本申请要求2016年6月27日提交的美国专利申请no.15/193,742的优先权，其全部内容通过引用结合于此。
背景技术：
无线音频扬声器可以经由诸如无线耳机、耳塞或入耳式监听器之类的设备向用户提供不受限制的收听体验。这样的音频设备可以包括电池，其可以使用有线装置充电，例如经由充电插头/端口的导电充电，或诸如感应或谐振充电的无线充电。
骨传导传感器振动收听者的骨骼结构(例如，人的头骨的部分)以经由内耳提供可感知的音频信号。
技术实现要素：
某些音频设备可以实现为可穿戴设备。可以使用骨传导传感器(boneconductiontransducer,bct)从可穿戴设备向用户提供音频。尽管bct在提供音频方面可能是有效的，但是它们可能在低于bct的共振频率的音频频率方面遭受低效率。为了提高效率，可以构造bct，(i)具有安装在bct的振动部分上的bct的磁铁，以及(ii)具有由高磁导率钢构成的bct的几个部件以便增加驱动bct的磁通量。
在一个方面，本公开包括骨传导传感器。骨传导传感器包括具有一对臂的轭。第一臂位于轭的第一端，以及第二臂位于轭的第二端。骨传导传感器还包括位于这对臂之间的金属线圈。此外，骨传导传感器包括一对弹簧，每个弹簧具有第一端和第二端。每个弹簧的第一端附接到相应臂的一个。骨传导传感器还包括耦合到每个弹簧的第二端的膜片。膜片被配置为响应于提供给金属线圈的信号而振动。骨传导传感器还包括由高磁导率钢制成的金属杆。金属杆延伸到金属线圈的中心部分。此外，骨传导传感器包括耦合到膜片的一对永久磁铁，永久磁铁每个都位于金属杆的相对侧。
在另一方面，本公开包括可穿戴计算系统。可穿戴计算系统包括支撑件结构。支撑件结构的一个或多个部分被配置为接触佩戴者。可穿戴计算系统还包括用于接收音频信号的音频接口。另外，可穿戴计算系统包括振动传感器。振动传感器包括具有一对臂的轭。第一臂位于轭的第一端，以及第二臂位于轭的第二端。振动传感器还包括位于这对臂之间的金属线圈。此外，振动传感器包括一对弹簧，每个弹簧具有第一端和第二端。每个弹簧的第一端附接到相应臂的一个。振动传感器还包括耦合到每个弹簧的第二端的膜片。膜片被配置为响应于提供给金属线圈的信号而振动。振动传感器包括耦合到膜片的砧座。振动传感器还包括由高磁导率钢制成的金属杆。金属杆延伸到金属线圈的中心部分。此外，振动传感器包括耦合到膜片的一对永久磁铁，永久磁铁每个都位于金属杆的相对侧。另外，每个永久磁铁具有与膜片相对的表面，其上具有一层高磁导率钢。
在另一方面，本公开包括组装振动传感器(vibrationtransducer)的方法。该方法包括定位第一柔性支撑臂，第一柔性支撑臂具有第一端和第二端，使得第一端定位在磁性膜片的第一安装表面上。该方法还包括定位第一柔性支撑臂使得第二端定位在振动传感器的框架的侧壁上方。第一柔性支撑臂的第一和第二端的重叠区域分别与磁性膜片的第一安装表面和框架的第一侧壁重叠。该方法还包括定位第二柔性支撑臂，第二柔性支撑臂具有第一端和第二端，使得第一端定位在磁性膜片的第二安装表面上。第二安装表面和第一安装表面是在磁性膜片的相对侧。该方法还包括定位第二柔性支撑臂使得第二端定位在框架的侧壁上方。第二柔性支撑臂的第一和第二端的重叠区域分别与磁性膜片的第二安装表面和框架的侧壁重叠。该方法还包括将金属线圈定位在框架的两个侧壁之间的平坦表面上。另外，该方法包括布置耦合到磁性膜片的杆，其中杆被配置以延伸到金属线圈的中心部分。该方法还包括附接被附接到磁性膜片的一对永久磁铁，其中永久磁铁每个位于杆的侧面，并且每个永久磁铁在底部上具有一层高磁导率钢。
通过阅读以下详细描述，并参考适当的附图，这些以及其他方面、优点和替代方案对于本领域普通技术人员将变得显而易见。
附图说明
图1示出了根据示例实施例的系统的示意图。
图2示出了根据示例实施例的可穿戴设备。
图3示出了根据示例实施例的展示计算设备和可穿戴计算设备的组件的框图。
图4a示出了根据示例实施例的音圈和永久磁铁场景。
图4b示出了根据示例实施例的音圈。
图4c示出了根据示例实施例的音圈。
图4d示出了根据示例实施例的骨传导传感器。
图5示出了根据示例实施例的轭。
图6示出了根据示例实施例的骨传导传感器。
图7示出了根据示例实施例的示例频率响应曲线。
图8示出了根据示例实施例的方法。
具体实施方式
本文描述了示例性方法和系统。应当理解，词语“示例”和“例子”在本文中用于表示“用作示例、实例或说明”。本文描述为“示例”或“例子”的任何实施例或特征不必被解释为比其他实施例或特征更优选或更具优势。这里描述的示例实施例不意味着限制。容易理解的是，所公开的系统和方法的某些方面可以以各种不同的配置来布置和组合，所有这些都在本文中考虑。
i.概述
一些可穿戴设备可以包括骨传导扬声器，其可以采用骨传导传感器(“bct”)的形式。bct可操作以在振动穿过佩戴者的骨结构到达中耳或内耳的位置处振动佩戴者的骨结构，使得大脑将振动解释为声音。可穿戴设备可以采用具有bct的耳机的形式，其可以具有有线或无线接口连接到用户的电话，或者可以是具有bct的独立耳机设备。或者，可穿戴设备可以是眼镜式可穿戴设备，其包括一个或多个bct并且具有与传统眼镜类似的形状因子。
传统上，bct可以包括作为bct的基部的轭、位于轭的顶部的线圈和磁铁、以及一对弹簧和砧座，该对弹簧和砧座被附接使得它们覆盖线圈和磁铁。目前的bct可以使用非磁性不锈钢级sus301作为轭的材料。虽然这种设计可以是机械上坚固的，但是磁通量可以通过远离线圈的轭的臂被转移。
可能需要具有更高效率的bct，尤其是在较低频率下。与较低效率的bct相比，更有效的bct可以转化为更敏感的bct，其导致音量(响度)的增加。这种效率的提高可能是由于通量未被轭阻挡在其穿过砧座和其他bct部件时。此外，通过提高bct的效率，可以减少用于在其操作期间驱动bct的电功率。
根据示例实施例，可以通过将永久磁铁和杆定位在膜片的底表面上来提高bct的效率。在该示例性实施例中，永久磁铁和杆成为bct的振动部件的一部分。另外，通过在sus301轭的顶部包括冷轧无电镀镍低碳钢(spcd)层并且在永久磁铁的底表面上包括spcd层，可以进一步提高bct的效率。效率可以通过两种方式提高。一、通过将永久磁铁和杆移动到膜片上，振动质量(vibratingmass)被提高。这导致振动部件的共振频率转移到较低频率。二、spcd、高磁导率材料的包含使得在bct的各个部件之间产生更有效的磁通路径。结果，与传统bct相比，bct可以更有效地操作。
可用于代替spcd的高磁导率材料的一些其他示例包括冷轧钢sae-1030(spcd)、jisg3141(spcc)和
ii.说明性可穿戴设备
现在将更详细地描述可以实现示例实施例的系统和设备。然而，在不脱离本发明的范围的情况下，示例系统也可以以其他设备的形式实现或采用其他设备的形式。
示例实施例可以在具有头戴式显示器(hmd)的可穿戴计算机或具有类似眼镜的形状因子的任何类型的设备中实现。此外，示例性实施例涉及具有骨传导扬声器(例如，振动传感器)的耳机。耳机可以被配置为附接到眼镜式支撑件结构，使得当佩戴支撑件结构时，耳机从支撑件结构延伸以接触佩戴者耳朵后部的骨传导扬声器。例如，耳机可以位于侧臂的钩状部分上，其在佩戴者的耳朵后面延伸并且有助于将眼镜保持在适当位置。因此，例如，耳机可以从侧臂延伸以在耳廓处接触佩戴者的耳朵的后部。
在另一方面，耳机可以是弹簧加载的，使得骨传导扬声器舒适且牢固地贴合佩戴者耳朵的后部。例如，耳机可以包括可延伸构件，其在一端连接到眼镜并且在另一端连接到骨传导扬声器。因此，当没有佩戴眼镜时，弹簧机构可以用于保持具有骨传导扬声器的构件的端部远离侧臂。弹簧机构可以用一对悬臂(也称为悬臂弹簧)来实现，所述悬臂被耦合到膜片上并与膜片一起振动，该膜片将振动传递给佩戴者。
此外，弹簧机构可以将构件保持在这样的位置，使得当佩戴者戴上眼镜时，佩戴者的耳朵的背部(例如，耳廓)将推动骨传导扬声器。更具体地，bct可以布置成使得当设备被佩戴时，构件的第二端被推回到侧臂(可能被压靠在侧臂上)。以这种方式，弹簧机构和构件可以组合以形成柔性耳机，使得当佩戴眼镜式设备时，骨传导扬声器舒适地压在佩戴者耳朵的后部。
图1示出了根据示例实施例的系统100的示意图。系统100包括bct110、电池120、可选的用户接口140和控制器150。
bct110包括音圈112和永久磁铁114。bct110可包括免提耳机或耳机。或者，bct110可以是骨锚式助听器、可植入骨传导设备或其他类型的辅助听力设备。在一些实施例中，bct110可以包括水下通信设备或另一种类型的听音设备。通常，bct110可包括可操作以经由畸变骨传导(distortionalbone-conduction)、惯性骨传导(inertialbone-conduction)或骨性鼓部骨传导(osseotympanicbone-conduction)中的一种或多种来刺激听觉的设备。如本文所使用的，bct110可以指单个传感器(例如，用于单声道收听)，两个传感器(例如，用于立体声收听)或更多传感器。此外，尽管关于bct110使用术语“骨传导”，但是应当理解，bct110可以涉及各种传感器，其被配置为通过与身体接触、通过骨骼或诸如软骨的其他结构来完全或部分地传送声音。
音圈112可以包括绝缘线，也称为磁线，以简单线圈或环形形状缠绕。在简单线圈的情况下，绝缘线可以被包裹，使得它具有开放空间，在该开放空间内可包括空气、塑料或铁磁材料的圆柱形芯可以被定位。在环形形状的情况下，绝缘线可以缠绕在塑料或铁磁材料的环形或圆环形状的芯上。预期缠绕几何形状的其他线。在示例实施例中，音圈112可包括大约2mm的转弯半径。音圈112可包括具有酚醛树脂(釉质)涂层的铜线。例如，涂层可包括聚乙烯醇缩醛-酚醛树脂或其他类似材料。其他类型的电绝缘涂层也是可能的，例如聚酰亚胺、聚酯或聚乙烯。在示例性实施例中，音圈112可包括具有直径约为90微米的线(例如，awg39或swg43)，但也可考虑其他线厚度和相应的线规。
音圈112可以被认为是电感器，或者被配置为抵抗通过它的电流的变化的设备。音圈112可以包括特征电感l，其等于电压与电流变化率的比率，
在示例实施例中，音圈112的电感可以大于1毫亨(mh)，阻抗为8欧姆(ω)。这样，在一些实施例中，音圈112通常可以具有比其他类型的音圈更大的电感，例如在扬声器、耳塞、微型扬声器等中的那些。其他电感值对于音圈112是可能的。
永久磁铁114可包括一种或多种铁磁材料，例如铁、钴、镍、稀土金属等。在示例性实施例中，永久磁铁114可包括铝镍钴合金、铁氧体或钕-铁-硼(ndfeb)。预期其他磁性材料。
在示例性实施例中，音圈112的电感可以通过例如相对于极靴和/或永久磁铁114调节其位置来控制。
bct110可以耦合到音频输入设备160。音频输入设备160可以在各种实施例中采用许多形式。音频输入设备160被配置为向音圈112提供音频信号。音频输入设备可以从有线设备、无线设备或从设备的处理器152接收音频信号。
bct110可包括其他元件，例如轭、壳体、耦合到永久磁铁114和/或壳体的电枢、耦合到电枢和/或壳体的一个或多个弹簧或阻尼装置、以及到音圈112的电连接。
电池120可包括二次(可再充电)电池。在其他可能性中，电池120可包括镍镉(nicd)电池、镍-锌(nizn)电池、镍金属氢化物(nimh)电池或锂离子(锂离子)电池中的一种或多种。电池120可操作以为bct110和系统100的其他元件提供电力。在示例性实施例中，电池120可以电耦合到电池充电电路。
用户接口140可以包括可选显示器142和控件144。显示器142可以被配置为向系统100的用户提供图像。在示例实施例中，显示器142可以至少部分透视以便用户可以通过查看显示器142来查看环境的至少一部分。在这种情况下，显示器142可以提供覆盖在环境视野上的图像。在一些实施例中，显示器142可以被配置为向用户提供增强现实或虚拟现实体验。
控件144可以包括开关、按钮、音频命令、触敏表面和/或其他用户输入设备的任何组合。用户可以经由控件144监控和/或调整系统100的操作。
系统100可以可选地包括通信接口(未示出)，其可以允许系统100使用模拟或数字调制与其他设备、接入网络和/或传输网络进行通信。具体地，通信接口可以被配置为与互联网通信。在一些实施例中，通信接口可以促进电路交换和/或分组交换通信，例如普通老式电话服务(pots)通信和/或因特网协议(ip)或其他分组化通信。例如，通信接口可以包括芯片组和天线，其被布置用于与无线电接入网络或接入点进行无线通信。而且，通信接口可以采用或包括有线接口的形式，例如以太网、通用串行总线(usb)或高清多媒体接口(hdmi)端口。通信接口还可以采用或包括无线接口的形式，例如wifi、蓝牙
控制器150可以包括一个或多个处理器152和存储器154，例如非暂时性计算机可读介质。控制器150可以包括至少一个处理器152和存储器154。处理器152可以包括一个或多个通用处理器-例如微处理器-和/或一个或多个专用处理器-例如图像信号处理器(isp)、数字信号处理器(dsp)、图形处理单元(gpu)、浮点单元(fpu)、网络处理器或专用集成电路(asic)。在示例实施例中，控制器150可以包括一个或多个音频信号处理设备或音频效果单元。这种音频信号处理设备可以处理模拟和/或数字音频信号格式的信号。附加地或替代地，处理器152可以包括至少一个可编程在电路串行编程(icsp)微控制器。存储器154可以包括一个或多个易失性和/或非易失性存储组件，例如磁性、光学、闪存或有机存储，并且可以与处理器152整体或部分集成。存储器154可以包括可拆卸和/或不可拆卸的组件。
处理器152可以能够执行存储在存储器154中的程序指令(例如，编译或未编译的程序逻辑和/或机器代码)以执行本文描述的各种功能。因此，存储器154可以包括非暂时性计算机可读介质，其上存储有程序指令，该程序指令在由计算设备100执行时使计算设备100执行本说明书和/或附图中公开的任何方法、过程或操作。处理器152执行程序指令可以导致处理器152使用由计算设备100的各种其他元件提供的数据。在示例实施例中，控制器150可以包括分布式计算网络和/或云计算网络。
图2示出了如本公开所考虑的可穿戴设备的非限制性示例。这样，如关于图1所示和所述的系统100可以采用可穿戴设备的形式，例如可穿戴设备200。系统100也可以采用其他形式。例如，系统100可以采用不在眼镜形状因子中的身体佩戴设备的形式。
图2示出了根据示例实施例的可穿戴设备200。可穿戴设备200的形状可以类似于一副眼镜或另一种类型的可头戴设备。这样，可穿戴设备200可以包括：包含透镜框架204、206和中心框架支撑件208的框架元件，透镜元件210、212，以及延伸的侧臂214、216。中心框架支撑件208和延伸的侧臂214、216被配置为分别通过放置在用户的鼻子和耳朵上来将可穿戴设备200固定到用户的头部。
框架元件204、206和208以及延伸的侧臂214、216中的每一个可以由塑料和/或金属的实心结构形成，或者可以由类似材料的中空结构形成以便允许布线和元件互连在内部路由穿过可穿戴设备200。其他材料也是可能的。透镜元件210、212中的每一个也可以是足够透明的，以允许用户通过透镜元件观看。
附加地或替代地，延伸的侧臂214、216可以定位在用户的耳朵后面，以将可穿戴设备200固定到用户的头部。延伸的侧臂214、216还可以通过围绕用户头部的后部延伸将可穿戴设备200固定到用户。附加地或替代地，例如，可穿戴设备200可以连接到或可以固定在可头戴的头盔结构内。还存在其他可能性。
可穿戴设备200还可以包括机载计算系统218和至少一个可手指操作的触摸板224。机载计算系统218被示出为集成在可穿戴设备200的侧臂214中。但是机载计算系统218可以被提供在可穿戴设备200的其他部分之上或之内，或者机载计算系统218可以远离计算设备的可头戴组件定位，并且可通信地耦合到计算设备的可头戴组件(例如，机载计算系统218可以被容纳在不是头戴式设备的单独组件中，并且是有线或无线连接到头戴式设备的组件)。例如，机载计算系统218可以包括处理器和存储器。此外，机载计算系统218可以被配置为从手指可操作的触摸板224(并且可能来自其他传感设备和/或用户接口组件)接收和分析数据。
在另一方面，可穿戴设备200可包括各种类型的传感器和/或传感组件。例如，可穿戴设备200可以包括惯性测量单元(imu)(图2中未明确示出)，其提供加速度计、陀螺仪和/或磁力计。在一些实施例中，可穿戴设备200还可以包括未集成在imu中的加速计、陀螺仪和/或磁力计。
在另一方面，可穿戴设备(例如可穿戴设备200)可包括便于确定可穿戴设备200是否正被佩戴的传感器。例如，诸如加速度计、陀螺仪和/或磁力计之类的传感器可用于检测穿戴的可穿戴设备200的特征的运动(例如，用户走动、转头等的特征的运动)和/或用于确定可穿戴设备200处于可佩戴的可穿戴设备200的特征的定位(例如，直立，在可穿戴设备200戴在耳朵上时的典型位置)。因此，来自这些传感器的数据可以用作头上检测过程的输入。附加地或替代地，可穿戴设备200可以包括电容传感器或布置在当穿戴可穿戴设备200时通常接触佩戴者的可穿戴设备200的表面上的另一种类型的传感器。因此，由这种传感器提供的数据可用于确定是否正在佩戴可穿戴设备200。其他传感器和/或其他技术也可用于检测可穿戴设备200何时被佩戴。
可穿戴设备200还包括至少一个麦克风226，其可以允许可穿戴设备200从用户接收语音命令。麦克风226可以是定向麦克风或全向麦克风。此外，在一些实施例中，可穿戴设备200可以包括布置在可穿戴设备200上的各个位置处的麦克风阵列和/或多个麦克风。
在另一方面，耳机220和211分别附接到侧臂214和216。每个耳机220和221可以分别包括bct222和223。bct222和223可以与参考图1所示和所述的bct110类似或相同。每个耳机220、221可以被布置成使得当佩戴可穿戴设备200时，每个bct222、223被定位到佩戴者的耳朵后部。例如，在示例性实施例中，耳机220、221可以布置成使得相应的bct222、223可以接触佩戴者的耳朵的耳廓和/或佩戴者头部的其他部分。耳机220、221的其他布置也是可能的。此外，具有单个耳机220或221的实施例也是可能的。
在示例性实施例中，bct222和/或bct223可以作为骨传导扬声器操作。bct222和223可以是例如振动传感器、电声换能器或可变磁阻换能器，其响应于电音频信号输入而产生声音。通常，bct可以是可操作以直接或间接地振动使用者的骨结构或耳廓的任何结构。例如，bct可以用振动传感器实现，该振动传感器被配置为接收音频信号并根据音频信号振动佩戴者的骨骼结构或耳廓(pinnae)。
如图2所示，可穿戴设备200不需要包括图形显示器。然而，在一些实施例中，可穿戴设备200可包括这样的显示器。特别地，可穿戴设备200可以包括近眼显示器(未明确示出)。近眼显示器可以耦合到机载计算系统218、独立图形处理系统和/或可穿戴设备200的其他组件。近眼显示器可以形成在可穿戴设备200的一个透镜元件上，例如透镜元件210和/或212。这样，可穿戴设备200可以被配置为在佩戴者的视野中覆盖计算机生成的图形，同时还允许用户看过透镜元件，并同时至少查看他们的真实世界环境的一些。在其他实施例中，基本上模糊用户对周围物理世界的观看的虚拟现实显示也是可能的。近眼显示器可以相对于可穿戴设备200提供在各种位置，并且还可以在尺寸和形状上变化。其他类型的近眼显示器也是可能的。例如，眼镜式可穿戴设备可以包括一个或多个投影仪(未示出)，其被配置为将图形投影到可穿戴设备200的一个或两个透镜元件的表面上的显示器上。
在其他示例中，可穿戴设备可采用不是眼镜型支撑件结构的形式。在一些示例中，可穿戴设备可以是配置成佩戴在佩戴者的耳朵上的耳后壳体。耳后壳体可以配置成钩在佩戴者的耳朵上。
iii.说明性计算设备
图3是示出根据示例实施例的计算设备310和可穿戴计算设备330的基本组件的框图。在示例配置中，计算设备310和可穿戴计算设备330可操作以经由通信链路320(例如，有线或无线连接)进行通信。计算设备310可以是能够接收数据并显示与数据相对应或与数据相关联的信息的任何类型的设备。例如，计算设备310可以是移动电话、平板计算机、膝上型计算机、台式计算机或车载计算机等。可穿戴计算设备330可以是可穿戴计算设备，诸如参考图1和2描述的那些、这些可穿戴计算设备的变体、或者另一种类型的可穿戴计算设备。
可穿戴计算设备330和计算设备310包括用于实现经由通信链路320彼此通信的硬件和/或软件，诸如处理器、发射器、接收器、天线等。在所示示例中，计算设备310包括一个或多个通信接口311，并且可穿戴计算设备330包括一个或多个通信接口331。这样，可穿戴计算设备330可以经由有线或无线连接系到计算设备310。注意，计算设备310和可穿戴计算设备330之间的这种有线或无线连接可以直接(例如，通过蓝牙)建立，或间接建立(例如，通过互联网或专用数据网络)。
在另一方面，注意，虽然计算设备310包括图形显示系统316，但是可穿戴计算设备330不包括图形显示。在这样的配置中，可穿戴计算设备330可以被配置为可穿戴音频设备，其允许高级语音控制和与在其上连接的另一计算设备310上运行的应用程序的交互。
如上所述，通信链路320可以是有线链路，例如通用串行总线或并行总线，或者是经由以太网端口的以太网连接。还可以使用专有有线通信协议和/或使用专有类型的通信接口来建立有线链路。通信链路320还可以是使用例如蓝牙无线电技术、ieee802.11中描述的通信协议(包括任何ieee802.11修订版)、蜂窝技术(诸如gsm、cdma、umts、ev-do、wimax、或者lte)，或
如上所述，为了经由通信链路320进行通信，计算设备310和可穿戴计算设备330每个可以分别包括一个或多个通信接口311和331。所包括的通信接口的(多个)类型可以根据用于计算设备310和可穿戴计算设备330之间的通信的通信链路320的类型而变化。这样，通信接口311和331可以包括使用各种不同的有线通信协议促进有线通信的硬件和/或软件，和/或使用各种不同的有线通信协议促进无线通信的硬件和/或软件。
计算设备310和可穿戴计算设备330包括各自的处理系统314和324。处理器314和324可以是任何类型的处理器，例如微处理器或数字信号处理器。注意，计算设备310和可穿戴计算设备330可以具有不同类型的处理器或相同类型的处理器。此外，计算设备310和可穿戴计算设备330中的一个或两个可以包括多个处理器。
计算设备310和可穿戴计算设备330还包括各自的机载数据存储器，例如存储器318和存储器328。处理器314和324分别通信地耦合到存储器318和存储器328。存储器318和/或存储器328(本文描述的任何其他数据存储器或存储器)可以是计算机可读存储介质，其可以包括易失性和/或非易失性存储组件，例如光学、磁性、有机或其他存储器或盘。存储。这样的数据存储可以与一个或多个处理器(例如，在芯片组中)分离或整体或部分地集成。
存储器318可以存储可以由处理器314访问和执行的机器可读程序指令。类似地，存储器328可以存储可以由处理器324访问和执行的机器可读程序指令。
在示例实施例中，存储器318可以包括在非暂时性计算机可读介质上存储并且可由至少一个处理器执行以在图形显示器316上提供图形用户接口(gui)的程序指令。gui可以包括多个接口元件以调整可穿戴计算设备330和计算设备310的锁定屏幕参数。这些接口元件可以包括：(a)用于调整解锁同步特征的接口元件，其中只要主设备处于解锁状态，启用解锁同步特征就使可穿戴音频设备在解锁状态下操作，并且其中当主设备处于解锁状态时，禁用解锁同步特征允许可穿戴音频设备在锁定状态下操作，以及(b)用于选择可穿戴音频设备解锁过程的接口元件，其中所选择的可穿戴音频设备解锁过程提供解锁可穿戴音频设备的机制，与主设备是处于锁定状态还是处于解锁状态无关。
在另一方面，计算设备310的通信接口311可操作以从可穿戴音频设备接收指示可佩戴音频设备是否正被佩戴的通信。这种通信可以基于由可穿戴音频设备的至少一个传感器生成的传感器数据。这样，存储器318可以包括提供头上检测模块的程序指令。这样的程序指令可以：(i)分析由可穿戴音频设备上的一个或多个传感器产生的传感器数据，以确定是否正在佩戴可穿戴音频设备；(ii)响应于确定可穿戴音频设备未被佩戴，锁定可穿戴音频设备(例如，通过向可穿戴音频设备发送锁定指令)。
vi.示例骨传导耳机及其布置
图4a示出了根据示例实施例的音圈和永久磁铁场景400。场景400包括音圈406，其可以由缠绕在中空圆柱形芯404周围的绝缘线组成。音圈406可以与永久磁铁408的磁场相互作用。圆柱形芯404可以耦合到可致动表面402。即，如图4a所示，当交流信号经由电触点410施加到音圈406时，可致动表面402可相对于永久磁铁408上下移动。
图4b示出了根据示例实施例的音圈420。如图4b所示，绝缘线424可以围绕中心芯426缠绕成线圈。线圈可以具有大约1.5mm的高度。在示例实施例中，中心芯426可具有约3mm×1.5mm的尺寸。此外，音圈420的外部尺寸422可以是大约5mm×6mm，但是可以想到其他线圈尺寸。
图4c示出了根据示例实施例的音圈440。如图4c所示，绝缘线444可以围绕环形或圆环形中心芯446缠绕在环形线圈中。线圈可以具有大约1.5mm的高度。在示例实施例中，中心芯446可具有大约3mm×1.5mm的尺寸。此外，音圈440的外部尺寸442可以是大约5mm×6mm，但是可以想到其他线圈尺寸。在示例性实施例中，音圈440可以包括围绕中心芯446的200-230圈缠绕之间，但是可以想到其他数量的缠绕。在示例实施例中，音圈440的电感可以约为0.54mh。其他电感值是可能的和预期的。
图4d示出了根据示例实施例的骨传导传感器450。bct450包括音圈452，其可以与音圈440类似或相同。音圈452可以安装在耦合到轭458的spcd表面464上。音圈452也可以至少部分地布置在杆456周围。杆456和永久磁铁454可以耦合到膜片466，膜片466可以耦合到至少一个弹簧460。弹簧460的至少一部分可以耦合到轭458。弹簧460也可以耦合到砧座462，其可以或可以不与bct450的使用者物理接触。在一些示例中，砧座462可以具有安装到其顶表面的另外的振动耦合接口468。振动耦合接口468可以是非金属部件，例如塑料，其传导从砧座462到人的振动。在一些示例中，可以基于bct的期望频率响应来选择振动耦合接口468。bct的期望频率响应可以基于人头的声阻抗。
弹簧460可以由柔性钢或其他柔性材料形成。杆456可以包括钢或构造成使永久磁铁454的磁场成形的其他材料。永久磁铁454可以包括钕磁铁。例如，永久磁铁454可以包括合金，包括钕、铁和硼(ndfeb、或nib)。永久磁铁454的其他类型、形状和组成是可能的。永久磁铁454可以包括在磁铁的端部上的spcd帽455。
bct450的各种部件可以由高磁导率材料制成，例如spcd。在一些示例中，杆456、砧座462、spcd表面464和膜片466每个可由各种高导磁率材料制成。
当音圈452电连接到时变信号时，源自改变高磁性部件(例如，砧座462、spcd表面464和极靴456)中的磁通量的磁动力导致砧座462扰乱其静态偏移。在示例性实施例中，静态偏移基于永久磁铁的向内拉力。在这种情况下，音圈452可以保持静止，并且砧座462可以相对于组件的其余部分移动。弹簧460可以提供恢复力以维持移动质量的期望物理布置(例如，砧座462及其附件)。在一些示例中，永久磁铁454、spcd帽455、杆456、弹簧460、砧座462、膜片466和振动耦合接口468可以统称为振动部件，因为它们被配置基于音频信号振动。
v.示例骨传导传感器
图5示出了示例性复合轭500。复合轭500可以由“u”形轭构成，其具有平板基部502和位于平板基部502的每个端部处的一对臂504。复合轭500还包括由spcd制成的平板件506，其位于平板基部502的顶部上并位于一对臂504之间。
在一个实施例中，平板件spcd506可以使用丙烯酸胶或热陶瓷附接到轭的平板基部502。丙烯酸胶和热陶瓷都可以通过热循环将spcd506粘合到平板基部502。丙烯酸胶或热陶瓷可以加热至约400摄氏度不到一分钟并冷却。冷却过程可以包括自然冷却，其中复合轭不使用风扇或鼓风机置于任何强制通风下。
轭的平板基部502可具有任何厚度。特别地，复合轭500的效率可以基本上与平板基部502的厚度无关。在示例性实施例中，轭的平板基部502由单件sus301构成，并且平板件spcd506的厚度在约0.7mm至约1.0mm的范围内。
图6示出了包含复合轭的bct600。轭602可以是“u”形部件，其具有平板部分614和在平板部分614的每个端部上的两个支撑臂616、617。轭602可以是单件或可以使用多件构造。轭602可以使用sus301或其他非磁性不锈钢构造。在轭602的平板部分614的顶侧，可以附接单层高磁导率钢(spcd)(如图5的spcd506所示)。如上所述，spcd可以使用丙烯酸胶或热陶瓷附接到轭602。在spcd的顶部，可以附接金属线圈604。线圈604可以是被缠绕以具有开口的金属线，杆606可以定位在该开口内。覆盖spcd和线圈604的是两个弹簧610、611，每个弹簧附接到轭602的每个支撑臂616、617。弹簧610、611的形状和布置使得存在中心开口(未示出)。砧座612填充中心开口并且附接到弹簧610、611中的每一个。砧座612可以被耦合到膜片，该膜片被耦合到弹簧的底部(如图4d的膜片466所示)。磁铁608也可以连接到膜片。磁铁608的底表面可包括spcd624层。
在传感器的操作期间，磁铁结构中的磁通来自永久磁铁并且穿过磁铁底部上的气隙然后穿过平坦底部spcd并且通过砧座和/或膜片返回并且完成回到磁铁底部的电路。因此，存在由磁通路径形成的环。当使用诸如spcd的高磁导率材料来构造轭顶部的平坦表面、磁铁的底部，膜片和耦合到膜片的杆时，磁通量穿过高磁导率材料作为优先路径而不是穿过整个“u”形的轭。在不使用spcd的情况下，该配置使得磁铁下方的气隙中的磁通量更大。
在一些示例中，传感器的操作取决于气隙中产生的通量。吸引力可以与总磁通平方除以磁铁面积成正比。总磁通量可包括由永久磁铁产生的静态通量和由线圈中的电流引起的动态通量。尽管静态通量可能占主导地位，但静态和动态通量的乘积会引起驱动振动的扰动力。为了使传感器具有高效率，希望通过去除针对通量的转向路径，使间隙中的静态通量尽可能高。
在一些实施例中，复合轭602可以对bct产生的磁场具有很小的影响或没有影响。然而，复合轭602可以提高bct的效率，从而导致bct的灵敏度和声音的输出音量的增加。在一些情况下，当向线圈604施加相同量的电力时，与具有传统结构的bct相比，可能增加大约5分贝。这可能是磁通量流过bct的各个部件而不受复合轭602阻碍的结果，因此减少了bct中的能量损失量。另外，因为可以使用较少的功率来产生相同的音量，所以可以以更节能的方式驱动bct。在一些示例中，通过提高bct效率而节省的功率可以被数字信号处理器用于附加处理。在其他示例中，响应于bct效率的提高，设备可以简单地使用更少的功率并且不增加任何组件的功率使用。
为了操作bct，可以通过线圈馈送表示音频信号的电信号。线圈604中的音频信号感应出时变的磁场。感应磁场与施加到线圈的音频信号成比例地变化。由线圈604感应的磁场可以使铁磁芯杆606被磁化。芯杆606可以是任何铁磁材料，例如铁、镍、钴或稀土金属。在一些实施例中，芯杆606可以物理连接到膜片(或弹簧)，如图6所示。另外，在各种实施例中，芯杆606是磁铁。膜片被配置为基于由线圈感应的磁场而振动。膜片可以由金属或其他金属物质制成。当电信号通过线圈604传播时，它将在芯杆606中产生磁场。该磁场将耦合到膜片并使膜片响应地振动。
每个支撑臂616、617(即弹簧)包括板簧延伸部610、611，其一端终止于框架安装端618，并且在相对端部处具有重叠的膜片连接610、611。在第一支撑臂上，板簧延伸部分可以由金属、塑料和/或复合材料制成，并且具有近似矩形的横截面，其高度小于其宽度。例如，近似矩形的横截面可以在基本上直的边缘之间具有圆角，或者可以是缺少直边的形状，例如具有高度小于其宽度的椭圆或椭圆形。由于较小的高度，支撑臂在横向于其横截面高度的方向上比其宽度更容易弯曲，使得支撑臂在基本横向于其横截面高度的方向上提供弯曲(即，运动)，不允许在横向于其横截面宽度的方向上显著移动。
在一些实施例中，支撑臂616、617的横截面高度和/或宽度可以沿着支撑臂616、617的长度以连续或不连续的方式变化，使得支撑臂616、617提供所需的屈曲。例如，支撑臂616、617的横截面高度和/或宽度可以在它们各自的长度上逐渐变细，以提供从一端到另一端的厚度变化(例如，厚度变化为10％、25％、50％等)。在另一个示例中，支撑臂616、617的横截面高度和/或宽度在其相应的中间部分附近相对于它们各自的端部相对较小(例如，中间部分的厚度和/或宽度比端部小10％、25％、50％等等)。厚度(即，横截面高度)和/或宽度的变化调节支撑臂616、617的柔性，从而改变膜片622的频率和/或振幅响应。
因此，板簧延伸部610、611可以允许膜片622朝向和远离线圈604行进(例如，平行于芯杆606的定向)，而不会基本上左右移动(例如，垂直于芯杆606的定向)。板簧延伸部610、611类似地允许膜片622弹性地朝向和远离线圈604行进。当组装bct600时，框架安装端618可以是板簧延伸部610、611的与支撑臂616、617重叠的末端部分。框架安装端618牢固地连接到支撑臂616、617的相应顶表面，以将支撑臂616、617固定到轭602。支撑臂616、617的相对端横向于板簧延伸部的长度延伸，以形成重叠的膜片安装件。在一些实施例中，片簧延伸部分可以类似于大写字母“l”的高度，而相应的横向延伸的重叠膜片安装件类似于基部。在一些实施例中，例如在轭602附加地或替代地包括用于安装支撑臂616、617的侧壁的情况下，支撑臂616、617可以类似于大写字母“c”，具有由“c”的中间部分形成的板簧延伸部分以及底部和顶部横向部分，分别为膜片622和侧壁提供安装表面。
膜片622位于矩形板上，该矩形板垂直于电磁铁芯杆606的定向，具有延伸的安装表面。膜片622包括向外的砧座612和相对的面向线圈的表面，以及从砧座612向外延伸的安装表面。安装表面可以在与砧座612平行的平面中，两者都在大致垂直于芯杆606的定向的平面中。安装表面620与重叠的膜片安装件接口，以将膜片622弹性地悬挂在电磁线圈604上。
在一些实施例中，砧座612是矩形的并且定向在与轭602的基座平台大致相同的方向上。安装表面可以可选地沿着矩形膜片622的长度突出以重叠支撑臂616、617的横向延伸的重叠膜片安装件。安装表面可选地沿矩形膜片622的宽度突出，以允许支撑臂616、617与板簧延伸部分上的安装表面重叠以及横向-扩展的重叠膜片安装座。在一些示例中，砧座612还可包括耦合到其顶部表面的非金属(例如塑料)部件(如图4d的468所示)。非金属部件可以充当设备和人之间的接口，以将砧座的振动耦合到人。
此外，两个支撑臂616、617连接到膜片622的相对端(经由重叠的膜片安装件)，以便平衡由单独的支撑臂616、617在膜片622上产生的扭矩。即，每个支撑臂616、617远离其中心点连接到膜片622，但是在膜片622的相对位置处，以平衡膜片622上的扭矩。
当组装时，第一支撑臂616、617在一端经由第一支杆621连接到轭602，并且板簧延伸部610、611在膜片622的长度附近突出。第一支撑臂616、617的重叠的膜片安装件在安装表面处连接到膜片622。安装表面的一个边缘位于第二支杆623附近，但是相对的端部可以沿着膜片622的宽度延伸，以重叠该重叠的膜片安装件。类似地，第二支撑臂617在一端经由第二支杆623连接到轭602，并且板簧延伸部611在膜片622的长度附近突出。第一支撑臂的重叠膜片安装件在安装表面连接到膜片622。安装表面的一个边缘位于第一支杆621附近，但是相对的端部可以沿膜片622的宽度延伸，以重叠该重叠的膜片安装件。为了允许膜片622经由支撑臂616和617的板簧延伸部分610和611的弯曲运动，支撑臂616和617以及膜片622中的每一个都没有与轭602、线圈604和/或永久磁铁608一起阻碍运动的障碍物。
在操作中，基于音频内容源向bct600提供电信号。bct600位于可穿戴计算设备中，使得膜片622的振动被传送到佩戴者头部的骨结构(以向佩戴者的内耳提供振动传播)。例如，参考图1，处理器152可以解释来自通信指示音频内容的数据(例如，数字化音频流)的音频输入设备160的信号。处理器152可以产生到线圈604的电信号以产生足以振动膜片622的时变磁场，以在佩戴者的内耳中产生对应于原始音频内容的振动。例如，电信号可以通过线圈604在交替方向上驱动电流，以便产生时变磁场，其频率和/或幅度足以产生用于内耳感知的所需振动。
膜片622的砧座612可以可选地包括安装点，例如螺纹孔，以允许将砧座固定到bct600。例如，具有用于耦合到人体头部的骨骼结构的合适尺寸和/或形状的砧座可以安装到膜片622的砧座612上。因此，安装点允许单个bct设计与多个不同的砧座一起使用，例如配置成接触佩戴者的太阳穴的一些砧座，以及其他配置为接触佩戴者的乳突骨等。应注意，可以使用其他技术将膜片622连接到砧座，例如粘合剂、热熔、紧配合(“压配合”)、嵌件成型、焊接等。这种连接技术可用于在砧座和砧座612之间提供刚性结合，使得振动容易从砧座612传递到砧座并且不被这种结合吸收。在一些示例中，膜片622可以与合适的砧座一体地形成，例如，膜片622的振动表面被暴露以用作用于抵靠佩戴者头部的骨部分振动的砧座。
膜片622还可以包括用于永久磁铁608和杆606的安装点。永久磁铁608可以在每个端部处安装到膜片622。杆606可以位于膜片622的大致中心。另外，杆606可以延伸到线圈604的中心开口区域。如图6所示，永久磁铁608可以具有贴在它们身上的spcd624的底部层。
在一些实施例中，支撑臂616和617沿膜片622的长度悬臂(即，沿着形成砧座612的近似矩形板的最长尺寸)。悬臂支撑臂的一端经由膜片622的一侧附近的支杆621连接到轭602，并且支撑臂的相对端经由支撑表面和重叠的膜片安装件连接到膜片622的相对端附近的膜片622。类似地，悬臂支撑臂的一端经由膜片622的一侧附近的支杆623连接到轭602，并且支撑臂的相对端经由支撑表面和重叠的膜片安装件连接到膜片622的相对端附近的膜片622。因此，两个支撑臂616和617在膜片622的相对侧上彼此交叉以平衡膜片622上的扭矩，其中一个延伸邻近膜片622的一侧，另一个沿膜片622的相对侧延伸。
应注意，bct600示出了支撑臂616、617与膜片622之间的连接，其中支撑臂616、617与膜片622重叠(例如，在重叠的膜片安装件处)。然而，也可以通过将膜片622布置成与支撑臂616、617重叠来提供支撑臂616、617和膜片622之间的牢固机械连接。在这种情况下，支撑臂616、617可以可选地降低大约等于膜片安装表面的厚度的量，以实现膜片622的下表面和电磁线圈604之间的相当的分离。
图7示出了根据示例实施例的示例频率响应曲线700。虚线曲线702对应于传统构造的bct设备。实曲线704对应于如本文所述构造的bct设备。频率响应曲线700绘制了bct可以沿着水平轴(以hz为单位)播放的各种频率以及沿着垂直轴(以分贝为单位测量)的给定频率的相应bct输出幅度。因此，如图7所示，bct的输出幅度是输入频率的函数。
本发明公开的bct装置的共振频率低于传统bct装置的共振频率。共振频率的变化可以通过曲线700的两个不同峰值看出。传统bct具有大约1800hz的共振频率，如虚线曲线702所示。目前公开的bct具有大约1200hz的共振频率。如实线曲线704所示。谐振频率的偏移可以至少部分地通过将永久磁铁和杆从安装在轭上移动到安装在膜片上而引起。通过将这些部件安装在膜片上，它们成为bct振动部件的一部分并提高振动质量。较大的振动质量通常具有较低的共振频率。
另外，如频率响应曲线700所示，本发明公开的bct还具有更高的总灵敏度。当bct具有更高的灵敏度时，基于使用馈送到bct的等效功率电平，它可能更响亮。在频率响应曲线700中可以看到更高的灵敏度，因为对于给定频率，线的幅度更高。谐振频率的变化可以引起增强的低频频率响应，如图7所示。例如，当前公开的bct的灵敏度比在100hz和约1500hz的频率之间的常规bct的灵敏度高至少5分贝。因此，目前公开的bct具有相对于传统bct的低频灵敏度改善。改善的灵敏度可能是由共振频率的降低和高磁导率材料的使用之一或其组合引起的。高磁导率材料的使用允许磁通量更有效地流过bct装置，从而导致更有效的bct操作。
i.示例方法
图8示出了根据示例实施例的组装振动传感器的方法800。方法800可以描述与参考图1、2、3、4a-d、5、6和7所示出和描述的元件和/或操作模式类似或相同的元件和/或操作模式。虽然图8示出了某些步骤或方框，但是应理解，其他步骤或方框也是可能的。具体地，可以添加或减去方框或步骤。附加地或替代地，可以以与本文所示不同的顺序重复、互换和/或执行方框或步骤。
方框802包括定位第一柔性支撑臂，第一柔性支撑臂具有第一端和第二端，使得第一端定位在磁性膜片的第一安装表面上，并且第二端定位在振动传感器的框架的侧壁上方。第一柔性支撑臂的第一和第二端的重叠区域分别与磁性膜片的第一安装表面和框架的第一侧壁重叠。
方框804包括定位第二柔性支撑臂，第二柔性支撑臂具有第一端和第二端，使得第一端定位在磁性膜片的第二安装表面上，其中第二安装表面和第一安装表面是在磁性膜片的相对侧上，并且第二端定位在框架的侧壁上方。第二柔性支撑臂的第一和第二端的重叠区域分别与磁性膜片的第二安装表面和框架的侧壁重叠。
方框806包括将金属线圈定位在框架的两个侧壁之间的平坦表面上。方框808包括将杆定位在磁性膜片上。杆被配置以延伸到金属线圈的中心部分。并且，方框810包括附接被附接到磁性膜片的一对永久磁铁。每个永久磁铁位于杆的两侧，并且每个永久磁铁在底部具有一层高磁导率钢。
vii.结论
附图中示出的特定布置不应视为限制。应当理解，其他实施例可以包括给定附图中所示的每个元件的更多或更少。此外，可以组合或省略一些所示元件。此外，说明性实施例可包括图中未示出的元件。
应当理解，参考“可穿戴音频设备”描述的任何示例可以同等地应用于未被配置为可穿戴的音频设备，只要这样的音频设备可以通信地耦合(例如，系)到另一计算设备。
虽然本文已经公开了各种方面和实施例，但是其他方面和实施例对于本领域技术人员来说将是显而易见的。这里公开的各个方面和实施例是出于说明的目的而不是限制性的，真正的范围和精神由所附权利要求指示。