CN108174011A - 一种用于移动终端的声音传导系统及具有该系统的移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于移动终端的声音传导系统及具有该系统的移动终端，包括：框架，交互面，为所述框架上一用于与外界信息交互的表面；目标物，与移动终端进行信息交互的物体；压电材料，置于所述框架内，带动框架振动；驱动源，设置于框架内，与压电材料连接，驱动压电材料；声音传导系统还包括一距离传感器，距离传感器置于框架内，与压电材料连接，移动终端设定目标物与交互面的距离，和驱动源提供给压电材料的驱动力大小的函数关系，距离传感器感知到目标物改变与交互面的距离时，距离传感器将距离信息传递至驱动源，驱动源根据所述函数关系改变提供给压电材料的驱动力，压电材料改变带动框架振动的强度，进而改变框架产生的声音的强度。

Description

一种用于移动终端的声音传导系统及具有该系统的移动终端

技术领域

本发明涉及移动终端声音领域，尤其涉及一种用于移动终端的声音传导系统及具有该系统的移动终端。

背景技术

当前，智能终端如智能手机、平板电脑已经成为人们生活中必不可少的一部分，智能手机的功能也变得越来越强大，从以前的只能打电话、发短信到现在的播放音乐、播放视频、蓝牙、拍照、上网、阅读等，智能手机的功能变得越来越强大，为了满足人们对于手机大屏幕，同时手机本身体积小的要求，许多手机厂商都加入了手机全屏幕的研发，在研发过程中，手机屏幕面的声孔成为了全屏化进程中的障碍之一，声孔的存在势必会占用一部分空间无法屏幕化。

为了解决上述问题，现有技术中，有些手机厂商使用在手机内部设置一压电材料，根据电流的频率和大小，压电材料产生振动，同时带动手机框架共振，手机框架的振动产生声音，以手机自身的框架作为声源。但这样的技术存在的问题是，手机框架的振动使声音不仅仅向同一方向传递，很容易造成在接听电话的过程中，周围人都能听见谈话内容，使得用户的隐私保护性大打折扣。

为了解决现有技术中存在的问题，需要一种可以根据用户与手机的距离来改变手机框架振动强度的方案。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种用于移动终端的声音传导系统及具有该系统的移动终端。

本发明公开了一种用于移动终端的声音传导系统，所述声音传导系统包括：

框架，

交互面，为所述框架上一用于与外界信息交互的表面；

目标物，与所述移动终端进行信息交互的物体；

压电材料，置于所述框架内，带动所述框架振动；

驱动源，设置于所述框架内，与所述压电材料连接，驱动压电材料；

所述声音传导系统还包括一距离传感器，所述距离传感器置于所述框架内，与所述压电材料连接，所述移动终端设定所述目标物与所述交互面的距离，和所述驱动源提供给所述压电材料的驱动力大小的函数关系，所述距离传感器感知到所述目标物改变与所述交互面的距离时，所述距离传感器将距离信息传递至驱动源，所述驱动源根据所述函数关系改变提供给压电材料的驱动力，压电材料改变带动所述框架振动的强度，进而改变所述框架产生的声音的强度。

优选地，所述目标物与所述交互面的距离为在与交互面正交方向上，所述目标物上距交互面最近的点的长度。

优选地，所述目标物与所述交互面的距离，和所述驱动源提供给所述压电材料的驱动力大小的函数关系为，所述距离长度与所述驱动力大小成反比。

优选地，所述驱动源提供给所述压电材料的驱动为所述驱动源加在压电材料上的电压。

优选地，所述压电材料固定在所述框架内部的一端。

优选地，所述压电材料为压电陶瓷。

优选地，所述移动终端更改预设的所述目标物与所述交互面的距离，和所述驱动源提供给所述压电材料的驱动力大小的函数关系。

优选地，所述移动终端设定一固定驱动力大小，在所述目标物超出所述距离传感器的感知范围时，所述驱动源按照设定的固定驱动力大小向所述压电材料提供驱动力。

优选地，当所述目标物在所述距离传感器感知范围内时，按照设定的一通话音量对应的驱动力向压电材料提供驱动力。

本发明另一方面，还提供一种具有上述声音传导系统的移动终端。

采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1移动终端的音量大小可以根据预设的方式变化.；

2.保证了通话过程的隐私性。

附图说明

图1其为符合本发明一优选实施例的声音传导系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。

本发明提供了一种用于移动终端的声音传导系统及具有该系统的移动终端，将现有技术中，使用压电材料带动手机框架振动产生声音的声音传导系统进行改进，配合使用距离传感器，通过距离传感器和移动终端预设的音量调整方式，进行声音的传导。

具体地，参阅图1，其为符合本发明一优选实施例的声音传导系统的结构示意图。从图中可以看出，所述声音传导系统包括：

框架，

交互面，为所述框架上一用于与外界信息交互的表面；

目标物，与所述移动终端进行信息交互的物体；

压电材料，置于所述框架内，带动所述框架振动；

驱动源，设置于所述框架内，与所述压电材料连接，驱动压电材料；

所述声音传导系统还包括一距离传感器，所述距离传感器置于所述框架内，与所述压电材料连接，其特征在于，

所述移动终端设定所述目标物与所述交互面的距离，和所述驱动源提供给所述压电材料的驱动力大小的函数关系，所述距离传感器感知到所述目标物改变与所述交互面的距离时，所述距离传感器将距离信息传递至驱动源，所述驱动源根据所述函数关系改变提供给压电材料的驱动力，压电材料改变带动所述框架振动的强度，进而改变所述框架产生的声音的强度。

更加具体地，现有技术中，压电材料带动移动终端的框架进行共振，产生声音，该种方案存在很大的隐私隐患，手机框架的振动导致声音不仅仅向用户的方向传递，本发明的改进之处在于将现有技术配合距离传感器使用，这样一方面不需要在手机屏幕上开声孔，另一方面，可以改善声音泄漏的问题。为了能使距离传感器起到改善的作用，将距离传感器与振动单元，也就是压电材料连接，同时预设用户与手机屏幕的距离和压电材料振动强度的关系，由距离传感器感知用户与手机屏幕的距离，并指导压电材料根据预设的用户与手机屏幕的距离和压电材料振动的强度指导压电材料进行振动，从而改变移动终端的框架的振动，进一步地，改变了手机发出的声音，这样在用户距离手机屏幕较远的位置时，手机不会盲目的增大振动强度，导致声音的泄漏，保证了用户通话的隐私性，而当用户与手机屏幕处在较近的位置时，根据人们日常的手机握法，移动终端的框架振动向周围传递的声音，会被手阻挡，而用户贴近手机屏幕时，也能清晰的听到移动终端振动产生的声音，这样的以用户与手机屏幕的距离与压电材料振动强度的函数关系来指导手机框架振动的方式可以应用于多种情景，例如用户在吵杂的环境进行通话时，用户将手机靠近自己时，距离传感器感知到用户与手机屏幕的距离正在减小，压电材料的振动强度提升，手机产生的声音的强度提升，这样用户及时在吵杂的环境中也可以清晰地辨别通话的内容，例如在安静的环境中，用户以与手机屏幕正常的距离通话，手机框架的振动强度产生的声音正好使得在用户与手机的距离范围内可以听清。在多种的用户场景，这样的声音传导系统均可以解决现有技术中，手机框架传导声音导致的声音泄漏的问题。

具体地，所述目标物与所述交互面的距离为在与交互面正交方向上，所述目标物上距交互面最近的点的长度。

更加具体地，距离传感器，又叫做位移传感器，是传感器的一种，用于感应其与某物体间的距离以完成预设的某种功能，通常使用飞行时间法测距，飞行时间法”(flying time)是通过发射特别短的并测量此光脉冲从发射到被物体反射回来的时间，通过测时间间隔来计算与物体之间的距离，使用红外距离传感器，目前手机上使用的距离传感器大多是红外距离传感器，其具有一个红外线发射管和一个红外线接收管，当发射管发出的红外线被接收管接收到时，表明距离较近，需要关闭屏幕以免出现误操作现象，而当接收管接收不到发射管发射的红外线时，表明距离较远，无需关闭屏幕。其它类型距离传感器的工作原理也大同小异，也是通过某种物质的发射与接受来判断其距离的远近，其发射的物质可以是超声波，光脉冲等等，而超声波、光脉冲等都通过直线传播，因此用户与移动终端的距离设定为，用户上离手机屏幕最近的点与手机屏幕的长度，即与所述交互面的距离为在与交互面正交方向上，所述目标物上距交互面最近的点的长度。同时这样的设定还可以带来其他的好处，这样可以方便了内部软件算法的设定，仅以一点来进行判断，也大大简化了算法的繁琐程度，同时这样也可以减少了在计算过程中因其他因素所产生的误差，且在用户应用场景中，当用户将手机放置于桌上时，可以用手指与手机屏幕的距离来调节手机产生的声音大小，在方便的同时，还具有一定的趣味性。

具体地，所述目标物与所述交互面的距离，和所述驱动源提供给所述压电材料的驱动力大小的函数关系为，所述距离长度与所述驱动力大小成反比。

更加具体地，需要设定压电材料的振动强度与用户与手机屏幕的距离长度的关系，按照本发明为解决的技术问题来看，为了解决手机框架振动而导致的声音泄漏，手机通话的隐私性问题，因此设定手机屏幕与用户的距离较远，手机框架的振动较弱，这样的设定，使在用户离手机屏幕较远时，由于手机框架的振动强度不高，声音的传递距离不远，因此能够周围的人很难分辨通话的语音，进而保护了用户的隐私。在用户离手机屏幕距离较近的时候，根据多数人持握手机的方法，虽然手机框架在振动，但是声音由于手的阻挡，不会由手机背面传递出去，而用户离手机屏幕较近时，正面声音的传递被用户挡住，因此声音也不会向外传递出去，同时在用户离手机屏幕较近时，由于手机框架振动强度较大，声音较为清晰，用户可以轻易的分辨通话的内容，因此，考虑到多数人在处在通话中的用户场景，用户距离手机距离近的时候压电材料振动强度强，产生的声音强，用户距离手机屏幕远的时候压电材料振动强度弱，产生的声音弱，这样的设定可以满足多数人的用户场景，因此宏观上采取这样的设定方式，即设定驱动源提供给所述压电材料的驱动力大小的函数关系为，所述距离长度与所述驱动力大小成反比。

具体地，所述驱动源提供给所述压电材料的驱动为所述驱动源加在压电材料上的电压。

更加具体地，压电材料是受到压力作用时会在两端面间出现电压的晶体材料，压电效应的原理是，如果对压电材料施加压力，它便会产生电位差(称之为正压电效应)，反之施加电压,则产生机械应力(称为逆压电效应)。如果压力是一种高频震动，则产生的就是高频电流。而高频电信号加在压电陶瓷上时，则产生高频声信号(机械震动)，这就是我们平常所说的超声波信号，压电材料可以因机械变形产生电场，也可以因电场作用产生机械变形，这种固有的机-电耦合效应使得压电材料在工程中得到了广泛的应用。例如，压电材料已被用来制作智能结构，此类结构除具有自承载能力外,还具有自诊断性、自适应性和自修复性等功能。也就是说，压电陶瓷具有机械能与电能之间的转换和逆转换的功能，因此电压是作为压电材料产生机械能的动力。

具体地，所述压电材料固定在所述框架内部的一端。

更加具体地，压电材料需要进行振动，同时带动手机框架一起振动，因此压电材料需要紧密的固定在手机框架上，才能达到手机框架与压电材料振动的强度与频率同一，另一方面若不紧密固定，压电材料容易脱落，导致手机容易产生故障。将压电材料设置于框架内的一端有两方面好处，其一，是压电材料固定在框架内的一端，这样比起压电材料固定在框架内的中间或者一侧，压电材料与框架具有更多的面积接触，在这样的情况下压电材料与框架的固定的紧密程度较高，另一方面压电材料与框架具有更多的接触面积，可以使得保证压电材料在带动框架振动时，压电材料与框架振动的同步性，

具体地，所述压电材料为压电陶瓷。

更加具体地，压电陶瓷是一类具有压电特性的电子陶瓷材料.与典型的不包含铁电成分的压电石英晶体的主要区别是：构成其主要成分的晶相都是具有铁电性的晶粒.由于陶瓷是晶粒随机取向的多晶聚集体，因此其中各个铁电晶粒的自发极化矢量也是混乱取向的.为了使陶瓷能表现出宏观的压电特性，就必须在压电陶瓷烧成并于端面被复电极之后，将其置于强直流电场下进行极化处理，以使原来混乱取向的各自发极化矢量沿电场方向择优取向.经过极化处理后的压电陶瓷，在电场取消之后，会保留一定的宏观剩余极化强度，从而使陶瓷具有了一定的压电性质。常用的压电陶瓷有钛酸钡系、锆钛酸铅二元系及在二元系中添加第三种ABO3(A表示二价金属离子，B表示四价金属离子或几种离子总和为正四价)型化合物，如：Pb(Mn1/3Nb2/3)O3和Pb(Co1/3Nb2/3)O3等组成的三元系。如果在三元系统上再加入第四种或更多的化合物，可组成四元系或多元系压电陶瓷。此外，还有一种偏铌酸盐系压电陶瓷，如偏铌酸钾钠(Na0.5·K0.5·NbO3)和偏铌酸锶钡(Bax·Sr1-x·Nb2O5)等，它们不含有毒的铅，对环境保护有利。压电陶瓷除具有压电性外,还具有介电性、弹性等,已被广泛应用于医学成像、声传感器、声换能器、超声马达等。压电陶瓷利用其材料在机械应力作用下，引起内部正负电荷中心相对位移而发生极化，导致材料两端表面出现符号相反的束缚电荷即压电效应而制作，具有敏感的特性，压电陶瓷主要用于制造超声换能器、水声换能器、电声换能器、陶瓷滤波器、陶瓷变压器、陶瓷鉴频器、高压发生器、红外探测器、声表面波器件、电光器件、引燃引爆装置和压电陀螺等，压电陶瓷具有敏感的特性，可以将极其微弱的机械振动转换成电信号，可用于声纳系统、气象探测、遥测环境保护、家用电器等。压电陶瓷对外力的敏感使它甚至可以感应到十几米外飞虫拍打翅膀对空气的扰动，用它来制作压电地震仪，能精确地测出地震强度，指示出地震的方位和距离。这不能不说是压电陶瓷的一大奇功。压电陶瓷在电场作用下产生的形变量很小，最多不超过本身尺寸的千万分之一，别小看这微小的变化，基于这个原理制做的精确控制机构－－压电驱动器，对于精密仪器和机械的控制、微电子技术、生物工程等领域都是一大福音，除了用于高科技领域，它更多的是在日常生活中为人们服务。综上，压电陶瓷具有环境友好性，其较为稳定，并已广泛应用，因此采用压电陶瓷作为压电材料。

具体地，所述移动终端更改预设的所述目标物与所述交互面的距离，和所述驱动源提供给所述压电材料的驱动力大小的函数关系。

更加具体地，本发明的改进点在于，内设于手机内部的距离传感器可以指导手机内部的压电材料进行振动，进而指导手机框架的振动。但是手机预设的所述目标物与所述交互面的距离，和所述驱动源提供给所述压电材料的驱动力大小的函数关系并不一定能够满足用户在不同情况的具体要求，根据现有的用户与手机屏幕距离与手机产生的声音大小的关系，在特定的用户场景中，例如听觉较为敏感的用户，在耳朵靠近手机屏幕时，手机产生的声音强度超过了用户对于声音强度的承受能力，而该用户在远离手机时，声音又开始存在泄漏的风险，因此，同时根据用户的个体差异，每个人对于手机振动强度，声音的清晰度要求不一样，因此开放手机对于用户与所述交互面的距离，和所述驱动源提供给所述压电材料的驱动力大小的函数关系的设定，用户可以自行设定所述用户与所述交互面的距离，和所述驱动源提供给所述压电材料的驱动力大小的函数关系。

具体地，所述移动终端设定一固定驱动力大小，在所述目标物超出所述距离传感器的感知范围时，所述驱动源按照设定的固定驱动力大小向所述压电材料提供驱动力。

更加具体地，手机内置的距离传感器的感知范围有限，用户在用手机通话时会出现很多情景状态，在某些情景状态中，用户可能将手机放置于桌上，或用户躺在床上，手机放置于耳边，在这些用户使用的情景中，如果仍然按照之前用户与手机屏幕的距离，和压电材料振动的强度成反比的函数关系的话，当传感器感知不到用户时，手机停止振动，手机不发出任何声音，这样的情况不舍用于上述用户使用手机的情景，因此，为适用于上述手机使用情景，开放用户可以设定一固定声音大小，对应固定的压电材料的振动强度，在距离传感器感知不到用户时，触发该种应用，压电材料以固定的振动强度振动，声音以固定的音量大小传递。

具体地，当所述目标物在所述距离传感器感知范围内时，按照设定的一通话音量对应的驱动力向压电材料提供驱动力。

更加具体地，为用户可以对手机进行深度的自定义，满足用户尽量多的用户使用场景，根据用户个人需求，根据用户与手机屏幕的距离，和压电材料振动的强度成反比的函数关系的情况，当用户离手机距离过近，或者用户将手机屏幕面向桌子放置，或者用户躺在床上，将手机放置于耳边，且手机屏幕面对床，在上述情况下，手机框架的振动强度会非常高，但在上述用户使用情景中，并不需要手机产生非常强的音量，为了能找到手机产生的音量与用户与手机屏幕的距离之间的一个平衡点，开发用户根据自身的使用场景，可以自行设置手机产生的音量强度。

本发明另一方面，还提供一种移动终端，该移动终端具有上述声音传导系统。

移动终端可以以各种形式来实施。例如，本发明中描述的终端可以包括诸如移动电话、智能电话、笔记本电脑、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、导航装置等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。下面，假设终端是移动终端。然而，本领域技术人员将理解的是，除了特别用于移动目的的元件之外，根据本发明的实施方式的构造也能够应用于固定类型的终端。

应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种用于移动终端的声音传导系统，所述声音传导系统包括：

框架，

交互面，为所述框架上一用于与外界信息交互的表面；

目标物，与所述移动终端进行信息交互的物体；

压电材料，置于所述框架内，带动所述框架振动；

驱动源，设置于所述框架内，与所述压电材料连接，驱动压电材料；

所述声音传导系统还包括一距离传感器，所述距离传感器置于所述框架内，与所述压电材料连接，其特征在于，

所述移动终端设定所述目标物与所述交互面的距离，和所述驱动源提供给所述压电材料的驱动力大小的函数关系，所述距离传感器感知到所述目标物改变与所述交互面的距离时，所述距离传感器将距离信息传递至驱动源，所述驱动源根据所述函数关系改变提供给压电材料的驱动力，压电材料改变带动所述框架振动的强度，进而改变所述框架产生的声音的强度。

2.根据权利要求1所述的声音传导系统，其特征在于，

所述目标物与所述交互面的距离为在与交互面正交方向上，所述目标物上距交互面最近的点的长度。

3.根据权利要求1所述的声音传导系统，其特征在于，

所述目标物与所述交互面的距离，和所述驱动源提供给所述压电材料的驱动力大小的函数关系为，所述距离长度与所述驱动力大小成反比。

4.根据权利要求1所述的声音传导系统，其特征在于，

所述驱动源提供给所述压电材料的驱动为所述驱动源加在压电材料上的电压。

5.根据权利要求1所述的声音传导系统，其特征在于，

所述压电材料固定在所述框架内部的一端。

6.根据权利要求1所述的声音传导系统，其特征在于，

所述压电材料为压电陶瓷。

7.根据权利要求1所述的声音传导系统，其特征在于，

所述移动终端更改预设的所述目标物与所述交互面的距离，和所述驱动源提供给所述压电材料的驱动力大小的函数关系。

8.根据权利要求3所述的声音传导系统，其特征在于，

所述移动终端设定一固定驱动力大小，在所述目标物超出所述距离传感器的感知范围时，所述驱动源按照设定的固定驱动力大小向所述压电材料提供驱动力。

9.根据权利要求8所述的声音传导系统，其特征在于，

当所述目标物在所述距离传感器感知范围内时，按照设定的一通话音量对应的驱动力向压电材料提供驱动力。

10.一种移动终端，其特征在于，所述移动终端包括根据权利要求1-9任一项所述的声音传导系统。