CN220545118U - 一种拾音装置及摄像设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及收音技术领域，尤其涉及一种拾音装置及摄像设备。拾音装置包括壳体、第一麦克风和第二麦克风，壳体设有第一收音孔和第二收音孔；第一麦克风设于壳体内，第一收音孔与第一麦克风通过第一通道连通；第二麦克风设于壳体内，第一收音孔与第二麦克风通过第二通道连接，第二收音孔与第二麦克风通过第三通道连接；其中，第一通道和第二通道部分重叠，第一通道和第二通道的长度相等，第一麦克风与第二麦克风之间具有预设指向性差异。本申请实施例的拾音装置及摄像设备，通过对第一麦克风的声音信号和第二麦克风的声音信号进行相位增减实现指向性收音，具有较好的指向性收音效果。

Description

一种拾音装置及摄像设备

技术领域

本申请涉及收音技术领域，尤其涉及一种拾音装置及摄像设备。

背景技术

随着科技的发展与社会的进步、社交自媒体的流行，许多摄像设备开始被广泛的使用，用以提升摄影质量并丰富拍摄方式。

摄像设备一般具备多个空间间隔的麦克风，同一声源的声波传递至不同麦克风时，会产生差异，例如相位差、时间差和空间差异。通过算法分析相位差、时间差和空间差异，能够确定声源的位置，实现指向性收音，还能够降低周边环境噪声及回声的影响。

但是摄像设备的体积通常较小，麦克风的间距小，导致各个麦克风接收的声音信号的差异小，进而导致指向性收音效果变差，甚至不满足产品要求。

实用新型内容

本申请实施例旨在提供一种拾音装置及摄像设备，以至少能够改善拾音装置的指向性收音效果差的问题。

为解决上述技术问题，本申请实施方式采用的一个技术方案是：提供一种拾音装置，所述拾音装置包括壳体、第一麦克风和第二麦克风，所述壳体设有第一收音孔和第二收音孔；所述第一麦克风设于所述壳体内，所述第一收音孔与所述第一麦克风通过第一通道连通；所述第二麦克风设于所述壳体内，所述第一收音孔与所述第二麦克风通过第二通道连接，所述第二收音孔与所述第二麦克风通过第三通道连接；其中，所述第一通道和所述第二通道部分重叠，所述第一通道和所述第二通道的长度相等，所述第一麦克风与所述第二麦克风之间具有预设指向性差异。

在一些实施例中，所述第二麦克风包括第一收音部和第二收音部，所述第一收音孔和所述第一收音部通过所述第二通道连通，所述第二收音孔和所述第二收音部通过所述第三通道连通。

在一些实施例中，所述第一收音部和所述第二收音部相背设置。

在一些实施例中，所述第一通道为直型通道，所述第二通道和所述第三通道设有拐角。

在一些实施例中，所述第二通道和所述第三通道关于所述第二麦克风对称设置。

在一些实施例中，所述第二通道和所述第三通道设有直角拐角。

在一些实施例中，所述第二通道与所述第三通道的长度之和小于或等于17mm。

在一些实施例中，所述第一通道、所述第二通道的截面相同。

在一些实施例中，所述第一麦克风为全指向性麦克风，所述第二麦克风为指向性麦克风。

为解决上述技术问题，本申请实施方式采用的另一个技术方案是：提供一种摄像设备，所述摄像设备包括如上任一项所述的拾音装置。

区别于相关技术的情况，本申请实施例的拾音装置及摄像设备，第一通道和第二通道均通过第一收音孔传入声音，第一通道和第二通道部分重叠，第一通道和第二通道的长度相等，因此第一麦克风接收的声音信号的幅值和相位与第二麦克风经由第一收音孔接收的声音信号的幅值和相位是相同的，并且第一麦克风与第二麦克风之间存在预设指向性差异，因此通过对第一麦克风的声音信号和第二麦克风的声音信号进行相位增减就可以实现指向性收音，且具有较好的指向性收音效果。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本申请实施例的摄像设备的结构示意图；

图2是本申请实施例的摄像设备的主视图；

图3是图2中A-A处的剖视图；

图4是图3中B处的局部放大图；

图5是本申请实施例的拾音装置的一种相位叠加示意图；

图6是本申请实施例的拾音装置的一种相位图。

具体实施方式中的附图标号如下：

100、摄像设备；

1、拾音装置；

11、壳体；111、第一收音孔；112、第二收音孔；113、第一通道；114、第二通道；115、第三通道；

12、第一麦克风；

13、第二麦克风；131、第一收音部；132、第二收音部；

2、底座；3、旋转座。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施例，对本申请进行更详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”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申请实施例和简化描述，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申请实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个及以上，除非另有明确具体的限定。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本申请不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

对于便携式摄像设备而言，例如对于手机、运动相机或云台相机等，其体积一般较小，使得麦克风阵列中麦克风的间距较小，麦克风之间的空间分离度也较小，从而导致麦克风阵列的指向性变差，甚至不满足产品要求。

为解决上述技术问题，如图1和图2所示，本申请实施例提供一种摄像设备100，摄像设备100可以为手机、运动相机或云台相机。摄像设备100包括拾音装置1，拾音装置1用于接收和/或录制声音，实现收音效果增强的需求。如图3和图4所示，拾音装置1包括壳体11、第一麦克风12和第二麦克风13，第一麦克风12和第二麦克风13均设置于壳体11内。壳体11用于容置和保护第一麦克风12及第二麦克风13，第一麦克风12和第二麦克风13用于接收声音。

对于上述壳体11，如图4所示，壳体11设有第一收音孔111和第二收音孔112。第一收音孔111和第二收音孔112均用于声音传入。第一收音孔111与第一麦克风12通过第一通道113连通；第一收音孔111与第二麦克风13通过第二通道114连接，第二收音孔112与第二麦克风13通过第三通道115连接。则第一麦克风12能够经由第一收音孔111接收声音，第二麦克风13能够经由第一收音孔111和第二收音孔112接收声音。

其中，壳体11可以大致呈长方体，壳体11可以为塑胶材料制成，以实现支撑和防护功能，同时使摄像设备100轻量化。在一些实施例中，壳体1为弹性材质，例如为硅胶或者橡胶材质，有利于麦克风隔振。壳体11的形状和结构此处不作限定，可以在设计时对其进行调整，例如，壳体11可以为圆柱形等。

第一收音孔111和第二收音孔112大致呈圆形通孔，第一收音孔111和第二收音孔112贯穿壳体11，以使外界声音传入壳体11内。第一收音孔111和第二收音孔112的尺寸为通用收音孔尺寸，在一些实施方式中，在不影响收音效果的前提下，第一收音孔111和第二收音孔112处设有防尘网，以减少灰尘通过收音孔进入壳体11内。

需要说明的是，根据声波传导理论，利用多个麦克风收集到的声音信号可以将某一方向传来的声音信号增强或抑制。即多个麦克风组成的麦克风阵列具有指向性，通过麦克风阵列的指向性，可以将噪声环境中特定方向的声音信号有效的增强，从而能够抑制其他方向的噪声。并且，麦克风阵列的指向性是可以通过程序进行实时控制，从而无需麦克风时刻指向声源方向，对于运动录音设备，例如运动相机或者云台相机等，具有重要的意义。

可以理解的是，麦克风阵列中，各个麦克风的空间位置不同，各个麦克风接收到的声音信号的会产生差异，各个麦克风之间的间距越大，该差异越大。该差异越大，则麦克风之间的空间分离度也越大，有利于提高麦克风阵列的指向性。亦即，麦克风阵列的指向性与麦克风的间距有关，在合理的范围内，麦克风的间距越大，麦克风阵列的指向性越好。

而在本申请实施例中，如图4所示，第一通道113和第二通道114均通过第一收音孔111传入声音，第一通道113和第二通道114部分重叠，第一通道113和第二通道114的长度相等，因此第一麦克风12接收的声音信号的幅值和相位与第二麦克风13经由第一收音孔111接收的声音信号的幅值和相位是相同的，或者存在可忽略不计的微小差异，从而第一麦克风12和第二麦克风13在空间位置上可以视为空间位置相同。通过对第一麦克风12的声音信号和第二麦克风13的声音信号进行相位增减就可以实现对不同方向的收音，即实现指向性收音。

接下来以第一麦克风12为全指向性麦克风，第二麦克风13为指向性麦克风为例进行说明。其中，第二麦克风13具体为8字型指向性麦克风。可选的，第二麦克风13为MEMS(Micro Electro Mechanical System，微型机电系统)麦克风，MEMS麦克风包括MEMS芯片、ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专门应用的集成电路)芯片、基板和外壳，基板和外壳均设置有声孔。

将全指向性麦克风和8字型指向性麦克风进行叠加，可以得到如图6所示的相位图。具体叠加过程如图5所示，图5中“M”代表麦克风的位置，“+1”表示叠加，“-1”表示抵消，通过将8字型指向性麦克风的一侧的信号与全指向性麦克风的信号叠加，将8字型指向性麦克风的另一侧的信号与全指向性麦克风的信号抵消，即可得到如图6所示的心型的相位图。

图6中，极角坐标为角度[deg]，极径坐标为标准增益[dB]，声源频率为1000Hz。从图6中可以看出，全指向性麦克风和8字型指向性麦克风进行叠加，可得到心型的相位图，能够只接受心型所朝向的一侧的声音，而抑制其他方向的噪声。此时，通过增加8字型指向性麦克风的声音信号的叠加比率，还可以实现超心型的相位图。

在一些实施例中，可以将全指向性麦克风的信号削减为零，即只通过8字型指向性麦克风接收声音，这里以8字型指向性麦克风的朝向为第一方向和第一方向的反方向为例，则可以实现朝向为第一方向和第一方向的反方向的8字型的相位图。

在一些实施例中，可以将全指向性麦克风的信号减去8字型指向性麦克风的信号，则可以得到朝向为第二方向和第二方向的反方向的8字型的相位图。其中，第二方向垂直于第一方向。

从而当第一麦克风12为全指向性麦克风，第二麦克风13为8字型指向性麦克风时，能够实现两个方向的心型指向以及两个方向的8字型指向。

需要说明的是，第一麦克风12与第二麦克风13之间需要具有预设指向性差异，即第一麦克风12与第二麦克风13的指向性不同。其中，第一麦克风12与第二麦克风13可以均为指向性麦克风并且指向性不同，也可以其中一个为指向性麦克风而另一个为全指向麦克风。例如第一麦克风12的指向性朝向第一方向，第二麦克风13的指向性朝向第一方向的反方向，则通过相位的增减可以实现朝向第一方向的指向性、朝向第一方向的反方向的指向性和分别朝向第一方向及第一方向的反方向的双向指向性。若第一麦克风12和第二麦克风13的指向性相同，则通过相位的增减也无法实现指向性的改变。

可以理解的是，第一麦克风12和第二麦克风13之间的预设指向性差异越大，本申请的拾音装置1的指向性收音效果也越好。因此本申请的第一麦克风12和第二麦克风13之间无需设置较大的间距，也能够实现指向性收音。通过改变第一麦克风12和第二麦克风13之间的预设指向性差异，即可在便携式摄像设备100，例如手机、运动相机或云台相机等较小尺寸的摄像设备100实现较好的指向性收音效果，并且抑制其他方向的噪声。其中，预设指向性差异是指第一麦克风12的指向性与第二麦克风13的指向性在方向上的差异，第一麦克风12的相位图与第二麦克风13的相位图的重叠角度越小，该预设指向性差异就越大。

在一些实施例中，如图4所示，第二麦克风13包括第一收音部131和第二收音部132，第一收音孔111和第一收音部131通过第二通道114连通，第二收音孔112和第二收音部132通过第三通道115连通。则第一收音部131经由第一收音孔111接收声音，第二收音部132经由第二收音孔112接收声音，第二麦克风13能够同时经由第一收音孔111和第二收音孔112接收声音，并能够生成两路声音信号，以采集更多的声音信息，提高拾音装置1的指向性收音效果。

进一步地，如图4所示，第一收音部131和第二收音部132相背设置。则第一收音部131和第二收音部132接收声音的方向相反，第二麦克风13的相位图呈镜像对称图样，第二麦克风13可以实现8字型的指向性。

在一些实施例中，如图4所示，第一通道113为直型通道，第二通道114和第三通道115设有拐角。可以理解的是，第一收音孔111和第二收音孔112间隔，通过设置拐角，能够使得第二通道114和第三通道115邻近第二麦克风13的一端均正对第二麦克风13，增强第二麦克风13的收音效果，同时可以令第一收音孔111和第二收音孔112位于壳体11的同一侧，有利于缩短第二通道114和第三通道115的长度之和。例如当壳体11的长宽高较大，且第一收音孔111和第二收音孔112位于壳体11的相对两侧时，第二通道114和第三通道115的长度之和就会等于壳体11的长度、宽度或者高度，而通过设置拐角，就能够缩短第二通道114和第三通道115的长度之和。

进一步地，如图4所示，第二通道114和第三通道115关于第二麦克风13对称设置。声音经过通道后，会发生一些变化，通过使第二通道114和第三通道115对称，则声音经过第二通道114和经过第三通道115的变化也是对称的，有利于消除第二通道114和第三通道115带来的影响。可以理解的是，第二通道114和第三通道115的长度也相等。

在一些实施例中，如图4所示，第二通道114和第三通道115设有直角拐角。通过将拐角设置为直角拐角，则第二通道114和第三通道115的管段可以设置为垂直于壳体11的厚度方向和平行于壳体11的厚度，便于第二通道114和第三通道115的开设；同时第一通道113也垂直于壳体11的厚度方向，便于第一通道113的开设，这样的设置，有利于摄像设备100的体积小型化，及提升壳体11内部空间利用率。

在一些实施例中，如图4所示，第一通道113、第二通道114的截面相同。则声音经过第一收音孔111传入第一麦克风12和第二麦克风13的强度相同，有利于消除因第一通道113和第二通道114的截面不同而对第一麦克风12和第二麦克风13接收的声音信号带来的影响。同理，第三通道115的截面也与第二通道114的截面相同，消除因第二通道114和第三通道115的截面不同而对第二麦克风13接收的声音信号带来的影响。可选的，第一通道113、第二通道114和第三通道115的横截面呈圆形，并且内径相等。可选的，第一通道113、第二通道114和第三通道115的内径为1.7mm。

在一些实施例中，第二通道114与第三通道115的长度之和小于或等于17mm。由于人耳可以感受到的声音频率为20-20kHz，可以感受的声音波长为0.017-17m，因此通过将第二通道114和第三通道115的长度之和控制在17mm内，能够改善高频声音无法被接收的问题。可选的，第一收音孔111与第二收音孔112之间的间距为12mm。

在一些实施例中，第一通道113和第二通道114的长度也可以不同，通过在第一通道113和第二通道114中较短的一者内设置声音阻尼器，也可以使得声音在第一通道113和第二通道114内的传输时间相等。其中，声音阻尼器用于降低声音的传播速度，

在一些实施例中，摄像设备100为云台相机，如图1和图2所示，云台相机包括底座2和旋转座3，拾音装置1设置于底座2；旋转座3设置有摄像组件以用于拍摄图像，旋转座3可相对于底座2旋转，进而带动摄像组件旋转。通过控制拾音装置1的指向性与摄像组件的朝向相同，可以令拍摄的图像和录制的声音在时间上同步，也可以令拍摄的图像和录制的声音在相位上同步，以获得更好的拍摄效果，给用户更好的沉浸感体验。

本申请实施例的拾音装置1及摄像设备100，第一通道113和第二通道114均通过第一收音孔111传入声音，第一通道113和第二通道114部分重叠，第一通道113和第二通道114的长度相等，因此第一麦克风12接收的声音信号的幅值和相位与第二麦克风13经由第一收音孔111接收的声音信号的幅值和相位是相同的，并且第一麦克风12与第二麦克风13之间存在预设指向性差异，因此通过对第一麦克风12的声音信号和第二麦克风13的声音信号进行相位增减就可以实现指向性收音，且具有较好的指向性收音效果。

最后需要说明的是，本申请的说明书及其附图中给出了本申请的较佳的实施例，但是，本申请可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本申请内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本申请说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本申请所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种拾音装置，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体设有第一收音孔和第二收音孔；

第一麦克风，所述第一麦克风设于所述壳体内，所述第一收音孔与所述第一麦克风通过第一通道连通；

第二麦克风，所述第二麦克风设于所述壳体内，所述第一收音孔与所述第二麦克风通过第二通道连接，所述第二收音孔与所述第二麦克风通过第三通道连接；其中，所述第一通道和所述第二通道部分重叠，所述第一通道和所述第二通道的长度相等，所述第一麦克风与所述第二麦克风之间具有预设指向性差异。

2.根据权利要求1所述的拾音装置，其特征在于，所述第二麦克风包括第一收音部和第二收音部，所述第一收音孔和所述第一收音部通过所述第二通道连通，所述第二收音孔和所述第二收音部通过所述第三通道连通。

3.根据权利要求2所述的拾音装置，其特征在于，所述第一收音部和所述第二收音部相背设置。

4.根据权利要求1所述的拾音装置，其特征在于，所述第一通道为直型通道，所述第二通道和所述第三通道设有拐角。

5.根据权利要求4所述的拾音装置，其特征在于，所述第二通道和所述第三通道关于所述第二麦克风对称设置。

6.根据权利要求5所述的拾音装置，其特征在于，所述第二通道和所述第三通道设有直角拐角。

7.根据权利要求1所述的拾音装置，其特征在于，所述第二通道与所述第三通道的长度之和小于或等于17mm。

8.根据权利要求1所述的拾音装置，其特征在于，所述第一通道、所述第二通道的截面相同。

9.根据权利要求1所述的拾音装置，其特征在于，所述第一麦克风为全指向性麦克风，所述第二麦克风为指向性麦克风。

10.一种摄像设备，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的拾音装置。