CN104918154B - 耳机插座及检测耳机是否插入到位的方法 - Google Patents
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Abstract
一种耳机插座及检测耳机是否插入到位的方法，属于电子技术领域。所述耳机插座包括：侧壁、底部、位于侧壁上夹持元件、位于底部的第一检测端、位于侧壁或底部上的第二检测端、以及与所述第二检测端电连接的薄膜开关；其中，所述夹持元件用于在耳机插头插入所述耳机插座时夹持所述耳机插头；当所述耳机插头插入不到位时，所述薄膜开关与所述第一检测端电性隔离；所述薄膜开关用于在耳机插头插入到位时在所述耳机插头的压力下产生弹性形变并与第一检测端电连接，以将所述第一检测端电连接至所述第二检测端，并改变所述第一检测端和第二检测端之间的电气特性，以反映该耳机插头在该耳机插座中插入到位。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种耳机插座及检测耳机是否插入到位的方法。
背景技术
在现有的便携式电子设备，比如手机、平板电脑或媒体播放器中，该设备需要知道耳机的插入状态，即耳机是否插入该便携式电子设备中，以及是插了一半还是完全插入。在该便携式电子设备获知耳机的插入状态后，便携式电子设备可进行相应的操作。例如在获知耳机插入后开始打开媒体播放软件与耳机驱动软件之间的接口。在一种典型的应用场景下，耳机的插入检测是由便携式电子设备中的电路来实现进行的。
由于耳机插头部分通常是金属的，当耳机插头插入便携式电子设备的耳机插座，即耳机孔后，通过耳机插座上的DET和L两个接触点(或者管脚)之间的电压改变进检测耳机的插头是否插入到耳机插座。一个简化的耳机插座结构如图1所示，DET接触点和L接触点都具有弹性形变能力，可用于检测耳机是否插入，此外L接触点还可被便携式电子设备用于向耳机传递左声道信号。耳机插座内还具有其他接触点，例如R接触点被便携式电子设备用于向耳机传递右声道信号，GND接触点用于接地，M用于将耳机产生的声音，即麦克风信号传递给该便携式电子设备。耳机插座DET和L两个接触点在耳机未插入之前彼此之间可没有电连接，一旦耳机插头插入到耳机插座中，则DET接触点和L接触点之间短路，即产生电连接，此时DET接触点的电压发生变化，与DET接触点电相连的电路可识别到该电压变化并发送通知信号给便携式电子设备中的底层驱动软件，以便该软件执行做相应的操作，从而使得耳机能被该便携式电子设备正常使用。
在现有技术的另一种方案中，耳机插座上的DET接触点和L接触点之间可以在耳机未插入时维持短路，并在耳机插入后使得DET接触点和L接触点变为开路，即耳机的插入导致断开电连接。此时DET接触点的电气特性也会发生变化，则与DET接触点相连的电路也会基于所述电压改变产生通知信号。
由于现有耳机插座的设计，当耳机插头插入一半的时候，DET接触点和L接触点间电连接关系已经改变，虽然此时耳机并没有完全插入到底，即插入不到位，这可能导致R、GND或M几个接触点(或管脚)的接触不良，使得耳机插头不能很好的适应耳机插座，从而导致异常状况。此时便携式电子设备的软件可能需要通过更加复杂的电压阈值探测方案来进一步确定当前耳机是否插入到位，即确定耳机插头是否完全插入耳机插座。
一种典型的检测耳机是否插入到位的现有方案是通过检测不同插入状态下的检测电路中分压关系来进行的。然而现有的耳机种类繁多，常用的耳机有三段式耳机、美标耳机(LRGM)和国标耳机(LRMG)三种类型，不同耳机插头有不同阻抗，导致耳机插座的结构可能不完全一致，这会导致插入过程中的耳机插头和耳机插座的连接状态非常复杂，从而导致DET点的分压关系中出现很多不同数值。因此现有的通过电路检测分压关系来确定耳机是否插入到位方案需要复杂的电路硬件设计和软件状态机设计，提高了产品实现成本。
发明内容
本发明实施例提供了一种耳机插座及检测耳机是否插入到位的方法，以降低现有的检测耳机是否插入到位的方案的复杂度。
第一方面，本发明实施例提供了一种耳机插座，包括：侧壁、底部、位于侧壁上夹持元件、位于底部的第一检测端、位于侧壁或底部上的第二检测端、以及与所述第二检测端电连接的薄膜开关；其中，所述夹持元件用于在耳机插头插入所述耳机插座时夹持所述耳机插头；当所述耳机插头插入不到位时，所述薄膜开关与所述第一检测端电性隔离，且所述第一检测端和第二检测端之间的电气特性为第一电气特性；所述薄膜开关用于在耳机插头插入到位时在所述耳机插头的压力下产生弹性形变并与第一检测端电连接，以将所述第一检测端电连接至所述第二检测端，并将所述第一检测端和第二检测端之间的电气特性变为第二电气特性，所述第二电气特性用于产生一电信号以反映该耳机插头在该耳机插座中插入到位。
根据第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述薄膜开关包括可发生弹性形变的导电层和覆盖在该导电层上的绝缘层；所述导电层与所述第二检测端电连接，并在耳机插头插入到位时在所述耳机插头的压力下产生弹性形变并与第一检测端电连接；所述绝缘层用于电性隔离所述导电层和所述耳机插头。
根据第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述导电层为金属层。
根据第一方面，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述薄膜开关包括可发生弹性形变的部件和导电连接器；所述导电连接器与所述第二检测端电连接；所述可发生弹性形变的部件在所述耳机插头的压力下产生弹性形变，以促使所述导电连接器与第一检测端电连接。
根据第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述可发生弹性形变的部件使用绝缘材料。
根据第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述可发生弹性形变的部件使用导电材料；所述薄膜开关进一步包括覆盖在该可发生弹性形变的部件上的绝缘层，所述绝缘层用于电性隔离所述可发生弹性形变的部件和所述耳机插头。
根据第一方面、或第一方面的第一种至第五种可能的实现方式中的任一方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述夹持元件包括用于夹持所述耳机插头的多个弹片。
根据第一方面、或第一方面的第一种至第六种可能的实现方式中的任一方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述夹持元件还用于将来自所述耳机插座的信号传输至所述耳机插头。
根据第一方面的第七种可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，所述信号为以下任一项：左声道信号和右声道信号。
据第一方面、或第一方面的第一种至第八种可能的实现方式中的任一方式，在第一方面的第九种可能的实现方式中，述第一电气特性为电性隔离，所述第二电气特性为电连接。
第二方面，本发明实施例还提供了一种便携式电子设备，包括第一方面、或第一方面的第一种至第九种可能的实现方式中的任一方式所揭露的耳机插座、以及检测电路；所述检测电路用于检测所述电信号以识别出该耳机插头在该耳机插座中插入到位。
根据第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述电子设备为便携式电子设备。
第三方面，本发明实施例还提供了一种检测耳机是否插入到位的方法，包括：当耳机插头插入所述耳机插座时，利用位于该耳机插座的侧壁上的夹持元件夹持所述耳机插头；当所述耳机插头插入不到位时，所述耳机插座内的薄膜开关仅与位于耳机插座的所述侧壁或底部上的第二检测端电连接，并避免与位于耳机插座的底部的第一检测端电连接，且所述第一检测端和第二检测端之间的电气特性为第一电气特性；当所述耳机插头插入到位时，所述薄膜开关用于在所述耳机插头的压力下产生弹性形变并与第一检测端电连接，以将所述第一检测端电连接至所述第二检测端，并将所述第一检测端和第二检测端之间的电气特性变为第二电气特性，所述第二电气特性用于产生一电信号以反映该耳机插头在该耳机插座中插入到位。
本发明实施例提供了一种耳机插座及检测耳机是否插入到位的方法，通过在耳机插座中设置可发生弹性形变的薄膜开关来连接不同的检测端，达到改变不同检测端之间的电气特性，从而产生用于反映该耳机插头插入到位的电信号，实现了对耳机插头插入到位的检测。本实施例提供的技术方案采用具有机械的结构开关实现检测，避免使用复杂的分压关系检测电路或检测软件，技术方案实现简单且降低了实现成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例或现有技术的简化示意图，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术提供的一种简化的耳机插座结构的示意图；
图2为本发明实施例提供的一种简化的耳机插座结构的示意图；
图3为本发明实施例提供的一种沿耳机插入方向所看到的耳机插座简化结构的示意图；
图4为本发明实施例提供的一种检测耳机是否插入到位的简要系统的示意图；
图5为本发明实施例提供的一种薄膜开关的简化结构的示意图；
图6为本发明实施例提供的另一种薄膜开关的简化结构的示意图；
图7为本发明实施例提供的另一种薄膜开关的简化结构的示意图；
图8为本发明实施例提供的一种检测耳机是否插入到位的方法的简要流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图2为本发明实施例提供的一种耳机插座20的简化结构示意图。该耳机插座20包括：侧壁21、底部22、位于侧壁21上夹持元件23、位于底部22的第一检测端24、位于侧壁21或底部22上的第二检测端25、以及与所述第二检测端25电连接的薄膜开关26。在图2中，第二检测端25位于侧壁21和底部22的连接处。可以理解，第二检测端25也可位于图2中侧壁21上的21A处或底部22上的22A处，因此图2或以上实施例不应视为是对本发明保护范围的限定。
在图2中，耳机插头可沿箭头A方向插入该耳机插座20。具体的耳机插头是否插入到位的检测过程可参见图8。在S81中，当耳机插头沿A方向插入时，所述夹持元件23可夹持所述耳机插头。如图2所示，所述夹持元件23可包括互相分离的第一弹片231和第二弹片232，而这两个弹片231和232共同对耳机插头进行夹持，保证耳机插头插入该耳机插座20后不会轻易脱落。可替换地，除图2中两个弹片231和232，所述夹持元件23还可以包括其他更多的弹片，用于对插入的耳机插头实现更好的夹持，因此所述夹持元件23包括的弹片数量可以由本领域技术人员依照使用需要做设置。
在本发明另一个实施例中，所述夹持元件23也可以是一个整体，而不是包括多个弹片。例如，以耳机插座20和耳机插头为圆形为例，如果从图2中沿虚线B截断该耳机插座20，则沿耳机插入方向A看到的视图可如图3所示。该夹持元件23在耳机插座20的侧壁21上环绕一周，以实现对耳机插头的夹持，即此时夹持元件23是一个环形弹片。无论夹持元件23采用何种结构，其包括的一个或多个弹片均可在耳机插头插入的过程中实现弹性形变，并在夹持元件23本身张力作用下夹住该耳机插头，实现对耳机插头的固定。可以理解，耳机插座的插孔形状除了圆形外也可以是方形、三角形等其他形状，本实施例附图3对本发明的保护范围不构成限制。
当耳机插头插入耳机插座20时，存在两种情况。在第一种情况下，耳机插头没有完全插入，即耳机插头没有达到该耳机插座20的底部22，即插入不到位。只有在耳机插头达到底部22时，本次插入是完全插入，也即插入到位。
具体参见图8的检测方法中的S82，当所述耳机插头插入不到位时，所述薄膜开关26与所述第一检测端24的关系如图2所示，可避免电连接，即此时薄膜开关26与第一检测端24是电性隔离的。此时所述第一检测端24和第二检测端25之间的电气特性为第一电气特性。该第一电气特性可以是无电连接，即电性隔离。第一检测端24和第二检测端25也就是检测的两个端点，所述检测端24和25通常是金属端，即两个金属管脚。薄膜开关26在没有耳机插头插入时仅与第二检测端25电连接，不会与第一检测端24电连接，因此第一检测端24和第二检测端25彼此之间是开路。
在S83中，当耳机插头插入到位时，所述薄膜开关26在所述耳机插头的压力下沿A方向产生弹性形变(图中未示出)并与第一检测端24电连接。通过薄膜开关26，所述第一检测端24在薄膜开关26的导通下被电连接至所述第二检测端25，所述第一检测端24和第二检测端25之间的电气特性变为第二电气特性。与电性隔离的第一电气特性相对的，所述第二电气特性可为电连接。如图4所示，在本发明的一个实例提供的系统示意中，耳机插座20中的第一检测端24和第二检测端25在耳机插头插入后出现电连接，使得连接至第一检测端24和/或第二检测端25连接至检测电路40。检测电路40可轻易检测到该第一检测端24和第二检测端25之间的电连接关系的改变所产生一电信号，该电信号可反映该耳机插头在该耳机插座中插入到位。具体在图4中，第一检测端24和第二检测端25在电连接后可将一个源电压V通过信号线42连接至检测电路40，检测电路40通过信号线42接收到反映源电压V大小的所述电信号，从而能够通过检测该电信号而识别出耳机插头插入到位。可选地，源电压V可以是1.8伏(V)电压，则所述电信号为大小1.8V的电压信号，并被检测电路40检测到，此时检测电路40可以具体是一个电压检测电路。
如图4所示，本发明实施例的检测电路40可以位于一个音视频处理模块43之中。音视频处理模块43具体可以是一个芯片或芯片中的一个功能单元。该耳机插座20和包括该检测电路40的音视频处理模块43可位于一个便携式电子设备45中，该便携式电子设备45可以是手机、媒体播放器、或平板电脑等。当然，所述方案不仅可应用于便携式电子设备，而是可被应用在其他各类电子设备中，包括服务器和固定台等。
如图5所示，在一种可选实现方式中，所述薄膜开关26包括可发生弹性形变的导电层261和覆盖在该导电层上的绝缘层262；所述导电层261与所述第二检测端25电连接，并在耳机插头插入到位时在所述耳机插头的压力下沿A方向产生弹性形变并与第一检测端24电连接。通过该导电层261，第一检测端24与第二检测端25被电连接。所述绝缘层262用于电性隔离所述导电层261和所述耳机插头，使得耳机插头的导电部分不会与用于实现插入到位检测的导电层261发生直接接触，可避免对耳机引入噪声。通常情况下导电层261为金属层，如铝层。
如图6所示，在另一种可选实现方式中，所述薄膜开关26包括可发生弹性形变的部件263和导电连接器264。所述导电连接器264通常是金属的导电连接元件，导电连接器264可与所述第二检测端25通过导线或其他形式电连接。所述可发生弹性形变的部件263在所述耳机插头的压力下沿A方向产生弹性形变，以促使所述导电连接器264与第一检测端24电连接。在弹性形变发生后，通过导电连接器264，第一检测端24与第二检测端25被电连接。所述可发生弹性形变的部件263可使用绝缘材料，以电性隔离耳机插头和所述导电连接器264，避免导电连接器264为耳机插头引入噪声。所述可发生弹性形变的部件263是绝缘材料时，用于连接所述导电连接器264与所述第二检测端25的导线或其他电连接元件可埋设在可发生弹性形变的部件263中，或者可贴合在可发生弹性形变的部件263的表面。
可替换地，在另一种可选实现方式中，图6所示的可发生弹性形变的部件263也可使用导电材料，如金属。此时如图7所示，所述薄膜开关26可进一步包括覆盖在该可发生弹性形变的部件263上的绝缘层265，所述绝缘层265用于电性隔离所述可发生弹性形变的部件263和所述耳机插头，避免引入噪声。此时由于可发生弹性形变的部件263为导体，其本身可用于连接导电连接器264和所述第二检测端25，因此可以省略额外的用于连接所述导电连接器264与所述第二检测端25的导线或其他电连接元件。
本发明通过将检测耳机插头是否插入到位的第一检测端24放置于耳机插座20的底部22，并通过设置可发生弹性形变的薄膜开关26来选择性的连接第一检测端24和第二检测端25，从而改变第一检测端24和第二检测端25间的电气特性，由于电气特性改变而产生的电信号可方便的被检测电路40检测到。此方案通过简单的机械结构实现较好的检测效果，避免使用复杂的分压关系检测电路或检测软件，技术方案实现简单且降低了产品实现成本。
需要说明的是，在本发明实施例中被改变的电气特性除了可以为电连接或断开电连接(即电性隔离)外，也可以是其他电气特性，如电压改变或电阻值改变。例如第一检测端24和第二检测端25之间本来可具有固定电阻值，当耳机插头插入到位，第一检测端24和第二检测端25通过薄膜开关26电连接，则这种连接会改变第一检测端24和第二检测端25之间的电阻值，这种电阻值改变可被转换为电流信号或电压信号，检测电路40可识别这种由电阻值改变形成的电流信号或电压信号，并以此确定耳机插头插入到位。或者可选地，第一检测端24和第二检测端25通过薄膜开关26电连接后，第一检测端24和第二检测端25之间原本存在的一电压将因此被改变，从而被检测电路40检测到这种电压变化并以此识别到耳机插头插入到位。对于本实施例中提到的可发生变化的电气特性，可以存在多种不同的表现形式，其具体实现形式不用于限制本发明。
在图2中示出了两个第二检测端25，分别位于侧壁21和底部22的两个连接处。实际上，第二检测端25的数量可以只有一个或还可以有三个以上并侧壁21和/或底部22的不同位置，本实施例对此不作限制。薄膜开关26的形状也可以有多种形式，不仅限于弧形。薄膜开关26可在耳机插头插入不到位时不与第一检测端24电连接，并在耳机插头插入到位时可发生弹性形变并与第一检测端24电连接，从而在外力作用下实现打开或关闭功能，则均可达到本发明实施例的技术目的。
在本发明的一种实现方式中，所述夹持元件23还用于将来自所述耳机插座20的信号传输至所述耳机插头，该信号可为左声道信号或右声道信号。所述夹持元件23也可用于接地或用于将耳机的麦克风信号传输至耳机插座20。也即是说，夹持元件23可实现现有的L、R、M和GND接触点中任一个管脚的功能。例如，第一弹片231和第二弹片232中的至少一个可以是L接触点(或管脚)、GND接触点、R接触点或M接触点，另一个弹片则可以实现同样的功能或也可以不是任何接触点。以图2为例，第一弹片231是L接触点并用于将来自耳机插座20的左声道信号传输至所述耳机插头，而第二弹片232可以具有和第一弹片231相同的功能。或者如图2所示第二弹片232仅是一个Dummy端，该Dummy端并不用于传输信号而仅用于实现耳机的夹持功能。可选地，当第一弹片231是R接触点，其用于将来自耳机插座20的右声道信号传输至所述耳机插头。当第一弹片231是GND接触点，其用于接地并传输地信号给耳机插头。
以上技术方案适用于三段式耳机、LRGM耳机和LRMG耳机等各类耳机。无论耳机以及耳机插座的L、R、G和M四个接触点如何排序，该方案的机械结构都能够适用，且实现简单，无需设计复杂的软硬件。例如可大大简化现有的检测电路中的的防抖电路和阈值检测电路。
以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的可以对本发明进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。例如本发明实施例的附图中的各个部件具体形状或结构是可以根据实际应用场景进行调整的。
Claims (7)
1.一种耳机插座，其特征在于，包括：侧壁、底部、位于侧壁上夹持元件、位于底部的第一检测端、位于侧壁或底部上的第二检测端、以及与所述第二检测端电连接的薄膜开关；其中，
所述夹持元件用于在耳机插头插入所述耳机插座时夹持所述耳机插头；
当所述耳机插头插入不到位时，所述薄膜开关与所述第一检测端电性隔离，且所述第一检测端和第二检测端之间的电气特性为第一电气特性；
所述薄膜开关用于在耳机插头插入到位时在所述耳机插头的压力下产生弹性形变并与第一检测端电连接，以将所述第一检测端电连接至所述第二检测端，并将所述第一检测端和第二检测端之间的电气特性变为第二电气特性，所述第二电气特性用于产生一电信号以反映该耳机插头在该耳机插座中插入到位；
所述薄膜开关包括可发生弹性形变的部件和导电连接器；
所述导电连接器与所述第二检测端电连接，用于连接所述导电连接器与所述第二检测端的导线或其他电连接元件埋设在所述可发生弹性形变的部件中；
所述可发生弹性形变的部件在所述耳机插头的压力下产生弹性形变，以促使所述导电连接器与第一检测端电连接；
所述可发生弹性形变的部件使用绝缘材料。
2.根据权利要求1所述的耳机插座，其特征在于，所述夹持元件包括用于夹持所述耳机插头的多个弹片。
3.根据权利要求1所述的耳机插座，其特征在于，所述夹持元件还用于将来自所述耳机插座的信号传输至所述耳机插头。
4.根据权利要求3所述的耳机插座，其特征在于，所述信号为以下任一项：左声道信号和右声道信号。
5.根据权利要求1所述的耳机插座，其特征在于，所述第一电气特性为电性隔离，所述第二电气特性为电连接。
6.一种电子设备，其特征在于，包括根据权利要求1至5中任一项所述耳机插座、以及检测电路；
所述检测电路用于检测所述电信号以识别出该耳机插头在该耳机插座中插入到位。
7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为便携式电子设备。
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