CN102668523B - 用于在便携式设备中使用的装置 - Google Patents

Abstract

一种装置，被配置为对换能器的声信号进行声学处理，以及被配置为所述装置所在的另一装置提供物理接口。

Description

用于在便携式设备中使用的装置

本发明涉及一种装置。本发明进一步涉及但不限于一种在便携式设备中使用的装置。

许多便携式设备（例如，移动电话）包含多个声换能器（transducer），例如麦克风、耳机和扬声器。此类换能器是移动电话音频/声学设计中的重要组件。一般而言，每个声换能器与一个或多个声道或声腔关联。

众所周知，诸如移动电话或蜂窝手机之类的电信设备或其他便携式设备（例如，游戏设备或音乐播放器）包括一个或多个扬声器模块以及适当的发声系统，所述发声系统包括适当设计的软件算法、电路和机械布置，它们用于至少再现下行链路或收到的音频信号或再现任何其他音频信号。近几年来，已开始针对音频信号使用扬声器系统来进一步辅助包括音乐、铃声和调频无线广播的各种用例。扬声器系统的性能和品质涉及各种模块（包括扬声器模块）、机械布置、信号处理算法和/或应用、电路。内置扬声器模块集成在设备外壳内并且可以使用各种集成技术。近几年，便携式设备的机械尺寸一般在减小。这种尺寸的减小对于诸如扬声器模块之类的换能器集成具有重要作用，并促使设计者实施节省空间的技术。对于扬声器模块而言，一般对设备应用“传统设计”近几年已成为通用规则。“传统设计”包括其中需要至少一个声音出口（部分地或基本上对用户可见）的公知技术。所述声音出口将声波从设备辐射到外界。所述声音出口的形成使用一个或多个开口，而且通过诸如网状结构、栅格结构之类的布置进行配置。“传统设计”可以包括一个或多个前腔以及另外的一个或多个后腔。后腔一般为密封腔但也可以是设备的内部室（volume）。前后声腔旨在在声学上彼此基本隔离以实现最佳和可控的声学设计。在一些设计中，可选地布置一个或多个第三腔，在所述第三腔处使前后声波在声学上耦合。所述第三腔则与声音出口相连以将声波辐射到外界。

所述声音出口的位置是变化的，但是它们一般位于边带（sideband）上或位于设备背部。在某些设备中，所述出口可能位于设备的前表面。这些声音出口的物理位置对于声学设计而言具有非常重要的作用，但是这种布置受其他因素的影响，例如产品形状、工业和机械设计、生产和加工以及诸如外部音频连接器（例如，耳机插孔、USB连接器、存储卡插槽、充电连接器）之类的其他接口的位置。将理解，这些声音出口位置的设计并不独立设计，而是应考虑其他布置。

在一种备选实例实现中，扬声器系统可以包括低音反射元件，其中所述低音反射元件将扬声器模块的后腔与设备外部相连。与传统设计相比，这种布置可以在机械上更具挑战性。在一些其他实例中，低音反射端口将后腔连接到第三腔，其中所述第三腔还可通过可控方式接收扬声器模块的前端声波。所述第三腔然后与出口相连，其中所述出口将所述第三腔连接到设备外部。将理解，所有这些或类似的布置都可能需要具有挑战性的机械布置。还可能折衷声学设计的机械布置，因为很难设计诸如低音反射元件的物理尺寸之类的最佳系统参数。尽管使用低音反射元件在声学上是一个优选解决方案，但是此元件并不那么受欢迎，因为扬声器模块会占用设备的更多空间，此外可能需要复杂的机械布置，并且零件或孔的生产和加工也很困难。整体系统的机械布置应被仔细设计，其中包括那些从声音出口辐射声音以形成所需频率响应的组件。类似的扬声器模块的机械布置可能需要专门设计的声音出口布置。此外，类似的布置可能需要增加尺寸来产生目标频率响应。将理解，为了获得所需的声学性能，需要针对扬声器模块做出大量工作和考虑。

在所有扬声器模块机械布置中，防尘和防水极为重要。因此，通常在适当位置设计保护网或其他多孔材料以保证音频再现质量并通过防止微粒通过声音出口进入扬声器模块来保持良好的可靠性。但是，便携式设备的壳体（例如，提供音频连接器、充电器连接和卡槽的壳体）上还有其他孔，灰尘、其他微粒和水可通过这些孔进入设备的内部室。如果内部声学布置不提供基本的密封，这些灰尘、其他细小的微粒和水便可容易进入扬声器模块并可能损坏组件。具体地说，当振膜前后移动时，动态移动线圈组件在各个方向上辐射声波。换能器的构造通常在换能器的每侧具有允许气流自由流动的开放开口。移动线圈换能器的永磁体可能吸引金属颗粒，后者可容易地在便携式设备中移动并到达音圈和振膜。这些金属颗粒可以在装置工作时损坏敏感组件和/或降低这些组件的性能。

尽管保护网或其他多孔材料可以提供进一步的防护，但是这种保护网或适当保护的使用不一定能消除或阻止灰尘、水或其他金属颗粒进入扬声器模块。在某些实例设计中，可以针对声音出口设计网状材料，此外基本上密封所有内腔。然而，诸如作为连接器（例如，音频连接器、USB连接器、充电器连接器、存储卡插槽）的一部分提供或集成设计的其他接口或孔不能为设备的内部室提供对尘土、其他微粒和水的防护。

根据本发明的第一方面，提供一种装置，所述装置被配置为对换能器的声信号进行声学处理，以及被配置为为所述装置所在的另一装置提供物理接口。

所述物理接口可以是以下项中的至少一个：USB连接器；音频连接器和/或耳机插孔；存储卡插槽；充电器连接器；以及被配置为提供物理接口和声信号的连接器。

所述换能器可以将电信号转换为声信号并且可以为以下项中的至少一个：移动线圈扬声器；静电（或驻极体）扬声器；压电扬声器；陶瓷扬声器以及任何其他适当设计的扬声器。

所述装置可以被配置为声辐射器并且从所述换能器向外部辐射所述声信号。

所述换能器可以将声信号转换为电信号并且可以是以下项中的至少一个：全向麦克风；定向麦克风；以及任何其他适当设计的麦克风模块。

所述装置可以被配置为其中将所述声信号收集到所述换能器的声收集器或发射器。

所述装置可以包括至少一个管道，其中所述声信号可以被配置为沿所述管道传播。

所述管道可以进一步包括可以被配置为防止微粒到达所述换能器的至少一个网状结构。

所述至少一个管道可以与空气室（airvolume）相连，并且其中所述空气室可以基本上是密封的。

所述空气室可以在声学上耦合到所述换能器。

所述至少一个管道可以耦合到所述换能器。

所述至少一个管道可以包括吸声结构或材料。

所述装置还可以包括所述换能器。

所述装置可以被配置为在声学上调谐所述换能器的频率响应。

所述装置的频率响应可以被配置为获得所述装置的声学效果，其中所述声学效果可以由所述装置的空气管道的参数限定。

所述装置的所述物理接口可以被配置为将电信号传输到所述装置所在的所述另一装置和/或从所述装置所在的所述另一装置传输电信号。

所述装置可以由所述另一装置支撑，所述另一装置包括被配置为包含所述装置和所述换能器的外壳，其中所述换能器可以通过所述装置在声学上耦合到所述外壳的外部。

根据本发明的第二方面，提供一种方法，包括：提供一种被配置为对换能器的声信号进行声学处理的装置；以及为所述装置所在的另一装置提供物理接口。

提供所述装置的方法可以包括提供以下项中的至少一个：USB连接器；音频连接器和/或耳机插孔；存储卡插槽；充电器连接器以及被配置为提供物理接口和声信号的连接器。

提供被配置为对换能器的声信号进行声学处理的所述装置可以包括将所述装置配置为从所述换能器向外部辐射所述声信号的声辐射器。

提供被配置为对换能器的声信号进行声学处理的所述装置可以包括将所述装置配置为将所述声信号收集到所述换能器的声收集器。

为了更好地理解本发明，现在通过实例的方式参考附图，这些附图是：

图1示意性地示出采用本发明的实施例的电子设备装置；

图2以进一步细节示意性地示出图1所示的电子设备；

图3是图1所示的具有各种实施例的装置的示意图并且有助于理解本发明；

图4是根据本发明的一个实施例的电声模型的示意图，所述电声模型示出用于形成发声系统的元件；

图5示出根据本发明的基于图4中提供的实施例的频率响应曲线图。

下面进一步详细地描述了用于提供换能器集成的适当装置和可能机构，例如，针对配置扬声器模块免提操作提供的换能器集成或用于手机操作的耳机模块或同时提供免提和手机操作的多功能设备或通过下行链路音频或记录系统配置的麦克风模块。在此方面，首先参考图1，其中示出系统实例的图示，该实例包括公知的扬声器模块和其他物理孔的解决方案，所述其他物理孔包括由连接器（即，为设备设计的音频连接器）使用并提供外部接口的孔。图1、2和3中所示的装置为采取移动电话形式的用户设备。但是应该理解，应用的实施例可以通过任何设备实现，所述设备包含可以是扬声器模块或麦克风的换能器以及由音频连接器之类的连接器使用的其他物理孔。

图1是根据某些实施例的适合于作为移动电话10操作的装置的平面图。在其他实施例中，移动电话10可以是诸如音乐播放器或无线通信系统之类的电子设备。

移动电话10在某些实施例中可以包括外壳100，其中容纳一些内部组件。所述外壳可以包括显示区域102，用户可通过此显示区域看到显示面板。所述外壳在某些实施例中包括音孔（soundaperture）104。在这些实施例中，音孔104还可以包括用于音孔104的单独边框，或者在某些其他实施例中，可以形成为外壳100或显示区域102的一部分。当音孔104放置在用户耳边时，用户便可听到耳机模块（未示出）产生的声音。移动电话10还可以包括音量控制按钮108，用户可通过此按钮控制扬声器模块的输出音量。移动电话10包括至少一个声音出口114，此声音出口可用于辐射扬声器模块（未示出）产生的声波。所述扬声器模块可用于免提操作，例如音乐播放、铃声、免提语音和/或视频呼叫。声音出口114将扬声器模块的声输出耦合到移动电话10的外部。在某些实施例中，声音出口114可以包括可以采取各种形式、形状或材料的适当网状结构或栅格，它们可根据扬声器模块114的频率响应进行设计。声音出口114可以构造为一排单独的小开口或可以是单个剖面区域。声音出口114可以是矩形或圆柱形或者可以是任何其他适当的形状。麦克风模块（未示出）的至少一个麦克风出口112可以适当地位于移动电话10中以捕获至少一个麦克风发出的声波并将该声波作为表示音频或语音信号的电信号输出，然后可以对所述音频或语音信号进行处理并将其发送到其他设备或进行存储以便以后播放。

移动电话10可以提供允许用户将外部装置或设备连接到移动电话10的接口。例如，音频连接器插口106可以适当地位于移动电话10中。在某些实施例中，音频连接器插口可以基本隐藏在适当布置的门或盖之后。音频连接器插口106可以适合与音频连接器（未示出）连接或者可以适合与音频或音频/视频（A/V）连接器连接。音频连接器提供与音频或A/V插头（未示出）的可拔插连接。这些插头提供连线终端并且用于将外围设备连接到移动电话10。通过这种方式，移动电话10能够输出音频或A/V并接收音频或A/V输入。此类音频或A/V插头通常被称为圆形标准连接器并可以采取各种规格（其中包括至少两个触点）。诸如耳机之类的外部设备本身可以包括麦克风或适当的麦克风连接或适合于作为进一步连线的终端的其他连接。音频连接器和/或关联的插头可以是标准的2.5毫米或3.5毫米音频连接器和插头。因此，可以理解，可以形成包括适当布置的剖面区域的音频连接器插口106。

移动电话10在某些实施例中还可以包括通用串行总线（USB）接口插口110。USB接口插口110针对USB连接器（未示出）适当地布置。移动电话10可能还需要充电操作，因此包括充电连接器116。充电连接器116可以具有各种大小、形状及其组合，或者在某些实施例中，充电连接器116可以是可见的或被基本隐藏。

在图2中，进一步详细地介绍示例性移动电话10或装置的示意性方块图。

移动电话10包括处理器21，所述处理器可以通过数字-模拟转换器（DAC）32链接到扬声器模块，其中所述扬声器模块为喇叭33。所述喇叭在某些实施例中可以通过音频连接器34连接到外部电子设备。在某些实施例中，喇叭33可以用作适合于耳机语音呼叫的耳机模块。移动电话10还包括至少一个麦克风11和被配置为将来自至少一个麦克风的11的输入模拟音频信号转换成数字音频信号并将所述数字音频信号提供给处理器21的模拟-数字转换器（ADC）14。

在某些实施例中，移动电话11可以包括一排麦克风。在某些实施例中，至少一个麦克风11可以通过全向麦克风实现。换言之，这些麦克风可以对来自所有方向的声音信号同等地做出响应。在某些其他实施例中，至少一个麦克风包括被配置为对预定方向的声音信号做出响应的定向麦克风。在某些实施例中，至少一个麦克风包括数字麦克风，换言之，此麦克风是在一个组件块中包括集成放大器和西格玛-德尔塔型A/D转换器的普通麦克风。数字麦克风输入在某些实施例中还可用于诸如换能器处理反馈信号之类的其他ADC通道，或者用于诸如波束形成或噪声抑制之类的其他增强。

移动电话10可以包括多个可用作不同用途的换能器模块。音频连接器34为诸如耳麦或耳机或适合于从DAC32输出的任何音频换能器设备之类的外部模块提供物理接口。在某些实施例中，移动电话10中可提供喇叭和音频连接器。此外，在某些实施例中，外部模块可以通过发射器或收发器以无线的方式（例如使用诸如蓝牙A2DP规范之类的低功率射频连接）连接到移动电话10。处理器21还链接到收发器（TX/RX）13、用户接口（UI）15和存储器22。

图中示出移动电话10包括USB连接器36。USB连接器36可以是标准USB，也可以是微型或迷你USB。USB标准提供主机、设备和链接主机和设备的线缆的规范。除了标准USB的其他要求以外，USB主机能够检测与其通信的那些设备的速度。在某些实施例中，USB连接器提供与音频或A/VUSB插头（未示出）的可插拔连接。移动电话10因此可以包括适当集成的USB控制功能，此功能可以由处理器控制。

处理器21可以被配置为执行各种程序代码。所执行的程序代码在某些实施例中可以包括单个设置，用于产生到喇叭33和/或音频连接器34的适当音频信号。所执行的程序代码23例如可以存储在存储器22中以便由处理器21在需要时取回。在某些实施例中，所述代码自适应地产生，适合于专门的用途。存储器22还可以提供用于存储数据（例如，已根据各实施例处理的实例数据）的区段24。

用户接口15允许用户将命令输入移动电话10，例如通过数字小键盘和/或触摸接口。此外，移动电话或装置10可以包括显示屏。所述处理器在某些实施例中可以产生图像数据以通知用户操作模式和/或显示一系列可供用户使用用户接口15从中选择的选项。例如，用户可以针对音频信号选择或缩放增益效果或均衡器设置以设置自定义播放特性，所述播放特性可根据所使用的扬声器模块或外部模块进行修改。在某些实施例中，采取触摸接口形式的用户接口15可以实现为采取触摸屏用户接口形式的显示器的一部分。

收发器13在某些实施例中允许与其他电子设备进行通信（例如经由诸如节点B或基站收发台（BTS）之类的蜂窝或移动电话网关服务器和无线通信网络），或与远离所述装置的麦克风或外部模块进行短距离无线通信。

再次地，应理解，可以以许多方式补充和改变移动电话10的结构。

图3提供本发明的一个实例实施例，其中移动电话10被配置为使用声音出口114和音频连接器插口106产生喇叭33（未示出）的声输出。在一个实例实施例中，喇叭33的频率响应可以是通过第一声输出120和第二声输出118配置的传递函数的联合函数（jointfunction）。第二声输出118使用音频连接器插口106提供，其中音频连接器插口106基本或整体上针对音频连接器34而设计，音频连接器34具有空气管道，其可以容纳诸如耳机或音频/AV插头之类的接口外部插头。声音出口114辐射可从喇叭33的第一方向产生的第一声输出120。同时，音频连接器插口106可以辐射来自喇叭33的第二方向的第二声输出118。喇叭33可以采取任何适当的形式，例如它可以包括电磁线圈和振膜布置、或静电扬声器换能器或压电换能器或任何其他适当的换能器。喇叭33包括带有表面的组件（未示出），所述组件可以以总体垂直于该表面的方向移动，以便喇叭33使空气朝每个方向增压或移动。在喇叭33是移动线圈换能器或静电（或驻极体）换能器的情况下，所述组件为振膜。对于压电换能器，所述组件可以是压电元件的表面。

将认识到，当为了向移动电话10的外部辐射声音而采用音频连接器106时，喇叭33的频率响应被显著改进。在某些实例实施例中，音频连接器34可以用作低音反射元件，其中可以改进喇叭33的低频性能。所述低音反射元件包括位于喇叭33的后端布置与移动电话10的外部之间的通道，将理解，喇叭33的后端布置可以使用音频连接器插口106在声学上连接到移动电话10的外部。将理解，喇叭33的后端布置使用音频连接器34在声学上并基本地连接到外部。音频连接器34还充当移动电话10与各种外部设备之间的物理接口。喇叭33的前端布置可以使用声音出口114在声学上连接到移动电话10的外部。在某些实例实施例中，喇叭33的前端布置和后端布置可以混合在基本上密封的腔内，其中使用声音出口114和音频连接器插口106中的至少一个将声波连接到移动电话10的外部。在某些实例实施例中，仅将音频连接器插口106用作声音出口。

图4示出一个实例模型，其示出根据图3所示的一个实例实施例的用于形成针对移动电话10实现的发声系统的元件。所示模型包括第一腔200、喇叭33和第二腔210。喇叭33产生朝向第一腔200和第二腔210传播的声波。所述声波经由声音出口114和音频连接器插口106朝向移动电话10的外部辐射。将理解，喇叭33的辐射特性240是通过第一声输出120和第二声输出118配置的传递函数的联合函数。所示元件的声耦合通过声耦合路径示出，例如将朝向喇叭33的前端产生的声波在声学上耦合到第一腔200的声耦合路径70。以类似的方式，声耦合路径71示为将朝向喇叭33的后端产生的声波在声学上耦合到第二腔210。声耦合可以分别被理解为能量（在此为声能）的耦合和解耦。公知的是，声耦合通过移动电话10内部适当的机械布置来实现。

一般而言，换能器具有辐射方向（例如，专门的方向），其中主要发射声波并且其中所发射的声波具有最高的平均声压级别。在此方面，根据图4的实例实施例，延伸出喇叭主辐射方向的喇叭33的表面被理解为喇叭的前表面。所述主辐射方向的相反方向被理解为喇叭的后表面。在某些实例实施例中，腔配置和关联的出口布置可能有所不同。例如，第一腔200可以接收来自喇叭33的后表面的声波，同时第二腔210可以接收来自喇叭33的前表面的声波。在某些实例实施例中，第一和第二腔被基本密封并且不会在声学上直接相互影响。

第一腔200和/或第二腔210充当具有不同共振特性的声共振器，当所述腔与诸如声音出口114和音频连接器插口106之类的插口耦合时，所述声共振器用于在某些不同的频段中放大声压级。共振放大可以在喇叭33无效的频率范围中使用（即，产生带有低声压级的低频信号），或者在需要提升一个或多个频率范围内的声压级时使用。第二腔210与音频连接器34一起充当用于放大低声频的声共振器。音频连接器34可以充当低音反射元件，其中可以进一步改进喇叭33的低频性能。除了其他因素外，协作的第二腔210和音频连接器34的声特性（导致此布置的声行为）由第二腔210的物理体积/尺寸和音频连接器34的设计或构造确定。此外，根据本发明的一个实施例的喇叭33同时朝向第一腔200和第二腔210辐射，其中第二腔210的设计方式能够防止第二腔210到第一腔200中的声泄露，如果发生此泄露，则会降低发射效率。在某些实施例中，每个个体声腔可以具有较低级别的泄露。泄露级别或泄漏量允许跨喇叭33的压力均衡。可由喇叭33的外壳上的小孔提供泄露。备选地，泄露可由喇叭33所在外壳的两部分之间或外壳与喇叭33之间故意不完全密封的接缝导致。

第二腔210的设计被构建为增强低频效率并形成允许在相应适当频率范围内放大共振的共振器。通过设计体积比第一腔200的体积大很多的第二腔210来实现这些条件。进而，第一和第二腔的体积的设计方式允许采用某些其他结构，例如，封装技术可以允许将活性炭适当地放置在声腔（未示出）内部，因而最小化所需的空气室大小。作为上述活性炭的补充或替代，在其他实施例中可以使用其他吸声填料。活性炭的形式没有限制并且可以是颗粒状、纤维状或粉末或这些形式的任何其他混合。此外，可以在所述声腔内放置由预选材料制成的具有预定尺寸（例如，直径和长度）的一排窄管（例如，平行管或小直径平行圆柱体或任何其他适当设计的结构）以大量吸收从喇叭33辐射的声波。吸声构件和/或材料可以具有任何形状。吸声材料可以包括多个碳纳米管。所述多个纳米管和/或其他窄管可以适当地进行布置。

在某些实施例中，喇叭33的设计方式使得吸声构件和/或材料位于喇叭33内适当形成的腔中。多个吸声构件或诸如活性炭之类的其他材料构成压力补偿装置，其可以包括具有不同大小和不同形状的吸声构件。将理解，当适当设计喇叭33时，此实例构造可以减小移动电话10内部的声腔或其他机械布置的大小。此外，喇叭33的设计方式允许喇叭包括音频连接器34。在该实例实施例中，将理解，喇叭33和音频连接器34被设计为还可以包括吸声布置的单个模块。

在某些实例实施例中，来自第一和第二声腔的声波朝向外部辐射，但是在某些其他实施例中，可以在适当位置设计保护网或其他多孔材料以改进再现质量方面，以便例如提供适当的声阻尼和通过防止微粒由声音出口进入扬声器模块来保持良好的可靠性。

在图4示出的实例实施例中，在声音出口114和音频连接器插口106之后提供过滤或网状结构220、230。网状结构220、230被配置为防止灰尘、水和其他类型环境状况由声音出口114和音频连接器插口106进入喇叭33。因此，较之没有此网状结构220、230的装置提高了产品可靠性。网状结构220、230的声学特性在某些实施例中可以根据喇叭33的频率响应来选择。可以适当地定义网状结构220、230的位置和特性（例如，声学透射性、密度和软度）。在某些实施例中，网状结构220可以被设计为位于声音出口114的前面，网状结构230可以被适当地设计为位于音频连接器34的后面和/或沿着音频连接器34排列和/或围绕音频连接器34排列。在其他实例实施例中，声音出口114和音频连接器插口106可以基本上或部分地根据可以采取各种形式、形状或材料的适当栅格或网状结构进行构造。由于声音出口114和音频连接器插口106的尺寸分别对整体移动电话10的声学行为以及多个声学组件的布置具有影响，因此，优选地将所述网状结构放置为靠近出口或者与声音出口114和音频连接器插口106相距预定距离。

在某些实例实施例中，可以不必使用第二声腔，其中后端声波直接与音频连接器34耦合。根据本发明的某些方面，可以在具有或没有声音出口116的情况下使用此系统。

在图4的实例实施例中，第一腔200充当用于放大中频范围和/或高频范围（具体而言，高于与第二腔210相关的低频范围）的声共振器。第一腔200与声音出口模块35结合时，充当用于进行声放大的声共振器，其中声音出口模块35可以由移动电话10的外盖100的材料厚度形成，并且可以通过其他构造（例如，密封圈或模制部件增大的厚度）扩展。声音出口模块35的剖面区域在某些实施例中形成声音出口114。第一腔200和声音出口模块35两者的声学特性形成最终的共振放大。协作的第一腔200和声音出口模块35的导致此布置声学行为的声学特性除了其他因素外，还由第一腔200的物理体积/尺寸和声音出口模块35的设计或构造确定。根据图4中的一个实例实施例，共振放大是取决于第一腔200和声音出口模块35两者的声学特性及它们在第二腔210和音频连接器34的上下文中描述的交互的协作效应。根据本发明的某些实施例，音频连接器34可以结合第一腔200使用以形成所需的共振频率。在某些备选实施例中，可以在没有第一腔200的情况下使用音频连接器34。将理解，喇叭33的前表面可以与音频连接器30进行声耦合。

图5示出图4中所示的实例实施例的频率响应图。其中示出频率响应曲线300具有对数频率横坐标和线性声学信号功率纵坐标。重点示出总体所示频率范围100Hz到8kHz中的三个峰值频率点。该曲线图包括与图4中所示的实例的一个或多个特定组件关联的三个峰值频率。

图5所示的频率响应曲线300的第一峰值310在400Hz和500Hz之间出现，并且由第二腔210连同音频连接器34的声学特性所导致。第二腔210的声学特性主要由自身体积结合音频连接器34定义，所述音频连接器实现为具有特定预定剖面区域和特定预定长度的插口（vent），所述预定剖面区域和预定长度依该体积而定（或者该体积依预定剖面区域和预定长度而定）。大约在400Hz和500Hz范围中的第一峰值310可以看作声信号的低频放大。低频声信号在第二腔210和第一腔200两者中被激励，而第二腔210与音频连接器34结合被设计为充当低频声放大器。换言之，低频分量可以由两个腔来改变，但是第二腔当与管结合时，在某些实施例中可以形成另一共振并且此进一步的共振不能由第一腔形成。

图5的频率响应曲线300中示出的图4所示实例的频率响应的第二峰值320位于喇叭33的声学特性导致的900Hz范围中。第二峰值320表示喇叭33的主要声学共振峰值。本领域技术人员将理解，备选换能器模块可以在基本密封的声腔中包括不同的共振频率。频率响应的第三峰值330大约为3.5kHz，由第一腔200的声学特性结合声音出口模块35的声学特性所导致。根据本发明的其他实施例，峰值的位置、特性和数量可以不同或者被改变。将理解，实例频率响应曲线300是一个实例频率响应，其中频率响应曲线300包括至少一个连接器（即，音频连接器34）的声学效应。

根据本发明的某些实例实施例，用于在移动电话10内进行声音再现的音频连接器34的配置只是一个实例系统，如上所述，在某些实施例中，扬声器模块的声学布置可以形成各种其他上面未明确提及的频率响应并且本发明不排除具有备选特性的其他频率响应。将理解，本发明不排除可以通过类似于音频连接器34的方式使用其他任何连接器，可以将连接器配置为直接或间接地形成所需频率响应和其他组合，可以采用多个连接器的空气管道配置声音再现系统。音频连接器34或任何其他连接器（无论是标准连接器还是定制连接器）的形状、材料和位置可以根据移动电话10的要求来选择。将理解，采用连接器的空气管道是为了再现声音，甚至捕获声音。

参考图1至5描述的实施例具体涉及针对免提操作的声音再现而采用的扬声器模块，但是根据备选实施例，可以通过单独采用连接器的空气管道或与至少一个其他常规出口一起配置其他声音出口，所述出口在外盖100上的耳机扬声器模块的音孔104附近提供声音再现。将理解，此类实例设计可以用于手机操作。这还可以形成泄露宽容声学系统。适当设计的泄露宽容系统可以改进耳机扬声器模块的声音质量，因为在不相对用户耳朵密封耳机区域的情况下，低频性能仍然很好并且频率响应变得与如何相对用户耳朵放置耳机区域更加无关。在备选实施例中，单个扬声器模块的配置方式可以使得耳机操作和免提操作通过配置至少一个连接器的空气管道来获益。在其他备选实施例中，存在至少两个扬声器模块执行立体声播放。在这些实例实施例中，一个扬声器模块可以与一个连接器结合使用，第二扬声器可以与备选连接器结合使用。例如，USB接口插口110可以由第一扬声器使用，音频连接器插口106可以由第二扬声器使用，其中第一和第二扬声器设计可以被配置为能够产生基本类似的声学频率响应，但是本发明并不排除其他组合。

尽管在上述实施例中，上面图形所示配置内的流体为空气，但是可以理解，可以使用其他流体执行声学系统中的声波功能。

此外，应理解，上述实施例不应被视为限制。阅读本申请之后，其他变型和修改对于本领域技术人员而言将是显而易见的。本申请的公开应被理解为包括在此明确地或隐含地公开的任何新颖特征或任何新颖特征组合或对其的归纳，并且在本申请或从本申请派生的任何申请的诉讼期间，可以形成新的权利要求以涵盖任何此类特征和/或此类特征的组合。

尽管图1至5中未明确示出，但是移动电话10可以包括被配置为驱动喇叭33的模拟和数字组件。因此，这些实施例中的移动电话10还可以包括数字信号处理（DSP）组件。相同或其他实施例中的移动电话10可以包括被配置为控制和执行移动电话10的操作的微处理器或处理器。在某些实施例中，移动电话可以包括被配置为为移动电话10的电子组件（例如DSP组件和处理器）供电的电池。在某些实施例中，被配置为驱动喇叭33的模拟和数字组件可以与DSP组件及微处理器进行通信。在此类实施例中，DSP和/或微处理器可以控制被配置为驱动喇叭33的模拟和数字组件以提供到喇叭33的驱动信号。在其他实施例中，DSP组件和/或微处理器可以调整馈入喇叭33的信号，例如通过提供以下项中的至少一个：均衡器功能、增益控制、动态范围控制器、过度振膜运动防止控制。DSP模块和/或微处理器的操作在某些实施例中可以改进音频播放性能。可以构想其他备选配置并且它们在本发明的范围中。根据本发明的各实例实施例，移动电话10包括被配置为处理麦克风11捕获的麦克风信号的模拟和数字组件。

参考图1至5描述的实施例包括喇叭33、音频连接器34以及被配置为为喇叭33和音频连接器34提供电气接口的基板（未示出）。在这些实施例的一部分中，所述电气接口可以通过与基板对接的柔性连接实现。在上述实施例的一部分中，所述基板还被配置为形成由换能器和/或连接器（例如，音频连接器34）的一个表面和基板的一个表面限定的部分或基本封闭的后腔。但是，根据某些其他实施例，所述基板可以仅针对喇叭33和音频连接器34提供电气接口。在这些实施例中，喇叭33和/或音频连接器34可以由适当设计的外壳结构包围。诸如第二腔210之类的声腔在这些实施例中可以由所述外壳结构和喇叭33和/或音频连接器34限定。所述外壳结构在这些实施例中可以进一步包括小管道（未示出）以提供压力均衡。所述外壳结构可以进一步包括用于所述小管道的被配置为防止微粒进入管道的网状结构或过滤器。将理解，在此类实施例中，可以针对喇叭33和/或音频连接器34实现至少可以防止灰尘和其他小颗粒的基本保护。

因此，移动电话10在某些实施例中可以包括如上所述的一个或多个换能器和一个或多个连接器。

因此，在至少一个实施例中，存在一种装置，所述装置包括：换能器，其包括被配置为在施加电信号时移动的排气组件；至少一个基本密封的腔，其包括声学室；以及至少一个管道，其与至少一个连接器对接，其中所述至少一个连接器包括空气管道并且被配置为提供到所述装置的其他接口，因而所述连接器的空气管道将所述换能器的声波在声学上辐射到所述装置的外部。

应理解，术语“移动电话”或“用户设备”旨在涵盖具有耳机或扬声器配置的任何适当类型的设备，例如MP3播放器、无线电接收器和收发器以及带有音频功能的便携式数据处理设备或便携式Web浏览器。此外，将理解，术语“声学通道”旨在涵盖声音出口、通道和腔，并且此类声音通道可以与换能器和/或连接器集成地形成，或者作为换能器和/或连接器与设备的机械集成的一部分形成。

如在本申请中使用的，术语“电路”指示下列所有项：

(a)仅硬件电路实施方式（例如，仅模拟和/或数字电路中的实施方式）以及

(b)电路和软件（和/或固件）的组合，例如：(i)处理器（多个）组合，或者(ii)协同工作以使诸如移动电话或服务器之类的装置执行各种功能的处理器（多个）/软件（包括数字信号处理器（多个））、软件和存储器（多个）的各部分，以及

(c)电路，例如需要软件或固件（即使所述软件或固件在物理上不存在）才能运行的微处理器（多个）或微处理器（多个）的一部分。

此“电路”定义适用于此术语在本申请（包括任何权利要求）中的所有使用。作为进一步的实例，如在本申请中使用的，术语“电路”还涵盖仅处理器（或多个处理器）或处理器的一部分及其附属软件和/或固件的实施方式。术语“电路”还涵盖（例如并且如果适用）特定的权利要求要素、移动电话的基带集成电路或应用处理器集成电路或服务器、蜂窝网络设备或其他网络设备中的类似集成电路。

以上描述通过示例性和非限制性实例提供了本发明示例性实施例的全面详细的描述。但是，当结合附图和所附权利要求阅读上述描述之后，各种修改和变化对于本领域技术人员将变得显而易见。但是，本发明的教导的所有这些和类似修改仍落入所附权利要求限定的本发明的范围之内。

Claims (11)

1.一种用于在便携式设备中使用的装置(10)，包括：

音频换能器(33)；以及

用于接纳外部组件的连接器物理接口(106)，所述连接器物理接口被配置为传输电信号，从而使得在所述装置和所述外部组件间提供电接口，并使得辐射声信号；

其中所述连接器物理接口包括与所述连接器物理接口一起整体地形成的至少一个空气管道，从而使得所述音频换能器至少使用所述至少一个空气管道在声学上连接到所述装置的外部，从而使得从所述音频换能器向所述装置的外部辐射声信号。

2.如权利要求1中所述的装置，其中所述连接器物理接口是以下项中的至少一个：

USB连接器；

音频连接器和/或耳机插孔；

存储卡插槽；

充电器连接器；以及

被配置为提供物理接口和声信号的连接器。

3.如权利要求1或2中所述的装置，其中所述换能器是以下项中的至少一个：

移动线圈扬声器；

静电或驻极体扬声器；

压电扬声器；

陶瓷扬声器；以及

任何其他适当设计的扬声器。

4.如权利要求3所述的装置，其中所述声信号被配置为沿所述至少一个空气管道传播。

5.如权利要求4所述的装置，其中所述至少一个空气管道与空气室相连，并且其中所述空气室是基本密封的声腔(210)。

6.如权利要求4或5所述的装置，其中所述至少一个空气管道包括以下中的至少一个：

至少一个吸声结构或材料；

至少一个网状结构。

7.如权利要求1或2所述的装置，其中所述装置被配置为在声学上调谐所述音频换能器的频率响应。

8.如权利要求7中所述的装置，其中所述装置的频率响应被配置为获得所述装置的声学效果，所述声学效果由所述装置的所述至少一个空气管道的参数限定。

9.如权利要求1或2所述的装置，其中所述装置的所述连接器物理接口被配置为将电信号传输到所述装置所在的另一装置和/或从所述装置所在的所述另一装置传输电信号。

10.一种用于在便携式设备中使用的模块，包括如权利要求1-9中任何一项所述的装置。

11.一种用于在便携式设备中使用的方法，包括：

提供被配置为对音频换能器(33)的声信号进行声学处理的装置；

提供用于接纳外部组件的连接器物理接口(106)，所述连接器物理接口被配置为传输电信号，从而使得在所述装置和所述外部组件间提供电接口，并使得辐射声信号；提供至少一个空气管道，所述至少一个空气管道与所述连接器物理接口一起整体地形成以辐射所述声信号，并且至少使用所述至少一个空气管道将所述音频换能器在声学上耦合到所述装置的外部，从而使得从所述音频换能器向所述装置的外部辐射声信号。