无线唱头系统与应用此无线唱头系统的唱机的制作方法

1.本揭露是关于一种无线唱头系统与应用此无线唱头系统的唱机，特别是指一种应用无线充电技术的无线唱头系统与应用此无线唱头系统的唱机。

背景技术：

2.一般已知的唱机是使用唱头对黑胶唱片表面的音轨刻痕进行拾音(pickup)，将唱针的不规则连续机械性运动以电磁感应的原理转换为电子信号，再将此电子信号通过唱臂(tonearm)内的金属导线传导至唱盘座内的电路系统进行信号处理(如放大、补偿、或转换为数字信号)。因此，已知的唱头仅具有拾音的功能，对于电子信号的处理仅发生于唱盘座内的电路系统。

技术实现要素：

3.因此，本发明的实施例提供一种无线唱头系统与应用此无线唱头系统的唱机。此无线唱头系统是将处理声音信号的电路与电能储存元件(例如电池)整合于其内部，再利用无线充电技术来对内部的电能储存元件充电，以及利用无线通讯技术来将声音信号传输至外部的扬声器(或喇叭)。如此，无线唱头系统便不需要透过唱臂内的金属导线接收电力或传输信号，进而降低应用此无线唱头系统的唱机的制造时间与制造成本。本发明的功效在于透过无线的方式进行唱头的充电与信号的传输。
4.根据上述的目的，本发明的一态样是提供一种唱机的无线唱头系统，包含：前级放大器、射频模块、电能储存元件、以及无线功率接收模块。前级放大器具有输入端与输出端，其中放大器的输入端与唱头(cartridge)电性耦接，用以放大来自该唱头的一声音信号。射频模块与前级放大器的输出端电性耦接，用以接收来自前级放大器的声音信号，并将此声音信号传送至无线唱头系统外。电能储存元件与射频模块电性耦接，用以提供电能至射频模块。无线功率接收模块与电能储存元件电性耦接，用以从接收充电电能，并将所接收的充电电能储存至电能储存元件中。
5.在一些实施例中，此声音信号为模拟声音信号，射频模块还包含：用以转换来自前级放大器的模拟声音信号为数字声音信号的模拟至数字转换器、用以透过无线传输技术来发送数字声音信号至无线唱头系统外的扬声器的第一天线元件、以及电源管理元件，其中电源管理元件电性耦接于无线功率接收模块与电能储存元件之间用以接收从无线功率接收模块所接收到的充电电能并将充电电能储存至电能储存元件。
6.在一些实施例中，无线功率接收模块还包含：用以透过无线充电技术来从外部装置接收充电电能的第二天线元件，以及第一电能转换元件，其中第一电能转换元件与第二天线元件电性耦接，用以转换由第二天线元件所接收到的充电电能为直流电能。
7.在一些实施例中，唱机的无线唱头系统还包含唱头壳，用以承载唱头、前级放大器、射频模块、电能储存元件、以及无线功率接收模块。
8.唱机的无线唱头系统还包含设置至唱头壳上的一连结端子，用以耦接无线唱头系
统至唱臂的一端。
9.本发明的另一态样是提供一种唱机，包含：唱盘座、唱臂模块、以及无线唱头系统。唱盘座是用以承载唱片，其中还包含用以发送无线功率来提供充电电能的无线功率发送模块。唱臂模块是设置于唱盘座上。无线唱头系统是耦接至该唱臂模块，其中还包含：唱头、前级放大器、射频模块、电能储存元件、以及无线功率接收模块。唱头具有用来读取唱片上的声音信息的唱针，以相应输出声音信号。前级放大器具有输入端与输出端，其中放大器的输入端与唱头电性耦接，用以放大来自唱头的声音信号。射频模块与前级放大器的输出端电性耦接，用以接收来自前级放大器的声音信号，并将声音信号传送至无线唱头系统外。电能储存元件与射频模块电性耦接，用以提供电能至射频模块。无线功率接收模块与电能储存元件电性耦接，用以从无线功率发送模块接收充电电能，并将所接收的充电电能储存至电能储存元件中。
10.在一些实施例中，唱盘座具有唱片承载区域以及周边区域，周边区域邻设于唱片承载区域，无线功率发送模块位于周边区域中。
11.在一些实施例中，当无线唱头系统移动至周边区域中的无线功率发送模块的上方时，无线功率发送模块提供充电电能至无线唱头系统，以对无线唱头系统充电。
12.在一些实施例中，当无线唱头系统移动至唱片承载区域的上方时，无线功率发送模块关闭。
13.在一些实施例中，声音信号传输是透过无线传输技术传输至无线唱头系统外的扬声器，以及无线功率发送模块是透过无线充电技术来发送充电电能至无线功率接收模块。
附图说明
14.根据以下详细说明并配合附图阅读，使本揭露的态样获致较佳的理解。需注意的是，如同业界的标准作法，许多特征并不是按照比例绘示的。事实上，为了进行清楚讨论，许多特征的尺寸可以经过任意缩放。
15.图1a是绘示根据本揭露一些实施例的唱机的示意图；
16.图1b是绘示根据本揭露一些实施例的唱机的局部示意图；
17.图2a至图2c是绘示根据本揭露一些实施例的无线唱头系统的功能方块图；
18.图3a与图4a是绘示根据本揭露一些实施例的唱机操作的示意图；
19.图3b与图4b是绘示根据本揭露一些实施例的唱机操作的功能方块图；
20.图3c是绘示根据本揭露一些实施例的无线功率发送模块的功能方块图。
21.【符号说明】
22.100：唱机
23.110：无线唱头系统
24.112：唱头
25.112a：唱针
26.114：信号处理模块
27.114a：前级放大器
28.114b：射频模块
29.114b-1：模拟至数字转换器
30.114b-2：第一天线元件
31.114b-3：电源管理元件
32.114c：无线功率接收模块
33.114c-1：第二天线元件
34.114c-2：第一电能转换元件
35.114d：电能储存元件
36.116：唱头壳
37.118：连结端子
38.120：唱盘座
39.122：唱片承载区域
40.124：周边区域
41.130：唱臂模块
42.132：枢转机构
43.134：唱臂
44.150：黑胶唱片
45.200:唱机
46.210：无线功率发送模块
47.212：第二电能转换元件
48.214：第三天线元件
49.s
in
：来自唱头的声音信号
50.s
in
*：放大与频率补偿后的声音信号
51.s
out
：无线信号
具体实施方式
52.以下揭露提供许多不同实施例或例示，以实施申请标的的不同特征。
53.图1a是绘示根据本揭露一些实施例的唱机100的上视图，此唱机100至少包含无线唱头系统110、唱盘座120以及唱臂(tonearm)模块130。无线唱头系统110与唱臂模块130是设置于唱盘座120上。唱盘座120还具有唱片承载区域122与周边区域124。其中唱片承载区域122是用以承载黑胶唱片150，其中具有一转盘可带动黑胶唱片150旋转，而周边区域124是指唱盘座120中非唱片承载区域122的部分。
54.如图1a所示，唱臂模块130是设置于周边区域124中，且包含枢转机构132及唱臂134，此枢转机构132稳固地位于唱盘座120上，唱臂134的一端耦接至枢转机构132且可以枢转机构132的枢轴为圆心往顺时针或逆时针转动，唱臂134的末端则耦接无线唱头系统110，此唱臂模块130是用以带动无线唱头系统110进行移动及拾音。当唱机100启动时，如前所述，唱片承载区域122可带动黑胶唱片150稳定地旋转；同时，使用者亦稍微提起唱臂134并移动其使得无线唱头系统110可接触到黑胶唱片150的上表面。在播放过程中，唱臂模块130配合唱片承载区域122的转速(例如：每分钟45转)稳定地带动无线唱头系统110由黑胶唱片150的外圆周往黑胶唱片150的中心移动，而读取刻在黑胶唱片150上表面的刻痕(或音轨)。
55.图1b是绘示根据本揭露一些实施例的唱机100的局部示意图，并针对唱机100进行
拾音的结构区域绘示。在一些实施例中唱片承载区域122是通过设置于唱机100内的电路系统(未绘示)进行控制。在唱机100的操作过程中，唱针(stylus)112a会轻微接地触到黑胶唱片150的上表面，且对黑胶唱片150的上表面施加一适当的下压力量。随着黑胶唱片150的稳定旋转，唱针112a亦随着黑胶唱片150的上表面的刻痕做出不规则连续机械性运动，而不同的刻痕轨迹会使唱针112a做出相对应的运动幅度。通过位在唱头(cartridge)112内的拾音装置(未绘示)，唱针112a的不规则连续机械性运动可被转换为连续性的电子信号，而这些连续性的电子信号亦可称为模拟声音(analog audio)信号。
56.如图1b所示，无线唱头系统110包含唱头112、信号处理模块114、唱头壳(head shell)116、以及连结端子118。信号处理模块114与唱头112稳固地设置于唱头壳116上，且唱头112电性耦接至信号处理模块114，因此，唱头112的声音信号是传导至信号处理模块114。在一些实施例中，此唱头112为可拆卸及置换。
57.如图1b所示，连结端子118是耦接至唱头壳116上，用以与唱臂模块130的唱臂134的一端互相连接，使无线唱头系统110固定于唱臂模块130的唱臂134上。在本实施例中，唱臂模块130的唱臂134内不具有任何的导线。换句话说，唱臂模块130的唱臂134不提供导线来传输无线唱头系统110的信号。在本实施例中，连结端子118的设计为可拆卸式，以方便使用者根据需求来自行拆卸/安装无线唱头系统110。
58.图2a至图2c是绘示根据本揭露一些实施例的无线唱头系统的功能方块图。信号处理模块114包含前级放大器114a、射频模块114b、无线功率接收模块114c、以及电能储存元件114d。如图2a所示，前级放大器114a电性耦接至唱头112，用以接收来自唱头112的声音信号s
in
，并放大此声音信号s
in
后输出至射频模块114b。如前所述，唱头112是用以将黑胶唱片150上的刻痕转换为连续性的电子信号。在一些实施例中，前级放大器114a还包含riaa等放大器电路，用以补偿因黑胶唱片150录制时所产生的低频衰减与高频加强的现象，可补偿来自唱头112的声音信号s
in
至平坦响应(flat response)。
59.如图2a所示，射频模块114b是电性耦接至前级放大器114a，用以接收由前级放大器114a所放大与频率补偿后的声音信号s
in
*，并将此声音信号s
in
*转换为无线信号s
out
发送至扬声器(例如：音响装置，此处未绘示)。射频模块114b亦电性耦接至无线功率接收模块114c与电能储存元件114d。无线功率接收模块114c是用以接收无线功率，以相应地提供充电电能至射频模块114b。当射频模块114b收到充电电能后，会将充电电能储存于电能储存元件114d中。
60.图2b更进一步绘示射频模块114b的功能方块图。射频模块114b还包含模拟至数字转换器114b-1、第一天线元件114b-2、以及电源管理元件114b-3，彼此互相电性耦接，如图2b所示。其中，模拟至数字转换器114b-1接收由前级放大器114a所放大与频率补偿后的声音信号s
in
*，并转换此声音信号s
in
*为数字信号，再传输其至第一天线元件114b-2。第一天线元件114b-2接收到这些数字信号后，使用一或多种无线通讯技术编码这些数字信号并以无线信号s
out
发送。在一些实施例中，射频模块114b可采用蓝牙(bluetooth)技术及2.4ghz天线来处理及发送无线信号。在一些实施例中，射频模块114b可采用近场通讯(near-field communication；nfc)技术及13.56mhz天线来处理及发送无线信号。在一些实施例中，无线通讯技术还包含wi-fi、zigbee、或其他无线通讯技术。
61.射频模块114b的电源管理元件114b-3是用以进行无线唱头系统110中的各种电能
分配。在一些实施例中，电源管理元件114b-3接收由无线功率接收模块114c所提供的直流电，并提供此直流电至电能储存元件114d对其进行充电。
62.图2c更进一步绘示无线功率接收模块114c的功能方块图。无线功率接收模块114c还包含第二天线元件114c-1与第一电能转换元件114c-2，彼此电性耦接，如图2c所示。第二天线元件114c-1接收来自与其使用相同无线充电技术且互相配对的外部装置所发送的无线功率，并传输至第一电能转换元件114c-2，由其转换所接收到的无线功率为直流电，其中此无线功率是用以对电能储存元件114d进行充电的充电电能。第一电能转换元件114c-2再提供此直流电至射频模块114b的电源管理元件114b-3。在一些实施例中，无线功率接收模块114c可采用无线充电技术标准包含qi、a4wp、pma、或其他无线充电技术。
63.电能储存元件114d是作为无线唱头系统110的主要电源供应，用以提供稳定的直流电至射频模块114b的电源管理元件114b-3。在一些实施例中，电能储存元件114d可为二次电池(例如：锂电池)，并可由射频模块114b的电源管理元件114b-3提供直流电对其进行充电。
64.当电能储存元件114d中的电能耗尽时，使用者可透过前述可拆卸式的连结端子118自行将无线唱头系统110从唱臂134上取下，再将无线唱头系统110放置于无线充电板(未绘示)上，以利用无线充电板对无线唱头系统110充电。当充电完成后，使用者可再透过前述的连结端子118将无线唱头系统110安装于唱臂134上，以利用无线唱头系统110来读取黑胶唱片上的音轨信息。在一些实施例中，此无线充电板可为一独立于唱机的外部装置，并可采用无线充电技术标准包含qi、a4wp、pma、或其他无线充电技术。
65.由上述说明可知，本发明实施例的无线唱头系统110是以无线的方式来传送声音信号至扬声器，且以无线充电技术来接收工作所需的电能，并将其储存于电能储存元件中。如此，无线唱头系统110不需要唱臂模块130内设置导线来传输无线唱头系统110的信号。对于包含无线唱头系统110的唱机100而言，唱机100的制造流程省略了在唱臂134内部设置导线流程，并节省导线的成本。
66.举例而言，一般已知的唱臂内部至少需设置一组高导电性(例如:银)的金属导线用来传导电子信号，而本发明实施例的唱机100可省去在唱臂134内设置金属导线的精密的制造程序，有助于提升制造良率。另一方面，一般已知的唱头是将电子信号通过唱臂内的金属导线传导至唱盘座内的电路系统，而本发明实施例的无线唱头系统110可直接在唱头做信号处理，消除电子信号在传导过程中的衰减或电磁干扰。由于唱头拾音后的电子信号非常微弱(小于10mv)，因此电磁干扰为不容忽视的问题。再者，减少唱盘座内元件的设置，有助于唱机100操作时的稳定性，可消除因其他元件所产生的不规则震动导致拨放时黑胶唱片磨损的问题。
67.图3a与图3c是绘示根据本揭露一些实施例的唱机200的示意图。如图3a所示，此唱机200是类似于前述的唱机100，不同之处在于唱机200还包含无线功率发送模块210。此无线功率发送模块210是用以提供无线功率至与其使用相同无线充电技术且互相配对的装置。图3c更进一步绘示无线功率发送模块210的结构示意图。无线功率发送模块210还包含第二电能转换元件212与第三天线元件214，彼此电性耦接，如图3c所示。第二电能转换元件212接收由唱机200或其他装置所提供的直流电或交流电，而转换其为无线功率传送至第三天线元件214，由第三天线元件214进行发送。在一些实施例中，无线功率发送模块210可采
用无线充电技术标准包含qi、a4wp、pma、或其他无线充电技术。
68.在一些实施例中，无线唱头系统110可与无线功率发送模块210互相配对，而由无线功率发送模块210提供无线功率至无线唱头系统110并对电能储存元件114d进行充电。
69.如图3a所示的唱机200，其中无线功率发送模块210是位于唱盘座120的周边区域124中。在一些实施例中，当唱机200无任何拨放动作时，唱臂模块130与无线唱头系统110离开黑胶唱片150的上方回到一初始位置，且静止不再做任何机械性的移动。而此初始位置是位于唱盘座120的周边区域124的上方范围内，且可为设置无线功率发送模块210的参考位置。在一些实施例中，无线功率发送模块210可设置在唱盘座120中且相对于初始位置之处，如图3a中以粗虚线标示的位置。
70.图3a是绘示根据本揭露一些实施例的唱机200充电状态的示意图。如图3a所示，当唱机200为充电状态时，无线唱头系统110位于唱盘座120的周边区域124的上方。在一些实施例中，当唱机200无任何拨放动作时，唱臂模块130与无线唱头系统110回到初始位置，接着启动无线功率发送模块210与无线唱头系统110的无线功率接收模块114c使其进行配对。配对完成后，无线功率发送模块210即可提供充电电能至无线唱头系统110的无线功率接收模块114c。
71.图3b是绘示根据本揭露一些实施例的无线唱头10充电状态的方块图。如图3b所示，无线功率发送模块210提供无线功率至无线功率接收模块114c，无线功率接收模块114c转换无线功率并提供电能至射频模块114b，射频模块114b再对电能储存元件114d进行充电。在一些实施例中，无线功率发送模块210提供无线功率至无线唱头系统110，并由无线唱头系统110的无线功率接收模块114c接收无线功率并转换其为直流电；接着，无线功率接收模块114c提供直流电至射频模块114b，再由射频模块114b提供直流电至电能储存元件114d进行充电。在一些实施例中，在电能储存元件114d充电的期间，前级放大器114a为关闭(off)的状态，如图3b所示。
72.图4a是绘示根据本揭露一些实施例的唱机200拨放状态的示意图。如图4a所示，当唱机200为拨放状态时，无线唱头系统110位于唱机200的唱片承载区域122的上方。在一些实施例中，当唱机200进行拨放时，唱臂模块130会带动无线唱头系统110离开唱盘座120的周边区域124的上方，并在黑胶唱片150上移动进行音轨读取。同时，无线功率发送模块210与无线功率接收模块114c会自动关闭。
73.图4b是绘示根据本揭露一些实施例的无线唱头10拨放状态的方块图。如图4b所示，当唱机200进行拨放时，无线功率发送模块210与无线功率接收模块114c无任何功率传输与转换的操作，电力储存元件118提供电能至射频模块114b，再由射频模块114b提供电能至前级放大器114a。前级放大器114a接收到电能后，可操作来放大或补偿来自唱头112的声音信号s
in
且传输至射频模块114b，再由射频模块114b以无线信号s
out
发送。在一些实施例中，当无线功率发送模块210与无线功率接收模块114c关闭(off)时，电能储存元件114d亦终止充电并转为提供直流电至射频模块114b，由射频模块114b的电源管理元件114b-3接收此直流电。接着射频模块114b的电源管理元件114b-3再提供直流电至前级放大器114a或其他任何与其电性耦接的元件或装置。在一些实施例中，射频模块114b可与其他使用相同无线通讯技术的一或多个装置进行配对或连线(例如：蓝牙音响)，并发送无线信号s
out
至这些已配对或连线的装置。在一些实施例中，在无线唱头110拨放期间，关闭无线功率发送模块
210与无线功率接收模块114c可防止无线信号s
out
受到电磁干扰。
74.上述摘要许多实施例的特征，因此本领域具有通常知识者可更了解本揭露的态样。本领域具有通常知识者也应了解与此同等的架构并没有偏离本揭露的精神和范围，且可以在不偏离本揭露的精神和范围下做出各种变化、交换和取代。

技术特征：

1.一种唱机的无线唱头系统，其特征在于，包含：一前级放大器，具有一输入端与一输出端，其中该放大器的该输入端与一唱头电性耦接，用以放大来自该唱头的一声音信号；一射频模块，与该前级放大器的该输出端电性耦接，用以接收来自该前级放大器的该声音信号，并将该声音信号传输至该无线唱头系统外；一电能储存元件，与该射频模块电性耦接，用以提供电能至该射频模块；以及一无线功率接收模块，与该电能储存元件电性耦接，用以接收一充电电能，并将所接收的该充电电能储存至该电能储存元件中。2.根据权利要求1所述的唱机的无线唱头系统，其特征在于，该声音信号为一模拟声音信号，该射频模块还包含：一模拟至数字转换器，用以转换来自该前级放大器的该模拟声音信号为一数字声音信号；一第一天线元件，用以透过无线传输技术来发送该数字声音信号至该无线唱头系统外的一扬声器；以及一电源管理元件，电性耦接于该无线功率接收模块与该电能储存元件之间，用以接收从该无线功率接收模块接收该充电电能并将该充电电能储存至该电能储存元件。3.根据权利要求1所述的唱机的无线唱头系统，其特征在于，该无线功率接收模块还包含：一第二天线元件，用以透过无线充电技术来从一外部装置接收该充电电能；以及一第一电能转换元件，与该第二天线元件电性耦接，用以转换由该第二天线元件所接收的该充电电能为直流电能。4.根据权利要求1所述的唱机的无线唱头系统，其特征在于，还包含一唱头壳，用以承载该唱头、该前级放大器、该射频模块、该电能储存元件、以及该无线功率接收模块。5.根据权利要求4所述的唱机的无线唱头系统，其特征在于，还包含设置至该唱头壳上的一连结端子，用以耦接该无线唱头系统至一唱臂的一端。6.一种唱机，其特征在于，包含：一唱盘座，用以承载一唱片，其中该唱盘座包含一无线功率发送模块，用以发送无线功率来提供一充电电能；一唱臂模块，设置于该唱盘座上；以及一无线唱头系统，耦接至该唱臂模块，其中该无线唱头系统包含：一唱头，具有一唱针，其中该唱头用以利用该唱针来读取一唱片上的声音信息，以相应输出一声音信号；一前级放大器，具有一输入端与一输出端，其中该放大器的该输入端与该唱头电性耦接，用以放大来自该唱头的该声音信号；一射频模块，与该前级放大器的该输出端电性耦接，用以接收来自该前级放大器的该声音信号，并将该声音信号传输至该无线唱头系统外；一电能储存元件，与该射频模块电性耦接，用以提供电能至该射频模块；以及一无线功率接收模块，与该电能储存元件电性耦接，用以从该无线功率发送模块接收该充电电能，并将所接收的该充电电能储存至该电能储存元件中。
7.根据权利要求6所述的唱机，其特征在于，该唱盘座具有一唱片承载区域以及一周边区域，该周边区域邻设于该唱片承载区域，该无线功率发送模块位于该周边区域中。8.根据权利要求7所述的唱机，其特征在于，当无线唱头系统移动至该周边区域中的该无线功率发送模块的上方时，该无线功率发送模块提供该充电电能至该无线唱头系统，以对该无线唱头系统充电。9.根据权利要求7所述的唱机，其特征在于，当该无线唱头系统移动至该唱片承载区域的上方时，该无线功率发送模块关闭。10.根据权利要求7所述的唱机，其特征在于，该声音信号传输是透过无线传输技术传输至该无线唱头系统外的一扬声器，以及该无线功率发送模块是透过无线充电技术来发送充电电能至该无线功率接收模块。

技术总结

本发明提供一种无线唱头系统与应用此无线唱头系统的唱机，用于唱机的无线唱头系统，包含前级放大器、射频模块、电能储存元件、以及无线功率接收模块。前级放大器是用以放大来自唱头的模拟信号，射频模块是用以接收来自放大器的模拟信号并以无线通讯技术发送至与其配对的装置，电能储存元件是用以提供直流电至无线唱头系统或储存电能，无线功率接收模块用以接收并转换无线功率为直流电并提供至射频模块。其中前级放大器、电能储存元件、及无线功率接收模块电性耦接至射频模块。本发明的功效在于透过无线的方式进行唱头的充电与信号的传输。输。输。