CN110933548A - 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，其包括至少一个镜片和至少一个腿部；所述腿部包括壳体，所述壳体内形成有腔体，所述腔体内收容有发声装置，在所述壳体上设置有与所述腔体连通的侧出声孔；所述发声装置的发声部正对的所述壳体的一壁面为金属壁面。本发明的一个技术效果为：能有效降低智能头戴设备的腿部在厚度方向上的尺寸，有利于实现腿部的轻薄化，还能进一步提高使用者佩戴的舒适性。

Description

一种智能头戴设备

技术领域

本发明涉及穿戴式设备技术领域，更具体地，本发明涉及一种智能头戴设备。

背景技术

现有技术中，智能头戴设备例如智能眼镜，其内部的发声装置与人耳的最优声场耦合方式是开放式的近场耦合。该结构的智能眼镜具有佩戴较为舒适，可实时感知周围动态的特点，其还兼具较高的安全性。

基于上述结构，在对智能眼镜中发声装置的出声孔进行设计时，由于使用者耳朵结构的配合需要，发声装置侧出声孔方案是目前最优的声学方案。如图1所示，该方案是在智能眼镜的腿部上对应于发声装置的发声部设置侧出声孔3。在现有的这种设计方案中，智能眼镜的腿部通常是采用塑料材料制作的。为了保证腿部整体具有适宜的强度，腿部整体的厚度都会设计的比较大，目前通常为0.8mm左右，有的腿部厚度甚至会更厚。但是，一旦增加厚度后会影响到智能眼镜整体的外观性，不利于实现轻薄化。此外，由于智能眼镜属于智能穿戴设备，其与使用者直接接触，使用者对厚度的增加会非常敏感。

因此，非常有必要研究一种新的技术，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的一个目的在于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，包括：

至少一个镜片和至少一个腿部；

所述腿部包括壳体，所述壳体内形成有腔体，所述腔体内收容有发声装置，在所述壳体上设置有与所述腔体连通的侧出声孔；

所述发声装置的发声部正对的所述壳体的一壁面为金属壁面。

可选地，所述金属壁面的厚度为小于等于0.3mm。

可选地，所述金属壁面为钢板或者铜板。

可选地，所述金属壁面采用嵌件注塑的方式与所述壳体结合为一体。

可选地，所述发声装装置的发声部正对着的所述壳体的另一壁面也为金属壁面。

可选地，所述壳体包括第一外壳和第二外壳，所述第一外壳和所述第二外壳均呈皿状结构，所述第一外壳的开口端与所述第二外壳的开口端相连并围合成所述腔体。

可选地，所述壳体包括固定段和配合段，所述固定段的一端与镜片形成连接，所述固定段的另一端延伸形成所述配合段，所述配合段具有弧度，所述配合段被配置为用于挂在使用者的耳朵上；

所述发声装置位于所述固定段内，所述侧出声孔位于所述固定段上。

可选地，所述侧出声孔的至少部分结构朝向使用者的耳朵，所述侧出声孔被配置为：用于将所述发声装置的声音引导传出。

可选地，所述侧出声孔呈条形缝隙。

可选地，所述壳体上还设置有至少一个泄声孔；

所述发声装置将所述腔体分隔为前声腔和后声腔；

所述泄声孔与所述后声腔连通，所述泄声孔在所述壳体上的位置被配置为：与使用者的耳孔之间的距离大于所述侧出声孔与使用者的耳孔之间的距离。

本公开实施例提供的智能头戴设备，专门针对其腿部的壳体结构进行了改良，将发声装置的发声部正对的壳体壁面由原来的塑料材质改为金属材质，即形成金属壁面，这样的设计能在保证其强度的同时，还能有效降低腿部在厚度方向上的尺寸，有助于实现腿部的轻薄化。本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本发明是一种新的技术方案。

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是现有智能眼镜的腿部的局部剖视图。

图2是根据本公开一个实施例提供的智能头戴设备的使用状态示意图。

图3是根据本公开一个实施例提供的智能头戴设备的腿部的局部剖视图。

附图标记说明：

1-腿部，11-第一外壳，12-第二外壳，13-腔体，14-固定段，15-配合段，2-侧出声孔，3-发声装置，4-金属壁面，5-镜片，6-耳朵，7-框架，8-鼻架，9-主泄声孔。

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。该智能头戴设备例如可以为VR智能眼镜或者AR智能眼镜等。图2所示为本实施例中智能头戴设备的使用状态示意图，其中展示了所述智能头戴设备的整体结构。如图2所示，所述智能头戴设备包括至少一个镜片5，至少一个腿部1以及发声装置3(图2中未示出)。

可选地，所述智能头戴设备还包括框架7，所述框架7用于固定至少一个镜片5，所述框架7与腿部1通过连接件活动接连。例如，所述腿部1能够相对于所述连接件发生弯折，即所述腿部1能够相对于所述镜片5弯折一定角度。

可选地，所述连接件包括卡槽和卡片，所述卡片固定在所述卡槽内，所述腿部1被构造为：能够相对于所述连接件发生弯折。在一个具体的例子中，所述卡槽分别设置在腿部1和框架7上，所述卡片固定在所述卡槽内，其中设置在腿部1上的卡槽与卡片通过枢轴方式连接。

具体地，所述框架5例如可以包括左框架和右框架，左框架和右框架分别固定左镜片和右镜片。

可选地，所述框架7环绕镜片5，所述框架7与所述镜片5采用卡接方式固定。

可选地，所述框架7环绕部分镜片5，例如，所述框架7为半框架结构，半框架结构仅与镜片5的部分固定连接。

可选地，所述框架7仅与镜片5的边缘接触或仅与镜片5的一部分边缘接触。

可选地，所述框架7可以固定多个镜片，例如，左框架固定多个镜片，多个所述镜片为叠层偏振镜片，所述叠层偏振镜片中的一个镜片能够相对于另一个镜片发生转动。

可选地，所述左框架与右框架通过鼻架8连接。

可选地，所述框架7和腿部1采用聚合物或金属材质制成。例如采用树脂材料，使得智能头戴设备的质量更轻。

图3所示为本实施例中智能头戴设备的腿部1的局部剖视图。如图3所示，所述腿部1包括有壳体，在所述壳体内形成有腔体13。发声装置3被收容固定在所述腔体13内部。并且，在所述壳体上还设置有侧出声孔2。所述侧出声孔2与所述腔体13相连通。其中，所述发声装置3的发声部正对着的所述壳体的一壁面为金属壁面4。

本发明实施例提供的智能头戴设备，专门针对智能眼镜的腿部1的壳体结构进行了改良。具体是将发声装置3的发声部正对的壳体的一壁面由现有的塑料材质改为金属材质，用以形成金属壁面结构。由于金属材料本身具有良好的刚性、强度和韧性，这样就无需将壁面的厚度设计的过厚。能够在保证腿部1具有适宜强度的同时，还能够有效降低腿部1在厚度方向上的尺寸。这有助于实现腿部1的轻薄化，同时还能进一步提高使用者佩戴的舒适性和便于携带性。

所述金属壁面4的厚度例如可以设计为小于等于0.3mm,具体例如可以设计为0.2mm。而现有的塑料壁面的厚度通常为0.8mm左右，有的甚至会更厚。与现有的塑料壁面相比，本发明中能使腿部1的厚度直接降低0.6mm，这样可以有效减薄腿部1在厚度方向上的尺寸，以使腿部1看起来更加轻薄，还能提升使用者佩戴的舒适感。

所述金属壁面4例如可以为钢板或者铜板。这些金属材料均具有强度高的特点，能够在厚度尺寸较小的情况下依然满足腿部1对于强度的要求。

在本发明中，所述金属壁面4与所述腿部1的壳体牢固地连接在一起。为了使外观更加美观，例如可以将金属壁面4采用嵌件注塑的方式与所述腿部1的壳体结合为一体。当然，本发明中并不限于采用嵌件注塑这种方式，还可以采用例如粘接、焊接、紧固件连接等本领域技术人员所熟知的固定连接方式，对此不作限制。

此外，本发明中并不限于将发声装置3的发声部正对着的壳体的一个壁面设计为金属壁面，还可以选择将该发声装置3的发声部正对着的壳体的另一壁面也设计为金属壁面。即，将腿部1的壳体的两个壁面都设计为金属材质，这样做可以更进一步地降低腿部1在厚度方向上的尺寸，使腿部1更加轻薄。

需要说明的是，所述金属壁面4的形状可以根据具体情况灵活设置，例如可以为圆形、矩形等规则的形状，当然也可以为其它不规则的形状，本发明对此不作限制。

本发明的智能头戴设备，如图3所示，所述腿部1的壳体包括第一外壳11和第二外壳12，所述第一外壳11和所述第二外壳12均呈皿状结构，所述第一外壳11的开口端与所述第二外壳12的开口端相连并围合成所述腔体13。

参照图3所示的视图方向。例如，发声装置3的发声部正对的第一外壳11的顶部为金属壁面4。又例如，发声装置3的发声部正对的第一外壳11的顶部和第二外壳12的底部均为金属壁面4。这两种方式均可以降低腿部1的壳体在厚度方向上的尺寸。

所述第一外壳11与所述第二外壳12之间例如可以采用胶接、紧固件连接等方式结合在一起。当然，也可以采用本领域技术人员熟知的其它固定连接方式，对此不作限制。

本发明的智能头戴设备，如图2所示，所述腿部1的壳体包括固定段14和配合段15，所述固定段14的一端与镜片5形成连接，所述固定段14的另一端延伸形成所述配合段15，所述配合段15具有弧度。具体地，配合段15弯曲延伸一段距离，从而对一部分空间形成半包围、半围绕的形式。所述配合段15用于挂在使用者的耳朵上，从而将智能头戴设备稳定地固定在使用者的头部，以方便使用者使用智能头戴设备。

可选地，所述配合段15与使用者耳朵接触的表面设置衬垫，以提高使用者佩戴的舒适度。

可选地，所述腿部1与镜片5之间通过连接件连接。所述连接件的一端与镜片5固定连接，例如采用销轴固定连接。所述连接件的另一端与腿部1活动连接，例如所述腿部1能够相对于所述连接件发生弯折，即所述腿部1能够相对于所述镜片5弯折一定角度。该设计有助于缩小智能头戴设备的收纳空间，方便使用者的随身携带。

可选地，所述固定段14与配合段15可以采用一体成型或采用分体式成型。所述分体式成型是指分别独立制作出固定段14和配合段15，待固定段14和配合段15制作完成之后，采用机械方式对固定段14和配合段15进行连接。例如，所述固定段14和配合段15之间采用铰链等方式连接，所述配合段15相对于所述固定段14可弯折呈一定角度。又例如，所述配合段15可弯折成与所述固定段14重合。智能头戴设备可以实现折叠，缩小了智能头戴设备的收纳空间。

在本发明中，例如，发声装置3设置在固定段14内部，侧出声孔2设置在固定段14上。侧出声孔2被构造为：用于将发声装置3的声音传出。其中，侧出声孔2的至少一部分结构需要朝向上述被配合段15所围绕的区域。这样，从侧出声孔2传出的声音能够向着使用者的耳孔传播。

在一个可选的具体实施方式中，在所述固定段14靠近配合段15的位置设置所述发声装置3。固定段14与配合段15的尺寸存在一定的差异，在固定段14与配合段15的连接处可以形成有一个过渡的端面，该端面朝向上述被配合段15所围绕的区域。侧出声孔2的至少一部分区域延伸到该端面上，从而达到能够将声音引向耳孔的作用。

如图3所示，所述侧出声孔2例如可以呈长条形缝隙结构。当然，所述侧出声孔2还可以为圆孔或椭圆孔等。本领域技术人员可以根据实际情况灵活调整，本发明对此不作限制。

在本发明提供的智能头戴设备中，所述侧出声孔2并不用于直接与使用者的头部、皮肤等发生接触，而是通过空气振动将声波传递至使用者的耳孔。侧出声孔2的位置例如可以被设置成：当使用者佩戴智能头戴设备时，侧出声孔2与使用者的耳孔之间留有预定距离。而该预定距离例如可以设计为3mm-4mm。

可选地，发声装置3将腿部1内的腔体13分成前声腔和后声腔，前声腔与侧出声孔2相连通，在后声腔内则填充有吸音材料。其中，吸音材料例如可以选自吸音棉，吸音颗粒中的至少一种。

当吸音材料为吸音棉时，吸音棉的形状与后声腔的结构相互匹配，吸音棉通过粘接方式固定在后声腔。

可选地，所述吸音棉的材质选用三聚氰胺，所述吸音棉采用热压工艺成型。本发明人发现，当吸音棉采用热压工艺时，吸音棉的质地较密，吸音效果好。

当所述吸音材料为吸音颗粒时，由于吸音颗粒呈粉末状，吸音颗粒单独设置在所述后声腔内时，在密封不好的情况下就会进入发声装置3影响其性能和寿命。为解决这一技术问题，本发明通过以下具体方式对吸音颗粒进行封装。

可选地，所述吸音颗粒设置于吸音壳体内，所述吸音壳体设置封合于所述吸音壳体的隔离网，所述吸音壳体与所述后声腔固定连接。所述吸音壳体采用金属材质或塑料材质中的至少一种。或者，直接在后声腔内形成由隔离网分割开的容纳腔，吸音颗粒通过灌装口灌装于容纳腔内。再者，在发声装置的后出声孔上设置隔离网，在整个后声腔内自由灌装吸音材料。

本实施例中，由于智能头戴设备结构尺寸的设计，在所述后声腔内设置吸音材料，有助于发声装置3的谐振频率F0，还能提高发声装置3的低频音质和低频灵敏度；同时吸音材料增加了发声装置3后声腔的虚拟空间。

本实施例的吸音材料扩大了发声装置3后声腔的等效体积，使得智能头戴设备能够提供更好的低频音质。

本发明提供的智能头戴设备上还开设有至少一个泄声孔。

在一个实施例中，在腿部1上开设主泄声孔9。腿部1内形成有腔体13，腔体13与侧出声孔2相连通，发声装置3位于腔体13内。发声装置3将腔体13分隔为后声腔，以及与侧出声孔2连通的前声腔，主泄声孔9与后声腔相连通，主泄声孔9与侧出声孔2被构造为：用于在发声装置3发声时形成声偶极子效应。

通过在腿部1的腔体13内设置发声装置3，实现了发声装置3与使用者耳朵6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，并且使用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，因此使用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，这一方面不利于使用者个人隐私的保护，另一方面会对他人造成干扰。因此，本发明将侧出声孔2开设在前声腔，同时在后声腔上开设主泄声孔9，由于前声腔和后声腔分别位于发声装置3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。前声腔的声源即侧出声孔2与后声腔的声源即主泄声孔9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，使得侧出声孔2与主泄声孔9这两个声源发出的声音在远处相互抵消，达到降漏的目的。通常的，侧出声孔2与主泄声孔9之间的距离远小于上述二者到周围旁听者的耳孔的距离时，侧出声孔2与主泄声孔9能够形成声偶极子效应。

在一个实施例中，主泄声孔9与侧出声孔2之间的距离小于30mm。对于使用者周边的人而言，希望漏音越小越好，也就是要求主泄声孔9和侧出声孔2之间能够形成声偶极子的效果。这就要求主泄声孔9和侧出声孔2两孔间的距离不能太远，从智能眼镜的实际使用情况出发，本发明人发现主泄声孔9和侧出声孔2两孔间的距离小于30mm时，漏音消除的效果最佳。

在一个实施例中，主泄声孔9与使用者的耳孔之间的距离大于侧出声孔2与使用者的耳孔之间的距离。对于使用者而言，主泄声孔9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9发出的声波会部分抵消侧出声孔2发出的声波，从而影响使用者的收听效果。为了减小这种削弱的效果，本发明人发现主泄声孔9与人耳的距离需要大于侧出声孔到人耳的距离。

在一个实施例中，定义主泄声孔9与使用者的耳孔之间的距离为第一距离，定义侧出声孔2与使用者的耳孔之间的距离为第二距离，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，侧出声孔2与主泄声孔9这两个声源相对于使用者的耳孔不满足形成声偶极子效应的条件，因此便能够降低对使用者的影响。也就是说，对于使用者周边的人而言，侧出声孔2与主泄声孔9这两个声源形成声偶极子效应，以起到降低漏音的作用；而相对于使用者自己而言，侧出声孔2与主泄声孔9这两个声源则不能形成声偶极子效应，以免影响使用者的收听效果。

在一个实施例中，所述后声腔还开设有副泄声孔，所述副泄声孔与使用者的耳孔之间的距离大于所述主泄声孔9与使用者的耳孔之间的距离。由于后腔开主泄声孔9后，对于使用者而言，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，导致频率响应(FR)曲线在高频处形成双峰结构。而通过调整后声腔的大小，或者调整泄声孔的大小、位置，或者增加开设泄声孔，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，利用副泄声孔对后声腔的主泄声孔9的频率响应(FR)曲线进行调节，使其高频截止频率(FH)与侧出声孔2的高频截止频率(FH)接近或一致，从而改善声音效果。

在一个实施例中，所述主泄声孔9和副泄声孔均呈狭缝状，且两者的尺寸均不超过1.5*8mm，并且副泄声孔的尺寸最好相对于主泄声孔9更小；在其他实施例中，主泄声孔9及副泄声孔还可以为其他形状，例如圆形。

可选地，所述腿部1上设置控制按键，所述控制按键与发声装置3电连接，所述控制按键被配置为用于控制发声装置3的音量。所述控制按键设置在腿部1上，以方便使用者对发声装置3音量的控制。

可选地，所述发声装置3采用动圈式发声装置。所述动圈式发声装置可以完全嵌入所述腿部1内，使得智能头戴设备的外观更加美观大方，结构更加简洁。

本发明提供了一种智能头戴设备，其结构简单，尤其是腿部结构更加轻薄化，能更好的满足使用者的佩戴舒适性要求和便于携带的要求。同时，本发明智能头戴设备在腿部上设置发声装置，实现了发声装置与使用者耳孔的开放式耦合。本发明的智能头戴设备不仅解放了使用者的双耳，而且佩戴的舒适性更好，也更加便于随着携带。

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 (10)

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；

所述腿部包括壳体，所述壳体内形成有腔体，所述腔体内收容有发声装置，在所述壳体上设置有与所述腔体连通的侧出声孔；

所述发声装置的发声部正对的所述壳体的一壁面为金属壁面。

2.根据权利要求1所述的智能头戴设备，其特征在于：所述金属壁面的厚度为小于等于0.3mm。

3.根据权利要求1所述的智能头戴设备，其特征在于：所述金属壁面为钢板或者铜板。

4.根据权利要求1所述的智能头戴设备，其特征在于：所述金属壁面采用嵌件注塑的方式与所述壳体结合为一体。

5.根据权利要求1所述的智能头戴设备，其特征在于：所述发声装装置的发声部正对着的所述壳体的另一壁面也为金属壁面。

6.根据权利要求1所述的智能头戴设备，其特征在于：所述壳体包括第一外壳和第二外壳，所述第一外壳和所述第二外壳均呈皿状结构，所述第一外壳的开口端与所述第二外壳的开口端相连并围合成所述腔体。

7.根据权利要求1所述的智能头戴设备，其特征在于：所述壳体包括固定段和配合段，所述固定段的一端与镜片形成连接，所述固定段的另一端延伸形成所述配合段，所述配合段具有弧度，所述配合段被配置为用于挂在使用者的耳朵上；

所述发声装置位于所述固定段内，所述侧出声孔位于所述固定段上。

8.根据权利要求1所述的智能头戴设备，其特征在于：所述侧出声孔的至少部分结构朝向使用者的耳朵，所述侧出声孔被配置为：用于将所述发声装置的声音引导传出。

9.根据权利要求1所述的智能头戴设备，其特征在于：所述侧出声孔呈条形缝隙。

10.根据权利要求1所述的智能头戴设备，其特征在于：所述壳体上还设置有至少一个泄声孔；

所述发声装置将所述腔体分隔为前声腔和后声腔；

所述泄声孔与所述后声腔连通，所述泄声孔在所述壳体上的位置被配置为：与使用者的耳孔之间的距离大于所述侧出声孔与使用者的耳孔之间的距离。

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