一种基于数字扬声器的智能手表及其发声方法 |
|||||||
| 申请号 | CN202410013357.7 | 申请日 | 2024-01-04 | 公开(公告)号 | CN117872701A | 公开(公告)日 | 2024-04-12 |
| 申请人 | 地球山(苏州)微电子科技有限公司; | 发明人 | 刘长华; 胡舒怡; 袁飞洋; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开一种基于数字扬声器的智能 手表 及其发声方法，涉及数字发声技术领域，用于解决 现有技术 中智能手表的模拟扬声器无法实现定向发声和体积大的问题。包括：上层结构；所述上层结构上设置有显示屏以及多个发声孔；多个发声孔沿显示屏周向设置；壳体，壳体上设置有凹槽；设置在凹槽内的数字扬声器以及主 控制器 数字扬声器对应发声孔进行圆周排布； 主控制器 与所述数字扬声器电连接；每个数字扬声器紧靠壳体的边缘进行设置；数字扬声器包括驱动芯片和 像素 发声单元阵列。本 申请 的智能手表，不仅能够缩小体积，还能实现全频段播放声音并进行定向发声，声音音量也能调节，且增加美观度。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种基于数字扬声器的智能手表，其特征在于，包括： |
||||||
| 说明书全文 | 一种基于数字扬声器的智能手表及其发声方法技术领域[0001] 本发明涉及数字发声技术领域，尤其涉及一种基于数字扬声器的智能手表及其发声方法。 背景技术[0002] 随着人们对智能电子设备的关注度不断提高，各种智能穿戴终端需求旺盛。特别是智能手表发展领域，智能手表作为一种新型智能设备，也越来越普及并受到了人们的广泛欢迎。人机交互成为智能手表的必要功能，内置发声装置也成为智能手表的必要配置。 [0003] 现有智能手表需要配合模拟扬声器实现播放音乐、视频、导航以及通信等功能，不仅提高人们的生活效率，还能给人们带来更加便捷的娱乐体验。但是，目前智能手表由于体积小，模拟扬声器的安装空间有限，发声效果不好，此外，智能手表为全向性发声，无法在嘈杂的环境中传输声音给用户。 [0004] 因此，亟需提供一种更为可靠的智能手表及其发声方案。 发明内容[0005] 本发明的目的在于提供一种基于数字扬声器的智能手表及其发声方法，用于解决现有技术中智能手表的模拟扬声器无法实现定向发声和体积大的问题。 [0006] 为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案： [0007] 第一方面，本发明提供一种基于数字扬声器的智能手表，包括： [0008] 上层结构；所述上层结构上设置有显示屏以及多个发声孔；多个所述发声孔沿所述显示屏周向设置； [0009] 壳体，所述壳体上设置有凹槽； [0010] 设置在所述凹槽内的数字扬声器以及主控制器；所述数字扬声器对应发声孔进行圆周排布；所述主控制器与所述数字扬声器电连接；每个所述数字扬声器紧靠所述壳体的边缘进行设置；所述数字扬声器包括驱动芯片和像素发声单元阵列。 [0011] 与现有技术相比，本发明提供的一种基于数字扬声器的智能手表，包括：上层结构；所述上层结构上设置有显示屏以及多个发声孔；多个发声孔沿显示屏周向设置；壳体，壳体上设置有凹槽；设置在凹槽内的数字扬声器以及主控制器数字扬声器对应发声孔进行圆周排布；主控制器与所述数字扬声器电连接；每个数字扬声器紧靠壳体的边缘进行设置；数字扬声器包括驱动芯片和像素发声单元阵列。本申请的数字扬声器能够直接贴装在智能手表中，不仅能够缩小体积，还能实现全频段播放声音并进行定向发声，声音音量也能调节；每个数字扬声器紧靠壳体边缘设置，能提高屏幕利用率，增加美观度。 [0012] 第二方面，本发明提供一种基于数字扬声器的智能手表发声方法，所述智能手表发声方法应用于第一方面提供的基于数字扬声器的智能手表；方法包括： [0015] 所述数字扬声器基于所述脉冲控制信号将多路量化数字脉冲信号分发给像素发声单元阵列；像素发声单元阵列将数字脉冲信号转换为声脉冲信号输出；所述数字扬声器上有M×N个级联成的阵列的发声像素单元产生的声波相互叠加，实现发声。 [0017] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中： [0018] 图1为本发明提供的一种基于数字扬声器的智能手表结构示意图； [0019] 图2为本发明提供的方形结构智能手表示意图； [0020] 图3为本发明提供的圆形结构智能手表示意图； [0021] 图4为本发明提供的环形扬声器模块第一组成方式示意图； [0022] 图5为本发明提供的环形扬声器模块第二组成方式示意图； [0023] 图6为本发明提供的像素单元阵列环形结构示意图； [0024] 图7为本发明提供的像素发声单元上贴装ASIC示意图； [0025] 图8为本发明提供的一种基于数字扬声器的智能手表发声方法示意图。 [0026] 附图标记： [0027] 1‑像素发声单元阵列，2‑驱动芯片，3‑发声孔，4‑壳体，5‑上层结构，6‑数字扬声器。 具体实施方式[0028] 为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在本发明的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一阈值和第二阈值仅仅是为了区分不同的阈值，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。 [0029] 需要说明的是，本发明中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。 [0030] 本发明中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a和b的结合，a和c的结合，b和c的结合，或a、b和c的结合，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。 [0031] 目前智能手表由于体积小，扬声器的安装空间有限，发声效果不好，若想提高发声效果，则需要增加传统扬声器的数量，如此又将增大智能手表的体积。此外，现有技术中的智能手表为全向性发声，无法在嘈杂的环境中定向传输声音给用户。另外，由于现有智能手表中的扬声器要求尺寸小，从而导致了灵敏度低，低频谐可靠性不佳的问题，使得用户在使用时会感到智能手表播放音乐的音量较小，还需要设计螺栓等安装结构进行安装。 [0033] 实施例1 [0034] 本发明提供了一种基于数字扬声器的智能手表，如图1所示，本发明提供的智能手表，其结构可以包括： [0035] 上层结构5；所述上层结构5上设置有显示屏以及多个发声孔3；多个所述发声孔3沿所述显示屏周向设置； [0036] 壳体4，所述壳体4上设置有凹槽； [0037] 设置在所述凹槽内的数字扬声器6以及主控制器；所述数字扬声器6对应发声孔3进行圆周排布；所述主控制器与所述数字扬声器6电连接；每个所述数字扬声器6紧靠所述壳体4的边缘进行设置；所述数字扬声器6包括驱动芯片2和像素发声单元阵列1。 [0038] 本方案中，如图1所示，将智能手表分为三层结构，上层结构5为玻璃透明的显示屏和围绕显示屏的环形多个发声孔3。当然，上层结构5中的显示屏也可以是其他材质，具体显示屏的形状以及材质可以根据实际需求进行设定。 [0039] 另外，图1中驱动芯片2与像素发声单元阵列1不在一个平面上，且二者呈90°角，可以减小显示屏两端的面积，易于放置且美观。 [0040] 图1中的中间层为对应发声孔3的多个圆周排布的数字扬声器6。数字扬声器6由像素发声单元阵列1和驱动芯片2组成，驱动芯片2为ASIC芯片。每个驱动芯片2电连接，第二层还设有主控制器(图1中未显示)。最后一层为壳体4，内设凹槽用于放置数字扬声器6、主控制器以及电源等其他设备，数字扬声器6对应设置在发声孔3的下方，且每个数字扬声器6紧靠壳体4边缘设置，能提高屏幕利用率，增加美观度。 [0041] 图1中的方案，提供的一种基于数字扬声器的智能手表，包括：上层结构5；所述上层结构5上设置有显示屏以及多个发声孔3；多个发声孔3沿显示屏周向设置；壳体4，壳体4上设置有凹槽；设置在凹槽内的数字扬声器6以及主控制器数字扬声器6对应发声孔3进行圆周排布；主控制器与所述数字扬声器6电连接；每个数字扬声器6紧靠壳体4的边缘进行设置；数字扬声器6包括驱动芯片2和像素发声单元阵列1。本申请的数字扬声器6能够直接贴装在智能手表中，不仅能够缩小体积，还能实现全频段播放声音并进行定向发声，声音音量也能调节；每个数字扬声器6紧靠壳体4边缘设置，能提高屏幕利用率，增加美观度。 [0042] 基于图1的结构，本说明书实施例还提供了该结构的一些具体结构，下面进行说明。 [0043] 像素发声单元阵列1可以为矩形阵列。数字扬声器6可以为矩形结构，大小可以为12*18mm，厚度3mm。驱动芯片2接收主控制器发送的信号以驱动像素发声单元阵列1发声。 [0044] 可选的，所述智能手表为可以方形结构、圆形结构或者其他结构，数字扬声器6的排布与智能手表的结构有关，为了充分保证智能手表的发声效果，并且兼顾智能手表的体积和美观度，在设置时，本方案将数字扬声器阵列按一定的顺序规律排布在发声孔3下方。接下来，以方形智能手表以及圆形智能手表为例进行说明： [0045] 1)当所述智能手表为方形结构时，如图2所示，多个所述数字扬声器6构成方形的扬声器模块排布在所述发声孔3下方； [0046] 2)所述智能手表为圆形结构时，如图3所示，多个所述数字扬声器6构成环形的扬声器模块排布在所述发声孔3下方。 [0047] 针对上述的第2)种情况，多个所述数字扬声器6构成环形的扬声器模块时，数字扬声器6以一定的角度排列成环形结构。在本发明中，当不改变数字扬声器6的形状时，提出两种数字扬声器6的排布方式，分别是： [0048] 方式一 [0049] 如图4所示，一个数字扬声器6包括ASIC芯片以及数字发声单元阵列，多个所述数字扬声器6以第一方向排列为环形结构；所述第一方向表示组成环形结构的多个所述数字扬声器6的像素发声单元阵列1均设置在靠近圆心一侧，且任意两个相邻的所述数字扬声器6之间的排列间隔相等；垂直于水平方向的中轴线上的两个数字扬声器6竖直放置；单个所述数字扬声器6为方形结构。如图4，每个数字扬声器6按照预设间隔在圆环方向上竖直放置。 [0050] 方式二 [0051] 如图5所示，多个所述数字扬声器6构成环形的扬声器模块时，多个所述数字扬声器6以第二方向排列为环形结构；所述第二方向表示组成环形结构的多个所述数字扬声器6首尾排列，且任意两个相邻的所述数字扬声器6之间的排列间隔相等，垂直于水平方向的中轴线上的两个数字扬声器6水平放置；单个所述数字扬声器6为方形结构。 [0052] 实际应用中，驱动所有的像素单元阵列的驱动芯片2可以有1个、2个或多个，当不改变ASIC芯片的形状时，可以改变ASIC芯片的数量和像素发声单元的排列形状。可选的，所述像素发声单元阵列1可以组成环形阵列；所述驱动芯片2与所述环形阵列电连接。更为具体地，以所有的像素单元由两个ASIC(不限定数量)驱动为例，如图6所示，两个所述驱动芯片2可以设置在所述环形阵列的圆环内部。 [0053] 另外，还可以改变ASIC贴装位置，不改变像素发声单元的数量和排列，如图7所示，在另一实施例中，将ASIC贴装在像素发声单元阵列后面或垂直侧面，每个ASIC进行电连接以实现聚合发声。图7中仅示出像素发声单元阵列的结构，其ASIC贴装在像素发声单元阵列后面或垂直侧面在图7中未示出。此种贴装方式不仅节省空间还方便工艺设计。 [0054] 作为一种可选的实施例，数字扬声器6可以设置在显示屏的四周，也可以设置在表带上。上述方案中说明了数字扬声器6设置在显示屏四周的情况。实际应用中，所述智能手表还可以包括表带，所述表带上可以设置数字扬声器6和密封壳，所述密封壳表面设有发声孔3，所述数字扬声器6放置在密封壳内通过发声孔3向用户正面发声。 [0055] 可选的，所述智能手表还可以包括摄像头；所述摄像头可以设置在所述上层结构5上或者所述壳体4的侧面；所述摄像头用于识别佩戴所述智能手表的用户对应的方位信息。 [0057] 实施例2 [0058] 如图8所示，该流程可以包括以下步骤： [0059] 步骤810：主控制器获取数字音频信号以及发声角度。 [0060] 现有智能手表需要配合扬声器实现播放音乐、视频、导航以及通信等功能，需要在各种应用场景中进行使用，为了避免在嘈杂的环境中无法将声音定向且清楚地传输给客户，或者在安静的环境中全向性发声影响到其他用户或泄露信息，本发明中需要确定发声角度，以实现为用户进行定向发声。 [0061] 步骤820：结合所述数字音频信号以及所述发声角度进行DSR处理，生成脉冲控制信号；并将所述脉冲控制信号发送至数字扬声器。 [0063] 步骤830：所述数字扬声器基于所述脉冲控制信号将多路量化数字脉冲信号分发给像素发声单元阵列。 [0064] 可以根据用户听音需求确定需要工作的数字发声单元的数量以及位置，生成对应的脉冲控制信号，多路量化数字脉冲信号分发给像素发声单元阵列。 [0065] 步骤840：像素发声单元阵列将数字脉冲信号转换为声脉冲信号输出；所述数字扬声器上有M×N个级联成的阵列的发声像素单元产生的声波相互叠加，实现发声。 [0066] 图8中的方法，可以使用户在嘈杂的环境中听到手表的声音。 [0067] 基于图8的方法，本说明书实施例还提供了该方法的一些具体实施方式，下面进行说明。 [0068] 主控制器获取数字音频信号以及发声角度之前，还可以包括： [0069] 获取佩戴所述智能手表的用户对应的方位信息； [0070] 基于所述方位信息确定发声角度。 [0071] 本发明提供的技术方案，存在以下技术效果： [0072] 1)使用数字扬声器替代手表中模拟扬声器，解决了目前智能手表的模拟扬声器无法实现定向发声和体积大的问题。基于数字扬声器的智能手表通过本发明提供的扬声器结构不仅能缩小手表体积还能定向发声给用户，数字扬声器可以直接贴装在手表中便于安装，音质效果好。 [0073] 2)设计新结构的数字扬声器，扬声器模块可以做到体积很小，宽度和厚度实现厘米级精度，以做到内置智能手表，不影响手表的体积且实现全频段覆盖的音质效果。 [0074] 3)驱动芯片与像素发声单元阵列不在一个平面上，且二者呈90°角，可以减小显示屏两端的面积，易于放置且美观。 [0075] 4)此外，现有智能手表中的扬声器不仅尺寸小、灵敏度低，低频谐可靠性不佳，使得用户在使用时会感到智能手表播放音乐的音量较小，还需要设计螺栓等安装结构进行安装。而本申请的数字扬声器能够直接贴装在智能手表中，圆周阵列多个数字扬声器实现环形的扬声器模块结构的围绕智能手表，实现全频段播放声音，频率覆盖范围大，声音音量也能调节。 [0076] 尽管在此结合各实施例对本发明进行了描述，然而，在实施所要求保护的本发明过程中，本领域技术人员通过查看附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。 [0077] 尽管结合具体特征及其实施例对本发明进行了描述，显而易见的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本发明的示例性说明，且视为已覆盖本发明范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈