CN1350413A - 移动终端与耳机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于无线通信系统的移动终端1,它带有:内部扬声器2,用于输出声音信号;内部麦克风3,用于接收声音信号;连接装置4,用于连接包括耳机扬声器10和耳机麦克风13的外部耳机;处理装置5,用于操作内部扬声器2和内部麦克风3,或在外部耳机10连到连接装置4时操作外部耳机10;转换装置6,用于选择性地将处理装置5连接到所述内部扬声器2和所述内部麦克风3,或者在外部耳机10连接到连接装置4时将处理装置5连接到外部耳机10。由此处理装置5包括的检测装置7,用于检测是否连接有外部耳机10,并根据检测结果控制所连接耳机10的操作,所述连接装置(7)连接到所述麦克风(3)并检测电气变量。

Description

移动终端与耳机

技术领域  本发明涉及用于无线通信系统的移动终端和连接到移动终端的耳机。

背景技术  将带有耳机麦克风和耳机扬声器的耳机与诸如GSM和UMTS系统的无线通信系统的移动终端一起使用，这已为大众所熟知，且由于它允许在谈话时无需将移动终端保持在头部便可以使用终端，因而正变得越来越受欢迎。已知的耳机是连接到移动终端的输入/输出连接器，并且基本上由导线、塞进用户耳朵的耳塞内包括的扬声器、以及导线上的麦克风组成。因此，在耳机连接到移动终端时，用户可以将移动终端放入其外套的口袋中，同时将耳塞塞入耳内，这样便可以不用将移动终端保持在其头部而进行通信。最近，包括用于耳机连接的单独插口的移动终端已被建议。这些插口用于将音频信号从移动终端传送到耳机的扬声器，并将从耳机的麦克风收到的音频信号传送到移动终端。

美国专利US 5504812建议了这种耳机。移动终端包括检测耳机连接器是否插入移动终端对应插口的耳机检测电路。耳机检测电路然后向移动终端的微处理器发送信号，该微处理器通过切断移动终端的扬声器和麦克风并将移动终端的发射机和接收机连接到耳机来相应控制移动终端的操作。耳机构建的方式是：在话筒吊杆的末端装有麦克风，话筒吊杆以旋转方式接到带有扬声器外壳。通过旋转话筒吊杆，用户可以拾取(pickup)或终止呼叫。摘机电路检测到话筒吊杆的位置，并向移动终端的处理器发送信号，这样，整个终端的操作便可得到相应的控制。

美国专利US 5832075建议了一种用于连接到电话的耳机的事件检测器，包括一个耳机存在检测器，用于检测是否存在耳机。因此不对耳机存在检测器进行详细描述。

发明内容  本发明的目的是提供一种用于无线通信系统的、可以连接外部耳机的移动终端，该终端结构简单划算，并允许以有效可靠的方式控制所连接的耳机的操作。

由用于无线通信系统的移动终端实现上述目的，该终端具有：内部扬声器，用于输出声音信号；内部麦克风，用于接收声音信号；连接装置，用于连接包括耳机扬声器和耳机麦克风的外部耳机；处理装置，用于操作内部扬声器和内部麦克风，或者用于在外部耳机连接到连接装置时操作外部耳机；转换装置，用于选择性地将处理装置连接到内部扬声器和内部麦克风，或者用于在外部耳机连接到所述连接装置时将处理装置连接到外部耳机。由此处理装置包括用于检测是否连接有外部耳机的检测装置并根据检测结果控制所连接的耳机操作，所述检测装置连接到所述内部麦克风并检测电气变量。

因此，按照本发明的移动终端允许根据在内部麦克风检测到的电气值来控制所连接的耳机的操作。由于外部耳机连接到移动终端时内部麦克风操作状态被改变，因此这允许对外部耳机进行简单、因而划算且还可靠的检测。而且，由于检测装置检测电气变量，即随另一元件中状态变化而改变的数值，因而可以对所连接的耳机的操作进行可靠和有效的控制。

所述检测装置最好连接到内部麦克风的连接端口。术语连接端口在此定义具有两条麦克风线的内部麦克风的两个电气连接之一。另外，所述检测装置最好检测直流电压变量。这样，可以实现对耳机进行简单且仍然可靠的检测。这种情况下，所述检测装置可包括电阻和电容，用于获得纯直流电压信号。由此可以实现便宜和简单的检测。本发明解决方案易于实现且仍提供了多种检测可能性，即检测是否存在外部耳机，在耳机正确连接时检测所连接耳机的操作状态，等等。

最好，根据检测结果，处理装置控制所连接耳机的耳机扬声器和耳机麦克风的特性。例如，在检测装置检测到连接有外部耳机时，处理装置根据检测结果自动调整耳机扬声器和耳机麦克风的灵敏度。

最好，检测装置检测所连接耳机的操作状态，且所述处理装置根据检测的操作状态来控制耳机的操作。这种情况下，检测装置不仅能够检测是否连接有外部耳机，而且能够检测所连接耳机处于几种操作状态的哪一种状态，以便该耳机的操作可以得到相应地控制和调整。这种情况下，根据检测到的所连接耳机的操作状态，处理装置可以方便地控制移动终端的操作。因此，不仅所连接耳机的操作可以根据检测结果得到控制，而且移动终端的操作也可以得到控制。另外，根据检测到的所连接耳机的特定操作状态，处理装置可以方便地控制移动终端的拾音(pickup)功能。此外或另一方面，根据所连接耳机的特定检测操作状态，处理装置可以方便地控制移动终端的呼叫终止功能。这种情况下，用户可以有效地改变耳机的操作状态，以便拾取或终止呼叫，而无需接触移动终端。再次指出，单个检测装置检测是否连接有耳机，并还检测耳机的不同操作状态。最好，根据电压值，检测装置检测是否连接有外部耳机和/或所连接耳机的操作状态，所述电压值随是否连接有外部耳机和/或该耳机的操作状态而变化。这里，检测装置的结构允许例如根据不同的电压电平来区分所连接耳机的不同状态，每个电压电平对应于耳机的一种相应操作状态。这种情况下，检测装置最好连接到内部麦克风的连接端口。由此，检测装置可以例如测量指示所连接耳机的耳机麦克风操作状态的直流电压电平。

在耳机中有两种信号被传送。第一种信号是麦克风拾取的声音信号，它被转化成电信号并转发到移动终端。第二种信号是从移动终端传来的信号，它由耳机的扬声器转化成向用户输出的声音信号。由于检测装置连接到内部麦克风的连接端口，因而所连接耳机的耳机麦克风的不同操作状态可用于控制耳机和/或移动终端的操作。例如，检测装置可以检测所连接耳机的耳机麦克风是处于操作状态还是处于非操作状态。最好，检测装置检测耳机是否正确连接并在这种情况下引发相应的措施。例如，耳机未正确连接到移动终端时，警告信号会输出给用户。

最好，连接装置是耳机连接器，包括至少一个用于耳机麦克风的连接和至少一个用于外部耳机的耳机扬声器的连接。由此，耳机连接器可以为四极插口，包括两个用于耳机麦克风的连接和两个用于外部耳机的耳机扬声器的连接。

本发明还针对用于上述无线通信系统的移动终端的耳机，该耳机包括耳机扬声器、耳机麦克风、用于与移动终端相应连接装置相连接的连接装置以及用于将耳机麦克风切换到非操作状态的麦克风转换装置。例如，在使用带有连接耳机的移动终端并在进行通信的用户要在保持移动终端通信的同时与站在附近第三者进行中途讨论的情况下，这就显得方便。麦克风转换装置允许用户将耳机麦克风切换到非操作状态，以便通信伙伴听不到与第三者的中途讨论。由于包括在移动终端中用于检测是否连接有外部耳机的检测装置的特定结构，由此本发明的独特优点是：麦克风转换装置也可以用于拾取和/或终止呼叫，或者用于设置其它特征。此检测装置也可检测耳机的操作状态，即耳机的麦克风转换装置的位置。最好，麦克风转换装置构成耳机麦克风的短路。这种情况下，移动终端的检测装置可以容易地检测麦克风转换装置的操作产生的电压变量。最好，麦克风转换装置是一个简单的按钮开关。

附图说明  在下面参考附图的描述中进一步解释本发明，附图中：

图1示出按照本发明的移动终端和耳机的示意方框图；以及

图2示出本发明的移动终端和耳机的基本部件更详细的电路示例。

具体实施方式  图1示出按照本发明的用于诸如GSM或UMTS系统的无线电信系的统移动终端1的示意方框图。移动终端1可以是适合无线接收和发送信号的单频带、双频带、三频带或更多频带的小区电话。虽然图中未示出，但按照本发明的移动终端1因此包括用于无线电信系统中操作的所有必需元件，诸如天线、调制器、解调器等。

另外，按照本发明的移动终端1包括置于移动终端1外壳上部的内部扬声器2。移动终端1还包括置于移动终端1外壳下部的内部麦克风3。内部扬声器将例如来自处理装置5的电信号转换成输给用户的声音信号。内部麦克风3拾取或接收用户的声音信号并将收到的声音信号转换成提供给处理装置5的电信号。然后，收到的声音信号经进一步处理后传送给通信伙伴。内部扬声器2输出的声音信号是经由无线通信系统接收的信号。

例如，处理装置5是微处理器或微控制器，它控制移动终端1的基本功能。例如，处理装置5可以是基带芯片，它执行移动终端1的所有必要的基带处理。通过还连到连接装置4的转换装置6，处理装置5还操作和控制移动终端1的内部扬声器2和内部麦克风3，连接装置4用于将外部耳机10连接到移动终端1。在本发明的最佳实施例中，连接装置4是提供四极连接的四极插口，用于耳机10的对应连接装置11，例如插口连接器。最佳实施例的四极连接提供用于耳机扬声器12的两条连接线和用于耳机麦克风13的两条连接线，这将参照图2做更详细的解释。

转换装置6包括两个开关：第一开关用于在移动终端1的内部扬声器2和所连接耳机10的耳机扬声器12之间进行切换，而第二开关用于在移动终端1的内部麦克风3和所连接耳机10的耳机麦克风13之间进行切换。由此，形成转换装置6的第一和第二开关是机械开关，根据耳机10的连接器插口11插入移动终端1的插口4进行切换。把公部件(male part)插入母部件(female part)会使转换装置6将麦克风线从处理装置5到内部麦克风3切换为从处理装置5到耳机麦克风13，也将扬声器线从处理装置5到内部扬声器2切换为从处理装置5到耳机扬声器12。因此，通过将耳机10的连接器插口11插入插口4，移动终端1的内部扬声器2和内部麦克风3被自动且机械地切断，而耳机麦克风13和耳机扬声器12被启用。

移动终端1的处理装置5还包括用于检测是否连接有外部耳机10的检测装置7，并根据检测结果来控制所连接耳机10的操作。例如，在检测装置7检测到耳机10连接到移动终端1时，根据检测结果，通过处理装置5可以比较内部扬声器2和内部麦克风3的标准设置，更改耳机扬声器12和耳机麦克风13的设置。例如，根据检测装置7的检测结果，处理装置5可以这样更改耳机扬声器12和耳机麦克风13的灵敏度、过滤特性等。

耳机10基本上由包含麦克风和扬声器线的导线、连接器插口11、包括耳机扬声器12的耳承(earpiece)以及包括麦克风13和麦克风转换装置14的外壳15组成。外壳15与包括扬声器12的耳承有一段距离，这样，在耳承塞入用户耳内时，带有麦克风13的外壳靠近用户的嘴。麦克风转换装置14是一个按钮开关，它允许用户将麦克风13切换到非操作状态，这样，如果用户在通话时要与第三方交谈，可以切断麦克风13以便通信伙伴听不到与第三方的交谈。移动终端1的处理装置5的检测装置7还适合于检测耳机10的对应操作状态，例如检测麦克风是处于操作状态还是非操作状态，这样，处理装置5可以根据检测结果控制耳机10的操作和移动终端1的操作。这样，耳机10的麦克风转换装置14还可用于拾取或终止呼叫，或者执行与耳机10和/或移动终端1的操作有关的其它功能。

图2示出按照本发明的移动终端1和耳机10的基本部件的更详细电路示例。如果外部耳机10未连接到移动终端1，则用作移动电话内部麦克风的电容麦克风23连接到正麦克风线20和负麦克风线21。正麦克风线20和负麦克风线21连接到移动终端1的处理装置5，如图1所示，并将从电容麦克风23拾取的转换成电信号后的声音信号提供给处理装置5供进一步处理。

在电容麦克风23和正麦克风线20之间装有机械开关26。该机械开关26是图1所示移动终端1的转换装置6的部件，并在外部耳机连接到移动终端时，在电容(内部)麦克风23和外部耳机的电容(耳机)麦克风42之间自动且机械地切换正麦克风线20。所示耳机的连接插口11(参见图1)一旦连接到移动终端1的插口4，机械开关26便从电容麦克风23的端口22切换到耳机10的电容麦克风42的端口40。

此外，耳机10的电容麦克风42的端口41连接到移动终端1的负麦克风线21的端口24，这样，在耳机10连接到移动终端1时，正麦克风线20和负麦克风线21便连接到耳机10的电容麦克风42，并且从电容麦克风42拾取的声音信号被提供给移动终端1的处理装置5。

内部麦克风3及耳机麦克风13分别为电容麦克风23和42，这样，相应的操作必须有直流电压Vbias。因此，偏压Vbias分别通过第一电阻器29和第二电阻器30对称加到正麦克风线20和负麦克风线21，第一和第二电阻器29和30具有相同的阻值。由此，偏压连接和地线连接，加上分别平行连接的第一和第二电容器25和27以及在偏压侧连接于电容器25和27之间的电阻器28，它们共同滤除交流分量，并分别向电容麦克风23和42提供稳定的直流电压。

在电容麦克风23和要通过开关26连接到正麦克风线20的正麦克风线端口22之间，即在电容麦克风23的连接端口44处，通过低通滤波器提供了到处理装置5的模拟/数字输入端子33的连接。模拟/数字输入端子33提供到模拟/数字转换器的连接，该模拟/数字转换器是移动终端1的检测装置7的部件。低通滤波器包括电阻器31和与地连接的电容器32，因而具有简单的结构并确保在检测装置7的模拟/数字转换器处获得纯直流电信号。以串联方式连接到模拟/数字输入端子33的电阻器31具有高阻抗，如100Kohm，以确保对麦克风线20和21中的声音信号没有干扰。

通过检测装置7的低通滤波器和模拟/数字转换器，可检测电容麦克风23和正麦克风线22之间的直流电压电平和电势或电压变化。这些电势或电压变化表示耳机10是否连接到移动终端1，并且还表示耳机10所处的操作状态。耳机10未连接到移动终端1时，开关26处于正常位置并将正麦克风线20连接到电容麦克风23。最好，电阻器29和30及电容麦克风23的阻抗值在此正常位置进行设置，以便1/4的偏压值Vbias分别降落在第一和第二电阻器29和30，由此大约1/2的偏压降落在电容麦克风23上，其中正常位置运行的是移动终端1的内部麦克风和内部扬声器。例如，电阻器29和30分别具有电容麦克风23和42的一半阻抗值。因而，连接到模拟/数字输入端口33的检测装置7的模拟/数字转换器检测到大约3/4的偏压值。如果连接了耳机10，开关26自动从移动终端1的正麦克风线端口22切换到耳机10的端口40，并且检测装置7的模拟/数字转换器检测大约1/4偏压Vbias的电压或电势。因此，根据电容麦克风23连接端口中检测到的电势变化，检测装置7检测是否连接有外部耳机10。

如图2所示，提供按钮开关43形式的麦克风转换装置14，它与耳机10的电容麦克风42并连。按该按钮开关会使耳机10的电容麦克风42短路，并因此将电容麦克风42从操作状态切换到非操作状态。该特征是有益的，例如，在通过无线通信链路进行通话中使用耳机10的用户要想保持连接但要与第三方谈话而又不让其通信伙伴听到谈话内容的情况下，用户可以按该按钮开关使电容麦克风42短路。这样，在连接端口44包括适当定义的状态，即电势或电压变化，并且检测装置7中的模拟/数字转换器检测到大约1/2偏压Vbias的电压。检测到的耳机10的这种操作状态变化可由处理装置5用于进一步更改移动终端1和/或耳机10的设置，或执行其它操作。另外，麦克风转换装置43可这样用来拾取和/或终止电话呼叫，或者改变和/或控制耳机10或移动终端1的操作状态或特性。如上所述，根据电容麦克风23的连接端口中检测到的电势变化，检测装置7检测所连接耳机10的操作状态。在上述示例中，描述了外部耳机10的三种操作状态，也就是耳机未连接状态、耳机麦克风处于操作状态的耳机已连接状态以及耳机麦克风处于非操作状态的耳机已连接状态。所有三种操作状态对应于在电容麦克风23的连接端口中检测到的相应电压值。在检测装置7中以相应的检测范围或阈值来检测这三个电压值。检测装置7分别将检测到的电压与相应的预计电压值，即关于1/4、1/2或3/4的偏压Vbias的预定检测范围，进行比较。如果检测到的电压在在每个预定检测范围外，则这对应于一种未定义的状态，例如，在该状态耳机10的连接插口11未正确连接到移动终端1的插口4。这种情况下，连接装置7向处理装置5输出相应的信号，从而产生相应的措施，例如向用户输出的声音或可视信号，表示耳机10未正确连接到移动终端1。

因此，本发明以一种简单的结构提供一种简单有效的方式来控制移动终端1和所连接耳机10的操作与操作状态。

Claims (17)

1.用于无线通信系统的移动终端(1)，它包括：内部扬声器(2)，用于输出声音信号；内部麦克风(3)，用于接收声音信号；

连接装置(4)，用于连接包括耳机扬声器(12)和耳机麦克风(13)的外部耳机(10)；

处理装置(5)，用于操作所述内部扬声器(2)和所述内部麦克风(3)，或者在外部耳机(10)连接到所述连接装置(14)时操作所述外部耳机(10)；

转换装置(6)，用于选择性地将所述处理装置(5)连接到所述内部扬声器(2)和所述内部麦克风(3)，或者在外部耳机(10)连接到所述连接装置(14)时将所述处理装置(5)连接到所述外部耳机(10)；

由此，所述处理装置(5)包括检测装置(7)，用于检测是否连接有外部耳机(10)，并根据所述检测结果控制所连接耳机(10)的操作，所述检测装置(7)连接到所述内部麦克风(2)并检测电气变量。

2.根据权利要求1的移动终端(1)，其特征在于：

所述检测装置(7)连接到所述内部麦克风(3)的连接端口。

3.根据权利要求1或2的移动终端(1)，其特征在于：

所述检测装置(7)检测直流电压变量。

4.根据权利要求3的移动终端(1)，其特征在于：

所述检测装置(7)包括电阻器(31)和电容(32)，用于获得纯直流电压信号。

5.根据权利要求1到4其中一项的移动终端(1)，其特征在于：

所述处理装置(5)根据所述检测结果来控制所连接耳机(10)的耳机扬声器(12)和耳机麦克风(13)的特性。

6.根据权利要求1到5其中一项的移动终端(1)，其特征在于：

所述检测装置(7)检测所连接耳机(10)的操作状态，并且所述处理装置(5)根据所述检测的操作状态来控制所述耳机(10)的操作。

7.根据权利要求6的移动终端(1)，其特征在于：

所述处理装置(5)根据所述检测的所连接耳机(10)的操作状态来控制所述移动终端(1)的操作。

8.根据权利要求7的移动终端(1)，其特征在于：

所述处理装置(5)根据所连接耳机(10)的特定检测操作状态来控制所述移动终端(1)的呼叫拾取(pickup)功能。

9.根据权利要求7或8的移动终端(1)，其特征在于：

所述处理装置(5)根据所连接耳机(10)的特定检测操作状态来控制所述移动终端(1)的呼叫中止(end)功能。

10.根据权利要求1到9其中一项的移动终端(1)，其特征在于：

所述检测装置(7)根据所述电气变量检测是否连接有外部耳机和/或所连接耳机(10)的操作状态，所述电气变量依是否连接有外部耳机和/或所述耳机(10)的操作状态而变化。

11.根据权利要求10的移动终端(1)，其特征在于：

所述检测装置(7)检测所连接耳机(10)的耳机麦克风(13)是处于操作状态还是非操作状态。

12.根据权利要求1到11其中一项的移动终端(1)，其特征在于：

所述检测装置(7)检测耳机是否未正确连接，并在这种情况下产生相应的措施。

13.根据权利要求1到12其中一项的移动终端(1)，其特征在于：

所述连接装置(4)是耳机连接器，它包括至少一个用于外部耳机的耳机麦克风(13)的连接和至少一个用于所述外部耳机的耳机扬声器(13)的连接。

14.根据权利要求13的移动终端(1)，其特征在于：

所述耳机连接器是四极插口，它包括两个用于外部耳机的耳机麦克风的连接和两个用于外部耳机的耳机扬声器的连接。

15.用于根据权利要求1到14其中一项的用于无线通信系统的移动终端(1)的耳机(10)，它包括：

耳机扬声器(12)；

耳机麦克风(13)；

连接装置(11)，用于连接所述移动终端(1)的相应连接装置(4)；以及

麦克风转换装置(14)，用于将所述耳机麦克风(13)切换到非操作状态。

16.根据权利要求15的耳机(10)，其特征在于：

所述麦克风转换装置(14)使所述耳机麦克风形成短路。

17.根据权利要求15或16的耳机(10)，其特征在于：

所述麦克风转换装置(14)是按钮开关。

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