耳机校准结构及其耳机的制作方法

本实用新型涉及耳机技术领域，尤其涉及一种耳机校准结构及其耳机。

背景技术：

由于制造工艺原因，量产的扬声器及其他的一些声学部件由于其物理结构复杂，不可避免的存在一些个体差异，从而导致性能不稳定。现有技术中，耳机系统的频率响应在各个频点的差异和左右整体平衡度差异可达数个dB。由于这种偏差，造成整体音效的下降和中心度偏离，从而导致用户体验下降。

一般情况在耳机完成组装之后添加一步校准测试，通过让耳机播放一段特殊测试信号(可为扫频，此信号由测试仪器产生)，使左右声道MIC(microphone，麦克风)传感器，作为测试设备接收此信号，并且对其分析，得出频响和平衡度的差异并通过软件写入进行线上实时校准，使电路和扬声器个体差异产生的影响降至最小。参见图1为现有技术中耳机生产调试的流程图，测试顺序按数字所示，除耳机本体以外，MIC，测试信号发生器，分析上位机均为产线测试设备，需要注意的是，要准备可以根据测试结果现场写入变更后软件的仪器。其中：

步骤S11中，信号发生器发出测试信号；其与耳机是有线或无线连接；测试信号为模拟信号或者数字信号；

步骤S12中，耳机中的麦克风1和麦克风2采集扬声器播放的信号；

步骤S13中，DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)芯片根据理想频响曲线与麦克风1和麦克风2采集的信号测试到的频响曲线进行差异计算；

步骤S14中，频响、平衡分析上位机根据差异计算结果实时调节耳机10的扬声器。

但即便使用上述测试校准方式，依然无法把用户个体耳朵产生的差异计算入内(不同用户实际使用方式和环境的差异)一并校准，并且此校准方式是一次性的，无法保证当耳机被长期使用后，扬声器以及各其他部件性能衰减所带来的差异得到校准。

此外，在现有技术中，中国专利申请号为201610694571.9，发明名称为“一种扬声器校准的方法及电子装置”的发明专利中，提供的扬声器校准的方法及电子装置接收电子装置的扬声器播放的校准音源；基于所述校准音源，生成所述扬声器的播放声音的增益调整曲线；保存所述增益调整曲线。这样用户只需要使用电子装置接收电子装置的扬声器播放的校准音源，从而生成增益调整曲线，无需通过返厂或者通过第三方卖家进行测试和校准，操作简单。但是其仍然没有考虑到耳机使用用户个体的差异，需要校准的情况并不相同，不利于提高用户体验。

综上可知，现有技术在实际使用上，显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

技术实现要素：

针对上述的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种耳机校准结构及其耳机，以使耳机在实际应用环境中进行校准，实现了根据个体的差异化的耳机线下校准。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种耳机校准结构，包括耳机和耳廓空间；所述耳机包括：

存储模块，存储校准所述耳机的音频文件；

音频播放模块，接收播放所述音频文件的控制信号，播放所述音频文件；

音频采集模块，设置于所述耳廓空间，采集所述音频播放模块播放所述音频文件时产生的声波信号，并将所述声波信号转换为音频信号后发送；

校准模块，在进行所述耳机的校准时，发送所述控制信号；以及在接收所述音频信号后，将所述音频信号与所述音频文件进行对比，并根据对比结果修正所述音频播放模块的频响参数。

根据所述的耳机校准结构，所述校准模块包括：

数字信号处理单元，在进行所述耳机的校准时，读取所述存储模块存储的所述音频文件；并且将接收到的所述音频信号与所述音频文件进行比对运算，并将两者的差异信息发送到主控制单元；

主控制单元，控制所述音频播放模块播放所述数字信号处理单元读取的所述音频文件；以及控制所述音频采集模块将所述音频信号传送到所述数字信号处理单元；所述主控制单元根据所述差异信息，修正所述音频播放模块的频响参数与所述音频文件的频响参数一致。

根据所述的耳机校准结构，所述音频播放模块包括所述耳机的左扬声器和/ 或右扬声器；

所述音频采集模块包括所述耳机的左麦克风和/或右麦克风；所述左麦克风和/或右麦克风分别设置于所述左扬声器和/或右扬声器的近端；

所述主控制单元修正所述左扬声器和/或右扬声器的频响曲线与预设的频响曲线相重合。

根据所述的耳机校准结构，所述耳机还包括：

校准启动装置，设置于所述耳机的外壳体上，与所述校准模块电性连接；或者

设置于与所述耳机无线通信连接的移动通信终端上；

所述校准启动装置向所述校准模块发送启动信号，启动所述校准模块进行所述耳机的校准。

根据所述的耳机校准结构，所述耳廓空间包括人耳耳廓空间或者预制的人耳耳廓结构的测试空间。

为了实现本实用新型的另一发明目的，本实用新型还提供了一种所述的耳机校准结构的耳机，所述耳机包括：

存储模块，存储校准所述耳机的音频文件；

音频播放模块，接收播放所述音频文件的控制信号，播放所述音频文件；

音频采集模块，设置于所述耳廓空间，采集所述音频播放模块播放所述音频文件时产生的声波信号，并将所述声波信号转换为音频信号后发送；

校准模块，在进行所述耳机的校准时，发送所述控制信号；以及在接收所述音频信号后，将所述音频信号与所述音频文件进行对比，并根据对比结果修正所述音频播放模块的频响参数。

根据所述的耳机，所述校准模块包括：

数字信号处理单元，在进行所述耳机的校准时，读取所述存储模块存储的所述音频文件；并且将接收到的所述音频信号与所述音频文件进行比对运算，并将两者的差异信息发送到主控制单元；

主控制单元，控制所述音频播放模块播放所述数字信号处理单元读取的所述音频文件；以及控制所述音频采集模块将所述音频信号传送到所述数字信号处理单元；所述主控制单元根据所述差异信息，修正所述音频播放模块的频响参数与所述音频文件的频响参数一致。

根据所述的耳机，所述音频播放模块包括所述耳机的左扬声器和/或右扬声器；

所述音频采集模块包括所述耳机的左麦克风和/或右麦克风；所述左麦克风和/或右麦克风分别设置于所述左扬声器和/或右扬声器的近端；

所述主控制单元修正所述左扬声器和/或右扬声器的频响曲线与预设的理想频响曲线相重合。

根据所述的耳机，所述耳机还包括：

校准启动装置，设置于所述耳机的外壳体上，与所述校准模块电性连接；或者

设置于与所述耳机无线通信连接的移动通信终端上；

所述校准启动装置向所述校准模块发送启动信号，启动所述校准模块进行所述耳机的校准。

根据所述的耳机，所述耳廓空间包括人耳耳廓空间或者预制的人耳耳廓结构的测试空间。

本实用新型的耳机校准结构包括耳机和耳廓空间；并且所述耳机包括存储模块、音频播放模块、音频采集模块以及校准模块，在进行耳机的校准时，校准模块发送控制信号到音频播放模块，该音频播放模块播放存储模块存储的音频文件；而设置于耳廓空间的音频采集模块采集音频播放模块播放所述音频文件的音频信号，校准模块则在接收所述音频信号后，将所述音频信号与所述音频文件进行对比，并根据对比结果修正音频播放模块的频响参数，使得音频播放模块的频响参数与标准音频文件的频响参数保持一致，具体的使音频播放模块的频响参数与预设的理想频响曲线相重合。其中，耳廓空间包括人耳耳廓空间或者预制的人耳耳廓结构的测试空间。由此考虑到各个人体的人耳耳廓空间的差异，较好的在耳机使用一段时间后，利用耳机校准结构进行耳机的校准，实现了产线下的耳机的校准。由于优选的是在校准时是将耳机佩戴于用户的耳廓中，由此可以很好的适应耳机在具体的应用环境下校准。并且，相应的提供的用于耳机校准结构的耳机，提升了用户对耳机的使用体验。

其中，附图标记:

100-耳机校准结构 10-耳机壳体

11-存储模块 20-耳廓空间

12-音频播放模块 14-校准模块

13-音频采集模块 15-校准启动装置

30-移动通信终端 141-数字信号处理单元

142-主控制单元 301-移动通信终端的界面

302-耳机校准应用的界面

附图说明

图1是现有技术提供的耳机校准流程图。

图2是本实用新型实施例提供的耳机校准结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的耳机校准结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的耳机校准流程图；

图5是本实用新型实施例提供的耳机的音频播放模块的频响曲线调整示意图；

图6A是本实用新型实施例提供的耳机校准结构示意图；

图6B是本实用新型实施例提供的在移动通信终端设置校准启动装置示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，说明书中针对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的引用，指的是描述的该实施例可包括特定的特征、结构或特性，但不必然每个实施例必须包含这些特定特征、结构或特性。此外，这种表述并非指的是同一个实施例。进一步，在结合实施例描述特定的特征、结构或特性时，无论有没有明确的描述，已经表明将这样的特征、结构或特性结合到其它实施例中是在本领域技术人员的知识范围内的。

在说明书及后续的权利要求书中使用了某些词汇来指称特定组件或部件，本领域普通技术的员应可理解，技术使用者或制造商可以不同的名词或术语来称呼同一个组件或部件。本说明书及后续的权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件或部件的方式，而是以组件或部件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及后续的权利要求项中所提及的“包括”和“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。以外，“连接”一词在此包含任何直接及间接的电性连接手段。间接的电性连接手段包括通过其它装置进行连接。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

参见图2，在本实用新型的一个实施例中提供了一种耳机校准结构100，包括耳机10和耳廓空间20；耳机10包括：

存储模块11，存储校准耳机10的音频文件；该音频文件为一个标准的测试音文件；

音频播放模块12，接收播放所述音频文件的控制信号，播放所述音频文件；

音频采集模块13，设置于耳廓空间20，采集音频播放模块12播放所述音频文件时产生的声波信号，并将所述声波信号转换为音频信号后发送；

校准模块14，在进行耳机10的校准时，发送所述控制信号；以及在接收所述音频信号后，将所述音频信号与所述音频文件进行对比，并根据对比结果修正所述音频播放模块12的频响参数。

在该实施例中，耳机校准结构100用于校准耳机10。在需要进行耳机10的校准时，校准模块14发送控制信号到音频播放模块12，该音频播放模块12播放存储模块11存储的用于对耳机进行校准的音频文件；而设置于耳廓空间20 的音频采集模块13采集音频播放模块12播放所述音频文件的声波信号，并把该声波信号转换为音频信号发送，校准模块14则在接收所述音频信号后，将所述音频信号与所述音频文件进行对比，并根据对比结果修正音频播放模块12的频响参数，使得音频播放模块12的频响参数与标准音频文件的频响参数保持一致。其中，耳廓空间20包括人耳耳廓空间或者预制的人耳耳廓结构的测试空间。其中预制的人耳耳廓结构的测试空间是根据仿制的人耳耳廓空间，用于进行耳机10的校准使用。在耳廓空间20设置了该音频采集模块13，由此可以考虑到各个人体的人耳耳廓空间的差异，较好的在耳机10使用一段时间后，提供耳机 10在实际应用环境中进行校准的耳机校准结构100，在进行校准时，将耳机10 佩戴在用户的耳廓(即耳廓空间20中的一种)中，适应了具体的耳机10应用环境下的校准，提升了用户耳机10的使用体验。

参见图3和图6A，对于耳机10校准的启动，具体是耳机10还包括：

校准启动装置15，设置于耳机10的外壳体上，与校准模块14电性连接；或者

设置于与耳机10无线通信连接的移动通信终端30上；

通过该校准启动装置15向所述校准模块14发送启动信号，启动校准模块 14进行耳机10的校准，如在耳机10上按下所述校准启动装置15，或者参见图 6B，移动通信终端的界面301上有的APP(Application，应用)应用的图标，点击该图标后启动该应用，显示耳机校准应用的界面302，在该界面302上按下相应的代表启动校准启动装置15的图标——耳机校准启动，即可实现耳机10 校准的启动。按下耳机校准停止，即可实现耳机10校准的停止。

参见图3，在本实用新型的一个实施例中，校准模块14包括：

数字信号处理单元141，在进行耳机10的校准时，读取存储模块11存储的所述音频文件；并且将接收到的所述音频信号与所述音频文件进行比对运算，并将两者的差异信息发送到主控制单元142；

主控制单元142，控制音频播放模块12播放数字信号处理单元141读取的所述音频文件；以及控制所述音频采集模块将所述音频信号传送到数字信号处理单元141；主控制单元142根据所述差异信息，修正音频播放模块12的频响参数与所述音频文件的频响参数一致。

在该实施例中，数字信号处理单元141在进行耳机10的校准时，首先要读取存储模块11存储的所述音频文件；然后主控制单元142控制音频播放模块12 播放数字信号处理单元141读取的该音频文件，并且将音频播放模块12在播放该音频文件时，音频采集模块13采集到音频信号返回到数字信号处理单元141。数字信号处理单元141进行运算，根据运算结果，将所述音频信号与所述音频文件的差异信息发送到主控制单元142；最后主控制单元142则根据该差异信息修正音频播放模块12的频响参数与所述音频文件的频响参数一致。其中，音频播放模块12包括耳机10的左扬声器和/或右扬声器；音频采集模块13包括所述耳机10的左麦克风和/或右麦克风131。其中，所述左麦克风和/或右麦克风分别设置于所述左扬声器和/或右扬声器的近端；利用对所述音频信号的采集。优选的，主控制单元142是修正所述左扬声器和/或右扬声器的频响曲线与预设的理想频响曲线相重合。预设的理想频响曲线为最优的左扬声器和/或右扬声器的音频播放的频响曲线。图5中a曲线为理想频响曲线，b曲线为实际测得频响曲线， c为两者之间的补偿值，补偿后使得实际测得频响曲线与理想频响曲线重合，获得良好的听觉效果。其中，音频采集模块13所使用的MIC(左麦克风和右麦克风)为高一致性的，保证校准的准确性。

参见图4，在本实用新型的一个实施例中，参见图4示出了耳机10的内部结构，以及耳机校准流程：

步骤S21中，DSP芯片读取存储测声音的闪存芯片中的音频文件；

步骤S22中，DSP向耳放芯片发送音频数据，即MCU接收DSP芯片读取的音频文件；

步骤S23中，耳放芯片输出电信号，驱动左右扬声器，MCU控制左、右扬声器播放音频文件；

步骤S24中，左、右麦克风采集左、右扬声器播放音频文件的声波信号，并将其转换为音频信号；

步骤S25中，左右麦克风将采集到的信号发送给DSP，DSP芯片计算所述音频信号和音频文件的频响差异，并且将调节结果发送到耳放芯片；

步骤S26中，DSP计算出频响差异部分，并在下次播放音乐时将补偿信号叠加在原信号上输出给耳放芯片。耳放芯片根据该调节结果控制左、右扬声器的频响曲线和音频文件的频响曲线相重合。

在该实施例中，在是将MIC(microphone，麦克风)作为音频采集模块13 分别植入耳机10中作为音频播放模块12的左、右扬声器附近，在用户正确佩戴好耳机10以后，通过播放耳机10内置存储器，即存储模块10上的测试信号进行含人耳在内整个系统响应的分析并进行校准。由于音频采集模块13设置于耳廓空间20，此时要求MIC本身的差异度非常低，并且由于是耳机本身内置的数字信号处理单元141，采用DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理) 芯片实现，进行采集分析，所以要求DSP芯片有一定处理能力。最后通过内置的DSP芯片的调节，目前性能好的DSP芯片可以对各个频率进行多段调节，最后由主控制单元142使得所述左扬声器和/或右扬声器的频响曲线与所述音频文件的频响曲线相重合。控制单元142实现上，为MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)以实现产品本身差异最小化和与具体用户耳朵的匹配，达到最理想的输出效果和体验。此时植入的MIC还能不停实时监控耳机10的输出，在适当的时候通过限制输出或提出警告来延长续航和保护人耳听力；最小化降低产品个体差异，达到最佳用户体验。

为了实现本实用新型的另一发明目的，本实用新型还提供了一种用于上述任一实施例中的耳机校准结构100的耳机10，耳机10包括：

存储模块11，存储校准耳机10的音频文件；

音频播放模块12，接收播放所述音频文件的控制信号，播放所述音频文件；

音频采集模块13，设置于耳廓空间20，采集音频播放模块12播放所述音频文件时产生的声波信号，并将所述声波信号转换为音频信号后发送；

校准模块14，在进行耳机10的校准时，发送所述控制信号；以及在接收所述音频信号后，将所述音频信号与所述音频文件进行对比，并根据对比结果修正音频播放模块12的频响参数。

在需要进行耳机10的校准时，校准模块14发送控制信号到音频播放模块 12，该音频播放模块12播放存储模块11存储的用于对耳机进行校准的音频文件；而设置于耳廓空间20的音频采集模块13采集音频播放模块12播放所述音频文件的声波信号，并把该声波信号转换为音频信号发送，校准模块14则在接收所述音频信号后，将所述音频信号与所述音频文件进行对比，并根据对比结果修正音频播放模块12的频响参数，使得音频播放模块12的频响参数与标准音频文件的频响参数保持一致，由于考虑到各个人体的人耳耳廓空间的差异，较好的在耳机10使用一段时间后，进行产线下的耳机10的校准，提升了耳机 10的使用体验。

本实用新型提供的用于耳机校准结构100的耳机10的具体结构在上述多个实施例均有描述，在此不再赘述。

此外，参见图4，在本实用新型的一个实施例中，随着技术的发展，一些高端耳机已经带有调节EQ(Equalizer，均衡器)和主动降噪功能，因而其内部很可能存在DSP芯片，且处理能力强大。在耳机10佩戴入人耳耳廓后进行校准，校准过程是：DSP芯片作为整个测试的核心部件，先要从存储模块10，具体为一FLASH芯片中读取测试音文件，该测试音文件是扫频信号，从低到高频率不断变化的信号，一个标准的测试音文件；同时主控MCU使扬声器播放此测试音，此测试音经由扬声器转换播放后被高精度MIC接收并传送给DSP芯片；DSP芯片通过比对直接读取的测试音文件和经由MIC接收到的测试音信号后进行计算，主控MCU根据DSP芯片的比对计算结果，参见图5，在耳机10正常工作时，把差异部分的校准叠加在原始音频信号上一并输给扬声器，左右耳的扬声器频响曲线均与预设的理想频响曲线相重合到达最佳效果。由于耳机10的扬声器和各个声学部件经过长期使用后，各种物理运动会带来性能衰减，因此每隔一段时间进行一次校准可使耳机10一直保持在最佳工作状态。用户使用一段时间后，感觉需要校准，然后按下指定校准启动装置15上的按键就能校准。其中， MIC可以是现有降噪耳机中的MIC共用，而不需再在耳机10上额外增加MIC。图4中的耳机10在用户佩戴使用中进行测试校准。从而不仅能把用户个体耳朵产生的差异或使用习惯产生的差异计算入内一并校准，而且即使在长期使用后仍然能够实时对耳机10进行校准。

综上所述，本实用新型的耳机校准结构包括耳机和耳廓空间；并且所述耳机包括存储模块、音频播放模块、音频采集模块以及校准模块，在进行耳机的校准时，校准模块发送控制信号到音频播放模块，该音频播放模块播放存储模块存储的音频文件；而设置于耳廓空间的音频采集模块采集音频播放模块播放所述音频文件的音频信号，校准模块则在接收所述音频信号后，将所述音频信号与所述音频文件进行对比，并根据对比结果修正音频播放模块的频响参数，使得音频播放模块的频响参数与标准音频文件的频响参数保持一致，具体的使音频播放模块的频响参数与预设的理想频响曲线相重合。其中，耳廓空间包括人耳耳廓空间或者预制的人耳耳廓结构的测试空间。由此考虑到各个人体的人耳耳廓空间的差异，较好的在耳机使用一段时间后，利用耳机校准结构进行耳机的校准，实现了产线下的耳机的校准。由于优选的是在校准时是将耳机佩戴于用户的耳廓中，由此可以很好的适应耳机在具体的应用环境下校准。并且，相应的提供的用于耳机校准结构的耳机，提升了用户对耳机的使用体验。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。