专利名称：用于蜂窝式翻盖电话内的传话筒的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及将声能耦合到电子设备中和从电子设备中输出，尤其涉及专门制成的铰接式的无源传话部件，这些部件利于耦合到有源声换能器上，向安装该传话部件的无线电话提供良好的电声操作和机械保护。
用于音频通信系统中所有类型的声换能器有一较长的发展过程。在很大程度上，已证明，换能器性能的提高和采用优化了与任意给定换能器接口的电子线路之间的竞赛是一假想的马拉松竞赛。早期主要基于机械原理的麦克风和扬声器为可变电阻/可变电磁类型所取代，这些类型更有助于改善它们自身的放大及频率响应性能。经常地，换能器类型及特性适于发挥电子设备的最新可用功能--低噪音FET(高阻抗)、反馈网络(通带处理)和电流镜放大器(低阻抗)。随着显著改善了信噪比的高级蜂窝式无线电话系统的出现，其音频输入装置和音频输出装置的传声品质受到密切的关注。它们的成本也是如此。如本发明所指出的那样，直接将廉价的无源传声装置耦合到高品质无线电话装置所带的输入麦克风(或输出扬声器)上的这样一个组合，显著提高了其相关无线电通信系统的技术与操作性能。
可以在许多US专利中找到用于电子设备的传声耦合技术的现有现有典型方法描述。将传话筒组合成便携式无线电话的输出设备的所有概念，参见Anderson等人的US专利3,748,583。其中特别指出利用一种折叠双曲传话筒，用来使声音朝向用户。
Schon等人的欧洲专利0275966公开了这样一种技术，它将一载声导管(sound-carrying conduit)置入一活动折板(flap)部件内，该活动折板部件用来盖住电话听筒的控制键盘(control pad)。使该导管逐渐变细，经一进音口(admitting opening)将输入的话音送至听筒内一麦克风中，该进音口仅在折板完全打开时才与麦克风输入端对准。文中未给出该载声导管结构上的描述。
Steuart的US专利1,818,654公开了这样一种技术，它使用了一种漏斗状送话口，经两个转动接头将该送话口耦合到早期(1931)的电话麦克风上。这两个铰接头允许通过几个渐细筒形管竖直和水平地调整一圆形输入口。
其它示出传话筒结构或无线电话输入声音I/O技术而令人感兴趣的US专利是Rydbeck的US5,384,844,Peveto等人的US4,171,734和Whiremote,Jr.等人的US3,249,873。
除了专利文献，已出版的科技文献亦提供了关于声音传播的指数曲线式传话筒理想特征的有用描述。具体地说，C.R.Hanna等人于1924年A.I.E.E.发表的论文提到有关最佳声音传播的传话筒设计的理论根据。
因此，本发明的主要目的在于提供将声能耦合到电子设备中或从电子设备中输出的改进的方法与装置。
本发明另一目的在于提供基于两用可绕轴转动的传话部件来改进声音耦合能力的方法与装置。
本发明的又一目的，在于提供一种传话筒，它被制成可绕轴转动的翻盖部件内的一个内部空腔，翻盖部件构造成用作一无线电话设备的输入或输出传话耦合部件。
在一优选实施例中，将指数形喇叭传话筒做成一内部空腔，该空腔在蜂窝式无线电话装置的平面翻盖部件内部。该翻盖部件有两种用途在第一即关闭位置处实现其传统功能，保护和遮盖无线电话的用户操作拨号/功能键；另外经一传声的转动铰接头构成一高效输入声音耦合装置。这两方面结合在一起，提供了一个新的操作模式，该模式结合了实际保护与低成本、高效的输入声音耦合，形成改进的无线电话装置。
随着参照附图所进行的描述，本发明的其他目的和优点对本领域的技术人员来说将显而易见，附图中
图1是一手持蜂窝式无线电话装置的透视图，根据本发明把传声输入耦合部件实施为喇叭式传话筒；图2以高度简化的形式示意性地基本示出了传话筒的平面图，该传话筒适于制作在一无线电话装置的翻盖内；图2A是用于本发明另一传话筒结构的局部平面图；图3是一翻盖(一部分为虚线)的透视图，表示出另一种传话筒结构的附加机械与传声零件；图4利用基本传话筒嘴部的纵剖图表示出传话筒结构的另一实施例。
参见图1，表示出一手持蜂窝式电话装置的透视图，根据本发明它把一输入传声耦合部件实施为一传话筒。整个电话装置10被装入一外壳12内，外壳12有一孔14，用来将声音从一内置扬声器(图中未示)中发射出去。外壳12上装有两用翻盖16，翻盖16铰接安装在外壳12下端，将翻盖16制成包括喇叭口形传话筒，该传话筒用作一麦克风的输入能量耦合部件，与装在外壳12内部的无线电收发机一起使用。电话装置10还包括显示单元18；控制键单元20，它带有位于键表面上的用户操作键表面；和一天线22，所有这些都已是众所周知且是传统结构。易于实施本发明提供的独特特征的蜂窝式电话装置在EricssonInc.(of Research Triangle Park,North Carolina)ProductBulletion CEL4000,1995和CEL40001995中有所描述。图中示出翻盖16经一对铰链16H和16@绕其所占据的位置安装，并有一输入嘴孔24。当该电话装置不在使用状态时，可使翻盖16绕轴关至其关闭位置，以便紧密的盖住和保护控制键20。
图2是高度概括形式的示意性基本传话筒的平面图，特别构造为形成于翻盖16内。收集声音与传声的话筒本身被制成翻盖16内的喇叭形空腔26，它有一嘴部或开口端24和一喉端28。在传话筒曲线形中心轴30上的任意一点，在嘴部24与喉部28之间，传入的声压处于其在喉部最大压力与其在嘴部最小压力之间的某个中间值。声压变化的实际方式取决于其截面积的增长率。这种截面积的增长由传话筒扩张的规律确定。在本文中的一个优选实施例中，将考虑指数类型的扩展。作为指数类型的装置，传话筒26用作一个极有效的阻抗匹配装置，它位于其嘴部传入声能(或声)的源与其喉部之间。当喉部28经一合适的转动传声接头16@适当地通至麦克风32时，图1的电话装置10非常适合向蜂窝电话用户提供其独特的优点。
操作时，可将基本指数型传话筒26构造成在3-5KHz范围内表现为高频截止，并可获得两个都上升至平滑响应曲线。利用适当布置的衰减部件，如泡沫/弹性材料的薄层或分立部分(图中未示)，可使传话筒26的实际操作特性非常接近理论上的期望值。
也可考虑用其他传话筒类型来实现本发明。这些类型可包括锥形传话筒、抛物线形传话筒、双曲线式传话筒以及其他形状与类型。
图2A表示传话筒的另一实施例以及便于本发明利用的声音输入结构。将一修改的传话筒26如前所述制作到一翻盖16’内，但翻盖16’嘴部或开孔端的声音入口在翻盖16’的上表面，其形式为多个大小与形状适当的开口24’。因此，传话筒26’的长度在距翻盖16’端部一小段距离之处终止，输入的声能经顶部开口24’-代替图2所示边孔24-耦合到传话筒内。在上、下翻盖表面之间可有许多小的隔板状结构，以加固开口24’附近的传话筒--所有开口24’都为该实施例设置了一个加强的声音输入结构。下面结合图4说明来描述隔板状结构的附加说明。
简要参见图3，图中示出翻盖20另一实施例及其修改的内部传话筒的附加机械和声学构造细节。翻盖16*一般为平面形，并制成一端带有一对铰接部件的薄而平的部件。一对轴铰接销34与36引导翻盖16*转动，销36载有一内部同轴开口或通道38，用以将喉部声压引导到固定在话机10机身内的麦克风(图中未示)中。在一特别优选实施例中，喇叭形传话筒26*(如图2A的喇叭形传话筒26’)截面为矩形，它从喉部到嘴部的长度L最长可伸至60mm(约2.3英寸)，这并不包括将喉部28接至通道38的短的过渡通道。它的孔或嘴部的宽度W可以为40mm(约1.6英寸)，而其孔或嘴部的高度H可以为1-2mm。传话筒26*的实际大小和形状与图2A中26’的大小和形状基本相同；为了清楚地说明，许多标记已忽略。虚线绘出了传话筒26*的大体轮廓以及薄的矩形盖部件29。一个或多个输入口24*(图中示意性示出两个开口24*)用来将传入的声能耦合到传话筒26*的嘴部内。将开口24*做在翻盖16*的顶面之中，以便使其稍微伸出到盖29边缘之外。
对于正向机械动作来说，铰接枢轴销区可包括适当的止动装置，这种装置与形成于外壳12中的配合结构结合起来动作。为了把来自传话筒26、26’或26*的声压无损失地耦合到麦克风32上，需要合适的密封装置。为了简化说明，图中未示出止动与密封装置，它们的设计与结构众所周知。
翻盖16、16’或16*可由许多高弹塑料材料中的任意一种制成。这些塑料的一个特别理想的特征在于能用现有低成本的生产技术精确地生产制造。因而，可以精确而极平滑地制作形成各种传话筒26实施例的外周边的内部空腔，从而实现高效声音耦合结构。
利用图4所示辅助传话筒结构，可在某些工作环境下获得额外的工作效率。插入传话筒嘴部24中并沿大部分传话筒长度延伸的多个薄隔板42将传话筒的输入区划分为多个更小的基本单元。这些示意性隔板的长度由图2中虚线30P的长度表示。隔板42起两个作用一个是通过降低它们对以大斜角到达的声能的灵敏度来限定传话筒26方向性，另一个是实际加固翻盖16。当主要用来起加固作用时，如图3中实施例所示，其实际长度可以短一些。
虽然已根据所选优选实施例描述了本发明，但是并不认为本发明仅限于此，原因在于对于本领域的普通技术人员来说，易实现其他实施例和修改。例如，本文描述的是使用一传话筒，经一转动传声铰接头将传入的声音耦合到固定在无线电话设备外壳上的麦克风中。显然，传声的互易性表明，本发明中所述的方法与装置同样适用于将内置电磁换能器输出的声音经一转动传声铰接头传送到输出传话筒上。因而，换能器与传话筒一起，通过转动铰接头可组成声音生成与导向的扬声器。而且，尽管图2的麦克风32在图中示为固定于传话筒26喉部附近，但也不必非得这样。只需通过重置和/或延伸互连传声路径，就可将麦克风32固定在无线电话装置内的任意合适的地方；也可改变翻盖顶面上输入开口的大小、形状与位置，以实现最佳的性能、外观和用户的认可。因此应理解，所附的权利要求书力图覆盖在本发明的实质与范围之内的所有修改。
权利要求
1．用来经一可绕轴转动的平面传声部件将传入的声能耦合到一固定的输入传声通道的装置，包括(a)传话筒，为制作在所述可绕轴转动的平面传声部件内具有一定的形状的空腔；(b)所述传话筒分别在所述部件的远端与近端有嘴部与喉部；(c)所述部件在所述近端有至少一个轴销，用作所述部件的转轴，所述销包括与所述喉部及所述固定传声通道进行声音传输的内部通道，它用作一转动传声铰接头，以耦合其间的声音能量。
2．根据权利要求1的声音耦合装置，其中所述平面部件包括从所述远端伸至所述近端的纵轴，所述至少一个销是一对轴销，用来为所述部件提供与纵轴正交的旋转轴。
3．根据权利要求1的声音耦合装置，其中所述输入传声通道固定于电子设备的外壳上，它伸至电声换能器的输入端，以向该电子设备提供与所述的输入声能相对应的电信号。
4．根据权利要求3的声音耦合装置，其中所述电子设备是无线电话，所述电声设备是麦克风。
5．根据权利要求4的声音耦合装置，其中所述无线电话设备包括用户操作键，这些键位于键平面中，所述绕轴转动的平面传声部件可绕轴转动，以便平行地靠近所述键平面，从而覆盖和保护这些键。
6．根据权利要求5的声音耦合装置，其中所述平面传声部件可连续绕轴转动不足180°，所述转动传声铰接头在所述角度内连续耦合所述传入声音能量。
7．根据权利要求1的声音耦合装置，其中所述传话筒的截面积沿一曲线形的中心传话筒轴按指数形式从喉部扩展到嘴部。
8．根据权利要求7的声音耦合装置，其中所述平面传声部件包括一个或多个孔，这些孔形成于其上表面内，用以将传入声能耦合到所述传话筒内。
9．根据权利要求1的声音耦合装置，其中所述传话筒的嘴部还包括用来调整传话筒输入方向性的装置。
10．根据权利要求8的声音耦合装置，其中所述方向性调整装置包括至少一个分隔部件，它沿至少一条一般与所述曲线形中央传话筒轴对准的线伸入传话筒嘴内。
11．一种经一可绕轴转动的传声部件将传入的声能耦合到一输入传声通道的方法，该输入传声通道固定在一电子设备的外壳上，该方法包括以下步骤(a)将输入声音能量从形成于所述可绕轴转动的传声部件内一传话筒的嘴部引导到所述传话筒的喉部，随后经一可连续转动的转动传声铰接头再引导到固定的输入传声通道内；(b)在所述可绕轴转动的部件内制作至少一个轴销，以使所述部件能相对于所述电子设备外壳转动；以及(c)形成一个至少穿过一个轴销的传声通道，以产生一使声能能从所述喉部经所述铰接头传送到所述输入通道的转动铰接头。
12．根据权利要求11的方法，包括以下步骤将所述可绕轴转动的传声部件设置为平面部件；规定一位于中心位置的纵轴，该纵轴从所述部件远端的所述嘴部伸至所述部件近端的喉部，由此产生能绕所述纵轴的正交轴进行的转动。
13．根据权利要求12的方法，其中所述电子设备是无线电话，所述输入传声通道的末端止于麦克风输入端，该方法包括以下步骤将所述传入声能经所述转动铰接头耦合到所述麦克风装置上。
14．根据权利要求13的方法，其中所述无线电话包括用户操作键，这些键位于键平面内，使所述可绕轴转动的平面部件转动的步骤还包括覆盖并保护所述键的步骤。
15．根据权利要求12的方法，其中所述至少一个轴销是一对销，这对销中至少一个包括所述转动传声铰接头，该方法还包括将所能进行的转动限定在180°以内的步骤。
全文摘要
专门构造与手持无线电话装置一起使用的可绕轴转动的一种翻盖部件,以借助一传话筒将声能高效耦合输入和输出无线电话,该传话筒被精确地形成于该平面状的可绕轴转动部件的内部空腔。当设置成用来将声能耦合到一麦克风中的设备时,传入的声音从传话筒嘴部引到其喉部,之后穿过转动传声铰接头至一输入通道,到达麦克风,其中麦克风固定安装在无线电话外壳上。该连续可转动的转动铰接头允许翻盖部件转动,便于实现双重目的的操作,即,在不使用电话时保护与覆盖无线电话键盘,而在使用电话时则有效耦合输入的声音。
文档编号H04R1/32GK1223047SQ97195753
公开日1999年7月14日 申请日期1997年5月2日 优先权日1996年5月3日
发明者K·W·拉伯 申请人:艾利森公司