CN1905578B - 具有偏移声音开口的手持电子设备 - Google Patents

Abstract

一种改进的手持电子设备具有机壳，所述机壳具有形成于其中的伸长空腔。音频换能器与空腔流畅相通，并在机壳中形成多个声音开口，它们与空腔和手持电子设备周围的空气流畅相通。通常将声音开口与音频换能器的中心区相间隔，从而使声音开口按照比距离音频换能器更远的距离与机壳边缘相间隔。将空腔配置成形成赫尔姆霍茨共振腔，使得能够在音频换能器与声音开口之间通过空腔进行声音流通。声音开口与机壳边缘的间隔有助于用户在机壳与用户耳朵之间形成密封，从而使来自声音开口的声音进入耳朵并被用户感知。

Description

具有偏移声音开口的手持电子设备

技术领域

本发明总体上涉及手持电子设备，更具体地，涉及一种具有与音频换能器相间隔的多个声音开口(sound opening)的手持电子设备。

背景技术

已知多种手持电子设备。例如，这些手持电子设备的示例包括个人数据助理(PDA)、手持计算机、双向寻呼机、蜂窝式电话等。虽然许多这些手持设备是不与其它设备通信的单机设备，但是许多手持电子设备还具有无线通信功能。

通常，手持电子设备要便于携带，因此都具有相对紧凑的配置。随着技术的进步，手持电子设备构造得具有越来越小的形式因素，但却具有越来越多的置于其上的应用程序和特征。

特定手持电子设备具有要相对于用户的耳朵来放置的扬声器。这种手持电子设备可以包括电话或具有电话功能的电子器件。这种设备典型地包括在机壳一端处、放置于机壳内的音频换能器，即，扬声器。机壳典型地包括形成于机壳中的、与音频换能器的发声元件相邻放置的一个或多个声音开口。声音开口提供了音频换能器与手持电子设备周围空气之间的流畅相通，从而使音频换能器生成的声音向周围空气传输，并能被用户听见。虽然对于其计划的目的，这种设备通常是有效的，但是这种设备并不是没有限制。

要举到耳边的具有扬声器的电子设备典型地具有较低的输出音量。为了使来自音频换能器的声音在用户的耳内被接收，希望外耳与电子设备的外表面在声音开口的周围区域形成密封。在一些诸如传统电话之类的设备上，可以仅仅通过将设备靠近外耳放置，在电子设备和外耳之间实现密封。但是，对于相对较小的手持电子设备，可以在 与电子设备的边缘足够接近的位置放置声音开口，从而可能很难建立手持电子设备与用户耳朵之间的有效密封。这种情况特别针对配置成包括相对较小的输出换能器(例如，扬声器)的相对较小的手持电子设备。因为紧凑的原因，通常在机壳内部、尽可能接近机壳边缘放置这种输出换能器。即，手持电子设备通常不包括例如在音频换能器与机壳边缘之间放置的其它电子组件。现在的手持电子设备通常采用印刷电路板结构，导致电子组件通常距离印刷电路板不远，并被放置在音频换能器与机壳内边缘之间。故意将音频换能器与机壳边缘相间隔通常导致电子设备具有音频换能器与机壳边缘之间的无用区域(voidregion)，这是因为通常电子设备的其它组件不会占据这一区域。结果，机壳变得不必要地长，并在内部具有不希望的无用区域。

因此，希望提供一种可以克服至少一些本领域中的前述缺点的可选配置。

发明内容

一种改进的手持电子设备具有机壳，所述机壳具有形成于机壳中的伸长空腔。音频换能器与空腔流畅相通，并在机壳中形成多个声音开口，它们与空腔和手持电子设备周围的空气流畅相通。通常将声音开口与音频换能器的中心区相间隔，从而使声音开口按照比距离音频换能器更远的距离与机壳边缘相间隔。将空腔配置成形成使得能够在音频换能器与声音开口之间通过空腔进行声音流通的赫尔姆霍茨共振腔。声音开口与机壳边缘的间隔有助于用户在机壳与用户的耳朵之间形成密封，从而使来自声音开口的声音进入耳朵并被用户感知。

因此，一方面提供了一种具有多个声音开口的改进手持电子设备，所述声音开口与手持电子设备的机壳边缘相间隔，以便帮助用户在手持电子设备与用户的耳朵之间形成密封，从而可以在耳朵里接收到从声音开口输出的声音。

另一方面提供了一种可以被配置成相对紧凑的改进手持电子设备。

另一方面提供了一种具有空腔的改进手持电子设备，所述空腔可以被配置成赫尔姆霍茨共振腔，以便在音频换能器与手持电子设备的机壳上形成的声音开口之间提供需要的频率响应。

另一方面是提供一种改进的手持电子设备，由于其增强的音频输出特性，所述手持电子设备比其它已知设备更加容易使用。

因此，一方面提供了一种改进的手持电子设备，其总体特点在于包括机壳和输出装置，所述机壳包括外壳和盖，外壳具有第一外壳表面，盖具有第一盖表面；所述输出装置包括放置在外壳上的音频换能器。机壳具有与第一外壳表面相邻的外壳和与第一盖表面相邻的盖的至少一个中形成的凹槽。在第一外壳表面的至少一部分上放置第一盖表面的至少一部分。凹槽被放置在与第一外壳表面相邻的至少部分外壳和与第一盖表面相邻的至少部分盖之间，并在这之间的机壳中形成空腔，并沿至少第一轴伸长空腔。音频换能器与空腔流畅相通。机壳具有形成于其中的、与空腔和空气流畅相通的至少第一开口。沿至少第一轴将至少第一开口与音频换能器相间隔。

另一方面提供了一种改进的手持电子设备，其总体特点在于包括机壳和操作装置，所述机壳具有形成于其中的空腔，沿至少第一轴伸长空腔；所述操作装置包括输出装置，所述输出装置包括放置于机壳上的音频换能器和连接装置。与所述连接装置相邻地放置音频换能器，空腔在与音频换能器相邻的第一位置和与连接装置相邻的第二位置之间延伸。音频换能器与空腔流畅相通。机壳具有形成于其中的、与空腔和空气流畅相通的至少第一开口。沿至少第一轴将至少第一开口与音频换能器相间隔。

另一方面提供一种改进的手持电子设备，其总特点在于包括机壳、处理器装置和输出装置。所述机壳包括外壳和透镜，外壳具有第一外壳表面，透镜具有第一透镜表面；所述处理器装置包括放置于外壳上的处理器和存储器；所述输出装置包括放置于外壳上的音频换能器和显示器，显示器包括屏幕和与处理器装置相连的连接装置。外壳具有形成于其中的内部区域。外壳具有形成于其中、与内部区域相通的窗口，并与窗口相邻地放置第一外壳表面的至少一部分。在与窗口相邻 的内部区域里放置显示器的至少一部分，并在第一外壳表面的至少一部分上放置第一透镜表面的至少一部分。透镜至少部分半透明，透镜的至少一部分覆盖在至少部分窗口和与窗口相邻的至少部分屏幕上。机壳具有在与第一外壳表面相邻的外壳和与第一透镜表面相邻的透镜的至少一个中形成的凹槽，并且凹槽放置在与第一外壳表面相邻的至少部分外壳和与第一透镜表面相邻的至少部分透镜之间，并在这之间形成机壳中的空腔。音频换能器与空腔流畅相通。机壳具有形成于其中的、与空腔和空气流畅相通的至少第一开口。沿至少第一轴伸长空腔，沿至少第一轴将至少第一开口与音频换能器相间隔。

附图说明

可以从以下结合附图阅读的优选实施例的描述中获得更好的理解，其中：

图1是改进的手持电子设备的前视图；

图2是图1的手持电子设备的示意图；

图3是图1的手持电子设备的一部分的放大前视图；

图4是手持电子设备的一部分的透视图；

图5是图4的沿线5-5得到的截面图；

图6是与图3相似的图，除了去除手持电子设备的透镜之外；以及

图7是图1的手持电子设备的内部区域的一部分的图；

贯穿本说明书，相似的数字表示相似部分。

具体实施方式

图1中大体上指示了改进的手持电子设备4，并在图2中对其进行了示意性地描绘。范例手持电子设备4包括其上放置了操作装置的机壳6，所述操作装置包括输入装置8、输出装置12和处理器装置16。处理器装置16包括处理器18和存储器20。处理器18可以是，例如不局限于，微处理器(μP)，处理器18响应来自输入装置8的输出，并向输出装置12提供输出信号。处理器18还与存储器20相接。存储器20可以是RAM、ROM、EPROM、EEPROM和/或其它存储器件的任何一种或多种。

输入装置8包括示意性描绘的、放置在机壳6上的键盘。手持电子设备的示例包括在一并在此作为参考的美国专利No.6,452,588和No.6,489,950。

如图1中可见，机壳6具有形成于其中的多个声音开口28。这里采用的表达“多个”及其变体应该广义地表示任何非零数量，包括数量1。有利地，声音开口28与手持电子设备4的第一边缘32相间隔，并可以总体上形成在手持电子设备4的前表面36处的机壳6中。有利地，声音开口28与第一边缘32的间隔使用户能够在用户耳朵和前表面36之间形成密封，从而使用户能够听到通过声音开口28发出的声音。这里采用的表达“密封”及其变体应该广义地表示一种两个物体之间的接口，其中阻止通过接口(即，两个物体之间)的流畅流动。

机壳6包括外壳40和透镜44，并在外壳40上放置透镜44。在本实施例中，透镜44可以用作盖，应该理解不同实施例中可以采用其它类型的盖。外壳40包括前部48和后部52(图7)。图6大体描绘去除了透镜44的手持电子设备4。图7描绘还去除了外壳40的前部48的手持电子设备4。如图6中最佳所示，前部48具有形成于其中的窗口56和半透明孔60。当前部48与后部52组合在一起时，两者具有大体上放置于其间的中空内部区域64(图7)。窗口56与内部区域64相通。

前部48包括与窗口56相邻放置的第一外壳表面68(图6)。在本范例实施例中，前部48具有形成于其中的座70，并且在座70内放置透镜44。将第一外壳表面68大体放置在座70内的前部48中。如图4中可见，透镜44具有第一透镜表面72。当被组装时，将第一透镜表面72放置在第一外壳表面48上。

此外，如图4中可见，透镜44具有形成于其中的、与第一透镜表面72相邻的凹槽(indentation)76。因此，透镜44包括与凹槽76相邻的底层部分80，底层部分80具有与凹槽76相邻的底层表面84。透镜44还具有与凹槽76相邻、并在底层表面84与第一透镜表面72之间延伸的***表面88。凹槽76周围的***大体上以数字92指示，在围绕凹槽76的部分第一透镜表面72上。可以看出，声音开口28形成 在透镜44的底层部分80中。

当在第一外壳表面68上放置第一透镜表面72时，将凹槽76周围的***92密封到第一外壳表面68的相对部分，以便在与第一透镜表面72相邻的至少部分透镜44和与第一外壳表面68相邻的至少部分外壳40之间形成实质上密封的空腔96。可以按照多种方式中的任何之一形成这样的密封，例如使用粘合剂、焊接技术、成形技术等。

要理解，除了半透明孔60和声音开口28与空腔96的内部和空腔96的外部流畅相通之外，空腔96实质上是密封的。将空腔96沿图4中以数字100总体指示的第一轴伸长。实质上与底层表面84平行地定向第一轴100。从图4和5可以理解，将空腔96沿横穿第一轴100的另一轴伸长，从而可以说将空腔96沿由第一轴100与横穿其的轴所限定的平面伸长。

此外，如在图4和5中所见，本示范实施例中，声音开口28沿与第一轴100实质上正交定向的第二轴108延伸，通过底层部分80。其它实施例中的其它配置也是可以的。

如图3和7中的最佳理解，输出装置12包括放置在外壳40的后部52上的音频换能器112和显示器116。本实施例中的音频换能器112是放置在后部52上的容纳座(receptacle)128(图7)中的扬声器。显示器116包括屏幕120和连接装置124。在外壳40的内部区域64内放置显示器116和音频换能器112。与窗口56相邻地放置屏幕120，并通过放置于外壳40的外部的窗口56，对观察者可见。应该理解，空气通常处于外壳40的外部。

连接装置124与处理器装置16相连(图7中未示出)。如图7中可见，与显示器116的连接装置124相邻地放置处于容纳座128中的音频换能器112。如在相关领域中所理解的，显示器116是整体(unitary)结构，连接装置124提供将屏幕120与处理器装置16有效地连接的手段，使得能够将来自处理器装置16的信号提供给屏幕120，以作可视输出。

图7中描绘的垫圈(gasket)132放置在音频换能器112的发声元件的顶上。密封垫132在换能器孔60周围的区域中，形成了与前部 48的下侧(这里未明显描绘)相抵的密封，以在音频换能器112与前部48之间提供实质上不透气的密封，使得由音频换能器112生成的声音能够穿过换能孔60与声音开口28之间的空腔96。

透镜44至少部分半透明并至少部分地覆盖屏幕120。这里采用的表达“半透明”及其变体应该广义地表示允许光通过的质量，并可以包括透明质量，在其中传输光而无可感知的散射，从而不会显著地改变从中行驶的光波。

从图3中可以理解，与机壳6的第一边缘32紧密相邻地放置音频换能器112。将声音开口28的中心按照比距离音频换能器112的中心更远的距离与第一边缘32相间隔。在本范例实施例中，如图6中，通过放置换能器孔60来大体上指示音频换能器112的中心。

将本范例实施例中的空腔96配置成形成赫尔姆霍茨共振腔，该共振腔使由音频换能器112产生的声音能够通过换能器孔60被接收，进入空腔96内部，并从声音开口28输出，例如，当用户已经在用户耳朵与机壳6的前表面36之间形成密封时，用户可以在声音开口28处听到声音。在本范例实施例中，空腔96具有大约150立方毫米数量级的内部容积，但是其它配置也是适合的。在本范例实施例中，声音开口28的中心与第一边缘32的间隔大约是13-16毫米，并且最外面的声音开口28之间中心到中心的间隔大约是10-12毫米，但是其它配置也是适合的。

范例凹槽76形成在透镜44中，并具有大约0.6-0.8毫米的深度，尽管还可以采用其它配置。还应该注意，在其它实施例中，在不背离本发明概念的前提下，可以在外壳40的前部48中形成部分凹槽76。即，根据需要的配置，可以同时在透镜44和外壳40上形成空腔96。

应该理解，电话通信典型地发生在大约300-3400赫兹的范围内，换能器(例如，音频换能器112)典型地工作在300-2000赫兹的范围内。典型地，音频换能器112只在相对较低的幅度上才会产生高于2000赫兹的频率。将由空腔96、换能器孔60和/或声音开口28提供的赫尔姆霍茨共振腔调谐到大约3000赫兹，从而放大那些来自音频换能器112、典型地处于相对较小的幅度的相对更高的频率，而一般不顾及其 它频率。如此，可以将机壳6提供的赫尔姆霍茨共振腔配置成提供在特定方面比音频换能器112自身的音频响应相对更好的音频响应。应该注意，由音频换能器112产生的音频信号典型地是根据声学模型的数字信号处理的对象，所述声学模型考虑到空腔96的频率响应，以在声音开口28处提供需要的总频率输出。

因此，有利地，空腔96使声音开口28与音频换能器112正上方的位置沿第一轴100间隔偏移的位置。通过换能器孔60与空腔96流畅相通的音频换能器112使来自音频换能器112的声音能够被相通到空腔96内部。与空腔96内部和空气流畅相通的声音开口28使由音频换能器112产生并向空腔96提供的声音能够通过空腔96传输，并通过声音开口28，进入空气。

在这点上，当用户在用户耳朵与机壳6的前表面36之间至少部分地形成了密封时，声音可以如所需要地进入耳朵，并可以被用户准确地感知。因此，将空腔96配置成在与(即，在上面，见图3的透视图)音频换能器112相邻、并因此与(即，在上面，见图3的透视图)换能器孔60相邻的第一位置和与(即，在上面，见图3的透视图)显示器116相邻的第二位置之间延伸。可以理解，显示器116用作限制性特征或结构，将音频换能器112的放置限制在与显示器116最接近，但不在其上面(见图3的透视图)的位置。

有利地，空腔96使声音开口28能够被定位在需要的位置，以便声音传输进入用户耳朵，而不用特别考虑音频换能器112的精确位置。此外，沿第一轴100将声音开口28与换能器孔60相间隔。另外可以看到，见图3的透视图，声音开口28覆盖至少部分显示器116以及，更具体地，部分连接装置124。但是，应该理解，可以采用相对于音频换能器112和/或相对于第一边缘32的空腔96的其它配置和声音开口28的其它定位。可以将声音开口28与音频换能器112相间隔，但是不希望将其放置在屏幕120的上方，否则声音开口28可能干扰用户对屏幕120的视觉感知。

虽然详细描述了本发明的特定实施例，但是本领域的技术人员应该理解，根据本公开的全部讲述，可以开发针对细节的多种修改和备 选。因此，所公开的特定配置只是为了演示，而不限制由所附权利要求及其任何和所有等同物充分限定的范围。

Claims (4)

1.一种手持电子设备，包括：

音频换能器，放置在外壳的上部；

显示器，放置在外壳中音频换能器下方；

机壳，包括外壳和外壳的盖，所述外壳具有第一外壳表面，所述盖用于覆盖音频换能器和显示器，所述盖具有第一盖表面和在第一盖表面中形成的凹槽，所述第一盖表面的至少一部分被放置在所述第一外壳表面的至少一部分上，所述凹槽在外壳与第一外壳表面相邻的部分和与第一盖表面相邻的盖之间在盖中形成空腔，所述空腔的长沿第一轴方向，并且所述空腔被放置在与显示器相邻的位置，所述盖具有形成于其中的、与空腔和空气流畅相通的至少第一开口，所述至少第一开口沿所述第一轴、朝盖的中间与音频换能器相间隔，其中所述空腔与音频换能器流畅相通。

2.根据权利要求1所述的手持电子设备，其中，盖是至少部分半透明的透镜。

3.根据权利要求1所述的手持电子设备，其中，盖包括与凹槽相邻的底层部分，底层部分具有与凹槽相邻的底层表面，盖还包括与凹槽相邻的***表面，在底层表面与第一盖表面之间放置***表面，总体上与底层表面相平行地放置至少第一轴。

4.根据权利要求1所述的手持电子设备，其中，在空腔的***周围将外壳和盖密封在一起。

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