CN106060741A - 可控制的声学变换器 - Google Patents

Abstract

一种装置包括：声学变换器，以及耦合至该声学变换器的声音通道，该声音通道包括具有电可控的形状的元件；其中该元件的形状是电可控的以改变该声音通道的声学属性。

Description

可控制的声学变换器

分案申请说明

本申请是2011年12月29日进入中国国家阶段的、国际申请日为2010年3月26日、申请号为201080029602.X的发明专利申请(名称为“可控制的声学变换器”)的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种装置。本发明进一步涉及但不限于用于在移动设备中使用的装置。

背景技术

例如移动电话之类的多种便携设备包括诸如麦克风、耳机和扬声器之类的多个声学变换器。此类变换器是移动电话音频/声学设计中的关键组件。一般地，将存在与每个声学变换器相关联的一个或者多个背腔(back cavity)和声音通道。此类声音通道可以确保针对变换器获得特定频率响应，并且必须被仔细设计作为设备硬件的机械配置的部分。在声音通道或者腔的尺寸和配置中的小变化对于组合变换器/声音通道的声学属性可以具有大的影响。

在已知的声学变换器配置中，声音通道的机械设计在硬件设计和设备制造完成时是固定的，并且在后来的使用期间无法针对专用或者期望配置来调整。作为替代，通过在向变换器应用表示声音输出的电信号之前对该信号进行滤波，来实现期望的声学属性。典型地，这需要使用大量的处理能力，通常由专用数字信号处理器(DSP)来提供该处理能力。

通常，可以在DSP中实现变换器的声学响应的特定限制和优化修改，以便在设备使用期间在需要时调整声学属性。然而，此方式是有问题的，并且难以克服由变换器的机械设计施加的约束。

由机械设计施加的示例约束在于，有向麦克风的某些配置在麦克风模块周围的硬件中需要设计两个声音出口。在某些条件下，已知有向麦克风具有比全向麦克风更好的性能。然而，在不同条件下也可能是相反的，例如，已知有向麦克风对有风条件是敏感的。由于麦克风的硬件设计是固定的，因此对于当前条件的任何调整必须以电子形式提供。

类似地，已知耳机设计可以是传统的或者容忍泄漏的。真正并且有效的容忍泄漏的耳机设计在不同环境条件下对于下行链路音频的回放提供几乎恒定的体验，在该不同环境条件下用户将包括耳机的设备贴在他们的耳部，此时实现的密封并非完美。由于耳机的容忍泄漏特性，在手持机和用户耳部之间的泄漏几乎不可察觉。

然而，容忍泄漏的耳机的机械设计面临挑战，并且除非重新考虑耳机的机械设计，否则传统设计无法直接被转换至容忍泄漏的设计。

然而在某些情况下，容忍泄漏耳机设计可能不是优选的，例如，某些用户更喜欢提高的低频响应，这当在手持机中提供传统耳机设计时是可能的。另外，如果用户将手持机非常好地贴在他们的耳部时，则传统耳机设计提供被动放大(听起来声音较大)。

根据当前设计，耳机的硬件集成要求针对容忍泄漏设计和传统设计是不同的，并且一旦硬件设计已经固定，则即使可能也难以配置传统耳机来充当容忍泄漏耳机。

当手持机被设计为开放式(open)或封闭式(closed)背部，其他示例包括免提扬声器和其他附件。

因此，能够调整变换器的机械硬件设计以在设备使用期间根据包括变换器的设备的期望操作模式来调整声学属性，这将是有益的。

然而，改变声学变换器(尤其是微型的声学变换器)的属性并非简单任务。在变换器配置中提供灵活性的先前尝试通常需要将多个变换器集成到系统中，并且多个变换器的输入/输出继而可以通过在DSP中进行处理而结合以产生所需效果。

如上所述，变换器的频率响应取决于与变换器相关联的声音通道和腔的大小和形状。由此在已知设备中，变换器的频率响应是随着将硬件集成到设备中而固定。然而存在如下情况：其中能够修改频率响应将是有利的。

例如，已知大多数风噪的能量是低频的。由此，如果被设计为拾取低频声音，则全向麦克风的性能可能在有风条件下也是较差的。

扬声器或者耳机的声学属性需求可以取决于情况而变化。这可以导致尤其是在没有足够资源(能力、计算能力)可用于以电子形式固定输出时、应用中的问题。

然而，如果有可能修改变换器的硬件配置，则可以在无需处理器密集型滤波的情况下实现改进的性能。

另外，在当前电话应用中常见的是使用窄带编解码器，其中仅有相对较小范围的频率被记录并通过电话网络传输。然而，某些运营商提供对宽带编解码器的使用，其中大得多的范围的频率。为了支持使用宽带编解码器，手持机将包括对支持宽带操作的变换器的硬件集成。然而，针对宽带编解码器而优化的变换器对于使用窄带编解码器而言可能不再理想，并且反之亦然。因而，如果可以在使用期间修改在需要时针对利用宽带或者窄带编解码器的操作进行优化的变换器的硬件配置，则这会是有利的。

发明内容

本发明的至少某些实施方式目的在于解决这些问题中的一个或者多个问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种装置，该装置包括：声学变换器，以及耦合至声学变换器的声音通道，声音通道包括具有电可控形状的元件；其中元件的形状是电可控的以改变声音通道的声学属性。

该装置可以进一步包括被配置以控制元件的形状的控制器。

根据某些实施方式，元件可以由电活性聚合物形成。元件的形状在第一形状和第二形状之间是电可控的，其中第一形状中声音通道被打开，而第二形状中声音通道被阻塞。

该装置可以包括音频输出和/或输入设备，并且改变声音通道的声学属性可以包括改变音频输出和/或输入设备的频率响应。

声学变换器可以包括麦克风或扬声器。

该装置可以进一步包括处理器，被配置以通过使用至少两个音频编解码器之一来将用于变换器的音频数据进行解码，该控制器可操作以依据用于对音频数据进行解码的音频编解码器来控制元件的形状。

该装置可以包括两个声音通道，该声音通道耦合至麦克风并且被配置以提供麦克风的有向操作，元件电学可控地阻塞声音通道之一，从而使得麦克风充当全向麦克风。

该装置可以包括至少两个麦克风的麦克风阵列，每个麦克风耦合至相应的声音通道，麦克风阵列被配置以提供有向操作，元件电学可控地阻塞声音通道之一，从而使得麦克风阵列充当全向麦克风。

声音通道可以耦合至声音腔。

该装置可以进一步包括定位于扬声器附近的麦克风，控制器耦合至麦克风并且被配置以依据由麦克风生成的信号来控制元件的形状。

控制器可以被配置以依据麦克风的饱和水平控制元件的形状。

元件可以是可控的以在声音通道内形成防水密封，控制器被配置以控制元件的形状，以便当检测到水进入声音通道的风险时将声音通道密封。

电子设备可以包括如上所述的装置。

根据本发明的第二方面，提供了一种方法，该方法包括：在包括声学变换器以及耦合至声学变换器的声音通道的装置内，在声音通道内提供具有电可控形状的元件；以及电控制元件的形状以由此改变通道的声学属性。

电控制元件的形状可以包括：在第一形状和第二形状之间电控制元件的形状，其中第一形状中声音通道被打开，而第二形状中声音通道被阻塞。

其中该装置可以包括音频输出和/或输入设备，并且电控制元件的形状可以包括改变音频输出和/或输入设备的频率响应。

该方法可以进一步包括：通过使用至少两个音频编解码器之一来将用于变换器的音频数据进行解码；以及依据用于对音频数据进行解码的音频编解码器电控制元件的形状。

该装置可以包括两个声音通道，该声音通道耦合至麦克风并且可以被配置以提供麦克风的有向操作，并且电控制元件的形状可以包括：电控制元件的形状以阻塞所述通道之一，从而使得麦克风充当全向麦克风。

该装置可以包括至少两个麦克风的麦克风阵列，每个麦克风可以耦合至相应的声音通道，麦克风阵列优选地被配置以提供有向操作，并且电控制元件的形状可以包括：电控制元件的形状以阻塞所述声音通道之一，从而使得麦克风阵列充当全向麦克风。

该装置可以进一步包括定位于扬声器附近的麦克风，并且该方法可以进一步包括依据由麦克风生成的信号来电控制元件的形状。

该方法可以进一步包括：依据麦克风的饱和水平电控制元件的形状。

该方法可以进一步包括：基于检测到水进入声音通道的风险而电控制元件以形成防水密封。

根据本发明的第三方面，提供了一种编码有指令的计算机可读存储介质，如果该指令由计算机执行则执行处理，该处理包括：在包括声学变换器和耦合至声学变换器的声音通道的装置中(其中声音通道包括具有电可控的形状的元件)，电控制元件的形状以改变通道的声学属性。

根据本发明的第四方面，提供了一种包括变换装置以及耦合至变换装置的声音通道的装置，声音通道包括电可控的形状改变装置以用于改变声音通道的声学属性。

附图说明

为了更好地理解本发明，现在将以示例方式参考附图，其中：

图1示意性地示出了使用本发明的实施方式的电子设备；

图2示意性地示出了根据某些实施方式的麦克风出口；

图3a示出了根据某些实施方式的、用于将变换器集成至设备中的示例拓扑；

图3b示出了根据某些实施方式的将变换器集成至设备的进一步示例拓扑；

图4示出了根据某些实施方式的方法；

图5示出了根据某些实施方式的、具有可以为开放式或封闭式的孔的网片(mesh)；

图6图示了根据某些实施方式的、用于控制声音通道的开和关的两种配置；

图7示出了根据某些实施方式的耳机；

图8示出了根据某些实施方式的麦克风；

图9示出了根据某些实施方式的方法；以及

图10示出了根据某些实施方式的方法。

具体实施方式

以下进一步详细描述用于提供具有可变声学属性的变换器的适合的装置和可能的机制。就此，首先参考图1，其示出了示例性装置或者电子设备10的示意性框图，该电子设备10可以结合具有根据某些实施方式的可变声学属性的变换器。

电子设备10例如可以是无线通信系统的用户设备或者移动终端。

电子设备10包括麦克风11，该麦克风11经由模数转换器(ADC)14链接至处理器21。处理器21进一步经由数模转换器(DAC)32链接至扬声器33。处理器21进一步链接至收发机(TX/RX)13、用户接口(UI)15和存储器22。

处理器21可以被配置以执行各种程序代码。所执行的程序代码可以包括编码代码例程。所执行的程序代码23可以进一步包括音频解码代码。所执行的程序代码23例如可以存储在存储器22中，以供需要时由处理器21获取。存储器22可以进一步提供用于存储数据的区段24。

用户接口15可以支持用户例如经由小键盘向电子设备10输入命令，和/或例如经由显示器从电子设备10获取信息。收发机13支持例如经由无线通信网络与其他电子设备通信。收发机13在本发明的某些实施方式中可以被配置以通过有线连接与其他电子设备通信。

应当再次理解，电子设备10的结构可以按照多种方式被补充或者改变。

电子设备10的用户可以使用麦克风11以用于输入话音或者其他声音信号，该话音或信号将被传输至某些其他电子设备或者将被存储在存储器22的数据区段24中。为此目的，已经由用户经由用户接口15激活了相应应用。可以由处理器21运行的此应用使得处理器21执行在存储器22中存储的编码代码。

模数转换器14可以将输入模拟音频信号转换为数字音频信号并向处理器21提供该数字音频信号。

处理器21继而可以按照与参考以下的描述所述的方式相同的方式处理数字音频信号。

所得的比特流被提供至收发机13以用于向另一电子设备传输。备选地，已编码数据可以存储在存储器22的数据区段24中，例如用于稍后传输或者用于稍后由相同电子设备10呈现。

电子设备10还可以经由收发机13从另一电子设备接收具有相应编码的数据的比特流。在此情况下，处理器21可以执行在存储器22中存储的解码程序代码。处理器21因而可以对所接收的数据进行解码，并向数模转换器32提供已解码数据。数模转换器32可以将数字解码的数据转换至模拟音频数据并向扬声器33输出模拟信号。解码程序代码的执行也可以由应用来触发，该应用已经由用户经由用户接口15调用。

在某些实施方式中，扬声器33可以由耳机套件补充或者替换，该耳机套件可以与电子设备10或者装置进行无线通信，例如经由收发机13通过蓝牙配置通信，或者通过使用传统有线连接通信。

某些实施方式通过调整和控制包括在施加电压时改变形状的材料的元件，来允许控制变换器(诸如麦克风11或者扬声器33)的硬件集成。

具有可以电子地改变形状的材料的示例是电活性聚合物(EAP)，但是可以使用任意此类材料。通过在设备中结合可以按照电子形式改变的材料(诸如EAP)，可以通过使用电可改变的材料来电改变声学出口、通道和腔的维度，来控制变换器和声学系统的属性。通过使用所述技术甚至可以将声学通道和出口完全闭合。

可以使用的其他电可改变的材料包括压电材料和形状记忆材料。

某些实施方式在基于微电子机械系统(MEMS)技术的组件的情况中尤其有用，其中维度通常是小的并且在通道的维度中实现显著相对差异仅需要微小的绝对变化。在某些实施方式中，所述功能可以通过使用MEMS技术和工艺来制造为组件。

在图2中示出了根据某些实施方式的变换器的一般操作。诸如用于麦克风11的麦克风出口包括声音通道46，在此情况下是单个声孔，声波可以通过该声孔进入麦克风11。在声音通道46内布置由电可改变的材料形成的元件40。根据一个实施方式，该元件包括在两个电极42、44之间夹有被动弹性膜的电活性聚合物，然而还可以使用其他电可改变的材料布置。提供网片或者格栅50以保护声音通道并阻止外界物体进入。

跨电极42、44施加电压导致生成静电力。在电极之间的力挤压弹性膜而导致元件40形状的变化。由此，通过控制向电极42、44施加的电压可以改变形状，从而使得当该元件充满声音通道46时完全地或者部分地阻塞声音通道，或者当元件40被压缩时通道48被打开以允许声音进入麦克风。

根据某些实施方式，有向麦克风具有一个或者多个声音端口，或者声音通道46，其被置于薄膜的任一侧，从而使得声音通过两个声音通道接口而进入麦克风，这对于源自期望方向的声音是建设性的，并且对于其他方向的声音是破坏性的。由此，通过将图2中所示的声音通道46结合至有向麦克风设计中，麦克风可以通过阻塞薄膜一侧的声音通道46充当全向麦克风。

在进一步的操作模式中，声音通道46可以仅部分地被元件40阻塞，而导致麦克风11的有向属性的改变。

图3a和3b示出了根据某些实施方式的变换器可以如何集成至较大系统中的两个示例。图3a的系统包括设备DSP系统104，其具有第一和第二输入/输出端口，该第一和第二输入/输出端口耦合至具有可变声学装置106的变换器。在图3a的系统中，DSP被配置以驱动/接收变换器输入/输出信号110以及经由控制信号112控制变换器的可变声学装置。由此，根据在DSP系统104内执行的软件来在设备DSP系统104内执行对变换器的控制。

图3b的系统包括设备DSP系统104，该设备DSP系统104具有耦合至组合变换器/控制单元108的输入/输出信号。组合变换器/控制单元108包括具有控制逻辑的ASIC 114，该控制逻辑用于通过控制向具有可变声学装置106的变换器中的元件40施加的电压来控制声学属性。ASIC 114具有第一和第二输入/输出端口，该端口耦合至变换器106并且被配置以向变换器106提供控制信号112和变换器输入/输出信号110。ASIC可以基于例如来自变换器的音频信号的质量来确定适当的声学设置。

备选地，ASIC 114可以利用运行适当配置的软件的处理器、或者能够向变换器106提供所需控制信号的任何其他逻辑电路来替换。

图4示出了针对图2中所示的有向麦克风的控制系统的操作的方法。在第一阶段，确定是否期望麦克风11在有向模式中操作。如果是，则跨电极42、44施加电压，以导致弹性体40被压缩并且打开麦克风入口。然而，如果期望麦克风在全向模式中操作，则对跨电极的电压进行放电，以导致弹性体40松弛并且阻塞麦克风入口。

根据某些实施方式，电改变材料形状的相同概念可以用于执行麦克风11内的声学切换。例如，麦克风背板中的孔可以被部分地阻塞以便使得麦克风薄膜更硬(由此降低灵敏度)，支持在极高噪音压强等级(>＞149dB)时使用麦克风11。此外，麦克风11内的声学通道可以被改变以便改变灵敏度或者频率响应。频率响应例如可以被改变，从而使得低频转降点(roll off point)移位至较高频率，以便在检测到风噪或者其他饱和状态时降低干扰。这例如可以通过创建平行于麦克风薄膜的可开关声音端口以形成针对薄膜的声学跨接滤波器而实现。

在图5中示出了适用于阻塞麦克风背板中的孔的布置。背板52包括一个或者多个声音通道54。上述元件40被布置在一个或者多个声音通道54内以允许通过对元件40的电子控制而使得通道打开或者选择性地阻塞或者部分阻塞。

根据某些实施方式，扬声器33的频率响应可以通过改变与扬声器33相关联的声学通道的维度来控制。通过阻塞和打开去往扬声器33的声音通道，附加扬声器/耳机33背体积可以被纳入使用或者不被使用。这可以例如通过使用关于图5所描述的布置来实现。

在图6示出了用于阻塞单个声音通道的备选布置。在一个布置中，元件40被布置在声音通道开口的前面，从而使得当没有施加电压时，元件阻塞开口。元件40的形状响应于打开通道的激活而改变。在图6的其他布置中，元件40定位于通道内，展开至充满并且由此阻塞通道，并且当被激活时打开通道。

根据某些实施方式，变换器11、33可以被设计为包括某些专用声音通道，包括可控元件40以用于与宽带编解码器结合使用。当检测到正在使用宽带编解码器时，专用声音通道可以被激活。这可以具有控制变换器共振频率的效果，从而使得频率带宽相对于声音出口维度被升高或者降低，以便支持宽带编解码器和窄带编解码器两者。元件40可以基于正在使用的编解码器类型由例如在处理器21上执行软件进行自动控制。

根据某些实施方式，耳机可以被设计为通过控制孔表面来使其可以被转换至容忍泄漏设计，或者反之依然。在图5中示出了支持可以在容忍泄漏模式和传统模式两者中操作的耳机的某些实施方式。

在图7中示出的耳机2包括与扬声器33相关联的主出口34。全向麦克风56被集成至紧靠主出口34。还提供了至少一个泄漏孔17。泄漏孔17包括元件40(未示出)以便允许可控地阻塞与该泄漏孔相关联的声音通道。

在使用中，麦克风56检测相对于用户将耳机贴在他们耳部的良好程度的声音压强水平。如果麦克风信号超过阈值水平，则泄漏孔17可以被激活，从而使得用户将对于由麦克风33输出的下行链路音频信号而体验稳定的水平。手持机麦克风11也可以支持耳机回放，因为如果手持机麦克风检测到环境噪声水平超过特定阈值，则泄漏孔17可以受到相应控制。

根据某些实施方式，元件40可以基于由麦克风11或者由在设备中存在的任何其他麦克风检测到的环境噪声水平来受到控制，以便调整扬声器33的回放水平。这提供了简单的方法以基于环境噪声控制回放水平，并且相对于已知方法可以需要降低的处理资源。

许多现代移动电话包括免提或者会议呼叫功能，以允许在不将电话保持在用户耳部的情况下接听电话。某些实施方式允许通过提供在免提模式中使用的专用出口来改进免提功能。

例如，某些手持机可以具有可变几何形状，诸如被折叠。通过使用如上所述的元件40将允许根据手持机的几何形状来自动激活或者阻塞不同声音通道。由此，对于可折叠手持机(在被折叠时可以在免提模式操作)，在手持机被折叠时可以激活某些专用于免提操作的出口以增加变换器的带宽，例如，可以激活低音反射端口以支持低频音频。当手持机未被折叠时，可以禁用专用免提出口。

根据某些实施方式，在多功能变换器(例如，组合耳机、扬声器和振动电机)的情况下，改变设备中的声音通道的属性也是有用的。在耳机和扬声器模式中，期待来自变换器的声音输出的不同属性。设计具有包括根据所述实施方式的元件40的声音通道的变换器允许电子地改变变换器的声学属性。按照此方式改变变换器的声学属性的能力可以显著改进声音质量。

根据某些实施方式，麦克风包括声学跨接滤波器，该声学跨接滤波器操作以防止麦克风的机械饱和。声学跨接滤波器包括从麦克风的背体积到麦克风薄膜前部的旁路孔。一般地，声学跨接滤波器应当被定位于靠近麦克风薄膜并且应当包括短的旁路通道。

图8示出了包括根据某些实施方式的声学跨接滤波器84的麦克风。麦克风11包括麦克风薄膜86，该麦克风薄膜86保持在薄膜支持结构80内。背板82在薄膜86之下，在背体积88内。声学跨接滤波器84包括在支持结构80内的短的通道。元件40定位于声学跨接滤波器84内。

在使用中，元件40可以是受控的，从而使得在声学跨接滤波器84内的通道可以完全或者部分地打开或者阻塞。对元件进行控制由此允许对麦克风11的灵敏度和/或频率响应进行调整。

图10示出了用于对图8的实施方式进行控制的操作的示例方法。如果检测到麦克风正在接近饱和水平，例如由于在麦克风处正检测到风噪，则元件40被激活以打开声音通道，并激活声学跨接滤波器。由于声学跨接滤波器激活，麦克风对于风噪的灵敏度被降低，以防止麦克风的机械饱和。

然而，如果麦克风没有接近饱和水平，则元件40可以受控而阻塞通道，并且将声学跨接滤波器解激活。由此，可以基于对在麦克风信号中的饱和或者失真的检测而通过软件控制滤波器。

以此方式，对于具有低切断频率的高质量麦克风可以选择性地切换，用于在较差声学条件下使用，否则在该较差声学环境中该麦克风将变为饱和。

图9示出了根据本发明的某些实施方式的方法，其中元件40包括具有电可控的、可以用于改进设备的防风雨性的形状的材料。尤其是，已经做出努力以尝试产生防风雨或者防水的设备(例如，移动电话)。然而，有必要在这种设备中提供声音出口，并且这些出口可以允许水进入设备。

设备被配置以实现图9的方法，在设备的声音出口内包括元件40，并且该元件40可控的以阻塞声音出口。如果检测到水的风险，例如如果该设备被浸入水中并且水开始进入声音出口，则元件受控以阻塞声音通道，并且由此将设备密封以防水。根据某些实施方式，设备的用户可以将设备置入防风雨/防水模式，在其中声音出口可以被密封以免水进入。

某些所描述的实施方式可以提供优于现有技术系统的一个或者多个优点，诸如改进的声音质量，以及改变硬件中音频参数的能力，而不是需要在DSP(例如处理器21)中对信号进行滤波(这可能降低声音质量)，从而降低所需处理能力水平并改进电池寿命。此外，某些实施方式可以允许降低变换器的大小以允许微型化的实现。

由此，用户设备可以包括如上所述的一个或者多个变换器。

应当理解，术语“用户设备”旨在覆盖无线用户设备的任意适合类型，诸如移动电话、便携式数据处理设备或者便携式web浏览器。此外，应当理解，术语声学声音通道旨在覆盖声音出口、通道和腔，并且这些声音通道可以与变换器集成地形成，或者作为部分来与设备的变换器机械集成。

通常，本发明的各种实施方式可以在硬件或者专用电路、软件、逻辑或者其任意组合中实现。例如，某些方面可以在硬件中实现，而其他方面可以在固件或者软件(可以由控制器、微处理器或者其他计算设备执行)中实现，虽然本发明并不局限于此。尽管本发明的各个方面可以被图示并描述为框图、流程图或者使用某些其他图像表示，应当充分理解，在此描述的这些框、装置、系统、技术或者方法可以实现为(非限制性示例)硬件、软件、固件、专用电路或者逻辑、通用硬件或者控制器或者其他计算设备或者其某些组合。

本发明的实施方式可以由计算机软件实现，该计算机软件可以由移动设备的数据处理器(诸如在处理器实体中)、或者由硬件、或者由软件和硬件的结合执行。此外，在此方面应当注意，在附图中的任何逻辑流的框可以表示程序步骤或者互联逻辑电路、框和功能、或者程序步骤以及逻辑电路、框和功能的组合。软件可以存储在这种物理介质上如在处理器内实现的存储器条或者存储器块、磁介质(诸如硬盘或者软盘)、以及光介质(诸如DVD及其数据变体、CD)。

存储器可以是适用于本地技术环境的任意类型并且可以通过使用任意适合的数据存储技术来实现，诸如基于半导体的存储器设备、磁性存储器设备和系统、光学存储器设备和系统、固定存储器和可移除存储器。数据处理器可以是任意类型的适合的本地技术环境，并且作为非限制性示例可以包括一个或者多个通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、栅极电路和基于多核处理器架构的处理器。

本发明的示例可以在诸如集成电路模块的各种组件中实现。集成电路的涉及总体是高度自动化的处理。复杂并有力的软件工具可用于将逻辑级设计转换为半导体电路设计以便被蚀刻并在半导体基板上形成。

程序(诸如由加利福尼亚州山景城的Synopsys公司提供的、以及由加利福尼亚州圣荷塞的Cadence Design公司提供的那些)自动路由导体，并使用良好建立的设计规则和预存储的设计模块库来在半导体芯片上定位组件。一旦半导体电路的设计已经完成，则结果的设计可以按照标准化电子格式(例如，Opus、GDSII等)被传输至半导体工厂设施或者“工厂”以用于制造。如在本申请中使用的，术语“电路”指以下全部：

(a)纯硬件电路实现(诸如仅以模拟和/或数字电路形式实现)；以及

(b)电路和软件(和/或固件)的组合，诸如：(i)处理器的组合；或者(ii)处理器/软件(包括数字信号处理器、软件和存储器)的部分，其一起工作以生成一种装置(诸如移动电话或者服务器)以执行各种功能；以及

(c)电路，诸如微处理器或者微处理器的部分，其需要软件或者固件以用于操作，甚至没有物理地存在软件或者固件。

“电路”的定义适用于在本申请中该术语的全部使用，包括任何权利要求。作为进一步的示例，如在本申请中使用的，术语“电路”也将覆盖仅处理器(或者多个处理器)或者处理器的部分及其所附软件和/或固件的实现。如果适用于特定要求的元素，则术语“电路”还将覆盖例如基带集成电路或者应用处理器集成电路，以用于移动电话或者类似的集成电路服务器、蜂窝网络设备或者其他网络设备。

上述说明书已经按照示例性而非限制性示例提供对本发明的示例性实施方式的全面和信息性的描述。然而，在参考上述说明书的情况下，当结合附图和所附权利要求阅读时，各种修改和调整对相关领域技术人员是显然的。然而，针对本发明教导的全部此类和类似修改仍然落入如所附权利要求中定义的本发明的范围内。

Claims (21)

1.一种用于控制声学信号的装置，包括：

包含薄膜的声学变换器；

在所述薄膜下方、上方或旁边的声音通道，所述声音通道包括在所述声音通道内具有一形状的元件；以及

被配置为控制所述元件的形状的控制器；

其中所述元件的形状是电可控的，以通过改变所述元件的尺寸来改变所述声音通道的声学属性。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置还包括：在所述薄膜下方、上方或旁边的多个另外的声音通道，并且所述元件的形状是电可控的，以至少部分地打开或者阻塞某些声音通道。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述元件的形状在第一形状和第二形状之间是电可控的，其中在所述第一形状中所述声音通道是打开的，并且在所述第二形状中所述声音通道是被阻塞的。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置还包括：定位于所述薄膜旁边的声学跨接滤波器，所述声音通道被包括在所述声学跨接滤波器内，并且其中所述元件的形状是电可控的，以打开或者阻塞所述声音通道。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置包括：音频输出和/或输入设备，并且其中改变所述声音通道的所述声学属性包括：改变所述音频输出和/或输入设备的频率响应。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述声学变换器包括：麦克风，并且所述控制器被配置为依据所述麦克风的饱和水平来控制所述元件的形状。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述声学变换器包括：扬声器，并且所述装置还包括：定位于所述扬声器附近的麦克风，所述控制器耦合至所述麦克风并且被配置为依据由所述麦克风生成的信号来控制所述元件的形状。

8.根据权利要求1所述的装置，还包括：处理器，被配置为通过使用至少两个音频编解码器之一来将用于所述声学变换器的音频数据进行解码；

其中所述控制器可操作以依据用于对所述音频数据进行解码的所述音频编解码器来控制所述元件的形状。

9.根据权利要求1所述的装置，其中所述声学变换器包括：至少两个麦克风的麦克风阵列，每个麦克风具有定位于其中的相应的声音通道，所述麦克风阵列被配置以提供有向操作；

其中所述元件的形状是电可控的，以阻塞一个相应的声音通道，从而使得所述麦克风阵列操作为全向麦克风。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置，其中所述元件是可控制的，以在所述声音通道内形成防水密封，所述控制器被配置为控制所述元件的形状，以便当检测到水进入所述声音通道的风险时将所述声音通道密封。

11.一种包括权利要求1至10中任一项所述的装置的电子设备。

12.一种用于控制声学信号的方法，包括：

在一个包括包含薄膜的声学变换器以及包括在所述薄膜下方、上方或旁边的声音通道的装置中，在所述声音通道内提供一元件，所述元件在所述声音通道内具有一形状；以及

电控制所述元件的形状，以通过改变所述元件的尺寸来改变所述声音通道的声学属性。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述装置还包括：在所述薄膜下方、上方或旁边的多个另外的声音通道，并且电控制所述元件的形状包括：电控制所述元件的形状以至少部分地打开或者阻塞某些声音通道。

14.根据权利要求12所述的方法，其中电控制所述元件的形状包括：在第一形状和第二形状之间电控制所述元件的形状，其中在所述第一形状中所述声音通道是打开的，并且在所述第二形状中所述声音通道是被阻塞的。

15.根据权利要求12所述的方法，其中所述装置还包括：定位于所述薄膜旁边的声学跨接滤波器，所述声音通道被包括在所述声学跨接滤波器内，并且其中电控制所述元件的形状包括：电控制所述元件的形状以打开或者阻塞所述声音通道。

16.根据权利要求12所述的方法，其中所述装置包括：音频输出和/或输入设备，并且其中电控制所述元件的形状包括：改变所述音频输出和/或输入设备的频率响应。

17.根据权利要求12所述的方法，其中所述声学变换器包括：麦克风，所述方法进一步包括：依据所述麦克风的饱和水平来电控制所述元件的形状。

18.根据权利要求12所述的方法，其中所述声学变换器包括：扬声器，并且所述装置还包括：定位于所述扬声器附近的麦克风，所述方法进一步包括：依据由所述麦克风生成的信号来电控制所述元件的形状。

19.根据权利要求12所述的方法，进一步包括：

通过使用至少两个音频编解码器之一来将用于所述声学变换器的音频数据进行解码；以及

依据用于对所述音频数据进行解码的所述音频编解码器，电控制所述元件的形状。

20.根据权利要求12所述的方法，其中所述声学变换器包括：至少两个麦克风的麦克风阵列，每个麦克风被耦合到一个相应的声音通道，所述麦克风阵列被配置以提供有向操作，其中电控制所述元件的形状包括：电控制所述元件的形状以阻塞相应的声音通道，从而使得所述麦克风阵列操作为全向麦克风。

21.根据权利要求12至20中任一项所述的方法，进一步包括：基于检测到水进入所述声音通道的风险而电控制所述元件以在所述声音通道内形成防水密封。