具有隐藏的偏离声源的声音开口的手持电子设备的制作方法

专利名称：具有隐藏的偏离声源的声音开口的手持电子设备的制作方法
技术领域：
所公开和要求保护的方案大体上涉及手持电子设备，具体涉及一种具有多个声音开口(sound opening)的手持电子设备，该声音开口偏离音频换能器而排列，并通常不可见。
背景技术：
已知多种类型的手持电子设备。这种手持电子设备的例子包括，例如，个人数据助理(PDA)、手持电脑、双向寻呼机、蜂窝电话等。尽管许多这种手持电子设备是不具备与其他设备通信的功能的孤立设备，但是许多手持电子设备也具有无线通信能力的特征。某些手持电子设备具有扬声器，该扬声器故意靠着用户的耳朵放置。这种手持电子设备包括电话和具有电话功能的电子设备，以及其他设备。这种类型的设备典型地包括音频换能器，例如在外壳中并位于该外壳末端的扬声器。该外壳典型地包括一个或多个声音开口，该声音开口形成在该音频换能器的发声部件的附近。该声音开口提供了音频换能器和该手持电子设备周围的空气之间的流体通信，以使由该音频换能器所产生的声音能够被发送至空气，并被用户听见。虽然这种设备在其计划的用途上通常是有效的，但是这种设备并不是不受限制的。具有意欲被放在耳边的扬声器的电子设备典型地具有低输出音量。为了能在用户耳中接收到音频换能器输出的声音，需要外耳在声音开口周围的区域内形成与电子设备的外表面的至少一部分封闭。在例如传统电话的一些设备中，只有将该设备靠在外耳上才能在电子设备和外耳之间实现封闭。但是，对于相对较小的手持电子设备，声音开口的位置可能非常靠近该电子设备的边缘，这样很难在该手持电子设备和用户耳朵之间形成有效的封闭。这种情况对于相对较小的手持电子设备来说尤其明显，该设备构造为将较小的输出换能器作为扬声器。为了节省空间的原因，这种输出换能器通常在外壳中尽可能地靠近该外壳的边缘。也就是说，手持电子设备通常不包括其他的例如位于音频换能器与外壳边缘之间的电子部件。当前的手持电子设备通常使用印刷电路板的结构，这样电子部件通常离印刷电路板不远，且不能位于音频换能器和外壳的内部边缘之间。由于在音频换能器和外壳边缘之间的区域通常不能被该电子设备的其他部件使用，因此有意地使音频换能器远离外壳边缘会在电子设备中在音频换能器和外壳边缘之间产生空闲区域。这将导致在电子设备内部产生了多余的长度和不希望的空闲区域的情况。这样，需要提供一种至少能克服上述现有技术中的一些缺点的可替换的构造。


当结合附图阅读时，可以从以下说明中获得进一步的理解，在附图中
图1是根据所公开和所要求保护的方案的第一实施例的改进的手持电子设备的正视图；图2是图1的手持电子设备的示意图；图3是图1的手持电子设备的局部放大正视图；图4是图1的手持电子设备的局部透视图；图5是图4沿5-5线的剖面图；图6是与图3相似的视图，但是除去了该手持电子设备的镜头；图7是图1的手持电子设备的内部区域的局部视图；图8是根据所公开和所要求保护的方案的第二实施例的改进的手持电子设备的正面正视图；图9是图8的手持电子设备的局部透视图；图10是图8的手持电子设备的局部的另一透视图；和图11是图9沿11-11线的剖面图，并附加示出了图8的手持电子设备的垫圈 (gasket)ο在整个说明书中相似的附图标记指代相似的部分。
具体实施例方式在图1中概括地描述了改进的手持电子设备4，并在图2中作了示意性地描述。该示例手持电子设备4包括外壳6，在该外壳6上具有操作装置，该操作装置可认为包含输入装置8、输出装置12和处理器装置16。该处理器装置16包括处理器18和存储器20。该处理器18可以例如但非限制性地为微处理器(μ P)，其响应于来自输入装置8的输入，并向输出装置12提供输出信号。该处理器18还与存储器20接口。该存储器20可以是RAM、R0M、 EPROM(s)、EEPROM(s)和/或其他存储设备中的任何一个或多个。所述输入装置8包括图示的位于外壳6上的键盘M。如图1中可见的，外壳6具有形成在其中的多个声音开口观。如此处所使用的，用语“多个”及其变形宽泛地指代任何非零数量，包括数量一。每个声音开口观都位于外壳6中所形成的通道30的末端。所述通道30和声音开口 28都有利地与手持电子设备4的第一边缘32有距离。该声音开口 28 通常在外壳6中形成在该手持电子设备4的前表面36。该声音开口观距离第一边缘32之间的空间有利地使用户能够在该用户的耳朵和前表面36之间形成封闭，这使用户能够通过该声音开口观听见所产生的声音。如此处所使用的，用语“封闭”及其变形宽泛地指代在两个物件之间的一类接口，其中防止流体通过该接口(例如在两个物件之间)。所述外壳6包括框架40和镜头44，该镜头44位于框架40上。在本实施例中，该镜头44可以作为盖子，应当理解，在不同的实施例中可以使用其它类型的盖子。所述框架 40包括前部48和后部52 (图7)。图6大致描述了去除了镜头44的手持电子设备4。图7 描述了去除了框架40的前部48的手持电子设备4。如图6所示，前部48具有窗口 56和在其中所形成的换能器孔60。当将前部48和后部52装配在一起时，通常在其之间具有空的内部区域64(图7)。所述窗口 56与该内部区域64进行通信。所述前部48包括邻近窗口 56的框架表面68 (图6)。在本实施例中，在前部48中形成支座70，镜头44位于该支座70中。框架表面68通常在前部48中位于支座70中。如
5图4可见，镜头44具有镜头表面72。当装配时，该镜头表面72位于框架表面68上。如图4进一步可见的，该镜头44在其中邻近镜头表面72的位置处形成有凹口 76。 这样镜头44包括邻近凹口 76的底面部分80，该底面部分80具有邻近凹口 76的底面表面 84。该镜头44还具有邻近凹口 76的外围表面88，该外围表面88在底面表面84和镜头表面72之间延伸。所述凹口 76的外围通常位于标记92所示的位置，在凹口 76周围的镜头表面72的部分上。可见，在镜头44的底面部分80中形成了通道30。当镜头表面72位于框架表面68上时，凹口 76周围的外围92与该框架表面68的相对部分封闭，在邻近镜头表面72的镜头44的至少一部分与邻近框架表面68的框架40 的至少一部分之间形成了基本封闭的空腔96。这种封闭可以以多种方式中的任何一种来形成，例如使用粘合剂、焊接技术、成形技术等。应当理解，该空腔96基本是封闭的，除了换能器孔60和声音开口观与空腔96的内部并与该空腔96的外部进行流体通信。该空腔96通常沿图4中由标记100所示的第一轴延伸。该第一轴100的方向基本平行于底面表面84。如图4和图5可见，该空腔96还沿横切第一轴100的另一条轴延伸，从而可以说该空腔96沿由第一轴100和横切该轴的轴所定义的平面延伸。如图4和5进一步可见，在本实施例中的通道30沿第二轴108延伸穿过底面部分 80，该第二轴108的方向与第一轴100大致正交。在其他实施例中其他构造也是可能的。如图3和图7所表明的，所述输出装置12包括位于框架40的后部52上的音频换能器112和显示器116。在本例中的音频换能器112是位于后部52上的插座128(图7)中的扬声器。显示器116包括屏幕120和连接装置124。该显示器116和音频换能器112位于框架40的内部区域64中。该屏幕120位于邻近窗口 56处，并且对于位于框架40外部的观察者来说是可通过窗口 56看见的。应当理解，空气通常处于框架40的外部。所述连接装置124与处理器装置16连接(图7中未示出)。如图7中可见，位于插座128中的音频换能器112邻近显示器116的连接装置124。如在相关技术中可以理解的，显示器116是单一结构，连接装置IM提供了将屏幕120可操作地连接至处理器装置16 的装置，以便能够将来自处理器装置16的信号提供给屏幕120，用于可视输出。在图7中示出了垫圈132，其位于音频换能器112的发声部件的顶部。该垫圈132 在换能器孔60的周围区域中形成了相对于前部48的底面(在此没有特别示出)的封闭， 以在音频换能器112和前部48之间提供基本密封的封闭，这样使音频换能器112产生的声音能够通过换能器孔60和声音开口 28之间的空腔96传播。所述镜头44至少是部分半透明的，并至少部分在屏幕120之上。如此处所使用的， 用语“半透明”及其变形宽泛地指代允许光路通过的特性，并可以包括透明的特性，光线在其中传播并且不发生明显的散射，这样不会显著地改变在其中传播的光波。如从图3中可理解的，音频换能器112位于紧邻外壳6的第一边缘32处。声音开口 28的中心比音频换能器112的中心距离第一边缘32更远。在本实施例中，音频换能器 112的中心通常由换能器孔60的位置示出，如图6所示。在本实施例中，空腔96被构造为形成Helmholtz共振腔，这使音频换能器112所产生的声音能够通过换能器孔60在空腔96的内部和声音开口观的外部被接收，这样例如当用户在用户的耳朵与外壳6的前表面36之间形成了封闭时，声音可以被用户听到。尽管其他的构造也是合适的，但是在本实施例中，空腔96具有大约150立方毫米量级的内部体积。尽管其他的构造也是合适的，但是在本实施例中，声音开口观的中心位于距离第一边缘32大约13-16毫米处，最外面的声音开口 28的中心到中心的距离大约为10-12毫米。尽管可以采用其他的构造，但是在本示例中，在透镜44中形成凹口 76，其具有大约0.6-0. 8毫米的深度。还应当注意，在其他实施例中，凹口 76的部分可以形成在框架40 的前部48中，而不偏离本发明的方案。也就是说，取决于所需的构造，空腔96可以形成在镜头44和框架40两者之中。应当理解，电话通信通常在大约300-3400HZ的范围内实现，而例如音频换能器 112的换能器通常在300-2000HZ的范围内工作。该音频换能器112通常仅以较低的幅度产生2000Hz以上的频率。由空腔96、换能器孔60和/或声音开口观所提供的HelmhoItz共振腔调谐至大约3000Hz，这样对通常来自音频换能器112的较低幅度的相对较高的频率进行放大，并通常不管其他的频率。这样，由外壳6所提供的Helmholtz共振腔可以说是构造为在某些方面提供比由音频换能器112独自提供的音频响应更好的音频响应。应当注意， 由音频换能器112所产生的音频信号通常是根据声学模型进行数字信号处理的对象，该模型考虑了空腔96的频率响应，以在声音开口洲处提供所有所需的频率输出。这样，空腔96有利地使声音开口观远离直接位于声音换能器112的上方的位置， 而是位于沿着第一轴100偏离该位置的地方。通过换能器孔60与空腔96进行流体通信的音频换能器112使来自音频换能器112的声音能够被传递到空腔96的内部。通过通道30 同时与空腔96的内部和空气进行流体通信的声音开口观使音频换能器112所产生、并被提供至空腔96的声音能够通过空腔96、声音开口观被发送至空气中。在这一点上，当用户在用户的耳朵与外壳6的前表面36之间至少部分地形成了封闭时，声音可以按照需要进入耳朵，并可以准确地被用户听到。这样，空腔96被构造为在邻近(即，从图3看，在上方)音频换能器112并从而邻近(即，从图3看，在上方)换能器孔60的第一位置和邻近(即，从图3看，在上方)显示器116的第二位置之间延伸。应当理解，显示器116用作限制特征或结构，用来将音频换能器112的位置限制在最邻近显示器 116但不在显示器116的上方的位置处(从图3所示)。该空腔96有利地使声音开口观位于能够将声音传输至用户耳朵内的位置，而不需要特意考虑音频换能器112的准确位置。而且，声音开口观沿第一轴100与换能器孔60 相隔开。从图3的表示中还可以看出，声音开口 28至少与显示器116的一部份重叠，更准确地说，是与连接装置124的一部分重叠。但是，应当理解，空腔96可以使用其他构造，声音开口观可以相对于音频换能器112和/或相对于第一边缘32使用采用其他的位置。该声音开口观可以与音频换能器112相隔开，但是不希望将其放置在屏幕120之上，否则这可能会影响用户对屏幕120的视觉观看。在图8中大概描述了根据所公开和所要求保护的方案的第二实施例的另一个改进的手持电子设备204。该手持电子设备204与手持电子设备4相似，其中包括外壳206， 在该外壳206上置有输入装置208、输出装置212和处理器装置216。进一步地，该外壳206 包括框架M0，在该框架240上置有盖子M6。但是，该手持电子设备204的盖子246包括镜头244和插入物M2。可以认为该盖子246具有盖子表面270，该盖子表面270包括位于镜头244上的镜头表面272和位于插入物242上的插入物表面274。该插入物242位于框架MO中，且插入物表面274位于框架表面268上，应当理解，在这两者之间置有垫圈332， 如图11所示的。该插入物242具有在其中邻近插入物表面274处所形成的凹口 276。当该插入物242位于框架240上时，凹口 276在插入物242与框架240之间形成空腔，这形成了 Helmholtz共振腔，如在手持电子设备4中所提供的一样。如图10和11所最佳显示的，插入物242在其中邻近插入物表面274处具有多个通道230。每个通道230在该插入物242上在凹口 276和声音开口观之间延伸。当从该手持电子设备204的正面观察时，有利地该声音开口 2 大部分被隐藏起来，但是，当从适合的角度观看时，可以看到至少一部分声音开口 228，如图9所示。更特别地，所述插入物242与镜头244相互邻近放置。如图11所示，镜头M4的一部分与插入物M2的一部分重叠。镜头244的镜面横向表面294与插入物242的插入物横向表面298是相对的关系，并且位于离开该插入物横向表面298的位置，这样在该镜面横向表面294和插入物横向表面298之间形成了通道四0。该通道290与空气进行流体通信。如从图9至11可以理解的，声音开口 2 形成在插入物横向表面四8中，并且面对镜面横向表面四4。同样，可以看出，通道230以及声音开口 2 在通道四0与凹口 276 之间提供了流体通信。这样，在通道290和在凹口 276和框架240之间所形成的空腔之间实现了流体通信。如从图11中进一步看出的，插入物242包括主体278、舌片282和一对接线片观6。 该舌片282从主体278中向外伸出，且插入物表面274的至少一部分位于该舌片282上。所述接线片286从插入物表面274伸出，并且实现了插入物242至框架MO的机械连接。在主体278中形成了通道230，且该通道基本位于舌片282与凹口 276之间。镜头244的至少一部分与舌片282的至少一部分重叠。可以看到，通道230和声音开口 2 沿轴300偏离音频换能器312，如在图11的示例和示意结构中所表示的。这有利地使用户在该手持电子设备204和用户的耳朵之间形成封闭，以收听由音频换能器312所产生的声音。也就是说，通道230和声音开口 2 的位置安排使声音能够被提供至通道四0，并之后由用户耳朵接收。通过将声音开口 2 安排在当从该手持电子设备204的正面观察时基本不可见的位置处，通道230和声音开口 2 的位置安排以一种审美愉悦的方式实现语音输出的产生。 这种将声音开口安排在偏离音频换能器312的位置的方式实现了在用户耳朵和外壳206之间形成封闭。进一步地，通过将插入物242提供为独立于镜头244的部件，极大地简化了插入物 242至框架240的安装。特别地，所述垫圈332在插入物242和框架240之间在凹口 276的外围形成了封闭，这样封闭了由凹口 276和框架240所形成的空腔。通过将插入物242提供为独立于镜头244的部件，也就是，该插入物242本身是比插入物242与镜头244的结合物要小的部件，则可以更容易封闭由凹口 276与框架240所形成的空腔。也就是说，该插入物242具有可封闭的结构中。以可封闭的结构来单独构造插入物M2比以可封闭的结构来构造插入物242和镜头244在成本上更加有效，从而更有利。同时，由垫圈332在框架240 与插入物242之间所提供的封闭比在框架240与比插入物242更大的部件之间的封闭更容易稳定和可靠。进一步地，将该插入物242作为单独的部件更容易以不同的颜色、标识等来定制，这是有利的。
虽然在此详细描述了所公开的和所要求保护的方案的特定实施例，本领域技术人员应当认识到，可以在所公开的所有教导的范围内，对上述细节进行各种修改和替换。因此，所公开的特定布置仅仅用于例证，而不是用于限制所公开和所要求保护的方案的范围， 该方案具有所附权利要求及其所有等同物的最宽范围。
权利要求
1.手持电子设备，包括外壳，包括框架、盖子和音频换能器；所述外壳具有一外周界；所述音频换能器位于所述外壳内且邻近所述外壳的外周界；所述外壳形成延伸的Helmholtz共振腔，所述Helmholtz共振腔沿第一轴延伸；所述音频换能器与所述Helmholtz共振腔进行流体通信；所述外壳具有形成在所述盖子中的、与所述Helmholtz共振腔进行流体通信的第一开口 ；以及所述第一开口沿所述第一轴偏离直接位于所述音频换能器之上的位置，从而在用户耳朵与所述外壳之间形成一封闭。
2.根据权利要求1所述的手持电子设备，其中所述框架具有框架表面、前部和后部；所述盖子具有盖子表面；所述盖子与所述框架耦合，使得所述盖子表面的至少一部分直接邻近所述框架表面的至少一部分；以及所述外壳包括在所述框架和所述盖子的至少一个中所形成的凹口，凹口形成在所述框架中时所述凹口邻近所述框架表面，凹口形成在所述盖子中时所述凹口邻近所述盖子表面，所述凹口限定所述Helmholtz共振腔。
3.根据权利要求2所述的手持电子设备，其中所述第一开口形成在所述盖子中。
4.根据权利要求3所述的手持电子设备，其中所述盖子包括相互邻近放置的插入物和镜头，所述第一开口形成在所述插入物中。
5.根据权利要求4所述的手持电子设备，其中所述第一开口朝向所述镜头。
6.根据权利要求4所述的手持电子设备，其中所述镜头的一部分与所述插入物的一部分重叠。1
7.根据权利要求6所述的手持电子设备，其中所述插入物包括主体和舌片，所述舌片从主体突出，所述盖子表面的一部分位于所述舌片上，所述镜头的所述一部分与所述舌片的一部分重叠。
8.根据权利要求7所述的手持电子设备，其中所述外壳包括在所述空腔周围、位于所述框架和所述舌片的一部分之间的一封闭。
9.根据权利要求7所述的手持电子设备，其中所述主体具有形成于其中的第一通道， 所述第一通道在所述Helmholtz共振腔和所述第一开口之间延伸，所述第一通道位于所述舌片和所述Helmholtz共振腔之间。
10.根据权利要求9所述的手持电子设备，其中所述第一通道形成于主体中邻近盖子表面处。
11.根据权利要求4所述的手持电子设备，还包括所述镜头上的镜面横向表面；所述插入物上的插入物横向表面；以及形成在所述镜面横向表面和所述插入物横向表面之间且与所述手持电子设备的周围空气进行流体通信的通道。
12.根据权利要求4所述的手持电子设备，其中所述插入物还包括 主体；舌片；以及一对接线片， 其中所述舌片从所述主体向外突出，并且所述插入物表面的一部分位于所述舌片上，以及所述接线片从所述插入物表面突出，并且实现了所述插入物至所述框架的机械连接。
13.根据权利要求12所述的手持电子设备，其中所述第一通道形成在所述主体中，且位于所述舌片与所述凹口之间。
全文摘要
一种改进的手持电子设备，具有外壳和在该外壳中形成的延伸空腔。音频换能器与该空腔进行流体通信，且在该外壳中形成多个声音开口，该声音开口与空腔并且与该手持电子设备的周围空气进行流体通信。所述声音开口通常偏离音频换能器的中心区域，并且该声音开口通常比音频换能器距离该外壳边缘更远。所述空腔被构造为形成Helmholtz共振腔，以通过该空腔能够在音频换能器与声音开口之间进行语音通信。将声音开口偏离外壳边缘放置有助于用户在该外壳和用户的耳朵之间形成封闭，以使来自声音开口的声音能够进入耳朵并被用户听见。在一个实施例中，声音开口朝向在外壳中形成的通道，这使声音开口大部分不可见，并使声音开口距离音频换能器更远。
文档编号H04M1/03GK102420885SQ201210005529
公开日2012年4月18日 申请日期2007年4月26日 优先权日2006年4月27日
发明者乔纳森·诺贝尔, 克雷格·兰塔, 拉里·霍克 申请人:捷讯研究有限公司