[發(fā)明專利]電子音頻設(shè)備、電子音頻裝置和產(chǎn)生可聽聲的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580053359.8
• 申請(qǐng)日: 2015-10-29
• 公開（公告）號(hào): CN106797514B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·A·多納爾斯基;D·K·布斯;J·D·克羅斯比;M·R·勒納
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘋果公司
• 主分類號(hào): H04R7/04
• 分類號(hào): H04R7/04
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 李曉芳

本發(fā)明描述了其殼體或外殼面板用作聲學(xué)系統(tǒng)的一部分的電子設(shè)備。面板被劃分為若干子面板。對(duì)于每個(gè)子面板，設(shè)備包括附接的一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器來使得子面板振動(dòng)。致動(dòng)器及其附接的子面板將音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲學(xué)輸出。每個(gè)致動(dòng)器和子面板組合可接收獨(dú)立音頻信號(hào)。設(shè)備包括數(shù)字信號(hào)處理器以用于控制子面板驅(qū)動(dòng)音頻信號(hào)中的每個(gè)子面板驅(qū)動(dòng)音頻信號(hào)。設(shè)備還可包括被附接到面板以為子面板提供邊界條件的一個(gè)或多個(gè)背框。邊界條件為每個(gè)子面板限定諧振頻率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施方案涉及用于消費(fèi)電子設(shè)備諸如臺(tái)式計(jì)算機(jī)的電子控制聲音產(chǎn)生系統(tǒng)。還描述了其他實(shí)施方案。

背景技術(shù)

許多消費(fèi)電子設(shè)備，諸如臺(tái)式計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)和智能電話正變得更加緊湊。隨著這些設(shè)備變得更小，其殼體或外殼內(nèi)可用于內(nèi)置揚(yáng)聲器的內(nèi)部空間也變得更小。這一點(diǎn)尤其真實(shí)，因?yàn)樵O(shè)備殼體內(nèi)用于揚(yáng)聲器的空間可能與許多其他部件，諸如電路板、海量存儲(chǔ)設(shè)備和顯示器競(jìng)爭(zhēng)。通常，隨著揚(yáng)聲器尺寸變小，可能移動(dòng)較小氣團(tuán)并且因此音質(zhì)(或至少響度)會(huì)降低。對(duì)于音頻頻譜較低端，例如1kHz以下的聲音來說可能尤其引人注意。而且，隨著電子設(shè)備內(nèi)部可用的開放氣腔減小，對(duì)于揚(yáng)聲器有較少的空氣振動(dòng)并且因此限制了聽覺反應(yīng)。類似地，隨著揚(yáng)聲器的尺寸減小，能由揚(yáng)聲器產(chǎn)生的音量和頻率可能也降低。因此，隨著電子設(shè)備的尺寸不斷減小，對(duì)于設(shè)備產(chǎn)生的音頻可能經(jīng)受有害影響。從薄型消費(fèi)電子設(shè)備產(chǎn)生低頻音頻內(nèi)容(低音)成為現(xiàn)代音頻工程中的最重要問題之一。

發(fā)明內(nèi)容

可利用消費(fèi)電子設(shè)備的殼體或外殼的大表面積以有助于機(jī)械致動(dòng)面板聲學(xué)系統(tǒng)。本公開的實(shí)施方案為其殼體或外殼被用作聲學(xué)系統(tǒng)(電子控制聲音產(chǎn)生系統(tǒng))的一部分的電子設(shè)備。面板被劃分為若干子面板。對(duì)于每個(gè)子面板，設(shè)備包括附接的一個(gè)或多個(gè)子面板致動(dòng)器以使子面板振動(dòng)。致動(dòng)器及其附接的子面板將音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲學(xué)輸出。每個(gè)致動(dòng)器和子面板組合可接收獨(dú)立音頻信號(hào)。設(shè)備包括數(shù)字信號(hào)處理器用于控制子面板驅(qū)動(dòng)音頻信號(hào)中的每一個(gè)。設(shè)備還可包括附接到面板(例如，面板的內(nèi)表面)來為子面板提供邊界條件的一個(gè)或多個(gè)背框。邊界條件為每個(gè)子面板限定諧振頻率。

在一個(gè)實(shí)施方案中，不同子面板被設(shè)計(jì)為具有不同諧振頻率。對(duì)于每個(gè)子面板，驅(qū)動(dòng)子面板的致動(dòng)器的音頻信號(hào)可被限制到子面板的諧振頻率下的窄頻帶。子面板的聲學(xué)輸出的總和在寬頻帶上產(chǎn)生低頻聲。在一個(gè)實(shí)施方案中，子面板的諧振頻率對(duì)應(yīng)于音階上的音符。對(duì)于每個(gè)子面板，數(shù)字信號(hào)處理器處理或控制正驅(qū)動(dòng)子面板的音頻信號(hào)使得子面板的聲學(xué)輸出是相干的并且因此可構(gòu)造性地求和或組合。

在一個(gè)實(shí)施方案中，每個(gè)子面板具有密封的(空氣的)后腔。在另一實(shí)施方案中，背框具有連通子面板的兩個(gè)或更多個(gè)的后氣腔的空氣通道，使得那些子面板共享共用后氣腔。在一個(gè)實(shí)施方案中，這樣的子面板劃分為左右對(duì)稱，以及子面板(當(dāng)由其音頻信號(hào)激勵(lì)時(shí))可產(chǎn)生立體音頻。在另一實(shí)施方案中，子面板劃分為非對(duì)稱并且可激勵(lì)子面板中的兩個(gè)或更多個(gè)來產(chǎn)生單聲道音頻。

本公開的另一實(shí)施方案為用于在設(shè)備上產(chǎn)生可聽聲的方法。通過對(duì)接收的音頻信號(hào)進(jìn)行濾波來生成若干子頻帶音頻信號(hào)。該方法隨后獨(dú)立處理子頻帶音頻信號(hào)使得子頻帶音頻信號(hào)可被轉(zhuǎn)換為相干并且因此可構(gòu)造性地求和或組合的聲學(xué)輸出。作為設(shè)備上的面板的一部分的若干子面板隨后分別由經(jīng)處理的子頻帶音頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)。面板可為設(shè)備的外部殼體的一部分。

在一個(gè)實(shí)施方案中，子頻帶音頻信號(hào)具有窄頻帶，該窄頻帶圍繞由子頻帶音頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)的子面板的諧振頻率。為了處理子頻帶音頻信號(hào)，該方法針對(duì)子頻帶音頻信號(hào)的每個(gè)頻率分量，確定該頻率下的子頻帶音頻信號(hào)的幅值是否超過閾值。如果超過閾值，則在該頻率下的子頻帶音頻信號(hào)與子面板的諧振頻率對(duì)準(zhǔn)。在一個(gè)實(shí)施方案中，子面板的諧振頻率對(duì)應(yīng)于音階上的音符。

以上概述不包括本公開的所有方面的詳盡列表。可預(yù)期的是，本發(fā)明包括可由上文概述的各個(gè)方面以及在下文的具體實(shí)施方式中公開并且在隨該專利申請(qǐng)?zhí)峤坏臋?quán)利要求中特別指出的各種方面的所有合適的組合來實(shí)施的所有系統(tǒng)和方法。此類組合具有未在上述發(fā)明內(nèi)容中具體闡述的特定優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明