CN113179464A - 可穿戴式话筒扬声器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可佩戴式话筒扬声器，能够以简单的构成抑制周边的噪声，并且以低成本实现能够清晰地捕捉说话者的声音等。可穿戴式话筒扬声器(1)具备：主体部(20)，能够安装于该主体部(20)；一个或者多个第一话筒(30)，设置于主体部(20)，收集说话者(P)的声音；以及扬声器单元(40)，设置于主体部(20)，向说话者(P)输出声音。第一话筒(30)在说话者(P)的嘴方向具有指向性。扬声器单元(40)配置在第一话筒(30)的指向性范围外。

Description

可穿戴式话筒扬声器
技术领域
本发明涉及能够佩戴在身体上使用的可穿戴式话筒扬声器。
背景技术
一般的扬声器系统具有多人能够同时听到的优点，另外，耳机只有一人才能听到，但具有阻断周围的声音的优点。另一方面，在所述扬声器系统中，第三人有时会成为噪音，在耳机等中也存在不能听到周围的声音之类的缺点。近年来，作为消除了扬声器系统、耳机等的缺点的装置，也使用安装于耳朵以外的部分而使用的扬声器装置。
此外，在网络会议、视讯会议等语音会议的场景中，要求通过经由电话线路、IP网络的声音进行远程会议，由多人在取得对方的声音的同时进行交流。在这样的情况下，为了使周围的声音不妨碍会议，还已知使用头戴式耳机(可穿戴设备)。例如，在专利文献1中，作为这种可穿戴设备，公开了包括话筒和扬声器的装置，所述话筒输入讲话者的声音，所述扬声器输出从外部输入的声音。
现有技术文献
专利文献
[专利文献1]国际公开2018/051663号
发明内容
本发明所要解决的技术问题
在上述那样的语音会议的情况下，需要能够防止回声、颤噪等不适现象，并能够实现会话的顺利化的可穿戴式话筒扬声器。另外，很多时候说话者使用电子黑板并仅将脸部朝向旁边说话，或者为了说明而伴有动作并说话等，不将脸部的朝向固定于前方而进行说话。因此，存在说话者的嘴边与话筒之间的距离容易变化，有时难以收音的问题。
在上述专利文献1所公开的可穿戴设备中，要求处于正确的佩戴状态，以说话者朝向正面为前提，还需要由获取其嘴边坐标的不同的多个运算部进行信号处理，存在结构复杂化、成本增加的问题。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供如下的可穿戴式话筒扬声器：即使不将脸部的朝向固定于前方说话，也能够捕捉声音，能够以简单的结构且低成本地实现。
用于解决技术问题的技术方案
为了达成上述目的的本发明的解决手段为，一种一种可穿戴话筒扬声器，具备：主体部，能够佩戴于说话者上；一个或多个第一话筒，设置于所述主体部，收集所述说话者的声音；以及一个或多个扬声器，设置于所述主体部，向所述说话者输出声音；以所述第一话筒在所述说话者的嘴方向上具有指向性，所述扬声器配置于所述第一话筒的指向性的范围外为特征。
另外，在上述构成的可穿戴话筒扬声器中，优选所述扬声器在所述说话者的耳方向上具有指向性。
另外，在上述构成的可穿戴话筒扬声器中，优选所述主体部是能够佩戴于所述说话者的脖子上的颈带型，在从所述说话者的肩上向胸侧延伸的佩戴部具备所述第一话筒。
另外，在上述构成的可穿戴话筒扬声器中，优选靠近位于胸侧的所述佩戴部的前端具备多个所述第一话筒，所述第一话筒排列成越靠近所述佩戴部的前端侧就越靠近该佩戴部的内侧。
另外，在上述构成的可穿戴话筒扬声器中，优选所述主体部具有配置在所述扬声器的指向性的范围外的第二话筒，所述第二话筒相对于所述扬声器配置在所述第一话筒的相反侧。
另外，在上述构成的可穿戴话筒扬声器中，优选所述扬声器配设在与所述说话者的耳朵的下方对应的位置，所述佩戴部从前端侧起依次排列有所述第一话筒、所述扬声器、所述第二话筒。
另外，在上述构成的可穿戴话筒扬声器中，优选所述佩戴部设置成能够相对于所述主体部伸长。
发明效果
根据本发明，即使不将脸部的朝向固定于前方而说话也能够捕捉声音，能够不需要复杂的结构而低成本地实现为可穿戴式话筒扬声器。
附图说明
图1是示出本发明的第一实施方式涉及的可穿戴式话筒扬声器的主视图。
图2是示出图1的可佩戴式话筒扬声器的佩戴例的立体图。
图3是示出本发明的第一实施方式涉及的可穿戴式话筒扬声器的变形例的立体图。
图4是示出本发明的第二实施方式涉及的可穿戴式话筒扬声器的立体图。
图5是示出本发明的第二实施方式涉及的可穿戴式话筒扬声器的变形例的立体图。
图6是示出本发明的第三实施方式涉及的可穿戴式话筒扬声器的立体图。
图7是示出本发明的第四实施方式涉及的可穿戴式话筒扬声器的立体图。
图8是示出本发明的第四实施方式涉及的可穿戴式话筒扬声器的变形例的立体图。
图9是示出本发明的第五实施方式涉及的可穿戴式话筒扬声器的立体图。
图10是示出本发明的第五实施方式涉及的可穿戴式话筒扬声器的变形例的立体图。
图11是示出本发明的第五实施方式涉及的可穿戴式话筒扬声器的变形例的立体图。
图12是示出本发明的第五实施方式涉及的可穿戴式话筒扬声器的变形例的立体图。
图13是示出本发明的第六实施方式涉及的可穿戴式话筒扬声器的立体图。
图14是示出具有单一指向性的话筒的极性图案的例子的图。
图15是示出具有超指向性的话筒的极性图案的例子的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式涉及的可穿戴式话筒扬声器1。
(第一实施方式)
图1是示出本发明的第一实施方式涉及的可穿戴式话筒扬声器1的主视图，图2是示出说话者P佩戴可穿戴式话筒扬声器1的情况的立体图。另外，图3是表示第一实施方式涉及的可穿戴式话筒扬声器1的变形例的立体图。
另外，在以下的实施方式涉及的说明中，如图2所示，以对佩戴了可穿戴式话筒扬声器1的说话者P而言的左右方向X(右侧X1、左侧X2)、前后方向Y(前方Y1、后方Y2)以及上下方向Z(上方Z1、下方Z2)为基准，对可穿戴式话筒扬声器1的前后左右等方向进行说明。
第一实施方式涉及的可穿戴式话筒扬声器1具有构成为可佩戴于说话者P的主体部20、主体部20所具备的第一话筒30以及扬声器单元40。如图1所示，主体部20在从正面观察时具有大致U字形状或大致圆环形状，具备从中央部向右前方及左前方这两个方向延伸的佩戴部21(右侧佩戴部211、左侧佩戴部212)。
该主体部20为能够佩戴于说话者P的脖子的颈带型，在从肩上向胸侧延伸的佩戴部21上设置有第一话筒30。如图2所示，作为可穿戴式话筒扬声器1的使用方式之一，可以在颈戴状态下使用，使得主体部20的中央部位于说话者P的脖子的后方Y2，并将主体部20的其他部分从说话者P的脖子的两侧部戴到前方Y1配置。
在例示的方式中，在主体部20的一方的佩戴部21即左侧佩戴部212中包括具有指向性的第一话筒30。第一话筒30不是对全方位具有灵敏度，而是具有指定于说话者P的嘴方向的指向性，构成为收集说话者P的声音。另外，各图所示的网线部示意性地示出了其指向性范围的图像，并不用于限定可穿戴式话筒扬声器1中的指向性范围。
在本实施方式中，所谓指向性是指容易捕捉前面方向的声音的指向特性即单一指向性，或者作为窄角的指向特性即超指向性，以在极性图案中具有不敏感性的区域(方位)作为特征。图14是示出具有单一指向性的话筒的极性图案的例子的图，图15是示出具有超指向性的话筒的极性图案的例子的图。在图14和图15中，0°与图2中的说话者P的嘴方向相对应。
如图15所示，具有超指向性的话筒以嘴方向(0°)为中心在大约60°的范围内具有强的指向性。因此，超指向性话筒收集来自侧面方向(90°，270°)的噪声的情况少。第一话筒30优选为具有单一指向性或超指向性的指向性话筒。
将主体部20的两前端中从右侧X1的前端开始规定长度的部分作为右侧装配部211，将从左侧X2的前端开始规定长度的部分作为左侧装配部212，第一话筒30例如配设于左侧装配部212。特别是，在图1及图2所示的例子中，第一话筒30设于左侧佩戴部212的前端。在主体部20也可以具备对由第一话筒30取得的声音信号进行放大处理的话筒放大器电路、A/D转换器，向未图示的控制部输出声音数据。
作为扬声器的扬声器单元40是将声音向说话者P输出的声音输出部，配置在第一话筒30的指向性范围外。在这种情况下，第一话筒30被配置为在说话者P的嘴方向上具有指向性，而扬声器单元40被配置为在说话者P的耳方向上具有指向性。
如图1及图2所示，扬声器单元40在主体部20上设置有两个，一个排列于右侧佩戴部211，另一个排列于左侧佩戴部212。该些扬声器单元40优选为例如排列设置成一列的线阵列扬声器、将超声波元件排列成阵列状的参量扬声器，释放声波作为线状声源，构成为减少相邻的扬声器单元的背压的干扰。
扬声器单元40的指向性例如能够通过调整设置线阵列扬声器时的安装角度、或者调整行阵列扬声器内的各扬声器的朝向来适当设定。例如，通过朝向统一布置各扬声器，可以获得抑制了声音向排列方向扩散的指向性。
如图2所示，在将可穿戴式话筒扬声器1佩戴在说话者P的脖子上的佩戴情况下，第一话筒30在说话者P的嘴方向上具有指向性，扬声器单元40位于说话者P的耳朵的下方Z2，具有朝向耳方向的指向性。根据这样构成的可穿戴式话筒扬声器1，从第一话筒30适当地取得从说话者P发出的声音，另外，从扬声器单元40发出的声音清晰地到达说话者P的耳朵。此外，由于没有堵塞耳朵，说话者P可以在听到他人发出的语音或周围的声音的同时说话，也可以适用于多人的会话、运动时的使用，可以顺利地推进语音会议等。另外，通过将可穿戴式话筒扬声器1设为颈戴状态，能够佩戴在接近耳朵的位置，即使移动而声场变化也少，即使音量小，也能够得到充分的声压。
此外，第一话筒30不仅设置于主体部20的一方的前端，如图3所示，也可以设置于左侧佩戴部212的前端和右侧佩戴部211的前端这两个上。另外，可穿戴式话筒扬声器1不限于本实施方式中所示的颈带型，只要是能够佩戴在身体上使用的结构，也可以是例如通过挂带等戴在说话者的脖子上、用绑带等佩戴在说话者的胸部、腹部、手臂等上任意佩戴的结构，在以下说明的各实施方式中也是同样的。
(第二实施方式)
图4是示出第二实施方式涉及的可穿戴式话筒扬声器1的立体图，图5是示出第二实施方式涉及的可穿戴式话筒扬声器1的变形例的立体图。
以下说明的第二
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第六实施方式涉及的可穿戴式话筒扬声器1中，主体部20的基本结构与第一实施方式相同，在第一话筒30以及扬声器单元40的配置方式等中具有特征。因此，在以下的说明中，详细说明各实施方式的特征部，关于其他结构，通过与第一实施方式共同的参照附图标记进行表示，省略重复说明。
可穿戴式话筒扬声器1可以将彼此具有规定距离而配置的多个第一话筒30设置于左侧佩戴部212(或右侧佩戴部211)。如图4所示，可穿戴式话筒扬声器1在左侧佩戴部212设有多个搭载于主体部20的第一话筒30。该些多个第一话筒30排列在左侧佩戴部212的靠近前端的位置。多个第一话筒30具有嘴方向的指向性，构成为一列阵列状排列的阵列话筒。
在例示的方式中，四个第一话筒30相互隔开间隔地在一个方向上排列。该些第一话筒30被设置为，在说话者P(参照图2)佩戴了可穿戴式话筒扬声器的状态下，说话者P的嘴与各第一话筒30的距离不同。
该些多个第一话筒30能够通过波束成形处理高效地收集并增强说话者P的声音。另外，在声音处理电路中，可以对应于多个第一话筒30调整多个声音信号的相位，使用波束成形的现有技术，可以强化再变换后的声音而进行收音。
另外，如图5所示，多个第一话筒30也可以从靠近佩戴部21的内侧向外侧依次排列。在例示的方式中，以从左侧佩戴部212的前方Y1的前端(胸侧)向后方Y2(肩上方向)逐渐位于外侧(从左侧佩戴部212的右侧X1到左侧X2)的方式排列四个第一话筒30。
这样，通过具备多个第一话筒30，能够应对说话者P脸部朝向旁边说话、或者一边移动脸部一边说话，能够使其指向性追随嘴的位置移动。特别是，如图5所示，通过将多个第一话筒30从前方Y1向后方Y2逐渐向外侧排列，从而能够与说话者P脸部朝向旁边移动时的嘴的位置分别对应地进行收音。此外，多个第一话筒30不限于排成一列，也可以是排成多列的结构。另外，多个第一话筒30不限于设置于左侧佩戴部212，也可以设置于右侧佩戴部211，另外，也可以设置于左右两个佩戴部21(右侧佩戴部211、左侧佩戴部212)。
(第三实施方式)
图6是示出第三实施方式涉及的可穿戴式话筒扬声器1的立体图。该方式涉及的可穿戴式话筒扬声器1在主体部20中，在第一话筒30以及扬声器单元40的基础上，还具备配置在扬声器单元40的指向性范围外的第二话筒50。
如图6所示，在可穿戴式话筒扬声器1的主体部20中，在右侧安装部211以及左侧安装部212上分别具备多个第一话筒30以及扬声器单元40。第二话筒50相对于扬声器单元40配置在第一话筒30的相反侧。即，第二话筒50配置在右侧安装部211和左侧安装部212中的各扬声器单元40的后方Y2。
在该情况下，扬声器单元40被设置在与说话者P的耳朵的下方Z2相对应的位置处，并且具有耳方向的指向性。第一话筒30具有说话者P的嘴方向的指向性。右侧安装部211和左侧安装部212分别从前端侧(前方Y1)起依次排列有第一话筒30、扬声器单元40、第二话筒50。
在扬声器单元40的后方Y2配置有多个第二话筒50。该些第二话筒50相对于主体部20具有上方Z1的指向性，配置在扬声器单元40的指向性范围外。第二话筒50只要在扬声器单元40的指向性范围外，也可以相对于主体部20具有向外的指向性。
多个第一话筒30以及多个第二话筒50不需要波束形成处理。因此，不需要复杂的信号处理，也不需要用于控制的电子基板等。通过具有在前后方向Y上分散配置的多个第一话筒30和第二话筒50，即使说话者P的脸部朝向哪个方向移动，可穿戴话筒扬声器1也能够应对发出的声音。另外，第二话筒50具有上方Z1或者向外的指向性，因此，能够可靠地收集脸部朝向旁边的说话者P的声音。
(第四实施方式)
图7是示出第四实施方式涉及的可穿戴式话筒扬声器1的立体图，图8是示出第四实施方式涉及的可穿戴式话筒扬声器1的变形例的立体图。
在可穿戴式话筒扬声器1中，也可以包括不具有指向性的扬声器，代替具有指向性的扬声器单元40。在图7所示的例子中，可穿戴式话筒扬声器1在主体部20的左侧安装部212配置有多个第一话筒30，在该些第一话筒30的后方Y2配置有一个无指向性扬声器60。
无指向性扬声器60无指向性地输出发送的声音，声音的波面沿全方位传播。无指向性扬声器60设置于与多个第一话筒30相同的左侧安装部212。通过使用无指向性扬声器60，能够实现可穿戴式话筒扬声器1的低成本化。
此外，由于多个第一话筒30分别具有指向性，彼此隔开间隔地配置，因此能够任一第一话筒30收集说话者P的声音，也能够应对移动脸部说话的情况。
多个第一话筒30不仅在左侧安装部212呈直线状排列，也可以在右侧安装部211与无指向性扬声器60共同设置，另外如图8所示，也可以从前方Y1向后方Y2逐渐向外侧排列。通过多个第一话筒30从前方Y1向后方Y2逐渐向外侧排列，从而能够与说话者P脸部朝向旁边移动时的口部的位置分别对应地进行收音。
进一步地，如图8所示，为了将无指向性扬声器60配置为朝向天花板方向(上方Z1)，也可以在左侧安装部212设置有上方Z1朝向的突部22，在该突部22配置无指向性扬声器60。另外，突部22的朝向不限于上方Z1，也可以通过设置例如后方Y2朝向的突部22而将无指向性扬声器60朝向后方Y2配置。由此，即使使用比较廉价的无指向性扬声器60，也能够通过突部22设定配置角度，能够使得难以被第一话筒30收音，并且能够减少回声、颤噪。
(第五实施方式)
图9是示出第五实施方式涉及的可穿戴式话筒扬声器1的立体图，图10～图11是示出第五实施方式涉及的可穿戴式话筒扬声器1的变形例的立体图。
如图9所示，可穿戴式话筒扬声器1也可以是例如从左侧安装部212的前方Y1(前端侧)向后方Y2依次排列有第一话筒30、指向性扬声器70、第二话筒50的结构。第一话筒30和第二话筒50夹着一个指向性扬声器70配置在前后方向Y上。另外，在该情况下，指向性扬声器70优选配设于与说话者P的耳朵的下方Z2对应的位置。
指向性扬声器70优选为在说话者P的耳方向上具有指向性、或者朝向上方Z1设置且具有向上的指向性。第一话筒30和第二话筒50配置在指向性扬声器70的指向性范围外且不限于分别各设置一个，也可以是其中一个或两个设置有多个的构成。
通过在前后方向Y上成对地具备第一话筒30和第二话筒50，从而能够应对说话者P脸部朝向旁边说话、或在移动脸部的同时说话，能够追随嘴的位置移动。
另外，如图10所示，在可穿戴式话筒扬声器1中，也可以具备阵列状配置的扬声器单元40来代替指向性扬声器70。由此，作为线状声源而释放声波，能够减少相邻的扬声器单元的背压的干扰。
该些第一话筒30、指向性扬声器70(或扬声器单元40)及第二话筒50不限于设置于左侧安装部212，也可以设置于右侧安装部211，还可以设置于两侧。
例如，如图11所示，也可以在可穿戴式话筒扬声器1中，在右侧安装部211以及左侧安装部212各自上，从靠近前方Y1依次排列有第一话筒30、扬声器单元40、第二话筒50，并构成为左右对称形。在该情况下，也可以构成为将右侧装配部211的一组第一话筒30以及第二话筒50和左侧装配部212的一组第一话筒30以及第二话筒50成对，生成基于该些的输出的立体声信号并进行立体录音。
进而，如图12所示，也可以构成为将左侧X2的第一话筒30和与其对应的右侧X1的第一话筒30的指向性设定为大致平行，将左侧X2的第二话筒50和与其对应的右侧X1的第二话筒50的指向性设定为大致平行，能够进行收音轴不交叉的被称为A-B方式的立体录音。在可穿戴式话筒扬声器1中，合计搭载有四个第一话筒30和第二话筒50，因此能够得到具有充分的立体感的立体声音信号。
(第六实施方式)
图13是示出第六实施方式涉及的可穿戴式话筒扬声器1的立体图。
如图11所示，在可穿戴式话筒扬声器1的右侧安装部211和左侧安装部212上分别依次设置有第一话筒30、扬声器单元40及第二话筒50的方式中，第一话筒30及第二话筒50可以进一步转动地设置。即，如图13所示，可穿戴式话筒扬声器1中，在右侧安装部211上设置有第一话筒30的部分构成转动部23a，设置有第二话筒50的部分构成转动部23b，能够分别绕主体部20的轴转动。在左侧安装部212也同样地，设置有第一话筒30的部分构成转动部23c，设置有第二话筒50的部分构成转动部23d，分别能够围绕主体部20的轴转动。
该些转动部23a～23d均能够绕主体部20的轴转动，并且能够以任意的角度停止转动并固定。因此，能够将第一话筒30和第二话筒50的各指向性设定成朝向任意方向。
另外，在图13所示的例子中，位于前方Y1的两个转动部23a、23c能够从主体部20(右侧安装部211、左侧安装部212)向前方Y1伸长，也可以设置为在前后方向Y上伸缩自如。由此，在安装可穿戴式话筒扬声器1时，能够将第一话筒30和第二话筒50调整为适当的优选角度及位置，更清晰地收音。
如上所述，在本发明的实施方式涉及的可穿戴式话筒扬声器1中，第一话筒30在说话者P的嘴方向具有指向性，在所述第一话筒30的指向性范围外配置有扬声器单元40、指向性扬声器70等，因此，从说话者P发出的声音通过第一话筒30良好地被收音，另外，从扬声器单元40等发出的声音能够容易地到达说话者P的耳朵。另外，由于可穿戴式话筒扬声器1是不堵住耳朵的结构，因此，说话者P不仅能够听到扬声器单元40等的声音，还能够听到他人发出的声音、周围的声音的同时说话，从而能够适用于多人会话、运动时使用。
附图标记说明
1 可穿戴话筒扬声器
20 主体部
21 佩戴部
211 右侧安装部
212 左侧安装部
22 突部
23a、23b、23c、23d 转动部
30 第一话筒
40 扬声器单元(扬声器)
50 第二话筒
60 无指向性扬声器
70 指向性扬声器
P 说话者

Claims (8)

1.一种可穿戴话筒扬声器，其特征在于，具备：
主体部，能够佩戴于说话者上；
一个或多个第一话筒，设置于所述主体部，收集所述说话者的声音；以及
一个或多个扬声器，设置于所述主体部，向所述说话者输出声音；
所述第一话筒在所述说话者的嘴方向上具有指向性，
所述扬声器配置于所述第一话筒的指向性的范围外。
2.根据权利要求1所述的可穿戴话筒扬声器，其特征在于，
所述扬声器在所述说话者的耳方向上具有指向性。
3.根据权利要求1或2所述的可穿戴话筒扬声器，其特征在于，
所述主体部是能够佩戴于所述说话者的脖子上的颈带型，在从所述说话者的肩上向胸侧延伸的佩戴部具备所述第一话筒。
4.根据权利要求3所述的可穿戴话筒扬声器，其特征在于，
靠近位于胸侧的所述佩戴部的前端具备多个所述第一话筒，
所述第一话筒排列成越靠近所述佩戴部的前端侧就越靠近该佩戴部的内侧。
5.根据权利要求3或4所述的可穿戴话筒扬声器，其特征在于，
所述主体部具有配置在所述扬声器的指向性的范围外的第二话筒，
所述第二话筒相对于所述扬声器配置在所述第一话筒的相反侧。
6.根据权利要求5所述的可穿戴话筒扬声器，其特征在于，
所述扬声器配设在与所述说话者的耳朵的下方对应的位置，
所述佩戴部从前端侧起依次排列有所述第一话筒、所述扬声器、所述第二话筒。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的可穿戴话筒扬声器，其特征在于，
所述佩戴部设置成能够相对于所述主体部转动。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的可穿戴话筒扬声器，其特征在于，
所述佩戴部设置成能够相对于所述主体部伸长。
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