CN114040286A - 一种真无线耳机及真无线耳机系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种真无线耳机及真无线耳机系统，耳机包括：压力传感器、电容传感器和处理模块；压力传感器和电容传感器分别与处理模块连接；压力传感器，用于在受到压力时获得一个与压力相关的第一信号，并将第一信号发送至处理模块；电容传感器，用于在受到触摸时获得一个与触摸相关的第二信号，并将第二信号发送至处理模块；处理模块，用于根据第一信号和第二信号识别耳机当前受到的按捏操作，并根据识别到的按捏操作的连续次数，获取并执行与按捏操作的连续次数对应的耳机操作指令。相较于现有技术，本申请的真无线耳机利用电容传感器和压力传感器组合实现了精准的按捏操作识别，提升了用户体验。

Description

一种真无线耳机及真无线耳机系统
技术领域
本申请涉及真无线耳机技术领域，具体涉及一种真无线耳机及真无线耳机系统。
背景技术
真无线耳机相较于传统耳机而言，消除了耳机线，具有体积小方便收纳使用的特点。真无线耳机相对于有线耳机的便捷性，广受商务人士喜爱，已逐渐成为消费主流趋势。为了方便充电，真无线耳机通常配备有充电盒。充电盒中包含有电池、处理器和用于放置耳机的收纳槽，当处理器检测到耳机入盒后，通过电池给耳机充电。
随着真无线耳机技术的发展，目前真无线耳机层出不穷，形状各异，功能丰富。一般真无线耳机上都集成有各种传感器，比如电容传感器，压力传感器，加速度传感器等。
目前真无线耳机的交互方式主要有以下三种：敲击、触控、按压。其中敲击主要靠耳机中集成的重力传感器实现。用户敲击时，通过重力传感器检测敲击的加速度实现交互控制；触控则是利用触控传感器感应人的触摸动作实现交互控制；按压通过按压传感器感应微小压力实现交互控制。
发明内容
本申请的目的是提供一种真无线耳机及真无线耳机系统，以利用电容传感器和压力传感器组合实现精准的按捏力度控制，提升用户体验。
本申请第一方面提供一种真无线耳机，包括：
压力传感器、电容传感器和处理模块；所述压力传感器和所述电容传感器分别与所述处理模块连接；
所述压力传感器，用于在受到压力时获得一个与压力相关的第一信号，并将所述第一信号发送至所述处理模块；
所述电容传感器，用于在受到触摸时获得一个与触摸相关的第二信号，并将所述第二信号发送至所述处理模块；
所述处理模块，用于根据所述第一信号和所述第二信号识别耳机当前受到的按捏操作，并根据识别到的所述按捏操作的连续次数，获取并执行与所述按捏操作的连续次数对应的耳机操作指令。
可选的，所述处理模块包括：第一放大器、第一模数转换单元、第一比较器、第二放大器、第二模数转换单元、第二比较器、寄存器和上位机；
所述压力传感器依次经过第一放大器、第一模数转换单元连接至第一比较器的第一输入端；
所述电容传感器依次经过第二放大器、第二模数转换单元连接至第二比较器的第一输入端；
所述第一比较器的第二输入端、所述第二比较器的第二输入端分别连接至寄存器；
所述第一比较器的输出端、所述第二比较器的输出端分别通过通信接口连接至上位机。
可选的，所述压力传感器和所述电容传感器集成于柔性电路板上，通过连接器与所述处理模块连接。
可选的，所述真无线耳机还包括：
红外传感器，用于检测耳机的佩戴状态，所述红外传感器通过通信接口连接至上位机，以在佩戴状态下，所述处理模块接受所述压力传感器和所述电容传感器的触发信号。
可选的，所述真无线耳机还包括：通信模块、音频处理模块和供电模块；
所述通信模块、所述音频处理模块和所述供电模块分别与所述处理模块连接，所述通信模块和所述音频处理模块连接。
可选的，所述压力传感器和所述电容传感器设置于耳机柄的同一侧面。
可选的，所述压力传感器和所述电容传感器分别设置于耳机柄的相对侧面。
本申请第二方面提供一种真无线耳机系统，包括：包括真无线耳机充电盒和第一方面中所述的真无线耳机。
本申请提供的真无线耳机，包括：压力传感器、电容传感器和处理模块；所述压力传感器和所述电容传感器分别与所述处理模块连接；所述压力传感器，用于在受到压力时获得一个与压力相关的第一信号，并将所述第一信号发送至所述处理模块；所述电容传感器，用于在受到触摸时获得一个与触摸相关的第二信号，并将所述第二信号发送至所述处理模块；所述处理模块，用于根据所述第一信号和所述第二信号识别耳机当前受到的按捏操作，并根据识别到的所述按捏操作的连续次数，获取并执行与所述按捏操作的连续次数对应的耳机操作指令。相较于现有技术，本申请的真无线耳机利用电容传感器和压力传感器组合实现了精准的按捏操作识别，提升了用户体验。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了本申请的一些实施方式所提供的一种真无线耳机的示意图；
图2示出了压力传感器对微小压力的感应曲线；
图3示出了本申请中真无线耳机的电路示意图；
图4示出了本申请提供的一种具体的真无线耳机的示意图；
图5示出了本申请提供的一种压力传感器和电容传感器的安装示意图；
附图标记说明：
10真无线耳机；100压力传感器；200电容传感器；300处理模块；400红外传感器；101左耳机压力传感器；102左耳机电容传感器；103左耳机红外传感器；201右耳机压力传感器；202右耳机电容传感器；203右耳机红外传感器。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。
请参考图1，其示出了本申请的一些实施方式所提供的一种真无线耳机的示意图，如图1所示，该真无线耳机10，包括：压力传感器100、电容传感器200和处理模块300。压力传感器100和电容传感器200分别与处理模块300连接。具体的，压力传感器100和电容传感器200可以集成于柔性电路板(FPC)上，通过连接器与处理模块300连接。
具体的，本实施例中，压力传感器100，用于在受到压力时获得一个与压力相关的第一信号，并将第一信号发送至处理模块300；具体的，该第一信号表示压力传感器受到压力的大小，该压力的大小表示耳机受到按捏力度的大小。
电容传感器200，用于在受到触摸时获得一个与触摸相关的第二信号，并将第二信号发送至处理模块300；具体的，该第二信号为电容传感器受到触摸时触发产生的信号，当耳机受到例如手指触摸时会产生该信号。
处理模块300，用于根据第一信号和第二信号识别耳机当前受到的按捏操作，并根据识别到的所述按捏操作的连续次数，获取并执行与所述按捏操作的连续次数对应的耳机操作指令。
本申请中，当耳机被有效按捏时，会同时产生上述第一信号和第二信号，也就是处理模块300会同时收到表示按捏力度大小的第一信号以及与表示有效触摸的第二信号，进而可以根据第一信号和第二信号来判断耳机受到何种类型的按捏操作，例如可以设置一阈值，将按捏力度小于该阈值定义为轻捏，大于该阈值定义为重捏。
进一步的，本申请中还根据同一类型的按捏操作的连续次数来定义用户对耳机的操作指令。例如，轻捏1次表示暂停播放，轻捏连续3次表示播放下一首，重捏连续3次表示打开透传功能。
本实施例中，利用电容传感器和压力传感器同时对用户对耳机的按捏操作进行检测，通过两种传感器组合，针对用户对耳机的按捏操作进行有效的识别，从而实现用户通过按捏操作对耳机的交互控制。
根据本申请的一些实施方式中，如图1所示，真无线耳机10还包括：
红外传感器400，红外传感器400与处理模块300连接。红外传感器400用于检测耳机的佩戴状态，当耳机处于佩戴状态下，压力传感器100和电容传感器200处于可触发状态，可以检测用户的按捏操作；当耳机未处于佩戴状态，压力传感器100和电容传感器200不可触发，不可以检测用户的按捏操作。
根据本申请的一些实施方式中，如图1所示，所述真无线耳机10还包括：
通信模块、音频处理模块和供电模块；
所述通信模块、所述音频处理模块和所述供电模块分别与所述处理模块通过I2C总线连接，所述通信模块和所述音频处理模块通过I2S总线连接。
所述音频处理模块用于处理麦克风和喇叭相关的音频，采用相关方法即可，本申请对此不再赘述。
所述通信模块可以为蓝牙模块，本申请不做限定。
实际应用中，本申请涉及的重点器件主要是压力传感器和电容传感器的组合。压力传感器和电容传感器集成于FPC板上，然后通过连接器与处理模块(例如微处理器MCU)相连，传感器采集到的信号发送到MCU中，MCU中集成ADC，可以把采集的模拟信号转换为数字信号，通过预设程序判定用户的按捏操作，从而实现耳机对用户操作的识别。
图2示出了压力传感器对微小压力的感应曲线，在一定压力范围内，通过压力传感器以及MCU预设压力转换程序可以很好的识别用户的按捏力度。但是不同用户所施加的压力不同，比如男性普遍施加的压力比女性要大，如果用户所施加的压力基准相同，则传感器可以通过识别不同的压力对用户的操作意图进行识别，但是现实中确是不同人在操作时会对压力的施加大小感觉存在主观区别。为了解决这个问题，本申请利用电容传感器对用户的触控动作进行协同处理，从而实现针对不同压力操作的识别。
具体的，图3示出了本申请中耳机的电路示意图，如图3所示，所述处理模块300包括：第一放大器、第一模数转换单元(ADC)、第一比较器、第二放大器、第二模数转换单元(ADC)、第二比较器、寄存器和上位机；
所述压力传感器依次经过第一放大器、第一模数转换单元连接至第一比较器的第一输入端；
所述电容传感器依次经过第二放大器、第二模数转换单元连接至第二比较器的第一输入端；
所述第一比较器的第二输入端、所述第二比较器的第二输入端分别连接至寄存器；
所述第一比较器的输出端、所述第二比较器的输出端分别通过通信接口连接至上位机。
具体的，所述红外传感器400通过通信接口连接至上位机。
如图3所示，当耳机上有微压力产生时，压力传感器受到挤压会产生一个微小的电压变化，这种微小的电压变化经过放大后通过ADC进行模拟数字信号转换，第一信号转换为数字信号后与寄存器中的预设值进行比较，如果数值大于预设值，则认为是一次有效的按压，如果小于预设值，则自动忽略。有效按压会产生一个信号，通过通信接口通知上位机执行相应的操作。
电容传感器通过感受电容的变化实现触控感应，当电容传感器的电容发生变化时，检测电路中就会有微小电流产生，微小电流通过后端的放大器放大后通过ADC进行模拟数字信号转换，第二信号转换为数字信号后与寄存器中的预设值进行比较，如果数值大于预设值，则认为是一次有效的触控。
本实施例中利用电容传感器和压力传感器同时进行检测，通过两种传感器组合，针对轻捏和重捏进行有效的识别，从而实现轻捏与重捏的交互控制。
通过压力传感器和电容传感器对用户的按捏动作进行组合识别可以实现对不同压力操作的识别。通过预设程序与用户的操作可以实现轻捏一次、轻捏两次、轻捏三次、重捏一次、重捏两次、重捏三次、长按操作，丰富了用户对于耳机的操作，解决了单纯通过触控操作容易产生误触，以及单纯通过按捏动作识别单一等问题，提高了用户对耳机的交互体验。下表1为本申请提供的一种耳机交互控制逻辑。
为避免用户在使用过程中产生误触发动作，本申请利用红外传感器进行佩戴检测，只有在佩戴状态下压力传感器和电容传感器才能产生触发。
表1：交互控制逻辑
Figure BDA0003326503030000071
本实施例提供的真无线耳机，包括：压力传感器、电容传感器和处理模块；所述压力传感器和所述电容传感器分别与所述处理模块连接；所述压力传感器，用于在受到压力时获得一个与压力相关的第一信号，并将所述第一信号发送至所述处理模块；所述电容传感器，用于在受到触摸时获得一个与触摸相关的第二信号，并将所述第二信号发送至所述处理模块；所述处理模块，用于根据所述第一信号和所述第二信号识别耳机当前受到的按捏操作，并根据识别到的所述按捏操作的连续次数，获取并执行与所述按捏操作的连续次数对应的耳机操作指令。相较于现有技术，本申请的真无线耳机利用电容传感器和压力传感器组合实现精准的按捏力度控制，提升了用户体验。
本申请还提供了一种真无线耳机系统，包括：包括真无线耳机充电盒和上述实施例中所述的真无线耳机10。
实际应用中，真无线耳机是成对出现的，分别为左耳机和右耳机，耳机包括耳机头和耳机柄。
图4所示为本申请提供的一种具体的真无线耳机的示意图，如图4所示，左耳机和右耳机上分别集成压力传感器和电容传感器。其中101为左耳机压力传感器，102为左耳机电容传感器，103为左耳机红外传感器；201为右耳机压力传感器，202为右耳机电容传感器，203为右耳机红外传感器。
根据本申请的一些实施方式中，压力传感器和电容传感器可以设置于耳机柄的同一侧面，如图4中所示的左耳机压力传感器101和左耳机电容传感器102。
根据本申请的一些实施方式中，压力传感器和电容传感器可以分别设置于耳机柄的相对侧面，如图5中所示的压力传感器100和电容传感器200，压力传感器100位于耳机柄的第一侧，电容传感器200位于第二侧，第一侧与第二侧为相对侧或相邻侧。
实际应用中，压力传感器和电容传感器分别通过FPC装配到耳机柄的内壳上，为了避免耳机在佩戴时贴脸误触，集成有电容传感器的FPC和集成有压力传感器的FPC分别装配到耳机柄的左侧和右侧，左侧和右侧是相对贴脸侧定义的。
本申请中所涉及的压力传感器和电容传感器分布于耳柄的相对侧或相邻侧，根据用户需求，也可以将压力传感器和触控传感器设计到耳柄的同一侧，本申请对此不做限定。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (8)

1.一种真无线耳机，其特征在于，包括：压力传感器、电容传感器和处理模块；所述压力传感器和所述电容传感器分别与所述处理模块连接；
所述压力传感器，用于在受到压力时获得一个与压力相关的第一信号，并将所述第一信号发送至所述处理模块；
所述电容传感器，用于在受到触摸时获得一个与触摸相关的第二信号，并将所述第二信号发送至所述处理模块；
所述处理模块，用于根据所述第一信号和所述第二信号识别耳机当前受到的按捏操作，并根据识别到的所述按捏操作的连续次数，获取并执行与所述按捏操作的连续次数对应的耳机操作指令。
2.根据权利要求1所述的真无线耳机，其特征在于，所述处理模块包括：第一放大器、第一模数转换单元、第一比较器、第二放大器、第二模数转换单元、第二比较器、寄存器和上位机；
所述压力传感器依次经过第一放大器、第一模数转换单元连接至第一比较器的第一输入端；
所述电容传感器依次经过第二放大器、第二模数转换单元连接至第二比较器的第一输入端；
所述第一比较器的第二输入端、所述第二比较器的第二输入端分别连接至寄存器；
所述第一比较器的输出端、所述第二比较器的输出端分别通过通信接口连接至上位机。
3.根据权利要求2所述的真无线耳机，其特征在于，所述压力传感器和所述电容传感器集成于柔性电路板上，通过连接器与所述处理模块连接。
4.根据权利要求2所述的真无线耳机，其特征在于，所述真无线耳机还包括：
红外传感器，用于检测耳机的佩戴状态，所述红外传感器通过通信接口连接至上位机，以在佩戴状态下，所述处理模块接受所述压力传感器和所述电容传感器的触发信号。
5.根据权利要求1所述的真无线耳机，其特征在于，所述真无线耳机还包括：通信模块、音频处理模块和供电模块；
所述通信模块、所述音频处理模块和所述供电模块分别与所述处理模块连接，所述通信模块和所述音频处理模块连接。
6.根据权利要求1所述的真无线耳机，其特征在于，所述压力传感器和所述电容传感器设置于耳机柄的同一侧面。
7.根据权利要求1所述的真无线耳机，其特征在于，所述压力传感器和所述电容传感器分别设置于耳机柄的相对侧面。
8.一种真无线耳机系统，其特征在于，包括真无线耳机充电盒和权利要求1-7中任一项所述的真无线耳机。
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