CN114430517A - 耳机组件 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种耳机组件,该耳机组件通过耳机上具有至少一个第一电极,耳机盒上具有至少一个第二电极,当耳机放置在耳机盒内时,第一电极与第二电极相对设置,且第一电极与第二电极之间形成电容以实现无线通信,能够避免现有技术中的金属端子在连接状态中出现异常时所导致的无法正常通信的问题。
Description
本申请要求于2020年10月29日提交中国专利局、申请号为202011181508.8、申请名称为“耳机组件”的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请实施例涉及通信技术领域,特别涉及一种耳机组件。
背景技术
随着电子技术的不断发展以及用户对便携性要求的提高,无线耳机得到越来越多的用户的青睐。通常,无线耳机与耳机盒配合使用,耳机盒可以收纳无线耳机,并为无线耳机充电。其中,以真无线立体声(Ture Wireless Stero,TWS)耳机为例,TWS耳机通常由耳机盒跟左右双耳机构成,由于是可拆卸的结构,耳机跟耳机盒之间需要建立通信机制,该通信机制用于电量信息,配对信息,测试信息等信息交互。
现有技术中,无线耳机上以及耳机盒内可以分别设置有对应的电连接器,该电连接器用于导通和传输电流。当无线耳机收纳于耳机盒中,且无线耳机上的电连接器和耳机盒上的电连接器相接触时,可以通过电连接器的传输功能为无线耳机完成充电和通信。例如,目前TWS耳机与耳机盒都具有金属端子,两者之间通过金属端子实现电连接,当TWS耳机放置在耳机盒内时,TWS耳机上的金属端子与耳机盒内的金属端子相接触,以此实现TWS耳机与耳机盒之间的充电功能和通信功能。
然而,上述方案中,金属端子在连接状态中出现异常(例如短路,腐蚀等)时,将无法进行正常通信。
发明内容
本申请实施例提供一种耳机组件,能够避免现有技术中的金属端子在连接状态中出现异常时所导致的无法正常通信的问题。
本申请实施例提供一种耳机组件,该耳机组件包括:耳机以及耳机盒;所述耳机上具有至少一个第一电极,所述耳机盒上具有至少一个第二电极;所述耳机放置在所述耳机盒内时,所述第一电极与所述第二电极相对设置,且所述第一电极与所述第二电极之间形成电容以实现无线通信。
本申请实施例提供的耳机组件,通过在耳机上设置至少一个第一电极,在耳机盒上设置至少一个第二电极,当耳机放置在耳机盒内时,第一电极与第二电极相对设置,第一电极与第二电极之间构成电容,根据耦合电容通信原理,耳机和耳机盒之间能够实现非接触式的无线通信,进而解决电量信息,配对信息,测试信息等通信交互方案,避免发生例如现有技术中的金属端子在连接状态中出现异常时所导致的无法正常通信的问题。
在一种可能的实现方式中,所述耳机上具有两个第一电极,所述耳机盒上具有两个第二电极;所述两个第一电极中的其中一者将所述耳机的通信信号通过所述两个第二电极中的其中一者传递至所述耳机盒;所述两个第二电极中的另一者将所述耳机盒的通信信号通过所述两个第一电极中的另一者传递至所述耳机。
通过在耳机上设置两个第一电极,在耳机盒上设置与两个第一电极相对应的第二电极,其中,两个第一电极中的其中一者将耳机的通信信号通过两个第二电极中的其中一者传递至耳机盒,两个第二电极中的另一者将耳机盒的通信信号通过两个第一电极中的另一者传递至耳机,这样,即可实现在同一时刻同时进行耳机和耳机盒之间的双向通信交互。
在一种可能的实现方式中,所述第一电极在所述第二电极上的投影区域与所述第二电极完全重叠。
通过第一电极在第二电极上的投影区域与第二电极完全重叠,能够保证第一电极与第二电极完全相对设置,进而能够保证第一电极与第二电极之间的极板正对面积最大,从而能够增大电容容值,确保耳机和耳机盒之间的无线通信的传递。
在一种可能的实现方式中,所述耳机包括耳机本体以及设置在所述耳机本体内部的第一主控芯片;所述第一电极与所述第一主控芯片电连接。
通过将第一电极与设置在耳机本体内部的第一主控芯片电连接,能够确保第一电极与第一主控芯片之间的通信信息交互,从而保证耳机的通信信号通过第一电极传递至耳机盒,以及保证耳机盒的通信信号通过第一电极传递至耳机。
在一种可能的实现方式中,所述第一主控芯片上设置有用于与所述第一电极电连接的第一端口,所述第一电极通过所述第一端口与所述第一主控芯片实现电连接。
通过在第一主控芯片上设置有用于与第一电极电连接的第一端口,第一电极通过第一端口与第一主控芯片实现电连接,能够实现第一电极与第一主控芯片之间的电连接。
在一种可能的实现方式中,所述耳机盒包括耳机盒本体以及设置在所述耳机盒本体内部的第二主控芯片;所述第二电极与所述第二主控芯片电连接。
通过将第二电极与设置在耳机盒本体内部的第二主控芯片电连接,能够确保第二电极与第二主控芯片之间的通信信息交互,从而保证耳机盒的通信信号通过第二电极传递至耳机,以及保证耳机的通信信号通过第二电极传递至耳机盒。
在一种可能的实现方式中,所述第二主控芯片上设置有用于与所述第二电极电连接的第二端口,所述第二电极通过所述第二端口与所述第二主控芯片实现电连接。
通过在第二主控芯片上设置有用于与第二电极电连接的第二端口,第二电极通过第二端口与第二主控芯片实现电连接,能够实现第二电极与第二主控芯片之间的电连接。
在一种可能的实现方式中,所述第一电极位于所述耳机本体的内壁上。
在一种可能的实现方式中,所述耳机本体的外壁上设有开孔,所述第一电极位于所述开孔内。
通过在耳机本体的外壁上设有开孔,第一电极位于耳机本体的外壁上的开孔内,能够节省耳机本体内部的空间,避免第一电极占用或影响耳机本体内部的其它原有部件的设置以及使用。
在一种可能的实现方式中,所述开孔靠近所述耳机本体的外壁的一端开口位置处设置有绝缘层;或者,所述第一电极朝向所述第二电极的一面上设置有绝缘层。
通过在开孔靠近耳机本体的外壁的一端开口位置处设置有绝缘层,或者在第一电极朝向第二电极的一面上设置有绝缘层,能够避免外露的第一电极受到汗液腐蚀等影响,从而避免影响第一电极与第二电极之间的通信信号传递功能。
在一种可能的实现方式中,所述第二电极位于所述耳机盒本体的内壁上。
在一种可能的实现方式中,所述第二电极朝向所述第一电极的一面上设置有绝缘层。
通过在第二电极朝向第一电极的一面上设置有绝缘层,能够避免外露的第二电极受到汗液腐蚀等影响,从而避免影响第二电极与第一电极之间的通信信号传递功能。例如耳机上沾附有汗渍时,若此时将耳机放置在耳机盒内,容易将耳机上的汗渍沾染到耳机盒内的第二电极上,影响第二电极与第一电极之间的通信信号传递功能。
在一种可能的实现方式中,所述耳机盒本体的内壁上设有凹槽,所述第一电极位于所述凹槽内。
通过在耳机盒本体的内壁上设有凹槽,第一电极位于耳机盒本体的内壁上的凹槽内,能够节省耳机盒本体内部的空间,避免第二电极占用或影响耳机盒本体内部的其它原有部件的设置以及使用。
在一种可能的实现方式中,所述凹槽的开口位置处设置有绝缘层。
通过在耳机盒本体的内壁上的凹槽的开口位置处设置有绝缘层,能够避免外露的第二电极受到汗液腐蚀等影响,从而避免影响第二电极与第一电极之间的通信信号传递功能。例如耳机上沾附有汗渍时,若此时将耳机放置在耳机盒内,容易将耳机上的汗渍沾染到耳机盒内的第二电极上,影响第二电极与第一电极之间的通信信号传递功能。
在一种可能的实现方式中,所述耳机上还设置有第一连接端子,所述耳机盒上还设置有第二连接端子;所述耳机放置在所述耳机盒内时,所述第一连接端子与所述第二连接端子电接触,以使所述耳机盒对所述耳机进行供电。
通过在耳机上设置有第一连接端子,在耳机盒上设置有与第一连接端子相配合的第二连接端子,当耳机放置在耳机盒内时,第一连接端子与第二连接端子电接触,这样,能够通过第一连接端子与第二连接端子之间的电流传输功能,使耳机盒对耳机进行充电。
结合附图,根据下文描述的实施例,示例性实施例的这些和其它方面、实施形式和优点将变得显而易见。但应了解,说明书和附图仅用于说明并且不作为对本申请实施例的限制的定义,详见随附的权利要求书。本申请实施例的其它方面和优点将在以下描述中阐述,而且部分将从描述中显而易见,或通过本申请实施例的实践得知。此外,本申请实施例的各方面和优点可以通过所附权利要求书中特别指出的手段和组合得以实现和获得。
附图说明
图1为本申请一实施例提供的耳机组件的结构示意图;
图2为本申请一实施例提供的耳机组件的结构示意图;
图3为本申请一实施例提供的耳机组件的结构示意图;
图4为本申请一实施例提供的耳机组件的结构示意图;
图5为本申请一实施例提供的耳机组件的结构示意图;
图6为本申请一实施例提供的耳机组件的结构示意图;
图7为本申请一实施例提供的耳机组件的结构示意图;
图8为本申请一实施例提供的耳机组件中耳机的结构示意图;
图9为本申请一实施例提供的耳机组件中耳机的结构示意图;
图10为本申请一实施例提供的耳机组件在工作状态时的信号波形图;
图11为本申请一实施例提供的耳机组件的工作原理示意图;
图12为本申请一实施例提供的耳机组件的工作原理简化图。
附图标记说明:
100-耳机组件;10-耳机;11-耳机本体;111-开孔;112-听筒部;113-耳机柄;101-第一电极;102-第一连接端子;103-第一主控芯片;104-麦克风;105-讲话器;20-耳机盒;21-耳机盒本体;211-凹槽;201-第二电极;202-第二主控芯片;30-绝缘层;40-电池;50-充电器;60-扩爆器;701-重力传感器;702-接近传感器;703-电容传感器;704-霍尔传感器;705-库仑计;80-晶振。
具体实施方式
本申请的实施方式部分使用的术语仅用于对本申请的具体实施例进行解释,而非旨在限定本申请,下面将结合附图对本申请实施例的实施方式进行详细描述。
无线耳机可以与手机、笔记本电脑以及手表等电子设备配合使用,以处理电子设备的媒体、通话等音频业务,或者其它一些数据业务。例如,该音频业务可以包括为用户播放音乐、录音、视频文件中的音乐、游戏中的背景音乐、来电提示音等媒体业务;还可以包括在电话、微信语音消息、音频通话、视频通话、游戏、语音助手等通话业务场景下,为用户播放对端的语音数据,或采集用户的语音数据发送给对端等。
现有技术中,无线耳机与用于收纳无线耳机以及为无线耳机充电的耳机盒配合使用,且无线耳机与充电盒之间需要建立通信机制,用于电量信息,配对信息,测试信息等信息交互。为此,无线耳机上以及耳机盒内分别设置有对应的电连接器,当无线耳机收纳于耳机盒中,且无线耳机上的电连接器与耳机盒内的电连接器相接触时,可以通过电连接器的传输功能为无线耳机完成充电和通信。但是通常情况下,充电功能和通信功能无法通过电连接器同时进行,而且电连接器在连接状态中出现异常(例如短路,腐蚀等)时,将无法进行正常通信。
目前,一些技术通过增加电连接器解决充电功能和通信功能无法同时进行的问题,例如,在无线耳机上分别设置用于进行充电的电连接器和用于进行通信的电连接器,在充电盒内设置与无线耳机对应的用于进行充电的电连接器和用于进行通信的电连接器,然而,上述方案中,若电连接器在连接状态中出现异常(例如短路,腐蚀等)时,仍然无法进行正常通信。而且,随着耳机的体积越来越小,静电放电(electro-static discharge,ESD)、浪涌等对耳机的干扰问题越来越严重,耳机暴露在外面的电连接器更容易将ESD、浪涌等产生的高频、高压干扰信号导入耳机内部,从而可能干扰或损坏耳机内部的器件和电路。
基于此,本申请实施例提供一种耳机组件,通过耳机上具有至少一个第一电极,耳机盒上具有至少一个第二电极,耳机放置在耳机盒内时,第一电极与第二电极相对设置,且第一电极与第二电极之间形成电容以实现无线通信,利用耦合电容通信原理,能够避免现有技术中的金属端子在连接状态中出现异常时所导致的无法正常通信的问题。
下面结合附图对该耳机组件的具体结构进行介绍。
参照图1所示,本申请实施例提供一种耳机组件100,该耳机组件100可以包括:耳机10以及耳机盒20,耳机10上具有至少一个第一电极101,耳机盒20上具有至少一个第二电极201,耳机10放置在耳机盒20内时,第一电极101与第二电极201相对设置,且第一电极101与第二电极201之间形成电容以实现无线通信。
具体地,当耳机10放置在耳机盒20内时,第一电极101与第二电极201之间构成电容,根据耦合电容通信原理,耳机10和耳机盒20之间能够实现非接触式的无线通信,进而能够解决电量信息,配对信息,测试信息等通信交互方案,避免发生例如现有技术中的金属端子在连接状态中出现异常时所导致的无法正常通信的问题。
其中,容易理解的是,第一电极101与第二电极201之间包括蓝牙(bluetooth,BT),全球导航卫星***(global navigation satellite system,GNSS),无线局域网(wirelesslocal area networks,WLAN),如无线保真(wirelessfidelity,Wi-Fi)网络,调频(frequency modulation,FM),近距离无线通信技术(nearfield communication,NFC),红外技术(infrared,IR)等无线通信的数据交换。即耳机10可以通过第一电极101与耳机盒20的第二电极201之间进行配对并建立无线连接,以实现上述无线通信的数据交换。
在本申请实施例中,第一电极101和第二电极201的设置方式包括但不限于以下两种可能的实现方式:
一种可能的实现方式为:如图1所示,每个耳机10上具有一个第一电极101,每个耳机盒20上具有一个第二电极201,第一电极101将耳机10的通信信号通过第二电极201传递至耳机盒20,第二电极201将耳机盒20的通信信号通过第一电极101传递至耳机10。
也就是说,在耳机10和耳机盒20上仅形成一对电极组合,即形成半双工模式的低功耗无线通信方案。半双工通信是指数据可以沿两个方向传送,但同一时刻一个信道只能允许单方向传送,因此又被称为双向交替通信。若要改变传输方向,需由开关进行切换,半双工方式要求收发两端都有发送装置和接收装置,由于这种方式要频繁变换信道方向,故效率低,但可以节约传输线路。
另一种可能的实现方式为:如图2所示,耳机10上具有两个第一电极101,耳机盒20上具有两个第二电极201,两个第一电极101中的其中一者将耳机10的通信信号通过两个第二电极201中的其中一者传递至耳机盒20,两个第二电极201中的另一者将耳机盒20的通信信号通过两个第一电极101中的另一者传递至耳机10。
也就是说,耳机10和耳机盒20上的电极组合可以扩展至两对,即通过两对电极组合构成全双工模式的低功耗无线通信方案。全双工是指在通信的任意时刻,线路上可以同时存在A到B和B到A的双向信号传输。在全双工模式下,通信***的每一端都设置了发送器和接收器,因此,能控制数据同时在两个方向上传送。全双工模式无需进行方向的切换,因此,没有切换操作所产生的时间延迟,这对那些不能有时间延误的交互式应用(例如远程监测和控制***)十分有利。
在本申请实施例中,通过在耳机10上设置两个第一电极101,在耳机盒20上设置与两个第一电极101相对应的第二电极201,其中,两个第一电极101中的其中一者将耳机10的通信信号通过两个第二电极201中的其中一者传递至耳机盒20,两个第二电极201中的另一者将耳机盒20的通信信号通过两个第一电极101中的另一者传递至耳机10,这样,即可实现在同一时刻同时进行耳机10和耳机盒20之间的双向通信交互。
在一种可能的实现方式中,耳机10上的两个第一电极101可以在耳机10上分散设置。其中,分散设置是指耳机10上的两个第一电极101之间的距离可以大于或者等于预设值。也就是说,两个第一电极101并不是都设置在耳机10的侧部,只有一个第一电极101设置在耳机10的侧部,与该第一电极101分散设置的另一个第一电极101设置在耳机10的底部,或者,也可以是两个第一电极101以较大的相对距离分散设置于耳机10的侧部。这样,耳机10的内部可以有更为充足的空间来设置更多的其它部件,以及还能够在一定程度上减小相邻两个第一电极101之间的相互影响。
当然,在其它的一些实施例中,耳机10和耳机盒20上的电极组合可以扩展更多对,更多对的电极组合构成全双工模式的低功耗无线通信方案,能够满足更多方面的功能性需求。
其中,在实际应用时,以耳机10为发送端A,耳机盒20为接收端B为例,当耳机10发起通信时,交流信号可通过第一电极101和第二电极201之间形成的耦合电容实现无线通信。而且,在实际应用场景中,以耳机10为A端,耳机盒20为B端为例,参照图10所示,图中虚线为A端发送出的波形图,实线为B端接收到的波形图,当A端发起通信时,交流信号可通过两个电极组成的耦合电容,从而实现无线通信的应用场景,因而,在实际应用中,可以根据发送端或接收端的通信频率和电压幅度灵活调整第一电极101与第二电极201之间的电容容值,从而获取最佳的通信效果。
容易理解的是,根据电容容值的计算公式:C=εS/d和C=εrS/4πkd,其中,ε和εr为形成电容的两个电极间介质的介电常数,S为形成电容的两个电极间的正对面积,d为形成电容的两个电极间的距离,k为静电力常量,由此可知,当两个电极间的正对面积S越大时,两个电极之间所形成的电容容值则越大;当两个电极间的距离d越小时,两个电极之间所形成的电容容值则越大。因此,在实际应用场景中,可以通过调整两个电极间的正对面积S和两个电极间的距离d来调整电容容值。甚至,可以通过改变两个电极之间的介质来调整所需的介电常数ε和εr,以此调整电容容值。
在一种可能的实现方式中,第一电极101在第二电极201上的投影区域与第二电极201完全重叠,示例性地,如图1所示,耳机10上的第一电极101和耳机盒20上的第二电极201完全正对设置。如图3所示,第一电极101在第二电极201上的投影区域仅与第二电极201部分重叠,即耳机10上的第一电极101和耳机盒20上的第二电极201仅部分正对设置。
相比于如图3所示的耳机组件100,图1所示的耳机组件100通过第一电极101在第二电极201上的投影区域与第二电极201完全重叠,能够保证第一电极101与第二电极201完全相对设置,进而能够保证第一电极101与第二电极201之间的极板间的正对面积S最大,从而能够增大电容容值,确保耳机10和耳机盒20之间的无线通信的传递,提高耳机10和耳机盒20之间的通信效果。
进一步地,在本申请实施例中,耳机10可以包括耳机本体11以及设置在耳机本体11内部的第一主控芯片(图中未示出),其中,第一电极101与第一主控芯片电连接。通过将第一电极101与设置在耳机本体11内部的第一主控芯片电连接,能够确保第一电极101与第一主控芯片之间的通信信息交互,从而保证耳机10的通信信号通过第一电极101传递至耳机盒20,以及保证耳机盒20的通信信号通过第一电极101传递至耳机10。
作为一种可选的实施方式,第一主控芯片上可以设置有用于与第一电极101电连接的第一端口(图中未示出),第一电极101通过第一端口与第一主控芯片实现电连接。通过在第一主控芯片上设置有用于与第一电极101电连接的第一端口,第一电极101通过第一端口与第一主控芯片实现电连接,能够实现第一电极101与第一主控芯片之间的电连接。
或者,若耳机10内的第一主控芯片上本身就具有多余的可供第一主控芯片与第一电极101电连接的第一端口,本申请实施例也可以不单独设置端口,以节省成本。
示例性地,第一电极101可以与耳机10的第一主控芯片的通用输入/输出口(General Purpose Input Output,GPIO)电连接,耳机10可以作为发送端也可以作为接收端。需要说明的是,第一端口包括但不限于为GPIO,还可以为其它总线,例如I2C(Inter-Integrated Circuit)、I3C(Improved Inter Integrated Circuit)、声线(SoundWire)、低功耗芯片间串行媒体总线(Serial Low-power Inter-chip Media Bus,SLIMbus)等,本申请实施例对此并不加以限定,也不限于上述示例。其中,I2C总线是指用于连接微控制器及其***设备的总线,I3C总线则是I2C总线的改进型,SLIMbus是一种音频接口,用于连接基带/应用处理器和音频芯片,该总线协议保证既能发控制信息,又能发数据信息,这样就可以替换传统的数据和控制两种接口。
在本申请实施例中,耳机盒20可以包括耳机盒本体21以及设置在耳机盒本体21内部的第二主控芯片(图中未示出),其中,第二电极201与第二主控芯片电连接以实现第二电极201与耳机盒本体21的内部电路的电连接。通过将第二电极201与设置在耳机盒本体21内部的第二主控芯片电连接,能够确保第二电极201与第二主控芯片之间的通信信息交互,从而保证耳机盒20的通信信号通过第二电极201传递至耳机10,以及保证耳机10的通信信号通过第二电极201传递至耳机盒20。
作为一种可选的实施方式,第二主控芯片上可以设置有用于与第二电极201电连接的第二端口(图中未示出),第二电极201通过第二端口与第二主控芯片实现电连接。通过在第二主控芯片上设置有用于与第二电极201电连接的第二端口,第二电极201通过第二端口与第二主控芯片实现电连接,能够实现第二电极201与第二主控芯片之间的电连接。
或者,若耳机盒20内的第二主控芯片上本身就具有多余的可供第二主控芯片与第二电极201电连接的第二端口,本申请实施例也可以不单独设置端口,以节省成本。
示例性地,第二电极201可以与耳机盒20的第二主控芯片的通用输入/输出口(General Purpose Input Output,GPIO)电连接,耳机盒20可以作为发送端也可以作为接收端。需要说明的是,第二端口包括但不限于为GPIO,还可以为其它总线,例如I2C(Inter-Integrated Circuit)、I3C(Improved Inter Integrated Circuit)、声线(SoundWire)、低功耗芯片间串行媒体总线(Serial Low-power Inter-chip Media Bus,SLIMbus)等,本申请实施例对此并不加以限定,也不限于上述示例。
另外,在本申请实施例中,第一电极101在耳机10上的具体设置位置包括但不限于以下几种可能的实现方式:
一种可能的实现方式为:如图1所示,第一电极101位于耳机10的内壁上。
另一种可能的实现方式为:如图4所示,耳机10的外壁上可以设有开孔111,第一电极101位于开孔111内。通过在耳机10的外壁上设有开孔111,第一电极101位于耳机10的外壁上的开孔111内,能够节省耳机10内部的空间,避免第一电极101占用或影响耳机10内部的其它原有部件的设置以及使用。
又一种可能的实现方式为:如图5所示,耳机10的外壁上可以设有开孔111,第一电极101位于开孔111内,而且,开孔111靠近耳机10的外壁的一端开口位置处设置有绝缘层30,或者第一电极101朝向第二电极201的一面上设置有绝缘层30。通过在开孔111靠近耳机10的外壁的一端开口位置处设置有绝缘层30,或者在第一电极101朝向第二电极201的一面上设置有绝缘层30,能够避免外露的第一电极101受到汗液腐蚀等影响,从而避免影响第一电极101与第二电极201之间的通信信号传递功能。
同样,在本申请实施例中,第二电极201在耳机盒20上的具体设置位置包括但不限于以下几种可能的实现方式:
一种可能的实现方式为:如图1所示,第二电极201位于耳机盒20的内壁上。
另一种可能的实现方式为:(图中未示出)第二电极201位于耳机盒20的内壁上,且第二电极201朝向第一电极101的一面上可以设置有绝缘层30。通过在第二电极201朝向第一电极101的一面上设置有绝缘层30,能够避免外露的第二电极201受到汗液腐蚀等影响,从而避免影响第二电极201与第一电极101之间的通信信号传递功能。例如耳机10上沾附有汗渍时,若此时将耳机10放置在耳机盒20内,容易将耳机10上的汗渍沾染到耳机盒20内的第二电极201上,影响第二电极201与第一电极101之间的通信信号传递功能。
再一种可能的实现方式为:如图4所示,耳机盒20的内壁上可以设有凹槽211,第二电极201位于凹槽211内。通过在耳机盒20的内壁上设有凹槽211,第二电极201位于耳机盒20的内壁上的凹槽211内,能够节省耳机盒20内部的空间,避免第二电极201占用或影响耳机盒20内部的其它原有部件的设置以及使用。
又一种可能的实现方式为:如图5所示,耳机盒20的内壁上可以设有凹槽211,第二电极201位于凹槽211内,而且,凹槽211的开口位置处设置有绝缘层30。通过在耳机盒20的内壁上的凹槽211的开口位置处设置有绝缘层30,能够避免外露的第二电极201受到汗液腐蚀等影响,从而避免影响第二电极201与第一电极101之间的通信信号传递功能。例如耳机10上沾附有汗渍时,若此时将耳机10放置在耳机盒20内,容易将耳机10上的汗渍沾染到耳机盒20内的第二电极201上,影响第二电极201与第一电极101之间的通信信号传递功能。
在一些实施例中,绝缘层30可以为绝缘漆。绝缘漆能够避免裸露的第一电极101或第二电极201受到汗液腐蚀等影响,从而避免影响第一电极101与第二电极201之间的通信信号传递功能。
另外,参照图8或图9所示,在本申请实施例中,耳机本体11可以包括听筒部112以及耳机柄112,其中,作为一种可选的实施方式,第一电极101可以设置在耳机柄113远离听筒部112的一侧上,例如,图8中,第一电极101位于耳机柄113远离听筒部112的一侧内壁上,图9中,耳机柄113的远离听筒部112的一侧外壁上可以设有开孔111,第一电极101位于开孔111内,也即第一电极101位于耳机柄113远离听筒部112的一侧上。
可以理解的是,上述设置可以实现耳机10与耳机盒20之间的无线通信交互,另外耳机10和耳机盒20之间的充电功能的实现可以通过设置电连接器,例如,在耳机10上设置第一电连接器,在耳机盒20上设置与第一电连接器相对应的第二电连接器,当耳机10收纳于耳机盒20中,且耳机10上的第一电连接器与耳机盒20内的第二电连接器相接触时,可以通过电连接器的传输功能为耳机10完成充电。
参照图11所示,耳机10内的第一主控芯片103与第一电极101电连接,耳机盒20内的第二主控芯片202与第二电极201电连接,第一电极101与第二电极202之间形成电容实现通信交互。耳机10内还具有电池40以及与电池40连接的充电器50,耳机盒内具有电池40与电池40连接的充电器50以及与充电器50连接的扩爆器60,耳机10内的充电器50与耳机盒20内的扩爆器60电连接时,即可实现耳机盒20为耳机10的充电功能。另外,需要说明的是,继续参照图11所示,第一主控芯片103上还可以连接有麦克风104、讲话器105(又称Speaker)、重力传感器701(又称G传感器)、接近传感器702(又称P传感器)、电容传感器703(又称CAP传感器)、霍尔传感器704(又称HALL传感器)、库仑计705(又称Gauge)以及晶振80(又称晶体)。第二主控芯片202上也可以连接有晶振80。其中,在一些实施例中,第一主控芯片103上连接的晶振80可以为26MHz,第二主控芯片202上连接的晶振80可以为8MHz。
以耳机10为A端,耳机盒20为B端为例,在一种可能的实现方式中,如图12所示,A端与B端之间所形成的电容C为100nF,另外,在耳机盒20内可以设置电阻,例如,图12中,电阻R可以为10k,电阻可以在通信电路中起到滤波作用,防止信号干扰。
其中,作为一种可选的实施方式,参照图6所示,耳机10上还设置有第一连接端子102,耳机盒20上还设置有第二连接端子(图中未示出),耳机10放置在耳机盒20内时,第一连接端子102与第二连接端子电接触,以使耳机盒20对耳机10进行供电。通过在耳机10上设置有第一连接端子102,在耳机盒20上设置有与第一连接端子102相配合的第二连接端子,当耳机10放置在耳机盒20内时,第一连接端子102与第二连接端子电接触,这样,能够通过第一连接端子102与第二连接端子之间的电流传输功能,使耳机盒20对耳机10进行充电。
上述耳机10的第一连接端子102和耳机盒20的第二连接端子用于电连接,可以由各种导电材料制作而成,例如铜等金属,本申请实施例对具体材料不予限定。例如,在一些实施例中,上述耳机10的第一连接端子102和耳机盒20的第二连接端子可以由合金制作而成,以提高抗氧化性能。例如,在一些方案中,可以由铜、镍和银合金制作而成;在另一些方案中,可以由磷和青铜合金制作而成;在其他方案中,还可以使用不同的合金。
在另一些实施例中,上述耳机10的第一连接端子102和耳机盒20的第二连接端子的外表面还可以电镀防腐蚀金属(例如金、银等),以提高抗腐蚀强度。
并且,可选地,耳机10的第一连接端子102与耳机10之间,以及耳机盒20的第二连接端子与耳机盒20之间可以是不透液密封的,以此具有较高的防水等级。
需要说明的是,在本申请实施例中,第一连接端子102可以设置在耳机10的底部(参见图6所示),第二连接端子设置在耳机盒20的底部,即耳机盒20上与第一连接端子102相对应的位置处。或者,参见图7所示,第一连接端子102还可以设置在耳机10的侧部,第二连接端子设置在耳机盒20的侧部,即耳机盒20上与第一连接端子102相对应的位置处。本申请实施例对第一连接端子102和第二连接端子的具体设置位置并不加以限定,也不限于上述示例,只要能达到电接触的目的,实现充电的功能即可。
其中,当仅有一个第一连接端子102设置在耳机10的底部时,整个耳机10的底部的空间都可以用于设置该第一连接端子102,因而第一连接端子102的面积较大,充电时与耳机盒20内的第二连接端子的接触面积较大,接触性较好,接触电阻较小,充电效率也较高。
作为一种可选的实施方式,电池盒20内的第二连接端子可以为弹簧针,耳机10上的第一连接端子102可以为导电块或导电片等,当第一连接端子102为导电贴片时,第二连接端子还可以为导电片、接触垫等。这样,耳机10上的第一连接端子102与电池盒20内的第二连接端子可以通过表面接触、直插式连接、螺纹连接、卡口连接等多种方式建立电连接。
综上,本申请实施例通过在耳机10和充电盒20各放置一个电极,通过两个电极及其间的介电材料构成一个电容,通过电容通信原理,从而在耳机10和充电盒20之间实现非接触式的无线通信,进而解决电量信息,配对信息,测试信息等交互方案。相对于现有技术,本申请实施例中的耳机10和耳机盒20不需要对外呈现更多的金属连接端子即可实现通信和充电同时进行。
而且,通过不同的电极配合,可以组成半双工或者全双工模式的低功耗无线通信方案,同时,仅需要设置电极以及主控芯片的接口即可实现非接触式的无线通信,甚至在主控芯片其本身具有接口的时候还可以不单独设置用于电极电连接的接口,因而代价小,是一个低成本的无线通信方案。
此外,为了进一步解决由于耳机10的第一连接端子102外露所导致的问题,降低ESD、浪涌等高频、高压干扰信号的影响,本申请实施例还可以在耳机10的内部增加抗***件,这样,可以将耳机10的第一连接端子102输入的电信号经过抗***件后,再接入耳机10内部的电路***。该抗***件可以用于抑制第一连接端子102从外部导入的ESD、浪涌等高频、高压干扰信号,减小这些干扰信号对耳机10的电路***的干扰和影响,提高耳机10***的稳定性。其中,抗***件抑制高频、高压干扰信号可以包括衰减、吸收或过滤高频、高压干扰信号,以使得高频、高压干扰信号失去高频、高压特性,从而减小对耳机10电路中的器件造成的影响。
可以理解的是,本申请实施例示意的结构并不构成对耳机组件100的具体限定。在本申请另一些实施例中,耳机组件100可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者拆分某些部件,或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件,软件或软件和硬件的组合实现。
示例性地,耳机盒20内部可以具有一个或多个磁体,以将耳机10吸引到耳机盒20内的腔体中,以及起到防止耳机10从耳机盒20内脱离或掉落的作用。在一些实施例中,该耳机盒20还可以包括盒电源模块,该盒电源模块可以为耳机盒20中的电气部件供电,例如,耳机盒20内的第二连接端子可以与盒电源模块电连接,用于导通和传输电流。
在另一些实施例中,该耳机盒20上还可以设置有至少一个触摸控件,该触摸控件可以用于触发耳机进行配对复位或对耳机进行充电等功能。耳机盒20还可以设置有一个或多个电量指示灯,以向用户提示耳机盒20中电池的电量大小,以及耳机盒20中每个耳机10中电池的电量大小。
以及,在另一些实施例中,耳机盒20内还可以包括处理器,存储器等部件。该存储器可以用于存储应用程序代码,并由耳机盒20的处理器来控制执行,以实现耳机盒20的各项功能。例如。耳机盒20的处理器通过执行存储在存储器中的应用程序代码,在检测到耳机10被放入耳机盒20,且耳机盒20的盖子被盖合后向耳机10充电等。
再例如,该耳机盒20上还可以设置有充电接口,用于耳机盒20为自身的电池进行充电。耳机盒20内还可以包括无线充电线圈,用于对耳机盒20自身的电池进行无线充电。可以理解的是,该耳机盒还可以包括其他部件,此处不再一一说明。
此外,耳机10的外表面还可以包括:触摸传感器、指纹传感器以及环境光传感器等,该触摸传感器可以用于检测用户的触摸操作,该指纹传感器可以用于检测用户指纹,识别用户身份等,该环境光传感器可以根据感知的环境光的亮度,自适应调节一些参数(如音量大小)。
以及在其它的一些实施例中,在耳机10的外表面还可以包括按键、指示灯(可以指示电量、呼入/呼出、配对模式等状态)、显示屏(可以提示用户相关信息)、防尘网(可以配合听筒使用)等部件。其中,该按键可以是物理按键或触摸按键(与触摸传感器配合使用)等,用于触发开机、关机、暂停、播放、录音、开始充电、停止充电等操作。
在本申请实施例的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
在本申请实施例或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请实施例的限制。在本申请实施例的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非是另有精确具体地规定。
本申请实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请实施例的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请实施例的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请实施例进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例各实施例技术方案的范围。
Claims (15)
1.一种耳机组件,其特征在于,包括:
耳机以及耳机盒;
所述耳机上具有至少一个第一电极,所述耳机盒上具有至少一个第二电极;
所述耳机放置在所述耳机盒内时,所述第一电极与所述第二电极相对设置,且所述第一电极与所述第二电极之间形成电容以实现无线通信。
2.根据权利要求1所述的耳机组件,其特征在于,所述耳机上具有两个第一电极,所述耳机盒上具有两个第二电极;
所述两个第一电极中的其中一者将所述耳机的通信信号通过所述两个第二电极中的其中一者传递至所述耳机盒;
所述两个第二电极中的另一者将所述耳机盒的通信信号通过所述两个第一电极中的另一者传递至所述耳机。
3.根据权利要求1或2所述的耳机组件,其特征在于,所述第一电极在所述第二电极上的投影区域与所述第二电极完全重叠。
4.根据权利要求1-3任一所述的耳机组件,其特征在于,所述耳机包括耳机本体以及设置在所述耳机本体内部的第一主控芯片;
所述第一电极与所述第一主控芯片电连接。
5.根据权利要求4所述的耳机组件,其特征在于,所述第一主控芯片上设置有用于与所述第一电极电连接的第一端口,所述第一电极通过所述第一端口与所述第一主控芯片实现电连接。
6.根据权利要求1-5任一所述的耳机组件,其特征在于,所述耳机盒包括耳机盒本体以及设置在所述耳机盒本体内部的第二主控芯片;
所述第二电极与所述第二主控芯片电连接。
7.根据权利要求6所述的耳机组件,其特征在于,所述第二主控芯片上设置有用于与所述第二电极电连接的第二端口,所述第二电极通过所述第二端口与所述第二主控芯片实现电连接。
8.根据权利要求4-7任一所述的耳机组件,其特征在于,所述第一电极位于所述耳机本体的内壁上。
9.根据权利要求4-7任一所述的耳机组件,其特征在于,所述耳机本体的外壁上设有开孔,所述第一电极位于所述开孔内。
10.根据权利要求9所述的耳机组件,其特征在于,所述开孔靠近所述耳机本体的外壁的一端开口位置处设置有绝缘层;
或者,所述第一电极朝向所述第二电极的一面上设置有绝缘层。
11.根据权利要求4-10任一所述的耳机组件,其特征在于,所述第二电极位于所述耳机盒本体的内壁上。
12.根据权利要求11所述的耳机组件,其特征在于,所述第二电极朝向所述第一电极的一面上设置有绝缘层。
13.根据权利要求4-10任一所述的耳机组件,其特征在于,所述耳机盒本体的内壁上设有凹槽,所述第一电极位于所述凹槽内。
14.根据权利要求13所述的耳机组件,其特征在于,所述凹槽的开口位置处设置有绝缘层。
15.根据权利要求1-14任一所述的耳机组件,其特征在于,所述耳机上还设置有第一连接端子,所述耳机盒上还设置有第二连接端子;
所述耳机放置在所述耳机盒内时,所述第一连接端子与所述第二连接端子电接触,以使所述耳机盒对所述耳机进行供电。
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- 2021-09-07 WO PCT/CN2021/116841 patent/WO2022089006A1/zh active Application Filing
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