專利名稱：用于檢測電話聽筒的狀態(tài)的方法和通信終端設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及按照權利要求1的前序部分所述的用于檢測電話聽筒的狀態(tài)的方法
和具有電話聽筒的通信終端設備。
背景技術：
用于語音通信的通信終端設備(電話等)通常都配備有電話聽筒(經(jīng)常也稱為 "送受話器")，所述電話聽筒具有揚聲器(受話器)和傳聲器(送話器)，并且借助連接線或 者通過無線電與基礎設備(真正的通信終端設備)或者基站連接。此外還可以在電話聽筒 內(nèi)集成通信終端設備的其他組成部分，例如鍵盤、顯示設備等，以便常用的無繩電話或者移 動電話在這里在擴展的意義上同樣表示電話聽筒。同樣所謂的"頭戴耳機(Headset)"在有 繩的或者無繩的("藍牙頭戴耳機")實施中在下面所說明的方法的意義上屬于電話聽筒。
除作為傳聲器和揚聲器的功能外，借助電話聽筒至少在常用的有繩通信終端設 備(桌式電話)中借助電話聽筒還控制接受(呼叫接受)和通信連接的結(jié)束，其方式是， 把所述電話聽筒從通信終端設備的基礎設備上拿起或者放在所述基礎設備上。為此通信 終端設備(基礎設備)通常配備有所謂的叉形轉(zhuǎn)換開關、光電耦合對(Lichtschranke)或 者配備有磁性開關("簧片接觸(Reed-Kontakt)")，以便檢測電話聽筒的狀態(tài)(被掛上 (Aufgelegt)、被拿起(Abgehoben))。此外還知道以下實施形式，其中在電話聽筒的表面中 集成壓力開關，利用所述壓力開關檢測電話聽筒是否放在桌面等上。在無繩電話和移動電 話的情況下，叉形轉(zhuǎn)換開關的功能大多通過一個或者多個按鍵來模仿，其中用戶為接受呼 叫或者結(jié)束通信連接而進行相應的輸入。對此要注意的是，在首先提到的實施形式(叉形 轉(zhuǎn)換開關、光電耦合對)中相應的技術設備(叉、光電耦合對)也可以用手工操作，亦即例 如用手指或者手操作，而不必實際把電話聽筒掛上。 在用于檢測電話聽筒(并且由此還有移動通信終端設備)的狀態(tài)的已知設備中表 明不利的是，為檢測狀態(tài)必須使用昂貴的機械和/或電氣系統(tǒng)。這既適用于以機械方式實 施的叉形轉(zhuǎn)換開關也適用于利用按鍵、光電耦合對、磁性接觸等的"電子的"解決方案。另 一缺點在于，所述設備(叉形轉(zhuǎn)換開關、光電耦合對等)經(jīng)常也可以用手工操作，由此例如 當電話聽筒或者移動終端設備還在用戶耳邊時也可能錯誤地確定為狀態(tài)"被掛上"。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的任務在于建議一種方法和裝置，其中能夠用結(jié)構(gòu)簡單的裝置可靠地 檢測電話聽筒的狀態(tài)。 該任務通過根據(jù)權利要求1的方法和通過根據(jù)權利要求12的通信終端設備解決。
該任務的解決方案在此提供一種用于檢測通信終端設備的電話聽筒的狀態(tài)的方 法，其中電話聽筒配備有傳聲器和揚聲器。在此通過電話聽筒的揚聲器輸出定義的音信號 (Tonsignal)并且該音信號同時又通過電話聽筒的傳聲器接收。然后分析所接收的音信號， 其中為所接收的音信號的至少一個參數(shù)確定至少一個值，并且其中根據(jù)該至少一個值確定
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通過該方法能夠使用在現(xiàn)代的通信終端設備中本來存在的用于檢測電話聽筒 的狀態(tài)的技術(信號處理)，而不必設置叉形轉(zhuǎn)換開關、光電耦合對或者類似的技術設 備。此外，本方法具有以下優(yōu)點，即可以不通過手工按下叉形轉(zhuǎn)換開關或者通過手工阻斷 (blockieren)光電耦合對等來操縱通信終端設備，使得因此所確定的狀態(tài)是可靠的。
該任務的解決方案另外規(guī)定一種具有電話聽筒的通信終端設備，其中該通信終端 設備為執(zhí)行本發(fā)明的方法而被設計。這樣的通信終端設備能夠以結(jié)構(gòu)上和特別是機械上簡 單的方式可靠地被用于識別/確定電話聽筒的狀態(tài)。這也適用于通信終端設備與電話聽筒 一起表示一個單元，例如在移動電話和無繩電話的情況下。 本發(fā)明方法的有利的擴展方案在從屬權利要求2到11中給出；在此所說明的特征
和優(yōu)點按意義也適用于本發(fā)明的通信終端設備。反之在從屬權利要求13和14中針對通信
終端設備所提及的有利擴展方案、其特征和優(yōu)點按意義也適用于本發(fā)明的方法。 如果針對電話聽筒的狀態(tài)至少在被掛上和被拿起的電話聽筒之間進行區(qū)分，則可
以在通信終端設備處節(jié)省或者補充叉形轉(zhuǎn)換開關。在此對于被掛上的電話聽筒的情況有利
地決定性地使用電話聽筒所放在的通信終端設備的外殼或者在該外殼內(nèi)所集成的單獨的
聲信道用于從電話聽筒的揚聲器向傳聲器傳輸音信號。通過傳輸音信號，在聲信道(傳輸
段)內(nèi)產(chǎn)生對音信號的定義的影響，由此在被掛上的電話聽筒的情況下能夠在狹窄的界限
內(nèi)良好地再生所確定的值。由此能夠可靠地確定狀態(tài)(被掛上)。在此，越多不同的音信號
在時間上相繼或者也同時被傳輸和分析，則能夠越準確地確定聲信道的傳輸功能。 類似于狀態(tài)"被掛上"/ "未被掛上"的檢測，可以針對電話聽筒的狀態(tài)在靠近和不
靠近人體之間進行區(qū)分，例如在臉/耳朵區(qū)域內(nèi)。 如果在借助音呼叫("鈴聲")用信號通知到達通信終端設備的呼叫之前執(zhí)行本方 法，則給出本方法的一個重要的應用領域，其中音呼叫("鈴聲")的輸出通過電話聽筒的揚 聲器進行，并且其中音呼叫("鈴聲")的輸出根據(jù)電話聽筒的所檢測的狀態(tài)來控制。于是 可以利用本方法防止當電話聽筒或者它的揚聲器靠近用戶的耳朵時發(fā)出響亮的音呼叫，由 此根據(jù)響度，可能產(chǎn)生耳損傷。從而通過該措施能夠在通信終端設備的外殼內(nèi)節(jié)省單獨的 揚聲器/蜂鳴器/鐘等，代之使用電話聽筒的本來存在的揚聲器來輸出音呼叫。在此在電 話聽筒的狀態(tài)被檢測為"被拿起"或者甚至為"靠近人體"，音呼叫的輸出以消減的響度(聽 覺保護)或者以上升的響度(警告功能)執(zhí)行，或者無聲地用信號通知到來的呼叫的情況 下，是有利的?？商娲卦谶@些情況下還可以使用在電話聽筒中所集成時"振動警報"。
為節(jié)省叉形轉(zhuǎn)換開關或者類似技術設備，為檢測電話聽筒的狀態(tài)的改變有利地使 用所述方法，其中在檢測到"拿起"(即從"被掛上"向"被拿起"的狀態(tài)改變)的情況下，接 受用信號通知的呼叫。 為分析所接收的音信號，為簡單處理而比較至少一個所確定的值與一個或者多個 所存儲的參考值，由此有利地根據(jù)最接近所確定的值的該參考值確定狀態(tài)。為一次或者也 為反復確定和存儲所述一個或者多個參考值，把具有電話聽筒的通信終端設備轉(zhuǎn)換成學習 模式，其中至少一次通過電話聽筒的揚聲器輸出音信號，并且通過電話聽筒的傳聲器接收 和分析該音信號，其中使用至少一個在此所確定的值用以產(chǎn)生所述參考值中的一個或多個 或者參考值區(qū)。在此所述一個或者多個參考值表征分別所使用的聲信道(即傳輸段)。因此還可以有利地為不同的狀態(tài)(被掛上、被拿起、聽筒靠近人體)分別確定一個參考值或 者一組參考值。作為參數(shù)在此有利地確定所接收的音信號的響度和從而聲信道的阻尼； 另外的或者附加的可能性在于，作為參數(shù)確定針對利用傳聲器所接收的音信號的"過零率 (Zero-Crossing-Rate)"的值。這樣的值也能夠利用本來建造(verbaut)在許多通信終端 設備中的簡單的信號處理器以少的計算耗費被確定。 為最小化或者避免音信號對用戶的干擾，作為音信號可以輸出察覺為很少干擾的 音，例如噪聲信號；該信號例如可以通過快速傅立葉變換(FFT)分析。此外根據(jù)傳聲器和揚 聲器的傳輸范圍也可以使用超聲信號或次聲信號。通過這些措施能夠周期地或者持續(xù)地也 在電話通話期間監(jiān)視電話聽筒的狀態(tài)，使得能夠識別電話聽筒的"被掛上"，由此能夠結(jié)束 通信連接(電話通話)。因此在再現(xiàn)電話通話時響度匹配是可能的，使得能夠根據(jù)電話聽筒 距人耳的距離甚至無級地切換到"對講模式(Freisprech-Modus)"。反之，在電話聽筒和用 戶的臉/耳接近時不言而喻能夠降低再現(xiàn)響度。


下面根據(jù)

本發(fā)明的方法的實施例。所述實施例同時說明本發(fā)明的通信終 端設備。
圖1表示具有狀態(tài)"被拿起"的電話聽筒， 圖2表示放在通信終端設備的外殼上的電話聽筒，禾口 圖3示意表示用于檢測電話聽筒的狀態(tài)的方法的流程。
具體實施例方式
下面以桌式電話作為通信終端設備EG為例說明電話聽筒H的狀態(tài)檢測。但是基 本上可以利用所說明的方法也檢測移動電話等的狀態(tài)，其中在這種情況下狀態(tài)"被掛上"不 是指放在電話上，而指放在桌面或者專門的支架上。 在圖1和2中示意示出電話聽筒H和通信終端設備EG ;像聽筒繩、鍵盤、顯示器等 細節(jié)出于一目了然起見未示出。 在圖1中示出電話聽筒H，該電話聽筒具有揚聲器LS(受話器)和傳聲器M(送話 器)。揚聲器LS和傳聲器M在這里表示的實施形式中既用于電話聽筒的真正功能、也即用 于真正的電話通話，也用于執(zhí)行所說明的方法(狀態(tài)識別)。雖然這種處理方式使得為執(zhí)行 該方法不必在電話聽筒中裝入用于執(zhí)行該方法的單獨的"硬件"，但是不言而喻也可以為該 目的使用單獨的揚聲器LS和/或傳聲器M。 從電話聽筒H的揚聲器LS再現(xiàn)的聲波(音信號等)至少部分由電話聽筒H的傳 聲器M重新接收。這也稱為聲反饋。在此由聲波行經(jīng)的路徑稱為聲信道AK。在聽筒H被拿 起的圖1的例子中，可以近似地認為，揚聲器LS發(fā)射具有半球形特征的聲音，使得僅聲波的 一小部分擊中傳聲器M。聲信道AK在該狀態(tài)"被拿起"下具有較高的聲學阻尼，因為恰恰僅 所發(fā)射的聲能的一小部分被導向傳聲器M。 在圖2中示出同一電話聽筒H，但是這次該電話聽筒放在通信終端設備EG上。在 此通信終端設備EG的外殼構(gòu)成聲信道，其中由揚聲器LS發(fā)射的聲能(聲波)的大部分在 外殼中、主要在外殼底板上被反射，并且因此被導向傳聲器M。在此通信終端設備EG的外殼構(gòu)成聲信道AK，該聲信道與圖1的聲信道相比具有較小的阻尼。除直接作用于由傳聲器 M接收的聲音的響度的衰減外，在圖1和2中聲信道的其他特性也彼此不同，例如信號運行 時間和譜特性，其中后者意味著不同的頻率范圍以不同的阻尼傳輸。此外根據(jù)外殼的形狀 對于不同頻率的共振是可能的。 在圖2的實施例中，電話聽筒H放在通信終端設備EG的外殼上，使得從揚聲器LS 發(fā)射的聲能首先被傳輸?shù)酵鈿ど蠚?，并且由該外殼上殼至少部分地轉(zhuǎn)遞給外殼內(nèi)部的空氣 體積，在那里以所述方式到達傳聲器M所放在的該外殼區(qū)域，最后通過外殼又被傳輸給傳 聲器M。聲音的一部分也直接通過外殼傳輸。根據(jù)實施形式可以在揚聲器LS和/或傳聲 器M所在的位置設置開孔或者柔性的膜用以更好地傳輸聲音。此外，可以在外殼的內(nèi)部形 成或者安裝單獨的聲信道，以便保證更好的或者其他的(盡可能獨特的)聲音傳輸。
現(xiàn)在根據(jù)圖3說明檢測的過程。除("依賴環(huán)境的")聲信道AK和電話聽筒H作 為用于聲波(音信號)的輸入和輸出介質(zhì)外，在此還考慮通信終端設備EG的數(shù)字信號處理 器DSP和控制該數(shù)字信號處理器的軟件SW，其中這里認為，數(shù)字信號處理器DSP和(這里未 示出的)微處理器控制器本來就在大多數(shù)現(xiàn)代的通信終端設備EG中存在。
在到達通信終端設備的呼叫的情況下應該使用音呼叫("鈴")用于用信號通知， 其中該音呼叫應該通過電話聽筒H的揚聲器LS輸出。以這種方式應該節(jié)省單獨的揚聲器、 蜂鳴器、鐘等。通信終端設備EG的微處理器控制器確定通信終端設備EG處于靜止狀態(tài)，亦 即基本上準備好用于用信號通知和接受呼叫。然而必須保證電話聽筒H放在外殼上。為此 控制程序向數(shù)字信號處理器DSP傳送指令序列，通過該指令序列所述數(shù)字信號處理器DSP 接管音發(fā)送器的功能并且產(chǎn)生音信號，例如440Hz的正弦音，其中該音以定義的響度(例如 25dB)從揚聲器LS輸出。在通過聲信道AK(這里是通信終端設備EG的外殼)后，該音信 號由傳聲器M接收，并且再次輸送給數(shù)字信號處理器DSP，該數(shù)字信號處理器DSP對所接收 的音信號進行分析，并且作為參數(shù)確定響度(電平)，這里例如是23dB。把針對參數(shù)"響度" 的該值與在通信終端設備EG內(nèi)存儲的表格比較，其中確定，例如在22dB和24dB之間的值 表征電話聽筒H放上，使得能夠通過電話聽筒H的揚聲器LS對人的聽力沒有危險地輸出音 呼叫。 通常由傳聲器M接收的音信號首先被濾波，在本實施例中使用440Hz "截止頻率 (Eckfrequenz)"的陡的帶通濾波器。該濾波可以以數(shù)字方式通過DSP進行。除阻尼外或者 代替阻尼作為參數(shù)還可以檢測所謂的"過零率"、即信號過零點的份額，該值也可以通過簡 單的信號處理器(DSP)容易地檢測。 在另一種情況下，電話聽筒H完全可能沒有正確地放在通信終端設備EG上，以致 例如在圖1的情況下19dB的值被測量，這導致輸出具有衰減了的響度的音呼叫或者根本不 輸出。 當作為音信號使用超聲或者次聲時，狀態(tài)的檢測可能是(幾乎)聽不見的并且由 此也在電話通話期間進行。限制于短的測量("音突發(fā)(Ton-Burst)")和小的信號振幅 (響度)對此也有幫助。最后作為音信號在通話期間也可以使用通話的由揚聲器LS再現(xiàn) 的"有用內(nèi)容"。在這種情況下把通過揚聲器LS輸出的聲學信號與由傳聲器M接收的信號 比較，從中例如可以確定聲反饋的程度(并從而確定阻尼)。在此可以分析所選擇的頻率范 圍，例如在聲反饋的情況下通過通信終端設備EG的外殼發(fā)生的已知共振頻率。
為在用于分析算法的表格內(nèi)編入比較值，可以激活所謂的"學習模式"，其中通過 菜單控制等執(zhí)行關于電話聽筒H的實際狀態(tài)的輸入，之后以測試方式輸出音信號并且把參 數(shù)(這里例如是阻尼或者響度)的在此測量的值記入表格中。在此考慮可能出現(xiàn)測量準確 度和與情況有關的不準確度，以便即使在后來輕微偏離的值的情況下也給出狀態(tài)的識別。
除對響度和從而聲信道的阻尼的測量外，也可以檢測其他的參數(shù)，例如可以確定 共振，其方式是，使用多頻信號或者噪聲信號作為音信號并且由數(shù)字信號處理器DSP執(zhí)行 快速傅立葉變換(FFT(Fast Fourier Transformation))用于確定共振頻率。以相同的方 式可以不僅區(qū)分狀態(tài)"被掛上"和"被拿起"，而且例如也可以區(qū)分電話聽筒H或者它的揚聲 器LS靠近頭/耳的情況，由此例如對所輸出的音信號以提高的程度進行衰減。此外可以檢 測狀態(tài)改變，其中重復地進行狀態(tài)檢測，由此可以部分地或者全部地節(jié)省叉形轉(zhuǎn)換開關或 者光電耦合對等。
權利要求
用于檢測通信終端設備(EG)的電話聽筒(H)的狀態(tài)的方法，其中電話聽筒(H)配備有傳聲器(M)和揚聲器(LS)，其特征在于，-通過電話聽筒(H)的揚聲器(LS)輸出定義的音信號，-該音信號同時又通過電話聽筒(H)的傳聲器(M)接收，-分析所接收的音信號，其中為所接收的音信號的至少一個參數(shù)確定至少一個值，-根據(jù)該至少一個值確定電話聽筒(H)的狀態(tài)。
2. 根據(jù)權利要求l所述的方法，其特征在于，對于電話聽筒(H)的狀態(tài)，至少在被掛上和被拿起的電話聽筒(H)之間區(qū)分。
3. 根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，對于被掛上的電話聽筒(H)的情況，決定性地使用電話聽筒(H)所放在的通信終端設 備(EG)的外殼或者在該外殼內(nèi)所集成的單獨的聲信道，用于從電話聽筒(H)的揚聲器(LS) 向傳聲器(M)傳輸音信號。
4. 根據(jù)上述權利要求之一所述的方法，其特征在于， 對于聽筒H的狀態(tài)在靠近和不靠近人體之間進行區(qū)分。
5. 根據(jù)上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，在向具有電話聽筒(H)的通信設備借助音呼叫用信號通知呼叫之前執(zhí)行所述方法，其 中通過電話聽筒(H)的揚聲器(LS)對音呼叫的輸出根據(jù)電話聽筒(H)的所檢測的狀態(tài)來 控制。
6. 根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，在電話聽筒(H)的狀態(tài)被檢測為"被拿起"或者為"靠近人體"的情況下，音呼叫的輸 出以消減的或者上升的響度進行或者無聲地用信號通知。
7. 根據(jù)上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，使用所述方法用于檢測電話聽筒(H)的狀態(tài)的改變，其中在電話聽筒(H)的"拿起"被 檢測的情況下，接受用信號通知的呼叫。
8. 根據(jù)上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，為分析所接收的音信號，把至少一個所確定的值與一個或者多個存儲的參考值比較。
9. 根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，為確定和存儲所述一個或者多個參考值，把具有電話聽筒(H)的通信終端設備(EG)轉(zhuǎn) 接成學習模式，其中至少一次通過電話聽筒(H)的揚聲器(LS)輸出音信號并且通過電話聽 筒(H)的傳聲器(M)接收和分析該音信號，其中使用至少一個在此確定的值用以產(chǎn)生所述 參考值中的一個或者多個。
10. 根據(jù)上述權利要求之一所述的方法，其特征在于， 作為至少一個參數(shù)使用所接收的音信號的響度。
11. 根據(jù)上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，作為針對參數(shù)中的至少一個，確定用傳聲器(M)所接收的音信號的過零率的值。
12. 具有電話聽筒(H)的通信終端設備(EG)，其特征在于，所述通信終端設備(EG)被設計用于執(zhí)行根據(jù)權利要求1到11所述的方法之一。
13. 根據(jù)權利要求12所述的通信終端設備(EG)，其特征在于，所述通信終端設備(EG)被設計用于借助通過電話聽筒的揚聲器(LS)再現(xiàn)的呼叫音用信號通知到來的呼叫。
14.根據(jù)權利要求12或者13之一所述的通信終端設備(EG)，其特征在于， 所述通信終端設備(EG)借助于使用所述方法之一被設計用于補充或者代替叉形轉(zhuǎn)換開關。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于檢測通信終端設備(EG)的電話聽筒(H)的狀態(tài)的方法，其中電話聽筒(H)配備有傳聲器(M)和揚聲器(LS)。在此通過電話聽筒(H)的揚聲器(LS)輸出定義的音信號，該音信號同時又通過電話聽筒(H)的傳聲器(M)接收。分析所接收的音信號，其中為所接收的音信號的至少一個參數(shù)確定至少一個值，并且根據(jù)該至少一個值確定電話聽筒(H)的狀態(tài)。
文檔編號H04M1/82GK101796799SQ200780100509
公開日2010年8月4日 申請日期2007年9月4日 優(yōu)先權日2007年9月4日
發(fā)明者O·布拉斯, U·哈德布希 申請人:西門子企業(yè)通訊有限責任兩合公司