CN110870324A - 便携式扬声器 - Google Patents

Abstract

一种具有封壳的便携式扬声器，其具有封壳，所述封壳在其内部限定声学腔体；至少一个无源辐射器，其暴露于该声学腔体；以及电声换能器，其被布置为将声压辐射到声学腔体中以声学地激励至少一个无源辐射器。用户可操作开关位于封壳的内部，而顺应式按钮则形成封壳的一部分，以及覆盖在开关上并且与该开关隔开。消声构件位于按钮和开关之间的空间中。消声构件被布置为抑制声学腔体中的声压到达按钮。

Description

便携式扬声器

技术领域

本公开涉及便携式扬声器。

背景技术

一些便携式扬声器(也称为扬声器封装)使用一个或多个无源辐射器，该无源辐射器由电声换能器在内部腔体中产生的声压激励。一些这类扬声器的外部还具有弹性按钮，其用于控制诸如功率和音量之类的功能。考虑到弹性体的顺应性质和按钮在封壳上的位置，声学腔体中可归因于电声换能器进行的声音产生所致的压力改变会导致按钮振动。结果，按钮本身可以用作小型无源辐射器，其向扬声器封装的输出增添了不期望的声音。

发明内容

下文所提及的所有示例和特征可以以任何技术上可行的方式组合。

在一个方面中，一种便携式扬声器，其包括封壳，其在封壳的内部限定声学腔体；以及电声换能器，其被布置为将声压辐射到声学腔体中。用户可操作开关位于封壳的内部，以及顺应式按钮形成封壳的一部分并且覆盖在开关上以及与之隔开。消声构件位于按钮和开关之间的空间中。消声构件被布置为抑制声学腔体中的声压到达按钮。

实施例可以包括以下特征中的一个特征或其任何组合。消声构件可以包括开孔泡沫。消声构件可以具有开孔泡沫的初始厚度，并且开孔泡沫是压缩的。开孔泡沫可以被压缩为小于其初始厚度的约60％。消声构件可以跨按钮和开关之间的整个空间。消声构件可以包括开口，该开口允许按钮位移，以接触并且操作开关。

实施例可以包括以下特征中的一个特征或其任何组合。便携式扬声器还可以包括具有周界的薄弹性体材料区域，其中按钮由薄弹性体材料区域限定。消声构件可以限定包围薄弹性体材料区域的周界的外壁。可以存在由薄弹性体材料区域限定的多个顺应式按钮以及位于封壳内部的相等多个的用户可操作开关，并且消声构件可以包括多个开口，每个开口位于在一个按钮和一个开关之间并且允许按钮位移，以接触并且操作该开关。薄弹性体材料区域可以耦合到封壳，以便在它们之间形成气密密封。

实施例可以包括以下特征中的一个特征或其任何组合。开关可以位于印刷电路板的表面上，并且消声构件可以跨印刷电路板的表面与按钮之间的整个空间。便携式扬声器还可以包括具有周界的薄弹性体材料区域，其中按钮由薄弹性体材料区域限定。消声构件可以限定包围薄弹性体材料区域的周界的外壁。便携式扬声器可以包括由薄弹性体材料区域限定的多个顺应式按钮以及位于封壳内部的相等多个的用户可操作开关，并且消声构件可以包括多个开口，每个开口位于一个按钮和一个开关之间并且允许按钮位移以接触并且操作该开关。消声构件可以包括开孔泡沫，该开孔泡沫的初始厚度大于印刷电路板的表面和按钮之间的空间，并且开孔泡沫可以被压缩并且跨印刷电路板的表面和按钮之间的整个空间。

实施例可以包括以下特征中的一个特征或其任何组合。消声构件可以防止声学腔体中的声压到达按钮。消声构件可以吸收声能，以便抑制声学腔体中的声压到达按钮。消声构件可以包括垫圈，该垫圈跨按钮和开关之间的整个空间。消声构件可以包括柔韧性材料，其填充按钮和开关之间的整个空间。便携式扬声器还可以包括至少一个无源辐射器，其暴露于声学腔体，其中电声换能器被布置为将声压辐射到声学腔体中以声学地激励至少一个无源辐射器。至少一个无源辐射器可以包括一对相对的无源辐射器，它们两者都被来自电声换能器的声压激励。便携式扬声器还可以包括顺应式外皮，其覆盖在顺应式按钮上并且与该顺应式按钮邻接。

在另一方面中，一种便携式扬声器包括封壳，其在封壳的内部限定声学腔体；电声换能器，其被布置为将声压辐射到声学腔体中；印刷电路板，其设置在声学腔体内；多个用户可操作开关，其安装在印刷电路板的表面上；薄弹性体材料区域，其具有周界，以及形成封壳的一部分并且覆盖在开关上并且与该开关隔开，其中相等多个的顺应式按钮由薄弹性体材料区域限定；以及顺应式消声构件，其包括压缩泡沫并且跨开关和按钮之间的整个空间，其中消声构件限定包围薄弹性体材料区域的周界的外壁，并且被布置为抑制声学腔体中的声压到达按钮。

实施例可以包括以上和/或以下特征中的一个特征或其任何组合。消声构件可以跨印刷电路板的表面和按钮之间的整个空间，并且消声构件可以包括多个开口，每个开口位于一个按钮和一个开关之间，并且允许按钮位移以接触并且操作开关。便携式扬声器还可以包括至少一个无源辐射器，其暴露于声学腔体，其中电声换能器被布置为将声压辐射到声学腔体中以声学地激励至少一个无源辐射器。

附图说明

图1是便携式扬声器的横截面图。

图2A和图2B分别是便携式扬声器的前部和后部分解透视图。

图3是便携式扬声器的局部横截面图。

具体实施方式

便携式扬声器可以具有封壳，其在封壳的内部限定声学腔体；以及电声换能器，其被布置为将声压辐射到声学腔体中；换能器还可以从封壳向外辐射声音。一些便携式扬声器还包括一个或多个无源辐射器，其暴露于声学腔体。一些便携式扬声器具有密封封壳。一些扬声器具有带端口的封壳。内部声压级(SPL)声学激励一个或多个无源辐射器。便携式扬声器还具有用户可操作开关(例如，电源开关和/或音量控制开关)，其位于封壳内部，就在外部封壳壁的下方。顺应式(compliant)按钮可以形成在外部封壳壁中。该按钮覆盖在开关上并且与该开关隔开，但足够靠近，使得可以按下按钮以操作该开关。根据本公开，消声构件位于按钮和开关之间，但是被布置为使得仍然可以按压按钮，以便操作开关。消声构件被布置为抑制声学腔体中的声压到达按钮：否则，腔体中的变化SPL可能会导致按钮向内弯曲和向外弯曲，因此从封壳辐射不想要的声音。因此，消声构件禁止或防止按钮充当小型无源辐射器并且生成不想要的噪声或嗡嗡声。

在一个示例中，便携式扬声器包括封壳，其限定声学腔体。封壳支撑第一无源辐射器和第二无源辐射器，它们布置在声学腔体的相对侧上。电声换能器被耦合到封壳并且被布置为使得从电声换能器辐射的声能声学地激励第一无源辐射器和第二无源辐射器。封壳主要由具有小型弹性体区域的硬塑料壳体组成。弹性体被形成至硬塑料壳体，以便在它们之间的接合处形成气密密封。弹性体限定多个按钮，用户可以按压这些按钮来控制诸如音量和功率之类的特征。按钮覆盖在安装在印刷电路板(PCB)上的相应开关上。PCB位于声学腔体内。

考虑到弹性体的顺应式性质和按钮在封壳上的位置，声学腔体中可归因于电声换能器操作所致的压力变化可以导致按钮振动。结果，按钮本身可以用作小型无源辐射器，其将不期望的声音增添到扬声器封装的输出。

为了帮助缓解该问题，消声构件(例如，吸声泡沫材料)被并入声学腔体中，以将按钮的后部表面与由声换能器所产生的声能隔离。消声构件可以位于开关被安装在其上的PCB的顶部表面和封壳的内部表面之间在按钮下面的区域中。消声构件可以限定外壁，以及位于按钮正下方的一个或多个开口，该外壁包围弹性体区域在封壳上的周界，该一个或多个开口允许按钮位移以致动下面的开关。

当消声构件由开孔泡沫(open cell foam)制成时，如果将其压缩到其性能类似于闭孔泡沫(closed cell foam)的点或者通过将其压缩到足以形成曲折阻力路径，则可以最佳实现隔声，使得按钮不受声学腔体中的变化SPL的影响。当消声构件由闭孔泡沫或不开放的其他材料制成时，可能无需压缩。

消声构件抑制或防止否则可能由电声换能器的正常操作产生的弹性按钮的激励。它还减少了可归因于声学封壳的表面上的顺应式按钮的振动的不期望的音频伪像。

图1是便携式扬声器10的横截面图。该便携式扬声器10包括封壳12，其限定内部声学腔体14。电声换能器16被布置为将声压辐射到声学腔体14中。在本限制性示例中，换能器16从其后侧16a将声音辐射到声学腔体14中，并且还从其前侧16b将声音从封壳12向外辐射。然而，在备选示例中，换能器16可以仅辐射到声学腔体中。音频信号源18提供用于驱动换能器16的模拟音频信号。便携式扬声器10还包括无源辐射器17，该无源辐射器17被布置为由声学腔体14中的变化SPL驱动，从而从封壳12向外辐射声音。相对于单独由换能器16辐射的声压，无源辐射器有效增加了从封壳12辐射的声压的量。无源辐射器在本领域中是众所周知的，因此本文中不再进行进一步描述。

便携式扬声器10还包括用户可操作开关20，其位于封壳12的内部。开关20可以用于实现用户对扬声器功能的控制，诸如开/关或音量+或音量-作为三个非限制示例。扬声器10可以包括多于1个的用户可操作开关。开关20安装到印刷电路板(PCB)22。顺应式构件或按钮26形成封壳12的一部分。按钮26覆盖在开关20上并且与该开关20隔开。按钮26的区域28具有足够顺应性，使得可以按下(如按钮)足够远以操作开关20。在一个非限制性示例中，按钮26由弹性体制成。考虑到按钮26的顺应性质及其在封壳上的位置，在该位置处，按钮26流体地并且因此声学地耦合到声学腔体14中的变化SPL，则声学腔体14中可归因于电声换能器16的操作所致的压力改变可以导致按钮26振动。结果，按钮26可以实质上用作小型无源辐射器，并且将不期望的声音增添到扬声器10的输出。

消声构件30位于按钮26和开关20之间。消声构件30被布置为抑制声学腔体14中的声压到达按钮26——最具体地为按钮26的任何顺应式部分(诸如区域28)。在到达按钮26的声压较小的情况下，它的振动较小，因此更少地促进扬声器10的不想要声音输出。在该非限制性示例中，消声构件30包括垫圈或其他结构，该垫圈或其他结构跨越开关20安装在其上的PCB 22的顶部和按钮26的内侧(或底部)之间的空间。消声构件30在图1中图示为圆形(筒形)垫圈，其可以是(或者可以不是)按钮26的组成部分。然而，消声构件30可以采用许多其他形式，并且可以由弹性体之外的材料制成。

消声构件30的功能是抑制或防止声学腔体14中的压力变化到达按钮26的顺应式部分28。可以通过各种类型的分离或集成构件来实现该功能。消声构件30应当包围开关20并且吸收或阻挡原本会到达顺应式按钮的压力波动。消声构件30还应当限定开口或以其他方式被布置以留有开口，该开口允许按钮充分位移以接触并且操作下面的开关。消声构件可以被布置为允许按钮位移而不是通过开口，例如，利用具有足够顺应性以允许按钮位移的位于开关下面的泡沫部分。

消声构件30可以由开孔泡沫或闭孔泡沫制成。如果泡沫是开孔泡沫，则该泡沫可以被充分压缩，使得它有效吸收声能或产生曲折阻力路径，该路径有效完全或充分抑制声压到达顺应式按钮部分28的下侧。在一个非限制性示例中，消声构件30由开孔聚氨酯泡沫制成，该开孔聚氨酯泡沫被压缩到小于其原始厚度的约60％。可替代地，消声构件30可以由跨越从PCB 22到按钮部分28的距离的柔韧性材料来实现。柔韧性材料的一个非限制性示例是RTV或硬化得足以充分地维持其形状和位置以便抑制或防止声学腔体14中的压力变化到达按钮26的顺应式部分28的另一油灰状(putty like)物质。下文对消声构件的附加示例进行描述。

参考图2A和图2B，便携式扬声器100的特定非限制性示例包括封壳102，其具有第一封壳部分102a和第二封壳部分102b，它们耦合在一起并且在它们之间的容积中限定声学腔体。第一封壳部分和第二封壳部分主要由硬塑料壳体组成。第一封壳部分102a包括小型弹性体区域104，其被形成至该硬塑料壳体，以在它们之间的接合处形成气密密封(例如，通过嵌件成型(insert molding)或双射成型(two-shot molding))。薄弹性体区所域104限定多个按钮106，用于可以按压这些按钮来控制诸如音量和功率之类的特征。按钮106覆盖在安装在印刷电路板(PCB)108上的相应开关上。环181，182和183包围按钮106，并且涉及相对于声学腔体中的SPL将按钮密封，如下文结合图3所进一步解释的。

PCB 108位于声学腔体内。PCB 108可以支撑扬声器100的各种电子器件，诸如用于接收流式音频信号的无线接收器(例如，蓝牙接收器)、用于处理数字音频流的一个或多个数字信号处理器(DSP)、以及用于将数字音频流转换为模拟形式以便通过电声换能器110进行换能的一个或多个数字转-模拟转换器。电池112也被包围在声学腔体内，用于为电子器件和电声换能器110供电。

沿着电声换能器110的第一侧的框架114例如经由紧固件固定到第一封壳部分102a。电声换能器110的相对的第二侧(例如，换能器的电动机结构116)例如使用粘合剂被固定到第二封壳部分102b，使得电声换能器110夹在第一封壳部分102a和第二封壳部分102b之间并且固定耦合到第一封壳部分102a和第二封壳部分102b两者。电声换能器110被布置为使得其运动轴基本上垂直于封壳102的前部表面和后部表面。电声换能器110的相对侧与封壳102的这种耦合改变了电声换能器110的摇摆模式，并且可以帮助将摇摆模式向上推到更高的频率。

电声换能器110位于声学腔体内，并且被布置为使得从电声换能器110辐射的声能声学地激励一对无源辐射器(即，第一无源辐射器118和第二无源辐射器120)。第一无源辐射器118和第二无源辐射器120中的每个无源辐射器例如经由紧固件(例如，螺钉)安装到第一封壳部分102a和第二封壳部分102b中的对应封壳部分。第一无源辐射器118和第二无源辐射器120以平行且优选同轴的运动方向驱动，该运动方向在声学上彼此同相并且在机械上彼此异相。在单个封壳内使用两个无源辐射器可能是有利的，因为可以使与无源辐射器相关联的惯性力抵消，并且可以使每个单独的无源辐射器的尺寸更小。这对于小型高度便携式扬声器封装特别有利，因为这种扬声器封装的封壳的表面积可能不会足够大以容纳具有与总共两个无源辐射器118和120的有效辐射面积相同的单个无源辐射器。

第一扬声器格栅121经由双面泡沫胶带122安装到第一封壳部分102a的外表面(封壳的前表面)。泡沫有助于处理第一扬声器格栅121和封壳102之间的公差。第二扬声器格栅123被沿着第二封壳部分102b的外表面(封壳的后表面)支撑。一块植绒材料124设置在第二扬声器格栅123和封壳102之间。植绒材料124是具有粘合剂背衬的薄毡状材料，其有助于防止第二扬声器格栅123对封壳102产生嗡嗡声(振动)。在一些情形中，第一扬声器格栅121和第二扬声器格栅123由薄钢制成，并且包括用于声透过的微穿孔。

后盖126(a/k/a“脚”)安装到封壳102的后部表面并且包围第二扬声器格栅123。开口128设置在后盖126中，使得第二扬声器格栅123保持暴露。防护罩(boot)130覆盖封壳102的前表面和侧面。防护罩130包括穿孔区域132，该穿孔区域132覆盖在第一扬声器格栅121上并且允许声能从其通过。防护罩130还包括按钮区域134，该按钮区域134覆盖在第一封壳部分102a上的按钮106上。防护罩130可以由弹性体或橡胶形成。开孔泡沫构件136设置在第一扬声器格栅121和防护罩130之间，以防止防护罩130对第一扬声器格栅121产生嗡嗡声。

在该非限制性示例中，消声构件150是开孔泡沫构件，其具有与限定按钮的弹性体区域104的周界形状相匹配的周界形状，使得构件150在所有区域104下面。构件150具有三个开口，一个开口与每个按钮和下面的开关相关联。开口允许充分下压按钮以操作下面的开关。构件150的泡沫优选地但不是必须被压缩，使得其有效充当对到达按钮的下侧的声学腔体SPL变化的屏障。因此，构件150抑制或防止按钮向内振动或向外振动而由此产生可以被用户听到的声音。在一个非限制性示例中，PCB 108的顶部与弹性体区域104的底部之间的距离为约1.58mm，并且构件150的未压缩厚度为约3mm，因此构件150被压缩至少约40％，并且在本情况下，被压缩几乎有50％。当扬声器封装包括如图2A和图2B所描绘的示例中的覆盖柔软防护罩时，按钮振动可以导致按钮接触防护罩产生的嗡嗡声。由构件150完成的消声也有效地抑制或防止了任何这种嗡嗡声。

图3是便携式扬声器100的局部横截面图，从而提供了由弹性体构件104限定的按钮106a，106b和106c以及被压缩的开孔泡沫消声构件150中的开口162，164和166的布置的更多细节。还示出了下面的开关152，154和156，其在功能上耦合到PCB 108。环181，182和183是包围按钮中的每个按钮的壳体的向下突出的部分。这些环接触并压缩开孔泡沫构件150，使得构件150有效抑制或防止声学腔体中的SPL进入开口162，164和166。这防止了SPL到达按钮106a，106b和106c的底侧。因此，按钮不会被SPL移入和移出，因此不会向外辐射声音。此外，按钮也不会对覆盖的顺应式弹性体外皮或防护罩130产生嗡嗡声。因此，消声构件有效地使按钮上的任何不想要的噪音静音。

已经对若干个实现方式进行了描述。然而，应当理解，在没有背离本文中所描述的发明构思的范围的情况下，可以做出另外的修改，因而其他实施例在所附权利要求的范围内。

Claims (25)

1.一种便携式扬声器，包括：

封壳，其在所述封壳的内部限定声学腔体；

电声换能器，其被布置为将声压辐射到所述声学腔体中；

用户可操作开关，其位于所述封壳的所述内部；

顺应式按钮，其形成所述封壳的一部分，并且覆盖在所述开关上并与所述开关隔开；以及

消声构件，其位于所述按钮和所述开关之间的空间并且被布置为抑制所述声学腔体中的声压到达所述按钮。

2.根据权利要求1所述的便携式扬声器，其中所述消声构件包括开孔泡沫。

3.根据权利要求2所述的便携式扬声器，其中所述消声构件具有开孔泡沫的初始厚度，并且所述开孔泡沫被压缩。

4.根据权利要求3所述的便携式扬声器，其中所述开孔泡沫被压缩到小于其初始厚度的约60％。

5.根据权利要求1所述的便携式扬声器，其中所述消声构件跨所述按钮与所述开关之间的整个空间。

6.根据权利要求5所述的便携式扬声器，其中所述消声构件包括开口，所述开口允许所述按钮位移，以接触并且操作所述开关。

7.根据权利要求1所述的便携式扬声器，还包括具有周界的薄弹性体材料区域，其中所述按钮由所述薄弹性体材料区域限定。

8.根据权利要求7所述的便携式扬声器，其中所述消声构件限定包围所述薄弹性体材料区域的所述周界的外壁。

9.根据权利要求8所述的便携式扬声器，包括多个顺应式按钮，其由所述薄弹性体材料区域限定；以及相等多个的用户可操作开关，其位于所述封壳的所述内部，其中所述消声构件包括多个开口，每个开口位于一个按钮和一个开关之间并且允许所述按钮位移，以接触并且操作所述开关。

10.根据权利要求7所述的便携式扬声器，其中所述薄弹性体材料区域耦合到所述封壳，以便在它们之间形成气密密封。

11.根据权利要求1所述的便携式扬声器，其中所述开关位于印刷电路板的表面上，并且所述消声构件跨所述印刷电路板的所述表面与所述按钮之间的整个空间。

12.根据权利要求11所述的便携式扬声器，还包括具有周界的薄弹性体材料区域，其中所述按钮由所述薄弹性体材料区域限定。

13.根据权利要求12所述的便携式扬声器，其中所述消声构件限定包围所述薄弹性体材料区域的所述周界的外壁。

14.根据权利要求13所述的便携式扬声器，包括多个顺应式按钮，其由所述薄弹性体材料区域限定；以及相等多个的用户可操作开关，其位于所述封壳的所述内部，其中所述消声构件包括多个开口，每个开口位于一个按钮和一个开关之间并且允许所述按钮位移，以接触并且操作所述开关。

15.根据权利要求14所述的便携式扬声器，其中所述消声构件包括开孔泡沫，所述开孔泡沫的初始厚度大于所述印刷电路板的所述表面与所述按钮之间的所述空间，并且其中所述开孔泡沫被压缩并且跨所述印刷电路板的所述表面和所述按钮之间的整个空间。

16.根据权利要求1所述的便携式扬声器，其中所述消声构件防止所述声学腔体中的声压到达所述按钮。

17.根据权利要求1所述的便携式扬声器，其中所述消声构件吸收声能，从而抑制所述声学腔体中的声压到达所述按钮。

18.根据权利要求1所述的便携式扬声器，其中所述消声构件包括垫圈，所述垫圈跨所述按钮和所述开关之间的整个空间。

19.根据权利要求1所述的便携式扬声器，其中所述消声构件包括柔韧性材料，所述柔韧性材料填充所述按钮和所述开关之间的整个空间。

20.根据权利要求1所述的便携式扬声器，还包括至少一个无源辐射器，其暴露于所述声学腔体，其中所述电声换能器被布置为将声压辐射到所述声学腔体中以声学地激励所述至少一个无源辐射器。

21.根据权利要求20所述的便携式扬声器，其中所述至少一个无源辐射器包括一对相对的无源辐射器，所述无源辐射器两者由来自所述电声换能器的声压来激励。

22.根据权利要求1所述的便携式扬声器，还包括顺应式外皮，其覆盖在所述顺应式按钮上并且与所述顺应式按钮邻接。

23.一种便携式扬声器，包括：

封壳，其在所述封壳的内部限定声学腔体；

电声换能器，其被布置为将声压辐射到所述声学腔体中；

印刷电路板，其设置在所述声学腔体内；

多个用户可操作开关，其安装在所述印刷电路板的表面上；

薄弹性体材料区域，其具有周界，以及形成所述封壳的一部分并且覆盖在所述开关上且与所述开关隔开，其中相等多个的顺应式按钮由所述薄弹性体材料区域限定；以及

顺应式消声构件，其包括压缩泡沫并且跨所述开关和所述按钮之间的整个空间，其中所述消声构件限定包围所述薄弹性体材料区域的所述周界的外壁，并且被布置为抑制所述声学腔体中的声压到达所述按钮。

24.根据权利要求23所述的便携式扬声器，其中所述消声构件跨所述印刷电路板的所述表面与所述按钮之间的整个空间，并且其中所述消声构件包括多个开口，每个开口位于一个按钮和一个开关之间并且允许所述按钮位移以接触并且操作所述开关。

25.根据权利要求23所述的便携式扬声器，还包括至少一个无源辐射器，其暴露于所述声学腔体，其中所述电声换能器被布置为将声压辐射到所述声学腔体中以声学地激励所述至少一个无源辐射器。

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