CN107996027A - 耳机的控制装置和有线耳机 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于耳机的控制装置和有线耳机，上述控制装置包括：供电控制模块，该供电控制模块的一端用于与耳机的麦克端相连，该供电控制模块的另一端与生物特征监测模块相连，该供电控制模块通过该麦克端接收与该耳机配对的智能终端提供的第一电压，并根据该第一电压控制该生物特征监测模块的供电电压。本发明实施例提供了一种能够控制生物特征监测模块供电电压的控制装置。

Description

耳机的控制装置和有线耳机

技术领域

本发明实施例涉及电子技术领域，并且更具体地，涉及一种耳机的控制装置和有线耳机。

背景技术

随着可穿戴健康辅助设备的兴起，心率测量成为目前最为普遍的生理状态监测指标，耳朵位置具备进行心率测量的基本条件。

现有技术中，提出了一种无线心率检测耳机。具体地，通过蓝牙，使得耳机与智能终端建立连接，传输心率数据或计算结果给手机。

但是，这种耳机需要内置电池，也需要充电，且成本高，售价贵。而传统有线耳机一般只有语音传输和音乐播放、按键操作这几个基本功能。

因此，为了满足市场需求，急需一种能够进行心率测量的有线耳机，能够在保证语音传输功能的基础上进行心率检测。

发明内容

提供了一种耳机的控制装置和有线耳机，通过在有线耳机中内置供电控制模块，通过该供电控制模块能够有效控制生物特征监测模块的供电电压。进而，能够在保障有线耳机原有基本功能的基础上进行心率检测。

提供了一种控制装置，所述控制装置包括：

供电控制模块，所述供电控制模块的一端用于与耳机的麦克端相连，所述供电控制模块的另一端用于与所述耳机的生物特征监测模块相连，所述供电控制模块通过所述麦克端接收与所述耳机配对的智能终端提供的第一电压，并根据所述第一电压控制所述生物特征监测模块的供电电压。

本发明实施例的技术方案，能够通过该供电控制模块有效控制该生物特征监测模块的供电电压。具体的，在智能终端为生物特征监测模块提供供电电压的场景下，该供电控制模块控制生物特征监测模块的供电电压。由此，若该生物特征监测模块内置于有线耳机且用于心率检测时，不但使得待有线耳机能够进行心率检测，而且通过使用该供电控制模块，能够保证该有线耳机中原有的功能模块正常工作，提高了该生物特征监测模块与该有线耳机中原有功能模块的兼容性。

在一些可能的实现方式中，所述供电控制模块包括：

储能电路，所述储能电路用于将来自所述智能终端的电能进行储存，所述储能电路储存的电能用于为所述生物特征监测模块供电。

在一些可能的实现方式中，所述供电控制模块还包括：

储能电压检测电路，所述储能电压检测电路与所述储能电路相连，所述储能电压检测电路用于检测所述储能电路的储能状态，并根据检测的储能状态生成第一控制信号；以便所述供电控制模块根据所述第一控制信号为所述生物特征监测模块供电。

在一些可能的实现方式中，所述供电控制模块还包括：

逆流检测控制电路，所述麦克端通过所述逆流检测控制电路连接至所述储能电路，所述逆流检测控制电路用于检测所述储能电路的电荷是否由所述储能电路流向所述麦克端，并根据所述逆流检测控制电路的检测结果控制所述储能电路与所述麦克端导通或者关断。

在一些可能的实现方式中，所述逆流检测控制电路包括：

第一电阻、第一开关和比较器，所述麦克端通过所述第一电阻连接至所述第一开关，所述第一电阻的两端分别与所述比较器的正负输入端相连，所述比较器的输出端与所述第一开关相连；其中，所述比较器的输出信号用于控制所述第一开关导通或者关断。

在一些可能的实现方式中，所述逆流检测控制电路还包括：

第二电阻、第三电阻和第四电阻；其中，所述第一电阻的一端通过所述第二电阻连接至所述比较器的负输入端，所述第一电阻的另一端通过所述第三电阻连接至所述比较器的正输入端，所述比较器的正输入端通过所述第四电阻连接至所述比较器的输出端。

在一些可能的实现方式中，所述逆流检测控制电路还包括：

第一二极管，所述第一二极管与所述第一开关并联。

在一些可能的实现方式中，所述供电控制模块还包括：

供电触发电路，所述供电触发电路与所述逆流检测控制电路相连，所述供电触发电路用于接收第二控制信号，所述第二控制信号用于激励所述智能终端增大所述麦克端的所述第一电压。

在一些可能的实现方式中，所述供电控制模块还包括：

第一电压检测电路，所述麦克端与所述第一电压检测电路相连，所述第一电压检测电路用于检测所述第一电压，并在所述第一电压小于或等于所述预设门限值时生成所述第二控制信号。

在一些可能的实现方式中，所述供电触发电路包括：

第五电阻和金属氧化物半导体MOS管，所述麦克端连接至所述MOS管的漏极，所述MOS管的源极接地，所述MOS管的栅极用于接收所述第二控制信号。

在一些可能的实现方式中，所述控制装置还包括：

隔离模块，所述隔离模块一端与所述生物特征监测模块相连，所述隔离模块的另一端与通话模块相连，所述隔离模块用于隔离所述生物特征监测模块与所述通话模块之间的干扰。

在一些可能的实现方式中，所述控制装置还包括：

通话功耗检测模块，所述通话功耗检测模块与所述通话模块相连，所述通话功耗检测模块用于检测所述通话模块的功耗，并根据检测结果控制生成第三控制信号，以使所述供电控制模块根据所述第三控制信号控制所述生物特征监测模块的供电电压。

在一些可能的实现方式中，所述供电控制模块还包括：

通话供电控制模块，所述通话供电控制模块与所述通话模块相连，所述通话供电控制模块用于控制所述通话模块的供电电压。

在一些可能的实现方式中，所述生物特征监测模块包括：

采集模块和/或数据处理模块，所述采集模块用于采集心率数据，所述数据处理模块用于处理采集的所述心率数据。

在一些可能的实现方式中，所述供电控制模块包括：

第一供电控制模块和第二供电控制模块；其中，所述麦克端通过所述第一供电控制模块连接至所述采集模块，所述第一供电控制模块用于控制所述采集模块的供电电压，所述麦克端通过所述第二供电控制模块连接至所述数据处理模块，所述第二供电控制模块用于控制所述数据处理模块的供电电压。

在一些可能的实现方式中，所述生物特征监测模块还包括：

工作模式控制模块，所述工作模式控制模块用于控制所述控制装置的工作状态处于独立工作模式或者交互工作模式，所述独立工作模式指所述控制装置独立使用所述心率数据的工作模式，所述交互工作模式指所述控制装置将所述心率数据发送给所述智能终端的工作模式。

在一些可能的实现方式中，所述生物特征监测模块还包括：

接收前端，所述接收前端用于接收所述智能终端发送的切换请求，所述切换请求用于请求所述控制装置将所述控制装置的工作模式由所述独立工作模式切换至所述交互工作模式，并将所述切换请求的解调数据发送给所述工作模式控制模块。

在一些可能的实现方式中，所述生物特征监测模块还包括：

心率指示控制模块和心率指示模块；其中，所述心率指示控制模块根据所述数据处理模块的处理结果生成第四控制信号，以便所述心率指示模块根据所述第四控制信号指示心率检测结果。

在一些可能的实现方式中，所述心率指示模块通过多个发光二极管LED指示多个心率强度区间，所述多个LED与所述多个心率强度区间一一对应，所述多个LED具有不同的颜色；或者，所述心率指示模块通过一个LED指示所述多个心率强度区间，所述一个LED的多个闪烁频率与所述多个心率强度区间一一对应。

第二方面，提供了一种有线耳机，所述有线耳机包括上述第一方面及任一种可能实现的控制装置。

在一些可能的实现方式中，所述控制装置位于所述有线耳机的线控板上。

附图说明

图1是本发明控制装置的示意性框图。

图2是本发明实施例的有线心率耳机的应用环境的示例。

图3是本发明实施例的智能终端的音频接口的示例。

图4是本发明实施例的有线耳机的示意性框图。

图5是本发明实施例的采集模块位置和耳朵关系的示意图。

图6是本发明实施例的有线耳机的示意性结构图。

图7是本发明实施例的有线耳机的另一示意性结构图。

图8是本发明实施例的有线耳机的另一示意性结构图。

图9是本发明实施例的有线耳机的另一示意性结构图。

图10是本发明实施例的有线耳机的模块连接关系的示意图。

图11是本发明实施例的逆流检测控制电路的示意性电路图。

图12是本发明实施例的供电触发电路的示意性电路图。

图13是本发明实施例的第一电压的第一状态的示意图。

图14是本发明实施例的供电触发模块触发第一状态后的示意图。

图15是本发明实施例的第一电压的第二状态的示意图。

图16是本发明实施例的供电触发模块触发第二状态后的示意图。

图17是本发明实施例的第一电压的第三状态的示意图。

图18是本发明实施例的供电触发模块触发第三状态后的示意图。

图19是本发明实施例的有线耳机的工作模式的示意性说明图。

图20是本发明实施例的有线耳机切换工作模式的示意性流程图。

图21是本发明实施例的心率指示模块的指示界面的示意图。

图22是本发明实施例的有线耳机的模块连接关系的另一示意图。

具体实施方式

应理解，本发明实施例中的生物特征监测模块可以是任一种可对人体的生理状态进行检测的模块。例如，可以是心率检测模块，压力检测模块，佩戴检测模块，血压检测模块，体温检测模块，血糖检测模块，血脂检测模块等其他生理信号或电路模块等等。为了便于方案理解，本发明实施例中的生物特征监测模块仅以进行心率检测为例进行说明，但本发明实施例不限于此。

图1是本发明实施例的控制装置的示意性框图。

如图1所示，控制装置900包括：

供电控制模块310，所述供电控制模块310的一端用于与耳机的麦克端811b相连，所述供电控制模块310的另一端用于与生物特征监测模块500相连，其中，所述供电控制模块310通过所述麦克端811b接收与耳机配对的智能终端提供的第一电压，并根据所述第一电压控制该生物特征监测模块500的供电电压。

换句话说，在智能终端为该生物特征监测模块500提供供电电压的场景下，该供电控制模块310控制生物特征监测模块500的供电电压。由此，使得上述控制装置900内置于有线耳机时，使得该有线耳机不但能够进行心率检测，而且通过使用该供电控制模块310，能够保证该有线耳机中原有的功能模块正常工作，提高了该生物特征监测模块与该有线耳机中原有功能模块的兼容性。

应理解，本发明实施例的控制装置可以内置于任一种有线耳机，该有线耳机与智能终端配套使用。特别是具备3.5mm音频输出接口的智能终端。例如：手机、平板电脑、笔记本电脑、电脑、MP3以及MP4等。本发明实施例仅以将控制装置内置于有线耳机，有线耳机和手机配套使用的场景进行示例性说明，但本发明实施例不限于此。

下面结合附图对本发明实施例的有线耳机和3.5mm音频输出接口进行说明。

图2是本发明实施例的有线耳机800的示意图。

如图2所示，该有线耳机800包括：3.5mm音频接头810，耳机线820，线控板830和耳塞840。应理解，传统有线耳机一般只有语音传输和音乐播放、按键操作这几个基本功能。还应理解，本申请不局限于耳塞式耳机，此处仅为示例性描述。

因此，本发明实施例中提出了一种有线耳机。该有线耳机具备有生物特征监测模块(没有示出)，用于进行心率检测。换句话说，该有线耳机800还可以包括上文提及的控制装置。

图3是本发明实施例的智能终端的3.5mm音频接口的示例图。

如图3所示，该3.5mm音频接口可以包括：麦克风(MIC)通讯接口811a、设备地(GND)接口812a、右喇叭接口813a和左喇叭接口814a。可以理解，相应的，如图1所示，使用3.5mm音频接头810也分为：麦克风(MIC)通讯接头811b、设备地(GND)电位接头812b、右耳塞喇叭接头813b和左耳塞喇叭接头814b。

需要注意的是，如果将3.5mm音频接头810与智能终端相连时，只有麦克风(MIC)线存在电流。

因此，本发明实施例中通过将该生物特征监测模块可以与该3.5mm音频接头810的MIC通信接头811b相连，能够保证该生物特征监测模块500获取供电电压。

此外，由于传统的耳机中普遍配置有用于语音通话的麦克风，且麦克风(MIC)线存在的电流非常的小，而本发明实施例中的控制装置还可以包括一个供电控制模块310，用于控制该生物特征监测模块的供电电压。具体地，在麦克风的功耗较大时，该供电控制模块310能够控制降低该生物特征监测模块500的工作电压(相当于通过该供电控制模块310使得该生物特征监测模块500处于低功耗模式)，进而保证有线耳机中的传统的功能模块(例如，麦克风)获取足够的电流，进而保证其能够正常工作。

本发明实施例中，通过在传统的具有3.5mm音频接口的有线耳机上增加生物特征监测模块500，使得传统有线耳机具备检测生物特征(例如，心率)的功能。此外，通过增加供电控制模块310，控制该生物特征监测模块500的供电电压，能够保证有线耳机中的传统的功能模块(例如，麦克风)能够正常工作。

下文结合图4对该生物特征监测模块500内置于有线耳机的系统框架进行说明。

图4是本发明实施例的有线耳机的示意性框图。

如图4所示，该有线耳机800与手机100相连，该有线耳机800包括：线控板200和生物特征监测模块500。其中，生物特征监测模块500可以包括采集模块400和计算控制模块300。可选地，采集模块400可以包括光电容积脉搏波描记法(Photo Plethysmograph，PPG)心率检测传感器410和对应的光学设计模块440，采集模块400用于采集原始的心率数据(或经过处理的心率数据，或计算得到的心率结果)；计算控制模块300可以用于对采集模块400采集到的心率数据进行处理和计算；计算控制模块300还可以用于与手机100以及采集模块400进行通信；计算控制模块300还可以用于控制整个耳机的工作模式。

在一个实施例中，采集模块400可以包括心率传感器410、发光二极管(LED)420、加速度传感器430和光学设计模块440，该心率传感器410包括光电二极管(PD)411。其中，心率传感器410控制发光二极管420发光，发出的光线经过皮肤组织作用后，传到光电二极管411，心率传感器410处理光电二极管411接收到的光信号，并将光信号量化为电信号，并经过模拟数字转换电路转换为数字信号，最后发送至标准数字通讯接口。例如，I2C接口、SPI接口。

在一个实施例中，计算控制模块300可以包括供电控制模块310、微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)\数字信号处理模块(Digital Signal Processing，DSP)320、心率指示模块330。该计算控制模块300可以用于控制耳机系统的供电、工作模式、计算并指示测量的心率结果等。

应理解，本发明实施例的该供电控制模块310用于控制生物特征监测模块500的供电电压的，而MCU\DSP 320是用于根据实际需求对有线耳机中的各个电路或者模块的工作模式(即，功耗)进行控制的。

需要注意的是，本发明实施例中的该供电控制模块310可以作为一个控制电路独立生产，即作为一个芯片或者电路进行生产，换句话说，可以为有线耳机的一个部件进行生产。也可以集成在MCU\DSP 320上进行生产，即，作为MCU\DSP320的组成部分，本发明实施例不做具体限定。

具体地，本发明实施例的该供电控制模块310可以包括用于控制生物特征监测模块500的供电电压的各种电路或者模块。例如，如图22所示，该供电控制模块可以包括以下模块或者电路的至少一项：通话供电控制模块311、通话功耗检测模块312a、第一电压检测电路312、供电触发电路313、逆流检测控制电路314、隔离模块315、储能电路316、储能电压检测模块317、第一供电控制模块318、第二供电控制模块319、模式控制模块3110、第一接收前端3111以及第二接收前端3112。

具体地，本发明实施例的该MCU\DSP 320可以包括用于根据实际需求对有线耳机中的各个模块或者电路的工作模式进行控制的模块或者电路。例如，如图22所示，该MCU\DSP 320可以包括数据处理模块321、通讯控制模块322、供电管理模块323、功耗控制模块324、心率指示控制模块325。

该供电管理模块323可以根据实际需求(例如，用户的需求)对有线耳机中的模块(例如，通话供电控制模块311等)的工作状态进行控制。本发明实施例中，该MCU\DSP 320也可以用于根据实际需求对该供电控制模块310中的各个电路或者模块的工作模式(即，功耗)进行控制。例如，、供电触发电路313和采集模块400等。

然而，该供电控制模块310是根据该供电控制模块310中模块(例如，通话功耗检测模块312a和/或储能电压检测模块317)的检测结果，通过该供电控制模块310中模块(例如，逆流检测控制电路314、第一供电控制模块318以及第二供电控制模块319)控制该生物特征监测模块500的供电电压的。

此外，手机100可以包括音频接口110、音频编解码器120以及中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)/DSP130。线控板200可以包括按键210和麦克风220。按键210可以包括音量加减、确认按键；麦克风220可以是用于语音通话的传感电路。

应理解，本发明实施例中的该生物特征监测模块500(尤其是采集模块400)可以设置在该有线耳机上的能够贴近耳朵的任何位置。例如，如图5所示。该采集模块400可以位于耳廓的任意位置。

下面结合图6至图9对本发明实施例的耳塞的结构进行介绍。

如图6所示，本发明实施例中的耳塞840可以包括：耳塞机构件841和采集模块400。

具体地，如图7和图8所示，该耳塞机构件841可以包括：后壳装饰件841a、后置壳841b、前置壳841c、硅胶套841d、喇叭模块842、设置有采集模块400的主板组件、以及设置有光学设计模块440的镜片组件。也就是说，心率传感器410、发光二极管(LED)420以及加速度传感器430可以设置在主板组件上。光学设计模块440可以设置在镜片组件上。

此外，如图9所示，耳塞840包括多根线材823c，该多根线材823c分别与喇叭模块842和采集模块400相连。

图10是本发明实施例的有线耳机的模块连接关系的示意性框图。

在一个实施例中，如图10所示，该供电控制模块310可以包括：储能电路316，该储能电路316用于储存电能，该储存电能用于为该生物特征监测模块500供电。具体地，储能电路316从MIC线路上获取能量并储存，进而为生物特征监测模块500供电。本发明实施例中，该储能电路316输出的电压可以是相对稳定的直流电平，即可以承受负载不同瞬态功耗的需求。例如，由大电容组成该储能电路316。

进一步地，如图10所示，该供电控制模块310还可以包括：储能电压检测电路317，该储能电压检测电路317与该储能电路316相连，该储能电压检测电路317用于检测该储能电路316的储能状态，并根据检测结果生成第一控制信号；以便该供电控制模块310根据该第一控制信号为该生物特征监测模块500供电。其中，该储能状态包括但不限于电压。

应理解，本发明实施例的储能电压检测电路317的作用是：控制该生物特征监测模块500的供电电压，本发明实施例对具体的控制方式不作限定。例如，该电控制模块310控制该生物特征监测模块500的工作电压。又例如，生物特征监测模块500根据储能电压检测电路317检测的电压来调节自身的功耗模式。

例如：该生物特征监测模块500用于检测心率时，当储能电压高于2.1v的时候该生物特征监测模块500上电，进入心率采集模式，当电压降低到2v的时候，该生物特征监测模块500切换至休眠模式，以节省电能。当电压降低到1.9v的时候，该生物特征监测模块500切换至深度睡眠模式或掉电模式，直到电压再次上升到2.1v时回到心率采集模式。

简而言之，储能电压检测电路317检测储能电路316上的储能状态，以便该供电控制模块310根据储能状况控制为生物特征监测模块500的供电电压。

在一个实施例中，如图10所示，该供电控制模块310还可以包括：逆流检测控制电路314，该麦克端811b通过该逆流检测控制电路314连接至该麦克端811b，该逆流检测控制电路314用于检测该储能电路316的电荷是否由该储能电路316流向该麦克端811b，并根据检测结果控制该储能电路316与该麦克端811b导通或者关断。

换句话说，该逆流检测控制电路314监测MIC线路上电流流向和大小，并根据电流情况控制电流路径的通断(作用类似二极管单向导通作用)，当MIC上电流向后端的该储能电路316流动时，实现对该储能电路316进行充电。当MIC线路上电流从该储能电路316向麦克端811b流动时，该逆流检测控制电路314用于保护该储能电路316上的电能不被释放掉。

图11是本发明实施例的该逆流检测控制电路314示意性电路图。

具体而言，如图11所示，该逆流检测控制电路314可以包括：第一电阻314a、第一开关314d和比较器314b，该麦克端811b通过该第一电阻314a连接至该第一开关314d，该第一电阻314a的两端分别与该比较器314b的正负输入端相连，该比较器314b的输出端与该第一开关314d相连；其中，该比较器314b的输出信号用于控制该第一开关314d导通或者关断。

更具体地，该比较器314b通过该第一电阻314采集线路上的电流，并比较输出控制信号，该控制信号用于控制该第一开关314d的导通和关断。

应理解，该控制信号可以是比较器314b的输出信号经过驱动或控制门314e驱动后形成的信号。

由此，电流从该麦克端811b流向后端时，控制第一开关314d闭合，为后端的储能电路316充电；当电流发生从后端电路向该麦克端811b流动时，该逆流检测控制电路314可以控制第一开关314d断开，进而保护后端的储能电路316的电能不被损耗掉。

进一步地，该逆流检测控制电路314还可以包括：第二电阻314f、第三电阻314g和第四电阻314h；其中，该第一电阻314a的一端通过该第二电阻314f连接至该比较器314b的负输入端，该第一电阻314a的另一端通过该第三电阻314g连接至该比较器314b的正输入端，该比较器314b的正输入端通过该第四电阻314h连接至该比较器314b的输出端。

更进一步地，该逆流检测控制电路314还可以包括：第一二极管314c，该第一二极管314c与该第一开关314d并联。以便在该比较器314b和/或控制门314e由于供电不足处于掉电状态的时候，第一二极管314c也能够为该储能电路316充电，而又不会导致该储能电路316电能泄漏。

此外，由于手机3.5mm接口一般有不供电模式、强供电模式和弱供电模式；部分手机供电模式只有强供电模式，而部分手机同时有强供电模式和弱供电模式。

然而，手机3.5mm接口处于强供电模式时，通话模块220可以正常工作，当手机3.5mm接口处于弱供电模式时，通话模块220不一定可以正常工作。

应力，本发明实施例中的通话模块220可以是麦克风(例如，如图4所示)，也可以是其它类型的用于通话的模块，本发明实施例不做具体限定。

具体而言，如图2所示，手机接口处于强供电模式时，手机接口的内部电平(Vbias)一般高于1.6v供电电压；而当手机接口处于弱供电模式的时候，手机接口的内部电平可能低于1.8v；应理解，不同手机的强弱供电模式会有一定差异。上述数字仅为示例性说明，本发明实施例对不做限定。

可以理解，相应的手机3.5mm接口处于强供电模式时，本发明实施例中的第一电压为工作电压。然而，当手机3.5mm接口处于弱供电模式时，第一电压由工作电压降为休眠电压(例如，从2.7v工作电压降低到1.4v的休眠电压)。

因此，为了确保能够为该生物特征监测模块500提供充足的工作电压。

在一个实施例中，如图10所示，该供电控制模块310还可以包括：供电触发电路313，该供电触发电路313与该逆流检测控制电路314相连，该供电触发电路313用于接收第二控制信号，该第二控制信号用于激励该智能终端增大该第一电压。

在一个实施例中，如图10所示，该供电控制模块310还可以包括：第一电压检测电路312，该麦克端811b与该第一电压检测电路312相连，该第一电压检测电路312用于检测该第一电压，并在该第一电压小于或等于该预设门限值时生成上位涉及的第二控制信号，该第二控制信号用于激励该智能终端增大该第一电压。

换句话说，该第一电压检测电路312监测该第一电压是否降低到休眠电压，如果该第一电压降低至休眠电压，供电触发电路313对智能终端100可以施加激活信号，使得该智能终端100输出的该第一电压重新回到工作电压。

图12是本发明实施例的该供电触发电路313的示意性电路图。

具体而言，如图12所示，该供电触发电路313可以包括：

第五电阻312b和金属氧化物半导体(MOS)管313a，该麦克端811b连接至该MOS管313a的漏极，该MOS管313a的源极接地，该MOS管313a的栅极用于接收第二控制信号，该第二控制信号用于激励该智能终端增大该第一电压。

应理解，图12所示的MOS管313a可以是任意一种通过控制端可以控制导通或关断的器件。例如，三级管或模拟开关。

进一步地，如图12所示，该供电触发电路313可以是电压检测电路312生成的经过MCU或其他脉冲产生电路产生的信号。应理解，本发明实施例对该第二控制信号的传输方式不做具体限定，例如，本发明实施例中的该第二控制信号可以由电压检测电路312提供。

需要注意的是：手机接口处于强供电模式的情况可以包括：有线耳机800插入，且麦克风相关应用程序打开(比如通话)；或者，当没有麦克风应用程序打开的时候，即通话模块220处于空闲状态；例如，有线耳机800插入后的一段时间内；又例如，按键210按压后的一段时间内；或者，麦克风相关应用停止使用后的一段时间内。相应的，其他时间段，手机接口处于弱供电模式。

下面结合附图13至图18对该供电触发电路313的工作原理进行说明。

图13至图18示例性说明了本发明实施例的第一电压的第一状态，以及供电触发模块313触发第一状态后第一电压的状态的示意图。

例如，如图13所示，有线耳机800在t10时刻插入，手机无语音应用工作持续一段时间T后，在t11时刻，该第一电压降低至休眠电压。该第一电压的或者输出功率如图13所示。

相应的，该有线耳机800设置有该供电触发电路313时，该第一电压的或者输出功率如图14所示。具体地，有线耳机800在t20时刻插入，手机无语音应用工作持续一段时间T后，在t21时刻该第一电压降低至休眠电压，在t23时刻，该供电触发电路313对智能终端100可以施加激活信号，使得该智能终端100输出的该第一电压重新回到工作电压；进而，在t24时刻，该第一电压重新回到工作电压。以此类推，在t25时刻、t26时刻和t27时刻供电触发电路313进行类似的操作，以此类推。

类似地，图15示出了有线耳机800在t30时刻插入直至t33时刻该第一电压将至休眠电压的示意图。图16为通过该供电触发电路313提升手机音频口供电能力后该第一电压的示意图。

类似地，图17示出了有线耳机800在t50时刻该第一电压为休眠电压的示意图。图18为相应的通过该供电触发电路313提升手机音频口供电能力后该第一电压的示意图。

在一个实施例中，如图10所示，该有线耳机800还可以包括：通话模块220，该麦克端811b连接至该通话模块220。

在一个实施例中，如图10所示，该有线耳机800还可以包括：隔离模块315，该隔离模块315与该生物特征监测模块500相连，该隔离模块315用于隔离传导至该生物特征监测模块500的信号和传导至该通话模块220的信号。

由此，对该通话模块220来说，该隔离模块315对语音信号频段呈现高阻抗特征，保证语音信号不被损失。而对该生物特征监测模块500来说，由于语音信号频段也呈现高阻特征，能够保证该生物特征监测模块500产生的干扰不会传导到该通话模块220的输出信号上，即保证了语音信号不被电路噪声干扰。

应理解，该隔离模块315可以在该逆流检测控制电路314前或后，也可以将该隔离模块315和该逆流检测控制电路314集成设置在同一个电路上，本发明实施例中该隔离模块315的主旨是隔离该通话模块220的语音信号，即该隔离生物特征监测模块500工作产生的信号对该通话模块220的信号的干扰。

在一个实施例中，如图10所示，该有线耳机800还可以包括：通话功耗检测模块312a，该通话功耗检测模块312a与该通话模块220相连，该通话功耗检测模块312a用于检测该通话模块220的功耗，并根据检测结果确定是否生成第三控制信号，以便该供电控制模块根据该第三控制信号控制该生物特征监测模块500的供电电压。

由此，该通话功耗检测模块312a可以通过监测该通话模块220的功耗消耗，为该供电控制模块310提供该通话模块220的功耗状态信息，该供电控制模块310可以根据该通话模块220的功耗状态控制生物特征监测模块500的工作模式。

例如，如果该通话模块220的功耗较大，生物特征监测模块500进入低功耗模式，确保生物特征监测模块500工作不影响该通话模块220的正常使用。

举例来说，假设该通话模块220为麦克风电路，由于通话功耗检测模块312a具备检测麦克风电路功耗的能力，当麦克风功耗增多的时候，通话功耗检测模块312a检测电压会变化(一般是变小)，所以根据通话功耗检测模块312a检测电压来调节生物特征监测模块500的功耗模式，避免生物特征监测模块500与麦克风电路争夺供电，影响音质。

在一个实施例中，如图10所示，该供电控制模块310还可以包括：通话供电控制模块311，该通话供电控制模块311与该通话模块220相连，该通话供电控制模块311用于控制该通话模块220的供电电压。

在一个实施例中，该生物特征监测模块500可以用于进行心率检测。

具体而言，如图10所示，该生物特征监测模块500还可以包括：采集模块400和/或数据处理模块321，该采集模块400与该数据处理模块321相连，该采集模块400用于采集心率数据，该数据处理模块321用于处理该心率数据。应理解，本发明实施例中，该数据处理模块321可以集成在该生物特征监测模块500中，但是，本发明实施例不限于此，例如，该数据处理模块321也可以集成在智能手机中。

进一步的，如图10所示，该供电控制模块310还可以包括：第一供电控制模块318和第二供电控制模块319；其中，该麦克端811b通过该第一供电控制模块318连接至该采集模块400，该第一供电控制模块318用于控制该采集模块400供电，该麦克端811b通过该第二供电控制模块319连接至该数据处理模块321，该第二供电控制模块319用于控制该数据处理模块321供电。

本发明实施例中，通过该第一供电控制模块318和该第二供电控制模块319，对该第一供电控制模块318连接至该采集模块400的供电分别进行控制，能够更精细地对生物特征监测模块的供电电压进行控制。

应理解，本发明实施例中，可以由该第二供电控制模块319控制该采集模块400供电，也可以由该第一供电控制模块318和该第二供电控制模块319控制该采集模块400供电。

更进一步地，如图10所示，该生物特征监测模块500还可以包括：模式控制模块3110，该模式控制模块3110用于控制该有线耳机800的工作状态处于独立工作模式或者交互工作模式，该独立工作模式指该有线耳机800独立使用该心率数据的工作模式，该交互工作模式指该有线耳机800将该心率数据发送给该智能终端的工作模式。

换句话说，该独立工作模式指：MCU\DSP 320获取采集模块400的心率数据，并计算心率值，通过线控板上的LED或OLED或其他的显示器件指示心率结果。该交互工作模式指：手机通过音频线路(左或右声道线)发送信号到有线耳机80的MCU\DSP 320或采集模块400。MCU\DSP 320通过MIC线路传输编码信号到手机，实现全双工双向传输功能。

应理解，本发明实施例中，终端设备可以处于独立工作模式或者处于交互工作模式仅为示例性描述。本发明实施例不限于此。例如，如图19所示，该终端设备还可以处于掉电模式。

具体地，如图19所示，当处于掉电模式的有线耳机800上电后，可以处于独立工作模式；手机发送开启心率测量命令给该有线耳机800时，该有线耳机800可以将该有线耳机800的工作模式由该独立工作模式切换至该交互工作模式；当手机发送停止心率测量命令给该有线耳机800，或心率测量应用强行退出时，该有线耳机800可以将该有线耳机800的工作模式由该独立工作模式切换至该交互工作模式。

应理解，本发明实施例中，各个模块可以独立设置，也可以集成在一个电路中，本发明实施例不做具体限定。

图20是本发明实施例的有线耳机内置的生物特征监测模块用于进行心率监测时，该有线耳机和智能终端交互的示意性流程图。

如图20所示，该交互过程包括：

2100，该有线耳机800插入手机。

2110，该有线耳机800的线控板模块处于工作状态。

2120，生物特征监测模块(用于进行心率检测)500上电。

2130，该有线耳机800是否收到手机应用(APP)开启命令。

2141，该有线耳机800传输心率原始数据或心率计算结果给手机。

2142，手机利用心率数据或计算结果做完成相关应用。

2143，是否收到手机APP关闭测量命令。

2150，停止向手机传输数据。

简而言之，该有线耳机800插入手机后，该有线耳机800的供电控制模块310会开始工作，给该生物特征监测模块500上电。该生物特征监测模块500上电后默认工作在独立工作模式。该有线耳机800可以监听该有线耳机800的命令，当手机发出交互模式请求命令时，该有线耳机800切换到交互工作模式。当手机心率测量应用强行退出，或手机发送切换到独立工作模式的命令时，该有线耳机800切换到该独立工作模式。

在一个实施例中，该生物特征监测模块500还可以包括：接收前端，该接收前端用于接收该智能终端100发送的切换请求，该切换请求用于请求该有线耳机800将该有线耳机800的工作模式由该独立工作模式切换至该交互工作模式，并将该切换请求的解调数据发送给该模式控制模块3110。

由此，使得该模式控制模块3110能够控制该有线耳机800工作在该独立工作模式或该交互工作模式；

其中，接收前端可以是手机和MCU\DSP 320之间的通讯的前级信号的处理电路。例如，滤波器和增益调节电路。手机的信息经过编码后通过左声道线路或右声道线路发出，经过接收前端处理提供给MCU\DSP 320，以便该MCU\DSP 320进行解码。具体地，如图10所示，该接收前端可以包括：第一接收前端3111和第二接收前端3112。

在一个实施例中，该生物特征监测模块500还可以包括：心率指示控制模块325和心率指示模块330；其中，该心率指示控制模块325根据该数据处理模块321的处理结果生成第四控制信号，以便该心率指示模块330根据该第四控制信号指示心率检测结果。

在一个实施例中，该心率指示模块330通过多个发光二极管LED指示多个心率强度区间，该多个LED与该多个心率强度区间一一对应，该多个LED具有不同的颜色。

具体地，如图21所示，该心率指示模块330可以通过LED或OLED或其他可视化设备指示心率强度。例如：利用几个不同色彩的LED指示不同的心率强度区间。例如，用蓝色LED代表心率在30BPM～80BPM之间；绿色LED代表心率在80～110BPM之间；用红色代表110～150BPM之间；用黄色代表150～180BPM之间；用橙色代表心率区间在180～220BPM之间。

应理解，上述心率强度区间和指示方式仅为本发明实施例的示例，本发明实施例不限于此。

例如，该心率指示模块330可以显示颜色的同时，也可以配合不同的闪烁频率指示心率快慢。例如，心率LED闪烁频率越高时，心率相应的也越高。

又例如，该心率指示模块330也可以使用一个LED通过不同的闪烁速度来指示心率区间。

在一个实施例中，MCU\DSP 320还可以包括通信控制模块322和/或功耗控制模块324，其中，通信控制模块322用于控制该有线耳机800和该智能终端100之间的通信，该功耗控制模块324用于控制该生物特征监测模块500的功耗模式，具体地，该功耗控制模块324可以控制该生物特征监测模块500处于低功耗模式，或者，该功耗控制模块324可以控制该生物特征监测模块500处于正常工作的功耗模式。

图22是本发发明实施例的各个模块之间的连接关系的示意图。

具体而言，如图22所示，采集模块400设置在左耳塞840b上，该供电控制模块310集成设置在计算控制模块300上。计算控制模块300设置于线控板830上。分束器822用于将第三线束分为第一线束823-B和第二线束823-A，第一线束823-B通过该线控板830连接至第三线束823-C。

进一步地，心率指示模块330也可以集成设置在计算控制模块300上。

应理解，图22所示的各个功能模块之间的连接关系仅仅为示例性描述，本发明实施例不做具体限定。

例如，如图22所示，采集模块400可以设置在左耳塞840b上。

又例如，采集模块400也可以设置在右耳塞840a上，或者同时设置在右耳塞840a和左耳塞840b上等等。

又例如，如图22所示，该供电控制模块310可以设置于线控板830上。

又例如，该供电控制模块310可以设置于右耳塞840a和/或左耳塞840b上，该供电控制模块310也可以集成设置在MCU\DSP 320内等等。本发明实施例不做具体限定。

又例如，该供电控制模块310可以拆分成多个模块分别设置于线控版830、左耳塞840b以及右耳塞840a上。

最后需要注意的是，由于本发明实施例中的耳机不需要电池，因此无需充电，不用携带充电线缆或充电器。而且使用方便，插入目标设备(例如，手机)就可以使用，进而降低耳机的生产成本。

进一步地，本发明实施例中的耳机能够支持在耳机上完成心率测量并指示心率区间；还能够支持生物特征监测模块和耳机原有基本功能(例如，语音通讯，音乐播放)同时工作；还能够支持根据麦克风功耗变化动态控制生物特征监测模块的功耗和工作模式，进而保证原有基本功能在任何时候都能正常工作；还能够支持根据音频应用的使用情况调节生物特征监测模块的工作模式；还能够支持触发处于休眠模式的音频接口提升输出能力，满足负载电路功耗需求。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及电路，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的电路、支路和单元，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的支路是示意性的，例如，该单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到一个支路，或一些特征可以忽略，或不执行。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以该权利要求的保护范围为准。

Claims (21)

1.一种耳机的控制装置，其特征在于，包括：

供电控制模块，所述供电控制模块的一端用于与耳机的麦克端相连，所述供电控制模块的另一端用于与所述耳机的生物特征监测模块相连，所述供电控制模块通过所述麦克端接收与所述耳机配对的智能终端提供的第一电压，并根据所述第一电压控制所述生物特征监测模块的供电电压。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述供电控制模块包括：

储能电路，所述储能电路用于将来自所述智能终端的电能进行储存，所述储能电路储存的电能用于为所述生物特征监测模块供电。

3.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述供电控制模块还包括：

储能电压检测电路，所述储能电压检测电路与所述储能电路相连，所述储能电压检测电路用于检测所述储能电路的储能状态，并根据检测的储能状态生成第一控制信号，以使所述供电控制模块根据所述第一控制信号为所述生物特征监测模块供电。

4.根据权利要求2或3所述的控制装置，其特征在于，所述供电控制模块还包括：

逆流检测控制电路，所述麦克端通过所述逆流检测控制电路连接至所述储能电路，所述逆流检测控制电路用于检测所述储能电路的电荷是否由所述储能电路流向所述麦克端，并根据所述逆流检测控制电路的检测结果控制所述储能电路与所述麦克端导通或者关断。

5.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述逆流检测控制电路包括：

第一电阻、第一开关和比较器，所述麦克端通过所述第一电阻连接至所述第一开关，所述第一电阻的两端分别与所述比较器的正负输入端相连，所述比较器的输出端与所述第一开关相连；

其中，所述比较器的输出信号用于控制所述第一开关导通或者关断。

6.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，所述逆流检测控制电路还包括：

第二电阻、第三电阻和第四电阻；

其中，所述第一电阻的一端通过所述第二电阻连接至所述比较器的负输入端，所述第一电阻的另一端通过所述第三电阻连接至所述比较器的正输入端，所述比较器的正输入端通过所述第四电阻连接至所述比较器的输出端。

7.根据权利要求5或6所述的控制装置，其特征在于，所述逆流检测控制电路还包括：

第一二极管，所述第一二极管与所述第一开关并联。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述供电控制模块还包括：

供电触发电路，所述供电触发电路与所述麦克端相连，所述供电触发电路用于接收第二控制信号，所述第二控制信号用于激励所述智能终端增大所述麦克端的所述第一电压。

9.根据权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述供电控制模块还包括：

第一电压检测电路，所述麦克端与所述第一电压检测电路相连，所述第一电压检测电路用于检测所述第一电压，并在所述第一电压小于或等于预设门限值时生成所述第二控制信号。

10.根据权利要求9所述的控制装置，其特征在于，所述供电触发电路包括：

第五电阻和金属氧化物半导体MOS管，所述麦克端连接至所述MOS管的漏极，所述MOS管的源极接地，所述MOS管的栅极用于接收所述第二控制信号。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括：

隔离模块，所述隔离模块一端与所述生物特征监测模块相连，所述隔离模块的另一端与通话模块相连，所述隔离模块用于隔离所述生物特征监测模块与所述通话模块之间的干扰。

12.根据权利要求11所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括：

通话功耗检测模块，所述通话功耗检测模块与所述通话模块相连，所述通话功耗检测模块用于检测所述通话模块的功耗，并根据检测结果确定是否生成第三控制信号，以使所述供电控制模块根据所述第三控制信号控制所述生物特征监测模块的供电电压。

13.根据权利要求11或12所述的控制装置，其特征在于，所述供电控制模块还包括：

通话供电控制模块，所述通话供电控制模块与所述通话模块相连，所述通话供电控制模块用于控制所述通话模块的供电电压。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述生物特征监测模块包括：

采集模块和/或数据处理模块，所述采集模块用于采集心率数据，所述数据处理模块用于处理采集的所述心率数据。

15.根据权利要求14所述的控制装置，其特征在于，所述供电控制模块包括：

第一供电控制模块和第二供电控制模块；

其中，所述麦克端通过所述第一供电控制模块连接至所述采集模块，所述第一供电控制模块用于控制所述采集模块的供电电压，所述麦克端通过所述第二供电控制模块连接至所述数据处理模块，所述第二供电控制模块用于控制所述数据处理模块的供电电压。

16.根据权利要求14或15所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括：

工作模式控制模块，所述工作模式控制模块用于控制所述控制装置的工作状态处于独立工作模式或者交互工作模式，所述独立工作模式指所述控制装置不将所述心率数据发送给所述智能终端的工作模式，所述交互工作模式指所述控制装置将所述心率数据发送给所述智能终端的工作模式。

17.根据权利要求14至16中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括：

接收前端，所述接收前端用于接收所述智能终端发送的切换请求，所述切换请求用于请求所述控制装置切换所述控制装置的工作模式，并将所述切换请求的解调数据发送给所述工作模式控制模块。

18.根据权利要求14至17中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括：

心率指示控制模块和心率指示模块；其中，所述心率指示控制模块根据所述数据处理模块的处理结果生成第四控制信号，以使所述心率指示模块根据所述第四控制信号指示心率检测结果。

19.根据权利要求18所述的控制装置，其特征在于，所述心率指示模块通过多个发光二极管LED指示多个心率强度区间，所述多个LED与所述多个心率强度区间一一对应，所述多个LED具有不同的颜色；或者，所述心率指示模块通过一个LED指示所述多个心率强度区间，所述一个LED的多个闪烁频率与所述多个心率强度区间一一对应。

20.一种有线耳机，其特征在于，包括：

权利要求1至19中任一项所述的控制装置。

21.根据权利要求20所述的有线耳机，其特征在于，

所述控制装置位于所述有线耳机的线控板上。