专利名称：键盘和麦克风布置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种语音通信设备的麦克风布置，特别地，涉及一种麦克风和键盘的布局。
背景技术：
在语音通信设备中，必须设置麦克风和扬声器以便允许用户发送和接收与另一个人所使用的另一兼容设备之间的音频信号。
在典型的电话中，设置了听筒，具有使麦克风和扬声器以彼此隔离的关系定位的形状形式。典型地，麦克风和扬声器位于一系列端口之后以允许向和从其将声音传送到听筒之外。这些端口为听筒的声频响应特性提供了好处，但是从美学观点来看，可能会使手机的外观混乱。另外已经暴露的端口使这些端口易于受到周围灰尘和污垢的阻塞。溢出到这些端口周围的液体也可以进入端口，并且可能会损坏下面的器件。
同时，如蜂窝电话等便携式通信设备具有越来越小的形式因子。针对具有较小形式因子的蜂窝电话而言定位换能器是较为困难的任务，这是由于几乎没有区域来放置换能器的端口。
需要一种解决现有技术中定位通信设备的换能器时的不足的布置。
发明内容
在第一方案中，提出了一种通信设备的键盘和麦克风布置。所述布置包括按键，具有帽部和茎部；基层，附加到所述茎部上；按键电路，用于识别所述按键的激活；支撑件，用于支撑所述按键和基层；位于所述支撑件下方的麦克风；所述基层中的端口，从所述基层的上表面通过所述基层内部延伸到所述基层的下表面。所述支撑件具有从其顶表面通过其内部延伸到其底表面的开口。还存在空气通道，用于将所述麦克风与所述帽部上的周围空气相连，所述空气通道包括所述端口和所述开口。所述茎部和所述帽部位于所述端口周围，从而使所述帽部完全在所述端口上延伸。
在所述配置中，所述按键电路可以位于所述基层的下方。所述按键电路可以安装在PCB上。所述PCB可以具有从其顶表面通过其内部延伸到其底表面的第二开口。此外，所述布置可以具有第二PCB，用于将所述麦克风安装在其上；以及所述按键电路的支撑，安装到所述第二PCB上，并且位于所述按键电路之下。所述支撑可以具有从其顶表面通过其内部延伸到其底表面的第三开口。所述空气通道还包括第二开口和第三开口。
在所述配置中，所述空气通道可以成列地从所述麦克风向所述端口垂直延伸。
在所述配置中，所述基层的所述顶表面上的所述端口的开口可以位于所述茎的角落周围。
在所述配置中，所述茎可以具有在所述茎部的角落处、在其主体内的向内凹槽。
在所述配置中，可以将所述麦克风包围在所述PCB周围的法拉第屏蔽内。
在第二方面中，提出了一种无线通信设备，包括外部框架；用于发射无线信号的天线；按键，具有帽和茎；基层，附加到所述茎上；支撑件，用于支撑所述按键和所述基层，按键电路，用于识别所述按键的激活；位于所述支撑件下方的麦克风；所述基层中的端口，从所述基层的上表面通过所述基层内部延伸到所述基层的下表面；以及空气通道，用于将所述麦克风与所述帽上的周围空气相连，所述空气通道包括所述端口和从其顶表面通过其内部延伸到其底表面的支撑件中的开口。在所述设备中，所述茎和所述帽位于所述端口周围，从而使所述帽完全在所述端口上延伸。
在所述设备中，所述按键电路可以位于所述基层的下方，并且所述按键电路可以安装在PCB上。所述PCB具有从其顶表面通过其内部延伸到其底表面的第二开口。此外，所述设备还包括第二PCB，用于将所述麦克风安装在其上；以及所述按键电路的支撑，安装到所述第二PCB上。所述支撑位于所述按键电路之下，并且具有从其顶表面通过其内部延伸到其底表面的第三开口。此外，所述空气通道还包括第二开口和第三开口。
在所述设备中，所述空气通道可以成列地从所述麦克风向所述端口垂直延伸。
在所述设备中，所述基层的所述顶表面上的所述端口的开口可以位于所述茎的角落周围。
在所述设备中，将所述麦克风包围在所述第二PCB上的法拉第屏蔽内。
在第三方面中，提出了一种无线手持通信设备。所述设备包括具有正面的壳体；显示器，其位置接近于正面的第一端；键盘，其位置接近于正面的第二端，所述第二端实质上与所述第一端相对，所述键盘具有多个按键，允许输入字母数字文本以创建文本消息，从而将其从所述无线手持通信设备无线地传送；以及麦克风，用于接收语音，所述麦克风相对于用户的脸位于键盘的下方。在所述设备中，所述键盘具有至少一个音频输入端口，位于所述键盘的按键的下方。
在所述设备中，作为至少一个音频输入端口的键盘的按键可以将空气流重定向到至少一个音频输入端口。
在所述设备中，可以按照实质上垂直的方式对空气流进行重定向。
在第四方面中，提出了一种无线手持通信设备。所述设备包括具有正面的壳体；显示器，其位置接近于正面的第一端；键盘，其位置接近于正面的第二端，所述第二端实质上与所述第一端相对，所述键盘具有多个按键，允许输入字符，所述字符的输入用于从无线手持通信设备开始的无线通信中；以及麦克风，用于接收语音，所述麦克风相对于用户的脸位于键盘的下方。在所述设备中，所述键盘具有至少一个音频输入端口，位于所述键盘的按键的下方。
在第五方面中，提出了一种无线手持通信设备。所述设备包括具有正面的壳体；显示器，其位置接近于正面的第一端；键盘，其位置接近于正面的第二端，所述第二端沿正面的长度方向与所述第一端相对，所述键盘允许输入字符；以及麦克风，位于键盘的下方。利用该设备，用户可以选择无线手持通信设备的文本消息模式。
在其他方面中，提出了上述方面的各种组合集合和子集。
通过以下仅作为示例说明了本发明的原理的、特定实施例的描述和附图，本发明的前述和其他方案将变得更为明显。在附图中，相同元件由相同的参考符号表示(其中各个元件具有唯一的字母后缀)图1是根据本发明的实施例、具有键盘和麦克风的通信设备的图；图2是图1所示的设备的键盘和麦克风的外观的分解透视图；图3是图1所示的通信设备、键盘和麦克风的组件的分解透视图；图4是图3所示的通信设备、键盘和麦克风的所选组件的横截面图；以及图5是图1所示的键盘的截面的顶视图。
具体实施例方式
通过说明本发明原理的示例、特定实施例，提供了以下描述和这里所述的实施例。这些示例仅是对本发明的这些原理的解释而非限定。在以下描述中，在整个说明书和附图中，使用相同的参考符号来表示相同的部件。
参考图1，示出了通信设备100。优选地，通信设备100是无线通信设备，例如蜂窝电话、个人数字助理(PDA)或提供语音和数据传输能力的无线设备(例如文本消息传送或电子邮件能力)。通信设备100具有无线传输语音的能力，如由本领域内公知的蜂窝通信设备所提供的。然而，设备100还可以是电话、无绳电话、电话或提供语音通信的任意设备的听筒。其用户的通信设备100的主用户接口元件是键盘102、显示器104和扬声器106。
将会意识到，键盘102内的键盘108的布局可以是数字的、字母的、符号的、字母数字的或以上任意方式的组合。将会意识到，能够以标准打字员“QWERTY”布局键盘、顺序布局或其他任意布局来布置字母键。
当用户激活通信设备100以发起呼叫时，他通过按下键盘102上的适当按键108来输入所呼叫的电话号码。当按下每一个按键108时，显示器104显示所呼叫的电话号码，如其所构造的。在将呼叫连接到所呼叫的电话号码时，典型地，用户确定其朝向，从而使扬声器106位于其耳朵附近而使键盘102位于嘴附近。在“A”键108A后面是端口110。端口110形成了通往通信设备100的内部的空气通道的一部分。在空气通道末端，定位了麦克风(未示出)，其是换能器，用于将用户所说的话中的可听能量转换为电信号。以彼此分离的关系来布置按键108，从而在相邻按键108的侧面之间存在空气间隙112，以便于单独激活按键108。
端口110位于“A”键108A的下方。由此，端口110从用户的视线中隐藏。“A”键108和紧挨其的相邻按键108提供了阻止外部成分的物理屏障，例如来自遮盖端口110的灰尘和污垢，这将会衰减由麦克风实际接收到的音频信号。由此，当从上方观察时，由于端口110是隐藏的，因此，通信设备100具有整洁的美学外观。在另一实施例中，将会意识到，端口110的相应端口可以位于不同按键108的下方。
参考图2，提供了键盘108相对于麦克风的外观的另外的细节。这里，分解图200提供了通信设备100的分解元件的分解视图。存在三个主要的内部元件层外部层202、键盘层204和PCB 206。外部层202包括暴露于围绕壳体112的周围环境的外部组件。对齐键盘层204以使其位于外部层202的下方，并且该键盘层204提供了机电电路以根据任意按键108的激活来产生电信号，以由设备100的内部电路使用。PCB 206位于键盘层204的下方，并且提供了支持设备100的内部电路的衬底。所述内部电路包括电子组件208，例如中央处理单元、射频组件、存储单元、电池电源和麦克风210。在PCB 206上嵌入了导电轨道，以形成组件208的电路。
优选地，麦克风210具有向设备100的外部提供空气访问的通道，以有效地操作。在本实施例中，提供了空间有效通道，其中麦克风与端口110垂直对齐。该通道由三层中的每一层中的一系列开口定义。在外部层202中，在最好为圆柱形的通道中，端口110从其上表面通过其内部延伸到其底表面。键盘层204具有从其顶部通过其内部延伸到其底部的端口212。端口212的上开口与端口110的底开口对齐。优选地，将麦克风210将定位在端口212的正下方。由此，所述空气通道210由端口110和端口212定义。在其他实施例中，可能存在不同数量的内部端口，使其麦克风的位置更接近于或进一步远离端口110。可以在端口之间和端口和麦克风210之间的接口区域之间设置附加的声音隔离体。
参考图3，在视图300中提供了设备100的内部元件的另外的细节。外部层202包括基部302、框架304和帽306。基部302是基于硅的弹性体，形成为其间具有网状物310的多个茎(stem)308，以便通过网状物310将茎308连接在一起。在其他实施例中，可以不通过网状物310将部分或每一个茎308连接在一起。每一个按键108包括两个部分帽306和茎308。通过粘合剂将帽306与相关的茎308结合在一起。还可以使用其他接合技术，例如声波焊接。茎308是对帽306的支撑。按压帽306会将其茎308向下推以与键盘层204中的电路的电触点啮合。以下提供了与该啮合有关的细节。在该实施例中，茎308是固体矩形形状。然而，将对帽306进行支撑且与电触点进行啮合的任意体积形状也是适当的。框架304为基部302提供顶部遮盖，并且还为键盘102提供结构刚性。由此，优选地，框架304由足够硬的材料制成，例如金属的压印件或硬塑料的模制件。
键盘层204包括键盘PCB 312、多个圆顶(dome)314和键盘圆顶片316。对于每一个按键108，键盘PCB 312具有位置紧挨在其下方的电路。所述电路具有处于彼此隔离关系的第一部分和第二部分。圆顶314位于每一按键108的第一和第二部分的上方。圆顶314通常为薄、凸、可压缩的导电元件。由圆顶片316在空间中支持所有圆顶314，在其下表面上具有粘合侧，而在其上表面上具有未粘合抛光侧。当按下按键108时，茎308向下移动，并且茎308的底部与圆顶314接触以强制其向下。圆顶314的压缩使其同时与键盘PCB 312的第一和第二部分接触，从而形成了这些部分之间的电接触。然后，键盘PCB 312的电路识别了该接触的完成，并且向其他电路提供适当的信号。在释放按键108时，圆顶314向上弯曲，返回到其未压缩形状，并且使按键108向上移动到其初始、未压缩位置。进行针对诸如按键108等键盘中的按键的电连接的这些电路和元件是本领域内所公知的。
PCB 206具有在屏蔽箱316内安装到其上的麦克风210。屏蔽箱316提供了法拉第屏蔽以便将麦克风210与电磁干扰隔离。这样的干扰可以源自于由为设备100设置的天线(未示出)接收和产生的信号。屏蔽箱316具有孔318以允许声音进入端口110以便最终进入屏蔽箱316，并且使其暴露于麦克风210。优选地，屏蔽箱316由金属制成，并且当麦克风210安装到PCB 206上时，其形状完全围住了麦克风210，除了孔318之外。屏蔽箱316的形状为长方形的，但是可以使用任意适当的形状。可选实施例可以免去屏蔽箱。
衬垫320是圆环，并且其尺寸适配在孔318内，并且由可压缩金属构成。在该实施例中，可以按大约40％对其进行压缩。对衬垫320进行定位，从而将其下端搁置在麦克风210上而将其上端向键盘支撑332的底表面延伸。如果需要其他的压缩特性，可以使用其他的材料。可选实施例可以免去衬垫。
键盘支撑322为PCB 206提供了升起支架以便将键盘层202定位在外壳112中适当的高度处，而可以将组件208定位在其下方的PCB206上。在原地处，键盘支撑的侧面搁置在PCB 206的表面上，并且在侧面上的卡片(snap tab)与PCB 206的底部啮合以整洁地将键盘支撑322固定到PCB 206上。由此，当按下按键108时，键盘支撑322还为键盘108提供了支撑。键盘支撑322上的孔324提供了开口以使空气通道从端口110到麦克风210连续，并且与孔318和衬垫320的内部垂直对齐。当将键盘支撑322固定到PCB 206上时，对衬垫320进行压缩，但是其仍保持内部空腔，由此，定义了声道以使声音通过键盘支撑322中的开口324直接传播到麦克风210。
为了将键盘层204粘合到与PCB 206相关的元件上，提供了双面粘合带326。将键盘PCB 312的底部通过粘合带326附加到键盘支撑322的顶部。粘合带326中的开口328通过粘合带326，能够保持从麦克风210通过键盘支撑322到键盘层204的空气通道。
与空气通道连续，在键盘层204中，端口212由键盘PCB 312中的开口330和圆顶片316中的开口332定义。在基部302中，为空气通道提供了开口334，并且与开口332对齐。在框架304中，开口336具有与开口334对齐的部分336A。
参考图4，在提供空气通道的不同视图的横截面中示出了图3中的元件。这里，空气通道400包括由端口110和212、开口336A、334、332、330、328和324和衬垫形成的通道以提供对麦克风210的访问。将会意识到，在其他实施例中，空气通道可以具有不同的体积、不同的横截面和相对于麦克风210的不同位置。在其他实施例中，可能存在多个空气通道，并且可以提供一系列空气通道以便将一连串端口与麦克风相连。这里，一些端口(如果并非所有的端口)可以由一个或多个按键和其覆盖物隐藏。如所看到的，当对按键108进行完全啮合时，优选地，在帽306A的底部和框架304之间仍存在间隙，从而端口110并未受到帽306A的底部的实际密封。然而，在其他实施例中，当按键108完全啮合时，帽306A可以临时密封端口110，只要在释放按键108时打破该密封。
由位于帽306A和306B之间的空间402来完成到周围空气的空气通道400。在完成空气通道400的同时，由帽306A和位于帽306A的左边的其相邻帽306遮蔽端口110。将会意识到，在其他实施例中，帽306A可以进一步横向穿过端口110延伸以便当从上方观察时，提供不同的遮蔽度。
参考图5，示出了键盘102中的按键108的选择。“A”键108A位于相邻按键108之间。按键108的帽306由聚碳酸酯材料制成，尽管可以使用键盘领域中已知的其他材料。每一个帽306均示作四边形横截面，然而，任何形状的帽306也将在其他实施例中工作。这样的形状包括卵形的、矩形的和一般多边形的。从上方，帽306A使端口110的大部分(即使不是全部)被遮蔽。当从上方从不同的角度观察时，紧挨着左边、上方和与左边和上方的帽306A成对角的帽有助于使端口110被遮蔽。帽112提供了按键108之间的隔离。在其他实施例中，未提供间隙112。这里，声能必须通过从周围环境进入键盘102的外缘然后通过由帽306的底表面、框架204的顶部和茎308的侧部所定义的间隙以到达端口110，来到达端口110。
优选地，每一个按键涂有其相关的符号。相应地，“A”键108在其上涂有“A”符号。然而，还可以在键上丝网印刷、盖印、浮雕上其相关符号。当从上方观察键盘102时，涂覆或丝网印刷的按键108也使端口110被遮蔽。在其他实施例中，可以使按键108覆盖有半透明的涂料。可选地，用于制造茎306的衬底可以是充分不透明的以使端口110被遮蔽。
在每一个按键108的下方，示出了其相关茎308的轮廓。并不与端口110相关的按键108通常具有矩形形状的基底面(footprint)，用于其相应的茎308。然而，使用“A”键108遮蔽端口110。由此，调整茎308的形状以允许将端口110设置在帽306A的下方。实际上，在茎308A的基底面的左上角，设置了从茎308A中切开的内凹槽500。凹槽500提供了更多围绕端口110的空间。使框架304中的开口336略大于端口110的外部尺寸。更完全地(如果并非整个地)，可选实施例可以具有围在茎308A的基底面内的端口110。当其帽306、茎208、端口110和端口110的位置的尺寸设置得足以使其端口110从上方被遮蔽时，可选实施例并不使用凹槽。
在其他实施例中，通过非功能性按键或向外部端口提供凸起覆盖的装饰覆盖物，可以遮蔽所围住的换能器的外部端口。
在另一实施例中，可以将空气通道和端口集成到遮蔽其端口的至少部分按键中。例如，可以将空气通道集成到按键的茎中，并且该端口可以位于茎的一侧上。可选地，空气通道可以完全通过茎和帽，其中端口是在帽表面上(例如其顶部、侧面或旁路的下侧)的开口。在可选实施例中，该端口附近的一个或多个帽或茎可以具有切入通道，以为声音能量提供附加的可选路径以访问该端口。
将会意识到，该实施例允许彼此接近地布置设备100中的天线、麦克风210和键盘102。
尽管该实施例的方案与通信设备相关联，但是将会意识到，在其他实施例中，这里所述的键盘和麦克风布置可以适合于具有麦克风和键盘的任意设备。例如，一个这样的设备是拥有(音频)记录能力的、具有媒体回放组件的设备(例如CD播放器)。
尽管已经参考特定实施例描述了本发明，但是在不脱离所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下，其各种修改对本领域的技术人员而言是显而易见的。
权利要求
1.一种通信设备的键盘和麦克风布置，所述布置包括按键，具有帽部和茎部；基层，附加到所述茎部上；支撑件，用于支撑所述按键和基层，所述支撑件具有从其顶表面通过其内部延伸到其底表面的开口；按键电路，用于识别所述按键的激活；位于所述支撑件下方的麦克风；所述基层中的端口，从所述基层的上表面通过所述基层内部延伸到所述基层的下表面；以及空气通道，用于将所述麦克风与所述帽部上的周围空气相连，所述空气通道包括所述端口和所述开口；其中所述茎部和所述帽部位于所述端口周围，从而使所述帽部完全在所述端口上延伸。
2.根据权利要求1所述的通信设备的键盘和麦克风布置，其特征在于用于识别所述按键的激活的所述按键电路位于所述基层的下方，并且所述按键电路安装在PCB上，所述PCB具有从其顶表面通过其内部延伸到其底表面的第二开口；所述键盘和麦克风布置还包括第二PCB，用于将所述麦克风安装在其上；以及所述按键电路的支撑，安装到所述第二PCB上，并且位于所述按键电路之下，所述支撑具有从其顶表面通过其内部延伸到其底表面的第三开口；以及所述空气通道还包括所述第二开口和所述第三开口。
3.根据权利要求1或2所述的通信设备的键盘和麦克风布置，其特征在于所述空气通道成列地从所述麦克风向所述端口垂直延伸。
4.根据权利要求1到3任一个所述的通信设备的键盘和麦克风布置，其特征在于所述基层的所述顶表面上的所述端口的开口位于所述茎的角落周围。
5.根据权利要求1到4任一个所述的通信设备的键盘和麦克风布置，其特征在于所述茎具有在所述茎部的角落处、在其主体内的向内凹槽。
6.根据权利要求1到5任一个所述的通信设备的键盘和麦克风布置，其特征在于将所述麦克风包围在所述PCB周围的法拉第屏蔽内。
7.一种无线通信设备，包括外部框架；用于发射无线信号的天线；按键，具有帽和茎；基层，附加到所述茎上；支撑件，用于支撑所述按键和所述基层，所述支撑件具有从其顶表面通过其内部延伸到其底表面的开口；按键电路，用于识别所述按键的激活；位于所述支撑件下方的麦克风；所述基层中的端口，从所述基层的上表面通过所述基层内部延伸到所述基层的下表面；以及空气通道，用于将所述麦克风与所述帽上的周围空气相连，所述空气通道包括所述端口和所述开口；其中所述茎和所述帽位于所述端口周围，从而使所述帽完全在所述端口上延伸。
8.根据权利要求7所述的无线通信设备，其特征在于用于识别所述按键的激活的所述按键电路位于所述基层的下方，并且所述按键电路安装在PCB上，所述PCB具有从其顶表面通过其内部延伸到其底表面的第二开口；所述设备还包括第二PCB，用于将所述麦克风安装在其上；以及所述按键电路的支撑，安装到所述第二PCB上，并且位于所述按键电路之下，所述支撑具有从其顶表面通过其内部延伸到其底表面的第三开口；以及所述空气通道还包括所述第二开口和所述第三开口。
9.根据权利要求7或8所述的无线通信设备，其特征在于所述空气通道成列地从所述麦克风向所述端口垂直延伸。
10.根据权利要求7到9任一个所述的无线通信设备，其特征在于所述基层的所述顶表面上的所述端口的开口位于所述茎的角落周围。
11.根据权利要求7到10任一个所述的无线通信设备，其特征在于将所述麦克风包围在所述第二PCB上的法拉第屏蔽内。
12.一种无线手持通信设备，包括具有正面的壳体；显示器，其位置接近于正面的第一端；键盘，其位置接近于正面的第二端，所述第二端实质上与所述第一端相对，所述键盘具有多个按键，允许输入字母数字文本以创建文本消息，从而将其从所述无线手持通信设备无线地传送；麦克风，用于接收语音，所述麦克风相对于用户的脸位于键盘的下方，其中所述键盘具有至少一个音频输入端口，位于所述键盘的按键的下方。
13.根据权利要求12所述的无线手持通信设备，其特征在于作为至少一个音频输入端口的键盘的按键将空气流重定向到至少一个音频输入端口。
14.根据权利要求12或13所述的无线手持通信设备，其特征在于按照实质上垂直的方式对空气流进行重定向。
15.一种无线手持通信设备，包括具有正面的壳体；显示器，其位置接近于正面的第一端；键盘，其位置接近于正面的第二端，所述第二端实质上与所述第一端相对，所述键盘具有多个按键，允许输入字符，所述字符的输入用于从无线手持通信设备开始的无线通信中；麦克风，用于接收语音，所述麦克风相对于用户的脸位于键盘的下方，其中所述键盘具有至少一个音频输入端口，位于所述键盘的按键的下方。
16.一种无线手持通信设备，包括具有正面的壳体；显示器，其位置接近于正面的第一端；键盘，其位置接近于正面的第二端，所述第二端沿正面的长度方向与所述第一端相对，所述键盘允许输入字符；以及麦克风，位于键盘的下方，其中用户可以选择无线手持通信设备的文本消息模式。
全文摘要
公开了一种通信设备的键盘和麦克风布置。所述布置包括按键，具有帽部和茎部；基层，附加到所述茎部上；用于识别所述按键的激活的按键电路；支撑件，用于支撑所述按键和基层；位于所述支撑件下方的麦克风；所述基层中的端口，从所述基层的上表面通过所述基层内部延伸到所述基层的下表面。所述支撑件具有从其顶表面通过其内部延伸到其底表面的开口。还存在空气通道，用于将所述麦克风与所述帽部上的周围空气相连，所述空气通道包括所述端口和所述开口。所述茎部和所述帽部位于所述端口周围，从而使所述帽部完全在所述端口上延伸。所述配置可以用在具有语音接收能力的任意通信设备中。
文档编号H04M1/23GK1722740SQ20051007469
公开日2006年1月18日 申请日期2005年5月30日 优先权日2004年5月28日
发明者斯科特·麦金托什, 特奥多尔·达博夫, 拉里·霍克, 费莉佩·西蒙斯 申请人:捷讯研究有限公司