CN117014751A - 一种可穿戴设备 - Google Patents

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CN117014751A
CN117014751A CN202210467298.1A CN202210467298A CN117014751A CN 117014751 A CN117014751 A CN 117014751A CN 202210467298 A CN202210467298 A CN 202210467298A CN 117014751 A CN117014751 A CN 117014751A
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朱光远
张磊
齐心
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Shenzhen Voxtech Co Ltd
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Shenzhen Voxtech Co Ltd
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/10—Earpieces; Attachments therefor ; Earphones; Monophonic headphones
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Abstract

本说明书实施例提供一种可穿戴设备，其包括固定结构，被配置将可穿戴设备固定在用户头部；压电元件，压电元件与固定结构连接，压电元件被配置为随着固定结构的形变而产生电压；以及处理器，被配置为接收电压，并响应于电压未在预设电压范围内，输出控制信号以产生作用于压电元件的驱动电压，以调整所述固定结构的形状。本说明书实施例提供的可穿戴设备中，压电元件可以随固定结构的形变而产生电压，处理器通过该电压控制压电元件发生形变，以调整固定结构的形状，从而实现固定结构与用户身体之间的夹紧力的调整，以提高用户佩戴可穿戴设备时的体验感。

Description

一种可穿戴设备
技术领域
本申请涉及可穿戴设备技术领域，特别涉及一种可穿戴设备。
背景技术
可穿戴设备已经广泛应用于人们的日常生活中，例如，耳机(头戴式耳机、后挂式耳机)、眼镜、VR(虚拟现实)头戴设备等。以后挂式耳机为例，后挂式耳机通过后挂结构环绕在用户头部后侧，以将声学单元贴靠在用户耳朵附近(例如，耳廓周侧)，后挂结构为具有弹性的元件，当用户佩戴后挂式耳机时，后挂结构待佩戴者的头戴夹紧力取决于用户的头围，夹紧力过大时会导致夹头，过小时会导致耳机固定不牢靠，影响用户佩戴的体验感。
基于上述问题，本说明书实施例提供一种可自动调节夹紧力的可穿戴设备。
发明内容
本说明书实施例之一提供一种可穿戴设备，包括：固定结构，被配置将所述可穿戴设备固定在用户头部；压电元件，所述压电元件与所述固定结构连接，所述压电元件被配置为随着所述固定结构的形变而产生电压；以及处理器，被配置为接收所述电压，并响应于所述电压未在预设电压范围内，输出控制信号以产生作用于所述压电元件的驱动电压，以调整所述固定结构的形状。
本说明书实施例中提供的可穿戴设备的有益效果至少在于：本说明书实施例提供的可穿戴设备中，压电元件可以随固定结构的形变而产生电压，处理器通过该电压控制压电元件发生形变，以调整固定结构的形状，从而实现固定结构与用户身体之间的夹紧力的调整，以提高用户佩戴可穿戴设备时的体验感。
附图说明
本申请将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：
图1是根据本说明书一些实施例所示的示例性声学输出装置的框图；
图2是根据本说明书一些实施例所示的示例性声学输出装置的结构示意图；
图3是根据本说明书一些实施例所示的输出组件的频响曲线图；
图4是根据本说明书一些实施例所示的声学输出装置的局部结构示意图；
图5是根据本说明书一些实施例所示的声学输出装置的局部结构在耳挂连接输出组件的第一连接面上的投影图；
图6是根据本说明书一些实施例所示的不同第一角度参数下的输出组件频响曲线图；
图7A是根据本说明书一些实施例所示的耳挂连接第一压电元件的第二连接面的示意图；
图7B是根据本说明书一些实施例所示的声学输出装置的局部结构在耳挂连接第一压电元件的第二连接面上的投影图；
图8是根据本说明书一些实施例所示的不同第二角度参数下的输出组件频响曲线图；
图9是根据本说明书一些实施例所示的示例性可穿戴设备的框图；
图10是根据本说明书一些实施例所示的单个压电元件控制固定结构形变的流程图；
图11根据本说明书一些实施例所示的多个压电元件控制固定结构形变的流程图；
图12是根据本说明书一些实施例所示的压电元件在不同位置下输出的电压曲线图；
图13是根据本说明书一些实施例所示的压电元件在不同位置下调整的夹紧力曲线图；
图14是根据本说明书一些实施例所示压电元件输出的电压曲线图；
图15是根据本说明书一些实施例所示的压电元件调整的夹紧力曲线图；
图16是根据本说明书一些实施例所示的后挂式耳机的结构示意图；
图17是根据本说明书一些实施例所示的头戴式耳机的结构示意图；
图18是根据本说明书一些实施例所示的眼镜的结构示意图；
图19是根据本说明书一些实施例所示的示例性虚拟现实设备/现实增强设备的结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
应当理解，本文使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。
如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。
本说明书实施例描述了一种可穿戴设备。在一些实施例中，可穿戴设备可以包括固定结构，固定结构可以被配置为固定在用户身体上。在一些实施例中，可穿戴设备可以包括压电元件，压电元件可以与固定结构连接，当用户通过固定结构佩戴可穿戴设备时，压电元件随固定结构的形变而产生电压。可穿戴设备的处理器可以接收压电元件的电压，并响应于电压未在预设电压范围内，输出控制信号作用于压电元件，并产生作用于压电元件的驱动电压，以调整固定结构的形状，从而实现固定结构与用户身体之间的夹紧力的调整。本说明书实施例提供的可穿戴设备可以通过处理器控制压电元件，从而实现固定结构与用户身体之间的夹紧力的调整，以提高用户佩戴可穿戴设备时的体验感。在一些实施例中，可穿戴设备可以被实施为扬声器、助听器、眼镜、虚拟现实设备、现实增强设备、智能手表等中的至少一种。
图1是根据本说明书一些实施例所示的示例性声学输出装置的框图。如图1所示，声学输出装置100可以包括固定结构110、第一压电元件120和传振件130，其中，固定结构110的端部与第一压电元件120的一端连接，第一压电元件120远离固定结构110的一端与传振件130连接。当用户佩戴声学输出装置时，固定结构110可以将传振件130固定在用户耳朵附近且不堵塞用户耳道的位置。
固定结构110可以是用于固定在用户头部的结构。在一些实施例中，固定结构110可以环绕用户的头部实现固定。例如，固定结构110可以为环绕用户头部后侧、前额或头顶等头部区域的带状、长条状结构等或其任意组合。在一些实施例中，固定结构110可以具有与人体头部区域相适配的弯曲结构，以便于其与用户的头部后侧、前额或头顶等头部区域适配。在一些实施例中，固定结构110可以为具有弹性的结构，固定结构110的材质可以包括但不限于聚碳酸酯、聚酰胺、硅胶、橡胶等。在一些实施例中，固定结构110可以为后挂结构(可以参见图2所示的固定结构210)，后挂结构为用户的头部后侧轮廓相适配的弯曲结构。在一些实施例中，固定结构110可以为与用户耳廓相适配的结构，固定结构110可以悬挂或夹持在用户耳廓处。例如，固定结构110可以夹持于用户耳廓实现固定。具体地，固定结构110可以具有夹持件，所述夹持件可以夹持于用户耳廓处。又例如，固定结构110可以悬挂于用户耳廓实现固定。具体地，固定结构110可以具有与耳廓相适配的弯曲结构，以使其可以悬挂于用户的耳廓处。关于固定结构的更多说明可以参见本说明书的其它部分，例如图2及其相关描述。
第一压电元件120可以为将音频信号转换为机械振动的器件。由于第一压电元件120的逆压电效应，当电信号作用于第一压电元件120时，第一压电元件120会产生机械振动。在一些实施例中，第一压电元件120可以由压电材料制成，示例性的压电材料可以包括压电陶瓷、压电晶体(例如，钛酸钡、锆钛酸铅等)、压电聚合物(例如，偏聚氟乙烯)等或其任意组合。在一些实施例中，第一压电元件120可以为任意形状，例如片状、块状、柱状、环状结构等或其任意组合。关于第一压电元件的更多说明可以参见本说明书的其它部分，例如图2及其相关描述。
传振件130可以为将来自第一压电元件120的机械振动转换为声音信号的部件。在一些实施例中，传振件130可以响应于第一压电元件120的振动而产生振动，从而产生声音。在一些实施例中，传振件130可以包括耳挂131和输出组件132，其中，耳挂131的一端与第一压电元件120远离固定结构110的一端连接，耳挂131的另一端与输出组件132连接。输出组件132通过耳挂131接收第一压电元件120的振动，当用户佩戴声学输出装置100时，输出组件132的至少部分与用户面部区域贴合，输出组件132可以将其接收到的振动直接通过用户的肌肉、骨骼、血液等传递至用户的听觉神经，从而听到声音信号对应的声音信息。在一些实施例中，输出组件132的至少部分可以为输出组件132的一个侧面。在一些实施例中，输出组件132的至少部分可以为输出组件132的一个侧面上设置的凸起结构。在一些实施例中，输出组件132通过耳挂131接收第一压电元件120的振动并输出声音，该声音的频率响应曲线包括至少两个谐振峰。耳挂131和输出组件132形成的传振件130可以视为一个谐振系统，其中耳挂131为谐振系统提供弹性，输出组件132为谐振系统提供重量，耳挂131和输出组件132可以在较低频段为声学输出装置100提供第一谐振峰，使得声学输出装置100在较低频具有较好的频率响应。例如，在一些实施例中，第一谐振峰对应的谐振频率范围为5Hz-30Hz。在一些实施例中，可以通过调整耳挂131的弹性系数或输出组件132的质量，以调节声学输出装置100在较低频段的谐振频率。第一谐振峰对应的谐振频率足够低，使得第一谐振峰之后的频段的频率响应也提高，使得声学输出装置100在较低频段(例如，20Hz-1000 Hz)也具有较好的频率响应。
耳挂131可以是指与用户耳朵相适配的结构。例如，耳挂可以为悬挂于耳廓上方的弯曲结构。在一些实施例中，耳挂131可以具有弯曲部(可以参见图2所示的耳挂231)，适配人耳的弯曲部可以用于悬挂在用户的耳廓上方。在一些实施例中，耳挂131可以由弹性材料制成，示例性的弹性材料可以包括塑料、泡棉、橡胶、乳胶、硅胶、海绵、金属、合金材料等或其任意组合。关于耳挂的更多说明可以参见本说明书的其它部分，例如图2及其相关描述。
输出组件132可以为具有质量的部件。在一些实施例中，输出组件132可以与用户面部区域接触。在一些实施例中，输出组件132可以包括与用户面部区域相接触的接触面。在一些实施例中，输出组件132可以为任意形状，例如圆柱体、长方体、圆锥、圆台、球体等规则结构或不规则结构体。在一些实施例中，输出组件132的材质可以包括但不限于塑胶、木质、金属等任意具有一定刚性的材质。在一些实施例中，质量元件120的材质还可以包括有利于拓展声学输出装置100的音频频宽的负刚度材料、立方刚度材料等各种超材料。由耳挂131和输出组件132组成的传振件130，可以使得声学输出装置100在较低频范围内具有谐振峰，提高声学输出装置100的低频响应。在一些实施例中，输出组件还可以包括声学单元，输出组件内部具有腔体，声学单元位于该腔体中，声学单元可以基于音频信号输出声音，以对输出组件自身振动产生的声音进行补充。关于输出组件的更多说明可以参见本说明书的其它部分，例如图2及其相关描述。
图2是根据本说明书一些实施例所示的示例性声学输出装置的结构示意图。如图2所示，声学输出装置可以包括输出组件232、耳挂231、第一压电元件220及固定结构210，其中，固定结构210的端部通过第一压电元件220与耳挂231连接，耳挂231远离第一压电元件220的一端与输出组件232连接。当用户佩戴声学输出装置时，固定结构210将输出组件232固定在用户耳朵附近且不堵塞用户耳道的位置。
在一些实施例中，当用户佩戴声学输出装置时，固定结构210悬挂设置于用户头部后侧。在一些实施例中，固定结构210可以为后挂结构，后挂结构形成为弯曲形状，以便于其与用户的头部后侧适配。在一些实施例中，为适应于不同用户的头部形状，固定结构210可以为弹性或其长度、形状可调的结构，例如，固定结构可以通过卡扣调整其长度。在一些实施例中，固定结构210可以包括弹性金属丝和包覆弹性金属丝的弹性包覆体。进一步地，弹性金属丝的材质可以是但不限于弹簧钢、钛合金、钛镍合金、铬钼钢等，弹性包覆体的材质可以是但不限于聚碳酸酯、聚酰胺、硅胶、橡胶等，以便于固定结构210兼顾佩戴的舒适性及结构的刚度。
在一些实施例中，固定结构210的两端分别依次衔接第一压电元件220、耳挂231及输出组件232，固定结构210环绕用户的头部后侧，固定结构210两端的耳挂231悬挂于用户的耳廓，输出组件232可以分布于用户耳朵附近(例如，耳廓前侧、后侧、上侧或下侧的头部区域)。在一些实施例中，第一压电元件220可以包括固定端和自由端。固定端是第一压电元件220上为其它部分提供固定或支撑作用的端部。例如，在振动过程中，固定端的振动强度相对于第一压电元件220的其它部分(例如，自由端)要更小。仅作为示例，固定端可以是第一压电元件220上振动加速度或加速度级小于振动加速度阈值或加速度级阈值的位置。在一些实施例中，固定端可以与固定结构210的端部连接，固定结构210的端部可以认为是固定结构210端面和/或是靠近固定结构210端面的固定结构210的任意部位。本说明书中所述连接可以包括螺栓连接、铆接、过盈配合、卡扣、粘接、注塑、焊接、磁吸等或其任意组合的连接方式。这里的自由端是第一压电元件220上连接并驱动输出组件232振动以产生声音的一端，其相对于固定端可以更加自由地振动。在一些实施例中，第一压电元件220的自由端与耳挂231连接。
在一些实施例中，耳挂231可以具有弯曲部，适配人耳的弯曲部可以用于悬挂在用户的耳廓上方。为了保证耳挂231可以较好地接收并传递第一压电元件220产生的振动，在一些实施例中，耳挂231可以包括弹性金属丝和包覆弹性金属丝的弹性包覆体。进一步地，弹性金属丝的材质可以是但不限于弹簧钢、钛合金、钛镍合金、铬钼钢等，弹性包覆体的材质可以是但不限于聚碳酸酯、聚酰胺、硅胶、橡胶等。
在一些实施例中，输出组件232可以为长方体、圆柱体、圆台状、椭球状、半球体状、梯台状等规则或不规则的结构体。在一些实施例中，输出组件232可以包括与用户面部区域相接触的接触面，当用户佩戴声学输出装置时，输出组件232的接触面与用户耳朵附近的面部区域相贴合，以使用户可以接收到输出组件232输出的声音信息。在一些实施例中，输出组件232中与用户面部区域相接触的接触面可以是输出组件232的一个侧壁。例如，输出组件232为圆柱体时，接触面为圆柱体的底面。在一些实施例中，输出组件232还可以包括位于其外壁一个或多个凸起结构，此时接触面可以是凸起结构中背离输出组件232的端部。
需要注意的是，第一压电元件220还可以至少部分贴附在固定结构210处。例如，第一压电元件220的部分结构与固定结构210的侧壁相贴合，第一压电元件220的另一部分结构相对于固定结构210的端部突出并与耳挂231的端部或侧壁连接。又例如，第一压电元件220的全部结构可以贴附在固定结构210处，第一压电元件220基于音频信号产生振动，并带动固定结构210发生振动，固定结构210的振动可以被耳挂231传递至输出组件232处。
当用户佩戴声学输出装置时，声学输出装置的输出组件与用户面部贴合，输出组件在振动过程中受到用户皮肤的影响，此时用户的皮肤可以视为阻尼结构，使得声学输出装置在“负载”状态下对应的频响曲线在较低频段与声学输出装置在“空载”状态下的频响曲线有所差异，具体见图3及其相关描述。图3是根据本说明书一些实施例所示的输出组件的频响曲线图。如图3所示，声学输出装置未佩戴在用户头部时对应的输出组件的频响曲线(图3所示的“空载”对应的频响曲线)在较低频段(例如，5Hz-30 Hz)具有第一谐振峰31，如此表明声学输出装置在较低频段具有较高的灵敏度。进一步地，声学输出装置佩戴在用户头部时，声学输出装置的输出组件与用户面部贴合，输出组件在振动过程中受到用户皮肤的影响，用户的皮肤可以视为阻尼结构，由于皮肤的阻尼效果，用户佩戴声学输出装置时输出组件的频响曲线(图3所示的“考虑皮肤负载”对应的频响曲线)在较低频段(例如，5Hz-500 Hz)较为平滑，可见声学输出装置实际使用时在较低频段具有较好的音质。
在一些实施例中，输出组件232通过耳挂231接收第一压电元件220的振动并在5Hz-50000Hz频率范围内具有至少两个谐振峰，其中，至少两个谐振峰包括第一谐振峰31。在一些实施例中，第一谐振峰31对应的谐振频率可以在5Hz-30 Hz的范围内，例如，第一谐振峰31对应的谐振频率可以在7Hz-20 Hz的范围内，又例如，第一谐振峰31对应的谐振频率可以在6Hz-10 Hz的范围内。
在一些实施例中，可以通过调整输出组件232的质量或耳挂231的弹性系数使得声学输出装置的第一谐振峰在特定频段(例如，5Hz-30 Hz)的范围内。在一些实施例中，为控制第一谐振峰对应的谐振频率，输出组件的质量可以设置在目标质量范围内。在一些实施例中，目标质量范围不大于10g。在一些实施例中，目标质量范围可以为0.01g-10g。在一些实施例中，目标质量范围可以为1g-5g。在一些实施例中，为控制第一谐振峰的谐振频率，耳挂的弹性系数可以设置在目标弹性系数范围内。在一些实施例中，目标弹性系数范围可以为9N/m-6×106N/m。在一些实施例中，目标弹性系数范围可以为100N/m-1×106N/m。在一些实施例中，可以通过调整耳挂的弹性系数与输出组件的质量的比值，使声学输出装置在5Hz-30 Hz的频率范围内可以具有第一谐振峰，从而增强声学输出装置的低频响应。在一些实施例中，弹性系数与质量的比值范围可以设置在目标比值范围内。在一些实施例中，目标比值范围可以为4.9×106-3.2×1011。在一些实施例中，目标比值范围可以为4×106-4×1010。在一些实施例中，目标比值范围可以为1×106-1×109。需要注意的是，第一谐振峰也可以不在上述的频率范围(例如，5Hz-30Hz)内，例如，第一谐振峰对应的谐振频率可以为15Hz、20Hz或者更大，第一谐振峰对应的谐振频率可以根据声学输出装置的应用场景而进行调整。
在一些实施例中，输出组件频响曲线的至少两个谐振峰还包括第二谐振峰32，第一谐振峰31对应的谐振频率小于第二谐振峰32对应的谐振频率。第二谐振峰与第一压电元件自身参数信息(例如，压电层的材料、压电层和/或基底层的厚度、长度、宽度等)相关。这里声学输出装置通过利用第一压电元件自身的特性(例如，第一压电元件的固有频率)在较高频(例如，1000Hz-40000Hz)也具有较好的灵敏度。如此，本说明书实施例提供的声学输出装置在较低频段(例如，20Hz-1000Hz)和较高频段(例如，1000Hz-40000Hz)都具有较好灵敏度。
为了使得用户佩戴声学输出装置时，输出组件232可以位于用户耳朵附近，同时保证用户佩戴时的体验感，耳挂231通常为弯曲结构，如此使得输出组件232对应的频响曲线中出现除却第一谐振峰31之外的其他谐振峰，例如，图3中所示“空载”标示的频响曲线中第一谐振峰31与第二谐振峰32之间的谐振峰。除此之外，第一压电元件自身的谐振会导致输出组件232的频响曲线出现谐振峰或谐振谷，谐振谷导致声学输出装置在较高频段的音质受到影响。
为了降低耳挂以及压电元件自身特性造成的频率响应曲线不平坦，例如，出现过多的谐振峰或谐振谷，以提高声学输出装置的音质，在一些实施例中，输出组件232可以包括声学单元(图2中未示出)。例如，输出组件232内部具有腔体，声学单元可以位于输出组件232内部的腔体中。声学单元可以基于声学输出装置的音频信号产生声音，以在特定频段范围，对输出组件自身振动产生的声音进行补充。例如，输出组件232响应第一压电元件220的振动，输出组件232在较低频(例如，20Hz-600 Hz范围内)输出声音，声学单元补充输出较高频(例如，大于600Hz)的声音，以提高声学输出装置在全频段范围内的音质效果。又例如，声学单元也可以补充较低频(例如，20Hz-600 Hz范围内)的声音，以补偿输出组件232在较低频的声学输出效果。在一些实施例中，声学单元可以为气传导扬声器，输出组件232的侧壁上包括出声孔，声学单元发出的声音通过出声孔传递至外界。在一些实施例中，也可以声学单元也可以是骨传导扬声器，骨传导扬声器产生的振动可以通过输出组件232的侧壁向外界传递，骨传导扬声器在低频具有较好的频率响应，可以较好地补偿声学输出装置在较低频的声学输出效果。
在一些实施例中，声学输出装置可以包括分频模块，分频模块可以被配置为将音频信号分解成高频段分量和低频段分量。在一些实施例中，声学输出装置还可以包括高频信号处理模块和低频信号处理模块，高频信号处理模块耦合至分频模块并可以被配置为根据高频段分量生成高频输出信号，低频信号处理模块耦合至分频模块并可以被配置为根据低频分量生成低频输出信号。在一些实施例中，第一压电元件220可以响应于低频信号产生振动，也就是说，输出组件232通过耳挂231接收第一压电元件220的振动而产生振动从而输出低频声音，声学单元可以基于高频输出信号输出高频声音，以保证声学输出装置在全频段具有较好的音质效果。在一些实施例中，第一压电元件220可以响应于高频信号产生振动，也就是说，输出组件232通过耳挂231接收第一压电元件220的振动而产生振动从而输出高频声音，声学单元可以基于低频输出信号输出低频声音，以保证声学输出装置在全频段具有较好的音质效果。在一些实施例中，分频模块分解音频信号的分频点可以在200Hz-600Hz范围内。例如，分频点可以为300Hz，此时小于300Hz的音频信号为低频段分量，大于300Hz的音频信号为高频段分量。在一些实施例中，分频模块分解音频信号的分频点可以在1000Hz-3000 Hz范围内。例如，分频点可以为1000Hz，此时小于1000Hz的音频信号为低频段分量，大于1000Hz的音频信号为高频段分量。需要注意的是，分频点不限于上述的范围，还可以根据应用场景进行适应性调整，例如，分频点的范围可以为100Hz-500Hz、600Hz-1000Hz、3000Hz-5000Hz等。为了使得声学输出装置在较低频段和较高频段均具有较好的声学输出效果，可以根据输出组件232和声学单元的频响曲线对应的谐振峰进行选取，在一些实施例中，输出组件232的频响曲线上最靠近分频点具有两个谐振峰，靠近分频点的两个谐振峰对应的谐振频率分别为f1和f′0，二者可以存在相对关系为：
在一些实施例中，分频点的测试方法可以包括：先通过高频信号作用于第一压电元件220，输出组件232通过耳挂231接收第一压电元件220的振动而产生振动从而输出高频声音，并得到输出组件232自身振动的高频频响曲线。进一步地，通过低频信号作用于输出组件232中的声学单元，得到声学单元对应的低频频响曲线，分频点范围在低频频响曲线明显下降和高频频响曲线明显上升的频段的范围内。在一些实施例中，靠近分频点的两个谐振峰对应的谐振频率f1和f′0分别对应不同的频响曲线。例如，高频频响曲线在谐振频率f′0具有谐振峰，低频频响曲线在在谐振频率f1具有谐振峰。
需要说明的是，图2所示的声学输出装置的结构仅用于示例性描述，并不对其构成限制。在一些实施例中，图2中所示的固定结构210仅一端依次衔接第一压电元件220、耳挂231、输出组件232，固定结构210的另一端可以不设置第一压电元件220、耳挂231、输出组件232，而是直接与用户头部区域(例如头部后侧区域)固定或悬挂在用户的耳廓上。
为了进一步提高声学输出装置的声学输出效果，在一些实施例中，可以调整输出组件、耳挂以及第一压电元件之间的相对位置，其中，输出组件与耳挂之间的相对位置以第一角度参数进行表征，耳挂和第一压电元件之间的相对位置以第二角度参数进行表征。关于第一角度参数和第二角度参数的具体说明可以参照图4-图8及其相关描述。
图4是根据本说明书一些实施例所示的声学输出装置的局部结构示意图。这里将输出组件432为长方体结构作为示例性说明，如图4所示，输出组件432包括与用户面部区域相接触的接触面4321，第一压电元件420与耳挂431的一端连接，耳挂431的另一端的端部与输出组件432的侧面连接并具有第一连接面A，第一连接面A可以视为耳挂431的端部的端面(例如，图4中示出xw和yw坐标轴形成的面)。耳挂431沿a方向(垂直于第一连接面A方向)在第一连接面A上的投影可以如图5所示，图5是根据本说明书一些实施例所示的声学输出装置的局部结构在耳挂连接输出组件的连接面上的投影图。结合图4及图5，耳挂431在第一连接面A上的投影为耳挂投影曲线，过第一连接面A中心点41与耳挂投影曲线相切形成第一直线42，输出组件432上接触面4321与第一直线42的夹角θm可以视为第一角度参数。需要说明的是，第一连接面A中心点41可以是指耳挂431与输出组件432连接的端部的几何中心点。当耳挂431的端部尺寸(例如，长度、宽度或半径)很小时，耳挂431的端部可以近似视为第一连接面A中心点。
图6是根据本说明书一些实施例所示的不同第一角度参数下输出组件对应的频响曲线图。如图6所示，第一角度参数对应的角度θm从-20°增大至20°时，随着角度θm的增大，输出组件对应的频响曲线中第一谐振峰61之后的特定频段(例如，8Hz-40 Hz范围内)的曲线越来越平坦，当θm增大至50°时，输出组件对应的频响曲线中第一谐振峰61之后特定频段的频响曲线具有明显的谐振谷，但是相较于角度θm为-20°时的频率响应曲线较为平坦。为了使得声学输出装置的频响曲线在较低频段较为平坦，以提高声学输出装置的音质，在一些实施例中，夹角θm可以在0°-50°的范围内。优选地，夹角θm可以在0°-40°的范围内。进一步优选地，夹角θm可以在10°-30°的范围内。更为优选地，夹角θm可以在15°-25°的范围内。
图7A是根据本说明书一些实施例所示的耳挂连接第一压电元件的连接端面的示意图。图7B是根据本说明书一些实施例所示的声学输出装置的局部结构在耳挂连接第一压电元件的连接端面上的投影图。如图7A所示，耳挂731的一端与输出组件732连接，第一压电元件720与耳挂731的另一端连接，并具有第二连接面B，第一压电元件720与耳挂731的连接点72在第二连接面B(图7A中xw和yw坐标轴形成的面)中。如图7B所示，连接点71与连接点72的连线定义为第二直线73，第二直线73与第二连接面B之间的夹角θd可以视为第二角度参数。需要说明的是，第二连接面B可以近似视为耳挂72与第一压电元件720连接的端面。
图8是根据本说明书一些实施例所示的不同第二角度参数下的输出组件对应的频响曲线图。如图8所示，夹角θd从-20°增大至0°时，输出组件对应的频响曲线中第一谐振峰81之后的特定频段(例如，8Hz-100 Hz范围内)的曲线逐渐平坦，当夹角θd继续增大至20°时，输出组件对应的频响曲线中在第一谐振峰81之后特定频段的曲线比夹角θd为-20°时的曲线更为平坦，但相较第二角度参数为0°时的曲线更为波折。为了使得声学输出装置的频响曲线可以相对平直在较低频段较为平坦，以提高声学输出装置的音质，在一些实施例中，夹角θd可以在-20°-20°的范围内。优选地，夹角θd可以在-10°-20°的范围内。较为优选地，夹角θd可以在为0°-10°的范围内。更为优选地，夹角θd可以在0°-5°的范围内。需要注意的是，上述θd的角度的正负值是指第二连接面在第二直线73的不同方向，例如，图7B中示出的第二连接面B与第二直线73的夹角(+θd)为正值，图7B中示出的第二连接面B’与第二直线73的夹角(-θd)为负值。在一些实施例中，可以通过调整第一压电元件720或耳挂731结构或位置，以调整第二角度参数θd。
在一些实施例中，声学输出装置可以包括第二压电元件，第二压电元件可以与固定结构连接，第二压电元件可以被配置为随着固定结构的形变而产生电压。第二压电元件可以为电压与其形变量呈正相关的器件。例如，第二压电元件的形变量越大，其产生的电压越大。也就是说，在一些实施例中，第二压电元件可以贴附在固定结构的表面，并沿固定结构的延伸方向设置。例如，固定结构可以包括弹性金属丝和包覆弹性金属丝的弹性包覆体时，第二压电元件可以贴附在弹性金属丝处，并被弹性包覆体包覆。又例如，第二压电元件可以贴附在弹性包覆体的表面。在一些实施例中，第二压电元件可以在固定结构的带动下发生形变后产生电压，同时第二压电元件也可以接收驱动电压后产生形变，以调整固定结构的形状，从而实现固定结构与用户身体之间的夹紧力的调整。在一些实施例中，第二压电元件可以由基于形变产生电压的压电材料制成，示例性的压电材料可以包括压电陶瓷、压电晶体、压电聚合物(例如，偏聚氟乙烯)等或其任意组合。在一些实施例中，第二压电元件可以为任意形状，例如片状、块状、柱状、环状结构等或其任意组合。在一些实施例中，声学输出装置可以包括多个第二压电元件，以实现固定结构的多处形状的调整。
在一些实施例中，第二压电元件的功能可以由一个压电元件实现。例如，单个第二压电元件可以随固定结构的形变而产生电压，单个第二压电元件又可以基于驱动电压发生形变以调整固定结构的形状。在一些实施例中，当第二压电元件为单个压电元件时，为提高第二压电元件对固定结构的形变的感应程度，第二压电元件可以位于固定结构上相对于输出组件距离最远的位置。例如，固定结构为图2所示的后挂结构时，第二压电元件可以位于固定结构上靠近用户头部后侧的位置。在一些实施例中，单个第二压电元件可以随固定结构的形变而产生电压，声学输出装置的处理器接收该电压，并响应于电压未在预设电压范围内，输出控制信号以产生作用于第二压电元件的驱动电压，以调整固定结构的形状，使得被第二压电元件调整形状后的固定结构为输出组件提供贴合用户耳朵附近的夹紧力。为了保证用户佩戴声学输出装置的舒适性，在一些实施例中，夹紧力在0.1N-0.8N的范围内。在一些实施例中，夹紧力可以在0.2N-0.6N的范围内。在一些实施例中，夹紧力可以在0.3N-0.5N的范围内。
在一些实施例中，第二压电元件的功能可以由多个压电元件实现。在一些实施例中，第二压电元件可以包括第一子压电元件和第二子压电元件，第一子压电元件可以随着固定结构的形变产生电压，声学输出装置的处理器接收电压，并响应于所述电压未在预设电压范围内，输出控制信号以产生作用于第二子压电元件的驱动电压，以调整固定结构的形状，使得调整形状后的固定结构为输出组件提供贴合用户耳朵附近的夹紧力。在一些实施例中，为提高第一子压电元件对固定结构的感应程度，第一子压电元件可以位于固定结构相对于输出组件距离最远的位置。例如，第一子压电元件可以位于固定结构上靠近用户头部后侧的位置。在一些实施例中，为较大程度地调整固定结构的形状，第二子压电元件固定结构上位于第一子压电元件与耳挂之间的位置。在一些实施例中，为调整固定结构上的多处形状，第二压电元件可以包括一个第二子压电元件和多个第二子压电元件，第一子压电元件位于固定结构相对于输出组件距离最远的位置。多个第二子压电元件可以关于第一子压电元件对称设置。
处理器可以与第二压电元件实现交互。在一些实施例中，用户佩戴声学输出装置后，第二压电元件随固定结构的形变而发生形变，第二压电元件产生电压，处理器接收第二压电元件产生的电压并判断接收的电压是否在预设电压范围内。若电压在预设电压范围内，则说明第二压电元件的形变量在预设形变范围内，即说明固定结构与用身体之间的夹紧力是适宜的，对于用户或用户所处的应用场景来说，此时的夹紧力不会过松或过紧。若电压不在预设电压范围内，则说明此时的夹紧力对用户来说过松或过紧，处理器输出控制信号以产生作用于第二压电元件的驱动电压，以调整固定结构的形状，使得调整形状后的固定结构为输出组件提供贴合述用户耳朵附近的夹紧力，从而用户佩戴声学输出装置的舒适度。关于第二压电元件以及处理器调整固定结构形状的具体内容可以参考图9-图19及其相关描述。
图9是根据本说明书一些实施例所示的示例性可穿戴设备的框图。如图9所示，可穿戴设备900可以包括固定结构910、压电元件920和处理器930。
可穿戴设备900是指可以被用户穿戴的设备。在一些实施例中，可穿戴设备900可以被穿戴于用户的头部、手部等身体部位。在一些实施例中，可穿戴设备900可以包括眼镜、智能手环、耳机、助听器、智能头盔、智能手表、智能服装、智能背包、智能配件等，或其任意组合。例如，可穿戴设备900可以是功能型的近视眼镜、老花镜、骑行眼镜或太阳镜等，也可以是智能化的眼镜，例如具有耳机功能的音频眼镜。在一些实施例中，可穿戴设备900还可以是头盔、增强现实(Augmented Reality,AR)设备或虚拟现实(Virtual Reality,VR)设备等头戴式设备。在一些实施例中，增强现实设备或虚拟现实设备可以包括虚拟现实头盔、虚拟现实眼镜、增强现实头盔、增强现实眼镜等或其任何组合。例如，虚拟现实设备和/或增强现实设备可以包括Google Glass、Oculus Rift、Hololens、Gear VR等。
固定结构910可以是用于固定在用户身体上的结构。在一些实施例中，固定结构910可以固定于用户的身体部位，示例性的身体部位包括头部、手部、腿部、腰部、背部等。在一些实施例中，可穿戴设备900被用户穿戴时，固定结构910与用户身体部位接触，产生形变。固定结构910的结构与可穿戴设备900的类型相关，不同种类的可穿戴设备900具有不同的固定结构910。例如，可穿戴设备900为后挂式耳机时，固定结构910可以为形成弯曲形状的后挂结构，适配于用户的头部后侧。例如，可穿戴设备900为头戴式耳机时，固定结构910可以为形成弯曲形状的头戴结构，适配于用户的头顶部位。又例如，可穿戴设备900为骨传导耳机或助听器时，固定结构910可以为耳挂结构，用于悬挂在用户的耳廓上方的耳挂结构具有适配人耳的弯曲部。再例如，可穿戴设备900为增强现实或虚拟现实眼镜时，固定结构910可以为镜架结构，镜架结构具有鼻托和两侧的镜腿，可以佩戴于用户面部及耳部。再例如，可穿戴设备900为智能手环时，固定结构910可以为带状结构，佩戴于用户手臂。以后挂式耳机作为示例，固定结构910可以为后挂结构固定结构910环绕用户的头部实现固定，固定结构910可以为后挂式耳机提供贴合用户耳朵附近的夹紧力。关于固定结构的更多说明可以参见本说明书的其它部分，例如图16-图19及其相关描述。
压电元件920可以为电压与其形变量有一定关系的器件。具体地，利用压电元件920的正\逆压电效应，压电元件920可以在固定结构910的带动下发生形变后产生电压，压电元件920也可以接收驱动电压后产生形变，以调整固定结构910的形状，从而实现固定结构910与用户身体之间的夹紧力的调整。在一些实施例中，压电元件920可以沿固定结构910的延伸方向设置。在一些实施例中，压电元件920可以由基于形变产生电压的压电材料制成，示例性的压电材料可以包括压电陶瓷、压电晶体、压电聚合物(例如，偏聚氟乙烯)等或其任意组合。在一些实施例中，压电元件920可以为任意形状，例如片状、块状、柱状、环状结构等或其任意组合。在一些实施例中，压电元件920可以为片状结构。在一些实施例中，可穿戴设备900可以包括多个压电元件920，以实现固定结构与用户身体之间的多处夹紧力的调整。
在一些实施例中，压电元件920可以包括基于形变产生电压的压电层。由于压电层的逆压电效应，当形变压力作用于压电层时，压电层相应产生电压。具体地，压电层可以由压电材料制成。在一些实施例中，压电元件920可以包括压电层和基底层，压电层和基底层沿压电元件920的长度方向延伸，并在压电元件920的厚度方向上重叠设置。其中，基底层的材料包括不限于：金属及合金、玻璃纤维、碳纤维等或其任意组合。在一些实施例中，压电元件920可以包括两层压电层和基底层，两层压电层分别通过贴附等物理方式固定于基底层的上表面和下表面。关于压电元件的更多说明可以参见本说明书的其它部分，例如图16-图19及其相关描述。
压电元件920的功能可以由一个压电元件实现。压电元件920可以在固定结构910的带动下发生形变并产生电压，并响应于处理器930的控制信号使其产生的电压在预设电压范围内，以调整固定结构910的形状，从而实现固定结构910与用户身体之间的夹紧力的调整。在一些实施例中，可穿戴设置可以包括多个压电元件，以实现固定结构的多处形状的调整。
压电元件920的功能可以由多个压电元件实现。在一些实施例中，压电元件920可以包括第一子压电元件和第二子压电元件，第一子压电元件可以在固定结构910的带动下发生形变并产生电压，处理器930接收该电压，响应于电压未在预设电压范围内输出控制信号，以产生作用于第二子压电元件的驱动电压，以调整固定结构910的形状，从而实现固定结构910与用户身体之间的夹紧力的调整，并可以将该夹紧力调整至合适的范围(例如，0.1N-0.8N)。在一些实施例中，声学输出装置可以包括多个第二子压电元件，以实现固定结构的多处形状的调整。
处理器930可以与压电元件920实现交互。例如，处理器930可以处理从压电元件920获取的数据和/或信息，又例如，处理器930可以向压电元件920发送的数据和/或信息。在一些实施例中，处理器930可以接收压电元件920产生的电压，处理器930响应于所述电压未在预设电压范围内，输出控制信号以产生作用于压电元件920的驱动电压，以调整固定结构的形状，使得调整形状后的固定结构为输出组件提供贴合述用户耳朵附近的夹紧力，从而用户佩戴声学输出装置的舒适度。在一些实施例中，处理器930可以是本地或远程的。在一些实施例中，处理器930可以在云平台上实现。例如，云平台可以包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布式云、云间云、多云等，或其任意组合。在一些实施例中，处理器930可以包括一个或以上处理器(例如，单芯片处理器或多芯片处理器)。在一些实施例中，处理器930可以是一个独立的设备。在一些实施例中，处理器930可以为终端设备(例如虚拟现实眼镜)或用户端设备(例如手机、平板、笔记本等)的一部分。例如，处理器930可以集成在终端设备或用户端设备内。
压电元件的功能可以由单个压电元件实现。单个压电元件控制固定结构形变的过程可以如图10所示，图10根据本说明书一些实施例所示的单个压电元件控制固定结构形变的流程图。如图10所示，流程1000包括下述步骤：
步骤1010，压电元件随固定结构的形变而产生电压。
在一些实施例中，用户佩戴可穿戴设备后，固定结构为适应用户身体产生形变，固定在固定结构上的压电元件被带动发生形变。压电元件的压电层具有压电效应，当力作用于压电元件发生形变时，压电元件会相应产生电压。在一些实施例中，形变后的压电元件产生的电压与其形变量有对应关系。例如，压电元件的形变量越大，其产生的电压越大。在一些实施例中，压电元件可以基于固定结构的形变而产生0-100mV范围内的电压信号，以便处理器进行夹紧力的判断。关于压电元件和固定结构的说明可以参见本说明书的其它部分，例如图9及图16等的相关说明。
步骤1020，处理器接收压电元件的电压，并响应于电压未在预设电压范围内，输出控制信号以产生作用于压电元件的驱动电压，以调整固定结构的形状。关于处理器的说明可以参见本说明书的其它部分，例如图9等的相关说明。
在一些实施例中，处理器在响应于电压未在预设电压范围内之前，还可以包括判断电压是否在预设电压范围内。预设电压范围可以是固定结构形变提供适宜夹紧力(例如，0.1N-0.8N)时的压电元件的输出电压范围。在一些实施例中，预设电压范围可以是用户根据自身佩戴感受进行输入的，或者是预先存储在处理器中的存储单元中的数据。预设电压范围可以根据可穿戴设备的类型、佩戴位置以及用户群体的不同进行适应性调整。
具体地，若电压在预设电压范围内，说明固定结构与用户身体之间的夹紧力是适宜的，对于用户或用户所处的应用场景来说，此时的夹紧力不会过松或过紧。若电压在预设电压范围内，则处理器不输出控制信号。
若电压不在预设电压范围内，处理器输出控制信号以产生作用于压电元件的驱动电压，驱动电压为驱动压电元件形变的电压，驱动电压可以是处理器控制电路或电子元件产生的，并能够作用于压电元件，压电元件由于自身的逆压电效应，在接收驱动电压后可以调整自身的形变，继而带动固定结构调整形变，以调整固定结构的形状。
在一些实施例中，压电元件接收驱动电压后调整形变，与压电元件连接的固定结构随之调整形变，即实现固定结构的形状的调整。在一些实施例中，固定结构的形状的调整可以为输出组件提供贴合用户耳朵附近的夹紧力。为了保证用户佩戴可穿戴设备的舒适性，在一些实施例中，夹紧力在0.1N-0.8N的范围内。在一些实施例中，夹紧力可以在0.2N-0.6N的范围内。在一些实施例中，夹紧力可以在0.3N-0.5N的范围内。
具体地，若电压不在预设电压范围内，则说明此时固定结构对用户的夹紧力过松或过紧，处理器向压电元件输出控制信号，控制信号作用于压电元件，压电元件响应于驱动电压而改变其形变(例如形变量的大小或形变方向)。在一些实施例中，压电元件响应于驱动电压增大或减小其形变量。在一些实施例中，压电元件响应于驱动电压而沿靠近或远离用户身体的方向发生形变，当压电元件沿靠近用户身体的方向发生形变，此时的压电元件提供额外的夹紧力，固定结构与用户身体之间的夹紧力增大，当压电元件沿远离用户身体的方向发生形变，使固定结构与用户身体之间的夹紧力减小。
应当注意的是，上述有关流程1000的描述仅仅是为了示例和说明，而不限定本申请的适用范围。对于本领域技术人员来说，在本申请的指导下可以对流程1000进行各种修正和改变。然而，这些修正和改变仍在本申请的范围之内。例如，将步骤1020分为多个步骤。
在一些实施例中，压电元件的功能可以由多个压电元件实现。多个压电元件控制固定结构形变的过程可以如图11所示，图11根据本说明书一些实施例所示的多个压电元件控制固定结构形变的流程图。如图11所示，流程1100包括下述步骤：
步骤1110，第一子压电元件随固定结构的形变而产生电压。步骤1110所述的第一子压电元件可以实现步骤1010所述的压电元件类似，关于步骤1110的具体说明可以参见图10中的关于步骤1010的内容，在此不再赘述。
步骤1120，处理器接收第一压电元件的电压，并响应于电压未在预设电压范围内，输出控制信号以产生作用于第二压电元件的驱动电压，以调整固定结构的形状。
在一些实施例中，处理器在响应于电压未在预设电压范围内之前，还可以包括判断电压是否在预设电压范围内。若电压在预设电压范围内，则处理器不输出控制信号。
若电压不在预设电压范围内，处理器输出控制信号以产生作用于第二压电元件的驱动电压，由于自身的逆压电效应，第二压电元件接收驱动电压后调整形变，与第二压电元件连接的固定结构随之调整形变，即实现固定结构的形状的调整。在一些实施例中，固定结构的形状的调整可以为输出组件提供贴合用户耳朵附近的夹紧力。具体地，第一子压电元件可以通过其产生的电压检测固定结构的形变，第二子压电元件可以响应于驱动电压以调整固定结构的形状，所述驱动电压基于处理器发送的控制信号产生。
应当注意的是，上述有关流程1100的描述仅仅是为了示例和说明，而不限定本申请的适用范围。对于本领域技术人员来说，在本申请的指导下可以对流程1100进行各种修正和改变。然而，这些修正和改变仍在本申请的范围之内。例如，将步骤1120分为多个步骤。
在一些实施例中，为了提高压电元件对固定结构发生形变的灵敏度，压电元件可以位于固定结构具有最大形变应力的位置。图12是根据本申请一些实施例所示的压电元件在固定结构不同位置下输出的电压曲线图。在图12中，pt代表压电元件与固定结构上的具有最大形变应力的位置的距离。这里的固定结构为图2或图16所示的后挂结构，当固定结构为后挂结构，具有最大形变应力的位置为后挂结构的中点处。如图12所示，曲线121、122、123、124分别表征压电元件与固定结构上的具有最大形变应力的位置的距离为0mm、5mm、10mm、15mm时压电元件输出的电压曲线。由图12可知，压电元件离固定结构上的具有最大形变应力的位置越近，压电元件或第一子压电元件输出的电压越大。在一些实施例中，为使压电元件或第一子压电元件输出的电压较大，以满足处理器所需输入的要求，压电元件可以设置于固定结构上具有较大形变应力的位置。例如，当固定结构为后挂结构时，压电元件可以位于后挂结构的中心位置或靠近后挂结构中心位置处。又例如，当固定结构为头戴式耳机时，压电元件可以位于头挂结构的中心位置或靠近头挂结构中心位置处。再例如，当固定结构为镜腿时，压电元件可以位于镜腿靠近用户耳朵的位置处。
图13是根据本申请一些实施例提供的压电元件在固定结构不同位置时的夹紧力曲线图。图13中，pd代表压电元件与固定结构端部(例如，后挂结构的端部)的距离。如图13所示，曲线131、133、135、137分别表征压电元件与固定结构的端部的距离为15mm、10mm、5mm、0mm时，面向正向驱动电压(基于处理器发送的控制信号，压电元件响应正向驱动电压，正向驱动电压使固定结构对用户的夹紧力增大)，在一定时间段内压电元件或第二子压电元件调整的夹紧力曲线；曲线132、134、136、138分别表征压电元件与固定结构的端部的距离为15mm、10mm、5mm、0mm时，面向与正向驱动电压相等的负向驱动电压(基于处理器发送的控制信号，压电元件或第二子压电元件响应负向驱动电压，负向驱动电压使固定结构对用户的夹紧力减小)，在一定时间段内压电元件调整的夹紧力曲线。由图13可知，压电元件离固定结构的端部越远，也可以理解为压电元件离固定结构上的具有最大形变应力的位置越近，调整固定结构的夹紧力越大。除此之外，压电元件离固定结构的端部越远，面向相等且相反的驱动电压，调整固定结构的夹紧力幅度越大。在一些实施例中，为使压电元件可以较大程度地调整固定结构的夹紧力，压电元件可以设置于固定结构上具有较大形变应力的位置，例如，压电元件可以位于距离固定结构两端距离相同的中间区域。在一些实施例中，当压电元件包括用于产生电压的第一子压电元件和用于调整固定结构形状的第二子压电元件时，第二子压电元件可以位于固定结构上与第一子压电元件相背离的一侧，或者是第二压电元件靠近第一子压电元件，从而提高第二子压电元件调节固定结构形状的能力。
在一些实施例中，为了提高压电元件对固定结构形变的敏感度以及调整固定结构形状的能力，压电元件可以为单压电元件。图14是根据本申请一些实施例体提供的压电元件输出的电压曲线图。如图14所示，曲线141表征单个压电元件在激励力下输出的电压曲线，曲线142和143分别表征连接在固定结构上的单压电元件和双压电元件中的第一子压电元件在相同所述激励力下输出的电压曲线，这里，单压电元件和第一子压电元件与固定结构(后挂结构)的端部的距离均为5mm。曲线144和145分别表征连接在固定结构上的单压电元件和双压电元件中的第一子压电元件在相同所述激励力下输出的电压曲线，这里，单压电元件和第一子压电元件与固定结构的端部的距离均为0mm。由图14可以看出，压电元件及第一子压电元件离固定结构的端部越近，压电元件或第一子压电元件输出的电压越小。除此之外，单压电元件比双压电元件中的第一子压电元件输出的电压更大。在一些实施例中，为使压电元件能够输出更大的电压，以满足处理器所需输入的要求，压电元件可以为单压电元件。
图15是双压电元件中的第二子压电元件和单压电元件调整的夹紧力曲线图。如图15所示，曲线151表征单个压电元件在驱动电压下调整的夹紧力曲线，曲线152和153分别表征连接在固定结构上的单压电元件和双压电元件中的第二子压电元件在相同所述驱动电压下调整的夹紧力曲线，这里，单压电元件和第二子压电元件与固定结构端部(后挂结构的端部)的距离均为5mm，曲线154和155分别表征连接在固定结构上的单压电元件和双压电元件中的第二子压电元件在相同所述驱动电压下调整的夹紧力曲线，这里，单压电元件和第二子压电元件与固定结构端部的距离均为0mm。由图15可以看出，单压电元件及第二子压电元件离固定结构的端部越近，单压电元件或第一子压电元件调整的夹紧力越小。除此之外，单压电元件比双压电元件中的第二子压电元件调整的夹紧力更大。在一些实施例中，为使压电元件可以较大程度地调整固定结构的夹紧力，压电元件可以为单压电元件。
图16是根据本说明书一些实施例所示的示例性后挂式耳机的结构示意图。如图16所示，可穿戴设备可以为后挂式耳机。在一些实施例中，可穿戴设备可以包括固定结构1610、功能元件1620和压电元件1630，固定结构1610形成为弯曲形状，以便于其与用户的头部后侧适配。在一些实施例中，固定结构1610可以包括弹性金属丝和包覆弹性金属丝的弹性包覆体。固定结构1610的两端分别连接有功能元件1620，压电元件1630位于固定结构1610上。本说明书中所述连接可以包括螺栓连接、铆接、过盈配合、卡扣、粘接、注塑、焊接、磁吸等或其任意组合的连接方式。
在一些实施例中，功能元件1620可以为骨传导扬声器或气传导扬声器。在一些实施例中，用户佩戴可穿戴设备时，固定结构1610悬挂设置于用户头部后侧，固定结构1610将使功能元件1620靠近用户的双耳设置，例如，功能元件1620位于用户耳廓前侧的面部区域。在一些实施例中，功能元件1620固定在用户耳朵附近且不堵塞用户耳道的位置。例如，功能元件1620为骨传导扬声器或助听器时，骨传导扬声器或助听器产生的骨传导声波可以通过用户的骨骼、血液、肌肉等传递至用户的听觉神经。在一些实施例中，为适应于不同用户的头部后侧形状或不同应用场景下用户对佩戴松紧的不同要求，固定结构1610可以具有弹性，不同用户佩戴可穿戴设备时固定结构1610可以相应产生不同量的形变。在一些实施例中，固定结构1610上靠近功能元件1620处可以均设置有弯曲部1611(也被称为耳挂)，所述弯曲部1611形成为适配人耳的形状，用户佩戴声学输出装置时，弯曲部1611可以悬挂在耳朵上。
在一些实施例中，为提高压电元件1630对固定结构1610形变量的灵敏度，压电元件1630可以位于固定结构1610沿其延伸方向的中部区域，即压电元件1630位于固定结构17610中相对于功能元件1620距离最远的位置。当用户佩戴图16所示的可穿戴设备时，压电元件1630可以位于固定结构1610上靠近用户头部后侧的位置，固定结构1610在该位置处的形变量较大。在一些实施例中，压电元件1630可以包括多个压电元件，多个压电元件中的一个可以用于随固定结构1610的形变产生电压，其余的压电元件可以基于驱动电压发生形变，以调整固定结构1610的形状。例如，压电元件1630可以包括第一压电元件和第二压电元件，第一压电元件可以位于靠近固定结构1610的中心点位置，以便感知和调控固定结构1610的形变量，第二压电元件可以位于固定结构1610中与第一压电元件具有一定距离(例如，2cm)的位置。又例如，压电元件1630压电元件1630可以包括第一压电元件、第二压电元件和第三压电元件，第一压电元件可以位于靠近固定结构1610的中心点位置，第二压电元件和第三压电元件可以关于固定结构1610的中心线对称设置，以便调控固定结构1610的形状。在一些实施例中，固定结构1610的弯曲部1611处也可以设置单个或多个压电元件。例如，固定结构1610上设有随固定结构形变产生电压的压电元件，弯曲部1611处设置的压电元件可以用于调整功能元件1620对于用户面部区域的夹紧力。
在一些实施例中，固定结构1610内部可以设置有处理器，用户佩戴可穿戴设备后，压电元件1630被固定结构1610带动发生形变，压电元件1630向处理器发送与其形变量有对应关系的电压值，处理器判断接收的电压是否在预设电压范围内。若电压在预设电压范围内，说明固定结构1610与用户头部之间的夹紧力是适宜的，对于用户或用户所处的应用场景来说，此时的夹紧力不会过松或过紧。若电压不在预设电压范围内，则说明此时的夹紧力对用户来说过松或过紧，处理器向压电元件1630输出控制信号，以产生驱动电压作用于压电元件1630的驱动电压，以调整固定结构1610的形状，使得固定结构1610提供贴合用户耳朵附近的夹紧力。在一些实施例中，压电元件1630响应于驱动电压而调整其形变(例如形变量的大小或形变方向)。在一些实施例中，压电元件1630响应于驱动电压增大其形变量。在一些实施例中，压电元件1630响应于驱动电压而沿靠近或远离用户身体的方向发生形变，当压电元件1630沿靠近用户身体的方向发生形变，此时的压电元件1630提供额外的夹紧力，固定结构1610与用户身体之间的夹紧力增大，当压电元件1630沿远离用户身体的方向发生形变，使固定结构1610与用户身体之间的夹紧力减小。
需要注意的是，图16所示的功能元件1620和弯曲部1611可以为图1中的传振件130(例如，输出组件132和耳挂131)，关于功能元件1620为传振件130的内容可以参考图2及其相关描述。除此之外，图16所示的功能元件1620也不限于扬声器，还可以为助听器。
图17是根据本说明书一些实施例所示的示例性头戴式耳机的结构示意图。如图17所示，可穿戴设备可以为头戴式耳机。如图17所示，可穿戴设备可以包括固定结构1710、功能元件1720和压电元件1730，固定结构1710可以为适应于用户头顶区域设置的头挂结构，固定结构1710的两端分别连接有功能元件1720，固定结构1710上设置有压电元件1730。在一些实施例中，功能元件1720可以为气传导扬声器。在一些实施例中，用户佩戴可穿戴设备时，固定结构1710悬挂设置于用户头顶处，功能元件1720在固定结构1710的作用下覆盖用户耳朵设置。
在一些实施例中，压电元件1730的数量可以为一个或多个。例如，当压电元件1730的数量为一个时，压电元件1730可以位于固定结构1710的中部区域处，即压电元件1730位于固定结构1710中相对于功能元件1720距离最远的位置。当用户佩戴该可穿戴设备时，固定结构1710的中心点上靠近用户头顶的位置，该位置的形变量较大。在一些实施例中，压电元件1730的数量还可以包括两个、三个、甚至更多个，其具体设置方式可以参考图16及其相关描述。
图18是根据本说明书一些实施例所示的示例性眼镜的结构示意图。如图18所示，可穿戴设备可以为眼镜。可穿戴设备可以包括固定结构1810、功能元件1820和压电元件1830。其中，固定结构1810为一组镜腿，功能元件1820可以为将镜片，镜片与固定结构1810端部连接，压电元件1830位于固定结构1810上。当用户佩戴可穿戴设备时，固定结构1810悬挂设置于用户耳朵上。
固定结构1810为镜腿结构时，镜腿的一端与镜片连接，当用户佩戴眼镜时，该端部附近的位置发生的形变量较大，另外，镜腿结构上远离该端部的位置发生的形变量较大，在一些实施例中，压电元件1830可以位于固定结构1810上靠近镜片的位置，或者位于固定结构1810上远离镜片的位置，以保证压电元件1830对固定结构1810形变的灵敏度。在一些实施例中，压电元件1830还可以位于镜腿沿其长度方向的中间位置。在一些实施例中，功能单元1820可以包括镜框结构，镜片与镜框结构连接，镜框结构可以通过连接杆(图中未示出)与镜腿连接，当用户佩戴眼镜时，该连接杆受到的应力相对较大，在一些实施例中，压电元件1830也可以位于该连接杆上。在一些实施例中，可穿戴设备的固定结构1810上可以设置一个或多个压电元件1830。例如，当压电元件的数量为一个时，压电元件可以位于单个镜腿上。又例如，当压电元件的数量为两个时，压电元件可以分别位于两个镜腿上，或者位于同一个镜腿上。在一些实施例中，为使压电元件1830可以较大程度上地感受固定结构1810的形变，压电元件1830可以沿固定结构1810的延伸方向布置。可穿戴设备的处理器可以同时与多个压电元件1830交互，以实现用户头部与固定结构之间夹紧力的调节，具体监测和调控夹紧力的方式可以参考图16中处理器通过压电元件监测和控制固定结构形变的内容。
在一些实施例中，可穿戴设备可以为带音频功能的眼镜，固定结构1810上可以设置扬声器或助听器等。具体地，用户佩戴可穿戴设备时，功能元件1820位于用户面部，固定结构1810从功能元件1820的一侧向其耳部附着，并支撑于用户耳部，固定结构1810上设置的扬声器或助听器靠近用户的双耳设置。在一些实施例中，为了便于安装扬声器或者助听器，固定结构1810两侧的镜腿上分别设置有的凹陷结构，扬声器或助听器设置于凹陷结构处。
图19是根据本说明书一些实施例所示的示例性可穿戴设备的结构示意图。如图19所示，可穿戴设备可以为虚拟现实或增强现实设备，可穿戴设备可以包括固定结构1910、功能元件1920和压电元件1920，固定结构1910为后挂结构，固定结构1910的两端与功能元件1920连接，功能元件1920可以为固定在固定结构1910端部的光学显示器。光学显示器为用于显示图像及色彩的器件。在一些实施例中，固定结构1910将功能元件1920固定在用户眼睛处，当用户佩戴可穿戴设备时，固定结构1910围绕固定在用户的头部。
在一些实施例中，为提高压电元件1930对固定结构910形变量的灵敏度，压电元件1930可以位于固定结构1910(例如，后挂结构)的中间区域，即压电元件1930位于固定结构1910中相对于功能元件1920距离最远的位置。当用户佩戴图19所示的可穿戴设备时，压电元件1930可以位于固定结构1910上靠近用户头部后侧的位置，固定结构1910在该位置处的形变量较大。在一些实施例中，压电元件1920的数量可以一个或多个，压电元件在固定结构1910上的设置方式可以参考图16及其相关描述。
在一些实施例中，固定结构1910内部可以设置有处理器，处理器也可以独立于可穿戴设备设置。具体地，压电元件1920可以检测固定结构1910的形变，并基于固定结构1910的形变量向处理器发送电压，处理器基于电压值向压电元件发送控制信号，具体监测和调控夹紧力的方式可以参考图16中处理器通过压电元件监测和控制固定结构形变的内容。
在一些实施例中，可穿戴设备可以为带音频功能的虚拟现实或增强现实设备，固定结构1910上可以设置扬声器或助听器等。在一些实施例中，固定结构1910上设置的扬声器或助听器靠近用户的耳部设置。在一些实施例中，为了便于安装扬声器或者助听器，固定结构1910上靠近耳部设置有凹陷结构，扬声器或助听器设置于凹陷结构上。在一些实施例中，固定结构1910上靠近双耳的位置分别设置有凹陷结构，两个扬声器或助听器分别设置于两侧的凹陷结构上。
需要知道的是，图16-图19中所示的可穿戴设备仅用于示例性描述，并不对其构成限制。例如，可穿戴设备还可以为智能手表、头盔等设备。相应的，压电元件可以位于智能手表的表带、头盔的内壁处。在一些实施例中，压电元件也可以只用于调节固定结构的形状，使得用户佩戴可穿戴设备时具有适宜的夹紧力。例如，用户可以通过可穿戴设备的操控系统或与其连接电子设备(例如，手机、平板电脑等)输入控制指令，处理器基于控制指令对压电元件的形变量进行控制，以调整固定结构的形状。
上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。
同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
此外，除非权利要求中明确说明，本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。
同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
针对本申请引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本申请作为参考。与本申请内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本申请权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本申请中的)也除外。需要说明的是，如果本申请附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本申请所述内容有不一致或冲突的地方，以本申请的描述、定义和/或术语的使用为准。
最后，应当理解的是，本申请中所述实施例仅用以说明本申请实施例的原则。其他的变形也可能属于本申请的范围。因此，作为示例而非限制，本申请实施例的替代配置可视为与本申请的教导一致。相应地，本申请的实施例不仅限于本申请明确介绍和描述的实施例。

Claims (15)

1.一种可穿戴设备，包括：
固定结构，被配置将所述可穿戴设备固定在用户头部；
压电元件，所述压电元件与所述固定结构连接，所述压电元件被配置为随着所述固定结构的形变而产生电压；以及
处理器，被配置为接收所述电压，并响应于所述电压未在预设电压范围内，输出控制信号以产生作用于所述压电元件的驱动电压，以调整所述固定结构的形状。
2.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其中，所述压电元件包括第一子压电元件和第二子压电元件，所述第一子压电元件随着所述固定结构的形变而产生电压；
所述处理器接收所述电压，并响应于所述电压未在预设电压范围内，输出控制信号以产生作用于所述第二子压电元件的驱动电压，以调整所述固定结构的形状。
3.根据权利要求1或2所述的可穿戴设备，其中，调整形状后的固定结构为所述可穿戴设备提供贴合所述用户耳朵附近的夹紧力，所述预设夹紧力在0.1N-0.8N的范围内。
4.根据权利要求1所述的可穿戴设备，还包括：
第一压电元件，被配置为基于音频信号产生振动，所述第一压电元件与所述固定结构的端部连接；以及
传振件，包括耳挂和输出组件，所述耳挂的一端与所述第一压电元件远离所述固定结构端部连接，所述耳挂的另一端与所述输出组件连接，所述固定结构将所述输出组件固定在用户耳朵附近且不堵塞用户耳道的位置，所述输出组件通过所述耳挂接收所述第一压电元件的振动并输出声音，所述声音的频率响应曲线包括至少两个谐振峰。
5.根据权利要求4所述的声学输出装置，其中，所述压电元件位于所述固定结构上相对于所述输出组件距离最远的位置。
6.根据权利要求4所述的可穿戴设备，其中，所述输出组件包括与用户面部区域相接触的接触面，所述耳挂的端部与所述输出组件的一侧面连接并具有第一连接面，所述耳挂在所述第一连接面的投影为耳挂投影曲线，过所述第一连接面中心点与耳挂投影曲线相切形成第一直线，所述接触面与所述第一直线的夹角范围为0°-50°。
7.根据权利要求6所述的可穿戴设备，其中，所述耳挂与所述第一压电元件连接并具有第二连接面，所述耳挂与所述第一压电元件的连接点在所述第二连接面中，所述耳挂与所述第一压电元件的连接点和所述耳挂与所述输出组件的连接点的连线定义第二直线，所述第一压电元件在第二连接面上的投影与所述第二直线的夹角范围为-20°-20°。
8.根据权利要求4所述的可穿戴设备，其中，当用户佩戴所述可穿戴设备时，所述输出组件的接触面与所述用户耳朵附近的面部区域相贴合。
9.根据权利要求4所述的可穿戴设备，其中，所述至少两个谐振峰包括第一谐振峰，所述第一谐振峰对应的谐振频率在5Hz-30Hz的范围内。
10.根据权利要求4所述的可穿戴设备，其中，所述输出组件包括声学单元，所述声学单元位于所述输出组件的内部，所述输出组件的侧壁上包括出声孔，所述声学单元发出的声音通过所述出声孔传递至外界。
11.根据权利要求10所述的可穿戴设备，包括：
分频模块，被配置为将所述音频信号分解成高频段分量和低频段分量；
高频信号处理模块，耦合至所述分频模块并被配置为根据所述高频段分量生成高频输出信号；以及
低频信号处理模块，耦合至所述分频模块并被配置为根据所述低频分量生成低频输出信号。
12.根据权利要求11所述的可穿戴设备，其中，所述高频段分量和所述低频段分量的分频点在200Hz-600Hz范围内，或在1000Hz-3000Hz范围内。
13.根据权利要求1所述的可穿戴设备，包括扬声器，所述扬声器与所述固定结构的端部连接，所述固定结构将所述扬声器固定在用户耳朵附近且不堵塞用户耳道的位置，当用户佩戴所述可穿戴设备时，所述固定结构悬挂设置于用户头部后侧。
14.根据权利要求1所述的可穿戴设备，包括气传导扬声器，所述气传导扬声器与所述固定结构的端部连接，所述固定结构将所述气传导扬声器覆盖用户耳朵，当用户佩戴所述可穿戴设备时，所述固定结构悬挂设置于用户头顶处。
15.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其中，包括可视件，所述可视件与所述固定结构的端部连接，所述固定结构将所述可视件固定在用户眼睛处，当用户佩戴所述可穿戴设备时，所述固定结构悬挂设置于用户耳朵上。
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