專利名稱：：調(diào)節(jié)音量以防止聽覺損失或損傷的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及音頻播放器，更具體地涉及用于調(diào)整音頻播放器的音量的音頻重現(xiàn)設(shè)備。參考隨后結(jié)合附圖進行的具體描述，本發(fā)明可以得到最好的理解。圖1示出根據(jù)本發(fā)明的音頻播放器的一個實施例的示意圖。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的音頻播放器的音量控制裝置的一個實施例的更詳細示意圖。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的用于音頻輸出裝置的示例插頭的音頻輸出裝置連接器的一個實施例的示意圖。圖4示出才艮據(jù)本發(fā)明的配置為連接音頻播放器和音頻輸出裝置的現(xiàn)有的三導(dǎo)體插頭的適配器的一個實施例的示意圖。圖5示出由根據(jù)本發(fā)明的音頻播放器調(diào)節(jié)向音頻輸出裝置提供的音頻信號的音量的方法的一個實施例的流程圖。圖6示出根據(jù)本發(fā)明的音頻播放器的一個實施例的示意框圖，其允許手動和/或自動輸入靈^t度數(shù)據(jù)而無需外部導(dǎo)體和/或電阻器。圖7示出根據(jù)本發(fā)明的連接到具有IC芯片的音頻輸出裝置的音頻播放器的實施例。圖8示出根據(jù)本發(fā)明的能夠調(diào)節(jié)來自音頻播放器的音頻信號的音量的音頻輸出裝置的實施例。
背景技術(shù)：
：近來，便攜式音頻系統(tǒng)，例如CD、MP3、MD以及媒體播放器變得普及，特別是由于技術(shù)的JtA使得這些系統(tǒng)體積更小同時功能更強大。這些便攜式音頻系統(tǒng)通常通過諸如耳塞、耳機等音頻輸出裝置播放例如音7樂。這些輸出裝置為欣賞音樂而不打擾旁邊的A4C供一種便捷的途徑。隨著最近便攜式音頻系統(tǒng)的普M迅速增加，許多多用戶也變得習慣于用耳機或耳塞較長時間地收聽大音量的音樂。然而，過長時間地收聽大音量的音樂可能導(dǎo)致暫時或甚至是永久的聽覺損失或損傷。在嘈雜環(huán)境中，收聽者趨向于將音量設(shè)定得更高以阻擋外界噪聲。例如，在諸如地鐵站、飛機上和擁擠的地方的過分嘈雜的環(huán)境中，用戶通常將音頻輸出音量設(shè)定的足夠高以克服背景噪聲。由于聽眾感知的聲音的響度(loudnesslevel)與背景噪聲級別和聲音輸出裝置的聲壓級(SPL，soundpressurelevel)相關(guān)，因此在高外界噪聲下以較高的音量設(shè)定收聽音樂可能會最終導(dǎo)致聽覺損傷或損失。為了克服外界噪聲的問題，開發(fā)了噪聲消除耳機以將背景噪聲降低到一定程度。盡管這種耳機在一定程度上降低了外界噪聲，但是它們通常不允許自動調(diào)節(jié)由用戶設(shè)定的音量以降低聽覺損傷或損失的風險。此外，這些耳機趨向于體積大、不方便并且昂貴，因此，不適合用作便攜式音頻裝置。作為解決上述問題的另一方案，便攜式音頻播放器的生產(chǎn)商開發(fā)了當音量達到危險的高等級時警告用戶或限制輸出音量的安全電路。這種安全電路通過將音頻播放器的輸出電功率限制在可接受的程度內(nèi)限制輸出音量，以允許用戶收聽音樂而不嚴重地損害聽覺。然而這種方案對于希望自己控制音量的用戶而言不4一優(yōu)選的。此外，簡單地限制音頻播放器的輸出電功率對于具有不同靈敏度(定義為在特定功率輸入時產(chǎn)生的聲壓級)的不同耳機而言很可能無效。事實上，由于聽覺損失與輸出聲壓級和收聽時間有關(guān)，因此限制音頻播放器的輸出電功率不能與防止聽覺損傷或損失直接相關(guān)'
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明涉及一種能夠根據(jù)音頻輸出裝置的聲壓級調(diào)節(jié)通過音頻輸出裝置輸出的音量的音頻播放器。所述音頻播放器通過監(jiān)視向音頻輸出裝置提供的音頻信號的輸出電平結(jié)合音頻輸出裝置的靈敏度值來監(jiān)視音頻輸出裝置的聲壓級。音頻播放器根據(jù)監(jiān)視的聲壓級控制音量(即由音頻輸出裝置產(chǎn)生的聲壓級)。在一個實施例，提供一種音頻^放器，包括音量調(diào)節(jié)單元、輸出適配器以及音量限制單元。音量調(diào)節(jié)單元配置為控制輸出音頻信號的輸出電平。輸出適配器配置為向音頻輸出裝置提供輸出音頻信號。音量限制單元配置為通過調(diào)節(jié)音量調(diào)節(jié)單元限制由音頻輸出裝置產(chǎn)生的音頻音量。在另一個實施例，提供一種音頻^Nt器，包括音量調(diào)節(jié)單元和輸出適配器。音量調(diào)節(jié)單元配置為控制輸出音頻信號的輸出電平。輸出適配器配置為向音頻輸出裝置提供輸出音頻信號。音頻播放器配置為通過監(jiān)視音頻輸出裝置的聲壓級限制音頻輸出裝置產(chǎn)生的音頻音量。在另一實施例，^L供一種用于音頻播放器的音頻輸出裝置，包括輸入適配器、揚聲器以及音量控制單元。輸入適配器配置為接收音頻信號。揚聲器配置為將音頻信號轉(zhuǎn)換為聲音。音量控制單元配置為監(jiān)視音頻信號并控制向揚聲器提供的音頻信號的輸出電平。在另一實施例，提供一種控制媒體播放器的輸出音量的方法，包括(i)確定向音頻輸出裝置提供的音頻信號的輸出電平；(ii)監(jiān)視由媒體播放器根據(jù)輸出電平驅(qū)動的音頻輸出裝置所產(chǎn)生的聲壓級；以及(iii)作為對聲壓級的監(jiān)視的響應(yīng)控制音頻信號的輸出電平。在另一個實施例，提供一種計算機可讀介質(zhì)，用于存儲當由媒體播放器執(zhí)行時使得媒體播放器執(zhí)行控制媒體播放器的輸出音量的方法的指令。所述方法包括(i)作為對由媒體播放器生成的輸出音頻信號的響應(yīng)，監(jiān)視由耦合到媒體播放器的音頻輸出裝置產(chǎn)生的聲壓級；以及(ii)作為對聲壓級的監(jiān)視的響應(yīng)控制輸出音頻信號的輸出電平。具體實施例方式在隨后的描述中闡述了各個實施例的具體細節(jié)。然而明顯地，可能不需要某些或全部的這些具體細節(jié)而實現(xiàn)本發(fā)明的各個實施例。在其他情況下，沒有詳細描述公知的處理步驟以免不必要地遮蓋本發(fā)明。圖1示出了音頻播放器的一個實施例。音頻播放器100包括音頻處理單元120、存儲裝置130和音量控制裝置140。音頻播放器100可以是可連接到例如耳塞、耳機等音頻輸出裝置的能夠播放具有音頻內(nèi)容的媒體文件的任何媒體播放器，例如便攜式CD播放器、卡帶播放器、MD播放器、便攜式媒體播放器、MP3播放器、MP3蜂窩電話等。音頻播放器100在存儲裝置130存儲各種媒體文件，例如音樂文件、視頻文件、音頻文件等，存儲裝置130可位于音頻播放器100內(nèi)或可移除地連接到音頻^^L器100，并包括存儲卡、卡帶、致密盤、光盤等。來自存儲裝置130的媒體文件提供到音頻處理單元120，音頻處理單元120是配置為處理和播放d^體文件的處理器。在播it媒體文件時，處理文件的音頻部分以生成音頻信號。具體地，音頻處理單元120從媒體文件生成音頻信號并將音頻信號發(fā)送到音量控制裝置140。音量控制裝置140才艮據(jù)可由用戶輸入配置的音量控制音頻信號的輸出電平(即，功率)，并用于根據(jù)有關(guān)連接到音頻播放器100的音頻輸出裝置的信息限制音頻輸出裝置的音量。接著音頻信號提供到將音頻信號轉(zhuǎn)換為聲音的音頻輸出裝置，例如揚聲器、耳塞、耳機等。圖2示出音頻播放器100的音量控制裝置140的一個實施例的更詳細的示意圖。音量控制裝置140包括音量調(diào)節(jié)單元202、放大器204、音頻輸出裝置連接器208以及音量限制單元206。音量調(diào)節(jié)單元202從音頻處理單元120接收音頻信號以控制音頻信號的輸出電平。音頻信號包括左和右聲道信號214和216，在常用的立體聲系統(tǒng)的情況下，分別提供到音頻輸出裝置的左和右聲道。作為對例如用戶對音量調(diào)節(jié)鍵或旋鈕的操作以設(shè)定音頻播放器100的音量的響應(yīng)，音量調(diào)節(jié)單元202通過調(diào)節(jié)向放大器204傳遞并最終向音頻輸出裝置提供的輸出電功率控制輸出電平。為了放大輸入的音頻信號，放大器204具有指示輸入到放大器204的信號的功率和由放大器204放大的信號的功率之間的比的恒定放大系數(shù)(例如增益)。按照放大系數(shù)，放大器204從音量調(diào)節(jié)單元202接收左和右聲道信號214和216并放大到人耳可聽到的水平。放大后的左和右聲道信號接著提供到插口(socket)形式的音頻輸出裝置連接器208,音頻輸出裝置連接器208向具有可插入音頻輸出裝置連接器208的插頭的音頻輸出裝置提，口。另夕卜，放大器204向音量限制單元206提供放大后的信號以確定經(jīng)由音頻輸出裝置連接器208向音頻輸出裝置提供的輸出電功率。音頻輸出裝置連接器208配置為包括一個或更多個導(dǎo)體，例如線、接觸部等，以提供與音頻輸出裝置的插頭中對應(yīng)導(dǎo)體的電氣接觸。與現(xiàn)有的通常具有三個導(dǎo)體(兩個導(dǎo)體用于左和右聲道信號，另一個用于接地導(dǎo)體)的音頻輸出裝置連接器不同，音頻輸出裝置連接器208配置為具有4個導(dǎo)體分別用于左和右聲道信號214和216的兩個導(dǎo)體222和224、接地導(dǎo)體226、以及附加導(dǎo)體220。音頻輸出裝置連接器中的附加導(dǎo)體220配置為向音量限制單元206提供指示音頻輸出裝置的一個或更多個電氣特性(例如靈敏度和/或阻抗數(shù)據(jù))的電氣數(shù)據(jù)信號218。電氣特性數(shù)據(jù)可以包括例如與導(dǎo)體220接觸的音頻輸出裝置的靈敏度和阻抗之一或其兩者。根據(jù)接收的電氣數(shù)據(jù)信號和向音頻輸出裝置傳遞的輸出電功率，音量限制單元206確定并監(jiān)視音頻輸出裝置的聲壓級。在靈敏度數(shù)據(jù)的情況下，耳機的靈敏度定義為在特定輸入電功率下產(chǎn)生的聲壓級，并且可以用耳機在lmW的輸入電功率下產(chǎn)生的實際聲壓級的dB數(shù)代表。由此，可通過向耳機施加lmW并利用具有內(nèi)置麥克風的虛擬頭部(dummyhead)測量聽筒產(chǎn)生的聲壓級確定耳機的靈敏度。音頻輸出裝置生產(chǎn)商通常在產(chǎn)品包裝的說明書中指明其產(chǎn)品的靈敏度等級。根據(jù)一個實施例，靈敏度在生產(chǎn)階段記錄或存儲在音頻輸出裝置內(nèi)，并且在音頻輸出裝置的插頭插入以接觸音頻播放器100的音頻輸出裝置連接器208中的導(dǎo)體220時，由音頻播放器100檢測。參照圖2,音量P艮制單元206確定向音頻輸出裝置傳遞的輸出電功率。輸出電功率可以以各種方式利用硬件軟件或其組合確定。例如，可通過測量與M大器204向音量限制單元206提供的音頻信號相關(guān)聯(lián)的電壓和電流確定輸出電功率。左和右聲道信號的每個包絡(luò)代表與聲道信號相關(guān)聯(lián)的電壓電平，以使得電壓值可直接通過檢測聲道信號的包絡(luò)獲得。為了確定與聲道信號關(guān)聯(lián)的電流，可在放大器204和音頻輸出裝置之間插入具有已知的較小阻值的電阻器并測量該電阻器上的電壓。由此，通過將測得的電壓和電^U目乘以獲得聲壓級，音量限制單元206可確定輸出電功率。在另一方面，如果靈lt度或其他;^lt定義為特定電壓電平處的聲壓級的比例而不是輸出電功率，則可直接從靈敏度和電壓獲得聲壓級，由于阻抗隨著頻率的變化所導(dǎo)致的誤差邊界很小。在電氣數(shù)據(jù)是音頻輸出裝置的阻抗值的情況下，音量限制單元206可通過利用音頻輸出裝置的電壓和阻抗值確定輸出電功率而無需知道電流值。阻抗值可以以各種方法獲得，例如通過在音頻輸出裝置的電氣數(shù)據(jù)中包括阻抗值或經(jīng)由音頻播放器100的輸入裝置(未示出)手動地輸入阻抗值。在一個實施例中，放大器204通常包括非零但已知的阻抗，以使得可通過利用音頻輸出裝置的阻抗值并考慮到放大器的已知阻抗來確定輸出電功率。當確定了傳遞到音頻輸出裝置的輸出電功率，音量限制單元206從電氣數(shù)據(jù)和輸出電功率確定音頻輸出裝置的聲壓級。例如，可根據(jù)輸出電功率和對dB級別和正常級別之間的微小單位變化(minorunit)的靈敏度估計聲壓級。在一個實施例，由于聲壓級與流過音頻輸出裝置的音圏的電流成比例并且電流與輸出電功率的方祁^目關(guān)，因此根據(jù)輸出電功率的方才艮值計算聲壓級。音量限制單元206在運行中連續(xù)地監(jiān)視音頻輸出裝置的聲壓級，并根據(jù)對在一段時間由所監(jiān)視的音頻輸出裝置的聲壓級可能引起的聽覺損失或損傷程度的估計限制聲壓級。為了對聽覺損失的程度建模，由于聽覺損失或損傷可通過一次暴露(exposure)于過大的聲音以及在過長的時間內(nèi)連續(xù)地暴露于不同音量的聲音下造成，音量限制單元206監(jiān)視用戶暴露于聲壓級的時間。由此，音量限制單元206對各個時間段內(nèi)的聲壓級積分(例如，取平均)，并監(jiān)視每段時間內(nèi)的積分的聲壓級，即，聲壓級的時間平均值，是否大于或等于每個時間段的閾值聲壓級。當一段時間的積分的聲壓M出規(guī)定等級時，音量限制單元206生成控制信號210并提供到音量調(diào)節(jié)單元202,以通過調(diào)節(jié)傳遞到音頻輸出裝置的輸出電功率控制或限制音頻輸出裝置的音量。音量限制單元206還可通過生成聽覺警才艮或在音頻播放器100的顯示單元(未示出)上顯示警告消息生成警報信號212以提醒用戶，使得用戶能夠手動地限制音量。在一個實施例中，表l提供觸發(fā)音量限制單元206生成控制信號和/或警凈艮信號212的積分的聲壓級和暴露時長的一些實例。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>從表1可見，對于85dBSPL之上每3dB，不生成指示耳聾危險的聽覺損失指數(shù)(index)的允許暴露時間將減半。音量限定單元206才艮據(jù)聽覺損失指數(shù)生成控制信號210，并向音量調(diào)節(jié)單元202發(fā)送控制信號210，以通過調(diào)節(jié)向音頻輸出裝置傳遞的輸出電功率控制或限制音頻信號的輸出電平。音量限制單元206還可通過生成聽覺警才艮或在音頻播放器100的顯示單元(未示出)上顯示警報消息生成警報信號212以提醒用戶，使得用戶可手動地限制音量。例如，當表l的左列的積分SPL保持大于或等于表l的右列的暴露時長時，音量限制單元206可向音量調(diào)節(jié)單元202發(fā)送控制信號210或生成警報信號212。由此，可防止用戶過長時間地暴露于高音量。音量限制單元206可以以硬件和軟件和其組合的形式實現(xiàn)。圖3示出用于音頻輸出裝置300的插頭302的音頻輸出裝置連接器208的一個實施例的示意圖。音頻輸出裝置300包括耦合于將左和右聲道信號轉(zhuǎn)換為聲音的左和右音頻揚聲器312和314的插頭302。插頭302包括4個導(dǎo)體304、306、308和310:用于分別向左和右音頻揚聲器312和314傳遞左和右聲道信號214和216的左和右聲道導(dǎo)體304和306，用于提供接地連接的接地導(dǎo)體310，以及用于提供與音頻輸出裝置300有關(guān)的電氣數(shù)據(jù)信號的附加導(dǎo)體308。4個導(dǎo)體304、306、308和310配置為分別與音頻輸出裝置連接器208的對應(yīng)的4個導(dǎo)體222、224、220和226接觸。左和右聲道信號214和216分別經(jīng)由導(dǎo)體304和306發(fā)送到音頻輸出裝置300的左和右揚聲器312和314。與用于采用3導(dǎo)體的立體聲音頻輸出裝置的現(xiàn)有3導(dǎo)體插頭不同，通過將現(xiàn)有的3導(dǎo)體插頭的接地導(dǎo)體分割為兩個導(dǎo)體接地導(dǎo)體310和附加導(dǎo)體308,本實施例中的插頭302提供額外的導(dǎo)體。在音頻輸出裝置300的附加導(dǎo)體308和接地導(dǎo)體310之間，具有與音頻輸出阻值300的靈敏度對應(yīng)的預(yù)定阻值R的電阻器320。根據(jù)本實施例，由于每個產(chǎn)品，即音頻輸出裝置300，可能具有每個產(chǎn)品都不同的唯一靈敏度值，優(yōu)選地在產(chǎn)品生產(chǎn)階段測量音頻輸出裝置300的靈敏度。通iWt導(dǎo)體308和310之間連接具有與靈敏度對應(yīng)的阻值的電阻器320，可將阻值記錄在音頻輸出阻值300中。電阻器320可在音頻輸出裝置300的生產(chǎn)過程的最終組裝階段安裝在音頻輸出裝置300的電路中。音量限制單元206讀取音頻輸出裝置300的電阻值R以接收音頻輸出裝置300的靈敏度。為了讀出電阻器320的電阻值R,例如，音頻器100可測量接觸導(dǎo)體308的引線318的電壓以及流過連接到耦合于導(dǎo)體308的線路318的線路的電流。由此，音量限制單元206獲得音頻輸出裝置300的靈敏度，以估計音頻輸出裝置300的聲壓級。根據(jù)本發(fā)明的音頻輸出裝置300覆蓋各種類型的裝置，例如耳機、耳塞，聽筒、立體聲耳機、入耳式耳塞或頭戴式耳機，但不限于這些。音頻輸出裝置300包括從媒體播放器接收音頻信號的靠近耳朵的任意對換能器以將音頻信號轉(zhuǎn)換為聽覺聲波，但不限制音頻輸出裝置的具體類型。在一個實施例中音頻播放器100還可以與具有現(xiàn)有的3導(dǎo)體插頭的音頻輸出裝置一起使用。在此情況下，由于不存在附加導(dǎo)體，這種音頻輸出裝置的電阻值R接近于零，音頻播放器100可使用默認靈敏度值作為音頻輸出裝置的靈敏度。為了與現(xiàn)有的不具有附加導(dǎo)體的音頻輸出裝置一起使用，具有附加導(dǎo)體的適配器可插在音頻播放器和音頻輸出裝置之間。用戶可選擇與音頻輸出裝置的靈敏度對應(yīng)的適配器。音頻輸出裝置300的生產(chǎn)商可銷售這種適配器作為音頻輸出裝置300的附件。圖4示出配置為將音頻播放器100和音頻輸出裝置的現(xiàn)有的3導(dǎo)體插頭連接的適配器400的一個實施例的示意圖。與圖3的插頭302類似，適配器400包括音頻輸出插口412和具有4個導(dǎo)體404、406、408和410的插頭402。適配器400的插頭402適用于插入圖2中的音頻^^t器100的音頻輸出連接器208，以使得導(dǎo)體404、406、408和410分別接觸對應(yīng)的導(dǎo)體222、224、220和226。與圖3的音頻輸出裝置300類似，具有電阻值R的電阻器420置于導(dǎo)體408和接地導(dǎo)體410之間。電阻器420的電阻值R才艮據(jù)適于插入音頻輸出插口412的音頻輸出裝置的靈^L度預(yù)先配置。音頻輸出裝置的靈敏度在適配器400的生產(chǎn)階段測量，并且對應(yīng)的3導(dǎo)體音頻輸出裝置和具有與測得的靈敏度對應(yīng)的電阻值的電阻器420置于導(dǎo)體408和410之間。為了與現(xiàn)有的3導(dǎo)體音頻輸出裝置一起使用，音頻輸出插口412包括可連接到現(xiàn)有的3導(dǎo)體音頻輸出裝置的插頭的三個輸出導(dǎo)體或引線414、416和418。輸出導(dǎo)體或引線414和416向現(xiàn)有的音頻輸出裝置傳遞左和右聲道信號，而輸出導(dǎo)體或引線418向現(xiàn)有的音頻輸出裝置提供接地連接。由此，現(xiàn)有的3導(dǎo)體音頻輸出裝置可經(jīng)由包括指示現(xiàn)有的音頻輸出裝置的靈lt度的電阻器R的適配器400連接到圖2所示的音頻^^L器100。圖5示出通過音頻播放器100調(diào)節(jié)向音頻輸出裝置提供的音頻信號的輸出電平的方法的一個實施例的流程圖。開始在操作510，音頻播放器100輸出音頻信號并監(jiān)M音頻播放器100向音頻輸出裝置傳遞的輸出電功率。如上所述，音頻播放器ioo的輸出電功率可通過測量與向音頻輸出連接器208提供的音頻信號相關(guān)聯(lián)的電壓值和電流值并將其相乘得到。可替換地，給定音頻輸出裝置300的阻抗，音頻^放器100利用電壓和阻抗值確定輸出電功率。接著，在操作520，音頻播放器100接收音頻輸出裝置的靈敏度值，例如，通過讀取置于音頻輸出裝置中的、可直接連接于音頻播放器100的電阻器來接收?？商鎿Q地，3導(dǎo)體音頻輸出裝置可經(jīng)由適配器400連接到音頻播放器100，適配器400具有指示連接到適配器400的音頻輸出裝置的靈^t度的電阻器。在操作530,音頻播放器100利用在操作510和520獲得的輸出電功率和靈敏度確定音頻輸出裝置的聲壓級(SPL)。在操作540，在監(jiān)視經(jīng)由音頻輸出連接器向音頻輸出裝置提供的聲壓級的同時，音頻播放器100在預(yù)定時間段內(nèi)對聲壓級積分。如果在操作550音頻播放器100確定聲壓級不高于預(yù)定閾值，則流程返回操作540以繼續(xù)對聲壓級積分。然而，如果在操作550音頻播放器100確定聲壓級大于預(yù)定閾值，則向音量調(diào)節(jié)單元202提供控制信號210以限制電輸出功率。在此操作中，音量調(diào)節(jié)單元202降低向放大器提供的電輸出功率?？蛇x地，音頻播放器100還可顯示或發(fā)出警報信號以提醒用戶應(yīng)當降低音量。盡管音頻播放器100從音頻輸出裝置接收靈敏度值，但是音頻播放器100可手動J4^用戶或經(jīng)由計算機接收音頻輸出裝置的靈敏度值。圖6示出音頻播放器600的一個實施例的示意框圖，其允許手動和/或自動輸入靈翁:度數(shù)據(jù)而無需外部導(dǎo)體和/或電阻器。音頻播放器600包括CPU626、存儲器628、I/O單元630、接口單元632以及無線通信單元634，均耦合到總線636以向音量限制單元206提供音頻輸出裝置的靈敏度數(shù)據(jù)。在一個實施例中，音頻播放器600允許用戶經(jīng)由例如小鍵盤、鍵盤等的I/O單元輸入在音頻輸出裝置的說明書或手冊中提供的電氣規(guī)范數(shù)據(jù)618(例如音頻輸出裝置的靈^t度或阻抗)。在此配置中，音頻^放器600可在中央處理單元(CPU)626的控制下提供適當?shù)牟藛我员阌谟脩糨斎胍纛l輸出裝置的靈敏度值。電氣規(guī)范數(shù)據(jù)618接著存儲在存儲器628,提供到音量限制單元以控制輸出音量。在可替換實施例中，接口單元632提供到例如個人計算機的外部裝置的連接，以從該外部裝置接收音頻輸出裝置的電氣數(shù)據(jù)。接口單元632還可包括用于短距離通信的通信模塊，例如藍牙、ZigBee、紅外或RF通信以及例如通用串行總線(USB)的電纜連接。用戶可利用計算機的輸入裝置(例如M^)輸入音頻輸出裝置的電氣數(shù)據(jù)618，并將該信息下載到存儲器628,以使得音頻播放器600在確定音頻輸出裝置的聲壓級時可使用該信息。為了接收電氣數(shù)據(jù)，外部計算機和音頻播放器600可執(zhí)行由音頻輸出裝置的生產(chǎn)商提供的應(yīng)用程序。在另一實施例中，電氣數(shù)據(jù)618可經(jīng)由遠程連接從生產(chǎn)商的服務(wù)器輸入。例如，音頻播放器600的用戶可登錄由生產(chǎn)商提供的因特網(wǎng)網(wǎng)站并點擊菜單以經(jīng)由接口單元632將音頻輸出裝置的電氣規(guī)范信息例如靈敏度、阻抗等下載到音頻播放器600上。下載的電氣規(guī)范數(shù)據(jù)接著存儲在存儲器628中，例如DRAM、閃存等。音量P艮制單元206讀取存儲的電氣數(shù)據(jù)618以按照上述方式估計聲壓級。無線通信模塊634允許音頻播放器600與例如GSM、CDMA等的移動通信網(wǎng)絡(luò)通信。例如，具有MP3播放功能的蜂窩電話可裝備這種模塊。在此情況下，電氣數(shù)據(jù)618直接下載到存儲器628而無需經(jīng)由接口單元632連接到外部計算機。例如，音頻播放器600利用無線通信模塊634經(jīng)由移動通信網(wǎng)絡(luò)從生產(chǎn)商的服務(wù)器接收包括一個或更多個音頻輸出裝置的全部電氣數(shù)據(jù)的配置文件。配置文件可由用戶操作預(yù)先下載或在將特定類型的音頻輸出裝置插入音頻^^故器時下栽。用戶可選擇下載由生產(chǎn)商提供的一個音頻輸出裝置或全部音頻輸出裝置的特定配置文件。下栽的配置文件存儲在存儲器628中，并由音量限制單元206讀取以計算對應(yīng)的音頻輸出裝置的聲壓級。所述配置文件包括各種類型的電氣數(shù)據(jù)，例如靈敏度、阻抗等?？商鎿Q地，配置文件可以通過當音頻輸出裝置連接到音頻播放器時檢測插入到音頻輸出連接器208的音頻輸出裝置的類型以即插即用方式下栽。為了識別音頻輸出裝置，音頻輸出裝置向音頻播放器600提供識別信息以允許音頻播放器檢測音頻輸出裝置的類型。例如，可選擇圖3中的具有4個導(dǎo)體的音頻輸出裝置100中的電阻器320，以指示音頻輸出裝置的類型或型號名稱而不是僅僅指示靈敏度。音頻播放器600通過讀取電阻器的電阻值檢測插入到音頻輸出連接器208的音頻輸出裝置的類型。音量限制單元206接收識別信息(例如音頻輸出裝置的型號名稱)并確定與音頻輸出裝置對應(yīng)的配置文件是否存儲在存儲器628中。如果配置文件存儲在音頻播放器600的存儲器628中，則音量限制單元206利用配置文件中的靈敏度和/或阻抗數(shù)據(jù)確定音頻輸出裝置的聲壓級。如果與插入的音頻輸出裝置對應(yīng)的配置文件未存儲在存儲器628中，則用戶可觸發(fā)音頻播放器600以啟動利用無線通信單元634下載配置文件的過程。通過音頻播放器600經(jīng)由移動通信網(wǎng)絡(luò)向生產(chǎn)商的服務(wù)器發(fā)送請求消息，音頻播放器600還可啟動下栽過程而無需用戶的觸發(fā)或輸入動作。在接收配置文件之后，音頻播放器600開始進行上述的音頻控制過程。在一個實施例中，音頻輸出裝置可包括用于提供電氣數(shù)據(jù)的IC芯片(例如IC存儲芯片)。圖7示出連接到具有IC芯片708的音頻輸出裝置702的音頻播放器100的一個實施例。IC芯片(例如IC存儲芯片)存儲電氣數(shù)據(jù)，例如靈敏度、型號、阻抗、效率以及涉及音頻輸出裝置702的其它信息。音頻輸出裝置702包括配置為從IC芯片708向音頻播放器100提供電氣數(shù)據(jù)的插頭704。插頭704包括圖3所示的4個導(dǎo)體304、306、308和310。在所述4個導(dǎo)體中，兩個導(dǎo)體304和306從音頻插，放器100向揚聲器706傳遞音頻數(shù)據(jù)，一個導(dǎo)體301提供接地連接。導(dǎo)體308配置為接觸導(dǎo)體220，以從IC芯片708向音頻播放器100的音量限制單元208提供電氣^t據(jù)。音頻播放器100可利用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的各種方法讀取IC芯片中的特征信息。音頻播放器100進行如以上參照圖2到圖6描述的操作以防止聽覺損失或損傷。在另一實施例，通過釆用數(shù)字接口協(xié)議，例如通用串行總線(USB)鏈接，或者通過釆用無線接口連接，例如藍牙、ZigBee、HDMI(高分辨率多媒體接口協(xié)議)、HDCP(高帶寬數(shù)字內(nèi)容保護協(xié)議)等，音頻播放器100和音頻輸出裝置702可包括無線通信功能。在此情況下，音頻播放器100可經(jīng)由無線連接與音頻輸出裝置702通信以獲得音頻輸出裝置702的電氣數(shù)據(jù)。例如，在具有數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)的USB耳機的情況下，音頻播放器100可在向音頻輸出裝置702發(fā)送J^放的音頻數(shù)據(jù)的同時從音頻輸出裝置702接收靈敏度數(shù)據(jù)。在另一實施例中，音頻輸出裝置自身可包括音量限制單元以調(diào)節(jié)音頻輸出裝置的聲壓級。圖8示出能夠調(diào)節(jié)來自音頻播放器IOO的音頻信號的輸出電平的音頻輸出裝置802的實施例。在此情況下，音頻輸出裝置802連接到與現(xiàn)有的音頻播放器相同的具有3接觸引線的音頻播放器100。音頻輸出裝置802包括用于提供到音頻播放器100的連揍接口的插頭804。插頭804具有用于與音頻播放器100中的對應(yīng)導(dǎo)體接觸的3個導(dǎo)體。在這3個導(dǎo)體中，如上所述，兩個導(dǎo)體從音頻^ii器100向揚聲器808傳遞音頻數(shù)據(jù)，一個導(dǎo)體提^^接地連接。音頻輸出裝置802包括耦合在插頭804和揚聲器808之間的、用于將人耳聽到的聲壓級調(diào)節(jié)到預(yù)定范圍內(nèi)的音量限制單元806。音量限制單元806執(zhí)行與參考圖2描述的音量限制單元206類似的功能。但是，在此情況下，音量限制單元806可直接存儲并獲得音頻輸出裝置802的靈敏度。例如，音量限制單元806利用與來自音頻播放器100的音頻信號關(guān)相聯(lián)的電壓和電流測量從音頻播放器100傳遞的輸入電功率。音量限制單元806還利用輸入電功率和靈敏度確定聲壓級。如同參考圖2到圖5所描述的，音量限制單元806對聲壓級積分，以通過調(diào)節(jié)人耳將聽到的SPL控制或限制向揚聲器808提供的輸出電平。權(quán)利要求1、一種音頻播放器，包括音量調(diào)節(jié)單元，配置為控制音頻信號的輸出電平；輸出適配器，配置為向音頻輸出裝置提供音頻信號；以及音量限制單元，配置為通過調(diào)節(jié)所述音量調(diào)節(jié)單元限制由音頻輸出裝置產(chǎn)生的輸出電平。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻播放器，其中所述音量限制單元根據(jù)音頻輸出裝置的聲壓級P艮制輸出電平。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻播放器，其中所述音量限制單元接收關(guān)于音頻輸出裝置的電氣特性的信息。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻播放器，其中所述音量限制單元確定與所述音頻信號相關(guān)聯(lián)的電功率。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻播放器，其中所述音量限制單元生成向音頻調(diào)節(jié)單元提供的控制信號以限制輸出電平。6、根據(jù)權(quán)利要求2所述的音頻播放器，其中所述音量限制單元在一定時間段內(nèi)對所述聲壓級積分；以及根據(jù)從積分的聲壓級導(dǎo)出的預(yù)定音頻暴露限制調(diào)節(jié)音量控制單元以限制音頻信號的輸出電平。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的音頻播放器，其中當所述積分的聲壓M出預(yù)定水平時，音量限制單元生成向音量調(diào)節(jié)單元提供的控制信號。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的音頻播放器，其中所述音量調(diào)節(jié)單元根據(jù)控制信號控制音頻信號的輸出電平。9、根據(jù)權(quán)利要求3所述的音頻播放器，其中所述音量限制單元利用關(guān)于音頻輸出裝置的電氣特性的信息監(jiān)視聲壓級。10、根據(jù)權(quán)利要求3所述的音頻播放器，其中所述音量限制單元配置為經(jīng)由所述輸出適配器接收關(guān)于音頻輸出裝置的電氣特性的信息。11、根據(jù)權(quán)利要求3所述的音頻播放器，其中所述關(guān)于電氣特性的信息是通過讀取所述音頻輸出裝置中的電阻器的電阻值獲得的。12、根據(jù)權(quán)利要求3所述的音頻播放器，還包括配置為提供到外部裝置的連接的接口單元。13、根據(jù)權(quán)利要求12所述的音頻播放器，其中所述音量限制單元配置為經(jīng)由所述接口單元從外部裝置接收關(guān)于音頻輸出裝置的電氣特性的信息。14、根據(jù)權(quán)利要求l所述的音頻播放器，其中所述音頻輸出裝置是耳機。15、根據(jù)權(quán)利要求l所述的音頻播放器，其中所述音頻輸出裝置是耳塞。16、一種音頻^^L器，包括音量調(diào)節(jié)單元，配置為控制音頻信號的輸出電平；以及輸出適配器，配置為向音頻輸出裝置提供音頻信號，其中所述音頻播放器配置為通過監(jiān)視音頻輸出裝置的聲壓級限制音頻輸出裝置產(chǎn)生的輸出電平。17、根據(jù)權(quán)利要求16所述的音頻播放器，其中所述音頻播放器生成提供到音量調(diào)節(jié)單元的控制信號以限制所述輸出電平。18、根據(jù)權(quán)利要求16所述的音頻播放器，其中所述音頻播放器在一定時間段內(nèi)對聲壓級積分；以及根據(jù)從積分的聲壓級導(dǎo)出的預(yù)定音頻暴露限制調(diào)節(jié)音量控制單元以限制音頻信號的輸出電平。19、根據(jù)權(quán)利要求16所述的音頻播放器，其中所述音頻播放器配置為接收指示音頻輸出裝置的電氣特性的信號以限制所述輸出電平。20、根據(jù)權(quán)利要求19所述的音頻播放器，其中所述音頻播放器根據(jù)所述信號確定輸出的音頻信號的聲壓級。21、根據(jù)權(quán)利要求19所述的音頻播放器，其中所述電氣特性包括音頻輸出裝置的靈敏度值。22、根據(jù)權(quán)利要求19所述的音頻播放器，其中所述信號是通過讀取音頻輸出裝置中的電阻器的電阻值獲得的。23、根據(jù)權(quán)利要求19所述的音頻播放器，其中所述電氣特性包括與音頻輸出裝置相關(guān)聯(lián)的阻抗值。24、根據(jù)權(quán)利要求16所述的音頻播放器，其中所述輸出適配器包括至少三個導(dǎo)體。25、根據(jù)權(quán)利要求16所述的音頻播放器，其中所述音頻輸出裝置是耳機。26、根據(jù)權(quán)利要求16所述的音頻播放器，其中所述音頻輸出裝置是耳塞。27、根據(jù)權(quán)利要求19所述的音頻播放器，其中所述音頻播放器配置為經(jīng)由所述輸出適配器接收所述信號。28、一種用于音頻播放器的音頻輸出裝置，包括輸入適配器，配置為接收音頻信號；，，揚聲器，配置為將所述音頻信號轉(zhuǎn)換為聲音；以及音量控制單元，配置為根據(jù)揚聲器產(chǎn)生的聲壓級控制向所述揚聲器提供的音頻信號的輸出電平。29、根據(jù)權(quán)利要求28所述的音頻輸出裝置，其中所述音頻控制單元才艮據(jù)所述聲壓級限制揚聲器產(chǎn)生的輸出電平。30、根據(jù)權(quán)利要求28所述的音頻輸出裝置，其中所述音頻輸出裝置利用音頻輸出裝置的靈敏^L值確定音頻信號的聲壓級。31、根據(jù)權(quán)利要求28所述的音頻輸出裝置，其中所述音頻輸出裝置在一定時間段內(nèi)對聲壓級積分；以及根據(jù)從積分的聲壓級導(dǎo)出的預(yù)定音頻暴露限制調(diào)節(jié)所述音量控制單元以限制音頻信號的輸出電平。32、根據(jù)權(quán)利要求30所述的音頻輸出裝置，還包括存儲器，配置為存儲所述音頻輸出裝置的靈l^度值。33、根據(jù)權(quán)利要求30所述的音頻輸出裝置，其中所述靈敏度值是通過讀取所述輸入適配器中的電阻器的電阻值獲得的。34、根據(jù)權(quán)利要求28所述的音頻輸出裝置，其中所述輸入適配器包括至少三個導(dǎo)體。35、根據(jù)權(quán)利要求28所述的音頻輸出裝置，其中所述音頻輸出裝置是耳機。36、根據(jù)權(quán)利要求28所述的音頻輸出裝置，其中所述音頻輸出裝置是耳塞。37、一種控制^^播放器的音量的方法，包括確定向音頻輸出裝置提供的音頻信號的輸出電平；監(jiān)視才艮據(jù)輸出電平由所述媒體播放器驅(qū)動的所述音頻輸出裝置產(chǎn)生的聲壓級;以及作為對聲壓級的監(jiān)視的響應(yīng)控制音頻信號的輸出電平。38、根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中所述輸出電平是根據(jù)對從監(jiān)視的音頻輸出裝置的聲壓級導(dǎo)致的聽覺損失程度的估計來限制的。39、根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中所述監(jiān)視聲壓級的操作包括確定聲壓級是否超出預(yù)定聲壓級。40、根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中所述控制音頻信號的輸出電平的操作包括如果聲壓級超出預(yù)定聲壓級，則降低音頻信號的輸出電平。41、根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，還包括接收代表音頻輸出裝置的電氣特性的電氣信號。42、根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中所述聲壓級是根據(jù)音頻信號的輸出電平結(jié)合音頻輸出裝置的電氣特性來監(jiān)視的。43、，根據(jù)權(quán)禾，要求37所述的方法，其中所述聲壓級在一定時間段內(nèi)暴露限制而限制的。44、根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，還包括為用戶生成警報信號。45、根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中所述電氣特性包括音頻輸出裝置的靈敏度值。46、根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中辨述電氣特性是通過讀取音頻輸出裝置中的電阻器的電阻值獲得的。47、根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中所述電氣信號是從連接到所述^^體^^的外部裝置獲得的。48、根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中所述音頻輸出裝置是耳機。49、根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中所述音頻輸出裝置是耳塞。50、一種計算機可讀介質(zhì)，用于存儲當由媒體播放器執(zhí)行時使得媒體播放器執(zhí)行控制媒體播放器的輸出音量的方法的指令，所述方法包括作為對由媒體播放器生成的輸出音頻信號的響應(yīng)，監(jiān)視由耦合到所述^^播放器的音頻輸出裝置產(chǎn)生的聲壓級；以及作為對聲壓級的監(jiān)視的響應(yīng)控制輸出音頻信號的輸出電平。51、根據(jù)權(quán)利要求50所述的計算機可讀介質(zhì)，其中所述監(jiān)視聲壓級的操作包括確定所述聲壓級是否超出預(yù)定聲壓級。52、根據(jù)權(quán)利要求50所述的計算機可讀介質(zhì)，其中所述控制輸出電平的操作包括如果聲壓級超出預(yù)定聲壓級，則向下調(diào)節(jié)輸出音頻信號的輸出電平。53、根據(jù)權(quán)利要求50所述的計算機可讀介質(zhì)，其中所述聲壓級在一定時間段內(nèi)被積分并且音頻信號的輸出電平是根據(jù)從積分的聲壓級導(dǎo)出的預(yù)定音頻暴露限制而限制的。54、根據(jù)權(quán)利要求50所述的計算機可讀介質(zhì)，其中所述方法還包括接收指示音頻輸出裝置的電氣特性的輸入數(shù)據(jù)。55、根據(jù)權(quán)利要求54所述的計算機可讀介質(zhì)，其中所述聲壓級^1根據(jù)音頻信號的輸出電平結(jié)合音頻輸出裝置的電氣特性來監(jiān)視的。56、根據(jù)權(quán)利要求50所述的計算機可讀介質(zhì)，其中所述方法還包括為用戶生成警報信號。57、根據(jù)權(quán)利要求53所述的計算機可讀介質(zhì)，其中所述輸入數(shù)據(jù)包括音頻輸出裝置的靈^:度值。58、根據(jù)權(quán)利要求50所述的計算機可讀介質(zhì)，其中所述音頻輸出裝置是耳機。59、根據(jù)權(quán)利要求50所述的計算機可讀介質(zhì)，其中所述音頻輸出裝置是耳塞。全文摘要本發(fā)明提供一種用于限制由音頻播放器驅(qū)動的音頻輸出裝置所產(chǎn)生的聲壓級的技術(shù)和裝置。在播放時，音頻播放器監(jiān)視音頻輸出裝置的當前聲壓級，并且對其進行響應(yīng)，通過控制生成的音頻信號的輸出電平限制聲壓級，以降低由過大的音量引起的聽覺損失。文檔編號H04R3/00GK101461255SQ200780020638公開日2009年6月17日申請日期2007年10月8日優(yōu)先權(quán)日2006年10月30日發(fā)明者全允豪申請人:全允豪