CN103167372A - 具有免提功能的蓝牙耳机及装有该蓝牙耳机的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车用蓝牙耳机，特别是一种具有免提功能的蓝牙耳机，还涉及装有这种蓝牙耳机的车辆。该蓝牙耳机的侧壁上设有按键和麦克风，并采用微型通用USB充电；外放扬声器与功率放大电路相连；麦克风与DSP回音消除电路相连。本发明由于采用DSP回音消除技术抑制环境噪音，使通话质量更加完善了；私密接听和免提通话之间可自动切换，也可手动切换；本发明中的微型通用USB充电时间快速高效，可以随时随地为蓝牙耳机充电。

Description

具有免提功能的蓝牙耳机及装有该蓝牙耳机的车辆

技术领域

本发明涉及一种车用蓝牙耳机，特别是一种具有免提功能的蓝牙耳机，还涉及装有这种蓝牙耳机的车辆。

背景技术

蓝牙耳机是一种采用短距离（通信范围在10米以内）的无线通信技术——蓝牙技术的高科技耳机产品，它真正实现了耳机与听筒的无线化。虽然蓝牙耳机的无线接收手机的范围可以达到10米，但是在实际中，有效通话范围只有4-5米。并且，目前的蓝牙耳机只允许使用者进行私密接听，而耳机本身不具备免提功能，这就带来了三个方面的问题：第一、舒适性上，使用者戴久了会产生疲劳感；第二，影响健康上，使用者长期用一只耳朵，会导致听力下降，长时间通话还会导致耳鸣、头晕等症状；第三、影响驾驶视野上，戴耳机时需要驾驶员身体保持相对稳定，以防止耳机脱落，导致驾驶视角受限。

例如申请号为200710301728.8的中国发明专利，其公开了一种太阳能充电式蓝牙耳机装置，包含有耳机主机、蓄电池、太阳能电池、第一电能传输器及第二电能传输器，其中该蓄电池可以选择地以第一电能传输器连接外部电源进行充电，或是由太阳能电池经第二电能传输器进行充电，以提供两种电能来源对蓄电池进行充电，而提供耳机主机的双电源充电模式，但是该蓝牙耳机只允许使用者进行私密接听，而耳机本身不具备免提功能，这样使用者戴久了会产生疲劳感；使用者长期用一只耳朵，会导致听力下降，长时间通话还会导致耳鸣、头晕等症状；戴耳机时需要驾驶员身体保持相对稳定，以防止耳机脱落，导致驾驶视角受限。

又例如申请号为200810216787.X的中国发明专利，其公开了一种车载蓝牙免提通话装置及其安装方法，其包括：蓝牙耳机、DSP回音消除电路、功率放大、FM调频发射电路、键盘、麦克风；蓝牙耳机输出端口与DSP回音消除电路相连，抗回音电路与功率放大电路相连，功率放大电路与FM调频发射相连，按键与蓝牙耳机端口相连，麦克风与DSP回音消除电路相连，本发明由于采用DSP回音消除技术抑制环境噪音，使通话质量更加完善；本发明所述的车载蓝牙免提通话设置的安装方法克服了现有安装方法的不妥，使车载免提装置操作更方便，行车更安全，但是该蓝牙耳机采用通用USB充电接口，利用点烟器进行充电，充电时间大多在3小时以上，这样不仅需要接充电线，给车内造成杂乱感，而且充电时间太长，给正常使用带来诸多不便。

再例如申请号为201110275786.4的中国发明专利，其公开了一种太阳能充电式蓝牙耳机，包括耳机主机，还包括太阳能电池、电源控制器、切换器和蓄电池；太阳能电池与电源控制器电性连接，电源控制器通过切换器与蓄电池电性连接，蓄电池与耳机主机电性连接，电源控制器由电流控制器与电压控制器构成；有益效果是结构简单，高效便捷，节省了资源，方便长期使用，但是该蓝牙耳机只允许使用者进行私密接听，而耳机本身不具备免提功能，这样使用者戴久了会产生疲劳感；使用者长期用一只耳朵，会导致听力下降，长时间通话还会导致耳鸣、头晕等症状；戴耳机时需要驾驶员身体保持相对稳定，以防止耳机脱落，导致驾驶视角受限。

发明内容

基于上述问题，本发明提供一种具有免提功能的蓝牙耳机及装有该蓝牙耳机的车辆，旨在解决现有的蓝牙耳机只允许使用者进行私密接听，而耳机本身不具备免提功能，这就带来了三个方面的问题：第一、舒适性上，使用者戴久了会产生疲劳感；第二，影响健康上，使用者长期用一只耳朵，会导致听力下降，长时间通话还会导致耳鸣、头晕等症状；第三、影响驾驶视野上，戴耳机时需要驾驶员身体保持相对稳定，以防止耳机脱落，导致驾驶视角受限。

为此，本发明采用如下的技术方案。

一种具有免提功能的蓝牙耳机，其包括：耳机主机，设置有蓝牙传输模块，以与其它带蓝牙的电子设备进行信号传输；电源管理电路，设置于蓝牙耳机内，为蓝牙耳机各部分电路提供稳定的电压；蓄电池，设置于该蓝牙耳机内，用以供给该耳机主机电能；电源供应接口，与该蓄电池电性连接，以接收微型通用USB对该蓄电池充电；还包括微型通用USB，所述微型通用USB与所述蓄电池电性连接。

优选的是，所述微型通用USB可以连接车内的点烟器以进行对所述蓝牙耳机的充电。

一般的，基于ARM或DSP技术的蓝牙芯片需要两组电源，分别对内核和I/O供电，麦克风需要一个稳定的偏置电压，同时，扬声器和放大电路也需要电源提供足够的驱动电流。这样，首先需要一颗电池充电芯片，将来自于微型通用USB的外部电能快速高效的存储在锂电池内，其次需要2—3颗电源转换芯片，为各部分提供稳定的参考电压和输出电流。考虑到使用的时间和成本，可充电电池是最好的选择，做到外形小巧、重量轻是非常重要的，这样就要求选择一种单位重量电荷密度比较高的电池，而锂聚合物电池符合上述要求，如锂电池。

优选的是，所述蓄电池为可重复充电使用的二次电池。

上述方案中优选的是，所述可重复充电使用的二次电池为镍镉电池。

上述方案中优选的是，所述可重复充电使用的二次电池为镍氢电池或锂电池。

上述方案中优选的是，所述可重复充电使用的二次电池为锂电池。

车辆，其装有蓝牙耳机，所述蓝牙耳机为上述任一权利要求的蓝牙耳机。

上述方案中优选的是，所述耳机主机内设有一颗电池充电芯片，将来自微型通用USB的外部电能存储在蓄电池内。

上述方案中优选的是，所述耳机主机内还设有电源转换芯片，为各部分电路提供稳定的参考电压和输出电流。

上述方案中优选的是，所述耳机主机上安装有两个扬声器，分别为听筒扬声器和外放扬声器。两个扬声器同时有一个工作，私密接听时听筒扬声器工作，免提接听时外放扬声器工作，外放扬声器与功率放大电路连接，功率放大电路放大蓝牙芯片解码过来的音频信号，为使用者提供足够的音量，达到外放的目的。

上述方案中优选的是，所述电源管理电路与复位电路相连，为耳机主机提供上电复位、下电复位和低电压复位。

上述方案中优选的是，所述电源管理电路还与功率放大电路相连，功率放大电路放大蓝牙芯片解码过来的音频信号，为使用者提供足够的音量，达到外放的目的。

上述方案中优选的是，所述耳机主机还包括蓝牙处理芯片和数据处理芯片。

上述方案中优选的是，所述蓝牙处理芯片和数据处理芯片包括无线收发器、基带控制器、闪存、时钟和电源控制的功能模块。

蓝牙耳机的核心部分是蓝牙处理芯片和数据处理芯片，这部分包括：无线收发器、基带控制器、闪存、时钟和电源等功能模块，目前有很多大公司都有通用的蓝牙处理芯片，设计时只需要选择合适的外围器件即可。    上述方案中优选的是，所述耳机主机还包括射频电路，实现无线信号的发送和接收，在蓝牙耳机与手机之间实现数据通信。

上述方案中优选的是，所述耳机主机上设有多点连接和两个麦克风。

上述方案中优选的是，所述耳机主机上还配有蓝牙天线，实现蓝牙信号接收和发射。

上述方案中优选的是，所述蓝牙天线为线天线或微带天线或阵列天线或喇叭天线中至少一种。

上述方案中优选的是，所述蓝牙处理芯片和数据处理芯片与按键相连，为使用者和系统之间提供交互控制，实现开关机、模式切换、静音、音量调节等操作。

上述方案中优选的是，所述使用者接口处还设有指示灯，通过不同颜色指示灯的组合闪烁方式为使用者进行蓝牙搜索、配对成功、来电、充电等操作提供提示信息。

附图说明

图1为根据本发明的具有免提功能的蓝牙耳机及装有该蓝牙耳机的车辆的优选实施例的外观设计图。

图2为根据本发明的具有免提功能的蓝牙耳机及装有该蓝牙耳机的车辆的优选实施例的原理结构图。

具体实施方式

下面结合附图和优选的实施方式对本发明作进一步详细描述。权利要求中构成要件和实施例中具体实例之间的对应关系可以如下例证。这里的描述意图在于确认在实施例中描述了用来支持在权利要求中陈述的主题的具体实例，由于在实施例中描述了实例，不意味着该具体实例不表示构成要件。相反地，即使在此包含了具体实例作为对应一个构成要件的要素特征，也不意味着该具体实例不表示任何其它构成要件。

此外，这里的描述不意味着对应于实施例中陈述的具体实例的所有主题都在权利要求中引用了。换句话说，这里的描述不否认这种实体，即对应实施例包含的具体实例，但不包含在其任何一项权利要求中，即，能够在以后的修正被分案并申请、或增加的可能发明的实体。

应当注意的是，“系统”在此意味着由两个或更多设备构成的处理。

显而易见地，用户终端可以由个人计算机构成。此外，所述用户终端还可以由例如蜂窝电话、任何其它PDA（个人数字助理）工具、AV（音频视频）装置、诸如家用电气（家庭用电气化）设备的CE（消费电子设备）等构成。

“网络”意味着至少连接了两个设备的机构，并且在其中，一条信息能够从一个设备发送到另一个设备。经由网络建立通信的设备可以是彼此分离的，也可以是构成一个机器的内部模块。

“通信”可表示无线通信和有线通信。然而，还可以是混合无线和有线通信的通信，更具体地，在某个区段采取无线通信而在另一个区段采取有线通信的通信。同样，它也可以是这样的通信：从一个设备向另一设备的通信是有线的，且相反方向的通信是无线的。

图1为根据本发明的具有免提功能的蓝牙耳机及装有该蓝牙耳机的车辆的优选实施例的外观设计图。本发明中的蓝牙耳机满足人体工学独特的挂钩设计，使得用户可以将其挂在耳朵上，进行蓝牙私密通话；也可以取下来夹在遮阳板上、衣服上或者其他固定位置，进行蓝牙免提通话。整体体积小，重量轻，充分考虑用户体验。按键设计为图形化凸起，用户可以盲触，方便使用。

本发明的一方面是提供通过微型通用USB为蓝牙耳机进行充电，其工作过程为：蓝牙耳机需要通过微型通用USB进行充电，耳机主机设置有蓝牙传输模块，以与电子装置进行信号传输；电源管理电路，设置于蓝牙耳机内，为蓝牙耳机各部分电路提供稳定的电压；蓄电池，设置于该蓝牙耳机内，用以供给该耳机主机电能；电源供应接口，与该蓄电池电性连接，以接收微型通用USB对该蓄电池的充电。

本发明中的蓝牙耳机配备300-500mA大容量锂聚合物电池，保证每次电池充满，使用者可以正常通话至少5个小时，充电时间快速高效，微型通用USB可以随时随地为蓝牙耳机充电。

本发明的第二方面是该具有免提功能的蓝牙耳机还具有免提的功能，当来电时，按下蓝牙上的按键即可进行通话，使用者不必再使用手机进行接听，对方的声音由手机自动转移到蓝牙免提装置上，使用者声音通过麦克风经过本发明的免提装置进行回音消除、编解码等处理，再发送到手机经手机GSM网络发送给对方，完成免提工作。

如图2所示，本发明中采用微型通用USB作为电源，经微型通用USB所充的电能储存在蓄电池中。本发明的蓝牙耳机主要包括接收和发射蓝牙数据包以及对数字信号进行编解码的蓝牙模块电路单元、用于控制蓝牙系统的微控制器电路单元、提供稳定的工作电源的电源管理电路、对音频信号进行回音消除等提高音频音质的音频处理电路、用于音频信号输出的扬声器、完成语音输入的麦克风等。

本发明的蓝牙耳机中电源管理电路及其其他配件的连接关系是：蓝牙模块电路单元包含有射频收发电路单元、音频处理电路单元，音频处理电路单元由编码、解码电路和功率放大电路组成，它们之间是是这样连接的，蓝牙模块电路单元中的射频收发处理电路与音频处理单元连接，麦克风输出接口与音频处理单元连接，功率放大电路分别与输出扬声器和音频处理单元中的编码、解码电路连接，微控制器电路单元分别与蓝牙模块电路单元中的射频收发处理电路和音频处理单元的编码解码电路连接，电源管理电路单元与所述各部分电路都有连接。

本发明的蓝牙耳机和相应手机配对设置后，使用者每次开机，蓝牙将自动搜索相应配置信息，与使用者手机自动配对，当有来电时，使用者可以通过按键或者语音控制接听和拒绝，通话结束后可通过按键或者语音控制，还具备末号重拨、语音拨号等功能。

电源管理电路为各部分电路提供稳定的电压，同时满足蓝牙芯片对负载响应和噪声抑制的要求。一般的，基于ARM或DSP技术的蓝牙芯片需要两组电源，分别对内核和I/O供电，麦克风需要一个稳定的偏置电压，同时，扬声器和放大电路也需要电源提供足够的驱动电流。这样，首先需要一颗电池充电芯片，将来自于微型通用USB的外部电能快速高效的存储在锂电池内，其次需要2—3颗电源转换芯片，为各部分提供稳定的参考电压和输出电流。考虑到使用的时间和成本，可充电电池是最好的选择，做到外形小巧、重量轻是非常重要的，这样就要求选择一种单位重量电荷密度比较高的电池，而锂聚合物电池符合上述要求，如锂电池。

复位电路为系统的可靠运行提供保障，可以实现上电复位、下电复位、低电压复位；使用者接口为使用者和系统之间提供交互控制，实现开关机、模式切换、静音、音量调节等操作。两个指示灯为红色和蓝色，通过不同的组合闪烁方式，为使用者蓝牙搜索、配对成功、来电、充电等操作提供提示信息。

两个扬声器同时有一个工作，私密接听时听筒扬声器工作，免提接听时外放扬声器工作，外放扬声器与功率放大电路连接，功率放大电路放大蓝牙芯片解码过来的音频信号，为使用者提供足够的音量，达到外放的目的。

本发明的蓝牙耳机可以同时连接两部手机，并且分别进行配对，故蓝牙耳机上设有麦克1和麦克2，麦克1和麦克2采集使用者发出的声音信号，将其转变为音频信号，通过噪声消除将纯净的音频信号发送给蓝牙处理芯片，蓝牙处理芯片再进行滤波、编码等进一步处理。

射频前端电路实现无线信号的发送和接收，通过统一的短距离无线链路，在蓝牙耳机和手机之间实现灵活、安全、成本低、功耗小的语音和数据通信。蓝牙天线是射频信号与空间电磁波之间的连接器件，是实现蓝牙信号接收和发射的部件。天线的种类繁多，主要分为线天线、微带天线、阵列天线、喇叭天线等众多类型。

蓝牙耳机的核心部分是蓝牙处理芯片和数据处理芯片，这部分包括：无线收发器、基带控制器、闪存、时钟和电源等功能模块，目前有很多大公司都有通用的蓝牙处理芯片，设计时只需要选择合适的外围器件即可。

上述详细描述通过实施例和/或示意图阐明了系统和/或过程的各种实施例。就这些示意图和/或包含一个或多个功能和/或操作而言，本领域技术人员将理解，这些示意图或实施例中的每一个功能和/或操作都可由各种各样的硬件、软件、固件、或实际上其任意组合来单独地和/或共同地实现。

应该理解，本文描述的方法可以结合硬件或软件，或在适当时结合两者的组合来实现。因此，本发明的方法，可以采用包含在诸如软盘、CD-ROM、硬盘驱动器或任何其他机器可读存储介质等有形介质中的程序代码（即，指令）的形式，其中，当程序代码在可编程计算机上执行的情况下，计算设备通常包括处理器、该处理器可读的存储介质(包括易失性存储器和/或存储元件)、至少一个输入设备、以及至少一个输出设备。一个或多个程序可以例如，通过使用API，可重用控件等来实现或利用结合本发明描述的过程。这样的程序优选地用高级过程语言或面向对象编程语言来实现，以与计算机系统通信。然而，如果需要，该程序可以用汇编语言或机器语言来实现。在任何情形中，语言可以是编译语言或解释语言，且与硬件实现相结合。

需要说明的是，本发明的具有免提功能的蓝牙耳机及装有该蓝牙耳机的车辆的方案的范畴包括但不限于上述各部分之间的任意组合。

尽管具体地参考其优选实施例来示出并描述了本发明，但本领域的技术人员可以理解，可以做出形式和细节上的各种改变而不脱离所附权利要求书中所述的本发明的范围。以上结合本发明的具体实施例做了详细描述，但并非是对本发明的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，均仍属于本发明技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种具有免提功能的蓝牙耳机，其包括：

耳机主机，设置有蓝牙传输模块，以与其它带蓝牙的电子设备进行信号传输；

电源管理电路，设置于蓝牙耳机内，为蓝牙耳机各部分电路提供稳定的电压；

蓄电池，设置于该蓝牙耳机内，用以供给该耳机主机电能；

电源供应接口，与该蓄电池电性连接，以接收外部电源对该蓄电池充电；

其特征在于：还包括微型通用USB，所述微型通用USB与所述蓄电池电性连接。

2.如权利要求1的蓝牙耳机，其特征在于：所述微型通用USB可以连接车内的点烟器以进行对所述蓝牙耳机的充电。

3.如权利要求1的蓝牙耳机，其特征在于：所述蓄电池为可重复充电使用的二次电池。

4.如权利要求1的蓝牙耳机，其特征在于：所述耳机主机内设有一颗电池充电芯片，将来自微型通用USB的外部电能存储在蓄电池内。

5.如权利要求1的蓝牙耳机，其特征在于：所述耳机主机内还设有电源转换芯片，为各部分电路提供稳定的参考电压和输出电流。

6.如权利要求1的蓝牙耳机，其特征在于：所述耳机主机上安装有两个扬声器，分别为听筒扬声器和外放扬声器。

7.如权利要求1的蓝牙耳机，其特征在于：所述电源管理电路与复位电路相连，为耳机主机提供上电复位、下电复位和低电压复位。

8.如权利要求1的蓝牙耳机，其特征在于：所述电源管理电路还与功率放大电路相连。

9.如权利要求1的蓝牙耳机，其特征在于：所述耳机主机还包括蓝牙处理芯片和数据处理芯片。

10.如权利要求9的蓝牙耳机，其特征在于：所述蓝牙处理芯片和数据处理芯片包括无线收发器、基带控制器、闪存、时钟和电源控制的功能模块。