一超声波信号,第一超声波信号不会对第一声音信号产生影响,压电陶瓷后盖100发射的第一超声波信号不会干扰电子设备10的正常的通话过程。
需要说明的是,本申请实施例的电子设备10,能使压电陶瓷后盖100同时发射超声波信号和声音信号的结构并不局限上述举例,例如,处理器500可以直接将声音信号和超声波信号同步加载在压电陶瓷后盖100发射控制电路上,从而实现压电陶瓷后盖100同时发射超声波信号和声音信号。上述实施例不对能使压电陶瓷后盖100同时发射超声波信号和声音信号的结构进行限制,其他符合要求的方案都在本申请的保护范围内。
参考图9,图9为本申请实施例提供的电子设备的第四种电路原理示意图。所述音频接收器400在接收到处理器500的通话指令时,音频接收器400可以接收外界的第二声音信号,并将第二声音信号转换为相应的第二声音电信号,以实现通话过程中的声音信号的采集过程。
所述音频接收器400在接收到处理器500的距离检测指令时,音频接收器400也可以接收第一超声波信号遇障碍物反射后形成的第二超声波信号,并将第二超声波信号转换为相应的第二超声电信号,以实现接近检测过程中的超声波采集过程。
可以理解的是,音频接收器400可以同时接收第二声音信号和第二超声波信号,也即,音频接收器400接收的信号为第二声音信号和第二超声波信号的混合声波信号。并且,音频接收器400可以将混合声波信号转换为携带第二声音信号和第二超声波信号信息的混合音频电信号。
所述音频放大电路800的输入端与所述音频接收器400电性连接,所述音频放大电路800的输出端分别于第三滤波电路1100和第四滤波电路1200电性连接。所述音频放大电路800在处理器500的控制下可以对携带第二声音信号和第二超声波信号信息的混合音频电信号进行放大处理,以得到初始音频电信号。
可以理解的是,音频接收器400转换的混合音频电信号的电流较小,利用音频放大电路800对混合音频电信号进行放大,以便于后续的第一滤波电路900和第二滤波电路1000处理。
所述第三滤波电路1100的输入端与所述音频放大电路800电性连接,所述第一滤波电路900的输出端与所述处理器500电性连接。所述第三滤波电路1100在处理器500的控制下,对初始音频电信号进行滤波,以获得预设频段内的目标声音电信号,第三滤波电路1100接着将目标声音电信号传输至处理器500中,处理器500利用无线通讯技术将目标电信号传输至其他用户中,进而实现了通话过程中的声音信号的传输过程。
其中,第三滤波电路1100可以将携带第二超声波信号的电流信号过滤掉,也即,第三滤波电路1100可以将频率超过10000赫兹、频率低于10赫兹的电信号过滤掉,只选取频率在10至10000赫兹频段内的信号,以得到目标声音电信号。
所述第四滤波电路1200的输入端与所述音频放大电路800电性连接,所述第四滤波电路1200的输出端与所述处理器500电性连接。所述第四滤波电路1200在处理器500的控制下,对初始音频电信号进行滤波,以获得预设频段内的目标超声波电信号,第四滤波电路1200接着将目标超声波电信号传输至处理器500中,从而实现了距离检测过程中的超声波接收过程。接着,处理器500根据发射第一超声波信号的时间以及接收目标超声波电信号的时间,可以计算出是否存在障碍物,最终完成整个距离检测的判断。
其中,第四滤波电路1200可以将携带第二声音信号的电流信号过滤掉,也即,第四滤波电路1200可以将频率低于10000赫兹的电信号过滤掉,只选取频率高于10000赫兹频段内的信号,以得到目标超声波电信号。
本申请实施例的电子设备10,通过处理器500、声音发射电路600、超声波发射电路700、压电陶瓷后盖100、音频接收器400、音频放大电路800、第三滤波电路1100和第四滤波电路1200,可以实现在通话过程中同时进行接近检测,电子设备10不需要额外再设置距离检测器件,电子设备10的结构可设计得更简单。
需要说明的是,本申请实施例的电子设备10,能将音频接收器400接收的声音信号和超声波信号进行分离的结构并不局限上述举例,例如,可同时利用两个音频接收器400分别接收声音信号和超声波信号,然后每一音频接收器400连接相应的滤波电路,以只获取相应频段内的声音信号或超声波信号,也可实现对音频接收器400接收的声音信号和超声波信号的分离。上述实施例不对能使压电陶瓷后盖100同时发射超声波信号和声音信号的结构进行限制,其他符合要求的方案都在本申请的保护范围内。
本申请实施例提供的电子设备10,压电陶瓷后盖100发射声音信号,与音频接收器400配合可以实现电子设备10的通话功能。在通话的过程中,压电陶瓷后盖100可以正对用户的耳部和脸部设置,以便于在听筒模式下,压电陶瓷后盖100可以通过骨传导的方式进入用户耳部。并且,在通话过程中,压电陶瓷后盖100同时发射超声波信号,超声波信号遇用户脸部和耳部反射,音频接收器400接收到反射回来的超声波信号,从而处理器500可以根据发射超声波和接收的超声波的时间而判断出障碍物的距离,从而实现电子设备10的接近检测功能。本申请实施例的压电陶瓷后盖100同时可以实现通话功能和实现接近检测功能,电子设备10可以实时对障碍物进行距离检测,提高了距离检测的准确性,并且,电子设备10可以不用额外设置距离传感器,也不用额外设置举例传感器的开孔,电子设备10的结构也更加简单。
需要说明的是,本申请实施例的电子设备10,利用压电陶瓷后盖100作为声音的输出器件,由于整个压电陶瓷后盖100均可以发出声音,相较于相关技术中采用听筒的方式而言,压电陶瓷后盖100产生的声音信号的响度更大,在嘈杂的环境中,用户的听觉效果更好。
为了提高压电陶瓷后盖100发出声音信号的私密性,本申请实施例的电子设备10可以对声音发射电路600为压电陶瓷后盖100提供的音频电信号的频率进行设置,以使得,用户在贴近压电陶瓷后盖100的距离范围内,可以听见压电陶瓷后盖100产生的声音信号,而在较远的距离外,其他用户不会听到压电陶瓷后盖100产生的声音信号,进而可保证压电陶瓷后盖100发声的私密性。
具体的,所述音频电信号的频率可以在6000赫兹至10000赫兹范围内。当压电陶瓷后盖100接收到6000赫兹至10000赫兹的电信号时,可以发射出6000赫兹至10000赫兹的声音信号,该频段范围内的声音信号相较于低于6000赫兹频段的声音信号而言,在空气中衰减速度更快。也即,距离压电陶瓷后盖100的距离越远,其声音信号衰减的越快,进而可保证压电陶瓷后盖100发声的私密性。
可以理解的是,本申请实施例的电子设备10,在通话和接近检测的过程中,用户也可以在电子设备10的显示面一侧接收压电陶瓷后盖100发射的声音信号。为了使压电陶瓷后盖100发射的第一声音信号能传递至显示侧的用户耳部内,本申请的电子设备10内还可以设置有音腔。
具体的,所述音腔可以设置在电子设备10的内部,也即所述音腔可以设置在所述压电陶瓷后盖100和所述前壳300所形成的容置空间内,压电陶瓷后盖100在声音发射电路600的作用下产生振动发射的第一声音信号可以在所述音腔内传播。
并且,为了使第一声音信号能顺利地传播至人耳内,所述电子设备10上还可以设置出音孔,所述出音孔与所述音腔连通,以使第一声音信号沿所述音腔传播至电子设备10的外部。
所述出音孔可以设置在前壳300上,也即在前壳300上正对人耳的区域设置所述出音孔,第一声音信号可以在所述音腔内传播并从所述出音孔内传播至电子设备10外部,第一声音信号的传播路径更短。
所述出音孔也可以设置在所述前壳300和所述边框1300的连接位置处,此时,第一声音信号在所述音腔内传播并从前壳300和所述边框1300的连接的间隙处传播至电子设备10外部,此时,不需要在电子设备10额外开孔,可以减少电子设备10上的开孔数量。
需要说明的是,本申请实施例的出音孔的设置位置不局限于上述举例,其他可使第一声音信号传播至电子设备10外部的方案都在本申请的保护范围内。
以上对本申请实施例提供的电子设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请。同时,对于本领域的技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (12)

1.一种电子设备,其特征在于,包括:
处理器;
压电陶瓷后盖,与所述处理器电性连接,所述压电陶瓷后盖用于在接收到处理器发出的通话指令和距离检测指令时,发射第一声音信号和第一超声波信号;
声音发射电路,与所述压电陶瓷后盖电性连接,所述声音发射电路用于为所述压电陶瓷后盖提供第一电流信号,以使所述压电陶瓷后盖发射所述第一声音信号;
超声波发射电路,与所述压电陶瓷后盖电性连接,所述超声波发射电路用于为所述压电陶瓷后盖提供第二电流信号,以使所述压电陶瓷后盖发射所述第一超声波信号;及
音频接收器,与所述处理器电性连接,所述音频接收器用于在接收到所述通话指令和所述距离检测指令时,接收外界的第二声音信号以及所述第一超声波信号经反射形成的第二超声波信号;其中,
所述处理器用于控制所述声音发射电路为所述压电陶瓷后盖提供所述第一电流信号以及控制所述超声波发射电路为所述压电陶瓷后盖提供所述第二电流信号,以使得所述压电陶瓷后盖发射所述第一声音信号和所述第一超声波信号,所述音频接收器用于接收所述第二声音信号和所述第二超声波信号。
2.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述压电陶瓷后盖包括层叠设置的第一压电陶瓷片、膜片和第二压电陶瓷片,所述膜片包括第一区和第二区,所述第二区设置在所述第一区的周缘,所述第一压电陶瓷片和所述第二压电陶瓷片设置在所述第一区,以使所述第二区裸露在外。
3.根据权利要求2所述的电子设备,其特征在于,还包括:
交流电源,所述交流电源包括电位值不同的第一电极和第二电极;
所述第一压电陶瓷片包括相对的第一端面和第二端面,所述第一端面与所述第一电极电性连接,所述第二端面与所述膜片的第一区连接且所述第二端面与所述第二电极电性连接;
所述第二压电陶瓷片包括相对的第三端面和第四端面,所述第三端面与所述膜片的第一区连接且所述第三端面与所述第二电极电性连接,所述第四端面与所述第一电极电性连接。
4.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述压电陶瓷后盖还包括:
第一压电陶瓷单体,与所述处理器电性连接,所述第一压电陶瓷单体用于在接收所述处理器发射的所述通话指令时,产生第一形变以发射所述第一声音信号;及
第二压电陶瓷单体,与所述处理器电性连接,第二压电陶瓷单体用于在接收所述处理器发射的所述距离检测指令时,产生第二形变以发射所述第一超声波信号;
其中,所述第一形变的振幅与所述第二形变的振幅相同。
5.根据权利要求1至4任一项所述的电子设备,其特征在于,所述压电陶瓷后盖用于分时发射所述第一声音信号和所述第一超声波信号,所述音频接收器用于分时接收所述第二声音信号和第二超声波信号。
6.根据权利要求5所述的电子设备,其特征在于,所述音频接收器包括:
第一音频接收器,与所述处理器电性连接,所述第一音频接收器用于在第一时间段接收所述第二声音信号;及
第二音频接收器,与所述处理器电性连接,所述第二音频接收器用于在第二时间段接收所述第二超声波信号;
所述电子设备还包括:
第一滤波电路,与所述第一音频接收器电性连接,所述第一滤波电路用于在所述第一时间段内对所述第二声音信号进行滤波,以获得预设频段内的目标声音信号;及
第二滤波电路,与所述第二音频接收器电性连接,所述第二滤波电路用于在所述第二时间段内对所述第二超声波信号进行滤波,以获得预设频段内的目标超声波信号。
7.根据权利要求1至4任一项所述的电子设备,其特征在于,所述压电陶瓷后盖同时发射所述第一声音信号和所述第一超声波信号,所述音频接收器用于同时接收所述第二声音信号和所述第二超声波信号。
8.根据权利要求7所述的电子设备,其特征在于,还包括:
音频放大电路,与所述音频接收器电性连接,所述音频放大电路用于对所述第二声音信号和所述第二超声波信号进行放大处理,以得到初始音频电信号;
第三滤波电路,与所述音频接收器电性连接,所述第三滤波电路用于对所述初始音频电信号进行滤波,以获得预设频段内的目标声音电信号;以及
第四滤波电路,与所述音频接收器电性连接,所述第四滤波电路用于对所述初始音频电信号进行滤波,以获得预设频段内的目标超声波电信号。
9.根据权利要求1至4任一项所述的电子设备,其特征在于,所述压电陶瓷后盖在预设频率的音频电信号的驱动下发射所述第一声音信号,所述预设频率大于6kHz并且小于10kHz。
10.根据权利要求1至4任一项所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备还设置有音腔,所述音腔用于将所述压电陶瓷后盖发出的所述第一声音信号朝向所述电子设备的显示面传输。
11.根据权利要求10所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备还包括前壳和边框,所述边框设置在所述前壳的周缘及所述压电陶瓷后盖的周缘,所述前壳和所述边框的连接位置处设置有出音孔,所述出音孔与所述音腔连通。
12.一种电子设备,其特征在于,包括:
处理器;
压电陶瓷后盖,所述压电陶瓷后盖与所述处理器电性连接,所述压电陶瓷后盖用于在接收到处理器发出的通话指令和距离检测指令时,发射第一声音信号和第一超声波信号;
前壳,所述前壳与所述压电陶瓷后盖相对设置;
边框,所述边框设置在所述前壳的周缘及所述压电陶瓷后盖的周缘;
声音发射电路,所述声音发射电路与所述压电陶瓷后盖电性连接,所述声音发射电路用于为所述压电陶瓷后盖提供第一电流信号,以使所述压电陶瓷后盖发射所述第一声音信号;
超声波发射电路,所述超声波发射电路与所述压电陶瓷后盖电性连接,所述超声波发射电路用于为所述压电陶瓷后盖提供第二电流信号,以使所述压电陶瓷后盖发射所述第一超声波信号;
第一压电陶瓷音频接收器,所述第一压电陶瓷音频接收器设置在所述边框的一端,所述第一压电陶瓷音频接收器用于接收外界的第二声音信号;及
第二压电陶瓷音频接收器,所述第二压电陶瓷音频接收器设置在所述前壳位置,且所述第二压电陶瓷音频接收器远离所述第一压电陶瓷设置边框的一端,所述第二压电陶瓷单体用于接收所述第一超声波信号经反射形成的第二超声波信号;
所述处理器用于控制所述声音发射电路为所述压电陶瓷后盖提供所述第一电流信号以及控制所述超声波发射电路为所述压电陶瓷后盖提供所述第二电流信号,以使得所述压电陶瓷后盖发射所述第一声音信号和所述第一超声波信号,所述第一压电陶瓷音频接收器用于接收所述第二声音信号、所述第二压电陶瓷音频接收器用于接收所述第二超声波信号。
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