KR20110081913A - 이어플러그 인식을 위한 이어잭 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적어도 3극 이상의 단자를 갖는 이어 플러그 인식을 위한 이어잭 장치에 관한 것으로서, 상기 이어 플러그의 단자를 수용하기 위한 공동을 갖는 하우징과, 상기 하우징의 내주면 적소에 설치되어 상기 이어 플러그의 해당 단자와 선택적으로 접촉되는 다수의 핀들과, 상기 이어 플러그의 단부인 제1단자의 삽입을 인식하는 제1인식부 및 상기 제1단자의 삽입을 인식하는 제2인식부 및 상기 제1인식부 및 제2인식부가 모두 인식되었을 때 이어 플러그의 삽입을 감지하는 제어부를 포함하며, 거의 동등한 위치에 설치되는 한 쌍의 인식부에 의해 이어 플러그의 삽입 또는 제거를 효율적으로 인식할 수 있으며, 간단한 기구적 구성만으로 이어 플러그의 삽입 여부를 인식할 수 있다.

Description

이어플러그 인식을 위한 이어잭{EAR-JACK FOR DETECTING EAR-PLUG}

본 발명은 케이블형 이어폰 장치 또는 이어 마이크로폰 장치가 적용되는 전자 장치의 이어잭에 관한 것으로서, 특히 이어 플러그의 오삽입을 효율적으로 감지하여 이어 플러그의 인식 오류에 의한 기기의 오동작을 미연에 방지하기 위한 이어 플러그 인식을 위한 이어잭에 관한 것이다.

근래들어 멀티미디어 기술이 발전하면서 다양한 기능을 갖는 휴대용 전자장치가 등장하고 있다. 이러한 기기들로는, 예를 들어 휴대용 단말기, MP3플레이어, PMP 등이 있으며, 이러한 기기들은 하나 또는 그 이상의 기능을 복합적으로 수행하는 컨버젼스 기능을 갖는것이 일반적이다.

휴대용 단말기의 경우 기본적인 통화 기능 이외에 공중파 방송(예를 들어 지상파 디엠비)을 수신할 수 있고 음악 파일을 재생시키거나 고화질로 동영상을 촬영 및 재생할 수 있는 기능을 역시 가지고 있다.

이러한 다양한 부가 기능을 수행할 때, 해당 기기의 이어잭에 삽입되는 이어 플러그를 포함하는 이어폰 장치를 부가적으로 사용하게 된다. 또한, 휴대용 단말기의 경우 일정 길이의 케이블의 일 단부에 이어 플러그가 구비되며, 타 단부에는 한 쌍의 이어폰이 설치된다. 역시 상기 케이블상에는 마이크로폰 장치를 설치하여 통화시 핸즈 프리 기능을 수행하는 것이 일반적이다.

상술한 이어 플러그는 통상적으로 4극 단자를 사용하게 되는데, 각 단자는 전기적으로 절연된 상태로 설치되며, 상기 이어잭의 내부에 삽입되면 상기 이어잭의 해당 위치에 설치되는 해당 핀에 접촉됨으로써 각 단자마다 해당 기능을 수행하게 되는 것이다.

예를 들어, 3.5파이 4극 단자 이어 플러그를 예로 들면, 최하측의 제1단자는 SPK_L를, 그 상부의 제2단자는 SPK_R을, 그 상부의 제3단자는 MIC를, 그 상부의 제4단자는 GND를 담당하는 핀과 전기적으로 연결되어 해당 기능을 수행한다.

상술한 바와 같은 이어 플러그를 수용하기 위한 이어잭은 하나의 하우징내에 위치의 변화만을 주어 설치되는 다수의 핀에 다수의 해당 단자를 대응 접속시키는 구성이기 때문에 상기 이어 플러그를 이어잭에서 삽입 또는 분리시키는 도중 인식 오류 문제가 발생하게 된다. 이러한 이유는 이어잭 내부의 서로 다른 위치에 설치된 핀 들이 해당 단자와만 접촉되어야 하나 상기 이어 플러그를 삽입 또는 제거하는 과정 중에 다른 단자가 해당 핀에 접촉되기 때문이다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 일환으로써 상기 이어잭에는 이어 플러그의 각 단자를 인식하기 위한 핀들 이외에 상기 이어 플러그의 삽입 여부를 감지하기 위한 적어도 하나의 인식핀들이 설치된다. 상기 인식핀들은 상기 이어잭 내부에 돌출되도록 설치되어, 상기 이어 플러그가 이어잭에서 삽입되거나 제거될 때 물리적으로 밀리도록 함으로써 개방 또는 쇼트되는 상태를 감지하도록 구현된다.

특히 최근 휴대용 단말기에서는 3.5파이 이어폰을 통해 MP3 청취 등의 멀티미디어 동작과 음성 통화와 FM 라디오 기능까지 사용하고 있다. 그러나 기존 3.5파이 4극 이어잭에 이어 플러그가 완벽하게 삽입되지 않거나 천천히 제거할 경우 인식 문제가 발생한다. 이는 핀 수 제약으로 3.5파이 4극 이어폰의 MIC 단자 하나로 이어 마이크로폰의 동작, ADC check, TV-OUT 신호, 그리고 통화 연결/종료 키와 같이 여러 가지 기능을 동시에 사용하기 때문이다. 따라서, 이어 플러그가 애매하게 삽입된 상태에서는 MIC 단자 접점이 불안정하여 이 단자에 하이(high) 가 아닌 애매한 값이 뜨게 된다. 특히 이어 플러그가 살짝 빠졌을 경우 통화 종료 키를 누르지 않았는데도 MIC 핀이 로우(low) 로 떨어져 키가 동작한다.

따라서, 3.5파이 4극 이어 플러그를 이어잭에서 천천히 제거할 경우의 인식 오류 개선을 위해 인식 신호를 반드시 edge trigger 가 되는 GPIO에 연결하거나 Voltage detector 회로를 추가해야 한다. 천천히 이어 플러그를 제거하게 되면 애매한 전압 레벨 신호가 인가될 수 있고, 이 경우 GPIO 가 LOW 로 인식하는 Transistor의 레벨에 따라 이어폰 제거를 인식하지 못하는 경우가 발생한다. 이러한 이유로 LOW/HIGH edge 변화를 인식하는 GPIO 포트를 사용하거나 전압 레벨을 비교하는 voltage detector 회로를 추가하여 GPIO 에 항상 일정한 LOW/HIGH 값만 인가되도록 한다. 결론적으로 부품이 추가되거나 회로적 제약이 발생하는 문제점이 있는 것이다.

그러나 두 상술한 바와 같이 두 개의 인식핀이 존재하더라도 인식 핀이 접촉되는 위치가 마지막으로 접촉되는 부위(SPK_L)와 먼 경우 위에서 언급된 인식 불량을 개선할 수 없다. 또한 물리적으로 움직이는 단자가 사출 외부로 돌출되어 있으면 외부 충격에 의해 단자가 손상되기 쉬운 단점이 있다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 이어 플러그의 하나의 단자 부분에 두 개의 인식핀을 설치하여 두 개의 인식핀이 동시에 개방 또는 쇼트될 수 있도록 하여 인식 오류를 미연에 방지하도록 구현되는 이어 플러그 인식을 위한 이어잭을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 별도의 외부 회로 추가 없이 풀업(pull-up) 저항과 전압 소스만을 연결하여 이어 플러그를 인식할 수 있도록 구현되는 이어 플러그 인식을 위한 이어잭을 제공하는데 있다.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 적어도 3극 이상의 단자를 갖는 이어 플러그 인식을 위한 이어잭 장치에 있어서, 상기 이어 플러그의 단자를 수용하기 위한 공동을 갖는 하우징과, 상기 하우징의 내주면 적소에 설치되어 상기 이어 플러그의 해당 단자와 선택적으로 접촉되는 다수의 핀들과, 상기 이어 플러그의 단부인 제1단자의 삽입을 인식하는 제1인식부 및 상기 제1단자의 삽입을 인식하는 제2인식부 및 상기 제1인식부 및 제2인식부가 모두 인식되었을 때 이어 플러그의 삽입을 감지하는 제어부를 포함함을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 이어잭은 거의 동등한 위치에 설치되는 한 쌍의 인식핀에 의해 이어 플러그의 삽입 또는 제거를 효율적으로 인식할 수 있으며, 간단한 기구적 구성만으로 이어 플러그의 삽입 여부를 인식할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이어 마이크로폰 장치가 휴대용 단말기에 적용되는 상태를 도시한 사시도;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이어 플러그가 이어잭에서 제거된 상태를 도시한 요부 단면도;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이어 플러그가 이어잭에 삽입된 상태를 도시한 요부 단면도;
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이어 플러그가 이어잭에서 제거된 상태를 도시한 요부 단면도; 및
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이어 플러그가 이어잭에서 제거된 상태를 도시한 요부 단면도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 하기와 같다. 그러나 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이어 마이크로폰 장치가 휴대용 단말기에 적용되는 상태를 도시한 사시도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 이어 플러그(30)의 인식을 위한 이어잭 장치(10)는 휴대용 단말기(1)에 적용되었으나 이에 국한되지 않는다. 예컨대, 이어잭을 필요로 하는 다양한 기기에 적용 가능할 것이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 이어 마이크로폰 장치(6)는 일정 길이의 케이블(7)과, 상기 케이블(7)의 일단에 연결되는 이어 플러그(30)와, 상기 케이블(7)의 타단에 분기되어 연결되는 한 쌍의 이어폰(8)을 포함한다. 또한, 상기 케이블(7)상에는 휴대용 단말기(1)의 통화 연결, 통화 종료 등 다양한 기능을 수행하기 위한 버튼을 포함하는 마이크로폰 장치(9)가 개재된다.

상기 휴대용 단말기(1)는 바디(2)의 전면에 디스플레이 장치(3)가 설치되며, 상기 디스플레이 장치(3)의 상부로 스피커 장치(4)가 설치되고, 하측으로는 마이크로폰 장치(5)가 설치된다. 또한, 상기 바디(2)의 상측에는 이어잭(10)이 설치되어 상기 이어 마이크로폰 장치(6)의 이어 플러그(30)를 수용하게 된다.

바람직하게도, 상기 이어 마이크로폰 장치(6)는 통화를 위한 핸즈프리 기능뿐만 아니라 음악 파일에 의한 음악 청취, 디스플레이 장치를 이용한 공중파 방송 수신 및 청취시에도 적용 가능하다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이어 플러그가 이어잭에서 제거된 상태를 도시한 요부 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이어 플러그가 이어잭에 삽입된 상태를 도시한 요부 단면도이다.

본 발명에 따른 이어잭(10)은 일정 깊이의 공동(cavity)(111)을 포함하는 하우징(11)으로 구성된다. 상기 공동(111)의 직경은 적어도 이어 플러그(30)의 단자 직경보다 크도록 형성된다. 역시 상기 공동(111)의 저부에는 상기 이어 플러그(30)의 말단(331)을 수용하기 위한 플러그 수용부(12)가 더 설치된다. 상기 공동(111)의 내주면에는 다수의 핀들(15, 16, 17, 18)이 돌출되도록 형성되며, 상기 핀들은 상기 공동(111)내에서 서로 다른 깊이를 갖는 위치에 설치되는데 이는 상기 공동내에 삽입되는 이어 플러그(30)의 단자들(33, 34, 35, 36)과 대응되는 위치가 될 것이다.

바람직하게도, 상기 이어 플러그 단자들 중 최하측의 제1단자(33)는 SPK_L의 핀(13)과, 그 상부의 제2단자(34)는 SPK_R의 핀(14)과, 그 상부의 제3단자(35)는 MIC의 핀(15)와, 그 상부의 제4단자(36)는 GND의 핀(16)과 전기적으로 연결되도록 구현된다.

그후, 본 발명에 따른 이어 플러그(30) 삽입 여부를 감지하기 위한 한 쌍의 인식핀(18, 20)이 설치된다. 바람직하게도 상기 한 쌍의 인식핀(18, 20)은 상기 이어 플러그(30)가 완전히 상기 공동(111)내에 삽입되었을 경우 최 하측의 제1단자(33)와 모두 접촉되는 위치에 설치된다.

상기 제1인식핀(18)은 상기 제1단자(33)의 측면의 외주면에 접촉되도록 설치되며, 제2인식핀(20)은 상기 제1단자의 말단부에 접촉되도록 설치된다. 상기 두 개의 인식핀(18, 20)은 모두 이어 플러그(30)가 삽입되지 않았을 경우 소정의 접점부(183, 203)에 접촉되어 있는 상태가 되며, 이어 플러그(30)가 삽입되었을 때, 상기 제1단자(33)의 외주면 및 말단부(331)에 의해 밀리는 동작으로 상기 접점부(183, 203)와 인식핀(18, 20)의 접촉이 분리되면서 이어 플러그(30)의 삽입을 인식하게 되는 것이다.

상기 제1인식핀(18)은 기기의 인식 단자(17)와 전기적으로 연결되는 고정단(181)과, 상기 공동(111)의 내부로 일부 돌출되면서 상기 접점부(183)와 선택적으로 접촉되며 일체로 형성되는 자유단(182)을 포함한다. 역시, 상기 제2인식핀(20)은 기기의 또 다른 인식 단자(19)와 전기적으로 연결되는 고정단(201)과 상기 공동(111)의 내부로 일부 돌출되면서 접점부(203)와 선택적으로 접촉되는 자유단(202)을 포함한다.

따라서, 상기 이어 플러그(30)가 상기 이어잭(30)의 공동(111)내로 완전히 삽입되었을 때, 제1, 2, 3, 4단자(33, 34, 35, 36)는 이어잭(10)의 공동(111)의 내주면에 돌출되는 제1, 2, 3, 4핀(13, 14, 15, 16)을 밀어내면서 해당 위치에서 접촉이 이루어 진다. 이와 동시에 상기 제1단자(33)는 상기 제1인식핀(18)과 제2인식핀(20)을 거의 동시에 밀어내면서 접점부(183, 203)를 이격시킨다. 즉, 두 개의 인식핀(18, 20)이 동시에 개방되는 것을 감지하여 이어 플러그(30)의 제거를 감지하게 되는 것이다.

바람직하게도, 상기 제1인식핀(18)과 제2인식핀(20)의 접촉부간의 수직 거리는 상기 이어 플러그(30)의 각 단자간의 거리보다 적게 하여 이어 플러그(30)의 제1단자(33)가 완전히 두 개의 인식핀(18, 20)을 동작시킬 때 까지 하나의 단자가 해당 핀이 아닌 다른 핀에 전기적으로 접촉되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이어 플러그가 이어잭에서 제거된 상태를 도시한 요부 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이어 플러그가 이어잭에서 제거된 상태를 도시한 요부 단면도이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 이어 플러그(30)의 구성 및 제1인식핀(33)의 구성은 동일하다. 그러나 제2인식핀(55)을 접점부(553)와 선택적으로 이격시키도록 동작시키는 구성은 상이하다.

도시된 바와 같이, 제2인식핀(55)은 제1단자(33)의 말단(331)과 직접 접촉하기 않으며, 별도의 매개체를 통하여 접촉된다. 이러한 매개체의 추가 구성은 제2인식핀(55) 자체의 탄성력을 보조하여 좀더 원활한 이어 플러그(30)의 삽입 및 제거 동작을 돕는다.

상기 매개체로는 내부에 메탈돔(534)을 포함하는 액추에이터(53)를 사용한다. 상기 액추에이터(53)는 자체 탄성을 갖는 실리콘 또는 러버 재질로써 플러그 수용부(52)의 지지를 받도록 설치된다. 상기 액추에이터(53)는 상부에 단자 접촉부(531)가 형성되어 있으며, 하단에는 상기 제2인식핀(55)의 자유단(552)과 접촉되는 접촉 돌기(32)가 형성된다. 상기 접촉 돌기(32)의 주변으로는 홈(533)이 형성되어 상기 단자(33)의 말단(331)에 의해 밀렸을 경우 상기 접촉 돌기(532)가 좀더 원활히 상기 단자를 가압할 수 있도록 해준다. 상기 접촉 돌기(532)의 단면이 원형이라면 상기 홈 역시 상기 단자를 둘러싸는 원형으로 형성될 것이다. 상기 액추에이터(53)는 바람직하게도 실리콘 재질 등 탄성 재질로 형성하는 것이 바람직하며, 상기 메탈돔(534)은 상기 액추에이터(53) 내부에 인서트 몰딩(insert molding)등의 방법을 이용하여 설치할 수 있을 것이다.

따라서 도 5에 도시한 바와 같이, 이어 플러그(30)를 완전히 공동(도 2의 111)에 삽입하게 되면, 제1인식핀(도 2의 18)은 역시 접점부(도 2의 783)와 이격될 것이다. 또한, 상기 제1단자(33)의 말단부(331)는 액추에이터(53)의 단자 접촉부(531)를 하측으로 가압하게 된다. 이때, 상기 메탈돔(534)은 하방향으로 일정 복원력을 가지면서 일그러질 것이며, 이로 인하여 액추에이터(53)의 접촉 돌기(532)는 제2인식핀(55)의 자유단(552)을 하방으로 가압한다. 상기 자유단(552)은 접점부(553)와 이격되며, 인식 단자(54)는 이를 감지하게 되며 이어 플러그가 완전히 삽입되었다는 것을 기기의 제어부는 인식하게 될 것이다.

한편, 상기 이어 플러그(30)를 공동에서 제거하게 되면, 상기 메탈돔(534)의 복원력 및 자체 재질의 탄성력에 의해 상기 액추에이터(53)는 도 4의 형태로 복원될 것이다.

분명히, 청구항들의 범위내에 있으면서 이러한 실시예들을 변형할 수 있는 많은 다양한 방식들이 있다. 다시 말하면, 이하 청구항들의 범위를 벗어남 없이 본 발명을 실시할 수 있는 많은 다른 방식들이 있을 수 있을 것이다.

6: 이어 마이크로폰 장치 10: 이어잭
17: 제1인식핀 20: 제2인식핀
30: 이어플러그 53: 액추에이터

Claims (11)

1. 적어도 3극 이상의 단자를 갖는 이어 플러그 인식을 위한 이어잭 장치에 있어서,
   상기 이어 플러그의 단자를 수용하기 위한 공동을 갖는 하우징;
   상기 하우징의 내주면 적소에 설치되어 상기 이어 플러그의 해당 단자와 선택적으로 접촉되는 다수의 핀들;
   상기 이어 플러그의 단부인 제1단자의 삽입을 인식하는 제1인식부; 및
   상기 제1단자의 삽입을 인식하는 제2인식부; 및
   상기 제1인식부 및 제2인식부가 모두 인식되었을 때 이어 플러그의 삽입을 감지하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 이어 플러그 인식을 위한 이어잭.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 제1인식부는
   상기 하우징의 측면에 돌출되게 설치하여 상기 제1단자의 측면에 의해 밀려 상기 제어부와 전기적으로 연결된 소정의 접점부와 선택적으로 개방 또는 쇼트되는 것을 감지하는 판형 스프링임을 특징으로 하는 이어 플러그 인식을 위한 이어잭.
   
3. 제 2항에 있어서, 상기 제2인식부는
   상기 하우징의 저면에서 상방향으로 가압받도록 설치하여 상기 제1단자의 말단부에 의해 밀려 상기 제어부와 전기적으로 연결된 소정의 접점부와 선택적으로 개방 또는 쇼트되는 것을 감지하는 판형 스프링임을 특징으로 하는 이어 플러그 인식을 위한 이어잭.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 제2인식부는 상기 하우징의 내측으로 일부 돌출되며 단부가 소정의 접점부와 선택적으로 접촉되는 자유단과, 상기 제어부와 연결된 인식단자에 고정되는 고정단이 일체로 형성되는 금속성 판형 스프링임을 특징으로 하는 이어 플러그 인식을 위한 이어잭.
   
5. 제 3항에 있어서,
   상기 제2인식부와 이어 플러그의 말단부 사이에는 액추에이터가 설치되어 상기 말단부가 액추에이터를 가압하고, 상기 액추에이터는 상기 판형 스프링을 가압함으로써 접점부와의 선택적 이격이 가능하도록 함을 특징으로 하는 이어 플러그 인식을 위한 이어잭.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 액추에이터는 상기 하우징의 저면 내측에 고정되되, 내측에 몰딩되는 메탈돔에 의해 탄성력을 지지받도록 설치됨을 특징으로 하는 이어 플러그 인식을 위한 이어잭.
   
7. 제 6항에 있어서,
   상기 액추에이터의 저부에는 주변이 홈이 형성된 접촉 돌기가 돌출되도록 형성되어 이어 플러스 삽입시 상기 판형 스프링을 하측으로 가압함을 특징으로 하는 이어 플러그 인식을 위한 이어잭.
   
8. 제 7항에 있어서,
   상기 이어 플러그가 하우징에서 제거될 때, 상기 액추에이터는 상기 메탈돔에 의해서 원래의 상태로 복원됨을 특징으로 하는 이어 플러그 인식을 위한 이어잭.
   
9. 제 8항에 있어서,
   상기 액추에이터는 실리콘 또는 탄성을 갖는 러버 재질로 형성되며, 상기 메탈돔은 그 내부에 인서트 몰딩됨을 특징으로 하는 이어 플러그 인식을 위한 이어잭.
   
10. 제 9항에 있어서,
    상기 제1인식부와 제2인식부의 수직 거리는 제1단자의 수직 길이 보다 짧게 구성함을 특징으로 하는 이어 플러그 인식을 위한 이어잭.
    
11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 따른 이어잭을 포함함을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
    

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