专利名称：带有多模式声音系统的电子装置和发射声波的方法
技术领域：
本发明一般涉及电子装置，并具体涉及一种带有多模式声音系统的电子装置和一种发射声波的方法。
背景技术：
电子装置，例如移动电话、寻呼机、个人数字助理(PDA)、掌上电脑、微磁盘或数字录音机以及双向无线电对讲机，通常是小型便携的设计。例如，一些蜂窝电话由蛤壳式折叠的两部分构成以节约空间。该设计允许设计工程师在小型封装中提供多模式操作(例如，语音消息检索和语音呼叫拨号)。特别地，这些蜂窝电话可以包括一个顶端部分和一个基底部分，它们可旋转地连接在一起。典型地，顶端部分可以包括一个用于把电信号转换成人类可听频率范围20Hz到20,000kHz声波的扬声器和发射声波的端口。在打开状态和闭合状态可以使用不同模式。例如，把扬声器放到用户耳边聆听，手机用户可以以打开状态的电话检索语音消息和/或应答到来(incoming)呼叫(即，当顶端部分转离基底部分时该装置变为打开)。尽管当电话处于闭合状态时，用户能够听到扬声器发射的声波(即电话铃指示有呼叫到来)，但是用户不能在闭合状态时检索语音消息和/或应答到来呼叫。因为扬声器在打开状态和闭合状态可以产生不同的声音频率响应和幅度，当电话处于闭合状态时用户可能需要一组听筒来操作与打开状态时通过扬声器听到的相同模式(例如，应答或者开始一个语音呼叫)。在电话内可以实现独立的音频通道以提供在打开状态和闭合状态下完全相同的声音响应。但是，这样一个设计会降低电话最优性能的泄漏容差(即，电话和用户耳朵之间的密封)。也就是说，电话和用户耳朵之间的空中泄漏可能导致低频声音重现减弱。随着电话尺寸的减小，空中泄漏量增大，因为电话和用户耳朵之间的接触面积更小了。尽管转换通道的设计可以在打开状态或闭合状态产生相同的输出信号，由于没有用户耳朵形成的密封，泄漏容差也可能受损。而且，转换通道的设计可能要求附加活动零件到手机上，增加制造成本。
为了获得最优性能，一些手机可以只面向特定的位置。例如，当天线离用户的头最远时，信用卡大小的手机可以实现更好的接收。当面向用户头部一边时，天线可以内置以使电话获得最优性能。但是，扬声器典型地位于电话的正面以便用户可以把电话的正面放在耳边聆听。因为天线和扬声器的定向，用户可能无法够获得最优的接收和音频质量。
因此，电子装置中需要一种声音系统，使用同一个扬声器以各种模式提供可接受的音频质量。
本文将描述若干实施例以说明其广泛的意义。参见附图。
图1为一种电子装置的框图。
图2、3、4、7和8为蜂窝电话的示意图。
图5和6为声音系统的图表。
图9为流程图，说明从电子装置发射声波的方法。
具体实施例方式
本发明公开一种带有多模式声音系统的电子装置和一种发射声波的方法。多模式声音系统一般包括一个传感器(例如扩音器)、第一端口和第二端口。传感器可以内置于具有第一侧面和第二侧面的外壳中。特别地，可以配置传感器以把电信号转换成声波。第一端口可以置于第一侧面，而第二端口可以置于第二侧面。例如，外壳的第一和第二侧面可以彼此相对，以使声波可以从电子装置的前面和后面发出。此外，第一和第二侧面可以相邻。第一和第二端口经由一个空腔声学连接到传感器。例如，该空腔可以是但不局限于声学连接到第一和第二端口的L形空腔。第一端口可以配置为以与电子装置相关的第一模式操作，而第二端口可以配置为以与电子装置相关的第二模式运行。而且，第二端口可以相对于第一端口声学对称以使第二端口的输出可以完全等同于第一端口的输出(即，第一和第二端口的阻抗在一定频率范围内相等)。
参见图1，电子装置100一般包括一个控制器110和一个声音系统120。控制器110包括一个处理器150和一个存储器160。处理器150工作时连接到存储器160，它存储处理器150的程序或操作指令集。处理器150执行该程序或该操作指令集以便电子装置100如其描述的那样运行。该操作指令集程序可以表示为计算机可读的媒介，例如但不局限于纸张、可编程门阵列、专用集成电路(ASIC)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁介质和光介质。电子装置100可以包括置于其中的一个接收单元和一个发送单元(未显示)以提供射频(RF)通信。
尽管这里公开的实施例特别适用于蜂窝电话，但是本领域普通技术人员很容易想到本发明绝不局限于这样一个电子装置。相反，本领域普通技术人员很容易想到本发明可以应用于其它电子装置，例如但不局限于寻呼机、个人数字助理(PDA)、掌上电脑、微磁盘或数字录音机和无线电对讲机。为了说明多模式声音系统的概念，电子装置100可以是一个改装了多模式声音系统的蜂窝电话，如图2、3、4、7和8所示。
如上文所述，电子装置100可以但不局限于蜂窝电话。例如，电子装置100可以是一个蛤壳式可折叠蜂窝电话200，如图2和3所示。电话200一般包括一个顶端部分210和一个基底部分220。如本领域普通技术人员容易识别的那样，顶端部分210和基底部分220可以互相旋转连接。例如，顶端部分210和基底部分220可以通过铰链连接。电话200可以从图2所示的第一状态(即闭合状态)调节为图3所示的第二状态(即打开状态)。相应地，通过顶端部分21O垂直或水平旋转离开基底部分220，电话200可以从第一状态调节为第二状态，反之亦然。
电话200可以以各种模式工作，例如但不局限于私人模式(即电话200在用户耳边)。特别地，电话200可以以图2所示的第一状态第一模式工作，并且可以以图3所示的第二状态第二模式工作。为了实现它，电话200的顶端部分210可以包括一个多模式声音系统120，它带有第一端口510(如图2所示)和第二端口520(如图3所示)，如下文详细描述。例如，用户可以经由第一端口510检索语音消息而不需要打开电话200(即在图2所示的第二端口520密封的闭合状态下)。也就是说，在检索语音消息时用户可以把第一端口510放置于其耳边(即第一模式)。此外，用户可以打开电话200(即在图3所示的打开状态下)以拨打和/或应答电话。在呼叫过程中用户可以把第二端口520放置于其耳边(即第二模式)。不管第一模式还是第二模式，用户的耳朵都可以提供到声音系统120的负载(即由用户的耳朵产生相对的密封)，以便声波可以从声音系统120发射出去。但是，因为第一和第二端口510、520在声学上是相同的，不考虑用户耳朵的负载，第一和第二端口510、520的输出是完全相同的。
在另一个示例中，第一端口510可以生成窄带声音信号，例如但不局限于响应密封第二端口520的铃声(例如，电话200处于图2所示的闭合状态)。当电话200处于图3所示的打开状态时，第一和第二端口510、520可以用作扩音器并生成一个宽带声音信号。
参见图5，声音系统120一般包括第一端口510、第二端口520和传感器530。传感器530(例如扩音器)可以内置于带有第一部分550和第二部分560的外壳540。第一端口510可以置于第一部分550上，而第二端口520可以置于第二部分560上。第一部分550可以是但不局限于电话200的前面部分。第二部分560可以是但不局限于电话200的后面部分。因为第一和第二部分550、560是相对的，第一端口510和第二端口520可以相向面对。
此外，外壳540可以包括第一空腔570和第二空腔580。第一空腔570可以是外壳540和传感器530的后面部分532中间的自由空间(即一个密封的包络)。第二空腔580可以是第一端口510和传感器530的前面部分534中间的自由空间。特别地，第二空腔580可以配置为L形通路。相应地，第二空腔580也可以是第二部分520和传感器530中间的自由空间。第一和第二端口510、520可以是但不局限于孔、插槽、隙缝、凹槽、槽口和缺口。例如，第一端口510可以是带有阻尼材料512(例如毛毡或格布)覆盖的5个缺口，而第二端口520可以是由不同阻尼材料522覆盖的单个插槽，使得第一和第二端口510、520可以具有相同的阻抗。尽管第一和第二端口510、520的结构在物理和/或机械上可能不相同，但是由于第二空腔580的配置，第一和第二端口510、520可以声学对称。也就是说，第一和第二端口510、520可以在一定频率范围内具有完全相同的阻抗，从而第一和第二端口510、520的输出完全相同。
图5所示的声音系统120的基本流程开始于传感器530把电信号转换成声波到第二空腔580中，正如本领域普通技术人员很容易识别出的那样。从声音系统120的前面部分550(例如前面)，第一端口510可以把来自于第二空腔580的声波从电子装置100发射到空气中。声波可以穿过第二空腔580和声音系统120后面部分560(例如后面)上的第二端口520到达空气中。因为第一和第二端口510、520可以相互声学对称，来自第一和第二端口510、520的声波可以完全相同。也就是说，第一和第二端口510、520可以具有相同的阻抗，以便声音系统120在放置于用户耳边时可以提供来自第一端口510和第二端口520的相同的声音响应。
此外，图5所示的第二端口520可以在电子装置100的一个侧面上实现，例如但不局限于信用卡大小的蜂窝电话(图4中显示为400的那一个)。参见图4和6，第一端口610可以置于前面410上(即，类似于图5所示的第一端口510)，而第二端口620可以置于电话400的一个侧面420上(即与前面410相邻的任意侧面)。除了第一端口610和第二端口620，声音系统120一般包括一个传感器630以及一个带有前面部分650、后面部分660和侧面665的外壳640。第一和第二端口610、620可以以与图5所示的第一端口和第二端口510、520类似的方式相互声学对称。参见图6，第一端口610可以置于外壳640的前面部分650上。但是这里，第二端口620可以置于外壳640的侧面665上，而不是图5所示的声音系统120的后面部分。第二空腔680可以是传感器630前面部分634与第一和第二端口610、620中间的自由空间。由于电话400物理尺寸的限制，声音系统120还可以包括外壳640后面部分660上的第三端口690(即一个后面的端口)，以调整第一空腔670中的空气容量而获得最优结果。特别地，第一空腔670可以是第三端口690和传感器630后面部分632中间的自由空间。
本领域普通技术人员很容易想到，利用许多不同的形状和尺寸，第一和第二端口510、520、610和620可以以许多不同的方法实现。因此，尽管图5和6中只显示了第一和第二端口510、520、610和620的特别配置，本领域普通技术人员很容易想到第一和第二端口510、520、610和620可以配置为其它形状和尺寸。图5和6中显示的第一和第二端口510、520、610和620的配置仅作为示例提供。
如上文所述，电子装置100可以以各种模式工作。特别地，电子装置100可以是图7和8所示的蜂窝电话700，可以使用上文所述的多模式声音系统120以免提模式(即扩音器)操作。这里，电话700一般包括第一端口710(如图7所示)和第二端口820(如图8所示)。第一端口710可以置于电话700的前面部分720上(如图7所示)，而第二端口820可以置于电话700的后面部分730上(如图8所示)。当电话700放置在某一表面上时，该表面的负载可以取代用户耳朵的负载，从而声波可以从第一端口710或第二端口820发射出来。例如，当电话700放置于后面部分730上时，声波可以从第一端口710发射出来。此外，当电话700放置在前面部分720上时，声波可以从第二端口820发射出来。因为第一和第二端口710、820相互声学对称，从第一和第二端口710、820发出的声波可以完全相同。
参见图9，从图1所示的电子装置100发射声波的基本流程可以开始于步骤910，在传感器内把电信号转换成声波。特别地，该传感器可以把电信号转换成人类可听频率范围20Hz到20,000kHz的声波。在步骤920，传感器把声波发射到一个与第一和第二端口声学连接的空腔中。例如，空腔可以是但不局限于L形空腔，以便声波可以从电子装置的相对的面发射。特别地，在步骤930，第一端口可以从空腔发射声波到空气中以响应处于第一模式(例如打开状态)的电子装置。例如，蜂窝电话可以是蛤壳式折叠手机，用户可以打开蜂窝电话来应答到来呼叫。此外，在步骤940，第二端口可以从空腔发射声波穿过第二端口到空气中，以响应处于第二模式的电子装置。第二端口可以相对于第一端口声学对称，从而第二端口的输出与第一端口的输出完全相同。按照上文描述的示例，第二模式可以是但不局限于闭合状态。因此，用户可以检索语音消息而不需要打开手机。
可以对这里描述的实施例做许多变化和修改。变化的范围如上文所讨论。其它范围见权利要求书。
权利要求
1.一种用于电子装置的声音系统，该声音系统包括传感器；与传感器声学连接的第一端口，该第一端口以与电子装置相关的第一模式操作；和与传感器声学连接的第二端口，该第二端口以与电子装置相关的第二模式操作，并且相对于第一端口声学对称，以使第二模式中第二端口的输出与第一模式中第一端口的输出完全相同。
2.权利要求1中的声音系统，其中，第一端口是具有第一阻抗的端口，第二端口是具有第二阻抗的端口，第一和第二阻抗在一频率范围内相同。
3.权利要求1中的声音系统，其中，第一和第二端口经由一个空腔声学连接到传感器。
4.权利要求1中的声音系统，其中，第一端口置于该声音系统的第一侧面上，第二端口置于该声音系统的第二侧面上，第一和第二侧面彼此相对。
5.权利要求1中的声音系统，其中，第一端口置于该声音系统的第一侧面上，第二端口置于该声音系统的第二侧面上，第一和第二侧面彼此相邻。
6.权利要求1中的声音系统，其中，第一和第二端口各自为孔、插槽、隙缝、凹槽、槽口或缺口。
7.权利要求1中的声音系统，其中，第一和第二端口各配置为产生频率响应，以响应端口靠近用户耳边。
8.权利要求1中的声音系统，其中，第一和第二端口中的一个配置为产生频率响应，以响应第一和第二端口中的另一个与表面相邻。
9.权利要求1中的声音系统，其中，电子装置为蜂窝电话、寻呼机、掌上电脑、个人数字助理(PDA)、微磁盘录音机、数字录音机或无线电对讲机。
10.一种带有多模式声音系统的电子装置，该声音系统包括置于具有第一和第二侧面的外壳内的声源，该声源配置为把电信号转换成声波；置于第一侧面上的第一端口结构，该第一端口结构配置为以与该电子装置相关的第一模式把声波从声源传送到空气中；和置于第二侧面上的第二端口结构，该第二端口结构配置为以与该电子装置相关的第二模式把声波从声源传送到空气中，并且相对于第一端口结构声学对称，以使第二端口结构的输出完全等同于第一端口结构的输出。
11.权利要求10中的电子装置，其中，第一端口结构是一种具有第一阻抗的端口结构，第二端口结构是一种具有第二阻抗的端口结构，在一频率范围内第一和第二阻抗相等。
12.权利要求10中的声音装置，其中，第一和第二端口结构配置为产生频率响应，以响应该结构放置于用户耳边。
13.权利要求10中的声音装置，其中，第一和第二端口结构中的一个配置为产生频率响应，以响应第一和第二端口结构中的另一个与表面相邻。
14.权利要求10中的电子装置，其中，外壳的第一侧面和外壳的第二侧面相邻。
15.权利要求10中的电子装置，其中，外壳的第一和第二侧面彼此相对。
16.权利要求10中的电子装置，其中，第一和第二端口结构各自为孔、插槽、隙缝、凹槽、槽口或缺口。
17.权利要求10中的电子装置，其中，电子装置为蜂窝电话、寻呼机、掌上电脑、个人数字助理(PDA)、微磁盘录音机、数字录音机或无线电对讲机。
18.一种电子装置，具有用于发射声波的声学配置，该电子装置包括外壳，具有前面部分、后面部分、侧面、第一空腔和第二空腔；置于该外壳内的声源，该声源用以发射声波；置于外壳前面部分并且经由第一空腔声学连接到该声源的第一发射结构；置于外壳侧面并且经由第一空腔声学连接到该声源的第二发射结构，该第二发射结构相对于第一发射结构声学对称；置于外壳后面部分并且经由第二空腔声学连接到该声源的第三发射结构。
19.权利要求18中的电子装置，其中，第一发射结构是一种具有第一阻抗的发射结构，第二发射结构是一种具有第二阻抗的发射结构，第一和第二阻抗在一频率范围内相等。
20.权利要求18中的电子装置，其中，第一和第二发射结构各自配置为产生频率响应，以响应该结构靠近用户耳边。
21.权利要求18中的电子装置，其中，第一和第二发射结构中的一个配置为产生频率响应，以响应第一和第二发射结构中的另一个与表面相邻。
22.权利要求18中的电子装置，其中，第一、第二和第三发射结构各自为孔、插槽、隙缝、凹槽、槽口或缺口。
23.权利要求18中的电子装置，其中，电子装置为蜂窝电话、寻呼机、掌上电脑、个人数字助理(PDA)、微磁盘录音机、数字录音机或无线电对讲机。
24.一种用于从电子装置发射声波的方法，该方法包括在传感器内把电信号转换成声波；把声波从该传感器发射到一个与第一端口和第二端口声学连接的空腔；把声波从该空腔通过第一端口发射到空气中以响应电子装置处于第一模式；和把声波从该空腔通过第二端口发射到空气中以响应电子装置处于第二模式，第二端口相对于第一端口声学对称，以使第二端口的输出完全等同于第一端口的输出。
25.权利要求24中的方法，其中，把声波从传感器发射到一个与第一端口和第二端口声学连接的空腔的步骤包括把声波从该传感器发射到一个与第一和第二端口声学连接的L形空腔。
26.权利要求24中的方法，其中，把声波从传感器发射到一个与第一端口和第二端口声学连接的空腔的步骤包括把声波从该传感器发射到一个与在一频率范围内具有相同阻抗的端口声学连接的空腔。
27.权利要求24中的方法，其中，把声波从空腔通过第一端口发射到空气中以响应电子装置处于第一模式的步骤包括把声波从该空腔通过孔、插槽、隙缝、凹槽、槽口或缺口发射到空气中。
28.权利要求24中的方法，其中，把声波从空腔通过第一端口发射到空气中以响应电子装置处于第一模式的步骤包括把声波从该空腔通过第一端口发射到空气中以响应该第一端口靠近用户耳边。
29.权利要求24中的方法，其中，把声波从空腔通过第一端口发射到空气中以响应电子装置处于第一模式的步骤包括从该空腔发射声波以响应第二端口靠近表面。
30.权利要求24中的方法，其中，把声波从空腔通过第二端口发射到空气中以响应电子装置处于第二模式的步骤包括把声波从该空腔通过孔、插槽、隙缝、凹槽、槽口或缺口发射到空气中。
31.权利要求24中的方法，其中，把声波从空腔通过第二端口发射到空气中以响应电子装置处于第二模式的步骤包括把声波从该空腔通过第二端口发射到空气中以响应第二端口靠近用户耳边。
32.权利要求24中的方法，其中，把声波从空腔通过第二端口发射到空气中以响应电子装置处于第二模式的步骤包括把声波从该空腔通过第二端口发射到空气中以响应第一端口靠近表面。
33.权利要求24中的方法，其中，电子装置为蜂窝电话、寻呼机、掌上电脑、个人数字助理(PDA)、微磁盘录音机、数字录音机或无线电对讲机。
34.一种电子装置，具有用于发射声波的声学配置，该电子装置包括外壳，其具有的第一部分可旋转连接到第二部分；置于该外壳内的声源，该声源配置为从前侧面发射声波到第一空腔和从后侧面发射声波到第二空腔；置于第一部分一个侧面的第一端口结构，该第一端口结构声学连接到第一空腔；置于第一部分相对侧面并声学连接到第二空腔的第二端口结构，该第二端口结构配置为产生窄带声音信号以响应密封第一端口结构；以及上述第一和第二端口结构配置为产生宽带声音信号以响应外壳处于打开状态。
全文摘要
这里公开一种带有多模式声音系统(120)的电子装置(100)和一种发射声波的方法(500)。该声音系统(120)一般包括传感器(530)、第一端口(510)和第二端口(520)。第一和第二端口(510、520)可以声学连接到该传感器(530)。第二端口(520)可以相对于第一端口(510)声学对称以使第二端口(520)的输出完全等同于第一端口(510)的输出。
文档编号H04M1/725GK1706231SQ200380101835
公开日2005年12月7日 申请日期2003年10月28日 优先权日2002年10月31日
发明者罗伯特·茹雷克, 西蒙娜·科, 托马斯·吉青格, 克里斯·格雷莫, 托马斯·瓦尔恰克 申请人:摩托罗拉公司(在特拉华州注册的公司)