专利名称：配有扬声器组件的便携式电子设备的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及配有扬声器组件的便携式电子设备领域。
手持便携式电子设备，例如便携式无线电话，利用扬声器将电信号转换成人们能够听到的20赫兹(Hz)到20000千赫(kHz)频段的声波。扬声器使得无线电话的用户能够收听到呼叫方的话音表示，以及其它声音，例如拨号音。声音再生的质量是客户决定购买便携式电话的重要因素。扬声器音质取决于其在可听频段上的频率响应。扬声器的厂商通常提供扬声器用于“自由场”环境下的指定扬声器频率响应。但是，无线电话所用的扬声器很少用于自由场环境下。取而代之的是，用户将无线电话靠近耳朵以收听话音，扬声器的位置非常靠近人耳。
无线电话领域声学工程师的目标是选择扬声器、外壳和预处理电路组合，使得它能够提供可接受的音质。可接受的音质通常是扬声器在其环境下300赫兹到4千赫频段上的频率响应有多平整或变化大小的测量。频率响应越是平整，或者变化越少，音质越好。低频的频率响应比高频高或大，则听起来声音低沉；而高频的频率响应比低频高，则听起来声音较尖，金属味强。
手持电话主要使用两种扬声器技术-压电扬声器和动态扬声器-这两种技术都具有较高的自由空气共振频率。规定这两种扬声器技术利用扬声器和人耳之间的气密封口来工作。实现气密封口要求扬声器在手持无线电话外壳上进行气密安装，当外壳接触耳朵时，无线电话外壳具有一个密封耦合。耳-外壳耦合通过在与人耳外形一致的外壳中生成低气压区来实现。只要气密封口存在，这种扬声器就能够提供可接受的频率响应。
因为手持无线电话尺寸变小，难以对所有用户都实现密封耳-外壳耦合，因为外壳的大小不足以在容纳所有人耳朵大小的外壳表面上形成低压区。因此，对某些用户而言，外壳和人耳之间会出现漏气，导致低频响应的损失。对压电类扬声器的一些测试表明这种损失在300赫兹时平均为15分贝(dB)，导致声音变尖。
为了进一步说明，图9示出的图900是从使用自由空气基本共振频率较高的压电类扬声器的传统便携式无线电话得到的声频响应曲线902和904。每个声频响应曲线902和904示出了声学声压值相对于频率的变化。更确切地说，声频响应曲线902得自传统便携式无线电话的听筒与人造耳朵(IEC-318类型，未示出)密合的情况。声频响应曲线904得自听筒因泄漏环适配器(1eakage ring adapter)未与人造耳朵密合的情况。如声频响应曲线904所示，在未密合情况下出现了不希望的低音损失。
低声阻抗动态扬声器(其自由空气共振频率比前述压电扬声器低)用以提高频率范围低端处的频率响应，可以用于弥补外壳和人耳之间空气泄漏所引起的低音损失。但是这种扬声器如果通过扬声器和外壳之间的气密封口安装，则在外壳和人耳之间形成了气密封口时，会出现过量低频增益。因此，声音低沉。此外，频率响应的最高点和最低点之间有约11分贝的较大变化，因此音质较差。
为了进一步说明，
图10示出的图1000是从使用自由空气基本共振频率较低的动态类扬声器的传统便携式无线电话得到的声频响应曲线1002和1004。每个声频响应曲线1002和1004示出了声学声压值相对于频率的变化。更确切地说，声频响应曲线1002得自传统便携式无线电话的听筒与人造耳朵密合的情况。声频响应曲线1004得自听筒因泄漏环适配器未与人造耳朵密合的情况。如声频响应曲线1002所示，在密合情况下出现了不希望的低音增强。
较小的手持无线电话大小不仅影响外壳和人耳之间的密封，而且影响扬声器外壳的大小。较小的手持无线电话的外壳空间较少，外壳大小影响了扬声器的频率响应。
因此需要一种较小的手持无线电话的扬声器组件，它封装扬声器的空间有限，与人耳之间气密封口的大小也有限，却能提供可接受的音质。
图1是打开时便携式无线电话的透视图。
图2是合上时便携式无线电话的透视图。
图3是便携式无线电话的上外壳的后顶左侧部件分解图。
图4是便携式无线电话的上外壳的前顶右侧部件分解图。
图5是沿图1线5-5’切开的上外壳截面图。
图6是上外壳部分组件的透视图。
图7是上外壳部分组件的带有剖面的透视图。
图8是上外壳的平面图。
图9的图示出了在密合和未密合情况下，采用自由空气基本共振频率较高的压电扬声器的传统便携式无线电话的声频响应。
图10的图示出了在密合和未密合情况下，采用自由空气基本共振频率较低的动态类扬声器的另一种传统便携式无线电话的声频响应。
图11的图示出了图1-8的便携式无线电话在密合和未密合情况下的声频响应。
图12是第一可选实施例中配有扬声器组件的便携式无线电话的部件分解图。
图13是图12的便携式无线电话的部分截面图。
图14的图示出了图12和13的便携式无线电话在密合和未密合情况下的声频响应。
图15的图示出了图12和13的便携式无线电话在密合情况下的声频响应。
图16是第二可选实施例中配有扬声器组件的便携式无线电话的部分截面图。
图17是第三可选实施例中配有扬声器组件的便携式无线电话的部分截面图。
图18是图16的便携式无线电话的部分截面图。
图19到27示出了配有扬声器组件的便携式电子设备的其它可选实施例的截面图。
便携式电子设备，例如便携式无线电话，配有所描述的扬声器组件。外壳配备有至少一个接收机和发射机。扬声器的前侧声耦合到外壳置耳区(ear placement region)前的第一空气空间。扬声器的后侧声耦合到第二空气空间。至少第一通道将第一空气空间声耦合到第三空气空间，第三空气空间基本上与第二空气空间隔离。
图1示出了便携式无线电话100的透视图。便携式无线电话100是一种便携式电子设备，更具体地说，是一种通过射频(RF)信号提供无线通信的便携式电子设备。便携式无线电话(100)可以工作在蜂房电话系统，通常称为便携式蜂房电话。
便携式无线电话100具有上外壳102和下外壳108，通过枢纽116可转动地连接在一起。便携式无线电话100的打开情况如图1所示，合上时的情况如图2所示。方向轴也在图2中示出。在这种配置下，便携式无线电话100通常称为折叠式或蛤壳式电话。上外壳和下外壳102和108组成了便携式无线电话100的外壳。外壳配有一个接收机和一个发射机(未示出)，安置在外壳中(此例在下外壳108中)以提供RF通信。
上外壳102由前外壳部分104和后外壳部分106组成。前外壳部分104形成了枢纽116的圆柱面。上外壳102上支承显示透镜126，它基本上与上外壳的前表面齐平。沿上外壳102的前侧和左侧表面有一个指凹处128(可选)，沿上外壳102的前侧和右侧表面有一个指凹处130(可选)。上外壳102的前表面还有一个置耳区120，用以放置用户的耳朵，使之能够收听来自扬声器(图1和2中未示出)的话音信号。置耳区120内前表面上具有孔口122。置耳区120内前表面上具有多个附加孔口，例如孔口124。(本例中多个附加孔口或隙槽的数量是4。)此外，左侧表面具有孔口132，右侧表面具有孔口134。孔口132和134可以称为上外壳102中的隙槽。
类似于上外壳102，下外壳108由前外壳部分110和后外壳部分112组成。下外壳108的前表面上具有多个输入按键136，包括传统电话按键(0-9,*和#)以及功能健。此外，下外壳108的左侧表面上具有多个输入按键138。天线202(图2)从下外壳108的顶表面伸出。下外壳108的底表面上具有孔口140，并具有一个电连接器142。下外壳108的底表面上具有一个可卸下的可卸电池盖114，用以掩盖电池(图1和2中未示出)。前表面具有孔口148，使得用户的嘴能将话音输入麦克风(图1和2中未示出)。沿下外壳108的前侧和左侧表面有一个指凹处144，沿前侧和右侧表面有一个指凹处146。
上外壳和下外壳102和108形成了一个非常小的外壳，其大小最好适于手持使用，以及便于在服装袋中携带。例如，在这种实施例中，外壳约长83毫米，宽42毫米，高26毫米(在图2闭合情况下)。上外壳和下外壳102和108由耐用且具有一定挠性的原料，例如聚碳酸脂制成。
图3和4分别示出了上外壳102的顶透视部件分解图和底透视部件分解图。下面将图3和4结合在一起描述。上外壳102包括前外壳部分104和后外壳部分106，还有可视显示组件320，挠性连接器336，扬声器342，磁铁346，显示衬垫348，扬声器衬垫362，毡圈364，枢纽组件370，以及显示透镜126。
上外壳102包括一个扬声器组件。在这种实施例中，扬声器342是一个典型的电话耳机扬声器，它包括依附于扬声器盆架(见图6)的扬声器膜片(未示出)，以及依附于扬声器盆架的膜片盖(未示出)，用以掩盖扬声器膜片。扬声器342的前侧有多个孔口通过膜片盖，其后侧也有多个孔口通过扬声器盆架(见图6)。一些典型的电话耳机扬声器没有膜片盖，一些在扬声器盆架上没有孔口。
下面描述如何构造上外壳102以生成扬声器组件的细节。后外壳部分106形成了具有外表面302，内表面304，沿外壳体边壁顶部的配对周边306的外壳体。接头(tab)327和329通常在后外壳部分106左侧上沿配对周边306的一部分边界生成，并位于该边界内。同样，接头323和325通常在后外壳部分106右侧上沿配对周边306的一部分边界生成，并位于该边界内。
接头312和314，以及L形接头316和318在后外壳部分106顶端沿配对周边306的一部分生成。L形接头308和310分别在左侧和右侧沿配对周边306的一部分生成。边壁404(图4)在后外壳部分106生成，在所示配置中通常从内表面304向外伸展。
挠性连接器336确实是柔性的，它包括导电垫片340，通过电导元件(未示出)电耦合到导电垫片353和338(位于其上)。可视显示组件320具有外壳，沿其外壳左侧有导轨(track)322和324，沿其右侧有导轨326和328，其顶端有孔330和332。导轨322和326之上有掣子(catch)，而导轨324和328没有。导电垫圈334在可视显示组件320表面上，通过电导元件(未示出)耦合到显示电路。
前外壳部分104形成了具有内表面372，外表面374，沿外壳体边壁顶部的配对周边376的外壳体。L形接头378在后外壳部分106左侧上靠近配对周边376的边界生成，并位于该边界内。类似地，L形接头380在后外壳部分106右侧上靠近配对周边376的边界生成，并位于该边界内。掣子382和384也分别在左侧和右侧上靠近配对周边376的边界生成，并位于该边界内。掣子382和384一般从内表面372向外伸展，每个在靠近内表面372处生成了一个孔口。隙槽315和317在左侧上靠近配对周边376的边界生成，并位于该边界内。同样，隙槽319和321在右侧上靠近配对周边376的边界生成，并位于该边界内。
孔口122和124在前外壳部分104上生成，位于置耳区120(图4)内。显示窗口387在配对周边376的边界内生成。槽388和390在前外壳部分104邻近显示窗口387生成。轴392和394，轴397和399，以及边壁301和303，一般从内表面304向外伸展。
前外壳部分104的顶端生成了边壁305，它一般从内表面372向内朝前外壳部分104的底端伸展。隙槽307和309，以及隙槽311和313通过边壁形成了边壁305和内表面372之间的空穴。
显示衬垫348形成了一个中心孔口，其左侧为环绕着凹口350和352，以及孔358，其右侧为环绕着凹口354和356，以及孔360。毡圈364的左右侧分别是孔366和368。显示透镜126的底端具有接头396和398。
上外壳102可以如下组装。挠性连接器336安置于可视显示组件320的表面，电导垫片353在该处焊接到电导垫片334，在可视显示组件320和一些电导垫片340之间提供电气通路。类似地，扬声器342的电导垫片344焊接到挠性连接器336的电导垫片338，在扬声器342和一些电导垫片340之间提供电气通路。一些电导垫片340以后耦合到下外壳108中的音频电路(未示出)。
显示透镜126粘接在外壳部分104的配对周边402附近(图4)，接头396和398在该处分别插入槽388和390。磁铁346位于内表面372(图3)，最终由其它元件予以保障。毡圈364位于内表面372，从而枢轴397和399分别通过孔366和368插入。枢纽组件370安装在圆柱体118中。
显示衬垫348粘结在内表面372的显示窗口周边，在该处枢轴392和394分别通过孔358和360插入。可视显示组件320位于显示窗口387的显示衬垫348之上，在该处掣子382和384分别沿导轨324和328滑动，L形接头378和380向外弯曲，分别沿导轨322和326滑动，直至锁定在导轨322和326的掣子，枢轴392和394通过孔330和332插入。可视显示组件320和显示衬垫348之间具有一个粘性封口。这样，可视显示组件320在前外壳部分104上很安全，粘结在内表面372的显示窗口387上。
扬声器342和可视显示组件320一起位于边壁301和303之间的内表面372上(在圆形凸缘802和804上，见图7和8)，边壁301和303部分环绕扬声器342。在它们前面，扬声器衬垫362粘结到扬声器342的前外缘。这样，扬声器342前侧面对并环绕着内表面372和孔口122。扬声器衬垫362在扬声器342和内表面372之间形成了粘性封口。挠性连接器336的一端通过孔口插入圆柱体118。图6示出了部分组装的上外壳102透视图。
接着，后外壳部分106的前端位置朝向前外壳部分104的前端，使得接头312和314分别通过槽307和309插入，L形接头316和318分别通过槽311和313插入。后外壳部分106的底端朝向前外壳部分104的底端，直至L形接头308和310向外弯曲，分别沿掣子382和384滑动，直至被掣子382和384的孔口捕获。接头323和325分别通过隙槽315和317插入，接头327和329分别通过隙槽319和321插入。因此，前和后外壳部分104和106一起组成了上外壳102，其中配对周边306和376配对。
图5示出了沿图1线5-5’切开的上外壳截面图。图5示出了上外壳102上的内部空穴502，它基本上与上外壳102上的内部空穴504隔离。内部空穴502和504可以看成是上外壳102上的空气空间。如图所示，内部空穴502基本上由前和后外壳部分104和106，边壁404，可视显示组件320，显示垫片348，以及显示透镜126组成。内部空穴504基本上由前和后外壳部分104和106，以及边壁404组成。
图7是组装的前和后外壳部分104和106(为简明起见，没有示出其它部件)的透视图，以及一部分外表面302的剖面700。图8是上外壳102的平面图，更具体地示出了有助于将上外壳102基本分离成内部空穴502和504的边壁404。
将图5,7和8结合起来，置耳区120中的孔口122通过通道通往扬声器342的前侧。更具体地说，孔口122通过通道(并通过扬声器342的膜片盖)通往扬声器342的扬声器膜片的前侧。这样，来自扬声器342前侧的声压波和扬声器膜片通过具有孔口122的通道声耦合到置耳区120前形成的空气空间(第一空气空间)。扬声器342后侧的盆架上的孔口(见图6)支承扬声器膜片。来自扬声器342后侧的声压波和扬声器膜片通过扬声器盆架的孔口声耦合到内部空穴502(第二空气空间)。
孔口124也位于置耳区120内，通过通道通往内部空穴504。(其它多个附加孔口也通往内部空穴504。)这样，置耳区120前的空气空间通过具有孔口124的通道声耦合到内部空穴504(第三空气空间)。孔口132和134位于置耳区120之外，也通过通道通往内部空穴504。这样，内部空穴504声耦合到自由空气(第四空气空间)，远离置耳区120的空气空间。
在便携式无线电话100的使用期间，置耳区120和人耳之间形成了耳音量区(ear volume)(例如如图5虚线所示)。耳音量区可以完全或部分由密封封口形成，包括置耳区120前形成的空气空间。本例中，来自扬声器342前侧的声压波通过具有孔口122的通道声耦合到耳音量区。耳音量区也可以通过具有多个附加孔口(例如孔口124)的通道声耦合到内部空穴504。
详见图7，声压波流810代表在生成音频信号，且置耳区120和用户耳朵之间形成耳音量区时，来自扬声器膜片前侧的声压波流。如声压波流810所示，声压波通过通道从孔口122进入耳音量区(置耳区120前的第一空气空间)。一些声压波进入用户的耳朵。一些声压波被强制进入多个附加孔口(例如孔口124)，通过通道(还通过毡圈364，图7中未示出)进入内部空穴504。然后，声压波被强制通过孔口132和134退出上外壳102到自由空气中。
声压波流812代表在生成音频信号时，来自扬声器342后侧的声压波流。如声压波流812所示，声压波通过扬声器膜片后侧进入内部空穴502。空穴502足够大，从而基本上不会影响扬声器膜片悬挂的一致性。
图11的图1100示出了便携式无线电话100的声频响应曲线。图11的获得方法类似于针对图9和10所描述的方法。更确切地说，声频响应曲线1102得自置耳区120与人造耳朵密合的情况，声频响应曲线1104得自置耳区120因使用泄漏环适配器而未密合的情况。如声频响应曲线1102和1104所示，在便携式无线电话100的密封条件下基本不会出现低音损失或增强。声频响应曲线1102基本上与声频响应曲线1104相同。便携式无线电话100提供的声频响应基本上独立于置耳区120周边的封口。(这些结果应当与图9和10所示结果比较，后者得自较前描述的传统便携式无线电话。)
总之，通过调谐耳音量区来得到所需的频率响应(本例中是声频响应曲线1102)-这在本例中通过将耳音量区声耦合到某个内部空穴来实现，该内部空穴耦合到自由空气。
结合这些孔口任何通道的长度，结合内部空穴(即内部空穴504)的体积，选择孔口(例如多个附加孔口，例如孔口120，孔口132和134)的大小和数量以实现所需的频率响应(此处，声频响应曲线1102)。应当理解，这些孔口的大小和数量可以结合毡圈，屏蔽物、圈套或对气流产生声阻的其它适当的材料选择，从而实现所需的频率响应。此外，结合通往扬声器342前侧的孔口(例如孔口122)的任何通道的长度，结合毡圈，屏蔽物、圈套或对气流产生声阻的其它适当的材料(例如毡圈364)，选择这些孔口的大小和数量以实现所需的频率响应。此外，为了优化扬声器膜片的悬挂一致性，可以结合内部空穴(即内部空穴502)的体积，选择扬声器盆架后侧的孔口的大小和数量。这种结合还会优化扬声器342的低频性能。在任一上述方案中，毡圈，屏蔽物、圈套或其它适当的材料可以安放在任一通道和/或内部空穴，安放在外壳内或外表面，以及扬声器的前或后侧，以通过孔阻止气流。
图12是第一可选实施例中配有扬声器组件1200的便携式无线电话的部件分解图。扬声器组件1200包括外壳部分1202，外壳部分1204，以及扬声器1206。外壳部分1202具有前表面1208和后表面1210。前表面1208具有置耳区1212，使用户的耳朵能够收听音频信号。前表面1208还具有凹进部分1214。凹进部分1214中具有多个孔口1216，例如孔口1218。凹进部分1214之外有多个孔口1220，例如孔口1222和孔口1228，但它们位于置耳区1212内。扬声器1206可以是一个电话耳机扬声器，它一般包括扬声器膜片和安装在盆架(图12中未示出)的磁引擎组件。扬声器1206也可以是压电扬声器。
扬声器组件1200的组装如下，扬声器1206安置在凹进部分1214中，耦合到电导元件(未示出)，这些电导元件耦合到便携式无线电话的音频电路(未示出)。外壳部分1204位于扬声器1206周围，凹进部分1214中，最好带有卡扣连接(snug fit)以进行附着，使得外壳部分1204的前表面基本上与前表面1208齐平。
图13是图12的便携式无线电话组装后的部分截面图。如图所示，多个孔口1224通往扬声器1206的前侧，多个孔口1207通往扬声器1206的扬声器膜片1302的前侧。因此，来自扬声器1206前侧的声压波和扬声器膜片1302声耦合到置耳区1212之前的空气空间(第一空气空间)。
多个孔口1216通往外壳部分1202中的多个通道1316。多个通道1316具有置耳区1212之外的多个孔口1320。例如，孔口1218通往具有孔口1322的通路1318。在这种实施例中，多个孔口1320位于后表面1210。多个孔口1320通过多个通道1316通往扬声器1206的后侧。因为扬声器1206的盆架包括孔口，例如孔口1314，多个孔口1320也通往扬声器膜片1302的后侧。这样，来自扬声器1206和扬声器膜片1302后侧的声压波声耦合到远离置耳区1212的空气空间(第二空气空间)。在这种实施例中，空气空间包括所示的自由空气。
多个孔口通往外壳部分1202中的多个通道1304。多个通道1304具有位于置耳区1212之外的多个孔口1307。例如，孔口1222通往具有孔口1310的通道1306，孔口1228通往具有孔口1312的通道1308。在这种实施例中，多个孔口1307位于后表面1210。这样，当置耳区1212之前形成了耳音量区时，置耳区1212之前的空气空间声耦合到远离置耳区1212的空气空间(第三空气空间)。在这种实施例中，空气空间包括所属的自由空气。
假定耳音量区形成，声压波由图13的虚箭头所示。来自扬声器膜片1302前侧的声压波由扬声器1206生成。声压波通过扬声器1206的多个孔口1207(例如孔口1209)，并通过外壳部分1204的多个孔口1224(例如孔口1226)，到达置耳区1212之前的空气空间。一些声压波进入用户的耳朵。一些声压波被强制通过多个孔1220(例如孔1222和1228)进入多个通道1304(例如通道1306和1308)。声压波通过多个孔口1307(例如孔口1310和1312)退到自由空气中。
来自扬声器膜片1302后侧的声压波退出扬声器1206的孔口(例如孔口1314)，通过外壳部分1202中的较小体积(可选)，并通过多个通道1316(例如通道1318)。声压波通过外壳部分1202的多个孔口1320(例如孔口1322)退出到自由空气。最好延伸多个通道1316，使之与扬声器盆架后侧的孔口(例如孔口1314)相通。
因为自由空气没有密封，具有无限大的体积，通过多个孔口1307退出的声压波基本不会干扰从多个孔口1320退出的声压波。声压波可以在自由空气中更自由地传播，不会从自由空气进入这些孔口。因此，这些空气空间可以看成是基本上彼此隔离。
图14的图示出了图12和13的便携式无线电话的声频响应曲线1402和1404。声频响应曲线1402得自置耳区1212与人造耳朵密合的情况，声频响应曲线1404得自置耳区120因使用泄漏环适配器而未密合的情况。如声频响应曲线1402和1404所示，在便携式无线电话的密封条件下基本不会出现低音损失或增强。便携式无线电话提供的声频响应基本上独立于置耳区1212周边的封口。
图15的图1500示出了图12和13的便携式无线电话的声频响应曲线1402,1502,1504和1506。总之，图1500示出了多个孔口1220对便携式无线电话的声学影响。每个声频响应曲线1502,1504和1506得自置耳区1212与人造耳朵密合的情况，并且其中多个孔1220(图12)中的至少一些被有意阻塞，使得声压波不能自由地通过上外壳。
图15的声频响应曲线1402(也在图14的图1400中示出)得自8个孔1220(见图12)中没有孔被阻塞的情况。声频响应曲线1506得自8个孔1220中3个孔被阻塞的情况。声频响应曲线1504得自8个孔1220中6个孔被阻塞的情况。声频响应曲线1502得自所有8个孔1220都被阻塞的情况。
总之，通过调谐耳音量区来得到所需的频率响应(本例中是声频响应曲线1402)-这在本例中通过将耳音量区通过多个通道1304声耦合到自由空气来实现。结合这些通道的长度，选择孔口(例如多个孔口1220)的大小和数量以实现所需的频率响应(此处，声频响应曲线1402)。应当理解，这些孔口的大小和数量可以结合毡圈，屏蔽物、圈套或对气流产生声阻的其它适当的材料选择，以实现所需的频率响应。此外，如果使用外壳部分1204，结合通往扬声器1206前侧的多个孔口(例如孔口1224)的任何通道的长度，结合毡圈，屏蔽物、圈套或对气流产生声阻的其它适当的材料(例如毡圈364)，选择这些孔口的大小和数量以实现所需的频率响应。此外，为了优化扬声器膜片1302的悬挂一致性，可以结合小空穴(可选)的任一体积，结合多个通道1316和多个孔口1216和1320的长度和数量，结合任何毡圈，屏蔽物、圈套或其它适当的材料，选择扬声器盆架后侧的孔口(例如孔口1314)的大小和数量。这种结合还会优化扬声器1206的低频性能。在任一上述方案中，毡圈，屏蔽物、圈套或其它适当的材料可以安放在任一通道和/或内部空穴，安放在外壳内或外表面，以及扬声器的前或后侧，以通过孔阻止气流。
图16是第二可选实施例中配有扬声器组件1600的便携式无线电话的部分截面图。扬声器组件1600包括外壳部分1602，最好采用前述适当方法连接到外壳部分1604。扬声器1606位于外壳部分1602和1604之间，其前侧基本密封，并与隔板1608放置在一起。毡圈1612位于扬声器1606和外壳部分1604之间。内部空穴1620和1622基本上彼此隔离。外壳部分1604上的孔口1616位于置耳区内，通往内部空穴1622。外壳部分1602上的孔口1618位于置耳区外(本例中位于便携式无线电话的后表面)，通往内部空穴1622。扬声器1606的后表面暴露在内部空穴1620中。在图18的截面图中可以更清楚地看到，边壁1802和1804，以及垫片1608，有助于将内部空穴1620和内部空穴1622基本隔离。
图16的便携式无线电话的操作类似与前述实施例，并得到相似的效果。来自扬声器1606前侧的声压波通过毡圈1612从孔口1614进入置耳区前的第一空气空间。来自扬声器1606后侧的声压波进入第二空气空间，内部空穴1620。如果形成了耳音量区，则第一空气空间中的一些声压波被迫通过孔口1616进入第三空气空间，内部空穴1622。一些声压波被强制通过孔口1618到达第四空气空间，自由空气。
图17是第三可选实施例中配有扬声器组件1700的便携式无线电话的部分截面图。扬声器组件1700包括外壳部分1702，最好采用前述适当方法连接到外壳部分1704。扬声器1706位于外壳部分1702和1704之间，其前侧基本密封，并与隔板1708放置在一起。毡圈1712位于扬声器1706和外壳部分1704之间。内部空穴1720和1722基本上彼此隔离。置耳区内的孔口1714通往扬声器1706的前侧。孔口1714还通过隔板1708和外壳部分1704之间的通道1715通往内部空穴1722。外壳部分1702上的孔口1718位于置耳区外(本例中位于便携式无线电话的后表面)，通往内部空穴1722。扬声器1706的后表面暴露在内部空穴1720中。孔口1714与孔口1718交错。
图17的便携式无线电话的操作类似与前述实施例，并得到相似的效果。来自扬声器1706前侧的声压波通过毡圈1712从孔口1714进入置耳区前的第一空气空间。来自扬声器1706后侧的声压波进入第二空气空间，内部空穴1720。如果形成了耳音量区，则第一空气空间中的一些声压波被迫通过孔口1716进入第三空气空间，内部空穴1722，通过孔口1718退出到自由空气(第四空气空间)。
如本例中所示并描述的那样，空气空间可以以易于理解的许多不同方式中的若干方式生成或提供。空气空间可以包括多个内部空穴，这些内部空穴由外壳，自由空气(由通道连接)，或者内部空穴和自由空气(由通道从内部空穴连接到自由空气)的结合生成。如果空气空间包括外壳的内部空穴，则最好通过分离器，例如通过边壁或者任何内部组件，将空气空间基本上彼此隔开。
因为从扬声器膜片前侧发射的声压波和从扬声器膜片后侧发射的声压波的相位彼此相差180°，为了分离这两个声压波，隔离空气相当重要。也就是说，将从扬声器膜片后侧发射的声压波从置耳区前的空气空间隔离相当重要。
图19到27示出了位置相当接近人耳的扬声器组件的其它可选实施例的截面图。在每一张图中，示出了一种典型的电话耳机扬声器。空气空间表示成AS1,AS2,AS3，等。尽管每张图的扬声器前示出了具有一个端口或通道的封装，但这种封装和通道是可选的。例如，扬声器前侧可以直接暴露在置耳区。并且，扬声器可以不包括膜片盖，可以将膜片盖暴露在置耳区。任一通道的宽度都可以与外壳的总厚度相当，也可以根据声学需要加长。在图19-22和24-25中，扬声器密封在衬垫周围，由衬垫支承。在这些实施例中的任一种中，毡圈，屏蔽物、圈套或其它适当的材料可以安放在任一通道和/或内部空穴，安放在外壳内或外表面，以及扬声器的前或后侧，以通过孔阻止气流。
图19示出了便携式电子设备的一种扬声器组件，其中外壳具有第一内部空穴，以及与第一内部空穴隔离的第二内部空穴。来自扬声器前侧的声压波通过第一通道声耦合到置耳区前的第一空气空间。来自扬声器后侧的声压波声耦合到第一内部空穴(第二空气空间)。第一空气空间通过第二通道声耦合到第二内部空穴(第三空气空间)。
图20示出了便携式电子设备的一种扬声器组件，其中外壳具有第一内部空穴，以及与第一内部空穴隔离的第二内部空穴。来自扬声器前侧的声压波通过第一通道声耦合到置耳区前的第一空气空间。来自扬声器后侧的声压波声耦合到第一内部空穴(第二空气空间)。第一空气空间通过第二通道声耦合到第二内部空穴(第三空气空间)。第二内部空穴通过第三通道声耦合到自由空气(第四空气空间)。这种实施例也是图1-8和图16-18所示实施例的简化版本。
图21示出了便携式电子设备的一种扬声器组件，其中外壳具有第一内部空穴，以及与第一内部空穴隔离的第二内部空穴。来自扬声器前侧的声压波通过第一通道声耦合到置耳区前的第一空气空间。来自扬声器后侧的声压波声耦合到第一内部空穴(第二空气空间)。第一内部空穴通过第二通道声耦合到自由空气(第三空气空间)。第一空气空间通过第三通道声耦合到第二内部空穴(第四空气空间)。
图22示出了便携式电子设备的一种扬声器组件，其中外壳具有第一内部空穴，以及与第一内部空穴隔离的第二内部空穴。来自扬声器前侧的声压波通过第一通道声耦合到置耳区前的第一空气空间。来自扬声器后侧的声压波声耦合到第一内部空穴(第二空气空间)。第一内部空穴通过第二通道声耦合到自由空气(第三空气空间)。第一空气空间通过第三通道声耦合到第二内部空穴(第四空气空间)。第二内部空穴通过第四通道声耦合到自由空气(第五空气空间)。
图23示出了配有外壳的便携式电子设备的一种扬声器组件。来自扬声器前侧的声压波通过第一通道声耦合到置耳区前的第一空气空间。来自扬声器后侧的声压波通过第二通道声耦合到自由空气(第二空气空间)。第一空气空间通过第三通道声耦合到自由空气(第三空气空间)。
图24示出了便携式电子设备的一种扬声器组件，其中外壳具有第一内部空穴。来自扬声器前侧的声压波通过第一通道声耦合到置耳区前的第一空气空间。来自扬声器后侧的声压波声耦合到第一内部空穴(第二空气空间)。第一空气空间通过第二通道声耦合到自由空气(第三空气空间)。
图25示出了便携式电子设备的一种扬声器组件，其中外壳具有第一内部空穴。来自扬声器前侧的声压波通过第一通道声耦合到置耳区前的第一空气空间。来自扬声器后侧的声压波声耦合到第一内部空穴(第二空气空间)。第一内部空穴通过第二通道声耦合到自由空气(第三空气空间)。第一空气空间通过第三通道声耦合到自由空气(第三空气空间)。这种实施例是图12-13所示实施例的简化版本。
图26示出了便携式电子设备的一种扬声器组件，其中外壳具有第一内部空穴。来自扬声器前侧的声压波通过第一通道声耦合到置耳区前的第一空气空间。来自扬声器后侧的声压波通过第二通道声耦合到自由空气(第二空气空间)。第一空气空间通过第三通道声耦合到第一内部空穴(第三空气空间)。
图27示出了便携式电子设备的一种扬声器组件，其中外壳具有第一内部空穴。来自扬声器前侧的声压波通过第一通道声耦合到置耳区前的第一空气空间。来自扬声器后侧的声压波通过第二通道声耦合到自由空气(第二空气空间)。第一空气空间通过第二通道声耦合到第一内部空穴(第三空气空间)。第一内部空穴通过第三通道声耦合到自由空气(第四空气空间)。
因为便携式电子设备保持一种吸引人的漂亮外观相当重要，所以本申请中描述的一些实施例优选于其它实施例。
虽然示出并描述了本发明的特定实施例，但仍可以进行改进。因此，后附权利要求书旨在覆盖本发明范围内的所有这种变化和改进。
权利要求
1．一种配有扬声器组件的便携式电子设备，所述便携式电子设备包括外壳，所述外壳配备有至少一个接收机和发射机；扬声器，所述扬声器的前侧声耦合到所述外壳的置耳区前的第一空气空间，所述扬声器的后侧声耦合到包含第二空气空间的第一内部空穴；以及所述外壳中的至少一个第一通道，所述至少第一通道将第一空气空间声耦合到第三空气空间，第三空气空间基本上与第二空气空间隔离，第三空气空间包括至少一个第二内部空穴和自由空气。
2．根据权利要求1的便携式电子设备，还包括所述外壳中的至少一个第二通道，所述至少一个第二通道将所述第一内部空穴声耦合到至少一个第三内部空穴和自由空气。
3．一种配有扬声器组件的便携式电子设备，所述便携式电子设备包括外壳，所述外壳配备有至少一个接收机和发射机；扬声器；至少一个第一孔口，所述至少一个第一孔口从所述外壳的置耳区前的第一空气空间通往所述扬声器的后侧；至少一个第一通道，所述至少一个第一通道从所述扬声器的后侧通往第二空气空间；以及至少一个第二通道，所述至少一个第二通道具有在所述置耳区中的至少一个第二孔口，所述至少一个第二通道从所述至少一个第二孔口通往第三空气空间。
4．一种配有扬声器组件的便携式电子设备，所述便携式电子设备包括外壳，所述外壳配备有至少一个接收机和发射机；扬声器；位于所述外壳的置耳区中的至少一个第一孔口，所述至少一个第一孔口通往所述扬声器的前侧；以及位于所述置耳区之外的至少一个第二孔口，所述至少一个第二孔口从所述扬声器的后侧通往所述外壳的左侧表面，右侧表面，前表面和后表面中的至少一个。
5．一种配有扬声器组件的便携式电子设备，所述便携式电子设备包括外壳，所述外壳配备有至少一个接收机和发射机；扬声器，所述扬声器由所述外壳支承；位于所述外壳的置耳区中的至少一个第一孔口，所述至少一个第一孔口通往所述扬声器的前侧；以及至少一个第一通道，所述至少一个第一通道具有位于所述置耳区内的至少一个第二孔口，以及位于所述置耳区之外的至少一个第三孔口。
6．根据权利要求5的便携式电子设备，其中所述至少一个第三孔口位于所述外壳的左侧表面，右侧表面，前表面，后表面和第一内部空穴中的至少一个。
7．一种便携式电子设备，包括外壳，所述外壳配备有至少一个接收机和发射机，所述外壳的前表面上具有一个置耳区；边壁，所述边壁将所述外壳分隔成至少一个第一内部空穴和第二内部空穴；扬声器，所述扬声器安置于所述外壳中，所述扬声器的后侧暴露在所述第一内部空穴中；至少一个第一孔口，所述至少一个第一孔口位于所述置耳区中，所述至少一个第一孔口通往所述扬声器的前侧；以及至少一个第二孔口，所述至少一个第二孔口位于所述置耳区中，所述至少一个第二孔口通往所述第二内部空穴。
8．根据权利要求7的便携式电子设备，还包括至少一个第三孔口，所述至少一个第三孔口位于所述外壳左侧表面，右侧表面，前表面，和后表面中的至少一个，且位于所述置耳区之外，所述至少一个第三孔口通往所述第二内部空穴。
9．根据权利要求7的便携式电子设备，还包括至少一个第三孔口，所述至少一个第三孔口位于所述外壳左侧表面，右侧表面，前表面，和后表面中的至少一个，且位于所述置耳区之外，所述至少一个第三孔口通往所述第一内部空穴。
全文摘要
描述了一种配有扬声器组件的便携式电子设备,例如便携式无线电话(100)。便携式无线电话(100)具有外壳,包括上外壳(102)和下外壳(108),配备有至少一个接收机和发射机。扬声器(342)的前侧声耦合到上外壳(102)置耳区(120)前的第一空气空间。扬声器(342)的后侧声耦合到第二空气空间。至少一个第一通道将第一空气空间声耦合到第三空气空间,第三空气空间基本上与第二空气空间隔离。
文档编号H04R9/02GK1236251SQ9910663
公开日1999年11月24日 申请日期1999年5月14日 优先权日1998年5月14日
发明者乔尔·A·克拉克, 斯科特·R·维克斯 申请人:摩托罗拉公司