具有波束整形扬声器的音频系统和具有这样的音频系统的眼镜技术方案

本发明专利技术涉及一种用于设置在耳朵的外部区域中的音频系统(2)，该音频系统具有用于固定到用户头部且包括至少一个中空空间(26、27、28)的载体元件(4)并且具有设置在该中空空间(26、27、28)中的至少一个扬声器(5、6、7)，当该载体元件(4)如预期设置时该至少一个中空空间具有被定向在预期的耳朵的耳孔(22)的方向上的主开口(11、12、13)，该至少一个扬声器的腔体(14、15、16)至少部分地由第一中空空间区域(29)形成，并且借助于该音频系统，第一声波(35)可以在与该主开口(11、12、13)间隔开的耳朵的方向上被发射通过所述开口。根据本发明专利技术，该中空空间(26、27、28)包括设置在第一中空空间区域(29)中的副开口(17、18、19)，从而当该载体元件(4)如预期设置时所述开口远离耳朵朝向周围区域定向，使得第二声波(36)可借助于扬声器(5、6、7)被发射通过副开口(17、18、19)，所述波在相位上与第一声波(35)偏移，使得由音频系统(2)发射到该周围区域中的声波的量可被降低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有波束整形扬声器的音频系统和具有这样的音频系统的眼镜本专利技术涉及一种用于设置在耳朵的外部区域中的音频系统，该音频系统具有用于固定到用户头部且包括至少一个中空空间的载体元件并且具有设置在中空空间中的至少一个扬声器，当该载体元件如预期设置时该至少一个中空空间具有被定向在预期的耳朵的耳孔方向上的主开口，该至少一个扬声器的腔体至少部分地由该载体元件的第一中空空间区域形成，并且借助于该音频系统，第一声波可以在与该主开口间隔开的耳朵的方向上被发射通过所述开口。本专利技术进一步涉及用于借助音频系统输入和输出视觉和/或听觉信息的眼镜，尤其是数据眼镜。US2014/0270316A1公开了包括扬声器和声学声音引导元件的眼镜，借助于该眼镜，由扬声器产生的声音可被引导到用户的耳孔，使得用户可感知所述音频信息。此处的声音引导元件从眼镜的眼镜脚(earpiece)延伸到用户的耳孔中。该情形中的缺点在于声音引导元件在耳孔处的直接布置致使环境声音被抑制。另外，如果音频系统直接设置在耳孔处或耳孔中，则用户感到烦扰。因此，本专利技术的目的是生产一种用于设置在耳朵的外部区域中的音频系统，借助于该音频系统可向用户传送音频信息，而所述信息不被存在于周围区域中的人员感知，使得相关环境声音不被抑制，并且/或者穿戴舒适度可被增加。该目的通过一种用于设置在耳朵的外部区域中的音频系统以及通过用于输入和输出视觉和/或听觉信息且具有独立权利要求的特征的眼镜来实现。本专利技术涉及一种用于设置在耳朵的外部区域中的音频系统。当音频系统如预期设置时，所述系统与耳朵间隔开，尤其与耳孔间隔开。该音频系统包括用于固定到用户头部的载体元件，并且包括具有主开口的至少一个中空空间。主开口设置在载体元件上，使得当载体元件如预期设置时所述开口被定向在朝向预期的耳朵的耳孔的方向上。相应地，主开口优选地与预期的耳朵间隔开和/或因而优选地存在于耳侧和/或在耳孔的方向上被对准。该音频系统进一步包括设置在中空空间中的至少一个扬声器。所述扬声器优选地是MEMS扬声器。扬声器的腔体至少部分地由该中空空间的第一中空空间区域形成。第一声波可以在与主开口间隔开的耳朵的方向上借助于扬声器来被发射通过所述主开口。为了实现声束整形或“波束成形”——其中被发射到周围区域中的音频信号被降低到最小值和/或大体上被聚焦在用户的耳孔上——该中空空间包括设置在第一中空空间区域中的副开口，使得当载体元件如预期设置时所述开口远离耳朵朝向周围区域定向。相位上与第一声波偏移的第二声波可由此借助于扬声器被发射通过副开口。此处实现相位偏移，使得由音频系统发射进入周围区域内的声波的量可被降低。听觉信息可因此有利地由音频系统传送给用户，而所述信息不能够被在附近存在的人员感知。音频系统的非接触实现(即，与耳朵间隔开)以及相关联的高级别的穿戴舒适度还可实现非常高级别的顾客接受度。相应地，用户不需要在耳孔的紧邻区域中穿戴烦扰的元件，因为音频信号被以聚焦的方式从与耳朵间隔开的区域传送到耳孔。如果主开口和副开口被设置在载体元件的两个不同侧和/或载体元件的彼此背离的侧面处，则将是有利的。所述两侧中的一侧在此被定向在预期的耳孔的方向上，而另一侧远离耳孔且朝向周围区域定向。为了能够通过副开口消除，声波也通过主开口被部分地发射到周围区域，如果主开口和副开口被定向在彼此旋转至少90°且不大于180°的方向上，则将是有利的。由此确保了副开口被引导得足够远离耳孔，以至于只有被发射到周围区域中的声波由此被消除。如果副开口的开口表面区域在大小上略小于或等于主开口的开口表面区域，则将是有利的。如果音频系统包括电连接到扬声器以用于声束整形的控制单元，则是更为有利的。所述控制单元优选地集成在载体元件中。由此可以确保扬声器被致动，使得相关音频信息被安排为专门对用户可用，并且存在于周围区域中的人员听不到任何声音。在本专利技术的有利改进中，控制单元被实现为使得被该至少一个扬声器发射通过主开口的第一声波可被聚焦在耳孔的区域中。无意中被发射到周围区域的声波可由此被降低。附加地或替代地，如果控制单元被实现为使得第二声波包括大体上180°的相位偏移，则是更为有利的。通过主开口无意中被发射进入周围区域中的第一声被可由通过副开口的偏移180°的第二声波消除。存在于周围区域中的人员因此不能够感知与用户相关联的音频信息。为了在扬声器的布置中具有更大的自由，如果扬声器包括通往主开口的声音引导通道，则将是有利的。所述通道优选地至少部分地由中空空间的第二中空空间区域形成。由扬声器产生的第一声波被相应地引导通过声音引导通道至主开口。为了简化音频系统的制造及后续的更换，如果载体元件包括在其间实现中空空间的联结在一起的两个壳体部分，则将是有利的。壳体部分可以可释放地或永久地彼此联结。第一和/或第二中空空间区域优选地被部分地实现在壳体的第一和第二部分中。因此，壳体部分在该情形中均包括朝向内部凹入地弯曲的且在被组装时形成中空空间的凹部。为了音频系统的更简单的组装，如果扬声器被设置和/或支撑在壳体的这两个部分之间，则将是有利的。为此，壳体的这两个部分中的至少一个部分优选地包括扬声器被可靠地保持在其中的安装凹部。在该情形中，扬声器具体而言在其两个端面中的一个端面的一侧处和/或边缘区域处接触该安装凹部。在本专利技术的有利改进中，这两个中空空间区域通过设置在所述区域之间的扬声器和/或借助于密封元件彼此分隔开。由此可以避免被发射进入第一中空空间区域中的第一声波可能透入到第二中空空间区域中。以相同的方式，密封元件还防止由扬声器发射进入第二中空空间区域中的第二声波透入到第一中空空间区域中。非常高的音频质量可由此被确保。为了确保完全密封，如果密封元件被实现为框架和/或被压在扬声器(尤其在其背离安装凹部的端面上)和这两个壳体部分中的一个壳体部分之间，则将是有利的。对于音频系统的紧凑设计，如果扬声器是MEMS扬声器，则将是有利的。所述扬声器优选地是压电MEMS扬声器。所述扬声器包括膜和压电致动器层或致动器。MEMS扬声器的膜可以与致动器或致动器层间隔开并且/或者可借助于被设置在这两者之间的行程结构(strokestructure)而被耦合。扬声器有利地包括能沿行程轴移位的膜，其中主开口和/或副开口优选地以一角度(尤其大体上以90°成角度)被对准到行程轴。音频系统的非常紧凑的设计可由此被实现。如果音频系统包括至少一个低音扬声器和/或至少两个高音扬声器，则将是有利的。对于波束整形，如果这两个高音扬声器的主开口彼此间隔开，尤其在1cm和5cm之间，尤其优选地为2cm，则将是有利的。就这一点而言，如果控制单元被实现用于声束整形，使得这两个高音扬声器可以以取决于距离的相位偏移来被致动，则是更为有利的。被发射到周围区域的第一声波可由此被聚焦在耳孔上，并且被发射到周围区域的声波可被降低。如果高音扬声器不具有副开口，则将是有利的。如果低音扬声器被设置在这两个高音扬声器之间，则是更为有利的。由此，音频系统可按非常节省空间的方式来被实现。此外，这两个高音扬声器之间的距离可被增加，进而对波束整形具有有利的影响。然而，替代地，如果低音扬声器被设置在扬声器阵列的边缘区域处，则也将是有利的，因为其腔体可因此在背离毗邻扬声器的一侧上被扩大。为了能够将音频本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于设置在耳朵的外部区域中的音频系统(2)，具有用于施加到用户头部且包括至少一个中空空间(26、27、28)的载体元件(4)，当所述载体元件(4)如预期设置时所述至少一个中空空间具有被定向在预期的耳朵的耳孔(22)的方向上的主开口(11、12、13)，并且具有设置在所述中空空间(26、27、28)中的至少一个扬声器(5、6、7)，所述至少一个扬声器的腔体(14、15、16)至少部分地由第一中空空间区域(29)形成，并且借助于所述音频系统，第一声波(35)能够在与所述主开口(11、12、13)间隔开的所述耳朵的方向上被发射通过所述主开口(11、12、13)，其特征在于，所述中空空间(26、27、28)包括设置在所述第一中空空间区域(29)中的副开口(17、18、19)，从而当所述载体元件(4)如预期设置时所述开口远离所述耳朵朝向周围区域定向，使得第二声波(36)能够借助于所述扬声器(5、6、7)被发射通过所述副开口(17、18、19)，所述波(36)在相位上与所述第一声波(35)偏移，使得由所述音频系统(2)发射进入所述周围区域中的所述声波的量能够被降低。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.26 DE 102016103477.01.一种用于设置在耳朵的外部区域中的音频系统(2)，具有用于施加到用户头部且包括至少一个中空空间(26、27、28)的载体元件(4)，当所述载体元件(4)如预期设置时所述至少一个中空空间具有被定向在预期的耳朵的耳孔(22)的方向上的主开口(11、12、13)，并且具有设置在所述中空空间(26、27、28)中的至少一个扬声器(5、6、7)，所述至少一个扬声器的腔体(14、15、16)至少部分地由第一中空空间区域(29)形成，并且借助于所述音频系统，第一声波(35)能够在与所述主开口(11、12、13)间隔开的所述耳朵的方向上被发射通过所述主开口(11、12、13)，其特征在于，所述中空空间(26、27、28)包括设置在所述第一中空空间区域(29)中的副开口(17、18、19)，从而当所述载体元件(4)如预期设置时所述开口远离所述耳朵朝向周围区域定向，使得第二声波(36)能够借助于所述扬声器(5、6、7)被发射通过所述副开口(17、18、19)，所述波(36)在相位上与所述第一声波(35)偏移，使得由所述音频系统(2)发射进入所述周围区域中的所述声波的量能够被降低。2.根据前述权利要求所述的音频系统，其特征在于，所述主开口(11、12、13)和所述副开口(17、18、19)被设置在所述载体元件(4)的两个不同侧(20、21)和/或彼此背离的侧上，其中所述开口优选地以至少90°且不大于180°的角度向彼此倾斜。3.根据前述权利要求中任一项或多项所述的音频系统，其特征在于，所述音频系统(2)包括用于声束整形的控制单元(25)，所述控制单元(25)被电连接到所述扬声器(5、6、7)，并且优选地被集成在所述载体元件(4)中。4.根据前述权利要求中任一项或多项所述的音频系统，其特征在于，所述控制单元(25)被实现为使得由所述至少一个扬声器(5、6、7)发射通过所述主开口(11、12、13)的所述第一声波(35)能够被聚焦在所述耳孔(22)的区域中，并且/或者所述第二声波(36)包括与所述第一声波(35)大体上180°的相位偏移。5.根据前述权利要求中任一项或多项所述的音频系统，其特征在于，所述扬声器(5、6、7)包括通往所述主开口(11、12、13)且至少部分地由第二中空空间区域(30)实现的声音引导通道(8、9、10)。6.根据前述权利要求中任一项或多项所述的音频系统，其特征在于，所述载体元件(4)包括彼此联结的两个壳体部分(31、32)，所述中空空间(26、27、28)被...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德里亚·韦斯高尼·克莱里西·贝尔特拉米，费鲁乔·博托尼，
申请(专利权)人：悠声股份有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT