[發明專利]一種與眼鏡集成的多功能壓電骨導耳機與觸控力反饋系統

有效

• 申請號: 201210449166.2
• 申請日: 2012-11-10
• 公開（公告）號: CN103002388A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 袁世明;張韜;李莉
• 申請（專利權）人: 精拓麗音科技（北京）有限公司
• 主分類號: H04R17/00
• 分類號: H04R17/00;G02C11/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

技術領域

本發明涉及骨導式耳機以及觸控力反饋技術領域，具體涉及一種與眼鏡集成的多功能壓電骨導耳機與觸控力反饋系統。

背景技術

眼鏡也是現代人常用的工具，不僅用于矯正視力，而且眼鏡還以物質和藝術的結合，通過有形的方式體現佩戴者的身份、社會地位、思想觀念、興趣愛好等。據有關資料統計，截至2008年，中國眼睛近視的有2.6億人；此外，遠視、弱視、散光等眼疾都需要佩戴眼鏡，墨鏡、變色鏡、甚至無鏡片眼鏡等休閑眼鏡也越來越受到人們的喜愛。

隨著科技的進步和人們生活水平的提高，耳機成為了人們日常生活中必不可少的電子消費品。耳機主要分為耳塞式，入耳式，頭戴式，掛耳式，隨著科技的發展，又出現了藍牙耳機。藍牙耳機就是將藍牙技術應用在免持耳機上，讓使用者可以免除惱人電線的牽絆，自在地以各種方式輕松通話、聽音樂等，因為人的頭部遠離電子設備，還可以避免電磁輻射對人類健康的影響。然而，藍牙耳機依然無法回避與人耳的連接問題，連接方式仍然不外乎耳塞式，入耳式，頭戴式，掛耳式等幾種。但是，由于這種傳統的耳機佩戴方式比較生硬，長時間戴這種傳統佩戴方式的耳機難免給人疲勞和不舒適之感。由于眼鏡是雙耳與鼻梁三點式支持，耳朵僅僅起到輔助支撐的作用，所以戴眼鏡引起的疲勞和不舒適感遠遠低于耳機。

美國GOOGLE公司在2012年初曾發布一款稱之為　Project?Glass環繞式眼鏡。該款眼鏡可將信息傳送至鏡片，并且允許穿戴用戶通過聲音控制收發信息。該眼鏡還有一款內置攝像頭，可以進行視頻錄制及照片拍攝。將本專利的技術應用于類似的產品中將可在提供視頻支持的眼鏡中同時提供音頻支持，實現真正意義上的多媒體通訊。

壓電材料是種非常特殊的物質，當壓電晶體或壓電材料受到外力而發生形變時，在它的某些表面上出現與外力成線性比例的電荷累積，這個現象稱為壓電效應。而當壓電晶體或壓電材料受到外電場的作用時，壓電晶體或壓電材料產生于電場強度成線性關系的機械形變，這個現象稱為逆壓電效應。由于壓電材料的這些特性，其已經開始應用于揚聲器及觸摸屏技術中。

聲波的振動，通過兩種路徑傳遞到聽神經，一條是氣傳導，這也是通常情況下占絕對優勢的路徑；另一條是骨傳導，在通常情況下對聽覺的形成微不足道。骨傳導繞開了外耳和中耳，聲波經顱骨直接傳入內耳，有移動式和擠壓式二種方式，二者協同可刺激螺旋器引起聽覺。

骨傳導途徑：

聲波→顱骨→骨迷路→內耳淋巴液→螺旋器→聽神經→大腦皮層聽覺中樞。

目前骨傳導產品和人體接觸部分有許多，如牙齒、肩部、耳骨、后腦、乳突等。

就工作原理為標準，主流骨傳導揚聲器可分為三大類，電磁式、壓電式及磁致伸縮式，

迄今為止，骨傳導裝置的機電轉換器主要是電磁型的，主要結構為軛鐵、音圈、磁鐵及振動膜。應用和電動揚聲器相同的原理，將通過線圈的電流和磁鐵之間的相互作用產生的驅動力轉化成機械振動。但是電磁型機電轉化器具有轉化效率低及低頻區域輸出電平不足的缺點。

壓電式機電轉換器，聲振動發生元件為單（雙）壓電晶片元件，由金屬板和粘合在其上的壓電板構成。由于機械振動是由電壓而非電流引起的壓電變形驅動的，故不會伴隨有電磁型中線圈產生的焦耳熱損耗。此外，由于不需要金屬部件（磁鐵和軛），可以實現重量輕和型面薄。

專利CN1656849A（2003.5.27，日本TEMCO，電磁式）公布了一種電磁式骨導揚聲器，經由設于磁軛周緣的立起部上面和振動板上的卡止結構將振動板固定在立起部上面，從而在充分確保音圈的圈數，不會降低效率的前提下，能夠整體地形成小徑，能夠充分滿足便攜電話等小型化要求。

專利CN1627864A（（2004.12.1，日本NEC，壓電式）公開了一種壓電式骨導揚聲器，作為聲振動元件的單壓電晶片元件包括金屬板和粘合其上的壓電陶瓷壓電板，為了改善頻響，在壓電元件表面覆著硅橡膠柔性材料。

專利CN1656849A所提出的電磁式骨導揚聲器雖然廣泛應用，但其缺點也比較明顯，如當電流通過線圈時，線圈的電阻會不可避免的產生能量損耗。因此，電源提供的大部分能量作為焦耳熱量，消耗在線圈上，而只有1%的能量用作聲能。此外，在低頻區，由于阻抗低，所以電流會過高，從而使電源的負荷增加。結果，聲音輸出電平不可避免地限制在低頻區域。這樣，在低頻區域，聲音輸出電平不足。

專利CN1627864A所提出的壓電骨導器件具有高阻抗和高輸入電壓，諧振頻率較高，使得低頻區域的再現不充分；此外，由于振動系統的機械品質因數很高，在特定頻率上振動的產生被加強或削弱。從而不能自然正常地執行聲音再現。