CN204482022U - 可见光通信音乐耳机及可见光通信音乐播放系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种可见光通信音乐耳机及可见光通信音乐播放器，该音乐耳机包括体，壳体内设有至少一个喇叭以及与喇叭电连接的驱动电路,其中，壳体内还设有可见光通信信号接收器，可见光通信信号接收器具有用于接收可见光通信信号的光电转换电路，光电转换电路将所接收的可见光通信信号转换成电信号输出至驱动电路。该音乐播放系统包括可见光通信信号发射器以及上述的耳机，可见光通信信号发射器包括发射驱动电路以及可见光源，发射驱动电路向可见光源输出信号并驱动可见光源发出带有可见光通信信号的光线。本实用新型利用可见光传输音频信号，耳机的生产成本低，且适用范围广。

Description

可见光通信音乐耳机及可见光通信音乐播放系统

技术领域

本实用新型涉及一种音乐耳机，尤其是一种能够使用可见光进行信号传输的音乐耳机以及使用这种音乐耳机的可见光通信音乐播放系统。

背景技术

现在的电子设备大多具有音频输出功能，如设置喇叭以及耳机插孔，如使用者选择使用喇叭播放音频，电子设备通过驱动喇叭工作并由喇叭播放音频，如使用者选择通过耳机来播放音频，则需要将耳机插入耳机插孔内，音频信号将从耳机播放出来。

由于通过喇叭播放音频将产生较大的声响，在需要安静的场合或者在公共场合不适用，人们大多使用耳机播放音频。人们使用耳机时，需要将耳机的插头插入到诸如手机、平板电脑等电子设备的耳机插孔内，并接收电子设备输出的信号，耳机内的转换电路将所接收的数字信号转换成模拟信号，并通过驱动电路驱动耳机内的喇叭发出声音。这样，由于耳机必须要与电子设备连接才能使用，限制了耳机的使用范围，给人们的使用造成不便。

随着技术的发展，人们开始使用蓝牙等无线信号的耳机，现有的蓝牙耳机内设置有蓝牙芯片，并用于接收蓝牙信号，所接收的蓝牙信号包含有音频信号，耳机内的转换电路将接收的数字信号转换成模拟信号后通过驱动电路驱动喇叭发出声音。

但是，虽然蓝牙耳机已经实现了音频信号的无线传输，但是需要在耳机、电子设备内设置蓝牙芯片，且蓝牙芯片消耗的电能往往较多，导致蓝牙耳机不能长时间工作。此外，由于现有的蓝牙芯片的生产成本往往较高，在耳机与电子设备内均集成蓝牙芯片，导致耳机与电子设备的生产成本过高，不利于蓝牙耳机的推广应用。

并且，由于蓝牙信号传输过程中往往存在衰减的现象，蓝牙耳机使用过程中需要确保蓝牙耳机与电子设备之间距离较短，且蓝牙信号的穿透能力不强，如果电子设备与蓝牙耳机之间存在较厚的间隔物，往往导致蓝牙耳机无法接收电子设备发出的音频信号，这样也限制了蓝牙耳机的使用。

可见光通信 (Visible Light Communication，VLC) 技术是近几年发展起来的新技术，其原理是利用可见光波段的光信号作为信息载体，在空气中直接传输光信号的通信方式。其中，最为常见的是使用光发光二极管(Light Emitting Diode，LED)作为可见光通信的光源。由于LED比荧光灯和白炽灯切换速度快的特点，利用配备LED的室内外大型显示屏、照明设备、信号器或者汽车前尾灯等发出的用肉眼观察不到的高速调制光波信号来对信息调制和传输，然后利用光电二极管等光电转换器件接收光信号并获得信息，即可以实现可见光通信。

现有的可见光通信系统包括光信号发射器和光信号接收器两部分，光信号发射器通常包括调制电路，用于将电信号调制成基于光载波强度变化的LED可见光，光信号接收部分包括接收光信号的电路，并且设置将光信号转换成电信号并输出的电路。

发明内容

本实用新型的主要目的是提供一种生产成本低且使用范围广的可见光通信音乐耳机。

本实用新型的另一目的是提供一种便于电子设备与耳机长距离通信的可见光通信音乐播放系统。

为实现上述的主要目的，本实用新型提供的可见光通信音乐耳机具有壳体，壳体内设有至少一个喇叭以及与喇叭电连接的驱动电路,其中，壳体内还设有可见光通信信号接收器，可见光通信信号接收器具有用于接收可见光通信信号的光电转换电路，光电转换电路将所接收的可见光通信信号转换成电信号输出至驱动电路。

由上述方案可见，可见光通信音乐耳机设置了接收可见光通信信号的接收器，通过接收器可以接收通过可见光作为载体的音频信号，再经过光电转换处理后形成音频播放。这样，耳机内不需要设置蓝牙芯片等无线传输装置，可以降低耳机的生产成本。另外，由于可见光的光源可以为LED灯、电视屏幕等发出可见光的设备，通过这些设备发出的光来传输音频信号，减小耳机对电子设备距离的限制，耳机的适用范围更广。

一个优选的方案是，光电转换电路包括光电二极管以及接收光电二极管输出的信号的阻抗放大器。

由此可见，使用光电二极管接收可见光信号，不单使光电转换电路更加容易实现，并且耳机的生产成本低。

为实现上述的另一目的，本实用新型提供的可见光通信音乐播放系统包括可见光通信信号发射器，其包括发射驱动电路以及可见光源，发射驱动电路向可见光源输出信号并驱动可见光源发出带有可见光通信信号的光线，还包括可见光通信音乐耳机，其包括壳体，壳体内设有至少一个喇叭以及与喇叭电连接的驱动电路，壳体内还设有可见光通信信号接收器，可见光通信信号接收器具有用于接收可见光通信信号的光电转换电路，光电转换电路将所接收的可见光通信信号转换成电信号输出至驱动电路。

由上述方案可见，音乐播放系统通过发射器发出可见光信号，该可见光信号包含有音频信号，接收器接收到可见光信号后将可见光信号转换成音频信号并驱动喇叭播放。由于音乐播放系统通过可见光信号来传输音频信号，无需在耳机内设置蓝牙芯片等价格高昂的无线通信芯片，进而降低耳机的生产成本。并且，音乐播放系统是使用LED灯或者电视屏幕等发出的可见光传输音频信号，音频信号的传输距离较远，满足耳机在不同场合使用的需要。

一个优选的方案是，可见光源为直流光源，发射驱动电路包括直流驱动电路以及调制电路，调制电路将交流信号调制至直流驱动电路的偏置电流上，直流驱动电路驱动可见光源发光。

由此可见，通过调制电路将交流信号加载至直流驱动电路的偏置电流上可以简单地实现可见光信号的生成。

进一步的方案是，直流驱动电路与调制电路之间设有隔离电路，隔离电路至少包括一个电容或者一个电感。

可见，通过隔离电路将调制电路与直流驱动电路隔离，可以有效地避免调制电路与直流驱动电路之间的信号相互影响，确保可见光信号的发射。

附图说明

图1是本实用新型可见光通信音乐播放系统实施例的电原理框图。

图2是本实用新型可见光通信音乐播放系统实施例中可见光通信信号发射器的电路图。

图3是本实用新型可见光通信音乐播放系统实施例中可见光通信信号接收器的电路图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

参见图1，本实施例的可见光通信音乐播放系统包括发射音频信号的信号源以及接收音频信号的音频输出装置，发射音频信号的信号源包括音频信号源10以及可见光通信信号发射器11，接收音频信号的音频信号输出装置包括可见光通信信号接收器12、驱动电路13以及喇叭14。

本实施例中，音频信号源10可以上智能手机、MP3音乐播放器或者平板电脑等电子设备，其向可见光通信信号发射器11发出音频信号，且发出的音频信号为数字信号。可见光通信信号发射器11将接收的音频信号经过调制后以可见光作为载体并发射出去。可见光通信信号发射器11内可以设置光源，优选地，选用直流光源发出可见光，如使用LED灯具作为光源。

音频信号输出装置为耳机，耳机具有一个壳体，在壳体内设置喇叭14以及驱动喇叭14工作的驱动电路13，且耳机不需要使用插头与手机、平板电脑等电子设备的耳机插孔连接，而是使用可见光通信信号接收器12接收包含有音频信号的可见光信号，并将可见光信号解调后通过驱动电路13驱动喇叭14工作，从而输出音频信号。

参见图2，可见光通信信号发射器11的接收端子SPDIF IN接收音频信号源10输出的音频信号，并将接收的音频信号输出至调制电路。调制电路包括射随放大器T1，射随放大器T1与三个电阻R1、R2、R3连接，并构成放大比例为1的射随放大电路。

可见光通信信号发射器11包括作为直流光源的LED，本实施例使用三个串联连接的LED构成直流LED光源。实际应用时，可以使用更多LED串联或者将多个LED并联连接均可。可见光通信信号发射器11还设有一个直流驱动电路用于驱动LED光源，直流驱动电路包括与直流电源连接的直流驱动器T2，并设有电感L1、L2以及电容C6组成的滤波电路，滤波电路接收直流驱动器T2输出的信号，并将直流驱动器T2输出的信号滤波后输出至LED光源，由此实现直流驱动电路向LED光源输出稳定的直流电源并驱动LED发光。

调制电路输出的信号可以加载到直流驱动电路的偏置电流上，从而形成幅值变化的直流电压，LED光源在幅值变化的直流电压的驱动下发光。这样，在直流驱动电压的幅值较高时，LED光源的光亮度较高，在直流驱动电压的幅值较低时，LED光源的光亮度较低。

本实施例中，调制电路对直流驱动电路的调制深度为10%，且由于调制信号的频率非常高，人眼无法分辨高速的变化频率，因此不会影响LED光源的发光效果。

在调制电路与直流驱动电路之间设置有隔离电路，本实施例的隔离电路包括电容C5，电容C5的两端分别连接调制电路的输出端以及LED的阳极，这样，调制电路输出的信号与直流驱动电路的信号不会相互干扰。当然，实际应用时，隔离电路还可以有更多的变化，例如是使用电感替代电容C5，或者使用更多的电容的串联实现调制电路与直流驱动电路的隔离。

参见图3，可见光通信信号接收器12接收可见光信号，其具有光电转换电路以及放大器U2，光电转换电路包括光电二极管D1以及阻抗放大器U1，光电二极管D1接收可见光信号，并根据可见光信号转换成高低电平的电信号并输出值阻抗放大器U1，阻抗放大器U1将电平信号放大后，输出至放大器U2，放大器U2将所接收的微弱的电平信号放大，并输出至后级的驱动电路13，由驱动电路13驱动喇叭输出音频信号。

本实用新型的音乐播放系统应用可见光对音频信号进行传输，不需要设置价格高昂的蓝牙芯片等装置。实际应用时，可见光通信信号发射模块11可以设置在LED灯具内，应用LED灯具内的LED光源作为直流光源，只需要使用连接可见光通信信号发射模块11以及音频信号源10即可。这样，音频信号源10可以设置在距离可见光通信信号发射器11较远的地方，且耳机也可以设置在距离LED灯具较远的地方，扩大了耳机的适用范围。

当然，上述实施例仅是本实用新型较佳的实施方式，实际使用时，还可以有更多的改变，例如，耳机内的喇叭可以为一个或者两个，相应地设置一个或两个驱动电路等等，这些改变并不影响本实用新型的实施。

最后需要强调的是，本实用新型不限于上述实施方式，如可见光通信信号发射器与可见光通信信号接收器具体电路结构的改变、所使用的阻抗放大器、直流驱动器型号的改变等变化也应该包括在本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1. 可见光通信音乐耳机，包括

壳体，所述壳体内设有至少一个喇叭以及与所述喇叭电连接的驱动电路；

其特征在于：

所述壳体内还设有可见光通信信号接收器，所述可见光通信信号接收器具有用于接收可见光通信信号的光电转换电路，所述光电转换电路将所接收的所述可见光通信信号转换成电信号输出至所述驱动电路。

2. 根据权利要求1所述的可见光通信音乐耳机，其特征在于：

所述光电转换电路包括光电二极管以及接收所述光电二极管输出的信号的阻抗放大器。

3. 根据权利要求1或2所述的可见光通信音乐耳机，其特征在于：

所述接收器还包括接收所述光电转换电路输出信号的放大器，所述放大器将所述光电转换电路输出的信号放大后输出至所述驱动电路。

4. 可见光通信音乐播放系统，其特征在于：包括

可见光通信信号发射器，包括发射驱动电路以及可见光源，所述发射驱动电路向所述可见光源输出信号并驱动所述可见光源发出带有可见光通信信号的光线；

可见光通信音乐耳机，其包括壳体，所述壳体内设有至少一个喇叭以及与所述喇叭电连接的驱动电路，所述壳体内还设有可见光通信信号接收器，所述可见光通信信号接收器具有用于接收所述可见光通信信号的光电转换电路，所述光电转换电路将所接收的所述可见光通信信号转换成电信号输出至所述驱动电路。

5. 根据权利要求4所述的可见光通信音乐播放系统，其特征在于：

所述可见光源为直流光源，所述发射驱动电路包括直流驱动电路以及调制电路，所述调制电路将交流信号调制至所述直流驱动电路的偏置电流上，所述直流驱动电路驱动所述可见光源发光。

6. 根据权利要求5所述的可见光通信音乐播放系统，其特征在于：

所述调制电路包括一个射随放大器。

7. 根据权利要求5所述的可见光通信音乐播放系统，其特征在于：

所述直流驱动电路与所述调制电路之间设有隔离电路。

8. 根据权利要求7所述的可见光通信音乐播放系统，其特征在于：

所述隔离电路至少包括一个电容或者一个电感。

9. 根据权利要求5至8任一项所述的可见光通信音乐播放系统，其特征在于：

所述直流驱动电路包括直流驱动器以及接收所述直流驱动器输出的信号的滤波电路。

10. 根据权利要求4至8任一项所述的可见光通信音乐播放系统，其特征在于：

所述光电转换电路包括光电二极管以及接收所述光电二极管输出的信号的阻抗放大器。