CN105338447A - 耳机控制电路及方法、耳机以及音频输出装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种耳机控制电路及方法、耳机以及音频输出装置及方法。根据本发明的耳机控制电路包括：检测模块，用于检测耳机的佩戴状态，并且输出用于指示耳机状态的检测数据；以及判断模块，用于根据来自检测模块的检测数据，判断所述耳机是否处于佩戴状态，并且输出用于指示所述耳机是否处于佩戴状态的控制信号。

Description

耳机控制电路及方法、耳机以及音频输出装置及方法

技术领域

本发明涉及电子设备，具体而言涉及耳机控制电路、耳机、音频输出装置、显示装置、耳机控制方法以及音频信号输出模式切换方法。

背景技术

例如电视、笔记本电脑、平板电脑、便携式移动设备等的电子设备一般都具有耳机插孔。通过对耳机插孔进行插拔检测，判断是否有耳机插入耳机插孔或者耳机是否被拔出。当没有耳机插入耳机插孔时，这些电子设备通过位于电子设备上的扬声器来输出音频信号。当有耳机插入耳机插孔时，这些电子设备通过耳机来输出音频信号。

如今随着薄型电子设备的普及，这些薄型电子设备的耳机插孔变得越来越小，使得目前的耳机越来越不容易插入这些薄型电子设备的耳机插孔。而且，用户每次使用耳机时都需要进行插入操作，不需要耳机时都需要进行拔出操作，给用户的使用带来了很大的不便。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种耳机控制电路、包括所述耳机控制电路的耳机、安装有所述耳机的音频输出装置、包括所述音频输出装置的显示装置、耳机控制方法以及音频信号输出模式切换方法。

本申请提出了一种耳机控制电路，包括：

检测模块，用于检测耳机的佩戴状态，并且输出用于指示耳机状态的检测数据；以及判断模块，用于根据来自检测模块的检测数据，判断所述耳机是否处于佩戴状态，并且输出用于指示所述耳机是否处于佩戴状态的控制信号。

根据一个实施例，所述检测模块包括三轴加速度传感器。

根据一个实施例，所述检测模块包括温度传感器或压力传感器。

根据一个实施例，所述判断模块包括AD转换器，用于将从所述检测模块接收的检测信号转换为数字信号。

根据一个实施例，所述判断模块包括控制信号输出单元，用于输出指示所述耳机是否处于佩戴状态的控制信号。

根据一个实施例，所述耳机控制电路还包括开关模块，用于开启/关闭所述耳机控制电路。当开启所述耳机控制电路时，所述判断模块输出指示所述耳机是否处于佩戴状态的控制信号。当关闭所述耳机控制电路时，所述判断模块始终输出指示所述耳机处于佩戴状态的控制信号。

本申请提供了一种耳机，包括：输入模块，用于接收从外部输入的信号；输出模块，用于输出音频信号；以及如前述任一实施例所述的耳机控制电路。

本申请提供了一种安装有如上所述的耳机的音频输出装置，包括：电源模块；控制模块，用于根据来自所述耳机的控制信号输出切换信号；输出模块，用于根据所述控制模块输出的切换信号，在第一音频输出模式与第二音频输出模式之间进行切换。

根据一个实施例，所述第一音频输出模式为通过扬声器输出音频信号，并且所述第二音频输出模式为通过耳机输出音频信号。

根据一个实施例，所述控制模块包括开关电路，用于在来自耳机的控制信号指示第一音频输出模式时输出指示通过扬声器输出音频信号的切换信号，并且在来自耳机的控制信号指示第二音频输出模式时输出指示通过耳机输出音频信号的切换信号。

本申请还提供一种显示装置，包括前述音频输出装置。

可选地，所述显示装置还包括与所述音频输出装置可拆卸连接的耳机；

其中，所述耳机为前述耳机。

本申请还提供一种耳机控制方法，包括：

检测耳机的佩戴状态；

输出用于指示耳机状态的检测数据；

根据所述检测数据判断所述耳机是否处于佩戴状态；以及

输出用于指示所述耳机是否处于佩戴状态的控制信号，以使得接收到所述控制信号的音频输出装置根据所述控制信号切换音频输出模式。

本申请还提供一种音频信号输出模式切换方法，包括：

接收耳机发送的用于指示所述耳机是否处于佩戴状态的控制信号；

根据所述控制信号切换音频输出模式。

可选地，根据所述控制信号切换音频输出模式，具体包括：

当所述控制信号为指示耳机处于未佩戴状态的控制信号，则确定当前音频输出模式为通过扬声器输出音频信号的第一音频输出模式；

当所述控制信号为指示耳机处于佩戴状态的控制信号，则确定当前音频输出模式为通过耳机输出音频信号的第二音频输出模式。

根据本发明的耳机可以在一直插在音频输出装置上的状态下实现耳机的音频输出和音频输出装置的扬声器输出两者之间的切换，而不需要像传统的耳机那样需要进行插拔操作来实现两种输出方式的切换，从而避免了耳机的反复插拔操作。这样解决了薄型电子设备不容易插入耳机的问题。本发明根据检测用户是否佩戴耳机来控制音频输出装置对耳机和扬声器的输出，提高了用户使用的便利性。

附图说明

通过以下结合附图的详细描述，将更加清楚地理解以上和其它方面、特征和其它优点，其中：

图1是具有耳机插孔的音频输出装置的示意图；

图2是根据本发明的耳机控制电路的示意性框图；

图3是根据本发明的耳机的示意图；

图4是耳机的耳机插头的示意图；

图5是耳机类型的示意图；

图6是根据本发明的音频输出装置的示意图；

图7是根据本发明的耳机控制方法的流程图；以及

图8是根据本发明的音频信号输出模式切换方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明各个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申请的一部分实施例，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做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1是具有耳机插孔的音频输出装置的示意图。

如图1所示，音频输出装置包括耳机插孔5、片上系统（SoC）电路1、电源电路2、音频数字信号处理/放大电路3和扬声器电路4。音频输出装置对耳机插孔5是否有耳机的插拔进行检测。当将耳机插入到耳机插孔5中时，根据指示耳机插入的检测结果（耳机/扬声器控制信号）为高，音频输出装置的片上系统（SoC）电路1将音频信号输出到耳机插孔5，而停止扬声器电路4输出音频信号。当将耳机从耳机插孔5中拔出时，根据指示耳机拔出的检测结果（耳机/扬声器控制信号）为低，音频输出装置的片上系统（SoC）电路1将音频信号通过音频数字信号处理/放大电路3输出到扬声器电路4，而停止通过耳机插孔5输出音频信号。

用户每次在传统的音频输出装置上使用耳机时都需要进行插入操作，不需要耳机时都需要进行拔出操作，这给用户的使用带来了很大的不便。而且，随着薄型电子设备的普及，音频输出设备的耳机插孔变得越来越小，使得目前的耳机越来越不容易插入耳机插孔中。

图2是根据本发明的耳机控制电路的示意性框图。如图2所示，耳机控制电路包括：

检测模块21，用于检测耳机的佩戴状态，并且输出用于指示耳机状态的检测数据；

判断模块22，用于根据来自检测模块的检测数据，判断所述耳机当前是否处于佩戴状态，输出用于指示所述耳机是否处于佩戴状态的控制信号,即当判断耳机处于佩戴状态时，输出第一控制信号，当判断耳机未处于佩戴状态时，输出第二控制信号。

检测模块21包括传感器，用于检测与耳机的佩戴状态相关的数据。通过检测模块检测的数据，可以获知耳机是否处于佩戴状态。检测模块21可以包括三轴加速度传感器。可替换地，检测模块21也可以包括温度传感器、压力传感器等。

当检测模块21包括三轴加速度传感器时，三轴加速度传感器可以采用压阻式、压电式和电容式等形式，其产生的加速度可分别与电阻、电压和电容的变化成比例，并且通过相应的放大和滤波电路进行采集。加速度是个空间矢量，利用三轴加速度传感器一方面可以测得三个坐标轴上的分量，以准确了解物体的运动状态；另一方面，只有应用三轴加速度传感器来检测加速度信号才可以在预先不知道物体运动方向的场合下进行检测。三轴加速度传感器通过检测XYZ三个坐标轴上的分量，可以准确地感测到耳机随着使用者的头部的运动，因此可以得到与耳机的佩戴状态相关的数据。三轴加速度传感器具有体积小和重量轻的特点，可以测量空间加速度，能够全面准确地反映物体的运动性质。

此外，还可以采用其他形式的传感器以感测与耳机的佩戴状态相关的数据。例如，通过温度传感器可以感测耳机周边的温度，当接近人体的皮肤（或插入耳孔）时，耳机周边的温度会保持在特定的温度范围之内。又例如，对于头戴式耳机而言，在佩戴时需要一定的压力以使其保持在使用者的头部，因此可以通过压力传感器来感测与耳机的佩戴状态相关的数据。

当然，检测模块21可以同时配置有不同类型的传感器，且配置开关装置，在某时刻启动某一个传感器来检测耳机是否处于佩戴状态。

判断模块22可以包括AD转换器221，用于将从所述检测模块接收的检测信号转换为数字信号。判断模块还可以包括控制信号输出单元222，用于输出指示所述耳机是否处于佩戴状态的控制信号。

以检测模块21包括三轴加速度传感器为例，判断模块22可以通过AD转换器221将来自三轴加速度传感器的XYZ三个坐标轴上的分量转换成数字信号，将转换后的数字信号与关于特定的运动模式的数据进行比较，当比较的结果表明三轴加速度传感器感测的数据指示了耳机处于佩戴状态时，控制信号输出单元222可以输出指示该耳机处于佩戴状态的控制信号。

耳机控制电路还可以包括开关模块23，用于开启/关闭耳机控制电路。当开启耳机控制电路时，判断模块22输出指示所述耳机是否处于佩戴状态的控制信号。当关闭耳机控制电路时，判断模块22始终输出指示所述耳机处于佩戴状态的控制信号。当用户在躺着时佩戴耳机，检测模块21可能检测不出耳机是否处于佩戴状态，这时将耳机控制电路中的开关模块23设置成关闭的状态，就可以将根据本发明的耳机用作普通的耳机。

根据本发明的耳机，通过对耳机的实际佩戴状态进行检测，并且在耳机处于佩戴状态的情况下发出控制信号，通知与该耳机相连接的音频输出装置通过该耳机输出音频信号。此外，在耳机未处于佩戴状态的情况下，仍旧通过音频输出装置的扬声器输出音频信号，而无需从音频输出装置上拔出耳机。根据本发明的耳机与现有技术的区别在于，将通过判断耳机的插拔操作来切换输出方式改变为通过判断耳机的实际佩戴状态来切换输出方式，进而避免了耳机的反复插拔操作。

图3是根据本发明的耳机的示意图。耳机可以包括输入模块，用于接收从音频输出装置输入的信号；输出模块，用于输出音频信号；以及根据本发明的耳机控制电路。

作为输入模块，耳机可以包括插入音频输出装置的耳机插孔的耳机插头，其可以从音频输出装置接收左右声道的音频信号(Left信号和Right信号)、GND信号以及电源信号（VCC）。此外，耳机插头还可以向音频输出装置传输由耳机控制电路的判断模块的控制信号输出单元输出的控制信号（Control信号）。

如图3所示，耳机控制电路的检测模块可以包括三轴加速度传感器（3轴加速度传感器）。判断模块可以包括AD转换器。开关模块可以包括电源开关和电源LED，当电源开关开启耳机控制电路时，电源LED点亮，判断模块输出指示所述耳机是否处于佩戴状态的控制信号。当电源开关关闭耳机控制电路时，电源LED熄灭，判断模块始终输出指示所述耳机处于佩戴状态的控制信号。

现有技术中主流的耳机插头是3极类型，如图4中的耳机a所示，其中第触点（附图中的标识1）连接左声道音频信号，第触点（附图中的标识2）连接右声道音频信号，第触点（附图中的标识3）连接GND信号。耳机插头还可以是带MIC的4极类型，如图4中的耳机b所示。4极类型的耳机插头可以分为两种，一种是CTIA（CellularTelephoneIndustryAssociation)，其中第触点连接左声道音频信号，第触点连接右声道音频信号，第触点连接GND信号，第④触点（附图中的标识4）连接MIC；另一种是OMTP(OpenMobileTerminalPlatform)，其中第触点连接左声道音频信号，第触点连接右声道音频信号，第③触点连接MIC，第④触点连接GND信号。

由于需要输出表示耳机的佩戴状态的控制信号，因此根据本发明的耳机的耳机插头可以是5极类型，如图4所示的耳机c,其中第触点连接左声道音频信号（Left信号），第触点连接右声道音频信号（Right信号），第触点连接GND信号，第④触点输出控制信号（Control信号）,第触点（附图中的标识5）连接电源信号（Vcc）。上述3极、4极、5极类型的耳机插头的布线如表1所示。

表1：3极、4极、5极类型的耳机插头的布线。

由表1可以看出，根据本发明的耳机可以兼容现有技术中的3极类型和4极CTIA类型的耳机插头，但是当使用现有技术中的这些耳机插头时，不能输出指示耳机的佩戴状态的控制信号，因此其只能用作普通的耳机。

根据本发明的耳机可以是如图5中的头戴式耳机a；还可以是如图5中的耳塞式耳机b。

图6是根据本发明的音频输出装置的示意图。根据本发明的音频输出装置包括5极型耳机插孔、片上系统、电源、音频数字信号处理/放大电路、扬声器和开关电路。

如图6所示，根据本发明的音频输出装置包括耳机插孔65、片上系统（SoC）电路61、电源电路62、音频数字信号处理/放大电路63、扬声器电路64和开关电路66。音频输出装置不仅对耳机插孔65是否有耳机的插拔进行检测，还接收来自耳机的控制信号。当将根据本发明的耳机插入到耳机插孔65中时，音频输出装置接收来自耳机的控制信号，并且根据指示耳机是否处于佩戴状态的控制信号生成耳机/扬声器控制信号。当来自耳机的控制信号指示耳机处于佩戴状态时，开关电路66导通，生成的耳机/扬声器控制信号指示通过耳机输出音频信号，音频输出装置的片上系统（SoC）电路61将音频信号输出到耳机插孔65，而停止扬声器电路64输出音频信号。当来自耳机的控制信号指示耳机未处于佩戴状态时，开关电路截止，生成的耳机/扬声器控制信号指示通过扬声器输出音频信号，音频输出装置的片上系统（SoC）电路61将音频信号通过音频数字信号处理/放大电路63输出到扬声器电路64，而停止通过耳机插孔65输出音频信号。

根据本发明的耳机，通过对耳机的实际佩戴状态进行检测，并且在耳机处于佩戴状态的情况下发出控制信号，通知与该耳机相连接的音频输出装置通过该耳机输出音频信号。此外，在耳机未处于佩戴状态的情况下，仍旧通过音频输出装置的扬声器输出音频信号，而无需从音频输出装置上拔出耳机。根据本发明的音频输出装置通过判断耳机的插拔操作来切换输出方式改变为通过指示耳机的实际佩戴状态的控制信号来切换输出方式，进而避免了耳机的反复插拔操作，从而解决了薄型电子设备不容易插入耳机的问题，提高了用户使用的便利性。

此外，当音频输出装置的片上系统（SoC）电路61输出静音（Mute）信号时，将停止从耳机和扬声器输出音频信号。

图7是根据本发明的耳机控制方法的流程图。如图7所示，耳机控制方法包括：步骤701，检测耳机的佩戴状态；步骤702，输出用于指示耳机状态的检测数据；步骤703，根据所述检测数据判断所述耳机是否处于佩戴状态；以及步骤704，输出用于指示所述耳机是否处于佩戴状态的控制信号。

在步骤701中，可以通过传感器来检测与耳机的佩戴状态相关的数据。传感器可以包括三轴加速度传感器。可替换地，传感器还可以包括温度传感器、压力传感器等。在步骤702中，传感器输出指示与耳机的佩戴状态相关的数据。在步骤703中，根据来自传感器的数据判断耳机是否处于佩戴状态。例如，可以通过将来自传感器的数据转换成数字信号，并将转换后的数字信号与关于特定的运动模式的数据进行比较来判断耳机是否处于佩戴状态。在步骤704，根据步骤703的判断结果，输出用于指示所述耳机是否处于佩戴状态的控制信号。

图8是根据本发明的音频信号输出模式切换方法的流程图。如图8所示，根据本发明的音频信号输出模式切换方法包括：步骤801，接收耳机发送的用于指示所述耳机是否处于佩戴状态的控制信号；以及步骤802，根据所述控制信号切换音频输出模式。

具体地，根据所述控制信号切换音频输出模式的步骤可以包括：当所述控制信号为指示耳机处于未佩戴状态的控制信号，则确定当前音频输出模式为通过扬声器输出音频信号的第一音频输出模式；当所述控制信号为指示耳机处于佩戴状态的控制信号，则确定当前音频输出模式为通过耳机输出音频信号的第二音频输出模式。

根据本发明的显示装置包括根据本发明的音频输出装置。根据本发明的显示装置还可以包括与所述音频输出装置可拆卸连接的耳机，所述耳机为根据本发明的耳机。

显示装置可以为任何具有显示功能的产品或部件，例如手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等，或者可以为用于例如可穿戴显示设备、医疗设备等的显示面板。根据本发明的显示装置尤其包括薄型显示装置，因为这些薄型显示装置的耳机插孔变得越来越小，使得目前的耳机越来越不容易插入这些薄型显示装置的耳机插孔。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些修改和变型在内。

Claims (15)

1.一种耳机控制电路，其特征在于，包括：

检测模块，用于检测耳机的佩戴状态，并且输出用于指示耳机状态的检测数据；以及

判断模块，用于根据来自检测模块的检测数据，判断所述耳机是否处于佩戴状态，并且输出用于指示所述耳机是否处于佩戴状态的控制信号。

2.如权利要求1所述的耳机控制电路，其特征在于，

所述检测模块包括三轴加速度传感器。

3.如权利要求1所述的耳机控制电路，其特征在于，所述检测模块包括温度传感器或压力传感器。

4.如权利要求1所述的耳机控制电路，其特征在于，所述判断模块包括AD转换器，用于将从所述检测模块接收的检测信号转换为数字信号。

5.如权利要求1所述的耳机控制电路，其特征在于，所述判断模块包括控制信号输出单元，用于输出指示所述耳机是否处于佩戴状态的控制信号。

6.如权利要求1所述的耳机控制电路，其特征在于，还包括开关模块，用于开启/关闭所述耳机控制电路，

当开启所述耳机控制电路时，所述判断模块输出指示所述耳机是否处于佩戴状态的控制信号，

当关闭所述耳机控制电路时，所述判断模块始终输出指示所述耳机处于佩戴状态的控制信号。

7.一种耳机，其特征在于，包括：

输入模块，用于接收从外部输入的信号；

输出模块，用于输出音频信号；以及

如权利要求1-6中任一权项所述的耳机控制电路。

8.一种安装有如权利要求7所述的耳机的音频输出装置，其特征在于，包括：

控制模块，用于根据来自所述耳机的控制信号输出切换信号；

输出模块，用于根据所述控制模块输出的切换信号，在第一音频输出模式与第二音频输出模式之间进行切换。

9.如权利要求8所述的音频输出装置，其特征在于，所述第一音频输出模式为通过扬声器输出音频信号，并且所述第二音频输出模式为通过耳机输出音频信号。

10.如权利要求9所述的音频输出装置，其特征在于，所述控制模块包括开关电路，用于在来自耳机的控制信号指示第一音频输出模式时输出指示通过扬声器输出音频信号的切换信号，并且在来自耳机的控制信号指示第二音频输出模式时输出指示通过耳机输出音频信号的切换信号。

11.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求7-10中任一权项所述的音频输出装置。

12.如权利要求11所述的显示装置，其特征在于，包括与所述音频输出装置可拆卸连接的耳机；

其中，所述耳机为权利要求7所述的耳机。

13.一种耳机控制方法，其特征在于，包括：

检测耳机的佩戴状态；

输出用于指示耳机的状态的检测数据；

根据所述检测数据判断所述耳机是否处于佩戴状态；以及

输出用于指示所述耳机是否处于佩戴状态的控制信号，以使得接收到所述控制信号的音频输出装置根据所述控制信号切换音频输出模式。

14.一种音频信号输出模式切换方法，其特征在于，包括：

接收耳机发送的用于指示所述耳机是否处于佩戴状态的控制信号；

根据所述控制信号切换音频输出模式。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，根据所述控制信号切换音频输出模式，具体包括：

当所述控制信号为指示耳机处于未佩戴状态的控制信号，则确定当前音频输出模式为通过扬声器输出音频信号的第一音频输出模式；

当所述控制信号为指示耳机处于佩戴状态的控制信号，则确定当前音频输出模式为通过耳机输出音频信号的第二音频输出模式。