手持电子设备的声音收集系统的制作方法
【专利摘要】安装系统被设置成允许声音收集器附接到手持电子设备，使得声音直接传导到设备的麦克风。装配的壳体或带条包围设备的一部分，并且包括从收集器延伸到设备的麦克风的管。在某些实施方案中，管可以被嵌入到壳体中，并且可拆卸的支架可以设置成将收集器连接到壳体。该收集器可以是听诊器胸件或露天的收集器，例如抛物面收集器。
【专利说明】手持电子设备的声音收集系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2013年10月15日提交的名称为“ACOUSTIC COLLECT1N SYSTEM FORHANDHELD ELECTRONIC DEVICES”的第14/054，656号美国专利申请的权益，并且据此通过引用明确并入本文。
[0003]领域
[0004]本公开涉及声音增强设备的领域，该声音增强设备包括听诊器和长距离的声音收集器。本公开还涉及用于手持电子设备，例如智能手机和平板电脑的附属配件的领域。
[0005]背景
[0006]包括漏斗状物、长形的管和/或听头(listeningbell)的声音收集设备已经使用了几个世纪。如本文所相关的，声音收集设备可以通常被认为分成两个类别:(I)听诊器，其用于近距离、基于接触的声音传送，以及(2)漏斗状物，其用于非接触式的、较长距离的声音检测和放大，例如抛物面收集器。
[0007]第一医用听诊器归功于十九世纪法国医生雷奈克(Ren6 Laennec)。听诊器后来已经不仅被医生而且被科学家和工匠普遍用于对基本的声音传导/放大具有需求的广泛的领域中。现代听诊器包括具有中空的导杆的胸件(chestpiece)，该导杆连接到一定长度的中空管，该中空管通向两个耳塞。
[0008]胸件通常包括两个相对的侧面，一个侧面具有传送较高频率的声音的膜片;并且另一侧面具有刚性的杯形的听头，以用于传送较低频率的声音。标准的听诊器包括半刚性的框架，该半刚性的框架用作安装耳塞以及允许听诊器围绕使用者的颈部悬挂的双重目的。
[0009]为了较长距离的、非接触式的声音收集，经常使用漏斗状物。虽然不再广泛使用，但是助听器传统上适合于帮助人们听见附近的谈话或声音。现代地，抛物面麦克风已经得到普遍使用，以用于聚集行进超过相当于数百码距离的声波。抛物面麦克风的设计相当地简单:具有抛物面内壁的圆锥体将进入的声波集中在抛物面的几何焦点处。麦克风安装在焦点处以收集声音。可选地，具有开口的管可以放置在焦点处，并且声音穿过管传导到收听的位置。
[0010]在本公开中，通用术语“声音收集器”或“收集器”将被用来指以下两种性质的声音收集器:(I)听诊器胸件；以及(2)较长距离的、非接触式的声音收集器，例如漏斗状物和抛物面收集器。这些较长距离的、非接触式的声音收集器还可以被称为“露天的”收集器，因为它们没有以听诊器胸件的形式压在表面上。在采用术语“听诊器胸件”或“胸件”的情况下，应当注意，虽然本公开将会使用这些术语来指包括膜片和/或听头的单元，但是这样的单元不必只结合医学评估来使用。“胸件”还可以用于任何数量的应用，该应用受益于能够通过材料来检测声音振动。胸件的尺寸和形状还可以随同膜片和/或听头的类型和敏感度一起变化。如本文中所使用的，“胸件”泛指具有用于靠在声音传送材料上的表面以及用于将该声音通过导杆传送出去的中空内部的任何单元。
[0011]随着手持电子设备的出现，一些人已经提出了听诊器的可替代的设计，该设计要求将听诊器与电子录音机和无线发送器合并。例如，已经提出了将听诊器胸件附接到电子记录设备，电子记录设备沿着延伸到听诊器的耳塞的管安装。该“串联”设备可以装备有麦克风和蓝牙类型的发送器，以用于无线传送声音记录。
[0012]还已经提出，将小的听诊器膜片内置于移动电话的背部中。然而，该设计具有限制的使用，因为这将会要求制造其中小的膜片已经“嵌入”到电话的主体中的移动电话。这是大多数移动电话制造商将不会考虑的专用的应用。此外，在电话内嵌入小的膜片限制了膜片的大小。还提出了，在听诊器胸件和移动电话上的插口之间具有电子线缆连接，但这是另一件将会要求单独制造的专用的电子设备。
[0013]另外提出的解决方案是，将来自胸件的管物理连接到移动电话的麦克风。这样的设计提出，电话在一端处具有麦克风，并且适配器将听诊器管直接连接到电话的装备有麦克风的端部。这些建议要求胸件物理上与电子设备的主体分离，并且在一些情况下仅通过很长的管道来连接。这样的提议的缺点至少包括:(I)安装的不稳定性；(2)将便携式的电子设备和胸件作为单独的物品来处理的难度，以及(3)低劣的声音质量和声音传导。
[0014]
【申请人】意识到，没有将听诊器胸件直接安装到现代的便携式电子设备例如智能电话或平板电脑的提议。
[0015]非接触式的、露天的声音收集器和如便携式电话和平板电脑的便携式电子设备例的实施方案可以是有利的。
[0016]发明目的
[0017]鉴于现有技术的前述缺点，本发明的实施方案的目的是提供一种声音收集器安装系统，其允许将听诊器胸件或露天的收集器作为装配壳体的一部分直接安装到手持电子设备。
[0018]本发明的另外的目的是允许声音收集器安装到现代手持电子设备，例如智能手机和平板电脑。
[0019]本发明的实施方案的另外的目的是允许将声音收集器直接可移除地安装在手持电子设备壳体上。
[0020]本发明的实施方案的另外的目的是便利地允许使用通用的附接机构将各种听诊器胸件安装到各种不同的手持电子设备。
[0021]本发明的实施方案的另外的目的是允许个人使用手持电子设备例如智能手机来穿过房间或较长距离放大声音。
[0022]本发明的实施方案的另外的目的是提供允许使用者可选地增强某些声音频率或限制接收某些声音频率的方法。
[0023]概述
[0024]前述目的通过供应围绕手持电子设备的至少一部分缠绕的装配壳体来实现。壳体被设计成允许声音收集器附连到手持电子设备上，并且可以包括嵌入的管，该嵌入的管从设备的麦克风中的一个或多个延伸到收集器。声音收集器可以是听诊器胸件或较长距离的露天的收集器，例如抛物面收集器。在某些实施方案中，壳体可以采取带条的形式，该带条的长度可以调节以适合各种电子设备。在优选的实施方案中，便携式电子设备装备有允许使用者可选地放大和/或限制某些声音频率的软件。
[0025]附图简述
[0026]图1A是本发明的实施方案的平面图。
[0027]图1B是图1A中所示出的实施方案的另一侧的平面图。
[0028]图1C是图1A中所示出的实施方案的侧视外部视图。
[0029]图1D是图1A中所示出的实施方案的侧部横截面图。
[0030]图2A、图2B、图2C和图2D是附接到各种设备的壳体的横截面示意图。右侧上的圆形图形是壳体环绕设备的程度的抽象表示。
[0031]图3是本发明的另一个实施方案的侧部外部视图。
[0032]图4A是本发明的实施方案的一部分的侧视图，包括用条纹表示的局部横截面图。
[0033]图4B是图4A中所示出的实施方案的一部分的平面图。
[0034]图5是本发明的实施方案的侧部横截面图。
[0035]图6A是本发明的另一个实施方案的平面图。
[0036]图6B是本发明的另一个实施方案的平面图。
[0037]图7A是本发明的另一个实施方案的平面图。
[0038]图7B是图7A中所示出的实施方案的侧视图。
[0039]图8A是本发明的另一个实施方案的平面图。
[0040]图8B是图8A中所示出的实施方案的侧视图。
[0041 ]图8C是图8A中所示出的实施方案的侧部横截面图。
[0042]详细描述
[0043]图1A描述了本发明的实施方案30。封套/壳体31围绕具有正面32A的手持电子设备33紧密地装配。壳体31设置有唇边32，该唇边扣合设备33的边缘，略微覆盖正面32A。壳体31可以由任何数量的材料制成，这些材料包括聚合物材料，该聚合物材料具有足够的刚度，在正常使用期间将会保持唇边32围绕设备33的边缘扣合。
[0044]如所示出的，壳体31只遮盖设备33的上部部分。以这种方式，壳体31应当具有足够的弹性张力以将挤压力施加在设备33上，进而帮助保持唇边32与设备33接合且防止壳体31从设备33滑落。在大多数情况下，只要壳体是足够刚性的以保持边缘在合适的位置，唇边32在正面32A上的覆盖只需要刚刚可见以达到期望的扣合效果。将涂胶层或纹理添加到壳体31的接触设备33的表面还将会改进壳体的表面的夹持。
[0045]可替代地，壳体31可以被设计成围绕设备更加完整地环绕，如用表示下部壳体部分31a的虚线所示出的。壳体部分31a作为唇边32a延续唇边32，唇边32a还与设备33的侧面扣合且稍微覆盖正面32A。当壳体31以这种方式设计时，最不可能的是设备33将会滑出去，并且因此壳体可以由具有足够的弹性张力的更加柔韧的或类似橡胶的材料制成，足够的弹性张力将会保持唇边32和32a与正面32A覆盖接合。
[0046]刚才所讨论的边沿的覆盖方面还可以描述成边沿“钩挂到”设备的至少一部分上，使得壳体材料围绕设备的至少一部分环绕多于180度，即使覆盖只是少量的。在图2A-图2D中可视地描述了该概念。图2A是用壳体127部分环绕的设备125的横截面图。壳体127没有钩挂到设备上，而是相反，只遮盖相互成直角的三个侧面。因此，圆弧由壳体127遮盖仅180度，这可以通过把设备125抽象地当作视图右侧的图形中示出的圆形来理解。
[0047]参考图2B，设备125由壳体131包住，壳体131具有唇边137，唇边137稍微覆盖该设备的正面。在此情况下，由壳体131遮盖的圆弧稍微大于180度。同样，在图2C中，由围绕设备125的壳体133借助于唇边139遮盖的圆弧大于180度。如果壳体完整地环绕设备，我们将会说壳体遮盖360度的圆弧。
[0048]图2D描述了一种可替代的布置，其中设备129具有凹口 143，凹口 143允许壳体135的唇边141“钩挂到”设备129上。因此，由壳体135遮盖的圆弧稍微大于180度。
[0049]—般而言，“钩挂到”设备上将会要求壳体遮盖设备的三面，并且壳体的两个相对的边缘具有唇边，每个唇边覆盖设备的四分之一表面。
[0050]刚才描述的那种类型的壳体已经由智能手机配件的制造商例如Incase设计公司制成，并且壳体的结构在现有技术中是已知的。然而，就
【申请人】的知识所及，还没有手持电子设备壳体制造商提出将听诊器胸件与这样的壳体合并。
[0051 ] 现在返回到图1A，中空管37(在图1B中示出)的麦克风端部35在设备33的顶部处是可见的。麦克风端部35的位置由设备上的录音麦克风的位置来决定。在许多现代的智能手机和平板电脑中，在设备上可以有多于一个的麦克风。例如，就iPhone 4S来说，有两个麦克风存在。第一麦克风具有位于设备的顶部上偏离中心的孔。第二麦克风(其用于在正常电话操作的期间拾取语音)位于设备的底部处偏离中心。任一麦克风可以用于本发明，但是顶部的麦克风是优选地，因为它能够使使用者与设备(即，电话、数字语音助理、语音录音器等)在不将壳体从设备移除的情况下可听见地交互。
[0052]现在参考图1B，示出了实施方案30的另一侧。壳体31中的开口39暴露了在这里示出的设备33的照相机孔47和闪光元件49，其中设备33的背面32B局部暴露。有利的是，将用声音收集器制成的音频记录与由照相机制成的视觉记录(仍然是图像或视频)结合。例如，如果本发明用作医用听诊器，则音频记录可以在相同的计算机文件中与制作音频记录时获取的病人的图片或视频结合。在另一个示例中，如果本发明用作露天收集器来在现场事件(例如体育赛事)的期间检测穿过长距离的声音，则照相机可以用于同时记录事件的视频。
[0053]中空管37的麦克风端部35—一和中空管37本身一一与壳体31合并，并且可以在相同的模具中铸造或由相同的3D打印机打印。中空管37沿着壳体31的背部朝向壳体的中心弯曲和延伸。
[0054]图1B示出了设置有嵌入的声音收集器44的实施方案30，该声音收集器像中空管37一样，可以在与壳体31相同的模具中铸造或在相同的3D打印机上打印。当收集器由与壳体相同的模具铸造或在相同的3D打印机上打印，或者否则制造为永久附连到壳体时，收集器将会被称为“与壳体合并”。
[0055]—般情况下，任何漏斗状的结构可以用作用于听诊器和较长距离声音收集这两个目的的声音收集器。如将要描述的，在这里所示出的收集器44专门配置成用作听诊器胸件，虽然还可用作较长距离的声音收集。通过对比，图8A-图SC描述了可替代的实施方案，其中收集器专门旨在用于长距离的、露天的声音收集。
[0056]返回到图1B，中空管37沿着壳体31的背部延伸，并且在嵌入的收集器44的孔45处开口。嵌入的收集器44具有倾斜的内壁41，该内壁从孔45向外延伸。嵌入的收集器44设置有带沟槽的或带螺纹的外边沿43，以用于安装膜片或其它圆形附件，例如橡胶处理的O型环。这样，收集器44专门配置成用作听诊器胸件(虽然还可用于较长距离的露天的声音收集)。
[0057]当被设计成安装膜片时，收集器44优选地由例如硬塑料或金属的刚性材料构成。然而，当作为没有膜片的听诊器胸件独立使用时，将有利的是，由柔韧的橡胶材料构成收集器44，柔韧的橡胶材料构可以变形以匹配接听的表面的轮廓，使得它形成良好的密封。可替代地，唇边43可以装配有柔韧的橡胶密封环以实现相同的目的，如以下进一步所讨论的。
[0058]图1C是实施方案30的外部的侧视图，在这里独立地示出了没有设备33的实施方案30。开口 57被成用于沿着设备33的侧面的按钮。类似的开口可以放置在有必要接近设备33的表面的任何位置。中空管37被示出沿着壳体31的背面延伸，其中嵌入的收集器44向外突出。
[0059]图1D是实施方案30的横截面图。当壳体附接到设备时，壳体31的内部衬垫55将大体上与设备33的背部齐平。类似地，唇边32的上部唇边68将部分覆盖设备33的正面32A，从而连同唇边32的侧部部分一起钩挂到设备上。中空管37被示出成具有中空的芯部53，中空的芯部53从收集器孔45延伸到麦克风端部开口 34。
[0060]嵌入的收集器44可以与倾斜的内壁41后面的中空室51—起构造。该设计将减少壳体中的材料的数量(并且因此减少壳体中的材料的重量)。中空室51可以填充具有某些声音抑制/传送性能的材料，以适合听诊器胸件的特定应用。
[0061]图1D描述了具有带沟槽的边沿43的嵌入的收集器44。该边沿可以用于多种目的。在一种模式中，该边沿可以被设计为用于安装膜片64的刚性的圆形套环62的附接点。螺纹可以添加到边沿43，以用于与对应的螺纹安装套环。可替代地，套环可以设置成能够在边沿43上方卡扣配合。边沿43还可以用作用于弹性O型环的安装点，还用于膜片的附接。
[0062]实际上，很多现代的听诊器胸件膜片的直径约为1.7英寸。例如，普遍存在的Littmann品牌听诊器(由3M制造)，传统上具有直径约为1.7英寸的胸件。因此，将有利的是，设计收集器44以容纳具有那样尺寸的膜片(假设其旨在用作听诊器胸件)。
[0063]根据将要使用的收集器的用途，收集器44不必装配有膜片。例如，收集器44可以用作用于检测低频声音的听头。通过用带有涂胶的环装配边缘43以便在接听表面上方生成密封，收集器作为听头的用途将会得到改进。如所述的，收集器44还可以用作较长距离的声音收集器。例如，听力有缺陷的人可以使用收集器44来收集和放大穿过房间的声音。现场表演或体育赛事的在场者还可以使用收集器44来越过较长的距离放大声音。
[0064]虽然本发明至此已经示出收集器位于壳体的宽的表面上，但是壳体还可以被设计成收集器位于任何各种各样的其它位置中。例如，收集器可以附接到壳体的边缘，直接与设备的麦克风听觉上耦合。收集器的尺寸可以根据与其联接的设备的尺寸而变化。如果收集器附接到设备的边缘，附接的尺寸将会与设备的边缘的尺寸一致。
[0065]还应当注意，在以上描述的实施方案中以及在随后的实施方案中，将有利的是，将中空管的在麦克风上方的开口设计成具有涂胶的或凝胶的密封环，该密封环可以由壳体压缩以在管和麦克风之间形成紧密封。该添加的密封将会帮助改进声音传送质量。
[0066]此外应当注意，本发明可以与声音收集器物理分离，并且独立可移动地离开壳体，其中一定长度的柔韧的管道将收集器连接到手持设备的麦克风。这与视图中所描述的实施方案相反，视图中示出了收集器附连到壳体上，或者因为收集器直接与壳体结合(即，与壳体合并)，或者以任何独立的运动实质上是受限的这样的方式来可拆卸地安装。例如，图3中的实施方案70的收集器81还被视为“附连”到壳体72，因为颈部73可以相对于壳体72制造成刚性的，使得收集器81不能自由地离开壳体72。
[0067]虽然本文的视图描述管道为嵌入到壳体内，但是管道可以为很容易地固定到壳体的外部。实际上，利用管道作为嵌入的通道，可以更容易地制造壳体，采用管道作嵌入的通道还减少了管从壳体的侧面突出的程度。无论是嵌入到壳体还是附接到壳体的外面，这样刚性固定的管道在本文中可以被称为“固定”到壳体(与作为独立的部件延伸远离壳体相反)。
[0068]图3描述了本发明的可替代的实施方案70，该实施方案被设计成允许容易地安装具有导杆的收集器。因为很多听诊器胸件具有导杆，所以实施方案70特别适合于与这样的胸件一起使用，尽管它还可与具有导杆的露天的收集器一起使用(或者，如以下讨论的，与可以通过其他方式附接到设备的任何收集器一起使用)。
[0069]在这里，壳体72被设置成很像壳体31。正如在实施方案30中，中空管78与壳体合并，并且延伸到麦克风端部76，该麦克风端部在手持电子设备的录音麦克风孔的上方开口。然而，在这里，中空管78围绕接合处73折弯，并且向外和向上弯曲以形成颈部75。
[0070]接合处73和颈部75可以由相对坚硬的材料制成，例如刚性的聚合物材料或类似物，使得其将会有助于牢固地保持胸件。因此，防止胸件相对于壳体枢转。可替代地，接合处73可以设置有枢转接头71，枢转接头71允许颈部75相对于壳体72枢转。该接头可以被设计成具有足够的摩擦力，使得接头将会趋于保持在给定的位置直到被使用者移动。可替代地，接头71可以设置有螺钉，螺钉可以松开以枢转颈部75，并且然后拧紧以将枢转颈部75保持在合适的位置。
[0071]在可替代的实施方案(未示出)中，收集器可以通过枢转接头，例如球窝接头(balland socket joint)直接附接到壳体，该球窝接头允许收集器相对于壳体枢转。在这样的实施方案中，球窝接头中的每一个将具有允许声音传送到管道的孔，该管道延伸到电子设备的麦克风。球窝中的孔开口将必须足够宽，使得即使收集器枢转，空气通道可以保持在球和窝之间。
[0072]如图3中所描绘的特定的实施方案中所示出的，颈部75被设计成足够宽以容纳大部分的听诊器胸件导杆，通常导杆的直径小于二分之一英寸。该设计当然将会与具有类似的导杆直径的露天的收集器一起作用，或者颈部75可以被设计成具有使用者的应用要求的任何直径。可以提供涂胶的匹配的垫圈77，以改进围绕收集器81的导杆79的密封和夹持。垫圈77可以由涂胶的材料制成，垫圈具有能够弹性地膨胀以容纳并且牢固地夹持导杆79的相对窄的开口。可替代地，可以将各种尺寸的可移除的垫圈提供给设备，以用于安装具有不同直径的导杆的收集器。因此，实施方案70能够使使用者供应他们自己的收集器，并且修改安装系统以符合使用者的选择。
[0073]具有颈部和导杆的系统具有允许收集器81在颈部75内旋转至使用者期望的任何角度的附加的优点。可替代地，实施方案70可以被设计成收集器与颈部永久地合并，并且如果期望旋转的枢转，可以将旋转接头添加到颈部75 ο当与枢转接头71—起时，旋转接头可以被设计成具有足够的摩擦力，使得旋转接头将趋于保持在给定的位置直到被使用者移动。
[0074]图4A是系统90的侧视图，该系统用于将收集器直接安装到壳体87。在这里，壳体(以横截面示出)设置有嵌入的中空管，中空管具有像中空的芯部53—样的中空的芯部89。凸起的插槽85设置在壳体87的表面上，以用于安装收集器97的收缩的端部95。插槽85的开口恰好足够的宽以容纳收集器97的收缩的颈部99。收集器97的收缩的端部95填充在插槽85内的相应地成形的空腔91。端部95设置有涂胶的末端93，以围绕中空的芯部的开口89与空腔91的内壁一起形成密封。
[0075]图4B是安装系统90的平面图。凸起的插槽85被示出，其中虚线表示内部空腔91。收集器97被示出，其中虚线表示在收集器的面向壳体87的相对侧上的收缩的颈部99和收缩的端部95。使用者可以通过将收缩的端部95滑动到插槽85的空腔91中来将收集器97安装到壳体87。橡胶的末端93可以被制成稍微大于空腔空间，使得末端将会弹性地压缩并且形成紧密封，紧密封将帮助传导声音且防止收集器与壳体分离。
[0076]图5描绘了本发明的以可替代的安装系统为特征的另一个实施方案100。在这里，壳体101(以横截面示出)被设置成类似于壳体31。具有中空的芯部103的中空管延伸到壳体101的背部上的开口 105。在这里，大体上刚性的颈部109被设置用于安装收集器115的对应的导杆119。涂胶的环111环绕颈部109的末端，并且为导杆119提供紧密封。
[0077]颈部109还可以设置有磁性部分107，以用于附接到导杆119的末端处的对应的磁体或铁磁材料117。如果使用磁体，磁体应当被选择具有一定的强度等级，使得根据它们相对于手持电子设备的位置和使用的电子设备的类型，磁体将不会干涉电子设备的功能。因此，磁体的选择将会取决于与实施方案100—起使用的手持电子设备的技术参数。
[0078]图6A描述了本发明的可替代的实施方案150。在这里，壳体158已经被设计成遮盖手持电子设备的整个衬垫(而不是如前述实施方案中只是遮盖上部部分)。就这一点而言，壳体158很像当前由例如Incas e的公司销售的作为智能手机的附件的标准的防护壳体。
[0079]中空管154沿着一定的角度嵌入壳体158中(而不是如先前所示出的具有90度接头)。应注意，虽然本发明可以与成角度的管道，例如在先前的视图中所示出的管道一起使用，但是优选地是，具有沿着最短距离延伸与最少折弯的管。管道越短且其具有的折弯越少，声音传送就越好。
[0080]还包含在实施方案150中的是从收集器155分支的第二管道156。该第二管道156终止于开口端部160中，该开口端部遮盖设备的相对侧上的第二麦克风。以这种方式，设备150能够将声音传送到两个不同的麦克风，即使一次只有一个麦克风被使用。
[0081 ]图6B描绘了本发明的可替代的实施方案151，该实施方案具有第一管164以及第二分支管170，第一管164延伸到手持设备的麦克风，第二分支管170延伸超过壳体168且分裂成耳塞通道172a和172b。这些耳塞通道像常规的听诊器的那些耳塞通道一样运行，并且终止于耳塞174a和174b中。注意，为了说明的目的，耳塞通道172a和172b的全长在这里被缩短。实施方案151允许在手持设备的麦克风记录其传导的声音的同时使用者倾听听诊器。
[0082]应注意，分支第二管170可以正好容易地连接到不同形式的收听设备，例如第二麦克风。该第二麦克风还可以进而与录音设备或扬声器配对，录音设备或扬声器与主要的手持设备物理分离。
[0083]图7A和图7B还示出了本发明的还一个可替代的实施方案180，该实施方案省略了壳体，并且用环绕手持电子设备183的带条187取代壳体。带条187优选地是弹性的，并且依尺寸制成围绕设备183紧紧地缠绕。可替代地，带条187可以装备有普通的长度调节器一一例如有凹口的皮带搭扣或维可牢(Velcro)端部(未示出)——该长度调节器允许使用者按期望的紧密性将其围绕设备183缠绕。
[0084]带187包括的是麦克风安装端口193，该麦克风安装端口允许中空收集器管181的附接。端口 193优选地由刚性的中空塑料制成，并且管181优选地由具有足够的弹性的橡胶类的材料制成，以与端口 193匹配，如图7B中所示出的。端口基座191——被带187包括——具有橡胶密封件，以用于与设备183上的麦克风形成密封的连接。
[0085]在不采用安装端口193的情况下，端口可以可替代地以磁性环为特征，并且管181的对应端部设置有匹配的磁性环。因此，配对的环形磁体将通过磁吸引力将管181的端部直接保持在麦克风端口的上方。
[0086]收集器可以直接合并到带187中，其中管181从收集器延伸到端口193。当期望将本发明用作听诊器时，设备180还可以利用这样的事实:很多胸件具有球形的端部，并且使用这些球形的端部中的一个或其它将胸件固定到带187。图7B示出了具有球形的听头185的胸件189。带187装备有配件192，以用于夹持听头185且将听头保持与带187固定。附加的填料可以添加到带187的接触胸件的部分，以减少声音直接传导到设备183中。
[0087]配件192优选地是带有孔的弹性的带条，该孔具有与胸件189的中心部分194的直径类似的直径。使用者可以拉伸打开配件192的弹性孔以容纳听头185。在这种情况下，配件192的长度应当使得其将听头185紧紧地弹性保持到带187。
[0088]因此，实施方案180有利地允许使用者与宽范围的听诊器胸件和使用者选择的导管一起使用本发明，并且不要求与设备一起销售胸件。
[0089]图8A-图SC描述了本发明的可替代的实施方案200，该方案特意设计成用作非接触式的、较长距离的声音收集器，即，“露天”收集器。图8A描述了手持电子设备壳体203(在这种情况下，类似于标准的iPhone壳体)。直接附接到该壳体的是抛物面声音收集器盘体207，该抛物面声音收集器盘体具有抛物面倾斜的内壁211。刚性的焦点管205延伸穿过由抛物面倾斜的内壁211造成的凹部，并且通向位于抛物面的几何焦点处的漏斗部209。该几何焦点是收集器盘体207将会集中声波的位置。焦点管205与嵌入的壳体管202连接，壳体管202终止于设备的麦克风上方的麦克风端部201。
[0090]图8B是实施方案200的侧视图，示出了焦点管205如何横穿收集器盘体207的开口。图SC是图SB的横截面视图，其示出了内壁211的抛物面曲线。焦点管205在漏斗部端209的漏斗部开口209a处开口。漏斗部209收集反射到抛物面内壁207的焦点的声音。然后这些声波穿过管道通道215传送到麦克风端部201。壳体203的唇边213和217钩挂到手持电子设备(未示出)上，并且保持实施方案200牢固地附接到该手持电子设备。
[0091]虽然在附图中未示出，还可能的是，收集器盘体和焦点导管是独立的单元，该独立的单元能够独立地于手持电子设备移动且经由一定长度的柔韧的管道连接到手持电子设备。这样的实施方案在收集器盘体可以由使用者的手来支撑而不是单独地依靠壳体的支撑时将会允许使用较大的收集器盘体。
[0092]使用类似于在视图1A-图1D中所示出的设备壳体和收集器完成了一项测试。首先，将iPhone (型号4S)放置在距恒定的声源约14英尺处。在由未附接有本发明的iPhone和附接有本发明的iPhone记录的声音之间进行比较。当附接本发明时，观察到音量显著增加。
[0093]手持电子设备的种类
[0094]虽然本文的附图描绘了与类似于早期型号的iPhone的电子设备一起使用的壳体，但是应理解，本发明可以与广泛类型的手持电子设备，例如平板电脑、智能手机、移动电话以及类似物一起使用。本发明还可以通过使用本文公开的相同的唇边和附接工具与任何数量的具有任何形状的其它手持电子设备一起使用。
[0095]如本文所使用的，“手持电子设备”具体包括(但不受限于)iPhones(以及类似设备)、iPads(以及类似设备)、平板电脑、智能手机、装备有麦克风的iPods(以及类似设备)和移动电话。“智能手机”是指具有大致上平坦的、矩形形状的任何无线电话，例如AppleiPhone或Samsung Galaxy手机(以及可能已经上市而不具有矩形形状的任何类似功能的、平坦的手持设备)。“平板电脑”是指任何装备有麦克风的手持电子设备(以及可能已经上市而不具有矩形形状的任何类似功能的、平坦的手持设备)，该手持电子设备具有大致上平坦的、矩形形状，但是其可能未配备有电话特征。例如，平板电脑包括Apple iPad、Barnes&Noble Nook和Microsoft Surf ace。术语“智能手机/平板电脑”包括如刚才所定义的术语“智能手机”和“平板电脑”两者。
[0096]根据本发明，声音收集器可以通过提供装配壳体安装到这样的手持电子设备，该壳体能够围绕设备的至少一部分缠绕且钩挂到设备上(如以上所讨论的)，其中中空的听管连接到壳体且定位在设备的麦克风上方。
[0097]还可能的是，壳体可以被制作成附接到手持电子设备，而不如图2B-图2D中所示出的钩挂到该手持电子设备上。例如，图1A-图1D中所示出的实施方案可以在没有唇边32的情况下运行。一种可以实现的方法是通过使用磁性附接工具来将壳体保持到电子设备。例如，可以将小的磁体嵌入到壳体的边缘内，该小的磁体有助于吸引电子设备的对应的边缘。或者，可以将磁体嵌入壳体的宽的部分。无论什么磁体在本公开全文中使用，应当注意研究，使用的特定的电子设备是否可能会被在某些位置中的磁场扰乱。已知的是，例如iPad的设备采用沿着它们的边缘的磁体，而不扰乱设备的运行。可替代地，如果不期望使用唇边或磁体，则使用者可以在使用时将壳体简单地“挤压”到电子设备，以确保壳体不会发生移位。
[0098]应当注意，有利的是，能够一起使用本发明与扬声器，使得在这些声音被电子设备的麦克风接收的同时，使用者可以听到穿过听诊器传导的声音。大多数智能手机/平板电脑包括它们自己的扬声器，该扬声器可以提供这种同时的声音投射。可以通过确保围绕麦克风的紧密封来最小化反馈效应。此外，减少麦克风反馈的软件应用是可用的。
[0099]可替代地，如图6B中所示出的，第二管道可以从设备分支并且连接到单独的收听仪器。这种仪器可以是单独的麦克风和扬声器系统，以用于投射由听诊器传导的声音。提供该类型的单独的扬声器单元将会允许在单独的位置中进行声音投射，并且将会最小化反馈效应。
[0100]
【申请人】注意到，由薄的、柔韧的材料制成的智能手机/平板电脑还可以上市，该薄的、柔韧的材料允许智能手机/平板电脑折弯或甚至像纸一样卷起来。已经提出引进使用OLED技术的这样的产品。本发明可以通过提供刚性的或半刚性的壳体来适合于与这样的薄的、柔性的设备一起工作，该刚性的或半刚性的壳体遮盖大部分或整个设备并且其具有一个或多个装填垫料的唇边，该唇边可以紧紧地围绕柔性设备的边缘(或多个边缘)。例如，可以将剪切板类的夹紧机构合并到壳体唇边中以夹紧柔性设备的边缘。可替代地，壳体可以被设计成有边缘唇边，该边缘唇边钩挂到柔性设备的相对的侧部上，并且弦可以从壳体的相对的侧部延伸经过设备的面以将设备保持到壳体中。在不使用唇边的情况下，壳体可以包括一个或多个吸盘，以用于附接到柔性设备。在柔性设备具有金属部件的情况下，磁体还可以用于将设备附到壳体上。
[0101]可替代地，壳体可以设置有中心插槽，该中心插槽允许柔性的智能手机/平板电脑设备的所有或部分以像硬拷贝的照片可以滑动到带沟槽的相框中几乎相同的方式，滑动到壳体中且刚性地保持在其中。这样的壳体可以具有局部开口的面，以允许接近柔性设备的观察屏。壳体还可以由透明的塑料材料构成，以允许使用者透过壳体看到设备的观察屏。在使用具有插槽的壳体的情况下，声音传送管道可以嵌入在壳体内的预定的位置中，使得当柔性设备插入到插槽中时，声音传送管道在柔性设备上方的麦克风打开。
[0102]频率处理软件
[0103]当使用声音收集器时产生的问题是经常收集到比使用者实际上希望听到的更多频率的声音。此外，使用者有兴趣的频率可能具有比其它频率更小的强度(并且因此可能不是足够大声的)。在本发明的上下文中，该问题可以通过提供带有软件程序的正在谈论的手持电子设备来便利地解决，该软件程序能够消除不需要的声音频率和/或放大期望的声音频率。
[0104]例如，人的心音通常落入小于约150赫兹的范围。使用由管连接到iPhone麦克风的听诊器完成了记录人的心音的测试。记录的心音结果具有低劣的质量。于是，商业上可用的声音频率处理软件应用与类似于图1A-图1D中所示出的本发明的实施方案联合使用。这些软件程序包括Th inklabs听诊器应用程序(Thinklabs Stethoscope App Ii cat 1n)和标题为“My Baby ’ s Beat”的应用(旨在允许怀孕的妈妈记录她们孩子的心音的应用)。通过联合使用该声音频率处理软件与本发明，实现了更加清楚的声音输出。虽然在市场上存在很多声音频率增大、均衡和/或消除的软件程序且这些软件程序对数字化声音处理领域的技术人员而言是已知的，但是
【申请人】不知道有任何人提出将这样的程序与安装到手持电子设备的声音收集器联合使用，如本文所提出的。
[0105]在优选的实施方案中，本发明将通过安装在手持电子设备上且能够放大某些频率和/或限制或消除其它频率的声音频率处理软件来实现。因为大多数使用者将不熟悉他们期望听到的声音的频率范围，将有利的是，程序提供简单可视的频率范围选择器工具，所以使用者可以主动地改变被增大的频率，以确定可能最佳的声音输出。可以表明用于普通应用的某些已知的频率范围，例如，用于人的心音的为约20-150赫兹，用于大多数人的肺音的为约150-1200赫兹。
[0106]如刚才所注意到的，以上所描述的频率处理软件可以通过相对于其它声音频率放大某些声音频率或通过限制或消除某些不期望的声音频率来运行。在本文中任何这些技术将会被称为“增大(augmentat1n)”或“增大(augmenting)”某些声音频率。
[0107]虽然已经根据示例性实施方案描述了本发明，但是本发明并不限于此。相反，所附权利要求应当被广义地解释成包括在不脱离本发明的等同物的范围和范畴的情况下可以由本领域的技术人员作出的其它的变化和本发明的实施方案。
【主权项】
1.一种用于将声音收集器连接到装备有麦克风的手持电子设备的工具，所述工具包括: (a)可拆卸地装配的壳体，其用于围绕所述手持设备的至少一部分装配； (b)所述声音收集器，其附到所述壳体；以及 (c)管，其能够将声音从所述声音收集器输送到所述手持电子设备上的麦克风。2.如权利要求1所述的工具，其中所述收集器与所述壳体物理地合并。3.如权利要求1所述的工具，其中所述管的至少一部分作为所述壳体内的通道被物理地合并。4.如权利要求1所述的工具，其中所述壳体具有磁体，以用于将所述壳体保持到所述手持电子设备。5.如权利要求1所述的工具，其中所述手持电子设备是智能手机/平板电脑，并且所述壳体被设计成钩挂到所述手持电子设备上。6.如权利要求1所述的工具，其中所述收集器具有能够可拆卸地安装膜片的边沿。7.如权利要求1所述的工具，其中所述收集器被安装到所述管的刚性且延伸远离所述壳体的部分，并且其中所述管的所述刚性的部分包括用于允许所述收集器相对于所述壳体重新定位的接头。8.如权利要求1所述的工具，其中所述收集器通过球窝接头安装到所述壳体。9.如权利要求1所述的工具，其中所述壳体设置有安装系统，以用于将所述收集器可拆卸地安装到所述壳体。10.如权利要求9所述的工具，其中所述安装系统包括所述管的作为刚性且从所述壳体延伸的部分，并且其中所述收集器具有中空的导杆，并且其中所述管的所述刚性的部分具有用于安装所述导杆的开口。11.如权利要求9所述的工具，其中所述安装系统包括磁体，以用于朝向所述壳体吸引所述收集器。12.如权利要求1所述的工具，还包括从所述收集器分支的第二管。13.如权利要求12所述的工具，其中所述第二管连接到第二麦克风。14.如权利要求12所述的工具，其中所述第二管连接到耳塞。15.如权利要求1所述的工具，其中所述收集器是抛物面收集器。16.如权利要求15所述的工具，其中所述管包括焦点管，所述焦点管以位于所述抛物面收集器的焦点处的开口终止。17.—种使用声音收集器的方法，所述方法包括: (a)提供装备有麦克风的手持电子设备； (b)提供可拆卸地装配的壳体，所述壳体遮盖所述手持设备的至少一部分； (c)提供所述声音收集器； (d)提供能够将声音从所述声音收集器输送到所述手持电子设备上的麦克风的管； (e)允许所述手持电子设备的麦克风检测穿过所述收集器传送的声音。18.如权利要求17所述的方法，还包括将所述收集器制造为与所述壳体物理地合并。19.如权利要求17所述的方法，还包括提供作为智能手机/平板电脑的所述手持电子设备，并且向所述壳体提供用于钩挂到所述设备上的唇边。20.如权利要求17所述的方法，还包括提供能够放大使用者选择的声音频率的软件程序。21.如权利要求17所述的方法，还包括将所述收集器作为听诊器胸件使用。22.如权利要求17所述的方法，还包括将所述收集器作为露天的声音收集器使用。23.如权利要求17所述的方法，还包括提供来自所述声音收集器的第二分支管。24.如权利要求17所述的方法，还包括提供装备有照相机的所述手持电子设备，并且包括使用所述照相机以捕获正发出所述声音的主体的视觉图像。25.—种将声音收集器安装到便携式电子设备的工具，所述工具包括: (a)带条，其能够围绕所述电子设备大体上齐平地缠绕； (b)所述带条上的端口，其在所述电子设备的麦克风中的至少一个的上方;所述端口能够与连接到声音收集器的管连接。26.如权利要求25所述的工具，其中所述端口包括刚性的中空的突出部，并且其中所述管能够安装在所述突出部上。27.如权利要求25所述的工具，其中所述端口包括磁性环，以用于与在所述管上的对应的环匹配。28.如权利要求25所述的工具，其中所述收集器与所述带条物理地合并。29.如权利要求25所述的工具，其中所述带条包括配件，以用于可拆卸地安装声音收集器。30.如权利要求29所述的工具，其中所述收集器具有球形的端部，并且其中所述配件是具有用于保持所述球形的端部的弹性孔的带，并且其中所述孔具有比所述球形的端部的直径更小的未拉伸的直径。
【文档编号】H04R1/30GK105993181SQ201480064888
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2014年10月14日
【发明人】苏曼·K·穆鲁姆迪, 马赫什·S·穆鲁姆迪
【申请人】斯特拉托科学公司