基于光信号的无线音频环绕装置的制造方法
【专利摘要】基于光信号的无线音频环绕装置，包括发射器、接收器和转向器，发射器和接收器通过转向器进行连接，发射器发射光信号，经由转向器将光信号传递给接收器，发射器与前置设备电连接，接收器与后置设备电连接；首先利用定位激光建立光路，然后前置设备向发射器输入音频电信号，发射器将音频输入电信号转换成为第一数据光，并传输给转向器，经转向器的反射或折射，成为第二数据光，并传输给接收器，接收器将第二数据光转换成为音频输出电信号，并传输给后置设备，本实用新型采用无线数据传输方式，提供稳定且高质量的音频信号，解决了目前音频环绕装置技术有线与无线各自优点无法兼得的问题，具有整体布局方便，便于实现，且抗干扰性强的特点。
【专利说明】
基于光信号的无线音频环绕装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及音频环绕技术领域，特别涉及基于光信号的无线音频环绕装置。
【背景技术】
[0002]现有的音频环绕装置技术主要分为两种，一种是使用线缆连接所有设备，信号源、功率放大器和音箱相互之间均使用线缆连接;另一种是使用电磁波通讯技术在设备之间传输信号，常见连接方式有无线保真(WIFI)和蓝牙(Bluetooth)。这两种音频环绕方式均存在弊端，使用线缆连接的设备可以做到信号的稳定传输与良好屏蔽，但线缆却影响了设备整体的方便布局与美观。电磁波通讯可以做到无线信号传输，但却难以解决信号干扰的问题，且日常生活中使用手机，无线路由器等电磁设备越来越多，电磁干扰问题日益突出，导致音频信号因干扰失真或产生背景噪音，降低了使用体验。这两种音频环绕系统均存在难以克服的弊端。
[0003]随着光通讯技术的发展与成熟，利用光通讯传输数据搭建音频环绕系统，可以有效解决目前线缆连接与电磁波连接音频环绕系统自身固有的问题。利用定向光源的强抗干扰特性与光传输自身的无线传输优势，可以实现基于光信号的灵活方便布局且音频信号纯净稳定的音频环绕系统。
【发明内容】
[0004]为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供基于光信号的无线音频环绕装置，本装置采用便捷的无线数据传输方式，向接收设备提供稳定且高质量的音频信号，解决了目前音频环绕装置技术有线与无线各自优点无法兼得的问题，具有整体布局方便，便于实现，且抗干扰性强的特点。
[0005]为了达到上述目的，本实用新型采取的技术方案为:
[0006]基于光信号的无线音频环绕装置，包括:发射器1、接收器2和转向器3，所述发射器I和接收器2通过一个或多个转向器3进行光信号连接，所述发射器I发射光信号，经由一个或多个转向器3将光信号传递给接收器2。发射器I和接收器2也可以不经过转向器直接进行光信号连接。
[0007]所述发射器I与前置设备4电连接，所述接收器2与后置设备5电连接。
[0008]所述转向器3为不会对光线产生散射或汇聚的镜面反射装置或棱镜折射装置组成，所述反射装置包括镜面，所述棱镜折射装置包括棱镜。
[0009]所述转向器3接收发射器I发出的第一定位激光104，经过转向器3的反射或折射，转换为第二定位激光204，传输给接收器2。
[0010]所述转向器3接收发射器I发出的第一数据光105，经过转向器3的反射或折射，转换为第二数据光205，传输给接收器2。
[0011]所述第一定位激光104和第二定位激光204为可见光或不可见光。
[0012]所述第一定位激光104和第一数据光105平行或重叠。
[0013]所述第二定位激光204和第二数据光205平行或重叠。
[0014]所述发射器I包括第一光电转换器103，所述第一光电转换器103与前置设备4电连接，所述第一光电转换器103接收前置设备4发出的音频输入电信号106，并将音频输入电信号106转换成带有数据信息的光信号即数据光。
[0015]所述发射器I还包括定位激光发射器101和数据光发射器102，所述定位激光发射器101和数据光发射器102分别与转向器3通过光信号连接。
[0016]所述第一光电转换器103与数据光发射器102电连接，所述第一光电转换器103将带有数据信息的光信号传输给数据光发射器102，所述数据光发射器102接收带有数据信息的光信号，并将带有数据信息的光信号转化为第一数据光105，传输给转向器3。
[0017]所述定位激光发射器101发出用于定位和调试安装位置的第一定位激光104，传输给转向器3。
[0018]所述接收器2包括定位激光接收器201和数据光接收器202，所述定位激光接收器201和数据光接收器202分别与转向器3通过光信号连接。
[0019]所述定位激光接收器201接收来自转向器3的用于定位和调试安装位置的第二定位激光204。
[0020]所述接收器2还包括第二光电转换器203，所述第二光电转换器203分别与数据光接收器202和后置设备5电连接。
[0021]所述数据光接收器202接收来自转向器3的第二数据光205，并将第二数据光205转化为带有数据信息的光信号，并将带有数据信息的光信号传输给第二光电转换器203，所述第二光电转换器203接收带有数据信息的光信号，并将带有数据信息的光信号转换成音频输出电信号206，传输给后置设备5。
[0022]所述发射器I和接收器2安装在房屋内的屋顶、墙面或地面。
[0023]所述前置设备4包括:音源、功率放大器、前置音箱、低音炮音箱和前置左右环绕音箱。
[0024]所述后置设备5包括:后置音箱与后置左右环绕音箱。
[0025]本实用新型的工作原理为:
[0026]使用发射器I的定位激光发射器101发出第一定位激光104，通过转向器3将第一定位激光104按照设计的光路反射或折射，转换成第二定位激光204传输到接收器2的定位激光接收器201，进行定位和安装。由于第一数据光105与第一定位激光104平行或重叠，第二数据光205与第二定位激光204平行或重叠，因此发射器I中数据光发射器102发射的第一数据光105也会沿着相同的光路传输，通过转向器3成为第二数据光205，到达接收器2的数据光接收器202中，实现信息传输。自此光路搭建完毕，系统即可正常工作，定位激光发射器1I即可关闭，停止发射定位激光。
[0027]使用过程中，发射器I的第一光电转换器103接收到前置设备4输出的音频输入电信号106，将电信号转换为光信号(即数据光)，再通过数据光发射器102传输出去。光信号沿着搭建好的光路，经过转向器3的反射或折射，到达接收器2的数据光接收器202，数据光接收器202接收光信号并传输给第二光电转换器203，第二光电转换器203将收到的光信号还原为与音频输入电信号106基本相同的音频输出电信号206，并将音频输出电信号206传输给后置设备5。
[0028]本实用新型的有益效果为:
[0029]本实用新型利用光作为载体传输音频数据，在保留无线传输便捷部署优点的同时，能够有效解决目前基于电磁波无线音频传输系统固有的问题。由于定向光线如激光的强抗干扰特性，光信号在传输过程中能够有效避免被干扰情况的发生，保持音频数据传输的稳定与纯净。此外，光信号沿着既定的光路传播，不会产生电磁波辐射，对人体健康更为友好。光信号也不会对日常生活的灯光照明和自然光照明产生影响，适用范围广泛。本实用新型结合了音频线缆传输与电磁波传输双方的优点，具有设计巧妙、安全可靠、简单实用、方便部署的特点。
【附图说明】
[0030]图1是本实用新型的数据传输原理图。
[0031]图2是本实用新型的发射器I的结构示意图。
[0032]图3是本实用新型的接收器2的结构示意图。
[0033]图4是本实用新型的反射式转向器3原理图。
[0034]图5是本实用新型的折射式转向器3原理图。
[0035]图6是本实用新型实施例一的整体部署侧向示意图。
[0036]图7是本实用新型实施例二的整体部署侧向示意图。
[0037]图8是本实用新型实施例三的整体部署俯视示意图。
【具体实施方式】
[0038]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
[0039]参见附图，本实用新型为基于光信号的无线音频环绕装置，包括:发射器1、接收器2和转向器3，所述发射器I和接收器2通过一个或多个转向器3进行光信号连接，所述发射器I发射光信号，经由一个或多个转向器3将光信号传递给接收器2。光信号为可见光或不可见光。
[0040]所述发射器I与前置设备4电连接，所述接收器2与后置设备5电连接。
[0041]所述转向器3为不会对光线产生散射或汇聚的镜面反射装置或棱镜折射装置组成，所述反射装置包括镜面，所述棱镜折射装置包括棱镜。
[0042]所述转向器3接收发射器I发出的第一定位激光104，经过转向器3的反射或折射，转换为第二定位激光204，传输给接收器2。
[0043]所述转向器3接收发射器I发出的第一数据光105，经过转向器3的反射或折射，转换为第二数据光205，传输给接收器2。
[0044]所述第一定位激光104和第二定位激光204为可见光或不可见光。
[0045]所述第一定位激光104和第一数据光105平行或重叠。
[0046]所述第二定位激光204和第二数据光205平行或重叠。
[0047]所述发射器I包括第一光电转换器103，所述第一光电转换器103与前置设备4电连接，所述第一光电转换器103接收前置设备4发出的音频输入电信号106，并将音频输入电信号106转换成带有数据信息的光信号即数据光。
[0048]所述发射器I还包括定位激光发射器101和数据光发射器102，所述定位激光发射器101和数据光发射器102分别与转向器3通过光信号连接。
[0049]所述第一光电转换器103与数据光发射器102电连接，所述第一光电转换器103将带有数据信息的光信号传输给数据光发射器102，所述数据光发射器102接收带有数据信息的光信号，并将带有数据信息的光信号转化为第一数据光105，传输给转向器3。
[0050]所述定位激光发射器101发出用于定位和调试安装位置的第一定位激光104，传输给转向器3。
[0051 ]所述接收器2包括定位激光接收器201和数据光接收器202，所述定位激光接收器201和数据光接收器202分别与转向器3通过光信号连接。
[0052]所述定位激光接收器201接收来自转向器3的用于定位和调试安装位置的第二定位激光204。
[0053]所述接收器2还包括第二光电转换器203，所述第二光电转换器203分别与数据光接收器202和后置设备5电连接。
[0054]所述数据光接收器202接收来自转向器3的第二数据光205，将第二数据光205转化为带有数据信息的光信号，并将带有数据信息的光信号传输给第二光电转换器203。所述第二光电转换器203接收带有数据信息的光信号，将带有数据信息的光信号转换成音频输出电信号206，传输给后置设备5。
[0055]所述发射器I和接收器2安装在房屋内的屋顶、墙面或地面。
[0056]所述前置设备4包括:音源、功率放大器、前置音箱、低音炮音箱和前置左右环绕音箱。
[0057]所述后置设备5包括:后置音箱与后置左右环绕音箱。
[0058]本实用新型采用光通信技术实现数据的无线传输。相比于电磁波通讯技术，光通讯技术有很强的抗干扰能力，尤其是采用定向传输的激光数据传输系统。且日常生活中的日光与照明用光不会对本装置光通讯产生影响。利用光的直线传播与反射、折射原理，可以引导光路按照设计的路线传输，满足无线布局与稳定传输的双重要求。在无需无线传输的设备间使用屏蔽良好的线缆连接，即可实现高抗干扰，音质纯净的无线音频环绕系统。
[0059]本实用新型主要由光信号无线传输设备、前置设备4和后置设备5组成，光信号无线传输设备包括发射器1、接收器2和转向器3。前置设备4和后置设备5以是否需要无线数据传输作为划分标准。以5.1声道环绕声系统为例，一般情况下前置设备4包括音源、功率放大器、前置音箱、低音炮音箱和前置左右环绕音箱等。后置设备5包括后置音箱与后置左右环绕音箱等。光信号无线传输设备用于连接前置设备4和后置设备5，并将音源信号或经功率放大后的音频信号通过无线传输到前置设备4或后置设备5。
[0060]本实用新型中的光信号无线传输设备包括发射器1、接收器2和转向器3。发射器I将音频电信号转换为光信号，并以定向光信号传输的形式向转向器3发射带有数据信息的光信号(即数据光)。发射器I还用于发射定位激光束，用于建立发射器I与转向器3之间的光路，辅助光信号从发射器I到达转向器3。
[0061]接收器2接收来自转向器3的数据光，并将数据光转换为音频电信号，然后传输给后置设备5中的音频设备。接收器2还用于接收定位激光束，用于建立接收器2与转向器3之间的光路，辅助光信号从转向器3到达接收器2。
[0062]定位激光束为与数据光平行的可见光或不可见光。为保证光信号的定向传输，一般情况使用方向性较好的激光作为数据光。
[0063]数据光与定位激光束发射方向可以变化，但两者必须保持平行。在技术条件允许的情况下，发射器I中的定位激光发射器101与数据光发射器102可以合并，定位激光接收器201和数据光接收器202可以合并，即第一定位激光104与第一数据光105重叠，第二定位激光204和第二数据光205重叠。定位时，发射器I发射稳定的可见定位激光束，以确定发射器
1、接收器2和转向器3的安装位置。数据传输时，发射器I发射定向的数据光，用于传输信息。
[0064]转向器3利用光的反射与折射原理，使用镜面反射装置或棱镜折射装置将定位激光束与数据光按照设计的光线传输光路进行传播。且转向器3不会对光线产生散射或汇聚，以确保定位激光束与数据光的稳定与信号纯净。
[0065]参见图1，本实用新型的数据传输原理图。前置设备4与发射器I通过电信号连接，发射器I与转向器3通过光信号连接，接收器2与转向器3通过光信号连接，接收器2与后置设备5通过电信号连接。前置设备4向发射器I发出的音频输入电信号106，发射器I将音频输入电信号106转换成为第一数据光105，并传输给转向器3。第一数据光105经转向器3的反射或折射，无损的传输到接收器2成为第二数据光205。接收器2将第二数据光205转换成为音频输出电信号206，并传输给后置设备5。
[0066]在系统正常使用前，需要利用定位激光建立光路。从发射器I的定位激光发射器101发射第一定位激光104。通过使用不同方向、不同数量和不同类型的转向器3进行反射或者折射，调节光路方向，使第一定位激光104按照设计好的光路通过转向器3成为第二定位激光204，到达接收器2的定位激光接收器201中，完成光路的建立。
[0067]光路建立成功后，前置设备4中的音频源的音频输入电信号106输入到发射器I中，发射器I的第一光电转换器103将音频输入电信号106转化为第一数据光105，并用数据光发射器102发射到转向器3上。经过一个或多个转向器3反射或者折射，将第一数据光105沿着设定好的光路经过转向器3成为第二数据光205，到达接收器2的数据光接收器202。数据光接收器202将光信号传输给第二光电转换器203，第二光电转换器203将光信号中的信息转化为音频输出电信号206并输出到后置设备5中的音频设备。
[0068]参见图2，本实用新型的发射器I的结构示意图。发射器I主要由定位激光发射器101、数据光发射器102和第一光电转换器103组成。定位激光发射器101发出第一定位激光104，用于建立光路使用，一般情况使用人眼可见光光谱范围内的激光。第一光电转换器103用于将输入的音频输入电信号106转换为第一数据光105，能够为第一光电转换器103附加滤波器或功率放大器等元件以实现更好的光电转换效果。转换后的第一数据光105从数据光发射器102中发射。定位激光发射器101发射的第一定位激光104需与数据光发射器102发射的第一数据光105保持平行或重叠，使得第一数据光105可以沿着建立的光路到达接收器2。
[0069]参见图3，本实用新型的接收器2的结构示意图。发射器2主要由定位激光接收器201、数据光接收器202和第二光电转换器203组成。定位激光接收器201用于接收建立光路时沿光路传来的第二定位激光204。数据光接收器202用于接收沿光路传来的第二数据光205。第二光电转换器203用于将沿光路传来的第二数据光205转换为音频输出电信号206，能够为第二光电转换器203附加滤波器或功率放大器等元件以实现更好的光电转换效果。接收器2输出的音频输出电信号206在未经放大或滤波等音频修饰的情况下应与发射器I输入的音频输入电信号106保持基本一致。光电转换后的音频输出电信号206传输到后置设备5中的音频设备。
[0070]参见图4和图5，本实用新型的反射式转向器3原理图和折射式转向器3原理图。转向器3用于引导定位激光和数据光偏转方向，以实现按照预定设计建立光路的目的。其实现原理分为反射式和折射式，或两者结合的转向器。反射式转向器3为镜面反射装置，特别包括平面镜。利用光的反射原理，使用镜面对入射光反射改变方向。折射式转向器3为棱镜折射装置，特别包括棱镜。利用光的折射原理，使用棱镜改变光的传播方向。由于不同波长的光折射效果不同，应尽量减少定位激光和数据光的光源波长差异，也应尽量采用反射式转向器而避免采用折射式转向器。在特定情况下，可以使用反射与折射相结合的转向器实现按设计建立光路。光路在建立好后为路径固定，定位激光和数据光应相互平行或重叠，以完整无损的实现定位激光和数据光的传输。
[0071 ]实施例一采用两个反射式转向器3
[0072]环绕音频系统大体上可以分为前置设备4和后置设备5。一般情况下，前置设备4包括了音源、功率放大系统、中置音箱、低音炮和前置环绕音箱。后置设备5包括后置环绕音箱或更多的后置音箱设备。在此种场景中，音频信号需要从前置无线传输到后置且不能干扰使用者的正常生活。
[0073]参见图6，本实施例的整体部署侧向不意图。本实施例中，前置设备4与后置设备5分别设置在房间内相对应的两面墙壁上，发射器I和接收器2分别设置在靠近前置设备4与后置设备5的地面上，两个反射式转向器3分别位于发射器I和接收器2的顶部的天花板上。前置设备4与发射器I电连接，后置设备5与接收器2电连接。
[0074]前置设备4向发射器I发出的音频输入电信号106，发射器I将音频输入电信号106转换成为第一数据光105，并竖直向上传输给第一个反射式转向器3。第一个反射式转向器3将数据光正向旋转90度后反射出去，第二个反射式转向器3接收第一个反射式转向器3反射出来的数据光，然后再次将数据光正向旋转90度后反射出去。数据光经两个反射式转向器3的两次90度反射，并竖直向下无损的成为第二数据光205传输到接收器2。接收器2将第二数据光205转换成为音频输出电信号206，并传输给后置设备5。
[0075]实施例二采用一个平面反射装置作为转向器
[0076]参见图7，本实施例的整体部署侧向不意图。本实施例中，前置设备4与后置设备5分别设置在房间内相对应的两面墙壁上，发射器I和接收器2分别设置在靠近前置设备4与后置设备5的墙壁上，反射式转向器3位于发射器I和接收器2之间中心处的天花板上。前置设备4与发射器I电连接，后置设备5与接收器2电连接。
[0077]前置设备4向发射器I发出的音频输入电信号106，发射器I将音频输入电信号106转换成为第一数据光105，并斜向上方传输给反射式转向器3。反射式转向器3将数据光以与入射方向想对称的反射出去。数据光经反射式转向器3的反射，并竖直向下无损的成为第二数据光205传输到接收器2。接收器2将第二数据光205转换成为音频输出电信号206，并传输给后置设备5。
[0078]实施例三采用两个平面反射装置作为转向器
[0079]参见图8，本实施例的整体部署俯视示意图。本实施例中，前置设备4与后置设备5分别设置在房间内相对应的两面墙壁上，发射器I和接收器2分别同时设置在靠近前置设备4与后置设备5的左侧墙壁上，两个反射式转向器3分别位于发射器I和接收器2的光路前方。前置设备4与发射器I电连接，后置设备5与接收器2电连接。
[0080]前置设备4向发射器I发出的音频输入电信号106，发射器I将音频输入电信号106转换成为第一数据光105，并水平正向传输给第一个反射式转向器3。第一个反射式转向器3将数据光沿固定入射角反射出去，第二个反射式转向器3接收第一个反射式转向器3反射出来的数据光，然后再次将数据光沿固定入射角反射出去。数据光经两个反射式转向器3的两次反射，并水平正向无损的成为第二数据光205传输到接收器2。接收器2将第二数据光205转换成为音频输出电信号206，并传输给后置设备5。
[0081]图中，I为发射器，2为接收器，3为转向器，4为前置设备，5为后置设备。101为定位激光发射器，102为数据光发射器，103为第一光电转换器，104为第一定位激光，105为第一数据光，106为音频输入电信号。201为定位激光接收器，202为数据光接收器，203为第二光电转换器，204为第二定位激光，205为第二数据光，206为音频输出电信号。
[0082]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型。凡在本实用新型的设计原理和设计结构之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.基于光信号的无线音频环绕装置，其特征在于，包括:发射器(I)、接收器(2)和转向器(3)，所述发射器(I)和接收器(2)通过一个或多个转向器(3)进行光信号连接，或直接进行光信号连接，所述发射器(I)发射光信号，经由一个或多个转向器(3)将光信号传递给接收器(2)， 所述发射器(I)与前置设备(4)电连接，所述接收器(2)与后置设备(5)电连接。2.根据权利要求1所述的基于光信号的无线音频环绕装置，其特征在于: 所述转向器(3)为不会对光线产生散射或汇聚的镜面反射装置或棱镜折射装置组成，所述反射装置包括镜面，所述棱镜折射装置包括棱镜。3.根据权利要求2所述的基于光信号的无线音频环绕装置，其特征在于: 所述转向器(3)接收发射器(I)发出的第一定位激光(104)，经过转向器(3)的反射或折射，成为第二定位激光(204)，传输给接收器(2)， 所述转向器(3)接收发射器(I)发出的第一数据光(105)，经过转向器(3)的反射或折射，成为第二数据光(205)，传输给接收器(2)。4.根据权利要求3所述的基于光信号的无线音频环绕装置，其特征在于: 所述第一定位激光(104)和第二定位激光(204)为可见光或不可见光产生的激光。5.根据权利要求3所述的基于光信号的无线音频环绕装置，其特征在于: 所述第一定位激光(104)和第一数据光(105)平行或重叠， 所述第二定位激光(204)和第二数据光(205)平行或重叠。6.根据权利要求1所述的基于光信号的无线音频环绕装置，其特征在于: 所述发射器(I)包括第一光电转换器(103)，所述第一光电转换器(103)与前置设备(4)电连接，所述第一光电转换器(103)接收前置设备(4)发出的音频输入电信号(106)，并将音频输入电信号(106)转换成带有数据信息的光信号， 所述发射器(I)还包括定位激光发射器(101)和数据光发射器(102)，所述定位激光发射器(101)和数据光发射器(102)分别与转向器(3)通过光信号连接，所述第一光电转换器(I 03)与数据光发射器(I 02)电连接，所述第一光电转换器(103)将带有数据信息的光信号传输给数据光发射器(102)，所述数据光发射器(102)发射带有数据信息的光信号，并将带有数据信息的光信号转化为第一数据光(105)，传输给转向器(3)，所述定位激光发射器(101)发出用于定位和调试安装位置的第一定位激光(104)，传输给转向器(3)。7.根据权利要求1所述的基于光信号的无线音频环绕装置，其特征在于: 所述接收器(2)包括定位激光接收器(201)和数据光接收器(202)，所述定位激光接收器(201)和数据光接收器(202)分别与转向器(3)通过光信号连接， 所述定位激光接收器(201)接收来自转向器(3)的用于定位和调试安装位置的第二定位激光(204)， 所述接收器(2)还包括第二光电转换器(203)，所述第二光电转换器(203)分别与数据光接收器(202)和后置设备(5)电连接， 所述数据光接收器(202)接收来自转向器(3)的第二数据光(205)，并将第二数据光(205)转化为带有数据信息的光信号，并将带有数据信息的光信号传输给第二光电转换器(203)，所述第二光电转换器(203)接收带有数据信息的光信号，并将带有数据信息的光信号转换成音频输出电信号(206)，传输给后置设备(5)。8.根据权利要求1所述的基于光信号的无线音频环绕装置，其特征在于: 所述发射器(I)和接收器(2)安装在需要无线传输音频的空间中。9.根据权利要求1所述的基于光信号的无线音频环绕装置，其特征在于: 所述前置设备(4)包括:音源、功率放大器、前置音箱、低音炮音箱和前置左右环绕音箱。10.根据权利要求1所述的基于光信号的无线音频环绕装置，其特征在于: 所述后置设备(5)包括:后置音箱与后置左右环绕音箱。
【文档编号】H04B10/071GK205681420SQ201620199684
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年3月7日 公开号201620199684.7, CN 201620199684, CN 205681420 U, CN 205681420U, CN-U-205681420, CN201620199684, CN201620199684.7, CN205681420 U, CN205681420U
【发明人】刘锐光
【申请人】刘锐光