本發(fā)明涉及一種在耳朵中佩戴的耳機(jī)設(shè)備，該耳機(jī)設(shè)備包括被布置在使用者的外耳的耳廓中的主體和光學(xué)傳感器，該主體包括將被插入到耳道中的揚(yáng)聲器突出部，該光學(xué)傳感器包括光發(fā)射器和光檢測(cè)器，并且其中，該耳機(jī)設(shè)備包括窗口裝置，穿過該窗口裝置能夠傳輸由光發(fā)射器發(fā)射的光，該窗口裝置包括適配為在感測(cè)位置抵接耳廓壁的端面。

背景技術(shù)：

當(dāng)使用者在來回移動(dòng)或鍛煉時(shí)，耳機(jī)或者帶有入耳式耳機(jī)的耳麥常被用來收聽音樂。鍛煉的人們還常使用佩戴在胸腔周圍并且無線或者有線地連接至運(yùn)行的手表或者智能電話的心率監(jiān)測(cè)器。近年來，具有內(nèi)置心率監(jiān)測(cè)器的耳機(jī)已投放市場(chǎng)。

通過使用光學(xué)體積描記術(shù)能夠在耳朵處測(cè)量心率。利用此技術(shù)，檢測(cè)組織中的血液量的瞬時(shí)變化。通過發(fā)射光至耳朵的組織并且測(cè)量由組織中的血液量的變化而導(dǎo)致的反射光譜(reflectance)的變化來獲得檢測(cè)。

wo2012/103273(valencell公司)公開了具有基于光學(xué)體積描記術(shù)的傳感裝置的耳塞。

iriveron^tm是包括一對(duì)耳機(jī)的雙耳式耳機(jī)(headphone)，其中，一只耳機(jī)包括光學(xué)心率傳感器。該心率傳感器包括光發(fā)射器和光檢測(cè)器。通過在耳機(jī)的第一窗口傳輸光至耳廓的皮膚。一些光被皮膚和皮下組織吸收。然而，一些光被靜脈和動(dòng)脈的血管系統(tǒng)散射回來。這樣的一些光通過緊挨在第一窗口旁邊的第二窗口返回至光檢測(cè)器。處理來自光檢測(cè)器的信號(hào)并且可以確定來自佩戴耳機(jī)的使用者的心率。利用來自同樣布置在耳機(jī)設(shè)備中的運(yùn)動(dòng)傳感器的信息來處理來自心率傳感器的信號(hào)，以便減去由于鍛煉引起的動(dòng)作產(chǎn)生的信號(hào)噪聲。

為了獲得可靠的信號(hào)，重要的是第一傳感器窗口和第二傳感器窗口相對(duì)于皮膚精確設(shè)置，使得假光(是指來自周圍環(huán)境的光)不能到達(dá)心率傳感器。第一窗口和第二窗口布置在從耳機(jī)設(shè)備延伸出的傳感器突出部的面上，并且接觸在耳朵的對(duì)耳屏處的耳廓壁。該窗口的邊緣必須抵接皮膚以便不讓環(huán)境光進(jìn)入，借此從血管散射的光不能得到充分檢測(cè)。

iriveron^tm雙耳式耳機(jī)包括根據(jù)前文的耳機(jī)設(shè)備。這個(gè)雙耳式耳機(jī)包括具有電子設(shè)備的頸帶。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供根據(jù)前文的耳機(jī)設(shè)備以及以簡(jiǎn)單和可靠的方式將其適配至不同大小的耳朵的可能性。

根據(jù)前文的耳機(jī)設(shè)備其特征在于，主體包括插入耳道中的揚(yáng)聲器突出部，并且在揚(yáng)聲器突出部和端面之間的距離是可調(diào)節(jié)的。因此，盡管耳塞插入在耳道中，但是能夠在耳廓的下端獲得很合適嵌合和可靠的感測(cè)。由于耳機(jī)設(shè)備具有插入耳道中的揚(yáng)聲器突出部，僅需要小直徑的揚(yáng)聲器，借此在耳機(jī)設(shè)備中還有剩余空間用于其他電子設(shè)備。這又意味著，用于電子設(shè)備的單獨(dú)殼體可以省略。在第一耳機(jī)設(shè)備和第二耳機(jī)設(shè)備中能夠保留從純心率信號(hào)中減去“噪聲”所需的所有必要的電子硬件，包括dsp硬件。

根據(jù)實(shí)施方式，光學(xué)傳感器是心率傳感器。通過這個(gè)實(shí)施方式，可以獲得非?？煽康男穆矢袦y(cè)。

根據(jù)實(shí)施方式，耳機(jī)設(shè)備包括適配為可拆卸地附接到主體外側(cè)的裝配構(gòu)件，并且其中，該裝配構(gòu)件包括窗口裝置。為了調(diào)節(jié)在揚(yáng)聲器突出部和端面之間的距離，使用者可以簡(jiǎn)單地將該裝配構(gòu)件替換為其他尺寸。因此，可以配送例如可以有3個(gè)或5個(gè)不同的可替換的裝配構(gòu)件的耳機(jī)設(shè)備。

裝配構(gòu)件優(yōu)選地是彈性材料，借此更容易拆卸和附接并且增加了使用者的舒適度。

優(yōu)選地，在具有一定長(zhǎng)度的突出的傳感器突出部的端部設(shè)置端面。

根據(jù)實(shí)施方式，裝配構(gòu)件包括用于將從光發(fā)射器發(fā)射的光傳輸至耳朵的皮膚的第一窗口以及用于將來自耳朵的皮膚的光傳輸至光檢測(cè)器的第二窗口。

第一窗口和第二窗口優(yōu)選地由對(duì)于由光發(fā)射器發(fā)射的光是不透明的材料的壁分開。

根據(jù)實(shí)施方式，彈性的裝配構(gòu)件包括適配為在耳輪腳(cruxofhelix)處接合(engage)第二位置處的耳廓壁的突出的耳廓壁穩(wěn)定器。據(jù)此可以獲得更舒適的適配。

根據(jù)實(shí)施方式，耳機(jī)可以包括許多大小不同的可替換的裝配構(gòu)件，借此能通過將裝配構(gòu)件中的一個(gè)替換為另一個(gè)裝配構(gòu)件，來調(diào)節(jié)在揚(yáng)聲器突出部和端面之間的距離。

根據(jù)另一實(shí)施方式，端面設(shè)置在可調(diào)節(jié)的端面構(gòu)件的端部。

根據(jù)又一實(shí)施方式，光學(xué)傳感器設(shè)置在可調(diào)節(jié)的傳感器構(gòu)件的端部。

根據(jù)實(shí)施方式，耳機(jī)設(shè)備適配為放置在外耳中，使得端面在對(duì)耳屏處抵接在耳廓的下端的耳廓壁。

根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方式，耳機(jī)設(shè)備包括可拆卸地附接到揚(yáng)聲器突出部的彈性耳膠或耳塞。盡管揚(yáng)聲器是小的，但是當(dāng)插入時(shí)，該耳塞可以從環(huán)境中將耳道密封并且提高音頻體驗(yàn)。

主體和揚(yáng)聲器突出部可以體現(xiàn)為整體的非彈性體。

該公開內(nèi)容還涉及包括耳機(jī)和具有不同長(zhǎng)度的傳感器突出部的許多可替換裝配構(gòu)件的雙耳式耳機(jī)。

附圖說明

以下參照示出本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明，其中，

圖1是包括根據(jù)本發(fā)明的耳機(jī)設(shè)備的耳麥(headset)的優(yōu)選實(shí)施方式的透視圖，

圖2是根據(jù)本發(fā)明的耳機(jī)設(shè)備的放大視圖，

圖3是在心率傳感器的區(qū)域穿過耳機(jī)設(shè)備的截面示意性視圖。

圖4是對(duì)應(yīng)圖3的具有更長(zhǎng)傳感器突出部的裝配構(gòu)件的截面示意性視圖，

圖5是布置在使用者耳朵中的根據(jù)本發(fā)明的耳機(jī)設(shè)備，

圖6是穿過具有根據(jù)本發(fā)明的耳機(jī)設(shè)備的耳朵的截面視圖，

圖7是從外側(cè)看到的耳機(jī)設(shè)備，

圖8是從側(cè)面看到的耳機(jī)設(shè)備，

圖9是耳機(jī)設(shè)備的主體的第一殼體部，

圖10是耳機(jī)設(shè)備的主體的第二殼體部，

圖11、圖12和圖13是大小不同的裝配構(gòu)件的視圖，

圖14是根據(jù)第二實(shí)施方式的耳機(jī)設(shè)備，以及

圖15是根據(jù)第三實(shí)施方式的耳機(jī)設(shè)備。

具體實(shí)施方式

圖1是耳麥30的優(yōu)選實(shí)施方式的透視圖。耳麥30是無線耳麥，包括：根據(jù)本發(fā)明的耳機(jī)設(shè)備1、第二耳機(jī)設(shè)備29、電線20，該天線20將兩個(gè)耳機(jī)設(shè)備1、29以及電線20上的控制器21相互連接。第一耳機(jī)設(shè)備1和第二耳機(jī)設(shè)備29是入耳式的并且具有相同的外型尺寸。它們中的每一個(gè)包括揚(yáng)聲器。該耳麥?zhǔn)?imgfile="bda0001005307350000051.gif"wi="149"he="69"img-content="drawing"img-format="gif"orientation="portrait"inline="no"/>耳麥，藉此其可以與(例如)支持藍(lán)牙的智能電話無線通信?？刂破?1包括用于調(diào)節(jié)音量的按鍵以及當(dāng)耳麥被用于雙向通信時(shí)用來捕捉使用者的聲音的麥克風(fēng)。耳機(jī)設(shè)備1、耳機(jī)設(shè)備29還包括相關(guān)的電子設(shè)備，諸如電池、藍(lán)牙收發(fā)器、數(shù)字信號(hào)處理電路、存儲(chǔ)器、天線等。耳麥30適于運(yùn)動(dòng)中使用，諸如跑步、騎自行車等。在使用中，該電線可以布置在使用者的頸部后面。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的耳機(jī)設(shè)備1的放大視圖。耳機(jī)設(shè)備1適配為布置在使用者的右耳中。耳機(jī)設(shè)備1包括主體18，該主體18具有在佩戴時(shí)面向耳廓的第一側(cè)5與在佩戴時(shí)背向耳廓的第二側(cè)6。諸如橡膠或者硅樹脂的軟材料的、具有音頻開口2的耳膠(eargel)3布置在揚(yáng)聲器突出部26上(見圖9)。耳膠3是可拆卸的并且可以由具有不同尺寸的另一耳膠替換，以便將耳機(jī)設(shè)備1適配使用者的耳朵大小。耳膠3適配為密封布置在耳道中，藉此，盡管是相對(duì)小的揚(yáng)聲器單元，但是可以將高音量的音頻定向到耳膜。主體18大體上是球形并具有在佩戴時(shí)向下傾斜的細(xì)長(zhǎng)部27。應(yīng)變釋放器22從細(xì)長(zhǎng)部27的自由端延伸出，并且電線20從應(yīng)變釋放器22延伸出。

大體上環(huán)形的彈性材料的裝配構(gòu)件4布置在主體18周圍。裝配構(gòu)件2包括在耳輪腳(cruxofhelix)處布置在耳廓的上端的耳廓壁穩(wěn)定器7，該耳廓壁穩(wěn)定器7在耳輪的中心抵靠耳廓壁并且穩(wěn)定耳機(jī)設(shè)備1。在耳廓壁穩(wěn)定器7中設(shè)置孔12以適配彈性。在相反側(cè)，裝配構(gòu)件4包括背離主體18延伸的傳感器突出部28。傳感器突出部28的自由端面31包括第一窗口8和第二窗口9，并且傳感器突出部28在佩戴時(shí)在對(duì)耳屏區(qū)域鄰接耳廓壁。

圖3是穿過耳機(jī)設(shè)備1的心率傳感器35的截面示意性視圖。心率傳感器35包括光發(fā)射器16和光檢測(cè)器17。心率傳感器35從主體18中突出并且容納在裝配構(gòu)件4的傳感器突出部28中。傳感器突出部28包括具有雙孔的強(qiáng)化構(gòu)件32。強(qiáng)化構(gòu)件32由硬塑料制成并且防止傳感器突出部28在它被壓靠在耳廓壁37的皮膚時(shí)塌陷。從光發(fā)射器16發(fā)射的光33指向耳廓壁37的皮膚。一些光被組織吸收并且一些光34被散射回光收發(fā)器。由于這樣接收的一些光34受到在血管中脈動(dòng)的血液的影響，所以可以確定心率。光檢測(cè)器將反向散射的光34轉(zhuǎn)換為信號(hào)，其中只有該信號(hào)的一小部分表示心率。由使用者運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的振動(dòng)引起許多噪聲至信號(hào)中。然而，在耳機(jī)設(shè)備1中的運(yùn)動(dòng)傳感器用于確定待減去的噪聲信號(hào)以便獲得可靠的心率信號(hào)。在任何情況下，重要的是獲得良好的和明確的光感測(cè)。因此，重要的是，傳感器突出部28的端面31抵接耳廓壁37的皮膚，使得沒有環(huán)境光進(jìn)入第二窗口9并且干擾感測(cè)的信號(hào)。由于耳機(jī)設(shè)備1包括布置在耳道15中的揚(yáng)聲器突出部26，有必要能夠調(diào)節(jié)從揚(yáng)聲器突出部26到傳感器突出部28對(duì)使用者耳朵的端面31的距離，以便獲得舒適的佩戴。如果該距離是固定的，那么，有必要選擇一個(gè)距離，其足夠的長(zhǎng)以確保端面31相對(duì)大多數(shù)使用者的皮膚是足夠“強(qiáng)”抵接，這會(huì)引起耳朵相對(duì)小的那些使用者不舒服。根據(jù)這個(gè)公開，具有傳感器突出部28的裝配構(gòu)件4可以由具有另一長(zhǎng)度l的另一個(gè)傳感器突出部的裝配構(gòu)件4替換。這種裝配構(gòu)件4在圖4中顯示。

在圖5中，耳機(jī)設(shè)備1布置在使用者的耳朵14中。耳廓壁穩(wěn)定器7放置在耳輪腳處，同時(shí)傳感器突出部28在對(duì)耳屏23后面的感測(cè)位置36處抵接耳廓壁37。

圖6是穿過耳朵14的具有耳機(jī)設(shè)備1的示意性截面視圖。耳膠3位于耳道15內(nèi)，并且傳感器突出部28與耳廓壁穩(wěn)定器7都抵接耳廓壁，借此獲得耳機(jī)設(shè)備1在使用者耳朵14內(nèi)的安全裝配。

圖7是從外側(cè)看到的耳機(jī)設(shè)備1，并且圖8是從側(cè)面看到的耳機(jī)設(shè)備1。

圖9是耳機(jī)設(shè)備1的主體18的第一殼體部24。第一殼體部24以硬塑料進(jìn)行模制。傳感器塔39適配為圍繞心率傳感器35。揚(yáng)聲器突出部26包括保持凹部38，通過該保持凹部38可以保持可替換的耳膠3。第一殼體部24的表面包括對(duì)應(yīng)于裝配構(gòu)件4的凹安裝區(qū)13。在裝配構(gòu)件4安裝至第一殼體部24時(shí)，安裝區(qū)的邊界固定裝配構(gòu)件4。

圖10是耳機(jī)設(shè)備1的主體18的第二殼體部25。第二殼體部25同樣以硬塑料模制并且形成主體18的外部。第二殼體部25包括細(xì)長(zhǎng)部27，在組裝耳機(jī)設(shè)備1時(shí)電線20從細(xì)長(zhǎng)部27延伸出。

圖11、圖12和圖13公開了具有不同長(zhǎng)度l的傳感器突出部28的三個(gè)裝配構(gòu)件4。因此，使用者可以安裝具有最適合的傳感器突出部長(zhǎng)度l的裝配構(gòu)件4，以獲得可靠的心率感測(cè)和舒適的佩戴。雖然沒有在此示出，但是耳廓壁穩(wěn)定器7的大小同樣可以變化。

左側(cè)耳機(jī)設(shè)備29不包括光學(xué)傳感器35。而是，對(duì)應(yīng)于傳感器塔39的突出部包括微型usb插口，該插口可以用于對(duì)耳麥1的可充電電池充電。

圖14是根據(jù)第二實(shí)施方式的耳機(jī)設(shè)備44。在此，可移動(dòng)端面構(gòu)件42布置在心率傳感器35的前面。在揚(yáng)聲器突出部和端面31之間的距離可以通過沿著箭頭伸縮端面構(gòu)件42進(jìn)行調(diào)節(jié)。

圖15是根據(jù)第三實(shí)施方式的耳機(jī)設(shè)備45。在此，心率傳感器35布置在可移動(dòng)傳感器構(gòu)件43的自由端。在揚(yáng)聲器突出部和端面31之間的距離可以通過沿著箭頭移動(dòng)傳感器構(gòu)件43進(jìn)行調(diào)節(jié)。

參考符號(hào)：

1耳機(jī)設(shè)備29第二耳機(jī)設(shè)備

2音頻開口30耳麥

3耳膠31傳感器突出部的端面

4彈性裝配構(gòu)件32強(qiáng)化構(gòu)件

5耳機(jī)設(shè)備的第一側(cè)33發(fā)射的光

6耳機(jī)設(shè)備的第二側(cè)34接收的光

7耳廓壁穩(wěn)定器35心率傳感器

8第一窗口36感測(cè)位置

9第二窗口37耳廓壁

10耳廓壁穩(wěn)定器的尖端38保持凹部

11裝配構(gòu)件中的開口39傳感器塔

12耳廓壁穩(wěn)定器中的開口40壁

13主體的安裝區(qū)41耳輪腳

14外耳42可調(diào)節(jié)的端面構(gòu)件

15耳道43可調(diào)節(jié)的傳感器構(gòu)件

16光發(fā)射器44耳機(jī)設(shè)備

17光檢測(cè)器45耳機(jī)設(shè)備

18主體l裝配構(gòu)件的傳感器突出部的長(zhǎng)度

19耳廓

20電線

21控制器

22應(yīng)變釋放器

23對(duì)耳屏

24第一殼體部

25第二殼體部

26揚(yáng)聲器突出部

27第二殼體部的細(xì)長(zhǎng)部

28裝配構(gòu)件的傳感器突出部