CN1496166A - 使用移动通信终端耳机插孔的usb通信设备及其方法 - Google Patents

Abstract

一种使用移动通信终端的耳机插孔的USB通信设备及其方法，当外部设备被连接到移动通信终端的耳机插孔时，判断该外部设备的种类。当外部设备是USB外部照相机时，移动通信终端通过耳机插孔从USB外部照相机接收变换的图像，当外部设备是耳机麦克链时，移动通信终端通过耳机插孔把输出到外部扬声器的立体声输出到耳机麦克链的耳机听筒，并通过耳机插孔的麦克信号线从耳机麦克链的麦克接收单声道声音。因此，在本发明中，能够根据连接到耳机插孔的外部设备的种类，有选择的执行移动通信终端和外部设备之间的USB通信，立体声输出和单声道输出功能。

Description

使用移动通信终端耳机插孔的USB通信设备及其方法

技术领域

本发明涉及移动通信终端和连接到它的外部USB(通用串行总线)通信设备，特别涉及使用移动通信终端耳机插孔的USB通信装置及其方法。

背景技术

随着移动通信终端功能的开发，除了简单的无线通信功能，诸如照相功能和多媒体再现功能之类的功能被提供给移动通信终端。

随着移动通信终端显示单元的改进和高速通信的实现，多媒体功能的应用范围已经被逐渐增加，多媒体功能已经被商业使用，并且最终的移动通信终端能被当作移动娱乐系统。

照相功能和多媒体再现功能被频繁地使用高级多媒体功能，并且移动通信终端的屏幕质量已经被改进而足以用于照相图片和观看VOD(视频点播)。

因而，对于移动通信终端包括照相功能已经变得很普通。随着数字照相的技术发展，应用到移动通信终端的功能已经被大大地提高。因此，按照照相和显示由照相机照相的图片的显示单元的快速进步，具有照相功能的移动通信终端已经被逐渐普遍化。

应用到具有照相功能的移动通信终端的照相机能被分成内置型照相机和外置型照相机。

图1是一个示意图，示例了具有内置照相机的移动通信终端，和图2是一个示意图，示例了具有通过耳机插孔可拆卸的外部照相机的移动通信终端。

如图1所示，在此情况下，照相机15建立在主体和折叠类型移动通信终端10的折叠部分之间的连接部分，用户打开折叠部分，以期望的方向旋转照相机15和按压定位到键盘的快门，同时观看移动通信终端10的显示单元的屏幕，将期望的图片被存储在移动通信终端10中。

因为是内置照相机15，它难于把移动通信终端10的连接部分的尺寸减少到少于确定的尺寸，并因而使移动通信终端10的尺寸不能被更多地减少。

如图2所示，因为外部照相机25能通过它的耳机插孔被连接到移动通信终端20，并能从移动通信终端20上拆卸下来，它就不会影响移动通信终端20的尺寸。当外部照相机25执行图像感测和把感应的图像发送到移动通信终端20时，移动通信终端20转换(压缩)接收的图像并存储它。

通常，作为移动通信终端附属物的耳机麦克(麦克风)链(necklace)包括通信/结束按钮，通过连接耳机麦克到移动通信终端的耳机插孔并操作耳机麦克，用户能进行通信而不用直接操作移动通信终端。

图3A显示了普通耳机麦克的连接插头的结构。

普通的耳机麦克链的连接插头是三极管插头，包括用于麦克信号线的第一极，用于耳机信号线的第二极和用于接地的第三极。

作为一个例子，在耳机麦克链的通信/结束按钮中，该拨动式开关能被形成在麦克信号线上，并且该拨动式开关能被用作通信/结束按钮。

具有三极管插头的耳机麦克链通过被连接到具有三极耳机插孔的移动通信终端而被使用。

然而，因为具有三极管耳机插孔的移动通信终端只具有单声道输出功能，这就不能满足用户所要求的更好的声音输出功能。

同时，当外部照相机通过耳机插孔被连接到移动通信终端时，必须使用四个信号线，通过增加另外的信号线到现有的三个信号线中。此外，具有四个信号线的耳机插孔直到现在依然是通用的耳机插孔。在耳机插孔用于更多信号线的情况下，必须是分别定制的结构组织，因而增加了成本。在普通的三级耳机插孔中，通过用金属圆周实现三相耳机插孔的外形轮廓，增加了它的外部直径，增加了耳机插孔的尺寸，并因而其中安放耳机插孔的插座的尺寸被增加。因此，在轻而薄趋势带领下的移动通信终端中难于使用普通的三级耳机插孔。

此外，通过普通的三级耳机插孔只有RS-232或串行低速通信能被实现。此外，普通的外部照相机是执行低速通信(比如RS-232或串行通信等等)的低速照相机，因而在现有技术中移动通信终端和外部照相机之间的数据传输速度是很慢的。

另外，尽管移动通信终端能执行USB通信功能，该USB(通用串行总线)通信功能是用于与PC进行数据通信的专用功能。更为详细的，在具有USB接口功能的常规移动通信终端中，USB与PC的通信能通过24针连接插座而进行。这里，该PC被操作成USB主机，而常规移动通信终端被操作成USB从机。因而，需要把外部照相机操作成USB主机。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的一个目的是提供使用移动通信终端的耳机插孔的USB通信装置及其方法，通过使用耳机插孔能够执行USB通信，单声道输入和立体声输出功能。

本发明的另一个目的是提供一种移动通信终端和外部USB装置，可通过耳机插孔彼此执行USB通信。

本发明的另一个目的是提供一种外部照相机，其能够进行通信状态检查、图像感应、图像变换/存储，并通过耳机插孔以USB方法把存储的图像发送到移动通信终端。

为了实现上述的目的，根据本发明的使用移动通信终端耳机插孔的USB通信装置包括：移动通信终端，用于区分各种连接到耳机插孔的外部终端，并根据各种外部设备选择性的执行立体声输出功能，单声道输入功能或USB通信功能；和USB设备，当把它连接到耳机插孔时，通过将其操作成USB主机来执行与移动通信终端的USB通信。

当连接到耳机插孔的外部设备是USB设备时，该移动通信终端执行USB通信，和当外部设备是耳机麦克链时，通过使用耳机插孔执行单声道输入功能和立体声输出功能。

该移动通信终端包括：控制单元，用于区分各种连接到耳机插孔的外部设备，根据连接到耳机插孔的各种外部设备控制到耳机插孔的通信路径，并被操作成USB从机；USB收发信机，用于连接控制单元和USB设备的物理层信号；SPDT开关，用于根据控制单元的控制选择性的切换立体声输出路径和USB通信路径；和连接到SPDT开关以及控制单元的耳机插孔以便提供USB通信路径，立体声输出路径和单声道输入路径。

该耳机插孔包括用于接地的第一信号线；与SPDT开关连接的第二和第三信号线以执行立体声输出和USB通信；第四信号线，用于单声道输入和供电给外部设备；和第五信号线，用于检测是否该插头被连接到耳机插孔。

通过分开三极管插头的接地部分通过增加另外的信号线，可以获得连接到耳机插孔的插头。

该移动通信终端进一步包括插座，用于以USB方法与PC进行通信。

USB通信路径包括USB收发信机和耳机插孔之间的第一通信路径和USB收发信机和插座之间的第二通信路径，并且SPDT开关根据控制单元的控制执行第一通信路径和第二通信路径的切换。

该USB设备包括USB类型的外部照相机。

外部照相机执行图像感应，图像变换和存储功能，并通过耳机插孔以USB方法把变换的图像发送到移动通信终端。

外部照相机包括图像感应器，用于照相一个对象和把它变换成电子信号；图像编码器，用于把从图像感应器输出的图像变换成确定的图像格式；存储器，用于执行编码图像的缓冲或存储用于照相机操作所需的程序；和USB主机，用于执行USB与移动通信终端的通信。

使用在移动通信终端和外部设备之间的耳机插孔的USB通信方法包括：当外部设备被连接到耳机插孔时判断外部设备的种类；和当外部设备是USB外部照相机时，通过耳机插孔执行USB与USB外部照相机的通信。

该判断步骤包括：当外部设备被检测连接到耳机插孔时，通过耳机插孔把移动通信终端的电池电力提供给外部设备的子步骤；在确定的时间过去之后检查从外部设备发射的信号；和根据信号值来区分外部设备的种类。

通过耳机插孔信号线中的单声道输入信号线把电源提供给外部设备。

该USB通信步骤包括下列子步骤；通过USB外部照相机执行图像感应，通过USB外部照相机执行图像变换和存储；和通过耳机插孔将来自USB外部照相机的变换的图像发送到移动通信终端。

通过耳机插孔信号线中的立体声输出信号来发送图像。

该方法进一步包括：当外部设备是耳机麦克链时，通过耳机插孔，把通过外部扬声器输出的立体声或单声道输出到耳机麦克链的耳机听筒。

该方法进一步包括：当耳机麦克链的通信/结束按钮被输入时，通过耳机插孔信号线中的单声道输入信号线把从用户输入的声音输入到移动通信终端。

该耳机插孔包括：用于接地的信号线；用于执行立体声输出和USB通信的两个信号线；用于单声道输入和供电给外部设备的信号线；和用于检测是否插头被连接到耳机插孔的信号线。

将该USB外部照相机操作成USB主机，并将移动通信终端操作成USB从机。

简述说明

所包括的附图提供本发明的进一步的理解并被结合和构成本说明书的一部分，本发明的实施例连同描述一起用于解释本发明的原理。

其中：

图1是示例了具有内置照相机的普通的移动通信终端的示意图；

图2是示例了具有外部照相机的普通的移动通信终端的示意图；

图3A显示了普通耳机麦克链的连接插头的结构；

图3B显示了根据本发明的连接插头的结构；

图4显示了根据本发明的使用移动通信终端的耳机插孔的USB通信装设备的结构；

图5显示了根据本发明的控制单元、USB收发信机、SPDT开关和插座中的详细的连接结构；和

图6是方框图，示例了根据本发明的USB类型的外部照相机的结构。

具体实施方式

此后，将结合参考附图来描述本发明的优选实施例。

首先，图4显示了根据本发明的使用移动通信终端的耳机插孔的USB通信装置的结构。

如图4所示，根据本发明的使用移动通信终端耳机插孔的USB通信装置包括：移动通信终端600，用于区分连接到耳机插孔400的外部设备的种类，当外部设备是USB设备时执行USB从机功能，和当外部设备是耳机麦克链时执行单声道输入功能和立体声输出功能；和USB设备，用于当它被连接到耳机插孔400时，通过将其操作成USB主机来执行USB和移动通信终端的通信。

这里，除了USB设备之外，诸如耳机麦克等等的外部设备能被连接到移动通信终端600的耳机插孔400，该外部设备未被显示在图4中。

该移动通信终端600包括：控制单元100，用于区分外部设备的种类，根据连接到耳机插孔40的外部设备的种类控制到耳机插孔40的通信路径和被操作成USB从机；USB收发信机200，用于连接控制单元100和USB设备的物理层信号；SPTD(单刀双掷)开关300，用于根据控制单元100的控制来选择性的切换立体声输出路径和USB通信路径；和耳机插孔400，其被连接到SPDT开关300和控制单元100的以提供USB通信路径、立体声输出路径和单声道输入路径。

该耳机插孔400包括：用于接地的第一信号线1；连接到SPDT开关300的第二和第三信号线2，3以执行立体声输出和USB通信；第四信号线4，用于单声道输入和供电给外部设备；以及第五信号线5，用于检测是否插头被连接到耳机插孔400。

图3B显示了连接到耳机插孔400的插头的结构。

如图3B所示，插头通过分开图3A所示的常规三极管插头的接地单元而包括另一个信号线。因此，根据本发明的插头包括用于接地的第一极；用于立体声输出和USB通信的第二和第三极；和用于麦克信号线的第四极(用于单声道输入的信号线)。

该SPDT开关300包括多个COM端口(COM1-COM4)，而NO端口和NC端口彼此相应于一个COM端口。

将USB收发信机200与COM1和COM2连接；该NO1端口，NO2端口与耳机插孔400的第三和第四信号线3，4连接；以及NC1端口，NC2端口和插座500连接。因而，该SPDT开关300执行USB收发信机200和插座500之间的通信路径的切换；并根据控制单元100的控制进行USB收发信机200和耳机插孔400之间的通信路径的切换。

此外，外部扬声器EXT SPK+，EXT SPK-与COM3和COM4连接；NC3端口，NC4端口与耳机插孔400的第三和第四信号线3，4连接。因此，根据控制单元100的控制，该SPDT开关300把从外部扬声器EXT_SPK+、EXT_SPK输出的立体声输出到耳机插孔400的信号线3，2。

此外，在本发明中，当将移动通信终端600通过插座500连接到作为USB主机的外部设备(例如PC)时，能够执行USB通信。

控制单元100和USB收发信机200，SPDT开关300和插座500之间的连接结构未被显示在图4中，然而，图5显示了控制单元100、USB收发信机200、SPDT开关300和插座500之间的详细连接结构。

当USB主机通过移动通信终端的插座500被连接时，将由USB主机提供的USB电源(+5.0V/+3.3V)插座500的第十六针提供到USB收发信机200作为Vcc，并同时导通开关晶体管Q1。接着，控制单元检测其中USB主机被连接的状态。

图6显示了通过移动通信终端600的耳机插孔400被连接的USB设备，例如，USB类型的外部照相机。

根据本发明的USB类型的外部照相机700包括：CMOS传感器710，用于照相一个对象并把它变换成电子信号；图像编码器721，用于把从CMOS传感器710输出的图像变换成某一图像格式(例如，*.jpg，*.gif格式等等)；存储器703，用于执行编码图像的缓冲或存储用于照相操作所需的程序；以及USB主机722，用于执行与移动通信终端600的USB通信。

图像编码器721和USB主机722能被实现为一个芯片，比如DSP(数字信号处理器)720等等。

下面将描述根据本发明的使用移动通信终端的耳机插孔的USB通信装置的操作。

当判断外部设备被连接到耳机插孔400时，移动通信终端600提供电源到外部设备，在确定的时间过去之后检查从外部设备发射的信号并判断外部设备的种类。当外部设备是USB设备时，控制单元100控制SPDT开关300以便连接USB收发信机200和耳机插孔400之间的通信路径。而且，通过连接的通信路径执行USB设备和移动通信终端600之间的USB通信。

同时，当外部设备是耳机麦克链时，控制单元100控制SPDT开关300以便连接外部扬声器EXT_SPK+，EXT_SPK-和耳机插孔400之间的通信路径。而且，将立体声通过连接的通信路径从外部扬声器EXT_SPK+，EXT_SPK-输出到耳机插孔400。此后，当用户按压耳机麦克链的通信/结束按钮时，移动通信终端600能通过耳机插孔400的第四和四五信号线4，5从耳机麦克链的麦克接收单声道声音。

下面将详细进行描述。

当图3B所示的连接插头被连接到移动通信终端600的耳机插孔400时，因为耳机插孔400的第五信号线5与第四信号线4是分离的，它处于开路状态。然后，将低电平状态连接检测信号(EAR_SENSE/)被输入到控制单元100，该控制单元100确认外部设备已被连接到耳机插孔400，并输出电源启动信号(CAMPWR_EN)和开关控制信号(MUX_EN)作为高电平状态。

根据高电平状态切换控制信号(MUX_EN)，该SPDT开关300分别使COM1，COM2，COM3，COM4端口与NO1，NO2，NO3，NO4端口连接。

此外，高电平状态电源启动信号(CAMPWR_EN)操作开关150，当开关150导通晶体管TR时，将移动通信终端600的电池能量(VPWR)通过耳机插孔400的第四信号线(MIC/CAMPWR)提供给外部设备(这里，用于供电的电路能被实现成各种开关150和晶体管(TR)，等等)。

当外部设备是诸如不能被本身操作的麦克链之类的无源设备时，不能产生USB硬件复位信号。因而，没有信号从麦克链发射。

然而，当外部设备不是无源设备而是USB类型的外部照相机700时，USB类型的外部照相机700通过本身的操作产生USB硬件复位信号，并通过第三信号线(EAR/D+)3和第二信号线2(D-)把产生的USB硬件复位信号发送到移动通信终端600。

接着，将USB硬件复位信号通过SPDT开关300的NO1、NO2、COM1和COM2端口发送到USB收发信机200的D+和D-端口。该USB收发信机200把D+和D-口之间的电势差发送到控制单元100。

该控制单元100使电源启动信号(CAMPWR_EN)作为高电平状态，并在确定的时间过去之后检测从USB收发信机200接收的电势差。

当电势差小于确定值时，控制单元100判断外部设备是无源设备，也就是耳机麦克链，并输出切换控制信号(MUX_EN)作为低电平状态。然后，SPDT开关300把COM1、COM2、COM3、COM4端口切换到NC1、NC2、NC3、NC4端口。

然而，当电势差不小于确定值时，换句话说，当接收了有源的USB硬件复位信号时，控制单元100判断外部设备是作为有源设备的USB设备并保持切换控制信号(MUX_EN)的高电平状态。因而，在通过SPDT开关300的NO1、NO2端口和COM1，COM2端口而经过USB收发信机200之后，将通过耳机插孔400的第三和第二信号线3、2从USB设备发射的数据发送到控制单元100。

例如，当USB设备是USB类型外部照相机时，该USB类型外部照相机通过CMOS传感器710执行图像感应，并通过图像编码器721变换图像。将变换的图像存储在存储器730。该USB类型的外部照相机700的USB主机722把变换的图像通过三相插头(图6中未显示)发送到移动通信终端700的耳机插孔400的第三和第四信号线3，2。将经过耳机插孔400的变换的图像通过SPDT开关300的NO1、NO2端口、COM1、COM2端口发送到USB收发信机200和控制单元100。

因此，根据用户的操作，控制单元100能发送图像到目的地并能在显示单元(图4中未显示)上显示图像。而且，在具有外部照相机的移动通信终端中，能减少用于执行图像变换的负载。

与此同时，当外部设备是耳机麦克链时，当从外部扬声器EXT_SPK+输出声音时，该声音通过SPDT开关300被发送到耳机插孔400并被输出到麦克链的耳机听筒。这里，当声音是单声道时，将它通过外部扬声器EXT_SPK+、COM3和NC3端口输出到耳机插孔400的第三信号线3。当声音是立体声时，将它通过外部扬声器EXT_SPK+、EXT_SPK-、COM3和COM4端口和NC3、NC4端口分别输出到耳机插孔400的第三信号线3和第二信号线2。

此后，当用户按压耳机麦克链的麦克信号线上的通信/结束按钮时，例如，拨动式按钮，并输入语音到耳机麦克链的麦克，则移动通信终端600的控制单元100通过耳机插孔400的第四和第五信号线4、5接收单声道声音。

在本发明中，通过使用移动通信终端的耳机插孔，能够执行USB通信，立体声输出和单声道输入。

如上所述，在本发明中，因为移动通信终端的外部照相机能执行通信状态检查、图像感应、图像压缩变换，并能通过耳机插孔把变换的图像发送到移动通信终端，能够减少移动通信终端的负载。

在本发明中，将该USB主机功能提供给连接到移动通信终端的耳机插孔的外部照相机，移动通信终端的控制单元把USB收发信机的路径切换成插座路径和耳机插孔路径的其中之一，并因此，能够通过耳机插孔在移动通信终端和外部照相机之间进行USB通信。

在本发明中，通过使用移动通信终端的耳机插孔，能够执行USB通信，单声道输入和立体声输出。

Claims (19)

1.一种使用移动通信终端的耳机插孔的通用串行总线通信设备，该设备包括：

移动通信终端，用于区分连接到耳机插孔的外部终端的种类，并根据外部设备的种类选择性地执行立体声输出功能、单声道输入功能或通用串行总线通信功能；和

通用串行总线设备，当将它连接到耳机插孔时，通过将其操作成通用串行总线主机来执行与移动通信终端的通用串行总线通信。

2.如权利要求1所述的设备，其中当连接到耳机插孔的外部设备是通用串行总线设备时，该移动通信终端执行通用串行总线通信，以及当外部设备是耳机麦克链时，该移动通信终端通过使用耳机插孔执行单声道输入功能和立体声输出功能。

3.如权利要求2所述的设备，其中所述移动通信终端包括：

控制单元，用于区分连接到耳机插孔的外部设备的种类，根据连接到耳机插孔的外部设备的种类控制到耳机插孔的通信路径，并将其操作成通用串行总线从机；

通用串行总线收发信机，用于连接控制单元和通用串行总线设备的物理层信号；

SPDT开关，用于根据控制单元的控制选择性的切换立体声输出路径和通用串行总线通信路径；和

耳机插孔，其连接到SPDT开关和控制单元，以便提供通用串行总线通信路径、立体声输出路径和单声道输入路径。

4.如权利要求3所述的设备，其中所述耳机插孔包括：

第一信号线，它用于接地；

第二和第三信号线，它与SPDT开关连接，以执行立体声输出和通用串行总线通信；

第四信号线，用于单声道输入和供电给外部设备；和

第五信号线，用于检测是否插头被连接到耳机插孔。

5.如权利要求4所述的设备，其中所述连接到耳机插孔的插头能够通过分开三极管插头的接地部分通过增加另外的信号线来获得。

6.如权利要求3所述的设备，进一步包括：

通过通用串行总线方法用于与PC进行通信的插座。

7.如权利要求6所述的设备，其中所述通用串行总线通信路径包括：在通用串行总线收发信机和耳机插孔之间的第一通信路径和在通用串行总线收发信机和插座之间的第二通信路径，并且该SPDT开关根据控制单元的控制执行第一通信路径和第二通信路径的切换。

8.如权利要求1所述的设备，其中该通用串行总线设备包括通用串行总线类型的外部照相机。

9.如权利要求8所述的设备，其中所述外部照相机执行图像感应，图像变换和存储功能，并把变换的图像通过耳机插孔以通用串行总线的方法发送到移动通信终端。

10.如权利要求8所述的设备，其中所述外部照相机包括：

图像感应器，用于照相一个对象和把它变换成电子信号；

图像编码器，用于把从图像感应器输出的图像变换成确定的图像格式；

存储器，用于执行编码的图像的缓冲或存储用于照相操作所需的程序；和

通用串行总线主机，用于执行与移动通信终端的通用串行总线通信。

11.一种在移动通信终端和外部设备之间使用耳机插孔的通用串行总线通信方法，包括：

当将外部设备连接到耳机插孔时，判断外部设备的种类；和

当外部设备是通用串行总线外部照相机时，通过耳机插孔执行与通用串行总线外部照相机的通用串行总线通信。

12.如权利要求11所述的方法，其中所述判断步骤包括下列子步骤：

当检测外部设备连接到耳机插孔时，将移动通信终端的电池电力通过耳机插孔提供给外部设备；

在确定的时间过去之后检查从外部设备发射的信号；和

根据信号值区分外部设备的种类。

13.如权利要求12所述的方法，其中将所述电力通过耳机插孔信号线中的单声道输入信号线提供给外部设备。

14.如权利要求11所述的方法，其中所述通用串行总线通信步骤包括子步骤：

通过通用串行总线外部照相机执行图像感应；

由通用串行总线外部设备执行图像变换和存储；和

将变换的图像通过耳机插孔从通用串行总线外部照相机发送到移动通信终端。

15.如权利要求14所述的方法，其中所述图像是通过耳机插孔的信号线中的立体声输出信号发送的。

16.如权利要求11所述的方法，进一步包括：

当外部设备是耳机麦克链时，把通过外部扬声器输出的立体声或单声道通过耳机插孔输出到耳机麦克链的耳机听筒。

17.如权利要求16所述的方法，进一步包括：

当耳机麦克链的通信/结束按钮被输入时，将从用户输入的声音通过耳机插孔的信号线中的单声道输入信号线输入到移动通信终端。

18.如权利要求11所述的方法，其中所述耳机插孔包括：

用于接地的信号线：

用于执行立体声输出和通用串行总线通信的两个信号线；

用于单声道输入和供电给外部设备的信号线；和

用于检测插头是否被连接到耳机插孔的信号线。

19.如权利要求11所述的方法，其中所述通用串行总线外部照相机被操作成通用串行总线主机，并且所述移动通信终端被操作成通用串行总线从机。

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