CN209845244U - 入耳式降噪音耳机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于耳机技术领域，尤其涉及一种入耳式降噪音耳机，包括耳机壳、降噪系统、噪音拾取麦克风和通话拾取麦克风，所述耳机壳的顶部和底部分别设置有噪音拾音孔和通话拾音孔；所述降噪系统包括设置在所述耳机壳内部的电路板、设置在所述电路板上的音频处理器和设置在所述电路板上的降噪芯片；所述噪音拾取麦克风安装在所述电路板上并靠近所述噪音拾音孔设置；所述通话拾取麦克风安装在所述电路板上并靠近所述通话拾音孔设置。本实用新型结构简单，有效将外部环境噪音抵消过滤，保证输出的通话质量，噪音拾音孔和通话拾音孔的位置设置隐蔽，使得耳机壳内部结构更加紧凑，且整体体积更小重量更轻，便于携带和存放。

Description

入耳式降噪音耳机

技术领域

本实用新型属于耳机技术领域，尤其涉及一种入耳式降噪音耳机。

背景技术

当人们在户外或嘈杂环境中打电话时，如果噪声较大会将使用者的声音覆盖，使通话另一端的人听不清使用者的声音，因此市面上出现了一种降噪耳机。

一般耳机的降噪技术可以分为主动降噪技术和被动降噪技术。其中，被动降噪技术通过隔音材料降低噪声，由于低频信号波长较长，穿透力较强，因此被动降噪技术主要消除高频噪声。主动降噪技术主要消除低于1千赫兹的低频噪声，通过麦克风采集背景噪声信号，通过对该信号进行分析，产生一个与噪声信号等幅度反相的反噪声信号，该反噪声信号通过扬声器播出与噪声信号相叠加抵消，以此降低背景噪声幅度，实现降噪的功能。

然而，现有的降噪耳机大都为头戴式降噪音耳机，此款耳机体积较大、重量较重，不便于日常外出携带。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种入耳式降噪音耳机，旨在解决现有技术中的降噪耳机存在体积较大和质量较大的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供的一种入耳式降噪音耳机，包括：

耳机壳，所述耳机壳的顶部和底部分别设置有噪音拾音孔和通话拾音孔；

降噪系统，所述降噪系统包括设置在所述耳机壳内部的电路板、设置在所述电路板上的音频处理器和设置在所述电路板上的降噪芯片；

噪音拾取麦克风，所述噪音拾取麦克风安装在所述电路板上并靠近所述噪音拾音孔设置以通过所述噪音拾音孔与外界相连通收集外界噪音；

通话拾取麦克风，所述通话拾取麦克风安装在所述电路板上并靠近所述通话拾音孔设置以通过所述通话拾音孔与外界相连通收集通话人声。

可选地，所述入耳式降噪音耳机还包括：

无线连接模块，所述无线连接模块设置于所述耳机壳内，且与所述电路板电连接；所述无线连接模块用于与终端设备无线连接以接收所述终端设备发出的音频信号。

可选地，所述无线连接模块设置为红外连接模块或蓝牙连接模块或无线保真连接模块。

可选地，所述入耳式降噪音耳机还包括：

触控系统，所述触控系统设置在所述耳机壳上用于采集触控信号，并将所述触控信号转换为控制信号，以控制所述入耳式降噪音耳机执行所述控制信号的控制命令。

可选地，所述触控系统包括：

触控板，所述触控板上设置有触控区域，所述触控区域显露在所述耳机壳外侧，用于检测所述触控区域内的触控信号；

触摸传感器，所述触摸传感器设置在所述耳机壳内部并与所述触控板相连接，用于将所述触控信息转换为所述控制信号；

处理器，所述处理器设置在所述耳机壳内部并与所述触摸传感器相连接，用于控制所述入耳式降噪音耳机执行所述控制信号的控制命令。

可选地，所述入耳式降噪音耳机还包括：

无线充电模块；所述无线充电模块设置在所述耳机壳内，并与所述噪音拾取麦克风、所述通话拾取麦克风和所述降噪系统电连接。

可选地，所述耳机壳前方设置有与耳道内部大小形状相适配的耳塞。

本实用新型实施例提供的入耳式降噪音耳机中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：

本实用新型结构简单，噪音拾取麦克风通过噪音拾音孔收集外部环境噪音，通话拾取麦克风通过通话拾音孔收集语音通话信号，两种信号传递至降噪系统，通过降噪算法，音频处理器产生一与外部环境噪音相等的反向声波，将外部环境噪音抵消过滤，保证输出的通话质量，噪音拾音孔和通话拾音孔的位置设置隐蔽，使得耳机壳内部结构更加紧凑，且整体体积更小重量更轻，便于携带和存放，保证佩戴的舒适性。

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，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的入耳式降噪音耳机的剖面视图；

图2是本实用新型提供的入耳式降噪音耳机中采用LMS自适应滤波器降噪的MATLAB仿真结果。

其中，图中各附图标记：

1—耳机壳 2—降噪系统 3—噪音拾取麦克风

4—通话拾取麦克风 5—噪音拾音孔 6—通话拾音孔

7—触控系统 8—耳塞 21—电路板

22—音频处理器 71—触控板 72—触控传感器

73—处理器。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例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例是示例性的，旨在用于解释本实用新型的实施例，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

在本实用新型的一个实施例中，如图1所示，提供一种入耳式降噪音耳机，包括耳机壳1、降噪系统2、噪音拾取麦克风3和通话拾取麦克风4。所述耳机壳1的顶部和底部分别设置有噪音拾音孔5和通话拾音孔6。所述降噪系统2包括设置在所述耳机壳1内的电路板21、设置在所述电路板21上的音频处理器22和设置在所述电路板21上的降噪芯片。所述噪音拾取麦克风3安装在所述电路板21上并靠近所述噪音拾音孔5设置以通过所述噪音拾音孔5与外界相连通收集外界噪音。所述通话拾取麦克风4安装在所述电路板21上并靠近所述通话拾音孔6设置以通过所述通话拾音孔6与外界相连通收集通话人声。本实用新型的该入耳式降噪音耳机在嘈杂的环境中接打电话时，噪音拾取麦克风3通过噪音拾音孔5收集外部环境噪音，通话拾取麦克风4通过通话拾音孔6收集语音通话信号，两种信号传递至降噪系统2，通过降噪算法，音频处理器22产生一与外部环境噪音相等的反向声波，将外部环境噪音抵消过滤，减少外界噪音的影响，保证输出的通话质量和清晰度。具体地，所述噪音拾音孔5开设在耳机壳1的顶部外侧面上。所述噪音拾取麦克3风装设在所述噪音拾音孔5的内部收音口处，所述通话拾取麦克风4装设在所述通话拾音孔6的内部收音口处。所述噪音拾音孔5和所述通话拾音孔6的位置设置隐蔽，使得耳机壳1的内部结构更加紧凑，该入耳式降噪音耳机整体体积更小质量更轻，便于携带和存放，且保证佩戴的舒适性。

在本实用新型的另一个实施例中，该入耳式降噪音耳机的降噪芯片设置为DSP(Digital Signal Process，数字信号处理)芯片。当然，使用者也可选用其他具有存储功能的芯片，将相应的算法写入该芯片内，并非本实施例所限。

在本实用新型的另一个实施例中，该入耳式降噪音耳机的还包括无线连接模块，所述无线连接模块设置于所述耳机壳1内，且与所述电路板21电连接。所述无线连接模块用于与终端设备无线连接以接收所述终端设备发出的音频信号。本实施例中，所述终端设备不局限于智能手机、平板电脑、录音机等。所述音频信号可以为终端设备接听电话时发出的音频信号，也可以为终端设备播放歌曲、视频时发出的音频信号。本实施例对终端设备的类型，音频信号的来源不作限定。

在本实用新型的另一个实施例中，该入耳式降噪音耳机的无线连接模块设置为红外连接模块或蓝牙连接模块或无线保真连接模块，具体地，可设置为上述模块中的一种或多种。使用者可根据实际情况进行选择，并非本实施例所限。

在本实用新型的另一个实施例中，该入耳式降噪音耳机还包括设置在耳机壳1上的触控系统7。所述触控系统7用于采集触控信号，并将所述触控信号转换为控制信号，以控制所述入耳式降噪音耳机执行所述控制信号的控制命令。所述触控系统7可通过柔性电路板FPC、喷涂、印刷等方式，将触控系统7集成在耳机壳上，使得触控系统7与耳机壳相连接。本实用新型实施例通过触控系统7接收用户触发的触控信息，并将触控信息转换为该入耳式降噪音耳机能够执行的触控信号，实现耳机的灵活操作控制。

在本实用新型的另一个实施例中，如图1所示，该入耳式降噪音耳机的触控系统7包括触控板71、触摸传感器72和处理器73。所述触控板71上设置有触控区域，所述触控区域显露在所述耳机壳1外侧，用于检测所述触控区域内的触控信号。所述触摸传感器72设置在耳机壳1内部并与所述触控板71相连接，用于将所述触控信息转换为所述控制信号。所述处理器73设置在耳机壳1内部并与所述触摸传感器72相连接，用于控制所述入耳式降噪音耳机执行所述控制信号的控制命令。本实施例中，所述触控板71设置为玻璃材质的触控板71，其面积越大，接收用户触发手势指令的灵活度越高。本实用新型实施例中不限定所述触摸传感器72和所述处理器73在所述耳机壳1内部的具体位置。当用户触摸触控板71时，触控板71接收手势触控信号，触摸传感器72获取手势触控信息并将所述手势触控信息对应的模拟信号转换为控制信号，触摸传感器72将所述控制信号输送至处理器73，处理器73控制该入耳式降噪音耳机执行所述控制信号的控制命令。所述触控板、触摸传感器和处理器的结构和连接方式均为本领域技术人员理应知晓的公知技术，故在此不再赘述。

在本实用新型的另一个实施例中，该入耳式降噪音耳机还包括无线充电模块，所述无线充电模块设置在所述耳机壳1内，并与所述噪音拾取麦克风3、通话拾取麦克风4、降噪系统2和触控系统7电连接，上述涉及的控制电路均为本领域技术人员理应知晓的公知技术，故在此不再赘述。所述无线充电模块为噪音拾取麦克风3、通话拾取麦克风4、降噪系统2和触控系统7提供电能。本实施例中，无线充电模块设置为能够与外界无线充电器感应的线圈，当然也可为太阳能电池板等其他能够为该入耳式降噪音耳机提供电能的无线充电模块，本实施例对其不进行具体限定。

在本实用新型的另一个实施例中，如图1所示，该入耳式降噪音耳机的耳机壳1前方设置有与耳道内部大小形状相适配的耳塞8。具体地，所述耳塞8的材质包括但不限于硅胶或橡胶。佩戴时，将所述耳塞8置于耳道内，实现被动式的物理降噪，将外界噪音中的高频噪音进行过滤阻挡，使得该入耳式降噪音耳机整体的降噪效果更好。

在本实用新型的另一个实施例中，该入耳式降噪音耳机的降噪算法采用LMS自适应滤波器降噪，所述LMS自适应滤波器利用前一刻已获得的滤波器参数，自动调节当前滤波器的参数，以适应信号和噪声未知的或随机变化的统计特性，从而实现最优滤波。

输入信号序列xi(n)，期望输出信号d(n)，定义误差信号e(n)为：

其中wi为权系数。

LMS算法的本质是寻找最优的权系数wi，使得误差信号e(n)最小。经过一系列推导，得到权系数的迭代公式：

μ控制收敛的速度。

(1)收敛因子μ的取值范围为：

其中λ为相关矩阵的最大特征值。当它趋于无穷大，加权适矢量收敛于最优维纳解。

(2)近似计算得到梯度因子表达式：

因此权系数的最终表达式为：

W(k+1)＝W(k)+2μe(k)X(k)。

本算法的实施步骤：

(1)设定滤波器W(k)初值：

W(0)＝0，

(2)计算滤波器实际输出的估计值：

y(k)＝W^T(k)X(K)。

(3)计算估算误差：

e(k)＝d(k)-y(k)。

(4)更新K+1时刻滤波系数：

W(k+1)＝W(k)+μe(k)X(k)。

(5)k变为k+1，重复步骤(2)至(4)。

如图2所示，为本算法中MATLAB的仿真结果，加入了白噪声信号，信噪比设定为snr＝5。

上述降噪算法为本实用新型实施例中采用的其中一种降噪算法。当然，也可采用其他降噪算法进行降噪，如基于LMS算法的自适应陷波器降噪、基本普减法、维纳滤波降噪法等降噪算法。上述降噪算法均为本领域技术人员理应知晓的公知技术，故在此不再赘述

综上所述，本实用新型结构简单，有效将外部环境噪音进行阻挡过滤，保证输出的通话质量，噪音拾音孔5和通话拾音孔6的位置设置隐蔽，使得该入耳式降噪音耳机的内部结构更加紧凑，且整体体积更小重量更轻，便于携带和存放，保证佩戴的舒适性。

以上所述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 (7)

1.一种入耳式降噪音耳机，其特征在于，包括：

耳机壳，所述耳机壳的顶部和底部分别设置有噪音拾音孔和通话拾音孔；

降噪系统，所述降噪系统包括设置在所述耳机壳内部的电路板、设置在所述电路板上的音频处理器和设置在所述电路板上的降噪芯片；

噪音拾取麦克风，所述噪音拾取麦克风安装在所述电路板上并靠近所述噪音拾音孔设置以通过所述噪音拾音孔与外界相连通收集外界噪音；

通话拾取麦克风，所述通话拾取麦克风安装在所述电路板上并靠近所述通话拾音孔设置以通过所述通话拾音孔与外界相连通收集通话人声。

2.根据权利要求1所述的入耳式降噪音耳机，其特征在于，还包括：

无线连接模块，所述无线连接模块设置于所述耳机壳内，且与所述电路板电连接，用于与终端设备无线连接以接收所述终端设备发出的音频信号。

3.根据权利要求2所述的入耳式降噪音耳机，其特征在于，所述无线连接模块设置为红外连接模块或蓝牙连接模块或无线保真连接模块。

4.根据权利要求1所述的入耳式降噪音耳机，其特征在于，还包括：

触控系统，所述触控系统设置在所述耳机壳上且用于采集触控信号，并将所述触控信号转换为控制信号，以控制所述入耳式降噪音耳机执行所述控制信号的控制命令。

5.根据权利要求4所述的入耳式降噪音耳机，其特征在于，所述触控系统包括：

触控板，所述触控板上设置有触控区域，所述触控区域显露在所述耳机壳外侧，且用于检测所述触控区域内的触控信号；

触摸传感器，所述触摸传感器设置在所述耳机壳内部并与所述触控板相连接，且用于将所述触控信息转换为所述控制信号；

处理器，所述处理器设置在所述耳机壳内部并与所述触摸传感器相连接，且用于控制所述入耳式降噪音耳机执行所述控制信号的控制命令。

6.根据权利要求1所述的入耳式降噪音耳机，其特征在于，还包括：

无线充电模块；所述无线充电模块设置在所述耳机壳内，并与所述噪音拾取麦克风、所述通话拾取麦克风和所述降噪系统电连接。

7.根据权利要求1～6任一项所述的入耳式降噪音耳机，其特征在于，所述耳机壳前方设置有与耳道内部大小形状相适配的耳塞。