CN110830867B - 一种智能头戴设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能头戴设备，一种智能头戴设备，包括：镜片和腿部，所述镜片与所述腿部形成连接，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和副泄声孔，所述主泄声孔和副泄声孔与所述后声腔连通；所述出声孔、所述主泄声孔和所述副泄声孔的位置被配置为，当佩戴者佩戴所述智能头戴设备时，所述出声孔和所述副泄声孔位于所述佩戴者耳廓的前侧，所述主泄声孔位于所述佩戴者耳廓的后侧。

Description

一种智能头戴设备

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。

现有技术对上述问题的一种解决方案是，如图7所示，在发声装置的后声腔上开设泄声孔4，泄声孔4与前声腔出声孔3均位于佩戴者耳廓的前侧，两者在远场位置形成声偶极子效应，降低远场处的漏音，保护个人隐私。该解决方案在降低漏音的同时，由于前后声腔的声音存在一定声短路，主要是低频段比较严重，导致了佩带者接收到的声音相对减小。

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，在降低漏音的同时，进一步提升佩戴者接收到的声音响度。

根据本发明的第一方面，提供了一种智能头戴设备，包括：

镜片和腿部，所述镜片与所述腿部形成连接，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和副泄声孔，所述主泄声孔和副泄声孔与所述后声腔连通；

所述出声孔、所述主泄声孔和所述副泄声孔的位置被配置为，当佩戴者佩戴所述智能头戴设备时，所述出声孔和所述副泄声孔位于所述佩戴者耳廓的前侧，所述主泄声孔位于所述佩戴者耳廓的后侧。

优选的，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。

优选的，所述主泄声孔与佩戴者的耳孔之间的距离相较于所述出声孔与佩戴者的耳孔之间的距离的差值大于10mm。

优选的，所述副泄声孔与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。

优选的，所述副泄声孔与佩戴者的耳孔之间的距离相较于所述出声孔与佩戴者的耳孔之间的距离的差值大于5mm。

优选的，所述副泄声孔与所述出声孔之间的距离小于所述主泄声孔与所述出声孔之间的距离。

优选的，所述副泄声孔的开孔面积小于所述主泄声孔的开孔面积。

优选的，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顶面、底面或者外侧面。

优选的，所述副泄声孔位于所述腿部的顶面、底面或者外侧面。

优选的，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；所述出声孔和所述副泄声孔位于所述固定段上，所述主泄声孔位于所述配合段上。

本发明提供的一种智能头戴设备，设置主泄声孔和副泄声孔，并对泄声孔的位置进行新的调整设计，当佩戴者佩戴智能头戴设备时，主泄声孔位于佩戴者耳廓的后侧，出声孔和副泄声孔位于佩戴者耳廓的前侧。

对于近场而言，主泄声孔位于耳廓的后侧，对应主泄声孔的部分声波要绕过耳廓之后，才能传达到佩戴者的耳内，声音会衰减比较大，对出声孔的抵消作用会减弱，低频灵敏度明显上升，佩戴者收听到的声音响度变大。

对于远场而言，主泄声孔和出声孔，副泄声孔和出声孔，对于佩戴者周围的人而言形成两对声偶极子，副泄声孔位于耳廓的前侧，副泄声孔的距离与出声孔的距离可以设置的相对小一些，并且副泄声孔位置对应的后腔较为开阔，对声波的阻碍较小，副泄声孔与出声孔形成的声偶极子效应得到提升，进而提升降漏的效果。

总之，本发明的技术方案能够使产品的低频灵敏度和降漏效果都能取得较大提升。

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所示为本发明实施例1的一种智能头戴设备的结构示意图；

图2所示为实施例1与现有技术中佩戴者的耳孔接收到的频率响应曲线对比图；

图3所示为实施例1与现有技术中，在距离佩戴者侧方30cm位置处的频率响应曲线对比图；

图4所示为本发明实施例2的一种智能头戴设备的结构示意图；

图5所示为实施例2与实施例1以及现有技术中佩戴者的耳孔接收到的频率响应曲线对比图；

图6所示为实施例2与实施例1以及现有技术中，在距离佩戴者侧方30cm位置处的频率响应曲线对比图；

图7所示为现有技术中的一种智能头戴设备的结构示意图。

图中：1、镜片；2、腿部、21、固定段；22、配合段；3、出声孔；4、主泄声孔；5、副泄声孔；7、框架。

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。

实施例1

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1和至少一个腿部2，所述镜片1与腿部2形成连接；所述腿部2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2上开设有出声孔3及主泄声孔4，其中，所述出声孔3与所述前声腔连通，所述主泄声孔4与所述后声腔连通。

本发明的智能头戴设备，通过在腿部2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。

具体的，所述出声孔3所在的位置使得，当佩戴者佩戴所述智能头戴设备时，出声孔3与佩戴者的耳孔之间间距预定距离，所述预定距离大于等于0.5cm。优选地，当使用者佩戴所述智能头戴设备时，出声孔3与耳孔的直线距离D范围为0.5cm-6cm。例如，所述出声孔3与耳孔的直线距离D范围为3cm。本发明人发现，上述预定距离会影响使用者获得的音频响度。当所述预定距离D的范围为2cm-4cm，使用者获得的音频响度适中，特别地，在户外活动时，预定距离在上述距离范围内时，使用者不仅能够享受优质的音频(音频的响度适中，音质清晰)，而且能够感知外界的一定分贝范围内的声音，例如能够感知车辆的鸣笛声等，降低了使用者户外活动的危险系数。

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3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4，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3与后声腔的声源即主泄声孔4相位相反，形成正负声压相。

对于远场而言，佩戴者周围的人与出声孔3的距离和主泄声孔4的距离接近，出声孔3与主泄声孔4两个声源的相位相反，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。

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3与主泄声孔4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3与主泄声孔4能够形成声偶极子效应的条件是：对于佩戴者周边人的耳孔来说，出声孔3与主泄声孔4之间的距离可以忽略不计，出声孔3与主泄声孔4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。

对于近场而言，佩戴者与出声孔3的距离和主泄声孔4的距离相对差距较大，不满足声偶极子效应的条件，声波抵消程度较小。所以佩戴者能收听到响度合适的声音。

进一步的，所述出声孔3和所述主泄声孔4的位置被配置为，当佩戴者佩戴所述智能头戴设备时，所述出声孔3位于所述佩戴者耳廓的前侧，所述主泄声孔4位于所述佩戴者耳廓的后侧。将主泄声孔4设于佩戴者耳廓的后侧，主泄声孔4发出的声波，要绕过耳廓之后，才能传达到佩戴者的耳内，声音会衰减比较大，对出声孔3的声波抵消作用会减弱，低频灵敏度明显上升，佩戴者收听到的声音响度变大。参考图2所示，相对于现有技术，本实施例的低频灵敏度提升明显。

具体的，所述主泄声孔4与佩戴者的耳孔之间的距离大于出声孔3与佩戴者的耳孔之间的距离。对于佩戴者而言，主泄声孔4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4发出的声波会部分抵消出声孔3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4与人耳的距离需要大于出声孔3到人耳的距离。

在一个实施例中，定义所述主泄声孔4与佩戴者的耳孔之间的距离为第一距离，定义所述出声孔3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10mm。本发明人发现在上述两个距离的差值大于5mm时，出声孔3与主泄声孔4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。而将主泄声孔4的位置设置在对应耳廓的后侧位置，两个距离的差值会更大，具体大于10mm。也就是说，对于佩戴者的周边人而言，出声孔3与主泄声孔4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3与主泄声孔4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，参考图1所示，所述腿部2包括固定段21和配合段22，所述固定段21与镜片1形成连接，所述配合段22位于固定段21的远离镜片1的一端且配合段22相对于固定段21弯曲延伸。其中发声装置位于固定段21内。在该实施例中，之所以将配合段22相对于固定段21弯折，是为了更方便地将配合段22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3开设在固定段21靠近配合段22的位置处，并且，以该智能头戴设备的工作状态为基准，出声孔3开设在固定段21的底面朝向佩戴者的耳孔。具体的，所述固定段21的纵向高度大于所述配合段22的纵向高度，所述固定段21靠近所述配合段22的一端形成端面，所述端面被配置为与所述配合段22平滑连接。所述出声孔3位于所述腿部2的底面，所述出声孔3呈条形缝隙，所述出声孔3的至少一部分延伸至所述端面，可以使出声孔3的发声方向面向佩戴者的耳孔。

所述主泄声孔4具体设置在配合段22上，可以位于所述配合段22的顶面、底面或者外侧面位置，本具体实施例中，主泄声孔4位于配合段22的远离固定段21的一端的外侧面上。

在一个实施例中，所述智能头戴设备还包括至少一个框架7，所述框架7被配置为用于固定镜片1，所述腿部2与框架7连接。在一个实施例中，所述腿部2与框架7活动连接，腿部2能够相对于框架7进行折叠，便于收纳。当腿部2包括固定段21和配合段22时，具体是固定段21与框架7活动连接。通常情况下，该智能头戴设备对称设置两个镜片1及两个腿部2，两个镜片1分别由一个框架7固定。此时，出声孔3及主泄声孔4在两个腿部2上对称设置。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上做出的进一步的改进，与实施例1不同的是：

如图4所示，本实施例中，所述腿部2上还开设有与后声腔相连通的副泄声孔5，所述副泄声孔5在所述腿部2上的位置被配置为，当佩戴者佩戴所述智能头戴设备时，所述副泄声孔5位于所述佩戴者耳廓的前侧；并且所述副泄声孔5与佩戴者的耳孔之间的距离大于所述出声孔3与佩戴者的耳孔之间的距离。

实施例1中，在只设置主泄声孔4的情况下，由于主泄声孔4位于佩戴者耳廓的后侧，受整体结构的限制，主泄声孔4与出声孔3的距离相对较大，另外，智能头戴设备腿部2的结构设计中，配合段22在向耳郭后侧过渡的一段为了配合耳郭的形状和舒适度考虑，一般设计的较窄，导致该位置处的发声装置的后腔截面较小，声阻较大，主泄声孔4的出声受到影响。参见图3所示，从与现有技术的频响曲线对比可知，实施例1方案的声偶极子效应被减弱，远场处的漏音稍微升高。需要说明的是，上述对比是主泄声孔4设置在耳廓后侧与现有技术中主泄声孔4设置在耳廓前侧的对比结果分析，主泄声孔4设置耳廓后侧与不设置泄声孔的方案进行对比，仍然能够达到较好的降低漏音的效果。

本实施例中通过增加设计一个副泄声孔5，并且在智能头戴设备的工作状态，副泄声孔5位于佩戴者耳廓的前侧。上述设计，发声装置后声腔的声波一部分向耳郭后侧传播通过主泄声孔4导出，另一部分声波向耳郭的前侧传播通过副泄声孔5导出，对于远场而言，主泄声孔4和出声孔3，副泄声孔5和出声孔3，对于佩戴者周围的人而言形成两对声偶极子。

主泄声孔4和副泄声孔5协同作用，主泄声孔4位于耳廓的后侧，对应主泄声孔4的部分声波要绕过耳廓之后，才能传达到佩戴者的耳内，声音会衰减比较大，对出声孔3的抵消作用会减弱，低频灵敏度明显上升，佩戴者收听到的声音响度变大。副泄声孔5位于耳廓的前侧，副泄声孔5的距离与出声孔3的距离可以设置的相对小一些，具体的，所述副泄声孔5与所述出声孔3之间的距离小于所述主泄声孔4与所述出声孔3之间的距离；并且副泄声孔5位置对应的后腔较为开阔，对声波的阻碍较小，副泄声孔5与出声孔3形成的声偶极子效应得到提升，进而提升降漏的效果。

参考图5所示，图5为本实施例与实施例1和现有技术中佩戴者的耳孔接受到的频率响应曲线对比图，可以看出，对于佩戴者接收到的声音，本实施例的低频灵敏度会介于现有技术和实施例1之间，相对于现有技术，本实施例的低频灵敏度得到了较好提升效果。

参考图6所示，图6为本实施例与实施例1以及现有技术中，在距离佩戴者侧方30cm位置处的频率响应曲线对图，通过对比可以看出，本实施例对于远场处佩戴者周围的人而言，降低漏音的效果较好，相比于实施例1有了明显提升，与现有技术方案效果相近。

具体的，所述腿部2包括固定段21和配合段22，所述固定段21与镜片1形成连接，所述配合段22位于固定段21的远离镜片1的一端且配合段22相对于固定段21弯曲延伸；所述发声装置设置在所述固定段21上，所述出声孔3开设在固定段21靠近配合段22的位置处，并且，以该智能头戴设备的工作状态为基准，出声孔3开设在固定段21的底面朝向佩戴者的耳孔。

所述副泄声孔5位于所述腿部2的顶面、底面或者外侧面，所述主泄声孔4可以位于所述腿部2的顶面、底面或者外侧面，本具体实施例中，主泄声孔4位于配合段22的远离固定段21的一端的外侧面上，所述副泄声孔5位于所述固定段21的侧面上。

所述副泄声孔5与佩戴者的耳孔之间的距离相较于所述出声孔3与佩戴者的耳孔之间的距离的差值大于5mm，使得出声孔3与副泄声孔5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，降低对佩戴者的影响。

在进一步的实施例中，所述副泄声孔5的开孔面积小于所述主泄声孔4的开孔面积。例如主泄声孔4的开孔面积设计为1mm*10mm，副泄声孔5的开孔面积设计为1mm*3mm。上述设计，保证发声装置后声腔的大部分声波还是从主泄声孔4传出，减弱后声腔的声波对出声孔3侧声波的抵消作用，提升佩戴者收听到的声音响度。

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 (4)

1.一种智能头戴设备，其特征在于，包括：

镜片和腿部，所述镜片与所述腿部形成连接，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和副泄声孔，所述主泄声孔和副泄声孔与所述后声腔连通；

所述出声孔、所述主泄声孔和所述副泄声孔的位置被配置为，当佩戴者佩戴所述智能头戴设备时，所述出声孔和所述副泄声孔位于所述佩戴者耳廓的前侧，所述主泄声孔位于所述佩戴者耳廓的后侧；

所述副泄声孔与所述出声孔之间的距离小于所述主泄声孔与所述出声孔之间的距离；

所述副泄声孔的开孔面积小于所述主泄声孔的开孔面积；

所述主泄声孔与佩戴者的耳孔之间的距离相较于所述出声孔与佩戴者的耳孔之间的距离的差值大于10mm；

所述副泄声孔与佩戴者的耳孔之间的距离相较于所述出声孔与佩戴者的耳孔之间的距离的差值大于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顶面、底面或者外侧面。

3.根据权利要求1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顶面、底面或者外侧面。

4.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；

所述出声孔和所述副泄声孔位于所述固定段上，所述主泄声孔位于所述配合段上。

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