导致声学失真，并且粘合剂的接合强度必须是足够的，以阻止同样会影响声学和防水性的膜的变形。
[0058]在一个方面，在被封闭的电子装置服务于语音通信的功能性目的的情况下，存在所公开的适合于形成声膜的材料，该声膜产生用于人的语音的合适频率范围(主要从10Hz到3000Hz)。通过选择具有合适的杨氏模量和密度的材料，膜频率响应可以被调整到目标频率。如在图23中示出的，顺应地安装的膜在分贝方面具有比刚性地安装的膜更高的输出。
[0059]对于扬声器，大尺寸的膜是期望的，以振动并向外传输声音。这样的膜可以被安装以便允许其使用顺应性安装来弯曲或振动，或膜可以具有足够大的尺寸或足够薄的尺寸，以振动并向外传输声音。
[0060]为了产生防水密封件，考虑到材料的表面能量、用于接合的表面积和允许膜振动并传输声音的接合的顺应性，适当的粘合剂可以被选择以产生牢固的接合。
[0061]与声学和防水膜材料的选择同等重要的是所选择的膜如何被安装的边界状况，因为这也会影响膜的频率范围。更顺应、更不刚性的安装情况将会导致更低的频率范围。膜的共振的最低频率可以由机械和材料参数来限制。在顺应地安装的膜中，被刚性地接合到周围外壳的膜的低频模式可以被确定为接近被限定为自由振动边缘夹紧的圆盘的隔膜的频率响应。这样的盘的自然频率由以下公式来确定:fmn= α 二/4 π X V (E/3 P (l_v2))x(h/a2):其中夂是隔膜的振动模常数，h是隔膜的厚度，a是隔膜的有效半径，P是隔膜材料的质量密度，V是隔膜材料的泊松比，而E是隔膜材料的杨氏模量。膜的响应频率可以由该公式控制。其将在频率响应中显示为共振，并且可以存在与由该公式给定的最低模式相比更高的频率下的其他振动模式。因此，为了将能量从声膜转移到扬声器，低模量是期望的。具体地，具有低密度的柔性膜是期望的，使得当受到声波的冲击时，膜的运动被最大化，使得声波然后在膜的另一侧上再现。这种共振在扬声器与膜的频率响应中显示为峰值。进一步可能的是，调谐膜频率，以从扬声器-膜单元提供额外的输出。这可以通过使用柔软或顺应性泡沫来将膜安装到外壳而实现。在一个方面，粘弹性粘合胶带可以被用来将膜顺应地安装到外壳，因为该胶带产生适合于动态使用的牢固的防水接合。在另一方面，膜组件的顺应性可以通过在膜的两侧上使用柔软泡沫以及粘弹性粘合胶带来增强。膜的更刚性的边缘状况会导致膜的更高的频率响应。因此，膜的模式频率将会取决于材料的杨氏模量、密度和直径以及厚度。
[0062]在一个方面，膜材料可以被选择为具有从50MPa直到80GPa的杨氏模量和从500kg/m3直到2500kg/m3的密度。这类材料的一些示例包括热塑性薄膜PEN、P1、PET、PBT、PE、PC、PVC、PP、EVA ;热塑性合金、热固性塑料、热塑性弹性体(诸如TPE/TPU)、橡胶(诸如丁基橡胶)、乙烯丙烯、硅氧烷、氟硅氧烷、表氯醇、氯磺化聚乙烯、含氟弹性体、氟基弹性体、四氟乙烯、四氟丙烯、聚氯丁烯、有机薄膜(诸如，胶原薄膜或由像淀粉、蛋白质的天然产物或合成聚合物制成的薄膜)、陶瓷、硅酮薄膜、金属箔或金属化薄膜。铝箔和具有金属沉积物的塑料薄膜以及多层系统由材料(诸如PET)的不同组合的层压件与被层压在一起的箔组成。膜的尺寸和材料的厚度还可以被选择为实现特定频率范围。在一个方面，更薄的膜将会降低膜频率响应，并且相反，更厚的膜将会导致更高的频率响应。更大的膜将会引起比使用相同材料的更小的膜更低的频率响应。为了具有较小声学特征的小型装置(诸如电话、mp3播放器，视频记录器、相机、耳机和助听器)的目的，膜的厚度可以理想地从5微米直到2000微米的范围内变化，这取决于材料。膜的阻尼或能量吸收特性也需要被考虑。更高的阻尼(吸收更多能量)材料将具有更平滑的频率响应，并且在其频率响应中示出更少的尖峰或共振。这会引起自扬声器的外部的更自然的声音传输。相反，低阻尼材料(诸如金属箔或陶瓷)会具有锐共振。
[0063]在现有技术中，未知的是哪些材料适合于被用作具有期望的声学性质和水浸与户外使用的稳定性的不透膜。此外，本申请中的声膜是防水的，这是具有牢固粘合剂的功能，以形成具有表明防水程度的粘合剂接合强度和材料的粘合强度的牢固接合。然而，人们可能期望牢固的接合是更好的，并且紧密地保持膜的粘合剂对于防水性来说是更好的。然而，这不是显而易见的，并且本发明的一部分是粘合剂实际上必须在宽范围的环境状况下对于动态使用是顺应的，以允许膜自由地振动并移走容纳在外壳内的空气体积。此外，为了避免影响到声音进出外壳的传输的来自外壳的材料的振动的回响或来自壳体内的回声的反馈，由声学阻尼材料(诸如泡沫或弹性体材料)制成的不透气和水的可压缩密封件可以被用来环绕外壳与装置的麦克风之间的空气腔，并将该空气腔与外壳的其余部分密封隔离，以防止来自外壳内的其他声源的将会影响声音质量和传输的回响。可压缩弹性体或泡沫进一步增强膜安装的方式的顺应性，使得其不被压缩在两种坚硬材料之间，这两种坚硬材料阻止其振动或移走空气体积并对当声源经过不透气和水的膜组件时产生的声压差做出反应的能力。对什么可以是形成声学材料或声传输的其他功能要求的合适材料的理解不属于现有技术，因为这通常通过使用允许声音传输经过透气膜的渗透膜来实现。然而，用于防水的渗透膜的使用可能是不可靠的，因为孔的尺寸可以在触摸后容易被扩大或被刺穿，这会使它们不防水。防水的渗透膜不依赖于相同的原理，以在防水外壳内作为非渗透(non-porous)防水膜来操作，然而，这些原理不是公知的，因为大多数现有技术依赖于用于防水外壳的渗透膜的使用。各种防水应用使用允许空气经过但不允许水经过同时防水的渗透膜，这具有其局限性。这样的渗透膜不是可靠防水的，因为孔在磨损的情况下容易被损坏，会随着时间而泄露，并不适合于它们经受持续运动诸如以保护不受意外掉落、日常使用或户外使用的损坏的动态使用。而且，许多膜由PTFE (铁氟龙)制作，PTFE (铁氟龙)具有对化学侵蚀的强抗性的化学性质，因为其是相对惰性的，但是同时PTFE是非常难以粘附的，由于其较低的表面能量和接合到其他材料的较低能力。PTFE的低表面能量或低“浸湿性”意味着其难以形成作为防水保护的基础的牢固的粘合剂接合。材料的渗透性及其材料性质在防水壳体的应用方面具有局限性。因此，现有技术中存在对改善的防水外壳的需要，该防水外壳允许声学传输，但是不损害防水性。
[0064]麦克风通常可以包括围绕麦克风的不透气密封，以便膜最佳地运行，从而在背景噪声降低的情况下允许更低的频率响应、更响亮的总体音量和更大的清晰度；然而，对立物可能需要用于扬声器膜。如果装置与膜之间的空气的体积减小，则可以通过密封扬声器膜或减小装置与膜之间的空气体积，膜振动的能力被妨碍，使得总的声传输被减少。用于扬声器膜操作的一个要求可以是足够大的空气间隙或空气腔的策略性使用，以允许膜振动。声音在扬声器中的传输是膜的材料性质、膜的厚度、膜的尺寸、膜的顺应性安装和空气腔的尺寸的函数，因为所有这些产生以下效果，即允许顺应地安装的柔性膜产生低阻力以响应于空气压力。具体地，对于不透气或不透水的膜，希望使用空气室或壳体中的被抑制的空气压力来迫使膜振动，使得其充当空气活塞。顺应地安装的膜允许其振动，而非紧密地夹紧膜，这会阻止运动。顺应地安装的膜包括类似弹簧的效果，该效果允许膜振动，并充当对空气压力的变化作出响应以移动膜从而允许声音传递的空气活塞，并且增加总体声音水平。在一些情况下，来自声源的声音因此可以在不透气和水的外壳内被重新定向，使得尺寸足够大的膜和尺寸足够大的空气腔可用于振动，以充当空气活塞。当使用非渗透膜时，重要的是具有使被封闭的外壳中的空气压力均等以便膜可以弯曲并且声音可以传播的方式。空气压力的累积会引起膜鼓胀，并且腔中的空气的力阻止膜充分地振动以及传播声音。必须的是在防水外壳中具有可以被偶尔打开和关闭以使空气压力均等的辅助端口。策略性的空气腔和膜的功能重要性及其物理要求在现有技术中不是公知的，因为当使用渗透膜时，这些不会是显而易见的，该渗透膜允许空气的流动，使得腔未被密封，并且由于渗透膜的结构，该渗透膜可以不是连贯的或扁平的，从而影响音调质量，并且会更易于在过多振动能量时破损，尤其是在未被顺应地安装的情况下，使得渗透膜撕裂、变形或分离。在理解声音在防水外壳中如何作用时，应用于非渗透膜的原理也可以应用于渗透膜，然而，准确理解是不存在的，除非首先对理解非渗透膜在不透气和水的外壳中运行所需的功能和结构考虑作出努力。在不透气和水的外壳中，声音可以通过策略性的空气腔和空气间隙、管道或内部端口或管的使用被重新定向，以允许空气压力移动到外壳的另一更大的区域，该区域可以振动，并且充当扬声器膜，以允许声波传播到外壳的外部。声音可以以这样的方式被重新定向，因为外壳包括不透气的膜，使得因为声音的较小的传输损失而存在声能的最小损失，这是由于不存在将会降低空气压力并减少膜的潜在的振动能量的气孔。声波因此在不透气和水的膜的另一侧上产生以到达外部环境，声波然后可以通过外部介质(不论是空气还是水)传播。现有技术中已知的是，空气与水的声音阻抗是不同的，这会限制声音从声源在空气中行进并且被传播通过水而无显著的传输损失的能力。因此，现有技术中存在能够在水下传播声音而无显著的信号衰减的需要。采用空气室和不透膜来产生空气活塞的不透气和水的外壳允许来自外壳内部的源的声音传播通过外部的水环境而无显著的衰减，因为外壳内的声能被转换为膜的振动能量，使得在水中声波可以在不透气和水的声膜的外侧上产生。在水中产生的这些声波在水下经历更少的声阻抗，使得声音可以传播得更远，可能遍及所容纳的水质量(诸如游泳池)的整个主体。因此，被容纳在这样的不透气和水的外壳内的装置的操作者可以在水下收听音乐，即使他们相对远离外壳。
[0065]此外，在一些情况下，膜可能需要通过阻尼材料(诸如泡沫或橡胶)的使用与相邻结构隔离开。这在存在来自在外壳内反射的振动/反馈的回响的情况下可能是需要的，并且取决于外壳内的特征件的空间取向，其中所述回响产生对扬声器输出的干扰，但是通常，空气的体积越大，产生的干扰越小。
[0066]对于许多装置制造商，存在对产生更轻、更薄和更小并且仍提供更多性能的装置的继续开发。零部件也变得更紧凑且更小以配合在装置内，使得特征件和部件在更小空间中更紧密地在一起。由于微小的MEMS麦克风和扬声器的使用日益增加，诸如波束形成的新技术可以被用于噪声消除技术，并且这些技术在设计防水壳体时尤其相关。这类装置可以采用一系列具有低信噪比的MEMS全方向麦克风，该MEMS全方向麦克风可以与或不与陀螺仪结合，以确定装置的取向和主要声源的位置，检测背景噪声的方向，并应用改善的噪声消除技术来消除背景噪声。采用被配置为形成方向性响应或波束图案的多个麦克风的装置可以被设计为对来自一个或更多个特定方向的声音并且来自其他方向的声音更敏感，并使用复杂的信号处理算法来消除反馈、回声和背景噪声。在以波束形成阵列的方式采用多个麦克风用于噪声衰减和消除的电子装置中，防水外壳形成唯一的挑战，因为如果来自扬声器的未预期到的反馈或振动回弹通过外壳并且被任意麦克风检测到，其会干扰装置的信号处理算法。当声源被供给到声音接收器中时，这会引起回声或声音的失真和声反馈循环，并且会影响电话通话的品质。为了避免这种情况，这样的装置中麦克风可以使用阻尼材料(诸如泡沫或橡胶)，从而与来自外壳的振动的回响或该装置中的扬声器可以产生的任何声音隔离开。
[0067]在用于装置的防水外壳中，在装置上可能存在必须运转的多个传感器，诸如音频(麦克风)和图像传感器(相机)，并且由于这些特征件的紧密邻近可能存在不足的空间。在一个方面，这是声学的设计挑战，因为膜需要足够大面积来振动并传输声音。在另一方面，这是防水接合的设计挑战，因为粘弹性粘合剂(诸如3M VHB胶带)通常会需要最小宽度来可靠地接合(至少1.5mm或更大)。在另一方面，合适薄的