CN111918167A - 智能穿戴式眼镜 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种智能穿戴式眼镜，包括镜框、镜脚及分别安装固定于镜脚内的发声模组；发声模组包括具有收容空间的壳体、安装于壳体内部的发声器件及分别贯穿壳体的第一出声孔和第二出声孔；发声器件将收容空间分隔成耦合后腔与导声前腔，第一出声孔与导声前腔连通，第二出声孔与耦合后腔连通；镜脚的相对两侧分别设第一音孔和第二音孔，第一音孔与第一出声孔连通，第二音孔与第二出声孔连通，发声模组产生的声音信号经第一音孔和第二音孔向外朝相反的两个方向辐射。与相关技术相比，本发明的智能穿戴式眼镜声音效果好、舒适度高且私密性好。

Description

智能穿戴式眼镜
【技术领域】
本发明涉及智能穿戴设备领域，尤其涉及一种便携式的智能穿戴式眼镜。
【背景技术】
智能穿戴式眼镜在通信、教育、医疗、文化、生产制造等多个领域都有非常广泛的应用前景。视觉、听觉、触觉是人与外界交互的三大方式，目前，智能穿戴式眼镜上采用的听觉交互，但是相关技术中的智能穿戴式眼镜的声音交互一直存在着如下问题：
一方面，相关技术的智能穿戴式眼镜从穿戴式眼镜的整体重量和尺寸方面考虑，其发声器件多采用微型扬声器或小尺寸的纸盆扬声器或耳机芯片，这类微型电声换能器普遍声学性能要远低于传统音箱用的扬声器，导致整个智能穿戴式眼镜的声音效果很差，尤其体现在低音不足的方面。
另一方面，相关技术的智能穿戴式眼镜的扬声器中，大多数没有独立的耦合后腔，这导致扬声器工作时的振动，通过气流传导，直接传递给智能穿戴式眼镜，引起整机的强烈壳振，严重影响了佩戴的舒适度。
再一方面，相关技术的智能穿戴式眼镜的声音泄漏较为严重，为了保证佩戴者能够有足够好的声学交互体验，就必须加大穿戴式眼镜本身的声音输出，导致非佩戴者的其他用户也能明显的听到设备发出的声音，不仅影响了他人，也保证不了正常使用者的隐私性。
因此，实有必要提供一种新的智能穿戴式眼镜解决上述技术问题。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种声音效果好、舒适度高且私密性好的智能穿戴式眼镜。
为了达到上述目的，本发明提供了一种智能穿戴式眼镜，包括镜框和由所述镜框的相对两侧延伸的镜脚；所述镜脚呈中空结构，所述智能穿戴式眼镜还包括分别安装固定于所述镜脚内的发声模组；所述发声模组包括安装在所述镜脚内且具有收容空间的壳体、安装于所述壳体内部的发声器件以及分别贯穿壳体的第一出声孔和第二出声孔；所述发声器件将所述收容空间分隔成耦合后腔与导声前腔，所述第一出声孔与所述导声前腔连通，所述第二出声孔与所述耦合后腔连通；所述镜脚的相对两侧分别设有贯穿其上的第一音孔和第二音孔，所述第一音孔与所述第一出声孔连通，所述第二音孔与所述第二出声孔连通，所述发声模组产生的声音信号经所述第一音孔和所述第二音孔向外朝相反的两个方向辐射。
优选的，所述镜脚包括佩戴时架设于用户耳部的下表面、与所述下表面相对的上表面、以及连接在所述上表面与所述下表面之间的侧面，所述第一音孔开设于所述下表面以朝向用户耳部，所述第二音孔开设于所述上表面以背离用户耳部。
优选的，所述壳体包括具有安装孔的壳架以及分别盖设于所述壳架相对两侧并共同围成所述收容空间的上盖和下盖，所述发声器件固定于安装孔，所上盖、所述壳架及所述发声器件共同围成所述导声前腔，所述下盖、所述壳架及所述发声器件共同围成所述耦合后腔；所述第一出声孔和所述第二出声孔分别设置于所述壳架的另外相对两侧。
优选的，所述壳体还包括由所述下盖和所述壳架围成的低音管，所述低音管与所述耦合后腔连通并朝远离所述发声器件的方向延伸，所述第二出声孔经所述低音管与所述耦合后腔连通。
优选的，所述第一出声孔和所述第二出声孔分别位于所述壳架的沿垂直于所述发声器件的发声方向的相对两侧。
优选的，所述第一出声孔与所述第一音孔正对设置，所述第二出声孔与所述第二音孔正对设置。
优选的，所述第一音孔位于所述镜脚远离所述镜框的一端用以正对于用户耳部；所述第二音孔位于所述镜脚靠近所述镜框的一端。
优选的，所述发声器件为动圈式扬声器、MEMS扬声器、动圈或动铁式耳机芯中的其中一种。
与相关技术相比，本发明的智能穿戴式眼镜在所述镜脚内设置具有耦合后腔和导声前腔的发声模组，同时壳体开设与导声前腔连通的第一出声孔以及与耦合后腔连通的第二出声孔，导声前腔增加了发声模组与人耳之间的耦合度并改善音质，耦合后腔提高了发声模组的低频性能且有效减小了发声模组的壳振，避免了其与镜脚及镜框之间的传振，提高了使用舒适度；同时，镜脚的相对两侧分别设有贯穿其上的第一音孔和第二音孔，并使第一音孔与第一出声孔连通，第二音孔与第二出声孔连通，则发声模组产生的声音信号经第一音孔和第二音孔向外朝相反的两个方向辐射，具有相互抵消音量的效果，从而有效改善了智能穿戴眼镜的声音私密性问题，使得用户体验效果更优。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1为本发明智能穿戴式眼镜的立体结构示意图；
图2为本发明智能穿戴式眼镜的镜脚及发声模组的部分立体结构分解示意图；
图3为本发明智能穿戴式眼镜的发声模组的透视立体结构示意图；
图4为本发明智能穿戴式眼镜的发声模组的立体结构分解示意图；
图5为本发明智能穿戴式眼镜中设置低音管的发声模组与相关技术的发声模组的声学性能对比曲线图；
图6为本发明智能穿戴式眼镜的佩戴示意图；
图7为图6中其中一视角的部分示意图；
图8为图6中另一视角的部分示意图；
图9为本发明智能穿戴式眼镜的声音泄漏改善效果曲线图。
【具体实施方式】
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请同时参阅图1-2，本发明提供了一种智能穿戴式眼镜100，包括镜框1、由所述镜框1的相对两侧延伸的镜脚2以及安装固定于所述镜脚2内的发声模组3。
所述镜框1用于安装镜片等，实现视觉交互功能。
所述镜脚2呈中空结构，其内部提供安装空间，用于安装所述发声模组3，所述镜脚2的相对两侧分别设有贯穿其上的第一音孔201和第二音孔202，所述发声模组3产生的声音信号经所述第一音孔201和所述第二音孔202向外朝相反的两个方向辐射，从而使得第一音孔201和第二音孔202具有相互抵消音量的效果，进而有效改善了智能穿戴眼镜100的声音私密性问题，使得用户体验效果更优。
具体的，所述镜脚2包括佩戴时架设于用户耳部的下表面21、与所述下表面21相对的上表面22、以及连接在所述上表面22与所述下表面21之间的侧面23，所述第一音孔201开设于所述下表面21以朝向用户耳部，所述第二音孔202开设于所述上表面22以背离用户耳部，实现朝向相反的两个方向辐射声音。
更优的，所述第一音孔201位于所述镜脚2远离所述镜框1的一端用以正对于用户耳部，减少声音损耗，以增加发声模组3与人耳的耦合度；所述第二音孔202位于所述镜脚2靠近所述镜框1的一端，其与第一音孔201互抵消音量效果声优。
请结合图2-4所示，所述发声模组3包括安装在所述镜脚2内且具有收容空间10的壳体31、安装于所述壳体31内部的用于产生所述声音信号的发声器件32以及贯穿壳体31设置的第一出声孔331和第二出声孔332。所述音孔20与所述出声孔43连通。
发声器件32将所述收容空间10分隔成导声前腔101与耦合后腔102，导声前腔101用以改善音质，耦合后腔102用以提高低频声学性能，且耦合后腔102具有明显的隔振效果。所述第一出声孔331与所述导声前腔101连通，所述第二出声孔与所述耦合后腔102连通。所述第一音孔201与所述第一出声孔331连通，可通过设置导声结构连通；所述第二音孔202与所述第二出声孔332连通，可通过设置导声结构连通。所述发声器件32发出的声音信号经所述导声前腔101再经所述第一出声孔331后由第一音孔201发出，通过自由场近场传播，将中高频的所述声音信号传至人耳中；同时，所述发声器件32发出的声音信号经耦合后腔102再经第二出声孔332后由第二音孔201发出，朝向背离人耳方向传播。从而将所述发声器件32的声音朝向相反两个方向辐射出，因第一音孔201和第二音孔202的朝向方向相反，则辐射的声音是相反相位，具有相互抵消音量的效果。佩戴用户所听到的声音主要由第一音孔201发出，佩戴用户周围的人听到的声音则是由第一音孔201和第二音孔202共同发出的声音，因二者具有相互抵消音量的效果，因此有效减少整个设备的声音泄漏，极大程度的提高了私密性。
由发声器件32的耦合后腔102具有隔振效果，发声器件32工作时引起的空气振动不会直接传导到智能穿戴式眼镜100的整机上，因此减小用户感受到的整机震感，增加了佩戴舒适度。
具体的，本实施方式中，所述壳体31包括具有安装孔30的壳架311以及分别盖设于所述壳架311相对两侧并共同围成所述收容空间10的上盖312和下盖313。所述发声器件32固定于安装孔30，所上盖312、所述壳架311及所述发声器件32共同围成所述导声前腔101；所述下盖313、所述壳架311及所述发声器件32共同围成所述耦合后腔102。即，所述上盖312和所述下盖313为独立的结构。
本实施方式中，所述发声器件32为动圈式扬声器、MEMS扬声器、动圈或动铁式耳机芯中的其中一种。
更优的，所述壳体31还包括由所述下盖313和所述壳架311围成的低音管314，所述低音管314与所述耦合后腔102连通并朝远离所述发声器件32的方向延伸，所述第二出声孔332经所述低音管314与所述耦合后腔102连通。此时，低音管314对输出佩戴用户人耳听到的声音具有明显增强作用，有效的改善的音质效果。
本实施方式中，所述发声器件为规格8mm x 15mm x 3mm的动圈式扬声器。与此同时，所述耦合后腔102的体积为0.6立方厘米；所述低音管314的长度为3cm，所述低音管314的横截面为2mm x 4mm的矩形。以此为例，其与相关技术的智能穿戴式眼镜(不具有低音管结构)相比，其性能曲线如图5所示，该曲线是输入电压为1Vrms的频率响应曲线，其中图5(a)为相关技术中智能穿戴式眼镜中发声器件不具低音管结构的频率响应曲线图，图5(b)为本发明智能穿戴式眼镜的频率响应曲线图，由图5可见，本发明的具有低音管314结构的智能穿戴式眼镜100相对于相关技术的智能穿戴式眼镜的低频性能显著提升。当然，所述发声器件32、耦合后腔102、低音管314的尺寸并不限于上述举例，其原理都一样。
本实施方式中，将所述第一出声孔331和所述第二出声孔332分别位于所述壳架311的沿垂直于所述发声器件32的发声方向的相对两侧。即第一出声孔331与第一音孔201位于发声器件32其中同一侧，第二出声孔332与第二音孔202位于发声器件32的另外同一侧。从而可减少第一出声孔331与第一音孔201连通的导声结构尺寸，以及减少第二出声孔332与第二音孔202连通的导声结构尺寸。
更优的，所述第一出声孔331与所述第一音孔201正对设置，所述第二出声孔332与所述第二音孔202正对设置。此结构则可使第一出声孔331与第一音孔201直接连通，第二出声孔332与第二音孔202直接连通，避免设计导声结构，简化结构。
请结合图6-8所示，声学模组3安装在镜腿2中，由于声学模组3自带独立的耦合后腔102，具有一定的隔振效果，由发声器件32工作时引起的空气振动不会直接传导到智能穿戴式眼镜100的整机上，因此减小用户感受到的整机震感，增加了佩戴舒适度。正常佩戴时，第一音孔201的开口方向朝向人耳的耳屏，以增加发声器件32与人耳的耦合度。第一音孔201和第二音孔202所辐射的声音是相反相位的，具有相互抵消音量的效果，佩戴用户所听到的声音主要由第一音孔202发出，此时低音管314对输出佩戴用户人耳听到的声音具有增强作用，在外部听到的声音是由第一音孔201和第二音孔202共同发出的声音，两者具有相互抵消音量的效果，因此可以减少整个设备的声音泄漏，其效果如图9所示，图9中该曲线为本发明的智能穿戴式眼镜正常佩戴在仿真人工头上，且正常工作发声时，发声器件32距离仿真人工头10cm测试的声压级曲线，其中，曲线A为没有第二音孔201的声压级曲线，曲线B为本发明中有第二音孔201的声压级曲线，可以明显看出，当打开第二音孔202时，设备泄漏到外部的声压级明显降低。
与相关技术相比，本发明的智能穿戴式眼镜在所述镜脚内设置具有耦合后腔和导声前腔的发声模组，同时壳体开设与导声前腔连通的第一出声孔以及与耦合后腔连通的第二出声孔，导声前腔增加了发声模组与人耳之间的耦合度并改善音质，耦合后腔提高了发声模组的低频性能且有效减小了发声模组的壳振，避免了其与镜脚及镜框之间的传振，提高了使用舒适度；同时，镜脚的相对两侧分别设有贯穿其上的第一音孔和第二音孔，并使第一音孔与第一出声孔连通，第二音孔与第二出声孔连通，则发声模组产生的声音信号经第一音孔和第二音孔向外朝相反的两个方向辐射，具有相互抵消音量的效果，从而有效改善了智能穿戴眼镜的声音私密性问题，使得用户体验效果更优。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种智能穿戴式眼镜，包括镜框和由所述镜框的相对两侧延伸的镜脚，其特征在于，所述镜脚呈中空结构，所述智能穿戴式眼镜还包括分别安装固定于所述镜脚内的发声模组；所述发声模组包括安装在所述镜脚内且具有收容空间的壳体、安装于所述壳体内部的发声器件以及分别贯穿所述壳体的第一出声孔和第二出声孔；所述发声器件将所述收容空间分隔成耦合后腔与导声前腔，所述第一出声孔与所述导声前腔连通，所述第二出声孔与所述耦合后腔连通；所述镜脚的相对两侧分别设有贯穿其上的第一音孔和第二音孔，所述第一音孔与所述第一出声孔连通，所述第二音孔与所述第二出声孔连通，所述发声模组产生的声音信号经所述第一音孔和所述第二音孔向外朝相反的两个方向辐射。
2.根据权利要求1所述的智能穿戴式眼镜，其特征在于，所述镜脚包括佩戴时架设于用户耳部的下表面、与所述下表面相对的上表面、以及连接在所述上表面与所述下表面之间的侧面，所述第一音孔开设于所述下表面以朝向用户耳部，所述第二音孔开设于所述上表面以背离用户耳部。
3.根据权利要求2所述的智能穿戴式眼镜，其特征在于，所述壳体包括具有安装孔的壳架以及分别盖设于所述壳架相对两侧并共同围成所述收容空间的上盖和下盖，所述发声器件固定于安装孔，所上盖、所述壳架及所述发声器件共同围成所述导声前腔，所述下盖、所述壳架及所述发声器件共同围成所述耦合后腔；所述第一出声孔和所述第二出声孔分别设置于所述壳架的另外相对两侧。
4.根据权利要求3所述的智能穿戴式眼镜，其特征在于，所述壳体还包括由所述下盖和所述壳架围成的低音管，所述低音管与所述耦合后腔连通并朝远离所述发声器件的方向延伸，所述第二出声孔经所述低音管与所述耦合后腔连通。
5.根据权利要求4所述的智能穿戴式眼镜，其特征在于，所述第一出声孔和所述第二出声孔分别位于所述壳架的沿垂直于所述发声器件的发声方向的相对两侧。
6.根据权利要求5所述的智能穿戴式眼镜，其特征在于，所述第一出声孔与所述第一音孔正对设置，所述第二出声孔与所述第二音孔正对设置。
7.根据权利要求2所述的智能穿戴式眼镜，其特征在于，所述第一音孔位于所述镜脚远离所述镜框的一端用以正对于用户耳部；所述第二音孔位于所述镜脚靠近所述镜框的一端。
8.根据权利要求4所述的智能穿戴式眼镜，其特征在于，所述发声器件为动圈式扬声器、MEMS扬声器、动圈或动铁式耳机芯中的其中一种。
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