CN109862459A - 一种tws耳机装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种TWS耳机装置，用于解决现有TWS耳机只能收听音频、功能比较单一的技术问题。所述TWS耳机装置包括充电盒和耳机，充电盒包括壳体，所述壳体的前部设置有耳机仿形槽，耳机放入所述耳机仿形槽中进行充电，所述壳体中设置有微型投影模组和控制电路，所述控制电路包括MCU，所述控制电路控制所述微型投影模组从所述壳体的后部向外投影，至少投影出所述充电盒的电量和/或在所述充电盒中进行充电耳机的电量。本发明可以通过充电盒播放视频，集耳机播放和画面显示功能于一体，使得TWS耳机增加了新功能。

Description

一种TWS耳机装置

技术领域

本发明涉及耳机技术领域，具体涉及一种TWS耳机装置。

背景技术

耳机是一种音频输出设备，应用领域广泛，随着人们生活水平的提高，对耳机的要求也越来越高，传统类型耳机已经不能满足人们多元化使用的需求了，新类型的TWS耳机(True Wireless Stereo，真正无线立体声)取消了耳机线，使用更加方便，越来越受到用户的追捧。

目前存在的TWS耳机主要有苹果的Airpods、华为的Flypods、Freebuds、出门问问的Ticpods Free等等，通常包括耳机和充电盒两个主要部分，充电盒起到存储耳机、为耳机充电的作用，耳机的功能主要为蓝牙无线收听，可实现听音乐、打电话，但是功能仍然相对比较单一。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种TWS耳机装置，可以通过充电盒播放视频，集耳机播放和画面显示功能于一体，使得TWS耳机增加了新功能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种TWS耳机装置，包括充电盒和耳机，充电盒包括壳体，所述壳体的前部设置有耳机仿形槽，耳机放入所述耳机仿形槽中进行充电，所述壳体中设置有微型投影模组和控制电路，所述控制电路包括MCU，所述控制电路控制所述微型投影模组从所述壳体的后部向外投影，至少投影出所述充电盒的电量和/或在所述充电盒中进行充电耳机的电量。

可选地，所述控制电路还包括三轴加速度传感器，通过所述三轴加速度传感器检测所述充电盒摆放的角度生成角度信息，所述微型投影模组包括投影镜头和舵机模组，所述三轴加速度传感器将角度信息传输给所述MCU，所述MCU分析所述角度信息，控制所述舵机模组驱动所述投影镜头调整所述投影镜头的投影方向。

可选地，所述舵机模组包括舵机驱动电路、舵机支架、以及沿X轴方向和Z轴方向布置的舵机电动机，所述投影镜头安装在所述舵机支架上并且在所述舵机支架上可转动。

可选地，所述投影镜头的壳体外侧设置有齿轨，所述舵机电动机的输出轴端部设置有齿轮，所述齿轮与所述齿轨啮合传动；

或者所述舵机电动机的输出轴端部设置有摩擦轮，所述摩擦轮与所述投影镜头的壳体接触摩擦传动。

可选地，所述舵机支架包括球状凹槽，所述投影镜头安装在所述球状凹槽中，所述球状凹槽的四周设置有若干固定耳，通过螺钉固定在PCB上；X轴方向和Z轴方向的舵机电动机均固定在所述舵机支架上；所述球状凹槽的侧壁上设置有缝隙，所述齿轮伸入所述缝隙与所述齿轨啮合传动。

可选地，所述控制电路还包括光传感器，所述光传感器设置在所述壳体后部，所述光传感器检测所述充电盒所处环境光的强度生成环境光信息，所述光传感器将环境光信息传输给所述MCU，所述MCU分析所述环境光信息，调整所述微型投影模组的投影亮度。

可选地，所述壳体上设置有USB接口，所述USB接口分别连接所述MCU和充电电路，通过所述USB接口连接外部电源或智能设备；所述USB接口连接外部智能设备时，所述外部智能设备中的视频可通过所述微型投影模组向外投影。

可选地，所述充电电路分别连接蓄电池、接口电路、所述微型投影模组和所述MCU，所述充电电路设置有充电PIN，所述充电PIN伸入所述耳机仿形槽中，耳机放入所述耳机仿形槽中进行充电时与所述充电PIN连接。

可选地，所述壳体的前部设置有按键，所述按键连接电平转换电路，所述电平转换电路连接所述MCU，通过所述按键控制所述微型投影模组的开关和投影内容切换。

可选地，所述壳体的前部设置有指示灯，所述指示灯连接所述MCU，所述指示灯指示所述充电盒的电量和工作状态。

可选地，所述壳体底部设置有支撑座，所述充电盒通过所述支撑座站立。

可选地，所述MCU连接第一蓝牙电路，通过所述第一蓝牙电路与外部智能设备通信。

可选地，所述耳机包括第二蓝牙电路，通过所述第二蓝牙电路与外部智能设备通信，所述微型投影模组投影视频时，所述耳机同步播放音频。

可选地，所述壳体包括前壳和后壳，所述前壳和后壳通过螺钉组合。

本发明的TWS耳机装置所具有的优点及有益效果是：

1)可实现普通TWS耳机的听歌和打电话功能。

2)加入投影功能，实现耳机影(充电盒的投影功能)音(耳机的声音播放)的同步播放。

3)投影角度可自动调整，提升用户体验。

4)通过投影方式可将充电盒的电量状态进行显示，改善了使用体验和交互效果。

附图说明

图1为本发明实施例1中充电盒的立体图(前视)；

图2为本发明实施例1中充电盒的立体图(后视)；

图3为本发明实施例1中充电盒的分解图；

图4为本发明实施例1中充电盒的充电模组的立体图；

图5为本发明实施例1中充电盒的微型投影模组的立体图；

图6为本发明实施例1中充电盒的微型投影模组的分解图；

图7为本发明实施例1中充电盒的舵机模组的分解图；

图8为本发明实施例2中与充电盒配套使用的耳机的立体图；

图9为本发明实施例2中与充电盒配套使用的耳机的分解图；

图10为本发明实施例1中充电盒的投影图(正放状态)；

图11为本发明实施例1中充电盒的投影图(倾斜状态)；

图12为本发明实施例1中充电盒的电路原理图；

图13为本发明实施例1中充电盒调整微型投影模组的投影方向的作业流程图；

图14为本发明实施例1中充电盒与手机、手机与耳机的信号交互图。

图中：1.耳机；1-1.入耳部；1-2.前壳；1-3.充电PIN；1-4.内壳；1-5.扬声器；1-6.PCB；1-7.电池；1-8.后壳；

2.充电盒；2-1.前壳；2-2.指示灯；2-3.耳机仿形槽；2-4.按键；2-5.支撑座；2-6.USB接口；2-7.后壳；2-8.微型投影模组；2-8-1.PCB；2-8-2.三轴加速度传感器；2-8-3.投影镜头；2-8-4.舵机电动机；2-8-5.输出轴；2-8-6.齿轮；2-8-7.舵机支架；2-8-8.固定耳；2-8-9.螺钉；2-8-10.齿轨；2-9.光传感器；2-10.充电PIN；2-11.PCB；2-12.蓄电池；2-13.螺钉。

具体实施方式

本发明的设计构思是：

针对现有技术中TWS耳机只能收听音频的功能，本发明提供了一种TWS耳机装置，可以通过充电盒播放视频，集耳机播放和画面显示功能于一体，使得TWS耳机增加了新功能。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

本实施例中提供了一种TWS耳机装置，包括充电盒2，以及与充电盒2配套使用的耳机1。

如图1、图2、图3所示为充电盒2的结构，充电盒2包括壳体，壳体的前部设置有两个耳机仿形槽2-3，耳机1放入耳机仿形槽2-3中进行充电，壳体中设置有微型投影模组2-8和控制电路，控制电路包括MCU，控制电路控制微型投影模组2-8从壳体的后部向外投影，至少投影出充电盒2的电量、或在充电盒2中进行充电耳机1的电量，或同时投影出充电盒2的电量以及在充电盒2中进行充电耳机1的电量。

还可以将耳机1是否取出、耳机1是否充电完成等状态通过投影的方式投影出来。

如图12所示为充电盒2的电路原理图，控制电路的设计可以参考图12所示。

为了保证投影画面不变形，无论充电盒2如何放置，均要求微型投影模组2-8能够正对投影平面，为此，控制电路还包括三轴加速度传感器2-8-2，通过三轴加速度传感器2-8-2检测充电盒2摆放的角度生成角度信息，微型投影模组2-8包括投影镜头2-8-3和舵机模组，三轴加速度传感器2-8-2将角度信息传输给MCU，MCU分析角度信息，控制舵机模组驱动投影镜头2-8-3调整投影镜头2-8-3的投影方向，最终调整至投影镜头2-8-3的中轴线垂直投影平面。

如图10所示为充电盒2正放状态时的投影图，右边为投影平面，投影镜头2-8-3的中轴线垂直投影平面，如图11所示为充电盒2倾斜状态时的投影图，控制电路已经控制舵机模组驱动投影镜头2-8-3调整投影镜头2-8-3的投影方向，调整至投影镜头2-8-3的中轴线垂直投影平面，作业流程如图13所示。这样无论充电盒2是正放还是倾斜，投影的效果是一样的。

如图6、图7、图12所示，舵机模组包括舵机驱动电路(设置在PCB2-8-1中)、舵机支架2-8-7、以及沿X轴方向和Z轴方向布置的舵机电动机2-8-4，投影镜头2-8-3安装在舵机支架2-8-7上并且在舵机支架2-8-7上可转动，投影镜头2-8-3的壳体外侧设置有齿轨2-8-10，舵机电动机2-8-4的输出轴2-8-5端部设置有齿轮2-8-6，齿轮2-8-6与齿轨2-8-10啮合传动。

由于投影镜头2-8-3的壳体是球形的，所以齿轨2-8-10是弧形的。舵机电动机2-8-4是两组，相应地，齿轨2-8-10也设计两条，互相垂直布置。X轴方向的舵机电动机2-8-4转动时，投影镜头2-8-3围绕X轴方向转动以调整投影方向，Z轴方向的舵机电动机2-8-4转动时，投影镜头2-8-3围绕Z轴方向转动以调整投影方向。

舵机支架2-8-7包括球状凹槽，投影镜头2-8-3安装在球状凹槽中，球状凹槽的四周设置有若干固定耳2-8-8，通过螺钉2-8-9固定在PCB2-8-1上；X轴方向和Z轴方向的舵机电动机2-8-4均固定在舵机支架2-8-7上；球状凹槽的侧壁上设置有缝隙，齿轮2-8-6伸入缝隙与齿轨2-8-10啮合传动。

为了方便齿轮2-8-6与齿轨2-8-10配合，齿轨2-8-10的宽度可以设计得比齿轮2-8-6的宽度更宽，在投影镜头2-8-3转动过程中，齿轮2-8-6与齿轨2-8-10不容易脱离啮合。

为了保证投影画面清晰，需要考虑不同环境下的投影亮度，例如在强光环境下，投影亮度也要增强，为此，控制电路还包括光传感器2-9，光传感器2-9设置在壳体后部，光传感器2-9检测充电盒2所处环境光的强度生成环境光信息，光传感器2-9将环境光信息传输给MCU，MCU分析环境光信息，调整微型投影模组2-8的投影亮度。

如图2所示，光传感器2-9包括若干组，可以设置2-4组，围绕微型投影模组2-8设置。设置多组光传感器2-9，能够提高环境光检测的准确性。

如图1、图3所示，壳体上设置有USB接口2-6，USB接口2-6可以起到电力传输和信号传输的作用，USB接口2-6分别连接MCU和充电电路(设置在PCB2-11中)，通过USB接口2-6连接外部电源或智能设备(例如手机、平板电脑)；USB接口2-6连接外部智能设备时，外部智能设备中的视频可通过微型投影模组2-8向外投影。外部智能设备中需要设置播放软件，通过播放软件来播放视频，同时在充电盒2中通过微型投影模组2-8向外投影，实现智能电影院的效果。

USB接口2-6优选MiniUSB、MicroUSB等类型，体积小，适合设计在充电盒2的侧边上。

如图12所示，充电电路分别连接蓄电池2-12、接口电路(设置在PCB2-8-1中)、微型投影模组2-8和MCU，充电电路设置有充电PIN2-10，充电PIN2-10伸入耳机仿形槽2-3中，耳机1放入耳机仿形槽2-3中进行充电时与充电PIN2-10连接。

从图8、图9可见，与充电盒2配套使用的耳机1，在下部也设置有充电PIN1-3，耳机1放入耳机仿形槽2-3中进行充电时，充电PIN1-3会与充电PIN2-10接触，实现电路连接。

为了实现对充电盒2的功能控制，在壳体的前部设置有按键2-4，按键2-4连接电平转换电路，电平转换电路连接MCU，通过按键2-4控制微型投影模组2-8的开关和投影内容切换。

当用户想查看充电盒2电量时，可按下按键2-4，充电盒2开启投影模块，并将充电盒2的电量信息投影出来。当用户想查看耳机1电量时，将耳机1放入充电盒2，按下按键2-4即可投影出来耳机1的电量。当用户想看电影等视频时，将手机中的电影推放置播放软件进行播放，按下按键2-4即可将电影投影出来。

如图1、图3所示，壳体的前部设置有指示灯2-2，指示灯2-2连接MCU，指示灯2-2指示充电盒2的电量和工作状态。例如，充电盒2中的蓄电池2-12的电量较充足时可以显示绿色，电量比较少时可以显示红色，提醒用户需要对充电盒2进行充电。

在本实施例中，充电盒2还可以通过蓝牙与外部智能设备实现通信。如图12所示，MCU连接第一蓝牙电路(图中的BT)，通过第一蓝牙电路与外部智能设备通信。第一蓝牙电路连接外部智能设备时，外部智能设备中的视频可通过微型投影模组2-8向外投影。外部智能设备中需要设置播放软件，通过播放软件来播放视频，同时在充电盒2中通过微型投影模组2-8向外投影。

充电盒2与手机、手机与耳机的信号交互如图14所示，耳机接受音频信号，充电盒2接收视频信号均通过蓝牙实现通信。耳机还可以发送控制信息至手机，实现对播放的控制。耳机与手机进行蓝牙配对，首先佩戴者为主耳机，主耳机连接手机，后佩戴者为从耳机，从耳机与主耳机连接，图14中耳机A为主耳机，耳机B为从耳机。

通常投影平面都是竖直方向或者接近竖直方向的，充电盒2呈站立状态时，微型投影模组2-8可以将投影投射至投影平面，为此，壳体底部设置有支撑座2-5，充电盒2通过支撑座2-5站立。支撑座2-5底部呈平面状，相比充电盒2侧边的弧形状，更容易支撑支撑座2-5。

在本实施例中，充电盒2的壳体包括前壳2-1和后壳2-7，前壳2-1和后壳2-7通过螺钉2-13组合。

附图中充电盒2没有设计盒盖，还可以增加设计盒盖，以保护放入耳机仿形槽2-3中的耳机1。

如图8、图9所示，耳机1为半入耳式，包括入耳部1-1、前壳1-2、充电PIN1-3、内壳1-4、扬声器1-5、PCB1-6、电池1-7、后壳1-8。

耳机1还包括第二蓝牙电路(设置在PCB1-6中)，通过第二蓝牙电路与外部智能设备通信，微型投影模组2-8投影视频例如电影时，耳机1可以同步播放音频。

PCB1-6上主要包涵芯片及传感器，如：加速度传感器、红外感应传感器、语音加速度传感器，其中加速度传感器用来感知用户敲击耳机的指令，红外传感器用来感知用户是否佩戴，语音加速度传感器用来语音降噪。

实施例2

与实施例1所不同的是，本实施例中舵机电动机2-8-4的输出轴2-8-5端部设置有摩擦轮，摩擦轮与投影镜头2-8-3的壳体接触摩擦传动，投影镜头2-8-3的壳体外侧不需要设置齿轨。

通过采用摩擦轮，能够实现X轴方向和Z轴方向布置的舵机电动机2-8-4同时对投影镜头2-8-3转向，而且互相不影响。

本实施例中TWS耳机装置的其他结构与实施例1中相同，此处不再重复描述。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种TWS耳机装置，包括充电盒和耳机，充电盒包括壳体，所述壳体的前部设置有耳机仿形槽，耳机放入所述耳机仿形槽中进行充电，其特征在于，所述壳体中设置有微型投影模组和控制电路，所述控制电路包括MCU，所述控制电路控制所述微型投影模组从所述壳体的后部向外投影，至少投影出所述充电盒的电量和/或在所述充电盒中进行充电耳机的电量。

2.根据权利要求1所述的TWS耳机装置，其特征在于，所述控制电路还包括三轴加速度传感器，通过所述三轴加速度传感器检测所述充电盒摆放的角度生成角度信息，所述微型投影模组包括投影镜头和舵机模组，所述三轴加速度传感器将角度信息传输给所述MCU，所述MCU分析所述角度信息，控制所述舵机模组驱动所述投影镜头调整所述投影镜头的投影方向。

3.根据权利要求2所述的TWS耳机装置，其特征在于，所述舵机模组包括舵机驱动电路、舵机支架、以及沿X轴方向和Z轴方向布置的舵机电动机，所述投影镜头安装在所述舵机支架上并且在所述舵机支架上可转动；

所述投影镜头的壳体外侧设置有齿轨，所述舵机电动机的输出轴端部设置有齿轮，所述齿轮与所述齿轨啮合传动；

或者所述舵机电动机的输出轴端部设置有摩擦轮，所述摩擦轮与所述投影镜头的壳体接触摩擦传动。

4.根据权利要求3所述的TWS耳机装置，其特征在于，所述舵机支架包括球状凹槽，所述投影镜头安装在所述球状凹槽中，所述球状凹槽的四周设置有若干固定耳，通过螺钉固定在PCB上；X轴方向和Z轴方向的舵机电动机均固定在所述舵机支架上；所述球状凹槽的侧壁上设置有缝隙，所述齿轮伸入所述缝隙与所述齿轨啮合传动。

5.根据权利要求1所述的TWS耳机装置，其特征在于，所述控制电路还包括光传感器，所述光传感器设置在所述壳体后部，所述光传感器检测所述充电盒所处环境光的强度生成环境光信息，所述光传感器将环境光信息传输给所述MCU，所述MCU分析所述环境光信息，调整所述微型投影模组的投影亮度。

6.根据权利要求1所述的TWS耳机装置，其特征在于，所述壳体上设置有USB接口，所述USB接口分别连接所述MCU和充电电路，通过所述USB接口连接外部电源或智能设备；所述USB接口连接外部智能设备时，所述外部智能设备中的视频可通过所述微型投影模组向外投影。

7.根据权利要求6所述的TWS耳机装置，其特征在于，所述充电电路分别连接蓄电池、接口电路、所述微型投影模组和所述MCU，所述充电电路设置有充电PIN，所述充电PIN伸入所述耳机仿形槽中，耳机放入所述耳机仿形槽中进行充电时与所述充电PIN连接。

8.根据权利要求1所述的TWS耳机装置，其特征在于，所述壳体的前部设置有按键，所述按键连接电平转换电路，所述电平转换电路连接所述MCU，通过所述按键控制所述微型投影模组的开关和投影内容切换；

所述壳体的前部设置有指示灯，所述指示灯连接所述MCU，所述指示灯指示所述充电盒的电量和工作状态。

9.根据权利要求1所述的TWS耳机装置，其特征在于，所述壳体底部设置有支撑座，所述充电盒通过所述支撑座站立。

10.根据权利要求1所述的TWS耳机装置，其特征在于，所述MCU连接第一蓝牙电路，通过所述第一蓝牙电路与外部智能设备通信；

所述耳机包括第二蓝牙电路，通过所述第二蓝牙电路与外部智能设备通信，所述微型投影模组投影视频时，所述耳机同步播放音频。