CN113329298A - 耳机的控制方法以及耳机 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种耳机的控制方法以及耳机。所述耳机包括扬声器、麦克风以及控制器，麦克风包括振膜以及极板，振膜在扬声器开启时受声音驱动振动，控制器被配置为检测麦克风的输出电压，根据输出电压确定振膜的振动方向以及耳机的环境气压变化状态，并根据振动方向以及环境气压变化状态确定耳机的佩戴动作，从而根据佩戴动作控制执行第一控制指令或第二控制指令。由此，本发明实施例的技术方案通过检测麦克风的输出电压即可判断耳机的佩戴动作，从而利用简单的结构实现耳机的自动控制，节约成本、实用性强。

Description

耳机的控制方法以及耳机

技术领域

本发明实施例涉及耳机设备领域，具体涉及耳机的控制方法以及耳机。

背景技术

随着电子设备的发展，蓝牙耳机的应用越来越广泛。为了方便使用，目前蓝牙耳机常具有可以自动检测自身佩戴状况的功能，但为实现这一功能，需增加红外感应或电容感应结构来检测耳机入耳佩戴或是取下，额外的元器件及软件算法使得耳机成本较高，且这种检测方式需设计与皮肤接触的耳机结构，使得其部分功能受到限制。

发明内容

有鉴于此,本发明实施例提供了一种耳机的控制方法以及耳机，无需其它原件实现耳机的佩戴动作检测。

第一方面，本发明实施例提供一种耳机的控制方法，所述耳机包括麦克风与扬声器，所述方法包括：

检测麦克风的输出电压；

根据所述输出电压确定所述麦克风的振膜的振动方向以及所述耳机的环境气压变化状态；

根据所述振动方向以及所述环境气压变化状态确定所述耳机的佩戴动作；

根据所述佩戴动作执行第一控制指令或第二控制指令。

在一些实施例中，所述检测麦克风的输出电压包括：

检测所述麦克风的输出电压的变化方向；

检测所述麦克风的输出电压的变化幅度。

在一些实施例中，所述根据所述输出电压确定所述麦克风的振膜的振动方向以及所述耳机的环境气压变化状态包括：

根据所述输出电压的所述变化方向确定所述振膜的所述振动方向；

根据所述输出电压的所述变化幅度判断所述耳机的所述环境气压变化状态。

在一些实施例中，所述根据所述输出电压的所述变化方向确定所述振膜的所述振动方向包括：

响应于所述变化方向为负，将所述振动方向确定为向内振动；

响应于所述变化方向为正，将所述振动方向确定为向外振动。

在一些实施例中，所述根据所述输出电压的所述变化幅度判断所述耳机的所述环境气压变化状态包括：

响应于所述变化幅度到达阈值，将所述环境气压变化状态确定为具有变化。

在一些实施例中，所述根据所述振动方向以及所述环境气压变化状态确定所述耳机的佩戴动作包括：

响应于所述振膜向内振动且所述环境气压变化状态具有变化，确定所述佩戴动作为佩戴；

响应于所述振膜向外振动且所述环境气压变化状态具有变化，确定所述佩戴动作为取下。

在一些实施例中，所述根据所述佩戴动作执行第一控制指令或第二控制指令包括：

响应于所述佩戴动作为佩戴，执行所述第一控制指令以使所述扬声器开始运作；

响应于所述佩戴动作为取下，执行所述第二控制指令以使所述扬声器停止运作。

第二方面，本发明实施例提供一种耳机，所述耳机包括：

扬声器；

麦克风，包括振膜以及极板，所述振膜与所述极板间隔设置，所述振膜与所述极板之间具有一定的电势差，所述振膜受声音驱动振动；以及

控制器，被配置为根据所述麦克风的输出电压判断所述耳机的佩戴动作，并根据所述佩戴动作执行第一控制指令或第二控制指令。

在一些实施例中，所述耳机还包括：

壳体；

所述麦克风设置于所述壳体内部的前侧以在佩戴时伸入耳孔，所述扬声器以及所述控制器设置于所述壳体内部，所述扬声器与所述麦克风相邻。

在一些实施例中，在所述输出电压的变化方向为负的情况下，所述振膜向内振动，在所述输出电压的变化方向为正的情况下，所述振膜向外振动；

在所述输出电压的变化幅度到达阈值时，所述耳机的环境气压具有变化；

其中，所述控制器被配置为：

在所述振膜向内振动且所述环境气压具有变化的情况下，判断所述佩戴动作为佩戴；

在所述振膜向外振动且所述环境气压具有变化的情况下，判断所述佩戴动作为取下。

在所述佩戴动作为佩戴的情况下，执行所述第一控制指令以控制所述扬声器开始运作；

在所述佩戴动作为取下的情况下，执行所述第二控制指令以控制所述扬声器停止运作。

本发明实施例的耳机的控制方法以及耳机，所述耳机包括扬声器、麦克风以及控制器，麦克风包括振膜以及极板，振膜在扬声器开启时受声音驱动振动，控制器被配置为检测麦克风的输出电压，根据输出电压确定振膜的振动方向以及耳机的环境气压变化状态，并根据振动方向以及环境气压变化状态确定耳机的佩戴动作，从而根据佩戴动作控制执行第一控制指令或第二控制指令。由此，本发明实施例的技术方案通过检测麦克风的输出电压即可判断耳机的佩戴动作，从而利用简单的结构实现耳机的自动控制，节约成本、实用性强。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明实施例的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1是本发明实施例的耳机的静置状态的内部结构示意图；

图2是本发明实施例的耳机的工作状态的内部结构的对比示意图；

图3是本发明实施例的耳机的控制方法的流程示意图；

图4是本发明实施例的耳机的控制方法中步骤S100的流程示意图；

图5是本发明实施例的耳机的控制方法中步骤S200至S400的流程示意图；

附图标记说明：

1-扬声器；2-麦克风；21-振膜；22-极板；3-控制器；4-壳体。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个申请文件中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

图1是本发明实施例的耳机的静置状态的内部结构示意图。图2是本发明实施例的耳机的工作状态的内部结构的对比示意图。如图1以及图2所示，所示耳机包括扬声器1、麦克风2以及控制器3。麦克风2包括振膜21以及极板22，振膜21以及极板22间隔设置且彼此相邻，振膜21以及极板22之间会具有一定的电势差，振膜21受声音驱动振动。在一些实施例中，振膜21以及极板22大致上是彼此平行配置。在一些实施例中，振膜21受声音驱动而朝靠近极板22的方向振动或朝远离极板22的方向振动。控制器3则被配置为根据麦克风2的输出电压判断耳机的佩戴动作，并根据所述佩戴动作执行第一控制指令或第二控制指令。也即使说，所述耳机受控制器3控制。由麦克风2输出的输出电压传导至控制器3，以使得控制器3判断所述耳机的佩戴动作为佩戴或取下，从而执行第一控制指令或第二控制指令。在一些实施例中，第一控制指令例如但不限于是开始播放，第二控制指令例如但不限于是停止播放，控制器3执行第一控制指令时会使扬声器1开启，此时扬声器1会开始运作；控制器3执行第二控制指令时会使扬声器1关闭，此时扬声器1会停止运作。进一步地，所述耳机还包括壳体4。麦克风2设置于壳体4内部的前侧，以在佩戴时伸入耳孔，扬声器1以及控制器3则设置于壳体4内部。扬声器1与麦克风2相邻，以使得麦克风2的振膜21能够在扬声器1发出的声音驱动下振动。

其中，麦克风2的振膜21与极板22之间携带极性不同的电子，因此，振膜21与极板22之间具有一定的电势差。振膜21以及极板22具有电容量C，此时，以振膜21以及极板22所携带的电荷量为Q，两者之间的相对面积为面积S，两者之间的相对距离为距离d，则可以根据电容的性质以及相关公式得到振膜21与极板22之间的电势差，也即麦克风2的输出电压U。

也即是说，可以由公式

推导得到：

由于ε为相对介电参数，其值为常数。由于振膜21以及极板22存储的电子数量固定，振膜21与极板22之间的电荷量Q为常数。与此同时，由于振膜21与极板22的位置相对固定，两者之间的面积S也为常数。因此，系数Q/εS为常数。为便于表达，代为写作系数k。

在一些实施例中，所述耳机在非完全关机的情况下，例如正常模式或待机模式，麦克风2都会保持开启状态，以持续进行佩戴检测。所述耳机在静置状态下，麦克风2保持开启状态，扬声器1为关闭状态。此时，麦克风2的振膜21静止，其与极板22之间的距离固定不变。也即使说，以此时振膜21与极板22之间为初始距离d₀，麦克风2的输出电压为初始电压U₀，U₀＝k·d₀。

所述耳机在工作状态下，麦克风2为开启状态，扬声器1为开启状态，此时，由于麦克风2的振膜21跟随扬声器1发出的声音振动，振膜21与极板22之间的距离d发生改变，且由于外部环境气压的水平不同，振膜21具有不同的振动方向。所述耳机在工作状态下，麦克风2为开启状态，扬声器1为关闭状态，此时，麦克风2的振膜21跟随外部传入的声音振动，例如在所述耳机佩戴，所述耳机与用户皮肤间的接触会产生声波或振动，同样会让振膜21与极板22之间的距离d发生改变，且由于外部环境气压的水平不同，振膜21具有不同的振动方向。在佩戴时，由于麦克风2外部为耳道，振膜21与耳膜之间形成相对封闭的空间，耳机外部的环境气压较大，因此振膜21为向内振动。而在取下时，由于麦克风2外部为空气环境，耳机外部的环境气压较小，因此振膜21为向外振动(朝远离极板22的方向振动)。也即是说，在佩戴耳机时，振膜21向内振动(朝靠近极板22的方向振动)，以振膜21与极板22之间的距离为d₁，d₁小于初始距离d₀，此时，输出电压U＝k·d₁，小于初始电压U₀，因此其变化方向为负。而在取下耳机时，振膜21向外振动，振膜21与极板22之间的距离为距离d₂，d₂大于初始距离d₀，输出电压U＝k·d₂，大于初始电压U₀，因此其变化方向为正。

另外，在佩戴动作发生变化时，由于环境气压的突然改变，振膜21的振动幅度会在这一瞬间产生较大变化。也即是说，在佩戴或取下耳机的一瞬间，由于环境气压突然变大或突然变小，振膜21具有较平时更大的振动幅度，输出电压U也具有更大的变化幅度。因此，若输出电压U的变化幅度达到预设的阈值T，即可判断所述耳机具有佩戴动作。

因此，可以通过输出电压U的变化方向以及变化幅度分别判断振膜21的振动方向以及耳机的环境气压变化状态，也即通过麦克风2的输出电压U与初始电压U₀之间的差值判断耳机的佩戴动作。所述差值的正负指示输出电压U的变化方向，大小则指示输出电压U的变化幅度。为便于指代，以所述差值为电压变化量ΔU，即ΔU＝U-U₀。其中，输出电压U的变化方向由ΔU的正负确定，而输出电压U的变化幅度则由ΔU的大小，也即ΔU的绝对值，|ΔU|的值确定。

在ΔU小于零的情况下，U小于U₀，振膜21与极板22之间的距离d小于初始距离d₀，此时，输出电压U的变化方向为负，振膜21向内振动。而在ΔU大于零的情况下，U大于U₀，振膜21与极板22之间的距离d大于初始距离d₀，此时，输出电压U的变化方向为正，振膜21向外振动。

以及，在ΔU的绝对值|ΔU|到达阈值T，也即|ΔU|大于等于阈值T的情况下，输出电压U的变化幅度到达阈值T，所述耳机的环境气压具有变化。而在|ΔU|小于阈值T的情况下，输出电压U的变化幅度未到达阈值T，所述耳机的气压环境不具有变化。

也即是说，在ΔU小于零，且|ΔU|大于等于阈值T的情况下，振膜21向内振动，且环境气压具有变化，控制器3可以判断所述耳机的佩戴动作为佩戴。而在ΔU大于零，且|ΔU|大于等于阈值T的情况下，振膜21向外振动，且环境气压具有变化，控制器3可以判断所述耳机的佩戴动作为取下。

具体如下表：

表1

进一步地，在佩戴动作为佩戴的情况下，控制器3进一步控制所述扬声器1开启。而在所述佩戴动作为取下的情况下，进一步控制所述扬声器1关闭。

具体地，在使用时，用户佩戴耳机的一瞬间，控制器3检测到输出电压的变化方向为负，输出电压的变化幅度大于幅值，判断振膜21向内振动，环境气压具有变化，因此，控制扬声器1开启。而在用户取下耳机的一瞬间，控制器3检测到输出电压的变化方向为正，输出电压的变化幅度小于复制，判断振膜21向外振动，环境气压具有变化，因此，控制扬声器1关闭。

综上，本申请实施例的耳机的控制方法被配置为由所述控制器3执行。其中，所述控制器3可以为专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)、数字信号处理器(DSP)或其组合。所述可编程逻辑器件可以是复杂可编程逻辑器件(CLPD)、现场可编程逻辑门阵列(FPGA)、通用阵列逻辑(GAL)或其任意组合，本申请在此不作限定。

图3是本发明实施例的耳机的控制方法的流程示意图。如图3所示，所述耳机的控制方法包括如下的步骤S100至步骤S400：

步骤S100、检测麦克风的输出电压。

由控制器3检测麦克风2的输出电压U，也即检测麦克风2的振膜21以及极板22之间的电势差。麦克风2的振膜21在扬声器1开启时随声音驱动振动，从而使得输出电压U跟随振膜21以及极板22之间的距离d发生变化。

步骤S200、根据输出电压确定麦克风的振膜的振动方向以及耳机的环境气压变化状态。

根据输出电压U确定振膜21为向内振动或向外振动，并确定耳机的环境气压变化状态是否具有变化。在本实施例中，控制器3同时确定振动方向以及环境气压变化状态，可选地，振动方向以及环境气压变化状态可以先后确定，且可以具有不同的顺序。

步骤S300、根据振动方向以及环境气压变化状态确定耳机的佩戴动作。

在确定振膜21向内振动且环境气压具有变化的情况下，控制器3可以判断佩戴动作为佩戴。而在确定振膜21向外振动且环境气压具有变化的情况下，控制器3可以判断佩戴动作为取下。在环境气压不具有变化的情况下，控制器3判断所述耳机不具有佩戴动作。

步骤S400、根据佩戴动作执行第一控制指令或第二控制指令。

例如，在佩戴动作为佩戴的情况下，控制器3控制扬声器1开启。在佩戴动作为取下的情况下，控制器3控制扬声器1关闭。

图4是本发明实施例的耳机的控制方法中步骤S100的流程示意图。如图4所示，所述步骤S100还包括如下的步骤S110以及步骤S120：

步骤S110、检测麦克风的输出电压的变化方向。

在静置状态下，扬声器1为关闭状态。此时，麦克风2的振膜21静止，其与极板22之间的距离为固定不变的初始距离d₀，因此输出电压为恒定的初始电压U₀。在扬声器1为开启状态或麦克风接收到外部声音，此时，麦克风2的振膜21发生振动，其与极板22之间的距离d发生改变，输出电压U发生变化。也即是说，初始电压U₀与输出电压U之间具有一定差值，以之为电压变化量ΔU，ΔU＝U-U₀，其正负即为输出电压U的变化方向。

步骤S120、检测麦克风的输出电压的变化幅度。

电压变化量ΔU的大小，也即电压变化量ΔU的绝对值|ΔU|的值，则为输出电压U的变化幅度。

其中，步骤S110以及步骤S120不具有顺序，两者可以同时发生也可以先后发生。

图5是本发明实施例的耳机的控制方法中步骤S200至S400的流程示意图。如图5所示，所述步骤S200还包括如下的步骤S210以及步骤S220，其中，两者不具有顺序，可以同时发生也可以先后发生。

步骤S210、根据输出电压的变化方向确定振膜的振动方向。

在电压变化量ΔU为负时，输出电压U小于初始电压U₀，输出电压U的变化方向为负。而在电压变化量ΔU为正时，输出电压U大于初始电压U₀，输出电压U的变化方向为正。

所述步骤S210还包括如下的步骤S211以及步骤S212：

步骤S211、响应于变化方向为负，将振动方向确定为向内振动。

当控制器3检测到输出电压U的变化方向为负时，此时，振膜21与极板22之间的距离d小于初始距离d₀，因此判断振膜21为向内振动。

步骤S212、响应于变化方向为正，将振动方向确定为向外振动。

当控制器3检测到输出电压U的变化方向为正时，此时，振膜21与极板22之间的距离d大于初始距离d₀，因此判断振膜21为向外振动。

步骤S220、根据输出电压的变化幅度判断耳机的环境气压变化状态。

在电压变化量ΔU的大小，也即电压变化量ΔU的绝对值|ΔU|大于等于预设的阈值T时，输出电压U的变化幅度达到阈值T。在|ΔU|小于预设的阈值T时，输出电压U的变化幅度未达到阈值T。

所述步骤S220还包括如下的步骤S221：

步骤S221、响应于变化幅度到达阈值，将环境气压变化状态确定为具有变化。

当控制器3检测到输出电压U的变化幅度到达阈值T时，此时，振膜21具有大幅振动，因此判断环境气压变化状态为具有变化。

进一步地，所述步骤S300还包括如下的步骤S310以及步骤S320：

步骤S310、确定佩戴动作为佩戴。

当振膜21向内振动且环境气压变化状态具有变化时，控制器3确定所述佩戴动作为佩戴。

步骤S320、确定佩戴动作为取下。

当振膜21向外振动且环境气压变化状态具有变化时，控制器3确定所述佩戴动作为取下。

进一步地，所述步骤S400还包括如下的步骤S410以及步骤S420：

步骤S410、执行第一控制指令以使扬声器开始运作。

当佩戴动作为佩戴时，控制器3控制开启扬声器1，使扬声器开始运作。

步骤S420、执行第二控制指令以使扬声器停止运作。

当佩戴动作为取下时，控制器3控制关闭扬声器1，使扬声器停止运作。

本发明实施例的耳机的控制方法以及耳机，所述耳机包括扬声器、麦克风以及控制器，麦克风包括振膜以及极板，振膜在扬声器开启时受声音驱动振动，控制器被配置为检测麦克风的输出电压，根据输出电压确定振膜的振动方向以及耳机的环境气压变化状态，并根据振动方向以及环境气压变化状态确定耳机的佩戴动作，从而根据佩戴动作执行不同的控制指令。由此，本发明实施例的技术方案通过检测麦克风的输出电压即可判断耳机的佩戴动作，从而利用简单的结构实现耳机的自动控制，节约成本、实用性强。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耳机的控制方法，所述耳机包括麦克风与扬声器，其特征在于，包括：

检测所述麦克风的输出电压；

根据所述输出电压确定所述麦克风的振膜的振动方向以及所述耳机的环境气压变化状态；

根据所述振动方向以及所述环境气压变化状态确定所述耳机的佩戴动作；

根据所述佩戴动作执行第一控制指令或第二控制指令。

2.根据权利要求1所述的耳机的控制方法，其特征在于，所述检测麦克风的输出电压包括：

检测所述麦克风的输出电压的变化方向；

检测所述麦克风的输出电压的变化幅度。

3.根据权利要求2所述的耳机的控制方法，其特征在于，所述根据所述输出电压确定所述麦克风的振膜的振动方向以及所述耳机的环境气压变化状态包括：

根据所述输出电压的所述变化方向确定所述振膜的所述振动方向；

根据所述输出电压的所述变化幅度判断所述耳机的所述环境气压变化状态。

4.根据权利要求3所述的耳机的控制方法，其特征在于，所述根据所述输出电压的所述变化方向确定所述振膜的所述振动方向包括：

响应于所述变化方向为负，将所述振动方向确定为向内振动；

响应于所述变化方向为正，将所述振动方向确定为向外振动。

5.根据权利要求4所述的耳机的控制方法，其特征在于，所述根据所述输出电压的所述变化幅度判断所述耳机的所述环境气压变化状态包括：

响应于所述变化幅度到达阈值，将所述环境气压变化状态确定为具有变化。

6.根据权利要求5所述的耳机的控制方法，其特征在于，所述根据所述振动方向以及所述环境气压变化状态确定所述耳机的佩戴动作包括：

响应于所述振膜向内振动且所述环境气压变化状态具有变化，确定所述佩戴动作为佩戴；

响应于所述振膜向外振动且所述环境气压变化状态具有变化，确定所述佩戴动作为取下。

7.根据权利要求6所述的耳机的控制方法，其特征在于，所述根据所述佩戴动作执行第一控制指令或第二控制指令包括：

响应于所述佩戴动作为佩戴，执行所述第一控制指令以使所述扬声器开始运作；

响应于所述佩戴动作为取下，执行所述第二控制指令以使所述扬声器停止运作。

8.一种耳机，其特征在于，包括：

扬声器；

麦克风，包括振膜以及极板，所述振膜与所述极板间隔设置，所述振膜与所述极板之间具有一定的电势差，所述振膜受声音驱动振动；以及

控制器，被配置为根据所述麦克风的输出电压判断所述耳机的佩戴动作，并根据所述佩戴动作执行第一控制指令或第二控制指令。

9.根据权利要求8所述的耳机，其特征在于，所述耳机还包括：

壳体；

所述麦克风设置于所述壳体内部的前侧以在佩戴时伸入耳孔，所述扬声器以及所述控制器设置于所述壳体内部，所述扬声器与所述麦克风相邻。

10.根据权利要求8所述的耳机，其特征在于，在所述输出电压的变化方向为负的情况下，所述振膜向内振动，在所述输出电压的变化方向为正的情况下，所述振膜向外振动；

在所述输出电压的变化幅度到达阈值时，所述耳机的环境气压具有变化；

其中，所述控制器被配置为：

在所述振膜向内振动且所述环境气压具有变化的情况下，判断所述佩戴动作为佩戴；

在所述振膜向外振动且所述环境气压具有变化的情况下，判断所述佩戴动作为取下；

在所述佩戴动作为佩戴的情况下，执行所述第一控制指令以控制所述扬声器开始运作；

在所述佩戴动作为取下的情况下，执行所述第二控制指令以控制所述扬声器停止运作。

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