CN103200288A - 具有单一输出音频换能器的通信设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了具有单一输出音频换能器的通信设备。一种通信设备（100）包括：第一音频输出（105）；第二音频输出（110）；音频换能器（115），用于双模式使用；遮挡声通路（120），其耦合在音频换能器（115）和第一音频输出（105）之间；以及衰减声通路（125），其耦合在音频换能器（115）和第二音频输出（110）之间。

Description

具有单一输出音频换能器的通信设备

本申请是分案申请，原案申请号是200610095725.9，申请日是2006年6月28日，发明名称是“具有单一输出音频换能器的通信设备”。

技术领域

本发明涉及一种通信设备，并且，更具体地，本发明涉及一种用于通信设备中增强音频操作的系统。

背景技术

在通信设备中，声性能是重要的产品区别。诸如便携式无线电电话的通信设备利用扬声器，以将电信号转换成人类可听频率范围中的声波，该可听频率范围是20赫兹（Hz）至20,000千赫兹（kHz）。当在操作中位于靠近用户耳部时，扬声器使无线电电话的用户能够听到通话者语音的表示，以及其他声音，诸如拨号音。

除了通信设备保持在接近用户耳部的传统操作外，较新代的通信设备提供了免提扬声器电话（hands-free speakerphone operation）操作。而且，多数通信设备还利用告警换能器，用于多种操作的可听通知，该多种操作包括：传入的消息、警报等等。

已经开发了多种技术，用于检测通信设备是否操作于近通话模式、扬声器电话模式、或可听告警模式。在一种技术中，例如，主处理器基于用户选择来跟踪设备的当前操作模式。如果用户选择扬声器电话选项，则主处理器设定多个设备参数，诸如回波抵消阈值、麦克风灵敏度、和高的音频扬声器输出电平，以优化处于该模式中的设备性能。用于检测通信设备是否操作于近通话、扬声器电话模式、或可听告警模式的另一技术使用了重力传感器的输出。根据该技术，处理器不仅跟踪当前模式，还基于来自重力传感器的输出，从一个操作模式切换到其他操作模式。

所需的是，使用相同的扬声器用于耳机可听操作、扬声器电话操作、以及告警操作，以便于使成本和通信设备的尺寸最小化。该多种使用的一个问题在于，在近通话期间，耳机处的告警和／或扬声器电话音频电平将趋向于超出典型的个人对于舒适度和安全度的所需限制。

附图说明

附图用于进一步说明根据本发明的多种实施例，并且用于解释根据本发明的多种原理和优点，在附图中，在各个独立的视图中，相似的参考数字表示相同或功能相似的元件，并且附图与以下的详细描述一下并入到本申请文件中，并且形成了本申请文件的一部分。

图1是根据本发明某些实施例的通信设备的示例性框图；

图2是根据本发明某些实施例的处于开启位置的示例性弹出型（flip-type）通信设备。

图3是根据本发明某些实施例的处于闭合位置的示例性弹出型通信设备。

图4是根据本发明某些实施例的示例性直板型（candybar-type）通信设备的正视图。

图5是根据本发明某些实施例的图4的直板型通信设备的一个实施例的剖面图。

图6是根据本发明某些实施例的图4的直板型通信设备的一个实施例的第二剖面图。

图7是根据本发明某些实施例的示例性直板型通信设备的后视图。

图8是根据本发明某些实施例的示例性直板型通信设备的第二后视图。

图9是根据本发明某些实施例的图4的直板型通信设备的一个可替换实施例的剖面图。

图10是根据本发明某些实施例的图4的直板型通信设备的一个可替换实施例的第二剖面图。

本领域技术人员将会理解，附图中的元件是为了简洁和清楚而进行说明的，并且没有必要按照比例绘制。例如，附图中一些元件的可以相对于其他元件加大，以帮助改善对本发明实施例的理解。

具体实施方式

在描述根据本发明的具有单一输出音频换能器的通信设备中的装置和方法之前，应当注意到，本发明主要在于，与具有单一输出音频换能器的通信设备中的装置和方法有关的方法步骤与装置部件的组合。因此，已经呈现了该装置部件和方法步骤，其中在适当的地方通过附图中的传统符号，适当地仅示出了与理解本发明有关的那些特定细节，从而不会使本发明公开由于对已受益于此处描述的本领域技术人员来说是显而易见的细节而变得含糊不清。

在本文件中，诸如“第一和第二”、“顶部和底部”等等的关系术语仅是用于区分一个实体或动作与另一个实体或动作，而没有必要要求或暗示这些实体或动作之间的任何的这种关系或顺序。术语“包括”、“包括的”或其任何其他变动的意图在于，涵盖非排他性的包含，使得包括所列元素的处理、方法、物品或装置不仅包括那些元素，而且还包括没有明确列出的其他元素，或者包括对于这些处理、方法、物品或装置来说是固有的其他元素。元素的前面有“包括”时，在不带有更多的限制的情况下，不排除在包括该元素的这些处理、方法、物品或装置中还存在额外的相同元素。

应当理解，此处描述的具有单一输出音频换能器的通信设备中的装置和方法可以由以下各项组成：一个或多个传统处理器；以及，唯一存储的程序指令，该程序指令控制该一个或多个处理器，用于与某些非处理器电路相结合，实现此处描述的具有单一输出音频换能器的通信设备中的装置和方法中的某些、大部分或全部功能。所述非处理器电路可以包括，但不限于，无线电接收机、无线电发射机、信号驱动器、时钟电路、电源电路、以及用户输入设备。因此，这些功能可以解释为用以执行用于解释电子设备中用户输入方法的方法步骤。可替换地，可以通过不具有存储的程序指令的状态机、或者一个或多个专用集成电路（ASIC），实现某些或全部功能，其中每个功能或特定功能的某些组合可以实现为定制的逻辑电路。当然，可以使用两种方案的组合。因此，此处已经描述了用于这些功能的方法和装置。此外，可以预期，本领域技术人员受到可用时间、当前技术和经济性考虑的推动，尽管有可能需要显著的努力和很多设计机会，但是由此处公开的概念和原理指引，将能够通过最少的实验，容易地生成这种软件指令和程序，以及IC。

参考图1，说明了通信设备100的电子框图。本领域技术人员应当理解，根据本发明的通信100可以是移动蜂窝电话、移动无线电数据终端、具有附装或集成的数据终端的移动蜂窝、双向消息传递设备，或其等同物。类似地，通信设备100可以是任何其他电子设备，诸如个人数字助理、或具有无线通信能力的膝上计算机。在以下的描述中，术语“通信设备”是指上文所述设备的任何组合或其等同物。

本领域技术人员还应当理解，根据本发明的通信设备可以操作在利用若干标准中的至少一个的广域网络中。这些标准包括：模拟、数字、或双模式通信系统协议，诸如但不限于，高级移动电话系统（AMPS）、窄带高级移动电话系统（NAMPS）、全球移动通信系统（GSM）、IS-136时分多址（TDMA）数字蜂窝系统、IS-95码分多址（CDMA）数字蜂窝系统、CDMA2000系统、宽带CDMA（W-CDMA）系统、个人通信系统（PCS）、第三代（3G）系统、通用移动通信系统（UMTS）、以及这些协议的变动与演进。在以下的描述中，术语“通信设备”是指任何上文所提及的系统或其等同物。此外，可以预见，通信系统可以包括无线局域网络，这些无线局域网络包括皮可网络（pico-networks），且利用若干标准中的至少一个。这些标准包括，但不限于，蓝牙、ZigBee（802.16.4）、WiFi（无线保真，802.11）、WiMax（802.16e）等等。此外，可以预见，通信设备100可以用于利用若干标准中的至少一个的无绳电话应用。这些标准包括，但不限于，模拟系统、DECT（数字欧洲无绳电信）等等。

如图1所示，通信设备100包括：第一音频输出105和第二音频输出110。第一音频输出105，例如，可以是扬声器电话，或者可替换地，是音频告警机构。第二音频输出110，例如，可以是耳机。

通信设备100进一步包括：音频换能器115，用于双模式使用。例如，第一音频输出105和第二音频输出110可以用于输出音频通信和音频告警，用于用户收听。例如，通过以处于音频频率范围中的振荡信号驱动音频换能器115，音频换能器115被感应，以发射可听声音，诸如鸣音。可替换的，可以以包括语音、音乐和其他合成声音的音频信号驱动换能器115。例如，约300到4000赫兹的频率范围适合用于语音信号。

在通信设备100中，遮挡声通路120耦合在音频换能器115和第一音频输出105之间。该被遮挡的声通路120优选地包括：可移动遮挡器130，其在第一音频输出105是活动时开启遮挡声通路120。此外，当第二音频输出110是活动时，可移动遮挡器130闭合遮挡声通路120。

在通信设备100内，衰减声通路125耦合在音频换能器115与第二音频输出110之间。优选的，衰减声通路125独立于闭合和开启遮挡声通路120的可移动遮挡器130而保持开启。在可替换的实施例中，可移动遮挡器130以机械方式耦合到衰减声通路125。在可替换的实施例中，可移动遮挡器130在开启遮挡声通路120的同时，闭合衰减声通路125；并且在闭合遮挡声通路120的同时，开启衰减声通路125。在一个实施例中，衰减声通路包括：无源进入端口（porting）（未示出）。例如，当例如第二音频输出110是耳机时，无源进入端口可以是耳机密封件。在一个实施例中，衰减声通路进一步包括：一个或多个声阻性元件（acoustic resistive element）、粘性损耗元件（viscous losselement）、以及声质量元件（全部均未示出）。

如图1，通信设备100进一步包括：控制器135。在一个实施例中，控制器135耦合到可移动遮挡器130，用于响应于第一音频输出105或第二音频输出110的启动，控制可移动遮挡器130的定位。例如，当第一音频输出105是活动时，控制器135可以使可移动遮挡器130开启遮挡声通路120。此外，控制器135可以在开启遮挡声通路120的同时，使可移动遮挡器130闭合衰减声通路125。当第二音频输出是活动时，控制器135可以进一步使可移动遮挡器130闭合遮挡声通路120。

在第二实施例中，控制器135耦合到可移动控制器130，用于感测遮挡器定位，并且相应地控制手机的操作。例如，控制器135可以感测可移动遮挡器130从开启位置移动到闭合位置，并且作为响应，使手机模式从告警模式变化到语音呼叫模式。此外，控制器135可以使移动遮挡器130从闭合位置移动到开启位置，并且作为响应，使手机模式从语音呼叫模式变化到待机模式。

通信设备100进一步包括：用户接口140，用于接收用户输入145。用户接口140在接收到用户输入145时，可以以信号通知控制器135，以改变可移动遮挡器130的定位。

如此处所描述，本发明在遮挡器开启情况下，提供了的洪亮的振铃器／扬声器电话操作，以及在遮挡器闭合情况下，提供了在具有降低的最大音量的耳机隐私模式，而不依赖于自动增益调节电路。

参考图2，说明了根据本发明某些实施例的处于开启位置的示例性弹出型通信设备200。具体地，示出了处于开启位置的弹出型通信设备200的正视图205、侧视图210和顶视图215。

如图，弹出型通信设备200包括：基座壳体（base housing）220和弹出壳体225。弹出壳体225优选地是绞接盖，其闭合用以使弹出型通信设备200可加紧凑，并且用以保护键盘230或位于基座壳体220上的其他用户接口免受无意中的录入。作为一个示例，诸如无线电电话的通信设备可以包括由铰链耦合的两个平面元件。当无线电电话未使用时，两个平面元件是闭合的，并且处于平行（见图3）。当无线电电话使用时，两个平面元件相对于彼此开启，露出这些元件，该这些元件诸如是触摸板（touch pad）、观看屏幕、麦克风和／或扬声器，如图2所示。

本领域技术人员可以理解，基座壳体220和弹出壳体225每个均可以具有和／或包含：带有电子部件的印刷电路板（PCB）、音频设备、相机、可视显示器、金属罩（metal shields）、和金属底盘（metal chassis），以及将电子部件连接在一起以形成电气电路的布线，等等。

如图2所示，弹出型通信设备200包括：基座壳体220内的单一扩音器（loudspeaker）（未示出）。弹出型通信设备200进一步包括：基座220顶部上的声端口（未示出）。当弹出壳体225开启时，弹出壳体225通过致损耗的端口延伸部分来覆盖声端口，以降低辐射的声音压力水平，由此允许隐私模式。

参考图3，说明了根据本发明某些实施例的处于闭合位置的示例性弹出型通信设备200。具体地，示出了处于闭合位置的弹出型通信设备200的闭合正视图305、闭合侧视图310和闭合顶视图315。

如图3所示，当闭合时，根据本发明的弹出壳体225未覆盖声端口320，由此允许免提模式。作为覆盖扩音器235的弹出壳体225的替换，可以使用球形或圆柱形绞链，以将基座壳体220的扬声器电话进入端口耦合到弹出壳体225的耳机进入端口。

弹出型通信设备200进一步包括：位于基座壳体220顶部上的声端口320，其在当弹出壳体225闭合时提供正确的扬声器电话调谐。声端口延伸部分是通向弹出壳体225中耳机区域的的衰减路径，用于隐私操作，使得经由该路径传送的最大振铃器或扬声器电话水平低于我们关于舒适度和安全度的所需限制。当弹出壳体225闭合时，声端口延伸部分未耦合到声端口320。当弹出壳体225开启时，声端口延伸部分耦合到声端口320。

如此处前文所述的系统为耳机240提供了衰减路径，使得进入密封的耳部的最大音频水平低于关于舒适度和安全度的典型的所需限制。本发明并入了质量负载和声阻抗阻尼此两者，以从扩音器235处的扬声器电话水平降低到耳部处的声音压力水平。为了以该方法产生泄漏容许（leak tolerant）的设计，可以将无源端口网络（例如见图5和6）添加到弹出型通信设备200的耳机区域。

在本发明一个实施例中，诸如钩形开关325的用户接口提供了在按压时的呼叫应答功能，以及再次按压时的呼叫释放功能。钩形开关325可以手动地按压，用于向右进入非隐私扬声器电话模式，或者通过弹出壳体225按压，用于在开启弹出壳体225时自动应答。

图4是根据本发明某些实施例的示例性直板型通信设备400的正视图。如所说明的，直板型通信设备400包括：壳体410，用于覆盖、保护和支撑内部封装的内部部件。这些内部部件，例如可以包括：传统的蜂窝电话硬件（为简明起见未示出），诸如集成在紧凑壳体中的用户接口、天线系统，等等。类似地，这些内部部件可以包括：带有电子部件的印刷电路板（PCB）、音频设备、相机、可视显示器、金属罩、和金属底盘，以及将电气部件连接在一起以形成电气电路的布线，等等。

通过示例的方式，图4说明了本发明，并且与固定壳体相关进行了描述，然而，本领域技术人员应当理解，本发明也类似地适用于可移除壳体附件，诸如可移除面板，如1999年3月23日授与Floyd等人的、名称为“Electronic Device Having Multiple User InterfaceConfiguration”的美国专利No.5,884,772中所公开的，其转让给本发明的受让人，并且其并入在此作为参考。类似地，本发明也同等适用于壳体的可互换的盖，诸如于1998年4月28日授与Petrella等人的名称为“Portable Communication Device Having Removable EscutcheonElements”的美国专利No.5,745,566，其转让给本发明的受让人，并且其并入在此作为参考。

如图，直板型通信设备400包括：扩音器405，其位于壳体410中。

图5是根据本发明某些实施例的图4的直板型通信设备400的一个实施例的剖面图。如图所示，直板型通信设备400在壳体410上具有声遮挡器500（示出为处于开启位置），该声遮挡器500在当闭合时覆盖扩音器405，以降低未密封的声音压力水平，由此允许隐私模式。通向耳机510的衰减路径505提供为平行于扬声器进入端口515，用于扩音器操作，使得经由该平行路径505传送的最大振铃器或扬声器电话水平处于收听者的舒适范围内。在衰减路径505中和耳机510中示出了声阻抗材料（acoustic resistance materials）520、525、530。

图6是根据本发明某些实施例的图4的直板型通信设备的一个实施例的第二剖面图。与图5类似，图6说明了处于开启位置的声遮挡器500。

图7是根据本发明某些实施例的示例性直板型通信设备400的后视图。直板型通信设备400包括：单一扩音器405，其位于壳体的下后部分。图7说明了处于开启位置的声遮挡器500。

图8是根据本发明某些实施例的示例性直板型通信设备400的第二后视图。图8示出了处于闭合位置的声遮挡器500。

图9是根据本发明某些实施例的图4的直板型通信设备400的可替换实施例的剖面图。具体地，图9说明了声遮挡器500被示出为闭合位置的可替换的实施例。在该实施例中，当声遮挡器500闭合扬声器进入端口515时，该声遮挡器500开启通向耳机510的衰减路径505。

图10是根据本发明某些实施例的图4的直板型通信设备400的可替换实施例的第二剖面图。具体地，图10说明了带有处于开启位置的声遮挡器500的图9的可替换实施例。在该实施例中，当声遮挡器500开启扬声器进入端口515时，其闭合通向耳机510的衰减路径505。

如在此处的多种图中和描述中所说明的，本发明并入了质量负载、延伸端口管下面的粘性损耗、以及声阻抗阻尼材料，以降低耳部处的第二压力水平。为了产生“泄漏容许”设计，以及为了校正由于长的致损耗端口管而添加的频率响应误差，将无源进入端口网络（未示出）添加到电话的耳机区域。对覆盖扩音器开口的遮挡器的替换是以下所述的遮挡器，该遮挡器在扬声器电话端口开启时闭合通向耳机的进入端口，并且在扬声器电话闭合时开启通向耳机的进入端口。

为了以成本有效的方式在通信设备中实施本发明，延伸的进入端口结构的三个侧面可以被模制在电话壳体中，且额外的平坦塑料件（flatpiece of plastic）附装于该三侧结构上，以形成延伸的端口。可以以我们在过去密封声腔所用的方式中的任何一种附装该额外的件，诸如声波熔接（sonic welding）、粘合剂或粘性衬垫。可替换的，延伸的端口可以被预制，并且被附装到壳体两端的螺栓（stud），就如同听力帮助制造商所作的那样。

在前述说明中，已经结合特定实施例描述了本发明及其优点和益处。但是，本领域技术人员应当理解，可以对以下描述的特定实施例进行多种修改和变化，而不偏离如以下权利要求所限定的本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应该被认为是说明性的，而不是限制性的，并且全部这些修改都意图包括在本发明的范围内。优点、益处、针对问题的解决方案，以及可以使这些优点、益处或解决方案发生或者变为更加显著的任何（一个或多个）元素不应被解释为任何或全部权利要求的关键性的、所要求的、或必需的功能部件或元素。本发明由所附权利要求唯一限定，这些权利要求包括在本申请审批期间的任何修改，以及所授权权利要求的全部等同物。

Claims (4)

1.一种通信设备，包括：

基座壳体，其包括：

音频换能器，

音频输出，以及

声通路，其耦合在所述音频换能器和所述输出之间；以及

辅助壳体，其以可旋转方式耦合到所述基座壳体，所述辅助壳体包括：

耳机区域，以及

衰减声通路，其耦合到所述耳机区域，

其中所述衰减声通路在隐私模式期间耦合到所述音频输出，并且其中所述衰减声通路在扬声器电话模式期间不耦合到所述音频输出。

2.如权利要求1所述的通信设备，其中，所述基座壳体耦合到所述辅助壳体，其中一个或多个元件选自包含以下各项的组：球形铰链和圆柱形绞链。

3.如权利要求1所述的通信设备，进一步包括：

开关，其位于所述基座壳体内，所述开关适于在所述辅助壳体旋转到开启位置时按压。

4.如权利要求1所述的通信设备，其中所述衰减声通路包括：无源进入端口。

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