專利名稱：具有超聲波揚聲器系統(tǒng)的移動通信終端電路板的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體涉及移動通信終端，并且更具體地涉及一種具有超聲波揚聲器系統(tǒng)的移動通信終端電路板。
背景技術：
近來，隨著信息社會的急劇發(fā)展，需要開發(fā)除了簡單的語音傳輸功能以外還具有各種附加功能的組合型通信終端。
順應這種需求，已經(jīng)開發(fā)出一種移動通信終端(所謂的“攝像機電話”)。由于這種移動通信終端除了具有與常規(guī)移動通信終端相同的語音呼叫功能以外，還具有數(shù)碼攝像機功能，因此其可以將數(shù)碼攝像機拍攝的圖像無線地發(fā)送給另一終端，并且還可以在將移動通信終端連接到PC(個人計算機)的狀態(tài)下通過PC的顯示屏輸出圖像或者將圖像存儲到在PC內(nèi)設置的存儲裝置中。
另外，已經(jīng)開發(fā)出能夠接收天波廣播節(jié)目的移動通信終端、能夠連接因特網(wǎng)且下載因特網(wǎng)信息的移動通信終端以及能夠顯示運動圖像的移動通信終端。
因此，與多媒體時代相符合，已經(jīng)開發(fā)出能夠執(zhí)行包括語音發(fā)送/接收功能和圖像發(fā)送/接收功能的所有上述功能的下一代移動通信終端(IMT-2000)。
同時，在使用這種移動通信終端進行視頻通話的情況中，用戶應該與終端保持特定距離，以便于用戶發(fā)送用戶的圖像并且當他/她確認所接收的對方的圖像時通過電話進行說話。為此，應該將有線/無線耳機或聽筒連接到移動通信終端，或者應該在移動通信終端中設置免提電話功能。
但是，這種有線/無線耳機或聽筒的使用給用戶造成了不便。
此外，在使用免提電話功能的情況中，從揚聲器(其具有通過對振動板進行振動來產(chǎn)生聲音的結(jié)構(gòu))產(chǎn)生的聲音沿各個方向傳播，并且這造成終端周圍的噪音以及暴露了用戶的私生活。而且，由于在通過揚聲器輸出的聲音而產(chǎn)生的回聲被反射并輸入到終端的話筒，因此在技術上很難實現(xiàn)高性能的免提電話。

發(fā)明內(nèi)容
技術問題因此，鑒于上述問題已提出本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是提供一種具有超聲波揚聲器系統(tǒng)的移動通信終端電路板，所述超聲波揚聲器系統(tǒng)能夠在沒有任何單獨的額外裝置的情況下在天波廣播收看過程中或者在視頻通話過程中使用并且能夠消除回聲現(xiàn)象。
技術方案根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種移動通信終端電路板，該移動通信終端板包括基帶芯片，用于處理音頻數(shù)據(jù)；超聲波驅(qū)動芯片，用于對從所述基帶芯片輸出的信號進行接收并將其調(diào)制成超聲波段信號；和超聲波揚聲器，用于將從超聲波驅(qū)動芯片輸出的超聲波信號輸出到外部。
在本發(fā)明的另一方面中，提供了一種移動通信終端電路板，該移動通信終端板包括超聲波揚聲器，用于輸出調(diào)制成超聲波段的信號；和基帶芯片，該基帶芯片集成地設置有用于驅(qū)動所述超聲波揚聲器的超聲波驅(qū)動芯片，用于控制對所述移動通信終端的驅(qū)動。
在本發(fā)明中，在所述移動通信終端中使用了超聲波揚聲器系統(tǒng)，并且通過將輸出信號調(diào)制成超聲波段信號來在期望區(qū)域內(nèi)形成可聽聲場。因此，本發(fā)明可解決現(xiàn)有技術中所涉及的由于從揚聲器產(chǎn)生的聲音沿各個方向傳播所導致的終端周圍的噪音和用戶的私生活暴露的問題。


結(jié)合附圖，通過以下的詳細說明將更清晰地理解本發(fā)明的上述及其他目的、特征和優(yōu)點，其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的具有超聲波微型揚聲器的移動通信終端電路板的結(jié)構(gòu)；圖2是示出了圖1的超聲波驅(qū)動芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖，在該超聲波驅(qū)動芯片上連接有用于輸出超聲波驅(qū)動芯片的對應輸出信號的超聲波揚聲器；圖3是實現(xiàn)為模塊的超聲波揚聲器和超聲波驅(qū)動芯片的立體圖；圖4是示意性示出了圖3的超聲波驅(qū)動電路板的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖；圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的具有超聲波微型揚聲器和基帶芯片(其具有用于驅(qū)動揚聲器的驅(qū)動電路)的移動通信終端電路板的結(jié)構(gòu)的概念圖；圖6示出了集成到半導體芯片中的超聲波驅(qū)動芯片和超聲波揚聲器；圖7是示出了實現(xiàn)為壓電元件的圖1至5的超聲波揚聲器的結(jié)構(gòu)的概念圖；圖8示出了實現(xiàn)為薄膜型的圖1至5的超聲波揚聲器的結(jié)構(gòu)；和圖9示出了采用MEMS(微機電系統(tǒng)(Micro Electro MechanicalSystem))技術實現(xiàn)的圖1至5的超聲波揚聲器。
具體實施例方式
對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細說明。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的具有超聲波微型揚聲器的移動通信終端電路板的結(jié)構(gòu)。
參照圖1，移動通信終端電路板，即移動通信終端印刷電路板(PCB)100包括基帶芯片110，用于輸出信號；超聲波驅(qū)動芯片120，用于對從基帶芯片110輸出的信號進行接收并將其調(diào)制成超聲波段信號；超聲波揚聲器130，用于將從超聲波驅(qū)動芯片120輸出的超聲波信號輸出到外部；和電源單元140，用于向超聲波驅(qū)動芯片120供電。
在用戶通過用戶手中的移動通信終端打電話的情況中，如果在用戶面部區(qū)域的40至60cm范圍內(nèi)形成可聽聲場，則通過話筒進行講話是很自然的。因此，優(yōu)選地，將超聲波驅(qū)動芯片120設計成在大約40至60cm的距離內(nèi)提供大約60dB的音頻輸出。
在操作中，超聲波驅(qū)動芯片120將通過基帶芯片110輸出的信號調(diào)制成超聲波段信號，并且隨后通過超聲波揚聲器130輸出。利用空氣的非線性將從超聲波揚聲器輸出的超聲波段信號解調(diào)成具有直線性和方向性的原始可聽信號，從而僅用戶能夠聽到解調(diào)后的音頻信號。
在本發(fā)明中，由于輸出的超聲波段信號在由超聲波信號形成的可聽聲場以外是不可聽的，因此可以防止終端周圍的噪音或者能夠保護用戶的私生活不受侵犯。此外，由于不需要單獨的額外裝置并且信號不被反饋，因此可以實現(xiàn)無回聲的高性能免提電話。
以下對接收基帶芯片110的輸出信號并將其調(diào)制成超聲波段信號的超聲波驅(qū)動芯片120的內(nèi)部構(gòu)成功能塊和操作進行詳細說明。
圖2是示出了圖1的超聲波驅(qū)動芯片120的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖，在該超聲波驅(qū)動芯片120上連接有用于輸出超聲波驅(qū)動芯片的對應輸出信號的超聲波揚聲器130。
參照圖2，超聲波驅(qū)動芯片120包括預處理單元122，用于接收可聽信號(例如音樂、聲音等)，并執(zhí)行所接收信號的頻帶補償、失真補償?shù)?；載波生成單元124，用于生成超聲波段的載波；調(diào)制單元126，用于利用載波將預處理單元122的輸出信號調(diào)制成超聲波段信號；和超聲波放大單元128，用于放大調(diào)制單元126的輸出信號。
另外，超聲波揚聲器130輸出從超聲波驅(qū)動芯片120中的超聲波放大單元128輸出的超聲波信號。
在操作中，預處理單元122對從信號源輸入的諸如音樂、聲音等的可聽信號進行預處理。該預處理操作包括頻帶補償、失真補償?shù)?。之后，由調(diào)制單元126利用從載波生成單元124生成的超聲載波將預處理信號調(diào)制成超聲波段信號。超聲波放大單元128對該超聲波段信號進行放大，并且隨后通過超聲波揚聲器130將該信號發(fā)射到空中。
作為參考，優(yōu)選地將超聲波驅(qū)動芯片120設計成在大約40至60cm的距離內(nèi)提供大約60dB的音頻輸出。
圖3是實現(xiàn)為模塊的超聲波揚聲器和超聲波驅(qū)動芯片的立體圖。在該模塊中，可以將用于將輸入的可聽信號調(diào)制成超聲波段信號的超聲波驅(qū)動電路板140和用于將超聲波驅(qū)動電路板140的輸出信號輸出到外部的超聲波揚聲器150集成地實現(xiàn)。
另外，超聲波驅(qū)動電路板140設置有用于接收外部信號的輸入的信號輸入線a和信號接地線b以及用于接收驅(qū)動用電力的電源線c和電力接地線d。
作為參考，將超聲波驅(qū)動電路板140和超聲波揚聲器150集成地實現(xiàn)在其中的模塊具有與在常規(guī)移動通信終端內(nèi)使用的揚聲器類似的尺寸和厚度。
圖4示意性地示出了其上安裝有驅(qū)動芯片142的圖3的超聲波驅(qū)動電路板140的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
將其上安裝有超聲波驅(qū)動芯片142的超聲波驅(qū)動電路板140和超聲波揚聲器150集成地實現(xiàn)，隨后用在所提出的移動通信終端電路板100中。
由于實現(xiàn)為集成模塊的超聲波揚聲器系統(tǒng)具有與現(xiàn)有揚聲器類似的形狀、尺寸和用途，因此可以在不進行任何特別改動的情況下將其容易地用于現(xiàn)有的移動通信終端中。
圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的具有超聲波微型揚聲器和基帶芯片(其具有驅(qū)動揚聲器的驅(qū)動電路)的移動通信終端電路板的結(jié)構(gòu)的概念圖。如圖5中所示，將超聲波驅(qū)動芯片222以硬件塊的形式集成到基帶芯片220上以驅(qū)動超聲波揚聲器240。
與圖1的根據(jù)本發(fā)明第一實施例的移動通信終端電路板相比，圖5的移動通信終端電路板200以如下方式構(gòu)成將超聲波驅(qū)動芯片222集成到基帶芯片220上，作為驅(qū)動超小型超聲波揚聲器240的硬件塊。
通過如上所述地將超聲波驅(qū)動芯片222集成到基帶芯片220上，可在使超聲波揚聲器系統(tǒng)的功耗和制造成本得到降低的情況下將該超聲波揚聲器系統(tǒng)小型化。
圖6示出了集成到半導體芯片中的超聲波驅(qū)動芯片和超聲波揚聲器。參照圖6，將由MEMS技術實現(xiàn)的超聲波揚聲器164和超聲波驅(qū)動芯片162集成到一個半導體芯片160上，將該半導體芯片160稱為USOC(芯片上的超聲波揚聲器)。
通過采用上述半導體制造技術將超聲波驅(qū)動芯片162和超聲波揚聲器164集成到一個芯片上，可以在大大降低功耗的情況下更容易地使超聲波揚聲器系統(tǒng)小型化。
該超聲波揚聲器系統(tǒng)可用在圖1和5的所提出的移動通信終端電路板100和200內(nèi)。
下面，對采用各種技術實現(xiàn)的根據(jù)本發(fā)明的揚聲器的微型化(使得該揚聲器可用在移動通信終端中)進行說明。
圖7是示出了實現(xiàn)為壓電元件的圖1至5的超聲波揚聲器130或240的結(jié)構(gòu)的概念圖。在圖7中，設置多個超聲波換能器以構(gòu)成壓電元件。
圖8示出了實現(xiàn)為薄膜型的圖1至5的超聲波揚聲器130或240的結(jié)構(gòu)。在圖8中，超聲波揚聲器130或240是通過利用PVDF(聚偏氟乙烯)膜型壓電元件的超聲波換能器180而實現(xiàn)的。
根據(jù)上述超聲波揚聲器，可實現(xiàn)低功耗。
圖9示出了利用MEMS技術實現(xiàn)的圖1至5的超聲波揚聲器130或240。在圖9中，超聲波揚聲器是通過根據(jù)MEMS技術實現(xiàn)的超聲波換能器190而實現(xiàn)的。
在通過根據(jù)MEMS技術實現(xiàn)的超聲波換能器來實現(xiàn)超聲波揚聲器的情況中，可生產(chǎn)出高效且小型的超聲波揚聲器。
如上所述，在用戶利用設置有上述超聲波揚聲器系統(tǒng)的移動通信終端進行視頻通話的情況中，不需要準備單獨的裝置。而且，由于將音頻信號調(diào)制到超聲波段信號并將從揚聲器輸出的超聲波段信號集中在距用戶面部的40至60cm的距離內(nèi)，因此所輸出的超聲波段信號在由超聲波信號形成的可聽聲場以外是不可聽的，由此可防止終端周圍的噪音而且保護用戶的私生活。
此外，即使在用戶利用移動通信終端收聽天波廣播的情況中也可以采用本發(fā)明，并且在該情況中，可以防止終端周圍的噪音并且保護用戶的私生活。
在使用移動通信終端進行語音通話的情況中也可以采用本發(fā)明，并且在該情況中，可降低電磁波對人體產(chǎn)生的影響。
已經(jīng)報告在以將移動通信終端放到用戶頭部的方式打電話的情況中，從移動通信終端產(chǎn)生的電磁波會對用戶的大腦直接產(chǎn)生不好的作用。但是，由于電磁波的強度與距離成反比，因此即使用戶在距離移動通信終端僅幾十厘米的狀態(tài)下打電話，也能夠大大降低電磁波對用戶產(chǎn)生的影響。因此，由于本發(fā)明能夠使用戶以距離移動通信終端大約幾十厘米的方式打電話，因此能夠大大降低電磁波對用戶產(chǎn)生的影響。
在本發(fā)明的實施例中，盡管示例性說明了電源單元為移動通信終端電路板內(nèi)的超聲波驅(qū)動芯片供電，但本發(fā)明并不限于此，因為電源單元不僅可以給超聲波驅(qū)動芯片供電，還可以給基帶芯片等供電。
工業(yè)應用從以上可以看出，根據(jù)本發(fā)明，由于在移動通信終端內(nèi)使用了超聲波揚聲器系統(tǒng)并且通過將輸出信號調(diào)制成超聲波段信號而在期望區(qū)域內(nèi)形成可聽聲場，因此即使在用戶進行視頻通話或者收聽天波廣播時，也能夠防止終端周圍的噪音并且可以保護用戶的私生活。而且，由于輸出信號不被反饋，因此超聲波揚聲器系統(tǒng)消除了回聲現(xiàn)象。
此外，由于用戶能夠以距離移動通信終端特定距離的方式使用移動通信終端，因此能夠減少由移動通信終端產(chǎn)生的電磁波導致的疾病。
盡管通過結(jié)合當前認為最實際和優(yōu)選的實施例對本發(fā)明進行了說明，但是應該理解，本發(fā)明并不限于已公開的實施例和附圖，相反地，本發(fā)明將涵蓋落在所附權利要求的精神和范圍內(nèi)的各種改進和變型。
權利要求
1.一種移動通信終端電路板，該移動通信終端電路板包括基帶芯片，用于處理音頻數(shù)據(jù)；超聲波驅(qū)動芯片，用于對從所述基帶芯片輸出的信號進行接收并將其調(diào)制成超聲波段信號；和超聲波揚聲器，用于將從所述超聲波驅(qū)動芯片輸出的超聲波信號輸出到外部。
2.根據(jù)權利要求1所述的移動通信終端電路板，其中所述超聲波驅(qū)動芯片和所述超聲波揚聲器被實現(xiàn)并安裝為集成模塊。
3.根據(jù)權利要求1所述的移動通信終端電路板，其中所述超聲波揚聲器是由多個薄膜型超聲波換能器實現(xiàn)的。
4.根據(jù)權利要求1所述的移動通信終端電路板，其中所述超聲波揚聲器是利用聚偏氟乙稀膜型壓電元件的超聲波換能器。
5.根據(jù)權利要求1所述的移動通信終端電路板，其中所述超聲波揚聲器是通過微機電系統(tǒng)技術實現(xiàn)的。
6.根據(jù)權利要求5所述的移動通信終端電路板，其中所述超聲波揚聲器和所述超聲波驅(qū)動芯片被實現(xiàn)為一個半導體芯片。
7.根據(jù)權利要求1所述的移動通信終端電路板，其中所述超聲波驅(qū)動芯片包括預處理單元，用于接收從所述基帶芯片輸出的音頻數(shù)據(jù)并對所接收的音頻數(shù)據(jù)執(zhí)行頻帶補償和失真補償；載波生成單元，用于生成超聲波段的載波；調(diào)制單元，用于利用所述載波將所述預處理單元的輸出信號調(diào)制成超聲波段信號；和超聲波放大單元，用于放大所述調(diào)制單元的輸出信號。
8.一種移動通信終端電路板，該移動通信終端電路板包括超聲波揚聲器，用于輸出調(diào)制成超聲波段的信號；和用于處理音頻數(shù)據(jù)的基帶芯片，該基帶芯片集成地設置有用于驅(qū)動所述超聲波揚聲器的超聲波驅(qū)動芯片。
9.根據(jù)權利要求8所述的移動通信終端電路板，其中所述超聲波揚聲器是由多個薄膜型超聲波換能器實現(xiàn)的。
10.根據(jù)權利要求8所述的移動通信終端電路板，其中所述超聲波揚聲器是采用聚偏氟乙烯膜型壓電元件的超聲波換能器。
11.根據(jù)權利要求8所述的移動通信終端電路板，其中所述超聲波揚聲器是通過微機電系統(tǒng)技術實現(xiàn)的。
12.根據(jù)權利要求11所述的移動通信終端電路板，其中所述超聲波揚聲器和所述超聲波驅(qū)動芯片被實現(xiàn)為一個半導體芯片。
13.根據(jù)權利要求8所述的移動通信終端電路板，其中所述超聲波驅(qū)動芯片包括預處理單元，用于接收從所述基帶芯片輸出的音頻數(shù)據(jù)并對所接收的音頻數(shù)據(jù)執(zhí)行頻帶補償和失真補償；載波生成單元，用于生成超聲波段的載波；調(diào)制單元，用于利用所述載波將所述預處理單元的輸出信號調(diào)制成超聲波段信號；和超聲波放大單元，用于放大所述調(diào)制單元的輸出信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有超聲波揚聲器系統(tǒng)的移動通信終端電路板，該超聲波揚聲器系統(tǒng)能夠在沒有任何單獨的額外裝置的情況下在收看天波廣播過程中或者視頻通話過程中使用并且能夠消除回聲現(xiàn)象。該移動通信終端電路板包括基帶芯片，用于處理音頻數(shù)據(jù)；超聲波驅(qū)動芯片，用于對從基帶芯片輸出的信號進行接收并將其調(diào)制成超聲波段信號；和超聲波揚聲器，用于將從超聲波驅(qū)動芯片輸出的超聲波信號輸出到外部。
文檔編號H04B1/40GK1926773SQ200580006918
公開日2007年3月7日 申請日期2005年3月30日 優(yōu)先權日2004年4月2日
發(fā)明者羅景民 申請人:索麗托尼克斯株式會社