耳机系统及充电盒与耳机的通信方法

技术领域

本申请涉及耳机通信技术领域，尤其涉及一种耳机系统及充电盒与耳机的通信方法。

背景技术

目前市场上一般采用触点(Pogo Pin)之间的对接来实现充电盒与耳机的物理连接。

当耳机放入充电盒且充电盒欲为耳机进行充电时，充电盒通过其具有的触点与耳机的触点将电力传输至耳机的电池，以达到为耳机电池充电的目的。

当耳机放入充电盒且充电盒欲与耳机进行通信时，目前采用两种方式实现充电盒与耳机之间的通信：第一种方式为分别在充电盒与耳机上增加用于实现通信的接口/触点，但存在增加充电盒与耳机的结构复杂度，以及增加制造成本的问题；第二种方式为分别在充电盒与耳机上增加用于实现通信的通信芯片，但存在成本较高及导致体积过大的问题。

因此，如何能够基于现有的触点实现耳机与充电盒之间的通信，是现今急需解决的问题。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种耳机系统及充电盒与耳机的通信方法，解决现有技术中存在因分别在充电盒与耳机上增加用于实现通信的接口/触点而导致增加充电盒与耳机的结构复杂度，以及增加制造成本的问题；或者存在因分别在充电盒与耳机上增加用于实现通信的通信芯片而导致成本较高及体积过大的问题。

为了实现上述目的，本申请是这样实现的：

第一方面，提供了一种耳机系统，其包括：充电盒和耳机，耳机呈可拆分地组设于充电盒；充电盒包括：处理模块、电源输出模块、第一开关模块和输出接口，处理模块内设置有第一辨识时间段，电源输出模块电性连接处理模块，第一开关模块电性连接处理模块与电源输出模块；耳机包括：核心模块、第二开关模块和连接接口，第二开关模块电性连接核心模块，连接接口电性连接第二开关模块且与输出接口呈可断开地电性连接；其中，耳机系统包含测试模式及通信模式；在耳机电性连接充电盒的第一辨识时间段之间，耳机系统于测试模式中，第一开关模块进行切换，让充电盒通过电源输出模块和第一开关模块传输电力至耳机；在耳机电性连接充电盒超过第一辨识时间段后，耳机系统于通信模式中，第一开关模块进行切换，供充电盒通过处理模块和第一开关模块传输数据信号至耳机。

第二方面，提供一种充电盒与耳机的通信方法，其包括以下步骤：耳机置入于充电盒内，耳机与充电盒电性连接；在耳机电性连接充电盒的第一辨识时间段之间，包括耳机与充电盒的耳机系统于测试模式，使充电盒内部的第一开关模块切换，让充电盒传输电力至耳机；耳机系统于测试模式，使耳机内部的第二开关模块切换，让耳机接收电力；在耳机电性连接充电盒超过第一辨识时间段后，耳机系统切换至通信模式，使充电盒内部的第一开关模块进行切换，让充电盒传输数据信号至耳机；及耳机系统于通信模式，使耳机内部的第二开关模块进行切换，让耳机接收数据信号，并将数据信号传输至外部装置。

第三方面，提供一种充电盒与耳机的通信方法，其包括以下步骤：耳机置入于充电盒内，耳机与充电盒电性连接；在耳机的霍尔感测单元感测到充电盒内的磁性单元的第一辨识时间段之间，包括耳机与充电盒的耳机系统于测试模式，使充电盒内部的第一开关模块切换，让充电盒传输电力至耳机；耳机系统于测试模式，使耳机内部的第二开关模块切换，让耳机接收电力；在耳机的霍尔感测单元感测到充电盒内的磁性单元超过第一辨识时间段后，耳机系统切换至通信模式，使充电盒内部的第一开关模块进行切换，让充电盒传输数据信号至耳机；及耳机系统于通信模式，使耳机内部的第二开关模块进行切换，让耳机接收数据信号，并将数据信号传输至外部装置。

在本发明申请中，通过耳机电性连接充电盒的第一辨识时间段之间，耳机系统于测试模式，第一开关模块进行切换，让充电盒传输电力至耳机；及耳机电性连接充电盒超过第一辨识时间段后，耳机系统于通信模式中，第一开关模块进行切换，供充电盒传输数据信号至耳机。因此，可使得充电盒仅需通过第一开关模块的切换即可基于现有用于充电的触点实现耳机与充电盒之间的通信。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为依据本申请的耳机系统的一实施例框图；

图2为图1的耳机系统于测试模式的一实施例框图；

图3为图1的耳机系统于通信模式的一实施例框图；

图4为依据本申请的耳机系统的另一实施例框图；

图5为依据本申请的耳机系统的又一实施例框图；

图6为图5的耳机与充电盒分离的一实施例示意图；

图7为图6的耳机放入充电盒后的一实施例俯视图；

图8为图7的线条AA的一实施例剖面图；

图9为图8的区块B的放大示意图；

图10为依据本申请的充电盒与耳机的通信方法的第一实施例方法流程图；

图11为依据本申请的充电盒与耳机的通信方法的第二实施例方法流程图；及

图12为依据本申请的充电盒与耳机的通信方法的第三实施例方法流程图。

具体实施方式

以下将配合相关附图来说明本发明的实施例。在这些附图中，相同的标号表示相同或类似的组件或方法流程。

必须了解的是，使用在本说明书中的“包含”、“包括”等词，是用于表示存在特定的技术特征、数值、方法步骤、作业处理、组件和/或组件，但并不排除可加上更多的技术特征、数值、方法步骤、作业处理、组件、组件，或以上的任意组合。

必须了解的是，当组件描述为“连接”或“耦接”至另一组件时，可以是直接连结、或耦接至其他组件，可能出现中间组件。相反地，当组件描述为“直接连接”或“直接耦接”至另一组件时，其中不存在任何中间组件。

请参阅图1，其为依据本申请的耳机系统的一实施例框图。如图1所示，在本实施例中，耳机系统100包括：充电盒110和耳机120，耳机120呈可拆分地组设于充电盒110；充电盒110包括：处理模块112、电源输出模块114、第一开关模块116和输出接口118，电源输出模块114电性连接处理模块112，第一开关模块116电性连接处理模块112与电源输出模块114；耳机120包括：核心模块122、第二开关模块124和连接接口126，第二开关模块124电性连接核心模块122，连接接口126电性连接第二开关模块124且与输出接口118呈可断开地电性连接。其中，处理模块112、电源输出模块114、第一开关模块116、核心模块122和第二开关模块124可以利用各种方式来实现，包括软件、硬件、固件或其任意组合；输出接口118包括触点50a、50b(触点50a电性连接第一开关模块116，触点50b接地)，连接接口126包括触点60a、60b(触点60a电性连接第二开关模块124，触点60b接地)。

在实施中提出的技术使用软件或固件可以被存储在机器可读存储介质上，例如：只读存储器(ROM)、随机存储器(RAM)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存等等，并且可以由一个或多个通用或专用的可编程微处理器执行。电源输出模块114与处理模块112之间、第一开关模块116与处理模块112之间、第一开关模块116与电源输出模块114之间、第二开关模块124与核心模块122之间和连接接口126与第二开关模块124之间可通过无线或有线方式进行信号和/或电力的传递。

在一实施例中，耳机120可为但不限于真无线立体声(True Wireless Stereo，TWS)耳机。

在本实施例中，处理模块112内设置有第一辨识时间段T1，所述第一辨识时间段T1可为但不限于100毫秒(millisecond，ms)至300ms之间，但本实施例并非用以限定本申请，实际第一辨识时间段T1的范围大小可依据实际需求进行调整。此外，处理模块112还可用于控制电源输出模块114，使电源输出模块114输出电力至第一开关模块116。

在本实施例中，耳机系统100包含测试模式及通信模式，请参阅图2，图2为图1的耳机系统于测试模式的一实施例框图。如图2所示，在耳机120电性连接充电盒110的第一辨识时间段T1之间，耳机系统100于测试模式中，第一开关模块116进行切换，让充电盒110通过电源输出模块114和第一开关模块116传输电力至耳机120。

进一步地说，耳机系统100于所述测试模式中，处理模块112控制第一开关模块116，以使输出接口118输出电源输出模块通过第一开关模块116所传输的所述电力，而核心模块122控制第二开关模块124，以使连接接口126接收来自输出接口118的所述电力，并将所述电力通过第二开关模块124传输至核心模块122。

更详细地说，充电盒110可包括定时器(未绘制)或将具有定时功能的单元或电路设置于处理模块112中，因此，当耳机120放入充电盒110(即耳机120电性连接充电盒110)时，充电盒110会检测到触点50a上出现电平变化，例如从电平下降至预设范围内，此时，启动定时机制；耳机系统100于测试模式中；处理模块112输出检测信号至电源输出模块114，使电源输出模块114输出电力；处理模块112输出控制信号至第一开关模块116，使第一开关模块116进行切换，进而让电源输出模块114输出的电力通过第一开关模块116和触点50a传输到耳机120；而充电盒110基于所述定时器判断在耳机120电性连接充电盒110的第一辨识时间段T1之间时，充电盒110持续通过电源输出模块114和第一开关模块116传输所述电力至耳机120；而耳机120可包括另一定时器(未绘制)或将具有定时功能的单元或电路设置于核心模块122中，当耳机120放入充电盒110(即耳机120电性连接充电盒110)时，耳机120会检测到触点60a上出现电平变化，例如从电平上升至另一预设范围内，此时，启动所述另一定时机制；核心模块122输出控制信号至第二开关模块124，使第二开关模块124进行切换，进而让充电盒110输出的所述电力通过触点60a和第二开关模块124传输到核心模块122；耳机120基于所述另一定时器判断在耳机120电性连接充电盒110的第一辨识时间段T1之间时，耳机120持续通过触点60a和第二开关模块124接收所述电力。

在一实施例中，耳机120还可包括电池模块127，电池模块127电性连接核心模块122，电池模块127存储核心模块122所接收的所述电力。

请参阅图3，图3为图1的耳机系统于通信模式的一实施例框图。如图3所示，在耳机120电性连接充电盒110超过第一辨识时间段T1后，耳机系统100于通信模式中，第一开关模块116进行切换，供充电盒110通过处理模块112和第一开关模块116传输数据信号至耳机120。

进一步地说，耳机系统100于所述通信模式中，处理模块112控制第一开关模块116，以使输出接口118输出处理模块112通过第一开关模块116所传输的所述数据信号，而核心模块122控制第二开关模块124，以使连接接口126接收来自输出接口118的所述数据信号，并将所述数据信号通过第二开关模块124传输至核心模块122。

更详细地说，充电盒110可包括定时器(未绘制)，充电盒110可基于所述定时器判断耳机120放入充电盒110超过所述第一辨识时间段T1后，耳机系统100自所述测试模式切换至所述通信模式，处理模块112输出数据信号至第一开关模块116，此时，处理模块112输出另一控制信号至第一开关模块116，使第一开关模块116进行切换，进而让处理模块112输出的数据信号通过第一开关模块116和触点50a传输到耳机120；而耳机120可包括另一定时器(未绘制)，耳机120可基于所述另一定时器判断耳机120放入充电盒110超过所述第一辨识时间段T1后，核心模块122输出控制信号至第二开关模块124，使第二开关模块124进行切换，进而让充电盒110输出的所述数据信号通过触点60a和第二开关模块124传输到核心模块122。其中，所述数据信号可为但不限于充电盒110的当前剩余存储电量。

请参阅图4，其为依据本申请的耳机系统的另一实施例框图。如图4所示，耳机120除了包括核心模块122、第二开关模块124和连接接口126以外，还可包括通信模块128，通信模块128电性连接核心模块122，通信模块128将核心模块122所接收的所述数据信号传输至外部装置70。举例而言，当所述数据信号为充电盒110的当前剩余存储电量且耳机120可通过通信模块128与智能手机或计算装置(即外部装置70)连接时，则耳机120可将所述数据信号传输至智能手机或计算装置显示，让使用者知道充电盒110的当前剩余存储电量。

在本实施例中，核心模块122可包括控制电路80和充电电路90，控制电路80控制第二开关模块124及接收所述数据信号；充电电路90电性连接电池模块127且接收所述电力，以使电池模块127存储所述电力。

在本实施例中，充电盒110包括：处理模块112、电源输出模块114、第一开关模块116和输出接口118，第一开关模块116可包括第一开关单元31和第二开关单元32，第一开关单元31电性连接处理模块112和输出接口118，第二开关单元32电性连接处理模块112、电源输出模块114和输出接口118，处理模块112控制第一开关单元31和第二开关单元32的开启(switch on)与关闭(switch off)。第二开关模块124可包括第三开关单元33和第四开关单元34，第三开关单元33和第四开关单元34分别电性连接核心模块122和连接接口126，核心模块122控制第三开关单元33和第四开关单元34的开启与关闭。其中，第一开关单元31、第二开关单元32、第三开关单元33和第四开关单元34可为但不限于晶体管。

耳机系统100于测试模式中，处理模块112关闭第一开关单元31并开启第二开关单元32，以使输出接口118输出电源输出模块通过第二开关单元32所传输的所述电力；而核心模块122关闭第三开关单元33并开启第四开关单元34，以使连接接口126接收来自输出接口118的所述电力，并将所述电力通过第四开关单元34传输至核心模块122。

耳机系统100于所述通信模式中，处理模块112开启第一开关单元31并关闭第二开关单元32，以使输出接口118输出处理模块112通过第一开关单元31所传输的所述数据信号；而核心模块122开启第三开关单元33并关闭第四开关单元34，以使连接接口126接收来自输出接口118的所述数据信号，并将所述数据信号通过第三开关单元33传输至核心模块122。

请参阅图5，其为依据本申请的耳机系统的又一实施例框图。如图5所示，耳机系统100可包括N个耳机120，充电盒110还可包括：N个第一开关模块116和N个输出接口118；N个第一开关模块116分别电性连接处理模块112和电源输出模块114，且和N个输出接口118一对一电性连接，N为大于或等于2的整数。在本实施例中，耳机120的数量为两个(即N＝2)，但本实施例并非用以限定本申请。当耳机系统100包括多个耳机120时，充电盒110与任一耳机120的充电与通信方式与上述实施例相同，详细描述已于上述段落加以说明，于此不再赘述。

请参阅图6至9，图6为图5的耳机与充电盒分离的一实施例示意图，图7为图6的耳机放入充电盒后的一实施例俯视图，图8为图7的线条AA的一实施例剖面图，图9为图8的区块B的放大示意图。如图6至9所示，充电盒110还可包括磁性单元119，耳机120还包括霍尔感测单元129，霍尔感测单元129电性连接核心模块122，当霍尔感测单元129感测到磁性单元119的磁场时，输出接口118电性连接连接接口126。

更详细的说，磁性单元119设置于充电盒110用于适配耳机120的容置槽113周围且位于充电盒110的壳体111内，霍尔感测单元129的设置于耳机120的壳体121内且设置位置系对应于容置槽113的位置，使得当耳机120放入充电盒110后，霍尔感测单元129与磁性单元119的设置位置相对应，让耳机120除了可通过检测到触点60a上出现电平变化判断其与充电盒110电性连接以外，还可通过霍尔感测单元129感测到磁性单元119的磁场判断其与充电盒110电性连接。

请参阅图2，耳机系统100除了包含测试模式及通信模式以外，还可包含充电模式，且处理模块112还可于其内设置有第二辨识时间段T2，在充电盒110的输出接口118输出所述数据信号后的所述第二辨识时间段T2后，耳机系统100切换至所述充电模式中，第一开关模块116进行切换，使输出接口118持续输出所述电力至连接接口126。其中，所述第二辨识时间段T2可为但不限于100ms至1000ms之间，但本实施例并非用以限定本申请，实际第二辨识时间段T2的范围大小可依据实际需求进行调整。

进一步地说，耳机系统100于所述充电模式中，处理模块112控制第一开关模块116，以使输出接口118输出电源输出模块114通过第一开关模块116所传输的所述电力，而核心模块122控制第二开关模块124，以使连接接口126接收来自输出接口118的所述电力，并将所述电力通过第二开关模块124传输至核心模块122。

更详细地说，充电盒110可包括定时器(未绘制)或将具有定时功能的单元或电路设置于处理模块112中，充电盒110可基于所述定时器判断输出接口118输出所述数据信号后的所述第二辨识时间段T2(即判断耳机120放入充电盒110超过时间段T1+T2)后，耳机系统100自所述通信模式切换至所述充电模式，处理模块112输出充电信号至电源输出模块114，使电源输出模块114输出电力；处理模块112输出控制信号至第一开关模块116，使第一开关模块116进行切换，进而让电源输出模块114输出的电力通过第一开关模块116和触点50a传输到耳机120；而核心模块122输出控制信号至第二开关模块124，使第二开关模块124进行切换，进而让充电盒110输出的所述电力通过触点60a和第二开关模块124传输到核心模块122，电池模块127存储核心模块122所接收的所述电力。

请参阅图10，其为依据本申请的充电盒与耳机的通信方法的第一实施例方法流程图。在本实施例中，充电盒与耳机的通信方法包括以下步骤：耳机置入于充电盒内，耳机与充电盒电性连接(步骤410)；在耳机电性连接充电盒的第一辨识时间段之间，包括耳机与充电盒的耳机系统于测试模式，使充电盒内部的第一开关模块切换，让充电盒传输电力至耳机(步骤420)；耳机系统于测试模式，使耳机内部的第二开关模块切换，让耳机接收电力(步骤430)；在耳机电性连接充电盒超过第一辨识时间段后，耳机系统切换至通信模式，使充电盒内部的第一开关模块进行切换，让充电盒传输数据信号至耳机(步骤440)；及耳机系统于通信模式，使耳机内部的第二开关模块进行切换，让耳机接收数据信号，并将数据信号传输至外部装置(步骤450)。

通过上述步骤，即可通过耳机电性连接充电盒超过第一辨识时间段后，耳机系统于通信模式中，第一开关模块进行切换，供充电盒传输数据信号至耳机。因此，可使得充电盒仅需通过第一开关模块的切换即可基于现有用于充电的触点实现耳机与充电盒之间的通信。此外，还可通过耳机将数据信号传输至外部装置呈现，可让使用者知道充电盒110的相关信息(例如：所述数据信号可包括充电盒110的当前剩余存储电量)。详细描述已于上述段落加以说明，于此不再赘述。

在一实施例中，请参阅图11，其为依据本申请的充电盒与耳机的通信方法的第二实施例方法流程图，如图11所示，充电盒与耳机的通信方法除了包括上述步骤410至步骤450以外，还可包括以下步骤：充电盒输出数据信号后的第二辨识时间段后，耳机系统切换至充电模式，使充电盒内部的第一开关模块进行切换，让充电盒持续输出电力至耳机(步骤460)。详细描述已于上述段落加以说明，于此不再赘述。

在一实施例中，所述第一开关模块包括第一开关单元和第二开关单元，所述第一开关单元控制所述数据信号的传输，所述第二开关单元控制所述电力的传输；所述耳机系统于所述测试模式中，所述充电盒关闭所述第一开关单元并开启所述第二开关单元；所述耳机系统于所述通信模式中，所述处理模块开启所述第一开关单元并关闭所述第二开关单元。详细描述已于上述段落加以说明，于此不再赘述。

在一实施例中，所述第二开关模块包括第三开关单元和第四开关单元，所述第三开关单元控制所述数据信号的传输，而所述第四开关单元控制所述电力的传输；所述耳机系统于所述测试模式中，所述核心模块关闭所述第三开关单元并开启所述第四开关单元；所述耳机系统于所述通信模式中，所述核心模块开启所述第三开关单元并关闭所述第四开关单元。详细描述已于上述段落加以说明，于此不再赘述。

在一实施例中，请参阅图12，其为依据本申请的充电盒与耳机的通信方法的第三实施例方法流程图，如图12所示，充电盒与耳机的通信方法包括以下步骤：耳机置入于充电盒内，耳机与充电盒电性连接(步骤510)；在耳机的霍尔感测单元感测到充电盒内的磁性单元的第一辨识时间段之间，包括耳机与充电盒的耳机系统于测试模式，使充电盒内部的第一开关模块切换，让充电盒传输电力至耳机(步骤520)；耳机系统于测试模式，使耳机内部的第二开关模块切换，让耳机接收电力(步骤530)；在耳机的霍尔感测单元感测到充电盒内的磁性单元超过第一辨识时间段后，耳机系统切换至通信模式，使充电盒内部的第一开关模块进行切换，让充电盒传输数据信号至耳机(步骤540)；及耳机系统于通信模式，使耳机内部的第二开关模块进行切换，让耳机接收数据信号，并将数据信号传输至外部装置(步骤550)。

通过上述步骤，即可使耳机通过霍尔感测单元感测到磁性单元的磁场判断其与充电盒电性连接；另外，充电盒仅需通过第一开关模块的切换即可基于现有用于充电的触点实现耳机与充电盒之间的通信。此外，还可通过耳机将数据信号传输至外部装置呈现，可让使用者知道充电盒110的相关信息。详细描述已于上述段落加以说明，于此不再赘述。

综上所述，本申请实施例的耳机系统及充电盒与耳机的通信方法可通过耳机电性连接充电盒的第一辨识时间段之间，耳机系统于测试模式，第一开关模块进行切换，让充电盒传输电力至耳机；及耳机电性连接充电盒超过第一辨识时间段后，耳机系统于通信模式中，第一开关模块进行切换，供充电盒传输数据信号至耳机。因此，可使得充电盒仅需通过第一开关模块的切换即可基于现有用于充电的触点实现耳机与充电盒之间的通信。此外，还可通过耳机将数据信号传输至外部装置呈现，可让使用者知道充电盒110的相关信息。

虽然在本申请的图式中包含了以上描述的组件，但不排除在不违反发明的精神下，使用更多其他的附加组件，已达成更佳的技术效果。

虽然本发明使用以上实施例进行说明，但需要注意的是，这些描述并非用于限缩本发明。相反地，此发明涵盖了所属技术领域中的技术人员显而易见的修改与相似设置。所以，权利要求范围须以最宽广的方式解释来包含所有显而易见的修改与相似设置。