CN214429678U - 一种音频设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种音频设备，包括麦克风组件；所述麦克风组件包括麦克风组件本体、以及设置于麦克风组件本体内的麦克风和控制电路，所述麦克风组件具有可配合人脸形成封闭空间的隔音结构，所述麦克风采集用户在所述隔音结构的封闭空间中发出的声音信号；所述麦克风组件的控制电路中设置有通信单元，基于所述通信单元，所述麦克风组件与外界进行数据交互，其中包括将所述麦克风采集的音频信号向外传输。相对现有技术，本实用新型使用更便利，具有隔音效果且音质更好。

Description

一种音频设备

技术领域

本实用新型涉及音频采集和播放技术领域，尤其涉及一种音频设备。

背景技术

麦克风这种电子设备因其可采集周围声音信号，并用于实现远程传输、语音识别或扬声广播等功能，目前已被广泛应用人们生产和生活中的各种具体场景和设备中。典型的应用包括：通过手机的麦克风实现语音通话，通过门禁系统的麦克风实现语音识别和门禁控制等。但在许多特定场合下，人们说话的声音反而会给人带来困扰。例如，在会议现场、图书馆或者一些私密场所，需要保持安静的环境，这时使用麦克风进行语音通话是很不方便的。而在一些需要保密的信息也需要防止旁人偷听。另外，如果用户在比较嘈杂的环境中通话，环境噪声往往影响通话质量，使通话对方听不清用户的讲话。而且，环境声音被传至通话对方，也使对方容易判断用户所处的环境，不利于用户的隐私保护。

但人们日常使用的麦克风设备往往被嵌入各种其它电子设备中，譬如嵌入手机内部、嵌入耳机线缆中的、嵌入无线耳机的扬声器中。这种依附于其它电子设备的麦克风无法被单独进行隔音设计。而具有隔音设计的专业麦克风，如录音棚中带吸音罩的麦克风因其需要专门线缆且不便携又无法进入人们的日常生活环境。

因此有必要提供一种使用更为便利的音频设备，以解决上述技术缺陷。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提出一种使用更为方便的音频设备。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种音频设备，包括麦克风组件；

所述麦克风组件包括麦克风组件本体、以及设置于麦克风组件本体内的麦克风和控制电路，

所述麦克风组件具有可配合人脸形成封闭空间的隔音结构，所述麦克风采集用户在所述隔音结构的封闭空间中发出的声音信号；

所述麦克风组件的控制电路中设置有通信单元，基于所述通信单元，所述麦克风组件与外界进行数据交互，其中包括将所述麦克风采集的音频信号向外传输。

进一步的，还包括耳机组件，所述耳机组件与麦克风组件相互分离设置；

所述耳机组件至少包括扬声器和控制电路；

所述麦克风组件和耳机组件的控制电路中均设置有通信单元，基于所述通信单元，所述麦克风组件将麦克风采集的本地音频信号传输给所述耳机组件，或者将来自外部设备的远端音频信号转发给所述耳机组件。

进一步的，所述麦克风组件的控制电路中还包括信号处理单元；所述信号处理单元与所述通信单元电性连接，所述信号处理单元对麦克风所采集的声音信号进行频谱曲线调整，并通过所述麦克风组件的通信单元输出调整后的声音信号；或者，

所述耳机组件的控制电路中还包括信号处理单元，所述信号处理单元与所述耳机组件的通信单元电性连接，所述信号处理单元对来自麦克风组件的声音信号进行频谱曲线调整，并通过所述耳机组件的通信单元将调整后的声音信号向外传输、或通过所述耳机组件的扬声器播放。

进一步的，所述麦克风组件本体上设置有感应单元，所述感应单元与所述控制电路电性连接；

所述感应单元用于检测所述麦克风组件的使用状态，并在检测到麦克风组件被使用时，产生第一感应信号，所述控制电路检测到所述第一感应信号时，开启所述麦克风；所述感应单元在检测到所述麦克风组件被闲置时，产生第二感应信号，所述控制电路检测到所述第二感应信号时，关闭所述麦克风。

进一步的，所述麦克风组件的通信单元包括耳机连接单元，所述耳机组件的通信单元包括麦克风连接单元，所述耳机组件和麦克风组件通过所述耳机连接单元与麦克风连接单元有线连接，并基于该有线连接，所述耳机组件接收麦克风组件的麦克风采集获得的本地音频信号，和/或所述耳机组件接收麦克风组件转发的来自外部设备的远端音频信号；

所述耳机组件的控制电路控制其扬声器，播放所述远端音频信号和/或本地音频信号。

进一步的，所述麦克风组件和耳机组件的通信单元中均包括无线通信单元，并基于该无线通信单元，所述麦克风组件和耳机组件建立无线通信连接；

基于该无线通信连接，所述耳机组件接收麦克风组件的麦克风采集获得的本地音频信号，和/或所述耳机组件接收麦克风组件转发的来自外部设备的远端音频信号；

所述耳机组件的控制电路控制其扬声器，播放所述远端音频信号和/或本地音频信号。

进一步的，所述麦克风组件和/或耳机组件基于其通信单元与外部设备通信，以接收来自外部设备的远端音频信号，和/或向外部设备传输本地音频信号。

较优的，所述耳机组件的扬声器包括分体式结构的左扬声器和右扬声器；

所述左扬声器、右扬声器中均设置有控制电路，且所述控制电路中均包括无线通信单元，

所述左扬声器、右扬声器基于所述无线通信单元进行主从结构或对等结构的无线通信。

较优的，所述麦克风组件和/或耳机组件上设置有一个或多个有线传输接口，用于与一个或多个外部设备进行有线数据传输。

进一步的，还包括第二麦克风组件，所述第二麦克风组件为无所述隔音结构的麦克风组件，其包括耳机连接单元、麦克风，以及将耳机连接单元和麦克风电性连接的连接件；

所述第二麦克风组件通过耳机连接单元与所述耳机组件的麦克风连接单元电性连接，并将麦克风采集的声音信号传输至所述耳机组件。

较优的，所述麦克风组件具有可配合人脸形成封闭空间的隔音结构，具体包括：

所述麦克风组件本体为内部具有凹腔的罩体，所述凹腔的开口部具有至少符合人体口腔区域特征的形状，其被覆盖于人的口腔区域时，使凹腔内形成封闭空间；

所述凹腔的开口部设置有隔音件，或者所述凹腔的开口部由隔音材料制成；

所述凹腔中设置有隔音层，

所述麦克风设置于凹腔内。

本实用新型提供的技术方案相对于现有技术，具有可有效隔音、使用方便、使用范围广、声音质量高且可保护隐私等诸多优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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它的附图。

图1为本实用新型实施例1所提供的音频设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1所提供的麦克风组件的立体分解结构示意图；

图3为本实用新型实施例1所提供的音频设备的电路原理结构示意图；

图4为本实用新型实施例2所提供的音频设备的结构示意图；

图5-1为本实用新型实施例2所提供的音频设备的第一种电路原理结构示意图；

图5-2为本实用新型实施例2所提供的音频设备的第二种电路原理结构示意图；

图6为本实用新型实施例3所提供的音频设备的结构示意图；

图7为本实用新型实施例3所提供的音频设备的电路原理结构示意图；

图8为本实用新型实施例4所提供的音频设备的电路原理结构示意图；

图9为本实用新型实施例5所提供的音频设备的结构示意图；

图10为本实用新型实施例5所提供的音频设备的电路原理结构示意图；

图11为本实用新型实施例6所提供的一种音频设备的结构示意图；

图12为本实用新型实施例6所提供的另一种音频设备的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的示例性的描述。显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供一种音频设备，其至少具有麦克风组件100；所述麦克风组件100具有可配合人脸形成封闭空间的隔音结构。

所述麦克风组件100至少包括麦克风组件本体110和设置于麦克风组件本体110内的麦克风及控制电路(图中未示出)。

所述麦克风组件本体110被设计为内部具有凹腔的罩体，所述麦克风组件本体110的整体形状可以有多种，如球状，柱状、台状、各种卡通形状，或者各种适于手持或佩戴的形状，如手持麦克风状、耳挂式口罩状等。

本文中将所述罩体的至少与人脸口腔区域接触的表面称为人脸接触面120，所述凹腔内具有适于人的嘴部在其中开合动作并发出声音的空腔。所述罩体的人脸接触面120，或者至少所述凹腔的开口部具有至少符合人体口腔区域特征的形状，其可以为图1所示的马鞍形，亦可为喇叭口形、椭圆形等其它形状。因而所述罩体在使用时，可将罩体的人脸接触面120，或者至少将凹腔的开口部覆盖于人的口腔区域，即可与人脸贴合，并至少将口腔区域包覆。当然，这种包覆方式存在诸多变形，例如，凹腔的开口部与所述罩体的人脸接触面120为一体，或者凹腔的开口部内陷于罩体的人脸接触面120，则此时开口部与人脸的贴合是通过罩体的人脸接触面120完成的；甚至凹腔的开口部还可以被设计成通过其它结构与人脸贴合，如通过导音管、隔音软垫、隔音圈等结构，其效果与前述的凹腔开口部与人脸贴合基本相同或相似，因此本文中均将其称之为“凹腔的开口部被覆盖于人的口腔区域，并与人脸贴合，至少将口腔区域包覆”。这些变形结构也应当在本申请的保护范围之内。

所述凹腔的开口部设置有隔音圈、密封圈等隔音件，或者所述凹腔的开口部由隔音材料制成。

所述凹腔的腔体内亦可采用隔音设计，包括但不限于隔音层、隔音罩、隔音仓、隔音垫等。例如，在腔体内表面上设置有由隔音材料制成的隔音层，或者所述腔体为采用隔音材料制成的隔音仓。

另外，所述罩体亦可由隔音材料制成。

所述隔音圈、隔音仓、隔音层、隔音罩、隔音垫、罩体等均可以采用隔音棉、硅胶等可隔绝声音的隔音材料制成。例如，采用不锈钢或硬质硅胶材料制成隔音仓或罩体，则具有抗压隔音效果；而采用隔音棉、软质硅胶等相对软质的隔音材料制成隔音圈或隔音层，可产生多种形变而适应不同形状的接触面，特别是可增加凹腔的开口部与人脸贴合时的紧密程度，增强隔音效果。

所述麦克风及控制电路均可被设置于所述凹腔的腔体内，所述麦克风与腔体紧密结合，以在所述凹腔的空腔中采集声音信号。

所述凹腔内部还可以设置消音层、消音管、消音仓等各种现有的或未来将有的消音材料、消音构造或消音器件。例如，所述凹腔220的内表面覆盖至少一层消音材料，从而可以利用消音材料吸收腔体内的声音，这样可以减少声音在腔体内被多次反射而形成的回声。

作为一种优选实施方式，所述麦克风组件本体或隔音件均可采用环保材料制成，如食用级硅胶、纳米纤维等。

图2为本实施例中的麦克风组件100的一种优选实施例方式。如图2所示，所述麦克风组件本体110中设置有隔音圈210、隔音层230、麦克风240，为便于说明凹腔250的内部构造，图2还采用透视图示意。

其中，所述麦克风组件本体110中自其顶面向内凹陷形成凹腔250，麦克风240被设置于所述凹腔250内。作为一种优选方式，所述麦克风组件240设置于凹腔的侧壁上。作为另一种优选方式，所述麦克风组件的凹腔250内还设置有至少一个通孔260，气流可自通孔260在凹腔内部和外部流通。

所述隔音层230采用隔音材料或消音材料制成，被设置于凹腔250内。所述隔音层230可以被设计成各种具有隔音效果的形式，如可以是形状与凹腔的腔体匹配的隔音棉，填充凹腔250的腔体内，或者是覆盖于凹腔250腔体内壁上的隔音垫，还可以如图2所示的，隔音层230表面被设计成波浪形，利用其一个个凸起增强隔音效果。

凹腔的顶面开口部设置有隔音圈210，所述隔音圈210具有符合人体口腔区域特征的形状，被覆盖于口腔部位时可较好的贴合人脸。作为可选方式，还可以设置密封圈220，使隔音圈210与凹腔之间通过密封圈220进一步加强隔音效果。

在使用时，将隔音圈210覆盖于嘴上，此时，隔音圈210和凹腔250形成的封闭空间，不仅适于人嘴在此封闭空间内自由开合，说话或者歌唱，同时，麦克风240采集声波，隔音层230起到隔绝声波传递、吸收多余声波，并消除回声。因此，凹腔250的隔音结构设计，使麦克风组件在被使用时在凹腔的腔体内形成良好的隔绝声音传播的环境，阻断了内部声音向外传播和外部声音向内传播。这将为用户创造非常纯净且私密性好的发声环境。例如用户在使用本实施例的麦克风组件与远端通话时，其声音不会或很少泄露出腔体，而不会被其周围的人听到，因此既不干扰他人，也有很好的通话保密性；同时，其所处环境的声音也不会被传播到腔体内部，麦克风120采集到的声音只有用户发出的语音，那么远端对话方所能听到的声音也非常干净，既使得通话不会被周围环境干扰，也使得远端对话方因无法获知环境声音而不能判断用户所处环境，保护了用户的隐私。

如图3所示，所述控制电路至少包括控制单元、通信单元和供电单元。所述麦克风120与所述控制电路电性连接。

所述控制单元用于实现所述麦克风组件的中央控制，包括但不限于控制所述麦克风采集外部音频信号，电源管理等。

所述通信单元用于所述麦克风组件100与外界进行数据交互，包括但不限于将麦克风120采集的音频信号向外传输。所述通信单元可以采用有线传输方式和无线通信方式。所述有线传输方式可以为采用USB接口、micro USB接口、mini usb接口、Type-C接口、lightning接口、音频输出专用接口中的一种或多种，亦可为其它已知或未知的可至少传输音频数据的有线传输方式。图1所示的麦克风组件100即采用一种有线传输方式，其中麦克风组件100还包括通过线缆140与控制电路电性连接的音频输出专用接头130。所述音频传输专用接头130可以为3.5mm二芯音频输出接头。

所述供电单元用于提供麦克风组件工作时的所需电源，其可以是通过纽扣电池或可充电电池供电的供电电路模组，亦可是通过外部输入电源为本装置供电的供电管理模组，还可以是基于有线通信接口自取电的电路模组。

在一种较佳实施例中，所述罩体上还设置有与所述控制电路电性连接的感应单元(图中未示出)，所述感应单元用于检测所述麦克风组件的使用状态，并在检测到麦克风组件被使用时(如检测到凹腔内部光线变暗、凹腔表面温度升高等，则可认为麦克风组件被佩戴并应进入使用状态)，产生第一感应信号，所述控制电路检测到所述第一感应信号时，开启所述麦克风，以使得麦克风进入采集音频信息的工作状态；而在检测到所述麦克风组件被闲置时(如检测到凹腔内部光线变亮、凹腔表面温度降低等，则可认为麦克风组件被摘下并应停止使用)，则产生第二感应信号，控制电路检测到所述第二感应信号时，关闭所述麦克风，以降低功耗，延长麦克风组件的待机时间。

所述感应单元可以采用现有的或未来将有的各种可检测麦克风组件中所接收到的温度变化、光线变化、声波变化、压力变化、位置变化等的感应技术实现，例如，可以被具体实施为红外传感器、压力传感器、振动传感器中的一种或多种，其可以被设置在罩体上的任何合适位置，如凹腔的空腔内、罩内内部等等，具体根据所采用的感应单元类型而定。

考虑到声音信号在封闭空间传播时，受到腔体结构、材质等影响，可能会出现失真、混响等现象，而影响麦克风所采集的声音质量，因此，在另一种较佳实施例中，所述控制电路还可以包括信号处理单元，用于对麦克风所采集的声音信号进行频谱曲线调整，消除混响，获得接近开放环境时的声音信号，所述控制单元控制所述通信单元输出信号单元处理后的声音信号。所述信号处理单元具体可以用于执行包括EQ(Equalizer，均衡)处理、混响消除等各种已知的或未来可采用的音频处理方法。

本实施例所提供的音频设备，在设计麦克风组件的隔音结构的同时，采用信号处理单元对用户声音信号的频谱曲线调整，不仅具有物理隔音的优势，还可以有效消除声波在狭小且密闭空间中的扭曲、失真以及非正常的混响，而获得接近开放环境中的声音效果，提高声音采集质量。因此本实施例的音频设备相对现有技术，可以提供隔音效果更佳、声音质量更优的用户体验，其可以适用于多种应用场景，使得人们不论是在会议室、课堂、音乐厅、体育场、图书馆、教堂、公交车、高铁、会所、酒吧等场所，亦或在喧嚣的清晨，在寂静的午夜，均可自由说话、歌唱，而不用担心打扰别人，也不用担心通话对方听不清或自己传给对方的声音难听，更不用担心隐私泄露。

实施例2：

如图4所示，本实施例提供的一种音频设备具有可分离的耳机和麦克风结构，其中包括相互分离设置的耳机组件400和麦克风组件100。

所述麦克风组件100可以为与实施例1相同或相似的可隔音麦克风组件。

所述耳机组件400可以为头戴式耳机、耳挂式耳机或入耳式耳机等，其具有扬声器以播放所接收的音频。在一种较佳实施例中，所述耳机组件400包括左扬声器410、右扬声器420、连接左右扬声器的连接部430及控制电路(图中未示出)。

所述连接部430可以被设计为耳机支架、头箍、软带、连接线缆等，其中设置有导线。所述左扬声器410和右扬声器420内分别设置有扬声器单元。所述扬声器单元通过导线与控制电路电性连接。

如图5-1所示，所述耳机组件400的控制电路包括通信单元、微处理单元和供电单元。

其中，微处理单元用于实现所述耳机组件400的中央控制，包括但不限于通信控制、数据处理、播放控制等。

所述通信单元用于所述耳机组件400与外界进行数据交互，包括但不限于从外部设备接收远端音频信号，或从麦克风组件100接收麦克风采集的本地音频信号。所述通信单元可以采用有线传输方式和/或无线通信方式。即，所述通信单元可以为有线传输方式，如通过设置USB接口、micro USB接口、mini usb接口、Type-C接口、lightning接口、音频输出专用接口等各种有线传输接口中的一种或多种与外界进行数据交互；所述通信单元还可以为无线通信方式，如采用无线通信模组基于无线通信协议与外部通信；所述通信单元还可以同时采用无线通信方式和有线通信方式，以提供多种数据交互的渠道。

如图5-1所示的一种具体实施方式为，所述耳机组件400采用无线通信方式与外部设备通信；同时采用有线或无线通信方式与麦克风组件100进行数据交互。但应当理解的是，具体实施时可以根据实际需求灵活设计，而不局限于本文中实施例的描述，这些基于本文描述做出的适应性的改动或改进都应在本实用新型的保护范围之内。

如图5-1所示，所述耳机组件400具有两种通信单元：无线通信单元及麦克风连接单元。

所述耳机组件400通过无线通信单元基于无线通信协议与外部设备通信，以接收来自外部设备的远端音频信号，所述微处理单元用于将所述远端音频信号进行处理后通过左扬声器410和/或右扬声器420的扬声器单元播放。

本文中所述无线通信协议可以是标准无线协议，也可以是专用无线协议或私有无线协议。本文所用术语“标准无线协议”是指任何开放或公开可用的无线协议，包括标准机构或组织提供或发布的任何无线协议，如蓝牙技术规范、Wi-Fi等等。本文所用术语“专有无线协议”或“私有无线协议”是指除标准无线协议之外的任何无线通信协议。

本文中所述外部设备可以是手机、电脑、电视、无线音箱、车载音箱、游戏机等各种媒体播放器、手持计算机、游戏设备、电视或音频接收装置。其可以是按独立装置的形式提供的电子设备，如手机、电脑等，亦可是作为嵌入式系统提供的电子设备，如车载音箱、家庭影院等。这些仅是说明性的例子，本实用新型对此不做具体限定。

相应的，如图3和5-1所示，所述麦克风组件100的通信单元采用有线数据传输方式，可以为用于与所述耳机组件400电性连接以进行数据交互，特别是将麦克风采集的本地音频信号传输至所述耳机组件400的耳机连接单元。

所述麦克风组件100的控制单元还用于监测所述耳机连接单元的连接状态，当检测到耳机组件400通过耳机连接单元与所述麦克风组件100电性连接后，即将基于所述麦克风采集的本地音频信号获得的所述本地音频信号输出至所述耳机组件400。

再如图5-1所示，所述左、右扬声器中的扬声器单元用于在所述微处理单元的控制下实现音频信号播放。

所述麦克风连接单元用于与麦克风组件有线连接。所述微处理单元还用于检测所述麦克风连接单元的连接状态，当检测到麦克风组件100通过麦克风连接单元与麦克风组件100电性连接后，即接收来自麦克风组件100的本地音频信号，并将所述本地音频信号通过所述扬声器单元播放，或者将所述本地音频信号与所述远端音频信号混合后再通过所述扬声器单元播放，或者控制所述左、右扬声器的扬声器单元分别播放远端音频信号和本地音频信号。所述微处理单元还用于在耳机组件400基于无线通信协议与如手机等外部设备通信时，将所述本地音频信号经音频信号处理后，通过所述无线通信单元发送给外部设备，从而实现与外部设备的通话功能。

所述耳机组件400和麦克风组件100的供电单元可以是通过纽扣电池或可充电电池供电的供电电路模组，亦可是通过外部输入电源为本装置供电的供电管理模组，还可以是基于有线通信接口自取电的电路模组。二者可以相同，亦可不同。

作为一种可选实施例，所述麦克风连接单元可以为音频插座或音频插头，相应的，所述耳机连接单元可以为音频插头或音频插座。如图4中示例性的显示了麦克风连接单元为麦克风插座mic in 440，耳机连接单元为3.5mm麦克风插头。

参考图5-1，作为一种可选实施例，所述麦克风组件100的控制电路中可以不包含实施例1所述的信号处理单元，而是由耳机组件400的控制电路承担相关的信号处理工作，即所述耳机组件400的控制单元包含信号处理单元，用于对来自麦克风组件的本地音频信号进行频谱曲线调整，获得接近开放环境时的声音效果。如此则可降低麦克风组件100的控制电路的复杂度，进而降低成本。另外，所述信号处理单元亦可承担耳机组件400中的其它信号处理流程，包括但不限于丢包补偿、数模转换、模数转换等。

图5-2所示为本实施例的另一种可选方式，其中与图5-1所示方式不同的是，所述耳机组件400通过有线传输接口与外部设备进行数据交互，接收外部设备输入的远端音频信号，和/或将本地音频信号输出给外部设备。作为一种典型的应用场景，所述音频设备可以为具有可分离麦克风组件的蓝牙耳机。所述麦克风组件100可以通过3.5mm麦克风插头130插接在蓝牙耳机的mic in插座440上。所述mic in插座440可以设置在蓝牙耳机的左扬声器410侧或右扬声器420侧，也可以在左扬声器侧和右扬声器侧均设置有麦克风插座micin440，以便用户根据自己的使用习惯选择其中之一接插麦克风组件。

所述蓝牙耳机的音频插座440未被插入麦克风组件的音频插头130时，其被用作音频播放设备，即蓝牙耳机与外部设备基于蓝牙无线通信协议建立蓝牙通信连接，自所述外部设备接收远端音频信号，并经无线通信单元的射频收发机解调为对应的基带数据，然后，经过微处理单元中的基带数据和协议处理单元恢复出控制信息和远端音频信号数据，并把远端音频信号数据送至信号处理单元做进一步的处理，如丢包补偿、数模转换等，从而获得适于扬声器播放的音频信号，再通过左、右扬声器中的扬声器单元播放所述音频信号。由此则完成单纯的音频接收和播放功能。

当所述蓝牙耳机的音频插座440被插入麦克风组件的音频插头130时，其可被用作音频采集及播放设备。此时与普通的市售蓝牙耳机的功能相同，即可在接收并播放来自外部设备的远端音频信号的同时，可将麦克风采集的本地音频信号经信号处理后，通过无线通信单元发射至外部设备，从而实现与外部设备的音频交互，如语音通话功能等。另外，也可以同时具有耳返功能，即将麦克风采集的本地音频信号在所述耳机组件中播放。

本实施例所提供的音频设备，由于其具有可分离的耳机组件400和麦克风组件100的结构，在未接入麦克风组件时，该音频设备可被当作单纯的音频播放设备使用，而在接入麦克风组件时，该音频设备可被当作语音通话设备使用。同时，麦克风组件亦可利用耳机组件的对外数据传输功能，将所采集的音频信号传输到外部设备，特别是无麦克风专用插座mic in的外部设备。这在目前电脑、手机、智能电视上越来越少配置麦克风专用插座mic in的情况下将非常适用。因此本音频设备相对现有技术使用更加方便、灵活，适用范围也更广泛。并且由于麦克风组件具有隔音结构，因此本音频设备不仅适用于普通环境，还可适用于各种需要屏蔽自己的语音或环境声音的场合，可有效降低环境噪声，增强谈话私密性。而由于麦克风组件可插接到耳机组件上，从而可利用耳机的耳返功能听到自己的声音，以及时调整音量、纠正发音、观察麦克风采集的音频质量等。

实施例3

如图6所示，与实施例2不同的是，本实施例所提供的音频设备中，所述耳机组件400和/或麦克风组件100上，所述通信单元除用于耳机组件和麦克风组件交互数据的通信单元，即实施例2中的耳机连接单元和麦克风连接单元之外，还可以设置一个或多个用于与采用不同音频数据传输方式的外部设备进行有线数据传输的有线传输接口，如图6中示例性显示的有线传输接口610和620。

参考图6和图7，作为一种可选的实施方式，所述有线传输接口设置在所述耳机组件400上，且与耳机组件400的微处理单元电性连接。

当所述有线传输接口与外部设备电性连接后，所述微处理单元控制所述耳机组件400通过所述有线传输接口与外部设备进行数据交互，包括但不限于接收来自外部设备的音频数据，将所述麦克风组件采集的音频数据传输至所述外部设备，接受外部设备对本音频设备中的耳机组件、麦克风组件的控制等。

所述有线传输接口可以为USB接口、micro USB接口、mini usb接口、Type-C接口、lightning接口、线路输入line in接口中的一种或多种，亦可为其它已知或未知的音频数据有线传输接口。

作为一种典型的应用场景，所述音频设备可以为与实施例2中相似的具有可分离麦克风组件的蓝牙耳机。但与实施例2中不同的是，所述蓝牙耳机上还设置有线路输入linein插孔610。所述微处理单元自line in插孔610接收到来自外部设备的第三音频信号后，可控制所述扬声器单元播放所述第三音频信号，这将进一步为耳机提供更加丰富的使用方法。例如，用户可以通过line in插孔610连接外部音源设备，如电吉他效果输出器、CD机等，以输入伴奏音乐，同时通过mic in插孔440插接所述麦克风组件，以采集用户的语音信号，并通过耳机的扬声器单元同时播放伴奏音乐和语音信号，从而实现卡拉OK功能。

作为另一种典型的应用场景，所述音频设备可以为与实施例2中相似的具有可分离麦克风组件的蓝牙耳机。但与实施例2中不同的是，所述蓝牙耳机上设置的有线传输接口包括micro USB插孔620和line in插孔610。所述供电单元与所述micro USB插孔620电性连接，以接收外部设备对所述蓝牙耳机充电或供电。所述微处理单元与所述micro USB插孔620电性连接，以与外部设备进行有线数据交互。并且，所述微处理单元还可用于将来自micin插孔440输入的麦克风组件采集的本地音频信号处理后通过所述micro USB插孔620传输至外部设备，或者将来自line in插孔610输入的第三音频信号和来自mic in插孔440输入的本地音频信号进行混合处理后，通过所述micro USB插孔620传输至外部设备。例如，用户可基于本音频设备，实现手机上的微信语音聊天，或者在卡拉OK时，将演唱的录音传输到手机上。

作为第三种典型应用场景，所述有线传输接口可以被设置为一端被集成在耳机组件本体上且内部通过导线与所述控制电路电性连接的电缆，电缆的另一端(或称远端)为有线传输接口的插头，一般可采用音频传输插头，如lightning插头、3.5mm音频连接器插头等，这样，该音频设备可以通过该插头(如，lightning插头或四接触型TRRS插头等)直接与外部设备(如手机)有线连接，从而兼备与外部设备无线通信和有线通信的功能。

作为第四种典型应用场景，所述有线传输接口可以为USB接口、micro USB接口、mini usb接口、Type-C接口、lightning接口中的一种接口类型的插孔，如此则用户可以使用在两端均具有适配的插头连接器的双头电缆将所述音频设备与外部设备有线连接。

在其它可选实施方式中，所述有线传输接口还可以被设置在麦克风组件100上，或者二者均设置，其具体实施方式与上述设置在耳机组件上相同或相似，此处不再赘述。

作为一种可选实施方式，本实施例中的所述音频设备还可以包括耳机组件400和两个麦克风组件，其中耳机组件400和麦克风组件100可以与实施例1或实施例2中的麦克风组件100相同，为隔音的麦克风组件。而第二麦克风组件600则可为无隔音的麦克风组件，即第二麦克风组件600的麦克风本体上不具有隔音结构。其包括耳机连接单元、麦克风，以及将耳机连接单元和麦克风电性连接的连接件，图6所示为连接杆，还可以实施为连接线缆、连接架等各种适宜的形式。所述第二麦克风组件600通过耳机连接单元与所述耳机组件400的麦克风连接单元电性连接，并将其麦克风采集的声音信号传输至所述耳机组件400。

如此，用于在使用本音频设备时，由于两种麦克风组件均为可分离结构，因此用户可根据需要，在需要隔音或语音保密时，选择可隔音的麦克风组件插接到耳机组件上，而在不需要隔音或语音保密时，选择使用无隔音的麦克风组件。

本实施例所提供的音频设备，在具有隔音功能的同时，利用多种类型的传输接口和传输方式，扩展了音频设备的适用范围，增加本音频设备的通用性。而耳机组件与麦克风组件的可分离式结构，以及与无隔音麦克组件600、隔音麦克风组件100的配套设计，也为本音频设备的使用和携带提供了极大的灵活性和方便性。

实施例4：

如图8所示，与实施例1、2和3不同的是，本实施例提供的音频设备中，耳机组件和可隔音的麦克风组件采用无线通信方式。

其中，所述耳机组件的控制电路包括无线通信单元、微处理单元、信号处理单元和供电单元。

所述麦克风组件的控制电路包括无线通信单元、控制单元、感应单元和供电单元。

本实施例提供的音频设备中，由于耳机组件和麦克风组件分别具有无线通信单元，因此可以基于预定的无线通信协议进行无线通信。所述无线通信可以在耳机组件、麦克风组件及外部设备中任意两方之间进行。例如，耳机组件可以通过无线通信单元与外部设备通信，接收来自外部设备的远端音频信号，并通过左、右扬声器的扬声器单元播放。耳机组件还可通过无线通信单元与麦克风组件通信，接收来自麦克风组件的本地音频信号，并播放或者向外部设备转发本地音频信号。麦克风组件亦可通过无线通信单元与外部设备通信，以向外部设备发送本地音频信号，或者接收来自外部设备的远端音频信号，并转发至所述耳机组件。

作为一种典型应用场景，本实施例提供的音频设备可用作具有隔音功能的蓝牙无线耳机，其与手机实现语音通话过程如下：

耳机组件分别与手机和麦克风组件建立蓝牙无线通信连接；

手机基于第一通信链路向耳机组件发送远端音频信号数据包；相应的，耳机组件接收所述远端音频信号数据包；

麦克风组件基于第二通信链路向耳机组件发送本地音频信号数据包，相应的，耳机组件接收所述本地音频信号数据包；

基于预定的无线通信协议，手机和麦克风组件被设置为分时发送音频数据包，使得所述耳机组件可以在一个通信间隔(Interval)内，在手机发送时隙接收远端音频信号数据包包，在麦克风组件发送时隙接收本地音频信号数据包。

为实现语音通话，耳机组件还需要在手机的接收时隙中将所述本地音频信号数据包转发给手机。

耳机组件的微处理单元及信号处理单元还将接收到的远端音频信号数据包进行相关处理后获得远端音频信号，从而通过耳机组件的扬声器单元播放。如果远端音频信号为立体声信号，则微处理单元将控制远端音频信号中的左声道信号传输至左扬声器的扬声器单元播放，同时将其右声道信号传输至右扬声器的扬声器单元播放。

如此，则实现了以耳机组件作为中继的无线语音通话过程。

显然，依据本实施例的描述，还可以以麦克风组件作为中继实现上述无线语音通话过程。其具体技术细节与上述过程相似，此处不再赘述。

显然，在不冲突的情况下，本实施例亦可结合实施例1、2、3中的部分技术特征，获得更丰富功能和应用，其具体技术细节可参照前述实施例，此处不再赘述。

本实施例提供的音频设备中，耳机组件和麦克风组件分离设置，并基于无线通信协议通信，因此可用作单独的音频收听设备、单独的音频采集设备、单独的音频采集及播放设备、以及语音通话设备、语音传输设备等多种功能设备；同时具有可隔音的罩体设计的麦克风组件更兼备隔音、降噪，维护私密性等优点，其适用范围更加广泛。

实施例5：

如图9所示，本实施例提供的音频设备包括耳机组件和麦克风组件。其中，所述耳机组件为头戴式耳机、耳挂式耳机或入耳式耳机，其至少具有左扬声器和右扬声器。所述左扬声器和右扬声器中之一为主扬声器，另一为从扬声器，其中主扬声器用于向从扬声器转发音频数据。

如图10所示，所述主扬声器中包括控制电路及扬声器单元，所述控制电路至少包括无线通信单元、供电单元和微处理单元；

所述从扬声器中包括控制电路及扬声器单元，所述控制电路至少包括无线通信单元、供电单元和微处理单元。

所述主扬声器和从扬声器可以为分体式结构，即均为独立的耳机装置，且相互之间通过无线通信单元基于预定的无线通信协议，进行主从结构的无线通信。在一些实施例中，主扬声器的无线通信单元可以被配置为双无线电模式，分别用于执行主扬声器和从扬声器之间的无线通信，和主扬声器和外部设备之间的无线通信；在另一些实施例中，主扬声器的无线通信单元可以被配置为单无线电模式，并采用时分复用方式实现主扬声器和从扬声器之间的无线通信，和主扬声器和外部设备之间的无线通信。

所述主扬声器和从扬声器的控制电路可以相同也可以不同。它们可以在出厂时被设置为主扬声器和从扬声器，也可以由用户在使用时设置，或者由左、右扬声器根据各自与外部设备的通信距离及通信质量自动确定。

本实施例中的麦克风组件可以为与前述实施例中相同的可隔音的麦克风组件。

本实施例与实施例4不同的是，所述耳机组件中的主扬声器与外部设备、麦克风组件进行无线通信，从扬声器仅与主扬声器进行无线通信。在音频播放时，从扬声器接收来自主扬声器转发的音频数据并与主扬声器同步播放。

作为一种典型应用场景，本实施例提供的音频设备可用作具有隔音功能的蓝牙无线耳机，其与手机实现语音通话过程如下：

主扬声器分别与手机和麦克风组件建立蓝牙无线通信连接；主扬声器与从扬声器也建立无线通信连接，该无线通信连接可以为蓝牙无线通信连接，亦可为其它短距离无线通信连接。主扬声器采用分时方式分别与手机、麦克风组件和从扬声器通信。

手机基于第一通信链路向主扬声器发送远端音频信号数据包；相应的，主扬声器接收所述远端音频信号数据包；

麦克风组件基于第二通信链路向主扬声器发送本地音频信号数据包，相应的，主扬声器接收所述本地音频信号数据包；

基于预定的无线通信协议，主扬声器在一个通信间隔(Interval)内，在手机发送时隙接收远端音频信号数据包，在麦克风组件发送时隙接收本地音频信号数据包。

同时，为实现语音通话，主扬声器在手机的接收时隙中将所述本地音频信号数据包转发给手机。

主扬声器的微处理单元还将接收到的远端音频信号包在转发时隙中基于第三通信链路向从扬声器转发。如果远端音频信号为立体声信号，则主扬声器将远端音频信号包中的与从扬声器对应声道的音频数据提取后再向从扬声器转发。

如此，则实现了以主扬声器作为中继的无线语音通话过程。

显然，在不冲突的情况下，本实施例亦可结合前述实施例中的部分技术特征，获得更丰富功能和应用，其具体技术细节可参照前述实施例，此处不再赘述。

本实施例的其它典型应用场景或其它变形结构的实现可以参照前述实施例，此处亦不再赘述。

实施例6：

作为一种具体实施方式，如图11所示，本实施例提供的一种音频设备，与实施例5不同的是，所述耳机组件包含的分体式设置的左扬声器和右扬声器具有监听(snoop)麦克风组件与外部设备的通信的功能，左扬声器、右扬声器基于所述无线通信单元进行对等结构的无线通信。

所述麦克风组件基于预定的无线通信协议(如蓝牙协议)与外部设备建立通信连接，并建立第一无线通信链路，至少用于麦克风组件接收来自外部设备的远端音频信号，并向外部设备发送麦克风组件采集声音信号而形成的本地音频信号；需要说明的是，麦克风组件如果不需要远端音频信号，则可以不接收或者接收后抛弃。

所述麦克风组件基于预定的无线通信协议(如近场磁感应技术(NFMI)，或者自定义蓝牙协议)分别与左扬声器和右扬声器建立通信连接，并与左扬声器建立第二无线通信链路，与右扬声器建立第三无线通信链路，所述麦克风组件将其与外部设备的无线链路参数分别传递给左扬声器和右扬声器，包括外部设备的蓝牙地址，蓝牙时钟，加密钥匙(LinkKey)，外部设备与麦克风组件之间的同步字序列等，便于主扬声器和从扬声器能同步麦克风组件同外部设备之间的蓝牙无线连接的信道和时隙，因而接收外部设备发送给麦克风组件的链路信息和远端音频信号。

因此，左右扬声器采用监听方式接收到外部设备发送的远端音频信号，并可实现音频播放。另外，左、右扬声器还可以基于与麦克风组件的无线通信链路，接收来自麦克风组件的本地音频信号，并播放。

如图12所示，作为另一种具体实施方式，本实施例提供的音频设备中，左、右扬声器中的一个(为描述简便，以下将以左扬声器为例，具体实施时，亦可为右扬声器)与所述外部设备建立无线通信连接，并建立第一无线通信链路，至少用于左扬声器接收来自外部设备的远端音频信号；

左扬声器与右扬声器基于预定的无线通信协议建立无线通信连接，并建立第二无线通信链路，所述左扬声器将其与外部设备的无线链路参数通过所述第二无线通信链路分享给右扬声器；

右扬声器基于该无线链路参数接收外部设备发送给左扬声器的链路信息和远端音频信号。

麦克风组件与所述左扬声器建立无线通信连接，并建立第三无线通信链路，至少用于麦克风组件将采集的本地音频信号发送给左扬声器。同时，所述左扬声器还基于所述第一无线通信链路向外部设备发送所述本地音频信号，所述左扬声器还可以基于所述第二无线通信链路将本地音频信号发送给右扬声器，以实现本地音频信号在耳机组件中的播放。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种音频设备，其特征在于，包括麦克风组件；

所述麦克风组件包括麦克风组件本体、以及设置于麦克风组件本体内的麦克风和控制电路；

所述麦克风组件具有可配合人脸形成封闭空间的隔音结构，所述麦克风采集用户在所述隔音结构的封闭空间中发出的声音信号；

所述麦克风组件的控制电路中设置有通信单元，基于所述通信单元，所述麦克风组件与外界进行数据交互，其中包括将所述麦克风采集的音频信号向外传输。

2.如权利要求1所述音频设备，其特征在于：所述麦克风组件的控制电路中还包括信号处理单元；所述信号处理单元与所述通信单元电性连接，所述信号处理单元对麦克风所采集的声音信号进行频谱曲线调整，并通过所述麦克风组件的通信单元输出调整后的声音信号。

3.如权利要求1所述音频设备，其特征在于：所述麦克风组件本体上设置有感应单元，所述感应单元与所述控制电路电性连接；

所述感应单元用于检测所述麦克风组件的使用状态，并在检测到麦克风组件被使用时，产生第一感应信号，所述控制电路检测到所述第一感应信号时，开启所述麦克风；所述感应单元在检测到所述麦克风组件被闲置时，产生第二感应信号，所述控制电路检测到所述第二感应信号时，关闭所述麦克风。

4.如权利要求1所述音频设备，其特征在于：所述麦克风组件的通信单元中包括无线通信单元。

5.如权利要求1所述音频设备，其特征在于：所述麦克风组件基于其通信单元与外部设备通信，以接收来自外部设备的远端音频信号，和/或向外部设备传输本地音频信号。

6.如权利要求1所述音频设备，其特征在于：所述麦克风组件上设置有一个或多个有线传输接口，用于与一个或多个外部设备进行有线数据传输。

7.如权利要求1所述音频设备，其特征在于：还包括第二麦克风组件，所述第二麦克风组件为无所述隔音结构的麦克风组件，其包括耳机连接单元、麦克风，以及将耳机连接单元和麦克风电性连接的连接件。

8.如权利要求1至7中之一所述音频设备，其特征在于：所述麦克风组件具有可配合人脸形成封闭空间的隔音结构，具体包括：

所述麦克风组件本体为内部具有凹腔的罩体，所述凹腔的开口部具有至少符合人体口腔区域特征的形状，其被覆盖于人的口腔区域时，使凹腔内形成封闭空间；

所述凹腔的开口部设置有隔音件，或者所述凹腔的开口部由隔音材料制成；

所述凹腔中设置有隔音层，

所述麦克风设置于凹腔内。

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