CN103141122B - 具有改进音频的电子装置 - Google Patents

Abstract

一种具有包括上板和可操作地连接至上板的底板的外壳的电子装置。换能器可操作地连接至外壳并且该换能器被配置成机械地振动外壳。该换能器包括电磁体，与电磁体连通的磁体，和基本上包围电磁体与磁体的托架，该托架将换能器基本上固定至底板。

Description

具有改进音频的电子装置

相关申请的交叉引用

本专利合作条约专利申请要求保护2010年9月30日提交的、并且题名为“ELECTRONICDEVICESWITHIMPROVEDAUDIO”的美国专利申请No.12/895826的优先权，其在美国专利和商标局用代理案卷号P9491US1(P217285.US.01)进行了标识，其内容通过全部引用而并入于此。

技术领域

在此公开的实施例总体上涉及电子装置，并且更具体地说，涉及用于电子装置的音频扬声器。

背景技术

许多电子装置（如计算机、智能电话等）正变得更小且更紧凑。随着这些电子装置变得更小，可用于音频扬声器的内部空间同样变得更小。由于装置外壳内用于音频扬声器的空间可能与电路板、硬盘驱动器等所需的空间竞争，因此尤其是这样。一般来说，随着扬声器的尺寸减小，其能够使较小质量移动，并由此音质（或至少响度）可能减小。这对于声谱下端（例如，1kHz之下）的声音来说尤其显著。而且，电子装置内的可用容积收缩，其再向扬声器提供更少的空气来振动，并由此限制了可听响应。类似的是，能够通过扬声器生成的音量水平和频率还可以随着扬声器尺寸的减小而减小。由此，随着电子装置尺寸继续减小，对于由这些装置生成的音频来说，可能经历有害效应。

发明内容

本公开的实施例可以包括一种电子装置，该电子装置包括：处理器，与处理器电连通的存储器，与处理器电连通的音频换能器，以及外壳。该音频换能器包括：磁性线圈，和与磁性线圈电连通的磁体。该外壳包括顶板、底板，并且该外壳基本上包围处理器、存储器、以及音频换能器。该音频换能器可操作地连接至外壳的顶板或底板中的至少一个。

本公开另一实施例采取这样的电子装置的形式，即，该电子装置具有：处理器，包括上板和可操作地连接至上板的底板的外壳；换能器，该换能器可操作地连接至外壳并且电连接至处理器，其中，该换能器被配置成输出使外壳振动的振动，由此生成音频信号；以及第一扬声器，该第一扬声器电连接至处理器并且可操作以输出扬声器音频信号，其中，该扬声器音频信号和音频信号协作以生成声音。该音频换能器可以包括：电磁体，与电磁体连通的磁体，以及基本上包围电磁体和磁体的托架，其中，该托架将换能器基本上固定至底板。

又一实施例可以采取一种用于从电子装置输出声音的方法的形式，包括以下操作：通过电子装置的处理器确定声音的第一可听部分和第二可听部分；电驱动电子装置外壳内的音频换能器，以生成振动；通过该振动，移动外壳，以生成声音的第一可听部分；以及电驱动外壳内的扬声器以移动气团，由此，生成声音的第二可听部分。

附图说明

图1A是样本电子装置的立体图。

图1B是图1A所示的电子装置的某些部件的框图。

图2是电子装置的底外壳的、示出音频换能器和电路板的分解图。

图3是沿图1A的线3-3截取的、示出音频换能器的电子装置的简化截面图。

图4是沿图1A中的线4-4截取的、电子装置的示出音频换能器的实施例的简化截面图。

图5是沿图1A中的线3-3观看的、电子装置内的音频换能器的另一实施例的简化截面图。

图6是采用立体声音频配置的、图1的电子装置的立体图。

图7是采用2.1环绕声音频配置的、包括附接外部扬声器的电子装置的立体图。

图8是采用3.1和4.1环绕声配置的电子装置的立体图。

具体实施方式

本公开的实施例致力于提供一种用于电子装置的音频***。样本音频***可以包括音频换能器，如可以部分封入电子装置外壳内的、并且与其内部机械配合的表面换能器。磁体和电磁体的组合通常机械地移动外壳和/或振动支承表面。

该音频换能器还可以包括可以用于增加在音频换能器与外壳之间传输的能量的传输材料，或者与其相邻。在一些实施例中，该传输材料是凝胶或凝胶状物质。

音频换能器可以包括磁体和对应线圈或电磁体。音频换能器通常电连接至处理器、存储器、硬盘驱动器等。音频换能器接收电信号并响应地生成声波。可变电信号交替地导致线圈排斥和吸引磁体，致使磁体或线圈根据音频换能器的该实施例移动。在一些实施例中，磁体保持固定（例如，静止），而在其它实施例中，线圈被固定。音频换能器的移动导致外壳振动，由此在外壳外部生成声波（万一换能器被安装至除了外壳内部以外的其它表面，则该其它表面也可以除了或代替外壳地振动）。该机械移动可以使电子装置的特定部分或所有部分振动。外壳由此可以充当振动模，以生成可听声音。而且，音频换能器同样可以使电子装置所安置的表面移动和/或振动。该附加移动表面可以用以增加音量，并且潜在地增强用户的收听体验。

另外，在一些实施例中，电子装置可以包括一个或多个脚部，该一个或多个脚部被配置成与音频换能器的音频阻抗匹配。在这些实施例中，该脚部可以将附加的运动/音频能量传递至表面，由此进一步增加由音频换能器生成的声音的音量（由于更多质量移动）。而且，由于音频换能器可能不需要格栅、丝网或外壳中的其它开口，以便使所生成的声音可听，因而在一些实施例中，该电子装置可以完全密封。这可以允许电子装置气密和/或防水，并且具有更精制的整体外观。

图1A例示了电子装置10的立体图；图1B例示了电子装置10的一个实施例的框图。电子装置10可以包括顶外壳14和底外壳12。外壳12、14通常围绕或包围电子装置10的内部组件，尽管可以将孔等形成到这些外壳中的一个或两个中。电子装置10可以包括：键盘18、显示屏16、扬声器20、以及脚部22。而且，电子装置10通常包括装入外壳12、14中的一个或两个内或固定至其的音频换能器26（如图2所示）。

电子装置10能够存储和/或处理诸如被用于生成图像和/或声音的那些信号的信号。在一些实施例中，该电子装置10可以是膝上型计算机、手持式电子装置、移动电话、台式电子装置、诸如MP3播放器的音频回放装置等。键盘18和鼠标器（或触摸板）50可以经由***总线40耦接至计算机装置10。另外，在一些实施例中，键盘18和鼠标器50可以被集成到外壳12、14之一中，如图1A所示。在其它实施例中，键盘18和/或鼠标器50可以在电子装置10外部。

在一个示例中，键盘18和鼠标器50可以向计算机装置10提供用户输入；该用户输入可以通过合适通信接口、总线等传送至处理器38。除了或者代替鼠标器50和键盘18，还可以使用其它合适输入装置。例如，在一些实施例中，电子装置10可以是智能电话、台式计算机等，并且除了或替代键盘18、鼠标器50或两者，还包括触摸屏（例如，电容式屏幕）。耦接至***总线40的输入/输出单元36（I/O）表示这种I/O部件，如打印机、针笔、音频/视频（AV）I/O等。例如，如图6所示，外部扬声器可以经由输入/出口连接（未示出）电耦接至电子装置10。

电子装置10还可以包括：视频存储器42、主存储器44以及大容量存储部48，连同键盘18、鼠标器50以及处理器38全部耦接至***总线40。海量存储部48可以包括固定和可去除介质两者，如磁性、光学或磁光存储***，以及任何其它可用海量存储技术。总线40例如可以包含用于寻址视频存储器42或主存储器44的地址线。

***总线40还可以包括数据总线，其用于在诸如处理器38、主存储器44、视频存储器42以及海量存储部48的组件之间和之中传递数据。视频存储器42例如可以是双端口视频随机存取存储器或任何其它合适存储器。在一个示例中，视频存储器42的一个端口耦接至被用于驱动显示器16的视频放大器34。显示器16可以是适于显示图形图像的任何类型屏幕，如液晶显示器、阴极射线管监视器、平板、等离子、或者任何其它合适的数据呈现装置。而且，在一些实施例中，显示器16可以包括触摸屏特征，例如，显示器16可以是电容式的。这些实施例允许用户直接将输入键入到显示器16中。

电子装置10包括处理器38，其可以是任何合适的微处理器或微计算机。电子装置10还可以包括耦接至总线40的通信接口46。通信接口46经由网络链路提供双向数据通信耦合。例如，通信接口46可以是卫星链路、局域网（LAN）卡、有线调制解调器、以及/或无线接口。在任何这种实现中，通信接口46发送和接收携带表示各类信息的数字数据流的电、电磁或光学信号。

由电子装置10接收的代码和/或其它信息可以在接收到该代码时通过处理器38来执行。代码同样可以存储在海量存储部48、或其它非易失性存储部中，以供以后执行。按这种方式，电子装置10可以获取采用各种形式和来自各种源的程序代码。程序代码可以采用任何形式的计算机程序产品来具体实施，如被配置成存储或运输计算机可读代码或数据的介质，或者其中可以嵌入计算机可读代码或数据的介质。计算机程序产品的示例包括：CD-ROM盘、ROM卡、软盘、磁带、计算机硬盘驱动器、网络上的服务器、以及固态存储器装置。

电子装置10还可以包括音频换能器26。音频换能器26可以耦接至***总线40，其可以再将音频换能器26电连接至处理器38、主存储器44、海量存储部48等中的任一个。音频换能器26是响应于电信号生成声波的输出装置。音频换能器26可以装入外壳12、14中的一个内或者以其它方式附接至其，并且可以单独使用或者与其它输出装置（如扬声器20）组合使用，以生成声音。另外，音频换能器26可以机械地振动其它表面，如外壳12、14和/或装置所安置的支承表面，以生成更响的声音。由此，在音频换能器26响应于电信号时，其振动外壳12、14以及/或支承表面24，其再扰乱空气微粒并且生成声波。

现在描述图2-4和参照其讨论的实施例。图2例示了底外壳12的、示出前述计算机装置的某些部件的分解图（尽管，为清楚起见而省略了一些）。图3例示了沿图1A的线3-3观看的、安装在底外壳12内的音频换能器26的实施例的简化截面图。（为简化起见，将音频换能器示出为框）。图4例示了也沿图1A的线3-3截取的、音频换能器的另一实施例的简化截面图。参照图3和4两者，应当清楚，为清楚起见，省略了除了音频换能器以外的电子装置10的其它内部组件。应注意到，音频换能器26可以安装在上外壳14中。在某些实施例中，下外壳12可以包括上板28和底板52。上板28可以形成装置10的顶表面，并且在一些实施例中，包围键盘18、跟踪板50、触摸屏（未示出）或其它输入装置等。底板52可以形成电子装置10的底表面。典型地讲，上板28形成外壳的顶表面，并且可以向键盘18和/或鼠标器50提供接入。在台式装置中，可以存在由顶板和底板限定的单一外壳。

外壳12、14可以由多种材料构造出，并且根据电子装置10的类型，可以采用多种不同形状来构造。在一些实施例中，外壳12、14可以由碳纤维、铝、玻璃和其它类似、相对坚硬的材料构造出。在一些实施例中，用于外壳12、14的材料可以改进由音频换能器26生成的音量和/或音质。这是因为在一些实施例中，外壳12、14因通过音频换能器26生成的振动而机械地振动，所以生成声波。由此，可以将该材料改变成更加响应于该振动和/或更容易移动，从而提高音质/音量。另外，应注意到，底外壳12和顶外壳14可以由彼此不同的材料构造出。而且，在一些实施例中，电子装置10可以仅包括外壳12、14中的一个。例如，如果电子装置10的显示器16包括触摸屏或者也接受输入的其它显示装置，则底外壳12可以省略，因为键盘18和鼠标器50可以集成到底外壳14中。

外壳12、14在一些实施例中可以是防水和/或气密的。这是因为如下更详细描述地，音频换能器26可以不需要空气开口（例如，格栅或丝网），以便使用户听到由音频换能器26生成的声波。音频换能器26使用外壳12、14和/或支承表面，以生成声波，这与传统扬声器内的、必须向空气开放以便使声波被听到的振动膜相反。因此，外壳12、14并由此电子装置10可以完全相对于水和/或空气密封。这可以准许电子装置10防水、更通用，并且允许电子装置10具有精制的平滑外观。然而，由于电子装置10可以包括音频换能器26和扬声器20的组合，在其它实施例中，外壳12、14可以包括格栅/丝网（例如，参见图5-7）。

底板52和上板28可以按多种方式连接在一起。在图2所示实施例中，上板28和底板52经由扣件25接合。扣件25可以***在两个板28、52上的孔27中。另外，在一些实施例中，扣件25可以被用于将脚部22接合至底板52。顶外壳14可以类似地固定在一起，包括上板和底板（未示出）。在其它实施例中，外壳12、14可以胶合在一起或者以其它方式固定。还在其它实施例中，上板28和底板58可以包括设置在其间的密封部，以创建防水、气密连接。该密封部在板28、52固定在一起时帮助防止部件进入外壳12、14内腔。

上面参照图1B描述的内部部件用电路板57、59来表示，其仅按典型方式被示出。可以存在更多或更少的电路板或其它电路，并且这些电路板/电路的形状可以与所显示的形状不同。电路板57、59可以包括上面参照图1B描述的部件的组合，如主存储器44、视频存储器42、海量存储部48、处理器38等。电路板57、59可以经由***总线40或另一电连接部电连接至音频换能器26。而且，电路板57、59可以固定至外壳12、14并且被封入内部。

音频换能器26可以按其附接至上板28或底板52的这种方式来安装。在某些情况下，音频换能器26可以可操作地连接至上板28和底板52，但在其它实施例中，音频换能器26可以可操作地仅连接至板28、52中的一个。还在其它实施例中，音频换能器26可以连接至电路板57、59，例如，母板、逻辑板等。由此，在不同实施例中，音频换能器26可以连接至板28、52中的任一个，或者电路板57、59中的任一个。

图4和图5例示了音频换能器26的另选实施例。在任一实施例中，音频换能器26可以是凝胶扬声器、表面换能器、或通过振动表面而生成声音的其它装置。在操作中，音频换能器26通常接收来自处理器38的电信号，并且将那些电信号变换成振动，其又可以被察觉为可听声音。音频换能器26可以包括：托架62、传输材料56、线圈54以及磁体60。

参照图2，托架62将音频换能器26固定至外壳12并且具体固定至板28、52中的一个或两者。托架62帮助基本上防止音频换能器26在外壳12内移动，并由此即使振动也保持在一个位置中。托架62可以经由扣件61附接至外壳12。扣件61可以将托架62附接至底板52。在其它实施例中，扣件61将托架62附接至上板28和/或电路板57、59中的一个或两者。然而，托架62可以按多种方式接合至外壳12，而扣件61仅仅是一个示例。例如，在一些实施例中，音频换能器26可以被胶合、焊接或以其它方式接合至板28、52中的任一个或两者，和/或电路板57、59中的一个或两者。

下面，参照图4和5，换能器26包括由导电材料制成的线圈54。当通过线圈54发送电信号时，其充当电磁体。如果交流电流通过线圈，则该线圈可以在磁活动与磁停用之间交替，或者根据线圈的性质极化和不极化。音频换能器26通常还包括被弹簧、板等偏置到静止位置的磁体60。磁体60具有设置极化，并且根据音频信号，在使线圈通电时，向线圈54推动或者远离线圈54。磁体60可以是具有磁性的任何类型的材料，例如，铁或另一含铁材料。由此，在电流通过线圈时，该磁体被推动远离线圈（或者被拉向线圈，这取决于线圈和磁体的相对极化）。一般来说，线圈在通电时将磁体推开。当线圈未通电时，磁体返回至其静止状态，其与线圈通电时磁体的位置相比，相对地更靠近线圈。而且，磁体相对于线圈行进的距离可以通过改变线圈所经受的电荷而改变。按这种方式，磁体可以按取决于施加至线圈的电流的强度和持续时间的精确运动，通过线圈来驱动。这些运动不仅可以振动磁体附近的空气，而且可以振动磁体所附接至的任何表面。按这种方式，音频换能器26可以在通过托架62将换能器附接至的表面（如电子装置的外壳）中引起振动。该表面的运动可以按和常规扬声器的振动膜移动空气来生成类似效果相同的方式来生成可听声波。

线圈54可以按多种实现方式来构造，并且可以附接至被固定的表面或者可动的表面。例如，在图4中，线圈54接合至可动表面（例如，在这个实施例中，底板52），并且该表面在音频换能器接收到电信号时垂直地位移。通过对比，在图5中，线圈54附接至相对不动的表面（例如，托架62、上板28、电路板57、59等），其保持按垂直方向固定。在这种实施例中，磁体60可以代替线圈移动而移动，如下更详细所述。

在一些实施例中，线圈54可以集成到外壳12、14中，或者附加至外壳的箱体或其它容器中（为清楚起见，图4-5中未示出这种容器）。例如，在图5所示的实施例中，线圈54可以集成到上板28中，而在图4所示的实施例中，线圈54可以集成到底板52中。在这些实施例中，音频换能器26和/或外壳12的厚度可以缩减。例如，外壳12、14的材料可以包括安装在音频换能器26上方和/或下面位置中的电磁材料。在这种实施例中，电磁材料可以足够接近以与磁体60交互，由此消除对分离线圈54的需要。由此，音频换能器26堆所需的高度可以缩减。

至于线圈54，根据该实施例，磁体60可以固定或者可动。在图4所示实施例中，磁体60附接至固定表面，并且基本上不动，而在图5的实施例中，磁体60附接至可动表面并且朝向线圈54和远离线圈54移动。在磁体不动的实施例中，线圈可以在通电时被推动远离磁体，由此振动线圈所附接至的表面，其可以再创建可听声波。因此，应当清楚，磁体或者线圈的运动可以移动相关联的外壳、整个装置10、装置所安置的表面等。

线圈54还可以包括突出部或支柱。这些突出部可以容纳在磁体60中的对应缝隙中。该突出部可以增加磁体60与线圈54之间的交互的强度。然而，在其它实施例中，线圈54和磁体60可以基本上平坦并具有彼此相邻的面。

下面，参照图4的实施例，如果线圈54附接至外壳12的底板52，而磁体60附接至托架62，其又固定至外壳12。在这个实施例中，当电信号通过线圈54发送时，线圈54变磁化，并且可以在极化与非极化状态之间交替。这种交替使得线圈54创建与磁体交互的瞬时AC磁场，由此排斥或吸引磁体60。该磁体被固定至外壳，而线圈自由移动；由此，当磁场终止时，线圈接着可以因偏置力而返回至静止位置，该偏置力可以是磁性或物理的。由此，线圈远离和朝着磁体振荡；振荡频率和线圈所行进的距离根据施加至线圈的电荷的定时和量值而直接被控制。因为线圈54可操作地附接至底板52，所以底板52也随着线圈54的移动而移动和/或振动。线圈运动更大，底板的运动就更大，同样地，线圈运动更快，底板的运动就更快。由此，板运动的距离和频率同样可以通过改变施加至线圈的电流的定时和量值来控制。通过改变运动的频率，可以生成不同声音。通过改变板的位移，可以创建更响或更轻柔的噪声。线圈和磁体可以处于分离的外壳中，以准许它们彼此相对地移动。

按类似方式，图5的实施例示出了处于固定位置的线圈和附接至底板52的磁体60。由此，磁体因线圈交替地通电和断电而振动，由此驱动外壳12的运动，并具有与前述类似的结果。因为磁体通常具有比线圈更大的质量，所以可以通过代替移动线圈地移动磁体，更有效地振动底板和/或底板所安置的表面。磁体可以处于分离的外壳中，以便准许其相对于线圈移动。

更详细地说，线圈54保持基本上不动，并且磁体60附接至被驱动表面（这里，底板52）。在这个实施例中，磁体60因线圈在极性之间交替而朝向和远离线圈54地移动。线圈54可以固定至外壳12，固定至电路板57、59中的一个或两者，或者固定至外壳12内的其它部件。由于磁体60可操作地连接至底板52，因而底板52随着磁体60移动而移动。如上参照图4讨论的，这通过底板52移动空气来创建声波。在这个实施例中，可以省略传输材料56，因为磁体60可以直接连接至底板52，并由此在磁体60与底板52之间可以存在高度有效的移动的传输。在这些实施例中，仅仅磁体60的质量就可以足够机械地振动外壳12和/或表面24。在其它实施例中，传输材料56可以设置在磁体60与底板52之间。如上所述，传输材料56帮助将机械能量向底板52引导。

底板52可以生成可听低频声波（例如，低于1千赫兹频率的声波）和其它声频声音。这是因为在底板52响应于线圈54移动时，其生成声波，基本上充当传统扬声器的振动膜。然而，因为底板52具有比可以包含在电子装置内的典型扬声器的振动膜更大的质量，所以其可以移动更多空气，并由此生成更多（并且可能更清楚）的音频。即，因为底板52可以具有比安装在电子装置10内的其它扬声器更大的表面积，所以由音频换能器26（通过使底板52移动）生成的声音可以比传统扬声器更响。而且，因为音频换能器26利用外壳12、14来移动大部分空气，所以与能够输出相同音频量的传统扬声器相比，音频换能器26的实际尺寸可能相当小。这因典型的电子装置10外壳内的有限空间而受益。由此，音频换能器26可以保存空间，同时在外壳的空间约束内生成由普通扬声器通常不可实现的大声。

而且，在这个实施例中，传输材料56可以至少部分地环绕线圈54设置。传输材料56帮助将由线圈54的移动所生成的机械能传输至外壳12。这是因为传输材料56直接向底板52引导能量，并且减少传递的能量损失。在一些实施例中，传输材料56还可以用以放大所生成的声波，增加总音量和由音频换能器26输出的声音。

在一些实施例中，传输材料56可以是音频凝胶，如本领域普通技术人员已知的。在其它实施例中，传输材料56可以是泡沫或网状材料，或者能够从线圈或者磁体向另一表面有效传输振动的密集柔性材料。在其它实施例中，根据音频换能器26与外壳12之间希望的传输能量，可以省略传输材料56。而且，传输材料56可以取决于用于外壳12、14的材料的类型。如果材料非常响应于振动（举例来说，如碳纤维），则可以省略传输材料56。

类似的是，可以选择特定材料用于外壳，或者外壳的在换能器26下面或相邻换能器26的一部分，以便最大化特定响应。例如，可以选择有效接受由换能器生成的低频波而较不有效接受高频波的材料，以便增强低音响应，而阻尼中级和/或高频响应。

下面，参照图1A-5，电子装置10还可以包括一个或多个脚部22。该脚部22在表面24（例如，在台子、工作台面等上）上支承电子装置10。脚部22可以被设计成匹配音频换能器26、外壳，或装置10所安置的表面的声阻抗。在后一情况下，可以将该表面模制为由诸如木材、石材等的特殊材料形成的无限平面。另选的是，该表面可以假定成具有特定尺度，如典型桌子或台子的的尺度（例如，大约六英尺长×三英尺宽×四英寸厚）。由音频换能器26生成的振动或移动还可以通过阻抗匹配脚部分布至表面24。因此，恰当构造的脚部22可以增加音频换能器26与表面24之间的能量传递。另外，表面24可以具有比音频换能器26或外壳大得多的质量，并由此可以生成比单独由移动外壳所产生的声音的大得多的声音。脚部22可以放置在底外壳12上的不同位置处，以增强去往台子或其它表面的声音传送。准确放置脚部可以通过恰当地模制音频换能器、其在外壳内的尺寸和位置、外壳的材料、用于表面的假定材料等来确定。本质上，可以确定因音频换能器的操作而造成外壳的最大和/或最小激发，并将其用于模制脚部22的尺度、放置和材料。在一些实施例中，可以将一个或两个脚部22放置在外壳内的换能器的位置正下面的外壳外部上。该脚部可以由多种材料制成，包括橡胶、硅树脂以及任何其它希望的材料。

返回参照图1A和1B，电子装置10还可以包括放置在外壳12、14内的阻尼部件。例如，由于音频换能器26所生成的机械能，因而外壳12、14的多个部分可以移动和/或振动。在一些实施例中，可能希望缩减键盘18、鼠标垫50、扶手等附近的外壳12、14的振动。类似的是，诸如硬盘驱动器、电路板57、59等的一些内部部件可以敏感于振动。为缩减电子装置10的某些区域附近的振动，可以将诸如橡胶、泡沫或其它阻尼材料的振动吸收材料环绕每一个部件安装。还可以使用有源振动阻尼。同样地，换能器可以与振动敏感组件物理分离。而且，电子装置10的外壳和/或其它部分可以在结构上被设计成缩减作用于这种内部组件的振动。例如，与具有特定谐振频率的振动或声音相比，非同类基质可以传输更少振动或声音。而且，在一些实施例中，音频换能器26的多个部分可以被阻尼材料包围。例如，音频换能器26的上部（例如，托架62的顶部）可以用硅树脂、橡胶等覆盖。这可以向底板58引导或反射更多机械能，并且帮助防止顶板28、电路板57、59或任何其它部件振动，或者至少缩减由这些部件感受的振动。

应当清楚，音频换能器的输出可以受任何数量的因子影响。这种因子包括但不限于换能器的形状和构造、外壳或装置罩壳内空间的物理尺度、为构造罩壳而选择的材料、电子装置所安置的表面、换能器中使用的凝胶的质量等。因此，音频换能器26可以生成横跨其输出频率中的至少一些的非线性失真。该失真中的至少某部分可以通过选择性地选择用于形成外壳/罩壳和/或托架以及音频换能器的其它部分的材料来消除或缩减。某些材料可以按最小化失真（至少某些频率的失真）的这种方式，对由换能器生成的声能起反应。

实施例可以采用数字信号处理（DSP）来缩减或消除这种非线性响应。在特性范围内，电子装置10和音频换能器26的材料等已知，***的输出可以按任何给定频率确定。该输出可以与希望（例如，无失真）的波形相比较，并且被数字化处理以匹配这种波形。按这种方式，该***的非线性失真可以缩减甚或去除。本质上，该波形可以被“预失真”以考虑非线性响应。这不仅可以最小化可听失真，而且可以混和凝胶扬声器（例如，换能器）的输出与可以是音频***的一部分的其它扬声器的输出，以使所输出的音频相对无缝，并且单个扬声器不能容易地区分。

为实现这种输出而使用的DSP可以基于不同频率下的或者通过数学模型创建的采样输出来预编程，给定一般***参数已知。应当清楚，基于采样输出的数学模型或者预编程可以考虑***之外的某些因子，如电子装置可以安置在其上并且可以通过该装置内的换能器振动的表面的模型。

在一些实施例中，可以将多个均衡（equalization）/DSP简档预编程并且用于该实施例。在音频换能器和任何其它扬声器操作时，电子装置10可以基于来自与该装置相关联的传感器的用户输入或者反馈来选择一个DSP简档，如下所述。由此，该实施例可以动态地调节该DSP简档，以考虑操作环境。

在一些实施例中，可以将一个或多个传感器放置在装置10内、与其相邻或者电连接至其，以便获取可以被用于修改声换能器26的输出的反馈，以便补偿前述非线性失真。例如，麦克风可以被用于采样输出音频，并且向DSP芯片或执行DSP例程的处理器提供反馈。因为希望的输出（例如，无失真输出）已知，所以采样输出可以与希望输出相比较，以确定偏差（例如，失真）的性质和程度。接着，该实施例可以向波形应用恰当的信号处理，以便考虑该偏差。除了麦克风以外的其它传感器同样可以使用。例如，因为装置10的外壳在移动，所以加速度计可以测量装置运动并将其用于接近振动的频率。在壁式安装实施例中，同样可以使用陀螺仪来测量位移。测量声能的传感器同样可以使用。而且，这种传感器可以确定电子装置10的位置或取向，并且基于该位置/取向，可以选择为修改换能器26的输出而应用的DSP简档。在一个示例中，陀螺仪或加速度可以确定该装置处于可能对应于悬挂在墙壁上的取向，如在将台式装置竖立放置时。因而，可以使用特定的DSP简档，以通过处理换能器输出来增强音频，由此改变其中换能器不仅振动外壳而且还振动任何附近物体或表面的方式。应当清楚，DSP简档同样还可以修改该***内的任何其它扬声器或者音频装置的输出。作为另一示例，接近传感器可以检测电子装置10附近的物体，由此触发不同DSP简档的应用。

音频换能器26可以与传统扬声器或附加音频换能器相组合，以生成多种环绕声配置。图6例示了立体环绕声实施例。在这个实施例中，电子装置10可以包括连同音频换能器26的扬声器20。或者代替扬声器20，该电子装置可以包括两个音频换能器26。在这种构造中，扬声器20和音频换能器26（或者组合的两个音频换能器26）组合以生成左和右声道环绕声。

下面参照图7，在另一实施例中，音频换能器26可以与外部扬声器64、66相组合。在这个实施例中，外部扬声器64、68可以经由电线66彼此连接，并且经由输入线70连接至电子装置10。在这个实施例中，外部扬声器64、68可以与音频换能器相组合以提供2.1环绕声配置。例如，两个外部扬声器64、68可以是中音范围或高音范围，而音频换能器26可以提供低音范围，即，充当低音扬声器（subwoofer）。应注意到，尽管外部扬声器64、68在该实施例中进行例示，但该相同环绕声配置可经由内部扬声器（例如，扬声器20）来生成。

下面参照图8，在另一实施例中，音频换能器26可以与多个其它扬声器20、72、74相组合，以生成3.1或者4.1环绕声配置。例如，针对3.1环绕声配置，两个顶外壳扬声器72与底外壳扬声器20和音频换能器26组合，可以分别覆盖一音频范围。顶外壳扬声器72可以是高音范围，底外壳扬声器20可以是中音范围，而音频换能器26可以是低音范围或者低音声。类似的是，为实现4.1环绕声配置，可以添加附加底外壳扬声器74。

而且，音频换能器可以按这样的方式来操作，即，其有效地提供近全范围响应频率，而不是像低音扬声器那样起作用。即，换能器26可以输出低音范围和中音范围的频率，实质上作为“高音扬声器（subtweeter）”执行。在这种实施例中，扬声器不仅可以输出低音范围频率（例如，大约20-500Hz），而且输出中频（例如，大约500-1500Hz或更高）。音频换能器26可以与诸如膝上型、台式或手持式计算装置10的电子装置中的其它扬声器相组合。例如，在一个实施例中，可以将两个高音扬声器和一个低音扬声器与音频换能器相组合。该换能器可以输出低音声道，并且可选地输出中音范围，而高音扬声器处理高频输出。低音扬声器可以输出其标准频率范围。通过组合低音扬声器和音频换能器，可以每瓦特输出更多分贝，尤其是在低频下。

尽管在此描述的实施例总体上已经参照独立电子装置（其中许多都可以是便携式的）进行了讨论，但应认识到，本文档的教导可以按多种其它方式来应用。例如，在此描述的音频换能器可以集成到常规扬声器中，并且与常规扬声器的低音扬声器和高音扬声器一起操作。在这种实施例中，音频换能器可以使扬声器外壳或者扬声器外壳所安置的地板/表面振动，而低音扬声器和高音扬声器振动空气。空气和外壳的组合运动，以及可选表面运动可以组合以创建更丰富、更响的、以及/或更全面的声音。

同样地，在此公开的类型的音频换能器可以合并到座位或椅子中，作为家庭影院体验的一部分。该音频换能器不仅可以振动椅子，而且可以在特定情况下振动坐在椅子上的人，由此不仅提供音频，而且若希望的话还提供触觉反馈。而且，人的运动可以用于移位更多空气，并由此创建甚至更响的声音。

作为又一示例，音频换能器可以与电容式或基于触摸的输入相组合，以使用户的手在装置外壳上的运动可以起作用以增加或减小音频换能器的输出。

本领域技术人员应当明白，下面的描述具有广泛应用。例如，虽然在此公开的实施例可以采用用于电子装置的扬声器的形式，但应当清楚，在此公开的构思同等地应用至用于其它应用的声音装置。而且，虽然在此可以参照音频换能器对实施例进行讨论，但可以使用经由机械振动生成声音的其它装置。而且，为讨论起见，在此公开的实施例参照扬声器进行了讨论，这些构思可同等地应用于其它应用，例如，警报器、振动应用以及/或视频游戏。因此，任何实施例的讨论都仅仅是示例性的，而非旨教导包括权利要求书的本公开的范围受限于这些实施例。

尽管在此已经参照特定制造方法、制造的形状、尺寸以及材料，对实施例进行了描述，但应当明白，存在本领域技术人员可以进行的许多变型例。因此，合适的保护范围根据所附权利要求书来限定。

Claims (18)

1.一种能够由用户携带的便携式电子装置，所述便携式电子装置包括：

包括顶板和底板的外壳，该外壳包围存储器，所述存储器中存储有多个数字音频均衡简档，以考虑便携式电子装置能够在其中操作的多个环境；

音频换能器，操作用于根据音频输入信号来振动外壳的顶板和底板中的一个，其中音频换能器包括线圈和与该线圈连通的磁体；以及

与存储器和音频换能器电连通的处理器，其中，所述处理器基于便携式电子装置中的表示有可能增加音频换能器的声音输出的非线性失真的操作环境的传感器测量结果，选择所存储的所述多个数字音频均衡简档中的一个，并应用与所选择的所存储的数字音频均衡简档相关联的数字信号处理，以使到音频换能器的音频输入信号预先失真，从而补偿音频换能器的声音输出的非线性失真。

2.根据权利要求1所述的便携式电子装置，其中，该外壳基本上防水。

3.根据权利要求1所述的便携式电子装置，还包括至少一个扬声器；其中，

该扬声器输出第一频率范围；并且

该音频换能器输出低于第一频率范围的第二频率范围。

4.根据权利要求1所述的便携式电子装置，其中，所述多个环境之一包括便携式电子装置所安置并且通过音频换能器被振动的表面。

5.根据权利要求1所述的便携式电子装置，其中，基于数学模型和音频换能器在不同频率的采样输出中的一个，对与所选择的所存储的数字音频均衡简档相关联的数字信号处理进行预编程。

6.根据权利要求1所述的便携式电子装置，其中，该磁体被基本上防止振动。

7.根据权利要求6所述的便携式电子装置，其中，该音频换能器还包括设置在线圈与外壳之间的传输材料，以用于将机械能量从线圈传输至外壳。

8.根据权利要求1所述的便携式电子装置，还包括设置在外壳的底表面上的至少两个脚部。

9.根据权利要求8所述的便携式电子装置，其中，所述至少两个脚部用于在表面上支承便携式电子装置，并且与音频换能器、外壳或所述表面的声阻抗相匹配。

10.根据权利要求1所述的便携式电子装置，其中，所述传感器测量结果为以下至少之一：外壳的移动的加速度计测量结果、便携式电子装置的取向的陀螺仪测量结果、以及用于检测附近物体的接近传感器测量结果。

11.根据权利要求10所述的便携式电子装置，其中，所述传感器测量结果为表示便携式电子装置在其中竖立取向的操作环境的加速度计测量结果。

12.一种电子装置，包括：

处理器；

便携式计算装置的外壳，其中所述外壳包括上板和连接至上板的底板，以包围所述处理器；

换能器，连接至外壳并且电连接至处理器，其中，该换能器用于振动外壳的底板或上板，由此生成换能器音频信号，该换能器包括：

线圈；

与线圈连通的磁体；以及

基本上包围线圈和磁体的托架，其中，该托架将换能器基本上固定至底板；

第一扬声器，电连接至处理器并且可操作以输出扬声器音频信号，其中，所述处理器基于便携式计算装置中的表示有可能增加换能器的声音输出的非线性失真的操作环境的传感器测量结果，从考虑便携式计算装置能够在其中操作的多个环境的存储的多个数字音频均衡简档中选择一个数字音频均衡简档，

其中，该扬声器音频信号和换能器音频信号协作以生成声音，同时应用处理器所选择的数字音频均衡简档，以使换能器音频信号预先失真，从而解决换能器的声音输出的非线性失真。

13.根据权利要求12所述的电子装置，其中，该磁体被配置成在第一位置与第二位置之间交替。

14.根据权利要求12所述的电子装置，还包括连接至底板的底表面的至少两个脚部，其中，所述至少两个脚部用于在表面上支承便携式计算装置，并且被配置成匹配换能器、外壳或所述表面的声阻抗。

15.根据权利要求12所述的电子装置，其中，该磁体被基本上防止沿垂直方向移动。

16.根据权利要求12所述的电子装置，其中，该外壳基本上气密。

17.根据权利要求12所述的电子装置，还包括连接至外壳的外部扬声器。

18.一种用于从便携式电子装置输出声音的方法，包括：

通过位于便携式电子装置的外壳内的组件执行以下操作：

通过便携式电子装置的处理器确定使声音要被便携式电子装置输出的音频信号的第一可听部分和第二可听部分；

使用加速度计、陀螺仪或接近传感器测量便携式电子装置的当前操作环境的至少一个特性，所述至少一个特性表示可能增加声音的非线性失真的环境；

基于测量的特性，从考虑便携式电子装置能够在其中操作的环境的存储的多个数字音频均衡简档中选择一个数字音频均衡简档；

电驱动直接连接至便携式电子装置的外壳的磁线圈音频换能器，以生成振动外壳以生成声音的第一可听部分的振动，同时向输入至音频换能器的音频信号应用所选择的数字音频均衡简档；以及

电驱动外壳内的扬声器以移动气团，由此生成声音的第二可听部分。