CN111564103A - 具有光学和音频部件的电子设备 - Google Patents

Abstract

一种电子设备外壳可包括与像素阵列叠置的显示器覆盖层。所述覆盖层或所述外壳的其他部分可具有形成光学和音频端口的开口。光学和音频部件可耦接到所述端口。端口盖可覆盖所述端口的部分或全部。所述端口盖可包括一层或多层网片或在阻挡环境污染物的同时允许光和声音通过的其他材料。所述光学部件可包括环境光传感器或接收光的其他设备，并且/或者可包括发射光的设备。所述音频部件可包括麦克风和/或扬声器。所述光学部件可发射或接收穿过所述音频部件的光。所述外壳内部的结构可形成耦接到声音和光穿过的所述端口的通路。

Description

具有光学和音频部件的电子设备

本申请要求于2019年12月10日提交的申请号为16/708,883的美国专利申请以及于2019年2月14日提交的申请号为62/805,707的临时专利申请的优先权，这些专利申请据此全文以引用方式并入本文。

技术领域

本发明整体涉及电子设备，且更特别地，涉及具有光学和音频部件的电子设备。

背景技术

电子设备可包括光学部件，诸如发射和/或检测光的部件。电子设备还可包括音频部件，诸如扬声器。

将诸如光学和音频部件的部件结合到电子设备中可能是具有挑战性的。例如，可能难以将这些部件结合到电子设备中而不消耗比期望更多的空间或不会以非期望的方式改变电子设备的外观。

发明内容

电子设备可具有外壳。该外壳的一部分可形成显示器覆盖层，该显示器覆盖层与为用户显示图像的像素阵列叠置。显示器覆盖层或外壳的其他部分可具有形成光学和音频端口的开口。光学和音频部件可耦接到所述端口。在设备的操作期间，与光学部件的操作相关联的光(例如，红外光、可见光和/或紫外光)可穿过该端口，同时与音频部件的操作相关联的声音可穿过相同的端口。这种配置可帮助最小化端口大小，从而减少显示器中的无效区域的量。

端口盖可覆盖所述端口的部分或全部。所述端口盖可包括一层或多层网片或在阻挡环境污染物的同时允许光和声音通过的其他材料。例如，网片可具有开口，该开口足够小以防止水分飞沫和污垢通过，同时该开口又足够大以使声音可穿透。所述光学部件可包括环境光传感器或接收光的其他设备，并且/或者可包括发射光的设备。所述音频部件可包括麦克风和/或扬声器。在例示性配置中，光学部件可发射或接收穿过音频部件的光。所述外壳内部的结构可形成耦接到声音和光穿过的所述端口的通路。可由该结构支撑诸如反射镜或漫射体的光学结构。也可形成光导结构(例如，光纤、相干纤维束或其他波导)。

附图说明

图1为根据实施方案的例示性电子设备的透视图。

图2为根据实施方案的例示性电子设备的示意图。

图3为根据实施方案的例示性电子设备的横截面侧视图。

图4为根据实施方案的在显示器中具有凹口形状的无效区域的例示性电子设备的一部分的前视图。

图5和图6为根据实施方案的例示性电子设备的部分的前视图。

图7为根据实施方案的可用于端口盖的例示性网片层的图示。

图8为根据实施方案的用于端口盖的具有开口的例示性层的图示。

图9为根据实施方案的诸如具有用于形成光学和音频端口的开口的显示器覆盖层的显示层的横截面侧视图。

图10为根据实施方案的具有被覆盖有由多层声学和光学透明端口覆盖材料形成的声学和光学透明端口盖的开口的例示性显示器覆盖层的横截面侧视图。

图11为根据实施方案的具有共享的光学和音频端口的例示性电子设备的横截面侧视图。

图12为根据实施方案的由具有涂层的纹理化材料形成的例示性漫射体结构的横截面侧视图。

图13为根据实施方案的具有共享的光学和音频端口的例示性电子设备的横截面侧视图。

图14为根据实施方案的示出用于将光学部件安装在诸如扬声器的音频部件附近的例示性位置的例示性电子设备的横截面侧视图。

图15为根据实施方案的在共享的音频和光学端口中具有反射结构的例示性电子设备的一部分的横截面侧视图。

图16为根据实施方案的具有共享的音频和光学端口以及诸如将光耦合到光导中的反射镜的光学元件的例示性电子设备的横截面侧视图。

图17为根据实施方案的可用于将声音按路径传送到音频部件并将光按路径传送到光学部件的例示性结构的透视图。

图18、图19、图20和图21为根据实施方案的具有共享端口的音频和光学部件的例示性电子设备的部分的横截面侧视图。

具体实施方式

电子设备可具有包括光学部件和音频部件的电子部件。该电子设备的部件可安装在外壳内。可在外壳中形成端口。例如，该外壳的一部分可由与显示器叠置的透明构件形成。该透明构件或其他外壳壁结构可具有形成光学和音频端口的开口。在电子设备的操作期间，声音和光可穿过该端口。使用开口来处理音频信号和光信号两者可帮助在电子设备内容纳部件。例如，使用共享的音频和光学端口可帮助减少电子设备中存在的无效显示区域的量。

图1中示出了可包括光学和音频部件的类型的例示性电子设备的透视图。设备10可以是膝上型计算机；包含嵌入式计算机的计算机监视器；平板电脑；台式电脑；蜂窝电话；媒体播放器；或其他手持式或便携式电子设备；较小的设备，诸如腕表设备、腕带设备、挂式设备、耳机或听筒设备；头戴式设备，诸如眼镜、护目镜、头盔或佩戴在用户的头部上的其他装置；或其他可穿戴式或微型设备；电视机；不包含嵌入式计算机的计算机显示器；游戏设备；导航设备；嵌入式系统，诸如其中装置被安装在信息亭、汽车、飞机或其他交通工具中的系统；电子装置的可移除外壳；附件，诸如遥控设备、电脑鼠标、跟踪板、无线或有线键盘或其他附件，和/或实现这些设备中两者或更多者的功能的装置。在图1的例示性配置中，设备10是诸如蜂窝电话的便携式电子设备。该配置有时可在本文中被描述为示例。

如图1所示，设备10可具有外壳，诸如外壳12。外壳12可由诸如聚合物、玻璃、金属、诸如蓝宝石的结晶材料、陶瓷、织物、泡沫、木材、其他材料和/或这些材料的组合形成。设备10可具有任何合适的形状。在图1的示例中，设备10具有正面F，相对的背面R以及侧壁部分(侧壁)W。部分W可形成为正面F、背面R上的外壳结构的延伸部，并且/或者可使用一个或多个单独的侧壁构件形成(作为示例)。诸如一个或多个按钮的输入-输出设备可安装在外壳12上(例如，安装在侧壁部分W上)。如果需要，可在正面F上设置诸如显示器14的显示器。外壳12的有时可称为显示器覆盖层、透明显示器覆盖构件或显示层的透明部分可用于形成用于形成显示器14的像素阵列的保护性透明覆盖件。

外壳12可包含一个或多个端口，诸如端口16。端口16可同时处理光信号(光)和音频信号(声音)，并因此有时可称为光学和音频端口。端口16可由正面F上的显示器14的显示器覆盖层中的开口形成，或者可在外壳12的其他部分中形成。

图2示出了例示性电子设备的示意图。如图2所示，设备10可包括控制电路30、通信电路32和输入-输出设备34。

控制电路30可包括用于支持设备10的操作的存储和处理电路。存储和处理电路可包括存储设备，诸如非易失性存储器(例如，闪存存储器或被配置形成固态驱动器的其他电可编程只读存储器)、易失性存储器(例如，静态或动态随机存取存储器)等。控制电路30中的处理电路可用于采集来自传感器和其他输入设备的输入，并且可用于控制输出设备。处理电路可基于一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、基带处理器和其他无线通信电路、电源管理单元、音频芯片、专用集成电路等。

为了支持设备10和外部电子装置之间的通信，控制电路30可使用通信电路32进行通信。通信电路32可包括天线、射频收发器电路以及其他无线通信电路和/或有线通信电路。有时可称为控制电路和/或控制和通信电路的电路32可例如支持使用无线局域网链路、近场通信链路、蜂窝电话链路、毫米波链路和/或其他无线通信路径的无线通信。

输入-输出设备34可用于采集用户输入、用于采集关于用户周围环境的信息和/或向用户提供输出。

输入-输出设备34的显示器14具有用于向用户显示图像的像素阵列。显示器14可以是发光二极管显示器(例如，有机发光二极管显示器或具有像素阵列的显示器，该像素阵列具有由晶体半导体管芯形成的发光二极管)、液晶显示器或其他显示器。显示器14可包括二维电容式触摸传感器或用于采集触摸输入的其他触摸传感器。

设备34可包括传感器36。传感器36可包括力传感器(例如，应变计、电容式力传感器、电阻式力传感器等)，诸如麦克风的音频传感器，电容式触摸传感器、电容式接近传感器、其他触摸传感器，超声传感器，用于检测位置、取向和/或运动的传感器(例如，加速度计，诸如罗盘传感器、陀螺仪的磁性传感器和/或包含这些传感器的一些或全部的惯性测量单元)，肌肉活动传感器(EMG)、心率传感器、心电图传感器和其他生物特征传感器，射频传感器(例如，雷达和其他测距和定位传感器)，湿度传感器，含水率传感器和/或其他传感器。

传感器36和其他输入-输出设备34可包括诸如以下的光学部件：发光二极管(例如，相机闪光灯或其他覆盖层照明等)；激光器，诸如垂直腔面发射激光器和其他激光二极管；发射多个平行激光束的激光部件(例如，用于三维感测)；灯；以及光感测部件，诸如光电探测器和数字图像传感器。例如，设备34中的传感器36可包括：深度传感器(例如，基于能够光学感测三维形状的立体成像设备的结构化光传感器和/或深度传感器)；光学传感器，诸如自混合传感器以及收集渡越时间测量值和/或其他测量值以确定传感器与外部对象之间的距离和/或能够确定相对速度的光检测和测距(激光雷达)传感器；能够测量环境光水平的单色和/或彩色环境光传感器；光类接近传感器(例如，包括光源和相应的光探测器的光学接近传感器，其中光源诸如红外发光二极管和/或激光器，光探测器诸如能够检测外部对象何时处于预定距离内的红外光电探测器)；光学传感器，诸如使用由照相机中的数字图像传感器收集的图像来收集位置和/或方向信息的视觉测程传感器、视线跟踪传感器、具有被配置为收集图像数据的数字图像传感器的可见光和/或红外照相机、用于测量紫外光的光学传感器、和/或其他光学传感器部件(例如，光敏设备，并且如需要，光源)；耦接到光导的光电探测器；相关的光发射器；和/或其他光学部件(一个或多个发光设备、一个或多个光检测设备等)。

输入-输出设备34还可包括音频部件。音频部件可包括用以感测声音的一个或多个麦克风(例如，传感器36中用以感测音频信号的音频传感器)，并且可包括发声部件，诸如音频发生器和一个或多个扬声器。如图2所示，例如，输入-输出设备34可包括扬声器38。扬声器可用于支持扬声器电话操作，并且/或者可在设备10保持在用户耳朵上进行电话呼叫以收听语音信箱消息或收听其他音频输出时用作听筒扬声器。例如，扬声器38可在声学上耦接到图1的端口16，以形成设备10的听筒扬声器。

除了传感器36、显示器14以及扬声器38之外，输入-输出设备34还可包括诸如按钮的用户输入设备和其他设备40。设备40可包括例如用于向用户提供视觉输出的光学部件，诸如除显示器14之外的光类输出设备。光类输出设备可包括一个或多个发光二极管、一个或多个激光器、灯、电致发光设备和/或其他发光部件。光类输出设备可形成状态指示灯。如果需要，光类输出设备可包括照明图标(例如，与电源指示器、电池充电指示器、无线电信号强度指示器、通知图标等相关联的背光符号)。

设备40还可包括电磁体、永久磁体、由磁性材料形成的结构(例如，被吸引到诸如电磁铁和/或永磁体等磁体的铁棒或其他铁磁构件)、电池等。设备40还可包括被配置为传输和/或接收有线和/或无线电力信号的电力传输和/或接收电路，以及诸如触觉输出设备和其他输出部件(例如，电磁致动器或能够振动以向用户提供与触摸传感器或其他输入设备的操作相关联的触觉警报和/或触觉反馈的其他致动器)的输出部件。

在图3中示出了图1的设备10的横截面侧视图。如图3所示，外壳12可具有一个或多个部分，诸如侧壁部分12W、设备10的正面F上的前部12F以及设备10的背面R上的后部12R。这些部分可由金属(例如，铝、不锈钢或其他金属)形成，或者可由聚合物、玻璃、陶瓷和/或其他材料形成。

外壳12中的一些或全部可以是透明的。例如，外壳部分12F可以是叠置并保护显示器14的显示器像素阵列14PA的透明显示器覆盖层。前外壳部分12F可由蓝宝石或其他结晶材料、玻璃、聚合物、透明陶瓷和/或其他透明材料形成，以允许用户从设备10的外部观察像素阵列14PA的像素所显示的图像。

显示器14的包含显示器像素阵列14PA中的像素的部分有时可能涉及到形成显示器14的有效区域(AA)(例如，显示器14的被配置为向用户显示图像的部分)。显示器14的不含像素且不显示图像的部分有时可能涉及到形成显示器14的无效区域(IA)。为了容纳诸如光学和音频部件的部件，外壳部分12F或外壳12的其他部分可具有用于形成一个或多个端口的一个或多个开口。如图3所示，例如，显示器14(例如，用作显示器覆盖层的外壳部分12F)可具有诸如形成光学和音频端口16的开口42的开口。

外壳12的壁可将设备10的内部区域44与围绕设备10的外部区域50隔开。内部区域44可包括诸如部件46的部件。部件46可包括集成电路、分立部件、电池、诸如无线电源线圈的无线电路部件和/或其他部件(参见例如，图2的控制电路30、通信电路32和输入-输出设备34)。部件46可使用信号路径互连，信号路径诸如由印刷电路上的迹线形成的路径(参见例如印刷电路48)。

如果需要，可在外壳结构上除了透明结构以外的表面上设置不透明结构，诸如不透明油墨、金属或其它不透明涂层材料的涂层。例如，形成前外壳部分12F的透明构件的部分(例如，与显示器14的不显示图像的无效区域相关联的显示器覆盖层的部分)可具有覆盖了不透明遮蔽材料以帮助隐藏内部区域44中的结构以防止从设备10的外部观察的内表面。可在无效显示区域的不透明遮蔽材料中形成光学窗口，以允许光穿过并进入设备10中。光学部件可与光学窗口对准，并且/或者可通过阵列14PA中的像素之间的间隙来操作。光学部件也可通过光学和音频端口16进行操作。例如，内部44中的发光部件可发射穿过端口16的开口42至外部区域50的光，并且/或者内部44中的光检测部件可通过端口16的开口42接收光。除了处理音频信号之外，使用端口16中可用的空间来向内部44中的光学部件和/或从该光学部件传送光可帮助最小化显示器14的无效区域的大小。

图4、图5和图6示出了例示性电子设备10的正面F的部分。如图4所示，显示器14可通过有效区域AA来表征，该有效区域AA包含用于向用户显示图像的像素阵列14PA的像素52。显示器14还可通过无像素无效区域IA来表征，该无像素无效区域IA不包含像素并且不向用户显示图像。可在无效区域IA内形成端口16。如果需要，也可在无效区域IA的部分中形成用于光学部件的光学窗口54。窗口54可由显示器14的显示器覆盖层下侧上的不透明遮蔽层中的开口形成。如果需要，开口中的一些可利用油墨、物理气相沉积涂层和/或其它材料层覆盖以调节光学窗口54的光学特性。与窗口54对准的光学部件可包括相机闪光灯部件，图像传感器，光学接近传感器，环境光传感器，诸如用于三维图像传感器的点阵投影器、红外泛光灯及红外照相机(例如，用于三维图像传感器)的红外发光部件，和/或其他发光和/或光检测部件。这些部件中的一个或多个也可被配置为通过端口16发射和/或接收光。

在图4的示例中，无效区域IA具有凹口(例如，有效区域AA中沿外壳12的顶部周边边缘的中心部分形成的凹槽)的形状。如果需要，可使用其他形状的无效区域IA。例如，可如图5所示在有效区域内形成岛状无效区域IA(例如，显示器的像素阵列可围绕无效区域IA)，并且可在无效区域中形成一个或多个光学部件窗口54。如果需要，可减小无效区域IA的大小(例如，减小到诸如对用户肉眼不可见或几乎不可见的量的较小量)，并且可不包括任何光学部件窗口(参见例如图6)。端口16的轮廓和/或设备10中的无效区域可以是圆形、椭圆形、矩形或其他形状，可具有直边缘、弯曲边缘和/或直边缘与弯曲边缘的组合，并且/或者可具有其他合适的占有面积。如果需要，可以使用其他布置。例如，可在外壳12的不与显示器14叠置的部分、外壳侧壁的部分、后外壳壁的部分和/或外壳12的其他部分中形成诸如端口16的一个或多个光学和音频端口。

在端口16位于外壳12的上端处的布置中，除了处理用于一个或多个光学部件的光信号之外，端口16还可用作诸如听筒扬声器端口的音频端口。为了防止粉尘、水分和其他环境污染物从外部区域50进入内部区域44，端口16可设置有端口盖。端口盖可使声音和光穿透，同时帮助阻挡粉尘微粒、水分飞沫和其他有害物质。端口盖可例如由一层或多层网片和/或一个或多个穿孔层形成。

图7示出了可用于端口盖的例示性网片层。如图7所示，诸如网片层56的网片层可由诸如股线58的材料股线形成。股线58可由金属、聚合物、玻璃、陶瓷、棉花或其他自然材料、其他材料或这些材料的组合形成。股线58可织造或以其他方式互绕以形成具有开口60的网片(网格成形层)，开口足够大以允许光和声音通过，同时开口足够小以阻挡污垢和水分。在一些配置中，股线58的材料可使光穿透。

图8示出了可用于端口盖的例示性穿孔层。如图8所示，穿孔层64可具有诸如层62的一层材料。层62可由金属、聚合物、玻璃、陶瓷、自然材料、其他材料或这些材料的组合形成。可在层62内形成诸如一系列穿孔60的一个或多个开口(例如，具有圆形形状、矩形形状或其他合适轮廓的开口)，以允许光和声音穿过层64。如果需要，层62可由透明材料形成，以允许光除了穿过开口60之外，还穿过层62。

诸如图7和图8的结构的结构(例如，固体结构、堆叠在彼此顶部的一层或多层材料、诸如网片层56的网片层、诸如穿孔层64的具有开口的层等)能够用于形成用于端口16的端口盖。图9为端口16的横截面侧视图，其示出了用于端口16的端口盖66可能如何在外壳部分12F(例如，显示器覆盖层)中的开口42内形成。当存在端口盖66时，声音和光可穿过端口16，但诸如水分和粉尘的污染物从外部区域50到内部44的通道受到阻挡。

图10示出了端口16的例示性端口盖布置。如图10所示，端口盖66可具有诸如层66-1和66-2的多层材料，并且如果需要，可具有可选的加强结构。在设备10的操作期间，光和声音可穿过端口盖66。层66-1可以是例如形成在端口16外侧上的金属网片或穿孔层。层66-2可以是例如形成在端口16内侧上的聚合物织物层(聚合物股线网片)。在这种类型的配置中，外层66-1可具有期望的外表外观(例如，相对较大的开口)，并且可具有较小开口的内层66-2可帮助阻挡细小微粒和水分。可在这些层中的一个或两个上形成疏水性涂层以帮助抵御水分。两个或更多个层的其它叠堆也可用来形成端口盖，端口盖可由具有用于声音和光的开口的单层材料形成，并且/或者端口16的一些或全部可被端口盖66覆盖。使用图10的端口盖66中与前外壳部分12F形成的显示器覆盖层的开口42叠置的内和外端口盖层是例示性的。

因为端口16可处理音频和光学信号两者，所以诸如扬声器38的音频部件和诸如环境光传感器的一个或多个光学部件或其他部件可共享端口16。图11示出了端口16用于处理声音和光的例示性布置。如图11所示，端口16可与多个电子部件对准，多个电子部件包括诸如扬声器38(和/或麦克风)的一个或多个音频部件以及诸如光学部件82的一个或多个光学部件。

光学部件82可被配置为发射光和/或接收光。在图11的示例中，光学部件82是环境光传感器，并且包括具有一个或多个光电探测器86(例如，光电二极管)的半导体管芯84(例如，硅管芯)。环境光传感器可以是测量环境光90的强度的单色环境光传感器，或者可以是彩色环境光传感器。在彩色环境光传感器配置中，每个光电探测器86可由具有不同相应通频带(颜色)的滤色器叠置，使得彩色环境光传感器可对不同颜色的光的强度进行测量。这允许彩色环境光传感器测量环境光的颜色和强度。环境光颜色测量可使用颜色坐标、色温、相关色温、彩色光光谱或其他合适的颜色测量格式来表示。

扬声器38可具有隔膜，诸如由柔性围绕部76支撑的隔膜74。致动器78可以是电磁致动器，诸如运动磁致动器或运动线圈致动器，或者可以是任何其他合适类型的致动器。在扬声器38的操作期间，致动器78可由来自控制电路30的模拟音频信号(驱动电流)驱动以在方向80上产生隔膜运动(振动)，从而产生声音88。

诸如结构68的结构(例如，由聚合物、金属、玻璃、陶瓷、其他材料和/或这些材料的组合形成的结构)可形成安装结构(诸如安装支架或其他构件的内部支撑结构)，并且/或者可形成音频和光学部件(例如，扬声器外壳部分、用于光学部件的封装、和/或其他封装和支撑结构等)的结构的部分。例如，结构68可形成扬声器38的扬声器箱(例如，形成扬声器38的扬声器后腔70的扬声器箱等)。这些结构可用于帮助将声音引导至音频部件和/或引导来自音频部件的声音，并且/或者帮助将光导至光学部件和/或引导来自光学部件的光。

在图11的示例中，结构68形成对光学部件82(例如，环境光传感器)的支撑。结构68可具有诸如通路72的通路，音频和光学部件通过该通路耦接到端口16。在图11的示例中，通路72与光学部件82对准，使得通过端口16的端口盖66接收的光90可穿过通路72到达光学部件82。通路72与扬声器38通信，使得由扬声器38产生的声音88可通过端口16的端口盖66离开设备内部44到达外部区域50。在图11的示例中，扬声器38设置到由通路72形成的入口的一侧。如果需要，可以使用其他配置。

在一些配置中，可将光学和/或音频结构结合到结构68中，以帮助改变穿过结构68的声音和光。例如，诸如漫射体结构92的光漫射体结构可形成在通路72的内表面上，以帮助漫射入射光90，同时将光90引导至光学部件82。如果需要，可包括反射器(例如，反射镜)、透镜、滤光器和/或其他光学元件。图12示出了结构68的部分可如何进行纹理化并覆盖有反射涂层94(例如，金属层、形成电介质镜涂层的电介质层的叠堆、白色聚合物和/或其他反射材料)。这种类型的结构和/或其他光漫射结构可用于形成图11的光漫射体结构92。

在图13的示例中，光学部件82已安装在通路72中的结构68的与端口16对准的水平内表面上。一般来讲，光学部件82可安装在结构68中的开口中、结构68的内表面上(例如，在通路72中)和/或结构68的外部上。如例示性安装位置82'所示，光学部件82可安装在结构68的通路72中的一个或多个侧壁表面上。也可使用其中诸如光学部件82的一个或多个光学部件安装在结构68的外部上的布置方式(参见例如例示性安装位置82")。当光学部件82安装在位置82"中时，结构68的叠置部分可由透明材料(例如，透明聚合物等)形成，使得用于部件82的光可穿过结构68的该部分。

如果需要，光学部件82可通过扬声器38的一部分来发射和/或接收光。例如，考虑图14的布置。如图14所示，结构68可被构造成将扬声器隔膜74与通路72和端口盖66对准。光学部件82可安装在隔膜74下方。隔膜74可由透明材料(例如，透光聚合物等)形成，使得光可穿过隔膜74。光学部件82可以是例如通过隔膜74接收环境光90的环境光传感器。如果需要，光学部件82可放置于诸如位置82A、82B和82C的其他位置。位置82A和82B(与图14的部件82的例示性位置一样)位于扬声器38的扬声器后腔70内(例如，位于由结构68形成的扬声器箱内和背离端口16的扬声器隔膜的侧面上)。在位置82B中，光学部件82可能被扬声器围绕部76叠置。围绕部76可由诸如透明聚合物的透明材料形成，以允许光90穿过围绕部76。在位置82A中，结构68的部分68P与光学部件82叠置。部分68P可由诸如透明聚合物的透明材料形成，以允许光90穿过部分68P至光学部件。在位置82C中，光学部件82被结构68的透明部分叠置，使得光可穿过结构68和隔膜72进入/离开部件82。如果需要，可在隔膜74的下表面上形成反射结构，诸如反射涂层结构96(例如，金属层、电介质镜、白色聚合物的反射涂层等)。光发射器98可发射光，光由涂层结构96反射并由光检测器100检测。控制电路30可监测光检测器100的输出以测量隔膜74的运动(例如，以形成检测音频的麦克风、以监测可能影响利用隔膜74下的光学部件82进行环境光测量的隔膜运动等)。

在图15的例示性配置中，结构68已被配置为支撑光学结构102。图15的光学结构102可以是例如结构68上的形成反射镜(例如，平面反射镜)的反射涂层、由反射镜形成的透镜、漫射体、结合诸如这些的多个部件的光学结构和/或其他光学元件。例如，光学结构102可收集并反射进入光学部件82的入射环境光90。光学部件82可安装在结构68内，安装在结构68的外表面上，安装在结构68的侧壁中形成的开口中，或者安装在设备10中的其他合适位置。扬声器38经由通路72在声学上耦接到端口16，并因此能够在光学部件82通过端口16接收光90的同时或从光学部件82发射的光通过端口16离开设备10的同时，通过端口16发出声音。

在图16的示例中，结构68的部分68T由形成光导的透明材料形成(例如，一根光纤、一束光纤、由第二折射率的透明材料包围的第一折射率的透明材料形成的透光波导、或其他光导结构，其中第二折射率低于第一折射率)。光导可具有直的细长形状或如图16所示的具有弯曲的细长形状。光导可具有对置的第一端部和第二端部。第一端部可与光学结构102对准，并且第二端部可与光学部件82对准。在操作期间，入射光90从结构102反射并因此耦合到部分68T的内部。一旦位于部分68T内，可根据全内反射原理将光90引导至光学部件82(例如，环境光传感器)。部分68T可形成扬声器38的扬声器箱的一部分并且/或者可另外附接到结构68的其他部分。也可使用以下配置：部件82的光导结构与扬声器38的扬声器箱结构分开。图16的光学部件82和其他附图可以是诸如环境光传感器的光接收部件、发光部件和/或发射和接收光的部件。

如果需要，结构68可被配置为在光导结构内形成一个或多个音频通路。如图17所示，例如，结构68可由将光90引导至光学部件82的、诸如透光聚合物或玻璃的透明材料形成。结构68'的表面可与端口16对准。结构68可具有空气填充通路72，该通路从扬声器38接收声音88并通过端口16将声音88按路径传送出设备10。也可使用以下配置：通过诸如图17的结构68的、具有空气填充通路的光导结构中的通路72，光学部件82发射光，并且/或者设备10中的音频部件接收声音88。

在图18的例示性配置中，端口盖66具有围绕透明构件104的环形形状，并且位于外壳部分12F的外表面的下方。透明构件104也可位于端口16内，使得透明构件104的最外表面位于外壳部分12F的最外表面的下方。利用这种布置，端口盖66覆盖端口16的暴露部分的一部分，并且透明构件104覆盖端口16的暴露部分的一部分。透明构件104可由透明聚合物、玻璃或其他透明材料形成，并且可与光学部件82叠置。在操作期间，光学部件82可通过透明构件104而非通过端口盖66来接收或发射光。端口盖66可用于允许由内部44中的音频部件发出或接收声音。例如，一个或多个扬声器38可发出穿过端口盖66的声音。图18的布置可帮助放大端口盖66的表面积(例如，以允许声音通过)，同时使外壳部分12F中用于形成端口16的开口的大小最小化。如果需要，透明构件104可具有调节构件104的外观的油墨层或其他材料，可被配置成形成光导，可形成光学滤光器，并且/或者可形成其他光学结构。

图19示出了外壳部分12F可如何具有环形开口。外壳部分12F中的环形开口42形成用于端口16的环形形状。环形端口盖66可形成在开口42中，覆盖环形端口16。光学部件82可通过外壳部分12F的叠置区域发射和/或接收光。扬声器38可通过端口盖66和端口16发出声音。

如果需要，端口盖66可凹入外壳部分12F中形成端口16的开口的最外部分下方形成的腔体内。例如，如图20所示，端口盖66可凹入在外壳部分12F的表面下方，并且可相对于外壳部分12F的表面成一角度取向。扬声器38可通过端口盖66发出声音。光学部件82可通过透明构件104发射或接收光。在这种类型的布置中，透明构件104和端口盖66凹入在端口16内，而非覆盖外壳部分12F中形成端口16的最外开口，从而增加与端口盖66和/或构件104相关联的表面积，而不会过度增大外壳部分12F中用于形成端口16的开口的大小。

图21示出了端口16的另一例示性配置。如图21所示，端口盖66可凹入在设备10内的腔体的一侧上的端口16内。光学部件82可安装在通路72的底部处。如果需要，通路72的部分可由外壳侧壁构件12W形成。这种类型的布置可帮助最小化端口16的大小，因为如果需要，端口盖66的大小可大于外壳12中的开口42的大小。

除了有效地容纳音频和光学部件之外，图18、图19、图20和图21所示类型的布置可帮助容纳发射和/或接收光的光学部件，而不会使所发射的光和/或所接收的光通过网片、穿孔层或其他透声的端口盖结构时受到影响。例如，图18的光学部件82可通过透明构件104发射和/或接收光，并且该光不需要穿过端口盖66。这允许使用可能具有低透光率的配置来形成端口盖66(例如，端口盖66为不透明的配置)。在图19的示例中，由光学部件82发射或接收的光可穿过外壳部分12F的叠置部分而不穿过端口盖66。图20的配置允许由光学部件82发射的光和/或由光学部件82接收的光穿过透明构件104而不穿过端口盖66。在图21的配置中，由光学部件82发射或接收的光可穿过通路72和端口16而不穿过端口盖66。

当期望发射和/或接收光不受端口盖66中结构的影响时，诸如当光学部件包括用于捕获图像的图像传感器、诸如用于发射点阵列的激光阵列(例如，与结构化光三维图像传感器中的点阵投影器相关联的激光束或其他光束的阵列)的发光部件、接近传感器的发射和检测光的发光和检测设备、和/或其他光学部件时，诸如其中光学部件82的光不穿过端口盖66的这种布置可能会有所帮助。如果需要，诸如这些的部件也可通过端口盖66操作(例如，通过将输出光束与端口盖结构中的穿孔对准等)。

如上所述，本公开技术的一个方面是采集和使用诸如传感器信息(例如，光学传感器信息)的信息。本公开预期，在一些实例中，这些所采集的数据可包括唯一地识别或可用于联系或定位特定人员的个人信息数据。此类个人信息数据可包括人口统计数据、基于位置的数据、电话号码、电子邮件地址、twitter ID、家庭地址、与用户的健康或健身等级相关的数据或记录(例如，生命体征测量结果、药物信息、运动信息)、出生日期、眼镜度数、用户名、口令、生物识别信息、或任何其他识别信息或个人信息。

本公开认识到在本发明技术中使用此类个人信息可用于使用户受益。例如，该个人信息数据可用于递送用户较感兴趣的目标内容。因此，使用此类个人信息数据使得用户能够对所递送的内容进行有计划的控制。此外，本公开还预期个人信息数据有益于用户的其他用途。例如，健康和健身数据可用于向用户的总体健康状况提供见解，或者可用作使用技术来追求健康目标的个人的积极反馈。

本公开设想负责采集，分析，公开，传输，存储或其他使用此类个人信息数据的实体将遵守既定的隐私政策和/或隐私实践。具体地，此类实体应实施并坚持使用被公认为满足或超出对维护个人信息数据的隐私性和安全性的行业或政府要求的隐私政策和实践。用户可以方便地访问此类策略，并应随着数据的采集和/或使用变化而更新。用户的个人信息应采集为实体的合法和合理使用，而不应在这些合法使用之外共享或销售。此外，在收到用户知情同意后，应进行此类采集/共享。此外，此类实体应考虑采取任何必要步骤，保卫和保障对此类个人信息数据的访问，并确保其他有权访问个人信息数据的人遵守其隐私政策和流程。另外，此类实体可使其本身经受第三方评估以证明其遵守广泛接受的隐私政策和实践。此外，应调整政策和实践，以便采集和/或访问的特定类型的个人信息数据，并适用于包括管辖范围的具体考虑的适用法律和标准。例如，在美国，某些健康数据的收集或访问可能受诸如健康保险流通与责任法案(HIPAA)的联邦和/或州法律的约束，而其他国家的健康数据可能受其他法规和政策的约束，并且应相应地加以处理。因此，应针对每个国家不同的个人数据类型保持不同的隐私实践。

不管前述情况如何，本公开还设想用户选择性地阻止使用或访问个人信息数据的实施方案。即本公开设想可提供硬件元件和/或软件元件，以防止或阻止对此类个人信息数据的访问。例如，本技术可被配置为允许用户在注册服务期间或其后随时选择参与采集个人信息数据的“选择加入”或“选择退出”。又如，用户可选择不提供特定类型的用户数据。再如，用户可以选择限制保持用户特定数据的时间长度。除了提供“选择加入”和“选择退出”选项外，本公开设想提供与访问或使用个人信息相关的通知。例如，可在下载应用(“app”)时向用户通知其个人信息数据将被访问，然后就在个人信息数据被应用访问之前再次提醒用户。

此外，本公开的目的是应管理和处理个人信息数据以最小化无意或未经授权访问或使用的风险。一旦不再需要数据，通过限制数据采集和删除数据可最小化风险。此外，并且当适用时，包括在某些健康相关应用中，数据去标识可用于保护用户的隐私。在适当的情况下，可以通过移除特定标识符(例如，出生日期等)、控制存储的数据的量或特征(例如，在城市级而非地址级收集位置数据)、控制数据的存储方式(例如，在用户之间聚合数据)和/或其它方法来促进去标识。

因此，虽然本公开广泛地覆盖了使用个人信息数据来实现一个或多个各种所公开的实施方案，但本公开还预期各种实施方案也可在无需访问此类个人信息数据的情况下被实现。即，本发明技术的各种实施方案不会由于缺少此类个人信息数据的全部或一部分而无法正常进行。

根据一个实施方案，提供了一种电子设备，该电子设备包括被配置为显示图像的像素阵列、具有与像素阵列叠置的显示器覆盖层部分的外壳，该显示器覆盖层部分具有形成光学和音频端口的开口，耦接到光学和音频端口的音频部件以及耦接到光学和音频端口的光学部件，与光学部件相关联的光穿过音频部件。

根据另一个实施方案，显示器覆盖层中的开口位于不包含像素的无效显示区域中，电子设备包括开口中的透声和透光的端口盖，音频部件包括被配置为发出穿过端口盖的声音的扬声器，并且光学部件包括被配置为检测穿过端口盖并穿过扬声器的光的环境光传感器。

根据另一个实施方案，扬声器具有透明隔膜，光通过该透明隔膜到达环境光传感器。

根据另一个实施方案，电子设备包括位于无效显示区域中的与光学和音频端口相邻的光学部件窗口。

根据另一个实施方案，无效显示区域具有凹口形状，并且沿像素阵列的边缘形成。

根据另一个实施方案，无效显示区域被像素阵列围绕。

根据另一个实施方案，端口盖具有网片，网片具有网片开口，声音穿过该网片开口并且光穿过该网片开口。

根据另一个实施方案，音频部件包括具有隔膜的扬声器，并且电子设备包括向透明隔膜发射光的发光设备和检测从透明隔膜反射的光的光检测设备。

根据一个实施方案，提供了一种电子设备，该电子设备包括被配置为显示图像的像素、具有与像素阵列叠置的透明部分的外壳、在透明部分中形成的光学和音频端口、覆盖该光学和音频端口的端口盖、被配置为通过该端口盖发出声音的扬声器以及被配置为通过该端口盖接收光的环境光传感器。

根据另一个实施方案，外壳包围内部区域并且被外部区域围绕，扬声器和环境光传感器形成于内部区域中，电子设备包括形成通路的结构，该通路在扬声器和开口之间传送声音，并且环境光传感器被配置为通过通路接收光。

根据另一个实施方案，电子设备包括位于通路中的光漫射结构。

根据另一个实施方案，光漫射结构包括纹理化反射涂层。

根据另一个实施方案，扬声器具有由结构形成的扬声器箱。

根据另一个实施方案，该结构形成通路的侧壁，并且环境光传感器安装在侧壁上。

根据另一个实施方案，电子设备包括由结构支撑的光学结构，该光学结构被配置为将通过端口盖接收的光反射到环境光传感器。

根据另一个实施方案，电子设备包括光导，该光导被配置为接收穿过端口盖的光，并且被配置为向环境光传感器提供所接收的光。

根据另一个实施方案，光导具有音频通路，扬声器发出的声音穿过该音频通路。

根据实施方案，提供了一种电子设备，该电子设备包括：显示器，该显示器具有形成有效区域的像素阵列，具有不含像素的无效区域，并且具有与有效区域和无效区域叠置的显示器覆盖层，该显示器覆盖层在无效区域中具有显示器覆盖层开口；网片层；被配置成通过网片层并且通过显示器覆盖层开口发出声音的扬声器；以及被配置为检测穿过显示器覆盖层开口但未穿过网片层的光的环境光传感器。

根据另一个实施方案，该电子设备包括与光学部件叠置的透明构件，光穿过显示器覆盖层开口和透明构件到达环境光传感器。

根据另一个实施方案，光学部件包括彩色环境光传感器。

前述内容为例示性的并且可对所述实施方案作出各种修改。前述实施方案可独立实施或可以任意组合实施。

Claims (20)

1.一种电子设备，所述电子设备包括：

被配置为显示图像的像素阵列；

外壳，所述外壳具有与所述像素阵列叠置的显示器覆盖层部分，其中所述显示器覆盖层部分具有形成光学和音频端口的开口；

音频部件，所述音频部件耦接到所述光学和音频端口；以及

光学部件，所述光学部件耦接到所述光学和音频端口，其中与所述光学部件相关联的光穿过所述音频部件。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述显示器覆盖层中的所述开口位于不包含像素的无效显示区域中，所述电子设备还包括在所述开口中的透声和透光的端口盖，其中所述音频部件包括扬声器，所述扬声器被配置为发出穿过所述端口盖的声音，并且其中所述光学部件包括环境光传感器，所述环境光传感器被配置为检测穿过所述端口盖并穿过所述扬声器的光。

3.根据权利要求2所述的电子设备，其中所述扬声器具有透明隔膜，所述光通过所述透明隔膜到达所述环境光传感器。

4.根据权利要求3所述的电子设备，还包括位于所述无效显示区域中的与所述光学和音频端口相邻的光学部件窗口。

5.根据权利要求4所述的电子设备，其中所述无效显示区域具有凹口形状，并且沿所述像素阵列的边缘形成。

6.根据权利要求4所述的电子设备，其中所述无效显示区域被所述像素阵列围绕。

7.根据权利要求3所述的电子设备，其中所述端口盖具有网片，所述网片具有网片开口，其中所述声音穿过所述网片开口，并且其中所述光穿过所述网片开口。

8.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述音频部件包括扬声器，所述扬声器具有隔膜，并且其中所述电子设备还包括向所述透明隔膜发射光的发光设备和检测从所述透明隔膜反射的光的光检测设备。

9.一种电子设备，所述电子设备包括：

像素，所述像素被配置为显示图像；

外壳，所述外壳具有与所述像素阵列叠置的透明部分；

光学和音频端口，所述光学和音频端口形成于所述透明部分中；

端口盖，所述端口盖覆盖所述光学和音频端口；

扬声器，所述扬声器被配置为通过所述端口盖发出声音；以及

环境光传感器，所述环境光传感器被配置为通过所述端口盖接收光。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其中所述外壳包围内部区域并且被外部区域围绕，其中所述扬声器和环境光传感器形成于所述内部区域中，其中所述电子设备还包括形成通路的结构，所述通路在所述扬声器和所述开口之间传送声音，并且其中所述环境光传感器被配置为通过所述通路接收所述光。

11.根据权利要求10所述的电子设备，还包括位于所述通路中的光漫射结构。

12.根据权利要求11所述的电子设备，其中所述光漫射结构包括纹理化反射涂层。

13.根据权利要求10所述的电子设备，其中所述扬声器具有由所述结构形成的扬声器箱。

14.根据权利要求10所述的电子设备，其中所述结构形成所述通路的侧壁，并且其中所述环境光传感器安装在所述侧壁上。

15.根据权利要求10所述的电子设备，还包括由所述结构支撑的光学结构，所述光学结构被配置为将通过所述端口盖接收的光反射到所述环境光传感器。

16.根据权利要求9所述的电子设备，还包括光导，所述光导被配置为接收穿过所述端口盖的光，并且被配置为向所述环境光传感器提供所接收的光。

17.根据权利要求16所述的电子设备，其中所述光导具有音频通路，所述扬声器发出的声音穿过所述音频通路。

18.一种电子设备，所述电子设备包括：

显示器，所述显示器具有形成有效区域的像素阵列，具有不含像素的无效区域，并且具有与所述有效区域和所述无效区域叠置的显示器覆盖层，其中所述显示器覆盖层在所述无效区域中具有显示器覆盖层开口；

网片层；

扬声器，所述扬声器被配置为通过所述网片层并且通过所述显示器覆盖层开口发出声音；以及

环境光传感器，所述环境光传感器被配置为检测穿过所述显示器覆盖层开口但未穿过所述网片层的光。

19.根据权利要求18所述的电子设备，还包括透明构件，所述透明构件与所述光学部件叠置，其中所述光穿过所述显示器覆盖层开口和所述透明构件到达所述环境光传感器。

20.根据权利要求19所述的电子设备，其中所述光学部件包括彩色环境光传感器。

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