CN109196878A - 具有集成的双向数字和模拟通信部件的声学头戴式耳机 - Google Patents

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Abstract

在一些示例中，用于提供听力保护的声学头戴式耳机包括：第一听觉杯；第二听觉杯；镫形物或头带中的至少一个，该镫形物或头带使第一听觉杯和第二听觉杯相互连接；至少一个扬声器，该至少一个扬声器集成在第一听觉杯或第二听觉杯中的至少一个内；麦克风，该麦克风接收声音，其中麦克风耦接到声学头戴式耳机；并且其中第一听觉杯和第二听觉杯中的至少一个包括用于传输和接收数字无线音频通信的数字部件，并且其中第一听觉杯和第二听觉杯中的至少一个包括用于传输和接收模拟无线音频通信的模拟部件。

Description

具有集成的双向数字和模拟通信部件的声学头戴式耳机
技术领域
本专利申请整体涉及声学头戴式耳机，并且更具体地涉及在声学头戴式耳机内提供通信。
背景技术
噪声环境诸如工作场所、机场等可包括有可能损害人的听力的噪声源。在噪声环境中操作的人可经历由急性听觉创伤引起的听力损失或逐渐发展的噪声引起的听力损失。急性听觉创伤可导致一次性暴露于过度噪声水平的听力损失，而逐渐发展的噪声引起的听力损失可由于在很长的时间段内暴露于不安全的噪声水平引起的。
为了防止听力受损，在噪声环境中操作的人可佩戴听力保护。听力保护可为被动的或主动的。被动听力保护包括可阻止噪声达到特定的噪声水平的耳塞和耳罩。主动听力保护装置可包括耳罩，该耳罩通过电子滤除特定的分贝或频率允许某些类型的噪声传递给人。
虽然各种形式的听力保护装置可提供足够的保护抵抗过度的噪声，但是佩戴此类听力保护装置的人可需要彼此通信。在噪声环境中，由于来自噪声源的噪声和来自听力保护的过滤，在佩戴听力保护装置时彼此通信可以是困难的。在一些情况下，佩戴听力保护装置的人可携带另外的和独立的通信装置，以促进在噪声环境中与其他个人的通信。虽然单独的通信装置可促进此类通信，人可需要携带可通过电缆耦接的两个单独的装置(听力保护装置和通信装置)。这两种装置构型可妨碍人的移动，阻碍通信的可能性，并且/或者有可能引入安全风险(例如，如果电缆缠结在用户或环境中的其他物体上)。
附图说明
图1是根据本公开的技术的示意图，其示出了包括数字和模拟双向通信部件的示例性保护头戴式耳机。
图2示出了根据本公开的技术的包括数字和模拟双向通信部件的印刷电路板。
图3示出了根据本公开的一种或多种技术的印刷电路板的第一侧的迹线。
图4示出了根据本公开的一种或多种技术的印刷电路板的第一侧上的各种部件的子部件。
图5示出了根据本公开的一种或多种技术的印刷电路板的第二侧上的各种部件的子部件。
图6示出了根据本公开的一种或多种技术的印刷电路板的第二侧上的各种部件的子部件。
图7示出了根据本公开的一种或多种技术的印刷电路板的第二侧的迹线。
图8示出了根据本公开的技术的用于由头戴式耳机的微处理器实现的用户界面的状态图。
图9示出了根据本公开的技术的包括菜单状态的状态的状态图。
图10示出了根据本公开的技术的用于在声源之间转变的状态图。
具体实施方式
本公开涉及用于提供听力保护的声学头戴式耳机，其中声学头戴式耳机包括用于传输和接收数字和模拟无线音频通信的数字和模拟部件。不是仅包括用于传输和接收模拟无线音频通信的模拟部件，或者仅包括用于传输和接收数字无线音频通信的数字部件，本公开中描述的声学头戴式耳机包括实现与其他声学头戴式耳机或其他计算装置进行数字和模拟无线音频通信的部件。以这种方式，所公开的声学头戴式耳机可使用集成在声学头戴式耳机的听觉杯内的部件来提供数字和模拟双向通信。通过使数字和模拟部件小型化以装配在声学头戴式耳机的听觉杯内，声学头戴式耳机的用户可不必携带附加的通信设备以实现数字和模拟双向通信。通过消除需要携带附加的通信设备，所公开的声学头戴式耳机可通过避免在头戴式耳机和附加的通信设备之间需要有线通信链路来改善用户的安全性，否则其可缠结在工作环境中。在一些实例中，通过消除需要携带附加的通信设备，可减少用户携带的通信设备的重量，从而改善用户的运动/移动范围。因此，在一些示例中，声学头戴式耳机的外部没有附加的数字部件可用于辅助头戴式耳机100的数字部件传输和接收数字无线音频通信。在一些示例中，声学头戴式耳机的外部没有附加模拟部件可用于辅助头戴式耳机100的模拟部件传输和接收模拟无线音频通信。
图1是根据本公开的技术的示意图，其示出了包括数字和模拟双向通信部件的示例性保护头戴式耳机100。如图1所示，保护头戴式耳机100包括第一听觉杯102A和第二听觉杯102B。听觉杯102A和102B通过镫形物或头带104物理地耦接。镫形物或头带104可由任何刚性或半刚性材料诸如塑料、铝、钢或任何其他合适的材料组成。保护头戴式耳机100可包括一个或多个天线诸如天线107以从远离保护头戴式耳机100的装置接收数字和/或模拟信号。如在本公开中进一步描述的，听觉杯102A和102B可包括提供数字和模拟双向通信的硬件。此类硬件可部分地用印刷电路板和集成在印刷电路板中的部件来实现。
在其中提供数字和模拟双向通信的硬件分布在第一听觉杯102A和第二听觉杯102B之间的示例诸如图1中，一个或多个通信链路可通信耦接所分布的硬件。例如，头戴式耳机100包括通信链路106，通信链路106通信地和物理地耦接提供数字和模拟双向通信的硬件听觉杯102A,102B。通信链路106的示例可包括一个股或多股导线，该导线由铜、铝、银或其他适合的导电材料组成。通信链路106的端部可经由端口108A,108B进入听觉杯102A,102B，并且耦接到硬件诸如被包括在听觉杯102A,102B中每一个内的印刷电路板。
图1示出了附接或以其他方式附连到听觉杯102A和102B的垫子110A和110B。垫子110A和110B可抵接围绕头戴式耳机100的佩戴者的耳朵。垫子110A和110B有助于听觉杯102A,102B抑制或以其他方式降低来自听觉杯102A,102B外部环境的环境声音的能力。垫子110A和110B可由任何可压缩和/或膨胀材料诸如泡沫、凝胶、空气或任何其他此类合适的材料组成。听觉杯102A,102B可由任何刚性或半刚性材料诸如塑料组成，所述塑料在一些情况下可为非导电的电介质塑料。
听觉杯102B包括扬声器部件112。在一些示例中，听觉杯102A还可包括与扬声器部件112在结构功能上类似或相同的扬声器部件。扬声器部件112可基于由头戴式耳机100接收或生成的模拟或数字信号发出声音。扬声器部件112可包括将电音频信号转换成声音的一个或多个电声换能器。一些示例性扬声器部件可包括磁体、音圈、悬架和隔膜或膜。扬声器部件112可通信地耦接到提供数字和模拟双向通信的硬件。例如，如果头戴式耳机接收表示语音通信的信号，则扬声器部件112可发出与信号对应的声音。
头戴式耳机100还包括麦克风114。麦克风114可通信地和/或物理地耦接到提供数字和模拟双向通信的硬件，该硬件分布在第一听觉杯102A和第二听觉杯102B之间，诸如图1。麦克风114可以是将声音转换成电音频信号的任何装置。例如，佩戴头戴式耳机100的人可讲话，从而生成由麦克风114接收的声音。麦克风114可将所说出的声音转换为由提供数字和模拟双向通信的硬件接收的电音频信号。电音频信号可被传输到经由通信链路116提供数字和模拟双向通信的硬件。
图2示出了根据本公开的技术的包括数字和模拟双向通信部件的印刷电路板200。如图3中进一步所示，印刷电路板200可包括一组迹线，该组迹线可将电气部件通信地耦接到彼此。如图2所示，印刷电路板200示出印刷电路板200的第一侧。各种部件可附接到印刷电路板200，该这些部件包括但不限于模拟无线电部件202、情境意识和混音器部件204、无线通信部件206、交换机208A-208C和灯210A-210D。附接到印刷电路板200的部件中的一个或多个可经由迹线通信地耦接到一个或多个其他部件，如图1中进一步示出。图2中所示的部件中的每一个可进一步由一个或多个电气部件组成，如图3所示。
模拟无线电部件202控制在头戴式耳机100和一个或多个其他通信装置之间无线地发送和接收通信的频率。如图5中进一步所示的，印刷电路板200可包括在头戴式耳机100与一个或多个其他通信装置之间提供数字和模拟无线通信的部件。模拟无线电部件202可由微处理器(例如，微处理器和存储器508)设置为特定频率，头戴式耳机100通过该特定频率发送通信并接收通信。在一些示例中，频率可由用户通过用户界面设置。在其他示例中，频率可通过将头戴式耳机100(并且更具体地为包括在头戴式耳机100中的印刷电路板)耦接到另一个计算装置100来设定，该计算装置100向微处理器发送指示头戴式耳机100将发送和接收无线通信的频率的数据。在一些示例中，模拟内置双向无线电可编程为在403MHz-470MHz之间的不同频率。只要任何其他无线电具有相同的编程频率，就有可能在彼此之间进行通信。
模拟无线电部件202可从如图5所示的数字无线电部件504或模拟无线电部件506接收音频信号。音频信号可表示由麦克风114捕获的音频。模拟无线电部件202可在设置模拟无线电部件202的频率上传输音频信号。模拟无线电部件202还可在设置模拟无线电部件202的频率上从另一个计算装置接收音频信号。模拟无线电部件202可将所接收的音频信号转换为由图5所示的部件中的一个或多个解释的另一个信号。例如，数字无线电部件504、模拟无线电部件506和/或微处理器和存储器508中的一个或多个可接收信号。以这种方式，模拟无线电部件202可接收一个频率上的音频信号并且将音频信号发送到头戴式耳机100的其他部件。模拟无线电部件202可将从头戴式耳机100的其他部件接收的音频信号发送到其他计算装置。数字内置双向无线电(例如，数字无线电部件504)可编程为403MHz-470MHz之间的不同频率。只要任何其他无线电具有相同的编程频率和正确的代码，就有可能在彼此之间进行通信。
印刷电路板200包括情景感知和混音器部件204(SASMC 204)。SASMC 204可从微处理器508接收音频信号，微处理器508从麦克风510和/或麦克风114接收该音频信号，分别如图1和图5中所示。麦克风510可捕获其中使用头戴式耳机100的环境的环境音频，而麦克风114可捕获头戴式耳机100的用户说出的字词。SASMC 204可从微处理器508接收一个或多个音频信号，并且使得扬声器112输出一个或多个音频信号。以这种方式，SASMC 204可使头戴式耳机100的用户能够听到与用户的语音和/或头戴式耳机100的环境相对应的音频。在一些示例中，SASMC 204可确定将哪个音频输出到扬声器112。例如，如果头戴式耳机100正在经由使用无线部件206接收的数据输出来自另一个计算装置的音频(例如，来自另一个计算装置的蓝牙音频)，并且头戴式耳机100经由模拟无线电部件202接收传入的音频信号，SASMC 204可从微处理器508接收音频并且在扬声器112处输出来自模拟无线电部件202的音频，从而中断从另一个计算装置输出的音频。SASMC 204可确定扬声器112中的哪个输出音频信号的一个或多个部分或信道。
如图2所示，印刷电路板200包括无线部件206。在一些示例中，无线部件206可使用任何数量的协议诸如蓝牙、WiFi或用于传输数据的任何其他合适的协议来提供无线通信。在一些示例中，在无线部件206处从另一个计算装置接收的数据(例如，从智能手机接收的音乐数据)可被发送到微处理器508。微处理器508可将数据发送到SASMC 204，该数据使得与所接收的数据对应的音频在扬声器112中的一个或多个处被输出。
印刷电路板200还包括开关208A、208B和208C。在一些示例中，开关208A-208C可被实现为可被用户按压的机械按钮开关，但是在其他示例中，可使用任何合适的用户输入硬件，该硬件在被用户致动时生成信号。尽管图1中未示出，但是开关208A-208C中的每一个可安装在听觉杯102A或102B内，使得按钮表面212A-212C中的一个或多个可被用户按压或触摸，从而使得相应的开关208A-208C将相应的按压信号发送到微处理器508。如本公开中进一步描述的，基于按压的具体按钮，微处理器508可执行一个或多个功能。印刷电路板200还可包括一个或多个LED 210A-210D。如本公开中进一步描述的，LED 210A-210D中的一个或多个可基于来自微处理器508的信号打开(例如，发光)或关闭(不发光)。在一些示例中，LED210A-210D中的一个或多个可为白色或无色的。例如，LED210A-210D中的一个或多个可为蓝色、红色或任何其他颜色。
在一些示例中，印刷电路板200可具有6.5cm宽×8.3cm高的尺寸。在一些示例中，印刷电路板200可大于或小于6.5cm宽×8.3cm高。例如，印刷电路板的尺寸可在4.5cm宽×6.3cm高至8.5cm宽×10.3cm高的范围内。在一些示例中，印刷电路板200可具有55平方厘米或更小的表面积。在一些示例中，头戴式耳机100的一个或多个音频杯可各自包括4.9cm深×10.8cm高×8.3cm宽的尺寸。在一些示例中，一个或多个音频杯可各自具有腔体。腔体可包括印刷电路板诸如印刷电路板200。腔体可具有425立方厘米或更小的立方体积。在一些示例中，尺寸和立方体积可更大或更小。例如，头戴式耳机100的一个或多个音频杯的尺寸可在2.9cm深×8.8cm高×6.3cm宽至8.9cm深×14.8cm高×12.3cm宽的范围内。
在一些示例中，印刷电路板200的一个或多个部件可分布到第二电路板，其中第二电路板被包括在不包括印刷电路板200的头戴式耳机100的另一个听觉杯中。以这种方式，可将一个或多个部件分布在两个不同的听觉杯中，其中部件可通过包括相应的部件的相应的印刷电路板之间的通信链路通信地耦接。
图3示出了根据本公开的一种或多种技术的印刷电路板200的第一侧的迹线。示例性迹线302可在附接到印刷电路板200的一个或多个部件或子部件之间提供电通信耦接。迹线可以是导电的，从而实现在部件和子部件之间传输电信号。图2所示的电路板200上的各种部件可附接到印刷电路板200。如图2所示电路板200的各种部件可由多个子部件组成，如图4中所进一步说明。各种子部件可物理地附接到印刷电路板200，诸如通过焊接或其他合适的电耦接。图2的各种部件和子部件可通过生成在部件和子部件之间传输的信号来互操作或以其他方式通信。
图4示出了根据本公开的一种或多种技术的印刷电路板200的第一侧上的各种部件的子部件。例如，图4示出了具有其各种子部件的模拟无线电部件202。例如，模拟无线电部件202包括多个电阻器诸如电阻器404。与电阻器404的外观和尺寸类似的图4的其他类似图示的部件也可表示具有与电阻器404相同的特性的电阻器。在一些示例中，电阻器404可以是具有4位0402代码和0R十进制位置的标准公差电阻器。在一些示例中，电阻器404可具有5％的精度或公差。
模拟无线电部件406还可包括一个或多个电容器诸如电容器406。电容器406可以是标准公差电容器，该电容器具有0402的4位代码以及诸如X7R、1nF、10％、50V的规格。与电容器406的外观和尺寸类似的图4的其他类似图示的部件也可表示具有与电容器406相同的特性的电容器。电容器408可较大，具有与电容器406不同的规格。例如，电容器408可以是标准公差电容器，该电容器具有0603、X7R、10uF、10％、6.3V的4位代码。更一般地，图4中的电容器的尺寸可与电容器的电容成比例。
模拟无线电部件406还可包括P信道12V(D-S)MOSFET 410。在外观和尺寸上与MOSFET 410类似的图4的其他类似图示的部件也可表示具有与MOSFET 410相同或类似的特性的MOSFET。模拟无线电部件412还可包括线性调节器412。在外观和尺寸上与线性调节器412类似的图4的其他类似图示的部件也可表示具有与线性调节器412相同或类似的特性的线性调节器。在一些示例中，线性调节器412可包括规格诸如300mA、CMOS线性调节器、0.8～3.0V(可调整)、TSOT-5。模拟无线电部件406可包括铁氧体芯片珠414。在外观和尺寸上与铁氧体芯片珠414类似的图4的其他类似图示的部件也可表示具有与铁氧体芯片珠414相同或类似的特性的铁氧体芯片珠。在一些示例中，铁氧体芯片珠414可包括规格诸如4位代码0603、30ohm、1A。编解码器414可以是解码和编码音频信号和/或数据的部件。编解码器414的示例可包括规格诸如IC音频编解码器24位、96Khz、LFCSP 32。印刷电路板200可包括运算放大器418。运算放大器418可包括规格诸如轨到轨输出运算放大器、40～+85℃、MSOP8。
印刷电路板200可包括音频ADC(模数转换器)420。音频ADC 420可包括规格诸如低功率立体音频ADC、QFN 28。音频ADC 420的示例可包括但不限于Everest ES8288ADC。印刷电路板200可包括压差调节器422。压差调节器422可包括规格诸如为IC LDO调节器SOT-23。印刷电路板200可包括反相器424。反相器242可具有2.0V至6.0V的电压范围。印刷电路板200可包括谐振器426。谐振器426可以是具有包括12,000MHz、SMD3225、10ppm的规格的晶体石英谐振器。印刷电路板200还示出了开关208A-208C。图4中的无线部件206可以是蓝牙模块，具有诸如蓝牙认证的4.0音频模块的规格。印刷电路板200可包括晶体管428。晶体管428可包括规格诸如NPN 500MA、45V、SOT323。
图5示出了根据本公开的一种或多种技术的印刷电路板200的第二相对侧上的各种部件的子部件。在一些示例中，印刷电路板200的第二侧可与第一侧相对。如图5所示，印刷电路板200包括语音和侧音部件502、模拟无线电部件506、数字无线电部件504以及微处理器和存储器508(或微处理器508)。图5中所示的部件中的每一个可由一个或多个子部件组成，如图7中进一步所示。印刷电路板200可包括麦克风连接器510，该麦克风连接器连接到麦克风114以捕获包括头戴式耳机100的环境的音频。
模拟无线电部件506可从模拟无线电部件202接收模拟音频信号，其中模拟无线电部件202从一个或多个远程计算装置接收音频信号。模拟无线电部件506可将所接收的音频信号转换成经由SASMC 204发送到扬声器112中的一个或多个扬声器的输出音频信号。也就是说，由模拟无线电部件202接收的模拟音频信号可不直接发送到扬声器112，而是首先由模拟无线电部件506转换以用于在扬声器112处输出。模拟无线电部件506可从麦克风114接收音频信号，并且将音频信号转换为可无线传输到另一个计算装置的形式(例如，模拟可传输音频信号)。模拟无线电部件506可将模拟可传输音频信号发送到模拟无线电部件202，模拟无线电部件202继而可在所选择频率上将可传输信号发送到一个或多个其他的计算装置。
数字无线电部件504转换来自模拟无线电部件202的模拟信号中编码的数字信息，并且将信号转换为扬声器112可输出的输出音频信号。例如，数字无线电部件504可接收数字声音信号，数字无线电部件504将该数字声音信号转换为输出音频信号并且发送到SASMC204。SASMC 204可使扬声器112输出对应于输出音频信号的声音。数字无线电部件504可从麦克风114接收音频信号，并且将音频信号转换为可无线传输到另一个计算装置的形式。数字无线电部件504可将可无线传输信号发送到模拟无线电部件202，模拟无线电部件202继而可在所选择的频率上将可传输信号发送到一个或多个其他计算装置。
印刷电路板200可包括语音麦克风和侧音部件502(“SMSC 502”)。SMSC 502可从麦克风114接收音频信号并且确定音频的音量是否满足阈值(例如，大于阈值)。如果音频信号满足阈值，则SMSC 502可将信号发送至微处理器508，微处理器508继而使得SASMC 204在扬声器112中的一个或多个处将信号输出为声音。SMSC 502可将信号发送到数字无线电部件504和/或模拟无线电部件506中的一个或多个，并且这些接收部件中的一个或多个可将对应的信号无线地传输到一个或多个其他计算装置。
微处理器508可表示通信地耦接到微处理器508的任何微处理器和/或存储器。微处理器508可处理由指令集架构指定的指令。微处理器508可执行各种功能，包括但不限于：实现图9-图11中的状态图的功能，编码和/或解码数字语音信号，实现本公开中描述的语音激活控件和用户界面，实现头戴式耳机100的设置，以及基于用户输入执行频率选择。
图6示出了根据本公开的一种或多种技术的印刷电路板200的第二侧上的各种部件的子部件。图4的类似图示的电阻器和电容器部件也对应于图6中的电阻器和电容器部件。印刷电路板200可包括具有规格诸如12.288MHz、3.3V±20ppm(+40℃/+85℃)的振荡器602。印刷电路板200可包括轨到轨输出运算放大器、40～+85℃、MSOP8。印刷电路板200可包括规格诸如二极管低压高速切换、SC-70-2引线。印刷电路板200可包括轨到轨输出运算放大器、40～+85℃、MSOP8。印刷电路板200可包括具有规格诸如通用、尺寸A、22uF、20％、6.3V的钽电容器610。印刷电路板200可包括线性调节器612。印刷电路板200可包括数字无线电614。印刷电路板200可包括具有规格诸如MCU ARM M4 32b 1MB flash 100-LQFP的微处理器616。印刷电路板200可包括晶体管诸如晶体管610，该晶体管可具有规格诸如配备PNP电阻器的晶体管；R1＝10kohm，R2＝10kohm。印刷电路板200可包括二极管诸如具有规格诸如二极管低电压高速切换、SC-70-2引线的二极管620。其他二极管可包括具有规格诸如肖特基势垒(双)二极管30V、SOT323的二极管622。印刷电路板200可包括存储器，诸如多个I/O串行闪存存储器特征4KB扇区擦除。印刷电路板200可包括具有规格诸如CRYSTAL 8.000MHZ8PF SMD的振荡器626。印刷电路板200可包括具有规格诸如N-ch Mosfet.UPAK的MOSFET628。
印刷电路板200可包括用于无线模拟无线电传输的模拟无线电630。印刷电路板200可包括振荡器632，该振荡器具有规格，诸如存储温度40～+85℃、±2.5PPm、26MHz、尺寸：3.2×2.5×0.9mm。印刷电路板200可包括运算放大器634，该运算放大器具有规格诸如诸如轨到轨输出运算放大器、40～+85℃、MSOP8。印刷电路板636可包括一个或多个空气线圈诸如空气线圈636。空气线圈636可具有规格诸如空气线圈SMD 1008、15nl、10％。其他类似图示的部件也可为图6中的空气线圈。空气线圈的尺寸可对应于线圈的电感范围。天线连接器638可被包括在耦接到天线107的印刷电路板200上。印刷电路板200可包括二极管诸如二极管640。二极管640可包括规格诸如用于UHF频带无线电的二极管VCO、SMD-2引线。印刷电路板200可包括开关642，该开关具有规格诸如20MHz-2.5GHz GaAs SPDT开关6pin SC-70。印刷电路板644可包括功率电感器644。功率电感器644可包括规格诸如47uf、20％、尺寸：3.0×1.2mm。如上所述，图6的类似图示的部件可具有与上述部件类似或相同的特性。在一些示例中，如图6中所示的部件的尺寸可对应于其特性中一个或多个。例如，已经描述了具有图4和图6中的具体规格的各种部件。然而，本领域的技术人员将会知道，在本公开的精神和范围内，另选部件的其他另选的组合是可能的。
图7示出了根据本公开的一种或多种技术的印刷电路板200的第二侧的迹线。示例性迹线702可在附接到印刷电路板200的一个或多个部件或子部件之间提供电通信耦接。迹线可以是导电的，从而实现在部件和子部件之间传输电信号。图6所示的电路板200上的各种部件可附接到印刷电路板200。如图5所示电路板200的各种部件可由多个子部件组成，如图6中所进一步说明。各种子部件可物理地附接到印刷电路板200，诸如通过焊接或其他合适的电耦接。图4的各种部件和子部件可通过生成在部件和子部件之间传输的信号来互操作或以其他方式通信。
图8示出了根据本公开的技术的用于由头戴式耳机100的微处理器508实现的用户界面的状态图800。在一些示例中，用于头戴式耳机100的用户界面可以是音频界面，该音频界面接收在麦克风114处说出的字词或声音和/或在头戴式耳机100的开关处的触摸输入作为输入。用于头戴式耳机100的用户界面可以是音频界面，该音频界面通过扬声器112输出音调、声音或字词作为输出。在一些示例中，状态图800可实现为硬件和/或软件的组合中的状态机。如果头戴式耳机100处于活动声源状态802中，则头戴式耳机100可通过扬声器112输出声音。声音可来自经由无线部件206通信地耦接的计算装置，或者声音可来自另一个计算装置，其是使用音频无线电部件202经由无线传输而被接收的。
如果头戴式耳机100处于活动声音状态802中，并且用户致动开关208A以增大音量或致动开关208C以减小音量，则微处理器508可从相应开关接收信号并且进入状态804A或804B。在状态804A或804B中，因为从相应开关接收到的信号，微处理器508可将信号发送到SASMC 204以增大或减小扬声器112的音量。在改变音量时，微处理器508可返回到活动声源状态802。在一些示例中，如果头戴式耳机100处于活动声源状态802并且在开关208B处接收到输入，其包括按压开关208B长于阈值时间段，则微处理器508进入可使头戴式耳机100关闭电源的状态806。如果头戴式耳机100处于活动声源状态802中并且开关208A和208C同时或基本上同时被按压(例如，在彼此的阈值时间段内)，则微处理器508将转变到菜单状态808。图9中进一步描述了菜单状态808的操作和状态。
图9示出了根据本公开的技术的包括菜单状态808的状态的状态图900。在进入菜单状态808时，微处理器508可处于联系人状态902。在联系人状态902中，用户可迭代通过并从经由无线部件206无线耦接到头戴式耳机100的计算装置中的一组联系人(例如，地址簿条目)中选择联系人。如果微处理器508确定开关208A已经被致动，则微处理器508可从当前选择的联系人前进到下一个联系人。如果微处理器508确定开关208C已经被致动，则微处理器可从当前选择的联系人前进到先前的联系人。在此类示例中，联系人中的每一个(具有作为结构化数据存储的相应联系人信息，包括但不限于姓名、信道频率、电话号码)可存储在可以以顺序方式遍历的列表中。当选择新的联系人时，头戴式耳机100可使得姓名、信道频率、电话号码被输出为扬声器112中的声音。在一些示例中，如果头戴式耳机100的用户希望选择当前联系人打电话或以其他方式与联系人通信，则用户可提供输入，微处理器508可使用该输入以发起呼叫或与联系人通信。
如果微处理器508确定在联系人状态902中开关208B已被致动，则微处理器508可转变到VOX(或语音激活)状态904。VOX状态904可使得用户能够增加或减少语音激活阈值。如果SMASC 502确定用户的语音满足(例如，大于或等于)语音激活阈值，则头戴式耳机100可使用模拟无线电部件202将来自麦克风114的声音无线地传输到另一个计算装置。如果微处理器508确定在VOX状态904中时开关208A已经被致动，则微处理器508可增大语音激活阈值，并且如果微处理器508确定在VOX状态904中时开关208C已经被致动，则微处理器508可减小语音激活阈值。如果微处理器508确定开关208B已经被致动，则微处理器508可前进至输出功率状态906。
在输出功率状态906中，用户可增大或减小由模拟无线电部件202传输的信号的输出功率或放大。例如，头戴式耳机100可实现表示不同功率电平下的音频的无线信号的传输。相比于较低的功率电平，较高的功率电平可放大信号。如果微处理器508确定在输出功率状态906中时开关208A已经被致动，则微处理器508可增大输出功率电平，并且如果微处理器508确定在输出功率状态906中时开关208C已经被致动，则微处理器508可减小输出功率电平。如果微处理器508确定开关208B已经被致动，则微处理器508可前进到子信道状态908。
在子信道状态908中，用户可选择频率内的子信道以用于发送和接收无线信号。在一些示例中，多个子信道可存在于特定频率内。通过在信号内编码子信道标识符，头戴式耳机100可在特定子信道上传输无线信号。如果微处理器508确定在子信道状态908中时开关208A已经被致动，则微处理器508可增大子信道标识符(例如，如果子信道为整数或有理数)，并且如果微处理器508确定在子信道状态908中时开关208C已经被致动，则微处理器508可减小子信道。如果微处理器508确定开关208B已经被致动，则微处理器508可前进至产品状况状态910。
在产品状况状态910中，头戴式耳机100可经由扬声器112提供音频输出，其指示头戴式耳机100的产品状况信息。产品状况信息可包括剩余的电池寿命、频率、子信道、与头戴式耳机100配对的其他计算装置以及其他计算装置或头戴式耳机的范围信息。产品信息可包括描述头戴式耳机100或可通信地耦接或可耦接到头戴式耳机100的其他装置的任何信息。如果微处理器508确定在产品状况状态910中时开关208A已经被致动，则头戴式耳机100可输出各种产品信息。如果微处理器508确定开关208B已经被致动，则微处理器508可前进到重置状态912。在重置状态912中，如果微处理器508确定开关208A已经被致动，则微处理器508可执行头戴式耳机100的工厂重置，该工厂重置将头戴式耳机100重置为一组初始设置，该组初始设置在被已经购买头戴式耳机100的用户第一次使用头戴式耳机100之前被配置。如果微处理器508确定开关208B已经被致动，则微处理器508可前进到蓝牙配对状态914。
在蓝牙配对状态914中，用户可使得头戴式耳机100在配对模式中搜索头戴式耳机100的范围内的另一个计算装置，头戴式耳机100可建立与该计算装置的连接。在配对模式中，头戴式耳机100和另一个计算装置可交换信息以建立连接。虽然在蓝牙协议的背景下进行描述，但是可使用任何合适的无线协议。如果微处理器508确定在蓝牙配对状态914中时开关208A已经被致动，则微处理器508可将头戴式耳机100放置在配对模式中，并且如果微处理器508确定在蓝牙配对状态914中时开关208C已经被致动，则微处理器508可退出配对模式。如果微处理器508确定开关208B已经被致动，则微处理器508可前进到蓝牙音量状态916。
在蓝牙音量状态916中，用户可选择由扬声器112输出并且从另一个计算装置接收的音频数据的音量水平，所述另一个计算装置使用无线部件206耦接到头戴式耳机100。虽然在蓝牙协议的背景下进行描述，但是可使用任何合适的无线协议。如果微处理器508确定在蓝牙音量状态916中时开关208A已经被致动，则微处理器508可增大音量水平，并且如果微处理器508确定在蓝牙音量状态916中时开关208C已经被致动，则微处理器508可减小音量水平。如果微处理器508确定开关208B已经被致动，则微处理器508可前进到环绕音量状态918。
在环绕音量状态918中，用户可选择情景感知功能的音量水平，其可将来自使用头戴式耳机100的环境的声音输入到头戴式耳机100中。如果微处理器508确定在环绕音量状态918中时开关208A已经被致动，则微处理器508可增大情景感知音量水平，并且如果微处理器508确定在环绕音量状态918中时开关208C已经被致动，则微处理器508可减小情景感知音量水平。如果微处理器508确定开关208B已经被致动，则微处理器508可前进到无线电音量状态920。
在无线电音量状态920中，用户可选择使用模拟无线电部件202经由无线传输接收的音频的音量水平。如果微处理器508确定在无线电音量状态920中时开关208A已经被致动，则微处理器508可增大音量水平，并且如果微处理器508确定在无线电音量状态920中时开关208C已经被致动，则微处理器508可减小使用模拟无线电部件202经由无线传输接收的音频的音量水平。如果微处理器508确定开关208B已经被致动，则微处理器508可前进到联系人状态902。
图10示出了根据本公开的技术的用于在声源之间转变的状态图1000。在环绕状态1002中，头戴式耳机100可在扬声器112中输出来自包括头戴式耳机100的环境的环境声音。如果微处理器508检测到来自麦克风114的声音、来自模拟无线电部件202的传入的无线传输或用于按键通话的用户输入(例如，选择开关)(例如，当按键通话被激活时，麦克风114被激活并捕获可被传输的音频)，则微处理器508可转变到无线电传输状态1004。在无线电传输状态1004中，微处理器508可发送和/或接收在麦克风114和/或模拟无线电部件202处接收的音频信号。在无线电传输状态1004中，头戴式耳机100可经由模拟无线电部件202将经由麦克风114捕获的音频信号传输到其他的计算装置。在无线电传输状态1004中，头戴式耳机100可经由模拟无线电部件202从其他计算装置接收音频信号，并且在对应于音频信号的扬声器112处输出声音。如果模拟无线电部件202在阈值时间段或更多时间内尚未发送或接收到音频信号，则微处理器508可从无线电传输状态1004转变到环绕状态1002。
如果用户选择无线源诸如蓝牙连接的计算装置以将音频输入到头戴式耳机100中，则微处理器508可转变到蓝牙流状态1006。在蓝牙流状态1006中，微处理器508可使得头戴式耳机100在与从计算装置接收的流中的音频数据对应的扬声器112中输出声音，该计算装置经由无线部件206无线地耦接到头戴式耳机100。如果微处理器508确定流已经终止，则微处理器508可转变到环绕状态1002。如果微处理器508接收打进的电话的信号，诸如来自通信地耦接到头戴式耳机100的计算装置的蓝牙呼叫，则微处理器508可转变到蓝牙呼叫状态1008。在蓝牙呼叫状态1008中，头戴式耳机100可接收与在经由无线部件206通信地耦接到头戴式耳机100的计算装置处接收的呼叫相对应的呼叫数据。微处理器508可使得扬声器112在扬声器112处输出对应于音频数据的声音。在确定呼叫已经结束时，微处理器508可转变到环绕状态1002。
在一些示例中，头戴式耳机100可具有特定的分类。例如，头戴式耳机100可具有用于本质安全使用的最高分类(用于在石油钻塔、开放式和封闭式矿井上使用)。头戴式耳机100的本质安全型可被批准用于在矿井(开放式和封闭式)中使用并且在石油钻塔上使用。在一些示例中，本质安全型可具有听力保护器的最高的可能分类。本质安全型可通过改变杯中的塑料材料并且将头带材料改变为被批准用于矿井和/或石油钻塔的材料来构造。头戴式耳机100的本质安全型可包括特别批准的锂离子电池，其满足本质安全的一个或多个要求。此类要求可包括电池组成或构造、电池环境规格或电池的任何其他规格。在一些示例中，电源诸如电池可耦接到头戴式耳机100中的一个或多个印刷电路板以对电气部件供电。
在一个或多个示例中，所述的功能可以硬件、软件、固件或它们的任何组合来实现。如果以软件实现，则所述功能可作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或经由计算机可读介质传输，且由基于硬件的处理单元执行。计算机可读介质可包括计算机可读存储介质，其对应于诸如数据存储介质的有形介质，或通信介质，其包括例如根据通信协议促进将计算机程序从一处传送到另一处的任何介质。以该方式，计算机可读介质通常可对应于(1)非暂态的有形计算机可读存储介质或(2)诸如信号或载波的通信介质。数据存储介质可为可由一个或多个计算机或一个或多个处理器访问以检索用于实现本公开中所描述的技术的指令、代码和/或数据结构的任何可用介质。计算机程序产品可包括计算机可读介质。
以举例的方式而非限制，此类计算机可读存储介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储装置、磁盘存储装置或其他磁存储装置、闪存存储器或者可用来以指令或数据结构的形式存储所需的程序代码并且可由计算机访问的任何其他介质。而且，任何连接均被适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线(DSL)或无线技术诸如红外线、无线电和微波从网站、服务器或其他远程源传输指令，则同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL或无线技术诸如红外线、无线电和微波被包括在介质的定义中。然而，应当理解，计算机可读存储介质和数据存储介质不包括连接、载波、信号或其他瞬态介质，而是针对非瞬态的有形存储介质。所使用的磁盘和光盘包括压缩盘(CD)、激光光盘、光学盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中磁盘通常以磁的方式再现数据，而光盘通过激光以光学方式再现数据。上述的组合也应该被包括在计算机可读介质的范围内。
指令可由一个或多个处理器诸如一个或多个数字信号处理器(DSP)、通用微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程逻辑阵列(FPGA)或其他等效集成或离散逻辑电路执行。因此，所使用的术语“处理器”可指任何前述结构或适用于实现所描述的技术的任何其他结构。另外，在一些方面，所描述的功能可在专用硬件和/或软件模块内提供。而且，所述技术可在一个或多个电路或逻辑元件中完全实现。
本公开的技术可在包括无线手持机、集成电路(IC)或一组IC(例如，芯片组)的各种各样的装置或设备中实现。在本公开中描述了各种部件、模块或单元以强调被构造成执行所公开的技术的装置的功能方面，但是不一定需要通过不同的硬件单元来实现。相反，如上所述，各种单元可在硬件单元中组合或者通过包括如上所述的一个或多个处理器的互操作硬件单元的集合，结合合适的软件和/或固件来提供。
应当认识到，取决于实施方案，本文描述的任何方法的某些动作或事件可以不同的顺序执行，可被添加、合并或全部排除在一起(例如，并非全部描述的动作或事件对于该方法的实施是必要的)。而且，在某些实施方案中，可例如通过多线程处理、中断处理或多个处理器同时而不是按顺序执行动作或事件。
在一些示例中，计算机可读存储介质包括非暂态介质。在一些示例中，术语“非暂态”指示存储介质没有在载波或传播信号中实施。在某些示例中，非暂态存储介质存储可随时间改变的数据(例如，在RAM或高速缓存中)。
已描述了各种示例。这些示例以及其他示例均在以下权利要求的范围内。

Claims (19)

1.一种用于提供听力保护的声学头戴式耳机，包括：
第一听觉杯；
第二听觉杯；
镫形物或头带中的至少一个，所述镫形物或所述头带使所述第一听觉杯和所述第二听觉杯相互连接；
至少一个扬声器，所述至少一个扬声器集成在所述第一听觉杯或所述第二听觉杯中的至少一个内；
麦克风，所述麦克风接收声音，其中所述麦克风耦接到所述声学头戴式耳机；并且
其中所述第一听觉杯和所述第二听觉杯中的至少一个包括用于传输和接收数字无线音频通信的数字部件，并且其中所述第一听觉杯和所述第二听觉杯中的至少一个包括用于传输和接收模拟无线音频通信的模拟部件。
2.根据权利要求1所述的声学头戴式耳机，其中所述数字部件和所述模拟部件被包括在印刷电路板上，并且其中所述印刷电路板被包括在所述第一听觉杯内。
3.根据权利要求2所述的声学头戴式耳机，其中所述印刷电路板的表面积小于55平方厘米。
4.根据权利要求3所述的声学头戴式耳机，其中表面积小于55平方厘米的所述印刷电路板被包括在具有立方体体积小于425立方厘米的腔体的所述第一听觉杯中。
5.根据权利要求1所述的声学头戴式耳机，其中所述数字部件和所述模拟部件被包括在所述印刷电路板的第一侧上。
6.根据权利要求5所述的声学头戴式耳机，
其中所述模拟部件是将来自所述麦克风的音频信号转换为模拟可传输音频信号的第一模拟部件，并且
其中所述第一听觉杯或所述第二听觉杯中的一个包括用于在特定频率上传输所述模拟可传输音频信号的第二模拟部件。
7.根据权利要求6所述的声学头戴式耳机，其中用于传输所述模拟可传输音频信号的所述第二模拟部件被包括在与所述印刷电路板的所述第一侧相对的所述印刷电路板的第二侧上。
8.根据权利要求6所述的声学头戴式耳机，
其中用于传输所述模拟可传输音频信号的所述第二模拟部件被包括在第二印刷电路板上，
其中所述第一印刷电路板被包括在所述第一听觉杯中，并且所述第二印刷电路板被包括在所述第二听觉杯中，并且
其中所述第一印刷电路板通过通信链路通信地耦接到所述第二印刷电路板。
9.根据权利要求1所述的声学头戴式耳机，
其中所述数字部件被包括在第一印刷电路板上，并且其中所述第一印刷电路板被包括在所述第一听觉杯内，
其中所述模拟部件被包括在第二印刷电路板上，并且其中所述第二印刷电路板被包括在所述第二听觉杯内，并且
其中所述第一印刷电路板通过通信链路通信地耦接到第二印刷电路板。
10.根据权利要求1所述的声学头戴式耳机，其中所述声学头戴式耳机的外部没有附加部件用于辅助所述数字部件传输和接收所述数字无线音频通信。
11.根据权利要求1所述的声学头戴式耳机，其中所述声学头戴式耳机的外部没有附加部件用于辅助所述模拟部件传输和接收所述模拟无线音频通信。
12.根据权利要求1所述的声学头戴式耳机，
其中所述声学头戴式耳机是第一声学头戴式耳机，
其中与第二声学头戴式耳机进行所述数字无线音频通信的传输和接收或所述模拟无线音频通信的传输和接收。
13.根据权利要求1所述的声学头戴式耳机，
其中用于传输所述数字无线音频通信的所述数字部件被包括在第一印刷电路板上，其中所述第一印刷电路板被包括在所述第一听觉杯中，
其中用于传输所述模拟无线音频通信的所述模拟部件被包括在第二印刷电路板上，其中所述第二印刷电路板被包括在所述第二听觉杯中，并且
其中所述第一印刷电路板通过通信链路通信地耦接到所述第二印刷电路板。
14.根据权利要求2所述的声学头戴式耳机，其中所述印刷电路板包括微处理器。
15.根据权利要求14所述的声学头戴式耳机，其中所述微处理器被包括在所述印刷电路板的包括所述数字无线电部件和所述音频无线电部件的一侧上。
16.根据权利要求14所述的声学头戴式耳机，
其中所述微处理器提供用户界面以改变与所述声学头戴式耳机相关联的一个或多个设置，并且
其中所述微处理器至少部分地基于来自集成在所述声学头戴式耳机中的一个或多个开关的用户输入或者至少部分地基于从所述麦克风接收的一个或多个音频输入来改变所述一个或多个设置。
17.根据权利要求16所述的声学头戴式耳机，其中所述微处理器实现状态机，所述状态机包括表示所述用户界面的多个状态。
18.根据权利要求2所述的声学头戴式耳机，其中所述印刷电路板的尺寸在4.5cm宽乘6.3cm高至8.5cm宽乘10.3cm高的范围内。
19.根据权利要求1所述的声学头戴式耳机，其中所述第一音频杯或所述第二音频杯中的至少一个的尺寸在2.9cm深乘8.8cm高乘6.3cm宽至8.9cm深乘14.8cm高乘12.3cm宽的范围内。
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