TWI774989B - 穿戴式聲音播放裝置與其控制方法 - Google Patents

Abstract

一種穿戴式聲音播放裝置與其控制方法。穿戴式聲音播放裝置適於配戴於使用者的頸部或頭上，並包括穿戴本體、感測器、第一音訊放大電路、第二音訊放大電路、揚聲器裝置以及控制電路。感測器設置於穿戴本體上。控制電路接收一音訊源訊號，並依據感測器輸出的感測資料判斷該穿戴本體的穿戴方式。控制電路依據穿戴方式決定將音訊源訊號輸出至第一音訊放大電路或第二音訊放大電路，使揚聲器裝置播放經由第一音訊放大電路或第二音訊放大電路放大音訊源訊號而產生的音訊輸出訊號。

Description

穿戴式聲音播放裝置與其控制方法

本發明是有關於一種電子裝置，且特別是有關於一種穿戴式聲音播放裝置與其控制方法。

現今消費者所使用例如是手持行動裝置、個人電腦等電子裝置往往具備音訊播放的功能，消費者僅需連接例如是耳機、外接式擴音喇叭等聲音播放裝置，即可達到收聽音樂或接聽電話的功效。隨著應用場合的不同與使用者習慣，使用者可選擇使用不同種類的聲音播放裝置。舉例而言，於圖書館等不能干擾他人的場合，使用者一般會使用耳機來播放聲音。於不怕打擾他人的場合裡，使用者可使用擴音式喇叭來播放聲音。一般而言，使用者需要因應不同的場合來更換適合的聲音播放裝置，或者需要因應不同的場合對電子裝置或聲音播放裝置執行聲音播放模式的切換，因而引起一些使用上的不方便。由此可知，如何設計出方便 使用且應用場合廣泛的聲音播放裝置實為本領域技術人所關心的議題。

有鑑於此，本發明提出一種穿戴式聲音播放裝置與其控制方法，其可反應於穿戴式聲音播放裝置的穿戴方式而自動決定適合的音訊播放方式。

本發明實施例提供一種穿戴式聲音播放裝置，適於配戴於一使用者的頸部或頭上並包括穿戴本體、感測器、第一音訊放大電路、第二音訊放大電路、揚聲器裝置以及控制電路。感測器設置於穿戴本體上，揚聲器裝置耦接第一音訊放大電路與第二音訊放大電路。控制電路耦接感測器、第一音訊放大電路與第二音訊放大電路。控制電路接收一音訊源訊號，並依據感測器輸出的感測資料判斷該穿戴本體的穿戴方式。控制電路依據穿戴方式決定將音訊源訊號輸出至第一音訊放大電路或第二音訊放大電路，使揚聲器裝置播放經由第一音訊放大電路或第二音訊放大電路放大音訊源訊號而產生的音訊輸出訊號。

本發明實施例提供一種穿戴式聲音播放裝置的控制方法，穿戴式聲音播放裝置包括適於配戴於使用者的頸部或頭上的穿戴本體。所述方法包括下列步驟：接收一音訊源訊號；依據感測器輸出的感測資料判斷穿戴本體的穿戴方式；依據穿戴方式決定將音訊源訊號輸出至第一音訊放大電路或第二音訊放大電路； 以及藉由揚聲器裝置播放經由第一音訊放大電路或第二音訊放大電路放大音訊源訊號而產生的音訊輸出訊號。

基於上述，本發明實施例可依據設置於穿戴本體上之感測器的感測結果判斷穿戴本體的穿戴方式，以自動依據穿戴方式將音訊源訊號提供至對應至第一輸出功率範圍的第一音訊放大電路或對應至第二輸出功率範圍的第二音訊放大電路進行放大。藉此，在使用者沒有進行額外操作的情況下，可依據穿戴式聲音播放裝置的穿戴方式提供適當的音訊輸出給使用者。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

10:穿戴式聲音播放裝置

110:穿戴本體

120:感測器

130:第一音訊放大電路

140:第二音訊放大電路

160:控制電路

150:揚聲器裝置

150_L:左聲道揚聲裝置

150_R:右聲道揚聲裝置

d1:感測資料

AS:音訊源訊號

S1、S2:音訊輸出訊號

151:揚聲單體

152:耳機揚聲單體

153:擴音揚聲單體

161:角度定位模組

162:控制器

163:音訊處理器

a1:角度資訊

c1:控制指令

S301~S304:步驟

圖1是依照本發明一實施例所繪示的穿戴式聲音播放裝置的示意圖。

圖2是依照本發明一實施例所繪示的穿戴式聲音播放裝置的方塊圖。

圖3是依照本發明一實施例所繪示的穿戴式聲音播放裝置的控制方法的流程圖。

圖4A是依照本發明一實施例所繪示的頭戴穿戴方式的示意圖。

圖4B是依照本發明一實施例所繪示的頸掛穿戴方式的示意 圖。

圖5A與圖5B是依據本發明一實施例所繪示的揚聲器裝置的示意圖。

圖6是依照本發明一實施例所繪示的穿戴式聲音播放裝置的方塊圖。

本發明的部份實施例接下來將會配合附圖來詳細描述，以下的描述所引用的元件符號，當不同附圖出現相同的元件符號將視為相同或相似的元件。這些實施例只是本發明的一部份，並未揭示所有本發明的可實施方式。更確切的說，這些實施例只是本發明的專利申請範圍中的方法與裝置的範例。

圖1是依照本發明一實施例所繪示的穿戴式聲音播放裝置的示意圖。圖2是依照本發明一實施例所繪示的穿戴式聲音播放裝置的方塊圖。請同時參照圖1與圖2，穿戴式聲音播放裝置10適於配戴於使用者的頭部上或頸部旁。於一實施例中，穿戴式聲音播放裝置10的穿戴本體110為具有開口的環狀構造，其是由一殼體包覆各式元件而組成。上述元件可包括感測器120、第一音訊放大電路130、第二音訊放大電路140、揚聲器裝置150以及控制電路160。

於一實施例中，穿戴式聲音播放裝置10的揚聲器裝置150的左聲道揚聲裝置150_L與右聲道揚聲裝置150_R分別配置 於穿戴本體110的兩端，用以提供聲音給使用者。當使用者的頭部置放於環狀構造的裡面時，使用者係以頭戴穿戴方式配戴穿戴式聲音播放裝置10，則揚聲器裝置150可以入耳式、耳罩式或貼耳式的方式接觸使用者的耳部。當使用者的頸部置放於環狀構造的裡面，使用者係以頸掛穿戴方式配戴穿戴式聲音播放裝置10，則揚聲器裝置150可約略置放於使用者的肩膀前側上。

於一實施例中，感測器120設置於穿戴本體110上，其可包括陀螺儀、水平儀、磁力計、加速度感測器等等，感測器120的感測資料可用以定位穿戴本體110所呈現的擺放角度。

第一音訊放大電路130與第二音訊放大電路140用以放大音訊訊號，其輸出訊號的波型相較於輸入訊號的波型具有較大的振幅。於一實施例中，第一音訊放大電路130與第二音訊放大電路140為提供不同輸出功率範圍的電壓放大器。於一實施例中，第一音訊放大電路130與第二音訊放大電路140的輸出功率範圍可以是預設的或響應於控制電路160的控制而決定。第一音訊放大電路130與第二音訊放大電路140所輸出的音訊輸出訊號用以驅動揚聲器裝置150播放聲音。

揚聲器裝置150耦接第一音訊放大電路130與第二音訊放大電路140。揚聲器裝置150可包括驅動元件與振膜等元件，驅動元件用以依據第一音訊放大電路130與第二音訊放大電路140的輸出訊號驅動振膜振動，以產生聲波。在一實施例中，驅動元件可為線圈，用以電磁感應的方式驅使振動。此外，揚聲器裝置 150的左聲道揚聲裝置150_L可由一個或多個揚聲單體構成。揚聲器裝置150的右聲道揚聲裝置150_R可由一個或多個揚聲單體構成。

控制電路160例如是可程式化之一般用途或特殊用途的微處理器(Microprocessor)、數位訊號處理器(Digital Signal Processor，DSP)、可程式化控制器、特殊應用積體電路(Application Specific Integrated Circuits，ASIC)、可程式化邏輯裝置(Programmable Logic Device，PLD)或其他類似裝置或這些裝置的組合。

於一實施例中，控制電路160耦接感測器120、第一音訊放大電路130與第二音訊放大電路140。控制電路160依據感測器120提供的感測資料d1而決定將音訊源訊號AS輸出至第一音訊放大電路130或第二音訊放大電路140。此外，於一實施例中，控制電路160可控制第一音訊放大電路130與第二音訊放大電路140的輸出功率範圍。

圖3是依照本發明一實施例所繪示的穿戴式聲音播放裝置的控制方法的流程圖。請參照圖3，本實施例的方法適用於圖1與圖2的穿戴式聲音播放裝置10，以下即搭配穿戴式聲音播放裝置10中的各項元件說明穿戴式聲音播放裝置10的控制方法的詳細步驟。

於步驟S301，控制電路160接收一音訊源訊號AS。具體而言，穿戴式聲音播放裝置10可有線或無線連接至多媒體播放裝 置，其例如是手機、平板電腦、筆記型電腦、音樂播放裝置等等。控制電路160可經由有線或無線資料傳輸介面(其例如是藍芽介面、USB傳輸介面等等)接收到來自多媒體播放裝置的音訊源訊號AS。

於步驟S302，控制電路160依據感測器120輸出的感測資料d1判斷穿戴本體110的穿戴方式。於一實施例中，依據支撐穿戴本體110的人體部位來區分，穿戴方式可包括頸掛穿戴方式與頭戴穿戴方式。若穿戴本體110的穿戴方式為頸掛穿戴方式，揚聲器裝置150可約略置放於使用者的肩膀前側上。若穿戴本體110的穿戴方式為頭戴穿戴方式，揚聲器裝置150貼附於使用者的耳部。於另一實施例中，依據揚聲器裝置150與耳朵之間的距離來區分，穿戴方式可包括揚聲器裝置150距離耳朵較遠的遠耳穿戴方式與揚聲器裝置150距離耳朵較近的近耳穿戴方式。具體而言，由於感測器120輸出的感測資料d1可用以定位穿戴本體110所呈現的擺放角度，因而控制電路160可依據感測資料d1判斷穿戴本體110的穿戴方式。

接著，於步驟S303，控制電路160依據穿戴方式決定將音訊源訊號AS輸出至第一音訊放大電路130或第二音訊放大電路140。需說明的是，第二音訊放大電路140的輸出功率範圍不同於第一音訊放大電路130的輸出功率範圍。於步驟S304，揚聲器裝置150播放經由第一音訊放大電路130或第二音訊放大電路140放大音訊源訊號AS而產生的音訊輸出訊號S1、S2。音訊輸出訊 號S1、S2為驅動左聲道揚聲裝置150_L的左聲道音訊訊號或驅動右聲道揚聲裝置150_R的右聲道音訊訊號。換言之，本發明實施例的穿戴式聲音播放裝置10可依據穿戴方式而選擇播放對應至不同功率放大範圍的音訊輸出訊號S1或音訊輸出訊號S2。如此一來，穿戴式聲音播放裝置10可基於穿戴方式而提供適合的聲音給使用者。

為了更清楚的說明本發明，圖4A是依照本發明一實施例所繪示的頭戴穿戴方式的示意圖。圖4B是依照本發明一實施例所繪示的頸掛穿戴方式的示意圖。於本實施例中，第二音訊放大電路140的輸出功率範圍大於第一音訊放大電路130的輸出功率範圍。換言之，第二音訊放大電路140的輸出功率範圍的輸出功率上限大於第一音訊放大電路130的輸出功率範圍的輸出功率上限。舉例而言，第二音訊放大電路140的輸出功率範圍可符合國際電工委員會(International Electrotechnical Commission，IEC)對聲音系統設備的規範IEC 60268-5，而第一音訊放大電路130的輸出功率範圍可符合IEC對聲音系統設備的的規範IEC 60268-7。也就是說，第二音訊放大電路140的放大增益大於第一音訊放大電路130的放大增益。

請先參照圖4A，當穿戴方式為頭戴穿戴方式時，穿戴式聲音播放裝置10呈現直立方向而配戴於頭部上，控制電路160可依據感測資料d1判斷穿戴方式為頭戴穿戴方式。當控制電路160判斷穿戴方式為頭戴穿戴方式時，控制電路160將音訊源訊號AS 輸出至第一音訊放大電路130，使揚聲器裝置150播放經由第一音訊放大電路130放大音訊源訊號AS而產生的音訊輸出訊號S1。

請再參照圖4B，當穿戴方式為頸掛穿戴方式時，穿戴式聲音播放裝置10呈現平放方向而配戴於頸部上，控制電路160可依據感測資料d1判斷穿戴方式為頸掛穿戴方式。當控制電路160判斷穿戴方式為頸掛穿戴方式時，控制電路160將音訊源訊號AS輸出至第二音訊放大電路140，使揚聲器裝置150播放經由第二音訊放大電路140放大音訊源訊號AS而產生的音訊輸出訊號S2。

比較圖4A與圖4B可知，當揚聲器裝置150基於頭戴穿戴方式而貼近使用者的耳部時，可利用較小的放大增益放大音訊源訊號AS，以避免聲音過大而傷害使用者聽力。當揚聲器裝置150基於頸掛穿戴方式而較遠離使用者的耳部時，可利用較大的放大增益放大音訊源訊號AS，以提供較佳的聽覺體驗。

值得一提的是，於本發明實施例中，用以播放左聲道音訊訊號的左聲道揚聲裝置150_L可包括一個或多個揚聲單體。相似的，用以播放右聲道音訊訊號的右聲道揚聲裝置150_R也可包括一個或多個揚聲單體。以下以左聲道揚聲裝置150_L為例說明。

圖5A是依據本發明一實施例所繪示的揚聲器裝置的示意圖。請參照圖5A，於一實施例中，左聲道揚聲裝置150_L可包括一個揚聲單體151，此揚聲單體151可耦接第一音訊放大電路130與第二音訊放大電路140，以被第一音訊放大電路130輸出的音訊輸出訊號S1或第二音訊放大電路140輸出的音訊輸出訊號 S2驅動，而播放第一音訊放大電路130輸出的音訊輸出訊號S1或第二音訊放大電路140輸出的音訊輸出訊號S2。

圖5B是依據本發明一實施例所繪示的揚聲器裝置的示意圖。請參照圖5B，於一實施例中，左聲道揚聲裝置150_L可包括第一揚聲單體152(耳機揚聲單體)與第二揚聲單體153(擴音揚聲單體)。第一揚聲單體152耦接第一音訊放大電路130而播放第一音訊放大電路130輸出的音訊輸出訊號S1，而第二揚聲單體153耦接第二音訊放大電路140而播放第二音訊放大電路140輸出的音訊輸出訊號S2。

圖6是依照本發明一實施例所繪示的穿戴式聲音播放裝置的方塊圖。請參照圖6，於本實施例中，控制電路160可包括角度定位模組161、控制器162以及音訊處理器163，而揚聲器裝置150可包括耳機揚聲單體152與擴音揚聲單體153。

角度定位模組161耦接感測器120，依據感測器110輸出的感測資料d1計算穿戴本體110的角度資訊a1。於一實施例中，穿戴本體110的角度資訊a1可包括穿戴本體110的俯仰角，而此俯仰角為穿戴本體110的姿態參考向量與水平面之間的夾角。當穿戴方式為頭戴穿戴方式時，穿戴本體110的俯仰角大致為零度。當穿戴方式為頸掛穿戴方式時，穿戴本體110的俯仰角大致為九十度。角度定位模組161可由硬體電路、軟體元件或其組合來實現。

控制器162耦接角度定位模組161，依據角度資訊a1判 斷穿戴本體110的穿戴方式為頸掛穿戴方式或頭戴穿戴方式，從而發出一控制指令c1。舉體而言，控制器162可判斷角度資訊a1是落在第一角度範圍與第二角度範圍其中之一，以判斷穿戴方式為對應至第一角度範圍的頸掛穿戴方式或對應至第二角度範圍的頭戴穿戴方式。控制器162可經由I²C介面傳送指令給音訊處理器163。

音訊處理器163可為音訊數位訊號處理器(DSP)，其耦接控制器162、第一音訊放大電路130與第二音訊放大電路140，並接收音訊源訊號AS。音訊處理器163依據控制指令c1將音訊源訊號AS輸出至第一音訊放大電路130與第二音訊放大電路140其中之一。換言之，音訊處理器163是依據穿戴方式而選擇將音訊源訊號AS輸出至第一音訊放大電路130與第二音訊放大電路140其中之一。值得一提的是，於一實施例中，音訊處理器163可自一記憶體(例如EEPROM)中讀取第一音訊放大電路130與第二音訊放大電路140的功率範圍設定。當音訊處理器163決定將音訊源訊號AS輸出至第一音訊放大電路130與第二音訊放大電路140其中之一時，音訊處理器163同時依據記憶體所記錄的功率範圍設定控制第一音訊放大電路130或第二音訊放大電路140的輸出功率。

綜上所述，於本發明實施例中，穿戴式聲音播放裝置可提供耳機與擴音式喇叭的聲音播放功能，可彈性應用於各種場合。此外，本發明實施例可依據設置於穿戴本體上之感測器的感 測結果判斷穿戴本體的穿戴方式，以自動依據穿戴方式將音訊源訊號提供至對應至第一輸出功率範圍的第一音訊放大電路或對應至第二輸出功率範圍的第二音訊放大電路進行放大。藉此，在使用者沒有進行額外操作的情況下，可依據穿戴式聲音播放裝置的穿戴方式提供適當的音訊輸出給使用者，從而提升便利性。由於可提供適當的音訊輸出給使用者，可保護使用者的聽力與提升聽覺體驗。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

S301~S304:步驟

Claims (15)

1. 一種穿戴式聲音播放裝置，適於配戴於一使用者的頸部或頭上，包括：一穿戴本體；一感測器，設置於該穿戴本體上；一第一音訊放大電路；一第二音訊放大電路；一揚聲器裝置，耦接該第一音訊放大電路與該第二音訊放大電路；以及一控制電路，耦接該感測器、該第一音訊放大電路與該第二音訊放大電路，接收一音訊源訊號，依據該感測器輸出的感測資料判斷該穿戴本體的穿戴方式，依據該穿戴方式決定將該音訊源訊號輸出至該第一音訊放大電路或該第二音訊放大電路，使該揚聲器裝置播放經由該第一音訊放大電路或該第二音訊放大電路放大該音訊源訊號而產生的音訊輸出訊號，當該控制電路判斷該穿戴方式為頭戴穿戴方式時，該控制電路將該音訊源訊號輸出至該第一音訊放大電路；當該控制電路判斷該穿戴方式為頸掛穿戴方式時，該控制電路將該音訊源訊號輸出至該第二音訊放大電路，其中，該控制電路包括：一角度定位模組，耦接該感測器，依據該感測器輸出的感測資料計算該穿戴本體的一角度資訊，其中該穿戴本體的該角度資 訊包括該穿戴本體的俯仰角，而該俯仰角為該穿戴本體的姿態參考向量與水平面之間的夾角；以及一控制器，耦接該角度定位模組，依據該角度資訊判斷該穿戴本體的該穿戴方式為頸掛穿戴方式或頭戴穿戴方式，從而發出一控制指令。
2. 如申請專利範圍第1項所述的穿戴式聲音播放裝置，其中該第二音訊放大電路的輸出功率範圍大於該第一音訊放大電路的輸出功率範圍。
3. 如申請專利範圍第2項所述的穿戴式聲音播放裝置，其中該揚聲器裝置播放經由該第一音訊放大電路放大該音訊源訊號而產生的該音訊輸出訊號。
4. 如申請專利範圍第2項所述的穿戴式聲音播放裝置，其中該揚聲器裝置播放經由該第二音訊放大電路放大該音訊源訊號而產生的該音訊輸出訊號。
5. 如申請專利範圍第2項所述的穿戴式聲音播放裝置，其中該揚聲器裝置包括第一揚聲單體與第二揚聲單體，該第一揚聲單體耦接該第一音訊放大電路而播放該第一音訊放大電路輸出的該音訊輸出訊號，而該第二揚聲單體耦接該第二音訊放大電路而播放該第二音訊放大電路輸出的該音訊輸出訊號。
6. 如申請專利範圍第2項所述的穿戴式聲音播放裝置，其中該揚聲器裝置包括一揚聲單體，該揚聲單體耦接該第一音訊放 大電路與第二音訊放大電路而播放該第一音訊放大電路或第二音訊放大電路輸出的該音訊輸出訊號。
7. 如申請專利範圍第2項所述的穿戴式聲音播放裝置，其中該控制電路包括：一音訊處理器，耦接該控制器、該第一音訊放大電路與該第二音訊放大電路，接收該音訊源訊號，依據該控制指令將該音訊源訊號輸出至該第一音訊放大電路與該第二音訊放大電路其中之一。
8. 如申請專利範圍第2項所述的穿戴式聲音播放裝置，其中該音訊輸出訊號為左聲道音訊訊號或右聲道音訊訊號。
9. 一種穿戴式聲音播放裝置的控制方法，該穿戴式聲音播放裝置包括適於配戴於一使用者的頸部或頭上的一穿戴本體，所述控制方法包括：接收一音訊源訊號；依據一感測器輸出的感測資料判斷該穿戴本體的穿戴方式；依據該穿戴方式決定將該音訊源訊號輸出至一第一音訊放大電路或一第二音訊放大電路；以及藉由揚聲器裝置播放經由該第一音訊放大電路或該第二音訊放大電路放大該音訊源訊號而產生的音訊輸出訊號，其中依據該穿戴方式決定將該音訊源訊號輸出至該第一音訊放大電路或該第二音訊放大電路的步驟包括：當判斷該穿戴方式為頭戴穿戴方式時，將該音訊源訊號輸出 至該第一音訊放大電路；當判斷該穿戴方式為頸掛穿戴方式時，將該音訊源訊號輸出至該第二音訊放大電路，其中依據該感測器輸出的感測資料判斷該穿戴本體的該穿戴方式的步驟包括：依據該感測器輸出的感測資料計算該穿戴本體的一角度資訊，其中該穿戴本體的該角度資訊包括該穿戴本體的俯仰角，而該俯仰角為該穿戴本體的姿態參考向量與水平面之間的夾角；以及依據該角度資訊判斷該穿戴本體的該穿戴方式為頸掛穿戴方式或頭戴穿戴方式。
10. 如申請專利範圍第9項所述的穿戴式聲音播放裝置的控制方法，其中該第二音訊放大電路的輸出功率範圍大於該第一音訊放大電路的輸出功率範圍。
11. 如申請專利範圍第10項所述的穿戴式聲音播放裝置的控制方法，其中該揚聲器裝置播放經由該第一音訊放大電路放大該音訊源訊號而產生的該音訊輸出訊號。
12. 如申請專利範圍第10項所述的穿戴式聲音播放裝置的控制方法，其中該揚聲器裝置播放經由該第二音訊放大電路放大該音訊源訊號而產生的該音訊輸出訊號。
13. 如申請專利範圍第10項所述的穿戴式聲音播放裝置的控制方法，其中該揚聲器裝置包括第一揚聲單體與第二揚聲單體，該第一揚聲單體播放該第一音訊放大電路輸出的該音訊輸出訊號，而該第二揚聲單體播放該第二音訊放大電路輸出的該音訊輸出訊號。
14. 如申請專利範圍第10項所述的穿戴式聲音播放裝置的控制方法，其中該揚聲器裝置包括一揚聲單體，該揚聲單體播放該第一音訊放大電路輸出的該音訊輸出訊號或播放該第二音訊放大電路輸出的該音訊輸出訊號。
15. 如申請專利範圍第10項所述的穿戴式聲音播放裝置的控制方法，其中該音訊輸出訊號為左聲道音訊訊號或右聲道音訊訊號。

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