集成的揚聲器組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種集成的揚聲器組件連同相關(guān)聯(lián)的方法和系統(tǒng)，用于增強來自包括這樣的集成的揚聲器組件的消費電子設(shè)備的音頻輸出。更特別地，公開了一種集成的揚聲器組件，配置成利用相關(guān)聯(lián)的消費電子設(shè)備的箱作為后腔。還公開了用于優(yōu)化具有集成的揚聲器組件的消費電子設(shè)備的音頻性能的方法和系統(tǒng)。
【專利說明】集成的揚聲器組件
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請為要求由佩爾.貢納斯.里斯貝里（Ρ?「Gunnars Risberg)等于2012年 1月9日提交的、名為"集成的揚聲器組件"的第61/584, 473號美國臨時申請的權(quán)益和優(yōu)先 權(quán)的國際申請，這里通過引用將其全部內(nèi)容并入以用于所有目的。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本公開致力于用于改進從消費電子設(shè)備輸出的音頻的系統(tǒng)和方法。更準(zhǔn)確地，本 公開針對用于增強來自具有高度約束的形狀因素的設(shè)備的音頻的集成的揚聲器組件以及 相關(guān)聯(lián)的音頻處理系統(tǒng)和方法。本公開還針對用于作為設(shè)計和/或制造過程的一部分而優(yōu) 化這樣的音頻處理系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法。

【背景技術(shù)】
[0004] 在全世界，移動技術(shù)和消費電子設(shè)備（CED)在用途和范圍方面持續(xù)擴展。與持續(xù) 的擴散同時地，存在設(shè)備硬件和組件的快速的技術(shù)進步，導(dǎo)致增加的計算能力和設(shè)備上的 新外設(shè)的并入，連同在設(shè)備大小、功耗等方面的減少。
[0005] 音頻體驗為消費電子設(shè)備的設(shè)計中考慮的眾多因素之一。經(jīng)常地，音頻系統(tǒng)、揚聲 器等的質(zhì)量被折衷以利于其他設(shè)計因素，其中有諸如成本、視覺感染力、形狀因素、屏幕實 際使用面積、殼體材料選擇、硬件布局、以及裝配考慮。
[0006] 通常由一個或多個組件供應(yīng)商按照規(guī)范來制作和測試音頻部件并且接著由設(shè)備 裝配制造商將音頻部件裝配到消費電子設(shè)備中，其中，所述音頻部件包括揚聲器、連接器、 濾波器、襯墊、波導(dǎo)、安裝的硬件、和/或驅(qū)動器。同樣地，由這一商業(yè)實踐的性質(zhì)，音頻部件 包括諸如為自含的喇叭箱的形式，所述喇叭箱可能添加不必要的材料和大小到組件。同時， 由于為消費電子設(shè)備內(nèi)的音頻部件所分配的大小和空間的限制，這樣的音頻部件的設(shè)計可 能是高度折衷的。
[0007] 圖1示出了在消費電子設(shè)備1內(nèi)使用的傳統(tǒng)的揚聲器組件的示例。揚聲器組件包 括喇叭外殼120和通過支撐122附著到喇叭外殼120的喇叭單元110。喇叭外殼120包括 預(yù)定大小的自含的后腔140。揚聲器組件在第一位置按規(guī)范制作并且在第二位置放到消費 電子設(shè)備1中。消費電子設(shè)備1通常包括具有孔眼4的殼體2,通過孔眼4從內(nèi)部放置的揚 聲器組件發(fā)出的聲音傳送到周圍環(huán)境。揚聲器組件通常以安裝粘合劑124附著到殼體2,使 得喇叭單元110被置于與孔眼4流體通信中，以可操作地產(chǎn)生音頻輸出5。殼體2還包括用 于組件的空間3。這樣的空間3對于用作揚聲器單元110的后腔而言不可用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本公開的一個目的為提供一種用于增強從消費電子設(shè)備輸出的音頻的集成的揚 聲器組件、相關(guān)聯(lián)的方法和系統(tǒng)。
[0009] 另一目的為提供用于在消費電子設(shè)備中使用的減少的大小、成本和/或復(fù)雜度的 集成的揚聲器組件。
[0010] 又一目的為提供用于優(yōu)化消費電子設(shè)備中的集成的揚聲器組件的性能的方法和 系統(tǒng)。
[0011] 按照本公開，以上目的全部或部分地通過根據(jù)所附權(quán)利要求書的設(shè)備、系統(tǒng)、以及 方法來滿足。按照本公開，在所附權(quán)利要求書中、在以下描述中、以及在附圖中闡明各個特 征和各個方面。
[0012] 根據(jù)第一方面，提供了一種消費電子設(shè)備，包括殼體，所述殼體定義一個箱，以及 放置在箱內(nèi)的集成的揚聲器組件。殼體包括一個或多個孔眼，其中孔眼組織成使音頻信號 穿過殼體傳送到周圍環(huán)境。集成的揚聲器組件包括喇叭單元和安裝支撐。安裝支撐配置成 附著喇叭單元到殼體，以使得基本上聽覺上地隔離孔眼與箱的其余部分，箱貢獻用于喇叭 單元的后腔。
[0013] 文中所用"箱"表示的意思是：消費電子設(shè)備的殼體內(nèi)的區(qū)域。其可被各種組件 (例如，機械組件、電子組件等）、集成的揚聲器組件等利用?？衫靡杂米骱笄坏南涞木_ 的部分可以在消費電子設(shè)備的設(shè)計階段期間為不確定的。
[0014] 在消費電子設(shè)備的最終裝配之前，喇叭單元可利用的后腔以及后腔和相關(guān)聯(lián)的表 面的聲學(xué)性質(zhì)本質(zhì)上可以是未知的，因為其他組件（例如，芯片集、PCB、顯示器等）也可以 消耗箱內(nèi)空間。此外，組件放置、安裝方法、制造可變性等等也可以影響消費電子設(shè)備的聲 學(xué)性質(zhì)。即使后期，制造決策，諸如安裝結(jié)構(gòu)元件的粘合劑的用量的變化，也可以顯著影響 所得到的消費電子設(shè)備的聲學(xué)性質(zhì)。
[0015] 喇叭單元可以包括電磁的、熱聲的、靜電的、磁致伸縮的、帶、陣列型、和/或基于 電活性材料的喇叭元件。在一個非限制性示例中，喇叭單元可以包括基于電活性材料的喇 叭（例如，薄膜喇叭）。薄膜喇叭可以包括鐵電聚合體（例如，壓電聚合體、電致伸縮聚合 體、介電彈性聚合體、接枝彈性體、高介電常數(shù)熱塑性彈性體等）、電介體、壓電陶瓷結(jié)構(gòu)、或 類似物。這樣的喇叭單元可以適于從輸入信號（例如，如由消費電子設(shè)備內(nèi)的源所提供的） 中產(chǎn)生音頻信號。
[0016] 集成的揚聲器組件可以在多個點處附著到殼體，以增強其結(jié)構(gòu)剛度和/或到其的 振動-聲耦合。集成的揚聲器組件可以包括突出部件，所述突出部件穿過殼體外突，以使得 為消費電子設(shè)備提供支撐腳。突出部分可以配置成將振動從喇叭單元傳遞到位于消費電子 設(shè)備之外的外部支撐表面。這樣的配置對于補充一個或多個支撐表面以增加從消費電子設(shè) 備聲音再現(xiàn)可用的表面區(qū)域可以是有利的。
[0017] 集成的揚聲器組件可以包括波導(dǎo)，用于將來自喇叭單元的音頻信號傳送到孔眼。
[0018] 集成的揚聲器組件可以具有一定厚度。在各個方面中，集成的揚聲器組件可以做 得特別薄。厚度可以少于3mm厚、少于2mm厚、少于1mm厚。
[0019] 按照本公開，消費電子設(shè)備可以包括音頻增強系統(tǒng)（AES)，配置成從位于消費電子 設(shè)備內(nèi)的源接受輸入信號以及將輸出信號傳送到喇叭單元。音頻增強系統(tǒng)可以配置成在輸 出信號中補償后腔。
[0020] 音頻增強系統(tǒng)（AES)可以包括參數(shù)可配置處理（PCP)塊，配置（例如，編程、設(shè)計、 硬件配置等）成提供后腔的補償。在各個方面中，AES可以包括一個或多個可重配置的參 數(shù)以用于調(diào)整后腔的補償。
[0021] 按照本公開的消費電子設(shè)備的某些非限制性的示例包括蜂窩電話、平板電腦、膝 上型電腦、便攜式媒體播放器、電視、便攜式游戲設(shè)備、游戲機、游戲控制器、遙控裝置、家用 電器、電動工具、機器人、玩具、家庭娛樂系統(tǒng)、以及類似物。
[0022] 根據(jù)另一方面，按照本公開，提供了一種用于優(yōu)化消費電子設(shè)備的聲學(xué)性能的調(diào) 節(jié)裝置。調(diào)節(jié)裝置包括：配置成接受消費電子設(shè)備的聲測試室，放置在聲測試室內(nèi)的一個或 多個麥克風(fēng)，聲測試室內(nèi)的安裝桿，以接納消費電子設(shè)備；以及工作站。工作站可以放置成 于消費電子設(shè)備和麥克風(fēng)可操作地通信，配置成傳遞一個或多個音頻測試信號到消費電子 設(shè)備，配置成從麥克風(fēng)和/或消費電子設(shè)備接收一個或多個所測量的信號，以及配置成更 新消費電子設(shè)備上的一個或多個音頻算法和/或參數(shù)。
[0023] 工作站可以配置成將一個或多個音頻測試信號、一個或多個所測量的信號、和/ 或?qū)儆谙M電子設(shè)備的識別信息通信到基于云的數(shù)據(jù)中心和/或從基于云的數(shù)據(jù)中心接 收一個或多個音頻增強參數(shù)，以及配置成使用音頻增強參數(shù)來編程消費電子設(shè)備。
[0024] 在各個方面中，消費電子設(shè)備可以配置成在引導(dǎo)序列（S卩，首次使用引導(dǎo)序列）期 間獲取一個或多個這樣的音頻增強參數(shù)，以及配置成在引導(dǎo)序列期間實現(xiàn)固件更新、程序 和AES等。
[0025] 聲測試室可以為消聲室、靜聲室、具有減少回聲的室、半消聲室、或類似物。
[0026] 根據(jù)又一方面，提供了作為制造按照本公開的消費電子設(shè)備的過程的一部分的按 照本公開的調(diào)節(jié)裝置的用途。
[0027] 根據(jù)另一方面，提供了一種消費電子集設(shè)備，包括殼體和集成的揚聲器組件，其 中，所述殼體定義箱，所述集成的揚聲器組件放置在箱內(nèi)。集成的揚聲器組件包括喇叭單元 (例如，驅(qū)動器、壓電激勵器、電磁振動器等）以及安裝支撐。安裝支撐配置成緊密地附著喇 叭單元到殼體，以使得將喇叭單元的振動傳遞到殼體。箱貢獻用于喇叭單元的后腔。
[0028] 消費電子設(shè)備可以包括按照本公開的音頻增強系統(tǒng)（AES)，配置成接受來自位于 消費電子設(shè)備內(nèi)的源的輸入信號以及配置成將輸出信號傳送到喇叭單元。音頻增強系統(tǒng) (AES)可以配置成在輸出信號中補償后腔和/或殼體的聲學(xué)性質(zhì)和/或CED。
[0029] 在各個方面中，殼體可以為基本上密封的（例如，沒有聲學(xué)意義上實質(zhì)性的孔眼、 密封的等）。
[0030] 根據(jù)另一方面，提供了一種用于增強消費電子設(shè)備的音頻性能的方法，包括：測量 消費電子設(shè)備的聲學(xué)特性的至少一部分；比較消費電子設(shè)備的聲學(xué)特性的所述部分與主設(shè) 計記錄以定量偏離數(shù)據(jù)集，所述偏離數(shù)據(jù)集定義設(shè)備與主設(shè)計記錄之間的差異；基于偏離 數(shù)據(jù)集來產(chǎn)生一個或多個重配置的補償參數(shù)；以及將重配置的補償參數(shù)編程到消費電子設(shè) 備上。
[0031] 所述方法可以包括將消費電子設(shè)備放置在音頻測試室中，以及發(fā)送聲學(xué)特性、和/ 或重配置的補償參數(shù)到基于云的數(shù)據(jù)中心。
[0032] 在各個方面中，方法可以包括在其首次啟動時（即，當(dāng)消費者首次打開時、在銷售 公司中等）使用重配置的補償參數(shù)來編程消費電子設(shè)備。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033] 圖1示出了消費電子設(shè)備中的傳統(tǒng)的揚聲器組件的示例。
[0034] 圖2示出了按照本公開的消費電子設(shè)備中的集成的揚聲器組件。
[0035] 圖3示出了按照本公開的嵌入到消費電子設(shè)備的殼體中的集成的揚聲器組件的 各個方面。
[0036] 圖4示出了按照本公開的包括膜喇叭的集成的揚聲器組件的各個方面。
[0037] 圖5示出了按照本公開的包括波導(dǎo)的集成的揚聲器組件的各個方面。
[0038] 圖6示出了按照本公開的集成的揚聲器組件的各個方面，適于提供對消費電子設(shè) 備的殼體的結(jié)構(gòu)支撐。
[0039] 圖7示出了按照本公開的用于優(yōu)化消費電子設(shè)備的性能的系統(tǒng)的各個方面。
[0040] 圖8示出了按照本公開的音頻增強系統(tǒng)的各個方面。
[0041] 圖9a_b示出了消費電子設(shè)備和從中獲取的音頻譜響應(yīng)的各個方面。
[0042] 圖10a-b示出了用于在消費電子設(shè)備的設(shè)計階段和制造階段期間使用的優(yōu)化按 照本公開的包括集成的揚聲器系統(tǒng)和音頻增強系統(tǒng)的消費電子設(shè)備的音頻性能的方法。
[0043] 圖11示出了用于優(yōu)化按照本公開的包括集成的揚聲器系統(tǒng)和音頻增強系統(tǒng)的消 費電子設(shè)備的音頻性能的方法。
[0044] 圖12示出了按照本公開的包括基本上密封的殼體和附著于其上的集成的揚聲器 組件的消費電子設(shè)備。

【具體實施方式】
[0045] 下文中參照附圖描述本公開的特定實施例；但是，所公開的實施例僅僅是本公開 的示例并且可以具體化成各種形式。沒有具體描述眾所周知的功能或構(gòu)造，以避免以不必 要的細節(jié)模糊本公開。因此，這里公開的特殊的結(jié)構(gòu)上的和功能上的細節(jié)不被解釋為限制， 而僅僅是權(quán)利要求書的基礎(chǔ)以及用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以實質(zhì)上任意適當(dāng)?shù)木唧w的結(jié) 構(gòu)來以各種各樣地方式實施本公開的有代表性的基礎(chǔ)。在附圖的通篇描述中，同樣的附圖 標(biāo)記可以指代類似的或相同的元素。
[0046] 文中所用消費電子設(shè)備表示的意思是：蜂窩電話（例如，智能電話）、平板電腦、膝 上型電腦、便攜式媒體播放器、電視、便攜式游戲設(shè)備、游戲機、游戲控制器、遙控裝置、家用 電器（例如，烤箱、冰箱、面包機、微波爐、真空吸塵器等）、電動工具（鉆孔機、攪拌機等）、 機器人（例如，自主吸塵機器人、護工機器人等）、玩具（例如，玩偶、小雕像、建筑玩具、拖拉 機等）、家庭娛樂系統(tǒng)等。
[0047] 圖2示出了按照本公開的消費電子設(shè)備（CED) 10中的集成的揚聲器組件。CED10 包括殼體12和殼體12中的多個孔眼16 (或其等價物），以用于提供CED10的內(nèi)部與周圍環(huán) 境之間的流體通信。揚聲器組件包括喇叭單元210和安裝支撐220。喇叭單元210可以使 用柔性支撐222來附著到安裝支撐220。安裝支撐220可以使用安裝粘合劑224或附著的 等價手段（例如，焊接、膠粘合、螺絲、鉚釘、機械互連等）來附著到殼體。喇叭單元210可 以配置成可操作地產(chǎn)生音頻輸出信號150。
[0048] 殼體12定義箱18,在所述箱18中可以放置組件（例如，電子組件、機械組件、配 件、集成的揚聲器組件等）。
[0049] 集成的揚聲器組件可以放置成與孔眼16相鄰，使得喇叭單元210從CED10的箱18 的其余部分中分隔出孔眼16 (例如，在孔眼16與箱18的其余部分之間有效地形成氣密密 封）。
[0050] 可以在沒有清楚定義后腔的情況下提供集成的揚聲器組件。因而，用于喇叭單元 210的后腔可以至少部分地與CED10的箱18的其余部分共享。因而，在將集成的揚聲器組 件完全集成到最終的CED10 (例如，連同構(gòu)成CED10的所有其他組件）中之前，用于喇叭單 元210的后腔可以不完全定義。這樣的配置對于增加用于喇叭單元210的可用后腔可以是 有利的，因而擴展了 CED10內(nèi)的集成的揚聲器組件的整體低音范圍能力。
[0051] 喇叭單元210可以包括如對本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的音圈、支承圈、錐體、防塵蓋、 框架、和/或一個或多個磁極板。
[0052] 安裝支撐220可以從如對本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的熱塑性材料、金屬、非晶合金、合 成物、其組合、或類似物中形成。
[0053] 在各個方面中，集成的揚聲器組件可以包括電互連、驅(qū)動器、襯墊、濾波器、音頻增 強芯片集（例如，以形成有源喇叭）等。
[0054] 在各個方面中，按照本公開，集成的揚聲器組件可以包括音頻放大器（例如，AB 類、D類放大器等）、分頻器（例如，數(shù)字分頻器、有源分頻器、無源分頻器等）、和/或音頻 增強系統(tǒng)（AES)。電路可以電連接到喇叭單元210以及電連接到一個或多個電互連、CES10 內(nèi)的一個或多個組件（即，處理器、放大器、電力變換器等）、或類似物。AES可以配置成補 償由喇叭單元210和殼體12的箱18形成的后腔、殼體12的聲諧振、放置到CED10中的組 件和組件的互連的聲學(xué)貢獻、以及類似物。
[0055] 圖3示出了按照本公開的嵌入到消費電子設(shè)備10a的殼體12a中的集成的揚聲器 組件。殼體12a可以包括孔洞17,集成的揚聲器組件可以放置到孔洞17中。集成的揚聲 器組件可以包括喇叭單元310、安裝支撐320、柔性支撐322、以及打孔的安裝板330 (例如， 具有通孔的板，以便給板的任一側(cè)提供流體通信）。喇叭單元310可以直接或經(jīng)由柔性支 撐322連接到安裝支撐320。殼體12a可以定義箱18e，組件（例如，電子組件、機械組件、 配件、集成的揚聲器組件等）可以至少部分地放置在箱18e中。
[0056] 集成的揚聲器組件可以包括一個或多個襯墊和/或粘合安裝，以形成安裝支撐 320、喇叭單元310各側(cè)面、打孔的安裝板330、和/或殼體12a之間的氣密分離。
[0057] 這樣的配置對于基本上最小化由集成的揚聲器組件所消耗的CEDlOa內(nèi)的空間、 同時基本上最大化用作喇叭單元310的后腔或CESlOa的額外的組件的可利用的箱18a空 間可以是有利的。因而，這樣的配置對于改進從CEDlOa可操作利用的音頻輸出信號350的 一個或多個方面可以是有利的（例如，動態(tài)范圍、帶寬、可用聲壓水平等）。
[0058] 打孔的安裝板330可以為濾波單元、多孔框架元件、設(shè)計特征、或類似物中的一部 分。打孔的安裝板330可以從塑料片、金屬（例如，高強度薄鋼片、鋁片、鈦等）、合成物、非 晶合金物、薄膜、其組合、或類似物中構(gòu)造。打孔的安裝板330可以可選地或額外地包括第 一材料（例如，高強度鋼、鈦金屬等）和薄的濾片（例如，柔性網(wǎng)狀物、織料覆蓋物、非紡織 多孔結(jié)構(gòu)物等）的合成物。這樣的配置對于維持單元的高強度同時減少制造成本、或達到 組件的期望的設(shè)計特征可以是有利的。
[0059] 在各個方面中，打孔的安裝板330和/或殼體12b可以包括聲學(xué)超材料。這樣的 配置對于通過其折射率的基于設(shè)計的、或電控制操縱來引導(dǎo)由喇叭單元310所產(chǎn)生的聲音 可以是有利的。這樣的配置對于引導(dǎo)由喇叭單元310產(chǎn)生的超聲信號、對于生成隱聲信號 等可能是有利的。
[0060] 在各個方面中，打孔的安裝板330可以為平的、彎曲的、適于殼體12a外形的等。打 孔的安裝板330可以包括凸緣要素或等同特征，以用于固定打孔的安裝板330到殼體12a。
[0061] 揚聲器組件可以包括電互連器、驅(qū)動器、襯墊、濾波器、音頻增強芯片集（例如，以 形成有源喇叭）等。
[0062] 在一個非限制性的示例中，按照本公開，揚聲器組件可以包括音頻放大器（例如， AB類、D類放大器等）、分頻器（例如，數(shù)字分頻器、有源分頻器、無源分頻器等）、和/或音 頻增強系統(tǒng)（AES)。AES可以配置成補償由喇叭單元310和殼體12a的箱18a所形成的后 腔、殼體12a的聲諧振、集成的揚聲器組件的聲學(xué)性質(zhì)（例如，喇叭單元310、打孔的安裝板 330、安裝支撐320、柔性支撐322等的性質(zhì)）、放置到CEDlOa中的組件和組件的互連的聲學(xué) 貢獻、制造過程差異、以及類似物。
[0063] 圖4示出了按照本公開的包括薄膜喇叭410的集成的揚聲器組件。集成的揚聲 器組件示為附著到消費電子設(shè)備（CED) 10的殼體12的內(nèi)壁（即，疊片的、粘性耦合到其上 的、焊接的、超聲焊接的、熱焊接到其上的等）。集成的揚聲器組件可以包括薄膜喇叭410、 一個或多個安裝支撐420a、b、以及驅(qū)動器、功率轉(zhuǎn)換器、和/或音頻處理器（例如，按照本 公開的音頻增強系統(tǒng)），共同示為集成的電子組件430。薄膜喇叭410可以被附著到安裝支 撐420a、b。通過安裝粘合劑424a、b或其等價物（例如，膠、焊接、機械互鎖等），安裝支撐 420a、b可以被附著到殼體12b。殼體12b定義箱18b，組件（例如，電子組件、機械組件、配 件、集成的揚聲器組件等）可以至少部分地放置到所述箱18b中。在各個方面中，殼體12b 可以包括一個或多個通過其的孔眼16b，以便提供穿過殼體12b的流體通信。集成的揚聲器 組件可以放置成與孔眼16b相鄰，使得喇叭單元410從CEDlOb的箱18b的其余部分中分隔 出孔眼16b (例如，在孔眼16b與箱18b的其余部分之間有效地形成氣密密封）。
[0064] 安裝支撐420a、b可以從聚合體、金屬、陶瓷制品、合成物、非晶合金、其組合、或類 似物中形成。安裝支撐420a、b還可以收納驅(qū)動器和/或音頻處理器430。在一個非限制 性的示例中，音頻處理器430和相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動器可以提供為硬件單元，并且封裝到安裝支 撐420a、b中或安裝到安裝支撐420a、b上。這樣的配置對于進一步減少由集成的揚聲器組 件占據(jù)的CEDlOb內(nèi)的空間以及對于提供簡單的接口可以是有利的，其中，在使用期間，通 過所述簡單的接口，CEDlOb中的其他電子組件可以與集成的揚聲器組件接口。
[0065] 薄膜喇叭410可以包括鐵電聚合體（例如，壓電聚合體、電致伸縮聚合體、介電彈 性聚合體、接枝彈性體、高介電常數(shù)熱塑性彈性體等）、電介體、壓電陶瓷結(jié)構(gòu)、或類似物。在 各個方面中，薄膜喇機410可以一般性地配置成將電輸入信號變換成機械輸出（即，變形）。 這樣的換能能夠用于從薄膜喇叭410生成音頻信號。在各個方面中，應(yīng)用到薄膜喇叭410 的反向換能，例如機械輸入（即，變形），可以產(chǎn)生電輸出信號（即，電荷分離）。因而，薄膜 喇叭410可以配置成產(chǎn)生反饋信號以由CEDlOb內(nèi)的一個或多個組件使用。為了提供配置 有合適的互連的壓電聚合體元件、電介體、壓電陶瓷結(jié)構(gòu)等以使得接受輸入信號一般性地 夾在薄電極元件之間，其依次連接到信號源、放大器、傳感電路、或類似物。
[0066] 盡管這樣的薄膜喇叭410可以在電輸入和機械輸出之間產(chǎn)生有效的能量轉(zhuǎn)換（因 而提供相對于傳統(tǒng)電磁喇叭技術(shù)而言減少的大小和/或成本的設(shè)備的可能），這樣的喇叭 能夠傾向于非線性換能效果、記憶效果、依賴速率的滯后作用、模式終止、大信號非線性、受 限的低音響應(yīng)、環(huán)境依賴性（例如，溫度、濕度、壓差等）、以及類似物。按照本公開，通過耦 合薄膜喇叭410與音頻增強系統(tǒng)（AES)、以及最優(yōu)地編程AES，來自相關(guān)聯(lián)的CESlOb的音頻 輸出450可以顯著地改進。額外地、可選地、或組合地，薄膜喇叭410可以使用一個或多個 模制的安裝支撐420a、b來耦合到殼體12b。這樣的模制的支撐可以策略上地設(shè)置，以使得 最小化模式終止、優(yōu)化來自薄膜喇叭的輸出等。
[0067] 在各個方面中，薄膜喇叭410可以配置有多個電極，電極在薄膜喇叭410的表面上 形成圖案以使得增強和/或最小化模式諧振，以使得提供喇叭內(nèi)的低音、高音、以及中間帶 分離等。這樣的配置對于自然地增強來自薄膜喇叭410的音頻輸出、而不添加額外的組件、 重量等到消費電子設(shè)備l〇b可以是有利的。
[0068] 在各個方面中，薄膜喇機410的各聲學(xué)方面可以由CEDlOb、殼體12b、可用作后腔 的箱腔18b的部分、CEDlOb內(nèi)的其他組件的數(shù)量、放置和/或組織、集成的揚聲器組件與殼 體12b之間的附著手段等的特定配置來顯著改變和影響。在系統(tǒng)被完整地裝配好之前，這 樣的系統(tǒng)的眾多聲學(xué)方面將不能具有完全的特征。因而，按照本公開的AES，結(jié)合有集成的 揚聲器組件和CEDlOb，眾多通過在設(shè)計、開發(fā)和/或制造過程的后期優(yōu)化以補償完整制造 出的設(shè)備中的這些通常是負面的聲學(xué)性質(zhì)的多數(shù)。
[0069] AES可以在產(chǎn)品開發(fā)的設(shè)計階段期間、在音頻測試設(shè)施中初始地配置。因而，AES 參數(shù)的初始集可以組合并且加載到AES中。在CED的制造期間，由于制造差異、組件變化、 材料變化等而帶來的具有不同的聲學(xué)性質(zhì)和異常的個體設(shè)備、成批設(shè)備等可以在制造過程 期間方便地調(diào)整。關(guān)于包括CEDlOb中的薄膜喇叭410的集成的揚聲器組件的特定配置的 AES的調(diào)節(jié)可以使用按照本公開的調(diào)節(jié)裝置700來執(zhí)行。
[0070] 在一個非限制性的示例中，AES可以包括非線性補償函數(shù)（例如，作為參數(shù)上可配 置的處理[PCP]塊的一部分等）。涉及電致伸縮型薄膜喇叭，平方根非線性補償函數(shù)可以采 用，如等式1中所概述的：
[0071] Λ [等式 1]
[0072] 其中χη為輸入到塊的時間采樣，yn為從塊輸出的時間采樣，以及 ai為增益參數(shù)。 替代真實平方根函數(shù)，可以采用更少的計算強度的近似函數(shù)。
[0073] 在各個方面中，利用軟材料薄膜激勵器（例如，電介質(zhì)彈性體、熱塑性彈性體等）， 在使用期間，特別在更低操作頻率處，可能發(fā)生大的變形。在這樣的情況下，可以采用多項 式補償函數(shù)以用于非線性補償。這樣的非線性補償還可以是工作頻率、工作溫度、濕度、環(huán) 境壓力等的函數(shù)。在各個方面中，用于這樣的激勵器的控制電路可以包括引入控制元件、或 類似物。
[0074] 揚聲器組件可以包括電連接、驅(qū)動器、襯墊、濾波器、音頻增強芯片集（例如，以形 成有源喇叭）等?？梢詫⑦@樣的元件添加到所示組件中的一個或多個上/附著到所示組件 中的一個或多個上，和/或集成到組件中的一個或多個中（例如，集成到安裝支撐420a、b 中的一個或多個中）。
[0075] 在一個非限制性的示例中，按照本公開，揚聲器組件可以包括適于驅(qū)動薄膜喇叭 410的音頻放大器（例如，電荷放大器等）、分頻器（例如，數(shù)字分頻器、有源分頻器、無源分 頻器等）、和/或音頻增強系統(tǒng)（AES)(共同示為集成的電子組件430)。集成的電子組件 430可以耦合到薄膜喇叭410和揚聲器組件內(nèi)的一個或多個互連，耦合到消費電子設(shè)備10b 的一個或多個組件等。在各個方面中，按照本公開，集成的電子組件430可以包括AES。額 外地、可選地、或組合地，按照本公開，消費電子設(shè)備l〇b可以包括AES。AES可以配置成補 償形成在殼體12b的箱18b內(nèi)的薄膜喇叭410后的后腔、薄膜喇叭410的各個聲學(xué)方面、與 薄膜喇叭410相關(guān)聯(lián)的非線性特性、殼體12b的聲諧振、集成的揚聲器組件的聲學(xué)性質(zhì)（例 如，薄膜喇叭410的各個聲學(xué)方面、與薄膜喇叭410和/或驅(qū)動電子、安裝支撐420a、b、安 裝粘合劑424a、b相關(guān)聯(lián)的非線性特性等）、放置到CEDlOa中的組件和組件的互連的聲學(xué) 貢獻、制造過程差異、以及類似物。
[0076] 圖5示出了按照本公開的包括安裝支撐520a、b和喇叭單元510的集成的揚聲器 組件。集成的揚聲器組件可以附著到消費電子設(shè)備（CED) 10c的殼體12c。集成的揚聲器組 件可以包括通過一個或多個柔性支撐522a、b來附著到一個或多個安裝支撐520a、b的喇叭 單元510。
[0077] 安裝支撐520a、b可以附著到殼體12c以使得形成聲波導(dǎo)530。殼體12c內(nèi)的其余 空間可以定義箱18c。波導(dǎo)530可以形成，以使得波導(dǎo)530與通過殼體12c的（多個）壁的 一個或多個孔眼16c接口。波導(dǎo)530可以包括一個或多個壁，其一部分可以通過安裝支撐 520a、b和/或殼體12c的一部分來形成。可以配置集成的揚聲器組件，使得通過殼體12c 形成的至少一部分箱18c可以用于形成喇叭單元510的后腔。箱18c可以包括一個或多個 組件，每個組件占據(jù)殼體12c內(nèi)的一部分空間?？捎米骱笄坏南?8c的實際空間可以取決 于由CEDlOc中的組件所占據(jù)的空間的比例。
[0078] 在各個方面中，揚聲器組件可以包括電連接、驅(qū)動器、襯墊、濾波器、集成的電子組 件、驅(qū)動器、放大器、功率轉(zhuǎn)換器、音頻增強芯片集（例如，以形成有源喇叭）等。這樣的元 件可以添加到一個或多個組件上、耦合到一個或多個組件、和/或集成到一個或多個組件 中（例如，集成到一個或多個安裝支撐520a、b、喇叭單元510等中）。
[0079] 在一個非限制性的示例中，揚聲器組件可以包括集成的電子組件，諸如為適于驅(qū) 動喇叭單元510的音頻放大器（例如，D類放大器、AB類放大器等）、分頻器（例如，數(shù)字分 頻器、有源分頻器、無源分頻器等）、和/或按照本公開的音頻增強系統(tǒng)（AES)以從喇叭單元 510生成聲信號550。
[0080] AES可以配置成補償殼體12c的箱18c內(nèi)的喇叭單元510之后形成的后腔、喇叭 單元510的各個聲學(xué)方面、與喇叭單元510相關(guān)聯(lián)的非線性特性、殼體12c的聲諧振、集成 的揚聲器組件的聲學(xué)性質(zhì)（例如，喇叭單元510、安裝支撐520a、b、波導(dǎo)530的結(jié)構(gòu)等的各 個聲學(xué)方面）、放置到CEDlOc中的組件和組件的互連的聲學(xué)貢獻、制造過程差異、以及類似 物。
[0081] 圖6示出了按照本公開的集成的揚聲器組件，適于為消費電子設(shè)備（CED)lOd的 殼體12d提供結(jié)構(gòu)支撐。集成的揚聲器組件可以包括具有聲學(xué)開放磁組件630的喇叭單 元610、以及安裝支撐620。喇叭單元610可以通過柔性支撐622附著到安裝支撐620。集 成的揚聲器組件可以使用安裝粘合劑624或等價的附著手段（例如，焊接、膠粘接、螺絲、鉚 釘、機械互連等）來附著到殼體12d。殼體12d可以包括一個或多個孔眼16d，以用于提供 通過其的流體通信?？梢栽跉んw12d中的一個或多個孔眼16d的緊鄰區(qū)域作出附著，孔眼 16d可以用于提供喇叭單元610與周圍環(huán)境之間的流體通信。喇叭單元610可以可操作地 通信聲信號650至少部分地通過孔眼。殼體12d內(nèi)的剩余空間可以定義箱18d。集成的揚 聲器組件可以被配置和緊靠殼體12d，以使得隔離孔眼16d與箱18d的其余部分。
[0082] 集成的揚聲器組件固定到殼體12d的另一部分，諸如殼體12d的對面以使得為殼 體提供增加的結(jié)構(gòu)支撐。在一個非限制性的示例中，磁組件630附著到殼體12d的與孔眼 16d相對的表面。在另一非限制性的不例中，磁組件630可以突出于殼體12d，以使得向外 伸出CEDlOd的表面。這樣的突起可以適于形成用于CEDlOd的安裝支架（例如，諸如膝上 型電腦等的情況下）。在突出示例中，磁組件630可以適于傳遞振動（例如，如在集成的揚 聲器組件中產(chǎn)生的）到支撐表面（例如，諸如餐桌、書桌等）。這樣的配置對于增加 CEDlOd 聲學(xué)上可利用的表面的量（例如，通過補充一個或多個支撐表面）可以是有利的。在各個 方面中，磁組件630可以經(jīng)由一個或多個軟安裝特征（未明確示出）來耦合到殼體12d，諸 如彈性體稱合、金屬扣眼（grommet)、防護罩（boot)等。
[0083] 集成的揚聲器組件可以相當(dāng)?shù)亻_放，以使得與CEDlOd的箱18d的至少一部分聲學(xué) 上通信。因而，可以配置集成的揚聲器組件，使得由殼體12d形成的箱18d的至少一部分可 以用作形成用于喇叭單元610的后腔。箱18d可以包括一個或多個組件，每個組件占據(jù)殼 體12d內(nèi)的一部分空間?？捎米骱笄坏南?8d的實際空間可以取決于由CEDlOd中的組件 所占據(jù)的空間的比例。
[0084] 在一個非限制性的示例中，揚聲器組件可以包括集成的電子組件，諸如為適于驅(qū) 動喇叭單元610的音頻放大器（例如，D類放大器、AB類放大器等）、分頻器（例如，數(shù)字分 頻器、有源分頻器、無源分頻器等）、和/或按照本公開的音頻增強系統(tǒng)（AES)，以生成聲信 號650 ( SP，經(jīng)由喇叭單元610)。
[0085] 在各個方面中，AES可以配置成補償殼體12d的箱18d內(nèi)的喇叭單元610之后形 成的后腔、喇叭單元610的各個聲學(xué)方面、與喇叭單元610相關(guān)聯(lián)的非線性特性、殼體12d 的聲諧振、集成的揚聲器組件的聲學(xué)性質(zhì)（例如，喇叭單元610、安裝支撐620a、b的聲學(xué)方 面，磁組件630、補充的支撐表面的聲學(xué)性質(zhì)等）、放置到CEDlOd中的組件和組件的互連的 聲學(xué)貢獻、制造過程差異、以及類似物。
[0086] 圖7示出了按照本公開的用于優(yōu)化消費電子設(shè)備10a-e的性能的調(diào)節(jié)裝置700。 調(diào)節(jié)裝置700可以包括聲測試室710或具有改進的聲質(zhì)量（例如，相比于制造環(huán)境，減少的 回聲、減少的來自外部聲源的影響等）的可選的室，其中放置CEDlOa-e以用于測試。
[0087] 調(diào)節(jié)裝置700可以包括在聲測試室710內(nèi)間隔開的一個或多個麥克風(fēng)720a、b，以 使得可操作地獲得在測試和優(yōu)化過程期間從CEDlOa-e發(fā)出的聲信號。調(diào)節(jié)裝置700還可 以包括桿730以用于支撐CEDlOa-e。桿730還可以包括連接器以用于在測試和優(yōu)化過程期 間與CEDlOa-e通信（例如，以使得發(fā)送音頻數(shù)據(jù)流到CEDlOa-e以用于測試，以在CEDlOa-e 上編程音頻參數(shù)，等）。桿730可以連接到聲測試室710的壁上的安裝臂740。安裝臂740 可以包括旋轉(zhuǎn)機構(gòu)以用于在測試和優(yōu)化過程期間關(guān)于桿軸旋轉(zhuǎn)CEDlOa-e。諸如經(jīng)由電纜 750,安裝臂740可以與工作站760電互連。
[0088] 工作站760以計算機工作站的形式示出?？蛇x地或組合地，工作站760可以包括或 為定制的硬件系統(tǒng)。工作站760的硬件配置可以包括數(shù)據(jù)收集前端、硬件分析塊和編程器。 這樣的配置對于在制造期間快速、自主地優(yōu)化來自CEDlOa-e的音頻輸出可以是有利的。
[0089] 工作站760可以具有對于用戶輸入的支持，例如，以觀察編程過程、成批編程結(jié)果 與設(shè)計規(guī)范之間的差別等。可選地或組合地，工作站760可以將音頻測試數(shù)據(jù)和/或編程 結(jié)果通信到基于云的數(shù)據(jù)中心?；谠频臄?shù)據(jù)中心可以接受音頻測試數(shù)據(jù)，與之前的編程 歷史和/或主設(shè)計記錄/規(guī)范相比較，以及生成待發(fā)送到CEDlOa-e的音頻編程信息。
[0090] 工作站760、或云數(shù)據(jù)中心等價物可以包括算法以比較所制造的CED10a-e的歷史 與從中獲取的數(shù)據(jù)集中的趨勢，所述數(shù)據(jù)集適于基于經(jīng)測試的CEDlOa-e的測試和優(yōu)化結(jié) 果來預(yù)測本批制造的消費電子設(shè)備的性能標(biāo)準(zhǔn)。這樣的配置對于在制造過程期間經(jīng)濟地優(yōu) 化成批消費電子設(shè)備的音頻性能而不必須測試和優(yōu)化每一個所制造的單元而言可以是有 利的。
[0091] 在一個非限制性的示例中，用于CED10a-e的音頻處理信息可以以設(shè)備簡檔形式 保存在云內(nèi)。在一個非限制性的使用示例中，音頻流服務(wù)可以使用設(shè)備簡檔以在發(fā)送音頻 流到CEDlOa-e之前預(yù)處理音頻流。這樣的配置對于在使用期間改進來自CEDlOa-e的音頻 輸出而同時最小化CED10a-e上消耗的功率而言可以是有利的。
[0092] 在各個方面中，可以在CEDlOa-e的首次啟動（S卩，由消費者、銷售員等）期間從云 中取回由其上獲得的這樣的用于CEDlOa-e的音頻處理信息、參數(shù)、或控制元素。
[0093] 在各個方面中，在測試過程之前、期間和/或在測試過程之后，工作站760可以無 線地與CEDlOa-e進行相關(guān)的音頻流和編程數(shù)據(jù)的來/去雙向通信。
[0094] 在各個方面中，調(diào)節(jié)裝置700可以在零售店或修理中心提供，以優(yōu)化按照本公開 的包括音頻增強系統(tǒng)和/或集成的揚聲器組件的CED10a-e、910的音頻性能。在為服務(wù)實 現(xiàn)收費的一個非限制性的示例中，可以在零售店中使用調(diào)節(jié)裝置700,從而（可能在為他們 的CED選擇新的殼體之后、在購買時等）優(yōu)化消費者的消費電子設(shè)備的音頻性能。這樣的 系統(tǒng)可以提供有眼光的消費者以升級他們的設(shè)備的音頻性能的選項以及零售中心以為他 們的消費者提供別具一格的體驗增強服務(wù)。
[0095] 在各個方面中，CED10a_e、910可以包括一個或多個音頻采樣組件（例如，麥克風(fēng)、 具有雙向1/0功能性的喇叭等）。音頻采樣組件可以用作反饋的形式以在實地（即，在實踐 中）評估CED10a- e、910的音頻性能。在一個非限制性的示例中，音頻增強系統(tǒng)包括一個或 多個可重配置的參數(shù)，其可以在實地被輕度調(diào)整以補償由于老化、灰塵累積等而帶來的可 能發(fā)生在設(shè)備的整個壽命中的各種輕微的聲學(xué)性質(zhì)的變化。在各個方面中，通過使用來自 系統(tǒng)的聲輸出、來自音頻采樣組件的聲捕獲、以及糾正算法的實現(xiàn)（例如，在設(shè)備上、在云 數(shù)據(jù)中心等）的組合，這樣的小的變化可以以相當(dāng)安全的方式（即，不引入不穩(wěn)定性）來實 現(xiàn)。
[0096] 圖8示出了按照本公開的音頻增強系統(tǒng)800的示意圖。音頻增強系統(tǒng)800可以配 置成從源（例如，處理器、音頻流設(shè)備、音頻反饋設(shè)備、無線收發(fā)機、ADC、音頻譯碼電路、DSP 等）接受一個或多個輸入音頻信號801，以及配置成提供一個或多個輸出信號835到一個或 多個換能器840 (例如，揚聲器等）、或換能模塊850 (例如，與相關(guān)聯(lián)的集成電路855結(jié)合 的換能器860等）。音頻增強系統(tǒng)800可以包括內(nèi)部塊（例如，參數(shù)上可配置的處理[PCP] 塊、數(shù)字驅(qū)動[DD]塊、異步采樣率轉(zhuǎn)換[ASRC]塊等），其可以配置成變換和/或作用在輸入 音頻信號1或從中取得的信號上以產(chǎn)生和/或貢獻各個方面到（多個）輸出信號835。
[0097] 音頻增強系統(tǒng)800可以嵌入在專用集成電路（ASIC)中或提供為硬件描述語言塊 (例如，VHDL、Verilog等）以集成到芯片集成電路系統(tǒng)（ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA)、 或數(shù)字信號處理器（DSP)集成電路中。一個或多個塊（例如，PCP塊、ASRC塊等）還可以以 消費電子設(shè)備上的軟件來實現(xiàn)和/或在相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)（例如，本地網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、在云中等） 中實現(xiàn)。AES800可以為全數(shù)字硬件實現(xiàn)。全數(shù)字實現(xiàn)對于減少硬件封裝、減少功耗、減少生 成成本、以及增加可以將系統(tǒng)實現(xiàn)在其中的集成電路處理器的數(shù)量而言可以是有利的。可 以將該實現(xiàn)集成到消費電子設(shè)備中，從而提供完整的音頻增強方案。
[0098] 如圖8中所示，在消費電子設(shè)備10a_e、910中使用的音頻增強系統(tǒng)800可以包括 參數(shù)上可配置的處理（PCP)塊820和數(shù)字驅(qū)動（DD)塊830。音頻增強系統(tǒng)800從音頻源 接受一個或多個音頻輸入信號1。在所示示意圖中，PCP塊820接受輸入信號1并且產(chǎn)生增 強的信號825。將增強的信號825提供到DD塊830,所述DD塊830將增強的信號825轉(zhuǎn)換 成適于驅(qū)動換能器840 (例如，揚聲器、喇叭單元、按照本公開的集成的揚聲器組件等）或換 能模塊850 (即，其可以包括在按照本公開的集成的揚聲器組件中）的一個或多個輸出信號 835。
[0099] PCP塊820可以配置成提供這樣的功能，諸如FIR濾波、IIR濾波、變形（warped) FIR濾波、換能器人工去除、干擾拒絕、用戶特定聲學(xué)增強、用戶安全性功能、情緒算法、心理 聲學(xué)增強、信號成形、單或多帶抑制、擴大器或限制器、水印重疊、頻譜對比增強、頻譜加寬、 頻率掩蔽、量化噪聲去除、電源拒絕、分頻、均衡、放大、驅(qū)動范圍擴展、功率優(yōu)化、線性或非 線性反饋或前向反饋控制系統(tǒng)，以及類似物。PCP塊820可以包括一個或多個以上的功能， 單獨地或組合地。一個或多個所包括的功能可以配置成取決于一個或多個可預(yù)配置和/或 可重配置的參數(shù)。
[0100] PCP塊820可以配置成提供回聲抵消、環(huán)境人工糾正、混響減少、波束成形、自動 校準(zhǔn)、立體聲加寬、虛擬環(huán)繞聲、虛擬中心喇叭、虛擬子低音擴音器（通過數(shù)字低音增強技 術(shù)）、噪聲抑制、聲效、或類似物。一個或多個所包括的功能可以配置成取決于一個或多個參 數(shù)。
[0101] PCP塊820可以配置成施加周圍音效到音頻信號801上，諸如通過以周圍環(huán)境特征 來變換音頻輸入信號801 (例如，調(diào)整混響、回聲等）和/或疊加周圍音效到類似于環(huán)境場 景（例如，直播時間、戶外場景、音樂禮堂、教堂、俱樂部、叢林、購物商場、會議場景、電梯、 沖突區(qū)域、飛機座艙、百貨公司無線電通信網(wǎng)等）的音頻輸入信號801上。
[0102] 周圍音效可以包括關(guān)于用戶的特定信息，諸如名字、偏好等。周圍音效可以用于安 全地疊加個人化信息（例如，問候、產(chǎn)品特定信息、方向、水印、握手等）到音頻流中。
[0103] DD塊830可以包括脈寬調(diào)制（PWM)。DD塊830可以預(yù)配置和/或預(yù)選擇以驅(qū)動一 系列的電聲換能器（例如，電磁的、熱聲的、靜電的、磁致伸縮的、帶式、陣列式、電活性材料 換能器等）。DD塊830可以配置成提供功率有效的PWM信號到換能器840或換能模塊850 的輸入（例如，無源濾波電路、放大器、解復(fù)用器、開關(guān)陣列、儲能電路，等）?？蛇x地、額外 地、或組合地，DD塊830可以配置成與音頻通信模塊通信（例如，串行通信鏈路、并行通信 鏈路、FIFO通信鏈路、I2S等）。
[0104] 在各個方面中，AES800中的一個塊（或系統(tǒng)自身）可以包括適于配置AES800的 各個音頻處理方面（例如，信號轉(zhuǎn)換方面、信號處理方面、系統(tǒng)性質(zhì)補償?shù)龋┑目深A(yù)配置和 /或可重配置的參數(shù)。在各個方面中，參數(shù)可以集成到通常為800的AES中，由在AES800 內(nèi)的任意塊820、830使用?？蛇x地或組合地，一個或多個參數(shù)可以位于AES800外部，并且 AES800可以配置成接受一個或多個外部參數(shù)，所述參數(shù)由AES800內(nèi)的任意塊820、830使 用。
[0105] 可預(yù)配置和/或可重配置的參數(shù)可以在消費電子設(shè)備10a-e、910的設(shè)計、驗證、和 /或測試過程期間預(yù)配置?？蛇x地、額外地、或組合地，參數(shù)可以是在消費電子設(shè)備l〇a-e、 910的制造、質(zhì)量控制、和/或測試過程期間預(yù)配置、隨之調(diào)整（tweaked)和/或優(yōu)化（例如， 使用按照本公開的調(diào)節(jié)裝置700,在音頻測試設(shè)施中、在模擬狀態(tài)中等）?？蛇x地、額外地、 或組合地，參數(shù)可以在固件升級期間或通過軟件升級過程、作為首次引導(dǎo)序列的一部分、或 類似物來上傳到消費電子設(shè)備10a_e、910。
[0106] 參數(shù)可以取決于消費電子設(shè)備10a_e、910的特定設(shè)計，AES800可以集成到所述消 費電子設(shè)備l〇a_e、910中和/或AES800可以接口到所述消費電子設(shè)備10a_e、910。參數(shù)可 以取決于音頻驅(qū)動器的質(zhì)量、按照本公開的相關(guān)聯(lián)的集成的揚聲器組件的性質(zhì)、CEDlOa-e 的箱18a_e內(nèi)形成的后腔、組件布局、揚聲器、材料和裝配考慮、消費電子設(shè)備10a_e、910 的殼體12a_e等，對于特定消費電子設(shè)備，設(shè)備的牌子、或設(shè)備產(chǎn)品族（例如，膝上型電腦 產(chǎn)品族、移動電話系列）。參數(shù)還可以隱性地取決于其他設(shè)計因素，諸如除了消費電子設(shè)備 10a_e、910的其他因素之外的成本、視覺感染力、形狀因素、屏幕實際使用面積、殼體材料選 擇、硬件布局、信號類型、通信標(biāo)準(zhǔn)、以及裝配考慮。
[0107] 參數(shù)可以并入音頻增強系統(tǒng)800以在相關(guān)聯(lián)的消費電子設(shè)備10a_e、910上創(chuàng)建增 強的音頻體驗。可選地，參數(shù)可以用于本質(zhì)上優(yōu)化AES800為緊密地集成到AES800架構(gòu)中 以提供來自CED10a-e、910的增強的音頻體驗。
[0108] 圖9a_b不出了消費電子設(shè)備910和從中獲取的首頻譜響應(yīng)。消費電子設(shè)備 910(例如，智能電話）可以配置成產(chǎn)生音頻輸出信號911。按照本公開，CED910可以包括集 成的揚聲器組件和AES800兩者。可以在設(shè)計過程、制造過程、驗證過程、或類似的期間測試 CED910以確定相關(guān)聯(lián)的聲學(xué)特性，并且通過包括在其中的AES的編程來調(diào)整其音頻性能。
[0109] 圖9b示出了包括傳統(tǒng)揚聲器組件的（跡線620)，與包括按照本公開的集成的揚 聲器組件的（跡線925)、以及與包括按照本公開的集成的揚聲器組件和相關(guān)聯(lián)的并且優(yōu)化 的音頻增強系統(tǒng)兩者（跡線930)的，消費電子設(shè)備910的音頻輸出911的頻率響應(yīng)測試之 間的比較。圖示出了對數(shù)-線性頻率響應(yīng)，以沿著水平軸的頻率和沿著垂直軸的音頻輸出 911的幅度來繪制，以分貝為單位。
[0110] 跡線925示出了具有按照本公開的集成的揚聲器組件的消費電子設(shè)備910的頻率 響應(yīng)。比較跡線920與跡線925,相比于傳統(tǒng)的揚聲器組件，集成的揚聲器組件導(dǎo)致擴展的 低音響應(yīng)。集成的揚聲器組件的引入可以引入新的人工成分（artifacts)、諧振等，其在圖 中也是可見的。
[0111] 跡線930示出了具有按照本公開的集成的揚聲器組件和音頻增強系統(tǒng)兩者的消 費電子設(shè)備910的頻率響應(yīng)。如從圖中所見的，當(dāng)調(diào)節(jié)到CED910的最終性質(zhì)時，音頻增強系 統(tǒng)800平衡頻率響應(yīng)，同時相對于其他跡線中任一者中示出的任一響應(yīng)（例如，與跡線920 和跡線925相比較），進一步擴展頻率響應(yīng)的低音范圍（例如，更低頻率范圍）。
[0112] 來自消費電子設(shè)備910的音頻輸出911中的這些改進對于改進用戶體驗、減少零 件對零件的變化性、以及對于標(biāo)準(zhǔn)化運行在消費電子設(shè)備910上的音頻應(yīng)用可以是有利 的。
[0113] 通過使用按照本公開的調(diào)節(jié)裝置700,去分析消費電子設(shè)備910的頻率響應(yīng)、脈沖 響應(yīng)等，用于消費電子設(shè)備910的聲學(xué)特性的準(zhǔn)確的和可補償?shù)挠嬎憧梢宰鞒?。用于相關(guān) 聯(lián)的音頻增強系統(tǒng)800的優(yōu)化的補償參數(shù)能夠從聲學(xué)特性中取得。聲學(xué)特性接著能夠在音 頻增強系統(tǒng)800中補償以從CED910中產(chǎn)生增強的音頻輸出911。聲學(xué)特性還可以用于在音 頻增強系統(tǒng)800中取得一個或多個參數(shù)，因而提供用于補償消費電子設(shè)備910的聲學(xué)特性 的另一手段。
[0114] 圖10a-b示出了用于在消費電子設(shè)備的設(shè)計階段和制造階段期間使用的優(yōu)化按 照本公開的包括集成的揚聲器系統(tǒng)和音頻增強系統(tǒng)的消費電子設(shè)備的音頻性能的方法。
[0115] 圖10a示出了按照本公開的用于增強包括集成的揚聲器組件和音頻增強系統(tǒng)的 消費電子設(shè)備的音頻性能的方法1002。方法1002包括：確定參數(shù)集1004以用于可配置的 音頻處理系統(tǒng)（例如，音頻增強系統(tǒng)）；使用參數(shù)來優(yōu)化和/或公式化音頻處理系統(tǒng)1006 ; 以及將經(jīng)優(yōu)化的音頻處理系統(tǒng)集成到消費電子設(shè)備中1008。
[0116] 參數(shù)可以通過在聲測試室（例如，消聲測試室、半消聲測試室、按照本公開的調(diào)節(jié) 裝置700等）中分析消費電子設(shè)備來確定和/或優(yōu)化，所述聲測試室包括一個或多個音頻 傳感器，以及運行配置算法以結(jié)合分析為可配置音頻處理系統(tǒng)預(yù)配置和確定優(yōu)化的參數(shù)。 參數(shù)可以通過重復(fù)分析處理來迭代地確定。
[0117] 用于增強消費電子設(shè)備（CED) 10a_e、910的音頻性能的方法的非限制性的示例包 括：將消費電子設(shè)備l〇a_e、910放置到聲測試室中，所述消費電子設(shè)備10a_e、910包括音 頻信號源、一個或多個換能器、集成的揚聲器組件、以及音頻增強系統(tǒng)（AES)，所述聲測試 室具有空間上并且視情況策略性地安排在聲測試室內(nèi)和/或在CED10a-e、910(例如，手持 CED910上的麥克風(fēng)）上或內(nèi)的多個音頻傳感器（例如，麥克風(fēng)）。一系列的測試音頻信號 (例如，脈沖信號、頻率掃描、音樂剪輯、偽隨機數(shù)據(jù)流等）可以在消費電子設(shè)備910上播放， 以音頻傳感器來監(jiān)控和記錄。在初始測試中，音頻增強系統(tǒng)800可以基本上包括未補償?shù)?失真函數(shù)（零狀態(tài)，借此配置音頻增強系統(tǒng)800,以使得基本上不影響通過CED10a-e、910的 音頻信號軌跡）。未補償?shù)氖д婧瘮?shù)在初始測試過程期間可以起到最低地影響CEDlOa-e、 910的聲學(xué)特性的作用。
[0118] CED10a_e、910在測試音頻信號上的影響能夠由音頻傳感器測量。CED10a_e、910 的聲學(xué)特性能夠從測試音頻信號與來自音頻傳感器的相應(yīng)的所測量的信號的互相關(guān)中估 計。為了進一步改進估計過程，可以估計聲測試室中的每一個元件的聲學(xué)特性（包括任意 音頻傳感器、消費電子設(shè)備的安裝裝置、消費電子設(shè)備上的任意測試頭或電纜的影響等） 并且基于以上分析隨后補償。因而，可以獲得對于測試音頻信號的全音階的CED10a-e、910 的聲學(xué)特性和聲學(xué)響應(yīng)的更真實的表達。
[0119] 在非限制性的示例中，按照本公開，可以使用從主設(shè)計記錄中獲取的音頻參數(shù)來 預(yù)配置AES800。具有預(yù)加載的AES800的CED的音頻響應(yīng)可以被測試以確定其聲學(xué)響應(yīng)。 聲學(xué)響應(yīng)可以與如存儲在主設(shè)計記錄中的理想響應(yīng)相比較，以定量地定義其中的差異。從 這些差異中，可以相對于主設(shè)計記錄內(nèi)存儲的音頻記錄，生成和測試可替代的音頻響應(yīng)。因 而，可以生成可替代的音頻參數(shù)集并且上傳到CED10a-e、910的AES800。
[0120] 音頻增強系統(tǒng)800傳遞函數(shù)接著可以參數(shù)地配置以補償CED10a_e、910的聲學(xué)特 性。用于從CED10a-e、910的聲學(xué)特性中計算（多個）音頻增強系統(tǒng)傳遞函數(shù)的一個非限 制性的方法是基于所估計的CED10a-e、910的聲學(xué)特性來實現(xiàn)時域反有限脈沖響應(yīng)（FIR) 濾波器。這可以通過執(zhí)行AES800傳遞函數(shù)與對于音頻輸入信號的CED10a-e、910的聲學(xué)響 應(yīng)的一個或多個卷積來實現(xiàn)。平均算法可以用于從多個源和/或多個測試音頻信號上所測 量的輸出中優(yōu)化AES800的（多個）傳遞函數(shù)。
[0121] 在一個非限制性的示例中，補償傳遞函數(shù)可以從最小平方（LS)時域濾波器設(shè)計 方法中計算。如果c (η)為待糾正的系統(tǒng)響應(yīng)（諸如脈沖響應(yīng)測試的輸出）并且補償濾波 器表示為h (η)，則能夠構(gòu)造 C，c (η)的卷積矩陣，如等式2中所概述的：
[0122]

【權(quán)利要求】
1. 一種消費電子設(shè)備，包括： -定義箱的殼體；以及 -放置在箱內(nèi)的集成的揚聲器組件； -殼體包括一個或多個孔眼，孔眼配置成將音頻信號穿過殼體通信到周圍環(huán)境； -集成的揚聲器組件包括喇叭單元和安裝支撐，安裝支撐配置成將喇叭單元附著到殼 體，以使得聽覺上隔離孔眼與箱，箱形成用于喇叭單元的后腔。
2. 按照權(quán)利要求1所述的消費電子設(shè)備，其中喇叭單元包括薄膜喇叭。
3. 按照權(quán)利要求1或2所述的消費電子設(shè)備，其中集成的揚聲器組件在多個點處附著 到殼體以增強其結(jié)構(gòu)剛度。
4. 按照前述任一項權(quán)利要求所述的消費電子設(shè)備，包括波導(dǎo)以在喇叭單元與孔眼之間 通信音頻信號。
5. 按照前述任一項權(quán)利要求所述的消費電子設(shè)備，其中集成的揚聲器組件包括突出部 件，所述突出部件穿過殼體外突，以使得為消費電子設(shè)備提供支撐腳。
6. 按照權(quán)利要求5所述的消費電子設(shè)備，其中突出部件配置成將振動從喇叭單元傳遞 到位于消費電子設(shè)備之外的外部支撐表面。
7. 按照前述任一項權(quán)利要求所述的消費電子設(shè)備，包括音頻增強系統(tǒng)，配置成從位于 消費電子設(shè)備內(nèi)的源接受輸入信號以及配置成通信輸出信號到喇叭單元，音頻增強系統(tǒng)配 置成在輸出信號中補償后腔。
8. 按照權(quán)利要求7、進一步按照權(quán)利要求4所述的消費電子設(shè)備，其中波導(dǎo)具有一個或 多個聲異常，音頻增強系統(tǒng)配置成補償其至少一個聲異常。
9. 按照權(quán)利要求8所述的消費電子設(shè)備，其中音頻增強系統(tǒng)包括參數(shù)可配置處理 (PCP)塊，配置成提供后腔的補償。
10. 按照權(quán)利要求8或9所述的消費電子設(shè)備，其中音頻增強系統(tǒng)包括一個或多個可重 配置的參數(shù)，配置成調(diào)整后腔的補償。
11. 按照前述任一項權(quán)利要求所述的消費電子設(shè)備，其中消費電子設(shè)備從以下組成的 組中選擇：蜂窩電話、平板電腦、膝上型電腦、便攜式媒體播放器、電視、便攜式游戲設(shè)備、游 戲機、游戲控制器、遙控裝置、家用電器、電動工具、機器人、玩具、以及家庭娛樂系統(tǒng)。
12. -種用于優(yōu)化如權(quán)利要求1到11中任一項所要求保護的消費電子設(shè)備的聲學(xué)性能 的調(diào)節(jié)裝置，包括： -配置成接受消費電子設(shè)備的聲測試室； -放置在聲測試室內(nèi)的一個或多個麥克風(fēng)； -聲測試室內(nèi)的安裝桿，以接納消費電子設(shè)備；以及 -與消費電子設(shè)備和麥克風(fēng)通信的工作站，配置成傳遞一個或多個音頻測試信號到消 費電子設(shè)備，配置成從麥克風(fēng)和/或消費電子設(shè)備接收一個或多個所測量的信號，以及配 置成更新消費電子設(shè)備上的一個或多個音頻算法和/或參數(shù)。
13. 按照權(quán)利要求12所述的調(diào)節(jié)裝置，其中工作站配置成將一個或多個音頻測試信 號、一個或多個所測量的信號、和/或?qū)儆谙M電子設(shè)備的識別信息通信到基于云的數(shù)據(jù) 中心。
14. 按照權(quán)利要求13所述的調(diào)節(jié)裝置，其中工作站配置成從基于云的數(shù)據(jù)中心接收一 個或多個音頻增強參數(shù)以及配置成使用音頻增強參數(shù)來編程消費電子設(shè)備。
15. 按照權(quán)利要求12到14中任一項所述的調(diào)節(jié)裝置，其中工作站包括用于從音頻測試 信號和所測量的信號中計算一個或多個音頻增強參數(shù)和/或算法的軟件，以及用于將音頻 增強參數(shù)和/或算法編程到消費電子設(shè)備上的軟件。
16. 按照權(quán)利要求12到15中任一項所述的調(diào)節(jié)裝置，其中聲測試室為消聲室或半消聲 室。
17. 按照權(quán)利要求12到16中任一項所述的調(diào)節(jié)裝置在制造過程中的用途。
18. -種用于增強消費電子設(shè)備的音頻性能的方法，包括： -測量消費電子設(shè)備的聲學(xué)特性的至少一部分； -比較消費電子設(shè)備的聲學(xué)特性的所述部分與主設(shè)計記錄以定量偏離數(shù)據(jù)集； -基于偏離數(shù)據(jù)集來產(chǎn)生一個或多個重配置的補償參數(shù)；以及 -將重配置的補償參數(shù)編程到消費電子設(shè)備上。
19. 按照權(quán)利要求18所述的方法，包括將消費電子設(shè)備放置到音頻測試室中。
20. 按照權(quán)利要求18到19中任一項所述的方法，包括將聲學(xué)特性、和/或重配置的補 償參數(shù)發(fā)送到基于云的數(shù)據(jù)中心。
21. 按照權(quán)利要求18到20中任一項所述的方法，包括從基于云的數(shù)據(jù)中心獲取主設(shè)計 記錄。
22. 按照權(quán)利要求18到21中任一項所述的方法，包括從基于云的數(shù)據(jù)中心取回重配置 的補償參數(shù)，以及在引導(dǎo)序列期間使用重配置的補償參數(shù)來重編程消費電子設(shè)備。
23. -種消費電子設(shè)備，包括： -定義箱的基本上密封的殼體，殼體具有聲學(xué)特性； -放置在箱內(nèi)的集成的揚聲器組件； -集成的揚聲器組件包括喇叭單元和安裝支撐，安裝支撐配置成附著喇叭單元到殼體， 配置以使得將振動從喇叭單元傳遞到殼體，箱形成用于喇叭單元的后腔；以及 -音頻增強系統(tǒng)，配置成從位于消費電子設(shè)備內(nèi)的源接受輸入信號，以及配置成將輸 出信號通信到喇叭單元，音頻增強系統(tǒng)配置成在輸出信號中補償后腔和/或殼體的聲學(xué)特 性。
24. 按照權(quán)利要求1所述的消費電子設(shè)備，其中喇叭單元包括電磁振動器。
25. 按照權(quán)利要求22或23所述的消費電子設(shè)備，其中集成的揚聲器組件在多個點處附 著到殼體以增強其結(jié)構(gòu)剛度。
【文檔編號】H04R1/02GK104115509SQ201380005007
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月9日
【發(fā)明者】佩爾·貢納斯·里斯貝里, 蘭迪·托特 申請人:Actiwave公司