CN1166767A - 无线电话的扬声器装置 - Google Patents

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Abstract

扬声器被设置于由一前壳体部分和一后壳体部分形成的容室内，以便在扬声器的膜和形成于面对膜的前壳体中的孔之间形成一空气间隙。该空气间隙提供至容室内的漏声，使扬声器的频率响应与由人耳和前壳体部分形成的密封相对无关。可增加设置在扬声器的任何一面上的吸音材料、伸展至扬声器边界以外的孔、和滤波器来进一步提高扬声器的声音质量。

Description

无线电话的扬声器装置
本发明大概涉及无线通信领域，更详细地、涉及到无线电话的扬声器装置。虽然本发明应用范围广泛，它特别适用于手持无线电话设备，并将在那个方面详细描述。
手持无线电话用扬声器将电信号转换为20Hz至20,000kHz的人类可听到的频率范围的声波，这样可使电话的用户听到呼叫者声音的再现，及拨号音之类的其它声音。在客户购买手持无线电话的决定中，声音还原的质量是一重要因素。扬声器的声音质量由其在可听频率范围上的频率响应决定。扬声器的制造者通常提供扬声器被用于“自由场”环境中时的特定频率响应。然而，无线电话中使用的扬声器很少用于自由场环境中。代替的是，用户将无线电话对着他的耳朵来听声音，扬声器被放置得非常接近人耳。
无线电话领域的声学工程师的目标是选择提供可接受的声音质量的扬声器、容室(enclosure)、和预处理电路的组合。可接受的声音质量通常是在300Hz至4kHz的频率范围的环境内的扬声器的频率响应的平坦、或变化程度的衡量尺度。频率响应越平坦或变化越小，声音质量就越好。在低频比在高频高或增强的频率响应听起来低音重且压抑；反之，在高频比在低频高的频率响应听起来尖锐和细弱。
对于手持无线电话，主要使用两种扬声器技术：压电扬声器和电动式扬声器。两种扬声器技术都被规定工作于扬声器和人耳间的密封状态。实现这种密封要求扬声器具有至手持无线电话壳体的密封装置，且无线电话壳体在壳体接触耳朵处具有密封耦合。通过在壳体上形成一符合人耳形状的凹陷，来实现耳朵-壳体耦合。只要保持密封，这些类型的扬声器都能提供可接受的频率响应。
随着手持无线电话体积的减少，因为壳体未大得足以在壳体表面形成适应所有人耳大小的凹陷，难于对所有用户都实现密封的耳朵-壳体耦合。结果，对于一些用户，在壳体和人耳间发生漏气，导致低频响应的损耗或衰减。对各种扬声器的测试，包括Primo牌CR9压电型扬声器，显示这种损耗在300Hz时可为平均15dB，导致细弱的声音。
设计了低声阻抗(impedance)电动式扬声器来加强在该频率范围低端的频率响应，并能用于补偿由在壳体和人耳间的漏气引起的低音损耗。这种扬声器的一个例子是Hosiden公司的HDR 0970型。然而，这种扬声器--当在扬声器和壳体间装有密封时--当在壳体和人耳间形成密封时，却表现出过高的低频增益。结果声音低音重且压抑。而且，在频率响应的最高和最低点间有约11dB的大变化，所以声音质量不好。
较小的手持无线电话的体积不仅影响壳体和人耳间的密封，而且影响容纳扬声器的容室的大小。较小的手持无线电话容纳该容室的空间较小，而且容室的大小影响扬声器的频率响应。
因此，需要提供可接受的声音质量的小手持无线电话的扬声器装置，它具有围绕扬声器的有限空间和提供与人耳密封的有限体积。
在根据本发明形成的一个实施方案中，前壳体部分和后壳体部分形成一容纳一低声阻抗扬声器的容室，该扬声器被设置为距在前壳体部分中形成的至少一个孔(port)一预定距离。
这里描述的扬声器装置优于已知小手持无线电话扬声器装置之处在于：当被容纳于一小容室中时，提供可接受的声音质量，与在壳体和人耳间是否形成密封无关。
附图简要说明
图1是一无线电话在打开位置的立体图；
图2是图1所示无线电话在关闭位置的立体图；
图3是图1所示无线电话的扬声器装置的分解图；
图4是图2所示已装配的扬声器装置的部分截面图；
图5是上前壳体部分的俯视平面图；
图6是低通电子滤波器的电路示意图。
现在详细描述根据本发明形成的一扬声器装置。
图1是可折叠手持无线电话100在打开位置的立体图。无线电话100包括：承载电路的下壳体102、显示器104、和键盘(keypad)106。相连于下壳体102的是具有一前表面110的上壳体108。一凹陷112形成于前表面110上，多个孔114设置在凹陷中并从前表面110贯穿到后表面。凹陷112的大小可以不与所有人耳的大小都形成密封。
图2是图1所示无线电话在关闭位置的立体图。天线206从下壳体102伸出。该图示出上壳体108包括：具有一前表面110(见图1)的前上壳体部分200、可移动地固定于前上壳体部分200的后上壳体部分202、和可移动地固定于前上壳体部分200的电池204。
现在将参照图3和图4讨论根据本发明形成的扬声器装置的详细结构。图3是图1所示无线电话的扬声器装置310的部件分解图；图4是已装配的扬声器装置310沿图2所示方向的部分截面图。扬声器装置310包括前述的前上壳体部分200和后上壳体部分202。多个孔114被示为贯穿前上壳体部分200的后表面306。当前上壳体部分200和后上壳体部分202被连接时，形成一容室来容纳第一吸音材料300、低声阻抗扬声器302、和第二吸音材料304。
多个支座(standoff)308和多个导引体312形成在后表面306上并从其上伸出。导引体312被设置为在装配过程中定位扬声器302于容室中，并防止扬声器302的侧向运动。设置支座308，以使扬声器302以由支座308的高度决定的与后表面306的预定距离被支撑在支座308上。在这个位置，扬声器302的膜314被设置为紧邻并面对多个孔114，在膜314和孔114间有一空气间隙。而且，设置导引体312和支座308，以便空气可通过流过导引体312和支座308而从空气间隙漏至容室的边缘，并再返回。如图4所示，当后上壳体部分202被附至前上壳体部分200时，扬声器302被固持于后上壳体部分202和容室中的多个支座308之间。
由支座308提供的空气间隙和漏气是本发明的重要特征，因为它们提供了与壳体和耳朵间的密封相对无关的频率响应。支座308保证在扬声器302和前上壳体部分200之间形成一间隙，并形成了空气从空气间隙侧向漏至容室中的通道。该特征示于图中4，该图示出面对孔114并与其相距一空气间隙的扬声器302、和一相对于支座308以使空气从空气间隙中漏出的通道。保证扬声器302不与上壳体108密封的该空气间隙和通道，使扬声器302具有漏声，无论在上壳体108与人耳间是否形成密封。这样，当间隙和通道提供了足够的漏气时，扬声器302的频率响应与壳体和耳朵间的密封相对无关。本领域的普通技术人员已知道为特定的容室和扬声器选择合适的空气间隙的技术。
在孔只在投影在后表面306上的膜的边界内的容室中使用非气密扬声器，将在孔处引入干扰。在扬声器的背面的气孔外产生的声波--并由后上壳体部分202反射--与在孔114前面的膜产生的声波相结合。该声波干扰引起在约1.5kHz处的频率响应的衰减。
本发明的另一重要特征是在后上壳体部分202和扬声器302之间设置吸音材料304，比如毡(felt)，以减少由声波反射引起的衰减。吸音材料304被裁剪得适合该位置，并贴在后上壳体部分202上。吸声材料304吸收在后气孔外产生的声波并减少从后上壳体部分202的反射。测示表明，在约1.5kHz处的衰减有3dB的改善。
另一种减小声波干扰的方法是在投影到后表面306上的扬声器302的直径的边界以外设置孔。这允许反射声波的气流通过该边界以外的孔，而由膜产生的声波的气流可流过扬声器302的边界以内的孔。图5是示出孔的这种设置的前上壳体部分200的俯视平面图。在由导引体312形成的边界上或外有6个孔，它们允许反射声波的气流通过。测试表明通过使用外边界孔，在衰减中有另外3dB的改善。
影响频率响应的另一种方法是在后表面306与扬声器302之间设置一吸音材料300。吸音材料300可附在后表面306上以覆盖孔114和防止灰尘进入孔114。吸音材料300加强了对低于1kHz的频率的频率响应。
虽然通过使用吸音材料304和外边界孔，可使1.5kHz附近的衰减的频率响应在频率响应的可接受的变化之内，通过使用吸音材料300可加强低频响应，声波干扰还加强了3.5kHz附近的频率响应。用一图6所示的复双极点低通滤波器600，在电信号被输入扬声器302之前预处理电信号，可容易的修正可听频谱高端的这个峰值。这种峰值平滑产生具有高质量声音的平滑响应。
在优选实施方案中，差分放大器602耦合至扬声器302，电容614是0.1微法，电阻612是18千欧，电容610是0.033微法，电阻608是10千欧，电阻604是18千欧，电容606是1000皮法。
概括而言，已描述了这样的无线电话的扬声器装置，当容纳于一小容室时，它能提供可接受的声音质量，与在壳体和人耳间是否形成了密封无关。

Claims (7)

1.一种无线电话，包括：
一前壳体部分，具有一前表面和一后表面，至少有一孔从所述前表面延伸至所述后表面；
一后壳体部分，相对于所述前壳体部分设置，以在所述后壳体部分和所述前壳体部分之间形成一容室；和
一扬声器，容纳于所述容室中，并设置为与所述至少一孔相距一预定距离。
2.如权利要求1所述的无线电话，还包括一吸音材料，被设置于所述扬声器和所述至少一孔之间。
3.如权利要求2所述的无线电话，其中所述吸音材料被附至所述后表面，并覆盖所述至少一孔。
4.如权利要求1所述的无线电话，还包括一吸音材料，被设置于所述扬声器和所述后壳体部分之间。
5.如权利要求4所述的无线电话，其中所述吸音材料被附于所述后壳体部分。
6.如权利要求1所述的无线电话，其中所述前壳体部分具有至少一个从所述后表面延伸出的支座，通过所述至少一个支座，所述扬声器被设置为与所述至少一个孔相距一预定距离。
7.如权利要求1所述的无线电话，还包括一低通电子滤波器，与所述扬声器耦合，用于在信号被输入所述扬声器之前，对由所述无线电话产生的信号滤波。
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C06 Publication
PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication