在移动设备中使用扬声器作为麦克风的系统和方法_2

文档序号:9309051阅读:来源:国知局
制器103处理的电信号的任何系统、设备、或装置,其中该声音利用具有基于在隔膜或膜片接收的声波振动变化而变化的电容的隔膜或膜片转换成电信号。电容性麦克风106可以包括静电麦克风、电容式麦克风、驻极体麦克风、微机电系统(MEMS)麦克风、或任何其他合适的电容性麦克风。
[0027]无线发射器/接收器108可以容纳在外壳101内,可以通信地联接到控制器103,并且包括配置为在天线的辅助下产生和发送射频信号以及接收射频信号并且将由该接收信号携带的信息转换成控制器103可用格式的任何系统、设备、或装置。无线发射器/接收器108可以配置为发送和/或接收各种类型的射频信号,包括但不限于蜂窝通信(例如,2G,3G,4G,LTE,等)、短距离无线通信(例如,蓝牙)、商业无线电信号、电视信号、卫星无线电信号(例如,GPS)、Wireless Fidelity (无线保真度)、等。
[0028]扬声器110可以至少局部地容纳在壳体101内或者可以在壳体101外部,可以通信地联接到控制器103,并且可以包括配置来响应于电气音频信号输入产生声音的任何系统、设备、或装置。在一些实施例中,扬声器可以包括电动扬声器,电动扬声器采用经由柔性悬挂物机械地联接到刚性框架的轻质隔膜,其限制音圈轴向移动通过圆柱体磁间隙。当电信号施加到音圈时,在音圈中的电流产生磁场,使其成为可变磁体。线圈和驱动者的磁系统相互作用,产生导致线圈(并且因此,附着锥体)前后运动的机械力,从而在来自放大器的所施加电信号的控制下重新产生声音。
[0029]在其中移动设备102包括多个扬声器110的实施例中,该扬声器110可以起到不同功能。例如,在一些实施例中,第一扬声器110可以播放铃声和/或其他警报,而第二扬声器110可以播放语音数据(例如,由无线发射器/接收器108从另一方接收到在这一方与移动设备102的用户之间的电话的语音数据)。作为另一个示例,在一些实施例中,第一扬声器110可以在移动设备102的“扬声器电话”模式中播放语音数据,而第二扬声器110可以在扬声器电话模式被禁用时播放语音数据。
[0030]虽然特别示例部件在上面图1中描述为集成到移动设备102 (例如,控制器103、存储器104、用户界面105、麦克风106、无线发射器/接收器108、扬声器110),但是根据本发明的移动设备102可以包括上面没有特别罗列的一个或多个部件。
[0031]根据本发明的实施例,一个或多个扬声器110也可以采用为麦克风。举例说明,在扬声器110的锥体或其他声音产生部件上的声音事件会导致在该锥体中的运动,从而导致该扬声器110的音圈的运动,其在音圈上感应电压,该电压会被感测并且发送到控制器103和/或其他电路用于处理,有效地操作为麦克风。由使用为麦克风的扬声器110检测的声音可以使用于许多目的,如下面所述。
[0032]例如,在一些实施例中,扬声器110可以使用为麦克风以感测用于从低功率状态“唤醒”移动设备102并且将它转换到较高功率状态的语音命令和/或其他音频激励源。在该实施例中,当移动设备102处于低功率状态中时,扬声器110可以传送电信号到控制器103用于处理。控制器103可以处理该信号并且确定该信号是否对应于用于将移动设备102转换到较高功率状态的语音命令和/或其他激励源。如果控制器103确定该信号对应于用于将移动设备102转换到较高功率状态的语音命令和/或其他激励源,控制器103可以激活在低功率状态中可能已经无效的移动设备102的一个或多个部件(例如,电容性麦克风106,用户界面105) ο
[0033]在一些情况下,扬声器110可以使用为用于某个水平之上的声压水平或音量的麦克风,举例而言,例如记录实况转播音乐会。在该较高声压水平中,扬声器110与电容性麦克风106相比可以具有响应于声音的更可靠信号。当使用扬声器110作为麦克风,控制器103和/或移动设备102的其他部件可以执行频率均衡,因为使用作为麦克风的扬声器110的频率响应可以不同于电容性麦克风106。该频率均衡可以如现有技术已知那样利用滤波器(例如,滤波器组)完成。在特定实施例中,该滤波和频率均衡可以是适应性的,利用在其中电容性麦克风106有效(但是不被声音的事件音量过载)并且扬声器110使用为麦克风的时间周期期间由控制器103执行的适应性滤波算法。一旦均衡化频率响应,控制器103可以通过在两者之间的交叉衰落而在从电容性麦克风106和扬声器110接收的信号之间平滑地转换。
[0034]在这些和其他实施例中,控制器103可以处理从电容性麦克风106和采用为麦克风的一个或多个扬声器110接收的信号以便执行波束成形或空间滤波,其是用于方向信号接收的信号处理技术。控制器103可以通过在相控阵列中的组合元件以这样的方式执行波束成形,在特定角度处的信号经历建设性干涉,而其他信号经历破坏性干涉。波束成形可以是为了实现在移动设备102处的声音事件的空间选择性。
[0035]在这些和其他实施例中,扬声器110可以在其中它不被另外使用来发出声音的那些情况下使用为麦克风。例如,当移动设备102处于低功率状态中时,扬声器110可以不发出声音并且因此可以采用为麦克风(例如,以响应于语音激活命令从低功率状态辅助唤醒移动设备102,如上所述)。作为另一个示例,当移动设备102处于扩音器模式中,扬声器110通常使用于播放语音数据给用户,当移动设备102不处于扩音器模式中,(例如,在电话通话期间用户通常放到他或她的耳朵旁的扬声器110)可以被失效而不发出声音并且在这种情况下可以使用为麦克风。
[0036]然而,在其他实施例中,扬声器110可以同步使用为扬声器和麦克风,以便扬声器可以在捕捉声音的同时同步发出声音。在该实施例中,扬声器I1的锥体和音圈可以响应于施加到音圈的电压信号和在扬声器I1上的其他声音事件而振动。控制器103可以确定存在于音圈上的电压,其将包括两个电压之和:(例如,由控制器103)发送用于从扬声器110产生声音的电压和由在扬声器110上的外部声音事件感应的电压。通过执行信号处理,控制器103可以从存在于音圈上的总电压减去可归因于产生声音的电压,其中剩余电压可归因于在扬声器110上的外部声音事件。
[0037]在这些和其他实施例中,扬声器可以使用为麦克风以便扩展超过电容性麦克风106的低音部响应的移动设备102的低音部响应。一般的电容性麦克风具有有限的频率响应,特别是在低频处。然而,当使用为麦克风时,扬声器110与通常在移动设备中使用的电容性麦克风相比,可以具有更好的低频响应。因此,控制器103可以对来自电容性麦克风106和一个或多个扬声器110的信号滤波和求和以提供比仅从电容性麦克风106可能获得的更大的频率响应用于接收声音。
[0038]在这些和其他实施例中,移动设备102可以包括至少两个扬声器110,其可以选择性地使用来传输声音或使用为麦克风。在该实施例中,每个扬声器110可以被优化用于在特定音量水平范围和/或频率范围的性能,并且基于所检测音量水平和/或频率范围控制器103可以选择哪个扬声器110来使用于传输声音以及哪个扬声器110使用于接收的声
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[0039]图2图解说明根据本发明实施例的用于使用扬声器110作为麦克风以便检测从低功率状态唤醒移动设备102的音频激励源的示例方法200的流程图。根据一个实施例,方法200在步骤202开始。如上所述,本发明的教导实施在移动设备102的各种配置中。同样,用于方法200的优选初始化点和包括方法200的步骤的顺序可以取决于所选定的实施例。
[0040]在步骤202,扬声器110可以响应于移动设备102进入低功率状态被禁止产生声音。在步骤204,扬声器110可以响应于在扬声器110上的声音事件传输由事件声音在扬声器110中感应的电压信号到控制器103。
[0041]在步骤206,控制器103可以处理电压信号并且确定电压信号是否对应于用于使移动设备102从低功率状态转换到较高功率状态的激励源(例如,语音命令)。如果电压信号对应于用于使移动设备102从低功率状态转换到较高功率状态的激励源,那么方法200可以前进到步骤208。否则,方法200可以再次前进到步骤204。
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