包含用于两种声音产生模式的传音装置的通信设备

摘要

一种通信设备(1)，该设备被设计成在靠耳模式中将声音传送到受耳部限制的空间(22)，并且在离耳模式中将声音传送到声学自由空间，其中在所述通信设备中提供了用于产生声音的扬声器(3)以及保持设备(2)，在靠耳模式中可以借助所述保持设备而在不受耳部妨碍的情况下传送扬声器(3)产生的声音，此外，所述保持设备(2)还包括第二保持设备区域(15A)，该区域并不包括第一保持设备区域(16)，并且在离耳模式中可以借助所述区域而将扬声器(3)产生的声音馈送到受耳部限制的空间(22)，在这里还提供了第一传音设备，其中在离耳模式中可以借助所述设备而将扬声器(3)产生的声音经由第一保持设备区域(16)传送到声学自由空间，此外，所述第二保持设备区域还具有第二传音设备(23A、23B)，其中在靠耳模式中可以借助所述设备而将扬声器(3)产生的声音经由第二保持设备区域(15A)传送到受耳部限制的空间(22)。

说明书

本发明涉及一种通信设备，该设备包含了用于产生声音的扬声器，并且该设备被设计成以靠耳(against-the-ear)模式将扬声器产生的声音传送到耳部所限制的空间，或者采用离耳(away-from-the-ear)模式将声音传送到声学自由空间(acoustic free space)。

本发明还涉及一种用于通信设备的模块。

在专利文献US6148080中公开了第一段开头所引用的普通类型的通信设备。

对被实施为移动电话的已知通信设备来说，在其外壳内部提供了单个扬声器，该扬声器构成一个传音装置，并且在靠耳模式和离耳模式中可以使用该扬声器来发出声音，其中所述离耳模式也称为免提模式。移动电话外壳形成了一个用于保持扬声器的保持装置，并且包含了第一保持装置区域或外壳区域，在靠耳模式中，所产生的声音可以借助该区域而在不受干扰的情况下经由用户耳部进行传送。在第一保持装置区域内部提供了由多个外壳开孔形成的第一声音传递装置，其中借助所述装置，声音可以在靠耳模式中由扬声器传送或递送到一个受耳部限制的空间，并且可以在离耳模式中由扬声器传送或递送到声学自由空间。这些外壳开孔以一种不会同时为用户耳部所覆盖的方式部署。此外，外壳还具有同样包含第一保持装置区域并具有标准测量耳部区域大小的第二外壳区域或第二保持区域，该区域是在用户耳部在耳旁(at-the-ear)模式中与通信设备相接触的位置提供的。第二保持装置区域没有外壳开孔，由此避免将耳部直接暴露于声音。这样一来，借助扬声器所产生的声音只能间接进入受耳部限制的空间，也就是经由无开孔的第二外壳区域或经由声学自由空间进入。

对已知的通信设备来说，其中存在一个问题，如果在靠耳模式中正确操作设备，那么在用户听到的声音中将会出现可察觉的质量损失，这是因为在靠耳模式中，最佳声音感觉所需要的声压或是所需要的声压频率响应是无法得到的，但在不正确操作移动电话时，也就是说，如果用户无意中将移动电话靠在其耳部，那么尽管激活了离耳模式，也还是可以确实避免离耳模式中出现的较高声压导致用户听觉器官超负荷。

本发明的目的是避免在第一段开头中引用的普通类型的通信设备中出现上述问题，并且提供一种改进的通信设备以及一种用于通信设备的新型模块。

为了实现上述目的，在依照本发明的通信设备中提供了依照本发明的特征，由此，对依照本发明的通信设备来说，其特征如下：

一种通信设备，其中包括用于产生声音的扬声器，所述通信设备被设计成在靠耳模式中将扬声器产生的声音传送到受耳部限制的空间，以及在离耳模式中将声音传送到声学自由空间，所述通信设备包括保持装置，所述保持装置包含了第一保持装置区域，其中在靠耳模式中，扬声器产生的声音在不受耳部阻拦的情况下是经由该第一保持装置区域传送的，并且所述保持装置还包括不包含第一保持装置区域的第二保持装置区域，其中在靠耳模式中，扬声器产生的声音是经由该第二保持装置区域而被馈送到受耳部限制的空间的，另外还包括第一传音装置，其中在离耳模式中，扬声器产生的声音是借助该第一传音装置并经由第一保持装置区域而被传送到声学自由空间，并且包括第二传音装置，其中在靠耳模式中，扬声器产生的声音是借助该第二传音装置并经由第二保持装置区域传送到受耳部限制的空间的。

为了实现上述目的，在依照本发明的模块中提供了依照本发明的特征，由此，依照本发明的模块的特征如下：

一种用于权利要求12所述的通信设备的模块，其中该模块包括扬声器以及用于扬声器的保持装置，并且该模块包含了第一传音装置以及第二传音装置。

对靠耳模式和离耳模式来说，通过提供依照本发明的措施，可以实现如下优点，那就是可以用非常可靠的方式实现最优声音感觉所需要的声压或是所需要的声压频率响应。

对依照本发明的实施方式(achievement)而言，举例来说，其中可以规定直接将拾音腔(sound-collecting chamber)连接到传音腔(sound-delivery chamber)。然而在依照本发明的实施方式中已经证实，如果附加提供权利要求2中要求保护的措施，那将是非常有利的。这样做的优点是在拾音腔与传音腔之间保持一个明确规定的声阻。

在依照本发明的实施方式中进一步证实，如果提供权利要求3中要求保护的措施，那将是非常有利的。这样做的优点在于：所产生的声音会在声压变化以及频率响应变更的情况下由扬声器故意传送到传音腔。

对依照本发明的成就来说，已经证实，如果提供权利要求4中要求保护的措施，那将是非常有利的。这样做的优点是：耦合线以及在大小上与耦合线相匹配的传音腔构成谐振器，并且可以借助该谐振器来有意放大一定频率范围内的声级，确切的说，在当前情况下恰当放大的是4kHz～10kHz的频率范围，由此可以提高免提模式中的声压频率响应，并且这其中为所述免提模式指定了振铃或发信模式，抑或是音乐再现模式。

此外，在依照本发明的实施方式中已经证实，如果提供权利要求5中要求保护的措施，那将是非常有利的。这样做的优点是：实现了针对非故意污染行为的保护措施，举例来说，诸如扬声器的基频谐振之类的谐振行为将会衰减，由此可以将扬声器薄膜的偏转保持在可允许的限度以内。

例如，在依照本发明的实施方式中可以规定通道直接通向拾音腔。然而，在依照本发明的实施方式中已经发现，如果提供权利要求6中要求保护的措施，那将是非常有利的，这是因为由此可以耦合来自某个区域的声音，其中与拾音腔中的声压相比，所述区域中存在的是一个减小的声压。

此外，在依照本发明的实施方式中已经证实，如果提供权利要求7中要求保护的措施，那将是非常有利的。这样做的优点在于：在免提模式、即离耳模式中，将来自传音腔的声音耦合到通道中的处理只对由传音腔传送到声学自由空间的声音产生相对较小的影响，然而在靠耳模式中仍旧可以实现必要的良好声音感觉。

在依照本发明的实施方式中进一步证实，如果提供权利要求8中要求保护的措施，那将是非常有利的。这样做的优点一方面是对非故意的污染进行了防护，另一方面则限制了用户耳部的最大音量。

在依照本发明的实施方式中进一步证实，如果提供权利要求9中要求保护的措施，那将是非常有利的。这样做的优点是：十分有意地减小了受耳部约束的空间中的声压。此外还可以实现这样的优点，即靠耳模式中的声压频率响应对不同的操纵状态反应相对迟钝，例如，在所述操纵状态中，耳部可以完全压在第二保持装置区域上，也可以不完全覆盖第二保持装置区域，还可以不覆盖第二保持装置区域，甚至可以与第二保持装置区域相距若干毫米。

在依照本发明的实施方式中进一步证实，如果提供权利要求10中要求保护的措施，那将是非常有利的。这样做的优点是：通过使用定义明确的声阻抗来为耳部通风。

在依照本发明的实施方式中进一步证实，如果提供权利要求11中要求保护的措施，那将是非常有利的。这样做的优点是：可以防范非故意的污染，此外还可以由于共振衰减来减小低频音量以及与预期电平相适应。

在依照本发明的实施方式中进一步证实，如果提供权利要求12中要求保护的特征，那将是非常有利的。这样做的优点是：为了实现最优的声学特性，可以实际将围绕扬声器的重要区域制造成在声学上是密闭的，并且在制造通信设备的过程中不必顾及未经声音封闭系统许可的容差。

此外还应该指出，对权利要求13中要求保护的模块而言，其中同样提供了结合权利要求2～11中的任一权利要求所述的通信设备所述的措施，相应地，在通信设备范例中指定的优点在此类模块的范例中同样生效。

从下文描述的一个或多个实施例中可以清楚了解本发明的这些和其他方面，并且在这里将会参考下文给出的一个或多个实施例来阐述本发明的这些和其他方面。

以下参考了附图所示的两个示范性实施例来描述本发明，但是本发明并不局限于此。

在附图中：

图1以图解方式在平面图中显示了依照本发明第一示范性实施例的通信设备，

图2显示的是依照图1并处于沿着图1中的线条II-II的截面中的通信设备，

图3显示的是依照图1并处于沿着图1中的线条III-III的截面中的通信设备，

图4以类似于图1的方式显示了依照本发明第二示范性实施例并且包含一个模块的通信设备。

图1显示的是作为移动电话1来实现的通信设备。移动电话1包括形成保持装置2的外壳1A，所述保持装置2则用于保持容纳在移动电话1中的组件。在所述组件中，图1显示的是直径为16毫米的扬声器3，显示器4以及包含了多个按键6的数字键盘5。图1并未显示同样是由保持装置2保持的其他组件，即电子电路。

保持装置2包括第一保持装置部分2A，该部分实质上被设计成盘状并且实现的是移动电话1的前部边界壁7以及侧部边界壁8。保持装置2还包括板状设计的第二保持装置部分2B，它形成的是移动电话1的后部边界壁。后部边界壁9沿着移动电话1的外部周线而齐平地与侧部边界壁8端接于某个广阔区域，尤其是在显示器和数字键盘直至扬声器3的附近。

在扬声器3的附近，移动电话1还包括后腔10，所述后腔朝着显示器4的方向延伸并且至少部分是紧接在扬声器3的后部提供的，此外，它还密封了扬声器3后方的空气容积。后腔10是借助一部分前部边界壁7、一部分后部边界壁9、一部分侧部边界壁8以及借助四个后腔边界壁11、11A、11B和11C来实现的，而所述后腔边界壁则是借助第一保持装置2A实现的。第一保持装置部分2A和第二保持装置部分2B以某种方式互连，从而使得后腔10实际在声学上是密封的。

移动电话1具有部署在扬声器3的前方的前腔12，它是借助前部边界壁7以及借助前腔边界壁13实现的，其中所述前腔边界壁13被指定给第一保持装置部分2A并且形成一个圆形支持基底，扬声器3则沿着其外部周线与所述圆形支持基底相结合。前腔12由扬声器盖14密封在扬声器一侧，所述扬声器盖包括一个声学摩擦器，借助于此，扬声器的基谐波共振可以衰减，并且可以避免将相对较薄的扬声器薄膜直接暴露于污染物。

在靠耳模式中，也就是说，如果用户耳部对着在图1～3中图示的标准测量耳部区域15，通信设备1将被用于传送扬声器3产生的声音。在离耳模式、即免提模式中，通信设备1被用于将扬声器3产生的声音传送到移动电话1周围的声学自由空间。为了在离耳模式中传送声音，保持装置2包含了第一保持装置区域16，在靠耳模式中，扬声器3产生的声音在不受干扰的情况下可以经由该第一保持装置区域而传递通过耳部。在这种情况下，第一保持装置区域16是在外壳1A的侧部边界壁8的左上方或右上方提供的。

通信设备1的内部包括可以借助扬声器3直接暴露给声音的拾音腔，移动电话1可以传送来自所述拾音腔的所产生的声音。在这种情况下，拾音腔是通过前腔12实现的。然而应该指出的是，如果前腔在声学上是密封的，那么拾音腔也可以由后腔10实现。

为了实现离耳模式，移动电话1具有借助保持装置2实现的第一传音装置，并且借助所述装置，在离耳模式中可以通过第一保持装置区域16而将扬声器3产生的声音传送到声学自由空间。第一传音装置至少包含了被设计成朝向第一保持装置区域16的第一传音腔17A以及第二传音腔17B，其中所述声音传送腔17A和17B是借助一部分后部边界壁9、前部边界壁7、后腔边界壁11、第一腔部分19A以及后部边线壁11A而被限定的，此外也可以借助第二腔部分19B以及后部边界壁11B来限定。第一传音装置还包括第一耦合导管20A，所述耦合导管20A在其一端通向拾音腔，并在另一端通向传音腔17A，此外，所述耦合导管20A完全是借助第一保持装置部分2A来实现的。第二传音装置则包括第二耦合导管20B，所述耦合导管20B在一端通向拾音腔，并在另一端通向传音腔17B，并且所述耦合导管20B完全是借助第一保持装置部分2B实现的。

相应的，耦合导管20经过前腔边界壁13并以基本平行于后腔边界壁11A和11B的方式延伸，所述后腔边界壁则从相应的侧部边界壁8延伸到扬声器3。耦合导管20A和20B具有实质上为矩形的流通横截面，并且所述流通横截面的宽度为6毫米，高度为0.5毫米。传音通道17的体积则是0.3ccm。此外，对每一个传音腔17A和17B来说，在被设计成朝向第一保持装置区域16的区域中分别具有覆盖物21A或21B，所述覆盖物具有声学摩擦器，并且形成了针对污染物的保护装置。由此，在离耳模式中，声音可以沿着箭头P1和P2来传送。

保持装置2还包括第二保持装置区域15A，它与标准的测量耳部区域15相对应，并且同样不包含第一保持装置区域16，在靠耳模式中，借助所述区域15A，扬声器3产生的声音可以馈送到受耳部限制的空间22。相应地，第二保持装置区域15A不包括任何可以从外壳1A外部访问的外壳区域，并且在离耳模式中，声音可以从所述外壳区域不受耳部妨碍地泄漏到声学自由空间。在这种情况下，这样的外壳区域是通过第一传音腔17A的开口以及通向声学自由空间的第二传音腔17B形成的。并且在当前情况下，第一保持装置区域16是通过一个处于前部边界壁7上的圆形物而与第二保持装置区域15A分离的，其中所述圆形物表示的是标准的测量耳部区域15的外部界限。

为了将声音传入耳部，在这里可以借助保持装置2来实现第二传音装置，并且借助所述第二传音装置，扬声器3产生的声音可以在靠耳模式中经由第二保持装置区域15A传送到受耳部限制的空间22。第二传音装置是借助第一通道23A、第二通道23B并由传音腔17的一个壁形成的，传音腔17的所述壁部则是由第一保持装置部分2A的一部分前部边界壁7形成的。通道23A和23B具有截面积为3mm²的流通横截面，并且沿着传音腔17的内部，所述通道是借助具有声学摩擦器的覆盖物24A和24B而被覆盖的。因此，在靠耳模式中，声音可以沿着箭头P3和P4传送。关于这一点，应该指出的是，通过省略第二保持装置区域15A，可以在移动电话1或是其外壳1A的其他任何预期位置提供第一保持装置区域16。

移动电话1还包括至少部分处于第二保持装置区域15A的内部、即标准的测量耳部区域15内部的传音装置，该装置被用于消除那些可以经由第二保持装置区域15进入受耳部限制的空间22并从所述空间22进入声学自由空间的声音。为此目的，声音偏转装置包含了至少部分朝向第一保持装置区域16的声音偏转腔24。声音偏转腔24是由一部分后部边界壁9、一部分前部边界壁7、腔室部分19A和19B以及后腔边界壁11在腔室部分19A与19B之间延伸的部分形成的。

声音偏转装置还具有偏转导管25，其一端通向声音偏转腔24，并且另一端通向受耳部限制的空间22。为此目的，偏转导管25将会沿着后腔边界壁11的某个部分而经过处于第二保持装置区域内部、即标准的测量耳部区域15内部的前部边界壁7，其中所述部分是在腔室分段19A与19B之间延伸的。在通向声音偏转腔24的开口附近还提供了偏转导管25，所述声音偏转腔则具有覆盖物18，它覆盖了偏向导管25的横截面并具有听觉摩擦器。由此，在沿着箭头P5的方向上可以通风。

因此，在依照本发明的移动电话1中规定：声音由单个扬声器3产生并且同时经由移动电话1的第一传音装置和第二传音装置来进行传送，这是因为在靠耳模式和离耳模式中，这两个传音装置都是同时可用或激活的。在这种情况下，声音是以间接方式、即通过覆盖物来进行传送的，然而应该指出的是，在所述关联中，所述覆盖物可以省略，由此也可以直接传送声音。同样，在这里可以提供不实施声学摩擦器的覆盖物。非常有利的是，通过提供所述措施，可以不必提供附加的电子或机械保护措施，即使在离耳模式中不慎以不正确的方式使用移动电话，也就是说，在这种模式中，即使不慎将移动电话放在耳部附近，但由于提供了依照本发明的措施，因此实际上是不会导致人的听觉器官超负荷的，这样则有助于防止这种有害的超负荷。此外，在靠耳模式中还可以实现如下结果，其中受耳部限制的空间22是直接通风的，确切的说，它是直接连通到声学自由空间的。关于这一点，目前已经证实，如果未曾将暴露于扬声器3的声音的腔室或导管用于通风，那将是非常有利的。此外还证实，只从单独一端——在当前情况下是前端——传送扬声器3的声音是非常有利的，其结果则是后腔10的体积仅仅用于避免扬声器3的前端与扬声器3的后端之间出现声学短路。

在这里应该指出的是，与提供两个传音腔17A、17B不同，在这里也可以提供一个单独的传音腔或是两个以上的传音腔，例如三个、四个、五个或十个传音腔。此外还应该指出，偏转导管25以及两个通道23A、23B也可以具有不同于图1所示的形状。例如，通道23A、23B可以包括两个直径不同的区域，这样有益于在朝着扬声器3的方向上提供具有两个区域的较窄通道区域，以及朝着在受耳部限制的空间22的方向上提供较宽的通道区域。

此外还应该指出，在每一种情况下，如果在偏转导管25与标准测量耳部区域15的直径内部的相应通道23A或23B之间存在间隔，那么偏转导管25与其中一个通道23A或23B之间的相对位置可以根据需要而变化，所述直径则是25.4mm。由此，第二保持装置区域15A的形状可以不同于图1所示的圆形，并且第二保持装置区域15A也可以不与扬声器3直接相对。此外还应该指出，在这里可以为每一个通道提供一个独立导管。

在这里还应该指出，一般来说，从扬声器3的后部、即后腔10传送声音的需求实际上要少于从扬声器3前部、即拾音腔传送声音的需求，由此可以将扬声器3的前端与后端之间的声音消除保持在尽可能小的程度。如果后腔10在声学上是紧紧密封的，那么所述需求最好得到满足。然而，在这里也可以提供一个有意的漏洞，例如低声频反射开口。如果借助外壳1A形成的保持装置2来实现绝对密封的后腔10的处理过于昂贵，那么轻微的泄漏也是可以接受的。

图4所示的移动电话1包括外壳1A，所述外壳分两部分设计，包含了第一移动电话部分26以及第二移动电话部分27，移动电话部分26与27通过旋转设备28彼此连接，并且能够绕着旋转设备28的旋转轴而朝着彼此旋转，由此可以实现尽可能紧凑的结构。移动电话1具有在外壳1A内部的第一移动电话26中提供的模块29。模块29包括扬声器3以及用于扬声器3的保持装置2。此外，模块29还包括第一传音装置和第二传音装置。模块29的设计实质上与图1所示移动电话1的头部是对应的，由此沿着图4显示的剖面线II-II和III-III并且经过模块29的剖面实质上与图2、3中所示的依照图1的移动电话的剖面是对应的。

为了能在不受干扰的情况下传送由第一传音装置和第二传音装置提供的来自移动电话1的声音，外壳1A包含了外壳通道或外壳开口23AA、23BB、17AA、17BB、24从以及25AA，它们对应的是传音腔17A、17B、声音偏转腔24以及偏转导管25，或者对应于通道23A以及23B。然而应该指出的是，如果模块29的外部周线实质上符合移动电话1的外部周线，则可以省略外壳通道，由此仅仅需要外壳开口23AA、23BB、17AA、17BB、24AA以及25AA。

应该指出的是，模块29还可以包括移动电话1的其他组件，例如显示器4或数字键盘5，由此可以提供除借助扬声器3所实施的听觉功能之外的其他功能，这样则可以在移动电话1的设备中实现这样的优点，即无需将多个部件插入外壳，而是仅仅将其插入模块29自身。

应该指出的是，扬声器3可以具有所谓的簧片触点，借助于此，电信号可以馈送到扬声器3。关于这一点，还应该指出的是，在模块29内部，在印刷电路板上实现的电路也可以在后腔10的内部提供，其中所述电路被设计成将电信号传送到扬声器3，并且该电路包含了与扬声器3的簧片触点相对应的触点，由此，在将第一保持装置部分2A与第二保持装置部分2B组装在一起的时候，扬声器3的簧片触点将会连接到与其相应的那些电路触点，具体地说，所述连接尤其是在没有进一步校准或是人工连接操作的情况下进行的。相同的情况同样适用于在模块29的内部提供显示器4的情况，其中所述显示器4与第一保持装置部分2A相连，并且与扬声器3相似的是，该显示器4还与一个加入第二保持装置部分2B并对显示器4进行控制的电路相连。

此外还应该指出，耦合导管20的流通截面积取决于耦合导管20的长度，在这种情况下，耦合导管20的长度是由前腔边界壁13的厚度给出的。前腔边界壁13的厚度可以在一个能够满足某些机械需求的范围中变化，并且依照所述厚度，不同尺寸的流通横截面都是可能的——在当前情况下，所述横截面的形状是矩形——其中较为便利的是，所述横截面的宽度在5mm～8mm的范围以内，其高度则在0.3mm～0.7mm的范围以内。此外还应该指出，流通横截面的高度受限于前腔12的高度。关于这一点，通常可以规定，如果耦合导管20的长度发生了大小为因数x的变化，那么耦合导管的流通横截面同样会发生大小为因数x的变化，具体地说，这样一来，如果长度增大，那么流通截面积同样变大，或者，如果长度减小，那么流通横截面同样也会变小。此外还应该指出，流通横截面也可以是椭圆或圆形的。

对于传音腔17而言，还应该指出的是，所述传音腔17的体积应该尽可能小，以确保模块29或移动电话1具有很小的总高度。并且应该记得的是，耦合导管20与传音腔17构成了一个谐振器，借助该谐振器可有意地将某个频率范围内的音量适当放大，以便能在免提模式中传送具有频率高达10kHz甚至16kHz的必要带宽的语音信号或声音信号，例如所谓的蜂音(BUZZ)信号。

此外还应该指出，电磁或电动扬声器都可用作扬声器。使用压电扬声器也同样是可行的。

此外还应该指出，通信设备可以由便携式无线电电话构成，即所谓的“步话机”。

此外还可以规定，这种模块可以形成所谓的“个人数字助理”的组件，其中所述个人数字助理实现的则是所述通信设备。

此外还应该指出，在这里可以将传音装置设计成锥形或扩展形，甚至可以将其设计成是具有线性或波纹内部的漏斗形。