CN212588497U - 一种可穿戴电子设备及其语音上行降噪结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种语音上行降噪结构，包括开设于壳体上的安装孔、可轴向浮动地安装于安装孔内并用于与人体面颊皮肤保持紧贴的动键，以及设置于壳体内并与动键连接、用于感应人体发声时经骨传导传递至面颊皮肤的振动的振动拾取传感器，且振动拾取传感器与安装于壳体内的语音转换PCB信号连接。如此，由于振动拾取传感器仅拾取经过骨传导传递至面颊皮肤的振动信号，因此上行语音中仅有人体发声的语音信息，从而消除了风噪等外界环境噪音；同时，由于动键可在安装孔内进行浮动，因此几乎可脱离壳体而与面颊皮肤产生同步振动，避免壳体与动键同时振动而导致振动能量被耗散、干扰。本实用新型还公开一种可穿戴电子设备，其有益效果如上所述。

Description

一种可穿戴电子设备及其语音上行降噪结构

技术领域

本实用新型涉及降噪技术领域，特别涉及一种语音上行降噪结构。本实用新型还涉及一种可穿戴电子设备。

背景技术

随着微电子技术的发展，越来越多的电子设备已得到广泛使用。

在可穿戴电子设备领域，目前市面上主流的可穿戴类产品为了获得更好的市场占有率，都会标榜其产品的降噪性能优良。一般的，降噪性能从三个维度可分为上行及下行降噪、主动及被动降噪、环境与通话降噪。其中，上行降噪因为直接影响说话人的语音质量而尤为重要。

目前，市面上绝大部分可穿戴类产品的上行降噪结构都是使用多麦方案。以TWS耳机为例，安装有两种耳麦，分别为用于收集耳机外部噪音的FF mic和用于收集耳道内部噪音的FB mic，然后再通过算法处理将环境噪音消除。然而目前的mic多为气导，抗风噪能力差，某些场景用户体验比较差，降噪效果不佳。

为降低风噪，振动拾取传感器(或骨传导传感器，VPU，Voice Pick Up)应运而生。振动拾取传感器是一种通过拾取振动来传递信号的传感器，在抗风噪方面有着极大的优势，其声音路径通过人说话时骨骼振动带动脸部皮肤振动，再带动振动拾取传感器振动，振动拾取传感器再将振动信号处理完发出给对方接收者。由于人体说话时，声带振动通过骨传导的路径不经过外部环境，因此外部风噪等环境噪音无法被振动拾取传感器收入，这样就可以提供更高质量的上行语音，使对方听得更清楚。

然而，目前的振动拾取传感器在产品的应用上一般为硬连接焊接在PCB板上，在拾取面颊皮肤的振动时由于与产品整体进行振动，传递到振动拾取传感器上的振动能量遭到削弱，导致振动拾取传感器能够感应到的振动频宽大概只能到2KHz附近，而人说话的语音范围一般为100-4kHz，因此振动拾取传感器单独使用时会有高频语音信号的丢失，无法确保信号完整性。现有技术中的常用解决方案是将振动拾取传感器专用于低频部分的信号收集，而2kHz以上的信号用其余几个气导麦克风进行收集，此种降噪结构的产品复杂度和生产成本较高，结构臃肿，体积较大。

因此，如何保证面颊皮肤的振动能量尽量完全传递至振动拾取传感器，降低振动能量耗散，提高信号拾取频宽，是本领域技术人员面临的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种语音上行降噪结构，能够保证面颊皮肤的振动能量尽量完全传递至振动拾取传感器，降低振动能量耗散，提高信号拾取频宽。本实用新型的另一目的是提供一种可穿戴电子设备。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种语音上行降噪结构，包括开设于壳体上的安装孔、可轴向浮动地安装于所述安装孔内并用于与人体面颊皮肤保持紧贴的动键，以及设置于所述壳体内并与所述动键连接、用于感应人体发声时经骨传导传递至面颊皮肤的振动的振动拾取传感器，且所述振动拾取传感器与安装于所述壳体内的语音转换PCB信号连接。

优选地，所述动键包括与所述安装孔间隙配合的键体，以及沿周向设置于所述键体外缘、用于与所述壳体的内壁面抵接的防脱边。

优选地，所述键体的外表面上设置有用于与人体面颊皮肤紧密抵接的凸柱。

优选地，所述键体的内表面上开设有用于安装所述振动拾取传感器的安装槽。

优选地，所述凸柱及所述键体均为硬质材料体，且所述防脱边具有弹性。

优选地，所述键体及所述防脱边呈矩形，且所述凸柱为圆柱。

优选地，所述凸柱的表面上设置有用于减小摩擦痛感的亲肤层。

优选地，还包括与所述语音转换PCB信号连接的FPC，且所述振动拾取传感器通过SMT工艺安装于所述FPC表面。

本实用新型还提供一种可穿戴电子设备，包括壳体和设置于所述壳体上的语音上行降噪结构，其中，所述语音上行降噪结构具体为上述任一项所述的语音上行降噪结构。

优选地，所述可穿戴电子设备具体为耳机或智能眼镜。

本实用新型所提供的语音上行降噪结构，主要包括安装孔、动键和振动拾取传感器。其中，安装孔开设在壳体上，动键安装在该安装孔内，并且动键与安装孔为活动连接，动键可在安装孔内沿轴向浮动，主要用于与人体面颊皮肤保持紧贴，从而在人体发声时通过骨传导的振动传递至面颊皮肤上，进而传递到动键上，使得动键在安装孔内进行同步浮动。振动拾取传感器设置在壳体内，并与动键保持连接，主要用于与动键保持同步浮动，从而感应人体发声时经骨传导路径传递至面颊皮肤的振动，并且振动拾取传感器同时与壳体内安装的语音转换PCB信号连接，可将其感受到的振动信号发送给语音转换PCB转换为声音信号，实现语音上行。如此，由于振动拾取传感器仅拾取经过骨传导传递至面颊皮肤的振动信号并将其发送至语音转换PCB，因此上行语音中仅有人体发声的语音信息，从而消除了风噪等外界环境噪音；同时，由于动键可在安装孔内进行浮动，因此几乎可脱离壳体而与面颊皮肤产生同步振动，避免壳体与动键同时振动而导致振动能量被耗散、干扰。综上所述，本实用新型所提供的语音上行降噪结构，能够保证面颊皮肤的振动能量尽量完全传递至振动拾取传感器，降低振动能量耗散，提高信号拾取频宽。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。

图2为图1的分解结构示意图。

图3为图2中所示的动键的具体结构多视图。

其中，图1—图3中：

壳体—1，安装孔—2，动键—3，振动拾取传感器—4，语音转换PCB—5，FPC—6；

键体—31，防脱边—32，凸柱—33，安装槽—34。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1、图2，图1为本实用新型所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图，图2为图1的分解结构示意图。

在本实用新型所提供的一种具体实施方式中，语音上行降噪结构主要包括安装孔2、动键3和振动拾取传感器4。

其中，安装孔2开设在壳体1上，动键3安装在该安装孔2内，并且动键3与安装孔2为活动连接，动键3可在安装孔2内沿轴向浮动，主要用于与人体面颊皮肤保持紧贴，从而在人体发声时通过骨传导的振动传递至面颊皮肤上，进而传递到动键3上，使得动键3在安装孔2内进行同步浮动。

振动拾取传感器4设置在壳体1内，并与动键3保持连接，主要用于与动键3保持同步浮动，从而感应人体发声时经骨传导路径传递至面颊皮肤的振动，并且振动拾取传感器4同时与壳体1内安装的语音转换PCB5信号连接，可将其感受到的振动信号发送给语音转换PCB5转换为声音信号，实现语音上行。

如此，由于振动拾取传感器4仅拾取经过骨传导传递至面颊皮肤的振动信号并将其发送至语音转换PCB5，因此上行语音中仅有人体发声的语音信息，从而消除了风噪等外界环境噪音；同时，由于动键3可在安装孔2内进行浮动，因此几乎可脱离壳体1而与面颊皮肤产生同步振动，避免壳体1与动键3同时振动而导致振动能量被耗散、干扰。

综上所述，本实施例所提供的语音上行降噪结构，能够保证面颊皮肤的振动能量尽量完全传递至振动拾取传感器4，降低振动能量耗散，提高信号拾取频宽。

如图3所示，图3为图2中所示的动键3的具体结构多视图。

在关于动键3的一种优选实施例中，该动键3具体包括键体31和防脱边32。其中，键体31为动键3的主体结构，主要用于与壳体1上开设的安装孔2形成间隙配合，从而可顺畅地在安装孔2内沿其轴向上下浮动。防脱边32沿周向设置在键体31的外缘位置，主要用于与壳体1的内壁面形成抵接，从而在键体31于安装孔2内随振动上浮时，倒挂在壳体1内壁上，防止键体31从安装孔2中脱落。当然，安装孔2具有足够深度，可使得动键3在安装孔2内随振动下沉时能够避免与壳体1的内部结构产生碰撞。

为方便键体31与面颊皮肤保持紧贴，本实施例在键体31的外表面上设置了凸柱33。具体的，该凸柱33可为圆柱体，具有一定高度，并且凸出键体31表面，可与面颊皮肤保持紧密抵接。当然，凸柱33的具体结构形状并不仅限于圆柱体，其余比如方柱体等均可以采用。

为方便振动拾取传感器4在动键3上的安装，本实施例在键体31的内表面上开设了安装槽34，如此可将振动拾取传感器4安装在该安装槽34内。一般的，振动拾取传感器4可呈矩形结构，而安装槽34即可呈矩形槽。

进一步的，为尽量避免键体31在安装孔2内浮动时与壳体1产生振动影响，本实施例中，防脱边32具有弹性，具体可为硅胶、TPU、TPE等材质。如此设置，当键体31在安装孔2内上浮时，可通过防脱边32与壳体1内壁的弹性抵接，降低与壳体1之间产生的冲击振动能量，进而降低对键体31的浮动运动的影响。

同理，键体31及凸柱33具体可为硬质材料体，比如PC、ABS、POM等工程硬胶或金属材料等。如此设置，可确保面颊皮肤上的振动能量能够完整地传递至凸柱33及键体31上，避免振动能量损失。

进一步的，考虑到凸柱33长时间与面颊皮肤保持紧贴，为防止对面颊皮肤造成摩擦损伤，本实施例在凸柱33的表面上设置了亲肤层。具体的，该亲肤层可为光滑金属材料层，可有效减轻与面颊皮肤间的摩擦，从而降低摩擦痛感，避免摩擦损伤。

另外，为方便振动拾取传感器4将拾取的振动信号发送给语音转换PCB5，本实施例中增设了FPC6。具体的，该FPC6的一端与语音转换PCB5连接，从而保持信号连接。同时，振动拾取传感器4通过SMT工艺贴装在FPC6的表面，从而与FPC6保持信号连接。由于FPC6为柔性材料，因此当振动拾取传感器4随键体31同步振动时，FPC6可与振动拾取传感器4进行同步振动，防止对振动拾取传感器4造成干扰，同时也保证了与语音转换PCB5间的稳定信号连接。

本实施例还提供一种可穿戴电子设备，主要包括壳体1和设置于壳体1上的语音上行降噪结构，其中，该语音上行降噪结构的具体内容与上述相关内容相同，此处不再赘述。一般的，本实施例中所述可穿戴电子设备，主要指耳机和智能眼镜，比如TWS耳机、头戴式耳机、AR眼镜、VR眼镜等。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种语音上行降噪结构，其特征在于，包括开设于壳体(1)上的安装孔(2)、可轴向浮动地安装于所述安装孔(2)内并用于与人体面颊皮肤保持紧贴的动键(3)，以及设置于所述壳体(1)内并与所述动键(3)连接、用于感应人体发声时经骨传导传递至面颊皮肤的振动的振动拾取传感器(4)，且所述振动拾取传感器(4)与安装于所述壳体(1)内的语音转换PCB(5)信号连接。

2.根据权利要求1所述的语音上行降噪结构，其特征在于，所述动键(3)包括与所述安装孔(2)间隙配合的键体(31)，以及沿周向设置于所述键体(31)外缘、用于与所述壳体(1)的内壁面抵接的防脱边(32)。

3.根据权利要求2所述的语音上行降噪结构，其特征在于，所述键体(31)的外表面上设置有用于与人体面颊皮肤紧密抵接的凸柱(33)。

4.根据权利要求3所述的语音上行降噪结构，其特征在于，所述键体(31)的内表面上开设有用于安装所述振动拾取传感器(4)的安装槽(34)。

5.根据权利要求4所述的语音上行降噪结构，其特征在于，所述凸柱(33)及所述键体(31)均为硬质材料体，且所述防脱边(32)具有弹性。

6.根据权利要求5所述的语音上行降噪结构，其特征在于，所述键体(31)及所述防脱边(32)呈矩形，且所述凸柱(33)为圆柱。

7.根据权利要求6所述的语音上行降噪结构，其特征在于，所述凸柱(33)的表面上设置有用于减小摩擦痛感的亲肤层。

8.根据权利要求1-7任一项所述的语音上行降噪结构，其特征在于，还包括与所述语音转换PCB(5)信号连接的FPC(6)，且所述振动拾取传感器(4)通过SMT工艺安装于所述FPC(6)表面。

9.一种可穿戴电子设备，包括壳体(1)和设置于所述壳体(1)上的语音上行降噪结构，其特征在于，所述语音上行降噪结构具体为权利要求1-8任一项所述的语音上行降噪结构。

10.根据权利要求9所述的可穿戴电子设备，其特征在于，所述可穿戴电子设备具体为耳机或智能眼镜。

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