用於移動通信設備的多按鈕控制耳機的製作方法

2023-05-28 23:07:06 2

專利名稱：用於移動通信設備的多按鈕控制耳機的製作方法
技術領域：
本發明總體上涉及用於移動通信設備的耳機。更具體地，本發明 涉及一種具有多按鈕控制和標準耳機插孔的用於移動通信設備的耳背景技術在最初發展移動通信設備時，行動裝置的主要功能是為個人提供 一種與其它個人進行通信的方式，而不需要陸上線路。隨著移動通信 設備技術的改進，添加了更多功能，例如電子郵件、聯繫人資料庫、或日曆。在移動通信設備的最新發展趨勢中，已經添加了諸如MP3播 放器和攝像機之類的新功能，從而導致了多功能的移動通信設備。為了讓用戶收聽MP3播放器，典型地需要耳機，該耳機優選地包 括遠程控制，以便用戶能夠控制移動通信設備中的MP3播放器。然而， 典型地這些耳機針對每一移動通信設備而言各不相同。現有的耳機包 括不標準的耳機插孔，該耳機插孔被插入唯一的移動通信設備內的相 應插槽。因此，用戶需要根據他們正在使用的移動通信設備來購買特 定的耳機。當前，具有隨移動通信設備一同使用的標準插孔的耳機僅具有單 個按鈕，用於屏蔽呼叫或發起語音激活的撥號。典型地，單按或長按 可以激活不同功能。然而，這些單按鈕控制只能提供兩種不同的控制 信號。備選地，具有多按鈕控制的某些耳機使用不標準插孔來實現，因 此需要更新移動通信設備，以便能夠容納不標準插孔。因此，在每個 移動通信設備中需要附加的硬體，以容納不標準插孔。在每個耳機中 還需要附加的導線。因此，希望提供一種用於移動通信設備的新型耳機，其具有多按 鈕控制，並使用標準耳機插孔。發明內容本發明涉及一種用於移動通信設備的耳機，其具有多按鈕控制， 並使用標準耳機插孔來實現。通過微處理器對該多按鈕控制進行解碼， 然後通過麥克風線將編碼的信號從處理器傳送到手機。按照這種方式， 通過使用標準插孔，在手機中不需要附加的硬體。手機上僅需要用於 對麥克風輸入端上的信號進行解碼的軟體。一方面，本發明可以提供一種耳機，該耳機包括標準耳機插孔， 具有用於激活移動通信設備上的命令的多按鈕控制，該多按鈕控制包 括多個按鈕，其中每個按鈕表示至少一個該命令；以及控制器，連 接至該按鈕組的每個按鈕；其中，當控制器檢測到按鈕之一的壓下時， 該控制器確定哪個按鈕被按壓，並向移動通信設備傳送與該按鈕相對 應的控制信號。在另一實施例中，該控制器可以是處理器或專用集成電路 (ASIC)o此外，可以在編碼控制信號模式下對所傳送的控制信號進行編 碼，由此從包括以下模式的組中選擇編碼控制信號模式多次按壓控 制信號模式、脈衝序列控制信號模式、唯一頻率(unique frequency) 控制信號模式、雙音多頻(DTMF)控制信號模式以及脈衝寬度控制 信號模式。在一個實施例中，控制器可以是用於存儲與所述按鈕組合中的 每一個按鈕相關聯的控制信號信息的資料庫；以及用於將所述按鈕的 壓下與控制信號相關聯的模塊。在另一實施例中，提供了一種用於移動通信設備的耳機，其包括 一組揚聲器，用於將聲音從移動通信設備傳送給用戶；多按鈕控制， 用於控制來自移動通信設備的聲音；以及標準插孔，用於將耳機連接 到移動通信設備，以及用於將來自多按鈕控制的信號傳送到移動通信 設備，以向揚聲器提供該聲音。通過審閱結合附圖對本發明的特定實施例的下列描述，本發明的 其它方面和特徵對於本領域的技術人員而言將變得顯而易見。


現在將參考附圖僅以示例方式來描述本發明的實施例，在附圖中圖l是移動通信設備和耳機的示意圖；圖2是耳機的電路的示意圖；圖3是根據實施例的耳機的電路的示意圖；圖4是用於耳機的編碼方案的圖示；圖5是根據另一實施例的耳機的電路的示意圖；以及 圖6是概述了耳機使用方法的流程圖。
具體實施方式
總體上，本實施例提供了一種用於移動通信設備的耳機的方法和 系統。該耳機包括多按鈕控制，並使用標準插孔來連接到移動通信設 備。轉到圖l，提供了一種移動通信設備IO (或手機)的示意圖，該 移動通信設備10具有由此連接的耳機12。耳機12還包括具有多個按鈕 16的多按鈕控制器14。按鈕的數目理論上是無限制的，然而，該數目 由控制器4的大小所限定。耳機12還包括至少一個耳塞18，每一個耳 塞18包括一個揚聲器(如圖2所示)。耳機12通過標準插孔連接至移動 通信設備IO。麥克風15也被包括在耳機12中。轉向圖2，示出了典型地被安裝在印刷電路板組件21上的標準耳 機12的電路20。耳機12包括用於將耳機連接到手機的標準插孔或插頭 22。插頭22包括麥克風部分24、左揚聲器部分26、右揚聲器部分28和 接地部分30。插孔22通過多條導線32連接到電路20。在當前實施例中，電路20包括一組連接器34，用於從插孔22內的 相應位置容納導線32。麥克風連接器34a連接到第一電容器36和電感器 38。電感器38的輸出連接到並聯的多個元件。該多個元件包括開關40、齊納二極體42、第二電容器44、麥克風46和第三電容器48。第二電感 器50位於接地連接器34b與並聯元件的輸出端之間。第二電感器50的輸 出端沿著一對揚聲器52的一側連接到地。左揚聲器部分連接器34c和右 揚聲器部分連接器34d也連接到其相應的左揚聲器和右揚聲器52。將被 理解的是，揚聲器典型地位於耳機12的耳塞18內，然後耳機12被插進 用戶的雙耳中，因此用戶可以收聽來自移動通信設備的輸出。在操作中，齊納二極體42用於控制可能在耳機12內體驗到的靜電 放電(ESD)。電感器38和第一電容器36為各個通用分組無線業務(GPRS)頻帶提供寬帶濾波器。該濾波器減少和/或防止耳機獲得並通過麥克風 線傳送GSM脈衝。這已知為GSM蜂音。最後，開關40使手機檢測到的作為信號的麥克風偏壓電流短路。轉向圖3，示出了根據一個實施例的具有多按鈕控制60的耳機12 的實施例的示意圖。在每一實施例中，使用用於連接移動通信設備IO 的標準耳機插孔22來實現耳機12。在本實施例中，示出了用於實現多 按鈕控制60的電路62，其使用一個替換物(substitution)連接到圖2 中的標準耳機電路20。使用場效應電晶體(FET) 64代替開關40。使用 標準耳機和標準插孔的多按鈕控制的實現提供了以下益處不必為了 隨耳機一起操作而改變移動通信設備。按照這種方式，由於該移動通 信設備不必被更新為包括用於容納耳機插孔的額外硬體，因此該移動 通信設備可以容納這裡所公開的耳機或具有標準插孔和一個控制按鈕 的現有耳機。因此，為了使手機識別連接到了哪一種耳機，手機優選地包括用 於進行該確定的電路。在一個實施例中，當耳機檢測到麥克風偏壓時， 可以由耳機傳送要由手機解碼的預定信號。這可以通過簡單地將控制 器66的輸出端連接至處理器的插頭輸出端的麥克風部分來實現。還可 以沿著該連接設置濾波器網絡71，以減少噪聲。電路62包括優選地具有低功耗的控制器66 (例如處理器)和電池 68。電池68優選地是可再充電的電池或者在耳機連接到移動通信設備 時可通過麥克風偏壓來進行充電的法拉電容器。如果使用麥克風偏壓， 則很可能需要升壓電路來將麥克風偏壓上的電壓升高至1.8V以上。備選地，該電池可以是一次性使用的電池，並在其電能從電池68完全放 電時替換該電池。表示多按鈕控制上的每個按鈕的一連串開關70連接至處理器66。 在圖3中，將開關70標註為B1、 B2、 B3、 B4、 B5和B6。例如，Bl可以表 示靜音按鈕，B2可以表示倒帶按鈕，B3可以表示音量下降按鈕，B4可 以表示倒帶按鈕，B5可以表示快進按鈕以及B6可以表示播放/暫停按 鈕。將被理解的是，開關的數目是無限制的，但是其取決於多按鈕控 制的物理大小。每個按鈕還連接到地72。處理器內是用於存儲控制信 息的存儲器或資料庫67、以及用於確定哪個開關70被按壓的模塊69。在本實施例中，處理器68的輸出端連接到FET 64。下面針對控制 60的操作進行討論，該連接提供了用於控制手機的必要信號。圖4提供了對從耳機傳送到手機的控制信號進行編碼的各種方法 的示例。編碼控制信號模式A針對多次按壓，編碼控制信號模式B針對 脈衝信號，編碼控制信號模式C針對唯一頻率，編碼控制信號模式D針 對雙音多頻(DTMF)以及編碼控制信號模式E針對脈衝寬度。將被理解 的是，每個耳機優選地僅操作於編碼控制信號模式之一，但是在一些 實施例中，根據所需要的功能，耳機可以操作於多個控制信號模式之 下。在本實施例中，該電路是針對操作於如圖4所示的控制信號模式 A、控制信號模式B或控制信號模式E下的多按鈕控制60而實現的。將被 理解的是，每個耳機優選地操作於單一控制信號模式下。然而，將被 理解的是，某些實施例可以釆用多個控制信號模式。當推動開關串70 或按鈕之一時，從開關向處理器66傳送信號。處理器66內的模塊69接 收該信號(圖6中的步驟200)，然後確定哪個開關70被按壓(步驟202)。 在確定了開關之後，該模塊隨後訪問資料庫67，以確定與所按壓的開 關70相對應的或相關聯的控制信號(步驟204)。例如，如果用戶希望在按壓B6之後播放音樂，則該軟體模塊69確 定B6被按壓，並訪問資料庫/存儲器67，以確定需要從多按鈕控制傳送 以播放音樂的信號。如圖4所示，與針對模式A的B6相對應的信號是6個脈衝的串。然後，將該脈衝從處理器66傳送到FET 64。該脈衝由FET 64識別，然後 FET64通過使麥克風接地短路來將該脈衝信號翻譯(translate)到插 孔22 (步驟206)。然後，插孔22將該信息傳送到接收該脈衝信號的手 機(步驟208)。手機內的處理器隨後對脈衝信號進行處理，以確定與 所傳送的信號相對應的命令(步驟209)。在本示例中，該處理器確定 所發出的播放音樂命令，然後執行該命令，並向耳機傳送響應(步驟 211)。因此，在本示例中，該移動通信設備播放音樂，然後通過插孔 22將音樂傳送回耳機，然後耳機接收到響應，並將音樂傳送到揚聲器 (步驟210)。然後，用戶能夠在他們的耳機上享受收聽音樂。類似地，如果己 經在播放音樂，則用戶可以通過按壓相關按鈕來選擇停止音樂、將音 量調高或調低。如前所述，執行圖6中所概述的方法，以將必需信號傳 送至手機，來執行該命令。在備選實施例中，例如如果多按鈕控制正操作於編碼控制信號模 式B下，則通過使用脈衝序列，圖4示出了要從處理器傳送到耳機的信 號的性質。典型地，將開始脈衝傳送到FET，以指示已按下了按鈕。然 後，該開始脈衝後面跟隨著與被按壓的按鈕數目相對應的一連串脈衝。 例如，如果按下了B1，則在開始脈衝之後提供單個脈衝，如果按下了 B2，則提供兩個脈衝。向按鈕B3、 B4、 B5和B6提供類似的脈衝流。在更具體的示例中，該開始脈衝可以是在傳送控制信號脈衝流之 前具有10ras中斷的20uis脈衝，每個脈衝持續lms。在另一實施例中，當使用方波脈衝時，該電路還包括一組電子元 件，其限制了方波脈衝的轉換速度，以降低在傳送到揚聲器的音頻中 聽到的按鈕電位。在一個實施例中，這可以通過在FET與處理器56之間 添加電阻器/電容器(RC)網絡來實現。可以通過標準脈衝寬度調製 (PWM)方法來實現較精細的轉換速率控制。然後，通過插孔22將該脈衝序列從FET傳送到耳機10。耳機10內 的處理器識別開始脈衝，並處理隨後的脈衝串，以確定哪個按鈕被按 壓。在確定了來自控制的命令之後，該移動通信前進到執行該命令， 並通過揚聲器將結果傳送給用戶。轉向圖5，示出了針對移動通信設備10的多按鈕控制14的第二實施例。在本實施例中，將該處理器的輸出直接連接到插孔22，然而， 該輸出是通過分壓器74傳送的，該分壓器74用於確保以可與麥克風輸 出相比的預定電平將該信號傳送到該插孔。本實施例的操作利用相對 於圖6中所概述的方法的相同方式。然而，處理器所傳送的信號的性質 不同。在本實施例中，當控制信號操作於模式C時，以不同頻率傳送控 制信號，以使得該插孔將信號傳送到耳機，耳機對該頻率進行解密， 然後執行所請求的任務。在備選實施例中，該處理器的輸出也連接到 FET 64。在一個實施例中，如果按下B1，則處理器66以3400Hz傳送信號， 然後該信號由手機10經由插孔22接收。一旦手機以3400Hz接收到信號， 則處理器識別出B1被按下。類似地，如果按下B2，則將信號以3600Hz 傳送到移動通信設備。為了防止任何幹擾，所選擇的與按鈕相關聯的 每一個頻率都在音頻範圍之外，因此用戶不會體驗到任何幹擾或擾亂。電池68允許自給自足的控制，並且不會消耗移動通信設備內的電 池。因此，通過利用低功率處理器，電池68的壽命被延長並且基於常 數而不必改變。電池的重要性是不需要來自手機的任何附加連接來向 手機中的處理器提供電能。如果耳機操作於模式D下，則使用DTMF來選擇和區分信號。在備選實施例中，處理器66可以由專用集成電路(ASIC)取代， 以降低控制16的成本、功耗和大小。在備選實施例中，在組合多個編碼控制信號模式時，可以提供由 各個控制信號模式所控制的不同功能。例如，模式A可用於控制MP3播 放器，而模式B可以用作在移動通信設備上玩遊戲的操縱杆。在本實施例中，該多按鈕控制包括用於確定耳機操作於哪個模式的開關或控制， 以確保處理器66正確地執行了編碼。另一實施例可以包括控制器16， 控制器16在一個模式下用作多媒體控制，而在第二模式下用作電話撥 號器。具有多個編碼控制信號模式的實施例還可以允許耳機具有更通 用的用途，其中不同手機需要特定的編碼控制信號模式。備選地，移動通信設備可以在當前操作於一種模式下，但是在其 它實施例中，該移動通信設備可以操作於第二模式。按照這種方式， 該耳機可用於移動通信設備的當前和其它版本，以向用戶提供更多靈 活性。在前述描述中，為了說明，提出了大量細節，以提供對新型耳機 的實施例的徹底理解。然而，本領域的技術人員將理解，不需要這些 特定細節來實踐本發明。在其它實例中，以框圖形式示出公知的電結 構和電路，以免混淆本發明。例如，不提供關於這裡所描述的實施例 是否被實現為軟體例程、硬體電路、固件或其組合的特定細節。本發明的上述實施例僅旨在作為示例。本領域的技術人員可以在 不背離本發明的範圍的情況下，實現對特定實施例的更改、修改和改 變，本發明的範圍僅由這裡所附的權利要求限定。
權利要求
1.一種耳機，具有標準耳機插孔和多按鈕控制，所述多按鈕控制能夠激活具有用於容納所述標準耳機插孔的裝置的移動通信設備上的命令，所述多按鈕控制包括一組按鈕，每個按鈕表示所述命令之一；以及控制器，與所述按鈕組的每個按鈕相連；其中，當所述控制器檢測到針對所述按鈕組中的所述按鈕之一的按壓時，所述控制器確定哪個按鈕被按壓，並向所述標準耳機插孔傳送與所述按鈕相對應的控制信號。
2. 根據權利要求1所述的耳機，其中，所述控制器是處理器或專用集成電路'ASIC'。
3. 根據權利要求1或2所述的耳機，其中，所述控制信號是以編 碼控制信號模式來編碼的。
4. 根據權利要求3所述的耳機，其中，所述編碼控制信號模式包 括以下模式中的任意之一多次按壓控制信號模式、脈衝序列控制信 號模式、唯一頻率控制信號模式、雙音多頻DTMF控制信號模式或脈 衝寬度控制信號模式。
5. 根據前述權利要求中的任一項所述的耳機，其中，所述控制器 還包括資料庫，用於存儲與所述按鈕組中的每個按鈕相關聯的控制信號 信息；以及模塊，用於使所述按鈕按壓與控制信號相關聯。
6. 根據前述權利要求中的任一項所述的耳機，其中，所述控制器 將所述控制信號傳送至所述耳機內的場效應電晶體'FET'，用於傳送 至所述標準耳機插孔。
7. 根據權利要求1至6中的任一項所述的耳機，其中，多按鈕控 制還包括分壓器。
8. 根據權利要求7所述的耳機，其中，所述控制信號被經由所述 分壓器傳送至所述標準耳機插孔。
9. 根據前述權利要求中的任一項所述的耳機，還包括用於為所述控制器供電的電池。
10. 根據權利要求9所述的耳機，其中，所述電池包括可再充電的 電池、法拉電容器、或一次性使用電池。
11. 根據權利要求4所述的耳機，其中，如果所述控制信號模式是 所述多次按壓控制信號模式、所述脈衝序列控制信號模式或所述脈衝 寬度控制信號模式，則所述耳機還包括用於限制所述控制信號的轉換速率的濾波器。
12. 根據權利要求11所述的耳機，其中，所述濾波器包括RC網絡。
13. 根據前述權利要求中的任一項所述的耳機，還包括用於在所述 移動通信設備中容納有所述標準耳機插孔時、向所述移動通信設備指 示所述多按鈕控制的存在的設備。
14. 根據權利要求1至8、 11或12、或13中的任一項所述的、不 從屬於權利要求9或10的耳機，其中，當在所述移動通信設備中容納 有所述標準耳機插孔時，通過由所述移動通信設備提供的麥克風偏壓 來為所述控制器供電。
15. —種用於移動通信設備的耳機，包括 標準插孔，能夠將所述耳機連接至所述移動通信設備； 一組揚聲器，用於在所述插孔連接至所述移動通信設備時，將聲音從所述移動通信設備傳送給用戶；以及多按鈕控制，用於在所述插孔連接至所述移動通信設備時，控制 來自所述移動通信設備的聲音；其中，所述標準插孔被布置成將來自所述多按鈕控制的信號傳送 到所述移動通信設備，以便在所述插孔連接至所述移動通信設備時， 向所述揚聲器提供聲音。
16. 根據權利要求15所述的耳機，其中，所述多按鈕控制包括 一組按鈕，每個按鈕表示所述命令之一；以及控制器，連接至所述按鈕組中的每個按鈕；其中，當所述控制器檢測到針對所述按鈕組中的所述按鈕之一的 按壓時，所述控制器確定哪個按鈕被按壓，並在所述插孔連接至所述 移動通信設備時，向所述移動通信設備傳送與所述按鈕相對應的控制信號。
17. —種移動通信設備，具有與之相連的根據權利要求1至14中的任一項所述的耳機或根據權利要求 15或16所述的耳機。
18. 根據權利要求17所述的移動通信設備，其中，所述移動通信 設備包括處理器，用於從所述耳機的所述多按鈕控制接收控制信號以 及用於執行相關命令。
全文摘要
本發明涉及一種用於移動通信設備的耳機，該耳機具有多按鈕控制，並使用標準耳機插孔來實現。通過微處理器對該多按鈕控制進行解碼，然後將編碼信號從處理器傳送到手機。按照這種方式，通過使用標準插孔，耳機上不需要附加的硬體。
文檔編號H04R1/10GK101277323SQ20081008587
公開日2008年10月1日 申請日期2008年3月28日 優先權日2007年3月29日
發明者大衛·馬克-法恩, 愛德華·輝, 羅伯特·J·洛萊斯 申請人:捷訊研究有限公司