一种用于检测耳机出耳的电子系统的制作方法

本申请涉及耳机领域，特别涉及一种用于检测耳机出耳的电子系统。

背景技术：

随着技术的快速发展，出现了手机、mp3、vr设备、智能眼镜、笔记本电脑、cd机等可以播放音视频的数码产品，大多数可以播放音视频的电子设备都支持使用耳机来收听音视频文件内的音频和/或视频内容。人们在使用耳机的时候，经常会把一个或两个耳机从耳朵里取出，可能是听其他人的说话，或者把耳机给其他人来听。

出于某种安全上的考虑，一些特殊的电子设备不希望当音频和/或视频或视频频文件正在播放的时候，用户将耳机从耳朵里面取出来。可能的原因比如音频和/或视频文件是加密的，只有当前用户才会被允许收听。对于这样的设备，需要使用一种检测方法来检测耳机是否被从耳朵里面取出，以便停止播放音视频或者配合其它的安全措施，而且这种检测不容易被破解掉。

现有技术中，一种已有的检测方法是用光传感器来检测。这种方法看起来可行，因为耳内是暗的，外部环境是光亮的。但是，这种方法很容易被欺骗或破解，例如用胶贴覆盖光传感器，使得光传感器始终检测的是暗的。

现有技术中，另一种已有的检测方法是利用生物特征传感器，如温度、电阻或者心跳传感器。但是这类传感器都会遇到容易被破解的问题，因为耳内的生物特征和人体其他部分没有太大差别。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本申请提供一种用于检测耳机出耳的电子系统，本申请通过检测两个耳机之间相对距离是否变化，判断耳机是否出耳。

本申请提供一种用于检测耳机出耳的电子系统，包括：可以播放音频和/或视频的电子设备、处理器以及两个耳机，所述两个耳机分别为左耳机、右耳机，所述左耳机和/或右耳机中设置加速度监控模块，所述处理器对所述加速度监控模块采集的数据进行处理，判断左耳机、右耳机之间的相对加速度是否发生变化，从而检测耳机是否出耳。

根据本申请的一个实施方式，所述左耳机内置有第一加速度传感器，所述右耳机内置有第二加速度传感器，所述第一加速度传感器及第二加速度传感器产生加速度数据，所述处理器获取到所述加速度数据并对其进行处理，判断两个耳机之间的相对加速度是否发生变化，从而检测是否一个或两个耳机被从耳朵里面取了出来。

所述两个加速度传感器以基本相同的位置和方向安装在两个耳机之中，或者所述两个加速度传感器以相互对称的位置和方向安装在两个耳机之中。每个加速度传感器的一个轴所在的方向穿过或者背向耳机的出声孔，当左耳机、右耳机均被放入耳内时，上述两个指向或者背向耳机出声孔的轴基本在一条直线上并且方向相反或相同。

当两个指向或者背向耳机出声孔的轴基本在一条直线上并且方向相反的情况下，所述处理器以固定间隔时间t1获取第一加速度传感器及第二加速度传感器指向耳机出声孔的轴的加速度数据，并进行存储，所述处理器中的检测算法每隔固定间隔时间t2进行一次检测，用于所述检测算法的数据是每个加速度传感器的已保存最近n个历史加速度数据，用{xk，i，i＝l:n-1，k＝0or1}表示第k个加速度传感器的最近n个历史数据，两个加速度传感器的运动差按下式计算：

然后，检测算法比较diff值和预先设定的门限thr来确定耳机是否被取出，

如果diff>thr

耳机被取出＝真；

否则

耳机被取出＝假；

判断结束。

当两个指向或者背向耳机出声孔的轴基本在一条直线上并且方向相同的情况下，处理方式与上述方向相反的情况类似，仅是运动差的计算公式中加号变为减号，如下所示：

进一步，如果“耳机被取出”为真，就表明一个或者多个耳机被取出，电子设备根据检测结果进行后续处理。

进一步地，所述后续处理为停止音频和/或视频播放、和/或发出报警声、和/或锁定所述电子系统使其无法进行任何操作。

进一步地，所述电子设备例如为手机、mp3、vr设备、智能眼镜、笔记本电脑、cd机等。

进一步地，所述第一加速度传感器、第二加速度传感器通过有线或者无线的方式与处理器进行数据传输。

可选地，所述第一加速度传感器通过数据线与所述处理器进行数据传输，所述第二加速度传感器通过数据线与处理器数据传输。

可选地，所述第一加速度传感器、第二加速度传感器通过无线方式进行传输，例如采用无线收发器件通过蓝牙、局域网进行传输。

可选地，通过启动电子设备播放音频和/或视频文件时自动启动第一加速度传感器、第二加速度传感器，或者通过设置在左耳机及右耳机内的温度传感器等检测到两个耳机均被戴在耳朵上启动加速度传感器。

进一步地，所述第一、第二加速度传感器为1轴、2轴或3轴加速度传感器。

可选地，所述第一、第二加速度传感器为三轴加速度传感器，每个加速度传感器具有x、y、z三个轴，其中一个轴所在的方向穿过耳机的出声孔。

进一步，所述处理器设置在所述电子设备中。

进一步，所述处理器设置在左耳机或右耳机中。

进一步，所述处理器设置在电子设备和耳机的外部的其他设备上。

本申请利用耳机在使用过程中两个耳机的相对加速度基本不变的原理，通过对两个耳机之间相对加速度的变化进行检测，有效、灵敏地判断耳机是否出耳。进一步，本申请利用加速度传感器，开发了一种新的耳机出耳检测系统，该系统的检测方法不容易被破解，可以满足某些特殊的安全性方面的需求。

附图说明

图1为根据本发明一个实施方式的用于检测耳机出耳的电子系统的立体视图；

图2为如图1所示的用于检测耳机出耳的电子系统的使用状态示意图。

具体实施方式

下面将对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本申请的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参见附图1、2，图1示出了根据本发明一个实施方式的用于检测耳机出耳的电子系统的立体视图，图2为如图1所示的用于检测耳机出耳的电子系统的使用状态示意图。

参见附图1，用于检测耳机出耳的电子系统包括可以播放音频和/或视频的电子设备1，例如手机、mp3、vr设备、智能眼镜、笔记本电脑、cd机等，电子设备1中包含处理器2，所述电子系统还包括两个耳机，分别为左耳机10、右耳机11，左耳机10内置有加速度传感器20，右耳机11内置有加速度传感器21，所述加速度传感器20通过数据线30与处理器2数据传输，所述加速度传感器21通过数据线31与处理器2数据传输。

下面继续结合附图1、2，具体描述该实施方式的实现检测耳机出耳的原理。

左耳机10、右耳机11分别被戴在相应的耳朵上后，自动或手动启动加速度传感器20、21，使其产生加速度数据。可以通过启动电子设备1播放音频和/或视频文件时自动启动加速度传感器，也可以通过设置在耳机内的温度传感器等检测元件检测到两个耳机均被戴在耳朵上自动启动加速度传感器。所述处理器2获取到这些加速度数据并对其进行处理，判断两个耳机之间的相对加速度是否发生变化，从而检测是否一个或两个耳机被从耳朵里面取了出来。

本实施方式的检测方法，利用到了加速度传感器的运动一致性。当左耳机、右耳机被放入耳内之后，如果不被外力移动，两个传感器的相对位置是固定的，从而运动的方向差也是一个固定的值。即使用户朝任何方向晃动头部，只要耳机不被外力移动，传感器的运动方向差不会改变。这种状态下，加速度传感器所产生的数据，也会有某种固定的关联，这种关联和两个传感器的运动方向差相关。这种固定的关联，体现了加速度传感器的运动一致性，利用该一致性检测耳机是否被取出。

在具体的实施方式中，两个加速度传感器以如下方式进行安装：以基本相同的位置和方向安装在两个耳机之中，每个加速度传感器的一个轴所在的方向穿过耳机的出声孔，当放入耳内的时候，上述两个指向耳机出声孔的轴基本在一条直线上并且方向相反。

附图1、2中的实施例中采用三轴加速度传感器，每个加速度传感器具有x、y、z三个轴，三轴加速度传感器可以在每个坐标轴方向上产生加速度数据。两个加速度传感器分别安装在两个耳机之中后，每个加速度传感器的其中一个对应的轴，例如x轴所在的方向穿过耳机的出声孔，当放入耳内的时候，两个x轴基本在一条直线上并且方向相反，如附图2所示。

以下描述了一种用于处理器对加速度数据进行处理所采用的算法。

处理器2以固定间隔时间t1获取加速度传感器20、21的加速度数据，并进行存储。在本实施例中，只处理x轴的数据。检测算法每隔固定间隔时间t2进行一次检测，用于检测算法的数据是每个加速度传感器的已保存最近n个历史加速度数据。

用{xk，i，i＝1：n-1，k＝0or1}表示第k个加速度传感器的最近n个历史数据。两个加速度传感器的运动差按下式计算：

这里采用加号，是因为两个加速度传感器的x轴的数据基本是相反的。

然后算法比较diff值和预先设定的门限thr来确定耳机是否被取出。

如果diff>thr

耳机被取出＝真；

否则

耳机被取出＝假；

判断结束。

本领域技术人员能够理解，当两个指向耳机出声孔的轴基本在一条直线上并且方向相同的情况下，即一个加速度的一个轴指向耳机出声孔，另一个加速度的一个轴背向耳机出声孔，处理方式与上述方向相反的情况类似，仅是运动差的计算公式中加号变为减号，如下所示：

如果“耳机被取出”为真，就表明一个或者多个耳机被取出。电子设备1可以根据检测结果进行后续处理。例如停止音频和/或视频播放、和/或发出报警声、和/或锁定所述电子系统使其无法进行任何操作。

本领域技术人员能够理解，可以使用y轴或者z轴代替x轴。

另外，由于在该实施例中，仅使用x轴的加速度数据，因此，也可以用1轴或者2轴加速度传感器替代3轴加速度传感器。

本领域技术人员能够理解，加速度传感器20、21也可以通过无线的方式与处理器2数据传输，例如采用无线收发器件通过蓝牙、局域网进行传输。

在图1、2的实施例中，处理器2设置在电子设备中，本领域技术人员容易理解，处理器2也可以不设置在电子设备中，而设置在耳机主体内，例如设置在左耳机或右耳机中，此时该电子系统与任何播放音频和/或视频的电子设备连接时，均可实现出耳检测，提高了利用率。在又一个实施方式中，处理器2不设置在电子设备中，也不设置耳机中，而设置在外部设备上，所述加速度数据发送给外部设备进行处理。

数据处理算法可以采用其他的处理算法，只要能判断两个耳机之间的相对加速度是否发生变化(变化量大于一个门限值)即可。

需要说明的是，尽管图1-2中所示的为入耳式耳机，但是，头戴式、耳塞式、耳挂式、后挂式等其他种类的耳机同样可用于本申请的电子系统。本申请中“出耳”表示离开耳朵。

本申请的耳机出耳检测的电子系统的检测准确性、检测灵敏度较高，相对现有的检测耳机出耳的电子系统，不容易被破解。采用加速度传感器，加工方便、成本低，能满足音频和/或视频安全播放的需求。

以上所揭露的仅为本申请几种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本申请之权利范围，因此依本申请权利要求所作的等同变化，仍属本申请所涵盖范围。