TWI825697B - 可偵測佩戴狀態的頭戴式耳機及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一種頭戴式耳機，至少包括感測器電路，副處理器電路和主處理器電路。感測器電路可依據頭戴式耳機的結構變化而生成感測數據。副處理器電路可接收感測數據，運算出頭戴式耳機的結構狀態的量測值。主處理器電路耦接副處理器電路，用於控制頭戴式耳機的音訊播放，可在未播放音訊的時候進入休眠。副處理器電路可根據量測值和至少一閾值，判斷頭戴式耳機的佩戴狀態。副處理器電路可根據佩戴狀態，決定將主處理器電路喚醒。副處理器電路可依據佩戴狀態自適應地調節至少一閾值。

Description

可偵測佩戴狀態的頭戴式耳機及其控制方法

本申請涉及頭戴式耳機，尤其涉及一種可判斷各種佩戴狀態並據以運行不同功能的頭戴式耳機控制方法。

目前頭戴耳機往往需要檢測佩戴狀態，根據用戶佩戴狀態，關閉或者開啓音樂，達到節能的目的。目前常用方法為紅外感測器。但是紅外感測器容易產生誤判，並且只能判斷是否佩戴。

本申請實施例提供一種頭戴式耳機，用於播放音訊。該頭戴式耳機中至少包括感測器電路和控制模組，該控制模組中至少包括副處理器電路和主處理器電路。該感測器電路配置為可依據該頭戴式耳機的結構變化而生成感測數據。該控制模組耦接該感測器電路，其中的副處理器電路可接收該感測數據，運算出該頭戴式耳機的結構狀態的量測值。該主處理器電路耦接該副處理器電路，配置為可用於控制頭戴式耳機的音訊播放，並配置為可在未播放音訊的時候進入休眠。該副處理器電路可根據該量測值和至少一閾值，判斷頭戴式耳機的佩戴狀態。該副處理器電路可根據該佩戴狀態，決定將主處理器電路喚醒。該主處理器電路配置為可依據該佩戴狀態和該量測值自適應地調節該閾值的其中之一。

在進一步的實施例中，當該副處理器電路判斷頭戴式耳機的佩戴狀態需要通過休眠中的該主處理器電路處理時，發出事件通知給該主處理器電路，使該主處理器電路被喚醒，並依據該量測值和該佩戴狀態控制該頭戴式耳機運行對應的操作。

在進一步的實施例中，當該量測值低於第一閾值時，該副處理器電路判斷該佩戴狀態為未佩戴狀態。當該量測值大於等於該第一閾值，且低於第二閾值時，該副處理器電路判斷該佩戴狀態為拉開狀態。當該量測值大於等於該第二閾值，且低於第三閾值時，該副處理器電路判斷該佩戴狀態為已佩戴狀態。當該量測值大於等於該第三閾值時，該副處理器電路判斷該佩戴狀態為拉伸狀態。

在進一步的實施例中，副處理器電路持續監測該量測值的異動情形。當該佩戴狀態為未佩戴狀態時，且該副處理器電路監測到該量測值增加至大於第一閾值的第一數值，並在時限內大致維持在該第一數值，該副處理器電路判斷該佩戴狀態切換至該已佩戴狀態，並將該第二閾值設置為該第一數值減去特定值。

在進一步的實施例中，該副處理器將該第三閾值設置為該第二閾值加上一固定數值。當該頭戴式耳機操作在該已佩戴狀態，且該副處理器電路監測到該量測值增加至該第三閾值以上，該副處理器電路判斷該佩戴狀態切換至該拉伸狀態。

在另一實施例中，當該頭戴式耳機操作在該已佩戴狀態，且該副處理器電路監測到該量測值在預設時長內增加超過特定數值，該副處理器電路判斷該佩戴狀態切換至該拉伸狀態。

在進一步的實施例中，頭戴式耳機還包括第一音訊播放電路和第二音訊播放電路，耦接該主處理器電路，配置為可受到該主處理器電路的控制而分別播放第一側音訊和第二側音訊。頭戴式耳機中還包括收音電路，耦接該主處理器電路，配置為可捕捉語音輸入。當該頭戴式耳機操作在該拉開狀態，主處理器電路控制該第一音訊播放電路，第二音訊播放電路和收音電路以播放音樂或接聽電話。

在進一步的實施例中，頭戴式耳機中還包括計時器模組，耦接該主處理器電路和該副處理器電路，用於提供計時功能。當該主處理器電路沒有進行播放聲音功能時，該副處理器電路監測該計時器模組的計時數值。當該副處理器電路通過該計時器模組判斷該主處理器電路沒有播放聲音的時間超過預設時長，該副處理器電路指示該頭戴式耳機關機。

在進一步的實施例中，當該頭戴式耳機運作於該已佩戴狀態，且該副處理器電路監測到該量測值變化至該未佩戴狀態，該副處理器電路通知該主處理器電路停止聲音播放功能，並通知該主處理器電路切換至休眠狀態。

在進一步的實施例中，當該頭戴式耳機運作於該已佩戴狀態，且該副處理器電路監測到該量測值變化至該拉伸狀態，該副處理器電路通知該主處理器電路暫停聲音播放，或通知該主處理器電路將通話靜音。

在進一步的實施例中，當該副處理器電路接收該感測數據時，對該感測數據進行抖動濾波，並對濾波後的該感測數據進行第一時長的累加或平均運算，以生成該量測值。

在進一步的實施例中，頭戴式耳機還包括無線通信電路和記憶體。無線通信電路耦接主處理器電路，受主處理器電路控制而與主控裝置進行無線通信。記憶體用於存儲數據和該閾值。該副處理器電路透過該無線通信電路從該主控裝置接收關於該閾值的配置數據，並存儲在該記憶體中。

在進一步的實施例中，頭戴式耳機還包括頭帶，耦接該感測器電路和該控制模組，具有彈性，用於提供穿戴固定作用。其中該感測器電路偵測該頭帶的彈性變形狀態而生成該感測數據。該感測數據包括電壓值。

本申請的另一實施例是一種頭戴式耳機控制方法，用於播放音訊，其中該頭戴式耳機包含感測器電路和控制模組，該控制模組包含副處理器電路和主處理器電路耦接該感測器電路。首先，利用該感測器電路偵測該頭戴式耳機的結構變化而生成感測數據。接著，利用該副處理器電路接收該感測數據，運算出該頭戴式耳機的結構狀態的量測值。最後，利用該主處理器電路控制該頭戴式耳機的音訊播放。當該主處理器電路未播放音訊的時候，該主處理器電路進入休眠。該副處理器電路可根據該量測值和至少一閾值，判斷頭戴式耳機的佩戴狀態。該副處理器電路根據該佩戴狀態，決定將主處理器電路喚醒。該副處理器電路可依據該佩戴狀態自適應地調節該閾值的其中之一。

本申請的實施例至少突顯下列優點。頭戴式耳機中的感測器電路可偵測多種佩戴狀態，使可控制的功能更加多樣化。除此之外，通過副處理器電路進行基本的監測功能，使主處理器電路在不播放聲音時可彈性地進入休眠，以節省更多電力。更進一步地，判斷佩戴狀態的閾值可動態地調節，以適應各種不同用戶的需求。整體而言，本申請的實施例使頭戴式耳機發揮了更多功能並提升了效能。

下面將結合本申請實施例中的圖式，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本申請保護的範圍。

本申請實施例提供一種頭戴式耳機100，用於播放音訊。以下以圖1說明頭戴式耳機100的具體架構。

圖1是本申請實施例的頭戴式耳機100架構示意圖，說明頭戴式耳機100中包含的基本電子功能。頭戴式耳機100中至少包括感測器電路130、第一音訊模組210、第二音訊模組220和控制模組230。

感測器電路130配置為可依據頭戴式耳機100的結構變化而生成感測數據。本實施例的頭戴式耳機100設計包含彈性或動態的機構，在使用時可隨著佩戴的狀況而產生形體上的變化。感測器電路130可用來偵測佩戴狀態所產生的電子信號變化，以供後續元件進行對應的處理。

第一音訊模組210中包括第一音訊播放電路142和收音電路146，而第二音訊模組220中包括第二音訊播放電路144。由於頭戴式耳機100通常是可提供立體聲的雙耳結構，所以第一音訊模組210和第二音訊模組220的配置對應於用戶的兩耳。收音電路146可以是常見的麥克風，或多個麥克風組合的陣列，而第一音訊播放電路142和第二音訊播放電路144可以常見的喇叭，或多種不同頻段的揚聲器組成的音場陣列。配置有收音電路146的第一音訊模組210，不限定是對應於左耳或右耳。在進一步的實施例中，收音電路146不限定只配置在第一音訊模組210中，而是也同時配置在第二音訊模組220中。

控制模組230中至少包括副處理器電路120、主處理器電路110、記憶體140、無線通信電路150。做為一個可選項，控制模組230也可以包括一個計時器模組170，耦接主處理器電路110和副處理器電路120。記憶體140和無線通信電路150耦接主處理器電路110。副處理器電路120耦接感測器電路130和主處理器電路110。主處理器電路110還耦接於第一音訊播放電路142、第二音訊播放電路144和收音電路146。

如圖1所示，控制模組230耦接感測器電路130，其中的副處理器電路120可接收感測器電路130生成的感測數據，運算出頭戴式耳機100的結構狀態的量測值。主處理器電路110配置為可用於控制頭戴式耳機100中的第一音訊播放電路142、第二音訊播放電路144的音訊播放，或收音電路146的音訊捕捉。舉例來說，主處理器電路110可通過無線通信電路150接收其他裝置傳送來的音訊信號，並通過第一音訊播放電路142和第二音訊播放電路144播放。在另一實施例中，記憶體140可預先存儲音訊文件，而主處理器電路110可讀取記憶體140中的音訊文件而通過第一音訊播放電路142和第二音訊播放電路144播放。更進一步地說，記憶體140中存儲的音訊文件，可以是主處理器電路110控制收音電路146捕捉外界聲音而生成。記憶體140中存儲的音訊文件，也可以是主處理器電路110控制無線通信電路150從其他裝置進行無線接收而得。

本實施例中的主處理器電路110和副處理器電路120配置為一種分工關係。主處理器電路110是運算能力較強的信號處理器或微控制器，可以統合控制頭戴式耳機100中的各元件。而副處理器電路120是運算能力較單純的控制晶片，負責針對感測器電路130生成的感測數據進行運算處理。舉例來說，在頭戴式耳機100處於非播放狀態或較不需要運算的狀態時，主處理器電路110可以進入休眠狀態以節省電力。副處理器電路120保持監測感測器電路130的感測數據，並從感測數據中判斷是否發生需要喚醒主處理器電路110來運行處理的事件。藉此，當副處理器電路120監測到需要喚醒主處理器電路110的狀況，可即時發出事件通知並給出佩戴狀態的信息，使主處理器電路110無縫地被喚醒並根據佩戴狀態運行對應功能。事件通知中還可包括量測值的信息，使主處理器電路110依據佩戴狀態的信息和量測值的變化狀況以判斷更多運作情況。

以下從結構的角度來說明頭戴式耳機100的運作方式。

圖2是本申請實施例的頭戴式耳機100運作於未佩戴狀態的結構示意圖。頭戴式耳機100在結構上除了包括圖1所述的元件，還包括了頭帶202，第一耳機部件310和第二耳機部件320。頭帶202可以是具有彈性或張力的材質或結構，兩端分別連接第一耳機部件310和第二耳機部件320。作為一種實施例，圖1中的第一音訊模組210和控制模組230布局在第一耳機部件310中，而圖1的第二音訊模組220布局在第二耳機部件320中。在頭戴式耳機100佩戴於頭部時，頭帶202可彈性地拉伸，使用戶的雙耳分別接觸第一耳機部件310和第二耳機部件320而使用播音功能。在本實施例中，感測器電路130配置在頭帶202上，可感測頭帶202在使用中因彈性拉伸而產生的形狀變化，進而轉換為感測數據，傳送給控制模組230中的副處理器電路120。以圖2為例，在頭戴式耳機100處於未佩戴狀態時，頭帶202呈現不受外力的自然狀態，因此第一耳機部件310和第二耳機部件320之間相隔一未佩戴狀態距離Dn。

圖3是本申請實施例的頭戴式耳機100運作於拉開狀態的結構示意圖。在本實施例中所述的拉開狀態，也是一種未佩戴狀態，但是第一耳機部件310和第二耳機部件320受到了些許的外力而產生形態上的變化，例如相隔一拉開狀態距離Do。此時的拉開狀態距離Do比圖2中的未佩戴狀態距離Dn還寬一些，但通常還不足以大到可以佩戴在使用者的頭上。感測器電路130透過適當的配置與演算，也可將頭帶202上的張力或姿態變化轉換為對應的感測數據。在實際應用中，頭戴式耳機100的拉開狀態，可以用來代表使用者此時並不想把頭戴式耳機100佩戴在頭上，但是仍然想把頭戴式耳機100放在桌上當成一般的喇叭的使用情境。只要在頭戴式耳機100中針對這類使用情境設計對應的判斷閾值，以及運行流程，就能滿足上述使用需求。本實施例的優點在於，為傳統上只能戴在頭上使用的頭戴式耳機100增加了新的應用方式。另一方面，要達成本實施例的使用情境，不需要另外設計切換開關，只要適當地調整頭帶202上的第一耳機部件310和第二耳機部件320的相對姿態，就能通過感測器電路130完成感測並切換運作模式。因此實作上的成本效益極高。

圖4是本申請實施例的頭戴式耳機100運作於已佩戴狀態的結構示意圖。圖4中的頭戴式耳機100已佩戴在用戶頭部400上。用戶頭部400的寬度是已佩戴狀態距離Dw。一般使用者在佩戴頭戴式耳機100時，必須先對頭戴式耳機100的頭帶202施加一個拉伸的力量，使第一耳機部件310和第二耳機部件320的距離大於已佩戴狀態距離Dw，然後再安放至用戶頭部400上。在安放至用戶頭部400之後，頭帶202的彈性會將第一耳機部件310和第二耳機部件320向用戶頭部400貼附，最後穩定地收斂至已佩戴狀態距離Dw。可以理解的是，在上述過程中，對感測器電路130而言，會偵測到頭帶202的感測數據在短時間內發生巨大的變化，最後穩定收斂至一個對應已佩戴狀態距離Dw的數值。

圖5是本申請實施例的頭戴式耳機100運作於拉伸狀態的結構示意圖。頭戴式耳機100被佩戴至用戶頭部400時，或從用戶頭部400上取下時，常會需要拉伸頭帶202的動作，使第一耳機部件310和第二耳機部件320之間的距離大於已佩戴狀態距離Dw，例如拉伸狀態距離Ds，以便穿戴或取下。因此，拉伸動作的判斷，可以用來協助副處理器電路120判斷使用者正在進行穿戴或取下的動作，以利運行對應的功能。除此之外，拉伸動作還可以用來當成一種額外的輸入指令方式。舉例來說，頭戴式耳機100運行在已佩載狀態下，且使用者正在聆聽音樂。這時若偵測到第一耳機部件310和第二耳機部件320被拉伸至拉伸狀態距離Ds以上，可觸發主處理器電路110暫停音樂或運行其他功能。

圖6是本申請實施例的量測值與頭戴式耳機100的結構特徵的關係示意圖。前述實施例中的頭帶202的結構變化，即第一耳機部件310和第二耳機部件320的相對距離，對感測器電路130而言，生成的感測數據Q呈現出一種特定的線性關係。舉別來說，當第一耳機部件310和第二耳機部件320的距離為未佩戴狀態距離Dn、拉開狀態距離Do、已佩戴狀態距離Dw、拉伸狀態距離Ds時，感測器電路130可能感測到對應的未佩戴狀態感測數據Qn、拉開狀態感測數據Qo、已佩戴狀態感測數據Qw、拉伸狀態感測數據Qs。在實際使用中，感測器電路130收到的感測數據可以是以電壓或電流信號的形式呈現，但也不限定是由數字信號的方式呈現。另一方面，從時間軸的觀點來看（未圖示），可以理解的是，感測數據可能隨著使用者的實際操作而有許多的抖動雜訊。因此，本實施例的副處理器電路120從感測器電路130接收到原始的感測數據之後，還需要進一步的處理，才能準確判斷狀態。舉例來說，副處理器電路120在時間上是不間斷地接收感測器電路130的感測數據，接著進行抖動濾波（低通濾波）消除使用者行動產生的雜訊，並進行遲滯運算，才確定真正的量測值。遲滯運算的做法可以是，將持續採集了一段時間的感測數據進行累加或平均，以消除瞬間誤差造成的影響，推算出較準確的量測值。在更進一步的實施例中，頭戴式耳機100可在上述四種距離對應的量測值區間中設置閾值，例如第一閾值Q1、第二閾值Q2，和第三閾值Q3。通過監測感測器電路130的量測值變化，以及和閾值的比對，可判斷頭戴式耳機100的狀態變化。舉例來說，可將量測值在多種閾值之間依序變化的狀況解讀成特定指令。舉例來說，在一定時間內拉伸一次、拉伸兩次、或拉伸三次等，可用來定義不同的操作功能。

圖7是本申請實施例的頭戴式耳機100控制方法的流程圖。基於圖6所述的感測器電路130的運作原理，可以進一步發展成圖7的實施例。為了方便理解，圖7中將感測器電路130、副處理器電路120和主處理器電路110所運行的步驟，分別隔成三個區間來描述。

首先，在步驟702中，由感測器電路130感測頭帶202上的張力或結構變化狀態，而生成感測數據。

在步驟704中，副處理器電路120不間斷地從感測器電路130接收感測的數據。因此，所接收的感測數據在時間軸上呈現的形式會是類似電壓或電流形式的信號波形。

如前所述，雖然感測數據與頭戴式耳機100的佩戴狀態有對應關係，但是必須將原始感測數據進行運算處理才能獲得準確的判斷。因此，在步驟706中，副處理器電路120對所接收到的感測數據進行抖動濾波。該抖動濾波也可以稱為低通濾波（Low pass filter），將使用者動態中的各種干擾消除。另一方面，為了更準確地判斷佩戴狀態，副處理器電路120還採用了遲滯運算來處理感測數據。也就是，對持續採集了一段時間的感測數據進行加總、平均、或統計分析，來生成最後用來代表佩戴狀態的量測值。舉例來說，以持續採集三秒鐘的感測數據為基準而計算量測值。為了達成遲滯運算，可在步驟708中，利用記憶體140暫存採集中的感測數據。在步驟710中，利用計時器模組170判斷遲滯時間是否到達。舉例來說，若是感測數據的採集還沒達到三秒鐘，就回到步驟704繼續接收感測數據。在遲滯時間到達後，副處理器電路120運行步驟712，依據記憶體140中存儲的感測數據生成量測值。可以理解的是，從感測數據運算出量測值的方式，可以包含加總、平均、統計分析或其組合。根據實際應用對感測數據的靈敏度與準確率的需求，實際運算式是可以彈性調整的，因此不在本實施例中具體限定。

在步驟714中，當副處理器電路120獲得了可代表當前佩戴狀態的量測值，接著可依據量測值判斷是否需要喚醒主處理器電路110來處理對應的操作。如果不需要，則流程回到步驟704，由副處理器電路120持續監測感測數據。相對的，如果副處理器電路120判斷當下獲得的量測值符合某些事件的條件，需要交給主處理器電路110來處理後續操作，則在步驟716中，由副處理器電路120發出事件通知給主處理器電路110。舉例來說，當頭戴狀態發生變化，如從拉開狀態切換至已佩戴狀態，或從已佩戴狀態切換至拉伸狀態時，可進行步驟716。

另一方面，本實施例的主處理器電路110，被設計成可有條件地進入休眠狀態。舉例來說，主處理器電路110原本在步驟718中運行一些控制頭戴式耳機100的基本功能，例如控制第一音訊模組210和第二音訊模組220以播放或捕捉音訊，或是控制無線通信電路150與外界進行語音通話。在步驟720中，當頭戴式耳機100不再運行上述功能，進入相對閑置狀態，此時的主處理器電路110符合休眠條件，則在步驟722中進入休眠。

接續步驟716所述，在步驟724中，休眠中的主處理器電路110收到事件通知而被喚醒，可依據事件通知中提供的信息，例如當前的運作模式及量測值，來運行對應的控制頭戴式耳機100的功能。主處理器電路110被喚醒後依據運作模式和量測值所對應運行的功能，可以是，但不限定於是，播放音樂、撥打電話、接聽電話、暫停播放、調整音量、調整音效等化器配置、快轉或回放、上一首或下一首，關閉電源，或觸發手機運行特定應用等。

圖7的實施例說明了從感測器電路130依據頭戴式耳機100的結構變化而生成感測數據並轉換為量測值的過程，並描述了主處理器電路110如何與副處理器電路120搭配而進行休眠省電。本實施例突顯了至少下列優點。由於主處理器電路110和副處理器電路120是分工負責不同功能。所以當耗電量較大的任務，例如播放音樂或語音通話不再需要時，主處理器電路110可進入休眠狀態以節省頭戴式耳機100的耗電。副處理器電路120可以較低的耗電持續進行監測運作，直到發生需要主處理器電路110的事件時，再喚醒主處理器電路110。以圖7的運作原理為基礎，副處理器電路120算出來的量測值可以進一步與各種閾值比對，以判斷佩戴狀態的變化，或是實作多種形式的輸入指令，衍生出多樣化的控制方法。舉例來說，副處理器電路120可根據量測值和至少一閾值而判斷出頭戴式耳機100的其中一種佩戴狀態，並喚醒主處理器電路110來提供該佩戴狀態需要的功能。舉例來說，頭戴式耳機100中可預定多個閾值，對應不同的佩戴狀態。當該量測值低於第一閾值Q1時，該副處理器電路120判斷該佩戴狀態為未佩戴狀態。當該量測值大於等於第一閾值Q1，且低於第二閾值Q2時，副處理器電路120判斷該佩戴狀態為拉開狀態。當該量測值大於等於第二閾值Q2，且低於第三閾值Q3時，副處理器電路120判斷該佩戴狀態為已佩戴狀態。當該量測值大於等於第三閾值Q3時，副處理器電路120判斷該佩戴狀態為拉伸狀態。在進一步的實施例中，主處理器電路110還設計成可依據該佩戴狀態和該量測值自適應地調節該閾值的其中之一，詳細說明如後。

圖8是本申請實施例的頭戴式耳機100控制方法的進一步流程圖。在本實施例中，說明頭戴式耳機100從未佩戴狀態變成已佩戴狀態的詳細過程。首先，在步驟800中，頭戴式耳機100是操作在未佩戴狀態。這時，第一耳機部件310和第二耳機部件320之間的距離，大致如圖2中的未佩戴狀態距離Dn所示。在步驟802中，副處理器電路120判斷從感測器電路130的感測數據算出來的量測值，是否發生異動。可以理解的是，雖然圖8中的流程沒有特別說明，但副處理器電路120和感測器電路130在每個階段中都是處於在背景運作的狀態，持續運行著如圖7的步驟702至714。

一般若是使用者將頭戴式耳機100佩戴至用戶頭部400上，感測器電路130會感測到一個突發性的感測數據異動。隨著頭戴式耳機100被安放在用戶頭部400上，感測器電路130感測的數據最後會穩定停留在已佩戴狀態距離Dw對應的已佩戴狀態感測數據Qw上。因此，如果在步驟802中，副處理器電路120監測到該量測值異動，例如增加至大於第一閾值Q1的第一數值，則在步驟804中，副處理器電路120進一步監測量測值是否能在一個時限內，例如三秒鐘內大致維持在該第一數值。如果步驟804也成立，副處理器電路120可確認頭戴式耳機100的佩戴狀態已經切換至已佩戴狀態。

另一方面，在頭戴式耳機100從未佩戴狀態改變為拉開狀態時，同樣地也可以適用步驟802和804來判斷是否進入已佩戴狀態。

在進入已佩戴狀態後，由於每個使用者的用戶頭部400寬度並不一樣,本實施例的感測器電路130可通過已佩戴狀態距離Dw確認對應的已佩戴狀態感測數據Qw，使佩帶狀態的閾值被自適應調節。在步驟806中，副處理器電路120可依據感測器電路130給出的量測值更新第二閾值Q2，例如，第二閾值Q2可設置為從該已佩戴狀態感測數據Qw減去一個特定值，使第二閾值Q2配置為低於已佩戴狀態感測數據Qw，但不小於拉開狀態感測數據Qo的範圍。可以理解的是，該特定值可視實體設計需求而彈性決定。接著，在確認新的第二閾值Q2後，頭戴式耳機100進行步驟810，操作在已佩戴狀態。

若是在步驟804中，量測值沒有保持穩定，則運行步驟808，做進一步的判斷。在某些實施例中，步驟802中監測到的量測值異動，有可能是連續指令的其中之一。舉例來說，連續拉伸兩下或三下，在本實施例中可定義為運行不同功能的命令。因此，在圖8的步驟808中，由副處理器電路120進一步追蹤量測值的變化，以辨識出可能被輸入的指令。

由於為不同頭型大小的用戶設置的第二閾值Q2不同，其進行拉伸動作時的量測值變化量也會隨著不同。當頭戴式耳機100運行至步驟810，操作在已佩戴狀態，主處理器電路110可在步驟812中，依據已更新的第二閾值Q2，設定一個新的第三閾值Q3。舉例來說，如果第二閾值Q2是該第一數值，則第三閾值Q3可以是該第一數值加上一固定數值而形成的第二數值。可以理解的是，該固定數值可視實體設計需求而彈性決定。在步驟814中，感測器電路130和副處理器電路120同樣地持續著監測量測值的步驟。如果在步驟816中，副處理器電路120監測到該量測值增加至第三閾值Q3以上，則副處理器電路120可以確認頭戴式耳機100處於一種拉伸狀態而運行步驟818。

拉伸狀態的判定，也可以採用不同的方式。舉例來說，當頭戴式耳機100於步驟810中操作在該已佩戴狀態，且副處理器電路120在步驟814中監測到該量測值在預設時長內增加超過特定數值，則副處理器電路120可直接判定頭戴式耳機100是處於拉伸狀態。

在副處理器電路120確定發生拉伸動作後，在步驟818中，由副處理器電路120指示主處理器電路110或頭戴式耳機100運行拉伸動作所定義的對應功能。

圖8的實施例突顯了至少下列優點。在不同的使用者佩戴頭戴式耳機100時，頭戴式耳機100可針對不同的頭型大小彈性地更新判斷已佩戴狀態的閾值，並進一步對應地調整判斷拉伸動作的第三閾值Q3。藉此，可以使不同使用者都能以各自舒適的拉伸動作對頭戴式耳機100進行控制，也可以減少副處理器電路120和感測器電路130對動作感測的誤判。

關於各種量測值的變化或拉伸動作所衍生的各種可能功能運作，將於圖9中說明。

圖9是本申請實施例的頭戴式耳機100控制方法的更進一步流程圖。本實施例中討論的是頭戴式耳機100在四種狀態中依據各種判斷而改變運作的狀態機器圖。基於圖2到圖8介紹的運作原理，圖9衍生出針對各種狀態的運用。四種狀態分別為拉開狀態（Open），未佩戴狀態、已佩戴狀態、以及關機狀態，在圖9中以區間劃分來表示對應的流程。

假設流程是從步驟900開始，頭戴式耳機100操作在拉開狀態。如圖3所示，拉開狀態可以是第一耳機部件310和第二耳機部件320相距拉開狀態距離Do的狀態，其功能可以是，但不限定於是一種未佩戴但是把頭戴式耳機100當成桌上喇叭來播收的狀態。在步驟902中，頭戴式耳機100中的主處理器電路110控制無線通信電路150、第一音訊模組210和第二音訊模組220，以運行播放音樂或接聽電話的功能。所播放的音樂也可以是從記憶體140中讀取的音訊文件。在實際運作中，頭戴式耳機100中還包括第一音訊播放電路142和第二音訊播放電路144，耦接主處理器電路110，配置為可受到主處理器電路110的控制而分別播放第一側音訊和第二側音訊。頭戴式耳機100中還包括收音電路146，耦接主處理器電路110，配置為可捕捉語音輸入。當頭戴式耳機100操作在該拉開狀態，主處理器電路110可控制無線通信電路150、第一音訊播放電路142、第二音訊播放電路144和收音電路146以播放音樂或進行語音通話。

可以理解的是，在前述流程運行的同時，副處理器電路120和感測器電路130持續在背景進行感測數據的監測與量測值的運算。為了更進一步優化用電效率，副處理器電路120也可在特定條件符合時進入休眠狀態，並設置為可被感測器電路130喚醒。舉例來說，感測器電路130可設置為，在量測到特定值以上的電壓時，傳送一喚醒信號給副處理器電路120。

在步驟904中，如果副處理器電路120透過感測器電路130的量測值偵測到第一耳機部件310和第二耳機部件320的距離D改變為未佩戴狀態距離Dn且穩定維持在未佩戴狀態距離Dn，則判定頭戴式耳機100處於未佩戴狀態，而進行步驟910。另一方面，若步驟904不成立，則繼續運行步驟906。

在步驟906中，副處理器電路120檢查頭戴式耳機100是否長時間未播放。如果是，則主動通知頭戴式耳機100運行步驟930，操作在關機狀態。在實作運作時，頭戴式耳機100中還可包括計時器模組170，耦接主處理器電路110和副處理器電路120，用於提供計時功能。計時器模組170可以是由副處理器電路120運行軟件代碼而實現，也可以是由獨立的硬件電路來實現。當主處理器電路110沒有進行播放聲音功能時，副處理器電路120監測計時器模組170的計時數值。當副處理器電路120通過計時器模組170判斷主處理器電路110沒有播放聲音的時間超過預設時長，例如十分鐘，則副處理器電路120指示頭戴式耳機100關機。

當頭戴式耳機100切換至未佩戴狀態後，流程從步驟910開始說起。在步驟910中，頭戴式耳機100操作在未佩戴狀態。在一實施例中，主處理器電路110在進入未佩戴狀態後，會主動停止播放中的音樂，並進入休眠。這時只有副處理器電路120和感測器電路130維持監測感測數據的運作。在步驟912中，副處理器電路120檢查是否偵測到已佩戴狀態。如果是，則進行步驟920。如果不是，則繼續進行步驟914。偵測已佩戴狀態的原理和過程如圖8的步驟800至806所述，不再重複。

在步驟914中，副處理器電路120還檢查是否偵測到拉開狀態。換句話說，當第一耳機部件310和第二耳機部件320的距離D從未佩戴狀態距離Dn被改變為拉開狀態距離Do，並穩定維持在拉開狀態距離Do上一段時間，副處理器電路120即可判定偵測到拉開狀態，並運行步驟900。如果步驟914也不成立，則繼續運行步驟916。

步驟916和步驟906相同，由副處理器電路120檢查頭戴式耳機100是否長時間未播放。如果是，則使頭戴式耳機100運行步驟930。

當頭戴式耳機100切換至已佩戴狀態後，流程從步驟920開始說起。在步驟920中，頭戴式耳機100運作在已佩戴狀態下。在一實施例中，已佩戴狀態下的主處理器電路110是處於被喚醒的狀態，以便即時運行各種功能，例如語音通話，音樂播放，語音錄製等。這時，在步驟922中，副處理器電路120檢測頭戴式耳機100是否被從用戶頭部400上取下。如果副處理器電路120檢測到取下的動作，除了頭戴式耳機100切換至步驟910的未佩戴狀態，主處理器電路110也在步驟924中停止當下的播放、通話或錄音運作並進入休眠狀態。所述取下的動作的判定，舉例來說，就是副處理器電路120通過感測器電路130的感測數據判斷第一耳機部件310和第二耳機部件320的距離D從已佩戴狀態距離Dw變成未佩戴狀態距離Dn，並且穩定維持在未佩戴狀態距離Dn一段時間，例如三秒鐘以上，即可判定頭戴式耳機100已進入未佩戴狀態。

若是步驟922不成立，則頭戴式耳機100繼續運行步驟926，由副處理器電路120配合感測器電路130偵測頭帶202是否被拉伸。偵測拉伸動作的詳細原理已在圖8的步驟810到818中介紹，不再重複。若是在步驟926中確定偵測到拉伸動作，則主處理器電路110運行步驟928，暫停音樂的播放或將正在進行的語音通話靜音。更進一步地說，拉伸動作所對應的功能可隨著正在進行的功能而不同。如果音樂是處於暫停的狀態，則拉伸動作可以是用來使音樂繼續播放。如果是接到來電的狀態，拉伸動作可以是用來使電話被接起。再更進一步的說，拉伸動作的連續次數也可以用來對應至不同的功能，例如音樂快轉、上一首、下一首等。總結來說，基於副處理器電路120和感測器電路130提供的感測數據和量測值，對應運行的功能是可彈性定義的。

若是步驟928不成立，則頭戴式耳機100繼續運行步驟929。步驟929與步驟916和步驟906相同。由副處理器電路120檢查頭戴式耳機100是否長時間未播放。如果是，則使頭戴式耳機100運行步驟930。

當頭戴式耳機100操作於步驟930的關機狀態，基本上所有的功能區塊都停止耗電。傳統的產品，在關機狀態時需要一個實體開關的操作才能重新開啓。但是本實施例可設計成直接透過既有的感測器電路130來達成自動開關的功效。副處理器電路120和感測器電路130可進一步設置成以極低的耗電量持續運作。當頭帶202上有任何結構或張力改變時，表示可能有人要使用頭戴式耳機100了。這時副處理器電路120可在步驟932中判斷收集到的感測數據是否符合一喚醒條件。如果是，則使頭戴式耳機100喚醒，並從未佩戴狀態開始運作。所述喚醒條件也可以是前述各種動作被偵測到的狀況，例如偵測到接開、偵測到已佩載、偵測到取下、偵測到未佩載等。

在進一步衍生的實施例中，用於判定各種狀態的閾值，可事先透過主控制裝上的軟體，例如手機APP設定後經由無線通信存儲至記憶體140中。副處理器電路120在進行各種狀態判斷時，可讀取記憶體140中的閾設定值，或將更新的閾設定值存入記憶體140中。

在進一步衍生的實施例中，頭戴式耳機100中的頭帶202，可以是具有彈性的材質，用於提供穿戴固定作用。頭帶202可以是束帶的形式，也可以是支架的形式。感測器電路130與頭帶202結合後，可根據頭帶202上的彈性變形狀態或張力變化而生成該感測數據。如前所述，感測數據可以是由電壓或電流變化所形成的波形信號，也可以是數位型式的信號，例如以0.34mv為一單位而跳動的數字計數。

本申請的實施例至少突顯下列優點。頭戴式耳機100中的感測器電路130可偵測多種佩戴狀態，使可控制的功能更加多樣化。除此之外，通過副處理器電路120進行基本的監測功能，使主處理器電路110在不播放聲音時可彈性地進入休眠，以節省更多電力。更進一步地，判斷佩戴狀態的閾值可動態地調節，以適應各種不同用戶的需求。整體而言，本申請的實施例使頭戴式耳機100發揮了更多功能並提升了效能。

在進一步衍生的實施例中，主處理器電路110和副處理器電路120可以實作在同一晶片中，從邏輯上分為主副處理器，並且分開供電。實施例中所提到的感測器電路130，可以採用壓力感測器，但也可以是形變感測器，檢測頭帶202上的變形。感測器電路130採集感測數據的頻率可以是每10毫秒（ms）進行一次採樣。

需要說明的是，在本文中，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者裝置不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者裝置所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，並不排除在包括該要素的過程、方法、物品或者裝置中還存在另外的相同要素。

上面結合圖式對本申請的實施例進行了描述，但是本申請並不局限於上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本申請的啓示下，在不脫離本申請宗旨和請求項所保護的範圍情況下，還可做出很多形式，均屬本申請的保護之內。

100:頭戴式耳機 110:主處理器電路 120:副處理器電路 130:感測器電路 142:第一音訊播放電路 144:第二音訊播放電路 146:收音電路 150:無線通信電路 140:記憶體  170:計時器模組 202:頭帶 210:第一音訊模組 220:第二音訊模組 230:控制模組 310:第一耳機部件  320:第二耳機部件 400:用戶頭部 Dn:未佩戴狀態距離 Do:拉開狀態距離  Dw:已佩戴狀態距離 Ds:拉伸狀態距離   D:距離 Qn:未佩戴狀態感測數據 Qo:拉開狀態感測數據 Qw:已佩戴狀態感測數據 Qs:拉伸狀態感測數據 Q1:第一閾值 Q2:第二閾值 Q3:第三閾值 702~724:步驟 800~818:步驟 900~932:步驟

此處所說明的圖式用來提供對本申請的進一步理解，構成本申請的一部分，本申請的示意性實施例及其說明用於解釋本申請，並不構成對本申請的不當限定。在圖式中：

圖1是本申請實施例的頭戴式耳機架構示意圖。

圖2是本申請實施例的頭戴式耳機運作於未佩戴狀態的結構示意圖。

圖3是本申請實施例的頭戴式耳機運作於拉開狀態的結構示意圖。

圖4是本申請實施例的頭戴式耳機運作於已佩戴狀態的結構示意圖。

圖5是本申請實施例的頭戴式耳機運作於拉伸狀態的結構示意圖。

圖6是本申請實施例的量測值與頭戴式耳機的結構特徵的關係示意圖。

圖7是本申請實施例的頭戴式耳機控制方法的流程圖。

圖8是本申請實施例的頭戴式耳機控制方法的進一步流程圖。

圖9是本申請實施例的頭戴式耳機控制方法的更進一步流程圖。

702~724:步驟

Claims (22)

1. 一種頭戴式耳機，用於播放音訊，包括：一感測器電路，配置為依據該頭戴式耳機的結構變化而生成一感測數據；一控制模組，耦接該感測器電路，包括：一副處理器電路，配置為接收該感測數據，運算出該頭戴式耳機的結構狀態的一量測值；以及一主處理器電路，耦接該副處理器電路，用於控制該頭戴式耳機的音訊播放，並配置為可在未播放音訊的時候進入休眠；其中：該副處理器電路配置為根據該量測值和至少一閾值，判斷該頭戴式耳機的一佩戴狀態；該副處理器電路配置為根據該佩戴狀態，決定是否將該主處理器電路喚醒；該副處理器電路配置為可依據該佩戴狀態和該量測值自適應地調節該閾值的其中之一；該副處理器電路配置為持續監測該量測值的異動情形，當該量測值低於一第一閾值時，該副處理器電路判斷該佩戴狀態為一未佩戴狀態；當該佩戴狀態為該未佩戴狀態時，且該副處理器電路監測到該量測值增加至大於該第一閾值的一第一數值，並在時限內大致維持在該第一數值，該副處理器電路判斷該佩戴狀態切換至一已佩戴狀態，並將一第二閾值設置為該第一數值減去一特定值。
2. 如請求項1所述的頭戴式耳機，其中： 當該副處理器電路判斷該頭戴式耳機的該佩戴狀態需要通過休眠中的該主處理器電路處理時，發出一事件通知給該主處理器電路，使該主處理器電路被喚醒，並依據該佩戴狀態控制該頭戴式耳機運行對應的操作。
3. 如請求項1所述的頭戴式耳機，其中：當該量測值大於等於該第一閾值，且低於該第二閾值時，該副處理器電路判斷該佩戴狀態為一拉開狀態；當該量測值大於等於該第二閾值，且低於一第三閾值時，該副處理器電路判斷該佩戴狀態為該已佩戴狀態；以及當該量測值大於等於該第三閾值時，該副處理器電路判斷該佩戴狀態為一拉伸狀態。
4. 如請求項3所述的頭戴式耳機，其中：該副處理器電路將該第三閾值設置為該第二閾值加上一固定數值；當該頭戴式耳機操作在該已佩戴狀態，且該副處理器電路監測到該量測值增加至該第三閾值以上，該副處理器電路判斷該佩戴狀態切換至該拉伸狀態。
5. 如請求項3所述的頭戴式耳機，其中：當該頭戴式耳機操作在該已佩戴狀態，且該副處理器電路監測到該量測值在一預設時長內增加超過一特定數值，該副處理器電路判斷該佩戴狀態切換至該拉伸狀態。
6. 如請求項3所述的頭戴式耳機，進一步包含：一第一音訊播放電路和一第二音訊播放電路，耦接該主處理器電路，配置為可受到該主處理器電路的控制而分別播放一第一側音訊和一第二側音訊；以及 一收音電路，耦接該主處理器電路，配置為可捕捉一語音輸入；其中，當該頭戴式耳機操作在該拉開狀態，該主處理器電路控制該第一音訊播放電路，該第二音訊播放電路和該收音電路以播放音樂或接聽電話。
7. 如請求項6所述的頭戴式耳機，進一步包含：一計時器模組，耦接該主處理器電路和該副處理器電路，用於提供計時功能；當該主處理器電路沒有進行播放聲音功能時，該副處理器電路監測該計時器模組的一計時數值；以及當該副處理器電路通過該計時器模組判斷該主處理器電路沒有播放聲音的時間超過一預設時長，該副處理器電路指示該頭戴式耳機關機。
8. 如請求項3所述的頭戴式耳機，其中：當該頭戴式耳機運作於該已佩戴狀態，且該副處理器電路監測到該量測值變化至該未佩戴狀態，該副處理器電路通知該主處理器電路停止聲音播放功能，並通知該主處理器電路切換至休眠狀態。
9. 如請求項3所述的頭戴式耳機，其中：當該頭戴式耳機運作於該已佩戴狀態，且該副處理器電路監測到該量測值變化至該拉伸狀態，該副處理器電路通知該主處理器電路暫停聲音播放，或通知該主處理器電路將通話靜音。
10. 如請求項1所述的頭戴式耳機，其中：當該副處理器電路接收該感測數據時，對該感測數據進行抖動濾波，並對濾波後的該感測數據進行第一時長的累加或平均運算，以生成該量測值。
11. 如請求項1所述的頭戴式耳機，還包括：一無線通信電路，與一主控裝置進行無線通信；一記憶體，用於存儲數據和該閾值；該副處理器電路透過該無線通信電路從該主控裝置接收關於該閾值的配置數據，並存儲在該記憶體中。
12. 如請求項1所述的頭戴式耳機，還包括：一頭帶，耦接該感測器電路和該控制模組，具有彈性，用於提供穿戴固定作用；其中該感測器電路偵測該頭帶的彈性變形狀態而生成該感測數據；以及該感測數據包括電壓值。
13. 一種頭戴式耳機控制方法，用於控制一頭戴式耳機，其中該頭戴式耳機包含一感測器電路和一控制模組，該控制模組包含一副處理器電路和耦接該感測器電路的一主處理器電路，該頭戴式耳機控制方法包括：利用該感測器電路偵測該頭戴式耳機的結構變化而生成一感測數據；利用該副處理器電路接收該感測數據，運算出該頭戴式耳機的結構狀態的一量測值；以及利用該主處理器電路控制該頭戴式耳機的音訊播放；當該主處理器電路未播放音訊的時候，該主處理器電路進入休眠；該副處理器電路根據該量測值和至少一閾值，判斷該頭戴式耳機的一佩戴狀態；該副處理器電路根據該佩戴狀態，決定是否將該主處理器電路喚醒；以及 該副處理器電路依據該佩戴狀態和該量測值自適應地調節該閾值的其中之一；其中，該副處理器電路持續監測該量測值的異動情形，當該量測值低於一第一閾值時，該副處理器電路判斷該佩戴狀態為一未佩戴狀態；以及當該佩戴狀態為該未佩戴狀態時，且該副處理器電路監測到該量測值增加至大於該第一閾值的一第一數值，並在時限內大致維持在該第一數值，該副處理器電路判斷該佩戴狀態切換至一已佩戴狀態，並將一第二閾值設置為該第一數值減去一特定值。
14. 如請求項13所述的頭戴式耳機控制方法，還包括：當該副處理器電路判斷該頭戴式耳機的該佩戴狀態需要通過休眠中的該主處理器電路處理時，發出一事件通知給該主處理器電路，使該主處理器電路被喚醒，並依據該佩戴狀態控制該頭戴式耳機運行對應的操作。
15. 如請求項13所述的頭戴式耳機控制方法，還包括：當該量測值大於等於該第一閾值，且低於該第二閾值時，該副處理器電路判斷該佩戴狀態為一拉開狀態；當該量測值大於等於該第二閾值，且低於一第三閾值時，該副處理器電路判斷該佩戴狀態為該已佩戴狀態；以及當該量測值大於等於該第三閾值時，該副處理器電路判斷該佩戴狀態為一拉伸狀態。
16. 如請求項15所述的頭戴式耳機控制方法，還包括：將該第三閾值設置為該第二閾值加上一固定數值；以及 當該頭戴式耳機操作在該已佩戴狀態，且該副處理器電路監測到該量測值增加至一第二數值，該副處理器電路判斷該佩戴狀態切換至該拉伸狀態。
17. 如請求項15所述的頭戴式耳機控制方法，還包括：當該頭戴式耳機操作在該已佩戴狀態，且該副處理器電路監測到該量測值在一預設時長內增加超過一特定數值，該副處理器電路判斷該佩戴狀態切換至該拉伸狀態。
18. 如請求項15所述的頭戴式耳機控制方法，其中該頭戴式耳機還包括：一第一音訊播放電路和一第二音訊播放電路，耦接該主處理器電路，配置為可受到該主處理器電路的控制而分別播放一第一側音訊和一第二側音訊；以及一收音電路，耦接該主處理器電路，配置為可捕捉一語音輸入；其中，該頭戴式耳機控制方法還包括：當該頭戴式耳機操作在該拉開狀態，主處理器電路控制該第一音訊播放電路，該第二音訊播放電路和該收音電路以播放音樂或接聽電話。
19. 如請求項18所述的頭戴式耳機控制方法，其中該頭戴式耳機還包括一計時器模組，耦接該主處理器電路和該副處理器電路，用於提供計時功能；該頭戴式耳機控制方法進一步包含：當該主處理器電路沒有進行播放聲音功能時，該副處理器電路監測該計時器模組的一計時數值；以及當該副處理器電路通過該計時器模組判斷該主處理器電路沒有播放聲音的時間超過一預設時長，該副處理器電路指示該頭戴式耳機關機。
20. 如請求項15所述的頭戴式耳機控制方法，進一步包含：當該頭戴式耳機運作於該已佩戴狀態，且該副處理器電路監測到該量測值變化至該未佩戴狀態，該副處理器電路通知該主處理器電路停止聲音播放功能，並通知該主處理器電路切換至休眠狀態。
21. 如請求項15所述的頭戴式耳機控制方法，進一步包含：當該頭戴式耳機運作於該已佩戴狀態，且該副處理器電路監測到該量測值變化至該拉伸狀態，該副處理器電路通知該主處理器電路暫停聲音播放，或通知該主處理器電路將通話靜音。
22. 如請求項13所述的頭戴式耳機控制方法，進一步包含：當該副處理器電路接收該感測數據時，對該感測數據進行抖動濾波，並對濾波後的該感測數據進行一第一時長的累加或平均運算，以生成該量測值。

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