CN110554520B - 一种智能头戴设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能头戴设备，所述智能头戴设备包括至少一个镜片和至少一个腿部，所述镜片与腿部形成连接，所述腿部内具有空腔；还包括发声装置，所述发声装置设置在所述空腔内，所述发声装置将所述空腔分隔为前声腔和后声腔；在所述腿部上开设有出声孔及主泄声孔，所述出声孔与所述前声腔连通且所述主泄声孔与所述后声腔连通。
Description
技术领域
本发明涉及智能穿戴技术领域，更具体地，涉及一种智能头戴设备。
背景技术
随着科学技术的发展，智能穿戴设备为人们的生活带来了极大的便利，而作为智能穿戴设备的智能头戴设备也越来越流行，智能头戴设备可以看作是一台微型智能设备，其具有相应的采集、处理或显示数据的功能。用户可以在智能头戴设备中安装软件、游戏等软件服务商提供的程序，也可以通过语音或动作操控完成添加日程、地图导航、与好友互动、拍摄照片和视频、与朋友展开视频通话等功能，同时也可以通过移动通讯网络来实现无线网络接入。
智能头戴设备上的发声装置与人耳耦合的方式优选为开放式，开放式耦合相比与耳孔密闭式耦合的入耳式结构佩戴更加简便舒适，并且能够实时感知外界动态。但开放式耦合的缺点也很明显，即声音泄露较大，一方面不利于个人隐私的保护，另一方面则会影响他人。
有鉴于此，需要提供一种新的技术方案以解决智能头戴设备的发声装置与人耳开放式耦合时漏音较大的问题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种智能头戴设备的新技术方案。
根据本发明的第一方面，提供了一种智能头戴设备，该智能头戴设备包括：
至少一个镜片和至少一个腿部，所述镜片与腿部形成连接，所述腿部内具有空腔；
发声装置，所述发声装置设置在所述空腔内，所述发声装置将所述空腔分隔为前声腔和后声腔；
开设在所述腿部上的出声孔，所述出声孔与所述前声腔连通；
开设在所述腿部上的主泄声孔，所述主泄声孔与所述后声腔连通。
可选地，所述主泄声孔与出声孔之间的距离小于30mm。
可选地，所述主泄声孔在所述腿部上的位置被配置为，与所述智能头戴设备的佩戴者的耳孔之间的距离大于所述出声孔与佩戴者的耳孔之间的距离。
可选地，所述主泄声孔与佩戴者的耳孔之间的距离为第一距离，所述出声孔与佩戴者的耳孔之间的距离为第二距离，所述第一距离与第二距离的差值大于5mm。
可选地，所述主泄声孔位于所述发声装置的远离于所述出声孔的一侧。
可选地，所述腿部上还开设有副泄声孔，所述副泄声孔与所述后声腔连通，所述副泄声孔在所述腿部上的位置被配置为，与所述出声孔之间的距离大于所述主泄声孔与出声孔之间的距离。
可选地，所述出声孔位于所述腿部的底面，所述主泄声孔位于所述腿部的外侧面。
可选地，所述副泄声孔位于所述腿部的底面或者外侧面。
可选地，所述腿部包括固定段和配合段，所述固定段与镜片形成连接，所述配合段位于固定段的远离镜片的一端且所述配合段相对于固定段弯曲延伸；所述空腔位于固定段内。
本发明提供的一种智能头戴设备，通过在腿部上与发声装置的前声腔相连通的位置处开设出声孔，同时在与发声装置的后声腔相连通的位置处开设主泄声孔，由于出声孔与主泄声孔两个声源的相位相反，因此能够形成声偶极子效应，使得这两个声源发出的声音在该智能头戴设备佩戴者的周边位置处相互抵消，达到降漏的目的。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1所示为本发明一种智能头戴设备的结构示意图；
图2所示为本发明一种智能头戴设备中主泄声孔、出声孔及佩戴者的耳孔三者的位置示意图；
图3所示为距离佩戴者侧方30cm位置处漏音的频率响应曲线；
图4所示为佩戴者的耳孔接收到的频率响应曲线；
图5所示为后声腔开设/不开设副泄声孔的两种情况下，在距离佩戴者侧方30cm位置处漏音的频率响应曲线对比图；
图6所示为后声腔开设/不开设副泄声孔的两种情况下，佩戴者的耳孔接收到的频率响应曲线对比图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
根据本发明的一个实施例，提供了一种智能头戴设备。参考图1所示，该智能头戴设备包括至少一个镜片101和至少一个腿部，所述镜片101与腿部形成连接；所述腿部内具有空腔；该智能头戴设备还包括发声装置，所述发声装置设置在所述空腔内，所述发声装置将所述空腔分隔为前声腔和后声腔；在所述腿部上开设有出声孔102及主泄声孔103，其中，所述出声孔102与所述前声腔连通，所述主泄声孔103与所述后声腔连通；所述主泄声孔103与所述出声孔102被配置为用于在发声装置发声时形成声偶极子效应。具体来讲，所述主泄声孔103与所述出声孔102需要相对于该智能头戴设备佩戴者的周边人形成声偶极子效应，以使主泄声孔103发出的声音与出声孔102发出的声音在该智能头戴设备佩戴者的周边位置处相互抵消。
本发明的智能头戴设备，通过在腿部的空腔内设置发声装置，实现了发声装置与佩戴者耳孔的开放式耦合，相比入耳式的密闭耦合形式，开放式耦合佩戴方便舒适且结构简化，外形美观，并且佩戴者可以实时感知外界动态，提高了该智能头戴设备使用时的安全性。然而，这种开放式耦合的缺点也是显而易见的，由于声源向外扩散，因此佩戴者周边的人也会听到该智能头戴设备的发声装置发出的声音，这就一方面不利于佩戴者个人隐私的保护，另一方面会对他人造成干扰。因此，本发明将出声孔102开设在与发声装置的前声腔相连通的位置处，同时在与发声装置的后声腔相连通的位置处上开设主泄声孔103，由于前声腔和后声腔分别位于发声装置的振膜的两侧，因此，例如当振膜向前声腔的方向振动时，前声腔的空气被压缩，而后声腔的空气则正好膨胀，因此，前声腔的声源即出声孔102与后声腔的声源即主泄声孔103相位相反，形成正负声压相，相当于形成声偶极子效应，所谓声偶极子是指相距很近的两个声源，它们的振动幅值相同，但是相位相反，由这样的两个点声源构成的合成声源称为声偶极子，而本发明的智能头戴设备正是利用了声偶极子的反相位降漏原理，使得出声孔102与主泄声孔103这两个声源发出的声音在远处相互抵消，达到降漏的目的。而出声孔102与主泄声孔103能够形成声偶极子效应的条件是：出声孔102与主泄声孔103之间的距离要远小于上述二者到佩戴者周边人的耳孔的距离，这样，对于佩戴者周边人的耳孔来说，出声孔102与主泄声孔103之间的距离可以忽略不计，也就是说，出声孔102与主泄声孔103这两个声源到佩戴者周边人的耳孔的距离近似相等，因此，这样两个相位相反的声源在到达佩戴者周边人的耳孔时互相抵消，达到降漏的目的。
在一个实施例中，所述主泄声孔103与出声孔102之间的距离小于30mm。对于佩戴者周边的人而言，我们希望漏音越小越好，也就是要求主泄声孔103和出声孔102之间能够形成声偶极子效应，这就要求主泄声孔103和出声孔102两孔间的距离不能太远，从眼镜的实际使用情况出发，本发明人发现主泄声孔103和出声孔102两孔间的距离小于30mm时，漏音消除的效果最佳。
在一个实施例中，所述主泄声孔103与佩戴者的耳孔之间的距离大于出声孔102与佩戴者的耳孔之间的距离。对于佩戴者而言，主泄声孔103的反相位声波对人耳处接受的声音响度是起削弱作用的，也就是说，主泄声孔103发出的声波会部分抵消出声孔102发出的声波，从而影响佩戴者的收听效果；为了减小这种削弱的效果，本发明人发现主泄声孔103与人耳的距离需要大于出声孔102到人耳的距离。
在一个实施例中，定义所述主泄声孔103与佩戴者的耳孔之间的距离为第一距离，定义所述出声孔102与佩戴者的耳孔之间的距离为第二距离，所述第一距离与第二距离的差值大于5mm。本发明人发现在上述两个距离的差值大于5mm时，出声孔102与主泄声孔103这两个声源相对于佩戴者的耳孔不满足形成声偶极子效应的条件，因此便能够降低对佩戴者的影响。也就是说，对于佩戴者的周边人而言，出声孔102与主泄声孔103这两个声源形成声偶极子效应，以起到降低漏音的作用；而相对于佩戴者自己而言，出声孔102与主泄声孔103这两个声源则不能形成声偶极子效应，以免影响佩戴者的收听效果。
在一个实施例中，所述主泄声孔103位于所述发声装置的远离于所述出声孔102的一侧。也就是说，主泄声孔103与出声孔102分别位于所述发声装置的两侧，这样的位置关系以保证出声孔102与发声装置的前声腔相连通，且主泄声孔103与发声装置的后声腔相连通。
在一个实施例中，所述主泄声孔103、出声孔102及佩戴者的耳孔位于一条直线上，这样能达到最优设计。参考图2所示，假设主泄声孔103和出声孔102两孔间的距离正好为Lmm，那么，只有当主泄声孔103、出声孔102及佩戴者的耳孔位于一条直线上时，主泄声孔103和出声孔102与佩戴者的耳孔之间的距离差最大为Lmm；当三者不在同一直线时，例如，当主泄声孔103位于图中A位置时，主泄声孔103和出声孔102与佩戴者的耳孔的距离差要小于Lmm。
在一个实施例中，所述腿部上还开设有与后声腔相连通的副泄声孔104，所述副泄声孔104与出声孔102之间的距离大于所述主泄声孔103与出声孔102之间的距离。由于后声腔开设主泄声孔103后，对于佩戴者而言，实际上是形成了两个声源，由于前声腔与后声腔的结构不同，因此两个声腔形成的高频截止频率(FH)的位置也会不同，从而导致频率响应(FR)曲线在高频处形成双峰结构。而通过增加开设副泄声孔104，便可以将双峰合二为一。而通过开设连通至后声腔的副泄声孔104，利用副泄声孔104对主泄声孔103的频率响应(FR)曲线进行调节，使主泄声孔103的高频截止频率(FH)与出声孔102的高频截止频率(FH)接近或一致，从而改善声音效果。
参见图3-图6所示(图3-图6中的S表示距离佩戴者侧方S厘米的位置处)，本发明人发现，在后声腔开设主泄声孔103能够明显降低漏音(参加图3所示)，并且还能够明显降低谐振频率(F0)、提升低频灵敏度(参加图4所示)。而增开副泄声孔104则能够在高频处只形成一个峰值(参见图5、图6所示)。
在一个实施例中，所述主泄声孔103及副泄声孔104均为狭缝状，且两者的尺寸均不超过1.5*8mm，并且副泄声孔104的尺寸最好相对于主泄声孔103更小；在其他实施例中，主泄声孔103及副泄声孔104还可以为其他形状，例如圆形。
在一个实施例中，所述出声孔102位于所述腿部的底面，所述主泄声孔103位于所述腿部的外侧面，所述副泄声孔104的位置则比较灵活，可以开设在所述腿部的底面，也可以开设在腿部的外侧面，只要使副泄声孔104开设在与后声腔连通的位置处，并且能够达到调节FR和FH的作用就可以。所述“底面”、“外侧面”是指以该智能头戴设备的工作状态为基准，腿部上向下的表面即为底面，该表面也是与佩戴者的耳廓相接触的表面及其延伸面；而腿部上与底面相邻且向外的表面即为外侧面。
在一个实施例中，参考图1所示，所述腿部包括固定段105和配合段106，所述固定段105与镜片101形成连接，所述配合段106位于固定段105的远离镜片101的一端且配合段106相对于固定段105弯折；所述空腔位于固定段105内。在该实施例中，之所以将配合段106相对于固定段105弯折，是为了更方便地将配合段106挂在佩戴者的耳朵上并且与佩戴者的耳朵形成稳定的连接。在该实施例中，所述出声孔102开设在固定段105靠近配合段106的位置处，且从固定段105延伸至配合段106上，并且，以该智能头戴设备的工作状态为基准，出声孔102开设在固定段105及配合段106的底面，则将主泄声孔103开设在与底面相邻的外侧面处，此时便能够满足主泄声孔103、出声孔102与佩戴者的耳孔近似在同一条直线上。
在一个实施例中，所述智能头戴设备还包括至少一个框架107，所述框架107被配置为用于固定镜片101，所述腿部与框架107连接。在一个实施例中，所述腿部与框架107活动连接，腿部能够相对于框架107进行折叠，便于收纳。当腿部包括固定段105和配合段106时，具体是固定段105与框架107活动连接。通常情况下，该智能头戴设备对称设置两个镜片101及两个腿部，两个镜片101分别由一个框架107固定。此时，出声孔102及主泄声孔103、副泄声孔104在两个腿部上对称设置。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
Claims (6)
1.一种智能头戴设备，其特征在于，包括：
至少一个镜片和至少一个腿部，所述镜片与腿部形成连接，所述腿部内具有空腔；
发声装置，所述发声装置设置在所述空腔内，所述发声装置将所述空腔分隔为前声腔和后声腔；
开设在所述腿部上的出声孔，所述出声孔与所述前声腔连通；
开设在所述腿部上的主泄声孔，所述主泄声孔与所述后声腔连通；
所述主泄声孔与出声孔之间的距离小于30mm；所述主泄声孔在所述腿部上的位置被配置为，与所述智能头戴设备的佩戴者的耳孔之间的距离大于所述出声孔与佩戴者的耳孔之间的距离；所述主泄声孔与佩戴者的耳孔之间的距离为第一距离，所述出声孔与佩戴者的耳孔之间的距离为第二距离，所述第一距离与第二距离的差值大于5mm。
2.根据权利要求1所述的智能头戴设备，其特征在于，所述主泄声孔位于所述发声装置的远离于所述出声孔的一侧。
3.根据权利要求1所述的智能头戴设备，其特征在于，所述腿部上还开设有副泄声孔，所述副泄声孔与所述后声腔连通，所述副泄声孔在所述腿部上的位置被配置为，与所述出声孔之间的距离大于所述主泄声孔与出声孔之间的距离。
4.根据权利要求1所述的智能头戴设备，其特征在于，所述出声孔位于所述腿部的底面，所述主泄声孔位于所述腿部的外侧面或顶面。
5.根据权利要求3所述的智能头戴设备，其特征在于，所述副泄声孔位于所述腿部的底面或者外侧面。
6.根据权利要求1所述的智能头戴设备，其特征在于，所述腿部包括固定段和配合段，所述固定段与镜片形成连接，所述配合段位于固定段的远离镜片的一端且所述配合段相对于固定段弯曲延伸；所述空腔位于固定段内。
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