CN113423038A - 收音装置 - Google Patents

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Abstract

一种收音装置，包括壳体、连通腔体、收音元件与信号处理电路。壳体的外侧表面设有第一收音孔与第二收音孔；连通腔体设置于壳体的内部空间，连通腔体具有连通通道，连通通道的两端分别设有第一孔位与第二孔位，第一孔位连接于第一收音孔，第二孔位连接于第二收音孔；收音元件具有第一收音膜与第二收音膜，收音元件设置于第一孔位与第一收音孔之间，第一收音膜接收第一声音，第二收音膜接收第二声音；信号处理单元电性连接于收音元件，信号处理单元根据第一声音与第二声音产生输出结果。

Description

收音装置
技术领域
本发明涉及一种声音处理装置，尤其涉及一种收音装置。
背景技术
随着网际网络的快速增长，在线会议也越发的普及。一般而言，在线会议的通话质量是取决于收音装置，例如全向式麦克风或指向式麦克风。全向式麦克风虽然可以收录麦克风周围的声音，但由于所有声音都会被收录。因此除了目标者的声音外，其他周遭环境音也会被收录。虽然有其他厂商提出具有降噪功能的录音软件，但是软件的补强效果实在有限。此外，若以阵列式麦克风收录声音，虽然可以达到较佳的录音质量。但是阵列式麦克风的占用体积庞大，而且设置成本也过高。
发明内容
有鉴于此，一些实施例的收音装置包括壳体、连通腔体、收音元件与信号处理电路。壳体的外侧表面设有第一收音孔与第二收音孔；连通腔体设置于壳体的内部空间，连通腔体具有连通通道，连通通道的两端分别设有第一孔位与第二孔位，第一孔位连接于第一收音孔，第二孔位连接于第二收音孔；收音元件具有第一收音膜与第二收音膜，收音元件设置于第一孔位与第一收音孔之间，第一收音膜接收第一声音，第二收音膜接收第二声音；信号处理单元电性连接于收音元件，信号处理单元根据第一声音与第二声音产生输出结果。收音装置通过调整第一收音膜与第二收音膜的设置位置，使得所接收的声音形成相位差，借以实现指向性收音的目的。
在一些实施例中，外侧表面包括第一表面与第二表面，第一孔位设置于第一表面，第二孔位设置于第二表面。
在一些实施例中，第一表面与第二表面的夹角为90度～180度。
在一些实施例中，第一收音膜与第二收音膜为相对的两侧面。
在一些实施例中，收音元件分隔连通通道，第一收音膜与第一收音孔之间形成第一收音通道，第二收音膜与第二收音孔之间形成第二收音通道，其中第一收音通道的距离小于或等于第二收音通道的距离。
在一些实施例中，信号处理电路根据第一声音与第二声音的相位关系调整第一声音产生输出结果。
在一些实施例中，包括第一外罩与第二外罩，第一外罩设置于第一收音孔，第二外罩设置于第二收音孔，第一外罩与第二外罩具有网罩疏密关系，收音元件根据相位关系与网罩疏密关系调整第一声音产生输出结果。
在一些实施例中，包括第一固定件，第一固定件设置于第一收音孔位于内部空间。
在一些实施例中，包括第二固定件，第二固定件设置于第一孔位，第一固定件与第二固定件之间形成固定结构，收音元件容置于固定结构之中。
在一些实施例中，包括缓冲件，缓冲件设置于收音元件与固定结构之间，缓冲件固定收音元件于固定结构中。
所述的收音装置藉由调整第一收音膜与第二收音膜的位置与第一通道与第二通道的距离，用于控制指向性收音的范围。收音装置可以通过装设外网网罩进一步调整指向收音的范围。收音装置通过前述各式收音结构可以控制特定区域的收音，除了可以降低软件处理的负载，亦无额外硬件成本的增加。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明一实施例的收音装置的外观示意图。
图2为本发明一实施例的收音装置的硬件架构示意图。
图3为本发明一实施例的收音装置的剖面图。
图4为本发明一实施例的收音装置的另一剖面图。
图5A为本发明一实施例的第一外罩与第二外罩的外观示意图。
图5B为本发明一实施例的第一外罩与另一种第二外罩的外观示意图。
图6为本发明一实施例的具有第一外罩与第二外罩的收音装置的剖面图。
图7为本发明一实施例的具有容置结构的收音装置的剖面图。
图8A为本发明一实施例的具有缓冲件的收音装置的剖面图。
图8B为本发明一实施例的具有另一种缓冲件的收音装置的剖面图。
图9A为本发明一实施例的收音指向图。
图9B为本发明一实施例的具有外罩的收音指向图。
图9C为本发明一实施例的收音指向图。
图9D为本发明一实施例的具有外罩的收音指向图。
其中，附图标记：
100:收音装置
110:壳体
111:第一收音孔
112:第二收音孔
113:第一表面
114:第二表面
115:第一外罩
116:第二外罩
120:连通腔体
121:第一孔位
122:第二孔位
123:连通通道
130:收音元件
131:第一收音膜
132:第二收音膜
140:信号处理电路
711:第一固定件
712:第二固定件
810:缓冲件
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
请参考图1、图2与图3所示，其为本发明一实施例的收音装置的外观示意图、硬件架构示意图与收音装置100的剖面图。收音装置100包括壳体110、连通腔体120、收音元件130与信号处理电路140，如图1所示。壳体110外观可以是但不限定为圆柱体，也可以是立方体或球体。在图1中是以圆柱体作为说明。
壳体110包括外侧表面(无标号)与内部空间(无标号)。外侧表面设有第一收音孔111与第二收音孔112。连通腔体120设置于壳体110的内部空间，如图3中虚线与外侧表面所形成的区域。内部空间不必然为实心材质填充，也可以是空心区域。连通腔体120具有第一孔位121、第二孔位122与连通通道123，连通通道123的两端分别设有第一孔位121与第二孔位122。第一孔位121连接于第一收音孔111，第二孔位122连接于第二收音孔112，请参考图3所示。第一孔位121的孔径不需与第一收音孔111的孔径相同，在图3中是将第一收音孔111的孔径小于第一孔位121的孔径为例。同理，第二孔位122的孔径亦不必然等同于第二收音孔112的孔径。连通通道123的结构是根据第一收音孔111与第二收音孔112的位置所决定(将于后文另外说明)。
收音元件130具有第一收音膜131与第二收音膜132。收音元件130设置于连通通道123中。收音元件130用于接收声音，并将声音信号转换为电气信号。收音元件130电性连接于信号处理电路140。信号处理电路140根据电气信号产生输出结果。收音元件130的截面面积与连通通道123的截面面积相等，收音元件130将连通通道123隔离为两独立的区域(后文将另述所隔离的两区域的作用)。第一收音膜131与第二收音膜132分别设置于收音元件130的相对两侧面。第一收音膜131与第二收音膜132分别接收同一音源的两声音。第一收音膜131接收所述音源的第一声音，第二收音膜132接收音源的第二声音。换言之，第一收音膜131用于接收第一收音孔111的声音。第二收音膜132用于接收第二收音孔112的声音。
在一实施例中，外侧表面具有第一表面113与第二表面114。第一孔位121设置于第一表面113，第二孔位122设置于第二表面114。图3中是以虚线框圈选的壳体110为第一表面113与第二表面114。第一表面113与第二表面114的夹角范围为90度～180度之间。所述的表面夹角为第一表面113与第二表面114的位于内部空间的连接处所夹挤的角度。图3中第一表面113与第二表面114的夹角为90度。连通通道123形成一“L”型中空结构，连通通道123的两端则分别对第一孔位121与第二孔位122的位置。
在一实施例中，第一表面113与第二表面114的夹角为180度，如图4所示。图4为本发明一实施例的收音装置100的剖面示意图。连通腔体120内为一“凹”型的连通通道123。或者，连通腔体120内部也可以形成“U”型的连通通道123。而连通通道123的两端则分别对第一孔位121与第二孔位122的位置。收音元件130设置于连通通道123内部。收音元件130的截面积等于连通通道123的截面积，使收音元件130的两收音膜可以各自接收第一收音孔111与第二收音孔112的声音且不会相互干扰。换言之，第一收音膜131将会接收第一收音孔111的声音；第二收音膜132接收第二收音孔112的声音。
在一实施例中，第一收音膜131至第一收音孔111的空间为第一通道。第二收音膜132至第二收音孔112的空间为第二通道。其中，第一通道的距离小于第二通道的距离，可参考图3与图4所示。第一声音与第二声音具有相位关系。所述相位关系为收音元件130接收第一声音与第二声音的两时间所造成的相位偏差。或者，第一通道的截面积可以相异于第二通道的截面积，如图4所示。
收音元件130分时接收第一声音与第二声音。信号处理电路140根据第一通道与第二通道的距离差调整第一声音与第二声音的相位关系。信号处理电路140根据第二声音的相位用于抵销第一声音的相位，借以降低第一声音中人声以外的干扰。
在一实施例中，收音装置100包括第一外罩115与第二外罩116。第一外罩115设置于第一收音孔111，第二外罩116设置于第二收音孔112，请参考图5A、图5B与图6。图5A与图5B分别是收音装置100与不同网罩的外观示意图，图6系为收音装置100的剖面图。第一外罩115与第二外罩116可用于过滤收音时的喷流声与降低声音强度。第一外罩115具有第一网罩密度，第二外罩116具有第二网罩密度。网罩密度影响收音强度。第一网罩密度不必然等同于第二网罩密度，如图5A与图5B所示。而第一网罩密度与第二网罩密度形成一网罩疏密关系。网罩疏密关系用于表示第一网罩相对于第二网罩密度的疏密比例。根据不同的网罩疏密关系调整第一声音与第二声音的强度与相位等属性。
信号处理电路140根据相位关系与网罩疏密关系调整第一声音与第二声音并产生输出结果。所述输出结果系为已调整后的第一声音的电气信号或数位信号。信号处理电路140将输出结果提供至收音装置100所连接的计算机设备或录音设备。
在一实施例中，收音装置100包括第一固定件711与第二固定件712，请参考图7所示。图7为本发明一实施例的收音装置100的剖面示意图。在壳体110的内部空间且对应于第一收音孔111的位置设置第一固定件711。而第一固定件711可以沿着第一收音孔111的边缘或周围设置。图7以沿着第一收音孔111的周围设置第一固定件711。第二固定件712设置于第一孔位121的外侧边缘，第二固定件712的位置与尺寸对应于第一固定件711的位置与尺寸。第一固定件711可对接于第二固定件712，第一固定件711与第二固定件712之间形成一中空空间。所述中空空间称为固定结构(无标号)。收音元件130容置于固定结构中。
在一实施例中，收音装置100包括第一固定件711、第二固定件712与缓冲件810，请参考图8A。缓冲件810设置于收音元件130与固定结构之间。缓冲件810至少包覆收音元件130的侧壁，所述侧壁为第一收音膜131与第二收音膜132之间的壁面，可配合图8A所示。更进一步，缓冲件810可以部分涵盖第一收音膜131或第二收音膜132，如图8B所示。缓冲件810除了将收音元件130固定于固定结构之中，用以避免收音元件130与固定结构间碰撞时所产生的异音。缓冲件810的材质可以是海绵、橡胶或软性材质。
请参考图9A～图9D所示，其分别为不同实施例的指向性示意图。图9A对应于图2与图3的收音装置100。图9A中以第一收音孔111为收音指向图(Polar Patterns Diagram)的中心位置。图9A以第一表面113与第二表面114夹角为90度的收音装置100，且在第一收音孔111上方设置声源(图9A的左侧)。连通腔体120以灰色区块表示。当声源向收音装置100发声时，收音元件130接收第一声音与第二声音。信号处理电路140根据第二声音对第一声音输出相应的输出结果，如图9A的右侧。
图9B为图9A的收音装置100并于第一收音孔111与第二收音孔112外加上外罩的收音指向图。图9C为第一表面113与第二表面114夹角为180度的收音装置100(图9C的左侧)。图9C的连通腔体120以灰色区块表示。图9D为图9C的收音装置100并装设第一外罩115与第二外罩116的收音指向图。
所述的收音装置100藉由调整第一收音膜131与第二收音膜132的位置与第一通道与第二通道的距离，用于控制指向性收音的范围。收音装置100可以通过装设外网网罩进一步调整指向收音的范围。收音装置100通过前述各式收音结构可以控制特定区域的收音。除了可以降低软件处理的负载，亦无额外硬件成本的增加。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种收音装置，其特征在于，包括：
一壳体，所述壳体的一外侧表面设有一第一收音孔与一第二收音孔；
一连通腔体，设置于所述壳体的一内部空间，所述连通腔体具有一连通通道，所述连通通道的两端分别设有一第一孔位与一第二孔位，所述第一孔位连接于所述第一收音孔，所述第二孔位连接于所述第二收音孔；
一收音元件，具有一第一收音膜与一第二收音膜，所述收音元件设置于所述第一孔位与所述第一收音孔之间，所述第一收音膜接收一第一声音，所述第二收音膜接收一第二声音；以及
一信号处理电路，电性连接于所述收音元件，所述信号处理电路根据所述第一声音与所述第二声音产生一输出结果。
2.如权利要求1所述的收音装置，其特征在于，所述外侧表面包括一第一表面与一第二表面，所述第一孔位设置于所述第一表面，所述第二孔位设置于所述第二表面。
3.如权利要求2所述的收音装置，其特征在于，所述第一表面与所述第二表面的夹角为90度～180度。
4.如权利要求1所述的收音装置，其特征在于，所述第一收音膜与所述第二收音膜为相对的两侧面。
5.如权利要求4所述的收音装置，其特征在于，所述收音元件分隔所述连通通道，所述第一收音膜与所述第一收音孔之间形成一第一收音通道，所述第二收音膜与所述第二收音孔之间形成一第二收音通道，其中所述第一收音通道的距离小于或等于所述第二收音通道的距离。
6.如权利要求5所述的收音装置，其特征在于，所述信号处理电路根据所述第一声音与所述第二声音的一相位关系调整所述第一声音产生所述输出结果。
7.如权利要求6所述的收音装置，其特征在于，所述收音装置进一步包括一第一外罩与一第二外罩，所述第一外罩设置于所述第一收音孔，所述第二外罩设置于所述第二收音孔，所述第一外罩与所述第二外罩具有一网罩疏密关系，所述收音元件根据所述相位关系与所述网罩疏密关系调整所述第一声音产生所述输出结果。
8.如权利要求1所述的收音装置，其特征在于，所述收音装置进一步包括一第一固定件与一第二固定件，所述第一固定件设置于所述第一收音孔位于所述内部空间，所述第二固定件设置于所述第二收音孔位于所述内部空间。
9.如权利要求8所述的收音装置，其特征在于，所述第二固定件设置于所述第一孔位，所述第一固定件与所述第二固定件之间形成一固定结构，所述收音元件容置于所述固定结构之中。
10.如权利要求9所述的收音装置，其特征在于，所述收音装置进一步包括一缓冲件，所述缓冲件设置于所述收音元件与所述固定结构之间，所述缓冲件固定所述收音元件于所述固定结构之中。
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