附圖說明

本公開的實施例將通過參考以下附圖更易于理解，其中相同的附圖標記和標識指示相同的元件。

圖1圖示了根據(jù)本教導的一個實施例的耳塞裝置，其中揚聲器、傳感器和無線傳輸模塊與至少一個電子設備通信。

圖2圖示了根據(jù)本教導的一個實施例的智能耳塞系統(tǒng)。

具體實施方式

綜述

本教導公開了用于與至少一個電子設備通信的耳塞設備的制造的方法、裝置、系統(tǒng)和物品。本公開將基本的耳塞的功能拓寬為“智能”耳塞?！爸悄堋币馕吨_的耳塞設備具有先進的計算能力和連接性。

耳塞是針對試圖在嘈雜環(huán)境中睡覺的人的常見補救辦法，但主要的限制在于鬧鐘不能可靠地使用戶醒來。一些人已經(jīng)嘗試解決該問題但沒人曾為市場帶來該概念。這是因為較早的耳塞鬧鐘缺乏能夠給其有利的產品-市場契合的主要特征。例如，必須每天充電耳塞鬧鐘的麻煩是針對經(jīng)常使用的主要妨礙。

本教導描述了用戶可以如何佩戴著耳塞設備入睡且仍聽見鬧鐘。此外，喚醒用戶的鬧鐘對于其他人不可聽見，由此不干擾其他人。本教導公開了鬧鐘如何在音量上逐漸增大，最終達到將最可能喚醒用戶的dB聲級。如果用戶在預定時間不醒來，耳塞設備觸發(fā)來自至少一個電子設備的鬧鐘以作為后備措施響起。耳塞設備還具有至少一個諸如加速度計之類的生物識別(biometric)傳感器，其在夜晚追蹤用戶的運動。這允許追蹤用戶的睡眠周期并且允許“智能喚醒”功能。該“智能喚醒”功能將在用戶處于快速眼動(“REM”)睡眠時防止鬧鐘響起并且使其更易于喚醒。

將理解的是，耳塞設備可以以各種設置而被使用。以下所列的并不是詳盡清單，但旨在輔助理解該耳塞設備。作為示例，在嘈雜學校環(huán)境中必須醒來但不干擾室友的學生可佩戴該耳塞設備。另一示例適用于打盹但必須在他們到達指定的停車區(qū)域時醒來的公共交通工具乘客。其他示例是一個在打鼾另一個卻必須在某時間醒來的一對；期望監(jiān)視他們睡眠的人；選擇使用智能技術來優(yōu)化他們睡眠的人；由睡眠問題并且使用雙耳/等時/單耳節(jié)拍來幫助他們入睡的人；在安靜的地點打盹并且不想讓他們的鬧鐘干擾別人的人(例如，在圖書館學習的學生)。耳塞設備還可以利用在智能電話平臺中可用的附加技術。例如，耳塞設備可以使用智能電話的GPS來追蹤用戶何時靠近一地點并且相應地響起鬧鐘。

耳塞設備還通過播放導致節(jié)拍形成在用戶的頭中的在每個耳朵中略微不同的頻率而實施雙耳節(jié)拍的使用。這導致“腦周期調節(jié)(brain entrainment)”——腦的工作頻率借此將其本身與形成的雙耳節(jié)拍對齊的過程。清醒做夢的群體重視雙耳節(jié)拍以幫助他們實現(xiàn)適當?shù)木駹顟B(tài)。清醒做夢的群體可能發(fā)現(xiàn)佩戴耳塞設備是有用的，因為其可觸發(fā)在深度REM周期期間的輕柔鬧鐘；這被完成以使得用戶在其夢境以內被提示她正在做夢。腦周期調節(jié)有助于致使睡眠。腦周期調節(jié)還可以與耳塞設備使用以刺激其他期望的腦狀態(tài)，諸如專注和警覺。耳塞設備還可以利用接收信號強度指示器(“RSSI”)接近度感應來允許追蹤耳塞設備(如果錯位)。RSSI測量在接收到的無線電信號中出現(xiàn)的功率。

本公開克服了由于在佩戴耳塞時不能聽見例如鬧鐘的某些聲音的無數(shù)限制。本公開具有附加功能。以下實施例被提供以有助于理解耳塞設備的其他功能并且不表示詳盡清單。在一個實施例中，耳塞設備可以設定iOS應用來發(fā)送提示而不是鬧鐘?！癷OS”是先前已知為iPhone操作系統(tǒng)的移動操作系統(tǒng)。用戶可以從聯(lián)絡人列表中選擇以在某些人來電時使得耳塞設備向她發(fā)送提示。在一個實施例中，耳塞設備可以連接到其他設備，諸如嬰兒監(jiān)視器。嬰兒監(jiān)視器可以觸發(fā)鬧鐘以警示母親她嬰兒的需要。在一個實施例中，耳塞設備包括用于允許易于在吵鬧環(huán)境中聽見電話通話的應用的耳骨麥克風。例如，建筑工人可在吵鬧環(huán)境中使用耳塞設備。耳塞的降噪部分使得用戶清楚地聽見會話，而耳骨傳導部分允許用戶的話音清楚地穿過。在一個實施例中，耳塞設備可以將音樂串流到揚聲器，其可以被設定以在夜晚以預定量的時間播放預設播放列表。

本教導公開了用戶可以如何欣賞噪聲掩蔽耳塞的益處而同時利用由揚聲器和傳感器使能的功能。本教導描述了如何制作及使用在現(xiàn)有技術中現(xiàn)在不存在的高技術耳塞設備。

現(xiàn)在大體上參照圖1，其公開了耳塞裝置100的一個實施例。耳塞裝置100通常包括揚聲器103、耳塞105、電子器件底座107、線纜109、傳感器111、無線傳輸模塊113、電池115、處理器117、可替換泡沫耳塞119、加速度計121和至少一個電子設備123。

用線纜109將揚聲器103連接到電子器件底座107可以使得揚聲器103易于從電子器件底座107脫離。在一個實施例中，線纜109可以是螺紋電纜。揚聲器103從電子器件底座107的簡單脫離是有用的，因為耳塞105可以被容易地替換。當揚聲器103從電子器件底座107移除時，耳塞105可以滑落揚聲器103的接線，用新的替換，并且隨后放回電子器件底座107上。

揚聲器103可以用各種不同技術設計。在一個實施例中，耳塞設備可以利用壓電致動器，其是將電脈沖轉換為機械振動的設備。在一個實施例中，耳塞設備可以使用平衡的電樞，其是增大電效率的聲換能器設計。壓電傳感器和/或平衡電樞可以被用來處理緊空間限制并且最小化能量消耗。在一個實施例中，揚聲器103可以由各種不同的技術設計，諸如但不限制為電磁學(electromagnetics)或熱聲學(thermoacoustics)。在一個實施例中，揚聲器103可以用作蜂鳴器，并且可以振動而不是產生聲音。

揚聲器103被定位為盡可能深入耳道以進一步最小化能量消耗。線纜109從揚聲器103穿過耳塞105并且直至電子器件底座107。這允許出于衛(wèi)生目的而用可替換泡沫耳塞119替換實際耳塞部件。

用于降噪的標準泡沫耳塞通常被卷起以配合到耳道中。在一個實施例中，可以使用具有線纜109穿過的小的軸向孔的定制泡沫(聚氨酯)耳塞105。定制泡沫(聚氨酯)耳塞105最小化穿過耳塞進入耳道的噪聲以便于實現(xiàn)更高的降噪等級(“NRR”)。NRR是確定用來減小在環(huán)境中的聲音暴露的聽力保護設備的有效性的測量單位。更高的NRR指示用于降噪的更大潛力。在另一實施例中，硅膠耳塞可以用于更大的耐用性。

電子器件底座107由殼體包括。在一個實施例中，該殼體可以由光滑的塑料制出以阻止耳塞抓住邊緣并被拉出耳朵的趨勢。該殼體是符合人體工程學設計的以在外耳上平均地分布任何負載。

傳感器111、無線傳輸模塊113、處理器117和電池115一起被帶到置于電子器件底座107的殼體內部的中央印刷電路板上。在一個實施例中，殼體可以具有連接到軸向插口的螺紋孔，揚聲器103通過該軸向插口連接到電子元件。在一個實施例中，揚聲器接線可以具有某長度以使得其可以貫穿通過耳塞的長度。

在一個實施例中，耳塞設備利用藍牙低能量(“BLE”)作為無線傳輸模塊113以最小化能量消耗。隨BLE技術的出現(xiàn)，存在想象的“智能”設備不斷增長的趨勢，使得基本物體具有附加的功能。BLE技術在相似的通信范圍內使用更少的功率消耗。這意味著雖然相似的耳塞設備設計需要每晚充電，該耳塞設備的用戶不必如此做。無線信號的ping(查驗)率應當非常低以保存能量，因為在鬧鐘上的一秒延遲對于鬧鐘功能是無關緊要的?！癙ing”是包網(wǎng)絡和互聯(lián)網(wǎng)絡探測程序(Packet Internet or Inter-Network Groper)的首字母縮寫。該ping率是用于系統(tǒng)講話至服務器的響應時間。本教導公開了較低的ping率比較高的ping率更好，因為其導致顯著的能量節(jié)約。

在一個實施例中，由于高內阻和低最大電流值，電池115可以是傳統(tǒng)的紐扣單元電池。使用傳統(tǒng)的紐扣單元電池利用了BLE的低電流需求，這允許延長單個電池的使用。

處理器117可以被集成到具有無線傳輸模塊113的片上系統(tǒng)方案包中。在一個實施例中，簡單的微控制器可以從無線傳輸模塊113接收信號并且輸出對應的電氣信號。

在一個實施例中，用于獲取生物識別數(shù)據(jù)的傳感器111可以為加速度計121、溫度傳感器或光傳感器的形式。人的移動、溫度和心率通過不同的睡眠階段而可預見地變化。傳感器111使移動-溫度數(shù)據(jù)相關以分析及預測用戶何時在睡覺的某階段。該信息將以生物鐘的形式被使用，其中用戶將在預定時間幀、當他們在睡眠的較淺階段時被喚醒。

如以上指出的，在一個實施例中，加速度計121用作傳感器111之一。加速度計121是測量加速度的設備。加速度計121在睡眠期間追蹤頭部移動以監(jiān)視用戶的REM周期并在睡眠的較淺階段期間將他喚醒。如果人們在REM睡眠期間被喚醒，他們醒來感覺無力。使用加速度計121防止在用戶的REM周期期間喚醒他。

該最少一個電子設備123是具有先進的計算和無線連接能力的任何設備，如智能電話。

針對旨在整晚都被設置在人頭部上的RF設備，輻射暴露是一個健康問題，特別是針對將一晚播放音頻8小時或8小時以上的設備。現(xiàn)在參照圖2，在一個實施例中，說明了智能耳塞設備200。智能耳塞設備200被適配為使得其并不整晚連續(xù)地串流音頻，整晚連續(xù)地串流音頻將意味著RF通信鏈路250以快速率連續(xù)地連接。反而，我們將聲音上傳至智能耳塞設備200板載存儲器252本身，其隨后整晚循環(huán)。通過回放存儲的音頻文件而不是持續(xù)地通過藍牙串流它們，我們實現(xiàn)了超低輻射暴露。同時，這帶來以下附加的益處：實現(xiàn)更長的音頻回放時間，所以可以使用更小的電池，這繼而允許更小的耳安裝設備。

在該配置中，比起商務人士在單個電話通話中使用藍牙耳麥時被暴露到的而言，智能耳塞設備200的用戶將被暴露到較少的藍牙輻射。

在智能耳塞設備200的一個實施例中，板載存儲器252可以由配對的控制設備223(例如智能電話)用新的音頻文件通過RF鏈路250(例如藍牙)被無線地重新寫入。智能耳塞設備200具有處理器或解碼器217，其隨后從存儲器252拉取音頻文件并隨后在揚聲器203上播放它。該音頻文件可以被播放及循環(huán)整晚而不必在藍牙上持續(xù)地串流文件，并且這以非常節(jié)能的方式被完成。

用于我們的智能耳塞設備200的實施方式的使用情景是，用于選擇他/她想要在智能電話上播放的音軌并按鍵上傳。音軌被上傳到耳塞中并隨后被連續(xù)地循環(huán)。智能電話偶然地與耳塞重新連接(例如，每秒大約一次重新連接)以維持連接從而發(fā)送偶然性信息，如果必要(例如，同步命令以保證左耳塞和有耳塞是時間匹配的。在一種變體中，智能耳塞設備200被指令在一定時間段之后被關閉)。

這也是有利的，因為在芯片本身上需要的存儲器大小可以非常小，因為大量音頻文件被存儲在配對的設備(智能電話)上并且僅有當前正在被播放的音頻文件占據(jù)在耳塞上的存儲器。這意味著耳塞上僅需要非常小量的存儲器空間。這是非常方便的，因為經(jīng)常被制造到與微控制器相同的芯片上的閃存可以充分大到足以存儲現(xiàn)用的音頻文件——意味著單獨的閃存模塊可能不被需要，節(jié)省了成本/空間/復雜度。

在一個實施例中，智能耳塞設備200為兩部件的實施方式：具有小量閃存的一個入耳設備以及主控制設備(智能電話)。智能電話具有從中選擇的多個音頻文件。用戶選擇短音頻片段中的一個并將其上傳到入耳設備上的小量閃存中。該入耳設備整晚都循環(huán)該聲音，并且由于不具有維持恒定藍牙連接的功率開銷而減小的功率消耗，能夠以小型電池整晚循環(huán)它。此外，作為不在藍牙連接中持續(xù)串流的結果，用戶被暴露到最小的藍牙輻射，這比商務人士在使用藍牙耳麥進行的單個電話通話期間被暴露到的藍牙輻射要小。

盡管所公開的實施例已經(jīng)采用智能耳塞設備200進行了描述，字面上任何無線頭部安裝的設備可以使用本文所述的原理和方法而被適配以減小向用戶的輻射暴露，這還可以容易地維持小的形狀因子。

本領域的技術人員將理解的是，本教導可以利用其他系統(tǒng)配置被實施，包括手持式設備、多處理器系統(tǒng)、基于微處理器的或可編程的消費電子產品、網(wǎng)絡PC的、小型計算機、大型計算機等。本教導也可在分布式計算環(huán)境中實踐，在其中任務由通過通信網(wǎng)絡鏈接的遠程處理設備執(zhí)行。在分布式計算環(huán)境中，程序模塊可以位于本地和遠程存儲器儲存設備兩者中。

本文以上描述的計算機可以使用到一個或多個遠程計算機的邏輯連接在網(wǎng)絡環(huán)境中操作。這些邏輯連接可以使用耦合到或作為計算機的一部分的通信設備而被實現(xiàn)；本教導并不限于特定類型的通信設備。遠程計算機可以是另一計算機、服務器、路由器、網(wǎng)絡PC、客戶機、對等設備或其他公共網(wǎng)絡節(jié)點，并且通常包括相對于計算機的上述許多或所有元件。邏輯連接包括局域網(wǎng)(LAN)和廣域網(wǎng)(WAN)。這樣的網(wǎng)絡環(huán)境在所有類型的網(wǎng)絡的辦公網(wǎng)絡、企業(yè)級計算機網(wǎng)絡、內部網(wǎng)和因特網(wǎng)中是常見的。

當在局域網(wǎng)網(wǎng)絡環(huán)境中使用時，計算機通過作為通信設備的一種類型的網(wǎng)絡接口或適配器被連接到本地網(wǎng)絡。當在廣域網(wǎng)網(wǎng)絡環(huán)境中使用時，計算機通常包括作為通信設備的一種類型的調制解調器，或任何其他類型的通信設備以用于建立在諸如互聯(lián)網(wǎng)之類的廣域網(wǎng)絡上的通信。

前面的描述圖示了與至少一個電子設備通信的耳塞設備的多個方面的示例性實施方式以及新穎特征?？商娲鷮嵤┓绞奖唤ㄗh，但列舉本教導的所有可替代實施方式是不實際的。因此，本公開的范圍應當僅參考所附的權利要求書而被確定，并且不應由以上說明書中闡述的特征而被限定，除非到所附權利要求書中記載的這種限制的程度。

盡管以上說明書指出了如應用于各種實施例的本公開的新穎特征，本領域技術人員將理解以闡述的本教導的形式和細節(jié)的各種省略、替換、置換和在形式和變化可以被做出而不偏離本教導的范圍。

如上所述的元件和替代品的每個實際且新穎的組合以及這樣的元件的等價物的每種實際組合被考慮作為本教導的實施例。因為有更多的元件組合被考慮作為可以在本文中合理地明確列舉的本教導的實施例，本教導的范圍由所附權利要求而不是由前面的描述適當限定。各個權利要求元素的等同范圍和含義內的所有變化都包括在對應權利要求的范圍內。下述各權利要求的目的是涵蓋在與這種權利要求的字面語言僅非實質性上不同的任何裝置或方法，只要這種裝置或方法事實上不是現(xiàn)有技術的實施例。為此，每一個權利要求中的每個所述元件應盡可能廣泛解釋，而且應該被理解為盡可能包括任何等同于這樣的元素而不包含現(xiàn)有技術。此外，就術語“包含”在具體實施方式或權利要求書中使用的程度來說，此術語旨在以類似于術語“包括”的方式是包含性的。