一种便携式电子设备 【技术领域】
本发明涉及声音处理技术领域， 特别是一种便携式电子设备。背景技术 现有的便携式设备正在不断的朝更小型化的方法发展， 如手机、 笔记本电脑、 PDA、 PAD 等各种便携式设备在功能变得越来越强大的同时， 体积都在不断变小。
而现有的带有扬声器的便携式电子设备而言， 由于体积不断变小， 因此留给扬声 器的空间也变得越来越小， 由于留给扬声器的空间有限， 因此对扬声器的设计有相当的限 制， 这些造成便携式电子设备虽然有扬声器， 但整体的声音效果并不好， 如低音效果不好， 高音产生破音等。
发明内容
本发明的目的是提供一种便携式电子设备， 提高便携式电子设备的整体音效。
为了实现上述目的， 本发明实施例提供了一种便携式电子设备， 包括 ：
壳体 ；
设置于所述壳体内部的主板 ；
一扬声器， 与所述主板电连接 ；
所述壳体内部形成有一容纳空间 ；
所述扬声器设置于所述容纳空间内， 所述容纳空间被所述扬声器分隔， 形成一前 声腔和一密封的后声腔， 所述前声腔和后声腔之间相互隔离， 且所述前声腔通过至少一个 出声孔与外界连通 ；
所述扬声器的体积与所述前声腔的体积的比值位于 2 到 5 之间， 和 / 或所述扬声 器的体积与所述后声腔的体积的比值位于 5/6 到 10/9 之间。
上述的便携式电子设备， 其中， 所述扬声器包括一震膜， 所述震膜的面积与所述至 少一个出声孔的总面积的比值位于 40 到 45 之间。
上述的便携式电子设备， 其中， 所述容纳空间内具有一形状与所述扬声器形状相 对应的扬声器固定部， 所述扬声器通过一缓冲垫固定到所述扬声器容纳部中， 分隔所述容 纳空间， 形成所述前声腔和后声腔。
上述的便携式电子设备， 其中， 所述缓冲垫的厚度在 0.4mm 到 1mm 之间。
上述的便携式电子设备， 其中， 所述便携式电子设备的壳体由底部壳体和顶部壳 体组成， 底部壳体和顶部壳体相互配合形成一内部空间， 所述容纳空间属于所述内部空间 的一部分。
上述的便携式电子设备， 其中， 所述便携式电子设备的壳体由底部壳体和顶部壳 体组成， 底部壳体和顶部壳体相互配合形成一内部空间， 所述内部空间中设置有主板和与 主板电连接的元件， 所述容纳空间为所述底部壳体、 顶部壳体、 主板和所述元件中的多个配 合形成的空间。上述的便携式电子设备， 其中， 配合形成所述容纳空间的部件之间的结合部位被密封。 上述的便携式电子设备， 其中， 所述便携式电子设备的壳体由底部壳体和顶部壳 体组成， 底部壳体和顶部壳体相互配合形成一内部空间， 所述内部空间中设置有主板和与 主板电连接的元件， 所述底部壳体、 顶部壳体、 主板和所述元件中的多个配合形成一容纳体 放置空间， 一用于设置所述扬声器的容纳体设置于所述容纳体放置空间内， 所述容纳空间 为所述容纳体限定的空间或所述容纳体与形成所述容纳体放置空间的部件配合形成的空 间。
上述的便携式电子设备， 其中， 所述至少一个出声孔形成于所述壳体上， 所述壳体 上形成的有所述出声孔的部分与所述扬声器的出声口相对。
上述的便携式电子设备， 其中， 所述至少一个出声孔位于所述容纳空间上， 所述壳 体上开设有与所述容纳空间上的出声孔相对的开口， 用于使所述扬声器发出的声音通过所 述出声孔和开口传导到所述壳体外部。
本发明实施例具有以下的有益效果 ：
本发明具体实施例中， 由于所述扬声器的体积与所述前声腔的体积的比值位于 2 到 5 之间， 和 / 或所述扬声器的体积与所述后声腔的体积的比值位于 5/6 到 10/9 之间， 相 对于体积比值在该范围之外的设计而言， 固有频率在 6kHz-8kHz 的频率数量大大增加， 提 高声音效果。
而进一步通过控制， 使得震膜的面积与所述至少一个出声孔的总面积的比值位于 40 到 45 之间， 以及缓冲垫的厚度在 0.4mm 到 1mm 之间， 进一步提高声音效果。
附图说明
图 1 为本发明实施例的便携式电子设备的结构示意图 ； 图 2 为本发明实施例的形成容纳空间的一种情况的示意图 ； 图 3 为本发明实施例的形成容纳空间的另一种情况的示意图 ； 图 4 为本发明实施例的形成容纳空间的再一种情况的示意图 ； 图 5 为本发明实施例的实际的容纳空间形成于底部壳体时的示意图 ； 图 6 为图 5 所示的容纳空间与扬声器结合后的示意图 ； 图 7 为图 5 所示的容纳空间与扬声器以及顶部壳体的装配示意图。具体实施方式
本发明实施例的便携式电子设备中， 将一扬声器设置于一位于壳体内部的容纳空 间内， 所述容纳空间被所述扬声器分隔形成一前声腔和一密封的后声腔， 通过设计扬声器 的体积与前声腔体积的比值， 和 / 或所述扬声器的体积与所述后声腔的体积的比值， 来提 高扬声器的声音效果。
本发明实施例的便携式电子设备， 如图 1 所示， 包括 ：
壳体 ( 图中未示出 ) ；
设置于所述壳体内部的主板 ( 图中未示出 ) ；
一扬声器 11， 与所述主板电连接 ；所述壳体内部形成有一容纳空间 12 ；
所述扬声器 11 设置于所述容纳空间 12 内， 所述容纳空间 12 被所述扬声器分隔， 形成一前声腔 121( 图 1 中被菱形填充的部分 ) 和一密封的后声腔 122( 图 1 中被竖线条填 充的部分 )， 所述前声腔 121 和后声腔 122 之间相互隔离， 且所述前声腔 121 通过至少一个 出声孔 ( 图中未示出 ) 与外界连通 ；
所述扬声器 11 的体积与所述前声腔 121 的体积的比值位于 2 到 5 之间， 和 / 或所 述扬声器 11 的体积与所述后声腔 122 的体积的比值位于 5/6 到 10/9 之间。
当然， 应当理解是， 上述的容纳空间是以圆形为例进行的说明， 但本发明的具体实 施例中并不限定该容纳空间的形状， 其可以根据设计需求进行调整。
该所述前声腔 121 通过至少一个出声孔 ( 图中未示出 ) 与外界连通， 而所有的扬 声器中都有一振膜， 在本发明的具体实施例中， 所述振膜的面积与所述至少一个出声孔的 总面积的比值位于 40 到 45 之间。
在本发明的具体实施例中， 该容纳空间可以通过多种方式来形成， 分别说明如下。
< 方式一 >
便携式电子设备的壳体通常由两部分组成， 底部壳体和顶部壳体， 该底部壳体和 顶部壳体相互配合形成一内部空间， 该容纳空间属于该内部空间的一部分， 容纳空间与内 部空间除容纳空间之外的部分相互隔离 ； 所述容纳空间的至少一个面 ( 或者部分 ) 为所述 壳体的一部分， 即所述容纳空间的至少一个面 ( 或者部分 ) 由所述壳体来充当。
因此， 在方式一中， 该容纳空间为由一扬声器容纳部和所述底部壳体和顶部壳体 配合形成， 该扬声器容纳部两端开口， 所述容纳部的两个开口分别与所述底部壳体和顶部 壳体配合， 所述容纳部、 所述底部壳体和顶部壳体三者包围形成所述容纳空间。
下面详细说明如下。
如图 2 所示， 该扬声器容纳部 15 以一体成型的方式形成于所述底部壳体和顶部壳 体中的一个壳体 21 的内表面， 封闭该扬声器容纳部的其中一个开口 13， 而当所述底部壳体 和顶部壳体扣合时， 所述底部壳体和顶部壳体中的另一个壳体 22 就会封闭扬声器容纳部 的另外一个出口 14， 此时， 扬声器容纳部 15 的两个开口都被封闭。
当扬声器 11 设置于所述扬声器容纳部内， 此时， 扬声器就会将扬声器容纳部分为 相互隔离的两个部分， 而内表面正对扬声器的出声口的壳体 21 上设置有所述至少一个出 声孔。
< 方式二 >
便携式电子设备的壳体通常由两部分组成， 底部壳体和顶部壳体， 该底部壳体和 顶部壳体相互配合形成一内部空间， 该容纳空间位于该内部空间的中， 与内部空间相互隔 离；
在方式一中， 为该扬声器设置了单独的空间， 而为了更好的节省空间， 在方式二 中， 所述便携式电子设备的壳体由底部壳体和顶部壳体组成， 底部壳体和顶部壳体相互配 合形成一内部空间， 所述内部空间中设置有主板和与主板电连接的元件， 所述容纳空间为 所述底部壳体、 顶部壳体、 主板和所述元件中的多个配合形成的空间。
由于在该内部空间中至少包括主板和各种与主板相连接的元件 ( 如对于笔记本 电脑而言， 这些元件包括处理器、 声卡、 显卡、 内存、 电池等 )， 一般而言， 这些元件、 主板以及壳体之间相互配合一般都具有一定的空间， 如图 3 所示， 部件 31、 32、 33、 34 与 35 相互配合 可形成一向上开口的空间， 此时可以将该扬声器 11 设置于空间内， 扬声器的出声口朝向上 方
然后在顶部壳体盖上时， 该顶部壳体覆盖该向上的开口， 扬声器的出声口朝向该 顶部壳体的内表面， 此时在顶部壳体上设置出声孔即可。
当然， 应当了解的是， 上述的部件之间的配合可能有空隙， 为了保证后音腔的密闭 性以及声音尽可能从出声孔出去， 则可以对上述部件的结合部进行密封处理， 如涂抹一胶 层。
上述的 31、 32、 33 和 34 可以是各种部件， 如主板、 CPU、 显卡、 电池等。只要其能够 形成一空间即可。
< 方式三 >
在方式二中， 如图 3 所示， 将部件 31、 32、 33、 34 与 35 相互配合形成的空间作为所 述容纳空间， 将该扬声器设置于空间内， 但为了保证后音腔的密闭性以及声音尽可能从出 声孔出去， 需要对上述部件的结合部进行密封处理， 如涂抹一胶层。
而在方式三中， 所述便携式电子设备的壳体由底部壳体和顶部壳体组成， 底部壳 体和顶部壳体相互配合形成一内部空间， 所述内部空间中设置有主板和与主板电连接的元 件， 所述底部壳体、 顶部壳体、 主板和所述元件中的多个配合形成一容纳体放置空间， 一用 于设置所述扬声器的容纳体设置于所述容纳体放置空间内， 所述容纳空间为所述容纳体限 定的空间或所述容纳体与形成所述容纳体放置空间的部件配合形成的空间。 如图 4 所示， 一容纳体 ( 图中圆柱 ) 放置于部件 31、 32、 33、 34 和 35 相互配合形成 的空间中， 该容纳体可以是一端开口的容器， 也可以是两端均开口的容器， 当容纳体一端开 口时， 该开口与底部壳体和顶部壳体中的一个配合， 覆盖该开口， 覆盖开口的壳体对应于该 被覆盖的开口的部分开设所述至少一个出声孔。
而当容纳体两端开口时， 两个开口中的一个被底部壳体和顶部壳体中的一个所覆 盖， 覆盖开口的壳体对应于该被覆盖的开口的部分开设所述至少一个出声孔。另一个开口 可以被部件 31、 32、 33、 34 和 35 中的任意一个覆盖即可。
当然， 应当理解的是， 扬声器与容纳空间配合， 可以是通过形状配合的方式来保证 将容纳空间分隔成相互隔离的两部分， 但是为了保证二者之间的隔离度， 在本发明的具体 实施例中， 所述容纳空间内具有一形状与所述扬声器形状相对应的扬声器固定部， 所述扬 声器通过一缓冲垫固定到所述扬声器容纳部中， 分隔所述容纳空间， 形成所述前声腔和后 声腔。
其中， 所述缓冲垫的厚度在 0.4mm 到 1mm 之间。
在本发明的具体实施例中， 所述至少一个出声孔形成于所述壳体上， 所述壳体上 形成有所述出声孔的部分与所述扬声器的出声口相对。
所述至少一个出声孔也可以位于所述容纳空间上， 所述壳体上开设有与所述容纳 空间上的出声孔相对的开口， 用于使所述扬声器发出的声音通过所述出声孔和开口传导到 所述壳体外部。
出声孔设置于形成该容纳空间的部件上时， 对应的壳体上开设有一个出口， 该容 纳空间开设有出声孔的部位朝向该开口。在覆盖容纳空间的壳体上设置的开孔时， 该容纳
空间一端开口， 该壳体上设置的开孔的部位与该开口对应。
下面结合具体的结构对本发明实施例的电子设备进行进一步详细说明。
如图 5 所示， 为一种容纳空间的形成示意图， 如图 5 所示， 其中 51 为电子设备的壳 体的第一部分 51， 而容纳空间 53 以一体成型的方式形成于所述第一部分 51 上， 其中容纳空 间内部设置有一扬声器固定部 53。
结合图 5 和图 6 所示， 当扬声器 52 放置到扬声器固定部 53 时， 将容纳空间 53 分 为相互隔离的两个部分。
如图 7 所示， 为扬声器的装配示意图， 当扬声器 52 放置到扬声器固定部 53 后， 将 容纳空间 53 分为相互隔离的两个部分， 然后将电子设备的壳体的第一部分 51 和第二部分 55 结合形成内部空间， 同时， 该容纳空间 53 分离出来的上方部分被壳体的第二部分 52 所覆 盖， 形成后音腔， 而前一部分形成前音腔。
下面对本发明实施例的效果进行说明。
对于各种具有扬声器的便携式电子设备而言， 一般希望频响曲线的高频点在 6000Hz ～ 8000Hz 之间。因此， 如何使得前声腔频率范围能够控制在 6K ～ 8K 范围内， 从而 达到最佳的声音效果， 是一款便携式电子设备的扬声器设计成功与否的重要标志。 按照本发明实施例的设计实现的电子设备， 前声腔中固有频率在 6kHz-8kHz 的范 围的频率数量迅速增多， 大大提高了声音效果。
在本发明具体实施例中， 分别以如下 4 组条件进行仿真分析。应当理解的是， 下述 的 4 组仿真条件下， 每一组仿真所对应的其他参数均相同， 如筋位高度、 厚度， 喇叭固定高 度， 密封材料的性能等。
而在所有参数确定的情况下， 建立有限元分析模型， 然后进行模态分析属于本领 域技术人员进行模拟设计的常用技术手段， 因此在这里不对具体如何进行仿真进行详细描 述， 而仅对仿真结果进行说明。
第一组仿真条件
在第一组仿真条件下， 固定扬声器体积与后声腔体积的比值为 10 ∶ 10， 缓冲垫厚 度为 0.7mm， 振膜面积与出声孔总面积的比值为 40 ∶ 1， 而扬声器体积与前声腔体积比值为 分别为 7 ∶ 1、 5 ∶ 1、 3.5 ∶ 1、 2 ∶ 1 以及 1 ∶ 1， 在上述数值确定后， 建立每种情况下的模 型上述条件下的有限元分析模型， 然后进行模态分析， 并获取固有频率在 6kHz-8kHz 的频 率数量， 结果如下所示。
可以发现， 其他情况相同的情况下， 所述扬声器的体积与所述前声腔的体积的比 值位于 2 到 5 之间时， 固有频率在 6kHz-8kHz 的频率数量远大于扬声器的体积与所述前声 腔的体积的比值不在 2-5 之间时的频率数量。
第二组仿真条件
在第二组仿真条件下， 固定扬声器体积与前声腔体积的比值为 2， 缓冲垫厚度为 0.7mm， 振膜面积与出声孔总面积的比值为 40 ∶ 1， 而扬声器体积与后声腔体积比值为分别 为 10 ∶ 7、 10 ∶ 9、 10 ∶ 10、 10 ∶ 12 以及 10 ∶ 15， 在上述数值确定后， 建立每种情况下的 模型上述条件下的有限元分析模型， 然后进行模态分析， 并获取固有频率在 6kHz-8kHz 的 频率数量， 结果如下所示。
可以发现， 其他情况相同的情况下， 所述扬声器的体积与所述后声腔的体积的比 值位于 5/6 到 10/9 之间时， 固有频率在 6kHz-8kHz 的频率数量远大于扬声器的体积与所述 前声腔的体积的比值不在 5/6 到 10/9 之间的频率数量。
第三组仿真条件
在第三组仿真条件下， 固定扬声器体积与前声腔体积的比值为 2， 扬声器体积与 后声腔体积比值为 1， 缓冲垫厚度为 0.7mm， 振膜面积与出声孔总面积的比值为 30 ∶ 1、 40 ∶ 1、 43 ∶ 1、 45 ∶ 1、 60 ∶ 1， 在上述数值确定后， 建立每种情况下的模型上述条件下的 有限元分析模型， 然后进行模态分析， 并获取固有频率在 6kHz-8kHz 的频率数量， 结果如下 所示。
可以发现， 其他情况相同的情况下， 所述振膜面积与出声孔总面积的比值位于 40 到 45 之间时， 固有频率在 6kHz-8kHz 的频率数量远大于振膜面积与出声孔总面积的比值不 在 40 到 45 之间的频率数量。
第四组仿真条件
在第四组仿真条件下， 固定扬声器体积与前声腔体积的比值为 2， 扬声器体积与 后声腔体积比值为 1， 振膜面积与出声孔总面积的比值为 40， 而缓冲垫厚度分别为 0.2mm、 0.4mm、 0.7mm、 1.0mm、 1.5mm， 在上述数值确定后， 建立每种情况下的模型上述条件下的有限 元分析模型， 然后进行模态分析， 并获取固有频率在 6kHz-8kHz 的频率数量， 结果如下所 示。
可以发现， 其他情况相同的情况下， 所述缓冲垫厚度分别为 0.4mm-1.0mm 之间时， 固有频率在 6kHz-8kHz 的频率数量远大于缓冲垫厚度为不在 0.4mm-1.0mm 之间时的频率数 量。
下面对另外两种不按照本发明实施例所提供的方案所设计的方案的仿真结果进 行说明。
扬声器体积与前声腔体积的比值为 7， 扬声器体积与后声腔体积比值为 10 ∶ 7， 振 膜面积与出声孔总面积的比值为 30， 缓冲垫厚度分别 0.2mm 时， 固有频率在 6kHz-8kHz 的频 率数量仅有 7 个， 远少于采用本发明实施例所提供的方案时固有频率在 6kHz-8kHz 的频率 数量 ( 最少为 18 个 )。
扬声器体积与前声腔体积的比值为 1， 扬声器体积与后声腔体积比值为 10 ∶ 15， 振膜面积与出声孔总面积的比值为 60， 缓冲垫厚度分别 1.5mm 时， 固有频率在 6kHz-8kHz 的 频率数量也仅有 9 个， 远少于采用本发明实施例所提供的方案时固有频率在 6kHz-8kHz 的 频率数量 ( 最少为 18 个 )。
从以上两个对比可以发现， 本发明实施例的方案能够取得意想不到的技术效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式， 应当指出， 对于本技术领域的普通技术人 员来说， 在不脱离本发明原理的前提下， 还可以作出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。