TWI660636B - 省電耳機 - Google Patents

Abstract

一種省電耳機，包含有一殼體、一播音元件、一感測元件與一彈性軟套，其中殼體具有間隔設置的第一及第二接地路徑，播音元件是設置於殼體並包含有電連接第一接地路徑的一處理單元。感測元件包含一控制單元，控制單元是電連接第二接地路徑。彈性軟套是安裝於殼體並可受一外力而作彈性變形。其中，當彈性軟套未變形時，第一與第二接地路徑形成開路；當彈性軟套受外力而彈性變形時，第一與第二接地路徑通過彈性軟套而形成電導通，使感測元件能被致能。藉此，當耳機在不使用的狀態時，能有效減少感測元件的耗電量。

Description

省電耳機

本發明係有關於一種耳機，特別是指一種採用觸控式感應按鍵的耳機，其能夠在不使用的狀態下有效地節省電力，延長耳機整體能使用的時間。

隨著消費性電子產品的發展，市場上越來越多的電子產品已經開始使用觸控式感應按鍵，以取代傳統的機械式按鍵。為配合節能省電的產品應用，各家觸控晶片廠商無不努力地想盡辦法將耗電流降至最低，並透過軟硬體不斷地優化來達到毫微安培 (μA) 等級耗電流，無疑對於日新月異的消費性電子產品注入新的活力。

其中就以耳機為言，傳統使用機械式實體按鍵的耳機，不管其實體按鍵如何設計，實體按鍵都會佔據耳機機身一定的空間與表面積，並增加機身設計的難度，這對於現今耳機講求輕/薄外觀設計的趨勢而言是相對不利的。此外，實體按鍵尚存在有使用壽命有限、漏光、按鍵作動的機械聲干擾，以及容易藏污納垢等問題。因此，有越來越多的耳機開始採用觸控式感應按鍵的設計。

雖然說採用觸控式感應按鍵的耳機是比較能夠有效地將耳機的各種零部件的體積壓縮到極致(例如: 輕/薄的外觀)，但由於採用觸控式感應按鍵的耳機需要經常性地供電給觸控按鍵的觸控晶片才得以維持觸控按鍵的正常動作，使得觸控晶片本身微弱的自耗電持續地消耗掉耳機內部的電池電量，縮短了耳機整體能被使用時間。尤其是對於具有小容量電池的耳機，此一耗電問題將愈趨嚴峻。因此，如何有效地降低耳機在不使用的狀態時的耗電量，延長耳機整體能被使用時間，是各家耳機設計業者急需解決的問題。

有鑑於此，本發明的其中一個目的即是針對傳統耳機的耗電問題做出改良，進而提出一種耳機的設計，其能有效地降低耳機在不使用的狀態時的耗電量。

因此，本發明提供了一種省電耳機，其包含有一殼體、一播音元件、一感測元件與一彈性軟套。其中殼體具有一第一接地路徑及一第二接地路徑，所述第一與第二接地路徑是間隔地設置於所述殼體之一外表面上。所述播音元件包含有一處理單元，所述處理單元電連接所述第一接地路徑。所述感測元件包含一控制單元，並且所述控制單元是電連接所述第二接地路徑。所述彈性軟套是安裝於所述殼體之外圍並可受一外力而作彈性變形。其中，當所述彈性軟套未變形時，所述彈性軟套、所述第一接地路徑與所述第二接地路徑之間形成開路，因此所述感測元件將不能被作動，減少所述感測元件的耗電量；反之，當所述彈性軟套受外力而彈性變形時，所述第一接地路徑與所述第二接地路徑通過所述彈性軟套而形成電導通，使得所述感測元件被致能而能夠控制所述播音元件執行例如關閉音樂、降低音量等指令。

藉此，耳機便能依據佩戴與否而決定是否致能感測元件，有效地解決了耳機不使用時的耗電問題。讓耳機設計業者不僅能夠在使用感測元件(例如觸控式感應按鍵)的基礎上，增加耳機設計上的彈性，同時又能兼顧耳機耗電量的問題，延長耳機有效的使用時間。

在本發明的其中一個方面，本發明不只可應用於入耳式耳機，亦可應用於耳罩式耳機。

在另一個方面，所述彈性軟套具有一套接部與連接所述套接部的一外套，並且所述彈性軟套是透過所述套接部而套接所述殼體。此外，所述外套具有一導電部環設於所述彈性軟套的外緣，因此，所述外套可在受到外力變形的狀況下，使得所述外套上的導電部能接觸並電導通所述第一與第二接地路徑。

在另一個方面，導通第一與第二接地路徑可採用至少以下二種方式達成。其中一種是直接將所述彈性軟套全部採用導電材料製成，使所述彈性軟套彈性變形時，所述彈性軟套能直接接觸並導通第一與第二接地路徑。另外一種方式是選擇讓彈性軟套的套接部份使用不導電的材料製成，但對應地將所述外套採用導電的材料製成或塗佈一導電材料層於所述外套之一表面上，使所述彈性軟套彈性變形時，所述彈性軟套能通過所述外套或者是通過所述導電材料層而接觸並導通第一與第二接地路徑。不管是採用哪一種導通方式，都能使所述處理單元與所述控制單元形成電導通，使所述感測元件被致能。

在另一方面，當耳機的結構型態例如為入耳式耳機時，所述殼體是包含有一出音管以及連接所述出音管之一本體，所述出音管的外表面是具有軸向排列的一第一段與一第二段，所述第一與第二接地路徑是自所述本體之內壁延伸至所述出音管的第一段，而所述彈性軟套的套接部是套設且覆蓋住所述出音管之第二段且外露出所述出音管之第一段，使所述彈性軟套受外力而變形時，所述彈性軟套能接觸並導通位於第一段的第一與第二接地路徑。

部分實施例中，所述電源可為一顆充電電池，藉以增加使用上的便利性並避免線路雜亂。此外，所述電源是耦接於所述處理單元及所述控制單元之間。

部分實施例中，所述感測元件包含有一觸控按鍵，所述觸控按鍵是設置於所述殼體的外表面的一適當位置。所述控制單元包含一觸控晶片，並且所述觸控晶片是電連接所述觸控按鍵，使得所述觸控晶片能偵測觸控按鍵上的電容變化，藉以控制所述播音元件。

較佳地，所述第一接地路徑與所述第二接地路徑可使用導線、金屬片或導電鍍膜製成。

為了詳細說明本發明之技術特點所在，茲舉以下二個實施例並配合圖式說明如後，其中：

請首先參考第1圖與第2圖。本發明第一實施例提供了一種省電耳機1，其係可受一電源5的驅動而發出聲音。耳機1的主要的元件包含有一殼體10、一 播音元件20、一感測元件30與一彈性軟套40，茲說明本發明的特點如下：

殼體10主要包含有一本體11、一出音管12、一第一接地路徑13與一第二接地路徑14。其中，本體11係呈中空狀，其用以裝設播音元件20與感測元件30。出音管12連接本體11並與本體11內部相連通，出音管12在結構上包含有一安裝部121、一大徑部123與連接上述安裝部121與大徑部123的一小徑部122，大徑部123與小徑部122是沿著出音管12的軸向設置，出音管12的外表面可以區分為一第一段124與一第二段125，其中第一段124設於小徑部122而第二段125設於大徑部123。第一接地路徑13及第二接地路徑14都是從本體11之內壁延伸至出音管12的第一段124，並且二者是間隔地設置。本體11與出音管12都是採用絕緣材料(例如塑膠)製成，第一與第二接地路徑13,14於本實施例中係採用導線，其亦可採用金屬片或導電鍍膜(virtual metal)製成。

播音元件20是設於本體11內，播音元件20包含有一單體21與一處理單元22。處理單元22電連接第一接地路徑13並於本實施例中為一訊號處理器。單體21內部具有音圈與振膜(圖未繪示)等元件，並且單體21面向出音管12。處理單元22能接收外部的一控制訊號而控制音圈，以使振膜輸出聲音(或者是停止輸出聲音或增、減輸出的音量)。播音元件20中的處理單元22電連接電源5的一正壓端6並使用電源5的電力而驅動單體21與處理單元22。此外，處理單元22還有一接地端23，其接地端23電連接第一接地路徑13。

另須一提的是，電源5也具有一接地端7，接地端7電連接第一接地路徑13。電源5於本實施例中為一充電電池，電源5亦可使用市電。

感測元件30包含有一觸控按鍵31與一控制單元32，觸控按鍵31設於本體11的外表面， 而控制單元32設於本體11內。在本實施例中，控制單元32包含有一觸控晶片33，觸控晶片33電連接觸控按鍵31。當使用者對觸控按鍵31執行一手勢動作或者是觸摸觸控按鍵31時，觸控晶片33能偵測觸控按鍵31上的電容變化量，並對應地將上述電容變化量轉換成上述控制訊號並輸出至播音元件20，藉以調控播音元件20。感測元件30中的控制單元32電連接電源5的正壓端6，亦即電源5是耦接於處理單元22與控制單元32之間，感測元件30使用電源5的電力而驅動控制單元32。此外，控制單元32也具有一接地端34，其接地端34電連接第二接地路徑14。

請特別參考第2圖。彈性軟套40在結構上包含有一套接部41與一外套42，其中套接部41是呈管狀，使彈性軟套40能夠過套接部41而套接並覆蓋於出音管12的大徑部123的第二段125，並且外露出出音管12的第一段124。外套42連接套接部41，並用來和使用者的耳朵的耳道相接觸。外套42具有一導電部43，導電部43環設於外套42之外緣。外套42是採用柔軟而且能彈性變形的材料製成。套接部41是採用絕緣材料製成，因此套接部41是電絕緣大徑部123。當使用者未配戴耳機1時，彈性軟套40未變形(如第2圖所示)，此時導電部43未接觸第一接地路徑13與第二接地路徑14，導電部43、第一接地路徑13與第二接地路徑14三者形成開路狀態；當使用者配戴耳機1時，外套42受使用者的耳朵所施予的力量而被擠壓，進而作彈性變形(如第3圖所示)。此時導電部43將接觸第一接地路徑13與第二接地路徑14，使導電部43、第一接地路徑13與第二接地路徑14三者成為電導通狀態，感測元件30因而被致能。

須說明的是，外套42也可改為塗佈一層導電材料層(圖未繪示)於外套42的表面上，使外套42同樣能導通第一與第二接地路徑13,14。

當耳機1處於不使用的狀態時，亦即使用者未佩戴耳機1，耳機1此時可能位於關機狀態、睡眠狀態或者是位於開機狀態(但是未被使用者配戴)。由於耳機1未被使用者配戴，彈性軟套40未受使用者的耳朵所擠壓而變形，因此彈性軟套40未接觸第一與第二接地路徑13,14，電源5與感測元件30未形成一完整的迴路，感測元件30未被致能，因此感測元件30沒有消耗任何電力。另一方面，當使用者佩戴耳機1時，彈性軟套40受到使用者耳朵所施予的外力而擠壓變形，此時第一與第二接地路徑13,14將形成電導通，電源5、感測元件30與彈性軟套40將形成一個封閉的迴路，使感測元件30被致能。使用者便能透過手勢或觸摸的方式作動觸控按鍵31，藉以調控播音元件20。因此，耳機1在不使用的狀態下，感測元件30即不能被致能，不再有傳統耳機其觸控晶片33微弱的自耗電的問題，有效地降低耳機1在不使用狀態時的耗電量，延長耳機1的有效使用時間。

本發明另提供一第二實施例，請參考第4圖與第5圖，其中第二實施例耳機1’的主要元件與功能均與第一實施例相似，其主要的差異在於：彈性軟套40’整體(包含套接部41’與外套42’)都是採用導電材料製成，並且當彈性軟套40’未變形時，彈性軟套40’都沒有接觸並導通第一與第二接地路徑13’,14’(如第4圖)；當彈性軟套40’受外力而變形時，外套42’同樣能接觸並導通第一與第二接地路徑13’,14’(如第5圖)，如此同樣能有效地降低耳機1’在不使用狀態時的耗電量。

綜上所述，本發明確實能夠有效降低觸控按鍵所造成之耗電問題，並可透過使用觸控按鍵，增加耳機設計上的靈活度，以上皆為本發明之特點所在。

1,1’‧‧‧耳機

5‧‧‧電源

6‧‧‧正壓端

7‧‧‧接地端

10‧‧‧殼體

11‧‧‧本體

12‧‧‧出音管

121‧‧‧安裝部

122‧‧‧小徑部

123‧‧‧大徑部

124‧‧‧第一段

125‧‧‧第二段

13,13’‧‧‧第一接地路徑

14,14’‧‧‧第二接地路徑

20‧‧‧播音元件

21‧‧‧單體

22‧‧‧處理單元

23‧‧‧接地端

30‧‧‧感測元件

31‧‧‧觸控按鍵

32‧‧‧控制單元

33‧‧‧觸控晶片

34‧‧‧接地端

40,40’‧‧‧彈性軟套

41,41’‧‧‧套接部

42,42’‧‧‧外套

43‧‧‧導電部

第1圖係本發明第一實施例耳機之元件方塊圖； 第2圖係本發明第一實施例耳機剖面示意圖，用以顯示彈性軟套未變形的情況； 第3圖係類似於第2圖，用以顯示彈性軟套變形後並接觸第一與第二接地路徑的情況； 第4圖係本發明第二實施例耳機剖面示意圖，用以顯示彈性軟套採用導電材料製成的情況；以及 第5圖係類似於第4圖，用以顯示彈性軟套變形後並接觸第一與第二接地路徑的情況。

Claims (11)

1. 一種省電耳機，可受一電源驅動而發出聲音，該耳機包含有：一殼體，具有一第一接地路徑及一第二接地路徑，間隔地設置於該殼體之一外表面上；一播音元件，包含一處理單元，其中該處理單元電連接該第一接地路徑；一感測元件，包含一控制單元，其中該控制單元電連接該第二接地路徑；以及一彈性軟套，安裝於該殼體之外圍並可受一外力而作彈性變形；其中，當該彈性軟套未變形時，該彈性軟套、該第一接地路徑與該第二接地路徑之間形成開路；當該彈性軟套受該外力而變形時，該第一接地路徑與該第二接地路徑通過該彈性軟套形成電導通；其中該電源包含有一正壓端與一接地端，該電源之該正壓端電連接該處理單元與該控制單元，並且該電源之該接地端電連接該第一接地路徑，當該彈性軟套電導通該第一接地路徑與該第二接地路徑時，該感測元件、該電源與該彈性軟套形成一封閉的迴路。
2. 如請求項1所述的耳機，其中該彈性軟套具有一套接部與連接該套接部的一外套，該彈性軟套透過該套接部而套接該殼體，該外套具有一導電部環設於該外套之外緣，該外套可受外力變形下使得該外套上的該導電部接觸該第一接地路徑與該第二接地路徑。
3. 如請求項2所述的耳機，其中該套接部是使用不導電的材料製成，該外套是使用導電的材料製成或塗佈一導電材料層於該外套之一表面上。
4. 如請求項2所述的耳機，其中該彈性軟套為導電材料。
5. 如請求項2所述的耳機，其中該殼體更包含有一出音管及連接該出音管之一本體，該出音管的外表面具有一第一段與一第二段，該第一接地路徑及該第二接地路徑是自該本體之內壁延伸至該出音管的該第一段，而該套接部是套設且覆蓋住該出音管之第二段且外露出該出音管之該第一段。
6. 如請求項5所述的耳機，當該彈性軟套受該外力而變形時，該彈性軟套電連接該出音管之第一段，且該套接部是電絕緣該出音管之第二段。
7. 如請求項1所述的耳機，其中該電源耦接於該處理單元及該控制單元之間。
8. 如請求項1所述的耳機，其中該電源為一充電電池。
9. 如請求項1所述的耳機，其中該感測元件包含有一觸控按鍵，該觸控按鍵設於該殼體的外表面，該控制單元包含一觸控晶片，並且該觸控晶片電連接該觸控按鍵。
10. 如請求項1所述的耳機，其中當該彈性軟套受該外力而變形時，該處理單元與該控制單元形成電導通，該感測元件因而被致能。
11. 如請求項1所述的耳機，其中該第一接地路徑與該第二接地路徑是使用導線、金屬片或導電鍍膜製成。