專利名稱：結合耳機和免提功能的揚聲器裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及無線通信設備的揚聲器裝置以及包括揚聲器裝置的 無線通信設備。進一步，本發明涉及一種用于控制此類裝置的方法。 進一步，本發明涉及一種用于控制該裝置的計算機程序。
背景技術：
現今，例如移動電話的便攜式手持裝置包括揚聲器裝置。對于 此類裝置的實際用戶來說，聲學音頻技術扮演著重要的角色。移動
電話可具有耳機揚聲器和集成免提(IHF)揚聲器。耳機揚聲器可以 是對用戶的耳朵起作用以便收聽的設備，而IHF揚聲器可以是具有 足夠大的聲音以允許用戶在將移動通信設備拿在他的手中的手臂長 度的距離處或當移動設備放在桌子等上時收聽的設備。IHF揚聲器可 以作為耳機嵌入相同的移動通信設備中。典型地，耳機揚聲器和IHF
揚聲器具有不同的聲音出口。然而，兩個獨立的揚聲器需要很大的 空間。依照便攜式手持裝置的小型化趨勢，這造成問題。
因此，已知的移動電話具有耳機和集成免提揚聲器二者。然而， 關于耳機和免提，出現了一些相沖突的要求。在"免提"使用中手 臂長度距離處的聲音應該足夠大，但在"耳機"使用中進入耳朵的 聲音不應該太大(即避免潛在的聽力損傷)。盡管可以包括電平控 制、近程傳感器等，但這些解決方案的保護功能性有時是不確定的。 因此，保護用戶的耳朵免于意外的太高耳機聲壓應該優選地更為安 全地實施，即不僅電學地或機械地實施。
保護耳朵免于太高意外聲壓可以以下面的方式完成。在已知的 解決方案中，當某物體^妻近耳機聲音出口時，近程傳感器阻止大聲
音輸出。在另一解決方案中，旁路出口使大部分聲音通過除對耳朵
起作用的一個開口的一些其他開口傳遞出去。而另一個已知的解決 方案中，用戶操縱的機械開關打開/關閉通向耳朵的聲音出口 ，并且 同時操縱電平控制。這些解決方案的缺陷在于它們對機械和工業設 計要求太多。因此需要更大的空間。必須實現復雜的設計。此外， 這些解決方案都易于出現故障等。
發明內容
因此本發明的目的是聲學地結合揚聲器功能性，同時考慮無線 通信設備的小型化趨勢和安全方面。
根據本發明的第一方面，提供一種揚聲器裝置，包括由揚聲 器裝置的外殼所封裝的振動元件，從而緊鄰外殼中的振動元件建立 空腔，其中外殼包括用于發出由振動元件所產生的聲音的第一出口， 并且其中空腔包括用于發出相對于所述聲音的阻尼聲音的第二出 c 。
根據本發明的一些實施方式，聲音和阻尼聲音由揚聲器裝置的 相同振動元件產生。根據本發明的一些實施方式，第一輸出和第二 輸出面對揚聲器裝置的不同側。針對第一出口的聲音從振動元件的 另一側獲得，該側不是針對第二出口的聲音的振動元件的一側。出 口指向不同的方向。根據另外的實施方式，第一出口和第二出口位于揚聲器裝置的相對側。
根據本發明的第二方面，提供一種包括單個揚聲器的無線通信 設備，其中單個揚聲器包括用于將移動電話的耳機揚聲器功能性和 移動電話的免提揚聲器功能性聲學地結合的裝置。
根據本發明的 一 些實施方式，耳機揚聲器功能性和免提揚聲器 功能性具有公共的振動元件和位于單個振動元件的不同側的專用出口。專用出口中的第一專用出口實施IHF功能性，專用出口中的第 二專用出口實施耳機揚聲器功能性。
根據本發明的第三方面，提供一種用于控制包括振動元件的揚 聲器裝置的方法，其中該方法包括
向操作為免提揚聲器的第 一 出口提供由振動元件產生的聲音以 及向操作為耳機揚聲器的第二出口提供由振動元件產生的聲音。
根據本發明的一些實施方式，經由第一出口發出的聲音和經由 第二出口發出的聲音源于單個振動元件的不同的、分離的側。
在本發明的實施方式中，揚聲器裝置聲學地結合耳機和免提功 能性。根據各種實施方式的揚聲器結構具有用于始終產生聲音的兩 個出口。因此，揚聲器具有聲學分離的功能，以便用作耳機和用作 免提。根據各種實施方式的揚聲器裝置包括具有出口的空腔，從而 通過該出口的阻尼聲音操作為耳機。在另一側，揚聲器具有另一出 口，相比于阻尼聲音出口，其操作為輸出更大聲音的免提。上述的 出口位于揚聲器裝置的不同側，由此在不同的方向上產生聲音。在 振動元件的兩側都有輸出。
結合兩個聲學構造的揚聲器裝置具有緊湊的結構。根據一個實 施方式，耳機和閉箱集成免提以緊湊的尺寸背靠背結合，同時仍保 護耳朵免于太大的聲音。因此，集成的和小型化的揚聲器裝置可靈 活地裝入小型設備中的優選位置。另外，構造十分簡單，由此提供 更少故障的揚聲器裝置。應該注意到在實施方式中，本發明甚至當 無論什么原因而阻止另 一聲音出口時，通過耳機聲音出口進入耳朵 的聲壓依然是有限的。因此考慮保護免于太大聲音。盡管結合的構 造意味著很大的聲音將總是泄漏，并且由此在"耳機"使用中，語 音私密性被減小，但這可以通過構造的合適設計和所需耳朵保護保 持平衡。
在另外的實施方式中，由振動元件產生的集成免提揚聲器和耳 機揚聲器的聲音從振動元件的不同側產生。因此單個振動元件為免 提揚聲器和耳機揚聲器二者產生聲音。揚聲器裝置和形成揚聲器的 部件的 一 般結構控制進入耳朵和自由空間二者的聲壓級。
現在將參考附圖、僅通過示例來描述本發明，附圖中
圖1示出根據本發明的另外實施方式的聲學地結合耳機和免提
功能的裝置的截面圖2示出其中泄漏出口 (6)已被添加到耳機的本發明的另外實 施方式；
圖3示出其中聲學阻尼材料(7 )已被添加到IHF的聲音出口的 本發明的另外實施方式；
圖4示出其中空腔已被分成兩個部分(2， 8),并且第三聲音 出口 (9)在它們之間的本發明的另外實施方式；
圖5示出其中空腔(10)已還被添加到振動元件(1 )的另一側 的本發明的另外實施方式；
圖6示出其中先前實施方式的所有特征可被結合的本發明的另 外實施方式；
圖7a和圖7b示出另外實施方式的仿真結果。
具體實施例方式
圖1是示出根據本發明的另外實施方式的聲學地結合耳機功能 和集成免提(IHF)功能的裝置的截面圖。揚聲器裝置100包括振動 元件1。振動元件1可選地可被稱為擴音器元件或揚聲器膜。振動元 件1的一側(位于揚聲器外殼內部)封閉在通常具有幾立方厘米的 體積的空腔2中。空腔2具有聲音出口 3,在此其通常稱為第二出口 。 根據一個實施方式，第二聲音出口 3包括受控聲阻尼4。可以選擇該 阻尼4,從而進入耳朵的最大聲音電平保持低于某個給定的限度，例 如120 dB或其他。由此用戶可以使用構造100的第二出口 3作為耳
裝置100還包括在振動元件1的另一側的另一個聲音出口 5,在 這里通常稱為第一出口。第一出口 5和第二出口 3從揚聲器裝置向 不同的方向發出聲音。通常較高的聲壓和較低的聲壓取自振動元件1 的不同側。根據一個實施方式，第一出口和第二出口位于揚聲器裝 置100的相對側。通過第一聲音出口 5發出的聲音遠大于通過第二
聲音出口3發出的聲音。因為第一出口 5用于集成免提(IHF)功能。 由此裝置100可用作耳機揚聲器和免提揚聲器。空腔2用作IHF的 后腔。作為用于耳機揚聲器的出口的第二出口 3小到IHF性能僅被 輕孩吏地惡化。
另外揚聲器100可以被包含在閉箱結構中，其可以有利地適合 例如無線通信設備或移動電話的小型設備的嚴格空間要求。根據實 施方式的結合的耳機和免提揚聲器結構可以被裝入小型設備的各種位置。
根據本發明的另外實施方式，如圖2中所示，附加的外部泄漏 出口 6設置在構造的耳機側或者靠近耳機。該泄漏出口 6通向揚聲 器裝置的外部或包括揚聲器裝置的設備的外部(直接地或間接地)。 泄漏出口 6通常被設計成提高耳機的聲學性能。根據一個實施方式， 泄漏出口6平滑聲音峰值，否則這將造成對耳朵的太高聲壓。另夕卜， 泄漏出口 6改善了耳機的聲譜。揚聲器裝置的外部泄漏出口 6使得 聲級更少地依賴于包括此類揚聲器裝置的設備如何對用戶的耳朵起 作用。
在本發明的另外實施方式中，如圖3中所示，聲學阻尼材料7 被添加到IHF聲學出口 5。阻尼材料通常被設計成改善IHF和耳機 二者的聲學性能。例如，阻尼材料7平滑IHF聲音出口 5的聲譜。 阻尼4衰減耳機揚聲器的第二出口 3 ，并且阻尼7衰減IHF揚聲器的 第一出口 5。耳4/L側的阻尼4可以更強些，而通常IHF側的阻尼7 在聲學上僅衰減一點，或其根本不存在。根據一個實施方式的阻尼 實質上位于緊鄰相應的出口。應該注意到對于本發明而言阻尼位置 如何是不重要的，例如其位于出口開口的哪一側。一4更地，阻尼位 于出口開口 "上"并且覆蓋它。
根據本發明的另外實施方式，如圖4所示，振動元件1的一側 的空腔被分成兩個部分(2, 8),并且第三聲音出口 9位于它們之 間。這里揚聲器裝置包含附加的空腔8和另外的第三聲音出口 9。空 腔8和第三出口 9可以被設計成進一步提高耳機和IHF 二者的聲學
性能。根據一個實施方式，圖4中緊鄰耳朵的外部空腔2可以被調 整以提高耳機的高頻響應。
在另外的實施方式中，圖5示出在振動元件1的另一 (IHF-)側 的空腔IO。因此揚聲器裝置包含緊鄰第一出口 5的附加的空腔10。 振動元件1的IHF側的空腔10通常小于振動元件的耳機側的空腔2。 通常IHF側空腔10形成前腔并且耳機側空腔2形成后腔。空腔10 可以被設計成進一步改進耳機和IHF 二者的聲學性能。附加的空腔 10和第一聲音出口 5形成(小的)聲學諧振器。根據一個實施方式， 諧振器被調諧至給定的頻率，例如3kHz。根據一個實施方式，附加 的空腔IO和第一出口 5用作提高IHF的高頻響應的諧振器。
在本發明的另外實施方式中，如圖6中所示，先前描述的實施 方式的特征已經被包括在一個或單個構造中。圖6的構造具有振動 元件1、附加的空腔10和具有用于IHF功能的聲學阻尼7的第一出 口 5。在振動元件1的另一側的空腔^f皮劃分成兩個空腔2、 8，在它 們之間具有聲音出口 9。第二出口 3具有用于甚至當IHF操作在最大 級處時維持第二出口 3的聲壓在某級上的阻尼4。外部泄漏出口 6 平滑耳機的頻率響應。附加的空腔IO、第一出口5和聲學阻尼7形 成所謂的IHF側的阻尼諧振器。阻尼諧振器可以被調諧以進一步平 整耳才/L的頻率響應。
因此可以在不偏離本發明的精神下做出實施方式的各種組合。 還應該注意到，通過以不同的方式組合這些特征，另外的實施方式 也是可能的。根據本發明的實施方式，存在用于輸出聲音的兩個分 離出口。兩個出口基本上通向不同的方向，并且用于輸出的聲音取 自振動揚聲器膜的分離側。出口可以位于揚聲器(設備)構造的相 對側。通常，根據用戶旨在從哪個出口聽到聲音，該構造具有可以 由用戶用作"前側"的兩個或更多側。因此前側和后側、以及前腔 和后腔，以及其他相關術語是功能和結構的示例，如這里所述。然 而，這樣的相關術語不是將范圍僅限于此類位置或方位，而是在本 發明的范圍和精神內允許有偏差。另外，通常揚聲器裝置可以被放置在任何方向，因此如果設計具有前腔和后腔二者，則揚聲器"前，， 可以面對前腔或后腔。
根據本發明的 一 個實施方式，IHF揚聲器的出口至少部分地可覆 蓋。根據一個實施方式，將出口 5設計為使得用戶可以至少部分地 覆蓋或關閉出口 5。 一般地，設計允許僅由手指或手指的按壓來完成 覆蓋。通過至少部分地覆蓋IHF的出口 ，并且因此減小從設備泄漏 的聲級，用戶將獲得更多的私密性。根據本發明的實施方式，開關 被添加到該構造，使得開關被設置成關閉或至少部分地覆蓋IHF揚 聲器的出口 5。開關可以是機械開關或任意合適類型的開關。一般地， 用戶可以打開或關閉開關。當開關關閉出口時，經由出口泄漏的聲 級減小。在一些情況下，此類覆蓋的IHF出口可能影響聲音質量， 但通常獲得的是聲音泄漏的降低，這可以顯著地超過可能的缺點， 特別是在需要私密性的情形中。根據本發明的實施方式，利用IHF 揚聲器的至少部分覆蓋的出口 5,設備的用戶具有更多的私密性，并 且附近的其他人不能輕易地聽到或偷聽用戶的私人通話。
圖7a和圖7b示出仿真結果。在圖7a中，針對3種不同的情形 在集成免提的耳機處于最大輸出級的情況下將耳朵封住、耳機寬松 地對耳朵起作用、以及在5cm距離處集成免提輸出，示出了聲壓級 對頻率的關系。包含在該圖片中的信息是甚至在最大輸出處，進入 耳朵的最大聲壓級保持低于120 dB，并且因此沒有損傷耳朵的危險。 在圖7b中，示出最壞情況不太可能的情況，即，所有的額外聲音 出口被阻擋并且僅一個直接通向耳朵的出口被打開。盡管這樣，最 大聲壓保持足夠低以避免對耳朵的損傷。
無線通信設備可以是可操作在移動通信網絡中的移動手持終 端。然而，存在實現無線通信設備的各種方式。移動電話是其中可 以實施各種其他實施方式的無線通信設備的例子。
手持設備
手持設備通常是電池供電的并且變為在日常的移動活動中常見 的同伴。除此以外，它們中的一些(像蜂窩移動電話)將輕易地允
許交互的應用，因為它們具有返回通道。手持設備的例子蜂窩移
動電話。PDA:通常來說，它們具有擁有比移動電話更大的屏幕的 優勢，然而有將這兩種設備混合的趨勢。便攜式視頻游戲設備它 們的主要優勢在于屏幕很好地用于TV應用并且在例如年輕人之間 變得受歡迎。 便攜式設備
便攜式設備是那些不具有小的屏幕、可移動的并且電池供電的 設備。例如平面屏幕電池供電電視機有些制造商正在提供此類 設備，它們用途的例子是允許在家里移動使用(從廚房到臥室)。 便攜式DVD播放器、膝上型計算機等是其他的例子。
分枝和范圍
盡管上述的描述包含許多的指定，但僅提供這些以說明本發明 并且不應認為是對本發明的范圍的限制。還應該注意到在單個或多 個實施方式中，可以各種方式來組合許多指定。因此對本領域技術 人員來說顯而易見的是在不偏離本發明的精神或范圍下，可以在本 發明的設備和處理中做出各種修改和變形。
權利要求
1.一種揚聲器裝置(100)，包括由外殼所封裝的振動元件(1)，從而緊鄰所述外殼中的所述振動元件建立空腔(2)，其中所述外殼包括用于發出由所述振動元件所產生的聲音的第一出口(5)，其特征在于，所述空腔(2)包括用于發出相對于所述聲音的阻尼聲音的第二出口(3)。
2. 根據權利要求1所述的揚聲器裝置(100)，其中從所述第一 出口 (5)和所述第二出口 (3)所發出的聲音由單個振動元件(1 ) 所產生。
3. 根據前面任意一項權利要求所述的揚聲器裝置(100),其中 針對所述第一出口 (5)的聲音從所述振動元件(1)的另一側獲得， 該側不是針對所述第二出口 (3)的聲音的所述振動元件(1)的一 側。
4. 根據前面任意一項權利要求所述的揚聲器裝置(100),其中 所述第一出口 (5)和所述第二出口 (3)指向不同的方向。
5. 根據前面任意一項權利要求所述的揚聲器裝置(100),其中 所述第一出口 (5)和所述第二出口 (3)位于所述揚聲器裝置(100) 的不同側。
6. 根據前面任意一項權利要求所述的揚聲器裝置(100),其中 所述第一出口 (5)和所述第二出口 (3)位于所述揚聲器裝置(100) 的相對側。
7. 根據前面任意一項權利要求所述的揚聲器裝置(100),其中 所述第二出口 (3)配置用作耳機揚聲器。
8. 根據前面任意一項權利要求所述的揚聲器裝置(100)，其中 所述第一出口 (5)配置用作集成免提揚聲器。
9. 根據前面任意一項權利要求所述的揚聲器裝置(100),其中 所述空腔(2)包括用于配置用作所述揚聲器裝置(100)的集成免提揚聲器的所述第一出口 (5)的后腔。
10. 根據前面任意一項權利要求所述的揚聲器裝置(100)，其中所述空腔(2)和所述第二出口 (3)建立諧振器，從而所述諧振 器可以被調諧到給定頻率。
11. 根據權利要求1所述的揚聲器裝置(100),其中所述第一 出口 (5)和/或所述第二出口 (3)包括阻尼(4， 7)。
12. 根據前面任意一項權利要求所述的揚聲器裝置(100),其 中所述揚聲器裝置(100 )包括用于無線通信設備的單個揚聲器結構。
13. 根據權利要求12所述的揚聲器裝置(100),其中所述單個 揚聲器結構包括耳機揚聲器(3)和集成免提揚聲器(5) 二者。
14. 根據前面任意一項權利要求所述的揚聲器裝置(100)，另 外包括附加空腔(10),從而所述外殼和所述振動元件在所述振動 元件(1)的所述第一出口 (5)側封裝所述附加空腔(10)。
15. 根據權利要求14所述的揚聲器裝置(100),其中所述第一 出口 (5)配置成從所述附加空腔(10)發出所述聲音。
16. 根據權利要求14或15所述的揚聲器裝置(100)，其中所 述附加空腔(10)包括前腔并且所述空腔(2)包括后腔。
17. 根據權利要求14到16中任意一項所述的揚聲器裝置(100), 其中所述附加空腔(10)和所述第一出口 (5)建立可以調諧到給定 頻率的諧振器。
18. 根據前面任意一項權利要求所述的揚聲器裝置(100),其 中所述第一出口 (5)是至少部分可覆蓋的。
19. 根據前面任意一項權利要求所述的揚聲器裝置(100),另 外包括建立在所述揚聲器裝置(100)的所述外殼外的外部泄漏出口(6)。
20. 根據權利要求19所述的揚聲器裝置(100),其中所述外部 泄漏出口 (6)通向無線通信設備的外部。
21. 根據前面任意一項權利要求所述的揚聲器裝置(100),其 中所述空腔(2)被劃分成在其之間具有第三聲音出口 (9)的兩個空腔(2, 8)。
22. 根據權利要求21所述的揚聲器裝置(100),其中緊鄰所述 第二出口 (3)的所述空腔(2)被配置成提高所述耳機的高頻響應。
23. 根據前面任意一項權利要求所述的揚聲器裝置(100)，另 外包括設置成至少部分地覆蓋所述第一出口 (5)的開關。
24. —種包括根據任意前述權利要求所述的揚聲器裝置的無線 通信設備。
25. —種無線通信設備，包括單個揚聲器(100),其特征在于， 所述單個揚聲器包括用于將所述無線通信設備的耳機揚聲器功能性 和所述無線通信設備的免提揚聲器功能性進行聲學地結合的裝置(1, 2, 3, 4， 6, 7, 8)。
26. 根據權利要求25所述的無線通信設備，其中所述耳機揚聲 器功能性和免提揚聲器功能性具有共同的振動元件(1)和在所述振 動元件(1 )的不同側的分離的出口 (5, 3)。
27. 根據權利要求25或26所述的無線通信設備，其中第一出口 (5)用作免提出口并且第二出口 (3)用作耳機出口。
28. —種用于控制包括振動元件(1 )的揚聲器裝置(100)的方 法，其特征在于所述方法包括向操作為免提揚聲器的第一出口 (5)提供由所述振動元件(1 ) 產生的聲音，以及向操作為耳機揚聲器的第二出口 (3)提供由所述 振動元件(1 )產生的聲音。
29. 根據權利要求28所述的方法，其中經由所述第一出口 (5) 發出的聲音和經由所述第二出口 (3)發出的聲音源于所述振動元件(1 )的分離的側。
30. 根據權利要求28-29中任意一項所述的方法，其中所述第一 出口 (5)和所述第二出口 (3)將聲音引向不同的方向。
31. —種用于實施根據權利要求28-30所述的方法的計算機程序。
全文摘要
在本發明中，揚聲器裝置聲學地結合耳機和免提功能。因此揚聲器具有用于用作耳機和用作免提的聲學分離功能。揚聲器裝置包括具有出口的后腔，從而出口的阻尼聲音操作為耳機。揚聲器裝置的前面操作為高聲免提。
文檔編號H04M1/60GK101208940SQ200680023339
公開日2008年6月25日 申請日期2006年6月29日 優先權日2005年6月29日
發明者A·弗克斯特羅姆, B·斯洛特 申請人:諾基亞公司