CN207783066U - 一种拾音耳机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种拾音耳机，包括：拾音麦克风，用于采集环境声音，生成参考音频信号；滤波器，用于提取所述参考音频信号中的预测噪声信号，生成预测降噪信号；音频接收模块，用于接收有效音频信号；耳机换能器，用于根据所述有效音频信号和预测降噪信号生成声音信号；传声器用于采集所述声音信号，并生成所述预测噪声信号的误差信号；所述滤波器还用于根据所述误差信号调整所述预测噪声信号，生成实际降噪信号；骨传麦克风，用于采集佩戴者的骨头振动，生成声源信号；音频发送模块，用于发送所述声源信号。本实用新型使得用户可以听到有效音频信号以及正常环境声音，利于佩戴者对环境情况的掌握，同时具有优良的送话性能。

Description

一种拾音耳机

技术领域

本实用新型涉及一种耳机，尤其涉及一种拾音耳机。

背景技术

噪声，也称噪音，是让听到它的人和自然界带来烦恼的、不受欢迎的声音。影响人们工作学习休息的声音都称为噪声。对噪声的感受因各人的感觉、习惯等而不同，因此噪声有时是一个主观的感受。一般来说人们将影响人的交谈或思考的环境声音称为噪声。

拾音耳机通常需要对环境中的噪声进行过滤，使佩戴者能够听清音频接收模块接收到的有效音频信号转换来的语音或音乐。然而，现有的拾音效果在过滤高噪声信号的同时也会一定程度上过滤环境中正常的声音，如交谈声、打招呼或者广播提示，使佩戴者无法获取所处环境中的有效声音。同时，在高噪声环境中，普通的拾音耳机无法满足佩戴者的送话需求，影响了佩戴者与其他用户的沟通交流，使用十分不便。

实用新型内容

为克服现有技术中拾音耳机同时过滤高噪声和正常声音给佩戴者带来不便，同时，在高噪声环境中无法满足佩戴者的送话需求的问题，本实用新型实施例提供了一种拾音耳机，包括：

拾音麦克风，所述拾音麦克风用于采集环境声音，生成参考音频信号；

滤波器，与所述拾音麦克风连接，用于提取所述参考音频信号中的预测噪声信号，生成预测降噪信号；

音频接收模块，用于接收有效音频信号；

耳机换能器，置于所述拾音耳机的耳壳内，与所述滤波器和所述音频接收模块连接，用于根据所述有效音频信号和预测降噪信号生成声音信号；

传声器，位于所述耳机换能器前部，用于采集所述声音信号，并生成所述预测噪声信号的误差信号；

所述滤波器，还与所述传声器连接，用于根据所述误差信号调整所述预测噪声信号，生成实际降噪信号；

骨传麦克风，用于采集佩戴者的骨头振动，生成声源信号；

音频发送模块，用于发送所述声源信号。

进一步，上述所述拾音耳机还包括：

DSP(数字信号处理，Digital Signal Processing)电路，用于对所述参考音频信号进行放大；

所述耳机换能器，与所述DSP电路连接，用于根据放大后的参考音频信号生成声音信号。

进一步，上述所述DSP电路还用于在所述参考音频信号的信号强度大于预设阈值时，降低所述参考音频信的信号强度。

进一步，上述所述拾音耳机还包括与所述耳壳连接的定型支架、耳套和耳壳尾套；

所述耳壳包括耳壳上盖和耳壳下盖，所述耳壳上盖与耳壳下盖之间设有第一卡箍，所述耳壳上盖与耳壳下盖的接触面还设有第一防水胶层；

所述耳壳与所述定型支架、耳套和耳壳尾套之间还设有第二防水胶层。

进一步，上述所述拾音麦克风设于所述耳壳上盖外侧，所述骨传麦克风设于所述耳壳下盖外侧；

所述滤波器和所述DSP电路位于PCB(印制电路板，Printed Circuit Board)上；

所述耳机换能器包括与所述PCB连接的动铁喇叭，以及与所述动铁喇叭连接的导音管。

进一步，上述所述拾音麦克风上还设有拾音硅胶盖，所述骨传麦克风上还设有骨传硅胶盖，所述PCB表面还设有纳米防水层。

进一步，上述所述定型支架与所述耳壳上盖之间还设有防水线挡和第二卡箍，所述防水线挡位于所述第二卡箍的外侧。

进一步，上述所述定型支架外部缠绕有银线，所述定型支架内部设有凯夫拉填充物。

进一步，上述所述骨传麦克风包括压电陶瓷传感器。

进一步，上述所述耳套的材质为记忆棉。

本实用新型实施例通过拾音麦克风采集环境声音并生成参考音频信号，由滤波器过滤参考音频信号中的正常环境声音，并提取出预测噪声信号，生成预测降噪信号，并将预测降噪信号和有效音频信号混合后送入耳机换能器，预测降噪信号可一定程度上降低环境中的高噪声，使得用户可以听到有效音频信号以及正常环境声音，利于佩戴者对环境情况的掌握，甚至可以利用于军用环境；其次，本实用新型通过提供传声器采集耳机换能器发出经过降噪后的声音信号，并生成所述预测噪声信号的误差信号，用于对预测噪声信号进行微调，当滤波器根据误差信号调整预测噪声信号后，生成的实际降噪信号可更加有效的降低环境中的高噪声，提升了降噪效果；再次，本实用新型实施例通过提供骨传麦克风，骨传麦克风可根据佩戴者的骨头振动生成声源信号，并由音频发送模块发送至其他用户，实现了在高噪声环境下多个佩戴用户之间的有效沟通，使得本实用新型所述的拾音耳机可用于军用等特殊环境。

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他的附图。

图1是本实用新型的拾音耳机的电路原理方框图；

图2是本实用新型的拾音耳机的爆炸图；

图3是噪声控制测试图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、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，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

当本实用新型实施例提及“第一”、“第二”(若存在)等序数词时，除非根据上下文其确实表达顺序之意，应当理解为仅仅是起区分之用。

在本实用新型的描述中，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”(若存在)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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参照图1和图2所示，本实用新型实施例提供了一种拾音耳机，包括：

拾音麦克风1，所述拾音麦克风1用于采集环境声音，生成参考音频信号；

滤波器2，与所述拾音麦克风1连接，用于提取所述参考音频信号中的预测噪声信号，生成预测降噪信号；

音频接收模块3，用于接收有效音频信号；

耳机换能器4，置于所述拾音耳机的耳壳内，与所述滤波器2和所述音频接收模块3连接，用于根据所述有效音频信号和预测降噪信号生成声音信号；

传声器5，位于所述耳机换能器4前部，用于采集所述声音信号，并生成所述预测噪声信号的误差信号；

所述滤波器2，还与所述传声器5连接，用于根据所述误差信号调整所述预测噪声信号，生成实际降噪信号；

骨传麦克风6，用于采集佩戴者的骨头振动，生成声源信号；

音频发送模块7，用于发送所述声源信号。

在本实施例中，拾音麦克风1可以设置在耳壳上靠近人耳处，用于采集到人耳能够听到的环境声音，拾音麦克风1将声音信号转换为电信号，生成参考音频信号。滤波器2可选用自适应的数字滤波器，利用参考音频信号经过耳机系统模型的转移函数来预测耳壳内的噪声，生成预测噪声信号，并将预测噪声信号经过反相后得到预测降噪信号。音频接收模块3和音频发送模块7可以是无线通信装置，用于与其他用户进行通信。其中，耳机换能器4将无线通信装置接收到的有效音频信号和上述预测降噪信号的叠加信号转换为声音信号在耳壳中播放出来。

传声器5通过采集耳机换能器4发出的声音信号，生成误差信号，并发送至滤波器2，滤波器2可根据所述误差信号调整所述预测噪声信号并收敛于零，生成实际降噪信号，实际降噪信号与有效音频信号叠加后背送入耳机换能器4并转换为实际声音。

由于实际降噪信号与环境中的噪声的音频信号反相，使最终实际降噪信号生成的声音和环境中的噪声相互抵消，用户只会听见有效音频信号生成的声音以及环境中的正常声音，利于佩戴者对环境情况的掌握。利于用于航空、地铁、军用等领域。

上述所述骨传麦克风6包括压电陶瓷传感器。压电陶瓷传感器拾取佩戴者骨头的振动来传递声音，最大程度的屏蔽了环境噪声进入通信系统。

上述所述拾音耳机还包括：

DSP电路20，用于对所述参考音频信号进行放大；

所述耳机换能器4，与所述DSP电路20连接，用于根据放大后的参考音频信号生成声音信号。

在本实施例中，在低噪声时，通过DSP电路20将参考音频信号中的正常环境声音进行放大，并将放大后的正常环境声音发送至耳机换能器4可实现声音的增强与窃听功能，可用于军用。

在听力保护方面，上述所述DSP电路20还用于在所述参考音频信号的信号强度大于预设阈值时，降低所述参考音频信的信号强度。通过采用高速DSP不断进行检测，计算拾取参考音频信号的信号强度，当有瞬时超强噪声或持续的汽车或飞机产生的强大噪声时，可以让最终输出的声音信号维持在设定的取值范围以下。

请参照图3所示，当DSP电路的参考音频信号超过一定强度，比如-20dB后，就被限制到改值，使噪声维持在安全阀值以下，可以有效保护听力。

作为一种具体实现方案，上述DSP电路可以包括TI的Codec TLV320AIC3204或DSPTLV320AIC3254，具有较好的稳定性和可靠性。

上述所述拾音耳机还包括与所述耳壳连接的定型支架8、耳套9和耳壳尾套10；

所述耳壳包括耳壳上盖11和耳壳下盖12，所述耳壳上盖11与耳壳下盖12之间设有第一卡箍13，所述耳壳上盖11与耳壳下盖12的接触面还设有第一防水胶层；

所述耳壳与所述定型支架8、耳套9和耳壳尾套10之间还设有第二防水胶层。

本实施例通过在耳壳上盖11与耳壳下盖12的接触面设置第一防水胶层，在耳壳与所述定型支架7、耳套8和耳壳尾套10之间设置第二防水胶层，使本实用新型的拾音耳机可以均有较好的防水效果，同时，在耳壳上盖与耳壳下盖之间设置第一卡箍13，进一步提升了防水效果。

上述所述拾音麦克风1设于所述耳壳上盖外侧，所述骨传麦克风6设于所述耳壳下盖外侧；

所述滤波器2和所述DSP电路位于PCB 14上；

所述耳机换能器4包括与所述PCB 14连接的动铁喇叭15，以及与所述动铁喇叭连接的导音管16。

上述所述拾音麦克风1上还设有拾音硅胶盖17，所述骨传麦克风6上还设有骨传硅胶盖18，所述PCB 14表面还设有纳米防水层。

本实施例通过在拾音麦克风1上设置拾音硅胶盖17，在骨传麦克风6上设置骨传硅胶盖18，在PCB表面设置纳米防水层，进一步提升了本实用新型的拾音耳机的防水性能。

上述所述定型支架8与所述耳壳上盖11之间还设有防水线挡19和第二卡箍，所述防水线挡19位于所述第二卡箍的外侧。通过在定型支架8与所述耳壳上盖11之间增加第二卡箍，最大程度的保障了拾音耳机的防水性能。使得本实用新型的拾音耳机达到IP68级防尘防水标准,适应沙漠、阴雨天或浮潜的情形。

上述所述定型支架8外部缠绕有银线，所述定型支架8内部设有凯夫拉填充物。银线具有较好的抗电磁干扰能力，凯夫拉填充物使定型支架的抗拉能力大大增强，经过试验，本实用新型的拾音耳机的定型支架8可承受20kg拉力。满足极端环境的使用需求。

上述所述耳套9的材质为记忆棉。记忆棉的耳套9可更加贴合佩戴者的耳道结构，保障了良好的隔音效果。

本实用新型实施例通过拾音麦克风采集环境声音并生成参考音频信号，由滤波器过滤参考音频信号中的正常环境声音，并提取出预测噪声信号，生成预测降噪信号，并将预测降噪信号和有效音频信号混合后送入耳机换能器，预测降噪信号可一定程度上降低环境中的高噪声，使得用户可以听到有效音频信号以及正常环境声音，利于佩戴者对环境情况的掌握，甚至可以利用于军用环境；其次，本实用新型通过提供传声器采集耳机换能器发出经过降噪后的声音信号，并生成所述预测噪声信号的误差信号，用于对预测噪声信号进行微调，当滤波器根据误差信号调整预测噪声信号后，生成的实际降噪信号可更加有效的降低环境中的高噪声，提升了降噪效果；再次，本实用新型实施例通过提供骨传麦克风，骨传麦克风可根据佩戴者的骨头振动生成声源信号，并由音频发送模块发送至其他用户，实现了在高噪声环境下多个佩戴用户之间的有效沟通，使得本实用新型所述的拾音耳机可用于军用等特殊环境。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种拾音耳机，其特征在于，包括：

拾音麦克风，所述拾音麦克风用于采集环境声音，生成参考音频信号；

滤波器，与所述拾音麦克风连接，用于提取所述参考音频信号中的预测噪声信号，生成预测降噪信号；

音频接收模块，用于接收有效音频信号；

耳机换能器，置于所述拾音耳机的耳壳内，与所述滤波器和所述音频接收模块连接，用于根据所述有效音频信号和预测降噪信号生成声音信号；

传声器，位于所述耳机换能器前部，用于采集所述声音信号，并生成所述预测噪声信号的误差信号；

所述滤波器，还与所述传声器连接，用于根据所述误差信号调整所述预测噪声信号，生成实际降噪信号；

骨传麦克风，用于采集佩戴者的骨头振动，生成声源信号；

音频发送模块，用于发送所述声源信号。

2.如权利要求1所述的拾音耳机，其特征在于，所述拾音耳机还包括：

DSP电路，用于对所述参考音频信号进行放大；

所述耳机换能器，与所述DSP电路连接，用于根据放大后的参考音频信号生成声音信号。

3.如权利要求2所述的拾音耳机，其特征在于，所述DSP电路还用于在所述参考音频信号的信号强度大于预设阈值时，降低所述参考音频信的信号强度。

4.如权利要求3所述的拾音耳机，其特征在于，所述拾音耳机还包括与所述耳壳连接的定型支架、耳套和耳壳尾套；

所述耳壳包括耳壳上盖和耳壳下盖，所述耳壳上盖与耳壳下盖之间设有第一卡箍，所述耳壳上盖与耳壳下盖的接触面还设有第一防水胶层；

所述耳壳与所述定型支架、耳套和耳壳尾套之间还设有第二防水胶层。

5.如权利要求4所述的拾音耳机，其特征在于，所述拾音麦克风设于所述耳壳上盖外侧，所述骨传麦克风设于所述耳壳下盖外侧；

所述滤波器和所述DSP电路位于PCB上；所述耳机换能器包括与所述PCB连接的动铁喇叭，以及与所述动铁喇叭连接的导音管。

6.如权利要求5所述的拾音耳机，其特征在于，所述拾音麦克风上还设有拾音硅胶盖，所述骨传麦克风上还设有骨传硅胶盖，所述PCB表面还设有纳米防水层。

7.如权利要求6所述的拾音耳机，其特征在于，所述定型支架与所述耳壳上盖之间还设有防水线挡和第二卡箍，所述防水线挡位于所述第二卡箍的外侧。

8.如权利要求7所述的拾音耳机，其特征在于，所述定型支架外部缠绕有银线，所述定型支架内部设有凯夫拉填充物。

9.如权利要求1至8任一项所述的拾音耳机，其特征在于，所述骨传麦克风包括压电陶瓷传感器。

10.如权利要求4至8任一项所述的拾音耳机，其特征在于，所述耳套的材质为记忆棉。