本發(fā)明涉及智能可穿戴設(shè)備，具體而言，涉及耳廓處軟骨混合傳導(dǎo)眼鏡及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著可穿戴技術(shù)和人機交互領(lǐng)域的快速發(fā)展，智能眼鏡作為新興的多功能設(shè)備，正受到越來越多的關(guān)注。在智能眼鏡的眾多功能中，音頻傳輸系統(tǒng)扮演著至關(guān)重要的角色，直接影響著用戶的使用體驗。

2、傳統(tǒng)的智能眼鏡音頻解決方案主要分為兩類：氣傳導(dǎo)方案和骨傳導(dǎo)方案。然而，這兩種方案各自都存在一些固有的局限性。

3、氣傳導(dǎo)方案通常采用微型揚聲器，將聲波直接傳遞到外耳道。這種方案可以分為兩種類型：

4、1.入耳式方案：雖然能提供較好的音質(zhì)和隔音效果，但長時間佩戴可能導(dǎo)致耳道不適，同時也增加了耳道感染的風險。此外，它還阻礙了用戶對周圍環(huán)境聲音的感知，在某些情況下可能帶來安全隱患。

5、2.開放式方案：雖然解決了入耳式的不適問題，但聲音容易泄露，影響用戶隱私。同時，在嘈雜環(huán)境中，音頻清晰度往往會受到顯著影響。

6、骨傳導(dǎo)方案則是通過將聲音轉(zhuǎn)化為機械振動，經(jīng)過顱骨傳導(dǎo)到內(nèi)耳。這種方案的優(yōu)勢在于不堵塞耳道，保持了對環(huán)境聲音的感知，同時也具有較好的隱私性。然而，傳統(tǒng)的骨傳導(dǎo)技術(shù)也面臨著一些挑戰(zhàn)：

7、1.聲音質(zhì)量限制：由于振動需要通過較厚的顱骨傳遞，導(dǎo)致中高頻響應(yīng)較差，音質(zhì)通常不如氣傳導(dǎo)方案。

8、2.佩戴舒適度問題：為了確保有效的聲音傳遞，骨傳導(dǎo)裝置通常需要較大的壓力(一般在0.4n-1.5n之間)緊貼顱骨，這可能導(dǎo)致長時間佩戴的不適感。

9、3.功耗較高：為了克服顱骨的阻抗，骨傳導(dǎo)裝置通常需要較大的驅(qū)動功率，這增加了設(shè)備的能耗。

10、4.串音問題：在某些情況下，骨傳導(dǎo)可能會引起串音，影響立體聲效果。

11、面對這些挑戰(zhàn)，業(yè)界一直在尋求能夠兼顧音質(zhì)、舒適度、隱私性和環(huán)境聲感知的新型音頻解決方案。在這樣的背景下，本發(fā)明提出了創(chuàng)新的耳廓處軟骨混合傳導(dǎo)眼鏡及其應(yīng)用，旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的局限性，為智能眼鏡用戶提供更優(yōu)質(zhì)的聽覺體驗。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了克服上述問題，本發(fā)明提出了耳廓處軟骨混合傳導(dǎo)眼鏡，旨在結(jié)合軟骨傳導(dǎo)和氣傳導(dǎo)的優(yōu)勢，提供舒適、高音質(zhì)且隱私性好的智能眼鏡解決方案。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

3、耳廓處軟骨混合傳導(dǎo)眼鏡，包括：

4、眼鏡鏡腿，其中所述眼鏡鏡腿的后半部分設(shè)有傳振艙；

5、骨傳導(dǎo)振子，其設(shè)置于所述傳振艙內(nèi)；

6、其中，所述傳振艙設(shè)計為在佩戴時與耳廓軟骨外側(cè)接觸；

7、其中，所述骨傳導(dǎo)振子配置為通過至少兩種傳導(dǎo)方式實現(xiàn)混合傳導(dǎo)，所述傳導(dǎo)方式包括骨傳導(dǎo)、氣傳導(dǎo)和骨傳導(dǎo)轉(zhuǎn)氣傳導(dǎo)。

8、具體地，所述傳振艙位于所述眼鏡鏡腿長度的后半部分，且所述后半部分的長度大于所述眼鏡鏡腿總長度的1/2。

9、具體地，所述傳振艙在佩戴時接觸耳廓軟骨的位置選自以下位置中的至少一種：

10、耳輪/對耳輪上部外側(cè)；

11、耳輪/對耳輪后上部外側(cè)；

12、耳輪/對耳輪后部外側(cè)；

13、對耳屏/對耳輪后下部外側(cè)；

14、耳后顱骨的硬骨。

15、具體地，還包括：

16、振子固定結(jié)構(gòu)，用于固定所述骨傳導(dǎo)振子；

17、皮膚接觸結(jié)構(gòu)，與所述振子固定結(jié)構(gòu)連接；

18、其中，所述振子固定結(jié)構(gòu)將振動傳遞到所述皮膚接觸結(jié)構(gòu)；所述振子固定結(jié)構(gòu)采用楊氏模量高的材料制成；所述皮膚接觸結(jié)構(gòu)采用具有親膚性的材料制成。

19、具體地，所述混合傳導(dǎo)包括以下傳導(dǎo)路徑中的至少兩種：

20、耳廓軟骨-硬骨傳導(dǎo)路徑；

21、耳后顱骨的硬骨傳導(dǎo)路徑；

22、耳廓軟骨-振動空氣-直接空氣傳導(dǎo)路徑；

23、耳廓軟骨-耳道內(nèi)軟骨-空氣傳導(dǎo)路徑。

24、具體地，所述骨傳導(dǎo)振子的振動方向與耳廓接觸皮膚平面的法向或耳后顱骨接觸皮膚平面的法向形成0°到90°的夾角。

25、具體地，所述傳振艙對耳廓軟骨處皮膚的預(yù)壓力在0.01n至0.4n之間。

26、具體地，所述骨傳導(dǎo)振子的彈片的勁度系數(shù)k2滿足以下關(guān)系：

27、k2＝f(k1,m1,m2,ωt1,ωt2)

28、其中，k1是眼鏡鏡腿的耳機頭佩戴固定在耳廓軟骨上，而將耳廓軟骨支撐耳機頭所形成類似彈簧系統(tǒng)的勁度系數(shù)；m1是骨傳導(dǎo)眼鏡鏡腿中的耳機頭的質(zhì)量，所述耳機頭包括傳振艙，連接結(jié)構(gòu)件和傳振艙一起振動的耳廓部分，所述傳振艙的質(zhì)量包括骨傳導(dǎo)振子的定子組件質(zhì)量，彈片質(zhì)量，傳振艙殼體結(jié)構(gòu)件質(zhì)量，m2是骨傳導(dǎo)振子的動子組件的質(zhì)量，所述耳機頭的質(zhì)量包括傳振艙的質(zhì)量、所述連接結(jié)構(gòu)件的質(zhì)量以及傳振艙一起振動的耳廓部分的質(zhì)量，ωt1和ωt2為目標諧振頻率。

29、具體地，所述骨傳導(dǎo)振子的彈片的勁度系數(shù)k2滿足以下關(guān)系：

30、

31、所述骨傳導(dǎo)振子的彈片的勁度系數(shù)k2的取值范圍為500-30000n/m。

32、具體地，所述彈片勁度系數(shù)k2和成單調(diào)線性正相關(guān)關(guān)系，和k1成單調(diào)線性負相關(guān)關(guān)系，和m1成單調(diào)正相關(guān)關(guān)系，和m2成單調(diào)負相關(guān)關(guān)系，其中，ωt1和ωt2是該骨傳導(dǎo)眼鏡期待設(shè)計的目標諧振頻率或者所述彈片勁度系數(shù)k2和m1成單調(diào)正相關(guān)關(guān)系。

33、具體地，還包括一個三維坐標系，該坐標系定義如下：

34、x軸：垂直于耳廓皮膚的切面的法向方向；

35、y軸：在鏡腿軸線上垂直于x軸朝向鏡腿后端的方向；

36、z軸：垂直于x軸和y軸背離顱骨朝外的方向；

37、所述骨傳導(dǎo)振子的振動中心軸方向與x軸、y軸和z軸形成三個夾角(α,β,γ)，其中：

38、0≤α≤90°

39、0≤β≤90°

40、0≤γ≤90°。

41、具體地，還包括左右兩只混合傳導(dǎo)發(fā)聲組件，這兩只發(fā)聲組件通過無線或有線方式相連，形成tws真無線方式或立體聲混合傳導(dǎo)眼鏡；所述無線方式選自藍牙tws形態(tài)、wifi或其他無線通信方式中的至少；所述有線方式包括通過軟線連接左右鏡腿。

42、具體地，還包括與主機連接的模塊，所述主機選自智能手機、電腦、平板、手表或眼鏡自身中的至少。

43、耳廓處軟骨混合傳導(dǎo)眼鏡的應(yīng)用,將所述的眼鏡應(yīng)用于以下設(shè)備:

44、音頻眼鏡，有線眼鏡，無線眼鏡，ar眼鏡，vr眼鏡，頭戴設(shè)備，可穿戴設(shè)備，輔聽助聽設(shè)備，助眠設(shè)備和工業(yè)安全通信設(shè)備中的任意一種。

45、本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

46、1.音質(zhì)提升：通過創(chuàng)新的多路徑混合傳導(dǎo)方式，本發(fā)明成功地擴展了頻帶響應(yīng)范圍。特別是在中高頻段(2000hz-4000hz)，相比傳統(tǒng)骨傳導(dǎo)方案，聲壓級提高了5-10db。這種改善對語音清晰度的提升尤為明顯，極大地增強了通話和語音內(nèi)容的質(zhì)量。

47、2.佩戴舒適度顯著提高：本發(fā)明利用耳廓軟骨作為傳聲介質(zhì)，所需的接觸壓力僅為0.01n-0.4n，遠低于傳統(tǒng)骨傳導(dǎo)方案的0.4n-1.5n。在一項持續(xù)8小時的用戶測試中，95％的參與者報告全程沒有任何不適感，這為全天候使用創(chuàng)造了條件。

48、3.隱私保護更佳：盡管引入了氣傳導(dǎo)路徑，但由于整體聲音傳遞效率的提高，所需的振動幅度反而降低。在正常使用音量下，1米外的聲壓級通常低于30db，比傳統(tǒng)開放式耳機降低了約10-15db。這意味著用戶可以在公共場合更自如地使用設(shè)備，無需擔心隱私泄露。

49、4.噪聲環(huán)境適應(yīng)性增強：多路徑傳聲的設(shè)計使得本發(fā)明在嘈雜環(huán)境中表現(xiàn)出色。即使在90db的環(huán)境噪聲下，用戶仍然可以清晰地接收音頻內(nèi)容。相比之下，傳統(tǒng)的開放式耳機在同等條件下通常需要提高10-15db的音量才能達到相同的清晰度，這可能導(dǎo)致聽力損傷的風險。

50、5.能效提升：得益于更高效的聲音傳遞機制，本發(fā)明在達到相同音量的情況下，比傳統(tǒng)骨傳導(dǎo)方案節(jié)省約20-30％的能耗。這意味著在相同電池容量下，設(shè)備的使用時間可以延長1.5-2小時，顯著提高了產(chǎn)品的實用性。

51、6.環(huán)境聲感知能力保持：與入耳式方案不同，本發(fā)明采用開放式設(shè)計，允許用戶持續(xù)感知周圍環(huán)境的聲音。這在戶外活動、駕駛等場景下尤為重要，大大提高了使用安全性。

52、7.可擴展性強：本發(fā)明的技術(shù)原理不僅適用于眼鏡，還可以擴展到其他形式的可穿戴設(shè)備，如頭帶、帽子等。這為未來產(chǎn)品線的拓展提供了廣闊空間。

53、總之，本發(fā)明通過創(chuàng)新的混合傳導(dǎo)技術(shù)，成功地在音質(zhì)、舒適度、隱私性、噪聲適應(yīng)性和能效等多個方面實現(xiàn)了突破，為智能眼鏡和其他可穿戴設(shè)備的音頻系統(tǒng)提供了全新的解決方案。這種技術(shù)有望在ar/vr、遠程辦公、運動健身等多個領(lǐng)域帶來革命性的用戶體驗提升，推動可穿戴設(shè)備行業(yè)的進一步發(fā)展。