TWI842238B - 可穿戴設備 - Google Patents
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Abstract
本說明書提供一種可穿戴設備,該可穿戴設備包括導流結構,被配置為佩戴於使用者的頭部,其中,導流結構包括:第一連接段、第二連接段及下凹段,第一連接段、下凹段與第二連接段依次連接,下凹段相對於導流結構具有向下的凹陷;以及第一麥克風,被配置為收集使用者說話的聲音訊號,第一麥克風位於下凹段處。本說明書提供的可穿戴設備中,當使用者佩戴可穿戴設備進行運動或處於大風天氣時,導流結構可以改變氣流的流向,並在相對於導流結構向下凹陷的下凹段生成低流速區域,將第一麥克風或者進聲孔設置在下凹段處,可以顯著降低外部氣流對麥克風的影響,從而保證第一麥克風採集使用者說話時的聲音訊號的品質,提高使用者體驗感。
Description
本申請案涉及可穿戴設備技術領域,特別涉及一種可穿戴設備。
本申請案主張於2022年1月14日提交之申請號為202210043617.6的中國專利申請案的優先權,其全部內容通過引用的方式併入本文。
隨著電子設備日益發展,與人們生活聯繫愈發緊密,很多人在戶外活動或者進行運動時會佩戴具有麥克風的電子設備(例如,耳機、手機、智慧眼鏡等)。但是使用者在進行跑步、騎行等運動中,或者戶外大風天氣時,電子設備中麥克風的收音孔位置有較大的氣流速度,在通話過程中會有非常明顯的風噪,甚至掩蓋掉語音內容,嚴重影響通話效果與使用者體驗。另外,由於風噪是強非穩態雜訊,且直接來源於與麥克風的振膜接觸的空氣,沒有明顯的方向性,目前常規的降噪演算法都很難實現對風噪的有效檢測與抑制,並且比較消耗計算資源,或者有非常明顯的缺陷,例如削弱低頻訊號,進而影響音質。
基於上述問題,本發明提供一種可穿戴設備,該可穿戴設備具有較佳的佩戴體驗以及較好的降風噪效果。
本說明書一方面提供一種可穿戴設備,包括:導流結構,被配置為佩戴於使用者的頭部,其中,該導流結構包括:第一連接段、第二連接段及下
凹段,該第一連接段、該下凹段與該第二連接段依次連接,該下凹段相對於該導流結構具有向下的凹陷;以及第一麥克風,被配置為收集使用者說話的聲音訊號,該第一麥克風位於該下凹段處。
相對於現有技術,本發明實施例提供的可穿戴設備的有益效果如下:(1)當使用者佩戴可穿戴設備進行運動或處於大風天氣時,導流結構可以改變氣流的流向,並在相對於導流結構向下凹陷的下凹段生成低流速區域,將第一麥克風或者進聲孔設置在下凹段處,可以顯著降低外部氣流對麥克風的影響,從而保證第一麥克風採集使用者說話時的聲音訊號的品質,提高使用者體驗感。(2)本說明書實施例提供的可穿戴設備中的導流結構具有較好的抗風噪效果,例如,僅採用雙氣導麥克風就可以達到常規多麥克風陣列或者骨傳導麥克風的降噪效果。(3)本說明書實施例提供的可穿戴設備的體積較小,僅需要將可穿戴設備(例如,鏡腿)的局部結構調整為導流結構類似的結構即可。(4)本說明書實施例提供的可穿戴設備通過物理方法降低風噪,對語音訊號(例如,使用者說話時的聲音訊號)的損害較小,也給後續演算法處理留出更多空間。
51:曲線
52:曲線
53:曲線
91:曲線
92:曲線
93:曲線
100:可穿戴設備
110:導流結構
120:可視件
130:麥克風
153:第一進聲孔
154:第二進聲孔
155:聲學輸出單元
200:可穿戴設備
210:導流結構
211:第一連接段
212:下凹段
213:第二連接段
220:可視件
230:第一麥克風
300:可穿戴設備
310:導流結構
311:第一連接段
312:下凹段
313:第二連接段
320:可視件
330:第一麥克風
401:低流速區域
402:低流速區域
403:低流速區域
410:導流結構
411:基準面
610:導流結構
611:第一連接段
612:下凹段
613:第二連接段
630:第一進聲孔
632:第二進聲孔
711:第一連接部
712a:下凹段
712b:下凹段
712c:下凹段
712d:下凹段
713:第二連接段
811:第一連接段
812:下凹段
814:低流速區域
815:區域
816:區域
1010:壁面
1020:氣流環境
1021:第一連接部
1022:第二連接部
1040:低流速區域
1050:低流速區域
1210:低流速區域
1300:導聲結構
1310:導聲通道
1400:導聲結構
1410:腔體
1420:連接孔
1512:下凹段
1513:第二連接段
1601:聲學輸出單元
1602:第一導聲孔
1603:第二導聲孔
1610:聲學零點區域
6111:第一端部
6112:第二端部
6121:第一連接部
6122:第二連接部
6131:第三端部
6132:第四端部
7111:第一端部
7112:第二端部
7131:第三端部
7132:第四端部
8112:第二端部
D:間距
D1:間距
D2:間距
D3:間距
D4:間距
L1:流動方向
L2:流動方向
L3:流動方向
M:箭頭
O:平面
[圖1]係根據本發明一些實施例所示的可穿戴設備的示例性框架圖;[圖2]係根據本發明一些實施例所示的一種可穿戴設備的結構示意圖;[圖3]係根據本發明一些實施例所示的另一種可穿戴設備的結構示意圖;[圖4a-4c]係根據本發明說明書一些實施例提供的不同氣流方向的流場圖;
[圖5]係根據本發明說明書一些實施例提供的流速變化曲線圖;[圖6]係根據本發明說明書一些實施例提供的導流結構的示意圖;[圖7a-7d]係根據本發明說明書一些實施例提供的導流結構的結構示意圖;[圖8a-8c]係根據本發明說明書一些實施例提供的不同流向的氣流流場圖;[圖9]係根據本發明說明書一些實施例提供的流速變化曲線圖;[圖10A]係根據本發明一些實施例提供的平行來流方向時的三維流場分佈圖;[圖10B]係根據本發明一些實施例提供的平行來流方向時的凹陷區域中不同位置處的氣流速度分佈圖;[圖11A]係根據本發明一些實施例提供的60°來流方向時的三維流場分佈圖;[圖11B]係根據本發明一些實施例提供的60°來流方向時的凹陷區域中不同位置處的氣流速度分佈圖;[圖12A]係根據本發明一些實施例提供的90°來流方向時的三維流場分佈圖;[圖12B]係根據本發明一些實施例提供的90°來流方向時的凹陷區域中不同位置處的氣流速度分佈圖;[圖13]係根據本發明說明書一些實施例提供的導聲結構的結構示意圖;[圖14]係根據本發明說明書一些實施例提供的導聲結構的結構示意圖;
[圖15]係根據本發明說明書一些實施例提供的使用者佩戴可穿戴設備時的示意圖;[圖16]係根據本發明說明書一些實施例提供的聲學輸出單元的聲場輻射圖;[圖17]係根據本發明說明書一些實施例提供的聲學輸出單元的另一聲場輻射圖。
為了更清楚地說明本說明書實施例的技術方案,下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹。顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本說明書的一些示例或實施例,對於所屬技術領域中具有通常知識者而言,在不付出進步性努力的前提下,還可以根據這些附圖將本說明書應用於其它類似情景。除非從語言環境中顯而易見或另做說明,圖式中相同的元件符號代表相同結構或操作。
應當理解,本文使用的「系統」、「裝置」、「單元」及/或「模組」是用於區分不同級別的不同元件、組件、部件、部分或裝配的一種方法。然而,如果其他詞語可實現相同的目的,則可通過其他表達來替換該詞語。
如本說明書及申請專利範圍中所示,除非上下文明確提示例外情形,「一」、「一個」、「一種」及/或「該」等詞並非特指單數,也可包括複數。一般說來,術語「包括」與「包含」僅提示包括已明確標識的步驟與元素,而這些步驟與元素不構成一個排它性的羅列,方法或者設備也可能包含其它的步驟或元素。
本說明書實施例描述了一種可穿戴設備。在一些實施例中,該可穿戴設備可以包括導流結構,被配置為佩戴於使用者的頭部。例如,可穿戴設備
為眼鏡時,導流結構可以為眼鏡腿或其局部結構。在一些實施例中,導流結構可以包括第一連接段、第二連接段及下凹段,第一連接段、下凹段與第二連接段依次連接,下凹段位於第一連接段與第二連接段之間,其中,下凹段相對於導流結構具有向下的凹陷。在一些實施例中,可穿戴設備還可以包括第一麥克風,被配置為收集使用者說話時產生的聲音訊號,第一麥克風位於下凹段處。在一些實施例中,第一麥克風可以位於下凹段內部,第一麥克風可以通過下凹段處的進聲孔拾取使用者說話時的聲音訊號。在一些實施例中,可穿戴設備可以為具有音訊功能的電子設備(例如,眼鏡、智慧頭盔等),當使用者佩戴可穿戴設備進行運動或處於大風天氣時,導流結構可以改變氣流的流向,並在相對於導流結構向下凹陷的下凹段生成低流速區域,將第一麥克風或者進聲孔設置在下凹段處,可以顯著降低外部氣流對麥克風的影響,從而保證第一麥克風採集使用者說話時的聲音訊號的品質,提高使用者體驗感。一方面,本說明書實施例提供的可穿戴設備中的導流結構具有較好的抗風噪效果,例如,僅採用雙氣導麥克風就可以達到常規多麥克風陣列或者骨傳導麥克風的降噪效果。另一方面,本說明書實施例提供的可穿戴設備的體積較小,僅需要將可穿戴設備(例如,鏡腿)的局部結構調整為導流結構類似的結構即可。除此之外,本說明書實施例提供的可穿戴設備通過物理方法降低風噪,對語音訊號(例如,使用者說話時的聲音訊號)的損害較小,也給後續演算法處理留出更多空間。
圖1是根據本發明一些實施例所示的可穿戴設備的示例性框架圖。如圖1所示,可穿戴設備100可以包括導流結構110及可視件120與麥克風130。
在一些實施例中,可穿戴設備100可以包括眼鏡、智慧手環、耳機、助聽器、智能頭盔、智能手錶、智能服裝、智慧背包、智慧配件等,或其任意組合。例如,可穿戴設備100可以是功能型的近視眼鏡、老花鏡、騎行眼鏡或太陽鏡等,也可以是智慧化的眼鏡,例如具有耳機功能的音訊眼鏡,該可穿戴設
備100還可以是頭盔、增強現實(Augmented Reality,AR)設備或虛擬實境(Virtual Reality,VR)設備等頭戴式設備。在一些實施例中,增強現實設備或虛擬實境設備可以包括虛擬實境頭盔、虛擬實境眼鏡、增強現實頭盔、增強現實眼鏡等或其任何組合。例如,虛擬實境設備及/或增強現實設備可以包括Google Glass、Oculus Rift、Hololens、Gear VR等。
導流結構110可以為佩戴於使用者頭部的部件。在一些實施例中,導流結構110可以是鏡腿或頭帶等部件。例如,導流結構110為鏡腿,則該可穿戴設備100可以包括可視件120及兩個導流結構110,且兩個導流結構110分別連接於可視件的兩端,並分別架設於對應的左耳與右耳。又例如,導流結構110為頭帶類部件,則頭帶類部件可進行調整以適應使用者的頭型,且其上也可設置有多種功能部件,則可穿戴設備100包括一可視件及一導流結構110,導流結構110的兩端分別連接於可視件的兩端。需要注意的是,導流結構110的結構可以根據可穿戴設備100的類型或具體應用場景進行適應性調整。在一些實施例中,導流結構110可以包括第一連接段、第二連接段及下凹段,其中,第一連接段、下凹段與第二連接段依次連接,下凹段位於第一連接段與第二連接段之間,下凹段相對於導流結構110具有向下的凹陷。一方面,導流結構110可以作為可穿戴設備100的導流結構,可穿戴設備100可以通過該導流結構110佩戴於使用者的頭部。另一方面,導流結構110可以改變氣流的流向,並在相對於導流結構110向下凹陷的下凹段生成低流速區域,將麥克風130設置在下凹段可以顯著降低外部氣流對使用者說話時的聲音訊號的影響,提高使用者的體驗感。
在一些實施例中,可穿戴設備100還可以包括可視件120。可視件120用於架設在使用者身體的某個部位,例如,眼部等位置。導流結構110可以與可視件120的一端或兩端連接,用於保持可穿戴設備100與使用者穩定接觸。在一些實施例中,可視件120可以是鏡片、顯示幕或具有鏡片作用的顯示幕。在一些
實施例中,可視件120還可以是鏡片及其輔助部件或顯示幕及其輔助部件,該輔助部件可以是鏡框或支架等部件。在一些實施例中,可視件120也可以是不含有鏡片或顯示幕的輔助部件。
麥克風130可以將聲音訊號轉換為含有聲音資訊的訊號。在一些實施例中,麥克風130可以包括一個或多個氣導麥克風。在一些實施例中,麥克風130可以包括一個或多個骨傳導麥克風。在一些實施例中,麥克風130可以同時包括一個或多個氣傳導麥克風與一個或多個骨傳導麥克風的組合。在一些實施例中,麥克風130的數量為多個時,至少一個麥克風(例如,第一麥克風)可以位於導流結構110的下凹段處,或者麥克風對應的進聲孔位於導流結構的下凹段處,下凹段可以提供低流速區域,麥克風130位於低流速區域可以顯著降低外部氣流對使用者說話時的聲音訊號的影響,提高使用者的體驗感。在一些實施例中,麥克風130也可以位於導流結構110的其他位置,例如,位於導流結構110的第二連接段處。在一些實施例中,麥克風130可以設置在導流結構110的外表面或者導流結構110的內部。例如,麥克風130可以設置在導流結構110的外表面上靠近使用者嘴巴的位置處。又例如,導流結構110可以包括用於容置麥克風130的腔體,腔體通過進聲孔與外部環境連通,麥克風130的至少一部分可以容置在腔體中,麥克風130通過進聲孔拾取外界的聲音訊號。再例如,麥克風130與導流結構110為一體式結構。在一些實施例中,麥克風130的種類可以包括動圈麥克風、電容麥克風、鋁帶麥克風、壓電麥克風、真空管麥克風等中的至少一種。
在一些實施例中,可穿戴設備100還可以包括聲學輸出單元(圖1中未示出)。聲學輸出單元可以用於將含有聲音資訊的訊號轉化為聲音訊號。在一些實施例中,聲學輸出單元可以包括一個或多個氣傳導揚聲器。在一些實施例中,聲學輸出單元可以包括一個或多個骨傳導揚聲器。在一些實施例中,聲學輸出單元可以同時包括一個或多個骨傳導揚聲器與一個或多個氣傳導揚聲器的組
合。在一些實施例中,聲學輸出單元可以設置在導流結構110處,以便於將發出的聲音傳遞給使用者。在一些實施例中,聲學輸出單元可以設置在導流結構110的端部或者其他任意位置。例如,聲學輸出單元可以設置在導流結構110的端部,而導流結構110的其他位置未設置聲學輸出單元。在一些實施例中,可以在導流結構110的多個位置設置多個聲學輸出單元。例如,在導流結構110的端部或其他位置均設置至少一個聲學輸出單元。在一些實施例中,聲學輸出單元可以設置在導流結構110的外表面或者導流結構110的內部。例如,聲學輸出單元可以設置在靠近導流結構110與使用者接觸的位置(如,導流結構110上靠近太陽穴到耳朵的位置)。又例如,導流結構110可以包括用於容置聲學輸出單元的腔體,聲學輸出單元的至少一部分可以容置在腔體中。再例如,聲學輸出單元與導流結構110為一體式結構。需要說明的是,當聲學輸出單元為骨傳導揚聲器時,聲學輸出單元在輸出機械振動(即骨傳導聲波)的同時,也可以產生氣傳導聲波。上述轉換的過程中可能包含多種不同類型能量的共存與轉換。例如,電訊號(即含有聲音資訊的訊號)通過聲學輸出單元的振動件可以直接轉換成機械振動,通過傳振元件傳導機械振動以傳遞聲波。在一些實施例中,聲學輸出單元的種類可以包括動圈式、靜電式、壓電式、動鐵式、氣動式、電磁式等中的一種或多種。
應當理解的是,圖1所提供的框架圖僅是出於說明目的,並無意限制本發明的範圍。對於領域內的技術人員而言,在本發明的指導下可以進行各種變形與修改。而這些變形與修改都將落入被申請的保護範圍內。在一些實施例中,圖中所示元件的數量、可以根據實際情況進行調整。在一些實施例中,圖1中所示的一個或多個元件可以被省略,或者一個或多個其他元件可以被添加或刪除。例如,可穿戴設備100中還可以包括聲學輸出單元。在一些實施例中,一個元件可以被其他能實現類似功能的原件替代。在一些實施例中,一個元件可以拆分成多個子元件,或者多個元件可以合併為單個元件。
為了進一步對可穿戴設備進行描述,以下對可穿戴設備進行示例性說明。圖2是根據本發明一些實施例所示的可穿戴設備的結構示意圖。圖2所示的可穿戴設備200為VR設備或AR設備,如圖2所示,可穿戴設備200可以包括導流結構210、可視件220及第一麥克風230。在一些實施例中,導流結構210為頭帶類部件,導流結構210可以為具有彈性材料製成的結構或者可調整長度的結構。導流結構210的兩端分別與可視件220的兩端連接,當使用者佩戴可穿戴設備200時,導流結構210與可視件220環繞在使用者頭部,通過導流結構210與可視件220對使用者頭部的壓力實現可穿戴設備200的佩戴。在一些實施例中,導流結構210與可視件220的連接方式可以包括但不限於轉動連接或伸縮連接等活動連接,也可以是卡接、螺接或一體成型連接等相對固定的連接方式。
在一些實施例中,導流結構210可以包括依次連接的第一連接段211、下凹段212及第二連接段213,其中,第一連接段211的一端與可視件220連接,第一連接段211的另一端與下凹段212連接,第二連接段213與下凹段212中遠離可視件220的一端連接。需要說明的是,導流結構210為頭帶類部件時,第二連接段213可以為類似頭掛的結構,以環繞在使用者頭部,這裡第二連接段213還可以為相對於頭掛相獨立的結構,例如,頭掛可以與第二連接段213可拆卸連接(例如,卡接、粘接等)。當使用者佩戴可穿戴設備200時,下凹段212可以位於使用者耳朵的附近(例如,前側、上側等),一方面,可以使得第一麥克風230靠近使用者的嘴部,便於接收使用者說話時的聲音訊號,另一方面,可穿戴設備200包括聲學輸出單元時,可以實現聲學輸出單元位於靠近使用者耳朵的位置,而不堵塞使用者的耳道口,使使用者在聽取聲學輸出單元發出的聲音的同時,也可以接收到外界環境中的聲音。如圖2所示,下凹段212相對於導流結構210向下凹陷的區域,相對於其他位置(例如,第一連接段211、第二連接段213或外部環境),該區域中的氣流速度相對較小。為了降低外部氣流對第一麥克風230的影響,在
一些實施例中,第一麥克風230可以位於下凹段212的內部,凹陷區域對應的側壁上開設進聲孔,第一麥克風230通過進聲孔拾取外界的聲音訊號。例如,下凹段212內部具有腔體,該腔體通過進聲孔與外部環境連通,第一麥克風230或其元件(例如,振膜、換能裝置等)可以位於該腔體中,此時下凹段212可以視為第一麥克風的殼體結構。下凹段212的向下凹陷的區域中距離導流結構210的頂部越遠的位置,氣流速度越小,為了提高第一麥克風230收集的使用者說話時的聲音訊號的品質,在一些實施例中,進聲孔可以位於下凹段212中向下凹陷的區域的底部。在一些實施例中,第一麥克風230還可以位於下凹段212的外部區域。例如,第一麥克風230可以為相對於下凹段212相對獨立的結構,第一麥克風230的殼體結構與下凹段212的側壁連接。在一些實施例中,第一麥克風230的殼體結構上可以開設進聲孔,以便第一麥克風230的內部元件拾取外部聲音訊號,第一麥克風230的殼體結構上開設的進聲孔的位置可以參考上述下凹段212側壁上的進聲孔的內容。
需要說明的是,第一麥克風230可以為一個麥克風,也可以為多個麥克風組成的麥克風陣列。另外,可穿戴設備200中不限於第一麥克風230,可穿戴設備200可以包括第二麥克風、第三麥克風等其他麥克風,其他麥克風可以位於導流結構210的其他部位,例如,其他麥克風可以位於導流結構的第二連接段213處,在可穿戴設備200上設置多麥克風(例如,雙麥克風、三麥克風等)可以進一步提高通話降噪效果。
圖3是根據本發明一些實施例所示的另一種可穿戴設備的結構示意圖。圖3所示的可穿戴設備300為眼鏡,如圖3所示,可穿戴設備300可以包括兩個導流結構310及可視件320(即鏡框或鏡片)與第一麥克風330。在一些實施例中,導流結構310可以視為鏡腿結構,導流結構310的一端(即第一連接件311)與可視件320的端部連接,兩個導流結構310的第二連接段313分別與使用者的左
耳與右耳相配合。當使用者佩戴可穿戴設備300時,導流結構310在使用者耳朵的支撐下以及可視件320在使用者鼻樑支撐下實現可穿戴設備300的佩戴。在一些實施例中,導流結構310與可視件320的連接方式可以包括但不限於轉動連接或伸縮連接等活動連接,也可以是卡接、螺接或一體成型連接等相對固定的連接方式。圖3中所示的第一連接段311、下凹段312、第一麥克風330的結構等與圖2中所示的第一連接段211、下凹段212、第一麥克風230的結構等相類似,在此不做贅述。
應當注意的是,上述有關可穿戴設備200與可穿戴設備300的描述僅僅是為了示例及說明,而不限定本說明書的適用範圍。對於所屬技術領域中具有通常知識者來說,在本說明書的指導下可以對可穿戴設備200與可穿戴設備300進行各種修正及改變。然而,這些修正及改變仍在本說明書的範圍之內。例如,可穿戴設備200的導流結構210可以為鏡腿結構,可穿戴設備300的導流結構310可以為頭帶類部件。
為了進一步說明導流結構可以提供穩定的低流速區域,現結合圖4a-4c至圖5對其進行進一步說明。圖4a-4c是根據本發明說明書一些實施例提供的不同氣流方向的流場圖。僅作為示例性說明,如圖4a-4c所示,在一些實施例中,沿著導流結構410的長度方向(如圖4a中的箭頭x方向),導流結構410的高度逐漸增大再逐漸減小,導流結構410中高度逐漸增大的平面(圖4a中所示的A,以下簡稱平面A)的坡度小於高度逐漸減小的平面(圖4a中所示的B,以下簡稱平面B)的坡度。導流結構410的高度是指導流結構410在z方向上相對於基準面411的高度。坡度是指導流結構410的平面相對於基準面411的高度與水準方向的距離比值。
如圖4a所示,將導流結構410沿氣流的流動方向L1進行設置,其中,氣流的流速為10m/s,導流結構410的長度方向與氣流的流動方向L1一致,
也可以理解為氣流的流動方向L1與基準面411的夾角為0°。導流結構410可以改變氣流的流動方向,此時氣流先沿著凸起結構412中高度逐漸增大部分的外表面流動,導流結構410中高度隨逐漸增大的部分可以保證氣流相對平穩的流動,防止氣流產生渦流從而引入額外的雜訊。由於導流結構410中平面B的坡度大於平面A的坡度,當氣流經過導流結構410的最高點時,導流結構410的高度發生突變,使得氣流不會沿著導流結構410的平面B流動,而是沿導流結構410的長度方向流動,進而在導流結構410形成低流速區域401。由圖4a可見,在10m/s來流速度的條件下,沿導流結構410的長度方向上,0.15mm高度的導流結構410可以保證其之後約1.5mm的區域的流速低於2m/s。
如圖4b所示,當氣流的流動方向L2與基準面411的夾角為60°時,沿導流結構410的長度方向上,導流結構410之後約0.4mm的區域內形成低流速區域402。這裡低流速區域402的長度範圍相對於圖4a中的低流速區域401的長度範圍明顯縮小,而且其中也可能存在相對高速的回流區域。如圖4c所示,當氣流的流動方向L3與基準面的夾角為90°時,沿導流結構410的長度方向上,導流結構410之後可以形成低流速區域403。
圖5是根據本發明說明書一些實施例提供的流速變化曲線圖。在圖5中,橫坐標(圖5中示出的「x座標(mm)」)與圖4a-4c中的橫坐標相對應,縱坐標表示相對於不同位置處的氣流流速(m/s)。曲線51(圖5中「0°來流」所標註的曲線)為氣流的流動方向與基準面411的夾角為0°時不同位置的流速變化曲線,曲線52(圖5中「60°來流」所標註的曲線)為氣流的流動方向與基準面411的夾角為60°時不同位置的流速變化曲線,曲線53(圖5中「90°來流」所標註的曲線)為氣流的流動方向與基準面411的夾角為90°時不同位置的流速變化曲線。如圖5所示,當氣流的流動方向(例如,圖4a中的氣流的流動方向L1)與基準面411的夾角為0°時,橫坐標為0.8mm-1.8mm的範圍內,具有低流速(例如,小於
2.2m/s),其中,在x座標中0.8mm-0.85mm以及1.4-1.6mm處具有氣流流速的極小值。當氣流的流動方向(例如,圖4b中的氣流的流動方向L1)與基準面411的夾角為60°時,在x座標中0.8mm-0.85mm以及1.1-1.2mm處具有氣流流速的極小值。當氣流的流動方向與基準面411的夾角為90°時,在x座標中0.8mm-0.85mm以及1.2-1.4mm處具有氣流流速的極小值。
由圖4a-4c及圖5可知,導流結構410在面對不同來流方向的氣流時均可以提供相應的低流速區域,但是導流結構410在面對不同來流方向的氣流時,低流速區域(例如,小於2.2m/s)的位置具有一定的差異性。在一些實施例中,可以根據可穿戴設備的不同應用場景對麥克風的安裝位置或麥克風所對應的進聲孔進行適應性調整。例如,當使用者佩戴可穿戴設備進行跑步或騎行時,外部的氣流流動方向主要是與使用者的運動方向相反的方向,此時可以將導流結構410進行特定設置,例如,導流結構的高度方向(例如,圖4a中的所示的箭頭y的方向)與使用者運動的方向相垂直或近似垂直,從而保證麥克風對應的進聲孔處於低流速區域。
為了保證麥克風能夠在不同來流方向下均處於低流速區域,本說明書實施例還提供一種導流結構,具體參考圖6至圖12及其相應內容。
圖6是根據本發明說明書一些實施例提供的導流結構的示意圖。如圖6所示,導流結構610可以包括依次連接的第一連接段611、下凹段612及第二連接段613,其中,下凹段612相對於導流結構610具有向下的凹陷。在一些實施例中,第一連接段611與第二連接段613可以為桿狀結構。第一連接段611具有第一端部6111及第二端部6112,第一端部6111用於與可穿戴設備的可視件連接,第二端部6112與下凹段612中遠離第二連接段613的一端連接。第二連接段613具有第三端部6131及第四端部6132,第三端部6131與下凹段612中遠離第一連接段611的一端連接。在一些實施例中,下凹段612可以包括第一連接部6121及第二連
接部6122,第一連接部6121與第一連接段611的第二端部6112彎折連接並向下延伸,第二連接部6122與第二連接段613的第三端部6131彎折連接並向下延伸,第一連接部6121遠離第一連接段611的一端與第二連接部6122遠離第二連接段613的一端連接,進而形成具有相對於導流結構610向下凹陷的區域。為了保證下凹段612的凹陷區域可以為麥克風對應的進聲孔處提供較為穩定的低流速區域,在一些實施例中,第一連接部6121與第二連接部6122的間距沿下凹段612的凹陷方向漸縮。這裡第一連接部6121與第二連接部6122的間距是指沿導流結構610的長度方向,第一連接部6121與第二連接部6122中位置相對的側壁之間的間距(以圖中所示的「D」來表示)。在一些實施例中,第一連接部6121與第二連接部6122形成的下凹段612的形狀可以為圓弧形、四邊形(例如,倒梯形)、V型等其它形狀。需要說明的是,下凹段612的形狀不限於上述的形狀,可以為任意形狀,第一連接部6121及第二連接部6122形成相對於導流結構610向下凹陷的區域即可。關於下凹段612的具體形狀可以參考圖7a-7d及其相應內容。
導流結構610中通過設置第一連接段611、第二連接段613以及下凹段612可以形成一個或多個相對於導流結構610向下的凹陷區域,該凹陷區域可以在特定氣體流動方向下提供穩定的低流速區域。例如,當氣體的流動方向與導流結構610的長度方向平行時,導流結構610的第一連接段611可以將氣體引向高於導流結構610的位置,使得下凹段612處的凹陷區域為低流速區域。又例如,當氣體的流動方向與導流結構610的長度方向垂直時,由於下凹段612的作用,氣流會從下凹段612中垂直導流結構610長度方向的兩側流出,下凹段612中凹陷區域的底部為氣流的滯止區域。將第一麥克風對應的第一進聲孔630設置於該區域處可以降低外部氣流對第一麥克風的影響。在一些實施例中,第一麥克風可以位於下凹段612的內部。例如,下凹段612具有腔體,該腔體通過第一進聲孔630與外部環境連通,第一麥克風的部件(例如,振膜、換能裝置等)可以位於該腔體
中,下凹段212可以視為第一麥克風的殼體。在一些實施例中,第一麥克風可以為相對於下凹段612獨立的部件。例如,第一麥克風可以包括殼體,該殼體與下凹段612連接,第一麥克風的振膜、換能裝置等部件位於該殼體中,該殼體包括有第一進聲孔630,外部的聲音可以通過該第一進聲孔630作用於第一麥克風的振膜。下凹段612的凹陷的區域中距離導流結構610的頂部越遠的位置,氣流速度越小,為了提高第一麥克風收集的使用者說話時的聲音訊號的品質,在一些實施例中,第一麥克風對應的第一進聲孔630可以位於該凹陷區域處所對應的側壁上。優選地,第一麥克風對應的第一進聲孔630可以位於下凹段612中凹陷區域的底部。在一些實施例中,可以通過調整第一進聲孔630相對於凹陷區域底部的高度,使得第一麥克風受到外部氣流的影響較小。當使用者佩戴可穿戴設備時(例如,圖15中使用者佩戴可穿戴設備的實施例中),導流結構610中第一連接段611的第二端部6112可以近似視為凹陷區域的最高處的位置,而下凹段612中凹陷區域處所對應的側壁的氣流速度相對於其他位置(例如,第一連接段611或第二連接段613)的氣流速度較低,為了使得第一進聲孔630所在的位置受到的外部氣流的影響較小,在一些實施例中,第一進聲孔630至凹陷區域底部的間距與第二端部6112至凹陷區域底部的間距的比值範圍可以為0-1。越靠近凹陷區域底部的位置,相應的氣流速度也就越小,為了進一步降低外部氣流對第一進聲孔630的影響,優選地,第一進聲孔630至凹陷區域底部的間距與第二端部6112至凹陷區域底部的間距的比值範圍可以為0-0.2。需要說明的是,第一進聲孔630至凹陷區域底部的間距是指當使用者佩戴可穿戴設備時,第一進聲孔630至凹陷區域最底部所在平面的最小距離。第二端部6112至凹陷區域底部的間距是指當使用者佩戴可穿戴設備時,第二端部6112的最高點至凹陷區域底部所在平面的間距。需要注意的是,在一些實施例中,凹陷區域的底部可以為平面、凸面、凹面或不規則的面。當凹陷區域的底部為非平面時,可以以第一連接部6121及第二連接部6122與
凹陷區域底部的邊界連接起來作為凹陷區域底部所在的平面。
在一些實施例中,可穿戴設備還可以包括一個或多個第二麥克風,第二麥克風對應的第二進聲孔632可以位於第二連接段613處。在一些實施例中,第二麥克風對應的第二進聲孔632也可以位於下凹段612的第二連接部6122處。例如,第二麥克風對應的第二進聲孔632可以位於凹陷區域對應的第二連接部6122的側壁上。又例如,第二麥克風623可以位於第二連接部6122中背離凹陷區域的一側。
圖7a-7d是根據本說明書一些實施例提供的導流結構的結構示意圖。如圖7a所示的導流結構,下凹段712a為近似V型的結構。為了能夠將外部環境中的氣流引向高於下凹段712a凹陷區域的位置,在一些實施例中,第一連接部711的第一端部7111相對下凹段712a的底部的高度不大於第二端部7112相對於下凹段712a的底部的高度。第一端部7111相對下凹段712a的底部的高度是指第一端部7111的上端面與下凹段712a的底部所在平面的間距D1。第二端部7112相對下凹段712a的底部的高度是指第二端部7112的上端面與下凹段712a的底部所在平面的間距D2。這裡下凹段712a底部所在的平面(圖7a中以點虛線O來表示,以下簡稱平面O)與導流結構的長度方向平行或近似平行。在一些實施例中,第二連接段713的第三端部7131相對於下凹段712a的底部的高度不小於第四端部7132相對於下凹段712a的底部的高度。第三端部7131相對下凹段712a的底部的高度是指第三端部7131的上端面與下凹段712a的底部所在平面(平面O)的間距D3。第四端部7132相對下凹段712a的底部的高度是指第四端部7132的上端面與下凹段712a的底部所在平面(平面O)的間距D4。當外部氣流經過第二端部7112時,為了防止氣流受到第三端部7131的阻擋而進入凹陷區域,在一些實施例中,第二端部7112相對下凹段712a的底部的高度不小於第三端部相對於下凹段的底部的高度,也就是說,間距D2不小於間距D3。
圖7b、圖7c、圖7d所示的導流結構與圖7a中的導流結構大致相同,其區別之處在於下凹段的結構不同。如圖7b所示的導流結構,下凹段712b為類似倒梯形結構,使得下凹段712b形成類似倒梯形區域的低流速區域。如圖7c中所示的導流結構,下凹段712c為圓弧狀結構,使得下凹段712c形成圓弧狀的低流速區域。如圖7d中所示的導流結構,下凹段712d為類似W型結構,使得下凹段712d形成類似W型的低流速區域。關於圖7b-7d中的第一連接段、第二連接段及其端部與底座之間的高度關於可以參考上述圖7a的描述。
為了進一步說明導流結構可以在各種氣流流向的情況下可以提供穩定的低流速區域,現結合圖8a-8c至圖12A-圖12B對其進行進一步說明。圖8a-8c是根據本發明說明書一些實施例提供的不同流向的氣流流場圖。這裡以下凹段為V型結構作為示例性說明,如圖8a所示,將導流結構沿氣流的流動方向進行設置,其中,氣流的流速為10m/s,導流結構的長度方向與氣流的流動方向一致。導流結構的第一連接段811可以改變氣流的流動方向,此時氣流的流向在第一連接段811的第一端部的作用下發生改變,作用於第一連接段811的第一端部的氣流部分沿著第一連接段811的上方的位置流動,這裡氣流經過下凹段812時,繼續沿導流結構的長度方向流動,進而在下凹段812的凹陷區域形成低流速區域814。如圖8b及圖8c所示,當氣流的流動方向與導流結構的長度方向的夾角分別為60°與90°時,由於下凹段812的作用,氣流會從下凹段812中垂直導流結構長度方向的兩側流出,下凹段812中凹陷區域的底部為氣流的滯止區域(例如,圖8b中所示的區域815及圖8c中所示的區域816)。
圖9是根據本發明說明書一些實施例提供的流速變化曲線圖。在圖9中,橫坐標表示長度(mm),這裡的長度是指物體以第二端部8112(圖8a-8c中示出)為起點,沿下凹段中凹陷區域對應的側壁表面運動的路徑長度。縱坐標表示相對於第二端部的不同距離對應的氣流流速(m/s)。曲線91(圖9中「平行
來流」所標註的曲線)為氣流的流動方向與導流結構的長度方向平行時不同位置的流速變化曲線,曲線92(圖9中「60°來流速度大小」所標註的曲線)為氣流的流動方向與導流結構的長度方向的夾角為60°時不同位置的流速變化曲線,曲線93(圖9中「90°來流速度大小」所標註的曲線)為氣流的流動方向與導流結構的長度方向的夾角為90°時不同位置的流速變化曲線。如圖9所示,在距離第一連接段811的第二端部8112右側0mm-45mm的區域(即下凹段812的凹陷區域範圍內),不同來流方向的氣流的速度均小於1.5m/s,該區域的氣流速度遠小於外界氣流的速度(10m/s)。另外,在距離第一連接段811的第二端部8112右側23mm-27mm的區域(凹陷區域的底部),不同來流方向的氣流速度具有極小值。
由圖8a-8c及圖9可知,導流結構中下凹段的凹陷區域在面對不同來流方向的氣流時均可以提供位置特定的低流速區域,同時導流結構在面對不同來流方向的氣流時,不同來流方向的氣流速度的極小值也在特定的區域內。為了減小外界氣流對第一麥克風的影響,保證第一麥克風採集的使用者說話時的聲音訊號的品質,在一些實施例中,第一麥克風對應的進聲孔可以位於凹陷區域下凹段對應的側壁處。僅作為示例性說明,在一些實施例中,以第二端部為起點,沿下凹段凹陷區域對應的側壁(例如,圖8a示出的V形輪廓),第一麥克風對應的進聲孔可以位於距離第一連接段第二端部的0mm-45mm處。凹陷區域對應的側壁的不同位置的氣流速度會有所不同,越靠近凹陷區域底部的位置,相應的氣流速度也就越小,為了進一步降低外部氣流對第一進聲孔的影響,第一麥克風對應的進聲孔可以位於距離第一連接段第二端部的20mm-30mm處。僅作為示例性說明,第一麥克風對應的進聲孔可以位於距離第一連接段中第二端部的25mm處。需要注意的是,這裡距離第一連接段中第二端部範圍是指物體以第二端部8112(圖8a-8c中示出)為起點,沿下凹段中凹陷區域對應的側壁表面運動的路徑長度。在一些實施例中,還可以通過調整第一麥克風對應的進聲孔至凹陷區域
底部的尺寸與第一連接部或第二連接部的長度的比值,以減小外界氣流對第一麥克風的影響。當第一麥克風對應的進聲孔在第一連接部的側壁時,在一些實施例中,進聲孔與凹陷區域底部的尺寸與第一連接部的長度的比值範圍可以為0-1。越靠近凹陷區域底部的位置,相應的氣流速度也就越小,為了進一步降低外部氣流對第一進聲孔的影響,優選地,進聲孔與凹陷區域底部的尺寸與第一連接部的長度的比值範圍可以為0-0.2。當第一麥克風對應的進聲孔在第二連接部時,進聲孔與凹陷區域底部的尺寸與第二連接部的長度的比值範圍可以參考進聲孔與凹陷區域底部的尺寸與第一連接部的長度的比值範圍。需要說明的是,第一麥克風對應的進聲孔至凹陷區域底部的尺寸是指物體以進聲孔為起點運動至凹陷區域底部的路徑長度。在一些實施例中,凹陷區域對應的第一連接部或第二連接部的側壁為平面或曲面。
圖10A是根據本發明一些實施例提供的平行來流方向時的三維流場分佈圖,圖10B是根據本發明一些實施例提供的平行來流方向時的凹陷區域中不同位置處的氣流速度分佈圖。
在圖10A中,導流結構沿氣流的流動方向進行設置,其中,氣流的流速為10m/s,導流結構的長度方向(圖10A中所示的X方向)與氣流的流動方向一致,導流結構中沿寬度方向(圖10A中所示的Y方向)的一側與壁面1010接觸,導流結構中沿寬度方向的另一側暴露在氣流環境1020中,用以類比使用者佩戴可穿戴設備時的場景。此外,圖10A中所示的Y方向用以表示導流結構的高度方向。如圖10A所示,由於可穿戴設備是佩戴在使用者的頭部區域,壁面1010不會無限延伸,壁面1010處的氣流會沿下凹段的寬度方向溢出至氣流環境1020,造成下凹段中凹陷區域處氣體的流動,但是在下凹段中靠近第一連接部1021與第二連接部1022的區域仍具有低流速區域(即圖10A中凹陷區域的灰度較深的區域)。在圖10B中,圖10B中所標註的「長度(mm)」座標表示下凹段沿長度方向
的長度,圖10B中所標註的「間距(mm)」座標表示與壁面1010的間距,圖10B中所標註的「速度(m/s)」座標表示下凹段不同位置的氣流速度。結合圖10A及圖10B,靠近第一連接部1021表面、靠近第二連接部1022表面以及凹陷區域的底部仍具有低流速區域1040,並且越靠近壁面1010,氣流的速度越小。另外,第二連接部1022表面處具有氣流速度的最大峰值,最大峰值也未超過2m/s。
圖11A是根據本發明一些實施例提供的60°來流方向時的三維流場分佈圖,圖11B是根據本發明一些實施例提供的60°來流方向時的凹陷區域中不同位置處的氣流速度分佈圖。
在圖11A中,氣流的流速為10m/s,導流結構的長度方向(圖11A中所示的X方向)與氣流的流動方向的夾角為60°,導流結構中沿寬度方向(圖11A中所示的Y方向)的一側與壁面1010接觸,導流結構中沿寬度方向的另一側暴露在氣流環境1020中,用以類比使用者佩戴可穿戴設備時的場景。此外,圖11A中所示的Y方向用以表示導流結構的高度方向。如圖11A所示,由於可穿戴設備是佩戴在使用者的頭部區域,壁面1010不會無限延伸,壁面1010處的氣流會沿下凹段的寬度方向溢出至氣流環境1020,造成下凹段中凹陷區域處氣體的流動,但是在下凹段中靠近第一連接部1021及第二連接部1022的區域仍具有低流速區域(即圖11A中凹陷區域的灰度較深的區域)。在圖11B中,圖11B中所標註的「長度(mm)」座標表示下凹段沿長度方向的長度,圖11B中所標註的「間距(mm)」座標表示與壁面1010的間距,圖11B中所標註的「速度(m/s)」座標表示下凹段不同位置的氣流速度。結合圖11A及圖11B,靠近第一連接部1021表面、靠近第二連接部1022表面以及凹陷區域的底部附近具有低流速區域1050,並且越靠近壁面1010,氣流的速度越小。另外,第一連接部1021表面附近的最大流速也未超過3.5m/s。
圖12A是根據本發明一些實施例提供的90°來流方向時的三維流
場分佈圖,圖12B是根據本發明一些實施例提供的90°來流方向時的凹陷區域中不同位置處的氣流速度分佈圖。
在圖12A中,氣流的流速為10m/s,導流結構的長度方向(圖12A中所示的X方向)與氣流的流動方向的夾角為90°,導流結構中沿寬度方向(圖12A中所示的Y方向)的一側與壁面1010接觸,導流結構中沿寬度方向的另一側暴露在氣流環境1020中,用以類比使用者佩戴可穿戴設備時的場景。此外,圖12A中所示的Y方向用以表示導流結構的高度方向。如圖12A所示,由於可穿戴設備是佩戴在使用者的頭部區域,壁面1010不會無限延伸,壁面1010處的氣流會沿下凹段的寬度方向溢出至氣流環境1020,造成下凹段中凹陷區域處氣體的流動,但是在下凹段中靠近第一連接部1021與第二連接部1022的區域仍具有低流速區域(即圖12A中凹陷區域的灰度較深的區域)。在圖12B中,圖12B中所標註的「長度(mm)」座標表示下凹段沿長度方向的長度,圖12B中所標註的「間距(mm)」座標表示與壁面1010的間距,圖12B中所標註的「速度(m/s)」座標表示下凹段不同位置的氣流速度。結合圖12A及圖12B,靠近第一連接部1021的表面、第二連接部1022的表面以及凹陷區域的底部區域仍具有低流速區域1210,並且越靠近壁面1010,氣流的速度越小。
結合上述內容,導流結構的下凹段可以提供低流速區域,具有較好的降低氣流速度的效果。為了保證第一麥克風採集的聲音訊號的品質,在一些實施例中,第一麥克風對應的進聲孔可以位於下凹段中凹陷區對應的第一連接部、第二連接部或凹陷區域的底部。當使用者佩戴可穿戴設備時,下凹段的一側靠近或貼合使用者的皮膚,以下簡稱為第一側部,下凹段的另一側遠離使用者皮膚,以下簡稱第二側部。為了進一步提高第一麥克風採集的聲音訊號的品質,在一些實施例中,當使用者佩戴可穿戴設備時,第一麥克風對應的進聲孔可以位於下凹段中凹陷區域靠近第一側部的位置。例如,第一麥克風對應的進聲孔可以位
於凹陷區對應的第一連接部、第二連接部或凹陷區域的底部上靠近第一側部的位置。在一些實施例中,第一麥克風對應的進聲孔與第一側部的間距可以為0mm-10mm。在下凹段的凹陷區域中,越靠近壁面1010的位置,相應的氣流速度也就越小,另外,為了防止使用者佩戴可穿戴設備時,進聲孔被使用者皮膚覆蓋或局部覆蓋,影響第一麥克風的拾音效果,優選地,第一麥克風對應的進聲孔與第一側部的間距可以為0.2mm-7mm。為了防止進聲孔過於靠近第二側部而受到高流速區域的影響,進一步優選地,第一麥克風對應的進聲孔與第一側部的間距可以為0.3mm-3mm。進一步優選地,第一麥克風對應的進聲孔與第一側部的間距可以為0.5mm-1.5mm。在一些實施例中,還可以通過調整進聲孔與第一側部的間距與下凹段在其寬度方向上的尺寸的比值,以提高第一麥克風採集的聲音訊號的品質。在一些實施例中,進聲孔與第一側部的間距與下凹段在其寬度方向上的尺寸的比值可以為0.01-0.9。在下凹段的凹陷區域中,越靠近壁面1010的位置,相應的氣流速度也就越小,另外,為了防止使用者佩戴可穿戴設備時,進聲孔被使用者皮膚覆蓋或局部覆蓋,影響第一麥克風的拾音效果,優選地,進聲孔與第一側部的間距與下凹段在其寬度方向上的尺寸的比值可以為0.02-0.7。更為優選地,進聲孔與第一側部的間距與下凹段在其寬度方向上的尺寸的比值可以為0.05-0.2。需要說明的是,上述進聲孔與第一側部的間距是指沿導流結構的寬度方向(例如,圖10A中的Y方向),進聲孔與第一側部的距離。
為了進一步降低外界氣流對第一麥克風的影響,可穿戴設備還可以包括用於傳遞外部聲音的導聲結構,導聲結構與下凹段連接,導聲結構為內部貫通的結構,導聲結構的一端與外部環境連通,第一麥克風位於導聲結構的另一端。在一些實施例中,導聲結構可以是相對於下凹段相獨立的部件。例如,下凹段的凹陷區域對應的側壁上開設用於該導聲結構的腔體,導聲結構位於該腔體中。在一些實施例中,導聲結構可以與下凹段為一體式結構。例如,下凹段的凹
陷區域對應的側壁上開設的導聲腔體。
圖13是根據本說明書一些實施例提供的導聲結構的結構示意圖。如圖13所示,導聲結構1300為內部貫通的結構,導聲結構1300內部設有多個導聲通道,多個導聲通道依次彎折連通。其中,位於導聲結構1300頂部的導聲通道與外界環境連通,第一麥克風位於導聲結構1300底部的導聲通道處。外部的氣流在進入導聲結構1300時,氣流在遇到兩個導聲通道的折彎連接處時形成渦流,此時氣流的動能被消耗,當氣流達到第一麥克風時,氣流的速度大大降低,從而進一步降低外界氣流對第一麥克風採集的聲音訊號的影響。在一些實施例中,導聲通道1310的形狀可以為圓柱狀、多邊體狀(例如,長方體、三棱柱狀)、梯台狀等規則形狀。在一些實施例中,導聲通道1310還可以為非規則狀的形狀,例如,喇叭狀。
為了保證導聲結構的降風噪效果,導聲結構1300中各導聲通道的折彎角度設置為特定範圍的角度。折彎角度過小會導致聲音訊號在導聲通道的折彎處發生較大損失,而折彎角度過大會影響導流結構對氣流的減速效果,為了保證麥克風拾取的聲音訊號的品質,在一些實施例中,導聲結構1300中各導聲通道的折彎角度可以為85°-95°。更為優選地,導聲結構1300中各導聲通道的折彎角度可以為90°。需要注意的是,各導聲通道之間的折彎角度可以相同或不同。在一些實施例中,導聲通道的截面形狀可以為多邊形(例如,三角形、四邊形、五邊形等)、圓形、半圓形、橢圓形、半橢圓形等形狀。在一些實施例中,導聲通道不同位置的尺寸可以相同或不同。例如,導聲通道可以為圓柱狀通道,此時導聲通道各個位置的半徑相同。又例如,導聲通道可以為喇叭狀,此時,導聲通道的半徑漸增或漸縮。在一些實施例中,多個導聲通道的形狀可以相同或不同。另外,各導聲通道之間的折彎處可以做倒角處理,以便氣流在折彎處產生湍流。
在一些實施例中,還可以通過調整導聲結構1300中導聲通道的總
長度(各導聲通道的長度總和),以保證導聲結構的降風噪效果。僅作為示例性說明,在一些實施例中,導聲通道的總長度可以大於10mm。導聲通道的總長度越長,對氣流的減速效果越好,為了提高導聲結構的降風噪效果,優選地,導聲通道的總長度可以大於13mm。進一步優選地,導聲通道的總長度可以大於17mm。較為優選地,導聲通道的總長度可以大於20mm。例如,導聲通道的總長度可以為20.4mm。在一些實施例中,還可以通過調整導聲結構1300中導聲通道之間的折彎數量,來保證導聲結構的降風噪效果。僅作為示例性說明,在一些實施例中,導聲通道之間的折彎數量可以大於5個。在一些實施例中,導聲通道之間的折彎數量可以大於8個。在一些實施例中,導聲通道之間的折彎數量可以大於10個。
在一些實施例中,可以在導聲結構中設置不同體積的通道,以降低第一麥克風處的氣流速度。圖14是根據本說明書一些實施例提供的導聲結構的結構示意圖。如圖14所示,在一些實施例中,導聲結構1400可以包括腔體1410,腔體1410通過連接孔1420與外部連通。在一些實施例中,腔體1410的數量可以為多個,多個腔體1410沿導聲結構1400的長度方向間隔分佈,其中相鄰的腔體1410之間也可以通過連接孔1420連通。在一些實施例中,腔體1410沿導聲結構1400寬度方向的尺寸大於連接孔1420沿導聲結構1400寬度方向的尺寸,外部的氣流在進入導聲結構1400時,氣流在遇到連接孔1420與腔體1410的連接處後,由於體積的突變,氣流形成渦系結構,使得氣流的動能被消耗,當氣流達到第一麥克風時,氣流的速度大大降低,從而進一步降低外界氣流對第一麥克風採集的聲音訊號的影響。
在一些實施例中,可以通過調整腔體或連接孔的尺寸(例如,長度、寬度、體積或表面積),以保證導聲結構的降風噪效果。在一些實施例中,單個腔體1410的體積可以大於4mm3。優選地,單個腔體1410的體積可以大於40
mm3。例如,單個腔體1410的體積可以為40mm3。在一些實施例中,單個腔體1410對應的表面積可以大於12mm2。優選地,單個腔體1410對應的表面積可以大於70mm2。例如,單個腔體1410對應的表面積可以為72mm2。在一些實施例中,連接孔1420的直徑可以為0.2mm-2mm,連接孔1420的長度可以小於5mm。例如,在一些實施例中,連接孔1420的直徑可以為1.1mm,連接孔1420的長度可以為2mm。在一些實施例中,腔體1410的截面形狀可以為多邊形(例如,三角形、四邊形、五邊形等)、圓形、半圓形、橢圓形、半橢圓形等形狀。
需要注意的是,圖13所示的導聲結構1300中與圖14所示的導聲結構1400並不限於第一麥克風的安裝,其他麥克風,例如,第二麥克風處也可以設置導聲結構1300或導聲結構1400。在一些實施例中,導聲結構也可以是圖13所示的導聲結構1300中與圖14所示的導聲結構1400相組合的結構。在一些實施例中,導聲結構(例如,導聲結構1300與導聲結構1400)的端部或內部也可以設置網狀結構(圖中未示出),來進一步降低風噪對第一麥克風的影響。此外,網狀結構還可以防止外界的灰塵、顆粒物進入麥克風中。
在一些實施例中,可穿戴設備可以包括第一麥克風及第二麥克風,其中,當使用者佩戴可穿戴設備時,第一麥克風與第二麥克風的連線指向使用者嘴部方向,第一麥克風與使用者嘴部的距離小於第二麥克風與人體嘴部的距離。此時,第一麥克風可以起到主要的拾取使用者說話時的聲音訊號的功能,第二麥克風也可以拾取使用者說話時的聲音訊號,可穿戴設備的處理器可以通過演算法確定第一麥克風及第二麥克風中拾取的聲音訊號中的使用者說話時的聲音訊號,從而將其他聲音訊號(例如,風噪)進行過濾處理。在一些實施例中,第一麥克風與第二麥克風的距離可以為5mm-70mm。優選地,第一麥克風與第二麥克風的距離可以為10mm-50mm。較為優選地,第一麥克風與第二麥克風的距離可以為25mm-30mm。在一些實施例中,第一麥克風中振膜的振動方向可以
與第二麥克風中振膜的振動方向基本垂直。這裡的基本垂直是指第一麥克風中振膜的振動方向可以與第二麥克風中振膜的振動方向可以為90°,或者與90°相接近的角度,例如,75°、80°、95°、100°等。如圖15所示,在一些實施例中,第一麥克風對應的第一進聲孔153可以位於下凹段1512中凹陷區域對應的側壁處。例如,第一麥克風對應的第一進聲孔153可以位於下凹段1512的第一連接部、第二連接部或者二者的連接處。第一麥克風對應的第一進聲孔153所在的位置處的風噪較小,第二麥克風對應的第二進聲孔154所在的位置處氣流的速度相對可能較大,為了進一步確定麥克風拾取的聲音訊號中的風噪,將第一麥克風的振膜的振動方向與第二麥克風的振膜振動的方向垂直設置或近似垂直設置,可以通過演算法基於風噪的相關性進一步處理掉麥克風(例如,第一麥克風及第二麥克風)拾取的風噪。在一些實施例中,第二麥克風對應的第二進聲孔154可以位於第二連接段1513處,使得使用者佩戴可穿戴設備時,第一麥克風對應的第一進聲孔153與第二麥克風對應的第二進聲孔154的連線方向指向使用者的嘴部。在一些實施例中,第二進聲孔154也可以為位於下凹段1512處。例如,第二進聲孔154位於下凹段1512的第二連接部中遠離第一進聲孔153的一側。又例如,第二進聲孔154也可以位於下凹段1512凹陷區對應的第二連接部的側壁處。為了更為清楚地對導聲結構的長度方向及寬度方向進行說明,現結合使用者佩戴可穿戴設備時的場景進行描述。以使用者頭部的任意一點為原點,建立三維坐標系,其中,三維坐標系中的x軸平行於水平面,z軸垂直於水平面,y軸垂直於x軸與z軸。這裡導聲結構的長度方向可以視為x軸方向,導聲結構的高度方向可以視為z軸方向,導聲結構的寬度方向可以視為y軸方向。關於上述各附圖(例如,圖4a-4c、圖8a-8c、圖10A-圖12B)中所示出的導聲結構的長度方向、寬度方向或高度方向可以參考圖15中使用者佩戴可穿戴設備時的場景。
在一些實施例中,可穿戴設備還可以包括聲學輸出單元155,聲
學輸出單元155可以位於下凹段1512處。在一些實施例中,聲學輸出單元155可以位於下凹段1512的外表面。例如,聲學輸出單元155為骨傳導揚聲器時,聲學輸出單元155可以位於下凹段1512中與使用者接觸的側面。又例如,聲學輸出單元155為氣傳導揚聲器時,聲學輸出單元155可以位於下凹段1512中與使用者不接觸的側面。在一些實施例中,聲學輸出單元155可以位於下凹段1512的內部。例如,下凹段1512內部具有放置聲學輸出單元155的容置倉(圖15中未示出),聲學輸出單元155可以位於該容置倉中。當聲學輸出單元155位於該容置倉中時,下凹段1512可以作為聲學輸出單元155的殼體,聲學輸出單元155的其他部件(例如,磁路結構、振膜等)可以位於下凹段1512中。以氣傳導揚聲器作為聲學輸出單元155作為示例,在一些實施例中,聲學輸出單元155可以包括振膜及磁路結構(圖15中未示出),振膜與音圈連接,音圈伸入磁路結構的磁間隙中,磁路結構與聲學輸出單元155的殼體(或下凹段1512)連接,振膜背朝磁路結構的一側形成聲學輸出單元155的正面,磁路結構背朝振膜的一側形成聲學輸出單元155的背面,振膜振動使得聲學輸出單元分別從其正面與背面向外輻射聲音。在一些實施例中,聲學輸出單元155的殼體(或下凹段1512)可以包括至少兩個導聲孔(圖15中未示出),該導聲孔可以包括第一導聲孔(也被稱為出聲口)及第二導聲孔(也被稱為泄壓口),第一導聲孔用於輸出聲學輸出單元155正面發出的聲音,第二導聲孔可以用於聲學輸出單元155背面發出聲的聲音,第一導聲孔輸出的聲音的相位與第二導聲孔輸出的聲音的相位可以視為相反,使得第一導聲孔輸出的聲音的與第二導聲孔輸出的聲音可以構建一個偶極子。當使用者佩戴可穿戴設備時,第一導聲孔靠近使用者的耳道口,第二導聲孔背向使用者的耳道口,使得聲學輸出單元155具有較好的聲學輸出效果。在一些實施例中,第一導聲孔與第二導聲孔的數量可以為一個或多個。在一些實施例中,可以通過調整第一導聲孔或第二導聲孔的數量、尺寸、位置、聲阻等參數可以進一步提高可穿戴設備的聽音效果
與降漏音效果。
在拾取使用者說話時的聲音訊號時,第一麥克風起到了主要的聲音拾取功能,為了降低聲學輸出單元發生的聲音對第一麥克風的影響,在一些實施例中,第一麥克風的振膜的振動方向與聲學輸出單元的振膜的振動方向垂直或基本垂直。為了進一步降低聲學輸出單元發生的聲音對麥克風的影響,第一麥克風或第二麥克風位於受聲學輸出單元影響最小的區域,例如聲學輸出單元的聲學零點區域。圖16及圖17是根據本發明一些實施例提供的聲學輸出單元的聲場輻射圖,其中,圖17為圖16中箭頭M視角的聲場輻射圖。如圖16及圖17所示,聲學輸出單元1601的聲學零點區域為圖中顏色較深的區域(聲學零點區域1610)。聲學輸出單元1601的殼體可以包括至少兩個導聲孔,該導聲孔可以包括第一導聲孔1602(也被稱為出聲口)及第二導聲孔1603(也被稱為泄壓口),第一導聲孔1602用於輸出聲學輸出單元1601正面發出的聲音,第二導聲孔1603可以用於聲學輸出單元1601背面發出聲的聲音,第一導聲孔1602輸出的聲音的相位與第二導聲孔1603輸出的聲音的相位可以視為相反,使得第一導聲孔1602輸出的聲音的與第二導聲孔1603輸出的聲音可以構建一個聲學偶極子,並形成聲學零點區域1610。在一些實施例中,可以基於聲學輸出單元的聲學零點區域選擇並確定第一麥克風與第二麥克風的位置。
需要說明的是,不同實施例可能產生的有益效果不同,在不同的實施例裡,可能產生的有益效果可以是以上任意一種或幾種的組合,也可以是其他任何可能獲得的有益效果。
上文已對基本概念做了描述,顯然,對於所屬技術領域中具有通常知識者來說,上述詳細揭露內容僅僅作為示例,而並不構成對本發明的限定。雖然此處並沒有明確說明,所屬技術領域中具有通常知識者可能會對本發明進行各種修改、改進及修正。該類修改、改進及修正在本發明中被建議,所以該類
修改、改進、修正仍屬於本發明示範實施例的精神與範圍。
同時,本發明案使用了特定詞語來描述本發明的實施例。如「一個實施例」、「一實施例」、及/或「一些實施例」意指與本發明至少一個實施例相關的某一特徵、結構或特點。因此,應強調並注意的是,本說明書中在不同位置兩次或多次提及的「一實施例」或「一個實施例」或「一個替代性實施例」並不一定是指同一實施例。此外,本發明的一個或多個實施例中的某些特徵、結構或特點可以進行適當的組合。
此外,除非申請專利範圍中明確說明,本發明所述處理元素及序列的順序、數位字母的使用、或其他名稱的使用,並非用於限定本發明流程與方法的順序。儘管上述揭露中通過各種示例討論了一些目前認為有用的發明實施例,但應當理解的是,該類細節僅起到說明的目的,附加的申請專利範圍並不僅限於揭露的實施例,相反地,申請專利範圍旨在覆蓋所有符合本發明實施例實質及範圍的修正與等價組合。例如,雖然以上所描述的系統元件可以通過硬體設備實現,但是也可以只通過軟體的解決方案得以實現,如在現有的伺服器或移動設備上安裝所描述的系統。
同理,應當注意的是,為了簡化本發明揭露內容的表述,從而幫助對一個或多個發明實施例的理解,前文對本發明實施例的描述中,有時會將多種特徵歸併至一個實施例、附圖或對其的描述中。但是,這種揭露方式並不意味著本發明物件所需要的特徵比申請專利範圍中提及的特徵多。實際上,實施例的特徵要少於上述揭露的單個實施例的全部特徵。
一些實施例中使用了描述成分、屬性數量的數字,應當理解的是,此類用於實施例描述的數字,在一些示例中使用了修飾詞「大約」、「近似」或「大體上」來修飾。除非另外說明,「大約」、「近似」或「大體上」表明所述數字允許有±20%的變化。相應地,在一些實施例中,說明書及申請專利範圍中使用的
數值參數均為近似值,該近似值根據個別實施例所需特點可以發生改變。在一些實施例中,數值參數應考慮規定的有效位數並採用一般位數保留的方法。儘管本發明一些實施例中用於確認其範圍廣度的數值域與參數為近似值,在具體實施例中,此類數值的設定在可行範圍內盡可能精確。
針對本發明引用的每個專利、專利申請、專利申請公開物與其他材料,如文章、書籍、說明書、出版物、文件等,特此將其全部內容併入本發明作為參考。與本發明內容不一致或產生衝突的申請歷史文件除外,對本發明申請專利範圍最廣範圍有限制的檔案(當前或之後附加於本發明中的)也除外。需要說明的是,如果本發明附屬材料中的描述、定義、及/或術語的使用與本發明所述內容有不一致或衝突的地方,以本發明的描述、定義及/或術語的使用為準。
最後,應當理解的是,本發明中所述實施例僅用以說明本發明實施例的原則。其他的變形也可能屬於本發明的範圍。因此,作為示例而非限制,本發明實施例的替代配置可視為與本發明的教導一致。相應地,本發明的實施例不僅限於本發明明確介紹及描述的實施例。
610:導流結構
611:第一連接段
6111:第一端部
6112:第二端部
612:下凹段
6121:第一連接部
6122:第二連接部
613:第二連接段
6131:第三端部
6132:第四端部
630:第一進聲孔
632:第二進聲孔
Claims (9)
- 一種可穿戴設備,包括:導流結構,被配置為佩戴於使用者的頭部,其中,該導流結構包括:第一連接段、第二連接段及下凹段,該第一連接段、該下凹段與該第二連接段依次連接,該下凹段相對於該導流結構具有向下的凹陷;以及第一麥克風,被配置為收集使用者說話的聲音訊號,該第一麥克風位於該下凹段處;以及用於傳遞外部聲音的導聲結構,該導聲結構與該下凹段連接,該導聲結構為內部貫通的結構,該導聲結構的一端與外部環境連通,該第一麥克風位於該導聲結構的另一端。
- 如請求項1之可穿戴設備,其中,該第一麥克風位於該下凹段中向下凹陷的區域的底部。
- 如請求項1之可穿戴設備,其中,該第一連接段包括第一端部及第二端部,該第二端部與該下凹段連接,該第一端部相對該下凹段的底部的高度不大於該第二端部相對於該下凹段的底部的高度。
- 如請求項3之可穿戴設備,其中,該第二連接段包括第三端部及第四端部,該第三端部與該下凹段連接;該第三端部相對該下凹段的底部的高度不小於該第四端部相對於該下凹段的底部的高度。
- 如請求項4之可穿戴設備,其中,該第二端部相對該下凹段的底部的高度不小於該第三端部相對於該下凹段的底部的高度。
- 如請求項1之可穿戴設備,其中,該下凹段包括第一連接部及第二連接部,該第一連接部與該第一連接段彎折連接並向下延伸,該第二連接部與該第二連接段彎折連接並向下延伸,該第一連接部遠離該第一連接段的一端與該第二連接部遠離該第二連接段的一端連接。
- 如請求項6之可穿戴設備,其中,該第一連接部與該第二連接部的間距沿該下凹段的凹陷方向漸縮。
- 如請求項1之可穿戴設備,其中,該導聲結構內部設有多個導聲通道,該等多個導聲通道依次彎折連通。
- 如請求項1之可穿戴設備,其中,該導聲結構包括多個腔體,該等多個腔體沿該導聲結構的長度方向間隔分佈,相鄰的該腔體之間通過連接孔連通;該腔體沿導聲結構寬度方向的尺寸大於該連接孔沿導聲結構寬度方向的尺寸。
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CN214704204U (zh) | 2021-02-01 | 2021-11-12 | 深圳市韶音科技有限公司 | 眼镜及其镜腿 |
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