CN207530995U - 音箱设备及其麦克风阵列结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例公开了音箱设备及其麦克风阵列结构，涉及音频播放设备领域，能够将麦克风和音箱集成在一个音箱设备中，降低了用户的使用成本，也利于用户的日常使用和清扫。本实用新型包括：按照由所述音箱设备的顶端至底端的布置顺序，依次包括了音箱外壳‑上壳(2)、按键板组件(1)、主板(3)、扬声器(4)、声学相位等化器(5)、灯光电路板(7)、灯光扩散片(8)、音箱外壳‑下壳(6)和底座(9)，在主板(3)上安装有数量大于1颗的麦克风，将声学相位等化器(5)和扬声器(4)安装在音箱外壳‑下壳(6)的内腔中。
Description
技术领域
本实用新型涉及音频播放设备领域，尤其涉及音箱设备及其麦克风阵列结构。
背景技术
目前，大多数的个人电脑都需要同时配备音箱和麦克风，以便于用户在听到声音的同时通过麦克风输入声音信号，从而完成在线通话、直播等功能。
因此用户通常需要佩戴耳麦，但是长期佩戴耳麦也会出现损伤听力的问题，以及在炎热的气候中也很难使用耳麦。
在这种情况下，用户通常都需要同时购入话筒(麦克风)和音箱，并安装至个人电脑。同时采购2种设备，增加了用户的使用成本，并且使用的设备越多，桌面的连接线、电源线的管理也越混乱，不利于用户的日常使用和清扫。
在现有的产品中，也存在一些集成了话筒(麦克风)和喇叭(扬声器)的音箱产品，比如：一种音箱产品，其中集成了多个高/低音喇叭，并在中间位置环绕布置了6个麦克风，再通过内置的苹果A8芯片集中控制。类似的设计虽然能够实现麦克风和扬声器的集成，但是更多的是通过堆料的方式实现相应的功能，存在结构复杂，生产加工成本高昂的问题，最终导致了用户极高的使用成本，甚至高于同时采购2种设备的成本，因此难以大规模生产并普及。
实用新型内容
本实用新型的实施例提供音箱设备及其麦克风阵列结构，将麦克风和音箱集成在一个音箱设备中，降低了用户的使用成本，也利于用户的日常使用和清扫。
为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：
一种音箱设备，包括：音箱外壳-上壳(2)、按键板组件(1)、主板(3)、扬声器(4)、声学相位等化器(5)、灯光电路板(7)、灯光扩散片(8)、音箱外壳-下壳(6)和底座(9)；
按键板组件(1)由至少一个按键和第一电路PCB组成，所述至少一个按键安装在所述第一电路PCB上，所述第一电路PCB用于接收至少一个按键被点击后的电信号，按键板组件(1)固定在音箱外壳-上壳(2)的内表面；
主板(3)安装在音箱外壳-上壳(2)的内腔中，主板(3)上安装有数量大于1颗的麦克风；
声学相位等化器(5)和扬声器(4)安装在音箱外壳-下壳(6)的内腔中，声学相位等化器(5)和扬声器(4)相距预定的距离，使声学相位等化器(5) 和扬声器(4)之间形成缝隙；
灯光电路板(7)安装在音箱外壳-下壳(6)的底端内表面，灯光扩散片(8) 覆盖在灯光电路板(7)的下方，灯光电路板(7)由至少一个LED灯和第二电路 PCB组成；
底座(9)安装在音箱外壳-下壳(6)的底端处。
其中，灯光电路板(7)为环形结构，灯光扩散片(8)为环形的嵌套式结构，灯光电路板(7)的尺寸与灯光扩散片(8)吻合并嵌套在灯光扩散片(8) 的内环；
底座(9)的直径小于灯光扩散片(8)的内环直径。
其中，在所述第二电路PCB上，安装有3种色彩的LED灯，其中，不同颜色LED 灯的闪烁和常亮分别对应一种所述音箱设备的工作状态，所述工作状态包括：待机/开启、唤醒、语音识别中；
灯光扩散片(8)由高分子半透明材料制成，使LED灯发出的光线均匀扩散。
具体的，音箱外壳-上壳(2)的表面，对应麦克风的位置开孔。
音箱外壳-下壳(6)的表面，对应扬声器(4)和声学相位等化器(5)的位置开孔，并在开孔上覆盖了出音网孔。
声学相位等化器(5)为锥形声波导波器件，用于使扬声器(4)向外辐射声波时使呈现360°扩散。
主板(3)上安装的麦克风数量为2颗或者4颗；主板(3)上的麦克风围绕主板(3)的中心点均匀分布。
一种音箱麦克风阵列结构，包括：
数量大于1颗的麦克风围绕主板(3)的中心点均匀分布，并且所述麦克风设置在主板(3)上，麦克风实时拾取声音并通过ADC转换为电信号；电信号通过集成电路内置音频总线传输到MCU微控制器；MCU内置音量控制消回声程序，通过该程序对麦克风输入信号进行处理并反馈控制指令信号。
按照由所述音箱设备的顶端至底端的布置顺序，依次包括了：音箱外壳-上壳(2)、按键板组件(1)、主板(3)、扬声器(4)、声学相位等化器(5)、灯光电路板(7)、灯光扩散片(8)、音箱外壳-下壳(6)和底座(9)；
主板(3)上安装的麦克风数量为2颗或者4颗。
本实用新型实施例提供的音箱设备，按照由所述音箱设备的顶端至底端的布置顺序，依次包括了：音箱外壳-上壳(2)、按键板组件(1)、主板(3)、扬声器(4)、声学相位等化器(5)、灯光电路板(7)、灯光扩散片(8)、音箱外壳-下壳(6)和底座(9)，在主板(3)上安装有数量大于1颗的麦克风，将声学相位等化器(5)和扬声器(4)安装在音箱外壳-下壳(6)的内腔中。从而实现了将麦克风和音箱集成在一个音箱设备的目的，降低了用户的使用成本，也利于用户的日常使用和清扫。并且提供了一种独特的麦克风阵列结构，通过对数量较少的麦克风进行合理布置，实现了音箱设备的声音采集功能。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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它的附图。
图1为本实用新型实施例提供的音箱设备的结构示意图；
图2、图3为本实用新型实施例提供的麦克风的阵列结构示意图；
其中的附图标号表示：1-按键板组件、2-音箱外壳-上壳、3-主板、4-扬声器、5-声学相位等化器、6-音箱外壳-下壳、7-灯光电路板、8-灯光扩散片和9- 底座。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。下文中将详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本实用新型实施例提供音箱设备及其麦克风阵列结构，如图1所示，按照由所述音箱设备的顶端至底端的布置顺序，依次包括了：音箱外壳-上壳(2)、按键板组件(1)、主板(3)、扬声器(4)、声学相位等化器(5)、灯光电路板(7)、灯光扩散片(8)、音箱外壳-下壳(6)和底座(9)。
需要说明的是，在如图1中，为了呈现所有的组成部分和安装顺序，将音箱设备内部的元器件也呈现在外部空间。除了底座(9)在所述音箱设备外面(即底座(9)安装在音箱外壳-下壳(6)的下端表面)，其他部分都安装在音箱外壳-上壳(2)和音箱外壳-下壳(6)里面。可选的，音箱外壳-下壳(6)外表面包覆有一层网布，以便遮挡灰尘不进入音响内。
按键板组件(1)由至少一个按键和第一电路PCB组成，所述至少一个按键安装在所述第一电路PCB上，所述第一电路PCB用于接收至少一个按键被点击后的电信号，按键板组件(1)固定在音箱外壳-上壳(2)的内表面。如图1所示的，在音箱外壳-上壳(2)上设有开孔，开孔用于放置按键板组件(1)的按键，以便于用户从音箱外壳-上壳(2)的外部触碰到按键板组件(1)的按键，例如：按键可以在壳体外面被控制；如机械轻触按键则按键部分外漏于壳体；如果采用触摸按键则按键安装在壳体内，而上壳为部分透明，使按键能够感应到手指的滑动或点击动作。
其中，按键板组件(1)上的按键，可以采用现有的按键元件，比如：采用目前常用的触摸感应按键或轻触按键。
本实施例中所采用的第一电路PCB(Printed Circuit Board，印制电路板) 和第二电路PCB，都可以采用目前已有的，且被广泛应用的印制电路板，按照所要实现的不同功能，印制电路板焊接相应的电学元件并形成电路，。比如：在第一电路PCB上，为按键实现相应的点击功能，比如：音箱开启、关闭的功能。需要说明的是，为按键实现相应的点击功能仅通过现有技术设计简单的模拟电路即可实现。第一电路PCB和第二电路PCB之前可以采用常用的排线连接方案。
主板(3)安装在音箱外壳-上壳(2)的内腔中，主板(3)上安装有数量大于1颗的麦克风。
具体的，主板(3)上焊接有中央处理芯片和功放芯片、线路板等功能器件，以及麦克风。其中，主板(3)上焊接的功能器件，都可以采用现有的音箱中的声音处理处理芯片、功放芯片和相应的功能器件。本实施例中不再特殊设计并不在赘述。
声学相位等化器(5)和扬声器(4)相距预定的距离，使声学相位等化器 (5)和扬声器(4)之间形成缝隙，声学相位等化器(5)和扬声器(4)安装在音箱外壳-下壳(6)的内腔中。其中，扬声器(4)即可采用常见的电声转换放音器件。
灯光电路板(7)安装在音箱外壳-下壳(6)的底端内表面，灯光扩散片(8) 覆盖在灯光电路板(7)的下方，音箱外壳-下壳(6)有部分缺口，灯光扩散片 (8)嵌在缺口中，其中一面外露于壳体，从而通过灯光扩散片的半透明材质特性将灯光均匀扩散到外部。灯光电路板(7)由至少一个LED灯和第二电路PCB组成。
底座(9)安装在音箱外壳-下壳(6)的底端处。
其中，音箱外壳-上壳(2)和音箱外壳-下壳(6)都可以采用塑胶注塑结构件。
本实用新型实施例提供的音箱设备，按照由所述音箱设备的顶端至底端的布置顺序，依次包括了：音箱外壳-上壳(2)、按键板组件(1)、主板(3)、扬声器(4)、声学相位等化器(5)、灯光电路板(7)、灯光扩散片(8)、音箱外壳-下壳(6)和底座(9)，在主板(3)上安装有数量大于1颗的麦克风，将声学相位等化器(5)和扬声器(4)安装在音箱外壳-下壳(6)的内腔中。从而实现了将麦克风和音箱集成在一个音箱设备的目的，降低了用户的使用成本，也利于用户的日常使用和清扫。
在本实施例中，灯光电路板(7)为环形结构，灯光扩散片(8)为环形的嵌套式结构，灯光电路板(7)的尺寸与灯光扩散片(8)吻合并嵌套在灯光扩散片(8)的内环。底座(9)的直径小于灯光扩散片(8)的内环直径。
灯光电路板(7)上焊接有至少3种色彩的LED灯和第二电路PCB，LED灯用于接收第二电路PCB的控制并指示多种工作状态。
通过环形的嵌套式结构，增强了灯光电路板(7)与灯光扩散片(8)的安装紧密程度，简化了音箱结构且降低了生产成本。
在本实施例中，在所述第二电路PCB上，安装有3种色彩的LED灯，其中，不同颜色LED灯的闪烁和常亮分别对应一种所述音箱设备的工作状态，所述工作状态包括：待机、开启、唤醒、语音识别中。需要说明的是，对于LED灯的亮灭控制。
通过不同颜色的LED灯显示音箱不同的运行状态，简化了第二电路PCB的设计难度，仅需通过简单的模拟电路处理相应的电信号即可实现。无需设计专门的控制程序，从而简化了音箱的设计难度，也避免了由于软件程序不稳定所造成的LED灯错误亮灭的问题。
在本实施例中，灯光扩散片(8)由高分子半透明材料制成，目的是使LED 灯发出的光线均匀扩散，增强LED灯的散射效果。底座(9)采用塑胶结构构件，目的使音响能够稳固竖立在台面、地面等平面上。其中，高分子半透明材料制成可以采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、苯丙乙烯(PS)、聚酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚4-甲基-1-戊烯(TPX)、聚丙烯酸酯(PAR)和透明环氧树脂等常见材料。
在本实施例中，音箱外壳-上壳(2)的表面，对应麦克风的位置开孔。使声波能够透过到达麦克风接收面，从而增强麦克风接收声音的效果。
音箱外壳-下壳(6)的表面，对应扬声器(4)和声学相位等化器(5)的位置开孔，并在开孔上覆盖了出音网孔，以便于扬声器(4)发出的声音能够有效透出箱体。
在优选方案中，声学相位等化器(5)为锥形声波导波器件，用于使扬声器 (4)向外辐射声波时使呈现360°0扩散。
在优选方案中，主板(3)上安装的麦克风数量为如图2所示的2颗，或者如图3所示的4颗。主板(3)上的麦克风围绕主板(3)的中心点均匀分布。
本实施例中还提供一种麦克风布置方案，其特征在于，麦克风围绕主板(3) 的中心点均匀分布；
主板(3)安装在音箱外壳-上壳(2)的内腔中，主板(3)上安装有数量大于1颗的麦克风；
按键板组件(1)由至少一个按键和第一电路PCB组成，所述至少一个按键安装在所述第一电路PCB上，所述第一电路PCB用于接收至少一个按键被点击后的电信号，按键板组件(1)固定在音箱外壳-上壳(2)的内表面；
声学相位等化器(5)和扬声器(4)安装在音箱外壳-下壳(6)的内腔中，声学相位等化器(5)和扬声器(4)相距预定的距离，使声学相位等化器(5) 和扬声器(4)之间形成缝隙；
灯光电路板(7)安装在音箱外壳-下壳(6)的底端内表面，灯光扩散片(8) 覆盖在灯光电路板(7)的下方，灯光电路板(7)由至少一个LED灯和第二电路 PCB组成；
底座(9)安装在音箱外壳-下壳(6)的底端处。
按照由所述音箱设备的顶端至底端的布置顺序，依次包括了：音箱外壳-上壳(2)、按键板组件(1)、主板(3)、扬声器(4)、声学相位等化器(5)、灯光电路板(7)、灯光扩散片(8)、音箱外壳-下壳(6)和底座(9)；
如图2所示的，主板(3)上安装的麦克风数量为2颗，或者如图3所示的，主板(3)上安装的麦克风数量为4颗。
本发明实施例还提供一种音箱麦克风布置方案阵列结构，包括：数量大于1 颗的麦克风围绕主板(3)的中心点均匀分布，并且所述麦克风设置在主板(3) 上，麦克风实时拾取声音并通过ADC转换为电信号；电信号通过集成电路内置音频总线传输到MCU微控制器；MCU内置音量控制消回声程序，通过该程序对麦克风输入信号进行处理并反馈控制指令信号。
举例来说，音量控制消回声程序具体可以采用如下步骤：
a)根据麦克风输入灵敏度和扬声器输出灵敏度及音量状态换算，麦克风接收信号和功放输出信号之间有相对固定的短时能量积分差值Δ。
b)当有人声输入时因为声能的叠加，麦克风接收信号会打破这个差值Δ时(允许Δ有适当差值范围，差值范围根据环境噪声情况预设，如风扇、洗衣机、电视机、户外汽车等噪声)，此时MCU发出指令关闭功放输出(扬声器静音，减少噪声和回声)，同时提高麦克风输入通道的增益，从而实现麦克风拾音的准确度和清晰度，减小了噪声的干扰。
c)随后，针对麦克风采集的信号进行语音分析和合成，并传输给本地语音识别系统进行语音唤醒(和固定的唤醒声学模型比对)。当识别到的声音为特殊语音单元——即预置的“唤醒词”声学特征模型时；唤醒成功。
d)同时将语音信号传输给后台网络云识别服务，后台服务进行语音识别，语义分析，并反馈控制指令信号，若输入语句完成需要音箱进行声音反馈时，首先通过智能音量控制恢复功放输出增益，同时后台反馈语音给到音响的功放输出。
e)如上a-b-c-d，循环工作。
本实用新型实施例提供的音箱设备，实现了将麦克风和音箱集成在一个音箱设备的目的，降低了用户的使用成本，也利于用户的日常使用和清扫。并且提供了一种独特的麦克风阵列结构，通过对数量较少的麦克风进行合理布置，实现了音箱设备的声音采集功能。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种音箱设备，其特征在于，包括：音箱外壳-上壳(2)、按键板组件(1)、主板(3)、扬声器(4)、声学相位等化器(5)、灯光电路板(7)、灯光扩散片(8)、音箱外壳-下壳(6)和底座(9)；
按键板组件(1)由至少一个按键和第一电路PCB组成，所述至少一个按键安装在所述第一电路PCB上，所述第一电路PCB用于接收至少一个按键被点击后的电信号，按键板组件(1)固定在音箱外壳-上壳(2)的内表面；
主板(3)安装在音箱外壳-上壳(2)的内腔中，主板(3)上安装有数量大于1颗的麦克风；
声学相位等化器(5)和扬声器(4)安装在音箱外壳-下壳(6)的内腔中，声学相位等化器(5)和扬声器(4)相距预定的距离，使声学相位等化器(5)和扬声器(4)之间形成缝隙；
灯光电路板(7)安装在音箱外壳-下壳(6)的底端内表面，灯光扩散片(8)覆盖在灯光电路板(7)的下方，灯光电路板(7)由至少一个LED灯和第二电路PCB组成；
底座(9)安装在音箱外壳-下壳(6)的底端处。
2.根据权利要求1所述的音箱设备，其特征在于，灯光电路板(7)为环形结构，灯光扩散片(8)为环形的嵌套式结构，灯光电路板(7)的尺寸与灯光扩散片(8)吻合并嵌套在灯光扩散片(8)的内环；
底座(9)的直径小于灯光扩散片(8)的内环直径。
3.根据权利要求1或2所述的音箱设备，其特征在于，在所述第二电路PCB上，安装有3种色彩的LED灯，其中，不同颜色LED灯的闪烁和常亮分别对应一种所述音箱设备的工作状态，所述工作状态包括：待机/开启、唤醒、语音识别中；
灯光扩散片(8)由高分子半透明材料制成，使LED灯发出的光线均匀扩散。
4.根据权利要求1所述的音箱设备，其特征在于，音箱外壳-上壳(2)的表面，对应麦克风的位置开孔。
5.根据权利要求1所述的音箱设备，其特征在于，音箱外壳-下壳(6)的表面，对应扬声器(4)和声学相位等化器(5)的位置开孔，并在开孔上覆盖了出音网孔。
6.根据权利要求1所述的音箱设备，其特征在于，声学相位等化器(5)为锥形声波导波器件，用于使扬声器(4)向外辐射声波时使呈现360°扩散。
7.根据权利要求1所述的音箱设备，其特征在于，主板(3)上安装的麦克风数量为2颗或者4颗；
主板(3)上的麦克风围绕主板(3)的中心点均匀分布。
8.一种音箱麦克风阵列结构，其特征在于，包括：
数量大于1颗的麦克风围绕主板(3)的中心点均匀分布，并且所述麦克风设置在主板(3)上，麦克风实时拾取声音并通过ADC转换为电信号；电信号通过集成电路内置音频总线传输到MCU微控制器；MCU内置音量控制消回声程序，通过该程序对麦克风输入信号进行处理并反馈控制指令信号。
9.根据权利要求8所述的音箱麦克风阵列结构，其特征在于，按照由所述音箱的顶端至底端的布置顺序，依次包括了：音箱外壳-上壳(2)、按键板组件(1)、主板(3)、扬声器(4)、声学相位等化器(5)、灯光电路板(7)、灯光扩散片(8)、音箱外壳-下壳(6)和底座(9)。
10.根据权利要求8所述的音箱麦克风阵列结构，其特征在于，主板(3)上安装的麦克风数量为2颗或者4颗。
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Cited By (3)
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2017
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 210000, 1-5 story, Jinshan building, 8 Shanxi Road, Nanjing, Jiangsu. Patentee after: SUNING GROUP Co.,Ltd. Address before: 210042 Nanjing Province, Xuanwu District, Jiangsu Suning Avenue, Suning headquarters, No. 1 Patentee before: SUNING COMMERCE GROUP Co.,Ltd. |
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| CP03 | Change of name, title or address |