CN103002373A - 一种耳机和一种检测耳机佩戴状态的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耳机和一种检测耳机佩戴状态的方法。耳机包括控制器、与控制器连接的基准传感器、状态判断传感器和存储有基准传感器和状态判断传感器的生产线测试电容值的存储器，基准传感器和状态判断传感器均为电容式传感器，基准传感器设置在耳机中与外界环境隔离的位置，控制器在耳机开机时，根据检测到的基准传感器电容值和基准传感器的生产线测试电容值，确定环境对电容式传感器的电容值的影响参数，然后根据环境对电容式传感器的电容值的影响参数、检测到的状态判断传感器电容值和状态判断传感器的生产线测试电容值，判定耳机的佩戴状态。本发明的方案，可以有效地解决电容式传感器对耳机佩戴状态的误判。

Description

一种耳机和一种检测耳机佩戴状态的方法

技术领域

本发明涉及耳机技术领域，特别涉及一种耳机和一种检测耳机佩戴状态的方法。

背景技术

现有的蓝牙耳机、头戴式耳机等产品中，使用电容式传感器来检测耳机的佩戴状态：佩戴或未佩戴，其原理是通过耳机戴上和摘下过程中电容式传感器的电容值的变化来判定耳机是否被佩戴的状态。也就是说，电容式传感器必须检测到电容变化才能判断耳机的状态。如果用户将耳机在先佩戴到耳朵上，然后开机，就会出现误判，耳机会认为用户没有佩戴。有的耳机对此做出了相应的改进，例如将上次佩带时的电容值写入存储器，在下次开机时作为基准进行判断，但是，环境温度和湿度的变化，会使电容式传感器的电容值发生漂移，从而导致耳机开机检测的失效。例如，早晨在北京用的耳机，中午到深圳机场后开机使用，即使没有佩戴，由于环境温度或湿度的增加，耳机会判断为戴上状态。

发明内容

本发明提供了一种耳机和一种检测耳机佩戴状态的方法，以解决现有的耳机佩戴状态检测方案的误判问题。

为达到上述目的本发明的技术方案是这样实现的：

本发明公开了一种耳机，该耳机包括：控制器，与控制器连接的基准传感器，与控制器连接的状态判断传感器，以及与控制器连接并且存储有基准传感器的生产线测试电容值和状态判断传感器的生产线测试电容值的存储器；

基准传感器和状态判断传感器均为电容式传感器；

基准传感器设置在耳机中与外界环境隔离的位置，以避免外界物体靠近时对基准传感器的电容值产生影响；

控制器在耳机开机时，检测基准传感器和状态判断传感器的电容值，根据检测到的基准传感器电容值和存储器中的基准传感器的生产线测试电容值，确定环境对电容式传感器的电容值的影响参数，然后根据环境对电容式传感器的电容值的影响参数、检测到的状态判断传感器电容值和存储器中的状态判断传感器的生产线测试电容值，判定耳机的佩戴状态。

可选地，该耳机包括两个与控制器连接的基准传感器，分别为第一基准传感器和第二基准传感器；所述环境对电容式传感器的电容值的影响参数包括：温度对电容式传感器的电容值的影响因子a和湿度对电容式传感器的电容值的影响因子b；

控制器根据如下公式确定a和b：

$\left\{\begin{array}{c}{x}^{,}=(a+b)x\\ y^{,}=(a+b)y\end{array}\right.,$

其中，x为第一基准传感器的生产线测试电容值，x’为控制器检测到的第一基准传感器的电容值，y为第二基准传感器的生产线测试电容值，y’为控制器检测到的第二基准传感器的电容值。

可选地，所述第一基准传感器设置在耳机中的印刷电路板的表层，检验温度和湿度的变化；所述第二基准传感器设置在耳机中的印刷电路板的内层，以隔绝空气和水分，检验温度的变化；

则控制器根据如下公式确定a和b：

$\left\{\begin{array}{c}{x}^{,}=(a+b)x\\ y^{,}=\mathrm{ay}\end{array}\right..$

可选地，该耳机包括两个以上的状态判断传感器；

控制器根据环境对电容式传感器的电容值的影响参数和存储器中保存的各状态判断传感器的生产线测试电容值，计算出各状态判断传感器的电容值，然后判断检测到的各状态判断传感器的电容值是否均大于所计算出的对应电容值与预设门限值的和，是则判定耳机为佩戴状态，否则判定耳机为未佩戴状态。

可选地，基准传感器和状态判断传感器设置在耳机的一个或一对耳塞或耳罩中。

可选地，所述耳机为蓝牙耳机或头戴式耳机。

本发明还公开了一种检测耳机佩戴状态的方法，该方法包括：

在耳机中设置均为电容式传感器的基准传感器和状态判断传感器，其中，将基准传感器设置在耳机中与外界环境隔离的位置，以避免外界物体靠近时对基准传感器的电容值产生影响；

预先保存基准传感器的生产线测试电容值和状态判断传感器的生产线测试电容值；

在耳机开机时，检测基准传感器和状态判断传感器的电容值；

根据检测到的基准传感器电容值和预先保存的基准传感器的生产线测试电容值，确定环境对电容式传感器的电容值的影响参数；

根据环境对电容式传感器的电容值的影响参数、检测到的状态判断传感器电容值和预先保存的状态判断传感器的生产线测试电容值，判定耳机的佩戴状态。

可选地，在耳机中设置基准传感器包括：在耳机中设置两个基准传感器，分别为第一基准传感器和第二基准传感器；

所述环境对电容式传感器的电容值的影响参数包括：温度对电容式传感器的电容值的影响因子a和湿度对电容式传感器的电容值的影响因子b；

所述确定环境对电容式传感器的电容值的影响参数为联立如下公式确定a和b：

$\left\{\begin{array}{c}{x}^{,}=(a+b)x\\ y^{,}=(a+b)y\end{array}\right.,$

其中，x为第一基准传感器的生产线测试电容值，x’为控制器检测到的第一基准传感器的电容值，y为第二基准传感器的生产线测试电容值，y’为控制器检测到的第二基准传感器的电容值。

可选地，所述在耳机中设置两个基准传感器包括：将第一基准传感器设置在耳机中的印刷电路板的表层，检验温度和湿度的变化；将第二基准传感器设置在耳机中的印刷电路板的内层，以隔绝空气和水分，检验温度的变化；

所述确定环境对电容式传感器的电容值的影响参数为联立如下公式确定a和b：

$\left\{\begin{array}{c}{x}^{,}=(a+b)x\\ y^{,}=\mathrm{ay}\end{array}\right..$

可选地，在耳机中设置多个状态判断传感器。所述判定耳机的佩戴状态包括：根据环境对电容式传感器的电容值的影响参数和存储器中保存的各状态判断传感器的生产线测试电容值，计算出各状态判断传感器的电容值；然后判断检测到的各状态判断传感器的电容值是否均大于所计算出的对应电容值与预设门限值的和，是则判定耳机为佩戴状态，否则判定耳机为未佩戴状态。

本发明这种耳机包括控制器、与控制器连接的基准传感器、状态判断传感器和存储有基准传感器和状态判断传感器的生产线测试电容值的存储器，基准传感器和状态判断传感器均为电容式传感器，基准传感器设置在耳机中与外界环境隔离的位置，以避免外界物体靠近时对基准传感器的电容值产生影响，控制器在耳机开机时，根据检测到的基准传感器电容值和基准传感器的生产线测试电容值，确定环境对电容式传感器的电容值的影响参数，然后根据环境对电容式传感器的电容值的影响参数、检测到的状态判断传感器电容值和状态判断传感器的生产线测试电容值，判定耳机的佩戴状态的方案，由于通过设置基准传感器来检测环境的变化，再在基准传感器的检测基础上应用状态判断传感器进行耳机佩戴状态的判定，可以有效地解决电容式传感器对耳机佩戴状态的误判。

附图说明

图1是本发明实施例一中的耳机的结构图；

图2是本发明实施例二中的耳机的结构图；

图3是本发明实施例三中的一种检测耳机佩戴状态的方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明实施例一中的耳机的结构图。如图1所示，该耳机100包括：控制器101，与控制器101连接的基准传感器102，与控制器101连接的状态判断传感器103，以及与控制器101连接并且存储有基准传感器102的生产线测试电容值和状态判断传感器103的生产线测试电容值的存储器104。基准传感器102和状态判断传感器103均为电容式传感器。基准传感器102设置在耳机100中与外界环境隔离的位置，以避免外界物体靠近时对基准传感器的电容值产生影响。即在戴上或摘下耳机的过程中，状态判断传感器103的电容值会受到影响，但基准传感器102的电容值不会受到影响。基准传感器102和状态判断传感器103都设置在耳机100中，因此基准传感器102和状态判断传感器103处于相同的温湿度环境中，即大环境的温度和湿度的变化对基准传感器102和状态判断传感器103的电容值的影响是相同的。

控制器101在耳机100开机时，检测基准传感器102和状态判断传感器103的电容值，根据检测到的基准传感器102的电容值和存储器104中的基准传感器102的生产线测试电容值，确定环境对电容式传感器的电容值的影响参数。然后，控制器101根据环境对电容式传感器的电容值的影响参数、检测到的状态判断传感器103的电容值和存储器104中的状态判断传感器103的生产线测试电容值，判定耳机100的佩戴状态。

这里，存储器104中的生产线测试电容值是在耳机100出厂时的产线测试工序中写入的。具体为：进行生产线测试，在生产线室温下，对基准传感器102和状态判断传感器103的电容值进行扫描，将扫描到的基准传感器102的电容值和状态判断传感器103的电容值写入存储器104中。

在耳机100开机时，控制器101首先扫描基准传感器102和状态判断传感器103的当前实际电容值。然后，控制器101根据基准传感器102的生产线测试电容值和当前的实际电容值计算出当前环境相对于生产线测试环境对电容式传感器电容值的影响参数。然后控制器101根据状态判断传感器103的生产线测试电容值和当前环境相对于生产线测试环境对电容式传感器电容值的影响参数计算出，在没有其他影响因素的情况下，状态判断传感器103在当前环境下的理应电容值。如果状态判断传感器103的当前实际电容值大于没有其他影响因素的情况下的理应电容值与预设门限值的和，则说明耳机100被佩戴，导致状态判断传感器103的电容值的增大，且该增大的值大于所述预设门限值。

一般来说，环境对电容式传感器的电容值的影响包括两个方面的因素，一个是温度，另一个湿度。如果需要同时考虑温度和湿度的影响则需要在耳机中设置两个基准传感器，一般在我国的南方由于湿度较大，因此需要同时考虑温度和湿度。在北部的一些干燥地区可以只考虑温度的影响，此时可以只设置一个基准传感器。

图1所示的耳机中，由于通过设置基准传感器来检测环境的变化，再在基准传感器的检测基础上应用状态判断传感器进行耳机佩戴状态的判定，可以有效地解决电容式传感器对耳机佩戴状态的误判。在正确判断耳机的佩戴状态后，可以自动调节耳机“暂停”或“开始”运行相应的程序，提升用户使用操作的便捷性。例如，当用户没有佩戴耳机时，系统能够暂停运行程序，以节省电能。

图2是本发明实施例二中的耳机的结构图。如图2所示，该耳机200包括：控制器201，与控制器201连接的两个基准传感器，分别是第一基准传感器2021和第二基准传感器2022，与控制器201连接的两个状态判断传感器，分别是第一状态判断传感器2031和第二状态判断传感器2032，以及与控制器201连接并且存储有两个基准传感器的生产线测试电容值和两个状态判断传感器的生产线测试电容值的存储器204。两个基准传感器和两个状态判断传感器均为电容式传感器。

控制器201在耳机200开机时，检测两个基准传感器和两个状态判断传感器的电容值，根据检测到的两个基准传感器的电容值和存储器104中的两个基准传感器的生产线测试电容值，确定环境对电容式传感器的电容值的影响参数。然后，控制器201根据环境对电容式传感器的电容值的影响参数、检测到的两个状态判断传感器的电容值和存储器104中的两个状态判断传感器的生产线测试电容值，判定耳机200的佩戴状态。

在本实施例二中，设置两个基准传感器是考虑环境的温度和湿度对电容值的影响。这里，环境对电容式传感器的电容值的影响参数包括：温度对电容式传感器的电容值的影响因子a，和湿度对电容式传感器的电容值的影响因子b。则控制器201根据如下公式确定a和b：

$\left\{\begin{array}{cc}{x}^{,}=(a+b)x& \left(1\right)\\ y^{,}=(a+b)y& \left(2\right)\end{array}\right.,$

其中，x为第一基准传感器2021的生产线测试电容值，x’为控制器201检测到的第一基准传感器2021的电容值，y为第二基准传感器2022的生产线测试电容值，y’为控制器201检测到的第二基准传感器2022的电容值。

然后，控制器201判断是否同时满足下述条件：

z’＞(a+b)z+th                (3)

k’＞(a+b)k+th                (4)

其中，th为预设的门限值，z为第一状态判断传感器2031的生产线测试电容值，z’为控制器201检测到的第一状态判断传感器2031的电容值，k为第二状态判断传感器2032的生产线测试电容值，k’为控制器201检测到的第二状态判断传感器2032的电容值。

如果条件（3）和条件（4）同时满足，则是则判定耳机为佩戴状态，否则判定耳机为未佩戴状态。

在本实施例二中，设置两个状态判断传感器的原因是为了避免一个状态判断传感器被无意间的碰触使其电容值增大进而导致的误判。在本实施例二中，只有在两个状态判断传感器的当前实际电容值都大于计算出的在没有其他因素的影响下的理应电容值时才判定耳机为佩戴状态。

可见，在本发明的其他实施例中，也可以设置两个以上的状态判断传感器，并在所有状态判断传感器都满足条件时才判定耳机为佩戴状态。

在本发明的实施例三中，与实施二一样设置两个基准传感器。但在实施例三中，第一基准传感器设置在耳机中的印刷电路板(PCB板)的表层，用于检验温度和湿度的变化；第二基准传感器设置在耳机中的印刷电路板的内层，以隔绝空气和水分（湿度不会对其造成影响），只检验温度的变化。例如两个基准传感器可以使PCB板上的焊盘或铜皮。此时，控制器可以根据如下公式确定a和b：

$\left\{\begin{array}{cc}{x}^{,}=(a+b)x& \left(5\right)\\ y^{,}=\mathrm{ay}& \left(6\right)\end{array}\right..$

在本发明的上述实施例中，基准传感器和状态判断传感器可以设置在耳机的一个或一对耳塞或耳罩中。

在本发明的上述实施例中，所述耳机为蓝牙耳机或头戴式耳机。

图3是本发明实施例三中的一种检测耳机佩戴状态的方法的流程图。如图3所示，该方法包括：

步骤S301，在耳机中设置均为电容式传感器的基准传感器和状态判断传感器，其中，将基准传感器设置在耳机中与外界环境隔离的位置，以避免外界物体靠近时对基准传感器的电容值产生影响。

在本步骤中，可以在耳机的一个或一对耳塞或耳罩中，设置基准传感器和状态判断传感器。所述耳机为蓝牙耳机或头戴式耳机。

步骤S302，预先保存基准传感器的生产线测试电容值和状态判断传感器的生产线测试电容值。

本步骤中，可以将基准传感器的生产线测试电容值和状态判断传感器的生产线测试电容值预先保存在耳机中的存储器中。

步骤S303，在耳机开机时，检测基准传感器和状态判断传感器的电容值。

本步骤中，检测到的是基准传感器和状态判断传感器的当前实际电容值。

步骤S304，根据检测到的基准传感器电容值和预先保存的基准传感器的生产线测试电容值，确定环境对电容式传感器的电容值的影响参数。

步骤S305，根据环境对电容式传感器的电容值的影响参数、检测到的状态判断传感器电容值和预先保存的状态判断传感器的生产线测试电容值，判定耳机的佩戴状态。

图1所示的方法中，由于通过设置基准传感器来检测环境的变化，再在基准传感器的检测基础上应用状态判断传感器进行耳机佩戴状态的判定，可以有效地解决电容式传感器对耳机佩戴状态的误判。

在本发明的实施例三中，可以在耳机中设置两个基准传感器，分别为第一基准传感器和第二基准传感器。环境对电容式传感器的电容值的影响参数包括：温度对电容式传感器的电容值的影响因子a和湿度对电容式传感器的电容值的影响因子b。则步骤S304中所述确定环境对电容式传感器的电容值的影响参数为联立如下公式确定a和b：

$\left\{\begin{array}{c}{x}^{,}=(a+b)x\\ y^{,}=(a+b)y\end{array}\right.,$

其中，x为第一基准传感器的生产线测试电容值，x’为控制器检测到的第一基准传感器的电容值，y为第二基准传感器的生产线测试电容值，y’为控制器检测到的第二基准传感器的电容值。

在本发明的实施例三中，还可以进一步地将第一基准传感器设置在耳机中的印刷电路板的表层，检验温度和湿度的变化；将第二基准传感器设置在耳机中的印刷电路板的内层，以隔绝空气和水分，检验温度的变化。则步骤S304的所述确定环境对电容式传感器的电容值的影响参数为联立如下公式确定a和b：

$\left\{\begin{array}{c}{x}^{,}=(a+b)x\\ y^{,}=\mathrm{ay}\end{array}\right..$

这样计算更加简洁方便。

在本发明的实施例三中，可以在耳机中设置多个状态判断传感器。则步骤S305中所述判定耳机的佩戴状态具体为：根据环境对电容式传感器的电容值的影响参数和存储器中保存的各状态判断传感器的生产线测试电容值，计算出各状态判断传感器的电容值。然后判断检测到的各状态判断传感器的电容值是否均大于所计算出的对应电容值与预设门限值的和，是则判定耳机为佩戴状态，否则判定耳机为未佩戴状态。

综上所述，本发明这种耳机包括控制器、与控制器连接的基准传感器、状态判断传感器和存储有基准传感器和状态判断传感器的生产线测试电容值的存储器，基准传感器和状态判断传感器均为电容式传感器，基准传感器设置在耳机中与外界环境隔离的位置，以避免外界物体靠近时对基准传感器的电容值产生影响，控制器在耳机开机时，根据检测到的基准传感器电容值和基准传感器的生产线测试电容值，确定环境对电容式传感器的电容值的影响参数，然后根据环境对电容式传感器的电容值的影响参数、检测到的状态判断传感器电容值和状态判断传感器的生产线测试电容值，判定耳机的佩戴状态的方案，由于通过设置基准传感器来检测环境的变化，再在基准传感器的检测基础上应用状态判断传感器进行耳机佩戴状态的判定，可以有效地解决电容式传感器对耳机佩戴状态的误判。即可以解决由于用户先佩戴耳机再开机或由于环境温度和湿度的变化引起的耳机误判带来的操作失误。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种耳机，其特征在于，该耳机包括：控制器，与控制器连接的基准传感器，与控制器连接的状态判断传感器，以及与控制器连接并且存储有基准传感器的生产线测试电容值和状态判断传感器的生产线测试电容值的存储器；

基准传感器和状态判断传感器均为电容式传感器；

基准传感器设置在耳机中与外界环境隔离的位置，以避免外界物体靠近时对基准传感器的电容值产生影响；

控制器在耳机开机时，检测基准传感器和状态判断传感器的电容值，根据检测到的基准传感器电容值和存储器中的基准传感器的生产线测试电容值，确定环境对电容式传感器的电容值的影响参数，然后根据环境对电容式传感器的电容值的影响参数、检测到的状态判断传感器电容值和存储器中的状态判断传感器的生产线测试电容值，判定耳机的佩戴状态。

2.如权利要求1所述的耳机，其特征在于，该耳机包括两个与控制器连接的基准传感器，分别为第一基准传感器和第二基准传感器；所述环境对电容式传感器的电容值的影响参数包括：温度对电容式传感器的电容值的影响因子a和湿度对电容式传感器的电容值的影响因子b；

控制器根据如下公式确定a和b：

$\left\{\begin{array}{c}{x}^{,}=(a+b)x\\ y^{,}=(a+b)y\end{array}\right.,$

其中，x为第一基准传感器的生产线测试电容值，x’为控制器检测到的第一基准传感器的电容值，y为第二基准传感器的生产线测试电容值，y’为控制器检测到的第二基准传感器的电容值。

3.根据权利要求2所述的耳机，其特征在于，

所述第一基准传感器设置在耳机中的印刷电路板的表层，检验温度和湿度的变化；

所述第二基准传感器设置在耳机中的印刷电路板的内层，以隔绝空气和水分，检验温度的变化；

则控制器根据如下公式确定a和b：

$\left\{\begin{array}{c}{x}^{,}=(a+b)x\\ y^{,}=\mathrm{ay}\end{array}\right..$

4.根据权利要求1所述的耳机，其特征在于，该耳机包括两个以上的状态判断传感器；

控制器根据环境对电容式传感器的电容值的影响参数和存储器中保存的各状态判断传感器的生产线测试电容值，计算出各状态判断传感器的电容值，然后判断检测到的各状态判断传感器的电容值是否均大于所计算出的对应电容值与预设门限值的和，是则判定耳机为佩戴状态，否则判定耳机为未佩戴状态。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的耳机，其特征在于，

基准传感器和状态判断传感器设置在耳机的一个或一对耳塞或耳罩中。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的耳机，其特征在于，

所述耳机为蓝牙耳机或头戴式耳机。

7.一种检测耳机佩戴状态的方法，其特征在于，该方法包括：

在耳机中设置均为电容式传感器的基准传感器和状态判断传感器，其中，将基准传感器设置在耳机中与外界环境隔离的位置，以避免外界物体靠近时对基准传感器的电容值产生影响；

预先保存基准传感器的生产线测试电容值和状态判断传感器的生产线测试电容值；

在耳机开机时，检测基准传感器和状态判断传感器的电容值；

根据检测到的基准传感器电容值和预先保存的基准传感器的生产线测试电容值，确定环境对电容式传感器的电容值的影响参数；

根据环境对电容式传感器的电容值的影响参数、检测到的状态判断传感器电容值和预先保存的状态判断传感器的生产线测试电容值，判定耳机的佩戴状态。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在耳机中设置基准传感器包括：在耳机中设置两个基准传感器，分别为第一基准传感器和第二基准传感器；

所述环境对电容式传感器的电容值的影响参数包括：温度对电容式传感器的电容值的影响因子a和湿度对电容式传感器的电容值的影响因子b；

所述确定环境对电容式传感器的电容值的影响参数为联立如下公式确定a和b：

$\left\{\begin{array}{c}{x}^{,}=(a+b)x\\ y^{,}=(a+b)y\end{array}\right.,$

其中，x为第一基准传感器的生产线测试电容值，x’为控制器检测到的第一基准传感器的电容值，y为第二基准传感器的生产线测试电容值，y’为控制器检测到的第二基准传感器的电容值。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，

所述在耳机中设置两个基准传感器包括：将第一基准传感器设置在耳机中的印刷电路板的表层，检验温度和湿度的变化；将第二基准传感器设置在耳机中的印刷电路板的内层，以隔绝空气和水分，检验温度的变化；

所述确定环境对电容式传感器的电容值的影响参数为联立如下公式确定a和b：

$\left\{\begin{array}{c}{x}^{,}=(a+b)x\\ y^{,}=\mathrm{ay}\end{array}\right..$

10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其特征在于，在耳机中设置多个状态判断传感器；

所述判定耳机的佩戴状态包括：根据环境对电容式传感器的电容值的影响参数和存储器中保存的各状态判断传感器的生产线测试电容值，计算出各状态判断传感器的电容值；然后判断检测到的各状态判断传感器的电容值是否均大于所计算出的对应电容值与预设门限值的和，是则判定耳机为佩戴状态，否则判定耳机为未佩戴状态。

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