[发明专利]眼镜设备的软骨传导音频系统

说明书

一种音频系统包括换能器组件、音频传感器和控制器。换能器组件耦合到用户耳朵的耳廓背部。换能器组件在频率范围内振动耳廓，以使耳廓根据振动指令产生声压波。声学传感器检测用户耳朵入口处的声压波。控制器部分地基于检测到的声压波来动态调整频率响应模型、使用调整的频率响应模型更新振动指令、并向换能器组件提供更新的振动指令。

背景

本公开总体上涉及眼镜设备中的音频系统，并且具体涉及眼镜设备中使用的软骨传导音频系统。

虚拟现实(VR)、增强现实(AR)和/或混合现实(MR)系统中的头戴式显示器通常包括诸如扬声器或个人音频设备的特征，以向用户提供声音。这些扬声器或个人音频设备通常形成在耳朵上并覆盖耳朵(例如，耳机)，或者放置在耳朵中(例如，入耳式耳机或耳塞)。然而，在VR、AR和MR系统中佩戴头戴式显示器的用户可以从保持耳道开放且不被音频设备覆盖受益。例如，当耳朵通畅无阻时，用户可以有更沉浸且更安全的体验，并从环境声音接收空间提示。希望眼镜设备的音频系统重量轻、符合人体工程学(ergonomic)、功耗低，并且不会在耳朵之间产生串扰(corsstalk)。在保持耳道对用户周围的声学场景开放的同时，将这些特征并入在眼镜设备上的全频率(20Hz至20000Hz)音频再现系统中具有挑战性。

概述

一种音频系统包括换能器组件、声学传感器和控制器。换能器组件位于耳朵后面，使得用户的耳道是畅通的。换能器组件耦合到用户的耳廓的背部，以在频率范围内振动耳廓，根据振动指令产生声压波。用户耳朵的耳廓用作扬声器，保持耳道开放，使得耳朵对用户周围的声学场景开放。声学传感器检测用户耳朵入口处的声压波。控制器部分地基于检测到的声压波来调整频率响应模型、使用调整的频率响应模型更新振动指令、并向换能器组件提供更新的振动指令。相应地，基于检测到的信号为每个用户个性化音频响应，以均衡每个人的音频响应。音频系统可以集成到眼镜设备(例如，眼镜型头戴式装置(glass-typeheadset)、近眼显示器、处方眼镜)中，并且位于用户耳朵后面。

换能器组件可以包括一个或更多个换能器，以生成频率范围内的振动。例如，换能器组件包括生成频率范围的第一部分内的振动的压电换能器(piezoelectrictransducer)和生成频率范围的第二部分内的振动的动圈换能器(moving coiltransducer)。

声学传感器可以是位于耳道入口处的麦克风，感测声压波。替代地，声学传感器可以是耦合到用户耳朵的耳廓的振动传感器，用于感测对应于用户耳朵入口处的声压波的耳廓振动。振动传感器可以是压电传感器或加速度计。

在涉及音频系统、眼镜设备和存储介质的所附权利要求中具体公开了根据本发明的实施例，其中，在一个权利要求类别(例如，音频系统)中提到的任何特征也可以在另一个权利要求类别(例如，眼镜设备、存储介质、系统、计算机程序产品和方法)中被要求保护。在所附权利要求中的从属性或往回引用仅为了形式原因而被选择。然而，也可以要求保护由对任何前面权利要求的有意往回引用(特别是多项引用)而产生的任何主题，使得权利要求及其特征的任何组合被公开并可被要求保护，而不考虑在所附权利要求中选择的从属性。可以被要求保护的主题不仅包括如在所附权利要求中阐述的特征的组合，而且还包括在权利要求中的特征的任何其他组合，其中，在权利要求中提到的每个特征可以与在权利要求中的任何其他特征或其他特征的组合相结合。此外，本文描述或描绘的实施例和特征中的任一个可以在单独的权利要求中和/或以与本文描述或描绘的任何实施例或特征的任何组合或以与所附权利要求的任何特征的任何组合被要求保护。

在根据本发明的实施例中，一种音频系统可以包括：

换能器组件，其被配置成耦合到用户耳朵的耳廓的背部的第一部分，该换能器组件包括至少一个换能器，该至少一个换能器被配置成在频率范围内振动耳廓，以使耳廓根据振动指令产生声压波；

声学传感器，其被配置成检测用户耳朵入口处的声压波；以及

控制器，其被配置成：