JP6316728B2 - 電子機器、イヤホン、および電子機器システム - Google Patents
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Description
本発明は、電子機器、イヤホン、および電子機器システムに関する。
従来から、複数種類のプラグのうち、いずれがイヤホンジャックに挿入されたかを識別することができる装置が知られている。
たとえば、特許文献1に記載の携帯電話機は、4極プラグおよび5極プラグに共用される5極用イヤホンジャックを備える。4極プラグは、マイク信号、左音声信号、右音声信号、グランド電圧を伝送し、5極プラグは、PTTスイッチ信号、マイク信号、左音声信号、右音声信号、グランド電圧を伝送する。
プラグが挿入されると、第3ジャック端子からトーン信号が出力される。このとき、4極プラグが挿入されていれば、トーン信号は4極イヤホンを経由して第1ジャック端子から漏れ信号として出力され、漏れ信号は、増幅された後に制御回路に入力される。一方、5極プラグが挿入されている場合、漏れ信号は出力されない。このような構成によって、4極プラグと5極プラグのいずれがプラグに挿入されたかを識別することができるとされている。
ところで、イヤホン内のスピーカを圧電素子で構成したものや、マイコンを備えたイヤホンが開発されている。圧電素子やマイコンを動作させるためには、圧電素子に電圧を供給する必要があるが、特許文献1の携帯電話機の5極イヤホンジャックからは、イヤホンに電圧を供給することができない。
本発明の一態様の5極プラグイヤホンは、入力端子、およびグランド端子を有する第1の電磁スピーカと、入力端子、およびグランド端子を有する第2の電磁スピーカと、出力端子およびグランド端子とを有するマイクと、マイコンと、先端から順番に第1端子、第2端子、第3端子、第4端子、および第5端子を有する5極プラグとを備える。5極プラグの第1端子は、第1の電磁スピーカの入力端子と接続する。5極プラグの第2端子は、第2の電磁スピーカの入力端子と接続する。5極プラグの第3端子は、マイコンと接続する。5極プラグの第4端子は、第1の電磁スピーカのグランド端子、第2の電磁スピーカのグランド端子、およびマイクのグランド端子と接続する。5極プラグの第5端子は、マイクの出力端子と接続する。
本発明の一態様によれば、イヤホンに電圧を供給することができる。
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
本発明の実施形態による電子機器は、従来の3極プラグイヤホンおよび4極プラグイヤホンに加えて、新たな2種類の5極プラグイヤホンを接続可能とし、いずれのプラグが接続されたかを判別する機能を有する。
本発明の実施形態による電子機器は、従来の3極プラグイヤホンおよび4極プラグイヤホンに加えて、新たな2種類の5極プラグイヤホンを接続可能とし、いずれのプラグが接続されたかを判別する機能を有する。
以下では、電子機器の一形態としてスマートフォンなどの携帯端末を用いて説明する。
(携帯端末の構成)
図1は、本実施の形態の携帯端末1の構成を表わす図である。
(携帯端末の構成)
図1は、本実施の形態の携帯端末1の構成を表わす図である。
図1を参照して、携帯端末1は、CPU(Central Processing Unit)(第2制御部)2と、アンテナ961と、コンデンサマイク62と、スピーカ63と、キー入力部64と、ディスプレイ65と、メモリ966と、二次電池10と、LDO(Low Dropout Regulator)29と、電圧設定部154と、音声処理部3と、イヤホンジャック12とを備える。
イヤホンジャック12は、3極プラグイヤホン91、4極プラグイヤホン92、5極プラグイヤホン93(圧電型)、および5極プラグイヤホン94(電磁型)と接続可能である。ここで、5極プラグイヤホン93(圧電型)は、圧電素子を用いて音声を出力するイヤホンである。5極プラグイヤホン94(電磁型)は、電磁スピーカを用いて音声を出力するイヤホンである。
電圧設定部154は、イヤホンジャック12におけるイヤホン91、92、93、94の挿脱状態、および挿入されたイヤホンの種別(3極か、4極か、5極(圧電型)か、5極(電磁型)か)の識別のために設けられる。詳細は後述する。
CPU2は、全体の制御を行なうとともに、イヤホンの種別を行なう。
アンテナ961は、無線基地局との間で無線信号の送受信を行なう。
アンテナ961は、無線基地局との間で無線信号の送受信を行なう。
キー入力部64は、タッチパネルなどで構成され、ユーザによる入力を受け付ける。
ディスプレイ65は、CPU2から送られる画像を表示する。
ディスプレイ65は、CPU2から送られる画像を表示する。
メモリ966は、各種のデータを記憶する。
音声処理部3は、イヤホンジャック12にイヤホン91,92,93,94が挿入されていないときには、スピーカ63へ音声信号を出力し、マイク62から音声信号を受ける。音声処理部3は、イヤホンジャック12に3極プラグイヤホン91が挿入されているときには、3極プラグイヤホン91の電磁スピーカへ音声信号を出力する。音声処理部3は、イヤホンジャック12に4極プラグイヤホン92が挿入されているときには、4極プラグイヤホン92の電磁スピーカへ音声信号を出力し、4極プラグイヤホン92のマイクからの音声信号を受ける。音声処理部3は、イヤホンジャック12に5極プラグイヤホン93(圧電型)が挿入されているときには、5極プラグイヤホン93(圧電型)の圧電素子へ音声信号を出力し、5極プラグイヤホン93(圧電型)のマイクからの音声信号を受ける。音声処理部3は、イヤホンジャック12に5極プラグイヤホン94(電磁型)が挿入されているときには、5極プラグイヤホン94(電磁型)の電磁スピーカへ音声信号を出力し、5極プラグイヤホン94(電磁型)のマイクからの音声信号を受ける。
音声処理部3は、イヤホンジャック12にイヤホン91,92,93,94が挿入されていないときには、スピーカ63へ音声信号を出力し、マイク62から音声信号を受ける。音声処理部3は、イヤホンジャック12に3極プラグイヤホン91が挿入されているときには、3極プラグイヤホン91の電磁スピーカへ音声信号を出力する。音声処理部3は、イヤホンジャック12に4極プラグイヤホン92が挿入されているときには、4極プラグイヤホン92の電磁スピーカへ音声信号を出力し、4極プラグイヤホン92のマイクからの音声信号を受ける。音声処理部3は、イヤホンジャック12に5極プラグイヤホン93(圧電型)が挿入されているときには、5極プラグイヤホン93(圧電型)の圧電素子へ音声信号を出力し、5極プラグイヤホン93(圧電型)のマイクからの音声信号を受ける。音声処理部3は、イヤホンジャック12に5極プラグイヤホン94(電磁型)が挿入されているときには、5極プラグイヤホン94(電磁型)の電磁スピーカへ音声信号を出力し、5極プラグイヤホン94(電磁型)のマイクからの音声信号を受ける。
マイク62は、入力される音声信号を音声処理部3へ出力する。
スピーカ63は、音声処理部3から送られる音声信号を再生する。
スピーカ63は、音声処理部3から送られる音声信号を再生する。
二次電池10は、携帯端末1の内部の構成要素に電力を供給する。
LDO29は、二次電池10からイヤホン91,92,93,94へ定格以上の電流が流れないようにするために設けられる。
LDO29は、二次電池10からイヤホン91,92,93,94へ定格以上の電流が流れないようにするために設けられる。
二次電池10は、イヤホンジャック12に5極プラグイヤホン93(圧電型)または5極プラグイヤホン94(電磁型)が挿入されているときには、5極プラグイヤホン93(圧電型)または5極プラグイヤホン94(電磁型)に電力を供給する。
(イヤホンの構成)
図2は、3極プラグイヤホン91を表わす図である。
図2は、3極プラグイヤホン91を表わす図である。
3極プラグイヤホン91は、3極プラグ51と、左耳用のシリコンキャップ13a、ハウジング16a、および電磁スピーカ17aと、右耳用のシリコンキャップ13b、ハウジング16b、および電磁スピーカ17bとを備える。
図3は、4極プラグイヤホン92を表わす図である。
4極プラグイヤホン92は、4極プラグ52と、マイク28と、左耳用のシリコンキャップ23a、ハウジング26a、および電磁スピーカ27aと、右耳用のシリコンキャップ23b、ハウジング26b、および電磁スピーカ27bとを備える。
4極プラグイヤホン92は、4極プラグ52と、マイク28と、左耳用のシリコンキャップ23a、ハウジング26a、および電磁スピーカ27aと、右耳用のシリコンキャップ23b、ハウジング26b、および電磁スピーカ27bとを備える。
図4は、5極プラグイヤホン93(圧電型)を表わす図である。
5極プラグイヤホン93(圧電型)は、5極プラグ53と、マイク39と、左耳用のシリコンキャップ33a、差動アンプ38a、および圧電素子37aと、右耳用のシリコンキャップ33b、差動アンプ38b、脈拍センサ203、および圧電素子37bとを備える。
5極プラグイヤホン93(圧電型)は、5極プラグ53と、マイク39と、左耳用のシリコンキャップ33a、差動アンプ38a、および圧電素子37aと、右耳用のシリコンキャップ33b、差動アンプ38b、脈拍センサ203、および圧電素子37bとを備える。
図5は、5極プラグイヤホン94(電磁型)を表わす図である。
5極プラグイヤホン94(電磁型)は、5極プラグ54と、マイク48と、左耳用のシリコンキャップ43a、ハウジング46a、および電磁スピーカ47aと、右耳用のシリコンキャップ43b、ハウジング46b、脈拍センサ153および電磁スピーカ47bとを備える。
5極プラグイヤホン94(電磁型)は、5極プラグ54と、マイク48と、左耳用のシリコンキャップ43a、ハウジング46a、および電磁スピーカ47aと、右耳用のシリコンキャップ43b、ハウジング46b、脈拍センサ153および電磁スピーカ47bとを備える。
図6は、5極プラグイヤホン93(圧電型)の詳細な構成を表わす図である。
図6を参照して、5極プラグイヤホン93(圧電型)は、イヤホンプラグ53と、中継器273と、左イヤーパッド254と、右イヤーパッド255とを備える。
図6を参照して、5極プラグイヤホン93(圧電型)は、イヤホンプラグ53と、中継器273と、左イヤーパッド254と、右イヤーパッド255とを備える。
イヤホンプラグ53は、携帯端末1のイヤホンジャック12と接続可能である。イヤホンプラグ53は、電源端子(V)と、左音声端子(L)と、右音声端子(R)と、マイク端子(M)と、グランド端子(GND)とを備える。
中継器273は、差動アンプ38a,38bと、スイッチ256と、マイコン(第1制御部)259と、マイク39と、ADC261と、グランド電源257とを含む。
左イヤーパッド254は、圧電素子37aを備える。右イヤーパッド255は、圧電素子37bと、脈拍センサ203とを備える。脈拍センサ203は、赤外線を受光するPD(Photo Diode)201と、赤外線を出力するLED202とを含む。
LED202とPD201は、外耳の皮膚に向けられるようにイヤホン93がユーザの耳に装着される。LED202から送信された送信波は、外耳体内で反射し、PD201によって受信波として受信される。外耳の皮膚の下には、血管があり、血液が流れている。脈拍によって血管が収縮することで、赤外線の吸収量が変わる。つまり体内での赤外線の反射量が変わり、受信波の周期が脈拍の周期と同じになる。
マイコン259は、LED202の点灯を制御するとともに、PD201からの信号を受信し、PD201によって受信された受信波が周期的に変化する場合に、その周期に基づいて脈拍を算出する。
マイコン259、PD201およびLED202は、イヤホンプラグ53の電源端子(V)と接続する信号線Vを通じて電源電圧を受電して動作する。
差動アンプ38aは、信号線Vを通じて電源電圧を受電して動作する。差動アンプ38aは、左音声端子(L)と接続する信号線Lを通じて左イヤーパッド254への左音声信号を受信し、左音声信号を増幅して、圧電素子37aに供給する。差動アンプ38bは、信号線Vを通じて電源電圧を受電して動作する。差動アンプ38bは、右音声端子(R)と接続する信号線Rを通じて右イヤーパッド255への右音声信号を受信し、右音声信号を増幅して、圧電素子37bに供給する。
ADC261は、PD201から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換して、マイコン259へ出力する。
マイク39は、入力される音声信号をマイコン259およびスイッチ256へ供給する。
スイッチ256は、マイコン259からの制御信号、またはマイク39からの音声信号を選択して、選択した信号をマイク端子(M)と接続する信号線Mを通じてイヤホンプラグ53へ供給する。
グランド電源257は、グランド端子(GND)と接続する信号線Gを通じて、グランド電圧をイヤホンプラグ53へ送電または受電する。
圧電素子37aは、差動アンプ38aから供給される左音声信号の大きさに応じて、振動する。圧電素子37bは、差動アンプ38bから供給される右音声信号の大きさに応じて、振動する。
図7は、5極プラグイヤホン94(電磁型)の詳細な構成を表わす図である。
図7を参照して、5極プラグイヤホン94(電磁型)は、イヤホンプラグ54と、中継器73と、左イヤーパッド554と、右イヤーパッド55とを備える。
図7を参照して、5極プラグイヤホン94(電磁型)は、イヤホンプラグ54と、中継器73と、左イヤーパッド554と、右イヤーパッド55とを備える。
イヤホンプラグ54は、携帯端末1のイヤホンジャック12と接続可能である。イヤホンプラグ54は、電源端子(V)と、左音声端子(L)と、右音声端子(R)と、マイク端子(M)と、グランド端子(GND)とを備える。
中継器73は、スイッチ56と、マイコン(第1制御部)59と、マイク48と、ADC61と、グランド電源57とを含む。
左イヤーパッド554は、電磁スピーカ47aを備える。右イヤーパッド55は、電磁スピーカ47bと、脈拍センサ153とを備える。脈拍センサ153は、赤外線を受光するPD151と、赤外線を出力するLED152とを含む。
LED202とPD201は、外耳の皮膚に向けられるようにイヤホン94がユーザの耳に装着される。
マイコン59は、LED152の点灯を制御するとともに、PD151からの信号を受信し、PD151によって受信された受信波が周期的に変化する場合に、その周期に基づいて脈拍を算出する。
マイコン59、PD151およびLED152は、イヤホンプラグ54の電源端子(V)信号線Vを通じて電源電圧を受電して動作する。
ADC61は、PD151から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換して、マイコン59へ出力する。
マイク48は、入力される音声信号をマイコン59およびスイッチ56へ供給する。
スイッチ56は、マイコン59からの制御信号、またはマイク48からの音声信号を選択して、選択した信号をマイク端子(M)と接続する信号線Mを通じてイヤホンプラグ54へ供給する。
スイッチ56は、マイコン59からの制御信号、またはマイク48からの音声信号を選択して、選択した信号をマイク端子(M)と接続する信号線Mを通じてイヤホンプラグ54へ供給する。
グランド電源57は、グランド端子(GND)と接続する信号線Gを通じて、グランド電圧をイヤホンプラグ54へ送電または受電する。
電磁スピーカは47aは、左音声端子(L)と接続する信号線Lを通じて左イヤーパッド554への左音声信号を受信し、左音声信号を出力する。電磁スピーカは47bは、右音声端子(R)と接続する信号線Rを通じて右イヤーパッド55への右音声信号を受信し、右音声信号を出力する。
(イヤホン内の構成要素間の接続関係)
図8は、3極プラグイヤホン91内の構成要素の接続を表わす図である。
図8は、3極プラグイヤホン91内の構成要素の接続を表わす図である。
3極プラグイヤホン91が有する3極プラグ51は、EIAJ(Electronic Industries Association of Japan )規格に準拠するプラグである。3極プラグ51の直径は3.5mmである。3極プラグ51は、先端から順番に左音声端子(L)(第1端子)と、右音声端子(R)(第2端子)と、グランド端子(GND)(第3端子)とを備える。図8において、黒で示されている部分は、絶縁体で構成されている。
電磁スピーカ17aは、入力端子95aおよびグランド用の電圧入力端子(グランド端子)96aを有する。電磁スピーカ17bは、入力端子95bおよびグランド用の電圧入力端子(グランド端子)96bを有する。
左音声端子(L)は、電磁スピーカ17aの入力端子95aに接続される。右音声端子(R)は、電磁スピーカ17bの入力端子95bに接続される。グランド端子(GND)は、電磁スピーカ17aのグランド端子96aおよび電磁スピーカ17bのグランド端子96bに接続される。
図9は、4極プラグイヤホン92内の構成要素の接続を表わす図である。
4極プラグイヤホン92が有する4極プラグ52は、EIAJ規格に準拠するプラグである。4極プラグ52の直径は3.5mmである。また、4極プラグ52の信号配列は、CTIA(Cellular Telephone Industry Association)に準拠している。4極プラグ52は、先端から順番に左音声端子(L)(第1端子)と、右音声端子(R)(第2端子)と、グランド端子(GND)(第3端子)と、マイク端子(M)(第4端子)とを備える。
4極プラグイヤホン92が有する4極プラグ52は、EIAJ規格に準拠するプラグである。4極プラグ52の直径は3.5mmである。また、4極プラグ52の信号配列は、CTIA(Cellular Telephone Industry Association)に準拠している。4極プラグ52は、先端から順番に左音声端子(L)(第1端子)と、右音声端子(R)(第2端子)と、グランド端子(GND)(第3端子)と、マイク端子(M)(第4端子)とを備える。
電磁スピーカ27aは、入力端子71aおよびグランド用の電圧入力端子(グランド端子)72aを有する。電磁スピーカ27bは、入力端子71bおよびグランド用の電圧入力端子(グランド端子)72bを有する。マイク28は、出力端子74およびグランド用の電圧入力端子(グランド端子)73を有する。
左音声端子(L)は、電磁スピーカ27aの入力端子71aに接続される。右音声端子(R)は、電磁スピーカ27bの入力端子71bに接続される。グランド端子(GND)は、電磁スピーカ27aのグランド端子72a、電磁スピーカ27bのグランド端子72b、およびマイク28のグランド端子73に接続される。マイク端子(M)は、マイク28の出力端子74に接続される。
図10は、5極プラグイヤホン93(圧電型)内の構成要素の接続を表わす図である。
5極プラグイヤホン93(圧電型)が有する5極プラグ53は、先端から順番に左音声端子(L)(第1端子)と、右音声端子(R)(第2端子)と、電源端子(V)(第3端子)と、グランド端子(GND)(第4端子)と、マイク端子(M)(第5端子)とを備える。
5極プラグイヤホン93(圧電型)が有する5極プラグ53は、先端から順番に左音声端子(L)(第1端子)と、右音声端子(R)(第2端子)と、電源端子(V)(第3端子)と、グランド端子(GND)(第4端子)と、マイク端子(M)(第5端子)とを備える。
差動アンプ38aは、正側入力端子82a、負側入力端子83a、電源用の電圧入力端子(電源端子)81a、およびグランド用の電圧入力端子(グランド端子)84aを有する。差動アンプ38bは、正側入力端子82b、負側入力端子83b、電源用の電圧入力端子(電源端子)81b、およびグランド用の電圧入力端子(グランド端子)84bを有する。マイク39は、出力端子86およびグランド用の電圧入力端子(グランド端子)85を有する。
左音声端子(L)は、コンデンサC1+(=0.1μF)を介して、差動アンプ38aの正側入力端子82aに接続される。右音声端子(R)は、コンデンサC2+(=0.1μF)を介して、差動アンプ38bの正側入力端子82bに接続される。電源端子(V)は、差動アンプ38aの電源端子81a、差動アンプ38bの電源端子81b、マイコン259、PD201、およびLED202に接続される。グランド端子(GND)は、コンデンサC1−(=0.1μF)を介して差動アンプ38aの負側入力端子83aに接続される。グランド端子(GND)は、さらに差動アンプ38aのグランド端子84aに接続される。グランド端子(GND)は、コンデンサC2−(=0.1μF)を介して差動アンプ38bの負側入力端子83bに接続される。グランド端子(GND)は、さらに差動アンプ38bのグランド端子84bに接続される。グランド端子(GND)は、さらにマイク39のグランド端子85に接続される。マイク端子(M)は、マイク39の出力端子86に接続される。
差動アンプ38aは、正側入力端子82aの電圧と負側入力端子83aの電圧の差を増幅して、電圧(L+,L−)を圧電素子37aへ供給する。圧電素子37aは、供給された電圧の大きさに応じて、振動する。差動アンプ38bは、正側入力端子82bの電圧と負側入力端子83bの電圧の差を増幅して、電圧(R+,R−)を圧電素子37bへ供給する。圧電素子37bは、供給された電圧の大きさに応じて、振動する。ここで、差動アンプ38a,38bについては、5〜30Vppが印加される(つまり、交流電圧波形の最高値と最低値の電位差が5〜30V)ので、効率の良いD級またはH級のアンプが用いられる。
差動アンプ38a,38bが必要なのは、圧電素子37a,37bが、高電圧の入力信号によって駆動されるからである。仮に、差動アンプ38a,38bを携帯端末1側に設けた場合、差動アンプ38a,38bの出力電圧を圧電素子37a,37bに供給するために、プラグは、電圧(L+、L−、R+、R−)を出力する4つの端子が必要となる。その結果、グランド端子(GND)と、マイク端子(M)を加えると、プラグは、6極のプラグとなり、携帯端末側にも6極のプラグに対応可能なイヤホンジャックが必要となる。
6極のプラグに対応可能なイヤホンジャックによって、3極のプラグ、4極のプラグ、および6極のプラグのすべてを接続可能にする構成は、複雑あるいは困難である。それゆえ、本実施の形態では、5極のプラグを有するイヤホンを用い、差動アンプ38a,38bをイヤホン側に設ける。
図11は、5極プラグイヤホン94(電磁型)内の構成要素の接続を表わす図である。
5極プラグイヤホン94(電磁型)が有する5極プラグ54は、先端から順番に左音声端子(L)(第1端子)と、右音声端子(R)(第2端子)と、電源端子(V)(第3端子)と、グランド端子(GND)(第4端子)と、マイク端子(M)(第5端子)とを備える。
5極プラグイヤホン94(電磁型)が有する5極プラグ54は、先端から順番に左音声端子(L)(第1端子)と、右音声端子(R)(第2端子)と、電源端子(V)(第3端子)と、グランド端子(GND)(第4端子)と、マイク端子(M)(第5端子)とを備える。
電磁スピーカ47aは、入力端子61aおよびグランド用の電圧入力端子(グランド端子)62aを有する。電磁スピーカ47bは、入力端子61bおよびグランド用の電圧入力端子(グランド端子)62bを有する。マイク49は、出力端子66およびグランド用の電圧入力端子(グランド端子)65を有する。
左音声端子(L)は、電磁スピーカ47aの入力端子61aに接続される。右音声端子(R)は、電磁スピーカ47bの入力端子61bに接続される。電源端子(V)は、マイコン59、PD151、およびLED152に接続される。グランド端子(GND)は、電磁スピーカ47aのグランド端子62a、電磁スピーカ47bのグランド端子62b、およびマイク49のグランド端子65に接続される。マイク端子(M)は、マイク49の出力端子66に接続される。
(イヤホンジャックの端子と、3極プラグ、4極プラグ、5極プラグの端子との位置関係)
図12(a)は、イヤホンジャック12を表わす図である。
図12(a)は、イヤホンジャック12を表わす図である。
イヤホンジャック12は、挿入口に近い方から順番に端子A(MIC)(第1端子)と、端子B(GND)(第2端子)と、端子C(VDD)(第3端子)と、端子D(Rch)(第4端子)と、端子E(Lch)(第5端子)と、端子F(DET)(第6端子)とを備える。
端子A(MIC)(第1端子)と、端子C(VDD)(第3端子)と、端子E(Lch)(第5端子)とは、イヤホンジャック12の円筒状の内壁上の挿入方向に平行な第1のラインL1に沿って配置される。
端子B(GND)(第2端子)と、端子D(Rch)(第4端子)と、端子F(DET)(第6端子)とは、イヤホンジャック12の円筒状の内壁上の挿入方向に平行で、かつ第1のラインL1に対向する第2のラインL2に沿って配置される。
図12(b)は、5極プラグ53,54を表わす図である。
5極プラグイヤホン93,94が有する5極プラグ53,54は、イヤホンジャック12に完全に挿入されたときに、以下のようにしてイヤホンジャック12と接続する。
5極プラグイヤホン93,94が有する5極プラグ53,54は、イヤホンジャック12に完全に挿入されたときに、以下のようにしてイヤホンジャック12と接続する。
左音声端子(L)が、端子E(Lch)および端子F(DET)と接続する。右音声端子(R)が、端子D(Rch)に接続する。電源端子(V)が、端子C(VDD)に接続する。グランド端子(G)が、端子B(GND)に接続する。マイク端子(M)が、端子A(MIC)に接続する。
図12(c)は、4極プラグ52を表わす図である。
4極プラグイヤホン92が有する4極プラグ52は、イヤホンジャック12に完全に挿入されたときに、以下のようにしてイヤホンジャック12と接続する。
4極プラグイヤホン92が有する4極プラグ52は、イヤホンジャック12に完全に挿入されたときに、以下のようにしてイヤホンジャック12と接続する。
左音声端子(L)が、端子E(Lch)および端子F(DET)と接続する。右音声端子(R)が、端子D(Rch)に接続する。グランド端子(G)が、端子B(GND)および端子C(VDD)に接続する。マイク端子(M)が、端子A(MIC)に接続する。
図12(d)は、3極プラグ51を表わす図である。
3極プラグイヤホン91が有する3極プラグ51は、イヤホンジャック12に完全に挿入されたときに、以下のようにしてイヤホンジャック12と接続する。
3極プラグイヤホン91が有する3極プラグ51は、イヤホンジャック12に完全に挿入されたときに、以下のようにしてイヤホンジャック12と接続する。
左音声端子(L)が、端子E(Lch)および端子F(DET)と接続する。右音声端子(R)が、端子D(Rch)に接続する。グランド端子(G)が、端子A(MIC)、端子B(GND)、および端子C(VDD)に接続する。
(イヤホンの信号の授受のための構成)
図13は、携帯端末1における、イヤホンとの信号の授受に関連する構成を表わす図である。
(イヤホンの信号の授受のための構成)
図13は、携帯端末1における、イヤホンとの信号の授受に関連する構成を表わす図である。
音声処理部3は、マイク音声処理部151と、音声出力部552と、音声出力部553とを備える。
マイク音声処理部151は、アンプ5と、AD変換器4とを備える。アンプ5は、イヤホンジャック12の端子A(MIC)と接続する。アンプ5は、端子A(MIC)から出力される音声信号を増幅する。AD変換器4は、アンプ5から出力される音声信号をデジタル信号に変換する。
音声出力部552は、DA変換器6と、アンプ7とを備える。DA変換器6は、左耳用のデジタルの音声信号をアナログの音声信号に変換する。アンプ7は、DA変換器6から出力される音声信号を増幅または減衰させる。アンプ7は、イヤホンジャック12の端子E(Lch)と接続する。
音声出力部553は、DA変換器8と、アンプ9とを備える。DA変換器8は、右耳用のデジタルの音声信号をアナログの音声信号に変換する。アンプ9は、DA変換器8から出力される音声信号を増幅または減衰させる。アンプ9は、イヤホンジャック12の端子D(Rch)と接続する。
電圧設定部154は、二次電池10と、LDO29と、プルアップ抵抗R1と、プルダウン抵抗R2と、プルアップ抵抗R3と、インバータIVと、グランド155とを備える。
プルアップ抵抗R1は、イヤホンジャック12の端子F(DET)とCPU2との間の配線上のノードND1と、プルアップ用の電源電圧VDDとの間に接続される。
プルダウン抵抗R2は、イヤホンジャック12の端子E(Lch)と音声出力部552との間の配線上のノードND2と、グランド155との間に接続される。
プルアップ抵抗R3は、イヤホンジャック12の端子A(MIC)とマイク音声処理部151との間の配線上のノードND3と、プルアップ用のバイアス電圧MICBIASとの間に接続される。
インバータIVは、ノードND3の電圧を反転する。
グランド155は、イヤホンジャック12の端子B(GND)と接続する。
グランド155は、イヤホンジャック12の端子B(GND)と接続する。
二次電池10と接続されるLDO29は、イヤホンジャック12の端子C(VDD)と接続する。
CPU2は、GPIO(General Purpose Input/Output)インタフェース11を有する。GPIOインタフェース11は、端子GPIO_0、GPIO_1、GPIO_2およびGPIO_3を有する。GPIOインタフェース11は、端子GPIO_0、GPIO_1、GPIO_2およびGPIO_3の電圧を設定し、端子GPIO_0、GPIO_1、GPIO_2およびGPIO_3の信号、電圧を受ける。
入力時には、端子内部で電源に対して数百kΩでプルアップ(PU)、グランドに対して数百Ωでプルダウン(PD)、またはプルアップもプルダウンもしない(NP)が設定できる。
端子GPIO_0は、ノードND1と接続する。CPU2は、端子GPIO_0の出力のプルアップを制御する。CPU2は、端子GPIO_0に入力される検出信号DETを受ける。
端子GPIO_1は、インバータIVの出力と接続する。CPU2は、端子GPIO_1の出力のプルアップを制御する。CPU2は、端子GPIO_1に入力される信号Mic_SWを受ける。
端子GPIO_2は、イヤホンジャック12の端子D(Rch)と音声出力部552との間の配線上のノードND4と接続する。CPU2は、端子GPIO_2の出力のプルアップを制御する。CPU2は、端子GPIO_2に入力されるモード信号Mode1を受ける。
端子GPIO_3は、イヤホンジャック12の端子E(Lch)とLDO29との間の配線上のノードND5と接続する。CPU2は、端子GPIO_3の出力のプルアップを制御する。CPU2は、端子GPIO_3に入力されるモード信号Mode2を受ける。
図14は、イヤホンジャック12に3極プラグ51が挿入されたときの3極プラグイヤホン91と、携帯端末1の構成要素の接続を表わす図である。
3極プラグ51の左音声端子(L)とグランド端子(G)との間に接続される電磁スピーカ17aは、等化回路で表した場合、抵抗RX(=8Ω)で表される。3極プラグ51の右音声端子(R)とグランド端子(G)との間に接続される電磁スピーカ17bは、等化回路で表した場合、抵抗RY(=8Ω)で表される。
図15は、イヤホンジャック12に4極プラグ52が挿入されたときの4極プラグイヤホン92と、携帯端末1の構成要素の接続を表わす図である。
4極プラグ52の左音声端子(L)とグランド端子(G)との間に接続される電磁スピーカ27aは、等化回路で表した場合、抵抗RX(=8Ω)で表される。4極プラグ52の右音声端子(R)とグランド端子(G)との間に接続される電磁スピーカ27bは、等化回路で表した場合、抵抗RY(=8Ω)で表される。
図16は、イヤホンジャック12に5極プラグ53が挿入されたときの5極プラグイヤホン93(圧電型)と、携帯端末1の構成要素の接続を表わす図である。
5極プラグ53の左音声端子(L)は、コンデンサC1+を介して、差動アンプ38aの正側入力端子82aに接続される。5極プラグ53の右音声端子(R)は、コンデンサC2+を介して、差動アンプ38bの正側入力端子82bに接続される。したがって、5極プラグ53の左音声端子(L)および右音声端子(R)は、直流状態では絶縁されている。
図17は、イヤホンジャック12に5極プラグ54が挿入されたときの5極プラグイヤホン94(電磁型)と、携帯端末1の構成要素の接続を表わす図である。
5極プラグ54の左音声端子(L)とグランド端子(G)との間に接続される電磁スピーカ47aは、等化回路で表した場合、抵抗RX(=8Ω)で表される。5極プラグ54の右音声端子(R)とグランド端子(G)との間に接続される電磁スピーカ47bは、等化回路で表した場合、抵抗RY(=8Ω)で表される。
(プラグの挿脱判定およびプラグの種別識別)
図18は、プラグの挿脱判定およびプラグの種別識別の手順を表すフローチャートである。
図18は、プラグの挿脱判定およびプラグの種別識別の手順を表すフローチャートである。
図13〜図18を参照して、ステップS101において、CPU2は、GPIOインタフェース11のGPIO_0およびGPIO_1をプルアップせず(NP)、GPIO_2およびGPIO_3をプルアップする(PU)。
図13に示すように、イヤホンジャック12にプラグが挿入されていない場合には、電源電圧VDDに接続される抵抗R1(=100kΩ)によって検出ノードND1の電圧はプルアップされてハイレベル(H)となる。その結果、GPIO_0に入力される検出信号DETは、ハイレベル(H)となる。
一方、図14、図15、図17に示すように、イヤホンジャック12にプラグ51、52、54が挿入されている場合には、ノードND1は、電源電圧VDDに接続されるプルアップ抵抗R1(=100kΩ)と、グランドに接続されるプルダウン抵抗R2(=10kΩ)と、グランド端子(G)に接続される抵抗RX(=8Ω)に接続される。その結果、ノードND1の電圧はロウレベル(L)となり、GPIO_0に入力される検出信号DETは、ロウレベル(L)となる。
また、図16に示すように、イヤホンジャック12にプラグ53が挿入されている場合には、ノードND1は、電源電圧VDDに接続されるプルアップ抵抗R1(=100kΩ)と、左音声端子(L)を介してグランドに接続されるプルダウン抵抗R2(=10kΩ)と、左音声端子(L)を介して直流的にフローティング状態となるコンデンサC1+(=0.1μF)に接続される。その結果、ノードND1の電圧はロウレベル(L)となり、GPIO_0に入力される検出信号DETは、ロウレベル(L)となる。
ステップS102において、CPU2は、検出信号DETがロウレベル(L)の場合には、プラグがイヤホンジャック12に挿入されたと判定して、処理をステップS103に進ませる。
図14に示すように、ノードND3は、バイアス電圧MICBIASに接続されるプルアップ抵抗R3(=2.2kΩ)に接続されている。3極プラグ51がイヤホンジャック12に接続されている場合には、ノードND3は、さらに、グランド端子(G)に接続されるため、ロウレベル(L)となる。その結果、ノードND3に接続されるインバータIVの出力はハイレベル(H)となり、GPIO_1に入力される信号Mic_SWはハイレベル(H)となる。
一方、図15、図16、図17に示すように、4極プラグ52、5極プラグ53、54がイヤホンジャック12に接続されている場合には、ノードND3は、マイク端子(M)に接続される。マイク端子(M)はコンデンサであるため、ノードND3は、ハイレベル(H)となる。その結果、ノードND3に接続されるインバータIVの出力はロウレベル(L)となり、GPIO_1に入力される信号Mic_SWはロウレベル(H)となる。
ステップS103において、CPU2は、信号Mic_SWがハイレベル(H)(つまり、ノードND3がロウレベル(L))の場合には、処理をステップS104に進ませ、信号Mic_SWがロウレベル(L)の場合には、処理をステップS105に進ませる。
ステップS104において、CPU2は、挿入されたプラグが3極プラグ51であると判定する。
ステップS101において、GPIO_2がプルアップされたことによって、ノードND4がプルアップされる。図15、図17に示すように、4極プラグ52、5極プラグ54(電磁型)がイヤホンジャック12に接続されている場合には、ノードND4は、さらに、グランドに接続される抵抗RY(=8Ω)と接続される。その結果、ノードND4は、ロウレベルとなり、GPIO_2に入力されるモード信号Mode1は、ロウレベルとなる。
一方、図16に示されるように、5極プラグ53(圧電型)がイヤホンジャック12に接続されている場合には、ノードND4は、さらに、右音声端子(R)を介して直流が流れるときに絶縁されるコンデンサC2+(=0.1μF)と接続される。その結果、ノードND4は、ハイレベルを維持し、GPIO_2に入力されるモード信号Mode1は、ハイレベルとなる。
ステップS105おいて、CPU2は、モード信号Mode1がロウレベル(L)の場合には、処理をステップS107に進ませ、モード信号Mode1がハイレベル(H)の場合には、処理をステップS106に進ませる。
ステップS106において、CPU2は、挿入されたプラグが5極プラグ53(圧電型)であると判定する。
ステップS101において、GPIO_3がプルアップされたことによって、ノードND5がプルアップされる。図15に示すように、4極プラグ52がイヤホンジャック12に接続されている場合には、ノードND5は、さらに、グランド端子(G)に接続される。その結果、ノードND5は、ロウレベルとなり、GPIO_3に入力されるモード信号Mode2は、ロウレベルとなる。
一方、図17に示されるように、5極プラグ54(電磁型)がイヤホンジャック12に接続されている場合には、ノードND5は、さらに、電源端子(V)と接続される。現状態では、電源端子(V)へは、LDO29を介して電圧が供給されていない。その結果、ノードND5は、ハイレベルを維持し、GPIO_3に入力されるモード信号Mode2は、ハイレベルとなる。
ステップS107おいて、CPU2は、モード信号Mode2がロウレベル(L)の場合には、処理をステップS109に進ませ、モード信号Mode2がハイレベル(H)の場合には、処理をステップS108に進ませる。
ステップS108において、CPU2は、挿入されたプラグが5極プラグ54(電磁型)であると判定する。
ステップS109において、CPU2は、挿入されたプラグが4極プラグ52であると判定する。
ステップS110において、CPU2は、LDO29の出力をオンにすることによって、二次電池10からLDO29を介してイヤホンジャック12への電源電圧VDDの供給を開始させる。
ステップS111において、CPU2は、GPIO_2およびGPIO_3のプルアップを解除する(NP)。GPIO_2がプルアップを解除されると、端子D(RCH)が右音声信号の伝送に使用することができる。GPIO_3がプルアップを解除されると、不要なリーク電流を減らすことができる。
(プラグのイヤホンジャックへの挿入過程)
次に、5極プラグ53のイヤホンジャック12への挿入過程における端子間の接続について説明する。5極プラグ54のイヤホンジャック12への挿入過程も同様である。
次に、5極プラグ53のイヤホンジャック12への挿入過程における端子間の接続について説明する。5極プラグ54のイヤホンジャック12への挿入過程も同様である。
図19(a)〜(e)は、5極プラグ53のイヤホンジャック12への挿入過程の第1ステージから第5ステージまでを表わす図である。
図19(a)に示すように、第1ステージでは、5極プラグ53の左音声端子(L)が
、イヤホンジャック12の端子A(MIC)と接続する。
、イヤホンジャック12の端子A(MIC)と接続する。
図19(b)に示すように、第2ステージでは、5極プラグ53の左音声端子(L)が、イヤホンジャック12の端子B(GND)と接続する。
図19(c)に示すように、第3ステージでは、5極プラグ53の左音声端子(L)が、イヤホンジャック12の端子A(MIC)および端子B(GND)と接続する。
図19(d)に示すように、第4ステージでは、5極プラグ53の左音声端子(L)が、イヤホンジャック12の端子B(GND)と接続し、5極プラグ53の右音声端子(R)が、イヤホンジャック12の端子A(MIC)と接続する。
図19(e)に示すように、第5ステージでは、5極プラグ53の左音声端子(L)が、イヤホンジャック12の端子B(GND)および端子C(VDD)と接続し、5極プラグ53の右音声端子(R)が、イヤホンジャック12の端子A(MIC)と接続する。
図20(a)〜(e)は、5極プラグ53のイヤホンジャック12への挿入過程の第6ステージから第10ステージまでを表わす図である。
図20(a)に示すように、第6ステージでは、5極プラグ53の左音声端子(L)が、イヤホンジャック12の端子B(GND)と接続し、5極プラグ53の電源端子(V)が、イヤホンジャック12の端子A(MIC)と接続する。
図20(b)に示すように、第7ステージでは、5極プラグ53の左音声端子(L)が、イヤホンジャック12の端子D(Rch)と接続し、5極プラグ53の右音声端子(R)が、イヤホンジャック12の端子B(GND)と接続し、5極プラグ53の電源端子(V)が、イヤホンジャック12の端子A(MIC)と接続する。
図20(c)に示すように、第8ステージでは、5極プラグ53の左音声端子(L)が、イヤホンジャック12の端子D(Rch)と接続し、5極プラグ53の右音声端子(R)が、イヤホンジャック12の端子B(GND)および端子C(VDD)と接続する。また、5極プラグ53のグランド端子(G)が、イヤホンジャック12の端子A(MIC)と接続する。
図20(d)に示すように、第9ステージでは、5極プラグ53の左音声端子(L)が、イヤホンジャック12の端子D(Rch)と接続し、5極プラグ53の右音声端子(R)が、イヤホンジャック12の端子B(GND)および端子C(VDD)と接続し、5極プラグ53のグランド端子(G)が、イヤホンジャック12の端子A(MIC)と接続する。
図20(e)に示すように、第10ステージでは、5極プラグ53の左音声端子(L)が、イヤホンジャック12の端子D(Rch)と接続し、5極プラグ53の右音声端子(R)が、イヤホンジャック12の端子C(VDD)と接続し、5極プラグ53の電源端子(V)が、イヤホンジャック12の端子B(GND)と接続し、5極プラグ53のグランド端子(G)が、イヤホンジャック12の端子A(MIC)と接続する。
図21(a)〜(e)は、5極プラグ53のイヤホンジャック12への挿入過程の第11ステージから第15ステージまでを表わす図である。
図21(a)に示すように、第11ステージでは、5極プラグ53の左音声端子(L)が、イヤホンジャック12の端子D(Rch)および端子E(Lch)と接続し、5極プラグ53の右音声端子(R)が、イヤホンジャック12の端子C(VDD)と接続し、5
極プラグ53の電源端子(V)が、イヤホンジャック12の端子B(GND)と接続し、5極プラグ53のグランド端子(G)が、イヤホンジャック12の端子A(MIC)と接続する。
極プラグ53の電源端子(V)が、イヤホンジャック12の端子B(GND)と接続し、5極プラグ53のグランド端子(G)が、イヤホンジャック12の端子A(MIC)と接続する。
図21(b)に示すように、第12ステージでは、5極プラグ53の左音声端子(L)が、イヤホンジャック12の端子E(Lch)と接続し、5極プラグ53の右音声端子(R)が、イヤホンジャック12の端子D(Rch)と接続し、5極プラグ53の電源端子(V)が、イヤホンジャック12の端子B(GND)および端子C(VDD)と接続し、5極プラグ53のグランド端子(G)が、イヤホンジャック12の端子A(MIC)と接続する。
図22は、参考のために示すものであり、イヤホンジャック12の端子F(DET)の位置が、挿入口側にずれている場合の、5極プラグ53のイヤホンジャック12への挿入過程の第12ステージを表わす図である。
図22に示すように、5極プラグ53の左音声端子(L)が、イヤホンジャック12の端子E(Lch)および端子F(DET)と接続し、5極プラグ53の右音声端子(R)が、イヤホンジャック12の端子D(Rch)と接続し、5極プラグ53の電源端子(V)が、イヤホンジャック12の端子B(GND)および端子C(VDD)と接続し、5極プラグ53のグランド端子(G)が、イヤホンジャック12の端子A(MIC)と接続する。
5極プラグ53の左音声端子(L)が、イヤホンジャック12の端子E(Lch)および端子F(DET)と接続することによって、図18のフローチャートのステップS102がYESとなり、イヤホンジャック12への5極プラグ53の挿入が判定される。挿入が判定されると、図18のフローチャートのステップS103以降の判定処理が行われて、5極プラグ53であることが識別されると、ステップS108において、電源電圧VDDが供給される。しかしながら、この状態では、電源電圧VDDが供給される5極プラグ53の電源端子(V)が、イヤホンジャック12の端子B(GND)に接続されているため、ショートが発生する。
これに対して、図21(b)では、5極プラグ53の左音声端子(L)が、イヤホンジャック12の端子F(DET)と接続しないので、図18のフローチャートのステップS102がNOとなり、イヤホンジャック12への5極プラグ53の挿入が判定されない。その結果、5極プラグ53の電源端子(V)に電源電圧VDDが供給されず、ショートが発生しない。
再び、図21を参照して、図21(c)に示すように、第13ステージでは、5極プラグ53の左音声端子(L)が、イヤホンジャック12の端子E(Lch)および端子F(DET)と接続し、5極プラグ53の右音声端子(R)が、イヤホンジャック12の端子D(Rch)と接続し、5極プラグ53の電源端子(V)が、イヤホンジャック12の端子C(VDD)と接続し、5極プラグ53のマイク端子(M)が、イヤホンジャック12の端子A(MIC)と接続する。
この状態では、5極プラグ53の左音声端子(L)が、イヤホンジャック12の端子E(Lch)および端子F(DET)と接続することによって、イヤホンジャック12への5極プラグ53の挿入が判定される。挿入が判定されて、さらに5極プラグ53であることが識別されると、電源電圧VDDが供給される。この状態では、電源電圧VDDが供給される5極プラグ53の電源端子(V)が、イヤホンジャック12の端子B(GND)に接続されていないため、ショートが発生しない。
図21(d)および(e)に示すように、第14ステージおよび第15ステージでは、5極プラグ53の左音声端子(L)が、イヤホンジャック12の端子E(Lch)および端子F(DET)と接続し、5極プラグ53の右音声端子(R)が、イヤホンジャック12の端子D(Rch)と接続し、5極プラグ53の電源端子(V)が、イヤホンジャック12の端子C(VDD)と接続し、5極プラグ53のグランド端子(G)が、イヤホンジャック12の端子B(GND)と接続する。
以上のように、本実施の形態の携帯端末および5極プラグイヤホンによれば、携帯端末のイヤホンジャック側と5極プラグイヤホン(圧電型)および5極プラグイヤホン(電磁型)のプラグ側が電源電圧用の端子を備えることによって、5極プラグイヤホン(圧電型)および5極プラグイヤホン(電磁型)内の圧電素子に電源電圧を供給することができる。
また、5極プラグの端子の並びが、先端に近い方から順番に、左音声端子(L)、右音声端子(R)、電源端子(V)、グランド端子(GND)、マイク端子(M)とすることによって、5極用のイヤホンジャックを備えた携帯端末が、従来の3極プラグイヤホンおよび4極プラグイヤホンとも接続できるようにできる。
また、本実施の形態では、3極プラグイヤホン、4極プラグイヤホン、5極プラグイヤホン(電磁型)に含まれるスピーカと、5極プラグイヤホン(圧電型)に含まれる差動アンプのインピーダンスの違いを利用することによって、イヤホンジャックに挿入されたイヤホンが、5極プラグイヤホン(圧電型)であるか、あるいは3極プラグイヤホン、4極プラグイヤホン、または5極プラグイヤホン(電磁スピーカ)であるかを識別することができる。
また、本実施の形態では、CPUからの電力が供給されるラインが接続されるプラグの端子がグランド端子か電源端子かによって、イヤホンジャックに挿入されたイヤホンが、4極プラグイヤホンか、あるいは5極プラグイヤホン(電磁スピーカ)であるかを識別することができる。
また、本実施の形態では、挿入されたイヤホンが5極プラグイヤホン(圧電型)または5極プラグイヤホン(電磁型)であると識別された後で、携帯端末から5極プラグに電源電圧を供給することとし、5極プラグの電源端子(V)が、イヤホンジャックの端子B(GND)と接続するときには、5極プラグの左音声端子(L)が、イヤホンジャックの端子F(DET)と接続しないので、ショートが発生しないようにすることができる。
なお、本発明の実施形態では、電子機器の一例として携帯端末を例として説明したが、本発明の電子機器は、携帯端末に限定されるものではなく、パソコン、またはタブレットなどのようなものも含まれる。
また、本実施の形態では、スピーカ17aの等化回路である抵抗RXおよびスピーカ17bの等化回路である抵抗RYの値が8Ωであるとしたが、これに限定するものではない。抗RXおよび路RYの値が16Ωまたは32Ωであっても、上記実施の形態で説明したプラグの挿脱判定およびプラグの種別識別は適用可能である。
また、本発明の実施形態の携帯端末のイヤホンジャック12は、3極プラグイヤホン91、4極プラグイヤホン92、5極プラグイヤホン93(圧電型)、および5極プラグイヤホン94(電磁型)と接続可能であるとしたが、これに限定されるものではない。4つのイヤホンのうちの、任意の1個のみまたは任意の複数個のみと接続可能であるものとしてもよい。
また、図19〜図22で説明した5極プラグのイヤホンジャック12への挿入過程についても、5極プラグ53のみに適用可能、5極プラグ54のみに適用可能、または5極プラグ53と5極プラグ54の両方について適用可能であるものとしてもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 携帯端末、2 CPU、3 音声処理部、10 二次電池、11 GPIOインタフェース、12 イヤホンジャック、13a,13b,23a,23b,33a,33b,43a,43b シリコンキャップ、16a,16b,26a,26b,46a,46b ハウジング、17a,17b,27a,27b,47a,47b 電磁スピーカ、28,39,48,62 マイク、29 LDO、37a,37b 圧電素子、38a,38b 差動アンプ、51 3極プラグ、52 4極プラグ、53,54 5極プラグ、961 アンテナ、63 スピーカ、64 キー入力部、65 ディスプレイ、966 メモリ、91 3極プラグイヤホン、92 4極プラグイヤホン、93 5極プラグイヤホン(圧電型)、94 5極プラグイヤホン(電磁型)、61a,61b,71a,71b,82a,82b,83a,83b,95a,95b 入力端子、62a,62b,72a,72b,73,84a,84b,85,96a,96b グランド端子、66,74,86 出力端子、81a,81b 電源端子、151 マイク音声処理部、552,553 音声出力部、154 電圧設定部、155 グランド、151,201 PD、152,202 LED、153,203 脈拍センサ、554,254 左イヤーパッド、55,255 右イヤーパッド、56,256 スイッチ、57,257 グランド、59,259 マイコン、61,261 ADC、73,273 中継器、L 左音声端子、R 右音声端子、V 電源端子、G グランド端子、M マイク端子、A〜F イヤホンジャックの端子、IV インバータ、R1,R2,R3,RX,RY 抵抗、C1+,C1−,C2+,C2− コンデンサ。
Claims (20)
- 入力端子、およびグランド端子を有する第1の電磁スピーカと、
入力端子、およびグランド端子を有する第2の電磁スピーカと、
出力端子およびグランド端子とを有するマイクと、
第1制御部と、
先端から順番に第1端子、第2端子、第3端子、第4端子、および第5端子を有する5極プラグとを備え、
前記5極プラグの第1端子は、前記第1の電磁スピーカの前記入力端子と接続し、
前記5極プラグの第2端子は、前記第2の電磁スピーカの前記入力端子と接続し、
前記5極プラグの第3端子は、前記第1制御部と接続し、
前記5極プラグの第4端子は、前記第1の電磁スピーカの前記グランド端子、前記第2の電磁スピーカの前記グランド端子、および前記マイクのグランド端子と接続し、
前記5極プラグの第5端子は、前記マイクの出力端子と接続する、5極プラグイヤホン。 - 第1の入力端子、第2の入力端子、電源端子、およびグランド端子を有し、前記第1の入力端子の電圧と前記第2の入力端子の電圧の差を増幅する第1の差動アンプと、
第1の入力端子、第2の入力端子、電源端子、およびグランド端子を有し、前記第1の入力端子の電圧と前記第2の入力端子の電圧の差を増幅する第2の差動アンプと、
前記第1の差動アンプで増幅された電圧を受ける第1の圧電素子と、
前記第2の差動アンプで増幅された電圧を受ける第2の圧電素子と、
出力端子およびグランド端子とを有するマイクと、
第1制御部と、
先端から順番に第1端子、第2端子、第3端子、第4端子、および第5端子を有する5極プラグとを備え、
前記5極プラグの第1端子は、前記第1の差動アンプの前記第1の入力端子と接続し、
前記5極プラグの第2端子は、前記第2の差動アンプの前記第1の入力端子と接続し、
前記5極プラグの第3端子は、前記第1の差動アンプの前記電源端子、前記第2の差動アンプの前記電源端子、および前記第1制御部と接続し、
前記5極プラグの第4端子は、前記第1の差動アンプのグランド端子、前記第2の差動アンプのグランド端子、前記マイクの前記グランド端子に接続し、さらに、前記第1の差動アンプの前記第2の入力端子、前記第2の差動アンプの前記第2の入力端子と接続し、
前記5極プラグの第5端子は、前記マイクの出力端子と接続する、5極プラグイヤホン。 - 前記5極プラグイヤホンは、
さらに、脈拍センサを備え、
前記第1制御部は、前記脈拍センサを制御するとともに、前記脈拍センサからの信号を受け、
前記5極プラグの第3端子は、さらに前記脈拍センサと接続する、請求項1または2記載の5極プラグイヤホン。 - 第1タイプの5極プラグイヤホンと接続可能なイヤホンジャックを備えた電子機器であって、
前記第1タイプの5極プラグイヤホンは、
入力端子、およびグランド端子を有する第1の電磁スピーカと、
入力端子、およびグランド端子を有する第2の電磁スピーカと、
出力端子およびグランド端子とを有するマイクと、
第1制御部と、
先端から順番に第1端子、第2端子、第3端子、第4端子、および第5端子を有する5極プラグとを備え、
前記5極プラグの第1端子は、前記第1の電磁スピーカの前記入力端子と接続し、
前記5極プラグの第2端子は、前記第2の電磁スピーカの前記入力端子と接続し、
前記5極プラグの第3端子は、前記第1制御部と接続し、
前記5極プラグの第4端子は、前記第1の電磁スピーカの前記グランド端子、前記第2の電磁スピーカの前記グランド端子、および前記マイクのグランド端子と接続し、
前記5極プラグの第5端子は、前記マイクの出力端子と接続し、
前記イヤホンジャックは、挿入口に近い順番に第1端子、第2端子、第3端子、第4端子、第5端子、および第6端子を含み、
前記電子機器は、
前記イヤホンジャックの前記第1端子と接続するマイク音声処理部と、
前記イヤホンジャックの前記第2端子と接続するグランド電源と、
前記イヤホンジャックの前記第3端子と接続する電力供給部と、
前記イヤホンジャックの前記第4端子と接続する第1の音声出力部と、
前記イヤホンジャックの前記第5端子と接続する第2の音声出力部と、
前記イヤホンジャックの前記第6端子と接続し、前記イヤホンジャックへのプラグの挿入を判定する第2制御部とを備え、
前記第1タイプの5極プラグイヤホンが前記イヤホンジャックに完全に挿入されたときに、
前記イヤホンジャックの前記第1端子は、前記5極プラグの前記第5端子と接続し、
前記イヤホンジャックの前記第2端子は、前記5極プラグの前記第4端子と接続し、
前記イヤホンジャックの前記第3端子は、前記5極プラグの前記第3端子と接続し、
前記イヤホンジャックの前記第4端子は、前記5極プラグの前記第2端子と接続し、
前記イヤホンジャックの前記第5端子は、前記5極プラグの前記第1端子と接続し、
前記イヤホンジャックの前記第6端子は、前記5極プラグの前記第1端子と接続する、電子機器。 - 前記イヤホンジャックは、さらに第2タイプの5極プラグイヤホンと接続可能であり、
前記2タイプの5極プラグイヤホンは、
第1の入力端子、第2の入力端子、電源端子、およびグランド端子を有し、前記第1の入力端子の電圧と前記第2の入力端子の電圧の差を増幅する第1の差動アンプと、
第1の入力端子、第2の入力端子、電源端子、およびグランド端子を有し、前記第1の入力端子の電圧と前記第2の入力端子の電圧の差を増幅する第2の差動アンプと、
前記第1の差動アンプで増幅された電圧を受ける第1の圧電素子と、
前記第2の差動アンプで増幅された電圧を受ける第2の圧電素子と、
出力端子およびグランド端子とを有するマイクと、
第1制御部と、
先端から順番に第1端子、第2端子、第3端子、第4端子、および第5端子を有する5極プラグとを備え、
前記5極プラグの第1端子は、前記第1の差動アンプの前記第1の入力端子と接続し、
前記5極プラグの第2端子は、前記第2の差動アンプの前記第1の入力端子と接続し、
前記5極プラグの第3端子は、前記第1の差動アンプの前記電源端子、前記第2の差動アンプの前記電源端子、および前記第1制御部と接続し、
前記5極プラグの第4端子は、前記第1の差動アンプのグランド端子、前記第2の差動アンプのグランド端子、前記マイクの前記グランド端子に接続し、さらに、前記第1の差動アンプの前記第2の入力端子、前記第2の差動アンプの前記第2の入力端子と接続し、
前記5極プラグの第5端子は、前記マイクの出力端子と接続し、
前記第2タイプの5極プラグイヤホンが前記イヤホンジャックに完全に挿入されたときに、
前記イヤホンジャックの前記第1端子は、前記5極プラグの前記第5端子と接続し、
前記イヤホンジャックの前記第2端子は、前記5極プラグの前記第4端子と接続し、
前記イヤホンジャックの前記第3端子は、前記5極プラグの前記第3端子と接続し、
前記イヤホンジャックの前記第4端子は、前記5極プラグの前記第2端子と接続し、
前記イヤホンジャックの前記第5端子は、前記5極プラグの前記第1端子と接続し、
前記イヤホンジャックの前記第6端子は、前記5極プラグの前記第1端子と接続する、
請求項4記載の電子機器。 - 前記イヤホンジャックは、さらに3極プラグイヤホンと接続可能であり、
前記3極プラグイヤホンは、
入力端子、およびグランド端子を有する第1のスピーカと、
入力端子、およびグランド端子を有する第2の電磁スピーカと、
先端から順番に第1端子、第2端子、および第3端子を含む3極プラグとを備え、
前記3極プラグの前記第1端子は、前記第1の電磁スピーカの前記入力端子と接続し、
前記3極プラグの前記第2端子は、前記第2の電磁スピーカの前記入力端子と接続し、
前記3極プラグの前記第3端子は、前記第1の電磁スピーカの前記グランド端子および前記第2の電磁スピーカの前記グランド端子と接続し、
前記3極プラグイヤホンが前記イヤホンジャックに完全に挿入されたときに、
前記イヤホンジャックの前記第1端子は、前記3極プラグの前記第3端子と接続し、
前記イヤホンジャックの前記第2端子は、前記3極プラグの前記第3端子と接続し、
前記イヤホンジャックの前記第3端子は、前記3極プラグの前記第3端子と接続し、
前記イヤホンジャックの前記第4端子は、前記3極プラグの前記第2端子と接続し、
前記イヤホンジャックの前記第5端子は、前記3極プラグの前記第1端子と接続し、
前記イヤホンジャックの前記第6端子は、前記3極プラグの前記第1端子と接続する、請求項4記載の電子機器。 - 前記イヤホンジャックは、さらに4極プラグイヤホンと接続可能であり、
前記4極プラグイヤホンは、
入力端子、およびグランド端子を有する第1の電磁スピーカと、
入力端子、およびグランド端子を有する第2の電磁スピーカと、
出力端子およびグランド端子を有するマイクと、
先端から順番に第1端子、第3端子、第3端子、および第4端子を有する4極プラグとを備え、
前記4極プラグの前記第1端子は、前記第1の電磁スピーカの前記入力端子と接続し、
前記4極プラグの前記第2端子は、前記第2の電磁スピーカの前記入力端子と接続し、
前記4極プラグの前記第3端子は、前記第1の電磁スピーカの前記グランド端子、前記第2の電磁スピーカの前記グランド端子、および前記マイクのグランド端子と接続し、
前記4極プラグの前記第4端子は、前記マイクの出力端子と接続し、
前記4極プラグイヤホンが前記イヤホンジャックに完全に挿入されたときに、
前記イヤホンジャックの前記第1端子は、前記4極プラグの前記第4端子と接続し、
前記イヤホンジャックの前記第2端子は、前記4極プラグの前記第3端子と接続し、
前記イヤホンジャックの前記第3端子は、前記4極プラグの前記第3端子と接続し、
前記イヤホンジャックの前記第4端子は、前記4極プラグの前記第2端子と接続し、
前記イヤホンジャックの前記第5端子は、前記4極プラグの前記第1端子と接続し、
前記イヤホンジャックの前記第6端子は、前記4極プラグの前記第1端子と接続する、請求項4記載の電子機器。 - 前記イヤホンジャックは、さらに、第2タイプの5極プラグイヤホン、3極プラグイヤホンおよび4極プラグイヤホンと接続可能であり、
前記2タイプの5極プラグイヤホンは、
第1の入力端子、第2の入力端子、電源端子、およびグランド端子を有し、前記第1の入力端子の電圧と前記第2の入力端子の電圧の差を増幅する第1の差動アンプと、
第1の入力端子、第2の入力端子、電源端子、およびグランド端子を有し、前記第1の入力端子の電圧と前記第2の入力端子の電圧の差を増幅する第2の差動アンプと、
前記第1の差動アンプで増幅された電圧を受ける第1の圧電素子と、
前記第2の差動アンプで増幅された電圧を受ける第2の圧電素子と、
出力端子およびグランド端子とを有するマイクと、
第1制御部と、
先端から順番に第1端子、第2端子、第3端子、第4端子、および第5端子を有する5極プラグとを備え、
前記5極プラグの第1端子は、前記第1の差動アンプの前記第1の入力端子と接続し、
前記5極プラグの第2端子は、前記第2の差動アンプの前記第1の入力端子と接続し、
前記5極プラグの第3端子は、前記第1の差動アンプの前記電源端子、前記第2の差動アンプの前記電源端子、および前記第1制御部と接続し、
前記5極プラグの第4端子は、前記第1の差動アンプのグランド端子、前記第2の差動アンプのグランド端子、前記マイクの前記グランド端子に接続し、さらに、前記第1の差動アンプの前記第2の入力端子、前記第2の差動アンプの前記第2の入力端子と接続し、
前記5極プラグの第5端子は、前記マイクの出力端子と接続し、
前記第2タイプの5極プラグイヤホンが前記イヤホンジャックに完全に挿入されたときに、
前記イヤホンジャックの前記第1端子は、前記5極プラグの前記第5端子と接続し、
前記イヤホンジャックの前記第2端子は、前記5極プラグの前記第4端子と接続し、
前記イヤホンジャックの前記第3端子は、前記5極プラグの前記第3端子と接続し、
前記イヤホンジャックの前記第4端子は、前記5極プラグの前記第2端子と接続し、
前記イヤホンジャックの前記第5端子は、前記5極プラグの前記第1端子と接続し、
前記イヤホンジャックの前記第6端子は、前記5極プラグの前記第1端子と接続する、
前記3極プラグイヤホンは、
入力端子、およびグランド端子を有する第1の電磁スピーカと、
入力端子、およびグランド端子を有する第2の電磁スピーカと、
先端から順番に第1端子、第2端子、および第3端子を含む3極プラグとを備え、
前記3極プラグの前記第1端子は、前記第1の電磁スピーカの前記入力端子と接続し、
前記3極プラグの前記第2端子は、前記第2の電磁スピーカの前記入力端子と接続し、
前記3極プラグの前記第3端子は、前記第1の電磁スピーカの前記グランド端子および前記第2の電磁スピーカの前記グランド端子と接続し、
前記3極プラグイヤホンが前記イヤホンジャックに完全に挿入されたときに、
前記イヤホンジャックの前記第1端子は、前記3極プラグの前記第3端子と接続し、
前記イヤホンジャックの前記第2端子は、前記3極プラグの前記第3端子と接続し、
前記イヤホンジャックの前記第3端子は、前記3極プラグの前記第3端子と接続し、
前記イヤホンジャックの前記第4端子は、前記3極プラグの前記第2端子と接続し、
前記イヤホンジャックの前記第5端子は、前記3極プラグの前記第1端子と接続し、
前記イヤホンジャックの前記第6端子は、前記3極プラグの前記第1端子と接続し、
前記4極プラグイヤホンは、
入力端子、およびグランド端子を有する第1の電磁スピーカと、
入力端子、およびグランド端子を有する第2の電磁スピーカと、
出力端子およびグランド端子を有するマイクと、
先端から順番に第1端子、第3端子、第3端子、および第4端子を有する4極プラグとを備え、
前記4極プラグの前記第1端子は、前記第1の電磁スピーカの前記入力端子と接続し、
前記4極プラグの前記第2端子は、前記第2の電磁スピーカの前記入力端子と接続し、
前記4極プラグの前記第3端子は、前記第1の電磁スピーカの前記グランド端子、前記第2の電磁スピーカの前記グランド端子、および前記マイクのグランド端子と接続し、
前記4極プラグの前記第4端子は、前記マイクの出力端子と接続し、
前記4極プラグイヤホンが前記イヤホンジャックに完全に挿入されたときに、
前記イヤホンジャックの前記第1端子は、前記4極プラグの前記第4端子と接続し、
前記イヤホンジャックの前記第2端子は、前記4極プラグの前記第3端子と接続し、
前記イヤホンジャックの前記第3端子は、前記4極プラグの前記第3端子と接続し、
前記イヤホンジャックの前記第4端子は、前記4極プラグの前記第2端子と接続し、
前記イヤホンジャックの前記第5端子は、前記4極プラグの前記第1端子と接続し、
前記イヤホンジャックの前記第6端子は、前記4極プラグの前記第1端子と接続する、請求項4記載の電子機器。 - 前記5極プラグイヤホンは、
さらに、脈拍センサを備え、
前記第1制御部は、前記脈拍センサを制御するとともに、前記脈拍センサからの信号を受け、
前記5極プラグの第3端子は、さらに前記脈拍センサと接続する、請求項4記載の電子機器。 - 前記第1端子、前記第2端子、前記第3端子は、前記イヤホンジャックの円筒状の内壁上の挿入方向に平行な第1のラインに沿って配置され、
前記第2端子、前記第4端子、前記第6端子は、前記イヤホンジャックの円筒状の内壁上の前記挿入方向に平行で、かつ前記第1のラインに対向する第2のラインに沿って配置される、請求項4記載の電子機器。 - 前記イヤホンジャックの前記第6端子と前記第2制御部との間の配線上の第1のノードに接続されるプルアップ抵抗と、
前記イヤホンジャックの前記第5端子と前記第2の音声出力部との間の配線上の第2のノードに接続されるプルダウン抵抗とをさらに備え、
前記プルアップ抵抗の抵抗値は、前記プルダウン抵抗の抵抗値よりも大きく、
前記第2制御部は、前記第1のノードの電圧がロウレベルのときに、前記イヤホンが前記イヤホンジャックに挿入されたと判定する、請求項4〜8のいずれか1項に記載の電子機器 - 前記イヤホンジャックの前記第1端子と前記マイク音声処理部との間の配線上の第3のノードに接続されるプルアップ抵抗をさらに備え、
前記第2制御部は、前記第3のノードの電圧がロウレベルの場合に、前記イヤホンジャックに挿入されたイヤホンが前記3極プラグイヤホンであると識別する、請求項6または8記載の電子機器。 - 前記イヤホンジャックの前記第1端子と前記マイク音声処理部との間の配線上の第3のノードに接続されるプルアップ抵抗と、
前記第3のノードの電圧を受けるインバータをさらに備え、
前記第2制御部は、前記インバータの出力がハイレベルの場合に、前記イヤホンジャックに挿入されたイヤホンが前記3極プラグイヤホンであると識別する、請求項6または8記載の電子機器。 - 前記イヤホンジャックの前記第4端子と前記第1の音声出力部との配線上の第4のノードは、さらに前記第2制御部と接続し、
前記第2制御部は、前記第4のノードをプルアップし、
前記第2制御部は、前記第4のノードの電圧がハイレベルの場合に、前記イヤホンジャックに挿入されたイヤホンが前記第1タイプの5極プラグイヤホンであると識別する、請求項5〜8のいずれか1項に記載の電子機器。 - 前記第2制御部は、前記イヤホンジャックに挿入されたイヤホンが前記第1タイプの5極プラグイヤホンであると識別された後に、前記電力供給部から前記イヤホンジャックの前記第2端子への電力の供給を開始させる、請求項14記載の電子機器。
- 前記イヤホンジャックの前記第1端子と前記マイク音声処理部との間の配線上の第3のノードに接続されるプルアップ抵抗をさらに備え、
前記イヤホンジャックの前記第4端子と前記第1の音声出力部との配線上の第4のノードは、さらに前記第2制御部と接続し、
前記イヤホンジャックの前記第3端子と前記電力供給部との配線上の第5のノードは、さらに前記第2制御部と接続し、
前記第2制御部は、前記第4のノードおよび前記第5のノードをプルアップし、
前記第2制御部は、前記第3のノードの電圧がハイレベル、前記第4のノードの電圧がロウレベル、かつ前記第5のノードの電圧がロウレベルの場合に、前記イヤホンジャックに挿入されたイヤホンが前記4極プラグイヤホンであると識別する、請求項7記載の電子機器。 - 前記イヤホンジャックの前記第1端子と前記マイク音声処理部との間の配線上の第3のノードに接続されるプルアップ抵抗をさらに備え、
前記イヤホンジャックの前記第4端子と前記第1の音声出力部との配線上の第4のノードは、さらに前記第2制御部と接続し、
前記イヤホンジャックの前記第3端子と前記電力供給部との配線上の第5のノードは、さらに前記第2制御部と接続し、
前記第2制御部は、前記第4のノードおよび前記第5のノードをプルアップし、
前記第2制御部は、前記第3のノードの電圧がハイレベル、前記第4のノードの電圧がロウレベル、かつ前記第5のノードの電圧がハイレベルの場合に、前記イヤホンジャックに挿入されたイヤホンが前記第2タイプの5極プラグイヤホンであると識別する、請求項7記載の電子機器。 - 前記第2制御部は、前記イヤホンジャックに挿入されたイヤホンが前記第2タイプの5極プラグイヤホンであると識別された後に、前記電力供給部から前記イヤホンジャックの前記第2端子への電力の供給を開始させる、請求項17記載の電子機器。
- 前記第1タイプの5極プラグイヤホンまたは前記第2タイプの5極プラグが前記イヤホンジャックに挿入する過程で、前記5極プラグの前記第1端子が前記イヤホンジャックの前記第5端子および前記第6端子と接続するときには、
前記5極プラグの前記第3端子が、前記イヤホンジャックの前記第2端子に接続しない、請求項15または18記載の電子機器。 - 5極プラグイヤホンと、電子機器とからなる電子機器システムであって、
前記5極プラグイヤホンは、
入力端子、およびグランド端子を有する第1の電磁スピーカと、
入力端子、およびグランド端子を有する第2の電磁スピーカと、
出力端子およびグランド端子とを有するマイクと、
第1制御部と、
先端から順番に第1端子、第2端子、第3端子、第4端子、および第5端子を有する5極プラグとを備え、
前記5極プラグの第1端子は、前記第1の電磁スピーカの前記入力端子と接続し、
前記5極プラグの第2端子は、前記第2の電磁スピーカの前記入力端子と接続し、
前記5極プラグの第3端子は、前記第1制御部と接続し、
前記5極プラグの第4端子は、前記第1の電磁スピーカの前記グランド端子、前記第2の電磁スピーカの前記グランド端子、および前記マイクのグランド端子と接続し、
前記5極プラグの第5端子は、前記マイクの出力端子と接続し、
前記電子機器は、
前記5極プラグイヤホンと接続可能なイヤホンジャックを備え、前記イヤホンジャックは、挿入口に近い順番に第1端子、第2端子、第3端子、第4端子、第5端子、および第6端子を含み、
前記イヤホンジャックの前記第1端子と接続するマイク音声処理部と、
前記イヤホンジャックの前記第2端子と接続するグランド電源と、
前記イヤホンジャックの前記第3端子と接続する電力供給部と、
前記イヤホンジャックの前記第4端子と接続する第1の音声出力部と、
前記イヤホンジャックの前記第5端子と接続する第2の音声出力部と、
前記イヤホンジャックの前記第6端子と接続し、前記イヤホンジャックへの前記5極プラグの挿入を判定する第2制御部とを備える、電子機器システム。
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