一种多功能组合耳机的制作方法

本发明涉及电子产品技术领域，尤其是一种多功能组合耳机。

背景技术：

传统有线耳机一般是音频插头(比如传统圆形4线，usb/闪电接口等)通过音频线接至控制板(包括麦克风，线控器用于将按键动作上传主机)，进一步接至左右耳作为立体声接听，组成一个完整的有线线控耳机。而蓝牙耳机一般是通过蓝牙收发器接受和发射射频信号，接至音频处理器用于处理音频信号后接至麦克风和耳塞，完整的蓝牙耳机还包括电池及电源管理，一般蓝牙耳机可以是单耳或立体声。由于传统有线耳机的优良音质，耐用，低成本等优点，得到了广泛使用，同时，由于蓝牙耳机的便捷性，其也得到了广泛的应用。尽管这由于这两种耳机各有优缺点，但是它们的基本功能类似，但是应用的场合不同。另外由于便携式电子设备经常还需要携带转接线用来充电和数据传输。如果同时携带它们三种又很不方便。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种多功能组合耳机，将有线耳机、无线耳机、充电/数据线结合在一起，在保证原有耳机功能基础上，扩展出多种应用功能，大大节省了原材料且便于携带。

一种多功能组合耳机，其包括：音频主插头、左耳塞、右耳塞和分接板，分接板由三个子板活动连接组成，三个子板通过音频线一一对应的与音频主插头、左耳塞、右耳塞连接，分别构成底子机、左子机、右子机，所述三个子板中至少一个子板上设有两个以上信号接口，用于子板间的信号交换和转接；

且底子机、左子机、右子机中至少一个设有辅助功能模块。

作为优选方案，左子机或右子机中一个子机上设有辅助功能模块，脱离底子板后组成单声道蓝牙耳机，另外一个子机与底子板组成单声道有线耳机。

作为优选方案，左子机和右子机上设有不同的辅助功能模块，均脱离底子板，一个子机组成单声道接听耳机，该声道接听耳机与另一个子机插接组成立体声双声道蓝牙耳机。

作为优选方案，底子机、左子机、右子机相互脱离，左子机和右子机上通过设有不同的辅助功能模块，或组成单声道蓝牙耳机、或组成单声道有线耳机、或组成单声道接听耳机、或组成立体声双声道蓝牙耳机；左子机和右子机直接作为耳塞使用。

进一步的，底子机上设有辅助功能模块，通过改变辅助功能模块和音频主插头的类型，在脱离左子机、右子机后实现不同的接口转接线。

作为优选方案，底子机、左子机、右子机中任意一个设有辅助功能模块，且辅助功能模块包括探测模块，以探测或加载子板接口的特征信号。

作为优选方案，三个子板活动连接方式为：串接式或叠加式，或者任意两个子板叠加后与第三个子板串接。

进一步的，设有辅助功能模块的子机脱离与其它子机连接后，独立形成智能链、智能环或智能带，用于传输和/或记录其辅助功能模块检测或产生的功能数据。

作为优选方案，辅助功能模块为一个或一个以上传感器，该传感器测量的数据暂存于该子机上或者利用该子机上的有线或无线数据传输模块上传主机，或者将该子机与其它子机连接后利用其它子机上的有线或无线数据传输模块上传主机。

作为优选方案，辅助功能模块为制动器，当带有制动器的子机与其它子机相连接时，两个子机握手识别、交换功能模块信息、或实施预设工作程序时，用于关闭全部或部分功能、开启多传感器或者选择性开启各个相互连接的子机上的传感器将整幅耳机根据需要优选构成网状监测智能设备。

进一步的，三个子板对应三个子机分别命名为底子板、左子板和右子板；底子板和右子板、底子板和左子板或者左子板和右子板之间可拆卸连接后与另一个子板也可拆卸连接；或者底子板和右子板、底子板和左子板或者左子板和右子板之间固定连接，形成一个单板后再与另一个子板可拆卸连接，且可拆卸连接的两个子板的连接面相互配合。

本发明的有益效果是，

通过三个子板的活动连接，每个多功能组合耳机可以通过其他子板的替换，提升使用寿命。在活动连接基础上，通过发散四维，通过三个子板的独立或组合使用、配合辅助功能模块的灵活设计，不仅实现了有线和无线耳机的部分功能器件的复用，而且还可以实现充电/数据线及接口转换的功能，甚至通过辅助功能模块进一步扩展，如针对血糖症患者将辅助功能模块设计为血糖计、针对登山运动者将辅助功能模块设计为电子罗盘、对于跑步爱好者将辅助功能模块设计为速度计等等，以实现本多功能组合耳机更多功能，主要应用于娱乐/游戏/休闲/健身/医疗/保健等。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的多功能组合耳机示意图。

图2a-图2c是本发明的多功能组合耳机分接板连接示意图。

图3a-图3c是本发明的多功能组合耳机的三种应用实例图。

图4是本发明分接板为片式的三种应用实例图。

图5是本发明基于模拟音频插头的多功能组合耳机示意图。

图6是本发明基于模拟音频usb插头的多功能组合耳机示意图。

图7是本发明基于模拟音频苹果闪电插头的多功能组合耳机示意图。

图8是本发明基于模拟音频苹果闪电插头的另一种多功能组合耳机示意图。

图9a-图9c是本发明的组合耳机的三种串接实例图。

图10a-图10b是本发明的组合耳机的两种连接实例图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，本发明的多功能组合耳机包括音频主插头(可以是圆形4线插头，usb或闪电接口等)，音频线(可以是传统的只传输模拟音频信号级别的电线，也可以是具有传输数据/充电级别的电线，或不同组合)，音频主插头通过音频线连接至一个分接板，并且分接板通过音频线接至左右耳塞。分接板至少有3个可拆卸的子板组成，包括底子板(b)，左子板(l)和右子板(r)，其中底子板(b)通过音频线接至音频主插头，左子板(l)和右子板分别通过音频线接至左耳塞和右耳塞。至少左耳塞/音频线/左子板构成左子机，至少右耳塞/音频线/左子板构成右子机，至少音频主插头，音频线及中子板构成底子机。

分接板的底/左/右子板上，至少包括一个标准或非标准的信号接口，其中至少一个子板至少包括两个信号接口，用于各个子板间的信号交换和转接，比如电信号通过插针/插孔电极，凸凹电极，usb公母，闪电公母；子板上还至少包括机械固定结构，比如凸凹相扣，磁极正负相吸等等的机械接口，用于子板键间的相互固定。底/左/右子板之间的连接方式可以是不同组合，如图2a-图2c中的各个子图所示的串并式，串叠式，叠式和串式等等。各个子板上的信号接口至少有两个电极对外连接，用来各个子板之间的连接和传输模拟和或数字音频信号。比如传输模拟左/右声道/麦克风信号，或者传输数字音频信号比如以i2s,usb协议或自定义的数字音频协议相互交换音频信号，或者传输非音频数据/控制信号(比如单线数字信号，多线i2c，自定义传输协议，在模拟音频线上传输数据协议)。

在左和或右子机和或底子机上还包括辅助功能模块，用于进一步扩展组合耳机的功能。辅助功能模块包括存储器，读写单元、音频编解码器、蓝牙单元、微处理器、电池、输入/输出器件、有线/无线收发器、gps器件、触觉反馈器件、显示器、传感器、驱动器、执行器、发电装置、光伏电池、速度计、电子罗盘、磁力计、陀螺仪、温度计、湿度计、气压计、血压计、汗汁传感器、脉搏计、血糖计、振动器、光度计、天线、接口探测/转换器、喇叭、耳塞、麦克风、摄像头、跟踪滑轮/滑球、触摸传感器、压力计、led灯中的一个或多个。辅助功能模块可以在各个子机的任何部位，比如子板中，或耳塞中，或音频线上，插头中等。其中，底子机和左和或右子机可以独立实现功能或组合实现功能：左和或右子机上包括实现蓝牙耳机所需的所有的元件(比如蓝牙收发，音频处理，电池等)，从而左或右子机独立作为一个单声道蓝牙耳机使用，进一步右或左子机可以独立作为简单的单声道接听耳机使用或插入另一侧左/右子机组成立体声双声道蓝牙耳机使用；底子机可以结合不同的音频主插头和底子板上的接口类型实现接口转接线，比如从音频圆头至usb转接，usb至苹果闪电，或usb至非标插针/插孔等等，用于数据交换，充电等功能。

进一步，本申请提出新的应用和扩展思路，具体功能实现通过现有技术即可实现，再次不一一详细赘述：如，至少一个子板上有一个按键，用来控制音量，接听电话，及组合耳机上的其它功能的控制等；至少一个子板上有麦克风并有进音孔/缝；或还可以有线控板，在左或右音频线上。

图3a-图3c所示，左子板的下侧有一对插孔电极l/g内部连接其左耳塞及蓝牙耳机主芯片的左声道输出，其右侧还有一对插孔电极r/g内部连接其蓝牙耳机主芯片的右声道输出；右子板的一侧有一对插针电极r/g内部连接右耳塞；而底子板的顶侧有一对插针l/g和一对插孔电极r/g，内部通过音频线直接(比如适用于模拟接口耳机)或间接(适用于数字接口耳机)与音频主插头的信号线相连。进一步还可以有麦克风在至少一个子板上，用于通话之用。如果三子板相互连接时，禁止部分子机功能，比如左子机的蓝牙耳机功能，可以实现传统立体声有线耳机，进一步还可以额外的线控板或利用子板实现线控功能。

图3a中为左子板拔出时，右/底子板保持连接，此时左子机独立使用，如果其包括蓝牙耳机的所需元器件，则为单声道的蓝牙耳机或其它辅助功能使用；右子机和底子机保持连接，则形成一个长线的单声道有线耳机或其它辅助功能使用。右子板或底子板上还可以有麦克风/按键。

图3b中为左/右子板相互连接且底子板拔出，这样左右子机形成一个立体声的运动式立体声蓝牙耳机和或其它辅助功能使用；同时底子机则可以作为接口转接线/数据线/充电线或其它辅助功能使用。

图3c中为左/右/底子板均相互拔出，此时左子机为单声道的蓝牙耳机使用，右子机作为简单的耳塞使用(如果子板上没有麦克风或线控器)，底子板则作为转接线/数据线/充电线。同样的各个子板上还可以实现其它辅助功能。

如图4所示，此处所示的子板间的互联为模拟音频线，麦克风线m，地线g，右声道线r，左声道线l；左子板上的底面有三个电极l/r/g,分别接至蓝牙耳机的左右耳塞驱动电路及地线同时l还通过音频线接至左耳塞；右子板的正面有三个电极l/r/g，背面有四个电极l/r/g/m，其中m接至右子板上的麦克风，r则通过音频线接至右耳塞；底子板的正面有l/r/g/m四个电极同时它们通过音频线直接或间接接至音频主插头(四线圆型音频插头或usb插头)。且各子板上的同名的电极内部相通而不同子板上的同名电极位置相匹配便于对准连接。子板上还有正负配合的磁性块(或凸凹结构)，这样子板的连接方式之一是左子板在最上层，右子板在中间，底子板在最底层，三板电极相互对准磁极吸紧来实现叠式连接。根据需要通过拆下不同的子板的组合，从而实现不同的连接及功能。进一步的，三个子板都可以有跟右子板一样的正背面的电极，这样在三子板相连时就不需要区分不同子板的层次，方便连接。进一步的，子板间还可以有一个或多个控制电极id，用于子板间的非音频信号的通讯及功能识别。比如在左子板上的麦克风不用外接，则接至其上的m线在可以被利用来作为非音频信号的传输和探测线。

如图5所示，此处左子板上带有usb公口(至少包括vdd，l，r，id，g)且公口座端带两插孔电极(此处是r/g右声道信号)，底子板为带麦克风的usb母口(至少包括vdd，l，r，id，g)且母口座端带两插孔电极(可以是r/g右声道信号)，右子板为窄片状带两插针电极用来驱动右耳塞。这样usb公母接口可以相互插入，同时窄片状右子板可以插入或吸紧至usb公或母口座端的对应电极实现r/g的连接。这样当左子机独立使用时则可以将左子板插入带usb接口的主机或任何其它设备用来交换数据或充电，比如当主机为手机时，手机必须支持和启动usbotg模式来为左子机充电。

图6为基于模拟音频usb插头(麦克风线m，地线g，右声道线r，左声道线l)的组合耳机，左子板为usb母口且座端带两插孔电极，底子板为usb公口且座端带两插孔电极，右子板为窄片状带两电极为驱动右耳塞的音频线。这样三个子板可以自由插拔。这样在三子板相连时，将主音频usb插头插入外接电源或支持usbotg的手机来直接给组合耳机充电或交换数据。

如图7所示，基于模拟音频苹果闪电插头(麦克风线m，右声道线r，左声道线l，控制id，地线g，)传输的耳机，左子板为usb公口，底子板为usb母口，右子板为usb公母转换器且带有麦克风，此时需要有麦克风线与底子板相连。这样三个子板可以自由插拔。

如图8所示，基于模拟音频usb插头(麦克风线m，右声道线r，左声道线l，控制id，地线g)的组合耳机，左子板为usb公口，底子板为四线音频圆孔，右子板为usb公口至音频四线插头转换器且带有麦克风。这样三个子板可以自由插拔。

上面内容的都是模拟音频信号从音频主插头接入，作为扩展思路：音频主插头还可以与插入主机交换传输数字音频信号(比如用usb格式的vdd，d-，d+,gnd，或其它数字音频格式的传输i2s等)，通过在组合耳机上使用音频数字编解码器将数字音频转换成模拟音频后驱动耳塞和麦克风；根据音频数字编解码器在不同的子板上，各个子板之间的连线可以是全部传输模拟音频信号(假设编解码器在底子板上)，或部分数字/模拟音频信号(编码器在左子板上，左底子板传输数字音频，左右子板传输模拟音频)。

进一步，多功能组合耳机的至少一个子板上探测子板间插拔和或音频主插头插拔的探测模块，比如机械按压开关和或电子开关和或模拟/数字信号的产生/识别/加载电路，或通过简单的上拉/下拉/分压电阻组合产生生识别电压等。探测模块可以探测/加载子板接口的音频线的特征信号或附加的控制线的特征信号，探测模块的探测结果，可以用来识别子板的插拔同时用来控制耳机上的功能器件的开关/选择，比如将蓝牙主芯片的某一声道信号的输出置成高阻态等。特征信号可以是静态电平，高/低或某一固定值，或动态脉冲即数字序列，或模拟的变化的不同频率的正玄信号，三角波等。

当然，子板间的通讯，可以通过单线协议(ow，spw)或多线i2c或非标准的模拟和数字通讯协议等，可以是一个子板为主其它子板为辅进行通讯，或简单的广播式通讯；探测线可以与音频线共用。

当该子机脱离与其它子机连接后，可以独立形成智能链/环/带(可以便于携带/使用比如缠绕于身体各个部位手掌/手腕/手指/腰部/胸部/颈部/头部/腿部/脚部，或绑缚于贵重物件用于防丢或环境敏感物品用于保护，或置于其它空旷的环境中)，用于记录和或传输辅助功能模块所监测或产生的物理，化学，健康，环境现象等。辅助模块包括可以用相关的传感器或制动器，数据读取/存储/传输器件。传感器用来测量比如声音，距离，温度，湿度，压力，磁场，加速度，角速度，光度，血压，体温，血糖，血氧，空气成分，烟雾/粉尘，雾霾，有害气体/液体，水质等。而所测量的数据可以暂存于子机上或者利用该子机上的有线(比如单线ow/多线usb协议)或无线(比如蓝牙)数据传输模块上传主机，或者将该子机与其它子机连接后利用其它子机上的有线或无线数据传输模块上传主机。同一个子机可以有多个传感器用于多变量监测其可分布于子机的音频线上，耳塞上，插头上，子板上，多个子机可以有传感器，用于多维度的监测。制动器则可以是用来产生所需要的物理/化学变化比如震动/发光/发声等器件。当带有智能监测功能的子机与其它子机相连接时，两个子机握手识别(比如配对或防止侵权山寨产品或主从选择)，交换功能模块信息(以优化统一功能配置)，或实施预设工作程序(比如关闭全部智能功能如果探测到非法设备的插入的话，或关闭部分功能包括重复的传感器或传输功能以节省资源，或开启多传感器以融合多个变量用于高精度监测，或选择性开启各个相互连接的子机上的传感器将整幅耳机根据需要优选构成网状监测智能设备。该系统除了可以实现原有的耳机基本功能外，主要应用于娱乐/游戏/休闲/健身/医疗/保健等。

三个子板对应三个子机分别命名为底子板、左子板和右子板；底子板和右子板、底子板和左子板或者左子板和右子板之间可拆卸连接后与另一个子板也可拆卸连接；或者底子板和右子板、底子板和左子板或者左子板和右子板之间固定连接，形成一个单板后再与另一个子板可拆卸连接，且可拆卸连接的两个子板的连接面相互配合。组合耳机的左右子板可以相互可拆卸连接，且左和或右子板与底子板可拆卸连接。任意两个子板通过连接部可拆卸连接，连接部包括两个连接装置，两个连接装置相互配合且分别位于可拆卸连接的两个子板上。

如图2c所示，底子板、左子板、右子板按照需求排序后通过两个连接部三个子板之间的的串式连接，设排序为左子板、底子板、右子板，则一个连接部的两个连接装置分别位于左子板、底子板上，另一个连接部的两个连接装置分别位于底子板、右子板上。如图9a所示，底子板、左子板、右子板上按照需求排序后通过三个连接部实现三个子板之间的闭环串式连接，设排序仍为左子板、底子板、右子板，则第一个连接部的两个连接装置分别位于左子板、底子板上，第二个连接部的两个连接装置分别位于底子板、右子板上，第三个连接部的个连接装置分别位于左子板、右子板上。

另，如上述串式连接中的底子板，上述闭环串式连接中的左子板、底子板、右子板，若一个子板上设有两个连接装置，则两个连接装置可以位于该子板的相同面或不同面，其所在的面可以是平面，凹，凸等只要可匹配所镶嵌；另一子板的对应面即可。

效果较好的，子板可以是长体，方体，片状，环状，圆型，球体，柱体，垂直音频线截面可为不规则多边形，或部分组成这些几何结构整体的三分体(不必等分)，或相互匹配的公母接口(标准或非标准)，连接装置包括电连接(凸凹电极，usb，苹果闪电等)和或机械连接(凸凹，插针插孔，正负磁体等)。图9a-图9c所示，三个子板三分三角柱体，三分球体或圆柱体，三分方体的情况。

如图10a和图10b所示为左右耳塞通过单一子板(或左右固定连接子板)形成运动式蓝牙耳机，而该子板可以以usb接口(可传输数字或模拟或混合信号)与底子板可拆卸连接，而连接底子板的音频插头可以是传统4线圆头传输模拟音频信号或usb插头传输数字音频信号或其它组合传输。同样的子板间的信号传输可以是模拟或数字信号，也可以是音频或非音频信号。至少一子板上的探测模块识别插拔以禁止/使能蓝牙耳机功能或使能/禁止有线耳机功能。

在提出上述专利技术方案后，上述技术方案可以通过现有的方法具体实现，具体的任意实现方法不是本申请的关键，本申请的保护范围为提出的多种功能组合，以便解决现有现有技术中耳机使用功能单一，电子产品越来越多带来的各种配件杂乱无章、携带不便的问题。

上述技术方案涉及的控制使用方法，简单描述如下：

当两子板相插入/拔出时，通过子板接口探测相互识别，并根据探测结果控制子板上的音频功能模块和或辅助功能模块的开关/设置/选择等，

当左子板探测到直接或间接通过右子板插入/拔出底子板时，左子板禁止/使能其蓝牙耳机的部分或全部功能比如断开/接通其左声道输出驱动左耳塞，和或禁止/使能其它辅助功能模块。

当左子板只探测到直接插入/拔出右子板时，左子板使能/禁止其蓝牙耳机的右声道输出驱动右耳塞，和或禁止/使能其它辅助功能模块。

当左右子板相连时，左子板探测到底子板插入/拔出时，左子板则禁止/使能其蓝牙耳机的部分或全部功能，比如断开/接通其左/右声道输出驱动左/右耳塞，和或禁止/使能其它辅助功能模块。

当右子板与底子板相连时，左子板探测到与它们之一的插入/拔出时，左子板则禁止/使能其蓝牙耳机的部分或全部功能，比如断开其左/右或接通其左声道输出驱动耳塞；和或禁止/使能其它辅助功能模块。

当三子板或左/右子板与底子板相连时，组合耳机自动包括或手动控制启动实现与主机之间的非音频数据的有线(音频主插头插入主机时)或无线交换，比如将组合耳机的传感器数据上传，或将组合耳机的功能组合上传或主机的对组合耳机功能要求下传，

当三子板或左/右子板与底子板相连时，通知主机给组合耳机上的电池充电及其它功能模块供电，比如用模拟音频插头时上传信息通知设置增强主机mic线驱动能力或数字音频插头时启动usbotg设置开启驱动vdd线。

当三子板或左/右子板与底子板相连时，手动或根据组合耳机上的功能模块的测量数据大小来启动/设置/选择组合耳机上的功能模块，比如当电池电量低或加速度计传感器探测到某个预设动作时，可启动电源管理模块并通知插入的主机为组合耳机的电池或其它模块供电，或启动其它功能模块比如声/光/电的监测等。

当三子板或左/右子板与底子板相连时，音频主插头插入主机时，当处于有线耳机的通话/听音模式时，拔出左子板或左右子板一起拔出时，则底子板通知主机切换至蓝牙耳机通话模式，左子板自动开启蓝牙耳机并与主机连通实现蓝牙耳机的通话/听音。而当左子板重新插入底子板时，则左子板关闭蓝牙耳机部分或全部功能并通知主机切换至有线耳机的通话/听音模式。

当音频主插头插入主机时，与底子板插入/拔出的为非左/右子板的其它设备时，底子板探测外接的其它设备，比如电源或其它外设备或另一主机时，控制设置/配置底子板的工作模式，并通知/协调两端设备的数据交换和充电方向等比如usbotg模式的自动选择/设置。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。