CN107113489A - 用于检测耳机移除和插入的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

针对一频率范围上的多个频率测量至少一个电气值。基于所述至少一个电气值，针对所述频率范围中的所述多个频率中的每一个计算阻抗，所述计算产生多个阻抗。确定所述多个阻抗中的最大阻抗、以及与所述最大阻抗相关联的频率。将与所述最大阻抗相关联的所述频率与预定阈值进行比较，并且基于该比较确定耳机是否已经从佩戴者的耳朵移除。

Description

用于检测耳机移除和插入的设备和方法
相关申请的交叉引用
本专利根据35U.S.C.§119(e)要求于2014年11月24日提交的题为“Apparatus andMethod for detecting earphone Removal and Insertion”的美国临时申请第62083530号的权益，其内容通过引用而整体并入本文。
技术领域
本申请涉及声学器件，并且更具体地涉及确定这些器件是否已经插入耳朵或者已经从耳朵移除。
背景技术
多年来，已经使用了不同类型的声学器件。声学器件被用在完全插入或至少部分地插入耳朵的耳机中。耳机可以包括将声能呈现给收听者的扬声器。例如，可以向用户播放音乐。另外，诸如应用处理器的各种其它电子器件可以包括在耳机中或者连接到耳机。
确定耳机何时从耳朵移除(或何时插入耳朵中)已变得有利。例如，可能希望在插入耳机时播放音乐，而在移除耳机时不播放音乐。这可以有助于更有效地操作器件并省电。
先前的方法在正确地确定耳机插入/移除方面并不完全可靠，或者实现起来复杂和/或成本高。先前的方法的问题已经导致一些用户对这些先前的方法不满。
附图说明
为了更完整地理解本公开，应参照下面详细的描述以及附图，其中：
图1包括根据本发明的各种实施方式的被配置成确定耳机插入和/或移除的系统的框图；
图2包括具有描述根据本发明的各种实施方式的用于确定耳机移除和/或插入的方法的对应的曲线图的流程图；
图3包括示出根据本发明的各种实施方式的关于耳机插入确定使用公差的图。
本领域的技术人员应当认识到，图中的元素是出于简洁和清楚的目的而被示出。应进一步认识到的是，某些动作和/或步骤可能以特定的发生顺序被描述或描绘，但本领域的技术人员应当理解，实际上并不需要这种顺序的特定性。还应理解的是，除非本文已经另行阐述了特定的含义，否则本文所使用的术语和表述具有与关于其所对应的各自的调查和研究领域的该术语和表述相一致的一般的含义。
具体实施方式
本方法提供对耳机是否已经从人耳移除(或插入人耳)的确定。对耳机的布置的确定被自动进行，而无需用户(收听者)干预。此外，该确定利用在耳机处容易获得或提供的容易获得的电参数。
现在参照图1，描述了确定耳机是否已经从耳朵移除(或插入耳朵中)的系统100的一个示例。如本文所使用的，“耳机”是指被插入或者至少部分地插入人耳的器件。在另一示例中，耳机被布置在耳朵上(即，其不延伸到耳道中)。在所有示例中，耳机将声能呈现给收听者。系统100包括应用处理器102、编解码器104、D类放大器106、第一电阻器108、第二电阻器110、扬声器111(具有扬声器前体(speaker front volume)112)。系统100结合到收听者的耳朵或头部114。
应用处理器102可以经由编解码器104和D类放大器106向收听者提供各种应用(例如，音乐的播放)，该编解码器104和D类放大器106将应用处理器102的数字信号转换为模拟信号。在一些示例中，D类放大器106可以并入编解码器104中。在其它示例中，放大器可以具有不同的拓扑结构，诸如AB类、H类等。
第一电阻器108和第二电阻器110提供这样的结构：通过该结构获得电流测量值并将该电流测量值提供至DSP 116。扬声器111(具有扬声器前体112)将来自应用处理器102的信号呈现给收听者。扬声器111可以是将电信号转换成声能并将该声能呈现给收听者的任何类型的器件。在一个示例中，扬声器可以是电枢式扬声器。在另一示例中，扬声器可以是动态扬声器。在扬声器前体112中产生要呈现给收听者的声能。
应当认识到，电枢式扬声器包括线圈、磁轭、磁体和电枢。用电信号激励线圈来产生使电枢移动的变化的磁通量。电枢通过驱动杆联接到膜片，而且电枢的移动使膜片在前体112内移动，以产生呈现给收听者的声音。
动态扬声器包括线圈、磁路、磁体和具有机械地连接到线圈的膜片的框架。用电信号激励线圈产生使线圈和膜片移动的变化的磁通量。线圈使膜片和线圈一起移动(模仿移动活塞的动作)，使得产生声音。因此，膜片在前体112内的移动产生呈现给收听者的声音。
DSP 116是获取所接收到的信号的任何数字信号处理装置，并且至少部分地基于对这些信号的评估来确定耳机是否被从耳朵移除(或插入到耳朵中)。如果耳机已经被移除，则在一个示例中，可以将暂停信号113发送到应用处理器102，以暂停应用处理器102向收听者提供声能。
在图1的系统100的操作的一个示例中，电流和电压测量值被提供至DSP 116。这些测量值在电阻器108和110上做出，并且包括(电阻器108两端的)Vs和(电阻器110两端的)Vr。测量值也在宽的频率范围上做出。
针对(在特定频率处)测量的电压和电流值中的每一个计算阻抗值(Z)。接下来确定在多个频率上测量的所有阻抗值中的最大阻抗(Zmax)。根据最大阻抗，确定与该最大阻抗相关联的频率(FZ)—这是系统谐振。具有敞开的前体112的扬声器111的预定谐振频率是已知的(换句话说，器件的自然谐振是已知的)。还已知的是，表示当扬声器连接到大到足以仍然被认为是敞开的状态的腔体时的系统谐振的预定谐振阈值频率。如果所确定的频率处于或低于扬声器111的预定阈值频率，则耳机是敞开的(从耳朵移除)，并且如果所确定的频率高于扬声器111的预定阈值谐振频率，则耳机是封闭的(插入耳朵中或放在耳朵上)。
也可以使用公差来做出耳机是否在耳朵上或耳朵中的确定。如图3所示，可以将系统谐振频率fZ与预定频率f0和f1进行比较。可以使用f0(针对敞开的位置)和f1(针对封闭的位置)的公差。例如，如果fz低于f0，则耳机被认为处于敞开的位置，并且如果高于f1，则耳机被认为处于封闭的位置。
基于该确定，可以发送各种控制信号。在一个示例中，当确定耳机处于敞开的位置时，可以将暂停信号113发送到应用处理器102以暂停应用处理器102向收听者提供声音。当耳机从耳朵移除或放置在耳朵上/中时，其它命令或模式更改是可能的。
现在参照图2，描述了用于确定耳机移除和/或插入的一个示例。
在步骤202，在一频率范围上测量多个电压和多个电流230。例如，可以针对多个频率测量在扬声器的输入端处的电压和电流。在步骤204，例如使用欧姆定律来计算每一个的阻抗232。
在步骤206，计算最大阻抗234。这可以例如通过比较来自步骤204的所有阻抗值并获取最大值来实现。
在步骤208，确定与最大阻抗相关联的频率236。例如，可能存在系统的已知响应曲线，并且可以确定该响应曲线上的点。一旦确定了该点，则可以通过检查曲线的频率(在y轴上)来确定该相关联的频率。
在步骤210，做出在步骤208确定的频率是高于预定阈值还是低于预定阈值的确定。如果所确定的频率fz处于或低于扬声器的预定谐振频率，则耳机是敞开的(从耳朵移除)，并且如果所确定的频率高于扬声器的预定谐振频率，则耳机是封闭的(插入耳朵或放在耳朵上)。如上所述，公差可以与做出这些确定相关联。
如上所述，基于该确定，可以发送各种控制信号。在一个示例中，当确定耳机处于敞开的位置时，可以将暂停信号发送到应用处理器以暂停应用处理器向收听者提供声音。动作的其它示例是可能的。
本文描述了本发明的优选实施方式，包括用于实施本发明的发明人所知道的最佳的方式。应当理解，所例示的实施方式仅是示例性的，并且不应被视为限制本发明的范围。

Claims (12)

1.一种确定耳机前体是否被闭塞并在佩戴者的耳朵上的方法，所述方法包括以下步骤：
针对一频率范围上的多个频率测量至少一个电气值；
基于所述至少一个电气值，针对所述频率范围中的所述多个频率中的每一个计算阻抗，所述计算产生多个阻抗；
确定所述多个阻抗中的最大阻抗、以及与所述最大阻抗相关联的频率；
将与所述最大阻抗相关联的所述频率与预定阈值进行比较，并且基于所述比较来确定耳机前体是否被闭塞以及所述耳机是否已经从佩戴者的耳朵移除。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个电气值包括至少一个电流测量值。
3.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：在检测到移除时向处理器发送一信号。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个电参数是电流，并且在扬声器的输入端测量所述电流。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述扬声器是动态扬声器。
6.一种用于确定耳机是否已经从佩戴者的耳朵移除的设备，所述设备包括：
测量装置，所述测量装置被配置成针对一频率范围上的多个频率测量至少一个电气值；
处理装置，所述处理装置联接到所述测量装置，所述处理装置被配置成基于所述至少一个电气值，针对所述频率范围中的所述多个频率中的每一个计算阻抗，所述计算产生多个阻抗，所述处理装置被配置成确定所述多个阻抗中的最大阻抗、以及与所述最大阻抗相关联的频率，所述处理装置被配置成将与所述最大阻抗相关联的所述频率与预定阈值进行比较，并且基于所述比较来确定耳机是否已经从佩戴者的耳朵移除。
7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述测量装置包括至少一个电阻器。
8.根据权利要求6所述的设备，其中，所述测量装置从放大器接收电信号。
9.根据权利要求6所述的设备，其中，所述至少一个电气值包括至少一个电流测量值。
10.根据权利要求6所述的设备，其中，在检测到移除时所述处理装置向处理器发送暂停信号。
11.根据权利要求6所述的设备，其中，所述至少一个电参数是电流，并且由所述测量装置在扬声器的输入端测量所述电流。
12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述扬声器是动态扬声器。
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