无线耳机的制作方法

1.本实用新型涉及无线耳机的技术领域，特别涉及无线耳机。


背景技术：

2.在现有技术中，耳机一般分为左耳耳机和右耳耳机，但是左右耳机之间需要进行电源、音频及控制的传递，这些信号的传递均需要通过单独的电源线、喇叭线以及mic(麦克风)采集线实现信号传递。若在此基础上需要增加其他的功能，则需要对应的在左耳耳机和右耳耳机中增加相应的模块，并在这两个模块之间设置控制连接线，从而随着功能的增加大幅度增加连接线的数量，导致左右耳机之间的线束过多。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的是提出一种无线耳机，旨在解决现有无线耳机的两耳壳之间线束过多的技术问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提出无线耳机，所述无线耳机包括：
5.从耳机，包括第一电源电路、第一收发器及第一音频处理电路，所述第一收发器分别与所述第一电源电路及第一音频处理电路连接；
6.主耳机，包括第二电源电路、第二收发器及控制电路所述第二收发器分别与所述第二电源电路及所述控制电路连接，所述第二收发器还与所述第一收发器连接；其中，所述控制电路用于通过所述第二收发器和所述第一收发器向所述第一音频处理电路输出音频信号；所述第二电源电路用于向所述第二收发器和所述第一收发器向所述第一电源电路输出电能。
7.可选地，所述从耳机还包括：
8.第一麦克风阵列，所述第一麦克风阵列通过所述第一收发器及所述第二收发器与所述控制电路连接；所述第一麦克风阵列用于实时采集人耳处的环境噪声，并输出至所述控制电路；
9.所述控制电路，还用于根据所述环境噪声产生对应的抵消信号，并输出至所述第一音频处理电路。
10.可选地，所述从耳机还包括：
11.传感器模块，所述传感器模块通过所述第一收发器及所述第二收发器与所述控制电路连接；所述传感器模块用于向所述控制电路输出采集的传感检测信号；
12.所述控制电路，还用于根据所述传感检测信号，产生对应的控制信号并输出。
13.可选地，所述控制电路包括主控制器及降噪电路，所述主控制器通过所述第二收发器及所述第一收发器与所述第一音频处理电路连接，所述降噪电路与所述主控制器连接。
14.可选地，所述第一收发器为a2b收发器；和/或，
15.所述第二收发器为a2b收发器。
16.可选地，所述主耳机还包括：
17.第二麦克风阵列，所述第二麦克风阵列通过所述第二收发器与所述控制电路连接；所述第二麦克风阵列用于实时采集人耳处的环境噪声，并输出至所述控制电路。
18.可选地，所述主耳机还包括：
19.第二音频处理电路，所述第二音频处理电路通过所述第二收发器与所述控制电路连接；
20.所述控制电路用于通过所述第二收发器向所述第二音频处理电路输出音频信号。
21.可选地，所述主耳机还包括充电接口，所述第二电源电路包括：
22.充电电路及电池，所述充电电路的输入端与所述充电接口连接，所述充电电路的输出端与所述电池连接，所述电池通过所述第二收发器及所述第一收发器与所述第一电源电路连接。
23.可选地，所述主耳机还包括：
24.按键电路，所述按键电路与所述控制电路连接；和/或，
25.主麦克风，所述主麦克风与所述控制电路连接。
26.可选地，无线耳机还包括：
27.头条，与所述主耳机和/或从耳机可拆卸连接。
28.本实用新型通过在从耳机中设置收发器，并分别与从耳机中的第一电源电路、第一收发器及第一音频处理电路；同时在主耳机中设置第二收发器，并分别与第二电源电路及控制电路连接，主耳机中的第二收发器与从耳机中第一收发器连接，如此设置，使得主耳机中的控制电路通过第二收发器和第一收发器向第一音频处理电路输出音频信号，以实现从耳机的音频播放，以及第二电源电路向第二收发器和第一收发器向第一电源电路输出电能，以实现主耳机给从耳机供电。本实用新型的从耳机和主耳机之间通过各自设置的第一收发器和第二收发器实现信号交互和电源传输，由于第一收发器和第二收发器仅需两根传输线实现电连接。本实用新型解决了无线耳机的主从两耳机之间线束过多的技术问题。
附图说明
29.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
30.图1为本实用新型无线耳机一实施例的电路结构示意图；
31.图2为本实用新型无线耳机另一实施例的电路结构示意图；
32.图3为本实用新型无线耳机又一实施例的电路结构示意图；
33.图4为本实用新型无线耳机中a2b收发器内部的功能模块图。
34.本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
35.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部
的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
36.需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
37.另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
38.本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
39.本实用新型提出一种无线耳机，旨在解决无线耳机的两耳壳之间线束过多的技术问题。
40.参照图1至图3，在本实用新型一实施例中，该无线耳机包括：
41.从耳机100，包括第一电源电路110、第一收发器120及第一音频处理电路130，所述第一收发器120分别与所述第一电源电路110及第一音频处理电路130连接；
42.主耳机200，包括第二电源电路210、第二收发器220及控制电路230，所述第二电源电路210及所述控制电路230分别与所述第二收发器220连接，所述第二收发器220还与所述第一收发器120连接；其中，所述控制电路230用于通过所述第二收发器220和所述第一收发器120向所述第一音频处理电路130输出音频信号；所述第二电源电路210用于向所述第二收发器220和所述第一收发器120向所述第一电源电路110输出电能。
43.本实施例中，主耳机200可以是左耳机，从耳机100可以是右耳机；或者，主耳机200右耳机，从耳机100是左耳机，具体根据用户的需求进行设置，此处不做限定。主耳机200和/或从耳机100中，可以集成有无线通信芯片220，例如蓝牙芯片，在工作时，通过蓝牙芯片与手机、智能手表、平板电脑等终端进行连接，以实现音频信号的传输时，终端需要先与耳机进行无线连接。具体为与主/从耳机100中的主耳机200连接，主耳机200与从耳机100之间建立连接，可以通过异步通信的方式实现音频信号的传输，也即终端将音频信号输出至主耳机200之后，再通过主耳机200传输给从耳机100。主耳机200和从耳机100中，还设置有扬声器、麦克风等，通过扬声器可以实现音频播放，例如播放音乐，语音通话等，通过麦克风可以拾取用户发出的语音信息，例如语音通话，语音指令等。
44.主耳机200中的控制电路230作为控制中心，可以同时控制主耳机200和从耳机100工作，第二电源电路210作为供电电源，可以同时给主耳机200和从耳机100中的负载供电，例如主耳机200中的控制电路230、麦克风、扬声器等等，同时也可以给从耳机100供电，从耳机100通过接入第二电源电路210输出的电能实现正常工作。
45.第一收发器120和第二收发器220之间通过通讯总线连接，可以实现数据的双向传输，收发器还支持总线供电功能，主耳机200通过用于通信链路的双绞线电缆向从耳机100
提供电压和电流。也即主耳机200可以通过第一收发器120和第二收发器220将电源和音频数据传输给从耳机100，同理，从耳机100也可以将音频数据或者其他数据通过第一收发器120和第二收发器220回传给主耳机200。主耳机200给从耳机100供电时，第二电源电路210通过第一收发器120和第二收发器220向第一电源电路110传输电能，第一电源电路110再向从耳机100中的麦克风、扬声器，音频处理电路等负载供电。主耳机200给从耳机100输出音频信号，以进行音频播放时，控制电路230通过第一收发器120和第二收发器220向第一音频处理电路130传输音频信号，第一音频处理电路130可以对接收到的音频信号进行信号处理，例如数模转换、音频放大、滤波等处理后，输出至扬声器，实现从耳机100的音频播放。第一收发器120和第二收发器220为双线连接，也即主耳机200与从耳机100之间仅2根双绞线，实现了极简的连接方式。第一收发器120和第二收发器220均可以采用a2b收发器。a2b收发器可以将双向同步脉冲编码调制(pcm)数据(例如，数字音频)，时钟和同步信号嵌入到单个差分线对中。当a2b收发器应用于从耳机100时，可对a2b收发器的i2c接口配置为master(主机)方式，而当a2b收发器应用于主耳机200时，可对a2b收发器的i2c接口配置为slave(从机)方式，从而可以同a2b通讯的方式方便的对相关设备进行拓展和连接。a2b收发器支持直接点对点连接，并允许在不同位置的多个菊花链节点贡献和/或消耗时分复用信道内容。a2b收发器即可作为主机，也可以作为从机，主耳机200上的a2b收发器芯片即为主机。主耳机200为从耳机100生成时钟，同步和成帧。主a2b收发器可通过控制总线(i2c)进行编程，以进行配置和回读。该控制总线的扩展嵌入在a2b数据流中，该数据流允许直接访问从耳机100上的寄存器和状态信息以及远距离的i2c到i2c通信。通过a2b通讯在左右耳壳之间实现音频通讯的同时，也可以实现两个耳壳之间的控制信号、音频信号及电源的传输问题。参照图4，图4为a2b收发器内部的功能模块图，a为a2b收发器的master(主)部分，连接对方a2b收发器的slave(从)部分；b为a2b收发器的slave部分，连接对方a2b收发器的master部分；c为a2b收发器的电源接入部分；d为a2b收发器的i2c接口，可以连接内部的i2c通讯的部分；e为a2b收发器的普通输入输出口或i2s的音频接口，可以连接内部的mcu或i2s的音频部分，如音频pa(功放)等；f为a2b收发器的pdm接口，可以连接内部的pdm接口的麦克风阵列，同时单一a2b设备可扩展到4个pdm接口的麦克风阵列，实现主动降噪等功能。
46.本实用新型通过在从耳机100中设置收发器，并分别与从耳机100中的第一电源电路110、第一收发器120及第一音频处理电路130；同时在主耳机200中设置第二收发器220，并分别与第二电源电路210及控制电路230连接，主耳机200中的第二收发器220与从耳机100中第一收发器120连接，如此设置，使得主耳机200中的控制电路230通过第二收发器220和第一收发器120向第一音频处理电路130输出音频信号，以实现从耳机100的音频播放，以及第二电源电路210向第二收发器220和第一收发器120向第一电源电路110输出电能，以实现主耳机200给从耳机100供电。本实用新型的从耳机100和主耳机200之间通过各自设置的第一收发器120和第二收发器220实现信号交互和电源传输，由于第一收发器120和第二收发器220仅需两根传输线实现电连接。本实用新型解决了无线耳机的主从两耳机之间线束过多的技术问题。
47.需要说明的是，现有市场上头戴耳机一般添加主动降噪(anc)功能，但添加主动降噪功能后造成左右耳壳之间的连接线比较多，以至于在生产组装及生产测试时带来很大问题，不但带来成本的提升，也对产品的品质控制带来相对多的问题，在具有主动降噪功能的
头戴式无线耳机中，在左右耳壳之间的连接线一般在12根线左右，如果在左耳壳部分再添加相应的人机交互(如触摸)等功能，这样两者的连接线会增加在15根线左右(增加i2c控制线及相应的屏蔽线等)，由于大部分的主动降噪部分采用模拟降噪设计，需要调试相关的滤波器，由于滤波器与降噪麦克风是串接在一起的，从而增加了主动降噪通路的路径，给主动降噪滤波器的调试带来困难，且由于生产制造等相关的影响，也会直接影响主动降噪的效果及相关的一致性。也即现在的头戴式无线耳机无法兼容主动降噪和减少两个耳机之间的连接线束数量。
48.参照图1至图3，为此，本实施例通过第一收发器120和第二收发器220来减少主从耳机100之间的线束问题，基于此，本实施例的主动降噪的路径也由第一收发器120和第二收发器220进行传输，可以减小主动降噪麦克风阵列采集通路的路径，降低主动降噪电路232的滤波器调试的难度，且减少了生产制造带来的主动降噪一致性问题。
49.具体地，在一实施例中，所述从耳机100还包括：
50.第一麦克风阵列140，所述第一麦克风阵列140通过所述第一收发器120及所述第二收发器220与所述控制电路230连接；所述第一麦克风阵列140用于实时采集人耳处的环境噪声，并输出至所述控制电路230；
51.所述控制电路230，还用于根据所述环境噪声产生对应的抵消信号，并输出至所述第一音频处理电路130。
52.本实施例中，第一麦克风阵列140的各个麦克风可以为i2s麦克风、pdm麦克风、tdm麦克风、模拟麦克风中的一种或多种组合，麦克风阵列数量可以是两个，或者两个以上，例如四个，四个麦克风可以分布在从耳机100内的主板上并通过拾音孔与从耳机100的壳体外界连通，用于形成麦克风阵列，并进行语音拾取。其中，每一个麦克风可以对应设置有一个拾音孔。第一麦克风阵列140可以用于滤除人耳处的环境噪声，也即利用多个麦克风进行主动降噪。对应地，第一收发器120采用a2b收发器来实现时，第一收发器120还可以提供pdm接口，可直接连接四个pdm数字麦克风。
53.控制电路230可以接收第一麦克风阵列140收集的环境噪音，并根据环境噪音进行实时滤波降噪，以产生与噪声信号振幅相同、相位相反的抵消信号，并将该抵消信号通过第一收发器120和第二收发器220输出至第一音频处理电路130，第一音频处理电路130进行音频处理后，通过从耳机100的扬声器发射出去来抵消环境中的噪声，从而实现对嘈杂环境噪音的消除。
54.参照图2或图3，在一实施例中，所述从耳机100还包括：
55.传感器模块150，所述传感器模块150通过所述第一收发器120及所述第二收发器220与所述控制电路230连接；所述传感器模块150用于向所述控制电路230输出采集的传感检测信号；
56.所述控制电路230，还用于根据所述传感检测信号，产生对应的控制信号并输出。
57.本实施例中，传感器模块150可以为用于采集用户生命体征参数的传感器，例如心率传感器模块150、温度传感器模块150、脉搏传感器模块150、血压传感器模块150中的一种或者多种，本实施例以心率传感器模块150为例举例说明，心率传感器可以是光电式心率传感器、振动式心率传感器等心率传感器。在用户佩戴无线耳机的过程中，心率传感器模块150贴合用户耳朵的皮肤，光电式心率传感器模块150将心率信号转换成对应的电信号后输
出至控制电路230。控制电路230可以根据传感器采集的用户生命体征参数，产生反馈用户生命体征的控制信号，并输出至与无线耳机通讯连接的移动终端，例如无线耳机、智能手表、智能手环等。
58.传感器模块150还可以设置有红外检测传感器、电容式接近传感器、光感传感器、加速度传感器、陀螺仪等传感器，这些传感器可以用于检测无线耳机的佩戴情况、用户的动作指令(例如，调节音量、接通语音、暂停/启动音频播放等等)以及用户的运动情况(例如配合vr设备等使用，来获取用户的动作)等。本实施例以检测佩戴为例，这些传感器可以根据无线耳机的状态变化，输出对应的检测信号，以确定无线耳机110是否被用户所佩戴。无线耳机110可以向移动终端反馈无线耳机110被佩戴情况，根据无线耳机110被佩戴情况可以作出相应控制，并且本地移动终端还可以将本地无线耳机110的被佩戴情况反馈给对方充电盒220。同理，对方充电盒220也可以将对方无线耳机110的被佩戴情况反馈给移动终端。在移动终端确定无线耳机110用户佩戴时，进行近通话，或者播放音频信号。在移动终端确定无线耳机未被用户佩戴时，则停止无线耳机110的音乐播放，或者语音通话等。
59.可以理解的是，上述传感器模块150也可以设置于主耳机200中，传感器模块150可以设置于即主耳机200和/或从耳机100中，并且在设置于主耳机200和/或从耳机100的传感器的类型可以设置得相同，也可以设置得不同，具体可以根据实际应用需求进行设置，此处不作限制。本案创新性的提出一种头戴耳机混合主动降噪的设计方法，可以添加其他的(如按键、触摸及相关的传感器的检测)功能等，均不会增加两个耳壳之间连接线的数量，从而大大减少了头戴耳机左右耳壳之间的线束的连接数量，为后续的生产制造提供了便利，也为后续可拆卸头戴的头戴耳机提供一种可设计及可实现的方案。
60.参照图3，在一实施例中，所述控制电路230包括主控制器231及降噪电路232，所述主控制器231通过所述第二收发器220及所述第一收发器120与所述第一音频处理电路130连接，所述降噪电路232与所述主控制器231连接。
61.控制电路230可以包括但不限于通用数字信号处理器(dsp)，现场可编程门阵列(fpga)，专用集成电路(asic)，麦克风，模数转换器(adc)，数字转换器(dac)和通过多通道i2s/tdm接口的编解码器。其中，主控制器231可以是dsp、单片机，也可以是集成有蓝牙芯片等能够实现无线功能的控制芯片，本实施例优选采用蓝牙芯片来实现，蓝牙芯片中集成有比较器、存储器、数据处理器，以及存储在所述存储器上并可在所述数据处理器上运行的软件程序和/或模块。主控制器231能够接收移动终端发送的控制信号，音频数据等，还能够接收从耳机100通过第一收发器120和第二收发器220输出的环境噪音、传感器信号等等，主控制器231通过运行或执行存储在存储器内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，对接收到控制信号。音频信号进行信号处理，控制主耳机200和从耳机100工作。降噪电路232可以为主动降噪芯片，主动降噪芯片通过主控制器231可以接收主耳机200和从耳机100中的麦克风阵列获取的环境噪音，将麦克风阵列采集的环境噪音进行降噪处理得到降噪信号，也即抵消信号。具体可以为主动降噪芯片处理得到麦克风阵列采集的环境噪音的反相麦克风信号，即抵消信号从而实现降噪的效果，在一具体实施例中，可以通过主动降噪芯片内部的降噪算法来实现降噪处理。
62.参照图3，在一实施例中，所述主耳机200还包括：
63.第二麦克风阵列240，所述第二麦克风阵列240通过所述第二收发器220与所述控
制电路230连接；所述第二麦克风阵列240用于实时采集人耳处的环境噪声，并输出至所述控制电路230。
64.所述主耳机200还包括：
65.第二音频处理电路250，所述第二音频处理电路250通过所述第二收发器220与所述控制电路230连接；
66.所述控制电路230用于通过所述第二收发器220向所述第二音频处理电路250输出音频信号。
67.本实施例中，第二音频处理电路250可以直接与控制电路230连接，也可以通过第二收发器220与控制电路230连接。第二音频处理电路250可以对接收到的音频信号进行信号处理，例如数模转换、音频放大、滤波等处理后，输出至扬声器，实现从耳机100的音频播放。
68.第二麦克风阵列240的各个麦克风可以为i2s麦克风、pdm麦克风、tdm麦克风、模拟麦克风中的一种或多种组合，麦克风阵列数量可以是两个，或者两个以上，例如四个，四个麦克风可以分布在从耳机100内的主板上并通过拾音孔与从耳机100的壳体外界连通，用于形成麦克风阵列，并进行语音拾取。其中，每一个麦克风可以对应设置有一个拾音孔。对应地，第二收发器220采用a2b收发器来实现时，第二收发器220还可以提供pdm接口，可直接连接四个pdm数字麦克风。
69.控制电路230可以接收第二麦克风阵列240收集的环境噪音，并根据环境噪音进行实时滤波降噪，以产生与噪声信号振幅相同、相位相反的抵消信号，并将该抵消信号通过第二收发器220输出至第二音频处理电路250，第二音频处理电路250进行音频处理后，通过主耳机200的扬声器发射出去来抵消环境中的噪声，从而实现对嘈杂环境噪音的消除。
70.本实用新型在主耳机200和从耳机100中均设置麦克风阵列，并利用第一收发器120和第二收发器220实现信号传输，可以在满足左右耳壳混合降噪的同时，实现左右耳壳之间的供电、控制信号及音频信号通讯的功能。
71.参照图3，在一实施例中，所述主耳机200还包括充电接口260，所述第二电源电路210包括：
72.充电电路211及电池212，所述充电电路211的输入端与所述充电接口260连接，所述充电电路211的输出端与所述电池212连接，所述电池212通过所述第二收发器220及所述第一收发器120与所述第一电源电路110连接。
73.本实施例中，充电接口260可以为micro-usb插头和type-c插头中的任意一种，通过充电接口260可以接入直流电源，以给主耳机200和从耳机100进行供电，或者对将外部接入的电源输出至主耳机200和从耳机100，以为主耳机200和从耳机100提供充电通道。
74.参照图3，在一实施例中，所述主耳机200还包括：
75.按键电路270，所述按键电路270与所述控制电路230连接；和/或，
76.主麦克风280，所述主麦克风280与所述控制电路230连接。
77.其中，按键电路270用于键入用户的请求信号，以触发控制电路230中对应的控制信号的输出。可选地，按键电路270可以为触摸屏、触摸按键、机械按键等多种按键电路270，从而可以极大的扩展耳机的功能，还不用增加其生产的复杂度。
78.本实施例中，主麦克风280可以拾取用户发出的语音信息，实现无线耳机和移动终
端的语音控制，主麦克风280还可以实现语音通话，也即无线耳机除了播放音频信号，也即音乐之外，还可以进行电话会议，物联网控制，语音助手等，在进行电话会议时，双方进行语音通话，对方的音频，也即语音信号通过扬声器进行播放，而通话本方发出的语音信号被设置在主麦克风280拾取，并经控制电路230进行信号处理后再发给对方设备，如此实现语音通话。
79.主耳机200还包括天线信号端，控制电路230的天线端与天线连接。通过天线，耳机可以接收外部的音频信号和控制信号，从而实现无线信号传输，方便用户的使用。无线耳机还可以包括存储模块等模块，存储模块可以用于存储无线耳机110相关的数据。
80.在一实施例中，无线耳机还包括：
81.头条(图未示出)，与所述主耳机200和/或从耳机100可拆卸连接。
82.本实施例中，无线耳机可以为头戴式无线耳机，也可以为项戴式无线耳机，在无线耳机为头戴式无线耳机时，无线耳机还包括头条，头条与两个耳机之间可以通过插拔的方式连接，也可以通过卡扣连接，或者采用电连接器210的形式连接等，在头条与耳机之间建立连接时，同时实现了主耳机200和从耳机100电连接和物理连接。头条中可以设置有容置腔，两个耳机之间的收发器连接的双绞线可以容置于头条的容置腔内等，在建立连接之后，两个耳机之间可以通过传输数据信号，例如电量信息等。
83.以上仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。