CN115529519A - 用于移动计算装置中的麦克风的进入防护子系统 - Google Patents

Abstract

一种移动计算装置，包括：壳体，其具有正面、相反的背面、以及连接所述正面和所述背面的多个侧壁；麦克风，其被支承在所述壳体内；和声音通道，其在所述麦克风和所述壳体的外部之间延伸，所述声音通道由以下部分限定：(i)麦克风口，其穿过所述多个侧壁中的一个侧壁；(ii)膜组件，其固定至围绕所述麦克风口的第一壳体内表面；和(iii)隔离板，其固定至围绕所述第一壳体内表面的至少一部分的第二壳体内表面，所述隔离板具有从其中穿过的通道开口，并且构造成与所述膜组件接合。

Description

用于移动计算装置中的麦克风的进入防护子系统

背景技术

移动计算装置可用于各种环境中，包括那些含有例如湿气、灰尘等环境因素的环境。这些环境因素进入到移动计算装置的壳体内会损坏移动计算装置，因此，可以为移动计算装置设置进入防护特征。进入防护特征可包括装置壳体，其被密封以防止灰尘、湿气等进入。但是，移动计算装置的某些元件(例如麦克风)可能要求把移动计算装置的内部暴露于移动计算装置的外部环境。例如膜等特征能够允许这种暴露并同时保持一定的进入防护，但是，这些特征在装置组装期间容易被破坏，这会降低麦克风的性能和/或进入防护性能。

附图说明

在附图中，类似的附图标记用于表示所有独立图中的相同特征或者功能类似的特征，这些附图与下面的具体实施方式一起构成了说明书的一部分，用于进一步展示包括要求保护的发明的概念的实施例，并且解释这些实施例的各种原理和优点。

图1是从前侧看到的移动计算装置的视图。

图2是从后侧看到的移动计算装置的视图。

图3是图1中的移动计算装置的分解图。

图4是移动计算装置的局部剖视图。

图5是沿着图1中的平面F5截取的图1中的移动计算装置的局部剖视图。

图6是图1中的移动计算装置的局部分解图。

图7是移动计算装置的另一个实例的局部剖视图。

图8是图1中的移动计算装置的组装方法的流程图。

本领域的技术人员应当理解，图中的特征都是简明显示的，不一定是按比例绘制的。例如，图中的某些特征的尺寸可能相对于其它特征夸大显示，以帮助提高对本发明的实施例的理解。

在附图中，以常规的符号适当地表示装置和方法的组成部分，仅示出了与理解本发明的实施例有关的具体细节，以免对本发明的公开受到那些本领域技术人员从说明书中能够明显看到的细节的影响。

具体实施方式

本文公开的实例涉及一种移动计算装置，包括：壳体，其具有正面、相反的背面、以及连接正面和背面的多个侧壁；麦克风，其支承在壳体的内部；声音通道，其在麦克风和壳体的外部之间延伸，所述声音通道由以下部分限定：(i)麦克风口，其穿过所述多个侧壁中的一个侧壁；(ii)膜组件，其固定至围绕所述麦克风口的第一壳体内表面；(iii)隔离板，其固定至围绕第一壳体内表面的至少一部分的第二壳体内表面，隔离板具有从其中穿过的通道开口并且构造成与膜组件接合。

本文公开的其它实例涉及一种用于移动计算装置的麦克风组件，所述麦克风组件包括：麦克风，其支承在移动计算装置的壳体的内部；膜组件，其固定至围绕移动计算装置的壳体的麦克风口的第一壳体内表面；隔离板，其固定至围绕第一壳体内表面的至少一部分的第二壳体内表面，所述隔离板具有从其中穿过的通道开口并且构造成与膜组件接合。

图1示出了移动计算装置100，例如智能手机或者其它移动计算机。移动计算装置100包括壳体104，壳体104支承移动计算装置的各种其它元件。壳体104包括正面，在本实例中，正面由边框112和被壳体104支承的显示器116限定。壳体104还包括多个侧壁120，在图1中可以看到其中的两个侧壁120-1和120-2。在本实例中，侧壁120-2还可称为底壁。

支承在壳体104内的移动计算装置100的元件包括至少一个麦克风。虽然下面为了展示的目的讨论的是单个麦克风，但移动计算装置100可包括多个这种麦克风。麦克风自身设置在壳体104的内部，但麦克风的操作涉及到使麦克风暴露于移动计算装置100的外部环境中的压力变化。为此，壳体104包括限定在多个侧壁120中的一个侧壁中的麦克风口124。在所示实例中，麦克风口124限定为穿过壳体104的底壁120-2。

因为麦克风口124穿过壳体104，所以移动计算装置100还包括进入防护元件(在后面详细讨论)以便能够允许麦克风正常工作，同时减少或阻止环境污染物(例如灰尘和水)进入壳体104。从后面的讨论可以看到，进入防护元件的结构设计成减少或消除进入防护元件在移动计算装置100组装期间发生的变形或其它破坏，否则这些变形或其它破坏会降低进入防护性能和/或麦克风的声学性能。

图2示出了移动计算装置100的后视图，其中可以看到与由边框112和显示器116限定的正面相反的背面200。其中还示出了位于底壁120-2上的麦克风口124以及与图1中所示的侧壁120-1相反的另一个侧壁120-3。如图所示，多个侧壁120把移动计算装置100的背面200与正面连接起来以形成壳体104内的封闭空间。

图3示出了移动计算装置100在例如部分组装状态下的分解图。具体地说，所示的下组件300包括限定多个侧壁120和麦克风口124的壳体的下部，并且容纳移动计算装置100的各种其它内部元件。此外，所示的支承件304承载有移动计算装置100的某些电气元件，包括麦克风308。在本实例中，支承件304是印刷电路板(PCB)。在其它实例中，麦克风308可以安装在辅助支承件上，该辅助支承件独立于PCB并通过柔性电缆或其它的适合连接件连接到PCB上。辅助支承件可以包括内部壳体部件、次级PCB等。

支承件304还承载有麦克风盖312，麦克风盖312基本上包围位于支承件304上的麦克风308，并且限定了从麦克风308经由麦克风口124延伸到移动计算装置100外部的声音通道的一部分。在本实例中，声音通道大致为圆筒形，并具有中心轴线(也可称为纵向轴线)316。如图3所示，中心轴线大致平行于由边框112和显示器116限定的移动计算装置100的正面。支承件304也大致平行于移动计算装置100的正面，从而平行于中心轴线316。

完成移动计算装置100的组装包括如下步骤：把麦克风盖312放置到麦克风308上(例如用粘合剂把麦克风盖312固定到支承件304上)，然后把支承件304插入到下组件300内，下组件300可包括位于下壳体部分内的用于安装支承件304的框架等。插入支承件304后，可将包括边框112和显示器116的上组件320放置到下组件300上，并利用紧固件(例如螺钉)、位于壳体104上的咬合特征等固定到下组件300上。

如图3所示，把支承件304插入到下组件300中的方向、以及把上组件320放置到下组件300上的方向(以虚线箭头表示)都垂直于声音通道的中心轴线316。结果，如下面参考图4所述，由于支承件304和/或麦克风盖312会对某些进入防护元件施加剪切力，所以在移动计算装置100的组装期间，剪切力可能导致这些进入防护元件变形和/或相对于壳体104移位。

参考图4，其中示出了支承件304的一部分、以及麦克风308和麦克风盖312的简化剖视图。如图4所示，麦克风盖312可包括从其向外(即朝向移动计算装置100的外部)伸出的弹性密封部400以接触膜组件404。当支承件304和麦克风盖312沿着方向408安装到下组件300中时，密封部400会向膜组件404施加剪切力。膜组件404(见后面的详细描述)包括膜，该膜横断经由麦克风口124在麦克风308与移动计算装置100的外部之间延伸的声音通道。膜减少或阻止例如灰尘或水等污染物进入壳体104，但具有足够的柔性以允许沿着声音通道传输声音。

上述剪切力会导致膜组件变形和/或移位(例如膜起皱或翘曲)，这会导致阻塞声音通道和/或降低膜组件404的进入防护性能。声音通道被阻塞或发生变形又会影响麦克风308的声学性能。例如，翘曲的膜会改变声音通道的形状，并且/或者在声音通道中产生间隙，从而导致声音从声音通道中泄漏出去。这还会不利地影响不同移动计算装置之间的声学性能的一致性，因为各个移动计算装置的膜的变形的程度和性能可能是不一致的。由于上述剪切力在膜中引起的变形或其他缺陷所固有的可变性，所以这种变形可能难以调整。因此，移动计算装置100包括额外的结构特征以将膜组件404与这种剪切力隔离开。在图4中为了展示的目的省略了这些结构特征，这些结构特征将在下面进行详细讨论。

参考图5，在沿图1中的平面“F5”截取的移动计算装置100的局部剖视图中示出了上述结构特征。当移动计算装置100组装好后，带有中心轴线316的声音通道由一组相互作用的元件形成，其从麦克风308延伸到麦克风口124的外端。具体地说，从麦克风308开始，声音通道的第一部分由麦克风盖312限定，麦克风盖312包括容纳麦克风308的内腔500。内腔500从麦克风308延伸到麦克风盖312的出口，前面参考图4所述的密封部400围绕该出口。

麦克风盖312的密封部400构造成与设置在麦克风盖312和膜组件404之间的隔离板504接合。隔离板504包括从其中穿过的通道开口，该通道开口限定声音通道的一部分，隔离板504固定至壳体104的内表面，而不是膜组件404。也就是说，隔离板504不一定固定至膜组件404，虽然隔离板504的确接触膜组件404。因此，隔离板504比膜组件404大，从而隔离板504接触壳体104的围绕膜组件404的部分。隔离板504还具有足够的刚性，以便在支承件304的安装期间将膜组件404与密封部404施加的剪切力隔离开。

隔离板504的上述刚性由用于制造隔离板504的材料(或多种材料)和/或隔离板504的几何形状提供。在所示实例中，隔离板504的厚度(沿着平行于中心轴线316的方向测量)大于膜组件404的厚度。隔离板504可以用刚性塑料、例如玻璃纤维和环氧树脂复合材料(例如FR4)等复合材料、金属等制造。隔离板504的刚性，以及隔离板504直接安装在壳体104上而不是膜组件404上，使得隔离板504能够抵抗剪切力，足以减少或消除这种剪切力导致的膜组件404的变形/扭曲或移位。也就是说，虽然隔离板504受到前面提到的剪切力的作用，但是隔离板504并不会在这种剪切力的作用下翘曲，从而防止了剪切力传到膜组件404上。此外，隔离板504沿着与中心轴线316平行的方向安装到膜组件上，从而在安装期间几乎不向膜组件施加任何剪切力。

膜组件404自身包括一组元件，这些元件堆叠在一起并通过粘合剂或其它的合适粘接剂连接。具体地说，膜组件404包括环形的接口件508，接口件508例如用闭孔吸音泡沫制造，其构造成和隔离板504的外侧(即与和密封部400接合的一侧相反的那侧)接合。在本实例中，接口件508没有粘合到隔离板504上，从而在移动计算装置100的组装期间允许膜组件相对于隔离板504移动，并减少了隔离板504或膜组件404的元件的制造公差偏差的影响。在其它实例中，接口件508可以粘合到或用其它方式装配到隔离板504上。

膜组件404还包括环形的内部框架512、将膜组件404固定到壳体104上的粘合剂层516、以及安装在内部框架512和粘合剂层516之间的膜520。虽然接口件508、内部框架512和粘合剂层516都是环形的，具有从其中穿过的限定声音通道的一部分的开口，但膜520横断声音通道，阻止或者至少减少例如水或灰尘等污染物通过麦克风口124进入到壳体104内。内部框架512可通过适当的粘合剂(未示出)固定到接口件508和膜520上。

图6示出了从壳体104内侧看到的膜组件404和隔离板504的分解图，其中省略了支承件304、麦克风308和麦克风盖312。如图6所示，膜组件404的元件(粘合剂层516，膜520，内部框架512和接口件508)(例如通过合适的粘合剂，未示出)装配在一起，并固定到围绕麦克风口124的第一壳体内表面600上。第一壳体内表面600可以限定在壁120-2中的凹进部中。

安装完膜组件404后，通过将隔离板504固定至第二壳体内表面604来安装隔离板504。隔离板可通过粘合剂层608固定至第二壳体内表面604。如图所示，第二壳体内表面604限定在中间凹进部中，其深度大于壁120-2的主内表面612的深度，但小于第一壳体内表面600的深度。第二壳体内表面604围绕第一壳体内表面600。

图7示出了另一个实施方式，其中，移动计算装置100的某些元件的表面相对于由移动计算装置100的正面(例如显示器116)限定的平面处于非直角角度。如图4-6所示，麦克风盖312的外表面(即承载密封部400的表面)，以及隔离板504和膜组件404的内表面和外表面都基本上垂直于支承件304的平面和移动计算装置100的正面的平面。在某些实例中，上述表面可以相对于支承件304和/或显示器116倾斜约85至90度之间的角度。

如图7所示，在其它实例中，上述表面可以以例如角度700这种非直角角度倾斜，在所示实例中，角度700约为40度。更一般地说，角度700可以大于零度并小于90度。在一些实例中，角度70可以在约20度与约80度之间。在使密封部400a沿着隔离板504a滑动、直到麦克风盖312a和支承件304到达安装好位置的过程中，必须克服剪切力，麦克风盖312a(密封部400a从其伸出)、隔离板504a和膜组件404a的倾斜的内表面和/或外表面通过减少要克服的剪切力而使得更容易安装支承件304和麦克风盖312a。减少上述剪切力还可以减少或者防止麦克风盖312a在安装期间发生变形。如图7所示，第一壳体内表面600a和第二壳体内表面604a也可以以角度700倾斜。

在其它实例中，可以从图7的实施方式中去掉隔离板504a，使得麦克风盖312a与膜组件404a直接接合。因为麦克风盖312a的外表面和膜组件404a是倾斜布置的，所以可以减少上述剪切力，足以在不使用隔离板504a的情况下避免膜组件404a变形或移位。但是，使用隔离板504a进一步减少了膜组件404a的变形或移位。

图8示出了例如从图3所示的阶段(即上组件300和下组件320已经组装好的阶段)开始组装移动计算装置100的方法800。在方框805，安装膜组件404。例如，可以把膜组件404的元件固定在一起，并且可以用粘合剂层516把膜组件(在本实例中，具体地指膜520)固定至第一壳体内表面600。

在方框810，通过(例如用粘合剂608)把隔离板504固定至第二壳体内表面604，来把隔离板504安装到膜组件404的上方。安装完隔离板504后，在方框815，例如通过把支承件304插入到下组件300中，来把(已经事先组装好的)麦克风308、麦克风盖312和支承件304安装到移动计算装置100中。最后，在方框820，把下组件300和上组件320组装到一起。

在上面的说明书中已经描述了具体的实施例。但是，本领域的技术人员应当理解，在不偏离由后附权利要求书所限定的本发明的保护范围的情况下，可以做出各种修改和改变。因此，说明书和附图应被视为是说明性的，而不是限制性的，所有这些修改均包括在本发明的保护范围内。

这些好处、优点、问题的解决方案以及可能导致任何好处、优点或解决方案发生或变得更加明显的任何要素，都不应理解为任何或所有权利要求的关键、必需或基本的特征或要素。本发明仅由后附的权利要求书(包括在本申请未决期间所作的任何修改)以及授权权利要求的所有等同方案限定。

此外，在本申请中，诸如第一和第二、顶部和底部等关系性术语仅用于区分一个实体或动作与另一个实体或动作，而不一定要求或暗示这些实体或动作之间有任何实际的这种关系或次序。术语“包括”、“包括”、“具有”、“具有”、“包含”、“包含”、“含有”、“含有”或其任何其他变体，旨在涵盖非排他性的包含，因此包括、具有、包含、含有一系列元素的工艺、方法、物品或装置并不只包括这些元素，而是还可包括未明确列出或该工艺、方法、物品或装置固有的其他元素。在没有更多限制的情况下，跟在“包括……”、“具有……”、“包含……”、“含有……”后面的元素并不排除在包括、具有、包含、含有该元素的过程、方法、物品或装置中存在其它的相同元素。术语“一”和“一个”定义为一个或多个，除非有明确的相反说明。如本领域的技术人员所理解的，术语“大致”、“基本上”、“大约”、“约”或者任何其它的说法定义为接近，在一个非限制性实施例中，上述术语定义为在10％以内，在另一个实施例中，上述术语定义为在5％以内，在另一个实施例中，上述术语定义为在1％以内，在另一个实施例中，上述术语定义为在0.5％以内。本文中所用的术语“联接”定义为连接，但不一定是直接连接，也不一定是机械连接。以某种方式“构造”的装置或结构至少是以所述方式构造的，但也可能以未列出的方式构造。

应当理解的是，一些实施例可由一个或多个专门的处理器(或“处理装置”)以及独特的存储程序指令(包括软件和固件)组成，所述处理器例如是微处理器、数字信号处理器、定制处理器和现场可编程门阵列(FPGA)，所述存储程序指令控制所述一个或多个处理器以便与某些非处理器电路一起实现本文所述方法和/或设备的部分、大部分或全部功能。作为另外一种选择，一些或所有的功能可以由没有存储程序指令的状态机来实现，或者在一个或多个专用集成电路(ASICs)中实现，其中每个功能或某些功能的一些组合是作为定制逻辑来实现的。当然，也可以使用这两种方法的组合。

此外，一个实施例可以实现为计算机可读存储介质，其上存储的计算机可读代码用于对计算机(例如，包括处理器)进行编程，以执行本文所述和要求保护的方法。这种计算机可读存储介质的实例包括但不限于硬盘、CD-ROM、光存储设备、磁存储设备、ROM(只读存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)和闪存。此外，可以想到的是，尽管例如出于可用的时间、当前的技术和经济考虑可能要付出巨大的努力并且存在许多可选设计，但在本文公开的概念和原则的指导下，本领域的普通技术人员只需进行最少量的实验就能很容易做出这种软件指令、程序以及集成电路。

提供的说明书摘要是为了让读者快速确定所公开的技术的性质。应当理解的是，摘要不应被用来解释或限制权利要求书的保护范围或含义。此外，在前面的具体实施方式中可以看到，为了组织公开的内容，在不同的实施例中把各种特征组合在了一起。但是，这种公开方法并不意味着要求保护的实施例需要比在每项权利要求中所明确记载的更多的特征。相反，正如后附权利要求书所反映的，本发明的主题并不是包括了单个公开实施例的所有特征。因此，后附权利要求书在此并入具体实施方式，其中每项权利要求作为单独要求保护的主题而独立存在。

Claims (20)

1.一种移动计算装置，其包括：

壳体，所述壳体具有正面、相反的背面、以及连接所述正面和所述背面的多个侧壁；

麦克风，所述麦克风被支承在所述壳体内；和

声音通道，所述声音通道在所述麦克风和所述壳体的外部之间延伸，所述声音通道由以下部分限定：

(i)麦克风口，所述麦克风口穿过所述多个侧壁中的一个侧壁；

(ii)膜组件，所述膜组件固定至围绕所述麦克风口的第一壳体内表面；和

(iii)隔离板，所述隔离板固定至围绕所述第一壳体内表面的至少一部分的第二壳体内表面，所述隔离板具有从其中穿过的通道开口，并且构造成与所述膜组件接合。

2.根据权利要求1所述的移动计算装置，其中，所述移动计算装置还包括：

支承件，所述支承件位于所述壳体内；

其中，所述麦克风安装在所述支承件上。

3.根据权利要求2所述的移动计算装置，其中，

所述支承件安装在所述壳体内并且基本上平行于所述正面。

4.根据权利要求3所述的移动计算装置，其中，

所述声音通道具有中心轴线，所述中心轴线基本上平行于所述正面。

5.根据权利要求4所述的移动计算装置，其中，所述移动计算装置还包括：

麦克风盖，所述麦克风盖固定至所述支承件并且限定容纳所述麦克风的内腔，所述麦克风盖构造成与所述隔离板接合，以便使所述内腔与所述通道开口连通。

6.根据权利要求5所述的移动计算装置，其中，

所述支承件和所述麦克风盖构造成沿着与所述中心轴线垂直的方向插入到所述壳体内。

7.根据权利要求1所述的移动计算装置，其中，

所述膜组件包括膜，所述膜横断所述声音通道以提供环境进入防护。

8.根据权利要求7所述的移动计算装置，其中，

所述膜组件还包括：

环形的内部框架；

其中，所述膜支承在所述内部框架上。

9.根据权利要求8所述的移动计算装置，其中，

所述膜组件固定至所述第一壳体内表面。

10.根据权利要求7所述的移动计算装置，其中，

所述膜组件还包括接口件，所述接口件构造为与所述隔离板接合。

11.根据权利要求10所述的移动计算装置，其中，

所述接口件由吸音泡沫制成。

12.根据权利要求1所述的移动计算装置，其中，

所述麦克风盖包括位于所述麦克风盖的外表面上的弹性密封部，所述弹性密封部构造成与所述隔离板接合。

13.根据权利要求12所述的移动计算装置，其中，

所述外表面相对于所述正面成非直角角度。

14.根据权利要求13所述的移动计算装置，其中，

所述非直角角度在约20度和约80度之间。

15.根据权利要求1所述的移动计算装置，其中，

所述隔离板由复合材料、金属或塑料中的至少一种材料制成。

16.根据权利要求1所述的移动计算装置，其中，

所述多个侧壁中的所述一个侧壁包括主内表面；

其中，所述第一壳体内表面相对于所述主内表面是凹进的。

17.根据权利要求16所述的移动计算装置，其中，

所述第二壳体内表面相对于所述主内表面是凹进的。

18.根据权利要求17所述的移动计算装置，其中，

所述第二壳体内表面凹进的深度小于所述第一壳体内表面凹进的深度。

19.一种用于移动计算装置的麦克风组件，所述麦克风组件包括：

麦克风，所述麦克风被支承在装置壳体内；

膜组件，所述膜组件固定至围绕所述装置壳体的麦克风口的第一壳体内表面；和

隔离板，所述隔离板固定至围绕所述第一壳体内表面的至少一部分的第二壳体内表面，所述隔离板具有从其中穿过的通道开口，并且构造成与所述膜组件接合。

20.根据权利要求19所述的麦克风组件，其中，所述麦克风组件还包括：

麦克风盖，所述麦克风盖固定至支承件并且限定容纳所述麦克风的内腔，所述麦克风盖构造成与所述隔离板接合，以便使所述内腔与所述通道开口连通。

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