CN209517470U - 一种无线音频装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无线音频装置，包括扬声器模块；所述扬声器模块包括：第一线圈；还包括第一线圈切换模块，所述第一线圈切换模块用于选通所述第一线圈和无线充电接收模块之间的信号通路，或者第一线圈和音频播放模块之间的信号通路。本实用新型所公开的无线音频装置，其内部的第一线圈既可以作为声振音圈，实现无线音频装置的音频播放，也可以作为感应线圈，实现无线充电，两种工作状态可以灵活切换并择一保持稳定运行。一方面，无线音频装置的壳体上无需再设置充电接口，另一方面，可以优化壳体中的部件设计，从而扩展无线音频装置的设计空间，符合其小型化、简约化的发展趋势。

Description

一种无线音频装置

技术领域

本实用新型属于音频设备技术领域，尤其涉及一种无线音频装置。

背景技术

与传统有线耳机相比，无线耳机具有使用方便的优点，目前已逐渐占据较大的市场份额。无线耳机通常由三个部分组成：发声源、接收器和耳机主体，其中耳机主体将接收器接收到的来自发声源的信号转换为声音信号传导至人的耳朵里。现有技术中常见的应用于智能硬件的无线通信协议（如WIFI、蓝牙、Zigbee等等）已可以在无线耳机上成熟应用，以在发声源和接收器之间实现通信。

能耗一直是制约无线耳机发展的重要因素之一。现有技术中无线耳机主要采用接触式充电，即将无线耳机插入专用的充电器。市售的主流无线耳机一般配有专用的充电器；如果没有配有专用的充电器，则需要在无线耳机上设计与通用充电器接口和额定输出功率匹配的充电接口。无线耳机的设计通常基于新材料、新外观和新硬件的不断发展，充电接口一方面会对无线耳机的外观造成影响，另一方面也会限制无线耳机的小型化。

发明内容

本实用新型针对现有技术无线耳机充电接口限制无线耳机设计的问题，提出一种无线音频装置。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用下述技术方案予以实现：

一种无线音频装置，包括扬声器模块；

所述扬声器模块包括：

第一线圈；

还包括第一线圈切换模块，所述第一线圈切换模块用于选通所述第一线圈和无线充电接收模块之间的信号通路，或者第一线圈和音频播放模块之间的信号通路。

进一步的，所述第一线圈切换模块包括：

第一开关元件，所述第一开关元件的开关通路连接在所述第一线圈和无线充电接收模块之间，所述第一开关元件的控制端连接控制芯片的一路输出端；和

第二开关元件，所述第二开关元件的开关通路连接在所述第一线圈和音频播放模块之间，所述第二开关元件的控制端连接控制芯片的另一路输出端；

所述控制芯片分别生成电平信号至所述第一开关元件的控制端和第二开关元件的控制端，切换导通所述第一线圈与无线充电接收模块之间的信号通路或者第一线圈与音频播放模块之间的信号通路。采用第一开关元件和第二开关元件，电路切换动作更快速稳定，用户体验更好。

进一步的，所述第一开关元件和所述第二开关元件为MOS管或三极管。

在另一方面，在本实用新型中，所述第一线圈切换模块还可以是单刀双掷开关，

其包括：公共端，其与所述第一线圈连接；

第一输出端，连接无线充电接收模块；

第二输出端，连接音频播放模块；

控制端，连接控制芯片的一路输出端；

其中，所述控制芯片生成切换信号并输出至所述控制端，切换导通第一线圈与无线充电接收模块之间的信号通路或者第一线圈与音频播放模块之间的信号通路。

为了避免在无线充电时无线音频装置发生振动，所述扬声器模块还包括：

磁性元件，所述磁性元件包括电磁线圈；

还包括：

去磁模块，所述去磁模块用于在所述第一线圈和无线充电模块之间的信号通路导通时去除所述磁性元件的磁性。

为了避免人耳在无线充电时听到声音，所述第一线圈和无线充电接收模块之间设置有带通滤波器。

在本实用新型中，可以通过触发模块生成用于切换不同信号通路，使第一线圈工作在不同状态：无线音频装置还包括触发模块，所述触发模块生成第一触发信号和第二触发信号至所述控制芯片；

当所述控制芯片接收第一触发信号时，切换导通第一线圈和音频播放模块之间的信号通路，同时断开第一线圈和无线充电接收模块之间的信号通路，所述第一线圈作为音圈工作；当所述控制芯片接收第二触发信号时，切换导通第一线圈和无线充电接收模块之间的信号通路，同时断开第一线圈和音频播放模块之间的信号通路，所述第一线圈作为感应线圈工作。

优选的，所述触发模块为设置在壳体上的按键。

优选的，所述扬声器模块还包括振动元件，所述振动元件为振动板或振动膜。

优选的，所述无线音频装置为无线耳机。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：

本实用新型所公开的无线音频装置，其内部的第一线圈既可以作为声振音圈，实现无线音频装置的音频播放，也可以作为感应线圈，给系统无线充电，两种工作状态可以灵活切换并择一保持稳定运行。一方面，无线音频装置的壳体上无需再设置充电接口，另一方面，可以优化壳体中的部件设计，从而扩展无线音频装置的设计空间，符合其小型化、简约化的发展趋势。

结合附图阅读本实用新型的具体实施方式后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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获得其他的附图。

图1为本实用新型所公开的无线音频装置的结构示意图；

图2为本实用新型所公开的无线音频装置一种实施例的电路原理框图；

图3为图2所示的无线音频装置中第一线圈切换模块另一种实施例的电路原理框图；

图4为本实用新型所公开的无线音频装置一种实施例的电路原理框图；

图5为本实用新型所公开的无线音频装置一种实施例的电路原理框图；

图6为第一线圈和无线充电接收模块之间的优选电路连接原理框图；

图7为本实用新型所公开的无线耳机的爆炸图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，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一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都应到属于本申请保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。此外、术语“包括”和“具有”以及其它的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如包含了系统、产品或设备没有限定于已列出的单元，或可选地还包括对于这些产品或设备固定的其它单元。

在本实用新型中所记载的“实施例”代表结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该术语并不一定均是指相同的实施例，本领域技术人员可以理解，具体描述的实施例可以与其它实施例相结合。

以下结合附图对本实施例所公开的无线音频装置10的具体实施方式进行详细介绍。如图1、图2、图4和图5所示，本实用新型所提供的无线音频装置10的发声源可以是具有无线通信功能的电子设备1。电子设备1包括但不限于计算机、远程服务器、手持装置、智能电话、车载设备、可穿戴设备或者其它无线音频装置10。无线音频装置10可以与电子设备1建立无线通信。无线通信可以为一对一的通信模式，或者通过局域网中的一个或多个服务器通信，或者通过云服务器通信。无线音频装置10与电子设备1优选建立一对一通信，即无线音频装置10可通过既定无线通信协议（例如蓝牙、红外、WIFI等等）与电子设备1通信连接。无线音频装置10、电子设备1均允许发送配对请求，由接收一方确认后进行配对。无线音频装置10的具体通信模式已在市售产品中成熟应用，不是本实用新型的保护重点，在此不再赘述。无线音频装置10可以是音响设备或者无线耳机，以无线耳机为例，无线耳机可以是耳塞式耳机、挂耳式耳机、头戴式耳机等等，在此不对其外观和使用方式进行进一步限定。

无线音频装置10内设置可多次循环充电的电池模块15，为整个无线音频装置10提供电源。此外，还设置有扬声器模块11。扬声器模块11包括磁性元件112、第一线圈114和振动元件110。磁性元件112可以是钕铁硼磁体，也可以是电磁铁。扬声器模块工作时，第一线圈114中通入音频电流，第一线圈114在音频电流的作用下产生磁场，同时磁性元件112也产生一个稳定磁场。由于第一线圈114产生的磁场的大小和方向随着音频电流的变化而变化，两个磁场的相互叠加作用使得第一线圈114发生位移，进一步带动振动元件110产生振动，振动元件110振动空气发出声音。当第一线圈114与音频播放模块13连接时，音频播放模块13将通过无线通信接收到的来自发声源的音频信号输出至扬声器模块11，驱动扬声器模块11中振动元件110工作。音频播放模块13中包括音频信号处理芯片，以实现音频信号解码。音频信号处理芯片可以选用现有技术中具备无线功能的无线音频装置10中的常用音频信号处理芯片,在此不对音频信号处理芯片的型号进行限定。

在本实施例所公开的无线音频装置10内还设置有无线充电接收模块14。无线充电接收模块14与电池模块15连接，无线充电接收模块14中设置有整流单元、电池电量检测单元、稳压单元等外围电路，无线充电接收模块14的电路设计可以选用现有技术中具备无线功能的无线音频装置10中的电路设计。整流单元、电池电量检测单元、稳压单元中所采用的电子元件的电参数可以根据电池电量进行调整。

与现有技术完全不同，在本实施例中还包括第一线圈切换模块12，所述第一线圈切换模块12用于选通第一线圈114和无线充电接收模块14之间的信号通路，或者第一线圈114和音频播放模块13之间的信号通路。具体来说，第一线圈切换模块12可以是模拟开关，如一颗单刀双掷开关，如图2所示提供一种优选的实施方式，单刀双掷开关的公共端COM连接所述第一线圈114，第一输出端OUT1连接无线充电接收模块14的输入端，第二输出端OUT2连接音频播放模块13的输入端，其控制端CL1连接控制芯片16的一路I/O接口I/O1。控制芯片16接收设置在无线音频装置10上的触发模块17生成的触发信号后生成切换信号, 并通过I/O1输出至所述控制端CL1，驱动所述第一线圈切换模块12切换导通其中一路信号通路。切换信号可以是电平信号，举例来说，当输出高电平信号时，单刀双掷开关的公共端COM连通第二输出端OUT1，导通第一线圈114和无线充电接收模块14之间的信号通路，第一线圈114作为感应线圈，用于为电池模块15充电；当输出低电平信号时，单刀双掷开关的公共端COM连通第一输出端OUT2，导通第一线圈114和音频播放模块13之间的信号通路，第一线圈114作为音圈，实现音频信号播放。控制芯片16可以是一颗MCU芯片，或者其它具有独立I/O接口的可以实现同样功能的集成电路。第一线圈114的基材可以是铜、银等金属材料，或者合金材料。

如图3所示，第一线圈切换模块12还可以包括第一开关元件122和第二开关元件124，其中，第一开关元件122的开关通路连接在第一线圈114和无线充电接收模块14之间，第二开关元件124的开关通路连接在第一线圈114和音频播放模块13之间。第一开关元件122和第二开关元件124的控制端分别连接控制芯片16的两路输出端，如图3所示I/O11和I/O12。控制芯片16接收设置在无线音频装置10上的触发模块17生成的触发信号后，生成电平信号分别输入至第一开关元件122和第二开关元件124的控制端，使得第一开关元件122导通、第二开关元件124关断；或者第一开关元件122关断、第二开关元件124导通，以切换导通第一线圈114与无线充电接收模块14之间的信号通路，或者第一线圈114与音频播放模块13之间的信号通路。其中，第一开关元件122和第二开关元件124可以选用三极管或者MOS管。

如图4所示，触发模块17可以是设置在无线音频装置10壳体上的播放/停止按键。当无线音频装置10处于待机状态时，用户按下设置在壳体上的播放/停止按键，则生成第一触发信号。控制芯片16接收第一触发信号，切换导通第一线圈114和音频播放模块13之间的信号通路，同时断开第一线圈114和无线充电接收模块14之间的信号通路。第一线圈114作为产生声振的音圈工作，实现音频信号播放。当无线音频装置10处于工作状态时，用户按下设置在壳体上的播放/停止按键，则生成第二触发信号。控制芯片16接收第二触发信号，切换导通第一线圈114和无线充电接收模块14之间的信号通路，同时断开第一线圈114和音频播放模块13之间的信号通路。第一线圈114作为无线充电接收模块14中的感应线圈。当无线充电接收模块14与无线充电发送底座2匹配时，实现无线音频装置10的无线充电。

此外，第一触发信号和第二触发信号还可以是通过无线通信从与无线音频装置10建立连接的其它电子设备1中接收得到的，或者是通过设置在无线音频装置10壳体上的其它按键得到的。

当无线音频装置10工作在音频播放状态时，第一线圈114在音频电流作用下产生磁场，第一线圈114产生的磁场和磁性元件112所产生的磁场叠加使得振动元件110发生振动。为了避免无线音频装置10工作在无线充电状态时，振动元件110也发生振动，或者说，将振动元件110的振动降低到用户察觉不到的水平。如图5所示，当磁性元件112为电磁铁时，在无线音频装置10中还设置有去磁模块。当第一线圈114作为无线充电接收模块14中的感应模块时，去磁模块使得磁性元件112快速去磁，避免振动元件110发生振动。具体来说，在本实施例中，磁性元件112可以是直流电磁铁，直流电磁铁包括电磁线圈120，去磁模块则包括在电磁线圈120两端并联的一个二极管D1,二极管的负极连接供电电源VE。控制芯片16优选设置一路单独的I/O接口I/O3, I/O3连接一颗去磁开关元件121的控制端。当无线音频装置10工作在音频播放状态时，控制芯片16的I/O3输出第一驱动信号至去磁开关元件121的控制端，去磁开关元件121的开关通路导通，电磁线圈120与供电电源VE之间的供电回路导通，磁性元件112形成稳定磁场，此时二极管D1保持关断状态。当无线音频装置10工作在无线充电状态时，控制芯片16的I/O3输出第二驱动信号至去磁开关元件121的控制端，去磁开关元件121的开关通路断开，电磁线圈120与供电电源VE之间的供电回路断开，电磁线圈120中的感应电流流过二极管D1，实现快速去磁。为了避免去磁过程中的反相电动势对去磁开关元件121造成损坏，在去磁电路中还可以设置电阻和稳压二极管。其中，去磁开关元件121可以是MOS管。

如图6所示，在第一线圈114和无线充电接收模块14之间还设置有带通滤波器130，带通滤波器130过滤得到其中大于20KHz的信号，以避开人耳的听力范围，避免无线充电时形成噪音。

以无线耳机为例，参见如图所示的爆炸图，在本实施中，无线耳机包括同轴设置的成品电路板20（PCBA）、扬声器本体22、磁性元件112、华司24、连接元件26、第一线圈114、振动元件110和壳体28。其中，音频播放模块13、无线充电接收模块14、控制芯片16、第一线圈切换模块12等均集成在成品电路板20上，扬声器本体22为扬声器的五金结构，其设计与壳体28外观匹配。振动元件110可以是振动板或者振动膜。

本实用新型所公开的无线音频装置，其内部的第一线圈既可以作为声振音圈，实现无线音频装置的音频播放，也可以作为感应线圈，给系统无线充电，一方面，无线音频装置的壳体上无需再设置充电接口，另一方面，可以减少壳体中的部件数量，从而扩展无线音频装置的设计空间，符合其小型化、简约化的发展趋势。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种无线音频装置，包括扬声器模块；

所述扬声器模块包括：

第一线圈；

其特征在于：

还包括第一线圈切换模块，所述第一线圈切换模块用于选通所述第一线圈和无线充电接收模块之间的信号通路，或者第一线圈和音频播放模块之间的信号通路。

2.根据权利要求1所述的无线音频装置，其特征在于，

所述第一线圈切换模块包括：

第一开关元件，所述第一开关元件的开关通路连接在所述第一线圈和无线充电接收模块之间，所述第一开关元件的控制端连接控制芯片的一路输出端；和

第二开关元件，所述第二开关元件的开关通路连接在所述第一线圈和音频播放模块之间，所述第二开关元件的控制端连接控制芯片的另一路输出端；

所述控制芯片分别生成电平信号至所述第一开关元件的控制端和第二开关元件的控制端，切换导通所述第一线圈与无线充电接收模块之间的信号通路或者第一线圈与音频播放模块之间的信号通路。

3.根据权利要求2所述的无线音频装置，其特征在于，所述第一开关元件和所述第二开关元件为：MOS管或三极管。

4.根据权利要求1所述的无线音频装置，其特征在于，

所述第一线圈切换模块为单刀双掷开关，其包括：

公共端，其与所述第一线圈连接；

第一输出端，连接无线充电接收模块；

第二输出端，连接音频播放模块；

控制端，连接控制芯片的一路输出端；

其中，所述控制芯片生成切换信号并输出至所述控制端，切换导通第一线圈与无线充电接收模块之间的信号通路或者第一线圈与音频播放模块之间的信号通路。

5.根据权利要求2至4任一项所述的无线音频装置，其特征在于，

所述扬声器模块还包括：

磁性元件，所述磁性元件包括电磁线圈；

还包括：

去磁模块，所述去磁模块用于在所述第一线圈和无线充电模块之间的信号通路导通时去除所述磁性元件的磁性。

6.根据权利要求5所述的无线音频装置，其特征在于，

所述第一线圈和无线充电接收模块之间设置有带通滤波器。

7.根据权利要求6所述的无线音频装置，其特征在于，还包括：

触发模块，所述触发模块生成第一触发信号和第二触发信号至所述控制芯片；

当所述控制芯片接收第一触发信号时，切换导通第一线圈和音频播放模块之间的信号通路，同时断开第一线圈和无线充电接收模块之间的信号通路，所述第一线圈作为音圈工作；当所述控制芯片接收第二触发信号时，切换导通第一线圈和无线充电接收模块之间的信号通路，同时断开第一线圈和音频播放模块之间的信号通路，所述第一线圈作为感应线圈工作。

8.根据权利要求7所述的无线音频装置，其特征在于，所述触发模块为设置在壳体上的按键。

9.根据权利要求8所述的无线音频装置，其特征在于，所述扬声器模块还包括振动元件，所述振动元件为振动板或振动膜。

10.根据权利要求9所述的无线音频装置，其特征在于，所述无线音频装置为无线耳机。