CN110972029B - 定向发声装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种定向发声装置、方法及AR设备。定向发声装置包括用于发声的主扬声器和消音扬声器；消音扬声器发出的声波频率与主扬声器发出的声波频率相同，消音扬声器发出的声波相位与消音方向上主扬声器发出的声波相位相反。本申请提供的定向发声装置，通过设置主扬声器发声，并设置消音扬声器，使消音扬声器指向消音方向，并使消音扬声器与主扬声器发出声波的频率相同，而消音扬声器与主扬声器在消音方向上发出声波的相位相反，则在消音方向上消音扬声器可以减弱或抵消主扬声器发出声波，进而仅在指定的方向上进行发声，以实现定向发声。

Description

定向发声装置及电子设备

技术领域

本申请属于电子技术领域，更具体地说，是涉及一种定向发声装置、定向发声方法及电子设备。

背景技术

增强现实（Augmented Reality，简称AR），AR（英文：Augmented Reality）是增强现实的简称。增强现实技术也被称为扩增现实，是促使真实世界信息和虚拟世界信息内容之间综合在一起的技术，其将真实环境和虚拟物体之间重叠，能够在同一个画面以及空间中同时存在，并被人类感官所感知，从而实现超越现实的感官体验，即实现对真实世界的“增强”。

为了播放声音，目前AR设备上一般会设置扬声器或耳机。使用耳机时，由于长时间佩戴可能导致的不舒适感，且佩戴耳机操作繁杂，而导致用户使用意愿不高。而使用扬声器播音时，为了便于用户收听，扬声器音量一般较大，会造成声音泄露，导致用户隐私泄密。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种定向发声装置，以解决相关技术中存在的扬声器音量较大时，会造成声音泄露的问题。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案是：提供一种定向发声装置，包括用于发声的主扬声器，所述定向发声装置还包括消音扬声器；所述消音扬声器发出的声波频率与所述主扬声器发出的声波频率相同，所述消音扬声器发出的声波相位与消音方向上所述主扬声器发出的声波相位相反。

在一个实施例中，所述消音扬声器朝向所述主扬声器的后侧，所述主扬声器后侧产生的声波相位与所述消音扬声器发出的声波相位相反。

在一个实施例中，所述机壳上还设有用于识别所述主扬声器发出声波被反射至该主扬声器周边的声波的麦克风，所述麦克风设于所述主扬声器的侧边。

在一个实施例中，所述定向发声装置还包括机壳，所述主扬声器和所述消音扬声器均安装于所述机壳中，所述机壳中设有用于将所述消音扬声器后侧产生的声波导向至所述机壳侧边的导音管，所述机壳的侧边对应于所述导音管的位置开设有出音孔。

在一个实施例中，所述定向发声装置还包括设于所述消音扬声器后侧对应位置的吸音件，所述吸音件安装于所述机壳中。

在一个实施例中，所述定向发声装置还包括设于所述主扬声器后侧对应位置的消音件，所述消音件安装于所述机壳中。

在一个实施例中，所述机壳上于所述主扬声器前侧对应的位置开设有主导音孔，所述机壳上于所述消音扬声器前侧对应的位置开设有辅导音孔。

在一个实施例中，所述消音扬声器为多个，多个所述消音扬声器环绕所述主扬声器设置。

本申请实施例的另一目的在于提供一种电子设备，包括如上任意实施例所述的定向发声装置。

本申请实施例的另一目的在于提供一种定向发声方法，包括如下步骤：

将主扬声器指向发声方向；

将消音扬声器指向待消音方向；

将所述消音扬声器发出的声波频率设置与所述主扬声器发出的声波频率相同，将所述消音扬声器发出的声波相位与消音方向上所述主扬声器发出的声波相位相反。

在一个实施例中，还包括步骤：

检测所述主扬声器发出声波被反射至该主扬声器周边的声波；

根据检测的所述主扬声器周边反射声波，补偿增强所述消音扬声器发出声波。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

本申请实施例提供的定向发声装置，通过设置主扬声器发声，并设置消音扬声器，使消音扬声器指向消音方向，并使消音扬声器与主扬声器发出声波的频率相同，而消音扬声器与主扬声器在消音方向上发出声波的相位相反，则在消音方向上消音扬声器可以减弱或抵消主扬声器发出声波，进而仅在指定的方向上进行发声，以实现定向发声。

本申请实施例提供的电子设备使用了上述定向发声装置，可以实现定向向用户耳朵发声，保证用户听取声音，同时可以避免隐私泄密。

本申请实施例提供的定向发声方法，在发声方向上通过主扬声器发声，而在其他方向，可以通过消音扬声器减弱或抵消主扬声器发出声波，进而仅在指定的方向上进行发声，以实现定向发声。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或示范性技术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，对于本领域普通技术人员来讲，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为本申请实施例一提供的定向发声装置的正视结构示意图；

图2为本申请实施例一提供的定向发声装置的剖视结构示意图。

图3为本申请实施例二提供的定向发声装置的正视结构示意图；

图4为本申请实施例二提供的定向发声装置的剖视结构示意图。

图5为本申请实施例三提供的定向发声装置的剖视结构示意图。

图6为本申请实施例四提供的定向发声装置的剖视结构示意图。

图7为本申请实施例五提供的定向发声装置的剖视结构示意图。

图8为本申请实施例六提供的定向发声装置的剖视结构示意图。

图9为本申请实施例七提供的定向发声装置的剖视结构示意图。

图10为本申请实施例八提供的定向发声装置的剖视结构示意图。

图11为本申请实施例九提供的定向发声装置的剖视结构示意图。

图12为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。

图13为本申请实施例提供的第一种定向发声方法的流程图。

图14为本申请实施例提供的第二种定向发声方法的流程图。

其中，图中各附图主要标记：

100-定向发声装置；11-机壳；111-主导音孔；112-辅导音孔；113-出音孔；12-主扬声器；13-消音扬声器；14-麦克风；15-导音板；151-隔离段；152-扩音段；153-收音段；161-消音件；162-吸音件；17-导音管；

200-电子设备。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系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，而不是指示或暗示所指的装置或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。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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术语在本申请中的具体含义。

在整个说明书中参考“一个实施例”或“实施例”意味着结合实施例描述的特定特征，结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，“在一个实施例中”或“在一些实施例中”的短语出现在整个说明书的各个地方，并非所有的指代都是相同的实施例。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何合适的方式组合特定的特征，结构或特性。

为了方向描述，本申请中对扬声器的方位进行定义：扬声器是具有主要的出声方向，则定义扬声器主要的出声方向为前侧或前方，而与扬声器前方相反的方向为该扬声器的后方，与扬声器前侧相对的另一侧为该扬声器的后侧，而扬声器的周侧为该扬声器的侧边，即围绕扬声器前后方向为扬声器的侧边。本申请中，主扬声器的前侧为主扬声器的主要出声一侧，主扬声器的后侧为背对主扬声器主要出声一侧，主扬声器的周侧为该主扬声器的侧边。本申请中，消音扬声器的前侧为消音扬声器的主要出声一侧，消音扬声器的后侧为背对消音扬声器主要出声一侧，消音扬声器的周侧为该消音扬声器的侧边。

请参阅图1及图2，现对本申请提供的定向发声装置100进行说明。所述定向发声装置100，包括、主扬声器12和消音扬声器13，主扬声器12和消音扬声器13均可以发出声波，即主扬声器12和消音扬声器13均可以发出声音。主扬声器12用于发声，消音扬声器13用于消除或减弱指定方向上主扬声器12发出的声音，以实现定向发声。消音扬声器13发出的声波频率与主扬声器12发出的声波频率相同，消音扬声器13发出的声波相位与消音方向上主扬声器12发出的声波相位相反，从而在消音方向上，消音扬声器13可以减弱或抵消主扬声器12发出声波，进而仅在指定的方向上进行发声，以实现定向发声。

本申请实施例的定向发声装置100，通过设置主扬声器12发声，并设置消音扬声器13，使消音扬声器13指向消音方向，并使消音扬声器13与主扬声器12发出声波的频率相同，而消音扬声器13与主扬声器12在消音方向上发出声波的相位相反，则在消音方向上消音扬声器13可以减弱或抵消主扬声器12发出声波，进而仅在指定的方向上进行发声，以实现定向发声。

在一个实施例中，请参阅图1和图2，消音扬声器13朝向主扬声器12的后侧，主扬声器12后侧产生的声波相位与消音扬声器13发出的声波相位相反，从而在主扬声器12前侧可以听到主扬声器12发出的声音，而主扬声器12后侧的声波被消音扬声器13发出的声波减弱或抵消，则无法从主扬声器12后侧听到声音，以实现定向消音与定向发声。

在一个实施例中，请参阅图1和图2，消音扬声器13为多个，多个消音扬声器13环绕主扬声器12设置，从而通过各消音扬声器13分别覆盖主扬声器12周边的一部分区域，以更好的对主扬声器12周边需要消音的各区域进行消音，可以更好的减弱或消除指定发声方向之外的区域的声音，更好的防止隐私泄露。在一些实施例中，当需要对主扬声器12声场的一个特定方向消音时，消音扬声器13也可以设为一个，仅对该特定方向进行消音。还有一些实施例中，如果仅需要对主扬声器12声场的某个区域进行消音时，也可以设置一个或多个消音扬声器13，使消音扬声器13对准该区域，使消音扬声器13和主扬声器12发出的声波在此区域重合，以抵消该区域的声波，进而实现对该区域进行消音。

在一个实施例中，多个消音扬声器13均匀分布于主扬声器12的周侧，以更好的对主扬声器12的各侧进行消音。

在一个实施例中，请参阅图1和图2，定向发声装置100还包括机壳11，主扬声器12和消音扬声器13均安装在机壳11中，通过机壳11来支撑与保护主扬声器12和消音扬声器13。

为了方便描述，本申请中对机壳11的方位进行定义：机壳11上于主扬声器12前方对应的一侧为机壳11的前侧，机壳11上于主扬声器12后方对应的一侧为机壳11的后侧，机壳11上围绕主扬声器12周侧的侧边为机壳11的侧边。

在一个实施例中，请参阅图1和图2，机壳11上于主扬声器12前侧对应的位置开设有主导音孔111，以便将主扬声器12发出的声波从主扬声器12的前侧导出。机壳11上于消音扬声器13前侧对应的位置开设有辅导音孔112，以便将消音扬声器13发出的声波从消音扬声器13的前侧导出。

在一个实施例中，请参阅图1和图2，消音扬声器13朝向主扬声器12的后侧时，辅导音孔112和主导音孔111分别位于机壳11的两面。

在一个实施例中，请参阅图10，消音扬声器13与主扬声器12朝向机壳11同一侧，则消音扬声器13可以减弱或消除主扬声器12边缘扩散出的声音。

在一个实施例中，请参阅图10，消音扬声器13与主扬声器12朝向机壳11同一侧时，辅导音孔112和主导音孔111位于机壳11的同一面。

在一个实施例中，请参阅图10，该定向发声装置100还包括设于主扬声器12后侧对应位置的消音件161，消音件161安装于机壳11中，设置消音件161，可以减弱主扬声器12后侧的音量，更好的避免隐私泄露，并且可以适当降低消音扬声器13的功率，以更加节能。

在一个实施例中，请参阅图6，当消音扬声器13朝向主扬声器12的后侧时，也可以在主扬声器12后侧对应位置的消音件161，以减弱主扬声器12声音的能量，进而可以适当降低消音扬声器13的功率，以更加节能。

在一个实施例中，消音件161可以为吸音棉、泡棉、隔板等结构。

在一个实施例中，请参阅图3和图4，该定向发声装置100还包括麦克风14，麦克风14设于主扬声器12的侧边，麦克风14用于识别主扬声器12发出声波被反射至该主扬声器12周边的声波。该定向发声装置100在使用时，特别是应用在AR设备等一些电子设备中时，主扬声器12向用户耳朵发出声音，部分声波会被用户头部反射回，则增加主扬声器12侧边的声波，而造成声音泄露。而设置麦克风14来识别这些被反射至该主扬声器12周边的声波，可以根据麦克风14的测量结果来控制消音扬声器13发声，使消音扬声器13发出的声波来减弱或消除主扬声器12周边的这部分反射声波，以更好的防止声音泄露。

在一个实施例中，请参阅图3和图4，麦克风14设于机壳11的侧边，以方便安装与支撑麦克风14，同时便于麦克风14识别主扬声器12发出声波被反射至该主扬声器12周边的声波。

在一个实施例中，请参阅图3和图4，麦克风14为多个，多个麦克风14环绕主扬声器12设置，以更好的识别主扬声器12发出声波被反射至该主扬声器12周边的声波。

在一个实施例中，也可以设置一个麦克风14，将麦克风14设于主扬声器12的侧边。一般在使用时，主扬声器12发出的声波，部分经用户反射回，其反射至主扬声器12周边的声压强度相差不会太大，设置一个麦克风14进行检测，同样可以控制各消音扬声器13的功率，来实现减弱主扬声器12周边的这部分反射声波，以更好的防止声音泄露。

在一个实施例中，请参阅图5，机壳11中安装有导音板15，导音板15将主扬声器12与消音扬声器13分隔开，以便主扬声器12与消音扬声器13发出的声波可以更好的导出机壳11外，避免消音扬声器13在机壳11内部影响主扬声器12发声。

在一个实施例中，请参阅图5，导音板15包括扩音段152和隔离段151，扩音段152呈喇叭状，隔离段151呈筒状，扩音段152位于主扬声器12的前侧，以便扩大主扬声器12前侧发出的声音的范围；隔离段151位于主扬声器12与消音扬声器13之间，以将主扬声器12与消音扬声器13隔开。

在一个实施例中，请参阅图5，导音板15还包括收音段153，收音段153位于主扬声器12的后侧，收音段153的内径由主扬声器12向后呈渐缩状，从而使主扬声器12后侧产生的声波向中部焦中，而消音扬声器13产生的声波会向主扬声器12后侧中部扩散，以更好的减弱或消除主扬声器12后侧的声音。

在一个实施例中，请参阅图11，导音板15可以仅包括扩音段152和隔离段151。扩音段152呈喇叭状，隔离段151呈筒状，扩音段152位于主扬声器12的前侧，以便扩大主扬声器12前侧发出的声音的范围；隔离段151位于主扬声器12与消音扬声器13之间，以将主扬声器12与消音扬声器13隔开。在另一些实施例中，导音板15也可以仅包括隔离段151。

在一个实施例中，请参阅图7，机壳11中设有导音管17，机壳11的侧对应于导音管17的位置开设有出音孔113，导音管17用于将消音扬声器13后侧产生的声波导向至机壳11侧边，以将消音扬声器13后侧产生的声波引导至机壳11侧边，以减弱或消除机壳11侧边的被反射的主扬声器12发出的声波，提高消音扬声器13声波的利用率，以更为节能。

在一个实施例中，请参阅图8，定向发声装置100还包括设于消音扬声器13后侧对应位置的吸音件162，吸音件162安装于机壳11中。通过设置吸音件162，可以减少消音扬声器13后侧声波对主扬声器12的影响，以便主扬声器12定向发声。

在一个实施例中，吸音件162可以为吸音棉、泡棉、隔板等结构。

在一个实施例中，请参阅图9，可以同时在机壳11中设置导音管17和麦克风14，以更好的减弱或消除机壳11侧边的被反射的主扬声器12发出的声波。

在一个实施例中，请参阅图9，麦克风14位于导音管17远离消音扬声器13的一侧，以便麦克风14能先一步检测到主扬声器12发出声波被反射至该主扬声器12周边的声波，进而控制消音扬声器13的功率。

本申请实施例的定向发声装置100，可以应用于电子设备中，如应用于手机、增强现实设备、虚拟现实设备、混合现实设备、耳机、音箱等设备中。

请参阅图12，本申请实施例还提供一种电子设备200。该电子设备200包括如上任一实施例所述的定向发声装置100。本申请实施例电子设备200使用了上述定向发声装置100，可以实现定向向用户耳朵发声，保证用户听取声音，同时可以避免隐私泄密。

该电子设备200可以是手机、增强现实设备、虚拟现实设备、混合现实设备、耳机、音箱等。

请参阅图13，并请一并参阅图1，本申请实施例还提供一种定向发声方法，包括如下步骤：

S1、将主扬声器12指向发声方向；

S2、将消音扬声器13指向待消音方向；

S3、将所述消音扬声器13发出的声波频率设置与所述主扬声器12发出的声波频率相同，将所述消音扬声器13发出的声波相位与消音方向上所述主扬声器12发出的声波相位相反。

本申请实施例的定向发声方法，在发声方向上通过主扬声器12发声，而在其他方向，可以通过消音扬声器13减弱或抵消主扬声器12发出声波，进而仅在指定的方向上进行发声，以实现定向发声。

本申请实施例的定向发声装置100可以使用本申请实施例的定向发声方法。而本申请定向发声方法，也可以通过本申请上述任一实施例的定向发声装置100来实现。

在一个实施例中，请参阅图14，并请一并参阅图1，上述定向发声方法还包括步骤：

S4、检测所述主扬声器12发出声波被反射至该主扬声器12周边的声波；

S5、根据检测的所述主扬声器12周边反射声波，补偿增强所述消音扬声器13发出声波。

设置麦克风14来检测这些被反射至该主扬声器12周边的声波，可以根据该声波控制消音扬声器13，以减弱或消除该主扬声器12周边的这部分声波，以更好的防止声音泄露。

以上所述仅为本申请的可选实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种定向发声装置，包括用于发声的主扬声器，其特征在于：所述定向发声装置还包括消音扬声器；所述消音扬声器发出的声波频率与所述主扬声器发出的声波频率相同，所述消音扬声器发出的声波相位与消音方向上所述主扬声器发出的声波相位相反；

所述消音扬声器朝向所述主扬声器的后侧，所述主扬声器后侧产生的声波相位与所述消音扬声器发出的声波相位相反，所述消音扬声器为多个，多个所述消音扬声器环绕所述主扬声器设置，且多个所述消音扬声器均匀分布于所述主扬声器的周侧；

所述定向发声装置还包括机壳，所述主扬声器和所述消音扬声器均安装于所述机壳中，所述机壳中设有用于将所述消音扬声器后侧产生的声波导向至所述机壳侧边的导音管，所述机壳的侧边对应于所述导音管的位置开设有出音孔；

所述机壳中安装有导音板，所述导音板将主扬声器与消音扬声器分隔开，所述导音板包括扩音段、隔离段和收音段，所述扩音段呈喇叭状，所述隔离段呈筒状，所述收音段位于所述主扬声器的后侧，所述收音段的内径由主扬声器向后呈渐缩状。

2.如权利要求1所述的定向发声装置，其特征在于：还包括机壳，所述机壳上还设有用于识别所述主扬声器发出声波被反射至该主扬声器周边的声波的麦克风，所述麦克风设于所述主扬声器的侧边。

3.如权利要求1所述的定向发声装置，其特征在于：所述定向发声装置还包括设于所述消音扬声器后侧对应位置的吸音件，所述吸音件安装于所述机壳中。

4.如权利要求1所述的定向发声装置，其特征在于：所述定向发声装置还包括设于所述主扬声器后侧对应位置的消音件，所述消音件安装于所述机壳中。

5.如权利要求1所述的定向发声装置，其特征在于：所述机壳上于所述主扬声器前侧对应的位置开设有主导音孔，所述机壳上于所述消音扬声器前侧对应的位置开设有辅导音孔。

6.一种电子设备，其特征在于：包括如权利要求1-5任一项所述的定向发声装置。

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