CN117528358A - 可穿戴设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及可穿戴设备技术领域，尤其涉及一种可穿戴设备，包括支架，支架内设置有：第一扬声器，可输出第一声波信号，传播方向包括第一方向与第二方向，夹角θ满足：90°＜θ≤180°；及第二扬声器，可输出第二声波信号，传播方向为第二方向，且两信号波形相同、相位相反。本申请可穿戴设备，使用时，第一方向为向人耳传播的方向，第二方向为向远离人耳传播的方向，第一扬声器为主声源，传递可听声音，第二扬声器对第二声波信号进行相位与波形的调整，使其与第一声波信号的波形相同、相位相反，使得第二声波信号可以抵消沿第二方向传播的第一声波信号，第一声波信号在第二方向的声衰减加大，即提高可穿戴设备的远场隔离度，私密性更好。

Description

可穿戴设备

【技术领域】

本申请涉及可穿戴设备技术领域，尤其涉及一种可穿戴设备。

【背景技术】

可穿戴设备的扬声器在使用时，佩戴者耳朵上的扬声器的声音幅度与距离佩戴者一定距离的位置所收到的声音幅度的差值，称为远场隔离度，远场隔离度越大，证明可穿戴设备的漏音缺陷越小，可穿戴设备的私密性效果越好。可以理解的，声音的传播受距离影响，随着距离的增加声音幅度会自然衰减，进而为了提高可穿戴设备的私密性，需要增大声音幅度的衰减程度。

现有的技术方案中，在可穿戴设备上开设了后腔泄声孔，利用从后腔泄声孔发出的反向声波，与主扬声器的发生孔发出的正向声波在远耳端相互抵消，减小远耳端收到的声音幅度，以提高远场隔离度。但上述方式在可穿戴设备上进行结构改进，结构定型后无法进一步优化，且针对不同特性的扬声器，无法做到有效的消音。

【发明内容】

鉴于此，本申请提供一种可穿戴设备，通过第二扬声器的设置，第二扬声器可根据第一声波信号的音频特征进行相位与波形的调整，对部分第一声波信号进行抵消，提高可穿戴设备的远场隔离度。

本申请提供一种可穿戴设备，包括支架，所述支架内设置有：

第一扬声器，可输出第一声波信号，所述第一声波信号的传播方向包括第一方向与第二方向，其中，所述第一方向与第二方向的夹角θ满足：90°＜θ≤180°；及

第二扬声器，位于所述第一扬声器在第二方向的一侧；所述第二扬声器可输出第二声波信号，所述第二声波信号的传播方向为第二方向，且所述第二声波信号与所述第一声波信号的波形相同、相位相反。

在一些实施方式中，所述可穿戴设备还包括设备主体；

所述支架包括第一支架与第二支架，所述第一支架与所述第二支架分别转动连接于所述设备主体的两侧，且所述第一支架与第二支架的内部均设置有所述第一扬声器与所述第二扬声器。

在一些实施方式中，所述第一支架与所述第二支架的内部形成容纳腔，所述第一扬声器与所述第二扬声器安装于所述容纳腔内。

在一些实施方式中，所述可穿戴设备还包括驱动单元，所述驱动单元设置于所述第一支架和/或所述第二支架内。

在一些实施方式中，所述驱动单元包括中央处理器、音频编解码器和驱动放大器阵列；其中：

所述中央处理器的输出端与所述音频编解码器的输入端连接；

所述音频编解码器的输出端与所述驱动放大器阵列的输入端连接；

所述驱动放大器阵列的输出端分别与所述第一扬声器与所述第二扬声器连接。

在一些实施方式中，所述可穿戴设备还包括电源模块；其中，所述电源模块分别与所述驱动单元、所述第一扬声器、所述第二扬声器连接。

在一些实施方式中，所述可穿戴设备还包括充电模块，所述充电模块与所述电源模块连接。

在一些实施方式中，所述可穿戴设备还包括转轴组件，所述第一支架通过所述转轴组件与所述设备主体连接，所述第二支架通过所述转轴组件与所述设备主体连接。

在一些实施方式中，所述第一支架与所述第二支架相对的方向为第一方向。

在一些实施方式中，所述可穿戴设备包括但不限于AR头戴式一体机、VR头戴式一体机、MR头戴式一体机、智能眼镜、可穿戴扬声器中的至少一种。

采用本申请的技术方案后，有益效果为：

本申请提供的可穿戴设备，佩戴者进行使用时，第一方向为向人耳传播的方向，第二方向为向远离人耳传播的方向，第一扬声器为可穿戴设备的主声源，用于向人耳传递可听声音，而第二扬声器可根据第一扬声器输出的第一声波信号的音频特征对发出的第二声波信号进行相位与波形的调整，调整后沿第二方向传播的第二声波信号与第一声波信号的波形相同、相位相反，使得第二声波信号可以抵消至少部分沿第二方向传播的第一声波信号，进而第一声波信号在第二方向的声衰减加大，即通过第二扬声器的抵消作用可以提高可穿戴设备的远场隔离度，可穿戴设备的私密性更好。

【附图说明】

图1为本申请提供的可穿戴设备的支架的结构示意图；

图2为本申请提供的可穿戴设备的第一方向与第二方向的分布图；

图3为本申请的实施例1与对比例1的测试结果图。

附图标识：

1-第一支架；11-容纳腔；2-第二支架；3-第一扬声器；4-第二扬声器；5-转轴组件。

【具体实施方式】

为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其它含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

需要注意的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

可穿戴设备的扬声器在使用时，佩戴者耳朵上的扬声器的声音幅度与距离佩戴者一定距离的位置所收到的声音幅度的差值，称为远场隔离度，远场隔离度越大，证明可穿戴设备的漏音缺陷越小，可穿戴设备的私密性效果越好。可以理解的，声音的传播受距离影响，随着距离的增加声音幅度会自然衰减，进而为了提高可穿戴设备的私密性，需要增大声音幅度的衰减程度。

现有的技术方案中，在可穿戴设备上开设了后腔泄声孔，利用从后腔泄声孔发出的反向声波，与主扬声器的发生孔发出的正向声波在远耳端相互抵消，减小远耳端收到的声音幅度，以提高远场隔离度。但上述方式在可穿戴设备上进行结构改进，结构定型后无法进一步优化，且针对不同特性的扬声器，无法做到有效的消音。

鉴于此，本申请提供一种可穿戴设备，请参照图1与图2，包括支架，支架内设置有：

第一扬声器3，可输出第一声波信号，第一声波信号的传播方向包括第一方向与第二方向，其中，第一方向与第二方向的夹角θ满足：90°＜θ≤180°；及

第二扬声器4，位于第一扬声器3在第二方向的一侧；第二扬声器4可输出第二声波信号，第二声波信号的传播方向为第二方向，且第二声波信号与第一声波信号的波形相同、相位相反。

本申请提供的可穿戴设备，佩戴者进行使用时，第一方向为向人耳传播的方向，第二方向为向远离人耳传播的方向，第一扬声器3为可穿戴设备的主声源，用于向人耳传递可听声音，而第二扬声器4可根据第一扬声器3输出的第一声波信号的音频特征对发出的第二声波信号进行相位与波形的调整，调整后沿第二方向传播的第二声波信号与第一声波信号的波形相同、相位相反，使得第二声波信号可以抵消至少部分沿第二方向传播的第一声波信号，进而第一声波信号在第二方向的声衰减加大，即通过第二扬声器4的抵消作用可以提高可穿戴设备的远场隔离度，可穿戴设备的私密性更好。

在一些实施方式中，本申请的可穿戴设备包括但不限于AR头戴式一体机、VR头戴式一体机、MR头戴式一体机、AR音频眼镜、可穿戴扬声器中的至少一种，可根据实际需要进行选择，在此不做限定。

本申请实施例以AR音频眼镜为例进行说明。

AR音频眼镜包括设备主体与支架，支架包括第一支架1与第二支架2，第一支架1与第二支架2分别转动连接于设备主体的两侧，具体的，可穿戴设备包括转轴组件5，第一支架1通过转轴组件5与设备主体连接，第二支架2通过转轴组件5与设备主体连接。可以理解的，通过转轴组件5的设置，当佩戴者需要将AR音频眼镜进行收纳时，可将第一支架1与第二支架2向靠近设备主体的方向折叠，进而减小AR音频眼镜的收纳空间，方便使用者携带或收纳。

本申请中，第一支架1与第二支架2相对的方向为第一方向，即使用者将可穿戴设备进行穿戴时，朝向耳部的方向为第一方向，远离耳部的方向为第二方向。

需要说明的是，第一方向与第二方向的夹角θ满足：90°＜θ≤180°，可选的，θ具体可以为10°、40°、70°、100°、130°、160°和180°等，也可以为范围内的其它数值，可根据实际需要进行选择，在此不做限定。可以理解的，沿第一扬声器3与第二扬声器4的分隔平面，位于分隔平面靠近耳部的一侧为第一方向的可传播方向，位于分隔平面远离耳部的一侧为第二方向的可传播方向，即第一方向可以为以耳部为球心、向耳部辐射的半球形表面的任一方向，第二方向为以耳部为球心、向远离耳部辐射的半球表面的任一方向。优选第一方向与第二方向的夹角θ满足：90°＜θ≤180°，更优选的，第一方向与第二方向的夹角θ为180°。

在一些实施方式中，第一支架1与第二支架2的内部形成容纳腔11，第一扬声器3与第二扬声器4安装于容纳腔11内。需要说明的是，第一扬声器3与第二扬声器4的位置应为：当使用者佩戴AR音频眼镜时，第一扬声器3所在位置与使用者的耳部位置对应。

本申请中，将第一扬声器3定义为主扬声器，第二扬声器4定义为副扬声器，主扬声器可将电信号转换为第一声波信号，即将一定范围内的音频电功率信号通过换能的方式转变为失真小且具有足够声压级的可听声音，可听声音的传播方向包括向耳部传播以及向远离耳部的方向传播，在此过程中，向远离耳部的方向传播的第一声波信号衰减小时会降低可穿戴设备的私密性，即可穿戴设备的隔音性差。因此，设置第二扬声器4，第二扬声器4可根据第一声波信号的声波特征，例如波形与相位等输出与第一声波信号波形相同且相位相反的第二声波信号，第二声波信号向第二方向传播，进而抵消向远耳部传播的第二声波信号，提高AR音频眼镜的私密性。

需要说明的是，第二扬声器4对第一声波信号的分析过程为AI分析过程，进而针对不同相位与波形的第一声波信号，调整输出的第二声波信号的波形与相位，以适应不同的第一声波信号，为主动调整过程，可以更好的提高可穿戴设备的远场隔离度。

在一些实施方式中，第一扬声器3、第二扬声器4的工作过程是通过驱动模块实现的，驱动单元设置于第一支架1和/或第二支架2内，驱动单元包括中央处理器、音频编解码器和驱动放大器阵列；其中：中央处理器的输出端与音频编解码器的输入端连接；音频编解码器的输出端与驱动放大器阵列的输入端连接；驱动放大器阵列的输出端分别与第一扬声器3与第二扬声器4连接。可以理解的，通过驱动模块，第一扬声器3与第二扬声器4可以输出幅值不同、相位不同、波形不同的声波信号。

在一些实施方式中，可穿戴设备还包括电源模块与充电模块，电源模块分别与驱动单元、第一扬声器3、第二扬声器4连接，可穿戴设备还包括充电模块，充电模块与电源模块连接。可以理解的，通过电源模块的设置，可以提供给驱动模块、第一扬声器3与第二扬声器4工作的电流，而通过充电模量，可以对电源模块进行电量补充。

以下结合具体实施例对本申请的技术方案进行描述：

实施例1

将本申请具有第一扬声器与第二扬声器的可穿戴设备固定于人工头的双耳上，第一扬声器的频段为100Hz～10kHz，人工头的左耳内设有第一麦克风。

对比例1

与实施例1不同的是：可穿戴设备中不设置第二扬声器，仅设有第一扬声器。

测试：

在人工头的左耳方向，即以人工头为圆心的270°方向，且距离人工头60cm处设置第二麦克风，测试第一麦克风与第二麦克风各个频段的隔离度(即60cm处的测试的声压级减去双耳内测试的声压级)。

测试结果：

图3为本申请的实施例1与对比例1的测试结果图，请参照图3，由实施例1与对比例1的测试结果可知，设置第二扬声器后，在100Hz～10kHz的测试频段内，本申请提供的可穿戴设备的隔离度明显高于对比例1。即本申请的可穿戴设备设置第二扬声器后，第二扬声器可根据第一扬声器输出的第一声波信号的音频特征对发出的第二声波信号进行相位与波形的调整，调整后沿第二方向传播的第二声波信号与第一声波信号的波形相同、相位相反，使得第二声波信号可以抵消至少部分沿第二方向传播的第一声波信号，进而第一声波信号在第二方向的声衰减大，且随着距离的增加，声衰减加大程度加大，即通过第二扬声器的抵消作用可以提高可穿戴设备的远场隔离度，可穿戴设备的私密性更好。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种可穿戴设备，包括支架，其特征在于，所述支架内设置有：

第一扬声器，可输出第一声波信号，所述第一声波信号的传播方向包括第一方向与第二方向，其中，所述第一方向与第二方向的夹角θ满足：90°＜θ≤180°；及

第二扬声器，位于所述第一扬声器在第二方向的一侧；所述第二扬声器可输出第二声波信号，所述第二声波信号的传播方向为第二方向，且所述第二声波信号与所述第一声波信号的波形相同、相位相反。

2.根据权利要求1所述可穿戴设备，其特征在于，所述可穿戴设备还包括设备主体；

所述支架包括第一支架与第二支架，所述第一支架与所述第二支架分别转动连接于所述设备主体的两侧，且所述第一支架与第二支架的内部均设置有所述第一扬声器与所述第二扬声器。

3.根据权利要求2所述可穿戴设备，其特征在于，所述第一支架与所述第二支架的内部形成容纳腔，所述第一扬声器与所述第二扬声器安装于所述容纳腔内。

4.根据权利要求2所述可穿戴设备，其特征在于，所述可穿戴设备还包括驱动单元，所述驱动单元设置于所述第一支架和/或所述第二支架内。

5.根据权利要求4所述可穿戴设备，其特征在于，所述驱动单元包括中央处理器、音频编解码器和驱动放大器阵列；其中：

所述中央处理器的输出端与所述音频编解码器的输入端连接；

所述音频编解码器的输出端与所述驱动放大器阵列的输入端连接；

所述驱动放大器阵列的输出端分别与所述第一扬声器与所述第二扬声器连接。

6.根据权利要求4所述可穿戴设备，其特征在于，所述可穿戴设备还包括电源模块；其中，所述电源模块分别与所述驱动单元、所述第一扬声器、所述第二扬声器连接。

7.根据权利要求6所述可穿戴设备，其特征在于，所述可穿戴设备还包括充电模块，所述充电模块与所述电源模块连接。

8.根据权利要求2所述可穿戴设备，其特征在于，所述可穿戴设备还包括转轴组件，所述第一支架通过所述转轴组件与所述设备主体连接，所述第二支架通过所述转轴组件与所述设备主体连接。

9.根据权利要求2所述可穿戴设备，其特征在于，所述第一支架与所述第二支架相对的方向为第一方向。

10.根据权利要求1所述可穿戴设备，其特征在于，所述可穿戴设备包括但不限于AR头戴式一体机、VR头戴式一体机、MR头戴式一体机、智能眼镜、可穿戴扬声器中的至少一种。