CN110691289B - 头戴智能音响装置，头戴智能设备和用于增强现实的眼镜 - Google Patents

Abstract

本申请公开了头戴智能音响装置，头戴智能设备和用于增强现实的眼镜。该头戴智能音响装置包括：在周向上间隔设置的侧前音响和侧后音响，所述侧前音响处于所述头戴智能音响装置的冠状面的前方，所述侧后音响处于所述头戴智能音响装置的冠状面的后方。根据本发明的头戴智能音响装置能形成多声道三维环绕声，从而可极大地提高使用者的听觉感受。

Description

头戴智能音响装置，头戴智能设备和用于增强现实的眼镜

技术领域

本申请涉及一种电子设备，特别涉及一种头戴智能音响装置。本发明还涉及包括这种头戴智能音响装置的头戴智能设备，还涉及一种用于增强现实的眼镜。

背景技术

混合现实，即MR，是虚拟现实VR和扩增实境AR的结合体。通常，使用者可借助于头戴智能设备例如MR眼镜而沉浸在计算机生成的真实世界和虚拟事物叠加后的全新三维环境中。以MR眼镜为例，在MR眼镜上设置有处理器、显示单元、传感器等多个电子元件，以在现实场景里叠加计算机生成的虚拟事物，从而形成全新的三维视觉和听觉环境。

但是，目前的头戴智能设备的音响效果不佳，影响使用者的听觉感受，因此需要改进。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种头戴智能音响装置。根据本发明的头戴智能音响装置能形成三维环绕声，从而可极大地提高使用者的听觉感受。

根据本发明第一方面的头戴智能音响装置，包括：在周向上间隔设置的侧前音响和侧后音响，所述侧前音响处于所述头戴智能音响装置的冠状面的前方，所述侧后音响处于所述头戴智能音响装置的冠状面的后方。

在一个实施例中，所述侧前音响包括设置在所述头戴智能音响装置的矢状面的两侧的多个第一子音响。

在一个实施例中，所述多个第一子音响相对于所述矢状面对称设置。

在一个实施例中，所述侧前音响布置为与所述矢状面平行。

在一个实施例中，所述侧前音响布置为能沿所述周向移位。

在一个实施例中，所述侧后音响包括设置在所述头戴智能音响装置的矢状面的两侧的多个第二子音响。

在一个实施例中，所述多个第二子音响相对于所述矢状面对称设置。

在一个实施例中，所述侧后音响布置为与所述矢状面成锐角。

在一个实施例中，所述侧后音响布置为能沿所述周向移位。

在一个实施例中，所述侧后音响的高度低于所述侧前音响的高度。

在一个实施例中，所述侧前音响的出音孔朝向下方，所述侧后音响的出音孔朝向下方。

在一个实施例中，所述侧前音响和所述侧后音响中的任一个包括承载板和扣合在所述承载板上的盖板，所述承载板包括承载区和与所述承载区相邻的自由区，在所述承载区内设置有凸起的环形承载台，在所述承载台上设置有扬声器，所述扬声器、承载台和所述承载板的承载区围成封闭的第一音腔，所述盖板与所述承载板的自由区围成第二音腔，所述第一音腔的体积小于所述第二音腔的体积。

在一个实施例中，所述第一音腔与所述第二音腔的体积比在1:8到1:30之间。

在一个实施例中，所述侧前音响和侧后音响的出音孔设置在各自所述承载板的承载区上并与所述第一音腔连通。

在一个实施例中，所述承载区将所述自由区分隔为第一子区和第二子区，所述第一子区相对于所述第二子区远离所述冠状面；所述盖板与所述第一子区围成第一子音腔，所述盖板与所述第二子区围成第二子音腔，所述第一子音腔和所述第二子音腔通过所述盖板和扬声器之间的间隙贯通，所述第一音腔处于所述第一子音腔和第二子音腔之间。

在一个实施例中，所述第一子音腔远离冠状面，所述第二子音腔靠近冠状面，且所述第二子音腔的体积小于所述第一子音腔的体积。

在一个实施例中，所述第二子音腔与所述第一子音腔的体积比在1:10到1:16之间。

在一个实施例中，在所述盖板的内表面上设置有吸音棉。

在一个实施例中，所述第二音腔构造有与外界连通的泄压孔。

根据本发明第二方面的头戴智能设备，包括设备主体和与所述设备主体相连的头带，在所述头带上承载有根据上文所述的头戴智能音响装置。

根据本发明第三方面的用于增强现实的眼镜，包括承载有图像处理组件的眼镜框和与所述眼镜框相连的眼镜腿，以及根据上文所述的头戴智能音响装置，所述侧前音响和侧后音响设置在所述眼镜腿上，并且所述侧前音响安装在眼镜腿的主体上靠近所述眼镜框，所述侧后音响靠近所述眼镜腿的自由端。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：根据本发明的头戴智能音响装置包括在周向上间隔设置的侧前音响和侧后音响，这样使用者能听到以其为中心的多声道三维环绕声，从而可极大地提高使用者的听觉感受。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示意性地说明了在申请中的矢状面和冠状面。

图2示意性地显示了根据本发明一个实施例的头戴智能音响装置的整体。

图3示意性地显示了根据本发明一个实施例的头戴智能设备的整体。

图4示意性地显示了根据本发明一个实施例的用于增强现实的眼镜的整体。

图5是图2的侧视图。

图6示意性地显示了根据本发明一个实施例的侧前音响的内部结构。

图7是图6的A-A截面图。

图8是图6的B-B截面图。

图9是图6的分解图。

图10以立体图示意性地显示了侧前音响的内部结构。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

A.概述

为了解释性的目的，在本申请中使用了用于人体的通用解剖术语冠状面和矢状面。如图1所示，冠状面3是指将人体分成前、后两个部分的虚拟平面，其紧贴耳朵并处于耳朵前方。矢状面4是指将人体分成左、右对称两个部分的虚拟平面。

由于头戴智能音响装置10，头戴智能设备20和用于增强现实的眼镜30会被佩戴在使用者的头上，因此头戴智能音响装置10，头戴智能设备20和用于增强现实的眼镜30的冠状面3和矢状面4与使用者的相同。

其他方向用语，如“前”、“后”、“上”和“下”的含义也如图1所示。

用语“周向”并不是数学意义上的圆周方向，而是大体围绕人的头部的方向。

在本申请中，低频声音是指频率在20Hz～500Hz之间的声音，中频声音是指频率在500Hz～2kHz之间的声音，高频声音是指频率在2kHz～16kHz之间的声音。

B.实施方案

图2示意性地显示了根据本发明的头戴智能音响装置10的整体。如图2所示，头戴智能音响装置10包括多个音响2，这些音响2在周向上间隔布置。例如，音响2包括在周向上间隔设置的侧前音响100和侧后音响200。侧前音响100处于头戴智能音响装置10的冠状面3的前方，侧后音响200处于头戴智能音响装置10的冠状面3的后方。

在使用普通的双声道音响(例如，两个耳机)时，使用者仅能感受到从两只音响所夹范围的平面区域内传出的声音。然而发明人发现，由于本申请的头戴智能音响装置10的多个音响2在周向上间隔设置，特别是多个音响2包括处于头部前方(例如耳朵前方)的侧前音响100和头部后方(例如，耳朵后方)的侧后音响200，侧前音响100负责从前方和部分从左右两侧传来的声音，侧后音响200负责从后方和部分从左右两侧传来的声音，这样使用者在佩戴这种结构的头戴智能音响装置10后，会感受到以使用者为中心的圆形区域内传来的声音，使用者的听觉临场感也就会非常真实。特别是对于MR/VR载入的影视或游戏而言，本发明的头戴智能音响装置10能够传递来自多个方向的声音，从而能够更加良好地表现出影视或游戏的音场效果，极大地提高使用者的听觉感受。

如图2所示，侧前音响100包括设置在头戴智能音响装置10的矢状面4的两侧的多个第一子音响101。根据这种设置方式，使用者可将这些第一子音响101对应于自己而耳朵，由此获得更好的听觉感受。对于MR装置而言，为了能听到周围环境的真实声音，这些第一子音响101并不是入耳式或覆盖耳朵的，而是处于耳朵外部并靠近耳朵，由此相对于矢状面4对称设置的多个第一子音响101特别适合于MR装置。优选地，多个第一子音响101相对于矢状面4对称设置。换句话说，处于矢状面4的两侧的第一子音响101的数量相等。例如，第一子音响101的数量为两个，并且对称地布置在矢状面4的两侧。这样，使用者的两个耳朵听到的声音响度相等，从而有助于进一步提高使用者的听觉感受。

在一个优选的实施例中，侧前音响100的出音孔102朝向下方(如图9所示)。这样，使用者在佩戴头戴智能音响装置10时，不但侧前音响100可靠近耳朵，而且侧前音响100的出音孔102也向下朝向耳朵150，由此使用者听到侧前音响100的声音响度更大，从而有助于进一步提高使用者的听觉感受。

在一个实施例中，侧前音响100布置为能沿周向移位。这样，使用者可根据自己的喜好或头部尺寸调节侧前音响100的位置，有助于进一步提高使用者的听觉感受。此外，对于不同的使用者而言，由于不同的使用者的头部尺寸、形状不尽相同，这样每个使用者都可以根据自己的需求对侧前音响100的位置进行调节，由此扩大了头戴智能音响装置10的适应范围。

在一个优选的实施例中，侧前音响100布置为与矢状面4平行。应理解的是，这里用语“平行”不能依照数学上的含义来理解，而是应理解为大体平行，例如两者之间可以有不超过30度的夹角，甚至侧前音响100也可以有较小的弧度。发明人发现，绝大部分人的头部并不是正圆形，在从面部到耳朵的部分弧度较小。为此，将侧前音响100布置为与矢状面4平行，可使得侧前音响100尽量贴近头部或耳朵，以提高使用者的听觉感受。

图6-8和图10示意性地显示了根据本发明的侧前音响100的内部结构。图9是侧前音响100的分解图。如图6、7、8和9所示，侧前音响100包括承载板110和扣合在承载板110上的盖板111。承载板110包括承载区112和与承载区112相邻的自由区113，在承载区112内设置有凸起的环形的承载台160，在承载台160上设置有扬声器114。扬声器114、承载台160和承载板110的承载区112围成封闭的第一音腔115。盖板111与承载板110的自由区113围成第二音腔116。第一音腔115的体积小于第二音腔116的体积。应理解的是，这里所述的环形的承载台160，可以是圆环形状，也可以其他任意形状的环形，例如椭圆环，矩形环等，只要能与扬声器114的形状匹配即可。

根据上述的侧前音响100结构，侧前音响100包含有各自密闭且相互隔离开的第一音腔115和第二音腔116。在这种情况下，侧前音响100的出音孔102设置在承载板110的承载区112上并与第一音腔115直接连通。由于扬声器114是第一音腔115的一部分，使得从出音孔102传出的声音较大，有助于提高使用者的听觉感受。

在另一个实施例中，在出音孔102上贴附有防尘网。防尘网可以防止灰尘等外界污染物进入到侧前音响100内，还可以通过增加或减小防尘网的网眼目数来降低或提高第一音腔115中高频声音的响度，以有助于提高使用者的听觉感受。

发明人还发现，通过设置第二音腔116，可使侧前音响100发出包含更丰富的低音，由此使用者会感受到侧前音响100发出的声音深沉厚重并且饱满丰富，进而提高了使用者的听觉感受。特别是，第一音腔115的体积小于第二音腔116的体积，使得侧前音响100发出的低音效果更好。在一个优选的实施例中，考虑到产品外形尺寸、扬声器选型以及侧前音响100的低音效果，第一音腔115与第二音腔116的体积比在1:8到1:30之间；更优选地，体积比为1:16。例如，第一音腔115的体积94mm³，第二音腔116的体积为1680mm³。在这种结构中，不但能保证侧前音响100发出的低音效果较好，而且第一音腔115的尺寸也使得有助于选择适当的扬声器114并可以容易地将扬声器114装配到承载板110上，由此降低了侧前音响100的制造难度。

如图6和图7所示，承载区112将自由区113分隔为第一子区117和第二子区118，第一子区117相较于第二子区118远离冠状面3。盖板111与第一子区117围成第一子音腔119，盖板111与第二子区118围成第二子音腔120。这样，第二音腔116包括第一子音腔119和第二子音腔120，并且第一子音腔119和第二子音腔120通过盖板111和扬声器114之间的间隙121贯通，第一音腔115处于第一子音腔119和第二子音腔120之间。发明人发现，通过将第二音腔116构造成两个子音腔，可以充分利用产品的空间来保证第二音腔116体积尽量大，从而使得侧前音响100的声音效果更好。此外，由于承载区112与承载板110的边缘之间间隔有第一子区117和第二子区118，使得扬声器114的安装操作空间更大，从而扬声器114的安装更方便，进一步降低了侧前音响100的制造难度。

在一个优选的实施例中，第一子音腔119远离冠状面3，第二子音腔120靠近冠状面3，且第二子音腔120的体积小于第一子音腔119的体积。例如，第二子音腔120与第一子音腔119的体积比在1:10到1:16之间。发明人发现，这种结构不但满足扬声器114靠耳朵，而且充分利用了产品长度方向的空间以使第二音腔116的体积更大，另外第二子音腔120形成为第一子音腔119的有效补充，使得侧前音响100的声音效果更好。从整体上看，这种结构满足了侧前音响100的音响效果要求、形状要求和人体工程要求。

在一个优选的实施例中，在盖板111的内表面上设置有吸音棉122。这样，吸音棉122实际放置于第二音腔116(包括第一子音腔119和第二子音腔120)的内表面上，发明人发现，这有助于进一步增强侧前音响100的低音效果和消除反射音染，从而进一步提高使用者的听觉感受。在一个实施例中，吸音棉122的材料可以为多孔超细玻纤棉，这里不再赘述。

还如图9所示，第二音腔116构造有与外界连通的泄压孔123。例如，泄压孔123处于承载板110上。泄压孔123可将第二音腔116内的气压与外界环境的气压保持平衡，以防止侧前音响100的声音效果劣化。优选地，在泄压孔123上贴附有透气膜片，以防止灰尘堵塞泄压孔123。

返回到图2，侧后音响200包括设置在头戴智能音响装置10的矢状面4的两侧的多个第二子音响201。优选地，多个第二子音响201相对于矢状面4对称设置。换句话说，处于矢状面4的两侧的第二子音响201的数量相等。例如，第二子音响201的数量为两个，并且对称地布置在矢状面4的两侧。这样从后方传来的声音的响度相等，有助于进一步提高使用者的听觉感受。

优选地，侧后音响200的高度低于侧前音响100的高度。在一个优选的实施例中，侧后音响200与侧前音响100的高度差D1大于等于5mm小于等于10mm，如图5所示。发明人发现，通过这种设置方式，侧后音响200不但有助于营造前后方向的声音效果而且还可以营造垂直方向的声音效果，这使得使用者会感受到以其为中心的整个球形区域内传来的声音，临场感更加真实，从而进一步提高了使用者的听觉感受。

还如图2所示，侧后音响200布置为与矢状面4成锐角α。例如，锐角α可以为大于10度小于等于30的度。这样，侧后音响200大体贴合在人的头部上，这不但可以提高侧后音响200的声音效果，而且可以防止头戴智能音响装置10从头部掉落，提高佩戴安全性。

更优选地，侧后音响200布置为能沿周向移位。与侧前音响100类似，以这种方式设置的侧后音响200可便于使用者调节侧后音响200的位置，并且扩大了头戴智能音响装置10的适应范围。

侧后音响200的具体结构与侧前音响100的结构类似，不同之处仅在于尺寸和形状上的顺应性改变，以便于装配侧后音响200并且提高头戴智能音响装置10的声音效果。例如，侧后音响200的出音孔朝向下方；侧后音响200也包括与侧前音响100类似的第一音腔和第二音腔，两者的体积比例如可以为1:13；侧后音响200的第二音腔也包括第一子音腔和第二子音腔，两者的体积比例如可以在1:10到1:14之间。

在一个优选的实施例中，如图2所示，头戴智能音响装置10还包括正前音响300，正前音响300处于侧前音响100的前方并且处于矢状面4上。从整体上来看，正前音响300处于头戴智能音响装置10上的正前方。通过设置正前音响300，可进一步丰富使用者听到的声音，以进一步提高使用者的听觉感受。

在一个优选的实施例中，正前音响300的高度高于侧前音响100的高度。在一个具体的实施例中，正前音响300与侧前音响100的高度差D2大于等于10mm小于等于20mm，如图5所示。这样有助于进一步丰富垂直方向的声音效果，从而进一步提高了使用者的听觉感受。

在另一个实施例中，正前音响300的出音孔301朝向上方。这同样有助于丰富垂直方向的声音效果，从而进一步提高了使用者的听觉感受。

在一个优选的实施例中，正前音响300发出的声音的频率低于侧前音响100和侧后音响200发出的声音的频率。例如，正前音响300发出的声音的频率为50Hz～500Hz，侧前音响100发出的声音的频率为100Hz～16KHz，侧后音响200发出的声音的频率为100Hz～16KHz。更优选地，正前音响300为低音音响。这样，作为独立低音音响的正前音响300能营造整个空间气氛的持续低音，使得头戴智能音响装置10的音效更加有临场感，使用者的听觉感受更好。

在一个具体的实施例中，正前音响300仅包括一个低音扬声器以及容纳该扬声器的保护壳。发明人发现，这种结构的正前音响300结构简单，而且声音效果较好，有助于从整体上降低头戴智能设备20的制造难度和成本。

图3示意性地显示了根据本发明一个实施例的头戴智能设备20的整体。该头戴智能设备20包括设备主体21和与设备主体21相连的头带22，在头带20上承载有根据上文所述的头戴智能音响装置10。设备主体21可以为增强现实成像组件，这样头戴智能设备20就可用作为VR设备，AR设备或MR设备。

优选地，头戴智能音响装置10还包括音频信号处理模块11，音频信号处理模块11设置在头戴智能设备20的冠状面3的前方，正前音响300设置在所述音频信号处理模块11上，侧前音响100和侧后音响200设置在所述头带22上。更优选地，音频信号处理模块11布置为相对于头戴智能设备20的矢状面4对称，正前音响300处于矢状面4上。这同样有助于提高使用者的听觉感受，而且提高了产品的美观性。

图4示意性地显示了根据本发明一个实施例的用于增强现实的眼镜30的整体。如图4所示，眼镜30包括承载有图像处理组件31的眼镜框32和与眼镜框32相连的眼镜腿33，以及根据上文的头戴智能音响装置10。侧前音响100和侧后音响200设置在眼镜腿33上，并且侧前音响100安装在眼镜腿33的主体上靠近眼镜框32，侧后音响200靠近眼镜腿33的自由端。

根据图像处理组件31的不同，眼镜30可用作为VR眼镜，AR眼镜或MR眼镜。

在一个实施例中，侧前音响100的宽度在10mm到12mm之间，长度在50mm到70mm之间。从整体上来看，侧前音响100为狭长形状，这使得可方便地将侧前音响100安装在眼镜腿33上。在另一个实施例中，侧后音响200的宽度在10mm到12mm之间，长度在40mm到55mm之间。侧后音响200也为狭长形状，但尺寸小于侧前音响100，以便于安装在眼镜腿33的自由端。

优选地，头戴智能音响装置10还包括音频信号处理模块11，音频信号处理模块11处于眼镜框32上，正前音响300设置在音频信号处理模块11上。更优选地，音频信号处理模块11布置为相对于眼镜30的矢状面4对称，正前音响300处于矢状面4上。这同样有助于提高使用者的听觉感受，而且提高了产品的美观性。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (16)

1.一种用于增强现实的眼镜，其特征在于，包括承载有图像处理组件的眼镜框、与所述眼镜框相连的眼镜腿以及头戴智能音响装置，

所述头戴智能音响装置包括：在周向上间隔设置的侧前音响和侧后音响，

所述侧前音响处于所述头戴智能音响装置的冠状面的前方，所述侧后音响处于所述头戴智能音响装置的冠状面的后方，

所述侧后音响的高度低于所述侧前音响的高度；

所述侧前音响的出音孔朝向下方，所述侧后音响的出音孔朝向下方；

所述头戴智能音响装置还包括正前音响，正前音响处于侧前音响的前方并且处于矢状面上，正前音响的出音孔朝向上方；

所述侧前音响和侧后音响设置在所述眼镜腿上，并且所述侧前音响安装在眼镜腿的主体上靠近所述眼镜框，所述侧后音响靠近所述眼镜腿的自由端；

所述头戴智能音响装置还包括音频信号处理模块，所述音频信号处理模块处于眼镜框上，正前音响设置在音频信号处理模块上。

2.根据权利要求1所述的用于增强现实的眼镜，其特征在于，所述侧前音响包括设置在所述头戴智能音响装置的矢状面的两侧的多个第一子音响。

3.根据权利要求2所述的用于增强现实的眼镜，其特征在于，所述多个第一子音响相对于所述矢状面对称设置。

4.根据权利要求2或3所述的用于增强现实的眼镜，其特征在于，所述侧前音响布置为与所述矢状面平行。

5.根据权利要求1所述的用于增强现实的眼镜，其特征在于，所述侧前音响布置为能沿所述周向移位。

6.根据权利要求1所述的用于增强现实的眼镜，其特征在于，所述侧后音响包括设置在所述头戴智能音响装置的矢状面的两侧的多个第二子音响。

7.根据权利要求6所述的用于增强现实的眼镜，其特征在于，所述多个第二子音响相对于所述矢状面对称设置。

8.根据权利要求6或7所述的用于增强现实的眼镜，其特征在于，所述侧后音响布置为与所述矢状面成锐角。

9.根据权利要求8所述的用于增强现实的眼镜，其特征在于，所述侧后音响布置为能沿所述周向移位。

10.根据权利要求1所述的用于增强现实的眼镜，其特征在于，所述侧前音响和所述侧后音响中的任一个包括承载板和扣合在所述承载板上的盖板，

所述承载板包括承载区和与所述承载区相邻的自由区，在所述承载区内设置有凸起的环形承载台，在所述承载台上设置有扬声器，所述扬声器、承载台和所述承载板的承载区围成封闭的第一音腔，

所述盖板与所述承载板的自由区围成第二音腔，

所述第一音腔的体积小于所述第二音腔的体积。

11.根据权利要求10所述的用于增强现实的眼镜，其特征在于，所述第一音腔与所述第二音腔的体积比在1:8到1:30之间。

12.根据权利要求10所述的用于增强现实的眼镜，其特征在于，所述侧前音响和侧后音响的出音孔设置在各自所述承载板的承载区上并与所述第一音腔连通。

13.根据权利要求10所述的用于增强现实的眼镜，其特征在于，所述承载区将所述自由区分隔为第一子区和第二子区，所述第一子区相对于所述第二子区远离所述冠状面；所述盖板与所述第一子区围成第一子音腔，所述盖板与所述第二子区围成第二子音腔，所述第一子音腔和所述第二子音腔通过所述盖板和扬声器之间的间隙贯通，所述第一音腔处于所述第一子音腔和第二子音腔之间。

14.根据权利要求13所述的用于增强现实的眼镜，其特征在于，所述第二子音腔的体积小于所述第一子音腔的体积。

15.根据权利要求10所述的用于增强现实的眼镜，其特征在于，在所述盖板的内表面上设置有吸音棉。

16.根据权利要求10所述的用于增强现实的眼镜，其特征在于，所述第二音腔构造有与外界连通的泄压孔。

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