CN1825860B - 为听力障碍人输出音频信号的方法以及使用此方法的移动通讯终端 - Google Patents

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Abstract

提供一种移动通讯终端，包括：耦合器，用于将接收到的音频信号分成彼此相位不同的第一和第二音频信号；音频信号放大器，用于将耦合器输出的第二音频信号按照预定的放大增益进行放大；接收器端口，包括用于发送耦合器输出的第一音频信号的第一输出端口以及用于发送音频信号放大器放大的第二音频信号的第二输出端口；控制器，用于控制移动通讯终端和音频信号放大器的放大增益；以及接收器，可拆卸地连接到所述接收器端口，该接收器用于将所述第一输出端口输出的第一音频信号和所述第二输出端口输出的第二音频信号同时转换成听得见的声音。

Description

为听力障碍人输出音频信号的方法以及使用此方法的移动通讯终端
本发明申请要求韩国专利申请2005-14218的优先权，该专利申请于2005年2月21日提交韩国知识产权局，其内容通过引用整体进入本申请。
技术领域
本发明涉及一种移动通讯终端，更具体地，涉及一种具有助听器功能的移动通讯终端，以便为听力障碍人使用。
背景技术
对具有助听器功能、为听力障碍人使用的移动通讯终端的需求日益增大。根据美国FCC(联邦通信委员会)条例，在美国从2001年开始不允许销售没有助听器功能的移动通讯终端。
助听器是一种用于帮助听力障碍人更好地听见声音的装置。它包括电话线圈(Telecoil，T-coil)，它是一种代替助听器麦克风而转换的线圈，允许助听器拾取电话手机的耳机上变化的磁场。T-coil本质上一半是变压器，另一半是由手机或听觉辅助系统的感应线圈提供的。
图1是一种典型移动通讯终端的接收器的示意图。接收器10包括产生磁场的永磁体11、与永磁体11一起形成磁路的极靴12、缠绕在永磁体11和极靴12周围的音圈13、处于极靴12上方的振动片14、框架15和盖16，盖16覆盖永磁体11、极靴12、音圈13和振动片14。接收器10连接移动通讯终端的接收器端口，从移动通讯终端输出音频信号。
图2是现有技术中具有助听器功能的接收器的示意图。接收器10包括盖16内的助听器线圈(T-coil)18。如图2所示，多层助听器线圈18装在音圈13上方，用于产生漏磁场，从而提供改进的听力性能。
更具体地，音圈13产生的部分磁场泄漏出接收器。音圈13产生的磁场使助听器绞线18产生感应电动势。电动势具有与输入到接收器10的音频信号相同的频率，但大小不同。
因此，由于音圈13输出的声音信号以及助听器线圈18上感应的电动势产生的声音信号都从具有助听器功能的接收器输出，因此与典型接收器相比，听力障碍人能更好地从具有助听器功能的接收器听到声音。
具有助听器功能的接收器具有增大的阻抗，允许听力障碍人更好地听到声音。为了增大阻抗，线圈必须更厚，线圈圈数必须增加，并且接收器必须更厚，以满足最佳谐振条件。
但是，其中的问题是，这种大尺寸接收器使用不便。并且最近，允许使用者听到并输入声音的耳部麦克风比耳部扬声器更加流行，因此与耳部扬声器相比，将助听器功能结合在耳部麦克风更加困难。
发明内容
本发明提供一种输出移动通讯终端的音频信号从而能够为听力障碍者提供助听功能的方法，以及一种使用该方法的移动通讯终端。
根据本发明的一个方面，提供一种移动通讯终端，包括：耦合器，用于将接收到的音频信号分成彼此相位不同的第一和第二音频信号；音频信号放大器，用于将耦合器输出的第二音频信号按照预定的放大增益进行放大；接收器端口，包括用于发送耦合器输出的第一音频信号的第一输出端口以及用于发送音频信号放大器放大的第二音频信号的第二输出端口；控制器，用于控制移动通讯终端和音频信号放大器的放大增益；以及接收器，可拆卸地连接到所述接收器端口，该接收器用于将所述第一输出端口输出的第一音频信号和所述第二输出端口输出的第二音频信号同时转换成听得见的声音。
所述接收器可以包括：产生磁场的永磁体；与永磁体一起形成磁路的极靴；音圈，该音圈缠绕在永磁体和极靴周围并根据第一输出端口输出的第一音频信号产生磁场；助听器线圈，该助听器线圈在音圈周围缠绕形成多层并 根据第二输出端口输出的第二音频信号产生磁场；以及装在极靴上面的振动片。
所述控制器可以计算与输入音量大小对应的音频信号放大增益，并且音频信号放大器可以根据控制器发送的放大增益将耦合器输出的第二音频信号放大。
所述控制器可以通过串行总线控制音频信号放大器的操作。
根据本发明另一方面，提供一种输出移动通讯终端的音频信号的方法，所述移动通讯终端具有接收器端口，接收器可拆卸地连接在该端口，所述方法包括以下操作：将从无线信号或者在移动通讯终端存储和播放的音频信号中提取的语音信号分成第一和第二音频信号；输出控制信号，该控制信号用于控制与输入音量大小对应的所述第二音频信号的放大增益；将所述第二音频信号放大所述放大增益；将所述第一音频信号和被放大的第二音频信号输出至所述接收器端口；以及由所述接收器将从所述接收器端口输出的第一音频信号和第二音频信号同时转换成听得见的声音。
控制信号可以通过串行总线输出。
串行总线可以是I2C总线。
附图说明
参考附图，通过对本发明典型实施例的详细说明，本发明的上述和其它特征和优点将变得更加清楚。在附图中：
图1是典型移动通讯终端的接收器的示意图；
图2是具有助听器功能的传统接收器的示意图；
图3是根据本发明一个实施例的移动通讯终端的框图；
图4是根据本发明一个实施例的接收器的示意图；以及
图5是根据本发明一个实施例，输出移动通讯终端音频信号的方法的流程图。
具体实施方式
下面将参考附图详细说明本发明的示例性实施例。
图3是根据本发明一个实施例的移动通讯终端的框图。图4是根据本发明一个实施例的接收器的示意图。移动通讯终端包括接收器10、耦合器190、音频信号放大器200、控制器210和接收器端口300。
接收器10包括产生磁场的永磁体11、与永磁体11一起形成磁路的极靴12、缠绕在永磁体11和极靴12周围的音圈13、在音圈13周围缠绕形成多层的助听器线圈18，以及装在极靴12上的振动片14。耦合器190将接收的音频信号分成第一音频信号和第二音频信号，二者彼此相位不同。音频信号放大器200将耦合器190输出的第二音频信号放大，使其具有预定的放大增益。控制器210控制移动通讯终端，也控制音频信号放大器200的放大增益。接收器端口300包括将第一音频信号从耦合器190发送到音圈13的第一输出端口310，以及将音频信号放大器200放大的第二音频信号发送到助听器线圈18的第二输出端口320。接收器10可拆卸地连接到接收器端口300。
移动通讯终端通常包括键盘110、显示单元120、显示驱动器130、无线通讯单元140、语音输入/输出单元150、音频播放器160、音频输出单元170以及存储器单元180。
键盘110包括诸如数字键、字母键和功能键的操作键。显示单元120通常是液晶显示器(LCD)，允许用户监视移动通讯终端工作。显示驱动器130将图形数据和包括背光控制信号的显示数据输出到显示单元120。无线通讯单元140包括天线和射频(RF)模块。无线通讯单元140的结构可用于当前的通讯标准，如CDMA、GSM或W-CDMA，以及将来出现的未来通讯标准。语音输入/输出单元150将数字语音信号转换成模拟语音信号，反之亦然，并且通常包括根据控制器210的控制信号放大数字语音信号的音频放大器。
无线通讯单元140的基带电路和控制器210的大多数电路集成为一个商 用集成电路(IC)芯片。此IC芯片通过称为移动基站调制解调器(MSM)芯片组，包括通讯过程专用的硬件、数字信号处理器以及基本用途微处理器。IC芯片处理语音和数据通讯，并根据键盘110输入的信号控制整个系统。
音频播放器160包括用于播放铃声的声音芯片，如YAMAHA芯片，或者播放MP3文件的数字信号处理器(DSP)。音频输出单元170根据控制器210输出的控制信号放大铃声或音频播放器160播放的音乐文件。
存储器单元180包括临时存储数据的RAM区，存储控制移动通讯终端工作的驱动程序的ROM区，以及存储用户界面(UI)或用户应用程序的数据区，以及用户应用程序产生的数据。
根据本发明的实施例，移动通讯终端包括耦合器190，用于将音频信号分成两个彼此相位不同的音频信号；音频信号放大器200，用于将耦合器190输出的音频信号放大到具有预定的放大增益，并将其输出到助听器线圈18；以及控制器210，用于控制移动通讯终端以及音频信号放大器200的放大增益。
例如，像混合耦合器一样，耦合器190将语音输入/输出单元150或音频播放器160输出的音频信号分成两个音频信号，这两个音频信号具有相同振幅，但彼此相位相差90度。两个分开的音频信号之一输出到接收器10的音圈13，另一个输出到音频信号放大器200。
音频信号放大器200包括，例如，诸如运算放大器(OP-amp)的放大器件。音频信号放大器200将耦合器190输出的音频信号放大并将放大的音频信号输出到助听器线圈18。
移动通讯终端包括接收器10，它连接到接收器端口300并输出移动通讯终端输出的音频信号。接收器10是音频信号输出单元，也称为耳机，并主要用于紧凑型声学设备。
接收器端口300被整合在通常的移动通信终端里。耳机插孔19插入到 所述接收器端口300中。所述接收器端口300将从语音输入/输出单元150输出的语音信号或从音频播放器160输出的音频信号输出到接收器10。如果所述接收器10连接的接收器端口300是耳部麦克风，那么所述接收器端口300就将通过该耳部麦克风输入的音频信号输出到语音输入/输出单元150。
接收器端口300包括从耳部麦克风接收语音的语音输入端口；接地端口；第一输出端口310，用于将耦合器190输出的第一音频信号输出到接收器10的音圈13；以及第二输出端口320，用于将从音频信号放大器200输出的第二音频信号输出到接收器10的助听器线圈18。
第一输出端口310与耳机插孔19连接到接收器10的音圈13的一端连接。第二输出端口320与耳机插孔19连接到接收器10的助听器线圈18的另一端连接。
接收器10连接到移动通讯终端的耳部麦克风，并将语音输入/输出单元150或音频播放器160输出的音频信号转换成可听得见的声音。接收器10包括可拆卸地连接到接收音频信号的接收器端口300来接收音频信号的耳机插孔19、产生磁场的永磁体11、与永磁体11一起形成磁路的极靴、缠绕在永磁体11和极靴12周围的音圈13、在音圈13周围缠绕形成多层的助听器线圈18以及装在极靴12上方的振动片14。
耳机插孔19由多个电极构成，并连接到接收器端口300，用于接收从语音输入/输出单元150或音频播放器160输出的音频信号。在接收器10中，永磁体11产生静磁场。因此，当从移动通讯终端输入音频信号时，流过音圈的电流导致动态磁场生成，从而产生洛伦兹力。此时，由于音频信号是交流的，因此极性在非常短的时间内(约1/1000秒)变化。由于极性的变化，洛伦兹力的方向也变化。
洛伦兹力的大小正比于磁通密度大小、电流值、音圈13的长度。洛伦兹力的方向是垂直于磁通密度和电流形成的平面的方向。因此，振动片14 由于洛伦兹力而上下运动，从而生成声音。
第二音频信号经过耦合器190、音频信号放大器200和接收器端口300的第二输出端口320，流过助听器线圈18，从而产生感应电动势。电动势与输入到接收器10的第一音频信号具有相同的频率，但大小不同。从具有助听器功能的接收器10输出的听觉信号是通过音圈13增加听觉信号和助听器线圈18的感生电动势增加听觉信号得到的。因此，听力障碍人通过具有助听器功能的接收器10比通过传统接收器能更好地听到声音。
控制器210控制移动通讯终端，还控制音频信号放大器200的放大增益。控制器210根据用户调节的音量大小计算第二音频信号的放大增益，并将其发送到音频信号放大器200。相应地，控制器210通过显示单元120支撑UI。
用户通过控制器210提供的UI设定音量大小，例如，通过按下键盘110的按键。控制器210根据用户调节的音量大小计算第二音频信号的放大增益，并将计算的放大增益发送到音频信号放大器200。
根据本发明一个实施例，控制器210利用串行总线控制音频信号放大器200的操作。在一个实施例中，串行总线是I2C总线。I2C总线也称为Inter-IC，是在集成电路之间提供通讯连接的双向双线串行总线。Phillips在20年前引入I2C总线用于批量生产产品，例如电视、VCR和音频设备。
控制器210计算与用户调节的音量大小对应的音频信号放大器200的放大增益，并将计算的放大增益通过I2C总线发送到音频信号放大器200。音频信号放大器200根据控制器210输出的放大增益，将耦合器190输出的第二音频信号放大，并将放大的音频信号输出到助听器线圈18。
图5是根据本发明一个实施例的、输出移动通讯终端音频信号的方法的流程图。
如图5所示，无线通讯单元140从通过天线接收的无线信号中提取语音信号，并将其输出到耦合器190(操作S101和S102)。当用户输入声源播放 信号时，音频播放器160将从存储在移动通讯终端的声源播放的音频信号输出到耦合器190(操作S103和S104)。
耦合器190的一个例子是输出彼此振幅相同但相位相差90度的信号的混合耦合器。在操作S105，耦合器190将从语音输入/输出单元150或音频播放器160输入的音频信号耦合成彼此振幅相同但相位不同的第一和第二音频信号，其中第一音频信号通过接收器端口300的第一输出端口310输出到接收器10的音圈13，第二音频信号输出到音频信号放大器200。
音频信号放大器200根据预定的放大增益将从耦合器190输出的第二音频信号放大。控制器210检验是否用户输入音量大小(操作S106)。如果未输入音量大小，则将预定的缺省放大增益输出到音频信号放大器(操作S107)。
如果用户输入音量大小，则计算与音量大小对应的第二音频信号的放大增益，并将其发送到音频信号放大器200(操作S108)。相应地，控制器210通过显示单元120支撑UI。
用户通过控制器210提供的UI设定音量大小，例如，通过按下键盘110的按键。控制器210根据用户输入的音量大小计算第二音频信号的放大增益，并将计算的放大增益发送到音频信号放大器200。
从控制器210输出的放大增益通过串行总线发送到音频信号放大器200。在一个实施例中，串行总线是I2C总线。控制器210计算与用户输入的音量大小对应的音频信号放大器200的放大增益，并将此放大增益通过I2C总线发送到音频信号放大器200。
从控制器210输出的放大增益取决于构成音频信号放大器200的器件。音频信号放大器200根据控制器210输出的放大增益放大从耦合器190输出的第二音频信号，并将放大的信号通过第二输出端口320输出到接收器10助听器线圈18。接收器10的操作已经参考图1和2进行了说明，这里省略 其详细说明。当语音呼叫或声源播放结束时，控制器210停止操作(操作S109)。
从上面说明可以看出，根据为听力障碍人输出音频信号的方法以及使用此方法的移动通讯终端，由于通向音圈的音频信号与通向助听器线圈的音频信号是分开提供的，因此可以提高助听器线圈的输出，并且保持音频信号的信号大小，而不需要增大接收器的尺寸。
另外，可以根据用户输入的音量大小来调节将输出到助听器线圈的音频信号进行放大的音频信号放大器的放大增益。
此外，由于移动通讯终端的控制器可以将控制信号通过诸如I2C的串行总线输出到音频信号放大器，因此便于硬件设计。
虽然已经参考典型实施例描述了本发明，但本领域一般技术人员应该理解的是，在不偏离权利要求限定的本发明范围的情况下可以做出形式和细节的不同变化。

Claims (8)

1.一种移动通讯终端，包括：
耦合器，用于将接收到的音频信号分成彼此相位不同的第一和第二音频信号；
音频信号放大器，用于将耦合器输出的第二音频信号按照预定的放大增益进行放大；
接收器端口，包括用于发送耦合器输出的第一音频信号的第一输出端口以及用于发送音频信号放大器放大的第二音频信号的第二输出端口；
控制器，用于控制移动通讯终端和控制音频信号放大器的放大增益；以及
接收器，可拆卸地连接到所述接收器端口，该接收器用于将所述第一输出端口输出的第一音频信号和所述第二输出端口输出的第二音频信号同时转换成听得见的声音。
2.如权利要求1所述的移动通讯终端，其中所述接收器包括：
产生磁场的永磁体；
与永磁体一起形成磁路的极靴；
音圈，该音圈缠绕在永磁体和极靴周围并根据第一输出端口输出的第一音频信号产生磁场；
助听器线圈，该助听器线圈在音圈周围缠绕形成多层并根据第二输出端口输出的第二音频信号产生磁场；以及
装在极靴上面的振动片。
3.如权利要求1所述的移动通讯终端，其中所述控制器计算与输入音量大小对应的音频信号放大增益，并且音频信号放大器根据控制器发送的放大增益将耦合器输出的第二音频信号放大。
4.如权利要求3所述的移动通讯终端，其中所述控制器通过串行总线控制音频信号放大器的操作。
5.如权利要求4所述的移动通讯终端，其中串行总线是I2C总线。
6.一种输出移动通讯终端的音频信号的方法，所述移动通讯终端具有接收器端口，接收器可拆卸地连接到该端口，所述方法包括以下操作：
将从无线信号或者在移动通讯终端存储和播放的音频信号中提取的语音信号分成第一和第二音频信号；
输出控制信号，该控制信号用于控制与输入音量大小对应的所述第二音频信号的放大增益；
将所述第二音频信号放大所述放大增益；
将所述第一音频信号和被放大的第二音频信号输出至所述接收器端口；以及
由所述接收器将从所述接收器端口输出的第一音频信号和第二音频信号同时转换成听得见的声音。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述控制信号通过串行总线输出。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述串行总线是I2C总线。
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