[发明专利]电子音频设备、电子音频装置和产生可听声的方法

说明书

本发明描述了其壳体或外壳面板用作声学系统的一部分的电子设备。面板被划分为若干子面板。对于每个子面板，设备包括附接的一个或多个致动器来使得子面板振动。致动器及其附接的子面板将音频信号转换为声学输出。每个致动器和子面板组合可接收独立音频信号。设备包括数字信号处理器以用于控制子面板驱动音频信号中的每个子面板驱动音频信号。设备还可包括被附接到面板以为子面板提供边界条件的一个或多个背框。边界条件为每个子面板限定谐振频率。

技术领域

本发明的实施方案涉及用于消费电子设备诸如台式计算机的电子控制声音产生系统。还描述了其他实施方案。

背景技术

许多消费电子设备，诸如台式计算机、膝上型计算机和智能电话正变得更加紧凑。随着这些设备变得更小，其壳体或外壳内可用于内置扬声器的内部空间也变得更小。这一点尤其真实，因为设备壳体内用于扬声器的空间可能与许多其他部件，诸如电路板、海量存储设备和显示器竞争。通常，随着扬声器尺寸变小，可能移动较小气团并且因此音质(或至少响度)会降低。对于音频频谱较低端，例如1kHz以下的声音来说可能尤其引人注意。而且，随着电子设备内部可用的开放气腔减小，对于扬声器有较少的空气振动并且因此限制了听觉反应。类似地，随着扬声器的尺寸减小，能由扬声器产生的音量和频率可能也降低。因此，随着电子设备的尺寸不断减小，对于设备产生的音频可能经受有害影响。从薄型消费电子设备产生低频音频内容(低音)成为现代音频工程中的最重要问题之一。

发明内容

可利用消费电子设备的壳体或外壳的大表面积以有助于机械致动面板声学系统。本公开的实施方案为其壳体或外壳被用作声学系统(电子控制声音产生系统)的一部分的电子设备。面板被划分为若干子面板。对于每个子面板，设备包括附接的一个或多个子面板致动器以使子面板振动。致动器及其附接的子面板将音频信号转换为声学输出。每个致动器和子面板组合可接收独立音频信号。设备包括数字信号处理器用于控制子面板驱动音频信号中的每一个。设备还可包括附接到面板(例如，面板的内表面)来为子面板提供边界条件的一个或多个背框。边界条件为每个子面板限定谐振频率。

在一个实施方案中，不同子面板被设计为具有不同谐振频率。对于每个子面板，驱动子面板的致动器的音频信号可被限制到子面板的谐振频率下的窄频带。子面板的声学输出的总和在宽频带上产生低频声。在一个实施方案中，子面板的谐振频率对应于音阶上的音符。对于每个子面板，数字信号处理器处理或控制正驱动子面板的音频信号使得子面板的声学输出是相干的并且因此可构造性地求和或组合。

在一个实施方案中，每个子面板具有密封的(空气的)后腔。在另一实施方案中，背框具有连通子面板的两个或更多个的后气腔的空气通道，使得那些子面板共享共用后气腔。在一个实施方案中，这样的子面板划分为左右对称，以及子面板(当由其音频信号激励时)可产生立体音频。在另一实施方案中，子面板划分为非对称并且可激励子面板中的两个或更多个来产生单声道音频。

本公开的另一实施方案为用于在设备上产生可听声的方法。通过对接收的音频信号进行滤波来生成若干子频带音频信号。该方法随后独立处理子频带音频信号使得子频带音频信号可被转换为相干并且因此可构造性地求和或组合的声学输出。作为设备上的面板的一部分的若干子面板随后分别由经处理的子频带音频信号驱动。面板可为设备的外部壳体的一部分。

在一个实施方案中，子频带音频信号具有窄频带，该窄频带围绕由子频带音频信号驱动的子面板的谐振频率。为了处理子频带音频信号，该方法针对子频带音频信号的每个频率分量，确定该频率下的子频带音频信号的幅值是否超过阈值。如果超过阈值，则在该频率下的子频带音频信号与子面板的谐振频率对准。在一个实施方案中，子面板的谐振频率对应于音阶上的音符。

以上概述不包括本公开的所有方面的详尽列表。可预期的是，本发明包括可由上文概述的各个方面以及在下文的具体实施方式中公开并且在随该专利申请提交的权利要求中特别指出的各种方面的所有合适的组合来实施的所有系统和方法。此类组合具有未在上述发明内容中具体阐述的特定优点。

附图说明