CN1468469A - 不传送不发射微波及任何其他危险放射线的耳机与麦克风(个人语音装置) - Google Patents

不传送不发射微波及任何其他危险放射线的耳机与麦克风(个人语音装置) Download PDF

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Abstract

蜂窝电话在各个领域中越来越受人们的欢迎，人们用蜂窝电话进行商业交流和私人谈话，连许多孩子都在使用这种电话，目前全世界蜂窝电话用户已达5亿，而且每天都有30万新的用户加入这支大军。但是，人们非常担心(事实上也已经有一些证据表明)，使用蜂窝电话时，贴近人的头部的蜂窝天线产生的微波辐射会对人体健康造成损害，例如导致脑部或眼部癌症，对孩子的影响可能会更严重。为了防止微波辐射造成的损害，人们最普遍采用的方法之一，是使用带有麦克风的个人耳机(即头戴送受话器)。但在2000年4月4日，世界各地均报道说，由英国的《Which》消费者杂志进行的一项研究结果表明，事实上耳机及其电缆会产生类似天线的作用，所以用户同样会受到微波辐射。而本发明则解决了使用蜂窝电话和耳机以及其他类似装置时人体受微波辐射的问题。这一点是通过以下措施来实现的：在个人语音装置和电话机之间，不再用任何电导体材料进行连接，而代之以光学纤维等非电导体材料。因此，个人语音装置不再产生天线的作用。在本文中，同时提供了许多从发明项目主设计思想变化和派生出来的各种设计形式。

Description

不传送不发射微波及任何其他危险放射线的 耳机与麦克风(个人语音装置)
关于本发明的背景情况
发明领域
本发明项目涉及手持终端装置上的个人耳机与麦克风，如无绳电话，尤其是无线蜂窝式移动电话上面用于接收和发送信号的耳机与麦克风。
背景
目前，人们使用移动电话或蜂窝式电话进行商业交流和私人谈话的情况越来越普遍，各方面的人群甚至包括许多孩子都在使用这些电话。例如在英国，蜂窝电话目前已经成为最受孩子们欢迎的礼物，仅仅在孩子们中间，就有300,000人使用蜂窝式移动电话。但人们非常担心，在使用蜂窝电话过程中，贴近使用者头部的蜂窝天线发射出来的微波会对使用者产生不良影响，如导致肿瘤、进行性早衰精神病、以及其他一些医学或心理学上的疾病。例如，在99年10月，华盛顿细胞研究所所长乔治·卡罗(George Carlo)医生就得出了一个可怕的结论：他发现蜂窝式移动电话会使发生脑肿瘤的机会增加一倍，而且还有可能引起基因损坏。总之，自从1997年以来，越来越多的研究结果加重了人们对以下后果的疑虑：蜂窝式移动电话产生的电磁波会对人的大脑造成危害。早在1996年，《洛杉矶时报》上发表的一篇文章就开始怀疑移动电话可能会引起进行性早衰精神病。在斯堪的纳维亚，近年来人们对移动电话这种可能的危险性提出了更多的警告。
人们研究了各种方法，来保护蜂窝式移动电话用户免受电磁辐射的危害。迄今为止，最普遍采用的一种方法，是通过使用带有麦克风的个人耳机(即头戴送受话器)来防止电磁辐射对人体造成的危害。但不幸的是，在2000年4月4日，世界各地均报道说，由英国的《Which》杂志进行的一项研究结果表明，使用耳机不仅不能防止蜂窝移动电话的电磁辐射(尤其是微波辐射)对人体的损害，相反，耳机及其电缆会产生类似天线的作用，对使用者造成更大的危害，因为这时人体受到的辐射，比不用耳机而直接使用蜂窝移动电话时增加了两倍。此外，使用耳机时电磁辐射直接进入大脑。这个研究结果令人许多人非常震惊和无法容忍，因为他们听信了以前那些关于耳机能够防止或减少蜂窝电话的电磁辐射的说法，纷纷购买了耳机。事实上当时早已有数千万人购买了这种耳机，来使自己免受电磁辐射的危害。当上述研究结果在全世界报道之后，许多人惊惶失措，对如何防止蜂窝电话电磁辐射的问题感到束手无策。
发明概述
本发明完全解决了在上述装置中，尤其是在蜂窝电话中使用耳机时的辐射问题。这一点是如何做到的呢？原来是在新发明的耳机装置中，从个人语音装置到移动电话之间的连接部分不再采用任何电导体材料，因此，个人语音装置再也不会产生天线作用了。
需要进一步指出的是，在新发明的耳机中，用非金属材料取代了原来的金属软线，这些新材料用来传导声波或光波，而不是用来导电。声或光的传导是通过以下方法实现的：
1.通过一种可以传导声波的软管或软线将声音传送至使用者的耳内，这种软管或软线内部装有能够传导声音的材料，例如气体、液体、或者任何其他非金属固体传声材料。在用户送受话器中，有一个适当分枝出来的声音导管，其端部连接到耳机或耳塞，耳机或耳塞靠近或接触耳朵。另一个声音导管分支与一种柔性元件相接，可以用来连接一个话筒，话筒位于使用者嘴部附近。也可以在***内加入耳朵和嘴部的连接介面装置，以便提高通话效果。在电话机一侧，声音导管通过电话机上各自相应的机械接口，直接与蜂窝电话或无绳电话的耳机和话筒连接，以便接收和传送声波，或通过外接式耳机和话筒将声音导管连接到送受话器的插口。为了方便与可靠起见，这种声音导管或导线最好采用螺线形式，比如就像标准的电话听筒软线一样，这样导线容易伸缩，不会由于弯折扭曲等原因而妨碍声波的传送。
2.通过一条或几条较细的光学纤维，向用户送受话器发送信号和从那里接受信号。在用户送受话器一侧，配有解码和编码装置，用来将光信号转换为声音信号，或者将声音信号转换为光信号。在电话机一侧，配有编码和解码装置，用来将光信号转换为电信号，或者将电信号转换为光信号。为了方便与可靠起见，这种光学纤维最好采用螺线形式，比如就像标准的电话听筒软线一样，这样容易伸缩，不会由于断裂或弯曲等原因而阻碍光信号的传送。
3.与解决方案2类似，但在本方案中使用空气来作为光的导体，而不是使用光学纤维。
图示简介
图1为优选化具体设备装置***总图。
图2是传声导管或软线及其接口装置的优化结构图(版本1)。
图3是光学通信装置及其接口部件的优化结构图(版本2)。
图3a是一种不同变化形式的设计方案图解说明，按照该设计方案，麦克风通过一根细小的空气导管，从耳朵附近的电路延伸到人的嘴部。
图3b是关于送受话器的一种设计方案图解，在这里，送受话器的大部分电路装置和电池都设计到使用者的衣领等贴身部位，以便减轻耳朵所承受的重量。
图3c是送受话器的两种应用方式的设计方案图解说明，在这里送受话器可以用来向其他装置，例如电脑、打印机、传真机等传送数据。
图3d是一种应用同心塑料环的设计方案图解，在这里，一些小的同心塑料环，环绕在光学纤维外套的周围，从而使每一个小环部分地包含在其相邻的一个小环中。
图3e是关于使用V型槽的一种设计方案图解，该结构方案将一些小的V型槽等，按照不同大小的间隔，设计在光学纤维外套的较硬的材料上。
图3f是关于使用粗细有变化的光学纤维的设计方案图解，本方案中光学纤维的主体部分较细，而在端点部分则***，这样既可以增加光学纤维的柔韧性，同时又保持了端部易于连接的特点。
图3g是关于频率选择方法的设计方案图解，在该方案中，通过发光二极管(LED)阵列(例如在一块芯片上)，利用光线或红外线来选择频率，发光二极管阵列中含有较大数量的不同频率的发光二极管，从而很容易通过选择不同的发光二极管来改变频率。
重要说明与术语表：
所有的这些图示均仅为概念模式示意图，因此实际应用中不能照搬这些图面上标示的各个部件的位置、形状、角度、或者尺寸。在通篇专利文件各处，包括专利申请范围部分，所使用的“蜂窝电话”、“移动电话”、“无线电话”、“电话”等术语，可以指任何通过无线技术或蜂窝技术进行通信的装置，包括通过国际互连网使用的蜂窝电话，例如日本生产的DoCoMo、第三代蜂窝通讯装置、利用蜂窝技术或无线技术进行通讯的掌上型计算机等。同样，在整个专利文件各处，包括专利申请范围部分，所使用的“光学纤维”或“光导纤维”等术语，可以指一根或多根光学纤维，甚至多束光学纤维。在整个专利文件各处，包括专利申请范围部分，所使用的“光”这一术语可以指任意波长和类型的光，例如可见光、红外线、紫外线、以及各种类型的激光等。
优化具体设备的详细说明
关于图1的说明：送受话器(1)在这里通过声音导体或光导体(2)连接至电话机的接口装置(3)，该装置与蜂窝电话或无绳电话(4)相接。
关于图2的说明：耳机装置(11)在用户耳朵上的应用，可以通过使用耳塞或杯式听筒(耳机)来实现，耳塞可***用户耳内使用，杯式听筒(耳机)通过一个可调节的钩或环或者任何其他标准装置固定在用户耳朵上。上述耳机装置通过送受话器上的相应声波导管支路，连接到单中心双向声音导体装置(14)。中心导体装置(14)内也可以包含一个滤声器(12)，用于改善声音效果，还可以用声音阻尼材料(隔声材料)对该装置(包括其分枝部分)进行覆盖，以便降低外部干扰或声音失真。话筒装置(13)连接到同一个声音导体装置(14)的一个单独分支上，声音导体装置(14)带有一个柔性可调节元件用于连接。电话接口装置(15)含有一套小麦克风和耳机装置，麦克风和耳机可以分别安装在中心声音导体装置(14)分出的相应导体分支上，也可以通过电气方式连接到听筒装置的插塞上，或者利用一种机械接口装置，将声音导体通过相应的导体分支直接连接到蜂窝电话或无线电话的内置扬声器和麦克风上。这种机械接口装置可以是通用式的，适用于各种类型的电话，或者专门适用于一种类型的蜂窝电话或无线电话。耳机装置(11)和话筒装置(13)可以含有一种膜片，用于改善音质。
关于图3的说明：用户送受话器装置(22)中含有一个或两个耳机(22a)，用来接收经过放大的和经过光学解码器(22b)解码后的电信号，光学解码器(22b)把来自相应的光学纤维(23)的“声调幅”光信号转换为电信号，该装置还含有一个麦克风(22c)，用来将放大的电信号传送到光学编码器(22d)，光学编码器(22d)把通过声音调幅的光信号传送至相应的光学纤维(23)，或者含有一个光学麦克风，用来将声音信号直接转换为光调幅信号(该光信号由电话机通过光学纤维(23)传送过来，或来自用户送受话器装置(22))，光调幅信号反射入光学纤维(23)内部。在电话机(26)一侧，光学纤维(23)通过电话机接口装置(24)连接至蜂窝电话或无线电话机的连接插塞(25)(这是一个专门为外部电话和麦克风设计的连接插头)。在电话机接口装置(24)内有一个光学解码器与编码器(24b)。光学解码器通过电话连接插塞(25)把来自相应光学纤维(23)的、经过声音调幅的光信号，转换为电话机语音输入用的电信号；光学编码器通过电话连接插塞(25)将电话机语音输出用的电信号转换为经过声音调幅的光信号，这些光信号将传送至相应的光学纤维(23)。在光学纤维(23)中，最好是在每个通信方向上至少使用一根光学纤维。不过也有另外的选择，例如，可以在两个方向上使用同一根光学纤维，但要求在终端使用分光器，以便使光学纤维在每一端都能够连接编码器和解码器(但这种方法获得的效果差一些)。用户送受话器装置(22)内应当使用至少一节电池(22e)，并使用一个或几个节能电路(22f)，这样可以延长电池(22e)的使用寿命，例如可以使用CMOS电路或带有PWM(脉冲宽度调制)功能的CMOS微处理器等节能电路。在用户送受话器(22)的节能方法中，还有一种设计方案可供选择，即当用户不需要讲话时，自动减少光学编码器(22d)的工作周期(或直接完全停止运行)；当用户开始讲话时，光学编码器(22d)二极管的电容器将快速重新充电。虽然这可能会导致新的语音信号在开始部分有几毫秒的损失，但这短时间损失完全可以忽略不计。由于扬声器是用户送受话器中耗电最多的一个装置，因此最好在耳机(22a)中使用一个节能的扬声器，例如可以使用一个压电式扬声器。关于电池(22e)，既可以是一次性的电池，也可以是可充电电池。使用一次性电池时，最好选用使用寿命较长的电池，例如可以在持续使用几个月(按照每天使用电话3个小时计算)之后，仍然能够保持有效电路；使用可充电电池时，最好选用充电一次能够使用较长时间的电池，即在需要下一次充电之前，该电池能够使有效电路保持较长时间。此外还有一种选择是使用一个简单电路，当蜂窝电话机(26)本身充电时，送受话器装置同时也一起充电。既可以使用一个电气插座进行充电，也可以利用一个光生伏达电池进行充电，或者两种方法都用。送受话器在充电时，可以使用自己的专用插座(27)，也可以与电话机一起进行并联式充电(例如通过一个分流器，将电话机充电装置(28)的充电插座变成一个双窝插座)，或与电话机一起进行串连式充电，即电话机(26)***其正常的充电插座(28)，耳机***电话机本身上的充电插座(26c)。在充电方法的设计方案中，最后一种方法是利用电话机本身的电池(26a)，通过充电插座(26c)对用户送受话器进行充电，这种方法的特点是，无论电话机(26)本身是否正在充电，送受话器的充电可以照常进行。在电话机接口装置(24)中，电源可以取自电话机的连接插塞(25)(例如，该插塞接入的导线除了能够连接耳机插头之外，还可以额外提供电能)，这样可以使用电话机自己的充电电池(26a)中的电。就像送受话器(22)中的节能电路(22f)一样，电路(24d)也是一个节能电路。再一个可供选择的设计方案是，在电话机接口装置(24)中使用一种独立电池(24c)，类似于送受话器(22)中的电池(22e)，这种方法非常有用，例如对于那些不能方便地接入自身电池(26a)的电话机来说就很有用。在另一个不同的设计方案中，我们给送受话器(22)额外增加了一些有用的功能，例如增加了一个小的键盘(22g)，用来进行一般拨号或话音启动拨号，可以利用送受话器(22)或电话机接口装置(24)或电话机本身(26)上的处理装置来完成上述拨号，也可以组合使用这些装置来完成拨号。再一个可供选择的设计方案是，用户送受话器(22)上也设有一个开关(22i)，有了这样一个开关，用户在接听电话时不必接近电话机本身(26)，仅通过变换开关(22i)在状态，就可以将一些光信号传送到电话机(26)，从而指示电话机应答从外面打进来的电话(这项工作可以与电话机生产厂家合作完成)。这个开关(22i)可以通过送受话器上的按压动作，或通过其他方式直接启动或间接启动。再一个不同的设计方案是，当用户想接听外面打来的电话时，可以直接接听并讲话，讲话的语音将被认作是回答来话的信号，可以通过电话机(26)或者送受话器(22)本身回答来话，也可以通过电话机接口装置(24)接听电话，该装置将把指令传送至电话机(26)。用户不必触动电话机(26)就能够直接回答电话这种功能，与不必触动电话机(26)就能够直接拨打电话的功能，可以结合在一起使用。再一个具有不同变化的设计方案是，在送受话器上设计一个轻巧和小型的屏幕(22h)。另一个不同的设计方案是，把送受话器(22)的主要的电路(22f)和部件，包括电池(22e)、耳机(22a)以及麦克风(22c)等一起安装在同一个地方(例如安装在耳朵附近的一个部位)，麦克风(22c)与耳机之间采取隔音措施，通过一根小的空气导管，麦克风延伸至人嘴附近部位，正如图3a中所标明的一样。又一个不同的设计方案是，把送受话器(22)电路(22f)中的大部分电路装置和部件(包括电池(22e))放置在贴近人体的一个部位，有卡夹等固定，例如附在使用者的衣领上，这样可以减少人的耳朵所承受的重量，在这种设计使中，人的耳朵只需要承担耳机(22a)、麦克风(22c)及其连接部分的重量就可以了。图3b是有关详细情况的示意图。当然，上面最后两种不同的设计方案也可以结合在一起使用。还有其他各种的不同设计方案。其中一种设计方案是，原来的送受话器不再戴在耳朵上使用，而是变成用户认为方便的手提式，或者既可用头戴，又可用手持，形状也可以采用电话机式或任何其他方便的形状。如果送受话器(22)能够根据用户需要，除了可以戴在耳朵上作为免手提送受话器使用之外，又能够方便地作为手提式送受话器使用，那么我们可以使送受话器(22)的重量变轻，可以根据其用途折迭成各种方便使用的形状。再一种不同的设计变化是，送受话器(22)可以包含一个小屏幕(22h)。如果送受话器(22)包含额外的功能，例如用来拨打电话或回应电话的小键盘(22g)以及小屏幕(22h)等，那么这些功能可以用来取代电话机(26)的相应功能，也可以作为电话机(26)的附加功能。还有一种比较极端的设计方案，就是将电话主机上所有主要功能全部转移到了送受话器(22)上，电话机(26)本身只含有蜂窝天线(26b)、电路和电池(26a)、以及电话机接口装置(24)。在这种情况下，如果从另一个角度来观察，我们可以把它称为一个“主次颠倒”的设计方案，我们看到，电话机在手中(或作为免提电话形式附在耳朵附近或者戴在头上)，另一部分就成为一个“转换器”，它一方面可以通过蜂窝天线与蜂窝电话公司的发射区通信，另一方面用一种短距离的更加安全的通信模式与电话机通信。再一种不同的设计方案是，送受话器(22)设计为电话机的上盖，取代了电话机原来的上盖，看起来就好像一部双层结构电话，因此每当打开电话机(26)准备拨打电话或接听电话时，实际上始终同时打开送受话器(22)。在这种情况下，如果从电话机(26)本身的充电插座(26c)对送受话器(22)进行充电，就成为一种非常自然的事情了。再一种不同的设计方案是，电话接口装置(24)连接到一个特殊的插头(25b)，这个特殊插头既可以在电话机内取代普通插头(25)，也可以与普通的插头(25)一起使用。该特殊插头可以采用模拟电气连接方式，也可以采用数字电气连接方式，但直接连接到数字信号效果可能会更好一些。不过，在进行连接时，最好使两个方向同为模拟连接或同为数字连接。在其中的一个设计方案中，使用了模拟与数字混合连接方式。(虽然在配置中可以认为将不同的连接方式放在一起使用是允许的，例如，在一个方向上使用数字连接方式，在另一个方向上使用模拟连接方式，但这种混合连接方式的效果可能要差一些)。再一个不同的设计方案是，电话接口装置(24)或者至少其一部分，设计为电话机(26)主体的一个组成部分，因此它可以直接从电话机的电池(26a)或电路中获得电源。在这种情况下，电话接口装置(24)和电话机(26)其余部分的连接可以采用模拟连接方式或数字连接方式，但直接连接至数字信号效果可能会更好一些。在此情况下，光学纤维(23)可以通过一个光纤连接插头(24e)与该接口装置连接，或通过一个电源插头进行连接，甚至可以采取永久性连接方式。如果采取永久性连接方式，最好在电话机主体上另外设置一个开关，或者在送受话器(22)方面设置一个开关，也可以在两处各设置一个开关，让用户自己去选择，是使用送受话器还是直接使用电话机上的开关。再一个不同的设计方案是，在送受话器(22)和/或电话机(26)上增加音量控制装置(22j，26j)以及音调控制装置(22k，26k)，这样可以进一步提高音质——因为电话声音有时听起来可能比较困难。目前蜂窝电话和蜂窝送受话器上还没有这种装置。这些控制功能可通过转动拨盘，移动调节杆，或利用数字控制键来实现调节。下面的一个不同的设计方案是，在使用送受话器讲话的过程中，送受话器同时还能够单独地向其他设备传送数据，例如向电脑、打印机、传真机等传送数据，如图3c中所示。再一个不同的设计方案是，送受话器装置不仅能够用于电话机，还可以在其他装置中使用。当然，上面所述的各种不同的设计方案也可以结合在一起使用。
为了进一步节约成本，在下面的一个设计方案中，光学编码器(22d，24b)使用了价格非常便宜的二极管，但由于寄生电容方面的问题，这些二极管通常情况下只适用于几千赫的频率。为了解决这个问题，可以在DC基础上使用一个脉动调节装置，这样可以达到较高的频率(例如可以达到50千赫)，还可以加入适当的滤波装置和放大装置，以便对来自脉动调节装置的信号进行修复。不过在另一方面，我们也可以使用其他更好一点的二极管，较好的二极管很容易适应100千赫的频率，价格上相对来说仍然比较便宜。
还有，为了防止光学纤维(23)发生过分的扭曲，从而导致信号损失，或导致光学纤维本身被损坏，最好在光学纤维周围使用轻质而柔软，且足够强壮的外套，以便使光学纤维能够防止和抵抗过分的扭曲。为了实现这一目标，有以下几个解决方案：1.选用的光纤护套，或护套的内层或上层，应当有足够高的强度和柔韧度，使它们达到这样一个要求：一旦发生过分扭曲的情况，在它们达到一定的扭曲度后拒绝继续扭曲，起到一种扭曲度规矩的作用，使内部的光纤受到保护。还可以在光纤护套的周围加上一些非金属弹簧，用来限制弯曲半径的大小，也可以起到保护光纤的作用。2.在光纤护套的内部，紧挨着光纤加上一些足够强壮而柔韧的非金属线，它们也能起到与上面方法1相同的保护作用。3.使用一种螺线形的光纤和护套，类似于电话机上所使用的听筒软线，如在专利概述中所描述的一样。(但光纤做成螺线时，注意螺线半径应当比听筒软线的大一些，以便防止其弯曲程度超过一定的限度)。4.在光纤护套中使用分成若干小节的高硬度材料，或插在光纤护套内部或套在护套外面，使光纤护套只能部分地弯曲，主要在各节硬材料之间能够弯曲。有几种方法可以做到这一点。例如，在光纤护套周围使用一些小塑料同心环，使每一个环都部分地包含在其相邻的环中(如图3d所示)，也可以使这些环互相接触，看起来就像串在一起的一串小珠子一样，这样就限制了光纤的弯曲程度。或者可以使用一种类似风琴的光纤封套，它看起来就像可以弯曲的饮料吸管一样(但直径应当更小一些)，或者在光学纤维护套周围使用较硬的材料，在硬材料上按照不同的间隔做一些V型槽(做这些槽时应当采用不同的方向)，这样，弯曲的发生就限定于某些部位(如图3e中所示)。5.使用能够自由收放的线束装置(例如可以置于电话机周围的某个部位，或送受话器及接口装置的某个位置，可以将线束装在一个小轮子上，置于一个盒内，这个线束盒可以装在电话机上、送受话器上、或电话机接口装置上，线束装置中使用弹簧和机械装置，应当使线能够拉出需要的长度，防止半路缩回。6.使用一种主要部分较细，而两端较粗的光纤，以便既增加主要部分的柔韧度，同时又保持两端容易连接的特点(如图3f中所示)。以上所述的各种不同的设计方案，以及其他的解决方案，均可以互相结合使用。除此之外，如果光纤或者其外套已经损坏，可以很容易地用同类标准产品进行更换。
在另一个不同的设计方案中，使用红外线或者任何其他适当波长和频率、并且有足够强度的射线，或电磁波，例如可见光等，在送受话器装置(22)和电话机接口装置(24)之间进行通信，而不是使用光学纤维来传送信号。这样一来，连接部分(23)就变成了空气，而不再是光学纤维。如果使用电磁波频率来传送信号，当然就要使用电磁波发射器，而不再使用光学编码器(22d，24b)，同时还要使用电磁波接收器来代替解码器(22d，24a)。在这个设计版本中，可以采用前面各设计方案中所使用的部分或全部节能方法，另外，还可以在设计方案中加入反射镜或透镜，以便防止光线散射到不需要的方向。还可以在***中加入某种机械装置，以便改善通话的保密性，防止与附近用户所使用的装置之间发生串话。为了做到这一点，可以在送受话器装置(22)和电话机接口装置(24)的通信之间进行加密，每个送受话器装置应当采用不同的加密方式。而且在各装置之间应当采用频率自动选择功能，以便防止各装置与附近其他使用干扰红外线的装置发生冲突。下面列举一种实现频率选择的方法。在使用可见光或红外线的情况下，我们可以利用大量不同频率的发光二极管(LED)组成阵列或矩阵(例如可以设置在一块芯片上)，这样就可以很容易地利用不同的发光二极管来选择出适当的频率，如图3g中所示。另一个可以实现频率选择的方法，是应用一些规模较小的发光二极管“排列组”，分别组合为各种不同的功率，其情形就好像一个彩色发光二极管屏幕上的彩色象素一样，利用透镜或棱镜的作用将光线聚集在一起。再一个可以实现频率选择的方法，是利用一套不同色彩的滤光镜，将这些滤光镜放在发光二极管(或发光二极管组)前面，覆盖一定范围的频率，这样，使用时就能够自动地选择各种不同的滤光镜(或不同的滤光镜组)，并能够自动地使它们移动(例如通过旋转)，从而可以改变频率。同样道理，在本方案中，光学解码器也可以调谐至所选择的频率，例如，可以使用一个与上面发光二极管矩阵类似的解码器矩阵，每个解码器对应于一个相应的频率，或者可以使用一些规模较小的解码器排列组，测量一下每个解码器组的幅度，或者可以在解码器的前面，使用与上面所述类似的可变滤光镜排列组。下面是另一个防止频率冲突的解决方案：在本方案中，防止和避开与其他装置的频率发生冲突的方法，不是变换频率，而是选择使用不同的播送特性，不同播送特性的选择是通过使用不同的比特来实现的，例如使用较大或者较小的比特或利用每个通信帧中不同的比特位置等，来实现播送特性的选择。以上各种不同的解决方案可以互相结合起来使用。上面所述的通过空气而不是通过光学纤维来进行光信号通信的各种解决方案，还可以与图3所示内容相关的其他各种设计方案结合在一起使用，包括电话机与送话器装置之间主次关系的颠倒设计方案，以及与其他设备通信的设计方案等。
关于图3a，我们向你展示了一个可能的设计方案示意图，在该设计方案中，麦克风(139a)通过一根小的空气导管(132a)从耳朵附近的电路***(131)延伸至使用者(130)的嘴部(138)。听筒及其电路装置(131)通过挂钩(135)等附件装置，连接到使用者的耳朵(134)上。133a是光学纤维。
关于图3b，我们向你展示的是一个可能的设计方案图解，该设计方案中的送受话器装置将其大部的电路***，包括电池在内，设置在使用者的衣领等部位(136)，这样就减少了人的耳朵(134)所承受的重量。麦克风(139b)可以通过导线(132b)连接到听筒(131)上，听筒(131)通过线(137)固定在下部(136)，光学纤维(133b)从136部位引伸出来。
关于图3c，我们向你展示的是送受话器装置传送数据的两种方法的设计方案图解，在该设计方案中，送受话器可以向电话机(36)或其他装置(31)发送信息或接收信息，这些装置可以包括计算机、打印机、传真机等。通过光学纤维分枝和附加连接器等，即可以实现这些功能，还可以使用适当的数据多路技术和增加带宽，以便进一步改善传输效果。光学纤维可以从电话机接口装置(35a)进行分枝，在这里接入光学纤维34a和33a，也可以通过连接装置(34b)在用户送受话器(32)一侧进行分枝，然后将分枝后的光学纤维连接至其他设备(31)。连接部分34a和34b也可以采用电气连接方式，不过不太理想。在本设计方案中，可以使用快速发光二极管和探测器。
关于图3d，我们向你展示的是在光缆护套周围使用小塑料同心环的设计方案图解，在该设计方案中，光学纤维外套(40)周围使用了一些小的塑料同心环(例如41..44)，使每个小环都部分地包含在其相邻的一个小环中，这样就限制了光缆弯曲的直径。
关于图3e，我们向你展示的是如何在光纤周围使用V型槽的设计方案图解，根据该设计方案，在光学纤维的外套上面使用一种较硬的材料(50)，然后在这种材料上按不同的间隔，设置上一些小V形槽(例如51-54，应当按照不同的方向设置)，这样一来，光学纤维的弯曲就被限制在一些特定的部位和一定的角度。
关于图3f，我们向你展示的是使用变径光纤的一种设计方案图解，根据该设计方案，光学纤维的主要部分(60)应当较细，到两端(61，62)时应当***，这样既可以增加光学纤维主要部分的柔韧度，同时又保留了两端容易连接的特点。本设计方案中的另一个设计变化是，光学纤维只是在一端***，也就是说，只在光学编码器二极管一端***。
关于图3g，我们向你展示的是关于频率选择的一种设计方案示意图，在本设计方案中，利用设置在一块芯片(70)上的发光二极管矩阵(71)所产生的光或红外线来选择频率，这些为数众多的发光二极管各自具有不同的频率，从而可以方便地通过选择不同的发光二极管来改变频率。这些发光二极管安装在芯片的表面上，如果芯片上有槽沟或者有透明部分，它们也可以安装在芯片的内层。(当然，发光二极管的数量和排列配置，可以与图中展示的情况有所不同，图中仅为示例)。
上面所列举的仅是本发明项目的几个有限的具体化的例子，实际上在本发明项目的范围之内，还可以有更多的设计变化、修改版本、和扩充设计方案，或其他不同的应用设计，这些变化均与本发明技术有明显相似之处。

Claims (110)

1.一种能够使用户通过口和至少一只耳朵用无线电话进行通话的装置，通话时电话机可以与用户头部保持一定的距离，该通话装置包括：
一种电气绝缘导体，用于在所说的电话机和用户送受话器之间往返传送非电信号；
所说的用户送受话器为用户和所说的非电导体之间的接口装置；
在电话机一侧使用的接口装置，用于连接所说的电话机与所说的非电导体。
2.权利要求1所述的装置，其中所说的电气绝缘导体是至少一条光学纤维，所说的非电信号为光信号，所说的接口装置包括：
第一个转换器用于将电信号从所说的电话转变成光信号，以通过所说的光学纤维进行传送；
第二个转换器用于在通过所说的光学纤维传送过来的所说的光信号转换还原为电气信号传到所说的电话机中；
第三个转换器位于所说的送受话器的一侧，用于将声音转换成声音调节的光，以通过所说的光学纤维进行传送；
第四个转换器用于在通过所说的光学纤维传送过来的所说的非电信号转换还原为送至用户送受话器的电信号；
在所说的用户送受话器上，至少有一个耳机和一个扩音器。
3.权利要求1所述的装置，其中电气绝缘导体为一种声音导体，带有单中心双向声道，两端均设置分支，所说的非电信号为声音信号，所说的接口装置包括：
第一个变换器，用于将电话机的电信号转换为声音信号，以通过声音导体进行传送；
第二个变换器，用于在通过所说的声音导体传送过来的所说的声音信号转换为送至所说的电话机的电信号；
在所说的电话机一侧的接口装置上，至少有一个声音发射装置和一个麦克风；
电话机接线插头，用于连接到位于电话机一侧的接口装置内的电话机接线插口；并且
在用户送受话器里，至少有一个受话装置和送话装置。
4.权利要求3所述的装置，其中所说的受话装置包括一个与耳朵进行声学匹配的杯式耳机。
5.权利要求3所述的装置，其中所说的受话装置包括一个能***耳中使用的耳塞。
6.权利要求1所述的装置，其中所说的电绝缘导体为一种声音导体，带有单中心双向声道，两端均设有分支，所说的非电信号为声音信号，所说的接口装置包括：
一个机械接口装置，用来将声音导体直接连接到蜂窝电话或无线电话的内置扬声器和麦克风上；并且
在所说的用户送受话器内，至少有一个受话装置和一个送话装置。
7.权利要求6所述的装置，其中所说的受话装置包括一个与耳朵进行声学匹配的杯式耳机。
8.权利要求6所述的装置，其中所说的受话装置包括一个能***耳中使用的耳塞。
9.权利要求2所述的装置，其中所说的第三个转换器，用于将所说的用户送受话器的电信号转换为光信号，以通过所说的光学纤维进行传送。
10.权利要求2所述的装置，其中所说的第三个转换器，用于将声音直接转换为能反射给光学纤维的光的调幅。
11.权利要求1所述的装置，其中所说的电气绝缘导体为空气，所说的非电信号为光信号，所说的接口装置包括：
第一个变换器，用于将所说的电话机的电信号转换为光信号，以通过空气传送；
第二个变换器，用于将通过空气传送过来的所说的光信号转换还原为送至所说的电话机的电信号机；
第三个变换器，安装在所说的用户送受话器的一侧，用于将声音转换为声音调幅的光，以通过空气进行传送；
第四个变换器，用于将通过空气传送过来的所说的非电信号转换还原为送至所说的用户送受话器的电信号
在所说的用户送受话器，至少含有一个耳机和一个麦克风。
12.权利要求9所述的装置，其中所说的纤维指的是一种单一捆的纤维。
13.权利要求9所述的装置，其中所说的纤维指的是多于一捆的纤维。
14.权利要求10所述的装置，其中所说的纤维指的是一种单一捆的纤维。
15.权利要求10所述的装置，其中所说的纤维指的是多于一捆的纤维。
16.权利要求2和权利要求11中的任一个所述的装置，其中所说的送受话器，包括至少一个一次性电池和一个节能电路，这种电路能使电池使用时间延长几个小时。
17.权利要求2和权利要求11中的任一个所述的装置，其中所说的送受话器，包括至少一个可充电电池和一个节能电路，这种电路能使电池使用时间延长几个小时，直到需要再次充电的时候。
18.权利要求2和权利要求11中的任一个所述的装置，其中所说的送受话器，包括至少一个可充电电池和一个有正常能源消耗的电路。
19.权利要求17所述的装置，其中所说的电池可以通过光电池充电。
20.权利要求17所述的装置，其中所说的电池可以通过电插座充电。
21.权利要求17所述的装置，其中所说的电池可以既可以通过光电池充电，也可以通过电插座充电。
22.权利要求18所述的装置，其中所说的电池可以通过电插座充电。
23.权利要求22所述的装置，其中所说的插头为一个独立插头。
24.权利要求22所述的装置，其中所说的插头为一个与电话充电插座并联的电源插座。
25.权利要求22所述的装置，其中所说的插座用于为在电话机自身中的电池进行充电。
26.权利要求20所述的装置，其中所说的插座为一个独立插座。
27.权利要求20所述的装置，其中所说的插座为一个与电话充电插座并联的电源插座。
28.权利要求20所述的装置，其中所说的插座用于为在电话机自身中的电池进行充电。
29.权利要求21所述的装置，其中所说的插座为一个独立插座。
30.权利要求21所述的装置，其中所说的插座为一个与电话充电插座并联的电源插座。
31.权利要求21所述的装置，其中所说的插座用于为在电话机自身中的电池进行充电。
32.权利要求28所述的装置，其中所说的插座可用于为送受话器的电池进行充电，即使在电话机自身没有被充电的情况下。
33.权利要求31所述的装置，其中所说的插座可用于为送受话器的电池进行充电，即使在电话机自身没有被充电的情况下。
34.权利要求2和权利要求11中的任一个所述的装置，其中所说的电话机一侧的接口装置能够从电话机自身的电池中获得电能。
35.权利要求2和权利要求11中的任一个所述的装置，其中所说的电话机一侧的接口装置应至少包括一个一次性电池和和一个节能电路，这种电路能使电池使用时间延长几个小时的通话时间。
36.权利要求2和权利要求11中的任一个所述的装置，其中所说的电话机一侧的接口装置应包括至少一个一次性电池和和一个节能电路，这种电路能使电池使用时间延长几个小时的通话时间，直到需要再次充电的时候。
37.权利要求2和权利要求11中的任一个所述的装置，其中所说的电话机一侧的接口装置应包括至少一个可充电电池和一个有正常能源消耗的电路。
38.权利要求36所述的装置，其中所说的电池可以通过光电池充电。
39.权利要求36所述的装置，其中所说的电池可以通过电插座充电。
40.权利要求36所述的装置，其中所说的电池可以既可以通过光电池充电，也可以通过电插座充电。
41.权利要求37所述的装置，其中所说的电池可以通过光电池充电。
42.权利要求41所述的装置，其中所说的插座为一个独立插座。
43.权利要求41所述的装置，其中所说的插座为一个与电话充电插座并联的电源插座。
44.权利要求41所述的装置，其中所说的插座用于为在电话机自身中的电池进行充电。
45.权利要求39所述的装置，其中所说的插座为一个独立插座。
46.权利要求39所述的装置，其中所说的插座为一个与电话充电插座并联的电源插座。
47.权利要求39所述的装置，其中所说的插座用于为在电话机自身中的电池进行充电。
48.权利要求40所述的装置，其中所说的插座为一个独立插座。
49.权利要求40所述的装置，其中所说的插座为一个与电话充电插座并联的电源插座。
50.权利要求40所述的装置，其中所说的插座用于为在电话机自身中的电池进行充电。
51.权利要求47所述的装置，其中所说的插座可用于为电话机接口装置的电池进行充电，即使在电话机自身没有被充电的情况下。
52.权利要求50所述的装置，其中所说的插座可用于为电话机接口装置的电池进行充电，即使在电话机自身没有被充电的情况下。
53.权利要求2和权利要求11中的任一个所述的装置，其中所说的送受话器，也包括一种使用户不必接近电话机就能拨打电话的装置。
54.权利要求2和权利要求11中的任一个所述的装置，其中所说的送受话器，也包括一种使用户不必接近电话机就能接听来电的装置。
55.权利要求53所述的装置，其中所说的送受话器，也包括一种使用户不必接近电话机就能接听来电的装置。
56.权利要求53所述的装置，其中所说的装置是键盘控制式的。
57.权利要求53所述的装置，其中所说的装置是声音控制式的。
58.权利要求57所述的装置，其中所说的声音命令是在送受话器中被处理的。
59.权利要求57所述的装置，其中所说的声音命令是在电话机一侧的接口装置中被处理的。
60.权利要求57所述的装置，其中所说的声音命令是在电话机自身中被处理的。
61.权利要求54所述的装置，其中所说的装置是开关控制式的。
62.权利要求54所述的装置，其中所说的装置是将用户声音作为信号来接听来电的。
63.权利要求17所述的装置，其中所说的节能装置是采用CMOS(互补金属氧化物半导体)工艺或应用PWM脉宽调制技术。
64.权利要求36所述的装置，其中所说的节能装置是采用CMOS(互补金属氧化物半导体)工艺或应用PWM脉宽调制技术。
65.权利要求34所述的装置，其中所说的电话机一侧的借口装置包括一个节能装置。
66.权利要求65所述的装置，其中所说的节能装置是采用CMOS(互补金属氧化物半导体)工艺或应用PWM脉宽调制技术。
67.权利要求2和权利要求11中的任一个所述的装置，其中送受话器的电路，耳机和麦克风被设置在一个地方，其中麦克风与耳朵之间采取隔音措施，通过一根小的空气导管，麦克风延伸至用户的嘴部附近。
68.权利要求2和权利要求11中的任一个所述的装置，其中送受话器的大部分电路和电池被设置在贴近用户上衣的一个位置，这样可以减少用户耳朵所承受的重量。
69.权利要求53所述的装置，其中送受话器也包括一个屏幕。
70.权利要求54所述的装置，其中送受话器也包括一个屏幕。
71.权利要求55所述的装置，其中送受话器也包括一个屏幕。
72.权利要求2和权利要求11中的任一个所述的装置，其中送受话器可以戴在耳朵上使用，而不必手持；也可以方便地拿在手上使用。
73.权利要求2和权利要求11中的任一个所述的装置，其中送受话器可以方便地拿在手上使用，而不必戴在耳朵上使用却不用手持。
74.权利要求72所述的装置，其中送受话器应当至少有一种能够符合手提电话的设计形式。
75.权利要求72所述的装置，其中送受话器应当至少有一种能够符合手提电话的设计形式。
76.权利要求1所述的装置，用于防止所说的电话机和所说的送受话器之间的导体变成传导电话机微波辐射的天线。
77.权利要求2和权利要求11中的任一个所述的装置，用于防止所说的电话机和所说的送受话器之间的导体变成传导微波辐射的天线。
78.权利要求2和权利要求11中的任一个所述的装置，用于防止所说的电话机和所说的送受话器之间的导体变成向用户头部传导微波辐射的天线。
79.权利要求2和权利要求11中的任一个所述的装置，用于防止所说的电话机和所说的送受话器之间的导体变成向用户头部传导微波辐射的天线。
80.防止无线电话和送受话器之间的导体变成传导微波辐射的天线的办法包括以下步骤：
提供能够在所说的电话机和所说的用户送受话器之间往返传送非电信号的电气绝缘导体；
为用户和所说的非电导体之间的接口装置提供所说的用户送受话器；
提供所说的电话机和所说的非电导体逐渐的电话机一侧的接口装置。
81.权利要求80所述的方法，其中所述的导体采用光学纤维。
82.权利要求2和权利要求11中的任一个所述的装置，其中电话机一侧的接口装置是通过普通的耳机插头连接在电话上的。
83.权利要求82所述的装置，其中电话一侧的接口装置也连接在电源线上，这样就能够通过电话机的电池为其提供电量。
84.权利要求2和权利要求11中的任一个所述的装置，其中电话机一侧的接口装置是通过一个特殊插头连接在电话机上的。
85.权利要求2所述的装置，其中至少电话机一侧的接口装置的部分是电话机自身的部分。
86.权利要求85所述的装置，其中光学纤维是通过一个光学插头连接在电话机一侧的接口装置上的。
87.权利要求85所述的装置，其中光学纤维是通过一个电插头连接在电话机一侧的接口装置上的。
88.权利要求85所述的装置，其中光学纤维是通过固定连接方式连接在电话机一侧的接口装置上的。
89.权利要求84所述的装置，其中特殊插头通过电话机接口装置传出和传入的信号为模拟信号。
90.权利要求84所述的装置，其中特殊插头通过电话机接口装置传出和传入的信号为数字信号。
91.权利要求85所述的装置，其中电话机和电话机一侧的接口装置之间的内部连接通过电话机接口装置传出和传入的信号为模拟信号。
92.权利要求85所述的装置，其中电话机和电话机一侧的接口装置之间的内部连接通过电话机接口装置传出和传入的信号为数字信号。
93.权利要求2和权利要求11中的任一个所述的装置，其中所说的电话机也包括一个音量控制器。
94.权利要求2和权利要求11中的任一个所述的装置，其中所说的电话机也包括一个音调控制器。
95.权利要求2和权利要求11中的任一个所述的装置，其中所说的送受话器也包括一个音量控制器。
96.权利要求2和权利要求11中的任一个所述的装置，其中所说的受话器也包括一个音调控制器。
97.权利要求2和权利要求11中的任一个所述的装置，使用了低频率的二极管，和一个基于DC的脉动调节装置，这样就可以达到比较高的频率，同时还加用了适当的滤波装置与放大装置，以便对来自脉动调节装置的信号进行修复。
98.权利要求2和权利要求11中的任一个所述的装置，其中送受话器至少包括电话机的大部分功能，只有蜂窝天线及其电路除外。而电话机主要包括蜂窝天线及其电路。
99.权利要求72所述的装置，其中送受话器至少包括电话机的大部分功能，只有蜂窝天线及其电路除外。而电话机主要包括蜂窝天线及其电路。
100.权利要求73所述的装置，其中送受话器至少包括电话机的大部分功能，只有蜂窝天线及其电路除外。而电话机主要包括蜂窝天线及其电路。
101.权利要求11所述的装置，其中频率的自动选择的实现是通过应用发光二极管矩阵(比如可以设置在一块芯片上)，矩阵中的发光二极管各有不同的频率，这样可以很容易地通过选择不同频率的发光二极管来调节频率。
102.权利要求11所述的装置，其中频率的自动选择的实现是通过在发光二极管前面应用各种不同色彩的滤光镜，在该方法中应至少有一个覆盖一定频率范围的发光二极管，这样就可以自动选择和移动(例如可以通过转动方式)不同色彩的滤光镜，从而可以达到改变频率的目的。
103.权利要求2和权利要求11中的任一个所述的装置，其中送受话器也可用来向其他的的设备传送数据，例如计算机、打印机和传真机。
104.权利要求103所述的装置，其中数据传送可以同时发生在送受话器通话的情况。
105.权利要求104所述的装置，其中的同时进行的数据传送是通过多路技术来实现的。
106.权利要求104所述的装置，其中的同时进行的数据传送是通过增加带宽来实现的。
107.权利要求11所述的装置，其中至少电话机一侧的接口装置的部分是电话机自身的部分。
108.权利要求74所述的装置，其中送受话器不是作为电话机自身的盖，而是可设置在电话机上，就像一部双层结构的电话，实际上只要用户打开电话机，就相当于同时开通了用户送受话器。
109.权利要求75所述的装置，其中送受话器不是作为电话机自身的盖，而是可设置在电话机上，就像一部双层结构的电话，实际上只要用户打开电话机，就相当于同时开通了用户送受话器。
110.权利要求98所述的装置，其中送受话器不是作为电话机自身的盖，而是可设置在电话机上，就像一部双层结构的电话，实际上只要用户打开电话机，就相当于同时开通了用户送受话器。
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