CN101180914B - 具有可调主杆的耳机 - Google Patents

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Abstract

一种耳机(1)包括本体(3)和其上设置麦克风的主杆(4)。主杆(4)安装成使得能够调节麦克风(5)相对于本体(3)的位置。耳机1还包括：控制器(15)，布置用以通过根据检测的麦克风(5)的位置来均衡与高音频频率和低音频频率相对应的成分从而处理麦克风(5)所生成的电信号。例如，如果在主杆(4)处于缩回位置时使用麦克风(5)则优先衰减低频率。可选地，控制器(15)也可以根据麦克风(5)的位置来调节麦克风(5)的增益。耳机(1)可以用来使用有线或者无线连接与外部设备(2)通信。例如，耳机(1)可以使用蓝牙
Figure 2006800175546ABSTRACT_0
协议来传送去往和来自移动电话的信号和/或可以用于一键通应用。

Description

具有可调主杆的耳机
技术领域
本发明主要地涉及一种包括麦克风的设备，该麦克风用于检测声音如话音、用于基于检测到的声音转发信号到外部设备。具体而言，本发明涉及用于在有线或者无线通信应用中使用的耳机。
背景技术
耳机使用于例如电话通信、艺术表演、口授等各种应用中。这样的设备允许用户向输入装置如麦克风说话和/或聆听扬声器的输出而无需将设备持于他们的手中。另外，耳机的使用可用允许用户执行这样的应用而不必保持固定。
近来，无线耳机已经变得可用。这样的设备可以使用无线通信协议如蓝牙以便发送数据到外部设备和从外部设备接收数据。
在现有技术的许多例子中，耳机包括具有附着装置的本体，该附着装置允许设备被夹到用户的耳部上或者以别的方式在用户的耳部之上保持就位。在主体内提供扬声器。在固定的主杆上提供麦克风，该主杆在使用中从本体延伸到靠近用户嘴部的位置。这样的固定主杆并不方便，因为它们难以收纳和运送。例如，如果耳机用来传送去往和来自移动电话的数据，则耳机可能在尺寸上比电话本身大一些并且因此可能对用户不具吸引力。
在一些其它先前的耳机中，麦克风放置于主体内。在麦克风与用户的嘴部之间的距离明显更大，而这可能不利地影响发送数据的信噪比，特别是在具有高背景噪声的条件下使用手机更是如此。
已经通过提供可折叠或者可伸展耳机来缓解这一问题。具体而言，US6,768,804公开了一种布置用以在两种模式下工作的耳机。在第一模式下伸展主杆，而在第二模式下折叠主杆。视伸展还是折叠主杆而定，主杆中的两个开口之一在听觉上与麦克风耦合。能够通过根据折叠还是伸展主杆来调节声道和空腔的布置特征从而来改变麦克风的灵敏度。可选地，能够根据主杆的状态来调节从耳机发送的信号的增益。
在另一近来的发展中，Jabra
Figure 2006800175546_2
制造的蓝牙耳机已经具有信号处理装置以便改进噪声降低并且因此提高声音质量。
发明内容
一种耳机包括本体和安装于所述本体上的主杆。麦克风安装于主杆上。主杆安装成使得麦克风相对于本体的位置可调。例如，主杆可以安装成使得它可在本体上滑动。为了处理经由麦克风输入的信号，耳机包括配置用以均衡输入信号的均衡器。所述均衡可根据麦克风相对于本体的位置而调适。
例如，如果用户完全地展开主杆，使得他们的嘴部与麦克风之间的距离最小，则可以调适均衡设置以及可选地调适麦克风增益以便提供相对高的信号质量。这能够减少如下需要，即用户为了使他们的话音可区别于背景噪声而需要提高他们的语音。这在用户希望维持例如使用耳机来进行的电话对话的私密性时特别有利。
所述均衡器在提供的情况下可以是使用DSP来执行所述均衡的处理器。
这样的耳机可以用来发送数据到移动电话或者其它电子设备以及从移动电话或者其它电子设备接收数据。在一个实施例中，耳机可以包括收发机并且自身就能作为移动电话而工作。
耳机可以包括：主杆开关，布置为使得对主杆的调节激活主杆开关并且使得用以接受传入呼叫、拒绝传入呼叫或者结束在进行中的呼叫的指令发送到移动电话。例如，耳机可以布置为使得当接收传入呼叫时，主杆的伸展可以造成接受呼叫。取而代之或者除此之外，可以通过闭合主杆、例如通过在本体之上将它滑动回位或者折叠它来结束呼叫。可伸展主杆的使用能够实现耳机既为人体功能学的又有小的尺寸，使得易于例如在用户的口袋中携带。当可滑动地安装主杆时，滑动可以是线性或者曲线的。
主杆可以是柔性的。在这一情况下，耳机可以配备用于感测主杆的物理操控的检测器，这允许用户通过扭转或者敲打主杆来输入命令信号。
附图说明
现在将参照附图来描述本发明的实施例，在附图中：
图1描绘了在闭合状态下的根据本发明第一实施例的耳机；
图2是图1的耳机在闭合状态下的平面图；
图3是图1的耳机在打开状态下的平面图；
图4是图1的耳机的主杆的一部分的透视图；
图5是有沟槽构造的一部分的透视图，在该构造中安装有图1的耳机的主杆；
图6是图1的耳机的部件的框图；
图7是用于改变图1的耳机中的DSP设置的过程的流程图；
图8描绘了在打开状态下的根据本发明第二实施例的耳机；以及
图9描绘了在闭合状态下的图8的耳机。
具体实施方式
图1至图3描绘了根据本发明第一实施例的耳机1以及在这一情况下为移动电话2的外部设备，耳机1能够与该外部设备通信。耳机1包括本体3和主杆4。麦克风5安装在主杆4上用于接收输入音频信号。在这一特定实施例中，提供扬声器6以便提供音频输出。图1至图3中所示耳机1也包括用于接通或者关断耳机1的开关8、用于调节扬声器6的输出音量的开关9以及布置用以允许将耳机夹到用户耳部上的臂9a、9b。
主杆4可以由刚性材料形成，该材料比如是不锈钢、铝或者硬性塑料材料。可选地，主杆可以由高柔性的金属或者塑料材料或者已经施加表面处理以便提供适当柔性的塑料材料。
现在将参照图4和图5来描述在本体3上安装主杆4。这些图分别描绘了位于图2中的线A、A’之间的主杆4和本体3的一部分。通过图4中所示主杆4上的构造10a、10b、10c在本体3上安装主杆4，这些构造与图5中所示本体上的有沟槽构造11相协作。相协作的构造10a、10b、10c和有沟槽构造11被配置用以允许主杆4相对于本体3滑动、同时分别经由在主杆4上以及有沟槽构造11中安装的接触12、13a、13b而保持本体3内麦克风5与电路之间的电连接。
相协作的构造10a、10b、10c和有沟槽构造11可以布置为使得主杆3的滑动运动如图2、图3和图4中所示那样为线性的或者为曲线的。另外，相协作的构造10a、10b、10c和有槽构造11可以配置用以在它们之间提供在用户滑动主杆4时能够感知的摩擦程度。这样的摩擦在伸展和缩回主杆4时提供明显触感。在其它实施例中，构造和有槽构造10可以由不同材料形成，其中选择这些材料以便最小化它们之间的磨损和摩擦。
在这一特定实施例中，主杆4由用户手工伸展和缩回。然而，如果希望则可以布置耳机1使得利用本体3内安装的电机(未示出)来伸展和缩回主杆4。可选地，主杆4可以使用弹性装置如弹簧(未示出)将主杆4朝着它的缩回或者伸展位置偏置以提供半自动伸展/缩回机制。
在本体3上还安装主杆开关14，该开关用来向本体2内安装的控制器15指示主杆4是在缩回位置还是伸展位置。在这一特定实施例中，主杆开关14是机械开关，该机械开关在它的缩回位置时由主杆4压下。随着主杆4伸展，释放主杆开关14。
可选地，主杆开关可以是布置用以在曝光时产生光电流的光传感器如光电二极管。光电二极管定位为使得当主杆4在伸展位置时而当主杆缩回时被遮蔽。
图6中所示位于本体3内的电路包括控制器15和在这里形式为电池18的电源，该控制器控制分别经由发送器16和接收器17的在耳机1处发送和接收的信号。
在这一特定实施例中，控制器15布置用以执行用于使用蓝牙
Figure 2006800175546_3
协议与外部设备2交换语音/数据信号的必要注册和链接连接功能。因此，耳机1能够在位于约10米的范围内时与外部设备通信。
在外部设备2是移动电话的这一例子中，用户能够通过向麦克风5说话并且聆听扬声器6的输出来进行电话对话。麦克风5基于用户的话音来产生模拟信号。话音信号然后由放大器19放大并且由编码解码器20转换成数字信号。在数字信号经由发送器16发送到外部设备2之前，根据存储器21中存储的软件，在控制器15的控制之下执行对数字信号的进一步处理。
来自外部设备2的数据信号由接收器17接收并且在控制器15的控制之下加以处理。接收的信号由第二编码解码器22转换成模拟信号、由第二放大器23放大并且由扬声器6输出。
在这一特定实施例中，耳机1也包括传感器24，该传感器布置用以检测主杆4是伸展还是缩回以及用以提供对应输出到控制器15。可以提供这样的传感器24作为替代或者补充主杆开关14的机制。可以通过在主杆4的一部分中包括磁性单元以及在本体3中包括传感器线圈来实施这样的布置。这样的布置能够区分主杆4的可变伸展程度。
当除了主杆开关14之外还提供传感器24时，主杆开关14可以执行与确定主杆4的位置无关的功能。例如，在这一特定实施例中，主杆开关14能够用来指示用户是接受、拒绝还是终止电话。用户能够通过伸展主杆4来指示将要接受传入呼叫以及能够通过缩回主杆4来指示将要终止传出呼叫。在各情况下，主杆开关14的激活使控制器15发送适当指令到电话2。
在主杆4上安装麦克风5允许用户将麦克风5从图1和图2中所示缩回位置移动到在图3中示出了其中一个例子的一个或者多个伸展位置。主杆3可以在耳机1没有使用时缩回以便于收纳或者运送。然而，耳机1也可以与在它的缩回位置的主杆4一起使用。例如，用户可以出于外观原因而将耳机1与缩回的主杆4一起使用。
然而，麦克风5接收的音频信号的质量依赖于主杆4的伸展，因为这决定麦克风5相对于用户嘴部的位置。当麦克风5接近用户嘴部时，例如当主杆4如图3中所示完全伸展时，音频信号的质量将为高。这是因为麦克风将检测到与来自用户的环境噪声相比用户的语音具有相对高的音量。当麦克风5进一步远离用户嘴部时，用户的语音变得与环境噪声区别较小。信号质量的这一降低在高频尤为明显。
控制器15配置用以通过根据如主杆4的伸展或者缩回状态所示的麦克风5的位置来改变麦克风5所生成的电信号中对应于高音频频率和低音频频率的分量的均衡从而部分或者完全地补偿信号质量的这种变化。例如，在这一实施例中，当主杆4如传感器24和/或主杆开关1 4所指示的那样在它的缩回位置时，处理电信号使得优先衰减频率在1kHz以下的分量，而频率在1kHz或者在1kHz以上的分量经历很少衰减或者不经历衰减。当主杆4在它的伸展位置时，低频分量和高频分量的衰减水平的差异不那么明显。
均衡可以由DSP执行，控制器15根据主杆4的位置来控制衰减程度。可选地，耳机1可以使用用于衰减低频分量的其它装置如一个或者多个高通滤波器来获得合适的均衡。
可选地，控制器15也可以根据主杆4的伸展来调节放大器19的增益，使得当麦克风5进一步远离用户的嘴部时增加增益。
图7描绘了当外部设备2接收呼叫时耳机1执行的过程，其中根据主杆4的伸展并且因此根据麦克风5的位置来处理麦克风5所生成的信号。
始于步骤s7.0，接通耳机1(步骤s7.1)并且根据蓝牙
Figure 2006800175546_4
协议向外部设备2注册该耳机(步骤s5.2)。
耳机1从外部设备2接收对传入呼叫的指示(步骤s7.3)。用户然后可以通过从主杆4的缩回位置伸展主杆、由此激活主杆开关14来接受呼叫(步骤s7.4)。这又使控制器15向外部设备2发送接受呼叫的指令(步骤s7.5)。
如果用户没有伸展主杆4，换而言之，如果主杆开关14没有激活(步骤s7.4)，则控制器15向外部设备2发送拒绝呼叫的指令(步骤s7.6)。
如果接受呼叫，则控制器15然后基于传感器24的输出来确定主杆4的伸展/缩回状态并且因此确定麦克风5的位置(s7.7)。控制器15然后选择与检测的主杆4的状态相对应的设置(步骤s7.8)。可以提供与主杆4的两个或者更多位置相对应的两个或者更多设置。可以通过从存储器18中存储的查找表取回相关设置或者通过基于存储器18中存储的算法计算适当设置来实现这一选择。
然后根据所选设置来处理电信号(步骤s7.9)。换而言之，根据控制器15所选择的设置来衰减电信号中与高音频频率和低音频频率相对应的成分。例如，当主杆4在它的伸展位置时，应用控制器15所选择的设置可以造成分量经历相同衰减或者甚至零衰减。当主杆4在它的缩回位置时，应用控制器15所选择的设置可以造成与在1kHz以下的音频频率相对应的分量经历与高音频频率分量的衰减相比大5％的衰减。
可选地，这些设置也可以包括用于放大器19的增益设置。在这一情况下，控制器15根据所选设置来调节放大器19的增益。
在电话呼叫在进行中时，主杆开关14保持激活，只要主杆4保持于伸展状态。然而，环境噪声条件可能在电话呼叫的过程中改变。例如，用户可能因从室内位置移动到室外位置而进入相对嘈杂的环境，或者用户可能在背景噪声非常可变的环境如车站中。用户可以通过按照麦克风5的位置来调节主杆4使得它更接近他们的嘴部来补偿这些改变。为了适应这些改变，如果主杆开关14保持激活(步骤s7.10)，则控制器1 5继续确定主杆4的状态(步骤s7.7)，并且如果必要则更新均衡设置而且可选地相应更新放大器19的增益(步骤s7.8、s7.9)。
用户能够通过完全地缩回主杆4、由此去激活主杆开关14来结束呼叫(步骤s7.10)。控制器15通过向外部设备2发送终止呼叫的指令对主杆开关14的去激活做出响应(步骤s7.11)。然后该过程结束(s7.12)。
在图7的过程中，主杆开关14用来指示用户对呼叫的接受、拒绝和终止。在本发明的另一实施例中，耳机1可以具有可以用来接受或者拒绝呼叫的例如形式为按钮的又一开关。在这样的耳机1中，主杆开关14的状态可以用来指示主杆4是缩回还是伸展，由此更换或者补给传感器24。在代替传感器24而使用主杆开关14的实施例中，能够检测主杆4的两个位置并且由此能够提供用于放大器19的两个均衡设置以及可选地提供用于放大器19的增益的两个设置。可选地，主杆开关也可以省略。
图8和图9描绘了根据本发明又一实施例的耳机25，其中提供这样的又一开关26。
图8和图9的耳机1与图1至图3中所示耳机也不同在于在一个或者多个缝构造27中接纳主杆4，使得它滑动到本体3中而不是本体3的顶部上。这样的布置减少了在收纳和运送过程中损坏耳机1的主杆4和滑动机构的风险。
可选地，主杆4可以用枢轴安装于本体3上，使得它能够在展开位置与收藏位置之间移动，麦克风在该展开位置接近用户的嘴部，而在收藏位置主杆4基本上覆盖本体3，并且通过在这两个位置之间用枢轴转动主杆4来激活主杆开关14。在这样的耳机1中，可以有与展开位置和收藏位置相对应的两种模式，其中各模式限定用于均衡的设置以及可选地限定用于麦克风增益的设置。
无论用来将主杆4附接到本体3的安装类型如何，主杆可以由柔性材料制成并且布置用以提供输入装置，使得能够通过它的操控来传送来自用户的命令。例如，取代了使用按钮开关14、键7、8或者又一开关26，用户可以通过扭转或者敲打主杆4来接受、拒绝或者终止呼叫或者改变扬声器的音量。
尽管上述实施例是无线手机，但是本发明同样能够实施于如下耳机1中，该耳机布置用以使用有线链接与外部设备2通信。耳机1和外部设备2也并非必须根据蓝牙
Figure 2006800175546_5
协议相互通信。
在上文讨论的实施例中，耳机1布置用以与移动电话通信。然而，耳机1可以用来与包括音频播放器或者口授机的其它类型的设备交换语音/数据信号。在口授布置的情况下，并非必须在耳机1中提供扬声器6。
可选地，耳机1本身可以例如通过取代发送器13和接收器14或者与发送器13和接收器14同时提供配置用以通过蜂窝网络实现语音通信的收发器来包括移动电话功能。
耳机1也可以使用于一键通应用中。例如，外部设备2可以与蜂窝一键通(POC)服务兼容。在这样的服务中，外部设备2维持通向通信网络的活跃连接，该通信网络比如是第三代(3G)、全球移动系统(GSM)、EDGE或者甚至IP网络。于是能够即时地进行对个人或者群的呼叫而无需接收者接受呼叫。呼叫通过通信网络利用半双工IP语音(VoIP)连接。一键通应用在申请人的共同未决国际专利申请WO03/00372中有具体描述。

Claims (26)

1.一种耳机，包括：
本体；
安装于所述本体上的主杆；
安装于所述主杆上的麦克风，配置用以接收输入音频信息以及生成对应电信号；以及
控制器，配置用以通过均衡与高音频频率和低音频频率相对应的成分来处理所述电信号；
其中：
所述主杆安装成使得所述麦克风相对于所述本体的位置可调；以及
所述控制器配置用以根据所述麦克风的所述位置来调适所述均衡。
2.根据权利要求1所述的耳机，其中所述控制器是配置用以使用数字信号处理来执行所述均衡的处理器。
3.根据权利要求1所述的耳机，配置用以与外部设备交换语音/数据信号。
4.根据权利要求3所述的耳机，配置用以经由无线连接来与所述外部设备交换所述语音/数据信号。
5.根据权利要求4所述的耳机，配置用以使用
Figure FSB00000478446800011
协议来交换所述语音/数据信号。
6.根据权利要求3所述的耳机，配置用以经由有线连接来与所述外部设备交换所述语音/数据信号。
7.根据权利要求1所述的耳机，配置用以与移动电话交换语音/数据信号。
8.根据权利要求7所述的耳机，还包括：主杆开关，配置为使得对所述主杆的调节激活所述主杆开关并且使得用以接受传入呼叫、拒绝传入呼叫或者结束在进行中的呼叫的指令发送到所述移动电话。
9.根据权利要求8所述的耳机，其中通过滑动所述主杆使得它从所述本体伸展来激活所述主杆开关。
10.根据权利要求8所述的耳机，其中通过枢轴转动所述主杆使得它从所述本体伸展来激活所述主杆开关。
11.根据权利要求7所述的耳机，还包括：主杆开关，配置为使得对所述主杆的调节激活所述主杆开关并且使得用以启动一键通会话的指令发送到所述移动电话。
12.根据权利要求11所述的耳机，其中通过滑动所述主杆使得它从所述本体伸展来激活所述主杆开关。
13.根据权利要求11所述的耳机，其中通过枢轴转动所述主杆使得它从所述本体伸展来激活所述主杆开关。
14.根据权利要求1所述的耳机，其中所述控制器还配置用以根据所述麦克风的所述位置来调节所述麦克风的增益。
15.根据权利要求1所述的耳机，其中所述主杆是柔性的，而所述耳机还包括配置用以检测所述主杆的物理操控的检测器，其中所述控制器配置用以基于所述检测的物理操控来生成命令信号。
16.一种处理耳机中的信号的方法，所述耳机包括本体、麦克风、安装在所述本体上的主杆，所述麦克风设置在所述主杆上，所述主杆安装成使得能够变化所述麦克风相对于所述本体的位置，所述方法包括：
从所述麦克风接收电信号；
确定所述麦克风相对于所述本体的位置；以及
通过均衡与高音频频率和低音频频率相对应的成分来处理所述电信号，其中根据所述麦克风的所述位置来调适所述均衡。
17.根据权利要求16所述的方法，其中使用数字信号处理来执行所述均衡。
18.根据权利要求16所述的方法，还包括与外部设备交换语音/数据信号。
19.根据权利要求18所述的方法，其中经由无线连接来执行所述交换步骤。
20.根据权利要求18所述的方法，其中使用
Figure FSB00000478446800031
协议来执行所述交换步骤。
21.根据权利要求18所述的方法，其中经由有线连接来执行所述交换步骤。
22.根据权利要求18所述的方法，包括：确定所述主杆是否已经伸展；以及响应于肯定的确定，将用以启动一键通会话的指令发送到所述外部设备。
23.根据权利要求18所述的方法，其中所述外部设备是移动电话。
24.根据权利要求23所述的方法，包括：确定呼叫是否传入；检测所述主杆是否在伸展位置；以及响应于肯定的确定，将用以接受所述传入电话呼叫的指令发送到所述移动电话。
25.根据权利要求16所述的方法，还包括：根据所述麦克风的所述位置来调节所述麦克风的增益。
26.根据权利要求16所述的方法，还包括：检测用户对所述主杆的物理操控；以及基于所述物理操控来生成命令信号。
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