CN211909076U - 电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电子设备，属于电子领域。电子设备包括设备主体、控制单元和至少两个定向声音收发组件，所述定向声音收发组件设置在所述设备主体上，所述控制单元设置于所述设备主体，所述定向声音收发组件与所述控制单元电连接；其中，不同所述定向声音收发组件的声音预设区域不同，每个所述定向声音收发组件包括定向收声单元和定向发声单元。本申请的实施例可以实现电子设备在至少两个用户同时使用时，隐秘性较强且相互干扰较小的有益效果。

Description

电子设备

技术领域

本申请属于电子领域，具体涉及一种电子设备。

背景技术

目前诞生了各种各样带有人工智能(Artificial Intelligence，AI)语音助手的电子设备，比如智能终端，通过与终端的语音交互就能控制设备、收听音乐以及获取各类信息，在物联网和智能家居领域应用极广。

但是，语音助手的一大弊端为语音交互方式的开放性。多用户场景下，终端反馈给某一用户的音频信息能让空间范围内的所有人听见，缺乏隐私性；同一时间内仅能接收和处理一个用户的语音指令。多用户场景下语音助手的体验较差。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种电子设备，能够解决至少两个用户同时使用语音交互的情况下，缺乏隐私性且存在相互干扰的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

本申请实施例提供了一种电子设备，包括设备主体、控制单元和至少两个定向声音收发组件，所述定向声音收发组件设置在所述设备主体上，所述控制单元设置于所述设备主体，所述定向声音收发组件与所述控制单元电连接；

其中，不同所述定向声音收发组件的声音预设区域不同，每个所述定向声音收发组件包括定向收声单元和定向发声单元。

在本申请实施例中，不同定向声音收发组件的预设交互区域不同，主要是通过将不同定向声音收发组件朝向设置地不同来实现。这样可以使定向声音收发组件对与其对应的预设交互区域内的用户进行语音交互。具体地，至少两个定向收声单元的设置，可以通过不同的定向收声单元收集不同方向用户的声音；至少两个定向发声单元的设置，可以通过不同的定向发声单元向不同方向发出对应的声音。定向收声单元和定向发声单元的配合设置，可以对预设交互区域进行收声和发声，进而可以与预设交互区域的用户进行交互。由于声音收发组件指向性较强，且不会对预设交互区域外的用户产生效果，因此提升了交互的隐私性和可用性，配合控制单元后可以提高电子设备的使用效率。多个声音收发组件可以配合控制单元实现多用户同时使用的效果。本申请的实施例可以实现电子设备至少两个用户同时使用时，隐秘性较强且相互干扰较小的有益效果。

附图说明

图1表示在先技术中的定向传声原理的示意图；

图2表示本申请实施例提供的电子设备的部分剖视图；

图3表示本申请实施例提供的电子设备的爆炸图；

图4表示本申请实施例提供的电子设备的另一方向的爆炸图；

图5表示本申请实施例提供的定向发声单元的爆炸图；

图6表示本申请实施例提供的音腔座与设备主体配合时的结构示意图；

图7表示本申请实施例提供的音腔座的结构示意图；

图8表示本申请实施例提供的控制单元与其他单元的逻辑结构示意图；

图9表示本申请实施例提供的电子设备使用时的结构简图；

图10表示本申请实施例提供的电子设备的使用流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

需要说明的，传统扬声器的发声方式是发散式的，无法对声音的传播方向做到限制，至少两个声源发出的声音会相互干扰，而且有的声音只想让自己或者部分人听到，传统扬声器无法做到。

随着非线性声学研究的发展，定向扬声器出现在人们的视野。将可听声f0调制到超声波f2上形成载波f1＝f0+f2，超声换能器发出载波f1与f2，超声波与空气的非线性相互作用会产生自解调的差频可听声f1-f2＝f0，由于发出的超声波具有指向性，产生的差频可听声也具有指向性，达到定向传声的效果，具体参见图1。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的电子设备进行详细地说明。

参见图2至图7，在本申请的实施例提供了一种电子设备，包括设备主体30、控制单元40和至少两个定向声音收发组件，所述定向声音收发组件设置在所述设备主体30上，所述控制单元40设置于所述设备主体30，所述定向声音收发组件与所述控制单元40电连接；

其中，不同所述定向声音收发组件的预设交互区域不同，每个所述定向声音收发组件包括定向收声单元10和定向发声单元20。

在本申请实施例中，不同定向声音收发组件的预设交互区域不同，主要是通过将不同定向声音收发组件朝向设置地不同来实现。这样可以使定向声音收发组件对与其对应的预设交互区域内的用户进行语音交互。具体地，至少两个定向收声单元10的设置，可以通过不同的定向收声单元10收集不同方向用户的声音；至少两个定向发声单元20的设置，可以通过不同的定向发声单元20向不同方向发出对应的声音。定向收声单元10和定向发声单元20的配合设置，可以对预设交互区域进行收声和发声，进而可以与预设交互区域的用户进行交互。由于声音收发组件指向性较强，且不会对预设交互区域外的用户产生效果，因此提升了交互的隐私性和可用性，配合控制单元40后可以提高电子设备的使用效率。多个声音收发组件可以配合控制单元40实现多用户同时使用的效果。本申请的实施例可以实现电子设备至少两个用户同时使用时，隐秘性较强且相互干扰较小的有益效果。

需要说明的是，本申请的预设交互区域是指用户使用语音交互时的有效交互区域，声音收发的区域具体可包括收声区域和发声区域，有效交互区域就是指收声区域和发声区域重合的部分区域。

需要说明的是，本申请中的语音交互包括收声和发声，收声是指定向收声单元10收集用户发出的声音，发声是指定向发声单元20向用户发出相应的声音。由于每个定向声音收发组件包括定向收声单元10和定向发声单元20，可以通过将定向收声单元10的收声区域。

需要说明的是，定向发声单元20应用了定向扬声器的原理，以便于向指定区域内的用户发出可听的声音。本申请的声音是指，能够被人耳识别的音波信号。定向收声单元10可以对声源的方向进行识别，并同对应的定向发声单元20进行回应。本申请中的预设交互区域就是产生差频可听声的区域。

需要说明的是，处于同组的定向收声单元10和定向发声单元20，可以对处于相对应预设交互区域内的用户进行语音的交互。至少两个定向收声单元10和至少两个定向发声单元20可以分别均匀分布与设备主体30上，具体数量根据实际需求进行定制，比如可以设置2个至16个不等，在设置12个的情况下，此时相邻两个定向声音收发组件的夹角为30°。具体数量并不限于上述列举的数量。

可选地，本申请实施例中，所述定向收声单元10包括单向拾音器和滤波器，所述单向拾音器与所述滤波器及所述控制单元40电连接。

在本申请的实施例中，单向拾音器的设置可以对声源的方向进行判端，滤波器的设置可以对收到的声音进行过滤，使声音更加准确清晰，避免杂音的干扰。可以利用神经训练网络模型等方式对噪音进行智能剔除。单向拾音器采用现有的单向拾音器即可，可以根据需要设置为炭精粒式、电磁式、电容式、驻极体电容式、压电晶体式、压电陶瓷式、二氧化硅式等。也可以设置为单向收声的麦克风。

可选地，本申请实施例中，所述定向发声单元20包括超声波换能器和调制电路，所述超声波换能器和所述调制电路及控制单元40电连接。

在本申请的实施例中，超声波换能器的设置用于对超声波和可听声之间的转换，调整电路用于配合超声波换能器的使用。超声波换能器和调制电路及控制单元40电连接后，可以通过控制单元40对定向发声单元20进行更加精确的控制，具体通过控制单元40中的处理器进行。

需要说明的是，本申请中的各部分需要电连接的单元或器件，可以通过柔性电路板80连接，柔性电路板80(Flexible Printed Circuit简称FPC)是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性，绝佳的可挠性印刷电路板。具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好的特点。

可选地，本申请实施例中，所述定向发声单元20还包括输出音腔组件21，所述输出音腔组件21包括至少两个声音输出腔体，所述声音输出腔体的数量与所述定向发声单元20的数量相同。

在本申请的实施例中，声音输出腔体的设置，可以使至少两个方位的发声指向性更强，每个声音输出腔体均代表这一个方向的发声，声音输出腔体的具体数量根据需要进行设置。

可选地，本申请实施例中，所述设备主体30内侧开设有容纳腔体，所述输出音腔组件21设置于所述容纳腔体内，所述输出音腔组件21包括音腔座211和音腔盖板212，所述音腔座211上开设有至少两个音腔槽，所述音腔座211和所述音腔盖板212配合形成所述声音输出腔体；

其中，可以将所述音腔槽与所述超声波换能器适配。

在本申请的实施例中，上述结构可以使声音输出腔体与设备主体30更好地配合。音腔座211为声音输出腔体的主体，音腔盖板212的设置用于部分音腔槽并行成完整的声音输出腔体，每个音腔槽代表着一个声音输出腔体。音腔槽的数量也是根据实际需要的声音输出腔体数量进行设置。音腔槽与超声波换能器适配后，可以通过超声波换能器配合调试电路产生对应的超声波，并通过声音输出腔体发出后，在对应区域内形成人耳可识别的声音。可以将超声波换能器的数量设置地与音腔槽的数量相同，或者通过一个超声波换能器去匹配至少两个声音输出腔体。

可选地，本申请实施例中，每个所述声音输出腔体上开设有第一发声孔213，所述设备主体30上开设有与所述第一发声孔213对应的第二发声孔36；

所述第一发声孔213和所述第二发声孔36之间设置有防尘组件22。

在本申请的实施例中，上述结构可以将声音输出腔体内的声波通过第一发声孔213和第二发声孔36发出。防尘组件22的设置可以避免灰尘进入到声音输出腔体内对声音输出腔体内的精度造成干扰，保证发声的准确稳定。

可选地，本申请实施例中，所述第一发声孔213靠近所述第二发声孔36的一侧开设有沉孔结构23，所述防尘组件22固定于所述沉孔结构23上；

所述防尘组件22包括防尘网和泡棉，所述防尘网与所述泡棉固定连接，所述泡棉上开设有与所述第一发声孔213对应的通孔，所述防尘网覆盖所述通孔。

在本申请的实施例中，沉孔结构23的设置可以使防尘组件22的安装更加稳定，沉孔结构23可以认为是防尘组件22的让位结构，这样可以使音腔座211和设备主体30更好地配合。

可选地，本申请实施例中，所述控制单元40包括处理器和至少一个电路板，所述处理器安装于所述电路板。

在本申请的实施例中，处理器的设置用于对定向收声单元10和定向发声单元20进行更加精确的控制，电路板的设置用于承载处理器。可选地，本申请的处理器可以包括“龙芯”系列芯片、Intel九代酷睿、AMD速龙X4860K等。

可选地，本申请实施例中，所述设备主体30包括第一壳体31和第二壳体32，所述第一壳体31和所述第二壳体32连接；

至少两个所述定向收声单元10设置于所述第一壳体31，至少两个所述定向发声单元20设置于所述第二壳体32；或者

至少两个所述定向收声单元10设置于所述第二壳体32，至少两个所述定向发声单元20设置于所述第一壳体31。

在本申请的实施例中，上述结构可以通过第一壳体31和第二壳体32分别承载定向收声单元10和定向发声单元20，使其可以分别安装，并通过柔性电路板80电连接。

可选地，本申请实施例中，所述定向收声单元10设置于所述第一壳体31，所述第一壳体31上开设有收声孔，所述收声孔的数量与所述定向收声单元10的数量相同；

所述定向发声单元20设置于所述第二壳体32，所述第二壳体32上开设有第二发声孔36，所述第二发声孔36的数量与所述定向发声单元20的数量相同。

在本申请的实施例中，上述结构可以使第一壳体31和定向收声单元10更好地配合连接，以及第二壳体32和定向发声单元20更好地配合连接。

可选地，本申请实施例中，所述设备主体30包括第三壳体，所述定向收声单元10和所述定向发声单元20均设置于所述第三壳体上。其中，可以在所述第三壳体开设有通孔结构，所述通孔结构的数量为所述定向收声单元10的数量的2倍。

在本申请的实施例中，第三壳体的设置，可以同时承载定向收声单元10和定向发声单元20，节省壳体的数量，提高装置的稳定性。

可选地，本申请实施例中，所述设备主体30还包括上壳33和底壳34，所述上壳33和所述底壳34分别设置于所述设备主体30相对的两侧，所述上壳33上设置有控制结构70，所述控制结构70与所述控制单元40电连接，所述底壳34背离所述上壳33的一侧设置有脚垫35结构。

在本申请的实施例中，控制结构70用于对电子设备的简单控制，比如电源的通断控制，或者音量大小的控制等，控制结构70可以设置对应的控制按键或者控制旋钮或者触摸控制键中的至少一者，也可以通过语音交互方式对电子设备进行直接的控制。底壳34的设置用于放置电子设备。脚垫35结构的设置可以使电子设备的放置更加稳定可靠。控制结构70包括电源开关键的情况下，电源开关键与控制开关72相对设置，且之间设置有弹性件71，比如可以设置为弹簧。控制开关72一般设置与电路板上，也可以通过导线的延伸，连接到其他位置。

可选地，本申请实施例中，所述电子设备还包括电池单元60，所述电池单元60与所述控制单元40电连接，所述电池单元60处于所述设备主体30的内侧。

在本申请的实施例中，电池单元60的设置可以为电子设备提供能源。可以在设备主体30上设置电池单元60的安装腔，并设置可以拆卸的电池盖61。电池单元60可以与电子设备可拆卸的连接，也可以一体设置。当然，也可以与外接电源连接。

可选地，本申请实施例中，还包括扬声器，所述扬声器与所述控制单元40电连接。

在本申请的实施例中，扬声器的设置可以通过普通的方式与用户交互，扬声器的启闭，可以通过语音交互的方式进行切换。可以将扬声器与超声波换能器连接，以将普通扬声器发出的音频，反相调制到超声波上，并定向发声出去，可以做到让该方向的用户听不到该声音，而其他方向能听到。

需要说明的是，本申请中的电子设备可以是独立的语音终端，可以通过无线连接的方式与其他电子设备连接，比如采用蓝牙、数据线等方式连接。也可以作为某些电子设备的部分组件。具体根据实际需要进行设定。当然，也可以不与其他电子设备连接，仅通过语音的交互对电子设备进行控制。

需要说明的是，本申请中的各个部件之间的连接均可以采用双面胶50连接，也可以使用胶水粘接或卡接的方式连接。

需要说明的是，本申请中的电路板可以设置有三个，分别为第一电路板41、第二电路板42和第三电路板43，其中，第一电路板41用于承载处理器和部分电子元器件，第二电路板42用于承载超声波换能器和部分电子元器件，第三电路板43用于承载控制结构70对应的控制开关72。当然上述的三个电路板可以集成为一个，也可以根据需求设置为其他数量的电路板。

参见图8至图10，需要说明的是，电子设备的使用步骤包括：

步骤S901，电子设备初始状态为普通扬声器模式；

该步骤下的电子设备在各方向都能听到初始音频。

步骤S902，电子设备接收用户指令开启定向模式；

此时的电子可按配置选择关闭或保持开启普通扬声器发出的初始音频。其中，用户指令可以为语音指令或软件操作控制发出的指令。

步骤S903，在所有的定向收声单元10开始工作，收取各个方向的声音，发送给控制单元40，控制单元40根据各路定向收声单元10获取的音频，判断分析出用户语音指令和传来的具体方向。

上述步骤可以通过定向收声单元10收取各个方向的声音，然后在控制单元40的协调下，根据各路定向收声单元10获取的音频，判断并分析出用户语音指令和传来的具体方向。

步骤S903，电子设备从本地或云端得到待发出给用户的音频，并将音频调制到超声波上的数字信号发送给具体方向的定向发声单元20。

需要说明的是，与普通语音装置一样，电子设备可以从本地或云端下载并得到待发出给用户的音频，并将音频调制到超声波上的数字信号发送给具体方向的定向发声单元20。

步骤S904，定向发声单元20在对应方向上发出调制的超声波，使得只有该方向上的用户能听得到差频可听声。

若控制单元40分析出有从至少两个方向传来的用户语音指令，则同时分别执行至少两个工作，使得电子设备能从至少两个方向的定向发声单元20发出不同的调制超声波，让不同方向上的用户听的不同的可听声，具体参见图9示出了同时与用户A和用户B交互时的情况。其中的用户A和用户B是彼此听不到对方的声音的，用户A处于2号定向声音收发组件的预设交互区域，用户B处于6号定向声音收发组件的预设交互区域，由于只有在对应的预设交互区域内才能听到对应的差频可听声，因而用户A和用户B听到的声音将更加精准清晰。

需要说明的是，本实用新型中的电子设备为手机、平板电脑、计算机、服务器、空调器或者网络设备等。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种电子设备，其特征在于，包括设备主体、控制单元和至少两个定向声音收发组件，所述定向声音收发组件设置在所述设备主体上，所述控制单元设置于所述设备主体，所述定向声音收发组件与所述控制单元电连接；

其中，不同所述定向声音收发组件的预设交互区域不同，每个所述定向声音收发组件包括定向收声单元和定向发声单元。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述定向收声单元包括单向拾音器和滤波器，所述单向拾音器与所述滤波器及所述控制单元电连接。

3.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述定向发声单元包括超声波换能器和调制电路，所述超声波换能器和所述调制电路及控制单元电连接。

4.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，所述定向发声单元还包括输出音腔组件，所述输出音腔组件包括至少两个声音输出腔体，所述声音输出腔体的数量与所述定向发声单元的数量相同。

5.根据权利要求4所述的电子设备，其特征在于，所述设备主体内侧开设有容纳腔体，所述输出音腔组件设置于所述容纳腔体内，所述输出音腔组件包括音腔座和音腔盖板，所述音腔座上开设有至少两个音腔槽，所述音腔座和所述音腔盖板配合形成所述声音输出腔体。

6.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，每个所述声音输出腔体上开设有第一发声孔，所述设备主体上开设有与所述第一发声孔对应的第二发声孔；

所述第一发声和所述第二发声孔之间设置有防尘组件。

7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述第一发声孔靠近所述第二发声孔的一侧开设有沉孔结构，所述防尘组件固定于所述沉孔结构上；

所述防尘组件包括防尘网和泡棉，所述防尘网与所述泡棉固定连接，所述泡棉上开设有与所述第一发声孔对应的通孔，所述防尘网覆盖所述通孔。

8.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述控制单元包括处理器和至少一个电路板，所述处理器安装于所述电路板。

9.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述设备主体包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体连接；

至少两个所述定向收声单元设置于所述第一壳体，至少两个所述定向发声单元设置于所述第二壳体；或者

至少两个所述定向收声单元设置于所述第二壳体，至少两个所述定向发声单元设置于所述第一壳体。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述定向收声单元设置于所述第一壳体，所述第一壳体上开设有收声孔，所述收声孔的数量与所述定向收声单元的数量相同；

所述定向发声单元设置于所述第二壳体，所述第二壳体上开设有第二发声孔，所述第二发声孔的数量与所述定向发声单元的数量相同。

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