带互动显示屏的耳机的制作方法

本发明涉及音频电子设备，尤其涉及音频耳机。

背景技术：

随着消费电子产品在现代社会变得越来越普遍，个人音频耳机的需求将会持续增加。对于日益增长的需求，耳机的设计和开发近期有激增的趋势。事实上，耳机开发商不断寻求新的和改进的设计和功能，以吸引消费者。

能够使产品更吸引消费者的一种方法已经把某些类型的审美特征加入耳机的设计中，例如，一些设计包括可变的颜色/设计板面，以允许用户自定义耳机的外观。其它设计包括发光二极管(led)系统，以增加耳机的美感。

虽然这两种设计方法都增加了耳机的整体美感，但都有各自的缺点，例如，带有可变颜色/设计板面的耳机的局限性在于它们只能在可变的颜色/设计板面显示内容(例如颜色、图案、图像等)。同样地，led系统通常只显示预定的照明方案，而且仅局限于led系统制造商提供的照明方案。除了改变耳机外观的能力之外，这种美学上的改变对消费者也不是很有用。

技术实现要素：

本发明的各方面提供一种耳机系统，其能够根据用户或由其他参数的定义互动地显示内容，参数包括但不限于：gps位置、用户的运动、声音、语音、附近的图像、和/或通过无线通信从授权的互联网站点或附近的授权设备接收的命令。最终，用户可以用自己的脑电波来控制耳机的互动式显示。

本发明的各方面对现有技术进行改进，除了再现音乐和声音外，还将耳机变换成复杂的互动式显示平台。其结果是，本发明的耳机通过显示静态的、动画或互动的图像或者视频的形式，使用户向附近的人公开表达他/她的感受。

本发明的一个目的是提供一种便携的、可更换的而且可戴在头上或身上的显示平台。显示内容可以是可编程和/或与附近的一个外部控制设备(如智能手机或平板)互动。显示屏的一个优点是，它可以向周围的人提供一个可视化的吸引和/或与周围的人交流。

本发明的一个示例性实施例将便携式和/或可换的显示平台加在耳机的两边和头带。三个显示屏，一个在左耳机上、一个在右耳机上、一个在头带上，从而形成一个完整的互动显示平台。另一个示例性实施例中仅包括头带显示屏或左和右耳机上的显示屏。这种实施例将简化实施及降低互动式显示耳机的成本。

在一个示例中，耳机和显示平台有一个到外部独立的控制设备的链路。这个外部控制设备可以为耳机提供必要的音频信号来播放，并为显示平台提供适当的视频或静态/动态图像信号来播放。此链路可以是连接到外部设备的物理链路(例如，物理线)或无线链路(例如，蓝牙、zigbee、wifi、nfc、3g/4g等)。这种外部设备还可以用于接通/关断和/或配置各种耳机功能，诸如噪声消除、响度控制、频谱均衡器或其他耳机可以具有的信号处理功能。

显示平台，类似于微型计算机，有它自己的中央处理单元(cpu)、存储器、存储和必要的接口，以基于外部设备通过连接控制设备和耳机/显示平台的链路所发送的信息和指令来执行显示功能。通过链路发送的内容先被存储在内部存储中，然后根据由所发送的指令所确定的方式进行显示。如果摄像头安装在显示平台上，显示屏也可以显示由摄像头所拍摄的视频或图像。如果显示屏上具有“触摸屏”输入功能，它可以被用来控制各种耳机的功能，如噪声消除、调整频率响应和其它信号处理功能。显示平台可包括陀螺仪，以使显示屏的方向可根据用户的头的方向自动调节。由内置在耳机中的传感器或外部控制设备所提供的全球定位系统(gps)信息，允许显示屏和/或耳机呈现与当前位置相关的语音/声音、图像、视频。内置在耳机中的运动传感器检测用户的运动，以使显示屏与用户的运动产生互动。

在一个示例中，耳机系统包括具有第一区域、第二区域和中间区域的框架。该系统还包括耦合到该框架的第一区域的第一扬声器组件、耦合到该框架的第二区域的第二扬声器组件、耦合到该框架的显示屏、耦合到该框架的控制器和存储器。用户接口用于接收来自用户的输入。存储器存储数据和代码，该控制器响应用户的输入，并至少部分地基于用户的输入运行该代码及在显示屏上显示图像。

在一个示例性实施例中，用户接口包括数据通信接口，以方便耳机系统和外部系统之间的数据通信。此外，用户接口包括耦合到所述框架的输入传感器。控制器响应于输入传感器所接收的输入后，可以通过数据通信接口向外部设备提供控制信号。

可选地，控制器用于至少部分地基于从外部系统经由数据通信接口接收的指令控制耳机系统。在一个示例性实施例中，数据通信接口配置成从外部系统接收音频控制指令、显示控制指令和/或摄像控制指令(在耳机系统包括摄像头时)。控制器和通信接口促进由外部系统实时控制耳机系统。

在一个示例性实施例中，数据通信接口配置成与外部系统经由有线连接通信。可选地，数据通信接口包括配置成与外部系统进行通信的一种短距离或长距离无线系统。

数据通信接口配置成从外部系统接收音频信号，第一扬声器组件用于实时输出音频信号的声音指示。可选地，控制器配置成经由数据通信接口接收数字音频数据，并将数字音频数据存储在存储器中。作为另一种选择，数据通信接口配置成接收来自外部系统的显示信号，并且所述控制器配置成基于显示信号在显示屏上实时显示图像。作为另一种选择，控制器被配置成经由通信接口接收显示数据，并将显示数据存储在存储器中。

在一个示例性实施例中，控制器、存储器和显示屏内置于第一可拆卸的显示单元中，通过将第一可拆卸的显示单元安装在第一扬声器组件上的方式，可使第一可拆卸的显示单元可拆卸地耦合到框架上。在一个特定的实施例中，第一扬声器组件包括第一电触点，第一可拆卸的显示单元包括相配合的第二电触点。第一电触点和相配合的第二电触点适于彼此电连接。当第一可拆卸单元被安装到第一扬声器组件时，第一可拆卸的显示单元适于绕轴线相对第一扬声器组件转动。第一电触点和相配合的第二电触点中的其中一个包括至少部分地围绕轴线形成的大致圆环状的(或圆弧形)电导体，当所述第一可拆卸的显示单元相对于所述第一扬声器组件旋转时，所述环状导体适于与所述第一电触点和所述相配合的第二电触点中的另一个滑动接合。所述第一电触点和所述相配合的第二电触点中的另一个是适于在所述环状导体上施加力的导电偏置构件，当所述第一可拆卸的显示单元相对于所述第一扬声器组件旋转时，所述力足以保持与所述环状导体电接触。在特定实施例中，第一扬声器组件包括一个第一螺纹组，所述第一显示单元包括一个互补的第二个螺纹组。第一螺纹组和第二螺纹组便于将显示单元安装到第一扬声器组件上。

可选地，耳机系统还包括具有第二显示屏的第二可拆卸显示单元，显示屏和第二显示屏均由控制器控制。在特定实施例中，第一可拆卸的显示单元适于接合第一扬声器组件(例如，通过第一扬声器组件耦合到的框架)，第二可拆卸的显示单元适于接合第二扬声器组件(例如，通过第二扬声器组件耦合到框架)。在一个更具体的实施例中，耳机系统进一步包括具有第三显示屏的第三显示单元，该第三显示单元被安装到框架的中间区域。显示屏、第二显示屏和第三显示屏均由控制器控制。

该控制器可在显示屏上显示静态内容或视频。

可选地，耳机系统还包括耦合到框架的摄像头。

在一个示例性实施例中，用户接口包括耦合到所述框架的输入传感器，控制器可用于至少部分基于输入传感器的输入控制耳机系统。例如，该控制器可至少部分地基于输入传感器的输入在显示屏上显示图像。作为另一示例，控制器可至少部分地基于输入传感器的输入控制第一扬声器组件和第二扬声器组件中的至少一个的运行。在包括摄像头的实施例中，该控制器可至少部分地基于输入传感器的输入控制摄像头的运行。

输入传感器可以包括声音传感器(例如，麦克风)、方向传感器(例如陀螺仪、倾斜传感器等)和/或运动传感器(例如陀螺仪、加速计、倾斜计等等)。输入传感器还可以包括用户手动输入设备(例如触摸屏显示屏、按钮等)。

在一个特定的实施例中，输入传感器产生显示屏的方向的输出指示，控制器配置成至少部分地基于输入传感器的输出自动调节显示屏上显示图像的方向。另外，控制器对输入传感器的信号做出响应可以向外部设备提供控制指令，从而用户可经由耳机系统控制外部设备。控制指令可以包括但不限于，音频指令(例如，调高音量、调低音量、下一个选择等)。耳机系统还可以包括位置确定设备(例如，gps设备)，该控制器可以使用来自gps设备的信号执行基于位置的操作。

本发明还公开一种用于制造耳机的方法。示例性方法包括：提供具有第一区域、第二区域和中间区域的框架。该方法还包括将第一扬声器组件耦合到的框架的第一区域，并将第二扬声器组件耦合到框架的第二区域。该方法将用户接口、存储器、显示屏和控制器组装成显示单元，及将该显示单元耦合到框架上。

根据本发明的另一个实施例的耳机系统包括框架、第一扬声器组件、透明显示屏、可用于从用户接收输入的用户接口、用于存储数据和代码的存储器以及控制器。框架具有第一区域、第二区域以及在第一区域和第二区域之间延伸的头带，其中第一区域和第二区域配置成分别定位于用户的第一耳朵和第二耳朵附近。另外，第一扬声器组件耦合到框架的第一区域，并且框架配置成将第一扬声器组件定位于用户的第一耳朵附近。透明显示屏还耦合到框架，并且配置成当框架的第一和第二区域被定位于用户的第一和第二耳朵附近时定位于用户的光路(opticalpath)中。控制器也耦合到框架，并且响应于用户输入，用于至少部分地基于来自用户的输入来运行代码并在透明显示屏上显示图像以供观看。可选地，透明显示屏可以包括鼻托(noserest)和/或可以被设置成能够被用户的双眼同时看到的尺寸。

在特定实施例中，透明显示屏可旋转地耦合到框架，并且配置成在至少第一位置和第二位置之间旋转。当处于第一位置时，透明显示屏设置在用户的光路中，而当处于第二位置时，透明显示屏设置在头带上方。可选地，透明显示屏还配置成从第二位置旋转到第三位置，其中透明显示屏配置成围绕用户的头的后部区域布置。

公开了各种示例性的特定实施例。例如，用户接口还可以包括至少一个传感器。传感器可以包括运动传感器、声音传感器、脑电波传感器、方向传感器、全球定位系统(gps)传感器等中的一个或多个。作为另一个示例，耳机系统可以进一步包括耦合到框架的第二区域的第二扬声器组件，其中框架配置成将第二扬声器组件定位于用户的第二耳朵附近。作为又一个示例，耳机系统可以进一步包括物理连接接口，从而透明显示屏可以经由物理连接接口从耳机系统拆卸。

在又一个特定实施例中，耳机系统还包括网络接口，并且控制器可用于至少部分基于经由网络接口接收的数据在透明显示屏上显示图像。在一些实施例中，网络接口包括广域网(wan)，并且在其他实施例中，网络接口包括局域网(lan)。

在又一个特定实施例中，耳机系统包括电池和适于对电池进行充电的能量收集设备。能量收集设备可以包括例如太阳能电池板、可用于响应于耳机系统的运动而产生电荷的动能收集装置等。

在又一特定实施例中，透明显示屏的光学特性是可调节的。在耳机系统包括耦合到框架的摄像头的情况下，控制器可以配置成响应于由摄像头检测到的环境光条件来调节透明显示屏的光学特性。

耳机系统的实施例还可以包括至少一个适配器，该适配器具有配置成选择性地与框架耦合的第一部分和配置成选择性地与启用适配器的设备(adapter-enableddevice)耦合的第二部分。可以使用各种启用适配器的设备，然而在一个实施例中，透明显示屏本身是启用适配器的设备。

附图说明

下面将结合附图对本发明作进一步说明，其中类似的附图标记表示基本相同的元件：

图1是经由数据电缆连接到外部设备的耳机系统的透视图；

图2是图1中耳机系统的分解透视图；

图3是图1中耳机系统的显示单元的透视图；

图4是用户戴图1中的耳机系统的示意图；

图5是图3中控制电路的方块逻辑图；

图6是适于接收图2的显示单元的替代组件的代表性图像；

图7是根据本发明一个实施例的包括透明显示屏的耳机系统的侧视图；

图8是示出连接到图7的耳机系统的图7的透明显示屏的侧视图；

图9是根据本发明另一实施例的带有透明显示屏的耳机系统的前视图；

图10是示出图7的多个耳机系统通过互联网络相互联网的图；

图11是示出图7的多个耳机系统通过局域网相互联网的图；

图12是根据本发明的实施例的适配器的分解透视图；

图13是图12的适配器的电路图；

图14是图7的耳机系统的控制器的框图；以及

图15是图7的耳机系统的显示单元的透视图。

具体实施方式

本发明通过提供一种具有互动式显示系统的耳机系统，克服了现有技术相关的缺陷。在下面的描述中，阐述了许多具体细节(例如，显示屏的类型、显示内容、特定的传感器类型等等)，以提供本发明一个的透彻理解。本领域技术人员将会理解到在实施中可偏离本发明描述的具体实施细节。在其它实例中，众所周知的耳机制造和电子设备组件的操作已被忽略，以免不必要地使本发明模糊。

图1是经由导线104连接到外部设备102的耳机系统100的透视图。耳机系统100包括一个框架106支撑一组扬声器组件108和互动式的视觉显示系统，其中，在示例性实施例中，视觉显示系统包括第一显示单元110、第二显示单元112和第三显示单元114。在此示例中，显示单元110和112可从耳机系统100移除，使得它们可以与安装在耳机系统100的其它显示单元互换。不同于显示单元110和112，显示单元114在本实施例中是不可从耳机系统100移除的部件。然而，任何显示单元110、112和/或114可以是互换的，或是耳机系统100的不可分割的组成部分，这都不脱离本发明的主要保护范围。

外部设备102例如是智能电话，该智能电话配备使用户能够控制耳机系统100及与耳机系统100互动的应用程序116。例如，当运行应用程序116时，显示单元110、112和114所显示的可视化内容118可通过外部设备102的用户i/o设备(例如触摸屏、轨迹球、方向传感器、麦克风、加速度传感器等)和/或其他设备(例如，gps位置确定系统)控制及实时互动。在应用程序116的运行下，从扬声器组件108输出的音频内容也可以经由外部设备102的用户i/o设备来控制和作实时互动。此外，使用应用程序116，音频和显示内容可以预先从外部设备102加载到显示单元110、112和/或114中的一个或多个。

例如，线104是通用串行总线(usb)，其通过该耳机系统100和外部设备(如，外部设备102)之间的数据通信提供了一个有线链路。可选地，常规的辅助音频类型的电缆可代替线104。

耳机系统100与具有无线通信能力的外部设备适于短距离或长距离的无线通信。例如，耳机系统100与外部设备102适于经由短距离无线链路120进行通信。作为另一个示例，耳机系统100可以配置成经由一个3g/4g的无线连接与外部设备102通信，这不是短距离通信。作为又一个示例中，耳机系统100适于经由无线链路124进行互联网122通信。同样地，外部设备102也适于经由无线链路126进行互联网122通信。

显示单元110经由控制电缆/总线128向显示单元112和114提供控制信号。可选地，显示单元110、112和114可以实现无线通信。

图2示出了耳机系统100沿轴200所分解的显示单元110和112的透视图。扬声器组件108中的每一个都限定有一个凹部202，其适于接入显示单元110和112中相应的一个。此外，每一个凹部202都限定有一组内螺纹204和一组电触点208。内螺纹204适于与显示单元110和112上所形成的一组互补的外螺纹206相配合。例如，电触点208包括每一个凹部202上所形成的三个(或更多)导电弹簧元件。每组电触点208适于与显示单元110和112的底侧上所形成的另一组三个同心圆环(或圆弧形)的电触点210滑动接合。当显示单元110和112拧入凹部202，电触点210中的每一个可滑动地与电触点208中的相应一个接合，从而建立它们之间的电连接。当压缩时，电触点208的弹簧特性不仅有助于与电触点210建立电连接，而且还提供了一个偏置力，以将显示单元110和112固定在凹部202中。应当认识到，只要显示单元110和112足以被拧入凹部202，电触点208和210就保持彼此接触，而不管显示单元110和112绕轴200的方向。

图3示出了根据本发明的一个实施例中的显示单元110的透视图。除了螺纹206和电触点210(在图2中所示)，显示单元110还包括外壳300，以支撑显示画面302、一组用户输入按钮304、麦克风306、摄像头308、方向传感器310、运动传感器312、全球定位系统(gps)模块314、通用串行总线(usb)端口316、辅助电缆端口318、短距离无线模块320、控制电路322以及电池324。

在示例性实施例中，显示屏302是一个触摸屏，该触摸屏以静止图像和/或视频的形式可操作地显示可视内容。显示屏302还可操作地通过触摸指示来接收用户的输入。显示屏302所显示的内容可以是预先确定的内容(例如，音乐视频、图片等)和/或经由触摸指示实时产生的内容。在一个示例中，实时产生的内容是通过在显示屏302上运行指尖而在显示屏302上产生的画线。显示屏302为向耳机系统100提供用户控制指令的一个可选的装置。例如，通过将指尖从显示屏302的下部运行到显示屏302的上部，可以调节从扬声器组件108输出的音频信号的音量。作为另一可选特点，显示屏302可以作为一个附加的外部设备102的用户输入设备，例如，用户可以经由显示屏302的触摸指示输入调低外部设备102的音量。

用户输入按钮304是用于直接向耳机系统100输入用户控制命令的机械设备。可选地，用户输入按钮304可以作为一个附加的用户输入设备，以用于间接向外部设备102输入用户控制命令。例如，按钮304可以用于暂停从外部设备102流向耳机系统100的音频信号。

麦克风306是另一种直接向耳机系统100输入用户控制命令的输入装置。换言之，麦克风306能使用户经由语音/声音命令控制显示单元110。例如，用户可以通过语音说“显示艺术家”来指示显示单元110显示扬声器组件108正在播放歌曲的艺术家的图像。再举一个示例，用户可以通过语音说“记录视频”来指示摄像头308捕捉视频。同样，麦克风306可以作为一个附加的用于间接地向外部设备102输入用户控制命令的用户输入设备。例如，用户可以通过语音说“下一首曲目”来改变来自外部设备102的音频曲目。麦克风306也可以被显示单元110用来记录声音，或者作为外部设备102记录声音的附加麦克风。

摄像头308使显示单元110记录数字视频和/或静态图片。摄像头308可以直接通过显示单元110的输入设备(即，显示画面302、按钮304、麦克风306、方向传感器310、运动传感器312)来进行用户控制。可选地，可以从外部设备102操作摄像头308的运行。

例如，方向传感器310是微机电系统(mems)陀螺仪。方向传感器310向耳机系统100提供了多个有用的功能。例如，方向传感器310允许显示单元110检测它的方向，以便它可以调整显示屏302所显示的内容的方向。另一个有用的功能是，方向传感器310作为控制耳机系统100的用户输入设备，例如，一个用户可以通过朝第一方向和相反的第二方向倾斜头来分别提高和降低耳机系统100的音频音量。作为另一个示例，用户可以通过改变他们的头的方向来改变显示屏302中显示的内容。另一个有用的功能是，方向传感器310作为控制外部设备102的用户输入设备。例如，用户可以通过改变耳机系统100的方向来调整外部设备102的振铃音量。

例如，运动传感器312是为耳机系统100提供了一些有用功能的加速度计。一个功能是，运动传感器312作为控制耳机系统100的用户输入设备。例如，用户可以通过在第一方向上快速转动头来提高耳机系统100的音量，及通过在相反的第二方向上快速转动头来降低耳机系统100的音量。音量变化的幅度可与用户转动头的加速度成正比。用户可以通过移动头来更改和/或改变显示屏302所显示的内容。例如，当用户摇动头时，显示屏302所显示的球可以从显示屏302的外周边缘弹开。另一个有用的功能是，运动传感器312作为控制外部设备102的用户输入设备。例如，用户可以通过按一些预定的方式点头来选择接听外部设备102的来电。

gps模块314是一个传统的使耳机系统100执行位置敏感的功能的gps模块，例如，由gps模块中的传感器提供的gps信息有利于位置敏感的图像、视频、音频内容的输出。作为另一个示例，互动式耳机系统100可以播放与当前位置目前发生的重大事件相关的音频或视频/图像信息。作为另一个示例，互动式耳机系统100可以通过经由互联网与授权资源互动来播放/显示附近的折扣或促销活动、交通信息、恶劣天气信息等相关信息。

在这个特定的实施例中有三种可选的外部设备接口，通过该外部设备接口耳机系统100可以与外部设备(即外部设备102)进行通信，该外部通信接口即usb端口316、辅助电缆端口318和短距离无线模块320。usb端口316适于接入一数据线(即线104)，通过该数据线缆可以将数据预先加载到显示单元110或实时串流式传输。例如，媒体文件(如mp3音频文件、视频文件、图像文件等)可以从计算机(即外部设备102)通过usb端口316预先加载到显示单元110。可选地，usb端口316可以是数据接口(例如，hdmi接口)，通过该数据接口媒体文件可以被实时串流到显示单元110。usb端口316不但可以促进显示单元110和外部设备之间的数据交换，还可以被用来向显示单元110提供电源。显示单元110的电源供应可被用于充电电池324和/或直接向显示单元110提供运行功率。辅助电缆端口318适于接入一个辅助的音频电缆，通过该音频线缆音频数据从外部音频信号源(例如mp3播放器)流入显示单元110。短距离无线模块320提供无线链路，通过该无线链路可以将无线数据预先加载到显示单元110或实时串流式传输。例如，媒体文件可以从计算机(即外部设备102)经由短距离无线模块320预先加载到显示单元110，可选地，媒体文件可以经由短距离无线模块320从计算机实时传输到显示单元110。

控制电路322提供了显示单元110的各种功能的整体协调和控制。控制电路322电耦合到显示屏302、按钮304、麦克风306、摄像头308、方向传感器310、运动传感器312、gps模块314、usb端口316、辅助电缆端口318、短距离无线模块320和电池324。

图4示出了当用户400俯视和仰视时通过描绘显示内容118来说明耳机系统100的方向校正功能。如图所示，无论显示单元110的方向如何，显示内容118的方向始终是保持正确的。正如前面所提到的，方向校正由方向传感器310(在图3中示出)发挥作用。这种特殊的功能不仅对于耳机系统100的方向改变时是有用的，对于显示单元110相对于耳机系统100的其余部分的方向改变也是有用的。例如，如果显示单元110的部分从凹部202拧下(例如，90度)，方向传感器310将检测方向偏移，并且内容118的方向将会纠正。

图5是根据本发明的一个实施例的控制电路322的方框图。控制电路322包括电源连接500、一个或多个处理单元502、非易失性存储器504、扬声器接口506、摄像头接口508、运动传感器接口510、方向传感器接口512、无线模块接口514、gps模块接口516、麦克风接口518、辅助线缆接口520、usb接口522、触摸屏接口524、按钮接口526和所有通过系统总线530相互连接的工作存储器528。电源连接500提供了一个用于将控制电路322电连接到电池324或其它一些运行功率源的装置。处理单元502运行存储在工作存储器528中的数据和代码，以使耳机系统100执行各种功能。非易失性存储器504(例如，只读存储器)为数据和代码(例如，启动代码和程序、数字音频文件、图像/视频文件等)提供存储，这些数据和代码在耳机系统100断电时依然保留。扬声器接口506提供显示单元110和扬声器组件108之间的连接。摄像头接口508便于摄像头308与控制电路322的电连接。运动传感器接口510便于运动传感器312与控制电路322的电连接。方向传感器接口512便于方向传感器310与控制电路322的电连接。无线模块接口514便于短距离的无线模块320与控制电路322的电连接。gps模块接口516便于gps模块314与控制电路322的电连接。麦克风接口518便于麦克风306与控制电路322的电连接。辅助线接口520便于外部设备(例如，外部设备102)通过辅助电缆端口318间接与控制电路322间接的电连接。usb接口522便于外部设备(例如，外部设备102)通过usb端口316与控制电路322间接的电连接。触摸屏接口524便于显示屏302与控制电路322的电连接。按钮接口526便于按钮304与控制电路322之间的电连接。

工作存储器528(例如，随机存取存储器)为数据和可运行的代码提供临时存储，这些数据和可运行的代码在启动和运行过程中加载到工作存储器528中。工作存储器528包括操作系统算法模块532、扬声器算法模块534、摄像头算法模块536、运动传感器算法模块538、方向传感器算法模块540、无线算法模块542、gps算法模块544、麦克风算法模块546、辅助端口算法模块548、usb通信算法模块550、触摸屏算法模块552、按钮算法模块554、外部设备通信算法模块556和互联网通信算法模块558。

工作存储器528的模块提供了如下功能。操作系统算法模块532提供耳机系统100的各种运行程序和模块的协调和控制。扬声器算法模块534便于从扬声器接口506到扬声器组件108的扬声器输出模拟音频信号。摄像头算法模块536便于摄像头308的操作(例如，快门操作、图像处理/存储等)。运动传感器算法模块538根据运动传感器312所捕获的运动测量信号执行各种操作。例如，当运动传感器312检测到预设的加速度，运动传感器算法模块538可以输出指令，以降低耳机系统100的音频音量。方向传感器算法模块540根据方向传感器310所检测的方向进行各种操作。例如，当方向传感器310检测到显示单元110的方向发生改变后，方向传感器算法模块540可包括可输出指令的算法，以校正显示屏302所显示内容的方向。无线算法模块542便于在耳机系统100和无线设备，如外部设备102、无线调制解调器等，之间进行通信。gps算法模块544为来自gps模块314的数据提供方便的操作和使用。麦克风算法模块546基于麦克风所检测/捕获的音频信号进行操作。例如，麦克风算法模块546可以包括一个对来自耳机系统100所输出的音频进行暂停的算法，以响应于语音输入到麦克风306的单词“暂停”。辅助端口算法模块548便于耳机系统100经由插入到辅助电缆端口318的导线与外部系统102的通信。usb通信算法模块550便于耳机系统100经由插入到usb端口316的线缆(即线104)与外部系统102进行通信。触摸屏算法模块552便于显示屏302的操作。按钮算法模块554根据按钮304的用户指令输入可操作地执行功能。外部设备通信的算法模块556便于耳机系统100与外部设备，例如外部设备102，之间的通信。互联网通信算法模块558便于将耳机系统100连接到互联网。

图6是替代系统600的代表性图像，包括显示单元110和适于接收显示单元110的替代组件602。替代组件602的示例实施例包括但不限于皮带扣、手提袋、腰围穿戴、帽子/带沿的帽子、外套、其他衣物和其他非耳机系统。类似于耳机系统100，替代组件602包括一组显示屏610、一组扬声器612和一组辅助设备614。

图7示出了根据本发明另一实施例的耳机系统700的侧视图。耳机系统700类似于耳机系统100，不同之处在于耳机系统700包括可拆卸的透明显示屏702，其配置成耦合到用户左耳附近的显示单元704和用户右耳附近的相对的显示单元(未示出)。显示单元704类似于显示单元110，但是还适于经由物理连接接口706(例如，机电端口)来接收和操作透明显示屏702。相对的显示单元也耦合到框架106，并且包括连接接口706，但是在其他方面类似于显示单元112(图1)。相对的显示单元还可根据需要包括显示单元704的一些或全部组件。透明显示屏702包括多个连接接口708，每个连接接口包括适于连接到相关的显示单元704和相对的显示单元的接口706的机电插头。注意，耳机系统700和显示单元704的分别与耳机系统100和显示单元110的特征相同的特征由相同的附图标记表示并且从描述中保留以避免重复。

图8示出了由用户400佩戴的包括透明显示屏702的耳机系统700的侧视图。因此，透明显示屏702的接口708被插入显示单元704和相对的显示单元的互补接口706中，因此，透明显示屏702直接位于用户400的光路800上。在该实施例中，透明显示屏702的尺寸被设置为可以同时被用户400的两只眼睛观看。在其他实施例中，透明显示屏702可以更小。

透明显示屏702包括鼻托802、框架804和透明显示屏806。鼻托802固定到透明显示屏702的底部，并且适于接合(engage)用户的鼻子以支撑透明显示屏702并便于相对于用户的眼睛定位透明显示屏702。框架804有利于透明显示屏702相对于显示单元704的支撑和定位。框架804还包括内部电路(未示出)，该内部电路在显示屏806和显示单元704和/或相对的显示单元的控制电路之间承载电力和显示驱动信号(例如，数据、控制信号等)。

尽管框架804的每一侧(弓形)包括接口708(参见图7)，但是在其他实施例中，透明显示屏702可以例如在框架804的与显示单元704连接的一侧仅具有一个接口708。在这种情况下，可以去除框架804的另一侧或者具有仅适于接合相关的接口706以用于物理支撑目的的连接器。实际上，许多接口和透明显示屏设计都是可能的，并且这样的修改在本发明的范围内。

显示单元704和相对的显示单元也可以彼此通信(例如，经由总线128、短波无线等)，并协作以操作透明显示屏702。例如，显示单元704和/或相对的显示单元可以向透明显示屏702的各个接口708提供电源、数据和/或控制信号中的一个或多个。在其他实施例中，显示单元704可以单独控制透明显示屏702的操作。在其他实施例中，显示单元704和相对的显示单元可以以主从配置操作，使得一个显示单元具有透明显示屏702的主要控制，而另一个显示单元具有辅助控制，例如响应于由主服务器或用户的请求，在故障转移的基础上增加处理能力等。

当透明显示屏702位于图8中的用户400的光路中时，应当注意，相对于框架106旋转显示单元704和相对的显示单元还将使透明显示屏702相对于用户的头旋转。如上所述，每组电触点208提供弹性连接，借此显示单元可以旋转但仍保持与触点208电接触。

显示屏806例如是透明的lcd或led显示屏，其允许用户400在其上叠加有用的图像的同时进行查看。当电源关闭时，显示屏806是透明的。然而，还可以基于用户的需求以及显示单元704的相关编程来用图像供电和驱动显示屏806。透明显示屏可以从包括planarsystems、lg和samsung在内的各种制造商购得。

透明显示屏806提供了一些有价值的特征。例如，透明显示屏806可以操作以通过在透明显示屏806上声明图像而提供增强现实，这些图像叠加在用户400可观看的透明场景702之外的实时场景上。作为另一个示例，可以使显示屏806校正针对用户的视力缺陷，诸如近视、远视和/或散光。作为又一个示例，显示屏806可以统一、半透明模式操作以模拟太阳镜。更具体地，用户可以控制显示屏806的颜色、图案和色彩(例如，通过显示显示单元704的屏幕302上的控件、语音命令、身体手势等)。屏幕806的透光率也可以在来自光传感器(例如摄像头308)的输入可用的情况下自动调节。另外，太阳镜模式可以与其他模式组合在后台进行操作。

显示屏806还可以根据由系统700的传感器提供的信息进行操作。例如，显示屏806可以实时和/或通过360度视场显示由摄像头308从用户的后面捕获的图像/视频，可以将其显示为虚拟现实视图。当然，头戴式耳机系统700和/或显示单元可以具有指向多个方向的多个摄像头，以促进这些和其他功能。作为又一个示例，在相关的软件可访问的情况下，系统700可以用作翻译器。例如，语音识别软件可以用于经由麦克风306以一种语言接收对话，将其翻译为另一种语言，并以最小的延迟通过扬声器组件108输出翻译后的版本。类似地，显示屏806可以被操作以显示已经例如从由摄像头308拍摄的图片中检测到的原始语言被翻译成另一种语言的图像。

利用麦克风306和摄像头308的音频和视觉检测能力，以及来自其他可用传感器(例如gps传感器)的反馈，系统700还可以使用人工智能软件(例如内置应用程序、下载并安装的应用程序、互联网云中可用的服务等)作为自主旅行指南。具体地，系统700可以被操作以帮助骑自行车的人和驾驶员导航道路，避免可能的危险并预见前方的交通拥堵。此类信息通过透明显示屏702和/或扬声器108输出给用户。确实，利用所有板载传感器(on-boardsensor)和输出设备，系统700可以实现对用户400有帮助的各种虚拟现实(vr)和/或增强现实(ar)功能，因此可以用作vr或ar护目镜。

作为另一个示例，耳机系统700在电子商务中可能特别有用。更具体地，在耳机系统700可以通过互联网进行通信的实施例中，耳机系统700可以配置成执行针对在线购买的支付。透明显示屏702可以显示物品的购买和/或付款信息，并且耳机系统700可以配置为例如通过经由麦克风306接受来自用户400的语音命令和/或识别由一个或多个其他传感器(例如，加速度计、摄像头等)捕获的头的运动(点头、摇头等)来促进购买认可和付款。

更一般地，耳机系统700使用户400能够使用语音命令和头的运动来执行各种动作。例如，语音识别软件可以将用户的语音命令转换为动作(例如进行购买、拍照等)。类似地，用户可以使用可由耳机700的传感器检测到的身体姿势，诸如分别将他/她的头向侧面或上下移动，作为拒绝或确认动作。

实际上，耳机系统700的功能可能变得复杂。因此，如上所述，有时这些复杂程序(例如，人工智能、虚拟现实等)将需要比耳机系统700的处理器可以提供的处理能力更多的处理能力。在这种情况下，耳机系统700可以配置成将本地收集的期望请求和参数发送到互联网上的服务提供商，或者在局域网的情况下发送到本地服务器。然后，外部服务器可以处理该请求并将结果返回给耳机系统700。此后，耳机系统700可以根据接收到的结果进行操作，诸如通过经由透明显示屏702向用户400显示返回的图像。来自耳机系统700的分流(offloading)处理因此使耳机系统700能够执行非常复杂的功能，同时将处理延迟保持在最低限度。

图9示出了根据本发明的替代实施例的耳机系统900的前视图。耳机系统900类似于耳机系统700，不同之处在于耳机系统900包括透明显示屏902，该透明显示屏902经由各自的可旋转环组件908耦合到显示单元904和相对的显示单元906。可旋转环组件908允许透明显示屏902绕轴900旋转。更具体地，可旋转环组件908允许透明显示屏902从用户400的光路中的前部位置旋转到与前部位置成90度的直立位置，并旋转到与前部位置成180度的后部位置。因此，透明显示屏902可以绕轴线900旋转至少180度。当处于后部位置时，交互式显示屏702可以用作走在用户900后面的人的告示牌。

在本实施例中，透明显示屏902固定在可旋转环组件908上。然而，透明显示屏902可以通过将类似于端口706(或其他连接器)的接口结合到显示单元904和906的可旋转环组件908中而制成可移除的。

图9还示出了系统900包括安装在框架106上以便接合用户400的头部的一组脑电波传感器910。传感器910经由总线128耦合到显示单元904和906的一个或多个的控制电路(见图1和3)。这允许系统900接收以大脑活动的形式的用户输入。响应于通过传感器910获取的特定大脑活动，耳机系统900可以基于输入来执行各种任务。换句话说，用户可以简单地通过思考来指示系统900执行功能。尽管传感器910旨在与用户的头接触，但非接触式脑电波传感器也可以用于监视大脑活动。除了脑电波传感器910之外，耳机系统900还可以配置成包括其他生物特征和/或行为传感器(例如，心率传感器、血压传感器、计步器等)或与之接口(例如，无线地等)以经由透明显示屏902向用户400提供生物特征数据和分析。脑电波传感器和生物特征传感器也可以并入本文所述的其他耳机系统中。实际上，本文所述的各种传感器可用于收集各种行为参数，可对该各种行为参数进行分析并用于经由显示屏702、扬声器组件108等向用户400提供精确的广告。

图10示出了用户4001-400n的全球社交网络，其中用户4001-400n使用各自的耳机系统700经由互联网1000或某个其他广域网彼此通信。在一个实施例中，耳机系统700可以存储促进通过互联网1000彼此直接连接和通信的应用程序。

在其他实施例中，中央服务器1002经由因特网1000托管用户4001-400n的全球社交网络。因此，中央服务器1002用于执行各种内容功能，包括但不限于从各种用户4001-400n的耳机系统700接收内容、处理内容、创建或扩充内容、将内容传递到用户4001-400n的耳机系统700等。中央服务器1002还可以将应用程序推送到耳机系统700，使得耳机系统700可以根据应用程序与中央服务器1002或其他耳机系统700进行接口并通信内容。或者，可以将用于与中央服务器1002进行接口的应用程序预加载到耳机系统700的控制电路中。

图10的全球社交网络可以提供各种各样的功能和优点。例如，一旦形成组，用户4001-400n就可以协作或交互地执行。由一个或多个用户的摄像头捕获的图像和/或视频可以由其他用户400查看。类似地，用户4001-400n也可以通过他们自己的扬声器组件108听到通过其他用户的麦克风306捕获的内容。用户400也可以看到彼此并经由增强现实或虚拟现实显示进行交互。另外，用户400可以经由显示单元的侧面和/或耳机系统700的头带114上的显示屏共享和显示他们想要广告的图像。

一个特定的社交网络应用程序是虚拟的全球音乐会，其中一些或所有服务员都位于世界的不同地区，并佩戴耳机系统700。因此，每个用户400可以通过节目主持人(dj)收听相同的音乐、显示集中提供的图像/视频、以及在其透明显示屏702上经由增强显示查看虚拟舞池或每个舞者/表演者。系统700的全球社交网络也可以用于启用交互式虚拟会议，其中所有参与者位于遥远的地方(例如，分布在全球各地)，但仍可以协作。

耳机系统700连接到互联网1000的另一个优点是可以从系统700远程执行复杂的计算操作，诸如通过中央服务器1002或其他互联网服务器(未示出)，以免使系统700的本地存储器和处理能力过载。换句话说，每个系统700可以将本地处理任务、数据和要求发送到互联网1000上的远程计算机以进行分析和处理，然后将期望的结果返回给系统700用于进一步使用(例如，在透明显示屏702上显示)。

图11类似于图10，但是示出了用户4001-400n通过局域网(lan)1100彼此通信的局域网。此外，佩戴耳机系统700的用户4001-400n还可以经由短程无线信号1102或其他对等连接彼此直接通信。此外，lan1100连接到互联网1000，以促进耳机系统700与互联网上的实体(诸如，中央服务器1002)(例如，用于处理辅助等)之间的数据通信。本地服务器1104也可以耦合到lan1100，以促进用户4001-400n的本地应用程序托管(例如，协作程序等)。

图12示出了布置在扬声器组件108和显示单元110之间的适配器1200的透视图。适配器1200可操作以承载启用适配器的设备，诸如透明显示屏、传统显示屏、扬声器、摄像头、麦克风、脑电波传感器、游戏控制器、电池等。适配器1200包括外止口(maleend)1202、内止口(femaleend)1204、自定义端口1206和标准端口1208。外止口1202与显示单元110的外止口基本相同，因此，适于与凹部202电气地和机械地配合(mate)。即，外止口1202包括螺纹1210和触点1212(如图13所示)，其分别与凹部202的螺纹204和触点208配合。因此，触点1212电耦合到总线128。内止口1204与凹部202基本相同，因此适于与显示单元11的螺纹206和触点210(图2)电气地和机械地配合。更具体地，内止口1204包括螺纹1214和触点1216，其分别适于与显示单元110的螺纹206和触点210配合。相应地，触点1216适于将显示单元110的触点210电耦合至总线128。

自定义端口(customport)1206促进诸如透明显示屏702的启用适配器的设备到总线128的电耦合。在该示例中，自定义端口1206与透明显示屏702的接口708基本互补。因此，诸如耳机系统100的先前的耳机系统可以使用适配器1200进行透明显示屏702的改装。标准端口1208进一步有助于将标准适配器耦合的设备(例如摄像头、显示屏、扬声器等)电耦合到总线128。在示例实施例中，标准端口1208是通用串行总线(usb)端口。

还应当注意，可以嵌套(nest)多个适配器1200以促进将多个启用适配器的设备耦合到耳机系统。例如，可以将第一适配器1200(1)的外止口1202安装在凹部202中以容纳透明显示屏702。然后可以将第二适配器1200(2)的外止口1202安装在第一适配器1200(1)的内止口中，使得第二适配器1200(2)可以托管360度摄像头系统。此后，可以将显示单元110拧入(screw)第二适配器1200(2)的内止口1204。实际上，嵌套两个以上的适配器1200可以为耳机系统增加更多的功能。

还应注意，适配器1200可以选择性地安装在耳机系统两侧的扬声器组件108上。例如，在透明显示屏702包括两个接口708的情况下，可以为耳机系统的每个扬声器组件108配以适配器1200。作为另一个示例，可以将多个适配器1200分布在耳机系统的不同侧，以提高对称性，保持重量平衡等。

图13是示出适配器1200的电路的框图。如图所示，外止口1202的触点1212中的每一个都相应电耦合到内止口1204的触点1216中的相应一个，使得显示单元704的触点210可以通过适配器1200间接耦合到总线128。此外，触点1212和1216中的每相应的一个电耦合到适配器1200的控制电路1300。控制电路1300进一步电耦合到自定义端口1206和标准端口1208，并促进适配器1200的各种功能和相关的控制信号的协调和控制。

图14是显示单元704的控制电路1400的框图。控制电路1400类似于控制电路322，但是被示出为具有总线接口1402和耦合到系统总线530的透明显示接口1404。总线接口1402促进电连接以及控制电路1400和总线128之间的通信。透明显示接口1404有助于将透明显示屏(诸如透明显示屏702)经由端口706电连接到控制电路1400。

图14的工作存储器528显示为进一步包括透明显示算法1406、适配器耦合的设备(adaptercoupleddevice，acd)应用程序1408和适配器通信协议1410。透明显示算法1406促进透明显示屏702的透明屏幕806的控制和操作以执行本文所描述的功能。例如，算法1406可以促进期望的图像在屏幕806上的显示，使屏幕806像太阳镜一样变暗等。acd应用程序1408表示与适配器1200和与其耦合的设备相关的程序，并且促进适配器和适配器耦合的设备的操作。因此，可以将acd应用程序1408从适配器1200加载到工作存储器528中。适配器通信协议1410促进显示单元704的控制电路1400与适配器1200的控制电路1300之间的通信。

图15示出了根据本发明的一个实施例的显示单元704的透视图。显示单元704类似于显示单元110，但是还包括电耦合至电池324以延长电池324的寿命的能量采集(energyharness)设备1500。能量采集设备1500例如是将显示单元704的运动(例如，由用户400引起)转换为存储在电池324中的电能的动能生成设备。或者，能量采集设备1500可以是位于单元704外部的太阳能电池板，以将入射光转换为存储在电池324中的电能。图15还示出了在显示单元704中形成的用于接口706的端口。

本发明的特定实施例的描述现在已经完成。许多所描述的特征可以被取代、改变或省略，而不脱离本发明的范围。例如，备用显示类型(例如，led屏、lcd等)可取代显示屏302。作为另一个示例，备用数据/电源电缆的类型(例如，hdmi接口、微型usb、迷你usb等)可取代电线104。作为又一个示例，互动式显示单元(例如，显示单元206)可以在耳机环境外独立操作。例如，显示单元206可以从扬声器组件108中移除，并安装到其它的其它类型的设备的兼容的组件上，其它类型的设备包括但并不限于，皮带扣、携带袋、腰佩、有檐/无檐的帽子、外套或其它的衣服等等。当安装在这种替代组件上时，互动显示功能将继续发挥作用，但也许带有不同的辅助功能(例如，音频可能是不必要的)。鉴于上述公开，这些和其它偏离本发明的所示的特定实施例对本技术领域的技术人员将是显而易见的。