CN102687352A - 具有光学和电路径的音频插头 - Google Patents

Abstract

本公开提供了经包括光学路径与电路径的电缆和其它通信路径通信的电子设备。电缆可以包括用于形成电路径的电线及用于形成光学路径的一条或多条光纤。在电缆一端或两端的连接器可以包括电触点和与光学路径关联的光耦合结构。光学路径可以包括在诸如尖-环-套连接器的连接器和其它类型连接器中。接口电路可以包括在连接器中，以在光学和电信号发送方案之间转换。波分多路复用可以用于支持双向通信。中断箱和其它装备可以利用电缆来连接。诸如数字噪音消除信号的数字信号可以经光学路径传送。功率与其它电信号可以经电路径传送。

Description

具有光学和电路径的音频插头

本申请要求于2009年11月19日提交的美国专利申请号12/622,405的优先权，该申请在此全部引入作为参考。

背景技术

诸如计算机、媒体播放器和蜂窝电话的电子设备一般都包含音频插孔。诸如耳麦的配件具有配对的插头。期望对电子设备使用耳麦的用户可以通过把耳麦插头插入电子设备上的配对音频插孔而把耳麦连接到电子设备。微型尺寸（3.5mm）的电话插孔和插头通常用于诸如笔记本电脑和媒体播放器的电子设备，因为诸如这些的音频连接器是相对小型的。因为3.5mm的电话插孔和插头有时候用于携带视频信号，所以诸如这些的3.5mm音频连接器有时候称为音频-视频（A/V）连接器。

耳麦及其它配件具有可以用于为用户重放音频的扬声器。有些配件具有麦克风。麦克风可以用于捡取用户语音的声音。这允许电子设备用于记录语音备忘录。具有蜂窝电话电路的电子设备可以使用配件上的麦克风以在通话过程中收集用户的语音。

在有些耳麦中，麦克风用于构成噪音消除电路的一部分。当噪音消除功能运行时，周围噪音对音频重放的影响可以减小。麦克风还可以用于实现语音麦克风噪音消除。

噪音消除操作通常是利用模拟噪音消除电路实现的。模拟噪音消除电路从音频信号中减去麦克风信号的加权版本。

尽管传统的噪音消除电路布置在有些情况下是令人满意的，但是耳麦质量与音频重放保真度的新进展对传统的噪音消除电路寄予了越来越多的负担。这些负担使得难以或者不可能利用传统方法实现期望水平的噪音消除性能。

传统的音频-视频连接器布置还使得难以或者不可能实现系统中期望的功能性。例如，传统的3.5mm插孔与插头及关联的电缆可能没有呈现出用于传送大量数据的足够带宽。

发明内容

电子设备与诸如耳麦和其它配件的外部装备可以处理数字信号。这些数字信号可以包括数字音频和数字视频数据。音频-视频（A/V）连接器，有时候称为尖-环-环-套（TRRS）连接器、尖-环-套（TRS）连接器或者音频连接器，可以包括电和光学部件。例如，音频连接器可以包括耦合到电收发器电路的电触点和耦合到光收发器电路的光学路径。

电子设备可以具有音频数字信号处理电路。切换电路可以配置成确保形成合适的电信号路径集合。例如，在其中不需要光学功能的配置中，切换电路可以配置成把电数据收发器电路或者模拟电路耦合到音频连接器中的电触点。当期望光学功能性时，切换电路可以配置成在所述电路径上路由功率信号，而光信号用于传送可能大量的数字数据。

音频连接器可以包括传导性的触点结构（例如，尖、环和套导体）。这些导体可以通过绝缘结构分开。例如，绝缘体的环可以位于每个导体之间。利用同轴光学路径或者，当透明材料用于位于音频连接器中各个传导性触点之间的绝缘体时，通过经由绝缘体径向传送光，光学功能性可以被结合到音频连接器中。

具有光学和电能力的音频连接器可以用在电子设备和电缆中及诸如中断箱（breakout box）和其它配件的外部装备中。连接器的光学能力可以用于传送视频数据、诸如噪音消除数据的音频数据或者其它合适的数据。

本发明的更多特征、其本质及各种优点将从附图与以下具体描述变得更加显然。

附图说明

图1是根据本发明实施方式的、在系统中与诸如耳麦、中断箱或者其它外部装备的配件通信的说明性电子设备的示意图。

图2是根据本发明实施方式的、显示包括尖环套连接器的通信路径如何可以用于允许装备交互的图。

图3是根据本发明实施方式的、显示可以用在电子设备中以与配件电和光学通信并且提供处理和电源功能的说明性电路的示意图。

图4是根据本发明实施方式的、在配件中执行处理功能并且与电子设备中的电路，诸如图3的电路，电和光学通信的说明性电路的电路图。

图5是根据本发明实施方式的、其中诸如中断箱的电子装备充当电子设备与其它装备之间的接口的说明性系统的图。

图6是根据本发明实施方式的、显示电子设备如何可以利用具有光学和电部件的连接器的电缆与外部装备通信的图。

图7是根据本发明实施方式的、显示电子设备如何可以利用具有连接器的电缆与外部装备通信的图，所述连接器在一端具有光学和电部件。

图8是根据本发明实施方式的、显示电子设备如何可以利用包含光-电与电-光接口电路的电缆与外部装备通信的电路图。

图9是根据本发明实施方式的、包括四条电线和一条光纤的说明性电缆的横截面图。

图10是根据本发明实施方式的、包括四条电线和两条光纤的说明性电缆的横截面图。

图11是根据本发明实施方式的、耦合到具有光纤和电线的说明性插孔与插头的横截面图。

图12是根据本发明实施方式的、耦合到一对光收发器的光学路径的图。

图13是根据本发明实施方式的、具有配对啮合特征的一对说明性音频连接器的透视图。

图14是根据本发明实施方式的、显示光源和光检测器如何可以耦合到电缆中各自光纤的图13中所示类型的说明性插头与配对插孔的横截面图。

图15是根据本发明实施方式的、具有环形透明部分的说明性插头的透视图，通过所述环形透明部分，光可以传送到所连电缆中的光纤结构。

图16是根据本发明实施方式的、包含插孔与关联的环形源和检测器区域的电子设备一部分的透视图，其中的检测器区域与图15所示类型的插孔中的环形透明插孔区域配对。

图17是根据本发明实施方式的、基于图15所示类型的插头和图16所示类型的插孔的系统的横截面侧视图。

图18是根据本发明实施方式的、其中插头具有透明环形绝缘体且插孔具有配对的源和检测器的说明性插头-插孔系统的横截面侧视图。

图19是根据本发明实施方式的说明性电子设备与关联的配件的透视图，所述配件具有垂直安装的突出的混合插头，该混合插头被电子设备中的混合插孔接纳。

图20是根据本发明实施方式的、在配置和使用具有光和电连接器的电子装备中所涉及的说明性步骤的流程图。

具体实施方式

诸如电子设备和其它装备的电子部件可以利用有线和无线路径互连。例如，无线路径可以用于连接蜂窝电话和无线基站。有线路径可以用于把电子设备连接到诸如计算机外围设备和音频配件的装备。作为例子，用户可以使用有线路径将便携式音乐播放器连接到耳麦。

在一种典型的有线路径中，电线用于处理电信号。一条或者多条光纤可以包括在与所述电线相同的有线路径中。例如，一条电缆可以包括四条电线和一条或两条光纤（作为例子）。

利用这种类型的布置，电缆中的光纤（一条或多条）可以构成光学路径，而电线可以构成与光学路径平行延伸的电路径。光学和电路径可以用于传送诸如音频数据、视频数据、控制信号数据等的数字数据。如果期望，功率信号和模拟信号可以在电路径上传送。

连接器可以在包含电和光学路径的有线路径中提供。例如，公和/或母连接器可以在电缆的一端或两端提供，或者可以用于直接把配件连接到电子设备。

可以利用光学和电路径连接到外部装备的电子设备包括台式计算机和便携式电子设备。以这种方式连接到外部装备的便携式电子设备可以包括平板计算机、膝上型计算机和有时候被称为超便携式的类型的小型便携式计算机。便携式电子设备还可以包括甚至更小的便携式电子设备，诸如腕表设备、吊饰设备及其它可佩带和小型化的设备。

连接到外部装备的电子设备还可以是手持式电子设备，诸如蜂窝电话、具有无线通信能力的媒体播放器、手持式计算机（有时候也称为个人数字助理）、遥控器、全球定位系统（GPS）设备和手持式游戏设备。电子设备可以是结合了多种传统设备的功能性的设备。例如，电子设备可以是具有媒体播放器功能性的蜂窝电话、具有无线通信能力的游戏设备、包括游戏和电子邮件功能的蜂窝电话及接收电子邮件、支持移动电话呼叫、具有音乐播放器功能性并支持网络浏览的便携式设备。这些仅仅是说明性的例子。

可以利用光学和电路径连接到这种电子设备的外部装备的一个例子是诸如耳麦的配件。耳麦一般包括一对扬声器，用户可以使用这对扬声器播放来自电子设备的音频。配件可以具有诸如一个或多个按钮的用户控制接口。当用户提供输入时，该输入可以传送到电子设备。作为例子，当用户按配件上的按钮时，对应的信号可以提供给电子设备，以指示该电子设备采取适当的动作。因为按钮是位于耳麦上而不是电子设备上，因此用户可以把电子设备放在远处的位置，诸如桌子上或者口袋中，同时利用方便地放置的耳麦按钮控制该设备。

连接到电子设备的外部装备可以包括诸如磁带适配器的装备。磁带适配器可以在一端具有插头，而在另一段具有磁带盒，其滑到诸如车辆磁带卡座(deck)的磁带卡座中。诸如磁带适配器的装备可以用于经与所述磁带卡座关联的扬声器播放音乐或者其它音频。诸如用户家中或者车辆中的立体声系统的音频装备还可以利用光学和电路径连接到电子设备。作为例子，用户可以利用包括光学路径的三针或四针音频连接器把音乐播放器连接到车辆音响系统。

在有些情况下，可能期望在电子设备与配件之间传送相当大量的数据。例如，如果配件具有视频重放能力（或者耦合到具有视频显示能力的装备），那么电子设备和该配件之间的光学和电路径就可以用于传送相当大量的数据（例如，视频数据和伴随的音轨信息、图像数据，等等）。在电子设备与配件之间传送的数据可以作为数字数据经光学路径和/或电路径携带。

作为另一个例子，在电子设备与配件之间传送的数据可以包括音频数据。例如，来自麦克风的数字音频数据或者正在从存储装置回放的数字音频数据可以经光学和/或电路径传送。当电子设备与配件之间的光学路径可用时，有可能在电子设备与配件之间传送比其它方式可能更大量的数据。例如，光学路径可以用于以数十Mbps或者更多、数百Mbps或者更多或者一Gbps或者更多的数据速率传送数据。光学路径还适于结合到诸如3.5mm TRS连接器的小型化部分中。

在一种涉及音频数据发送的典型场景中，连接到外部装备的电子设备产生音频信号。这些音频信号可以以模拟和数字音频的形式发送到外部装备。例如，电路径可以包括把模拟音频传送到配件中的扬声器的电线。电和光学路径可以用于传送数字音频数据（例如，脉冲代码调制编码的数字音频数据）。

外部装备可以包括语音麦克风。还可以提供一个或多个噪音消除麦克风。麦克风信号（例如，对应于用户语音、环境噪音或者其它声音的模拟音频信号）可以在配件中本地处理。麦克风信号还可以利用所述电和/或光学路径传送到电子设备。

除音频和视频信号之外，电子设备与配件之间的通信路径还可以用于传送诸如控制信号的信号。如果期望，可以传送数字数据。总的来说，在电子设备与配件之间传送的数据可以包括例如控制信号、音频、视频、要为用户显示的信息，等等。

诸如耳麦的配件一般是利用插头（公连接器）和配对的插孔（母连接器）连接到电子设备的。诸如这些的连接器可以多种形式因子提供。更常见的是，这些连接器采取3.5mm（1/8”）微型插头与插孔的形式。因为音频信号和有时候视频信号是经3.5mm的插头与插孔传送的，所以3.5mm的插头与插孔有时候称为音频连接器或者音频-视频（A/V）连接器。3.5mm的尺寸对于耳塞和其它耳麦是流行的。其它的尺寸有时候也使用，诸如2.5mm的超小型连接器和1/4英寸的连接器。

在诸如耳麦的配件的情况下，这些音频连接器及它们所关联的电缆可以用于携带诸如用于扬声器的音频信号和麦克风信号的模拟信号。数字数据流也可以用于传送音频信号（例如，音频输出信号，象重放媒体或电话呼叫音频、麦克风信号和噪音消除音频）、控制信号（例如，输入-输出信号）、时钟信息及其它信号。视频可以带或者不带音频（例如，作为数字数据）传送。

诸如模拟音频信号的模拟信号可以经电路径传送。功率也可以利用电路径传送。数字数据可以利用电和/或光学路径传送。诸如光纤的光学结构和透明窗口可以结合到电子设备与外部装备之间的通信路径中。这些光学结构可以结合到音频连接器（例如，3.5mm的插孔与插头）或者其它连接器（例如，数字数据连接器，诸如，通用串行总线连接器、30针的连接器、XLR连接器，等等）。为了清晰，所述光学结构在诸如3.5mm插孔与插头的音频连接器中的使用有时候在此作为例子进行描述。

用于把电子设备连接到外部装备的音频连接器（音频-视频连接器）可以具有任何合适数量的电端子。连接器中的电端子是由诸如金属的导电材料构成的而且一般被称为触点。立体声音频连接器一般有三个电触点。音频插头的最外端一般称为尖（tip）。插头最里面的部分一般称为套（sleeve）。环触点位于所述尖和套之间。当使用这种术语时，诸如这些的立体声音频连接器有时候称为尖-环-套（TRS）连接器。套可以充当地。尖触点可以与套一起用于处理音频的左声道，而环触点可以与套一起用于处理音频的右声道（作为例子）。在四触点的音频连接器中，提供一个另外的环触点，以构成有时候称为尖-环-环-套（TRRS）连接器的连接器类型或简称为TRS连接器类型。四触点的音频连接器可以用于处理麦克风信号、左右音频通道及地（作为例子）。如果期望，切换电路可以用于在需要的时候把不同的信号路由到/自连接器中的触点，以实现期望的功能。光学路径可以利用一条或多条光纤和关联的光学结构结合到诸如TRS连接器的音频连接器中。

电子设备和外部装备可以各种方式连接。例如，用户可以把一对立体声耳机或者把包含立体声耳机和麦克风的耳麦连接到蜂窝电话音频插孔。诸如这些的配件可以包括一个或多个噪音消除麦克风。例如，语音麦克风可以具有捡取在该语音麦克风附近的周围噪音的相关联噪音消除麦克风。配件中的耳塞或者其它扬声器也可以具有噪音消除麦克风。例如，耳麦中的每个耳塞都可以在该耳塞的外表面具有外部噪音消除麦克风。除了所述外部噪音消除麦克风之外或者代替该外部噪音消除麦克风，每个耳塞还可以具有位于该耳塞内表面（与耳朵相邻）上的内部噪音消除麦克风。

在具有多个扬声器的配件中，可以使用更多的噪音消除麦克风。例如，附加的噪音消除麦克风可以在包含多个驱动器的耳塞中或者在周围的声音配件中提供。所述周围声音配件可以例如具有五个或者六个扬声器（或者更多）而且可能具有与每个对应扬声器相邻的噪音消除麦克风。

电子设备和外部装备可以各种模式工作。例如，蜂窝电话可以音乐播放器模式用来向用户重放立体声音频。当工作在电话模式时，同一个蜂窝电话可以用于向用户播放电话呼叫左和右音频信号，同时处理来自用户的电话呼叫麦克风信号。噪音消除特征可以根据需要选择性地开启和关闭。例如，麦克风噪音消除可以在耳塞噪音消除特征被禁用的时候激活（作为例子）。噪音消除特征还可以全体禁用或者全体激活。

电子设备和外部装备可以具有切换电路或者其它路径配置电路，其允许电子设备和外部装备以各种不同的工作模式在各种不同的组合下工作。例如，当用户把一种类型的配件连接到电子设备中，切换电路可以调整成在电子设备与配件之间形成第一组电路径。当用户连接不同类型的配件时，路径配置电路可以调整成电子设备与配件之间形成第二组电路径。

作为一个例子，考虑具有四触点TRS插孔的电子设备的使用，该电子设备具有用于支持光学路径通信的集成的光学结构。当设备的用户把传统的立体声耳麦插入到电子设备中时，该电子设备中的切换电路可以配置成通过TRS插孔的电触点把左右模拟音频输出信号路由到耳麦中的扬声器。当用户把包括噪音消除麦克风的耳麦插入到该设备中时，切换电路可以配置成把功率路由到耳麦，而光学路径用于在耳麦和设备之间传送数字噪音消除信号。另一种可能的场景涉及视频装备的使用。例如，用户可能把视频装备插入到TRS插孔中。在这种情况下，插孔中的电触点可以用于传送控制信号或者功率，而光学路径用于传送音频和视频数据。

噪音消除功能可以在外部装备中或者在电子设备中实现。在其中数字音频信号从配件传送到电子设备的方案中，电子设备的电路资源可以用于帮助实现期望的功能。这可以帮助减少给定配件中所包括的电路的数量而且可以帮助最小化配件功耗。数字音频处理还可以利用主要或者专门在配件中实现的数字处理电路执行。

在其中电子设备与配件之间的至少一些通信利用数字通信（光和/或电）实现的配置中，电子设备和配件通信的能力可以增强。例如，数字通信可以允许许多音频通道在电子设备和配件之间被实时地传送。控制信号和其它信号也可以被数字传送。同时，如果期望的话，电子设备可以包括产生模拟音频信号的模拟电路。当具有数字通信能力的配件连接到电子设备时，电子设备和配件可以数字通信。当没有数字通信能力的配件连接到电子设备时，电子设备中的模拟电路可以向配件提供模拟音频信号。例如，如果具有两个扬声器而没有麦克风或者控制能力的立体声耳麦连接到电子设备，则模拟音频电路可以用于向该立体声耳麦中的扬声器提供模拟音频的左右通道。当更先进的配件连接到电子设备时，附加的特征也变得可以获得（例如，用于噪音减小的数字音频处理、数字控制能力、用于周围声音扬声器的附加音频流，等等）。

其中电子设备和外部装备可以经包括光学和电路径的有线通信链路通信的说明性系统在图1中示出。如图1所示，系统10可以包括诸如电子设备12的电子设备和外部装备14。外部装备14可以是诸如具有音响系统的车辆的装备，诸如具有音频和/或视频能力的电视机或者音频接收器的消费者电子装备，对等设备（例如，象设备12的另一个电子设备），充当多个电子设备12之间接口的中断箱或者任何其它合适的电子装备。在一种典型的场景中，该场景在这里有时候作为例子进行描述，外部装备14可以是包含扬声器的配件，诸如耳麦。因此，外部装备14有时候称为“配件14”或者“耳麦14”。配件14中的扬声器可以作为耳塞或者作为耳麦的一部分提供，或者可以作为一组独立供电或者无动力的扬声器（例如，台式扬声器）提供。如图1所示，装备14可以包括I/O电路32及存储与处理电路26。

诸如路径16的路径可以用于连接电子设备12和配件14。在一种典型的布置中，路径16包括一个或多个音频连接器，诸如3.5mm的插头与插孔或者其它合适尺寸的音频连接器。路径16中的导电线路可以用于经路径16传送电信号。这些线路可以是例如覆盖了塑料绝缘的铜线。路径16中的光学路径可以用于传送光信号（即，光）。光学路径可以利用一条或多条光纤形成。

总的来说，在路径16中可以有任何合适数量的导电线路和光纤。例如，可以有两条、三条、四条、五条或者多于五条单独的线路及一条、两条或者多于两条光纤。这些线路和光纤可以是一根或者多根电缆的一部分。电缆可以包括实芯线、绞线、屏蔽、单地结构、多地结构、双绞线结构或者任何其它合适的电布线（cabling）结构。电缆还可以包括塑料光纤、玻璃光纤、多模光纤、单模光纤及其它合适的光学路径结构。

如果期望的话，延长线和适配器布置可以用作路径16的一部分。在适配器布置中，配件14的一些特征，诸如用户接口和通信功能，可以以适配器配件的形式提供，利用这种适配器配件，诸如耳麦的辅助配件可以连接到设备12。适配器功能还可以结合到电缆中。这种类型的布置可以例如用在一端同时具有电和光学能力而另一端只具有电能力的电缆中。

电子设备12可以是台式或者便携式计算机、诸如具有无线能力的手持式电子设备的便携式电子设备、诸如电视机或者音频接收器的装备或者任何其它合适的电子装备。电子设备12可以以独立装备的形式提供（例如，在用户口袋中携带的手持式设备）或者可以作为嵌入式系统提供。其中可以嵌入设备12的系统的例子包括车辆、船只、飞机、住宅、安全系统、商用和家用的媒体分发系统、显示装备（例如，计算机监视器和电视机），等等。

设备12可以包括输入-输出电路28及存储与处理电路30。设备12的输入-输出电路28和装备14的输入-输出电路32可以包括按钮、诸如触摸屏和触摸板的触摸敏感部件、麦克风、传感器及用于从用户收集输入的其它部件。输入-输出电路32和28还可以包括扬声器、诸如发光二极管的状态感应器、显示器及用于向用户提供输出的其它部件。电路32和28还可以包括用于支持经路径16的电和光学通信及用于支持无线通信的数字和模拟通信电路。存储与处理电路26和30可以基于微处理器、专用集成电路、音频芯片（编解码器）、视频集成电路、微控制器、数字信号处理器、诸如固态储存装置、易失性存储器和硬盘驱动器等的存储器设备。

设备12还经路径22与诸如装备18的网络装备通信。路径22可以是例如蜂窝电话无线路径。装备18可以是例如蜂窝电话网络。当期望把设备12连接到蜂窝电话网络时，设备12和网络装备18可以经路径22通信（例如，为了处理语音电话呼叫，以便经蜂窝电话链路传输数据，等等）。

设备12还可以经路径24与诸如计算装备20的装备通信。路径24可以是有线（电和/或光）或者无线路径。计算装备20可以是计算机、机顶盒、诸如接收器或电视机的视听装备、唱片播放器或者其它媒体播放器、游戏控制台、网络扩展盒或者任何其它合适的装备。

在一种典型的场景中，作为一个例子，设备12可以是具有媒体播放器与蜂窝电话能力的手持式设备（有时候统称为蜂窝电话）。配件14可以是具有麦克风和用于收集用户输入的用户输入接口，诸如基于按钮的接口，的耳麦。路径16可以是四或者五导体音频电缆，具有嵌入的光学路径，该路径利用3.5mm的音频插孔与插头连接到设备12和14（作为例子）。计算装备20可以是计算机，设备12与该计算机通信（例如，为了同步触点列表、媒体文件，等等）。

诸如路径24和16的路径可以基于通常可以获得的数字连接器，诸如USB或者IEEE 1394连接器、XLR连接器、音频连接器，等等。这些连接器可以包括电与光学路径。利用与诸如3.5mm音频连接器的常用音频连接器兼容的通信路径的一个优点是这种类型的布置可以维持与用户现有的耳麦集合和其它传统装备的兼容性。因此，其中系统10的通信路径利用具有3.5mm形式因子的音频连接器实现的布置或者与传统音频连接器兼容的其它布置有时候在此作为例子来描述。这仅仅是说明性的。总的来说，系统10中所使用的通信路径与连接器可以包括任何合适类型的电与光学路径及耦合结构。

在系统10中，电子设备12与配件14可以包括可以用于选择性地把各种电路互连到路径16的音频连接器中的触点的切换电路（有时候也称为可调整的路径配置电路）。所述切换电路可以调整成支持不同的工作模式。这些不同的工作模式可能由于配件与电子设备的不同组合、其中不同设备应用处于活动状态的场景等所导致。切换电路可以由一个或多个基于晶体管的开关构成。如果期望，切换电路可以包括可以选择性地切换到使用中的混合电路。当所述混合电路没有积极地被使用时，电通信路径及它们所连接到的关联的连接器触点可以用于单向通信。当所述混合电路切换成积极使用时，相同的电通信路径与连接器触点可以用于支持双向信号（例如，在一个方向是出去的左或右音频通道而且在相反的方向是进入的麦克风信号）。双向性还可以利用时间多路复用协议来支持。

可以与路径16关联的说明性电路在图2中示出。切换电路160可以在电子设备12中提供，而切换电路162可以在配件14或者其它外部装备中提供。有线路径16可以用于连接电子设备12和配件14。路径16可以包括诸如音频连接器34和38的音频连接器。

路径16的音频连接器可以包括诸如插头34的音频插头（即，公音频连接器）。插头34可以具有分叉（prong）形状的构件，其允许插头34与对应的音频插孔（即，母音频连接器），诸如音频插孔38，配对。插孔38可以包括围绕接纳插头34的圆柱形开口的电触点。这些触点可以由金属环、弹簧加载的导电结构等形成。连接器34和38可以用在路径16中任何合适的一个或多个位置。例如，象插孔38的音频插孔可以在设备12的外罩中形成，而诸如插头34的插头可以在诸如电缆70的电缆的末端形成，其中电缆与耳麦或者其它的配件14关联。如图2所示，电缆70可以经应变消除插头结构66连接到音频插头34。诸如结构66的结构可以利用诸如塑料的外部绝缘体构成（作为例子）。

音频插头34是四触点插头的一个例子。四触点插头具有四个导电区域，这四个区域与诸如插孔38的四触点插孔中的四个对应导电区域配对。如图2所示，这些区域可以包括诸如区域48的尖区域、诸如环50和52的环区域及诸如区域54的套区域。这些区域围住了插头34的圆柱形表面并且被绝缘区域56隔开。当插头34插入到配对的插孔38中时，尖区域48可以与插孔的尖触点74进行电接触，环50和52可以与对应的环区域76和78配对，而套54可以与套端子80进行接触。绝缘区域56可以隔开插孔38中的触点。在一种典型的配置中，在电缆70中有四条电线88，每条电线都电连接到插头34中对应的触点。

电缆70还可以包括光学路径200。光学路径200可以由一条或多条光纤形成。在图2的例子中，路径200是由单条光纤形成的。如图2所示，路径200延伸通过插头34的中心内核并与插孔38中对应的光学路径206配对。路径206可以位于电子设备12（图1）中而且可以用于在设备12的光收发器208与光学路径200之间传送光信号。以这种能力，路径206可以被认为构成路径200的一部分。

收发器202可以位于配件14中。在设备12与配件14的光学通信过程中，光收发器208和202可以经路径200光学通信。

切换电路160可以经路径170接收模拟信号。例如，当工作在模拟输出模式以便支持传统的模拟配件时，切换电路160可以在路径170上接收模拟音频输出信号并且可以把这些信号切换到线路168上。路径170还可以用于把电源信号路由到插孔38中的合适触点。切换电路160可以利用路径172处理数字电信号。例如，当工作在数字音频模式以便支持数字备用耳麦时，切换电路160可以把在路径172上接收到的数字音频流切换到线路168上。

在电子设备12中，经路径200光学传送的信号（例如，数字信号）可以利用输入-输出路径210来处理。在从设备12的数据发送操作过程中，来自电子设备12中的处理电路的数据可以提供给路径210。在路径210接收到的数据可以利用收发器208转换成光信号并且可以经路径206路由到路径200。在配件14中，来自路径200的光信号被收发器202接收。收发器202可以把接收到的光信号转换成在输入-输出路径204上提供的电信号。配件中的处理电路可以在路径204上接收和处理信号。

配件14可以利用收发器202发送光学数据。配件14中的处理电路可以把数据提供给输入-输出路径204。收发器202可以把在路径204上接收到的电信号转换成光信号。光信号可以利用路径200发送给电子设备12。在设备12中，来自路径200的光信号可以经路径206传送给收发器208。收发器208可以把接收到的光信号转换成在路径210上提供的电信号。

收发器208和202可以包括光源和检测器。例如，每个收发器都可以包括一个或多个发光二极管、一个或多个激光二极管或者其它的光源。这些源可以工作在单个波长或者可以利用多个波长的光支持波分多路复用布置。每个收发器还可以包括光电检测器，诸如p-i-n二极管、p-n结二极管、光电二极管阵列，等等。

配件可以具有固定的工作模式或者可调整的工作模式。例如，传统的模拟耳麦只能工作在模拟音频模式。作为另一个例子，具有数字能力的耳麦既可以工作在模拟模式，又可以工作在数字模式。这种类型的多模式操作可以允许具有数字能力的耳麦在与传统的音乐播放器一起使用时还原到模拟音频模式。为了容纳多种工作模式，配件14可以在切换电路164中控制开关的配置。当工作在模拟音频模式时，在设备12与配件14之间传送的模拟信号可以通过模拟线路174路由。当工作在数字音频模式时，切换电路164可以配置成把数字路径176切换到使用状态和/或使用收发器202处理数字光信号。这些配置不必是相互排斥的。例如，如果期望的话，切换电路160和164可以放到其中模拟与数字信号的混合经路径16传送而光信号经路径200传送的配置中。路径16上的信号的一种典型混合可能包括功率信号、光和/或电控制信号、光和/或电音频信号及光和/或电视频信号。如果期望的话，切换电路164可以用于把超声波音调发生器电路切换成使用状态（例如，为了把来自配件14的电超声波音调代码发送到对应于按钮按下事件或者其它用户输入的设备12）。

用在路径16的音频连接器中的信号分配依赖于所使用的电子设备和配件的类型及系统的活动工作模式。例如，当工作在传统的模拟模式时，环触点52可以充当地（并且因此有时候可以称为插头34的G触点），尖48可以与左通道音频关联（并且因此有时候可以称为插头34的L触点），环50可以与右通道音频关联（并且因此有时候可以称为插头34的R触点），而套54可以与麦克风信号关联（并且因此有时候可以称为插头34的M触点）。插孔38的配对触点可以具有对应的信号分配。

如图3所示，电子设备12可以包含视频、音频、通信与控制电路180。电路180中的视频电路可以用于生成视频信号或者接收并处理视频信号。音频电路182，有时候也称为编解码器或者音频编解码器，可以用于生成音频信号或者接收并处理音频信号。音频电路182可以包括模-数（A/D）转换器电路184和数-模（D/A）转换电路186。设备12中的模-数转换器电路可以用于数字化诸如模拟音频信号的模拟信号。例如，模-数转换器电路184可以用于数字化一个或多个模拟麦克风信号。这些麦克风信号可以经路径16从配件14接收或者可以从设备12中的麦克风装备接收。数-模转换电路186可以用于生成模拟输出信号。例如，数-模转换电路186可以接收对应于媒体重放事件的音频部分的数字信号、用于电话呼叫的音频、噪音消除信号、告警音调或信号（例如，蜂鸣声或者铃声）或者任何其它数字信号。基于这种数字信息，数-模转换电路186可以产生对应的模拟信号（例如，模拟音频）。

音频数字信号处理器188可以用于对数字化的音频信号执行数字信号处理。例如，如果以语音麦克风噪音消除模式运行配件14，那么来自配件14中的语音麦克风噪音消除麦克风的数字噪音消除信号可以经路径16传送到音频数字信号处理器188。音频数字信号处理器188还可以从配件14中的语音麦克风接收数字音频语音信号并从扬声器噪音消除麦克风接收数字噪音消除信号。利用音频数字信号处理器188的处理能力，来自配件14的数字噪音消除麦克风信号可以从数字音频语音信号和从数字扬声器信号中被数字化地除去。设备12处理能力以这种方式的使用可以帮助减小放到配件14上的处理负担。这可以允许配件14由不太昂贵和不太复杂的电路构造。功耗效率和音频性能也可以被增强。如果期望的话，配件14中的数字音频处理电路可以用于支持或者代替音频数字信号处理器188的音频处理功能。例如，配件14中的数字噪音消除电路可以用于为配件14的扬声器消除噪音。

电收发器190可以用于利用配件14中的对应电收发器经路径16支持单向的或者双向的电数字通信。光收发器210可以用于利用配件14中的对应光收发器经路径16支持单向的或者双向的光学数字通信。光收发器210可以具有光发送器212和光接收器216。发送器212可以包括诸如光源214的光源。光源214可以是发光二极管（LED）、激光二极管或者任何其它合适的光源。由光源214产生的光可以是可见光、红外线光或者可以具有其它合适的波长。检测器218可以由接收器216用于把来自光学路径206（这条路径是路径16的路径200的扩展）的进入光信号转换成电信号。在光数据发送过程中，来自源214的光可以利用光学路径206传送到路径16的光学路径200。

任何合适的通信协议都可以由收发器190和210使用。例如，可以使用包括诸如错误校正功能的功能的协议。数据可以在包或者其它合适的数据结构中发送。由图3的电路180（例如，由收发器190中的电路）产生的时钟可以与数据一起发送。例如，收发器190和/或收发器210可以在所发送的数字数据流中嵌入可变的时钟。

电源电路220可以用于（例如，从设备12中的电池）向连接器38中的电触点提供功率。

诸如图2的切换电路160的切换电路可以用于选择性地把音频连接器38的触点连接到视频、音频、通信与控制电路180、电源电路220及设备12中的其它电路中的电路。例如，当期望从编解码器182向连接器38提供模拟音频输出信号时，切换电路可以相应地由设备12的控制与处理电路进行调整。当期望把电数字信号路由到音频连接器38的音频触点时，切换电路可以用于把收发器190连接到音频连接器38。功率信号和其它信号也可以由切换电路160选择性地路由到连接器38。图2的光学路径206和关联的光学路径200可以用于把光信号传送到设备12或者从设备12传送光信号。

可以用于为配件14处理信号处理任务的说明性电路在图4中示出。如图4所示，配件14可以包括部件与处理电路192。电路192可以包括例如电池、开关、显示器、触摸屏、键盘、集成电路、离散部件等部件。电路192还可以包括诸如麦克风和扬声器的部件。在图4的例子中，配件14包括麦克风222、226、230和231而且包括扬声器224和228（在图中单独示出）。扬声器224和228可以是例如一对耳塞中的左右扬声器或者其它外部装备中的左右扬声器。麦克风222和226可以是分别用于收集与扬声器224和228关联的环境噪音信号的噪音消除麦克风。利用噪音消除技术，环境噪音信号可以用于减小通过扬声器224和228所播放的音频中的噪音。还可以为麦克风实现噪音消除技术。例如，麦克风230可以是用于在电话呼叫过程中收集用户语音或者用于记录音频剪辑的语音麦克风。麦克风231可以用于收集与麦克风230的使用关联的环境噪音信号而且因此可以充当麦克风230的噪音消除麦克风。

噪音消除操作可以利用模拟电路或者利用数字处理技术执行。用于实现噪音消除和用于实现其它功能的数字音频处理操作可以在配件14中本地执行或者可以在设备12中远端执行。如图4所示，电路192可以包括音频处理电路232。电路232可以包括模数转换器电路234（例如，用于数字化来自配件14中的麦克风的模拟音频信号）和数模转换器电路236（例如，把数字信号转换成模拟信号，其通过配件14的扬声器被重放）。

如联系图2所描述的，配件14可以经路径16与设备12通信。路径16可以包括连接到连接器34中对应电触点并因此连接到电接口238的电线。路径16还可以包括连接到光学接口252的光学路径（示为路径200）。电接口238可以包括切换电路（例如，图2的切换电路164）及诸如发送器240和接收器242的电收发器电路241。发送器240和接收器242可以用于支持与电收发器190（图3）中对应的接收器和发送器电路的电通信。切换电路164（图2）可以用于调整配件14中的电路径，以支持期望的工作模式。特别地，图2的电路164可以用于把麦克风触点M、左右通道触点L和R及地触点G连接到配件14中的适当电路，而设备12中的切换电路160用于把连接器38中对应的触点连接到设备12中的适当电路。

经路径16的光学通信可以利用光学通信接口电路252的光收发器202来支持。发送器244可以包含诸如源246的光源。源246可以包括一个或多个激光二极管、发光二极管，等等。接收器248可以包括诸如检测器电路250的检测器。检测器250可以包括一个或多个用于接收从设备12经光学路径200发送的光信号的光电检测器。

电路192可以使用电接口238来支持经路径16与设备12的电通信。电路192可以使用光学接口252来支持经路径16与设备12的光学通信。

电路232可以用于本地实现噪音消除功能。在一种使用数字处理技术的典型本地噪音消除布置中，模拟麦克风信号是利用模数电路234数字化的。处理电路232经路径16从设备12接收数字形式（光或者电）的音频信号（例如，重放的音乐）。然后，音频处理电路232可以使用数字处理技术从重放的音频中取消噪音。结果产生的音频信号可以利用数模转换器电路236转换成用于扬声器224和228的模拟信号。

在一种典型的远端噪音消除技术中，模数转换器电路234可以用于数字化来自配件14中的噪音消除麦克风，诸如麦克风222、麦克风226和麦克风231，的环境噪音信号。电接口238和/或光学接口252可以用于把这些信号发送到配件14。使用光学路径200把数字音频信号从配件14传送到设备12的一个优点是光学路径200通常不受电干扰而且可能能够支持具有相对大数据速率的信号。设备12可以利用收发器190和/或收发器210（图3）从噪音消除麦克风接收数字噪音消除信号。然后，音频数字信号处理器188可以用于执行噪音消除操作。结果产生的噪音消除音频信号可以经路径14返回到配件14（例如，利用来自编解码器182的模拟输出、来自收发器190的电数字信号或者来自收发器210的光学数字信号）。在配件14中，模拟信号可以路由到扬声器224和228。如果噪音消除音频是以数字形式提供的，则电接口238和/或光学接口252可以把这些信号提供给电路232。然后，数模转换器电路236可以把数字音频转换成模拟音频，以在扬声器224和228上重放。

如果期望的话，其它特征可以在本地和/或在远端实现。例如，配件14可以使用电路192本地处理用户输入数据，诸如按钮启动数据、视频、图像或者传感器数据。通过利用电接口238和/或光学接口252经路径16把本地信号传送到设备12，这些信号还可以被远端处理。使用音频处理电路232实现本地和远端处理操作仅仅是说明性的。

如果期望的话，设备12可以耦合到充当多个设备之间接口的外部装备。这种类型的布置在图5中示出。

如图5所示，系统10包括电子设备12。电子设备12包括电接口电路（收发器）190和光学接口电路（收发器）210。路径16A可以包括电路径88A和光学路径200A。路径16A可以用于把电子设备12连接到电子装备14A。装备14A可以使用电接口电路238A（电收发器电路）与设备12经电路径88A通信。装备14A可以使用光学接口电路252A（光收发器电路）与设备12经光学路径200A通信。

装备14A可以充当设备12与一个或多个附加装备14B之间的接口（有时候称为中断箱）。在图5的系统10中互连的设备可以是例如消费电子设备，诸如接收器、机顶盒和电视机。互连的设备还可以包括计算机、音频装备（例如，乐器、演播室监视器、音效盒，等等）、视频装备（例如，显示器、视频处理器，等等）、打印机和其它外围设备、通信装备，等等。

如图5所示，装备14A可以使用电接口电路238A利用路径16B中的电路径88B与一个或多个装备14B中对应的电接口电路238B（收发器电路）通信。这允许功率和/或电数据信号利用装备14A分发到装备14B。功率和/或数据信号可以在设备12中产生或者可以在装备14B中产生。装备14A还可以使用光学接口电路252A利用路径16B中的光学路径200B与一个或多个装备14B中对应的光学接口电路252B（收发器电路）通信。这允许来自设备12或者一个所述设备14B的光信号分发到系统10中的其它装备。

作为例子，考虑装备14B作为音频中断箱的使用。在这种类型的布置中，装备（设备）12可以是具有一个或多个音频和视频卡的计算机。这些卡可以利用路径16A耦合到设备14A。装备14B可以包括乐器装备，诸如吉它、电子合成器、演播室监视器、语音麦克风、乐器麦克风，等等。在装备14B中，光学接口电路252B可以用于携带数字光学数据，诸如数字音频数据。例如，在电子合成器中，电子合成器与中断箱14A之间的光学路径可以用于携带乐器数字接口（MIDI）数据和/或数字音频。在吉它中，吉它和中断箱14A之间的光学路径可以用于携带来自吉它中拾音器或者单板效应电路的数字音频数据。麦克风和演播室监视器可以使用光学路径携带数字音频数据。

为了支持传统的电缆并增强与不一定包含光学路径的装备的兼容性，在系统10中使用的混合光-电连接器可以使用多种形式因子。例如，在路径16A和16B中电缆的一端或两端上的连接器可以是USB连接器、诸如3.5mm插孔与插头的音频连接器或者四分之一英寸的插孔与插头、公母XLR连接器、其它连接器或者这些连接器的组合。作为例子，电缆可以在一端具有混合的电-光连接器而在另一端具有较大或较小音频连接器或者其它的连接器。这种类型布置中的混合连接器可以基于USB形式因子、XLR形式因子、音频连接器形式因子（例如，3.5mm或者四分之一英寸，等等）、基于XLR-1/4”音频连接器混合的连接器，等等。另一端上的连接器可以具有传统的电能力而且可以基于USB形式因子、XLR形式因子、音频连接器形式因子（例如，3.5mm或者四分之一英寸，等等）、基于XLR-1/4”音频连接器混合的连接器，等等。在系统中的电缆中或其它地方的电路可以用于在光学和电信号格式之间转换。电缆中的电路径可以是平衡的或者不平衡的。系统10中每块装备都可以具有接纳电缆末端处的连接器的配对连接器。

如图6所示，路径16在两端都可以具有混合的光电连接器。设备12可以具有诸如连接器254的连接器，该连接器包含电（“E”）和光学（“O”）接口（收发器）。电缆70可以具有一对光电连接器。光电连接器256可以具有与设备12的连接器254中的对应光学路径和电触点配对的光学路径和电触点。光电连接器258可以与设备14中的光电连接器260配对。设备12和14可以是蜂窝电话或者其它的电设备、诸如耳机的配件或者其它电装备，等等。设备14可以具有可选的附加连接器，诸如用于与附加部件接口的光电连接器262（例如，如联系图5所描述的）。如果期望的话，设备12也可以具有多于一个光电连接器。

当期望互连每块都包含用于接纳配对电缆连接器的连接器的装备块时，图6所示类型的布置可能是令人满意的。在有些情况下，可能期望使用硬连线的电缆连接代替或者与连接器类型的布置结合。例如，耳麦可以有具有连接器的电缆尾光纤（pigtail）。在这种情况下，路径16中的电缆可以一端具有连接器，而另一端直接连接到设备中的电路，而不使用连接器。这种类型的一种配置在图7中示出。如图7所示，设备12可以具有光电连接器254。路径16中的电缆70可以在一端具有诸如连接器256的连接器。连接器256可以与连接器254配对，以便支持光学和电通信。在设备14中，电缆70中的电线和光学路径可以硬连线到电与光学接口电路，而不使用连接器（在图7中示为硬连线的连接264）。图7中的设备14可以具有诸如光电连接器262的连接器，以便与附加的装备接口（例如，如联系图5所描述的）。

电缆70可以包含光电接口电路。这种类型的一种布置在图8中示出。如图8例子中所示出的，电缆70可以包含接口电路266。在一端，电缆70可以具有与设备12的光电连接器254配对的光电连接器（连接器256）。光电连接器256可以具有从光纤和/或其它光学耦合结构形成的光学路径及电触点。连接器256的光学路径和电触点可以与设备12的连接器254中的对应光学路径和电触点配对。在其另一端，电缆70可以具有电连接器（连接器268），该连接器具有与设备14的对应电连接器270中的电触点配对的电触点。电路径可以直接在连接器256和连接器268的电触点之间形成和/或源于连接器256的电触点的电路径中的电线可以在与接口电路266关联的电端子终止。当来自连接器256的电信号被接口电路266接收时，接口电路266可以在连接器268中的一些或者全部电触点上重新发送这些电信号，反之亦然。

图8的设备14可以具有支持与附加装备的连接的其它端口（例如，由电连接器276形成的端口）。接口电路266可以包含光电转换器电路272和电光转换器电路274。电路272和274可以包括发送和接收光信号的光收发器电路与发送和接收电信号的电收发器电路。例如，光电转换器电路272可以包括光电检测器。电光转换器电路274可以包括光源。在工作过程中，设备14可以使用光源通过连接器254、256中的光学路径及电缆70发送光信号。电路272可以从电缆70中的光学路径接收已经被设备12发送的光信号，而且可以利用光电检测器利用电连接器268和配对的电连接器270产生提供给设备14的对应电信号。电路266可以经连接器270和连接器268从设备14接收电信号，而且可以使用电光转换器电路274的光源产生对应的光信号。这些光信号可以利用电缆70中的光学路径传送给设备12。

在图6、7和8所示类型的布置中，电光连接器和电连接器可以实现为3.5mm TRS音频连接器或者其它音频连接器，可以实现为XLR连接器，或者可以使用其它合适的形式因子。电缆70中的光学路径可以由耦合到波分多路复用过滤器和对应的源与检测器的单条光纤形成。例如，单条光纤可以在图8的布置中用于把光信号从连接器256传送到光电转换器电路272。在接口266中，波分多路复用过滤器可以用于把来自具有第一波长的电缆70的光学路径的光路由到电路272中的光电检测器而且可以用于把来自电路274中光源的具有第二波长的光路由到电缆70的光学路径。

诸如电缆70的说明性电缆的横截面侧视图在图9中示出。在图9的例子中，电缆70具有四条电线278和单条光纤（光纤280）。电线278和光纤280可以包在插孔282中。如果期望的话，附加的部件可以包括在电缆70中（例如，加强光纤的绞线、介电填充物、金属编织物或者薄片（例如，用于电磁屏蔽），等等）。电线278可以由固态导体（例如，固态铜线）或者由绞线形成。塑料涂层或者其它的绝缘体可以围绕每条电线，以防止短路。光纤280可以由对光（例如，对红外线或者可见光）透明的材料形成。用于光纤280的合适材料包括塑料和玻璃。光纤280可以是多模光纤或者可以是单模光纤。一层或多层（例如，内核层、包层、加强层，等等）可以包括在光纤280中。

电线278可以用于在路径16中形成电路径。光纤280可以用于形成光学路径。尽管在图9的说明性横截面视图中示出了四条电线和单条光纤，但这仅仅是一个例子。电缆70可以包含少于四条电线或者多于四条电线而且可以包括一条、两条或者多于两条光纤。例如，电缆70可以包含两条光纤280，如图10所示。

当路径16包含单条光纤时，光信号可以在一个方向中发送。例如，设备12中的发送器可以把光信号发送到装备14中对应的接收器，或者装备14中的发送器可以把光信号发送到设备12中对应的接收器。也可以支持双向通信。利用一种合适的布置，时分多路复用方案可以用于支持双向通信。在时分多路复用策略中，设备12和装备14可以轮流使用光学路径。在某些时间周期，设备12可以向装备14发送光信号。在其它时间周期，装备14可以向设备12发送光信号。

也可以支持单条光纤上同时的双向通信。例如，多个波长的光可以在系统中使用。电子设备12可以利用第一波长的光发送上行数据，而同时装备14利用第二波长的光发送下行数据。当电缆包含多条光纤时（如对于图10的说明性电缆），一条光纤可以用于上行通信，而另一条光纤用于下行通信。多光纤电缆中的每条光纤都还可以利用时分或者波分多路复用技术用于双向通信。

在电缆70中，构成光学路径的光纤可以位于电缆的中心（即，以同轴方式沿其纵轴行进）或者可以位于电缆的其它合适的部分中（例如，靠近塑料插孔或者与其它材料的绞线缠绕）。在光电连接器中，光纤可以耦合到帮助把光导入导出光纤的透明结构。这些透明结构可以包括同轴长度的光纤、环形（环形状的）透明绝缘体（例如，既充当用于光的透明导管又充当将连接器中的电触点彼此隔离的电绝缘体），等等。

可以用作光电音频插头和配对的光电音频插孔的说明性配置在图11中示出。如图11所示，音频连接器38（例如，TRS音频插孔）可以包含电触点74、76、78和80（分别标记下为R1、R2和S）而且可以具有关联的光收发器208。图11的图示出了部分插入到插孔38中的插头34。当插头34完全插入到插孔38中时，电触点48、50、52和54（分别标记为T、R1、R2和S）构成了与触点74、76、78和80配对的对应电连接。光学路径200可以放置成与收发器208接触或者可以放置成充分靠近收发器208，使得光信号（光）可以耦合在收发器208与路径200之间。如果期望的话，插孔38可以包括诸如图2的构件206的光学构件，该构件插入光学路径200中，以帮助在收发器208的输入-输出端口286与光学路径200的尖284之间传送光信号。在这种类型的配置中，光学构件（这可以是例如短长度的光纤）可以充当路径200的延伸部分。

在图11所示类型的配置中，在电缆70中和连接器34中可能只有单条光纤。因此，可能期望使用波分多路复用技术来支持光纤上的双向通信。波分多路复用可以利用波分多路复用（WDM）光纤来实现。如图12所示，例如，对应的WDM过滤器可以耦合到路径16的每一端。在设备12中，源212可以通过光学路径290（例如，光纤）耦合到WDM过滤器288的输入端口。检测器218可以通过光学路径292（例如，光纤）耦合到WDM过滤器288的输出端口。路径200（例如，光纤）可以（通过直接连接或者经光学路径扩展，诸如图2的光学路径扩展206）耦合到WDM过滤器288的输入-输出端口。在设备14中，WDM过滤器294可以具有耦合到路径200的输入-输出端口、（例如，通过光学路径296）耦合到检测器250的输出端口及（例如，通过光学路径298）耦合到源246的输入端口。

WDM过滤器294和288根据波长组合和分离光。例如，从源212离开的第一波长的光可以通过WDM过滤器288路由到路径200。在设备14中，WDM过滤器294可以把这第一波长的光路由到检测器250的输入。设备14中的源246可以发送第二波长的光，其中该第二波长与所述第一波长不同。WDM过滤器294可以把这第二波长的光路由到路径200上。在设备12中，WDM过滤器288可以把第二波长的光路由到检测器218的输入。WDM过滤器288和294可以利用光栅、耦合的波导等来实现。如果在波分多路复用方案中期望多于两个波长，则附加的WDM过滤器或者具有附加端口的过滤器可以用于容纳附加的源与检测器。如果期望的话，图12所示类型的WDM过滤器配置可以用在联系图6、7和8所述类型的系统中（作为例子）。

在图11所示类型的布置中，光学路径200可以利用同轴光纤（即，沿电缆70和连接器34与38的中心纵轴行进的光纤）构成。这种类型布置中的音频连接器34和38不需要放置成特定的旋转朝向，以确保路径200与收发器之间适当的光耦合，因为图11布置中的连接器34和38是径向对称的。

但是，如果期望的话，连接器34和38可以具有对准特征，以帮助在配对时这些连接器维持特定期望的旋转朝向。这种类型的布置在图13中示出。如图13所示，插头34和插孔38可以沿纵轴304对准。插头34可以具有一个或多个啮合特征，诸如啮合特征300（例如，突起）。插孔38可以具有一个或多个配对的啮合特征，诸如啮合特征302（例如，缺口或者其它的凹口）。当用户期望沿轴304把插头34插入插孔38时，用户可以在方向306中关于轴304旋转插头34。一旦啮合特征适当地对准了（即，一旦特征300和302处于旋转对准），插头34就可以完全插入到插孔38中。

当图13所示类型的旋转对准特征用在音频连接器中时，可以确保插头34与插孔38之间期望的旋转对准。因此，源212和检测器218可以位于设备12中特定的已知位置，如图14所示。在图14的例子中，路径200包括第一光纤280A和第二光纤280B。在设备14中，光纤280A耦合到检测器250，而光纤280B耦合到源246。当插头34连接到插孔38时，对准特征300和302（图13）啮合并由此确保光纤280A正确地与源212对准而且光纤280B正确地与检测器218对准（或者，在使用WDM过滤器的配置中，路径200中的单条光纤与WDM过滤器的输入-输出端口对准）。

在不使用对准特征的系统中，可能期望提供具有径向对称光耦合结构的插头34和插孔38。作为例子，考虑图15的插头配置。如图15所示，插头34可以具有环形光学结构310和同心环形光学结构308。结构310和308可以是环形的透明构件，其光耦合到电缆70中对应的光纤并且围绕在其上形成插头的尖触点、环触点和套触点的叉（伸长的叉形构件309）。结构310和308可以由透明塑料、玻璃或者其它合适的透明物质（例如，对于红外线或者可见光透明）构成。图15的例子包括两个环形光耦合结构，但是，如果期望的话（例如，当使用联系图12所述类型的WDM布置时），只具有单个光耦合结构的布置也可以使用。

因为诸如光耦合结构310和308的光耦合结构是径向对称的，所以图15所示类型的布置的使用帮助确保在音频连接器之间有适当的光耦合（例如，光学路径200和收发器208之间的光耦合），而不管插头34与插孔38之间的旋转朝向。如果期望的话，一个或多个环形光耦合结构可以包括在插孔38中，如图16所示。在这种类型的布置中，耦合结构308具有大于构成插孔38内部的圆柱形腔体的圆形开口的直径的直径，而且耦合结构310具有大于耦合结构308直径的直径。耦合结构308可以用于把从插头34的光耦合结构308进入的光路由到设备14中的检测器。插孔38的耦合结构310可以用于把从设备12中的源发射的光路由到插头34中的光耦合结构310（图15）。插孔38和插头34中的环形光耦合结构可以用于彼此配对或者可以用于与源、检测器或者光纤配对，所述光纤在其连接器中具有固定的位置但没有完全包围该连接器。例如，插头34中的环形光耦合结构可以与图14所示类型的源和检测器耦合，或者插孔38中的环形光耦合结构可以与诸如插头34中光纤280A和280B的光纤耦合。

其中插头34的环形光耦合结构用于与插孔38中的源和检测器配对的插头与插孔的横截面侧视图在图17中示出。如图17所示，外面的环形光耦合结构308可以耦合到光纤280A，而内部的环形光耦合结构310可以耦合到光纤280B。环形光耦合结构308将把光纤280A光耦合到源212，而不管插头34在插孔38中的旋转朝向。类似地，光耦合结构310将把光纤280B光耦合到检测器218，而不管插头34与插孔38之间的旋转朝向。

如果期望的话，光可以发送通过在插头34与插孔38中的电触点之间形成的透明光耦合结构。插头34与插孔38中的每个电触点（即，尖、环和套触点）可以利用环形的透明介电结构（例如，玻璃、塑料或者在频谱中的红外线或可见部分中透明而且电绝缘的其它介电材料）与相邻的电触点电绝缘。因此，这些结构可以服务于两个目的。从电方面讲，介电结构是阻止电流在相邻电连接器之间流动的绝缘体。这防止电触点彼此短路。从光学方面讲，所述介电结构的至少一些对路径200上的光信号是透明的。这允许光信号在光收发器与光学路径200之间耦合。

其中透明介电结构在插头34与插孔38的对应电触点之间形成的连接器布置在图18中示出。如图18所示，插头34可以具有触点48、50、52和54，其与插孔38中对应的触点74、76、78和80配对。图18的触点48、50、52和54是环形的。配对触点74、76、78和80可以利用中空的环形弹簧金属片形成，其向内突出并且与插头34的触点或者其它合适的电触点接触。在一种典型的配置中，插头34的触点被电介质（见例如介电带56，该介电带56隔离尖触点48与环触点50）隔开。

隔离插头34中电触点的至少一些电介质还可以充当用于光信号的透明窗口。在图18的例子中，环形光带312可以由诸如透明塑料或者透明玻璃的电介质形成。光耦合结构314（例如，一个或多个透明塑料或玻璃构件）可以用于把光带结构312光耦合到光学路径280B。光学结构312和314插在触点50与52之间，因此可以帮助彼此隔离触点50和52。环形光带316也可以由诸如透明塑料或者透明玻璃的电介质形成。光耦合结构318（例如，一个或多个透明塑料或玻璃构件）可以用于把光带结构316光耦合到光学路径280A。当插头34插入到插孔38中时，如图18所示，结构312和314可以把源212光耦合到路径280B，而结构316和318可以把检测器218光耦合到路径280A。

对于这种类型的布置，路径280B可以由插孔38用于发送来自设备12的光信号，而路径280A可以由插孔38用于接收用于设备12的光信号。如果期望的话，其它布置也可以使用。例如，插孔38和插头34可以具有单条光学路径，而不是多条光学路径。在这种类型的布置中，双向通信可以利用如联系图12所述的波分多路复用技术或者时分复用技术来支持。而且，任何对应的触点对都可以被透明绝缘体结构隔开。图18例子中R1和R2触点被一个这种结构分隔开及R2和S触点被另一个这种结构分隔开仅仅是说明性的。如果期望的话，所述透明绝缘体结构可以作为单个材料块形成。两个或多个相邻的单独透明材料块的使用（例如，象图18的结构312/314和结构316/318的两块结构）是作为例子示出的。

如图18所示，插孔38还可以在相邻触点之间的间隙中具有诸如结构320和322的透明绝缘结构。如果期望的话，这些结构可以帮助彼此隔离插孔38中的电触点。结构320可以具有纤维形状、环形状或者其它合适的形状而且可以用于把来自源212的光制导到结构312中。结构322可以具有纤维形状、环形状或者其它合适的形状而且可以用于把来自结构316的光引导到检测器218中。在波分多路复用布置中，只需要使用透明绝缘体光耦合结构320和322中的一个。在这种类型的情况下，光耦合结构可以耦合到WDM过滤器，诸如图12的过滤器288。

源212和检测器218（或者，在WDM配置中，是WDM过滤器288）可以位于围绕插头34的特定旋转朝向（如图18例子中所示的）或者可以在围绕插头34的一个或多个径向位置形成。在其中只使用一个径向位置的配置中（例如，在图18例子中所示出的源212和检测器218的12：00位置），结构320和322可以用于帮助集中和制导在所述径向位置与插头34中径向一致的环形结构，诸如结构312和316或者其它的透明绝缘体插头结构，之间的光。

如果期望的话，诸如图13的特征302和300的啮合特征可以联系图18所示类型的连接器使用。当使用啮合特征时，只要插头34与插孔38耦合到一起，插头34和插孔38之间的旋转朝向就是已知的。因此，光耦合结构314和318可以配置成制导来自和去向围绕插头34的特定径向位置（例如，在图18例子中所示出的源和检测器的12：00位置）的光。以这种方式，可以避免以别的方式可能与以径向一致方式展开光信号关联的信号强度减小。

图19是说明性电子设备与关联的配件的透视图。如图19所示，配件14可以具有基座334，插头34从该基座垂直突出。基座334可以充当支撑电子设备的台子。基座结构334可以有腔体336。腔体336可以具有配置成接收并支撑设备12末端338的尺寸与形状。电缆330和连接器332可以连到附加的装备，诸如计算机（见例如图1的计算装备20）。电缆330和连接器332可以用于传送模拟信号、功率信号和数字数据信号。当用户期望给设备12中的电池充电或者从设备12播放音频和视频时，用户可以把设备12插入到腔体336中。在这个位置，圆柱形的插头34在配对的圆柱形插孔38中被接纳。通过插头34和插孔38的光学和电路径可以用于在配件14与设备12之间（例如，利用时分复用和/或波分多路复用技术双向地）传送数据和功率。如果期望的话，连接器的电触点可以把功率分发到设备12，而设备12利用光学路径通过连接器把数字光信号传送到配件14。配件14可以具有扬声器或者其它部件，其允许配件14向用户呈现媒体。配件14还可以使用光收发器电路和/或电收发器电路向和从连到电缆330和连接器332的装备中继数据。

图20是显示通过电装备（诸如电子设备）、配件及其它装备，之间的通信路径传送电和光信号中所涉及的说明性步骤的流程图。通信路径一般既包括电路径又包括光学路径。

在步骤324，在用户利用路径16把装备连接到一起之后，系统中的装备可以执行发现操作。这些操作允许系统中的部件确定在系统中还包括什么其它装备并因此允许部件相应地调整它们的设置。作为例子，发现连了只包括电线的传统耳麦的电子设备可以把自己配置成支持模拟音频重放，而发现连了具有光学通信能力的配件的电子设备可以把自己配置成使用其光收发器。

其中系统10中的装备可以确定系统中其它装备的能力的一种方式涉及开关的使用。例如，插孔38可以具有机械触发的、电触发的或者光触发的开关（例如，象光反射传感器的光传感器），当诸如啮合特征300的啮合特征插入到诸如啮合特征302（图13）的配对啮合特征中时，开关会改变状态。音频连接器上啮合特征的存在充当广告其能力的标记。

其中系统10中的装备可以确定系统中其它装备的能力的另一种方式涉及通信协议的使用。例如，系统中的装备可以广播通知其它装备其能力的代码。电子设备或者诸如耳麦的其它配件可以例如发送光或电信息，以使其它装备知道它的光学（与电）能力。通信协议可以是单向的（例如，装备可以广播代码，而不从其它装备接收显著的信息）或者可以是双向的。在一种典型的双向协议中，系统中的装备例如可以响应接收到的查询发送通知其它装备其能力的信息或者可以作为更复杂的双向数据交换的一部分交换能力信息。

在发现操作324中，系统10中的装备可以发现关于其它装备的信息，诸如该装备支持什么类型的通信协议、该装备包含什么类型的收发器、该装备是否包含光收发器，等等。

在步骤326，系统中的装备可以执行链路建立操作。例如，系统中的装备可以交换向其它装备通知期望的时钟速率、用于光信号的期望发送功率、期望通信格式（例如，是否将有错误校正能力，数据速率限制，等等）、要传送的期望电源电压（如果有的话）及其它链路设置的数字数据包。

作为例子，考虑其中设备12和装备14每个都包含发光二极管（LED）源的情形。由于当插头34插入插孔38时形成的光耦合的质量及其它变量，光学路径200的衰减可能是不确定的。在步骤326的运行过程中，设备12和装备14可以发送测试光脉冲，同时利用其检测器进行对应的功率测量。基于这些测量，随后设备12和装备14可以协商，建立最优的光信号水平，用于在路径16上通信。协商可以利用电路径和/或利用光学路径发生。通过协商最优信号功率水平，功耗可以最小化，由此增强效率。

一种典型的光功率协商过程可以最初涉及测试包从配件以初始功率P1（例如，低或者最低功率设置）的发送。作为响应，电子设备可以利用其光收发器测量所接收到的光信号中的功率量。一旦测量出这个功率水平，电子设备就可以对该配件做出响应。例如，该电子设备可以利用该电子设备中的电收发器对该配件做出响应。电子设备的响应可以指示功率P1是用于将来经链路进行光通信的可以接受的水平。如果所测量到的功率低，则电子设备的响应可以请求配件增加其光发送功率。这种协商过程可以继续，直到两个设备对用于链路的可接受的光功率水平达成一致。电子设备和配件中的光发送器都可以用这种方式来校准。

在系统10中的装备之间的通信链路在步骤326中建立以后，装备可以在正常的系统操作过程中（步骤328）使用这些链路。例如，链路16中的光学和电路径可以用于传送视频数据（包括音频音轨）、音频数据（例如，用于噪音消除方案）、控制信号，等等。

根据一种实施方式，提供了包括多个电触点的音频-视频连接器，及插在对应的一对电触点之间的至少一个透明绝缘构件。

根据另一种实施方式，提供了其中电触点包括至少一个环形电触点的音频-视频连接器。

根据另一种实施方式，提供了其中透明绝缘构件包括塑料的音频-视频连接器。

根据另一种实施方式，提供了其中电触点包括尖触点、至少一个环触点和套触点的音频-视频连接器。

根据另一种实施方式，提供了其中电触点包括尖触点、两个环触点和套触点的音频-视频连接器。

根据另一种实施方式，提供了其中电触点包括至少尖、环和套触点并且其中透明绝缘构件与环触点相邻的音频-视频连接器。

根据另一种实施方式，提供了其中透明绝缘构件包括环形光耦合结构的音频-视频连接器。

根据另一种实施方式，提供了还包括至少一个光纤结构的音频-视频连接器，其中该光纤结构光耦合到所述至少一个透明绝缘构件。

根据另一种实施方式，提供了还包括第一和第二光学路径的音频-视频连接器，其中所述至少一个透明绝缘构件包括第一和第二透明绝缘构件，其中第一透明绝缘构件光耦合到第一光学路径，并且其中第二透明绝缘构件光耦合到第二光学路径。

根据另一种实施方式，提供了其中电触点包括尖触点、第一环触点、第二环触点和套触点的音频-视频连接器，其中第一透明绝缘构件位于第一对电触点之间，并且其中第二透明绝缘构件位于第二对电触点之间。

根据另一种实施方式，提供了还包括啮合特征的音频-视频连接器。

根据另一种实施方式，提供了其中所述啮合特征包括塑料突起的音频-视频连接器。

根据另一种实施方式，提供了其中电触点包括3.5mm音频插头上的触点的音频-视频连接器。

根据一种实施方式，提供了包括多个电触点的尖环套插头，其中的电触点包括尖电触点、至少一个环电触点和套电触点，还包括至少一个插在一对电触点之间的透明绝缘光耦合结构。

根据另一种实施方式，提供了其中所述多个电触点包括3.5mm插头中的电触点的尖环套插头。

根据另一种实施方式，提供了还包括至少两条隔离的光学路径的尖环套插头。

根据一种实施方式，提供了包括环形电触点、传送光的至少一个光耦合结构的连接器，其中所述光耦合结构包括插在一对环形电触点之间的环形透明绝缘体。

根据另一种实施方式，提供了其中环形电触点包括插头上的尖、环和套触点的连接器。

根据另一种实施方式，提供了其中电触点包括3.5mm插头上的电触点并且其中光耦合结构包括至少一个透明塑料构件的连接器。

根据另一种实施方式，提供了还包括至少一条光纤路径和至少三条电线的连接器，所述光纤路径把光传送到光耦合结构，所述电线电连接到电触点。

根据一种实施方式，提供了包括位于伸长(elongated)的分叉构件(prong member)上的多个电触点及围绕所述伸长的分叉构件的透明环形光耦合构件的插头。

根据另一种实施方式，提供了其中多个电触点包括尖触点、至少一个环触点和套触点的插头。

根据另一种实施方式，提供了其中伸长的分叉构件包括用于3.5mm音频-视频插头的伸长分叉构件并且其中所述至少一个环形触点包括所述伸长分叉构件上的一对环触点的插头。

根据另一种实施方式，提供了其中透明环形光耦合构件光耦合到光纤的插头。

以上仅仅是说明本发明的原理，在不背离本发明范围与主旨的情况下，可以由本领域技术人员进行各种修改。以上实施方式可以单独地或者以任何组合实现。

Claims (24)

1.一种音频-视频连接器，包括：

多个电触点；及

至少一个透明绝缘构件，插在相应的一对电触点之间。

2.如权利要求1所述的音频-视频连接器，其中电触点包括至少一个环形电触点。

3.如权利要求1所述的音频-视频连接器，其中透明绝缘构件包括塑料。

4.如权利要求1所述的音频-视频连接器，其中电触点包括尖触点、至少一个环触点和套触点。

5.如权利要求1所述的音频-视频连接器，其中电触点包括尖触点、两个环触点和套触点。

6.如权利要求1所述的音频-视频连接器，其中电触点包括至少尖、环和套触点，并且其中透明绝缘构件与环触点相邻。

7.如权利要求1所述的音频-视频连接器，其中透明绝缘构件包括环形光耦合结构。

8.如权利要求1所述的音频-视频连接器，还包括至少一个光纤结构，所述光纤结构光耦合到所述至少一个透明绝缘构件。

9.如权利要求1所述的音频-视频连接器，还包括第一和第二光学路径，其中所述至少一个透明绝缘构件包括第一和第二透明绝缘构件，其中第一透明绝缘构件光耦合到第一光学路径，并且其中第二透明绝缘构件光耦合到第二光学路径。

10.如权利要求9所述的音频-视频连接器，其中电触点包括尖触点、第一环触点、第二环触点和套触点，其中所述第一透明绝缘构件位于第一对电触点之间，并且其中所述第二透明绝缘构件位于第二对电触点之间。

11.如权利要求1所述的音频-视频连接器，还包括啮合特征。

12.如权利要求11所述的音频-视频连接器，其中所述啮合特征包括塑料突起。

13.如权利要求1所述的音频-视频连接器，其中电触点包括3.5mm音频插头上的触点。

14.一种尖-环-套插头，包括：

多个电触点，包括尖电触点、至少一个环电触点和套电触点；及

至少一个透明绝缘光耦合结构，插在一对电触点之间。

15.如权利要求14所述的尖-环-套插头，其中所述多个电触点包括3.5mm插头中的电触点。

16.如权利要求14所述的尖-环-套插头，还包括至少两条隔开的光学路径。

17.一种连接器，包括：

环形电触点；

至少一个传送光的光耦合结构，其中所述光耦合结构包括插在一对环形电触点之间的环形透明绝缘体。

18.如权利要求17所述的连接器，其中所述环形电触点包括插头上的尖触点、环触点和套触点。

19.如权利要求17所述的连接器，其中所述电触点包括3.5mm插头上的电触点，并且其中所述光耦合结构包括至少一个透明塑料构件。

20.如权利要求17所述的连接器，还包括至少一条把光传送到光耦合结构的光纤路径和至少三条电连接到电触点的电线。

21.一种插头，包括：

多个位于伸长的分叉构件上的电触点；及

透明环形光耦合构件，围绕所述伸长的分叉构件。

22.如权利要求21所述的插头，其中所述多个电触点包括尖触点、至少一个环触点和套触点。

23.如权利要求22所述的插头，其中所述伸长的分叉构件包括用于3.5mm音频-视频插头的伸长的分叉构件，并且其中所述至少一个环触点包括所述伸长的分叉构件上的一对环触点。

24.如权利要求21所述的插头，其中所述透明环形光耦合构件光耦合到光纤。

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