CN108605185B - 一种传感器及可穿戴计算*** - Google Patents
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Abstract
本公开中公开的实施例涉及振动传感器。这种传感器包括具有导电线圈的电磁铁。导电线圈被配置为由电输入信号驱动以产生磁场。传感器还包括磁性膜片，该磁性膜片被配置为响应于产生的磁场而机械振动。另外，传感器包括一对由阻尼钢制成的悬臂。该悬臂将磁性膜片耦合到框架上。当电磁铁由电输入信号驱动时，该磁性膜片相对于框架振动。另外，该对柔性支撑臂连接到磁性膜片的相对侧。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年6月7日提交的美国专利申请No.15/175,227的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
背景技术
可穿戴计算设备正变得越来越普遍。可穿戴计算设备的示例包括可头戴式显示设备、智能手表、体戴式健康监控器以及智能头戴听筒或耳机。
骨传导传感器使收听者的骨骼结构(例如人的头骨)振动，以通过内耳提供可感知的音频信号。
发明内容
某些音频设备可以实现为可穿戴设备。可以使用骨传导传感器(bone conductiontransducer,BCT)从这样的可穿戴设备向佩戴者提供音频。尽管 BCT可以有效地提供音频，但是由于缺乏BCT的有效阻尼，用户可能经历嗡嗡声和刺激。通过使用阻尼钢的弹簧替换弹簧可以减少嗡嗡声和刺激。另外，通过使用特定参数激光焊接阻尼钢弹簧可以减少嗡嗡声和刺激。
在一个方面，本公开包括传感器。传感器包括具有导电线圈的电磁铁。导电线圈被配置为由电输入信号驱动以产生磁场。传感器还包括磁性膜片，该磁性膜片被配置为响应于产生的磁场而机械振动。另外，传感器包括一对由阻尼钢制成的悬臂。悬臂将磁性膜片耦合到框架上。当电磁铁由电输入信号驱动时，磁性膜片相对于框架振动。另外，该对柔性支撑臂连接到磁性膜片的相对侧。
在另一方面，本公开包括可穿戴计算***。可穿戴计算***包括支撑件结构，其中支撑件结构的一个或多个部分被配置为接触佩戴者。另外，可穿戴计算***包括用于接收音频信号的音频接口。此外，可穿戴计算***包括振动传感器。振动传感器包括具有导电线圈的电磁铁。导电线圈被配置为由电输入信号驱动以产生磁场。振动传感器还包括磁性膜片，该磁性膜片被配置为响应于产生的磁场而机械振动。另外，振动传感器还包括一对由阻尼钢制成的悬臂。该悬臂将磁性膜片耦合到框架，并且当电磁铁由电输入信号驱动时，该磁性膜片相对于框架振动。此外，该对柔性支撑臂连接到磁性膜片的相对侧。
在又一方面，本公开包括一种组装振动传感器的方法。该方法包括布置第一柔性支撑臂，第一柔性支撑臂具有第一端和第二端，并且两者均由阻尼钢形成，使得第一端定位在磁性膜片的第一安装表面上。另外，该方法还包括布置第一柔性支撑臂，使得第二端定位在振动传感器的框架的第一支柱或侧壁上。第一柔性支撑臂的第一和第二端的重叠区域分别与磁性膜片的第一安装表面和框架的第一支柱或侧壁重叠。该方法还包括布置第二柔性支撑臂，该第二柔性支撑臂具有第一端和第二端并且由阻尼钢形成，使得第一端定位在磁性膜片的第二安装表面上。第二安装表面和第一安装表面位于磁性膜片的相对侧。另外，该方法还包括将第二端布置成使其位于框架的第二支柱或侧壁上，其中第二柔性支撑臂的第一和第二端的重叠区域与磁性膜片的第二安装表面和框架的第二支柱或侧壁重叠。此外，该方法包括通过将足以产生用于激光焊接的热量的激光引导到第一和第二柔性支撑臂的相应重叠区域来激光焊接第一和第二柔性支撑臂，使得形成一个或多个激光点焊以经由被配置以相对于框架悬挂磁性膜片的第一和第二柔性支撑臂连接磁性膜片和框架。
通过阅读以下详细描述，并参考适当的附图，这些以及其他方面、优点和替代方案对于本领域普通技术人员将变得显而易见。
附图说明
图1示出了根据示例实施例的***的示意图。
图2A示出了根据示例实施例的可穿戴设备。
图2B示出了根据示例实施例的可穿戴设备。
图2C示出了根据示例实施例的可穿戴设备
图3示出了根据示例实施例的展示计算设备和可穿戴计算设备的组件的框图。
图4A示出了根据示例实施例的音圈和永久磁铁场景。
图4B示出了根据示例实施例的音圈。
图4C示出了根据示例实施例的音圈。
图4D示出了根据示例实施例的骨传导传感器。
图4E示出了图示根据示例实施例的装置的简化框图。
图5示出了示出根据示例实施例的阻尼钢的部件的框图。
图6示出了根据示例实施例的骨传导传感器。
图7示出了根据示例实施例的骨传导传感器。
图8示出了根据示例实施例的焊接点。
图9示出了根据示例实施例的焊接点。
图10示出了根据示例实施例的方法。
具体实施方式
本文描述了示例性方法和***。应当理解，词语“示例”和“例子”在本文中用于表示“用作示例、实例或说明”。本文描述为“示例”或“例子”的任何实施例或特征不必被解释为比其他实施例或特征更优选或更具优势。这里描述的示例实施例不意味着限制。容易理解的是，所公开的***和方法的某些方面可以以各种不同的配置来布置和组合，所有这些都在本文中考虑。
I.概述
一些可穿戴设备可以包括骨传导扬声器，其可以采用骨传导传感器 (“BCT”)的形式。BCT可操作以在振动穿过佩戴者的骨结构到达中耳或内耳的位置处振动佩戴者的骨结构，使得大脑将振动解释为声音。可穿戴设备可以采用具有BCT的耳机的形式，其可以具有有线或无线接口连接到用户的电话，或者可以是具有BCT的独立耳机设备。或者，可穿戴设备可以是眼镜式可穿戴设备，其包括一个或多个BCT并且具有与传统眼镜类似的形状因子。
在一种情况下，BCT使用振动以将声音传导到骨骼中的弹簧。特别地，弹簧可以由非磁性不锈钢材料制成。通常用于BCT的钢弹簧的一个特征是不具有显著的阻尼特性的钢。当经由BCT传输音频时，缺乏阻尼可能导致用户体验到嗡嗡声和/或刺激感。
示例性BCT可以为弹簧提供阻尼以减少这种嗡嗡声和/或刺激感。BCT 可以使用为弹簧提供适当阻尼的阻尼钢。阻尼钢可以由三层制成，其中外层可以是不锈钢，内层由橡胶(或聚合物或塑料)阻尼材料制成。包含橡胶状阻尼材料可以配置成引起弹簧的共振频率的偏移和/或当设备在共振频率处或附近操作时减小由共振引起的振动幅度。当阻尼钢提供必要的阻尼时，先前用于阻尼目的(即信号滤波)的数字信号处理器的处理能力可以被释放并用于可能出现的其他处理需求。
II.说明性可穿戴设备
现在将更详细地描述可以实现示例实施例的***和设备。然而，在不脱离本发明的范围的情况下，示例***也可以以其他设备的形式实现或采用其他设备的形式。
示例性实施例可以在具有头戴式显示器(HMD)的可穿戴计算机中实现，或者更一般地，可以在具有眼镜状形状因子的任何类型的设备上实现。此外，示例性实施例涉及具有骨传导扬声器(例如，振动传感器)的耳机。
耳机可以被配置为附接到眼镜式支撑件结构，使得当佩戴支撑件结构时，耳机从支撑件结构延伸以接触骨传导扬声器到佩戴者耳朵后部。例如，耳机可以位于侧臂的钩状部分上，其在佩戴者的耳朵后面延伸并且有助于将眼镜保持在适当位置。因此，例如，耳机可以从侧臂延伸以在耳廓处接触佩戴者的耳朵的后部。
在另一方面，耳机可以是弹簧加载的，使得骨传导扬声器舒适且牢固地贴合佩戴者耳朵的后部。例如，耳机可以包括可延伸构件，其在一端连接到眼镜并且在另一端连接到骨传导扬声器。因此，当没有佩戴眼镜时，弹簧机构可以用于保持具有骨传导的构件的端部远离侧臂。此外，弹簧机构可以将构件保持在这样的位置，使得当佩戴者戴上眼镜时，佩戴者的耳朵(例如，耳廓)的背部将推动骨传导扬声器，使得构件的第二端被推向侧臂(可能被压在侧臂上)。以这种方式，弹簧机构和构件可以组合以形成柔性耳机，使得当佩戴眼镜式设备时，骨传导扬声器舒适地压在佩戴者耳朵的后部。
图1示出了根据示例实施例的***100的示意图。***100包括BCT 110、电池120、可选传感器130、可选用户接口140和控制器150。
BCT 110包括音圈112和永久磁铁114。BCT 110可包括免提耳机或耳机。或者，BCT110可以是骨锚式助听器、可植入骨传导设备或其他类型的辅助听力设备。在一些实施例中，BCT 110可以包括水下通信设备或另一种类型的听音设备。通常，BCT 110可包括可操作以经由畸变骨传导(distortional bone-conduction)、惯性骨传导(inertial bone-conduction)或骨性鼓部骨传导 (osseotympanic bone-conduction)中的一种或多种来刺激听觉的设备。如本文所使用的，BCT 110可以指单个传感器(例如，用于单声道收听)，两个传感器 (例如，用于立体声收听)或更多传感器。此外，尽管关于BCT 110使用术语“骨传导”，但是应当理解，BCT 110可以涉及各种传感器，其被配置为通过与身体接触、通过骨骼或诸如软骨的其他结构来完全或部分地传送声音。
音圈112可以包括绝缘线，也称为磁线，以简单线圈或环形形状缠绕。在简单线圈的情况下，绝缘线可以缠绕在圆柱形芯上，该圆柱形芯可以包括空气、塑料或铁磁材料。在环形形状的情况下，绝缘线可以缠绕在塑料或铁磁材料的环形或圆环形状的芯上。预期缠绕几何形状的其他线。在示例实施例中，音圈112可包括大约2mm的转弯半径。音圈112可包括具有酚醛树脂 (釉质)涂层的铜线。例如，涂层可包括聚乙烯醇缩醛-酚醛树脂或其他类似材料。其他类型的电绝缘涂层也是可能的，例如聚酰亚胺、聚酯或聚乙烯醇。在示例性实施例中，音圈112可包括具有直径约为90微米的线(例如， AWG 39或SWG 43)，但也可考虑其他线厚度和相应的线规。
音圈112可以被认为是电感器，或者被配置为抵抗通过它的电流的变化的设备。音圈112可以包括特征电感L，其等于电压与电流变化率的比率，
其中v(t)是音圈112上的时变电压和i(t)是通过音圈112的时变电流。音圈112的电感可以以亨利(H)为单位表示。
在示例实施例中，音圈112的电感可以大于1毫亨(mH)，阻抗为8欧姆(Ω)。这样，在一些实施例中，音圈112通常可以具有比其他类型的音圈更大的电感，例如在扬声器、耳塞、微型扬声器等中的那些。其他电感值对于音圈112是可能的。
永久磁铁114可包括一种或多种铁磁材料，例如铁、钴、镍、稀土金属等。在示例性实施例中，永久磁铁114可包括铝镍钴合金、铁氧体或钕-铁- 硼(NIB)。预期其他磁性材料。
在示例性实施例中，音圈112的电感可以通过例如相对于极靴和/或永久磁铁114调节其位置来控制。
BCT 110可包括其他元件，例如轭、壳体、耦合到永久磁铁114和/或壳体的电枢、耦合到电枢和/或壳体的一个或多个弹簧或阻尼装置、以及到音圈 112的电连接。
电池120可包括二次(可再充电)电池。在其他可能性中，电池120可包括镍镉(NiCd)电池、镍-锌(NiZn)电池、镍金属氢化物(NiMH)电池或锂离子(锂离子)电池中的一种或多种。电池120可操作以为BCT 110和***100的其他元件提供电力。在示例性实施例中，电池120可以电耦合到电池充电电路。
可选传感器130可以被配置为确定***100的状态和/或位置。这样，传感器可以包括上/下传感器、接近传感器或霍尔效应传感器。其他类型的传感器被预期。在示例实施例中，传感器130可以提供可以用于确定***100的操作模式的信息。换句话说，传感器130可以提供可以用于将***100从第一操作模式切换到第二操作模式的信号，或相反亦然。
用户接口140可以包括可选显示器142和控件144。显示器142可以被配置为向***100的用户提供图像。在示例实施例中，显示器142可以至少部分透视以便用户可以通过查看显示器142来查看环境的至少一部分。在这种情况下，显示器142可以提供覆盖在环境视野上的图像。在一些实施例中，显示器142可以被配置为向用户提供增强现实或虚拟现实体验。
控件144可以包括开关、按钮、触敏表面和/或其他用户输入设备的任何组合。用户可以经由控件144监控和/或调整***100的操作。在示例实施例中，控件144可以用于触发这里描述的一个或多个操作。
***100可以可选地包括通信接口(未示出)，其可以允许***100使用模拟或数字调制与其他设备、接入网络和/或传输网络进行通信。具体地，通信接口可以被配置为与电池充电设备160通信，如本文其他地方所述。在一些实施例中，通信接口可以促进电路交换和/或分组交换通信，例如普通老式电话服务(POTS)通信和/或因特网协议(IP)或其他分组化通信。例如，通信接口可以包括芯片组和天线，其被布置用于与无线电接入网络或接入点进行无线通信。而且，通信接口可以采用或包括有线接口的形式，例如以太网、通用串行总线(USB)或高清多媒体接口(HDMI)端口。通信接口还可以采用或包括无线接口的形式，例如Wifi、蓝牙
蓝牙低功耗 (BLUETOOTH LOW
)，全球定位***(GPS)或广域无线接口 (例如，WiMAX或3GPP长期进化(LTE))。然而，可以在通信接口上使用其他形式的物理层接口和其他类型的标准或专有通信协议。此外，通信接口可以包括多个物理通信接口(例如，Wifi接口、蓝牙(BLUETOOTH)接口和广域无线接口)。
在示例实施例中，***100可以包括被配置为根据近场磁感应(NFMI) 通信协议操作的通信接口。在这种情况下，音圈112或与***100相关联的另一线圈可以被配置为发送或接收可以采用调制磁场形式的信号。即，NFMI 协议可以提供近场距离(例如，小于2米)内的设备之间的通信。在示例实施例中，通信可以表示***100和无线充电设备160之间的短程链路。例如，***100可以经由NFMI发出周期性握手请求。如果无线充电设备160响应，则***100可以开始以无线充电模式操作，因为响应可以指示两个设备彼此非常接近。NFMI通信协议可以包括13.56MHz载波频率；但是其他载波频率也是可能的。此外，由于通信范围相对较短，NFMI通信可能比可能涉及传播“远场”通信的其他通信方法更安全。
控制器150可以包括一个或多个处理器152和存储器154，例如非暂时性计算机可读介质。控制器150可以包括至少一个处理器152和存储器154。处理器152可以包括一个或多个通用处理器-例如微处理器-和/或一个或多个专用处理器-例如图像信号处理器(ISP)、数字信号处理器(DSP)、图形处理单元(GPU)、浮点单元(FPU)、网络处理器或专用集成电路(ASIC)。在示例实施例中，控制器150可以包括一个或多个音频信号处理设备或音频效果单元。这种音频信号处理设备可以处理模拟和/或数字音频信号格式的信号。附加地或替代地，处理器152可以包括至少一个可编程在电路串行编程 (ICSP)微控制器。存储器154可以包括一个或多个易失性和/或非易失性存储组件，例如磁性、光学、闪存或有机存储，并且可以与处理器152整体或部分集成。存储器154可以包括可拆卸和/或不可拆卸的组件。
处理器152可以能够执行存储在存储器154中的程序指令(例如，编译或未编译的程序逻辑和/或机器代码)以执行本文描述的各种功能。因此，存储器154可以包括非暂时性计算机可读介质，其上存储有程序指令，该程序指令在由计算设备100执行时使计算设备100执行本说明书和/或附图中公开的任何方法、过程或操作。处理器152执行程序指令可以导致处理器152使用由计算设备100的各种其他元件提供的数据。在示例实施例中，控制器150 可以包括分布式计算网络和/或云计算网络。
在示例实施例中，控制器150和处理器152可以在第一操作模式下操作***100。第一操作模式可以包括例如用音频信号驱动音圈。也就是说，第一操作模式可以包括操作***100和音圈112，以便为用户提供听觉感官体验。
控制器150和处理器152可以在第二操作模式下操作***100。在这种情况下，第二操作模式可以包括经由音圈112和无线充电设备160的充电线圈162之间的谐振或电感耦合链路对电池120进行无线充电。即，第二操作模式可以包括经由音圈112和充电线圈162之间的谐振或电感耦合链路170 将能量从无线充电设备160的电源166传输到电池120。
在示例实施例中，无线充电设备160可以包括支架164。在这种情况下，***100的壳体被成形为在无线充电电池120的同时接合支架164的至少一部分。无线充电设备160可以采用充电垫、桌子、书桌、墙壁、家具、照明装置、可重新定位的安装件、裸发射器线圈等形式，或者将其结合到其中。在示例性实施例中，在充电时，***100可以至少部分地放置在支架164内。或者，***100可以在充电时搁置在支架164上或从支架164悬挂。
在示例实施例中，操作可以包括确定***100是否在距无线充电设备160 的预定距离内。在示例实施例中，预定距离可以包括音圈112和充电线圈162 之间的充电或耦合效率变得大于阈值耦合效率的距离。例如，阈值耦合效率可以是20％耦合效率。因此，预定距离可以涉及由***100接收由无线充电设备160发送的20％能量的距离。可选地或另外地，预定距离可以涉及给定距离，例如1厘米、10厘米、1米、10米等。在确定***100在距无线充电设备160的预定距离内时，操作可以包括从第一操作模式(正常BCT监听模式)和第二操作模式(无线充电模式)切换。相反，如果确定***100不在预定距离内，则操作可以包括从第二操作模式切换到第一操作模式。
在一些实施例中，可以基于从传感器130接收的信息进行距离确定。例如，在传感器是接近传感器的情况下，接近传感器可以提供指示***100和无线充电设备160之间的距离的信息。
控制器150和处理器152可以基于接收各种信号将***100从第一操作模式切换到第二操作模式，反之亦然。例如，***100或支架164可包括微动开关。在这种情况下，当微动开关接合(例如，物理压下)时，控制器150 可以接收指示微动开关被接合的信号。响应于这样的信号，控制器150可以从以第一操作模式操作***100切换到在第二操作模式下操作它。
另外或替代地，***100可基于经由通信链路(例如，上文所描述的通信接口)接收的信息在第一操作模式与第二操作模式之间切换。例如，*** 100和无线充电设备160可以包括相应的通信设备。这样，相应的通信设备可以被配置为经由无线通信链路彼此通信。经由无线通信链路接收的信息可以包括信号强度，其可以指示***100和无线充电设备160之间的相对距离。通信可以附加地或替代地包括***100或无线充电设备160中的一个或两个的相对或绝对位置信息。在一个示例性实施例中，经由无线通信链路传送的信息可以符合蓝牙或蓝牙低能量通信协议。其他无线通信协议被预期。
***100可以基于识别靠近无线充电设备160或与无线充电设备160对接的特征状况在第一操作模式和第二操作模式之间切换。例如，无线充电设备160可以包括一个或多个特征磁铁。也就是说，无线充电装置160可包括具有特征空间布置的磁铁或具有特征磁性(例如，磁场强度)的磁铁。在这种情况下，传感器130可以包括配置成检测特征磁铁的磁传感器。也就是说，***100可以基于从磁传感器接收指示特征磁铁的信息而在第一操作模式和第二操作模式之间切换。
在第二操作模式中，能量可以经由电感或谐振耦合链路170从无线充电设备160传输到***100。可以使用各种充电信号来传输能量。在示例实施例中，充电信号可以包括包含大于20,000赫兹(Hz)的频率的交流(AC) 信号。包括其他频率或一个或多个频率波段范围的充电信号被预期。
图2A-2C示出了如本公开所考虑的可穿戴设备的若干非限制性示例。这样，关于图1所示和所述的***100可以采用任何可穿戴设备200、230或 250的形式。***100也可以采用其他形式。
图2A示出了根据示例实施例的可穿戴设备200。可穿戴设备200的形状可以类似于一副眼镜或另一种类型的可头戴设备。这样，可穿戴设备200可以包括：包含透镜框架204、206和中心框架支撑件208的框架元件，透镜元件210、212，以及延伸的侧臂214、216。中心框架支撑件208和延伸的侧臂 214、216被配置为分别通过放置在用户的鼻子和耳朵上来将可穿戴设备200 固定到用户的头部。
框架元件204、206和208以及延伸的侧臂214、216中的每一个可以由塑料和/或金属的实心结构形成，或者可以由类似材料的中空结构形成以便允许布线和元件互连在内部路由穿过可穿戴设备200。其他材料也是可能的。透镜元件210、212中的每一个也可以是足够透明的，以允许用户通过透镜元件观看。
附加地或替代地，延伸的侧臂214、216可以定位在用户的耳朵后面，以将可穿戴设备200固定到用户的头部。延伸的侧臂214、216还可以通过围绕用户头部的后部延伸将可穿戴设备200固定到用户。附加地或替代地，例如，可穿戴设备200可以连接到或可以固定在可头戴的头盔结构内。还存在其他可能性。
可穿戴设备200还可以包括机载计算***218和至少一个可手指操作的触摸板224。机载计算***218被示出为集成在可穿戴设备200的侧臂214 中。但是机载计算***218可以被提供在可穿戴设备200的其他部分之上或之内，或者机载计算***218可以远离计算设备的可头戴组件定位，并且可通信地耦合到计算设备的可头戴组件(例如，机载计算***218可以被容纳在不是头戴式设备的单独组件中，并且是有线或无线连接到头戴式设备的组件)。例如，机载计算***218可以包括处理器和存储器。此外，机载计算***218可以被配置为从手指可操作的触摸板224(并且可能来自其他传感设备和/或用户接口组件)接收和分析数据。
在另一方面，可穿戴设备200可包括各种类型的传感器和/或传感组件。例如，可穿戴设备200可以包括惯性测量单元(IMU)(图2A中未明确示出)，其提供加速度计、陀螺仪和/或磁力计。在一些实施例中，可穿戴设备200还可以包括未集成在IMU中的加速计、陀螺仪和/或磁力计。
在另一方面，可穿戴设备200可包括便于确定可穿戴设备200是否正被佩戴的传感器。例如，诸如加速度计、陀螺仪和/或磁力计之类的传感器可用于检测穿戴的可穿戴设备200的特征的运动(例如，用户走动、转头等的特征的运动)和/或用于确定可穿戴设备200处于可佩戴的可穿戴设备200的特征的定位(例如，直立，在可穿戴设备200戴在耳朵上时的典型位置)。因此，来自这些传感器的数据可以用作头上检测过程的输入。附加地或替代地，可穿戴设备200可以包括电容传感器或布置在当穿戴可穿戴设备200时通常接触佩戴者的可穿戴设备200的表面上的另一种类型的传感器。因此，由这种传感器提供的数据可用于确定是否正在佩戴可穿戴设备200。其他传感器和/ 或其他技术也可用于检测可穿戴设备200何时被佩戴。
可穿戴设备200还包括至少一个麦克风226，其可以允许可穿戴设备200 从用户接收语音命令。麦克风226可以是定向麦克风或全向麦克风。此外，在一些实施例中，可穿戴设备200可以包括布置在可穿戴设备200上的各个位置处的麦克风阵列和/或多个麦克风。
在图2A中，触摸板224被示出为布置在可穿戴设备200的侧臂214上。然而，触摸板224可以定位在可穿戴设备200的其他部分上。此外，不止一个触摸板可以在可穿戴设备200上存在。例如，第二触摸板可以布置在侧臂 216上。附加地或替代地，触摸板可以布置在一个或两个侧臂214和216的后部227上。在这样的布置中，触摸板可以布置在侧臂的在佩戴者的耳朵后面弯曲的部分的上表面上(例如，使得触摸板位于通常面向佩戴者后部的表面上，并且布置在与接触佩戴者耳朵后部的表面相对的表面上)。包括一个或多个触摸板的其他布置也是可能的。
触摸板224可以经由电容感测、电阻感测或表面声波过程以及其他可能性来感测用户的手指在触摸板上的接触、接近和/或移动。在一些实施例中，触摸板224可以是一维或线性触摸板，其能够感测触摸表面上的各个点处的触摸，以及感测手指在触摸板上的线性移动(例如，沿着触摸板224向前或向后移动)。在其他实施例中，触摸板224可以是二维触摸板，其能够感测触摸表面上的任何方向上的触摸。另外，在一些实施例中，触摸板224可以被配置用于近触摸感测，使得触摸板可以感测用户的手指何时接近触摸板但不接触触摸板。此外，在一些实施例中，触摸板224可以能够感测施加到板表面的压力水平。
在另一方面，耳机220和211分别附接到侧臂214和216。每个耳机220 和221可以分别包括BCT 222和223。BCT 222和223可以与参考图1所示和所述的BCT 110类似或相同。每个耳机220、221可以被布置成使得当佩戴可穿戴设备200时，每个BCT 222、223被定位到佩戴者的耳朵后部。例如，在示例性实施例中，耳机220、221可以布置成使得相应的BCT 222、223可以接触佩戴者的耳朵的耳廓和/或佩戴者头部的其他部分。耳机220、221的其他布置也是可能的。此外，具有单个耳机220或221的实施例也是可能的。
在示例性实施例中，BCT 222和/或BCT 223可以作为骨传导扬声器操作。 BCT 222和223可以是例如振动传感器、电声换能器或可变磁阻换能器，其响应于电音频信号输入而产生声音。通常，BCT可以是可操作以直接或间接地振动使用者的骨结构或耳廓的任何结构。例如，BCT可以用振动传感器实现，该振动传感器被配置为接收音频信号并根据音频信号振动佩戴者的骨骼结构或耳廓(pinnae)。
如图2A所示，可穿戴设备200不需要包括图形显示器。然而，在一些实施例中，可穿戴设备200可包括这样的显示器。特别地，可穿戴设备200 可以包括近眼显示器(未明确示出)。近眼显示器可以耦合到机载计算*** 218、独立图形处理***和/或可穿戴设备200的其他组件。近眼显示器可以形成在可穿戴设备200的一个透镜元件上，例如透镜元件210和/或212。这样，可穿戴设备200可以被配置为在佩戴者的视野中覆盖计算机生成的图形，同时还允许用户看过透镜元件，并同时至少查看他们的真实世界环境的一些。在其他实施例中，基本上模糊用户对周围物理世界的观看的虚拟现实显示也是可能的。近眼显示器可以相对于可穿戴设备200提供在各种位置，并且还可以在尺寸和形状上变化。
其他类型的近眼显示器也是可能的。例如，眼镜式可穿戴设备可以包括一个或多个投影仪(未示出)，其被配置为将图形投影到可穿戴设备200的一个或两个透镜元件的表面上的显示器上。在这样的配置中，可穿戴设备200 的透镜元件可以用作光投射***中的组合器，并且可以包括涂层，该涂层将从投影仪投射到它们上的光反射到佩戴者的眼睛或两只眼睛上。在其他实施例中，不需要使用反射涂层(例如，当一个或多个投影仪采用一个或多个扫描激光装置的形式时)。
作为近眼显示器的另一示例，眼镜式可穿戴设备的一个或两个透镜元件可包括透明或半透明矩阵显示器，例如电致发光显示器或液晶显示器、一个或多个用于将图像传递到用户眼睛的波导、或能够向用户传递近焦眼图像的其他光学元件。相应的显示驱动器可以设置在可穿戴设备200的框架内，用于驱动这种矩阵显示器。可选地或另外地，可以使用激光或LED光源和扫描***将光栅显示器直接绘制到用户的一个或多个眼睛的视网膜上。其他类型的近眼显示器也是可能的。
图2B示出了根据示例实施例的可穿戴设备230。设备230包括两个框架部分232，其被形状设计以便钩在佩戴者的耳朵上。当佩戴时，耳后壳体236 位于每个佩戴者的耳朵后面。壳体236可以各自包括BCT 238。BCT 238可以与关于图1所示和所述的BCT 110类似或相同。BCT 238可以是例如振动传感器或响应电子音频信号输入产生声音的电声换能器。这样，BCT 238可以用作骨传导扬声器，其通过振动佩戴者的骨骼结构来向佩戴者播放音频。其他类型的BCT也是可能的。通常，BCT可以是可操作以直接或间接地振动使用者的骨骼结构的任何结构。
注意，当从侧面观察设备230的佩戴者时，可以部分地或完全地隐藏耳后壳体236。这样，设备230可以比其他更笨重和/或更可见的可穿戴计算设备更谨慎地佩戴。
如图2B所示，BCT 238可以布置在耳后壳体236上或内部，使得当佩戴装置230时，BCT 238定位在佩戴者的耳朵后面，以使佩戴者的骨骼结构振动。更具体地，BCT 238可以形成至少部分或者可以振动地耦合到形成耳后壳体236的材料。此外，设备230可以配置成使得当佩戴设备时，耳后壳体236压在或接触佩戴者耳朵的后部。这样，BCT 238可以经由耳后壳体236 将振动传递给穿着者的骨骼结构或耳廓。设备230上的BCT的其他布置也是可能的。
在一些实施例中，耳后壳体236可包括触摸板(未示出)，类似于图2A 中所示和上文所述的触摸板224。此外，图2B中所示的框架232、耳后壳体 236和BCT 238配置可以由耳塞、耳罩式耳机或其他类型的耳机或微型扬声器代替。这些不同的配置可以通过可移动(例如，模块化)组件来实现，其可以由用户与设备230连接和分离。其他例子也是可能的。
在图2B中，设备230包括从框架部分232延伸的两根线缆240。线缆 240可以比框架部分232更柔韧，框架部分232可以更加刚性，以便在使用期间保持钩在佩戴者的耳朵上。线缆240被连接在悬挂式壳体244上。壳体 244可以包含例如一个或多个麦克风242、电池、一个或多个传感器、处理器、通信接口和板载存储器、以及其他可能性。
线缆246从壳体244的底部延伸，其可用于将设备230连接到另一设备，例如便携式数字音频播放器、智能电话、以及其他可能性。附加地或替代地，设备230可以经由位于例如壳体244中的通信接口无线地与其他设备通信。在这种情况下，线缆246可以是可移除的线缆，例如充电线缆。
包括在壳体244中的麦克风242可以是全向麦克风或定向麦克风。此外，可以实现麦克风阵列。在所示实施例中，设备230包括两个麦克风，其专门设置用于检测设备佩戴者的语音。例如，当佩戴设备230时，麦克风242可以将收听束248指向对应于佩戴者嘴巴的位置。麦克风242还可以检测佩戴者环境中的声音，例如佩戴者附近的其他的环境语音。另外的麦克风配置也是可能的，包括从框架232的一部分延伸的麦克风臂，或者在一条或两条线缆240上内嵌的麦克风。本文考虑了用于提供指示局部声学环境的信息的其他可能性。
图2C示出了根据示例实施例的可穿戴设备250。可穿戴设备250包括框架251和耳后壳体252。如图2C所示，框架251是弯曲的，并且成形为钩在佩戴者的耳朵上。当钩在佩戴者的耳朵上时，耳后壳体252位于佩戴者的耳朵后面。例如，在所示的配置中，耳后壳体252位于耳廓后面，使得耳后壳体252的表面253在耳廓背面上接触佩戴者。
注意，当从侧面观察可穿戴设备250的佩戴者时，可以部分地或完全地隐藏耳后壳体252。这样，可穿戴设备250可以比其他更笨重和/或更可见的可穿戴计算设备更谨慎地佩戴。
可穿戴设备250和耳后壳体252可以包括一个或多个BCT，例如关于图 2A所示和所述的BCT 222或关于图1所示和所述的BCT 110。一个或多个 BCT可以布置在耳后壳体252上或耳内壳体252内，使得当佩戴可穿戴设备 250时，一个或多个BCT可以定位在佩戴者的耳朵后面，以便使佩戴者的骨骼结构振动。更具体地，一个或多个BCT可以形成耳后壳体252的表面253 的至少一部分或者可以振动地耦合到形成耳后壳体252的表面253的材料。此外，可穿戴设备250可以被配置为使得当佩戴该设备时。表面253压靠或接触佩戴者耳朵的后部。这样，一个或多个BCT可以经由表面253将振动传递给穿着者的骨结构或耳廓。耳机设备上的BCT的其他布置是可能的。
此外，可穿戴设备250可以包括触敏表面254，例如如参考图2A所示和所述的触摸板224。触敏表面254可以布置在围绕佩戴者的耳朵后面弯曲的可穿戴设备250的表面上(例如，使得当佩戴耳机设备时，触敏表面通常面向佩戴者的后部)。触敏表面254的其他布置是可能的。
可穿戴设备250还包括麦克风臂255，其可朝向佩戴者的嘴部延伸，如图2C所示。麦克风臂255可包括远离耳机的麦克风256。麦克风256可以是全向麦克风或定向麦克风。此外，可以在麦克风臂255上实现麦克风阵列。或者，可以在麦克风臂255上实现骨传导麦克风(BCM)。在这样的实施例中，臂255可操作以定位和/或按压BCM紧靠着在佩戴者的下颚附近或在佩戴者的下颚上的佩戴者的面部，使得BCM响应于他们说话时发生的佩戴者的下颚的振动而振动。注意，麦克风臂255是可选的。此外，其他麦克风配置也是可能的。
III.说明性计算设备
图3是示出根据示例实施例的计算设备310和可穿戴计算设备330的基本组件的框图。在示例配置中，计算设备310和可穿戴计算设备330可操作以经由通信链路320(例如，有线或无线连接)进行通信。计算设备310可以是能够接收数据并显示与数据相对应或与数据相关联的信息的任何类型的设备。例如，计算设备310可以是移动电话、平板计算机、膝上型计算机、台式计算机或车载计算机等。可穿戴计算设备330可以是可穿戴计算设备，诸如参考图1A、1B、2A、2B和2C描述的那些、这些可穿戴计算设备的变体、或者另一种类型的可穿戴计算设备。
可穿戴计算设备330和计算设备310包括用于实现经由通信链路320彼此通信的硬件和/或软件，诸如处理器、发射器、接收器、天线等。在所示示例中，计算设备310包括一个或多个通信接口311，并且可穿戴计算设备330 包括一个或多个通信接口331。这样，可穿戴计算设备330可以经由有线或无线连接系到计算设备310。注意，计算设备310和可穿戴计算设备330之间的这种有线或无线连接可以直接(例如，通过蓝牙)建立，或间接建立(例如，通过互联网或专用数据网络)。
在另一方面，注意，虽然计算设备310包括图形显示***316，但是可穿戴计算设备330不包括图形显示。在这样的配置中，可穿戴计算设备330 可以被配置为可穿戴音频设备，其允许高级语音控制和与在其上连接的另一计算设备310上运行的应用程序的交互。
如上所述，通信链路320可以是有线链路，例如通用串行总线或并行总线，或者是经由以太网端口的以太网连接。还可以使用专有有线通信协议和/ 或使用专有类型的通信接口来建立有线链路。通信链路320还可以是使用例如蓝牙无线电技术、IEEE 802.11中描述的通信协议(包括任何IEEE 802.11 修订版)、蜂窝技术(诸如GSM、CDMA、UMTS、EV-DO、WiMAX、或者 LTE)，或
技术以及其他可能性的无线连接。
如上所述，为了经由通信链路320进行通信，计算设备310和可穿戴计算设备330每个可以分别包括一个或多个通信接口311和331。所包括的通信接口的(多个)类型可以根据用于计算设备310和可穿戴计算设备330之间的通信的通信链路320的类型而变化。这样，通信接口311和331可以包括使用各种不同的有线通信协议促进有线通信的硬件和/或软件，和/或使用各种不同的有线通信协议促进无线通信的硬件和/或软件。
计算设备310和可穿戴计算设备330包括各自的处理***314和324。处理器314和324可以是任何类型的处理器，例如微处理器或数字信号处理器。注意，计算设备310和可穿戴计算设备330可以具有不同类型的处理器或相同类型的处理器。此外，计算设备310和可穿戴计算设备330中的一个或两个可以包括多个处理器。
计算设备310和可穿戴计算设备330还包括各自的机载数据存储器，例如存储器318和存储器328。处理器314和324分别通信地耦合到存储器318 和存储器328。存储器318和/或存储器328(本文描述的任何其他数据存储器或存储器)可以是计算机可读存储介质，其可以包括易失性和/或非易失性存储组件，例如光学、磁性、有机或其他存储器或盘。存储。这样的数据存储可以与一个或多个处理器(例如，在芯片组中)分离或整体或部分地集成。
存储器318可以存储可以由处理器314访问和执行的机器可读程序指令。类似地，存储器328可以存储可以由处理器324访问和执行的机器可读程序指令。
在示例实施例中，存储器318可以包括在非暂时性计算机可读介质上存储并且可由至少一个处理器执行以在图形显示器316上提供图形用户接口 (GUI)的程序指令。GUI可以包括多个接口元件以调整可穿戴计算设备330 和计算设备310的锁定屏幕参数。这些接口元件可以包括：(a)用于调整解锁同步特征的接口元件，其中只要主设备处于解锁状态，启用解锁同步特征就使可穿戴音频设备在解锁状态下操作，并且其中当主设备处于解锁状态时，禁用解锁同步特征允许可穿戴音频设备在锁定状态下操作，以及(b)用于选择可穿戴音频设备解锁过程的接口元件，其中所选择的可穿戴音频设备解锁过程提供解锁可穿戴音频设备的机制，与主设备是处于锁定状态还是处于解锁状态无关。
在另一方面，计算设备310的通信接口311可操作以从可穿戴音频设备接收指示可佩戴音频设备是否正被佩戴的通信。这种通信可以基于由可穿戴音频设备的至少一个传感器生成的传感器数据。这样，存储器318可以包括提供头上检测模块的程序指令。这样的程序指令可以：(i)分析由可穿戴音频设备上的一个或多个传感器产生的传感器数据，以确定是否正在佩戴可穿戴音频设备；(ii)响应于确定可穿戴音频设备未被佩戴，锁定可穿戴音频设备(例如，通过向可穿戴音频设备发送锁定指令)。
III.示例性骨传导耳机
A.骨传导扬声器的示例性定位
图4是示出根据示例实施例的装置400的简化框图。特别地，图4示出了来自眼镜式支撑件结构的侧臂402的一部分。此外，可移动耳机404附接到侧臂402。可移动耳机404通常由可移动构件406和骨传导扬声器408形成。如图所示，可移动构件406的近端被附接在支撑件结构上。此外，如图所示，骨传导扬声器408被附接在可移动构件406的远端处或附近。
图4示出了方向轴412，以便为可移动耳机的运动提供参考系。特别地，轴412包括x轴，当佩戴眼镜式支撑件结构时，x轴通常与在前-在后轴对齐。这样，骨传导扬声器408的向前运动可以被称为朝向所述在前的运动以及骨传导扬声器408的向后运动可以被称为朝向所述在后的运动。轴412还包括 z轴，其指示向上和向下运动的大致方向，并且当佩戴眼镜式支撑件结构时通常与上方-下方轴对齐。此外，轴412包括y轴，其指示左和右移动的大致方向，并且当佩戴眼镜式支撑件结构时大致与中间-横向轴对齐。
如进一步所示，构件406延伸到侧臂402的所述在前。如此配置，当佩戴眼镜式支撑件结构时，构件406的远端将骨传导扬声器408定位到耳朵的后面。骨传导扬声器408可以从侧臂402向前和向后移动(即，分别朝向和远离耳后部)，使得当佩戴支撑件结构时，骨传导扬声器408面向耳朵的在后表面。
更具体地，在示例性实施例中，构件406可以是可移动的，使得骨传导扬声器408所附接到的远端可通过弧410移动。注意骨传导扬声器沿着弧410 的移动范围通常可以具有向下的分量和朝向在前的分量，因此在佩戴时可以大致平行于径向平面。然而，应该理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，当佩戴示例性HMD时，骨传导扬声器的移动可能从完全平行于径向平面而改变(例如，除了x轴(在前-在后)分量和/或y轴(上方-下方)分量，具有轻微的y轴(左-右)分量))。
这样，构件406可以被配置为定位骨传导扬声器408，使得骨传导扬声器408接触耳的后部。此外，在示例性实施例中，构件406和骨传导扬声器 408可以布置成使得骨传导扬声器408在耳廓处或耳廓附近接触耳后。然而，骨传导扬声器408可以接触另一个在后表面或多个表面而不脱离本发明的范围。
在一些实施例中，耳机404可以是弹簧加载的。例如，弹簧加载构件可以用弹簧钢实现。在所示实施例中，构件406是弯曲的悬臂弹簧，其倾向于返回弯曲形状。例如，构件404和骨传导扬声器408的自然位置可以是图4 中所示的。因此，当佩戴者戴上眼镜式支撑结构时，耳朵的后部可以接触骨传导扬声器408并且使构件406沿着弧形410移动到后部。然后，当佩戴者取下眼镜式支撑结构时，构件406和骨传导扬声器408可以返回到它们的自然位置。
在示例性实施例中，构件406的曲率可以使得当佩戴者戴上眼镜时，悬臂弹簧返回其自然弯曲形状的趋势将把骨传导扬声器压靠在耳后。
VI.示例性阻尼集成
图5示出了示出阻尼钢500的不同层的简化横截面视图。阻尼钢500是将金属层内的橡胶和/或聚合物层结合在一起的材料。在一个示例中，阻尼钢可以用Quiet
实现，其由材料科学公司(Material Sciences Corporation) 生产。阻尼钢通常可由三个主要层组成。外层502可以是钢，并且中间层504 可以是粘弹性芯。粘合剂506可以将三个层502、504粘合在一起。粘合剂 506可以是可以具有导电性质的压敏粘合剂。阻尼钢500还可以使用各种涂层508涂覆在外表面上。涂层可以包括电涂层、预涂漆或磷酸盐。
图6示出了示例性BCT 600。BCT 600可以包括位于BCT 600的基部的轭602。轭602可以是具有平板基部614和与基部垂直的臂616的“U”形部件。BCT 600还可包括线圈部分604。线圈部分604可由金属线形成，金属线缠绕在附近接到轭602的芯柱606上。线圈604的两侧都是永久磁铁608，永久磁铁608也附接到轭602的平板基部。轭602可以耦合到两个单独的弹簧610，每个弹簧610附接到轭602的臂的每一个。如图6所示，弹簧610 也可以是“U”形。这样，每个弹簧可以布置成使得：(a)弹簧的第一部分附接到轭602的臂616中的一个，(b)弹簧的第二部分向内朝向BCT的中心延伸，在与轭602的平板基部614基本平行的平面中，和(c)弹簧的第三部分在到达轭602的另一臂616之前弯曲，使得它接近于另一弹簧的第一部分。
弹簧610的第二部分和第三部分可以耦合到砧座612。砧座612可以具有平坦部分和凸起部分，平坦部分提供与弹簧610的附接点，凸起部分延伸穿过在弹簧610之间形成的开口。
为了操作BCT，可以通过线圈馈送表示音频信号的电信号。线圈中的音频信号感应出时变的磁场。感应磁场与施加到线圈的音频信号成比例地变化。由线圈感应的磁场可以使铁磁芯杆606被磁化。芯杆606可以是任何铁磁材料，例如铁、镍、钴或稀土金属。在一些实施例中，芯杆606可以物理连接到轭，如图6所示。在其他实施例中，芯可以物理连接到膜片(物理连接未示出)。另外，在各种实施例中，芯杆606是磁铁。膜片被配置为基于由线圈感应的磁场而振动。膜片可以由金属或其他金属物质制成。当电信号通过线圈传播时，它将在芯杆606中产生磁场。该磁场将耦合到膜片并使膜片响应地振动。
每个支撑臂616包括板簧延伸部610，其一端终止于框架安装端618，并且在相对端部处具有重叠的膜片连接。在第一支撑臂上，板簧延伸部分610 可以由金属、塑料和/或复合材料制成，并且具有近似矩形的横截面，其高度小于其宽度。例如，近似矩形的横截面可以在基本上直的边缘之间具有圆角，或者可以是缺少直边的形状，例如具有高度小于其宽度的椭圆或椭圆形。由于较小的高度，支撑臂在横向于其横截面高度的方向上比其宽度更容易弯曲，使得支撑臂在基本横向于其横截面高度的方向上提供弯曲(即，运动)，不允许在横向于其横截面宽度的方向上显著移动。
在一些实施例中，支撑臂616的横截面高度和/或宽度可以沿着支撑臂 616的长度以连续或不连续的方式变化，使得支撑臂616提供所需的屈曲。例如，支撑臂616的横截面高度和/或宽度可以在它们各自的长度上逐渐变细，以提供从一端到另一端的厚度变化(例如，厚度变化为10％、25％、50％等)。在另一个示例中，支撑臂616的横截面高度和/或宽度在其相应的中间部分附近相对于它们各自的端部相对较小(例如，中间部分的厚度和/或宽度比端部小10％、25％、50％等等)。厚度(即，横截面高度)和/或宽度的变化调节支撑臂616的柔性，从而改变膜片622的频率和/或振幅响应。
因此，板簧延伸部610可以允许膜片622朝向和远离线圈604行进(例如，平行于芯杆606的定向)，而不会基本上左右移动(例如，垂直于芯杆 606的定向)。板簧延伸部610类似地允许膜片622弹性地朝向和远离线圈604 行进。当组装BCT 600时，框架安装端618可以是板簧延伸部610的与支撑臂616重叠的末端部分。框架安装端618牢固地连接到支撑臂616的相应顶表面，以将支撑臂616固定到轭602。支撑臂616的相对端横向于板簧延伸部的长度延伸，以形成重叠的膜片安装件。在一些实施例中，片簧延伸部分可以类似于大写字母“L”的高度，而相应的横向延伸的重叠膜片安装件类似于基部。在一些实施例中，例如在轭602附加地或替代地包括用于安装支撑臂616的侧壁的情况下，支撑臂616可以类似于大写字母“C”，具有由“C”的中间部分形成的板簧延伸部分以及底部和顶部横向部分，分别为膜片622和侧壁提供安装表面。
膜片622位于矩形板上，该矩形板垂直于电磁铁芯杆606的定向，具有延伸的安装表面。膜片622包括向外的砧座612和相对的面向线圈的表面，以及从砧座612向外延伸的安装表面。安装表面可以在与砧座612平行的平面中，两者都在大致垂直于芯杆606的定向的平面中。安装表面620与重叠的膜片安装件接口，以将膜片622弹性地悬挂在电磁线圈604上。
在一些实施例中，砧座612是矩形的并且定向在与轭602的基座平台大致相同的方向上。安装表面可以可选地沿着矩形膜片622的长度突出以重叠支撑臂616的横向延伸的重叠膜片安装件。安装表面可选地沿矩形膜片622 的宽度突出，以允许支撑臂616与板簧延伸部分上的安装表面重叠以及横向- 扩展的重叠膜片安装座。在一些示例中，砧座612还可包括耦合到其顶部表面的非金属(例如塑料)部件(未示出)。非金属部件可以充当设备和人之间的接口，以将砧座的振动耦合到人。
此外，两个支撑臂616连接到膜片622的相对端(经由重叠的膜片安装件)，以便平衡由单独的支撑臂616在膜片622上产生的扭矩。即，每个支撑臂616远离其中心点连接到膜片622，但是在膜片622的相对位置处，以平衡膜片622上的扭矩。
当组装时，第一支撑臂在一端经由第一支杆连接到轭602，并且板簧延伸部在膜片622的长度附近突出。第一支撑臂的重叠的膜片安装件在安装表面处连接到膜片622。安装表面的一个边缘位于第二支杆附近，但是相对的端部可以沿着膜片622的宽度延伸，以重叠该重叠的膜片安装件。类似地，第二支撑臂在一端经由第二支杆623连接到轭602，并且板簧延伸部在膜片 622的长度附近突出。第一支撑臂的重叠膜片安装件在安装表面连接到膜片622。安装表面的一个边缘位于第一支杆附近，但是相对的端部可以沿膜片 622的宽度延伸，以重叠该重叠的膜片安装件。为了允许膜片622经由支撑臂616的板簧延伸部分的弯曲运动，支撑臂616以及膜片622中的每一个都没有与轭602、线圈604和/或永久磁铁608一起阻碍运动的障碍物。
在操作中，基于音频内容源向BCT 600提供电信号。BCT 600位于可穿戴计算设备中，使得膜片622的振动被传送到佩戴者头部的骨结构(以向佩戴者的内耳提供振动传播)。例如，参考图2，处理器206可以解释来自通信指示音频内容的数据(例如，数字化音频流)的远程设备214的信号212。处理器206可以产生到线圈604的电信号以产生足以振动膜片622的时变磁场，以在佩戴者的内耳中产生对应于原始音频内容的振动。例如，电信号可以通过线圈604在交替方向上驱动电流，以便产生时变磁场，其频率和/或幅度足以产生用于内耳感知的所需振动。
膜片622可以可选地包括安装点，例如螺纹孔，以允许将砧座固定到BCT 600。例如，具有用于耦合到头部的骨骼部分的合适尺寸和/或形状的砧座可以安装到膜片622的砧座612上。因此，安装点允许单个BCT设计与多个不同的砧座一起使用，例如配置成接触佩戴者的太阳穴的一些砧座，以及其他配置为接触佩戴者的乳突骨等。应注意，可以使用其他技术将膜片622连接到砧座，例如粘合剂、热熔、紧配合(“压配合”)、嵌件成型、焊接等。这种连接技术可用于在膜片622和砧座612之间提供刚性结合，使得振动容易从膜片622传递到砧座612并且不被这种结合吸收。在一些示例中，膜片622 可以与合适的砧座一体地形成，例如，膜片622的振动表面被暴露以用作用于抵靠佩戴者头部的骨部分振动的砧座。
在本公开的一些实施例中，支撑臂616沿膜片622的长度悬臂(即，沿着形成砧座612的近似矩形板的最长尺寸)。悬臂支撑臂的一端经由膜片622 的一侧附近的支杆连接到轭602，并且支撑臂的相对端经由支撑表面和重叠的膜片安装件连接到膜片622的相对端附近的膜片622。类似地，悬臂支撑臂的一端经由膜片622的一侧附近的支杆623连接到轭602，并且支撑臂的相对端经由支撑表面和重叠的膜片安装件连接到膜片622的相对端附近的膜片622。因此，两个支撑臂616在膜片622的相对侧上彼此交叉以平衡膜片 622上的扭矩，其中一个延伸邻近膜片622的一侧，另一个沿膜片622的相对侧延伸。
应注意，BCT 600示出了支撑臂616与膜片622之间的连接，其中支撑臂616与膜片622重叠(例如，在重叠的膜片安装件处)。然而，也可以通过将膜片622布置成与支撑臂616重叠来提供支撑臂616和膜片622之间的牢固机械连接。在这种情况下，支撑臂616可以可选地降低大约等于膜片安装表面的厚度的量，以实现膜片622下表面和电磁线圈604之间的相当的分离。
图7示出了上述示例性BCT 600的顶视图。使用阻尼钢制造的弹簧610 可以是“U”形的，并且两者都可以布置成使得存在中心开口，砧座的凸起部分通过该中心开口被定位。
图8示出了用于将砧座(未示出)612附接到弹簧610的焊接点。如上所述，砧座612可以附接到弹簧610。具体地，砧座612的平坦部分可以附接到弹簧610。
在一个实施例中，砧座612和弹簧610可使用激光焊接技术附接在一起。在一些示例中，砧座612和弹簧610之间的结合力可以不超过25牛顿。一组焊接参数可包括：(i)焊接过程可以是二极管光学激光焊接；(ii)焊接的厚度可介于0.4毫米(mm)至0.7毫米之间；(iii)激光器可以是基于二极管的激光器；(iv)激光器可以是连续波激光器；(v)激光器的波长可以是1030 纳米(nm)；(vi)激光器可具有600瓦的功率；(vii)激光器可以具有280mm的焦距；(viii)焊接可以约1905毫米/秒进行；(ix)激光器可以具有配置有 90％氩气和10％氦气的气体；(x)激光器的气流量可为16.6升/秒；(xi)激光器可具有6.35mm的气体喷嘴直径，并且(xii)激光器可具有铜散热器。
在另一个实施例中，可以有八个焊接点802，其将砧座612连接到弹簧 610中的一个。焊接点802可以由两条平行线组成，每条线可以包括四个焊接点。在一些实施例中，平行线可以彼此重叠。
图9示出了根据一个示例实施例的用于将弹簧610附接到轭602的臂的焊接点。如图9所示，弹簧610的第一端可以附接到轭602的臂上。此外，弹簧610的第一端和轭603可以使用激光焊接技术焊接在一起，类似于先前描述的那些。在一些实施例中，横跨轭602的臂的一端的表面可以有五个焊接点902。五个焊接点902布置成直线，该直线延伸通过弹簧610的第一端和轭602的臂的一端的表面接触的接触表面的整个长度。弹簧610和轭602 上的结合力不可以超过75牛顿。另一个弹簧610可以使用相同的焊接位置和参数附接到轭。
在BCT中使用阻尼钢可以提供许多优点。使用阻尼钢的一个优点是阻尼钢可以减少BCT的谐振。在BCT的操作期间，由设备的操作在设备的共振频率处或附近引起的谐振可引起使用者经历的嗡嗡声和/或刺激感。因此，阻尼钢的使用可以为BCT设备带来更愉快的用户体验。这可能来自阻尼钢的改进的阻尼特性。如前所述，阻尼钢可以通过改变弹簧的共振频率和/或减小由共振引起的振动幅度来减小谐振。此外，将阻尼钢集成到BCT中可使BCT包装紧凑，因为不需要在BCT中额外集成额外的阻尼器，例如橡胶阻尼器。
VI.示例性阻尼集成
图10示出了根据示例实施例的组装振动传感器的方法1000。方法1000 可以描述与参考图1、2A-C、3、4A-E、5、6、7、8和9示出和描述的元件和/或操作模式类似或相同的元件和/或操作模式。虽然图10示出了某些步骤或方框，应理解其他步骤或方框也是可能的。具体地，可以添加或减去方框或步骤。附加地或替代地，可以以与本文所示不同的顺序重复、互换和/或执行方框或步骤。
方框1002包括布置第一柔性支撑臂，第一柔性支撑臂具有第一端和第二端，使得第一端定位在磁性膜片的第一安装表面上，并且第二端定位在振动传感器的框架的侧壁上方。第一柔性支撑臂的第一和第二端的重叠区域分别与磁性膜片的第一安装表面和框架的第一侧壁重叠。
方框1004包括布置第二柔性支撑臂，第二柔性支撑臂具有第一端和第二端，使得第一端定位在磁性膜片的第二安装表面上，其中第二安装表面和第一安装表面是在磁性膜片的相对侧上，并且第二端定位在框架的侧壁上方。第二柔性支撑臂的第一和第二端的重叠区域分别与磁性膜片的第二安装表面和框架的侧壁重叠。
框1006包括通过引导足以产生用于激光焊接的热量的激光到第一和第二柔性支撑臂的相应重叠区域来激光焊接第一和第二柔性支撑臂，使得形成一个或多个激光点焊，以经由第一和第二柔性支撑臂连接磁性膜片和框架，第一和第二柔性支撑臂被配置成相对于框架悬挂磁性膜片。激光焊接可能导致砧座和弹簧之间的结合力不超过25牛顿。一组焊接参数可包括：(i)焊接过程可以是二极管光学激光焊接；(ii)焊接的厚度可介于0.4毫米(mm)至 0.7毫米之间；(iii)激光器可以是基于二极管的激光器；(iv)激光器可以是连续波激光器；(v)激光器的波长可以是1030纳米(nm)；(vi)激光器可具有600瓦的功率；(vii)激光器可以具有280mm的焦距；(viii)焊接可以约 1905毫米/秒进行；(ix)激光器可以具有配置有90％氩气和10％氦气的气体； (x)激光器的气流量可为16.6升/秒；(xi)激光器可具有6.35mm的气体喷嘴直径，并且(xii)激光器可具有铜散热器。可能有八个焊接点将砧座结合到其中一个弹簧上。焊点可以由两条平行线组成，每条线可以包括四个焊点。在一些实施例中，平行线可以彼此重叠。
此外，如前所述，在轭的臂的一端的表面上可以有五个焊接点。五个焊接点布置成直线，该直线延伸穿过其中弹簧的第一端和轭的臂的一端的表面接触的接触表面的整个长度。另一个弹簧可以使用相同的焊接位置和参数连接到轭上。
VII.结论
应当理解，参考“可穿戴音频设备”描述的任何示例可以同等地应用于未被配置为可穿戴的音频设备，只要这样的音频设备可以通信地耦合(例如，系)到另一计算设备。
虽然本文已经公开了各种方面和实施例，但是其他方面和实施例对于本领域技术人员来说将是显而易见的。这里公开的各个方面和实施例是出于说明的目的而不是限制性的，真正的范围和精神由所附权利要求指示。
Claims (16)
1.一种传感器，包括：
包含导电线圈的电磁铁，其中所述导电线圈被配置为由电输入信号驱动以产生磁场；
磁性膜片，其被配置为响应于产生的磁场而机械振动；和
一对悬臂，由阻尼钢制成，具有至少一个聚合物层和一个金属层，被配置为减小谐振频率附近的振动，其中所述一对悬臂将磁性膜片耦合到框架上，其中当电磁铁由电输入信号驱动时，所述磁性膜片相对于所述框架振动，并且其中所述一对悬臂被连接到磁性膜片的相对侧。
2.根据权利要求1所述的传感器，还包括耦合到所述磁性膜片的砧座，其中所述砧座被配置为将所述磁性膜片的振动耦合到所述传感器的佩戴者。
3.根据权利要求1所述的传感器，其中所述一对悬臂的每个包括具有其宽度大于高度的近似矩形的横截面的延伸的板簧，使得每个悬臂在磁性膜片的振动期间横向于它的横截面高度弯曲。
4.根据权利要求1所述的传感器，其中该传感器的框架包括第一侧和与第一侧相对的第二侧；
其中，所述一对悬臂中的第一个在靠近第一侧的位置处从框架延伸到靠近第二侧的磁性膜片的一侧；和
其中，所述一对悬臂中的第二个在靠近第二侧的位置处从框架延伸到靠近第一侧的磁性膜片的一侧。
5.根据权利要求4所述的传感器，其中所述一对悬臂经由相应的安装板连接到所述磁性膜片，所述安装板重叠从所述磁性膜片的相对侧突出的所述磁性膜片的部分，其中每个安装板横向于邻近磁性膜片的相应相对侧布置的相应悬臂的柔性部分延伸，不与所述一对悬臂中的任一个连接。
6.根据权利要求4所述的传感器，其中所述框架的所述第一侧和所述第二侧是限定所述传感器的最长尺寸的相对侧，使得所述一对悬臂沿着所述传感器的最长尺寸延伸。
7.根据权利要求4所述的传感器，其中每个悬臂经由在平行于电磁铁的轴线的方向上从框架突出的支柱或侧壁被连接到框架。
8.根据权利要求1所述的传感器，还包括：
第一和第二永久磁铁，设置有基本平行的磁轴，并在电磁铁的相对侧上连接到框架，以在磁性膜片上提供偏磁力。
9.根据权利要求1所述的传感器，其中所述一对悬臂是非磁性的。
10.根据权利要求1所述的传感器，其中所述一对悬臂经由一个或多个激光焊点耦合到所述框架或所述磁性膜片中的至少一个。
11.一种可穿戴计算***，包括：
支撑件结构，其中所述支撑件结构的一个或多个部分被配置成接触佩戴者；
用于接收音频信号的音频接口；和
振动传感器，包括：
包含导电线圈的电磁铁，其中所述导电线圈被配置为由电输入信号驱动以产生磁场；
磁性膜片，其被配置为响应于产生的磁场而机械振动；和
一对悬臂，由阻尼钢制成，具有至少一个聚合物层和一个金属层，其中所述一对悬臂将所述磁性膜片耦合到框架上，其中当电磁铁由电输入信号驱动时，所述磁性膜片相对于所述框架振动，并且其中所述一对悬臂被连接到磁性膜片的相对侧。
12.根据权利要求11所述的可穿戴计算***，其中，所述支撑件结构包括框架，所述框架具有被配置为搁置在所述佩戴者的耳朵上的侧臂和被配置为搁置所述佩戴者的鼻子的鼻梁。
13.根据权利要求11所述的可穿戴计算***，其中，所述支撑件结构的所述一个或多个部分被配置为经由以下中的至少一个接触所述佩戴者：所述佩戴者的耳朵后部的位置、所述佩戴者的耳朵的前部位置、所述佩戴者的太阳穴附近的位置、所述佩戴者的鼻子上或上方的位置、或所述佩戴者的眉毛附近的位置。
14.根据权利要求13所述的可穿戴计算***，还包括耦合到所述磁性膜片的砧座，其中所述砧座被配置为接触所述佩戴者。
15.根据权利要求11所述的可穿戴计算***，其中所述一对悬臂的每个包括具有其宽度大于高度的近似矩形的横截面的延伸的板簧，使得每个悬臂在磁性膜片的振动期间横向于它的横截面高度弯曲。
16.根据权利要求11所述的可穿戴计算***，其中所述一对悬臂经由一个或多个激光焊点耦合到所述框架或所述磁性膜片中的至少一个。
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