无线扩音系统的制作方法

本发明涉及一种无线扩音系统，特别是一种包括自走式扩音装置的无线扩音系统。

背景技术：

多媒体播放装置已成为丰富人们生活的一种家电产品，例如可播放音乐的扩音装置，已逐渐成为生活中不可或缺的娱乐设备。通过音源线传输音频信号，可能造成使用者设置不易或移动困难的问题。随着无线传输科技的发展，无线传输技术逐渐被应用于扩音装置，如何设计便于使用的无线扩音系统，乃目前业界所致力的课题之一。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种无线扩音系统，包括有自走式扩音装置，能够跟随使用者移动。

为了实现上述目的，本发明提供了一种无线扩音系统，包括一或多个自走式扩音装置。自走式扩音装置包括处理单元、无线传/收音单元、扩音单元、追踪单元及致动器。无线传/收音单元耦接处理单元，用以通过无线传输界面，接收音频信号。扩音单元耦接处理单元，用以依据音频信号进行扩音。追踪单元耦接处理单元，用以追踪行动装置的位置。致动器耦接处理单元，处理单元依据行动装置的位置控制致动器，致动器驱动自走式扩音装置随着行动装置移动。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为依据本发明一实施例的无线扩音系统的示意图；

图2a～图2d为依据本发明多个实施例的致动器的示意图；

图3为依据本发明一实施例的自走式扩音装置的示意图；

图4为依据本发明一实施例的自走式扩音装置的示意图；

图5为依据本发明一实施例的无线扩音系统的示意图；

图6a为依据本发明一实施例的两个自走式扩音装置整合无线充电的示意图；

图6b为依据本发明一实施例的两个自走式扩音装置整合无线充电的外观示意图；

图7为依据本发明一实施例的无线扩音系统的示意图；

图8a为依据本发明一实施例的三个自走式扩音装置整合无线充电的示意图；

图8b为依据本发明一实施例的三个自走式扩音装置整合无线充电的外观示意图；

图9为依据本发明一实施例的无线扩音系统的使用示意图。

其中，附图标记

1：无线扩音系统

10、10_b、10_c、10_d、10_e：第一自走式扩音装置

100：第一处理单元

102：第一无线传/收音单元

104：第一扩音单元

106：第一追踪单元

108：第一致动器

110：第一供电单元

112：第一无线充电单元

130：第一无线充电基座

20、20_d、20_e：第二自走式扩音装置

200：第二处理单元

202：第二无线传/收音单元

204：第二扩音单元

206：第二追踪单元

208：第二致动器

210：第二供电单元

212：第二无线充电单元

30、30_e：第三自走式扩音装置

300：第三处理单元

302：第三无线传/收音单元

304：第三扩音单元

306：第三追踪单元

308：第三致动器

310：第三供电单元

312：第三无线充电单元

m1：行动装置

s1：第一音频信号

s2：第二音频信号

s3：第三音频信号

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

图1为依据本发明一实施例的无线扩音系统的示意图。无线扩音系统1可包括一或多个自走式扩音装置，在此实施例中，以使用一个第一自走式扩音装置10作为范例说明。第一自走式扩音装置10包括第一处理单元100、第一无线传/收音单元102、第一扩音单元104、第一追踪单元106、及第一致动器108。第一无线传/收音单元102耦接第一处理单元100，用以通过无线传输界面，接收第一音频信号s1。第一扩音单元104耦接第一处理单元100，用以依据第一音频信号s1进行扩音。第一追踪单元106耦接第一处理单元100，用以追踪行动装置m1的位置。第一致动器108耦接第一处理单元100，第一处理单元100依据行动装置m1的位置控制第一致动器108，第一致动器108驱动第一自走式扩音装置10随着行动装置m1移动。

第一处理单元100例如是微控制器、中央处理器、或数位逻辑电路，可作为第一自走式扩音装置10的核心控制单元，用以控制其他单元的操作。举例 而言，第一处理单元100可包括处理器以及存储器，关于第一自走式扩音装置10操作的相关控制可以借由编写程序完成，将程序储存于存储器中，由处理器载入程序以执行对应的控制动作。

第一无线传/收音单元102通过无线传输界面接收第一音频信号s1，无线传输界面可以有多种实作方式，可包括使用蓝牙(bluetooth)、无线区域网络(例如wi-fi)、近场通讯(nearfieldcommunication,nfc)等无线传输技术。此处的第一音频信号s1指的可以是将原始音源信号经过编码后，可在无线传输界面传输的信号，并非限定信号频率需落在人耳听力范围的频率。以蓝牙传输作为举例说明，所使用的通讯协定可以是蓝牙4.0，第一无线传/收音单元102可以是蓝牙收发器，例如可包括有蓝牙天线，第一无线传/收音单元102接收的第一音频信号s1可以是符合蓝牙协定的音频编码，例如原始音源信号经sbc或aac编码后的信号。此外，第一无线传/收音单元102亦可以通过无线传输界面传输音频信号至其他装置。

第一处理单元100可将编码的第一音频信号s1进行解码，并将解码后的信号传递至第一扩音单元104。第一扩音单元104可将从第一处理单元100接收的电子信号转换为声音播放，第一扩音单元104例如可包括数位类比转换器(digitaltoanalogconverter,dac)以及功率放大器(poweramplifier)。

第一无线传/收音单元102可以从支援蓝牙协定的电子装置接收第一音频信号s1。在一实施例中，第一无线传/收音单元102可从行动装置m1接收第一音频信号s1，行动装置m1可支援蓝牙协定，行动装置m1例如是使用者的手机、平板电脑、笔记本电脑、穿戴式装置等等。举例而言，使用者可以借由操作手机选择歌曲，而使得歌曲经由第一自走式扩音装置10播放。

第一致动器(actuator)108用以提供第一自走式扩音装置10移动的动力，第一致动器108可接收来自第一处理单元100的控制信号，转换产生机械动能，以驱动第一自走式扩音装置10进行对应的移动。第一致动器108可以有多种实作方式，以提供第一自走式扩音装置10各种移动方式的动力来源，依据第一自走式扩音装置10可移动的环境，第一致动器108可包括下列至少其中之一：马达、轮子、履带、螺旋桨、以及桨轮。

图2a～图2d为依据本发明多个实施例的致动器的示意图。图2a为马达以及轮子，以马达驱动轮子转动。举例而言，第一自走式扩音装置10可包括 一壳体，第一处理单元100、第一无线传/收音单元102、第一扩音单元104、第一追踪单元106可设置于壳体内部，壳体的外形可以是方形或是球形，并不加以限制。以方形壳体为例，轮子可设置于壳体外部，以使得第一自走式扩音装置10可在地面移动，包括前进、后退、转弯。在另一实施例中，第一自走式扩音装置10可包括球形壳体，轮子可设置于球形壳体内部，借由轮子转动提供动力以使得球形壳体可在地面滚动，并由马达及轮子控制球形壳体滚动的方向及速度。

图2b为履带及轮子，使用履带可以较佳地克服地面的障碍，例如避免受到地面杂物或是地面凹凸不平的影响。图2c为螺旋桨，可设置于壳体外部，借由马达驱动螺旋桨转动，可提供第一自走式扩音装置10飞行动力，以控制在空中飞行的速度及方向。图2d为桨轮，可设置于壳体外部，壳体可使用防水材质制作，当桨轮放置于水中，借由马达驱动桨轮转动，可提供第一自走式扩音装置10在水中的航行动力，以控制在水中航行的速度及方向。如图2a～2d所示，第一致动器108可以有多种实作方式，亦可以同时包括图2a～2d中所示的多个元件，以使得第一自走式扩音装置10可在路面、空中、以及水中移动。

第一追踪单元106用以追踪行动装置m1的位置，第一追踪单元106以及行动装置m1可以通过无线信号传输，使得第一追踪单元106得知行动装置m1的位置。举例而言，第一追踪单元106以及行动装置m1可使用室内定位技术，包括wi-fi(例如wi-fi三角定位、wi-fi特征定位)、蓝牙(例如ibeacon技术)、紫蜂(zigbee)、红外线、射频标签(rfid)等等方式。以蓝牙技术为例，行动装置m1可作为信号台(beacon)，持续广播信号，第一追踪单元106经蓝牙传输界面接收到信号，可以获得行动装置m1位置的相关信息。

第一追踪单元106可将行动装置m1位置的相关信息传送给第一处理单元100，第一处理单元100依据行动装置m1的位置控制第一致动器108，例如第一处理单元100可计算若要跟随行动装置m1移动，所需的加速度方向以及大小。接着第一致动器108可依据来自第一处理单元100的控制信号，驱动第一自走式扩音装置10随着行动装置m1移动。

第一处理单元100、第一无线传/收音单元102、第一扩音单元104、第一追踪单元106、第一致动器108分别皆可以硬件电路实现。于图1中，这些单 元个别分开绘示以利于说明，于实作中，部分的单元可以整合为单一电路，例如第一无线传/收音单元102与第一追踪单元106皆可使用蓝牙传输，两者可整合于单一蓝牙芯片。

依据本发明上述实施例的无线扩音系统，由于包括有自走式扩音装置，自走式扩音装置既可以移动亦能播放音乐，可带来高度的娱乐性，且自走式扩音装置可于地面、水中、空中移动，具有高度的使用便利性。此外，由于自走式扩音装置包括有追踪单元，当使用者携带行动装置于身上，例如手机、穿戴式装置、或是定位标签，追踪单元能够得知行动装置的位置，而使得自走式扩音装置能够跟随着使用者移动，如此可以让使用者不论走到哪里，自走式扩音装置都能自动跟随并同时播放音乐，带来极佳的使用者体验。

图3为依据本发明一实施例的自走式扩音装置的示意图。在此实施例中，第一自走式扩音装置10_b还包括第一供电单元110以及第一无线充电单元112。第一供电单元110用以提供电源至第一自走式扩音装置10_b，第一无线充电单元112耦接第一供电单元110，用以电感耦合至一外部充电器，对第一供电单元110进行充电。举例而言，第一供电单元110可以是充电电池，此充电电池可设置于第一自走式扩音装置10_b的壳体内部，使得第一自走式扩音装置10_b不需要使用电线连接至市电，因此第一自走式扩音装置10_b可具有行动能力，此充电电池所输出的电压可提供作为第一自走式扩音装置10_b其他单元的电源，电源供应连线未绘示于图中以简化图示，于实作中，第一供电单元110可以耦接至其他各个单元以提供电源。第一无线充电单元112例如可包括线圈，可电感耦合至一个外部的充电器，经由电磁感应接收交流电磁场，而能够对第一供电单元110进行充电。由于第一自走式扩音装置10_b包括第一无线充电单元112，借由无线充电的方式，可更进一步增进使用便利性，使用者将第一自走式扩音装置10_b置于充电基座上即可进行充电。

图4为依据本发明一实施例的自走式扩音装置的示意图。在此实施例中，第一自走式扩音装置10_c还包括第一环境侦测单元122、第一使用者控制界面124、第一灯光显示单元126。这三个单元不一定同时存在，在另一实施例中，第一自走式扩音装置10_c亦可仅包括其中之一或二个单元，图4所为的示意图中，以同时使用这三个单元作为范例说明，并非用以限定本发明。

第一环境侦测单元122耦接第一处理单元100，用以检测第一自走式扩音 装置10_c周围的地理环境，第一处理单元100还依据第一自走式扩音装置10_c周围的地理环境控制第一致动器108。第一环境检测单元122例如可包括摄影镜头及/或近距感测器(proximitysensor)，摄影镜头可用以撷取周围环境的影像，可得知何处有障碍物或墙壁，以利于绕道或转弯。近距感测器可用以检测第一自走式扩音装置10_c与周围物体的距离，以利于避开周围环境中的障碍物。

第一使用者控制界面124耦接第一处理单元100，用以接收一控制指令，第一处理单元100还依据控制指令控制该第一致动器108，第一致动器108依据控制指令驱动第一自走式扩音装置10_c移动。在此实施例中，第一自走式扩音装置10_c可具有自动移动以及手动移动两种操作模式，在自动移动模式中，可以依据第一追踪单元106所产生的信号，使得第一自走式扩音装置10_c跟着行动装置m1移动。而在手动移动模式中，使用者可以下达控制指令给第一自走式扩音装置10_c，举例而言，使用者可以于手机安装对应的应用程序(app)，通过手机的应用程序中对第一自走式扩音装置10_c下达控制指令，使用者可通过遥控的方式，指定第一自走式扩音装置10_c移动的方式，如此可以使得第一自走式扩音装置10_c依照使用者的需求，移动到特定的位置。

第一灯光显示单元126耦接处理单元100，包括一发光装置，处理单元100分析第一音频信号s1以得到音讯特征数据，第一灯光显示单元126用以依据音讯特征数据，调整发光装置的颜色及/或明暗程度。发光装置例如可包括多颗发光二极管(lightemittingdiode,led)。处理单元100例如包括音讯分析单元，可对第一音频信号s1进行分析，以得到第一音频信号s1的音讯特征数据，例如可将时域信号进行分析以产生对应的频谱，依据第一音频信号s1的频率成份，第一灯光显示单元126可以调整发光装置所显示的颜色，例如高频信号成份较多可显示红色，低频信号成份较多可显示蓝色等等方式。此外，亦可以依据第一音频信号s1的振幅，第一灯光显示单元126调整发光装置所显示灯光的明暗程度。此实施例中的第一自走式扩音装置10_c可以随着音乐的特性对应改变显示的灯光，可带来更丰富的娱乐效果。

图5为依据本发明一实施例的无线扩音系统的示意图。如前所述，无线扩音系统可包括一或多个自走式扩音装置，在此实施例中，无线扩音系统1包括第一自走式扩音装置10以及第二自走式扩音装置20，第二自走式扩音装置20 与第一自走式扩音装置10可以相同或类似，第二自走式扩音装置20包括有第二处理单元200、第二无线传/收音单元202、第二扩音单元204、第二追踪单元206、及第二致动器208。第二无线传/收音单元202用以通过无线传输界面(可与第一无线传/收音单元102使用相同的无线传输界面，例如皆是通过蓝牙或皆是通过wi-fi)，接收第二音频信号s2。第二追踪单元206亦可用以追踪行动装置m1的位置。其余各个单元与第一自走式扩音装置10当中对应的各个单元操作类似，于此不再赘述。

在此实施例中，由于无线扩音系统1包括第一自走式扩音装置10以及第二自走式扩音装置20，第一扩音单元104可作为左声道喇叭，而第二扩音单元204可作为右声道喇叭，以产生立体声的效果。举例而言，第一自走式扩音装置10所接收的第一音频信号s1可以来自行动装置m1，接着经第一处理单元100处理后，可以分离出左声道以及右声道的声音信号，由第一扩音单元104播放左声道声音信号。第二自走式扩音装置20所接收的第二音频信号s2可以来自第一自走式扩音装置10，可对应于右声道的声音信号，例如可由第一无线传/收音单元102将右声道的声音信号传送至第二无线传/收音单元202，由第二扩音单元204播放右声道的声音信号。

第二追踪单元206同样可追踪行动装置m1的位置，因此第二自走式扩音装置20亦可以随着行动装置m1移动。在一实施例中，第一追踪单元106还用以追踪第二自走式扩音装置20的位置，第一处理单元100还依据第二自走式扩音装置20的位置控制第一致动器108，第二追踪单元206还用以追踪第一自走式扩音装置10的位置，第二处理单元200还依据第一自走式扩音装置10的位置控制该第二致动器208。

举例而言，第一追踪单元106可以是无线收发器，除了可接收其他装置所发出的无线信号之外，本身亦可广播无线信号，以使得第二追踪单元206得知第一追踪单元106的位置，类似地，第二追踪单元206亦可以是具有双向无线传输能力的无线收发器。因此，第一自走式扩音装置10与第二自走式扩音装置20能够知道彼此的位置，而能自动调整两者之间的距离，例如可以避免第一自走式扩音装置10与第二自走式扩音装置20之间的距离过长，因此能达到较佳的扩音效果。另外，还可借由行动装置m1的位置，以自动调整两个自走式扩音装置的最佳位置，例如可以自动调整第一扩音单元104以及第二扩音单 元204的扬声器扩音方向朝向行动装置m1。

类似于图3所示的第一自走式扩音装置10_b，在一实施例中，第二自走式扩音装置20亦可包括有第二供电单元210以及第二无线充电单元212。而两个自走式扩音装置除了可独立进行充电之外，还可以将两个自走式扩音装置整合以进行无线充电。图6a为依据本发明一实施例的两个自走式扩音装置整合无线充电的示意图。在图6a中，第一自走式扩音装置10_d以及第二自走式扩音装置20_d仅为与整合无线充电相关的单元，省略其余单元以简化图示并利于清楚说明。

第一自走式扩音装置10_d包括第一供电单元110、第一无线充电单元112、以及第一无线充电基座130。第二自走式扩音装置20_d包括第一供电单元210以及第二无线充电单元212。第一无线充电单元112用以电感耦合至外部充电器，对第一供电单元110进行充电。第二无线充电单元212用以电感耦合至第一无线充电基座130，对第二供电单元210进行充电。举例而言，第二无线充电单元212可以借由磁力，而固定于第一无线充电基座130上，进行无线充电时，第一自走式扩音装置10_d与第二自走式扩音装置20_d可以固定一起，由外部充电器提供能量至第一无线充电单元112，并由第一无线充电基座提供能量至第二线充电单元212，而能达到整合进行无线充电的效果。

图6b为依据本发明一实施例的两个自走式扩音装置整合无线充电的外观示意图。在此例中，以方形壳体作为范例说明，然而自走式扩音装置的壳体亦可以是其他形状。如图所示，当进行无线充电时，第一自走式扩音装置10_d可置于充电座上方，而第二自走式扩音装置20_d可置于第一自走式扩音装置10_d上方，两个自走式扩音装置可整合一起进行无线充电，仅需一个外部的充电底座，提高使用便利性。

图7为依据本发明一实施例的无线扩音系统的示意图。在此实施例中，无线扩音系统1包括第一自走式扩音装置10、第二自走式扩音装置20、以及第三自走式扩音装置30，第三自走式扩音装置30与第二自走式扩音装置20可以相同或类似，第三自走式扩音装置30包括有第三处理单元300、第三无线传/收音单元302、第三扩音单元304、第三追踪单元306、及第三致动器308。第三无线传/收音单元302用以通过无线传输界面(可与第二无线传/收音单元202使用相同的无线传输界面)接收第三音频信号s3。第三追踪单元306亦可 用以追踪行动装置m1的位置。其余各个单元与第二自走式扩音装置20当中对应的各个单元操作类似，于此不再赘述。

在一实施例中，第一扩音单元104可作为一重低音喇叭，第二扩音单元204可作为一右声道喇叭，第三扩音单元304可作为一左声道喇叭，以产生立体声的效果，并能够加强低音表现，由于重低音喇叭占用空间可能较大，相较于第二自走式扩音装置20与第三自走式扩音装置30，第一自走式扩音装置10的壳体体积可以较大。

在一实施例中，第三无线传/收音单元302可以从行动装置m1接收第三音频信号s3，经第三处理单元300处理后，可以分离出重低音、左声道、以及右声道的声音信号，由第三扩音单元304播放左声道声音信号。第一无线传/收音单元102可以自第三自走式扩音装置30(例如由第三无线传/收音单元302传送)接收第一音频信号s1，可对应于重低音的声音信号。第二无线传/收音单元202亦可以自第三自走式扩音装置30(例如由第三无线传/收音单元302传送)接收第二音频信号s2，可对应于右声道的声音信号。此信号传递方式仅为例示性说明，在三个自走式扩音装置之间的信号传递亦可使用其他可能的实作方式。

由于第三追踪单元306同样可追踪行动装置m1的位置，因此第三自走式扩音装置30亦可以随着行动装置m1移动。在一实施例中，第一自走式扩音装置10、第二自走式扩音装置20、及第三自走式扩音装置30，借由第一追踪单元106、第二追踪单元206、及第三追踪单元306互相追踪彼此的位置，第一处理单元100、第二处理单元200、及第三处理单元300分别据以控制第一致动器108、第二致动器208、及第三致动器308。亦即，第一追踪单元106、第二追踪单元206、及第三追踪单元306可以知道彼此的位置，并可借由行动装置m1的位置，而能够自动调整三个自走式扩音装置于空间中的位置，以达到最佳的环场音效，例如可以依据三个自走式扩音装置彼此之间的距离自动调整。此外，亦可依据行动装置m1的位置，自动调整第一扩音单元104、第二扩音单元204、以及第三扩音单元304的扬声器扩音方向朝向行动装置m1。以蓝牙定位为例，第一追踪单元106、第二追踪单元206、以及第三追踪单元306皆可以收到来自行动装置m1的定位信号，且三个追踪单元彼此亦可以互相沟通，借由空间中多点的位置进行运算，而能够达到空间中精准的定位效果。

类似于图6a以及图6b所为的实施例，第一自走式扩音装置10、第二自走式扩音装置20、及第三自走式扩音装置30亦可以进行整合无线充电。图8a为依据本发明一实施例的三个自走式扩音装置整合无线充电的示意图。第一无线充电单元112用以电感耦合至外部充电器，对第一供电单元110进行充电。第一自走式扩音装置10_e包括第一无线充电基座130。第二无线充电单元212用以电感耦合至第一无线充电基座130，对第二供电单元210进行充电。第三无线充电单元312用以电感耦合至第一无线充电基座130，对第三供电单元310进行充电。第二无线充电单元212以及第三无线充电单元312例如可借由磁力，而固定于第一无线充电基座130上。

图8b为依据本发明一实施例的三个自走式扩音装置整合无线充电的外观示意图。在此例中，以球形壳体作为范例说明，且第一自走式扩音装置10具有较大的壳体体积。如图所示，当进行无线充电时，第一自走式扩音装置10_e可置于充电座上方，而第二自走式扩音装置20_e可以磁力固定于第一自走式扩音装置10_e上方，第三自走式扩音装置30_e亦可以磁力固定于第一自走式扩音装置10_e上方，三个自走式扩音装置可整合一起进行无线充电，仅需一个外部的充电底座，提高使用便利性。

如图5以及图7所示实施例中的第二自走式扩音装置20以及第三自走式扩音装置30，亦可以类似于图4所为的实施例，还包括有环境检测单元(检测周围地理环境)、使用者控制界面(以手动模式控制移动)、灯光显示单元(随着音乐变更灯光)，相关叙述可见图4的第一自走式扩音装置10_c，于此不再赘述。此外，在一实施例中，无线扩音系统1还可包括多于三个自走式扩音装置，以达到更完整的环境立体声效果，各个自走式扩音装置的元件以及作动方式，例如皆可追踪行动装置m1，并且可以整合进行无电充电，因为与先前所述的实施例类似，故亦不再赘述。

图9为依据本发明一实施例的无线扩音系统的使用示意图。在此图所示的使用情境中，使用者身上携带有行动装置m1，例如是手机，无线扩音系统1包括第一自走式扩音装置10、第二自走式扩音装置20、及第三自走式扩音装置30，分别可作为重低音、右声道、及左声道音箱。第三自走式扩音装置30可以从行动装置m1接收第三音频信号s3，例如是使用者指定播放的歌曲，接着可分别将第一音频信号s1以及第二音频信号s2传送至第一自走式扩音装 置10及第二自走式扩音装置20。第一自走式扩音装置10、第二自走式扩音装置20、及第三自走式扩音装置30皆可追踪行动装置m1，并且可以互相追踪(追踪信号如第9图中细虚线所示)，因此无线扩音系统1能够随着使用者移动，并达到良好的环场音效。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。