CN206906990U - 一种基于麦克风阵列的蓝牙语音键盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于麦克风阵列的蓝牙语音键盘，包括：麦克风阵列模块、蓝牙通信模块、键盘按键模块和扬声器模块，所述麦克风阵列模块包括主麦克风、辅麦克风、降噪电路、降噪控制开关及音频编码电路，用于声音信号的采集、降噪处理及编码；所述蓝牙通信模块用于与外部设备蓝牙连接及音频数据的接收和发送；所述扬声器模块包括音频解码电路和扬声器，用于对键盘接收到的音频数据解码并播放；所述键盘按键模块用于实现键盘HID输入功能。该蓝牙语音键盘采用麦克风阵列降噪技术，解决了语音通话过程中声音信号采集范围受限和通话质量不高的问题，另外，还支持用户根据需求自行开启和关闭其语音通话和降噪功能，降低功耗，延长其工作时间。

Description

一种基于麦克风阵列的蓝牙语音键盘

技术领域

本实用新型属于计算机外设领域，涉及键盘，具体涉及一种基于麦克风阵列的蓝牙语音键盘。

背景技术

目前平板电脑、iPad、智能手机受到绝大多数人的青睐，相对于普通电脑来讲，其体积小、重量轻，便于携带，使用方便快捷，已成为大部分人工作和学习的标配。为了方便其文档编辑，提高工作效率，外接蓝牙键盘成为了不可或缺的外设产品。

当前的蓝牙键盘功能比较单一，绝大部分仅仅只是提供输入功能，当需要进行语音交流的时候，需要额外的连接麦克风和音箱，增加外部设备，从而增加费用成本；尽管少数蓝牙键盘内置了麦克风和音箱，实现了语音通话功能，但是当距离蓝牙键盘较远或周围环境噪声较大时（例如机场、医院、网吧等公共场合），蓝牙键盘通过麦克风采集到的语音信号就会减弱或被周围噪声淹没，对用户位置有较强的局限性，降低了通话质量，从而影响用户体验。

综上，在使用现有蓝牙键盘进行语音通话的过程中，特别是在环境噪声很大的情况下，存在声音信号采集范围受限、语音通话质量不高的问题。

实用新型内容

本实用新型为了解决噪声环境中蓝牙键盘声音信号采集范围受限和语音通话质量不高的问题，提供一种基于麦克风阵列的蓝牙语音键盘。

为了实现上述目的，本实用新型可以通过以下技术方案予以实现：一种基于麦克风阵列的蓝牙语音键盘包括，麦克风阵列模块、蓝牙通信模块、键盘按键模块和扬声器模块。其中，所述麦克风阵列模块，用于采集声音信号，并将采集的声音信号发送给蓝牙通信模块；所述蓝牙通信模块，用于接收麦克风阵列模块输入的声音信号，并通过蓝牙将声音信号发送给外部蓝牙连接的智能设备；所述扬声器模块，用于对蓝牙通信模块从外部蓝牙连接的智能设备接收过来的音频信息进行解码并播放；所述键盘按键模块实现键盘的所有HID字符输入功能。

作为优选的技术方案，所述麦克风阵列模块包括主麦克风、辅麦克风、降噪电路、降噪控制开关及音频编码电路。

所述主麦克风，对准声音来源，用于采集语音通话过程中的声音信号。

所述辅麦克风，方向与主麦克风相反，用于采集语音通话过程中的噪音信号。

所述降噪控制开关，采用按键开关，分别与所述辅麦克风和所述降噪电路连接，用于控制辅麦克风的开启和关闭。

所述降噪电路，当所述降噪控制开关打开时，主要对所述主麦克风和所述辅麦克风采集到的两路信号进行差分运算，最大程度的过滤掉背景环境噪声，得到有效声音信号进而传递给所述音频编码电路；当所述降噪控制开关关闭时，所述辅麦克风不再采集噪音信号，只留所述主麦克风采集声音信号，进而将声音信号传递给所述音频编码电路。

所述音频编码电路，分别与所述降噪电路和所述蓝牙通信模块连接，用于将经过所述降噪电路处理后的有效声音信号进行编码，形成音频数据发送给所述蓝牙通信模块。

作为优选的技术方案，所述扬声器模块包括音频解码电路和扬声器。

所述音频解码电路与所述蓝牙通信模块和所述扬声器连接，用于对从所述蓝牙通信模块接收到的音频数据解码成声音信号，进而发送给所述扬声器。

所述扬声器，采用微型音箱，用于播放从所述音频解码电路接收到的声音信号。

作为优选的技术方案，所述蓝牙通信模块采用能够传输音频数据的蓝牙芯片，所述蓝牙芯片通过天线将从所述麦克风阵列模块接收到的音频数据发送给外部蓝牙连接的智能设备，并将从所述外部智能设备接收到的音频数据发送给所述扬声器模块。

进一步的，所述音频数据的发送通道可以通过所述外部智能设备端的APP软件，也可以通过所述蓝牙通信模块与所述外部智能设备的两次蓝牙配对，实现所述蓝牙语音键盘HID数据和音频数据的两路同时传送。

作为优选的技术方案，进一步的，所述蓝牙语音键盘还包括电源模块，采用可充电电池，对蓝牙语音键盘各模块进行供电。

作为优选的技术方案，进一步的，所述蓝牙语音键盘还包括Micro USB插口，用于与外部电源的充电连接。

作为优选的技术方案，进一步的，所述蓝牙语音键盘还包括充电模块，通过所述Micro USB插口为所述电源模块中的可充电电池进行充电。

作为优选的技术方案，进一步的，所述蓝牙语音键盘还包括语音控制开关，用于控制所述蓝牙语音键盘语音通话功能的开启和关闭。

作为优选的技术方案，进一步的，所述蓝牙语音键盘还包括指示灯模块，所述指示灯模块包括三个LED灯，分别指示所述蓝牙语音键盘的蓝牙配对连接、语音通话开启/关闭和降噪功能开启/关闭三种功能状态。

综上所述，本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的蓝牙语音键盘在蓝牙键盘的基础上扩展了语音通话功能，通过采用麦克风阵列降噪技术，可以最大程度的过滤掉背景环境噪声，尤其适合机场、医院、网吧等比较嘈杂的公众场合，解决了语音通话过程中声音信号采集范围受限和通话质量不高的问题。另外，该蓝牙语音键盘还设置有语音控制开关和降噪控制开关，支持用户根据使用环境自行开启和关闭其语音通话功能和降噪功能，降低非必要的功耗，延长其工作时间，极大改善和提高了用户体验。

附图说明

图1为本实用新型蓝牙语音键盘的功能结构示意图。

图2为本实用新型实施例中蓝牙语音键盘的具体功能结构示意图。

图3为本实用新型实施例中蓝牙语音键盘的外部结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优势更加清楚，以下结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处描述的最优的实施例仅用于解释本实用新型，并不用来限定本实用新型。

本实用新型的核心思想是，该蓝牙语音键盘采用麦克风阵列降噪技术，通过一主一辅麦克风分别采集语音声音信号和噪声信号，然后对两路信号进行差分耦合，最大程度的过滤背景环境噪声，将有效语音信号发送给蓝牙通信模块，通过其天线发送给外部连接的智能设备。本实用新型设有语音控制开关和降噪控制开关，用户可以根据自身需求选择键盘的语音通话功能和语音降噪功能。

图1为本实用新型蓝牙语音键盘的功能结构示意图。如图1所示，所述蓝牙语音键盘1包括：麦克风阵列模块3、蓝牙通信模块4、扬声器模块5和键盘按键模块6。其中，所述麦克风阵列模块3与所述蓝牙通信模块4连接，主要用于采集声音信号，并将采集的声音信号发送给所述蓝牙通信模块4；所述蓝牙通信模块4，主要用于接收所述麦克风阵列模块3输入的声音信号，并通过蓝牙将声音信号发送给蓝牙连接的外部智能设备2；所述扬声器模块5与所述蓝牙通信模块4连接，用于对所述蓝牙通信模块4从蓝牙连接的所述外部智能设备2接收过来的音频数据进行解码并播放；所述键盘按键模块6与所述蓝牙通信模块4连接，用于实现键盘的所有HID字符输入功能。

本实用新型提供的一种基于麦克风阵列的蓝牙语音键盘应用范围广泛，所述外部智能设备2是指具有蓝牙功能的智能设备，包括但不限于平板、iPad、智能手机等，该蓝牙语音键盘支持键盘输入和语音通话功能，由于采用了麦克风阵列降噪技术，尤其适用于医院、机场、网吧等人流密度比较大、声音比较嘈杂的公共场所。

图2为本实用新型实施例中蓝牙语音键盘的具体功能结构示意图。如图2所示，所述蓝牙语音键盘1包括麦克风阵列模块3、蓝牙通信模块4、扬声器模块5和键盘按键模块6。

作为最佳的实施方式，所述麦克风阵列模块3具体包括主麦克风31、辅麦克风32、降噪电路33、降噪控制开关34和音频编码电路35。其中，所述主麦克风31，对准声音来源，用于采集语音通话过程中的声音信号；所述辅麦克风32，方向与所述主麦克风31相反，用于采集语音通话过程中的噪音信号；所述降噪电路33，当所述降噪控制开关34打开时，主要对所述主麦克风31和所述辅麦克风32采集到的两路信号进行差分运算，最大程度的过滤掉背景噪声，得到有效声音信号进而传递给所述音频编码电路35，当所述降噪控制开关34关闭时，所述辅麦克风32不再采集噪音信号，只留所述主麦克风31采集声音信号，进而将声音信号传递给所述音频编码电路35；所述降噪控制开关34，采用按键开关，分别与所述辅麦克风32和所述降噪电路33连接，用于控制所述辅麦克风32的开启和关闭；所述音频编码电路35，分别与所述降噪电路33和所述蓝牙通信模块4连接，用于将经过所述降噪电路33处理后的有效声音信号进行编码，形成音频数据发送给所述蓝牙通信模块4。

作为最佳的实施方式，所述扬声器模块5包括音频解码电路51和扬声器52。其中，所述音频解码电路51与所述蓝牙通信模块4和所述扬声器52连接，用于对从所述蓝牙通信模块4接收到的音频数据解码成声音信号，进而发送给所述扬声器52；所述扬声器52，采用微型音箱，用于播放从所述音频解码电路51接收到的声音信号。

作为最佳的实施方式，所述蓝牙通信模块4采用能够传输音频数据的蓝牙芯片，所述蓝牙芯片通过天线将从所述麦克风阵列模块3接收到的音频数据发送给外部蓝牙连接的智能设备2，并将从所述外部智能设备2接收到的音频数据发送给所述扬声器模块5；所述音频数据的发送通道可以通过所述外部智能设备2一端的APP软件，也可以通过所述蓝牙通信模块4与所述外部智能设备2的两次蓝牙配对，实现所述蓝牙语音键盘1 HID数据和音频数据的两路同时传送。

作为最佳的实施方式，所述蓝牙语音键盘1还包括电源模块9，所述电源模块9采用可充电电池，与所述蓝牙通信模块4连接，并通过所述蓝牙通信模块4的电源输出端对所述蓝牙语音键盘1的各模块进行供电。

作为最佳的实施方式，所述蓝牙语音键盘1还包括Micro USB插口，用于与外部电源的充电连接。

作为最佳的实施方式，所述蓝牙语音键盘1还包括充电模块10，所述充电模块10中内置有过压保护芯片，可以实现过压过流保护功能，通过所述Micro USB插口为所述电源模块9中的可充电电池进行充电。

作为最佳的实施方式，所述蓝牙语音键盘1还包括语音控制开关7，所述语音控制开关7与所述蓝牙通信模块4连接，用于控制所述蓝牙语音键盘1语音通话功能的开启和关闭。

作为最佳的实施方式，所述蓝牙语音键盘1还包括指示灯模块8，所述指示灯模块8包括三个LED灯，LED1、LED2和LED3，分别指示所述蓝牙语音键盘1的蓝牙配对连接、语音通话开启/关闭和降噪功能开启/关闭三种功能状态。

实施例1。

本实用新型一个具体的实施例中，所述蓝牙通信模块采用博通公司支持语音传输的BCM20735蓝牙芯片，该芯片是兼容蓝牙4.2的独立基带处理器，并集成2.4G收发，具备语音通话过程中音频数据的发送和接收功能；所述麦克风阵列模块采用2个MIC，主MIC和辅MIC各种性能一致，只是朝向相反放置，为了避免由于两个MIC性能不一致造成的两路声音信号采集带来的差异；如图3本实施例中蓝牙语音键盘的外部结构示意图所示，所述语音控制开关设置在所述蓝牙语音键盘右侧靠近使用者的位置；所述降噪控制开关设置在所述蓝牙语音键盘右侧远离使用者的位置；所述指示灯的LED1、LED2和LED3并排设置在所述蓝牙语音键盘的最上端靠近键盘按键的位置，分别用于指示所述蓝牙语音键盘蓝牙配对连接、语音通话开启/关闭和降噪功能开启/关闭三种功能状态。

本实施例中，使用者可以根据使用环境和自身需求对所述蓝牙语音键盘的语音通话功能和降噪功能进行选择开启和关闭。在一般使用环境下，用户可以只通过蓝牙连接使用其蓝牙键盘功能完成键盘输入操作，此时LED1亮，LED2和LED3灭；当用户需要上网同时收听音乐或语音通话时，只需轻按语音控制开关便可打开其语音通话功能，此时LED1和LED2亮，LED3灭；当用户处于背景噪声比较大的嘈杂环境中语音通话时，由于噪声比较大，严重影响通话质量，此时用户可以轻按降噪控制开关打开其降噪功能，便可以最大程度过滤背景噪声，有效提高通话质量，此时LED1、LED2和LED3全亮；当用户不再需要其降噪功能或语音通话功能时，便可以关闭对应的降噪控制开关或语音控制开关，降低蓝牙语音键盘的功耗，延长其工作时间，此时相对应的LED2或LED3灭。

综上所述，本实用新型提供的蓝牙语音键盘在蓝牙键盘的基础上扩展了语音通话功能，通过采用麦克风阵列降噪技术，可以最大程度的过滤掉背景环境噪声，尤其适合机场、医院、网吧等比较嘈杂的公众场合，解决了语音通话过程中声音信号采集范围受限和通话质量不高的问题。另外，该蓝牙语音键盘还设置有语音控制开关和降噪控制开关，支持用户根据使用环境自行开启和关闭其语音通话功能和降噪功能，降低非必要的功耗，延长其工作时间，极大改善和提高了用户体验。

以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种基于麦克风阵列的蓝牙语音键盘，其特征在于，包括：麦克风阵列模块、蓝牙通信模块、键盘按键模块、扬声器模块，所述蓝牙语音键盘通过所述蓝牙通信模块与外部智能设备进行语音通话，其中，

所述麦克风阵列模块，用于采集声音信号，并将采集的声音信号发送给蓝牙通信模块；

所述蓝牙通信模块，用于接收麦克风阵列模块输入的声音信号，并通过蓝牙将声音信号发送给蓝牙连接的外部智能设备；

所述扬声器模块，用于对蓝牙通信模块从蓝牙连接的外部智能设备接收过来的音频数据进行解码并播放；

所述键盘按键模块实现键盘的所有HID字符输入功能。

2.根据权利要求1所述的一种基于麦克风阵列的蓝牙语音键盘，其特征在于，所述麦克风阵列模块包括：主麦克风、辅麦克风、降噪电路、降噪控制开关及音频编码电路；

所述主麦克风，用于采集语音通话过程中的声音信号；

所述辅麦克风，用于采集语音通话过程中的噪音信号；

所述降噪控制开关，分别与所述辅麦克风和所述降噪电路连接，用于控制辅麦克风的开启和关闭；

所述降噪电路，用于对所述主麦克风和所述辅麦克风采集到的两路信号进行差分运算，将有效声音信号传递给所述音频编码电路；

所述音频编码电路，分别与所述降噪电路和所述蓝牙通信模块连接，用于对所述降噪电路处理后的有效声音信号进行编码，形成音频数据发送给所述蓝牙通信模块。

3.根据权利要求1所述的一种基于麦克风阵列的蓝牙语音键盘，其特征在于，所述扬声器模块包括音频解码电路和扬声器；其中

所述音频解码电路与所述蓝牙通信模块和所述扬声器连接，用于对从所述蓝牙通信模块接收到的音频数据解码成声音信号，并发送给所述扬声器；

所述扬声器，采用微型音箱，用于播放从所述音频解码电路接收到的声音信号。

4.根据权利要求1所述的一种基于麦克风阵列的蓝牙语音键盘，其特征在于，所述蓝牙通信模块采用能够传输音频数据的蓝牙芯片，所述蓝牙芯片通过天线将从所述麦克风阵列模块接收到的音频数据发送给蓝牙连接的外部智能设备，并将从所述外部智能设备接收到的音频数据发送给所述扬声器模块。

5.根据权利要求1或4所述的一种基于麦克风阵列的蓝牙语音键盘，其特征在于，所述音频数据的发送通道可以通过所述外部智能设备端的APP软件，也可以通过所述蓝牙通信模块与所述外部智能设备的两次蓝牙配对，实现所述蓝牙语音键盘HID数据和音频数据的两路同时传送。

6.根据权利要求1所述的一种基于麦克风阵列的蓝牙语音键盘，其特征在于，所述蓝牙语音键盘还包括语音控制开关，用于控制所述蓝牙语音键盘的语音通话功能的开启和关闭。

7.根据权利要求1所述的一种基于麦克风阵列的蓝牙语音键盘，其特征在于，所述蓝牙语音键盘还包括指示灯模块，所述指示灯模块包括三个LED灯，分别指示所述蓝牙语音键盘的蓝牙配对连接、语音通话开启/关闭和降噪功能开启/关闭三种功能状态。

8.根据权利要求1所述的一种基于麦克风阵列的蓝牙语音键盘，其特征在于，所述蓝牙语音键盘还包括电源模块，采用可充电电池，对蓝牙语音键盘各模块进行供电。

9.根据权利要求8所述的一种基于麦克风阵列的蓝牙语音键盘，其特征在于，所述蓝牙语音键盘还包括充电模块和Micro USB插口，通过所述Micro USB插口为所述电源模块中的可充电电池进行充电。