具有隱藏的偏離聲源的聲音開口的手持電子設(shè)備的制作方法

專利名稱：具有隱藏的偏離聲源的聲音開口的手持電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所公開和要求保護的方案大體上涉及手持電子設(shè)備，具體涉及一種具有多個聲音開口(sound opening)的手持電子設(shè)備，該聲音開口偏離音頻換能器而排列，并通常不可見。
背景技術(shù)：
已知多種類型的手持電子設(shè)備。這種手持電子設(shè)備的例子包括，例如，個人數(shù)據(jù)助理(PDA)、手持電腦、雙向?qū)ず魴C、蜂窩電話等。盡管許多這種手持電子設(shè)備是不具備與其他設(shè)備通信的功能的孤立設(shè)備，但是許多手持電子設(shè)備也具有無線通信能力的特征。某些手持電子設(shè)備具有揚聲器，該揚聲器故意靠著用戶的耳朵放置。這種手持電子設(shè)備包括電話和具有電話功能的電子設(shè)備，以及其他設(shè)備。這種類型的設(shè)備典型地包括音頻換能器，例如在外殼中并位于該外殼末端的揚聲器。該外殼典型地包括一個或多個聲音開口，該聲音開口形成在該音頻換能器的發(fā)聲部件的附近。該聲音開口提供了音頻換能器和該手持電子設(shè)備周圍的空氣之間的流體通信，以使由該音頻換能器所產(chǎn)生的聲音能夠被發(fā)送至空氣，并被用戶聽見。雖然這種設(shè)備在其計劃的用途上通常是有效的，但是這種設(shè)備并不是不受限制的。具有意欲被放在耳邊的揚聲器的電子設(shè)備典型地具有低輸出音量。為了能在用戶耳中接收到音頻換能器輸出的聲音，需要外耳在聲音開口周圍的區(qū)域內(nèi)形成與電子設(shè)備的外表面的至少一部分封閉。在例如傳統(tǒng)電話的一些設(shè)備中，只有將該設(shè)備靠在外耳上才能在電子設(shè)備和外耳之間實現(xiàn)封閉。但是，對于相對較小的手持電子設(shè)備，聲音開口的位置可能非?？拷撾娮釉O(shè)備的邊緣，這樣很難在該手持電子設(shè)備和用戶耳朵之間形成有效的封閉。這種情況對于相對較小的手持電子設(shè)備來說尤其明顯，該設(shè)備構(gòu)造為將較小的輸出換能器作為揚聲器。為了節(jié)省空間的原因，這種輸出換能器通常在外殼中盡可能地靠近該外殼的邊緣。也就是說，手持電子設(shè)備通常不包括其他的例如位于音頻換能器與外殼邊緣之間的電子部件。當(dāng)前的手持電子設(shè)備通常使用印刷電路板的結(jié)構(gòu)，這樣電子部件通常離印刷電路板不遠(yuǎn)，且不能位于音頻換能器和外殼的內(nèi)部邊緣之間。由于在音頻換能器和外殼邊緣之間的區(qū)域通常不能被該電子設(shè)備的其他部件使用，因此有意地使音頻換能器遠(yuǎn)離外殼邊緣會在電子設(shè)備中在音頻換能器和外殼邊緣之間產(chǎn)生空閑區(qū)域。這將導(dǎo)致在電子設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生了多余的長度和不希望的空閑區(qū)域的情況。這樣，需要提供一種至少能克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的一些缺點的可替換的構(gòu)造。


當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時，可以從以下說明中獲得進一步的理解，在附圖中
圖1是根據(jù)所公開和所要求保護的方案的第一實施例的改進的手持電子設(shè)備的正視圖；圖2是圖1的手持電子設(shè)備的示意圖；圖3是圖1的手持電子設(shè)備的局部放大正視圖；圖4是圖1的手持電子設(shè)備的局部透視圖；圖5是圖4沿5-5線的剖面圖；圖6是與圖3相似的視圖，但是除去了該手持電子設(shè)備的鏡頭；圖7是圖1的手持電子設(shè)備的內(nèi)部區(qū)域的局部視圖；圖8是根據(jù)所公開和所要求保護的方案的第二實施例的改進的手持電子設(shè)備的正面正視圖；圖9是圖8的手持電子設(shè)備的局部透視圖；圖10是圖8的手持電子設(shè)備的局部的另一透視圖；和圖11是圖9沿11-11線的剖面圖，并附加示出了圖8的手持電子設(shè)備的墊圈 (gasket)ο在整個說明書中相似的附圖標(biāo)記指代相似的部分。
具體實施例方式在圖1中概括地描述了改進的手持電子設(shè)備4，并在圖2中作了示意性地描述。該示例手持電子設(shè)備4包括外殼6，在該外殼6上具有操作裝置，該操作裝置可認(rèn)為包含輸入裝置8、輸出裝置12和處理器裝置16。該處理器裝置16包括處理器18和存儲器20。該處理器18可以例如但非限制性地為微處理器(μ P)，其響應(yīng)于來自輸入裝置8的輸入，并向輸出裝置12提供輸出信號。該處理器18還與存儲器20接口。該存儲器20可以是RAM、R0M、 EPROM(s)、EEPROM(s)和/或其他存儲設(shè)備中的任何一個或多個。所述輸入裝置8包括圖示的位于外殼6上的鍵盤M。如圖1中可見的，外殼6具有形成在其中的多個聲音開口觀。如此處所使用的，用語“多個”及其變形寬泛地指代任何非零數(shù)量，包括數(shù)量一。每個聲音開口觀都位于外殼6中所形成的通道30的末端。所述通道30和聲音開口 28都有利地與手持電子設(shè)備4的第一邊緣32有距離。該聲音開口 28 通常在外殼6中形成在該手持電子設(shè)備4的前表面36。該聲音開口觀距離第一邊緣32之間的空間有利地使用戶能夠在該用戶的耳朵和前表面36之間形成封閉，這使用戶能夠通過該聲音開口觀聽見所產(chǎn)生的聲音。如此處所使用的，用語“封閉”及其變形寬泛地指代在兩個物件之間的一類接口，其中防止流體通過該接口(例如在兩個物件之間)。所述外殼6包括框架40和鏡頭44，該鏡頭44位于框架40上。在本實施例中，該鏡頭44可以作為蓋子，應(yīng)當(dāng)理解，在不同的實施例中可以使用其它類型的蓋子。所述框架 40包括前部48和后部52 (圖7)。圖6大致描述了去除了鏡頭44的手持電子設(shè)備4。圖7 描述了去除了框架40的前部48的手持電子設(shè)備4。如圖6所示，前部48具有窗口 56和在其中所形成的換能器孔60。當(dāng)將前部48和后部52裝配在一起時，通常在其之間具有空的內(nèi)部區(qū)域64(圖7)。所述窗口 56與該內(nèi)部區(qū)域64進行通信。所述前部48包括鄰近窗口 56的框架表面68 (圖6)。在本實施例中，在前部48中形成支座70，鏡頭44位于該支座70中。框架表面68通常在前部48中位于支座70中。如
5圖4可見，鏡頭44具有鏡頭表面72。當(dāng)裝配時，該鏡頭表面72位于框架表面68上。如圖4進一步可見的，該鏡頭44在其中鄰近鏡頭表面72的位置處形成有凹口 76。 這樣鏡頭44包括鄰近凹口 76的底面部分80，該底面部分80具有鄰近凹口 76的底面表面 84。該鏡頭44還具有鄰近凹口 76的外圍表面88，該外圍表面88在底面表面84和鏡頭表面72之間延伸。所述凹口 76的外圍通常位于標(biāo)記92所示的位置，在凹口 76周圍的鏡頭表面72的部分上?？梢?，在鏡頭44的底面部分80中形成了通道30。當(dāng)鏡頭表面72位于框架表面68上時，凹口 76周圍的外圍92與該框架表面68的相對部分封閉，在鄰近鏡頭表面72的鏡頭44的至少一部分與鄰近框架表面68的框架40 的至少一部分之間形成了基本封閉的空腔96。這種封閉可以以多種方式中的任何一種來形成，例如使用粘合劑、焊接技術(shù)、成形技術(shù)等。應(yīng)當(dāng)理解，該空腔96基本是封閉的，除了換能器孔60和聲音開口觀與空腔96的內(nèi)部并與該空腔96的外部進行流體通信。該空腔96通常沿圖4中由標(biāo)記100所示的第一軸延伸。該第一軸100的方向基本平行于底面表面84。如圖4和圖5可見，該空腔96還沿橫切第一軸100的另一條軸延伸，從而可以說該空腔96沿由第一軸100和橫切該軸的軸所定義的平面延伸。如圖4和5進一步可見，在本實施例中的通道30沿第二軸108延伸穿過底面部分 80，該第二軸108的方向與第一軸100大致正交。在其他實施例中其他構(gòu)造也是可能的。如圖3和圖7所表明的，所述輸出裝置12包括位于框架40的后部52上的音頻換能器112和顯示器116。在本例中的音頻換能器112是位于后部52上的插座128(圖7)中的揚聲器。顯示器116包括屏幕120和連接裝置124。該顯示器116和音頻換能器112位于框架40的內(nèi)部區(qū)域64中。該屏幕120位于鄰近窗口 56處，并且對于位于框架40外部的觀察者來說是可通過窗口 56看見的。應(yīng)當(dāng)理解，空氣通常處于框架40的外部。所述連接裝置124與處理器裝置16連接(圖7中未示出)。如圖7中可見，位于插座128中的音頻換能器112鄰近顯示器116的連接裝置124。如在相關(guān)技術(shù)中可以理解的，顯示器116是單一結(jié)構(gòu)，連接裝置IM提供了將屏幕120可操作地連接至處理器裝置16 的裝置，以便能夠?qū)碜蕴幚砥餮b置16的信號提供給屏幕120，用于可視輸出。在圖7中示出了墊圈132，其位于音頻換能器112的發(fā)聲部件的頂部。該墊圈132 在換能器孔60的周圍區(qū)域中形成了相對于前部48的底面(在此沒有特別示出)的封閉， 以在音頻換能器112和前部48之間提供基本密封的封閉，這樣使音頻換能器112產(chǎn)生的聲音能夠通過換能器孔60和聲音開口 28之間的空腔96傳播。所述鏡頭44至少是部分半透明的，并至少部分在屏幕120之上。如此處所使用的， 用語“半透明”及其變形寬泛地指代允許光路通過的特性，并可以包括透明的特性，光線在其中傳播并且不發(fā)生明顯的散射，這樣不會顯著地改變在其中傳播的光波。如從圖3中可理解的，音頻換能器112位于緊鄰?fù)鈿?的第一邊緣32處。聲音開口 28的中心比音頻換能器112的中心距離第一邊緣32更遠(yuǎn)。在本實施例中，音頻換能器 112的中心通常由換能器孔60的位置示出，如圖6所示。在本實施例中，空腔96被構(gòu)造為形成Helmholtz共振腔，這使音頻換能器112所產(chǎn)生的聲音能夠通過換能器孔60在空腔96的內(nèi)部和聲音開口觀的外部被接收，這樣例如當(dāng)用戶在用戶的耳朵與外殼6的前表面36之間形成了封閉時，聲音可以被用戶聽到。盡管其他的構(gòu)造也是合適的，但是在本實施例中，空腔96具有大約150立方毫米量級的內(nèi)部體積。盡管其他的構(gòu)造也是合適的，但是在本實施例中，聲音開口觀的中心位于距離第一邊緣32大約13-16毫米處，最外面的聲音開口 28的中心到中心的距離大約為10-12毫米。盡管可以采用其他的構(gòu)造，但是在本示例中，在透鏡44中形成凹口 76，其具有大約0.6-0. 8毫米的深度。還應(yīng)當(dāng)注意，在其他實施例中，凹口 76的部分可以形成在框架40 的前部48中，而不偏離本發(fā)明的方案。也就是說，取決于所需的構(gòu)造，空腔96可以形成在鏡頭44和框架40兩者之中。應(yīng)當(dāng)理解，電話通信通常在大約300-3400HZ的范圍內(nèi)實現(xiàn)，而例如音頻換能器 112的換能器通常在300-2000HZ的范圍內(nèi)工作。該音頻換能器112通常僅以較低的幅度產(chǎn)生2000Hz以上的頻率。由空腔96、換能器孔60和/或聲音開口觀所提供的HelmhoItz共振腔調(diào)諧至大約3000Hz，這樣對通常來自音頻換能器112的較低幅度的相對較高的頻率進行放大，并通常不管其他的頻率。這樣，由外殼6所提供的Helmholtz共振腔可以說是構(gòu)造為在某些方面提供比由音頻換能器112獨自提供的音頻響應(yīng)更好的音頻響應(yīng)。應(yīng)當(dāng)注意， 由音頻換能器112所產(chǎn)生的音頻信號通常是根據(jù)聲學(xué)模型進行數(shù)字信號處理的對象，該模型考慮了空腔96的頻率響應(yīng)，以在聲音開口洲處提供所有所需的頻率輸出。這樣，空腔96有利地使聲音開口觀遠(yuǎn)離直接位于聲音換能器112的上方的位置， 而是位于沿著第一軸100偏離該位置的地方。通過換能器孔60與空腔96進行流體通信的音頻換能器112使來自音頻換能器112的聲音能夠被傳遞到空腔96的內(nèi)部。通過通道30 同時與空腔96的內(nèi)部和空氣進行流體通信的聲音開口觀使音頻換能器112所產(chǎn)生、并被提供至空腔96的聲音能夠通過空腔96、聲音開口觀被發(fā)送至空氣中。在這一點上，當(dāng)用戶在用戶的耳朵與外殼6的前表面36之間至少部分地形成了封閉時，聲音可以按照需要進入耳朵，并可以準(zhǔn)確地被用戶聽到。這樣，空腔96被構(gòu)造為在鄰近(即，從圖3看，在上方)音頻換能器112并從而鄰近(即，從圖3看，在上方)換能器孔60的第一位置和鄰近(即，從圖3看，在上方)顯示器116的第二位置之間延伸。應(yīng)當(dāng)理解，顯示器116用作限制特征或結(jié)構(gòu)，用來將音頻換能器112的位置限制在最鄰近顯示器 116但不在顯示器116的上方的位置處(從圖3所示)。該空腔96有利地使聲音開口觀位于能夠?qū)⒙曇魝鬏斨劣脩舳鋬?nèi)的位置，而不需要特意考慮音頻換能器112的準(zhǔn)確位置。而且，聲音開口觀沿第一軸100與換能器孔60 相隔開。從圖3的表示中還可以看出，聲音開口 28至少與顯示器116的一部份重疊，更準(zhǔn)確地說，是與連接裝置124的一部分重疊。但是，應(yīng)當(dāng)理解，空腔96可以使用其他構(gòu)造，聲音開口觀可以相對于音頻換能器112和/或相對于第一邊緣32使用采用其他的位置。該聲音開口觀可以與音頻換能器112相隔開，但是不希望將其放置在屏幕120之上，否則這可能會影響用戶對屏幕120的視覺觀看。在圖8中大概描述了根據(jù)所公開和所要求保護的方案的第二實施例的另一個改進的手持電子設(shè)備204。該手持電子設(shè)備204與手持電子設(shè)備4相似，其中包括外殼206， 在該外殼206上置有輸入裝置208、輸出裝置212和處理器裝置216。進一步地，該外殼206 包括框架M0，在該框架240上置有蓋子M6。但是，該手持電子設(shè)備204的蓋子246包括鏡頭244和插入物M2?？梢哉J(rèn)為該蓋子246具有蓋子表面270，該蓋子表面270包括位于鏡頭244上的鏡頭表面272和位于插入物242上的插入物表面274。該插入物242位于框架MO中，且插入物表面274位于框架表面268上，應(yīng)當(dāng)理解，在這兩者之間置有墊圈332， 如圖11所示的。該插入物242具有在其中鄰近插入物表面274處所形成的凹口 276。當(dāng)該插入物242位于框架240上時，凹口 276在插入物242與框架240之間形成空腔，這形成了 Helmholtz共振腔，如在手持電子設(shè)備4中所提供的一樣。如圖10和11所最佳顯示的，插入物242在其中鄰近插入物表面274處具有多個通道230。每個通道230在該插入物242上在凹口 276和聲音開口觀之間延伸。當(dāng)從該手持電子設(shè)備204的正面觀察時，有利地該聲音開口 2 大部分被隱藏起來，但是，當(dāng)從適合的角度觀看時，可以看到至少一部分聲音開口 228，如圖9所示。更特別地，所述插入物242與鏡頭244相互鄰近放置。如圖11所示，鏡頭M4的一部分與插入物M2的一部分重疊。鏡頭244的鏡面橫向表面294與插入物242的插入物橫向表面298是相對的關(guān)系，并且位于離開該插入物橫向表面298的位置，這樣在該鏡面橫向表面294和插入物橫向表面298之間形成了通道四0。該通道290與空氣進行流體通信。如從圖9至11可以理解的，聲音開口 2 形成在插入物橫向表面四8中，并且面對鏡面橫向表面四4。同樣，可以看出，通道230以及聲音開口 2 在通道四0與凹口 276 之間提供了流體通信。這樣，在通道290和在凹口 276和框架240之間所形成的空腔之間實現(xiàn)了流體通信。如從圖11中進一步看出的，插入物242包括主體278、舌片282和一對接線片觀6。 該舌片282從主體278中向外伸出，且插入物表面274的至少一部分位于該舌片282上。所述接線片286從插入物表面274伸出，并且實現(xiàn)了插入物242至框架MO的機械連接。在主體278中形成了通道230，且該通道基本位于舌片282與凹口 276之間。鏡頭244的至少一部分與舌片282的至少一部分重疊。可以看到，通道230和聲音開口 2 沿軸300偏離音頻換能器312，如在圖11的示例和示意結(jié)構(gòu)中所表示的。這有利地使用戶在該手持電子設(shè)備204和用戶的耳朵之間形成封閉，以收聽由音頻換能器312所產(chǎn)生的聲音。也就是說，通道230和聲音開口 2 的位置安排使聲音能夠被提供至通道四0，并之后由用戶耳朵接收。通過將聲音開口 2 安排在當(dāng)從該手持電子設(shè)備204的正面觀察時基本不可見的位置處，通道230和聲音開口 2 的位置安排以一種審美愉悅的方式實現(xiàn)語音輸出的產(chǎn)生。 這種將聲音開口安排在偏離音頻換能器312的位置的方式實現(xiàn)了在用戶耳朵和外殼206之間形成封閉。進一步地，通過將插入物242提供為獨立于鏡頭244的部件，極大地簡化了插入物 242至框架240的安裝。特別地，所述墊圈332在插入物242和框架240之間在凹口 276的外圍形成了封閉，這樣封閉了由凹口 276和框架240所形成的空腔。通過將插入物242提供為獨立于鏡頭244的部件，也就是，該插入物242本身是比插入物242與鏡頭244的結(jié)合物要小的部件，則可以更容易封閉由凹口 276與框架240所形成的空腔。也就是說，該插入物242具有可封閉的結(jié)構(gòu)中。以可封閉的結(jié)構(gòu)來單獨構(gòu)造插入物M2比以可封閉的結(jié)構(gòu)來構(gòu)造插入物242和鏡頭244在成本上更加有效，從而更有利。同時，由墊圈332在框架240 與插入物242之間所提供的封閉比在框架240與比插入物242更大的部件之間的封閉更容易穩(wěn)定和可靠。進一步地，將該插入物242作為單獨的部件更容易以不同的顏色、標(biāo)識等來定制，這是有利的。
雖然在此詳細(xì)描述了所公開的和所要求保護的方案的特定實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，可以在所公開的所有教導(dǎo)的范圍內(nèi)，對上述細(xì)節(jié)進行各種修改和替換。因此，所公開的特定布置僅僅用于例證，而不是用于限制所公開和所要求保護的方案的范圍， 該方案具有所附權(quán)利要求及其所有等同物的最寬范圍。
權(quán)利要求
1.手持電子設(shè)備，包括外殼，包括框架、蓋子和音頻換能器；所述外殼具有一外周界；所述音頻換能器位于所述外殼內(nèi)且鄰近所述外殼的外周界；所述外殼形成延伸的Helmholtz共振腔，所述Helmholtz共振腔沿第一軸延伸；所述音頻換能器與所述Helmholtz共振腔進行流體通信；所述外殼具有形成在所述蓋子中的、與所述Helmholtz共振腔進行流體通信的第一開口 ；以及所述第一開口沿所述第一軸偏離直接位于所述音頻換能器之上的位置，從而在用戶耳朵與所述外殼之間形成一封閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持電子設(shè)備，其中所述框架具有框架表面、前部和后部；所述蓋子具有蓋子表面；所述蓋子與所述框架耦合，使得所述蓋子表面的至少一部分直接鄰近所述框架表面的至少一部分；以及所述外殼包括在所述框架和所述蓋子的至少一個中所形成的凹口，凹口形成在所述框架中時所述凹口鄰近所述框架表面，凹口形成在所述蓋子中時所述凹口鄰近所述蓋子表面，所述凹口限定所述Helmholtz共振腔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的手持電子設(shè)備，其中所述第一開口形成在所述蓋子中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的手持電子設(shè)備，其中所述蓋子包括相互鄰近放置的插入物和鏡頭，所述第一開口形成在所述插入物中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的手持電子設(shè)備，其中所述第一開口朝向所述鏡頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的手持電子設(shè)備，其中所述鏡頭的一部分與所述插入物的一部分重疊。1
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的手持電子設(shè)備，其中所述插入物包括主體和舌片，所述舌片從主體突出，所述蓋子表面的一部分位于所述舌片上，所述鏡頭的所述一部分與所述舌片的一部分重疊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的手持電子設(shè)備，其中所述外殼包括在所述空腔周圍、位于所述框架和所述舌片的一部分之間的一封閉。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的手持電子設(shè)備，其中所述主體具有形成于其中的第一通道， 所述第一通道在所述Helmholtz共振腔和所述第一開口之間延伸，所述第一通道位于所述舌片和所述Helmholtz共振腔之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的手持電子設(shè)備，其中所述第一通道形成于主體中鄰近蓋子表面處。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的手持電子設(shè)備，還包括所述鏡頭上的鏡面橫向表面；所述插入物上的插入物橫向表面；以及形成在所述鏡面橫向表面和所述插入物橫向表面之間且與所述手持電子設(shè)備的周圍空氣進行流體通信的通道。
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的手持電子設(shè)備，其中所述插入物還包括 主體；舌片；以及一對接線片， 其中所述舌片從所述主體向外突出，并且所述插入物表面的一部分位于所述舌片上，以及所述接線片從所述插入物表面突出，并且實現(xiàn)了所述插入物至所述框架的機械連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的手持電子設(shè)備，其中所述第一通道形成在所述主體中，且位于所述舌片與所述凹口之間。
全文摘要
一種改進的手持電子設(shè)備，具有外殼和在該外殼中形成的延伸空腔。音頻換能器與該空腔進行流體通信，且在該外殼中形成多個聲音開口，該聲音開口與空腔并且與該手持電子設(shè)備的周圍空氣進行流體通信。所述聲音開口通常偏離音頻換能器的中心區(qū)域，并且該聲音開口通常比音頻換能器距離該外殼邊緣更遠(yuǎn)。所述空腔被構(gòu)造為形成Helmholtz共振腔，以通過該空腔能夠在音頻換能器與聲音開口之間進行語音通信。將聲音開口偏離外殼邊緣放置有助于用戶在該外殼和用戶的耳朵之間形成封閉，以使來自聲音開口的聲音能夠進入耳朵并被用戶聽見。在一個實施例中，聲音開口朝向在外殼中形成的通道，這使聲音開口大部分不可見，并使聲音開口距離音頻換能器更遠(yuǎn)。
文檔編號H04M1/03GK102420885SQ201210005529
公開日2012年4月18日 申請日期2007年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月27日
發(fā)明者喬納森·諾貝爾, 克雷格·蘭塔, 拉里·霍克 申請人:捷訊研究有限公司