可控制的聲學(xué)變換器的制造方法

可控制的聲學(xué)變換器的制造方法
【專利摘要】一種裝置包括：聲學(xué)變換器，以及耦合至該聲學(xué)變換器的聲音通道，該聲音通道包括具有電可控的形狀的元件；其中該元件的形狀是電可控的以改變該聲音通道的聲學(xué)屬性。
【專利說明】可控制的聲學(xué)變換器
[0001 ] 分案申請說明
[0002]本申請是2011年12月29日進入中國國家階段的、國際申請日為2010年3月26日、申請?zhí)枮?01080029602.X的發(fā)明專利申請(名稱為“可控制的聲學(xué)變換器”)的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及一種裝置。本發(fā)明進一步涉及但不限于用于在移動設(shè)備中使用的裝置。
【背景技術(shù)】
[0004]例如移動電話之類的多種便攜設(shè)備包括諸如麥克風(fēng)、耳機和揚聲器之類的多個聲學(xué)變換器。此類變換器是移動電話音頻/聲學(xué)設(shè)計中的關(guān)鍵組件。一般地，將存在與每個聲學(xué)變換器相關(guān)聯(lián)的一個或者多個背腔(back cavity)和聲音通道。此類聲音通道可以確保針對變換器獲得特定頻率響應(yīng)，并且必須被仔細設(shè)計作為設(shè)備硬件的機械配置的部分。在聲音通道或者腔的尺寸和配置中的小變化對于組合變換器/聲音通道的聲學(xué)屬性可以具有大的影響。
[0005]在已知的聲學(xué)變換器配置中，聲音通道的機械設(shè)計在硬件設(shè)計和設(shè)備制造完成時是固定的，并且在后來的使用期間無法針對專用或者期望配置來調(diào)整。作為替代，通過在向變換器應(yīng)用表示聲音輸出的電信號之前對該信號進行濾波，來實現(xiàn)期望的聲學(xué)屬性。典型地，這需要使用大量的處理能力，通常由專用數(shù)字信號處理器(DSP)來提供該處理能力。
[0006]通常，可以在DSP中實現(xiàn)變換器的聲學(xué)響應(yīng)的特定限制和優(yōu)化修改，以便在設(shè)備使用期間在需要時調(diào)整聲學(xué)屬性。然而，此方式是有問題的，并且難以克服由變換器的機械設(shè)計施加的約束。
[0007]由機械設(shè)計施加的示例約束在于，有向麥克風(fēng)的某些配置在麥克風(fēng)模塊周圍的硬件中需要設(shè)計兩個聲音出口。在某些條件下，已知有向麥克風(fēng)具有比全向麥克風(fēng)更好的性能。然而，在不同條件下也可能是相反的，例如，已知有向麥克風(fēng)對有風(fēng)條件是敏感的。由于麥克風(fēng)的硬件設(shè)計是固定的，因此對于當前條件的任何調(diào)整必須以電子形式提供。
[0008]類似地，已知耳機設(shè)計可以是傳統(tǒng)的或者容忍泄漏的。真正并且有效的容忍泄漏的耳機設(shè)計在不同環(huán)境條件下對于下行鏈路音頻的回放提供幾乎恒定的體驗，在該不同環(huán)境條件下用戶將包括耳機的設(shè)備貼在他們的耳部，此時實現(xiàn)的密封并非完美。由于耳機的容忍泄漏特性，在手持機和用戶耳部之間的泄漏幾乎不可察覺。
[0009]然而，容忍泄漏的耳機的機械設(shè)計面臨挑戰(zhàn)，并且除非重新考慮耳機的機械設(shè)計，否則傳統(tǒng)設(shè)計無法直接被轉(zhuǎn)換至容忍泄漏的設(shè)計。
[0010]然而在某些情況下，容忍泄漏耳機設(shè)計可能不是優(yōu)選的，例如，某些用戶更喜歡提高的低頻響應(yīng)，這當在手持機中提供傳統(tǒng)耳機設(shè)計時是可能的。另外，如果用戶將手持機非常好地貼在他們的耳部時，則傳統(tǒng)耳機設(shè)計提供被動放大(聽起來聲音較大)。
[0011]根據(jù)當前設(shè)計，耳機的硬件集成要求針對容忍泄漏設(shè)計和傳統(tǒng)設(shè)計是不同的，并且一旦硬件設(shè)計已經(jīng)固定，則即使可能也難以配置傳統(tǒng)耳機來充當容忍泄漏耳機。
[0012]當手持機被設(shè)計為開放式(open)或封閉式(closed)背部，其他示例包括免提揚聲器和其他附件。
[0013]因此，能夠調(diào)整變換器的機械硬件設(shè)計以在設(shè)備使用期間根據(jù)包括變換器的設(shè)備的期望操作模式來調(diào)整聲學(xué)屬性，這將是有益的。
[0014]然而，改變聲學(xué)變換器(尤其是微型的聲學(xué)變換器)的屬性并非簡單任務(wù)。在變換器配置中提供靈活性的先前嘗試通常需要將多個變換器集成到系統(tǒng)中，并且多個變換器的輸入/輸出繼而可以通過在DSP中進行處理而結(jié)合以產(chǎn)生所需效果。
[0015]如上所述，變換器的頻率響應(yīng)取決于與變換器相關(guān)聯(lián)的聲音通道和腔的大小和形狀。由此在已知設(shè)備中，變換器的頻率響應(yīng)是隨著將硬件集成到設(shè)備中而固定。然而存在如下情況:其中能夠修改頻率響應(yīng)將是有利的。
[0016]例如，已知大多數(shù)風(fēng)噪的能量是低頻的。由此，如果被設(shè)計為拾取低頻聲音，則全向麥克風(fēng)的性能可能在有風(fēng)條件下也是較差的。
[0017]揚聲器或者耳機的聲學(xué)屬性需求可以取決于情況而變化。這可以導(dǎo)致尤其是在沒有足夠資源(能力、計算能力)可用于以電子形式固定輸出時、應(yīng)用中的問題。
[0018]然而，如果有可能修改變換器的硬件配置，則可以在無需處理器密集型濾波的情況下實現(xiàn)改進的性能。
[0019]另外，在當前電話應(yīng)用中常見的是使用窄帶編解碼器，其中僅有相對較小范圍的頻率被記錄并通過電話網(wǎng)絡(luò)傳輸。然而，某些運營商提供對寬帶編解碼器的使用，其中大得多的范圍的頻率。為了支持使用寬帶編解碼器，手持機將包括對支持寬帶操作的變換器的硬件集成。然而，針對寬帶編解碼器而優(yōu)化的變換器對于使用窄帶編解碼器而言可能不再理想，并且反之亦然。因而，如果可以在使用期間修改在需要時針對利用寬帶或者窄帶編解碼器的操作進行優(yōu)化的變換器的硬件配置，則這會是有利的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020]本發(fā)明的至少某些實施方式目的在于解決這些問題中的一個或者多個問題。
[0021 ]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種裝置，該裝置包括:聲學(xué)變換器，以及耦合至聲學(xué)變換器的聲音通道，聲音通道包括具有電可控形狀的元件;其中元件的形狀是電可控的以改變聲音通道的聲學(xué)屬性。
[0022]該裝置可以進一步包括被配置以控制元件的形狀的控制器。
[0023]根據(jù)某些實施方式，元件可以由電活性聚合物形成。元件的形狀在第一形狀和第二形狀之間是電可控的，其中第一形狀中聲音通道被打開，而第二形狀中聲音通道被阻塞。
[0024]該裝置可以包括音頻輸出和/或輸入設(shè)備，并且改變聲音通道的聲學(xué)屬性可以包括改變音頻輸出和/或輸入設(shè)備的頻率響應(yīng)。
[0025]聲學(xué)變換器可以包括麥克風(fēng)或揚聲器。
[0026]該裝置可以進一步包括處理器，被配置以通過使用至少兩個音頻編解碼器之一來將用于變換器的音頻數(shù)據(jù)進行解碼，該控制器可操作以依據(jù)用于對音頻數(shù)據(jù)進行解碼的音頻編解碼器來控制元件的形狀。
[0027]該裝置可以包括兩個聲音通道，該聲音通道耦合至麥克風(fēng)并且被配置以提供麥克風(fēng)的有向操作，元件電學(xué)可控地阻塞聲音通道之一，從而使得麥克風(fēng)充當全向麥克風(fēng)。
[0028]該裝置可以包括至少兩個麥克風(fēng)的麥克風(fēng)陣列，每個麥克風(fēng)耦合至相應(yīng)的聲音通道，麥克風(fēng)陣列被配置以提供有向操作，元件電學(xué)可控地阻塞聲音通道之一，從而使得麥克風(fēng)陣列充當全向麥克風(fēng)。
[0029]聲音通道可以耦合至聲音腔。
[0030]該裝置可以進一步包括定位于揚聲器附近的麥克風(fēng)，控制器耦合至麥克風(fēng)并且被配置以依據(jù)由麥克風(fēng)生成的信號來控制元件的形狀。
[0031]控制器可以被配置以依據(jù)麥克風(fēng)的飽和水平控制元件的形狀。
[0032]元件可以是可控的以在聲音通道內(nèi)形成防水密封，控制器被配置以控制元件的形狀，以便當檢測到水進入聲音通道的風(fēng)險時將聲音通道密封。
[0033]電子設(shè)備可以包括如上所述的裝置。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種方法，該方法包括:在包括聲學(xué)變換器以及耦合至聲學(xué)變換器的聲音通道的裝置內(nèi)，在聲音通道內(nèi)提供具有電可控形狀的元件；以及電控制元件的形狀以由此改變通道的聲學(xué)屬性。
[0035]電控制元件的形狀可以包括:在第一形狀和第二形狀之間電控制元件的形狀，其中第一形狀中聲音通道被打開，而第二形狀中聲音通道被阻塞。
[0036]其中該裝置可以包括音頻輸出和/或輸入設(shè)備，并且電控制元件的形狀可以包括改變音頻輸出和/或輸入設(shè)備的頻率響應(yīng)。
[0037]該方法可以進一步包括:通過使用至少兩個音頻編解碼器之一來將用于變換器的音頻數(shù)據(jù)進行解碼；以及依據(jù)用于對音頻數(shù)據(jù)進行解碼的音頻編解碼器電控制元件的形狀。
[0038]該裝置可以包括兩個聲音通道，該聲音通道耦合至麥克風(fēng)并且可以被配置以提供麥克風(fēng)的有向操作，并且電控制元件的形狀可以包括:電控制元件的形狀以阻塞所述通道之一，從而使得麥克風(fēng)充當全向麥克風(fēng)。
[0039]該裝置可以包括至少兩個麥克風(fēng)的麥克風(fēng)陣列，每個麥克風(fēng)可以耦合至相應(yīng)的聲音通道，麥克風(fēng)陣列優(yōu)選地被配置以提供有向操作，并且電控制元件的形狀可以包括:電控制元件的形狀以阻塞所述聲音通道之一，從而使得麥克風(fēng)陣列充當全向麥克風(fēng)。
[0040]該裝置可以進一步包括定位于揚聲器附近的麥克風(fēng)，并且該方法可以進一步包括依據(jù)由麥克風(fēng)生成的信號來電控制元件的形狀。
[0041]該方法可以進一步包括:依據(jù)麥克風(fēng)的飽和水平電控制元件的形狀。
[0042]該方法可以進一步包括:基于檢測到水進入聲音通道的風(fēng)險而電控制元件以形成防水密封。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種編碼有指令的計算機可讀存儲介質(zhì)，如果該指令由計算機執(zhí)行則執(zhí)行處理，該處理包括:在包括聲學(xué)變換器和耦合至聲學(xué)變換器的聲音通道的裝置中(其中聲音通道包括具有電可控的形狀的元件)，電控制元件的形狀以改變通道的聲學(xué)屬性。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種包括變換裝置以及耦合至變換裝置的聲音通道的裝置，聲音通道包括電可控的形狀改變裝置以用于改變聲音通道的聲學(xué)屬性。
【附圖說明】
[0045]為了更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)在將以示例方式參考附圖，其中:
[0046]圖1示意性地示出了使用本發(fā)明的實施方式的電子設(shè)備；
[0047]圖2示意性地示出了根據(jù)某些實施方式的麥克風(fēng)出口；
[0048]圖3a示出了根據(jù)某些實施方式的、用于將變換器集成至設(shè)備中的示例拓撲；
[0049]圖3b示出了根據(jù)某些實施方式的將變換器集成至設(shè)備的進一步示例拓撲；
[0050]圖4示出了根據(jù)某些實施方式的方法；
[0051]圖5示出了根據(jù)某些實施方式的、具有可以為開放式或封閉式的孔的網(wǎng)片(mesh);
[0052]圖6圖示了根據(jù)某些實施方式的、用于控制聲音通道的開和關(guān)的兩種配置；
[0053]圖7示出了根據(jù)某些實施方式的耳機；
[0054]圖8示出了根據(jù)某些實施方式的麥克風(fēng)；
[0055]圖9示出了根據(jù)某些實施方式的方法；以及
[0056]圖10示出了根據(jù)某些實施方式的方法。
【具體實施方式】
[0057]以下進一步詳細描述用于提供具有可變聲學(xué)屬性的變換器的適合的裝置和可能的機制。就此，首先參考圖1，其示出了示例性裝置或者電子設(shè)備10的示意性框圖，該電子設(shè)備10可以結(jié)合具有根據(jù)某些實施方式的可變聲學(xué)屬性的變換器。
[0058]電子設(shè)備10例如可以是無線通信系統(tǒng)的用戶設(shè)備或者移動終端。
[0059]電子設(shè)備10包括麥克風(fēng)11，該麥克風(fēng)11經(jīng)由模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)14鏈接至處理器21。處理器21進一步經(jīng)由數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)32鏈接至揚聲器33。處理器21進一步鏈接至收發(fā)機(TX/RX)13、用戶接口(UI)15和存儲器22。
[0060]處理器21可以被配置以執(zhí)行各種程序代碼。所執(zhí)行的程序代碼可以包括編碼代碼例程。所執(zhí)行的程序代碼23可以進一步包括音頻解碼代碼。所執(zhí)行的程序代碼23例如可以存儲在存儲器22中，以供需要時由處理器21獲取。存儲器22可以進一步提供用于存儲數(shù)據(jù)的區(qū)段24。
[0061 ]用戶接口 15可以支持用戶例如經(jīng)由小鍵盤向電子設(shè)備1輸入命令，和/或例如經(jīng)由顯示器從電子設(shè)備10獲取信息。收發(fā)機13支持例如經(jīng)由無線通信網(wǎng)絡(luò)與其他電子設(shè)備通信。收發(fā)機13在本發(fā)明的某些實施方式中可以被配置以通過有線連接與其他電子設(shè)備通
?目O
[0062]應(yīng)當再次理解，電子設(shè)備10的結(jié)構(gòu)可以按照多種方式被補充或者改變。
[0063]電子設(shè)備10的用戶可以使用麥克風(fēng)11以用于輸入話音或者其他聲音信號，該話音或信號將被傳輸至某些其他電子設(shè)備或者將被存儲在存儲器22的數(shù)據(jù)區(qū)段24中。為此目的，已經(jīng)由用戶經(jīng)由用戶接口 15激活了相應(yīng)應(yīng)用?？梢杂商幚砥?1運行的此應(yīng)用使得處理器21執(zhí)行在存儲器22中存儲的編碼代碼。
[0064]模數(shù)轉(zhuǎn)換器14可以將輸入模擬音頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻信號并向處理器21提供該數(shù)字音頻信號。
[0065]處理器21繼而可以按照與參考以下的描述所述的方式相同的方式處理數(shù)字音頻信號。
[0066]所得的比特流被提供至收發(fā)機13以用于向另一電子設(shè)備傳輸。備選地，已編碼數(shù)據(jù)可以存儲在存儲器22的數(shù)據(jù)區(qū)段24中，例如用于稍后傳輸或者用于稍后由相同電子設(shè)備1呈現(xiàn)。
[0067]電子設(shè)備10還可以經(jīng)由收發(fā)機13從另一電子設(shè)備接收具有相應(yīng)編碼的數(shù)據(jù)的比特流。在此情況下，處理器21可以執(zhí)行在存儲器22中存儲的解碼程序代碼。處理器21因而可以對所接收的數(shù)據(jù)進行解碼，并向數(shù)模轉(zhuǎn)換器32提供已解碼數(shù)據(jù)。數(shù)模轉(zhuǎn)換器32可以將數(shù)字解碼的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至模擬音頻數(shù)據(jù)并向揚聲器33輸出模擬信號。解碼程序代碼的執(zhí)行也可以由應(yīng)用來觸發(fā)，該應(yīng)用已經(jīng)由用戶經(jīng)由用戶接口 15調(diào)用。
[0068]在某些實施方式中，揚聲器33可以由耳機套件補充或者替換，該耳機套件可以與電子設(shè)備10或者裝置進行無線通信，例如經(jīng)由收發(fā)機13通過藍牙配置通信，或者通過使用傳統(tǒng)有線連接通信。
[0069]某些實施方式通過調(diào)整和控制包括在施加電壓時改變形狀的材料的元件，來允許控制變換器(諸如麥克風(fēng)11或者揚聲器33)的硬件集成。
[0070]具有可以電子地改變形狀的材料的示例是電活性聚合物(EAP)，但是可以使用任意此類材料。通過在設(shè)備中結(jié)合可以按照電子形式改變的材料(諸如EAP)，可以通過使用電可改變的材料來電改變聲學(xué)出口、通道和腔的維度，來控制變換器和聲學(xué)系統(tǒng)的屬性。通過使用所述技術(shù)甚至可以將聲學(xué)通道和出口完全閉合。
[0071 ]可以使用的其他電可改變的材料包括壓電材料和形狀記憶材料。
[0072]某些實施方式在基于微電子機械系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)的組件的情況中尤其有用，其中維度通常是小的并且在通道的維度中實現(xiàn)顯著相對差異僅需要微小的絕對變化。在某些實施方式中，所述功能可以通過使用MEMS技術(shù)和工藝來制造為組件。
[0073]在圖2中示出了根據(jù)某些實施方式的變換器的一般操作。諸如用于麥克風(fēng)11的麥克風(fēng)出口包括聲音通道46，在此情況下是單個聲孔，聲波可以通過該聲孔進入麥克風(fēng)11。在聲音通道46內(nèi)布置由電可改變的材料形成的元件40。根據(jù)一個實施方式，該元件包括在兩個電極42、44之間夾有被動彈性膜的電活性聚合物，然而還可以使用其他電可改變的材料布置。提供網(wǎng)片或者格柵50以保護聲音通道并阻止外界物體進入。
[0074]跨電極42、44施加電壓導(dǎo)致生成靜電力。在電極之間的力擠壓彈性膜而導(dǎo)致元件40形狀的變化。由此，通過控制向電極42、44施加的電壓可以改變形狀，從而使得當該元件充滿聲音通道46時完全地或者部分地阻塞聲音通道，或者當元件40被壓縮時通道48被打開以允許聲音進入麥克風(fēng)。
[0075]根據(jù)某些實施方式，有向麥克風(fēng)具有一個或者多個聲音端口，或者聲音通道46，其被置于薄膜的任一側(cè)，從而使得聲音通過兩個聲音通道接口而進入麥克風(fēng)，這對于源自期望方向的聲音是建設(shè)性的，并且對于其他方向的聲音是破壞性的。由此，通過將圖2中所示的聲音通道46結(jié)合至有向麥克風(fēng)設(shè)計中，麥克風(fēng)可以通過阻塞薄膜一側(cè)的聲音通道46充當全向麥克風(fēng)。
[0076]在進一步的操作模式中，聲音通道46可以僅部分地被元件40阻塞，而導(dǎo)致麥克風(fēng)11的有向?qū)傩缘母淖儭?br>[0077]圖3a和3b示出了根據(jù)某些實施方式的變換器可以如何集成至較大系統(tǒng)中的兩個示例。圖3a的系統(tǒng)包括設(shè)備DSP系統(tǒng)104，其具有第一和第二輸入/輸出端口，該第一和第二輸入/輸出端口耦合至具有可變聲學(xué)裝置106的變換器。在圖3a的系統(tǒng)中，DSP被配置以驅(qū)動/接收變換器輸入/輸出信號110以及經(jīng)由控制信號112控制變換器的可變聲學(xué)裝置。由此，根據(jù)在DSP系統(tǒng)104內(nèi)執(zhí)行的軟件來在設(shè)備DSP系統(tǒng)104內(nèi)執(zhí)行對變換器的控制。
[0078]圖3b的系統(tǒng)包括設(shè)備DSP系統(tǒng)104，該設(shè)備DSP系統(tǒng)104具有耦合至組合變換器/控制單元108的輸入/輸出信號。組合變換器/控制單元108包括具有控制邏輯的ASIC 114，該控制邏輯用于通過控制向具有可變聲學(xué)裝置106的變換器中的元件40施加的電壓來控制聲學(xué)屬性。ASIC 114具有第一和第二輸入/輸出端口，該端口耦合至變換器106并且被配置以向變換器106提供控制信號112和變換器輸入/輸出信號IlOt3ASIC可以基于例如來自變換器的音頻信號的質(zhì)量來確定適當?shù)穆晫W(xué)設(shè)置。
[0079]備選地，ASIC 114可以利用運行適當配置的軟件的處理器、或者能夠向變換器106提供所需控制信號的任何其他邏輯電路來替換。
[0080]圖4示出了針對圖2中所示的有向麥克風(fēng)的控制系統(tǒng)的操作的方法。在第一階段，確定是否期望麥克風(fēng)11在有向模式中操作。如果是，則跨電極42、44施加電壓，以導(dǎo)致彈性體40被壓縮并且打開麥克風(fēng)入口。然而，如果期望麥克風(fēng)在全向模式中操作，則對跨電極的電壓進行放電，以導(dǎo)致彈性體40松弛并且阻塞麥克風(fēng)入口。
[0081]根據(jù)某些實施方式，電改變材料形狀的相同概念可以用于執(zhí)行麥克風(fēng)11內(nèi)的聲學(xué)切換。例如，麥克風(fēng)背板中的孔可以被部分地阻塞以便使得麥克風(fēng)薄膜更硬(由此降低靈敏度)，支持在極高噪音壓強等級(>>149dB)時使用麥克風(fēng)11。此外，麥克風(fēng)11內(nèi)的聲學(xué)通道可以被改變以便改變靈敏度或者頻率響應(yīng)。頻率響應(yīng)例如可以被改變，從而使得低頻轉(zhuǎn)降點(roll off point)移位至較高頻率，以便在檢測到風(fēng)噪或者其他飽和狀態(tài)時降低干擾。這例如可以通過創(chuàng)建平行于麥克風(fēng)薄膜的可開關(guān)聲音端口以形成針對薄膜的聲學(xué)跨接濾波器而實現(xiàn)。
[0082]在圖5中示出了適用于阻塞麥克風(fēng)背板中的孔的布置。背板52包括一個或者多個聲音通道54。上述元件40被布置在一個或者多個聲音通道54內(nèi)以允許通過對元件40的電子控制而使得通道打開或者選擇性地阻塞或者部分阻塞。
[0083]根據(jù)某些實施方式，揚聲器33的頻率響應(yīng)可以通過改變與揚聲器33相關(guān)聯(lián)的聲學(xué)通道的維度來控制。通過阻塞和打開去往揚聲器33的聲音通道，附加揚聲器/耳機33背體積可以被納入使用或者不被使用。這可以例如通過使用關(guān)于圖5所描述的布置來實現(xiàn)。
[0084]在圖6示出了用于阻塞單個聲音通道的備選布置。在一個布置中，元件40被布置在聲音通道開口的前面，從而使得當沒有施加電壓時，元件阻塞開口。元件40的形狀響應(yīng)于打開通道的激活而改變。在圖6的其他布置中，元件40定位于通道內(nèi)，展開至充滿并且由此阻塞通道，并且當被激活時打開通道。
[0085]根據(jù)某些實施方式，變換器11、33可以被設(shè)計為包括某些專用聲音通道，包括可控元件40以用于與寬帶編解碼器結(jié)合使用。當檢測到正在使用寬帶編解碼器時，專用聲音通道可以被激活。這可以具有控制變換器共振頻率的效果，從而使得頻率帶寬相對于聲音出口維度被升高或者降低，以便支持寬帶編解碼器和窄帶編解碼器兩者。元件40可以基于正在使用的編解碼器類型由例如在處理器21上執(zhí)行軟件進行自動控制。
[0086]根據(jù)某些實施方式，耳機可以被設(shè)計為通過控制孔表面來使其可以被轉(zhuǎn)換至容忍泄漏設(shè)計，或者反之依然。在圖5中示出了支持可以在容忍泄漏模式和傳統(tǒng)模式兩者中操作的耳機的某些實施方式。
[0087]在圖7中示出的耳機2包括與揚聲器33相關(guān)聯(lián)的主出口34。全向麥克風(fēng)56被集成至緊靠主出口 34。還提供了至少一個泄漏孔17。泄漏孔17包括元件40(未示出)以便允許可控地阻塞與該泄漏孔相關(guān)聯(lián)的聲音通道。
[0088]在使用中，麥克風(fēng)56檢測相對于用戶將耳機貼在他們耳部的良好程度的聲音壓強水平。如果麥克風(fēng)信號超過閾值水平，則泄漏孔17可以被激活，從而使得用戶將對于由麥克風(fēng)33輸出的下行鏈路音頻信號而體驗穩(wěn)定的水平。手持機麥克風(fēng)11也可以支持耳機回放，因為如果手持機麥克風(fēng)檢測到環(huán)境噪聲水平超過特定閾值，則泄漏孔17可以受到相應(yīng)控制。
[0089]根據(jù)某些實施方式，元件40可以基于由麥克風(fēng)11或者由在設(shè)備中存在的任何其他麥克風(fēng)檢測到的環(huán)境噪聲水平來受到控制，以便調(diào)整揚聲器33的回放水平。這提供了簡單的方法以基于環(huán)境噪聲控制回放水平，并且相對于已知方法可以需要降低的處理資源。
[0090]許多現(xiàn)代移動電話包括免提或者會議呼叫功能，以允許在不將電話保持在用戶耳部的情況下接聽電話。某些實施方式允許通過提供在免提模式中使用的專用出口來改進免提功能。
[0091]例如，某些手持機可以具有可變幾何形狀，諸如被折疊。通過使用如上所述的元件40將允許根據(jù)手持機的幾何形狀來自動激活或者阻塞不同聲音通道。由此，對于可折疊手持機(在被折疊時可以在免提模式操作)，在手持機被折疊時可以激活某些專用于免提操作的出口以增加變換器的帶寬，例如，可以激活低音反射端口以支持低頻音頻。當手持機未被折疊時，可以禁用專用免提出口。
[0092]根據(jù)某些實施方式，在多功能變換器(例如，組合耳機、揚聲器和振動電機)的情況下，改變設(shè)備中的聲音通道的屬性也是有用的。在耳機和揚聲器模式中，期待來自變換器的聲音輸出的不同屬性。設(shè)計具有包括根據(jù)所述實施方式的元件40的聲音通道的變換器允許電子地改變變換器的聲學(xué)屬性。按照此方式改變變換器的聲學(xué)屬性的能力可以顯著改進聲音質(zhì)量。
[0093]根據(jù)某些實施方式，麥克風(fēng)包括聲學(xué)跨接濾波器，該聲學(xué)跨接濾波器操作以防止麥克風(fēng)的機械飽和。聲學(xué)跨接濾波器包括從麥克風(fēng)的背體積到麥克風(fēng)薄膜前部的旁路孔。一般地，聲學(xué)跨接濾波器應(yīng)當被定位于靠近麥克風(fēng)薄膜并且應(yīng)當包括短的旁路通道。
[0094]圖8示出了包括根據(jù)某些實施方式的聲學(xué)跨接濾波器84的麥克風(fēng)。麥克風(fēng)11包括麥克風(fēng)薄膜86，該麥克風(fēng)薄膜86保持在薄膜支持結(jié)構(gòu)80內(nèi)。背板82在薄膜86之下，在背體積88內(nèi)。聲學(xué)跨接濾波器84包括在支持結(jié)構(gòu)80內(nèi)的短的通道。元件40定位于聲學(xué)跨接濾波器84內(nèi)。
[0095]在使用中，元件40可以是受控的，從而使得在聲學(xué)跨接濾波器84內(nèi)的通道可以完全或者部分地打開或者阻塞。對元件進行控制由此允許對麥克風(fēng)11的靈敏度和/或頻率響應(yīng)進行調(diào)整。
[0096]圖10示出了用于對圖8的實施方式進行控制的操作的示例方法。如果檢測到麥克風(fēng)正在接近飽和水平，例如由于在麥克風(fēng)處正檢測到風(fēng)噪，則元件40被激活以打開聲音通道，并激活聲學(xué)跨接濾波器。由于聲學(xué)跨接濾波器激活，麥克風(fēng)對于風(fēng)噪的靈敏度被降低，以防止麥克風(fēng)的機械飽和。
[0097]然而，如果麥克風(fēng)沒有接近飽和水平，則元件40可以受控而阻塞通道，并且將聲學(xué)跨接濾波器解激活。由此，可以基于對在麥克風(fēng)信號中的飽和或者失真的檢測而通過軟件控制濾波器。
[0098]以此方式，對于具有低切斷頻率的高質(zhì)量麥克風(fēng)可以選擇性地切換，用于在較差聲學(xué)條件下使用，否則在該較差聲學(xué)環(huán)境中該麥克風(fēng)將變?yōu)轱柡汀?br>[0099]圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的某些實施方式的方法，其中元件40包括具有電可控的、可以用于改進設(shè)備的防風(fēng)雨性的形狀的材料。尤其是，已經(jīng)做出努力以嘗試產(chǎn)生防風(fēng)雨或者防水的設(shè)備(例如，移動電話)。然而，有必要在這種設(shè)備中提供聲音出口，并且這些出口可以允許水進入設(shè)備。
[0100]設(shè)備被配置以實現(xiàn)圖9的方法，在設(shè)備的聲音出口內(nèi)包括元件40，并且該元件40可控的以阻塞聲音出口。如果檢測到水的風(fēng)險，例如如果該設(shè)備被浸入水中并且水開始進入聲音出口，則元件受控以阻塞聲音通道，并且由此將設(shè)備密封以防水。根據(jù)某些實施方式，設(shè)備的用戶可以將設(shè)備置入防風(fēng)雨/防水模式，在其中聲音出口可以被密封以免水進入。
[0101]某些所描述的實施方式可以提供優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的一個或者多個優(yōu)點，諸如改進的聲音質(zhì)量，以及改變硬件中音頻參數(shù)的能力，而不是需要在DSP(例如處理器21)中對信號進行濾波(這可能降低聲音質(zhì)量)，從而降低所需處理能力水平并改進電池壽命。此外，某些實施方式可以允許降低變換器的大小以允許微型化的實現(xiàn)。
[0102]由此，用戶設(shè)備可以包括如上所述的一個或者多個變換器。
[0103]應(yīng)當理解，術(shù)語“用戶設(shè)備”旨在覆蓋無線用戶設(shè)備的任意適合類型，諸如移動電話、便攜式數(shù)據(jù)處理設(shè)備或者便攜式web瀏覽器。此外，應(yīng)當理解，術(shù)語聲學(xué)聲音通道旨在覆蓋聲音出口、通道和腔，并且這些聲音通道可以與變換器集成地形成，或者作為部分來與設(shè)備的變換器機械集成。
[0104]通常，本發(fā)明的各種實施方式可以在硬件或者專用電路、軟件、邏輯或者其任意組合中實現(xiàn)。例如，某些方面可以在硬件中實現(xiàn)，而其他方面可以在固件或者軟件(可以由控制器、微處理器或者其他計算設(shè)備執(zhí)行)中實現(xiàn)，雖然本發(fā)明并不局限于此。盡管本發(fā)明的各個方面可以被圖示并描述為框圖、流程圖或者使用某些其他圖像表示，應(yīng)當充分理解，在此描述的這些框、裝置、系統(tǒng)、技術(shù)或者方法可以實現(xiàn)為(非限制性示例)硬件、軟件、固件、專用電路或者邏輯、通用硬件或者控制器或者其他計算設(shè)備或者其某些組合。
[0105]本發(fā)明的實施方式可以由計算機軟件實現(xiàn)，該計算機軟件可以由移動設(shè)備的數(shù)據(jù)處理器(諸如在處理器實體中)、或者由硬件、或者由軟件和硬件的結(jié)合執(zhí)行。此外，在此方面應(yīng)當注意，在附圖中的任何邏輯流的框可以表示程序步驟或者互聯(lián)邏輯電路、框和功能、或者程序步驟以及邏輯電路、框和功能的組合。軟件可以存儲在這種物理介質(zhì)上如在處理器內(nèi)實現(xiàn)的存儲器條或者存儲器塊、磁介質(zhì)(諸如硬盤或者軟盤)、以及光介質(zhì)(諸如DVD及其數(shù)據(jù)變體、CD)。
[0106]存儲器可以是適用于本地技術(shù)環(huán)境的任意類型并且可以通過使用任意適合的數(shù)據(jù)存儲技術(shù)來實現(xiàn)，諸如基于半導(dǎo)體的存儲器設(shè)備、磁性存儲器設(shè)備和系統(tǒng)、光學(xué)存儲器設(shè)備和系統(tǒng)、固定存儲器和可移除存儲器。數(shù)據(jù)處理器可以是任意類型的適合的本地技術(shù)環(huán)境，并且作為非限制性示例可以包括一個或者多個通用計算機、專用計算機、微處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、柵極電路和基于多核處理器架構(gòu)的處理器。
[0107]本發(fā)明的示例可以在諸如集成電路模塊的各種組件中實現(xiàn)。集成電路的涉及總體是高度自動化的處理。復(fù)雜并有力的軟件工具可用于將邏輯級設(shè)計轉(zhuǎn)換為半導(dǎo)體電路設(shè)計以便被蝕刻并在半導(dǎo)體基板上形成。
[0? O8] 程序(諸如由加利福尼亞州山景城的Sy nop sy s公司提供的、以及由加利福尼亞州圣荷塞的Cadence Design公司提供的那些)自動路由導(dǎo)體，并使用良好建立的設(shè)計規(guī)則和預(yù)存儲的設(shè)計模塊庫來在半導(dǎo)體芯片上定位組件。一旦半導(dǎo)體電路的設(shè)計已經(jīng)完成，則結(jié)果的設(shè)計可以按照標準化電子格式(例如，Opus、GDSII等)被傳輸至半導(dǎo)體工廠設(shè)施或者“工廠以用于制造。如在本申請中使用的，術(shù)語“電路”指以下全部:
[0109](a)純硬件電路實現(xiàn)(諸如僅以模擬和/或數(shù)字電路形式實現(xiàn))；以及
[0110](b)電路和軟件(和/或固件)的組合，諸如:(i)處理器的組合;或者(ii)處理器/軟件(包括數(shù)字信號處理器、軟件和存儲器)的部分，其一起工作以生成一種裝置(諸如移動電話或者服務(wù)器)以執(zhí)行各種功能；以及
[0111](C)電路，諸如微處理器或者微處理器的部分，其需要軟件或者固件以用于操作，甚至沒有物理地存在軟件或者固件。
[0112]“電路”的定義適用于在本申請中該術(shù)語的全部使用，包括任何權(quán)利要求。作為進一步的示例，如在本申請中使用的，術(shù)語“電路”也將覆蓋僅處理器(或者多個處理器)或者處理器的部分及其所附軟件和/或固件的實現(xiàn)。如果適用于特定要求的元素，則術(shù)語“電路”還將覆蓋例如基帶集成電路或者應(yīng)用處理器集成電路，以用于移動電話或者類似的集成電路服務(wù)器、蜂窩網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或者其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
[0113]上述說明書已經(jīng)按照示例性而非限制性示例提供對本發(fā)明的示例性實施方式的全面和信息性的描述。然而，在參考上述說明書的情況下，當結(jié)合附圖和所附權(quán)利要求閱讀時，各種修改和調(diào)整對相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員是顯然的。然而，針對本發(fā)明教導(dǎo)的全部此類和類似修改仍然落入如所附權(quán)利要求中定義的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于控制聲學(xué)信號的裝置，包括: 包含薄膜的聲學(xué)變換器； 在所述薄膜下方、上方或旁邊的聲音通道，所述聲音通道包括在所述聲音通道內(nèi)具有一形狀的元件；以及 被配置為控制所述元件的形狀的控制器； 其中所述元件的形狀是電可控的，以通過改變所述元件的尺寸來改變所述聲音通道的聲學(xué)屬性。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述裝置還包括:在所述薄膜下方、上方或旁邊的多個另外的聲音通道，并且所述元件的形狀是電可控的，以至少部分地打開或者阻塞某些聲音通道。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述元件的形狀在第一形狀和第二形狀之間是電可控的，其中在所述第一形狀中所述聲音通道是打開的，并且在所述第二形狀中所述聲音通道是被阻塞的。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述裝置還包括:定位于所述薄膜旁邊的聲學(xué)跨接濾波器，所述聲音通道被包括在所述聲學(xué)跨接濾波器內(nèi)，并且其中所述元件的形狀是電可控的，以打開或者阻塞所述聲音通道。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述裝置包括:音頻輸出和/或輸入設(shè)備，并且其中改變所述聲音通道的所述聲學(xué)屬性包括:改變所述音頻輸出和/或輸入設(shè)備的頻率響應(yīng)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述聲學(xué)變換器包括:麥克風(fēng)，并且所述控制器被配置為依據(jù)所述麥克風(fēng)的飽和水平來控制所述元件的形狀。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述聲學(xué)變換器包括:揚聲器，并且所述裝置還包括:定位于所述揚聲器附近的麥克風(fēng)，所述控制器耦合至所述麥克風(fēng)并且被配置為依據(jù)由所述麥克風(fēng)生成的信號來控制所述元件的形狀。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括:處理器，被配置為通過使用至少兩個音頻編解碼器之一來將用于所述聲學(xué)變換器的音頻數(shù)據(jù)進行解碼； 其中所述控制器可操作以依據(jù)用于對所述音頻數(shù)據(jù)進行解碼的所述音頻編解碼器來控制所述元件的形狀。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述聲學(xué)變換器包括:至少兩個麥克風(fēng)的麥克風(fēng)陣列，每個麥克風(fēng)具有定位于其中的相應(yīng)的聲音通道，所述麥克風(fēng)陣列被配置以提供有向操作； 其中所述元件的形狀是電可控的，以阻塞一個相應(yīng)的聲音通道，從而使得所述麥克風(fēng)陣列操作為全向麥克風(fēng)。10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的裝置，其中所述元件是可控制的，以在所述聲音通道內(nèi)形成防水密封，所述控制器被配置為控制所述元件的形狀，以便當檢測到水進入所述聲音通道的風(fēng)險時將所述聲音通道密封。11.一種包括權(quán)利要求1至10中任一項所述的裝置的電子設(shè)備。12.—種用于控制聲學(xué)信號的方法，包括: 在一個包括包含薄膜的聲學(xué)變換器以及包括在所述薄膜下方、上方或旁邊的聲音通道的裝置中，在所述聲音通道內(nèi)提供一元件，所述元件在所述聲音通道內(nèi)具有一形狀;以及 電控制所述元件的形狀，以通過改變所述元件的尺寸來改變所述聲音通道的聲學(xué)屬性。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述裝置還包括:在所述薄膜下方、上方或旁邊的多個另外的聲音通道，并且電控制所述元件的形狀包括:電控制所述元件的形狀以至少部分地打開或者阻塞某些聲音通道。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中電控制所述元件的形狀包括:在第一形狀和第二形狀之間電控制所述元件的形狀，其中在所述第一形狀中所述聲音通道是打開的，并且在所述第二形狀中所述聲音通道是被阻塞的。15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述裝置還包括:定位于所述薄膜旁邊的聲學(xué)跨接濾波器，所述聲音通道被包括在所述聲學(xué)跨接濾波器內(nèi)，并且其中電控制所述元件的形狀包括:電控制所述元件的形狀以打開或者阻塞所述聲音通道。16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述裝置包括:音頻輸出和/或輸入設(shè)備，并且其中電控制所述元件的形狀包括:改變所述音頻輸出和/或輸入設(shè)備的頻率響應(yīng)。17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述聲學(xué)變換器包括:麥克風(fēng)，所述方法進一步包括:依據(jù)所述麥克風(fēng)的飽和水平來電控制所述元件的形狀。18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述聲學(xué)變換器包括:揚聲器，并且所述裝置還包括:定位于所述揚聲器附近的麥克風(fēng)，所述方法進一步包括:依據(jù)由所述麥克風(fēng)生成的信號來電控制所述元件的形狀。19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，進一步包括: 通過使用至少兩個音頻編解碼器之一來將用于所述聲學(xué)變換器的音頻數(shù)據(jù)進行解碼；以及 依據(jù)用于對所述音頻數(shù)據(jù)進行解碼的所述音頻編解碼器，電控制所述元件的形狀。20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述聲學(xué)變換器包括:至少兩個麥克風(fēng)的麥克風(fēng)陣列，每個麥克風(fēng)被耦合到一個相應(yīng)的聲音通道，所述麥克風(fēng)陣列被配置以提供有向操作，其中電控制所述元件的形狀包括:電控制所述元件的形狀以阻塞相應(yīng)的聲音通道，從而使得所述麥克風(fēng)陣列操作為全向麥克風(fēng)。21.根據(jù)權(quán)利要求12至20中任一項所述的方法，進一步包括:基于檢測到水進入所述聲音通道的風(fēng)險而電控制所述元件以在所述聲音通道內(nèi)形成防水密封。
【文檔編號】H04R19/04GK106060741SQ201610389485
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2010年3月26日
【發(fā)明人】M·敘萬托, K·奧茨坎
【申請人】諾基亞技術(shù)有限公司