TWI727168B - 對稱式耳機裝置 - Google Patents

Abstract

一種對稱式耳機裝置，包括本體、第一接近感測器、第二接近感測器、通訊模組、處理模組及播放模組。本體包括外耳塞環，外耳塞環包括有中央對稱面、左半環及右半環，中央對稱面分隔左半環與右半環於相對二側。第一接近感測器設置於外耳塞環之左半環，第一接近感測器偵測並對應輸出一第一偵知訊號。第二接近感測器設置於外耳塞環之右半環，第二接近感測器偵測並對應輸出一第二偵知訊號。通訊模組接收一音源訊號，音源訊號包括左聲道音訊與右聲道音訊。播放模組電連接於通訊模組。處理模組根據第一偵知訊號與第二偵知訊號，選擇性地控制播放模組播放左聲道音訊、或選擇性地控制播放模組播放右聲道音訊。

Description

對稱式耳機裝置

本發明係關於一種耳機裝置，特別是指一種對稱式耳機裝置。

耳機是一種小型聲音輸出裝置，為多媒體產品（如電腦或智慧型手機）中不可或缺的配件之一。使用者可透過耳機接收與播放多媒體產品輸出的音源，以在不影響旁人的情況下獨自聆聽音訊。

一般來說，耳機通常包括有一對聽筒（左耳聽筒與右耳聽筒），其中左耳聽筒負責播放音源中的左聲道音訊，而右耳聽筒負責播放音源中的右聲道音訊。

然而，對於平頭式耳機或稱耳塞式耳機（Earbuds）來說，由於左耳聽筒與右耳聽筒的形狀相同且對稱（例如皆為圓形），因此使用者容易將左耳聽筒與右耳聽筒佩戴錯誤，也就是將左耳聽筒誤戴到右耳，將右耳聽筒誤戴到左耳，造成影響聲音的效果及聆聽的感受。

有鑑於此，於一實施例中，提供一種對稱式耳機裝置，用於接收來自外部之一音源訊號，音源訊號包括一左聲道音訊與一右聲道音訊，對稱式耳機裝置包括本體、第一接近感測器、第二接近感測器、通訊模組、播放模組及處理模組。本體包括外耳塞環，外耳塞環包括有中央對稱面、左半環及右半環，中央對稱面分隔左半環與右半環於相對二側，左半環與右半環依中央對稱面彼此左右對稱。第一接近感測器設置於外耳塞環之左半環，第一接近感測器偵測並對應輸出一第二偵知訊號。第二接近感測器設置於外耳塞環之右半環，第二接近感測器偵測並對應輸出一第二偵知訊號。通訊模組接收外部之音源訊號。播放模組設置於本體內並電連接於通訊模組。處理模組電連接於第一接近感測器、第二接近感測器、通訊模組及播放模組，處理模組根據第一偵知訊號與第二偵知訊號，選擇性地控制播放模組播放左聲道音訊、或選擇性地控制播放模組播放右聲道音訊。

綜上，根據本發明實施例之對稱式耳機裝置，透過本體之外耳塞環的左半環與右半環分別設有第一接近感測器與第二接近感測器，使處理模組能根據第一偵知訊號與第二偵知訊號的不同而判斷使用者佩戴於左耳還是右耳，當使用者佩戴於左耳時即播放左聲道音訊，當使用者佩戴於右耳時即播放右聲道音訊，藉此不會發生佩戴錯誤的情形，並且確保使用者獲得最佳聆聽效果。

圖1為本發明對稱式耳機裝置一實施例之立體圖，圖1A為本發明對稱式耳機裝置一實施例之局部放大立體圖，圖2為本發明對稱式耳機裝置一實施例之平面圖，圖3為本發明對稱式耳機裝置一實施例之裝置方塊圖。如圖1至圖3所示，本實施例揭示一對對稱式耳機裝置1、2，可分別供使用者佩戴於左右耳中，以聆聽多媒體產品（如電腦或智慧型手機）傳送之音訊。其中兩個對稱式耳機裝置1、2的結構相同，以下實施例僅以其中一個作詳細說明，先此敘明。

如圖1至圖3所示，對稱式耳機裝置1可為一平頭式耳機（Earbuds）或稱耳塞式耳機，對稱式耳機裝置1包括有本體10（symmetric earbud body）、第一接近感測器15（proximity sensor）、第二接近感測器16（proximity sensor）、通訊模組17、處理模組18以及播放模組19。

如圖1、圖1A與圖2所示，本體10包括一外耳塞環11、出音開口12及後蓋體13，外耳塞環11包括有一中央對稱面S（plane of symmetry）、一左半環111及一右半環112。其中，中央對稱面S分隔左半環111與右半環112於相對二側，左半環111與右半環112依中央對稱面S彼此左右對稱。如圖1與圖2所示，在本實施例中，外耳塞環11呈圓形環體，但不以此為限，中央對稱面S可通過外耳塞環11的中心位置C，並將外耳塞環11分為互成鏡像反映關係的左半環111與右半環112而呈鏡面對稱型態（Mirror symmetry）。

再如圖1、圖1A與圖2所示，出音開口12與後蓋體13位於外耳塞環11之軸向相對二端。例如圖1A所示，外耳塞環11具有通過其環形中心位置C的一中心軸CL，且中心軸CL位於中央對稱面S上，外耳塞環11具有軸向的相對二端，後蓋體13銜接於外耳塞環11的其中一端而形成一中空殼體，出音開口12設在外耳塞環11的另一端，用以將聲音導出。本體10更包括一延伸桿14，其自後蓋體13延伸而出，在本實施例中，延伸桿14是朝外耳塞環11的徑向延伸，且依外耳塞環11的中央對稱面S呈左右對稱，也就是說，中央對稱面S可將本體10整體區分為彼此左右對稱之左半部與右半部。

如圖3與圖4所示，第一接近感測器15可設置於外耳塞環11之左半環111，第一接近感測器15可偵測並對應輸出第一偵知訊號15S，第二接近感測器16則設置於外耳塞環11之右半環112，第二接近感測器16可偵測並對應輸出第二偵知訊號16S。舉例來說，第一接近感測器15與第二接近感測器16可皆為一紅外線接近感測器，藉此，第一接近感測器15與第二接近感測器16可分別對外發出紅外線感測訊號（如第一感測訊號與第二感測訊號），當紅外線感測訊號傳遞至物體時，可分別對應產生紅外線反射訊號（即第一偵知訊號15S與第二偵知訊號16S）。在其他實施例中，第一接近感測器15與第二接近感測器16也可為其他光學式接近感測器，而構成第一偵知訊號與第二偵知訊號分別為其他形式之光反射訊號、或者第一接近感測器15與第二接近感測器16也可為電波式接近感測器，而構成第一偵知訊號與第二偵知訊號分別為反射電波。

如圖5所示，在一實施例中，當使用者需要聆聽音訊時，可將本體10的外耳塞環11與出音開口12對應塞入耳朵的耳甲腔E1中，使聲音由出音開口12導出時能進入耳道中。在一實施例中，第一接近感測器15與第二接近感測器16設置的位置可對應於耳朵的耳屏E2處。具體來說，如圖5所示，當使用者將外耳塞環11塞入左耳E時，第一接近感測器15可對應受到左耳E的耳屏E2遮蔽。如圖6所示，當使用者將外耳塞環11塞入右耳E’時，第二接近感測器16可受到右耳E’的耳屏E2對應遮蔽。

如圖1A與圖4所示，在一實施例中，外耳塞環11具有通過中心位置C之垂直中心線V，垂直中心線V與中心軸CL垂直，且垂直中心線V、中心軸CL與中心位置C均位於中央對稱面S上（如圖1A）。以垂直中心線V為0°基準線來說，第一接近感測器15至中心位置C的第一連線L1與垂直中心線V之間具有第一夾角θ1，第一夾角θ1可介於-20°～-120°之間。第二接近感測器16至中心位置C的第二連線L2與垂直中心線V之間具有第二夾角θ2，第二夾角θ2介於20°～120°之間。

如圖4所示，由於每個人的耳形或耳屏的大小不盡相同，在一些實施例中，第一夾角θ1可介於-55°～-85°之間、-65°～-85°之間或-75°～-85°之間，第二夾角θ2可介於55°～85°之間、65°～85°之間或75°～85°之間，使第一接近感測器15與第二接近感測器16設置的位置可對應於多數人耳朵的耳屏E2處。在一些實施例中，第一接近感測器15與第二接近感測器16也可依中央對稱面S分別對稱設置於左半環111及右半環112上，也就是說，上述第一夾角θ1與第二夾角θ2的絕對值相同（例如第一夾角θ1與第二夾角θ2的絕對值皆為80°），但此並不侷限。在其他實施例中，第一接近感測器15與第二接近感測器16也可為非對稱型態，例如第一夾角θ1與第二夾角θ2的絕對值具有些微差異，舉例來說，第一夾角θ1與第二夾角θ2之絕對值的角度差可小於15°（例如第一夾角θ1的絕對值為85°，第二夾角θ2的絕對值為75°）。

如圖3所示，對稱式耳機裝置1是透過通訊模組17接收來自外部之一音源訊號A，其中音源訊號A可為一立體聲訊號而包括一左聲道音訊與一右聲道音訊。在一些實施例中，通訊模組17可為一有線線路（如圖2所示，在此有線線路連接於自後蓋體13延伸出的延伸桿14）以經由插頭（如3.5mm TRS、3.5mm TRRS、USB Type-C或Lightning等等）連接於多媒體產品的耳機孔，而能透過有線線路接收來自多媒體產品的音源訊號A。或者，在另一實施例中，通訊模組17也可為無線通訊模組（例如藍牙模組）並設於本體10內部，以透過無線傳輸的方式接收音源訊號A。

如圖3所示，處理模組18可為微控制器（Micro Control Unit, MCU）或微處理器（Micro Processing Unit, MPU）並電連接於第一接近感測器15、第二接近感測器16、通訊模組17及播放模組19。播放模組19可為一揚聲器並設於本體10內，在一些實施例中，播放模組19可為動圈式揚聲器、動鐵式揚聲器或壓電式揚聲器等，此並不侷限。處理模組18根據第一偵知訊號15S與第二偵知訊號16S，選擇性地控制播放模組19播放左聲道音訊、或選擇性地控制播放模組19播放該右聲道音訊，以將音訊從出音開口12傳出。

在一實施例中，處理模組18可透過比對第一偵知訊號15S的強度與第二偵知訊號16S的強度決定播放模組19播放左聲道音訊還是右聲道音訊。例如處理模組18根據第一偵知訊號15S的強度小於第二偵知訊號16S的強度時，控制播放模組19播放左聲道音訊。或者，處理模組18根據第一偵知訊號15S的強度大於第二偵知訊號16S的強度時，控制播放模組19播放右聲道音訊。舉例來說，如圖5所示，以第一接近感測器15與第二接近感測器16皆為紅外線接近感測器來說，當使用者將本體10之外耳塞環11塞入左耳E時，第一接近感測器15會受到左耳E的耳屏E2對應遮蔽，而使第一接近感測器15所接收到第一偵知訊號15S的強度為0或非常微弱。第二接近感測器16則未受到耳殼遮蔽，而使第二接近感測器16所接收到之第二偵知訊號16S的強度大於第一偵知訊號15S的強度，此時，處理模組18即可判斷使用者佩戴是左耳而控制播放模組19播放左聲道音訊。

如圖6所示，當使用者將本體10之外耳塞環11塞入右耳E’時，第二接近感測器16可受到右耳E’的耳屏E2對應遮蔽，而使第二接近感測器16所接收到第二偵知訊號16S的強度為0或非常微弱。第一接近感測器15則未受到耳殼遮蔽，而使第一接近感測器15所接收到之第一偵知訊號15S的強度大於第二偵知訊號16S的強度，此時，處理模組18即可判斷使用者佩戴是右耳而控制播放模組19播放右聲道音訊。

藉此，透過對稱式耳機裝置1、2皆設有兩個接近感測器（第一接近感測器15與第二接近感測器16），處理模組18能根據第一偵知訊號與第二偵知訊號的不同而判斷使用者佩戴於左耳還是右耳，進而輸出正確的聲道，也就是當使用者佩戴於左耳時即播放左聲道音訊，當使用者佩戴於右耳時即播放右聲道音訊，因而不會發生佩戴錯誤的情形，以確保使用者都能聽到正確的立體聲而獲得最佳聆聽效果。此外，使用者也不需費時判斷各對稱式耳機裝置1、2為左耳耳機還是右耳耳機，從而提高使用上的便利性。

再者，透過對稱式耳機裝置1、2皆設有兩個接近感測器（第一接近感測器15與第二接近感測器16），使各對稱式耳機裝置1、2能獨立判斷使用者佩戴於左耳還是右耳，不需要兩個對稱式耳機裝置1、2都佩戴才能進行判斷。舉例來說，當使用者僅佩戴其中一個對稱式耳機裝置1於左耳E（如圖5所示），另一個對稱式耳機裝置2未佩戴時，對稱式耳機裝置1仍可獨自判斷使用者佩戴的是左耳而播放左聲道音訊。或者，當兩個對稱式耳機裝置1、2分別由不同使用者佩戴時，也能進行正確的判斷與聲道輸出，例如當其中一個對稱式耳機裝置1佩戴於一使用者的左耳，另一個對稱式耳機裝置2亦佩戴於另一使用者的左耳時，兩個對稱式耳機裝置1、2都能個別獨立判斷出佩戴於使用者左耳而皆播放左聲道音訊。

在一些實施例中，處理模組18也可將第一偵知訊號15S的強度與第二偵知訊號16S的強度分別比對一強度閥值而決定播放模組19播放左聲道音訊還是右聲道音訊。例如處理模組18根據第一偵知訊號15S的強度小於一強度閥值，第二偵知訊號16S的強度大於上述強度閥值時，控制播放模組19播放左聲道音訊。或者，處理模組18根據第一偵知訊號15S的強度大於強度閥值，而第二偵知訊號16S的小於強度閥值時，控制播放模組19播放右聲道音訊。

在一實施例中，對稱式耳機裝置1’可設有感光元件以進一步提高處理模組18判斷的準確度。如圖7所示，在本實施例中，對稱式耳機裝置1’包括有第一感光元件21與第二感光元件22，第一感光元件21與第二感光元件22可為感光耦合元件（charge-coupled device, CCD）或互補式金屬氧化物半導體主動像素傳感器（CMOS Active pixel sensor），用以接收外部光線訊號。其中第一感光元件21設置於外耳塞環11之左半環111並鄰近於第一接近感測器15，第二感光元件22設置於外耳塞環11之右半環112並鄰近於第二接近感測器16。

請對照圖7與圖8所示，處理模組18更電連接於第一感光元件21與第二感光元件22，以進一步根據第一感光元件21與第二感光元件22之感測結果輸出音源訊號A的左聲道音訊或右聲道音訊。其中感測結果包括第一感光元件21是否接收到外部光線訊號以及第二感光元件22是否收到外部光線訊號。

舉例來說，如圖5與圖7所示，當使用者將對稱式耳機裝置1’之外耳塞環11塞入左耳E時，第一接近感測器15與第一感光元件21可受到左耳E的耳屏E2對應遮蔽，第二接近感測器16與第二感光元件22則未受到耳殼遮蔽，因此，第二接近感測器16收到之第二偵知訊號16S的強度會大於第一接近感測器15收到之第一偵知訊號15S的強度，且第一感光元件21未能收到外部光線訊號，而第二感光元件22能收到外部光線訊號，此時，處理模組18可判斷使用者佩戴是左耳而控制播放模組19播放左聲道音訊。

請對照圖6與圖7所示，當使用者將對稱式耳機裝置1’之外耳塞環11塞入右耳E’時，第二接近感測器16與第二感光元件22可受到右耳E’的耳屏E2對應遮蔽，第一接近感測器15與第一感光元件21則未受到耳殼遮蔽，因此，第二接近感測器16收到之第二偵知訊號16S的強度小於第一接近感測器15收到之第一偵知訊號15S的強度，且第一感光元件21能收到外部光線訊號，而第二感光元件22未能收到外部光線訊號。此時，處理模組18可判斷使用者佩戴是右耳而控制播放模組19播放右聲道音訊。藉此，本實施例能進一步根據外部光線的變化進行判斷，以提高處理模組18判斷的準確度。

在一些實施例中，處理模組18也可將第一感光元件21與第二感光元件22收到之外部光線訊號分別比對一亮度閥值而決定輸出左聲道音訊或右聲道音訊。例如處理模組18根據第一感光元件21收到之外部光線訊號的亮度小於一亮度閥值，而第二感光元件22收到之外部光線訊號的亮度大於亮度閥值時，控制播放模組19播放左聲道音訊。或者，處理模組18根據第一感光元件21收到之外部光線訊號的亮度大於一亮度閥值，而第二感光元件22收到之外部光線訊號的亮度小於亮度閥值時，控制播放模組19播放右聲道音訊。

在一些實施例中，對稱式耳機裝置1’也可僅設有一個感光元件（第一感光元件21或第二感光元件22），例如：對稱式耳機裝置1’僅設置第一感光元件21在外耳塞環11之左半環111上，處理模組18可透過單一個感光元件的感測結果控制播放模組19播放音源訊號A的左聲道音訊或右聲道音訊，故當處理模組18於第一偵知訊號15S的強度小於第二偵知訊號16S的強度，且感光元件未能收到外部光線訊號時，控制播放模組19播放左聲道音訊。處理模組18於第一偵知訊號15S的強度大於第二偵知訊號16S的強度，且感光元件收到外部光線訊號時，控制播放模組19播放右聲道音訊。

1、1’、2‧‧‧對稱式耳機裝置10‧‧‧本體11‧‧‧外耳塞環111‧‧‧左半環112‧‧‧右半環12‧‧‧出音開口13‧‧‧後蓋體14‧‧‧延伸桿15‧‧‧第一接近感測器15S‧‧‧第一偵知訊號16‧‧‧第二接近感測器16S‧‧‧第二偵知訊號17‧‧‧通訊模組18‧‧‧處理模組19‧‧‧播放模組21‧‧‧第一感光元件22‧‧‧第二感光元件A‧‧‧音源訊號S‧‧‧中央對稱面C‧‧‧中心位置CL‧‧‧中心軸V‧‧‧垂直中心線L1‧‧‧第一連線L2‧‧‧第二連線θ1‧‧‧第一夾角θ2‧‧‧第二夾角E‧‧‧左耳E’‧‧‧右耳E1‧‧‧耳甲腔E2‧‧‧耳屏

[圖1] 係本發明對稱式耳機裝置一實施例之立體圖。 [圖1A] 係本發明對稱式耳機裝置一實施例之局部放大立體圖。 [圖2] 係本發明對稱式耳機裝置一實施例之平面圖。 [圖3] 係本發明對稱式耳機裝置一實施例之裝置方塊圖。 [圖4] 係本發明對稱式耳機裝置一實施例之設置示意圖。 [圖5] 係本發明對稱式耳機裝置一實施例之左耳佩戴示意圖。 [圖6] 係本發明對稱式耳機裝置一實施例之右耳佩戴示意圖。 [圖7] 係本發明對稱式耳機裝置另一實施例之平面圖。 [圖8] 係本發明對稱式耳機裝置另一實施例之裝置方塊圖。

1、2‧‧‧對稱式耳機裝置

10‧‧‧本體

11‧‧‧外耳塞環

111‧‧‧左半環

112‧‧‧右半環

13‧‧‧後蓋體

14‧‧‧延伸桿

15‧‧‧第一接近感測器

16‧‧‧第二接近感測器

17‧‧‧通訊模組

S‧‧‧中央對稱面

Claims (9)

1. 一種對稱式耳機裝置，用於接收來自外部之一音源訊號，該音源訊號包括一左聲道音訊與一右聲道音訊，該對稱式耳機裝置包括：一本體，包括一外耳塞環，該外耳塞環包括有一中央對稱面、一左半環及一右半環，該中央對稱面分隔該左半環與該右半環於相對二側，該左半環與該右半環依該中央對稱面彼此左右對稱；一第一接近感測器，設置於該外耳塞環之該左半環，該第一接近感測器偵測並對應輸出一第一偵知訊號；一第二接近感測器，設置於該外耳塞環之該右半環，該第二接近感測器偵測並對應輸出一第二偵知訊號；一通訊模組，接收外部之該音源訊號；一播放模組，包括單一個揚聲器，該揚聲器設置於該本體內、並電連接於該通訊模組；以及一處理模組，電連接於該第一接近感測器、該第二接近感測器、該通訊模組及該揚聲器，該處理模組根據該第一偵知訊號與該第二偵知訊號，選擇性地控制該揚聲器播放該左聲道音訊、或選擇性地控制該揚聲器播放該右聲道音訊；其中該外耳塞環具有一中心位置與通過該中心位置之一垂直中心線，該垂直中心線與該外耳塞環之軸向垂直，且該中心位置與該垂直中心線皆位於該中央對稱面上，該第一接近感測器至該中心位置的一第一連線與該垂直中心線之間具有一第一夾角，該第二接近感測器至 該中心位置的一第二連線與該垂直中心線之間具有一第二夾角，該第一夾角介於-75°~-85°之間，該第二夾角介於75°~85°之間。
2. 如請求項1所述之對稱式耳機裝置，其中該第一接近感測器與該第二接近感測器依該中央對稱面對稱設置。
3. 如請求項1所述之對稱式耳機裝置，其中該處理模組根據該第一偵知訊號的強度小於該第二偵知訊號的強度時，控制該揚聲器播放該左聲道音訊，該處理模組根據該第一偵知訊號的強度大於該第二偵知訊號的強度時，控制該揚聲器播放該右聲道音訊。
4. 如請求項1所述之對稱式耳機裝置，更包括一感光元件，設置於該外耳塞環之該左半環並鄰近於該第一接近感測器，該處理模組電連接於該感光元件、且更根據該感光元件之一感測結果選擇性地控制該揚聲器播放該左聲道音訊、或選擇性地控制該揚聲器播放該右聲道音訊。
5. 如請求項4所述之對稱式耳機裝置，其中該感測結果包括該感光元件收到一外部光線訊號或該感光元件未收到該外部光線訊號，該處理模組根據該感光元件未收到該外部光線訊號時，控制該揚聲器播放該左聲道音訊，該處理模組根據該感光元件收到該外部光線訊號時，控制該揚聲器播放該右聲道音訊。
6. 如請求項5所述之對稱式耳機裝置，更包括另一感光元件，設置於該外耳塞環之該右半環並鄰近於該第二接近感測器，該處理模組電連接於該另一感光元件、且更根據該另一感光元件之另一感 測結果選擇性地控制該揚聲器播放該左聲道音訊、或選擇性地控制該揚聲器播放該右聲道音訊。
7. 如請求項6所述之對稱式耳機裝置，其中該另一感測結果包括該另一感光元件收到另一外部光線訊號或該另一感光元件未收到該另一外部光線訊號，該處理模組更根據該另一感光元件收到該另一外部光線訊號時，控制該揚聲器播放該左聲道音訊，該處理模組更根據該另一感光元件未收到該另一外部光線訊號時，控制該揚聲器播放該右聲道音訊。
8. 如請求項1所述之對稱式耳機裝置，其中該第一接近感測器與該第二接近感測器皆為一紅外線接近感測器。
9. 如請求項1所述之對稱式耳機裝置，其中該本體更包括一出音開口、一後蓋體及一延伸桿，該出音開口與該後蓋體位於該外耳塞環之軸向相對二端，該延伸桿延伸自該後蓋體並依該中央對稱面左右對稱。

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