CN105812979B - 一种耳机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耳机，包括USB插头、左耳听筒、右耳听筒、感应单元和开关单元，开关单元具有两个耳机开关，USB插头的一信号线经由一耳机开关与左耳听筒的正极连接，USB插头的另一信号线经由另一耳机开关与右耳听筒的正极连接；感应单元被设置为根据USB插头被捏持触发的感应信息输出用于控制所述两个耳机开关断开的开关控制信号至对应耳机开关的控制端子。本发明的耳机感应单元通过USB插头是否被捏持触发的感应信息，来控制开关单元两个耳机开关的导通和截止，进而控制信号线是否与对应听筒连通，这样，便可通过控制信号线与对应听筒间连通的时机避免在耳机从电子设备拔出时出现爆破噪音，进而提升用户体验。

Description

一种耳机

技术领域

本发明涉及一种耳机，更具体地，本发明涉及一种设置有感应单元和开关单元的耳机。

背景技术

现有USB插头的耳机包括USB插头、左耳听筒和右耳听筒，USB插头至少包括两个信号线、一个电源线和一个地线，其中，两个信号线分别连接左耳听筒的正极和右耳听筒的正极，使得左耳听筒和右耳听筒能够播放对应信号线传输的音频信号内容。

用户在使用完耳机而将其从电子设备的插孔中拔出时，由于电路接触点的摩擦的作用和/或电路突然断电的作用，便会产生电流扰动；因此，用户很容易在耳机听筒端听到很大的噪音，导致用户体验不佳。

发明内容

本发明实施例的一个目的是提供一种可以抑制耳机从电子设备中拔出时产生爆破噪音的耳机。

根据本发明的第一方面，提供了一种耳机，包括USB插头、左耳听筒、右耳听筒、感应单元和开关单元，所述开关单元具有两个耳机开关，所述USB插头的一信号线经由一耳机开关与所述左耳听筒的正极连接，所述USB插头的另一信号线经由另一耳机开关与所述右耳听筒的正极连接；所述感应单元被设置为根据所述USB插头被捏持触发的感应信息输出用于控制所述两个耳机开关断开的开关控制信号至对应耳机开关的控制端子。

优选的是，所述感应单元包括至少一组红外对管，每组所述红外对管的发射管与第一分压电阻串联连接在所述USB插头的电源线与所述USB插头的地线之间；每组所述红外对管的接收管与第二分压电阻串联连接在所述电源线与所述地线之间，其中，所述接收管与所述第二分压电阻之间的电位点形成对应红外对管的信号监测点；所述感应单元被设置为根据所述信号监测点产生的电平信号输出所述开关控制信号。

优选的是，每组所述红外对管的发射管和接收管并列安装在所述USB插头上，形成反射式红外对管。

优选的是，每组所述红外对管的接收管连接在所述信号监测点与所述地线之间，所述感应单元被设置为在任一组红外对管的信号检测点产生低电平信号时输出所述开关控制信号。

优选的是，所述耳机包括两组红外对管，一组所述红外对管被设置在所述USB插头内的上表面或者下表面，另一组所述红外对管被设置在所述USB插头内的左侧面或者右侧面。

优选的是，所述感应单元包括至少一个力传感器和对应每一力传感器的比较器，所述力传感器输出的电压信号输入至所述比较器与基准电压值比较；所述感应单元被设置为根据所述比较器输出的电平信号输出所述开关控制信号。

优选的是，所述开关单元还包括两个接地开关，所述USB插头的地线经一接地开关与所述左耳听筒的正极连接，所述USB插头的地线经另一接地开关与所述右耳听筒的正极连接，其中，对应同一听筒的耳机开关和接地开关被设置为具有相反的开关状态。

优选的是，所述开关单元被设置为通过单刀双掷模拟开关提供对应同一听筒的耳机开关和接地开关，且所述单刀双掷模拟开关的公共连接端与对应听筒的正极连接。

优选的是，所述开关单元被设置为通过一模拟开关芯片提供两个单刀双掷模拟开关。

优选的是，所述感应单元及所述开关单元设置在所述USB插头的内部。

本发明的发明人发现，在现有技术中，存在耳机从电子设备拔出时容易产生爆破噪音的问题。因此，本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本发明是一种新的技术方案。

本发明的一个有益效果在于，本发明的耳机设置有感应单元和开关单元，感应单元通过USB插头是否被捏持触发的感应信息，来控制开关单元两个耳机开关的导通和截止，进而控制信号线是否与对应听筒连通，这样，便可通过控制信号线与对应听筒间连通的时机避免在耳机从电子设备拔出时出现爆破噪音，进而提升用户体验。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为本发明耳机一种实施结构的示意图；

图2为本发明耳机的第一种实施方式的电路原理图；

图3为本发明耳机的第二种实施方式的电路原理图；

图4为本发明耳机一种实施方式的结构图。

附图标记说明：

U1-感应单元； U2-开关单元；

J1-USB插头； LE-左耳听筒；

RE-右耳听筒； signal-开关控制信号；

L、R-信号线； VCC-电源线；

GND-地线； P1、P2-信号检测点；

D1、D3-红外对管的发射管； D2、D4-红外对管的接收管；

R1、R2、R3、R4-分压电阻； VCC1-开关单元的电源端子；

GND1-开关单元的接地端子； NC1、NC2-开关单元的输出端子；

IN1、IN2-开关单元的开关控制端子；

NO1、NO2、COM1、COM2-开关单元的输入端子。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明为了解决现有耳机从电子设备中拔出时容易产生爆破音的问题，提供了一种设置有感应单元U1和开关单元U2的耳机，如图1所示，本发明耳机包括USB插头J1、左耳听筒LE、右耳听筒RE、感应单元U1和开关单元U2，开关单元U2具有两个耳机开关，分别作为左耳耳机开关和右耳耳机开关，USB插头J1可以是USB2.0插头、USB3.0插头、mini-USB插头、micro-USB插头和type-C插头中的任意一种，该插头至少包括两个信号线，一个电源线VCC和一个地线GND，USB插头J1的信号线L经由左耳耳机开关与左耳听筒LE的正极连接，USB插头J1的信号线R经由右耳耳机开关与右耳听筒RE的正极连接，而左耳听筒LE与右耳听筒RE的负极则均与地线GND连接，该信号线L、R分别由USB插头的针脚D+、D-或者D-、D+引出，这样，在左耳耳机开关和右耳耳机开关导通的状态下，本发明的耳机便可作为常规耳机使用，此时，USB插头J1的信号线传输的音频信号可以传送至对应的听筒，使得听筒播放相应的音频信号内容。感应单元U1被设置为根据USB插头J1是否被捏持的感应信号输出用于控制两个耳机开关导通或者断开的开关控制信号signal至对应开关的控制端，例如，可以是低电平的开关控制信号使对应开关断开，而高电平的开关控制信号使对应开关导通；也可以是高电平的开关控制信号使对应开关断开，而低电平的开关控制信号使对应开关导通。感应单元U1的电源端子和开关单元的电源端子VCC1均与USB插头J1的电源线VCC连接，感应单元U1的接地端子和开关单元的接地端子GND1均与USB插头的地线GND连接，以在耳机连接电子设备时，通过USB插头的电源线VCC和地线GND为感应单元U1和开关单元供电，在此，如果感应单元U1和/或开关单元的供电电压为3.3v，则该耳机还需要设置将USB插头提供的5v电压转换为3.3v电压的电压转换芯片。

在本发明的一个具体实施例中，感应单元U1可以包括至少一组红外对管，红外对管包括红外发射管和红外接收管，如图2所示，发射管D1与第一分压电阻R1串联连接在电源线VCC和地线GND之间；接收管D2与第二分压电阻R2串联连接在电源线VCC和地线GND之间，其中，接收管D2与第二分压电阻R2之间的电位点形成对应红外对管的信号监测点P1；感应单元U1被设置为根据信号监测点P1产生的电平信号输出开关控制信号signal。第一分压电阻R1与第二分压电阻R2可以相同，也可以不同，上述各分压电阻可以是一个电阻，也可以由多个电阻串联和/或并联而成。

具体的，每组红外对管的发射管和接收管可并列安装在USB插头上，形成反射式红外对管。如图2所示，USB插头通电后，发射管D1发射出红外光，可以通过调节与之串联的第一分压电阻R1的阻值，使对应的接收管D2在只接收到USB插头J1的外壳反射的红外光时无法导通；也可以根据每组红外对管的位置在USB插头J1外壳上的对应位置设置通光孔，以使接收管D2只能在USB插头J1被捏持时接收到反射的红外光。这样，在用手捏持USB插头J1进行拔出耳机的动作时，接收管D2接收到反射的红外光，接收管D2导通，否则，接收管D2截止。

接收管D2与第二分压电阻R2串联的方式可以为接收管D2连接在信号监测点P1与地线GND之间，当感应到USB插头J1被捏持时，接收管D2导通，信号监测点P1产生低电平信号，否则为高电平信号；接收管D2与分压电阻R2的串联方式还可以为接收管D2连接在信号监测点P1与电源线VCC之间，当感应到USB插头J1被捏持时，接收管D2导通，信号监测点P1产生高电平信号，否则为低电平信号。

感应单元U1被设置为根据信号监测点P1产生的电平信号输出控制耳机开关断开的信号，例如，在信号监测点P1于接收管D2导通时产生低电平信号、且控制耳机开关断开的信号为低电平的开关控制信号时，感应单元U1被设置为在任一组红外对管的信号监测点P1产生低电平信号时输出低电平的开关控制信号，以使耳机开关断开；又例如，在信号监测点P1于接收管D2导通时产生低电平信号、且控制耳机开关断开的信号为高电平的开关控制信号时，感应单元U1被设置为在任一组红外对管的信号监测点P1产生低电平信号时输出高电平的开关控制信号，以使耳机开关断开。

由于人手在做出拔出耳机的动作时，通常是通过捏持USB插头的上下表面和/或左右侧面来实现的，为了能够在这些情况下都感应到，可以在USB插头J1内的上表面或者下表面设置至少一组红外对管，在左侧面或者右侧面设置至少一组红外对管。在本发明的一个具体实施例中，感应单元U1可以包括两组红外对管，一组红外对管设置在USB插头内的上表面或者下表面，另一组红外对管设置在USB插头内的左侧面或者右侧面。其相应的电路可以如图3所示，两组红外对管的发射管D1和D3对应与分压电阻R1和R3串联在电源线VCC和地线GND之间，接收管D2和D4均连接在信号监测点与地线GND之间，对应的分压电阻R2和R4连接在信号监测点与电源线VCC之间。如果控制耳机开关断开的信号为高电平的开关控制信号时，感应单元U1应该包括一个与非门逻辑电路，两个信号监测点P1和P2分别连接该与非门的输入端，与非门的输出端输出开关控制信号，这样，当人手没有捏持USB插头时，信号监测点P1和P2均产生高电平信号，与非门输出低电平信号，耳机开关导通，左耳听筒LE和右耳听筒RE能够播放信号线L和信号线R传输的音频信息；当人手捏持USB插头的上下表面和/或左右侧面来完成拔出耳机的动作时，信号监测点P1和/或P2信号监测点产生低电平信号，与非门均输出高电平信号，使耳机开关断开，左耳听筒LE和右耳听筒RE则将不能产生爆破噪音。如果控制耳机开关断开的信号为低电平时，感应单元U1则还应该包括一个与门逻辑电路。

感应单元U1可以包括四组红外对管，分别设置在USB插头内的上表面、下表面、左侧面和右侧面上，这样，在位于上表面和下表面的红外对管的接收管导通，和/或位于左侧面和右侧面的红外对管的接收管导通时，感应单元U1输出控制控制耳机开关断开的信号。

在本发明的另一个实施例中，感应单元U1还可以包括至少一个力传感器和对应每一个力传感器的比较器，力传感器输出的信号输入至比较器与基准值进行比较，根据比较结果输出开关控制信号。由于在完成拔出耳机动作的过程中，人手会在USB插头上产生作用力，力传感器将该作用力转换为电压信号输入至比较器，与比较器中设置的基准电压值比较，如果比基准值大，则感应单元U1输出控制耳机开关断开的信号；如果比基准值小，则感应单元U1输出控制耳机开关导通的信号。其中，比较器可以是硬件实现的比较器，这样，每一个力传感器均需对应一个硬件比较器，以完成每个传感信号与基准值的比较；也可以是通过例如单片机实现比较功能的比较器，则只需一个单片机就能够实现多个传感信号与基准值的比较，即一个比较器可以根据实际配置对应一个力传感器或者对应多个力传感器。

为了使得在耳机从电子设备中拔出的过程中不产生爆破噪音，耳机从电子设备中拔出的过程中可以但不局限于将耳机听筒设置为静音状态，为此，在本发明的一个具体实施例中，开关单元还可以包括两个接地开关，USB插头的地线GND经一接地开关与左耳听筒LE的正极连接，地线GND经另一接地开关与右耳听筒RE的正极连接，且在接电时，两个接地开关被设置为与对应的耳机开关具有相反的开关状态，即两个耳机开关为截止状态时，两个接地开关则为导通状态，而两个耳机开关为导通状态时，两个接地开关为截止状态。这样，在感应单元U1感应到USB插头被捏持后，两个耳机听筒的正极均与地线连接，使得两个听筒的正负极之间电压值为0v，听筒就被设置为静音状态。

在耳机从电子设备中拔出后，感应单元U1和开关单元U2断电，耳机开关和接地开关均被设置为断开状态。

上述开关单元中的耳机开关和接地开关可以由三极管、MOS管等分立元器件实现，其中，耳机开关和对应的接地开关可以是相同类型的三极管或者MOS管，也可以是相反类型的三极管或者MOS管，例如，耳机开关为N沟道MOS管，而对应的接地开关为N沟道MOS管或者P沟道MOS管。在耳机开关和对应的接地开关为相反类型的开关管时，可以通过同一开关控制信号实现相反状态的控制，而在耳机开关和对应的接地开关为相同类型的开关管时，例如可以通过使感应单元U1输出相反的开关控制信号实现相反状态的控制。

在此基础上，开关单元U2还可以被设置为通过单刀双掷模拟开关提供对应同一听筒的耳机开关和接地开关，以便于实现相反状态的控制，设置单刀双掷模拟开关的动端为输入端，不动端为输出端，那么，每个单刀双掷开关都设置有两个输入端和一个输出端，不动端为公共连接端，其中一个单刀双掷开关的两个输入端分别连接信号线L和地线GND，输出端连接左耳听筒LE的正极；另一个单刀双掷开关的两个输入端分别连接信号线R和地线GND，输出端连接右耳听筒RE的正极。如果耳机插头插在电子设备中时，开关单元U2接收到感应单元U1输出开关导通信号，则：左耳听筒对应的单刀双掷开关的输入端被设置为连接信号线L，右耳听筒对应的单刀双掷开关的输入端被设置为连接信号线R。如果耳机插头拔出电子设备的过程中，开关单元U2接收到感应单元U1输出开关断开信号，则两个单刀双掷开关的输入端均被设置为连接地线GND。这样，在耳机插头插在电子设备中时，听筒能够接收到对应信号线传输的音频信号内容，耳机插头拔出电子设备的过程中，耳机听筒为静音状态，不会产生爆破噪音。

为了简化耳机结构，在本发明的一个具体实施例中，感应单元U1和开关单元U2设置在USB插头J1的内部，如图4所示，这样，不需要使用外接模块，避免影响耳机外形美观。

更进一步地，开关单元U2还可以被设置为通过一个模拟开关芯片提供两个单刀双掷模拟开关，例如可以是型号为ET5223的模拟开关芯片，模拟开关芯片能够实现两个单刀双掷模拟开关要实现的功能，且集成度更高，占用空间小。其中，型号为ET5223的模拟开关芯片的端子IN1和IN2为开关控制端子,连接感应单元U1的输出端子，如果将IN1作为右耳开关控制端子，IN2作为左耳开关控制端子，相应的，将输入端COM1和NO1作为右耳开关的输入端子，将输入端子COM2和NO2左耳开关的输入端子，将输出端子NC1作为右耳开关的输出端子连接右耳听筒的正极，将输出端子NC2作为左耳开关的输出端子连接左耳听筒的正极，开关控制端子IN1和IN2接收到低电平信号时，输出端NC1输出输入端子COM1输入的信号，输出端NC2输出输入端子COM2输入的信号；开关控制端子IN1和IN2接收到高电平时，输出端子NC1输出输入端子NO1输入的信号，输出端子NC2输出输入端子NO2输入的信号。为了便于通过一个感应单元输出开关控制信号控制两个开关，可以设置开关控制端子IN1和IN2连接感应单元U1的同一个输出端子。如果设置输入端子COM1连接信号线R，输入端子COM2连接信号线L，输入端子NO1和NO2均连接地线GND，那么，当开关控制端子IN1和IN2接收到高电平信号时，输出端子NC1和NC2均连接地线GND，使耳机为静音状态；当开关控制端子IN1和IN2接收到低电平信号时，输出端子NC1输出信号线R传输的信号，输出端子NC2输出信号线L传输的信号，使耳机听筒播放对应的音频信号内容。

上述各实施例主要重点描述与其他实施例的不同之处，但本领域技术人员应当清楚的是，上述各实施例可以根据需要单独使用或者相互结合使用。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种耳机，其特征在于，包括USB插头、左耳听筒、右耳听筒、感应单元和开关单元，所述开关单元具有两个耳机开关，所述USB插头的一信号线经由一耳机开关与所述左耳听筒的正极连接，所述USB插头的另一信号线经由另一耳机开关与所述右耳听筒的正极连接；所述感应单元被设置为根据所述USB插头被捏持触发的感应信息输出用于控制所述两个耳机开关断开的开关控制信号至对应耳机开关的控制端子；

所述感应单元包括至少一组红外对管，每组所述红外对管的发射管与第一分压电阻串联连接在所述USB插头的电源线与所述USB插头的地线之间；每组所述红外对管的接收管与第二分压电阻串联连接在所述电源线与所述地线之间，其中，所述接收管与所述第二分压电阻之间的电位点形成对应红外对管的信号监测点；所述感应单元被设置为根据所述信号监测点产生的电平信号输出所述开关控制信号。

2.根据权利要求1所述的耳机，其特征在于，每组所述红外对管的发射管和接收管并列安装在所述USB插头上，形成反射式红外对管。

3.根据权利要求1所述的耳机，其特征在于，每组所述红外对管的接收管连接在所述信号监测点与所述地线之间，所述感应单元被设置为在任一组红外对管的信号检测点产生低电平信号时输出所述开关控制信号。

4.根据权利要求1、2或3所述的耳机，其特征在于，所述耳机包括两组红外对管，一组所述红外对管被设置在所述USB插头内的上表面或者下表面，另一组所述红外对管被设置在所述USB插头内的左侧面或者右侧面。

5.根据权利要求1所述的耳机，其特征在于，所述感应单元包括至少一个力传感器和对应每一力传感器的比较器，所述力传感器输出的电压信号输入至所述比较器与基准电压值比较；所述感应单元被设置为根据所述比较器输出的电平信号输出所述开关控制信号。

6.根据权利要求1-3,5中任一项所述的耳机，其特征在于，所述开关单元还包括两个接地开关，所述USB插头的地线经一接地开关与所述左耳听筒的正极连接，所述USB插头的地线经另一接地开关与所述右耳听筒的正极连接，其中，对应同一听筒的耳机开关和接地开关被设置为具有相反的开关状态。

7.根据权利要求6所述的耳机，其特征在于，所述开关单元被设置为通过单刀双掷模拟开关提供对应同一听筒的耳机开关和接地开关，且所述单刀双掷模拟开关的公共连接端与对应听筒的正极连接。

8.根据权利要求7所述的耳机，其特征在于，所述开关单元被设置为通过一模拟开关芯片提供两个单刀双掷模拟开关。

9.根据权利要求1-3,5中任一项所述的耳机，其特征在于，所述感应单元及所述开关单元设置在所述USB插头的内部。