CN109257111A - 一种利用人体通信的系统及蓝牙耳机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种利用人体通信的系统包括处理芯片，以及与所述处理芯片连接的信号发射模块和信号接收模块，其中，所述系统还包括一信号接收天线，以及与所述信号接收天线分离的一信号发射电极，所述信号接收天线连接所述信号接收模块，所述信号发射电极连接所述信号发射模块。本发明提供的一种利用人体通信的系统，在利用人体通信时，能够增加接收机输入信号的信噪比，同时降低耳机的整体面积。

Description

一种利用人体通信的系统及蓝牙耳机
技术领域
本发明涉及蓝牙耳机技术领域，特别涉及一种利用人体通信的系统及蓝牙耳机。
背景技术
随着社会的不断发展，人们对可穿戴设备(如耳机、手表、手环等)的需求越来越大，由于此类电子设备都与人体相接触，因此这些设备之间可以通过人体作为传输媒介进行交互。目前，这种人体通信技术利用人体作为电介质材料，电子设备之间通过电场耦合的方式进行传输。人体通信属于短距高频的无线通信技术，工作频率通常在1-100MHz范围。
现有的蓝牙耳机通常在左蓝牙耳机和右蓝牙耳机之间建立蓝牙链路，左右蓝牙耳机通过蓝牙连接进行信号传输，为了进一步使左右蓝牙耳机信号传输避免人体磁场干扰，提高传输的可靠性，现有技术中在蓝牙耳机中集成人体电极，借助人体进行通信，例如专利申请：201810515659.9和专利申请：201810515765.7。
然而为了实现人体通信，通常采用人体电极作为天线，通过与人体接触的电极将发射机的输出信号加载到人体上，信号通过人体传输，另一通信设备的接收机通过与人体接触的电极接收信号。由于人体上的高频噪声很容易通过电容耦合的方式耦合进入接收机，从而影响接收机输入信号的信噪比。就目前的技术来看，为了增加接收机输入信号的信噪比，只能采用增大人体电极面积的方法解决，然而其又必然造成耳机的整体外形较大，不利用耳机的微型化。
因此，为了解决现有技术中的上述技术问题，需要在利用人体通信时增加接收机输入信号信噪比的一种利用人体通信的系统及蓝牙耳机。
发明内容
为了解决利用人体通信时，接收机输入信号的信噪比较差导致的通信质量较差的问题，本发明的一个方面在于提供一种利用人体通信的系统，所述系统包括处理芯片，以及与所述处理芯片连接的信号发射模块和信号接收模块，其中，
所述系统还包括一信号接收天线，以及与所述信号接收天线分离的一信号发射电极，所述信号接收天线连接所述信号接收模块，所述信号发射电极连接所述信号发射模块。
优选地，所述信号接收天线通过接收匹配电路连接所述信号接收模块，所述信号发射电极通过发射匹配电路连接所述信号发射模块。
本发明的另一个方面在于提供一种利用人体通信的蓝牙耳机，所述蓝牙耳机包括耳机壳体、置于耳机壳体内的处理芯片，以及与所述处理芯片连接的信号发射模块和信号接收模块，其中，
所述耳机壳体内具有一信号接收天线，以及与所述信号接收天线分离的一信号发射电极。
优选地，所述信号接收天线通过接收匹配电路连接所述信号接收模块，所述信号发射电极通过发射匹配电路连接所述信号发射模块。
优选地，所述信号发射电极集成与所述耳机壳体内，与人体耳道内通过介质层接触，
或者所述信号发射电极集成与所述耳机壳体外，与人体耳道直接接触。
优选地，所述信号发射电极为片状结构，通过激光雕刻或直接粘贴的方式集成于耳机壳体内或耳机壳体外。
优选地，所述信号发射电极由金属材料制成。
优选地，所述信号接收天线为一金属丝，长度为0.5cm至5cm。
优选地，所述信号接收天线通过激光雕刻加工的方法固定于所述耳机壳体内。
优选地，所述信号接收天线为FPC金属线。
本发明提供的一种利用人体通信的系统，由于接收机输入信号质量提高，可以进一步减小发射电极的尺寸，提高天线的集成度。
应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。
附图说明
参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，其中：
图1示意性示出了本发明一个实施例中左蓝牙耳机和右蓝牙耳机的结构示意图。
图2示出了本发明一个实施例中左蓝牙耳机和右蓝牙耳机的模块框体。
图3示出了本发明一个实施例中蓝牙耳机利用人体通信的示意图。
具体实施方式
通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。
在下文中，将参考附图描述本发明的实施例，相关技术术语应当是本领域技术人员所熟知的。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤，除非另有说明。下面通过具体的实施例对本发明提供的一种利用人体通信的系统进行说明，一种利用人体通信的系统系统包括处理芯片，以及与处理芯片连接的信号发射模块和信号接收模块，其中，系统还包括一信号接收天线，以及与信号接收天线分离的一信号发射电极，信号接收天线连接信号接收模块，信号发射电极连接信号发射模块。信号接收天线通过接收匹配电路连接信号接收模块，信号发射电极通过发射匹配电路连接所述信号发射模块。
本发明提供的一种利用人体通信的系统用于不同的可穿戴设备，包括但不限于耳机、手环等与人体接触的可穿戴设备。
根据本发明的实施例，下面对一种利用人体通信的蓝牙耳机进行说行，如图1所示本发明一个实施例中左蓝牙耳机和右蓝牙耳机的结构示意图，一种利用人体通信的蓝牙耳机包括耳机壳体、置于耳机壳体内的处理芯片，以及与处理芯片连接的信号发射模块和信号接收模块，其中，耳机壳体内具有一信号接收天线，以及集成于耳机壳体上，并与信号接收天线分离的一信号发射电极。本发明信号接收天线包括但不限于一个根直线天线、线圈，或者一段环绕的弧形天线。
本实施例中，左蓝牙耳机100和右蓝牙耳机200具有相同的结构。左蓝牙耳机100包括左耳机壳体101，用户使用时，左耳机壳体101塞入人体左耳道内。在左耳机壳体101内设置处理芯片、以及与处理芯片连接的信号发射模块和信号接收模块。应当理解左蓝牙耳机壳体内还具有蓝牙模块，以及本领域技术人员应当知道的蓝牙耳机所必须的电路模块。
左耳机壳体101内具有第一信号接收天线103、以及集成于左耳机壳体101上，并且与第一信号接收天线103分离的第一信号发射电极102。
同样地，右蓝牙耳机200包括右耳机壳体201，用户使用时，右耳机壳体201塞入人体右耳道内。在右耳机壳体201内设置处理芯片、以及与处理芯片连接的信号发射模块和信号接收模块。应当理解右蓝牙耳机壳体内还具有蓝牙模块，以及本领域技术人员应当知道的蓝牙耳机所必须的电路模块。
右耳机壳体201内具有第二信号接收天线203、以及集成于右耳机壳体201上，并且与第二信号接收天线203分离的第二信号发射电极202。
根据本发明的一个实施例，信号发射电极集成与耳机壳体内，与人体耳道内通过介质层接触，或者信号发射电极集成与所述耳机壳体外，与人体耳道直接接触。信号发射电极为片状结构，由金属材料制成，例如铜、铝或者合金。信号发射电极通过激光雕刻加工(LDS)或直接粘贴的方式集成于耳机壳体内或耳机壳体外。以左蓝牙耳机100为例，在一些实施例中，第一信号发射电极102集成于左耳机壳体101的内部，用户将左耳机壳体202塞入耳道内时，第一信号发射电极102与人体之间间隔介质层(例如耳机壳体)接触。
在另一些实施例中，第一信号发射电极102集成于左耳机壳体101的外部，用户将左耳机壳体202塞入耳道内时，第一信号发射电极102与人体耳道皮肤直接接触。
在又一些实施例中，第一信号发射电极102集成于左耳机壳体101的外部，在第一信号发射电极102上布置介质层，用户将左耳机壳体202塞入耳道内时，第一信号发射电极102与人体之间间隔介质层(例如布置的介质层)接触。
在进一步的一些实施例中，信号发射电极直接刻画在PCB电路板上，将信号发射电极置于耳机壳体内。在更进一步的实施例中，第一信号发射电极102与耳机壳体之间间隔介质层，耳机壳体与人体之间间隔介质层。
根据本发明的实施例，信号接收天线为一金属丝，更优选地，信号接收天线为FPC金属线，长度为0.5cm至5cm。信号接收天线通过激光雕刻加工的方法固定于所述耳机壳体内。
以左蓝牙耳机100为例，在一些实施例中，第一信号接收天线103直接通过激光雕刻加工(LDS)集成在左耳机壳体101内。在另一些实施例中第一线状信号接收103天线选用FPC金属线。
如图2所示本发明一个实施例中左蓝牙耳机和右蓝牙耳机的模块框体，在左蓝牙耳机100内，第一信号接收天线103通过第一接收匹配电路108连接第一信号接收模块107，第一信号发射电极102通过第一发射匹配电路104连接第一信号发射模块105。第一信号发射模块105和第一信号接收模块107分别接入处理芯片106。
在右蓝牙耳机200内，第二信号接收天线203通过第二接收匹配电路208连接信号第二接收模块207，第二信号发射电极202通过第二发射匹配电路204连接第二信号发射模块205。第二信号发射模块205和第二信号接收模块207分别接入处理芯片206。
如图3所示本发明一个实施例中蓝牙耳机利用人体通信的示意图，用户人体300佩戴左蓝牙耳机100和右蓝牙耳机200，左蓝牙耳机100或者右蓝牙耳机200与智能设备(例如手机)建立蓝牙连接，左蓝牙耳机100与右蓝牙耳机200之间借助人体进行通信。
实施例中，以左蓝牙耳机100发送信号，右蓝牙耳机200接收信号为例进行说明，右蓝牙耳机200发送信号，左蓝牙耳机100接收信号具有相同的过程，将不再赘述。
左蓝牙耳机的第一信号发射模块105发送信号，左蓝牙耳机的第一发射匹配电路104将信号发送至第一信号发射电极102，第一信号发射电极102将信号耦合至用户人体300，人体辐射的近场能量通过第二信号接收天线203耦合接收，从而接收到左蓝牙耳机100发送的信号，经过右蓝牙耳机200的第二接收匹配电路208和第二信号接收模块204将信号传送至处理芯片。
本发明提供的一种利用人体通信的蓝牙耳机，采用信号发射电极和信号接收天线分离，彼此独立的技术方案，发射信号由信号发射电极耦合到人体，人体辐射的近场能量通过信号接收天线耦合接收，避免了通过电容的方式直接耦合，造成人体噪声耦合进入接收机的问题，增加了接收机输入信号的信噪比。
本发明提供的一种利用人体通信的蓝牙耳机由于接收机输入信号质量提高，可以进一步减小发射电极的尺寸，提高天线的集成度，以及可以减小发射电极占用耳机壳体的面积，从而整体上缩小蓝牙耳机的尺寸。
结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。

Claims (10)

1.一种利用人体通信的系统，其特征在于，所述系统包括处理芯片，以及与所述处理芯片连接的信号发射模块和信号接收模块，其中，
所述系统还包括一信号接收天线，以及与所述信号接收天线分离的一信号发射电极，所述信号接收天线连接所述信号接收模块，所述信号发射电极连接所述信号发射模块。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号接收天线通过接收匹配电路连接所述信号接收模块，所述信号发射电极通过发射匹配电路连接所述信号发射模块。
3.一种利用人体通信的蓝牙耳机，其特征在于，所述蓝牙耳机包括耳机壳体、置于耳机壳体内的处理芯片，以及与所述处理芯片连接的信号发射模块和信号接收模块，其中，
所述耳机壳体内具有一信号接收天线，以及与所述信号接收天线分离的一信号发射电极。
4.根据权利要求1所述的蓝牙耳机，其特征在于，所述信号接收天线通过接收匹配电路连接所述信号接收模块，所述信号发射电极通过发射匹配电路连接所述信号发射模块。
5.根据权利要求1所述的蓝牙耳机，其特征在于，所述信号发射电极集成与所述耳机壳体内，与人体耳道内通过介质层接触，
或者所述信号发射电极集成与所述耳机壳体外，与人体耳道直接接触。
6.根据权利要求5所述的蓝牙耳机，其特征在于，所述信号发射电极为片状结构，通过激光雕刻或直接粘贴的方式集成于耳机壳体内或耳机壳体外。
7.根据权利要求3或5或6所述的蓝牙耳机，其特征在于，所述信号发射电极由金属材料制成。
8.根据权利要求3所述的蓝牙耳机，其特征在于，所述信号接收天线为一金属丝，长度为0.5cm至5cm。
9.根据权利要求8所述的蓝牙耳机，其特征在于，所述信号接收天线通过激光雕刻加工的方法固定于所述耳机壳体内。
10.根据权利要求8或9所述的蓝牙耳机，其特征在于，所述信号接收天线为FPC金属线。
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