耳机的制作方法

本发明涉及耳机领域，特别是涉及一种可提高使用便利性的一种耳机。

背景技术：

随着科技的进步，连接于电子装置的耳机的发展也渐渐地普及。以目前的耳机的播放设定而言，主要是借由用户对电子装置进行操作来停止播放音乐或开始播放音乐。然而，当耳机从耳朵移除时，或者是耳机从耳朵内脱落时，电子装置还是会持续播放音乐，会造成电子装置电力的损耗，并且使用者也会错过耳机从耳朵移除与配戴到耳朵之间的音乐。如此一来，用户必须仍要操作电子装置以停止播放音乐而降低使用便利性。

技术实现要素：

基于此，针对上述问题，有必要提供一种耳机，本发明的耳机可依据耳机从耳朵移除时所产生的磨擦指示电子装置停止播放中的音乐，并且可依据耳机配戴到耳朵时所产生的磨擦指示电子装置播放被停止播放的音乐。

一种耳机，与一电子装置电性连接，所述耳机包括：

一壳体，包括一插入部和一内部腔体，所述插入部用以插入一使用者的一人耳；所述内部腔体是由所述壳体所包围出的一内部空间；

至少一扬声器，配置于所述内部腔体，用以接收所述电子装置的一音频信号并输出所述音频信号；

一电信号传感器，设置于所述插入部，依据所述插入部自所述人耳的耳道内被移除时所述插入部与所述人耳的耳道之间的摩擦产生一第一电信号，并且依据所述插入部插入人耳的耳道内时所述插入部与所述人耳的耳道之间的摩擦产生一第二电信号；以及

一处理器，电性连接于所述电信号传感器，用以接收所述第一电信号或所述第二电信号，当所述处理器接收到所述第一电信号时，所述处理器提供对应于所述第一电信号的第一控制信号以指示所述电子装置关闭所述音频信号，当所述处理器接收到所述第二电信号时，所述处理器提供对应于所述第二电信号的第二控制信号以指示所述电子装置开启所述音频信号，以使所述至少一扬声器输出所述音频信号。

在其中一个实施例中，所述插入部自所述壳体的前缘延伸而出，借以使所述内部腔体的一部分在所述插入部插入人耳的耳道内时进入耳道内。

在其中一个实施例中，所述插入部插入所述人耳内时，所述电信号传感器位于所述耳道内或者位于耳道口。

在其中一个实施例中，所述插入部包括一耳塞件。

在其中一个实施例中，所述电信号传感器是一麦克风数组。

在其中一个实施例中，所述电信号传感器是移除隔网的一麦克风数组。

在其中一个实施例中，所述内部腔体包括用以传播所述音频信号的一传递引道，所述传递引道自至少一扬声器沿一传递方向延伸，所述电信号传感器经配置以朝向所述传递引道并相对于所述传递方向的一接收夹角接收所述第一电信号或所述第二电信号。

在其中一个实施例中，所述接收夹角为135度。

在其中一个实施例中，所述处理器用于依据一触发时间长度以及一峰对峰值电压值识别所述第一电信号以及所述第二电信号。

在其中一个实施例中，所述第一电信号的触发时间长度以及所述第二电信号的触发时间长度大于或等于一预设时间长度，所述第一电信号的峰对峰值电压值小于所述第二电信号的峰对峰值电压值。

在其中一个实施例中，还包括：

一带通滤波器，连接于所述电信号传感器，用以滤除所述第一电信号以及所述第二电信号中大于一第一频率的信号，并且滤除所述第一电信号以及所述第二电信号中小于一第二频率的信号；

其中所述第一频率大于所述第二频率。

在其中一个实施例中，所述第一频率是30赫兹，其中所述第二频率是10赫兹。

在其中一个实施例中，还包括一放大器，连接于所述电信号传感器，用以增益所述第一电信号以及所述第二电信号。

本发明的耳机可依据耳机从耳朵移除时的磨擦产生第一电信号，并且可依据耳机配戴到耳朵时所的磨擦产生第二电信号。耳机可依据第一电信号指示电子装置停止播放中的音频信号，并且依据第二电信号指示电子装置播放停止中的音频信号。如此一来，可提高使用者的操作便利性并且降低电子装置在耳机被移除时的电力损耗。

附图说明

图1是一个实施例中耳机的结构示意图；

图2是一个实施例中耳机与电子装置的电路示意图；

图3是一个实施例中第一电信号的波形示意图；

图4是一个实施例中第二电信号的波形示意图；

图5是一个实施例中第一操作流程图；

图6是一个实施例中第二操作流程图；

图7是一个实施例中耳机与电子装置的电路示意图；

图8是一个实施例中带通滤波器的电路示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

请参考图1，图1是依据本发明的一实施例所绘示的耳机的结构示意图。在图1的实施例中，耳机100适用于与外部的电子装置进行无线或有线的信号连接。耳机100包括壳体110、扬声器120、电信号传感器130以及处理器140。壳体110包括插入部112以及内部腔体114。壳体110的插入部112用以插入使用者的人耳，借以将耳机100固定于人耳。内部腔体114是由壳体110所包围出的内部空间。扬声器120配置于内部腔体114。扬声器用以接收电子装置的音频信号并输出音频信号。在本实施例中，扬声器120可以是一个或多个，并没有固定的限制。

内部腔体114因为在扬声器120的配置下被区分为前腔体1142以及后腔体1144。前腔体1142可作为用以播放音频信号的传递引道。传递引道自扬声器120沿第一方向d1延伸。后腔体1144则是内部腔体114与扬声器120所包围的空间。电信号传感器130被设置于壳体110上，电信号传感器130依据插入部112与人耳的耳道所产生的摩擦产生电信号。

在本实施例中，插入部112包括耳塞件1122。耳塞件1122是用以提高插入部112与耳道之间的固定效果以及摩擦效果。本实施例的耳塞件1122可以是硅胶耳塞、橡胶耳塞或泡棉耳塞。在其他实施例中，插入部112也可以不包括耳塞件1122，本发明并不以在图1的实施例中，插入部112包括耳塞件1122为限。

请同时参考图1及图2，图2是依据本发明一实施例所绘示的耳机与电子装置的电路示意图。在本实施例中，电信号传感器130是设置于插入部112。电信号传感器经配置以朝向传递引道并以相对于传递方向d1的接收夹角a接收第一电信号或第二电信号，借以提高电信号传感器130的感测灵敏度。

在一些实施例中，接收夹角a可以是120°到150°。在一些实施例中，接收夹角a可以是135°。

在本实施例中，电信号传感器130可以是借由麦克风数组来实现。麦克风数组可借由感应插入部112与耳道之间的摩擦来产生电压偏压的瞬时变化，借以产生第一电信号s1或第二电信号s2。为了更提高电信号传感器130的感测灵敏度以及讯杂比(signal-to-noiseratio，snr)，在一些实施例中，电信号传感器130可以是借由移除隔网的麦克风数组来实现。在一些实施例中，在本实施例的电信号传感器130可以是感度为-26db至-42db的麦克风数组来实现。在一些实施例中，电信号传感器130可以是借由感度为-26db至-42db并且移除隔网的麦克风数组来实现。

处理器140连接至电信号传感器130。处理器140用以接收电信号传感器130所提供的电信号，并依据所接收到的电信号指示电子装置500关闭音频信号au或开启音频信号au。应注意的是，关闭音频信号au指的是停止播放中音频信号au或者是暂停播放中音频信号au，而开启音频信号au指的是开始播放已被暂停或停止的音频信号au。

本实施例的电子装置500可以是个人数字助理(personaldigitalassistant，pda)、手机、平板计算机、笔记本电脑与桌面计算机等装置。在本实施例中，处理器140是设置于耳机100。在一些实施例中，处理器140可设置于电子装置500。

进一步来说明，在本实施例中，耳机100的扬声器120用以接收电子装置500所提供的音频信号au并输出音频信号au。电信号传感器130用以在插入部112自人耳的耳道内被移除时，依据插入部112与人耳的耳道之间的摩擦产生第一电信号s1。也就是当耳机100自人耳被取下或者是脱落时，电信号传感器130会依据插入部112与人耳的耳道之间的摩擦状况产生第一电信号s1。除此之外，电信号传感器130用以在插入部112插入人耳的耳道内时，依据插入部112与耳道之间的摩擦产生第二电信号s2。也就是当耳机100被配戴至人耳时，电信号传感器130会依据插入部112与人耳的耳道之间的另一摩擦状况产生第二电信号s2。

在一些实施例中，第一电信号s1以及第二电信号s2可以是因为摩擦而产生的电信号以外，第一电信号s1以及第二电信号s2也可以是因为压力变化而产生的电信号。

处理器140电性连接于电信号传感器130。处理器140用以接收电信号传感器130所提供的第一电信号s1或第二电信号s2。当处理器140接收到第一电信号s1时，处理器140提供对应于第一电信号s1的控制信号cmd1以指示电子装置500关闭音频信号au。当处理器140接收到第二电信号s2时，处理器140提供对应于第二电信号s2的控制信号cmd2以指示电子装置500开启音频信号au，借以使扬声器120输出音频信号au。如此一来，可提高使用者的操作便利性，并且降低电子装置500在耳机100被移除时可能产生的电力损耗。在本实施例中，处理器140可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，或是其他可程序化的具有一般用途或特殊用途的微处理器(microprocessor)、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、可程序化控制器、特殊应用集成电路(applicationspecificintegratedcircuits，asic)、可程序化逻辑设备(programmablelogicdevice，pld)或其他类似装置或这些装置的组合，其可加载并执行计算机程序。

请同时参考图2、图3以及图4。图3、图4分别是依据本发明一实施例所绘示的第一电信号与第二电信号的波形示意图。在本实施例中，第一电信号s1的峰对峰值电压值(peaktopeakvoltage，vpp)vpp1是在第一电压值范围内，例如是在100mv与200mv之间。第二电信号s2的峰对峰值电压值vpp2是在第二电压值范围内，例如是在500mv与1000mv之间。也就是，第一电信号s1的峰对峰值电压值vpp1小于第二电信号s2的峰对峰值电压值vpp2。因此，基于第一电信号s1的峰对峰值电压值vpp1以及第二电信号s2的峰对峰值电压值vpp2的差异，处理器140可以依据峰对峰值电压来识别第一电信号s1与第二电信号s2。

在本实施例中，处理器140可提供峰对峰值电压值例如是等于250mv的参考电压，并且依据此参考电压与所接收到的电信号进行比较来识别第一电信号s1、第二电信号s2。由于第一电信号s1的峰对峰值电压值vpp1小于参考电压，因此处理器140可识别出小于参考电压的电信号是第一电信号s1。也就是说，当处理器140在识别出第一电信号s1时，耳机100的插入部112已脱离耳道。处理器140会提供对应于第一电信号s1的控制信号cmd1到电子装置500，借以指示电子装置500关闭音频信号au。在另一方面，由于第二电信号s2的峰对峰值电压大于参考电压，因此处理器140可识别出大于参考电压的电信号是第二电信号s2。也就是说，当处理器140在识别出第二电信号s2时，耳机100的插入部112已插入耳道。处理器140提供对应于第二电信号s2的控制信号cmd2，借以指示电子装置500开始音频信号au。

在一些实施例中，处理器140可以提供最小参考电压(例如是峰对峰值电压值等于50mv)，处理器140可识别出小于最小参考电压的电信号不是第一电信号s1也不是第二电信号s2，而不提供控制信号cmd1、cmd2。在一些实施例中，处理器140还可以提供最大参考电压(例如是峰对峰值电压值等于1200mv)，处理器140可识别出大于最大参考电压的电信号不是第一电信号s1也不是第二电信号s2，而不提供控制信号cmd1、cmd2。

在本实施例中，第一电信号s1的信号时间长度t1是在第一时间长度范围内，例如是在100毫秒(msec)至200毫秒之间。第二电信号s2的信号时间长度t2是在第二时间长度范围内，例如是在500毫秒与1000毫秒之间。因此，基于第一电信号s1的信号时间长度t1以及第二电信号s2的信号时间长度t2的差异，处理器140可以依据信号时间长度来识别第一电信号s1与第二电信号s2。

在一些实施例中，处理器140可以提供预设时间长度(例如是信号时间长度等于50毫秒)。第一电信号s1的触发时间长度以及第二电信号s2的触发时间长度大于或等于预设时间长度。因此，处理器140可识别出小于默认时间长度的电信号不是第一电信号s1也不是第二电信号s2，而不提供控制信号cmd1、cmd2。在一些实施例中，处理器140还可以提供最大参考时间长度(例如是信号时间长度等于1600毫秒)，处理器140可识别出大于最大参考时间长度的电信号不是第一电信号s1也不是第二电信号s2，而不提供控制信号cmd1、cmd2。

具体来说明，请同时参考图2及图5，图5是依据本发明一实施例所绘示的第一操作流程图。处理器140在步骤s410开始依据触发时间长度以及峰对峰值电压值识别第一电信号s1、第二电信号s2。在步骤s410中，处理器140接收到来自于电信号传感器130所提供的电信号之后，会进入步骤s420。在步骤s420中，处理器140判断所接收到的电信号的触发时间长度是否大于或等于预设时间长度(例如是50毫秒)。当处理器140判断出电信号的触发时间长度大于或等于预设时间长度时，进入步骤s430。反之，当处理器140判断出电信号的触发时间长度小于预设时间长度时，则回到步骤s410。

在步骤s430中，处理器140会获得电信号中的峰对峰值电压值。接着处理器140在进入步骤s440判断电信号中的峰对峰值电压值是否在第一电压值范围(例如是电压值v1＝100mv到电压值v2＝200mv的范围)内，并且判断触发时间长度是否在第一时间长度范围(例如是时间长度td1＝100毫秒到时间长度td2＝200毫秒的范围)内。当处理器140判断出电信号中的峰对峰值电压值在第一电压值范围内，并且判断出触发时间长度在第一时间长度范围内时。处理器140会将所接收到的电信号识别为第一电信号s1，并进入步骤s450以提供对应于第一电信号s1的控制信号cmd1，借以在步骤s460指示电子装置关闭中的音频信号au。

回到步骤s430，当处理器140判断出电信号中的峰对峰值电压值没有在第一电压值范围内及/或电信号的触发时间长度没有在第一时间长度范围内时。处理器140不会将所接收到的电信号识别为第一电信号s1，并进入步骤s470。在步骤s470中，处理器140进一步判断电信号中的峰对峰值电压值是否在第二电压值范围(例如是电压值v3＝500mv到电压值v4＝1000mv的范围)内，并且判断触发时间长度是否在第二时间长度范围(例如是时间长度td3＝500毫秒到时间长度td＝1000毫秒的范围)内。当处理器140判断出电信号中的峰对峰值电压值在第二电压值范围内，并且判断出触发时间长度在第二时间长度范围内时。处理器140会将所接收到的电信号识别为第二电信号s2，并进入步骤s480以提供对应于第二电信号s2的控制信号cmd2，借以在步骤s490指示电子装置开启音频信号au。

回到步骤s470，当处理器140判断出电信号中的峰对峰值电压值没有在第二电压值范围内及/或电信号的触发时间长度没有在第二时间长度范围内时。处理器140不会将所接收到的电信号识别为第二电信号s2或第一电信号s1，并回到步骤s410。

图5的操作流程可适用于仅配戴于左耳或右耳的单一耳机。请同时参考图2、图5及图6，图6是依据本发明一实施例所绘示的第二操作流程图。图6所示的操作流程可适用于配戴于左耳以及右耳的双耳机装置。在本使实施例中，首先，电子装置500在步骤s510接收来自于第一耳机的控制信号以及来自于第二耳机的控制信号。第一耳机是用以配戴于左耳的耳机，而第二耳机是用以配戴于右耳的耳机。关于控制信号的提供方式请参考图5的步骤s41～s450、s470以及s480。

在步骤s520中，电子装置500会判断来自于第一耳机的控制信号是否为对应于第一电信号s1的控制信号cmd1，并且判断来自于第二耳机的控制信号是否为对应于第一电信号s1的控制信号cmd1。当电子装置500判断出来自于第一耳机的控制信号是控制信号cmd1，并且判断出来自于第二耳机的控制信号也是控制信号cmd1，进入步骤s530。也就是说，当电子装置500判断出来自于第一耳机以及第二耳机的控制信号都是控制信号cmd1时，进入步骤s530以关闭音频信号au。因此电子装置500可在步骤s510～s530中判断出第一耳机以及第二耳机都被移除或脱落的情况下关闭音频信号au。

相反地，当电子装置500在步骤s520判断出来自于第一耳机以及第二耳机的控制信号的其中之一不是控制信号cmd1，则进入步骤s540。电子装置500在步骤s540中进一步判断来自于第一耳机的控制信号是否为对应于第二电信号s2的控制信号cmd2，并且判断来自于第二耳机的控制信号是否为对应于第二电信号s2的控制信号cmd2。当电子装置500判断出来自于第一耳机的控制信号是控制信号cmd2，并且判断出来自于第二耳机的控制信号也是控制信号cmd2，进入步骤s550。也就是说，当电子装置500判断出来自于第一耳机以及第二耳机的控制信号都是控制信号cmd2时，进入步骤s550以开启音频信号au。因此，电子装置500可在步骤s510、s520、s540、s550中判断出第一耳机以及第二耳机都被配戴的情况下开启音频信号au。

在另一方面，当电子装置500在步骤s540中判断出来自于第一耳机以及第二耳机的控制信号的其中之一不是控制信号cmd2，也就是结合步骤s520、s540的判断结果指示出来自于第一耳机以及第二耳机的控制信号是不相同控制信号时，则进入步骤s560已结束流程。在一些实施例中，步骤s560可以是回到图5中的步骤s410。

基于图2、图5及图6的本实施例，用户可以透过电子装置500所提供的应用程序，并且基于用户所期望的耳机配戴方式来对电子装置500进行开启/关闭音频信号au的设定。

另举例来说，承同一实施例，用户透过电子装置500所提供的应用程序对电子装置500进行设定。设定当第一耳机以及第二耳机的其中之一被移除或脱落时，使电子装置500关闭音频信号au。也就是用户可设定电子装置500在接收到单一次对应于第一电信号s1的控制信号cmd1时关闭音频信号au。

另举例来说，承同一实施例，使用者可设定当第一耳机以及第二耳机的其中之一被配戴到耳朵时，使电子装置500开启音频信号au。也就是说，用户可设定电子装置500在接收到单一次对应于第二电信号s2的控制信号cmd2时开启音频信号au。

请参考图7，图7是依据本发明一实施例所绘示的耳机与电子装置的电路示意图。与图2不同的是，图7的耳机400还包括带通滤波器440以及放大器450。带通滤波器440连接于电信号传感器430。带通滤波器440用以滤除第一电信号s1以及第二电信号s2中大于一第一频率的信号，并且滤除所述第一电信号以及所述第二电信号中小于一第二频率的信号。第一频率大于所述第二频率。举例来说，第一频率是30赫兹，而第二频率是10赫兹。因此，带通滤波器440可滤除第一电信号s1以及第二电信号s2中大于30赫兹的信号，如音频信号au或来自于外部的音频信号。带通滤波器440也可滤除第一电信号s1以及第二电信号s2中小于10赫兹的信号，如线路噪声。带通滤波器440可保留的第一电信号s1以及第二电信号s2中10～30赫兹之间的信号。如此一来，可防止处理器460因为音频信号au、来自于外部的音频讯、号线路噪声而造成第一电信号s1/第二电信号s2的识别错误。

请参考图8，图8是依据本发明一实施例所绘示的带通滤波器的电路示意图。带通滤波器440包括电容c1、c2以及电阻r1、r2。电容c1的第一端作为带通滤波器440的输入端ip并连接至电信号传感器。电阻r1的第一端连接至电容c1的第二端。电阻r1的第二端连接至参考低电位(例如是接地电位)。电阻r2的第一端连接至电容c1的第二端。电容c2的第一端连接至电阻r2的第二端，并且与电阻r2的第二端作为带通滤波器440的输出端op。电容c2的第二端连接至参考低电位。

在此举例来说，电容c1的电容值是10微法拉(μf)。电容c2的电容值是1微法拉。电阻r1的电阻值是1500奥姆(ohm)。电阻r2的电阻值是5000奥姆。

应能理解的是，本发明的带通滤波器并不限于图8实施例中的带通滤波器。凡用以滤除音频信号、线路噪声的带通滤波电路或装置也涵盖在本发明的范畴内。

请再回到图7，在图7的实施例中，放大器450连接于带通滤波器440与处理器460之间。放大器450接收带通滤波器440所提供的第一电信号s1/第二电信号s2，并且对第一电信号s1/第二电信号s2进行增益，借以提高处理器460识别第一电信号s1/第二电信号s2的正确性。在本实施例中，放大器450的增益符合公式：-0.5*vcc/vs>gsa>0.5*vcc/vs。其中，gsa是放大器450的增益，vcc是系统电压的电压值，vs是第一电信号s1/第二电信号s2的电压值。

本发明可依据设计需求，将带通滤波器连接于放大器与处理器之间。本发明的带通滤波器以及放大器的连接方式并不以图7中带通滤波器440以及放大器450的连接方式为限。

综上所述，本发明的耳机依据耳机从耳朵被移除时的磨擦产生第一电信号，并且依据耳机配戴到耳朵时所的磨擦产生第二电信号。本发明的耳机还依据第一电信号指示电子装置关闭中的音频信号，并且依据第二电信号指示电子装置开启音频信号。如此一来，可提高使用者的操作便利性并且降低电子装置在耳机被移除时可能造成的电力浪费。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。