耳机磁性连接器的制作方法

专利名称：耳机磁性连接器的制作方法
技术领域：
本发明涉及耳机，更具体地说，本发明涉及与电子装置通信的耳机。
技术背景
用于提供免提通信的耳机在本领域中是公知的。这种耳机通常可以与蜂窝电话或计算机(例如语音IP (Voice over IP))结合使用。现有的一些耳机包括麦克风、扬声器 (也称为接收器)、用于控制耳机并与另一装置(例如蜂窝电话)通信的电子器件、电池和用于给电池充电的连接器。
设计耳机涉及很多方面。例如，考虑到它们通常怎样挂在用户的耳朵上，所以，耳机的尺寸和重量可能是关键的问题。重的或大的耳机戴在用户的耳朵上可能会产生不舒服的感觉。考虑到希望将耳机听筒(earpiece)舒适地安放到各种不同尺寸和形状的耳朵上， 耳机听筒(例如耳塞(earbuds))的形状也可能是设计时要考虑的重要方面。
另外，耳机的声学性能如接收器发声质量和麦克风声音接收质量(例如在无不当的背景噪音下拾取用户语音的能力)都是设计时要考虑的重要方面。随着耳机尺寸的减小，实现理想的接收器和麦克风声学性能变得更加困难。
设计时要考虑的重要方面的另一个例子是耳机的用户接口。人们期望用户接口对初次使用的用户可以凭借直觉使用，而且又便于有经验的用户使用。
美观也可能是设计耳机时要考虑的另一个重要方面。
此外，耳机制造的简易性也可能是设计时要考虑的另一个重要方面。例如，人们可能希望设计一种能以经济的方式批量生产的耳机。
鉴于前面所述的内容，需要一种考虑上述一个或多个重要方面的改进的耳机。 发明内容
根据本发明的一个实施例，提供了一种耳机，该耳机包括管状壳体以及固定在该管状壳体内的磁性连接器。磁性连接器可包括配合面以及布置在该配合面内的多个电触点ο
根据本发明的另一实施例，提供了一种啮合连接器组件，其包括壳体、磁性阵列结构和多个弹性偏置触点构件。该壳体具有配合面。磁性阵列结构可固定在壳体内，并被构造为容纳多个弹性偏置触点构件。该多个弹性偏置触点构件可容纳在磁性阵列结构内。 这些弹性偏置触点构件可包括延伸到配合面之外的尖端。
根据本发明的另一实施例，提供了一种连接器，其包括至少一个磁性部件、配合面、至少两个触点和电路。配合面可衔接该至少一个磁性部件。该至少两个触点可布置在配合面内。该电路可电连接到该至少两个触点。该配合面相对于纵向通过连接器的平面成一角度。
根据本发明的另一实施例，提供了一种连接器，其包括至少一个三角形磁性部件；以及至少一个触点，其被布置为邻近该至少一个三角形磁性部件。
根据本发明的另一实施例，提供了一种系统，其包括耳机连接器和啮合连接器。耳机连接器可包括容纳在连接器板内的至少一个电触点，该连接器板与耳机配合面成一角度。啮合连接器可包括至少一个弹性偏置连接器构件，该弹性偏置连接器构件具有尖端部分，当成一角度的耳机配合面与成一角度的啮合连接器配合面近乎相接时，该尖端部分电连接到该至少一个电触点。
根据本发明的另一实施例，提供了一种系统，其包括耳机组件和耳机啮合组件。耳机组件可包括具有成一角度的配合面的磁性连接器。该连接器可包括布置在该成一角度的配合面内的多个电触点。耳机啮合组件可包括磁性部件。该磁性部件可包括至少一个成一角度的表面以及至少一个弹性偏置触点构件。每个触点构件可包括延伸超出该至少一个成一角度的表面的尖端。


结合附图考虑下面的详细描述，本发明将是显而易见的，在附图中
图1为根据本发明一个实施例的耳机的简化框图2为根据本发明一个实施例的耳机连接器系统的简化框图3为根据本发明一个实施例的连接器组件的简化截面图4为根据本发明一个实施例的另一种连接器组件的简化截面图5为根据本发明一个实施例的耳机的简化框图6A为根据本发明一个实施例的耳机的一部分的简化截面图6B为根据本发明一个实施例的螺丝的简化截面图7为根据本发明一个实施例的显示系统的简化框图8为根据本发明一个实施例的配电系统的简化框图9为根据本发明一个实施例的另一种配电系统的简化框图IOA和IOB为根据本发明一个实施例的耳机的示意图11为根据本发明一个实施例的耳机的分解图12为根据本发明另一个实施例的耳机的分解图13为示出根据本发明一个实施例如何组织蓝牙装置中的软件的示意图14为根据本发明一个实施例的耳机的电子系统的简化框图15为根据本发明一个实施例的耳机的核心处理器的简化框图16为根据本发明一个实施例的配电系统的简图17A-17C为耳机中的常规电路板和电元件分布的示意图18为根据本发明一个实施例的耳机中的具有改进的电元件分布的电路板的简化框图19A和19B为图17A-17C的常规电路板与根据本发明的一个实施例的耳机中的具有改进的电元件分布的电路板的比较的示意图20A-20C为根据本发明一个实施例的耳机中的改进的电元件分布的示意图21A为根据本发明一个实施例的耳机耳塞的示意图21B为根据本发明一个实施例的耳机耳塞的简化分解图22-25和26A为根据本发明一些实施例的处于不同组件状态下的耳机耳塞的简化示意图^B为根据本发明一个实施例的音频接收器的简化截面图27A为根据本发明一个实施例的部分组装的耳机耳塞的简化截面图27B为根据本发明一个实施例的全部组装的耳机耳塞的简化截面图观为根据本发明一个实施例的附加系统的部件分解图四为示出根据本发明一个实施例的用于组装耳机的一部分的过程的流程图30A和30B为根据本发明一个实施例的可以用来辅助组装耳机的一部分的工具的示意图30C为根据本发明一个实施例的所使用的图30A和30B的工具的的示意图31为根据本发明一个实施例的“已完成”管的截面图32为根据本发明一个实施例的初始制造的管的截面图33为根据本发明一个实施例的图31的管的截面透视图34为根据本发明一个实施例的用来修整图32的初始制造的管的示意性冲压模；
图35为根据本发明一个实施例的在从管上去除冲压模以后的图34的管的截面图36为根据本发明一个实施例的在对管进行加工以形成内壁之后的图35的管的透视图37为根据本发明一个实施例的采用一次冲击挤压形成的管的示意截面图38为根据本发明一个实施例的在对管进行加工以形成内壁之后的图37的管的透视图39为根据本发明一个实施例的采用两次冲击挤压形成的管的示意截面图40为根据本发明一个实施例的在对管进行加工以形成内壁之后的图39的管的透视图41为根据本发明一个实施例的采用级进深冲工艺(progressivede印draw process)形成的管的示意截面图42为根据本发明一个实施例的图41的管的截面透视图43为根据本发明一个实施例的在对管进行加工以形成内壁之后的图41和42 的管的透视图44为示出根据本发明一个实施例的使用冲压模形成在管的内表面上具有结构元件(feature)的挤压管的过程的流程图45为示出根据本发明一个实施例的使用一次冲击挤压形成在管的内表面上具有结构元件的管的过程的流程图46为示出根据本发明一个实施例的在管的两端上使用冲击挤压形成在管的内表面上具有结构元件的管的过程的流程图；6
图47为示出根据本发明一个实施例的使用级进深冲工艺形成在管的内表面上具有结构元件的管的过程的流程图48为根据本发明一个实施例的视觉指示器系统的截面图49为根据本发明一个实施例的耳机的视觉指示器系统的示意图50A和50B为根据本发明一个实施例的耳机的示意图51为根据本发明一个实施例的连接器的示意图52为根据本发明一个实施例的连接器的分解图53为根据本发明一个实施例的麦克风仓(boot)的示意图M为根据本发明一个实施例的连接器的截面图55A-55D为根据本发明一个实施例的耳机的示意图56为根据本发明一个实施例的连接到电路板的电触点组件的截面图57A和57B为根据本发明一个实施例的电触点组件的示意图58A-58C为根据本发明一个实施例的电触点组件的示意图59A和59B为根据本发明一个实施例的电触点的示意图60A和60B为根据本发明一个实施例的连接器板的示意图61A和61B为根据本发明一个实施例的连接器的磁性部件的示意图62A和62B为根据本发明一个实施例的连接器的示意图63A和63B为根据本发明一个实施例的连接器的示意图64为根据本发明一个实施例的与互补连接器连接的耳机的示意图65为根据本发明一个实施例的耳机与互补连接器连接所涉及的磁力和弹力的简图66为根据本发明一个实施例的可以容纳耳机的对接装置的示意图67A为根据本发明一个实施例的连接器的示意图67B为根据本发明一个实施例的与互补连接器连接的耳机的示意图；和
图68为列出根据本发明一个实施例的通信系统的示例模式和功能的图表。
具体实施方式
本发明涉及耳机及其制造方法。耳机是佩戴在用户头上以便与主机装置如计算机、电话耳机、蜂窝电话、汽车等免提地进行数据和/或语音通信的通信设备。耳机可以包括用于音频输出的一个或多个扬声器(在一个或两个耳朵的附近)和/或用于音频输入的一个或多个麦克风。
耳机可以采用各种不同的形数(form factor)或形状。在一些情况下，耳机可以实现为充当用于佩戴耳机的主要支撑机构的听筒(earpiece)。例如，通过佩戴在耳朵上或塞入耳朵内的听筒，该耳机可以被支撑在头上。可供选择地，耳机可以通过装在用户头上的框架或带子而被支撑。耳机可以包括将麦克风靠近用户嘴放置(围绕面部)的固定的或可移动的支架(boom)。可供选择地，耳机可以是无支架的，使得麦克风与听筒成为一体，从而形成更加紧凑的装置(例如，更小、更轻、更美观，等等)。
根据本发明的一个方面，耳机可以实现为小型单元，其包括主壳体和从其中延伸出的耳塞构件。该耳塞构件可以被附在主壳体上或与主壳体一体地形成。各个部件可以放置在耳塞构件和主壳体的表面上或里面。实际上，根据对装置的要求，它们两个都能包括一个或多个部件。包含在耳塞构件和主壳体中的每一个内的部件可以广泛多样。各操作部件的例子包括扬声器、麦克风、天线、连接器、按钮、显示器、指示器、电池和相关联的处理器、 控制器以及电路。一般，耳塞构件包括至少一个扬声器，而主壳体包括至少一个麦克风(尽管这不是必需的)。根据它们的尺寸，这些构件中的每一个都可以包括耳机的附加部件。在一个实施例中，除了任何附加电路以外，主壳体还包括天线、用户接口按钮、指示器或显示器(例如LED)、电池、麦克风、和/或连接器，与此同时，扬声器、处理器及其附加电路可以位于耳塞内。按钮可以位于主壳体的一端上。用户可以用该按钮作为接口以执行不同的功能 (例如终止呼叫)。
耳塞构件和主壳体的形状、尺寸和方向可以广泛多样。在一个实施例中，耳塞构件被构造成塞入耳朵中，使得它支撑用户头部附近的耳机的剩余部分(例如主壳体)。在一个实施例中，主壳体被构造为纵向构件(例如管)。在一个例子中，包括扬声器的耳塞构件从纵向延伸的主壳体的一端垂直地朝外突出，该主壳体包括处于纵向延伸的主壳体的相对的另一端上的麦克风。而且，耳塞构件从颈部朝外扩展并然后向内扩展，为了形成适宜耳朵的塞子(bud)，该颈部与主壳体连接。
主壳体可以包括管，该管形成壳体并通过开口端容纳内部部件。为了降低成本、提高速度和效率，该管可以使用几种工艺之一来制造。在一个实施例中，该管可以制造为在管的内表面上包括结构元件，以便支撑耳机的电子部件。用于制造这样的管的工艺包括将冲压模施加到挤压管上、使用一次或两次冲击挤压或连续的深拉工艺。
为了允许电线连接设置在耳塞和主壳体内的各组分立的电子器件，耳机可以包括在耳塞和主壳体之间的中空颈部。在一个实施例中，可以使用带双螺纹的嵌件(dual threaded insert)来在结构上加固中空颈部而没有增加器件尺寸。
小型耳机具有用于放置部件的有限的表面区域。因此，本发明的一个方面涉及将多个部件集成到耳机的同一表面区域上以有助于形成小型耳机。换言之，为了获得理想水平的功能而不影响耳机的理想的小尺寸，可以将多个部件建造在耳机的同一位置上。例如， 各部件可以选自连接器、麦克风、扬声器、按钮、指示器、显示器等等。在一个实施例中，天线和按钮在耳机的同一位置行使功能。在另一个实施例中，麦克风和连接器在耳机的同一位置行使功能。还可以实现其它实施例。例如，按钮可以在扬声器的同一位置(例如在耳塞位置)上行驶功能，或者，指示器可以在麦克风的同一位置上行使功能。
小型的耳机还具有用于放置内部部件的有限的内部体积。因此，本发明的一个方面涉及将内部电子组件划分/分离为多个小部件，所述多个小部件可以(分离地)设置在耳机内的不同位置上。举例来说，通常在单个大电路板上实现的电子器件可以被划分 /分离开并设置在多个较小的电路板上，每一个较小的电路板可以设置在耳机内的不同位置上。较小的电路板可以更容易地放置在存在于小型器件中的各个不同的小的内部凹穴 (pocket)中。挠性电线和可行的无线协议可以用来将电子器件和/或分离的电路板有效地连接在一起。换句话说，电子器件的第一部分可以与电子器件的第二部分分隔开，而且，第一部分可以位于耳机内的第一位置上，而第二部分可以位于耳机内的第二位置上。请注意， 并不限于两部分，电子器件可以被分成任何数量的较小的分立部分。
按照相似的思路，本发明的另一方面涉及电子组件，该电子组件为部分挠性或可弯折的，从而所述组件能被折叠为小型紧凑的形式以装备在紧凑间隔的内部空间内。举例来说，通常在单个刚性电路板上实现的电子器件可以放置于通过挠性或可弯折的电路板部分互连的多个刚性电路板上，所述挠性或可弯折的电路板部分可以在仍正常工作的同时绕各种内部形状弯折和/或自身折叠起来。
本发明的另一方面涉及通过小型耳机建立的声路、端口和音量以改善麦克风和/ 和扬声器的声学性能(对耳机形数具有有限的影响)。在一个实施例中，为了控制通过耳塞的空气流动，声学端口可以集成到设置于其中的一个和多个电子部件和/或耳塞壳体上。 在另一个实施例中，通过各个不同壳体的端口中的至少一些基本上从视线中隐藏起来，因此提高耳机的美观。例如，端口可以设置在耳机的两个连接外表面之间的接缝内。在一个例子中，通过主壳体的管的开口端提供第一外表面，通过设置在主壳体的管的开口端内的端部构件提供第二外表面。该端部构件例如可以包括连接器组件，从而将麦克风和连接器一起集成到同一表面区域中。
根据本发明的一个方面，连接器组件可以包括用于传输电和数据的触点。连接器可以位于与用户接口按钮相对的主壳体的一端上。连接器可以具有对称结构，使得它在一个以上的接口方向上(例如90度对称、180度对称等)与互补连接器连接。在一个实施例中，为配合此对称性，可以将开关电路包括在内。这种电路例如可以测量来自互补连接器的数据和/或电力线的极性，以基于所确定的方向发送数据和/或电力线。在一些实施例中， 连接器组件可以至少部分地由铁磁材料制成，铁磁材料可以充当用于吸引另一装置(例如耳机充电器)中的互补连接器上的一个或多个磁体的吸盘。
根据本发明的另一方面，耳机可以包括指示器，在非激活时，该指示器从视线中隐藏起来，在激活时，该指示器呈现在视线中。这样例如可以通过能在主壳体和/或耳塞构件的壁中钻入微米尺寸的孔(称为微穿孔)来实现。通过这些孔，主壳体和/或耳塞构件内部的光源能产生用户可以看见的指示器。可以将散光器与这种微穿孔结合使用，从而可以用均勻分布的光照亮指示器。
耳机可以通过有线和/或无线连接与主机装置通信。有线连接例如可以通过电缆 /连接器布置实现。另一方面，无线连接例如可以通过空气(不需要物理连接)实现。有线和无线协议可以广泛多样。有线协议例如可以是基于通用串行总线(USB)接口、火线接口、常规串行接口、并行接口等等。无线协议例如可以是基于语音和/或数据的短程传输。 无线协议还可以用来在耳机和附近的主机设备如蜂窝电话之间建立个人局域网。可以使用的无线协议的一些例子包括蓝牙、家用射频(Home RF)、iEEE 802. ll、IrDA、无线USB等等。 通信电子器件可以实现为芯片上系统(system on a chip)。
尽管可以采用其它无线协议，但是，根据本发明的一个方面，耳机可以包括基于蓝牙无线协议的通信电子器件。该通信电子器件例如可以包括或对应于蓝牙芯片上系统 (Bluetooth System-on-a-Chip) (SoC)。SoC可以包括用于执行除了无线通信以外的功能的电路。例如，在一些实施例中，用于使用有线通用串行总线(USB)接口和常规串行接口进行通信的电路可以被集成到SoC上。
为了增加功能性，根据本发明的一个方面，耳机可以包括配电电路。这样的电路可以根据例如取决于电池的电量水平或外部电源的可用性的几个不同模式来操作耳机。在一个模式下，配电电路可以在对电池同时充电的同时为SoC的有限部分供电。通过采用温度检测电路(例如热敏电阻器)监测电池温度，可以进一步地改进电池充电过程。这一过程可以通过只在所监测的温度处于或低于预定的阈值时对电池进行充电来延长电池寿命。在另一个模式下，配电电路可以使用电池有选择性地为各个不同的电子部件供电，而其它的电子部件可以通过外部电源供电。
下面参考图1-68讨论本发明的各个方面和实施例。然而，本领域技术人员将容易认识到，这里参照附图给出的详细描述是出于解释本发明的目的，因为本发明的范围超出这些有限的实施例。
图1为根据本发明一个实施例的耳机10的简化框图。耳机10可以被构造为以能放置于耳朵内的简单听筒的形式的小型单元。耳机可以包括主壳体11和从主壳体延伸出的耳塞12。耳塞12可以适合安放在耳朵，从而将主壳体接近用户面部放置。这些部件的每一个可以围绕并保护各种内部部件，并且还可以在其上支撑与操作耳机相关联的各种外部部件。这些部件可以是多个电子部件，它们为电子装置提供特定功能。例如，这些部件一般可以与产生、接收、和/或传输与操作该装置相关联的数据相关。
耳机10包括用来控制耳机功能的处理器20。在该图示的实施例中，可以将处理器 20设置在耳塞12内。在其它实施例中，处理器20可以位于耳机10中的任何位置上。处理器20可以通过电路板和/或电缆与耳机10的其它部件电连接。处理器20可以有助于与主机装置进行无线通信。例如，处理器20可以产生用于无线传输的信号并处理所接收的无线信号。除了无线通信以外，处理器20还可以调整耳机10的各个部件的操作。例如，处理器20可以控制电池充电或显示系统的操作。
耳机10还包括用于分布来自耳塞12的音频信息的扬声器系统13。扬声器系统 13可以包括位于耳塞端部的声学端口和设置在声学端口端部的接收器(例如扬声器)。该声学端口可以被护栅覆盖。扬声器系统13还可以包括位于耳塞的内部和外部的各种端口。 例如，扬声器系统13可以包括位于耳塞内的声路和沿着耳塞表面行径的声路。
耳机10还包括用于给耳机提供输入的一个或多个输入机构。该输入机构可以设置在主壳体和/或耳塞上。该输入机构可以广泛多样，并且可以包括例如滑动开关、可压低的按钮、号码盘、滚轮、导航板、触摸板等等。为了简单起见，耳机可以仅包括单个输入机构。 而且，为了美观的原因，输入机构可以放置在选定的位置上。在其它实施例中，两个或更多个输入机构可以设置在耳机上。
在一个实施例中，耳机10包括位于主壳体11 一端上的单个按钮14。将按钮14放置在端部是为了保护主壳体11的侧表面。这也可以通过将耳塞12构造为按钮来实现(例如，耳塞相对于主壳体是可压低的)。耳塞12还可以被构造成倾斜、旋转、弯折和/或滑动， 以便在保护主壳体11的侧表面的同时提供输入。
耳机10还包括用来与主机装置通信的通信终端。该通信终端可以被构造为有线或无线的连接。在本图示的实施例中，该通信终端为支持无线连接的天线15。天线15可以位于主壳体或耳塞的内部。如果主壳体或耳塞不是由无线透明材料制成，那么可能需要提供无线透明窗口。在本图示的实施例中，天线15位于耳机的一端上。放置天线15和在端部附加无线透明窗口能保护主壳体11的侧表面。在一个实施例中，按钮14和天线15被集成到同一端。
耳机10还可以包括用于向耳机传输数据和/或电力或从耳机传输数据和/或电力的一个或多个连接器16。数据连接允许数据传输到主机装置和从主机装置接收数据。另一方面，电力连接允许输送电给耳机。该连接器可以例如连接到在支架或电缆中的相应的连接器上，以便连接用于充电的电源和/或下载或上载数据源。尽管连接器的位置可以在很大范围内变动，但是在本图示的实施例中，连接器16位于端部之一以保护主壳体的侧表
在一些实施例中，连接器16和相应的连接器可以这样成形，使得这两个连接器可以在两个或更多个不同的接口方向上配合。为了补偿这一可能性，耳机10可以包括与连接器16连接的开关电路。这种开关电路可以确定连接器16如何与相应的连接器连接(例如， 连接器如何被物理定向)。开关电路可以通过测量例如来自互补连接器的数据和/或电力线的极性来确定这个。然后，开关电路可以适当地从连接器发送数据和/或电力到耳机10 中的其它电路。在一些实施例中，连接器16的至少一部分可以为磁性的或具有磁引力。例如，连接器16可以包含使其偏向磁性连接器的铁磁材料。这样的磁相互作用可以帮助用户将连接器16与相应的连接器连接并有助于防止这些连接器去连接。
耳机10还包括用于捕获用户所提供的语音的麦克风17。麦克风通常位于主壳体的内部。一个或多个声学端口可以被构造在主壳体内，以提供从主壳体外部到麦克风的声路。声学端口的位置可以在大范围内变动。在一个实施例中，声学端口位于主壳体的一个端部以保护主壳体的侧表面。在一个实施例中，连接器组件和声学端口被集成在同一端部。 而且，声学端口可以通过选择端口位置而被构造为基本上从视线中隐藏起来。例如，端口可以放置在连接器组件与主壳体的接缝处。
耳机10还包括用于提供视觉反馈的显示系统18。显示系统可以是包括IXD或能够显示图形信息的其它相关显示装置的复杂的显示系统，并且/或者，它可以是仅仅通过例如LED组件提供简单的视觉反馈的指示器组件。在一个实施例中，显示系统仅包括沿主壳体侧壁提供视觉反馈的指示器组件。然而，为了保护侧壁，在非激活状态下，该指示器组件可以被隐藏起来。例如，这样可以通过穿过主壳体的微穿孔来实现。这些微穿孔可以使光线通过，但是由于其非常小以致用户不会发现。
耳机10还包括电池19。电池19可以为耳机10的各部件提供电力。在外部电源连接到耳机10时，可以设置充电电路以为电池19充电。
耳机10还可以包括用于前述部件的支持电路。例如，这可以包括电路板、各种电子部件、处理器和控制器。支持电路可以被置于主壳体和/或耳塞内。在一个实施例中，支持电路可以被分离或分割在两个位置之间以形成更加紧凑的器件，即，各种不同的电子器件根据需要按体积分布。为了进一步节省空间，电子器件可以是可堆叠的。在一个实施例中，电子器件被置于具有一个或多个挠性部分的电路板上以便通过折叠或弯曲电路板来形成堆叠。
尽管耳塞12和主壳体11可以一体地形成，但是，在本图示的实施例中，主壳体和耳塞是粘附在一起的分离的壳体构件。任何合适的装置都可以用来将这两部分粘附在一起，所述装置包括但不限于螺丝、胶、环氧树脂、夹子、托架等等。
耳塞相对于主壳体的位置可以在很大范围内变动。例如，耳塞可以被置于主壳体的任何外表面(例如顶面、侧面、前面或后面)。在一个实施例中，耳塞位于主壳体一个端部附近的前平面侧上。在一个实施例中，耳塞可以被构造为相对于主壳体移动以便可以调整其位置。
耳塞12和主壳体11中的每一个可被构造为围绕在其外围区域的内部部件以覆盖并保护内部部件。如果需要的话，它们还可以被构造成在外部支撑各部件。耳塞12和主壳体11中的每一个有助于限定耳机的形状和外形。即，它们的轮廓体现了耳机的物理外观。 这样的轮廓可以是直线、曲线或它们两者。在一个实施例中，耳塞12形成为向外延伸的突出构件，而主壳体11形成为纵向延伸的构件。例如，耳塞12通过颈部与主壳体11连接，该颈部可以是主壳体或耳塞的一部分、或完全独立的部件。耳塞12和主壳体11的轴可以是横向的，更具体地说是垂直的。耳塞12和主壳体11的形状可以广泛多样。在一个实施例中，耳塞12形成为反圆锥体，主壳体11具有弹丸状截面。然而，应该理解，并不限于这些， 并且，外形、形状和方向可以根据对耳机的特定需要或设计来改变。举例来说，耳塞12和主壳体11可以具有不同的截面形状，包括例如圆形、正方形、长方形、三角形、椭圆形等等。另外，它们的外形可以是这样，使得它们没有典型的直线轴。
耳塞12和主壳体11可以由一个或多个构件形成，在一个实施例中，主壳体11可以包括一体成型的构件。“一体”的意思是指该构件为单个完整的单元。一体成型的构件在结构上可以比常规壳体更加结实，常规壳体包括紧固在一起的两部分。此外，与在这两个部分之间具有缝隙的常规壳体不同，该构件具有基本无缝的外观。而且，与常规壳体相比较， 无缝壳体可以防止污染并更加防水。例如，主壳体可以形成为管，该管在其第一开口端和与第一开口端相对的第二开口端之间形成腔体。为了封闭管的端部，主壳体还可以包括一对端盖。每一个端盖可以被构造成覆盖上述开口端之一，从而形成全封闭的壳体系统。端盖可以由与管相似或不同的材料制成。此外，端盖可以采用多种技术粘附在管上，这些技术包括但不限于紧固件、胶、夹子、托架等等。端盖还可以是可移动地粘附的，并且被构造成承载耳机的操作部件。
应该理解，主壳体11的内部截面形状可以与主壳体的外部截面形状相同或不同。 例如，可以希望具有弹丸状的外部和长方形的内部等等。另外，尽管不是必需的，但是主壳体11的前表面和后表面可以是基本上平坦的。
在一个实施例中，主壳体11可以通过挤压或相关工艺来形成，挤压工艺能够生产出无缝隙、无裂纹、无破裂等等的一体管。如普遍公知的那样，挤压为一种成型工艺，其中， 通过经由成型孔对熔融材料或热材料施加力来生产连续的工件，即，挤压工艺产生一段特定的截面形状。工件的截面形状至少部分地由成型孔控制。当成型的工件从孔中出来时， 就对其进行冷却并然后将其切割成期望的长度。挤压工艺是一种连续的大量生产工艺，能形成复杂的外形且精确地控制工件尺寸(对于较小的零件，这可能是必要的)。此外，由于挤压工艺的加工成本低，所以与其它成型或制造工艺相比，挤压工艺是相对便宜的。
主壳体11可以由多种可挤压的材料或复合材料来制成，所述材料包括但不限于金属、金属合金、塑料、陶瓷等等。举例来说，金属可以对应铝、钛、钢、铜等等，塑料材料可以对应聚碳酸酯、ABS、尼龙等等，陶瓷材料可以对应氧化铝、氧化锆等等。例如，氧化锆可以对应二氧化锆。
图2示出根据本发明一个实施例的耳机连接器系统200。系统200可以包括耳机 210和耳机啮合连接器220，在一些实施例中，耳机210可以与图1中的耳机10相对应。耳机210可以包括设置在耳机的面214中的任意数量的耳机连接器触点区(例如，参见区域12211、212和21；3)。面214可以与耳机啮合连接器220相配，使得设置在耳机啮合连接器中的相应数量的耳机啮合触点区(例如，参见区域221、222和22 与耳机连接器触点区电连接。而且，耳机210可以包括开关电路215，该开关电路与耳机连接器触点区的每一个电连接。开关电路215可以操作用来确定耳机连接器触点区和耳机啮合触点区之间的接口方向。例如，开关电路215可以确定耳机210与耳机啮合连接器220相配合的接口方向。开关电路215可以通过测量来自耳机啮合连接器220的数据和/或电力线的极性来确定该方向。在确定接口方向后，开关电路215可以基于所确定的方向发送在耳机连接器触点区上接收的信号。应该理解，可以在连接器220内设置开关电路以提供与开关电路215相似的功能。例如，在连接器220内的开关电路可以确定耳机210的接口方向并基于所确定的方向发送电信号给触点区。
在一些实施例中，耳机210和/或耳机啮合连接器220的至少一部分(例如，壳体 224的一部分或全部)可以具有磁引力。而且，耳机啮合触点区(例如，参见区域221、222 和22 可以偏置从连接器220的壳体2 突出。在这种实施例中，耳机210可以通过磁力吸引耳机啮合连接器220，使得该磁力可以导致耳机啮合触点区(例如，参见区域221、222 和22 压靠着耳机连接器触点区(例如，参见区域211、212和213)。
图3示出根据本发明的一个实施例的电子装置300。在一些实施例中，装置300 可以是电子耳机(例如，参见图1的耳机10)，但是应该理解，装置300并不限于电子耳机。 装置300可以包括壳体310和连接器组件320。连接器组件320的至少一部分可以设置在壳体310中。连接器组件320可以包括端口 322、麦克风3 和通道326，该通道能流畅地将麦克风连接到端口。连接器组件320还可以包括一个或多个触点(例如，参见触点321、 323、325和327)，以便与另一装置电连接。可以在一个位置设置端口 322，使得连接器组件 320的触点位于与端口相同的外表面或位于该端口附近。在一些实施例中，端口 322可以位于两个触点之间(例如，参见触点323和325)。
图4示出根据本发明的另一实施例的电子装置400。与装置300 —样，在一些实施例中，装置400可以为电子耳机(例如，参见图1的耳机10)，但是应该理解，装置400并不限于电子耳机。装置400可以包括壳体401和接合连接器和麦克风组件420。可以在接合连接器和麦克风组件420中设置麦克风430、麦克风仓440和连接器板450。麦克风430可以包括一个或多个侧表面和具有麦克风端口 432的顶面，麦克风仓440可以安装在麦克风上，使得麦克风仓与顶面和侧表面中的至少一部分形成密封。这样的密封可以围绕麦克风端口 432。麦克风仓440还可以包括用于密封连接器板450的一部分和用于流畅地连接麦克风端口 432到连接器端口 452的孔。连接器板450可以包括用于与另一装置电连接的一个或多个触点(例如，参见触点451、453、455和457)。可以在一个位置上设置连接器端口 452，使得该端口位于与连接器组件420的触点相同的外表面或位于该触点附近。在一些实施例中，端口 452可以位于两个触点之间(例如，参见触点453和455)。
图5示出根据本发明的一个实施例的耳机500。耳机500可以对应电子耳机(例如，参见图1的耳机10)，并且可以包括主壳体510和耳塞520。例如，主壳体510可以与主壳体11相对应，耳塞520可以与耳塞12相对应。可以在耳塞520中设置耳塞挠性电路板 522。接收器5M和处理电路5 可以安装在耳塞挠性电路板522上。耳塞挠性电路板522 可以为挠性的，从而它自身能够折叠或弯曲。这样的挠性可以允许耳塞挠性电路板522适合佩戴在较小的或具有较不传统的形状的耳塞上。
主壳体510可以固定到耳塞520上。主壳体510可以包括主壳体挠性电路板512 和麦克风514。与耳塞挠性电路板522 —样，主壳体挠性电路板512可以是挠性的，从而它自身能够折叠或弯曲。这样的挠性可以允许主壳体挠性电路板512围绕主壳体中的其它部件(例如，电路板、天线或电池)弯曲以致于节省主壳体的内部空间。例如，节省内部空间的结果是有更多的空间容纳较大的电池。在另一个例子中，节省内部空间的结果是有较小的主壳体。耳塞挠性电路板522和麦克风5 可以电连接到主壳体挠性电路板512。在一些实施例中，与图5所示的情况一样，耳塞挠性电路板522可以延伸到主壳体510中，使得其可以与主壳体挠性电路板512连接。在其它实施例中，主壳体挠性电路板512可以延伸到耳塞520中，使得其可以与耳塞挠性电路板522连接。应该理解，尽管主壳体挠性电路板 512和耳塞挠性电路板522描述为挠性的，但是其中的一个或两个电路板既可以包括挠性部分也可以包括刚性部分。例如，每一个电路板可以包括一个或多个刚性部分，其中，电子部件(例如接收器524、处理电路526、或麦克风514)可以容易且稳定地安装在所述刚性部分上。
图6A示出根据本发明的一个实施例的耳机装置600。耳机装置600可以包括耳塞壳体610、带螺纹的颈部620和主壳体630。耳机装置600可以与图1中的耳机10相对应，从而，例如，耳塞壳体610与耳塞12相对应，主壳体630与主壳体11相对应。耳塞壳体 610可以包括耳塞通孔612和颈部啮合面614。带螺纹的颈部620可以包括第一颈部表面 622，该第一颈部表面622可以与耳塞壳体的颈部啮合面614相配合。第一颈部表面622和颈部啮合面614可以包括一个或多个结构元件(例如，突出部、突起(tab)、凹槽或凹口)， 使得它们可以只在某一方向(彼此相对的方向)上连接。
主壳体630可以包括主壳体通孔632和颈部啮合面634。带螺纹的颈部620还可以包括第二颈部表面624，该第二颈部表面6 可以与主壳体的颈部啮合面相配合。第二颈部表面6M和颈部啮合面634可以包括一个或多个结构元件(例如突出部、突起(tab)、凹槽或凹口)，使得它们可以只在某一方向(彼此相对的方向)上连接。
图6B示出根据本发明的与耳机装置600 —起使用的螺丝690。螺丝690既可以用作耳塞螺丝，也可以用作主壳体螺丝。螺丝690可以包括通过螺丝中心的中空通道692。 螺丝690还可以包括结构元件694 (例如，凹口)，使得工具可以与该结构元件接口并旋转螺丝。作为耳塞螺丝，螺丝690可以被插入耳塞通孔612并紧固，从而该螺丝690将颈部啮合面614紧固到第一颈表面622。作为主壳体螺丝，螺丝690可以被插入主壳体通孔632并紧固，使得该螺丝690将颈部啮合面634紧固到第二颈部表面624。
图7示出根据本发明一个实施例的显示系统700。例如，显示系统700可以与图1 中的显示系统18相对应。显示系统700可以包括壳体710、光源720、散光器730和控制电路740。壳体710可以具有设置在其中的信号指示器区712。例如，信号指示器区712可以是用于传输光的一个或多个孔(例如微穿孔)。信号指示器区712可以被构造成输出特定形状或外形的信号。壳体710还可以包括内壁714。散光器730可以位于光源720和内壁 714之间。控制电路740可以与光源720电连接，以控制光源720何时发光。
散光器730可以操作用来扩散来自光源720的光，从而从该散光器射出的所有光都具有相等的强度或亮度。例如，散光器730可以操作用来将来自光源720的光均勻地照射信号指示器区712。散光器730可以由引起光扩散的不同粒子的混合物构成。例如，散光器730可以包括大部分透明的粒子，其中到处分布有半透明的粒子。半透明的粒子可以使光偏离原来的路线，从而使光分布在整个散光器中。因此，从散光器的任何部位射出的光具有基本上均勻的亮度。
图8示出根据本发明的一个实施例的配电系统800。配电系统800可以用于电子装置(例如，参见图1的耳机10)中，并且可以包括开关810、总线820、第一功率调节电路 822、核心处理电路824、电池830、第二功率调节电路832、RF处理电路834和控制电路840。 核心处理电路拟4可以包括用于处理电子装置的低电平的核心功能的电路，并且RF处理电路834可以包括用于处理电子装置的RF通信的电路。为了给核心处理电路拟4和RF处理电路834供电，配电系统800既可以包括总线820，也可以包括电池830作为潜在的电源。
总线820可以被连接成从系统外部的电源获得电力。例如，总线820可以连接到连接器，从而总线可以通过连接器获得电力。第一功率调节电路822可以电连接到总线820 和核心处理电路824。第一功率调节电路822可以操作用来例如将来自总线820的电力转换为适合用于核心处理电路824的条件(例如通过改变电压或调节电流)。
电池830可以是存储化学能并使其转换为电能形式的装置。电池830可以是可充电的。第二功率调节电路832可以电连接到电池830和射频处理电路834。第二功率调节电路832可以操作用来例如将来自电池830的电能转换为适合用于核心处理电路拟4的条件(例如通过改变电压或调节电流)。
开关810既可以与核心处理电路824电连接，又可以与射频处理电路834电连接。 开关810可以通过外部电源在总线820上的存在来控制。例如，当总线820的电压低于预定阈值时，开关810可以被激活。当开关810被激活时，第一功率调节电路822、核心处理电路824、RF处理电路834和第二功率调节电路832可以电连接，从而核心处理电路和RF处理电路二者可以一起共享电力。
控制电路840可以电连接到总线820、第一功率调节电路822、核心处理电路824 和第二功率调节电路832。控制电路840能够基于总线820、核心处理电路824、和/或电子装置中的任何其它信号有选择性地激活第一功率调节电路822和第二功率调节电路832。
图9示出根据本发明的一个实施例的无线耳机900。耳机900可以是用于通信的电子耳机(例如，参见图1的耳机10)。耳机900可以包括处理器电路910，该处理器电路 910具有第一功耗部分912和第二功耗部分914。例如，第一功耗部分912可以包括电子装置的核心电路(例如引导电路(boot-up circuit))，而第二功耗部分914可以包括该装置的辅助电路(例如用于RF通信的电路)。耳机900还可以包括配电电路920。不管第二功耗部分914是否被供电，配电电路920都可以选择性地给第一功耗部分供电。在一些实施例中，配电电路920可以基于耳机900的一个或多个监控条件来选择性地给第一功耗部分 912和第二功耗部分914的任何组合供电。例如，配电电路920可以监控是否存在外部电源和/或电池的充电电平以确定要激活哪个功耗部分。
图IOA和IOB示出根据本发明一个实施例的示例耳机的透视图。耳机1000可以与图1的耳机10相对应。例如，主壳体1010可以与主壳体11相对应，耳塞1020可以与耳塞12相对应。
耳机1000可以包括包围耳机的电子器件和其它元件的壳体。壳体可以包括几个部件，使用任何合适的工艺(例如，粘合剂、螺丝或压配合)将这几个部件组装起来。在图 IOA和IOB的例子中，耳机1000可以包括耳塞1020、颈部1030、主壳体1010、天线帽1011 和连接器1040。耳塞1020可以包括穿孔(例如声学端口)1021和1022，以便允许空气流入耳塞1020或从耳塞1020流出。前端口 1021可以允许来自位于耳塞1020内的接收器的声波到达用户的耳朵和/或外部环境。侧端口 1022可以提供使声压排放到外部环境的通路。耳塞1020可以通过颈部1030附着到主壳体1010上。
附着到主壳体1010的一端的是天线帽1011。天线帽1011可以具有至少部分地设置在其上的按钮1012。用户可以操作按钮1012来控制耳机。主壳体1010可以包括显示器 1013，该显示器1013可以与图7的显示系统或图1的显示系统18相对应。在一些实施例中，显示器1013可以包括微穿孔，例如下面结合图48和49更加详细地讨论的那些。位于主壳体1010的连接器端上的连接器1040包括用于使主壳体1010内的麦克风能够接收声信号(例如，用户语音)的至少一个端口(在图IOA中未示出)、以及用于从外部源接收电力、数据或二者的至少一个触点1042。例如，连接器1040可以与图2中的触点区211、212 和213相对应。
耳塞1020、颈部1030、主壳体1010、天线帽1011和连接器1040可以由任何合适的材料来构成，所述材料包括，例如，金属、塑料、硅树脂、橡胶、泡沫材料或它们的组合。例如， 耳塞1020可以由用硅树脂密封剂包围的塑料元件形成，主壳体1010可以由铝形成。耳塞 1020、颈部1030、主壳体1010、天线帽1011和连接器1040可以使用任何合适的工艺(例如模制、铸造或挤出)制造。在一些实施例中，耳塞1020、颈部1030、主壳体1010、天线帽1011 和连接器1040可以被后加工，以在主体的内表面或外表面上提供纹理或其它结构元件。例如，可以使用喷砂和阳极氧化处理工艺来对主壳体1010施加理想的表面纹理。
图IlA为根据本发明一个实施例的耳机1100的分解图。例如，耳机1100可以与图1的耳机10或图IOA和IOB的耳机1000相对应。在本发明的一个实施例中，耳塞壳体 1120可以包含耳塞电路板1122。例如，耳塞电路板1122可以与图5的耳塞电路板522相对应。耳塞电路板1122可以是挠性电路板，在该挠性电路板上用电和/或机械的方式安装一个或多个下述部件处理器1123(可以用来控制耳机1100的功能)、接收器IlM、以及其它的电路和部件。耳塞电路板1122的挠性特性可以使其自身能够折叠起来，提供可以封装在耳塞壳体1120中的多层电路，从而占用耳塞壳体1120中的空间，否则该空间可以是空的或未使用的。耳塞电路板1122的挠性部分可以替代对连接不同电路板的分离电线的需要，这样会导致尺寸明显增加，因为每根电线可能会涉及一对连接器。另外，耳塞电路板1122的挠性特性可以有利地减小电路板1122所需的面积或覆盖区。即，与在其上设置有相似电路和部件但以非折叠的形式的其它电路板相比，电路板1122可以占用更少的面积。另外，通过将传统位于耳机其它位置的电子器件和其它部件结合到耳塞壳体1120内，电路板1122 还可以减小对耳机1100的其它部件例如主壳体1110和天线帽1111的覆盖区或尺寸要求。 例如，下面结合图18-27B更加详细地讨论耳塞壳体1120以及包含在其中的电路和部件。
耳塞壳体1120可以通过颈部1130连接到主壳体1110。耳塞壳体1120、主壳体 1110和颈部1130分别可以与图6中的耳塞壳体610、主壳体630和颈部620相对应。颈部 1130可以构造有带双螺纹的螺丝嵌件，以容纳螺杆(screw member) 1131 (与耳塞壳体1120 相关联)和螺杆1132(与主壳体1110相关联)。颈部1130可以以下述方式将耳塞壳体1120与主壳体1110连接起来即，可以减小耳塞壳体1120与主壳体1110彼此独立地旋转的可能性。即，当耳机1100正使用并且用户通过例如将主壳体1110下拉来调整耳机位置时，耳塞壳体1120可以与主壳体1110协同旋转。然而，在一些实施例中，将主壳体1110下拉可以导致壳体相对于耳塞壳体1120旋转，以触发开关并表示用户输入。例如，在下面可以找到结合图观-30的对耳塞及其组件的更详细的讨论。
除了耳塞电路板1122以外，耳机1100还可以包括主壳体电路板1115，其中，附加电子部件1113可以用电和/或机械的方式安装在该主壳体电路板1115上。例如，主壳体电路板1115可以与图5的主壳体电路板512相对应。主壳体电路板1115可以通过一根或多根电线、电缆、挠性电路板等与耳塞电路板电连接。主壳体电路板1115和耳塞电路板1122 二者中的电子部件的布置可以有利于减小耳机1100的尺寸。例如，下面结合图18-20C更加详细地讨论耳机1100中的电子部件的布置。
用户可以使用按钮1112来控制耳机1100的功能，该按钮与主壳体电路板1115电连接。按钮1112可以从天线帽1111延伸出，使得它看起来是易于被用户激活的分离的用户接口。按钮1112可以构造为以任何合适的方式移动，所述方式包括，例如，相对于主壳体 1110弯曲、平移到天线帽1111中或从天线帽1111平移出、沿着通过连接器板1141和按钮 1112的轴旋转，或它们的任意组合。
在一个实施例中，按钮1112可以包括开关如圆顶开关，在用户按下按钮1112时该开关可以被激活。按钮1112可以具有按钮导引结构。该按钮导引结构可以具有一个或多个导引通道，以便于在耳机1100停止时用户激励按钮。在本发明的一个实施例中，可以以通过按钮导引结构的孔的形式提供导引通道。开关激励部件可以具有主干，该主干通过导引通道支撑和导引。当用户按下开关激励部件时，开关激励部件沿着导引通道向开关移动。 凸起结构(例如脊)可以用来确保开关激励部件在导引通道内平滑地往复运动。
按钮1112和天线帽1111可以由电介质材料如塑料构成。天线1118可以通过在天线帽1111内(例如沿天线帽1111的内表面)或在按钮导引结构的一部分上安装天线共振元件来形成。由电介质材料制造按钮1112和天线帽1111，可以减小或消除潜在的信号干扰，信号干扰会中断天线1118的正常工作。另外，电介质按钮1112可以允许在耳机1100 内的天线共振元件和导电结构(例如主壳体电路板1115)之间具有更小的空隙。
天线1118可以与主壳体电路板1115电连接，从而它可以发送和接收无线(例如无线电)信号。天线1118可以包括用于在耳机1100和电子装置(例如，蜂窝电话或个人多媒体装置)之间进行通信的任何合适的天线共振元件。天线共振元件可以由包含导体条的挠性电路形成。例如，可以使用粘合剂将挠性电路附着到按钮导引结构。例如，在按钮导引结构上，挠性电路可以包含与相应的定位凸起配合的定位孔。一个或多个凸起可以被热组装(heat stake)到挠性电路上。
例如在标题为“用于无线装置的天线和按钮组件(Antenna and Button Assembly for Wireless Devices) ”的美国专利申请No. 11/651，094中可以找到关于与天线1118和按钮1112相似的天线和按钮系统的设计和操作的细节，该专利申请以引用方式并入本文中。
为了将天线帽安装到耳机1100，可以将附件(appendage) 1117结合到天线帽 1111。例如，附件1117可以紧固到主壳体1110或者一个或多个托架1116，这将在下面进行更加详细的讨论。
电池组1119可以位于主壳体1110内。电池组1119可以包含一个或多个合适的电池，所述电池包括，例如，锂离子、锂离子聚合物(Li-Poly)、镍金属氢化物或任何其它类型的电池。电池组1119可以与电路板1115电连接，以便给耳机1100内的电子部件供电。另外，通常被封装在标准电池组内的电路(例如充电或保险丝保护电路)可以被移到主壳体电路板1115。有利的是，耳塞壳体1120内的电路分布和电路板1115的布局可以允许电池组1119占用主壳体1110的内部空间的大部分。这样可以增加耳机1100的电能存储量(例如，使耳机1100在两次充电之间能使用更长时间)，而没有增加主壳体1110和耳机1100的尺寸。
耳机1100可以包括用于使耳机1100能够电连接到其它装置的连接器1140。在连接器1140中可以包含开口或端口，以便声信号(例如，来自用户的语音)可以到达麦克风仓1144内的麦克风。例如，连接器1140可以与图3的组件320或图4的组件420相对应。麦克风可以用任何合适的方式与电路板1115电连接。麦克风仓1144可以位于主壳体 1110的最远离耳塞壳体1120的端部内。在本文中该端部可以称为耳机1100的麦克风或连接器端部，并且也是在使用时最接近用户嘴部的耳机1100的那一部分。将在下面结合图 50A-54更加详细地讨论麦克风仓1144相对于连接器1140和附加部分的布置。
连接器1140可以包括连接器板1141，在连接器板中可以存在触点1142和附加罩 1143。同样地，触点1142可以有助于耳机1100与另一装置的电连接。附加罩1143可以由非导电材料制成(例如聚合物材料)制成。附加罩1143可以围绕触点1142以防止触点与连接器板1141电连接。触点1142和附加罩1143可以与连接器板1141的表面基本上齐平， 从而触点、附加罩和连接器板的组合形成基本上平坦的表面，以便与其它连接器配合。例如，连接器板1141可以由铁磁材料制成，从而该连接器板被偏向磁性连接器，例如结合图 62A-67B所讨论的那些。连接器板1141、触点1142、罩1143和互补磁性连接器的设计将在下面结合图55A-67B的讨论进行详细描述。
耳机1100可以包括一个或多个托架1116，以使连接器1140与天线帽1111的附件1117电连接。托架1116可以防止连接器板1141和天线帽1111轴向地彼此移开或从主壳体1110脱离。可供选择地，连接器板1141和天线帽1111可以被连接到一个或多个托架上，所述托架被固定到主壳体1110的内表面。
为设计选择起见，在连接器板1141的外围表面与主壳体1110的内表面之间具有缝隙。即，除了用于在麦克风和外部环境之间提供声路的预定端口外，还可以存在缝隙。如果预定声路被阻挡(例如，被如灰尘之类的异物阻挡)，这些缝隙有利于使麦克风能接收声信号。在其它实施例中，可以施加粘合剂，以在连接器板1141和主壳体1110之间提供基本上气密的密封。在其它实施例中，可以使用衬垫来提供密封。
图12示出根据本发明的另一实施例的耳机1200的视图。耳机1200可以与耳机 1100相似，但是两者之间有一些明显的差异。例如，耳机1200可以使用不同的附着技术来将连接器1240连接到主壳体1210。连接器1240可以包括突起，该突起可以用来与主壳体 1210的内表面上的结构元件(例如壁1212)连接。这种方法有利于在耳机1100中使用托架1116。例如，突起1242可以附着到主壳体1210的近端，与使用托架附着在主壳体的另一端上的结构(例如天线帽)的方法相比，这样能够提供具有更高结构完整性的连接器1240。耳机1200还可以包括散光器1M4，该散光器1244可以与结合图48和49所讨论的视觉指示器系统一起使用。另外，耳机1200可以包括天线1218，在一些实施例中，该天线1218可以包裹按钮导引件1217。
在本领域中蓝牙协议的基本概念是众所周知的，下面将进行简单的讨论。关于更详细的讨论，请参见《蓝牙规范》(Bluetooth Specification)第2. 0+EDR版第0卷(2004 年11月4日)，其全部内容以引用方式并入本文中。蓝牙无线技术是基于允许智能装置通过无线、低功率、短距离的通信彼此进行通信的国际公开标准。该技术允许任何电子设备从计算机和蜂窝电话到键盘和头戴式收话器实现其自身连接，而不需要电线或用户的任何直接操作。蓝牙被结合到许多商品中，所述商品包括膝上型电脑、PDA、蜂窝电话和打印机，并且，蓝牙很可能应用于未来的产品。
蓝牙可以称为跳频扩谱(rass)无线电系统，该跳频扩谱无线电系统在2. 4GHz免授权频段工作。蓝牙传输基于发射器和接收器所知的序列来改变频率。按照一种公知标准， 蓝牙传输使用从2. 404GHz到2. 480GHz的79个不同的频率。蓝牙的低功率传输允许在大约10米或约30-40英尺的典型变动范围。该范围可以根据蓝牙传输装置所使用的功率量在大约1米到100米的范围内变动。
蓝牙装置彼此连接形成公知的微微网(piconet)。微微网包括同步成具有共同的时钟信号和跳频序列的两个或多个装置。这样，对于连接到给定微微网的任何装置，该装置需要具有相同的时钟信号和跳频序列。使用微微网上的装置之一的时钟信号，可以得到同步的时钟信号和跳频序列。这一装置经常被称为“主(master)”装置，而微微网上的其它装置称为“从属(slave)”装置。每个微微网可以包括一个主装置和最多七个或更多个的从属装置。而且，蓝牙装置可以属于一个以上的微微网。术语“分布式网络”用于定义由多个重叠的微微网构成的蓝牙网络。在一个蓝牙装置位于两个或更多个微微网的情况下，所有装置都位于单个分布式网络。通过采用共享装置来传递信号，属于微微网之一的装置可以与属于另一微微网的装置进行通信。
当两个蓝牙装置开始连接时，它们首先彼此共享一些一般信息(例如装置名、装置类型)。为了加强连接，这些装置可以通过使用私钥建立信任关系。该私密通常由用户提供或存储在装置中的存储器上。按照公知的蓝牙标准，建立这种信任关系的过程称为配对 (pairing)。一旦两个装置被配对，它们就通常共享信息并接收来自彼此的指令。
蓝牙装置可以以约2. IMbit/s (兆位/秒)的最大数据吞吐量工作，但是应该理解，随着技术改进，这样的限制也改变，并且，本发明的实施例可以以其他的速率工作。这个最大数据吞吐量在微微网的所有装置之间共用，这意味着，如果一个以上的从属装置与主装置通信，则所有通信的总和小于最大数据吞吐量。
蓝牙标准包括公开的软件框架。该共享的框架称为蓝牙协议栈并包括不同的软件应用来执行蓝牙通信。图13为根据本发明的实施例的示例蓝牙协议栈1300的简化示意图。 在底层栈1302包括低级软件。其中，这一部分包括用来产生/接收无线电信号、校正传输错误和加密/解密传输的代码。主机控制器接口(HCI) 1304是在低级蓝牙功能和应用程序之间的标准接口。HCI层表示在由专用蓝牙处理器处理的底层栈1302功能和由专用处理器处理的其它功能之间的分界线。
扩展同步连接导向(eSCO) 1306层用于实现专用通信信道，该专用通信信道常用于底层栈1302和高级应用程序之间的语音数据。逻辑链路控制和适配协议(L2CAP)1308 层组合并重新封装由多个高级应用程序传输和接收的数据。L2CAP层1308将所有这些不同的通信组合为一个数据流，该数据流可以与底层栈1302连接。RFC0MM1310层模拟由串行连接采用的协议。这样允许软件设计者易于将蓝牙集成到以前使用串行连接的已有应用中。 服务发现协议(SDP) 1312层被装置用来提供关于每个装置提供何种服务(或功能)以及其它器件如何可以通过蓝牙访问这些服务的信息。
配置(profile) 1314层允许装置确定其自己为具有预定一组功能的总群组装置中的一员。例如，符合耳机配置的装置可以支持与音频通信有关的预定方法。应用层1316 包含实现由所有其它层建立的可用工具的程序。通过给应用层1316写入不同的程序，软件开发者可以集中在对蓝牙功能的新应用，而不必重写控制基本通信任务的代码。
图14示出根据本发明一个实施例的耳机的示例电子系统1400的简化框图。系统1400可以实现于例如图1的耳机10或图IOA和IOB的耳机1000中。系统1400可以包括处理器电路1410、接口电路1420、配电电路1430、开关电路1440和4针对称磁性连接器 1450。
处理器电路1410可以包括处理器1411和与处理器1411连接操作的辅助电路。处理器1411可以协调系统1400中的所有操作，所述操作包括，例如，蓝牙传输、电池充电和对声信号的处理(例如编码和解码)。处理器1411可以驱动接收器1412提供用户可以听到的声信号。复位电路1413可以检测系统1400在何时连接到另一个装置并随后指示处理器 1411复位。功率FET 1414可以与处理器1411内的电源电路一起使用，并在下面结合图15 的讨论被更加详细地讨论。天线1415可以用来发送无线信号给另一装置(例如电话或便携式多媒体装置)和从另一装置接收无线信号。UART复用器1416可以与处理器1411电连接并可以发送数据信号到处理器1411的不同部分。这种发送可以减少未使用的数据线上的有害效应，例如自感。
接口电路1420可以包括麦克风隔离LDO 1421、微电机(MEM)麦克风1422、LED驱动器14 和开关1423。麦克风隔离LDO 1421可以与MEM麦克风1422电连接。麦克风隔离技术和MEM麦克风是众所周知的，并且，本领域普通技术人员将会理解，在不偏离本发明的精神的情况下，这些元件可以用其它等效的麦克风结构代替。LED驱动器14M可以构造为基于处理器1411的一个或多个输出来驱动LED显示单元。关于与LED驱动器14M相似的电路的设计和功能的细节可以在标题为“用于小型多态开关网络的系统和方法(Systems and Methods for Compact Multi-State Switch Networks) ” 的美国专利申请 NO. 60/878，852 中找到，该专利申请以引用方式并入本文中。开关1423可以代表图10B中的按钮1012的电行为。用户可以操作该开关来向耳机输入指令。例如，用户按下开关1423来启动电话呼叫、终止呼叫或二者。在一个实施例中，开关1423可以为具有使其偏向打开位置的弹簧的单极单掷开关。
配电电路1430可以包括过电压保护保险丝1431、电池保护电路1432和热敏电阻器1433。在给一个或多个输入端施加不安全的电压的情况下，过电压保护保险丝1431可以保护系统1400。保护电路中的保险丝可以是过电流保护装置，如果检测到过电流情况， 该装置就切断耳机的输入。电池保护电路1432可以包括防止电池(例如锂离子聚合物 (Li-Poly)电池)出现故障的电路，这样的故障会产生危险的过热状况。与这种电路集成到电池封装中的常规耳机不同，电池保护电路1432可以与电池封装分离并且位于根据本发明的耳机内的其它位置上。热敏电阻器1433可以位于电池(例如，参见图11中的电池组 1119)附近，并且可以基于电池温度改变其电阻。处理器1411的一个或多个输入端可以与热敏电阻器1433电连接以监测电池温度。处理器1411可以被编程为根据所检测到的电池温度而不同地给电池充电。例如，处理器1411可以在所检测到的电池温度低时比在该温度高时以更快的速率给电池充电。通过以这种方式调节充电，可以减少电池充电完成所需的时间而不会损害电池。
对称磁性连接器1450可以允许系统1400连接到其它的装置和系统，以便传送数据或输送电力。例如，连接器1450代表图1的连接器16的电行为。
开关电路1440可以使连接器1450能够在多个接口方向上与多个不同类型的装置连接和通信。例如，开关电路1440可以与图2中的开关电路215相对应。开关电路1440可以包括电力极性开关电路1441和数据极性开关电路1442。例如，这两个电路可以确定所使用的通信接口的类型并为所检测到的接口发送相应的数据和/或电力线到正确的路径(例如内部电迹线(electrical trace))。例如，这两个电路还具有确定与另一装置的连接的接口方向，并为所检测到的方向发送相应的数据和/或电力线到正确的路径(例如内部电迹线)。关于与开关电路1441和1442相似的示例电路的设计和功能的详细描述可以在标题为“用于确定电子连接的配置的系统和方法(Systems and Methods for Determining the Configuration of Electronic Connections) ”的美国专利申请No. 11/650，130 中找到，该专利申请以引用方式并入本文中。
图15示出可以用作根据本发明的一个实施例的耳机的核心处理器或应用处理器的处理器1500。例如，处理器1500可以与图1中的处理器20相对应。因为处理器1500可以是具有多功能的单片集成电路，所以处理器1500还可以被称为芯片上系统(SoC)。处理器1500可以是具有完全支持蓝牙V2.0+EDR规范的集成闪存的CSR BC04音频处理器。振荡器1510和时钟发生电路1511可以与定时晶体结合使用以建立定时信号(或时钟)，其中，处理器1500能够使用该信号来协调其活动。RF电路1520可以用来为无线通信输入和输出RF信号。基带电路1530可以协调通信，以便它们符合通信协议(如蓝牙协议)。例如，闪存1531可以为处理器1500存储软件和配置信息。随机存取存储器(RAM) 1532可以为基带电路1530和微处理器1533临时存储数据。RISC微处理器1533可以被编程来执行多个功能，例如，监测热敏电阻器(例如，参见图14的热敏电阻器1433)和如前面所述的那样协调电池充电。
全速USB控制器1540和UART电路1541可以便于有线通信接口，因此处理器1500 可以通过物理接口(例如图10A的连接器触点1042)与另一装置共享数据。在一个实施例中，处理器1500既可以支持全速USB，又可以支持简化的RS-232串行接口。例如，简化的RS-232接口包括三根线传输数据、接收数据和地线。为了在有限数量的数据线上容纳一个以上的接口，USB控制器1540和UART电路1541可以连接到开关(例如图14的UART 复用器1416)。在处理器1500内，这个开关可以发送数据线到与正使用的通信接口相对应的电路。对在有限数量的数据线上使用一个以上的通信接口的类似系统和方法的更详细的讨论可以在标题为“用于确定电子连接的配置的系统和方法(Systems and Methods for Determining the Configuration of Electronic Connections)，，的美国专利申请No. 11/650，130找到，该专利申请以引用方式并入本文中。除上面讨论的之外，在不偏离本发明的精神的情况下，处理器1500还可以支持其它接口。例如，处理器1500可以包括用于支持专有通信接口的电路。
处理器1500可以包括微分麦克风输入放大器1551和微分扬声器输出放大器 1552。微分麦克风输入放大器1551和微分扬声器输出放大器1552 二者可以与音频CODEC 1550电连接来处理(例如编码和解码)声信号。功率控制和调节电路1560可以包括低压差稳压器(LDO) (low-dropout regulator) 1561、电池充电器 1562 和开关式电源(SMPS) 1563。 需要处理器1500的多个子系统的电源可以由LDO 1561和SMPS1563根据电池和任何外部电源的充电电平调节。这在下面结合图16的讨论更详细地被描述。电池充电器1562可以输出在25和100毫安之间的可控电流来为电池(例如，参见图11的电池组1119)充电。根据本发明的一个实施例，这一可控电流可以基于不同的因素(例如所检测到的电池温度) 来变化。
可编程的1/0 1570可以包括LED驱动器1571和模拟数字转换器(ADC) 1572。 LED驱动器1571可以使用来自处理器1500内的其它电路的信号来产生具有足够电流的信号以照亮一个或多个指示器LED。与LED驱动器1571相似的示例电路的设计和操作可以在标题为“用于小型多态开关网络的系统和方法(Systems and Methods for Compact Multi-State Switch Networks) ”的美国专利申请NO. 60/878, 852中找到，该专利申请以引用的方式并入本文中。模拟数字转换器(ADC) 1572可以接收来自模拟电路的输入并将其转换为要被处理器1500内的其它电路使用的数字信号。例如，ADC1572可以监测流过热敏电阻器(例如，参见图14的热敏电阻器1433)的电流以确定电池温度。处理器1500内的电路可以使用该温度信息来确定要提供给电池充电器1562的适当的充电电流。而且，应该理解，ADC 1572能够同时处理多个模拟信号。例如，除上面提到的温度信息夕hADC 1572还可以处理关于耳机电池的电流充电电平的电压信息。
虽然图15中所示的上述处理器为CSR BC04音频处理器，但是在不偏离本发明的精神的情况下，具有其它配置和功能的其它处理器也可以用于耳机中。
图16示出根据本发明的一个实施例的用于处理器1605的子系统的配电系统 1600的简化示意图。例如，系统1600可以与图8的系统800和图9的耳机900相对应。 而且，处理器1605可以与图15的处理器1500相对应。处理器1605可以既包括低压差稳压器(LDO) 1620又包括开关式电源(MPS) 1625，作为用于调节处理器1605的功率的选择。 SMPS1625可以比低压差稳压器(LDO) 1620更高效率地输出电力，但是需要安装几个附加部件例如相对大的电容器和感应器，这样会增加系统1600的成本(和尺寸)。另外，SMPS 1625 需要达到或超出预定工作电压电平的输入电压。因此，这可以是使用哪种电源的设计选择的事。例如，在低压应用中，使用LDO 1620是有利的。在其它实施例中，例如在图16中所示的情况，LDO 1620和SMPS 1625都可以用来提供宽范围的输入电压和高功效的功能。
图16示出根据本发明一个实施例的包括核心电路1610和无线电电路1615的处理器1605。例如，无线电电路1615可以包括涉及RF通信的电路。通过核心电路1610可以执行附加功能(例如底层系统功能、固件更新)。另外，核心电路1610可以使用例如输入线 1614以及输出线1611、1612和1613来监测和控制系统1600中的其它电路。
配电系统1600可以包括用于与两个电源连接的电路。在图16中，内部电池用BAT1655表示，外部电源表示为总线1650。其中，BAT 1655的电压称为VBAT。例如，总线1650 可以表示由连接到系统1600的电池充电器提供的电源。总线1650可以与LDO 1620电连接以便LDO通过总线从外部电源提取电力。因此，当外部电源连接到系统1600时，LD01620 工作。类似地，SMPS 1625可以与BAT 1655电连接以便其从电池提取电力。
配电系统1600中的其它电路可以包括功率FET 1640、模拟数字转换器(ADC) 1630 以及逻辑门1661、1631和1632。例如，按钮1660可以表示来自开/关(on/off)开关或能发信号给处理器1605的其它电路的信号。
现在讨论系统1600的示例操作，其中电池1655为唯一的电源。在总线1650上没有电力，能防止LDO 1620供电并导致FET 1640开启，从而有效地连接节点1641和1642。 当按钮1660被激活并输出高电压时可以开启系统1600。按钮1660的激活可以导致门1661 的按钮输入端切换到高电平(HIGH)，这会导致门1661的输出切换到高电平(HIGH)。这一高电平(HIGH)信号可以导致门1632在其输出上为高电平(HIGH)信号。当门1632输出高电压时，如果VBAT位于或高于预定电压电平(例如BAT 1655具有足够的功率来启动SMPS 1625)，SMPS 1625被激活并开始供电。因为功率FET 1640开启，由SMPS 1625提供的功率可以被传输到无线电电路1615和核心电路1610。随着核心电路1610开始启动，该核心电路1610可以在线1613上输出高电平(HIGH)信号以致在按钮1660被释放后门1632继续输出高电平信号，由于核心电路1610和无线电电路1615都获得电力，此时系统1600可以全功能地工作。然而，当VBAT下降到低于预定电压电平(例如BAT 1655失效)时，SMPS可以不再产生可靠的电力，并且，系统1600可以开始关闭。
现在讨论由总线1650从外部电源获得电力的系统1600的示例操作。总线1650 上的电力可以为LDO 1620提供电力并导致功率FET 1640关闭和保持关闭，从而有效地断开节点1641和1642。另外，总线1650上的电力可以导致门1661、1631和1632输出高电平 (HIGH)信号。当门1631产生高电平信号时，LDO 1620可以开始供电，可以从LD01620供电给核心电路1610，但不供电给无线电电路1615，这是因为功率FET1640未导通。当核心电路1610获得电力时，它可以在线1611上输出高电平(HIGH)信号，导致门1631的输出保持高电平信号，从而LDO 1620能继续工作。
直到VBAT达到或高于预定电压电平，SMPS 1625才能工作。核心电路1610可以指示电池充电电路(未示出)开始使用来自总线1650的电力给BAT 1655充电。核心电路1610通过线1614从ADC 1630接收信号(如数字信号)。ADC 1630可以与BAT 1655电连接。ADC 1630可以将具有变化电压(例如VBAT)的信号转变为数字信号，该数字信号可以被核心电路1610处理。当VBAT达到或超出预定电压电平时，SMPS1625可以工作并为无线电电路1615供电。请注意，在一些实施例中，当外部电源服务连接到总线1650时，SMPS 1625基本上可以立即供电。采用ADC 1630，核心电路1610可以检测SMPS何时开启并因而调整处理器1605的功能。例如，当无线电电路1615被上电时，核心电路1610可以开始发送通信数据给无线电电路1615。以这种方式，在BAT 1655被完全充电前，处理器1605可以全功能地工作。
虽然BAT 1655在充电，但是，不论VBAT是否达到或超出预定电压电平，核心电路 1610也可以执行多个其它功能。例如，核心电路1610可以运行引导进程、通过有线接口通信和启动用户接口。以这种方式，例如，在处理器1605全功能工作之前，核心电路1610可以处理辅助进程(例如通过有线接口下载固件更新和安装更新)。
以上面讨论的方式，通过配电系统1600可以实现几个优点。例如，在电池达到最小充电阈值前，核心电路1610可以开启。这使得核心电路1610能预先处理引导进程，从而， 一旦电池被充电到最低电平，耳机就立即开始工作。实际中，在外部电源连接到总线1650 时，一些部件可以独立于BAT 1655而被供电。
另外，系统1600限制了 BAT 1655的不必要的使用。传统上，即使存在外部电力， 公知的耳机电路也通过电池供电。然后，使用来自外部电源的电力，给从电池消耗的电能再充电。这样充电和再充电缩短了电池寿命。系统1600允许核心电路1610独立于BAT 1655 并直接从外部电源(如果存在)提取电力，从而延长了 BAT 1655的寿命。
为了提供附加功能，在核心电路1610内可以包含输出线1612，以便核心电路1610 能够关闭系统1600。线1612可以与节点1633连接，以便线1612可以驱动节点1633到低电平(LOW)信号。因此，如果核心电路输出低电平(LOW)信号到线1611、1612和1613，则门 1631和1632的输出切换到低电平(LOW)，从而将LDO 1620和SMPS 1625 一起关闭，这样导致核心电路1610和无线电电路1615关闭。
虽然前面的讨论描述了一种用于分别给核心电路和RF无线电电路上电的方法和系统，但是同样的技术也可以应用于其它的电子子系统，例如，可能与RF通信无关的电子子系统。
图17A-17C示出了公知耳机电路板的不同视图，特别强调电路和部件如何分布在其中。包括处理器1792的电部件1796可被安装在电路板1790的两面上。正如本领域技术人员所理解的，电路板1790可占用相对较大的未分配面积。这种电路板会限制与电子装置进行空间集成的其它部件(例如电池、按钮、天线)的数量。这样，公知的耳机必须相对较大以容纳这种电路板和其它部件。
图18是示出了根据本发明一个实施例的电路板排布的耳机示意性系统简图。系统1800例如可对应于图5的耳机500。系统1800可以被划分为两个独立且分开布置的电路板1810和1820。即，当将电路板1810和1820安装到根据本发明一个实施例的耳机内时，这些电路板彼此电连接，但是这些电路板自身是分开的，电路板1810对应于图5的耳塞电路板522和图11的耳塞电路板1122，并且例如可包括蓝牙处理器1812、需要靠近处理器放置的电路、平衡RF滤波电路1814和同轴连接器(例如参见图27B中的连接器2752)。需要靠近处理器1812的电路的例子可包括定时晶体、充电电感器、电容器、场效应晶体管和电阻器。
电路板1820对应于图5的主壳体电路板512和图11中的主壳体电路板1115，并且例如可包括RF天线1822、接口电路1823、配电电路1824、开关电路1825、4针对称磁性连接器1826、RF匹配电路1821和同轴连接器(例如参见图27B中的连接器2752)。
电路板1810和1820例如可使用同轴电缆1830和总线1832进行电连接。在图18 示出的实施例中，总线1832包括10条线，但是本领域技术人员容易理解，总线中的线数可以改变。
平衡RF滤波电路1814和RF匹配电路1821能够调节RF信号来补偿电路板1810、 同轴电缆1830、电路板1820和天线1822的具体效果。电路板1810和1820中另外的电路元件的功能在上面已参照图14进行了详细论述。CN 102547514 A
图19A和19B分别对比根据本发明实施例的耳塞电路板1920与在图17A-17C中示出的公知电路板的顶视图和底视图。此外，图19A和19B示出了公知电路板1990的可布置在耳塞电路板1920上的选定部件。例如，如所示出的，可将诸如部件1996和处理器1992 的被包围电路和部件置于耳塞电路板1920的一面和多面上。可将诸如部件1996的其余电子部件置于主壳体电路板上(例如参见图11中的电路板1115)，该主壳体电路板可位于耳机的主壳体内。
根据本发明，耳塞电路板1920可包括由挠性基板制成的层，该挠性基板能使电路板1920自身弯曲，由此有效减小了将电路板1920安装到耳机所需的面积。例如，电路板 1920的挠性层可包括用来电连接处理器1922和电子部件1拟6的一个和多个电迹线层。电路板1920的挠性层例如可在电路板的整个覆盖区(footprint)上延伸，或者被限制到电路板1920的预定部分。
电路板1920可包括相对刚性的部分1923、1925和1927，这些部分具有增强的结构强度并更易于安装电子部件。刚性电路板部分1923、1925和1927可通过将刚性电路板片粘附到电路板1920的挠性层的一个或多个外表面上而制成。可以使用任何适当的工艺将刚性片粘附到挠性层上，例如涂抹粘合剂。在刚性片和挠性层的互补表面上可包括触点，从而可跨不同层来导引电迹线。在刚性电路板片中可包括一个或多个电迹线层，从而刚性和挠性层的组合能提供两层或更多层电迹线。在图19A和19B示出的实施例中，具有两级迹线的挠性电路层位于两个刚性、单个迹线层之间，从而得到的电路板1920的刚性部分包括四层迹线。在电路板1920的挠性部分(诸如连接器导线1921)中，没有刚性片会导致两级迹线。
刚性部分1925和1927可具有大致为圆形且半径不同的覆盖区。诸如电容器和电阻器的不同电子部件可被安装在刚性部分1925的两面上。刚性部分1927可以比部分1925 具有更大的覆盖区，从而允许在部分1925的第一面安装处理器1922以及在部分1925的第二面安装接收器1拟4。连接器1拟8可被安装到刚性部分1923，以使耳塞电路板1920能够与主壳体电路板电连接(例如参见图11中的电路板1115)。
图20A和20B示出了根据本发明实施例的呈折叠结构的耳塞电路板2020的侧视图和立体图。耳塞电路板2020例如可对应于耳塞电路板1920。折叠结构可对应于安装到耳机内时的电路板2020的结构，或者更具体地说，对应于耳机的耳塞，如图20C所示。顶部刚性部分2027可在中间刚性部分2025上方折叠，从而使这两部分能安装到耳机的耳塞中。 处理器2022、接收器20M和各种其它电子部件20 可被安装到耳塞电路板2020。例如， 电子部件20 可包括电阻器、电容器、晶体管、放大器和其它类型的有源和无源电子部件。 应理解，此处使用的术语“电子部件”并不包括互连器件(如电线、迹线、连接器等)。耳塞电路板2020还可包括刚性部分2023和安装在其上的连接器2(^8。连接器20 可用于将耳塞电路板2020与耳机的主壳体中的电路板(例如参见电路板1115或电路板2011)电连接。
现在参考图20C，该图示出了根据本发明实施例的以可能的结构安装在耳机2000 内的耳塞电路板2020和主壳体电路板2011。电路板2020以类似于图20A和20B中的结构的方式被折叠并插入耳塞2014中。主壳体电路板2011可包括刚性和挠性部分的组合，所述刚性和挠性部分与电路板2020的刚性和挠性部分在组成上相似，但在形状上不必相似。电路板2011可被折叠以为电池提供空腔2012(例如参见图11的电池组1119)。电路板2011 可包括可与耳塞电路板2020的连接器20 相连接的连接器2018。在安装期间，可将电路板2011通过主壳体2010的一个开口端插入。连接器导线2021可穿过耳机颈部2013，因此当电路板2011被插入到主壳体2010中时，连接器20 可与连接器2018相匹配。
使处理器2022和其它电路(例如，接收器20M和其它电子部件2026)位于耳塞 2014内的这种电子装置的分布，有利于提供一般较小且更舒适的耳机。尽管上面的论述涉及的是采用了电子部件的特定分布的实施例，但是在不偏离本发明的精神的情况下，也可以采用其它分布。例如，可将电池置于耳塞内并且可将处理器置于主壳体内。
图21A示出了根据本发明实施例的耳塞壳体2100和颈部2110的立体图。座圈 2130可覆盖耳塞壳体2100的顶部。一个或多个声学端口 2102位于耳塞壁，用以允许压力从耳塞壳体2100排出。
图2IB示出了根据本发明实施例的图2IA的耳塞壳体2100的分解图。掩蔽物2131 和2132位于座圈(bezel) 2130的顶部。掩蔽物2131和2132例如能提供防尘和声阻功能。 顶部垫圈2134被附于座圈2130的下侧以产生与接收器21M的密封，并且底部垫圈2123 被附于电路板2120的部分2127(刚性部分)上。支架2135可用于将电路板2120安装在耳塞壳体2100内。栅网可覆盖声学端口 2102并且例如能对穿过这些声学端口的空气施加声阻。螺丝2112可用于将耳塞壳体2100安装到颈部2110。垫圈2134和2123例如可由泡沫、橡胶或任何其它可压缩材料制成，从而使这些垫圈能够与周围部件形成声(例如，基本气密的)密封。
图22示出了根据本发明实施例的空耳塞壳体2200的内部视图。栅网2204位于壳体2200的内壁上，用以控制通过一个或多个声学端口 2202的气流并防止外来物体(如灰尘)进入壳体2200。例如可使用粘合剂将栅网2204粘附到壳体2200上。栅网2204可由尼龙、塑料或任何其它适宜的材料制成。当耳塞被组装后，对于在壳体2200内的声体积和外部环境之间的空气流通，栅网2204可提供声阻。尽管在图22中只示出一个声学端口， 但是根据本发明的原理，可以使用任何数量的声学端口。
图23示出了根据本发明实施例的安装在耳塞壳体2300内的耳塞电路板的刚性部分2327。在电路板部分2327中可设置声学端口 2328，从而允许气流穿过电路板。声学端口 2328的尺寸、形状和位置可以例如根据耳塞的声学特性和期望的声音输出而变化。如果希望的话，可以提供多于一个的声学端口。尽管在图23中没有示出，但是耳塞电路板的第二刚性部分(如图20A和20B中的刚性部分2025)也可以包括一个或多个声学端口。但是如果在壳体2300的内壁和第二刚性部分之间存在足够的空气隙，则这样的端口就不必要了。
图M示出了根据本发明实施例的安装在电路板部分M27上的底部垫圈2440。底部垫圈M40包括例如声栅网M30、粘合剂和泡沫M41的组合。垫圈M40的泡沫M41可被成形为可绕接收器(例如参见图27A的垫圈2740和接收器2724)和声学端口对观安装。 栅网M30可被成形为覆盖端口对观。这样，即使泡沫对41不覆盖声学端口 2428，声栅网 M30也会将其覆盖。栅网M30可由尼龙、塑料或任何其它适宜的材料制成，所述材料能够对通过端口对观的空气流通提供声阻，该端口对观将电路板部分M27下的声体积(例如参见图27A和图27B的声体积2796)与接收器所处的声体积(例如参见图27A的声体积 2794)连接起来。
图25示出了根据本发明实施例的座圈2530的下侧。座圈2530可包括凸缘2536， 其从座圈2530的底部延伸出来。凸缘2536可具有足够的高度，从而在座圈2530安装到耳塞壳体顶部时，可将图M中的底部垫圈M40压靠到图M中的电路板部分2427，由此在凸缘和电路板之间产生声密封。垫圈2534例如可以是使用粘合剂粘附到座圈2530下侧的泡沫层。可将垫圈2534成形为，在座圈2530安装到耳塞时，使垫圈2534能够与耳塞接收器的顶部形成密封。座圈2530包括用于使声音离开耳塞的声学端口 2533。掩蔽物2531位于座圈2530的顶面上，使得该掩蔽物完全覆盖声学端口 2533。掩蔽物2531可对穿过声学端口 2533的空气施加声阻。
图26A示出了根据本发明实施例的安装有接收器沈20的座圈沈30的下侧。接收器沈20可置于凸缘沈36内，从而使接收器沈20的前部输出被形成在耳塞接收器顶部和顶部垫圈(例如参见图21B的顶部垫圈2134)之间的密封所包围。接收器沈20可包括弹性触点2622和2624.弹性触点2622和2624例如可由金属或合金制成。弹性触点2622和 2624可与耳机内的电路电连接以向接收器沈20输入音频信号。
图26B示出了根据本发明实施例的接收器沈20的截面图。接收器沈20可包括弹性触点沈22和沈对，它们将接收器沈20与电信号源(如图11的耳塞电路板111 连接。 触点沈22和可包括便于与电路(例如挠性电路板)上的触点发生物理接触的尖端 2623 和 2625。
图27A示出了根据本发明实施例的安装有接收器27 和电路板2720的耳塞壳体 2700的截面图。座圈2730安装在耳塞壳体2700顶部。可使用凹口凸棱结构2738或任何其它适当的安装方法(如粘合剂)将座圈2730安装到壳体2700。在本发明的另选实施例中，可将座圈2730与耳塞壳体2700 —体地形成。颈部2710可连接到耳塞壳体2700的底部。耳塞电路板2720位于耳塞内并且穿过颈部2710的内腔2716延伸。
位于座圈2730的顶部的掩蔽物2731和2732覆盖音频端口 2733。音频端口 2733 允许空气在外部环境2798和接收器27M的前体积2792之间通过。顶部垫圈2734和底部垫圈2740可在接收器27 周围产生声密封，从而产生接收器体积2794。声学端口 27 允许空气通过电路板2720的顶部刚性部分2727，从而在接收器体积2794和后耳塞体积2796 之间产生一端口。声学端口 2702位于耳塞壳体2700内，使得空气可在后耳塞体积2796和外部环境2798之间通过。可将栅网(例如参见图22的栅网2204)置于耳塞壳体2700的内壁以覆盖声学端口 2702，使得对通过该端口的空气施加一些阻力。
在本发明的一个实施例中，接收器27M可形成限定前体积2792的壁的至少一部分以及限定接收器体积2794的壁的至少一部分。座圈2730的凸缘2736可从座圈延伸进入耳塞内部，并压靠到底部垫圈2740，由此也形成限定接收器体积2794的壁的至少一部分。 在本发明的一个实施例中，电路板2720的顶部刚性部分2727可布置在接收器体积2794和后耳塞体积2796之间，由此形成限定接收器体积2794的壁的至少一部分和限定后耳塞体积2796的壁的至少一部分。为了确保在接收器体积2794和后耳塞体积2796之间的期望声密封，可将电路板2720的顶部刚性部分2727直接或间接地刚性连接到耳塞壳体2700。 作为对比，在本发明的一个实施例中，可以将电路板2720的可布置在后耳塞体积2796内的中间刚性部分2725直接或间接地(例如通过电路板2720的顶部刚性部分2727和挠性部分2729)挠性连接到耳塞壳体。如此处所使用的，在一部件形成限定声体积的壁的一部分时，该部件能直接或间接地这样做。例如，在该部件的一部分对声体积开放时，该部件可直接形成限定声体积的壁的一部分。在该部件被并入对声体积开放的另一个部件时，该部件可间接形成限定声体积的壁的一部分。
为了防止声音通过内腔(lumen) 2716离开后耳塞体积2796，可将诸如硅胶的物质用于填充颈部2710内部。防止声音从接收器27M泄漏到耳机主壳体(例如参见图1的耳塞主壳体11)中是有利的，这是因为麦克风位于其中。如果来自接收器的声音被麦克风拾取，则会产生潜在的不希望回声。
图27B示出了根据本发明实施例的安装有同轴电缆2750和导电塞2760的耳塞壳体2700的截面图。例如可使用连接器2752将同轴电缆2750连接到电路板2720的刚性部分2725。同轴电缆2750可用于将耳塞壳体2700内的处理器与设置在耳塞主壳体内的天线(例如参见主壳体1210内的天线1218)连接起来。同轴电缆2750例如可包括被导电护罩和外部绝缘体包围的绝缘线。在一些实施例中，至少可从电缆2750的一部分去除外部绝缘体。例如，可去除绝缘体以形成电缆的暴露部分27M，从而可使绝缘体与(例如接地的) 嵌件2712电连接。嵌件2712可通过该嵌件的线接地到颈部2710，并且颈部可接地到耳机主壳体(例如参见图1的壳体11)。通过将电缆2750的绝缘体接地，可减小电磁干扰和其它负面效应，由此提高了耳机的无线性能。
可将导电塞2760安装到嵌件2712的内腔2716内。在一些实施例中，导电塞2760 可由硅树脂制成并填充有银。导电塞2760可包括用于使电路板2720和同轴电缆2750穿过内腔2716的狭缝。在颈部2710内设置导电塞2760具有多个优点。例如，导电塞2760 能帮助将声体积2796中的任何声音与耳机主壳体隔离。在一些实施例中，导电塞2760还可将电缆2750的暴露部分27M压靠到嵌件2712的壁上，从而使电缆的绝缘体总是与(例如接地的)嵌件电连接。在其它实施例中，塞2760可由导电材料制成，从而使该塞能够将电缆的暴露部分27M与嵌件2712电连接。
图28示出了根据本发明实施例的可用于将耳塞壳体观20安装到主壳体观10的安装系统观00的未组装零件的图。下面描述的结构允许结实的机械连接，其防止了壳体 2820相对于主壳体观10旋转。这一设计的另外优点是耳塞和主壳体之间可用来走线的开放内腔(或挠性印刷电路板)。安装系统观00例如可对应于图6A和6B的装置600。
安装系统观00可包括嵌件观40、耳塞壳体观20、颈部2830、嵌件观50和主壳体观10。为了使制造简化，嵌件观40和观50可以大致相似并且都包括结构元件观41 (例如凹口)、螺纹观42和通孔。可将结构元件观41布置成一图案，用以促进与特定工具的正确对接。将在下面的与图30A-30C相对应的论述中更详细地描述可与嵌件观40和观50对接的定制工具。
主壳体沘10可包括通孔沘14。嵌件沘50可位于主壳体沘10内，使得嵌件沘50 的螺纹部分从通孔观14中突出。可穿过颈部观30设置通孔，并使内部由螺纹，从而颈部能与嵌件观50和观40接合。耳塞壳体观20可包括通孔(参见图6的通孔61 ，嵌件观40 可通过该通孔而与颈部观30接合。
颈部观30的顶面可包括一个或多个突出部观31(例如突起(tab))，它们能与位于壳体观20底部的一个或多个槽(例如凹口)对接，用以防止这两个部分在接合在一起时彼此独立旋转。壳体观20底部的槽在图28中并未示出，但是在根据本发明实施例的耳塞壳体观20的颈部啮合表面上可设置与槽观16相似的槽。耳塞壳体观20可具有曲线外表面， 该曲线外表面能够与颈部观30的曲线外表面形成几乎无缝的过渡。
颈部观30的底面可包括突出部，所述突出部与壳体观10中的一个或多个槽观16 对接，用以防止这两个部分在接合在一起时彼此独立旋转。颈部观30底面上的突出部在图 28中并未示出，但是在根据本发明实施例的颈部观30的底面上可设置与突出部观31相似的突出部。主壳体观10可包括凹陷区域观18，从而使颈部观30的底面可凹入壳体的主体外表面以下。此外，颈部观30的外部可被成形为提供从耳塞壳体观20到主壳体观10的几乎无缝的过渡。
颈部观30和嵌件观40以及观50可由任何适当的材料(例如金属或聚碳酸酯) 制成。例如，颈部观30可由铝制成，而嵌件观40和观50可由钢制成。对颈部观30和嵌件 2840以及洲50的材料的选择取决于如下因素，诸如结构强度、重量、价格、加工能力和装饰性外观。
图四示出了根据本发明实施例的用于连接耳塞耳机与主壳体(例如管)的处理 2900的流程图。要注意，在处理四00中，图观中的突出部和槽分别被称为突起和凹口。在步骤四01，可将底部嵌件(如图观的嵌件观50)插入主壳体中。可将该底部嵌件从主壳体的任一侧插入，并将其操纵为使螺纹端部从主壳体壁上的通孔中突出。在步骤四02，可向底部嵌件的螺纹涂抹螺纹锁定胶。可将该胶涂抹为使其覆盖围绕嵌件螺纹的整个圆形路径。 另选地，可将该胶仅涂抹在螺纹的一部分上。选择该胶是为了防止嵌件由于外力(例如振动)而自身旋开。在一个实施例中，可将足量的胶涂抹到嵌件的螺纹上，以防止湿气和其它有害物通过可能存在于颈部和主壳体之间的缝隙而进入耳机内。在步骤四03，可以以预定水平将颈部(如图28的颈部观30)旋紧到嵌件上。在步骤四04，可将颈部与主壳体对齐， 使得颈部上的一个或多个突起(例如突出部观31)安装到主壳体上的一个或多个凹口内。 在步骤四05，可使用定制工具来转动底部嵌件，同时将颈部旋转地固定到主壳体。在步骤四06，可以以预定扭矩将底部嵌件紧固。该扭矩测量结构可以手工估计或者用校准扭矩扳手进行估计。在步骤四07，可将耳塞壳体安装到颈部，使颈部上的一个或多个突起安装到耳塞壳体上的一个或多个凹口内。在步骤四08，可向顶部嵌件的螺纹涂抹螺纹锁定胶。在顶部嵌件的螺纹上使用的胶可以与在底部嵌件的螺纹上使用的胶相同，并且可以以相似的方式涂抹。在步骤四09，可将顶部嵌件旋进颈部中。在步骤四10，可以以预定扭矩将顶部嵌件紧固。
图30A和30B示出了根据本发明实施例的可用来相对于颈部(例如颈部观30)操纵嵌件(例如嵌件观40或嵌件观50)的定制工具3000。工具3000可包括两个构件3010 和3020，它们通过扣件3030而连接在一起。扣件3030允许构件3010和3020绕该扣件独立旋转(绕轴转动)。
构件3010和3020可包括附件3011和3021，它们可被用户用于控制工具3000。附件3011和3021为人体工学的尺寸和形状。例如，可使附件3021弯曲为适应平均的人手。 附件3011和3021可包括具有脊部3013和3023的塑料罩3012和3022，从而使用户可容易地用他/她的手握住所述附件。可将弹簧3040与附件3011和3021连接以使附件被偏置为彼此分开。
构件3010和3020可控制操纵器3014和30 的移动，操纵器3014和30 可与诸如嵌件的零件对接。例如，当附件3011和3021被挤到一起时，迫使操纵器3014和30M 分开。操纵器3014和30 可包括窄部3015和3025以及尖端3016和3(^6。
图30B示出了根据本发明实施例的尖端3016和30 的形状的细节图。尖端3016 和30 可包括面向外的突起3017和3027，它们能与嵌件的结构元件(例如参见图28的结构元件观41)对接，以操纵(例如旋进到合适位置)嵌件。突起3017和3027可形成窄部 3015和3025的外表面。
图30C示出了根据本发明实施例的依照图四的步骤四05将颈部3090与主壳体 3092相连接的定制工具3000。图30C示出了如何使操纵器的窄部具有足够长从而使突起 3017和3027可与嵌件上的结构元件(例如参见图28的结构元件观41)对接。要注意，为了保持操纵器的结构强度，不可将窄部构造得比必要长度长太多。
对电子装置，具有用来固定元件的内部结构元件的挤压管是有用的。例如，可将这种管用作主壳体(例如参见图1的壳体11)或耳塞壳体(例如参见图1的耳塞12)。下面的论述描述的是，例如针对支持电路或电子部件，制造具有内壁的管的不同工艺。但应理解，所描述的工艺和装置可用于在管状结构的内表面上制造任何合适的结构元件。
图31是根据本发明实施例的具有内壁3104的管的截面图。管3100具有壁厚度 3102，并包括垂直于管的伸长轴而向内延伸的内壁3104。内壁3104具有厚度3106和高度 3108(从管的外表面测得)。结合图32-33、；34-36、37-38、39-40以及41-43的论述分别涉及根据本发明一些实施例的制造管3100的不同方法。
已知的挤压工艺不能挤压具有诸如内壁(例如内壁3104)的内部结构元件的管。 例如，已知的挤压工艺包括迫使熔融材料通过一孔以产生截面形状与该孔的截面形状相似的物体。这一类型的工艺不能生产具有分离的内部结构元件的管，因为这样的管的截面形状沿着管的长度改变。为了克服这一限制，现有工艺需要制造壁厚度等于所需结构元件高度(例如高度3108)的管，并且随后使用加工工艺去除该结构元件周围的多余材料，从而使最终壁厚度符合期望的规格(例如厚度3102)。图32是根据本发明实施例的以比期望的最终产品壁厚度更厚的壁厚度制造的示例性管的截面图。可以使用任何适宜的方法(例如挤压、冲挤或级进深冲)由任何材料制造(例如金属、塑料或复合物)来形成管3200。可基于将雕刻到管3200中的结构元件来选择壁厚度3202。
图33是根据本发明实施例的图32的示例性管被加工成包括内壁时的截面的立体图。为了在管3200内形成内壁3204，对管3200的整个内表面3201进行加工以去除内壁周围的多余材料并将管厚度3202减小到期望的壁厚度。由于需要有经验的机械师和昂贵的工具，这一加工步骤耗费时间、昂贵且难以执行。此外，加工还会在零件上留下痕记，这是不希望的(例如由于美观的原因)。此外，一些结构元件可能包括无法通过加工而制造出的几何形状或方面(例如从管的任一端都不能直接达到的锐角)；或者(例如由于加工工具的固有尺寸)而无法制造出的在要求容差内的结构元件。
为了克服整体加工的管的这些限制，可以使用许多方法。图34是根据本发明实施例的用来修改管的内部方面的示例性模具和压模。管3400被挤压为具有该管所需的期望最终厚度3402。管3400被挤压为具有比最终产品所需长度略长的长度3403，因为该较长部分可以作为用来制造内壁的冷加工工艺的一部分。模具3410可被插入管3400的第一端， 并且被插成使得模具端部3412与内壁3404(参见图36)的期望位置对齐。模具3410可齐平地靠着管3400的内壁，并用来在压模3420被用来对不与模具3410接触的管材进行冷加工时保持壁厚度3402。压模3420然后被插入管3400的第二端，并且施加冲压力来冷加工管3400的位于第二端和模具3410之间的部分。通过迫使多余管长度被冷加工为内壁，压模3420使管3400的壁厚度3422在管3400的冷加工部分处增加。可以设置压模3420的形状以及管3400的第二端与模具端部3412之间的距离，以获得内壁3404的期望厚度。
图35是根据本发明实施例的从管3400去除了压模3420和模具3410后的图34 的管的截面图。在冲压后，管3400包括两个厚度厚度3402，其是管的期望最终厚度；和厚度3422，其对应于可从较厚部分加工出的任何内壁的最大可能高度。
为了产生内壁3404，可对管3400的内表面3401的一部分进行加工。图36是根据本发明实施例的在管被加工以产生内壁时的图35的管的立体图。内表面3401的具有厚度 3422的部分被加工为厚度3402，使得内壁3404保留在管3400内。图36的表面3430可确定为被加工以完成管3400的表面。相对于图32和33中所述的工艺，这一工艺的优点是可大大减少管所需的加工量，从而成本也大大降低。
在管内形成结构元件的另一个方法可包括对管的一端进行冲挤。图37是根据本发明实施例的使用冲挤法形成的示例性管的截面图。使用冲挤法形成具有壁厚度3702的管3700。冲挤产生了延伸到表面3710的凹陷，该表面对应于管3700的内壁3704(图38) 的表面。管3700的端部被材料3722保持封闭。
为了完成管3700并建立内壁3704，可对材料3722进行加工。图38是根据本发明实施例的在加工管3700以产生内壁时的图37的管的立体图。可对材料3722进行加工以使管3700的内表面3701具有厚度3702，并且使内壁3704从内表面3701延伸出来。表面3730可表示被加工的以制造壁3704的表面。类似于图34-36的工艺，这一工艺相对于图32-33中所述的工艺具有优势，因为可大大减少管所需的加工量。
在管内形成结构元件的另一个方法可包括对管的两端进行冲挤。图39是根据本发明实施例的使用冲挤法形成的示例性管3900的截面图。使用多次冲挤来形成具有最终壁厚3902的管3900。冲挤产生了延伸到周围是内表面3901的表面3912的第一凹陷3910， 以及延伸到周围是内表面3921的表面3916的第二凹陷3914。管3900的由第一凹陷3910 留下的厚度为厚度3902，这可以是管的期望最终厚度。管3900的由第二凹陷3914留下的厚度为厚度3922。厚度3902和厚度3922之间的差可对应于内壁3904的高度3908。
在一些实施例中，如果将内壁3904配置为限制在表面3912和3916之间，则表面 3912和3916之间的距离可对应于内壁3904的厚度3906。在内壁3904被限制在表面3912 和3916之间的实施例中，由于可从留在表面3912和3916之间的材料加工出具有高度3908 的内壁3904(如图40所示)，所以厚度3922可与厚度3902相同(即，基本为管3900的期望最终厚度)。在这种实施例中，内壁3904的高度3908可由加工工艺来确定。
为了完成管3900并建立内壁3904，可对表面3912和3916之间的材料进行加工。 材料也可以自内表面3921被加工。图40是根据本发明实施例的在图39的管被加工以产生内壁时的立体图。在一些实施例中，可对材料进行加工以使内表面3921具有厚度3902， 并使内壁3904从内表面3901和/或3921延伸出来。图40的表面3930确定为被加工以完成管3900的表面。类似于图34-36和37-38的工艺，这一工艺相对于图32-33中所述的工艺具有优势，因为可大大减少管所需的加工量。
用来在管中形成结构元件的又一个方法可包括级进深冲工艺。图41是根据本发明实施例的使用级进深冲工艺形成的示例性管的截面图。管4100被构造为具有两个连续凹陷4110和4114，它们具有不同的壁厚度。凹陷4110具有壁厚度4102，该壁厚度可以是管4100的期望最终厚度，而凹陷4114具有壁厚度4122。管4100在平面4122处从凹陷 4110过渡到凹陷4114，该平面可对应于内壁4104(图43)的位置，该内壁被配置为建立在管4100的内表面4101(图43)中。
图42是根据本发明实施例的图41的管的截面的立体图。如图42所示，管4100在凹陷4114的端部被材料41M封闭。为了完成管4100并建立内壁4104，可对材料41M进行加工以使管4100开放，并且可对凹陷4114进行加工以将厚度4112减小到厚度4102 (例如最终期望厚度)，同时留下内壁4104。
图43是根据本发明实施例的在对管进行加工从而产生内壁后的图41和42的管的立体图。图43的表面4130确定为被加工以完成管4100的表面。类似于图34-36的工艺，这一工艺相对于图32-33中所述的工艺具有优势，因为可大大减少管所需的加工量。
下面的流程图示出了使用上面描述的本发明的实施例来形成在管的内表面上具有结构元件的管的方法。内部结构元件例如可包括壁、突出部、孔、按扣、搁板或任何其它适当的结构元件。图44是根据本发明实施例的使用模具和压模形成在管的内表面上具有结构元件的挤压管的示例性工艺的流程图。工艺4400在步骤4410开始。在步骤4410，管被挤压并且切割到略长于期望最终长度的长度。在步骤4420，将模具插入管的一端，使置于管内的模具的端部延伸到结构元件在管内想要存在于的期望位置。
在步骤4430，将压模插入管的第二端。在步骤4440，向压模施加力以迫使多余材料进入管内，这样对该管进行冷加工以增加与压模邻近的区域内的管的厚度。在步骤4450， 对管进行加工以形成所述结构元件。工艺4400随后在步骤4450结束。
图45是根据本发明实施例的利用单次挤压来形成在管的内表面上具有结构元件的管的示例性工艺的流程图。工艺4500在步骤4510开始。在步骤4510，通过冲挤在管的材料中形成凹陷，使得该凹陷的端部与管内结构元件的期望位置对齐。在步骤4520，对材料的封闭端进行加工以形成管和结构元件。工艺4500然后在步骤4520结束。
图46是根据本发明实施例的在管的两端利用冲挤来形成在管的内表面上具有结构元件的管的示意性工艺的流程图。工艺4600在步骤4610开始。在步骤4610，利用第一冲挤在管的材料中形成第一凹陷。在步骤4620，使用第二冲挤在管的材料中形成与第一凹陷相对的第二凹陷。可将第一和第二凹陷的端部配置为与结构元件的边界对齐。在步骤 4630，在残留在第一和第二凹陷之间的材料中加工出所述结构元件。工艺4600然后在步骤 4630结束。
在本发明的另选实施例中，可将步骤4610和4620组合为一个步骤，如图46中的包围步骤4610和4620的虚线所示。即，可以利用单次冲击来形成第一和第二凹陷。有利地，这比用两次冲击来形成第一和第二凹陷更有效。
图47是根据本发明实施例的利用级进深冲工艺来形成在管的内表面上具有结构元件的管的示例性工艺的流程图。工艺4700在步骤4710开始。在步骤4710，利用级进深冲工艺连续形成第一和第二凹陷。可将第一和第二凹陷之间的界面配置为使结构元件位于该界面处。在步骤4720，去除封闭管的材料(例如未被级进深冲工艺去除的材料)。在步骤4730，在管的内表面加工出所述结构元件。工艺4700然后在步骤4730结束。
应理解，上面结合在管的内表面设置壁而描述的任一工艺可以用来在管的内表面上形成任何其它适宜的结构元件。另外，应理解，这些工艺可以用于非挤压部件和非管状部件。还应理解，可将上面描述的任一工艺应用到由注模成型塑料或任何其它材料形成的部件。
为了传送信息，诸如可将装置状态、可视指示器系统包括在耳机内。一种类型的指示器系统可以发出不同颜色的光来指示装置正在做什么。例如，如果耳机中的系统处于电话会话中，则该系统发出绿光，而如果电池电量低，则该系统发出闪烁的红光。
图48示出了根据本发明实施例的用于耳机的可视指示器系统4800的简化截面图。可视指示器系统4800例如可以对应于图1的显示系统18、图7的系统700或图IOB的显示器1013。可将一个或多个光源4821和4822集成到系统4800中。光源4821和4822 例如可以是各自发出不同颜色的光的LED。可使用各种颜色或颜色组合来表示不同信息 (例如耳机模式或耳机正执行的功能)。光源4821和4822可被安装在电路板4820上。通过电路板4820，光源可与驱动电路(例如参见图14的LED驱动器14M)电连接，该驱动电路可以操作用来单独或组合地激活各光源。对具有该功能的电路的详细描述可以在名称 ^ "Systems and Methods for Compact Multi-State Switch Networks" H Φ it No. 60/878852中找到，在此将其并入本文。
应理解，虽然图48所示的实施例使用了两个分开的光源(例如光源4821和 4822)，但是在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以设置任意数量的光源。在一些实施例中，可设置单个光源器件，其包括两个LED，从而使该器件可以从这两个LED中的任一个或其组合发光。例如，可设置包括绿色LED和红色LED的光源器件。这样的光源器件例如可以在仅激活绿色LED时发出绿光，在仅激活红色LED时发出红光，并且在组合地激活这两个LED时发出黄光。
可在壳体4810中设置微穿孔4812以使光源4821和4822对于用户可见。微穿孔的外孔4814可具有较小直径，使得在光源4821和4822关闭时用户不会察觉到它们。内孔4816的直径可具有较大尺寸，从而使它们可将更多的光引导通过这些微穿孔。对微穿孔及其制造的更详细的描述可以在名称均为“^visible，Light-Transmissive Display System”的美国专利申请No. 11/456833和No. 11/551988中找到，在此将其都并入本文。出于例示的目的，在图48中只示出了 5个微穿孔，然而在不偏离本发明的精神的情况下，可以使用数量大得多的微穿孔。还应理解，图48中没有任何元件(包括微穿孔481 是按比例绘制的。
虽然并入的名称均为‘qnvisible，Light-TransmissiveDisplay System”的美国专利申请No. 11/456833和No. 11/551988描述了与显示系统一起使用的微穿孔，但是还可将微穿孔用作根据本发明的声学端口。例如，设置一个或多个微穿孔，使得声压能穿过微穿孔并离开一体积。例如，图10A和10B中的声学端口 1021和1022可以由耳塞1020内的多个微穿孔组成。
散光器4830位于电路板4820和壳体4810的内壁之间。散光器4830例如可由具有不同透明度的多个部分的聚碳酸酯制成。散光器4830的外芯4832可由基本不透明的材料制成，使得来自光源4821的光不能通过该芯。外芯4832基本不透明，它可以透射0% -20%的光。例如，如果外芯4832基本不透明，则它能够使光转向回到内芯4834，从而使光不会从散光器侧面出射。
内芯4834位于外芯4832的内壁内。散光器4830的内芯4834例如可由基本透明或半透明的基板4835和散射粒子4836的组合制成，使得粒子悬浮在基板内。在一些实施例中，基板4835基本透明，它能透射80% -100%的光。在其它实施例中，基板4835可为半透明，从而它透射0% -100%的光。基板4835和粒子4836例如均可由不同透明度的聚碳酸酯材料制成。粒子4836可以由不透明或半透明材料制成，其改变通过内芯4834的光的路径。粒子4836可具有任何形状(例如球体、圆柱体、立方体、棱柱或不均勻形状)。在一些实施例中，为了简化制造，各个粒子4836可具有不同的形状。在来自光源的光从内芯4834 的顶部出射时，基板4835和粒子4836的组合能够彻底地将所述光散射。即，在内芯4834 的顶部上，来自光源4821和4822的光可被均勻散布，从而使用户检测到从微穿孔4812出射的光的均勻强度。
应理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可使用其它散射手段。例如，可对透光性材料应用表面纹理、涂层或标签，使得穿过该材料的任何光被基本散射。
内芯4834可具有足够的宽度4890使其包围光源4821和4822的覆盖区。在一个实施例中，内芯宽度4890为约1. 7毫米(例如在1. 5毫米和1. 9毫米之间)，并且外芯4832 的宽度4892为约2. 8毫米(例如在2. 6毫米和3. 0毫米之间)。在一些实施例中，散光器的靠近电路板4820的一端的宽度与散光器的靠近壳体4810的一端的宽度可以不同。例如， 散光器4830在形状上可以类似于锥体，使得散光器的靠近壳体4810的一端的宽度小于散光器的靠近电路板4820的一端的宽度。换句话说，散光器4830例如可以为具有平坦顶部的锥体形状。
外芯4832的底面延伸到内芯4834的底面之下，从而使外芯可安装到电路板4820， 而不会使内芯损坏光源4821和4822。例如可使用粘合剂或任何其它适当的材料将外芯 4832安装到电路板4820。
在图48中，光源4822被激活并发出光4860。因为散光器4830的作用，光4862在从散光器出射时被均勻分布，由此使人难于辨别光是由光源4821还是由光源4822产生的。
图49示出了根据本发明实施例的包括可视指示器4913的耳机4910的实施例的外部。耳机4910例如可对应于图1的耳机10。图49所示的实施例使用LED 4921和4922 作为光源，并包括圆柱形散光器。可视指示器4913可包括微穿孔4912，该微穿孔使用户可看到从LED 4921和4922发出的光。可将散光器包括在LED和微穿孔4912之间，从而使用户看到的散射光均等地分布在微穿孔上。微穿孔区域的直径4990与散光器内芯直径大致相似或者小于散光器内芯直径。直径4990例如为约1. 7毫米(例如在1. 5毫米和1. 9毫米之间)。
另选地，微穿孔区域的尺寸和形状可与散光器的尺寸和形状不同。例如，可将呈非圆形的微穿孔区域置于散光器上方，从而产生非圆形指示器。类似地，散光器的形状可以为非圆柱形。此外，散光器可大于微穿孔区域，从而使其可覆盖可能包括的任何其它光源的覆盖区。
可以与如上所述的散光器相结合地使用具有不同颜色的众多光源，以向用户呈现可视指示器。由于散光器中材料的作用，来自各个不同光源的光看起来均勻分布在一区域上。这样，当不同光源被激活时，整个指示器看起来能够改变颜色。
图50A包括根据本发明实施例的耳机5000的侧视图。连接器5040可包括主壳体 5010、连接器板5041、触点5043、护套(casing) 5044和麦克风端口 5050。连接器板5041可包括凹槽5042，其绕着连接器板5041的外周布置。凹槽5042也称为连接器板5041中的凹阶。在连接器板5041顶部，麦克风端口 5050位于凹槽5042内。
沿着连接器板5041的边缘放置麦克风端口 5050具有许多益处。通过在连接器板附近包括麦克风端口，能将麦克风嵌入连接器，这节省了耳机壳体内的空间。节省的空间可用于装入其它功能或者减小耳机的整体尺寸。此外，在围绕连接器的边缘的凹槽内放置麦克风端口能够使该端口隐藏而不可见，这增加了耳机外观的整体美感。
图50B示出了根据本发明实施例的连接器的麦克风端口区域的详细视图。端口 5050的尺寸例如可包括约2. 5毫米的宽度5090和约0. 3毫米的高度5092。这些尺寸只是说明性的，应理解，可使用其它尺寸。
图51示出了根据本发明实施例的去除了主壳体的连接器5140的视图。连接器 5140例如可对应于图1的连接器16、图3的组件320、图4的组件420、图10的连接器1040 或图11的连接器1140。例如可将连接器5140安装到主壳体电路板5115上。连接器5140 可包括连接器板5141、触点5143、以及附随护套5144，该护套用以防止触点与连接器板电连接。可将麦克风端口 5150包括在连接器板5141的顶部，用以使声音可到达麦克风仓 (boot) 5120。麦克风仓5120及包含在其中的麦克风位于连接器板5141后面。可将麦克风包含在麦克风仓5120内，以保护麦克风不被损坏并控制进入麦克风的气流。
图52示出了根据本发明实施例的图51的连接器5140的分解图，该连接器5140 例如可包括连接器板5240、麦克风仓5220、麦克风5222、触点5243、护套5244、支架5248和螺丝5249。麦克风5222可以为微机械(MEM)麦克风并可与电路板5215电连接。电路板 5215与图11的主壳体电路板1115类似。麦克风仓5220可安装在麦克风5222上方。麦克风仓5220例如可由硅制成，从而使其在连接器5200组装好时能够与周围零件形成密封。 触点5243可包括在护套5244内。护套5244可由非导电材料(例如聚合物)制成，从而使触点不能与连接器板5240电连接。护套5244可安装在电路板5215上并包括导电元件 (例如参见图57B的柄部(shank) 5707和接触段5708)，所述导电元件可将触点5243与电路板5215电连接。支架5248可与连接器板5240连接，以将连接器5200保持在一起。自支架5248向上的压力会压缩麦克风仓，从而对进出麦克风5222的空气流通产生声(例如基本气密的)密封。电路板5215、护套5244和支架5248可包括用来安装到连接器板5240 的一个或多个孔。可通过这些孔插入螺丝5249并旋进连接器板5240背部的螺纹腔内(例如参见腔6046)。
图53示出了根据本发明实施例的可包括输入孔5325的麦克风仓5320的视图。麦克风仓5320例如可对应于图52的麦克风仓5220。流进耳机内的空气在麦克风仓5320周围行进会导致由仓内麦克风拾取的音频信号的质量的明显损失。因此，麦克风仓5320可包括密封面53 ，用以防止空气通过沿麦克风仓边缘的任何缝隙泄漏。密封面53 可以为仓5320的延伸到仓覆盖区的外周的水平表面。以这种方式对缝隙能进行密封可将气流引入孔5325中，这会导致麦克风接收到更高的声音质量。
传统上，麦克风仓的顶板与周围零件的表面产生密封。这需要较厚的顶板，该顶板35在结构上足够结实从而可支持形成足够密封所需的压力。因为仓5320利用水平密封面(而非顶板5327)与周围零件产生密封，所以顶板5327不需要非常厚。该减小的厚度节省了壳体内的空间，并可导致总体上更小或更薄的耳机。
图M示出了根据本发明实施例的包括麦克风仓M20和麦克风M22的连接器板 5440的立体截面图。连接器板M40、仓M20和麦克风M22例如分别可以对应于图52中的连接器板5240、仓5220和麦克风5222。图M所示的部件可安装在一起，使得空气可穿过麦克风端口讨50而进入仓孔M25并到达麦克风输入部M21。麦克风端口 M50例如可以为连接器板M40的凹阶内的切口。由于连接器组件中的其它元件(例如电路板5215和支架5248)，麦克风M22和麦克风仓M20在被安装到耳机中时会被推靠到连接器板M40 上。来自该力的压力会使表面讨沈与连接器板M40的表面M45形成密封。该密封能防止空气从连接器板M40和麦克风仓M20之间的缝隙M90通过。
在一些实施例中，在仓孔M25中可设置多孔塞讨观。塞讨观例如可由多孔泡沫 (例如烧结聚乙烯或超高密度聚乙烯)制成。塞讨观可帮助过滤掉高频噪声，诸如由吹进麦克风端口 M50的风产生的噪声。塞讨观的声学性能与其多孔性有关，该多孔性可以通过制造加以控制。例如，可通过将聚乙烯粒子熔化在一起来制造塞讨观。得到的塞的多孔性是熔化粒子的时长、熔化粒子时使用的温度以及粒子尺寸的函数。在一些实施例中，在形成塞时，仅使用特定尺寸的聚乙烯粒子是有利的。例如，可将直径在177微米和250 微米之间的粒子熔化以形成塞讨观。
图55A和55B示出了根据本发明实施例的耳机5500的连接器的视图。可将四个触点5561、5562、5563和5564集成到连接器中。这些触点可具有大致平坦的形状，使它们与连接器板阳40的正面齐平。这些触点例如可为椭圆形。外部触点5561和5564可配置为用于连接到电源线或地线。其余的内部触点阳62和5563可配置为用于接收和发送数据。
连接器板5540可位于主壳体5510内并可包括凹槽5542。主壳体5510的高度 5580约5毫米或在4. 7毫米和5. 3毫米之间。主壳体5510的内腔的高度5581约4毫米或在3. 7毫米和4. 3毫米之间。连接器板5540的凸起面的高度5582约3. 3毫米或在3毫米和3. 6毫米之间。高度5580、5581和5582是有利的，因为它们可提供这样的耳机，该耳机具有小的形状因子却又大到足以与互补连接器充分连接。高度阳81和5582还能为来自用户语音的声音提供足够的凹槽以到达嵌入在连接器板阳40中的麦克风(例如参见图1的麦克风17)。应理解，这些尺寸只是说明性的。还应理解，连接器板5540和主壳体5510内的孔相对于主壳体阳10的轴形成角度，并且高度5580、5581和5582参考相应元件的正交尚度。
连接器板5540可包括四个触点5561、5562、5563和5564，它们可隔开间距5583， 间距5583约2毫米或在1. 75毫米和2. 25毫米之间。间距可被定义为从一触点的中心线到最近触点的中心线的距离。间距5583是有利的，因为它使互补连接器上的触点(例如参见图62A和62B的连接器6200)可充分隔开，从而可将磁性部件设置在触点之间。
每个触点可具有宽度5584，宽度5584为约0. 7毫米或在0. 5毫米和0. 9毫米之间。暴露的护套环的宽度5586约0. 2毫米或者可在0. 12毫米和0. 3毫米之间。所有暴露的护套环可具有相同的宽度(例如宽度5586)。该宽度5586是有利的，因为其对于防止触点5561、5562、5563和5564与连接器板5540短路而言是足够大的，而对于连接器板5540的尺寸影响又足够小。可将这些触点排列在连接器板5540的正面，使它们关于耳机5500的中心线对称。表示从每个触点中心线到耳机中心线的距离的尺寸5585为约1毫米。触点 5561-5564的该尺寸是有利的，因为该尺寸可提供足够的表面来与相应的连接器连接，同时还保持了小形状因子的耳机。例如，如果这些触点大得多，则壳体阳10的尺寸就需要增大。
图55D包括根据本发明实施例的耳机5500的侧视图。连接器板5540的表面和主壳体5510的轴之间的角度可用角度5587表示，该角度为约55度或在10度和80度之间。 该角度阳87是有利的，因为其可提供使耳机5500与相应的连接器相配的适当角度。角度 5587还可提供将来自用户嘴部的声音反射到耳机5500的麦克风(例如参见图1的麦克风 17)的适当的角度。角度5587也可被设置成阻挡外部声音到达耳机5500的麦克风。
沿着连接器板5540的表面测量出，每个触点的高度5588约1. 5毫米。高度5588 是有利的，因为其为耳机阳00提供了相当大的表面区域以与相应的连接器连接，但不必导致壳体5510的尺寸增加。
连接器板5540可凹陷于主壳体5510中达约0. 25毫米到0. 3毫米的深度5589。 可通过测量连接器板5540的正面与主壳体5510的端部限定的平面(例如包括主壳体5510 的连接器端部上的三个点的平面)之间的距离来确定该深度。深度阳89是有利的，因为其可提供足够深度以加强耳机阳00和相应的连接器之间的机械连接，但并不是难以将耳机与这种连接器对齐的那种较大深度。
图55C包括根据本发明实施例的耳机5500的顶视图。主壳体5510的宽度5590 约12. 3毫米或者在10毫米和14毫米之间。主壳体5510的内腔的宽度5591约11. 1毫米或在7毫米和13毫米之间。连接器板5540的凸起面的宽度5592约10. 3毫米或在5毫米和11毫米之间。宽度5590、5591和5592是有利的，因为它们可为耳机5500提供足够大的面积以与互补连接器牢固连接，同时又不会大到以致阻止耳机5500具有小的外状因子。上面给出的尺寸适用于图55A、55B、55C和55D所示的实施例，并且应理解，在不偏离本发明的范围的情况下，也可以使用其它尺寸。
图56示出了根据本发明实施例的连接器1040的电触点的组件。组件5601可包括布置在非导电(例如聚合物)护套5603中的多个电触点5602。护套5603可包括突出构件，使得每个突出构件可通过连接器板中的腔延伸。例如，在图52中，护套5244包括四个突出构件，并且连接器板5240包括四个腔(或孔)。在护套5244与连接器板5240连接时， 护套的突出构件将填入这些腔。因此，各突出构件也可以称为突出腔构件。电触点5602可延伸通过深度5690的至少一部分。在已组装的耳机中，每个电触点5602可具有布置成与电路板5605的电触点5604电接触的一部分，该部分可以为挠性或刚性的。
图57A和57B示出了根据本发明实施例的电触点组件。组件5701可包括布置在非导电护套5703中的多个电触点5702。每个触点5702可具有第一部分5705和第二部分 5704，其中的每个部分被独立制造并且随后组装到一起。
第一部分5705可具有头部5706和柄部5707。头部5706可具有用来与例如充电座或电缆上的连接器的外部电触点啮合的暴露表面。在本发明的一个实施例中，头部5706 上的暴露表面可具有导电的、耐用的面层(finish)，该面层在美观方面也是吸引人的，例如为镍、锡钴合金或变黑的面层。柄部5707可与头部5706 —体形成或独立地形成，然后使用粘合材料(例如胶、焊料、熔接、表面贴装粘合材料等)将其粘附到头部5706。例如，在制造期间，第一部分5705可由导电材料的圆柱形块形成，转而形成柄部5707，并对第一部分 5705进行模压或研磨而将头部5706例如成形为椭圆形。
第二部分5704可具有啮合段5709和接触段5708。啮合段5709可具有孔，在将电触点5702组装到护套5703期间，该孔可以用来容纳第一部分5705的柄部5707。在制造期间，可应用导电粘合材料将电触点5702的第一部分5705和第二部分5704机械连接和电连接。接触段5708可具有当在组装好的耳机中时用来与电路板5605上的电触点5604(参见图56)啮合的内表面。接触段5708的啮合表面也可具有这样的面层(例如镀金)，该面层具有将电触点5702粘附到电路板5605、存储和防腐蚀的良好特性。
在本发明的一个实施例中，当在基本由第一部分5705的外接触表面限义的平面内考虑时，第二部分5704的内接触表面的中心可能偏离第一部分5705的外表面的中心。这在设计约束要求将电触点5702电连接到并未共线对齐的电子部件时是有用的，如图56所示的本发明的一个实施例。在本发明的一个实施例中，第二部分5704可具有钩形，用来定位在结构上相对于柄部5707偏移的第二部分5704的内接触表面。在制造时，可以通过对片状金属进行模压、对导电材料的固体块进行加工、模塑成型、或使用本领域公知的不同方法或其它方式来形成第二部分5704。在本发明的一个实施例中，可通过在大批量生产的情况下对片状金属进行模压，以节省宝贵的时间和金钱。
图58A-58C示出了根据本发明另一实施例的电触点的组件。组件5801可包括布置在非导电护套5803中的多个电触点5802。类似于图57A-57B中所示的实施例，每个电触点5802可具有第一部分5805和第二部分5804，其中每个部分被独立制造并随后组装到一起。
第一部分5805可具有用来与例如充电座或电缆上的连接器的外部电触点啮合的暴露表面。在本发明的一个实施例中，第一部分5805上的暴露表面可具有导电的、耐用的面层，该面层在美观上也是吸引人的。
第二部分5804可具有啮合段5806、柄部5807和接触段5808。例如可使用表面贴装技术、焊料、熔接或其它导电粘合剂，将啮合段5806与第一部分5805电连接和机械连接。 柄部5807可将啮合段5806连接到接触段5808。在将耳机组件5801安装到耳机(例如图 1的耳机10)中时，接触段5808可具有与电路板5605上的电触点5604(参见图56)啮合的内表面。接触段5808的啮合表面也可具有这样的面层，该面层具有焊接、存储和防腐蚀的良好特性。
在本发明的一个实施例中，当在基本由第一部分5805的外接触表面限定的平面内考虑时，接触段5808的内接触表面的中心可能偏离第一部分5805的外表面的中心。在本发明一个实施例中，第二部分5804也可具有钩形，用来定位在结构上相对于第一部分5805 的外接触表面偏移的第二部分5804的内接触表面。
图58C示出了如何根据本发明一个实施例来制造组件5801。最初，可从单体片状金属5809模压出一个或多个电触点5802的第二部分5804，并将其折叠为例如上述的钩形。 这会在片状金属5809中形成与所有电触点5802电连接和机械连接的指状物5810。第一部分5805也可在单独的操作模压形成，然后将其粘合到各个第二部分5804的啮合段5806。 该组件然后被置于注模机内，以注模形成围绕该组件的护套5803。一旦注模过程完成，刀片可将电触点5802的第二部分5804从片状金属5809的余部切割下来，由此使各个电触点5802与其它电触点电分离和机械分离。有利的是，由于第一部分5805和第二部分5804可由模压工艺制造，组件5801能大批量生产以节省宝贵的时间和金钱。
图59A和59B示出了根据本发明其它实施例的电触点。除了可将电触点5901和 5905形成为一个单体以外，电触点5901和5905与上面针对图57A-58C描述的类似。
电触点5901可具有外触点部分5902、柄部5903和内触点部分5904。外触点部分 5902可具有与例如充电座或电缆上的连接器的外部电触点啮合的外表面。柄部5903可将外触点部分5902连接到内触点部分5904。在将电触点5901安装到耳机(例如图1的耳机10)中时，内触点部分5904可具有与电路板5605上的电触点5604(参见图56)啮合的内表面。如在上述实施例中那样，当在基本由外触点部分5902的外接触表面限定的平面内考虑时，内触点部分5904的内接触表面的中心可能偏离外触点部分5902的中心。电触点 5901还可具有钩形，用来定位在结构上相对于外触点部分5902的中心偏移的内触点部分 5904的内接触表面。在本发明的一个实施例中，可从单块导电材料加工出电触点5901。
与电触点5901类似，电触点5905也可具有外触点部分5906、柄部5907和内触点部分5908。然而，并非从导电材料加工而成，电触点5905可从片状金属模压而成并被折叠形成钩形。此外，由于可使用模压过程制造电触点，所以可在大批量生产的情况下来使用它。
图60A和60B示出了根据本发明实施例的耳机连接器的连接器板6040的两个视图。在连接器板6040安装到主壳体(例如参见图11的主壳体1110)中时，凹阶6042围绕连接器板6040的边缘布置以形成凹槽。麦克风端口 6050可以为阶6042的切口，用以形成使声音到达麦克风或麦克风仓(例如参见麦克风仓5220)所处的腔6051的开口。在图60B 中，连接器板6040的表面6045可用来压缩麦克风仓的外周从而形成气密密封。
突起6047和螺纹腔6046可用于将其它元件安装到连接器板6040上。例如，突起6047与环绕整个连接器组件的支架相配(例如参见图52的支架5248)。该同一支架可包括孔，该孔用来与螺纹腔6046结合使用从而使嵌件(例如螺丝)可将支架靠着连接器板 6040进行固定。图52的支架5248为适于与连接器板6040 —起使用的支架的例子。
根据本发明的一方面，连接器板6040可由具有磁性的材料制成。通过在连接器板 6040内加入磁性，能够使用磁效应来增强连接器板6040和互补连接器(例如参见图62B) 之间的连接。连接器板6040例如可包括诸如钢合金的铁磁材料。在另一个实施例中，连接器板6040可包括产生磁场的稀土永磁体。此外，连接器板6040的实施例可包括由于施加电流而产生磁场的电磁体。在电磁的实施例中，可(例如通过施加电流来)控制磁场使得磁场只在必要时出现。在连接器板6040包括永磁体或电磁体的实施例中，互补连接器(例如参见图62B)可包括铁磁材料或互补定位的永磁体或电磁体。
图61A示出了根据本发明实施例的可嵌入连接器的磁性部件的阵列6180。阵列 6180可包括部件6181、6182、6183、6184和6185，这些部件例如可由稀土永磁材料制成。用于磁性部件6181-6185的合适材料的例子是磁化的钕，并且更具体地说是N50磁体。磁性部件6181-6185可被成形为沿着一个边形成基本平坦的配合面6186。该配合面6186例如与耳机连接器板的所述角度(例如参见图55中的角度5587)成补角。
图61B示出了根据本发明实施例的如何将连接器板6040与磁性部件阵列6180组合使用的视图。如果连接器板6040由铁磁材料制成并且阵列6180包括永磁体，那么阵列6180的磁场会产生将连接器板6140和阵列6180偏压在一起的磁力。如果阵列6180被嵌入在与连接器板6140相配的连接器内，那么这些磁力能增强连接。
为了最大化由阵列6180产生的磁场，将部件6181-6185(例如磁体)排列成使每个部件的极性处于一特定方向是有利的。例如，可将这些部件排列为使外部两个磁体的南极最接近配合面，并使内部三个磁体的北极最接近配合面。按照这种配置，如果想要列出在水平通过配合面上方时遇到的极性，那么所列出的将是南-北-北-北-南。这种磁场最大化就是希望使用磁体阵列而非大磁体的一个原因。
虽然上述实施例包括铁磁连接器板和嵌入互补连接器(例如参见图62B)的永磁体阵列，但是可以想到，在不偏离本发明的精神的情况下，可以使用任何其它的磁结构。例如，在连接器板中可包括电磁体元件并且在互补连接器中可安置铁磁材料。有关在连接器中使用电磁元件和磁性元件的详细论述可以在名称为“Electromagnetic Connector for Electronic Device” 的美国专利申请 No. 11/235873 和名称为 “Magnetic Connector for Electronic Device”的美国专利申请No. 11/235875中找到，在此将它们都并入本文。
图62A和62B示出了根据本发明实施例与图10A的连接器1040互补并且能够与之相配的连接器6200。连接器6200例如对应于图2中的耳机啮合连接器220。例如可以将连接器6200集成到充电器(例如参见图64中的扩展坞(docking station) 6400、图66 中的装置6600和图67B中的扩展坞6700)中，该充电器为耳机内的电池或帮助对耳机进行充电的其它设备(如名称为"Apparatuses and Methods that Facilitate the Transfer of Power and Information Among Electrical Devices” 的美国专禾Ij 申请 No. 11/620669 中论述的设备，在此将该申请并入本文)进行充电。
图62A中的连接器6200的视图没有包括连接器壳体6210，从而可以看到磁阵列 6280和触点6290、6四2、6294和6296。可将阵列6280安装在连接器6200内使其形成磁阵列结构，并且可将阵列中的各磁体分离开一预定尺寸的间隙。可将磁性部件的阵列6280嵌入连接器壳体6210从而使部件6282、6283和6284的表面可与相配面6286齐平。这些暴露的部件沿深一直到达对应连接器板的表面从而产生最强的磁力。然而，在不偏离本发明的精神的情况下，连接器可以没有暴露的磁性元件。例如，希望使磁性部件6281和6285凹陷以形成更小的连接器。
可将触点6290、6四2、6294和6296包括在连接器6200中。为了将这些触点与磁性部件的阵列6280集成，可将各个触点放置在磁性部件之间的间隙中。这样，触点6290位于磁性部件6281和6282之间，触点6292位于磁性部件6282和6283之间，等等。触点的这种集成分布可以实现更小的连接器。这就是希望使用被间隔开的多个磁性部件而非单个大磁性部件的原因的另一个例子。
每个触点可包括弹性机构，如触点6296的线圈6297。线圈6297可偏压触点尖端 6296而使之延伸出连接器壳体6210。包括在触点内的线圈6291、6四3、6295和6297可以为基本平面或平坦的。平坦线圈可使磁性部件6281-6285之间的间隔最小。减小间隔会得到总体上更小的连接器。然而，根据本发明的原理，也可以使用其它类型的线圈和触点。 例如，在不偏离本发明的精神的情况下，可以使用偏压圆柱形触点的圆柱形弹簧，一般称为 “弹簧针(pogo pin) ”。
触点6290、6四2、6294和6296可被定位成例如与位于耳机连接器板正面上的触点电连接。连接器壳体6210可包括抬高面6212，该抬高面例如可适于安装到互补连接器的腔中。例如，如果连接器6200要与图IOA和IOB的耳机1000相配，那么抬高面6212可对着凹陷的连接器板1041安装，同时主壳体1010的边缘可对着连接器6200的凹陷外周6214 安装。按照这种匹配结构，触点6290、6四2、6294和6296可与耳机1000的触点1042电连接。
连接器6200可包括位于壳体6210后部的触点或电线(未示出)，使得该连接器可与其它电路电连接。例如，可将连接器6200安装到包括电源电路(如名称为“Apparatuses and Methods that Facilitate the Transfer of Power and Information Among Electrical Devices”的美国专利申请No. 11/620669中论述的电路，在此将该申请并入本文)的电路板上，可使用该电源电路通过一个或多个触点向耳机输电。
图63A和6 示出了根据本发明实施例的与图10A的连接器1040互补并且能够与之相配的连接器6300。连接器6300与图62A和62B中的连接器6200基本类似。例如，图 63A中的磁性部件6382、6383和6384分别类似于图62A中的磁性部件6282、6283和6观4。
连接器6300可包括四个触点尖端6390、6392、6394和6396，它们被偏压成从壳体 6310伸出。每个触点尖端可具有约0.5毫米的宽度6303。有利的是，宽度6303的尺寸可被调整得足够大以便容易与耳机上的连接器(例如图1中的连接器16)连接，但并非大到使触点尖端6390、6392、6394和6396僵硬而不能被与连接器6300相连的耳机压缩。
每个触点尖端的中心线可与相临触点尖端的中心线分隔开间距6302。可选择间距 6302使得连接器6300的触点能够与耳机连接器(例如图10A的连接器1040)的触点电连接。因此，间距6302为约1.97毫米，从而它与图55A所示的间距5583相对应。此外，间距 6302可从1. 75毫米和2. 25毫米之间的范围中选择。间距6302的该尺寸还有利于在连接器6300的触点之间放置磁性部件(例如部件6382、6383和6384)。外部触点尖端6390和 6396的中心线分隔开了宽度6301，该宽度为约5. 1毫米或在4. 7毫米和5. 4毫米之间。可选择宽度6301使得触点尖端6390和6396能与耳机的外部触点(例如参见图55A的触点 5561和5564)连接。在一些实施例中，耳机的外部触点可被配置为接收电力，并且可设置一类似于连接器6300但不包括触点尖端6392和6394的连接器，用来仅向耳机输电。这样的连接器更易于制造并比连接器6200更廉价。
连接器6300可具有凸起面6312，该凸起面能够与耳机连接器(例如图10A的连接器1040)连接。连接器6300的壳体6310可具有总高度6304，该高度为约5. 1毫米或在 4. 9毫米和5. 3毫米之间。有利的是，可将连接器的总高度6304选择为与耳机主壳体的总高度(例如参见图55B的高度5580)相对应，使得连接器6300能容纳耳机的主壳体。壳体 6310的凸起面6312具有高度6305，该高度为约3. 43毫米或在3. 2毫米和3. 7毫米之间。 选择高度6305使其比耳机主壳体内的内腔高度(例如高度5581)小，从而使连接器6300 易于与耳机连接。总之，选择高度6304和6305以与图55B的高度5580和5581互补。由此允许耳机5500与连接器6300相配。应理解，连接器6300的相配面相对于连接器的余部形成一角度。该角度例如在10度到30度的范围内。高度6304和6305参考相应元件的正交高度。这与图55B所示的径向尺寸类似。
为了向互补连接器的触点施加压力，触点尖端6390、6392、6394和6396被偏压得从连接器壳体6310伸出。当不存在互补连接器时，触点尖端6390、6392、6394和6396可从壳体伸出约0. 7毫米的距离6306。选择距离6306使得触点尖端能有利地向耳机触点施加足够的压力，从而使这些尖端能够可靠地与耳机触点连接。连接器6300还可包括允许连接器将电信号从触点尖端6390、6392、6394和6396 传送到其它电路的触点或电线(未示出)。以上给出的尺寸适用于图63A和63B中所示的实施例，应理解，在不偏离本发明的范围的情况下，可以使用其它尺寸。图64示出了根据本发明实施例的与连接器6499连接的耳机6498的视图。耳机 6498与图IOA和IOB的耳机1000基本类似，并且可包括在连接器1040上示出的结构元件。 例如可将连接器6499安装到扩展坞6400中，该扩展坞可包括可插入耳机的插槽。在名称为 "Apparatuses and Methods that Facilitate the Transfer of Power and Information Among Electrical Devices”的美国专利申请No. 11/620669中论述了与扩展坞6400基本类似或相同的扩展坞，在此将该申请并入本文。扩展坞6400内的插槽可被成形为相对于连接器6499适当地对齐耳机6498。连接器6499可包括凸起面6412和下周边6414，用以进一步对齐耳机6498。凸起面6412可延伸到由凹陷耳机连接器产生的腔内，同时耳机主壳体邻接周边6414。这样的对齐会导致耳机6498的触点(例如参见图10A的触点1042)近似以触点 6490的尖端为中心。触点6490被线圈6491偏压得伸出凸起面6412。这一偏压可由在箭头6401的方向施加的力来表示。另外，箭头6402可表示通过将耳机6498的连接器板(例如参见图10A的连接器板1041)靠近连接器6499的磁性部件阵列(例如参见图61A和61B 的阵列6180)而产生的磁力。该磁力会使触点6490与耳机6498上的触点电连接。连接器 6499可包括另外的触点(例如参见触点6290、6四2、6294和6四6)，这些触点可与耳机6498 的其余触点连接。可将连接器6499安装到扩展坞6400中的电路板6480上，使得电路板 6480在与连接器6499连接时可向耳机6498传送信号或从其接收信号。图65示出了根据本发明实施例的曲线图6500，该曲线图示出了上述两个力随着磁性部件与连接器板之间间隔的变化而发生的近似变化。在曲线图6500中，χ轴6502表示近似力，y轴6504表示磁性部件与连接器板之间的距离。χ轴与y轴相交处的间隔为零， 并且该点表示连接器板与磁性部件接触的情况。随着间隔增加，来自推动耳机内的连接器板的弹性触点的近似力6508线性减小，这是由于线圈弹簧大致为线性的性质。虽然弹性力线性减小，但是由于磁性材料的行为，近似磁力6506会指数性地减小。期望选择磁性部件(例如磁体、连接器板)并设计弹性部件(例如触点线圈)，使得在这两部分之间间隔的所有可能距离处，将耳机连接器板偏压至互补连接器的磁力大于将弹性触点推回连接器板的力。如果存在弹性力大于磁力的情况，则必须施加外力以使耳机与互补连接器正确连接。施加这一外力可能需要用户的干预，因此希望设计使磁力总是大于弹性力的连接器系统。图66示出了根据本发明实施例的可与耳机一起使用的充电装置6600。在一些实施例中，可将连接器6601集成到装置6600中，由此使装置6600可以与耳机电连接。连接器6601与结合图61-65论述的连接器类似。在一些实施例中，可将辅助连接器6610集成到充电装置6600中。同样地，可使用辅助连接器6610将诸如可与耳机一起使用的蜂窝电话的附加装置连接到装置6600。为了将耳机或附加装置连接到外部电源(例如壁装插座或计算机)，装置6600可包括电缆6620。可将电路6630集成到装置6600中，以便于为耳机和附加装置两者充电。电路6630 还可为在耳机和附加装置之间共享的数据提供通信接口。在名称为“Apparatuses and Methods that Facilitate the Transfer of Power and Information Among Electrical Devices"的美国专利申请No. 11/620669中详细论述了与装置6600相似的充电装置的例子，在此将该申请并入本文。图67A和67B示出了根据本发明实施例的连接器6710。连接器6710的正面可被成形为包括峰部6711。通过将峰部6711加入连接器正面，连接器6710能够以两个不同接口方向(例如物理方向)与耳机相配。在连接器6710安装到扩展坞6700(参见图67B)时， 峰部6711建立了可各自容纳耳机6720的长边6721的腔6702和6704。在图67B所示的接口方向上，耳机6720的边6721位于腔6704内。然而，如果耳机6720以另一个方向插入， 则耳机的长边6721会位于腔6702内。在这些方向中的任一方向上，连接器6710的触点可与耳机6720上的触点电连接。在一些实施例中，可将开关电路包括在耳机6720内以补偿这些不同的接口方向。 这种开关电路能确定耳机6720和连接器6710的接口方向，并且基于所确定的方向，将从连接器接收的信号传送到耳机内的通路(例如电迹线)。在其它实施例中，可在扩展坞6700 中设置开关电路，该开关电路能确定耳机6720和连接器6710的接口方向，并且基于所确定的方向，向连接器传送信号。在题目为“Systems and Methods for Determining the Configuration of Electronic Connections” 的美国专利申请 No. 11/650130 中可找到类似开关电路的详细论述，在此将该申请并入本文。与图62B中所示的抬高面6212和凹陷周边6214相似，在将耳机(例如参见图10A 和10B的耳机1000)连接到连接器6710时，凸起面6712和凹陷周边6714是有利的。例如， 凸起面6712和凹陷周边6714可提供能加强连接器6710与耳机的机械连接的结构特征。图68示出列出了根据本发明实施例的通信系统的示例性模式和功能的图表 6800。关于图表6800，通信系统可包括耳机(例如图1的耳机10)和主机装置(例如蜂窝电话、膝上型计算机等)。进一步限定在图表6800中提到的通信系统，耳机能与主机装置通信，并且主机装置通过蜂窝网络或其它通信网络(例如IP语音)与其它装置通信。图表6800包括行和列，行用于描述系统的示例性模式和功能，而列用于确定与各个模式或功能相对应的输入和输出。通常在系统处于特定模式时，列6810中列出的一些功能会发生，因此可将这些功能列在它们对应的模式之下。例如，通常在系统处于来电模式 6811时才执行应答呼叫功能6812和拒绝呼叫功能6813，并且通过将功能6812和6813直接列在来电模式6811之下，图表6800能反应出这一关系。对于对应一个功能的各行，列6820可用来确定会导致该功能发生的输入。例如， 列6820可以确定用户按下耳机上的单个按钮(例如参见图1的按钮14)以启动相应功能的方式。应理解，所启动的功能还依赖于耳机所处的模式。例如，如果系统在来电模式6811 下，则长按按钮会启动拒绝呼叫功能6813，而如果系统在另一模式下，则同样的按钮按压会启动功能 6814。在名称为"Single User Input Mechanism for Controlling Electronic
Device Operations”的美国临时专利申请No._可找到使用单一按钮控制电子装置的
例子，在此将该申请并入本文。输出可与各个模式或功能相关联，从而例如用户能意识到系统的操作。可通过耳机显示系统(例如图1的显示系统18)、耳机音频系统(例如图1的扬声器系统13)和/ 或主机装置用户接口(UI)来提供这样的输出。主机装置上的显示屏和扬声器例如可以为用来提供输出的主机装置用户接口(UI)的一部分。列6830列出了由耳机显示系统提供的对应于列6810中列出的模式或功能的输出。例如，如果耳机显示系统包括指示器，该指示器能使用LED输出不同颜色，则基于通信系统的模式或功能，列6830可包括指示器能输出的不同颜色和/或闪烁图案。基于通信系统的模式或功能，列6840列出了由耳机音频系统(例如扬声器)提供的输出。列6840例如可包括哔哔声(beep)、音调(tone)或其它噪声，它们可用来通知通信系统的操作。列6850列出了由主机装置UI提供的输出。例如，列 6850可包括通过主机装置上的显示屏而呈现的输出。总之，图表6800确定了与根据本发明实施例的通信系统的各种示例性模式和功能相对应的输入和输出。例如，当通信系统在来电模式6811时，系统的耳机(例如图1的耳机10)会显示慢速闪烁的绿光并输出两声哔哔声，同时系统的主机装置会显示来电画面 (例如关于来电的图形显示信息)。继续该例子，如果用户按下耳机上的按钮(例如图1的按钮14)较短时间，则系统会应答该呼叫，同时耳机显示绿光并在一短的高音调之后输出一短的低音调。在系统应答呼叫时，主机装置会显示呼叫应答画面。应理解，图68中所示的以及上面论述的模式和功能只是示例性的，并且在不偏离本发明的精神和范围的情况下， 通信系统可使用其它模式和功能进行工作。尽管上面详细描述了本发明的具体实施例，但是应理解，这些说明仅是出于说明的目的。在本文中描述的实施例的另选实施例也在本发明的范围内。例如，虽然一个实施例可包括蓝牙耳机，但是本发明的一个或多个结构元件也能加入使用其它有线和/或无线通信协议的耳机内。此外，虽然本发明的一些实施例可包括被配置用来与蜂窝电话和/或
个人媒体装置(例如类似于苹果公司(Cupertina，California)出售的iPod 的便携式媒
体播放器)进行通信的耳机，但是本发明的一个或多个结构元件也能加入用来与任何电子装置进行通信的耳机内。此外，虽然上面例示性描述的一个实施例可包括耳机及其制造方法，但是本发明的一个或多个结构元件也能加入其它电子装置中，所述电子装置例如需要分布在小的声体积内的电路板、对称连接器、具有一个或多个内部结构元件的挤压壳体、微穿孔、协同定位的麦克风和连接器、磁性连接器或它们的任意组合。在不脱离本发明的情况下，可将本文所述的各种结构进行组合。给出本发明的上述实施例是出于说明而非限制的目的。本发明也可采用本文明确描述的形式以外的许多形式。因此，应该强调，本发明并不限于明确公开的方法、系统和设备，而是应包括它们的在所附权利要求的保护范围内的变型和修改。
权利要求
1.一种耳机啮合连接器系统，用于连接至包括多个耳机电触点的耳机，所述系统包括具有配合面的壳体；固定在所述壳体内的磁性元件的阵列；以及多个电触点，所述电触点设置在所述磁性元件之间，并且偏置为延伸越过配合面，所述系统中的所述多个触点的每一个操作为分别电连接至所述多个耳机电触点的相应的一个。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述磁性元件中的至少一个包括与配合面基本上平齐的侧面。
3.如权利要求1所述的系统，其中所述阵列包括五个磁性元件。
4.如权利要求1所述的系统，其中所述阵列中的每一个磁性元件与所述阵列中的至少一个其它磁性元件相隔预定大小的间隙。
5.如权利要求1所述的系统，其中所述磁性元件排列成行，并且每个磁性元件之间有预定大小的间隙。
6.如权利要求1所述的系统，还包括多个弹簧机构，其中每一个弹簧机构将所述多个电触点中相应的一个偏置成延伸越过配合面。
7.如权利要求1所述的系统，其中多个电触点中的至少一个包括平线圈，所述平线圈将所述电触点偏置成延伸越过配合面。
8.如权利要求1所述的系统，其中所述多个电触点包括四个电触点，其中所述四个电触点中的两个外部电触点操作为传输电力，并且其中所述四个电触点中的两个内部电触点操作为传输数据。
9.如权利要求1所述的系统，其中所述啮合连接器具有对称结构，使得它被操作为在多于一个的接口方向上与耳机连接。
10.如权利要求9所述的系统，还包括开关电路，所述开关电路操作为确定所述系统中的所述多个电触点和连接至所述系统的所述多个耳机电触点之间的接口方向；以及基于所确定的接口方向，将信号发送到所述系统中的所述多个电触点。
全文摘要
本公开涉及耳机磁性连接器。提供了耳机组件和耳机连接器。耳机连接器可包括磁性配合面和布置在该配合面中的多个电触点。还提供了啮合组件和啮合连接器。该啮合连接器可包括具有配合面的壳体、磁性阵列结构和多个弹性偏置触点构件。磁性阵列结构可固定在壳体内并且容纳多个弹性偏置触点构件。弹性偏置触点构件可包括延伸到配合面之外的尖端。该端部可与耳机连接器内的电触点电连接。
文档编号H04R1/10GK102547514SQ20121003270
公开日2012年7月4日 申请日期2008年1月4日 优先权日2007年1月6日
发明者C·D·普雷斯特, E·A·桑福德, M·E·汉基, W·C·利姆 申请人:苹果公司