头戴式耳机及其操作方法
| 专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; |
| 专利有效性 | 公开 | 当前状态 | 公开 |
| 申请号 | CN202311438448.7 | 申请日 | 2023-11-01 |
| 公开(公告)号 | CN119946485A | 公开(公告)日 | 2025-05-06 |
| 申请人 | 美律电子(深圳)有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
| 发明人 | 蔡明宏; 黄中一; 洪柏宇; | 第一发明人 | 蔡明宏 |
| 权利人 | 美律电子(深圳)有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
| 当前权利人 | 美律电子(深圳)有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：广东省 | 城市 | 当前专利权人所在城市：广东省深圳市 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：广东省深圳市龙华区大浪街道美宝路48号 | 邮编 | 当前专利权人邮编：518100 |
| 主IPC国际分类 | H04R1/10 | 所有IPC国际分类 | H04R1/10 |
| 专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 20 | 专利文献类型 | A |
| 专利代理机构 | 华进联合专利商标代理有限公司 | 专利代理人 | 王豪硕; |
| 摘要 | 本 申请 涉及一种头戴式 耳 机及其操作方法。该头戴式耳机包括头带 支架 、扬声器模 块 、 传感器 以及 控制器 。扬声器模块设置在头带支架上。传感器设置在头带支架中，并且用以感测头带支架的应 力 变化，以输出频响 电压 值。控制器电性连接扬声器模块以及传感器，并且用以接收频响电压值。控制器判断频响电压值是否与目标频响电压值相同，以读取对应于目标频响电压值的目标 频率 响应参数。控制器根据目标频率响应参数来驱动扬声器模块。 | ||
| 权利要求 | 1.一种头戴式耳机，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 头戴式耳机及其操作方法技术领域[0001] 本申请涉及一种音频播放设备，特别是涉及一种头戴式耳机及其操作方法。 背景技术[0003] 本申请提供一种头戴式耳机及其操作方法，可提供良好的音频播放效果。 [0004] 根据本申请的一方面，提供一种头戴式耳机，包括头带支架、扬声器模块、传感器以及控制器。扬声器模块设置在头带支架上。传感器设置在头带支架中，并且用以感测头带支架的应力变化，以输出频响电压值。控制器电性连接扬声器模块以及传感器，并且用以接收频响电压值。控制器判断频响电压值是否与目标频响电压值相同，以读取对应于目标频响电压值的目标频率响应参数来驱动扬声器模块。 [0005] 在其中一个实施例中，响应于控制器判断频响电压值与目标频响电压值相同，控制器使用对应于目标频响电压值的目标频率响应参数来驱动扬声器模块；或者[0006] 响应于控制器判断频响电压值与目标频响电压值不相同，控制器从数据库选择对应于最接近或相同于频响电压值的预设频响电压值的预设频率响应参数来驱动扬声器模块。 [0007] 在其中一个实施例中，控制器预先判断频响电压值是否大于或等于电压阈值，以决定是否进一步判断频响电压值是否与目标频响电压值相同。 [0008] 在其中一个实施例中，头戴式耳机还包括： [0009] 第一拉伸机构； [0010] 第一耳罩，经由第一拉伸机构设置在头带支架的一端； [0011] 第二拉伸机构；以及 [0012] 第二耳罩，经由第二拉伸机构设置在头带支架的另一端； [0013] 其中，传感器设置在头带支架的头带区域中，并且头带区域为对应于头带支架从头带中心点至第一耳罩以及第二耳罩的耳罩中心点的预设高度的预设比例区域。 [0014] 在其中一个实施例中，当第一拉伸机构以及第二拉伸机构为未拉伸状态时，头带中心点至耳罩中心点具有第一高度，并且当第一拉伸机构以及第二拉伸机构为完全拉伸状态时，头带中心点至耳罩中心点具有第二高度，其中，预设高度介于第一参考高度以及第二参考高度之间，第一参考高度等于第一高度乘以预设比例后的结果，并且第二参考高度等于第二高度乘以预设比例后的结果。 [0015] 在其中一个实施例中，第一高度为122毫米，并且第二高度为146毫米。 [0016] 在其中一个实施例中，预设比例为20％。 [0017] 在其中一个实施例中，扬声器模块包括： [0018] 第一扬声器，电性连接控制器，并且设置在第一耳罩中；以及 [0019] 第二扬声器，电性连接控制器，并且设置在第二耳罩中。 [0020] 在其中一个实施例中，传感器为应力传感器。 [0021] 在其中一个实施例中，传感器为力敏电阻。 [0022] 根据本申请的另一方面，提供一种操作方法，适用于头戴式耳机。头戴式耳机包括头带支架、扬声器模块、传感器以及控制器。扬声器模块设置在头带支架上，并且传感器设置在头带支架中。操作方法包括以下步骤：通过传感器感测头带支架的应力变化，以输出频响电压值；通过控制器接收频响电压值；通过控制器判断频响电压值是否与目标频响电压值相同，以读取对应于目标频响电压值的目标频率响应参数；以及通过控制器根据目标频率响应参数来驱动扬声器模块。 [0023] 在其中一个实施例中，通过控制器判断频响电压值是否与目标频响电压值相同的步骤包括： [0024] 响应于控制器判断频响电压值与目标频响电压值相同，通过控制器使用对应于目标频响电压值的目标频率响应参数来驱动扬声器模块；以及 [0025] 响应于控制器判断频响电压值与目标频响电压值不相同，通过控制器从数据库选择对应于最接近或相同于频响电压值的预设频响电压值的预设频率响应参数来驱动扬声器模块。 [0026] 在其中一个实施例中，操作方法还包括： [0027] 通过控制器预先判断频响电压值是否大于或等于电压阈值，以决定是否进一步判断频响电压值是否与目标频响电压值相同。 [0028] 在其中一个实施例中，头戴式耳机还包括第一耳罩、第二耳罩、第一拉伸机构以及第二拉伸机构，第一耳罩经由第一拉伸机构设置在头带支架的一端，并且第二耳罩经由第二拉伸机构设置在头带支架的另一端； [0029] 其中，传感器设置在头带支架的头带区域中，并且头带区域为对应于头带支架从头带中心点至第一耳罩以及第二耳罩的耳罩中心点的预设高度的预设比例区域。 [0030] 在其中一个实施例中，当第一拉伸机构以及第二拉伸机构为未拉伸状态时，头带中心点至耳罩中心点具有第一高度，并且当第一拉伸机构以及第二拉伸机构为完全拉伸状态时，头带中心点至耳罩中心点具有第二高度，其中，预设高度介于第一参考高度以及第二参考高度之间，第一参考高度等于第一高度乘以预设比例后的结果，并且第二参考高度等于第二高度乘以预设比例后的结果。 [0031] 在其中一个实施例中，第一高度为122毫米，并且第二高度为146毫米。 [0032] 在其中一个实施例中，预设比例为20％。 [0033] 在其中一个实施例中，扬声器模块包括第一扬声器以及第二扬声器；第一扬声器电性连接控制器，并且设置在第一耳罩中；第二扬声器电性连接控制器，并且设置在第二耳罩中。 [0034] 在其中一个实施例中，传感器为应力传感器。 [0035] 在其中一个实施例中，传感器为力敏电阻。 [0036] 基于上述，本申请的头戴式耳机及其操作方法可自动感测头带支架的应力变化，以对应调整频率响应参数来驱动扬声器模块。 附图说明[0038] 图1是本申请的一实施例的头戴式耳机的电路示意图。 [0039] 图2是本申请的一实施例的头戴式耳机的结构式意图。 [0040] 图3是本申请的一实施例的头戴式耳机的操作方法的流程图。 [0041] 图4A至图4D是本申请的多个实施例的头戴式耳机的多种使用情境示意图。 [0042] 图5是本申请的一实施例的频率响应曲线的示意图。 [0043] 图6是本申请的另一实施例的头戴式耳机的操作方法的流程图。 [0044] 附图标号说明： [0045] 100:头戴式耳机； [0046] 120:传感器； [0047] 130:扬声器模块； [0048] 131:第一扬声器； [0049] 132:第二扬声器； [0050] 140:数据库； [0051] 150:头带支架； [0052] 161:第一拉伸机构； [0053] 162:第二拉伸机构； [0054] 171:第一耳罩； [0055] 172:第二耳罩； [0056] 501、502、503:频率响应曲线； [0057] P1:头带中心点； [0058] P2:耳罩中心点； [0059] R1:第一参考高度； [0060] R2:第二参考高度； [0061] HC1:第一高度； [0062] HC2:第二高度； [0063] L1～L4:距离； [0064] S310～S340、S610～S660:步骤。 具体实施方式[0065] 现将详细地参考本申请的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。 [0066] 图1示出了本申请的一实施例的头戴式耳机的电路示意图。参考图1，头戴式耳机100包括控制器110、传感器120、扬声器模块130以及数据库140。控制器110电性连接传感器 120、扬声器模块130以及数据库140。在本实施例中，控制器110可例如是微控制器(Microcontroller Unit，MCU)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)或系统单芯片(System in a chip，SoC)等诸如此类的控制电路。传感器120可为应力传感器或力敏电阻(Force‑Sensitive Resistor，FSR)。扬声器模块130包括第一扬声器131以及第二扬声器132，并且第一扬声器131以及第二扬声器132电性连接控制器110。数据库140可由内存(Memory)或相关储存元件实现，或者也可由设置在控制器110内的内存元件来实现。在本实施例中，数据库140可储存本申请各实施例所述的目标频响电压值、目标频率响应参数、预设频响电压值以及预设频率响应参数。 [0067] 图2示出了本申请的一实施例的头戴式耳机的结构示意图。参考图1以及图2，在本实施例中，头戴式耳机100还包括头带支架150、第一拉伸机构161、第二拉伸机构162、第一耳罩171及第二耳罩172。第一耳罩171经由第一拉伸机构161设置在头带支架150的一端。第二耳罩172经由第二拉伸机构162设置在头带支架150的另一端。在本实施例中，传感器120可设置在头带支架150的头带区域151中，并且用于感测头带支架150的应力变化，并且基于与之搭配的相关电路所输出的对应电压值至控制器110，其中，该对应电压值可作为本申请各实施例所指的频响电压值。第一扬声器131可设置在第一耳罩171中。第二扬声器132可设置在第二耳罩172中。控制器110可根据频率响应参数来驱动第一扬声器131以及第二扬声器132来播放音频。另外，控制器110以及数据库140可设置在头带支架150中，或是第一耳罩171或第二耳罩172中，而本申请并不加以限制。 [0068] 图3示出了本申请的一实施例的头戴式耳机的操作方法的流程图。参考图1至图3，在本实施例中，当使用者配戴头戴式耳机100时，头戴式耳机100可执行如以下步骤S310～S340的操作。在步骤S310，传感器120可感测头带支架150的应力变化，以输出频响电压值。头带支架150的应力变化是指头带支架150的本体因使用者配戴而使头带支架150发生形变而产生的应力改变。 [0069] 对此，假设使用者的头型宽度(例如脸颊宽度或双耳距离)较宽，则因第一耳罩171以及第二耳罩172之间的距离较大而使头带支架150受到的应力也较高。反之，假设使用者的头型宽度较窄，则因第一耳罩171以及第二耳罩172之间的距离较小而使头带支架150受到的应力也较低。此外，在头型宽度为固定条件的情况下，假设使用者的头型长度(例如头顶至双耳中心的距离)较长，使用者可拉长第一拉伸机构161以及第二拉伸机构162，并且可能使头带支架150受到的应力降低。反之，在头型宽度为固定条件的情况下，假设使用者的头型长度较短，使用者可缩短第一拉伸机构161以及第二拉伸机构162，并且可能使头带支架150受到的应力增加。 [0070] 换言之，在不同使用者的头型宽度及/或头型长度具有差异的情况下，不同使用者配戴头戴式耳机100所造成的头带支架150的应力变化也不相同。更重要的是，由于头带支架150的形变程度相关于第一耳罩171以及第二耳罩172分别与使用者的耳朵的贴合程度，因此从另一角度而言，头带支架150的应力变化随着第一耳罩171以及第二耳罩172分别与使用者的耳朵的贴合程度而改变。因此，本实施例的头戴式耳机100可将头带支架150的应力变化作为用于决定第一扬声器131以及第二扬声器132的音频播放模式的频率响应参数的调整依据。 [0071] 在步骤S320，控制器110可从传感器120接收对应于当前头带支架150的应力程度的频响电压值。在步骤S330，控制器110可判断频响电压值是否与目标频响电压值相同，以读取对应于目标频响电压值的目标频率响应参数。若频响电压值与目标频响电压值相同，在步骤S340，控制器110可根据目标频率响应参数来驱动扬声器模块130的第一扬声器131以及第二扬声器132。 [0072] 具体而言，目标频率响应参数可为理想频率响应参数，意即可使第一扬声器131以及第二扬声器132操作在特定的音频播放模式，以让预设的使用者对象可听到理想的音频质量。控制器110可比对当前的频响电压值是否与目标频响电压值相同。若相同，则控制器110可直接使用对应于目标频响电压值的目标频率响应参数来驱动第一扬声器131以及第二扬声器132。若不相同，则控制器110可读取数据库140，以选择对应于最接近或相同于频响电压值的预设频响电压值的预设频率响应参数来驱动扬声器模块的第一扬声器131以及第二扬声器132，以对应调整第一扬声器131以及第二扬声器132的音频播放模式，而让使用者通过第一扬声器131以及第二扬声器132所听到的音频质量可接近或等于理想的音频质量。 [0073] 图4A至图4D示出了本申请的多个实施例的头戴式耳机的多种使用情境示意图。参考图4A，假设配戴头戴式耳机100的使用者的头型宽度较窄(头型宽度例如是132毫米(mm))，且头型长度较短，则在第一拉伸机构161以及第二拉伸机构162为未拉伸状态的情况下，头带中心点P1至耳罩中心点P2具有第一高度HC1(例如是122毫米)，并且第一耳罩171以及第二耳罩172之间具有距离L1。 [0074] 参考图4B，假设配戴头戴式耳机100的使用者的头型宽度较宽(头型宽度例如是169毫米)，且头型长度较短，则在第一拉伸机构161以及第二拉伸机构162为未拉伸状态的情况下，头带中心点P1至耳罩中心点P2具有第一高度HC1(例如是122毫米)，并且第一耳罩 171以及第二耳罩172之间具有距离L2。 [0075] 参考图4C，假设配戴头戴式耳机100的使用者的头型宽度较窄(头型宽度例如是132毫米)，且头型长度较长，则在第一拉伸机构161以及第二拉伸机构162为拉伸状态的情况下，头带中心点P1至耳罩中心点P2具有第二高度HC2(例如是146毫米)，并且第一耳罩171以及第二耳罩172之间具有距离L3。 [0076] 参考图4D，假设配戴头戴式耳机100的使用者的头型宽度较宽(头型宽度例如是169毫米)，且头型长度较长，则在第一拉伸机构161以及第二拉伸机构162为拉伸状态的情况下，头带中心点P1至耳罩中心点P2具有第二高度HC2(例如是146毫米)，并且第一耳罩171以及第二耳罩172之间具有距离L4。 [0077] 对此，如图4A至图4D所示，在上述四种情境下，距离L2可具有最大距离，并且距离L3可具有最小距离。距离L2大于距离L4。距离L4大于距离L1。距离L1大于距离L3。因此，可以得知头带支架150在图4B的使用情境下可能具有最大应力值(即头带支架150、第一耳罩171以及第二耳罩172所产生的夹持力较大)。头带支架150在图4D的使用情境下可能具有第二大的应力值(即头带支架150、第一耳罩171以及第二耳罩172所产生的夹持力次之)。头带支架150在图4A的使用情境下可能具有第三大的应力值(即头带支架150、第一耳罩171以及第二耳罩172所产生的夹持力较大次之)。头带支架150在图4C的使用情境下可能具有最小的应力值(即头带支架150、第一耳罩171以及第二耳罩172所产生的即夹持力较小)。如此一来，控制器110可根据传感器120所输出的频响电压值来判断是否根据目标频率响应参数或预设频率响应参数来驱动第一扬声器131以及第二扬声器132。 [0078] 更进一步而言，参考图5，图5示出了本申请的一实施例的频率响应曲线的示意图。举例而言，目标频率响应参数可让使用者所听到的由第一扬声器131以及第二扬声器132所播放的音频具有如图5所示的理想频率响应曲线501。然而，在头带支架150、第一耳罩171以及第二耳罩172所产生的即夹持力较大的情况下，频率响应参数可对应于如图5所示的频率响应曲线502。对此，由于第一耳罩171以及第二耳罩172的耳罩前腔的声音泄漏量较小，而可能导致使用者在聆听音频时的低频感受较为强烈，因此控制器110可改变当前使用的频率响应参数(通过预设频率响应参数来调整)，以适度降低低频的频率响应曲线，而让使用者所听到的音频的频率响应曲线可接近于理想频率响应曲线501。 [0079] 相对的，在头带支架150、第一耳罩171以及第二耳罩172所产生的即夹持力较小的情况下，频率响应参数可对应于如图5所示的频率响应曲线503。对此，由于第一耳罩171以及第二耳罩172的耳罩前腔的声音泄漏量较大，而导致使用者在聆听音频时的低频感受较为不强烈，因此控制器110可改变当前使用的频率响应参数(通过另一预设频率响应参数来调整)，以适度提升低频的频率响应曲线，而让使用者所听到的音频的频率响应曲线可接近于理想频率响应曲线501。 [0080] 另外，关于头带区域151在头带支架150上的位置设计，请再参考图4A至图4D。在图4A及图4B的第一拉伸机构161以及第二拉伸机构162为未拉伸状态的情况下，头带支架150的变形量集中在头带中心点P1的两侧，因此传感器120所设置的头带区域151可较佳地对应于头带支架150从头带中心点P1至第一耳罩171以及第二耳罩172的耳罩中心点P2的第一参考高度R1的比例区域内。第一参考高度R1等于第一高度HC1乘以预设比例后的结果。并且，在图4C及图4D的第一拉伸机构161以及第二拉伸机构162为拉伸状态的情况下，头带支架 150的变形量同样集中在头带中心点P1的两侧，因此传感器120所设置的头带区域151可较佳地对应于头带支架150从头带中心点P1至第一耳罩171以及第二耳罩172的耳罩中心点P2的第二参考高度R2的比例区域内。第二参考高度R2等于第二高度HC2乘以预设比例后的结果。 [0081] 因此，基于上述第一拉伸机构161以及第二拉伸机构162为未拉伸状态以及拉伸状态的差异，本实施例的传感器120所设置的头带区域151可为对应于头带支架150从头带中心点P1至耳罩中心点P2的预设高度的预设比例区域内。预设高度可介于(可选自)第一参考高度R1以及第二参考高度R2之间。在一实施例中，第一高度HC1可为122毫米，第二高度HC2可为146毫米，并且预设比例为20％，但本申请并不限于此。 [0082] 图6示出了本申请的另一实施例的头戴式耳机的操作方法的流程图。参考图1、图2以及图6，在步骤S610，传感器120可感测头带支架150的应力变化，以取得频响电压值。传感器120可输出频响电压值至控制器110。在步骤S620，传感器120判断频响电压值是否大于或等于电压阈值，以决定是否进一步判断频响电压值是否与目标频响电压值相同。具体而言，控制器110可通过判断频响电压值是否大于或等于电压阈值，来确认使用者是否配戴头戴式耳机100。应注意的是，该电压阈值可例如是在产品制造过程中，预先设定头戴式耳机100在被配戴过程中由传感器120经感测所产生的最小电压值(即作为触发电压值)。若否，则控制器110可重新执行步骤S610。若是，在步骤S630，控制器110可进一步判断频响电压值是否与目标频响电压值相同。 [0083] 若是，在步骤S640，控制器110可使用对应于目标频响电压值的目标频率响应参数来驱动扬声器模块130的第一扬声器131以及第二扬声器132。若否，在步骤S650，控制器110可从数据库140选择对应于最接近或相同于频响电压值的预设频响电压值的预设频率响应参数来驱动扬声器模块130，以完成适配性调整。因此，本实施例的头戴式耳机100及其操作方法，可有效地自动调整扬声器模块130的第一扬声器131以及第二扬声器132所提供的音频质量。 [0084] 应注意的是，数据库140可例如是在产品设计与制造过程中建立的。数据库140可记录有多个预设频响电压值及其对应的多个预设频率响应参数。对此，在头带支架150施加不同夹持力的多个情况下，可收集传感器120所输出的电压值来作为多个预设频响电压值，以及收集扬声器模块130的第一扬声器131以及第二扬声器132所播放出的最佳音频质量的多个频率响应参数来作为多个预设频率响应参数。 [0085] 此外，上述的目标频响电压值可例如是在头带支架150夹持B&K TYPE 4128C型的头与躯干仿真器(Head and Torso Simulator，HATS)的情况下由传感器120输出的电压值，并且目标频率响应参数可例如是由在头带支架150夹持B&KTYPE 4128C型的头与躯干仿真器(Head and Torso Simulator，HATS)的情况下的第一扬声器131以及第二扬声器132所播放的最佳音频质量(或特定音频质量)的频率响应曲线经换算而得，但本申请并不限于此。 [0086] 综上所述，本申请的头戴式耳机及其操作方法，可通过感测头戴支架的应力变化来对应地自动调整用于驱动扬声器模块的频率响应参数，以使具有不同头型尺寸的不同使用者均可收到相近或较佳的音频播放质量。 [0087] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。 |
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