专利名称：耳机系统、便携式电子装置及音效输出切换方法
技术领域：
本发明涉及一种耳机系统、便携式电子装置及音效输出切换方法，尤指一种可提升收纳效能及便利性的耳机系统、便携式电子装置及音效输出切换方法。
背景技术：
随着科技的发展与产业的进步，笔记本型计算机、平板计算机、电子书、智能型手机、随身影音播放器等便携式电子装置在日常生活中被使用的机会大幅增加，也越来越强调多媒体功能。为了输出音效，便携式电子装置除了可配备喇叭外，通常会设置一耳机孔， 用来连接外接式耳机，以通过耳机输出音效。由于耳机是外接于便携式电子装置，当不使用耳机时，使用者往往会遇到耳机收纳的问题，而要使用耳机时，则可能会发生找不到耳机的情形。在此情形下，如何使便携式电子装置的使用者可更方便地使用耳机即成为业界所努力的目标之一。
发明内容
因此，本发明主要提供一种耳机系统、便携式电子装置及音效输出切换方法。本发明公开一种耳机系统，设置于一便携式电子装置中，用来输出音效，该耳机系统包含有一音频线，该音频线用来传输音频信号；一声音输出装置，该声音输出装置用来接收并播放通过该音频线所传输的音频信号；一音频处理单元，该音频处理单元用来接收一音频数据，并根据一控制信号，通过该音频线输出对应于该音频数据的音频信号；一自动卷线器，该自动卷线器被该音频线所缠绕，用来卷收该音频线；一长度检测单元，该长度检测单元用来检测该自动卷线器的旋转距离与方向；以及一控制单元，该控制单元用来根据该长度检测单元的检测结果，输出该控制信号至该音频处理单元，以控制该音频处理单元的运作。本发明还公开一种便携式电子装置，该便携式电子装置包含有一运作电路；以及一耳机系统，该耳机系统用来输出音效，该耳机系统包含有一音频线，该音频线用来传输音频信号；一声音输出装置，该声音输出装置用来接收并播放通过该音频线所传输的音频信号；一音频处理单元，该音频处理单元用来接收该运作电路所输出的一音频数据，并根据一控制信号，通过该音频线输出对应于该音频数据的音频信号；一自动卷线器，该自动卷线器被该音频线所缠绕，用来卷收该音频线；一长度检测单元，该长度检测单元用来检测该自动卷线器的旋转距离与方向；以及一控制单元，该控制单元用来根据该长度检测单元的检测结果，输出该控制信号至该音频处理单元，以控制该音频处理单元的运作。本发明还公开一种用于一便携式电子装置的音效输出切换方法，该便携式电子装置包含一耳机系统，该耳机系统的一音频线可卷收于该便携式电子装置中，该音效输出切换方法包含有检测该音频线由该耳机系统被拉出的距离；以及在该音频线由该耳机系统被拉出的距离大于一预设值时，启动该耳机系统。本发明的耳机系统可收纳于便携式电子装置中，并可自动切换使能状态，因而可提升收纳效能及便利性。
图1为本发明实施例的一笔记本型计算机的示意图。图2A为图1中一耳机系统的结构示意图。图2B为图2A的耳机系统的功能方框图。图3A为一光栅式检测器的示意图。图;3B为图3A的光栅式检测器检测顺时针旋转的感测结果示意图。图3C为图3A的光栅式检测器检测逆时针旋转的感测结果示意图。图4A为一触发式检测器的示意图。图4B为图4A的触发式检测器检测顺时针旋转的示意图。图4C为图4A的触发式检测器检测逆时针旋转的示意图。图5A为图1的未使用耳机系统的运作示意图。图5B为图1的使用耳机系统的运作示意图。图5C为图1的使用耳机系统及耳机孔的运作示意图。图6为一音效输出切换流程的示意图。主要组件符号说明10笔记本型计算机100喇叭102耳机孔104耳机系统WR音频线200声音输出装置202音频处理单元204自动卷线器206长度检测单元208控制单元2040弹性机构2042转轴L长度L_TH预设值CMD控制信号AUD_data音频数据AUD_sig音频信号30光栅式检测器300环型光栅组LT_A、LT_B光源LSN_A、LSN_B光感测器302运算单元
40触发式检测器400拨板402金属弹片404、406金属凸块408检测单元500耳机60音效输出切换流程600、602、604、606、608 步骤
具体实施例方式请参考图1，图1为本发明实施例的一笔记本型计算机10的示意图。笔记本型计算机10中除了喇叭100及一耳机孔102可输出音频外，还可通过一耳机系统104输出音频。 耳机系统104设置于笔记本型计算机10中，其可收纳于笔记本型计算机10的壳体中，并可自动切换使能状态。需注意的是，图1以笔记本型计算机10为例，说明耳机系统104的应用情形，实际上，其他具有音效输出功能的便携式电子装置，如平板计算机、电子书、智能型手机、随身影音播放器等，皆可配置耳机系统104。详细来说，请继续参考图2A及图2B，图2A为图1中耳机系统104的结构示意图， 而图2B为耳机系统104的功能方框图。如图2A及图2B所示，耳机系统104包含有一音频线WR、一声音输出装置200、一音频处理单元202、一自动卷线器204、一长度检测单元206 以及一控制单元208。自动卷线器204由一弹性机构2040及一转轴2042所构成，转轴2042 上缠绕有音频线WR的部分线段，而弹性机构2040可驱使转轴2042转动，以自动卷收音频线WR。同时，较佳地，自动卷线器204可包含一按键，用来固锁弹性机构2040，并在该按键被按压时，触发弹性机构2040自动卷收音频线WR。长度检测单元206与自动卷线器204的转轴2042连动，用来检测音频线WR被拉出的长度L。当长度检测单元206检测出长度L大于一预设值L_TH时，控制单元208可通过一控制信号CMD，控制音频处理单元202开始运作，则音频处理单元202会将笔记本型计算机10的一运作电路(未绘示于图2A、图2B中) 所输出的音频数据AUD_data转换为音频信号AUD_sig，并通过音频线WR输出至声音输出装置200，从而通过声音输出装置200播放出对应的音频内容。反之，当长度L小于预设值L_ TH时，控制单元208控制音频处理单元202停止运作，换言之，声音输出装置200不会发出声音。简单来说，当耳机系统104未被使用时，使用者可通过自动卷线器204，将音频线 WR及声音输出装置200收纳于笔记本型计算机10的壳体中。而当使用者欲通过耳机系统 104收听音频内容时，使用者可将声音输出装置200由笔记本型计算机10的壳体中拉出，则音频线WR会带动自动卷线器204的转轴2042朝一特定方向旋转(以图2A为例，此特定方向为顺时针方向)，同时长度检测单元206可检测出音频线WR拉出的长度L及方向。当音频线WR拉出的长度L大于预设值L_TH时，控制单元208控制音频处理单元202开始运作， 以通过声音输出装置200播放出对应的音频内容。因此，耳机系统104可收纳于笔记本型计算机10中，并可自动切换使能状态。需注意的是，图2A、图2B所示的耳机系统104用来说明本发明的概念，本领域普通技术人员应当可据以做不同的变化，而不限于此。举例来说，图2A、图2B所示的自动卷线器204仅为一概略结构，其为业界所公知的技术(例如广泛用于吸尘器的卷线器)，不限于此。再者，长度检测单元206的主要目的在于检测出音频线WR拉出的长度L与方向， 其实现方式亦不限于特定结构。例如，图3A为一光栅式检测器30的示意图。光栅式检测器30用来实现长度检测单元206，其主要由一环型光栅组300、光源LT_A、LT_B、光感测器 LSN_A、LSN_B以及一运算单元302所构成。环型光栅组300与自动卷线器204的转轴2042 连动，光源LT_A、LT_B设置于环型光栅组300的一侧，而光感测器LSN_A、LSN_B设置于环型光栅组300的另一侧。当环型光栅组300随着转轴2042转动时，光感测器LSN_A、LSN_B 可检测出光源LT_A、LT_B通过环型光栅组300所产生的明暗变化，藉此，运算单元302可根据光感测器LSN_A、LSN_B&感测结果，判断转轴2042的旋转距离与方向，从而判断长度L。详细来说，光源LT_A与光感测器LSN_A设置于相对直视位置，同理，光源LT_B与光感测器LSN_B亦设置于相对直视位置。此外，如图3A所示，光源LT_A(或光感测器LSN_ Α)与光源LT_B (或光感测器LSN_B)分别设置于两光栅的不同边，例如光源LT_A设置一光栅的左边，而光源LT_B则设置另一光栅的右边。在此情形下，若转轴2042顺时针旋转，则光感测器LSN_A、LSN_B的感测结果如图所示；若转轴2042逆时针旋转，则光感测器LSN_ A、LSN_B的感测结果如图3C所示。更进一步地，运算单元302可根据下式，计算转轴2042 的旋转距离(即长度L)L = 2 π XrX2h/n,其中，r为转轴2042的半径，h为光感测器LSN_A或LSN_B的感测结果中的高脉冲数，而η为环型光栅组300中的光栅数。另外，请参考图4Α，图4Α为一触发式检测器40的示意图。触发式检测器40用来实现长度检测单元206，其主要由一拨板400、一金属弹片402、金属凸块404、406以及一检测单元408所构成。拨板400与自动卷线器204的转轴2042连动，当其旋转时，可拨动金属弹片402，使金属弹片402与金属凸块404或金属凸块406接触，则检测单元408可根据金属弹片402与金属凸块404或金属凸块406的接触次数，检测转轴2042的旋转距离与方向。详细来说，若转轴2042顺时针旋转，则如图4Β所示，拨板400会拨动金属弹片402使之形变而与金属凸块406接触；若转轴2042逆时针旋转，则如图4C所示，拨板400会拨动金属弹片402使之形变而与金属凸块404接触。在此情形下，每当金属弹片402与金属凸块404(或金属凸块406)接触一次，即代表转轴2042逆时针(或顺时针)旋转了四分之一圈。藉此，检测单元408可根据金属弹片402与金属凸块404或金属凸块406的接触情形， 判断转轴2042的旋转距离与方向，从而判断长度L。需注意的是，图3A所示的光栅式检测器30及图4A所示的触发式检测器40用以说明长度检测单元206可能的实现方式，但不限于此，实际上，各种可检测转轴2042的旋转距离与方向的结构皆可用于本发明，且本领域普通技术人员应当可根据设计所需做适当的调整。例如，在光栅式检测器30中，光源及光检测器的数量不限于2 ；而在触发式检测器40 中，拨板400的拨臂数不限于4个，亦可以齿轮取代。另一方面，在耳机系统104中，控制单元208用来控制音频处理单元202的运作。 除此之外，控制单元208可进一步地控制笔记本型计算机10的喇叭100的运作。例如，当音频线WR被拉出的长度L大于预设值L_TH时，控制单元208除了控制音频处理单元202开始运作外，还可关闭喇叭100的运作。反之，当长度L小于预设值L_TH时，控制单元208 除控制音频处理单元202停止运作外，可进一步启动喇叭100的运作。在此情形下，当使用者使用耳机系统204接收音频内容时，笔记本型计算机10可自动关闭喇叭100的运作，避免影响旁人；而当使用者不使用耳机系统204时，笔记本型计算机10可自动开启喇叭100 的运作，以提升便利性，相关运作如图5A及图5B所示。在图5A中，使用者未使用耳机系统104而通过喇叭100接收音频内容。接着，如图 5B所示，当音频线WR被拉出的长度L大于预设值L_TH时，笔记本型计算机10自动关闭喇叭100的运作，同时启动耳机系统104的运作。另外，更进一步地，如图5C所示，当耳机系统104被启用后，使用者可另外接一耳机500至耳机孔102，以与其他人分享音频内容。在此需注意的是，若喇叭100及耳机孔102具有连动功能(亦即当耳机孔102外接有耳机500 时，关闭喇叭100)，此连动功能与耳机系统104的运作不冲突。也就是说，当耳机孔102外接有耳机500，或音频线WR被拉出的长度L大于预设值L_TH时，笔记本型计算机10皆会自动关闭喇叭100的运作。上述关于耳机系统104与喇叭100的运作可进一步归纳为一音效输出切换流程 60，如图6所示。音效输出切换流程60包含以下步骤步骤6OO:开始。步骤602 长度检测单元206检测音频线WR被拉出的长度L。步骤604 控制单元208判断长度L是否大于预设值L_TH。若是，则执行步骤606 ； 若否，则执行步骤608。步骤606 启动音频处理单元202，关闭喇叭100，并回到步骤604。步骤608 关闭音频处理单元202，启动喇叭100，并回到步骤604。音效输出切换流程60为耳机系统104的运作情形，详细说明可参考前述。在公知技术中，由于耳机是外接于便携式电子装置，当不使用耳机时，使用者往往会遇到耳机收纳的问题，而要使用耳机时，则可能会发生找不到耳机的情形。相比较之下， 在本发明中，耳机系统104可收纳于笔记本型计算机10中，并可自动切换使能状态，因而可大幅提升便利性，改善公知技术的缺点。综上所述，本发明的耳机系统可收纳于便携式电子装置中，并可自动切换使能状态，因而可提升收纳效能及便利性。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡是根据本发明权利要求书的范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种耳机系统，设置于一便携式电子装置中，用来输出音效，该耳机系统包括 一音频线，该音频线用来传输音频信号；一声音输出装置，该声音输出装置用来接收并播放通过该音频线所传输的音频信号； 一音频处理单元，该音频处理单元用来接收一音频数据，并根据一控制信号，通过该音频线输出对应于该音频数据的音频信号；一自动卷线器，该自动卷线器被该音频线所缠绕，用来卷收该音频线； 一长度检测单元，该长度检测单元用来检测该自动卷线器的旋转距离与方向；以及一控制单元，该控制单元用来根据该长度检测单元的检测结果，输出该控制信号至该音频处理单元，以控制该音频处理单元的运作。
2.如权利要求1所述的耳机系统，其中该自动卷线器包括一按键，用来触发一弹性机构自动卷收该音频线。
3.如权利要求1所述的耳机系统，其中该长度检测单元包括 一环型光栅组，该环型光栅组连动于该自动卷线器的一转轴； 至少一光源，该至少一光源设置于该环型光栅组的一侧；至少一光感测器，该至少一光感测器设置于该环型光栅组的另一侧并对应于该至少一光源的位置，用来感测光源变化；以及一运算单元，该运算单元用来根据该至少一光感测器的感测结果，判断该环型光栅组的转动情形，以检测该自动卷线器的旋转距离与方向。
4.如权利要求1所述的耳机系统，其中该长度检测单元包括 一拨板，该拨板连动于该自动卷线器的一转轴；一金属弹片，该金属弹片一端可被该拨板朝一第一方向或一第二方向拨动； 一第一金属凸块，当该拨板拨动该金属弹片朝该第一方向形变时，该第一金属凸块与该金属弹片接触；一第二金属凸块，当该拨板拨动该金属弹片朝该第二方向形变时，该第二金属凸块与该金属弹片接触；以及一检测单元，该检测单元用来检测该金属弹片与该第一金属凸块或该第二金属凸块的接触次数，以检测该自动卷线器的旋转距离与方向。
5.如权利要求1所述的耳机系统，其中该控制单元在该长度检测单元的检测结果显示该音频线由该自动卷线器中被拉出的长度大于一预设值时，输出该控制信号至该音频处理单元，以控制该音频处理单元开始运作。
6.如权利要求5所述的耳机系统，其中该控制单元还用来控制该便携式电子装置的一喇叭停止运作。
7.如权利要求1所述的耳机系统，其中该控制单元在该长度检测单元的检测结果显示该音频线由该自动卷线器中被拉出的长度小于一预设值时，输出该控制信号至该音频处理单元，以控制该音频处理单元停止运作。
8.如权利要求7所述的耳机系统，其中该控制单元还用来控制该便携式电子装置的一喇叭开始运作。
9.一种便携式电子装置，包括 一运作电路；以及一耳机系统，该耳机系统用来输出音效，该耳机系统包括 一音频线，该音频线用来传输音频信号；一声音输出装置，该声音输出装置用来接收并播放通过该音频线所传输的音频信号； 一音频处理单元，该音频处理单元用来接收该运作电路所输出的一音频数据，并根据一控制信号，通过该音频线输出对应于该音频数据的音频信号；一自动卷线器，该自动卷线器被该音频线所缠绕，用来卷收该音频线； 一长度检测单元，该长度检测单元用来检测该自动卷线器的旋转距离与方向；以及一控制单元，该控制单元用来根据该长度检测单元的检测结果，输出该控制信号至该音频处理单元，以控制该音频处理单元的运作。
10.如权利要求9所述的便携式电子装置，其中该自动卷线器包括一按键，用来触发一弹性机构自动卷收该音频线。
11.如权利要求9所述的便携式电子装置，其中该长度检测单元包括 一环型光栅组，该环型光栅组连动于该自动卷线器的一转轴； 至少一光源，该至少一光源设置于该环型光栅组的一侧；至少一光感测器，该至少一光感测器设置于该环型光栅组的另一侧并对应于该至少一光源的位置，用来感测光源变化；以及一运算单元，该运算单元用来根据该至少一光感测器的感测结果，判断该环型光栅组的转动情形，以检测该自动卷线器的旋转距离与方向。
12.如权利要求9所述的便携式电子装置，其中该长度检测单元包括 一拨板，该拨板连动于该自动卷线器的一转轴；一金属弹片，该金属弹片一端可被该拨板朝一第一方向或一第二方向拨动； 一第一金属凸块，该第一金属凸块当该拨板拨动该金属弹片朝该第一方向形变时，该第一金属凸块与该金属弹片接触；一第二金属凸块，该第二金属凸块当该拨板拨动该金属弹片朝该第二方向形变时，该第二金属凸块与该金属弹片接触；以及一检测单元，该检测单元用来检测该金属弹片与该第一金属凸块或该第二金属凸块的接触次数，以检测该自动卷线器的旋转距离与方向。
13.如权利要求9所述的便携式电子装置，其中该控制单元在该长度检测单元的检测结果显示该音频线由该自动卷线器中被拉出的长度大于一预设值时，输出该控制信号至该音频处理单元，以控制该音频处理单元开始运作。
14.如权利要求13所述的便携式电子装置，其中该便携式电子装置还包括一喇叭，该控制单元还用来控制该便携式电子装置的该喇叭停止运作。
15.如权利要求9所述的便携式电子装置，其中该控制单元在该长度检测单元的检测结果显示该音频线由该自动卷线器中被拉出的长度小于一预设值时，输出该控制信号至该音频处理单元，以控制该音频处理单元停止运作。
16.如权利要求15所述的便携式电子装置，其中该便携式电子装置还包括一喇叭，该控制单元还用来控制该便携式电子装置的该喇叭开始运作。
17.一种用于一便携式电子装置的音效输出切换方法，该便携式电子装置包括一耳机系统，该耳机系统的一音频线可卷收于该便携式电子装置中，该音效输出切换方法包括检测该音频线由该耳机系统被拉出的距离；以及在该音频线由该耳机系统被拉出的距离大于一预设值时，启动该耳机系统。
18.如权利要求17所述的用于一便携式电子装置的音效输出切换方法，其中在该音频线由该耳机系统被拉出的距离大于该预设值时，还包括关闭该便携式电子装置的一喇叭。
全文摘要
本发明公开一种耳机系统、便携式电子装置及音效输出切换方法。该耳机系统设置于一便携式电子装置中，用来输出音效，包含有一音频线，用来传输音频信号；一声音输出装置，用来接收并播放通过该音频线所传输的音频信号；一音频处理单元，用来接收一音频数据，并根据一控制信号，通过该音频线输出对应于该音频数据的音频信号；一自动卷线器，被该音频线所缠绕，用来卷收该音频线；一长度检测单元，用来检测该自动卷线器的旋转距离与方向；以及一控制单元，用来根据该长度检测单元的检测结果，输出该控制信号至该音频处理单元，以控制该音频处理单元的运作。本发明的耳机系统可收纳于便携式电子装置中，可自动切换使能状态而提升收纳效能及便利性。
文档编号H04R3/00GK102469385SQ20101055084
公开日2012年5月23日 申请日期2010年11月19日 优先权日2010年11月19日
发明者姚叙红 申请人:纬创资通(昆山)有限公司, 纬创资通股份有限公司