一种耳机及通过耳机控制电子设备的系统的制作方法

1.本技术涉及耳机技术领域，更具体地，涉及一种耳机及通过耳机控制电子设备的系统。


背景技术：

2.现有的耳机按连接方式分为有线耳机和无线耳机，在通过耳机进行电子设备控制时，有线耳机均采用物理按键控制，而无线耳机则采用物理按键控制或者触摸控制。
3.其中，无线耳机一般采用蓝牙通信协议，随着电子技术的进步，tws(true wireless stereo，真正无线立体声)蓝牙耳机已广泛的应用于人们的日常生活中，随着无线耳机向小型化，轻便化发展，在体积结构受限的条件下设计它的控制方式比较困难，对于传统的物理按键，它最大的痛点是按压物理按键进行控制时会挤压耳洞，导致耳朵不适，另外按键的操作声可能会形成噪音；而对于触控方式，通过触摸耳机的相应区域来实现交互，主要包括单击、双击和上下滑动等操作，触控方式除了容易误触之外，由于tws耳机是佩戴在耳道里面，对耳机的敲击动作比较敏感，轻轻的敲击也会给耳鼓造成不适。此外有线耳机的物理按键的控制方式的便捷性不够。
4.如何在保证操控的便捷性、准确性的同时避免按键或敲击造成的不适感是本领域技术人员需要解决的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本技术实施例提供一种耳机，解决现有技术中存在的按键控制方式便捷性不够并带来不适感，以及触摸控制方式造成的不适感的技术问题。在此基础上并提供一种通过耳机控制电子设备的系统。
6.为了解决上述技术问题，本技术实施例提供一种耳机，采用了如下所述的技术方案：
7.一种耳机，包括：设置于耳机机体上的至少两个传感器，所述至少两个传感器间隔预设距离设置，并连接于所述耳机机体内部的控制电路板，所述至少两个传感器配合用于检测控制手势。
8.进一步地，所述耳机还包括设置于所述耳机机体内部的蓝牙模块，所述蓝牙模块连接于所述控制电路板，所述至少两个传感器配合检测到控制手势时所形成的控制信号通过所述蓝牙模块对外传输。
9.进一步地，所述耳机机体包括耳塞部和操作部，所述耳机控制结构位于所述操作部。
10.进一步地，相邻的两个传感器之间的距离不小于15毫米。
11.进一步地，所述操作部为柱状结构，所述至少两个传感器在所述耳机机体上沿所述柱状结构的轴向分布。
12.进一步地，所述操作部为椭球状结构，所述至少两个传感器在所述机体上沿所述
椭球状结构的长轴方向分布。
13.为了解决上述技术问题，本技术实施例还提供一种通过耳机控制电子设备的系统，采用了如下所述的技术方案：
14.一种通过耳机控制电子设备的系统，所述系统包括电子设备和上述的耳机，所述至少两个传感器配合检测到控制手势时所形成的控制信号由所述电子设备接收，所述电子设备根据控制信号执行设定操作，所述电子设备为手机、电脑、音箱、车载装置中的一种。
15.与现有技术相比，本技术实施例主要有以下有益效果：
16.本技术提供的耳机在耳机机体的不同位置设置至少两个传感器，当手指在传感器上方划动时，传感器互相配合可以实现耳机非接触式检测控制手势，从而实现非接触式控制，控制更便捷，不会对人耳造成噪声或不适感，而且通过传感器的组合模式判断，还可以显著降低误触的几率，提高控制的准确性。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术中的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本技术实施例提供的耳机的一种结构示意图；
19.图2是本技术实施例提供的耳机的另一种结构示意图；
20.图3是本技术实施例提供的耳机的又一种结构示意图；
21.图4是本技术实施例提供的耳机的一种检测手势的示意图；
22.图5是图4检测手势时的检测时序图；
23.图6是本技术实施例提供的耳机的另一种检测手势的示意图；
24.图7是图6检测手势时的检测时序图。
具体实施方式
25.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技术技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本技术的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
26.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
27.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
28.本技术实施例提供一种耳机，包括设置于耳机机体上的至少两个传感器，所述至少两个传感器间隔预设距离设置，并连接于所述耳机机体内部的控制电路板，所述至少两
个传感器配合用于检测控制手势。其中所述传感器为接近传感器，接近传感器是代替限位开关等接触式检测方式，以无需接触检测对象进行检测为目的的传感器的总称，当活体手指在所述至少两个传感器上方划动时，传感器会产生不同的感应值，根据至少两个传感器感应值的变化来检测控制手势，从而确定控制模式，这样就实现了非接触式的操控，不仅不会对人耳造成噪声或不适感，而且通过至少两个传感器的组合模式判断，还可以显著降低误触的几率。
29.在本实施例中，所述耳机机体可包括耳塞部和操作部，所述耳机控制结构位于所述操作部。在一种实施例中，所述操作部为柱状结构，所述至少两个传感器在所述耳机机体上沿所述柱状结构的轴向分布；在另一实施例中，所述操作部为椭球状结构，所述至少两个传感器在所述机体上沿所述椭球状结构的长轴方向分布。
30.在本技术一实施例中，所述耳机为有线耳机，所述至少两个传感器配合检测到控制手势时所形成的控制信号通过耳机连接线对外传输。
31.在另一实施例中所述耳机为无线耳机，相应的，所述耳机还包括设置于所述耳机机体内部的蓝牙模块，所述蓝牙模块连接于所述控制电路板，所述至少两个传感器配合检测到控制手势时所形成的控制信号通过所述蓝牙模块对外传输。
32.以耳机机体上设置两个传感器的无线耳机为例进行说明，如图1所示，本实施例提供的耳机包括耳机机体10、设置在耳机机体10内部的控制电路板(未示出)和蓝牙模块(未示出)，所述蓝牙模块连接于所述控制电路板，所述在耳机机体10上设置有第一传感器121和第二传感器122，具体的，所述耳机机体包括耳塞部和操作部，所述耳机控制结构位于所述操作部。第一传感器121和第二传感器122之间间隔预设距离设置，并连接于所述控制电路板，所述第一传感器121和第二传感器122配合用于检测控制手势，配合检测到控制手势时所形成的控制信号通过所述蓝牙模块对外传输。在一实施例中，第一传感器121和第二传感器122之间的距离不小于15毫米，需要说明的是，当耳机机体10上设置多个传感器时，相邻的两个传感器之间的距离不小于15毫米，这样的距离设置有助于手势检测，降低误触几率，在后文中将详细阐述其中原理。
33.在一些实施例中，图1所示的所述操作部12为柱状结构，所述第一传感器121和第二传感器122在所述耳机机体10上沿所述柱状结构的轴向分布。在一些实施例中，为了缩小柱状结构的体积，所述第一传感器121和第二传感器122可以在所述柱状结构的外周斜向分布，具体如图2所示，这种设置方式使得第一传感器121和第二传感器122的间距满足预设距离的要求的同时可以缩小操作部12的体积，使得耳机小型化。
34.下面通过图1所示耳机对第一传感器121和第二传感器122的工作原理进行说明，如图4所示，记第一传感器121在所述耳机机体10上的位置为a点，第二传感器122在所述耳机机体10上的位置为b点，设定一个感应阈值为th，当第一传感器121或第二传感器122的感应值达到感应阈值th时，认为已经被手势触发，状态为active，小于感应阈值th时则状态为deactive。耳机与电子设备连接后且为佩戴状态时，启动第一传感器121和第二传感器122的检测，当活体手指接近a点后，第一传感器121的感应值会从小到大，直到超过th进入active状态，当继续向b点移动，第一传感器121第一传感器121的感应值会从大到小至低于th进入deactive状态，第二传感器122的感应值逐渐变大至超过th而进入active状态，当最后检测到第二传感器的感应值逐渐减小到低于th进入deactive状态，此时判断检测到的手
势对应为a-》b模式，对电子设备执行之前设定的操作。同样，手指从接近b点后向a点移动，判断为b-》a模式；手指从a点向b点而后又往a点移出可以判断为a-》b-》a模式(如图6所示)；手指从b点向a点移动而后又往b点移出则判断为b-》a-》b模式，这些模式可以分别对应电子设备上不同的操作，当耳机识别到其中一种模式时控制电子设备执行对应的操作，即可实现无接触控制。由于第一传感器121和第二传感器122进行检测时，都存在感应值从小到大，再从大到小的过程，为了能够清晰地区分两个传感器的感应值变化过程，两个传感器需间隔一定的距离，因此在上述实施例中将相邻的两个传感器的间距设置在不低于15毫米。
35.在另一些实施例中，不同于图1所示的结构，如图2所示，所述操作部12为椭球状结构，所述第一传感器121和第二传感器122在所述机体10上沿所述椭球状结构的长轴方向分布。沿长轴分布可以在有限的耳机机体10外表面空间中使第一传感器121和第二传感器122的间距满足预设距离的要求。
36.在另一些实施例中，由于耳机是成对设置，分为左耳耳机和右耳耳机，可以将两个传感器分别设置在左耳耳机和右耳耳机上，即左耳耳机和右耳耳机各设置一个传感器，通过同时对左耳耳机和右耳耳机的手势操作来进行无接触控制，例如活体手指先后划过左耳耳机和右耳耳机为一种控制手势，或者活体手指先后划过右耳耳机和左耳耳机为另一种控制手势，或者活体手指停留在左耳耳机、另一活体手指划过右耳耳机为又一种控制手势，诸如此类，由于分别位于左耳耳机和右耳耳机的两个传感器检测到的感应值在时序上不同，从而可以区分为不同的控制模式，同时也减少了传感器设置的数量，节省硬件成本。
37.本技术提供的耳机在耳机机体的不同位置设置至少两个传感器，当手指在传感器上方划动时，传感器互相配合可以实现耳机非接触式检测控制手势，从而实现非接触式控制，控制更便捷，不会对人耳造成噪声或不适感，而且通过传感器的组合模式判断，还可以显著降低误触的几率，提高控制的准确性。
38.本技术实施例还提供一种耳机控制方法，应用于上述实施例提供的耳机，所述方法包括：当人手的任意部位靠近所述耳机时，以感应信号最先达到预设值的传感器为起始检测点，并以感应信号最后低于所述预设值的传感器为最终检测点，根据人手移动时各所述传感器的感应信号的感应值的变化确定人手的运动轨迹；根据所述运动轨迹对应的控制手势生成对外传输的控制信号。
39.在本实施例中，所述根据人手移动时各所述传感器的感应信号的感应值的变化确定人手的运动轨迹包括：根据人手移动时各所述传感器的感应信号的感应值的变化确定至少两个有效检测点，根据各有效检测点的检测时序将所述至少两个有效检测点的位置进行串联，得到人手的运动轨迹。
40.其中，有效检测点的判定条件为：在待判定的传感器的感应信号的感应值达到所述感应阈值时，若其余传感器的感应信号的感应值低于所述感应阈值，且所述当前传感器的感应值不低于所述感应阈值的持续时长达到目标持续时长时，则所述待判定的传感器被判定为有效检测点。
41.以如图1所示的耳机机体上设置两个传感器的无线耳机为例对上述耳机控制方法进行说明，结合图4，记第一传感器121在所述耳机机体10上的位置为a点，第二传感器122在所述耳机机体10上的位置为b点，当人手的任意部位比如手指靠近所述无线耳机时，假如人手先靠近a点，此时第一传感器121的感应信号最先达到预设值，则判定第一传感器121为起
始检测点，当人手继续运动从a点向b点运动至最终远离耳机机体10时，第二传感器122的感应信号比第一传感器121更晚消失，故第二传感器122的感应信号最后低于所述预设值，则判定第二传感器122为最终检测点，可见根据人手移动时第一传感器121、第二传感器122的感应信号的感应值在时序上的变化可以确定多个在不同时间节点被检测到的检测点，从而确定人手的运动轨迹，再根据所述运动轨迹对应的控制手势生成对外传输的控制信号。所述预设值可以是所述感应阈值，也可以任意小于所述感应阈值的一个正值。
42.其中，在根据人手移动时第一传感器121、第二传感器122的感应信号的感应值的变化可以确定人手的运动轨迹的过程中，需要根据人手移动时第一传感器121、第二传感器122的感应值的变化确定两个传感器均为有效检测点，根据两个有效检测点的检测时序将第一传感器121、第二传感器122的位置进行串联，得到人手的运动轨迹。在确定有效检测点时，设定一个感应阈值为th，当第一传感器121或第二传感器122的感应值达到感应阈值th时，认为已经被手势触发，状态为active，小于感应阈值th时则状态为deactive，以第一传感器121为例，当第一传感器121在某一时间节点的感应值达到预设值时，若在该时间节点第二传感器122的感应值低于所述预设值，且第一传感器121自所述时间节点开始的感应值处于所述预设值的持续时长达到目标持续时长，则第一传感器121将被判定为有效检测点，对于第二传感器122的判断过程类似，当第二传感器122也被判定为有效检测点时，将第一传感器121和第二传感器122的位置串联起来即为人手的运动轨迹。
43.由于第一传感器121和第二传感器122进行检测时，都存在感应值从小到大，再从大到小的过程，为了能够清晰地区分两个传感器的感应值变化过程，两个传感器需间隔一定的距离，为降低误触的几率，在上述实施例中将相邻的两个传感器的间距设置在不低于15毫米。
44.在本实施例中，在确定有效检测点的过程中，对于相邻的两个有效检测点，每个有效检测点的感应值达到所述感应阈值的持续时长在检测时序上互不重叠。
45.具体的，结合图4和图5的时序图进行说明，同样记第一传感器121在所述耳机机体10上的位置为a点，第二传感器122在所述耳机机体10上的位置为b点，并另所述预设值等于所述感应阈值，耳机与电子设备连接后且为佩戴状态时，启动第一传感器121和第二传感器122的检测，前文提到手指依次划过a和b时，手势检测为a-》b模式，以判决a-》b模式时的有效检测点的过程为例：
46.当活体手指接近a点后，如时序图图5，在第一阶段，获取第一传感器121和第二传感器122的感应信号的感应值，当第一传感器121的感应值大于或等于th且第二传感器122的感应值小于th，启动定时器t1，并继续检测第一传感器121和第二传感器122的感应信号的感应值是否保持在上述条件，如不满足则退出此次判决流程，如持续满足条件保持到定时器t1记时达到预设时长，则进入第二阶段，并停止定时器t1；
47.在第二阶段，启动定时器t2，检测感应值是否满足第一传感器121的感应值小于th且第二传感器122的感应值大于或等于th的条件，若满足则进入第三阶段，并停止定时器t2，若定时器t2计时超时仍未能达到条件，则退出此次判决流程；
48.在第三阶段，启动定时器t3，持续检测第一传感器121的感应值小于th且第二传感器122的感应值大于或等于th的条件是否满足，如不满足则退出此次判决流程，若持续满足条件保持到计时器t3计时达到预设时长，则判定第一传感器121和第二传感器122均为有效
检测点，a-》b模式有效，完成手势检测，并执行设定的操作。
49.在本实施例中计时器t1和t3的持续时长优选为相同。
50.上述实例中计时器t1和t3的持续时长是互不重叠的，在这种情况下检测两个传感器是否为有效检测点时，由于存在计时器t2的过渡，检测过程更加清晰，检测精度和准确性更高。当然，在一些实施例中，可以不需要计时器t2，计时器t1和t3的计时持续时长可以相互衔接或者相互重叠，同样能够实现有效检测点的检测。
51.同样地，当手指依次划过b和a时，手势检测为b-》a模式，判决b-》a模式时的有效检测点的过程与判决a-》b模式时的有效检测点的过程类似，在此不作展开。
52.在本实施例中，同一个传感器可以在时序上多次被确定为有效检测点，这样可以用较少的传感器实现更多模式的手势检测，比如手指依次划过a和b，再划回a，则手势检测为a-》b-》a模式，若手指依次划过b和a，再划回b，则手势检测为b-》a-》b模式，这些模式同样可以分别对应电子设备上不同的操作，当耳机识别到其中一种模式时控制电子设备执行对应的操作，实现无接触控制。下面结合图6和图7说明a-》b-》a模式的判决过程：
53.当活体手指接近a点后，如时序图图5，在第一阶段，获取第一传感器121和第二传感器122的感应信号的感应值，当第一传感器121的感应值大于或等于th且第二传感器122的感应值小于th，启动定时器t1，并继续检测第一传感器121和第二传感器122的感应信号的感应值是否保持在上述条件，如不满足则退出此次判决流程，如持续满足条件保持到定时器t1记时达到预设时长，则进入第二阶段，并停止定时器t1；
54.在第二阶段，启动定时器t2，检测感应值是否满足第一传感器121的感应值小于th且第二传感器122的感应值大于或等于th的条件，若满足则进入第三阶段，并停止定时器t2，若定时器t2计时超时仍未能达到条件，则退出此次判决流程；
55.在第三阶段，启动定时器t3，持续检测第一传感器121的感应值小于th且第二传感器122的感应值大于或等于th的条件是否满足，如不满足则退出此次判决流程，若持续满足条件保持到计时器t3计时达到预设时长，则进入第四阶段，并停止定时器t3；
56.在第四阶段，启动定时器t2，检测感应值是否满足第一传感器121的感应值大于或等于th且第二传感器122的感应值小于th的条件，若满足则进入第五阶段，并停止定时器t4，若定时器t4计时超时仍未能达到条件，则退出此次判决流程；
57.第五阶段，启动定时器t5，持续检测第一传感器121的感应值大于或等于th且第二传感器122的感应值小于th的条件是否满足，如不满足则退出此次判决流程，若持续满足条件保持到计时器t5计时达到预设时长，则判定在时序上检测到三个有效检测点，分别为a、b、a，a-》b-》a模式有效，完成手势检测，并执行设定的操作。
58.在本实施例中，在本实施例中计时器t1、t3和t5的持续时长优选为相同，t2和t4的持续时长优选为相同。
59.本技术提出的耳机控制方法可以实现非接触式操控的控制方式，通过在耳机机体上的两个不同位置设置接近传感器的耳机，当手指在两个传感器上方划动时，传感器会产生不同的感应值，根据两个传感器感应值的变化来判断控制模式，实现了非接触式的交互控制，免除了按键和触摸给人耳所带来的额外噪声和不舒适感，不仅不会对人耳造成噪声或不适感，而且通过两个传感器的组合模式判断，还可以显著降低误触的几率，很大程度上改善了无线耳机的使用感受。
60.本技术实施例还提供一种通过耳机控制电子设备的系统，所述系统包括电子设备和上述的耳机，所述至少两个传感器配合检测到控制手势时所形成的控制信号由所述电子设备接收，所述电子设备根据控制信号执行设定操作，所述电子设备为手机、电脑、音箱、车载装置中的一种。
61.本技术提供通过耳机控制电子设备的系统所采用的耳机在耳机机体的不同位置设置至少两个传感器，当手指在传感器上方划动时，传感器互相配合可以实现耳机非接触式检测控制手势，从而实现对电子设备的非接触式控制，控制更便捷，不会对人耳造成噪声或不适感，而且通过传感器的组合模式判断，还可以显著降低误触的几率，提高控制的准确性。
62.显然，以上所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本技术的较佳实施例，但并不限制本技术的专利范围。本技术可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本技术说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本技术专利保护范围之内。