CN101292569A

CN101292569A - 音频对接组件

Info

Publication number: CN101292569A
Application number: CNA2006800391831A
Authority: CN
Inventors: 威廉·R·威廉姆斯; 黛博拉·A·格林哈根; 斯科特·A·亨德里; 理查德·L·威利斯
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 2005-10-21
Filing date: 2006-09-26
Publication date: 2008-10-22
Also published as: US7668332B2; WO2007050219A3; TW200803575A; US20070092097A1; WO2007050219A2

Abstract

利用音频对接组件解决了水的侵入和风噪的问题，该音频对接组件包括单个框架(102)，其具有在其中形成的扬声器空腔(110)和麦克风空腔(112)。在扬声器空腔(110)和麦克风空腔(112)之间的框架(102)中形成的开口提供了从扬声器空腔到麦克风空腔中的间接对接路径。整体模制的膜(104)提供了框架(102)上的密封。

Description

音频对接组件

技术领域

本发明通常涉及通信设备，更具体地，涉及通信设备中的音频对接(porting)。

背景

水和风是能够容易地使良好工作于干燥/无风条件下的麦克风对接系统变为完全不能操作的两个环境条件。对于暴露于潮湿条件的设备，水的表面张力可能覆盖用于音频端口的壳体中的小孔，由此完全阻塞音频路径。通过麦克风端口的风可以生成小的压力脉冲，麦克风拾音头将该小的压力脉冲转换为噪声，其通常被称为风噪。

风噪对于便携式和移动类型的麦克风是成问题的。便携式麦克风产品包括通信设备，诸如手持无线电设备及其相关联的附件，其中集成了麦克风。例如，某些手持无线电设备结合具有额外的分立麦克风的附件操作，诸如佩戴在用户肩膀上的远程扬声器麦克风。移动麦克风通常是手持设备，其联接到交通机构的无线电设备，该无线电设备安装在仪表板的上面或下面。对于每种麦克风类型，目前现有的麦克风产品解决风噪问题或者水阻塞问题，但是不能同时解决这两个问题。

风噪解决方案典型地已并入到移动类型的麦克风中，其方法是，使麦克风拾音头向后移动远离前壳体并且使用大的端口表面积来解决压力脉冲。由于空间限制，使得添加扬声器更加困难，因此该类型的解决方案不易于在便携式通信设备中实现。

水阻塞解决方案典型地已并入到便携式麦克风中，其方法是，添加可替换的声路径，其被称为潜路径，其使音频能够到达麦克风，即使主音频路径被阻塞。对于该类型的对接方案或者被安装为与产品前表面接近的麦克风的任何直接对接方案，风噪性能通常是差的。在麦克风对接方案中常常使用毛毡(felt)阻挡雨水和灰尘的侵入，但是如果毛毡是足够暴露的，则其趋向于吸收水并且允许水渗透，这可能完全阻塞麦克风端口。

因此，有利的是具有一种改进的音频对接方案。

附图简述

被认为是新颖的本发明的特征及其细节将在后附权利要求中阐述。通过参考下面的描述，结合附图，可以最佳地理解本发明及其进一步的目的和优点，在数个附图中，相同的参考数字表示相同的元件，

在附图中：

图1是根据本发明的音频对接组件的分解前视图；

图2是根据本发明的音频对接组件的组装前视图；

图3是根据本发明的音频对接组件的分解后视图；

图4是根据本发明的音频对接组件的组装后视图；

图5是根据本发明安装在通信设备中的音频对接组件的部分组装视图；并且

图6是根据本发明并入了音频对接组件的通信设备。

优选实施例详述

尽管说明书以权利要求为结论，权利要求限定了被视为新颖的本发明的特征，但是可以相信，通过考虑下面的描述，结合附图，将更好地理解本发明，在附图中沿用了相同的参考数字。

本发明可以通过数种形式和方式体现。下文提供的描述和附图示出了本发明的示例性实施例。本领域的技术人员应认识到，本发明可以通过下文未示出的其他形式和方式体现。本发明应具有权利要求的完整范围，并且不应限于下文示出的实施例。应当进一步理解，关系性术语的使用，诸如第一、第二、顶部和底部、前面和后面等，唯一用于使一个实体或动作区分于另一实体或动作，没有必要要求或意指该实体或动作之间的任何该实际关系或次序。

简而言之，根据本发明，此处提供了一种使用改进的音频对接(porting)和封装来解决风噪和水阻塞问题的装置。现有技术的直接通过无线电设备前表面对接(porting)麦克风的方案被替换为在无线电设备的扬声器前方间接对接的方案。扬声器和麦克风由用于水密封的膜覆盖。本发明提供的对接方案在紧凑的封装中组合了提高的麦克风风噪和水性能。

参考图1，示出了根据本发明的音频对接组件100的分解视图。根据本发明，音频对接组件100包括框架102和用于联接到框架的膜104。框架102是由挠性材料，诸如聚氨酯、橡胶、硅酮等形成的整体模制(unitarily molded)零件，并且包括在其中形成的第一和第二空腔110、112，分别用于保持扬声器106和麦克风108。因此框架102用作托盘(tray)，其中保持扬声器106和麦克风108。麦克风空腔112提供了集成的麦克风护罩功能，消除了对分立的麦克风护罩零件的需要。然而，如果对于特定的设计需要使框架102由硬质材料形成，诸如硬塑料或类似物，则麦克风护罩需要用于声密封。根据本发明形成的框架102提供了间接的麦克风对接，其中麦克风108间接地对接到扬声器空腔110中。该间接的对接是由开口114提供的，诸如楔、槽、端口或通路，其是在框架102旁边并且在扬声器空腔110和麦克风空腔112之间形成的。

根据本发明，膜104被形成为覆盖框架102的空腔110、112两者。膜104由能够浸没并且允许音频信号通过的材料形成。膜104包括密封部分116，用于使膜密封到框架102。密封部分116优选地由双面粘合环形成，其具有第一和第二粘合边缘126、128。

参考图2，示出了根据本发明的组件的组装前视图。根据本发明，框架102经由开口114将麦克风108从扬声器空腔110对接到麦克风空腔112中。密封部分116还覆盖麦克风空腔112，因此消除了任何直接麦克风对接。膜104的第一粘合边缘126将膜联接到框架102。第二粘合边缘128用于将组件100附连到壳体(后面示出)。因此膜104为组件100提供了水紧密密封。作为使用粘合剂的替换方案或者除了使用粘合剂以外，密封部分116可以体现为可压缩衬垫或者压缩O型环，其整体被形成为膜104的一部分。

图3是根据本发明的对接组件100的分解后视图，并且图4是根据本发明的对接组件100的组装后视图。在这些视图中，麦克108被示出为联接到弯曲件(flex)118，弯曲件118安装到扬声器106的后架(back basket)上的印刷电路板(pcb)120上。用于扬声器106的信号引线(未示出)也优选地联接到pcb 120。尽管该类型的配置有助于将麦克风108对准并安置在麦克风空腔112中，但是也可以使用其他的配置，包括麦克风108和扬声器106的独立的分立布线。麦克风108保持在麦克风空腔112中，而扬声器保持在扬声器空腔110中。膜104沿粘合边缘116覆盖框架102。框架102优选地进一步包括压力释放(pressure relief)路径122，以提供扬声器106和膜104之间的气压均衡。

如在图2和4中看到的，使膜104密封到框架102形成了扬声器106前部中的封闭的空气体积——除了压力释放路径122以外。根据本发明形成的对接组件100提供了集成的声系统，其使声调谐最优化，以获得改善的麦克风和扬声器响应。

图5是安装在通信设备500中的根据本发明形成的对接组件的透明视图。图6是根据本发明形成的通信设备500，其在这里被示出为远程扬声器麦克风。结合前面的附图参考图5和6，膜104以粘合方式联接到扬声器格栅(grille)504后面的壳体502。扬声器106与位于扬声器格栅504后面的膜104后面对准，而麦克风108相对于扬声器格栅偏移。对接组件100提供了膜104和扬声器106和麦克风108之间的封闭的空气体积。音频信号从弯曲件(或者其他互连机构)118联接到电路板504。来自扬声器106的音频通过扬声器空腔112和扬声器格栅504被直接对接。根据本发明，扬声器格栅504为麦克风108提供了音频端口。通过扬声器格栅504进入的音频通过框架102的开口114被间接对接到麦克风108。扬声器106受到膜104的保护，防止水的侵入。通过膜104和框架102的间接对接的组合，防止水进入麦克风108。

根据本发明形成的对接组件100提供了集成的声系统，其使声调谐最优化，以获得改善的麦克风和扬声器响应。根据本发明形成的对接组件提供了两个赫姆霍兹谐振。第一赫姆霍兹谐振是由麦克风空腔的空气体积和端口114形成的。第二赫姆霍兹谐振是格栅对接504和膜104之间的空气体积的结果。端口114的长度不会影响扬声器的谐振。只有第二赫姆霍兹谐振影响扬声器的响应。第二赫姆霍兹谐振可被调谐以使麦克风和扬声器的响应曲线最优化。麦克风空腔112和端口114引起的谐振仅影响麦克风的响应，但是由于这些通路的小的尺寸，通常可以使该谐振的频率非常高，以便于不会干扰音频频带。

赫姆霍兹谐振由下式确定：

f_{H} = \frac{1}{2 π} \sqrt{\frac{c^{2} S}{l^{'} V}}

对于第二赫姆霍兹谐振，这些常数是：

c＝声速

S＝格栅开口的面积

l′＝包括任何输送(entrained)质量的格栅槽或孔的有效长度(深度)

V＝扬声器和格栅之间的空气的体积。

谐振与空气体积的平方根成反比，并且也是格栅对接面积和长度加上膜属性的函数。因此，通过调节膜、空气体积和格栅对接尺寸，可以调谐谐振。

尽管在典型地佩戴在肩膀上的远程扬声器麦克风实施例中示出了对接组件100，但是根据本发明形成的对接组件100可以并入到任何移动或便携式通信设备中，包括便携式无线电设备、蜂窝电话、移动麦克风等。利用具有第一和第二空腔的单个框架以及被整体模制用于形成框架上的密封的膜，提供了集成的声系统，该第一和第二空腔提供了直接和间接的音频对接。对接组件100提供了的进一步的优点包括：减少零件数目、易于组装以及提高的风噪和水侵入性能。

因此，提供了一种对接组件，其提供了提高的水密封和风噪性能。因此可以消除对分立的麦克风护罩和毛毡零件的需要，由此有助于组装和减少零件数目。根据本发明形成的对接组件特别适用于移动和便携式通信设备，诸如公共安全环境中或者存在水和风条件的环境中使用的通信设备。

尽管说明和描述了本发明的优选实施例，但是应当认识到，本发明不限于此。在不偏离后附权利要求限定的本发明的精神和范围的前提下，本领域的技术人员将想到许多修改方案、改变方案、变化方案、替换方案和等效方案。

Claims

1.一种音频对接装置，包括：

具有第一和第二空腔的单个框架，所述第一空腔具有直接音频对接，并且所述第二空腔具有间接音频对接；和

整体模制的膜，用于提供框架上的密封。

2.如权利要求1所述的音频对接组件，其中所述膜以粘合方式联接到所述框架。

3.一种音频对接组件，包括：

单个框架，该框架具有在其中形成的扬声器空腔和麦克风空腔；

在所述扬声器空腔和所述麦克风空腔之间的所述框架中形成的开口，用于提供从所述扬声器空腔到所述麦克风空腔中的间接对接；和

整体模制的膜，该膜联接到所述单个框架并且提供所述单个框架上的密封。

4.如权利要求1所述的音频对接组件，其中所述膜以粘合方式联接到所述框架。

5.如权利要求1所述的音频对接组件，其中所述麦克风空腔提供集成的麦克风护罩功能。

6.如权利要求1所述的音频对接组件，其中所述对接组件提供集成的声系统，用于调谐所述麦克风和扬声器的响应。

7.一种通信设备，包括：

具有扬声器格栅的壳体；

联接到所述扬声器格栅的音频对接组件，所述音频对接组件包括：

扬声器；

麦克风；

单个框架，该框架具有在其中形成的扬声器空腔和麦克风空腔，所述框架提供从所述扬声器空腔到所述麦克风空腔中的间接麦克风对接；和

覆盖所述扬声器空腔和所述麦克风空腔的膜，所述膜联接到所述扬声器格栅。

8.如权利要求7所述的通信设备，其中所述扬声器格栅为所述麦克风提供音频端口。

9.如权利要求7所述的通信设备，其中所述音频对接组件以粘合方式联接在壳体的所述扬声器格栅和所述单个框架之间。

10.如权利要求7所述的通信设备，其中所述音频对接组件以可压缩方式联接在所述壳体的所述扬声器格栅和所述单个框架之间。

11.如权利要求7所述的通信设备，其中所述音频对接组件以粘合方式和可压缩方式联接在所述壳体的所述扬声器格栅和所述单个框架之间。

12.如权利要求7所述的通信设备，其中所述扬声器对准在所述扬声器格栅后面，并且所述麦克风相对于所述扬声器格栅偏移。

13.如权利要求7所述的通信设备，其中所述扬声器格栅为所述扬声器和所述麦克风两者提供音频端口。

14.如权利要求7所述的通信设备，其中来自所述扬声器的音频被直接对接到所述扬声器格栅，并且通过所述扬声器格栅进入的音频通过所述扬声器空腔和所述麦克风空腔之间的开口被间接对接到所述麦克风。

15.如权利要求7所述的通信设备，其中所述麦克风空腔提供集成的麦克风护罩功能。

16.如权利要求7所述的通信设备，其中所述膜使水的侵入和风噪最小。

17.如权利要求7所述的通信设备，进一步包括压力释放路径，该压力释放路径在所述框架中形成，用于提供所述扬声器和所述膜之间的空气压力的均衡。

18.如权利要求7所述的通信设备，进一步包括：

联接到所述扬声器的印刷电路板(pcb)；和

联接在所述麦克风和所述pcb之间的弯曲件。

19.如权利要求7所述的通信设备，其中所述通信设备包括便携式通信设备。

20.如权利要求7所述的通信设备，其中所述通信设备包括移动通信设备。